KR20040007637A - 절삭나사 - Google Patents

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KR20040007637A KR10-2003-7015705A KR20037015705A KR20040007637A KR 20040007637 A KR20040007637 A KR 20040007637A KR 20037015705 A KR20037015705 A KR 20037015705A KR 20040007637 A KR20040007637 A KR 20040007637A
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Abstract

합성시트재료를 지지구조체에 부착하는데 사용되기 위한 나사(10)는 일체형 압축형상으로 제작되어지는 것을 특징으로 한다. 나사(10)는 헤드(50), 몸체부(30) 그리고 단부(12)를 포함하고, 생크(30)로부터 바깥방향으로 방사적으로 연장된 적어도 하나이상의 절삭부재(20)가 제공되어진다. 절삭부재(20)는 와셔(40)를 수용하는데 충분한 거리로 헤드(50)로부터 이격되어지고, 생크(30)로부터 부수되는 손상없이 재료가 팽창 및 수축할 수 있도록 합성시트재료 내에 구멍을 절삭한다. 나사는 나무 또는 금속 지지구조체로 침투되고 셀프태핑(self tapping)하기 위하여 단부(12)에 인접한 나사산(11)을 통하여 연장되는 하나이상의 절삭표면(15)을 가진 단부(12)로 연장되는 나사산(11)을 추가적으로 포함한다.

Description

절삭나사{CUTTING SCREW}
예를 들어 물결모양 철판(corrugated iron)과 같은 시트재료를 루프배튼(roof batten)에 부착하며 이러한 물결모양 재료의 돌출부(ridge)를 통과하도록 사용되어지고, 상대적으로 큰 나사헤드(screw head)의 아래에서 압축재료의 실링와셔(sealing washer) 장치가 제공되어져서 이러한 루프를 통한 누설 가능성이 최소가 되게 하는 나사들에 대하여는 공지되어 있다.
이러한 볼트 또는 나사가, 우수한 실링이 제공되어질 때까지 단단하게 죄여지는 셀프태핑(self-tapping)나사의 형태를 취하는 것 또한 알려져 있다. 그러나이러한 것은 합성재료로부터 제조되는 더 깨지기 쉬운 시트재료와 관련하여 사용되어질 때, 이러한 재료를 통한 나사의 통과(passage)는 나사에 인접한 재료에 손상의 원인이 될 수 있기 때문에 어려움이 있다. 또한, 열적 팽창 및 수축은 이러한 재료를 통과하는 나사 장치에 인접한 이러한 재료들에 손상을 주는 원인이 될 수도 있다.
여기서 이러한 비금속 재료들은 편의상 합성재료로서 언급되고 있으며, 이러한 용어는 폴리탄산에스테르, PVC 그리고 GRP 및 이와 유사한 재료들을 포함하는 것으로 여겨진다.
루핑(roofing)을 위한 것이든지 또는 벽체판넬(wall panel)을 위한 것이든지 간에, 이러한 시트재료(sheet material)들은 금속재 물결모양 시트재료와 같은 제품과 비교되는 일반적인 특징을 가지며, 합성 물결모양 시트재료들은 상대적으로 깨지기 쉽다. 이러한 것은 합성판넬을 배튼(batten)으로 부착하기 위하여 표준 루핑형 나사(standard roofing type screw)가 조여질 때, 재료의 잔금(crazing)에 의한 재료손상의 위험이 있다.
본 발명은 건축용 재료분야에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 비금속 합성 시트재료를 나무 또는 금속에 결속하는데 사용하기 위한 나사(screw)에 관한 것이다. 상기 시트재료(sheet material)는 폴리탄산에스테르(polycarbonate), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 유리섬유(fibreglass, GRP) 등과 같은 것으로부터 제작되어진다.
