车库挂钩通常是具有干墙刺入端的金属丝状，所述刺入端是直的、尖的、 并且通常类似于用来钻进干墙和有时为立柱的螺钉一样是具有螺纹的。相对的 端部通常形成为各种结构的挂钩中的一种。通常通过握住并且旋转挂钩的端部 将尖部和螺纹部钻进干墙中来完成驱动车库挂钩。
任何试图安装金属丝状的车库挂钩的人都知道说起来容易做起来难。这需 要牢固的、稳定的、轴向的、边推边旋转的力，并且驱动通常也是断续且不稳 定的。如果用户正面碰上立柱，那么需要很大的努力和技巧将尖部和螺纹部推 进立柱中，这可能使得螺纹部剥除不结实的、易碎的干墙，通常导致难看且不 稳定的安装。更常见的是，用户没有碰上立柱，并且安装可能看上去是合理的， 但是实际上是不稳定的并且是松弛的。而且，螺钉状的螺纹部在单一的干墙上 具有很小的拉力，并且在安装过程中能够容易地剥除干墙。在使用中，车库挂 钩可以旋转，尤其是在重复地加载、卸载和撞击之后，使得车库挂钩变松、脱 落或者从墙上卸下载荷，导致损害负载、墙或者其它车库物品，例如汽车。
对于附加的拉力，有些车库挂钩要依赖于大的干墙锚状的螺纹部，这类挂 钩例如可参照授予McSherry的第6,676,350号美国专利。这种车库挂钩有时 需要预钻孔并且如果碰上立柱，那么钻孔经常失败。虽然具有干墙螺纹部的车 库挂钩比螺钉状的螺纹部提供了更高的拉力，但是它们还是通常仅可以固定轻 到适当重量的物品。
对于多种车库挂钩来说，可以考虑预钻孔到立柱或者木头中，但是在每种 情况下，需要额外的计划、工具和时间。例如，有些车库挂钩需要一个或者多 个要驱动的螺钉，但是除非非常细心地定位、确定尺寸且预钻引导孔，否则驱 动螺钉的作用力可能导致剥除干墙。
本申请的受让人伊利诺伊工具加工公司(Illinois Tool Works Inc.)在干墙 锚方面已经做了许多改进。以E-Z ANCOR商标出售的锚是自钻干墙锚，参照 普通转让的第4,601,625号美国专利。以STUD SOLVER商标售出的另一种锚 是能够刺入立柱中的自钻干墙锚，参照普通转让的第60/510,708序列号美国专 利申请。但是，直到现在，在干墙锚技术上的改进在车库挂钩方面还没有反映。
需要一种可安装到易碎的基底上、用来增加抗拉和负载能力的可容易地被 安装的固定器。

根据本发明的一个方面，固定器包括自钻锚、具有用来容纳紧固件的孔的 墙接触凸缘和至少一个用来固定物品的腿。自钻锚和紧固件的结合体可以在易 碎的基底上提供增加的抗拉和负载能力。孔可以具有用来接合紧固件螺纹部的 键槽，避免由紧固件螺纹部剥除干墙。为了容易使用和提高性能，为了更加容 易和更加可靠地安装，固定器可以具有用来容纳旋转驱动器的凹槽。
根据本发明的另一方面，固定器包括自钻锚、墙接触凸缘和至少一个用来 固定物品的腿，所述自钻锚的钻孔部沿着高螺纹部比干墙的厚度长。在这种结 构中，在高螺纹开始接合干墙之前，长钻孔部可以钻一个穿过整个干墙的孔。 高螺纹部优选为也比干墙的厚度长，从而高螺纹可以接合后部干墙表面并且进 一步增加抗拉和负载能力。
根据本发明的再一方面，固定器包括自钻锚、墙接触凸缘和用来固定物品 的一对U型腿，所述自钻锚的螺钉状末端部沿着高螺纹干墙接合部比干墙厚 度长，所述墙接触凸缘具有用来容纳旋转驱动器的凹槽和一对孔，每个孔能够 容纳一个螺钉并且接合螺钉的螺纹部。在这种结构中，如果碰上立柱，那么螺 钉状钻孔部可以自钻进立柱中。在这种结构中，当一对U型腿用与地面对齐 的腿部定位时，对于固定象铁锹这样的长把手类物品也是有用的。一对U型 腿和一对凸缘孔优选是对称的，从而当凸缘开始接合墙时，采用将一个螺钉接 合孔中心定位在腿的上方，不需要大于180度的进一步稍微旋转将水平定位 腿，从而增加抗拉和负载能力。
