KR102289859B1 - 풀림방지너트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내주면의 하부에는 너트암나사(12)가 형성되고 내주면의 상부에는 스프링암나사(15)가 안착 되는 확경부(17)가 형성된 풀림방지너트에 있어서, 상기 스프링암나사(15)의 상단부와 하단부에는 외측으로 절곡된 상부걸림턱(15a) 및 하부걸림턱(15b)이 각각 형성되고, 상기 상부걸림턱(15a)의 돌출길이는 상기 하부걸림턱(15b)의 돌출길이보다 길게 형성되며, 상기 확경부(17)의 내주면에는 상부걸림턱(15a) 및 하부걸림턱(15b)이 삽입되는 복수개의 홈부(18)가 형성된 것을 특징으로 하는 풀림방지너트이다.

Description

풀림방지너트{Anti-releasing nut}

본 발명은 풀림방지너트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼트와 결합하여 임의적으로 그 결합이 풀리는 것이 방지되는 풀림방지너트에 관한 것이다.

일반적으로 볼트와 너트는 자동차의 부속품 조립, 전자부품 조립, 가구의 조립 및 건설현장에서의 구조물 조립 등 다양한 분야에서 2개의 물체를 체결에 의해 결합시켜 준다. 그런데 이러한 볼트와 너트의 결합은 차량의 주행 등으로 인한 진동이나 외부충격 등에 의해 풀리게 되어 안전사고가 발생되는 문제가 있었다.

특히, 최근 들어서 자동차나 일반산업기계 등에 전자장치 장착이 확대되면서 고전류, 고전압이 필요하게 되었는데, 만약 전원연결부의 볼트와 너트의 결합이 느슨하게 되면 스파크 발생에 의한 화재나 전자장치 꺼짐 등으로 인해 사고가 발생할 수 있는 문제가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 도 1과 같이 풀림방지너트가 제안되었는데, 종래 풀림방지너트는 내주면의 하부에 너트암나사(2)가 형성되고 상부에는 확경부(7)가 형성되어 상기 확경부(7)의 내측에 스프링암나사(4)가 삽입되어 이루어진다. 이때, 스프링암나사(4)의 상측 단부에는 외측으로 절곡된 절곡부(5)가 형성된다.

한편, 볼트(6)의 수나사는 오른나사이고 스프링암나사(4)는 주지된 바와 같이 볼트(6)의 수나사에 삽입되는 형태로 이루어진다.

이와 같은 풀림방지너트에 볼트(6)가 체결 시에는 볼트가 시계방향으로 회전될 때, 고정된 너트(1) 내부의 스프링암나사(4)는 상부 끝단이 홈부(8)에 고정되고 하부 끝단의 직상면 피치 사이로 볼트(6)의 수나사 시작점이 진입되어 나사체결된다. 이 경우 스프링암나사는 볼트의 수나사 회전방향과 반대방향으로 대응되어 스프링암나사와 볼트의 수나사 사이의 마찰력은 크지 않아 볼트의 체결이 용이하게 이루어 진다.

즉, 스프링암나사(4)의 측면부(나사산과 골 사이의 경사면)와 볼트(6) 수나사의 측면부(나사산과 골 사이의 경사면)의 접촉부분에 대한 마찰력(이하 '볼트 우회전시 마찰력'이라 한다)은 볼트에 좌회전력이 작용할 때보다 훨씬 작아서 볼트의 체결은 용이하게 된다.

그러나 이와 반대로 풀림방지너트에 체결된 볼트(6)를 풀려는 좌회전력이 작용할 때 고정된 너트(1) 내부의 스프링암나사(4)는 상부 끝단의 절곡부가 고정된 상태이므로 볼트(6)의 수나사를 조이면서 스프링암나사의 내경은 수축하게 되고 스프링암나사(4)의 측면부(나사산과 골 사이의 경사면)와 볼트(6) 수나사의 측면부(나사산과 골 사이의 경사면)의 접촉부분에 대한 마찰력(이하 '볼트 좌회전시 마찰력'이라 한다)은 급증하게 되고 결국, 너트의 스프링암나사에 대한 볼트의 풀림은 방지되는 것이다.

그런데 종래 풀림방지너트는 도 1과 같이 스프링암나사(4)의 상측 단부에 절곡부(5)가 형성되어 있는바, 너트에 체결된 볼트(6)를 풀려는 좌회전력이 볼트 좌회전시 마찰력보다 크게 작용하면 상기 절곡부(5)가 절단되면서 볼트(6)가 쉽게 풀리게 되는 문제가 있었다.

