KR20220031930A

KR20220031930A - 자체 고정 패스너

Info

Publication number: KR20220031930A
Application number: KR1020227004551A
Authority: KR
Inventors: 마크 앤드류 오도넬
Original assignee: 알 비 앤드 더블유 매뉴팩춰링 엘엘씨
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2022-03-14
Also published as: EP3999746A4; EP3999746A1; CN114127428B; CN114127428A; JP2022540615A; JP7382485B2; WO2021010959A1

Abstract

소성변형 가능한 금속 패널에 부착하기 위한 자체 고정 패스너는 중심축을 갖는 본체부를 포함하고, 본체부는 중심축에 수직인 방향으로 연장되는 외주면을 갖는다. 펀치부는 중심축과 동축이고 환형 표면이 펀치부를 둘러싸도록 본체부로부터 연장되며, 펀치부는 중심축 방향으로 연장되는 외주면을 포함한다. 복수의 이격된 러그는 펀치부를 둘러싸고 환형 표면으로부터 외측으로 축방향으로 돌출되며, 러그 중 하나는 금속 기재와 맞물리도록 구성된 접촉면을 가지고, 접촉면은 환형 표면이 놓여 있는 가상의 수평 평면에 대해 자체 고정 패스너의 반경방향 외측 방향으로 하향 경사진다.

Description

자체 고정 패스너

본원은 전반적으로 자체 부착 패스너에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 클린치 너트에 관한 것이다.

자체 부착 패스너(fastener)는 다양한 구성요소를 금속 패널에 고정하기 위해 예를 들어 자동차 및 가전 산업과 같은 많은 산업에서 사용된다. 클린치 너트(clinch nut)가 금속 패널에 부착되면, 나사 또는 볼트를 클린치 너트에 끼우고 규정된 토크 값으로 조인다. 설치시에 클린치 너트는 나사를 삽입하고 조일 때 금속 패널에 대해 회전하지 않도록 충분한 회전저항을 가져야 한다. 사용시에 클린치 너트는 예를 들어 진동이나 기타 인장력과 같은 외력이 가해질 때 금속 패널에서 빠지지 않도록 충분한 인발저항을 가져야 한다.

클린치 너트는 일반적으로 금속 플레이트 또는 패널의 개구 내로 적어도 부분적으로 연장되는 중앙 파일럿(pilot) 또는 펀치부(punch portion)를 포함한다. 클린치 너트가 자체 관통(self-piercing)일 경우, 중앙 파일럿 부분은 클린치 너트를 금속 패널에 부착할 때 장비와 협력하여 금속 패널에 개구를 형성한다. 클린치 너트는 클린치 너트와 금속 패널 사이에 기계적 상호 맞물림을 형성하는 다이(die) 부재에 의해 금속 패널에 부착된다. 다이 부재는 일반적으로 파일럿 부분을 둘러싸는 클린치 너트의 환형 홈 내로 개구 주위의 금속 패널을 변형시키고/시키거나 금속 패널 위의 클린치 너트의 파일럿 부분을 변형시켜서 금속 패널을 가둔다.

예를 들어, 미국 특허 제3,053,300호는 금속 패널에 미리 형성된 개구를 통해 연장되고 개구의 주변을 지탱하기 위해 접히는 중앙 파일럿 부분을 갖는 클린치 너트를 개시한다. 중앙 파일럿의 변형은 금속 패널이 환형 홈의 기복 있는 표면을 따르도록 하고 클린치 너트와 금속 패널 사이의 상호 맞물림을 형성하도록 강제한다. 이 클린치 너트는 인발저항이 비교적 높을 수 있지만, 중앙 파일럿의 변형은 클린치 너트의 암나사산을 쉽게 뒤틀어버릴 수 있다.

파일럿을 변형시킬 때 암나사산의 뒤틀림을 제거하기 위한 한 가지 접근법은 클린치 너트의 파일럿이 아닌 금속 패널을 변형시켜서 상호 맞물림을 형성하는 것이다. 예를 들어, 미국 특허 제3,878,599호 및 제4,690,599호는 각각 홈의 내벽 또는 외벽에 언더컷(undercut)을 갖는 클린치 너트를 개시한다. 클린치 너트와 금속 패널 사이에 형성된 상호 맞물림을 개선하기 위해 금속 패널의 재료가 언더컷에 압입된다. 그러나 비교적 얇은 금속 패널을 사용하면, 재료가 언더컷에 거의 압입되지 않아 인발저항이 비교적 낮게 된다.

이러한 유형의 클린치 너트의 인발저항을 증가시키는 한 가지 방법은 이중 언더컷 홈을 형성하는 것이다. 예를 들어, 미국 특허 제5,340,251호는 환형 홈이 단면에서 "도브테일(dove-tail)" 형상이 되도록 내벽 및 외벽 모두에 언더컷을 갖는 클린치 너트를 개시한다. 클린치 너트와 금속 패널 사이에 개선된 상호 맞물림을 형성하기 위해 양쪽 언더컷에 금속 패널이 압입된다. 그러나 양쪽 언더컷을 채우는 데 필요한 금속 패널의 변형은 기존 성형기술을 사용해서는 얻기가 어려워, 인발저항이 일관되지 않게 된다.

이러한 유형의 클린치 너트의 푸시아웃(push-out) 저항 및 토크아웃(torque-out) 저항을 향상시키기 위한 또 다른 접근법은 환형 표면에 평면 또는 평평한 면을 갖는 러그(lug)를 형성하는 것이다. 예를 들어, 미국 특허 제6,220,804호는 직사각형 단면 형상의 러그를 갖는 클린치 너트를 개시한다. 러그는 바람직하게는 클린치 너트 본체의 외부 환형 립(lip) 아래로 오목하게 들어가 있다. 금속 패널은 개선된 접합 연결을 제공하기 위해 러그 사이에 정의된 오목한 영역 내로 소성변형된다. 또 다른 접근법에서는, 클린치 너트와 금속 패널 사이의 상호 맞물림을 더욱 향상시키기 위해 러그에 오목부가 제공된다. 예를 들어, 미국 특허 제9,322,424호는 중앙 오목부가 있는 러그를 갖는 클린치 너트를 개시한다. 구체적으로, 각각의 러그는 소성변형되는 금속 패널을 설치하는 동안 중앙 오목부 내로 안내하도록 구성된 각진 측벽을 포함한다.

