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패스너

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목차

1. 개요

패스너는 두 물체를 결합하는 데 사용되는 기계적 장치로, 산업, 재료, 종류, 적용 분야 등 다양한 측면에서 분류된다. 산업용 패스너는 자동차, 항공기, 전자 등 다양한 분야에서 사용되며, 스테인리스강, 탄소강, 합금강 등 다양한 재료로 제작된다. 패스너는 점, 선, 면의 세 가지 주요 유형으로 나뉘며, 나사, 볼트, 너트와 같은 나사 체결 장치와 클램프, 리벳, 지퍼, 벨크로와 같은 비나사 체결 장치가 있다. 패스너 선택 시에는 접근성, 환경, 재료, 재사용 가능성, 하중 등을 고려해야 하며, 품질 관리를 위해 추적성 및 표준 준수가 중요하다.

2. 산업

2005년, 미국의 패스너 산업은 350개의 제조 공장에서 4만 명의 근로자를 고용하고 있었다. 이 산업은 자동차, 항공기, 가전제품, 농업 기계, 상업 건설 및 인프라 생산과 밀접하게 관련되어 있다. 미국에서는 연간 2,000억 개 이상의 패스너가 사용되며, 이 중 260억 개는 자동차 산업에서 사용된다. 북미 지역에서 가장 큰 패스너 유통업체는 패스널 컴퍼니이다.

3. 재료

산업용 패스너의 주요 재료는 스테인리스강, 탄소강, 합금강이다. 스테인리스강 패스너는 200 계열, 300 계열, 400 계열 등으로 구분된다. 티타늄, 알루미늄 및 다양한 합금 또한 금속 패스너의 재료로 사용된다. 금속 패스너의 성능 향상을 위해 아연, 크롬, 용융 아연 도금 등의 코팅 또는 도금이 적용되기도 한다.[4][5] 의류용 점 패스너에는 합성 수지(플라스틱) 타입도 사용된다.

4. 종류

패스너는 크게 점 패스너, 선 패스너, 면 패스너로 분류할 수 있다.


  • 점 패스너: 두 물체를 점 형태로 결합하는 방식이다. 나사산의 유무에 따라 나사 체결 장치와 비나사 체결 장치로 나뉜다. 스냅 버튼, 나사, 너트, 볼트, 못, 리벳 등이 있다.
  • 선 패스너: 선상에 배열된 무치가 맞물려 양쪽을 고정하는 방식이다. 1891년 미국에서 발명되었으며, 지퍼가 대표적이다.
  • 면 패스너: 면 형태의 테이프를 이용하여 결합하는 방식이다. 1948년 스위스에서 발명되었으며, 벨크로 또는 찍찍이라고도 불린다.

4. 1. 점 패스너

점 패스너는 두 물체를 점 형태로 결합하는 방식이며, 나사산의 유무에 따라 나사 체결 장치와 비나사 체결 장치로 나뉜다.

의류용 점 패스너로는 주로 스냅 버튼이 사용된다. 스냅 버튼은 접합 부분이 기계 장치로 되어 있어 늘어나고 줄어드는 작용으로 열고 닫을 수 있다. 제1차 세계 대전 무렵 미국의 DOT 패스너즈가 개발했기 때문에 "도트 버튼"이라고도 불린다.

일본에서는 미국의 스코빌 패스너(Scovill Fasteners|스코빌 패스너영어) 제품이 널리 알려져 있으나, 현재는 생산을 중단하여 구하기 어렵다.

4. 1. 1. 나사 체결 장치

나사 체결 장치는 내부 또는 외부의 나사산을 가지고 있다.[7] 가장 일반적인 유형은 나사, 너트, 볼트이며, 와셔가 포함될 수도 있다.

패스너의 예시 (동전은 크기 비교용)


다른 특수한 유형의 나사 체결 장치에는 캡티브 나사 체결 장치, 스터드, 나사산 인서트, 나사산 로드가 있다.

4. 1. 2. 비나사 체결 장치

나사산 없이 결합하는 방식으로, 다음과 같은 것들이 있다.

의류용 점(点) 패스너는 "스냅 버튼"이 주류이다. 접합하는 부분이 기계 장치로 되어 있으며, 늘어나고 줄어드는 작용으로 열고 닫을 수 있다. 제1차 세계 대전 무렵 미국의 DOT 패스너즈가 개발했기 때문에 "도트 버튼"이라고도 불린다.

