KR20070017193A

KR20070017193A - 목재 및 플라스틱 나사

Info

Publication number: KR20070017193A
Application number: KR1020067025399A
Authority: KR
Inventors: 에리히 룽게; 랄프 뢰플러
Original assignee: 베르너 게엠베하
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-02-08
Also published as: KR100755818B1

Abstract

본 발명에 따르면, 헤드(2)와, 실질적으로 원통형인 섕크(4, 6, 8)와, 팁, 그리고 섕크(8)를 따라서 팁 영역(10)에 이르기까지 연장되는 나사부(14)를 구비하는 목재 또는 플라스틱 나사로서, 상기 나사부는 팁측 플랭크(18)와 헤드측 플랭크(20)를 포함하며, 헤드측 플랭크각(β₁, β₂)이 팁측 플랭크각(α)보다 크고, 상기 팁측 플랭크각(α)이 섕크 영역(8)과 팁 영역(10)에서 거의 일정하게 유지되는 반면에, 상기 헤드측 플랭크각(β₁, β₂)이 섕크 영역(8)보다 팁 영역(10)에서 더 큰 것인 목재 및 플라스틱 나사가 제공된다.

Description

목재 및 플라스틱 나사{WOOD AND PLASTIC SCREW}

본 발명은 목재 및 플라스틱 나사에 관한 것이다.

판지 나사 등을 비롯한 목재 나사는, 큰 뽑힘 저항성을 가지면서도 가능한 한 쉽게 그리고 신속하게 가공 대상물에 나사 결합되도록 되어 있다. 플라스틱 나사는 맞춤못에 나사 결합되며, 맞춤못을 크게 압박하고 그에 따라 맞춤못에 큰 뽑힘 저항성을 제공하도록 되어 있다.

나사팁 영역에 있어서의 나사부가 섕크 영역에 비해 덜 비대칭적이고 대칭적인 형상을 갖는 나사가, EP 0 504 782 B1호에 공지되어 있다. 이 나사는 나사 결합 저항이 낮고, 탈거 토크가 크며, 뽑힘 저항값이 양호한 것을 특징으로 한다.

도 1은 두 곳, 즉 섕크 영역과 팁 영역의 나사부를 확대하여 상세히 보여주는 본 발명에 따른 목재 및 플라스틱 나사의 확대도이다.

본 발명은 목재 및 맞춤못에 쉽게 나사 결합될 수 있고 양호한 뽑힘 저항값을 갖는 목재 및 플라스틱 나사를 제공한다. 또한, 본 발명에 따르면 이러한 나사의 제조가 비교적 간단하다.

본 발명에 따르면, 이러한 나사는, 헤드와, 실질적으로 원통형인 섕크와, 팁, 그리고 섕크를 따라서 팁 영역에 이르기까지 연장되는 나사부를 구비하는 목재 또는 플라스틱 나사로서, 상기 나사부는 팁측 플랭크와 헤드측 플랭크를 포함하며, 상기 헤드측 플랭크각은 상기 팁측 플랭크각보다 크고, 상기 팁측 플랭크각은 상기 섕크 영역과 상기 팁 영역에서 거의 일정하게 유지되는 반면에, 상기 헤드측 플랭크각은 상기 섕크 영역보다 상기 팁 영역에서 더 큰 것인, 목재 또는 플라스틱 나사에 의해 얻어진다. 플랭크각은 해당 플랭크와 나사의 중심축에 대한 반경방향 평면이 이루는 각도이다. EP 0 504 782 B1호와 비교해 보면, 본 발명은 나사팁 영역의 나사부가 실제로 섕크 영역의 나사부보다 더 비대칭인 정반대의 기법을 사용한다. 또한, 팁측 플랭크각이 거의 전체의 나사부 영역에서 일정하게 유지되므로, 제조가 비교적 간단하다. 그러나, 헤드측 플랭크각은 플랭크 영역보다 팁 영역에서 더 커지고, 즉 요구 공차를 유지하도록 상기 나사의 제조 중에 변위되는 재료를 위한 공간이 팁 영역에 더 마련되며, 이는 제조를 덜 복잡하게 만든다. 맞춤못에 나사 결합하는 동안에, 전술한 플랭크의 기하 구조에 의해 변위가 증대되고, 그에 따라 뽑힘 저항값이 향상된다.

실험의 결과에서 드러나는 바와 같이, 팁 영역에 있어서의 헤드측 플랭크각은 섕크 영역에 있어서의 헤드측 플랭크각보다 적어도 1.4배 커야한다.

바람직한 실시예에 따르면, 헤드측 플랭크각은 팁 영역에서 약 40°이고 섕크 영역에서 약 25°이며, 팁측 플랭크각은 15°인 것이 바람직하다.

