专利名称：具有变形钉杆的紧固件的制作方法
技术领域：
本发明涉及紧固件。更特定地，本发明涉及一种具有钉杆的钉，所述钉杆上具有多 个用于增大钉的抓力的螺旋状变形体。
背景技术：
圆形钉，也就是具有圆柱形钉杆的钉，已经生产了几百年。由于圆钉具有对称形 状，其为最容易生产的类型的钉。此外，圆形钉具有相对可预测的、统一的特性，例如推进木 材时的抓力。抓力，或抽出强度，指钉对轴向力(与钉杆平行的负荷)的阻力。其包含钉对从其 被钉进的基板中抽出的阻力。已知可以通过改变钉杆的形状来增大抓力。例如，已知有环纹钉，在其钉杆上形成 有外围环纹。该环纹能够从钉头延伸至钉的推进端部或尖部。另一种紧固件具有沿钉杆纵向形成的槽。该槽的形状和数量能够变化，并且能够 包含“星”形或其他形状。在Lat的、专利号为5，741104的美国专利中公开了又一种钉，该钉包含环形环纹 (annular ring)和比该环形环纹深或浅的螺旋形槽的圆周形阵列虽然所有这些对钉形状的改造增大了钉的抓力，还是存在钉从基板拉出的可能。因此，由于除非钉的抓力与基板材料(例如，推进了钉的木材)的固有强度一样 大，总是存在钉被拉出的可能性，从而需要钉具有增大的抓力。希望在无需在具有同样尺寸 的标准的钉上附加材料，并且不需影响钉的其他特性(例如，剪切力、硬度)的情况下制作 这样的钉。
发明内容
一种钉，具有增大的抓力，具有钉头、穿入尖部、从钉头延伸至穿入尖部且具有圆 周面和纵向轴的钉杆。该钉具有多排变形体，优选地形成为在钉杆上向钉杆外延伸的齿。齿 排具有沿钉杆的长度从钉头附近延伸至穿入尖部附近的螺旋状图样。这些齿排相互平行地 形成，并且相对于钉的纵向轴至少成50度角。该齿形成为具有朝钉杆及穿入尖部变窄的引导部分，以及尾端部分，其具有朝向 钉头且与引导部分相反的阻挡表面。该齿能够具有通常为三角形的横截面形状。该三角形 横截面形状能够是对称的。在一个现有实施例中，排沿圆周面等距地相互间隔开来。在一个实施例中，钉具有 六排齿。该钉能够形成为具有环纹钉杆的钉，在钉杆上形成圆周面环纹。齿能够与环纹形 成一体形成。该环纹能够相互间隔出间距，该间距与一个齿的长度以及与多个齿长度都不 同。该环能够具有比齿的最大高度小的高度。该齿能够形成为在相邻的引导端部和尾部端部处相互交叠，或者该齿能够邻接而不相互交叠。从下文结合附图的详细的说明中，本发明的这些及其他特性和优点会更清楚。
通过下文的详细描述和附图，对本领域普通技术人员来说，本发明的好处和优点 会变得更明显，在附图中，图1A-1F分别表示根据本发明的具有变形钉杆的钉的实施例的例示图(图1A)、放 大图(图1B)、沿图IB中剖切线1C-1C得到的横截面图(图1C)、以及详细视图(图1D-1F)；图2A-2F示出了与图1A-1F中的钉类似的具有变形钉杆的钉的可选实施例；图3A-3F示出了与前述附图中的钉类似的具有变形钉杆的钉的可选的实施例；图4A-4F示出了与前述附图中的钉类似的具有变形钉杆的钉的另一种可选实施 例；图5A-5F示出了与前述附图中的钉类似的具有变形钉杆的钉再一种可选实施例； 以及图6A-6B示出了另一种具有变形钉杆的钉的可选实施例。
具体实施例方式虽然本发明通过多种形式的实施例来解释，但是应当理解，附图中示出的以及下 文将说明的多个优选的实施例为对本发明的举例而不用于将本发明限制在示出的具体实 施例中。应当进一步理解，说明书此部分的名称“具体实施方式
