KR20070081452A - 금속판의 개구에 삽입 가능한 너트 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 너트 부재의 구멍에 의하여 체결구, 보다 상세하게는 나사를 수용하도록 되어 있고, 금속판의 개구(penetration)에 삽입 가능하며, 금속판에 접촉되도록 형성된 플랜지를 구비한 회전 대칭적인 플라스틱 너트 부재에 관한 것이다.

공축의 금속 링이 플랜지 내에 설치되어 있고, 상기 금속 링의 전방면은 금속판의 표면과 접촉하도록 형성되어 있으며, 너트 부재와 금속 링이 함께 회전할 때에 금속 링이 마찰-용접에 의하여 금속판에 결합되도록 형성되어 있다.

너트 부재, 플랜지, 체결구, 금속 링, 마찰-용접, 금속판.

Description

금속판의 개구에 삽입 가능한 너트 부재{NUT PART INSERTABLE INTO A PENETRATION IN A METAL PLATE}

도 1은 플랜지에 설치된 금속 링을 구비한 너트 부재를 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면을 도시하는 도 1에 따른 너트 부재의 상면도이다.

도 3은 도 1에 따른 너트 부재의 변형예를 도시하는 도면이다.

도 4는 너트 부재의 다른 설계를 도시하는 도면이다.

도 5는 금속판에 대한 마찰-용접 연결부를 구비한 도 1에 따른 너트 부재를 도시하는 도면이며, 너트 부재의 플랜지는 금속판의 상면과 접촉되어 있다.

도 6은 도 4에 도시된 너트 부재와 금속판 사이의 연결을 도시하는 도면이며, 플랜지는 금속판의 하면과 접촉되어 있다.

도 7은 금속 링과 원추형 칼라를 구비한 너트 부재를 도시하는 도면이다.

도 8은 상응하는 도구를 사용하기 위한 육각형 소켓을 구비한, 도 7에 따른 너트 부재의 상면도이다.

도 9는 육각형 형태의 플랜지를 구비한 도 1에 따른 너트 부재의 상면도이다.

도 10은 너트 부재의 플랜지로부터 떨어져 있는 쪽에서 바라본, 도 4에 따른 너트 부재의 도면이다.

도 11은 너트 부재를 둘러싸는 금속 링을 구비한 너트부재를 도시한 도면이며, 금속 링의 단절된 칼라가 플랜지 밖으로 돌출되어 있다.

도 12는 도 11에 따른 너트 부재의 상면도이다.

도 13은 도 12에 따른 너트 부재의 사시도이다.

도 14는 너트 부재의 플랜지로부터 떨어져 있는 쪽에서 바라본, 도 11에 따른 너트 부재의 도면이다.

도 15는 도 14에 따른 너트 부재의 사시도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1, 11, 12, 18, 24: 너트 부재

2, 13, 23, 28: 플랜지

5, 9, 14, 19, 25: 금속 링

6, 10, 15, 27: 칼라

7: 관통부

16, 22: 금속판

3, 26, 32: 몸체

본 발명은, 체결구를 위한, 특히 너트 부재의 구멍에 의해 수용되도록 형성 된 나사를 위한 너트부재로서, 금속판의 개구에 삽입할 수 있고 금속판과 접촉하도록 형성된 플랜지를 구비한 플라스틱 너트 부재에 관한 것이다.

그러한 너트 부재는 여러 가지 디자인으로 공지되어 있다. 이 너트 부재들은 금속 부재에 있는 개구에 나사 결합될 수 있다. 또는 너트 부재를 제 위치에 접착시킬 수도 있다. 금속판의 개구에 삽입한 후에 확장 가능한 스냅-인 후크에 의하여 금속판에 고정되는 너트 부재도 알려져 있다. 그러한 너트 부재는 예를 들어 독일공개특허공보 DE 103 05 610 A1호에 개시되어 있다.

금속판과 너트 부재 사이의 그러한 공지된 연결구조는 단지 제한된 부하 용량을 가진다. 그러나, 그러한 너트 부재가 특정한 강도로 금속판에 결합되는 것이 요구되는 경우들이 있다.

