WO2012023646A1

WO2012023646A1 - 블라인드 너트 및 그 제조방법

Info

Publication number: WO2012023646A1
Application number: PCT/KR2010/005532
Authority: WO
Inventors: 이성영
Original assignee: 주식회사 도하인더스트리
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-02-23

Abstract

본 발명은 제품의 후방에서 접근하기 곤란한 경우에 사용되는 블라인드 너트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 블라인드 너트의 제조방법은 판재(10)를 소정 크기로 절단하는 블랭킹단계(S100)와; 상기 블랭킹단계에서 절단된 판재(10)를 드로잉 가공하여 상부가 개방된 원통형 몸체(10A)를 형성하는 1차 드로잉단계(S200)와; 상기 원통형 몸체(10A)의 하단을 드로잉 가공하여 나사부(10A')를 형성하는 2차 드로잉단계(S300)와; 상기 나사부(10A')를 제외한 원통형 몸체(10A)의 두께를 감소시키고 그 상단에 플랜지부(20)를 형성하는 소성가공단계(S400)와; 상기 나사부(10A')의 저면을 관통시키는 피어싱단계(S500)와; 상기 플랜지부(20)를 압인하여 플랜지부(20)의 상면으로 고정돌기(13)를 형성하는 압인단계(S600)와; 상기 플랜지부(20)의 외측을 원형으로 재단하는 트리밍단계(S700)로 이루어지는 것에 그 기술적 특징이 있다.

Description

블라인드 너트 및 그 제조방법

본 발명은 블라인드 너트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 너트의 체결강도가 우수하면서도 외관이 미려하고 무게가 가벼우며 저렴한 비용으로 대량생산이 가능한 블라인드 너트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

블라인드 너트란 도 1에 도시된 바와 같이 너트를 설치하고자 하는 물체에 한 측면에서만 접근이 가능한 경우에 이용되는 너트로서, 블라인드 너트(100)를 모재(200)의 구멍(210)에 삽입한 다음, 전동공구(300)를 이용하여 블라인드 너트(100)를 회전시키게 되면 너트(100)의 플랜지부(110)는 전동공구(300)의 하단(310)에 걸려 고정되고, 너트(100)의 나사부(120)가 당겨지게 되어 그 중 취약부가 외측으로 변형되어 돌기(130)가 형성됨에 따라 블라인드 너트(100)를 모재(200)에 견고하게 고정할 수 있게 된다.

상기와 같은 블라인드 너트는 공개특허공보 제10-2008-0048558호, 제10-2005-0048645호, 등록특허공보 제10-0732306호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 일반적으로 절삭가공이나 단조가공에 의하여 제조되고 있다. 이에 따라 절삭가공의 특성상 절삭성이 우수한 재료로 한정되고, 절삭에 의한 손실이 크며, 대량생산이 곤란한 측면이 있다.

또한 단조가공 역시 단조성(소재가 균열을 일으키지 않고 겪을 수 있는 변형능력)이 우수한 재료로 한정되고, 열간단조의 경우 고온에서 작업하여야 하므로 작업환경이 열악한 문제점이 있고, 냉간단조의 경우 가공경화에 따라 변형능력이 저하되어 가공이 어려운 문제점을 내포하고 있다. 아울러 대용량의 단조기계가 필요하고 대량생산이 곤란한 측면도 가지고 있다.

한편, 블라인드 너트가 모재에 체결된 상태에서 너트가 모재로부터 헛돌지 않도록 블라인드 너트를 견고하게 고정할 필요가 있는데, 종래의 블라인드 너트에서는 도 2에 도시된 바와 같이 블라인드 너트(400)의 외주에 다수의 슬릿(410)을 형성하여 마찰력을 높이고 있다.

