KR102082523B1 - 로크 너트 조립체 - Google Patents

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KR102082523B1
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브라이언 데이비스
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브라이언 인베스트먼츠 피티와이 엘티디
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Abstract

로크 너트 조립체(10, 10')는 나사산 축방향 관통 구멍(19)을 구비한 제1 부품(12); 및 축방향 구멍(31)을 구비한 제2 부품(14)을 포함한다. 제1 및 제2 부품(12, 14)은 서로 탈착 가능하게 결합되며, 제1 방향으로 조립체(10, 10')에 토크를 가하기 위한 공통의 공구의 작동에 의해 조립체(10, 10')를 나사산 부재(22) 상에 적용하기 위해 양 부품이 공통의 공구와 동시에 맞물림 가능하도록 배치된다. 제1 부품(12)이 먼저 나사산 부재(22)와 맞물리고, 그에 이어 제2 부품(14)이 맞물린다. 제1 부품(12)은 나사산 부재(22)에 체결을 제공하며, 필요에 따라 토킹된다. 제2 부품(14)은 나사산 부재(22) 상에 제1 부품(12)을 로킹하는 역할을 한다.

Description

로크 너트 조립체{LOCK NUT ASSEMBLY}
본 발명은 로크 너트 조립체에 관한 것이다.
볼트 또는 스터드와 같은 나사산 부재 상에 너트를 로킹하기 위한 다수의 주지의 방법들 또는 장치들이 있다. 예컨대, 록타이트(LOCTITETM) 접착제와 같은 액체 접착 로킹 화합물의 사용이 알려져 있다. 다른 장치들은 간단히 2개의 너트들의 사용을 포함하는데, 여기서 제1 너트가 규정된 토크까지 조여지기 위해 또는 나사산 볼트 또는 샤프트 상에 필요한 장력을 제공하기 위해 사용되며, 이어서 제2 너트가 제1 너트를 제자리에 로킹하기 위해 샤프트 상에 나사결합된다. 다른 주지의 로크 너트는 정토크 너트(prevailing torque nut)이다. 일 형태에서, 이러한 유형의 로크 너트는 종종 나일론 또는 다른 폴리머로 이루어진 탄성 슬리브 또는 링을 포함한다. 이러한 유형의 로크 너트에서, 링은 너트가 적용될 때 탄성 변형되는데, 이는 진동 시에 풀림을 저지하는 효과가 있다. 다른 로크 너트 장치 또는 조립체는 코터 핀에 의해 제자리에 고정되는 성곽형 너트(castellated nut)를 포함하거나, 또는 안전 결선(safety wire)이 너트가 적용되는 샤프트를 통해 횡방향으로 천공된 구멍을 통과한다.
본 발명은 로크 너트 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에서, 본 발명은: 로크 너트 조립체에 있어서, 나사산 축방향 관통 구멍을 구비한 제1 부품; 및 축방향 구멍을 구비한 제2 부품을 포함하며, 제1 및 제2 부품은 서로 탈착 가능하게 결합되고, 제1 방향으로 조립체에 토크를 가하기 위한 공통의 공구의 작동에 의해 조립체를 나사산 부재 상에 적용하기 위해 양 부품이 공통의 공구와 동시에 맞물림 가능하도록 배치되되, 제1 부품은 먼저 나사산 부재와 맞물리고, 제2 부품은 나사산 부재 상에 제1 부품을 로킹하는 역할을 하는 로크 너트 조립체를 제공한다.
일 구현예에서, 조립체는 로크 너트 조립체가 자신이 적용될 나사산 부재의 노출된 길이를 완전히 덮을 수 있게 하는 축방향 길이를 갖도록 구성된다.
일 구현예에서, 제2 부품은 제1 부품으로부터 멀리 있는 단부 상에 폐쇄 부재를 포함한다.
일 구현예에서, 폐쇄 부재는 로크 너트 및 로크 너트가 나사결합되는 나사산 부재 사이로부터 유체의 배출을 가능하게 하는 공기 구멍(breather hole) 또는 밸브를 구비한다.
일 구현예에서, 로크 너트 조립체는 제1 부품과 제2 부품 중 하나 또는 모두에 배치되는 다량의 부식 방지 재료를 포함한다.
일 구현예에서, 축방향 구멍을 형성하거나 이를 둘러싸는 영역의 제2 부품은 나사산 부재에 의해 맞물릴 때 탄성 변형되는 재료로 이루어진 바디로 구성되거나, 이를 포함한다.
일 구현예에서, 로크 너트 조립체는 제1 및 제2 부품의 구멍들이 축방향으로 정렬된 상태로 제1 및 제2 부품을 서로 탈착 가능하게 결합시키는 탄성 부재를 포함한다.
일 구현예에서, 로크 너트 조립체는 제1 및 제2 부품의 구멍들이 축방향으로 정렬된 상태로 제1 및 제2 부품을 서로 탈착 가능하게 결합시키는 유연성 재료 또는 취성 재료로 이루어지는 체결 부재를 포함한다. 유연성 재료 또는 취성 재료로 이루어지는 체결 부재의 비제한적인 예는: 제1 및 제2 부품을 서로 접착시킬 수 있는 접착 테이프; 제1 및 제2 부품 모두의 적어도 일 부분 상에 끼워맞춤되는 플라스틱 재료로 이루어진 슬리브를 포함한다.
일 구현예에서, 나사산 축방향 관통 구멍의 나사산은 골지름(D1)과 골지름(D2; D1>D2)을 가지고, 제2 부품의 축방향 구멍의 로킹 부분은 내부지름(D3; D3<D1)을 가지며, 로킹 부분은 나사산 부재와 맞물림 시에 탄성 변형되도록 배치된다.
제2 양상에서, 본 발명은: 로크 너트 조립체에 있어서, 나사산 축방향 관통 구멍을 구비한 너트 형태의 제1 부품; 축방향 구멍을 구비한 제2 부품; 및 제1 부품의 나사산 축방향 관통 구멍이 제2 부품의 축방향 구멍과 축방향으로 정렬된 상태로 제1 부품 및 제2 부품을 서로 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재를 포함하는 로크 너트 조립체를 제공한다.
일 구현예에서, 체결 부재는 제1 및 제2 부품의 구멍들이 축방향으로 정렬된 상태로 제1 및 제2 부품을 서로 탈착 가능하게 결합시키는 탄성 부재를 포함한다. 다른 구현예에서, 체결 부재는 제1 및 제2 부품의 구멍들이 축방향으로 정렬된 상태로 제1 및 제2 부품을 서로 탈착 가능하게 결합시키는 유연성 재료 또는 취성 재료로 이루어지는 부재를 포함할 수 있다. 유연성 재료 또는 취성 재료로 이루어지는 체결 부재의 비제한적인 예는: 제1 및 제2 부품을 서로 접착시킬 수 있는 접착 테이프; 및 제1 및 제2 부품 모두의 적어도 일 부분 상에 끼워맞춤되는 플라스틱 재료로 이루어진 슬리브를 포함한다. 일 실시예에서, 슬리브는 수축 랩 슬리브(shrink wrap sleeve)일 수 있다.
일 구현예에서, 체결 부재는 제1 및 제2 부품을 나사산 부재 상에 적용하기 전에 제1 및 제2 부품을 서로 간격(Dmm)만큼 이격시키는 양으로, 그리고 제1 부품들을 제2 부품들로부터 완전히 탈착시키지 않으면서, 간격(Dmm)이 최대 Lmm(L은 제2 부품들의 나사산의 리드)의 간격만큼 신장될 수 있게 하는 양으로 제공된다.
일 구현예에서, 제2 부품은 정토크 너트를 포함한다.
일 구현예에서, 로크 너트 조립체는 제1 및 제2 부품 중 하나 또는 모두에 배치되는 다량의 부식 방지 재료를 포함한다.
일 구현예에서, 부식 방지 재료는 제1 및 제2 부품 사이에 방수 밀봉재를 형성한다.
일 구현예에서, 부식 방지 재료는 복수의 원주상 이격된 부분들 또는 섹션들로 제공된다.
일 구현예에서, 제1 부품은 제2 부품의 축방향 길이의 절반에 상응하는 축방향 길이를 가진다.
일 구현예에서, 제2 부품은 돔 너트(dome nut)이다.
