KR101543480B1 - 나사산 형성 패스너 - Google Patents

Abstract

나사산 형성 패스너(20)는 구동 헤드(22) 및 섕크(24)를 포함하고, 섕크는 축방향 단면에서 선단면(42), 후단면(44) 및 팁(46)을 갖는 프로파일을 구비한다. 선단면(42)은 반경방향 외측 볼록 부분(42b)으로 부드럽게 천이하는 반경방향 내측 오목 부분(42a)으로 구성된다. 후단면(44)은 반경방향 외측 볼록 부분(44b)으로 천이하는 반경방향 내측 선형 부분(44a)으로 구성된다.

Description

나사산 형성 패스너{THREAD FORMING FASTENER}

본 발명은 나사산 형성 패스너에 관한 것이다. 특히, 유연성 재료의 너트 앵커와 함께 사용하도록 구성된 자가-탭핑(self-tapping) 스크루에 관한 것이다. "너트 앵커"라는 용어는 패스너가 고정될 수 있는 임의의 개별적인 너트나 임의의 앵커 또는 지지물을 의미한다.

일반적으로 플라스틱, 연질 금속, 합금 등과 같은 유연성 재료에 나사 고정되는 자가-탭핑 패스너는 몇몇 기본적인 요구 조건을 해결할 필요가 있다는 것은 공지된 사실로서, 즉, 조립 중 상기 패스너는 관련 너트 또는 지지 구조물에 정합 나사산을 형성할 때 낮은 나사산 탭핑 토크를 발생시켜야 하며, 조임 작동시 상기 패스너는 나사산 스트리핑(stripping) 토크에 상대적으로 높은 저항을 유지할 수 있어야 하며, 상기 패스너와 너트 앵커의 조립체는 외부에서 가해진 힘 하에서 조인트 보전성을 유지할 수 있어야 하며, 상기 패스너는 나사 고정되는 너트 앵커를 포함하는 유연성 재료의 소성 유동 및 크리프(plastic flow and creep)에 의해 발생될 수 있는 조인트 풀림에 대해 적절한 저항을 유지해야 한다.

오늘날 사용되는 이러한 수많은 패스너는 스크루 축에 수직인 선에 대해 대칭이거나, 또는 이러한 동일 수직인 선에 대해 비대칭이 되도록 구성되거나, 또는 적층된 사다리꼴 형상으로 구성된 삼각형 단면 형상의 나사산 디자인을 갖는다. 또한, 상술한 삼각형 또는 사다리꼴 형으로부터 개시되는 비대칭 나사산 프로파일(profile)이 존재하고, 너트 앵커 재료 내에, 스크루 나사산 프로파일의 정합 후단면을 따르는 나사산 플랭크 재료 접촉을 증가시키는 방식으로 앵커 재료 유동을 생성하고 이를 강화시키는 힘을 전개시킨다[본 출원인의 미국 특허 제5,061,135호 참조].

도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 특허에 개시된 패스너는 실린더형 코어(3) 및, 코어(3) 주위에 헬리컬 형으로 생성되고 피치(4')를 갖는 나사산(4)으로 구성되며 전체적으로 도면 부호 2로 도시되는 섕크(shank)를 구비한다. 스크루(4) 프로파일의 후단면(5)은 그 직경이 코어(3)의 길이방향 축에 수직인 나사산 직경에 대해 바람직하게는 10°내지 15°인 각(α)으로 놓인다. 또한, 나사산 프로파일은 만곡부(6a)를 갖는 선단면(6)을 갖고, 상기 만곡부는 코어(3)로부터 선단면 상의 지점(7)까지 연장하고, 이러한 선단면에서 만곡부는 나사산 직경에 대해 17°내지 25°의 각(β)으로 놓이며 팁(8)까지 연장하는 부분을 갖는 선형부(6b)로 천이된다. 지점(7)부터 팁(8)까지의 수직 거리는 나사산 높이(9)의 23% 내지 27%의 범위 내이다. 또한, 만곡부(6a)의 반경(10)의 크기는 공칭 스크루 직경 또는 크기의 0.22배 내지 0.30배이다.

