專利名稱：銷釘及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銷釘，更具體而言涉及在其整個長度方向上直徑逐漸減小的銷釘，以便為相鄰零件提供更好的連接。
背景技術(shù)：
各式銷釘已知于本技術(shù)領(lǐng)域。此種裝置通常應(yīng)用于家具工業(yè)以連接家具組件中不同的部件。銷釘同樣也應(yīng)用于其它工業(yè)，比如，銷釘可以應(yīng)用于連接景觀設(shè)計中的木料。在施工過程中，銷釘被釘入組成成套家具之家具組件上諸如圓形孔的孔中。準(zhǔn)備和第一個家具組件進(jìn)行連接的第二家具組件同樣也設(shè)置了一個銷釘開孔。第二家具組件中開孔和第一家具組件中的開孔對齊。安裝在第一組件中的銷釘隨后被插入并壓進(jìn)第二組件的開孔中。在銷釘被壓入第二組件中孔時可能需要向這兩個組件施加壓力。由于銷釘?shù)闹睆皆诔叽缟洗笥陂_孔的直徑，銷釘就通過兩組件中開孔內(nèi)壁作用在銷釘外壁上的摩擦力而固定。
但是，現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中的銷釘有其自有的缺陷?，F(xiàn)有銷釘缺陷之一就在于，當(dāng)向相鄰組件開孔中插入銷釘時，為克服施加在銷釘外表面和開孔內(nèi)表面之間的接觸表面上的摩擦力就必須在與銷釘插入相反的方向上施加一高壓。結(jié)果，當(dāng)銷釘插入開孔中時，開孔內(nèi)表面可能會發(fā)生不良的變形。這種變形可能削弱銷釘對組件的連接。進(jìn)一步，如果銷釘承受了極高的壓力，銷釘可能受損甚至破裂。安全問題也是需要關(guān)注的一個問題，如果銷釘上的應(yīng)力使銷釘破裂成為兩半或者更多時，用戶可能會受到材料碎片的傷害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有銷釘?shù)倪@些和其它的固有缺陷。本發(fā)明所提供的銷釘在銷釘整個軸向長度方向上有直徑逐漸減小的多段。銷釘各段逐漸減小的直徑會使摩擦力以及在銷釘插入組件開孔中時隨之而產(chǎn)生的作用在銷釘上的應(yīng)力最小化。同樣，銷釘破裂可能性減小，用戶使用安全得以提高。進(jìn)一步，當(dāng)銷釘能夠提供了一個穩(wěn)定、鎖定的組件配合，把銷釘插入各自開孔中時組件所承受的變形減小很多。由于組件的變形最小化，組件可以使用得更長，其外表也不會受到損壞。
本發(fā)明之銷釘要求組件開孔能夠容納銷釘?，F(xiàn)有技術(shù)中沒有那種工具或者設(shè)備能夠產(chǎn)生這些特殊形狀的開孔。這樣，本技術(shù)就需要一個能夠產(chǎn)生這些開孔的鉆頭。本發(fā)明提供一帶有多段并在其整個縱向軸向長度方向上直徑逐漸減小的鉆頭。此鉆頭可以用來產(chǎn)生容納本發(fā)明之銷釘?shù)暮线m形狀和尺寸的組件開孔。
本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一帶有多段并在其整個縱向軸向長度方向上直徑逐漸減小的增強(qiáng)銷釘。
本發(fā)明的另外一個目標(biāo)是提供易于插入到組件開孔中的全新銷釘。
本發(fā)明的還有一個目標(biāo)是提供使被插入的組件產(chǎn)生最小變形的全新銷釘。
本發(fā)明的還有一個目標(biāo)是提供使被銷釘插入的組件能夠?qū)R的全新銷釘。
本發(fā)明的進(jìn)一個目標(biāo)是提供一個使用安全的全新銷釘。
本發(fā)明的進(jìn)一個目標(biāo)是提供設(shè)計簡單、制造便宜、結(jié)構(gòu)上經(jīng)久耐用的全新銷釘。
本發(fā)明的進(jìn)一個目標(biāo)是提供一個能夠在銷釘需要配合進(jìn)入的一個或者多個組件上產(chǎn)生開孔的全新鉆頭。
本發(fā)明的另外一個目標(biāo)是提供一帶有多段并在其整個縱向軸向長度方向上直徑逐漸減小的全新鉆頭。
本發(fā)明的進(jìn)一個目標(biāo)是提供設(shè)計簡單、制造便宜、結(jié)構(gòu)上經(jīng)久耐用的全新鉆頭。
