KR20220079552A - 나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구 - Google Patents

나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구 Download PDF

Info

Publication number
KR20220079552A
KR20220079552A KR1020227011250A KR20227011250A KR20220079552A KR 20220079552 A KR20220079552 A KR 20220079552A KR 1020227011250 A KR1020227011250 A KR 1020227011250A KR 20227011250 A KR20227011250 A KR 20227011250A KR 20220079552 A KR20220079552 A KR 20220079552A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thread
profile
fastener
cross
section
Prior art date
Application number
KR1020227011250A
Other languages
English (en)
Inventor
에드먼드 허버트
케네스 제이. 고메즈
데니스 오. 보이어
존 알. 레이놀즈
보비 엘. 버지첵
Original Assignee
리써치 엔지니어링 앤 매뉴팩쳐링, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 리써치 엔지니어링 앤 매뉴팩쳐링, 인크. filed Critical 리써치 엔지니어링 앤 매뉴팩쳐링, 인크.
Publication of KR20220079552A publication Critical patent/KR20220079552A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/30—Locking exclusively by special shape of the screw-thread
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F16B25/001—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by the material of the body into which the screw is screwed
    • F16B25/0021—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by the material of the body into which the screw is screwed the material being metal, e.g. sheet-metal or aluminium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F16B25/0036—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw
    • F16B25/0042—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by the geometry of the thread, the thread being a ridge wrapped around the shaft of the screw
    • F16B25/0047—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by the geometry of the thread, the thread being a ridge wrapped around the shaft of the screw the ridge being characterised by its cross-section in the plane of the shaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F16B25/0036—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw
    • F16B25/0042—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by the geometry of the thread, the thread being a ridge wrapped around the shaft of the screw
    • F16B25/0057—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by the geometry of the thread, the thread being a ridge wrapped around the shaft of the screw the screw having distinct axial zones, e.g. multiple axial thread sections with different pitch or thread cross-sections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F16B25/0036—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw
    • F16B25/0042—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by the geometry of the thread, the thread being a ridge wrapped around the shaft of the screw
    • F16B25/0073—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw characterised by the geometry of the thread, the thread being a ridge wrapped around the shaft of the screw characterised by its pitch, e.g. a varying pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/005—Nuts or like thread-engaging members into which threads are cut during screwing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/284—Locking by means of elastic deformation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Dowels (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Slide Fasteners, Snap Fasteners, And Hook Fasteners (AREA)

Abstract

조합된 나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구가 개시된다. 체결구는 3개의 나사산 구역을 포함한다. 제1 나사산 구역은, 외경이 증가되는, 제1 나사산 형성 나사산 프로파일을 이용한다. 제2 나사산 구역은 제1 나사산 형성 나사산 프로파일을 이용하여 제1 구역의 단부로부터 연장되고, 일정 직경을 가지고 계속된다. 제3 나사산 구역은, 실질적으로 체결구의 샤프트의 나머지를 따라서 계속되는, 나사산 록킹 나사산 프로파일을 이용한다.

