TWM510383U - 鎖固件 - Google Patents
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Description
本創作有關於一種鎖固件，尤指一種將複數個物件牢固地定位在一起的螺絲釘。
抬樑式結構指的係建築物的結構中帶有木造框架的結構，而其外牆係由滾輪將金屬面板滾製成型所製成，再由複數個緊固件(俗稱的螺絲釘)將金屬面板貼合於木質結構上，習知緊固件包含有一能夠將緊固件適用於扭矩旋轉動作的頭部、一由乙烯-丙烯三共聚物的材料所製成的橡膠墊片、一銳利的桿件、向內形成深峰樣態的螺旋狀螺紋以及一供進行貫穿動作與開創埋入過程的端點。一般來說，緊固件通常與一裝有特殊驅動工具的電鑽槍配合，而特殊驅動工具與緊固件的頭部輪廓相符，最為常見的頭部構型之一為六角狀，而驅動工具對應六角狀為六角凹頭狀，當六角狀的頭部與六角凹頭狀驅動工具對應安裝後，緊固件的尖端將被對準於金屬面板，接續施予電鑽槍一加壓外力並驅使緊固件的尖端貫穿進入金屬面板中，一旦金屬面板被貫穿後，螺旋狀螺紋與木直結構結合，直至桿件的全部長度被完全地鑽入，且橡膠墊片被壓迫貼合於金屬面板形成一密封的樣態。
使用於抬樑式結構中的緊固件為經過高溫烈火碳化後的硬化鋼材，而硬化鋼材的顏色通常會配合漆成與外牆的金屬面板相同顏色，硬化鋼材必須具有可量測且尺寸大小一致的外型，以及具有抗拉強度、延伸性、硬度等物理性質，並能夠快速地安裝進入金屬面板及木質結構中，緊固件安裝於抬樑式結構的外側，並能夠對抗酸雨、極度的高溫及紫外線等腐蝕作用。
習知緊固件的製造廠商通常將緊固面作一電鍍處理，以達到保護緊固件免於腐蝕的效果，電鍍程序能夠以熱浸法、機械鍍層法、或電化學沉積法三種方式其中之一進行，其中，熱浸法為將緊固件浸沒於熔化的鋅池中，使得緊固件的表面包覆上一鋅薄層，熱浸法不容易控制罪中形成的鋅薄層的厚度，且通常熱浸法係用於鍍層於釘子的表面，極少使用螺絲釘的鍍層程序；機械鍍層法通常使用於由硬化鋼材成的緊固件，係將緊固件於水、鋅粉及化學物質的混合物中滾動，直至緊固件的表面累積有一預定厚度的鋅層；電化學沉積法為將緊固件浸沒於水及鋅鹽類的池中，並使得緊固件帶有電荷，而使得電解質中的鋅電性吸附於硬化鋼材的表面，緊鼓件的表面所形成的鋅層厚度係依據使用電化學沉積耗費的時間長短及電流的大小。
然而， 於緊固件的表面所形成的鋅層通常傾向於累積在緊固件的兩末端尖端處，也就是六角形的頭部及尖端處，而為了達到在桿件上形成一必要的鋅層厚度進而能夠達到避免長期的腐蝕，反而造成於緊固件的兩端電鍍上過量鋅之情況發生，是因為電鍍的過程中，鋅形成於緊固件的末端尖端造成銳角鈍化，而使得緊固件的末端無法貫穿於金屬面板。若將電鍍的厚度減低，而能夠避免鋅過度地累積於緊固件的末端，則造成緊固件過早地發生腐蝕。
本創作係使用電化學沉積法將緊固件的表面進行電鍍處理，本創作發明人發現，緊固件的直徑減少且長度增加時，前述敘明鋅過度累積的問題越發嚴重，此種於電鍍過程中出現之末端兩極處發生金屬累積的情形，時常導致緊固件的刺穿端點無法即時地進行貫穿金屬面板的動作，而致無法令人滿意，此現象特別地容易發生於型號Kwikseal II緊固件的電鍍過程，型號Kwikseal II緊固件(長寬比例為10：2)極為近似於習知其它用於建築工業建造抬樑式結構中的緊固件，而眾所皆知的是，緊固件的製造廠商皆會將緊固件進行電鍍程序。
