KR100279243B1 - 스테빌라이저 볼조인트용 너트의 체결력 강화구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼조인트용 볼스터드와 나사결합하는 너트가 보다 안정된 조임력으로 체결될 수 있도록 하는 것으로써, 특히, 볼 스터드 및 볼트등에 체결되는 너트의 풀림을 방지하기 위하여 너트를 체결한 후 볼트에 형성된 핀홀에 핀을 고정하여 너트의 풀림현상을 방지하는 유핀홀 너트와, 씨일(SEAL)을 부착한 너트를 볼트에 체결하여 볼트의 숫나사산이 실의 내주면에 암나사부를 강제로 형성하여 체결되게 하는 무핀홀 너트의 장점은 수용하면서 핀홀을 가공하는 불편함과 너트에 다수개의 고정홈을 형성하는 단점을 보완하기 위한 것으로, 즉, 유핀홀 너트의 강한 체결력을 유지하면서 무핀홀 너트와 같이 간단히 체결할 수 있도록 너트의 상부에 씨일고정부를 마련하여 체결하는 볼트의 숫나사에 의해 내주면이 소성변형되어 암나사산이 형성되는 씨일을 삽입,고정하고,

상기 너트의 하부에는 단턱이 구비된 코킹부를 마련하고, 상광하협형상으로 된 지지원판의 저부를 내측으로 상향절곡하여 볼트체결시 숫나사산을 지지하여 체결력을 강화할 수 있는 지지원판을 코킹부에 코킹함으로써 너트가 상,하측 및 나선체결부에서 3중의 조임효과를 얻어 체결력을 강화하는 것을 특징으로 하는 스테빌라이저 볼조인트용 너트의 체결력 강화구조를 제공한다.

Description

스테빌라이저 볼조인트용 너트의 체결력 강화구조

본 발명은 자동차의 볼조인트용 볼스터드와 나사체결하는 너트가 보다 안정된 조임력으로 체결될 수 있도록 하는 것으로써, 특히 볼 스터드 및 볼트에 체결되는 너트의 풀림을 방지하기 위하여 상부에 씨일(SEAL)을 부착한 너트를 볼트에 체결하여 볼트의 숫나사산이 씨일의 내주면에 암나사부를 강제로 형성하면서 체결되게 함과 동시에 너트의 하부에 지지원판을 코킹하여 볼트의 숫나사산을 지지할 수 있도록 함으로써, 간편한 체결작업후에도 너트의 상,하측 및 나선체결부에서 3중으로 볼트를 조일 수 있도록 하여 강한 체결력을 얻기 위한 스테빌라이저 볼조인트용 너트의 체결력 강화구조에 관한 것이다.

상기에서와 같이 볼스터드에 체결되는 유핀홀 너트와 무핀홀 너트의 종래 구성을 도1내지 도4에 의해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유핀홀 너트의 구성은 볼트(1)에 체결되는 너트(10)와,

상기 너트(10)에 형성된 다수개의 고정홈(11)과,

상기 고정홈(11)이 형성된 너트(10)가 볼트(1)에 체결되었을 때 고정홈(11)과 동일 선상에 위치될 수 있도록 볼트(1)에 형성된 핀홀(13)과,

상기 핀홀(13)과 고정홈(11)에 삽입되어 너트(10)의 풀림을 방지 할 수 있도록 된 핀(12)의 구성으로 되어 있다.

한편, 무핀홀 너트의 구성을 살펴보면 볼트(1)에 체결되는 너트(10)와,

상기 너트(10)가 볼트(1)에 체결될 때 볼트(1)에 의해서 내주면(22)에 암나사산이 형성될 수 있도록 볼트(1)의 외경보다 작은 내주면(22)을 갖는 씨일(21)과,

상기 씨일(21)이 너트(10)에 고정될 수 있도록 너트(10)의 상측에 원형의 띠형상으로 형성된 씨일고정부(20)와,

상기 씨일고정부(20)의 내측으로 씨일이 안착될 수 있도록 씨일고정부(20)에 형성된 안착턱(24)을 구비한 구성으로 되어있다.

상기와 같은 유핀홀 너트와 무핀홀 너트의 종래기술을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작동하중이 높은 경우에 사용되는 유핀홀 너트의 종래기술을 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로, 볼스터드 및 볼트(1)등에 형성되는 핀홀(13)은 너트(10)가 체결되었을 경우 너트(10)에 형성된 고정홈(11)이 동일선상에 위치될 수 있도록 하기 위하여 미리 계산된 위치에 핀홀(13)을 형성시킨다.

