TW202118947A - 具有軸向螺紋遊隙之螺釘 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種螺釘，其包含：一柄，其具有一尖端、定位成與該尖端相對之一後端及延伸穿過該尖端及該後端之一縱向軸線；及一螺紋螺旋線，其配置於該柄上，其中該螺紋螺旋線具有用於嚙合至一內螺紋凹槽中之一螺紋脊。根據本發明，該螺紋螺旋線相對於該柄具有軸向向尖端遊隙，其中該向尖端遊隙隨著該螺紋螺旋線距該尖端之軸向距離增大而增大。

Description

具有軸向螺紋遊隙之螺釘

本發明係關於一種如請求項1之前言的螺釘。此類型之螺釘包含：柄，其具有尖端、定位成與尖端相對之後端及延伸穿過尖端及後端之縱向軸線；及螺紋螺旋線，其配置於柄上，其中螺紋螺旋線具有用於嚙合至內螺紋凹槽中之螺紋脊。

US2010247267 A1揭示混凝土螺釘，亦即，可以自攻方式旋擰至混凝土基體中之鑽孔中的螺釘。US2010247267 A1之螺釘為整體的。

US2018283435 A1揭示一種混凝土螺釘，其具有與柄分離的螺紋螺旋線。螺紋螺旋線位於設置於柄內之螺旋形螺紋螺旋線收納凹槽中。凹槽具有傾斜的面向後方之楔形側面。凹槽亦具有傾斜的面向前方之側面，但相比於面向後方之側面，面向前方之側面相對較陡。

歐洲專利申請案第19172762.7號亦係關於一種具有單獨螺紋螺旋線之混凝土螺釘。在此情況下，提議對螺紋螺旋線設置狹槽，該等狹槽預期促進徑向膨脹。

LI, Y., PATIL, S., WINKLER, B., & NEUMAIER, T.(2013), 「對混凝土之螺釘錨之數值分析（Numerical analysis of screw anchor for concrete）」,在會刊FraMCoS-8, 第八屆混凝土與混凝土結構斷裂力學國際會議（VIII International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures）中提及，組合之混凝土拉破及剪切破壞可為混凝土螺釘之典型破壞模式。混凝土拉破沿著柄起始，且系統之其餘部分之剪切破壞接著在混凝土拉破區域與螺釘尖端之間發生。

本發明之一目標為提供一種螺釘，特別是混凝土螺釘，其在易於製造的同時具有特別高的效能及/或具有特別好的可靠性及/或變通性。

此目標藉由如請求項1之混凝土螺釘來達成。附屬請求項係指本發明之較佳實施例。

根據本發明之螺釘之特徵在於，螺紋螺旋線相對於柄具有軸向向尖端（tipward）遊隙，其中向尖端遊隙隨著螺紋螺旋線距尖端之軸向距離增大而增大，尤其使得當柄在螺紋螺旋線內受到向後負載時，由柄對螺紋螺旋線之更向後定位之區段進行的軸向嚙合被延遲。

結合本發明，已發現，在螺紋脊剛性地連接至柄之習知混凝土螺釘的情況下，當軸向向後，亦即在拉出方向上負載螺釘之柄時，鑽孔中處於相對較高位置，亦即在鑽孔之口部附近的基體區域可能往往變得受到相對較高負載，而鑽孔內處於較深位置處之區域以較低層級負載。此不均勻負載行為可能與螺釘柄鋼（具有約210 GPa之較高楊氏模量）與混凝土（具有約30至40 GPa之較低楊氏模量）之間的硬度差有關。然而，歸因於不均勻負載行為，鑽孔之上部區域處的局部混凝土容量可能已在相對較低之螺釘負載處達到，從而可能導致預損傷（pre-damaging）。特定言之，此可能導致過早的混凝土錐體破壞，其中混凝土錐體起始於鑽孔中相對較高的位置，與柄尖端相距相當大的距離，且隨後靠近尖端之其餘螺釘嚙合被破壞，且其隨後曝露於滿載（full load）（例如，藉由將螺紋之間的混凝土控制台剪切掉）。在此情況下，連接未充分利用尖端附近可用的混凝土容量。