参照附图以及本发明的下面的描述，这些以及其它特征和优点将是显而易 见的。

图1用来固定物品的、可安装到易碎基底上的固定器的透视图。
图2是具有安装紧固件的横截面的固定器的端视图。
图3是安装在易碎基底上和支撑立柱中的固定器的平面视图。
图4是安装在易碎基底中、安装有两个紧固件的固定器的侧视图。

参照图1和4，固定器10包括自钻锚12、凸缘26和至少一条并且可能为 两条或者多条的腿28，所述自钻锚12具有轴线18、与易碎基底结合的外螺纹 20、近侧端部22和钻孔端24，所述凸缘26连接到近侧端部22，其中，凸缘 26比螺纹20的最大外径宽并且凸缘26具有至少为一个、优选为与轴线18间 隔开的一对孔30，每个孔能够容纳一个紧固件4，所述腿28从凸缘26开始延 伸，用来固定物品。固定器10以及以轴线18间隔开的紧固件4为固定器10 提供了较高的总抗拉和负载能力。
固定器10可安装到易碎基底上，并且被用来将例如用具、梯子、铁锹、 自行车或者其它类等的物品(未示出)固定、尤其是悬挂在例如干墙1等的易 碎基底上。固定器10允许用户在干墙1上选择可以放置需要被固定的物品的 任意位置。固定器10可以被用来将用具或者其它物品固定在住处的内部或者 外部的易碎基底上，并且尤其是用来将用具或者其它物品悬挂在车库的墙或者 天花板上；因此固定器10被描述和说明为车库挂钩。但是，固定器10同样可 以被应用到其它方面。
易碎基底可以是用在建筑中的几种材料中的一种，例如灰泥、水泥或者石 膏等打基的干墙1，所述材料由美国石膏公司(United States Gypsum)以 SHEETROCK商标出售。干墙1的厚度T通常为大约1.27厘米(1/2英寸)或 者大约1.59厘米(5/8英寸)，但是它也可以是其它厚度，例如大约0.95厘米 (3/8英寸)。通常，例如干墙1等的易碎基底被安装到支撑立柱2上，所述支 撑立柱例如为2×4立柱等、例如每40.64厘米(16英寸)平均间隔开的木支 撑立柱，或者例如为钢支撑立柱等的金属支撑立柱等。立柱2实质上比干墙1 更加抗拉，因为它们更坚固且很少可能碎开。
在一个实施方式中，如图4所示，紧固件4包括螺纹部8，并且孔30与 紧固件螺纹部8接合，在它剥除干墙1之前，控制和阻止紧固件4的旋转，在 紧固件螺纹部8和干墙1之间提供了螺纹接合以及较大的固定力和抗拉力。这 种控制使得紧固件4将配合螺纹部螺合进干墙1中，而不剥除干墙1，从而紧 固件螺纹部8接合干墙1，并且在固定器10和干墙1之间提供了附加的总拉 力。固定器10可以由坚固材料制造，例如塑料、尼龙、钢铁或者铝等，并且 在优选实施方式中，最好由浇铸锌制造。即使在紧固件头部6邻接凸缘26之 后，用户还可以继续对紧固件4施加扭矩，而不会剥除干墙1，因为凸缘26 比干墙1更加坚固，并且在紧固件螺纹部8和凸缘26之间的间隙优选为不允 许紧固件4的继续旋转。凸缘26的厚度优选为足够大，从而孔30的内侧区域 足够接合紧固件螺纹部8。
