TW202332840A - 螺釘、其使用及用於固定工件和鋪裝平臺的方法 - Google Patents

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Abstract

為了將木材–塑膠複合物所製成的嵌板(18)固定至底下的木質支撐結構上，螺釘(1)設有具偏心尖端(7)的鑽尖(3)。

Description

螺釘、其使用及用於固定工件和鋪裝平臺的方法
本發明關於螺釘、其使用及將塑膠或木材–塑膠複合物工件(特別是嵌板)固定於支撐件(尤其是木質支撐結構)的方法。本發明也關於以嵌板來鋪裝平臺或陽臺的方法。尤其，本發明關於根據申請專利範圍獨立項的螺釘、其使用及方法。
對於絕緣嵌板(其中絕緣材料位在二金屬片之間)，慣常是提供具有鑽尖的螺釘以在它抓入底下的屋頂或牆壁結構(典型為木質結構)前先使螺釘鑽穿金屬層。
用於此種絕緣嵌板的螺釘範例揭示於美國專利第4568229號。該螺釘包含大部分為圓錐形的鑽尖，置中在螺釘的中央軸線周圍。鑽尖包含二組切刃。最前之主要一組的切刃在最前尖端相遇，該尖端對中央軸線稍微偏心。該揭示說螺釘較快鑽入貫穿金屬片，這是因為鑽尖的最前尖端稍微偏心。在螺旋期間，偏心尖端首先進入金屬，之後剩餘的圓錐鑽尖將由第一主要切刃來開路貫穿金屬且後續由次要切刃擴大開路而貫穿金屬片。
德國專利公告案第2913482號揭示用於金屬片的不同螺釘，其中最前尖端部分稍微偏心以避免螺釘移動離開所要的孔處。
美國專利第7214019號揭示具有偏心鑽尖的自攻螺釘。當螺釘已螺旋貫穿脆性材料製成的嵌板且抵達金屬底層時，偏心尖端導致在螺釘鑽入貫穿脆性材料之相對側上的金屬層前讓螺釘晃動。這晃動在脆性材料嵌板中生成寬孔，如此則嵌板可以在螺釘周圍移動而當溫度改變時不斷裂。
基於多樣目的而用於鑽入貫穿金屬片的螺釘尚未提議用於螺旋至木材中，因為置中的鑽尖已證明對於木材來說極有效率。具有置中尖端的螺釘也典型用於聚合物嵌板甚至是韌性材料，如下所述。
耐用的聚合物嵌板常用於戶外建物。尤其，因為材料之韌性、耐氣候性及長壽的緣故，由木材–塑膠複合物(wood-plastic composite，WPC)所製成的嵌板受到戶外鋪設樓板的歡迎。典型而言，由此種材料所製成的嵌板是由螺釘固定至木棒製成的支撐結構。螺釘必須建構成致使它們在木質支撐件中維持良好抓握性。提供螺釘長期穩定性的方式可以如下達成：鑽出貫穿嵌板的孔，然後將螺釘插入貫穿該孔且到底下的木材中。然而，這需二加工步驟，這對於快速建造來說是不想要的。當鋪放嵌板時為了減少時間和工夫，在前端具有鑽尖的螺釘是所想要的，如此則它們可以鑽入貫穿嵌板，然後螺旋至底下的木質支撐結構中。然而，將螺釘鑽入貫穿韌性WPC材料時常有困難，因為螺釘變得很熱。附帶而言，當螺旋時把材料壓到旁邊可能導致材料在鑽孔周圍升起。據此，螺旋鑽穿WPC嵌板已變得有挑戰性，並且許多螺釘無法令人滿意地滿足此目的。
為了克服WPC嵌板所具有的某些挑戰，先前技術已揭示的螺釘與更傳統類型的螺釘有所差異。某些此種範例揭示於美國專利第8,926,249和9,103,364號，其中螺釘具有三角形截面。雖然滿足需求，但此種螺釘的製造既複雜且昂貴。
鑒於用來固定WPC鋪設樓板的螺釘數目很多，有需要功能良好但可以較低成本來提供的鑽鑿螺釘。據此，對於更有成本效益的螺釘有著一般需求，它可以鑽入貫穿WPC嵌板且以令人滿意的方式將嵌板固定至底下的木質支撐結構，尤其當螺釘頭沉埋至材料中時不在螺釘孔周圍升起。
