JP6167112B2 - 緩み防止ナット及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、緩み防止ナット及びその製造方法に関し、持続的な震動や外力が加えられる環境で使用しても殆ど緩まないため、安定的な緩み防止ナット及びそのナットの製造が可能な方法に関する。

一般的に、ボルトと締結されたナットは、繰り返す震動が加えられる環境に長期間露出される場合、締結されているボルトとナットのネジ山が互いに滑る現象が発生することによって、締結した当時の締め状態を維持できずに緩みが進むようになる。

このようなナットの緩みは、鉄道レールや河川の橋梁、車輪、またはその他の震動が発生する多くの機械装置から深刻な問題を引き起こす原因となる。よって、ナットの状態を持続的に観察する必要がある。

よって、ナットの緩みを減少させるための努力が続いてきた。代表的に、大韓民国特許登録第１０−０３９８９３４号（２００３年９月２９日）の「緩み防止バネを備えたナット」がある。

しかし、上記のような従来のナットは、別途のバネをナットの内部に備えたままでボルトに結合するものであり、別途にバネを備えなければならないという不便がある構成であると共に、ボルトとナットとの間にバネが挟まれる構成であるため、ナットを締結する際にバネが締結を妨害する恐れがあり、非常に不便であり、締結した後にも持続的に震動が加えられればバネが圧力を受けて良く損傷されてしまう問題もある構成であった。

大韓民国特許登録第１０−０３９８９３４号

本発明は、持続的に震動が加えられる環境で使っても、締結した当時の締め状態が殆ど解徐されないため、安定的な締結状態が維持でき、構造的な安定感の確保ができる緩み防止ナット及びその製造方法を得ることにその目的がある。

本発明では、ナット自体に弾性力を付与して、ネジ山を強く圧迫しながら結合されるようにすると共に、結合状態で震動が加えられても、震動を円滑に吸収することで、緩みの防止ができるようにするナットを提案することによって、上記の目的を達成する。

本発明に係ると、螺旋状のナットの本体がボルトを強く巻きながら結合されると共に、螺旋状の本体が温度の変化に応じて収縮と膨脹を切り返しながら、ナットとボルトに形成されているネジ山同士が強く密着して堅固に結合され、外部の震動や衝撃のような外力が加えられる場合、弾性的に外力を吸収するため、殆ど緩まなくなるナットが得られるようになる。

本発明によって螺旋状の切開溝が本体の一部のみに形成された緩み防止ナットを示す斜視図である。 図１の正面図である。 本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの他の実施例を示す斜視図である。 図３の正面図である。 本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの本体の末端が鈍くなるように形成した状態例示図である。 本発明によって傾斜溝の末端に螺旋状の切開溝が形成された緩み防止ナットを示す斜視図である。 図６の正面図である。 本発明に係る傾斜溝の他の実施例を示す例示図である。 本発明に係る傾斜溝の他の実施例を示す例示図である。 本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明に係る螺旋状の切開溝が本体の一部のみに形成された緩み防止ナットと、螺旋状の切開溝の末端に傾斜溝が形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明に係る螺旋状の切開溝が本体の一部のみに形成された緩み防止ナットと、螺旋状の切開溝の末端に傾斜溝が形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明に係る螺旋状の切開溝が本体の一部のみに形成された緩み防止ナットと、螺旋状の切開溝の末端に傾斜溝が形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明に係る螺旋状の切開溝が本体の一部のみに形成された緩み防止ナットと、螺旋状の切開溝の末端に傾斜溝が形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明に係る螺旋状の切開溝が本体の一部のみに形成された緩み防止ナットと、螺旋状の切開溝の末端に傾斜溝が形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。 本発明によって本体の長さが長くなるように形成したナットの斜視図である。

本発明では、持続的に震動が加えられる環境で使っても、締結した当時の締め状態が殆ど解体されないため、安定的な締結状態が維持でき、構造的な安定感の確保ができる緩み防止ナットを得るために、本体が螺旋状を成しながら弾性を有し、内周面にネジ山が形成されてボルトに結合されることを特徴とする緩み防止ナット及びそのようなナットを製造するための方法を提案する。

