KR101600780B1 - 도난 방지용 자동차 휠 너트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도난 방지용 자동차 휠 너트에 관한 것으로, 원기둥 형태의 바디부를 중심으로 일단에는 볼트와 체결되는 체결부가 구비되고, 타단에는 소켓을 사용하여 바디부를 회전시킬 수 있는 헤드부가 형성된 휠 너트에 있어서; 상기 헤드부의 표면에는 보안패턴을 갖는 패턴홈이 형성되되, 상기 보안패턴은 상기 헤드부의 원중심을 기준으로 서로 다른 직경을 갖는 적어도 2개 이상의 가상동심원과, 상기 가상동심원 상의 특정 지점을 기준점으로 하여 이 기준점으로부터 일정각도를 갖고 원중심에 대해 방사상으로 형성되는 다수의 가상방사선을 구성하여, 이들 가상방사선과 상기 다수의 가상동심원이 만나는 교점의 개수 만큼을 기수법으로 진법화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 도난 방지용 자동차 휠 너트를 제공한다.
본 발명에 따르면, 로킹너트의 보안성이 급격히 증대되며, 로킹너트의 보안패턴 형성시 규격화, 정규화가 가능하여 전용공구 분실시에도 언제든지 재생이 가능하여 잠금상태를 해제하지 못하는 문제를 해결할 수 있다.

Description

도난 방지용 자동차 휠 너트{CAR ANTI-THEFT WHEEL NUTS}

본 발명은 도난 방지용 자동차 휠 너트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보안패턴을 규격화하여 분실시 코드만 알면 허가권자가 쉽게 키 패턴을 복구시킬 수 있으면서 안전성이 증대되어 도난 방지기능을 향상시킬 수 있는 자동차 휠 너트에 관한 것이다.

일반적으로, 휠(Wheel)은 일반적으로 바퀴라 하며 휠과 타이어로 구성된다. 휠은 타이어와 함께 차의 전중량을 분담 지지하고 구동 및 제동시의 토크, 노면으로부터의 충격, 선회시의 원심력과 구심력, 차가 기울어졌을 때 발생하는 옆 방향의 힘 등에 견디어야 하며 또 가벼워야 한다.

또한, 휠은 타이어를 지지한 림(Rim)과, 휠과 허브 사이에 끼워지는 디스크(Disc)를 포함하며, 타이어는 림 베이스(Rim base)에 끼워진다.

그리고, 휠을 허브에 고정하는 방식은 크게 두 가지로, 첫째는 허브에 볼트를 매립시킨 상태에서 휠 너트를 체결하여 고정하는 방식이고, 둘째는 허브에 너트 나사산을 가공한 후 휠 볼트를 체결하여 휠을 고정하는 방식이다.

이러한 휠에는 볼트를 취부할 수 있는 볼트 구멍이 형성되어 있는데, 볼트 구멍은 볼트나 작은 나사 등을 끼우기 위해 원래의 구멍 지름보다 크게 뚫는 구멍을 말한다.

아울러, 볼트 구멍의 지름은 KS로 규정되어 있고 홈의 크기에 따라 1∼4급으로 구분되고 있다.

그리고, 이러한 볼트 구멍으로 삽설되는 볼트(Bolt)는 너트 또는 나사 구멍에 돌려 넣어 기계 부품 등을 체결할 때에 사용하는 기계 요소이다.

특히, 자동차의 휠에는 특수한 휠 볼트를 채용하고 있으므로 이러한 휠 볼트는 소켓 렌치(Socket wrench)를 이용하여 체결하게 되는데, 이는 볼트나 너트를 조이기도 하고, 풀기도 할 때에 이용하는 공구이다.

이때, 소켓 렌치는 소켓과 그 소켓을 돌리는 핸들류(이음 등)로 구성되어 있으며, 소켓으로는 주로 유니버설 소켓이 통상 사용되는데, 이는 핸들의 헤드를 끼워 넣은 곳이 자재 이음으로 되어 있는 것으로 보통 소켓의 사용이 어려운 협소 공간 등에서 사용하기 쉽기 때문이다.

