KR100196054B1 - 셀프보오링 고정구 - Google Patents

Abstract

본 셀프보오링 고정구(1)는 고정체(2)와 판형의 보오링바이트(3)를 구비한다. 보오링바이트(3)의 측방 주위면(7)은 보오링바이트(3)의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 요홈부(8)를 가진다. 상기 요홈부(8)내로 상기 보오링바이트(3)를 수용하도록 형상 구조되어 있는 슬릿(4)을 형성하는 조오(5,6)의 주변영역이 소성적으로 변형되어 압입됨으로써 걸림고정부(9)를 형성한다. 따라서 본 발명은 특히 긴 보오링바이트(3)라도 보오링 가공중에 측방으로의 경동을 방지한다.

Description

셀프보오링 고정구

제1도는 보오링스크류의 사시도.

제2도는 보오링바이트의 사시도.

제3도는 보오링바이트의 측면도.

제4도는 보오링바이트의 정면도이다.

본 발명을 셀프보오링 및 셀프태핑(self-tapping) 스크류의 경우에 대해 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 따른 구성은 모든 셀프보오링 고정구에 대해 적용할 수 있으며, 뿐만 아니라 예를들어 절삭바이트가 리벳 멘드렐 및/또는 리벳슬리브와 작용적으로 결합된 셀프보오링 블라인드리벳에 대해, 또는 셀프보오링 고정핀의 경우에도 적용할 수 있다.

도면에 도시된 셀프보오링 고정구(1)는 대체로 고정체(2)와 판형의 보오링바이트(3)로 이루어져있다. 보오링바이트(3)는 고정체(2)의 일 자유단에 있는 슬릿(4)내에 삽입되어 슬릿(4)을 형성하는 조오(5,6)사이에 형상맞춤되어 견고하게 유지된다.

보오링바이트(3)는 슬릿(4) 내에 맞물린 그의 단부영역에서 그 측방 주위면(7)에 보오링바이트(3)의 폭(D) 전체에 걸쳐 연장된 요홈부(8)를 가지고 있다. 보오링바이트(3)가 고정체(2)의 슬릿(4)내에 삽입된 후, 조오(5,6)의 측방 주변영역들은 가압과정에 의해 변형되어, 조오(5,6)의 부분영역이 요홈부(8) 내에 소성적으로 형상변형되어 들어가게 되어 소위 걸림고정부(9)를 형성하게 된다. 가압과정이 완료된 후 조오(5,6)의 표면에는 이에 대응하는 새김자국(10)이 나타나게 된다. 가압공구의 접촉부를 줄무늬형상으로 함으로써 가압을 전면적으로 하는 것에 비해 조오(5,6)의 주변영역을 더욱 용이하게 변형시킬 수 있다. 따라서 가압과정에서는 큰 힘이 소요되지않는다.

조오(5,6)의 측방 주변영역을 모두 변형시켜 보오링바이트(3)의 대향하고 있는 측방 주위면들에 조오의 걸림턱(9)이 모두 맞물리도록 할 수 있다. 그러나 하나의 조오(5 또는 6)만을 변형시켜 하나의 조오(5 또는 6)가 요홈부(8) 내에 맞물리는 두개의 걸림고정부를 형성하도록 하는 것도 고려할 수 있으며, 또는 대향하고 있는 조오가 절삭바이트(3)의 표면에서만 접촉하도록 하는 것도 가능하다. 그런데 본 발명의 범위내에서는, 양 조오(5,6)를 그 양 측방 주변을 대응하게 변형시켜 각각 두개의 대향하고 있는 걸림고정부가 절삭바이트(3)의 각각의 요홈부(8) 내에 맞물리도록 할 수도 있다.