나사를 제조할 때, 플랭크각을 정확한 각도로 형성할 수는 없고, 또는 전체 나사부 길이를 따라 균일한 플랭크각을 형성할 수는 없다. 이러한 이유로, 이러한 상황을 고려하여 상기 플랭크각의 값은 자동적으로 ± 3°의 공차를 갖는 것으로 파악되어야 한다. 각도가 거의 일정하게 유지된다는 본원의 기재는, 각도가 ± 3°범위로 벗어나는 것이 허용된다는 것을 의미한다.

나사 결합 저항을 낮게 유지하기 위해, 나사부는 헤드 근방의 부분에서 예리한 에지를 갖도록 외측으로 테이퍼져야 한다. 나사부의 팁 근방 부분에서는, 덜 예리한 에지를 갖도록 테이퍼지게 하거나, 또는 플랭크를 뭉툭하게 테이퍼지게 함으로써, 맞춤못으로의 절입 강도를 보다 약화시키고, 압박을 개선하며, 뽑힘 저항값을 높힌다.

나사부와 헤드 사이에 리브(rib)를 밀링 가공함으로써, 나사가 목재에 나사 결합될 때 나사의 섕크가 걸려 움직이지 못하게 되는 것을 방지한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 나사부가 마련되는 섕크 영역보다 큰 외경을 갖는 섕크 영역에 상기 밀링 가공한 리브가 배치된다. 이러한 두 섕크 영역은 숄더를 매개로 하여 서로 인접해 있다.

또한, 본 발명에 따른 목재 및 플라스틱 나사는, 섕크 영역에 있어서 나사부의 피치와 나사부의 코어 직경 사이에 소정의 비를 경우, 매우 양호한 나사 결합성을 갖는다. 이러한 비는 1.3 내지 1.5, 바람직하게는 1.3 내지 1.45의 범위 내에 있어야 한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조로 하여 이하의 상세한 설명을 읽으면 명백해질 것이다.

도 1에 도시된 나사는 중실형 목재, 판지, 맞춤못 등에 나사 결합하기 위한 것으로, 금속으로 제조되고, 헤드(2)와, 실질적으로 세 영역(4, 6 및 8)으로 나눠져 있는 섕크, 그리고 팁 영역(10)을 포함한다. 섕크 중 도면 부호 4로 도시된 영역은 원통형으로 구성되어 있고, 나사부나 그 밖의 돌출부를 전혀 구비하지 않는다. 도면 부호 6으로 도시된 인접 섕크 영역에는 밀링 가공 리브(12)가 마련되어 있다. 이들 섕크 영역(4 및 6)은 동일한 직경(d_s)을 갖는다[섕크 영역(6)에서 상기 직경(d_s)은 코어 직경이다]. 소정 피치(p)를 갖고 팁 영역(10)에 이르기까지 연장되는 두줄 나사부(14)는 도면 부호 8로 도시된 섕크 영역에서 시작점을 갖는다. 여기서, 영역(8)과 영역(6)이 숄더(16)에 의해 서로 분리되도록, 코어 직경(d₂)은 직경(d_s)보다 작다.

나사부(14)는 팁측의 하부 플랭크(18)와 헤드측의 상부 플랭크(20)를 갖는다. 섕크 영역(8)의 팁측 플랭크각(α)은 팁 영역(10)의 팁측 플랭크각과 거의 동일하며 약 15°이다. 플랭크각(α)은 반경방향 평면(R), 즉 나사의 중심축 또는 종축(A)에 수직한 평면에 대하여 측정된다.

헤드측 플랭크각은 나사부의 종방향 범위를 따라 다르다. 섕크 영역(8)에 있어서, 헤드측 플랭크각(β₁)은 약 25°이다. 이 플랭크각은, 팁 영역(10)이 원뿔형으로 테이퍼져 있기 때문에 달라진다. 팁 영역(10)에 있어서, 플랭크각(β₂)은 약 40°이고, 따라서 섕크 영역의 플랭크각보다 적어도 1.4배 더 크다.

전술한 바와 같이, 나사부(14)는 두줄 나사부이다. 두 나사선은 모두 거의 나사부의 팁에 이르기까지 연장되며, 축방향으로 보았을 때 그리고 통상의 제조 공차를 고려하여 보면, 거의 동일한 축방향 높이로 시작한다. 이는, 좌측 하부의 확대 도시 부분에서 제1 나사부의 시작을 예를 들어 보여주고 있고 그 반대측에서 제2 나사부가 180°오프셋되어 동일한 축방향 높이로 시작하고 있는 것을 보여주는 도 1에서 확인할 수 있다. 팁에 이르기까지 돌출하는 두줄 나사부에 의해, 나사가 목재 및 맞춤못에서 신속하고 양호하게 맞물리며, 나사가 신속하게 나사 결합된다. 두줄 나사부는 헤드측 나사부의 단부에 이르기까지 연장된다.