通过确定稍小于紧固件4的外径的孔30的尺寸，在与紧固件螺纹部8配 合的每个孔30中提供螺纹(未示出)，螺纹孔30，或者提供键槽68的过程， 可以完成紧固件螺纹部8和孔30之间的螺纹接合。在图2所示的实施方式中， 凸缘26包括径向伸进每个孔30中的一套键槽68。键槽68优选为具有形成每 个孔30的内径的径向宽度，孔30的内径小于紧固件螺纹部8的外径。键槽 68提高了紧固件螺纹部8与孔30之间的接合，因为紧固件螺纹部8可螺旋地 接合于键槽68并且因此也接合于凸缘26的孔30。在固定器10的浇铸过程中， 键槽68可以由锌构成。
每个孔30可以轴线18径向间隔开，从而紧固件4与锚12以预定距离位 于干墙1中，因此紧固件4和干墙1之间的接合提供了附加的抗拉力。紧固件 4也将固定器10可旋转地锁定在一定位置，防止固定器10的旋转和变松。其 中一个孔30优选为通常被定位在轴线18上方的垂直位置，如图4所示，从而 增加的拉力用来防止固定器10相对于锚12向外枢转远离干墙1。可以看到， 采用定位在轴线18上方的紧固件4来安装固定器10，紧固件螺纹部8可螺纹 接合在孔30和干墙1中，当固定器10不采用紧固件4安装时，固定器10可 以承受的剪切载荷增加了大约4.54-9.07千克(10-20英磅)，当紧固件4被 插进上部孔30中且接合干墙1时，剪切载荷增加大约22.68千克(50英磅) 或者更多。
在凸缘26上优选至少包括两个孔30，如图2和4所示，其中，每个孔30 与轴线18间隔开，并且能够容纳紧固件4，每个孔30优选能够接合紧固件螺 纹部8。孔30优选围绕凸缘26均匀间隔开。在图2所示的实施方式中，其中 有一对孔30，每个孔30通常是在轴线18的相对侧并且围绕轴线18平均间隔 大约180度。孔30优选为关于轴线18对称，从而在驱动锚12之后，直到凸 缘26最初接触到干墙1时，用户都不需要将固定器10旋转大于大约附加的 179度来定位通常在轴线18的垂直上方的孔30。用户也可以穿过垂直位于轴 线18下方的下部孔30插入紧固件4，可以知道这样做，固定器10的总的负 载能力按照大约附加2.27-4.54千克(5-10英磅)或者更多增加，超过了由 安装在上部孔30中的紧固件4提供的增加的负载能力。
固定器10优选为包括用来容纳旋转驱动器(未示出)的凹槽64，例如图 1和2所示的在凸缘26上的十字凹槽64，从而可以采用驱动工具来安装固定 器10，驱动工具例如为螺丝刀或者具有螺丝刀作用的钻孔器。凹槽64优选与 轴线18同轴，并且包括扭矩传送表面65，从而扭矩可以从旋转驱动器传送到 旋转锚12来驱动锚12穿过干墙1。用户也可以通过手动旋转固定部分14的 腿28来驱动锚12穿过干墙1，尤其是在采用旋转驱动器最初驱动固定器10 之后为了最后的定位时。
一个或者多条腿28从凸缘26开始延伸，提供了用来悬挂物品的位置。腿 28可以以许多结构构成，包括直腿、J型腿、C型腿、自行车挂钩、梯子挂钩、 用具挂钩、外套或者帽子挂钩或者U型的一对腿28。每条腿28可以从凸缘 26轴向向外延伸，如图3和4所示，或者可以沿着外部干墙表面44横向延伸。
继续参照图2和4，在一个实施方式中，一对腿28为U型。一个U型固 定器10在固定例如铁锹或者扫帚等长把柄物品方面特别有用，从而把柄放在 腿28之间并且铁锹刀刃或者扫帚头部靠在腿28上。腿28优选为在直径方向 上相对、关于轴线18对称并且通常在共同的平面上对齐，从而腿28可以定位 成水平并且平行于地面。每条腿28也可以包括末端部70，所述末端部通常平 行于轴线18且互相平行以及通常垂直于凸缘26。每条腿28在末端部70上优 选为具有加大的脚72，该加大的脚优选为在腿28的末稍74上，用来防止物 品滑出或者越过腿28的端部翻下并且用来提高安全性。