그러나 상기와 같은 슬릿에 의하여는 볼트의 강한 조임으로 인하여 블라인드너트가 겉돌게 되고, 이처럼 한번 블라인드너트가 겉돌기 시작하면 슬릿이 마모되면서 그 기능을 더 이상 수행하지 못하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로, 판재성형가공에 의하여 블라인드 너트를 제조함으로써 제품의 외관이 미려하고 무게가 가벼우며 저렴한 비용으로 대량생산이 가능하면서도 체결강도가 우수한 블라인드 너트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 상기 제조방법을 통해 제조되는 블라인드 너트를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한 블라인드 너트를 결합할 때 블라인드 너트가 헛돌지 않도록 하는 블라인드 너트를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 블라인드 너트의 제조방법은 판재를 소정 크기로 절단하는 블랭킹단계와; 상기 블랭킹단계에서 절단된 판재를 드로잉 가공하여 상부가 개방된 원통형 몸체를 형성하는 1차 드로잉단계와; 상기 원통형 몸체의 하단을 드로잉 가공하여 나사부를 형성하는 2차 드로잉단계와; 상기 나사부를 제외한 원통형 몸체의 두께를 감소시키고 그 상단에 플랜지부를 형성하는 소성가공단계와; 상기 나사부의 저면을 관통시키는 피어싱단계와; 상기 플랜지부를 압인하여 플랜지부의 상면으로 고정돌기를 형성하는 압인단계와; 상기 플랜지부의 외측을 원형으로 재단하는 트리밍단계로 이루어지는 것에 그 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 블라인드 너트는 소정 두께를 가지고 내부가 빈 원통형 몸체와; 상기 원통형 몸체의 상단에 형성되어 상기 원통형 몸체의 두께보다 두껍고 내부가 빈 나사부와; 상기 원통형 몸체의 하단에 외측으로 절곡되는 플랜지부와; 상기 플랜지부의 상면에 원주방향으로 배열되어 돌출되는 고정돌기를 포함하는데 기술적 특징이 있다.

상기와 같은 기술적 특징을 통해 본 발명은 판재성형가공에 의하여 블라인드 너트를 제조함으로써 외관이 미려하고 무게가 가벼우며 저렴한 비용으로 대량생산이 가능하면서도 절삭가공에 의하여 형성되는 제품과 같이 치수조절이 용이하고 체결강도가 우수한 블라인드 너트를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 블라인드 너트는 상하 관통 형성되어 도금이 용이하고, 플랜지부의 두께를 용이하게 조절할 수 있다.

도 1은 블라인드 너트의 결합을 보인 공정도,

도 2은 종래의 블라인드 너트의 슬릿을 보인 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 블라인드 너트의 제조방법을 보인 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 블라인드 너트의 제조방법을 간략히 보인 순서도,

도 5는 본 발명에 따른 블라인드 너트를 보인 사시도 및 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 블랭킹단계와 1차 드로잉단계를 보인 공정도,

도 7은 본 발명에 따른 2차 드로잉단계를 보인 공정도,

도 8은 본 발명에 따른 소성가공단계를 보인 공정도,

도 9는 본 발명에 따른 플랜지부를 성형하는 예를 보인 공정도,

도 10은 본 발명에 따른 소성가공단계의 다른 예를 보인 공정도,

도 11은 본 발명에 따른 피어싱단계를 보인 공정도,

도 12는 본 발명에 따른 압인단계를 보인 공정도,

도 13은 본 발명에 따른 슬리팅공정의 실시예를 보인 사시도,

도 14는 본 발명에 따른 트리밍단계를 보인 공정도,

도 15는 본 발명에 따른 나사가공단계를 보인 공정도,

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1, 1': 고정다이 1A: 홈부

2, 3, 3', 4, 8: 펀치 5: 피어싱공구

6: 나사탭 7: 압인공구

10: 판형 모재 10A: 원통형 몸체

10A': 나사부 11: 나사산

13: 고정돌기 14 고정턱

20: 플랜지부 D, D₂: 원통형 몸체의 외경

D₁: 원통형 몸체의 내경 d: 나사부의 외경

d₁: 나사부의 내경 t, t₁: 두께

이하에서 본 발명의 실시형태를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 블라인드 너트의 제조방법은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 판재(10)를 소정 크기로 절단하는 블랭킹단계(S100)와; 상기 블랭킹단계에서 절단된 판재(10)를 드로잉 가공하여 상부가 개방된 원통형 몸체(10A)를 형성하는 1차 드로잉단계(S200)와; 상기 원통형 몸체(10A)의 하단을 드로잉 가공하여 나사부(10A')를 형성하는 2차 드로잉단계(S300)와; 상기 나사부(10A')를 제외한 원통형 몸체(10A)의 두께를 감소시키고 그 상단에 플랜지부(20)를 형성하는 소성가공단계(S400)와; 상기 나사부(10A')의 저면을 관통시키는 피어싱단계(S500)와; 상기 플랜지부(20)를 압인하여 플랜지부(20)의 상면으로 고정돌기(13)를 형성하는 압인단계(S600)와; 상기 플랜지부(20)의 외측을 원형으로 재단하는 트리밍단계(S700)로 이루어진다.