以下、本発明を、添付した図１〜図２０を参考しながら詳細に説明する。

本発明に係る緩み防止ナットは、本体１０が螺旋状を成す。横断面は、一般的なナットと同様に、三角、四角、五角、六角形など、多様に形成することができる。

前記本体１０が螺旋状に巻かれる回数、及び本体１０の内部に形成されるネジ山の個数は、必要に応じて調節可能である。本発明では、少なくとも１回巻かれるようにして、内部には少なくとも２個のネジ山が形成されるようにする。

本体１０が螺旋状に巻かれる回数が１回に及ばない場合、均等な弾性力の付与ができなくなるので、少なくとも１回巻かれる螺旋状に形成しなければならない。本体１０が螺旋状に巻かれる回数が増加するほど、弾性は増加するので、これを勘案して巻かれる回数を定める。

さらに、本体１０の内周面に形成されるネジ山も２個に及ばない場合、ナット固有の締め機能を行うことができなくなる。よって、上記のように、少なくとも２個を形成することで適切な機能を行う。

一方、一般的な場合、前記本体１０が螺旋状に巻かれる回数、及びネジ山の個数は、ナットの長さが長くなるほど増加するようになる。さらに、ナットが使われる地点の振動と衝撃の程度に応じても調節できるところ、このような事情を総合的に考慮した上で定める。

前記ナットの本体１０を螺旋状に形成することは、本体の長さ方向に本体１０を螺旋状に切開する螺旋状の切開溝１２を形成することで達成される。螺旋状の切開溝１２は、一定な傾斜を成しながら巻かれて、本体１０を螺旋状に切開する。この際、螺旋状の切開溝１２の傾斜角度は５〜１５度を成しながら巻かれるようにすることが望ましいが、それに限定されない。このような螺旋状の切開溝１２の傾斜角度は、ナットの形態や長さ、及び使用地点を全部勘案した上で定めることができる。

さらに、前記螺旋状の切開溝１２は、全ての地点で同一な幅に形成することが望ましい。これを通じて、本体１０の中間地点が同一の太さを成すようにして、均等な弾性の吸収ができるようにする。しかし、これに限定されず、必要に応じて螺旋状の切開溝１２の幅が同一にならないように形成することも可能である。

以上のように形成される本発明に係るナットは、ボルトに締結した後、強く締めると、螺旋状の本体１０がボルトを巻きながら、弾性によってバネのようにナットがネジ軸方向に押し引きする力が作用する一方、内部の直径が減少しながら強く締めるようになる。よって、ナットの結合力が極大化される。

さらに、ナットが結合された状態で、震動や衝撃などの外力が加えられると、バネが弾性を吸収するように弾性的に外力を吸収しながら結合状態を維持するようになる。また、本体１０が熱収縮や熱膨脹が発生する環境でも、螺旋状を成す本体１０が膨張または収縮されるようになるが、この際、ナットの内周面のネジ山とボルトのネジ山とが、互いに強い圧力を加えながら密着されるので、堅固な結合状態の維持が可能になる。

以下、本発明に係るナットの多様な実施例について説明する。

図１は、本発明によって螺旋状の切開溝が本体の一部のみに形成された緩み防止ナットを示す斜視図であり、図２は、図１の正面図である。

図１、図２に示すように、本発明に係るナットは、螺旋状の切開溝１２を本体１０の中間部分のみに形成可能である。すなわち、螺旋状の切開溝１２がナットの本体１０の末端まで貫通されないように形成できる。図面には、螺旋状の切開溝１２が絶えずに形成が継続されていることを示したが、少なくとも１回巻かれて形成された螺旋状の切開溝１２がナットの本体１０に一定の間隔に形成されるようにすることも可能である。