상술한 스크루 나사산 형상을 갖는 패스너가 너트 앵커 재료의 재료 유동(material flow)을 형성시켜 개선된 성능 상태를 생성한다. 그러나, 이러한 재료 유동은 원하는 만큼 부드럽지 못하여, 종래 스크루는 여전히 패스너의 삽입 도중 너트 앵커 재료의 응력 크래킹(stress cracking)을 발생시킬 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 일목적은 유연성 너트 앵커 재료에 사용될 때 개선된 조립 또는 탭핑 토크를 제공하고, 특히 나사산 스트리핑 또는 파손 토크에 높은 저항성을 제공하는 나사산 프로파일 디자인을 갖는 나사산 패스너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 너트 앵커에 조립될 때, 너트 앵커 및 패스너의 정합 나사산 프로파일에 개선된 조립 하중 분포를 갖는 타입의 패스너를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 너트 앵커 나사산의 형성 중 부드러운 너트 앵커 재료 유동을 생성하고, 너트 앵커 재료 내에서의 현저한 유도력(induced force)의 방향 변화를 방지하는 타입의 패스너를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 패스너가 앵커를 탭핑할 때 너트 앵커 재료 내에서 응력 크래킹에 대한 우려를 최소화하는 타입의 패스너를 제공하는 것이다.

다른 목적들은 후술된 바로부터 일부 자명해지고 일부 이해될 것이다.

이에 따른 본 발명은 이후의 상세한 설명에서 예시되는 구조, 요소의 조합 및 부품 배열의 특징을 포함하고, 본 발명의 범위는 청구항 내에서 나타내진다.

개괄적으로, 본 발명의 패스너는 길이방향 축을 갖는 대체로 실린더형 코어와, 코어를 따라서 그리고 코어 주위를 연장하는 헬리컬 나사산으로 구성된 섕크를 포함한다. 또한, 패스너는 섕크의 일단부에 드라이버 헤드를 포함한다. 나사산은 패스너 또는 스크루를 너트 앵커에 조립하는 도중 규정된 반경들 주위에서 전개되고 다양한 힘 벡터들을 생성하는 프로파일을 갖는다. 이러한 나사산 프로파일은 정합 나사산 강도를 향상시키고 조립체 내에서의 너트 앵커 나사산 파괴에 대한 저항성을 증가시킨다.

축방향 단면에서의 나사산 프로파일은 복수의 구역으로 구성된다. 더 구체적으로, 코어로부터 스크루 나사산 깊이의 22% 내지 27%의 정도의 위치까지 연장하는 오목 선단면 부분을 포함하는 제1 구역이 존재한다. 즉, 제1 구역은 도 1에 도시된 본 출원인의 이전 특허의 패스너의 부분 또는 구역(6a)과 유사하다. 그러나, 본 발명의 패스너에서, 오목 선단면 부분은 볼록 구성인 제2 구역으로 공통 접선에서 부드럽게 천이하여, 선단면을 따르는 나사산 프로파일 팁이 패스너 리드 진입(lead entry) 부분, 즉 스크루 팁을 향해 크기가 감소된다.

또한, 나사산 프로파일은 후단면에 코어로부터 나사산 프로파일의 약 절반 깊이에 놓이는 지점까지 연장하는 제3 구역을 갖는다. 이 지점에서, 후단면은 나사산 프로파일의 외측 절반을 따르는 볼록부로 구성된 제4 구역으로 천이한다. 제5 및 최종 구역은 나사산의 팁에서 선단 및 후단면 오목 반경들을 함께 혼합한 볼록 반경으로 구성된다.

후술되는 바와 같이, 다양한 나사산 프로파일 구역 또는 부분에서의 반경들의 상술한 조합은 패스너가 앵커에 나사 결합될 때 유연성 너트 앵커 재료가 부드럽게 유동하는 성능을 향상시키고, 또한 플라스틱이나 경금속 또는 금속 합금과 같은 유연성 재료인 너트 앵커와 조합하여 본 출원인의 자가-탭핑 스크루 또는 패스너를 포함하는 조립체의 전체적인 성능을 개선한다.

본 발명의 목적 및 특징의 충분한 이해를 위해, 첨부 도면과 함께 제공되는 이후의 상세한 설명을 참조한다.
도 1은 이미 설명된, 종래의 나사산 형성 패스너의 나사산 프로파일의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명을 구현한 나사산 형성 패스너의, 더 작은 스케일(scale)의 부분적인 측면 입면도이다.
도 3 및 도 3a는 도 2의 패스너의 나사산 프로파일의, 더 큰 스케일의 개략 설명도이다.
도 4는 도 1과 유사한, 본 발명을 구체화한 두 개의 리드 스크루 나사산(lead screw thread)의 나사산 프로파일의 도면이다.

