TWI747927B - 螺釘、螺釘之使用方法、及藉由螺釘來將板件固定至基材之方法 - Google Patents

螺釘、螺釘之使用方法、及藉由螺釘來將板件固定至基材之方法 Download PDF

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TWI747927B
TWI747927B TW106124938A TW106124938A TWI747927B TW I747927 B TWI747927 B TW I747927B TW 106124938 A TW106124938 A TW 106124938A TW 106124938 A TW106124938 A TW 106124938A TW I747927 B TWI747927 B TW I747927B
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比爾 隆巴德
丹尼爾 米利斯
亞當 李察德森
尼克 瓊斯
卡羅斯 剛哲烈羅伯斯
奧弗多 達茲勒柏斯
汎拉丁 郭美葛西亞
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法商聖戈本建材公司
西班牙商聖戈本建材伊比利公司
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Abstract

本發明之螺釘(20)包含設有螺紋(13)之軸桿(1)，該軸桿終止於末端攻牙部(2)，及其相反端部設有頭部(3)，該軸桿包括在直徑方向突出之翼片(4)。該螺釘(20)具有至少一對翼片(4)沿著該軸桿(1)之部分定位，該翼片(4)並未設於和該末端攻牙部(2)對應的區域上。

Description

螺釘、螺釘之使用方法、及藉由螺釘來將板件固定至基材之方法
本發明之一目的在提出一種螺釘，用於將板型材料或木材、石膏片等緊固於基材，像是金屬或木質型材，其可供本發明之標的穿過。
較明確說，本發明提出螺釘之研發，以便緊固板型或片型表面，其設有從螺釘之軸桿突出的翼片，可在待緊固材料中產生一過大直徑，並且在螺釘穿入基材或型材內時不損壞翼片。此可將確保螺釘頭部正確定位於待附接之材料中，而且不損壞緊固材料。
市面上有各式各樣螺釘，其因不同態樣而有所差異，像是螺紋直徑、材料、軸桿之攻角端、螺釘頭部形狀、等等。
除了這些差異態樣外，市面上有些螺釘是在 螺釘尖端區域上有凸起或翼片(如圖1)，以容許過大直徑產生於待緊固材料中，防止材料被掀起。“掀起”或“頂高”等問題發生在螺釘用於將材料緊固於基材時，由於螺釘旋轉，材料朝向螺釘頭部凸起的速度比螺釘尖端進入基材的速度快。由於尖端區域上之凸起或翼片的存在，螺釘不致於穿入將被附接於材料內。
惟，經發現當翼片接觸到金屬型材時，其即斷裂且螺釘穿過該型材。在特定應用中，當翼片接觸到微小厚度的金屬型材時，供螺釘穿入之型材即損壞，因此使基材弱化並且在螺入金屬的過程期間，螺釘容易錯扣。此外，螺釘無法重覆使用，也無法容易地移除，因為一旦其接觸到基材時翼片即斷裂。
本發明研發出提供一種螺釘，其在應用領域內構成新穎性並且解決了上述缺點，同時亦有助於其他優點，容後詳述。
因此，本發明之一目的在提供一種螺釘，其用來固定板件至基材，該螺釘包含設有螺紋之軸桿，該軸桿終止於末端攻牙部(其可設置或不設置例如尖頭形)，及其相反端部設有頭部，該軸桿包括在直徑方向突出之任意形狀翼片，其特徵在於至少一對該翼片沿著該螺釘軸桿定位，該翼片並未設於和該末端攻牙部對應的區域上。
