KR101163334B1

KR101163334B1 - 나사

Info

Publication number: KR101163334B1
Application number: KR1020110038065A
Authority: KR
Inventors: 나윤환
Original assignee: 글로벌 에스엠 테크 주식회사; 주식회사 서울금속
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2012-07-05

Abstract

본 발명은, 나사부에 마이크로 캡슐(접착제가 봉입됨)을 함유한 피복재가 도포되고, 이 피복재에 일정의 점성도를 가지는 유막이 피복되기 때문에, 체결 후 풀림현상을 방지할 수 있음은 물론이거니와, 체결과정에서 발생하는 칩(chip, 부스러기)이 주변으로 탈락되는 것을 철저히 방지할 수 있고, 피복재를 적절히 보호할 수 있는 나사를 제공한다.

Description

나사{Screw}

본 발명은 체결요소의 한 종류인 나사에 관한 것이다.

일반적으로, 나사는 나사부와 머리부를 포함하고 나사구멍 또는 너트에 머리부가 결합되어 체결대상을 서로 체결시킨다.

나사의 체결과정에서, 나사의 나사부는 나사구멍 또는 너트와 마찰하면서 부스러기, 즉 칩(chip)(분말상일 수 있다)을 발생시키고, 이렇게 발생하는 칩은 주변에 탈락된다. 체결대상(제품)에 따라서는, 탈락하는 칩은 주변의 동력전달계통, 또는 전자회로나 영상장치 상에 낙하될 수 있는바, 동력전달계통에서는 작동 불량(예를 들면, 짝을 이루는 기어에 칩이 끼임에 따른 기어의 오작동)을 일으킬 수 있고, 전자회로에서는 쇼트(short)를 유발하거나 심각 경우에는 화재 또는 폭발사고로 이어질 수 있으며, 영상장치에서는 화면 상에 반점을 발생시키는 등 영상장치의 불량을 초래할 수 있다.

이와 같은 문제점을 초래하는 칩은 제품의 경량화를 고려하여 제품을 연질재료로 이루는 최근의 추세에 따라 나사의 체결 시마다 많은 양이 발생하고 있고, 특히 태핑나사(self-tapping screw/나사를 돌림에 따라 스스로 구멍을 파면서 들어가는 나사)를 사용하는 때에 많이 발생된다.

따라서, 나사의 체결과정에서 부득이하게 발생하는 칩에 의한 문제점 발생이 없도록 칩을 효과적으로 처리하기 위한 방안 마련이 시급히 요구되고 있는 것이 현재의 실정이다.

본 발명의 목적은 체결과정에서 발생되는 칩이 주변으로 탈락되는 것을 방지할 수 있는 나사를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 위 과제에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제들은 통상의 기술자(본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자)라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 접착제가 봉입된 마이크로 캡슐들을 함유하고, 나사산을 가지는 나사부의 표면 일부 또는 전체에 도포된 피복재와; 상기 피복재의 표면 일부 또는 전체에 피복되며, 점성도(粘性度) 부여를 위한 점성제를 함유하여 일정의 점성도를 가지는 유막(油膜)을 포함하는 나사가 제공된다.

상기 피복재는 상기 나사부의 전체 길이에 대하여 상기 나사부의 선단으로부터 최대 20% 이내의 부분에 한하여 도포될 수 있다.

상기 점성제는 퍼클로로에틸렌(perchloroethylene), 또는 부톡시에톡시 에탄올(butoxyethoxy ethanol)을 포함할 수 있다.

상기 유막은 경화를 지연시키기 위한 경화 지연제를 함유할 수 있다. 이 때, 상기 경화 지연제는 락트산(lactic acid)을 포함할 수 있다.

상기 유막은 점성도가 변화되는 것을 방지하기 위한 점성도 유지제를 함유할 수 있다. 이 때, 상기 점성도 유지제는 부틸 카비톨(butyl carbitol)을 포함할 수 있다.

위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예(발명을 실시하기 위한 구체적인 내용)나 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이고, 나아가서는 위 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단 이외에도 다양한 과제의 해결 수단이 이하에서 추가로 제시될 것이다.

본 발명에 따르면, 나사 체결 시 피복재의 마이크로 캡슐들이 파괴되면서 접착제가 유출되기 때문에, 이 유출되는 접착제로 인하여 나사의 체결 후 풀림현상을 방지할 수 있고, 체결과정에서 발생하는 칩이 접착됨에 따라 칩이 주변으로 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 피복재에 도포된 점성 유막에 의하면, 체결과정에서 발생하는 칩은 유동성이 저하되고, 이미 피복재의 접착제에 접착된 칩은 탈락이 재차 방지되기 때문에, 접착제에 칩을 확실이 접착시킬 수 있으며, 칩이 주변으로 탈락되는 것을 철저히 막을 수 있다.

