KR102334719B1 - 방진너트세트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부 너트 및 하부 너트를 포함하며; 상기 상부 너트의 일측 단부면에 타원기둥 볼록부가 형성되고, 상기 타원기둥의 상측 단부면에서 타원의 긴 반경 일측에 모서리단차가 형성되며; 상기 하부 너트의 일측 단부면은 상기 타원기둥 볼록부와 대응되는 원기둥형 오목부가 오목하게 성형되며; 조립 상태에서 상기 상부 너트의 상기 타원기둥 볼록부는 상기 하부 너트의 상기 원기둥형 오목부와 헐거운 끼워맞춤(clearance fit)되는 것을 특징으로 하는 방진너트세트에 관한 것이다. 본 발명은 너트가 맞물리는 과정에서 헛도는 것을 방지하며, 상하부 너트가 장착될 때의 동축도를 최대로 확보하고, 안전성뿐만 아니라 진동 방지 효과에 있어서도 우수한 효과를 달성할 수 있으며, 설치가 간편하고 신뢰도가 높으며, 분해가 간단하다.

Description

방진너트세트
본 발명은 고정용 부품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 방진너트세트에 관한 것이다.
종래의 진동 방지용 너트는 일반적으로 다음과 같은 방식들을 이용하여 진동을 방지하는 효과를 달성하였다. 1. 너트에 횡방향으로 홈을 형성하고, 잠그는 힘으로 가압하여 홈을 변형시켜 방진 효과를 도모한다. 2. 너트의 이음새 부위에 종방향으로 홈을 형성하고 이음새 부위를 테이퍼면으로 가공하여, 잠그는 힘으로 가압하여 종방향으로 홈을 변형시켜 방진 효과를 도모한다. 3. 너트에 특수 형상의 홈을 가공하여, 별도의 부품을 끼워넣음으로써 방진 효과를 도모한다. 4. 곡면 또는 톱니 등의 형상으로 특수 가공한 너트 단부면 맞물림 전용 와셔를 이용하여 항력을 형성하고, 이러한 항력을 통해 방진 효과를 도모한다. 5. 편심으로 억지 끼워맞춤(interference fit)된 측면의 압입력을 이용하여 방진 효과를 도모한다. 전술한 진동 방지가 가능한 너트들은 홈을 이용하든, 별도의 부품을 끼워넣든, 또는 특수한 단부면을 형성하여 가공하든 100 퍼센트의 방진 효과를 달성할 수는 없었다. 100 퍼센트 효과적으로 방진을 도모할 수 없거나 작동 방식이 복잡하다면, 실제 생산 및 유지보수에 부적합하게 된다. 한편, 편심 너트는 편심의 테이퍼면의 맞물림을 이용하여 너트 내에 쐐기를 박아 넣은 것과 같은 방진 작용을 도모하는 것으로서, 방진 효과가 매우 우수하다. 또한, 상하부 너트가 잠긴 후에, 평행으로 오프셋된 편심 각도로 인해 하부 너트의 편심 접촉면에서 상부 너트로 진동력이 일방향으로 전달되기 때문에, 일반적인 너트의 모든 접촉면에 진동이 전달되어 너트가 헐거워지는 현상은 발생하지 않는다. 하지만, 편심 너트의 편심 테이퍼면은 조립시 너트에 측방력이 추가적으로 가해지는 현상이 쉽게 발생하기 때문에, 너트의 사용 효과 또는 수명에 영향을 미친다.
본 발명은 편심 테이퍼면의 맞물림으로 인해 너트 측면에 힘이 가해지는 것을 방지하기 위한 신규한 진동 및 헛돎 방지용 너트 세트를 제공한다. 타원 영역을 통해 맞물림리도록 안내하는 모서리단차의 헛돎 방지 기술을 이용함으로써, 종래 시판되는 방진 너트보다 안전성 및 방진성이 우수하다.
