KR102061051B1 - 탭핑나사 - Google Patents

Abstract

(과제)특히, 수지/알루미늄 합금 등의 연질재제 워크에 대하여, 높은 풀림방지효과를 발휘하는 탭핑나사를 제공한다.
(해결수단)축부(3)과, 그 원주면에 성형되는 통상의 나사산(10)을 구비하는 탭핑나사(1)에 있어서, 상기 통상의 나사산(10)에는 그 정상부를 절단하여 대피홈(20)을 성형하고, 이 대피홈(20)의 저면(21)에는 통상의 나사산(10)의 플랭크면(11)에 연속하여 접속하는 단부의 일부 혹은 전부를 따라 결합 돌출부(30)를 성형한다.
이 탭핑나사(1)에 의하면, 대피홈(20)에 파고들어간 워크의 여분의 살에 결합 돌출부(30)가 파고 들어가므로, 워크의 팽창, 수축 혹은 진동이 발생하여도 높은 풀림방지효과를 발휘한다.

Description

탭핑나사{TAPPING SCREW}

본 발명은, 워크에 형성된, 나사가 없는 하부구멍에 너트를 성형하면서 나사체결을 하는 탭핑나사에 관한 것이다.

종래부터 수지, 알루미늄 합금 등의 연질재료로 이루어지는 워크에 나사체결을 하는 탭핑나사로서는, 일본국 특허제3290362호 공보에 나타나 있는 것이 있다. 이 탭핑나사는, 축부의 원주면에 나사산이 나선상으로 성형되어 있고, 이 나사산에 의하여 워크에 형성된 하부구멍에 너트를 성형하면서 나사체결을 하도록 구성되어 있다. 또한 나사산의 정상부를 축선이 연장되는 방향으로 절단하여 대피홈이 성형되어 있다. 이 대피홈에, 너트 성형시에 압출된 워크의 여분의 살이 파고 들어감으로써 풀림방지효과가 얻어진다.

특허문헌1: 일본국 특허제3290362호 공보

그러나 상기 탭핑나사에서는 충분한 풀림방지효과를 얻을 수 없어, 나사의 풀어짐을 완전하게 방지할 수는 없었다.

본 발명은, 상기 과제을 감안하여 이루어진 것으로서, 축부와, 그 원주면에 성형되는 통상의 나사산을 구비하는 탭핑나사에 있어서, 상기 통상의 나사산의 정상부를 절단하여 대피홈이 성형되고 또한 이 대피홈의 저면에는 상기 통상의 나사산의 플랭크면과 연속하여 접속하는 단부(端部)의 일부 혹은 전부를 따라 결합 돌출부가 성형되어 있다.

이러한 탭핑나사에 의하면, 대피홈을 워크가 파고 들어가는 것에 의한 풀림방지효과에 더하여, 대피홈을 파고 들어간 워크에 결합 돌출부가 파고 들어가는 것에 의한 풀림방지효과가 얻어진다.

또한 상기 통상의 나사산은 비대칭 형상을 이루고, 플랭크각이 작게 설정된 플랭크면과 연속하여 접속하는 상기 대피홈의 저면의 단부에 상기 결합 돌출부가 성형되어 있다.

이러한 탭핑나사에 의하면, 너트 성형시에 압출되는 워크의 여분의 살은, 플랭크각이 작게 설정된 플랭크면이 위치하는 방향으로 많이 유입되어 들어가기 때문에, 당해 플랭크면과 연속하여 접속하는 대피홈의 저면의 단부에 결합 돌출부를 성형함으로써 풀림방지효과가 높아진다.

또한 상기 축부의 횡단면 형상은, 곡률이 서로 다른 복수의 원호부를 접속하여 이루어진다.

이러한 탭핑나사에 의하면, 축부의 원주면에도 너트 성형시에 압출되는 워크의 여분의 살이 파고 들어가므로, 풀림방지효과가 높아진다.

본 발명의 탭핑나사는, 워크의 팽창, 수축 혹은 진동이 발생하여도 높은 풀림방지효과를 발휘한다.

[도1]본 발명의 제1실시형태를 나타내는 정면도이다.
[도2]본 발명의 제1실시형태를 나타내는 요부확대 정면도이다.
[도3]도2의 Ａ-A선 단면도이다.
[도4]본 발명의 제1실시형태를 나타내는 요부확대 종단면도이다.
[도5]본 발명의 제2실시형태를 나타내는 요부확대 정면도이다.
[도6]본 발명의 제2실시형태를 나타내는 요부확대 종단면도이다.
[도7]본 발명의 제3실시예를 나타내는 요부확대 정면도이다.
[도8]본 발명의 제3실시예를 나타내는 요부확대 종단면도이다.
[도9]본 발명의 제4실시예를 나타내는 요부확대 정면도이다.
[도10]본 발명의 제4실시예를 나타내는 요부확대 종단면도이다.
[도11]본 발명의 제5실시예를 나타내는 요부확대 횡단면도이다.

