TWI759356B - 具有可清潔及平準的翼的扣件 - Google Patents

Abstract

本發明揭示扣件、形成扣件之方法及使用一扣件將一工件固定至一基板之方法。實施例包含具有位於頭部下面之一結構特徵之扣件。該結構特徵之上部延伸部位於平行於一扣件頭部之前沿表面之一平面上。實施例包含位於該頭部與該結構特徵之間的一墊圈。該結構特徵可包含用於切割及/或鉸削該工件之一部分之一切割邊緣。

Description

具有可清潔及平準的翼的扣件

本發明是關於用於將一工件固定至一基板的扣件。

使用一扣件將一工件固定至一基板具有若干個優點，該若干個優點包含以一具時間效益方式固定該工件。然而，穿透該工件亦形成可穿過其發生(舉例而言)進水之一孔且係不合意的。此對於必須防止水及其他環境條件侵入一建築物或類似結構之屋面及其他外部建築結構材料尤其成立。

可在一扣件之一頭部與工件之間使用密封墊圈以便最小化工件中之扣件孔之影響。然而，在諸多情況中，已知扣件與墊圈組合在阻止環境侵入方面仍然無效。因此，期望扣件設計之改良。

本文中揭示闡述螺紋扣件、形成螺紋扣件之方法及將一工件固定至一基板之方法的實例性實施例。在本文中所揭示之一項態樣中，用於將一工件緊固至一基板之一螺紋扣件包含具有一頂部表面及一前沿表面之一頭部以及具有一螺紋區段及一無螺紋區段之一柄。在另一態樣中，至少一個翼自一無螺紋區段沿自一柄之一縱向軸線徑向朝外之一方向延伸。在一項態樣中，包含用於切割一工件之至少一個翼。在另一態樣中，至少一個翼具有在平行於一頭部之一前沿表面之一平面上之一上部延伸部。且在又一 態樣中，一扣件包含安置在至少一個翼與一頭部之間的至少一個墊圈。在又一態樣中，一墊圈具有實質上等於至少一個翼之一上部延伸部與該頭部之一前沿表面之間的一距離的一厚度。

在一扣件實施例之一項態樣中，至少一個翼經構形以在插入期間使一墊圈維持與一頭部之一前沿表面實質上平行。在另一態樣中，至少一個翼之一上部延伸部與一頭部之一前沿表面之間的一距離大於零。在另一態樣中，一螺紋扣件包含至少一個翼之一上部延伸部與一頭部之一前沿表面之間的一距離，且經定尺寸使得在該螺紋扣件處於一固定構形中時至少一個翼不完全穿過一工件之一厚度之全部。在又一態樣中，至少一個翼之半徑沿朝向一頭部之一方向增加。在一項態樣中，至少一個翼自一柄之一無螺紋區段徑向朝外伸展。在一個特定態樣中，至少一個翼具有比一螺紋之一外半徑大之一外半徑。且在又一態樣中，至少一個翼具有比一螺紋區段之一最大外半徑大之一外半徑。

在此處所揭示之一項態樣中，一墊圈包含一內半徑且該墊圈內半徑大於一螺紋區段之一最大外半徑。在另一態樣中，一墊圈包含一內半徑且該墊圈內半徑小於至少一個翼之一外半徑。在另一態樣中，一墊圈具有大於或等於至少一個翼之一上部延伸部與一頭部之一前沿表面之間的一距離之二分之一的一厚度。且在又一態樣中，一墊圈具有等於該至少一個翼之該上部延伸部與一頭部之該前沿表面之間的一距離的一厚度。

本文中揭示一種形成用於將一工件緊固至一基板之一螺紋扣件之方法。在一項態樣中，一方法包含提供具有一無螺紋區段之一柄及形成具有一頂部表面及一前沿表面之一頭部。在又一態樣中，該方法包含對一柄進行輥軋以形成包括螺紋之一螺紋區段。在另一態樣中，該方法包含捏縮一 無螺紋區段以形成自該無螺紋區段沿自一柄之一縱向軸線徑向朝外之一方向延伸之至少一個翼。且在又一態樣中，該方法包含形成用於切割該工件之至少一個翼。且在又一態樣中，該方法包含形成具有在平行於一頭部之一前沿表面之一平面上之一上部延伸部之至少一個翼。在一項態樣中，揭示包含對一扣件進行熱處理及/或鍍覆之一方法。在另一態樣中，該方法包含將至少一個翼與一頭部之間的至少一個墊圈放置在一螺紋區段上方。在一項態樣中，該方法包含將一墊圈添加至該扣件，該墊圈具有實質上等於至少一個翼之一上部延伸部與一頭部之一前沿表面之間的一距離的一厚度。且在又一態樣中，至少一個翼之一上部延伸部與一頭部之一前沿表面之間的一距離大於零。

