CN114278657B - 抗拉拔低阻螺丝 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种抗拉拔低阻螺丝，包含一杆身、一形成在该杆身前段的尖锥状旋入部、一形成在该杆身后段的头部以及一螺纹。该螺纹呈螺旋状地设在旋入部与杆身上且包含多个螺牙，各螺牙具有面向该头部的上牙面与面向该旋入部的下牙面。在该旋入部及/或该杆身的前段设有至少一锥形迫紧结构以界定至少一个由头部朝旋入部方向逐渐收束外径的区段。各锥形迫紧结构是由其中一螺牙的下牙面底缘沿着该杆身的纵向轴线方向延伸，使得该螺牙的下牙面具有一比螺牙高度大的下牙面高度。再者，在相邻二螺牙之间的杆身上形成有环绕状的抗拉平面，以提高该螺丝的抗拉拔强度。

Description

抗拉拔低阻螺丝
技术领域
本发明关于一种螺丝，尤指一种抗拉拔低阻螺丝。
背景技术
传统木螺丝包含一杆身、一连接于该杆身的尖锥状旋入部以及一自该旋入部延伸至该杆身的螺纹。借由螺纹旋入二工件内，使得该二工件可被螺丝连接在一起。为了因应不同的工件大小，单一种木螺丝将会具备多种尺寸。然而，当杆身具备较大的杆径时，旋入部单靠螺纹的楔入效应(wedge effect)要将所连接的粗大杆身带入工件的过程中会产生相当大的旋入阻力，造成操作上费力且消耗大量电源。
为改善上述的问题，有一种如图1所示的木螺丝100是在旋入部104上设有一切口106，利用切口106所形成的切削面破坏工件以辅助螺纹108咬入工件中。但该切口106只对一开始的锁入过程有帮助，当切口106被残屑填充后，该切口106对于较大杆径的杆身102要进入工件中将没有太大帮助。
另外，有一种如图2所示的木螺丝200是在杆身202上设置切削单元206用以产生扩孔效果，让螺丝200的杆身202能轻易被带入工件中，但该切削单元206是由凸出杆身202的多个斜肋构成，会使得螺牙嵌入工件的深度变浅，造成螺纹208的抗拉拔强度降低。此外，在遭遇外部应力(例如强风地震)的情况下，若螺丝对于工件的咬合力不够，则存在有被外力拉拔出的风险，因此，在各国建筑法规上都要求应用于建筑结构体的螺丝需要测试抗拉拔强度。但传统木螺丝只有靠偏向头部侧的螺纹的上牙面对于外力方向产生的分力的合力来抵抗拉拔力，抗拉拔力不充足，再者，旋入部为尖锥状，位在旋入部的螺牙的牙山高度明显比杆身的螺牙高度浅，对于整体抗拉拔强度只贡献一小部分。
中国台湾发明专利I583872揭示一种木螺丝钉，该木螺丝钉分别在螺纹的两个螺牙之间具有朝螺丝尖端逐渐变细的截锥状的螺纹间部段。当该木螺丝钉旋入木材基体中前进时，这些往螺丝尖端的方向上逐渐变细的截锥状螺纹间部段会将木质材料作径向的推挤和压缩，从而增加锚定力。然而，这些截锥状的螺纹间部段会造成螺牙的下牙面高度变浅(降低)，反而使得螺牙咬入工件的牵引力不足，而造成旋入阻力上升，需要靠电动工具施予更大的输出扭矩来克服。
发明内容
缘此，本发明的主要目的在提供一种抗拉拔低阻螺丝，该螺丝可使螺牙的下牙面高度增加，以提高螺牙咬入工件的牵引力，进而让螺丝的杆身能有效地被拉入工件中以降低旋入阻力。除外，在二螺牙之间的杆身上形成有环绕状的抗拉平面，以提高该螺丝的抗拉拔强度。
