專利名稱：具有底面刀具和容器的螺釘的制作方法
技術領域：
本發明總體涉及螺紋緊固件，尤其涉及平頭螺釘。
背景技術：
2002年4月16日發布的申請人所有的加拿大專利No. 2198832 (Walther (沃爾特)等人)公開了用于纖維材料例如木材、仿木材料及復合材料的自沉埋(self-countersinking)螺釘。該自沉埋螺釘包括倒錐形頭部，該倒錐形頭部具有容納螺絲刀尖端的腔，并且具有錐形底部，錐形底部具有多個三角形凹槽，每個三角形凹槽的側邊分別向內延伸以形成鋒利的邊緣以及容納切屑的空間。鋒利的邊緣用于在螺釘鉆入工件時形成埋頭孔。因此，可有效、容易地插入該自沉埋螺釘。木材螺釘(或用于任何其它纖維材料的螺釘)的固有問題是它們具有隨著時間流逝就會松動的傾向。因此迫切需要針對纖維材料提供一種改善的螺釘，其不僅能自行沉埋，還不易松動。
發明內容
廣義地說，本發明提供了一種新型螺釘，其具有位于螺釘頭部的底面上的多個刀具以及一個或多個容器。螺釘插入時，刀具在與螺釘頭部抵靠的工件表面上刮掉或切掉材料，以便沉埋該頭部。所述一個或多個容器用于容納來自于插入了該螺釘的工件上的材料，從而將螺釘鎖定到位。進入容器的材料能夠防止螺釘松動。因此，本發明的一個主要方面是一種螺釘，所述螺釘包括伸長的柄部，所述柄部在其至少一部分上具有多條螺紋，所述螺紋終止于所述柄部的第一端部處的尖端。所述螺釘具有頭部，所述頭部位于所述柄部的第二端部并具有大致平坦的底面。多個刀具在所述頭部的底面上周向地設置。所述刀具適用于通過在插入螺釘的纖維材料的表面上切割材料來促進所述頭部的沉埋。至少一個容器與所述刀具徑向地隔開，用于當螺釘插入所述纖維材料時容納至少部分所述纖維材料。本發明的另一主要方面是一種用于將螺釘緊固至一片纖維材料的方法。所述方法需要將所述螺釘的尖端抵靠所述纖維材料的表面定位并且向所述螺釘施加扭矩，使得所述螺釘攻入所述纖維材料，直到所述螺釘的頭部的底面上的刀具從所述表面上切下部分所述纖維材料為止，以便將所述螺釘的所述頭部沉埋到所述纖維材料的所述表面中。直到部分所述纖維材料進入形成在所述螺釘的所述頭部的底面上的一個或多個容器中時停止施加所述扭矩。本發明的又一主要方面是一種螺紋緊固件。所述螺紋緊固件包括柄部和位于所述柄部的一端的頭部。所述頭部具有底面，所述底面中設置了多個刀具以將所述頭部沉埋到纖維材料的表面中。所述頭部還包括圍繞所述柄部設置并從所述刀具徑向向內設置的至少一個容器，以用于在緊固件被插入時容納部分所述纖維材料。
本發明的其它特征和優點將可結合所附附圖而由以下詳細說明變得明顯易知，在附圖中圖I是根據本發明第一實施方式的一種新型螺釘的頭部的底面的等軸(isometric)視圖；圖2是圖I的螺釘的俯視圖；圖3是圖I的螺釘的側視圖；圖4是圖I的螺釘沿截面4-4截得的截面圖；、
圖5是圖I的螺釘的仰視圖；圖6是圖I的螺釘的局部放大截面圖；圖7是根據本發明第二實施方式的一種新型螺釘的頭部的底面的等軸視圖；圖8是圖7的螺釘的俯視圖；圖9是圖7的螺釘的側視圖；圖10是圖7的螺釘沿截面10-10截得的截面圖；圖11是圖7的螺釘的仰視圖；圖12是圖7的螺釘的局部放大截面圖；圖13是根據本發明第三實施方式的一種新型螺釘的頭部的底面的等軸視圖；圖14是圖13的螺釘的俯視圖；圖15是圖13的螺釘的側視圖；圖16是圖13的螺釘沿截面16-16截得的截面圖；圖17是圖13的螺釘的仰視圖；圖18是圖13的螺釘的局部放大截面圖。應當注意的是，在所有附圖中，采用相同的附圖標記表示相同的特征。還應當注意的是，附圖不一定按比例繪制。