본 발명의 제1실시형태를 도1 내지 도4에 의거하여 설명한다. 도1에 있어서, 1은 두부(2)와 이것에 일체로 성형된 축부(3)를 구비하는 탭핑나사로서, 재질의 일례로서 탄소강으로 이루어진다. 두부(2)의 표면에는, 탭핑나사(1)에 나사체결 구동력이 드라이버 비트(도면에는 나타내지 않는다)로부터 전달되는 구동구멍(도면에는 나타내지 않는다)이 성형되어 있다. 또한 이 두부(2)에 일체로 성형된 축부(3)에 있어서 두부(2)측의 원주면에는 통상의 나사산(10)이 성형되어 있다.

한편 상기 축부(3)의 선단측의 원주면에는, 상기 통상의 나사산(10)보다도 작은 직경의 안내 나사산(11)이 당해 통상의 나사산(10)과 연속하도록 성형되어 있다. 이 안내 나사산(11)은, 워크(40)에 성형된 하부구멍(41)의 지름과 동일한 직경이거나 또는 이것보다 약간 크게 설정되어 있다. 이에 따라 탭핑나사(1)는, 축부(2)의 선단을 하부구멍(41)에 삽입하고, 안내 나사산(11) 및 통상의 나사산(10)에 의하여 워크(40)에 너트를 성형하면서 나사체결을 하도록 구성되어 있다. 또한, 워크(40)는, 그 일례로서 수지, 알루미늄 합금 등의 연질재료로 이루어진다.

또한 도1에 나타나 있는 바와 같이 상기 통상의 나사산(10)에는 그 정상부를 절단하여 대피홈(20)이 성형되어 있고, 축선과 동일방향으로 연장되는 직선(L1)을 따라 배치되어 있다. 이 대피홈(20)은, 도3에 나타나 있는 바와 같이 통상의 나사산(10)의 원주방향으로 동일한 간격을 두고 배치되어 있다. 또한 이 대피홈(20)의 깊이는, 상기 통상의 나사산(10)의 높이의 3분의 2정도로 설정되어 있다. 이 대피홈(20)에 너트 성형시에 압출된 워크(40)의 여분의 살이 파고 들어감으로써 풀림방지효과가 얻어진다.

또, 도1에 나타나 있는 바와 같이, 상기 대피홈(20)은 상기 통상의 나사산(10)의 나선상의 접선과 직교하는 방향으로 연장되는 직선(L2)을 따라 배치하더라도 좋다. 이에 따라 탭핑나사(1)의 인발저항이 향상되어, 워크(40)에 나사체결이 이루어진 탭핑나사(1)는 빠지기 어려워진다.

도4에 나타나 있는 바와 같이 상기 통상의 나사산(10)은, 진행측 플랭크각(α)이 압력측 플랭크각(β)보다도 크게 설정된 비대칭 형상이다. 이 형상에 의하여 탭핑나사(1)가 느슨해지지 않도록 구성되어 있다.

도2 및 도4에 나타나 있는 바와 같이, 상기 대피홈(20)의 저면(21)에는, 상기 통상의 나사산(10)의 압력측 플랭크면(11)에 연속하여 접속하는 단부를 따라 결합 돌출부(30)가 성형되어 있다. 이 결합 돌출부(30)는, 대피홈(20)의 저면(21)로부터 돌출하여 단면이 산 모양을 이루고 있고, 그 높이는 대피홈(20)의 깊이에 대하여 높더라도 5분의 1정도로 설정되어 있다. 너트 성형시에 압출된 워크(40)의 여분의 살은, 스프링백의 발생에 의하여 대피홈(20)의 저면(21)까지 깊숙하게 삽입되므로, 당해 여분의 살을 상기 결합 돌출부(30)가 파고 들어가므로, 더 높은 풀림방지효과를 얻을 수 있다.

여기에서 너트 성형시에 압출되는 워크(40)의 여분의 살은, 압력측 플랭크면(11) 및 진행측 플랭크면(12)이 위치하는 방향 중에서, 플랭크각(α, β)이 작게 설정된 방향으로 많이 유입되어 들어간다. 따라서 상기 결합 돌출부(30)을 성형하는 장소는, 진행측 플랭크각(α) 및 압력측 플랭크각(β)의 설정에 따라 결정한다. 제1실시형태의 탭핑나사(1)과 같이, 압력측 플랭크각(β)이 진행측 플랭크각(α)보다도 작게 설정되어 있는 경우(β<α)에, 결합 돌출부(30)는 압력측 플랭크면(11)에 연속하여 접속하는 저면(21)의 단부를 따라 성형되어 있다. 체결완료시에는 압력측 플랭크면(11)이 너트를 강하게 가압하고, 이에 따라 너트에는 스프링백이 발생하기 때문에, 당해 너트를 결합 돌출부(30)가 파고 들어가서 높은 풀림방지효과를 얻을 수 있다.

