JP2019513960A - 緩み止めナットを有するボルトアセンブリ - Google Patents

緩み止めナットを有するボルトアセンブリ Download PDF

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Abstract

緩み止めナットを有するボルトアセンブリに係り、さらに詳細には、ボルトの雄ねじ山ピッチ上で移動される1対の緩み止めナットを設け、該1対の緩み止めナットがボルトの隣接する1対の雄ねじ山を両側に間を開けて圧着することにより、ボルトの回転拘束を介して、ボルトの緩みが抑制されるようにした緩み止めナットを有するボルトアセンブリに関するものであり、そのために、第1雄ねじ山を含むボルトと、ボルトの第1雄ねじ山と螺合される第1雌ねじ山が形成され、外周面には、第1雄ねじ山の反対方向に第2雄ねじ山が形成された第1ナットと、第1ナットの第2雄ねじ山と螺合される第2雌ねじ山が形成され、中央には、第1雌ねじ山に対応するが、第1雄ねじ山が第1雌ねじ山を介して螺合された緩み止め雌ねじ山が形成された第2ナットと、を含んで構成され、緩み止め雌ねじ山の谷径は、第1雄ねじ山の谷径に比べて深く形成され、第1雄ねじ山と緩み止め雌ねじ山との間には、遊隙が発生するように構成され、第1雌ねじ山と第1雄ねじ山との間には、遊隙が発生しないように構成されたことを特徴とする緩み止めナットを有するボルトアセンブリを提供する。

Description

本発明は、緩み止めナットを有するボルトアセンブリに係り、さらに詳細には、ボルトの雄ねじ山ピッチ上で移動しながら、ボルトの雄ねじ山に圧着し、ボルト回転を拘束することにより、ボルトが容易に緩まないようにした緩み止めナットを有するボルトアセンブリに関する。
一般的に、ボルト及びナットは、通常2個以上に分離される物体を単一体に締結組み立てる用途として、自動車部品組み立て、電子部品組み立て、家具組み立てのような多様な分野に幅広く使用されている。
そのような従来のボルト及びナットの締結構造は、締結対象である被締結物に挿し込まれるボルトと、ボルトにねじ締結されるナットとからなる。
そして、該ボルト及び該ナットの締結力を向上させ、外部の衝撃及び振動によって緩むことを防止するために、該ボルトと該ナットとの内側には、ワッシャが挿入密着される。
そのようなボルト及びナットの締結構造として、締結対象である被締結物を締結するためには、まず、被締結物に形成された挿し入れ孔を介してボルトを貫通させた後、ボルトのねじ部にナットを締結させれば、ボルトにナットがねじ締結される。
それにより、該被締結物は、ボルトとナットとによって固定される。
そのとき、ボルトとナットとにワッシャを挿入させることにより、外部の衝撃及び振動による緩み防止することになる。
しかし、そのようなボルト及びナットの結合構造は、外部の衝撃及び振動により、ボルトからナットの締結力が容易に解除されることにより、被締結物に対する締結力が弱化されたり、喪失されたりする問題点が発生し、それを解決するために、ワッシャを挿入し、ボルト及びナットの締結力を維持したが、その場合にも、長期間後には、締結力が緩み、ボルト及びナットの締結力を完璧に維持させるのに無理があった。
そのような問題を解決するために、最近では、ボルトとナットとが締結された後、緩みが防止されるようにした多様な技術が開発されている。
一例として、特許文献1(ボルトと溝付きナットとの緩み止め構造)は、ボルト本体の先端には、多数の固定足が形成され、溝付きナットには、前記多数の固定足が挿し込み結合されるように、固定溝が形成されることにより、ボルトと溝付きナットとが締結された後、前記固定足を曲げて固定すれば、固定足がナットの分離を拘束し、ボルトとナットとの緩みが防止されるのである。
しかし、前述の従来のボルトとナットとの緩み止め構造は、構成が複雑であり、ボルトとナットとの締結及び締結解除のための一連の過程が非常にややこしいという問題があった。
また、ボルトの先端部加工が追加してなされることにより、生産コスト増大につながり、固定足折り曲げによる固定足耐久性が低下してしまうという問題があった。