本創作發明人設計出一種同樣用於抬樑式結構中，其不會受到前述鋅過度累積於兩端的影響之緊固件。
本創作之主要目的在於提供一種鎖固件，而能夠於電鍍的過程中，避免鋅過度地形成於鎖固件的末端尖端，進而避免拖延鎖固件組裝建築材料的過程及時間。
為達上述目的，本創作鎖固件可以說是型號Kwikseal III，其大部份的技術特徵皆與型號Kwikseal II緊固件相同，不同之處在於，本創作鎖固件的尖端，並非如習知設為尖銳的端點，本創作尖端的功能與鑽頭的功能極為近似，係由於其係利用型號Kwikseal II的切沿設計，於金屬面板的製造出孔洞，而非習知係利用帶有銳角的尖端而刺穿出孔洞，透過實驗反覆地證實，本創作鎖固件並不會受到鋅過量累積的影響，並於本創作鎖固件的表面形成一完整的及適當的鋅電鍍包覆，而不會於鎖固件貫穿金屬面料及穿入結合木質結構的過程中產生一拖延時間的不利情況發生。
茲為便於更進一步對本創作之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：
請參照圖式所示，本創作鎖固件的多種實施例將配合圖式進行說明。圖1為依據本創作進行描述一帶有螺紋的鎖固件，其結構大致上如元件符號10所指明，本創作鎖固件主要由一近端頭部11、一位於上述近端頭部11的下方的環錐部12、一連接於上述環錐部12的桿體部13共同構成。
上述桿體部13的末端設為一遠端尖錐部14，由上述遠端尖錐部14形成複數個溝槽14F，上述遠端尖錐部14的末端設有一尖端15。而第一螺紋16及第二螺紋17由上述遠端尖錐部14的溝槽14F的頂端作為起始點。上述第一螺紋16沿著上述遠端尖錐部14的表面的錐狀區段14T，並以上述近端頭部11的軸向朝向上述近端頭部11為終點螺旋延伸，上述第一螺紋16的高度由一第一高度16F為常數增加，而其軸向與一大致上呈現為圓柱形的桿體部13並行，上述桿體部13的約略位置請參照圖1中參考標號Ref. A所指明，上述第一螺紋16持續地沿著上述桿體部13螺旋直至一預定的軸向位置，上述軸向位置位於一垂直於桿體部13軸向之平面上，如圖1中參考標號Ref. B所指明，上述第一螺紋16由較為緊密的第一高度16F變換位置至較為寬鬆的第二高度16S並進入上述桿體部13內。
於一較佳的可行實施例中，上述第二螺紋17具有一相對於上述第一螺紋16的起始點位置之起始點，上述第二螺紋17的起始點位於上述錐狀區段14T中並從其內部以相同於上述第一螺紋16的圈大小，沿著上述錐狀區段14T的軸向上述近端頭部11延伸，上述第二螺紋17被定位於環圈與環圈之間，並大致上與上述第一螺紋16的螺距呈等距排列，上述第二螺紋17持續性地沿著上述錐狀區段14T螺旋延伸形成一第一高度17F，上述第一高度17F位於與上述第一螺紋16的第一高度16F共平面的位置，如上述圖1中參考標號Ref. A所示。上述第二螺紋17持續性地朝向上述近端頭部11的末端螺旋延伸，上述第二螺紋17的高度由一第一高度17F為常數增加，直至達到一與上述第一螺紋16的第一高度16F共平面之預定的軸向位置，上述第二螺紋17以一常數徑向距離從第一高度17F變換位置至第二高度17S。上述第二螺紋17沿著桿體部13螺旋延伸直至鄰近於近端頭部11的末端，請參照圖1中參考標號Ref. C所指明。