因而本發明的目的是提供技術上的改良。尤其，目的是提供改良的螺釘和方法以將木材–塑膠複合物(WPC)嵌板固定至由木材所製成的支撐結構。進一步的目的是提供藉由固定塑膠嵌板或塑膠複合嵌板來鋪裝平臺或陽臺的改良方法。進一步的目的是提供製造上簡單且涉及之製造成本低的螺釘。這些目的是由以下敘述和請求項所述的螺釘和方法所達成。尤其，對於鑽入貫穿木材–塑膠複合物和對於鑽入貫穿由塑膠所製成而在塑膠基質中有或無強化材料的鋪裝嵌板來說，螺釘設有具偏心尖端的鑽尖。以下敘述將顯現進一步優點。
主要來說，在此提出的螺釘建構成鑽入且螺旋進入且貫穿木材–塑膠複合物(WPC)所製成的工件，這對在螺釘前端之鑽尖的鑽鑿能力有著實質要求。WPC嵌板含有木材纖維作為塑膠基質中的強化材料。
這一方面需要貫穿聚合物基質(儘管有實質厚度)之螺釘的尖端有良好的穿透能力，後續是對底下的木質結構有良好的抓握性和螺旋進入能力，以及在纖維複合物中之適當的沉埋能力。
如從以下所將顯現，螺釘對於在支撐結構(典型為木質支撐結構)上以塑膠嵌板(特別是塑膠複合嵌板)來鋪裝平臺或陽臺而言特別有用。
然而，雖然螺釘對戶外WPC鋪設樓板特別有用，但螺釘是通用的且也可以用於垂直指向或傾斜的WPC嵌板。範例為建物外牆披覆。
類似其他先前技術的螺釘，本螺釘具有中央縱向軸線且包含桿幹(舉例而言為圓柱形桿幹)，而具有在第一端的螺釘頭、在相對第二端的鑽尖、及在桿幹周圍的第一螺紋，其中第一螺紋相鄰於鑽尖且建構成在以鑽尖預先鑽入後則螺旋進入且貫穿工件和底下潛在的支撐結構。鑽尖包含在鑽入且螺旋至工件中的開始期間用於起始工件接觸的最前尖端。
然而，相對於WPC嵌板所用的先前技術螺釘，該尖端從中央軸線偏心地位移。如上所已討論，偏心鑽尖尚未用於螺旋貫穿WPC嵌板以將此種嵌板(特別是用於鋪裝平臺的戶外嵌板)固定至由木材所製成的底下支撐結構。然而，具有偏心尖端的螺釘在實驗中已證明對於鑽入WPC嵌板中是特別有利。
實務上，提供的是由木材所製成的支撐結構，並且抵靠著支撐結構來放置嵌板。螺釘設有大於嵌板厚度的長度且以第一螺紋的一部分鑽入貫穿嵌板至底下的木材結構中，並且嵌板以第一螺紋而固定至支撐結構上，在此同時螺釘頭把嵌板拉向支撐結構。作為選項而言，螺釘前進直到頭沉埋於嵌板中為止。
於實際的實施例，鑽尖包含從尖端延伸至桿幹的切刃和從切刃往內延伸朝向鑽尖之內部的切面。切面的角度可以有所變化，但從切刃做側向或近似側向延伸已發現是有用的。因此，可選擇地，切面從切刃往內延伸朝向螺釘的中央。
舉例而言，切面是平坦的。於有用的實施例，平坦切面平行於中央軸線。可選擇地，切面從切刃側向延伸而徑向往內朝向中央軸線，以致遵循平行於中央軸線且含有中央軸線的平面。
於某些實施例，切刃延伸至中央軸線；但於其他實施例，它延伸朝向中央軸線但不抵達中央軸線。於更進一步實施例，它與中央軸線相交且延伸至中央軸線的相對側。
雖然平坦的切面已發現是有用的，但也可能使用對平坦面的偏離，舉例而言是稍微彎曲。
切面將形成鑽尖中之縱向槽縫的第一側，並且建構成在螺釘於工件中的鑽入且螺旋期間加工工件。
彎曲的外表面從桿幹漸縮至尖端，典型是平滑地漸縮。舉例而言，外表面形成作為傾斜圓錐的一部分。替代選擇而言，彎曲的外表面沿著下凹的或上凸的曲線而從桿幹漸縮至最前尖端。
