TWI728013B - 改良木螺釘 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種木螺釘(1)，用以旋入一物件內，其中該螺釘(1)包含一螺釘頭(2)、一供主螺紋(6)以螺旋狀環繞延伸的圓柱狀柄部(3)、以及一終止於尖端(5)的圓錐狀末端部位(4)。該木螺釘(1)具有三道分開的螺紋，特別是一道主螺紋(6)、一道第一輔助螺紋(8)、以及一道第二輔助螺紋(9)，其等在任何位置處均不互相連接。主螺紋(6)包含一初始部位(7)，沿著螺釘(1)之尖端(5)的方向延伸，該初始部位(7)開始於圓錐狀末端部位(4)內，且該螺釘(1)進一步包含一第一輔助螺紋(8)及一第二輔助螺紋(9)，其中該第一輔助螺紋(8)及第二輔助螺紋(9)分別延伸超過圓錐狀末端部位(4)中的至少第一及第二部分長度，且其中主螺紋(6)的初始部位(7)至少部分延伸進入由第一輔助螺紋(8)之末端(10)及第二輔助螺紋(9)之起點(11)所界定的區域內。

Description

改良木螺釘
本發明係有關於一種用以旋入一物件內的木螺釘，其中該螺釘包含有一螺釘頭、一供主螺紋以螺旋狀延伸環繞的圓柱狀柄部、以及一終止於尖端的圓錐狀末端部。
螺釘長時間以來被用來做為可拆卸之連接手段。習用的螺釘包含有一實心圓柱體，通常是由金屬製作，可供一螺紋以螺旋狀沿著順時鐘方向或逆時鐘方向圍繞之。在一端處，該螺釘設有一加寬部位，螺釘頭，其上設有一凹槽。螺絲起子可***至該凹槽內。
為能將螺釘直接***至一物件內，他們的另一末端是呈尖突狀。但是，實務上發現到，要將具有尖突末端的習用螺釘***至一較硬物件(例如由硬木製的物件)是非常困難的。有多種用來協助將螺釘***較硬物件的解決方案曾被提出過。例如說，在英國專利公告GB 2 359 603中可知在底部螺旋螺紋上設置牙齒。這些牙 齒可確保該螺釘能夠透過該等牙齒能以較習用螺釘更快的方式將材料自物件上移除的原因而輕易地***至材料內。
另一種解決方案係見於歐洲專利公告EP 1 881 209，其中除了具有牙齒的螺旋螺紋以外，該螺釘在柄部內也設有沿著縱向延伸的溝槽，設溝槽設有切割緣。該溝槽可以提供一空間，特別可供由牙齒加以撕開的材料，在旋入的過程中，經由該空間更輕易地移出。該歐洲專利EP 1 881 209中所描述的螺釘進一步設有肋條，係沿著縱向及螺旋方向延伸於柄部的整個長度內。根據該專利所有人，這些肋條可確保該柄部能夠更輕易地***至物件內，且由該螺釘加以鬆開的材料可以更輕易地自鑽出的孔內移出。
歐洲專利案EP 2 326 848中所描述的螺釘具有一主螺紋及一輔助螺紋，二者均自螺釘的尖端處開始。該主螺紋在柄部上的螺紋齒腹高於該輔助螺紋的螺紋齒腹。
以下所列的專利公開資料中也描述具有二道螺紋的螺釘：美國專利US 4 027 573、德國專利DE 27 32 695、美國專利US 2005/069396、及中國專利CN 102 235。
本發明的目的是要提供一種另類螺釘，其可很輕易地***(旋入)一物件內，且其中經由該螺釘加以 鬆解的材料可以很輕易地自鑽出的孔內移出。
本發明之目的達成係在於提供一種木螺釘，用以供旋入一物件內，其中該螺釘包含一螺釘頭、一供主螺以螺旋狀環繞延伸的圓柱狀柄部、以及一終止於尖端的圓錐狀末端部位，其中該木螺釘具有三道分開的螺紋，特別是一道主螺紋、一道第一輔助螺紋、以及一道第二輔助螺紋，其等在任何位置處均不互相連接，其中該主螺紋包含一初始部位，沿著該螺釘之該尖端的方向延伸，該初始部位開始於該圓錐狀末端部位內，其中該第一及第二輔助螺紋分別延伸超過該圓錐狀末端部位中的至少第一及第二部分長度，且其中該主螺紋的該初始部位至少部分延伸進入由該第一輔助螺紋之末端及該第二輔助螺紋之起點所界定的區域內，因之而一方面在該第一輔助螺紋的該末端與該初始部位之間，另一方面在該初始部位與該第二輔助螺紋的該起點之間，形成一通道，而由該螺釘的該初始部位在旋入的過程中自該螺釘所旋入之該物件中切削出來的材料可經由該通道移出。
