KR20090005394A - 스크류 헤드 및 이와 함께 이용하기 위한 도구 - Google Patents

Abstract

스크류 헤드 및 대응 도구를 포함하며, 상기 스크류 헤드는 상기 스크류 헤드의 상부면에 6각 별모양 슬롯(2)을 가지며, 6각 별모양 평면형상의 상부 주변 벽(9)은 상기 스크류 헤드 내로 하방으로 연장하며, 상기 상부 주변 벽(9)은 상기 스크류의 축선에 대해 평행 또는 거의 평행하며, 경사 변화 표면(15)은 상기 상부 주변 벽(9)의 하부 에지에 대해 하방 및 내측으로 연장하고, 테이퍼형 리세스(11)는 상기 경사 변화 표면(15)의 하부 에지로부터 하방으로 연장하고, 상기 스크류 헤드의 크기는 상기 스크류 헤드가 상부(16) 및 하부(17) 결합 섹션을 가지는 도구(6)에 의해 결합될 수 있는 크기이며, 상기 상부 결합 섹션(16)이 상기 스크류의 축선에 대해 일정한 각도로 하방으로 경사지고, 상기 상부 결합 섹션으로 상기 도구가 결합되고 상기 하부 결합 섹션은 하방으로 경사져서, 상기 테이퍼형 리세스(11)의 표면과 상기 하부 테이퍼형 결합 섹션(17)의 외부면 사이가 ' 스틱 피트 '되도록 하며, 상기 경사 변화 표면(15)과 결합되지 않는, 스크류 구동 시스템에 관한 것이다.

Description

스크류 헤드 및 이와 함께 이용하기 위한 도구 {SCREW HEAD AND TOOL FOR USE THEREWITH}

본 발명은 일반적으로 6각 별모양(hexalobular) 스크류 헤드를 가지는 스크류를 구동하기 위한 시스템, 및 이를 이용하기 위한 대응 도구(tool), 및 상기 싯템에 이용하기 위한 스크류에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 도구와 스크류 사이의 충분한 " 억지 끼워맞춤(interference fit) "을 가능하게 하는 시스템에 관한 것이다.

이러한 기술에 대한 배경은 미국 특허 명세서 제 6,951,158호(본 출원은 양수인이 소유함)에 기재되어 있으며, 본 명세서에서 반복되지 않는다. 미국 특허 명세서 제 6,951,158호는 스크류 헤드와 결합하기 위한 도구를 보여준다. 이러한 구성은 스크류가 요동하는 것을 제한하여 구동 비트가 스크류 리세스로부터 캐밍(camming)되는 것을 방지하는 장점을 가진다. 그러나, 도구 및 스크류 헤드는 스크류는 적절한 "억지 끼워맞춤"을 하여서 스크류가 떨어지지 않고 도구 상에 조립되어 있도록, 충분히 상호 작용하지 않는다. 타소 강의 스크류를 위해, 지지부로서 자기 홀더 내에 삽입되는 비트를 홀딩하는 것으로 공지되어 있지만, 이는 다수의 숙련된 이용자를 위해 안정되고 충분한 해답이 아니다.

더욱이, 티타늄(사람 뼈에 사용된 스크류를 위해 널리 사용됨) 및 건물 구조에 이용되는 스테인레스 강 스크류를 위한 것과 같이 비 자기 재료 상에 " 스틱 피트(stick-fit) "가 가능하지 않다. 제안된 시스템은 모든 리세스-스크류 적용을 위해 안정된 억지 끼워맞춤을 가능하게 한다.

이러한 제안된 시스템은 일반적으로 느슨한 스크류를 삽입 할 때, 특히 자기 홀더를 이용할 가능성 없이 원 핸드(one-handed) 작동에 의해 스크류를 삽입하는 것만이 가능할 때 장점을 가진다. 이러한 억지 끼워맞춤 형상의 설계는 떨어지지 않고 리세스가 도구 상의 스크류를 유지하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 가압 연결은 티타늄, 및 또한 수 개의 스크류 분야에 주요 재료인 스테인레스 강과 같은 비 자기 재료로 제조되는 스크류가 "부착-조립"을 가능하게 한다.

용어 "부착-조립"은 십자 홈 스크류에 관련된 미국 특허 명세서 제 4,084,478호에 잘 기재되어 있다. 그러나, 상기 명세서는 십자 홈이 원추형이고 따라서 삽입되는 동안 상방 연결되기 때문에, 상이한 종류의 " 부착-조립 "이 기재되어 있다. 이에 따라, 스크류가 설치를 위한 도구에 삽입될 때 스크류가 충분한 토크 안정성을 가지도록 하는 경우, 스틱 피트가 더 강해야 한다.