在一項實例中，本文中揭示將一工件固定至一基板之一方法。在一項態樣中，一方法包含提供具有一頭部之一螺紋扣件以及具有一螺紋區段及一無螺紋區段之一柄，該頭部具有一頂部表面及一前沿表面。在另一態樣中，一方法包含提供具有至少一個翼之一螺紋扣件，該至少一個翼自一無螺紋區段沿自一柄之一縱向軸線徑向朝外之一方向延伸。在一項態樣中，一方法包含提供包含用於切割一工件之至少一個翼之一螺紋扣件。在另一態樣中，一方法包含提供具有至少一個翼之一螺紋扣件，該至少一個翼具有在平行於一頭部之一前沿表面之一平面上之一上部延伸部。且在又一態樣中，一方法包含提供具有至少一個墊圈之一螺紋扣件，該至少一個墊圈安置在翼與一頭部之間。在又一態樣中，一方法包含提供具有一墊圈之一螺紋扣件，該墊圈具有實質上等於至少一個翼之一上部延伸部與該頭部之一前沿表面之間的一距離之一厚度。在本文中所揭示之一個實例性方法中，一方法包含將一扣件旋擰至一工件中。在本文中所揭示之又一態樣 中，一方法包含鉸削由一螺紋區段在一工件中切割之一螺紋之至少一部分。且在又一態樣中，一方法包含將一墊圈座接在一前沿表面與一工件之間以用於密封由一扣件在該工件中形成之一孔。

可依據以下隨附詳細說明及圖式之考量陳述或明瞭本發明之額外特徵、優點及實施例。應理解，一單個實施例或態樣之特徵可另一實施例之特徵或與其他態樣組合。此外，將理解，本發明之前述發明內容及以下隨附詳細說明兩者皆係例示性的且意欲在不限制如所主張之本發明之範疇之情況下提供進一步闡釋。

100:扣件/螺紋扣件

110:尖端

120:柄

122:無螺紋區段

140:螺紋區段

142:高螺紋

144:低螺紋

146:凹口

148:最大螺紋外半徑/半徑

150:翼

152:下部過渡區/過渡區

154:上部延伸部/上部邊緣

155:過渡邊緣

156:外邊緣

160:長度

162:翼半徑

164:角度

166:厚度

170:頭部

174:平坦承載表面/前沿表面

180:距離

190:密封材料/墊圈

192:厚度

194:外半徑

196:內半徑/半徑

200:工件/金屬工件

202:上表面/工件上表面

210:突起/突起工件材料

212:碎屑

214:膛孔

220:基板/木材基板

300:扣件

302:上表面

310:工件

314:膛孔

316:密封介面

320:木材基板/基板

390:密封劑

394:外半徑/密封劑外半徑

396:內半徑/半徑

400:扣件

402:上表面

410:工件

414:膛孔

420:基板/木材基板

470:頭部/平坦頭部

476:凹槽

477:錐形頸部

478:起子可嚙合凹部/凹部

479:深度

480:直徑

481:直徑

482:直徑

483:直徑

484:寬度

485:高度

486:深度

487:壁厚度

488:高度

489:深度

490:墊圈/可壓縮墊圈

500:扣件

550:翼

560:長度

568:基底

680:距離

690:密封劑

692:厚度

C:中心線軸線

III:箭頭

XVIII:箭頭

θ:錐角

Φ:角度

圖1係根據所揭示實施例之一扣件之一側視圖及一墊圈之一剖視圖；圖2係根據所揭示實施例之不具有一墊圈之一扣件(如圖1)之一側視圖；圖3係沿圖1之箭頭III之方向截取之一扣件與墊圈(如圖1)之一視圖；圖4至圖7係圖解說明根據所揭示方法及實施例之將扣件插入至一工件與基板中之視圖(如圖1)；圖8係根據所揭示實施例之一扣件之一側視圖及一密封劑之一剖視圖；圖9係一扣件(如圖8)之一側視圖；圖10至圖11係圖解說明根據所揭示方法及實施例之將扣件插入至一工件與基板中之視圖(如圖8)；圖12係根據所揭示實施例之一扣件之一側視圖；圖13係圖12之扣件之一剖視圖；圖14係根據所揭示實施例之一扣件之一側視圖； 圖15係圖14之扣件之一剖視圖；圖16係根據所揭示實施例之一扣件之一側視圖；圖17係圖16之扣件之一剖視圖；圖18係沿圖16之箭頭XVIII之方向截取之一扣件與墊圈(如圖16)之一側視圖；圖19至圖20係圖解說明根據所揭示方法及實施例之將扣件插入至一工件與基板中之視圖(如圖12至15)；及圖21係根據所揭示實施例之一扣件及一密封劑之一剖視圖。