特別的是，該第一以及第二螺紋係單獨延伸於圓錐狀部位內。這些第一及第二螺紋可以確保該螺釘可以被更輕易地推壓進入至物件內。在第一階段中，只有主螺紋的初始部位會材料自該物件內雕挖出，這會加大所鑽之孔的尺寸，並使其能更輕易地將該螺釘旋入該物件內。這也可大幅度地減低物件裂開的風險。
由於初始部位至少部分延伸進入由第一輔助 螺紋之末端與第二輔助螺紋之起點所界定的區域內，在每一例中，一方面在第一輔助螺紋末端與初始部位之間，另一方面在初始部位與第二輔助螺紋的起點之間，會形成一通道(空間)，由該螺釘的初始部位在旋入的過程中自物件中切削出來的材料可經由該通道移出。
較佳地，第二輔助螺紋具有一螺紋齒腹，大於第一輔助螺紋的螺紋齒腹。在圓錐狀末端部位內，該些不同的螺紋的螺紋齒腹會沿著朝向尖端的方向變小。
在根據本發明的螺釘，第二輔助螺紋的外徑與主螺紋位在該螺釘柄部上的外徑相同。特別的是，初始部位的螺紋齒腹係自起始點逐漸加大，其中初始部位之螺紋齒腹在圓錐狀末端部位上的外徑是在主螺紋位在螺釘柄部上的外徑的0%與80%之間。
在根據本發明之螺釘的一具體實施例中，第一及第二輔助螺紋及主螺紋具有不同的起始點。主螺紋的起始點，其係初始部位的起始點，是位在螺釘的圓錐狀末端部位內，第一及第二輔助螺紋的起始點也是。最好第一輔助螺紋的起始點是位在靠近於螺釘尖端之處。
在根據本發明之螺釘的一更具體的實施例中，第一輔助螺紋延伸延伸的最大值為一螺紋形成部。最好第二輔助螺紋延伸延伸的最小值及最大值為一個螺紋形成部的2/3及4/3。
在根據本發明之螺釘的一個較優的實施例中，圓錐狀末端部位的長度等於主螺紋之螺距的三倍。最 好主螺紋的螺距是在螺釘之外徑的40%與100%之間。特別的是，主螺紋及第一及第二輔助螺紋具有相同的螺距。
在根據本發明之螺釘的一較佳實施例中，第一及第二輔助螺紋與主螺紋除了該初始部位以外的部分的傾斜度是相同的。最好初始部位的傾斜度是不同於主螺紋其餘部分的傾斜度。基於此傾斜度的差異，以及初始部位係沿著朝向螺釘尖端之方向延伸的結構，該初始部位可以視為是主螺紋上的一切口。
在根據本發明之螺釘的一個較優的實施例中，主螺紋包含多個接續的匝圈，其中至少一匝圈上設有環狀切割肋，相對於柄部呈直角狀延伸。
在本發明的說明中，匝圈一詞應理解為螺紋繞過360°的完整一圈。
該切割肋在螺釘要用來置入其內的物件的材料，例如木頭，內具有切削(雕出)的作用，這是因為切割肋的傾斜度不同於主螺紋的傾斜度之故。這也會在螺釘***的過程中減低柄部的摩擦。為能增進切割肋的作用，在較優的實施例中，其設有一齒狀結構。
在根據本發明之螺釘的一更佳的實施例中，螺釘包含一第一切割肋及一第二切割肋，其中每一該切割肋設置於一不同的匝圈上。在螺釘的一具體實施例中，在再另一匝圈上設有一第三切割。具體地，切割肋的高度是在主螺紋高度的5%與30%之間。
在根據本發明之螺釘的一更具體的實施例 中，螺紋的一部位上設有齒部。螺紋上的該齒部最好是設置在位在柄部的螺紋上，且最好是不要位在初始部位上。結合該切割肋，螺紋上的齒部可以確保螺釘能快速地穿入物件內，亦即僅需施加較少的力量來***螺釘。
在根據本發明之螺釘的一個較有利的實施例中，該圓柱狀柄部進一步包含銑切肋。該等肋最好是在主螺紋之後位在距離螺釘頭某段距離處。銑切肋是應用在僅具有部分螺紋的較長螺釘上，以供減低柄部的此最後部位上的摩擦，因之而防該無螺紋的部位的過早斷裂。
為進一步解說本發明的性質，並展現其另外的優點及特點，接下來將針對根據本發明的的螺釘做更詳的說明。但很明確的，下面的說明中沒有任何部分是用來對於申請專利範圍中所界定的本發明保護範圍構成限制。