이러한 경우의 문제점은 플랜지에 공축의 금속 링이 설치되고 상기 금속 링의 전방면이 금속판의 표면과 접촉하도록 형성되며, 너트 부재가 금속 링과 함께 회전할 때에 금속 링이 마찰-용접에 의하여 금속판에 결합되도록 형성되어 있는 본 발명에 의하여 해결된다.

금속 링과 금속판 사이의 마찰-용접 연결부는 특히 강력한 연결을 형성하기 때문에 상당한 힘을 흡수할 수 있다. 너트 부재에 금속 링이 설치되기 때문에, 그에 상응하여 너트 자체가 금속판과의 강한 연결부를 가지게 된다.

너트 부재의 플라스틱 내에 금속 링을 설치하고 금속 링을 설계하는 데에는 여러 가지 가능성이 있다. 하나의 단순한 설계는, 금속 링의 공축 칼라(coaxial collar)가 플랜지 밖으로 돌출하고 상기 칼라는 판과 마찰-용접 접촉이 되도록 형성되는 것이다. 너트 부재가 금속판에 대하여 상대적으로 회전할 때에, 칼라는 적절한 회전으로 금속판의 표면과 마찰이 되고 마찰-용접 연결에 의하여 금속판과 결합된다. 칼라는 금속 링의 내측 가장자리에 배치될 수 있다. 대안적으로 칼라를 금속 링의 외측 가장자리에 배치할 수도 있다.

칼라는 다양하게 배향될 수 있다. 한편으로는, 칼라는 체결구가 박혀 들어가는 방향을 향하도록 설계될 수 있다. 그러나, 칼라는 체결구가 박혀 들어가는 방향과 반대 방향으로 놓일 수도 있다. 전자의 경우, 금속판에 접촉하도록 형성된 플랜지는 금속판의 상면에 접촉하고, 그 결과, 플랜지는 상측에서 접근 가능하게 된다. 칼라가 체결구가 박혀 들어가는 방향과 반대 방향으로 놓여지면, 플랜지는 금속판의 하면에 접촉하고, 그 결과 금속판에 결합되는 부품은 체결구에 의하여 금속판의 상측에 대하여 압박된다.

나아가서, 칼라는 다양하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 칼라는 원통형으로 설계될 수 있다. 대안적으로는, 칼라는 원추형으로 설계될 수도 있다. 원통 형태의 칼라의 경우, 마찰-용접면은 칼라의 횡단면에 대응하게 된다. 원추형 칼라의 경우, 원추형 칼라는 금속판의 개구 내로 도입되고, 그 결과, 그 두께를 통하여 그리고 개구가 생성되는 동안에 형성된 어떠한 풀-스루(pull-through)를 통하여, 칼라와 금속판 사이의 접촉면이 더 커지고, 그에 따라서 마찰-용접 연결 구역이 더 넓어진다.

금속 링은, 너트 부재의 플랜지가 충분히 금속 링을 둘러싸고 금속 링 내의 개구(penetration)가 금속 링이 너트 부재 내의 어떠한 플라스틱 재료도 분리시키지 않게 보장하도록, 설치될 수 있다. 너트 부재의 플라스틱은 금속 링 내의 개구들에서 계속 이어지고 이는 금속 링이 금속 링의 전체 길이에 걸쳐서 어떠한 플라스틱 재료도 분리시키지 않게 보장한다. 금속 링의 설계의 추가적인 변형예에서는, 금속 링이 단절되는 부분들을 가지면서 너트 부재를 둘러싸고, 단절되는 칼라를 가지면서 플라스틱 재료를 분리시키지 않고 체결구가 박혀 들어가는 방향과 반대 방향인 플랜지 밖으로 돌출한다. 이 경우, 너트 부재의 금속판의 개구 내로 돌출하는 부분들은 금속 링에 의하여 둘러싸여지고, 단절되면서 너트 부재의 플랜지 밖으로 돌출하는 금속 링의 칼라는 마찰-용접 연결에, 보다 구체적으로는 금속 링이 체결구의 박혀 들어가는 방향의 반대 방향인 플랜지 밖으로 돌출되는 마찰-용접 연결에 사용될 수 있다.