본 발명을 구체화한 나사산 형성 패스너(20)가 도시된 도 2를 참조한다. 패스너(20)는 드라이버 헤드(22)와, 도면 부호 24로 전체적으로 지시되고 드라이버 헤드로부터 연장하여 너트 앵커(N, 도 4 참조)로 나사 결합되도록 구성되는 섕크를 포함한다. 상기 헤드는 임의의 바람직한 타입 또는 구조일 수 있고, 패스너의 회전을 용이하게 하는, 도시된 바와 같은 리세스(22a) 또는 돌출부를 포함할 수 있다. 또한, 도시된 섕크(24)는 전체적으로 원형 단면적을 갖지만, 미국 특허 제3,195,156호에 개시된 타입의 트릴로벌형(trilobal) 단면 형상을 가질 수도 있다. 섕크(24)의 자유단 세그먼트는 너트 앵커로의 패스너의 삽입을 용이하게 하도록 도면 부호 24a로 지시되는 바와 같이 테이퍼 가공되는 것이 바람직하다.

섕크(24)는 코어(26)와, 코어(26) 주위에 헬리컬형으로 형성된 비대칭 나사산(28)을 포함한다. 축방향 단면 프로파일(28')을 갖는 이러한 나사산은 코어 전체 길이 또는 그 일부를 따라 연장할 수 있다. 나사산의 헬릭스 또는 스파이럴 각(γ)의 크기는 스크루 나사산의 외경 또는 치수(34), 나사산 높이(36) 및 스크루 나사산 피치(38) 사이의 직접적인 관계에 의해 결정된다.

나사산 외경(34)은 1mm 내지 10mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 실제적인 고려시, 패스너(20)는 표준 자가-탭핑 스크루 타입에 직접 관련되는 공칭 직경 크기를 갖는다고 여겨진다. 그러나, 본 발명은 임의의 특정 직경 또는 공칭 크기의 패스너로 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 패스너(20)는 하나의 개시 나사산(28)을 갖는다. 그러나, 도 4와 관련하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 두 개의 개시 나사산을 갖는 패스너에도 동일하게 적용될 수 있다.

이제, 나사산 프로파일(28')을 더 상세히 도시한 도 3을 참조한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 나사산 프로파일(28')은, 도 1의 부분(6a)과 유사할 수 있는 제1 반경방향 내측 오목 구역 또는 부분(42a)으로 구성되고 전체적으로 도면 부호 42로 지시되는 선단면을 갖는다. 즉, 선단면은 상기 특허에서 개시된 스크루 직경(34, 도 2)의 0.22배 내지 0.30배 범위의 반경(41)을 갖는다. 부분(42a)은 코어(24)로부터 선단면이 볼록한 제2 반경방향 외측 구역 또는 부분(42b)으로 천이하는 지점(43)까지 연장하고, 이러한 천이는 두 개의 부분에 공통인 접선(T)에서 발생한다. 또한, 나사산 프로파일(28')은, 직선이며 코어(24)로부터 천이 위치(47)까지 연장하는 제3 반경방향 내측 구역 또는 부분(44a)으로 구성되고 전체적으로 도면 부호 44로 도시되는 후단면을 포함하고, 천이 위치(47)는 나사산 높이(36, 도 2)를 따라서 약 절반 지점에 위치된다. 천이 위치(47)에서, 후단면(44)은 볼록 반경을 가지며 거의 나사산 프로파일 팁(48)까지 연장하는 제4 반경방향 외측 구역 또는 부분(44b)으로 천이된다. 나사산 프로파일(28')은 나사산 프로파일 팁(48)에 인접한 선단 및 후단면 부분(42b 및 44b)의 볼록 반경들을 함께 혼합한 반경(63)을 갖도록 구성된, 제5 팁 구역 또는 부분(46)에 의해 완료된다.

따라서, 본 발명의 패스너의 나사산 프로파일(28')은 프로파일의 팁에서 인접한 세 개의 상이한 볼록 반경들이 조합된다는 점에서, 도 1에 도시된 종래 프로파일과 상이하다.