已知諸特徵後，可以取得下列優點： 在待附接之板件中產生過大直徑，使其得以令螺釘頭部進入板件中，螺釘頭部可以完全隱藏，且其有助於將螺釘隱蔽及放置於待緊固材料中之過程，確保螺釘頭部與待緊固材料之間的良好配合。根據本發明，過大直徑為螺釘軸桿之攻牙部在初期產生之孔口之部分，其直徑係由定位於螺釘軸桿之攻牙部與螺釘頭部之間的翼片增大；因過大直徑所致之螺釘隱蔽可以防止破裂或損壞緊固材料。例如，其可防止損壞到螺釘插入處之石膏板；翼片在軸桿上之位置使其免於和螺釘穿入處之型材或基材接觸，因此避免翼片斷裂。此外，對於型材或基材之損壞也可避免；由於翼片未受損，故有利於螺釘重覆使用，不同於圖1所示之先前技術螺釘，原因是若有需要時操作者或使用者可以移出螺釘並再次穿入；可以避免螺釘鑽入整個待緊固材料，因為翼片定位於遠離釘尖之區域中，其不致產生過大直徑於所有待鑽孔之村料中，故可防止待緊固物移動，不同於在待附接材料之整個孔口形成過大直徑的情況。
較佳地，兩個該翼片定位於直徑方向相對位置。此可在將螺釘旋進待緊固元件中時確保穩定性。
在較佳實施例中，兩翼片定位於靠近螺釘頭部之一點處。依此方式，過大直徑僅產生於待緊固元件之 有限部分中。
在本發明之實施例中，翼片可定位於螺釘之平滑區域上或螺釘之螺紋區域上。
在一實施例中，翼片係相關於軸桿之縱軸線而在軸向對準。
在另一實施例中，翼片之至少其中一個之縱軸線具有相關於軸桿之縱軸線的傾斜角。較明確說，翼片之至少其中一個之平均面可以相對於軸桿之縱軸線傾斜，使得最遠距於頭部之翼片的端部是在圓周方向設於螺釘旋進方向上的其餘翼片前方。此傾斜翼片使其在將螺釘旋進待固定之元件內時可以取得較有效的鑽孔效果。
根據本發明之一態樣，由最突出之翼片之點所界定的直徑係等於或小於螺釘頭部之直徑。在一較佳實施例中，由最突出之翼片之點所界定的直徑等於螺釘頭部之直徑，使得螺釘頭部在固定組構時可以完全覆蓋於待緊固之元件材料內。
在一實施例中，螺釘頭部具有從螺釘軸桿向外展開之概呈截頭圓錐形部，且由最突出之翼片之點所界定的直徑係等於或小於螺釘頭部之截頭圓錐形部之最大直徑，較佳等於螺釘頭部之截頭圓錐形部之最大直徑。
根據本發明之一態樣，由最突出之翼片之點所界定的直徑一定大於螺釘軸桿之螺紋之直徑。此配置方式再加上翼片定位遠距於螺釘尖端，因此可以僅於靠近螺釘頭部之板區中產生過大直徑，而在另一端，即靠近螺釘 尖端處，螺釘之螺紋配合板件之材料而防止板件相對於基材移動。
根據本發明之另一態樣，螺釘頭部係建構成在板件固定於基材的固定組構時完全隱蔽於板件之材料內。在一實施例中，螺釘頭部具有平坦之端部，係建構成在板件固定於基材的固定組構時從板件之主表面後縮或與之齊平。依此方式，在固定組構時之板件表面處即無突出之元件，有利於作為牆壁一部分的板件之視覺景觀。較明確說，由於螺釘頭部平躺於形成牆壁的板件之表面，在牆壁未完工處安裝時看起來較整齊，而在接縫與塗面漆處安裝時則接縫與塗漆可以較有效率且較有品質地完成。
在一實施例中，平坦部係在其周邊上設有朝向螺釘之軸桿的切削構件。此切削構件可以在石膏板的情況中，從紙形成之待固定板件之表面處取得乾淨俐落的切口。
根據一優異特徵，和軸桿之縱軸線平行的各翼片之縱向尺寸係大於或等於螺紋之螺距，較佳為兩倍於螺紋之螺距。因此，過大直徑可以經由螺釘旋進板件材料中導致翼片旋轉移動於板件材料內而有效率地產生。
在一實施例中，至少一翼片係相關於翼片之平均面而呈現彎曲形，以利於螺釘之旋進方向上形成朝向前方之凹面。此凹面在產生過大直徑時可以較容易移動與排出從板件移除的材料，相似於鏟子或木鑽的情形。在一實施例中，最遠距於螺釘頭部之至少一翼片的端部具有斜 緣。
