KR20130057456A - 케이지 너트 - Google Patents

Abstract

오직 일측으로부터 접근 가능한 세장형의, 바람직하게는, 사각형의 개구(12)에 설치되기 위한 케이지 너트(10)로서, 내부 나사산(22)을 갖는 원통형 내부 나사산 캐리어(20)와, 그에 부착된 접경부(24)를 갖는 너트 몸체(16); 및 상기 너트 몸체(16)를 포위하는 케이지(18)를 포함하고,
상기 접경부(24)는, 상기 개구(12)의 형상에 적합하고, 상기 접경부(24;124)의 길이가 상기 개구(12)의 폭보다 현저히 큼에도 불구하고, 상기 개구(12)보다 약간 작은 폭과 약간 짧은 길이를 가지며,
상기 케이지(18)는 탄성적으로 구성되고, 상기 개구(12) 내로 클리핑되도록 상기 개구(12)의 형상에 적합하도록 되어 있으며,
상기 케이지(18)의 종방향에 평행한 설치 위치로부터 그에 대략적으로 수직인 유지 위치 내로의 상기 내부 나사산(22)의 나사 결합 방향으로 상기 케이지(18)에 대한 상기 접경부(24)의 회전을 오직 허용하는 스톱 요소들(38)을 지지하는 케이지 너트(10).

Description

케이지 너트 {Cage nut}

본 발명은 일측으로부터만 접근 가능한 세장형의, 바람직하게는 사각형의 개구에 설치되기 위한 케이지 너트로서, 내부 나사산과 그에 부착되는 접경부를 갖는 원통형 내부 나사산 캐리어를 갖는 너트 몸체와, 상기 너트 몸체를 포위하는 케이지를 포함하는 케이지 너트에 관한 것이다.

큰 금속 시트들, 특수 단면 튜브들, 바디워크 부품들 또는 유사한 시트 금속 부품들과 같은, 소위 "블라인드 적용물들(blind applications)", 즉 설치 지점이 일측에서만 접근될 수 있는 적용물들에 대해, 소위 "블라인드 리벳 너트들"이 너트 나사산을 이러한 타입의 부품들에 도입하기 위해 사용되어 왔다. (또한 BRN으로 표시된) 이러한 블라인드 리벳 너트들은 특정 처리 툴을 사용하여 안치되며, 블라인드 리벳 너트들을 스퀴징함으로써, 소위 너트를 고정하는 소위 "닫힌 헤드"가 생성된다. 해당 블라인드 리벳 너트들 그 자체 또한 특히 형성된 닫힌 헤드는 상대적으로 약하므로, 과거에는 블라인드 리벳 너트들을 가볍고 보조적인 부품들을 부착하는데 사용하는 것이 단지 가능하였다. 회사 Avdel에 의해 개발된 "고강도 블라인드 리벳 너트"는, 너트의 상대적으로 높은 나사 강도로 인하여, 상대적으로 높은 예비장력을 갖는 구조적 연결체들을 허용하는 첫번째 블라인드 리벳이었다.

이러한 고강도 블라인드 리벳들의 경우에서도, 항복점까지 나사 결합되는 10.9 또는 그 이상의 강도를 갖는 볼트들이 이러한 고 예비장력 힘들을 발생시켜 닫힌 헤드가 볼트를 설치하는 동안 함몰되거나 변형되기 시작한다는 문제가 상대적으로 빨리 발생한다. 최악의 경우에, 이는 닫힌 헤드 전단 파괴를 가져올 것이며, 즉 파괴되고 따라서 교환되어야 할 것이다. 어떤 경우에도, 이어지는 함몰/변형은 정의된 토크 및 회전각 볼트 결합 과정에서 주어진 미리 설정된 값들과 비교하여 현저히 예비장력 힘들을 낮출 것이다. 추가적인 회전각은 원하는 예비장력 힘의 증가 대신에 BRN의 함몰/변형을 유발하였다. 이러한 함몰 또는 변형으로 인해, 본 산업은 보통, 예를 들어, 고강도 블라인드 리벳 너트들로써 정의된 볼트 결합 곡선들을 달성하는데 있어서 또한 따라서 자동차들의 타이 바들의 정확한 조립체를 모니터링하는데 있어서 문제들을 겪었다.

시트 금속 부품들에 내부 나사산들을 제공하는 종래의 다른 기술은 소위 케이지 너트들의 이용이다. 하지만, 케이지 너트를 설치하기 위해서, 종래에는 부품의 후방측이 접근 가능하거나 필요하거나 측방으로부터 케이지 너트를 투입하기 위해 추가적인 보조 구멍들이 요구되었으며, 이는 종래의 소위 "C-클립들"에 필요한 바와 같다. 클립으로서 구성된 이러한 타입의 케이지 너트는, 예를 들어, 본 발명에 가장 가까운 종래기술로 보이는 EP 703 021 B1에 개시되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, (C-클립들의 경우와 같이) 추가적인 보조 개구들을 요하지 않고 종래 블라인드 리벳 너트들의 예비장력 한정 없이, 시트 금속 성분에서, 오직 한 방향으로부터 접근이 가능한 개구 내로 내부 나사산을 투입 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 목적은, 오직 일측으로부터 접근 가능한 세장형의 개구에 설치되기 위한 케이지 너트로서, 이 케이지 너트는 상기 개구의 형상에 적합한 접경부를 가지며, 상기 접경부의 길이가 상기 개구의 폭보다 현저히 큼에도 불구하고, 상기 개구보다 약간 작은 폭과 약간 짧은 길이를 가지며, 상기 케이지는 탄성적으로 구성되고, 상기 개구 내로 클리핑되도록 상기 개구의 형상에 적합하도록 되어 있으며, 상기 케이지의 종방향에 평행한 설치 위치로부터 그에 대략적으로 수직인 유지 위치 내로의 상기 내부 나사산의 나사 결합 방향으로 상기 케이지에 대한 상기 접경부의 회전을 오직 허용하는 스톱 요소들을 지지하는 케이지 너트에 의해 달성된다.