한국 등록특허공보 제10-0701643호

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 풀림방지너트에 체결된 볼트를 풀려는 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력)이 볼트에 작용하면, 볼트가 너트로부터 풀리지 않게 하는 것이다.

또한, 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력)을 초과하여 볼트가 풀리지 않으려는 한계점(볼트를 풀려는 좌회전력이 작용할 때, 볼트수나사의 나사산과 골 사이의 경사면과 너트의 스프링암나사의 나사산과 골 사이의 경사면이 상호 압착된 상태에서 코일형상의 스프링암나사의 경사면이 볼트수나사의 경사면을 감으면서 조이게 되며 이때 급증한 마찰력에 의하여 볼트의 좌회전이 억제되는 한계점)을 초과하는 좌회전력(2차 풀림회전력)이 볼트에 작용하더라도 스프링암나사의 상부걸림턱(15a)은 홈부의 저면으로부터 이격되어 상부걸림턱(15a)이 L1(상부걸림턱의 15a~15a`간 이동거리)만큼 이동하게 되고, 하부걸림턱(15b)은 홈부(18)의 저면으로 L2(하부걸림터의 15b~15b`간 이동거리)만큼 이동하여 홈부(18)의 저면에 하부걸림턱(15b)의 단부가 접촉하게 되게 함으로써, 스프링암나사의 상부걸림턱(15a)이 절곡부분이 절단되지 않게하여 볼트의 풀림방지기능이 상실되지 않게 하는 풀림방지너트를 제공하고자 한다.

본 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 내주면의 하부에는 너트암나사(12)가 형성되고 내주면의 상부에는 스프링암나사(15)가 안착되는 확경부(17)가 형성된 풀림방지너트에 있어서, 스프링암나사(15)의 상단부에 외측으로 절곡된 상부걸림턱(15a)의 돌출길이는 스프링암나사(15)의 하단부에 외측으로 절곡된 하부걸림턱(15b)의 돌출길이보다 길게 형성되며, 확경부(17)의 내주면에는 상부걸림턱(15a) 및 하부걸림턱(15b)이 삽입되는 복수개의 홈부(18)가 형성되되, 홈부(18)의 저면과 이격되게 삽입된 하부걸림턱(15b)의 단부는 홈부(18)의 저면에 의해 지지되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 홈부(18)의 단면형상은 V자 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 확경부(17)의 상단에는 상기 스프링암나사(15)의 외측이탈을 방지하는 단턱부(13)가 형성된 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 풀림방지너트에 체결된 볼트를 풀려는 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력)이 볼트에 작용하면, 볼트가 너트로부터 풀리지 않게 하는 풀림방지하는 효과가 있다.

또한, 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력)을 초과하여 볼트가 풀리지 않으려는 한계점(볼트를 풀려는 좌회전력이 작용할 때, 볼트수나사의 나사산과 골 사이의 경사면과 너트의 스프링암나사의 나사산과 골 사이의 경사면이 서로 압착된 상태에서 코일형 스프링암나사의 경사면이 볼트수나사의 경사면을 조이며 증가한 마찰력에 의한 볼트의 좌회전이 억제되는 한계점)을 초과하는 좌회전력(2차 풀림회전력)이 볼트에 작용하더라도 스프링암나사의 상부걸림턱(15a)은 홈부의 저면으로부터 이격되어 상부걸림턱(15a)이 L1(상부걸림턱의 15a~15a`간 이동거리)만큼 이동하게 되고, 하부걸림턱(15b)은 홈부(18)의 저면으로 L2(하부걸림터의 15b~15b`간 이동거리)만큼 이동하여 홈부(18)의 저면에 하부걸림턱(15b)의 단부가 접촉하게 됨으로써, 스프링암나사의 상부걸림턱(15a)의 절곡부분이 절단되지 않게 하여 볼트의 풀림방지기능을 지속시키게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 풀림방지너트의 일례를 보인 도면
도 2는 본 발명에 따른 스프링암나사의 평단면도 및 정단면도
도 3은 본 발명에 따른 풀림방지너트의 평단면도 및 A-A 절개 단면도
도 4는 도 3의 (A)부분 확대도

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

도 2 및 도 3에는 본 발명의 실시 예에 따른 풀림방지너트를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 도 2에는 너트(11) 내주면의 확경부(17)에 삽입되는 스프링암나사(15)가 형성되어 있으며, 상기 스프링암나사(15)의 상단 및 하단에는 외측으로 일정길이가 돌출된 상부걸림턱 및 하부걸림턱이 각각 형성되어 있으며, 상기 상부걸림턱의 길이는 하부걸림턱의 길이보다 길게 형성되어 있다.