상기 소성가공단계(S400)는 상기 원통형 몸체(10A)의 외경이 나사부(10A')의 외경과 일치되도록 하면서 원통형 몸체(10A)의 두께를 줄인 다음, 원통형 몸체(10A)의 상단을 외측으로 절곡하여 플랜지부(20)를 형성하는 것으로 실시될 수 있다.

상기 소성가공단계(S400)는 상기 원통형 몸체(10A)의 두께를 감소시키되 상기 원통형 몸체(10A)의 외경을 상기 나사부(10A')의 외경보다 크게 한 다음, 상기 원통형 몸체(10A)의 외경을 상기 나사부(10A')의 외경과 동일하게 함에 따라 그 끝단에서 플랜지부(20)가 자연스럽게 형성되도록 실시될 수도 있다.

또한 상기 트리밍단계(S700) 이후에 나사부(10A')의 내부에 나사산(11)을 형성시키는 나사산가공단계(S750)를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 트리밍단계(S700) 이후에 제조된 제품을 도금하거나 불량을 검사하는 도금 및 검사 단계(S800)를 더 포함하여 실시될 수 있다.

본 발명에 따른 블라인드 너트는 도 5에 도시된 바와 같이 소정 두께를 가지고 내부가 빈 원통형 몸체(10A)와; 상기 원통형 몸체(10A)의 상단에 형성되어 상기 원통형 몸체(10A)의 두께보다 두껍고 내부가 빈 나사부(10A')와; 상기 원통형 몸체(10A)의 하단에 외측으로 절곡되는 플랜지부(20)와; 상기 플랜지부(20)를 압인하여 플랜지부(20)의 상면으로 형성되는 고정돌기(13)를 포함한다.

이하에서는 본 발명에 따른 블라인드 너트의 제조방법을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

① 블랭킹단계

블랭킹단계는 블라인드 너트를 제조하기 위한 시작 단계로서 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 드로잉 가공될 판재(10)를 준비하게 되는데, 이때 판재(10)의 두께는 완성된 블라인드 너트의 나사부(10A')의 두께가 되므로 체결강도를 고려하여 선택한다.

② 1차 드로잉단계

블랭킹단계를 통해 판재(10)가 준비되면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 1차 드로잉단계를 통해 절단된 판재(10)의 중심을 기준으로 드로잉 가공하여 상부가 개방된 원통형 몸체(10A)를 형성한다.

이때 원통형 몸체(10A)의 두께는 판재(10)의 두께(t)와 같고, 원통형 몸체(10A)의 외경(D)과 내경(D₁)은 후술하는 나사부(10A')의 외경(d) 및 나사산(11)의 내경(d₁) 보다 크게 형성된다.

③ 2차 드로잉단계

상기와 같이 원통형 몸체(10A)가 형성되면 2차 드로잉을 실시하는데, 이는 도 7에 도시된 바와 같이 개방된 상단을 펀치(2)에 삽입하고 이를 하강하여 고정다이(1) 사이로 원통형 몸체(10A)의 하단을 압입함으로써 원통형 몸체(10A)의 하부에 나사부(10A')를 형성한다.

여기서 나사부(10A')의 외경(d)은 소성가공 되는 원통형 몸체(10A) 즉 최종적으로 도달하려는 블라인드 너트의 외경에 해당하며, 나사부(10A')의 내경(d₁)은 나사산가공을 고려하여 가공하려는 나사산(11)의 내경보다 작거나 같은 치수로 형성된다.

한편, 상기 2차 드로잉단계에서 삽입되는 펀치의 깊이가 바로 나사부(10A')의 길이가 되므로, 펀치의 삽입 깊이를 조절하여 용이하게 나사부(10A')의 길이를 조절할 수 있고 이에 따라 블라인드 너트의 체결강도를 조절할 수 있다.

④ 소성가공단계

상기 2차 드로잉단계를 통해 원통형 몸체(10A)의 하단에 나사부(10A')가 형성되면, 원통형 몸체(10A)의 두께를 줄이고 플랜지부(20)를 형성하는 소성가공단계를 실시한다.

상기 소성가공단계로서 본 발명에서는 2가지의 방법을 제시한다.

먼저 소성가공단계의 하나의 실시형태로서 도 8에 도시된 바와 같이 원통형 몸체(10A)의 상단에 펀치(3)를 삽입하여 고정한 다음, 나사부(10A')의 외경과 동일한 내경을 갖는 고정다이(1)에 압입하여 원통형 몸체(10A)가 소성변형에 의해 두께가 줄어들면서 상단 방향으로 길이가 늘어나 원통형 몸체(10A)의 최종 두께(t₁)로 변형된다. 여기서 원통형 몸체(10A)의 최종 두께(t₁)는 고정다이(1)에 삽입되는 펀치(3)의 직경을 조절함에 따라 그 두께를 조절할 수 있음은 물론이다.