具體實施例方式通過介紹的方式，本發明總體上提供一種新型螺釘，其頭部的底面具有多個刀具以及一個或多個容器。當所述頭部與一個表面抵靠時，所述刀具從所述表面刮下或切下材料以幫助沉埋所述頭部。所述容器容納來自于所述螺釘所進入的工件的材料，以將所述螺釘鎖定到位，即進入所述容器的材料阻止，或至少抑制所述螺釘隨著時間的流逝而松動。圖I-圖18描述了本發明的三個實施方式，其通過示例來說明本發明。圖I-圖6描述了本發明的第一實施方式，在該第一實施方式中螺釘具有形狀類似于四邊楔形的多個刀具以及環繞螺釘的柄部設置的單個環形容器。圖7-圖12描述了本發明的第二實施方式，在該第二實施方式中螺釘具有位于頭部底面的多個圓形容器。圖13-圖18描述了本發明第的三實施方式，在該第三實施例中的刀具為三角楔形。如圖I-圖6所示,通常由附圖標記10表示的螺釘具有伸長的柄部12,柄部具有至少位于其一部分之上的多條螺紋14，螺紋終止于柄部的第一端部18處的尖端16。換言之，柄部(桿部)可以具有螺紋部和非螺紋部。螺釘還具有設置在柄部的第二端部22處的頭部20，頭部具有大致平坦的底面24。如圖所示，柄部與頭部之間為逐漸變細的(平頭錐形(frusta-conical))中間(頸)部。頭部的底面上周向地設置多個刀具(切削齒)26。刀具具有鋒利的切削邊緣，當刀具抵靠纖維材料(例如木材、復合材料以及類似產品)的表面轉動時，鋒利的刀刃被定向并被用于切除(切掉或刮掉)這種類型的纖維材料。因此，刀具有助于頭部的沉埋。當抵靠表面轉動時，刀具也會附帶地產生碎片或切屑。至少一個容器28與刀具徑向隔開，以用于在螺釘進入纖維材料時容納部分纖維材料。容器可為任何合適的用于容納材料的凹槽、孔或腔。在一些情況下，纖維材料的碎屑、突起或其它組成會伸入或進入容器，這樣有助于在螺釘轉動時鎖定螺釘。在其它的情況下，根據所討論的纖維材料的性質，表面的某些纖維材料可能會部分地伸入容器內。此外，也可能會在這些容器中收集(刀具在表面上轉動時產生的)部分碎屑。這些碎屑可以有助于將纖維材料填充到容器中以進一步緊固螺釘防止不想要的松動。第一實施方式中的容器是圍繞柄部(桿部)的環形凹槽(環形容器)，并且沿著刀 具的徑向向內設置。在圖I-圖6具體描述的實施方式中，刀具26為四邊楔形。在一個特定實施方式中，共有十四(14)個刀具26，應當理解，刀具26的數量可以變化。螺釘還包括插口 30，螺絲刀的相應成形的刀頭可以插入其中，以施加扭矩來轉動螺釘。附圖中描述了插口的一個示例。然而，應當理解本發明的實施方式可使用任意類型的插口。在圖7-圖12描述的第二實施方式中，螺釘10具有多個分散的容器28，而非環形凹槽(環形容器)。如第二實施方式所示，容器28可為圓形。應當理解，分散的容器28可為方形、矩形、長方形、橢圓形或其它任何合適的形狀，以用于容納纖維材料和/或附帶地收集和存儲碎屑。在圖13-圖18描述的第三實施方式中，螺釘具有形狀類似于三角楔形的刀具26，而圓形容器28與第二實施方式所示的圓形容器相同。應當理解，可以采用其它任何合適的刀具形狀來替代此處的四邊楔形和三角楔形。只要能保持其功能，即容易且清潔地切削沉埋孔的能力，刀具可采用任何合適的形狀。同理，如前所述，只要能在螺釘進入工件表面時容納部分材料，容器可采用任何合適的形狀。通過在容器中容納部分材料，螺釘不太可能隨著時間的流逝而松動。上文所述的和在附圖中描繪的螺釘主要設計為用于纖維材料，例如木材、復合材料或其它木質纖維材料。