따라서, 상기 볼트(1)에 너트(10)를 체결하여 핀홀(13)과 고정홈(11)을 동일선상으로 위치시킨 후 도2에서와 같이 핀(12)을 고정홈(11)과 핀홀(13)로 통과 시킨다.

그리고, 상기 고정홈(11)을 통과한 핀(12)의 끝단부를 도2에서와 같이 양측으로 절곡하여 핀(12)이 고정홈(11)과 핀홀(13)에서 탈거되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기와 같이 볼트(1)에 체결된 너트(10)는 핀홀(13)과 고정홈(11)에 삽입,고정된 핀(12)이 반복적으로 발생하는 작동하중에 의해 너트(10)가 풀리는 현상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 작동하중이 작은 경우의 체결방법으로서 종래 무핀홀 너트의 기술을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 너트(30)의 씨일고정부(20)에 형성된 안착턱(24)에 씨일(21)이 안착될 수 있도록 위치시킨다.

이때, 상기 씨일(21)의 내경은 너트의 암나사부(23)의 내경보다 작게 하여 볼트체결시 숫나사산에 의해 내주면(22)이 소성변형되어 암나사산이 형성될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 씨일(21)이 볼트(1)에 체결될 때 너트(30)에서 이탈되는 것을 방지하기 위하여 씨일고정부(20)의 상측에 강제적인 하중을 가하여 도3과같이 씨일(21)을 씨일고정부(20)에 고정한 후 보관 할 수 있도록 한다.

이와 같이 씨일(21)이 고정된 너트(30)를 볼트에 체결하면 암나사가공이 끝난 부분에 고정된 씨일(21)의 내주면(22)은 숫나사에 의해 강제 소성변형되면서 암나사가 형성됨으로써 볼트(1)와 너트(30)의 체결을 완료하게 된다.

상기와 같은 종래의 체결방법에 있어서 유핀홀 너트의 경우 높은 체결력을 확보할 수 있는 장점이 있는 반면에 숫나사부분에 핀홀(13)을 가공해야 하는 불편함과 너트(10)에 다수개의 고정홈(11)을 형성해야 하므로 작업시간이 지연되는 문제점이 있었다.

그리고, 볼트(1)와 너트(10)의 체결시에도 핀(12)을 핀홀(13)과 고정홈(11)에 삽입하고 그 끝단부를 구부려 체결해야 하는 등 전체적인 작업이 매우 번거롭게 되어 체결시간이 증가되는 등의 문제점 등이 있었다.

또한, 무핀홀 너트의 경우에는 씨일의 내주면(22)에 소성변형된 암나사부와 숫나사부분은 탄성회복력으로 인한 잔류응력에 의하여 체결력을 유지할 수 있으나 반복하중 및 시효연화현상에 의하여 높은 하중이 작용하는 부위에 적용하기에는 신뢰성 측면에서 문제점이 초래되었다.

상기와 같은 무핀홀너트의 체결력을 강화하기 위하여 출원된 일본국 공개특허공보 58-113621호와 일본국 공개특허공보 58-113622호를 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 일본국 공개특허공보 58-113621은 도5에서 도시된 바와 같이 상협하광형상의 고정판(41)을 숫나사부에(42) 체결한 연후에 씨일(21)이 부착되어 있는 너트(40)를 체결한다.

이때, 상기 너트(40)의 하부에는 저항턱(43)이 마련되어 고정판(41)의 상부가 저항턱(43)의 내부로 삽입될 수 있도록 하였다.

상기와 같이 너트(40)가 체결될 때 너트(40)의 저항턱(43)이 고정판(41)을 하측으로 누름으로써 고정판(41)의 상부가 볼트(1)의 숫나사부(42)를 조일 수 있도록 하여 체결력을 확보 할 수 있도록 된 것이다.

그러나, 상기 너트(40)와 고정판(41)은 상호 분리된 상태에서 각각 체결되기 때문에 너트(40)와 고정판(41)이 일체성이 없어 작동하중에 의한 기계적인 지지현상으로 볼트(1)가 역회전하게 되면 너트(40)의 체결력이 약화됨에 따라 고정판(41)을 누르는 힘이 약화되어 결국에는 고정판(40)이 볼트(1)를 조이는 힘이 약화되므로 너트(40)의 체결력 강화효과가 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 너트(40)와 고정판(41)의 체결작업이 각각 이루어져야 되는등 작업이 번거롭고 매우 불편하며 각 부품이 별도로 보관,운반되어야 되는 등의 제반적인 관리비용이 증가되는 등의 문제점이 있었다.

