KR101506127B1 - 일체형 플라스틱 부재 및 패스너 - Google Patents

일체형 플라스틱 부재 및 패스너 Download PDF

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패트릭 브라이언 도넬리
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Abstract

본 발명은 강 프레임과 같은 지지 부재(24)에 부착하기 위한 패스너(22)와 자동차 플라스틱 트림 패널(36)과 같은 재활용가능한 일체형 플라스틱 부재(20)를 개시한다. 패스너(22)는 패널(36)로부터 횡방향으로 연장하며 패널과 일체형인 맨드렐(26)을 포함한다. 맨드렐(26)에 연결되는 가요성 부품(30)은 지지 부재(24)와 맞물리기 위해 맨드렐(26)의 반대면 상에 배치되는 한 쌍의 리벳(32)을 포함한다. 이 가요성 부품(30)은 또한 리벳(32)에 의해 지지 부재(24)와 맞물릴 때 힌지 포인트(62)에서 구부러지는 아암(56)을 포함한다. 가요성 부품(30)은 맨드렐(26)과 지지 부재(24) 사이에 쐐기형 결합으로 리벳(32)을 유지시키기 위해 설치되었을 때의 중간 폭(Wi)으로 팽창되는 중간 섹션(34)을 포함한다.

Description

일체형 플라스틱 부재 및 패스너 {INTEGRATED PLASTIC PART AND FASTENER}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 PCT 출원은 "일체형 플라스틱 부재 및 패스너"라는 발명의 명칭으로 2010년 1월 14일자로 출원된 미국특허 가출원번호 제 61/294,957호의 권리를 우선권 주장하며, 이의 공개 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 발명은 지지 부재에 플라스틱 부재를 고정하기 위한 패스너에 관한 것이다.
지지 부재에 플라스틱 부재를 부착시키기 위한 패스너가 통상 자동차 산업에 사용된다. 이 패스너는 트림 패널과 같은 플라스틱 부재를 차량 바디의 승객 시트, 도어, 또는 다른 섹션의 강 프레임(steel frame)과 같은 지지 부재에 고정시킨다. 트림 패널은 차량 바디의 섹션 및 차량 바디를 따라 배치된 기계 부품을 커버할 수 있다. 일례에서, 트림 패널은 시트 안락의자를 구동시키는 전기 모터를 커버하도록 승객 시트의 강 프레임에 부착된다. 종종, 트림 패널 및 패스너는 트림 패널에 의해 덮여 있는 강 프레임 또는 부재를 수리하기 위해 제거된다. 예를 들면, 트림 패널 및 패스너는 트림 패널에 의해 덮여 있는 전기 모터를 수리하기 위해 승객 시트의 강 프레임으로부터 제거된다.
패스너는 다양한 여러 구성을 포함할 수 있다. 다수의 패스너는 핀과 덧테쇠(grommet), 또는 스프링 강 "A-클립"을 갖춘 플라스틱 핀과 같은 2-피스 구성을 포함한다. 다른 패스너는 플라스틱 부재와 일체로 형성된다. 현존 일체형 패스너의 일례는 트림 패널로부터 횡방향으로 연장하는 강체 캔틸레버형 아암(rigid cantilevered arm), 및 캔틸레버형 아암으로부터 연장하는 캐치(catch)를 포함한다. 캔틸레버형 아암은 강(steel) 지지 부재의 개구 안으로 삽입되며, 지지 부재는 캐치와 트림 패널 사이에서 캔틸레버형 아암을 따라 고정된다. 일체형 패스너는 2-피스 패스너와 비교해서 재료면에서 비용 절감을 제공한다.
불행하게도, 현존 일체형 패스너는 높은 설치 노력을 필요로 하고, 수리하는 동안, 즉 패스너를 제거하거나 개구 안으로 패스너를 재삽입하는 동안 종종 손상된다. 강의 지지 부재는 통상 개구 주위로 날카로운 에지를 가지며, 이 에지는 강의 지지 부재의 개구 안으로 삽입, 이로부터 제거, 및 재삽입할 때 플라스틱 패스너와 맞물려서 마모시킨다. 예를 들면, 현존 일체형 패스너의 캔틸레버형 아암은 균열 또는 수평 방향으로의 영구 구부러짐과 같은 비가역적 손상을 입을 수 있다. 따라서, 트림 패널 및 일체형 패스너는 일체형 패스너가 지지 부재로부터 제거될 때마다 거의 교체되어야 한다.