자동차 산업에서 이루어진 기술 발전으로 인해, 제조업자들은 완제품의 전체 중량도 감소시키고 동일하거나 더 큰 강도 특성도 제공하는 재료를 선택하는 것이 현재 경향이다. 구체적으로, 처리 공정(예를 들어, 열처리)을 통해 강도가 향상된 새로운 경량 재료를 이제 금속 패널 제조에 사용하여 완제품의 경량화를 도모하고 있다. 예를 들어, 기존 금속 패널의 기재 경도는 500 Mpa 이하였다. 새로운 금속 패널은 500 - 2000 Mpa 범위 내의 기재 경도를 갖도록 제조된다. 위에서 언급한 자체 고정(self-clinching) 패스너는 일반적으로 이러한 새로운 금속 패널에서 제대로 작동하지 않는다. 특히, 기존 금속 패널을 제조하기 위해 선택된 재료는 소성변형되는 동안 높은 유량을 갖는다. 즉, 소성변형시 이전의 재료가 훨씬 더 쉽게 늘어나고 확장되므로, 위에서 언급한 러그에 의해 생성된 간극/공동을 채울 수 있다. 그러나 새로운 경량 재료는 연신율 가용성이 제한적이다. 즉, 새로운 금속 패널은 기존 금속 패널만큼 쉽게 소성변형되지(즉, 유동하지) 않는다. 그러므로, 위에서 언급한 자체 고정 패스너의 구성은 강도가 강화된 경량 재료로 형성된 새로운 금속 패널에 성공적으로 부착하고/하거나 이와 함께 장기간 사용하기에는 부적합하다.

따라서, 경량 재료로 형성된 얇은 금속 패널에 안정적이고 일관되게 부착될 수 있으며, 푸시아웃 강도가 충분하고, 회전저항이 충분하며, 암나사산의 뒤틀림이 없는 개선된 클린치 너트에 대한 요구가 해당업계에 존재한다. 또한, 클린치 너트는 제조비용이 비교적 저렴하고 사용이 비교적 용이해야 한다.

일 양태에 따르면, 소성변형 가능한 금속 기재에 부착하기 위한 자체 고정 패스너가 제공된다. 자체 고정 패스너는 중심축이 있는 본체부를 포함한다. 본체부는 중심축 방향으로 연장되는 외주면과, 중심축에 수직인 방향으로 연장되는 환형 표면을 갖는다. 펀치부는 중심축과 동축이고 환형 표면이 펀치부를 둘러싸도록 본체부로부터 연장된다. 펀치부는 중심축 방향으로 연장되는 외주면을 갖는다. 복수의 이격된 러그는 펀치부를 둘러싸고 환형 표면으로부터 외측으로 축방향으로 돌출된다. 러그 중 하나에는 금속 기재와 맞물리도록 구성된 접촉면이 있다. 접촉면은 환형 표면이 놓여 있는 가상의 수평 평면에 대해 자체 고정 패스너의 반경방향 외측 방향으로 하향 경사진다.

다른 양태에 따르면, 소성변형 가능한 금속 기재에 부착하기 위한 자체 고정 패스너가 제공된다. 자체 고정 패스너는 중심축이 있는 본체부를 포함한다. 본체부는 중심축에 수직인 방향으로 연장되는 환형 표면을 갖는다. 펀치부는 본체부의 중심축과 동축이고 환형 표면이 펀치부를 둘러싸도록 본체부로부터 연장된다. 펀치부는 중심축 방향으로 연장되는 외주면을 포함한다. 펀치부의 외주면은 원통형 윤곽을 가지며 펀치부를 둘러싸는 복수의 이격된 절결부, 및 펀치부를 둘러싸는 복수의 이격된 기둥부를 포함한다. 각각의 기둥부는 인접하게 이격된 절결부의 각각의 쌍 사이에 배치되어 이들을 이격시킨다.

또 다른 양태에 따르면, 소성변형 가능한 금속 기재에 부착하기 위한 자체 고정 패스너가 제공된다. 자체 고정 패스너는 중심축이 있는 본체부를 포함한다. 본체부는 중심축 방향으로 연장되는 외주면과, 중심축에 수직인 방향으로 연장되는 환형 표면을 포함한다. 펀치부는 중심축과 동축이고 환형 표면이 펀치부를 둘러싸도록 본체부로부터 연장된다. 펀치부는 중심축 방향으로 연장되는 외주면을 갖는다. 펀치부의 외주면은 원통형 윤곽을 가지며 펀치부를 둘러싸는 복수의 이격된 절결부 및 펀치부를 둘러싸는 복수의 이격된 기둥부를 포함한다. 각각의 기둥부는 인접하게 이격된 절결부의 각각의 쌍 사이에 배치되어 이들을 이격시킨다. 자체 고정 패스너는 펀치부를 둘러싸고 환형 표면으로부터 외측으로 축방향으로 돌출되는 복수의 이격된 러그를 더 포함한다. 각각의 러그는 복수의 절결부 중 각각의 절결부와 반경방향으로 정렬된다. 러그 중 하나는 금속 기재와 맞물리도록 구성된 접촉면을 포함한다. 접촉면은 환형 표면이 놓여 있는 가상의 수평 평면에 대해 자체 고정 패스너의 반경방향 외측 방향으로 하향 경사진다.

도 1은 클린치 너트의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 클린치 너트의 평면도이며,
도 3은 도 2의 3-3선에 따른 단면도이고,
도 4는 도 3에 도시된 상세 영역 "4"의 확대도이며,
도 5는 도 3에 도시된 상세 영역 "5"의 확대도이고,
도 6a는 종래기술의 클린치 너트의 사시도이며,
도 6b는 도 6a에 도시된 종래기술의 클린치 너트의 평면도이고,
도 6c는 도 6b의 6C-6C선에 따른 단면도이며,
도 7a는 도 1에 도시된 클린치 너트의 다른 사시도이고,
도 7b는 도 7a에 도시된 클린치 너트의 평면도이며,
도 7c는 도 7b의 7C-7C선에 따른 단면도이고,
도 8은 도 1에 도시된 클린치 장착부를 포함하는 스터드의 사시도이다.

이제 도면을 참조하면, 도 1은 소성변형 가능한 금속 플레이트 또는 패널에 부착하기 위한 패스너(fastner, 100) 또는 너트를 도시한다. 패스너(100)는 금속 패널에 설치하는 동안 금속 패널에 형성된 미리 만들어진 구멍에 고정되어 부착되는 자체 고정 패스너일 수 있다. 바람직하게는, 패스너(100)는 설치하는 동안 금속 패널에 구멍도 뚫고 거기에 스스로 고정되기도 하는 자체 관통 및 자체 고정 패스너이다. 도시된 실시예는 너트지만, 다른 자체 관통 및 자체 고정 패스너, 예를 들어 자체 관통 및/또는 자체 고정 스터드(도 8에 도시되고 아래에서 간략하게 논의됨)도 본 발명의 범위 내에 있다는 점에 유의한다. 간결함을 위해 아래 설명의 대부분은 자체 고정 및 자체 관통 너트와 관련하여 이루어지지만, 이는 이 개시 내용이 자체 관통 및/또는 자체 고정 스터드에도 마찬가지로 적용됨을 전제로 한다.