이 점에 있어서, 설치 위치에서, 케이지 내에서 뜨는 방식으로 상기 너트 몸체를 유지하도록, 상기 스톱 요소들이 형성된다. 이 방안은 운송, 처리 및 클리핑 인 과정 동안에 상기 너트 몸체가 상기 설치 위치에 확실히 유지되게 한다.

상기 내부 나사산에는 나사 결합측으로부터 떨어진 영역에 나사산 고정 수단(클램핑 수단)이 제공되는 것이 또한 바람직하다. 상기 클램핑 수단은 90도로 상기 너트 몸체가 회전하게 하는 상기 볼트와 상기 너트 몸체 사이의 토크의 적절한 전달을 강제하므로, 이는 나사 결합 과정의 말미 전에 상기 너트 몸체가 어떤 경우던지 적절한 때에 상기 설치 위치로부터 상기 유지 위치로 회전할 수 있게 한다.

또한, 상기 케이지는 상기 개구를 향해 상기 너트 몸체 상에 스프링 힘을 가하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 상기 너트 몸체는 상기 설치 위치에 보다 확실히 유지됨으로써, 운송 또는 공정 중 클리핑 동안에 돌발적이고 정상보다 이른 회전을 방지하게 한다.

특히 바람직한 구성이 상기 케이지의 스프링 요소들의 환형 접경 표면은 상기 너트 몸체 상에 배열되고, 이 접경 표면에는 캠들 또는 울퉁불퉁한 프로파일이 제공되어, 상기 캠들 또는 상기 울퉁불퉁한 프로파일의 상승되는 부분들은, 상기 너트 몸체가 상기 케이지의 뜬 설치 위치를 떠날 때, 정확히 상기 케이지의 탄성 요소들과 결합할 때 제공된다. 이는 상기 너트 몸체가 상기 설치 위치로부터 상기 유지 위치 내로 확실히 로킹되도록 한다.

다른 특히 바람직한 구성은, 상기 스톱 요소들은 상기 개구와 대면하는 측에서 상기 내부 나사산과 동축상으로 상기 너트 몸체에 배열되는 환형 접경 상에 안치되고, 이 접경은 상기 스톱 요소들이 유지 위치에서 수용되도록 배열된, 상기 스톱 요소들을 수용하기 위한 홈들을 가질 때 제공된다. 이 방안은 상기 너트 몸체가 설치되는 동안 상기 유지 위치를 넘어 새로운 설치 위치로 다시 회전하는 것을 방지한다.

이 점에 있어서, 회전 방향에서 상기 접경으로부터 상기 홈들 내로의 전이부는 베벨로서 구성되는 것이 특히 바람직하다. 이 방안은 상기 유지 위치 내로의 매끄러운 전이부를 확실하게 하고, 다른 시트 두께들이 보상되는 것을 가능하게 한다.

상기 홈들로부터 상기 접경 내로의 전이부는 상기 내부 나사산의 회전축에 평행하게 연장된 스톱 표면으로서 구성되는 것이 또한 바람직하다. 이 방안은 상기 너트 몸체의 설치 위치로의 "과도 회전"을 신뢰성 있게 배제할 수 있다.

특히 간단히 생성할 수 있는 본 발명의 다른 실시예는 중앙 개구를 가지며, 상기 접경부와 동일한 높이의 케이지의 블라인드측 표면 위로 연장되며 설치 위치에서 뜨는 방식으로 상기 접경부를 유지시키는 탄성 아암들을 갖는 플라스틱 재료부가, 상기 원통형 내부 나사산 캐리어 상에서, 상기 케이지의 블라인드측 상에 부착될 때 제공된다.

이 점에 있어서, 상기 플라스틱 재료부에는 상기 블라인드측의 방향으로 연장되며, 상기 원통형 내부 나사산 캐리어를 동심상으로 포위하는 칼라가 제공되는 것이 특히 바람직하다.

마지막으로, 상기 케이지의 상기 블라인드측 표면과 상기 플라스틱 재료부의 치수들은 상기 접경부의 치수들과 유사하고, 상기 아암들은 각각 상기 플라스틱 재료부의 모서리들의 근처에서 대각선으로 내부 나사산의 나사 결합 방향으로 배열되는 반면, 상기 스톱 요소들은 상기 아암들과 반대되는 각각의 경우에 스톱 요소들이 배열되는 것이 특히 바람직하다.