도면에 도시된 절삭바이트(3)는 또한 대향하고 있는 표면(11)의 양측단부에 절취부(13,14)를 구비하며, 이때 상기 절취부(13,14)는 각각의 표면(11,12)의 양측 모두를 양쪽 주변영역에도 마련할 수 있다. 이러한 절취부(13,14)를 마련하는 데 있어서, 그들이 보오링바이트(3)의 단부(15)로부터 미소한 간격(A)을 두고 출발하여, 슬릿(4)내에 삽입되는 보오링바이트(3)의 구간의 길이 대부분에 걸쳐 연장되는 것이 바람직하다. 이러한 절취부(13,14)들에 의해 고정체(2)와 보오링바이트(3) 간의 형상맞춤적인 견고한 결합이 더욱 증진되게 된다.

도시된 실시예에서는, 절삭바이트(3)의 양측방 주위면(7) 각각에 각 요홈부(8)가 마련되어 있고, 이들 두 요홈부(8)는 상호 거울대칭적으로 배치되어 있다. 본 발명의 범위내에서는, 보오링바이트(3)의 양쪽의 측방 주위면(7)에 있는 요홈부(8)들이 축방향에서 상호 옵셋부되어 배치되는 것도 물론 전적으로 가능하다. 이것은, 직선적인 접촉면을 갖는 가압공구를 사용할 경우, 걸림고정부(9)는 해당 요홈부(8)가 마련되어 있는 곳에서 소성적인 변형에 의해 평탄하게 만들어지기 때문에, 그 제조를 위해 초과비용이 전혀 소요되지 않는다는 것을 의미한다.

그리고 특수한 가압공구도 소요되지 않는다. 뿐만 아니라 보오링바이트(3)를 정확히 위치조정하여 도입시킬 필요도 없다. 그러나, 요홈부(8)에 맞추어 돌출된 부분이 있는 특수한 가압공구를 사용할 경우에는, 보오링바이트(3)의 정확한 위치설정에 유의하여야 한다. 지금까지 측방 주위면(7)의 양측에 요홈부(8)가 마련되어 있는 것에 대해서만 설명하였다.

예를들어 해당하는 깊은 절취부(13,14)에 의해 충분한 지지가 가능하다면, 측방 주위면(7)의 일측에만 요홈부(8) 들을 마련하는 것도 고려할 수 있을 것이다. 그러나 보오링바이트(3)의 측방으로의 경동에 대한 최적의 걸림고정을 형성하기 위해서는, 보오링바이트(3)의 측방 주위면(7)의 양측에 해당 요홈부(8)들을 마련하는 것이 바람직하다.

또 보오링바이트(3)의 일측 혹은 양측의 측방 주위면(7)에 하나이상의 요홈부(8)를 마련하는 것도 고려할 수 있다.

요홈부(8)는 도면에 도시된 실시예의 경우 원호형의 단면을 갖는다. 이것은 단조기술적인 면에서 그리고 가압과정에서 형성되는 걸림고정부(9)의 양호한 물림을 위해 바람직하다. 그러나 본 발명의 범위내에서는, 요홈부(8)가 다른 단면형상이나 표면형상을 갖거나 또는 예를들어 해당 축방향 길이가 더 길도록 형성할 수도 있다.

또 하나의 변형예에서는, 보오링바이트가 그 일단부(15)에 보오링바이트(3)의 원래 폭보다 좁은 폭을 갖는 전치부를 갖도록 형성할 수도 있다. 이 경우에는 물론 고정체(2)에서도 부가적인 실시예가 필요하게 된다. 즉 고정체(2)의 슬릿에 이어 중앙의 개구부가 마련되어야 하며, 상기 개구부내에 보오링바이트(3)의 전치부가 중심맞춤하여 삽입될 수 있다. 이에 의해 가압과정이 있기 전에 고정체(2)와 보오링바이트(3)의 중심맞춤된 동축적인 방향설정이 확보될 수 있게 된다.

