KR20170118374A - Self tapping screw - Google Patents

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KR20170118374A
KR20170118374A KR1020160046056A KR20160046056A KR20170118374A KR 20170118374 A KR20170118374 A KR 20170118374A KR 1020160046056 A KR1020160046056 A KR 1020160046056A KR 20160046056 A KR20160046056 A KR 20160046056A KR 20170118374 A KR20170118374 A KR 20170118374A
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Abstract

본 발명은 태핑가공없이 직접 금속모재에 파고 들어서 나사결합될 수 있는 셀프태핑 나사로서, 일단에서 반경방향으로 확장되는 헤드부(12)와, 이 헤드부(12)의 일측으로 연장되며 둘레면에는 나선상으로 연장되는 스크류(22)가 형성된 샤프트(20)를 포함하는 나사에 있어서, 상기 샤프트(20)의 스크류(22)의 선단부 전방에는 금속모재를 절삭하여 파고들 수 있는 비트날(31)이 형성된 드릴부(30)가 구비되고, 상기 스크류(22)의 둘레부는 횡단면에서 볼 때 복수개의 돌출부(24)와 이 돌출부(24)를 연결하며 돌출부(24)로부터 반경방향으로 후퇴된 변부(28)가 교호로 배치되는 사각형 내지 육각형 범위의 다각형으로 이루어진다.The present invention provides a self tapping screw that can be directly screwed into a metal base material without tapping, and includes a head portion (12) extending radially at one end, and a head portion (12) extending to one side of the head portion A screw (20) having a screw (22) extending in a helical shape is provided with a bit blade (31) which can be cut and ground on a front side of the screw (22) of the shaft (20) And a circumferential portion of the screw 22 has a plurality of projections 24 and a radially retracted edge 28 connecting the projections 24 from the projections 24 as viewed in cross section Are alternately arranged in a rectangular or hexagonal shape.

Description

셀프태핑 나사 {Self tapping screw}Self tapping screw < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 셀프태핑 나사에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 금속모재에 별도의 태핑가공없이 직접 파고 들어서 나사결합될 수 있도록 된 새로운 구조의 셀프태핑 나사에 관한 것이다.The present invention relates to a self-tapping screw, and more particularly, to a self-tapping screw of a new structure that can be directly pierced and screwed into a metal base without additional tapping.

금속판재나 금속플레이트와 같은 금속모재에 나사 또는 볼트(이하 나사라고 통칭함)를 나사체결하기 위해서는 미리 금속모재에 보링가공을 하여 구멍을 뚫고, 이 구멍의 내주면에 태핑툴을 이용하여 암나사를 형성한 후에, 나사를 체결하여 원하는 물체나 부품을 나사체결하였다. 그러나 종래의 이러한 방법은 금속모재에 나사체결을 위해 보링, 태핑 및 나사체결의 세 단계의 공정을 필요로 하므로, 작업이 번거롭고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다. In order to screw a screw or a bolt (hereinafter, referred to as a screw) into a metal base material such as a metal plate or a metal plate, a metal base material is preliminarily borated to form a hole and a female screw is formed on the inner circumference surface of the hole using a tapping tool After tightening the screw, the desired object or part is screwed. However, this conventional method requires three steps of boring, tapping, and screwing for screw fastening to the metal base material, which is cumbersome and time-consuming.

한편, 종래에 볼트의 스크류축의 선단부에 금속모재를 절삭할 수 있는 비트를 착탈가능하게 구비한 셀프태핑 나사가 소개된 바 있으나, 경질인 금속모재를 뚫고 전진하기는 어려워서 실제로는 금속모재에서 실질적인 셀프태핑작용을 하지 못하여 실용화되기 어려웠다.In the conventional art, a self tapping screw having a bit capable of cutting a metal base material at the tip end portion of a screw shaft of a bolt has been disclosed. However, since it is difficult to advance through a hard metal base material, It was difficult to use the tapping function.

