KR20080021122A - 패스너 - Google Patents

Abstract

제 1 구멍을 가진 제 1 구성요소(54) 와 제 2 구멍을 가진 제 2 구성요소(52)를 연결하기 위한 패스너이며 축상 플랜지(14)와 더 나아가 단면이 사각형 또는 정사각형인 생크(shank) 세그먼트와 단부에서 구비하는 케이지를 포함한다. 이 생크 세그먼트(16)은 제 2 구성요소의 관련된 면에 대해 놓일 목적으로 제 2 구성요소의 제 2 구멍에 삽입될 수 있다. 너트(12)는 적어도 축상으로 케이지안에 수용되며, 케이지 안의 제 1 회전 위치로부터 제 2 회전 위치로 회전 가능하다. 너트(12)는 접합 스크류를 수용하는 축상 보어홀(borehole)을 가지며, 또한 바깥쪽에 직경상 정 반대면에 있는 윙 요소들(46)을 포함한다. 여기서 너트가 제 1에서 제 2 회전 위치로 회전시 윙 요소(46)는 제 2 구성요소의 다른 면에 대해 고정되어 있는 접합 스크류로 인해 당겨지게 되며, 접합 스크류(56)의 헤드(58)은 제 1 구성요소(54)에 기대어 놓여 있으며, 제 1 구성요소(54)를 케이지 플랜지에 대해 압착한다

Description

패스너{FASTENER}

본 출원은 2005 7월 14일 제출된 독일 출원 번호 10 2005 032 699.4 에 근거하며, 그로부터 우선권을 청구하며, 그 개시내용은 참조로 그 전체가 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 제 1 구조 부품 (이하 제 1 구성요소)를 제 2 구조 부품 (이하 제 2 구성요소)에 연결하는 패스너에 관련한다.

이런 종류의 패스너는 유럽 특허 문서(European patent document) EP 0 681 110 B1으로부터 알려져 있다. 이 패스너는 2개의 몰딩된 금속 부분으로 되어있으며, 하나는 케이지이며, 다른 하나는 너트이다. 케이지에는 방사형 플랜지가 부착되고, 상기 플랜지는 생크(shank)가 한 구성요소의 구멍을 통해서 삽입될 때 그 구성요소의 한 면에 기대어 놓인다. 상기 생크는 단면상 사각형이며 플랜지 쪽에서부터 점차 가늘어진다. 중공인 케이지는 너트 쓰레드와 두 개의 상호 반대편에 위치한 윙 요소(wing element)가 주요 구성물인 너트를 수용한다. 케이지안에서 너트는 거의 90도 선회할 수 있으며, 상기 윙 요소들은 회전시 램프(ramp) 면을 따라 케이지의 축-평형 표면에 고정되게 될 때까지 움직이게 된다. 구성요소의 접합 구멍은 윙 요소들을 케이지와 함께 상기 구멍으로 삽입케 할 수 있는 열쇠구멍과 유사하 다. 접합 스크류가 너트의 쓰레드로 회전하여 들어갈 때, 상기 너트는 위에 언급된 바와 같이 선회하며 램프 면을 따라 움직이게 될 것이다. 이 결과로 디바이스 전체가 구멍 밖으로 더 이상 빠져나올 수 없게 할 수 있다. 접합 스크류가 보다 더 조여지게 되면, 각 윙 요소의 상부 표면은 그 반대위치에 있는 구성요소에 대해 고정되게 된다. 이 패스너의 디자인은 복잡한 제조를 수반하며, 특별한 구멍 윤곽을 요구한다.

이에 더하여 최신 기술은 자동차 차체와 같은 구성요소의 구멍에 다월(dowel)을 삽입하기 위한 여러 다월 디자인들을 포함한다. 스크류를 적합하게 돌림으로써 확장이 이루어져 마찰이 있는 접합을 이루게 된다. 이러한 다월은 특허 문서 DE 931 81 22 U1, FR 2,122,781 A1, US 3,478,395, 또는 GB 2,242,928A에 개시되어있다.

본 발명의 목적은 초반에 언급된 종류의 패스너를 향상시켜 경제적으로 제조할 수 있고, 보다 용이한 몰딩을 할 수 있게 하는데 있다.

