KR19980042873A - 구동나사 - Google Patents

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KR19980042873A
KR19980042873A KR1019970063662A KR19970063662A KR19980042873A KR 19980042873 A KR19980042873 A KR 19980042873A KR 1019970063662 A KR1019970063662 A KR 1019970063662A KR 19970063662 A KR19970063662 A KR 19970063662A KR 19980042873 A KR19980042873 A KR 19980042873A
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Abstract

본 발명에 따른 구동나사는 머리부와,몸통부와, 몸통부의 전체길이에 걸쳐 형성된 나사부를 구비하며,구동나사의 외경이 머리부 부근으로부터 최소한 3단계로 감소하는 나사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

구동나사
본 발명은 피구동부재에 대해 구동후 나사가 체결되는 구동나사에 관한 것이다.
일반적으로, 구동나사는 종종 강판에 석고보드를 체결하는데 사용되고 있다. 구동나사는 대직경부(大直徑部) 및 소직경부(小直徑部)를 포함하며, 첫째 구동나사가 구동될 때 소직경부는 강판을 천공하고 대직경부는 석고보드에 위치하며, 이후 대직경부는 강판에 나사결합되어 강판 및 석고보드가 체결된다.
단일석고보드 뿐만아니라 2개이상의 석고보드가 체결되는 경우도 있다. 또,사용될 석고보드는 두께가 작은것일 수도 있고 큰 것일 수도 있다. 2개의 석고보드 또는 두꺼운 석고보드를 체결하는 구동나사는 단일석고보드 또는 얇은 석고보드를 체결하는 구동나사보다는 당연히 길다.
한편, 단일석고보드 또는 2개의 석고보드를 체결할 수도 있고, 한곳에 얇은 석고보드 및 두꺼운 석고보드를 함께 조합하여 체결할 수도 있다. 이 경우 구동나사의 길이와 석고보드의 두께를 맞추기위해 구동나사를 선정하는 까다로운 작업을 행하게되어 작업효율의 저하를 초래한다. 따라서 이와같은 불편을 해소할 수 있는 구동나사가 요구된다.
그러나, 단일석고보드를 위한 종래의 구동나사의 몸체길이가 너무짧아서 2개의 석고보드를 체결할 수 없으며, 그 결과 불완전한 체결이 된다. 한편, 2개의 석고보드를 체결하기위한 구동나가 단일석고보드를 체결하는데 사용될 경우 그 구동나사의 대직경부가 강판까지 관통하여 소정의 체결력을 얻을 수 없게된다. 따라서 종래의 구동나사의 경우 석고보드의 두께 및 개수에 따라서 구동나사의 형태를 변경해야만 한다.
이와 유사한 문제는 석고보드를 강판에 체결하는 경우 뿐만아니라 합판과 같은 판재를 목재에 체결하는 경우에도 발생한다.
또, 본 출원인은 석고보드를 라이트 게이지 채널 강(light guage channel steel)에 고정하기 위한 드릴 나사도 제안하였는데 이 채널 강의 두께는 0.5mm 또는 0.8mm로서 건축용 골조재로 사용된다(일본국 특허출원 제1995-213780호). 이 드릴나사의 목적은 석고보드에 나사작업을 가능하게하여 나사작업의 효율을 개선하는 것으로서, 이때 이용되는 구동형 스크류머신의 동작시간은 단지 회전동작만을 행하는 전기 구동형 스크류머신 보다 빠르다.
즉, 종래의 드릴나사 및 구동형 스크류머신을 이용하여 석고보드에 나사체결작업을 할 때 체결된 선행 드릴나사가 연속적인 드릴나사의 구동작업에 의해 충격을 받아 느슨해지고, 석고보드에 매입되면서 드릴나사의 하중응력이 현저한 수준으로 저하한다. 따라서, 종래의 드릴나사는 구동형 스크류머신을 이용하여 석고보드의 나사작업을 행하지는 않는다.
