TWI572430B - 鑽頭與單件螺釘組合、以及懸掛封簷板至托樑上的方法 - Google Patents

鑽頭與單件螺釘組合、以及懸掛封簷板至托樑上的方法 Download PDF

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Description

鑽頭與單件螺釘組合、以及懸掛封簷板至托樑上的方法
本發明關於一種擴孔鑽頭及螺釘，特別可用於安裝複合材料製成的封簷板，更特定言之，本發明關於擴孔鑽頭及螺釘，其允許複合封簷板因潮濕所造成的膨脹與收縮。
鋪板用複合材料的使用日益增加。複合板通常應用於托樑的天然木材副框(sub-frame)，且複合材料封簷板常作為一種用於外部的裝飾保護層、該副框托樑結構的垂直平面、圍繞該鋪板的周圍。封簷板產生長久美觀的結果，但也製造新的安裝問題。
複合鋪板與封簷材料在遇熱時其整體尺寸產生變化，此為熱膨脹，天然木材框架構件在遇熱時失去水分含量，而因此收縮。板膨脹結合副框收縮，造成直接的相對力，導致該複合封簷板過於頻繁明顯地物理變形及/或螺釘破裂的問題。在這整個產業中，這些問題最常與安裝一般較薄的複合封簷板材料有關。
結合的膨脹/收縮沿該封簷/托樑組合的結合長度有側向的影響，亦在該封簷/托樑組合的結合高度上有縱向的影響。已測量到透過該材料的膨脹/收縮的運動於結合高度損失多達3/8”。若為降低破裂情況而購買粗口徑的螺釘，該封簷材料通常向外突出扭曲，通常稱為「翹曲」或油罐(oil-canning)。此扭曲發生在該固定螺釘位置之間，造成不欲的外觀。若使用較細口徑的螺釘，該材料之間膨脹與收縮的結合的剪切壓力會造成螺釘破裂而失去安 裝完整性。在這些情況下，最終使用客戶通常將此問題視為該螺釘或封簷材料的問題且向製造商提出保固聲明，在現實中，最大的因素為所使用的該天然木材構件與在安裝過程中無法允許這些自然運動。因此，有必要開發一種允許這種膨脹/收縮運動的安裝方法或系統。
因此，本發明的一目的為提供新的且經改良的鑽頭及螺釘。
本發明的另一目的為提供新的且經改良的鑽頭及螺釘，在緊固封簷板至木質托樑時，允許封簷材料的運動，同時降低該螺釘上的剪切壓力。
一種鑽頭，具有具一第一直徑、一在一末端處之一切割點之一鑽孔部分，以及一在另一末端處之擴孔部分。該擴孔部分具有一大於該第一直徑的第二直徑。一停止部分，位於該鑽孔部分的相反側，相鄰該擴孔部分，且具有一大於該第二直徑的第三直徑。
一與該鑽頭一起使用的螺釘，具有一無螺紋部分、一在一末端處之螺紋部分與一在另一末端處之頭部。該鑽頭的第一直徑為該螺釘無螺紋部分的直徑的約1.5至2.5倍大，且小於該螺釘頭部的直徑。該頭部的直徑係實質上為該鑽頭的第二直徑，且該頭部具有一深度，實質上等於該鑽頭的該擴孔部分所製造之開口的深度。
藉由下文具體實施態樣之敘述連同隨附圖式，本發明上述與其他特點及其獲得方式將更加清楚，更加了解發明本身。
於本說明書所描述之具體實施態樣中，一鑽頭100係用以在一封簷板301鑽透一孔洞300，如第3圖所見。該孔洞300包含一中央內孔304與一過大的凹陷305。之後插入一螺釘200穿過該開口300且固定於一托樑303中。將更詳細描述該鑽頭100與螺釘200。
如第1A至1D圖所見，一鑽頭100有一起始鑽孔部分102(具一直徑D1)、一尖部103、一擴孔沉頭部分104(具一直徑D2)、一具有一停止表面107、一直徑D3以及一六角軸108的深度停止部106。該鑽孔部分102係至少夠長以能完全穿過該封簷板原料301(第3圖)。
該鑽孔部分102製造該中央內孔304，且該擴孔沉頭部分104製造該過大的凹陷部分305。該停止表面107設定該凹陷部分305的深度。
由該鑽頭所產生的孔洞300較佳為待使用螺釘直徑的1.5至2.5倍，且可為直線狀或圓錐狀。該鑽頭100所製造之過大的孔洞允許該封簷材料301在螺釘200周圍運動。
該鑽頭100的擴孔沉頭部分104係經設計以鑽孔一預定深度的凹陷，稍大於該螺釘200的頭部，且在一允許該螺釘頭部正好設置於該封簷板301表面之下的深度。此允許該螺釘200無需將該螺釘嵌入該封簷板而懸掛該封簷板301。該螺釘頭部於該過大的凹陷305的彎曲或「搖擺」允許該封簷板的進一步運動。該鑽頭停止表面107保證在每次使用該鑽頭時有一適當的擴孔頭部凹陷深度。六角軸108允許該鑽頭被安裝到一普通鑽夾頭或驅動導引擴展。