특정 분야에 대한 요구에 따라 이용자가 스틱 피트가 얼마나 단단하느냐에 영향을 미치기 때문에 본 제안의 억지 끼워맞춤 해결책이 고려된다. 억지 끼워맞춤은 타이트하여야 하지만 너무 타이트하면 안된다. 이러한 제안의 원추형 가압 연결은 이용자가 특히 구리와 같은 연한 재료, 그리고 플라스틱, 알루미늄 및 티타늄과 같은 다른 재료의 스크류에 대해 특히 중요한 부착 강도를 결정하는 것을 가 능하게 한다.

미국 4,269,246호는 본 발명에 대한 배경을 형성하는 미국 6,951,158호에 설명된 제 1 리세스에 유사한 " 단면이 다엽성인 리세스형 구동 소켓을 가지는 패스너 "를 보여준다.

미국 제 4,269,246호에서, 드라이버 비트는 " 헤드 부분의 팁 단부를 향하여 테이퍼져서 축방향으로 수렴한다". 그러나, 높은 정도의 테이퍼(2와1/2 - 3과 1/2 DEG) 때문에, 리세스는 요동을 방지하기 위해 항상 요구되는 남큼 깊을 수 없다. 또한, 이 명세서는 테이퍼진 비트는 더 큰 정도의 결합을 얻기 위한 수직 장착을 하여야 하는 것을 나타낸다. 그러나, 수동 작동을 위해, 그리고 특히 원 핸드 작동에 대해, 스크류를 삽입하기 위해 요동하거나 비안정적이다.

새로운 제안의 또 다른 장점은 허용오차를 흡수하는 원추형 가압 연결이어서 안정된 " 부착-조립 " 해결을 가능하게 한다. 안정된 " 부착-조립 "은 제조 허용오차 내의 변화 때문에 그리고 드라이버 및 리세스 형성 펀치는 점차적으로 마모되기 때문에 얻기가 어렵다. 그러나, 우리의 해결책은 대량 제조에서의 기능적 품질을 가능하여 하며, 원추형 가압 연결이 더 넓은 허용오차 때문에 비용 효율적인 대량 제조를 가능하게 하며 이는 최종 스크류 상의 "부착-조립"을 포함하지 않고 더 긴 도구 수명을 가능하게 하기 때문이다.

종래 기술에서, 도구는 서로에 대해 직접 평행하게 되는 평면을 구비한 6각 별모양의 슬롯 내에 스크류 헤드를 결합한다.

스크류 헤드 및 대응 도구를 포함하는 스크류 구동 시스템으로서, 스크류 헤드는 스크류 헤드의 상부면에 6각 별모양 슬롯을 가지며, 6각 별모양 평면형상의 상부 주변 벽은 스크류 헤드 내로 하방으로 연장하며, 상부 주변 벽은 스크류의 축선에 대해 평행 또는 거의 평행하며, 경사 변화 표면은 상부 주변 벽의 하부 에지에 대해 하방 및 내측으로 연장하고, 테이퍼형 리세스는 경사 변화 표면의 하부 에지로부터 하방으로 연장하고, 스크류 헤드의 크기는 스크류 헤드가 상부 및 하부 결합 섹션을 가지는 도구에 의해 결합될 수 있는 크기이며, 상부 결합 섹션이 스크류의 축선에 대해 일정한 각도로 하방으로 경사지고, 상부 결합 섹션으로 도구가 결합되고 하부 결합 섹션은 하방으로 경사져서, 테이퍼형 리세스의 표면과 하부 테이퍼형 결합 섹션의 외부면 사이가 " 스틱 피트 "되도록 하며, 경사 변화 표면과 결합되지 않는다.

상부 결합 섹션은 0.1 내지 2.5 도의 각도로 테이퍼 형성하며, 매우 바람직하게는 0.5 내지 1.5의 각도로 테이퍼 형성한다.

도구의 하부 결합 섹션에서, 도구는 스크류 내의 리세스와 동일한 각도로 테이퍼형성되어, 도구가 스크류와 " 스틱 피트 " 가압 연결될 수 있도록 한다.

도구가 스크류와 접촉하지 않는 도구의 상부 결합 섹션과 하부 결합 섹션 사이에 변화 영역이 형성된다.

도구의 상부 결합 섹션에서, 도구는 스크류의 주변 벽 보다 약간 더 날카로운 각도로 테이퍼 형성된다.

테이퍼형 리세스는 원형 평면 형상이다.

상부 결합 섹션과 상기 상부 주변 벽의 하부 에지에서 느슨하게 조립되고 상기 상부 주변 벽의 상부 에지에서 밀집하게 조립된다. 상부 결합 섹션은 단지 하부 테이퍼형 부분을 안정화 및 지지한다. 이는 상기 섹션에 스틱 피트되는 것을 회피하여, 스틱 피트가 단지 하부 테이퍼형 결합 섹션 및 테이퍼형 리세스 사이에 발생하도록 한다.