전술한 나사의 추가적인 중요 특성은, 서로 다른 예리한 에지를 갖는 플랭크가 배제된다는 것이다. 대략 나사부의 상부 2/3 내지 3/4에 해당하는 나사부 중 헤드 부근의 영역에서, 플랭크(18, 20)가 예리한 에지를 갖도록 외측으로 테이퍼져 있다. 하부의 1/3 또는 1/4에 해당하는 영역, 즉 나사부 중 팁 부근의 부분에서, 플랭크(18, 20)는 덜 예리한 에지를 갖도록, 바람직하게는 심지어 약간 뭉툭하게 테이퍼져 있는데, 이는 플랭크각 자체와 약간 관계가 있어야 하는 것은 아니며, 오히려 나사부의 구조와 약간 관계가 있는 것이다. 이러한 플랭크 팁이 둥글게 된 또는 부서진 플랭크 팁으로서의 역할도 할 수 있어, 나사부의 맞춤못으로의 절입 강도가 약화되고, 맞춤못의 압박이 개선되며, 뽑힘 저항값이 높아진다. 또한, 팁 영역에 있어서의 보다 큰 플랭크각(β₂)이 이를 지지한다.

또한, 도 1에서 34°의 값을 갖는 팁 각도도 주목할 만하다. 예시된 34°의 팁 각도는 팁 영역에 있어서의 나사부의 코어 직경과 관련이 있다. 그러나, 예시된 나사에서, 헤드측 나사부 단부에 접선이 적용된다면, 팁 각도는 일정하게 유지된다(도 1에 있어서 34°의 상부 각도 참조).

섕크 영역(8)에 있어서 나사부의 피치(p) 대 나사부의 코어 직경(d₂)(d₁은 헤드 직경임)의 비는 1.3 내지 1.5의 범위 내에 있어야 하며, 그 결과 뛰어난 뽑힘 저항이 확보되어 나사 결합 토크가 낮아진다.

Claims

헤드(2)와, 실질적으로 원통형인 섕크(4, 6, 8)와, 팁, 그리고 섕크(8)를 따라서 팁 영역(10)에 이르기까지 연장되는 나사부(14)를 구비하는 목재 또는 플라스틱 나사로서, 상기 나사부는 팁측 플랭크(18)와 헤드측 플랭크(20)를 포함하며, 헤드측 플랭크각(β₁, β₂)은 팁측 플랭크각(α)보다 크고, 상기 팁측 플랭크각(α)은 섕크 영역(8)과 팁 영역(10)에서 거의 일정하게 유지되는 반면에, 상기 헤드측 플랭크각(β₁, β₂)은 섕크 영역(8)보다 팁 영역(10)에서 더 큰 것인 목재 및 플라스틱 나사.
제1항에 있어서, 팁 영역(10)에 있어서의 헤드측 플랭크각(β₂)은 섕크 영역(8)에 있어서의 헤드측 플랭크각(β₁)보다 1.4배 이상 더 큰 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.
제1항 또는 제2항에 있어서, 팁 영역(10)에 있어서 헤드측 플랭크각(β₂)은 약 40°인 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 섕크 영역(8)에 있어서 헤드측 플랭크각(β₁)은 약 25°인 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 헤드 근방의 부분에 있어서의 나사부(14)는 예리한 에지를 갖도록 외측으로 테이퍼져 있는 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 팁 근방의 부분에 있어서의 나사부(14)는 헤드 근방의 부분보다는 덜 예리한 에지를 갖도록 또는 뭉툭하게 테이퍼져 있는 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 나사부(14)와 헤드(2) 사이에는 밀링 가공 리브(12)가 형성된 생크 영역(6)이 존재하는 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.
제7항에 있어서, 밀링 가공 리브(12)를 구비한 생크 영역(6)은 숄더(16)를 매개로 하여 나사부(14)를 구비한 생크 영역(8)과 인접해 있는 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 나사부(14)는 두줄 나사부이고, 두 나사선은 모두 팁 영역(10)에 이르기까지 돌출하며, 팁 영역에서 축방향에 대해 거의 동일한 높이로 시작되는 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 섕크 영역(8)에 있어서, 나사부의 피치(p) 대 나사부의 코어 직경(d₂)의 비는 1.3 내지 1.5의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 목재 및 플라스틱 나사.