本发明的抗拉拔低阻螺丝包括一杆身、一旋入部、一头部、一螺纹及至少一锥形迫紧结构。该杆身界定一纵向轴线且具有在该纵向轴线分隔的前段与后段。该旋入部形成在该杆身的前段，该头部形成在该杆身的后段。该螺纹呈螺旋状地设在该旋入部与该杆身上且包含多个螺牙，各螺牙具有一螺牙高度且具有面向该头部的上牙面与面向该旋入部的下牙面。该至少一锥形迫紧结构设在该旋入部及/或该杆身前段以界定至少一个由该头部朝该旋入部方向逐渐收束外径的区段，该锥形迫紧结构是由其中一螺牙的下牙面底缘沿着在该纵向轴线方向延伸，使得该螺牙的下牙面具有一下牙面高度，该下牙面高度比未设置该锥形迫紧结构的螺牙的螺牙高度大。
在一实施例中，该旋入部与该杆身上的螺牙之间具有多个锥形迫紧结构，该多个锥形迫紧结构是呈螺旋状地沿着该纵向轴线在连续的数个螺牙的下牙面延伸，各锥形迫紧结构上端具有一环状的抗拉平面。
在一实施例中，二相邻螺牙之间界定一螺距，该锥形迫紧结构在该纵向轴线方向上具有一轴向延伸长度，该轴向延伸长度为该螺距的20-150％。
在一实施例中，该锥形迫紧结构相对该纵向轴线的倾斜角度(半锥角)位10-30度之间。
在一实施例中，各锥形迫紧结构包含一个自该螺牙的下牙面底缘向该旋入部延伸的小径段及一个自该螺牙的上牙面底缘向该头部延伸的大径段，且在相邻二螺牙之间具有一个小径段及一个连接于该小径段的底端的大径段，该大径段的上端形成该环状的抗拉平面。
在一实施例中，该杆身上的各螺牙的下牙面底缘分别设有一锥形迫紧结构以界定多个由该头部朝该旋入部方向逐渐收束外径，且在任相邻二螺牙之间具有一环状的抗拉平面。
关于本发明的其他目的、优点及特征，将可由以下较佳实施例的详细说明并参照所附图式来了解。
附图说明
图1显示一传统木螺丝的示意图。
图2显示另一传统木螺丝的示意图。
图3为本发明第一实施例的螺丝的一立体图及一局部放大图。
图4为沿图3的4-4线所取的剖视图。
图5为图4中的一圈取部分的放大图。
图6为沿图3的6-6线所取的剖视图。
图7显示图3的螺丝旋入一工件中的示意图。
图8为本发明第二实施例的螺丝的一示意图。
图9为本发明第三实施例的螺丝的一示意图。
图10显示图9的螺丝锁入建筑结构体后的示意图。
附图标记说明：
10.螺丝 12.杆身
14.旋入部 16.头部
18.螺纹 20.前段
22.后段 23.尖端
24.螺牙 26.上牙面
28.下牙面 30.锥形迫紧结构
32.小径段 34.大径段
36.抗拉平面 38.工件
40.凸肋 42.建筑结构体
100.木螺丝 102.杆身
104.旋入部 106.切口
108.螺纹
200.螺丝 202.杆身
206.切削单元 208.螺纹
L1.旋入部长度 L2.轴向延伸长度
H1.螺牙高度 H2.下牙面高度
P.螺距 X.纵向轴线
θ.倾斜角度
具体实施方式
现将仅为例子但非用以限制的具体实施例，并参照所附图式就本发明的较佳结构内容说明如下：
图3至图6显示依据本发明第一实施例的抗拉拔低阻螺丝10，该螺丝10包含一杆身12、一旋入部14、一头部16及一螺纹18。该杆身12具有大致相同的杆径，该杆身12界定一纵向轴线X且具有在该纵向轴线X分隔的前段20与后段22。该旋入部14一体地连接在该杆身12的前段20，该旋入部14形成尖锥状且具有一尖端23，该旋入部14在该纵向轴线X的方向上具有一长度L1。该头部16形成在该杆身12的后段22。该螺纹18呈螺旋状地设在该旋入部14与杆身12上且由该旋入部14延伸到该杆身12的中间段或后段22。该螺纹18包含多个螺牙24，各螺牙24具有一螺牙高度H1，相邻二螺牙24之间界定一螺距P，该旋入部长度L1一般是大于螺距P。各螺牙24具有面向头部16的上牙面26与面向旋入部14的下牙面28。