또한, 스크류의 둘레부가 삼각형인 삼각형 태핑나사도 소개된 바 있으나, 이러한 삼각형 태핑나사는 대체로 나사제조시 단면 원형의 봉형상 금속자재를 헤더장치로 헤드부와 함께 단면 삼각형의 생크부를 갖도록 단조형성한 후에 나사산을 가공하는 전조공정을 거치게 되는데, 이러한 단면 삼각형 생크부의 반제품은 그 단면이 원형단면과 같은 회전대칭구조가 아니므로, 이러한 비대칭 자재는 성형장치로의 원활하고 신속한 투입이 곤란하여 셀프태핑작용을 강화시키기 위한 생크부의 형태가공이 어렵다는 문제점이 있었다.In addition, although a triangular tapping screw having a triangular peripheral portion of a screw has been disclosed, such a triangular tapping screw is generally formed by forging a bar-shaped metal material having a circular cross section at the time of manufacturing a screw to have a shank portion having a triangular cross- Since the semifinished product of the triangular shank portion of the cross section is not a rotationally symmetric structure having the same cross section as the circular cross section, it is difficult to smoothly and quickly apply the asymmetric material to the molding apparatus, There is a problem that it is difficult to shape the shank portion to strengthen the shank portion.

일본등록실용신안 제3111933호(2005.7.28)Japanese Registered Utility Model No. 3111933 (July 27, 2005)

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 금속모재에 대한 나사체결에 따른 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 금속모재에 별도의 태핑가공없이 직접 나사를 박으면 금속모재 속으로 파고들어 나사결합될 수 있도록 된 새로운 구조의 셀프태팅 나사를 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of screw fastening to a conventional metal base material. The present invention provides a metal base material which can be directly screwed into a metal base material without further tapping, So as to provide a self-tapping screw of a new structure which is made to be able to do so.

본 발명의 한 특징에 따르면, 일단에서 반경방향으로 확장되는 헤드부(12)와, 이 헤드부(12)의 일측으로 연장되며 둘레면에는 나선상으로 연장되는 스크류(22)가 형성된 샤프트(20)를 포함하는 나사에 있어서, 상기 샤프트(20)의 스크류(22)의 선단부 전방에는 금속모재를 절삭하여 파고들 수 있는 비트날(31)이 형성된 드릴부(30)가 구비되고, 상기 스크류(22)의 둘레부는 횡단면에서 볼 때 복수개의 돌출부(24)와 이 돌출부(24)를 연결하며 돌출부(24)로부터 반경방향으로 후퇴된 변부(28)가 교호로 배치되는 사각형 내지 육각형 범위의 다각형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 셀프태핑 나사가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a shaft 20 having a head portion 12 extending in a radial direction at one end, a shaft 20 extending to one side of the head portion 12, Wherein a drill portion 30 is formed in front of the tip of the screw 22 of the shaft 20 and is provided with a bit blade 31 capable of cutting and cutting the metal base material, Has a plurality of projections 24 as viewed in cross section and a polygon in a rectangular or hexagonal shape in which the sides 28 of the projections 24 are connected alternately and radially retracted from the projections 24 are alternately arranged Is provided.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스크류(22)의 둘레부는 사각형으로 이루어지고, 상기 변부(28)는 직선연장되거나 적어도 부분적으로 만곡되어 연장되는 것을 특징으로 하는 셀프태핑 나사가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a self tapping screw is provided, wherein the periphery of the screw (22) is made of a quadrangle, and the side edge portion (28) is linearly or at least partially curved.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스크류(22)의 둘레부의 외경은 전 둘레에 걸쳐서 상기 샤프트(20)의 외경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 셀프태핑 나사가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a self-tapping screw, wherein an outer diameter of the periphery of the screw (22) is formed to be larger than an outer diameter of the shaft (20) over the entire circumference.

