KR100220620B1 - 조임나사 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암나사(22)가 나사접속부에 결합되는 나사부와 외측 면에 형성되는 축형상의 원주부를 갖는 나사부재와, 상기 나사부재의 축형상의 원주부내에 내측부가 삽입되어 회전력이 외측에서 가해지는 작동링(12)과, 상기 작동링에 면하도록 장착되어 상기 나사부재의 축형상의 원주부에서 자유회전하고 접속물(42)과 접촉하고 상기 나사부재(11)와 작동링의 내외측면에 삽입 결합되는 나사홈이 동일한 피치로 형성된 플랜지링(18)과, 나사홈(23, 32)에 장착되는 다수개의 볼(13)들과, 작동링과 플랭지링 사이에 설치되는 제지링(14)과, 제지링과 작동링 사이에 장착되어 상기 제지링을 조임구역내에서의 회전수를 세팅하기 위하여 원래의 위치로 복귀시키는 스프링수단(36)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조임나사(10)에 관한 것이다.

Description

조임나사

전동공구의 회전축에 상기 수동연마기 또는 원형 수동톱 등의 회전공구를 부착시키기 위해서, 종래기술에서는 플랜지와 수나사가 회전축의 단부에 부착되며, 회전공구를 상기 수나사 부분에 삽입하고 조임나사는 너트와 같은 암나사로 형성되어 바깥 쪽으로부터 끼워지며 렌치(wrench)같은 조임공구를 이용하여 조이게 된다.

상기 회전공구는 수동형(이동용)이어서 상기 렌치를 사용하여 조일 경우, 전동공구의 조율이 불균형하게 되어 작업능률의 저하를 유발하여 왔다.

따라서 상기한 조임너트를 수작업만으로 회전시켜 조일 수 있다면 작업능률은 현저하게 개선될 것이다.

더 나아가, 회전공구의 사용으로 반동력을 이용하여 조인다면 보다 효율적인 것이다.

한편, 너트가 수동작에 의해 회전할 경우, 수동작의 힘만으로는 충분히 조이기도 불가능할 뿐더러 상기 수나사와 너트인 암나사의 접촉부위에서 발생하는 마찰저항으로 인해 조이는 힘이 손실을 입게 될 것이다.

또한, 회전공구의 반동력을 그대로 이용한다면 조임힘이 지나쳐 차후에 풀림이 불가능해지는 단점이 있다.

본 발명은 조임힘이 손실을 최대한 감소시키며, 최소한의 회전력으로서도 강력한 조임을 행하여, 수동작만으로 충분한 조임 힘을 얻을 수 있는 조임나사의 고안에 목적을 두고 있으며 더 나아가 회전공구의 반동력을 효과적으로 이용하여 조임이 지나치게 가해지지 않는 한도 내에서 충분한 조임힘을 얻을 수 있는 조임나사를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 예를 들면 수동연마기의 연마석이나 원형 수동톱과 같은 회전공구를 전동공구의 구동축에 나사접속된 조임나사부(예컨대 수나사)에 조입하기 위해 조임나사(예컨대 너트)를 사용하여 강한 조임으로 고정시킬 수 있는 조임나사에 관한 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 조임나사의 단면도.

제2도는 중심선에서 윗부분의 단면 분해도.

제3도는 간격유지의 일부가 생략된 전개도.

제4도는 제1도의 A-A선 단면도.

제5도는 조절링의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 조임나사 11 : 나사부재

12 : 작동링 13 : 볼

14 : 간격유지링 15 : 조절링

16 : 제지링 17 : 건메탈

18 : 플랜지링 23, 32 : 나사홈

33 : 트러스트 베어링 36 : 스프링

37 : 요철(凹凸)부 38 : 접촉부

40 : 제지부

본 발명에 관한 청구항 1은 조임나사에 관한 것으로, 축부의 조임나사 대상부에 암나사 또는 수나사형으로 형성되어 나사접속부에 결합되는 나사부와 외측 면에 형성되는 축형상의 원주부를 갖는 나사부재와, 상기 나사부재의 축형향의 원주부내에 내측부가 삽입되어 회전력이 외측에서 가해지는 작동링과, 상기 작동링에 면하도록 상기 나사부재의 축형상의 원주부에서 자유회전하고 축방향으로 미세한 이동이 허용되며 접속물과 끼워지고 조임대상물과 접하는 프랜지링을 구비하여 상기 나사부재와 작동링의 내외측면에 삽입 결합되는 나사홈을 동일한 피치로 새겨 만들며, 상기 나사홈에 장착되는 다수개의 볼들과, 상기 작동링과 플랜지링 사이에 설치되어 축방향으로는 나사부재에 대하여 미세한 자유이동이 되고 회전을 저지시키는 제지링을 끼워, 상기 제지링과 작동링 사이에 장착되어 상기 제지링을 조임구역내에서의 회전수를 세팅하기 위하여 원래의 위치로 복구시키는 스프링수단과, 상기 제지링과 플랜지링 사이에 설치되어 양면이 상기 제지링과 플랜지링에 접촉되고 필요로 하는 마찰 저항을 부여하는 건메탈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조임나사이다.