일 구현예에서, 로크 너트 조립체는 제1 부품 중 제2 부품으로부터 멀리 있는 단부에 부착되는 와셔를 포함한다.
일 구현예에서, 로크 너트 조립체는 와셔를 제1 부품에 부착시키는 다량의 추가적인 탄성 부재를 포함한다.
제3 양상에서, 본 발명은: 로크 너트 조립체에 있어서, 골지름(D1)과 골지름(D2; D1>D2)을 가진 나사산을 가진 축방향 관통 구멍을 구비한 제1 부품; 및 축방향 관통 구멍과 인접한 제2 축방향 구멍을 구비한 제2 부품을 포함하며, 부품들은 제1 방향으로 조립체에 토크를 가하기 위한 공통의 공구의 작동에 의해 조립체를 나사산 부재 상에 적용하기 위해 공통의 공구와 동시에 맞물림 가능하고, 제2 부품의 축방향 구멍의 로킹 부분은 내부지름(D3; D3<D1)을 가지며, 로킹 부분은 나사산 부재와 맞물림 시에 탄성 변형되도록 배치되는 로크 너트 조립체를 제공한다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, D3≥D2이다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, D3=D2이다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 제2 부품의 축방향 구멍은 내부지름(D4; D4>D3)을 가진 추가 부분을 구비한다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, D4≥D1이다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 제2 축방향 구멍의 로킹 부분은 축방향 관통 구멍과 인접한다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 추가 부분은 로킹 부분으로부터, 제2 부품 중 제1 부품으로부터 멀리 있는 단부까지 연장된다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 제1 부품 및 제2 부품은, 제2 부품을 제1 부품에 대해 제2 방향으로 회전시키면, 제2 부품이 제1 부품으로부터 쉽게 분리되는 방식으로, 서로 해체 가능하게 결합된다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 제1 부품 및 제2 부품은 서로 내부-끼워맞춤된다(inter-fit).
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 제1 부품 및 제2 부품은, 하나가 다른 하나의 안에 놓이도록 끼워맞춤되는 각각의 결합 부분들을 구비함으로써, 내부-끼워맞춤된다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 결합 부분들은 연동되는 나사산들을 구비한다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 제1 부품의 결합 부분은 나사산을 구비하며, 제2 부품의 결합 부분 상에 가압된다.
임의의 양상의 일 구현예에서, 제1 부품 및 제2 부품 각각은 공구와의 맞물림을 가능하게 하도록 배치되는 적어도 2개의 평탄면들을 구비한다.
제1 또는 제3 양상의 일 구현예에서, 제1 부품은 금속으로 이루어지며, 제2 부품은 플라스틱 재료로 이루어진다.
임의의 양상의 일 구현예에서, 폐쇄구는 하나 이상의 절취선을 구비하되, 이 절취선은, 로크 너트 조립체가 나사결합되는 나사산 부재의 일 부분이 로크 너트의 길이보다 더 클 때, 폐쇄구가 나사산 부재에 의해 절취선을 따라 파열될 수 있도록 배치된다.
임의의 양상의 일 구현예에서, 제2 부품은, 로크 너트 조립체가 나사산 부재 상에 완전히 나사결합될 때, 로크 너트 조립체가 나사산 부재를 둘러쌀 수 있도록 구성된다.
본 발명의 제4 양상에서, 나사산 부재 상에 제1 너트를 로킹하는 방법에 있어서, 엘라스토머에 의해 제2 너트에 탈착 가능하게 결합된 제1 너트를 포함하는 로크 너트 조립체를, 제1 및 제2 너트 모두에 동시에 토크를 가할 수 있는 공구 내에 또는 공구와 맞물리게 하는 단계; 공구를 이용하여, 로크 너트 조립체를 나사산 부재 상에 나사결합시키며, 규정된 토크를 제1 너트에 가하는 단계; 제1 너트를 공구로부터 맞물림 해제하는 단계; 및 제2 너트를 나사산 부재 상의 제1 너트 상에 조여서, 엘라스토머를 압착시키며, 엘라스토머가 제1 및 제2 너트 사이에서 반경방향으로 가압되게 하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
일 구현예에서, 방법은 로크 너트 조립체가 적용되는 나사산 부재의 자유 길이의 원주면을 완전히 덮도록 치수결정된 축방향 길이를 갖도록 로크 너트 조립체를 구성하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 방법은 제2 너트를 정토크 너트로 제공하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 방법은 로크 너트 조립체를 나사산 부재에 적용하기 전에 로크 너트 조립체 내에 다량의 부식 방지 재료를 제공하는 단계를 포함한다.
이하에서는, 본 발명의 구현예들이 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1a는 볼트에 적용되는 본 발명에 따른 로크 너트 조립체의 일 구현예의 측면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 로크 너트 조립체의 단부도이다.
도 2는 도 1a에 도시된 로크 너트 조립체를 도시하되, 조립체의 제1 및 제2 너트 모두가 볼트 상에 나사결합되어 있지만, 조립체의 제1 너트가 볼트 상에 완전히 토킹되기 전이다.
도 3은 볼트에 완전히 적용될 때의 로크 너트 조립체를 도시하되, 제1 및 제2 너트가 완전히 토킹되어 있다.
도 4는 로크 너트 조립체를 볼트로부터 제거하는 방법을 도시한다.
도 5는 마모판을 고정하는 볼트에 완전히 적용되었을 때의 로크 너트 조립체를 도시한다.
도 6은 마모판 및 볼트의 마모 후 도 5에 도시된 볼트로부터 제거되는 로크 너트 조립체를 도시한다.
도 7은 로크 너트 조립체의 제2 구현예의 측면도를 도시한다.
도 8은 볼트에 결합되며 마모판을 구조물에 고정하기 위해 사용된 도 7의 로크 너트를 도시한다.
도 9는 도 7에 도시된 로크 너트의 제2 부품의 측면도를 도시한다.
도 10은 도 7에 도시된 볼트로부터 부분적으로 제거된 로크 너트를 도시한다.
도 11은 로크 너트의 제3 구현예의 측면도 및 단부도를 도시한다.
도 12는 볼트에 결합되며 마모판을 구조물에 고정하기 위해 사용된 도 11의 로크 너트를 도시한다.
도 13은 로크 너트 조립체의 제4 구현예의 측면도를 도시한다.
도 14는 로크 너트 조립체의 제5 구현예의 측면도를 도시한다.
후술하는 내용은 로크 너트 조립체(10)의 여러 구현예들을 설명한다. 이러한 구현예들 중 2가지가 도 1a 및 도 7에 도시되어 있다. 일반적인 의미로, 이러한 구현예들 각각에서, 로크 너트 조립체(10)는 나사산 축방향 관통 구멍을 구비한 제1 부품(12)을 포함한다. 제1 나사산 부품(12)은 종래의 나사산 육각 너트 형태일 수 있다. 이러한 구현예들 각각은 또한 축방향 구멍을 구비한 제2 부품(14)을 포함한다. 일 실시예에서, 제2 부품(14)의 축방향 구멍은 관통 구멍일 수 있지만, 대안적인 실시예에서, 축방향 구멍은 블라인드 구멍일 수 있다. 블라인드 구멍은 부품(14)의 일 단부의 다른 관통 구멍을 폐쇄함으로써 형성될 수 있다. 게다가, 몇몇 구현예들에서, 제2 부품(14)의 축방향 구멍은 나사산을 갖지만, 다른 구현예들에서, 축방향 구멍은 나사산을 갖지 않는다. 조립체(10)의 구현예들에서, 제1 및 제2 부품(12, 14)은 서로 탈착 가능하게 결합되며, 양 부품이 래틀 건 또는 소켓 렌치와 같은 공통의 공구에 의해 동시에 맞물릴 수 있도록 배치된다. 이런 방식으로, 공구는 조립체(10)를 볼트의 나사산 부재와 같은 나사산 부재(22) 상에 적용하도록 작동될 수 있다. 조립체(10)가 나사산 부재(22)에 적용될 때, 제1 부품(12)은 리드 부품을 구성하며, 먼저 나사산 부재(22)와 맞물린다. 제1 부품(12)은 나사산 부재(22)에 원하는 장력을 제공하기 위해 요구된 토크까지 나사결합될 수 있다. 제2 부품(14)은 나사산 부재(22) 상에 제1 부품(12)을 로킹하는 기능을 가진다. 조립체(10)를 제거하는 하나의 방법에서, 제2 부품(14)은 단독으로 공구와 맞물리며, 부재(22)로부터 결합 해제된다. 이러한 작업은 제2 부품(14)을 제1 부품(12)으로부터 탈착시킨다. 제1 부품(12)이 초기 토크로 나사산 부재(22) 상에 유지됨에 따라, 제2 부품(14)은 제1 부품으로부터 탈착될 수 있으며, 실질적으로 나사산 부재(22)가 제2 부품(14)과 함께 회전할 위험 없이 제거될 수 있다. 이는 나사산 부재의 헤드가 접근 불가능하거나 파지 또는 고정될 수 없는 경우에 특히 유용하다. 제2 부품(14)이 탈착된 상태에서, 제1 부품(12)은 이제 이전에 적용된 제2 부품(14)으로부터 자유롭기 때문에 이제 제거될 수 있다. 이하에 추가로 후술하는 바와 같이, 조립체(10)는 나사산 부재(22)를 완전히 덮도록, 그에 따라 나사산에 보호를 제공하도록 구성될 수 있다. 그 결과로, 나사산 부재(22)의 나사산이 녹, 부식, 또는 기계적 손상에 의한 손상으로부터 보호됨에 따라, 제1 부품(12)은 전반적으로 비교적 쉽게 결합 해제된다.