본 출원인에 제안하였던 드릴나사는 전술한 문제를 해소하였다. 즉, 드릴나사는 트럼펫형 헤드를 가진 대직경의 평행나사부로부터 테이퍼형 나사부를 경유하여 소직경의 평행나사부에 걸쳐 그 직경이 테이퍼형으로 되고, 소직경의 평행나사부의 한곳에 테이퍼형 비트부분이 위치하게된다.
라이트 게이지 채털강에 중첩된 석고보드에 구동형 스크류머신의 구동기를 이용하여 드릴나사를 끼울 때 테이퍼형 비트부분 및 소직경의 평행나사부가 석고보드 및 라이트 게이지 채널강을 관통하게된다. 이후 구동기는 드릴나사를 회전시켜 복잡하게 설계된 소직경평행부의 나사산이 추력을 가지게 하며, 이 추력의 방향은 테이퍼형 나사부가 라이트 게이지 채널강의 구멍에 나사홈을 형성하면서 이 구멍을 크게할때의 방향과 일치한다. 그 결과 평행의 나사부는 라이트 게이지 채널강을 관통하게되어 드릴나사를 강하게 체결한다.
소직경의 평행나사부 및 테이퍼형 비트부의 특징을 갖는 상기 드릴나사는 평행나사부 및 전단의 테이퍼형 나사부가 연속하여 형성된 종래의 드릴나사와 비교할 때 다음과 같은 이점을 갖는다. 즉 상기 드릴나사를 라이트 게이지 채널강에 끼울 때 수반되는 충격으로 강판의 변형 및 진동이 발생할 때 이 변형 및 진동을 줄일 수 있으며, 그 결과 체결력 및 하중응력에서의 감소를 억제한다. 따라서 종래의 드릴나사와 함께 행할 수 없었던 구동형 스크류머신을 이용하는 나사작업을 행할 수 있게되었다.
그러나, 라이트 게이지 채널 강의 측판부로 드릴나사를 끼울 때 바닥부분 보다 형상유지강도가 약한 측판이 어느 경우 드릴나사 또는 석고보드에 의해 가해지는 충격으로 변형되고, 경우에 따라서 채널강으로부터 들뜨게 된다. 이 경우 드릴나사는 채널강에 대해 충분히 깊게 구동되지 않고 소직경의 평행나사부가 강판을 관통하지 않을 수도 있다. 그 결과 드릴나사는 회전동작 중에 추력을 발생시키지 못해 드릴나사가 공회전을 일으키면서 나사결합이 되지 않게된다.
이와같은 경우에도 석고보드 및 채널강을 신뢰성있게 체결하기 위해서는 기술적인 문제를 극복해야한다.
본 발명의 목적은 상기 문제를 해소하기 위해 판부재의 전체두께에 관계없이 석고보드와 같은 판형부재를 항상 충분한 체결력으로 체결할 수 있는 구동나사를 제공하는 것이다.
도 1 - 본 발명의 일실시에 따른 구동나사의 정면도.
도 2(a) 및 도 2(b) - 단일석고보드를 체결하기위해 구동나사가 구동되는 상태 및 석고보드에 나사가 체결된 상태를 각각 나타내는 단면도.
도 3(a) 및 도 3(b) - 2개의 석고보드를 체결하기위해 구동나사가 구동되는 상태 및 석고보드에 나사가 체결된 상태를 각각 나타내는 단면도.
도 4(a) 및 도 4(b) - 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 5(a) 및 도 5(b) - 본 발명의 일실시예에 따른 드릴스크류의 평면도 및 그 정면도를 각각 나타내는 도면.
도 6 - 드릴나사가 구동되는 예와함께 도 5(a) 및 도 5(b)의 드릴나사가 사용되는 방법을 나타내는 단면도.
도 7 - 드릴나사가 구동되는 또다른 예와함께 5 (a) 및 도 5(b)의 드릴나사가 사용되는 방법을 나타내는 단면도.
도 8 - 도 6 또는 도 7의 상태로부터 회전하여 드릴나사가 체결되는 상태를 나타내는 단면도.
이와같은 목적을 달성하기위한 본 발명의 구동나사는 머리부와,몸통부와,
몸통부의 전체길이에 걸쳐 형성된 나사부를 구비하며,구동나사의 외경이 머리부 부근으로부터 최소한 3단계로 감소하는 나사부를 포함한다.