도 3에는 너트에 스프링암나사가 설치된 평단면도가 상부에 도시되고, 정단면도가 하부에 도시되며, 스프링암나사의 이동에 대한 확대도가 도시되어 있다.

도 3의 상부에 도시된 바와 같이 있으며, 스프링암나사가 설치된 평단도에서는 너트의 확경부에 복수의 홈부가 형성되어 있으며, 상기 홈부에는 스프링암나사의 상부걸림턱 및 하부걸림턱이 각각 안착 되게 형성되어 있다. 여기서 상기 상부걸림턱과 하부걸림턱은 인접한 홈부에 삽입되게 개시되어 있으나 스프링암나사의 감김정도에 따라 상부걸림턱과 하부걸림턱이 인접하게 형성되거나 떨어지게 형성될 수 있으며, 이러한 형상에 따라 상부걸림턱과 하부걸림턱은 서로 인접한 홈부나 이격된 홈부에 삽입가능한 것은 당연하다.

도 3의 우측도는 스프링암나사의 상부걸림턱과 하부걸림턱이 이동방향 및 이동거리는 나타내는 확대도로서, 상부걸림턱의 실선화살표는 너트의 하부에 체결된 볼트에 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력) 초과의 좌회전력(2차 풀림회전력)이 작용함에 따라 상부걸림턱이 이동하는 방향을 나타낸 것이고, 하부걸림턱의 점선화살표는 너트의 하부에 체결된 볼트에 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력) 초과의 좌회전력(2차 풀림회전력)이 작용함에 따라 상부걸림턱이 이동할 때 하부걸림턱이 동시에 이동하는 방향을 나타낸 것이다.

그리고 상부걸림턱의 이동거리를 나타내는 L1은 너트의 하부에 체결된 볼트에 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력) 초과의 좌회전력(2차 풀림회전력)이 작용함에 따라 상부걸림턱이 좌측으로 이동한 거리를 나타낸 것이고, 하부걸림턱의 이동거리를 나타내는 L2는 너트의 하부에 체결된 볼트에 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력) 초과의 좌회전력(2차 풀림회전력)이 작용함에 따라 상부걸림턱이 이동할 때 하부걸림턱이 동시에 이동한 거리를 나타낸 것이다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 풀림방지너트의 작용에 대하여 구체적으로 살펴본다.

본 발명의 풀림방지너트는 내주면의 하부에 너트암나사(12)가 형성되고 내주면의 상부에 스프링암나사(15)가 안착 되는 확경부(17)와 상기 확경부의 내주면에 스프링암나사의 상부걸림턱(15a) 및 하부걸림턱(15b)이 삽입되는 홈부가 복수개 형성되어 있으며, 상기 확경부의 홈부에는 스프링암나사(15)의 상단부와 하단부의 외측으로 절곡된 상부걸림턱(15a) 및 하부걸림턱(15b)이 삽입되어 있고, 이때 상부걸림턱(15a)의 돌출길이가 하부걸림턱(15b)의 돌출길이보다 길게 구성되어 있다.

한편, 볼트(미도시)는 오른나사이고 스프링암나사(15)의 코일방향은 볼트의 나선방향과 동일한 방향으로 형성되어 있다.

본 발명의 풀림방지너트에 볼트가 우회전 되어 체결된 상태에서, 체결된 볼트를 풀려는 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력)이 볼트에 작용하면, 볼트가 너트로부터 풀리지 않으나, 상기 볼트에 최초의 좌회전력(1차 풀림회전력)을 초과하여 볼트가 풀리지 않으려는 한계점(볼트를 풀려는 좌회전력이 작용하면, 볼트수나사의 나사산과 골 사이의 경사면과 너트의 스프링암나사의 나사산과 골 사이의 경사면이 서로 압착됨으로써, 스프링암나사의 경사면은 볼트수나사의 경사면을 더욱 감기게 하면서 조이며, 이때 양 경사면 사이의 급증한 마찰력 때문에 볼트의 좌회전이 억제되는 한계점)을 넘는 좌회전력(2차 풀림회전력)이 볼트에 작용되면,

