JP5705977B2 - ロックナット及びこれを備える締結ユニット - Google Patents

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    • F16B39/02Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down
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Description

本発明はボルトとナットとの緩みを防止するためのロックナット及びこれを備える締結ユニットに関する。
機械装置に適用される締結器具としてボルトとナットが一般的に使われている。このようなボルトとナットは互いにねじ結合によって締結されて締結対象を締結する構造を成す。ただ、ボルトとナットが締結された状態で長時間にかけて締結構造に振動や衝撃が加えられると、ボルトとナットとの緩み現象が発生する。
このようなボルトとナットとの緩みを防止するために、一般的にスプリングワッシャーが使われている。スプリングワッシャーは切れて捻れた形態を有するコイル状のワッシャーで、ボルトとナットとの間に締結されて、ボルトとナットの締結の時弾性変形される構造を有する。ボルトとナットの締結の時、スプリングワッシャーが押されることによって、ボルトとナットにネジ山の摩擦力が増加する方向に力がかけられ、これによってボルトとナットとの緩みを防止することができる。
上記のようなスプリングワッシャーを利用した方式以外にも、ボルトとナットの間の緩みを防止するための多様な形態の緩み防止構造が提案されている。
本発明は上記のような問題点を鑑みて案出されたもので、従来と異なる形態で、緩み防止機能が向上されたボルトとナットとの緩み防止構造を提供することを目的とする。
また、本発明は製作が簡単であり、半永久的に再使用が可能なボルトとナットとの緩み防止構造を提供することを目的とする。
上述した課題を達するために、本発明はボルトとナットとの間に締結されて、前記ボルトとナットとの緩みを防止するロックナットにおいて、前記ボルトと締結される締結孔を備えるナット本体と、前記ナット本体の一面に突出して形成され、前記ボルトとナットの締結の時、前記ナット本体が弾性変形されることができるように第1方向の第1スロットを形成する一対の第1突出部と、前記ナット本体の他面に突出して形成され、前記第1方向と異なる第2方向の第2スロットを形成する一対の第2突出部とを含むことを特徴とするロックナット及びこれを備える締結ユニットを開示する。
前記第1スロット及び第2スロットは前記第1方向及び第2方向が互いに90度の角度を成すように形成されることができる。
前記ナット本体と前記第1突出部及び第2突出部の高さの和は前記ボルトのピッチの3倍〜5倍であり、前記第1突出部及び第2突出部の高さは前記ボルトのピッチと同じ高さを有することができる。
前記ロックナットは締結対象と前記ナットとの間に位置するように前記ボルトに締結され、前記第1突出部及び第2突出部は前記締結対象及びナットをそれぞれ支持するように構成されることができる。
上記のような構成の本発明によれば、ナット本体の一面と他面に方向の異なるスロットを形成させたロックナットの構造を通じてボルトとナットとの緩み防止効果をより向上させることができる。
また、本発明のロックナットは分解及び締結が簡単で、且つ、作業性が優れており、簡単な加工工程だけで製作できるという利点がある。
また、本発明のロックナットは永久的に変形されない構造で、半永久的に再使用できるという利点がある。
本発明の一実施例によるロックナット及びこれを備える締結ユニットを示す斜視図である。 図1に示したロックナットを下側方向から見た斜視図である。 締結ユニットを利用して締結対象を締結する過程を示す正面図である。 ボルトとナットが完全に締結されてロックナットが弾性変形された状態を示す正面図である。 ボルトとナットが完全に締結されてロックナットが弾性変形された状態を示す側面図である。
以下、本発明に係るロックナット及びこれを備える締結ユニットについて図面を参照してより詳しく説明する。
図1は本発明の一実施例によるロックナット及びこれを備える締結ユニットを示す斜視図であり、図2は図1に示したロックナットを下側方向から見た斜視図である。