본 발명에 관한 청구항 2는 청구항 1에서의 구조를 부가하는 것으로, 상기 작동링과 제지링 사이에 트러스트 베어링이 장착되는 것을 특징으로 하는 조임나사이다.

본 발명에 관한 청구항 3은 청구항 1에서의 구조를 부가하는 것으로, 상기 나사부재의 각 나사홈과 작동링 사이에 장착된 간격 유지링에 의해 유지되는 볼들은 나사피치 방향을 따라 인접하는 볼과 상호간격이 나사피치 방향을 따라 위치가 정해진 것을 특징으로 하는 조임나사이다.

본 발명에 관한 청구항 4는 청구항 1에서의 구조를 부가하는 것으로, 트러스트 베어링은 작동링과 제지링 사이에 장착되고, 조절링은 상기 트러스트 베어링과 제지링 사이에 장착되며, 요철부는 조절링과 작동링의 상호 반대되는 면의 한쪽 원주면에 형성되고, 타측 원주면에 상기 요철부와 탄력 상태로 접하여 미끄러질 수 있도록 접촉부를 형성시킨 것을 특징으로 하는 조임나사이다.

본 발명의 청구항 1의 조임나사에서, 작동링이 나사접속부에 끼워진 나사부재의 나선부분을 회전할 때, 플랜지링이 부착된 접속대상물과 접촉될 때까지 각 구성 요소의 조합된 저항과 일체로 되어, 단일의 나사부재처럼 회전한다.

그리하여 플랜지링이 부착대상물과 접촉될 때, 나사부재의 회전이 정지하여 조임상태에 들어가면, 작동링은 회전하여 나사홈에 있는 볼들의 움직임에 따라 끼워지며, 이같은 나사삽입에 따른 작동링의 이동은 제지링을 통하여 플랜지링에 압력을 가하게 되므로, 이 압력은 부착대상물에 조임을 가하게 된다.

더 나아가, 상기 작동링의 나사삽입동안의 회전은 실질적으로 나사홈 주위의 볼들의 움직임에 따라 마찰저항을 갖고 있지 않으며 작동링의 회전력은 손실없이 플랜지링에 전달할 수가 있다.

부착될 대상물이 상기와 같이 고정되어, 상기 접속대상물이 사용되며, 사용에 따라 발생하는 저항에 의한 반동력이 플랜지링에 전달되어 조임방향으로 회전시킨다. 이 역회전은 건메탈이 미끄럼이 일어날 때까지 상기 건메탈을 통해 제지링에 전달되며, 조임방향의 상대적 회전은 이 제지링과 작동링 사이에서 발생하여 상호적인 조임의 힘은 증가되며, 증가된 조임힘(조임증가)에 의해 보다 효과적인 조임이 얻어진다.

그러나, 역방향의 회전이 건메탈의 설정된 마찰계수치보다 크면 건메탈과 플랜지링 사이에서 미끄럼이 일어나기 때문에 과잉 조임을 방지하게 된다.

조임나사를 분리할 때에는 작동링을 상기와는 반대방향으로 회전시킴으로써, 상기 작동링에 의한 플랜지링에 가해졌던 압력이 풀리며 조임이 느슨해지고 이어서 독립된 하나의 나사부재와 같이 떼어낼 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 풀림을 행하기 위해 작동링을 반대방향으로 회전시킬 때에도 볼이 나사홈을 회전시킴으로 인해 회전력의 손실은 없게 되고, 또 플랜지링 측에 대한 작동링의 힘이 제거되면 작동링은 스프링수단에 의해 나사부재에 대한 초기위치로 복귀된다.

본 발명의 청구항 2의 조임나사는 발명의 청구항 1의 효과에 부가하여, 작동링과 제지링의 마찰저항이 실질적으로 없기 때문에, 작동링의 회전력이 손실없이 효과적으로 플랜지링에 전달한다.