고정체(2)의 나사부(16) 또는 헤드부(17)의 형성 및 플랜지부(18)의 존부는 본 발명과는 아무런 관련이 없다. 그러나 이들 부분은 셀프보오링 고정구를 명백히 도시하기 위하여 도면에 함께 표시된 것이다.

전술의 설명에서는 요홈부(8)에 대해서만 설명하였다. 그러나 성형이나 형상에 따라서는 상기 요홈부 대신에 그 적용목적에 따라 독특한 단면형상을 가질수 있는 노치, 절개부, 홈 등의 형태로도 마련될 수 있다.

셀프보오링 고정구에 있어서, 일반적으로 절삭바이트(3)는 보오링강이나 경질금속으로 만들어지고 고정체는 다른 종류의 강이나 스테인레스강으로 만들어진다. 그러나 다른 금속, 예를들어 황동으로 된 고정체나 또는 플라스틱, 주조물등으로 된 고정체의 경우에도 본 발명에 따른 보오링바이트를 전적으로 적용할 수 있다. 플라스틱으로 된 고정체인 경우, 고정체(2)와 보오링바이트(3)간의 형상맞춤적인 견고한 대응 걸림 고정은 가열작용을 부가한 가압과정에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명은, 일측의 자유단에 축방향에 평행하도록 형성된 슬릿을 가진 고정체와, 상기 고정체의 슬릿내에 일단부가 삽입되고 상기 고정체의 슬릿을 형성하는 조오(jaw)의 변형에 의해 형상맞춤하여 견고하게 결합되는 판형의 보오링바이트를 가진 셀프보오링 고정구에 관한 것이다.

이미 공지되어 있는 셀프보오링 스크류(DE-C-28 01 962)에서는, 그 보오링부가 스크류축의 종방향 슬릿내에 삽입되는 절삭바이트(cutting bit)로 형성되어 있고, 그 측주변에 걸림부가 형성되어 있다. 상기 걸림부내로, 슬릿을 형성하는 스크류축의 조오의 대응 주변영역 또는 부분영역이 압입되어 절삭바이트와 스크류축간의 형상맞춤적인 견고한 결합을 형성한다. 조오의 해당영역도 판형의 절삭바이트의 표면에 있는 함몰부내에 압입되어 그 홈의 저부에 접촉한다. 또한 조오의 주변영역에는 미소한 변형만이 주어지고, 절삭바이트의 견고한 대응표면에 의해서는 조오의 소성적 변형이 매우 심하게 일어나지 않는다. 실제로 다년간 사용하였을 때, 이러한 절삭바이트의 고정방식이 지금까지의 사용예에서 전적으로 최적의 방식이며, 절삭바이트의 형상맞춤적인 견고한 유지에 의해 필요한 이탈안전성이 제공될 뿐만 아니라, 보오링시에 필요한 회전모멘트의 전달도 적절히 제공될 수 있는 것으로 나타나있다.

이러한 셀프보오링 스크류를 판형의 절삭바이트와 최적의 끼워맞춤을 함으로써 그 응용범위가 넓어지는 만큼, 얇은 박판만을 천공할 수는 없게 되며, 이것은 그러한 셀프보오링 고정구에 의해 달성되어야 할 보오링 깊이도 역시 그만큼 길어져야 할 것을 전제로 한다. 이러한 셀프보오링 고정구를 두꺼운 재료에도 예를들어 8㎜, 12㎜ 또는 그 이상의 강철판에도 사용할 수 있도록 하기 위해서는, 절삭바이트가 상응하는 치수만큼 더길게 형성되어야만 한다.

본 발명의 목적은, 측방향 길이가 긴 절삭바이트도 부가적인 용접, 납땜 또는 접착처리를 요하지 아니하고 고정체와 견고하게 결합할 수 있는 서두에 언급한 종류의 셀프보오링 고정구를 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명에 따르면, 보오링바이트는 고정체이 있는 슬릿내에 삽입되는 그의 단부영역에서 한쪽 또는 양쪽의 측방 주위면(lateral peripheral surface)에 보오링바이트의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 하나 또는 다수의 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부를 가지고, 그들내에 상기 고정체의 조오의 일 주변영역 또는 양 조오의 주변영역들이 소성적으로 변형되어 압입되도록 되어 있다.