너트 부재가 금속판의 개구에서 회전하도록 하기 위하여, 너트 부재는 유리하게는 플랜지가 육각형을 형성하도록 설계될 수 있다. 이 경우, 육각형은 금속판의 개구에 너트 부재를 회전시키는 나사 결합 도구의 적용을 위하여 사용될 수 있다. 너트 부재는, 금속판의 개구 내에서 너트 부재를 회전시킬 때에 필요한 토크를 제공하기 위하여 삽입 도구를 위한 소켓, 예를 들어 앨런 키(allen key)를 위한 소켓을 구비할 수 있다.

너트 부재는 그 자체가 다각형 형상으로 될 수도 있고, 이 경우 너트 부재는 직접 나사 결합 도구에 맞물릴 수 있다.

너트 부재를 유리하게 금속 링과 함께 회전하도록 하기 위하여 금속 링 자체를 다각형 형상으로 할 수도 있다. 이 경우, 금속 링은 너트 부재가 금속판으로 나사 결합될 때에 토크를 받는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들이 도면에 도시된다.

도 1은 플랜지(2)와 몸체(3)를 구비한 너트 부재를 도시하며, 몸체(3) 내에는 구멍(4)이 형성되어 있다. 구멍(4)은, 예를 들어 셀프-태핑 나사를 수용하는 역할을 한다. 플랜지(2) 내에는 금속 링(5)이 설치되어 있고, 금속 링(5)은 칼라(6)를 구비한다. 칼라(6)는 플랜지(2)의 하면 밖으로 돌출되어 있고 마찰-용접에 의하여 금속판과 결합하는 데에 사용된다. 이러한 작용은 이하에서 보다 상세하게 설명된다. 금속 링(5)이 플랜지(2)를 서로의 연결이 전혀 없는 두 개의 부분으로 분리시키지 않도록 하기 위하여, 금속 링(5)은 구멍들을 구비하며, 이 구멍들은 도 1에 도시된 바와 같이 플랜지(2)의 상면과 하면을 함께 결합시키는 플라스틱 브리지(7)들로 채워져 있다.

도 1에 따른 너트 부재의 디자인을 도시하기 위하여, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면을 보이고 있다. 이러한 단면의 표시로부터, 도 1에 도시된 플랜지(2)의 상면과 하면이 플라스틱 브리지(7)들에 의하여 어떻게 결합되어 있는지 확인할 수 있다. 플라스틱 브리지(7)들은 플라스틱 브리지(7)들의 형성을 위하여 제공된 금속 링(5)의 구멍(8)들을 채운다.

도 1에서 금속 링(5)의 칼라(6)는 금속 링(5)의 내측 가장자리에 위치한다.

도 3은 도 1 및 도 2에 따른 너트 부재의 변형예를 제시하며, 대체로 플랜 지(2) 내에 설치되는 금속 링(9)은 외측 가장자리에 칼라(10)를 구비한다. 그 이외의 부분에 있어서는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플랜지(2)의 상면과 하면을 서로 결합시키는 플라스틱 브리지(7)들로 채워지는 구멍들이 금속 링(9)에 마련된다. 너트 부재(11)의 나머지 부분들의 설계는 도 1 및 도 2에 도시된 너트 부재(1)와 동일하다.

도 1 내지 3에 도시된 예시적인 실시예에서, 칼라는 구멍(4)에 삽입가능한 나사가 박혀 들어가는 방향으로 플랜지(2)의 하면 밖으로 돌출된다.

도 4는 플랜지(13)에 금속 링(14)이 설치되어 있는 상기와 유사한 너트 부재(12)를 도시한다. 금속 링(13)의 내측 가장자리에는 플랜지(13)의 상면 밖으로 돌출되는 칼라가 구비된다.