또, 상기 구동나사에 있어서, 단계별로 나사부를 감소시키는 대신 구동나사의 전단이 전체적으로 감소하도록 테이퍼형으로 형성된 나사부를 포함할 수도 있다.
본 발명의 또다른 양태에 따르면 일단에 트럼펫형 머리를 갖는 제1평행나사부와, 제1평행나사부로부터 연속하여 형성되어 테이퍼형상으로된 중간테이퍼형 나사부와, 중간테이퍼형 나사부로부터 연속하여 형성되는 동시에 제1평행나사부의 직경보다 작은 직경을 갖는 소직경평행나사부와, 소직경평행 나사부로부터 연속하여 형성되는 동시에 전방 테이퍼형 나사부가 상기 일단에 대해 타단으로 향하면서 테이퍼진 종단 테이퍼형 나사부를 구비한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구동나사A를 나타내는 도면이다. 이 구동나사 A는 몸통부(1)의 전체길이 대부분에 걸쳐서 형성된 나선형 나사부(2)를 가진다. 나사부(2)를 포함하는 외경은 3단계(즉 상단계, 중간단계, 하단계)에 걸쳐 머리(3)부분에서부터 테이퍼형으로 형성되고, 또, 테이퍼형 부분(4)(5)이 상부나사부(2a)와 중간나사부(2b) 사이에, 그리고 중간나사부(2b)와 하부나사부(2c) 사이에 형성되어 이들 각 나사부를 연속하여 이어지게 한다.
다음에, 상기 구동나사A의 사용방법에 대하여 설명한다. 먼저, 스크류구동머신(도시하지않음)을 이용하여 강판(7)에 단일 석고보드(6)를 나사결합하는 경우에 도 2 (a)에 나타낸 바와같이 제1상(相)구동동작의 결과로서 중간나사부(2b)가 강판(7)을 관통할 때 구동나사A가 정지한다. 이후 구동나사A는 제2상 나사동작으로 회전하여 상부나사부(2a)가 도 2(b)에 나타낸 바와같이 강판(7)에 나사결합된다. 상부나사부(2a)의 외직경이 중간나사부(2b)의 외직경 보다 크므로 상부나사부(2a)는 강판(7)에 강하게 나사결합되어 강한 체결력을 얻을 수 있다. 또, 테이퍼부(4)(5)가 상부나사부(2a)와 중간나사부(2b) 사이에, 그리고 중간나사부(2a)와 하부나사부(2c) 사이에 형성되므로 저항이 감소된다. 따라서 제1상구동작업중에 구동나사가 이들 부재(6)(7)를 관통할 수 있고, 제2상동작중에 이들부재(6)(7)가 원활하게 나사결합된다. 그러므로 석고보드(6) 및 강판(7)에 형성된 관통구멍(8)이 과도하게 커지거나 파괴되지 않는다.
이후 2개의 석고보드(6a)(6b)를 중첩하여 강판(7)에 나사결합하는 경우 도 3(a)에 나타낸 바와같이 구동깊이(외측석고보드(6a)의 표면으로부터 구동나사A의 머리(3) 까지의 거리)는 단일석고보드(6)의 경우와 실질적으로 같다. 따라서, 하부나사부(2c)가 강판(7)을 관통할 때 구동나사A는 정지한다. 이후 구동나사A는 도 3(b)에 나타낸 바와같이 제2상 나사동작에 의해 회전한다. 중간나사부(2b)의 외직경이 하부나사부(2c)의 외직경보다 크므로 중간나사부(2b)가 강판(7)에 강력하게 나사결합되며, 결과적으로 강력한 체결력이 마찬가지로 얻어진다.
전술한 바와같이, 구동나사A는 3개의 다른 외경을 가지므로 한 개의 구동나사A 만으로도 다른 두께의 석고보드(6)(6a)(6b)에 대응하여 항상 충분한 체결력을 제공할 수 있다. 따라서, 구동나사A가 사용될 때 단일석고보드 또는 2개의 석고보드를 단일 구축장소에 나사결합하는데 있어 그 구동나사A의 타입을 교체해야하는 번거로운 작업을 할 필요가 없으므로 작업효율이 개선될 수 있다.