본 발명의 청구항 3의 조임나사는 청구항 1의 효과에 부가하여, 볼들의 위치가 간격 유지링에 의해 유지되며, 볼들이 부드럽게 움직일 수 있도록 역할을 한다.

본 발명의 청구항 4의 조임나사는 발명의 청구항 1의 효과에 부가하여, 작동링이 조임 상태에 들어가면 조절링도 작동링 사이에서 압력을 받게 되어 회전이 정지되고, 이같은 정지로 인해 작동링과 조절링 사이에서 상대적 회전이 발생하고, 요철부와 접촉부와의 미끄럼에 의해 조절과 조절음이 발생하기 때문에 조임 상태를 상기 조절과 조절음에 의해 감지된다.

본 발명의 청구항 1에 따르면, 플랜지링이 부착대상 공구와 접촉되고 나사부재의 회전이 정지되어 조임 상태에 들어가면 작동링의 나사삽입동안의 작동링의 회전은 실질적으로 나사홈주위의 볼들의 움직임에 의해 마찰저항을 갖지 않으며 작동링의 회전력은 플랜지에 손실없이 효과적으로 전달되어 적은 회전력으로 강한 조임의 고정이 가능하고 수동의 조작력으로 충분한 조임힘을 가할 수 있다.

또한, 건메탈의 장착에 의해 취부대상물의 역회전에 따른 조임의 강도 증가로 보다 효율적인 조임을 얻을 수 있다.

더하여 역회전이 건메탈의 설정된 마찰계수보다 클 경우 건메탈과 플랜지링 사이에 미끄럼이 발생해 과잉 조임을 예방한다.

본 발명의 청구항 2에 따르면 상기한 청구항 1의 효과에 부가하여, 상기 언급한 조임 상태에서 트러스트 베어링 때문에 작동링과 제지링 사이에는 실질적으로 마찰이 일어나지 않으므로 상기 부분의 회전력은 손실이 일어나지 않으며 수작업에 의한 작동은 작동력만으로도 보다 효과적으로 충분한 조임힘을 작용시킬 수 있다.

본 발명의 청구항 3에 따르면 상기한 청구항 1의 효과에 부가하여, 간격유지링에 있는 볼들의 간격을 나사홈의 피치방향을 따라 인접하는 볼과 상호간격이 나사피치방향으로 위치를 움직여 간격을 두고 배치함으로서, 나사홈의 나선피치가 볼들의 지름보다 작아질 수 있어, 나사홈의 선두각(lead angle)도 작게 할 수 있어 이에 따라 작동 힘의 배수증가가 얻어지면서 효과적인 조임이 실현되는 것이다.

본 발명의 청구항 4에 따르면 상기한 청구항 1의 효과에 부가하여, 작동링이 조입 상태에 들어가면 작동링과 조절링 사이의 상대적 회전으로 요철부와 접촉부가 서로 미끄러지면서 상기 조절과 조절음을 발생하며, 이 조절과 조절음에 의해 조임의 상태를 감지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 청구항 5는 조임나사에 관한 것으로, 축부의 조임나사 대상부에 암나사 또는 수나사형으로 형성되어 나사접속부에 결합되는 나수부와 외측 면에 형성되는 축형상의 원주부를 갖는 나사부재와, 상기 나사부재의 축형상의 원주부내에 내측부가 삽입되어 회전력이 외측에서 가해지는 작동링과, 상기 작동링에 면하도록 상기 나사부재의 축형상의 원주부에서 자유회전하고 축방향으로 미세한 이동이 허용되며 접속물과 접촉하고 조임대상물과 접하는 프랜지링을 하여 상기 나사부재와 작동링의 내외측면에 삽입 결합되는 나사홈을 동일한 피치로 새겨 만들며, 상기 나사홈에 장착되는 다수개의 볼들과, 상기 작동링과 플랜지링 사이에 설치되어 축방향으로는 나사부재에 대하여 미세한 자유이동이 되고 회전을 저지시키는 제지링을 끼워, 상기 제지링과 작동링 사이에 장착되어 상기 제지링을 조임구역내에서의 회전수를 세팅하기 위하여 원래의 위치로 복귀시키는 스프링 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조임나사이다.

본 발명에 관한 청구항 6은 청구항 5에서의 구조를 부가하는 것으로, 상기 작동링과 제지링 사이에 트러스트 베어링이 장착되는 것을 특징으로 하는 조임나사이다.

