KR102107783B1

KR102107783B1 - 3단 구성을 갖는 나사

Info

Publication number: KR102107783B1
Application number: KR1020190155618A
Authority: KR
Inventors: 김진영
Original assignee: 주식회사 명보테크
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2020-05-07

Abstract

본 발명은 나사에 있어서, 머리부(10)와, 나사체결시 결합물(40)을 관통하여 체결력이 유지될 수 있도록 하는 2단 구성의 나사산이 형성된 몸체(20)와, 몸체(20)의 선단에 형성되어 나사산이 형성되지 않고 뽀족하게 이루어져 나사 체결시 나사가 적은 힘으로도 결합물(40)을 용이하게 관통할 수 있도록 몸체(20)의 가이드역할을 하는 선단부(30)로 구성되어 나사를 체결함에 있어 선단부(30)에는 나사산이 형성되지 않아 뽀족하게 형성되어 나사 체결 초기에 철판과 같은 결합물(40)을 용이하게 관통될 수 있는 효과가 있으며, 선단부(30)에 의해 가이드되는 제1나사산(22)은 상대적으로 작게 형성하여 체결이 용이하도록 하면서 실제 강한 체결력이 유지되는 제2나사산(24)을 제1나사산(22) 보다 크게 형성함으로써 체결이 용이하면서도 우수한 체결력을 갖는 효과가 있다.

Description

3단 구성을 갖는 나사{SCREW WITH THREE STEP CONFIGURATION}

본 발명은 적은 힘으로도 용이하게 체결하면서도 결합물을 고정하는 체결력을 유지할 수 있는 나사에 관한 것이다.

일반적으로 나사는 목재나 합성수지, 판재, 또는 얇은 철판 등의 피고정체를 고정체에 고정시키기 위한 접합철물로서 일반 못에 비하여 체결력이 강하기 때문에 많이 사용되고 있다.

즉, 나사에는 나선부가 형성되고, 나사몸체의 상부에는 머리부가 형성되고, 하단에는 뾰족한 끝단부가 형성되어 나사를 체결하게 되면 고정체에 미리 구멍을 형성하지 않더라도 끝단부와 나선부에 의해 나사몸체가 대상물에 파고 들어가 체결되는 것으로 주로 연강이나 스테인리스강, 알루미늄 등에 의해 제작되고 있다.

종래의 나사들은 철판 등에 체결되는 경우 초기에 강한 힘이 필요하게 되며, 선단의 뽀족한 부분이 체결된 후 나사산이 이어서 체결되는 경우 나사산의 전부가 동일한 크기로 형성됨에 따라 실제 체결력이 유지되지 않는 전방의 나사산 역시 체결저항이 발생됨에 따라 보다 강한 힘으로 체결이 이루어져야 하는 문제가 있는 것이다.

공개실용신안 제20-2011-0006908호, '목공용 나사못'

따라서 본 발명의 목적은 나사를 체결함에 있어 보다 적은 힘으로도 용이하게 나사를 체결할 수 있도록 하는 나사를 제공하는데에 있다.

상기의 목적에 따른 본 발명은 나사에 있어서, 머리부(10)와, 나사체결시 결합물(40)을 관통하여 체결력이 유지될 수 있도록 하는 2단 구성의 나사산이 형성된 몸체(20)와, 몸체(20)의 선단에 형성되어 나사산이 형성되지 않고 뽀족하게 이루어져 나사 체결시 나사가 적은 힘으로도 결합물(40)을 용이하게 관통할 수 있도록 몸체(20)의 가이드역할을 하는 선단부(30)로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체(20)는 2단으로 구성된 나사산 중에서 선단부(30)의 후단에 형성되어 나사체결시 먼저 선단부(30)에 의한 가이드에 의해 결합물(40)을 관통하면서 나사산이 형성된 몸체(20)가 용이하게 결합물(40)을 관통하여 체결될 수 있도록 하는 제1나사산(22)과, 제1나사산(22)보다 상대적으로 크게 형성되어 나사의 체결시 실제 강한 체결력이 발생하여 결합물(40)을 고정시키기 위한 제2나사산(24)으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 머리부(10)의 하부에는 나사 체결시 회전하는 나사의 제2나사산(24)에 의해 발생하는 결합물(40)의 버를 제거하기 위해 돌출형성된 다수의 절삭팁(12)이 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 나사를 체결함에 있어 선단부에는 나사산이 형성되지 않아 뽀족하게 형성되어 나사 체결 초기에 철판과 같은 접합물을 용이하게 관통될 수 있는 효과가 있으며, 선단부에 의해 가이드되는 제1나사산은 상대적으로 작게 형성하여 체결이 용이하도록 하면서 실제 강한 체결력이 유지되는 제2나사산을 제1나사산보다 크게 형성함으로써 체결이 용이하면서도 우수한 체결력을 갖는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3단 구성을 갖는 나사의 전체구성을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 저면도,
도 3은 도 1의 정면도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 나사를 이용하여 체결되는 형태를 도시한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명은 본 발명의 실시 예에 따른 나사를 도시한 도면이다.