단계별로 형성된 외직경의 개수가 3개로 제한되는 것은 아니다. 즉, 1개 또는 2개이상의 석고보드가 이와같은 구동나사A에 의해 체결된다면 구동나사A의 여러 가지 외직경을 갖는 부분이 석고보드 자체 내에 위치하게 되므로 석고보드가 더욱 강력하게 유지된다.
또, 나사부가 단계별로 감소하는 대신 나사부의 전단부가 전체적으로 점차 얇아지는 형태의 테이퍼형을 취할 수도 있다. 이 경우에도 강판(7)이 구동된 후 구동나사A가 더욱 회전할 때 도 4(a) 및 도 4(b)에 나타낸 바와같이 구멍이 커지므로 나사작업이 완료된 후 구동나사A는 타이트하게 강판에 체결된다.
또, 구동나사에 의해 석고보드가 강판에 체결되는 예를 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를들어 강판 대신에 목재가 사용될 수도 있고, 합판 또는 보드를 석고보드 대신에 사용할 수도 있다. 즉, 그예를 들면 석고보드를 목재에 고정시킬 수도 있고, 합판을 강판에 고정시킬 수도 있다.
다음에, 또다른 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 도 (5a) 및 도 5(b)에 나타낸 바와같이, 드릴나사(31)에서 십자슬롯(32)이 형성된 트럼펫형 머리(33) 아래에는 평행나사부(34)가 형성되어 있다. 평행나사부(34)는 중간테이퍼형 나사부(35)를 경유하여 소직경 평행나사부(36)를 향하면서 직경이 감소하며, 소직경평행나사부(36)에는 전단 테이퍼형 나사부(37)가 형성된다.
드릴나사(34)의 치수는 다음과 같다. 즉, 나사(31)의 전체길이는 26.5mm, 트럼펫형 헤드(33)의 외직경은 8mm, 평행나사부(34)의 외직경은 3.5mm, 소직경의 평행나사부(36)의 외직경은 2.5mm 이다. 평행나사부(34)로부터 전단테이퍼형 나사부(37)의 한점 까지의 이중나사산(38)은 중간단계 테이퍼형 나사부(35)에서는 15도의 테이퍼각도, 전단테이퍼형 나사부(37)에서는 25도의 테이퍼각도를 갖는다. 또, 평행나사부(34)의 루트직경은 2.4mm이고, 소직경의 평행나사부(36)의 루트직경은 1.7mm이다.
기압구동형 스크류머신 및 드릴나사를 이용하여 석고보드(전체두께 9.5mm 또는 12.5mm)를 라이트 게이지 채널강(전체두께 0.5mm 또는 0.8mm)에 나사결합할 때 도 6에 나타낸 바와같이 기압구동형 스크류머신의 구동기에 의해 규격화된 지면과 정렬된 석고보드(39)로 드릴나사(31)가 구동된다. 따라서, 드릴나사(31)는 전단의 테이퍼형 나사부(37)로 하여금 라이트 게이지 채널강에 구멍을 형성하도록 작용하고, 도 6에 나타낸 라이트 게이지 채널강(40)을 통과하는 소직경부의 평행나사부(36)와 함께 통상적으로 정지한다. 참조부호 41을 석고보드용 정렬지면으로 나타낼 수도 있다.
또, 어떤 경우는 드릴나사(31)가 도 7에 나타낸 바와같이 라이트 게이지 채널강(40)을 통과하는 전단 테이퍼형 나사부(37)만을 갖도록 구성할 수도 있는데 그 이유는 드릴나사(31)가 석고보드의 들뜸, 라이트 게이지 채널강의 변형 등으로 인해 충분히 깊게 구동되지 않기 때문이다.