이하, 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 본 발명이 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 금속 시트에 있는 개구 내로 투입되어 이미 유지 위치에 있는 본 발명에 따른 케이지 너트를 보여준다.
도 2는 내부 나사산의 회전축과 평행하게 절결된 설치 위치에서 도 1의, 본 발명에 따른 케이지 너트의 단면도이다.
도 3은 설치 위치에서 도 1의, 본 발명에 따른 케이지 너트를 보여준다.
도 4는 본 발명에 따른 케이지 너트의 다른 변형된 실시예들을 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 케이지 너트의 실시예의 삼차원도이다.
도 6은 도 5의 내부 나사산의 회전축을 통과하며 너트 몸체의 긴 에지들과 평행한 단면도이다.
도 7은 위로부터 본 도 5의 실시예를 보여준다.
도 8은 나사산의 회전축을 통과하며 너트 몸체의 짧은 에지들과 평행하게 절결된, 도 5의 실시예의 단면도이다.
도 9는 도 5에 보여진 너트 몸체에 속하는 케이지의 삼차원도이다.
도 10은 긴 측으로부터 바라본, 도 9의 케이지를 통한 단면도이다.
도 11은 짧은 측으로부터 바라본, 도 9의 케이지를 보여준다.
도 12는 위로부터 바라본 도 9의 케이지를 보여준다.
도 13은 도 9와 도 5에 따른 부품들로부터 조립된 케이지 너트의 설치 위치에서 위로부터 경사진 삼차원도이다.
도 14는 긴 측으로부터 바라본, 도 13의 조립된 케이지 너트를 보여준다.
도 15는 위로부터 바라본, 도 13의 케이지 너트를 보여준다.
도 16은 짧은 측으로부터 바라본, 도 13의 조립된 케이지 너트를 보여준다.
도 17은 설치 위치에서 본 발명에 따른 케이지 너트의 다른 특히 바람직한 실시예의 공간도이다.
도 18은 아래로부터 바라본 도 17의 케이지 너트의 공간 분해도이다.
도 19는 위로부터 경사지게 바라본 도 17의 케이지 너트의 공간 분해도이다.
도 20은 아래로부터 바라본 설치 위치에서의 도 17의 케이지 너트를 보여준다.
도 21은 내부 나사산의 회전축을 따라서 부분적으로 절결된, 측방으로부터의 설치 위치에서의 도 17의 케이지 너트를 보여준다.
도 22는 위로부터 바라본 설치 위치에서의 도 17의 케이지 너트를 보여준다.
도 23은 적당한 개구 내로 맞춤 결합된, 측방으로부터의 도 17의 케이지 너트를 보여준다.
도 24는 블라인드 측으로부터 바라본, 설치 위치에서, 적당한 개구 내로 맞춤 결합된 도 17의 케이지 너트를 보여준다.

도 1은 금속 시트(14)에 있는 개구(12) 내로 투입되어 이미 유지 위치에 있는 본 발명에 따른 케이지 너트(10)를 보여준다. 명료성을 위해서, 너트에 나사 결합되는 해당 볼트는 도시되지 않는다.

본 발명에 따른 도시된 케이지 너트(10)는 케이지(18)에 의해 둘러싸인 너트 몸체(16)를 포함한다. 너트 몸체(16)는 내부 나사산(22)과 접경부(24)를 갖는 원통형 내부 나사산 캐리어(20)를 포함하며, 접경부(24)는 모서리들이 베벨 형상인 세장형 사각형 형태를 띠며 내부 나사산 캐리어(20)의 시트 측 단부 외부로 진행한다. 케이지(18)는 스프링 스틸로 된 얇은 시트로 구성되며, 세장형의 사각 베이스 플레이트(26)를 가지고, 베이스 플레이트(26)의 형상은 대략 접경부(24)의 형상과 대응하며, 개구(12)의 치수들은 접경부(24)의 또는 베이스 플레이트(26)의 치수들보다 약간 크도록 선택된다.

2개의 상향 절곡된 탄성 아암들(28)은 각 경우에 베이스 플레이트(26)의 2개의 짧은 측의 중심에 인접한다. 이 점에서, 아암들(28)은 최초에 시트(14)로부터 외향으로 멀어지게 경사져 절곡되고, 시트(14)로부터 내향으로 멀어지게 약간 경사져 절곡된다. 아암들(28)은 시트(14)로부터 떨어진 내부 나사산 캐리어(20)의 단부와 동일한 높이의 내부 나사산 캐리어(20) 상에 일부 결합된다.

시트(14)로부터 떨어진 단부에서, 상기 내부 나사산 캐리어(20)는 접경부(24)의 측부에 가장 가까운 영역들에서, 상향 아크된 캠들(32)이 각각 제공된 환형 접경 표면(30)을 갖는다. 이 점에서, 케이지(18)의 아암들(28)에는 해당 벌지들(34)이 제공되어, 캠들(32)과 로킹될 수 있다. 캠들(32)은 따라서 각 경우에 90도의 간격으로 배열되어 있다. 따라서, 2개의 반대 방향 캠들(32)은 각 경우에 설치 위치와 유지 위치 양쪽에서 아암들(28)에 의해 덮인다.

도 2는 시트의 측방에서 보았을 때, 설치 위치에서 그리고 내부 나사산(22)의 회전축을 따라서 도 1의, 본 발명에 따른 케이지 너트(10)의 단면도이다. 이 도면은 케이지(18)의 베이스 플레이트(26)에 배열된, 맞춤 결합 볼트의 통로를 위한 개구(36)를 보여준다. 케이지(18)의 베이스 플레이트(26)로부터 시작하여 시트 측으로부터 수직 상향으로 멀어지게 절곡된 스톱 요소들(38)이 개구(36)의 에지 상에서 아암들(28)의 원점에 대향되게 형성된다. 여기에 도시된 설치 위치에서, 즉, 케이지(18)의 베이스 플레이트(26)의 또한 너트 몸체(16)의 접경 요소(24)의 종방향들이 대응하면, 스톱 요소들(38)은 내부 나사산(22)의 시트측 단부에서 내부 나사산(22) 주위에서 동축으로 진행되는 환형 가이드 경로(40) 상에서 연장된다. 접경부(24)의 시트측 표면(42)에 대해 상대적으로, 가이드 경로는 시트(14)의 평면으로부터 멀어지도록 옵셋 배열된다. 가이드 경로(40)에는 케이지 너트(10)가 유지 위치에 있을 때 스톱 요소들(38)을 수용하는 2개의 홈들(44)이 제공된다. 여기서, 단면적 도시를 위해 단지 하나의 홈(44)이 도시되었다. 도시되지 않은 추가적인 홈이 내부 나사산(22)의 회전축에 점 대칭되게 형성되어 있다.