본 발명의 패스너와 관련하여, 케이지와 너트는 플라스틱으로 만들어져 있으며, 이들의 접합부는 이들을 조립위치로 이동시킬수 있도록 분리시키는 것을 가능 하게 하나, 일체형인 것이 바람직하다.

더 나아가, 본 발명에서 너트 윙 요소는 케이지 윤곽안의 제 1 회전 위치에 배열되어 있으며, 따라서 수용된 너트와 함께 케이지는 직/정사각형의 구멍으로 용이하게 삽입 가능하다. 접합 스크류의 회전 때문에 너트가 회전할 때, 상기 윙 요소는 케이지 윤곽을 벗어나서 어떤 정지부에 대해 선회하게 될 것이다. 접합 스크류가 보다 더 회전하게 되면, 너트는 축상으로 케이지 플랜지쪽으로 상부 윙 요소 면이 관련된 구성요소의 표면에 접촉할 때까지 옮겨지게 되며, 이런 식으로 너트와 케이지 둘은 상기 구성요소에 접합 되게 된다. 윙 요소는 근사적으로 대각선상으로 첫 회전 위치에 있는 케이지까지 이어지며 따라서 상기 케이지의 단면 윤곽에 남아있게 된다.

본 발명의 패스너는 여러 가지 장점을 제공한다. 이 패스너는 헐거움 없는 기하학적 {양(+)으로, positively} 인터로킹(interlocking) 커넥션을 할 수 있도록 해준다. 특히 일체적 사출 몰딩을 사용하여 적은 비용으로 제조할 수 있다. 본 발명의 패스너는 높은 고정 힘과 낮은 조립 응력을 허용한다. 이에 더해 커다란 구성요소 공차를 허용한다.

본 발명의 한 실시모드에서, 너트는 원통형 세그먼트를 포함하고, 상기 원통형 세그먼트는 상기 너트 윙 요소들 사이에 위치하며 , 케이지 반대편의 케이지 단에 있는 링형태의 칼라(collar)를 구비한다. 상기 원통형 세그먼트는 케이지안으로 삽입될 수 있으며, 삽입될 경우, 칼라는 주변 내부 케이지 쇼울더(peripheral inner cage shoulder)와 함께 작동하게 된다. 이 결과, 너트는 케이지안에 로킹되지만, 여전히 자신의 축으로 한정된 범위 안에서 회전할 수 있다. 가능하다면 상기 칼라는 원뿔형, 외부 면이 부착되어 있으며 원통형 세그먼트를 케이지안의 부분적으로 원통형인 통로로 삽입할 수 있게 해준다. 환형의 칼라를 삽입할 시, 케이지안의 상기 통로는 한시적으로 상기 칼라가 상기 쇼울더위에 위치할 때까지 경미하게 확장될 수 있다.

본 발명의 추가 실시모드에서, 케이지는 플랜지 반대편의 단부에 틈새를 포함하게 되며 너트에는 그 축과 평행하게 이어지는 로킹 세그먼트가 부착되고, 이 로킹 세그먼트는 윙 요소들이 상기 제 2 구성요소에 대해 제 2 회전 위치로부터 꽉 조여졌을 때, 로킹하는 방식으로 틈새와 맞물리게 되며, 너트는 이에 따라 제 1 회전 위치로 역회전 할 수 없게 된다. 상기 로킹 세그먼트는 램프 면을 구비하며 특정 윙 요소가 로킹 세그먼트가 틈새로 진입하면서 상기 정지부에 대해서 힘이 가해지게 하는 방식으로 상기 틈새의 에지와 함께 작동한다. 이 결과 헐거움 없는 로킹을 얻을 수 있게 되며, 이는 진동이나 쇼크가 가해질 경우에도 효력을 발휘하게 된다.

마지막으로 본 발명의 또다른 실시모드에서, 케이지는 적어도 하나의 가시 형태의 변형된 돌출부를 외부 면에 포함하게 되며, 상기 돌출부는 케이지가 제 2 홀에 삽입될 때 한시적으로 변형되고, 케이지를 구멍 밖으로 빼내려고 시도하게 되면, 상기 제 2 구성요소와 함께 로킹 하는 방식으로 작동하게 된다.