본 발명에 의하면, 지지 부재에 고정하기 위한 재활용가능한 일체형 플라스틱 부재 및 패스너는 플라스틱 재료로 형성된 플라스틱 부재와, 상기 플라스틱 부재와 일체로 횡방향으로 연장하는 맨드렐과, 상기 맨드렐과 일체이며 상기 맨드렐의 외부로 배치된 가요성 부품을 포함한다. 상기 가요성 부품은 상기 플라스틱 부재에 대해 횡방향으로 연장하는 길이를 갖는 아암을 포함한다. 상기 가요성 부품은 또한 상기 아암과 상기 맨드렐의 외부 사이로 연장하며 상기 플라스틱 부재에 대해 평행하게 연장하는 폭을 갖는 중간 섹션을 가진다. 상기 가요성 부품의 아암은 길이 방향으로 수축가능하며 폭 방향으로 팽창될 수 있다.
지지 부재의 개구 안으로 일체형 패스너를 삽입하는 동안, 가요성 부품의 중간 섹션이 강의 지지 부재를 따라 드래깅(dragging) 없이 개구 안으로 삽입되며, 이는 삽입하는 동안 일체형 패스너에 대한 마모와 손상을 감소시킨다. 따라서, 일체형 플라스틱 부재 및 패스너는 수없이 재사용될 수 있어서 다른 패스너와 비교해서 상당한 비용 절감을 제공한다. 일체형 패스너는 패스너의 물리적 특성에 상당한 마모 또는 다른 부정적인 작용을 하기 전에 약 5회 삽입, 제거 및 재설치(즉 수리)될 수 있다. 삽입 시에, 지지 부재는 가요성 부품의 중간 섹션과 아암 사이에 쐐기형으로 고정되어, 일체형 플라스틱 부재 및 패스너가 지지 부재의 개구 내에 고정적으로 배치되어 유지된다. 개구로부터 일체형 패스너를 제거하도록 최소 보유력 보다 큰 힘이 인가된다.
첨부 도면과 관련하여 고려될 때 본 발명의 다른 장점이 아래의 상세한 설명을 참조하여 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 설치되지 않았을 때의 위치에 있는 일체형 플라스틱 부재 및 패스너의 정면도이다.
도 2는 설치되지 않았을 때의 위치에 있는 일체형 플라스틱 부재 및 패스너의 배면도이다.
도 3은 설치되지 않았을 때의 위치에 있는 일체형 플라스틱 부재 및 패스너의 제1 사시도이다.
도 4는 설치되지 않았을 때의 위치에 있는 일체형 플라스틱 부재 및 패스너의 제2 사시도이다.
도 5는 설치되지 않았을 때의 위치에 있는 일체형 플라스틱 부재 및 패스너의 측면도이다.
도 6은 설치되었을 때의 위치에 있는 일체형 플라스틱 부재 및 패스너의 정면도이다.
본 발명은 자동차의 트림 패널과 같은 플라스틱 부재(20) 내로 일체화된 재활용가능한 패스너(22)를 제공한다. 재활용가능한 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 자동차의 강 프레임(steel frame)과 같은 지지 부재(24)에 부착된다. 재활용가능한 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 낮은 삽입력과 높은 보유력을 제공한다. 따라서, 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 강 프레임에 자동차 내부 트림 패널을 고정시키는 것과 같이 "스냅 온(snap on)" 분야에 사용하기에 적합하다. 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 별도로 구매되어 설치되어야 하는 다른 패스너와 플라스틱 부재를 대신하여 사용될 수 있다. 또한, 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 개구(28)로부터 제거되어 많은 회수로 재사용될 수 있으며, 이는 보다 적은 사용 후에 교체되어야 하는 다른 패스너에 비해 상당한 비용 절감을 제공한다.