前述說明之第一螺紋16及第二螺紋17之間的相對分佈位置於安裝的過程中及安裝後本創作鎖固件10的結構強度甚為重要，一般於建築營造工業中，對於一棟建築物的組裝材料是否能以高效率的方式安裝完成相當地敏感。金屬板料23接設於框架組件25，必須於安裝後相當長的期間內都具備耐候性，對建築商而言，安裝時安裝速度的中斷往往被視為一種昂貴成本的耗費，而且，結構不良之鎖固件10於安裝後，常會因為作用於牆壁與屋頂板料下側的風力而鬆脫，造成帶有鎖固件10的複合組件19(請參照圖6所示)與金屬板料23之間的耐候性密封受損，令人厭惡的是，若強風挾帶的雨水進入建築內，將造成建物內部的損壞與結構框架組件25的劣化。
建築材料於安裝過程中有多種面向需要考量，鎖固件10必須能夠成功而快速地貫穿金屬屋頂或牆壁的板料，而一般用於建構中的板料的厚度大約介於0.4mm至0.5mm之間，且大多數板料的形狀大致設為一平坦的表面，透過平坦的表面有利於適當地進行鎖固件10的安裝與定位。鎖固件10貫穿板料的速度必須每0.20秒完成貫穿一板料的動作，而至多耗費0.50秒進行貫穿的動作，鎖固件10於貫穿板料後，再接續不停止地貫穿金屬板料23，在貫穿上述金屬板料23後，鎖固件10便能夠到達框架組件25並與其結合，而鎖固件10必須以一固定的速率繼續向前鑽進而不會產生彎折、斷裂、或從基底剝離等情形，直到最終穩固被安全地定位在牆壁或屋頂金屬板料23的表面。反觀密封墊片20必須被鎖固件10適當地鎖緊，進而避免於鎖固件10的近端頭部11的下方發生一移位的情形，藉此防止濕氣由板料上被安裝的鎖固件10所鑽出的開孔進入建築物的內部。
於另一較佳的可行實施例中，本創作鎖固件10設有一遠端尖錐部14，上述遠端尖錐部14具有一由尖端15作為起始點的端點，且上述尖端15的銳利度與硬度已經由檢定證實之，能夠於平均0.2至0.3秒的時間內完成貫穿金屬板料23的動作，當上述遠端尖錐部14初步地清出一定位孔後，上述第一螺紋16及第二螺紋17與定位孔接觸後貫穿並分別與金屬板料23及框架組件25結合。上述第一螺紋16第二螺紋17於起始的螺距相同，並提供上述桿體部13一對稱性的支撐力量，供初始的螺紋能夠順利並不中斷地螺合進入上述框架組件25。規格一致的第一螺紋16及第二螺紋17的第一高度16F及17F能夠供上述桿體部13一等顛的支撐力量，避免上述鎖固件10係以一銳利的角度安裝於板料上。
當上述鎖固件10欲進一步進入結構中的基材時，上述第一螺紋16及第二螺紋17的第一高度16F及17F分別轉換位置為第二高度16S及17S，上述第二高度16S及17S能夠依循上述第一高度16F及17F於基材中對應形成的螺紋凹槽中行進，上述第二高度17S使得上述鎖固件10能夠與基材之間有一徑向的結合，藉此對安裝後的鎖固件10提供一更高的抗拔強度。前述螺紋凹槽亦能夠避免上述桿體部13的周邊產生一過度的非對稱側向力量，進而避免安裝後的鎖固件10與金屬板料23的平面之間形成一銳角之情況，而上述第二高度17S能夠以一徑向的力量加強補充上述桿體部13的抗拔強度。