일본에서는 미국의 스코빌 패스너(Scovill Fasteners영어)가 유명하다.

4. 1. 3. 일반적인 패스너 헤드 스타일


  • 납작 머리 패스너: 미관이 중요한 곳에 쓰이며, 표면과 평평하게 맞아 깔끔하게 보인다.[8]
  • 둥근 머리 패스너: 둥근 상단을 가지고 있어 닿는 면적이 더 넓다. 판금이나 얇은 플라스틱 조립에 적합하다.[8]
  • 팬 머리 패스너: 약간 납작한 상단과 더 넓은 닿는 면적을 가지고 있다. 미적인 곳에 적합한 유선형 외관을 제공한다.[8]
  • 소켓 머리 패스너: 높은 토크가 필요한 곳에 쓰인다. 육각 렌치로 조여 캠 아웃(cam out) 위험을 줄인다.[8]
  • 육각 머리 패스너: 높은 토크를 견딜 수 있다. 스패너나 렌치로 쉽게 조일 수 있어 대형 작업에 적합하다.[8]
  • 사각 머리 패스너: 렌치로 조이는 면적이 넓고 둥글게 될 위험이 적어 높은 토크가 필요한 곳에 쓰인다.[8]
  • 플랜지 머리 패스너: 더 넓은 닿는 면적에 플랜지가 있다. 재료 손상 없이 조이는 힘을 분산시킨다.[8]
  • 날개 머리 패스너: 손으로 조일 수 있는 "날개"가 튀어나와 있다. 자주 조절해야 하는 곳에 적합하다.[8]
  • T 슬롯 패스너: T 슬롯 알루미늄 압출용으로 설계되었다. 프레임 및 가드 시스템을 위한 안전하고 조절 가능한 연결을 제공한다.[8]

4. 1. 4. 의류용 점 패스너

의류용 점(點) 패스너는 주로 "스냅 버튼"이 사용된다. 접합 부분이 기계 장치로 되어 있으며, 늘어나고 줄어드는 작용으로 열고 닫을 수 있다. 제1차 세계 대전 무렵 미국의 DOT 패스너즈가 개발했기 때문에 "도트 버튼"이라고도 불린다.[1]

일본에서는 미국의 스코빌 패스너(Scovill Fasteners|스코빌 패스너영어) 제품이 널리 알려져 있다. 스코빌은 최근까지 일본에서 생산했지만, 현재는 생산을 중단했기 때문에 인기가 높지만 구하기 매우 어렵다. 손잡이에 구멍이 뚫려 있는 이유는 미끄러지지 않게 열기 쉽게 하기 위해서이다.[1]

  • 분할 스프링 타입: 스프링이 분할되어 그 탄력성으로 결합하는 방식. 현재 9볼트 건전지 등에 사용된다.[1]
  • 원형 스프링 타입: 스프링 안에 링이 들어있어 그 탄력성으로 결합하는 방식. 미국의 DOT 제품이 유명하다.[1]
  • 2본 스프링 타입: 암컷 부분 안에 스프링이 2개 들어있어 그 탄력성으로 결합하는 방식. 독일의 프림이 개발했다.[1]
  • 1본 스프링 타입: 스프링 안에 스프링이 1개 들어있어 그 탄력성으로 결합하는 방식.[1]
  • 플라스틱 타입: 기계적인 구조를 사용하지 않고, 수지의 탄력성으로 결합하는 방식.[1]

4. 2. 선 패스너

선형 잠금장치


선상에 배열된 무치가 맞물려 양쪽을 고정하는 방식이다. 1891년 미국에서 발명되었다.

상표에 따라, '''지퍼''', '''채크'''라고도 불린다.

4. 3. 면 패스너

면 테이프 양면


면 형태의 테이프를 이용하여 결합하는 방식이다. 풀 씨앗이 의류에 달라붙어 잘 떨어지지 않는다는 사실에서 힌트를 얻어 1948년에 스위스에서 발명되었다.