有利地，上凸的漸縮表面從切刃測量而繞著中央軸線延伸達不小於225度且不大於330度的角度，舉例而言不小於240度及/或不大於315度。在這範圍裡的角度於實驗中已發現是有用的。
第二面將從彎曲的外表面延伸至切面且將形成槽縫的第二側。據此，鑽尖是由縱向槽縫和上凸漸縮而平滑彎曲的表面(舉例而言為圓形傾斜圓錐表面)所形成，其中該曲線從切刃繞著中央軸線而彎曲至縱向槽縫的第二面。在此使用縱向槽縫一詞是因為該槽縫在螺釘的縱向上延伸至尖端。
可選擇地，第二面和上凸漸縮的彎曲表面(舉例而言為圓形傾斜圓錐表面)之間的過渡是平滑的。替代選擇而言，設有邊緣作為第二面和漸縮的彎曲表面之間的過渡。
結果是螺釘極有效率地鑽入WPC嵌板中。尤其，特別是相較於先前技術，鑽尖簡單且僅需單一尖端和單一切面。實驗甚至已顯示單一尖端相對於在前方具有一對相同切刃之二尖端的螺釘而是有利的，因為鑽尖的對稱性增加了塑膠由於摩擦而卡在尖端且熔化的風險，這剝奪了鑽入效能。
在對於WPC嵌板是特別有用的實施例，螺釘包含在第一螺紋和螺釘頭之間的第二螺紋，第二螺紋具有的螺旋方向相反於第一螺紋。第一螺紋是用於使螺釘螺旋進入且貫穿工件(例如嵌板)，而這第二螺紋是建構且用於在螺釘螺旋貫穿工件的期間從鑽孔把材料(包括強化纖維)拉更深入工件中。有利地，第二螺紋具有的外徑大於第一螺紋的外徑。
在應將頭加以沉埋的情形，壓入工件中的材料必須累積於孔中，否則它被壓至側面且在螺釘頭周圍生成不要的升起。為了在孔裡提供此種用於累積材料的空間，桿幹可選擇地包含在頭和第二螺紋之間的無螺紋區域，該區域具有的直徑小於第二螺紋的外徑。典型而言，該區域所具有的長度不小於第二螺紋的節距及/或頭的高度。由於第二螺紋所銑削的孔大於在頭底下的桿幹，故因頭沉埋而被頭壓入孔中的材料便累積在這空間中。
可選擇地，該頭在頭的底側上而沿著周邊設有銳利周緣，以讓頭切出進入材料的路且因此平滑地進入工件。切刃也可能切割在頭周圍的木材纖維，如此則避免在沉埋孔的頭周圍生成凸緣。
為了將木材–塑膠複合物所製成的嵌板固定至支撐木材結構上，螺釘必須具有大於嵌板厚度的長度，如此則它可以整個鑽入而貫穿嵌板，以部分的第一螺紋進入底下的木材結構，以致以第一螺紋來把嵌板固定至支撐結構上。
尤其對於使用作為平臺和陽台之鋪裝的嵌板，適用典型的尺寸。厚度典型是在5~50毫米的範圍。在美國，較佳的厚度是1英吋=25.4毫米。寬度典型是在100~305毫米的範圍。在美國，較佳的寬度是6英吋=152毫米。在美國，用於鋪裝之嵌板的典型標準長度是12英尺、16英尺、20英尺(3.7公尺、4.9公尺、6.1公尺)。
對於強化嵌板，塑膠重量濃度典型是在25~60%的範圍，但常常是在40~50%的範圍。典型而言，例如發色劑和潤滑劑的添加劑構成5~10%的重量百分比。據此，強化纖維填料(特別是木材纖維)的典型重量濃度是在40~65%的範圍。
圖1示範螺釘1，對於鑽入貫穿WPC嵌板和將該嵌板固定至木質支撐結構來說是特別有用。
螺釘1包含桿幹4，具有在桿幹4之第一端的螺釘頭2和在相對第二端的鑽尖3。第一螺紋5設在相鄰於鑽尖3的桿幹4周圍且建構成螺旋至木材中。螺釘1也包含第二螺紋6，其螺旋方向相反於第一螺紋5。在螺釘1螺旋進入且貫穿嵌板而至底下木質支撐結構的期間，第二螺紋6把嵌板材料拉更深入孔中，如此則鑽孔的入口乾淨而無來自螺旋和鑽入動作的碎屑。