靠近螺釘頭部之翼片位置與翼片之調整直徑，配合翼片之傾斜度及/或凹面及/或斜緣，造成螺釘頭部下方之板件材料的有效移佳及清除。因此，可以避免在板件表面處之缺陷，像是螺釘頭部從板件表面突出因螺釘頭部突出所致之板件表面缺陷，或是因螺釘頭部周圍之板件材料鼓起所致之缺陷。
在有利之情況下，螺釘包含推力裝置，特別是徑向凸緣，用於壓緊在螺釘之前進方向中由翼片移除之板件材料，該推力裝置定位於螺釘頭部與翼片之間。
較佳地，和軸桿相對之頭部的端部與最遠距於頭部之翼片的端部之間的距離小於或等於欲藉由螺釘固定在基材上之板件的該部位的厚度。因此，螺釘之翼片在固定組構時被覆蓋在板件中且不與金屬型材接觸。依此方式，可防止翼片斷裂且若有需要，螺釘可重覆使用，因為翼片並未受損。此外，對基材的損害也可避免。
在一實施例中，在頭部之相對側上，螺釘軸桿之端部具有尖頭形。在另一實施例中，在頭部之相對側上，螺釘軸桿之端部具有鑽頭形。
本發明之另一標的係一種上述螺釘用來固定石膏板至基材上之使用方法，基材例如為金屬或木材製成之型材。
本發明之另一標的係一種藉由上述螺釘固定板件至基材之方法，包含：將螺釘旋進該板件之材料與該 基材之材料中，直到該螺釘之該頭部隱蔽於該板件之材料中。
根據本發明之螺釘之其他特徵及優點可在審閱多數實施例之說明後瞭解，實施例僅為舉例說明且揭示於附圖中，其中：
1:軸桿
2:末端攻牙部
3:頭部
4,10,11,12:翼片
4B,8A,9,9’,10B,11B,12B:端部
5:凹部
6:切削緣
7:截頭圓錐形部
8:平坦部
12C:凹面
12D:斜緣
13:螺紋
15:徑向翼片
16:板件
16A:主表面
17:過大直徑
18:基材
19:孔口
20:螺釘
d4,d7,d10,d12,d13,d15:直徑
e:距離
e16:厚度
l4,l10,l11,l12:縱向尺寸
P:平均面
p13:螺距
X1:縱軸線
α:傾斜角
圖1係先前技術之螺釘之正視圖；圖2a及2b係本發明之螺釘之第一實施例之正視圖；圖3a及3b係本發明之螺釘之第二實施例之正視圖；圖4係本發明之螺釘之第三實施例之正視圖；圖5係本發明之螺釘之第四實施例之立體圖；圖6係圖5之螺釘之正視圖，即石膏板藉由螺釘固定於基礎型材之組構；圖7係圖5及6之螺釘在靠近螺釘頭部處之部分放大視圖；圖8係圖5至7之螺釘頭部之俯視圖；圖9係本發明之螺釘之第五實施例之正視圖；圖10係圖9之螺釘之正視圖，即石膏板藉由螺釘固定於基礎型材之組構；圖11係圖9及10之螺釘在靠近螺釘頭部處之部分放大視圖； 圖12係本發明之螺釘之第六實施例之正視圖；圖13係圖12之螺釘之正視圖，即石膏板藉由螺釘固定於基礎型材之組構；圖14係圖12及13之螺釘在靠近螺釘頭部處之部分放大視圖；圖15係根據第一實施例之變化型式之螺釘之正視圖；及圖16係本發明之螺釘之端部之替代實施例之正視圖。
藉由上述圖式及根據所用之編號，本發明較佳實施例之範例可從中得知，其包含文後詳細說明之組件及元件。
根據圖2a及2b所示之本發明之螺釘第一實施例，螺釘20包含一軸桿1，軸桿設有一螺紋13，軸桿終止於具有尖頭形的一末端攻牙部2且，及相反端部具有一頭部3(埋入型頭部)，且設有一對相鄰於頭部3之翼片4，翼片沿著軸桿之無螺紋部分設置且定位於徑向相反位置。螺釘20設計成將一板件固定於一基材，特別是將石膏板固定於金屬或木質型材。
螺釘之頭部3包括一概呈截頭圓錐形部7，係從軸桿1向外展開，及一平坦部8，其形成和軸桿1相對之 頭部3的端部。在一般情況下，頭部3設有凹部5，用於將螺旋工具容置於背對軸桿1之其表面上。
在圖2a及2b所示之第一實施例中，翼片4係相關於軸桿1之縱軸線X1在軸向對準。從圖式中可以看出，由最突出之翼片4之點所界定的直徑d4大於螺釘的軸桿1之螺紋13之直徑d13。此外，由最突出之翼片4之點所界定的直徑d4等於螺釘頭部之截頭圓錐形部7之直徑d7。依此方式，對應於截頭圓錐形部7之直徑的一外徑即產生於待固定之板件中，使得螺釘的頭部3在固定組構時可以完全隱蔽於待緊固之板件材料內。
有利的是，由於翼片4定位靠近頭部3，過大直徑僅產生於待固定之板件之有限區域中，因而防止待固定之板件移動。和軸桿1之縱軸線X1平行的各翼片4之縱向尺寸l 4係兩倍於螺紋13之螺距p13，使得過大直徑可以藉由將螺釘旋進板件材料中而有效率地產生。和軸桿1相對之頭部3的端部8A與最遠距於頭部3之各翼片4的端部4B之間的距離e較佳小於待固定之板件的該部位的厚度，使得翼片4在固定組構時被覆蓋在板件中且不與基材接觸，因此防止翼片斷裂。亦即，翼片4比起接近末端攻牙部2為更接近頭部3，且在螺釘20固定板件至基材之狀態下，翼片4整個地位在板件中且螺紋的至少一部分接合板件。
較佳地，螺釘的頭部3係建構成在固定組構時從板件之一主表面後縮或與之齊平。可選擇地，頭部3之平坦部8可具有一切削緣，係設於其周邊上且朝向螺釘之 軸桿1，以確保在待固定之板件表面(在石膏板的情況中即為紙張)有乾淨俐落的切口。
在圖3a及3b所示之第二實施例中，和第一實施例者相似之諸元件具有相同參考符號。第二實施例之螺釘20不同於第一實施例者之處在於至少一翼片4之縱軸線係相關於軸桿1之縱軸線X1而具有一傾斜角α。更切確地說，在圖3a及3b所示之範例中，各翼片4之平均面P係相對於軸桿1之縱軸線X1而傾斜一傾斜角α，使得最遠距於頭部3之各翼片4的端部4B是在圓周方向設於螺釘旋進方向上的其餘翼片4前方。翼片的傾斜配置方式使其在將螺釘20旋進待固定之板件內時可以取得較有效的鑽孔效果。
在圖4所示之第三實施例中，和第一實施例者相似之諸元件具有相同參考符號。第三實施例之螺釘20不同於第一實施例者之處在於翼片4定位在設有螺紋的部位之間。此外，在第三實施例中，由最突出之翼片4之點所界定的直徑d4不等於螺釘的頭部3之截頭圓錐形部7之直徑d7，但是小於直徑d7，其仍大於螺釘的軸桿1之螺紋13之直徑d13。
在圖5至8所示之第四實施例中，和第一實施例者相似之諸元件具有相同參考符號。相似於第一實施例的是，根據第四實施例之螺釘20之翼片10係相關於軸桿1之縱軸線X1而在軸向對準。翼片10不同於第一實施例之翼片4處在最遠距於螺釘的頭部3之其端部10B處設計有一箭頭形狀，以利於當旋進螺釘時有助於在待固定之板件材料 中向前移動，特別是藉由螺旋工具作用在背對軸桿1之螺釘的頭部3表面上所設之凹部5內時。此外，由最突出之翼片10之點所界定的直徑d10大於螺釘的軸桿1之螺紋13之直徑d13，而等於螺釘的頭部3之截頭圓錐形部7之直徑d7。同樣地，和軸桿1之縱軸線X1平行的各翼片10之縱向尺寸l 10係兩倍於螺紋13之螺距p13。
圖6揭示一板件16(石膏板)藉由螺釘20固定於一基材18(金屬型材)。此圖清楚揭示出一過大直徑17產生於靠近螺釘的頭部3之板件16中，其具有由翼片10所界定的直徑d10，且大於由板件16與基材18中之螺紋13所產生之孔口19之直徑d13。和軸桿1相對的頭部3之端部8A與各翼片10之端部10B之間的距離e小於板件的該部位的厚度，使得翼片10在固定組構時被覆蓋在板件16中且不與基材18接觸，因此防止翼片斷裂及對基材18的損害。如圖6所示，螺釘之頭部3係建構成在固定組構時從板件16之一主表面16A後縮或與之齊平，且頭部之平坦部8具有一切削緣6，係設於其周邊上且朝向螺釘之軸桿1，以確保在形成板件16之表面的紙張中有乾淨俐落的切口。