본 발명에 따르면, 나사의 샤프트(20)의 스크류(22)의 선단에는 금속모재를 파고드는 절삭날(30)을 형성하고, 스크류(22)의 둘레부 형상은 다각형으로 구성함으로써, 금속모재(1)에 나사를 박을 때에, 먼저 드릴부(30)가 금속모재(1)를 파고들어 구멍(2)을 파내며 진입하기 시작하고, 이어서 다각형의 스크류(22)가 구멍(2)으로 진입하여 스크류(22)의 다각형 둘레부의 돌출부(24)가 구멍(2)의 둘레벽에 파고들고, 이때 발생되는 칩(4)은 다각형 스크류(22)의 돌출부(24) 후방에 인접하는 후퇴된 변부(28)에 의해 형성되는 유격부(26)로 배출될 수 있어서, 다각형 스크류(22)가 효과적으로 금속모재(1) 구멍(2)의 둘레벽을 파고들며 칩을 뒤쪽으로 밀어내면서 전진할 수 있어서, 본 발명에 따른 셀프태핑 나사가 금속모재(1)에 암나사를 태핑가공함과 동시에 금속모재(1)에 나사체결된다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 스크류(22)를 다각형으로 성형하는 간단한 공정에 의해 금속모재(1)에 파고들어 스스로 태핑가공하면서 나사체결되는 나사를 제공할 수 있다.According to the present invention, a cutting edge 30 is formed at the front end of the screw 22 of the shaft 20 of the screw, and the peripheral edge of the screw 22 is formed in a polygonal shape. The drill portion 30 digs the metal base material 1 and begins to enter the hole 2 and then the polygonal screw 22 enters the hole 2 The protruding portion 24 of the polygonal circumferential portion of the screw 22 is pinched by the circumferential wall of the hole 2 and the chip 4 generated at this time protrudes from the retreated side portion 24 adjacent to the rear side of the protruding portion 24 of the polygonal screw 22, Can be discharged to the clearance portion 26 formed by the polygonal screw 28 so that the polygonal screw 22 can effectively advance while poking the peripheral wall of the metal base material 1 hole 2 and pushing the chip backward , The self-tapping screw according to the present invention taps the metal base material (1) into the metal base material (1) It is fastened. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a screw threaded into a metal base material 1 by a simple process of molding the screw 22 into a polygonal shape while tapping itself.

또한, 본 발명에 따르면, 스크류(22)의 둘레부의 외경은 전 둘레에 걸쳐서 샤프트(20)의 외경보다 크게 형성됨으로써, 나선상으로 연장되는 스크류(22)의 선단부가 그 전장에 걸쳐서 끊어짐없이 금속모재(1)와 나사결합되므로, 나사의 회전시에 걸림이나 요동없이 원활하고 부드럽게 진행하면서 나사결합될 수 있다.According to the present invention, the outer diameter of the periphery of the screw 22 is formed to be larger than the outer diameter of the shaft 20 over the entire circumference, so that the tip of the screw 22 extending in the helical shape is not broken over its entire length, So that it can be screwed in smoothly and smoothly without engaging or swinging when the screw is rotated.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 나사의 스크류(22)의 둘레부는 횡단면에서 볼 때 사각형 형태로 구성됨으로써, 나사체결작용을 위해 적절한 크기의 샤프트(20)의 직경을 확보하고, 스크류(20)가 금속모재(1)와 충분한 깊이로 나사결합하여 나사체결력이 양호하게 확보되면서도, 금속모재(1)의 탭핑절삭시에 배출되는 칩(4)을 네 곳의 유격부(26)를 통해 원활하게 배출하여 수용할 수 있어서, 적절한 태핑능력과 아울러 나사체결력을 확보할 수 있다. In addition, according to the present invention, the periphery of the screw 22 of the screw is formed in a rectangular shape when viewed from the transverse section, thereby securing the diameter of the shaft 20 of an appropriate size for screw tightening action, The chips 4 discharged at the time of tapping cutting of the metal base material 1 are smoothly discharged through the four clearance portions 26 while being screwed with the metal base material 1 to a sufficient depth to secure a satisfactory screwing force So that it is possible to secure a screwing force in addition to an appropriate tapping ability.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 외관사시도
도 2는 상기 실시예의 A-A선을 따라 취한 횡단면도
도 3은 상기 실시예의 셀프태핑 작동상태 개념도1 is an external perspective view of an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the above-
3 is a conceptual diagram of the self-

