캠아웃: 필립스 십자 홈에 관해 가장 많이 반복되는 사실은 거꾸로입니다

더 세게 누르는 것은 누구나 하는 일이고, 대개는 통합니다

드라이버가 미끄러지기 시작하면 몸을 실어 누릅니다. 나쁜 본능은 아닙니다. 축방향 힘이 커지면 비트가 홈에 붙어 있고, 대부분은 나사가 들어가고 아무도 다시 생각하지 않습니다.

그 순간 손이 쓸 수 있는 유일한 수단이기도 합니다. 그리고 실제로 통합니다 — 정렬된 누름 힘이 충분하면 캠아웃은 억제됩니다. 하지만 누군가 드라이버를 잡기 전에 이미 정해진 부분은 고칠 수 없습니다. 접촉 반력 중 얼마가 비트를 밖으로 밀어내는지는 드라이브 홈의 형상이 정하며, 아무리 힘을 줘도 그 비율은 바뀌지 않습니다.

첫 문단의 주장은 전해 들은 말로 할 수 있는 것이 아니어서, 저희는 USPTO에서 두 특허를 받아 스캔본을 읽었습니다. 두 십자 홈 특허가 실제로 말하는 것에서 1933년 특허에 누구의 이름이 올라 있는지까지 확인할 수 있습니다.

그래서 더 세게 누른다 — 그것은 여러분이 통제하는 절반일 뿐입니다

십자 홈의 측면은 경사져 있습니다. 저항을 받으며 드라이버를 돌리면 토크의 일부가 비트를 홈 밖으로 밀어내는 축방향 힘으로 바뀝니다. 미끄러질지는 세 가지가 정합니다.

• 측면 각도 — 경사가 클수록 토크의 더 많은 부분이 밀어내는 힘이 됩니다
• 드라이버의 누름 힘 — 형상이 내주는 만큼을 작업자나 기계가 채워야 합니다
• 비트 마모 정도 — 끝이 둥글어진 비트는 측면의 더 작고 더 경사진 부분에 닿아 더 일찍 미끄러지고, 그래서 더 마모됩니다

필립스, JIS, 포지드라이브: 겉보기엔 같고 하중을 받으면 다릅니다

나사가 작아질수록 더 나빠지는 이유

• 홈은 머리에 펀칭으로 만들어지고, 머리의 재료는 한정되어 있습니다. 홈이 깊을수록 잘 물리지만 남는 벽이 얇아집니다 — M2 미만에서는 이 절충이 빠듯하며, 애초에 머리를 얼마나 성형할 수 있는지를 제한하는 것과 같은 제약입니다
• 누름 힘은 크기에 따라 줄지 않습니다. 손이나 지그가 가하는 힘은 대체로 일정하며, 작은 머리에서는 머리가 견딜 수 있는 힘에서 차지하는 비율이 훨씬 큽니다
• 코팅은 나사산뿐 아니라 홈 안의 마찰도 바꾸므로, 표면 처리를 바꾸면 캠아웃 거동이 달라질 수 있습니다. 누구도 나사를 바꾸지 않았는데도 말입니다

머리가 뭉개지기 시작할 때 확인할 다섯 가지

• 다른 무엇보다 먼저 비트를 바꾸십시오. 가장 싸고 가장 가능성이 높은 변수입니다. 그것으로 문제가 해결되면 몇 달러로 답을 얻은 것입니다
• 샘플에서 십자 옆의 점을 찾아보십시오. 나사가 JIS이고 비트가 필립스라면 그 불일치가 원인입니다
• 토크만이 아니라 누름 힘을 확인하십시오. 설정은 맞지만 가볍게 눌린 드라이버는 원래 전달할 수 있는 토크에서 캠아웃을 일으킵니다
• 정렬을 확인하십시오. 축에서 벗어나 들어간 드라이버는 홈의 날개 하나에 하중을 걸며, 날개 하나는 언제나 네 개보다 먼저 무너집니다
• 최근에 코팅이나 공급업체가 바뀌었는지 확인하십시오. 홈 안의 마찰도 시스템의 일부입니다

십자 홈을 떠나야 할 때

조립이 전동이거나, 대량이거나, 약 M2 미만이라면, 측면이 거의 평행한 내부 드라이브 — 헥사로뷸러, 육각 소켓 — 가 그 메커니즘을 관리하는 대신 아예 없앱니다. 토크가 비트를 밀어내는 데가 아니라 체결부로 들어갑니다.