본 발명의 나사는 머리부(10)와, 나사체결시 결합물(40)을 관통하여 체결력이 유지될 수 있도록 하는 2단 구성의 나사산이 형성된 몸체(20)와, 몸체(20)의 선단에 형성되어 나사산이 형성되지 않고 뽀족하게 이루어져 나사 체결시 나사가 적은 힘으로도 결합물(40)을 용이하게 관통할 수 있도록 몸체(20)의 가이드역할을 하는 선단부(30)로 구성된다.

상기 머리부(10)는 통상적으로 나사를 체결하기 위한 것으로, 그 모양을 한정하는 것은 아니며 다양한 형태의 머리부(10) 형상이 본 발명의 나사에 적용될 수 있다.

본 발명에서는 나사의 체결시 실제 체결력이 발생하여 결합물(40)이 고정되도록 하는 몸체(20)가 형성되되, 체결력 유지를 위한 나사산이 형성되는 몸체(20)가 2단의 나사산으로 구성된다.

상기 나사의 몸체(20)에는 2단으로 구성된 나사산 중에서 선단부(30)의 후단에 형성되어 나사체결시 먼저 선단부(30)에 의한 가이드에 의해 결합물(40)을 관통하면서 나사산이 형성된 몸체(20)가 용이하게 결합물(40)을 관통하여 체결될 수 있도록 하는 제1나사산(22)과,

제1나사산(22)보다 상대적으로 크게 형성되어 나사의 체결시 실제 강한 체결력이 발생하여 결합물(40)을 고정시키기 위한 제2나사산(24)으로 구성된다.

본 발명의 나사의 선단부(30)는 나사산이 형성되어 있지 않아 나사 체결시 결합물(40)을 용이하게 관통할 수 있게 되며, 선단부(30)가 결합물(40)을 1차로 관통한 후 몸체(20)가 관통되어 체결되도록 하며, 이때 선단부(30), 제1나사산(22), 제2나사산(24)이 차례대로 관통되는 과정에서 전방의 선단부(30)에서 후방의 제2나사산(24)의 직경이 점차적으로 크게 형성되도록 함으로써 나사 체결시 보다 적은 힘으로도 체결이 이루어질 수 있게 된다.

일반적으로 나사의 체결력은 나사산에 의해 유지되며, 특허 결합물(40)을 완전히 관통한 선단부(30)와, 선단부(30)와 일부 연결된 나사산의 전방은 체결력을 유지하는데에 큰 영향을 미치지 못하게 된다.

즉, 나사의 체결력은 나사산이 결합물(40)을 관통된 상태에서 완전히 통과되지 않고 내측에 유지된 상태에서 발생하게 되며, 결합물(40)을 완전히 통과해버린 선단부(30) 및 일부 통과한 나사산의 전방은 체결력의 유지에 큰 작용을 하지 못하게 된다.

본 발명에서는 체결력에 큰 영향을 미치지 못하는 나사의 선단부(30)에는 나사산이 형성되어 있지 않도록 하여 결합물(40)을 쉽게 관통하도록 뽀족하게 형성하여 몸체(20)가 결합물(40)에 용이하게 체결될 수 있도록 가이드 역할만을 하도록 하며, 선단부(30)의 후단에 형성되는 제1나사산(22)은 몸체(20)의 대부분을 구성하는 제2나사산(24)보다 작게 형성하여 제2나사산(24)이 결합물(40)을 관통할 수 있는 가이드 역할을 하게 된다.

이는 앞서 설명하였듯이 나사 체결시 주로 체결력이 발생하는 부분은 도 4에 도시한 바와 같이 결합물(40) 내에 관통되어 위치하는 제2나사산(24)이 큰 작용을 하는 것이며, 제1나사산(22)은 제2나사산(24)의 관통을 가이드하는 역할을 하면서 보조적으로 체결력을 유지되도록 하는 것이다.