이하에서는, 로크 너트 조립체(10)의 특정한 구현예들이 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 로크 너트 조립체(10)의 제1 구현예를 도시한다. 로크 너트 조립체(10)는 제1 너트(12) 형태의 제1 부품, 제1 너트(12)와 축방향으로 정렬되는 제2 너트(14) 형태의 제2 부품을 포함한다. 너트들(12, 14)은, 본 구현예에서, 제1 및 제2 너트(12, 14) 사이에 구비되며 이들을 서로 접합시키는 탄성 또는 엘라스토머(16)에 의해, 서로 탈착 가능하게 결합된다. 탄성 부재는 제1 및 제2 부품에 접착되는 세팅 가능한 화합물(settable compound) 형태일 수 있다. 너트들(12, 14) 사이에 배치되는 엘라스토머(16)로 인해, 너트들은 축방향으로 이격된 관계에 놓인다. 너트들(12, 14)은 동일한 암나사산(19)을 구비한다. 이러한 특정한 구현예에서, 로크 너트 조립체(10)는 추가량의 엘라스토머(20)에 의해 제1 너트(12)에 부착되는 선택적인 와셔(18)를 포함하는 것으로 도시된다. 와셔(18)는 제1 및 제2 너트(12, 14)와 축방향으로 정렬되는 중앙 구멍을 구비한다. 너트들(12, 14)의 나사산(19)은 본 구현예에서 볼트(26)의 샤프트(24)를 포함하는 나사산 부재(22)의 나사산에 대응하도록 구성된다.
엘라스토머(16)는 간격(D, 밀리미터)만큼 제1 및 제2 너트(12, 14)를 이격시키는 양 또는 구성으로 제공된다. 일 구현예에서, 간격(D)은 1㎜ 내지 5㎜의 범위일 수 있다. 다른 구현예에서, 간격(D)은 2㎜ 내지 4㎜의 범위일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 간격(D)은 3㎜ 정도일 수 있다. 그러나, 간격(D)은 제2 나사(14)의 나사산의 피치(P)의 관점에서 묘사 또는 배치될 수 있다. 예컨대, 간격(D)은 피치의 1배 내지 2배 정도일 수 있다.
엘라스토머(16)의 탄성 성질은 로크 너트 조립체(10)를 나사산 부재(22) 상에 적용하는 다양한 단계들 동안 간격(D)이 변화될 수 있게 하고, 특히 신장 및/또는 감소될 수 있게 한다. 이와 관련하여, 간격(D)이 제2 너트(14)의 나사산 피치(P) 정도의 간격만큼 신장될 수 있을 것으로 여겨진다. 다른 구현예들에서, 간격(D)의 신장은 제2 너트(14)의 나사산의 리드(L) 정도일 수 있다. 이는 제1 너트(12)의 리드와 동일하다. 본 명세서 전반에서, "리드"라는 용어가 나사산과 관련되어 사용될 때, 이 용어는 나사의 한번의 완전한 회전에 의해 덮이는 나사산의 축을 따른 선형 간격을 나타내도록 의도된다. "피치"라는 용어는 일 나사산의 릿지로부터 타 나사산의 릿지까지의 축방향 간격을 나타내도록 의도된다. 한줄 나사산 형태를 가진 나사산에 대해, 리드 및 피치는 동일하다. 그러나, N줄 나사산을 가진 나사산에 대해, L=NP(P는 피치)이다.
(본 구현예에서와 같이 탄성 부재이든, 대안적인 구현예들의 접착 테이프나 플라스틱 슬리브와 같은 유연성 또는 취성 재료이든) 엘라스토머(16) 제공의 이면의 일반적인 사상은 후술하는 기능들을 가능하게 하기 위함이다. 첫 번째로, 체결 부재는 조립체(10)가 한 번의 작업으로 나사산 부재(22)에 적용될 수 있는 단일 유닛이 되도록 너트들(12, 14)을 서로 탈착 가능하게 결합시킨다. 두 번째로, 체결 부재는 제2 너트(14)의 나사산이 나사산 부재(22)의 나사산과 정렬될 수 있게 하기 위해 너트들(12, 14) 사이의 간격의 신장을 가능하게 한다. 세 번째로, 체결 부재는 제2 너트(14)가 제1 너트(12)를 위한 로킹 기능을 제공하기 위해 제1 너트(12)와 별개로 토킹될 수 있게 하며 너트(12) 상에 압착될 수 있게 한다. 이는 보통 너트들(12, 14)을 이전에 결합시킨 체결 부재의 전단 가공 또는 탈착을 초래할 것이다. 따라서, 사용되는 체결 부재의 유형으로 인한 초기 분리 간격(D)이 존재하는 상기 실시예들에도 불구하고, 간격(D)은 정교한 기계적 관계에 의해 결정된다기 보다는, 상기 기능들을 용이하게 하기 위한 요건들에 의해 더 많이 좌우된다.
본 구현예의 너트들(12, 14)은 육각 너트들이다. 너트들(12, 14)이 서로 결합될 때, 너트(12)의 평탄면들(28)은 너트(14)의 평탄면들(30)과 상호 정렬된다. 이는 로크 너트 조립체(10)를 나사산 부재(22)에 적용할 때 소켓 튜브가 제1 및 제2 너트(12, 14) 모두를 수용할 수 있게 한다. 그러나, 본 구성에서, 너트(12)가 나사산 부재(22) 상에 맞물린 후에, 너트(14)가 나사산 부재(22)의 나사산과 최초로 접촉할 때, 너트(14)의 나사산의 줄이 나사산 부재(22)의 나사산과 맞물리도록 정확하게 정렬되는 것을 보장하지는 않는다는 것을 주목해야 한다.
로크 너트 조립체를 적용하기 위해, 조립체는 와셔(18)가 리드하는 상태로 먼저 수동으로 나사산 부재(22) 상에 나사산 결합되고, 이어서 튜브 소켓이 제1 및 제2 너트(12, 14) 상에 끼워맞춤되거나; 또는 조립체(10)는 와셔(18)가 튜브 소켓의 개구에 인접한 상태로 양 너트(12, 14)를 수용하는 튜브 소켓과 맞물리고, 이어서 튜브 소켓이 회전하여 로크 너트 조립체를 나사산 부재(22) 상에 맞물리게 한다. 제2 너트(14)가 나사산 부재(22)와 최초로 접촉하는 지점까지 로크 너트 조립체(10)가 나사결합될 때, 조립체는 초기 구성을 유지한다. 그러나, 이후, 이러한 구성은 제2 너트(14)가 나사산 부재(22)와 접촉한 직후에 변화될 수 있으며, 제2 너트(14)를 제1 너트(12) 상에 완전히 토킹 시에 변화될 것이다.