본 발명의 나사산 프로파일(28')이 설계되는 기부를 확립하기 위해 도 3 및 도 3a를 참조하면, 도면 부호 52의 가상선으로 도시된 전형적인 비대칭 나사산 프로파일과 중첩된 프로파일을 볼 수 있다. 프로파일의 선단면 부분(42b)은 프로파일(52) 상의 지점(54)과 지점(43)의 상대적 위치로부터 구성되는 반경(53)을 갖는다. 지점(43)은 나사산 프로파일(52)의 외주연부 또는 팁으로부터의 거리(55)에 위치한다. 이 거리는 스크루 나사산 높이(36, 도 2)의 22% 내지 27%의 범위 내이며, 바람직하게는 나사산 높이의 25%이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 지점(54)은 그 길이가 스크루 축방향 피치(38, 도 2)의 4% 내지 7%인 팁 폭(56)을 갖는 전형적인 비대칭 나사산(52)을 사용하여 규정된다. 부분(42b)의 반경(53)은 축방향 피치(38)의 0.190배 내지 0.205배, 바람직하게는 0.190배이어야 한다.

나사산 프로파일(28')의 후단면(44)의 부분(44b)은 나사산의 외주연부 아래로 나사산 깊이의 약 50%인 상술한 천이 지점(47) 및 비대칭 나사산(52)의 지점(54)과 관련하여 구성되는 반경(62)을 갖는다. 반경(62)의 길이는 축방향 피치(38)의 75 내지 125%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 피치와 실질적으로 동일한 것이 가장 바람직하다.

프로파일(28')의 제5 구역 또는 부분(46)은 나사산 팁(48)을 완결하고, 상술한 바와 같이, 선단 및 후단 나사산 프로파일 면 부분(42b 및 44b)을 함께 혼합한다. 부분(46)은 대략 비대칭 나사산(52)의 폭(56)에 절반이고 나사산의 축방향 피치(38)의 2.5% 내지 3.5%인 반경(63)을 갖는 것이 바람직하다.

나사산 프로파일(28' 및 52)의 비교로부터, 전형적인 프로파일(52)이 패스너(20)의 프로파일(28')보다 더 많은 초기 너트 앵커 재료 변위를 제공한다는 점을 알 수 있다. 실제로, 더 많은 너트 재료를 변위시켜야 할 필요성으로 인해 나사산 프로파일(52)의 초기 합력이 상대적으로 높은 초기 탭핑 토크를 필요로 한다는 점이 도 3으로부터 명백하다. 도 3a의 시력도(force diagram)는 높은 초기 합력(66)으로부터 파생되는 성분 힘인, 반경방향 힘(66a) 및 축방향 힘(66b)이 생성되는 것을 도시한다. 반경방향 힘(66a)은 전형적인 너트 앵커의 유연성 재료의 후프 응력 크래킹(hoop stress cracking)의 주요 원인을 초래하는 힘이다.

본 발명의 나사산 프로파일(28')에서, 앞에서 규정된 반경(53)을 갖는 부분(42b)은 스크루 공칭 외경(34, 도 2)으로부터 화살표(A) 방향인 스크루 리드 진입 지점을 향해 외주연부 크기가 감소되도록 구성된다. 이 반경은 공통 접선(T)에서 부분(42a)의 선단 오목 반경(41)과 만나는 지점(43)에서 종결된다. 접선(T)은 코어(24)에 대해 73°내지 78°, 바람직하게는 75°의 각(δ₁)으로 놓이는 것이 바람직하다.

나사산 프로파일(28')의 부분(42b)에 의해 생성되는 합력(80)은 종래의 비대칭 프로파일(52)에 의해 제공되는 합력 아래로 감소되고, 그 결과, 합력의 반경방향 성분(80a) 및 축방향 성분(80b)도 감소되는 것을 도 3 및 도 3a로부터 알 수 있다. 패스너(20)의 조립 중 더 많은 앵커 재료가 변위될 때, 이러한 변위를 생성하는 데에는 더 높은 하중이 요구될 것이다. 이러한 변경은 합력(82)이 반경방향 성분 힘(82a) 및 축방향 성분 힘(82b)으로 감소되는, 도 3의 추가적인 힘 벡터 다이어그램에 의해 도시된다. 패스너 프로파일(28')에 반경(53)을 채용함으로써, 재료의 부드러운 유동이 확실해지고, 반경방향 힘(82a)의 증가는 도 1에서와 같이 직선이면서 각을 형성하는 전방 팁 면이 사용되는 경우와 동일한 비율로 증가하지 않는다. 패스너(20)에 의해 생성되는 전체 후프 응력의 이러한 감소로 스크루/너트 앵커 조립체 조인트 보전성의 개선이 이루어진다.