또한 도5 및 도6은, 제2실시형태의 탭핑나사(1a)를 나타내는 것이다.

이 탭핑나사(1a)는, 압력측 플랭크각(β)이 진행측 플랭크각(α)보다도 크게 설정되어 있다(β>α). 따라서 결합 돌출부(30a)는, 진행측 플랭크면(12)에 연속하여 접속하는 저면(21)의 단부를 따라 성형된다.

또한 도7 및 도8은, 제3실시예의 탭핑나사(1b)를 나타내는 것이다. 이 탭핑나사(1b)는, 압력측 플랭크각(β) 및 진행측 플랭크각(α)이 동일하게 설정되어 있다(β=α). 따라서 결합 돌출부(30b, 3lb)는, 압력측 플랭크면(11) 및 진행측 플랭크면(12)에 연속하여 접속하는 저면(21)의 양단부를 따라 성형된다.

또, 도9 및 도10은, 제4실시예의 탭핑나사(1c)를 나타내는 것으로서, 압력측 플랭크면(11)에 연속하여 접속하는 저면(21)의 단부의 일부가 돌출하여 결합 돌출부(30c)가 성형되어 있다. 이렇게 구성하여도, 결합 돌출부(30c)가, 대피홈(20)을 파고 들어간 워크(40)의 여분의 살을 파고 들어가서 풀림방지효과가 얻어진다.

한편, 도3에 나타나 있는 바와 같이 상기 대피홈(20)의 저면(21)은 곡면이며, 그 저면(21)의 양단에는, 탭핑나사(1)의 체결방향(화살표(Y1)방향)에 대하여 전방에 위치하는 전방측 벽(22)과, 후방에 위치하는 후방측 벽(23)이 세워서 형성되어 대피홈(20)을 형성하고 있다. 도3에 있어서는, 전방측 벽(22) 및 저면(21)이 접촉하는 점을 접점(P)라고 하고, 후방측 벽(23) 및 저면(21)이 접촉하는 점을 접점(Q)이라고 한다. 또한 저면(21)상의 접점(P, Q)에 있어서의 각 접선이 교차하는 점을 교점(O)이라고 한다.

여기에서, 상기 전방측 벽(22)은, 직선(ＯＰ)과 이루는 각(θ1)이 90도 또는 도면에는 나타내지 않았지만 예각으로 설정되어 있다. 한편 상기 후방측 벽(23)은, 직선(ＯＱ)과 이루는 각(θ2)이 둔각으로 설정되어 있다. 이에 따라 탭핑나사(1)를 푸는 방향(화살표(Y2)방향)으로 회전할 때에, 전방측 벽(22)은 상기 대피홈(20)을 파고 들어간 워크(40)의 여분의 살에 걸리므로 풀림방지효과가 얻어진다. 한편 탭핑나사(1)를 체결하는 방향(화살표(Y1)방향)으로 회전하여 너트를 성형하면서 나사체결을 할 때에, 후방측 벽(23)은 워크의 여분의 살에 걸리지 않으므로, 원활한 나사체결이 가능하게 된다.

또한 도11은, 제5실시예의 탭핑나사(1d)를 나타내는 것으로서, 축부(3e)의 횡단면 형상은, 곡률이 서로 다른 원호부(25d, 26d)를 교대로 접속하여 이루어진다. 이에 따라 원호부(25d)와 원호부(26d)의 접속부분에, 너트 성형시에 압출된 워크(40)의 여분의 살이 파고 들어가므로 풀림방지효과가 얻어진다.

1, 1a, lb, 1c, 1d 탭핑나사
2 두부
3, 3e 축부
9 안내 나사산
10 통상의 나사산
11 압력측 플랭크면
12 진행측 플랭크면
20 대피홈
21 저면
22 전방측 벽
23 후방측 벽
25d, 26d 원호부
30, 30a, 30b, 3lb, 30c 결합 돌출부
40 워크
41 하부구멍

Claims (3)

1. 축부와, 그 원주면에 성형되는 통상의 나사산을 구비하는 탭핑나사에 있어서,
   상기 통상의 나사산의 정상부를 절단하여 대피홈이 성형되고 또한 이 대피홈의 저면에는 상기 통상의 나사산의 플랭크면과 연속하여 접속하는 단부의 일부 혹은 전부를 따라 결합 돌출부가 성형되고, 상기 결합 돌출부의 높이는 상기 대피홈의 깊이에 대하여 5분의 1이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탭핑나사.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 통상의 나사산은 비대칭 형상을 이루고, 플랭크각이 작게 설정된 플랭크면과 연속하여 접속하는 상기 대피홈의 저면의 단부에 상기 결합 돌출부가 성형되는 것을 특징으로 하는 탭핑나사.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 축부의 횡단면 형상은, 곡률이 서로 다른 복수의 원호부를 접속하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탭핑나사.

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