이를 위해, 본 발명에 사용된 기술 방안에 따른 방진너트세트에 의하면, 상부 너트 및 하부 너트를 포함하며; 상기 상부 너트의 일측 단부면에 타원기둥 볼록부가 형성되고, 상기 상부 너트 내에 원형 구조의 나사통공I이 형성되고, 상기 타원기둥 볼록부의 중심축은 상기 나사통공I의 중심축과 중첩되고, 상기 타원기둥 볼록부의 상측 단부면에서 타원의 장축 절반의 일측에 모서리단차가 형성되며; 상기 하부 너트의 일측 단부면에 상기 타원기둥 볼록부와 대응되는 원기둥형 오목부가 오목하게 성형되고, 상기 하부 너트 내에 원형 구조의 나사통공II이 형성되고, 상기 원기둥형 오목부의 중심축은 상기 나사통공II의 중심축과 중첩되며; 상기 나사통공I의 직경은 상기 나사통공II의 직경과 동일하며; 조립 상태에서, 상기 상부 너트의 상기 타원기둥 볼록부는 상기 하부 너트의 상기 원기둥형 오목부와 헐거운 끼워맞춤(clearance fit)된다.
다른 기술 방안에 의하면, 상기 모서리단차의 최대 개구 위치는 상기 나사통공I의 직경의 3분의 1이다.
다른 기술 방안에 의하면, 상기 타원기둥 볼록부의 상기 상측 단부면은 테이퍼면으로 형성되며; 상기 원기둥형 오목부의 형상은 원뿔대 및 원기둥으로 구성되고, 상기 원기둥 부위는 안내면으로 작용하고, 상기 원뿔대 부위는 상기 타원기둥의 상기 테이퍼면에 대응된다.
다른 기술 방안에 의하면, 상기 상부 너트 및 상기 하부 너트의 외형은 각각 육각 너트이다. 실제로 생산하는 경우에는 필요에 따라 임의의 형상으로 제조할 수 있다.
상기 기술 방안을 이용함으로써, 본 발명에 따른 방진너트세트는 다음과 같은 효과를 갖는다.
1. 본 발명에 따른 방진너트세트의 원주기둥 볼록부의 타원형 면은 나사통공I의 중심과 동축이며 타원의 짧은 반경 양측의 공백이 크기 때문에, 접촉 면적이 감소되어 진동력이 더욱 집중되므로, 방진 효과가 더욱 우수하다. 타원의 긴 반경의 일측에는 필요에 따른 잠김 강도 및 재질 특성에 따라 상호 대응되는 모서리단차로 가공 형성되며, 상기 모서리단차는 너트 내측 구멍(즉, 나사통공I)의 직경의 3분의 1을 초과하지 않아 평형력을 획득하게 되어, 너트가 기울어지거나 나사의 치합 부위에 별도의 힘이 가압되어 사용 및 수명이 영향을 받는 것을 방지한다. 모서리단차 부위에는 상부 너트로 전달되는 진동력이 존재하지 않아, 모든 진동력이 밀착면을 통해 단일 방향의 힘을 형성하여 위쪽으로 전달되므로, 힘을 균일하게 받음으로써 발생하는 미끄러짐 현상도 방지된다.