선단면(42)의 구역 또는 부분(42b)을 통해 달성되는 상술한 장점은 구역(42b)이 지점(43)에서 오목 전방 구역(42a)으로 천이될 때까지 달성되고, 여기서 공통 접선(T)은, 공통 접선이 코어에서 나사산의 골밑(root)을 향해 내향으로 이동할수록 나사산 프로파일 폭이 증가하는 방식으로 코어(24)에 대해 각을 형성한다.

도 3을 다시 참조하면, 나사산 프로파일(28')의 후단면(44)은 상술한 반경(62)을 이용하여 구성된다. 이 반경은 도 1에 도시된 나사산 프로파일(2)의 통상의 직선 후단면(5)보다 제4 구역 또는 부분(44b)의 표면적을 증가시키도록 된다. 이로 인해, 인장 하중(92b)을 받는 상태에서 패스너가 너트 앵커(N, 도 4)에 조여질 때 더 적은 재료 응력이 전개되고 스크루/너트 앵커 접촉면이 패스너 코어(26)에 더 밀접할수록 반경방향 힘(92a)이 감소된다. 제2 고려 사항은 너트 앵커 재료 내에 더욱 균등한 응력 분포를 제공하도록 합력(92)을 반경(62)의 접선에 수직인 방향으로 지향하는 것이다. 반경방향 힘 성분(92a)은 패스너(20)가 화살표(A) 방향으로 축방향 인발력을 받을 때 너트 앵커 재료가 파열되는 경향성을 감소시킨다.

후단면 프로파일 부분(44b)의 반경(62)은 종래의 비대칭 나사산 프로파일(52)의 팁에 비해, 팁(48)에서 부분들(42b, 44b 및 46)의 상술한 혼합 반경들에 의해 생성되는 감소된 변위를 보상하도록 앵커 재료 변위의 크기뿐 아니라 나사산 "팻니스(fatness)"를 증가시키는 방식으로 구성된다. 후단면 부분(44b)의 반경(62)은 선단면 부분(42b)의 반경(53)의 구성으로 사용되는 동일 지점(54)을 사용하여 구성되는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 이 반경은 나사산 프로파일(28') 전체 높이(36)의 0.5배 내지 0.7배, 바람직하게는 0.5배이어야 하는 천이 위치(47)에서 종결된다. 이후 후단면(44)은 반경 프로파일의 선형 연장부 또는 접선으로서 코어(26)까지 연속된다. 코어(24)에 더 가까운 후단면의 볼록 구역(44b)을 연장하는 것은 하중 지지 성능 면에서 어떠한 추가적인 측정 가능한 장점도 제공하지는 않는다.

그러나, 도 3의 도면 부호 44b'로 가상선으로 도시된 바와 같이, 후단면 구역 또는 부분(44b)이 코어(24)로 하향 연장되는 경우, 이러한 연장은 코어의 길이방향 축에 대해, 77.5°내지 82°, 바람직하게는 80°의 각(δ₂)으로 놓이는 비대칭 나사산(52)의 골밑과 교차하는 축방향 위치에서 코어(26)와 교차할 수 있다. 이러한 제어는 본 발명의 목적에 따라 상술한 벡터 힘의 제어를 유지하게 되는 스크루 나사산 구성뿐 아니라 패스너의 사용 도중 재료 변위의 제한을 제공한다.

상술한 바와 같이, 제5 구역 또는 부분(46)의 반경(63)은 선단 팁 반경(53)과 후단 팁 반경(62) 사이의 부드러운 천이를 보장하는 혼합 반경이다. 혼합 반경(63)의 크기는 축방향 피치(38, 도 2)의 0.025배 내지 0.035배의 범위이며, 바람직하게는 0.030배이다. 이러한 혼합 반경(63)은 나사산 탭핑 작동 도중에 또는 조립체가 외부 인발력을 받을 때 너트 앵커 재료에 형성되는 불리한 "응력 상승자(raiser)"가 생기는 우려를 최소화한다.