패스너(100)는 본체부(102)와 본체부(102)의 일단으로부터 연장되는 파일럿 또는 펀치부(104)를 갖는다. 나사형 구멍 또는 보어(bore)(106)가 본체부(102)와 펀치부(104) 모두를 통해 축방향으로 연장된다. 또한, 본체부(102) 및 펀치부(104)는 중심축 "X"와 동축이다. 패스너(100)를 소성변형 가능한 금속 기재에 설치하면, 상대 나사형 패스너(예를 들어, 볼트, 나사 등)가 거기에 부착되기 위해 나사형 보어(106)에 삽입될 수 있다. 패스너가 자체 관통 및 자체 고정 스터드인 경우 펀치부(104)는 중실이고 관통 구멍을 포함하지 않을 수 있으며, 대신에, 나사형 또는 비나사형 스터드가 본체부(102)의 반대측으로부터(즉, 패스너(100)의 바닥 또는 제1 단부면(102a)으로부터) 외측으로 연장될 수 있다. 바람직하게는 이러한 스터드는 중심축 "X"와 동축으로 중심에 위치한다. 스터드는 원하는 바에 따라 제1 단부면(102a)에 수직일 수 있거나, 중심축 "X"에 대해 일정 각도로 위치될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본체부(102)는 패스너(100)의 한 축방향 말단부에 대응하는 패스너(100)의 바닥 또는 제1 단부면(102a)까지 연장된다. 패스너(100)의 제1 단부면(102a)은 중심축 "X"에 실질적으로 수직인 것으로 도시되어 있다. 그러나, 제1 단부면(102a)은 다른 기하학적 구성을 가질 수 있으며, 예를 들어 제1 단부면(102a)은 모따기될 수 있다. 구체적으로, 제1 단부면(102a)은 중심축 "X"에 대해 상향 또는 하향 경사질 수 있다. 달리 말하면, 제1 단부면(102a)은 패스너(100)의 설치 방향에 대해 반경방향 내측으로 점진적으로 수렴하거나 반경방향 외측으로 점진적으로 발산하는 원주면을 가질 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 펀치부(104)는 패스너(100)의 다른 하나의 축방향 말단부에 대응하는 패스너(100)의 상부 또는 제2 단부면(104a)까지 연장된다. 패스너(100)의 제2 단부면(104a)은 마찬가지로 중심축 "X"에 실질적으로 수직인 것으로 도시되지만, 제2 단부면(104a)은 대안적으로 제1 단부면(102a)과 관련하여 전술한 바와 같이 모따기될 수 있다.

펀치부(104)는 본체부(102)가 펀치부(104)를 둘러싸는 대체로 환형인 표면(108)을 포함하도록 본체부(102)보다 반경방향으로 더 작다. 즉, 펀치부(104)는 본체부(102)로부터 중심축 "X" 방향으로 연장되고, 환형 표면(annular-shaped surface, 108)이 펀치부(104)를 둘러싸도록 위치된다. 환형 표면(108)은 중심축에 수직인 방향으로 연장되고(즉, 패스너(100)의 반경방향 "r"로 연장되고(도 2 참조)) 패스너(100)가 부착될 금속 패널과 맞물리도록 구성된다.

추가로 도시된 바와 같이, 패스너(100)는 집합적으로 펀치부(104)를 둘러싸는 복수의 이격된 러그(110)를 포함한다. 각각의 러그(110)는 패스너(100)의 제1 단부면(102a)에 반대 방향으로 환형 표면(108)으로부터 외측으로 축방향으로 돌출된다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 복수의 러그(110)는 서로로부터 균등하게 이격되어 있고, 모두가 동일한 구성을 갖는다. 대안적으로, 복수의 러그(110)는 펀치부(104) 주위에서 서로로부터 불균등하게 이격될 수 있고/있거나 다양한 구성을 가질 수 있다.

도 1 및 도 3과 관련하여, 본체부(102) 및 펀치부(104)는 중심축 "X" 방향으로 연장되는 외주면(112, 114)을 각각 포함한다. 일 실시예에서, 본체부(102)의 외주면(112)은 평면이고 중심축 "X"에 대해 평행하여, 공작기계에 의해 용이하게 사용될 수 있는 평평한 측면을 갖는 다각형을 제공한다. 대안적으로, 본체부(102)의 외주면(112)은 볼록 또는 오목 형상으로 만곡되고/되거나 중심축 "X"에 대해 비평행일 수 있다. 도시된 예에서, 본체부(102)의 외주면(112)은 다각형 형상이고 복수의 면에 의해 형성된다. 구체적으로, 본체부(102)의 외주면(112)이 도 2에 도시된 바와 같이 8개의 면으로 형성되도록 복수의 면이 모두 동일한 치수(즉, 높이 및 폭)를 갖는다. 대안적으로, 총 4개 내지 12개의 면이 본체부(102)의 외주면(112)을 형성할 수 있다. 또한 본체부(102)의 외주면(112)이 다각형 형상이 아니어도 되고, 다른 기하학적 구성(예를 들어, 원통형)을 가질 수 있음에 유의한다. 본체부(102)의 높이(즉, 축방향 치수) 및 폭(즉, 반경방향 치수)은 나사형 보어(106)와 상대 수나사형 부재(예를 들어, 볼트) 사이에 충분한 나사 결합을 제공하도록 선택되어, 상대 수나사형 부재가 나사 박리 없이 나사형 보어(106)와 일관되게 맞물리고 분리될 수 있도록 한다. 패스너(100)가 자체 고정 스터드를 갖는 경우, 본체부(102)의 높이 및 폭은 마찬가지로 스터드 및 임의의 의도된 상대 패스너에 충분한 강도를 제공하도록 선택될 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에 도시된 패스너(100)의 동그라미 친 영역의 확대상세도이며, 환형 표면(108)은 가상의 수평 평면 "P"에 놓여 있다. 구체적으로, 가상의 수평 평면 "P"는 중심축 "X"가 그에 수직이 되도록 구성된다. 또한, 환형 표면(108)은 제1 환형면(108a) 및 제2 환형면(108b)을 포함한다. 제1 환형면(108a)은 제2 환형면(108b)에 의해 둘러싸여 있다(즉, 제1 환형면(108a)은 제2 환형면(108b)보다 펀치부(104)에 반경방향으로 더 가깝게 위치된다).