축방향 길이가 긴 절삭바이트의 경우, 보오링 가공중의 절삭바이트의 측방으로의 경동(tilting)이 문제가 된다. 본 발명에 따른 실시예에 따르면, 절삭바이트는 상호 대향하고 있는 양 세폭측부에서 슬릿을 형성하는 조오들 사이에 형상맞춤적으로 견고하게 구속되므로, 절삭바이트는 측방으로 기울어질 수 없게 된다.

고정체에 있는 슬릿을 형성하는 조오가 얕은 깊이의 홈내에 압입되면, 그 조오의 영역은 미소하게만 소성적으로 변형되며, 가압과정에 의해 부분적으로 다시 탄성적인 복귀변형이 가능하다. 그러나 이것은 축방향길이가 비교적 짧은 절삭바이트를 유지하는 데에는 충분하다.

본 발명에 따른 실시예에 따르면, 조오의 해당 주변영역이 보오링 바이트의 폭에 걸쳐 연장되는 요홈부내에 소성적으로 변형되어 압입되므로, 탄성적 복귀는 불가능하다. 본 발명에 따른 실시예에 따르면 이탈값이 적어도 두배가 되어야 한다는 것이 실험에서 나타나 있다. 이에 의해, 본 발명에 따르면, 보오링작업에 있어 그 자체 최적인 판형의 절삭 바이트를, 용접, 납땜 또는 접착과 같은 부가적인 가공실시예의 필요없이, 비교적 두꺼운 재료를 보오링하는 데에도 적용할 수 있게 된다.

노치, 절개부, 홈 또는 요홈부내에 소성적으로 압입되는 조오의 구간은 절삭바이트가 측방으로 기울어지는 것을 방지하는 소위 걸림고정부를 형성한다.

가장 간단한 실시예의 경우, 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부는 보오링바이트의 양쪽의 측방 주위면에 상호 거울대칭으로 배치되도록 되어 있다. 소성적으로 변형되어 압입된 조오의 영역들도 마찬가지로 동일한 축방향 높이에 있게 되며, 이것은 가압과정을 위해 절삭바이트를 도입시킬 때 문제가 없고, 또 절삭바이트의 양쪽의 측방 주변이 동일하게 형성되기 때문에 가공기술적으로 유리하다. 이것은 양쪽의 측방 주위면에만 각 하나의 요홈부 등을 마련하거나 또는 둘 이상의 요홈부를 마련하는 경우에도 마찬가지이다.

특별한 적용목적을 위해서는, 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부를 보오링바이트의 양쪽의 측방 주위면에서 상호 옵셋부를 두고 배치하는 것도 바람직할 수도 있다. 이 경우에는 물론 셀프보오링 고정구를 만들 때 판형의 보오링바이트가 해당 가압공구의 형상에 맞추어 순서에 따라 정확한 위치에 도입될 수 있도록 할 필요가 있다.

판형의 보오링바이트의 제조를 위하여 뿐만 아니라, 가압공정후의 양호한 유지를 위하여도 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부는 원호형의 단면형상을 갖고 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 가압공정과 조오의 해당 주변영역의 소성적 변형이 있은 후 보오링바이트의 측방으로의 경동을 방지하는 최적의 걸림고정부가 얻어지게 된다.

또 하나의 실시예에서는, 종래의 판형의 보오링바이트의 구조적 형상을 본 발명에 따른 특징과 조합함으로써, 절삭바이트의 측방으로의 경동에 대한 걸림고정을 더욱 개선할 수 있도록 되어 있다. 이 실시예에서는, 보오링바이트의 양 측단부에서 상호 대향하고 있는 표면에 절취부가 형성되어 있고, 상기 절취부의 영역내의 보오링바이트의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부가 마련되어 있다.