일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 플라스틱 부재(20)와 함께 일체로 플라스틱 부재(20)로부터 횡방향으로 연장하는 맨드렐(mandrel; 26)을 포함한다. 패스너(22)는 또한 맨드렐(26)의 외측으로 배치된 가요성 부품(30)을 포함한다. 가요성 부품(30)은 길이 방향으로 수축가능한 한 쌍의 아암(56) 및 폭 방향으로 팽창될 수 있는 중간 섹션(34)을 포함한다. 지지 부재(24)의 개구(28) 안으로 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)를 삽입하기 위해 패스너(22)에 삽입력이 인가되고 패스너(22)가 지지 부재(24)와 맞물리면, 아암(56)은 길이 방향으로 수축되고 중간 섹션(34)은 폭 방향으로 팽창된다. 가요성 부품(30)이 삽입되면 맨드렐(26)과 지지 부재(24) 사이에 쐐기형 맞물림(wedged engagement)으로 배치되어, 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)가 제 위치에 고정된다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 플라스틱 부재(20)는 평면 횡단면을 나타내는 외부면(38) 및 반대로 마주하는 내부면(40)을 구비하는 패널(36)을 포함한다. 상기한 바와 같이, 패널(36)은 승객 시트의 측면 패널 또는 자동차의 도어 패널과 같은 트림 패널일 수 있으며, 외부면(38)은 차량의 승객칸을 향해 외측을 향한다. 외부면(38)은 다양한 색과 패턴을 포함할 수 있다. 외부면(38)은 통상적으로 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같은 매끄러운 면을 포함한다. 트림 패널(36)의 내부면(40)은 지지 부재(24)를 향해 있다. 이 내부면(40)은 또한 통상 도 1 내지 도 6에 도시된 것과 같이 매끄러운 면을 포함한다. 도시되지는 않았지만, 내부면(40) 및 외부면(38)은 거친 면을 포함할 수 있거나 비평면 횡단면을 나타낸다. 또한, 플라스틱 부재(20)의 통상적인 적용분야가 강 프레임과 같이 지지 부재(24)에 부착하기 위한 자동차 내부 트림 패널이겠지만, 플라스틱 부재(20)는 자동차 및 비자동차를 포함한 다른 적용분야를 가질 수 있다. 플라스틱 부재(20)는 평면 및 비평면 구성을 포함한 다양한 다른 구성을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 그리고 도 1 내지 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 패스너(22)는 플라스틱 부재(20)와 일체로 플라스틱 부재(20)의 내부면(40)으로부터 횡방향으로 연장하는 맨드렐(26)을 포함한다. 바람직하게, 이 맨드렐(26)은 플라스틱 부재(20)의 내부면(40)에 수직으로 연장한다. 맨드렐(26)은 플라스틱 부재(20)로부터 횡방향으로 연장하는 기부(42)를 포함한다. 이 기부(42)는 플라스틱 부재(20)의 패널(36)을 따라 이 패널과 평행하게 연장하는 기부 폭(base width; Wb)을 구비한다. 맨드렐(26)은 또한 기부(42)로부터 횡방향으로 연장하는 적어도 하나의 샤프트(44)를 포함한다. 이 샤프트(44)는 기부 폭(Wb)과 평행하게 연장하며 기부 폭(Wb) 보다 작은 결합 폭(Wc)을 갖는다. 바람직하게 맨드렐(26)은 서로로부터 이격되며 기부(42)로부터 그리고 플라스틱 부재(20)로부터 샤프트 헤드(46)로 각각 횡방향으로 연장하는 한 쌍의 샤프트(44)를 포함한다. 도 1 내지 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 샤프트(44) 및 기부(42)는 그 사이에 키홀 슬롯(keyhole slot; 48)을 형성하며 샤프트 헤드(46)에서 개방된다. 한 쌍의 샤프트(44) 및 키홀 슬롯(48)의 결합 폭(Wc)은 이 결합 폭(Wc) 보다 큰 개구 폭(Wa)을 갖는 지지 부재(24)의 개구(28) 안으로 샤프트(44)가 삽입될 수 있게 하는 기부 폭(Wb) 보다 작다. 기부 폭(Wb)은 개구 폭(Wa) 보다 커서, 샤프트(44)가 개구(28) 안으로 삽입된 후에 기부(42)는 개구(28) 둘레로 지지 부재(24) 상에 배치되어 유지된다.