제2 환형면(108b)의 (중심축 "X"에 대한) 외부 반경은 환형 표면(108)의 주변 가장자리(116)에서 본체부(102)의 외주면(112)과 만난다(즉, 교차한다). 제2 환형면(108b)의 (중심축 "X"에 대한) 내부 반경은 제1 환형면(108a)의 (중심축 "X"에 대한) 외부 반경과 만나고, 제1 환형면(108a)의 (중심축 "X"에 대한) 내부 반경은 펀치부(104)의 외주면(114)과 만난다(즉, 교차한다).

특히, 제2 환형면(108b)은 가상의 수평 평면 "P"에 놓여 있을 수 있고 제1 환형면(108a)은 가상의 수평 평면 "P"에 대해 각이 져 있을 수 있다. 구체적으로, 제1 환형면(108a)은 가상의 수평 평면 "P"에 대해 볼록한 형상일 수 있다. 즉, 제1 환형면(108a)은 가상의 수평 평면 "P"에 대해 패스너(100)의 반경방향(radially) 내측 방향으로 상향 경사진다. 제1 환형면(108a)은 가상의 수평 평면에 대해 2° - 10° 범위 내의 철각(θ)(즉, 가상의 수평 평면 "P"에 대해 180° 미만의 각도)을 갖고, 도 4에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 5°의 철각(θ)을 갖는다.

이러한 철각(θ)은 부착 도중에 금속 패널이 맞물릴 수 있는 적절한 표면을 생성하는 기술적 이점을 제공한다. 구체적으로, 기존 패스너는 환형 표면과 가상의 수평 평면 사이에 제공된 요각을 갖는다. 이러한 구성은 이전에 구성된 금속 패널에는 적합하다. 그러나 위에서 언급한 바와 같이 금속 패널은 이제 개선된 강도 품질을 제공하기 위해 강화(예를 들어, 열처리)된 새로운 경량 재료(예를 들어, 알루미늄, 강철 등)로 제조되고 있다. 이러한 새로운 금속 패널은 더 얇고 더 가벼우며 더 강하지만 이러한 금속 패널의 상대적으로 더 단단한 기재는 설치하는 동안 재료의 신장을 덜 허용한다. 즉, 기재(즉, 금속 패널)가 패스너를 설치하는 동안 쉽게 유동하지(즉, 소성변형되지) 않으므로, 결과적으로 펀치부 및/또는 환형 표면과 상대 기재(즉, 금속 패널)의 사이에 간극(즉, 빈 공간)이 형성된다. 이러한 간극 또는 공극은 패스너와 금속 패널 사이의 부착 강도를 악화시켜 궁극적으로 이들 사이의 불만족스러운 접합 연결을 초래한다. 본 명세서에서 논의된 패스너(100) 구성, 특히 전술한 철각의 구성은 패스너(100)와 금속 패널 사이에 형성되는 잠재적인 공극을 크게 감소시키거나 심지어 없앤다. 즉, 환형 표면과 펀치부의 외주 가장자리 사이의 각도를 통해 형성된 언더컷 영역 내로 더 이상은 기재가 유입되지 않아도 된다.

도 1로 되돌아가 보면, 펀치부(104)의 외주면(114)은 본체부(102)의 환형 표면(108)과 펀치부(104)의 원위 주변 가장자리(117)(즉, 제2 단부면(104a)과 펀치부(104)의 외주면(114)이 교차하는 가장자리) 사이에서 중심축 "X" 방향으로 연장된다. 또한, 펀치부(104)의 외주면(114)은 원통형 윤곽을 갖는다. 즉, 펀치부(104)의 외주면(114)은 바람직하게는 집합적으로 둥근 표면을 생성하는 둥근 모서리를 갖는다. 달리 말하면, 외주면(114)에는 바람직하게는 펀치부(104)의 외주면(114)을 경계 짓는(즉, 둘러싸는) 가상의 원주 평면 "C"(도 5에 도시됨)를 넘어 연장되는 날카로운 가장자리가 없다.

날카로운 가장자리가 없는 원통형 윤곽을 갖는 펀치부(104)의 외주면(114)은 설치 도중에 패스너(100) 및/또는 금속 패널에 결함(예를 들어, 균열)이 형성될 가능성을 크게 감소시키거나 심지어 없앤다. 위에서 언급한 바와 같이, 금속 패널은 이제 상대적으로 더 강하고 더 단단한 재료(예를 들어, 열간성형 강철)로 제조되기 때문에 설치 도중에 기재가 쉽게 유동하지(즉, 소성변형되지) 않는다. 그러므로, 펀치부(104)의 외주면(114) 상의 날카롭거나 뾰족한 가장자리는 설치 도중 이들에 가해지는 힘으로 인해 균열이 생기기 쉽다. 따라서, 펀치부(104)의 외주면(114)에 날카롭거나 뾰족한 가장자리가 없는 본 명세서에서 설명되는 패스너(100)는 전술한 문제에서 제거되어 불량 완제품을 생산할 가능성이 작다.

도시된 바와 같이, 복수의 이격된 절결부(118)가 펀치부(104)의 외주면(114)에 형성되며, 집합적으로 펀치부(104)를 둘러싸도록 구비된다. 일 실시예에서, 복수의 절결부(118)는 서로로부터 균등하게 이격되어 있고 모두 동일한 구성을 갖는다. 구체적으로, 각각의 절결부(118)는 펀치부(104)의 외주면(114)에 대해 오목한 표면을 갖는다. 대안적으로, 복수의 절결부(118)는 하나의 절결부(118)만이 오목한 표면을 갖는 경우와 같이 다양한 간격 및/또는 구성을 가질 수 있다.

펀치부(104)의 외주면(114)은 도 1에 파선으로 도시된 복수의 이격된 기둥부(120)를 더 포함하며, 여기서 각 기둥부(120)는 한 쌍의 인접하게 이격된 절결부(118) 사이에 있는 펀치부(104)의 원통형 윤곽 외주면(114)의 영역으로 정의된다. 복수의 이격된 기둥부(120)는 집합적으로 펀치부(104)를 둘러싸며, 각 기둥부(120)는 환형 표면(108)에서 펀치부(104)의 외주면(114)의 원위 주변 가장자리(117)까지 연장된다. 구체적으로, 각각의 기둥부(120)는 인접하게 이격된 절결부(118)의 각각의 쌍 사이에 배치되어 이들을 이격시킨다.