腿28之间所需要的间隔LS大到足够扫帚或者铁锹的普通把手适合放在 腿28之间，即所述把手为具有大约在2.54厘米(1英寸)和3.81厘米( )之间的直径的圆柱把手。脚72优选为朝向另一条腿28向里延伸，如图3 所示，从而脚72之间的间隔FS小于腿28之间的间隔LS，并且脚72从腿28 向上延伸，如图4所示，用来在腿28的内侧边缘上提供一个止部，防止例如 铁锹等工具从腿72之间滑出。在一个实施方式中，如图3和4所示，脚72 具有用来提高安全性的向外的圆形边缘76。
脚72之间和腿28之间的间隔FS和LS优选为大到足够具有螺丝刀作用 的普通无线钻孔器的鼻端适合安装在脚72之间和腿28之间，从而用户可以使 用无线钻孔器来接合凹槽64并且旋转固定器10，驱动锚12穿过干墙。在一 个实施方式中，在这对腿28之间的间隔LS大约在3.81厘米到7.62 厘米(3英寸)之间，优选为大约5.08厘米(2英寸)。在一个实施方式中， 每条脚72从它对应的腿28向里延伸在大约0.16厘米(1/16英寸)和大约0.64 厘米(1/4英寸)之间，优选为大约0.32厘米(1/8英寸)，从而相对于具有大 约5.08厘米(2英寸)间隔LS的一对腿28，脚72之间的间隔FS大约在3.81 厘米和4.92厘米之间，优选为大约3.81厘米 每个脚优选为从腿28向上延伸大约在0.64厘米(1/4英寸)和1.90厘米 (3/4英寸)之间，优选为大约1.27厘米(1/2英寸)。在一个实施方式中，脚 72通常在腿28的任一侧上对称，从而脚72从腿28向上和向下延伸，如图4 所示。
继续参照图1、3和4，每条腿28的末端部70的每一侧可以包括上部和 下部平坦表面78，它们通常平行于腿28的共同平面，从而当腿28水平时， 穿过平坦表面78放置的物品也将是水平的。腿28也可以包括一个或者多个形 成于每条腿28上的狭槽80，从而物品可以靠在狭槽80中。例如，一个将被 放在腿28上的、具有薄的部分的物品可以被悬挂在腿28上，从而薄的部分靠 在狭槽80中防止铁锹沿着腿28滚动或者滑动，所述薄的部分即铁铲或者铁锹 的刀刃。在如图1和2最佳说明的一个实施方式中，每条腿包括由止部82间 隔开的两个狭槽80，所述止部位于凸缘26和脚72之间。
如图2和4所示，固定器10优选是对称的，从而如果它绕轴线18旋转 180度，那么固定器10在功能上是相同的。这种对称使得用户能够将锚12驱 动到干墙1中，从而一旦凸缘26开始接合外部干墙表面44，那么在水平对齐 腿28之前，用户就必须继续轻轻地旋转固定器10，即必须旋转不大于大约179 度。此外，如果凸缘26具有对称间隔开180度且在腿28之间等距离定位的两 个孔30，如图4所示，那么当腿28定位时，它们是水平的，其中一个孔30 的中心位置通常位于轴线18的垂直上方，并且另一个孔30的中心位置通常位 于轴线18的垂直下方，便于紧固件4穿过凸缘26且插进干墙1中，用来增加 抗拉和负载能力。
在一个实施方式中，固定器10包括自钻锚12、凸缘26和用来固定物品 的从凸缘26开始延申的至少一条腿28，所述腿优选为2个，所述自钻锚12 具有轴线18、长度大于易碎基底的厚度T的钻孔部34和接合易碎基底的高螺 纹近侧部32，所述凸缘连接到所述锚12的近侧部32，其中凸缘26基本上比 近侧部32的最大外径宽。