또한, 유막이 경화 지연제나 점성도 유지제를 포함하기 때문에, 유막이 경화되거나 유막의 점성도가 변화되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 이 유막이 가지는 점성도를 장기간 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 나사가 도시된 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 나사가 도시된 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 나사의 체결과정을 나타낸다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 나사가 도시된 정면도로서 나사의 한 종류인 태핑나사를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 나사는 나사부(2) 및 머리부(3)로 구성된 나사 본체(1)를 포함하는데, 나사부(2)는 둘레면에 길이방향을 따라 나사산이 마련되고, 머리부(3)는 드라이버 비트(driver bit) 따위가 삽입되는 나사돌리개 홈을 가진다.

나사부(2)의 선단부는 그 둘레가 나사부(2)의 선단 측으로 갈수록 점차 축소하도록 형성되어, 나사부(2)는 태핑대상에 용이하게 체결된다. 구체적인 도시는 없으나, 나사부(2)는 그 횡단면이 원형일 수 있다. 또는, 나사부(2)의 횡단면은 비원형일 수 있고, 나사부(2)의 나사산에는 그 일부의 높이가 나사부(2)의 나사산이 이루는 최대 반경 궤적에 비하여 낮도록 형성하는 적어도 하나의 릴리프(relief)부가 마련될 수 있다. 릴리프부에 의하면, 나사부(2)는 태핑대상과의 체결 시 이 태핑대상과의 사이에 체결과정에서 발생하는 칩이 모이는 칩 캐비티(chip cavity)를 형성한다. 참고로, 복수의 릴리프부를 구비하는 경우, 이 릴리프부는 나사부(2)의 나사산의 길이를 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 나사는 나사부(2)에 도포된 피복재(4) 및 이 피복재(4)에 피복된 유막(油膜)(5)을 더 포함한다.

피복재(4)는 나사부(2)의 표면(바람직하게는, 둘레면) 전체에 일정한 두께로 도포된다. 이 피복재(4)는 접착제가 봉입되고 일정한 외력이 가해지면 파괴되어 접착제가 유출되는 마이크로 캡슐(micro capsule)(4A)들을 일정량 함유한다. 참고로, 여기에서의 마이크로 캡슐(4A) 파괴 외력이라 함은 나사부(2)와 태핑대상의 체결과정에서 발생하는 일반적인 수준의 접촉마찰을 말한다. 또, 마이크로 캡슐(4A)에 봉입된 접착제의 메커니즘(mechanism)에 따라서는, 피복재(4)는 접착제의 경화시간을 단축하기 위한 경화제가 봉입된 별도의 마이크로 캡슐들을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 피복재(4)는 다음과 같이 조성될 수 있다.

⒜톨루엔(toluene) 43중량%

⒝포름알데히드와 1,3,5-트리아진-2,4,6-트리아민으로부터 중합된 유레아 폴리머(Urea, polymer with formaldehyde and 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine) 15~25중량%

⒞비스페놀 A-에피클로로히드린 코폴리머(Bisphenol A-Epichlorohydrin copolymer) 15~25중량%

⒟4,4'-트리메틸렌디피페리딘(4,4'-Trimethylenedipiperidine) 3~7중량%

⒠비닐 부티랄-비닐 아세테이트-비닐 알코올 폴리머(Vinyl butyral-vinyl acetate-vinyl alcohol polymer) 1~5중량%

⒡N-부틸 글리시딜 에테르(N-Butyl glycidyl ether) 3중량%

⒢아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol) 3중량%

⒣실리카 겔(silica gel) 1~5중량%

⒤2-에틸-4-메틸-이미다졸(2-ethyl-4-methyl-imidazole) 1~5중량%

여기에서, 마이크로 캡슐(4A)은 ⒜ 물질에 함유되고, ⒝와 ⒞ 물질은 마이크로 캡슐(4A)을 구성하며, ⒟ 내지 ⒤ 물질은 마이크로 캡슐(4A)에 봉입되는 접착제를 구성한다.

한편, 피복재(4)로는 3M 社에서 제조하는 스카치-그립(Sctoch-Grip) 등이 이용될 수 있다.

이와 같은 피복재(4)에 있어서, 그 마이크로 캡슐(4A)들은 나사부(2)와 태핑대상 간의 체결 시에 이 체결과정에서 발생하는 접촉마찰로 인하여 파괴된다. 그리고, 마이크로 캡슐(4A)들에 봉입된 접착제는 이렇게 마이크로 캡슐(4A)이 파괴됨에 따라 유출된다. 이 때, 유출되는 접착되는 나사부(2)의 나사산에 도포되는 등 나사부(2)에 분포된 후, 시간이 경과하면 경화되고, 체결 시의 접촉마찰로 인하여 발생하기 마련인 칩(부스러기)은 발생과정에서 접착제에 접착된 뒤, 접착제가 경화되면 이 접착제에 파묻히거나 박힌 상태를 유지하면서 주변으로의 탈락이 방지된다.