예시적인 일 실시예에서, 지지 부재(24)의 개구 폭(Wa)은 약 22 mm 이고, 개구(28)는 개구 폭(Wa)에 대해 횡방향으로 연장하여 지지 부재(24) 안으로 약 6 mm의 길이를 갖는다. 기부 폭(Wb)은 22 mm의 개구 폭(Wa) 보다 크고, 샤프트(44)의 결합 폭(Wc)은 22 mm의 개구 폭(Wa) 보다 작다.
상술한 바와 같이,각각의 샤프트(44)는 기부(42)로부터 샤프트 헤드(46)까지 횡방향으로 연장한다. 각각의 샤프트 헤드(46)는 플라스틱 부재(20)로부터 멀어지는 오목면(50)을 나타낸다. 아암(56)은 길이 방향으로 수축되고 중간 섹션(34)은 폭 방향으로 팽창되면서, 샤프트 헤드(46)는 가요성 부품(30)과 맞물린다. 각각의 샤프트 헤드(46)는 또한 플라스틱 부재(20)의 내부면(40)을 향해 내부면(40)과 평행하게 연장하는 렛지(ledge; 52)를 나타낸다. 맨드렐(26)은 렛지(52)와 기부(42) 사이에서 샤프트(44)를 따라 채널(54)을 형성한다. 이 채널(54)은 키홀 슬롯(48)으로부터 외측으로 멀어지게 향한다. 도시되지는 않았지만, 맨드렐(26)은 다른 구성을 포함할 수 있다. 예를 들면, 맨드렐(26)은 키홀 슬롯(48)이 없으면서 샤프트(44)의 대향 측면 상에서 채널(54)을 형성하는 단일의 샤프트(44)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 패스너(22)는 맨드렐(26)에 연결되며 맨드렐(26)과 결합되며 맨드렐(26)로부터 외부로 연장하는 가요성 부품(30)을 포함한다. 이 가요성 부품(30)은 바람직하게 서로 마주하여 배치되는 한 쌍의 아암(56)을 포함한다. 각각의 아암(56)의 단부는 샤프트(44)와 패널(36) 사이에서 맨드렐(26)의 기부(42)에 부착된다. 가요성 부품(30)의 각각의 아암(56)은 플라스틱 부재(20) 및 기부 폭(Wb)에 대해 횡방향으로 바람직하게 수직으로 연장하는 길이를 갖는다. 아암(56)의 길이는 기부(42)로부터 샤프트(44)를 따라 연장한다. 지지 부재(24)의 개구(28) 안으로 패스너(22)를 삽입하기 위해 가요성 부품(30)이 지지 부재(24)와 맞물리는 한편 하향 삽입력이 플라스틱 부재(20)에 인가될 때, 아암(56)은 길이 방향으로 수축된다. 아암(56)은 도 1에 도시된 바와 같이 패스너(22)가 개구(28) 안으로 삽입되기 전의 설치되지 않았을 때의 아암 길이(Lu)로부터, 도 6에 도시된 바와 같이 패스너(22)가 개구(28) 안으로 삽입된 후의 설치되었을 때의 아암 길이(Li)로 수축한다. 설치되었을 때의 아암 길이(Li)는 설치되지 않았을 때의 아암 길이(Lu) 보다 작다. 아암(56)은 패스너(22)가 개구(28) 안으로 삽입되면서 플라스틱 부재(20)를 향해 수축한다. 바람직하게, 패스너(22)는 한 쌍의 아암(56)을 포함하지만, 하나 이상의 아암(56)을 포함할 수 있다.