가이드 경로(40)로부터 홈(44) 내로의 변이부는 베벨(46)로서 구성되어, 설치 위치로부터 너트(10)의 유지 위치 내로의 미끄럼 변이부를 허용한다. 홈(44)으로부터 가이드 경로(40)로 돌아가는 변이부는 내부 나사산(22)의 회전축과 평행하게 진행되는 스톱 표면(48)으로서 구성된다. 이는 유지 위치로부터 설치 위치로 다시 돌아가는 너트 몸체(16)의 "과도한 회전"을 방지한다. 또한, 스톱 표면(48)은 전체 가이드 경로를 차단하고 접경부(24)의 시트측 표면(42)까지 연장되도록 구성될 수 있다. 이러한 조치는 설치되기 전 운반하거나 설치하는 동안에 본 발명에 따른 케이지 너트(10)가 설치 위치로부터 유지 위치 내로 나사 결합 방향에 대항하여 선회되는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 설치 위치에서 도 1의 바라보는 방향으로부터 다시, 그러나 설치 위치에서 본 발명에 따른 케이지 너트(10)를 보여준다. 따라서, 도 1 및 도 3의 비교는 설치 및 볼트 결합 과정의 상세한 설명을 허용한다.

케이지 너트(10)는 도 3에 도시된 설치 상태에서 이송된다. 이 상태에서, 접경부(24) 및 케이지(18)의 베이스 플레이트(26)의 종방향 측들은 서로 평행하게 배열된다. 그 결과, 너트 몸체는 스톱 요소들(38)에 의해 베이스 플레이트(26) 상에서 뜨는 방식으로 유지된다. 환형 접경 표면(30) 상의 도 1에 도시된 작은 캠들(32)은 탄성 아암들(28)의 해당 홈들(34) 아래에 위치한다. 그 결과, 너트 몸체(16)는 이 위치에서 어느 정도 회전을 방지하는 방식으로 유지되어, 운반하거나 설치하는 동안에 케이지(18)에 상대적으로 너트 몸체(16)의 우발적인 선회가 실질적으로 피해진다.

도 2는 이 위치에서, 어떻게 너트 몸체(16)가 가이드 경로(40) 상에서 지지되는 스톱 요소들(38)에 의해 케이지(18)의 탄성 아암들(28)의 스프링 힘에 대항하여 뜨는 방식으로 유지되는가, 즉, 어떻게 케이지(18)의 베이스 플레이트(26)와 너트 몸체(16)의 접경부(24)의 시트측 표면(42) 사이에 정의된 거리가 존재하는가를 명확히 보여준다.

이 상태에서, 본 발명에 따른 케이지 너트(10)는 적당한 개구(12), 예를 들어, 금속 시트(14) 내에서 클립핑된다. 케이지(18)의 스프링 힘은 케이지 너트(10)를 개구(12) 내에 유지시킨다.

이때, 볼트가 내부 나사산(22) 내로 나사 결합될 수 있다. 설치 위치로부터 너트의 유지 위치 내로의 변화를 신뢰성 있게 하기 위해서, 내부 나사산(22)에는 나사 결합 측으로부터 떨어진 영역에 나사산 확보 수단(클램핑 수단)이 제공된다.

너트 몸체(16)가 유지 위치에서 확실히 있도록 하기 위해서, 도 3에서 명확히 볼 수 있는 확대된 유지 캠들(32')이 또한 제공된다. 이러한 유지 캠들(32')은 스톱 요소들(38)이 홈들(44) 내로 내려앉은 후에 시트(14)를 향해 너트 몸체가 이동할 때 너트 몸체(16) 상에서 케이지(18)의 탄성 아암들(28)에 의해 적당한 스프링 예비장력을 또한 확보하도록 구성된다. 이러한 확대된 캠들(32')은 또한, 스프링 예비장력의 트래킹이 스톱 요소들(38)이 스톱 표면(48)에 대항하여 고정되게 하기 때문에, 너트 몸체(16)가 유지 위치를 넘어 새로운 설치 위치 내로 다시 회전할 수 없도록 한다.

도 4는 케이지(18)의 탄성 아암들(28)의 본 발명에 따른 구성들의 다른 예들을 보여준다. 도 1 내지 도 3에 이미 도시된 바와 같이, 이러한 아암들(28)은 내부 나사산 캐리어(20)의, 시트(14)로부터 떨어진, 단부에 결합할 수 있으며, 이 경우, 각 결합 표면들(30b, 30c)은 매끄럽거나 또는 탄성 아암들(28)을 고정하기 위해 언더컷(50)을 갖도록 구성될 수 있다.

다른 구성은 너트 몸체(16)의 유지부(24) 상에서 스프링 아암(28)의 지지를 제공한다. 이 경우 또한, 언더컷(52)이 보다 효율적으로 탄성 아암들(28)을 고정하기 위해 제공될 수 있다.

하기의 도 5 내지 도 16은 상세한 워크숍 도면기법으로 본 발명에 따른 케이지 너트의 실시예를 보여준다.

이에 대해, 상술한 바와 같이, 동일한 참조 부호들은 동일한 요소들에 관한 것이다.

도 5는 해당 너트 몸체(16)의 삼차원 공간도이며, 여기서, 캠들(32,32')의 십자형 배열과 그 다른 치수들이 명확히 보일 수 있다.

도 6은 내부 나사산(22)의 회전축을 통해 너트 몸체(16)의 긴 측에 평행하게 절결된 도 5의 너트 몸체의 단면도이다.

여기서, 유지 위치에서 스톱 요소들(38)을 로킹하는 홈(44)이 특히 명확하게 보일 수 있다.

도 7은 위에서 바라본 도 5의 너트 몸체(16)를 보여준다. 이 도면은 또한 캠들(32,32')의 십자형 배열과 다른 치수들을 매우 명확히 보여준다.

도 8은 내부 나사산(22)의 회전축을 통해 너트 몸체(16)의 짧은 측에 평행하게 절결된, 도 5의 너트 몸체(16)의 단면도이다.

도 9는 도 5에 따른 너트 몸체의 실시예와 매칭되는 케이지(18)의 삼차원도이다. 이 도면은 유지 캠들(32,32')을 로킹하기 위한 홈들(34)을 갖는 탄성 아암들(28)의 구성과 스톱 요소들(38)의 형성을 특히 명확히 보여준다.