特に、ナット締結後、複数の固定足を一つ一つ折り曲げなければならないという過程は、作業工程数を増加させ、作業便宜性及び作業生産性を落としてしまうという問題があった。
大韓民国公開番号第10−1999−019896号 大韓民国登録番号第10−1625007号
本発明は、前述の目的を達成するために案出されたものであり、本発明の目的は、ボルトの雄ねじ山上に1対で締結されるが、1対のナットがボルト締結方向の反対方向に緩みながらボルトの雄ねじ山に圧着し、ボルトの回転を拘束することにより、ボルトとナットとの締結がなされた後には、外部衝撃や持続的振動が加えられるとしても、ボルト及びナットの締結が緩くなったり、緩んでしまったりすることなしに、最初締結状態を長期間維持させる緩み止めナットを有するボルトアセンブリを提供するものである。
本発明は、前述の目的を達成するために、第1雄ねじ山を含むボルト;前記ボルトの第1雄ねじ山と螺合される第1雌ねじ山が形成され、外周面には、第1雄ねじ山の反対方向に第2雄ねじ山が形成された第1ナット;前記第1ナットの第2雄ねじ山と螺合される第2雌ねじ山が形成され、中央には、第1雌ねじ山に対応するが、第1雄ねじ山が第1雌ねじ山を介して螺合された緩み止め雌ねじ山が形成された第2ナット;を含んで構成され、前記緩み止め雌ねじ山の谷径は、第1雄ねじ山の谷径に比べて深く形成され、第1雄ねじ山と緩み止め雌ねじ山との間には、遊隙が発生するように構成され、第1雌ねじ山と第1雄ねじ山との間には、遊隙が発生しないように構成されたことを特徴とする緩み止めナットを有するボルトアセンブリを提供する。
そのとき、該第1ナットと該第2ナットとが互いに対向する対向面には、凹溝及び突起が形成されたことが望ましい。
そのとき、前記凹溝及び突起は、それぞれ緩み止めナットの周方向に一定間隔をおいて交互に形成されたことが望ましい。
また、前記第2雄ねじ山のピッチは、第1雄ねじ山のピッチより短く形成されたことが望ましい。
そのとき、前記緩み止めナットは、n角形に構成され、前記第2ナットは、第1雄ねじ山との遊隙、及び第1ナットの第2雄ねじ山ピッチを介して、1/n回転されるように構成されたことが望ましい。
本発明による緩み止めナットを有するボルトアセンブリは、次のような効果がある。
第一に、第1ナット及び第2ナットで構成された1対の緩み止めナットが、ボルトの雄ねじ山にねじ締結されるが、第1ナットと第2ナットとのねじ締結方向は、ボルトの雄ねじ山に緩み止めナットがねじ締結された方向と反対方向に形成されることにより、ボルトと緩み止めナットは、互いに容易に緩まないという効果がある。
特に、第2ナットに形成された緩み止め雌ねじ山の谷径は、ボルトの第1雄ねじ山に形成された谷径に比べて深く形成(オーバータップ)されることにより、第1雄ねじ山と緩み止め雌ねじ山との間には遊隙が発生し、第2ナットを緩め、前記遊隙ほど第2ナットを第1ナットから離隔させることにより、緩み止め雌ねじ山は、第1雄ねじ山に密着され、ボルトが緩み方向に回動されることを拘束させることになる。
それにより、ボルトが緩み止めナットからの緩みを最大限抑制し、ボルトと緩み止めナットとの間に、結合力が半永久的に維持されることになる。
第二に、第1ナットと第2ナットとの対向面には、突起と凹溝とが形成されることにより、第2ナットの緩み回転を介して、緩み止め雌ねじ山が第1雄ねじ山に密着したとき、前記突起は、凹溝から外れて対向面に圧着され、第2ナットが復元されることを最大限抑制させることができることになる。
それにより、ボルトの雄ねじ山に圧着している緩み止めナットの拘束力がさらに強くなるので、ボルトとナットとの緩み止めを極大化させることができるという効果がある。
第三に、第2雄ねじ山のピッチと、第2雌ねじ山のピッチとが第1雄ねじ山のピッチより短く形成されることにより、第2ナットの緩み回転範囲は、最大化される。
それにより、突起と凹溝との距離が最大化されることにより、凹溝から外れた突起が凹溝に容易に復元されることを抑制することができるという効果がある。