위에서 언급한 바와 같이, 일 실시예에서, 복수의 절결부(118)는 서로로부터 균등하게 이격된 것으로 도시되어 있다. 구체적으로, 복수의 절결부(118) 사이에 균등한 간격을 제공하는 것은 복수의 기둥부(120)이다. 그러므로, 복수의 기둥부(120)는 마찬가지로 서로로부터 균등하게 이격된다. 위에서 추가로 언급된 바와 같이, 펀치부(104)의 외주면(114)은 날카로운 가장자리가 없는 원통형 윤곽을 가지며, 이는 기둥부(120)가 인접하게 이격된 절결부(118)의 각각의 쌍 사이에 배치되어 이들을 이격시킨 결과이다. 즉, 한 쌍의 절결부(118)가 그 사이에 아무것도 없이 서로 바로 인접하게 배치된 경우, 한 쌍의 인접한 절결부(118) 사이에 제공된 원통형 윤곽을 갖는 표면이 없을 것이고, 따라서 결과적으로 날카로운 가장자리가 형성된다.

또한, 일 실시예에서, 펀치부(104)의 외주면(114)은 서로로부터 이격되고 집합적으로 펀치부(104)를 둘러싸는 복수의 브릿지부(122)를 포함한다. 구체적으로, 각각의 브릿지부(122)는 인접하게 이격된 한 쌍의 기둥부(120) 사이에 배치된 펀치부(104)의 원통형 윤곽 외주면(114)의 영역으로 정의된다. 또한, 각각의 브릿지부(122)는 펀치부(104)의 외주면(114)의 원위 주변 가장자리(117)와, 인접하게 이격된 한 쌍의 기둥부(120)와 경계를 이루는 절결부(118)와의 사이에 축방향으로 위치된다. 이러한 방식으로, 각각의 브릿지부(122)는 인접하게 이격된 기둥부(120)의 각각의 쌍을 연결한다.

도 5로 이동하면, 러그(110) 중 하나는 (도 1에 도시된 바와 같이) 둥근 윤곽의 접촉면(124)을 갖는다. 즉, 접촉면(124)은 패스너(100)의 반경방향 "r"로 연장되는 가상의 축에 대해 만곡된다(즉, 좌우 측방향으로 둥글게 된다). 바람직하게는, 접촉면(124)의 (가상의 수평 평면 "P"에 대해) 상대적으로 가장 높은 지점이 그 중간점에 있지만 다른 기하학적 구조도 고려된다. 일 실시예에서, 접촉면(124)은 패스너(100)가 부착되어야 하는 금속 패널과 맞물리도록 구성되고 가상의 수평 평면 "P"에 대해 패스너(100)의 반경방향 외측 방향으로 하향 경사진다. 도시된 실시예에 도시된 바와 같이, 접촉면은 패스너(100)의 반경방향 외측 방향으로 가상의 수평 평면 "P"에 대해 연속적인 방식으로 하향 경사진다. 이러한 특정 구성(즉, 접촉면(124)이 반경방향 외측 방향으로 연속적으로 하향 경사진 것)은 금속 패널에 대해 만족스러운 상대 표면을 생성한다. 즉, 위에서 언급한 바와 같이 기재(즉, 금속 패널)는 설치 도중 쉽게 유동하지(즉, 소성변형되지) 않기 때문에, 기재가 공동 및/또는 공극으로 유입되지 않아도 되는 상대 표면을 패스너 상에 제공하는 것이 중요하다. 그러므로, 본원에 설명된 패스너(100)의 접촉면(124)은 설치하는 동안 기재가 효율적으로 유동하여 환형 표면(108)과 결합할 수 있도록 한다. 더욱이, 접촉면(124)의 구성(즉, 그 공간적 배향 및 둥근 윤곽을 갖는 것)은 설치하는 동안 러그(110)가 변형될 가능성을 없앤다.

접촉면(124)은 제1 단부(124a) 및 제2 단부(124b)를 갖는다. 제1 단부(124a)는 펀치부(104)의 외주면(114)에 인접하게 위치되고, 제2 단부(124b)는 그로부터 반경방향 외측에 위치된다. 바람직하게는, 제1 단부(124a)는 펀치부(104)의 외주면(114)에 의해 형성되고, 제2 단부(124b)는 환형 표면(108)의 주변 가장자리(116)에, 가능하게는 본체부(102)의 외주면(112)과 동일 말단에 위치된다.

위에서 언급한 바와 같이, 일 실시예에서 접촉면(124)은 가상의 수평 평면 "P"에 대해 패스너(100)의 반경방향 외측 방향으로 연속적으로 하향 경사진다. 이는 접촉면(124)의 표면이, 제1 단부(124a)에서, 가상의 수평 평면 "P"에 수직인 방향으로 가상의 수평 평면 "P"로부터 제1 거리(d1)만큼 이격된 결과이고, 여기서 제1 거리(d1)는 가상의 수평 평면 "P"에 수직인 방향으로 취한 접촉면(124)과 가상의 수평 평면 "P" 사이의 임의의 다른 거리(예를 들어, d2 또는 d3)보다 크다. 추가로 도시된 바와 같이, 접촉면(124)과 펀치부(104)의 외주면(114) 사이의 각도(α)는 둔각(즉, 각도가 90°보다 크고 180°보다 작음)이다.

일 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 러그(110) 각각은 동일한 구성을 가질 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 각각의 러그(110)는 절결부(118) 중 하나와 반경방향으로 정렬된다. 이러한 방식으로, 각 러그(110)의 제1 단부(124a)는 상기 러그(110)가 반경방향으로 정렬되는 절결부(118)에 의해 형성된다. 더욱이, 반경방향으로 정렬된 러그(110) 및 절결부(118)의 총 개수는 본체부(102)의 외주면(112)의 면의 총 개수에 따라 달라질 수 있고 각각 이와 반경방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 예를 들어, 도 1 및 도 2에서, 패스너(100)는 집합적으로 본체부(102)의 외주면(112)을 구성하는 총 8개의 면을 포함한다. 이러한 방식으로, 패스너(100)는 본체부(102)의 외주면(112)을 구성하는 8개의 면 각각과 반경방향으로 정렬되는 각각 총 8개의 러그(110) 및 절결부(118)를 더 포함한다. 대안적으로, 러그(110)의 총 개수는 절결부(118) 및/또는 본체부(102)의 외주면(112)의 면의 총 개수와 상이할 수 있다. 더욱이, 러그(110), 절결부(118) 및/또는 본체부(102)의 외주면(112)의 면은 반경방향으로 정렬되지 않아도 된다. 예를 들어, 하나의 러그(110)는 본체부(102)의 외주면(112)의 한 쌍의 인접한 면 사이에 형성된 가장자리와 반경방향으로 정렬될 수 있다.