도 10은 긴 측으로부터 바라본 도 9의 케이지를 보여준다.

도 11은 짧은 측으로부터 바라본 도 5의 케이지(18)를 보여준다.

도 12는 위에서 바라본 도 9의 케이지(18)를 보여준다.

도 13은 본 발명에 따른 케이지 너트(10)를 생성하기 위해 너트 몸체(16)와 케이지(18)의 조립체의 위에서 경사지게 그리고 설치 위치에서의 삼차원도이며, 즉 본 발명에 따른 케이지 너트(10)가 이송되어 금속 시트에 있는 해당 홈에 삽입되는 형태를 보여준다.

도 14는 긴 측으로부터 바라본, 조립된 그리고 설치 위치에서 본 발명에 따른 케이지 너트(10)를 보여주며, 이 도면은 어떻게 너트 몸체(16)가 스톱 요소들(38)과 탄성 아암들(28)의 홈들(34) 내로 로킹된 상대적으로 작은 캠들(32) 사이에서 "뜨는" 방식으로 유지되는가를 특히 명확히 보여준다. 확대된 캠(32')의 실질적으로 더 큰 구성이 여기서 매우 명확하게 보일 수 있다.

도 15는 위에서 바라본, 조립된 상태에서 그리고 설치 위치에서 본 발명에 따른 케이지 너트(10)를 보여준다. 이 도면은 또한 캠들(32,32')의 구성과 배열을 명확히 보여준다.

도 16은 짧은 측에서 바라본 또한 설치 위치에서, 본 발명에 따른 조립된 케이지 너트(10)를 보여준다.

본 발명은 처음으로 특히 일측방 접근을 위한 케이지 너트를 제공한다. 종래의 케이지 너트들과 달리, 본 발명에 따른 케이지 너트는 금속 시트 또는 튜브형 프로파일에 있는 사각형 구멍 내로 직접 삽입될 수 있다. 종래의 소위 C-클립들의 경우에 필요한 것과 같이, 보조 구멍들은 측방에서 케이지를 삽입하는데 필요치 않다. 본 발명에 따르면, 처음으로, 케이지(18)가 그 자체로 구멍 내로 직접 클립핑되고, 케이지에 있는 언더컷에 의해 자동으로 고정된다. 너트 몸체(16)는 케이지(18)의 베이스 플레이트(26)의 밖으로 진행하는 2개의 스톱 요소들(38) 상에 안치된다. 2개의 탄성 아암들(28)은 2개의 기능을 가지고 있다: 즉, 첫째로, 케이지(18)가 금속 시트(14)의 사각형 구멍(12) 내로 클리핑되도록 하기 위해 스프링 효과/예비장력을 발생시키는 것, 둘째로, 스프링 힘으로 너트 몸체(16)를 홀드 다운/프레스 다운시켜, 볼팅 다운 과정을 위한 볼트의 삽입/임프레싱에 의해 적절한 카운터 힘이 발생될 때조차 너트 몸체(16)가 스톱 요소들(38) 상에 안치되도록 하는 것이다.

너트 몸체(16)의 내부 나사산(22)에는 바람직하게 금속 시트로부터 떨어진 영역에 나사산 고정 수단(클램핑 수단)이 제공되며, 비교적 큰 저항 없이 볼트가 하방으로부터 위 고정 수단까지 나사 결합된다. 볼트가 클램핑 수단에 대항하여 진행되자마자, 너트 몸체(16)는 케이지(18)에 상대적으로 또한 금속 시트(14)에 상대적으로 회전한다. 너트 몸체(16)가 오직 케이지(18)의, 시트 메탈 러그들로서 구성된, 2개의 스톱 요소들(38) 상에 안치되므로, 너트 몸체는 용이하게 회전될 수 있다. 90도 회전 후에, 2개의 스톱 요소들(38)은 내부 나사산(22) 아래에서 사각형 홈(44) 내로 로킹된다. 스톱 요소들(38)이 홈(44) 내로 로킹되자마자, 탄성 아암들(28)의 스프링 힘이 너트 몸체(16)를 시트(14) 상으로 아래로 누른다. 동시에, 홈(44)의 스톱 요소들(38)이 에지(48)에 대항하여 진행하여 거기서 로킹되기 때문에, 너트 몸체(16)의 추가적인 회전이 중단되고, 또는 추가적인 회전이 이 에지(48)에 의해 저지된다. 너트 몸체(16)가 함몰될 때, 케이지(18)의 탄성 아암들(28)로부터 충분한 스프링 힘이 너트 몸체(16)에 여전히 작용하는 하도록 하기 위해, 너트 몸체(16)는 상부 영역에서 시트 상으로의 함몰 동안에 높이 차이를 보상하는 캠(32')의 타입을 가질 수 있다. 너트 몸체(16)가 스톱 요소들(38) 상에서 저지된 후에, 볼트는 설정된 타이트한 순간이 다다를 때까지 클램핑/고정 수단에 대항하여 나사 결합될 수 있다. 접경부(24)가, 예를 들어, 알루미늄으로 만들어질 수 있는 시트(14)의 최대 표면 압력이 초과되지 않을 정도로 충분히 큰 접촉 표면을 가지므로, 본 발명에 따른 케이지 너트는, 단순한 클립-인 설치의 이점을 가지고 단지 단일 방향 접근 방식으로 표준 너트-볼트 연결부로서 기능한다.

도 17 내지 도 24는 특히 경제적인 방식으로 생성될 수 있는 본 발명에 따른 케이지 너트(110)의 실시예를 보여준다.