그런데, 최근 경제난이 심각해지면서 볼트에 체결된 너트를 풀어 휠을 포함한 타이어를 절취해가는 도난사고가 빈번하게 발생하고 있다.

이와 관련하여, 오래 전부터 도난 방지용 휠 너트가 개시되어 왔는데, 관련 기술로는 등록실용 제0123897호, 등록실용 제0181573호, 등록공고 제1979-0001370호, 미국특허 제4,869,633호 등 다수가 개시되어 있다.

이들 도난 방지용 휠 너트, 즉 로킹너트는 형태에 따라 열쇠형, 외주키형(양각형), 내주키형(음각형), 복합형 등으로 구분되며, 현재는 3세대가 주류를 이루고 있다.

예컨대, 1세대 로킹너트는 휠 너트의 육각형 렌치 부위를 비규격화된 5각형 또는 다각형으로 구성하여 특수한 상대 소켓으로만 체결 또는 해체 가능하도록 한 것으로, 통상의 휠 너트 제조공정과 유사하기 때문에 제조가 쉬운 장점은 있지만 바이스 플라이어나 유사한 소켓으로 해체할 수 있어 보안성이 떨어지는 단점이 있다.

그리고, 2세대 로킹너트는 외주를 원형으로 가공하고, 너트에 삽지홈, 소켓에 삽지부를 두어 보안기능을 강화한 것으로 현재 시장의 주류를 이루고 있다.

이는 다양한 보안패턴이 가능하고 유사소켓으로 해체하기 어려운 장점이 있지만, 삽지부의 가공이 어렵고 원통부의 경도를 높여야 바이스 플라이어로도 쉽게 열 수 없어 재질상 문제가 있고, 또한 삽지부의 마모 또는 파괴가 용이하여 허가된 자도 열지 못하는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 다양한 보안패턴이 가능하기는 하지만, 전용 소켓을 소지하지 않거나 혹은 분실했을 경우 이를 열 수 있는 방법이 없다는 한계도 가진다.

마지막으로, 3세대 로킹너트는 외주에 자유 회전하는 링을 구성하고, 너트에 삽지홈 또는 특수 다각형 형태를 구성한 예로, 현재 시장에서 고가 상품군에 속하여 보편화되지는 않았으며, 고가의 차량에 적용되고 있다.

이는 유사소켓이나 바이스 플라이어로도 열지 못하여 보안성이 매우 높으나, 삽지부의 가공이 어렵고 비용이 너무 비싸 보편화가 어려울 뿐만 아니라, 외관의 크기가 커져 규격상 문제가 야기될 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 다양한 보안패턴을 형성하되, 이를 수치화하여 전용 공구를 분실하더라도 언제든지 재생가능하여 로킹너트를 풀지 못하는 문제를 해결하고, 기타 유사공구를 통해서도 결코 열 수 없는 새로운 개념의 도난 방지용 자동차 휠 너트를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 원기둥 형태의 바디부를 중심으로 일단에는 볼트와 체결되는 체결부가 구비되고, 타단에는 소켓을 사용하여 바디부를 회전시킬 수 있는 헤드부가 형성된 휠 너트에 있어서; 상기 헤드부의 표면에는 보안패턴을 갖는 패턴홈이 형성되되, 상기 보안패턴은 상기 헤드부의 원중심을 기준으로 서로 다른 직경을 갖는 적어도 2개 이상의 가상동심원과, 상기 가상동심원 상의 특정 지점을 기준점으로 하여 이 기준점으로부터 일정각도를 갖고 원중심에 대해 방사상으로 형성되는 다수의 가상방사선을 구성하여, 이들 가상방사선과 상기 다수의 가상동심원이 만나는 교점의 개수 만큼을 기수법으로 진법화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 도난 방지용 자동차 휠 너트를 제공한다.

이때, 상기 교점의 진법화는 상기 기준점에 대해 시계방향 또는 반시계방향으로 순차 나열되는 형태로 이루어지는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 가상방사선은 패턴을 이용해 충분한 체결토크를 줄 수 있도록 원중심에 대해 5°- 25°의 각도로 균등배분된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 바디부에는 회전링이 더 끼워진 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 로킹너트의 보안성이 급격히 증대된다.