本発明の望ましい実施形態による緩み止めナットを有するボルトアセンブリを示した分解斜視図である。 本発明の望ましい実施形態による緩み止めナットを有するボルトアセンブリを示した斜視図である。 本発明の望ましい実施形態による緩み止めナットを有するボルトアセンブリを示した断面図である。 本発明の望ましい実施形態による緩み止めナットを有するボルトアセンブリにおいて、緩み止めのために第2ナットが回転され、第1ナットから離隔された状態を示した斜視図である。 本発明の望ましい実施形態による緩み止めナットを有するボルトアセンブリにおいて、緩み止めのために第2ナットが回転され、第1ナットから離隔されつつ、緩み止めナットの緩み止め雌ねじ山が、ボルトの第1雄ねじ山に圧着する状態を示した作用図である。 本発明の望ましい実施形態による緩み止めナットを有するボルトアセンブリにおいて、緩み止めのために第2ナットが回転され、第1ナットから離隔されつつ、緩み止めナットの緩み止め雌ねじ山が、ボルトの第1雄ねじ山に圧着する状態を示した作用図である。 本発明の望ましい実施形態による緩み止めナットを有するボルトアセンブリにおいて、緩み止めのために、第2ナットが回転された回転範囲を示した側面図である。 本発明の望ましい実施形態による緩み止めナットを有するボルトアセンブリにおいて、緩み止めのために、第2ナットが回転された回転範囲を示した側面図である。
本明細書、及び特許請求の範囲に使用された用語や単語は、一般的であったり、辞書的であったりする意味に限定解釈されるものではなく、発明者は、自分の発明について、最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則り、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。
以下、添付された図1ないし図6Bを参照し、本発明の望ましい実施形態による、緩み止めナットを有するボルトアセンブリ(以下、「ボルトアセンブリ」とする)について説明する。
該ボルトアセンブリは、ボルトの雄ねじ山上に、1対の緩み止めナットを具備した技術的特徴がある。
前記緩み止めナットは、ボルトとの締結とは別個に、ボルトのねじ山上で締結される1対で構成され、1対の緩み止めナットが緩みながら起こる作用を利用し、雄ねじ山に圧着することにより、ボルトの回転を拘束し、ボルト緩みが抑制されるようにしたのである。
ボルトアセンブリは、図1に図示されているように、ボルト100と緩み止めナット200とを含んで構成される。
ボルト100は、緩み止めナット200と締結され、被締結物を固定させる役割を行う。
ボルト100は、図1に図示されているようにヘッド部110とねじ部120とから構成される。
ヘッド部110は、工具使用のための部分であり、多様な形態でもっても提供される。
本明細書においては、説明の便宜上、六角形状に図示されているが、そのような形態に限定されるものではない。
また、説明の便宜上、ヘッド部110を図示したが、必ずしもヘッド部110が構成されなければならないものではない。
そして、ねじ部120は、緩み止めナット200と螺合される部位であり、ヘッド部110から延設される。
ねじ部120には、雄ねじ山が形成され、そのねじ山形成方向は、制限されるものではない。
本明細書においては、、右回りねじ山が形成されたものを例にし、説明の理解の一助とするために、第1雄ねじ山121ということにする。
次に、緩み止めナット200は、ボルト100とねじ締結されて被締結物を固定させ、1対で構成される。
1対の緩み止めナット200は、ボルト100の第1雄ねじ山121上で、互いに離隔されて間が開きながら、ボルト100の第1雄ねじ山121に圧着し、ボルト100の回転を拘束することにより、ボルト100の回転によるナットとの緩み現象を抑制する役割を行う。
緩み止めナット200は、前述のように1対で構成されるが、説明の理解を助けるために、第1ナット210及び第2ナット220とする。
第1ナット210は、緩み止めナット200の一側を構成し、その中央には、ボルト100との締結のために、第1雌ねじ山201が形成されたねじ孔が形成され、ねじ孔の外周面には、第2雄ねじ山211が形成される。
第1雌ねじ山201は、ボルト100の第1雄ねじ山121に対応し、相互間に遊隙が発生しないように設計されることにより、第1雄ねじ山121と第1雌ねじ山201は、互いに堅固に結合される。