본 발명은 첨부된 도들에 보여진 실시예시에 의해 설명된다.

도 1은 발명의 몰딩된 패스너의 사시도.

도 2는 하부 너트가 상부 케이지에 삽입된 후의 도 1의 패스너를 도시한 도면.

도 3은 구성요소의 구멍안의 도 2의 패스너의 구성을 도시한 도면.

도 4는 제 2 구성요소와 접합 스크류에 대한 도 3의 구성을 도시한 도면.

도 5는 접합 스크류가 도 4의 구성에 돌아 들어간 모습을 도시한 도면이며,

도 6은 패스너가 두 개의 구성요소들에 완전히 접합된 것을 도시한 도면.

도 1부터 도 6에 걸쳐 보여진 패스너는 케이지(10)와 너트(12)를 포함한다. 케이지(10)는 사각형의 플랜지(14) 와 단면적으로(cross-sectionally)사각인 생크(shank)(16)를 구비한다. 생크는 두 개의 상호 반대편의 연속적인 사각면 페이스들(18) 과 2개의 다른 상호 반대편의 페이스들(20)과 맞물리며, 페이스들(20)은 틈새들(22)에 의해 단절되어 있다. 도 1부터 6은 각기 오직 하나의 페이스(18, 20)를 보이고 있다. 각기 반대편의 페이스는 동일한 것으로 이해된다.

특히 도 1에 보여진 바와 같이, 생크(16)는 대부분 비어 있으며 내부, 원통형 표면들에 의해 경계가 정해진다. 제 1 원통형 표면(24)의 지름은 플랜지(14)로 이어지는 상향 인접 원통형 표면(26)의 지름보다 약간 더 작다. 도시된 바와 같이 원통형 표면(24)은 틈새(26)에 의해 단절되어 있다.

플랜지(14)의 반대편 단부에서 생크(16)는 탄성적인 팁(30)을 포함하는 하향 돌출부(28)에 맞물린다. 틈새(32)는 이러한 식으로 벽들(18) 안에 구성되어 있다.

너트(12)는 원뿔형 세그먼트(42)로 하향 병합하는 하부 원통형 세그먼트 (40)를 포함한다. 상단이 링형태 칼라(46a)와 일체인 인접 상부 원통형 세그먼트 (44)도 포함한다. 원통형 세그먼트(44)의 직경은 원통형 세그먼트(40)의 직경 보다 작다. 상호 반대편에 있으며 기본적으로 단면상이 삼각형인 윙 요소(46)은 두 개의 원통형 세그먼트들 (40, 44)과 일체화 되어있다.

도 1은 사출 몰딩 제조를 따라 도 1부터 6까지에서 보여진 패스너의 상태를 보인다. 너트(12)는 몇 가지 방식으로 칼라(46a)에 의해 케이지(10)의 하단에 연결된다. 케이지(10)의 위치가 그대로 변하지 않고 남아있는 한편, 너트(12)는 하단에의 임팩트에 의해 케이지(10)의 생크(16)안으로 밀려 들어가게 된다. 칼라 (46a)는 외부상 원뿔형이며, 그 최대 직경 단부(maximum-diameter end)에서의 직경은 원통형 표면(24)의 직경보다 더 크다. 상기 표면(24)은 단지 부분적으로 링 형태이기 때문에, 탄성 적으로 구부려지며, 따라서 칼라(46a)는 원통 표면 (24, 26) 사이에 형성되어 있는 쇼울더(50)를 메울 때까지 상대적으로 쉬운 방식으로 삽입되어 진다. 따라서 너트는 더 이상 생크(16) 밖으로 빠져나올 수 없게 된다.

상기 기술된 조립형태에서, 윙 요소(46)는 생크(16)의 한 코너를 향하며, 윙 요소(46)의 방사상의 구조는 생크(16)의 코너 에지들과 윙 요소(26)가 서로 합병되는 형태이다. 이 결과로 윙 요소 윤곽(46)은 생크(16)의 윤곽을 넘어서 돌출하지 못한다.