제1 너트(12)가 나사산 부재(22) 상에 나사결합된 후에 제2 너트(14)가 나사산 부재(22)와 최초로 접촉하는 상황을 고려한다. 제2 너트(14)의 나사산의 줄이 나사산 부재(22)의 나사산과 적절하게 정렬되지 않은 경우, 나사산 부재(22) 상의 로크 너트 조립체(10)의 지속적인 회전은 엘라스토머(16)의 탄성 신장을 초래하여, 너트들(12, 14) 사이의 간격(D)을 증가시킬 것이다. 이는 너트(12)가 나사산 부재(22)를 따라 계속 전진하지만, 제2 너트(14)가 나사산 부재(22) 상에서 회전하는 동안 나사산 부재(22)의 나사산과 맞물리지 않고, 그에 따라 제1 너트(12)와 함께 전진하지 않기 때문에 발생한다. 그러나, 결국에는, 전체 로크 너트 조립체(10)가 튜브 소켓에 의해 회전 중이기 때문에, 나사산(14)의 시작 부분이 나사산 부재(22)의 나사산의 시작 부분과 맞물리게 될 것이다. 이러한 공정 동안, 너트들(12, 14) 사이의 간격(D)이 증가하고, 엘라스토머(16)가 신장된다.
제2 너트(14)가 2㎜의 피치(P)(및 리드(L))를 가진 한줄 나사산을 구비하는 일 실시예에서는, 엘라스토머(16)의 최대 신장 및 간격(D)의 증가 역시 2㎜일 것이다. 로크 너트 조립체(10)를 나사산 부재(22) 상에 적용하기 전에, 엘라스토머(16)가 먼저 너트들(12, 14)을 3㎜의 간격만큼 이격시키는 양으로 제공되는 경우, 너트들(12, 14) 사이의 간격은 상기 실시예에서 많아야 5㎜까지 신장될 것이다.
엘라스토머(16)는 너트들(12, 14) 중 어느 하나로부터 완전히 탈착되지 않으면서 이러한 신장을 허용하도록 배치된다.
제2 너트(14)의 나사산이 나사산 부재(22)의 나사산과 맞물렸기 때문에, 로크 너트 조립체(10)는, 볼트(26)가 관통 연장되는 플레이트(32)와 같은 물체와 와셔(18)가 접경하고 적절한 토크가 너트(12)에 가해질 때까지, 튜브 소켓을 이용하여 나사산 부재(22) 상에 추가로 나사결합된다. 이는 또한 엘라스토머(20)를 압착시키는 효과가 있을 것이다. 그러나, 너트들(12, 14) 사이의 간격은 이러한 공정 동안 일정하게 유지될 것이다.
로크 너트 조립체(10)의 적용을 완료하기 위해, 튜브 소켓은 이제 제1 너트(12)로부터 맞물림 해제되며, 단지 제2 너트(14)와 맞물림 유지되거나, 또는 대안적으로 상이한 스패너 또는 렌치가 제2 너트(14)에만 적용된다. 제2 너트(14)는 이제 나사산 부재(22) 상에 나사결합되어, 엘라스토머(16)를 압착시키며 이를 너트들(12, 14) 사이에서 반경방향으로 가압한다. 이는 도 3에 도시되어 있다. 이런 방식으로, 제2 너트(14)는 이제 일반적인 로크 너트로 작동하여 제1 너트(12)의 풀림을 방지한다.
제2 너트(14)가 제1 너트(12) 상에 조여짐에 따라, 엘라스토머(16)가 너트들(12, 14) 중 하나 또는 모두로부터 전단 가공될 것으로 예상된다. 엘라스토머(16)의 일 부분은 너트들(12, 14) 사이에 남아있을 수 있고, 가능하게는 그 사이에 수밀 밀봉재를 형성하기 위해 밀봉 개스킷으로 작동할 수 있다. 그러나, 이는 엘라스토머(16)의 주요 기능이 아니다. 어쨌든, 너트들(12, 14) 사이의 면대면 접촉은 나사산 부재(22)로 침투하는 물 또는 다른 액체에 대한 효과적인 배리어를 제공할 수 있을 것으로 여겨진다.
또한, 로크 너트 조립체(10)는 나사산 부재(22)의 나사산의 원주면이 완전히 로크 너트 조립체(10) 내에 있도록 치수결정된다는 것을 도 3으로부터 주목한다. 따라서, 나사산 부재(22)의 나사산은 부식과 손상으로부터 보호된다. 로크 너트 조립체(10)를 나사산 부재(22) 상에 나사결합시키기 전에 로크 너트 조립체(10) 내에 부식 보호/방지 재료를 적용함으로써, 부식 보호를 추가로 지원할 수 있다. 이러한 부식 보호 재료의 제공은 로크 너트 조립체(10)를 나사산 부재(22) 상에 적용하기 전 또는 후에 너트들(12, 14) 사이의 수밀 밀봉재의 필요성을 제거한다.
나사산 부재(22) 상의 나사산의 보호는 로크 너트 조립체(10)를 제거할 수 있다는 관점에서 중요하다. 단일 너트가 나사산 부재(22)의 나사산의 일 부분이 너트 위로 신장되도록 사용되는 경우, 나사산이 부식되거나, 예컨대 단단한 물체와의 충돌에 의해 손상될 가능성이 있다. 종종, 이는 나사산 부재(22)의 신장 부분을 볼트(26)로부터 절삭하지 않으면서 제1 너트(12)를 분리하는 것을 불가능하게 하지는 않을지라도 굉장히 어렵게 만든다. 이는 물론 볼트(26)가 재사용될 수 없게 한다.
대조적으로, 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 로크 너트 조립체(10)의 제거는 매우 간단한데, 먼저 스패너 또는 다른 공구가 제2 너트(14)를 나사산 부재(22)로부터 결합 해제하기 위해 제2 너트(14)와 맞물리고, 이후 동일한 공구가 제2 너트(14)를 나사산 부재(22)로부터 결합 해제하기 위해 사용된다.
본 구현예에서, 볼트(26)는 돌출된 육각 헤드(40)를 구비하는 것으로 도시된다. 그러므로, 스패너와 같은 공구가 또한 볼트(26)의 회전을 방지하기 위해 그리고 추가로 로크 너트 조립체(10)의 제거를 돕기 위해 헤드(40)를 고정하도록 사용될 수 있다. 그러나, 로크 너트 조립체(10)의 제거의 용이함은, 볼트가 정기적으로 교체를 필요로 하는, 그리고 볼트의 헤드에 접근하거나 이를 긴밀하게 파지하는 능력이 제한 또는 억제되는 응용들에서, 특히 유리하다. 이러한 일례가 도 5 및 도 6을 참조하여 후술하는 바와 같이 교체 가능한 마모판의 사용에 의한 마모 보호 분야에 속한다.
도 5는 나사산 부재(22)를 구비한 볼트(26')에 의해 광석 저장조(ore bin; 32')의 내표면에 체결된 마모판(42)을 도시한다. 도 5에서, 마모판(42) 및 볼트(26')는 "새로운" 상태이며, 아직 마모를 겪지 않았다. 볼트(26')는 헤드(40')를 구비하되, 이 헤드는 절두원추형으로 이루어지며, 마모판(42)의 상호보완적인 형상의 리세스(46)에 안착된다. 헤드(40')는 로크 너트 조립체(10)를 적용할 때 회전에 반하여 볼트(26')를 고정하는 것을 돕도록 키를 수용하기 위해 육각 소켓(48)을 구비한다. 로크 너트 조립체는 볼트(26)와 관련하여 전술한 바와 정확히 동일한 방식으로 볼트(26')에 적용된다.
많은 응용들에서, 마모판(42)은 정기적으로, 예컨대 3달마다 교체될 필요가 있을 것이다. 보통, 헤드(40')는 마모판(42)과 동일한 속도로 마모된다. 그 결과로, 소켓(48)의 깊이가 실질적으로 감소하거나, 사실상 완전히 제거된다. 이는 도 6에 도시되어 있다. 그러므로, 볼트(26')를 고정하는 능력이 약화된다. 이러한 상황에서는, 볼트(26')의 샤프트(22) 상의 임의의 너트들을 결합 해제하는 토크가 나사산(24)의 부식 또는 다른 손상으로 인해 증가하지 않도록 보장하는 것이 굉장히 유리하다.