”仅是应美国专利局的要 求，而并非意味着，也不应当暗示为用于限制这里所公开的主题事项。本发明涉及具有钉杆12的钉10，其中该钉杆12上形成有变形体14。该变形体14 增大钉10的抓力(与钉杆壁上不具有变形体或改造的钉相比，增大拉出的阻力)。图IA-F至图6A-F示出了具有变形钉杆的钉10的多种实施例。在每个示出的实 施例中，钉10由向外延伸的凸起14的多个纵向螺旋形(helical)或螺线形(spiral)排 16形成。该凸起14为齿状，其形成为尖部18与后端20相互对准，从而构成每个螺旋形排 16a-f。图IA-F至5A-F具有形成在原本光滑的钉杆12，例如普通拉制钉(drawn nail)，上 的齿 14-514。参照图1A-1F，变形体14(称为齿)具有以经由齿14的纵向中心轴A14测量约为 80度的螺旋角α14。该齿14关于中心轴A14对称，并且具有通常为三角形的横截面(见图 1Ε)。该齿14从尖部18倾斜，以形成在脊部24汇合的坡面侧22，该脊部24形成齿14的峰 26。该尖部18 (在与上一个或前一个齿邻接的位置)稍微截断，并且齿14的后端20具有 陡的斜面28，斜面28与下一个齿的前端或尖部接触。齿14的中间部分30是平坦的或非倾 斜的(相对于尖部或后端方向，如32所指)。钉10具有六个螺旋形的齿14的排16，该6个排16相互以60度间隔开来(见图 1C，示出了绕钉杆12对称布置的排16a-f)。三个排16a、16c和16e沿纵向大致相等地间 隔开来(相互隔行排列)，以使得一个排，例如16a中的齿14在钉杆12上指定的纵向位置 上的横截面与隔行的排，例如16c中的齿14相同。在现有的0. 120英寸(标称)直径的钉10中，每个齿14具有大约0. 09英寸的长度I14以及大约0. 05英寸的中间部分长度13(1。齿 14的峰高h14约为0. 04英寸。排16的角α 14(螺旋角)相对较陡，以促进钉10在穿入基板时的旋转。在此方式 中，在钉10径直穿入木材时，钉10会旋转并且齿14会跟随由每个排16中第一个齿产生的 路径，而不是将基板(木材)的纤维撕裂。同样地，由于趋向于径直拉出钉10，而不是经由 螺旋状路径退出，齿14会受到来自木材中所有纤维的阻力(与撕裂的情况相反)。坡面或 倾斜的引导面34(产生楔形的)允许钉10平滑地(更小阻力地)穿入木材。齿14的后端侧28的相对陡的角度进一步用于产生抵抗拉出钉10的阻力。此外， 受到来自未破坏的纤维的阻力的、陡的后端侧角20提供了容易推进基板，且拉出时具有很 大阻力的钉10。从图IC中能够看出，在垂直于钉杆12的轴Altl的横截面上，排16相互对齐，以在 隔行的排之间形成同样或接近同样的齿横截面，例如16a、16c和16e在沿钉杆12的任何位 置。由受压肋38和钉杆12 (齿14的根部40处的)的接合处形成的线36是波浪螺旋状线。图2A-F示出了具有包括非对称复合切口的齿114。该齿114具有向下或受压肋 138。由受压肋138和钉杆112 (齿114的根部140处)的接合处形成的线136限定出引导 角α14。该引导角不是沿齿114的峰126测量的，因为该峰126(线)在复合切割面142的 端部(如144所指)具有稍微的扭转。在现有的0. 120英寸(标称)直径的钉110中，每个齿114具有大约0. 12英寸的 长度I114以及在其峰126处大约0. 02英寸的齿高h114。从垂直于钉杆112的轴A112的横截 面上(见图2C)能够看出，排116相互对齐，以在隔行的的排之间形成同样或接近同样的齿 横截面，例如在116a、116c和116e沿钉杆112的任何位置。与图IA-F中的钉10不同，在 此实施例210中，由受压肋138和钉杆112(齿114的根部140)的接合处形成的线136是 直螺旋状线，而无波浪。