KR0123876Y1 - 나사의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 텔레비젼수상기의 조립등 각종 부품들의 조립에 이용되는 나사결합구조에 관한 것으로서, 나사조임시 나사와 결합부재 사이에 위치하는 와샤의 동일원주상에 상향의 돌기와 하향의 돌기를 교대로 형성함과 아울러, 나사머리 저면과 결합부재의 표면에 상기 와샤의 돌기가 각각 삽입될 수 있도록 돌기와 대응되는 위치에 일정간격의 홈을 형성함으로써 나사조임시 토크(torque)측정기를 사용하지 않고도 정확한 토크로 나사를 결합할 수 있고 또한 나사를 조인 후 풀리지 않도록 한 나사결합구조에 관한 것이다.

상기와 같이 고정부재에 결합부재를 나사 및 와샤를 이용하여 결합하는 나사결합구조는, 상기 와샤가 동일원주상에 하향경사방향의 돌기와 상향경사방향에 돌기가 교대로 일정간격으로 형성되어 있고, 상기 나사의 머리의 밑면에는 상기 상향경사방향의 돌기가 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 있고, 상기 결합부재의 표면에는 상기 하향경사방향의 돌기가 삽입될 수 있는 홈이 형성되어, 나사결합시 와샤의 상향경사방향의 돌기가 나사의 홈에 와샤의 하향경사방향의 돌기가 결합부재의 홈에 각각 탄력적으로 결합하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

나사의 결합구조

제1도는 종래의 나사결합구조를 나타내는 단면도.

제2도는 본 고안에 따른 나사결합구조의 일실시예를 나타내는 분해사시도.

제3도는 본 고안의 일실시예에 따른 나사결합구조의 평면도.

제4도는 제3도의 A-B-C선으로 절단한 나사결합구조의 단면도.

제5도는 본 고안에 따른 결합부재의 홈에 와샤의 하향돌기가 끼워진 상태를 나타내는 단면도.

제6도는 본 고안의 일실시예에 따른 나사머리의 홈에 와샤의 상향돌기가 끼워진 상태를 나타내는 단면도.

제7도는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 나사결합구조의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,10 : 나사 12 : 홈

16 : 머리 18 : 수나사부

2,20 : 결합부재 22,22' : 홈

3 : 고정부재 3a : 암나사부

4,40 : 와샤 42 : 돌기

42a : 상향돌기 42b,42b' : 하향돌기

본 고안은 텔레비젼수상기의 조립등 각종 부품들의 조립에 이용되는 나사결합구조에 관한 것으로서, 나사조임시 나사와 결합부재사이에 위치하는 와샤의 동일원주상에 상향의 돌기와 하향의 돌기를 교대로 형성함과 아울러, 나사머리 저면과 결합부재의 표면에 상기 와샤의 돌기가 각각 삽입될 수 있도록 돌기와 대응되는 위치에 일정간격의 홈을 형성함으로써 나사조임시 토크(torque) 측정기를 사용하지 않고도 정확한 토크로 나사를 결합할 수 있고 또한 나사를 조인 후 풀리지 않도록 한 나사결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 나사는 두 개 이상의 부재를 결합, 고정시키는 용도외에도 거리의 조정, 동력의 전달 등에까지 일반적으로 널리 사용되는 기계부품이다. 이와 같은 나사는 둥근봉의 면에 나선의 홈을 깎은 것으로 그 높은 부분을 나사산이라고 하고 낮은 부분을 골이라고 하며, 조임력을 가하는 부분을 나사머리라고 한다. 그리고 둥근봉의 외측에 홈을 깍은 나사를 수나사라 하고 이것이 끼워지는 부분을 암나사라고 한다.

그리고 와샤는 나사조임시 사용되는 보조부재로써 나사의 지지조임력을 크게 하고 풀림을 방지하기 위해 사용된다. 상기 와샤는 소정의 두께로 이루어지고 나사의 수나사가 삽입될 수 있도록 관통공이 형성되며 나사결합시 수나사부에 끼워져 나사의 머리저면과 결합부재의 표면사이에 밀착하여 결합된다.

제1도는 종래의 나사결합구조를 나타내는 단면도로서, 암나사부(3a)가 형성된 고정부재(3)의 상부에 관통공이 형성되어 있는 결합부재(2)를 맞대어 놓고 와샤(4)를 끼운 나사(1)를 결합부재(2)의 관통공을 통하여 고정부재(3)의 암나사부(3a)에 결합한 상태를 도시하고 있다.