가요성 부품(30)의 아암(56)은 바람직하게, 도 6에 도시된 바와 같이 지지 부재(24)의 결합 시에 가요성 부품(30)의 아암(56)이 구부러지게 하는 복수의 힌지 포인트(62), 즉 리빙 힌지(living hinge)를 포함한다. 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에서, 아암(56)은 3개의 힌지 포인트(62)를 포함한다. 바람직하게, 힌지 포인트(62)는 아암(56)의 나머지 부분들의 두께 보다 작은 두께를 가지며, 아암(56)이 힌지 포인트(62)에서 구부러지게 하고 플라스틱 부재(20)를 향해 길이가 수축되게 한다. 플라스틱 부재(20)를 향해 힌지 포인트(62)에서 수축됨으로써, 지지 부재(24)는 패스너(22)가 개구(28) 안으로 삽입되면서 가요성 부품(30)에 의해 유지된다. 따라서, 지지 부재(24)의 날카로운 에지는 개구(28) 안으로 삽입되면서 패스너(22)에 충격을 가하거나 긁지 않는다.
앞서 시사한 바와 같이 그리고 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 가요성 부품(30)은 맨드렐(26)의 대향 측면 상의 중간 섹션(34)과 아암(56) 중 하나 사이에 각각 배치되는 한 쌍의 리벳(32)을 포함한다. 각각의 리벳(32)은 샤프트(44)의 오목면(50)으로부터 외측으로 배치된다. 각각의 리벳은 맨드렐(26)을 향하는 미끄럼면(64)을 포함한다. 아암(56)은 길이 방향으로 수축되고 중간 섹션(34)은 폭 방향으로 팽창되면서, 리벳(32)은 오목면(50)을 따라 맨드렐(26)의 인접하는 샤프트(44)의 채널(54) 안으로 결합되어 미끄러진다. 설치되었을 때의 위치에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 리벳(32)이 인접하는 샤프트(44)의 채널(54) 내에 배치된다.
각각의 리벳(32)은 패스너(22)가 개구(28)에 삽입되면서 지지 부재(24)와 맞물리기 위해 미끄럼면(64)과 반대편에 등지는 홈(66)을 형성한다. 이 홈(66)은 맨드렐(26)에 외측으로 향하고 그리고 맨드렐(26)을 등진다. 설치되지 않았을 때의 위치에서, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 리벳(32)의 홈(66)은 기부 폭(Wb) 및 개구 폭(Wa) 보다 경미하게 작은 홈 폭(Wg) 만큼 서로로부터 이격되어, 리벳(32)이 지지 부재(24)의 개구(28) 둘레로 날카로운 측부 에지와 대략 정렬된다. 예시적인 실시예에서, 홈 폭(Wg)은 약 18 mm 내지 약 20 mm 이다. 앞서 시사하였고 도 6에 도시된 바와 같이, 설치되었을 때의 위치에서, 홈 폭(Wg)은 패스너(22)가 개구(28) 안으로 삽입되면서 증가된다. 지지 부재(24)는 리벳(32)의 홈(66) 내에 유지되며, 리벳(32)은 샤프트(44)의 채널(54) 내에 배치된다. 아암(56)은 리벳(32)의 두께 보다 작은 두께를 갖는다. 리벳(32)의 보다 큰 두께는 맨드렐(26)에 추가의 강도를 제공하며 지지 부재(24)에 의한 손상을 방지한다.
가요성 부품(30)은 아암(56)으로부터 리벳(32)으로 그리고 중간 섹션(34)으로 연장한다. 중간 섹션(34)은 샤프트(44)를 따라 샤프트(44) 둘레로 바닥 포인트(58)로 연장한다. 가요성 부품(30)의 아암(56), 리벳(32), 및 중간 섹션(34)은 사이에 공간(60)을 형성하도록 샤프트(44)로부터 이격된다. 바닥 포인트(58)는 샤프트 헤드(46) 및 키홀 슬롯(48)으로부터 아래로 이격되어 배치된다.
도 1 내지 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 중간 섹션(34)은 대향하는 리벳(32)과 아암(56) 사이에 배치되어 이들을 서로 연결한다. 중간 섹션(34)은 샤프트 헤드(46)의 외측으로 배치되어, 샤프트 헤드(46)가 플라스틱 부재(20) 및 중간 섹션(34) 사이에 배치된다. 중간 섹션(34)은 플라스틱 부재(20)의 패널(36)의 내부면(40)과 평행하게 연장하는 폭을 갖는다.