在圖9至11所示之第五實施例中，和第一實施例者相似之諸元件具有相同參考符號。相似於第二實施例的是，根據第五實施例之螺釘20之翼片11設計有各翼片11之平均面P，其相對於軸桿1之縱軸線X1而傾斜一傾斜角α，使得最遠距於頭部3之各翼片11的端部11B是在圓周方向設於螺釘旋進方向上的其餘翼片11前方。因此，在將螺 釘20旋進待緊固於基材18之板件16內時可以取得較有效的鑽孔效果。同樣地，由最突出之翼片11之點所界定的直徑d11大於螺釘的軸桿1之螺紋13之直徑d13，而等於螺釘的頭部3之截頭圓錐形部7之直徑d7。此外，和軸桿1之縱軸線X1平行的各翼片11之縱向尺寸l 11係兩倍於螺紋13之螺距p13。
在圖12至14所示之第六實施例中，和第一實施例者相似之諸元件具有相同參考符號。在第六實施例中，螺釘20之翼片12不僅設計有各翼片12之平均面P，其相對於軸桿1之縱軸線X1而傾斜一傾斜角α，使得最遠距於頭部3之各翼片12的端部12B是在圓周方向設於螺釘旋進方向上的其餘翼片12前方，但同時各翼片12也相關於翼片之平均面P而呈現彎曲形，以利於螺釘之旋進方向上形成一朝向前方之凹面12C。此外，最遠距於頭部3之各翼片12的端部12B包括一斜緣12D。
翼片12之傾斜度、凹面12C及斜緣12D的組合使其可以在將螺釘20旋進待緊固於基材18之板件16內時可以取得較有效的鑽孔效果，同時，在產生過大直徑17時較容易移動與排出從板件16移除的材料。根據本發明，由最突出之翼片12之點所界定的直徑d12大於螺釘的軸桿1之螺紋13之直徑d13，而等於螺釘的頭部3之截頭圓錐形部7之直徑d7。此外，和軸桿1之縱軸線X1平行的各翼片12之縱向尺寸l 12係兩倍於螺紋13之螺距p13。
圖15揭示第一實施例之變化型式，其中一徑 向翼片15(作為推力裝置)定位於螺釘的頭部3與翼片4之間。徑向翼片15之直徑d15等於由翼片4所界定的直徑d4。徑向翼片15作為推力裝置，用於壓緊在螺釘20之前進方向中由翼片4移除之板件16的材料。當然，儘管圖中未示，此推力裝置亦可附加於上述其他實施例的任一個。
圖16揭示本發明之螺釘20之端部的可行變化型式，其可施加於上述實施例的任一個，取代尖頭形之端部9。在此變化型式中，相對於頭部3的螺釘20之軸桿1之端部9’具有鑽頭形狀，其有利於板件固定至厚度高於0.8mm的型材。
如所有代表性實施例中所示，由最突出之翼片之點所界定的直徑等於或小於頭部直徑。較佳地，根據本發明，由最突出之翼片之點所界定的直徑等於螺釘的頭部之截頭圓錐形部之直徑且一定大於螺釘的軸桿之螺紋之直徑。
用於製造本發明之螺釘的細節、形狀、尺寸及其他零件可以由不偏離文後申請專利範圍所界定之範疇的其他者適度替代。
1:軸桿
2:末端攻牙部
3:頭部
4:翼片
7:截頭圓錐形部
8:平坦部
13:螺紋
20:螺釘
4B,8A:端部
d7,d13:直徑
p13:螺距
X1:縱軸線

Claims (20)

  1. 一種螺釘，其用來固定板件(16)至基材(18)，該螺釘(20)包含設有螺紋(13)之軸桿(1)，該軸桿終止於末端攻牙部(2)，及其相反端部設有頭部(3)，該軸桿包括在直徑方向突出之翼片(4,10,11,12)，其特徵在於至少一對該翼片(4,10,11,12)沿著該軸桿(1)之一部分定位，該翼片(4,10,11,12)並未設於和該末端攻牙部(2)對應的區域上，該翼片比起接近該末端攻牙部為更接近該頭部，在該螺釘固定該板件至該基材之狀態下，該翼片整個地位在該板件中且該螺紋的至少一部分接合該板件。