現提議提供螺釘螺紋脊，其預期以旋擰方式嚙合與螺釘柄分離之螺紋螺旋線上之鑽孔壁。此單獨螺紋螺旋線以使得螺紋螺旋線（且因此亦螺紋脊）相對於柄朝向尖端具有軸向遊隙之方式配置於柄上。因此，提供了空間，使得此等元件可相對於柄朝向尖端基本上自由地移動一定的軸向距離。此軸向遊隙朝向柄之後端增大。

因此，在一方面之螺紋脊與另一方面之柄之間提供指向尖端之軸向遊隙。歸因於此向前軸向遊隙，帶有螺紋脊之螺紋螺旋線必須在其軸向抵靠柄之前首先行進一定軸向距離以克服軸向遊隙。軸向遊隙隨著距尖端之距離增大且距柄之後端之距離減小而增大。因此，當柄在向後方向上受到軸向負載時，由柄對螺紋螺旋線（包括螺紋脊）進行之軸向嚙合首先且最初接近尖端而發生，而螺紋螺旋線之更接近柄之後端（亦即，更接近柄之負載端）的區段在初始負載期間未由柄軸向嚙合。因此，在螺釘之初始軸向負載期間，僅在螺紋螺旋線之接近螺釘尖端之彼等區段處轉移螺釘與周圍基體之間的負載。由於最初未在螺紋螺旋線之上部區段中轉移大量負載，因此可避免上部混凝土區域之預損傷。

當拉伸向後負載增加時，歸因於螺釘周圍之混凝土之硬度相比於柄相對較低，該混凝土會變形。因此，螺紋螺旋線之更向後區域逐漸與柄軸向嚙合，使得螺紋螺旋線之更向後定位之區域，亦即，更接近後端之區域，變得受到軸向負載。因此，負載轉移在柄之尖端附近開始，且朝向柄之後端逐漸延伸至螺紋螺旋線之較大區域。因此，相對於柄將向後增大之向前軸向遊隙提供至螺紋螺旋線可至少部分地減小柄與周圍混凝土基體之間的硬度差。

因此，可達成在嵌入過程中提供特別均勻的非局部負載轉移之混凝土螺釘。特定言之，混凝土預損傷可被抵消，及/或混凝土錐體破壞之起點可更深地移至鑽孔中，從而產生特別好的效能。

尖端為柄之一端，該端預期在安裝螺釘時首先插入至基體中之孔中，亦即，尖端為預期前端。較佳地，尖端為鈍的尖端。後端及尖端分別為柄之相對端。具有螺絲起子之頭可附接至後端。然而，螺釘亦可具有位於柄內之內螺絲起子。

貫穿本文，無論在何處使用術語「軸向」、「縱向」、「徑向」或「周向」，此應尤其相對於柄之縱向軸線而言。特定言之，螺紋螺旋線及/或螺紋脊之螺紋軸線可配置成與柄之縱向軸線同軸。螺紋螺旋線、螺紋脊及/或（若存在）螺紋螺旋線收納凹槽較佳地捲繞縱向軸線。柄可至少在尤其至少遠離尖端之區域中為大體圓柱形的，其中圓柱軸線為柄之縱向軸線。在數學意義上，螺紋螺旋線不必嚴格地為螺旋形的。柄配置於螺紋螺旋線內。螺紋螺旋線環繞柄且捲繞柄。