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예의 외관사시도이고, 도 2는 상기 실시예의 A-A를 따라 취한 횡단면도이고, 도 3은 상기 실시예의 셀프태핑 작동상태 개념도이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the embodiment, and FIG. 3 is a conceptual view of the self-tapping operation state of the embodiment.

도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 상면에 드라이버 삽입홈(14)이 형성되며 반경방향으로 확장되는 헤드부(12)와, 이 헤드부(12)의 일측으로 연장되며 둘레면에는 스크류(22)가 형성된 샤프트(20)를 포함하는 통상적인 나사구조를 기본으로 구비한다. 본 발명에서 나사란 볼트를 포함하는 광범위한 개념으로 사용되며, 볼트의 경우에는 헤드부(12)가 육각형으로 형성되거나, 헤드부(12)의 상면에 육각렌치홈이 형성될 수 있다. As shown in the figure, according to the present invention, there are provided a head portion 12 having a driver insertion groove 14 formed on its top surface and extending in a radial direction, a screw 22 extending on one side of the head portion 12, And a shaft 20 formed with a shaft portion 20a. In the present invention, screws are used in a broad concept including bolts. In the case of bolts, the head portion 12 may be formed in a hexagonal shape, or a hexagonal wrench groove may be formed in an upper surface of the head portion 12.

이에 더하여, 본 발명에 따르면, 스크류(22)의 선단부 전방에 비트날(31)이 형성된 드릴부(30)가 형성된다. 이 드릴부(30)의 비트날(31)은 금속모재(1)에 최초로 구멍(2)을 파면서 진입하기 위한 것으로서, 통상적인 드릴링 또는 보링에 사용되는 비트구조를 취하며, 이 비트날(31)에 의해 형성되는 경사지게 수직연장되는 홈부(flute; 32)는 절삭된 금속칩의 배출통로로 기능한다.In addition, according to the present invention, the drill portion 30 having the bit blade 31 formed in front of the distal end of the screw 22 is formed. The bit edge 31 of the drill section 30 is for entering the metal base material 1 by digging the hole 2 for the first time and has a bit structure used for ordinary drilling or boring, 31 formed by the sloped and vertically extending grooves (flutes) 32 serve as discharge passages for the cut metal chips.

그리고 본 발명에 따르면, 상기 스크류(22)는 샤프트(20)를 횡단하는 단면에서 볼 때 그 둘레부가 도 2에 도시된 바와 같이 다각형의 꼭지점을 형성하는 돌출부(24)와 이 돌출부(24)를 연결하며 돌출부(24)로부터 반경방향으로 후퇴된 변부(28)가 교호로 배치되는 다각형으로 구성된다. 도시된 실시예에서는 다각형의 돌출부(24)가 상하방향으로 동일한 위치에 위치되는 것으로 도시하였으나, 경우에 따라서 이들 돌출부(24)의 위치가 상하방향을 따라 점진적으로 틀어지거나 교호로 어긋난 위치에 위치될 수 있다.According to the present invention, the screw 22 has, as viewed in a cross section transverse to the shaft 20, a projection 24 which forms a vertex of the polygon as shown in FIG. 2 and a projection 24 And sides 28 which are connected to each other and radially retracted from the protrusions 24 are alternately arranged. Although the polygonal protrusions 24 are shown as being positioned at the same position in the vertical direction in the illustrated embodiment, the positions of the protrusions 24 may be gradually shifted or vertically shifted along the vertical direction .