図1によれば、締結ユニットはボルト100、ナット200及びロックナット300を含む。
ボルト100は、ヘッド部110とネジ山が形成されたネジ山部120とを含む。そして、ナット200は、締結対象10(図3を参照)を締結することができるように、ボルト100に締結される。このために、ナット200はネジ山が形成されたねじ孔220を備え、ボルト100のネジ山部120がナット200のねじ孔220に挿入及びねじ締結されることによって、ボルト100とナット200とが互いに締結される。
ロックナット300はボルト100とナット200との間に締結され、ボルト100とナット200の緩みを防止する機能をする。固定物体の遊動が必要な場合、ロックナット300はナット200と異なるナットの間に締結されることも可能である。
図1及び図2によれば、ロックナット300はナット本体310、第1突出部320及び第2突出部330を含む。
ナット本体310はボルト100と締結される締結孔301を備える。締結孔301にはネジ山が形成され、ボルト100のネジ山部120はナット本体310の締結孔301にねじ締結される。
第1突出部320はナット本体310の一面(図1及び図2によれば、上面)に突出して形成され、第1方向(方向I)のスロットを形成するように一対に形成される。ここで、第1方向(方向I)はナット本体310の水平方向に沿う何れの方向を意味する。図1によれば、一対の第1突出部320はナット本体310の上面両端にそれぞれ突出されて、その間に第1スロット321が形成される。即ち、第1突出部320とナット本体310は互いに段差を有し、第1突出部320はボルト100とナット200の締結の時ナット本体310が弾性変形されることができるようにする。
第2突出部330はナット本体310の他面(図1及び図2によれば、下面)に突出して形成され、第2方向(方向II)の第2スロット331を形成するように一対に形成される。ここで、第2方向(方向II)はナット本体310の水平方向に沿って、第1方向(方向I)と異なる方向を意味する。図2によれば、一対の第2突出部330はナット本体310の下面両端にそれぞれ突出されて、その間に第2スロット331が形成されるようにする。第2突出部330は第1突出部320と同じく、ボルト100とナット200の締結の時ナット本体310が弾性変形されることができるようにするためのものである。
第1方向(方向I)と第2方向(方向II)はナット本体310の中心を中心に所定角度を成すことができる。本実施例は、第1方向(方向I)と第2方向(方向II)が互いに90度の角度を成すように形成されたことを例示している。これは、ナット本体310の弾性変形の時、ナット本体310の変形部位の角度が90度を成すようにすることが力の伝達の面で最も有利であるからである。ただ、本発明はこれに限定されるのではなく、第1方向(方向I)と第2方向(方向II)が90度と異なる角度を成すことも可能である。
ナット本体310と第1突出部320及び第2突出部330の高さの和はボルト100のピッチ(pitch)の3倍〜5倍を有することが適切であり、第1突出部320及び第2突出部330の高さはボルト100のピッチと同一に形成することが好ましい。
このようなロックナット300は、一般のナットの両面に圧力(pressing)を加えるか、エッチング(etching)をするなどの工程などで、第1スロット321及び第2スロット331を形成して製作することができる。同時に、第1突出部320及び第2突出部330を一般のナットの両面に追加形成させることも可能である。
図3は締結ユニットを利用して締結対象を締結する過程を示す正面図であり、図4はボルトとナットが完全に締結されてロックナットが弾性変形された状態を示す正面図である。
図3及び図4は締結ユニットを利用して締結対象10である第1部材11及び第2部材12を締結することを例示している。ボルト100のネジ山部120は第1部材11及び第2部材12にそれぞれ形成された貫通孔を貫通し、ロックナット300とナット200はボルト100のヘッド部110の反対側でボルト100のネジ山部120に順次に締結される。即ち、ロックナット300は締結対象10とナット200との間に位置するようにボルト100に締結される。この時、第1突出部320と第2突出部330は締結対象10及びナット200をそれぞれ支持する構造を有する。