在以下詳細說明中進一步闡述本發明。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張據此以引用方式併入之2016年11月18日提出申請之第62/424,061號臨時美國專利申請案之優先權。

已判定先前扣件/墊圈組合由於若干個因素而未能充分地密封由扣件在工件中形成之孔。舉例而言，一粗糙區域(其可係一粗糙邊緣或一粗糙表面)可因扣件穿透工件而形成於工件之頂部表面(曝露於環境之表面)處。此粗糙區域可係工件變形或自然不一致之一結果。該粗糙區域可妨礙密封墊圈完全地接觸工件，此可導致密封之有效性降低。工件處之一粗糙區域之另一可能根源係在扣件插入期間工件之突起。此可尤其適用於複合及塑膠工件材料。然而，其仍可發生在其他材料中。除其中一粗糙區域可降低密封效果之例項之外，由扣件螺紋自工件移除之材料/碎屑亦可陷獲在密封墊圈下方且阻止一適合密封形成於墊圈與工件之間。不恰當安裝可係導致一失敗密封之另一因素。舉例而言，若一先前技術扣件之安裝者未 能在安裝期間維持一平準墊圈，則該墊圈可在壓縮下被放置成與工件表面成一角度或以其他方式不恰當地座接，此可導致密封有效性降低。不管與一特定工件有關之可適用因素為何，使用先前扣件之結果係未能提供扣件、墊圈及工件之間的充分接觸之一密封，此可導致環境透過工件在扣件螺紋孔處侵入。

本文中所揭示之實施例闡述具有一結構特徵之扣件，該結構特徵之上部延伸部在實質上平行於頭部之前沿表面之一平面上。本文中所揭示之實施例亦揭示用於切割及/或鉸削工件之一部分之一切割邊緣。本文中所揭示之實例性實施例亦闡述其中切割邊緣及上部延伸部係同一結構特徵之部分的扣件。所揭示實例性扣件之態樣允許扣件鏜孔至工件之表面中，從而形成一清潔圓形平準且平坦表面以增強密封劑與工件之配合。所揭示實例性扣件之態樣亦為均勻地擱置一密封劑/墊圈而提供一平準表面/座架，此可有助於阻止墊圈在嚙合工件時掉落到且干涉螺紋區段。進一步地，所揭示實例性扣件之態樣固持密封劑/墊圈且使密封劑/墊圈維持與頭部平準以確保密封劑/墊圈之嚙合與工件齊平。同時實例性所揭示扣件之又一有利態樣包含經定尺寸以將密封劑/墊圈固持於適當位置中以阻止墊圈在安裝期間歪斜。因此，所揭示實施例提供密封劑/墊圈之一穩固座接，此確保扣件、墊圈及工件之間的一緊密嚙合及一齊平安放。該緊密嚙合與齊平安放提供光製工件處之一經改良障礙且可用於阻止水或其他液體、灰塵或氣體進入螺紋孔。緊密座接亦改良及/或消除液體填充孔及/或池。實例性應用包含(舉例而言)塑膠、木材、混凝土、金屬、水泥、波紋鋁、金屬或玻璃纖維屋面、複合材料與木材鋪板、塑膠與金屬框架窗、諸如盥洗室之衛生器具、游泳池及需要密封之外部電箱。進一步地，所揭示實施例亦增 加扣件與墊圈座接，從而使其在曝露於振動之使用(舉例而言，渦輪發電機、工業風扇、空調機組、吊艙、升降椅、儲物櫃、重機械、車輛、汽車、行李架、售後商品等等)中為有利的。

出於本發明之目的，「向上」或「上部」方向係指自扣件之一尖頂或尖端朝向頭部之一方向。因此，若將扣件插入至一工件中，則將沿朝向工件之一向下方向插入扣件，而頭部將沿一上部方向。在本申請案通篇中皆係此慣例，而不管工件係平行、垂直還是相對於地面之任何其他角度。

出於本發明之目的，使用「密封劑」與使用「墊圈」之間的差異取決於密封劑/墊圈經定大小以接觸工件且形成與工件之一密封之方式以及密封劑/墊圈與各別翼之相對大小。出於本發明之目的，當提及一「墊圈」時，密封劑/墊圈將經定大小以一般擱置在工件之一頂部表面上在扣件之一固定位置中。當提及一「密封劑」時，密封劑/墊圈將經定大小以一般進入在扣件之一固定位置中由翼形成之膛孔。除此大小以外，一「密封劑」與一「墊圈」亦將被視為可互換的。如下文參考圖1所闡述之扣件100經展示具有一墊圈。而如下文參考圖8至圖11所闡述之扣件100經展示具有一密封劑。

參考圖1，展示一個實例性螺紋扣件100。扣件100包含一頭部170及在頭部170與尖端110(圖2)之間的一柄120，柄120具有一無螺紋區段122及一螺紋區段140。螺紋區段140可包含適合用於相關聯工件及/或基板之螺紋。如所展示，螺紋區段140包含具有兩個螺紋起點之高螺紋142-低螺紋144，此(舉例而言)在混凝土或石工應用中可係有用的。如所展示，高螺紋可包含凹口146，在一項實例中，凹口146可用於清潔石工灰塵或其他碎屑且將石工灰塵或其他碎屑自螺紋移除。然而，可使用適合於材料之 其他螺紋或螺紋特徵。

頭部170可具有適於安裝環境之任何可驅動構形。在一項實例中，頭部170係一六角形墊圈頭部，其具有包含一較大平坦承載表面或前沿表面174以接觸及/或壓縮一密封劑或墊圈190之一圓形軸環。然而，任何類型之起子可嚙合頭部可係適合的。在特定構形中，具有大體平坦底側或前沿表面之頭部構形可具有關於平坦墊圈接觸或壓縮之特定優點。亦可使用包含具有在前沿表面上之鎖定特徵或在安裝之後最大化旋轉之特徵之實例性頭部的其他構形，且該等其他構形可具有其他優點。

在一項實例中，無螺紋區段122包含自無螺紋區段122沿一徑向方向延伸之一結構特徵。該結構特徵具有在平行於前沿表面174之一平面上之一上部延伸部。在一項實例中，該結構特徵及該上部延伸部界定一架狀突出物或其他固持元件，以使一墊圈190(下文所論述)維持與前沿表面174實質上平行。在圖1中所展示之實例性扣件100中，該結構特徵可包含自無螺紋區段122徑向突出之至少一個翼150(或如所展示，兩個翼150)。翼150在一下部過渡區152(翼150與柄120之交叉點)處開始，且沿朝向頭部170之一方向延伸至一上部延伸部或上部邊緣154。在一個構形中，一外邊緣156在下部過渡區152與上部邊緣之間且一過渡邊緣155在外邊緣156與上部邊緣154之間。外邊緣156與無螺紋區段122在其之間形成一角度164。角度164可取決於工件之材料而變化。舉例而言，角度164可係變化的，從而在金屬中使用比在木材或混凝土中使用小。在一項實例中，下部過渡區152係與工件相互作用之翼150之第一部分。因此，下部過渡區152連同角度164、厚度166(圖3)、長度160、銳度/錐度及翼沿著柄120之放置可全部基於各種適用材料(舉例而言，木材、混凝土、金屬、複合物或 任何其它材料)之性質而調整。舉例而言，在一個應用中，與供在金屬中使用之一扣件100相比較，供在混凝土中使用之一扣件100可具有包含一較短長度160、一較大厚度166、一較大角度164及經減小銳度/錐度之一翼150。

圖1中所展示之扣件100實施例經展示為自過渡區152直至上部邊緣154之一連續翼150。此實例性結構特徵(亦即翼150)可用於多個功能，亦即，舉例而言，提供平準/固持益處給墊圈190同時亦提供切割及清潔益處，此將在下文進一步闡述。然而，本發明不限於其中結構特徵係一單個元件之彼等實例性扣件。舉例而言，特定實施例可包含用於固持元件之一結構特徵及用於切割元件之一不同結構特徵。一項實例包含在切割元件與固持元件之間的一間隙。在一項非限制性實例中，固持元件可包含圍繞或部分地環繞柄120之圓周之一結構特徵，舉例而言比切割元件更靠近於頭部之一唇緣或凸起邊緣。在一項非限制性實例中，切割元件可包含與固持元件分開或與固持元件整合在一起之一或多個切割元件。進一步參考圖1，結構特徵(翼150)包含固持元件(上部延伸部或上部邊緣154)及切割元件(外邊緣156)兩者。

若完全地圍繞扣件100之中心線軸線C旋轉，則翼150之最外部分將形成具有一翼半徑162之一圓圈。因此，其將稱為翼150之翼半徑162。翼150具有自上部邊緣154與無螺紋區段122之交叉點至下部過渡區152的平行於中心線軸線C之一長度160。長度160及翼半徑162可根據工件之材料及所要切割性質而變化。舉例而言，一較長長度160可用於金屬材料。一較大翼半徑162將用於較大螺紋外徑。在一項實例中，翼半徑162大於或等於最大螺紋外半徑148。在一項實例中，翼半徑162大於最大螺紋外半 徑148。使半徑大於最大螺紋外半徑148可藉由以下方式改良墊圈190之密封：切割且清潔先前由螺紋區段140在工件中切割之螺紋。在一項實例中，外邊緣156可係一平坦邊緣，亦即，其在其最大半徑處與無螺紋區段實質上同心。在另一實例中，外邊緣156相對於無螺紋區段銳化或成角度，藉此形成用於鉸削或鏜孔切割各別工件中之螺紋及/或表面之一更銳化切割邊緣。亦即，厚度166(圖2)可錐化至一點。外邊緣156之銳度或錐度可取決於應用及材料之類型而變化。在一項實例中，具有一較鋒銳邊緣對於在金屬或木材上使用及其他實例可係更有利的，具有一不太鋒銳邊緣對於混凝土可係有利的。

在一項實例中，密封劑或墊圈190在上部邊緣154與頭部之底側或前沿表面174之間。在一項實例中，上部邊緣154與前沿表面174平行或實質上平行，使得當墊圈190擱置在翼之上部邊緣154上時，使墊圈經維持與前沿表面174實質上平行。上部邊緣154距前沿表面174一距離180。在一項實例中，墊圈190具有當不在壓縮下時等於或實質上等於距離180之一厚度192。在一項實例中，如所展示，厚度192可稍微小於距離180以允許在不結合之情況下安裝墊圈190。墊圈190之設計厚度亦影響翼150沿著柄120之位置。亦即，供與一較厚墊圈一起使用之一扣件將導致翼150放置在柄120上之位置比在供與一較薄墊圈一起使用之一扣件上低。墊圈190具有一內半徑196及一外半徑194。在一項實例中，內半徑196大於或等於半徑148。使半徑196大於或等於半徑148可幫助在不使墊圈190滾動之情況下將墊圈190安裝至扣件100上且允許墊圈獨立於扣件100而移動。進一步地，在一項實例中，半徑196可係與柄120之直徑對應之一大小。亦即，柄及半徑148愈大，半徑196愈大。外半徑194可係任何大小。在一項 特定實例中，外半徑194經定大小以實質上等於頭部170之一外半徑。

圖2展示與圖1相同之扣件100之視圖且亦展示螺紋區段140之剩餘部分之一項實例。扣件100具有一尖端110。舉例而言，尖端110可係在一項實例中可用於混凝土或其他石工應用之一鑽石尖端。然而，可基於應用及材料而包含其他尖端。

圖3展示旋轉90度之實例性扣件100之一側視圖。翼150具有外邊緣156及厚度166。可針對應用及材料之類型而調整厚度166。舉例而言，一較大厚度166可用於需要較多扭力之應用，而一較小厚度166可用於需要較少扭力之應用。如上文所述，外邊緣156可成角度以便提供一錐化厚度166，因此提供一銳化切割邊緣。

在一項實例中，可在數個步驟中形成扣件100。舉例而言，頭部170可藉由使用單擊或雙擊墩鍛之冷鍛而成型。在其他實例中，頭部170可使用其他已知技術根據所要頭部構形而熱成型、銑削或成型。在一項實例中，翼150可藉由用一捏縮壓尖機(pointer)捏縮無螺紋區段122而成型。翼150可在形成可藉由任何已知螺紋形成技術(其在一項實例中可係螺紋輥軋)形成之螺紋區段140之前或之後形成。

在一項實例中，墊圈190與扣件100之剩餘部分分開經製造且接著在尖端110、螺紋區段140及翼150上方移動至翼150與頭部170之間的區域。在一項實例中，在形成螺紋區段140及翼150之後將墊圈190添加至扣件100。墊圈可在具有或不具有扣件100與墊圈190之間的相對旋轉運動之情況下放置在翼150與頭部170之間。在一項實例中，將墊圈安裝為在螺紋區段140上方通過。在一項實例中，在完成任何熱處理、鍍覆、塗佈或其他處理之後發生添加墊圈190。

圖4至圖7展示在將一工件200固定至一基板220之一方法期間插入在使用中之扣件100之數個階段。各圖經展示具有金屬工件200及一木材基板220作為一實例。然而，工件200或基板220可係在實例性應用中、在上文或在本申請案通篇中所論述之材料或相似材料以及熟習此項技術者鑒於本申請案所理解之彼等材料中之任一者。如圖4中所展示，扣件100係在插入至工件200及基板220中之程序中。作為螺紋區段140切入工件之一結果且取決於工件200之材料，若在不清潔及/或平準之情況下座接墊圈190，則可在表面處形成可干涉墊圈190之突起210及/或碎屑212。進一步地，扣件100及翼150之尺寸給墊圈190提供包含上部邊緣154及前沿表面174之一穩定支撐結構且阻止墊圈190沿柄120(無論其係柄120的無螺紋區段122或是螺紋區段140)向下滾動/滑動。結構特徵(亦即，在此實例中之翼150)用於使墊圈190之寬廣表面維持與前沿表面174平行或實質上平行，此將產生優於先前技術之一更有效密封。

參考圖5，如扣件100藉由旋轉繼續插入至工件200中。翼150(在此實例中，兩個翼150)與工件200之上表面202進行接觸。當使扣件100旋轉時，翼隨著每一旋轉而鏜孔或切除且清潔工件200之一部分。舉例而言，經鏜孔或切除且清潔之該部分可包含由螺紋區段140在工件中切割之螺紋、突起工件材料210及/或碎屑212(圖4)，因此形成一清潔且平準表面。在圖5中所展示之實例性扣件100中，翼150在一單個步驟程序(亦即，翼150之旋轉/插入)中提供一平準且清潔緊固表面。在一項實例中，且如圖5中所展示，翼150之半徑沿朝向頭部之一方向增加，且因此由翼150切割之工件上表面202之區域隨著扣件100進一步插入至工件200中而增加。

圖6展示扣件100至工件200中之繼續插入。如所展示，翼150剛好穿 過工件200之上表面202。因此，上表面202已經清潔及平準。墊圈190與上表面202進行接觸且墊圈190之下部寬廣表面與工件200形成一經改良密封。在一項實例中且取決於墊圈設計及材料，不將扣件進一步插入至工件中，因此圖6展示一實例性固定位置。扣件100經定尺寸使得在該固定位置中翼150之上部邊緣154不與基板220接觸，亦即，翼150不完全穿過工件200。在一項實例中且基於在使用中之特定材料及尺寸，與具有一直穿過工件200之其他結構特徵之一工件相比較，使翼不完全穿過工件200可增加工件200之強度及/或扣件100之固持強度。

參考圖7，若期望或根據墊圈190設計，可進一步插入扣件100以對在頭部170與工件200之間的墊圈190施加額外壓縮力，如所展示。因此，圖7展示另一實例性固定位置。一旦上部邊緣154在工件200之一上表面202下方通過，墊圈190便繼續接觸上表面202且墊圈190隨著扣件100之繼續插入而經壓縮在頭部170之前沿表面174與上表面202之間。膛孔214保持在翼150與墊圈190之間。取決於墊圈190之材料、彈性及尺寸，可將墊圈190至少部分地壓縮至膛孔214中及/或在前沿表面174上面，此兩者皆可有助於所形成密封之有效性。

在一項實例中，扣件100經定尺寸使得在固定位置中翼150之上部邊緣154不與基板220接觸，亦即，翼150不完全穿過工件200。因此，膛孔214亦不完全穿過工件200。在一項實例中且基於在使用中之特定材料及尺寸，與具有一直穿過工件200之膛孔214之一工件相比較，使膛孔不完全穿過工件200可增加工件200之強度及/或扣件100之固持強度。

在另一實例中，翼150之所有部分在固定位置中與工件200接觸，亦即，翼150之任何部分皆不與基板220接觸。如所展示，在一項實例中， 過渡區152在固定位置中保持與工件200接觸。

圖8展示另一實例性扣件300。扣件300類似於圖1之扣件100且相似元件符號將指代相似特徵。扣件300與扣件100之不同之處在於：扣件300包含具有外半徑394及內半徑396之密封劑390。密封劑390相對於翼150的半徑(即翼半徑162)經定大小使得在將扣件插入至一工件中後，密封劑390即刻進入膛孔314(圖10)以形成一密封，此將在下文進一步論述。在一項實例中，外半徑394大於或等於翼半徑162，使得在插入扣件300後密封劑390即刻被驅迫至膛孔314(圖10)中。密封劑外半徑394可大於翼半徑162，只要密封劑之前緣不阻止密封劑390進一步插入至由翼150形成之膛孔314(圖10)中即可。在某些實例中，使半徑396稍微大於翼半徑162將確保密封劑390可進入膛孔，然而仍形成一緊密密封。

圖9展示實例性扣件300(如圖8中之扣件300)之另一視圖。然而，在圖9中，不在剖面中展示密封劑390。

圖10展示扣件300至工件310中之插入。如所展示，翼150剛好穿過工件310之上表面302。因此，上表面302已經清潔及平準。密封劑390跟隨翼150進入膛孔314以在與工件310之密封介面316處形成一經改良密封。各圖經展示具有金屬工件310及一木材基板320作為一實例。然而，工件310或基板320可係在實例性應用中、在上文或在本申請案通篇中所論述之材料或相似材料以及熟習此項技術者鑒於本申請案所理解之彼等材料中之任一者。

圖11展示在一完全固定且密封位置中之扣件300。密封劑390嵌套在由翼150形成之膛孔314內側且在密封劑390與工件310之間形成一密封介面316。頭部170之前沿表面174進一步壓縮在密封劑390上，從而在前沿 表面174與密封劑390之間建立一密封。具有密封劑390之扣件300具有其中期望一更齊平表觀同時仍維持阻止環境侵入至膛孔314中之一經改良密封的密封優點。扣件300經定尺寸使得在固定位置中翼150之上部邊緣154不與基板320接觸，亦即，翼150不完全穿過工件310。在一項實例中且基於在使用中之特定材料及尺寸，與具有一直穿過工件310之其他結構特徵之一工件相比較，使翼不完全穿過工件310可增加工件310之強度及/或扣件300之固持強度。在另一實例中，扣件300可經定尺寸使得翼150穿過工件310且進入基板320，使得膛孔314繼續進入基板320。在此一實例中，密封劑390穿過工件310且至少部分地與形成於基板320中之膛孔314進行接觸及/或進入膛孔314以提供基板中之膛孔314之密封。

圖12至圖13在另一實例性實施例中展示扣件400且相似元件符號將指代相似特徵。扣件400類似於扣件100及300。然而，扣件400包含具有一錐形頸部477之一平坦頭部470，錐形頸部477自頭部470過渡至柄120。參考圖13，頭部470包含用於保持一類似形狀之墊圈之一凹槽476，此將在下文進一步論述。凹槽476可具有與各別墊圈匹配之任何大小及形狀。舉例而言，所展示之凹槽476係半圓形的。其他實例性凹槽可包含一矩形凹槽、一個三角形凹槽、交替峰與穀凹槽或諸如此類。頭部470亦包含經構形以接納一起子之一起子可嚙合凹部478。

針對一個特定扣件頭部展示以毫米為單位之非限制性實例性尺寸。但翼150之尺寸未按比例繪製。應注意，所顯示之尺寸係一單個實例。舉例而言，如所展示，平坦頭部470以大約80°之一錐角θ自大約12.20mm之一直徑483(圖13)錐化至大約10.00mm之一直徑481。錐形頸部477以大約30°之一角度Φ自大約6.50mm之一直徑480錐化至距頭部470之一頂部 表面為大約5.10mm之一深度479。且柄具有大約4.82mm之一直徑482。

如圖13中所展示，凹槽476具有大約1.76mm之一寬度484及大約1.37mm之一高度485。凹槽476之底部經展示(舉例而言)以具有距頭部470之一頂部表面為大約2.00mm之一深度486。且凹槽476具有大約0.63mm之一高度488。舉例而言，凹槽476與凹部478之間的壁厚度487係大約1.29mm。舉例而言，凹部經展示具有大約3.58mm之一深度489。

絕對及相對尺寸可針對一特定應用而變化以便滿足可適用扭力及材料固持要求。

圖14中展示具有墊圈490之扣件400之一側視圖。在一項實例中，墊圈490以及墊圈190、密封劑390及密封劑690中之任一者可係一o形環或由(舉例而言)橡膠、軟木、聚矽氧或塑膠製成之任何其他密封劑材料。其在所有各圖中經展示為一彈性橡膠材料。然而，其亦可係本說明書通篇中所論述之材料或相似材料以及熟習此項技術者鑒於本申請案所理解之彼等材料中之任一者。參考展示圖14之一剖面之圖15，墊圈490保持在翼150與頭部470之間且在形狀上符合凹槽476。如所展示，墊圈490具有一圓形剖面。然而，亦可使用其他剖面形狀。儘管以不同交叉影線展示柄120及翼150，但其係相同材料。

圖16至圖18之實例性扣件500類似於圖14及圖15之扣件400。然而，扣件500之翼550具有比扣件400之長度160(圖14)短之一長度560。此展示所揭示翼特徵之形狀及構形之變化形式之一個額外實例。圖18繫扣件500之一視圖，如圖16之扣件500在圖16之箭頭XVIII之視圖中旋轉90度。在此視圖中，展示基底568。基底568係已經捏縮或以其他方式經機械加工或用工具加工以形成翼550的柄120之部分。基底568之形狀可取決於翼 550之大小及形狀而變化。

圖19及圖20展示在將一工件410固定至一基板420之一方法期間在使用中之扣件400。各圖經展示具有金屬工件410及一木材基板420作為一實例。然而，工件410或基板420可係在實例性應用中、在上文或在本申請案通篇中所論述之材料或相似材料以及熟習此項技術者鑒於本申請案所理解之彼等材料中之任一者。如圖18中所展示，扣件400已經插入至工件410及基板420中。類似於圖4至圖5之扣件100，當扣件400藉由旋轉繼續插入至工件410中時，翼150隨著每一旋轉而鏜孔或切除且清潔工件410之一部分。舉例而言，經鏜孔或切除且清潔之該部分可包含由螺紋區段140在工件中切割之螺紋、突起工件材料210及/或碎屑212(圖4)，因此形成一清潔且平準表面。在圖18中所展示之實例性扣件400中，翼150在一單個步驟程序(亦即，翼150之旋轉/插入)中提供一平準且清潔緊固表面。

圖20展示扣件400至工件410中之繼續插入。如所展示，翼150剛好穿過工件410之上表面402。因此，上表面402已經清潔及平準。墊圈490與上表面202進行接觸且墊圈490與工件200形成一經改良密封。在一項實例中且取決於墊圈設計及材料，不將扣件進一步插入至工件中，因此圖20展示一實例性固定位置。扣件400經定尺寸使得在固定位置中翼150之上部邊緣154不與基板420接觸，亦即，翼150不完全穿過工件410。在一項實例中且基於在使用中之特定材料及尺寸，與具有一直穿過工件410之其他結構特徵之一工件相比較，使翼不完全穿過工件410可增加工件410之強度及/或扣件400之固持強度。若期望或根據扣件設計，則可進一步插入扣件400。在一項實例中，可壓縮墊圈490直至其經導引至膛孔414中作為一密封劑。在具有額外插入之情況下，頭部170之前沿表面174可在一固 定位置中與上表面402相齊地擱置，或在另一實例中，前沿表面174可在一固定位置鑽埋頭孔至工件410中。

圖21展示另一實例性扣件600。扣件600類似於圖8至圖11之扣件300且相似元件符號將指代相似特徵。扣件600與扣件300之不同之處在於：扣件600及密封劑690針對一較厚工件經定尺寸。亦即，距離680及厚度692相對於扣件600之其餘尺寸係較大的。可(舉例而言)在較厚工件中或在其中期望翼150在插入期間完全穿透工件之應用中使用此等相對尺寸。

參考在隨附圖式中所闡述及/或圖解說明且在以下說明中詳述之非限制性實施例及實例更全面地解釋本發明之實施例及其各種特徵及有利細節。應注意，圖式中所圖解說明之特徵未必按比例繪製，且可關於其他實施例採用一個實施例之特徵，如熟習此項技術者將認識到，即使本文中未明確地陳述。可省略對眾所周知之組件及處理技術之說明以便不會不必要地模糊本發明之實施例。本文中所使用之實例僅意欲促進對可實踐本發明之方式之一理解且進一步使得熟習此項技術者能夠實踐本發明之實施例。

100:扣件/螺紋扣件

122:無螺紋區段

140:螺紋區段

142:高螺紋

144:低螺紋

146:凹口

148:最大螺紋外半徑/半徑

150:翼

152:下部過渡區/過渡區

154:上部延伸部/上部邊緣

155:過渡邊緣

156:外邊緣

160:長度

162:翼半徑

164:角度

170:頭部

174:平坦承載表面/前沿表面

180:距離

190:密封材料/墊圈

192:厚度

194:外半徑

196:內半徑/半徑

C:中心線軸線

Claims (10)

1. 一種用於將一工件緊固至一基板之螺紋扣件，該螺紋扣件包括：一頭部，其具有一頂部表面及一前沿表面；一柄，其具有一螺紋區段及一無螺紋區段；至少一個翼，其自該無螺紋區段沿自該柄之一縱向軸線徑向朝外之一方向延伸，該至少一個翼用於切割該工件，其中該至少一個翼具有位於平行於該頭部之該前沿表面之一平面上之一上部延伸部；至少一個墊圈，其安置於該至少一個翼與該頭部之間，其中該墊圈具有實質上等於該至少一個翼之該上部延伸部與該頭部之該前沿表面之間的一距離的一厚度；其中該墊圈包含一內半徑且該墊圈內半徑大於該螺紋區段之一最大外半徑。
2. 如請求項1之螺紋扣件，其中該至少一個翼經構形以在插入期間使該墊圈維持與該頭部之該前沿表面實質上平行。
3. 如請求項1之螺紋扣件，其中該至少一個翼之該上部延伸部與該頭部之該前沿表面之間的該距離大於零。
4. 如請求項1之螺紋扣件，其中該至少一個翼之該上部延伸部與該頭部之該前沿表面之間的該距離經定尺寸使得在該螺紋扣件處於一固定構形中時該至少一個翼不完全穿過該工件之一厚度之全部。
5. 如請求項1之螺紋扣件，其中該至少一個翼之翼半徑沿朝向該頭部之一方向增加。
6. 如請求項1之螺紋扣件，其中該至少一個翼自該柄之該無螺紋區段徑向朝外伸展。
7. 如請求項1之螺紋扣件，其中該至少一個翼具有比一螺紋之一外半徑大之一外半徑。
8. 如請求項1之螺紋扣件，其中該至少一個翼具有比該螺紋區段之一最大外半徑大之一外半徑。
9. 如請求項1之螺紋扣件，其中該墊圈包含一內半徑且該墊圈內半徑小於該至少一個翼之一外半徑。
10. 如請求項1之螺紋扣件，其中該墊圈具有等於該至少一個翼之該上部延伸部與該頭部之該前沿表面之間的一距離的一厚度。

Images