바람직하게는 이 스크류의 둘레부가 이루는 다각형은 사각형 내지 육각형으로 이루어진다. 스크류 둘레부가 사각형 보다 작은 경우, 즉 삼각형인 경우에는 성형용 자재인 헤더가공된 반제품의 생크부도 대체로 단면이 삼각형으로 성형되므로, 그 선단 드릴부(30)를 신속하고 원활하게 가압성형하기가 곤란하거나, 전조다이에 의해 스크류 둘레부를 삼각나사 형태로 성형하기 곤란하다. 이에 비해 스크류의 둘레부가 사각형 이상이면, 헤더가공되는 반제품의 생크부를 단면 원형으로 제작할 수 있어서, 선단 드릴부(30)를 가압성형하기 용이하고 아울러 전조다이에 의한 다각형 나사의 성형이 가능하고 용이하다. Preferably, the polygon formed by the periphery of the screw is made of a square or a hexagon. When the periphery of the screw is smaller than the square, that is, when the periphery of the screw is triangular, the shank portion of the header-processed semi-finished product, which is a molding material, is generally formed into a triangle in section, so that it is difficult to quickly and smoothly press- , It is difficult to form the circumferential portion of the screw into a triangular screw shape by the rolling die. In contrast, if the peripheral portion of the screw is square or more, the shank portion of the semi-finished product to be subjected to the header machining can be formed into a circular shape in section, so that it is easy to press-form the tip drill portion 30 and the polygonal screw can be easily formed by the rolling die .

한편, 스크류 둘레부의 다각형이 육각형 보다 많은 모서리를 가지면 다각형 스크류가 일반적인 원형 스크류 형태에 접근하게 되어 절삭된 절삭칩의 후방으로의 배출 및 수용능력이 저하되어, 스크류가 금속모재에 파고들면서 전진하는 셀프태핑작용이 저조하게 된다. 그러나 본 발명의 다각형 스크류는 사각형으로 제작하는 것이 양호한 나사결합력을 확보하면서도, 모재를 파고들 때 발생되는 절삭칩의 수용공간을 충분히 확보하여 원활한 나사전진에 의한 셀프태핑작용이 가능하다는 점에서 가장 바람직하다.On the other hand, if the polygon on the periphery of the screw has more corners than the hexagonal shape, the polygonal screw approaches the general circular screw shape, and the discharge and storage ability of the cut chip to the rear is lowered, The tapping action becomes poor. However, since the polygonal screw of the present invention is formed in a quadrangular shape, it is possible to secure a good screwing force, and it is possible to secure a sufficient accommodating space of a cutting chip generated when the base material is digged, Do.

본 발명의 다각형 스크류의 네 변은 반드시 직선으로 연장될 필요는 없으며, 도시된 실시예에서는 이들 네 변이 부분적으로 적절한 곡률로 만곡되도록 연장된다. 이러한 구성에 따라, 스크류(22)의 최대로 확장된 네 돌출부(24)는 금속모재(1)의 구멍(2)의 측벽 둘레를 나선상으로 파고 절삭하는 절삭날로 기능하게 되고, 이 네 돌출부(24)에 인접하며 돌출부(24)보다 짧은 직경을 이루는 변부(28)는, 금속모재(1)의 구멍(2)의 둘레면, 구체적으로는 금속모재(1)에 의해 형성되는 암나사부의 골부분과 이격되는 유격부(26)를 형성하여, 이 유격부(26)는 돌출부(24)에 의해 절삭된 칩(4)이 배출되어 수용되는 공간을 구성한다.The four sides of the polygonal screw of the present invention do not necessarily have to extend in a straight line, and in the illustrated embodiment these four sides are partially extended to be curved at appropriate curvature. According to this configuration, the four projecting portions 24 of the screw 22, which extend to the maximum extent, function as cutting edges spirally cutting and cutting around the side wall of the hole 2 of the metal base material 1. The four projecting portions 24 The edge portion 28 adjacent to the protruding portion 24 and having a smaller diameter than the protruding portion 24 is formed on the circumferential surface of the hole 2 of the metal base material 1 and concretely the valley portion of the female thread portion formed by the metal base material 1 The clearance portion 26 constitutes a space in which the chip 4 cut by the protruding portion 24 is discharged and accommodated.