유막(5)은 피복재(4)의 표면 전체에 일정한 두께를 가지도록 피복된다. 유막(5)은 점성도(粘性度)를 부여하기 위한 점성제를 함유함으로써 일정의 점성도를 가진다. 아울러, 이 유막(5)은 상온에서 경화되는 속도를 지연시키기 위한 경화 지연제 및 시간이 경과함에 따라 점성도가 변화되는 것을 방지하기 위한 점성도 유지제를 더 함유한다.

구체적으로, 유막(5)은, 점성제로는 퍼클로로에틸렌(perchloroethylene)이나 부톡시에톡시 에탄올(butoxyethoxy ethanol)을 포함할 수가 있고, 경화 지연제로는 락트산(lactic acid, 젖산)을 포함할 수가 있으며, 점성도 유지제로는 부틸 카비톨(butyl carbitol)을 포함할 수 있다. 아울러, 이 같은 유막(5)은 용제로서 부틸 셀로솔브(butyl cellosolve)를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 유막(5)에 있어서, 점성제에 의해서는 유막(5)이 일정의 점성도를 가지므로, 이 유막(5)의 점성도에 의하여, 체결과정에서 발생하는 칩은 주변으로의 유동성이 저하되어 피복재(4)의 접착제에 확실히 접착되고, 이미 피복재(4)에 접착된 칩은 주변으로의 탈락이 재차 방지된다. 또, 경화 지연제와 점성도 유지제에 의하면, 유막(5)이 시간의 경과로 인하여 경화되거나 점성도에 변화가 발생되는 것을 방지할 수 있으므로 유막(5)의 점성도를 장기간 유지할 수 있고, 이 밖으로는 피복재(4)를 보호할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 나사가 도시된 정면도로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 나사는 제1실시예와 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 데 대하여, 나사부(2)의 둘레면 일부에 한하여 피복재(4)가 도포되는 점 등만이 상이하다. 이를 설명하면 다음과 같다.

제2실시예는 나사부(2)의 전체 길이(L)에 대하여 나사부(2)의 선단으로부터 최대 20% 이내의 부분에 한하여 피복재(4)가 도포되고, 이 피복재(4)의 표면 전체에 유막(5)이 피복된다. 실시 조건에 따라서는, 이 유막(5) 또한 피복재(4)의 표면 일부에 피복될 수도 있다.

바람직하게는, 이와 같이 피복재(4)를 부분적으로 도포한 후 유막(5)을 피복하는 경우의 풀림방지 및 칩 탈락방지 효과가 제1실시예에 비하여 저하됨이 없도록 하기 위하여, 피복재(4)에 함유되는 마이크로 캡슐(도 1의 도면부호 4A 참조)의 양은 적절히 증가될 수 있다. 아울러, 피복재(4)와 유막(5) 중 적어도 하나의 두께도 제1실시예에 비하여 증가시킬 수 있다. 이렇게 구성하면, 제1실시예와 유사한 효과를 보장할 수 있다.

한편, 피복재(4)와 유막(5)으로 구성된 물질층의 두께 증가에 의하면, 이 물질층은 체결 시 나사부(2)의 선단 측에서 반대쪽으로 밀리면서 피복 당시에 비하여 넓은 영역으로 분산된다.(도 3 참조)

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

예를 들면, 위에서는 태핑나사에 피복재(4)와 유막(5)이 적용되는 것으로 설명하였으나, 나사의 종류는 이에 한정되지 않는다. 즉, 태핑나사가 아닌, 일반적인 나사일 수도 있는 것이고, 이에 따라, 머리부는 4각형이나 6각형과 같은 다각형 구조를 가질 수도 있다.

1 : 나사 본체
2 : 나사부
3 : 머리부
4 : 피복재
4A : 마이크로 캡슐
5 : 유막

Claims

접착제가 봉입된 마이크로 캡슐들을 함유하고, 나사산을 가지는 나사부의 표면 일부 또는 전체에 도포된 피복재와;
상기 피복재의 표면 일부 또는 전체에 피복되며, 점성도 부여를 위한 점성제 및 경화를 지연시키기 위한 경화 지연제를 포함하여 일정의 점성도를 가지는 유막을 포함하는 나사로서,
상기 점성제는 퍼클로로에틸렌(perchloroethylene), 또는 부톡시에톡시 에탄올(butoxyethoxy ethanol)을 포함하고,
상기 경화 지연제는 락트산(lactic acid)을 포함하는 나사.
청구항 1에 있어서,
상기 피복재는 상기 나사부의 전체 길이에 대하여 상기 나사부의 선단으로부터 최대 20% 이내의 부분에 한하여 도포된 나사.
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 유막은 점성도 변화를 방지하기 위한 점성도 유지제를 더 함유한 나사.
청구항 6에 있어서,
상기 점성도 유지제는 부틸 카비톨(butyl carbitol)을 포함하는 나사.