在一具體實施態樣中，該鑽頭100的總長度為2.1吋。該六角軸108的長度為0.750吋，且該深度停止部106的長度為0.625英吋。從該停止表面107至該尖部103測量的該起始鑽孔部分102的長度為0.725吋。該直徑D1為0.250吋，該直徑D2為0.410吋，且該直徑D3為0.500吋。該擴孔沉頭部分104有一0.100吋的切割深度。從該擴孔沉頭部分104至起始鑽孔部分102的過渡區具有一約0.050吋的曲率半徑。
參第2A至2C圖，該螺釘200包含一螺紋軸202、一無螺紋軸部分204(具一直徑D4)，以及一頭部206(具一直徑D5)。該螺紋軸202具有一尖部208與一切割部分210。該無螺紋軸部分204具有一連接該頭部206的斜面部分209。該螺釘200也有一驅動凹陷部207。
該螺釘200較佳由碳鋼或不鏽鋼材料製成。由於未經硬化的不鏽鋼材料的柔韌性質可能會因該螺釘彎曲過度運動而失敗，可能較佳係使用不鏽鋼材料。
該驅動凹陷部207可選自數種可取得的驅動類型之一者，提供與一相應驅動鑽頭的接合處且提供所需之旋轉驅動力以安裝該螺釘。該螺釘200的頭部206係夠大從而超過由該封簷擴孔鑽頭100製造之中央內孔304的直徑，且係夠厚以保證足夠的壓力以固定該封簷板301。該頭部厚度較佳稍小於由該封簷鑽頭100製造之中央內孔304周圍的凹陷部分305。該鑽孔100與螺釘200的頭部大小特性相匹配，使得該螺釘頭部206實質上填補該鑽頭提供的凹陷孔洞305的寬度與厚度。
該螺釘200無螺紋軸部分204直徑較佳係大於該螺紋部分202，當生產該螺釘時，螺紋部分直徑逐漸變細以允許在頭部凹陷形成過程時材料的取代。
該螺紋部分202的長度可以為該螺釘200總長度的至少一半。該螺紋部分202係較佳設計為一具低螺距、降低的扭矩的螺紋，以減少在驅動時由於常施加在螺釘上的扭轉負荷造成螺釘破裂的情況。
該螺紋開槽(shank-slot)、切割部分210係施用於該螺釘200的尖部208以助於該螺釘於邊框托樑處起始進入天然木材副框303中。當於邊框托樑安裝一鋼或金屬合金副框時，也可改變該螺釘的起始尖部與螺紋形成部分以執行相同的功能。
在一具體實施態樣中，該螺釘200具有一約1.75吋的總長度。該螺紋部分202為一長度為約1.25吋的一第8至18號木材螺紋。該無螺紋軸部分204為約5吋，從該頭部206的一外側末端205至該螺紋部分202的起始處。直徑D4約0.145吋。該頭部206具有一約0.075吋的厚度，且由該頭部206的外側末端205至該無螺紋部分204的一狹窄部分211的總距離為約0.150吋。該斜面部分209係與該螺紋中央軸間的角度為40度。該直徑D5為約0.400吋。
上文已描述本發明原則與特定裝置與應用，且應理解該描述係用於例示，非用於限制本發明範圍。
100‧‧‧鑽頭
102‧‧‧鑽孔部分
103‧‧‧切割點/尖部
104‧‧‧擴孔部分/擴孔沉頭部分
106‧‧‧停止部分
107‧‧‧停止表面
108‧‧‧柄/六角軸
200‧‧‧螺釘
202‧‧‧螺紋部分/螺紋軸
204‧‧‧無螺紋部分/無螺紋軸
205‧‧‧頭部的外側末端
206‧‧‧頭部
207‧‧‧驅動凹陷部
208‧‧‧尖部
209‧‧‧斜面部分
210‧‧‧切割部分
211‧‧‧狹窄部分
300‧‧‧開口/孔洞
301‧‧‧封簷板
303‧‧‧托樑/木材副框
304‧‧‧中央內孔
305‧‧‧尺寸過大的凹陷部分/凹陷孔洞
D1‧‧‧第一直徑
D2‧‧‧第二直徑
D3‧‧‧第三直徑
D4‧‧‧第四直徑
D5‧‧‧第五直徑
第1A圖為根據本發明一具體實施態樣之一擴孔鑽頭的側視圖；第1B圖為第1A圖擴孔鑽頭的俯視圖；第1C圖為第1A圖擴孔鑽頭的端視圖；第1D圖為第1A圖擴孔鑽頭的另一末端的端視圖；第2A圖為本發明一具體實施態樣使用之一螺釘的側視圖；第2B圖第2A圖該螺釘的端視圖；第2C圖第2A圖該螺釘沿線2C至2C的剖面圖；以及第3圖為第1A至1D圖鑽頭與第2A至2C圖螺釘的使用示意圖。
100‧‧‧鑽頭
102‧‧‧鑽孔部分
103‧‧‧切割點/尖部
104‧‧‧擴孔部分/擴孔沉頭部分
106‧‧‧停止部分
107‧‧‧停止表面
108‧‧‧柄/六角軸
D1‧‧‧第一直徑
D2‧‧‧第二直徑
D3‧‧‧第三直徑