바람직하게는 상기 유격부(26)에 대응하는 변부(38)의 최소 외경도 샤프트(20)의 외경보다 크게 형성되어, 스크류(22)의 둘레부가 전 길이에 걸쳐서 절단되지 않고 연속적으로 나선연장되도록 구성된다. 즉, 이 변부(28)의 최소직경(D2)은 본 발명에 따른 셀프태핑작용에 의해 금속모재(1)에 형성되는 암나사부의 최대직경(D1)(골부분직경) 또는 돌출부(24)의 직경보다는 작고, 암나사부의 최소직경(산부분직경) 또는 샤프트(20)의 직경보다는 크게 형성된다.Preferably, the minimum outer diameter of the edge portion 38 corresponding to the clearance portion 26 is formed to be larger than the outer diameter of the shaft 20 so that the periphery of the screw 22 continuously extends without being cut over the entire length . That is, the minimum diameter D2 of the edge portion 28 is determined by the maximum diameter D1 (trough portion diameter) of the female thread portion formed on the metal base material 1 by the self-tapping action according to the present invention, And is formed to be larger than the minimum diameter (mountain portion diameter) of the female thread portion or the diameter of the shaft 20. [

Claims (3)

일단에서 반경방향으로 확장되는 헤드부(12)와, 이 헤드부(12)의 일측으로 연장되며 둘레면에는 나선상으로 연장되는 스크류(22)가 형성된 샤프트(20)를 포함하는 나사에 있어서, 상기 샤프트(20)의 스크류(22)의 선단부 전방에는 금속모재를 절삭하여 파고들 수 있는 비트날(31)이 형성된 드릴부(30)가 구비되고, 상기 스크류(22)의 둘레부는 횡단면에서 볼 때 복수개의 돌출부(24)와 이 돌출부(24)를 연결하며 돌출부(24)로부터 반경방향으로 후퇴된 변부(28)가 교호로 배치되는 사각형 내지 육각형 범위의 다각형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 셀프태핑 나사.
A screw comprising a head portion (12) extending radially at one end and a shaft (20) extending to one side of the head portion (12) and formed with a screw (22) A drill 30 is provided in front of the tip of the screw 22 of the shaft 20 and is provided with a bit blade 31 that can be cut by cutting a metal base material. The periphery of the screw 22 is, Wherein a plurality of protrusions (24) are formed in a rectangular or hexagonal polygonal shape in which the sides (28) connecting the protrusions (24) and radially retracted from the protrusions (24) are alternately arranged.
제 1 항에 있어서, 상기 스크류(22)의 둘레부는 사각형으로 이루어지고, 상기 변부(28)는 직선 연장되거나 적어도 부분적으로 만곡되어 연장되는 것을 특징으로 하는 셀프태핑 나사.
2. Self-tapping screw according to claim 1, characterized in that the perimeter of the screw (22) is of a quadrilateral, and the edge (28) is straight or at least partly curved.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스크류(22)의 둘레부의 외경은 전 둘레에 걸쳐서 상기 샤프트(20)의 외경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 셀프태핑 나사.The self-tapping screw according to claim 1 or 2, wherein an outer diameter of the periphery of the screw (22) is larger than an outer diameter of the shaft (20) over the entire circumference.
KR1020160046056A 2016-04-15 2016-04-15 Self tapping screw KR20170118374A (en)

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