Description

나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구
본 발명은 나사산형 체결구에 관한 것이다.
통상적인 나사산형 체결구(예를 들어, 나사 또는 볼트)가 자가-탭핑 나사산 형성 작용(self-tapping thread forming action)을 갖도록 설계될 수 있다. 그러한 자가-탭핑 체결구의 하나의 예가, 기재 내용이 본원에서 참조로 포함되는, Alan Pritchard의 "High Performance Thread Rolling Screw/Bolt For Use in An Unthreaded Nut Anchor"라는 명칭의 미국 특허 제9,404,524호에서 설명되어 있다.
다른 통상적인 체결구는, 예를 들어 체결구와 너트 부재 사이의 기계적 간섭에 의해서 달성될 수 있는 나사산 록킹 메커니즘을 포함할 수 있다. 예시적인 나사산 록킹 체결구가, 기재 내용이 본원에서 참조로 포함되는, Alan Pritchard의 "Fastener and Fastener Assembly"라는 명칭의 미국 특허 제7,722,304호에 설명되어 있다.
종래 기술의 체결구의 알려진 단점은, 이들이 나사산 형성 또는 나사산 록킹을 위해서 최적화되나, 그 둘 모두를 위해서 최적화되지 않는다는 것이다. 이는 사용자가 특정 적용예를 위해서 어떠한 특징이 더 중요한지에 관한 결정을 하게 하고, 이는 최적에 미치지 못하는 그러한 체결구의 적용을 초래할 수 있다.
종래 기술의 단점은, 나사산 형성 및 나사산 록킹 모두를 위해서 최적화된 예시적인 체결구를 제공하는 것에 의해서 극복된다. 체결구는 체결구의 샤프트를 따라서 3개의 구역으로 분포되는 2개의 분리된 나사산 프로파일을 포함한다. 나사산 형성 나사산 프로파일을 이용하는 제1 구역이 체결구의 진입 지점에 바로 인접하여 위치된다. 제1 구역을 따라, 나사산 프로파일의 외경이 처음의, 예를 들어, 2 내지 5개의 피치를 따라서 증가된다. 제2 구역은 제1 구역으로부터 전환되고, 제1 구역과 동일한 나사산 형성 나사산 프로파일을 이용하나, 일정한 외부 나사산 직경을 유지한다. 제2 구역은 예를 들어 제1 구역 다음의 2 내지 3개의 피치에 걸쳐 연장된다. 나사산 록킹 나사산 프로파일을 이용하는 제3 구역이 또한 일정 외경을 유지한다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 제1 및 제2 나사산 프로파일은, 희망하는 레벨의 기계적 간섭, 즉 나사산 록킹을 달성하기 위해서 서로 상보적(complement)이 되도록, 선택될 수 있다. 또한, 본 발명의 이용에 의해서, 제2 나사산 프로파일(나사산 록킹)은, 제1 나사산 프로파일(나사산 형성)에 의해서 생성된 나사산과 함께 작업하도록 최적화될 수 있다. 이는 최적화된 나사산 록킹 메커니즘을 초래할 수 있다.
본 발명의 실시형태의 전술한 장점 및 추가적인 장점이 첨부 도면과 관련하여 이해될 수 있을 것이고, 첨부 도면에서 유사한 참조 번호는 동일하거나 기능적으로 동일한 요소를 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 체결구의 측면도이다.
도 1b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 장축을 따라서 도시한 예시적인 체결구의 헤드의 도면이다.
도 1c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 장축을 따라서 도시한 예시적인 체결구의 예시적인 진입 지점의 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 체결구의 진입 지점 단부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 체결구의 형성에서 이용하기 위한 예시적인 블랭크(blank)의 예시적인 도면이다.
도 4a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 나사산 프로파일의 횡단면도이다.
도 4b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 나사산 프로파일의 횡단면도이다.
도 4c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 나사산 프로파일의 횡단면도이다.
도 5a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 너트 부재 및 체결구의 나사산들 사이의 간섭을 도시하는 횡단면도이다.
도 5b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 너트 부재 및 체결구의 나사산들 사이의 간섭을 도시하는 횡단면도이다.
도 5c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 너트 부재 및 체결구의 나사산들 사이의 간섭을 도시하는 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 예시적인 체결구의 나사산형 너트 부재 내로의 삽입을 도시하는 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구의 나사산형 너트 부재 내로의 삽입을 도시하는 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구의 나사산형 너트 부재 내로의 삽입을 도시하는 횡단면도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구의 나사산형 너트 부재 내로의 삽입을 도시하는 횡단면도이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구의 비-나사산형 너트 부재(unthreaded nut member) 내로의 삽입을 도시하는 횡단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구의 비-나사산형 너트 부재 내로의 삽입을 도시하는 횡단면도이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구의 비-나사산형 너트 부재 내로의 삽입을 도시하는 횡단면도이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구의 비-나사산형 너트 부재 내로의 삽입을 도시하는 횡단면도이다.
