KR102150464B1 - 클린칭 너트 - Google Patents

Abstract

클린칭 너트는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 갖고 상기 제1 및 제2 면을 관통하는 관통부가 형성된 너트 몸체, 상기 제1 면에 형성되며 상기 관통부의 주변으로부터 파이프 형상으로 돌출된 파일롯부 및 상기 파일롯부의 상단으로부터 반경 반향으로 확장되며 테두리에 모따기부가 형성된 플랜지부를 포함하는 풀 아웃 방지부 및 상기 파일롯부의 각 측면과 대응하여 상기 제1 면에 단속적으로 오목하게 형성된 회전 방지부를 포함한다.

Description

클린칭 너트{CLINCHING NUT}

본 발명은 클린칭 너트에 관한 것으로, 특히 알루미늄과 같은 연질소재로 제작된 연질판에 결합될 때 강성 저하 발생 없이 회전 저항 및 풀 아웃 저항을 극대화시킨 클린칭 너트에 관한 것이다.

일반적으로 클린칭 너트는 암나사를 형성하기 어려운 얇은 두께를 갖는 판재에 결합될 수 있는 결합 부재이다.

클린칭 너트는 특히 회전 모멘트가 인가되어도 판재로부터 쉽게 분리되지 않고 판재에 대하여 쉽게 뽑히지 않는 구조를 갖는다.

이와 같이 판재에 대하여 회전되지 않도록 하는 회전 저항 및 판재로부터 뽑히지 않도록 하는 풀 아웃 저항을 극대화하기 위하여 일반적으로 클린칭 너트는 너트 몸체로부터 원통 형상으로 돌출된 파일롯부, 파일롯부의 단부로부터 바깥쪽으로 형성된 플랜지부, 몸체의 상면에 형성된 돌기 또는 홈이 형성된다.

클린청 너트와 결합되는 판재에는 클린칭 너트의 파일롯부에 삽입되는 홀이 형성되거나 파일롯부에 의하여 판재가 절단되어 홀이 형성된 후 홀을 통해 클린칭 너트가 결합된다.

한편 클린칭 너트가 판재에 형성된 홀에 삽입된 후 파일롯부 주변의 판재에는 강한 힘이 가해져 판재가 변형되면서 판재와 클린칭 너트는 견고하게 결합 된다.

그러나 이와 같은 종래 클린칭 너트는 나사산을 형성하기 어려운 비교적 얇으면서 강성이 높은 판재에 클린칭 너트를 결합하기에는 용이하나 비교적 얇은 두께를 가지면서 강성이 낮은 알루미늄과 같은 경량 금속 소재에 결합하기는 어려운 문제점을 갖는다.

특히 두께가 얇으면서 강성이 낮은 알루미늄과 같은 경량 금속 소재에 클린칭 너트를 두께갸 얇으면서 강성이 높은 금속 판과 유사하게 결합할 경우 판재 중 변형이 발생되는 부분의 강도가 매우 낮아져 경량 금속 소재의 파손 및 클린칭 너트가 경량 금속 소재로부터 분리될 수 있다.

유럽특허 EP1725355B1, METHOD FOR THE PRODUCTION OF HOLLOW ELEMENTS, HOLLOW ELEMENT AND PROGRESSIVE COMPOSITE TOOL (2013.09.25)

본 발명은 두께가 얇고 강도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 경량 금속 소재에 결합 될 때 구조적인 문제에 의하여 경량 금속 소재의 강성 저하를 방지한 클린칭 너트를 제공한다.

일실시예로서, 클린칭 너트는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 갖고 상기 제1 및 제2 면을 관통하는 관통부가 형성된 너트 몸체, 상기 제1 면에 형성되며 상기 관통부의 주변으로부터 파이프 형상으로 돌출된 파일롯부 및 상기 파일롯부의 상단으로부터 반경 반향으로 확장되며 테두리에 모따기부가 형성된 플랜지부를 포함하는 풀 아웃 방지부 및 상기 파일롯부의 각 측면과 대응하여 상기 제1 면에 단속적으로 오목하게 형성된 회전 방지부를 포함한다.