본 발명은 또한 상술된 시스템의 부품으로서 이용하기 위한 도구가 제공된다.

본 발명은 또한 상술된 시스템의 부품으로서 이용하기 위한 스크류가 제공된다.

본 발명은 또한 상술된 시스템의 부품으로서 도구를 제조하기 위해 이용되는 헤드 도구(tooling)를 제공한다.

본 발명의 특정 시스템은 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명된다.

도 1은 드라이빙 도구의 단면도이며,

도 2는 스크류의 헤드를 결합하는 상기 도구의 단면도이며,

도 3은 슬롯의 형상을 보여주는 스크류 헤드의 평면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스크류 헤드(1)는 슬롯(2)을 가진다. 슬롯(2)의 스크류 헤드 내에 리세스(3)로서 형성되며, 6개의 포인트(4)를 가지는 별로서 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 별의 포인트(4)는 원형이며, 슬롯(2)은 별모양 슬롯으로 지칭된다. 별모양 슬롯은 ISO 10664에 설명되고, 내부 구동 피쳐이다. 상기 슬롯은 '치형 리세스 ' 또는 '별형 리세스'로서 공지될 수 있다. 회전 방향에 따라, 도구(6)(도 1 및 도 2 참조)는 하나의 측부 상 또는 각각의 포인트(4)의 다른 측부 상에 표면(7 또는 8)을 결합한다.

도 2는 스크류 헤드(1)의 단면도이다. 리세스(3)는 스크류 헤드(1) 내로 하방으로 연장한다. 리세스(3)의 벽(9)은 대략적으로 직선형이다. 리세스(3)의 단면은 스크류 헤드 내로 하방으로 연장될 때 직선형 벽 부분을 통하여 6개의 포인트를 가진 별의 형상을 유지한다. 리세스(3)의 깊이는 리세스(3)의 바닥 근처에 최소의 허용가능한 벽 두께(10)에 의해 제한된다.

슬롯(2)은 6개의 포인트를 가진 리세스(3)의 바닥에서 추가의 리세스(11)를 가진다. 리세스(11)는 스크류와 축선이 정렬되어 내부 중앙에 위치한다. 이러한 중앙 리세스(11)는 원형 단면 및 리세스(3)보다 작은 직경을 가진다. 리세스(11)의 벽(12)은 약간 경사져서, 리세스(11)의 바닥(13)은 리세스(11)의 상부(14)의 직경보다 더 작은 직경을 가진다.

하방 직선 또는 경사 변화 표면(15)은 중앙 리세스(11)의 상부와 6개의 포인트형 리세스(3) 사이에 형성된다.

도구(6)는 리세스(3) 내에서 조립되도록 설계된 결합 섹션(16)을 가진다. 평면에 있는 결합 섹션(16)의 형상은 리세스(3)의 형상과 일치한다. 그러나, 결합 섹션(16)의 직경은 하단부를 향하여 내측으로 약간 경사지거나 균일할 수 있다. 테이퍼는 통상적으로 0.5 내지 1.5도일 수 있다. 결합 섹션(16)의 직경은 어려움 없이 리세스(3) 내로 삽입되록 하는 크기를 가진다.

도구(6)는 원형 단면을 가진 중앙 포인트(17)를 가진다. 중앙 포인트(17)의 직경은 리세스(11)의 직경 보다 약간 더 크다. 도구(6) 상의 표면(18)은 중앙 포인트(17)로부터 결합 섹션(16)으로 외측 및 상방으로 연장한다. 표면(18)의 경사 각도는 변화 표면(15)의 경사 각도 보다 작다. 따라서 공간(19)은 도구(6)가 슬롯(2) 내로 삽입될 때 표면(15 및 18) 사이에 형성된다. 공간(19)의 깊이는 중앙 포인트(17)를 향하여 분기된다. 도구(6)의 섹션(16)은 도구가 슬롯(2)으로 들어갈때 리세스(3) 벽(9)의 상부 주변부와 거의 결합할 수 있다.

더욱이, 표면 처리를 하는 스크류의 경우, 분기 공간(19)은 도구와 슬롯 사이의 결합을 방해하지 않고 소정의 과잉 코팅부가 공간(19) 내에 수집되는 것을 허용한다. 공간이 제공되지 않는 경우, 코팅 잔류물은 리세스(11)의 표면(15) 및 바닥(13) 상에 배치될 수 있어 도구(6)와 슬롯(2) 사이의 충분한 결합을 방지한다.