도 17은 위에서 경사지게 바라본, 즉 블라인드 측에서 본 이 케이지 너트(110)를 보여준다. 케이지 너트의 이 실시예는 또한 케이지(118)에 의해 포위된 너트 몸체(116)를 가진다. 이 경우에도 또한, 너트 몸체(116)는 내부 나사산(122)과, 모서리들에서 라운드 처리된 세장형 사각형의 형태를 띠며, 내부 나사산 캐리어(120)의 공작물 측 단부 밖으로 진행하는 접경부(124)를 갖는 원통형 내부 나사산 캐리어(120)를 포함한다. 케이지(118)는 스프링 시트의 얇은 시트로 구성되고, 세장형 사각형 베이스 플레이트(126)를 가지며, 베이스 플레이트(126)의 형상은 접경부(124)의 형상에 대략적으로 대응한다. 블라인드 측으로부터 멀어지는 방향으로 연장되고 작은 오프셋(129)과 단부 스톱(131)을 갖는 곡선형 탄성 요소들(127)이 사각형 베이스 플레이트(126)의 2개의 좁은 측들에 인접하고, 이 요소들(127)을 이용하여, 케이지(118)가 공작물의 대응하는 치수를 갖는 적절한 개구 내로 클리핑될 수 있다.

또한, 블라인드 측으로부터 멀어지는 방향으로 또한 연장된 각 스톱 요소(138)가 베이스 플레이트(126)의 종방향 측들에 부착된다. 이 점에서, 2개의 스톱 요소들(138)이 서로 서로 대향되게 대각선으로 또한 볼트가 내부 나사산(122) 내로 나사 결합될 때 너트 몸체(116)가 이동하였을 대각선에 대항하여 부착된다. 이 경우에, 이 실시예는 내부 나사산(122)과 같이 오른 나사산을 위해 도시되었으며, 이 실시예는 왼 나사산을 위해 미러 인버팅될 수 있을 것이다.

스톱 요소들(138)의 기능은 너트 몸체(116)가, 예를 들어, 볼트가 다시 풀리려는 것과 같이, 잘못된 방향으로 회전하는 것을 방지하고, 나사 결합 방향에서 스톱 요소들로서 역할을 하는 것이며, 따라서, 너트 몸체(116)는 볼트가 나사 결합되어 제 위치를 유지할 때 설치 위치에 대해 약 90도 이러한 스톱 요소들(138)에 대항하여 접경하는 것이다.

이 실시예에서는 또한, 설계 엔지니어는 설치 위치에서 너트 몸체가 공작물의 평면 위에서 "뜨는" 방식으로 유지되어야 한다는 문제점에 직면한다. 이 실시예에서, 종방향으로 더 짧을지라도, 이는 또한 사각형이며 대략 접경부(124)의 또는 케이지(118)의 베이스 플레이트(126)의 치수들을 갖는 플라스틱 재료부(160)에 의해 달성된다. 이 플라스틱 재료부(160)는 베이스 플레이트(126)의 블라인드측 표면상으로 직접 위치한다. 이를 가능하게 하기 위해, 이는 내부 나사산 캐리어(120)가 통과하는 통로 개구를 가진다. 내부 나사산 캐리어(120) 상에서의 플라스틱 재료부(160)의 장착을 개선하기 위해, 여기 도시된 바와 같이, 플라스틱 재료부(160) 상에서 내부 나사산 캐리어(120)에 동축상으로 배열된 칼라(164)가 블라인드측의 방향으로 연장되는 것이 가능하다. 플라스틱 재료부(160)는 통로 개구(162) 상에서의 또는 칼라(164) 상에서 추가적으로 내부 나사산의 (플라스틱 재료부(160)의 플라스틱 재료의 탄성에 의해 제공되는) 억지끼워 맞춤에 의해 내부 나사산 캐리어(120)에 부착될 수 있다.

압착에 의한 보강된 부착물이 여기 도시되어 있으며, 플라스틱 재료부(160)가 내부 나사산 캐리어(120)로부터 미끄러져 나가는 가능성을 배제하는 내부 나사산 캐리어(120) 상에서 해당 변형부(166)를 보는 것이 가능하다. 너트 몸체(116)를 유지시킬 수 있도록 하기 위해서, 플라스틱 재료부(160)에는 탄성적이며 베이스 플레이트(126)를 완전히 포위하거나 접경부(124)를 부분적으로 포위하는 아암들(168)이 제공된다. 아암들(168)의 탄성 변형성을 개선하기 위해서, 상기 아암들은 웨지(wedge) 형상의 노치(170)에 의해 플라스틱 재료부(160)로부터 일부 분리될 수 있다. 또한, 아암들(168) 각각을 위한 홈(172)이 베이스 플레이트(126)에 제공될 수 있다.

여기에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(126)의 종방향 측들 각각 상의 탄성 요소들(127)은, 홈 없이 전 협소한 측상에서 연장된 연속된 금속 시트가 또한 사용됨에도 불구하고, 베이스 플레이트(126)의 모서리들 근처에 단지 형성될 수 있으며, 해당 케이지 너트의 치수에 따라 또한 클리핑-인 과정에 대한 원하는 스프링 힘에 따라 홈(133)에 의해 분리될 수 있다.

플라스틱 재료부(160), 케이지(118) 및 너트 몸체(116)의 개별 요소들의 구성은 도 18 및 도 19의 분해도들에서 보다 명확하여진다. 도 18은 아래에서 경사지게 바라본, 즉 나사 결합 내측으로부터 바라본 분해도를 보여준다. 가장 아래의 도면에서 위를 바라볼 때, 내부 나사산(122)과 내부 나사산 캐리어(120)를 갖는 너트 몸체(116)가 명확히 보여진다. 여기 도시된 측으로부터, 설치 후, 적당한 볼트가 내부 나사산(122) 내로 나사 결합될 수 있다. 여기 도시된 실시예에서, 이 도면은 베이스 플레이트(124)의 에지들이 어떻게 라운드진지를 보여줄 뿐 아니라, 케이지(118)의 공간 활용을 개선하기 위해, 사각 접경부(124)의 화살표 측들이 원형 아크의 형태로 어떻게 라운드진지를 보여준다. 상방향의 다음 도시는 케이지(118)에 관한 것이며, 이 도면에서, 아암들(168)에 대한 홈들(172)과 케이지(118)의 베이스 플레이트(126)를 통한 통로 개구(174)가 매우 명확히 보여진다. 설치 상태에서, 내부 나사산 캐리어(120)는 원형 개구(174)를 통해 해당 틈새를 갖고 연장된다.