본 발명에 관한 청구항 7은 청구항 5에서의 구조를 부가하는 것으로, 상기 나사부재의 각 나사홈과 작동링 사이에 장착된 간격유지링에 의해 유지되는 볼들은 나사피치 방향을 따라 인접하는 볼과 상호간격이 나사피치방향을 따라 위치가 정해진 것을 특징으로 하는 조임나사이다.

본 발명에 관한 청구항 8은 청구항 5에서의 구조를 부가하는 것으로, 트러스트 베어링은 작동링과 제지링 사이에 장착되고, 조절링은 상기 트러스트 베어링과 제지링 사이에 장착되며, 요철부는 조절링과 작동링의 상호 반대되는 면의 일측 원주면에 형성되고, 타측 원주면에 상기 요철부와 탄력상태로 접하여 미끄러질 수 있도록 접촉부를 형성시킨 것을 특징으로 하는 조임나사이다.

본 발명의 청구항 5의 조임나사에서, 작동링이 나사접속부에 끼워진 나사부재의 나선부분을 회전할 때, 플랜지링이 부착된 접속대상물과 접촉될 때까지 각 구성 요소의 조합된 저항과 일체로 되어, 단일의 나사부재처럼 회전한다.

그리하여 제지링이 부착대상물과 접촉될 때, 나사부재의 회전이 정지하여 조임상태에 들어가면, 작동링은 회전으로 나사홈에 있는 볼들의 움직임에 따라 끼워지며, 이같은 나사삽입에 따른 작동링의 이동은 제지링을 통하여 플랜지링에 압력을 가하게 되므로, 이 압력은 부착대상물에 조임을 가하게 된다.

더 나아가, 상기 작동링의 나사삽입동안의 회전은 실질적으로 나사홈 주위의 볼들의 움직임에 따라 마찰저항을 갖고 있지 않으며 작동링의 회전력은 손실없이 플랜지링에 전달시킬 수 있다.

조임나사를 분리할 때에는 작동링을 상기와는 반대방향으로 회전시킴으로써, 상기 작동링에 의한 플랜지링에 가해졌던 압력이 풀리며 조임이 느슨해지고 이어서 독립된 하나의 나사부재와 같이 분리할 수 있다. 또한 상기한 바와 같이 풀림을 행하기 위해 작동링을 반대방향으로 회전시킬 때에도 볼이 나사홈을 회전시킴으로 인해 회전력의 손실은 없게 되고, 또 플랜지링 측에 대한 작동링의 힘이 제거되면 작동링은 스프링수단에 의해 나사부재에 대한 초기위치로 복귀된다.

본 발명의 청구항 6의 조임나사는 발명의 청구항 5의 효과에 부가하여, 작동링과 제지링의 마찰저항이 실질적으로 없기 때문에, 작동링의 회전 힘이 손실없이 효과적으로 플랜지링에 전달한다.

본 발명의 청구항 7의 조임나사에서는 발명의 청구항 5의 효과에 부가하여, 볼들의 위취가 간격유지링에 의해 유지되며, 볼들이 부드럽게 움직일 수 있도록 역할을 한다.

본 발명의 청구항 8의 조임나사는 발명의 청구항 5의 효과에 부가하여, 작동링이 조임 상태에 들어가면 조절링도 작동링 사이에서 압력을 받게 되어 회전이 정지되고, 이같은 정지로 인해 작동링과 조절링 사이에서 상대적 회전이 발생하고, 요철부와 접촉부와의 미끄럼에 의해 조절과 조절음이 발생하기 때문에 조임 상태를 이 조절과 조절음에 의해 감지된다.

본 발명의 청구항 5에 따르면, 플랜지링이 부착대상 공구와 접촉되고 나사부재의 회전이 정지되어 조임 상태에 들어가면 작동링의 나사삽입동안의 작동링의 회전은 실질적으로 나사홈 주위의 볼들의 움직임에 의해 마찰저항을 갖지 않으며 작동링의 회전력은 플랜지에 손실없이 효과적으로 전달되어 적은 회전력으로 강한 조임의 고정이 가능하고 수동의 조작력으로 충분한 조임힘을 가할 수 있다.

본 발명의 청구항 6에 따르면 상기한 청구항 5의 효과에 부가하여, 상기 언급한 조임 상태에 트러스트 베어링에 의하여 작동링과 제지링 사이에는 실질적으로 바찰이 일어나지 않으므로 상기 부분의 회전력은 손실이 일어나지 않으며 수작업에 의한 작은 작동력만으로도 보다 효과적이고 효율적으로 충분한 조임힘을 작용시킬 수 있다.