도 1a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 예시적인 나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구(100)의 횡단면도이다. 체결구(100)는, 샤프트(115)가 사이에서 연장되는, 진입 지점(105) 및 헤드(110)를 포함한다. 예시적으로, 진입 지점(105)은 실질적으로 편평한 단부를 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 대안적인 실시형태에서, 체결구(100)는 둥근, 뾰족한, 기타의 진입 지점(105)을 가질 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 따라서, 실질적으로 편평한 진입 지점(105)에 관한 설명은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 헤드(110)는, 삽입을 위한 구동 장치와 함께 사용되기 위한 육각형 형상을 갖는 것으로 예시적으로 도시되어 있다. 헤드(110)는, 체결구를 너트 부재(미도시) 내로 삽입하기 위해서 체결구에 토크를 가하기 위해, 드라이버, 예를 들어 렌치 등이 헤드(110)와 결합될 수 있도록, 샤프트(115)의 동일 축을 따라 소정 길이(120)로 연장된다. 헤드(110)는, 체결구가 완전히 삽입될 때 너트 부재(미도시)와 동일한 높이로 놓이도록 설계되는 실질적으로 편평한 하단부(125)를 포함한다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 헤드(110)는 희망 구동 장치를 기초로 하는 복수의 상이한 형상들을 가질 수 있다. 그에 따라, 육각형 형상을 갖는 헤드(110)에 관한 설명은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
체결구(100)의 본체 또는 샤프트(115)는, 예를 들어 제1 구역(130), 제2 구역(135) 및 제3 구역(140)을 포함하는, 복수의 나사산 구역을 포함한다. 예시적으로, 3개의 구역은 나사산 형성 기능뿐만 아니라, 체결구가 너트 부재 내로 삽입된 후의 나사산 록킹 기능 모두를 수행하기 위해서 이용된다. 제1 구역(130)은 예시적으로 코어로부터 외측으로 각도를 이루는 예시적인 제1 나사산 프로파일의 약 2 내지 5개의 피치 길이이고, 구역이 체결구의 진입 지점(105)으로부터 멀어질수록 직경이 증가된다. 즉, 제1 구역(130)의 외경은 진입 지점(105)에서 가장 작고, 나사산이 샤프트(115)를 따라서 헤드(110)를 향해서 이동함에 따라 확대된다. 제2 구역(135)은 예시적으로, 제1 (나사산 형성) 나사산 프로파일의 그러나 외경이 실질적으로 일정한, 부가적인 1 내지 3개의 피치를 포함한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 나사산 프로파일은 예시적으로 실질적으로 60° 각도의 나사산 프로파일 횡단면을 포함한다. 예시적인 실시형태에서, 제1 나사산 프로파일은 앞서-기재된 미국 특허 제9,404,524호에서 설명된 것을 포함할 수 있다. 특정 나사산 형성 나사산 프로파일이 도시되고 설명되지만, 본 발명의 대안적인 실시형태에서 본 발명의 원리가 임의의 나사산 형성 나사산 프로파일을 이용할 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 그에 따라, 본원에서 도시되고 설명된 특정 나사산 형성 나사산 프로파일은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
제3 구역(140)은, 예시적으로 나사산 록킹 나사산 프로파일인, 제2 나사산 프로파일을 이용한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 예시적인 제2 나사산 프로파일은, 선단부에 위치되는 30° 각도의 나사산으로 전환되는 나사산의 기부에 위치되는 60° 각도의 나사산을 포함한다. 예시적인 나사산 록킹 나사산 프로파일이 앞서-기재된 미국 특허 제7,722,304호에 설명되어 있다. 특정 나사산 록킹 프로파일이 도시되고 설명되지만, 본 발명의 대안적인 실시형태에서 본 발명의 원리가 임의의 나사산 록킹 나사산 프로파일을 이용할 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 그에 따라, 본원에서 도시되고 설명된 특정 나사산 록킹 나사산 프로파일은 단지 예로서 간주되어야 한다.
따라서, 동작 시에, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 체결구(100)는 너트 부재 내로 삽입되고, 체결구가 초기에 삽입될 때 제1 구역의 나사산은 너트 부재와 결합된다. 제1 및 제2 구역 나사산이 너트 부재를 변형시켜 나사산을 생성한다. 체결구를 너트 부재 내로 계속 삽입할 때, 제3 구역의 나사산이 새롭게 생성된 나사산과 결합되어 기계적 간섭을 유도하고, 이는 록킹 메커니즘이 발생되게 한다. 예시적으로, 제2 나사산 프로파일은 제1 나사산 프로파일과 상보적으로 선택된다. 본 발명의 대안적인 실시형태에 따라, 나사산 형성 프로파일(제1 나사산 프로파일)에 의해서 너트 부재 내에 생성된 나사산의 치수에 관한 사전 지식을 가지고 나사산 록킹 프로파일(제2 나사산 프로파일)이 설계되도록, 2개의 나사산 프로파일들이 선택될 수 있다. 체결구가 비-나사산형 너트 부재 내에서 내부 나사산을 생성함에 따라, 나사산 록킹 나사산 프로파일은 내부 나사산과 함께 최적의 성능을 위해서 구성될 수 있다. 변형예들의 예가 이하에서 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 5a, 도 5b, 도 5c와 관련하여 이하에서 설명된다.