상술한 패스너(100)의 모든 구성요소, 특히 본체부(102), 펀치부(104) 및 러그(들)(110)는 서로에 대해 일체로 형성된다. 즉, 본체부(102), 펀치부(104) 및 러그(들)(110)는 모두 동일한 원재료로 형성된다. 예를 들어, 패스너(100)는 처리된 강, 특히 10B21 강으로 제조될 수 있다. 그러나 재료 선택은 10B21 강으로 제한되지 않으며 다른 적절한 재료가 사용될 수 있다. 또한, 패스너(100)의 재료는 패스너(100)가 부착될 금속 패널의 재료보다 경도가 더 큰 것이 바람직하다. 패스너가 자체 고정 스터드인 경우, 스터드도 마찬가지로 동일한 재료로 일체로 형성된다.

도 6a 내지 도 6c 및 도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 미국 특허 제6,220,804호 및 9,322,424호에서 논의된 것과 유사한 기존 패스너(100')(도 6a 내지 도 6c에 도시됨)와 도 1 내지 도 5와 관련하여 위에서 논의한 새로운 패스너(100)(도 7a 내지 도 7c에 도시됨)를 비교한다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 기존 패스너(100')의 펀치부(104')는 날카로운 윤곽의 외주면(114')을 갖는다. 즉, 외주면(114')에 형성된 절결부(118')(또는 언더컷 부분)는 각각의 절결부(118')의 측단이 인접하게 배열된 절결부(118')의 각 측단과 맞물리도록(즉, 교차하도록) 서로 바로 인접하게 배치된다. 이러한 구성으로 인해 날카로운 가장자리가 형성된다. 이러한 구성은 기존 금속 패널(즉, 더 낮은 인장 등급 재료로 제조된 금속 패널)에 기존 패스너(100')를 설치하는 데 유리한데, 왜냐하면 이러한 금속 패널은 더 연성이고, 완성된 접합 연결부의 파손 또는 균열을 초래하지 않으면서 날카로운 가장자리 주위를 유동할(즉, 소성변형될) 수 있기 때문이다. 그러나, 위에서 언급한 바와 같이, 기존 패스너(100')는 강도가 강화된 경량 재료로 형성된 새로운 금속 패널과의 성공적인 부착 및/또는 장기간 사용에 부적합하다.

이에 비해, 도 7a를 참조하면, 새로운 패스너(100)의 펀치부(104)의 외주면(114)은 둥근 윤곽을 갖는다. 즉, 기존 패스너(100')와 관련하여 위에서 언급한 날카로운 가장자리가 제거되었다(즉, 기둥부(120)가 한 쌍의 인접하게 이격된 절결부(118)를 이격시킨 결과로). 이는 새로운 패스너(100)의 펀치부(104)의 평평한 표면의 20% 감소를 가져온다. 위에서 논의된 바와 같이, 이러한 구성은 새로운 금속 패널의 기재(즉, 연신율 가용성이 제한됨)가 금속 패널의 기재와 패스너(100) 사이의 성공적인 접합 연결을 제공하는 방식으로 패스너(100)와 접촉하고 맞물릴 수 있도록 한다.

도 6a 및 도 6c로 되돌아가 보면, 기존 패스너(100')는 기존 금속 패널에 최적인 윤곽을 갖는 러그(110')를 포함한다. 즉, 각각의 러그(110')는 날카로운 가장자리와, 기재의 유동이 (즉, 소성변형되는 동안) 접촉면(124')의 중앙 오목 영역을 향하여 및 펀치부(104')의 베이스를 향하여 지향되도록 오목하게 된(예를 들어, 홈통 형상인) 접촉면(124')을 갖는다. 위에서 언급했듯이 이 구성은 새로운 경량 금속 패널에서는 잘 수행되지 않는다. 구체적으로, 설치시에 러그(110')가 상대 기재를 변형시키고/시키거나 그 천공에 실패하는 경향이 있다.

도 7a 및 도 7c와 관련하여, 새로운 패스너(100)의 러그(110)는 기존 패스너(100')의 러그에 대해 반전된다. 즉, 각각의 러그(110)는 접촉면의 다른 어느 부분보다 높은 제1 단부(124a)(펀치부(104)의 외주면(114)에 인접하게 배치됨)가 있는 접촉면(124)을 갖는다. 이러한 방식으로, 각각의 러그(110)는 중심축 "X"에 대해 반경방향 외측 방향으로 기재의 유동을 (즉, 소성변형되는 동안) 안내한다. 더욱이, 각각의 러그(110)는 둥근 윤곽을 갖는다(즉, 기존 패스너(100')의 날카로운 모서리/가장자리가 제거됨). 또한 각 러그(110)의 총 체적(즉, 높이, 폭 및 길이)은 기존 패스너(100')의 러그(110')에 비해 80% 감소되었다. 이러한 변화는 설치 도중 러그(110)가 변형될 가능성을 상당히 감소시키고/시키거나 없앤다.

이제 도 6b로 이동하면, 기존 패스너(100')의 제2 단부면(104a')은 거리(d4')를 갖는다. 즉, 거리(d4')는 원위 주변 가장자리(117')에서의 제2 단부면(104a')의 반경과 내주 가장자리에서의 제2 단부면(104a')의 반경의 차이이다. 이에 비해, 새로운 패스너(100)의 제2 단부면(104a)(위에서 논의됨)은 상대적으로 더 큰 거리(d4)를 갖는다. 기존 패스너(100')의 상대적으로 더 작은 거리(d4')는 기존 금속 패널(즉, 인장강도가 더 낮은 재료로 제조된 패널) 내로 더 작은 관통 하중을 생성하는 데 최적이다. 그러나 이러한 구성은 새로운 금속 패널(즉, 더 높은 강도 특성을 갖는 패널)을 성공적으로 관통할 수 있는 기둥 강도를 제공하지 않는다. 추가 비교에서, 새로운 패스너(100)의 제2 단부면(104a)의 직경(즉, 원위 주변 가장자리(117)에서 취함)은 기존 패스너(100')의 직경에서 18% 증가하였고, 제2 단부면(104a)의 거리(d4)는 기존 패스너(100')에 비해 총면적이 35% 증가했다. 이러한 변화는 새로운 금속 패널을 성공적으로 관통하는 데 필요한 기둥 강도를 새로운 패스너(100)에 제공한다.