도 1은 제자리에 위치한 와셔를 가진 본 발명에 따른 나사의 실시예를 도시한 모습
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 상부부분을 도시하는 모습
도 3은 드릴비트 형태의 단부를 가진 본 발명에 따른 나사를 도시한 모습
도 4는 동일평면 절삭부재(coplanar cutting member)를 가진 본 발명의 실시예를 도시하는 모습
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 나사 11 : 나사산
12 : 나사단부 15 : 절삭부분
20 : 절삭부재 22 : 절삭가장자리
30 : 나사생크 40 : 와셔
50 : 나사헤드 52 : 베이스
본 발명의 목적은 합성시트재료와 함께 사용되도록 특별히 의도되고 종래의 나사에 의해 원인이 되는 손상의 문제점을 최소로 하는 개선된 나사를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징은 합성시트재료의 부착에 사용되기 위한 나사이며, 이러한 나사는 일체 압축형식(integral press form)으로 제작되어지며, 헤드(head), 몸체부(shaft) 그리고 단부(tip)를 포함하고, 몸체부로부터 바깥쪽을 향해 방사적으로 연장되며 와셔장치를 수용하는데 충분한 거리로 헤드로부터 이격되어진 적어도 하나이상의 절삭부재(cutting member)가 제공되어진다.
와셔장치는 사용되어진다면 압축할 수 있게 되는 것이 선호된다.
상기 두 개의 절삭부재가 동일평면 상에 놓여서 절삭부재의 직경이 나사생크(screw shank)의 직경보다 더 크게 되는 것이 선호되어진다.
이러한 절삭부재들은 헤드에 대하여 아랫방향으로 유도되어지고 합성시트재료를 통과하여 절삭할 수 있는 절삭가장자리(cutting edge)를 가지는 것 또한 선호되어진다.
나사의 헤드는 루핑나사(roofing screw)의 표준형상(standard shape)으로 되는 것이 선호되지만, 상대적으로 넓은 어떠한 헤드라도 충분하게 된다. 나사의 실질적인 부분이 성질상 셀프태핑(self tapping)이 되는 것 또한 선호적이며, 나사단부가 드릴비트(drill bit)로서 작동하도록 형상화되어지는 것도 선호될 수 있다.
본 발명의 다른 특징은 합성시트재료의 부착에 사용되기 위한 나사이며, 이러한 나사는 일체 압축형식으로 제작되며, 헤드, 몸체부 그리고 단부를 포함하고, 몸체부로부터 바깥쪽을 향해 방사적으로 연장되며 와셔장치를 수용하는데 충분한 거리로 헤드로부터 분리되어 있는 적어도 하나이상의 절삭부재가 제공되어지며, 상기 나사는 나사단부에 인접한 나사산을 통하여 연장되는 적어도 하나이상의 절삭표면(cutting surface)을 가진 나사의 단부를 향해 기본적으로 연장되는 나사산(screw thread)의 제공에 의해 나무와 금속 모두를 관통하도록 사용되어질 수 있다.
이러한 두 개의 절삭표면은 나사의 드릴성능을 용이하게 하도록 나사 생크의 대향된 측면들 상에서 제공되어지는 것이 선호된다. 와셔장치는 사용되어진다면 압축할 수 있게 되는 것이 선호된다.
본 발명이 더욱 용이하게 이해될 수 있도록 첨부된 도면과 관련하여 제한되지 않은 하나의 특정된 실시예에 의하여 다음에서 상세하게 기술된다.
도 3에서 도시된 바와 같이 본 발명의 선호적인 실시예는 물결모양의 합성 루핑재(synthetic roofing material)를 금속 또는 나무 배튼(batten)에 부착하는데 적합한 나사(screw, 10)이다.
이러한 나사는 나사산(screw thread)을 통하여 연장되는 절삭표면(cutting surface)을 가지는 나사단부(tip, 12)로 기본적으로 연장되는 나사산(11)의 제공에의해 달성된다. 연속적인 나사산(11)은 표준나사(standard screw)와 비교하여 나사의 단부에 인접한 나사의 한 측면 상에서 부분적으로 도려낸 부분(14)을 가지며, 이는 절삭부분(cutting portion, 15)이 나사의 한쪽 면 위에서 만들어지도록 한다. 결과적으로, 단부(12)의 영역에 인접한 나사(10)의 영역은 도 3에서 도시된 바와 같이 효과적인 드릴비트(drill bit)를 형성한다.
여기서 기술된 나사의 실시예에서, 생크(shank)의 단부는 한 측면 상에서 여러 밀리미터의 거리에 걸쳐서 절삭 톱니모양(cutting serration, 15)이 제공되어진다. 이러한 영역 위쪽에는, 나사의 생크를 따라서 길이의 약 2/3로 종결되는 표준 태핑나사형 플라이트(standard tapping screw flite, 11)가 제공되어진다.