Claims (10)

  1. 一種鑽頭(100)與單件螺釘(200)組合，該鑽頭(100)係用於製造一在一封簷板(301)中的開口(300)，且該單件螺釘(200)係透過該開口(300)安裝於一托樑(303)中，該鑽頭(100)包含：一鑽孔部分(102)，具有一第一直徑(D1)與一在一末端處之切割點(103)，一擴孔部分(104)，在該鑽孔部分(102)的另一末端處，該擴孔部分(104)具有一大於該第一直徑(D1)的第二直徑(D2)，一停止部分(106)，位於該鑽孔部分(102)的相反側，相鄰該擴孔部分(104)，該停止部分(106)具有一大於該第二直徑(D2)的第三直徑(D3)，以及一柄(108)，用以接合一鑽具；該單件螺釘(200)包含：一無螺紋部分(204)、一在一末端處之螺紋部分(202)與一在另一末端處之頭部(206)，該鑽頭(100)的該第一直徑(D1)為該單件螺釘無螺紋部分(204)的一第四直徑(D4)的約二倍大，且小於該單件螺釘(200)頭部(206)的一第五直徑(D5)，該頭部(206)的該第五直徑(D5)實質上為該鑽頭(100)的該第二直徑(D2)，以及 該頭部(206)具有一深度，實質上等於該鑽頭(100)的該擴孔部分(104)所製造之過大的凹陷部分(305)的深度，藉此當透過由該鑽頭(100)的該擴孔部分(104)所製造在該封簷板(301)中的該開口(300)而將該單件螺釘(200)安裝於該托樑(303)中時，該單件螺釘(200)頭部可彎曲，當該封簷板(301)或托樑(303)移動時該單件螺釘(200)頭部彎曲。
  2. 一種懸掛封簷板(fascia board)(301)至托樑(303)上的方法，包含：在該封簷板(301)中鑽一開口(300)，該開口(300)具有一中央內孔(304)與一尺寸過大的凹陷部分(305)，插入一單件螺釘(200)穿過該開口(300)且固定該單件螺釘(200)於托樑(303)中，該單件螺釘(200)具有一頭部(206)以及一無螺紋軸部分(204)，該頭部(206)具有約該尺寸過大的凹陷部分(305)的尺寸與深度，該中央內孔(304)具有一第一直徑(D1)，為該單件螺釘(200)無螺紋軸部分(204)的一第四直徑(D4)的約1.5至2.5倍，藉此當該封簷板(301)或托樑(303)移動時該單件螺釘(200)頭部彎曲。
  3. 如請求項1所述之組合，其中該封簷板係由複合材料所製造。
  4. 如請求項1所述之組合，其中該托樑係由木材所製造。
  5. 如請求項1所述之組合，其中該單件螺釘係由不鏽鋼所製造。
  6. 如請求項1所述之組合，其中該單件螺釘係由碳鋼所製造。
  7. 如請求項2所述之方法，其中該封簷板係由複合材料所製造。
  8. 如請求項2所述之方法，其中該托樑係由木材所製造。
  9. 如請求項2所述之方法，其中該單件螺釘係由不鏽鋼所製造。
  10. 如請求項2所述之方法，其中該單件螺釘係由碳鋼所製造。
TW101111385A 2011-03-31 2012-03-30 鑽頭與單件螺釘組合、以及懸掛封簷板至托樑上的方法 TWI572430B (zh)

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