本創作鎖固件10為一有力於製造業的螺絲設計，其為典型的尖錐部帶有螺絲錐與尖端，並與預設有螺紋的桿體部13連接，且能夠透過一鑄模模型一體製作而成，螺絲的製作過程可分為三種作業，首先，上述錐狀區段14T的尖錐部以及上述遠端尖錐部14的尖端分別形成於不同的階段，前述兩者在形成螺紋之前先被製作出，此種製作方式並不會承受要將大量的鋼材料滾動製作成帶有尖端的錐體，而致延長鑄模模型的使用年限，鑄模模型並不會太快地被鈍化或磨損，反而能夠讓鑄模模型保持其銳利性、使用長久性並能夠使得製作出的螺絲一平滑且銳利的角度，同時亦能夠刪除於尖端進行凹槽切割的操作步驟，也就是於螺絲進入金屬板料時移除遠端尖錐部14設有的螺旋刨屑。於尖端進行凹槽切割的操作步驟過程並不容易操控且容易出現不願出現的結果，常常將鎖固件10的尖端切除或將桿體部13的螺紋切斷而致螺紋呈不連續的樣態，螺旋刨屑通常保持無損傷的、將其嵌入，並包含密封墊片及創造出一濕氣浸滲的來原。上述遠端尖錐部14將創造出較小的刨屑並消除刨屑所產生的凹陷問題，使得密封墊片能夠與欲與螺絲結合的基材抗衡。
另外，一較佳的可行實施例中，本創作複合組件19包含有一鎖固件10及一密封墊片20，透過一金屬及彈性類橡膠材料22兩相結合後有助於耐候性的安裝，實質上形成單一密封墊片20，密封墊片20安設於上述桿體部13上並鄰接於上述近端頭部11的軸向位置，請參照圖5所指明，將上述近端頭部11的下方設成錐狀部分之優點在於，上述環錐部12將上述密封墊片20為中心，將上述密封墊片20被上述金屬板料23夾壓，將上述複合組件19安裝後，並將上述密封墊片20夾壓於上述鎖固件10及金屬板料23之間後的結構樣態請參照圖6所指明，當上述彈性類橡膠材料22被壓靠在金屬板料23，其將上述密封墊片20的週緣26密封並能夠對抗濕氣的滲入。
也就是說，上述彈性類橡膠材料22的擠壓動作使得密封材料能夠毫無限制地塑性變形進入內部的空間，利用此種材料本身具有的性質進行安裝，例如：上述密封墊片20的金屬板料23上所形成的孔洞18，亦即是徑向壁面27與徑向壁面27之間的空間、上述近端頭部11的環錐部12之表面、因上述鎖固件10的尖端15於開始鑽穿在板材上形成的孔洞18，皆能夠幫助避免濕氣滲入建築物的內部，為了讓上述彈性類橡膠材料22可以製作為密封墊片20，勢必有謹慎的研究必要。如此產生的密封墊片20才能對抗紫外線照射及大氣中臭氧所造成的劣化，允許鎖固件與複合組件19配合建築施工中使用的其它材料，在符合要求的一定期間內都能提供耐候性的效果。能夠理解的是，與密封墊片20彈性材料黏合的複合金屬24，同樣可與建築施工中使用的其它材料相配合。上述密封墊片20之複合金屬24與彈性組件必須彼此相容，以於整個使用期間保持黏合狀態，讓複合金屬24保持定位於鎖固件10的近端頭部11的下方，確保彈性類橡膠材料22與複合金屬24保持同軸線方向21，防止上述密封墊片20從上述複合組件19的近端頭部11下方產生不利的移位。
建築物的安裝問題、結構完整性問題以及耐候性的問題，能夠透過於建築物中運用本創作鎖固件10而加以解決及克服之，顯而易見的是，於該領域中具有通常知識者能夠將本創作前述敘明之多種實施例進行簡單的置換或加以改變修飾，亦應不脫離本創作所籲保護的廣義範圍內。因此，本創作密封墊片20並非必須與其它金屬組件結合，而能夠以具有可撓性的材料一體成型製作而成，本創作桿體部13能夠延伸至近端頭部11的承受部的下方，而並非必須設一環錐部12，本創作近端頭部11的形狀可設為各種不同的習用輪廓的樣態，諸如大圓狀、盤形狀等等。因此，舉凡此種種明顯變化與修飾均應包括在本創作範圍內，亦即，本創作範圍僅以下附申請專利範圍限制之。