其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)可從本發(fā)明后續(xù)說明及附圖中很明顯地看出。
本發(fā)明的這些和其它目標(biāo)通過一種銷釘實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的一種形式中提供了可以用于連接兩個或者更多組件的銷釘。在一個實(shí)施例中，銷釘基部和頂部間有三個銷釘段。每個銷釘段都有直徑并軸向和至少其它一個銷釘段相鄰，其中直徑在銷釘整個長度方向上從基部至頂部逐漸減小?？蛇x實(shí)施例可以有兩個、四個或者更多銷釘段。


圖1顯示的是本發(fā)明實(shí)施例中銷釘側(cè)視圖；圖2顯示的是圖1中銷釘進(jìn)一步包括一插入物的端視圖；圖3顯示的是圖1中銷釘插入兩個開孔并將兩個組件連接在一起的試圖；圖4a顯示的是圖1中銷釘可選實(shí)施例的側(cè)視圖；圖4b顯示的是圖1中銷釘?shù)牧硗庖粋€可選實(shí)施例的側(cè)視圖；圖5顯示的是用于建造圖3中組件開口的鉆頭實(shí)施例的側(cè)視圖；圖6顯示的是圖5中鉆頭的可選實(shí)施例的端視圖；圖7顯示的是圖5中鉆頭的另外一個可選實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的銷釘10實(shí)施例的側(cè)視圖。圖1中顯示了銷釘10的一個實(shí)施例，包括帶有側(cè)壁16的銷釘段14、階梯部分17、頂部18和基部20。每個銷釘段14在沿垂直于銷釘段14縱向軸線都有一基本上呈圓形的截面。如圖1中所示，在一個實(shí)施例中，銷釘段14形狀基本上呈柱形。銷釘10的其它實(shí)施例可以在沿垂直于銷釘段14縱向軸線上有一基本上呈方形或者三角形的截面。
如圖1和2中所示，三個銷釘段14可以從基部20延展并可以沿縱向軸向相對基部20對齊，這樣銷釘段14從基部20至頂部18直徑逐漸減小。在特定的應(yīng)用中，銷釘10的可選實(shí)施例中可以包括兩個、四個或者更多的銷釘段14。在一個實(shí)施例中，各銷釘段14的直徑可以分別從125mm變化到6mm、120變化到4mm、115變化到2.5mm。在可選實(shí)施例中，各銷釘段14的直徑可以為任何尺寸，并可和此銷釘特定應(yīng)用中所需進(jìn)行組合。各銷釘段14的長度可以根據(jù)應(yīng)用和將接合的組件30和34的尺寸(見圖3)而很大地變化。在一個實(shí)施例中，具有最小直徑的銷釘段14可以和任何其它的銷釘段具有相同或者更長的長度。
銷釘10的材料可以由諸如銷釘段14的尺寸、銷釘段14的段數(shù)以及組件30、34的材料類型和/或尺寸等因素決定。銷釘10的一個實(shí)施例可以由諸如桃花心木、杉木、樺木、柏木或者松木等木材所制成。在其它實(shí)施例中，銷釘10可以由塑料、金屬或者其它可以對銷釘10合理操作的材料制成。銷釘10也可以由兩種或者更多種材料組合而成。比如，如圖2中所示，銷釘10可以由木材制成并包含金屬柱或者插入物22，金屬柱或者插入物22從基部20至頂部18徑向地通過銷釘10縱向延伸。
如圖1中所示，階梯部分17可以相對銷釘10縱向軸90度形成。但是，根據(jù)應(yīng)用，階梯部分17可以使用各種不同的形狀。在銷釘10的可選實(shí)施例中，如圖4a所示，階梯部分17形狀上可以斜截或者凸起。斜截階梯部分17可以使銷釘10強(qiáng)度增加，以在某個特定應(yīng)用中銷釘10承受極高的拉力或者剪力時防止其破裂。同樣，根據(jù)銷釘10制造所使用的材料類型，斜截階梯部分17可以在使用中和接合組件30與34時提供更穩(wěn)固的配合。在其它實(shí)施例中，階梯部分17可以如圖4b中形狀凹進(jìn)或者凹陷。在還有其它實(shí)施例中，階梯部分17可以是圓形或者當(dāng)在某個特定應(yīng)用中可以合適操作銷釘10時的任意其它形狀。