한편, 상기 일본국 공개특허공보 58-113622호는 다수개의 지지턱(52)을 구비한 와셔(51)를 볼트(1)에 삽입한 연후에 씨일(21)이 부착된 너트(50)를 체결하면 지지턱(52)이 도6에서와 같이 너트를 지지하는 형태로 절곡된다.

이때, 상기 지지턱(52)에서 발생하는 굽힘응력이 너트(50)를 상측으로 밀어주는 작용을 함으로써 너트(50)의 암나사와 볼트(1)의 숫나사사이의 클리어런스를 최소화함과 동시에 암나사산과 숫나사산의 면압을 증대시킴으로써 체결력이 확보될 수 있도록 하였다.

그러나, 상기 너트(50)와 와셔(51)도 상호 분리되어 있어 체결작업이 각각 이루어져 작업이 불편하며 체결된 상태에서 장기간 사용되면 지지턱(52)에 작동하중이 반복적이고 지속적으로 작용하기 때문에 지지턱(52)의 굽힘응력이 약화된다.

따라서,상기 와셔(51)에 의한 너트(50)의 암나사와 볼트(1)의 숫나사의 조임효과가 감소되어 체결력이 약화될 뿐만 아니라 각 부품이 별도로 보관,운반되는 등의 제반적인 관리비용도 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 볼스터드용 볼조인트와 체결하는 너트의 풀림을 방지하면서 체결력에 있어서는 유핀홀 너트의 체결력을 확보할 수 있도록 하고, 그 사용면에 있어서는 무핀홀 너트와 동일한 방법으로 간단히 체결할 수 있도록 함으로써, 그 사용을 편리하게 하여 작업시간을 단축할 수 있도록 하고 작업공정의 단축과 원가의 절감에 따른 제비용을 감소시킬수 있으며 아울러, 체결력에 있어서도 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 목적을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 볼트를 너트의 상,하측 및 나선체결부에서 3중으로 조임으로써 체결력을 강화 하기 위하여 너트하부의 코킹부에 지지원판을 부착하여 볼트체결시에는 너트하부에 고정된 씨일에 의한 1차적인 체결력의 확보와 더불어 숫나사가 회전하여 체결됨에 따라 지지원판이 숫나사의 골부분에 맞닿게 하고, 체결이 완료된 상태에서는 지지원판의 중간부분이 굽힘응력을 받게 되어 지지턱이 나사산을 강제적으로 지지하게 함과 동시에 지지된 나사산은 높은 면압을 얻게하여 작동하중에 의한 볼트의 역회전에도 체결력이 떨어지는 것을 예방할 수 있도록 하여 체결력을 강화하고 너트의 풀림을 방지할 수 있도록 하면 된다.

도1은 종래 유핀홀 너트의 구성을 도시한 분해 사시도.

도2는 종래 유핀홀 너트의 결합된 상태를 도시한 평단면도.

도3은 종래 무핀홀 너트의 구성을 도시한 분해 사시도.

도4는 종래 무핀홀 너트의 구조를 도시한 단면도.

도5는 종래 무핀홀 너트의 체결구조를 도시한 단면도.

도6은 종래 무핀홀 너트의 체결구조를 도시한 단면도.

도7은 본 발명에 의한 너트의 분해 사시도.

도8는 본 발명에 의한 너트의 단면도.

도9는 본 발명에 의한 너트의 받침판이 숫나사산을 지지하여 너트의 풀림을 방지 하는 상태를 도시한 사용상태도.

-도면의주요부분에대한부호의설명-

101-너트 102-숫나사부

103-씨일(SEAL) 104-씨일(SEAL)의 내주면

110-지지원판 111-지지턱

113-탄성띠 114-지지턱의 내주면

120-코킹부 130-볼스터드

이하, 본 발명 너트(101)의 구성을 도7 내지 도8에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

자동차의 볼조인트용 볼스터드와 나사결합하는 너트가 보다 안정된 조임력으로 체결될 수 있도록 하는 것으로써,

너트(101)의 상부에 씨일고정부(105)를 마련하여 씨일(103)을 삽입,고정하여 볼트체결시 숫나사(102)에 의해 내주면(104)이 강제적으로 소성변형되어 암나사가 형성됨으로써 숫나사(102)를 조일수 있도록 한다.

그리고, 상광하협형상으로 된 지지원판(110)의 저부를 도8에서 도시한 A부와 같이 상향절곡되어 지지턱(111)을 형성함으로써, 상기 지지턱(111)이 숫나사산(102)을 역방향으로 지지할 수 있도록 하였다.

상기와 같은 구성으로 된 지지원판(110)을 너트(101)의 저부에 형성된 단턱(120)에 도8과 같이 코킹하여 볼트체결시 너트(101)와 지지원판(110)이 동시에 체결될 수 있도록 한다.

상기 지지원판(110)이 부착된 본 발명에 의한 너트(101)의 작용 및 효과를 도9에서 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상,하부에 씨일(103)과 지지원판(110)을 부착한 너트(101)를 도9와 같이 볼스터드(130)의 나사부(105)에 체결한다.

이때, 상기 너트(101)의 하단, 즉, 지지원판(110)이 코킹된 부분이 먼저 체결될 수 있도록 한다.

상기와 같이 너트(101)가 체결되면 도9에서 도시된 바와 같이 지지턱(111)이 수나사(102)의 골부분에 맞닿게 되어 상측으로 꺽어지면서 너트(101)가 나사부(105)에 체결되어 진다.

그리고, 상기 너트(101)가 도9와 같이 나사부(105)에 체결되면 암나사가공이 끝난 부분에 고정된 씨일의 내주면(104)은 숫나사산(102)에 의해 강제 소성변형되면서 씨일의 내주면(104)에 형성된 암나사부가 숫나사부를 조이게 되어 볼스터드(130)와 너트(101)의 체결력을 강화하게 된다.

또한, 너트(101)의 하부에 코킹된 지지원판(110)은 도9에서 도시된 바와 같이 지지턱(111)이 숫나사산(102)에 의하여 꺽어짐과 동시에 탄성띠(113)에는 굽힘응력을 받게 되어 그 굽힘응력은 지지턱(111)이 숫나사산(102)을 역방향으로 강제적으로 지지할 수 있도록 지지턱(111)에 작용된다.

이때, 상기 지지턱의 내주면(114)에 숫나사산(102)이 도9와 같이 연계되어 접촉됨으로써 높은 면압을 확보할 수 있어 체결력을 강화함과 동시에 기계적 지지현상으로 볼트(130)가 역회전하여 체결력이 떨어지는 것을 예방할 수 있게 된다.

따라서, 볼트(130)에 체결되는 너트(101)에 의한 1차로 조임효과를 얻을 수 있고, 씨일의 내주면(104)에 소성변형된 암나사부와 숫나사부분은 탄성회복력으로 인한 잔류응력에 의하여 체결력을 유지함으로써 2차적으로 체결력을 강화할 수 있는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 지지원판(110)의 지지턱(111)이 나사산을 조여줌으로써 3차적인 체결력 강화효과를 확보하여 유핀홀 너트의 장점인 체결력 강화효과와 무핀홀너트의 장점인 편리한 체결성을 갖출 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 너트의 하단에 지지원판을 부착하여 볼트체결시에는 씨일에 의한 1차적인 체결력을 확보하고 볼트에 의해 받침판이 절곡되면서 숫나사산을 역방향으로 지지할 수 있도록 함과 동시에 받침판의 내주면이 숫나사골로부터 숫나사산에 연계된 접촉면을 갖게 됨으로써 높은 면압에 의한 강한 체결력을 유지하며 숫나사산의 역회전에 의한 너트의 풀림을 방지할 수 있도록 함으로써, 너트의 체결력에 있어서는 유핀홀 너트의 체결력을 확보하고, 그 사용면에 있어서는 무핀홀 너트와 동일하게 너트의 간단한 체결만으로도 이중의 체결력강화 효과를 얻도록 하여 작업시간을 단축할 수 있고 작업공정의 단축과 원가의 절감에 따른 제반비용을 감소시킬수 있으며 아울러, 부품의 일원화에 따른 관리비절감과 체결력의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 자동차의 볼조인트용 볼스터드와 나사결합하는 너트가 보다 안정된 조임력으로 체결될 수 있도록 하는 것으로써,

   너트의 상부에 씨일고정부를 마련하여 볼트체결시 숫나사에 의해 내주면이 소성변형되어 암나사산이 형성되는 씨일을 삽입,고정하고,

   상기 너트의 하부에는 단턱이 구비된 코킹부를 마련하고 상광하협형상으로 된 지지원판의 저부를 내측으로 상향절곡하여 볼트체결시 숫나사산을 지지하여 체결력을 강화할 수 있는 지지원판을 코킹부에 코킹함으로써 너트의 상,하측 및 나선결합부에서 3중의 조임효과가 동시에 얻어지도록 함을 특징으로 하는 스테빌라이저 볼조인트용 너트의 체결력 강화구조.