第2雄ねじ山211は、第2ナット220とのねじ締結のために形成された部位であり、そのねじ山形成方向は、第1雄ねじ山121のねじ形成方向に対して反対方向に形成される。
すなわち、第2雄ねじ山211は、第1雄ねじ山121のねじ方向に対し、逆ねじ山に形成されたのである。
第1雄ねじ山121が右回りねじであることを例にするとき、前記第2雄ねじ山211は、左回りねじに形成されるようにしたのである。
第2雄ねじ山211は、第2ナット220とのねじ締結と共に、第2ナット220の緩み回転を介して、ボルト100の第1雄ねじ山121上で移動させるための構成である。
すなわち、第2ナット220を一側に回転させれば、第1ナット210に締め付けられながら密着され、第2ナット220を他側に回転すれば、第1ナット210から緩みながら、第1ナット210から離隔され、ボルト100の第1雄ねじ山121上で移動されるようにした構成でもある。
一方、前記第2雄ねじ山211のピッチは、ボルト100の第1雄ねじ山121ピッチより短く形成される。
それは、第2ナット220の回転範囲を最大限確保するためである。
すなわち、第2雄ねじ山211のピッチを短くすることにより、第2ナット220の回転範囲は最大化されるので、後述する突起が、凹溝から最大限遠く外れることができることになる。
それについての詳細な説明は、後述することにする。
本明細書においては、説明の便宜上、緩み止めナット200を六角形であるとして例にするとき、第1ナット210に形成された六角形態の第1対向面212には、複数の凹溝212aが形成される。
凹溝212aは、第1ナット210と第2ナット220とが互いに密着された状態が維持されるように、後述する突起222aが第1対向面212に干渉されることを防止するためのものである。
凹溝212aの深さは、突起222aの突出長に対応するように形成され、凹溝212aの位置は、第1対向面212の角に対応する部位に交互に形成されることが望ましい。
一方、第2ナット220は、緩み止めナット200の他側を構成し、その中央には、第1ナット210とのねじ締結のための第2雌ねじ山221が形成され、第2雌ねじ山221が形成された中央には、第1雄ねじ山121がねじ締結されるための緩み止め雌ねじ山221aが形成される。
第2雌ねじ山221は、第1ナット210の第2雄ねじ山211とねじ締結される構成であり、第2雌ねじ山221のねじ山方向も、逆ねじ山に形成される。
また、第2雌ねじ山221のピッチは、第2雄ねじ山211のピッチに対応するので、第1雄ねじ山121のピッチに比べて短く形成されるということは、言うまでもない。
すなわち、第2雌ねじ山221のピッチ設計により、第2ナット220の回転範囲は、最大化されることになる。
そのような第2雌ねじ山221と第2雄ねじ山211とのピッチ設計は、後述する緩み止め雌ねじ山221aの谷径と共に、第2ナット220が1/6回転されるように設計されることが望ましい。
すなわち、第2雌ねじ山221と第2雄ねじ山211との短いピッチと共に、後述する緩み止め雌ねじ山221aの谷径設計を介して、緩み止めナット200が六角形であることを考慮するとき、第2ナット220の回転は、1/6になるように設計されることが望ましいのである。
そして、緩み止め雌ねじ山221aは、第1ナット210の第1雌ねじ山201を通過したボルト100の第1雄ねじ山121とねじ締結され、ボルト100の緩みを抑制する役割を行う。
緩み止め雌ねじ山221aが形成する谷は、図3に図示されているように、第1雄ねじ山121が形成する谷径より深く形成される。
そのように、緩み止め雌ねじ山221aの谷径と第1雄ねじ山121の谷径との差が発生することにより、図3を介して分かるように、第1雄ねじ山121と緩み止め雌ねじ221aとの間には、遊隙が発生することになる。
そのような遊隙形成により、前記遊隙ほどの第2ナット220の移動間隔が確保される。
すなわち、第2ナット220が、図面上(図3)、左側に移動される空間が確保されるので、第1ナット210からの第2ナット220の緩み回転を介して、前記第2ナット220は、第1雄ねじ山121上で移動され、緩み止め雌ねじ山221aは、第1雄ねじ山121に圧着し、ボルト100の回動を拘束することができるのである。