이러한 배열은 나무 배튼이 사용되어지는 곳에서는 나사가 첫 번째 접촉이후에 즉시 셀프탭팅(self tap)하고, 금속 배튼이 사용되어지는 곳에서는 먼저 구멍이 절삭되어지는 것이 필요하고, 그 다음에 나사는 셀프탭핑하게 된다.
나사의 드릴부위 위쪽에서는, 두개의 동일평면 절삭부재(cutting member, 20)가 도 4에 도시된 바와 같이 나사생크(30)의 한 측면 상에 위치하고 있으며, 생크로부터 옆으로 연장된다. 이러한 절삭부재(20)들은 바깥쪽 말단부(21)에서 아랫방향으로 유도되어지고, 내부면을 따라서 절삭가장자리(cutting edge, 22)와 나사의 한 측면 상의 절삭부재의 단부를 제공하여, 배튼 또는 이와 유사한 것 속으로나사되어지고 단단하게 죄여지는 것과 같이 궁극적으로 이러한 절삭소재가 물결모양 루핑재료와 마주쳐서 이를 통과하여 절삭하도록 한다.
이러한 절삭가장자리의 제공이 바람직한 이유는 두 가지이다. 하나는 이러한 성질의 표준 셀프태핑 나사를 사용으로 얻어지는 것보다 더 큰 구멍이 합성재료 내에 제공되어지므로, 따라서 재료에 대해 결과적인 손상없이 재료가 팽창 및 수축하는 것을 허용하는 것이다. 또한, 셀프태핑 나사의 몸체부가 이를 통하여 지나갈 수 있는 더 작은 구멍을 드릴(drill)하는 것은 일반적이므로, 그 결과 작업자가 두가지 도구, 초기구멍을 천공하는 하나의 도구와 나사를 드라이브하는 다른 도구의 두가지 도구를 사용하는 것이 필요하기 때문이다.
본 발명의 나사에 의하여, 나사의 드릴포인트(drill point)는 합성재료를 통하여 지나가게 되며 금속 도는 나무 배튼 또는 이와 유사한 것 속으로 지나가고, 더 넓은 절삭가장자리가 합성재료와 마주치게 되는 경우에만, 절삭가장자리는 재료 속으로 그들과 같은 동일한 직경의 구멍을 절삭하는 것을 개시한다. 따라서 단지 하나의 도구가 필요하게 되고, 추가적으로 시트재료는 손상으로부터 보호가 되어진다.
도 2에서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 나사는 나사구멍 속으로 수분이 침투되는 것을 방지하도록 창작된 넓은 베이스(52)가 있는 표준헤드(standardhead, 50)를 가진다. 이러한 넓은 베이스(52)와 절삭부재(20) 사이에는, 일반적으로 고무(rubber)가 되지만 그러나 요구되는 어떠한 특정의 재료로도 될 수 있는 압축가능한 재료의 패드(pad) 또는 와셔(40)가 위치되어진다. 나사가 조여지기 됨으로써, 와셔는 측면적으로 연장되고 두 개의 절삭소재에 의해 재료 내에서 절삭된 구멍을 덮게된다.
본 발명에 따른 나사는, 금속시트 또는 패널을 위하여 사용되는 나사의 형태로 일반적으로 발생되어지는 것보다 더 넓은 구멍을 시트재료를 통하여 절삭하기 때문에, 압축가능한 패드 또는 와셔 상의 나사헤드의 압력에 의해 이러한 재료의 가장자리 상에 위치되는 하중은 루핑재료의 넓은 면적에 걸쳐서 균일하게 분포되어지는 것으로 보여질 수 있고, 넓은 직경의 구멍은 어떠한 누설로부터 적절하게 밀봉되도록 작용하지만, 표준 루핑나사의 헤드는 작동하는 재료 상의 압축력의 원인이 되지는 않는다.
절삭가장자리 아래의 나사장치의 나머지부분은 이러한 적용을 위하여 통상적으로 사용되어지는 셀프태핑 나사의 표준형태와 다소 유사하게 되고, 필요하다면 프레임(frame) 또는 배튼 속으로 단단하게 죄여진다.