또한, 로킹너트의 보안패턴 형성시 규격화, 정규화가 가능하여 전용공구 분실시에도 언제든지 재생이 가능하여 잠금상태를 해제하지 못하는 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도난 방지용 자동차 휠 너트 및 보안패턴의 가공예를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도난 방지용 자동차 휠 너트 보안패턴의 다른 가공예를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도난 방지용 자동차 휠 너트 보안패턴의 패턴홈 가공예를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도난 방지용 자동차 휠 너트의 다른 예를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 변형예로서, 도난 방지용 자동차 휠 볼트를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도난 방지용 자동차 휠 너트는 원기둥 형태의 바디부(100)를 중심으로 그 선단에는 차량의 휠에 고정된 볼트와 체결되는 체결부(110)가 구비되고, 그 후단에는 소켓을 사용하여 바디부(100)를 회전시킬 수 있는 헤드부(120)가 형성된다.

이러한 휠 너트, 즉 보안패턴이 구비된 로킹너트는 통상적인 구조이다.

본 발명에서는 이러한 통상적인 로킹너트의 구조에서 특히, 헤드부(120)의 표면에 요입형성되는 패턴홈(122)의 가공과 관련되며, 다양한 형태의 패턴홈(122)을 단순 제작하는 것이 아니라 관리가능하게 구현한 것에 특징이 있다.

여기에서, 관리가능하다는 의미는 패턴홈(122)에 의해 형성되는 보안패턴에 따라 이를 잠그고 풀 수 있는 전용소켓이 구비되어야 하는데, 이 전용소켓은 유일하게 하나 뿐이므로 이를 분실할 경우 로킹너트, 즉 휠 너트를 풀거나 조일 수 없다는 한계를 갖지만, 본 발명에서는 보안패턴이 2진법 혹은 3진법 등 다양한 진법(수를 표기하는 기수법)에 따라 암호화된 패턴을 읽을 수 있어 언제든지 재생가능하므로 혹시 분실하더라도 허락된 자가 분실한 소켓과 동일한 소켓을 만들어 사용할 수 있다는 의미에서 관리할 수 있음을 뜻한다.

아울러, 본 발명이 적용되는 휠 너트는 그 구경에 따라 다를 수 있지만, 통상적으로 규격에 따르면 M12, M14가 사용되므로 본 발명은 이들에 모두 그대로 적용될 수 있다.

뿐만 아니라, 이하 설명 및 도면중 'φ'는 현장에서 원의 직경 등을 표시할 때 사용하는 단위로서, 'mm'와 동일한 표현이다.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예를 보인 도 1은 2진법에 따라 보안패턴을 형성한 예를 나타낸다.

도 1에 따르면, 헤드부(120)의 상면에 형성되는 패턴홈(122)은 폭 2-2.5mm, 깊이 2.5-3.0mm의 크기로 형성된다.

상기 범위로 폭과 깊이를 한정하는 이유는 가공정밀성을 높이고, 마모를 최소화할 수 있는 최소 폭 및 깊이여서 가공비용을 낮출 수 있기 때문이며, 더 깊게 할 경우 가공이 어려워 비용이 증대하고 불량률이 높아지고, 더 낮게 할 경우에는 죄고 풀 때 오류가 많이 나 헛돌기 쉬울 뿐만 아니라 턱진 부분에서의 마모가 빠르게 진행되기 때문에 상기 범위로 한정하는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 상기 패턴홈(122)에 형성되는 보안패턴은 패턴홈(122)의 둘레를 따라 원중심을 향해 들고 나도록 가공되는 것, 즉 일종의 요철을 형성하되 특정 형상이 되도록 가공하는 것에 의해 형성된다.

본 발명에서는 이를 규격화하여 관리 가능할 수 있도록 다양한 진법, 일 예를 보인 도 1처럼 2진법을 활용하여 보안패턴이 형성되도록 한 것에 큰 특징이 있다.