클린칭 너트의 상기 파일롯부는 4개의 측면들을 갖는 사각 파이프 형상으로 형성되며, 상기 회전 방지부는, 평면상에서 보았을 때, 일측변이 상기 파일롯부의 상기 측면에 접하는 삼각형 형상으로 형성되고, 상기 회전 방지부에 의하여 형성된 내측면들 중 상기 파일롯부의 측면과 인접하지 않은 내측면에는 경사면이 형성된다.

클린칭 너트의 상기 파일롯부는 4개의 측면들을 갖는 사각 파이프 형상으로 형성되며, 상기 회전 방지부는, 평면상에서 보았을 때, 일측변이 상기 파일롯부의 상기 측면에 접하는 아랫변 및 상기 아랫변과 나란하게 형성되며 상기 아랫변보다 짧은 길이로 형성된 윗변을 갖는 사다리꼴 형상으로 형성되며, 상기 회전 방지부에 의하여 형성된 내측면들 중 상기 파일롯부의 측면과 인접하지 않은 내측면은 경사진 경사면이 형성된다.

클린칭 너트의 상기 회전 방지부에 대응하는 상기 파일롯부의 외측면 하단에는 상기 플랜지부와 함께 풀 아웃 저항을 증가시키는 오목한 풀 아웃 방지홈이 형성된다.

클린칭 너트의 상기 회전 방지부에 의하여 형성된 바닥면 및 상기 플랜지부의 하면 사이의 거리는 상기 너트 몸체에 결합되는 소재의 두께의 2배로 형성된다.

본 발명에 따른 클린칭 너트는 두께가 얇고 강도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 경량 금속 소재에 결합 될 때 구조적인 문제에 의하여 경량 금속 소재의 강성이 저하되는 것을 방지하여 내구성 및 외력에 의한 저항력을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 클린칭 너트의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 4의 'A' 부분 확대도이다.
도 6은 도 1에 결합되는 경량 금속 소재의 평면도이다.
도 7은 도 6의 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 클린칭 너트를 경량 금속판에 결합하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클린칭 너트의 평면도이다.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 클린칭 너트의 외관 사시도이다. 도 2는 도 1의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 클린칭 너트(500)는 너트 몸체(100), 풀 아웃 방지부(200) 및 회전 방지부(300)를 포함한다.

너트 몸체(100)는, 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 경량 소재 또는 경량 합금 소재에 비하여 높은 강도를 갖고 단조 등에 의하여 원하는 형상으로 가공이 우수한 다양한 금속 소재로 제작될 수 있다.

너트 몸체(100)은, 예를 들어, 원기둥 형상으로 제작될 수 있다. 비록 본 발명의 일실시예에서는 너트 몸체(100)가 원기둥 형상으로 제작되는 것이 도시 및 설명되고 있지만 이와 다르게 너트 몸체(100)는 육면체 블럭 형상, 타원 기둥 형상 등 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

원기둥 형상을 갖는 너트 몸체(100)는 제1 면(110), 제1 면(110)과 대향 하는 제2 면(120) 및 제1 및 제2 면(110,120)을 연결하는 측면(130)을 포함한다.

너트 몸체(110)에는 제1 면(110)의 중심부 및 제2 면(120)의 중심부를 관통하는 관통부(140)가 형성되며, 관통부(140)에 의하여 형성된 너트 몸체(110)의 내측면에는 암사나부(145)가 형성될 수 있다.

풀 아웃 방지부(200)는, 예를 들어, 제1 면(110)으로부터 돌출 또는 제1 면(110)으로부터 제1면(110)의 상부로 연장될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 풀 아웃 방지부(200)는 파일롯부(210) 및 플랜지부(220)를 포함한다.