플라스틱 재료부(160)가 더 보여지고 있으며, 웨지 형상 홈들(170)이 인접한 채로, 내부 나사산 캐리어(120)와 아암들(168)을 수용하기 위한 개구(162)가 여기에서 특히 명확히 보여진다.

도 19는 위에서 경사지게 바라본, 즉 블라인드 측으로부터 경사지게 바라본 동일한 분해도를 보여준다. 이 도면은 너트 몸체(116), 케이지(118) 및 플라스틱 재료부(160)를 아래로부터 위로 보여준다. 내부 나사산 캐리어(120)의 통로용의 케이지(118)의 베이스 플레이트(126)에 있는 개구(174)와 플라스틱 재료부(160)의 아암들(168) 용의 홈들(172)이 여기서 특히 명확히 보여진다. 플라스틱 재료부(160)의 도시에서, 웨지 형상 홈(170)과 칼라(164)를 갖는 아암들(168) 중 오직 하나가 보여진다. 원형 아크의 형상에 있어서의, 너트 몸체(116)의 접경부(124)의 협소한 측들의 라운딩이 여기서 명확히 보여진다.

도 20은 나사 결합 측으로부터 바라본, 케이지 너트(110)의 바람직한 실시예를 보여준다. 이 도면은 원형 아크의 형상에서, 너트 몸체(116)의 접경부(124)의 협소한 측들의 라운딩을 또한 명확히 보여준다.

도 21은 측방으로부터 또한 내부 나사산(122)의 회전축을 따라서 부분적으로 절결된, 본 발명에 따른 케이지 너트(110)의 다른 실시예를 보여준다. 이 도면은, 플라스틱 재료부(160)의 칼라(164)가 내부 나사산 캐리어(120)에 억지끼워맞춤되는 동안, 어떻게 케이지 너트(118)의 베이스 플레이트(126)가 플라스틱 재료부(160)와 너트 몸체(116)의 접경부(124) 사이에서 수용되는가를 보여준다.

도 22는 블라인드 측으로부터 바라본 본 발명에 따른 케이지 너트(110)의 다른 실시예를 보여준다. 이 도면은 아암들(168)과 그 홈들(170)을 특히 명확히 보여준다.

마지막으로, 도 23은 어떻게 케이지 너트(110)의 다른 실시예가 공작물(114)의 해당 개구(112) 내로 삽입되는가를 보여준다. 이 도면은 클립들(127)의 언더컷(129)이 정의된 위치에서 케이지 너트(110)를 유지시키는 동안 클립들(127)의 스톱 단부들(131)이 공작물과 접촉하는가를 특히 명확히 보여준다. 이 도면은 또한 어떻게 접경부(124)가 공작물(114)의 평면상에서 뜨도록 아암들(168)과 스톱들(138)에 의해 유지되는가를 명확히 보여준다.

도 24는 블라인드측으로부터 도 23의 도시를 보여준다. 이 도면은 공작물(114)에 케이지 너트(110)를 설치하기 위해 제공되는 개구(112)를 특히 명확히 보여준다.

도 23 및 도 24에 도시된 설치 상태로부터 시작하여, 볼트가 내부 나사산(122) 내로 나사 결합될 때 다음과 같은 경우가 발생한다.

볼트 결합 과정의 결과로, 한편으로는, 너트 몸체(116)가 공작물(114)의 평면상으로 당겨지고, 다른 한편으로는, 토크의 영향을 받는다. 그 결과, 아암들(168)은 제외하고, 너트 몸체가 스톱 요소들(138)의 협소한 에지와 그 종방향 측에서 접촉할 때까지 나사결합 방향으로 90도 회전한다. 너트 몸체(116)는 개구(112) 외측에서 공작물(114) 상의 베이스 영역의 큰 부분과 안치되는 유지 위치에 위치하고, 볼트 결합 과정을 위한 신뢰성 있는 접경물을 형성하며, 적절한 표면이 이 힘들을 전환하는데 유용하므로, 이 접경물을 가지고, 공작물(114)에 의한 과도하게 높은 하중이 피해진다.

볼트 결합 힘이 멈추자마자, 스톱 요소들(138)의 넓은 측들과 다시 접촉할 때까지 너트 몸체가 설치 위치로 다시 회전하기 때문에, 볼트 결합의 해제가 다시 용이하게 가능해지며, 그 결과, 케이지 너트는 설치 위치에 다시 위치한다. 아암들(168)은 다시 스냅 인되고, 너트는 클립(127)을 압축함으로써 다시 개구로부터 제거될 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 다음과 같은 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 케이지 너트(10;110)는 펀칭된 사각형의 구멍 내로 직접 클립될 수 있다. 이 설치를 위해 공구나 보조 도구는 필요하지 않으며, 단지 한 손을 이용하여 케이지 너트가 용이하게 설치될 수 있다. 보조 구멍을 통해 투입될 때의 "C-클립"과 달리, 본 발명에 따른 케이지 너트는 블라인드측에서 떨어질 수 없으며, 따라서 "사라진다".

본 발명에 따른 케이지 너트(10;110)는 케이지(18;118)의 적절한 구성에 의해 다른 시트 금속 두께들에 대해 사용될 수 있다. 더욱이, "C-클립" 너트의 경우와 같이 설치되는 부품을 위한 매끄러운 접촉면이 있으며, 곡선면은 아니다. 이것은 연결에 있어서 함몰을 감소시킨다.