본 발명에 따른 보안패턴은 헤드부(120)의 원중심을 기준으로 일정직경, 바람직하게는 14mm의 직경을 갖는 제1가상동심원(φ14)과, 바람직하게 16mm의 직경을 갖는 제2가상동심원(φ16)을 그리고, 기준점(T)으로부터 일정각도, 예컨대 5°- 25°, 바람직하게는 10°의 각도를 갖고 다수의 가상방사선(L)을 구성하며, 이들 가상방사선(L)과 두 개의 제1,2동심원(φ14,φ16)이 만나는 교점을 0,1로 규정하고, 이 가상방사선(L)의 개수만큼 2진법을 적용하여 형성된다.

이때, 2진법에 따른 '0'의 의미는 바깥쪽 가상동심원인 제2가상동심원(φ16)과 가상방사선(L)이 만나는 교점에 해당되고, '1'의 의미는 안쪽 가상동심원인 제1가상동심원(φ14)과 가상방사선(L)이 만나는 교점에 해당된다.

때문에, 0과 1의 순서를 배열하게 되면 기준점(T)으로부터 시계방향 혹은 반시계방향으로 규정된 순서에 따라 일정한 형상의 패턴이 형성되고, 이 패턴은 보안패턴이 되며, 상기 보안패턴은 0과 1의 2진법으로 나열될 수 있으므로 그와 대응되는 형상의 소켓을 분실하더라도 2진법으로 나열된 숫자만 잘 관리하고 있으면 언제든지 재생할 수 있게 된다.

여기에서, 상기 패턴홈(122)의 가공, 즉 보안패턴의 가공은 엔드밀과 같은 초경공구를 이용하여 가공할 수 있다.

특히, 휠 너트는 상술한 폭과 깊이 범위를 갖도록 구성하고, 열처리를 통해 24HRc 이상의 경도를 확보함으로써 마모를 비롯한 파손의 문제를 일소하도록 함이 바람직하다.

한편, 도 2는 다른 방식으로 보안패턴을 구현하는 예를 보인 것으로, 도 2에 따르면 보안패턴은 3진법으로 형성될 수 있다.

즉, 0과 1과 2의 나열을 통해 일정한 패턴을 형성하는데, 이를 위해 도 1의 실시예에서 제3가상동심원(φ12)이 하나 더 형성되는 형태로 구현될 수 있다.

도시된 예에서는 상기 제3가상동심원(φ12)이 제1가상동심원(φ14) 보다 안쪽에 형성되는 것으로 예시하였으나, 제2가상동심원(φ16)의 바깥쪽에도 형성될 수 있음은 물론이다.

또한, 이와 같은 개념을 적용하게 되면 당연히 다수의 가상동심원을 더 형성하여 4진법, 5진법 등의 보안패턴 형성도 가능함은 물론이다.

다만, 패턴홈(122)의 폭을 무한정 크게 할 수 없기 때문에 2진법 또는 3진법에 따른 보안패턴이 가장 바람직하다.

아울러, 상기 도 2와 같은 3진법 보안패턴의 경우에는 제1,2,3가상동심원(φ14,φ16,φ12)과 가상방사선(L)이 만나는 교점이 3개이므로 이를 차례로 0,1,2로 부여함으로써 가공되는 모양에 따라 0,1,2로 이루어진 숫자들의 조합, 즉 보안패턴 키가 만들어지고 이를 컴퓨터 등에 저장함으로써 전용 소켓 분실시 이 보안패턴 키를 기반으로 재생하여 사용할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 휠 너트는 도 3의 예시와 같이, 패턴홈(122) 가공시 단조 후 절삭하는 가공형태를 취하여 조직의 치밀성을 확보함으로써 경도를 높이고, 아울러 패턴홈(122)의 입구가 4°이내에서 테이퍼 가공되게 하여 가공시간을 단축하고, 공구 사용시 원활성 확보 및 공구 수명 연장에 기여할 수 있도록 구성되어야 한다.