패널(36)에 하향 삽입력이 인가되는 한편 가요성 부품(30)의 리벳(32)이 지지 부재(24)와 맞물리는 경우, 가요성 부품(30)의 중간 섹션(34)은 폭 방향으로 팽창가능하다. 가요성 부품(30)이 지지 부재(24)와 맞물리는 동안 삽입력이 플라스틱 부재(20)에 인가됨과 동시에, 아암(56)은 길이 방향으로 수축되고 중간 섹션(34)은 폭 방향으로 팽창된다. 중간 섹션(34)은 리벳(32)의 두께보다 작은 두께를 가져서, 중간 섹션(34)의 폭이 구부러져 팽창되게 한다.
설치되지 않았을 때의 위치에서, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 중간 섹션(34)의 폭을 설치되지 않았을 때의 중간 폭(Wu)이라 하고, 이 중간 폭(Wu)은 기부 폭(Wb) 보다 작으며, 개구 폭(Wa) 보다 작고, 그리고 홈 폭(Wg) 보다 작아서, 중간 섹션(34)은 지지 부재(24)와 맞물리지 않고 개구(28) 안으로 삽입될 수 있다. 중간 섹션(34)의 폭은 설치되지 않았을 때의 중간 폭(Wu) 보다 큰, 도 6에 도시된 바와 같이, 설치되었을 때의 중간 폭(Wi)으로 팽창한다. 또한, 설치되었을 때의 위치에서, 중간 섹션(34)은 지지 부재(24) 아래에 배치되며, 설치되었을 때의 중간 폭(Wi)은 개구 폭(Wa) 보다 다소 커서, 도 6에 도시된 바와 같이, 지지 부재(24)를 지속시키고 지지 부재(24)와 샤프트(44)의 채널(54) 사이에 쐐기형 맞물림으로 리벳(32)을 유지시킨다. 지지 부재(24)는 가요성 부품(30)의 중간 섹션(34)과 아암(56) 사이에 고정된다.
도 1 내지 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 트러스 부재(68)는 중간 섹션(34)이 폭으로 팽창되면서 중간 섹션(34)을 지지하기 위해 맨드렐(26) 및 중간 섹션(34)을 상호연결한다. 트러스 부재(68)는 샤프트(44) 중 하나의 샤프트 헤드(46)로부터 중간 섹션(34)의 바닥 포인트(58)로 연장된다.
플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 바람직하게 사출 성형 프로세스에 의해 동일한 플라스틱 재료로 형성된다. 맨드렐(26) 및 가요성 부품(30)을 포함한 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 일체형이며 동질이다. 플라스틱 재료는 바람직하게 폴리프로필렌, 나일론, 또는 폴리카보네이트-아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PC-ABS)과 같은 비-강화 가요성 플라스틱을 포함한다. 그러나, 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)의 플라스틱 재료는 비-강화 가요성 플라스틱에 한정되지 않는다. 대안으로, 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 사출 성형 프로세스에 의해 형성될 수 있는 하나 이상의 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 바람직하게 23℃에서 약 0.9 g/㎤ 내지 약 1.2 g/㎤의 밀도를 갖는다.