  2. 如請求項1之螺釘，其中，兩個該翼片(4,10,11,12)定位於直徑方向相對位置。
  3. 如請求項1或2之螺釘，其中，兩個該翼片(4,10,11,12)定位於靠近該頭部(3)之點。
  4. 如請求項1或2之螺釘，其中，該翼片(4,10,11,12)定位於該螺釘之螺紋區域上或製備之平滑區域上。
  5. 如請求項1或2之螺釘，其中，該翼片(4,10,11,12)相關於該軸桿(1)之縱軸線(X1)而在軸向對準。
  6. 如請求項1或2之螺釘，其中，該翼片(4,11,12)之至少其中一個之縱軸線具有相關於該軸桿(1)之縱軸線(X1)的傾斜角。
  7. 如請求項1或2之螺釘，其中，由最突出之該翼片(4,10,11,12)之點所界定的直徑(d4,d10,d11,d12) 等於或小於該頭部(3)之直徑。
  8. 如請求項1或2之螺釘，其中，該頭部(3)具有從該軸桿(1)向外展開之概呈截頭圓錐形部(7)，由最突出之該翼片(4,10,11,12)之點所界定的直徑(d4,d10,d11,d12)等於或小於該頭部(3)之該截頭圓錐形部(7)之直徑(d7)。
  9. 如請求項1或2之螺釘，其中，由最突出之該翼片(4,10,11,12)之點所界定的直徑(d4,d10,d11,d12)一定大於該螺紋(13)之直徑(d13)。
  10. 如請求項1或2之螺釘，其中，該頭部(3)建構成在固定組構時完全隱蔽於該板件(16)之材料內。
  11. 如請求項1或2之螺釘，其中，和該軸桿(1)之縱軸線(X1)平行的各該翼片(4,10,11,12)之縱向尺寸(l 4,l 10,l 11,l 12)大於或等於該螺紋(13)之螺距(p13)。
  12. 如請求項1或2之螺釘，其中，該頭部(3)具有平坦部(8)，其建構成在固定組構時從該板件(16)之主表面(16A)後縮或與之齊平。
  13. 如請求項1或2之螺釘，其中，該平坦部(8)在其周邊上設有朝向該螺釘之該軸桿(1)的切削構件(6)。
  14. 如請求項1或2之螺釘，其中，針對至少一該翼片，該翼片之平均面(P)相對於該軸桿(1)之縱軸線(X1)而以傾斜角(α)來傾斜)，使得最遠距於該頭部(3)之該翼片的端部是在圓周方向設於該螺釘旋進方向上的其餘該 翼片前方。
  15. 如請求項1或2之螺釘，其中，至少一該翼片相關於該翼片之該平均面(P)而呈現彎曲形，以利於該螺釘之旋進方向上形成朝向前方之凹面。
  16. 如請求項1或2之螺釘，其中，最遠距於該頭部(3)之至少一該翼片的端部具有斜緣。
  17. 如請求項1或2之螺釘，其中，該螺釘包含推力裝置，用於壓緊在該螺釘之前進方向中由該翼片(4,10,11,12)移除之該板件(16)的材料，該推力裝置定位於該頭部(3)與該翼片之間。
  18. 如請求項1或2之螺釘，其中，和該軸桿(1)相對之該頭部(3)的端部(8A)與最遠距於該頭部(3)之該翼片的該端部(4B,10B,11B,12B)之間的距離(e)小於或等於該板件(16)的欲藉由該螺釘固定在該基材(18)上的部位的厚度(e16)。
  19. 一種如請求項1至18中任一項的螺釘之使用方法，該螺釘使用來將板件(16)固定至基材(18)上，其中該板件(16)為石膏板，且該基材為金屬或木材製成之型材。
  20. 一種藉由如請求項1至18中任一項的螺釘來將板件固定至基材之方法，包含：將該螺釘(20)旋進該板件(16)之材料與該基材(18)之材料中，直到該螺釘之該頭部(3)隱蔽於該板件(16)之材料中。
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