본 발명의 청구항 7에 따르면 상기한 청구항 5의 효과에 부가하여, 간격유지링에 있는 볼들의 간격을 나사홈의 피치방향을 따라 인접하는 볼과 상호간격이 나사피치방향으로 위치를 움직여 간격을 두고 배치함으로서, 나사홈의 나선피치가 볼들의 지름보다 작아질 수 있어, 나사홈의 선두각(lead angle)도 작게 할 수 있어 이에 따라 작동 힘의 배수증가가 얻어지면서 효과적인 조임이 실현되는 것이다.

본 발명의 청구항 8에 따르면 상기한 청구항 5의 효과에 부가하여, 작동링이 조임 상태에 들어가면 작동링과 조절링 사이의 상대적 회전으로 요철부와 접촉부가 서로 미끄러지면서 상기 조절과 조절음을 발생하며, 이 조절과 조절음에 의해 조임의 상태를 감지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 기초로 하여 설명한다.

도면은 조임나사를 나타내고 있으며 제1도와 제2도의 조임나사(10)는 원통형의 나사부재(11)와 링형상의 작동링(12), 볼(13)을 유지하고 있는 원통형의 간격유지링(14), 원판형상의 건메탈(16), 링형상의 플랜지링(18)을 구비하고 있다.

상기 나사부재(11)의 끝에는 테두리부(20)를 형성하고 있으며, 이 테두리부(20)의 외부표면에 적당한 간격을 둔 위치에는 렌치(wrench)의 연결구멍(21)이 형성되어 있다.

암나사(22)는 상기 나사부재(11)의 축에 형성되어 있고, 상기 언급된 볼(13)의 동작을 위해 원호형의 나사홈(23)이 상기한 테두리부(20)의 내부에 있는 축의 외주부에 형성되며, 바깥쪽의 표면에는 키홈(24)이 형성되어 있고, 이 키홈(24)은 상기한 제지링(15)과 맞물리며 링홈(26)은 정지링(25)을 정지시킨다. 오-링(27)은 밀봉을 하기 위한 것이다.

상기의 작동링(12)은 회전력을 가하는 링이고, 상기 나사부재(11)의 축상 외주부에 삽입되며, 외주면에는 미끄럼방지를 위한 융기(30)가 형성되어 있고, 외부표면에는 상기 나사부재(11)의 테두리부(20)가 끼워지는 요(凹)부(31)가 형성되어 상기한 오-링(27)이 장착되어 있으며, 또 내주면부에는 상기 나사홈(23)과 동일한 나선피치에서 이 상기한 볼(13)이 움직일 수 있도록 원호상의 나사홈(32)이 형성되어 있고, 또 내측면에는 트러스트 베어링(33)을 수용하는 요(凹)부(34)를 형성하고 여기에 수용되는 트러스트 베어링(33)은 상기한 조절링(15)의 측면과 접촉한다. 또한 수용홈(35)은 스프링(36)을 수용하기 위한 것이고, 또, 상기 나사홈(23, 32)은 원호상이 아닌 통상의 삼각형모양이 될 수도 있다.

상기한 볼(13)은 간격유지링(14)내에 유지되어 소정의 간격으로 거리를 두어 다수의 볼들 주위로 회전할 수 있게 되며, 더 나아가 볼들은 근접한 볼(13)과의 상호간격을 갖으며 나선 피치의 방향으로 위치하나 나선피치방향으로 중첩되지 않도록 배치되며, 이와 같은 구성으로 나선 피치의 폭이 볼(13)의 지름보다 작게 형성되어 배치된다. 나사홈(23, 32)의 선두각(lead angle)은 상기한 나사부재(11)의 암나사(22)의 선두각(lead angle) 보다 작게 맞춰지고, 더 나아가 상기 선두각(lead angle)은 진동에 의한 풀림을 피할 수 있도록 1.5 각도 이하로 형성하는 것이 바람직하다.

제4도에 나타난 바와 같이, 요철부(37)는 상기 작동링(12)의 내부의 안쪽표면에 형성되며 이 요철부(37)에 작동링(15)의 외부표면의 3곳에 위치하여 형성한 접촉부(38)와 결합시키고 있다. 상기한 접촉부(38)는 상기한 조절링(15)으로부터 긴 목을 통해 탄성을 갖도록 하였으며, 이 탄성으로 인해 접촉부(38)가 상기 요철부(37)에 탄력으로 접촉시키고, 이들 요철부(37)와 접촉부(38)가 서로 맞물려 회전하면, 작동링(12)의 회전을 조절함과 동시에 접촉부(38)가 요부에 끼워지면서 조절음이 나게 된다.