도 1b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 체결구의 장축을 따라서 도시한 체결구(100)의 헤드(110)의 예시적인 도면이다. 앞서 주목한 바와 같이, 육각형 형상을 갖는 예시적인 헤드에 관한 도시 및 설명은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 도 1c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 체결구의 장축을 따른 진입 지점(105)으로부터의 체결구(100)의 도면이다. 도 1c로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 체결구의 샤프트(115)는 예시적으로 횡단면에서 복수의, 예를 들어 3개의 로브(lobe)를 갖도록 성형된다. 다수-로브형 샤프트의 이용이 단지 예시적인 것이고 본 발명의 원리가 실질적으로 원형인 샤프트를 갖는 체결구와 함께 이용될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 다양한 유형의 체결구 샤프트 횡단면을 이용하여 희망하는 체결구 특성을 달성할 수 있다. 보다 특히, 3개 초과의 로브를 갖는 샤프트가 본 발명의 대안적인 실시형태에 따라 이용될 수 있다는 것이 명백하게 고려된다. 또한, 대안적인 실시형태에서, 샤프트는 가변적인 횡단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 샤프트는 진입 지점에 근접하여 실질적으로 원형인 횡단 면적을 가질 수 있으나, 샤프트의 길이를 따라서 비-원형인 횡단 면적으로 전환될 수 있다. 예시적인 비-원형 횡단 면적은 예를 들어 3개-로브형 횡단 면적일 수 있다. 그러나, 실질적으로 비-원형인 횡단면 면적 상의 다른 형태가 본 발명의 대안적인 실시형태에 따라 이용될 수 있다는 것이 명백하게 고려된다. 본 발명의 원리는 희망 기능을 달성하기 위해서 넓은 범위의 체결구 샤프트(115) 횡단면 형상과 함께 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 체결구(100)의 진입 지점 단부의 확대도이다. 도 2에서 확인될 수 있는 바와 같이, 제1 구역(130)은, 진입 지점(105)으로부터 이동함에 따라, 외경이 증가된다. 제1 구역은, 예시적으로 나사산 형성 나사산 프로파일인, 제1 나사산 프로파일을 이용한다. 제2 구역(135)은 나사산 형성 나사산을 계속 이용하나, 전체적인 나사산 직경이 증가되는 제1 구역(130)과 달리, 전체적인 직경은 실질적으로 일정하다. 이어서, 제3 구역(140)은, 체결구(100)의 나머지에 대해서, 제2 나사산 프로파일, 예를 들어 나사산 록킹 나사산 프로파일을 이용한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 체결구(100)의 형성에서 이용하기 위한 헤드형 블랭크(300)의 예시적인 도면이다. 예시적으로, 블랭크(300)는 단일 직경 블랭크를 포함하고, 이는 제조를 용이하게 한다. 그러나, 본 발명의 원리가 보다 복잡한 블랭크와 함께 이용될 수 있다는 것이 명백하게 고려된다.
도 4a, 도 4b, 도 4c는, 본 발명의 대안적인 실시형태에서 이용될 수 있는 예시적인 나사산 프로파일을 도시한다. 각각의 나사산 프로파일이 동일한 횡단 면적을 갖는다는 것에 주목하여야 한다. 도 4a는, 도 1에 도시된 것과 같은, 예시적인 60° 나사산 프로파일을 나타낸다. 도 4b는 예시적인 반경 나사산 프로파일을 나타낸다. 도 4c는 60°/30° 나사산 프로파일을 갖는 예시적인 각도형 나사산 형태를 나타낸다. 본 발명의 대안적인 실시형태에서, 상이한 나사산 프로파일들이 이용될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 그에 따라, 도 4a, 도 4b, 도 4c에 도시된 나사산 프로파일이 단지 예시적이라는 것이 명백하게 고려된다.
도 5a, 도 5b, 도 5c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 예시적인 설계 선택에 따른 너트 부재 및 체결구에 대해서 상이한 나사산 프로파일을 이용하는 것에 의해서 얻어질 수 있는 잠재적인 기계적 간섭의 예시적인 범위를 도시한다. 여러 도면들은 도 4a, 도 4b, 도 4c와 관련하여 전술한 나사산 프로파일의 조합을 도시한다. 도 5a, 도 5b, 및 도 5c로부터 확인될 수 있는 바와 같이, 내부 및 외부 나사산 프로파일을 변경함으로써, 상이한 정도의 기계적 간섭이 달성될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 다양한 나사산 프로파일의 조합을 선택하는 것에 의해서, 희망하는 양의 기계적 간섭이 달성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구(100)의 나사산형 너트 부재(605) 내로의 삽입의 횡단면도(600)이다. 나사산 너트 부재(605)는 예시적으로 미리-형성된 나사산(610)의 세트를 포함한다. 도면(600)은, 체결구(100)의 단부(105)를 나사산형 너트 부재(605) 내로 삽입하기 직전의, 체결구(100) 및 너트(605)이다. 