따라서, 제1나사산(22)은 선단부(30)에 의해 결합물(40)의 관통이 가이드되고, 제2나사산(24)은 제1나사산(22)에 의해 관통이 가이드되는 것이며, 나사의 선단부(30)와 제1나사산(22), 제2나사산(24)으로 구성되는 몸체(20)가 순차적으로 결합물(40)에 관통되도록 함으로써 보다 적은 힘으로도 나사가 체결될 수 있다.

본 발명의 나사는 머리부(10), 몸체(20), 선단부(30)로 구성되며, 나사 전체 길이 대비 머리부(10)는 15~20%, 몸체(20)는 65~75%, 선단부(30)는 10~15%로 형성될 수 있다.

또한, 몸체(20)를 구성하는 제1,제2나사산(22)(24)으로 구성하는 경우에는 머리부(10)는 15~20%, 제1나사산(22)은 50~60%, 제2나사산(24)은 14~18%, 선단부(30)는 10~15%의 길이로 형성될 수 있다.

상기 제1나사산(22)의 길이가 나사 전체의 길이대비 상기의 범위에 미치지 못하면 실제 체결력이 발생하는 제1나사산(22)의 길이가 짧아져 체결된 나사의 체결력이 떨어지게 되고, 상한치를 벗어나면 체결력은 우수할 수 있으나 본 발명에서와 같이 체결이 용이하도록 하는 선단부(30)와 제2나사산(24)의 길이가 짧아져 체력이 용이하지 못하게 된다.

제2나사산(24)의 길이가 나사 전체 길이대비 상기의 범위에 미치지 못하면 몸체(20)를 구성하는 제1나사산(22)의 길이가 길어져 체결력은 높아질 수 있으나 제2나사산(24)에 의해 제1나사산(22)의 관통 가이드역할이 약해져 나사의 체결시 많은 힘이 들게 되며, 상한치를 벗어나면 상대적으로 제1나사산(22)의 길이가 짧아져 나사의 체결력이 떨어지게 된다.

선단부(30)의 길이가 나사 전체길이 대비 상기의 범위에 미치지 못하면 나사체결시 초반 선단부(30)에 의한 결합물(40)의 관통에 의한 몸체(20)의 가이드 역할 기능이 떨어져 나사를 체결하는데 많은 힘이 들게 되며, 상한치를 벗어나면 나사 체결시 초반에 결합물(40)을 관통하는 힘은 적게 들어 용이하게 체결은 가능할 수 있으나 상대적으로 몸체(20)의 길이가 짧아져 나사체결시 결합물(40)을 고정시키는 체결력은 떨어지게 되는 것이다.

몸체(20)를 형성하는 제1,제2나사산(22)(24)은 머리부(10)의 전체 직경대비 제1나사산(22)은 10~15%, 제2나사산(24)은 40~45%로 형성될 수 있으며, 이때 제1,제2나사산(22)(24)은 나사의 중심부와 돌출된 나사산 전체의 직경일 수 있다.

상기 제1나사산(22)이 머리부(10)의 전체 직경대비 비율이 하한치에 미치지 못하면 선단부(30)를 포함하는 나사의 끝부분이 뽀족하여 나사는 쉽게 박힐 수 있으나 선단부(30)를 포함하는 나사의 끝부분이 머리부(10) 대비 너무 얇아 체결시 부러질 우려가 있으며, 상한치를 넘어 직경이 커지면 본 발명에서와 같은 몸체(20)를 2단의 나사산으로 구성하여 체결이 용이하도록 하면서도 체결력이 유지될 수 있도록 하는 효과가 없어지게 된다.

상기 제2나사산(24)이 머리부(10)의 전체 직경대비 비율의 하한치에 미치지 못하면 이 역시 머리부(10)의 직경에 비해 몸체(20)를 형성하는 나사산이 너무 얇아져 체결하면서 나사가 부러질 수 있고, 상한치를 벗어나면 상대적으로 직경이 작은 제1나사산(22)이 체결된 후 제2나사산(24)에 걸림과 같은 저항이 발생하게 되어 나사체결이 용이하지 못하는 문제가 발생하게 된다.

또한, 나사의 체결이 용이하면서도 체결 후 결합물(40)을 고정시키기 위한 체결력을 유지하기 위해 제1,제2나사산(22)(24)의 직경도 점차적으로 커지게 된다.