本発明に係るナットは、一側の末端を強く締めると、螺旋状に形成された本体１０がボルトを強く巻きながら、ナットの内部の直径が減少されることによって、ボルトを強く締めるようになるところ、上記の構成によると、螺旋状の切開溝１２が形成されたナットの中間地点のみでナットの内部の直径が減少されることによってボルトを締めるが、ナットの両末端では内部の直径の変形が発生しなくなる。

図３は、本発明によって、螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの他の実施例を示す斜視図であり、図４は、図３の正面図であり、図５は、本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの本体の末端が鈍くなるように形成した状態例示図である。

図３、図４に示すように、前記螺旋状の切開溝１２は、ナットの本体１０の末端まで貫通されるように形成することができる。この際、螺旋状の切開溝１２は、同一な幅を有すると共に、全ての地点で同一な傾斜を成しながら螺旋状に形成されるようにする。

この構成によると、ナットの一側の末端を強く締める場合、螺旋状に形成された本体１０の全体が弾性によってバネのようにナットがネジ軸方向に押し引きする力が作用する一方、内部の直径が減少することによってボルトを強く締めるようになるので、締める効果が極大化される。

しかし、螺旋状に形成される本体１０の両末端の地点の厚さが末端に行くほど薄くなるところ、これはナットの両断面を平面に形成しなければならないことによる結果である。このような構成によって、本体１０の末端が薄く形成されると共に、外部に露出されるようになるので、外力によって曲がったり破損されてしまう恐れがある。このような問題は、螺旋状の切開溝１２の傾斜が小さいほど、また螺旋状の切開溝１２の幅が大きいほど激しくなる。これを解消するために、図５に示すように、鋭く形成されている本体１０の末端を切断して鈍くなるように形成することができる。

図６は、本発明によって傾斜溝の末端に螺旋状の切開溝が形成された緩み防止ナットを示す斜視図であり、図７は、図６の正面図である。

図６、図７に示すように、前記螺旋状の切開溝１２は、前記本体１０の末端部分で進行方向が折れて傾き、本体１０の末端まで貫通される傾斜溝１３が形成されるようにすることができる。

前記傾斜溝１３は、螺旋状に形成される本体１０の末端が一定な厚さを有するようにする役割をすると共に、本体１０の末端が外部に露出されないようにする役割をする。

一方、前記傾斜溝１３の傾斜角度は、ナットの本体１０の横断面に対して垂直に近い角度で形成することが望ましい。これを通じて成形の便宜性の保障ができると共に、螺旋状に形成された本体１０の末端が最大限に鈍くなるように形成することができる。

この構成によると、図４と図５に示すナットの本体１０の末端が外部に露出され、外力によって損傷されたり破損される問題を効果的に解消できる利点がある。

図８、図９は、本発明に係る傾斜溝の他の実施例を示す例示図である。

本発明に係る前記傾斜溝１３の傾斜角度は、前述した角度の他に、多様に形成可能である。本体１０の横断面に対して垂直に近い角度を形成することが望ましいが、それに限定されず、必要に応じて本体１０の横断面に対して多様な角度に形成し、図８、図９に示すように、螺旋状の切開溝１２と鋭角または鈍角を成すようにするなど、多様な角度に形成可能である。

以上で説明した本発明に係る緩み防止ナットは、多様な方法で製造可能である。以下、各製造方法について説明する。

図１０〜図１４は、本発明によって螺旋状の切開溝が本体の末端を貫通して形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。

本発明に係る緩み防止ナットは、一定な長さに形成される長棒２０を加工して形成することができる。このために、まず、図９に示すように、一定の直径を有する長棒２０を用意する。

前記長棒２０は、外周面が最終的に完成されるナットの外周面を形成するところ、三角、四角、五角、六角形のような多角形の形態を成すようにし、必要な形態を選択する。

長棒２０が用意されると、図１１に示すように、バイトを用いて長棒２０の長さ方向に沿って一定の深さで螺旋状の切開溝１２を形成する。これを通じて、長棒２０が本体に沿って螺旋状の溝が掘られ、螺旋状の切開溝１２が形成される。この際、右ネジは左側から右側にリード角を成して加工し、左ネジは右側から左側にリード角を成して加工するようになる。