상기 구조적 변형예와 직접 관련하여, 절취부가 보오링바이트의 단부로부터 미소한 간격을 두고 시작하여 슬릿내에 삽입되는 보오링바이트의 구간의 길이 대부분에 걸쳐 연장되도록 하는 것이 바람직하다. 양측에 형성된 상기 절취부의 길이가 보오링바이트를 고정체의 슬릿내에 유지시키는 효과를 더욱 증대시킨다.

또 하나의 실시예에 따르면, 고정체와 보오링바이트간의 형상맞춤적인 견고한 결합에 부가하여 가압공정전에 이미 보오링바이트와 고정체간의 적절한 축선일치된 중심맞춤도 달성될 수 있게 된다. 이를 위하여, 보오링바이트는 그 일단부에 더 좁은 폭의 전치부를 가지고, 상기 전치부는 고정체의 슬릿에 이어지는 중앙의 개구부내에 중심맞춤하여 맞물리도록 되어 있다. 이렇게 이미 사전에 조립된 경우에도 보오링바이트와 고정체간의 중심맞춤된 위치설정은 그 다음의 가압과정에 의해서도 적절히 보장되게 된다.

이하에서 일 실시예에 관한 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

Claims (7)

1. 일측의 자유단에 축방향에 평행하도록 형성된 슬릿(4)을 가진 고정체(2)와, 상기 고정체(2)의 상기 슬릿(4)내에 일단부가 삽입되고 상기 고정체(2)의 상기 슬릿(4)을 형성하는 조오(5,6)의 변형에 의해 형상맞춤하여 견고하게 결합되는 판형의 보오링바이트(3)를 가진 셀프보오링 고정구(1)에 있어서, 상기 보오링바이트(3)는 상기 고정체(2)에 있는 상기 슬릿(4)내에 삽입되는 그의 단부영역에서 한쪽 또는 양쪽의 측방 주위면(7)에 상기 보오링바이트(3)의 전체 폭(D)에 걸쳐 연장되는 하나 또는 다수의 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부(8)를 가지고, 상기 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부(8)내에 상기 고정체(2)의 상기 조오(5,6)중 하나의 일 주변영역 또는 양 조오(5,6)의 주변영역들이 소성적으로 변형되어 압입되는 것을 특징으로 하는 셀프보오링 고정구.
2. 제1항에 있어서, 상기 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부(8)는 상기 보오링바이트(3)의 양쪽의 측방 주위면(7)에 상호 거울대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 셀프보오링 고정구.
3. 제1항에 있어서, 상기 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부(8)는 상기 보오링바이트(3)의 양쪽의 측방 주위면(7)에 상호 옵셋부를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 셀프보오링 고정구.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부(8)는 원호형의 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 셀프보오링 고정구.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보오링바이트(3)의 양 측단부에서 상호 대향하고 있는 표면(11,12)에 절취부(13,14)가 형성되어 있고, 상기 절취부(13,14)의 영역내에 상기 보오링바이트(3)의 전체 폭(D)에 걸쳐 연장되는 노치, 절개부, 홈 또는 요홈부(8)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 셀프보오링 고정구.
6. 제5항에 있어서, 상기 절취부(13,14)는 상기 보오링바이트(3)의 단부(15)로부터 미소한 간격(A)을 두고 시작하여 상기 슬릿(4) 내에 삽입되는 상기 보오링바이트(3)의 구간의 길이 대부분에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는 셀프보오링 고정구.
7. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보오링바이트(3)는 그 일단부(15)에 더 좁은 폭의 전치부를 가지고, 상기 전치부는 상기 고정체(2)의 상기 슬릿(4)에 이어지는 중앙의 개구부내에 중심맞춤하여 맞물리는 것을 특징으로 하는 셀프보오링 고정구.