상기 작동링(12)의 틀홈(35) 내부에 있는 것은 정기기(39)이며 이 정지기(38)는 틀홈(35)에 수용되어 있는 스프링(36)의 양쪽 끝에 의해 제지된다.

상기 스프링(36)의 중앙부는, 제5도에서 나타난 바와 같이 상기한 제지링(16)에 형성된 제지구(40)에 결합되어 상기 작동링(12)이 조임이 풀어짐에 따라 원위치로 회복될 수 있도록 튕겨주게 된다.

상기 제지링(15)에는 키홈(41)이 내주부의 표면에 형성되어 있으며, 이는 상기한 나사부재(11)의 키홈(40)과 맞물리게 되어 상기 나사부재(11)가 축방향으로 미세한 움직임을 허용하더라도 회전이 저지된 상태에서도 나사부재(11)에 맞춰지게 된다. 원판 형상의 건메탈(17)은 표면의 마찰계수가 소정의 수치에 맞추어져 있으며, 이 수치는 나사홈(23, 32)에 있는 회전공구(42)의 작용에 의한 작동링의 조임이 초과되지 않는 한도에까지 조정이 가능하며, 더 이상의 회전에 대해서는 미끄럼이 일어나도록 하는 수치로 설정된다.

상기 플랜지링(18)은 축방향으로 허용되는 미세한 움직임을 갖는 나사부재(11)의 키홈(24)의 끝에서 회전되도록 장착되며, 이것의 외부 표면은 회전공구(42)에 대하여 조임 압력을 가하게 된다.

취부용 수나사(44)는 전동공구의 회전축(43)의 끝에 새겨 만들고, 회전공구(42)는 내부플랜지(45)를 통하여 상기 수나사와 결합하여 상기 언급된 구조와 같이 조임나사(10)의 취부에 사용된다. 다시말하면 나사부재(11)의 암나사가 구동축(43)의 수나사에 끼워지는 것이다. 플랜지링(18)이 회전공구(42)와 접촉되지 않는 상태 다시 말해, 상기 플랜지링(18)에 어떠한 힘도 가해지지 않은 상태에서는, 조임나사(10)의 각 구성 요소의 조합된 대상물과 일체로 되어 회전하여 마치 하나의 너트처럼 끼워 조임한다.

플랜지링(18)이 회전공구(42)의 측면과 접촉되어 회전이 정지하게 되면 나사부재(11)의 회전 또한 동시에 정지하여 이 상태에서 조임이 시작된다.

달리 말하면 이 상태에서 작동링(12)이 조임의 방향에 따라 계속 회전하게 되면 간격유지링(14)에 유지된 볼(13)은 나선홈(23, 32)을 따라 움직이게 되고 작동링(12)은 끼워지게 된다.

더 나아가 이 볼(13)들의 움직임은 마찰저항이 거의 0으로 되어 작동링(12)의 회전이 작동력의 손실없이 효율적으로 전달된다.

상기 작동링(12)의 나사삽입은 트러스트 베어링(33)을 거쳐 조절링(15)과 제지링(16) 및 건메탈(17)에 압력을 가하게 되며, 더 나아가 플랜지링(18)에 힘을 가함으로써 회전공구(2)가 완전히 조여지게 된다.

상기의 작동링(12)이 조임 상태에 들어가면, 제지링(16)은 회전을 하고 있지 않기 때문에, 작동링(12)이 회전할 때 스프링(36)은 조임의 방향으로 압축된다. 작동링(12)이 상기한 바와 같은 도임 상태로 되면 작동링(12)이 축방향으로 0.5mm 이하로 움직이는 범위 내에서 회전각을 대략 90°각도로 맞추는 것이 가능하다. 더 나아가 작동링(12)의 회전이 조작의 손실없이 효율적으로 전달되고, 미소한 회전힘(작동힘)에 의해 조임이 강하게 고정되므로 수동으로도 충분한 조임 상태를 얻을 수 있다.