너트(12)는 도 2의 조립 위치 안에서 케이지(10)의 상대적인 첫 회전 위치를 차지하게 되며, 구성요소(52) (도 3)의 사각 구멍 안에 삽입되게 된다. 이 과정에서, 페이스들(18)을 넘어 옆으로 약간 돌출 되어있는 팁들(30)은 한시적으로 변형된다. 이후 팁들은 자신들의 초기 위치를 복원(resume)하게 된다. 따라서 전체 패스너는 오버헤드 조립이 요구될 때에 쉽게 사각 구멍으로부터 쉽게 뺄 수 없으며 쉽게 떨어져 나올 수도 없다.

도 4는 플랜지(14)위에 놓여있는 또 다른 구성요소(54)를 보이며, 이 플랜지는 평면형태 구성요소(52)의 상부에 놓인다. 구성요소(54)는 또한 구멍을 포함하고, 이 구멍은 원형인 것이 바람직하다. 이 구멍은 구성요소(52)의 사각 구멍의 축을 따라 배열되어있다. 이곳에 접합 스크류(56)가 삽입된다. 접합 스크류(56)는 헤드(58)와 플라스틱 쓰레드(60)를 가진 생크(62)를 포함한다.

너트(12)는 원형 또는 다른 단면의 축상으로 연속적인 통로를 포함하고, 이 통로로 너트 안으로 쓰레드를 형성하는 접합 스크류(56)를 받아들일 수 있다.

도 5에 보여진 것 같이, 접합 스크류가 너트(12)로 나사 조임될 때, 상기 너트는 변형 응력으로 인해 시계방향으로 회전하게 된다. 회전 각은 약 40에서 50도이며, 윙 요소들(46)은 틈새들(22)의 관련된 측 벽과 맞대어 정지하게 된다. 케이지(10)와 상대적인 너트(12)의 제 2 회전 위치에서 윙 요소들(46)은 생크(16)의 윤곽을 넘어서서 방사적으로 돌출하게 된다. 이에 더해 도 5는 원통형 세그먼트(40)가 위쪽을 향하고 있는 로킹 세그먼트(64)를 상호 반대면 에서 구비하는 것을 보이며, 세그먼트(64)는 외부에서 원통형이며, 원통형 세그먼트(44)에 대해 축상 평형인 쇼울더(44)를 형성한다. 도 5에 보여진 로킹 세그먼트(64)는 틈새 (32)를 향하고 있다. 접합 스크류(56)가 더 조여졌을 때, 너트(12)는 축상으로 케이지(10) 내부로 이동하게 된다. 로킹 세그먼트(64)에 있는 경사 페이스(32)는 틈새(32)의 반대편 하부 에지를 따라서 미끄러지며, 따라서 너트(12)는 시계방향으로 더욱 회전하게 되며, 윙 요소들(46)은 틈새(22)의 관련된 면들에 강하게 밀착하게 된다. 따라서, 너트(12)는 역회전할 수 없게 된다.

너트(12)는 윙 요소(46)의 표면이(위에서 도시되지 않았음) 도 6에 보여진 것과 같은 구성요소(52)의 접하는 표면에 맞물릴 때까지 축상으로 케이지(10)안으로 이동한다.

헐거움 없는 기하학적으로 인터로킹 {양(+)으로} 연결은 구성요소 (52, 54) 사이에서 생성되며, 접합력을 제공해 준다. 조립동안에 적용되어야 하는 힘은 낮다. 평면 구성요소들 (52, 54) 의 큰 폭의 두께 공차가 허용될수 있다.

너트(12)가 케이지 (10)안으로 삽입될 때, 케이지안으로의 너트(12)의 더 깊숙한 축상 이동이 윙 요소들(46)의 상단 표면과 틈새(32)의 반대편 벽 페이스간의 협동 작용에 의해서 방해되어진다. 이러한 방식으로 너트 (12)가 수용되며, 케이지(10)에 로킹된다. 상기 너트(12)는 오직 윙 요소(46)가 틈새(22)와 정렬된 후에만 케이지(10)안으로 더 깊숙하게 이동될 수 있다.