로크 너트 조립체(10)의 구현예들은 로크 너트 조립체(10)에 의해 볼트(26')의 나사산 부재(22)에 제공되는 보호로 인해 이러한 응용에 적합하다. 그 결과로, 로크 너트 조립체(10)는 기존의 이중 로크 너트보다 훨씬 더 쉽게 제거될 수 있다. 이는 광석 저장조 또는 다른 보호 구조물을 마모판들과 재정렬하는 데 소요되는 시간을 감소시키며, 각 연삭기(angle grinder) 또는 산소 용접기(oxy-acetylene torch)와 같은 절삭 장치를 사용할 필요성을 없앰에 따라 안정성을 개선한다. 이와 관련하여, 마모판들로 보호되는 구조물들은 보통 매우 크며, 작업자들은 사다리, 발판, 또는 이동식 크레인 상의 증가된 높이에서 작업하도록 요구된다는 것을 이해해야 한다.
상기 설명으로부터, 본 구현예는, 한번의 작업으로 단일 공구를 이용하여, 2개의 너트들(주요 너트(12) 및 로크 너트(14))이, 주요 너트가 완전히 토킹된 상태로, 나사산 부재 상에 동시에 나사결합될 수 있는 일체형 로크 너트 조립체를 제공한다는 것을 이해할 것이다. 이는 엘라스토머(16)가, 결합된 너트들로 하여금, 동일한 소켓/공구에 의해 동시에 회전하는 한편 서로에 대해 축방향으로 이동할 수 있게 하기 때문에 발생한다. 이는 이후 제2 너트의 나사산 및 나사산 부재의 나사산의 자동 정렬을 가능하게 한다.
로크 너트 조립체의 전술한 특정한 구현예에도 불구하고, 본 구현예는 그 광범위한 기능성을 바꾸지 않는 다수의 수정 및 변경을 겪을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예컨대, 제2 너트(14)는 그 자체가 정토크 너트의 형태일 수 있다. 다른 구현예에서, 제3 너트가 제1 및 제2 너트 사이에 통합될 수 있고, 엘라스토머에 의해 제1 및 제2 너트에 결합될 수 있다. 다른 변경들은: 제1/주요 너트(12)를 제2 너트(14)의 축방향 길이의 절반의 길이를 가진 "하프 너트"로 제공하는 것; 및/또는 제2 너트를 돔 너트로 제공하는 것을 포함한다. 제2 너트가 돔 너트로 제공되는 경우, 이는 또한 정토크 돔 너트일 수 있다. 아울러, 로크 너트 조립체(10)를 나사산 부재(22) 상에 적용하기 전 또는 후에, 엘라스토머(16)가 너트들 사이에 방수 밀봉재를 형성할 필요가 없다. 일 변형예에서, 엘라스토머(16)는 너트들 사이에 예컨대, 복수의 원주상 이격된 부분들, 가닥들, 또는 밴드들로 제공될 수 있다.
또한, 엘라스토머(16)는 너트들(12, 14)에 또는 그 사이에 접합되는 다량의 탄성 부재의 대안적인 형태로 제공될 수 있다. 예컨대, 엘라스토머(16)는 제1 및 제2 부품의 구멍들이 축방향으로 정렬된 상태로 제1 및 제2 부품의 외부 방사면들을 중심으로 제1 및 제2 부품을 서로 탈착 가능하게 결합시키는 유연성 재료 또는 취성 재료로 제공될 수 있다. 이러한 구현예들에서, 너트들(12, 14)은 간격(D)만큼 이격될 필요가 없다. 즉, D=0이다. 그러나, 유연성 또는 취성 재료가 부품들의 축면들 사이에 위치할 수 있음은 물론이다(여기서, D= 체결 부재의 두께). 유연성 재료 또는 취성 재료로 이루어지는 체결 부재의 비제한적인 예는: 제1 및 제2 부품의 외부 방사면들을 중심으로 또는 제1 및 제2 부품의 축면들 사이에서 제1 및 제2 부품을 서로 접착시킬 수 있는 접착 테이프; 및 제1 및 제2 부품 모두의 적어도 일 부분 상에 끼워맞춤되는 플라스틱 재료로 이루어진 슬리브를 포함한다. 일 실시예에서, 슬리브는 수축 랩 슬리브일 수 있다. 다른 실시예는 배관공 테이프(즉, PVC 테이프) 또는 클링 랩과 같은 플라스틱 테이프 또는 랩핑 부재이다. 체결 부재의 또 다른 예는 부품들의 인접한 축면들 사이에 위치하거나 이들에 접착되는 와셔 형태 또는 구성의 양면 접착 테이프 또는 다른 유연성 부재이다. 도 13 및 도 14는 이러한 구현예들의 일례를 도시한다.
도 13에서, 로크 너트 조립체(10a)는 플라스틱 재료로 이루어진 슬리브(16a)로 제공된 체결 부재에 의해 탈착 가능하게 결합되는 너트들(12, 14)을 구비하는 것으로 도시된다. 슬리브는 충분한 마찰로 너트들(12, 14)을 함께 고정하고, 그에 따라 로크 너트 조립체(10a)는 제2 너트(14)의 나사산 및 나사산 부재(22)의 나사산의 맞물림을 용이하게 하기 위해 여전히 너트들(12, 14)을 서로에 대해 축방향으로 이동할 수 있게 하는 한편, 일체형 장치로 조작된다(조작될 수 있다). 로크 너트 조립체(10a)를 제거할 때, 제2 너트(14) 및 슬리브(16a)의 덮개 부분은 스패너 또는 다른 결합 해제 공구와 맞물릴 수 있거나; 또는 원하는 경우, 슬리브(16a) 또는 그 일 부분은 예컨대 박스 커터 또는 다른 칼로 절개될 수 있다. 슬리브는 로크 너트 조립체(10a) 내에 유지되는 동안 방수를 제공할 수 있다.
도 14에서, 로크 너트 조립체(10b)는 테이프 또는 스트립(16b)으로 제공된 체결 부재에 의해 탈착 가능하게 결합되는 너트들(12, 14)을 구비하는 것으로 도시되며, 이러한 테이프 또는 스트립은 너트들(12, 14)에 감겨져 있다. 테이프는 그 폭이 양 너트(12, 14)에 걸쳐지는 적어도 한번의 회전을 가진다. 테이프는 예컨대 전기 테이프와 유사한 접착 플라스틱 테이프 형태일 수 있거나, 또는 일반적으로 "배관공 테이프"로 지칭되는 유형의 PVC 테이프 형태를 취할 수 있다. 다른 가능성으로, 스트립은 음식의 신선함을 유지하거나 신문 또는 상자를 포장하기 위해 일반적으로 사용되는 클링 랩이다. 이러한 클링 랩은 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 이루어질 수 있다. 다시, 이러한 테이프 또는 랩은 너트(14) 및 부재(22)의 나사산들의 정렬을 가능하게 하기 위해 너트들의 상대적인 축방향 운동을 허용하는 한편, 로크 너트 조립체(10b)를 단일 유닛으로 적용하는 것을 용이하게 하기 위해 너트들을 서로 탈착 가능하게 결합시킨다. 테이프는 제2 너트(14)의 조임 또는 후속 제거 동안 가해진 토크에 의해 쉽게 탈착되거나 끊어진다.
로크 너트 조립체(10a, 10b)의 상기 변형예들에서, 체결 부재(16a, 16b)는 여전히 엘라스토머(16)와 동일한 기능을 수행하도록 작동한다. 구체적으로, 체결 부재는 너트들(12, 14)이 공통의 공구를 이용하여 동시에 적용될 수 있도록 너트들(12, 14)을 서로 탈착 가능하게 고정한다. 제2 너트(14)의 나사산의 줄이 나사산 부재(22)의 나사산의 줄과 일치하지 않은 경우, 체결 부재는 제2 너트(14)가 제1 너트(12)에 대해 축방향으로 이동할 수 있게 하고, 그에 따라 제2 너트(14)는 결국에는 조립체의 지속적인 나사결합에 의해 나사산 부재(22)와 맞물릴 것이다. 마지막으로, 체결 부재는 너트(14)가 별도로 제거될 수 있게 하기 위해 조립체를 해제할 때 너트들(12 및/또는 14)로부터 탈착되거나 끊어질 것이다.
도 7 내지 도 12는 로크 너트 조립체(10')의 다른 구현예들을 도시한다. 이러한 구현예들의 설명에 있어서, 동일 또는 유사한 특징부들을 나타내기 위해, 도 1a 내지 도 6과 관련하여 설명된 제1 구현예와 동일한 도면 부호들이 사용될 것이다.