또, 트러스트 베어링(33)을 끼워 구성시킴으로써 자동링(12)의 회전에 대한 조절링(15)과의 마찰이 실질적으로 없으므로 이 부분에서 힘의 손실이 없고 작동링의 회전은 더욱 효율적으로 작동시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 조임 상태에서 작동링(12)이 회전할 때, 이 시점에서 조절링(15)은 압력을 받으며 정지하게 됨으로, 작동링(12)과의 사이에서 상대적인 회전이 발생하며, 작동링(12)의 내부 표면의 요철부(37)가 조질링(15)의 접촉부(38)를 타고 넘어, 매번 이같이 타고 넘을 때마다 작동링(12)에서 상기 조절과 조절음이 나게되며, 이같은 접촉으로 작동자는 결론적으로 조임상태가 완료되었다는 것을 확인하게 된다. 회전공구(42)가 상기한 바와 같이 고정되어 이 회전공구(42)가 사용될 때, 사용된 저항에 의해 역방향의 압력이 플랜지링(18)으로 전달되어 조임 방향으로 회전시킨다. 상기 역회전은 조절링(15)을 통해 상기 건메탈(17)과 제지링(16)에 건메탈이 미끄러지기 전까지 전달되고 조임 방향의 상대적 회전이 작동링(15)과 작동링(12) 사이에서 발생하여 상호간의 조임의 강도가 증가하여 이에 따라 더욱 효과적인 조임 상태를 얻게 된다.

그러나 역회전이 건메탈(17)에서 발생하는 마찰계수보다 클 경우, 건메탈(17)과 플랜지링(18) 사이의 미끄럼이 발생하고 과잉 조임이 방지된다.

상기한 바와 같은 조임나사(10)를 떼어내기 위해서는 작동링(12)을 풀림 방향으로 회전시킨다.

플랜지링(18)의 회전공구(42)와 접촉하고 있을 동안에는, 이 회전 역시 볼(13)과 나사홈(23, 32)에 의해 작동링(12)의 나사삽입이 유지된다.

또한, 볼(13)의 회전으로 인해 마찰저항이 실질적으로 없다는 사실에 따라, 나사삽입은 적은 수동의 회전력으로 효과적으로 전달시켜 조임과 풀림이 가능한 것이다. 또 플랜지링(18)이 조임이 풀어질 때, 조임나사(10)는 구성 요소들의 조합된 저항에 의해 한 몸체로 회전하며 작동링(12)의 회전은 나사부재(11)의 회전이 되며 상기 나사부재(11)의 암나사(22)를 구동축(43)의 수나사(44)로부터 분리시킬 수 있다.

또한, 조임의 힘이 작동링(12)으로부터 제거되면 압축된 스프링(36)의 복원력으로 인해 작동링(12)은 제지링에 대해 처음의 조임 대기 위치로 복귀시킨다.

상기에서 언급한 바와 같이 플랜지링(18)이 회전공구(42)와 접촉하고 나사부재(11)의 회전이 정지되어 조임 상태에 들어가면, 나사삽입중인 작동링(12)의 회전은 볼(13)이 나사홈(23, 32) 사이를 움직임에 따라 실질적으로 마찰저항이 없어 작동링(12)의 회전력이 플랜지링(18)에 소모되지 않고 효율적으로 전달되어, 적은 힘으로도 강한 조임을 가할 수 있으며 수동조작으로도 충분한 조임 압력을 작용시킬 수 있다. 또한, 건메탈(17)이 부착됨에 따라 회전공구(42)의 역회전결과로 조임의 힘이 증대되어(추가 조임)보다 효과적인 조임을 얻게 된다.

덧붙여, 역회전이 건메탈(17)에 설정된 마찰계수의 수준보다 클 경우, 건메탈(17)과 플랜지링(18) 사이에 미끄럼이 발생하여 과잉 조임을 방지하게 된다.

또한, 상기한 트러스트 베어링(33)에 의한 조임 상태에 실질적으로 작동링(12)과 제지링(16) 사이의 마찰저항이 존재하지 않음으로 상기 부분의 회전력에 손실이 없고 손조작에 의한 적은 힘으로도 효과적이면서 효율적인 충분한 조임 효과를 얻는 것이다.

또한, 간격유지링(14)에 있는 볼(13)들의 간격을, 나사홈(23, 32)의 나선 피치방향을 따라 배열되며 피치방향으로 있는 근접한 볼(13)들과 상호 간격을 두고 떨어져 배열되어 있기 때문에, 나사홈(23, 32)의 나선 피치가 볼(13)의 지름보다 작게 할 수 있어, 나사홈(23, 32)의 선두각(lead angle)이 작아져, 이에 따라 결과적으로 보다 큰 작동 힘의 배수 증가가 얻어지면서 효과적인 조임이 실현되는 것이다.

더 나아가, 작동링(12)이 조임 상태로 들어가면 작동링(12)과 조절링(15) 사이의 상대적 회전에 의해 요철부(37)와 접촉부(38)가 서로 미끄러지게 되면서 상기 조절과 조절음을 발생하며 이런 조절과 조절음에 의해 조임 상태를 감지할 수 있게 된다.