파일롯부(210)는 제1 면(110)의 관통부(140)의 주변으로부터 파이프 형상으로 돌출된다. 본 발명의 일실시예에서, 파일롯부(210)는, 예를 들어, 4개의 측면(215)들을 갖는 사각 파이프 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 비록 파일롯부(210)가 4 개의 측면(215)들을 갖는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 파일롯부(210)들은 3개의 측면(215) 또는 5개 이상의 측면(215)들을 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 파일롯부(210)의 바깥쪽면에는 4개의 측면(215)들이 형성되지만 파일롯부(210)의 내측면에는 1개의 곡면이 형성되며, 곡면에는 관통부(140)에 의하여 형성된 내측면에 형성된 암나사부(145)와 동일한 암나사부가 형성된다.

플랜지부(220)는 파일롯부(210)의 상단에 형성되며, 플랜지부(220)는 파일롯부(210)의 축 방향에 대하여 수직한 반경 방향으로 연장되며, 플랜지부(220)는 경량 금속 소재가 결합된 후 뽑혀 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.

플랜지부(220)로 경량 금속 소재가 쉽게 결합 되지만 플랜지부(220)로부터 경량 금속 소재가 쉽게 이탈되지는 못하도록 플랜지부(220)의 하면은 제1 면(110)과 평행한 평탄면으로 형성되고 플랜지부(220)의 상면은 경사면 또는 곡면으로 모따기부(225)가 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 4개의 측면(215)들을 갖는 풀 아웃 방지부(200)는 외부에서 인가된 회전 모멘트에 저항하는 역할도 함께 할 수 있다.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 회전 방지부(300)는 외부에서 인가되어 너트 몸체(100)를 회전시키려는 회전 모멘트에 저항하여 클린칭 너트(500) 또는 클린청 너트(500)에 결합 된 판재가 상대 회전하는 것을 방지한다.

본 발명의 일실시예에서, 회전 방지부(300)는 풀 아웃 방지부(200)의 파일롯부(210)의 형상에 대응하여 형성된다.

예를 들어, 풀 아웃 방지부(200)의 파일롯부(210)의 형상이 사각 파이프 형상으로 4개의 측면(215)들을 가질 경우, 회전 방지부(300)는 제1 면(110) 중 4개의 측면(215)과 대응하는 위치에 단속적으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 회전 방지부(300)는, 평면상에서 보았을 때, 이등변 삼각형 형상으로 형성된 홈 형상을 갖고, 이등변 삼각형 형상을 갖는 회전 방지부(300)의 일측변은 파일롯부(210)의 측면(215)과 접촉되게 형성된다.

도 3은 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 회전 방지부(300)에 의하여 형성된 내측면들 중 파일롯부(210)의 측면(215)들과 접하지 않는 나머지 2개의 내측면에는 경사면(310)들이 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 회전 방지부(300)에 경사면(310)을 형성함으로써 회전 방지부(300)를 보다 쉽게 형성 할 수 있으며, 회전 방지부(300)에 결합 되는 소재의 손상을 방지할 수 있다.

도 4는 도 1의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 4의 'A' 부분 확대도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 평면상에서 보았을 때 이등변 삼각형 형상으로 형성된 회전 방지부(300)는 h의 깊이로 형성되며, 따라서 회전 방지부(300)는 부피 D를 갖는다.

도 5에 도시된 바와 같이 플랜지부(220)의 하면으로부터 회전 방지부(300)의 바닥까지 측정한 깊이는 회전 방지부(300)의 깊이 h의 약 2배(2×h)로 형성되는데, 이는 두께 h를 갖는 경량 금속 소재를 접어 회전 방지부(300)의 내부에 배치할 수 있도록 하기 위함이다.

도 5를 다시 참조하면, 풀 아웃 방지부(200)와 함께 풀 아웃 저항을 향상시키기 위해서 회전 방지부(300)와 대응하는 파일롯부(210)의 하단에는 풀 아웃 방지홈(320)이 형성된다. 풀 아웃 방지홈(320)은 파일롯부(310)의 표면으로부터 오목하게 형성되어 회전 방지부(300)를 확장하는 역할을 한다.