1:木螺釘
2:螺釘頭
3:柄部
4:圓錐狀末端部位
5:尖端
6:主螺紋
7:初始部位
8:第一輔助螺紋
9:第二輔助螺紋
10:末端
11:起點
12:起始點
13:匝圈
14:環狀切割肋
15:環狀切割肋
16:齒部
17:銑切肋
D:外徑
P1:螺距
在本說明中，參考編號係用來標示所附的圖式，其中：圖1顯示出根據本發明之螺釘的立體圖。
圖2顯示出該螺釘之尖端的二個細部視圖(圖2.1及圖2.2)，圖2.2中所顯示的尖端是相對於圖2.1所示之尖端沿順時鐘方向旋轉±90°。
圖3顯示出圖1中之螺釘的多個視圖，其中圖3.1代表第一前視圖，而圖3.2至圖3.4每一者所顯示的視圖均為該螺釘沿著逆時鐘方向相對於前一視圖旋轉 90°。
圖4顯示根據本發明之螺釘的一部位的視圖，其中顯示出該圓錐狀部位的長度是螺距的三倍。
圖5顯示根據本發明之螺釘的一個部位的視圖，其中只顯示出主螺紋及其初始部位，而圖5.2中所示的視圖則是沿著順時鐘方向相對於圖5.1中所示的視圖旋轉90°。
圖6顯示根據本發明之螺釘的一個部位的視圖，其中只顯示出第一輔助螺紋，而圖6.2中所示的視圖則是沿著順時鐘方向相對於圖6.1中所示的視圖旋轉90°。
圖7顯示根據本發明之螺釘的一個部位的視圖，其中只顯示出第二輔助螺紋，而圖7.2中所示的視圖則是沿著順時鐘方向相對於圖7.1中所示的視圖旋轉90°。
圖8顯示出圓錐狀末端部位的長度是由螺距加以決定的。
圖9顯示出螺距對於圓錐狀末端部位長度的影響，其中圖9.1顯示出具有較大螺距的螺釘，圖9.2顯示出具有中型尺寸螺距的螺釘，而圖9.3顯示具有小螺距的螺釘。
根據本發明的木螺釘(1)，如附圖中所示， 具有一圓柱狀柄部(3)，其設有一主螺紋(6)，大致上以螺旋狀延伸。柄部(3)是由金屬製成，最好是硬化鋼材，且在一端設有一螺釘頭(2)。該螺釘頭(2)可具有不同的形式，例如錐坑式、六角式、或橢圓頭。柄部(3)的另一端設有一圓錐狀末端部位(4)，其具有一尖突末端(即螺釘的尖端(5))。
根據本發明之螺釘上的主螺紋(6)的螺距(P1)是在該螺釘之外徑(D)的40%與100%之間。因此，最小螺距(P1 min)為該螺釘(1)之直徑(D)×0.4，而最大螺距(P1 max)為該螺釘(1)之直徑(D)×1。該螺距亦會影響該圓錐狀末端部位的長度，如圖9所示；螺距愈大，則圓錐狀末端部位愈大。根據本發明，螺釘(1)具有一圓錐狀末端部位(4)，其長度等於主螺紋(6)之螺距(P1)的三倍。圖8顯示螺釘的多種實施例，其中每一種情形中的圓錐狀末端部位均等於螺距(P1)的三倍。
根據本發明的螺釘是提供用以旋入一物件內。此物件可由木頭、硬木、壓合板、纖維板，塑膠板等所製成。
如前所述，螺釘(1)設有一主螺紋(6)，其係以螺旋狀延伸於柄部(3)的一部分上。主螺紋(6)的起點係延伸於螺釘(1)的圓錐狀末端部位(4)內。主螺紋(6)的起點設有主螺紋(6)的初始部位(7)，其係沿著螺釘(1)之尖端(5)的方向延伸。如圖式(特別 是圖2.1及2.2)中可以看到的，該初始部位(7)的傾斜度是不同於主螺紋(6)其餘部位的傾斜度。因此，初始部位(7)並不是沿著該主螺紋的螺旋路徑，而是做為一沿著螺釘(1)之尖端(5)的方向延伸的缺口。主螺紋的初始部位(7)的最大長度是等於主螺紋的二個匝圈(13)間所測量到的縱向(線性)距離(螺距)；具體地說，該初始部位(7)開始於圓錐狀末端部位(4)內，並終止於主螺紋(6)開始以螺旋狀延伸環繞柄部(3)之處。
根據本發明的螺釘(1)進一步包含一第一輔助螺紋(8)及一第二輔助螺紋(9)，設置在螺釘(1)的圓錐狀末端部位(4)內。在此例中，主螺紋(6)的初始部位(7)係至少部分延伸進入由第一輔助螺紋(8)之末端(10)及第二輔助螺紋(9)之起點(11)所界定的區域內。第一輔助螺紋(8)及第二輔助螺紋(9)二者均具有和主螺紋(6)相同的螺距，如圖4中所示。