前述のように、ボルト100の回動が拘束されるので、緩み止めナット200からのボルト100の緩みが抑制されるのである。
一方、前記緩み止め雌ねじ山221aの谷径は、第2ナット220の移動のための第2ナット220の緩み回転範囲が1/2nになるように形成されることが望ましい。
すなわち、本明細書においては、緩み止めナット200が六角形であることを勘案するとき、前記緩み止め雌ねじ山221aの谷径は、第2ナット220が1/12回り回転されるようにしたものである。
それにより、前述のように、緩み止め雌ねじ山221aの谷径に係わる技術的特徴と、第2雄ねじ山211の短いピッチに係わる技術的特徴とが加えられ、第2ナット220の回転は、1/n、すなわち、1/6回り回転されるように構成されたのである。
そして、第2ナット220の第2対向面222には、第1ナット210の凹溝212aに挿入配置される突起222aが形成される。
突起222aは、1対の緩み止めナット200が離隔され、ボルト100の回転を拘束している緩み止め雌ねじ山221aが、第1雄ねじ山121に圧着している力を極大化させ、回転された第2ナット220が復元されることを最大限抑制するための構成である。
すなわち、突起222aは、第1ナット210の第1対向面212に圧着され、突起222aの長さほど、第2ナット220を第1ナット210からさらに押し出すが、それにより、第1雄ねじ山121に圧着している緩み止め雌ねじ山221aの圧着力は、極大化され、ボルト100の回転拘束力を強化させることができるのである。
また、突起222aが第1対向面212に圧着しているので、第2ナット220の回転が容易になされないように抑止力を発揮するのである。
前記突起222aは、第2対向面222から突設され、第2対向面222の角に対応する部位に交互に形成されることが望ましい。
すなわち、六角形態の第2対向面222には、3個の突起222aが形成されることが望ましいが、数と位置とが限定されるものではない。
以下、前述の構成によってなるボルトアセンブリの結合及び作用について説明する。
第1ナット210の第2雄ねじ山211を第2ナット220の第2雌ねじ山221に挿入した後、左回り方向に回転させて締結させることにより、緩み止めナット200が設けられる。
次に、被締結物(図示せず)に形成された通孔を介してボルト100を通過させ、図2に図示されているように、ボルト100の端部に、前記緩み止めナット200を締結させる。
そのとき、ボルト100の第1雄ねじ山211を、緩み止めナット200の第1雌ねじ山201に挿入した後、右回り方向に回転させて締結させる。
それから分かるように、緩み止めナット200間のねじ締結方向と、ボルト100と緩み止めナット200とのねじ締結方向とが反対であるということが分かるので、互いに緩む方向も反対になり、相互間に緩みが抑制されることになる。
また、第2ナット220に形成された突起222aは、第1ナット210に形成された凹溝212aに挿入されることにより、ボルト100の第1雄ねじ山121上において、第1ナット210と第2ナット220は、互いに密着された状態になる。
そのとき、ボルト100の第1雄ねじ山121は、図3及び図5Aに図示されているように、第1雌ねじ山201に正確に対応するが、緩み止め雌ねじ山221aには、相互間の谷径差により、遊隙が発生した状態であるということが分かる。
一方、そのような状態で、第2ナット220を緩み方向に回転させる。
そのように、第2ナット220を緩み方向に回転させることにより、第2ナット210は、図4及び図6に図示されているように、第1ナット210から緩みながら離隔され、凹溝212aに挿入されていた突起222aは、凹溝212aから外れ、第1対向面212に密着され、第1ナット210と第2ナット220との離隔状態を強制的に維持させることになる。
そのとき、図5A及び図5Bに図示されているように、第2ナット220の緩み止め雌ねじ山221aは、緩み方向に移動され、隣接する第1雄ねじ山121に圧着することになる。
それは、第2ナット220が緩み回転を介して、第1ナット210から遊隙距離ほど間が開きながら、第1雄ねじ山121を押して圧着させることにより、ボルト100の回転は、拘束されるのである。