로크 너트 조립체(10')는 제1 부품(12) 및 제2 부품(14)을 포함한다. 제1 부품(12)은 나사산(19)을 가진 제1 축방향 관통 구멍(17)을 구비한다. 나사산(19)은 골지름(D1) 및 산지름(D2)을 가진다. 제1 부품(12)은 또한 부품(12)의 토킹을 가능하게 하기 위해 스패너 또는 소켓과 같은 공구와 맞물리도록 구성된다. 이러한 구성은 제1 부품(12)의 외표면을 중심으로 형성되는 복수의 평탄면들(28)을 통해 제공된다. 이 경우, 제1 부품(12)은 육각 너트의 형태이며, 그에 따라 6개의 평탄면들(28)을 구비한다.
제1 부품(12)은 또한 일 단부로부터 축방향으로 연장되는 결합구(23)를 구비하여 형성된다. 결합구(23)는 D1보다 더 큰 최소 내부지름(Dx)을 가진 내표면(25)을 구비한다. 나사산(27)이 내표면(25) 상에 형성된다. 나사산(27)은 나사산(19)과 동일한 방향 및 동일한 피치를 가진다. 아울러, 나사산(27)은 나사산(19)에 비해 비교적 얕은 깊이를 가지며, 방사상 마루 및 골(radiused crest and root)을 가진다.
로크 너트 조립체(10')의 제2 부품(14)은 또한 복수의 외부 평탄면들(30)의 제공에 의해 스패너 또는 소켓과 같은 공구와 맞물리도록 구성된다. 6개의 평탄면들(30)이 존재한다. 평탄면들(30)은 제1 부품(12)의 대응하는 평탄면들(28)과 정렬된다.
제2 부품(14)은 또한 제1 축방향 구멍(17)과 일치하는 제2 축방향 구멍(31)을 구비한다. 제2 축방향 구멍(31)의 로킹 부분(33)은 골지름(D1)보다 더 작은 내부지름(D3)을 가진다. 게다가, 제2 부품(14)은 NylonTM 재료를 포함하는 플라스틱 재료들과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 변형 가능한, 특히 탄성 변형 가능한 재료로 이루어진다.
일 양상으로, 내부 지름(D3)은 골지름(D1)보다 더 작다(즉, D3<D1). 제2 양상으로, 내부 지름(D3)은 산지름(D2)과 같거나 더 클 수 있다(즉, D3≥D2). 그러므로, 일 구현예에서, D1>D3≥D2이다. 따라서, 하나의 가능한 구현예에서, D3=D2이다.
제2 축방향 구멍(31)은 또한 로킹 부분(33)과 인접한 부분(35)을 구비한다. 부분(35)은 산지름(D2)보다 더 큰 내부지름(D4)을 가진다. 첨부 도면에 도시된 이 특정한 구현예에서, 지름(D4)은 골지름(D1)과 같다. (도시되지 않은) 대안적인 구현예들에서, D4는 D1보다 더 클 수 있다.
제2 축방향 구멍(31)의 부분(35)은 로킹 부분(33)으로부터, 제2 부품(14) 중 제1 부품(12)으로부터 멀리 있는 단부(37)까지 연장된다.
특히 도 8을 참조하면, 로크 너트 조립체(10')의 제2 부품(14)은 로크 너트 조립체(10')가 나사결합되는 나사산 부재(24)의 일 단부를 둘러싸도록 구성된다. 이는 제2 부품(14)의 단부(37)를 가로질러 반경방향으로 연장되는 웨브 또는 벽 형상의 폐쇄 부재(43)를 제공함으로써 달성된다. 폐쇄 부재(43)는 로크 너트 조립체(10')가 샤프트(24) 상에 나사결합될 때 로크 너트 조립체(10')와 나사산 부재(24)의 단부 사이로부터의 공기와 같은 유체의 배출을 가능하게 하기 위해 공기 구멍(45)을 구비한다. 대안적으로, 폐쇄 부재는 로크 너트 조립체(10')와 나사산 부재(24)의 단부 사이로부터의 공기와 같은 유체의 배출을 가능하게 하는 간단한 플랩 밸브와 같은 일방향 밸브를 구비할 수 있다.
도 8에서, 나사산 부재(24)는 볼트(26)의 샤프트이다. 볼트(26) 및 로크 너트 부재(10')는 사용 시 마모판(42)을 구조물(32)에 고정하는 것으로 도시된다. 그러나, 로크 너트 부재(10') 및 볼트(26)의 특정한 응용은 로크 너트 부재(10')의 구조 및 기능에 중요하지 않다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 제2 부품(14)은 단부(37)의 반대편 단부로부터 축방향으로 연장되는 결합 부분(52)을 포함한다. 제2 축방향 구멍(31)의 로킹 부분(33)은 결합 부분(52)을 통해 축방향으로 연장된다.
로크 너트 조립체(10')에서, 제1 부품(12) 및 제2 부품(14)은, 제2 부품(14)을 제1 부품(12)에 대해 결합 해제 방향으로 회전시키면, 부품들(12, 14)이 쉽게 분리되는 방식으로, 서로 해체 가능하게 결합된다.
해체 가능한 결합은 결합 부분들(23, 52)의 내부-끼워맞춤에 의해 용이하게 된다. 특히, 결합 부분(52)은 결합 부분(23) 내부에 끼워맞춤된다. 결합 부분(52)은 외주면(54)을 구비하되, 이 외주면은 원래 매끄러우며, 일정한 외부지름을 가진다.
일 구현예에서, 로크 너트 조립체(10')를 조립할 때, 결합 부분(52)의 외부지름은 나사산(27)의 내부 지름(Dx)과 같거나 더 작다. 이는 결합 부분(52)으로 하여금 약간의 강제 끼워맞춤으로 또는 작은 간격을 가지고 결합 부분(23) 내부에 끼워맞춤될 수 있게 한다. 이후, 결합 부분(23)은 결합 부분(52) 상에 압착 또는 가압된다. 제2 부품(14)이 변형 가능한 재료로 이루어짐에 따라, 상보적인 나사산이 외주면(54) 상에 가압 또는 형성되는 결과를 가져온다. 제1 부품(12)은 결합 부분(23)을 결합 부분(52) 상에 압착 또는 가압하는 것을 용이하게 하거나 가능하게 하는 금속으로 이루어진다.
도시된 구현예에서, 와셔(18)는 제1 부품(12) 중 제2 부품(14)으로부터 멀리 있는 단부에 부착된다. 와셔(18)는 글루와 같은 임의의 적절한 수단에 의해 부착될 수 있다.
로크 너트 조립체(10')를 나사산 부재(24) 상에 적용하기 전에, 그리스와 같은 다량의 부식 방지 물질이 로크 너트 조립체(10') 내부에 배치될 수 있다.
로크 너트 조립체(10')를 샤프트(24)에 적용할 때, 로크 너트 조립체(10')는 핸드 렌치 또는 래틀 건과 같은 공구의 소켓 내에 배치된다. 이는 평탄면들(28, 30)이 상호 정렬됨으로써 용이하게 된다. 그러므로, 로크 너트 조립체(10')가 최초로 적용될 때, 공구는 너트 조립체(10')를 나사산 부재(24) 상에 나사결합시키기 위해 양 부품(12, 14)에 동시에 토크를 가한다. 그에 따라, 로크 너트 조립체(10') 내의 부식 방지 물질 및 공기와 같은 유체가 공기 구멍(45)을 통해 배출될 수 있다. 로크 너트 조립체(10')가 나사산 부재(24) 상에 최초로 나사결합됨에 따라, 나사산 부재(24)의 나사산은 제1 부품(12)의 나사산(19)과 맞물린다. 그러나, 나사산 부재(24)가 나사산(19)의 단부에 도달할 때, 로크 너트 조립체(10')의 지속적인 나사결합은 나사산 부재(24)가 나사산을 제2 부품(14)의 제2 축방향 구멍(31)의 로킹 부분(33)으로 절삭, 탭핑, 또는 변형하기 시작하는 결과를 가져온다. 이러한 작업은 로크 너트 조립체(10')가 나사산 부재(24) 상에 완전히 나사결합될 때까지 계속된다. 나사산 부재(24) 및 제2 축방향 구멍(31)의 부분들(33, 35)의 상대 크기에 따라, 나사산 부재(24)는 결국에는 부분(35) 내로 진입할 수 있다. 부분(35)이 내부지름(D4≥D1)을 가진 경우, 나사산 부재(24)는 부분(35) 내에 나사산을 형성하지 않으면서 진입한다.