齿114在某种程度上交叠以使得每个齿114的引导端部或尖部118 包含在前一个齿的尾端或尾部120中。图3A-F示出了具有齿214的钉210，在垂直于齿214的峰线226的横截面上，齿 214对称。向下边缘246 (受压肋238和根部240的边缘)比向上边缘248长，并且齿214 的后端侧220具有垂直于钉210的纵向轴A21tl的表面。这导致拉出钉210的阻力增大。从 垂直于钉的轴A21tl的横截面上(图3B)能够看出，排216a-f相互对齐的，从而在沿钉杆212 的任何位置，排216a-f中的每一个都形成同样或接近同样的齿214的横截面。每个齿214 具有大约0. 08英寸的长度I214以及在其峰226处大约0. 03英寸的齿高h214。齿214在某种程度上交叠，以使得每个齿214的引导端部218包含在前一个齿的 尾端220中。再一次，由受压肋238和钉杆212 (齿214的根部240处)的接合处形成的线 236是直螺旋状线图4A-F示出了具有与图3A-F的实施例210类似的齿314的钉310，但其中齿314 交错排列以使得隔行的排，例如316a、316c和316e (再一次，不是所有的排316a_f)沿纵向 类似地定位。因此，排316a、316c和316e禾口 316b、316d和316f是相互对齐的，以使得在沿 钉杆312的任何位置，在隔行的排中形成同样或接近同样的齿314横截面。在此实施例中，从尖部318至尾部320的齿314不相互交叠。也就是，每个齿314 的引导端部318充分平滑地变细至钉杆312。再一次，由受压肋338和钉杆312(在齿314的根部340)的接合处形成的线336是直螺旋状线。每个齿314具有大约0. 11英寸的长度 1314(无交叠)以及在其峰326处大约0. 03英寸的齿高h314。图5A-F示出了另一个钉410的实施例，其中齿414具有比前述钉的齿角度更浅的 角α 14。在此实施例410中，五个排416a_e相互对齐，以在沿钉杆412的任何位置使每个 排416a-e都形成同样或接近同样的齿414的横截面。可选地，能够将齿交错排列，以使得 “高度”在每五个齿中重复(也就是，沿钉杆纵向，每个齿相互偏移大约齿高的20% )。沿纵向，齿414与在前或在后的齿交叠，同样每个齿414的引导端418包含在每个 在前的齿的尾端420中。每个齿414具有大约0.05英寸的长度I414(由于交叠和浅角α 414) 以及在其峰426处大约0. 03英寸的齿高h414。如图5B中所示，受压肋438的升高随着其从 钉杆412的上升变陡。再一次，由受压肋438和钉杆412 (齿414的根部440处)的接合处 形成的线436是直螺旋状线。齿414的此形状也能够构成为六排的布置(未示出)，其中包括如图5C中所示的， 所有齿具有相同的高度情况，或者形成为以齿高的大约1/2相互偏离的两个高度。图6A-B示出了另一个实施例510。在此实施例中，以与图5A-F的实施例410中相 同的方式形成齿514。由于钉杆512形成为具有环纹钉杆的钉，该钉510具有附加的特性。如图6B中所示，环550形成倾斜或下滑的表面552，在该表面552上形成齿514。 该齿514具有与图5A-F中的实施例的齿相同的外形，但是环550沿钉杆512的长度散布 (interspersed)。因为环550具有与齿514的长度I514不同的间距S55tl，该齿514沿钉杆 512的长度存在于与环550不同的位置。环间距S55tl能够与一个齿长度I514以及多个齿长 度I514都不同。