벽(9)의 상부 주변부 및 도구의 결합 섹션(16)에 의해 지지되는, 중앙 지점(17)과 리세스(11) 사이의 가압 결합은 마찰에 의해 스크류는 떨어지지 않고 도구 상에 남아 있을 수 있다(즉, " 스틱 피트 "). 이러한 결합 모드는 도구(6)와 스크류 헤드(1) 사이의 각도 운동을 감소시키는데 특히 효과적이다. 가압 결합에 의해 도구 상의 스크류의 유지는 파워 도구 및 정규 핸드 도구 둘다에 대해, 그리고 특히 티타늄, 스테인레스 스틸 및 다른 것과 같은 비 자기 재료로 제조되는 스크류에 대해 원 핸드 작동에 특히 유용하다.

중앙 포인트(17)는 리세스(3)의 높이 보다 짧은 길이를 가질 수 있어, 도 구(6)의 결합 섹션(6)이 리세스(3) 내로 들어가는 것이 가능하게 된다.

장점

도구의 하부(17)와 스크류 헤드의 바닥 부분(11) 사이의 가압 연결의 형성은 스크류가 도구 상에 남아 있는 것을 가능하게 하여, 떨어지지 않는다. 이러한 장점은 스크류의 "요동"이 제한된 미국 특허 명세서 제 6,951,158호의 특징에 부가된다. 도구(6) 및 스크류 헤드(1) 상의 강제 조립 연결은 티타늄(사람의 뼈에 이용되는 스크류에 널리 이용됨) 및 건물 제조에 이용되는 스테인레스 스틸 나사와 같은 비 자기 재료를 포함하여, 스크류 헤드가 도구 상에 유지된다. 설계는 모든 리세스 스크류 적용 상에 안정된 억지 끼워 맞춤을 가능하게 한다.

Claims (11)

1. 스크류 헤드 및 대응 도구를 포함하는 스크류 구동 시스템으로서,

   상기 스크류 헤드는 상기 스크류 헤드의 상부면에 6각 별모양 슬롯(2), 상기 스크류 헤드 내로 하방으로 연장하고 상기 스크류의 축선에 대해 평행 또는 거의 평행한 상기 6각 별모양 평면형상의 상부 주변 벽(9), 상기 상부 주변 벽(9)의 하부 에지에 대해 하방 및 내측으로 연장하는 경사 변화 표면(15), 및 상기 경사 변화 표면(15)의 하부 에지로부터 하방으로 연장하는 테이퍼형 리세스(11)를 가지며,

   상기 스크류 헤드의 크기는 상기 스크류 헤드가 상부(16) 및 하부(17) 결합 섹션을 가지는 도구(6)에 의해 결합될 수 있는 크기이며, 상기 도구가 결합되는 상기 상부 결합 섹션(16)은 상기 스크류의 축선에 대해 일정한 각도로 하방으로 경사지고, 상기 하부 결합 섹션은 하방으로 경사져서, 상기 테이퍼형 리세스(11)의 표면과 상기 하부 테이퍼형 결합 섹션(17)의 외부면 사이가 ' 스틱 피트(stick fit) '되도록 하며, 상기 경사 변화 표면(15)과 결합되지 않는,

   스크류 구동 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 결합 섹션(16)은 0.1 내지 2.5 도의 각도로 테이퍼 형성하는,

   스크류 구동 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 상부 결합 섹션(16)은 0.5 내지 1.5의 각도로 테이퍼 형성하는,

   스크류 구동 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 도구의 하부 결합 섹션(17)에서, 상기 도구는 상기 스크류 내의 리세스(11)와 동일한 각도로 테이퍼형성되어, 상기 도구가 상기 스크류와 ' 스틱 피트 ' 가압 연결될 수 있도록 하는,

   스크류 구동 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 도구가 상기 스크류와 접촉하지 않는 상기 도구의 상부 결합 섹션과 하부 결합 섹션 사이에 변화 영역(19)이 형성되는,

   스크류 구동 시스템.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 도구의 상부 결합 섹션(16)에서, 상기 도구(6)는 상기 스크류의 주변 벽(9) 보다 약간 더 날카로운 각도로 테이퍼형성되는,

   스크류 구동 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 테이퍼형 리세스(11)는 원형 평면형상인,

   스크류 구동 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 상부 결합 섹션(16)과 상기 상부 주변 벽(9)의 하부 에지에서 느슨하게 조립되고 상기 상부 주변 벽의 상부 에지에서 밀집하게 조립되는,

   스크류 구동 시스템.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른, 시스템의 부품으로서 이용하기 위한 도구.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 어느 한 항에 따른, 시스템의 부품으로서 이용하기 우한 스크류.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른, 시스템으로 부품으로서 도구를 제조하는데 이용하기 위한 헤더 도구.

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