나사산을 제2 부품(14)의 로킹 부분(33)으로 절삭, 탭핑, 또는 변형하는 나사산 부재(24)의 나사산의 작업은 너트 조립체(10')를 나사산 부재(24) 상에 로킹하는 효과가 있다. 이러한 효과는 NylocTM 너트와 같은 정토크 너트의 효과와 동일하다.
로크 너트 조립체(10')가 나사산 부재(24)를 완전히 둘러싸도록 구성됨에 따라, 나사산 부재(24)의 나사산은 이제 부식 및 충돌 손상과 같은 다른 손상으로부터 보호된다.
로크 너트 조립체(10')의 임의의 특정한 적용을 위한 규정된 토크가 금속으로 이루어진 제1 부품(12)을 통해 가해진다. 제2 부품(14)은 나사산 부재(24)의 나사산에 보호를 제공할 뿐만 아니라, "로킹" 특징 또는 작업을 제공한다.
도 10은 로크 너트 조립체(10')를 볼트(26)로부터 부분적으로 해제하는 과정을 도시한다. 로크 너트 조립체(10')를 풀 때, 먼저 공구가 제2 부품과 맞물린다. 공구는 제2 부품(14)을 볼트(26)의 나사산 및 결합 부분(23)의 나사산(27)으로부터 결합 해제하는 방향으로 토크를 가하도록 작동된다. 일단 제2 부품(14)이 제거되면, 동일한 공구가 제1 부품(12)을 볼트(26)로부터 결합 해제하기 위해 제1 부품(12)과 맞물리도록 사용될 수 있다. 나사산 부재(24)의 나사산이 로크 너트 조립체(10')에 의해 보호됨에 따라, 제1 부품(12)을 결합 해제하기 위해 요구되는 최대 토크는 많아야 초기 인가 토크인 것으로 여겨진다.
도 11 및 도 12는 로크 너트 조립체(10")의 또 다른 구현예를 도시하되, 도 7 내지 도 10에 도시된 구현예와 동일한 특징부들을 나타내기 위해 동일한 도면 부호들이 사용된다. 로크 너트 조립체(10")와 로크 너트 조립체(10')의 유일한 차이점은 폐쇄 부재(43) 내에 다수의 절취선들(60)을 제공한 것이다. 절취선들(60)은 공기 구멍(45)으로부터 퍼져나가며, 그로부터 균일하게 이격된다. 절취선들(60)은 폐쇄 부재(45)에 새김눈을 냄으로써(scoring) 또는 실제로 폐쇄 부재(43)의 전체 두께를 통해 절개함으로써 형성될 수 있다.
절취선들(60)의 기능은, 로크 너트 조립체(10")가 나사결합되는 나사산 부재(24)의 길이가 로크 너트 조립체(10")보다 더 긴 경우에, 제어된 방식으로 나사산 부재(24)에 의해 폐쇄 부재를 파열시키는 것을 용이하게 하는 것이다. 이는 도 12에 도시되어 있고, 여기서 나사산 부재(24)의 단부는 폐쇄 부재(43)를 관통 파열시키는 것으로 도시된다.
로크 너트 조립체들(10, 10')의 구현예들이 상세히 설명되었으므로, 기본적인 발명의 개념을 벗어남 없이 다수의 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게 명확할 것이다. 예컨대, 결합 부분(23)은 결국은 결합 부분(52)의 외표면 상에 대응하는 나사산을 형성하는 나사산(27)을 구비하는 것으로 설명되었다. 그러나, 대안적인 장치에서, 결합 부품(23)의 내주면이 일정한 내부지름을 가지고 형성될 수 있고, 제1 및 제2 부품(12, 14) 사이의 해체 가능한 결합은 결합 부분(52)을 결합 부분(23) 내에 간단히 강제 끼워맞춤으로써 용이하게 되는 것으로 여겨진다. 대안적으로, 접착제 또는 접착 실런트가 이제 부품들(12, 14)의 해체 가능한 결합을 용이하게 하기 위해 결합 부분들(23, 52) 사이에 도포될 수 있다. 또한, 부품(14)은 각각의 로킹 부분을 단지 하나씩 구비하는 대신, 다수의 교번적인 로킹 부분들(33, 35)을 구비하여 형성될 수 있다. 로크 너트 조립체(10 또는 10')를 해제할 때, 몇몇 경우에, 특히 볼트(26)의 헤드가 파지될 수 있는 경우에, 단일 소켓을 이용하여 제1 및 제2 부품(12, 14)을 함께 결합 해제하는 것이 가능할 수 있다. 또 다른 변형예에서, 부품들(12, 14)은 육각 너트 외의 다른 너트 형태(예컨대, 4개의 평탄면들(28, 30)을 구비한 정사각 너트, 또는 8개의 평탄면들(28, 30)을 구비한 팔각 너트)를 취할 수 있다. 이러한 모든 수정 및 변경은, 당업자들에게 명백한 다른 수정 및 변경과 함께, 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 여겨지며, 본 발명의 특질은 상기 설명 및 첨부된 청구항들로부터 결정되어야 한다.

Claims (43)

  1. 로크 너트 조립체에 있어서,
    나사산 축방향 관통 구멍을 구비한 제1 부품; 및
    축방향 구멍을 구비한 제2 부품을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 부품은 서로 탈착 가능하게 결합되고, 제1 방향으로 상기 로크 너트 조립체에 토크를 가하기 위한 공통의 공구의 작동에 의해 상기 로크 너트 조립체를 나사산 부재 상에 적용하기 위해 양 부품이 상기 공통의 공구와 동시에 맞물림 가능하도록 배치되되, 상기 제1 부품은 먼저 상기 나사산 부재와 맞물리고, 상기 제2 부품은 상기 나사산 부재 상에 상기 제1 부품을 로킹하는 역할을 하며, 상기 제2 부품은 상기 제1 방향과 정반대 방향으로의 회전에 의해 상기 나사산 부재로부터 제거될 수 있고, 상기 제1 부품으로부터 탈착될 수 있는, 로크 너트 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로크 너트 조립체는 상기 로크 너트 조립체가 결합되는 나사산 부재의 노출된 길이를 완전히 덮을 수 있게 하는 축방향 길이를 갖도록 구성되는, 로크 너트 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 부품은 상기 제1 부품으로부터 멀리 있는 단부 상에 폐쇄 부재를 포함하는, 로크 너트 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 폐쇄 부재는 상기 로크 너트 조립체 및 상기 로크 너트 조립체가 나사결합되는 나사산 부재 사이로부터 유체의 배출을 가능하게 하는 공기 구멍 또는 밸브를 구비하는, 로크 너트 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 부품과 상기 제2 부품 중 하나 또는 모두에 배치되는 부식 방지 재료를 포함하는 로크 너트 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 축방향 구멍을 형성하거나 이를 둘러싸는 영역의 상기 제2 부품은 상기 나사산 부재에 의해 맞물릴 때 탄성 변형되는 재료로 이루어진 바디로 구성되거나, 이를 포함하는, 로크 너트 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부품의 구멍들이 축방향으로 정렬된 상태로 상기 제1 및 제2 부품을 서로 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재를 포함하는 로크 너트 조립체.