2. 해당 분야에서 가장 바람직한 방진 효과를 갖는 편심 너트의 작동 원리와 비교하면, 본 발명의 상하부 너트 양측면은 헐거운 끼워맞춤되어 측면의 접촉이 존재하지 않고 별도의 측방력이 나사의 작동 부위에 인가되지 않는다. 또한, 측방향으로 인가되는 힘으로 인해 나사의 피로강도 및 치합력이 영향을 받는 현상이 결코 발생하지 않으며, 그 작동 상태가 편심 너트보다 우수하다. 편심 너트의 편심 볼록부는 가공시 규격 초과가 적은 경우 조립에는 영향이 없지만, 규격 초과 부위로 인해 나사에 미치는 반경 방향의 힘은 사용 수명 및 효과에 영향을 미치게 된다. 설령 규격 초과가 전혀 없더라도, 억지 끼움으로 인해 추가적인 측방력이 나사에 여전히 가압될 수 있다. 반면, 본 발명의 상하부 너트의 양쪽 측면은 타원 및 원기둥 형태로 서로 헐거운 끼워맞춤되며, 규격 초과시 조립이 근본적으로 불가능하고, 오차로 인해 나사에 추가적인 측방력이 초래되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
3. 본 발명의 상하부 너트 프로파일을 조립 접합할 때, 힘을 받는 면은 타원형이다. 편심 너트와 비교하면, 편심원의 접촉면은 편심 돌출 부위에서 접촉 면적이 크고 진동력이 전달되는 면적이 크다. 반면, 본 발명은 타원형 접촉 면적이 적으면서도 집중될 뿐만 아니라 타원의 짧은 반경의 넓은 공백 부위는 힘을 받지 않기 때문에, 좁은 범위에서 진동력이 더욱 집중된다. 진동이 접촉면을 통해 전달되는 경우에는 이를 더욱 분명하게 확인할 수 있다. 본 발명은 접촉면의 형상으로 인해 진동력이 더욱 집중되며 미끄럼이 방지된다. 그러나, 편심 너트는 접촉면이 훨씬 크고 진동이 전달되는 면적이 크기 때문에, 쉽게 미끄러지는 경향이 있다.
4. 상하부 너트의 프로파일이 정밀하게 헐거운 끼워맞춤되어 너트가 맞물리는 과정에서 헛도는 것을 방지함으로써, 상하부 너트가 장착될 때의 동축도를 최대한 확보한다.
종합하면, 본 발명은 안전성뿐만 아니라 진동 방지 효과에 있어서도 만족스러운 효과를 달성할 수 있으며, 설치가 간편하고 신뢰도가 높으며, 분해가 간단하다.
도 1은 실시예 1에 따른 상부 너트의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 하부 너트의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 실시예 1에 따른 상부 너트를 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시예 1에 따른 하부 너트를 나타내는 단면도이다.
도 5는 실시예 1에 따른 상부 너트 및 하부 너트를 상호 조립한 것을 나타내는 개념도이다.
도 6은 실시예 2에 따른 상부 너트의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 7는 실시예 2에 따른 하부 너트의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 8은 실시예 2에 따른 상부 너트를 나타내는 단면도이다.
도 9는 실시예 2에 따른 하부 너트를 나타내는 단면도이다.
도 10은 실시예 2에 따른 상부 너트 및 하부 너트를 상호 조립한 것을 나타내는 개념도이다.
도 11은 본 발명에 따른 상부 너트를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 하부 너트를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 방진너트세트를 사용하는 상태를 나타내는 제1 상태도이다.
도 14는 본 발명에 따른 방진너트세트를 사용하는 상태를 나타내는 제2 상태도이다.
이하, 첨부 도면 및 실시예를 조합하여 본 발명에 따른 방진너트세트의 기술 방안을 상세하게 설명한다.
실시예 1:
도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방진너트세트는 상부 너트(1) 및 하부 너트(2)를 포함하며, 상기 상부 너트(1) 및 상기 하부 너트(2)의 외형은 육각형이다.
상기 상부 너트(1)의 일측 단부면에 타원기둥 볼록부(12)가 형성되고, 상기 상부 너트(1) 내에 원형 구조의 나사통공I(11)이 형성된다. 즉, 나사통공I(11)은 원기둥형 구조의 나사 구멍이다; 상기 타원기둥 볼록부(12)의 중심축은 상기 나사통공I(11)의 중심축과 중첩되고, 상기 타원기둥 볼록부(12)의 상측 단부면에서 타원의 긴 반경 일측에 모서리단차(13)가 형성된다(도 11 참조); 상기 하부 너트(2)의 일측 단부면은 상기 타원기둥 볼록부(12)와 대응되는 원기둥형 오목부(22)가 오목하게 성형되고, 상기 하부 너트(2) 내에도 원형 구조의 나사통공II(21)이 형성된다. 즉, 상기 나사통공II(21)는 원기둥형 구조의 나사 구멍이다; 상기 원기둥형 오목부(22)의 중심축은 상기 나사통공II(21)의 중심축과 중첩된다; 상기 나사통공I(11)의 직경은 상기 나사통공II(21)의 직경과 동일하다(도 12 참조); 조립 상태에서 상기 상부 너트(1)의 상기 타원기둥 볼록부(12)는 상기 하부 너트(2)의 상기 원기둥형 오목부(22)와 헐거운 끼워맞춤(clearance fit)되어, 상하부 너트가 장착될 때의 동축도를 최대한 확보한다.