상기 실시예에서 기술한 본 발명의 구성과 관련하여, 본 발명의 스프링수단은 실시예의 제지링(16)에 있는 스프링(36)과 관련되어져 있어도 본 발명의 구성은 상기 실시예로만 국한되지는 않는다.

예를 들어 나사부재(121)의 암사나사(22)는 수나사로 대체될 수도 있다.

Claims (8)

1. 축부에 암나사 또는 수나사형으로 형성되어 나사접속부에 결합되는 나사부와 외측면에 형성되는 축형상의 원주부를 갖는 나사부재와, 상기 나사부재의 축형상의 원주부내에 내주부가 삽입되어 외부에서 회전력을 입력시키는 작동링과, 상기 작동링에 면하도록 장착되어 상기 나사부재의 축형상의 원주부에서 자유회전하고 축방향으로 미세한 이동이 허용되며 접속대상물과 접촉하고 상기 나사부재와 작동링의 내외주면에 삽입 결합되는 나사홈이 동일한 피치로 형성된 플랜지링과, 상기 나사홈에 장착되는 다수개의 볼들과, 상기 작동링과 플랜지링 사이에서 축방향으로는 나사부재에 대하여 미세한 자유이동으로 회전을 제지하는 제지링과, 상기 제지링과 작동링 사이에 장착되어 상기 작동링을 설정된 범위내에서의 회전을 허용하여 원래의 위치로 복귀시키는 스프링수단과, 상기 제지링과 플랜지링 사이에서 이들이 서로 접하여 필요로 하는 마찰저항을 부여하는 건메탈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조임나사.
2. 제1항에 있어서, 상기 작동링과 제지링 사이에는 트러스트 베어링이 장착되는 것을 특징으로 하는 조임나사.
3. 제1항에 있어서, 상기 나사부재와 작동링 사이의 나사홈에 장착된 간격유지링에 의해 유지되는 볼들과 함께 나사피치방향에 인접하는 볼 상호가 나사피치방향을 따라 일정간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 조임나사.
4. 제1항에 있어서, 트러스트 베어링은 작동링과 제지링 사이에 장착되고, 조절링은 트러스트 베어링과 제지링 사이에 장착되며, 요철(凹凸)부는 조절링과 작동링과의 상호 반대되는 면의 일단 원주면에 형성되고, 타단에는 상기 요철부와 탄력성으로 접하여 미끄럼이 가능하도록 접속부를 형성한 것을 특징으로 하는 조임나사.
5. 축부에 암나사 또는 수나사형으로 형성되어 나사접속부에 결합되는 나사부와 외측면에 형성되는 축형상의 원주부를 갖는 나사부재와, 상기 나사부재의 축형상의 원주부내에 내측부가 삽입되어 외부에서 회전력을 외측으로 가해지는 작동링과, 상기 작동링에 면하도록 장착되어 상기 나사부재의 축형상의 원주부에서 자유회전하고 축방향으로 미세한 이동이 되도록 끼움하여 접속대상물과 접하는 플랜지링을 구비하고 상기 나사부재와 작동링의 내외주면에 삽입 결합되는 나사홈이 동일한 피치로 형성되어, 상기 나사홈에 끼워진 다수개의 볼들과, 상기 작동링과 플랜지링 사이에서 나사부재에 대하여 축방향으로 미세한 자유이동으로 회전을 저지시키는 제지링과, 상기 제지링과 작동링 사이에 상기 제지링을 설정된 조임구역내에서 회전을 허용하여 원래의 위치로 복귀시키는 스프링수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조임나사.
6. 제1항에 있어서, 상기 작동링과 제지링 사이에는 트러스트 베어링이 장착되는 것을 특징으로 하는 조임나사.
7. 제1항에 있어서, 상기 볼들은 나사부재와 작동링 사이의 나사홈에 장착된 간격유지링에 의해 유지시킴과 동시에 나사피치방향에 인접하는 볼 상호간격이 나사피치방향으로 간격을 두고 배치한 것을 특징으로 하는 조임나사.
8. 제1항에 있어서, 트러스트 베어링은 작동링과 제지링 사이에 장착되고, 조절링은 트러스트 베어링과 제지링 사이에 장착되며, 요철부는 조절링과 작동링과의 상호 반대되는 면의 일단 원주면에 형성되고, 타단의 상기 요철부와 탄성적으로 접하여 미끄러질 수 있게한 접속부를 형성한 것을 특징으로 하는 조임나사.

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