  8. 로크 너트 조립체에 있어서,
    나사산 축방향 관통 구멍을 구비한 너트 형태의 제1 부품;
    축방향 구멍을 구비한 제2 부품; 및
    상기 제1 부품의 상기 나사산 축방향 관통 구멍이 상기 제2 부품의 상기 축방향 구멍과 축방향으로 정렬된 상태로 상기 제1 부품 및 상기 제2 부품을 서로 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 부품은 함께 그리고 동시에 적용될 수 있고, 상기 부품들을 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재는, 상기 조립체가 나사산 부재에 적용된 후에, 상기 제2 부품이 상기 제1 부품과 별도로 탈착될 수 있도록 배치되는, 로크 너트 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 체결 부재는 상기 제1 및 제2 부품을 나사산 부재 상에 적용하기 전에 상기 제1 및 제2 부품을 서로 간격(Dmm)만큼 이격시키는 양으로, 그리고 상기 제1 부품을 상기 제2 부품으로부터 완전히 탈착시키지 않으면서, 상기 간격(Dmm)이 최대 Lmm(L은 상기 제2 부품의 나사산의 리드)의 간격만큼 신장될 수 있게 하는 양으로 제공되는, 로크 너트 조립체.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 부품은 정토크 너트를 포함하는, 로크 너트 조립체.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부품 중 하나 또는 모두에 배치되는 부식 방지 재료를 포함하는 로크 너트 조립체.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부품들을 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재는 상기 제1 및 제2 부품 사이에 방수 밀봉재를 형성하는, 로크 너트 조립체.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부품들을 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재는 복수의 원주상 이격된 섹션들 또는 부분들로 제공되는, 로크 너트 조립체.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 부품은 상기 제2 부품의 축방향 길이의 절반에 상응하는 축방향 길이를 가지는, 로크 너트 조립체.
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 부품은 돔 너트인, 로크 너트 조립체.
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 부품으로부터 먼 쪽의 상기 제1 부품의 단부에 부착되는 와셔를 포함하는 로크 너트 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 와셔를 상기 제1 부품에 부착시키는 탄성 부재를 포함하는 로크 너트 조립체.
  18. 제1항에 있어서, 상기 나사산 축방향 관통 구멍의 나사산은 골지름(D1)과, 상기 골지름(D1)보다 큰 산지름(D2)을 가지고, 상기 제2 부품의 상기 축방향 구멍의 로킹 부분은 상기 골지름(D1)보다 작은 내부지름(D3)을 가지며, 상기 로킹 부분은 상기 나사산 부재와 맞물림 시에 탄성 변형되도록 배치되는, 로크 너트 조립체.
  19. 로크 너트 조립체에 있어서,
    골지름(D1)과, 상기 골지름(D1)보다 큰 산지름(D2)을 가진 나사산을 가진 제 1 축방향 관통 구멍을 구비한 제1 부품; 및
    상기 제 1 축방향 관통 구멍과 인접한 제2 축방향 구멍을 구비한 제2 부품을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 부품은 제1 방향으로 상기 로크 너트 조립체에 토크를 가하기 위한 공통의 공구의 작동에 의해 상기 로크 너트 조립체를 나사산 부재 상에 적용하기 위해 상기 공통의 공구와 동시에 맞물림 가능하고, 상기 제2 부품의 상기 축방향 구멍의 로킹 부분은 상기 골지름(D1)보다 작은 내부지름(D3)을 가지며, 상기 로킹 부분은 상기 나사산 부재와 맞물림 시에 탄성 변형되도록 배치되는, 로크 너트 조립체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 내부 지름(D3)은 상기 산지름(D2)과 동일하거나 더 큰 크기인, 로크 너트 조립체.
  21. 제19항에 있어서, 상기 내부 지름(D3)은 상기 산지름(D2) 동일한 크기인, 로크 너트 조립체.
  22. 제19항에 있어서, 상기 제2 부품의 상기 제 2 축방향 구멍은 상기 내부지름(D3)보다 큰 내부지름(D4)을 가진 추가 부분을 구비하는, 로크 너트 조립체.
  23. 제22항에 있어서, 상기 내부 지름(D4)은 상기 골지름(D1)과 동일하거나 더 큰 크기인, 로크 너트 조립체.
  24. 제19항에 있어서, 상기 제2 축방향 구멍의 상기 로킹 부분은 상기 축방향 관통 구멍과 인접하는, 로크 너트 조립체.
  25. 제22항에 있어서, 상기 추가 부분은 상기 로킹 부분으로부터, 상기 제2 부품 중 상기 제1 부품으로부터 멀리 있는 단부까지 연장되는, 로크 너트 조립체.
  26. 제19항에 있어서, 상기 제1 부품 및 상기 제2 부품은, 상기 제2 부품을 상기 제1 부품에 대해 제2 방향으로 회전시키면, 상기 제2 부품이 상기 제1 부품으로부터 분리되는 방식으로, 서로 해체 가능하게 결합되는, 로크 너트 조립체.
  27. 제19항에 있어서, 상기 제1 부품 및 상기 제2 부품은 서로 내부-끼워맞춤되는, 로크 너트 조립체.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제1 부품 및 상기 제2 부품은, 하나가 다른 하나의 안에 놓이도록 끼워맞춤되는 각각의 결합 부분들을 구비함으로써, 내부-끼워맞춤되는, 로크 너트 조립체.
  29. 제28항에 있어서, 상기 결합 부분들은 연동되는 나사산들을 구비하는, 로크 너트 조립체.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1 부품의 상기 결합 부분은 나사산을 구비하며, 상기 제2 부품의 상기 결합 부분 상에 가압되는, 로크 너트 조립체.
  31. 제1항 또는 제19항에 있어서, 상기 제1 부품 및 상기 제2 부품 각각은 상기 공구와의 맞물림을 가능하게 하도록 배치되는 적어도 2개의 평탄면들을 구비하는, 로크 너트 조립체.
  32. 제19항에 있어서, 상기 제1 부품은 금속으로 이루어지며, 상기 제2 부품은 플라스틱 재료로 이루어지는, 로크 너트 조립체.
  33. 제3항에 있어서, 상기 폐쇄 부재는 하나 이상의 절취선을 구비하되, 상기 절취선은, 상기 로크 너트 조립체가 나사 결합되는 상기 나사산 부재의 일 부분이 상기 로크 너트 조립체의 길이보다 더 클 때, 상기 폐쇄 부재가 상기 나사산 부재에 의해 상기 절취선을 따라 파열될 수 있도록 배치되는, 로크 너트 조립체.
  34. 제4항에 있어서, 상기 제2 부품은, 상기 로크 너트 조립체가 상기 나사산 부재 상에 완전히 나사결합될 때, 상기 로크 너트 조립체가 상기 나사산 부재를 둘러쌀 수 있도록 구성되는, 로크 너트 조립체.
  35. 제1항 또는 제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부품을 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재를 포함하고,
    상기 체결 부재는 탄성 부재인, 로크 너트 조립체.
  36. 제35항에 있어서, 상기 탄성 부재는 상기 제1 및 제2 부품에 접착되는 세팅 가능한 화합물 형태인, 로크 너트 조립체.
  37. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부품을 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재는 상기 제1 및 제2 부품을 중심으로 감기거나 연장되는 테이프 또는 스트립을 포함하는, 로크 너트 조립체.
  38. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부품을 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재는 상기 제1 및 제2 부품이 내부에 배치되는 슬리브를 포함하는, 로크 너트 조립체.
  39. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 부품을 탈착 가능하게 결합시키는 체결 부재는 상기 제1 및 제2 부품의 인접한 축면들 사이에 위치하거나 이들에 접착되는 양면 접착 유연성 부재를 포함하는, 로크 너트 조립체.
  40. 나사산 부재 상에 제1 너트를 로킹하는 방법에 있어서,
    엘라스토머에 의해 제2 너트에 탈착 가능하게 결합된 제1 너트를 포함하는 로크 너트 조립체를, 상기 제1 및 제2 너트 모두에 동시에 토크를 가할 수 있는 공구 내에 또는 공구와 맞물리게 하는 단계;
    상기 공구를 이용하여, 상기 로크 너트 조립체를 상기 나사산 부재 상에 나사결합시키며, 규정된 토크를 상기 제1 너트에 가하는 단계;
    상기 제1 너트를 상기 공구로부터 맞물림 해제하는 단계; 및
    상기 제2 너트를 상기 나사산 부재 상의 상기 제1 너트 상에 조여서, 상기 엘라스토머를 압착시키며, 상기 엘라스토머가 상기 제1 및 제2 너트 사이에서 반경방향으로 가압되게 하는 단계를 포함하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 로크 너트 조립체가 적용되는 상기 나사산 부재의 자유 길이의 원주면을 완전히 덮도록 치수결정된 축방향 길이를 갖도록 상기 로크 너트 조립체를 구성하는 단계를 포함하는 방법.
  42. 제40항에 있어서, 제2 너트를 정토크 너트로 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  43. 제40항에 있어서, 상기 로크 너트 조립체를 상기 나사산 부재에 적용하기 전에 상기 로크 너트 조립체 내에 부식 방지 재료를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
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