단면 A-A를 따른 도면은 체결구(100) 및 나사산형 너트 부재의 예시적인 횡단면(615)을 도시한다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구(100)의 나사산형 너트 부재(605) 내로의 삽입의 횡단면도(700)이다. 도면(700)에서, 체결구(100)의 제1 구역(130) 및 제2 구역(135)이 나사산형 너트 부재(605) 내로 삽입되었다. 확대도에서 확인될 수 있는 바와 같이, 제1 및 제2 구역 나사산과 나사산형 너트 부재(605)의 내부 나사산(610) 사이에는 공간이 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구(100)의 비-나사산형 너트 부재 내로의 삽입의 횡단면도(800)이다. 도면(800)에서, 제1 구역 나사산(130)은 나사산형 너트 부재(605)를 거의 통과한 반면, 제2 구역 나사산(135)은 너트 부재(605) 내에 완전히 수용되어 있다. 확인될 수 있는 바와 같이, 제3 구역 나사산(140)은 너트 부재 내의 지점(805)에서 선단부 침투를 생성하였다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구(100)의 나사산형 너트 부재(605) 내로의 삽입의 횡단면도(900)이다. 도면(900)에서, 제1 구역 나사산(130) 및 제2 구역 나사산(135)은 너트 부재(605)를 완전히 통과하였고, 각각의 내부 나사산(605)에서, 제3 구역 나사산(140)의 선단부 침투 지점(905)이 존재한다. 체결구(100)가 도 9에 도시된 바와 같이 삽입되면, 선단부 침투(905)의 지점들이 기계적 록킹 메커니즘을 생성하고, 그에 의해서 체결구를 나사산형 너트 부재 내에서 고정하는 역할을 한다.
본 발명의 예시적인 실시형태에서, 제1 및 제2 구역 나사산의 나사산 형성 나사산 프로파일은 나사산형 너트 부재의 나사산의 직경을 약간 확대하도록 설계된다. 이러한 크기 조정은, 크기 조정된 나사산과 제3 구역 나사산의 나사산 록킹 나사산 사이에 최적화된 간섭이 존재하도록, 체결구가 구축될 수 있게 한다. 제1 및 제2 구역 나사산을 위한 나사산 프로파일 및 크기를 선택하는 것에 의해서, 제3 구역 나사산과의 희망하는 양의 기계적 간섭이 달성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 대안적인 실시형태에서, 미리-형성된 내부 나사산은 제1 및 제2 구역 나사산에 의해서 확대되지 않는다는 것에 주목하여야 한다. 따라서, 확대되는 내부 나사산에 관한 설명은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구(100)의 비-나사산형 너트 부재(1005) 내로의 삽입의 횡단면도(1000)이다. 도면(1000)에서, 체결구(100)는, 비-나사산형 개구 또는 홀(1010)을 갖는 너트 부재(1005) 내로 삽입되려 한다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구(100)의 비-나사산형 너트 부재(1005) 내로의 삽입의 횡단면도(1100)이다. 도면(1100)은, 제1 및 제2 구역 나사산이 비-나사산형 너트 부재 내로 완전히 삽입된 때를 도시한다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구(100)의 비-나사산형 너트 부재(1005) 내로의 삽입의 횡단면도(1200)이다. 제3 구역 나사산(140)은 이제 이전에 형성된 나사산에 진입하였고, 지점(1205)에서 선단부 침투를 생성하였다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 체결구(100)의 비-나사산형 너트 부재 내로의 삽입의 횡단면도(1300)이다. 도면(1300)에서, 제1 및 제3 구역 나사산은 너트 부재(1005)를 통과하였고, 복수의 제3 구역 나사산은 복수의 선단부 침투 지점(1305)에서 너트 부재(1005)와 결합되어 있다.
앞서 주목한 바와 같이, 도 6 내지 도 9와 관련하여, 본 발명의 예시적인 실시형태에서, 제3 구역 나사산과 희망하는 기계적 간섭을 달성하기 위한 최적의 크기의 나사산을 생성하도록, 제1 및 제2 구역 나사산의 크기가 결정될 수 있다.
본 발명이 특정 나사산 프로파일과 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 원리가 다양한 나사산 형성 및/또는 나사산 록킹 나사산 프로파일과 함께 이용될 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 따라서, 본원에 포함된 특정 나사산 프로파일에 관한 구체적인 설명은 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 또한, 여러 구역 내의 피치 나사산의 수에 관한 다양한 설명이 주어졌지만, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 다양한 구역 내의 피치의 수는 의도된 용도에 따라 변할 수 있다. 이와 같이, 다양한 구역 내의 특정 피치 수에 대한 설명은 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
본 설명은 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태의 관점에서 작성된 것이다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 본원에서 설명된 실시형태에 대한 여러 가지 수정이 이루어질 수 있을 것이다. 따라서, 설명된 실시형태는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (13)