풀 아웃 방지홈(320)에는 경량 금속 소재가 채워지고 풀 아웃 방지홈(320)에 채워진 경량 금속 소재는 클린칭 너트(500)가 경량 금속 소재로부터 뽑히는 것을 추가적으로 방지하는 역할을 한다.

도 6은 도 1에 결합되는 경량 금속 소재의 평면도이고, 도 7은 도 6의 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 경량 금속판(1)은 도 6에 도시된 점선(2)을 따라 절개하여 형성된 이등변 삼각형 형상을 갖는 보강판(3)을 형성한 후 보강판(3)을 경량 금속판(1)의 전면(1a)과 대향하는 후면(1b)으로 절곡한다.

본 발명의 일실시예에서, 경량 금속판(1)은 도 5에 도시된 회전 방지부(300)의 깊이 h와 대응하는 두께로 형성되고, 따라서 경량 금속판(1) 및 보강판(3)의 두께는 회전 방지부(300)의 깊이의 2배(2×h)로 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 보강판(3)의 부피는 회전 방지부(300)의 부피보다는 다소크게 형성되고, 이로 인해 보강판(3)은 회전 방지부(300)에 삽입되면서 형상 변형을 일으키고 보강판(3)은 회전 방지부(300)를 완전히 채운 후 풀 아웃 방지홈(320)을 채우게 된다.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 경량 금속판에 클린칭 너트를 결합하는 과정을 설명하기로 한다.

도 8을 참조하면, 먼저 도 1에 도시된 클린칭 너트(500) 및 도 6에 도시된 경량 금속판(1)을 준비한다.

이후 클린칭 너트(500)의 파일롯부(210)는 경량 금속판(1)의 개구(1c)에 위치한 후 클린칭 너트(500)의 제2 면(120)은 다이(미도시)에 의하여 하방으로 가압되고, 경량 금속판(1)은 다이(미도시)에 의하여 상방으로 가압된다.

이후, 도 9에 도시된 바와 같이 클린칭 너트(500)의 파일롯부(210)는 경량 금속판(1)의 개구(1c)를 관통하고, 경량 금속판(1)의 보강부(3)는 회전 방지부(300)의 내부로 삽입된다.

이때, 회전 방지부(300)의 공간의 부피는 보강부(3)의 부피보다 작기 때문에 보강부(3)는 다이에 의하여 눌리면서 형상 변형을 일으킨 후 회전 방지부(300)의 내부를 채우면서 풀 아웃 방지홈(320)의 내부도 채우게 된다.

이와 같이 경량 금속판(1)을 절단하지 않고 경량 금속판(1)으로부터 부분 절개되어 접힌 보강부(3)를 보강부(3)에 형상과 대응하는 클린칭 너트(500)에 형성된 회전 방지부(300)에 견고하게 결합함으로써 회전 방지부(300) 부분에서는 두께가 두꺼워 강도가 보강된 부분이 배치되어 외부에서 제공된 회전력에 의하여 소재 또는 클린칭 너트가 손상되는 것을 최소화할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 방지부를 도시한 평면도이다. 도 10에 도시된 클린칭 너트는 회전 방지부의 형상을 제외하면 앞서 도 2에 도시된 클린칭 너트와 실질적으로 동일하다. 따라서 동일한 부분에 대한 동일한 설명은 생략하기로 하며, 동일한 부분에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.

도 10을 참조하면, 회전 방지부(330)는, 평면상에서 보았을 때, 일측변이 파일롯부(320)의 측면에 접하는 아랫변 및 아랫변과 나란하게 형성되며 아랫변보다 짧은 길이로 형성된 윗변을 갖는 사다리꼴 형상으로 형성되며, 회전 방지부(330)에 의하여 형성된 내측면들 중 파일롯부(320)의 측면과 인접하지 않은 내측면들은 경사진 경사면(340)이 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 클린칭 너트(500)에 형성된 회전 방지부(330)가 사다리꼴과 유사한 형상으로 형성될 경우, 경량 금속 소재 역시 삼각형 형상이 아닌 사다리꼴 형상으로 절개되어 접힌 형상을 갖는다.