銷釘10可以使用不同制造工具和技術(shù)以不同的方法來制造。比如，銷釘10可以使用本領(lǐng)域眾所周知的加工工具車床來制造。進(jìn)一步，各單獨(dú)銷釘段14可以單獨(dú)制造，然后獨(dú)立銷釘段14組合成銷釘10。比如，在一個實(shí)施例中，銷釘段14可以使用任何粘結(jié)性類型的物質(zhì)安裝在一起，或者銷釘段14可以使用諸如釘子、金屬柱或者其它類型的接合件接合在一起以使銷釘10合適操作。
如圖5圖6所示，鉆頭42可以用于在組件30、34中分別制作開口32、36。鉆頭42可能包括許多鉆節(jié)44，每個都有側(cè)壁46、內(nèi)側(cè)壁47、內(nèi)部部分48、齒50、軸52、擋板53、基部54和頂部56。每個鉆節(jié)44的截面可以在沿垂直與鉆節(jié)44縱向軸方向上基本呈環(huán)形。圖5也顯示了鉆頭42的一個實(shí)施例，三個鉆節(jié)44可以從擋板53延展并可以沿縱向軸向相對擋板53對齊，這樣鉆節(jié)44從基部54至頂部56直徑逐漸減小。根據(jù)開孔32、36的類型和尺寸要求，鉆頭42的可選實(shí)施例中可以包括兩個、四個或者更多的鉆節(jié)44。在一個實(shí)施例中，各銷釘段14的直徑范圍可以分別從126mm變化到6.5mm、121變化到4.5mm、116變化到2.5mm。在其它實(shí)施例中，各鉆節(jié)44的直徑可以為任何尺寸，并可根據(jù)所需特定開孔32、36進(jìn)行接合。各鉆節(jié)44的長度可以根據(jù)應(yīng)用和將被接合的組件30和34的尺寸(見圖3)而很大地變化。
鉆頭42的材料可能由諸如鉆節(jié)44的尺寸、鉆節(jié)44的節(jié)數(shù)以及組件30、34的材料類型和/或尺寸等因素決定。鉆頭42的一個實(shí)施例可以由諸如硬化鋼、不銹鋼或者鈦等金屬所制。在其它實(shí)施例中，鉆頭42可以由能夠?yàn)殂@頭42提供合適操作的任何其他材料制成。鉆頭42也可以由兩種或者更多種材料組合而成。比如，鉆節(jié)44中的兩個可以由硬化鋼制造，一個鉆節(jié)42可以由鈦制造。
如圖5所示之齒50位于每個鉆節(jié)44上。在一個實(shí)施例中，每個齒50可以和其它齒50緊鄰，這樣每個齒50和每個相鄰齒50間就沒有間隙。在另外一個實(shí)施例中，每個齒50和其相鄰齒50相距一個齒50的距離，在另外一個實(shí)施例中，每個齒50和其相鄰齒50可以相隔為合適操作鉆頭所需的任何距離。齒50間距、形狀、尺寸和材料選擇可能會受諸如組件30和34的材料選擇、組頭42的長度、鉆節(jié)44的數(shù)目和(或者)鉆的旋轉(zhuǎn)速度所影響。
鉆頭42可以使用不同制造工具和技術(shù)以不同的方法來制造。進(jìn)一步，每個鉆節(jié)44可以單獨(dú)制造，各鉆節(jié)44可以接合在一起以形成組合鉆頭42。比如在一個實(shí)施例中，鉆節(jié)44可以點(diǎn)焊到擋板53上。如圖7中所示，在另外一個實(shí)施例中，鉆節(jié)44可以固定在每個相鄰鉆節(jié)44的內(nèi)部側(cè)壁47上。同樣，如圖5所示，在一個實(shí)施例中的鉆節(jié)44中大體為中空的，這樣每個相鄰的小直徑鉆節(jié)44可以和相鄰直徑較大的鉆節(jié)44在內(nèi)壁配合。但是，特定的應(yīng)用中可能要求至少一個或者多個鉆節(jié)44有實(shí)體的內(nèi)部部分48。
開孔32和36可以使用鉆頭42制作。在使用中，軸52可以插入諸如手持式功率驅(qū)動鉆工具中。如圖3所示，第一組件30可能與第二組件34對齊。然后，鉆迅速旋轉(zhuǎn)鉆頭42，用戶將鉆頭42與第一組件30對齊。與組件30的首先接觸的可能是鉆頭42的齒50。齒50轉(zhuǎn)動并切入組件30中。用戶繼續(xù)對鉆施力，這反過來進(jìn)一步將旋轉(zhuǎn)鉆頭42壓入組件30中。這個過程持續(xù)直到齒50切割穿過并離開第一組件30并進(jìn)入第二組件34中。鉆頭42然后繼續(xù)穿過第二組件34直到齒50離開組件34。鉆頭然后退離第一和第二組件30、34，開口32、36形成。