在实施例10-510中的每一个中，可以发现齿14-514的排16-516的螺旋形或螺线 形性质促进了钉10-510在其穿入基板(木材)时的旋转。同时，通过在齿后部表面20-520 和木材或基板的纤维之间的阻挡，齿14-514的后部(阻挡)表面20-520产生对拉出钉 10-510的充分的阻力。并且，在与环纹钉杆相结合的具有齿变形体的钉杆的510中，环550 通过利用齿514之间的间距(否则形成为平坦的钉杆表面，，并平行于拔出的方向)产生了 更大的拉出阻力，以提供阻碍抽出的特性(脊部)。倾向于影响钉10-510旋转的螺旋状排16-516，用于减小被穿入的钉10-510撕裂 或切断的木材纤维的数量。然而，仍然会发生某种程度的纤维撕裂或切断。环550的倾斜 表面552促进了钉510的穿入并减小了木材纤维的撕裂或切断。在本发明中，术语“一”应理解为包含单数或多个。相反地，任何涉及多个的术语， 应该在合适的时候包含单数。不管是否在说明书中是否特别指出，所有本文提及的专利都在这里以引用的方式 并入本文。从前述内容可以看到在不脱离本发明的概念的真正精神和范围的前提下能够进 行多种改进和变化。应当理解，不应当预期或推断关于示出的具体实施例的限制。本发明 由所附的权利要求覆盖，所有这些改进都落入权利要求的范围内。
权利要求
一种钉，包括钉头；穿入尖部；钉杆，从所述钉头延伸至所述穿入尖部且具有圆周面和纵向轴；以及位于钉杆上且向钉杆外部延伸的多排变形体，所述排形成为沿所述钉杆的长度从所述钉头附近延伸至所述穿入尖部附近的螺旋图案，并且，所述多排变形体相互平行且相对于所述钉的纵向轴至少成50度角。
2.根据权利要求1所述的钉，其中所述变形体形成为从所述钉杆向外延伸的齿。
3.根据权利要求2所述的钉，其中所述齿具有朝所述钉杆及所述穿入尖部逐渐变窄的 引导部分，以及尾端部分，所述尾端部分具有朝向所述钉头，与所述引导部分相反的阻挡表
4.根据权利要求1所述的钉，其中所述齿具有大致为三角形的横截面形状。
5.根据权利要求4所述的钉，其中所述形状为对称的横截面形状。
6.根据权利要求1所述的钉，其中所述排沿圆周面等距地相互间隔开来。
7.根据权利要求1所述的钉，包含六排变形体。
8.根据权利要求1所述的钉，其中所述钉为具有环纹钉杆的钉，其具有在所述钉杆上 形成的圆周环纹，所述变形体形成为与环纹成整体的齿。
9.根据权利要求8所述的钉，其中所述环纹形成为相互间隔出间距，所述间距与一个 齿的长度以及与多个齿长度都不同。
10.根据权利要求8所述的钉，其中所述环纹的高度比所述齿的最大高度小。
11.根据权利要求3所述的钉，其中所述齿在相邻的引导端部和尾部端部处相互交叠。
12.根据权利要求3所述的钉，其中所述齿在所述引导端部和所述尾部端部处邻接而 不相互交叠。
全文摘要
本发明提供一种钉(10)，具有钉头、穿入尖部和钉杆(12)，该钉杆(12)从钉头延伸至穿入尖部。该钉杆具有圆周面和纵轴。在钉杆上具有多排形成为齿的变形体，该变形体排向钉杆外延伸。这些排沿钉杆的长度从钉头附近至穿入尖部附近形成为螺旋图案。这些齿形排相互平行地形成，并且相对于钉的纵向轴至少成50度角。
文档编号F16B15/06GK101896727SQ200880120801
公开日2010年11月24日 申请日期2008年12月9日 优先权日2007年12月14日
发明者劳伦斯·S.·谢尔顿, 唐纳德·E.·伯格斯特龙, 安东尼·M.·韦尔西诺, 杰弗里·L.·恰斯科斯, 肯尼思·R.·利维 申请人:伊利诺斯工具制品有限公司