이후 원통형 몸체(10A)의 외경이 소성가공에 의해 나사부(10A')의 외경과 일치되면, 도 9에서와 같이 고정다이(1)에 스토퍼(1')를 내삽하고, 그 내측으로 원통형 몸체(10A)의 상단이 돌출되도록 안치시킨 다음, 그 상측으로 펀치(4)를 하강시켜 원통형 몸체(10A)의 상단을 외측으로 절곡함으로써 플랜지부(20)를 형성한다.

이때 형성되는 플랜지부(20)의 두께는 원통형 몸체(10A)의 두께(t₁)와 같기 때문에 원통형 몸체(10A)의 두께(t₁)를 조절하는 것만으로 플랜지부(20)의 두께를 간단히 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 펀치(4)의 하강 정도를 조절하여 플랜지부(20)를 소성변형시킴으로써 플랜지부(20)의 두께를 변경시킬 수도 있다.

다음으로 소성가공단계의 다른 실시형태로서, 도 10에 도시된 바와 같이 원통형 몸체(10A)의 두께를 감소시키되, 상기 원통형 몸체(10A)의 외경을 나사부(10A')의 외경보다 크게 한 다음, 나사부(10A')의 외경과 동일한 내경을 갖는 고정다이(1)에 안치시킨 다음, 펀치(5)를 하강하여 원통형 몸체(10A)를 압입하여 나사부(10')의 외경과 일치시키게 된다.

이때 원통형 몸체(10A)의 단부는 나사부(10A')보다 외측으로 돌출되어 있어 압입되지 않은 부분이 자연스럽게 플랜지부(20)로 형성된다.

이와 같은 제1, 2실시형태를 통해 형성되는 원통형 몸체(10A)는 그 두께가 얇기 때문에 나사부(10A') 이외의 원통형 몸체(10A) 부분의 무게를 줄일 수 있어 완제품의 무게를 대폭 감소시킬 수 있고, 이에 더하여 나사부(10A')는 최초 판재(10)의 두께를 유지하게 되어 강성을 높게 유지할 수 있다.

⑤ 피어싱단계

상기 소성가공단계를 통해 플랜지부(20)를 형성하고 나면 피어싱단계를 실시하는데, 이는 도 11에 도시된 바와 같이 고정다이(1)에 피어싱 다이(2')를 삽입한후, 재차 나사부(10A')의 내측으로 피어싱공구(5)를 하강하여 나사부(10A')의 저면을 관통시킴으로써 블라인드 너트가 상하로 관통된 구조를 이루게 된다.

⑥ 압인단계

상기 피어싱단계를 거친 후에는 도 12에 도시된 바와 같이 압인단계를 진행하는데, 이때에는 상단에 홈부(1A)가 형성되고, 이러한 홈부(1A)가 원주방향으로 다수 배열되어 있는 고정다이(1")에 원통형 몸체(10A)를 삽입하여 플랜지부(20)를 통해 걸려 안치되게 하고, 그 위로 압인공구(7)를 하강시켜 플랜지부(20)에 원주방향으로 다수 배열되는 고정돌기(13)를 형성한다.

이러한 고정돌기(13)는 모재에 장착될 때, 모재의 표면에 밀착되므로 블라인드너트가 헛돌지 않고 강하게 고정되게 한다.

상기 압인단계를 통한 고정돌기(13)를 성형하는 이외에도, 슬리팅 공정을 이용하여 고정턱(14)을 형성할 수 있는데, 이는 도 13에 도시된 바와 같이 원통형 몸체(10A)의 외주면으로 돌출되는 고정턱(14)을 슬리팅 가공하여 다수 형성하고, 이 고정턱(14)을 이용하여 모재와의 결합시 마찰력을 높여 헛돌지 않게 한다.

이때 형성되는 고정턱(14)은 슬리팅 펀치가 하강되는 깊이만큼 플랜지부(20)와의 간격이 이격되는 것이므로, 슬리팅 펀치 작업의 깊이조절로 고정턱(14)의 높이를 쉽게 조절할 수 있다.

⑦ 트리밍단계

상기 슬리팅단계를 통해 원통형 몸체(10A)에 고정돌기(13)가 형성되고 나면, 도 14에 도시된 바와 같이 플랜지부(20)의 외측을 원형으로 재단하는 트리밍단계를 실시한다.