锚12具有长的非螺纹的钻孔部34，这种类型的产品由ITW Buidex公司 以E-Z ANCOR商标出售，并且在普通转让的第4,601,625号美国专利中作了 说明，但是它的优选结构如图3和4所示。因为锚12不用容纳紧固件，所以 与第4,601,625号美国专利相比，锚12可以是实心的，而不是中空的，这使得 锚12具有较小的根部直径，同时还具有被驱动进干墙1和立柱2中所需的耐 用性。
在一个优选实施方式中，如图3和4所示，固定器10包括自钻锚12、干 墙接触凸缘26和一对U型腿28，所述自钻锚12具有轴线18、比干墙1的厚 度T长的螺纹状钻孔部34和高螺纹干墙接合近侧部32，所述干墙接触凸缘 26共轴地连接到锚12的近侧部32，其中凸缘26实质上比近侧部32的最大外 径宽，并且凸缘26具有用来容纳旋转驱动器的凹槽64和一对孔30，其中每 个孔能够容纳螺纹紧固件4并且接合它的螺纹部8，所述一对U型腿28用来 固定物品，其中这对腿28中的每一个都从凸缘26开始延伸到具有脚72的末 端部70。
继续参照图3和4，在一个实施方式中，自钻锚12包括高螺纹近侧部32 和螺纹钻孔部34，所述高螺纹近侧部32具有用来接合干墙1的螺纹20，所述 螺纹20具有齿顶直径和高的螺纹牙高，所述螺纹钻孔部34比干墙1的厚度T 长并且螺纹50具有比近侧部32的齿顶直径小的齿顶直径和实质上比近侧部 32的螺纹牙高小的螺纹牙高。
近侧部32的螺纹20的齿顶直径优选大约是螺纹50的齿根直径的两倍。 在一个实施方式中，螺纹20的齿顶直径大约在0.64厘米(1/4英寸)和1.90 厘米(3/4英寸)之间，优选为大约1.27厘米(1/2英寸)，近侧部32的齿根 直径大约在0.32厘米(1/8英寸)和0.95厘米(3/8英寸)之间，优选为大约 0.64厘米(1/4英寸)，并且螺纹50的螺纹牙高大约在0.32厘米(1/8英寸) 到1.59厘米(5/8英寸)之间，优选为大约0.64厘米(1/4英寸)。高螺纹近侧 部32优选为稍长于干墙厚度T，从而高螺纹20能够接合在内部干墙表面42 上的壁纸43，进一步增加固定器10的抗拉和负载能力。在一个实施方式中， 干墙抓握螺纹20可以是一个连续的普通螺旋状的螺纹21并且近侧部32的根 部朝向近侧端部22从钻孔部34开始锥形延伸，从而锚12具有足够的力被驱 动进木头中。在图4最佳显示的一个实施方式中，锚包括一个在近侧端22上 的向外展开部，该向外展开部实质上小于凸缘26。当向外展开部和凸缘26开 始接触干墙1时，该向外展开部允许用户更加容易地继续旋转固定器10，因 为用户只需要将小的向外展开部而不是将整个凸缘26推进干墙1中。
在近侧部32上的高螺纹20开始接合干墙1之前，长度大于干墙厚度T 的螺钉状钻孔部34允许锚12钻一个完全穿通干墙1的孔。如果当安装固定器 10时，用户碰上了立柱2，那么钻孔部34的螺钉状较小螺纹50也允许锚12 能够抓握且钻进立柱2中，因为钻孔部34的实质上较小的螺纹牙高和齿顶直 径可以被钻进立柱2中，而不需要额外的扭矩。在一个实施方式中，钻孔部 34的螺纹50的齿顶直径大约在0.16厘米(1/16英寸)和0.64厘米(1/4英寸) 之间，优选为大约0.32厘米(1/8英寸)，并且螺纹50的螺纹牙高大约在0.05 厘米(0.02英寸)和0.18厘米(0.07英寸)之间，优选为大约0.09厘米(0.035 英寸)。