본 발명에서는 제1나사산(22)은 제2나사산(24)의 직경대비 80~90%의 비율로 작게 형성되며, 제1나사산(22)의 직경이 제2나사산(24)에 비해 너무 작아지면 나사의 내구성이 떨어져 체결시 나사의 끝단이 부러질 수 있으며, 너무 굵어지면 본 발명에서와 같이 몸체(20)를 제1,제2나사산(22)(24)의 2단구성으로 형성하여 갖게 되는 체결용이성과 체결견고성의 효과를 함께 갖기가 어려워진다.

이상에서 설명한 바와 같이 나사의 머리부(10), 몸체(20), 선단부(30)의 길이비율과 머리부(10), 제1,제2나사산(22)(24) 직경의 비율 및 제1나사산(22)와 제2나사산(24)의 직경비율은 나사 체결을 용이하도록 하면서도 나사체결시 결합물(40)을 견고하게 고정시킬 수 있는 체결력을 유지하도록 하기 위한 수치인 것이다.

본 발명에서는 머리부(10)의 하부에 나사 체결시 회전하는 몸체(20)의 제2나사산(24)에 의해 발생하는 결합물(40)의 버를 제거하기 위해 돌출형성된 다수의 절삭팁(12)이 형성된다.

도 2에서와 같이 머리부(10)의 하부에는 외측으로 돌출형성된 다수의 절삭팁(12)이 형성되며, 나사 체결시 몸체(20)가 회전하면서 발생하는 결합물(40)의 버(Burr)를 절삭팁(12)에 의해 매끈하게 제거함으로써 나사체결이 깔끔하게 이루어지는 것이다.

상기 절삭팁(12)은 나사가 회전하는 방향으로는 수직의 벽을 형성하고 나사가 풀리는 반대편으로는 완만한 경사면이 이루어지게 형성되며, 나사 체결시에는 절삭팁(12)의 수직벽에 의해 결합물(40)의 버가 깎이면서 제거되도록 하는 것이고 나사를 푸는 경우에는 경사면을 타고 나사의 머리부(10)가 회전하게 됨에 따라 결합물(40)에 걸림이 발생되지 않고 용이하게 풀릴 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(10)-- 머리부
(12)-- 절삭팁
(20)-- 몸체
(22)-- 제1나사산
(24)-- 제2나사산
(30)-- 선단부
(40)-- 결합물

Claims

나사에 있어서,
머리부(10)와,
나사체결시 결합물(40)을 관통하여 체결력이 유지될 수 있도록 하는 2단 구성의 나사산이 형성된 몸체(20)와,
몸체(20)의 선단에 형성되어 나사산이 형성되지 않고 뽀족하게 이루어져 나사 체결시 나사가 적은 힘으로도 결합물(40)을 용이하게 관통할 수 있도록 몸체(20)의 가이드역할을 하는 선단부(30)로 구성되며,
상기 몸체(20)는 2단으로 구성된 나사산 중에서 선단부(30)의 후단에 형성되어 나사체결시 먼저 선단부(30)에 의한 가이드에 의해 결합물(40)을 관통하면서 나사산이 형성된 몸체(20)가 용이하게 결합물(40)을 관통하여 체결될 수 있도록 하는 제1나사산(22)과, 제1나사산(22)보다 상대적으로 크게 형성되어 나사의 체결시 실제 강한 체결력이 발생하여 결합물(40)을 고정시키기 위한 제2나사산(24)으로 구성되고,
상기 머리부(10)의 하부에는 나사 체결시 회전하는 나사의 제2나사산(24)에 의해 발생하는 결합물(40)의 버를 제거하기 위해 돌출형성된 다수의 절삭팁(12)이 형성되되, 상기 절삭팁(12)는 나사가 회전하는 방향으로는 수직의 벽을 형성하고 나사가 풀이는 반대편으로는 완만한 경사면이 이루어지게 형성되며,
나사 전체 길이 대비 머리부(10)는 15~20%, 제1나사산(22)은 50~60%, 제2나사산(24)은 14~18%, 선단부(30)는 10~15%의 길이로 형성되고, 몸체(20)를 형성하는 제1,제2나사산(22)(24)은 머리부(10)의 전체 직경대비 제1나사산(22)은 10~15%, 제2나사산(24)은 40~45%로 형성됨을 특징으로 하는 3단 구성을 갖는 나사.
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