너트 앵커(N)에 나사 결합되는 패스너 섕크(100)를 도시하는 도 4를 참조한다. 섕크는 코어(102)와, 코어 상에 제1 프로파일(104a) 및 제2 중간 프로파일(104b)을 구비한 한 쌍의 리드 나사(104)를 포함한다. 나사산(104)의 나사산 리드(106)는 나사산 피치(108)의 두 배이다. 중간 나사산 프로파일(104b)의 직경은 공칭 스크루 나사산 직경에서 일정량(110)만큼 감소된다. 이러한 감소의 목적은 나사산 프로파일(104a)의 인접 피크들 사이의 전단 영역이 최대화된다는 점에서 두 개의 개시 나사산의 사용에 의해 전개되는 높은 헬릭스 각도를 충분히 이용하기 위한 것이다. 감소 크기(110)는 전체 나사산 높이(36, 도 2)의 15% 내지 20%의 범위 내에 있어야 한다.

이러한 일정량 아래로 중간 나사산 프로파일(104b)을 감소시키는 것은 조립된 너트/앵커 나사산의 장착면을 향해 최적의 가능한 너트 앵커 재료 이동을 생성하는 짝힘(force couples)의 이점을 허용하지 않는다. 또한, 한 쌍의 리드 나사산의 리드에 상당하는 피치의 단일 개시 나사산을 사용하면, 너트 앵커의 대응하는 응력 영역에서 나사산 헬릭스 각도의 유사한 증가를 제공하더라도, 본 발명에 의해 형성되는 너트 앵커 재료 유동의 이점을 허용하지 않는다.

본 발명을 사용하는 나사산 형성 패스너 및 조립체는 패스너가 너트 앵커와 함께 종래의 패스너 조립체 시스템에서 달성될 수 있는 것보다 높은 축방향 인발력에 저항할 수 있는 성능을 생성할 수 있는 이점을 갖는 것을 상술한 설명으로부터 알 수 있다.

상술한 설명으로부터 명백하게 이루어지는 목적들 중에서도 상기 목적이 효과적으로 달성할 수 있다는 점도 알 수 있다. 또한, 본 발명의 범위 내에서 상술한 구성 중 임의의 변경이 이루어질 수 있기 때문에, 상술한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 구성 성분은 단지 예이며 제한하지 않는 의미로 해석될 수 있도록 의도된다.

또한, 다음의 청구항은 본 명세서에 개시된 본 발명의 포괄적인 그리고 특정 특징 전부를 포괄하도록 의도됨을 알 수 있다.

Claims (15)