本发明的螺丝10的特征在于该旋入部14及/或杆身12上设有至少一锥形迫紧结构30以界定至少一个由头部16朝旋入部14方向逐渐收束外径(由旋入部14朝头部16方向逐渐扩张外径)的区段。在本实施例中，各锥形迫紧结构30是由其中一螺牙24的下牙面28底缘沿着在该纵向轴线X向两侧延伸，使得该螺牙24的下牙面28具有一下牙面高度(径向凹陷深度)H2，该下牙面高度H2比未设置该锥形迫紧结构30的螺牙24的螺牙高度H1大。在本实施例中，在该旋入部14与杆身12的前段20的外周围设有三个锥形迫紧结构30，各锥形迫紧结构30在该纵向轴线X的方向上具有一轴向延伸长度L2，该轴向延伸长度L2最好为该螺距P的20-150％，而能够保持最佳的螺牙牵引力以及提高整体的抗拉强度。
该锥形迫紧结构30具有朝旋入部14逐渐缩小而朝头部16逐渐扩张的外径。在本实施例中，各锥形迫紧结构30包含一个自螺牙24的下牙面28底缘向旋入部14延伸的小径段32及一个自螺牙24的上牙面26底缘向头部16延伸的大径段34，且在相邻二螺牙24之间具有一个小径段32及一个连接于该小径段32的底端的大径段34，该大径段34的上端与该小径段32的下端的交接面构成一环状的抗拉平面36，使得在各锥形迫紧结构30的上端具有该环状的抗拉平面36。再者，该锥形迫紧结构30的外周围相对该纵向轴线X界定一个倾斜角度(即半锥度)θ，该倾斜角度会直接影响下牙面28的径向凹陷深度以及抗拉平面36的扩张程度，进而影响螺牙24的牵引力与抗拉拔强度。在本实施例中，该锥形迫紧结构30相对该纵向轴线X的倾斜角度θ与该旋入部14相对该纵向轴线X的倾斜角度约相等。在可行的实施例中，设在该旋入部14与杆身12上的各锥形迫紧结构30相对于该纵向轴线X可具有相同或不同的倾斜角度，且该倾斜角度θ位在10-30度的区间时能达到最佳的力学表现。
本发明的螺丝10在实施上(见图7)，以旋入部14锁入例如木板的工件38内。因螺牙24接触到工件38时是由下牙面28切入工件38，因而，当螺丝10的旋入部14旋入工件38时，利用该旋入部14及/或杆身12的前段20上的螺牙24具有较大的下牙面高度，使该旋入部14与螺牙24旋入工件38的牵引力够大，而能将所连接的杆身12有效地拉入工件38中。再者，由于在二相邻螺牙24之间的杆身12上额外形成有环绕状的抗拉平面36，所以当螺丝10锁入工件38后，各锥形迫紧结构30的抗拉平面36将能增加螺丝的抗拉拔强度(如图7中的箭头所示)。
在本实施例中，设在旋入部14与杆身12上的数个锥形迫紧结构30的小径段32是呈螺旋状地沿着该纵向轴线在连续的数个螺牙24的下牙面28延伸，使得该螺丝10在旋入工件38的过程中，借由螺牙24之间的锥形迫紧结构30的外径朝旋入部14逐渐收束，可降低螺锁过程中对于工件产生的径向张力，达到进一步降低阻力且避免工件会因挤压而产生龟裂。在可行的实施例中，该数个锥形迫紧结构可具有相同或不同的轴向延伸长度L2。此外，设在该旋入部14与该杆身12上的锥形迫紧结构30不限制为连续的螺旋锥形迫紧结构，例如可由数个不连续的锥形迫紧结构组成。