這些不同的螺紋(6、8、9)具有不同的起始點，因此他們不會互相干擾作業。第一輔助螺紋(8)可提供在該物件(例如木頭)內立即的固持作用，因此該螺釘(1)可立即地***木頭內。當第一輔助螺紋(8)獲得固定並施行其功用時，主螺紋(6)的初始部位(7)可開始雕出(挖出)螺釘孔。之後第二輔助螺紋(9)才會協助第一輔助螺紋(8)來加大穿透力，因之而增進整體的固持作用。
由於主螺紋(6)的初始部位(7)的螺紋齒腹會自其起始點(12)開始逐漸加大的因素之故，鑽動的能力也會加大。因此所鑽出來的孔會變成比螺釘(1)的柄部(3)更大，但大致上仍小於螺釘(1)的外徑。這可減低柄部(3)的***時的摩擦力，而不會減低抽出值。圓錐狀末端部位(4)內之初始部位(7)的螺紋齒腹外徑最好是位在螺釘(1)的柄部(3)上的主螺紋(6)外徑的0%與80%之間。
這三道螺紋(6、8、9)並未在任何位置互相連接在一起，一定會存在一個相當大的中間空間，因此銑切出的碎屑團能夠移出，而不會堆積在螺紋上。這是不同於已知的螺釘，已知的螺釘常常是二道具有不同傾斜的螺紋互相交叉，而這通常會造成碎屑團聚積在交叉處，因此也會減低該雙螺紋的效用。這可透過在各螺紋之間留出開口(通道)來加以避免，這樣可以確保在整個旋入長度內確實的銑切作。
此螺釘(1)具有三個分開之螺紋，特別是一道主螺紋(6)、一道第一輔助螺紋(8)、以及一道第二輔助螺紋(9)，的這個情形可以在圖5至圖7中清楚看到，其中這些不同的螺紋(6、8、9)每一者均是顯示於二個不同的視圖中，而第二個視圖是相對於第一個視圖所顯示的順時鐘方向旋轉90°。
主螺紋(6)(除了初始部位(7))與第一輔助螺紋(8)及第二輔助螺紋(9)二者均具有相同的傾 斜度。柄部直徑的雕挖成形是由主螺紋(6)的初始部位(7)(該切口)單獨進行的。這二道輔助螺紋(8及9)僅具有將螺釘(1)儘快***的功能，或許有提供少許的力量。就此目的而言，他們必須具有相同的方向及相同的螺距。如果這三道螺紋具有相同的傾斜度的話，那對於抽出力量將會有負面的影響。
主螺紋(6)包含多個接續的匝圈(13)，而至少一匝圈上設有環狀切割肋(14、15)，其相對於柄部呈直角狀延伸。在所示的螺釘中，一第一切割肋(14)及一第二切割肋(15)分別設置於二個接續的匝圈(13)上。切割肋(14，15)在要設置該螺釘的物件的材料，例如木頭，內具有貫穿的作用。為增強切割肋的作用，可以設置一齒狀結構。主螺紋(6)也可以設有齒部(16)。
圖中所示的螺釘(1)進一步設有銑切肋(17)。這些銑切肋是設在主螺紋(6)之後。銑切肋是應用在僅具有部分螺紋的較長螺釘上，以供減低柄部的此最後部位上的摩擦，因之而防該無螺紋的部位的過早斷裂。
1:木螺釘
2:螺釘頭
3:柄部
4:圓錐狀末端部位
5:尖端
6:主螺紋
13:匝圈
14:環狀切割肋
15:環狀切割肋
17:銑切肋

Claims (14)

  1. 一種木螺釘(1)，用以供旋入一物件內，其中該螺釘(1)包含一螺釘頭(2)、一供主螺紋(6)以螺旋狀環繞延伸的圓柱狀柄部(3)、以及一終止於尖端(5)的圓錐狀末端部位(4)，其中該木螺釘(1)具有三道分開的螺紋(6、8、9)，特別是該主螺紋(6)、一道第一輔助螺紋(8)、以及一道第二輔助螺紋(9)，其等在任何位置處均不互相連接，其中該主螺紋(6)包含一初始部位(7)，沿著該螺釘(1)之該尖端(5)的方向延伸，該初始部位(7)開始於該圓錐狀末端部位(4)內，該第一輔助螺紋(8)及該第二輔助螺紋(9)與該主螺紋(6)除了該初始部位(7)以外的部分的傾斜度是相同的，該初始部位(7)的傾斜度不同於該主螺紋(6)的其餘部分的傾斜度，其中該第