본 발명의 다른 실시예에서는 회전 방지부(330)가 사다리꼴과 유사한 형상으로 형성된 것이 설명되고 있지만, 회전 방지부(330)는 사다리꼴 이외에 반원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 앞서 설명된 본 발명의 일실시예에서는 경량 금속판(1)으로부터 절곡된 보강부(3)의 부피가 회전 방지부(300,330)의 부피보다 다소 크게 형성된 기술이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 보강부(3)의 부피가 회전 방지부(300,330)의 부피를 동일하게 형성할 경우, 회전 방지부(300,330)의 바닥판으로부터 일정 부피를 갖는 적어도 1개의 돌기를 돌출시킴으로 회전 방지부(300,330)의 부피를 감소시키면서 돌기에 의하여 회전 저항 및 풀 아웃 저항을 증가시킬 수 있다.

또한 앞서 설명된 본 발명의 일실시예에서는 회전 방지부(300)에 경사면(310,340)이 형성된 것이 도시 및 설명되고 있지만, 경사면(310,340)에 돌기 또는 홈을 인위적으로 형성하여 경사면(310,340)에서 회전 저항을 추가적으로 발생킬 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 두께가 얇고 강도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 경량 금속 소재에 결합 될 때 구조적인 문제에 의하여 경량 금속 소재의 강성이 저하되는 것을 방지하여 내구성 및 외력에 의한 저항력을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

100...너트 몸체 200...풀 아웃 방지부
300...회전 방지부 500...클린칭 너트

Claims (5)

1. 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 갖고, 상기 제1 및 제2 면을 관통하는 관통부가 형성된 너트 몸체;
   상기 제1 면에 형성되며 상기 관통부의 주변으로부터 파이프 형상으로 돌출된 파일롯부 및 상기 파일롯부의 상단으로부터 반경 반향으로 확장되며 테두리에 모따기부가 형성된 플랜지부를 포함하는 풀 아웃 방지부; 및
   상기 파일롯부의 각 측면과 대응하여 상기 제1 면에 단속적으로 오목하게 형성된 회전 방지부를 포함하며,
   상기 파일롯부는 4개의 측면들 및 4개의 모서리를 갖는 사각 파이프 형상으로 형성되며,
   상기 회전 방지부는, 평면상에서 보았을 때, 일측변이 상기 파일롯부의 상기 측면에 접하는 삼각형 형상을 갖는 홈이며,
   상기 회전 방지부의 홈 면적은 상기 모서리를 향할수록 연속적으로 감소되다 상기 모서리에서는 상기 회전 방지부가 형성되지 않으며, 상기 모서리에서 상기 회전 방지부가 형성되지 않음으로써 상기 회전 방지부는 상기 제1 면에 단속적으로 형성되며,
   상기 회전 방지부의 바닥면에는 회전 저항을 증가시키기 위해 상기 바닥면으로부터 적어도 1개의 돌기가 돌출되고,
   상기 회전 방지부에 의하여 형성된 내측면들 중 상기 파일롯부의 측면과 인접하지 않은 내측면에는 경사면이 형성되며,
   상기 경사면에는 회전 저항을 증가시키기 위해 돌기 및 홈 중 어느 하나가 형성된 클린칭 너트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전 방지부의 상기 바닥면과 만나는 상기 파일롯부의 외측면 하단에는 상기 플랜지부와 함께 풀 아웃 저항을 증가시키는 오목한 풀 아웃 방지홈이 형성된 클린칭 너트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전 방지부에 의하여 형성된 바닥면 및 상기 플랜지부의 하면 사이의 거리는 상기 너트 몸체에 결합되는 소재의 두께의 2배로 형성된 클린칭 너트.

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