도 5는 금속판(16)과 함께 플라스틱 너트(1)를 도시하며, 금속판(16)과 플라스틱 너트(1)의 플랜지(2)는 마찰-용접에 의하여 함께 결합되어 있고, 여기서 마찰-용접 연결부는 도면부호 17에 의하여 표시된다. 이 경우, 금속 링(5)과 금속판(16) 사이의 연결부는 플랜지(2)의 하면에 형성되며, 플랜지(2)의 하면은 금속판(16)의 상면과 접촉한다.

도 6은 마찬가지로 너트 부재(12)와 금속판(16) 사이의 연결부를 도시하며, 금속 링(14)과 금속판(16) 사이의 연결부는 플랜지(13)의 상면에 형성되고, 플랜지(13)는 금속판(16)의 하면과 접촉한다.

도 7은 전술한 금속 링을 구비한 너트 부재의 변형예를 도시하는데, 금속 링(19)이 원추형 칼라(20)를 구비하고 있다. 원추형 칼라(20)는 구역(21)에서 그 자체가 금속판(22)의 개구에 용접되므로, 구역(21)에 강력한 마찰-용접 연결부를 제공한다.

지금까지 제시된 너트 부재와 금속판 사이의 연결부에 관해서는, 모든 경우에 너트 부재가 금속판의 개구 내로 삽입되었고 너트 부재는 어떠한 도구에 의하여 회전하도록 설정되었으며, 그 결과 도시된 마찰-용접 연결 구역에서는 상응하는 가열에 따라서 마찰-용접 연결부가 형성되었다.

도 7에 따른 너트 부재(18)는 육각형의 삽입 도구(앨런 키)를 수용하기 위한 육각형 소켓(24)을 플랜지(23)의 구역에 구비하며, 상기 삽입 도구는 한편으로 너트 부재(18)를 통하여 마찰 압력을 짝 부재, 즉 금속판(22)(도 7)에 가하게 되고 그에 따라서 마찰-용접 연결부(21)가 생성된다. 도 7에 따른 육각형 소켓(24)은 도 8의 상면도에서 명확하게 도시된다.

도 9는 도 1 및 도 2에 따른 너트 부재의 상면을 도시하며, 플랜지(42)는 육각형의 형태로 되어 있다. 너트 부재(1 또는 11)를 금속판의 개구 내로 나사결합하기 위해서, 너트 부재(1 또는 11)의 플랜지(2)는 육각형의 형태이고 따라서 적절한 도구에 수용되어 회전될 수 있다.

도 10은 몸체(32) 자체가 육각형 형태로 되어 있어서 적절한 도구가 짝결합하는 부품으로서 사용될 수 있는 너트 부재(32)를 도시한다. 도 10은 도 4의 플랜지(13)의 하면 쪽에서 바라본 도면이다.

도 11은 금속 링(25)을 구비한 너트 부재(24)를 도시하는데, 금속 링(25)은 너트 부재(24)의 몸체(26)를 둘러싸고 있고 금속 링(25)은 너트 부재(24)의 회전을 위하여 토크를 전달하는 역할을 한다. 금속 링(25)은 개별 치형부(27)로써 플랜지(28)를 관통하며, 이에 의하여 플랜지(28)가 몸체(26)와 하나의 실체를 이루고 있음을 확실히 할 수 있다. 몸체(26)를 둘러싸는 금속 링(25)이 몸체(26) 상에 단단하게 고정되도록 하기 위하여, 몸체(26)는 너트 부재(24)의 플라스틱으로 채워지는 관통부(29)를 구비하며, 그에 따라서 금속 링(25)과 몸체(26) 사이에 토크를 막는 연결(torque-proof connection)을 형성한다. 플랜지(28)는 다수의 관통부(30)를 구비하며, 관통부(30)들은 플랜지(28)의 외곽부가 몸체(26)로부터 분리되지 않도록 해준다.

도 11의 치형부(27)의 디자인은 도 12의 평면도에서 또한 명확하게 도시되는데, 도 12는 치형부(27)들과 치형부(27)들 사이에 위치한 플라스틱 브리지(31)들을 도시한다.