상기와 같이 두 부재(2)(3)를 나사(1)로 결합하기 위해서는 기계공구가 필요한데 드라이버 등으로 나사(1)를 돌려서 결합한다. 도시된 바와 같이 와샤(4)가 나사(1)머리의 저면과 결합부재(2)의 표면에 밀착되면 완전히 조여진 것이다.

한편, 두 부재(2)(3)를 결합하는 와샤(4)를 삽입한 나사(1)는 조이는 토크의 차이에 따라서 단단히 고정되기도 하고 느슨하게 고정되기도 한다.

특히 나사(1)머리부의 저면과 와사(4)의 상면, 결합부재(2)의 표면과 와샤(4)의 저면, 그리고 수나사와 암나사의 접촉면은 나사(1)를 조이는 토크의 차이에 따라 밀착정도가 달라지게 되는데, 너무 세게 조이면 나사(1)가 파손되거나 산과 골이 무뎌지게 되고, 또한 조여진 결합부재(2)가 손상되는 경우도 생기게 된다. 그리고 너무 약하게 조이면 결합부재(2)와 고정부재(3)가 단단히 고정되지 못하고 나사(1)가 쉽게 풀리게 된다.

따라서 중요한 부품의 나사결합에 있어서는 결합구조의 손상방지 및 풀림방지를 위해서 나사를 어느 정도의 토크로 조여야 한다는 규격이 정해지는 경우가 많은데 이 경우 종래에는 토크측정기둥을 이용하여 정해진 규격만큼의 토크로 나사(1)를 조였다.

상기와 같은 종래의 나사결합구조는 토크측정기를 사용하여 일정한 토크로 나사(1)를 조여야 하기 때문에 나사결합작업에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 나사결합작업이 어렵고, 와샤(4)가 끼워져 삽입되어 있으나 더욱 확실한 풀림방지수단이 없기 때문에 장기간 후에는 진동이나 충격등으로 인하여 나사(1)가 풀린다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 와샤에 상향의 탄성돌기와 하향의 탄성돌기를 일정간격마다 상하교대로 형성하고, 나사의 머리저면과 결합부재의 표면에 상기 와샤의 돌기가 각각 삽입될 수 있도록 다수의 홈을 형성하여, 나사결합시 탄성돌기가 상기 홈에 들어가고 나오는 횟수를 측정함으로써 토크측정기를 이용하지 않고도 정확한 토크로 나사를 조일 수 있고, 또한 확실하게 나사의 풀림을 방지할 수 있는 나사결합구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 와샤를 포함하는 나사결합구조는 상기 와샤가 동일원주상에 하향경사방향의 돌기와 상향경사방향의 돌기가 교대로 일정간격으로 형성되어 있고, 상기 나사의 머리의 밑면에는 상기 상향경사방향의 돌기가 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 있고, 상기 결합부재의 표면에는 상기 하향경사방향의 돌기가 삽입될 수 있는 홈이 형성되어, 나사결합시 와샤의 상향경사방향의 돌기가 나사의 홈에, 와샤의 하향경사방향의 돌기가 결합부재의 홈에 각각 탄력적으로 결합하도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안에 따른 나사결합구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제2도 내지 제6도는 본 고안의 일실시예에 따른 나사결합구조를 나타내는 도면이다.

도시되어 있는 바와 같이 본 고안에 따른 와샤(40)는 나사(10)의 수나사부(18)가 관통하고 나사머리(16) 밑면과 결합부재(20)의 표면 사이에 위치하는 것으로서 와샤(40)의 동일 원주상에 하향경사방향의 돌기(42b)[이하 하향돌기라 함]와 상향경사방향의 돌기(42a)[이하 상향돌기라 함]가 교대로 일정간격으로 프레스가공에 의해서 형성되어 있다.

다수의 돌기(42)는 프레스가공작업에 의해서 동시에 형성되어지며 상향돌기(42a)는 그 끝단이 나사조임방향으로 직선으로 상향경사되고, 하향돌기(42b)는 나사조임방향의 반대방향으로 직선으로 하향경사되어 있다. 상기 와샤(40)는 탄성을 갖는 재료로 되어 있기 때문에 돌기(42)도 와샤에 탄성적으로 연결된다.