仮に外部振動がボルトアセンブリに加えられても、ボルト100は、左回り方向に緩もうということになり、第2ナット220は、右回り方向に緩もうとすることにより、緩み止め雌ねじ山221aが第1雄ねじ山211に圧着している状態が解除されなくなる。
特に、突起222aが凹溝212aから外れ、図4及び図5Bに図示されているように、第1対向面212に密着された状態になるので、第2ナット220は、突起222aの長さほど第1ナット210から離隔される作用を受けることになるが、それにより、前記緩み止め雌ねじ山221aが第1雄ねじ山211を密着する力は、極大化されることになる。
また、第2雄ねじ山211と第2雌ねじ山221とのピッチは、第1雄ねじ山121と第1雌ねじ山201とのピッチより短く形成されていることにより、緩み止め雌ねじ山221aの谷径に係わる技術的特徴と共に、第2ナット220の回転範囲は、最大化されることになる、図6A及び図6Bに図示されているように、1/6回転がなされる。
そのように、凹溝212aでの突起222aの復帰距離が最大である状態であるので、外部振動時にも、突起222aが、凹溝212aに容易に復帰されることは、発生しなくなる。
それにより、ボルト100と緩み止めナット200との緩みが容易に発生しないので、ボルト100と緩み止めナット200との締結力は長期間維持されることになる。
以上で説明したように、本発明による緩み止めナットを有するボルトアセンブリは、ボルトの雄ねじ山上で移動される1対の緩み止めナットが設けられた技術的特徴がある。
それにより、緩み止めナットの雌ねじ山が雄ねじ山に圧着して押し出す力が作用することにより、ボルトの回転が拘束されるので、ボルトの緩みが抑制されることになる。
特に、1対の緩み止めナットの間に突起及び凹溝を形成し、突起をして、1対の緩み止めナットを押し出す力を作用させることにより、前記雄ねじ山に圧着する力を極大化させることができるので、ボルトの緩み止めを介して、締結力が長期間維持されることになる。
以上において、本発明は、記載された具体例について詳細に説明されたが、本発明の技術思想範囲内において、多様な変形及び修正が可能であるということは、当業者において明白なことであり、そのような変形及び修正は、特許請求の範囲に属するということは言うまでもないのである。

Claims (5)

  1. 第1雄ねじ山を含むボルトと、
    前記ボルトの第1雄ねじ山と螺合される第1雌ねじ山が形成され、外周面には、第1雄ねじ山の反対方向に第2雄ねじ山が形成された第1ナットと、
    前記第1ナットの第2雄ねじ山と螺合される第2雌ねじ山が形成され、中央には、第1雌ねじ山に対応するが、第1雄ねじ山が第1雌ねじ山を介して螺合された緩み止め雌ねじ山が形成された第2ナットと、を含んで構成され、
    前記緩み止め雌ねじ山の谷径は、第1雄ねじ山の谷径に比べて深く形成され、第1雄ねじ山と緩み止め雌ねじ山との間には、遊隙が発生するように構成され、第1雌ねじ山と第1雄ねじ山との間には、遊隙が発生しないように構成されたことを特徴とする緩み止めナットを有するボルトアセンブリ。
  2. 該第1ナット及び該第2ナットが互いに対向する対向面には、凹溝及び突起が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の緩み止めナットを有するボルトアセンブリ。
  3. 前記凹溝及び突起は、それぞれ緩み止めナットの周方向に、一定間隔をおいて交互に形成されたことを特徴とする請求項2に記載の緩み止めナットを有するボルトアセンブリ。
  4. 前記第2雄ねじ山のピッチと第2雌ねじ山のピッチは、第1雄ねじ山のピッチより短く形成されたことを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1項に記載の緩み止めナットを有するボルトアセンブリ。
  5. 前記緩み止めナットは、n角形に構成され、
    前記第2ナットは、第1雄ねじ山との遊隙、及び第1ナットの第2雄ねじ山ピッチを介して、1/n回転されるように構成されたことを特徴とする請求項4に記載の緩み止めナットを有するボルトアセンブリ。
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