1. 유연성 재료의 너트 앵커에 나사 결합하기 위한 나사산 형성 패스너이며,
   상기 패스너의 구동 중 너트 앵커 재료가 부드럽게 유동하게 하고 너트 앵커 내에 정합 나사산을 전개하는 것을 촉진하고, 정합 나사산이 형성될 때 응력 크래킹 및 반경방향 후프 응력을 최소화하는 힘들의 조합이 생성되고,
   상기 패스너는 구동 헤드 및 상기 헤드로부터 연장하며 길이방향 축을 갖는 섕크를 구비하고,
   상기 섕크는 코어 및 코어에 형성되는 헬리컬 나사산을 구비하고,
   상기 나사산은 미리 정해진 축방향 피치와, 미리 정해진 나사산 높이와, 축방향 단면에 선단면, 후단면 및 팁을 포함하는 프로파일을 구비하고,
   상기 선단면은 제1 반경을 갖는 제1 반경방향 내측 오목 부분으로 구성되고, 상기 제1 반경방향 내측 오목 부분은 제2 반경을 갖는 제2 반경방향 외측 볼록 부분으로 부드럽게 천이하고,
   상기 천이는 상기 부분들에 대한 공통 접선 상의 일지점에서 발생하고, 상기 일지점은 상기 팁으로부터 상기 미리 정해진 나사산 높이의 22% 내지 27%의 거리에 위치하고,
   상기 후단면은 제3 반경방향 내측 선형 부분으로 구성되고, 상기 제3 반경방향 내측 선형 부분은 미리 정해진 천이 위치에서 제3 반경을 갖는 제4 반경방향 외측 볼록 부분으로 천이하고, 상기 미리 정해진 천이 위치에서 상기 제4 반경방향 외측 볼록 부분에 대한 접선은 상기 길이방향 축에 대해 77.5°이상의 각도를 갖고,
   상기 프로파일은 제4 반경을 갖는 제5 볼록 혼합 부분도 포함하고, 상기 제5 볼록 혼합 부분은 상기 팁에 인접하는 제2 반경방향 외측 볼록 부분 및 제4 반경방향 외측 볼록 부분을 함께 혼합하여,
   상기 나사산 프로파일은 너트 앵커와 함께 조립 중, 향상된 정합 나사산 강도 및 너트 앵커 나사산 파손에 대한 개선된 저항을 부여하는 힘 벡터를 생성하는
   나사산 형성 패스너.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 반경은 상기 축방향 피치의 0.190배 내지 0.205배인
   나사산 형성 패스너.
3. 제1항에 있어서,
   상기 공통 접선은 상기 코어와 함께 73°내지 78°의 끼인 각을 형성하고, 상기 나사산은 미리 정해진 직경을 갖고, 상기 제1 반경은 상기 미리 정해진 직경의 0.22배 내지 0.30배인
   나사산 형성 패스너.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제4 반경의 길이는 상기 축방향 피치의 0.025배 내지 0.035배인
   나사산 형성 패스너.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제4 반경의 길이는 상기 축방향 피치의 3%인
   나사산 형성 패스너.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제3 반경의 길이는 상기 축방향 피치의 0.75배 내지 1.25배인
   나사산 형성 패스너.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3 반경의 길이는 상기 축방향 피치와 동일한
   나사산 형성 패스너.
8. 제1항에 있어서,
   상기 후단면의 천이 위치는 코어로부터 상기 나사산 높이의 0.5배 내지 0.7배의 거리에 있는
   나사산 형성 패스너.
9. 제8항에 있어서,
   상기 후단면 천이 위치는 코어로부터 상기 나사산 높이의 1/2의 거리에 있고, 상기 제3 반경방향 내측 선형 부분은 상기 천이 위치에서 제4 반경방향 외측 볼록 부분에 접하는
   나사산 형성 패스너.
10. 제1항에 있어서,
    상기 패스너는 상기 나사산에 개재되는 중간 나사산을 갖는
    나사산 형성 패스너.
11. 제10항에 있어서,
    중간 나사산의 코어로부터의 높이는 정합 나사산에 비해 감소된 높이를 갖는
    나사산 형성 패스너.
12. 제11항에 있어서,
    중간 나사산의 높이는 정합 나사산 높이의 80% 내지 85%인, 나사산 형성 패스너.
13. 구동 헤드와, 구동 헤드로부터 연장하는 섕크를 포함하는 나사산 형성 패스너이며,
    상기 섕크는 축과, 코어와, 코어에 형성된 헬리컬 나사산을 구비하고,
    상기 나사산은 미리 정해진 높이와, 미리 정해진 축방향 피치와, 축방향 단면에서 제2 반경을 갖는 반경방향 외측 볼록 선단면 부분으로 부드럽게 천이하는 제1 반경을 갖는 반경방향 내측 오목 선단면 부분과, 미리 정해진 천이 위치에서 제3 반경을 갖는 반경방향 외측 볼록 후단면 부분으로 천이되는 반경방향 내측 선형 후단면 부분과, 반경방향 외측 볼록 선단면 부분과 반경방향 외측 볼록 후단면 부분을 함께 혼합하는 제4 반경을 갖는 볼록 팁부를 구비한 프로파일을 포함하고,
    상기 제2 반경은 상기 제1 반경보다 짧고,
    상기 반경방향 내측 오목 선단면 부분은 상기 볼록 팁부의 팁으로부터 22% 내지 27%의 거리에 있는 천이 위치에서 반경방향 외측 볼록 선단면 부분으로 천이하고,
    상기 제3 반경은 제1 반경보다 길고,
    상기 미리 정해진 천이 위치에서 상기 반경방향 외측 볼록 후단면 부분에 대한 접선은 상기 축에 대해 77.5°이상의 각도를 갖고,
    상기 제4 반경은 제2 반경보다 짧은
    나사산 형성 패스너.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 반경은 축방향 피치의 0.190배 내지 0.205배이고, 제3 반경은 축방향 피치의 0.75배 내지 1.25배이고, 제4 반경은 축방향 피치의 0.025배 내지 0.035배인
    나사산 형성 패스너.
15. 제13항에 있어서,
    상기 나사산은 미리 정해진 직경을 갖고, 상기 제1 반경은 상기 미리 정해진 직경의 0.22배 내지 0.30배인
    나사산 형성 패스너.

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