그리고 나사(10)의 머리밑면에는 상기 와샤(40)의 상향돌기(42a)가 삽입될 수 있도록 홈(12)이 형성되어 있는데 그 단면이 나사조임방향 쪽이 깊은 직각삼각형 형상으로 형성되어 있다. 상기 홈(12)은 와샤(40)의 상향돌기(42a)와 대응되는 위치에 형성되어 있으며 나사결합시에 와샤(40)의 상향돌기(42a)가 홈(12)에 탄력적으로 들어가고 나가는 동작을 하게 된다.

또한 결합부재(20)의 표면에는 상기 와샤(40)의 하향돌기(42b)가 삽입될 수 있는 홈(22)이 형성되어 있다. 상기 홈(22)은 와샤의 하향돌기(42b)와 대응되는 위치에 형성되어 있으며 나사결합시에 와샤(40)의 하향돌기(42b)가 홈(22)에 탄력적으로 들어가고 나가는 동작을 하게 된다.

그리고 상기 와샤(40)의 하향돌기(42b)는 직선으로 하향경사되게 형성되어 있고 결합부재(20)의 홈(22)은 상기 와샤(40)의 하향돌기(42b)와 형합하도록 단면이 나사조임방향 반대쪽이 깊은 직각삼각형으로 형성되어 있다.

상기 나사(10)의 머리(16)는 종래와 마찬가지로 공구를 사용하여 회전력을 가할수 있도록 상면에 일자형 또는 십자형의 홈이 형성되어 있고, 나사머리(16)의 밑면은 와샤(40)의 상향돌기(42a)가 삽입될 수 있도록 홈(12)이 형성되어 있다. 그리고 나사(10)의 머리(16) 하측에 머리(16)와 연결되는 둥근봉의 외측면에 홈을 깍은 수나사부(18)가 형성되어 고정부재(3)의 암나사부(3a)와 나합할 수 있게 되어 있다.

상기 결합부재(20)는 제품특성에 따라 소정의 두께로 형성되고 나사(10)를 끼울 수 있도록 관통공이 형성되어 있다. 그리고 이 관통공과 근접한 위치, 즉 하향돌기(42b)와 대응되는 위치에 상기의 홈(22)이 형성되어서 상기 와샤(40)의 하향돌기(42b)와 형합한다.

상술한 바와 같은 본 안에 따른 나사결합구조의 일실시예는 와샤(40)의 돌기(42)가 직선을 상향 또는 하향경사지게 형성되어 있고 이와 형합하는 나사(10)의 홈(12)과 결합부재(20)의 홈(22)의 단면이 각각 직각삼각형상으로 되어 있기 때문에 나사(10)가 조여질 때는 와샤(40)의 돌기(42)가 탄력적으로 나사(10)의 밑면과 결합부재(20)의 표면에 각각 접촉하고, 완전히 조여지면 나사(10)의 홈(12)과 결합부재(20)의 홈(22)에 삽입되어 반대방향으로 풀리지 않게 된다.

제7도는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

본 고안에 따른 나사결합구조의 다른 실시예는 나사(10)의 밑면홈에 삽입되는 와샤(40)의 상향돌기는 나사조임 방향쪽의 끝단이 하향을 향하도록 라운드되어 있고, 나사(10)의 홈은 상기 와샤(40)의 상향돌기와 형합하도록 상면이 라운드되어 있다. 또한 상향돌기와 교대로 형성된 와샤(40)의 하향돌기(42b')는 나사조임 반대방향쪽의 끝단이 상향을 향하도록 라운드되어 있고, 결합부재(20)의 홈((22')은 상기 와샤(40)의 하향돌기(42b')와 형합하도록 저면이 라운드되어 있다. 그 이외의 구성은 전술한 일실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기와 같은 다른 실시예의 나사결합구조는 고정부재(3)와 결합부재(20)를 결합하기 위하여 나사(10)를 조일 때는 제2도의 일실시예와 마찬가지로 와샤의 돌기가 탄력적으로 나사 홈과 결합부재의 홈(22')에 각각 결합하여 고정된다.