螺纹50可以包括普通的螺旋状螺纹51a，如图4所示，该螺纹可以继续 作为近侧部32上的螺纹21，从而在钻孔部34和近侧部32之间可以是连续螺 纹。在一个实施方式中，钻孔部34包括设置为双螺旋的两个普通螺旋状螺纹 51a、51b，用来在钻孔部34周围提供增加的支撑，用来提供锚12和立柱2的 快速接合，并且用来提供平衡地驱动进立柱2中。双螺旋的第二螺纹51b可以 是只有一部分钻孔部34最接近钻孔端部24，如图4所示，或者它可以基本上 继续穿过整个钻孔部34来提供与立柱2的改进的抓握。
锚12包括在钻孔端部24上的钻孔尖端46。如图4所示，在一个优选的 实施方式中，钻孔尖端46形状通常是圆锥形，并且与轴线18同轴，从而钻孔 尖端46指向轴线18来可引导地且快速地接合外部干墙表面44和立柱2的表 面。在一个实施方式中，钻孔部34可以包括至少一个翼60，优选为包括一对 翼60，所述翼从钻孔部34径向向外突出用来铰除干墙1，形成具有所需尺寸 的孔。当翼碰上立柱2时，翼60脱离，从而翼60铰除干墙1并且不铰除立柱 2。
使用方法
使用固定器10的一种方法包括如下步骤：在墙或者天花板上选择一个位 置；使钻孔尖端46在选定的位置上相对墙或者天花板定位固定器10；以顺时 针方向旋转固定器10，从而锚12钻过干墙1；继续旋转固定器10，直到凸缘 26开始接合外部干墙表面44，优选为手动旋转固定器10来水平对齐腿28并 且一个孔30通常在轴线18的垂直上方；将紧固件4插进在轴线18上方的孔 30中；驱动紧固件4，从而紧固件螺纹部8可螺旋地接合孔30和干墙1；驱 动紧固件4穿过干墙1，直到紧固件头部6邻接凸缘26；以及使物品支撑在一 个或者两条腿28上。上述方法也可以包括下列步骤：将第二紧固件4插进另 一个孔30中；驱动第二紧固件4，从而第二紧固件4的螺纹部8可螺旋地接 合下部孔30和干墙1；以及驱动第二紧固件4穿过干墙1，直到第二紧固件4 的头部6邻接凸缘26。
用户可以在墙或者天花板上选择一个位置，因为具有使锚12能够钻过干 墙1和立柱2的外部螺纹20和50的结构，所以不必担心位于干墙1里面的立 柱2的位置。这个特征也使得用户可以任意地定位固定器10，因为在锚12和 立柱2之间可能有更大的支撑物，由于支撑元件几乎不可能比干墙1容易破碎， 因此锚12碰不到立柱2。沿着墙或者天花板上的几乎任意位置定位固定器10 的可能性使得用户可以在允许固定多个物品的墙或者天花板上面设置多个固 定器10，用来更加充分地利用空间，同时只需要安装固定器10并且用螺丝刀 或者其它旋转驱动器来安装紧固件4。
通过将旋转驱动器插进凸缘26上的凹槽64中，并且用旋转驱动器和/或 手动旋转腿28，依次旋转凸缘26和锚12来驱动固定器10可以完成旋转固定 器10的步骤。采用旋转驱动器来驱动固定器10是优选的，因为通常它更容易 控制驱动同时保持固定器10通常的轴向对准至少直到最后的旋转位置。
本发明的固定器提供了自钻锚和与锚的轴线间隔开的、用来容纳紧固件的 孔的结合体，能够增加固定器的总的抗拉和负载能力。在一个实施方式中，孔 接合紧固件的螺纹部，用来控制和阻止紧固件，从而紧固件接合干墙而不剥除 它，增加紧固件螺纹部和干墙之间的接合。固定器也使得用户可以在墙或者天 花板的表面上的几乎任何位置来支撑物品，即使是在支撑元件可能在干墙后面 的位置上。
上述记载的本发明的说明使得普通技术人员能够制造和使用目前考虑到 的它的最佳方式，那些普通技术人员也可以理解和知道此处记载的特定的典型 实施方式和方法的变化、组合以及等同物的存在。因此本发明不应该局限于上 面描述的实施方式和方法，而是包含在本发明的范围和精神实质内的、如权利 要求所主张的所有实施方式和方法。