• 얻는 것: 같은 머리 크기에서 더 높은 전달 토크, 더 긴 비트 수명, 작업자 의존도의 큰 감소
• 먼저 갖춰져야 할 것: 머리가 그 홈을 감당할 수 있어야 합니다 — 깊이는 머리 강도와 경쟁하고, 홈의 부피 때문에 성형 공정이 하나 늘 수 있습니다
• 치르는 것: 홈 펀치의 금형비, 그리고 모든 서비스 기술자가 이제 맞는 드라이버를 갖춰야 한다는 점
• 빠뜨려서는 안 되는 것: 홈을 바꾸면 머리 아래 마찰이 바뀌고, 따라서 같은 토크로 얻는 체결 축력도 바뀝니다 — 이는 체결부의 변경이므로 다시 검증해야 합니다

사기 전에 알아 둘 만한 계열이 하나 있습니다. 둘 다 Y라고 불리는 두 드라이브입니다. 서로 호환되지 않으며, 슬롯이 셋이라 캠아웃에 더 강하다는 주장은 근거가 없는 것으로 드러났습니다.

보통 옮겨 가는 곳은 헥사로뷸러이며 — 그 메커니즘은 “더 잘 물린다”보다 구체적입니다. 헥사로뷸러의 이름은 T20이 아닙니다.

반대로 — 일자 홈으로 돌아가면 — 다르게 실패합니다. 위로가 아니라 옆으로 빠집니다. 아무도 구하지 못하는 일자 홈 나사를 보십시오.

이 글은 4단계: 구동부를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.

자주 묻는 질문

필립스 나사는 일부러 캠아웃되도록 설계됐습니까?

널리 퍼진 이야기는 그렇다고 하지만, 두 특허 어느 쪽도 이를 뒷받침하지 않습니다. 1933년의 US 1,908,080과 1936년의 US 2,046,343을 전문 모두 읽었고, cam이라는 단어는 어느 쪽에도 나오지 않습니다. 두 특허의 청구항은 순전히 형상에 관한 것으로 토크에 대해서는 아무 말도 하지 않습니다. 1933년 문서는 주조 및 브로칭과 비교한 생산 비용과 머리 강도를 논합니다. 캠아웃이 장점으로 취급된 것은 나중의 일로, 초기 전동 드라이버의 토크 제한 클러치가 믿을 만하지 못해 비트가 미끄러지는 편이 나사가 끊어지는 것보다 나았던 때입니다. 이 거동은 경사진 측면 형상의 결과이지, 명시된 원래 목표가 아닙니다.

필립스 나사와 JIS 나사는 무엇이 다릅니까?

거의 똑같아 보이지만, JIS 홈은 미끄러져서 토크를 놓아 주지 않도록 만들어졌고 필립스 홈은 미끄러집니다. JIS 나사에는 대개 십자 옆에 작은 점이나 오목한 자국이 하나 있습니다. JIS 나사를 필립스 비트로 돌리면 하중이 풀리지 않고 계속 걸려 홈이 변형됩니다. 이 결함은 나사가 변수였던 적이 없는데도 거의 언제나 나사가 무르다고 보고됩니다.

포지드라이브 나사는 어떻게 식별합니까?

포지드라이브 머리에는 십자의 네 주 날개 사이에 가는 방사형 선이 네 개 있습니다. 흔한 세 가지 십자 홈 가운데 가장 분명한 시각적 표시입니다. 추가된 리브가 측면 접촉을 더 곧게 만들어 포지드라이브 홈은 필립스보다 캠아웃에 강합니다.

몇 달 동안 잘 돌던 라인에서 왜 갑자기 나사 머리가 뭉개지기 시작합니까?

대개 비트 마모가 문턱을 넘었기 때문입니다. 마모된 비트는 홈 측면의 더 작고 더 경사진 부분에 닿아 더 일찍 미끄러지고, 미끄러짐이 마모를 더 키웁니다 — 되먹임 고리입니다. 그래서 고장이 서서히가 아니라 갑자기 나타납니다. 다른 것을 조사하기 전에 비트부터 바꾸십시오. 가장 싸고 가장 가능성 높은 원인이며, 나사는 아무것도 바뀌지 않았어도 됩니다.

작은 나사에는 필립스 대신 토크스를 써야 합니까?

약 M2 미만이거나, 조립이 전동이고 대량인 곳이라면, 헥사로뷸러나 육각 소켓처럼 측면이 거의 평행한 내부 드라이브가 캠아웃 메커니즘을 관리하는 대신 없애 주며, 같은 머리 크기에서 더 높은 토크를 전달하고 비트 수명도 훨씬 깁니다. 대가는 홈 펀치의 금형비와, 현장의 모든 서비스 기술자가 맞는 드라이버를 갖춰야 한다는 점이며 — 이것이 결정 요인이 되는 경우가 많습니다.

참고 자료

• US 1,908,080, “Screw”, John P. Thompson, H. F. Phillips에 양도, 1933년 5월 9일 등록
• US 2,046,343, “Screw”, Henry F. Phillips, Phillips Screw Company에 양도, 1936년 7월 7일 등록
• List of screw drives — Wikipedia
• ISO 4757:1983 — Cross recesses for screws (types H and Z)
• Japanese Industrial Standards Committee — JIS B 1012, 나사용 십자 홈