上述所舉實施例，僅用為方便說明本創作並非加以限制，在不離本創作精神範疇，熟悉此一行業技藝人士依本創作申請專利範圍及創作說明所作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。
10‧‧‧鎖固件
11‧‧‧近端頭部
Ref. C‧‧‧近端頭部的末端
12‧‧‧環錐部
13‧‧‧桿體部
Ref. B‧‧‧預定的軸向位置
14‧‧‧遠端尖錐部
14F‧‧‧溝槽
14T‧‧‧錐狀區段
15‧‧‧尖端
16‧‧‧第一螺紋
16F‧‧‧第一高度
16S‧‧‧第二高度
17‧‧‧第二螺紋
17F‧‧‧第一高度
17S‧‧‧第二高度
Ref. A‧‧‧第一螺紋的第二螺紋及第一螺紋的第二螺紋形成之共平面
18‧‧‧孔洞
19‧‧‧複合組件
20‧‧‧密封墊片
21‧‧‧同軸線方向
22‧‧‧彈性類橡膠材料
23‧‧‧金屬板料
24‧‧‧複合金屬
25‧‧‧框架組件
26‧‧‧彈性類橡膠材料周緣
27‧‧‧徑向壁面
11‧‧‧近端頭部
Ref. C‧‧‧近端頭部的末端
12‧‧‧環錐部
13‧‧‧桿體部
Ref. B‧‧‧預定的軸向位置
14‧‧‧遠端尖錐部
14F‧‧‧溝槽
14T‧‧‧錐狀區段
15‧‧‧尖端
16‧‧‧第一螺紋
16F‧‧‧第一高度
16S‧‧‧第二高度
17‧‧‧第二螺紋
17F‧‧‧第一高度
17S‧‧‧第二高度
Ref. A‧‧‧第一螺紋的第二螺紋及第一螺紋的第二螺紋形成之共平面
18‧‧‧孔洞
19‧‧‧複合組件
20‧‧‧密封墊片
21‧‧‧同軸線方向
22‧‧‧彈性類橡膠材料
23‧‧‧金屬板料
24‧‧‧複合金屬
25‧‧‧框架組件
26‧‧‧彈性類橡膠材料周緣
27‧‧‧徑向壁面
圖1為本創作鎖固件的第一較佳實施例之側視圖； 圖2為本創作遠端尖錐部之局部結構示意圖； 圖3為本創作第一螺紋及第二螺紋於桿體部上相對位置之局部放大示意圖； 圖4為以實線於本創作桿體部的正面表示第一螺紋及第二螺紋的相對位置，並以虛線於反面表示第一螺紋及第二螺紋分別從遠端尖錐部朝向鎖固件近端螺旋延伸變換位置之側面示意圖； 圖5為本創作鎖固件配合密封墊片之結構示意圖； 圖6為本創作鎖固件及密封墊片相互安裝狀態下穿過金屬板料與結構基底之結構示意圖； 圖7為本創作鎖固件及密封墊片之斷面放大圖。
10‧‧‧鎖固件
11‧‧‧近端頭部
Ref.C‧‧‧近端頭部的末端
12‧‧‧環錐部
13‧‧‧桿體部
Ref.B‧‧‧預定的軸向位置
14F‧‧‧溝槽
14T‧‧‧錐狀區段
15‧‧‧尖端
16‧‧‧第一螺紋
16F‧‧‧第一高度
16S‧‧‧第二高度
17‧‧‧第二螺紋
17F‧‧‧第一高度
17S‧‧‧第二高度
Ref.A‧‧‧第一螺紋的第二螺紋及第一螺紋的第二螺紋形成之共平面
21‧‧‧同軸線方向
Claims (8)