도 6c와 관련하여, 기존 패스너(100')의 환형 표면(108')은 가상의 수평 평면에 대해 오목한 각도(예를 들어, 5° - 15° 사이)를 갖는다. 이 오목한 각도는 기존 금속 패널의 기재가 (설치되는 동안) 펀치부(104')의 베이스를 향해 유동하여 그에 맞물리도록 영향을 준다(즉, 안내한다). 이는 기존 패스너(100')가 더 큰 관통 적용 두께 범위를 가질 수 있도록 한다. 그러나, 새로운 금속 패널에 기존 패스너(100')를 설치할 때, 이러한 오목한 각도는 펀치부(104')과 본체부(102')가 접하는 영역에서 변형 및 균열 형성을 초래할 수 있다. 이에 비해, 그리고 도 4와 관련하여 위에서 언급한 바와 같이, 환형 표면(108)의 제1 환형면(108a)은 가상의 수평 평면에 대해 2° - 10° 범위 내의 철각(θ)을 가질 수 있고, 바람직하게는 5°의 철각(θ)을 갖는다. 이 철각(θ)은 새로운 금속 패널의 상대 재료와 새로운 패스너(100) 사이의 충분한 맞물림을 촉진하여 최적의 접합 강도 특성을 달성한다.

마지막으로, 도 6a 및 도 6c와 관련하여, 기존 패스너(100')의 각각의 절결부(118')는 비교적 큰 언더컷을 포함한다. 즉, 각각의 절결부(118')는 절결부(118')의 상부에서 하부로 갈수록 반경방향 내측으로 점진적으로 경사진다. 이는 설치하는 동안 기재가 유입되는 비교적 큰 공동을 생성하여, 결과적으로 기존 금속 패널에서 더 높은 푸시아웃 및 토크아웃 성능을 끌어낸다. 이에 비해, 새로운 패스너(100)의 펀치부(104)에 있는 절결부(118)의 후방 테이퍼가 감소되었다. 구체적으로, 기존 패스너(100')에 비해 새로운 패스너(100)의 절결부(118)의 후방 테이퍼가 25% 감소한다.

새로운 패스너(100)의 (기존 패스너(100') 대비) 전술한 변화는 새로운 금속 패널에 설치된 후에 훨씬 더 큰 토크아웃 성능을 허용한다. 구체적으로, 아래의 표 1을 참조하면, 기존 패스너(100)와 새로운 패스너(100)가 모두 새로운 경량 금속 패널에 설치되었고 각각에 대한 토크아웃 사양을 결정하기 위한 시험이 실시되었다. 시험시 사용된 금속 패널의 기재 경도는 약 780 Mpa이다. 도시된 바와 같이, 기존 패스너(100')는 69.8 ft/lbs(94.6 Nm)의 평균 토크아웃 사양을 갖는 반면, 새로운 패스너(100)는 89.6 ft/lbs(121.5 Nm)의 상대적으로 더 큰 평균 토크아웃 사양을 갖는다. 이러한 토크아웃 사양의 증가는 기존 패스너(100') 대비 새로운 패스너(100)에서 이루어진 위에서 언급한 변화의 결과이다.

	기존 패스너		새로운 패스너
시험 회차	ft/lbs	Nm	ft/lbs	Nm
1	68	92.2	95	128.80
2	74	100.3	86	116.60
3	65	88.1	91	123.40
4	75	101.7	95	128.80
5	70	94.9	93	126.10
6	72	97.6	82	111.20
7	65	88.1	89	120.70
8	65	88.1	91	123.40
9	70	94.9	80	108.50
10	74	100.3	94	127.40

평균	69.8	94.6	89.6	121.5
표준편차(n-1)	3.9	5.3	5.3	7.2
평균-3SD	58.0	78.6	73.6	99.8

또한, 기존 패스너(100')는 새로운 경량 금속 패널에 성공적으로 부착하고 적합한 토크아웃 사양을 달성하는 것과 관련하여 현재 산업 표준을 충족할 수 없다. 자신들의 제품에 자체 고정 및 자체 관통 패스너를 사용하는 잘 알려진 소비자들은 재료 두께가 1 mm 초과 4 mm 이하이고 나사산 크기가 M12인 경우에 대한 평균-3표준편차("평균-3SD")가 대략 90 Nm라는 점에 대체로 동의한다. 표 1에 나타난 바와 같이, 기존 패스너(100')는 78.6 Nm의 평균-3SD를 가지며, 이는 일반적으로 인정되는 산업 표준보다 훨씬 낮다. 대조적으로, 새로운 패스너(100)는 99.8 Nm의 평균-3SD를 가지며, 이는 일반적으로 인정되는 산업 표준을 충족하거나 능가한다. 따라서, (기존 패스너(100') 대비) 새로운 패스너(100)의 전술한 변화는 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 일반적으로 인정되는 산업 표준을 충족하며, 이는 기존 패스너(100')로는 불가능한 것이다.

더욱이, 위에서 간략하게 언급한 바와 같이 그리고 도 8과 관련하여, 패스너(100)는 자체 관통 및/또는 자체 고정 스터드일 수 있다. 이러한 구성에서, 패스너(100)는 본체부(102) 및 펀치부(104)를 포함한다. 패스너(100)의 제2 단부면(104a)으로부터 외측으로 중심축 "X"를 따라 생크(shank)(126)가 연장된다. 다른 예에서, 생크(126)는 패스너(100)의 제1 단부면(102a)으로부터 외측으로 중심축 "X"를 따라 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 생크(126)의 적어도 일부는 나사산이 형성될 수 있다. 대안적으로, 생크(126)는 나사산이 형성되지 않을 수 있다.

위에서 설명한 예시적인 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였다. 타인들이 본 명세서를 읽고 이해하면 수정 및 변경이 발생할 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 양태를 포함하는 예시적인 실시예는 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 한 이러한 모든 수정 및 변경을 포함하도록 의도된다.

Claims

소성변형 가능한 금속 기재에 부착하기 위한 자체 고정 패스너로서,
중심축을 갖고, 상기 중심축의 방향으로 연장되는 외주면과, 상기 중심축에 수직인 방향으로 연장되는 환형 표면(annular-shaped surface)을 포함하는 본체부;
상기 중심축과 동축인 펀치부로서, 상기 환형 표면이 상기 펀치부를 둘러싸도록 상기 본체부로부터 연장되며, 상기 중심축 방향으로 연장되는 외주면을 포함하는 펀치부; 및
상기 펀치부를 둘러싸고 상기 환형 표면으로부터 외측으로 축방향으로 돌출되는 복수의 이격된 러그로서, 상기 러그들 중 하나는 상기 금속 기재와 맞물리도록 구성된 접촉면을 포함하며, 상기 접촉면은 상기 환형 표면이 놓여 있는 가상의 수평 평면에 대해 상기 자체 고정 패스너의 반경방향(radially) 외측 방향으로 하향 경사지는, 복수의 이격된 러그를 포함하는 자체 고정 패스너.
제1항에 있어서, 상기 접촉면은 제1 단부 및 제2 단부를 가지며, 상기 제1 단부는 상기 펀치부의 상기 외주면에 인접하게 위치되고, 상기 제2 단부는 그로부터 반경방향 외측에 위치되는, 자체 고정 패스너.
제2항에 있어서, 상기 제1 단부는 상기 펀치부의 상기 외주면에 의해 형성되고, 상기 제2 단부는 상기 환형 표면의 주변 가장자리에 위치하며, 상기 접촉면은 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부까지 계속적으로 하향 경사지는, 자체 고정 패스너.
제3항에 있어서, 상기 환형 표면은 제1 환형면 및 제2 환형면을 포함하며, 상기 제1 환형면은 상기 제2 환형면에 의해 둘러싸이는, 자체 고정 패스너.
제4항에 있어서, 상기 제2 환형면은 상기 가상의 수평 평면에 놓여 있고, 상기 제1 환형면은 상기 가상의 수평 평면에 대해 각이 져 있는, 자체 고정 패스너.
제5항에 있어서, 상기 제1 환형면은 상기 가상의 수평 평면에 대해 볼록한 형상인, 자체 고정 패스너.
제6항에 있어서, 상기 제1 환형면은 상기 가상의 수평 평면에 대해 2° - 10° 범위 내의 철각(convex angle)을 갖는, 자체 고정 패스너.
제7항에 있어서, 상기 제1 환형면은 상기 가상의 수평 평면에 대해 5°의 철각을 갖는, 자체 고정 패스너.
제3항에 있어서, 상기 제1 단부에서 상기 접촉면의 표면은 상기 가상의 수평 평면에 수직인 방향으로 상기 가상의 수평 평면으로부터 제1 거리만큼 이격되고, 상기 제1 거리는 상기 가상의 수평 평면에 수직인 방향으로 취한 상기 접촉면과 상기 가상의 수평 평면 사이의 임의의 다른 거리보다 큰, 자체 고정 패스너.
제1항에 있어서, 상기 접촉면은 둥근 윤곽(rounded profile)을 갖는, 자체 고정 패스너.
제1항에 있어서, 상기 본체부와 상기 펀치부 중 적어도 하나에는 나사형 관통 구멍이 형성되는, 자체 고정 패스너.
소성변형 가능한 금속 기재에 부착하기 위한 자체 고정 패스너로서,
중심축을 갖고, 상기 중심축에 수직인 방향으로 연장되는 환형 표면을 포함하는 본체부; 및
상기 본체부의 상기 중심축과 동축인 펀치부로서, 상기 환형 표면이 상기 펀치부를 둘러싸도록 상기 본체부로부터 연장되며, 상기 중심축 방향으로 연장되고 원통형 윤곽을 갖는 외주면을 포함하며, 상기 펀치부의 상기 외주면은,
상기 펀치부를 둘러싸는 복수의 이격된 절결부(cutouts), 및
상기 펀치부를 둘러싸는 복수의 이격된 기둥부(column portions)로서, 각각의 상기 기둥부는 인접하게 이격된 절결부의 각각의 쌍 사이에 배치되어 이들을 이격시키는, 복수의 이격된 기둥부를 포함하는, 펀치부를 포함하는 자체 고정 패스너.
제12항에 있어서, 각각의 기둥부는 상기 본체부의 상기 환형 표면에서 상기 펀치부의 상기 외주면의 원위 주변 가장자리(distal peripheral edge)까지 연장되는, 자체 고정 패스너.
제13항에 있어서, 상기 펀치부의 상기 외주면은 상기 펀치부를 둘러싸는 복수의 브릿지부를 더 포함하고, 각각의 브릿지부는 인접하게 이격된 기둥부의 각각의 쌍을 연결하는, 자체 고정 패스너.
제14항에 있어서, 각각의 브릿지부는 상기 펀치부의 상기 외주면의 상기 원위 주변 가장자리와 상기 복수의 절결부의 각각의 절결부 사이에 축방향으로 위치되는, 자체 고정 패스너.
제14항에 있어서, 상기 본체부와 상기 펀치부 중 적어도 하나에는 나사형 관통 구멍이 형성되는, 자체 고정 패스너.
소성변형 가능한 금속 기재에 부착하기 위한 자체 고정 패스너로서,
중심축을 갖고, 상기 중심축의 방향으로 연장되는 외주면과, 상기 중심축에 수직인 방향으로 연장되는 환형 표면을 포함하는 본체부;
상기 중심축과 동축인 펀치부로서, 상기 환형 표면이 상기 펀치부를 둘러싸도록 상기 본체부로부터 연장되며, 상기 중심축 방향으로 연장되고 원통형 윤곽을 갖는 외주면을 포함하며, 상기 펀치부의 상기 외주면은,
상기 펀치부를 둘러싸는 복수의 이격된 절결부, 및
상기 펀치부를 둘러싸는 복수의 이격된 기둥부로서, 각각의 상기 기둥부는 인접하게 이격된 절결부의 각각의 쌍 사이에 배치되어 이들을 이격시키는, 복수의 이격된 기둥부를 포함하는, 펀치부; 및
상기 펀치부를 둘러싸고 상기 환형 표면으로부터 외측으로 축방향으로 돌출되는 복수의 이격된 러그로서, 각각의 러그는 상기 복수의 절결부 중 각각의 절결부와 반경방향으로 정렬되고, 상기 러그들 중 하나는 상기 금속 기재와 맞물리도록 구성된 접촉면을 포함하며, 상기 접촉면은 상기 환형 표면이 놓여 있는 가상의 수평 평면에 대해 상기 자체 고정 패스너의 반경방향 외측 방향으로 하향 경사지는, 복수의 이격된 러그를 포함하는 자체 고정 패스너.
제17항에 있어서, 상기 접촉면은 제1 단부 및 제2 단부를 가지며, 상기 제1 단부는 상기 하나의 러그가 반경방향으로 정렬되는 상기 절결부에 의해 형성되고, 상기 제2 단부는 상기 환형 표면의 주변 가장자리에 위치되며, 상기 접촉면은 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부까지 연속적으로 하향 경사지는, 자체 고정 패스너.
제18항에 있어서, 각각의 기둥부는 상기 본체부의 상기 환형 표면에서 상기 펀치부의 상기 외주면의 원위 주변 가장자리까지 연장되는, 자체 고정 패스너.
제19항에 있어서, 상기 펀치부의 상기 외주면은 상기 펀치부를 둘러싸는 복수의 브릿지부를 더 포함하고, 각각의 브릿지부는 인접하게 이격된 기둥부의 각각의 쌍을 연결하는, 자체 고정 패스너.