그리고, 드릴나사(31)가 스크류머신의 구동기와 결합된 트럼펫형 헤드(33)의 십자형 슬롯과 함께 회전을 시작할 때 드릴나사(31)에 추력이 전개되며, 도 6 및 도 7에 나타난 양쪽 상태에서 라이트 게이지 채널강(40)과 결합된 드릴나사(31)의 나사산(38)에 의해 드릴나사(31)의 구동방향으로 추력이 진행된다. 따라서 드릴나사(31)는 라이트 게이지 채널강(40)에 나사홈을 형성하는 한편 라이트 게이지 채널강(40)에 구멍을 확대한다.
이후 평행나사부(34)는 라이트 게이지 채널강(40)을 관통하고, 트럼펫형 헤드(33)는 석고보드(39)에 들어가 추력에 대한 저항이 증대하며, 도 8에 나타낸 바와같이 트럼펫형 헤드(33)의 높이가 석고보드(39)의 표면과 실질적으로 같은 높이가 될 때 드릴나사(31)는 회전을 정지한다.
드릴나사(31)를 이용하여 구동형 스크류머신에 의해 함께 라이트 게이지 채널강 및 석고보드를 실질적으로 체결할 때 2.5kgfㆍcm 이상의 이완토크가 요구되며 이것은 스크류 드라이버를 이용하여 나사를 체결할 때 얻어지는 값과 같거나 큰 것이다. 또, 연속적인 드릴작업에 의해 야기되는 구동진동에 기인하여 발생하는 선행드릴나사의 이완토크 감소는 약 1.4kgfㆍcm 이하이며, 이것은 본 출원인에 의해 이미 제안되었던 드릴나사(일본특허출원제1995-213780호)에 의해 얻어진 데이터량과 같다. 또, 스크류드라이버의 작업에서와 유사하게 석고보드(39)의 정렬지면(41)의 파손이나 나사에 의한 들뜸도 발생하지 않았으며, 또 라이트 게이지 채널강(40) 및 석고보드(39) 등은 그 변형으로 드릴나사(31)가 충분히 깊게 구동되지 않는 조건하에서도 체결이 가능했다.
전술한 바와같이, 본 발명의 드릴나사의 전단부가 작은 직경을 가지고 있어 라이트 게이지 채널강에 드릴나사를 구동할 시에 그 충격으로 채널강이 변형되거나 진동하는 정도가 감소한다. 따라서 구동형 스크류머신에 의해 라이트 게이지 채널강에 석고보드를 체결할 수 있을 뿐만아니라 석고보드 등의 들뜸에 의해 드릴나사가 충분히 깊게 구동되지 않더라도 석고보드 및 라이트 게이지 채널강을 신뢰성있게 체결할 수 있다. 따라서 결함있는 체결을 방지할 수 있어 구축효율을 개선한다.

Claims (4)

  1. 머리부와,
    몸통부와,
    몸통부의 전체길이에 걸쳐 형성된 나사부를 구비하며,
    구동나사의 외경이 머리부 부근으로부터 최소한 3단계로 감소하는 나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동나사.
  2. 제1항에 있어서, 단계별로 나사부를 감소시키는 대신 구동나사의 전단이 전체적으로 감소하도록 테이퍼형으로 형성된 나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동나사.
  3. 일단에 트럼펫형 머리를 갖는 제1평행나사부와,
    제1평행나사부로부터 연속하여 형성되어 테이퍼형상으로된 중간테이퍼형 나사부와,
    중간테이퍼형 나사부로부터 연속하여 형성되는 동시에 제1평행나사부의 직경보다 작은 직경을 갖는 소직경평행나사부와,
    소직경평행나사부로부터 연속하여 형성되는 동시에 전방 테이퍼형 나사부가 상기 일단에 대해 타단으로 향하면서 테이퍼진 종단 테이퍼형 나사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 드릴나사.
  4. 제3항에 있어서, 중간테이퍼형 나사부는 15도의 테이퍼형각도를 가지며, 종단테이퍼형 나사부는 25도의 테이퍼각도를 갖는 것을 특징으로 하는 드릴나사.
KR1019970063662A 1996-11-29 1997-11-28 구동나사 KR100276352B1 (ko)

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JP1997-69199 1997-03-06
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