그러나, 와샤(40)의 돌기가 그 끝단이 하향과 상향을 향하도록 라운드되어 있고, 나사의 홈과 결합부재의 홈(22')이 각각 상기 돌기와 형합하도록 저면이 라운드되어 있기 때문에 사용자가 나사(10)를 풀기를 원할 경우 일반적인 경구를 이용하여 나사(10)를 반대방향으로 회전시켜서 풀 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 나사결합구조의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

나사결합시에는 나사의 머리(16) 저면에 위치하도록 수나사부(18)에 와샤(40)를 끼우고, 나사의 수나사부(18)를 결합부재(20)의 관통공을 통해서 고정부재(3)의 암나사부(3a)에 위치시킨 후, 드라이버 등의 공구를 이용하여 나사머리(16)를 회전시킨다. 이때 어느 정도 조여지게 되면 와샤의 돌기가 나사머리(16)의 저면과 결합부재(20)의 표면에 각각 접촉하게 되는데 돌기가 나사(10)와 결합부재(20)의 홈(22)에 각기 탄력적으로 삽입되는 것을 소리, 또는 감각적으로 알 수 있다.

따라서 와샤(40)의 돌기(42)가 나사(10)와 결합부재(20)의 홈에 탄력적으로 삽입되는 횟수를 측정하여 규정된 토크로 나사를 조였는지를 판단할 수 있다.

즉 규정된 토크로 나사를 조이기 위해서는 돌기(42)가 나사(10)와 결합부재(20)의 홈(12)(22)에 몇 회 반복적으로 삽입되어야 한다는 것을 미리 설정하여 놓고, 그 반복 횟수만큼 돌기(42)가 홈(12)(22)에 반복삽입될 때까지 나사머리(16)를 회전시키면 규정된 토크로 나사(10)가 조여지게 된다.

그러므로 본 고안의 나사결합시 회전력을 측정하는 토크측정기가 없더라도 규정된 토크로 나사를 조일 수 있는 효과를 발휘하게 된다. 따라서 작업자는 나사조임작업을 수월하게 할 수 있으며 작업시간도 크게 단축되는 효과를 발휘한다.

또한 본 고안의 나사결합구조는 와샤(40)에 형성된 돌기(42)가 나사(10) 머리의 저면과 결합부재(20) 표면의 홈(12)(22)에 삽입된 상태로 각각 결합되기 때문에 진동, 충격등 외부의 힘이 가해지더라도 좀처럼 풀리지 않는 장점도 갖고 있다.

제6도의 실시예의 경우는 돌기의 끝단이 하향과 상향으로 라운드되어 있고, 나사(10)와 결합부재(20)에 형성된 홈의 저면도 라운드되어 있기 때문에 조임방향과 반대방향으로 나사머리(16)를 회전시키면 돌기가 탄성을 받으면서 홈에서 빠져나오게 된다.

따라서 본 고안의 제2도 내지 제6도의 실시예는 일단 나사결합이 이루어지면 나사를 풀 필요가 전혀 없는 경우에 사용하는 것이 바람직하고, 제7도의 다른 실시예는 나사를 풀 필요가 있는 경우에 사용하는 것이 바람직하다.

본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 본 고안의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 고안이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며 그러한 변형이나 변경은 첨부한 실용신안등록 청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

1. 고정부재(3)에 결합부재(20)를 나사(10) 및 와샤(40)를 이용하여 결합하는 나사결합구조에 있어서, 상기 와샤(40)는 동일원주상에 하향경사방향의 돌기와 상향경사방향의 돌기가 교대로 일정간격으로 형성되어 있고; 상기 나사(10)의 머리의 밑면에는 상기 상향경사방향의 돌기가 삽입될 수 있는 홈이 형성되어 있고; 상기 결합부재(20)의 표면에는 상기 하향경사방향의 돌기가 삽입될 수 있는 홈이 형성되어; 나사결합시 와샤(40)의 상향경사방향의 돌기가 홈에, 와샤(40)의 하향경사방향의 돌기가 결합부재의 홈에 각각 탄력적으로 결합하도록 된 것을 특징으로 하는 나사결합구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 와샤(40)의 하향경사방향의 돌기(42b)와 상향경사방향의 돌기(42a)는 각각 직선형상으로 형성되어 있고, 나사의 홈(12)과 결합부재의 홈(22)은 상기 와샤(40)의 돌기(40)들과 형합하도록 단면이 직각삼각형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 나사결합구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 와샤(40)의 하향경사방향의 돌기(42b')와 상향경사방향의 돌기는 그 끝단이 각각 상향과 하향을 향하도록 라운드되어 있고, 결합부재(20)의 홈(22')과 나사(10)의 홈은 각각 와샤(40)의 하향경사방향의 돌기(42b')와 상향경사방향의 돌기에 형합하도록 홈면이 라운드되어 있는 것을 특징으로 하는 나사결합구조.