  1. 체결구이며:
    제1 단부에 위치되는 진입 지점 및 제2 단부에 위치되는 헤드를 갖는 횡단면 프로파일을 갖는 샤프트로서, 샤프트는 제1 구역 및 제2 구역에서 그 위에 제1 나사산 프로파일을 형성하고, 제1 구역은 진입 지점에서 시작되고 샤프트를 따라서 대략적으로 제1의 미리 규정된 수의 나사산 피치 동안 연장되고, 제2 구역은 대략적으로 제2의 미리 규정된 수의 나사산 피치 동안 연장되는, 샤프트, 및
    제2 구역으로부터의 전환부로부터 샤프트의 나머지의 상당한 부분을 따라서 헤드의 하단부를 향해서 연장되는 제2 나사산 프로파일을 갖는 제3 구역을 포함하는, 체결구.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 나사산 프로파일은 약 60°의 각도를 갖는, 체결구.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 나사산 프로파일은 대략적으로 반경 나사산 프로파일을 갖는, 체결구.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 나사산 프로파일은 대략적으로 포물선형인 나사산 프로파일을 갖는, 체결구.
  5. 제1항에 있어서,
    횡단면 프로파일은 실질적으로 원형인, 체결구.
  6. 제1항에 있어서,
    횡단면 프로파일은 3개 이상의 로브를 갖는, 체결구.
  7. 제1항에 있어서,
    샤프트의 횡단면 프로파일이 실질적으로 원형인 횡단면으로부터 실질적으로 비-원형인 횡단면으로 전환되는, 체결구.
  8. 제1항에 있어서,
    샤프트의 횡단면 프로파일이 실질적으로 비-원형인 횡단면으로부터 실질적으로 원형인 횡단면으로 전환되는, 체결구.
  9. 제1항에 있어서,
    제1의 미리 규정된 수의 나사산 피치는 3개인, 체결구.
  10. 제1항에 있어서,
    제2의 미리 규정된 수의 나사산 피치는 6개인, 체결구.
  11. 제1항에 있어서,
    제1 나사산 프로파일은 나사산 형성 나사산 프로파일인, 체결구.
  12. 제1항에 있어서,
    제2 나사산 프로파일은 나사산 록킹 나사산 프로파일인, 체결구.
  13. 제1항에 있어서,
    제2 나사산 프로파일과의 결합을 위한 최적화된 내부 나사산을 생성하도록, 제1 나사산 프로파일의 크기가 결정되는, 체결구.
KR1020227011250A 2019-10-10 2020-10-07 나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구 KR20220079552A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/598,288 2019-10-10
US16/598,288 US11125262B2 (en) 2019-10-10 2019-10-10 Thread forming and thread locking fastener
PCT/US2020/054474 WO2021071873A1 (en) 2019-10-10 2020-10-07 Thread forming and thread locking fastener