在使用術語“向後”之情況下，此尤其應指自尖端指向後端，特別是平行於柄之縱向軸線的方向。

特定言之，螺紋螺旋線與柄分離，亦即，螺紋螺旋線及柄為兩個不同的非整體物品。螺紋螺旋線捲繞柄之縱向軸線，亦即，其完全或重複地圍繞縱向軸線轉動。

螺紋脊緊密地固定至螺紋螺旋線之其餘部分。特定言之，螺紋脊及螺紋螺旋線之其餘部分（該其餘部分可例如為螺紋螺旋線之背部）可為整體的。螺紋螺旋線可具備膨脹狹槽，其切斷螺紋脊且界定由螺紋螺旋線之背部固持在一起的鄰近膨脹指狀物。特定言之，膨脹狹槽可起始於螺紋螺旋線之向前邊緣且軸向延伸至螺紋螺旋線中。此可促成螺紋螺旋線之徑向膨脹。然而，螺紋脊亦可為連續的。

螺紋脊在螺釘上形成突起。螺紋脊設置成嚙合至內螺紋凹槽中，該內螺紋凹槽尤其配置於鑽孔壁中。如上文已暗示，螺紋脊可為連續的或不連續的，例如在膨脹狹槽切斷螺紋脊之情況下。若螺紋脊為不連續的，則其可包含複數個分離的突起，例如肋，其皆配置成嚙合至單一共同內螺紋凹槽中。

螺紋螺旋線相對於柄具有軸向向尖端遊隙尤其意指柄能夠軸向向後嚙合螺紋螺旋線，但僅在螺紋螺旋線已相對於柄向前移動一定距離之後才可進行此操作。存在游隙可意指存在不受阻礙運動之預定長度，但此長度為有限的。

特定言之，螺紋螺旋線配置於柄上以便將向後導向之拉伸負載自柄轉移至螺紋螺旋線中。因此，可將拉伸負載自柄轉移至基體中，螺紋脊被旋擰至該基體中。較佳地，螺紋螺旋線附接至柄，例如以防止螺紋螺旋線鬆動。

螺紋螺旋線可具有整體地或非整體地附接至其上之額外元件，例如用於將螺紋螺旋線之一端固定至柄之尖端的螺紋螺旋線延伸部。

尤其較佳的是，柄具有用於軸向嚙合螺紋螺旋線之面向後方之側面。此面向後方之側面針對螺紋螺旋線形成鄰接。可在面向後方之側面處實現向後導向之拉伸負載自柄至螺紋螺旋線中之轉移。此可提供特別易於製造且同時具有高效能之機構。特定言之，面向後方之側面可捲繞柄之縱向軸線及/或可為螺旋形的。面向後方之側面較佳地為連續的。然而，其亦可能具有中斷。特定言之，面向後方之側面面向柄之後端。

較佳地，由螺紋螺旋線及面向後方之側面側接的間隙設置於螺紋螺旋線與面向後方之側面之間，其中隨著鄰近螺紋螺旋線距尖端之軸向距離增大，該間隙變寬，特別是軸向變寬。此間隙可較佳地以特別易於製造且高效能的方式界定軸向遊隙。

面向後方之側面可大體上垂直於縱向軸線而配置以用於緊密嚙合螺紋螺旋線。然而，根據一較佳實施例，面向後方之側面為楔形側面，其用於在柄受到向後負載時徑向負載螺紋螺旋線。特定言之，楔形側面可與縱向軸線成銳側面角，該側面角朝向尖端開放。因此，螺紋螺旋線將被迫遠離柄之縱向軸線而徑向向外，其中螺紋螺旋線抵靠面向後方之側面被軸向推動。此可提供特別高的效能，特別是在動態負載情形下及/或在開裂混凝土中。歸因於軸向遊隙，當柄受到軸向向後負載時，螺紋螺旋線之接近柄之尖端的區段將首先受到徑向負載，而更接近柄之後端的區段可保持徑向未負載。僅當柄之軸向負載增加時，更接近柄之後端的區段亦會變得受到徑向負載。由於楔形側面捲繞柄，且由於楔形側面與縱向軸線成銳側面角，因此楔形側面亦可被視為錐面。

有利地，捲繞柄之縱向軸線的螺紋螺旋線收納凹槽設置於柄中，螺紋螺旋線配置於螺紋螺旋線收納凹槽中，且面向後方之側面對螺紋螺旋線收納凹槽定界。此可提供特別穩固且又易於製造之螺釘。螺紋螺旋線收納凹槽可為大體螺旋形的。螺紋脊可在螺紋螺旋線收納凹槽上方徑向突出。

尤其較佳的是，在螺紋螺旋線收納凹槽容納螺紋螺旋線之情況下，螺紋螺旋線收納凹槽之寬度隨著螺紋螺旋線收納凹槽距尖端之軸向距離增大而增大，亦即，隨著螺紋螺旋線收納凹槽接近柄之後端而增大。提供具有可變寬度之螺紋螺旋線收納凹槽可為向螺紋螺旋線提供可變遊隙之特別易於製造且又可靠的方式，例如，此係因為在軋製或切割過程中可相對容易地控制螺紋螺旋線收納凹槽之寬度。螺紋螺旋線收納凹槽之寬度至少在螺紋螺旋線收納凹槽容納螺紋螺旋線之情況下增大。更靠近後方，螺紋螺旋線收納凹槽之寬度同樣可減小，例如以提供端錐（end taper），此在製造及/或避免凸出邊緣方面可為有利的。特定言之，螺紋螺旋線收納凹槽之寬度可平行於柄之縱向軸線而量測。

尤其較佳的是，在螺紋螺旋線收納凹槽容納螺紋螺旋線之情況下，螺紋螺旋線收納凹槽之寬度隨著螺紋螺旋線收納凹槽距尖端之軸向距離增大而增大至少5%及/或最大20%。此提供了可靠功能，同時易於製造。

根據本發明之另一較佳實施例，柄在螺紋螺旋線收納凹槽處具有面向尖端之側面，其中螺紋螺旋線抵靠面向尖端之側面。因此，面向尖端之側面可在擰入螺釘期間將螺紋螺旋線保持於適當位置，且可以特別易於製造且可靠的方式進行此操作。較佳地，面向尖端之側面（其面向尖端）可相對於柄的縱向軸線以高側面角度配置，更佳地以約90°之角度配置。特定言之，面向尖端之側面面朝面向後方之側面，且兩個側面對螺紋螺旋線收納凹槽定界。特定言之，面向尖端之側面可捲繞柄之縱向軸線及/或為螺旋形的。

面向尖端之側面有利地具有恆定螺距（亦即，鄰近螺紋之間的軸向距離），此可提供特別實用的設計。

根據本發明之另一有利實施例，螺紋螺旋線具有恆定帶寬度，亦即，在軸向方向上之恆定寬度。此可進一步減少製造工作且提供特別高效的設計。

螺紋脊可適宜地具有恆定螺距（亦即，螺紋之間的軸向距離）。此可例如藉由防止過早消耗軸向遊隙來進一步改善功能。

較佳地，隨著螺紋螺旋線距尖端之軸向距離增大，向尖端遊隙連續增大。若由間隙提供軸向遊隙，則隨著間隙距尖端之軸向距離增大，間隙可連續變寬，特別是在軸向方向上。因此，軸向遊隙或間隙分別不具有離散步長（step）。鑒於均勻力傳遞及因此效能，此可例如為有利的。

螺紋螺旋線可僅相對於柄在螺紋螺旋線之一部分旁邊具有軸向向尖端遊隙。因此，螺紋螺旋線之接近尖端的區段可自一開始就與面向後方之側面接觸，以使得一旦柄受到向後負載，該螺紋螺旋線便受到負載。替代地，螺紋螺旋線可相對於柄在整個螺紋螺旋線旁邊具有軸向向尖端遊隙，此將導致完全沿著螺紋螺旋線之初始軸向鬆弛。

螺紋螺旋線可較佳地具有螺旋形背部，其中螺紋脊自背部徑向地突出，且其中背部自螺紋脊朝向柄之後端軸向地突出。此背部可增加設計自由度，且可例如允許在螺紋螺旋線內提供上述膨脹狹槽。

除非另外提及，否則此處將螺釘描述為處於未負載狀態及/或預安裝狀態，亦即處於螺釘被擰入對應鑽孔之前的狀態，該狀態尤其可為螺釘始終被周圍空氣包圍之狀態。因此，除非另外提及，否則螺紋脊無任何配合螺紋嚙合及/或螺釘不受外部負載。

如上文已提及，軸向向尖端遊隙可補償由於螺釘柄材料與周圍基體之間的剛度差而產生的影響。因此，螺釘較佳地為混凝土自攻螺釘，亦即，螺釘，特別是其螺紋脊，能夠至少部分地在混凝土基體中切割內配合螺紋。柄較佳地為鋼柄。因此，其由鋼組成，該柄亦可被塗佈。較佳地，柄為整體的。

較佳地，螺紋脊由金屬組成，更佳地由鋼組成，該螺紋脊亦可被塗佈。更佳地，螺紋螺旋線由金屬組成，特別是由鋼組成，該螺紋螺旋線亦可被塗佈。

圖式示出了螺釘之實施例。螺釘包含柄10，該柄在其前端處具有尖端11且在該柄之相對的另一端處具有後端18。尖端11為柄10之一端，其預期首先插入鑽孔中。柄10之縱向軸線99延伸穿過尖端11及後端18。

螺釘進一步包含起子19，其用於將扭矩傳遞至柄10以使柄10圍繞柄10之縱向軸線99旋轉以供安裝螺釘。在本實施例中，起子19為連接至後端18之六角起子頭。然而，此僅為實例，且可使用任何類型之起子，諸如一字起子、十字起子、自攻牙（lobular）起子、內多角起子、外多角起子或特殊起子。

螺釘另外包含螺紋螺旋線20，其中螺紋螺旋線20及柄10為分離元件。螺紋螺旋線20及柄10兩者可由金屬組成，較佳地由鋼組成。

柄10具備螺紋螺旋線收納凹槽12，其捲繞柄10且捲繞柄10之縱向軸線99。螺紋螺旋線20定位於此螺紋螺旋線收納凹槽12中。

螺紋螺旋線20為帶，其中平行於柄10之縱向軸線99而量測的帶之帶寬度w_h 較佳地大於垂直於柄10之縱向軸線99而量測的帶之帶高度。螺紋螺旋線20可具有與其連接之未示出額外元件，例如用於避免尖銳端之傾斜端元件，或用於將螺紋螺旋線20定位或固定於柄10上之元件。此等額外元件可為螺旋形的或非螺旋形的，及/或與螺紋螺旋線20一體或非一體。

柄10具有面向後方之側面41及面向尖端之側面42，其對螺紋螺旋線收納凹槽12之相對側定界。面向後方之側面41及面向尖端之側面42與螺紋螺旋線收納凹槽12交界，且螺紋螺旋線收納凹槽12位於面向後方之側面41與面向尖端之側面42之間。當自螺紋螺旋線收納凹槽12內之位置看時，鄰近的面向後方之側面41比鄰近的面向尖端之側面42更接近尖端11。

因此，面向後方之側面41遠離尖端11而面向後方，而面向尖端之側面42朝向尖端11面向前方。面向後方之側面41與縱向軸線99成銳角，例如約20°之角。在面向後方之側面41處，隨著距尖端11之軸向距離減小，柄10之半徑增大。當柄10在拉出方向上，亦即在自柄10之尖端11指向其後端18的方向上相對於螺紋螺旋線20向後受到負載時，面向後方之側面41可楔入螺紋螺旋線20以迫使該螺紋螺旋線遠離縱向軸線99而徑向向外。因此，在本實施例中，面向後方之側面41為楔形側面，其用於在柄10受到向後負載時徑向負載螺紋螺旋線20。為了促進螺紋螺旋線20之徑向膨脹，可在螺紋螺旋線20中設置未示出之膨脹狹槽，以有意地削弱螺紋螺旋線20。

面向尖端之側面42與縱向軸線99成相對大的角度。在本實施例中，面向尖端之側面42例如配置成大致垂直於縱向軸線99。

螺紋螺旋線20包含螺旋形背部27及螺旋形螺紋脊28，該螺旋形螺紋脊自背部27徑向向外突出。螺紋脊28可嚙合至設置於基體，特別是混凝土或磚石基體中之鑽孔壁中的單一共同第一內螺紋凹槽中。螺紋脊28配置於螺紋螺旋線20之向前邊緣，亦即向尖端邊緣處，使得該螺紋螺旋線可由面向後方之側面41楔入。在本實施例中，螺紋脊28為連續的。替代地，其亦可為不連續的，且例如由複數個肋組成。螺旋形背部27可界定摩擦表面，該摩擦表面可以摩擦方式作用於圓柱形鑽孔壁上。

例如可自圖2看出，螺紋螺旋線20始終具有恆定帶寬度w_h ，其中帶寬度w_h 係平行於縱向軸線99而量測的。特定言之，帶寬度w_h 可被視為平行於縱向軸線99而量測的形成螺紋螺旋線20之螺旋捲繞帶之範圍。

例如可自圖2進一步看出，螺紋脊28始終具有恆定螺距p_tr ，亦即，螺紋之間的距離，其中螺距p_tr 係平行於縱向軸線99而量測的。螺紋脊28之螺距p_tr 等於螺紋螺旋線20之向前帶邊緣之螺距及/或向後帶邊緣之螺距。

螺紋螺旋線收納凹槽12具有平行於縱向軸線99而量測之寬度w_g 。特定言之，寬度w_g 可被視為平行於螺紋螺旋線收納凹槽12之縱向軸線99之範圍，其係在由螺紋螺旋線收納凹槽12中斷之柄10之表面處加以判定。特定言之，寬度w_g 為面向後方之側面41之向前邊緣與面向尖端之側面42之向後邊緣之間的軸向距離。

例如可自圖4看出，寬度w_g 在螺紋螺旋線收納凹槽12容納螺紋螺旋線20之區域中變化。特定言之，在螺紋螺旋線收納凹槽12容納螺紋螺旋線20之區域中，隨著距尖端11之軸向距離增大，寬度w_g 朝向柄10之後端18連續增大，亦即，寬度w_g 連續增大。因此，位置z2處之寬度w_g (z2)大於位置z1處的寬度w_g (z1)，其中z1沿著縱向軸線99定位成比z2更接近尖端11且更遠離後端18。

例如可自圖4進一步看出，面向尖端之側面42至少在螺紋螺旋線收納凹槽12容納螺紋螺旋線20之區域中具有恆定螺距p_tff 。面向尖端之側面42之螺距p_tff 例如可在面向尖端之側面42之向後邊緣處判定，該向後邊緣亦可為螺紋螺旋線收納凹槽12之向後邊緣。螺距為平行於縱向軸線99而判定之螺紋之間的距離。

在安裝之前，亦即在圖1至4所示之狀態下，螺紋螺旋線20在其帶之向後邊緣處完全沿著螺紋螺旋線20抵靠螺紋螺旋線收納凹槽12之面向尖端之側面42。由於螺紋螺旋線20之帶寬度w_h 為恆定的，而螺紋螺旋線收納凹槽12之寬度w_g 隨著螺紋螺旋線收納凹槽12接近柄10之後端18而增大，因此螺旋形間隙44形成於螺紋螺旋線20之前邊緣與面向後方之側面41之間，該間隙44隨著其接近柄10之後端18而變寬。歸因於間隙44，螺紋螺旋線20在柄10上具有軸向向前遊隙，該軸向遊隙隨著螺紋螺旋線20與後端18之距離減小而增大。

若在螺釘之安裝或使用期間柄10相對於螺紋螺旋線20受到向後負載，則最接近柄10之尖端11的螺紋螺旋線20之螺紋將首先受到軸向負載且由面向後方之側面41徑向位移，此係因為該等螺紋之相關聯間隙寬度自一開始就相對較小或為零。另一方面，螺紋螺旋線20之更靠近後方之螺紋具有較寬的相關聯間隙44且因此在到達面向後方之側面41之前具有較大行進距離，且因此，該等螺紋將僅在較高負載下，在尤其基體之變形變得明顯時變得受負載且由面向後方之側面41徑向位移。此可導致較佳負載轉移自在螺釘所位於之鑽孔內之深處開始，且隨著螺釘變得受到更高負載，負載轉移朝鑽孔上方進行。

在使用中，將螺釘之柄10置放於基體，特別是混凝土或磚石基體中之鑽孔中，使得螺紋螺旋線20之螺紋脊28嚙合至設置於鑽孔壁中之內螺紋凹槽中。若螺釘為自攻螺釘，則此內螺紋凹槽可由螺釘自身，特別是由螺釘之螺紋螺旋線20，較佳地由螺紋脊28來切割。然而，在替代實施例中，螺釘亦可為非自攻的，在此情況下，內螺紋凹槽亦可由單獨的螺紋切割工具提供。

柄10接著在拉出方向上，亦即遠離尖端11而受到負載。此負載將使面向後方之側面41軸向向後地嚙合且負載螺紋螺旋線20，且由於面向後方之側面41亦徑向向外地傾斜，因此迫使螺紋脊28進入鑽孔之鑽孔壁中。由於螺紋螺旋線20之前邊緣與面向後方之側面41之間的間隙44之變化寬度，該徑向位移將在螺紋螺旋線20之前端開始，亦即，在鑽孔內之深處開始。隨著柄10之負載增加，在螺釘附近將發生局部變形。作為此變形之結果，螺紋螺旋線20之更接近柄10之後端18的區域亦克服間隙44且與面向後方之側面41軸向接觸。作為結果，隨著柄10受到之負載越來越強，負載轉移朝向鑽孔之口部向後傳播。圖5示意性地示出了極高負載情況，其中柄10受到極高負載，使得大體所有間隙44皆閉合，且大體所有螺紋螺旋線20皆抵靠面向後方之側面41。歸因於進行性負載轉移機制，混凝土負載可均勻得多，特別是在相對較深的嵌入深度及相對較高負載下發生混凝土錐體破壞之情況下。

如可自圖1及2看出，螺紋螺旋線20之尖端區域自一開始就已經抵靠面向後方之側面41，亦即，尖端區域，螺紋螺旋線20亦在未負載狀態下抵靠面向後方之側面41。因此，間隙44未到達螺紋螺旋線20之尖端區域中，且在螺紋螺旋線20之尖端區域中不存在軸向遊隙。間隙44及軸向遊隙僅設置成更靠近後方。

10:柄 11:尖端 12:螺紋螺旋線收納凹槽 18:後端 19:起子 20:螺紋螺旋線 27:螺旋形背部 28:螺紋脊 41:面向後方之側面 42:面向尖端之側面 44:間隙 99:縱向軸線 p_tff :螺距 p_tr :螺距 w_g (z1):寬度 w_g (z2):寬度 w_h :帶寬度

下文參考較佳例示性實施例詳細解釋本發明，此等實施例在附圖中示意性地描繪。在本發明之範疇內，下文呈現之例示性實施例之個別特徵可單獨地或以任何組合來實施。 [圖1]為處於未負載狀態之螺釘之側視圖。 [圖2]為根據圖1中之A-A之處於未負載狀態之圖1之螺釘的截面圖。 [圖3]為處於未負載狀態之圖1及2之螺釘的側視圖，其中省略了螺紋螺旋線。 [圖4]為根據圖3中之A-A之處於未負載狀態之圖1至3之螺釘的截面圖，其中省略了螺紋螺旋線。 [圖5]為類似於圖2之螺釘但處於高負載狀態之圖1至4之螺釘的截面圖。

10:柄

11:尖端

18:後端

19:起子

20:螺紋螺旋線

27:螺旋形背部

28:螺紋脊

41:面向後方之側面

42:面向尖端之側面

44:間隙

99:縱向軸線

p_tr :螺距

w_h :帶寬度

Claims (15)

1. 一種螺釘，其包含： 一柄（10），其具有一尖端（11）、定位成與該尖端（11）相對之一後端（18）及延伸穿過該尖端（11）及該後端（18）之一縱向軸線（99），及 一螺紋螺旋線（20），其配置於該柄（10）上，其中該螺紋螺旋線（20）具有用於嚙合至一內螺紋凹槽中之一螺紋脊（28）， 其特徵在於 該螺紋螺旋線（20）相對於該柄（10）具有軸向向尖端遊隙，其中該向尖端遊隙隨著該螺紋螺旋線（20）距該尖端（11）之軸向距離增大而增大。
2. 如請求項1之螺釘， 其中， 該柄（10）具有用於軸向嚙合該螺紋螺旋線（20）之一面向後方之側面（41），且 由該螺紋螺旋線（20）及該面向後方之側面（41）側接之一間隙（44）設置於該螺紋螺旋線（20）與該面向後方之側面（41）之間， 其中該間隙（44）隨著鄰近螺紋螺旋線（20）距該尖端（11）之該軸向距離增大而變寬。
3. 如請求項2之螺釘， 其中 該面向後方之側面（41）為一楔形側面，其用於在該柄（10）受到向後負載時徑向地負載該螺紋螺旋線（20）。
4. 如請求項2或3中任一項之螺釘， 其中， 捲繞該柄（10）之該縱向軸線（99）的一螺紋螺旋線收納凹槽（12）設置於該柄（10）中， 該螺紋螺旋線（20）配置於該螺紋螺旋線收納凹槽（12）中，且 該面向後方之側面（41）對該螺紋螺旋線收納凹槽（12）定界。
5. 如請求項4之螺釘， 其中， 在該螺紋螺旋線收納凹槽（12）容納該螺紋螺旋線（20）之情況下，該螺紋螺旋線收納凹槽（12）之寬度（w_g ）隨著該螺紋螺旋線收納凹槽（12）距該尖端（11）之該軸向距離增大而增大。
6. 如請求項5之螺釘， 其中， 在該螺紋螺旋線收納凹槽（12）容納該螺紋螺旋線（20）之情況下，該螺紋螺旋線收納凹槽（12）之該寬度（w_g ）隨著該螺紋螺旋線收納凹槽（12）距該尖端（11）之該軸向距離增大而增大至少5%。
7. 如請求項4至6中任一項之螺釘， 其中 該柄（10）在該螺紋螺旋線收納凹槽（12）處具有一面向尖端之側面（42）， 其中該螺紋螺旋線（20）抵靠該面向尖端之側面（42）。
8. 如請求項7之螺釘， 其中 該面向尖端之側面（42）具有恆定螺距（p_tff ）。
9. 如請求項1至8中任一項之螺釘， 其中 該螺紋螺旋線（20）具有恆定帶寬度（w_h ）。
10. 如請求項1至9中任一項之螺釘， 其中 該螺紋脊（28）具有恆定螺距（p_tr ）。
11. 如請求項1至10中任一項之螺釘， 其中 隨著該螺紋螺旋線（20）距該尖端（11）之該軸向距離增大，該向尖端遊隙連續增大。
12. 如請求項1至11中任一項之螺釘， 其中 該螺紋螺旋線（20）相對於該柄（10）在該螺紋螺旋線（20）之一部分旁邊或在整個螺紋螺旋線（20）旁邊具有軸向向尖端遊隙。
13. 如請求項1至12中任一項之螺釘， 其中 該螺紋螺旋線（20）具有一螺旋形背部（27），其中該螺紋脊（28）自該背部（27）徑向地突出，且其中該背部（27）自該螺紋脊（28）朝向該柄（10）之該後端（18）軸向地突出。
14. 如請求項1至13中任一項之螺釘， 其中 該螺紋脊（28）無任何配合螺紋嚙合。
15. 如請求項1至14中任一項之螺釘， 其中 該螺釘為一混凝土自攻螺釘，且 該柄（10）為一鋼柄。

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