本發明的實施方式還能潛在地應用于其它類型的緊固件和材料，其中刀具進行沉埋并且容器容納用于鎖定螺釘防止不想要的松動的材料。因此，本發明可用于提供如下緊固件，所述緊固件具有柄部(或桿部)以及位于所述柄部一端的頭部，所述頭部的底面上設置了多個用于沉埋的刀具，以及圍繞所述柄部并且從所述刀具徑向向內設置的至少一個容器，當所述緊固件被插入時，所述容器容納材料。盡管主要的意圖是將本技術應用于螺釘，但理論上也可將其應用于其它類型的螺紋緊固件。根據僅為示例性或說明性的特定實施方式、示例、實現方法和配置，對本發明進行了描述。對于已通過閱讀本公開文本而受益的本領域技術人員來說，該創造性技術的更改、變型、提煉和應用是顯而易見的。這些更改、變型、提煉和應用落入本發明的界限和范圍。因此，申請人所要求的本發明的專有權的范圍僅由所附權利要求及其法律等效物限定。
權利要求
1.一種螺釘，所述螺釘包括 伸長的柄部，所述柄部在其至少一部分上具有多條螺紋，所述螺紋終止于所述柄部的第一端部處的尖端； 頭部，所述頭部位于所述柄部的第二端部并具有大致平坦的底面； 多個刀具，所述多個刀具在所述頭部的底面上周地向設置，所述刀具通過在插入螺釘的纖維材料的表面上切割材料來促進所述頭部的沉埋；以及 至少一個容器，所述至少一個容器與所述刀具徑向地隔開，以用于當所述螺釘插入所述纖維材料時容納至少部分所述纖維材料。
2.如權利要求I所述的螺釘，其中，所述至少一個容器包括形成為從所述刀具徑向向內的環形槽。
3.如權利要求I所述的螺釘，其中，所述至少一個容器包括圍繞所述柄部周向地設置 并從所述刀具徑向向內設置的多個容器。
4.如權利要求3所述的螺釘，其中，所述刀具的數量大于所述容器的數量
5.如權利要求4所述的螺釘，其中，所述刀具與所述容器的比例為2 I。
6.如權利要求5所述的螺釘，其中，所述螺釘包括14個刀具和7個容器。
7.如權利要求1-6中任一項所述的螺釘，其中，所述刀具為四邊楔形。
8.如權利要求1-6中任一項所述的螺釘，其中，所述刀具為三角楔形。
9.一種用于將螺釘緊固至一片纖維材料的方法，所述方法包括 將所述螺釘的尖端抵靠所述纖維材料的表面定位；以及 向所述螺釘施加扭矩，使得所述螺釘攻入所述纖維材料，直到所述螺釘的頭部的底面上的刀具從所述表面上切下部分所述纖維材料為止，以便將所述螺釘的所述頭部沉埋到所述纖維材料的所述表面中，直到部分所述纖維材料進入形成在所述螺釘的所述頭部的底面上的一個或多個容器中時停止施加所述扭矩。
10.如權利要求9所述的方法，其中，材料進入形成在所述頭部的底面上并從所述刀具徑向向內設置的環形容器中。
11.如權利要求9所述的方法，其中，材料進入形成在所述頭部的底面上并從所述刀具徑向向內設置的多個容器中。
全文摘要
一種具有大致平坦的墊圈狀頭部的螺釘。所述頭部的底面上具有圍繞所述螺釘的柄部周向地設置的多個刀具或切削邊緣。當所述螺釘插入纖維材料如木材時，所述刀具切除或去除材料，以便于所述螺釘的頭部的沉埋。所述刀具為三角楔形或四邊楔形。從所述刀具徑向向內設置一個或多個容器，以用于容納纖維材料，以便將所述螺釘鎖定到位，即防止所述螺釘隨時間流逝而松動。這些容器可以為圍繞所述柄部周向地設置的圓形容器。可選地，可圍繞所述柄部設置單個環形容器。
文檔編號F16B25/10GK102741569SQ201080041739
公開日2012年10月17日 申請日期2010年6月4日 優先權日2009年9月17日
發明者烏利希·華爾特, 格爾達·華爾特, 米克羅·華爾特 申請人:烏利希·華爾特, 格爾達·華爾特, 米克羅·華爾特