본 발명에 따른 케이지 너트(10;110)는 바람직하게 볼트의 삽입 및 나사 결합에 의해 자동으로 볼트 결합될 수 있다.

마지막으로, 본 발명에서는, 접경부(24;124)의 접촉면은, 볼트가 탄성 한도를 넘어 설치될 때, 가벼운 금속(예를 들어, 알루미늄)이 표면 압력을 견딜 수 있도록 충분히 크게 구성될 수 있다.

Claims (11)

1. 오직 일측으로부터 접근 가능한 세장형의(elongate), 바람직하게는, 사각형의(rectangular) 개구(opening)(12;112)에 설치되기 위한 케이지 너트(cage nut)(10;110)로서,
   내부 나사산(internal thread)(22;122)을 갖는 원통형 내부 나사산 캐리어(cylindrical internal thread carrier)(20;120)와, 그에 부착된 접경부(abutment part)(24;124)를 갖는 너트 몸체(nut body)(16;116); 및
   상기 너트 몸체(16;116)를 포위하는 케이지(cage)(18;118)를 포함하고,
   상기 접경부(24,124)는, 상기 개구(12;122)의 형상에 적합하고, 상기 접경부(24;124)의 길이가 상기 개구(12;112)의 폭보다 현저히 큼에도 불구하고, 상기 개구(12;112)보다 약간 작은 폭과 약간 짧은 길이를 가지며,
   상기 케이지(18;118)는 탄성적으로 구성되고, 상기 개구(12,112) 내로 클리핑되도록 상기 개구(12;112)의 형상에 적합하도록 되어 있으며,
   상기 케이지(18;118)의 종방향에 평행한 설치 위치(installation position)로부터 그에 대략적으로 수직인 유지 위치(retaining position) 내로의 상기 내부 나사산(22;122)의 나사 결합 방향으로 상기 케이지(18;118)에 대한 상기 접경부(24;124)의 회전을 오직 허용하는 스톱 요소들(stop elements)(38;138)을 지지하는 것을 특징으로 하는 케이지 너트(10;110).
2. 제1 항에 있어서,
   설치 위치에서, 케이지(18) 내에서 뜨는 방식으로 상기 너트 몸체(16)를 유지하도록, 상기 스톱 요소들(38)이 형성되는 것을 특징으로 하는 케이지 너트(10).
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 내부 나사산(22)에는 나사 결합측(screwing-in side)으로부터 떨어진 영역에 나사산 고정 수단(thread securing means)(클램핑 수단)이 제공되는 것을 특징으로 하는 케이지 너트(10).
4. 제1 항 또는 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
   상기 케이지(18)는 상기 개구(12)를 향해 상기 너트 몸체(16) 상에 스프링 힘을 가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 케이지 너트(10).
5. 제4 항에 있어서,
   상기 케이지(18)의 스프링 요소들(28)의 환형 접경 표면(30)은 상기 너트 몸체(16) 상에 배열되고, 이 접경 표면에는 캠들(32') 또는 울퉁불퉁한 프로파일이 제공되어, 상기 캠들(32) 또는 상기 울퉁불퉁한 프로파일의 상승되는 부분들은, 상기 너트 몸체(16)가 상기 케이지(18)의 뜬 설치 위치를 떠날 때, 정확히 상기 케이지의 탄성 요소들(28)과 결합하는 것을 특징으로 하는 케이지 너트(10).
6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스톱 요소들(38)은 상기 개구(12)와 대면하는 측(42)에서 상기 내부 나사산(22)과 동축상으로 상기 너트 몸체(16)에 배열되는 환형 접경(40) 상에 안치되고, 이 접경(40)은 상기 스톱 요소들(38)이 유지 위치에서 수용되도록 배열된, 상기 스톱 요소들(38)을 수용하기 위한 홈들(44)을 갖는 것을 특징으로 하는 케이지 너트.
7. 제6 항에 있어서,
   회전 방향에서 상기 접경(40)으로부터 상기 홈들(44) 내로의 전이부는 베벨(46)로서 구성된 것을 특징으로 하는 케이지 너트.
8. 제6 항 또는 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 홈들(44)로부터 상기 접경(40) 내로의 전이부는 상기 내부 나사산(22)의 회전축에 평행하게 연장된 스톱 표면(48)으로서 구성된 것을 특징으로 하는 케이지 너트.
9. 제1 항에 있어서,
   중앙 개구(162)를 가지며, 상기 접경부(124)와 동일한 높이의 케이지(118)의 블라인드측 표면 위로 연장되며 설치 위치에서 뜨는 방식으로 상기 접경부를 유지시키는 탄성 아암들(168)을 갖는 플라스틱 재료부(160)가, 상기 원통형 내부 나사산 캐리어(120) 상에서, 상기 케이지(118)의 블라인드측 상에 부착되는 것을 특징으로 하는 케이지 너트(110).
10. 제9 항에 있어서,
    상기 플라스틱 재료부(160)에는 상기 블라인드측의 방향으로 연장되며, 상기 원통형 내부 나사산 캐리어(120)를 동심상으로 포위하는 칼라(collar)(164)가 제공되는 것을 특징으로 하는 케이지 너트(110).
11. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 케이지(118)의 상기 블라인드측 표면과 상기 플라스틱 재료부(160)의 치수들은 상기 접경부(124)의 치수들과 유사하고, 상기 아암들(168)은 각각 상기 플라스틱 재료부(160)의 모서리들의 근처에서 대각선으로 내부 나사산(122)의 나사 결합 방향으로 배열되는 반면, 상기 스톱 요소들(138)은 상기 아암들(168)과 반대되는 각각의 경우에 배열되는 것을 특징으로 하는 케이지 너트(110).

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