图8显示依据本发明第二实施例的螺丝10，在本实施例中，在该杆身12上的各螺牙24的下牙面28底缘分别设有一锥形迫紧结构30以界定多个由头部16朝旋入部14方向逐渐收束外径(由旋入部14朝头部16方向逐渐扩张外径)的区段，且在任相邻二螺牙24之间具有一大径段34，使得形成在杆身12上的抗拉平面36增加。
图9显示依据本发明第三实施例的螺丝10，在本实施例中，该螺丝10更包含多个斜向凸肋40，凸肋40设在杆身12的外周围且位在二相邻螺牙24之间用以提高排屑功能，使得杆身12可更轻易地锁入工件内，同时靠锥形迫紧结构30的设置能提高整体紧固力。
图10显示本发明的螺丝10锁入一建筑结构体42后，除了借由偏向头部16侧的螺牙24的上牙面26对于外力方向产生的分力的合力来抵抗拉拔力外，并可利用位在旋入部14的螺牙24的下牙面高度比杆身12的螺牙高度深以及形成在杆身12上的抗拉平面36，有效提高螺丝10的整体抗拉拔强度。
在以上的实施例中，本发明的螺丝10是包含单一螺纹18，然而，在可行的实施例中，本发明的螺丝10可包含一条以上的多线螺纹，例如具有高牙与低牙的双螺纹。当本发明的螺丝10应用于具备多线螺纹的实施例时，可在单一螺纹的螺牙下牙面设有本发明的锥形迫紧结构30，也可分别在多线螺纹的螺牙下牙面设有本发明的锥形迫紧结构30，以达成提高螺牙咬入工件的牵引力且提高该螺丝10的抗拉拔强度。
以上所述为本发明的较佳实施例的详细说明与图式，并非用来限制本发明，本发明的所有范围应以权利要求的范围为准，凡专利范围的精神与其类似变化的实施例与近似结构，皆应包含于本发明之中。

Claims (6)

1.一种抗拉拔低阻螺丝，其特征在于，包括：
一杆身，其界定一纵向轴线且具有在该纵向轴线分隔的前段与后段；
一旋入部，其形成在该杆身的前段；
一头部，其形成在该杆身的后段；
一螺纹，其呈螺旋状地设在该旋入部与该杆身上且包含多个螺牙，各螺牙具有一螺牙高度且具有面向该头部的上牙面与面向该旋入部的下牙面；及
至少一锥形迫紧结构，其设在该旋入部及/或该杆身以界定至少一个由该头部朝该旋入部方向逐渐收束外径的区段，该锥形迫紧结构是由其中一螺牙的下牙面底缘沿着在该纵向轴线方向延伸，使得该螺牙的下牙面具有一下牙面高度，该下牙面高度比未设置该锥形迫紧结构的螺牙的螺牙高度大，其中该锥形迫紧结构上端具有环状的抗拉平面。
2.根据权利要求1所述的抗拉拔低阻螺丝，其特征在于，该旋入部与该杆身上具有多个锥形迫紧结构，多个该锥形迫紧结构是呈螺旋状地沿着该纵向轴线在连续的数个螺牙的下牙面延伸，各锥形迫紧结构上端具有该环状的抗拉平面。
3.根据权利要求1所述的抗拉拔低阻螺丝，其特征在于，二相邻螺牙之间界定一螺距，该锥形迫紧结构在该纵向轴线方向上具有一轴向延伸长度，该轴向延伸长度为该螺距的20-150％。
4.根据权利要求2所述的抗拉拔低阻螺丝，其特征在于，该锥形迫紧结构相对该纵向轴线X的倾斜角度在10-30度之间。
5.根据权利要求2所述的抗拉拔低阻螺丝，其特征在于，各锥形迫紧结构包含一个自该螺牙的下牙面底缘向该旋入部延伸的小径段及一个自该螺牙的上牙面底缘向该头部延伸的大径段，且在相邻二螺牙之间具有一个小径段及一个连接于该小径段的底端的大径段。
6.根据权利要求1所述的抗拉拔低阻螺丝，其特征在于，该杆身上的各螺牙的下牙面底缘分别设有一锥形迫紧结构以界定多个由该头部朝该旋入部方向逐渐收束外径，且在任相邻二螺牙之间具有该环状的抗拉平面。
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