상술한 바와 같이, 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 통상 강으로 형성되는 지지 부재(24)의 개구(28) 안으로 삽입된다. 우선, 중간 섹션(34)은 지지 부재(24)와 맞물리지 않고 개구(28)를 통해 이동한다. 다음에, 패스너(22)가 개구(28)를 통해 이동함에 따라, 리벳(32)의 홈(66)이 개구(28)를 따라 지지 부재(24)의 에지와 맞물린다. 바람직하게, 리벳(32)은 지지 부재(24)와 맞물리는 일체형 패스너(22)의 유일한 부재이다. 일체형 패스너(22)는 강(steel)의 지지 부재(24)를 따라 드래그하지 않아서, 다른 패스너와 비교해서 삽입 및 제거 동안 일체형 패스너(22)에 감소된 마모 및 손상을 제공한다. 리벳(32)의 미끄럼면(64)은 플라스틱 부재(20)를 향해 샤프트 헤드(46)의 오목면(50)을 따라 미끄러진다. 리벳(32)이 지지 부재(24)와 맞물려서 플라스틱 부재(20)를 향해 미끄러지면서, 중간 섹션(34)은 설치되지 않았을 때의 중간 폭(Wu)으로부터 설치되었을 때의 중간 폭(Wi)까지 폭으로 팽창되기 시작한다. 중간 섹션(34)이 팽창되는 한편, 가요성 부품(30)의 아암(56)은 설치되지 않았을 때의 아암 길이(Lu)로부터 설치되었을 때의 아암 길이(Li)로 플라스틱 부재(20)를 향해 길이가 동시에 수축된다. 패스너(22)는 개구(28) 안으로 추가로 이동하면서, 중간 섹션(34)은 더 팽창되며, 아암(56)은 더 수축되고, 리벳(32)은 플라스틱 부재(20)를 향해 샤프트(44)의 채널(54) 안으로 더 미끄러진다. 도 6에 도시된 바와 같이, 지지 부재(24)와 샤프트(44)의 채널(54) 사이에 쐐기형 맞물림으로 리벳(32)을 유지하기 위해, 중간 섹션(34)은 결국 개구 폭(Wa) 보다 다소 큰, 설치되었을 때의 중간 폭(Wi)에 도달한다. 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 높은 보유력을 갖는다. 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)는 이 일체형 플라스틱 부재(20) 및 패스너(22)에 최소의 보유력을 적용함으로써 개구(28)로부터 제거된다. 최소 보유력 보다 큰 힘이 패스너(22)에 인가되지 않는다면, 패스너(22)는 지지 부재(24)의 개구(28) 내로 고정된다. 예시적인 실시예에서, 최소의 보유력은 약 10 파운드이다.
상기한 바와 같이, 일체형 플라스틱 부재(20) 및 플라스틱 패스너(22)의 삽입 및 제거 동안, 일체형 패스너(22)는 강의 지지 부재(24)를 따라 드래그(drag)하지 않으며, 이는 일체형 패스너(22)에 대한 마모나 손상을 감소시킨다. 일체형 패스너(22)는 종래 기술의 패스너(22)와 비교해서 상당한 비용 절감을 제공하는 패스너(22)의 물리학적 특징에 상당한 마모 또는 다른 불리한 작용을 하기 전에 약 5배 삽입, 제거, 및 재설치될 수 있다.
개략적으로 상술한 예시적인 실시예와 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 공지되었든 현재로 예측될 수 있든지, 여러 대안예, 변경예, 개량, 향상 및/또는 실질적인 등가물이 적어도 본 발명의 기술분야의 일반적인 기술자에게 명확할 것이다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시예는, 상술한 바와 같이, 도해적인 것이며 이에 제한되지 않는 것으로 의도된다. 본 발명의 정신이나 범위를 벗어나지 않고 여러 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 모든 공지된 또는 앞서 개발된 대안예, 변경예, 개량, 향상 및/또는 실질적인 등가물을 포용하는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 지지 부재에 부착하기 위해 재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너로서,
    플라스틱 재료로 형성된 플라스틱 부재와,
    상기 플라스틱 부재와 일체로 형성되고 상기 플라스틱 부재로부터 횡방향으로 연장하는 맨드렐과,
    상기 맨드렐과 일체이며 상기 맨드렐의 외부에 배치된 가요성 부품을 포함하며,
    상기 가요성 부품은 상기 플라스틱 부재에 대해 횡방향으로 연장하는 길이를 갖는 아암들을 포함하며, 상기 아암들은 길이 방향으로 수축될 수 있고,
    상기 가요성 부품은, 상기 아암들 사이에서 연장되고 그리고 상기 맨드렐의 외측으로 연장하며 상기 플라스틱 부재에 대해 평행하게 연장하는 폭을 갖는 중간 섹션을 포함하며, 상기 중간 섹션은 폭 방향으로 팽창될 수 있고,