それ以後、図１２に示すように、螺旋状の切開溝１２が形成された長棒２０を一定の長さに切断して本体１０を形成する。この際、切断して形成される前記本体１０の長さは、最終的に完成されるナットより若干長くなるように切断することが望ましく、最後の仕上げ過程で長さが減少されることを勘案して調節する。

前記螺旋状の切開溝１２が形成された長棒２０を一定の長さに切断する過程は、長棒２０に螺旋状の切開溝１２を形成する過程と同時に行うことができる。すなわち、長棒２０ を長さ方向に供給しながらバイトで螺旋状の切開溝１２を形成し、その後方に切断機を設けて、螺旋状の切開溝１２が形成された部分を一定の長さに切断するのである。

それ以後、長棒２０が一定の長さに切断されて形成される本体１０の内部に穴を開けてナットの内径を加工する。この際、螺旋状の切開溝１２と本体の内部に空けられる穴とが互いに連通するように内径を加工するようになり、これを通じて螺旋状で巻かれている本体１０が得られるようになる。

その後、図１３に示すように、圧縮機を用いて長さ方向に加圧して長さを調節する。この過程を通じて、螺旋状の切開溝１２の幅が減少され、本体１０の長さが調節されるのである。

前記切断して形成された本体１０の加圧は、ナットの長さを調節する必要がない場合は行わなくても良い過程である。これは螺旋状の切開溝１２が完成されるナットに形成されることと同様に精密加工される場合に該当する。

圧縮を通じて本体１０の長さが適切に調節されると、本体１０の内部にネジ山を形成する。ネジ山の形成は公知のネジ山の形成装置を活用すれば良く、ネジ山の個数とサイズは必要に応じて多様に調節する。

ネジ山の形成が完了されると、荒い面を研磨して仕上げる過程を経て、図１４に示すような本発明に係るナットを完成する。このような過程を経て完成されたナットは、螺旋状の切開溝１２が全ての地点で同一な傾斜を成しながら本体１０を末端まで貫通する形態である。

一方、本発明に係るナットは、ネジ山を加工した後、または仕上げ過程を経た後、ナットの中間地点に形成される螺旋状の切開溝１２の間隔を空ける段階をさらに経て形成することができる。これは、前記螺旋状の切開溝１２によって断絶されたネジ山の中の一部が同一な螺旋上に形成されず、互いに行き違うように形成されるようにするものであって、前方と後方とのピッチが螺旋状の切開溝１２を増やした寸法だけ変わるようにして、ボルトと締結する際に、前方と後方のネジ山が互いに押し引きして締結されるようにすることで、締結力を極大化するための構成である。

図１５〜図１９は、本発明に係る螺旋状の切開溝が本体の一部のみに形成された緩み防止ナットと、螺旋状の切開溝の末端に傾斜溝が形成された緩み防止ナットの製造過程を示す例示図である。

螺旋状の切開溝１２がナットの一部のみに形成されるようにする場合、図１５に示すように、螺旋状の切開溝１２を長棒２０に沿って一定の間隔を置いて形成した後、図１６に示すように、その間を切断する。すなわち、螺旋状の切開溝１２の間に螺旋状の切開溝１２が形成されない断絶部２２を形成し、前記断絶部２２を切断することで一定の長さを有し、螺旋状の切開溝１２が一部のみに形成されている本体１０を形成する。

その後、図１７に示すように、本体１０を貫通する穴を掘ってナットの内径を形成し、図１８に示すように、圧縮機を用いて長さ方向に加圧して長さを調節する。この過程を通じて、螺旋状の切開溝１２の幅が減少され、本体１０の長さが調節されるところ、前記本体１０の長さを調節する必要がない場合は、前記加圧する過程を省略する。

それ以後、前記圧縮を通じて本体１０の長さが適切に調節されると、本体１０の内部にネジ山を形成し、荒い部分を研磨して仕上げる過程を経て、螺旋状の切開溝１２が本体１０の一部のみに形成されているナットが完成される。