본 발명은 제 1 구조 부품을 제 2 구조 부품에 연결하는 패스너에 이용 가능하다.

Claims (8)

1. 제 1 구멍을 가진 제 1 구성요소를 제 2 구멍을 가진 제 2 구성요소에 연결하기 위한 패스너로서,

   방사형 플랜지와 이에 더하여 단면상이 사각형이거나 정사각형인 생크 세그먼트를 단부에서 구비하는 케이지로서, 상기 생크 세그먼트는 제 2 구성요소의 제 2 구멍에 삽입 될 수 있으며, 상기 플랜지는 제 2 구성요소의 연관된 면에 대해 고정되어 있는 케이지와

   적어도 부분적으로 상기 케이지에 축 상으로 수용되는 너트로서, 상기 케이지의 제 1 회전 위치로부터 제 2 회전 위치로 회전할 수 있으며, 이에 더해 접합 스크류를 수용하기 위한 축상 보어 홀(borehole)을 구비하고, 또한 외부에서 직경 정 반대편의 윙 요소들을 포함하는 데, 여기서 상기 너트가 제 1 위치에서 제 2 회전 방향으로 회전 시 상기 윙 요소들은 제 2 구성요소의 다른 면에 대한 상기 너트안의 접합 스크류의 회전에 의거하여 잡아당겨지게 되며, 상기 접합 스크류의 헤드는 제 1 구성요소에 대해 고정되어 있고, 제 1 구성요소를 케이지 플랜지에 대해 압착하는 너트를 포함하며

   여기서 상기 케이지와 너트는 몰딩된 플라스틱으로 되어있으며, 구멍은 정사각형 또는 사각형이며, 너트의 윙 요소들은 상기 케이지의 윤곽 안의 제 1 그리고 제 2 회전 회전 위치에 위치해 있으면서 상기 케이지의 정지부에 대해 상기 케이지 윤곽을 넘어 축상으로 돌출되는 패스너.
2. 제 1항에 있어서, 너트는 윙 요소들 사이에 원통형 세그먼트 하나를 더 포함하며, 상기 원통형 세그먼트는 플랜지를 마주하는 단부에서 링형태 칼라를 포함하며, 케이지에 삽입될 수 있는데, 여기서 칼라는 케이지의 주변 내부 쇼울더와 함께 작동하며, 이 결과 너트가 회전 위치들 사이에서 회전가능 형태로 지탱되는 패스너.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 링형태 칼라는 외부 원뿔형 페이스를 구비하며, 원통형 세그먼트는 상기 칼라를 이용하여 케이지의 부분적으로 원통형의 통로로 삽입될 수 있는 패스너.
4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 너트와 케이지는 따로 몰딩되는 패스너.
5. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 너트는 케이지와 함께 일체형으로 몰딩되나 분리해 낼 수 있으며, 일체화된 너트는 케이지와 관련한 제 1 회전 위치에 위치해 있는 패스너.
6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 생크는 플랜지 반대편의 단부에서 틈새를 가지며, 너트는 축과 평행한 로킹 세그먼트를 포함하는데 로킹 세그먼트는 케이지 방향으로 이어지며 윙 요소 너트들이 제 2 구성요소 쪽으로 당겨지고 있을 때, 로킹 방식으로 틈새와 맞물리며, 따라서 너트가 제 1 회전 위치로 역회전하는 것을 방지해 주는 패스너.
7. 제 6항에 있어, 로킹 세그먼트는, 윙 요소들이 로킹 세그먼트가 틈새에 진입했을 때 관련한 정지부들에 대해서 압착되는 방식으로, 상기 틈새의 에지(edge)와 함께 작용하는 램프 페이스(ramp face)를 구비하는 패스너.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 케이지는 그 외부 면에 있는 가시 모양의 훅과 같은 적어도 하나의 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부는 케이지가 제 2 구멍에 삽입될 때 한시적으로 변형되며, 상기 제 2 구멍으로부터 잡아당기는 힘이 가해지게 될 경우 접하는 제 2 구성요소의 면과 로킹하는 방식으로 함께 작용하는 패스너.

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