於圖1之放大區段A的側視圖，以及於圖2、3A、3B之類似放大區段B的立體圖，以進一步細節來顯示鑽尖3。鑽尖3包含在鑽尖3之最前端的尖端7。尖端7對螺釘1的中央軸線8偏移了距離d。偏移d是從中央軸線8測量到尖端7的最前點，該點因為製造和機械穩定性的緣故而典型有點修圓。距離d和桿幹4的半徑R之間的比例典型是在0.1~0.7的範圍。然而，d/R的可能範圍大到0.1~0.95或原則上甚至0.1~1.0，因為偏心尖端7可以和桿幹4的幹緣齊平。
切刃10從桿幹4延伸至偏心尖端7。鑽尖3的長度是從尖端7的最前點測量到桿幹4和鑽尖3之間的過渡4A。典型而言，鑽尖3的長度L是在桿幹4的半徑R之2~5倍的範圍。
切面11沿著切刃10縱向延伸且從切刃10橫向延伸而朝向中央軸線8。在朝向中央軸線8的方向，切面11是由在第二表面13的邊緣13A所侷限，該第二表面示範成上凸的彎曲過渡表面。
於圖1的左下方，從鑽尖3的正面圖看到偏心尖端7。由於尖端7相對於中央線8而偏心，故鑽尖3不是規律的圓錐形。鑽尖3反而被漸縮上凸的表面9所侷限，表面9是從切刃10繞著中央軸線8延伸至鑽尖3的第二邊緣12之傾斜圓錐的W=270度部分。第二面13從第二邊緣12延伸至切面11而成上凸的過渡表面。第二面和切面11在鑽尖3中形成槽縫14。據此，如所示範的鑽尖是由漸縮的上凸表面9和槽縫14所形成。以第二邊緣12的替代選擇來說，第二面13和彎曲表面9之間的過渡或可為平滑的。
漸縮的上凸表面9繞著中央軸線8延伸達角度W=270°則暗示切刃10和第二邊緣12之間的槽縫14延伸達360°-W=90°。
於所示實施例，鑽尖3是由上凸的表面9、切面10、及呈上凸過渡表面形式的第二面13所形成。進而可知這構造相較於先前技術而簡單，特別是當相較於美國專利第4458229號的螺釘，該螺釘設有多樣的切面而須以多樣工具來做廣泛造型。
傾斜圓錐表面9的角度跨距W未必是270度而或可變化為稍大或稍小的角度，舉例而言在225到315度的範圍，例如240~315度。然而，若角度變得太大，則有材料累積在邊緣10、12之間的槽縫14中的風險；若角度變得太小，則損及鑽入的充分穩定性。
圖3C示範切面的正面圖且指出切刃10和中央軸線8之間的角度V1。切刃10和中央軸線8之間的角度V1是由桿幹的半徑R、鑽尖3的長度L、及尖端7的偏移d所決定。
如圖3D (第二邊緣12的切線圖)所示範，第二邊緣12和中央軸線8之間的角度V4大於V1。由於漸縮的彎曲表面9是傾斜圓錐而非規律圓錐的緣故，當繞著中央軸線8且沿著彎曲表面9而以圓形從切刃10移動至第二邊緣12時，該表面與桿幹4 (或等於與中央軸線8)的角度是從V1持續增加到V4且通過V2和V3，如所指。於所示範例，角度W=270°、V1=10°、V4=20°。
這些角度依據鑽尖3的構造和尺寸而連同圓錐角度V5來變化。下面顯示一些範例。
當螺釘1在螺旋期間繞著中央軸線8旋轉時，尖端7將在中央軸線8周圍以圓形來移動。於起始階段，當尖端7放置在嵌板的表面上，尖端7在一點上的旋轉導致螺釘1和螺旋工具的扭動，因為尖端7典型待在一點上且鑽出貫穿嵌板表面的路。在鑽尖3開路貫穿該表面且到嵌板中的同時，螺釘的這扭動逐漸減少。一旦桿幹4進入嵌板的材料並且第一螺紋5抓握在嵌板裡，則螺釘1的扭動停止，並且螺紋桿幹4導引螺釘1軸向貫穿材料。由於螺釘1進一步線性往前移動，故尖端7在螺釘1的前進期間在中央軸線8周圍以圓形來移動且螺旋貫穿該材料。螺旋尖端7和切刃10的組合導致加工貫穿材料，此為鑽鑿和銑削的組合，結果這已有驚人的效率。