この過程も、ネジ山を加工した後、または仕上げ過程を経た後、ナットの中間地点で螺旋状の切開溝１２の間隔を空ける段階をさらに経て形成できることは勿論である。

一方、螺旋状の切開溝１２の末端に傾斜溝１３を形成する場合、長棒２２を切断した以後、または本体１０を加圧して長さを調節した後、螺旋状の切開溝１２の末端から本体の末端まで貫通する傾斜溝１３を形成する。その後、通常の仕上げ過程を経て、図１９に示すように、傾斜溝１３が螺旋状の切開溝１２の末端から本体１０の末端まで貫通するように形成されているナットを形成する。

以上で説明した本発明に係るナットは、鋳造して形成することも可能である。すなわち、螺旋状の本体１０を鋳造して形成した後に脱型し、それ以後、前述したように、長さ方向に加圧する過程とネジ山の形成過程、及び仕上げ過程などを経て、螺旋状の本体１０を有するナットを形成する。

この際、鋳造される本体１０の形状によって螺旋状の切開溝１２の本体１０の末端まで貫通されるように形成するか、本体１０の一部のみに形成することが可能である。すなわち、本体１０の末端まで螺旋状の切開溝１２が貫通されるように鋳造するか、一部のみに螺旋状の切開溝１２が形成されるように鋳造し、脱型及び加圧して長さを調節した後、ネジ山を形成する過程、及び仕上げ過程を経て螺旋状の切開溝１２の本体１０の末端まで貫通されるか、本体１０の一部のみに形成されたナットを形成することができる。

さらに、本体１０の一部のみに螺旋状の切開溝１２が形成される場合、傾斜溝１３を形成する過程を経ることで、螺旋状の切開溝１２の末端に傾斜溝１３が形成されているナットが得られるようになる。

上記のような本発明に係る螺旋状の本体１０を有するナットは、長さを多様に形成し、巻かれている螺旋の回数を調節して多様に形成することができるところ、例えば、図２０に示すように実施可能である。

１０ 本体
１２ 螺旋状の切開溝
１３ 傾斜溝
２０ 長棒
２２ 断絶部

Claims (5)

1. 本体が少なくとも１回巻かれる螺旋状を成して弾性を有し、内周面にネジ山が少なくとも２個形成されてボルトに結合される緩み防止ナットであって、
   前記ナットは、本体を螺旋状に切開する螺旋状の切開溝が長さ方向に沿って形成されることで螺旋状を成し、
   前記螺旋状の切開溝は、前記本体の末端まで貫通される構成であって、
   前記螺旋状の切開溝は、前記本体の末端部分で進行方向が屈折して傾く傾斜溝を形成した
   ことを特徴とする緩み防止ナット。
2. 前記ナットの中間地点に形成される螺旋状の切開溝の間隔を空けて、その切開溝で断絶されたネジ山のピッチが、空けられた間隔の寸法だけ変わるように形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の緩み防止ナット。
3. 一定の直径を有する長棒に一定の深さで螺旋状の切開溝を形成する段階と、
   螺旋状の切開溝が形成された長棒を一定の長さに切断する段階と、
   前記螺旋状の切開溝の末端に、前記切断された長棒の末端部分で進行方向が屈折して傾く傾斜溝を形成する段階と、
   前記切断された長棒の内部に穴を開けて内径を加工した後、ネジ山を形成する段階と、
   を含んで螺旋状のナットを形成することを特徴とする緩み防止ナットの製造方法。
4. 切断された長棒にネジ山を形成する前に、長さ方向に加圧して長さを調節する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の緩み防止ナットの製造方法。
5. 前記切断された長棒の内部にネジ山を形成した後、前記ナットの中間地点に形成される螺旋状の切開溝の間隔を空けて、その切開溝で断絶されたネジ山のピッチが、空けられた間隔の寸法だけ変わるように形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項３又は４に記載の緩み防止ナットの製造方法。

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