例えば、ボルト100のヘッド部110が第1部材11を支持する場合、ロックナット300の第1突出部320は第2部材12を支持し、第2突出部330はナット200を支持する。
ボルト100とナット200を締め付けて完全に締結させると、一対の第1突出部320にそれぞれボルト100の軸方向に沿う応力が加えられ、それによって、図4のように、ナット本体310に弾性変形が発生される。参考に、図4は説明の便宜上ナット本体310の変形量を誇張して示したものである。
ナット本体310の弾性変形によってナット本体310には弾性復元力が発生する。このような弾性復元力は、ボルト100とナット200に伝達されてボルト100のネジ山とナット200のネジ山との間の摩擦力を増大させる。
図5はボルトとナットが完全に締結されてロックナットが弾性変形された状態を示す側面図である。
図4に係る説明と同じく、ボルト100とナット200が締められるほど一対の第2突出部330にそれぞれ軸方向の応力が加えられ、それによって、図5のように、ナット本体310に弾性変形が発生する。ここで、ナット本体310の変形方向は図4における変形方向と反対になる。本発明では第1スロット321と第2スロット331を互いに異なる方向に形成させて、ロックナット310がボルト100とナット200に弾性復元力を効果的に伝達することができる構造を具現した。
本実施例によれば、ロックナット300の一面と他面に互いに90度だけ異なる方向に弾性変形が発生する。それによって、ボルト100とナット200の円周面上にそれぞれ2つの弾性変形された谷と山がボルト100の長手方向に向かって形成されて、複数のネジ山の間にかかる力を増大させることができる。従って、ボルト100とナット200の緩み防止効果をより向上させることができる。
また、ロックナット300はスパナなどの工具を使って簡単に分解することができて作業性が優れており、一般のナットに簡単な工程だけ加えれば製作することができるので、製作が簡単であるという利点がある。
一方、ボルトとナットの締結構造としてスプリングワッシャーを利用した場合、長期間使用する時スプリングワッシャーに永久変形が発生して、緩み防止性能が低下され、再使用が不可能な問題があるが、本発明のロックナット300はナット自体の弾性変形を利用するので、上記のような問題点を解決することができる。
以上では、本発明によるロックナット及びこれを備える締結ユニットを添付した図面を参照して説明したが、本発明は本明細書に開示された実施例と図面によって限定されるのではなく、本発明の技術思想の範囲内で当業者によって多様な変形が行われることができる。

Claims (5)

  1. ボルトとナットとの間に締結され、前記ボルトとナットとの緩みを防止するロックナットにおいて、
    前記ボルトと締結される締結孔を備えるナット本体と;
    前記ナット本体の一面に突出して形成され、前記ボルトとナットの締結時、前記ナット本体が弾性変形されることができるように、第1方向の第1スロットを形成する一対の第1突出部と;
    前記ナット本体の他面に突出して形成され、前記第1方向と異なる第2方向の第2スロットを形成する一対の第2突出部と;を含むことを特徴とするロックナット。
  2. 前記第1スロット及び第2スロットは、前記第1方向及び第2方向が互いに90度の角度を成すように形成されることを特徴とする請求項1に記載のロックナット。
  3. 前記ナット本体と前記第1突出部及び第2突出部の高さの和は前記ボルトのピッチの3倍〜5倍を成し、
    前記第1突出部及び第2突出部の高さは前記ボルトのピッチと同じであることを特徴とする請求項1に記載のロックナット。
  4. ボルトと;
    締結対象を締結することができるように前記ボルトに締結されるナットと;
    前記ボルトとナットとの間に締結され、前記ボルトとナットとの緩みを防止する請求項1〜3の中の何れか一項に記載のロックナットと;を含むことを特徴とする締結ユニット。
  5. 前記ロックナットは前記締結対象と前記ナットとの間に位置するように前記ボルトに締結され、前記第1突出部及び第2突出部は前記締結対象及びナットをそれぞれ支持することを特徴とする請求項4に記載の締結ユニット。
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