금속 링(25)을 구비한 너트 부재(24)의 디자인은 도 13의 사시도에서 특히 명확하게 도시된다.

도 14는 몸체(26)의 하면에서 바라본 평면도에 의하여 도 11의 너트 부재를 도시한다. 도시된 바와 같이, 금속 링(25)은 육각형으로 형성되어 도구에 직접 맞물릴 수 있다.

도 15는 도 11에 따른 금속 링을 사시도에 의하여 도시하며, 금속 링(25)과 몸체(26)를 명확하게 도시한다. 여기서, 도 14와 관련하여 설명한 바와 같이, 금속 링은 육각형의 형태이다. 금속 링(25)의 개개의 육각형-형태 표면은 관통부(29)에 의하여 관통되고, 몸체(26)의 플라스틱 재료가 관통부(29)로 들어가며, 그에 의하 여 금속 링(25)과 몸체(26) 사이에 토크를 막는 연결이 형성된다.

본 발명 너트 부재에 있어서, 금속 링과 금속판 사이의 마찰-용접 연결부는 특히 강력한 연결을 형성하기 때문에 상당한 큰 힘을 지지할 수 있다. 너트 부재에 금속 링이 설치되기 때문에, 그에 상응하여 너트 자체가 금속판과의 강한 연결부를 가지게 된다. 따라서, 본 발명 너트 부재는 높은 강도로 금속판에 결합될 수 있다.

Claims (14)

1. 너트 부재(1, 11, 12, 18, 24)의 구멍(4)에 의하여 체결구, 보다 상세하게는 나사를 수용하도록 되어 있고, 금속판(16, 22)의 개구(penetration)에 삽입 가능하며, 금속판(16, 22)에 접촉되도록 형성된 플랜지(2, 13, 23, 28)를 구비한 회전 대칭적인 플라스틱 너트 부재(1, 11, 12, 18, 24)에 있어서,

   공축의 금속 링(5, 9, 14, 19, 25)이 플랜지(2, 13, 23, 28) 내에 설치되어 있고, 상기 금속 링(5, 9, 14, 19, 25)의 전방면은 금속판(16, 22)의 표면과 접촉하도록 형성되어 있으며, 너트 부재(1, 11, 12, 18, 24)와 금속 링(5, 9, 14, 19, 25)이 함께 회전할 때에 금속 링(5, 9, 14, 19, 25)이 마찰-용접에 의하여 금속판(16, 22)에 결합되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
2. 제1항에 있어서, 금속 링(5, 9)의 공축 칼라(6, 10)는 플랜지(2) 밖으로 돌출되어 있고, 상기 칼라(6, 10)는 상기 금속판과 마찰-용접 접촉을 하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
3. 제2항에 있어서, 칼라(6)는 금속 링(5)의 내측 가장자리에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
4. 제2항에 있어서, 칼라(10)는 금속 링(9)의 외측 가장자리에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 칼라(6, 10)는 체결구가 박혀들어가는 방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 칼라(15)는 체결구가 박혀들어가는 방향의 반대방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 칼라(6, 10, 15)는 원통형인 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
8. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 칼라(20)는 원추형인 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
9. 제1항에 있어서, 금속 링(5, 9)은 관통부(7)들을 구비하고, 상기 관통부(7)들은 묻혀 있는 위치에서 플랜지(2)의 재료에 의하여 관통되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 플랜지(2)는 육각형을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 삽입 도구를 위한 소켓(24)을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재(18).
12. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 몸체(32)는 다각형의 형상인 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
13. 제1항에 있어서, 금속 링(25)은 관통부(29; 30)를 구비한 너트 부재(24)를 둘러싸며, 또한 금속 링(25)은 체결구가 박혀 들어가는 방향과 반대 방향으로 플랜지(28) 상에서 칼라(27)로서 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.
14. 제12항에 있어서, 금속 링(25)은 너트 부재(24)를 둘러싸며 다각형의 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 너트 부재.

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