- 一種鎖固件，用以結合一物件與另一物件，包含： 一近端頭部，具有一承受旋轉產生扭矩並使得鎖固件能夠旋轉的承受部，以及一與上述承受部連結的環形推拔部；以及 一桿體部，與上述環形推拔部連結且由上述環形推拔部延伸，上述桿體部具有一第一螺紋及一第二螺紋，上述桿體部的終端位置設為遠離近端頭部之遠端尖錐部，上述遠端尖錐部用以延伸貫穿於上述物件所預先設有的開孔，或透過上述遠端尖錐部進行旋轉產生的旋轉力於上述物件形成開孔，且上述第一螺紋及第二螺紋設有一共同位於上述遠端尖錐部的溝槽內起始點，上述第一螺紋及第二螺紋以一預先定義的螺距於桿體部的週緣表面螺旋延伸，而第一螺紋及第二螺紋延伸的終點在於上述近端頭部的下方一預定軸向位置上，上述第二螺紋的位置分佈於上述第一螺紋及第一螺紋所形成的螺圈之間； 其中，上述第一螺紋及第二螺紋分別具有一徑向延伸的高度，上述第一螺紋的高度設為一從第一高度漸增為第二高度，並位於一預定的且垂直於桿體部的軸向平面上，上述第一螺紋再從第二高度漸降直至進入上述桿體部，而上述第二螺紋的高度設為一從第一高度漸增為第二高度，並位於一預定的且垂直於桿體部的軸向平面上，上述第二螺紋的高度變換位置與第一螺紋的高度變換位置應位於一共平面上，上述第二螺紋連續性地由第二高度螺旋延伸至於一預定的軸向位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之鎖固件，其中，上述第一螺紋及第二螺紋之起始點位於與上述鎖固件的桿體部之軸線垂直之一平面內，且上述第一螺紋及第二螺紋之起點為共平面。
- 如申請專利範圍第1項所述之鎖固件，其中，上述第一螺紋及第二螺紋之起始點彼此之間是以180度的方式徑向間隔分佈。
- 如申請專利範圍第1項所述之鎖固件，其中，上述第一螺紋之螺距與上述第二螺紋之螺距相同。
- 如申請專利範圍第4項所述之鎖固件，其中，上述第二螺紋的位置與上述第一螺紋的兩相鄰之螺圈之間形成等距樣態。
- 一種具有鎖固件的複合組件，用以結合一物件與另一物件，包含： 一近端頭部，具有一承受旋轉產生扭矩並使得鎖固件能夠旋轉的承受部，以及一與上述承受部連結的環錐部； 一桿體部，與上述環錐部連結且由上述環錐部延伸，上述桿體部具有一第一螺紋及一第二螺紋，上述桿體部的終端位置設為遠離近端頭部之遠端尖錐部，上述遠端尖錐部用以延伸貫穿於上述物件所預先設有的開孔，或由透過上述遠端尖錐部進行旋轉產生的旋轉力於上述物件形成開孔，且上述第一螺紋及第二螺紋設有一共同位於上述遠端尖錐部的溝槽內起始點，上述，上述第一螺紋及第二螺紋以一預先定義的螺距於桿體部的週緣表面螺旋延伸，而第一螺紋及第二螺紋延伸的終點在於上述遠端尖錐部的一預定軸向位置上，上述第二螺紋的位置分佈於上述第一螺紋及第一螺紋所形成的螺圈之間，上述第二螺紋的高度變換位置與第一螺紋的高度變換位置應位於一共平面上。上述第二螺紋連續性地由第二高度螺旋延伸至於一預定的軸向位置；以及 一密封墊片，包含有一貫通開孔，由上述鎖固件的桿體部延伸貫穿於上述貫通開孔，並使得上述密封墊片位於上述第二螺紋的端點，上述密封墊片受到螺紋的終點支持，而能夠避免上述密封墊片沿著桿體部朝向上述鎖固件遠端滑動位移。
- 如申請專利範圍第6項所述之複合組件，其中，上述密封墊片由一具有彈力的一體式彈性材料構成。
- 如申請專利範圍第7項所述之複合組件，其中，上述密封墊片由金屬材料與彈性材料結合構成。
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