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220079552A true KR20220079552A (ko) 2022-06-13

Family

ID=73449157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227011250A KR20220079552A (ko) 2019-10-10 2020-10-07 나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11125262B2 (ko)
EP (1) EP4042028A1 (ko)
JP (1) JP2022551567A (ko)
KR (1) KR20220079552A (ko)
CN (1) CN114531888A (ko)
AU (1) AU2020363401A1 (ko)
BR (1) BR112022004870A2 (ko)
CA (1) CA3155261A1 (ko)
MX (1) MX2022004167A (ko)
TW (1) TW202129165A (ko)
WO (1) WO2021071873A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6434668B1 (ja) * 2018-06-13 2018-12-05 株式会社トープラ おねじ部材
US20210310510A1 (en) * 2019-10-10 2021-10-07 Research Engineering & Manufacturing, Inc. Thread forming and thread locking fastener
USD956520S1 (en) * 2019-10-28 2022-07-05 Marshalltown Company Cross-shaped threaded spacer for a tile leveling system
USD962038S1 (en) * 2019-10-28 2022-08-30 Marshalltown Company Threaded spacer for tile leveling system
USD988828S1 (en) 2019-10-28 2023-06-13 Marshalltown Company Leveling cap for tile leveling system
USD956519S1 (en) * 2019-10-28 2022-07-05 Marshalltown Company T-shaped threaded spacer for a tile leveling system
TW202340617A (zh) * 2021-06-10 2023-10-16 美商研究工程及製造公司 螺紋成形及螺紋鎖定之緊固件