    상기 가요성 부품은 리벳을 포함하며, 상기 아암이 길이 방향으로 수축되고 상기 중간 섹션이 폭 방향으로 팽창될 때 상기 리벳이 상기 맨드렐과 맞물리도록 상기 중간 섹션과 상기 아암 각각 사이에 배치되며 상기 맨드렐로부터 외부로 향하는 홈을 상기 리벳이 형성하고,
    상기 아암 및 상기 중간 섹션 및 상기 리벳 각각은 두께를 가지며, 상기 아암 및 상기 중간 섹션의 두께는 상기 리벳의 두께보다 작은,
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성 부품이 상기 지지 부재와 맞물리고 상기 플라스틱 부재에 삽입력이 인가될 때와 동시에 상기 아암이 길이 방향으로 수축되고 상기 중간 섹션이 폭 방향으로 팽창되는
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 맨드렐은 상기 플라스틱 부재로부터 횡방향으로 연장하는 기부를 포함하며, 상기 기부는 상기 플라스틱 부재에 대해 평행하게 연장하는 기부 폭을 가지고, 상기 중간 섹션의 상기 폭은 상기 기부 폭 보다 작은
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 맨드렐은 상기 기부로부터 횡방향으로 연장하는 하나 이상의 샤프트를 포함하며, 상기 샤프트는 상기 기부 폭에 대해 평행하게 연장하는 하나 이상의 샤프트 전체의 결합된 폭을 가지고, 상기 하나 이상의 샤프트 전체의 결합된 폭은 상기 기부 폭 보다 작은
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 아암이 길이 방향으로 수축되고 상기 중간 섹션이 상기 폭 방향으로 팽창될 때 상기 하나 이상의 샤프트는 상기 가요성 부품과 맞물리기 위한 오목면을 갖는
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 플라스틱 부재와 마주하는 렛지(ledge)를 구비하여, 상기 아암이 길이 방향으로 수축되고 상기 중간 섹션이 폭 방향으로 팽창될 때 상기 맨드렐이 상기 가요성 부품을 수용하기 위해 상기 렛지 및 상기 기부 사이에 채널을 형성하는
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 맨드렐은 한 쌍의 샤프트를 포함하며, 상기 샤프트는 서로 이격되며, 각각 상기 기부로부터 상기 샤프트의 샤프트 헤드로 연장하고 상기 기부와 상기 샤프트 헤드 사이에서 키홀 슬롯을 형성하고 상기 샤프트 헤드에서 개방되는
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성 부품의 아암은 복수의 힌지 포인트를 포함하며, 상기 복수의 힌지 포인트 각각은 상기 아암의 나머지 부분들의 두께 보다 작은 두께를 가져서 상기 아암이 상기 힌지 포인트에서 구부러지게 하고 상기 길이 방향으로 수축되게 하는
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 맨드렐은 상기 플라스틱 부재로부터 횡방향으로 연장하는 기부를 포함하며, 상기 기부는 상기 플라스틱 부재에 대해 평행하게 연장하는 기부 폭을 구비하며, 상기 중간 섹션의 상기 폭은 상기 기부 폭 보다 작고, 상기 리벳의 상기 홈은 홈 폭 만큼 서로 이격되며, 상기 홈 폭은 상기 기부 폭 보다 작은
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 아암이 설치되지 않았을 때의 아암 길이로부터 설치되었을 때의 아암의 길이로 수축될 때 상기 중간 섹션은 설치되지 않았을 때의 중간 섹션 폭으로부터 설치되었을 때의 중간 섹션 폭으로 팽창되며, 상기 설치되었을 때의 중간 폭은 상기 설치되지 않았을 때의 중간 폭보다 크고, 상기 설치되었을 때의 아암 길이는 상기 설치되지 않았을 때의 아암 길이 보다 작은
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간 섹션이 상기 폭으로 팽창될 때 상기 중간 섹션을 지지하기 위해 상기 맨드렐과 상기 중간 섹션을 상호 연결시키는 트러스 부재를 포함하는
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스틱 부재 및 상기 맨드렐 및 상기 가요성 부품은 동질이며 상기 플라스틱 재료로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 플라스틱 재료는 폴리프로필렌, 나일론, 및 폴리카보네이트-아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PC-ABS)로 이루어지는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는
    재활용가능한, 플라스틱 부재와 일체로 결합된 패스너.
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