如圖3中所示，在使用中，力可能作用在銷釘基部20上，導(dǎo)致銷釘10被壓入第一組件30的開孔32中。開孔30可能是帶有節(jié)33的環(huán)形孔，其沿著開孔30的長度方向上孔直徑逐漸變小。開孔的節(jié)33的內(nèi)徑略小于銷釘段14的外徑，當(dāng)銷釘完全位于開孔32中時，銷釘節(jié)14和對應(yīng)開孔上的節(jié)33相鄰。將要連接并和第一組件30相鄰的第二組件34可以設(shè)有銷釘10用開孔36。一旦銷釘10插入第一開孔32，頂部18往外延展稍微超過開孔32，第二組件開孔36可以和第一組件開孔32對齊。銷釘頂部18和孔節(jié)區(qū)域38接合使得組件開孔32、36非常容易對齊。由于區(qū)域38的表面區(qū)域最小化，頂部18可很容易定位并與開孔36對齊。銷釘頂部18然后插入第二組件34的開孔36中。當(dāng)銷釘10打入第二組件開孔36時就會需要在組件30、34上施加壓力以使它們固定在一起。當(dāng)銷釘10插入第二組件開孔36中時，銷釘10為第一組件30和第二組件34提供了合適的對齊。如圖3中所示，當(dāng)銷釘10完全位于開孔32、36中時，銷釘10的頂部18和基部20基本與組件30、34的外表面平齊，第一組件30和第二組件32將會被適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行配合。由于銷釘10的直徑在尺寸上大于相應(yīng)開孔段33、36的直徑，銷釘10通過對應(yīng)開口32、36的內(nèi)側(cè)壁作用在銷釘外側(cè)壁16的摩擦力緊緊固定在開孔32、36上。進(jìn)一步，當(dāng)銷釘10插入開孔32、36中時，臺階17將第一組件30緊緊固定在相鄰第二組件34上。在一個實(shí)施例中，各臺階17的作用和釘子的頭部類似，各臺階17防止組件30、34滑離銷釘10而相互分離。臺階17另外的一個好處是銷釘10不再需要諸如木膠之類的粘合劑。通常，現(xiàn)有技術(shù)的銷釘中，銷釘需要在被插入組件開孔前沿銷釘?shù)恼麄€長度方向施加粘合劑。但是，使用本發(fā)明之銷釘10，如果用戶選擇為銷釘施加粘合劑的話，只有插入第二組件34的銷釘10部分需要粘合劑。一旦為插入第二組件34的銷釘10部分施加粘合劑，銷釘10在組件30、34中完全定位，銷釘10的臺階17防止組件30從銷釘10上脫離并和第二組件34分離。粘合劑防止第二組件34從銷釘10上脫離并與第一組件30分離。
開孔32、36可以使用如圖5中所示鉆頭42形成，或者任何其它能夠?yàn)殇N釘10提供合適操作的設(shè)備。在可選實(shí)施例中，開孔32、36可能包括直徑逐漸減小的兩個、三個、四個或者更多的節(jié)33，37，這要依賴于銷釘10的特征和其上的段14數(shù)目。在另外一個實(shí)施例中，根據(jù)銷釘10的形狀，開孔32、36的截面沿開孔32、36縱向軸基本呈方形、三角形、或者其它任何可以容納銷釘10的形狀。
對本發(fā)明中制造新銷釘和鉆頭新方法和設(shè)備的特定實(shí)施例進(jìn)行了說明，以解釋本發(fā)明的制造和使用方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解可對這些實(shí)施例進(jìn)行改變、修改、實(shí)施以及其它方面，因此，對本發(fā)明的任何修改、變化及其等同做法在不偏離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的情況下都落入本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種銷釘，具有基部和頂部，用于連接兩個或者多個組件，包括多個銷釘段，位于基部和頂部之間，具有側(cè)壁，其中每個銷釘段位置在軸向至少和一個其它銷釘段相鄰，每個銷釘段的直徑從銷釘基部至頂部的全部長度方向上直徑逐漸減??