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2293930A (en) * 1939-06-17 1942-08-25 Groov Pin Corp Screw
US3195156A (en) * 1961-06-27 1965-07-20 Res Engineering And Mfg Inc Method of producing thread swaging devices
US3472119A (en) * 1966-06-29 1969-10-14 Hubbell Inc Harvey Thread forming screw and method of making same
US3939512A (en) * 1967-09-23 1976-02-24 Walter Thurston Male screw-forming members
US3454070A (en) * 1967-10-10 1969-07-08 Res Eng & Mfg Differential pitch fastener device
US3504722A (en) 1968-11-20 1970-04-07 Lamson & Sessions Co Thread forming and locking fastener
US3934444A (en) * 1970-01-30 1976-01-27 Nl Industries, Inc. Method and apparatus for forming vibration-resistant thread-forming screw
US3643543A (en) * 1970-09-04 1972-02-22 Textron Inc Machine screw
DE2157373A1 (de) * 1970-11-23 1972-05-25 Textron Inc Selbsthaltendes Befestigungselement und Werkzeug zu seiner Herstellung
US3875780A (en) * 1974-01-03 1975-04-08 Rockford Headed Products Method of making a thread forming screw
US4194430A (en) * 1978-05-05 1980-03-25 Research Engineering & Manufacturing, Inc. Thread-forming screw with step taper
US4315340A (en) * 1978-08-17 1982-02-16 Veldman Donald R Method and apparatus for making a self-thread creating fastener
ATE21734T1 (de) 1982-02-18 1986-09-15 Conti Fasteners Ag Schraube.
JP3046746B2 (ja) * 1995-06-14 2000-05-29 ミネベア株式会社 ねじ及びねじの製造方法
JPH09317732A (ja) * 1996-03-29 1997-12-09 Taro Kawahara セルフロック・タッピングねじ部材
US6089806A (en) * 1999-01-25 2000-07-18 Conti Fasteners Blank for self-tapping fastener
PL2176560T3 (pl) 2007-08-13 2015-04-30 Res Engineering&Manufacturing Inc Łącznik samozabezpieczający/mocujący z gwintem i zespół łącznika
US20120251264A1 (en) * 2011-03-28 2012-10-04 Wamlez Pty Ltd Fastener
US9404524B2 (en) * 2013-07-19 2016-08-02 Conti Fasteners High performance thread rolling screw/bolt for use in an unthreaded nut anchor
FR3010156B1 (fr) * 2013-08-30 2016-02-26 Faurecia Interieur Ind Element de fixation filete
JP6224991B2 (ja) * 2013-10-31 2017-11-01 日東精工株式会社 タッピンねじ

Also Published As

Publication number Publication date
CA3155261A1 (en) 2021-04-15
US20210108664A1 (en) 2021-04-15
AU2020363401A1 (en) 2022-03-31
MX2022004167A (es) 2022-05-02
US11125262B2 (en) 2021-09-21
CN114531888A (zh) 2022-05-24
TW202129165A (zh) 2021-08-01
EP4042028A1 (en) 2022-08-17
WO2021071873A1 (en) 2021-04-15
JP2022551567A (ja) 2022-12-12
BR112022004870A2 (pt) 2022-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220079552A (ko) 나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구
US5044855A (en) Thread-forming fasteners
US8684646B2 (en) Thread forming fastener
US3530760A (en) Thread-forming screw
EP1887234B1 (en) Tapping screw
CN108138827B (zh) 具有独立的螺纹螺旋和不同的螺纹侧面角的螺纹成型螺丝
US20070280803A1 (en) All-metal thread locking/prevailing torque threaded fastener
US8635894B2 (en) Hollow bolt comprising a longitudinal bore
US20030059275A1 (en) Bolt and nut
JP4224480B2 (ja) ねじ山形成ねじを採用した固定装置
US4144795A (en) Long-pitch re-rolled crest thread
US20100221087A1 (en) Preload locking Wire Insert
US20190063480A1 (en) Sheet metal screw
MXPA05001729A (es) Elemento de sujecion de ayuda para roscado y metodo.
JP4225546B2 (ja) タッピンねじ
EP3399200B1 (en) Screw for thin iron sheets
US7938606B2 (en) Expanding screw
US20210364029A1 (en) Threaded fastener having a thread crest greater than its thread root and v angles on the crest and root
MXPA01005367A (es) Perno con cuerda.
US20210310510A1 (en) Thread forming and thread locking fastener
KR20240018463A (ko) 나사산 형성 및 나사산 록킹 체결구
RU2817806C1 (ru) Резьбонарезающий и фиксирующий резьбу крепежный элемент
TW201812187A (zh) 高性能螺紋滾製及螺紋鎖固緊固件
KR101604979B1 (ko) 셀프 태핑 나사
EP4215765A1 (en) Screw with subducting screw thread element

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal