KR100701782B1

KR100701782B1 - 풀림방지너트

Info

Publication number: KR100701782B1
Application number: KR1020060123922A
Authority: KR
Inventors: 박영수
Original assignee: (주)성실기계
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2007-03-29
Also published as: EP2102513A4; CN101360924A; US20100272539A1; JP2009513918A; EP2102513A1; US8016532B2; WO2008069399A1; CA2628707A1

Abstract

본 발명은 볼트와 너트에 장착된 코일스프링이 원활하게 정합되어 볼트의 손상을 방지할 뿐만 아니라 볼트와 너트의 결합력을 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 풀림방지너트에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 너트(10)의 내주면에 장착되는 코일스프링(11)에 의해 볼트(12)와의 나사결합이 풀리는 것을 방지할 수 있도록 된 풀림방지너트에 있어서, 상기 너트(10)의 내주면에는 너트(10)의 나사산(13)에 비해 내경이 넓으며 그 내부에는 별도의 나선홈이 형성되지 않은 확경부(50)가 형성되고, 이 확경부(50)의 종단에는 상기 코일스프링(11)의 단부가 외측으로 절곡된 절곡단부(51)가 끼움 결합되는 삽입홈(52)이 형성되며, 상기 코일스프링(11)의 내측면은 반원형 만곡부(53)가 돌출 형성되고 외측면은 평면인 단면형상으로 이루어지며, 상기 확경부(50)와 삽입홈(52)의 길이방향 폭은 상기 코일스프링(11)이 장착된 후에 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 한 피치이상 넓은 여유공간(54,55)이 형성되는 풀림방지너트가 제공된다.

너트, 코일스프링, 확경부, 절곡단부, 여유공간, 나사산 피치, 권선 피치

Description

풀림방지너트{Lock nut}

도 1은 종래의 일실시예을 도시한 단면도

도 2는 본 발명의 풀림방지너트를 도시한 단면도

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 결합상태 단면도

도 4는 본 발명의 풀림방지너트를 도시한 평면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 너트 11 : 코일스프링

12 : 볼트 50 : 확경부

51 : 절곡단부 52 : 삽입홈

53 : 만곡부 54,55 : 여유공간

본 발명은 풀림방지너트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼트의 풀림을 방지할 수 있는 너트가 구비되어 결합력을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 결합시에 볼트의 손상을 방지할 수 있는 새로운 구조의 풀림방지너트에 관한 것이다.

일반적으로 나사결합된 볼트와 너트는 외부에서 진동이 발생하게 되면 볼트와 너트의 나사산 사이에 존재하는 클리어런스(clearance)로 인해 자동적으로 너트 혹은 볼트가 풀리게 되며, 볼트와 너트에 의해 결합된 구조물 혹은 장치설비가 느슨해져 사고가 발생될 수 있다. 특히, 선박엔진이나 배관설비, 제철플랜트나 발전설비, 철도, 교량 등과 같이 진동이 심하게 발생되는 장치나 설비 등에서는 이러한 너트와 볼트의 풀림을 방지하는 것이 사고를 방지하는 것과 직결되므로 너트 혹은 볼트의 풀림을 방지하기 위한 여러 가지 장치들이 개발되고 있을 뿐만 아니라 이미 개발되어 활용되고 있다.

그 중 하나는 너트의 내부에 코일스프링과 같은 풀림방지 수단을 구비하는 것이며, 이와 같은 종래의 풀림방지너트가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 너트(10)의 내주면에 코일스프링(11)을 설치하여 구성되며, 상기 코일스프링(11)의 단부에는 외측으로 절곡된 절곡부(30)가 형성되며, 이 절곡부(30)가 너트(10)의 저면에 형성된 삽입홈(31)에 끼움결합되어 코일스프링(11)이 너트(10)의 내주면에서 회전되지 않도록 고정되어 있다. 또한 상기 너트(10)의 내주면에는 나사산(13)보다 내경이 넓은 확경부(32)가 형성되며, 이 확경부(32)에는 상기 코일스프링(11)을 안내하는 나선홈(33)이 형성되어 상기 코일스프링(11)이 이에 삽입되어 고정되도록 구성된다. 상기 코일스프링(11)은 그 단면이 정원형인 탄성와이어를 나선방향으로 감아 제작되며, 상기 탄성와이어는 지름이 볼트(12)의 나사산 피치와 같거나 작은 것을 이용한다.

이와 같이 코일스프링(11)에 의해 고정된 볼트(12)는 나사산(14)이 골부분에 밀착되어 조이므로 너트(10)로부터 볼트(12)가 풀리지 않게 되고, 볼트(12)와 너트(10)를 풀고자할 때에는 상기 코일스프링(11)의 강도보다 강한 힘으로 회전시키면 코일스프링(11)의 절곡부(30)가 절단되어 풀리게 되어 있다.

하지만, 상기 확경부(32)에는 나선홈(33)이 형성되어 상기 코일스프링(11)이 이에 삽입 고정되도록 구성되어 있으므로 볼트(12)의 나사산(14)의 시작점과 코일스프링의 권선 시작점이 일치되지 않을 경우에는 볼트(12)와 코일스프링(11)이 정합되는데 어려움이 생기게 된다. 특히, 탄성와이어는 탄소함량이 높은 탄소강이나 크롬을 포함한 합금강이 주로 사용되어지며, 이러한 스프링강은 대개 일반적인 볼트보다 그 강도가 높기 때문에 상기 볼트(12)가 코일스프링(11)으로 회전해 들어가 정합되기 전에 볼트(12)의 나사산(14)이 마멸되어 손상될 수 있으며, 이로 인해 볼트(12)와 코일스프링(11)이 정합되지 않은 상태에서 억지로 끼워지게 되면 나사결합이 불안정하여 이에 의해 결합되는 구조물이나 장치설비에 결함이 발생하여 위험할 수 있게 된다.

또한 상기 코일스프링(11)이 볼트(12)의 피치와 같거나 더 작은 지름을 갖는 정원형단면을 갖도록 구성되어 있으므로 코일스프링(11)의 단면적이 한정되어 있다. 이로 인해 코일스프링(11)의 탄성과 강도를 높이는데 한계가 있으며, 또한 코일스프링(11)이 볼트(12)를 조이는 힘이 충분하지 못하여 적은 힘으로도 볼트(12)가 풀리게 되는 단점이 있다. 또한 이러한 풀림방지너트는 그 사용처에 따라 절곡부(30)가 절단되는 강도를 각기 다른 것을 이용하는 것이 바람직하지만, 상기 코일스프링(11)은 단면적이 한정되어 있으므로 절곡부(30)의 강도를 다양하게 조절하는 것이 어려워 규정보다 약한 힘에도 상기 절곡부(30)가 펴지거나 절단되어 볼트(12)를 잡아주는 기능을 상실하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 볼트와 너트에 장착된 코일스프링이 원활하게 정합되어 볼트의 손상을 방지할 뿐만 아니라 볼트와 너트의 결합력을 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 풀림방지너트를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 너트(10)의 내주면에 장착되는 코일스프링(11)에 의해 볼트(12)와의 나사결합이 풀리는 것을 방지할 수 있도록 된 풀림방지너트에 있어서, 상기 너트(10)의 내주면에는 너트(10)의 나사산(13)에 비해 내경이 넓으며 그 내부에는 별도의 나선홈이 형성되지 않은 확경부(50)가 형성되고, 이 확경부(50)의 종단에는 상기 코일스프링(11)의 단부가 외측으로 절곡된 절곡단부(51)가 끼움 결합되는 삽입홈(52)이 형성되며, 상기 코일스프링(11)의 내측면은 반원형 만곡부(53)가 돌출 형성되고 외측면은 평면인 단면형상으로 이루어지며, 상기 확경부(50)와 삽입홈(52)의 길이방향 폭은 상기 코일스프링(11)이 장착된 후에 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 한 피치이상 넓은 여유공간(54,55)이 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지너트가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 코일스프링(11)은 탄성와이어를 나선방향으로 권선하여 이루어지며, 상기 탄성와이어는 코일스프링(11)의 길이방향 폭(H)이 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 좁고 코일스프링(11)의 중심방향 폭(L)은 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지너트가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 코일스프링(11)의 권선 피치(W)는 볼트(12)의 나사산 피치(P)와 같거나 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지너트가 제공된다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 풀림방지너트를 도시한 것이다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 너트(10)의 내주면에 코일스프링(11)을 장착하여 나사결합되는 볼트(12)가 풀리는 것을 방지하도록 된 것은 종래의 풀림방지너트와 유사하다.

이때, 상기 너트(10)의 내주면은 볼트(12)가 삽입되는 입구측에는 나사산(13)이 형성되고 볼트(12)의 단부가 돌출되는 출구측에는 일정 구간의 확경부(50)가 형성되어 이에 코일스프링(11)이 삽입된다. 이 확경부(50)는 너트(10)의 출구측을 드릴가공하여 그 내경을 넓게 형성하는 것으로, 이 내부에는 상기 코일스프링(11)을 안내하기 위한 별도의 나선홈이 형성되어 있지 않게 된다. 그리고 이 너트(10)의 출구측 단부에는 길이방향으로 길게 형성된 삽입홈(52)이 형성되며, 이 삽입홈(52)에 코일스프링(11)의 절곡단부(51)의 유동 가능하게 끼움결합된다. 또한 상기 너트(10)의 출구측 외측단부에는 걸림턱(56)이 내향 돌출되며, 이 걸림턱(56)에 의해 코일스프링(11)이 확경부(50)로부터 빠져나가는 것을 방지하도록 되어 있다. 보다 상세하게는 너트(10)의 입구측에는 규격에 맞도록 나사산(13)이 형성되고, 출구측에는 드릴가공에 의해 확경부(50)가 형성되며, 이 확경부(50)의 일면을 길이방향으로 일부 절개하여 삽입홈(52)을 형성하게 된다. 이 삽입홈(52)에 상기 코일스프링(11)이 끼움 결합된 상태에서 너트(10)의 출구측 단부면이 내측으로 돌출되도록 프레스로 가압함으로써 상기 걸림턱(56)이 형성된다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 확경부(50)와 삽입홈(52)의 각각에는 코일스프링(11)과 코일스프링(11)의 절곡단부(51)가 삽입된 상태에서 그 길이방향으로 여유공간(54,55)이 형성되어 있으며, 이 여유공간(54,55)에 의해 상기 코일스프링의 전체가 유동 가능하게 된다. 특히, 확경부(50)에 형성되는 여유공간(54)은 볼트(12)의 나사산(14)이 시작되는 지점과 코일스프링(11)의 권선 시작점을 원활하게 정합하기 위한 것으로, 상기 코일스프링(11)의 권선 시작점이 어느 위치에 있든지 간에 볼트(12)가 회전되는 360도 범위 내에서는 볼트(12)의 나사산(14) 시작점과 적어도 한번은 일치하게 되어 있으므로 상기 볼트(12)가 여유공간(54)에서 적어도 한 피치 이동되는 동안에 상기 코일스프링(11)의 권선 시작점과 볼트(12)의 나사산(14) 시작점이 자동으로 일치되는 것이다.

또한 상기 코일스프링(11)을 권선함에 있어서, 다양한 권선 피치(W)로 코일스프링(11)의 권선이 가능하나, 본 발명에서는 코일스프링(11)의 권선 피치(W)를 상기 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 작게 형성하는 것이 가장 바람직하다. 이는 코일스프링(11)의 길이방향 폭(H)을 최대한 작게 형성하는 것으로, 상기 코일스프링(11)을 서로 밀착시켜 권선하게 되면 코일스프링(11)의 권선 피치(W)는 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 작게 형성되며, 길이가 작게 형성된 코일스프링(11)은 상기 확경부(50)에 삽입되는데 용이할 뿐만 아니라 전술된 바와 같은 걸림턱(56)을 프레스로 가압하는데 편리하게 된다. 또한 코일스프링(11)의 전체적인 길이에 의해 확경부(50)의 길이방향 폭이 결정되므로 코일스프링(11)의 길이를 작게 형성하면 불필요하게 확경부(50)의 길이방향 폭을 길게 형성하지 않아도 되어 재료의 손실을 막을 수 있다.

또한 코일스프링(11)의 권선 피치(W)가 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 작은 상태에서 볼트(12)와 코일스프링(11)이 정합되면, 코일스프링(11)은 그 권선 피치(W)가 커지면서 볼트(12)의 나사산(14)에 결합되므로 확경부(50)의 전체 길이와 대략 유사하게 펼쳐진 상태가 되어 그 양단부가 확경부(50)에 의해 지지된 상태가 될 뿐만 아니라 코일스프링(11) 자체의 압축력이 작용하여 더욱 견고하게 볼트(12)를 클램프하게 된다. 반면에, 코일스프링(11)의 권선 피치(W)가 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 큰 상태에서 볼트(12)와 코일스프링(11)이 정합되면, 코일스프링(11)은 그 권선 피치(W)가 작아지면서 볼트(12)의 나사산(14)에 결합되므로 확경부(50)의 여유공간(54)이 더욱 넓어지게 될 뿐만 아니라 코일스프링(11) 자체의 팽창력이 작용하여 볼트(12)를 클램프하는 체결력이 반감될 수 있다.

또한 상기 코일스프링(11)은 내측면이 만곡되고 외측면이 평면인 단면형상을 갖는 탄성와이어를 나선방향으로 권선하며, 상기 탄성와이어는 탄소함량이 높은 탄소강이나 크롬을 포함한 합금강이 주로 사용되어진다. 보다 상세하게는, 상기 탄성와이어의 단면형상은 코일스프링(11)의 중심방향 폭(L)이 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 넓게 형성되고, 코일스프링(11)의 길이방향 폭(H)은 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 좁은 폭으로 형성된다. 이는 코일스프링(11)의 내측면에는 상기 볼트(12)의 나사산(14)과 점 혹은 선 접촉되도록 반원형의 만곡부(53)가 형성된 것이며, 이와 같은 반원형의 만곡부(53)에 의해 상기 볼트(12)의 나사산(14) 면에 이물질이 개입되더라도 볼트(12)의 나사산(14)의 손상없이 원활한 정합이 이루어질 수 있다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 삽입홈(52)은 개방된 상태에서 그 단부가 서로 접촉되어 상기 코일스프링(11)의 절곡단부(51)는 유동은 가능하지만 삽입홈(52)으로부터 이탈되는 것은 방지되도록 되어 있다. 또한 상기 너트(10)의 단부에 걸림턱(56)이 형성됨으로써 너트(10)의 제조나 이송 보관시에 코일스프링(11)이 빠져나가는 것을 예방할 수 있으며, 본 실시예의 경우 너트(10)의 단부면 전체를 프레스로 가압하여 너트(10)의 출구측 외측 단부가 링형태를 이루어 내측으로 돌출되도록 형성된 것이다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 코일스프링(11)은 필요에 따라 중심방향 폭(L)을 충분히 넓게 형성할 수도 있으며, 이에 의해 코일스프링(11)의 단면적을 조절하여 강도와 탄성력을 자유롭게 조절할 수 있게 된다. 그러므로 코일스프링(11)이 볼트(12)를 강하게 조일 수 있으며, 코일스프링(11)의 단면적을 다양하게 조절하여 제작 가능하게 되므로 풀림방지너트가 사용되는 사용처에 따라 상기 절곡단부(51)가 절단되는 전단강도를 다양하게 조절할 수 있는 장점이 있다. 또한 상기 코일스프링(11)의 단면적에 따라 확경부(50)와 코일스프링(11)의 외측면과의 틈새는 넓거나 좁게 형성될 수도 있으며, 필요에 따라서는 서로 접촉될 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 너트(10)의 내주면에 코일스프링(11)이 장착될 수 있도록 확경부(50)가 형성되고, 상기 코일스프링(11)의 절곡단부(51)가 유동 가능하게 끼움 결합되는 삽입홈(52)이 형성되며, 상기 확경부(50)와 삽입홈(52)에는 상기 코일스프링 전체가 길이방향으로 한 피치이상 유동 가능한 여유공간(54,55)을 형성함으로써, 이 코일스프링(11)의 권선 시작점과 이에 나사결합되는 볼트(12)의 시작점이 원활하게 정합되어 볼트(12)의 손상을 방지할 수 있다. 이에 의해 볼트(12)와 코일스프링(11)의 나산산(14) 및 권선 불일치로 인한 체결시간의 지연과 작업의 번거로움을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 볼트(12)와 너트(10)에 의해 결합되는 구조물 또는 장치설비의 체결력을 견고하게 유지할 수 있다.

또한 본 발명의 코일스프링(11)의 단면형상은 내측면으로 만곡부(53)가 돌출 형성된 직사각 형상으로 구비되고, 길이방향 폭(H)은 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 좁고 중심방향 폭(L)은 넓게 형성되어 코일스프링(11)의 강도와 탄성력을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 중심방향의 폭(L)을 용이하게 조절하여 제작 가능하므로 코일스프링(11)의 강도와 탄성력의 조절이 자유롭고 풀림방지너트가 사용되는 사용처에 따라 상기 코일스프링(11)의 절곡단부(51)가 절단되는 전단강도를 다양하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 코일스프링(11)의 권선 피치(W)는 볼트(12)의 나사산 피 치(P)보다 작거나 같게 형성되어 전체적인 코일스프링(11)의 길이를 작게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 이 코일스프링(11)을 확경부(50)에 삽입한 상태에서 확경부(50)의 외측 단부를 프레스로 가압하여 걸림턱(56)을 형성하는데 편리하게 된다. 또한 확경부(50)의 길이를 작게 형성할 수 있으므로 너트(10)의 전체적인 크기를 컴팩하게 구성할 수 있으며, 이에 의해 불필요하게 소요되는 재료의 손실을 방지할 수 있다.

또한 코일스프링(11)이 볼트(12)의 나사산(14)에 정합될 때 그 권선 피치(W)가 커지면서 볼트(12)의 나사산(14)에 결합되므로 확경부(50)의 전체 길이와 대략 유사하게 펼쳐진 상태가 되어 그 양단부가 확경부(50)에 의해 지지된 상태가 될 뿐만 아니라 코일스프링(11) 자체의 압축력이 작용하여 더욱 견고하게 볼트(12)를 클램프할 수 있는 장점이 있다.

Claims

너트(10)의 내주면에 장착되는 코일스프링(11)에 의해 볼트(12)와의 나사결합이 풀리는 것을 방지할 수 있도록 된 풀림방지너트에 있어서, 상기 너트(10)의 내주면에는 너트(10)의 나사산(13)에 비해 내경이 넓으며 그 내부에는 별도의 나선홈이 형성되지 않은 확경부(50)가 형성되고, 이 확경부(50)의 종단에는 상기 코일스프링(11)의 단부가 외측으로 절곡된 절곡단부(51)가 끼움 결합되는 삽입홈(52)이 형성되며, 상기 코일스프링(11)의 내측면은 반원형 만곡부(53)가 돌출 형성되고 외측면은 평면인 단면형상으로 이루어지며, 상기 확경부(50)와 삽입홈(52)의 길이방향 폭은 상기 코일스프링(11)이 장착된 후에 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 한 피치이상 넓은 여유공간(54,55)이 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지너트.
제1항에 있어서, 상기 코일스프링(11)은 탄성와이어를 나선방향으로 권선하여 이루어지며, 상기 탄성와이어는 코일스프링(11)의 길이방향 폭(H)이 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 좁고 코일스프링(11)의 중심방향 폭(L)은 볼트(12)의 나사산 피치(P)보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지너트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코일스프링(11)의 권선 피치(W)는 볼 트(12)의 나사산 피치(P)와 같거나 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지너트.