'''벨크로''', '''찍찍이'''라고도 불린다. 벨크로 테이프는 스위스 벨크로사의 등록 상표이다. 일본에서는 쿠라레가 벨크로의 라이선스 생산을 하고 있었지만, 1999년에 벨크로사의 국제 전략에 따라 라이선스 계약이 종료되어 쿠라레가 벨크로를 제조할 수 없게 되었다. 쿠라레는 현재 자사의 상표로 찍찍이를 판매하고 있다.[1]

5. 적용 분야 및 고려 사항

산업용 애플리케이션에 적합한 패스너를 선택할 때는 다양한 요소를 고려하는 것이 중요하다. 스레딩, 패스너에 가해지는 하중, 패스너의 강성, 필요한 패스너의 수 등을 고려해야 한다.[4][5]

특정 애플리케이션에 적합한 패스너를 선택할 때는 해당 애플리케이션의 세부 사항을 파악하여 의도된 용도에 적합한 재료를 선택해야 한다. 고려해야 할 요소는 다음과 같다.


  • 접근성
  • 온도, 물 노출 및 잠재적 부식 요소를 포함한 환경
  • 설치 프로세스
  • 결합할 재료
  • 재사용 가능성
  • 중량 제한

6. 표준 및 추적성

패스너와 관련된 여러 표준 기구가 있으며, 여기에는 미국의 산업 패스너 연구소와 유럽 산업 패스너 연구소가 포함된다.

미국 기계 기술자 협회(ASME)는 패스너에 대한 여러 표준을 발행한다. 그중 일부는 다음과 같다.


  • B18.3 소켓 캡, 숄더, 세트 스크류 및 육각 키 (인치 시리즈)
  • B18.6.1 목재 나사 (인치 시리즈)
  • B18.6.2 슬롯 헤드 캡 스크류, 사각 헤드 세트 스크류 및 슬롯리스 헤드리스 세트 스크류 (인치 시리즈)
  • B18.6.3 기계 나사, 태핑 나사 및 금속 드라이브 나사 (인치 시리즈)
  • B18.18 패스너 품질 보증
  • B18.24 B18 패스너 제품에 대한 부품 식별 번호(PIN) 코드 시스템 표준


군사 규격의 핵심 요소는 추적성이다. 간단히 말해, 하드웨어 제조업체는 자재의 출처를 추적하고, 일반적으로 바코드 또는 유사한 방법을 통해 공급망으로 들어가는 부품의 추적성을 제공할 수 있어야 한다. 이러한 추적성은 적절한 부품이 사용되고 제조 공정의 각 단계에서 품질 표준이 충족되도록 돕기 위한 것이다. 또한, 품질 미달 부품은 출처를 추적할 수 있다.

1988년, 미국 하원 에너지 감독 및 조사 소위원회는 위조, 잘못 표시, 기준 미달 패스너를 조사했고, 중요 민간 및 군사 기반 시설에서 광범위하게 사용되는 것을 발견했다.[12][10][11] 그 결과, 판매 전에 중요 사용 분야의 패스너에 대한 실험실 테스트를 요구하는 '1988년 패스너 품질 보증법'(HR5051)을 제안했다.[12]

참조

[1] 웹사이트 FASTENING | meaning in the Cambridge English Dictionary https://dictionary.c[...]
[2] 웹사이트 Fasteners - Their Needs and Types http://www.brighthub[...] 2009-05-21
[3] 간행물 The North American fastener industry - The industry today http://www.industria[...] 2009-02-08
[4] 웹사이트 Materials & Coatings https://web.archive.[...] 2017-01-16
[5] 뉴스 Best Screwdriver Set https://protguide.co[...] Prot Guide 2023-10-19
[6] 웹사이트 Material Finishes https://web.archive.[...] 2017-01-16
[7] 서적 Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems https://books.google[...] John Wiley and Sons
[8] 웹사이트 Exploring the World of Fastener Head Styles https://dmsfasteners[...] 2023-04-27
[9] 웹사이트 Why Traceability Matters https://web.archive.[...] 2017-01-16
[10] 서적 The Threat from Substandard Fasteners: Is America Losing Its Grip? : a Report of the Subcommittee on Oversight and Investigations of the Committee on Energy and Commerce, U.S. House of Representatives https://books.google[...] U.S. Government Printing Office 1988
[11] 서적 Counterfeit Metal Fasteners: Hearings Before the Subcommittee on Oversight and Investigations of the Committee on Energy and Commerce, House of Representatives, One Hundredth Congress, First [and Second] Sessions https://books.google[...] U.S. Government Printing Office 1988
[12] 뉴스 HOUSE REPORT DETAILS DANGERS OF SUBSTANDARD BOLTS https://www.chicagot[...] Chicago Tribune 1988-07-31


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