⑧ 도금 및 검사단계

트리밍단계까지 완료하고 나면, 블라인드 너트에 부착된 기름, 절삭칩, 이물질 등을 제거하고 세정이 완료되면 블라인드 너트의 부식방지 및 강도향상을 위해 필요에 따라 무전해 도금이나 용해 아연 도금을 실시한다. 이때 블라인드 너트가 아연도금강판, 스테인리스강 또는 알루미늄과 같은 비철금속일 경우에는 도금단계를 생략할 수도 있다. 이러한 도금이 완료되고 나면 블라인드 너트의 불량 여부를 검사하는 단계를 실시한다.

한편 본 발명에 사용되는 판재가 비철금속 또는 플라스틱의 경우 나사부에 나사산을 별도로 형성하지 않고 나사를 체결할 때 나사를 형성하도록 할 수 있다. 그러나 판재가 압연강판인 경우에는 도 15에 도시된 바와 같이 상기 트리밍단계 이후에 나사부(10A')의 내부에 나사산(11)을 형성시키는 나사산가공단계를 더 포함하여 실시할 수 있다.

이상과 같은 제조방법을 통해 제조되는 본 발명에 따른 블라인드 너트는 절삭가공에 의하여 제조되는 제품과 같이 치수조절이 가능하고 체결강도가 우수하면서도 판재성형가공에 의하여 제조되는 제품과 같이 외관이 미려하고 무게가 가벼우며 저렴한 비용으로 대량생산이 가능하다.

상기와 같이 제조되는 본 발명의 블라인드 너트는 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 체결방법과 동일한 방법으로 체결하여 고정하는 것이나, 본 발명에서는 판재성형가공에 의하여 나사부와 변형이 이루어지는 부분의 두께를 달리함으로써 변형부를 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

Claims

블라인드 너트를 제조하기 위한 방법에 있어서,

판재(10)를 소정 크기로 절단하는 블랭킹단계(S100)와;

상기 블랭킹단계에서 절단된 판재(10)를 드로잉 가공하여 상부가 개방된 원통형 몸체(10A)를 형성하는 1차 드로잉단계(S200)와;

상기 원통형 몸체(10A)의 하단을 드로잉 가공하여 나사부(10A')를 형성하는 2차 드로잉단계(S300)와;

상기 나사부(10A')를 제외한 원통형 몸체(10A)의 두께를 감소시키고 그 상단에 플랜지부(20)를 형성하는 소성가공단계(S400)와;

상기 나사부(10A')의 저면을 관통시키는 피어싱단계(S500)와;

상기 플랜지부(20)를 압인하여 플랜지부(20)의 상면으로 고정돌기(13)를 형성하는 압인단계(S600)와;

상기 플랜지부(20)의 외측을 원형으로 재단하는 트리밍단계(S700)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블라인드 너트의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 소성가공단계(S400)는 상기 원통형 몸체(10A)의 외경이 나사부(10A')의 외경과 일치되도록 하면서 원통형 몸체(10A)의 두께를 줄인 다음, 상기 원통형 몸체(10A)의 상단을 외측으로 절곡하여 플랜지부(20)를 형성하는 것을 특징으로 하는 블라인드 너트의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 소성가공단계(S400)는 상기 원통형 몸체(10A)의 두께를 감소시키되 상기 원통형 몸체(10A)의 외경을 상기 나사부(10A')의 외경보다 크게 한 다음, 상기 원통형 몸체(10A)의 외경을 상기 나사부(10A')의 외경과 동일하게 함에 따라 그 끝단에서 플랜지부(20)가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 블라인드 너트의 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 트리밍단계 이후에 나사부(10A')의 내부에 나사산(11)을 형성하는 나사산가공단계(S750)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 너트의 제조방법.
블라인드 너트에 있어서,

소정 두께를 가지고 내부가 빈 원통형 몸체(10A)와;

상기 원통형 몸체(10A)의 상단에 형성되어 상기 원통형 몸체(10A)의 두께보다 두껍고 내부가 빈 나사부(10A')와;

상기 원통형 몸체(10A)의 하단에 외측으로 절곡되는 플랜지부(20)와;

상기 플랜지부(20)의 상면에 원주방향으로 배열되어 돌출되는 고정돌기(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 너트.
청구항 6에 있어서,

상기 나사부(10A')에 나사산(11)이 형성된 것을 특징으로 하는 블라인드 너트.