參考市場上有的某些先前技術螺釘所做的某些初步研究則最能了解鑽尖3之偏心尖端的優點。圖10A示範先前技術之螺釘的照片，在螺釘的末端具有置中鑽尖。這鑽尖嘗試螺旋至WPC嵌板中，然而卻做不到。螺釘變熱，並且聚合物在尖端周圍熔化，如圖10B的照片所示，而且聚合物變成附接於鑽錐而達到避免進一步鑽入的程度。如圖11B的照片所示，圖11A所示類型的螺釘觀察到類似的失效，其圖示顯示於圖11C。
相對於此種先前技術的螺釘，如上所述，鑽尖具有偏心尖端的螺釘有效率地鑽入貫穿實驗中所用的WPC嵌板。
圖4示範不同的實施例，其中切刃10平行於中央軸線8，並且尖端7具有離中央軸線的距離d，其接近桿幹4的半徑R，舉例而言為0.95•R。為了讓尖端7與桿幹4齊平，尖端7則必須是不對稱且銳利的邊緣。然而，實務上，尖端7因為強度的原因且也為了容易製造而有利地稍微修圓。在此情形，第二邊緣12不平行於中央軸線8，因為這會導致極寬的切面11，這典型不是想要的。於舉例的實施例，W=240°。
圖5示範替代選擇性實施例，其中角度V1大於圖3C所示者並且鑽尖是在中央軸線R的相對側上。舉例而言，在此圖示，V1=20°、V2=11°、W=295°。
圖6a和圖6b示範進一步替代選擇性實施例，其中角度V1大於圖3C所示者並且鑽尖是在中央軸線R的相對側上。切刃11歪斜延伸至與桿幹4平行的線。舉例而言，在此圖示，V1=30°、V2=0°、W=315°。
圖7示範螺釘1的頭2，包含用於接收工具(典型是以商標Torx ®所上市之工具)的凹陷16。頭2的底側包含在圓錐表面15之末端的銳利邊緣17。在頭2底側之頭2周緣旁的銳利邊緣17有助於螺釘頭2的沉埋。由於反向螺紋6的緣故，當螺釘被驅動貫穿嵌板時，嵌板中恰在頭2下方的孔會變得比桿幹4寬，如此則被邊緣17切成碎屑然後在沉埋期間被頭壓入孔中的嵌板材料會累積於恰在頭2下方之桿幹4周圍的體積中。
根據本發明沉埋於WPC嵌板18之螺釘頭2的範例顯示於圖8的照片。觀察到孔20的孔緣19切得乾淨，如此則無碎屑或凸緣從孔20延伸出來。圖9是圖8所用的製成螺釘之尖端的照片。
於舉例的螺釘，尺寸如以下毫米： 螺釘的長度：70毫米 第一螺紋的長度：50毫米 第二螺紋的長度：15毫米 在第一螺紋的桿幹直徑：3毫米 第一螺紋的外徑：5毫米 第二螺紋的外徑：5.3毫米 第二螺紋和頭之間的桿幹直徑：4毫米 第二螺紋的節距：2.5毫米 頭的直徑：7毫米 鑽尖的長度：5毫米 尖端與中央軸線的距離：0.4 (桿幹半徑R的27%) 頭的角度w：6度 中央軸線和切刃之間的角度：11度
然而，尺寸可以根據需求來變化，舉例而言在以下範圍： 螺釘的長度：20~150毫米 第一螺紋的長度：10~90毫米 第二螺紋的長度：3~40毫米 在第一螺紋的桿幹直徑：2~6毫米 第一螺紋的外徑：3~8毫米 第二螺紋的外徑：3.5~10毫米 第二螺紋和頭之間的桿幹直徑：2~8毫米 第一螺紋的節距：0.8~6毫米 第二螺紋的節距：1~6毫米 頭的直徑：4~15毫米 鑽尖的長度：3~10毫米 頭的角度w：0~25度 中央軸線和切刃之間的角度：0~60度 尖端與中央軸線的偏心距離：桿幹半徑的10~100%，然而因為修圓尖端而典型為R的10~95%。
1:螺釘 2:螺釘頭 3:鑽尖 4:桿幹 4A:桿幹和鑽尖之間的過渡 4B:桿幹在螺釘頭底下的無螺紋區域 5:第一螺紋 6:第二螺紋 7:鑽尖的尖端 8:中央軸線 9:上凸的表面，譬如造形成傾斜圓錐的一部分 10:切刃 11:切面 12:第二邊緣 13:第二面，舉例而言為上凸的過渡表面 13A:切面和第二面之間的邊緣 14:切刃和第二邊緣之間的槽縫 15:在螺釘頭底側上的圓錐表面 16:螺釘頭中用於工具的凹陷 17:在螺釘頭底側之周緣的銳利邊緣 18:WPC嵌板 19:WPC嵌板中之孔的孔緣 20:WPC嵌板中的孔 d:偏移、距離 L:長度 R:半徑 V1~V5:角度 w:頭的角度 W:角度跨距
本發明將參考圖式來做更詳細解釋，其中 [圖1]示範用於WPC嵌板之螺釘的實施例； [圖2]更詳細顯示鑽尖； [圖3]顯示鑽尖的不同立體圖(圖3A和3B)，以及不同側視圖的角度指示(圖3C和3D)； [圖4]顯示替代選擇性實施例； [圖5]顯示替代選擇性實施例； [圖6]顯示替代選擇性實施例； [圖7]顯示螺釘頭的放大圖； [圖8]是沉埋在工件裡之螺釘的照片； [圖9]是圖8所用螺釘之尖端的照片； [圖10]顯示在鑽入WPC嵌板前(圖10A)和在鑽入WPC嵌板後(圖10B)之先前技術的鑽尖； [圖11]顯示在鑽入WPC嵌板前(圖11A)和在鑽入WPC嵌板後(圖11B)之另一先前技術的鑽尖，以及它的圖示(圖11C)。
3:鑽尖
8:中央軸線
10:切刃
11:切面
12:第二邊緣
13:第二面
13A:切面和第二面之間的邊緣

Claims (17)

  1. 一種用於鑽入且螺旋貫穿塑膠或木材–塑膠複合物之工件(18)的螺釘(1)，其中該螺釘(1)具有中央縱向軸線(8)且包含桿幹(4)，而具有在第一端的螺釘頭(2)、在相對第二端的鑽尖(3)、及在該桿幹(4)周圍的第一螺紋(5)，其中該第一螺紋(5)相鄰於該鑽尖(3)且建構成在以該鑽尖(3)預先鑽入後則螺旋進入且貫穿該工件(18)，其中該鑽尖(3)包含在鑽入且螺旋進入該工件(18)的開始期間用於起始工件(18)接觸的最前尖端(7)， 該螺釘的特徵在於該尖端(7)從該中央軸線(8)偏心地位移， 其中該鑽尖(3)包含： 切刃(10)，從該尖端(7)延伸至該桿幹(4)；以及切面(11)，從該切刃(10)往內延伸朝向該鑽尖(3)的內部且形成該鑽尖(3)中之槽縫(14)的第一側，該切面(11)建構成在該螺釘(1)於該工件(18)中的鑽入且螺旋期間加工該工件(18)， 上凸的彎曲外表面(9)，從該桿幹(4)沿著該鑽尖(3)漸縮至該尖端(7)，並且從該切刃(10)測量而繞著該中央軸線(8)延伸達不小於225度且不大於330度的角度， 第二面(13)，從該彎曲外表面(9)往內延伸至該切面(11)，並且形成該槽縫(14)的第二側。
  2. 根據請求項1的螺釘，其中該鑽尖(3)僅包含單一尖端(7)和單一切面(11)。
  3. 根據請求項1或2的螺釘，其中從該桿幹(4)漸縮至該尖端(7)的該上凸表面(9)形成作為結束在該尖端之傾斜圓錐的一部分。
  4. 根據前面任一請求項的螺釘，其中該切面(11)是平坦的。
  5. 根據請求項4的螺釘，其中該切面(11)從該切刃(10)徑向往內地側向延伸朝向該中央軸線(8)，以致遵循含有該中央軸線(8)的平面。
  6. 根據前面任一請求項的螺釘，其中該第二面(13)平滑地上凸。
  7. 根據前面任一請求項的螺釘，其中該桿幹(4)是具有圓形截面的圓柱形，以及其中該第一螺紋(5)當投影至與該中央軸線(8)垂直的平面上時是圓形。
  8. 根據前面任一請求項的螺釘，其中該漸縮上凸的彎曲外表面(9)延伸達範圍在240到315度的角度W，以及該槽縫(14)延伸達360-W的角度。
  9. 根據前面任一請求項的螺釘，其中該螺釘(1)包含在該第一螺紋(5)和該螺釘頭(2)之間的第二螺紋(6)，該第二螺紋(6)具有相反於該第一螺紋(5)的螺旋方向，並且建構成在該螺釘(1)螺旋貫穿該工件(18)的期間從鑽孔把材料拉更深入該工件(18)中。
  10. 根據請求項9的螺釘，其中該第二螺紋(6)具有大於該第一螺紋(5)之外徑的外徑。
  11. 根據請求項9或10的螺釘，其中該桿幹(4)包含在該頭(2)和該第二螺紋(6)之間的無螺紋區域(4B)，該區域(4B)具有的直徑小於該第二螺紋(6)的該外徑，並且長度不小於該第二螺紋(6)之節距和該螺釘頭(2)之高度中的至少一者。
  12. 根據請求項1的螺釘，其中從該桿幹(4)漸縮至該尖端(7)的該上凸表面(9)形成作為傾斜圓錐的一部分，其中該漸縮上凸的彎曲外表面(9)延伸達範圍在240到315度的角度W，以及該槽縫(14)延伸達360-W的角度；其中該鑽尖(3)僅包含單一尖端(7)和單一切面(11)，其中該切面(11)是平坦的，其中該切面(11)從該切刃(10)徑向往內而側向延伸朝向該中央軸線(8)，以致遵循平行於且含有該中央軸線(8)的平面，其中該第二面(13)平滑地上凸，其中該桿幹(4)是具有圓形截面的圓柱形；其中該螺釘(1)包含在該第一螺紋(5)和該螺釘頭(2)之間的第二螺紋(6)，該第二螺紋(6)具有相反於該第一螺紋(5)的螺旋方向，並且建構成在該螺釘(1)螺旋貫穿該工件(18)的期間從鑽孔把材料拉更深入該工件(18)中，其中該第二螺紋(6)具有的外徑大於該第一螺紋(5)的外徑。
  13. 一種根據前面任一請求項之螺釘的用途，係用於將塑膠或木材–塑膠複合物所製成之嵌板形式的工件固定至木質支撐結構上，尤其用於提供在平臺或陽臺上的戶外鋪裝件。
  14. 一種將木材–塑膠複合物所製成的工件(18)固定在底下的木質支撐件上的方法，該方法包含：提供由木材所製成的支撐結構、抵靠著該支撐結構來放置該工件(18)、提供長度大於該工件(18)之厚度的螺釘(1)；其中該螺釘(1)具有中央縱向軸線(8)且包含桿幹(4)，而具有在第一端的螺釘頭(2)、在相對第二端的鑽尖(3)、及在該桿幹(4)周圍的第一螺紋(5)，其中該第一螺紋(5)相鄰於該鑽尖(3)且建構成在以該鑽尖(3)預先鑽入後則螺旋進入且貫穿該工件(18)；其中該鑽尖(3)包含在鑽入該工件(18)的開始期間用於起始工件(18)接觸的最前尖端(7)，其中該尖端(7)從該中央縱向軸線(8)偏心地位移；其中該方法包含：使該螺釘(1)鑽入貫穿該工件(18)且螺旋該螺釘(1)而使該第一螺紋(5)的一部分進入該底下的木材結構，並且以該第一螺紋(5)將該工件(18)固定至該底下的支撐結構上，繼續旋轉而使該螺釘(1)前進，直到該螺釘頭(2)沉埋於該工件(18)中為止。
  15. 根據請求項14的方法，其中該螺釘(1)包含在該第一螺紋(5)和該螺釘頭(2)之間的第二螺紋(6)，該第二螺紋(6)具有相反於該第一螺紋(5)的螺旋方向，以及其中該方法包含：在該螺釘(1)前進貫穿該工件(18)的期間，以該第二螺紋而從鑽孔把材料拉更深入該工件(18)中。
  16. 一種以工件(18)來鋪裝平臺或陽臺的方法，該工件(18)是在塑膠基質中含有強化材料的塑膠複合嵌板，舉例而言為木材–塑膠複合嵌板，或是不含強化材料的塑膠嵌板；該方法包含：提供由木材所製成之底下的支撐結構、將該嵌板(18)放置在該支撐結構的頂部上、提供長度大於該嵌板(18)之厚度的螺釘(1)；其中該螺釘(1)具有中央縱向軸線(8)且包含桿幹(4)，而具有在第一端的螺釘頭(2)、在相對第二端的鑽尖(3)、及在該桿幹(4)周圍的第一螺紋(5)，其中該第一螺紋(5)相鄰於該鑽尖(3)且建構成在以該鑽尖(3)預先鑽入後則螺旋進入且貫穿該工件(18)；其中該鑽尖(3)包含在鑽入該嵌板(18)的開始期間用於對該嵌板(18)起始接觸的最前尖端(7)，其中該尖端(7)從該中央縱向軸線(8)偏心地位移；其中該方法包含：使該螺釘(1)鑽入貫穿該嵌板(18)且螺旋該螺釘(1)而使該第一螺紋(5)的一部分進入該底下的木材結構，並且以該第一螺紋(5)將該嵌板(18)固定至該底下的支撐結構上，繼續旋轉而使該螺釘(1)前進，直到該螺釘頭(2)沉埋於該嵌板(18)中為止。
  17. 根據請求項16的方法，其中該螺釘(1)包含在該第一螺紋(5)和該螺釘頭(2)之間的第二螺紋(6)，該第二螺紋(6)具有相反於該第一螺紋(5)的螺旋方向，以及其中該方法包含：在該螺釘(1)前進貫穿該嵌板(18)的期間，以該第二螺紋而從鑽孔把材料拉更深入該嵌板(18)中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1475049A1 (de) * 1964-04-08 1969-05-08 Knipping Gmbh A Selbstbohrende Blechschraube
DE2913482A1 (de) 1979-04-04 1980-10-16 Frank Knoche Selbstbohrende schraube
US4458229A (en) 1981-12-17 1984-07-03 Rca Corporation Dispersion correcting waveguide
US4568229A (en) 1983-05-09 1986-02-04 Construction Fasteners, Inc. Drill tip and fastener employing same
DE10147767B4 (de) 2001-09-27 2005-09-15 Sfs Intec Holding Ag Selbstbohrende Schraube
US8926249B2 (en) 2013-04-19 2015-01-06 Fushang Co., Ltd. Screw
US9103364B2 (en) 2013-04-19 2015-08-11 Fushang Co., Ltd Screw
US11326638B2 (en) * 2016-10-07 2022-05-10 Illinois Tool Works Inc. Threaded fastener with a hybrid self-drilling tip
AT521285B1 (de) * 2018-05-17 2021-03-15 Sihga GmbH Verkleidung einer Gebäudefläche und dazupassende Schraube

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