스프링암나사의 상부걸림턱(15a)은 홈부의 저면으로부터 점차 이격되면서 상부걸림턱(15a)이 L1(상부걸림턱의 15a~15a`간 이동거리)만큼 이동하게 되고, 하부걸림턱(15b)은 홈부(18)의 저면으로 L2(하부걸림터의 15b~15b`간 이동거리)만큼 점차 이동하여 홈부(18)의 저면에 하부걸림턱(15b)의 단부가 접촉하게 된다. 이때 스프링암나사의 상부걸림턱(15a)은 하부걸림턱의 단부가 홈부의 저면에 지지됨으로써 더이상 좌측으로 이동하지 않게 되므로 상부걸림턱의 절곡부분이 절단방지되며 끼움 결합한 스프링암나사와 볼트수나사의 마찰력은 지속되어 결국, 풀림방지너트로부터 볼트의 풀림은 방지되는 것이다.

이와 반대로 볼트가 고정되어 있고 풀림방지너트에 좌회전력이 작용하더라도 풀림방지효과는 동일하다 하겠다.

한편으로, 풀림방지너트에 볼트가 하부에서 상부로 체결 시에는 볼트가 시계방향으로 회전될 때 고정된 너트(11) 내부의 스프링암나사(15)는 상부걸림턱(15a)이 홈부(18)의 저면에 지지가 된 상태에서 상부걸림턱(15a)을 기준으로 한 스프링암나사(15)의 코일방향과 볼트 수나사의 회전방향이 서로 마주보는 방향이 되어 스프링암나사(15)는 볼트로부터 풀리면서 그 내경은 확장되게 된다.

이 경우 스프링암나사(15)의 나사산과 골 사이면 경사면과 볼트 수나사의 나사산과 골 사이의 경사면과의 상호 접촉부분에 대한 마찰력은 최소화되어 풀림방지너트(11)에 볼트의 체결이 용이하게 된다.

그러나 이와 반대로 볼트에 체결된 풀림방지너트(11)를 풀려고 하는 좌회전력(좌측으로 회전하려는 힘)이 작용하는 경우에는 볼트가 반시계방향으로 회전하려고 할 때(볼트 머리부를 풀림방향으로 좌회전시키려고 할 때) 풀림방지너트(11) 내의 스프링암나사(15)는 볼트 풀림방향을 따라 볼트의 나사산과 골 사이의 경사면에 감기면서 압착되고 이때 코일스프링(14) 상단의 상부걸림턱(15a)이 홈부(18)에 고정된 상태이므로 스프링암나사(15)가 더욱 강력하게 볼트를 감게 되면서 스프링암나사(15)의 내경은 축소하게 되고 결국, 볼트는 좌측으로 회전이 억제되어 풀림방지너트(11)의 풀림이 방지되는 것이다.

즉, 스프링암나사(15)의 나사산과 골 사이의 경사면과 볼트 수나사의 나사산과 골 사이의 경사면의 접촉부분을 크게 압착함에 따라 양 경사면 사이의 마찰력 증가로 인하여 풀림방지너트(11)의 볼트의 풀림이 방지되는 것이다.

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

11 : 너트 12 : 너트암나사
13 : 단턱부 15 : 스프링암나사
15a : 상부걸림턱 15b : 하부걸림턱
17 : 확경부 18 : 홈부

Claims (3)

1. 내주면의 하부에는 너트암나사(12)가 형성되고 내주면의 상부에는 스프링암나사(15)가 안착되는 확경부(17)가 형성된 풀림방지너트에 있어서,
   스프링암나사(15)의 상단부에 외측으로 절곡된 상부걸림턱(15a)의 돌출길이는 스프링암나사(15)의 하단부에 외측으로 절곡된 하부걸림턱(15b)의 돌출길이보다 길게 형성되며,
   확경부(17)의 내주면에는 상부걸림턱(15a) 및 하부걸림턱(15b)이 삽입되는 복수개의 홈부(18)가 형성되되,
   홈부(18)의 저면과 이격되게 삽입된 하부걸림턱(15b)의 단부는 홈부(18)의 저면에 의해 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 풀림방지너트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 홈부(18)의 단면형상은 V자 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 풀림방지너트.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 확경부(17)의 상단에는 상기 스프링암나사(15)의 외측이탈을 방지하는 단턱부(13)가 형성된 것을 특징으로 하는 풀림방지너트.

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