즉, 패턴홈(122)의 입구가 테이퍼지지 않으면 공구의 입출입시 빡빡하게 끼워지면서 파손 위험성이 커지고 절삭유의 과도한 사용이 요구되므로 초기 가공시 약간 테이퍼지게 하여 공구의 입출입을 원활하게 하여야 한다.

아울러, 본 발명에 따른 휠 너트는 도 4의 예시와 같이, 비허가자가 불법으로 절취하려고 바이스 플라이어 등의 사용자체를 차단할 수 있도록 바디부(100)에 자유롭게 회전되는 회전링(130)을 더 설치할 수 있다.

이 경우, 도 4는 헤드부(120)의 표면에는 다양한 보안패턴, 즉 본 발명에 따른 보안패턴을 갖는 패턴홈(122)이 형성되어 있는 상태에서 회전링(130)이 추가적으로 더 구성된 예를 의미한다.

이렇게 하면, 바디부(100)의 외주에 장착된 회전링(130)은 바디부(100) 자체를 잡고 회전시키지 못하도록 하는 1차 보안성을 확보하고, 패턴홈(122)에 형성된 보안패턴은 전용 소켓이 아닌 경우 열리지 않도록 하므로 2차 보안성을 확보하게 되므로 본 발명에 따른 휠 너트는 1중, 2중에 걸친 보안성이 강화된 형태를 갖추게 되며, 바디부(100)와 회전링(130)의 위치에 따라 실제 가공된 패턴의 조합보다 더 다양한 조합의 패턴을 만들 수 있게 된다.

본 발명에 따른 휠 너트는 특히, 규격화된 패턴을 컴퓨터 제어를 통해 정밀가공할 수 있고, 단조된 재료를 사용하므로 3세대 휠 너트에 비해 비용은 저렴하고 가공하기 쉽지만 보안성을 동등 수준을 유지할 수 있어 당해 분야의 기술 수준을 급격히 끌어 올리는데 일조할 것으로 예측된다.

다른 예로, 도 5의 예시와 같이 상술한 동일의 방식으로 보안패턴을 휠 볼트의 헤드부에 형성할 수도 있다.

이것은 앞서 종래 기술에서 설명하였듯이, 휠을 허브에 고정하는 방식이 허브에 볼트를 매립시킨 상태에서 휠 너트를 체결하는 것과, 허브에 너트 나사산을 가공한 후 휠 볼트를 체결하는 것 두 가지 방식이기 때문에 상술한 휠 너트에 보안패턴을 형성하는 방식과 동일한 방식으로 휠 볼트에 형성할 수도 있음은 물론이다.

100: 바디부 110: 체결부
120: 헤드부 122: 패턴홈
130: 회전링

Claims (4)

1. 원기둥 형태의 바디부를 중심으로 일단에는 볼트와 체결되는 체결부가 구비되고, 타단에는 소켓을 사용하여 바디부를 회전시킬 수 있는 헤드부가 형성된 휠 너트에 있어서;
   상기 헤드부의 표면에는 보안패턴을 갖는 패턴홈이 형성되되,
   상기 보안패턴은 상기 헤드부의 원중심을 기준으로 서로 다른 직경을 갖는 적어도 2개 이상의 가상동심원과, 상기 가상동심원 상의 특정 지점을 기준점으로 하여 이 기준점으로부터 일정각도를 갖고 원중심에 대해 방사상으로 형성되는 다수의 가상방사선을 구성하여, 이들 가상방사선과 상기 다수의 가상동심원이 만나는 교점의 개수 만큼을 기수법으로 진법화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 도난 방지용 자동차 휠 너트.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 교점의 진법화는 상기 기준점에 대해 시계방향 또는 반시계방향으로 순차 나열되는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도난 방지용 자동차 휠 너트.
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 가상방사선은 원중심에 대해 5°- 25°의 각도로 균등배분된 것을 특징으로 하는 도난 방지용 자동차 휠 너트.
   
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 바디부에는 회전링이 더 끼워진 것을 특징으로 하는 도난 방지용 자동차 휠 너트.

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