본 발명에 따른 나사는, 단일의 작업에서 나사가 배튼 또는 이와 유사한 것 속으로 태핑(tap)되어지는 구멍의 크기보다도 더 큰 합성시트재료 내의 직경구멍이일체화되는 간단한 장치를 제공하는 것이다. 이러한 장치에 의하여, 압력은 루핑재료의 넓은 면적 주위에 더욱 균일하게 분포되어질 뿐만 아니라, 균열(cracking)과 잔금(crazing)과 같은 손상을 최소화 하면서 재료의 열적팽창 및 수축이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 나사는 사용된 루핑재료에 손상을 최소화할 뿐만 아니라 효율적인 방법으로 이러한 것이 실행한다.
본 발명에 따른 나사의 다른 주요한 장점은 여러 개의 부분들로부터 몰딩되고 조립되어지는 것보다는 단일의 개별적인 작업으로 시트금속 재료로부터 압축되어질 수 있다는 것이다. 물론 와셔는 개별적으로 더해져야 한다.
비록 여기서는 절삭나사장치(cutting screw device)의 한 가지 특별한 실시예를 기술하고 있고 특별히 루핑나사(roofing screw)로서의 적용을 기술하고 있지만, 이러한 나사의 형태는 어떠한 합성시트재료라도 배튼 또는 이와 유사한 것으로 부착하도록 사용되어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 기술된 특성에서 변형을 나타내는 것으로 추가적으로 생각되어진다. 예를 들어, 두 개 이상의 절삭소재가 제공되어질 수 있고, 이러한 형상은 변할 수도 있다. 그러나 본 발명의 다른 실시예들은 상기에서 기술된 특성들의 특정한 수와 조합을 나타낼 수 있고, 본 발명의 사상과 범위에서 벗어남이없이 변형과 수정이 가능하다는 것으로 이해될 수 있다.

Claims (11)

  1. 합성시트재료의 부착에 사용되기 위한 나사에 있어서,
    나사는 일체압축형식으로 제작되어지고, 나사는 헤드, 몸체부 그리고 단부를 포함하고, 몸체부로부터 바깥쪽을 향해 방사적으로 연장되며 와셔장치를 수용하는데 충분한 거리로 헤드로부터 이격되어진 하나이상의 절삭부재가 제공되어지는 것을 특징으로 하는 나사
  2. 제 1 항에 있어서, 나사생크의 직경보다 더 크게 결합된 두개의 동일평면 절삭부재를 가지는 것을 특징으로 하는 나사
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 절삭부재는 나사의 단부를 향하여 유도되어지고 절삭부재들이 합성시트 재료를 통하여 절삭하도록 적용되어진 절삭가장자리를 가지는 것을 특징으로 하는 나사
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 나사의 헤드는 루핑나사의 표준형상인 것을 특징으로 하는 나사
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 나사생크의 일부분 이상은 성질상 셀프태핑인 것을 특징으로 하는 나사
  6. 제 5 항에 있어서, 나사단부에 인접한 생크의 부위는 드릴비트로서 작동하도록 형상화되어져서, 나사단부에 인접한 나사산을 통하여 연장되는 하나이상의 절삭표면을 가진 나사단부로 기본적으로 연장되는 나사산의 제공에 의하여 나사는 나무 및 금속 모두를 관통하는데 사용되어질 수 있는 것을 특징으로 하는 나사
  7. 제 6 항에 있어서, 두개의 절삭표면은 나사생크의 대향된 측면들 상에서 제공되어지는 것을 특징으로 하는 나사
  8. 합성시트재료의 부착에 사용되기 위한 나사에 있어서,
    나사는 일체압축형상으로 제작되어지고, 나사는 헤드, 몸체부 그리고 단부를 포함하고, 상기 나사는 나사단부에 인접한 부위가 드릴비트로서 작동하도록 나사 단부에 인접한 나사산을 통하여 연장되는 하나이상의 절삭표면을 가진 나사의 단부로 생크를 따라서 실질적으로 연장되는 나사산의 제공에 의해서 나무 및 금속 모두를 관통하도록 사용되어질 수 있는 것을 특징으로 하는 나사
  9. 제 7 항에 있어서, 두개의 절삭표면은 드릴비트로서 작동하는 드릴단부에 인접한 생크의 영역 내의 나사생크의 대향된 측면들 상에서 제공되어지는 것을 특징으로 하는 나사
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 압축가능한 와셔장치는 나사헤드와 상기 절삭부재 사이에 위치되어지는 것을 특징으로 하는 나사
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 나사는 프레스된 금속으로부터 일체형상으로 제작되어지는 것을 특징으로 하는 나사
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