一輔助螺紋(8)及該第二輔助螺紋(9)分別延伸超過該圓錐狀末端部位(4)中的至少第一及第二部分長度，且其中該主螺紋(6)的該初始部位(7)至少部分延伸進入由該第一輔助螺紋(8)之末端(10)及該第二輔助螺紋(9)之起點(11)所界定的區域內，使得一通道在每一種情況下一方面被形成在該第一輔助螺紋(8)的該末端與該初始部位(7)之間，另一方面被形成在該初始部位(7)與該第二輔助螺紋(9)的該起點之間，而由該螺釘(1)的該初始部位(7)在旋入的過程中自該螺釘(1)所旋入之該物件中切削出來的材料可經由該通道移出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該第二輔助螺紋(9)具有一螺紋齒腹(thread flank)，大於該第一輔助螺紋(8)的螺紋齒腹。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之木螺釘(1)，其中該第二輔助螺紋(9)的外徑與該主螺紋(6)位在該螺釘(1)之柄部(3)上的外徑相同。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該初始部位(7)的螺紋齒腹係自起始點(12)逐漸加大，其中該初始部位(7)之螺紋齒腹在該圓錐狀末端部位(4)上的外徑是在該主螺紋(6)位在該螺釘(1)之柄部(3)上的外徑的0%與80%之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該第一輔助螺紋(8)及該第二輔助螺紋(9)及該主螺紋(6)具有不同的起始點。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該第一輔助螺紋(8)延伸的最大值為一螺紋形成部。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該第二輔助螺紋(9)延伸的最小值及最大值為一個螺紋形成部的2/3及4/3。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該主螺紋(6)的螺距(P1)是在該螺釘(1)之外徑(D)的40%與100%之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該圓錐狀末端部位(4)的長度等於該主螺紋(6)之螺距 的三倍。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該主螺紋(6)包含多個接續的匝圈(13)，其中至少一匝圈(13)上設有環狀切割肋(14、15)，相對於該柄部(3)呈直角狀延伸。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之木螺釘(1)，其中該螺釘(1)包含一第一切割肋(14)及一第二切割肋(15)，其中每一該切割肋(14、15)設置於一不同的匝圈(13)上。
  12. 如申請專利範圍第10或第11項所述之木螺釘(1)，其中該切割肋(14、15)設有一齒狀結構。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該主螺紋(6)的一部位上設有齒部(16)。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之木螺釘(1)，其中該圓柱狀柄部(3)進一步包含銑切肋(17)。
TW105140316A 2015-12-08 2016-12-02 改良木螺釘 TWI728013B (zh)

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