；階梯，其位于每個銷釘軸向和另外的銷釘段相鄰的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于每個銷釘?shù)臋M截面形狀基本為圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于每個銷釘?shù)臋M截面形狀基本為正方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于每個銷釘?shù)臋M截面形狀基本為三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于每個階梯基本上相對銷釘軸呈90°角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于每個階梯基本上形狀為凸起。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于每個階梯基本上形狀為凹下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于銷釘至少由兩種不同材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于銷釘由木質(zhì)材料所制，且銷釘具有金屬插入物，該金屬插入物基本軸向定位并從基部至頂部通過整個銷釘延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于粘合劑將每個銷釘段與其相鄰銷釘段連接在一起。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于銷釘由單片材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于直徑最小的銷釘段在長度上至少和其它銷釘段相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銷釘，其特征在于每個銷釘段長度相同。
14.一種將多個組件連接在一起的方法，其包括步驟提供沿其長度方向上直徑減小的銷釘；提供具有能夠容納銷釘?shù)拈_孔的多個組件；對齊開孔；將銷釘插入對齊的開孔中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)銷釘插入開孔中時銷釘對多個組件進(jìn)行對齊的步驟。
16.一個用于連接兩個或者更多組件的單片銷釘，包括第一、第二和第三圓柱，所述第二圓柱直徑比第一圓柱直徑要小，而比第三圓柱的直徑要大，所述第一、第二和第三圓柱按照尺寸順序并圍繞相同的軸安裝。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的銷釘，其特征在于第三圓柱至少與其它圓柱長度相同。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的銷釘，其特征在于銷釘至少由兩種不同材料制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的銷釘，其特征在于銷釘由木質(zhì)材料制成，并且銷釘具有金屬插入物，所述金屬插入物基本軸向定位并貫穿第一、第二和第三圓柱。
20.一種將兩個或者更多相鄰組件連接在一起的方法，其包括步驟提供具有第一、第二和第三圓柱的銷釘，所述第二圓柱直徑比第一圓柱直徑要小，而比第三圓柱的直徑要大，所述第一、第二和第三圓柱按照尺寸順序并圍繞相同的軸安裝。提供具有能夠容納銷釘?shù)拈_孔的多個組件；使用銷釘對齊開孔；將銷釘插入對齊的開孔中。
全文摘要
一種改進(jìn)銷釘(10)，可以快速簡捷的將兩個或者更多相鄰的組件連接在一起。在實(shí)施例中，銷釘(10)具有三個銷釘段(14)，銷釘段位于基部(20)和頂部(18)之間。每個銷釘段都有直徑并軸向和至少其它一個銷釘段相鄰，其中直徑沿銷釘整個長度方向從基部至頂部(18)逐漸減小。可選實(shí)施例可以有兩個、四個或者更多銷釘段。
文檔編號G06Q10/00GK1492974SQ01822807
公開日2004年4月28日 申請日期2001年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月20日
發(fā)明者邁克爾·R·米勒, 邁克爾 R 米勒 申請人:邁克爾·R·米勒, 邁克爾 R 米勒