도 1 , 3 및 5를 조합하면, 본 실시예에 따른 방진너트세트에 있어서 상부 너트 및 하부 너트의 설계 요점은 다음과 같다: 도 1에서, L2는 타원의 장축이고 L1은 타원의 단축이다; A는 타원의 짧은 반경 양측의 큰 공백 부위를 나타내며, 상하부 너트가 조립된 경우 힘을 받는 면이 타원형이기 때문에 공백 부분이 힘을 받지 않게 되어, 타원의 짧은 반경 양측의 마찰력이 감소할 수 있다; B는 모서리단차가 형성된 범위를 나타내며, 일반적으로 모서리단차는 나사통공I(11) 직경의 3분의 1을 초과하지 않는다. 본 실시예에 따른 모서리단차는 개구 위치가 나사통공I(11) 직경의 3분의 1인 최대 모서리단차이다.
도 3에서, C는 진동력이 집중되는 위치를 나타낸다. 즉, 모서리단차(13)로 인해 진동력이 한쪽으로 집중하므로 진동력이 편향된다는 것을 알 수 있다.
도 5는 상부 너트 및 하부 너트가 상호 조립된 것을 나타내는 개념도이다. D는 상하부 너트가 조립된 상태에서 헐거운 끼워맞춤되는 경우의 볼록부(12)와 오목부(22)의 측면을 나타낸다. 상하부 너트의 프로파일(즉, 상부 너트의 타원기둥 볼록부(12)와 하부 너트의 원기둥형 오목부(22))이 헐거운 끼워맞춤되고 측면 접촉이 존재하지 않으므로 나사에 인가되는 측방력이 존재하지 않으며, 볼트 및 너트의 나사 치합 부분의 사용 효과를 확보할 뿐만 아니라 나사 및 너트의 나사 치합 부위의 사용 수명이 연장된다.
실시예 2:
도 6 내지 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방진너트세트는 실시예 1에 따른 상기 방진너트세트의 구조와 기본적으로 동일하다. 다만, 상기 타원기둥 볼록부(12)의 상측 단부면은 테이퍼면으로 형성되며; 상기 원기둥형 오목부의 형상은 원뿔대 및 원기둥으로 구성되고, 상기 원기둥 부위는 안내면으로서 작용하며, 상기 원뿔대 부위는 상기 타원기둥 볼록부의 상기 테이퍼면에 대응된다는 점에서 차이가 있다. 그 구체적인 구조는 다음과 같다:
본 실시예에 따른 방진너트세트는 상부 너트(1) 및 하부 너트(2)를 포함하며, 상기 상부 너트(1) 및 상기 하부 너트(2)의 외형은 육각형이다.
상기 상부 너트(1)의 일측 단부면에 타원기둥 볼록부(12)가 형성되고, 상기 상부 너트(1) 내에 원형 구조의 나사통공I(11)이 형성된다. 즉, 나사통공I(11)은 원기둥형 구조의 나사 구멍이다; 상기 타원기둥 볼록부(12)의 중심축은 상기 나사통공I(11)의 중심축과 중첩되고, 상기 타원기둥 볼록부(12)의 상측 단부면에서 타원의 긴 반경 일측에 모서리단차(13)가 형성된다. 상기 타원기둥 볼록부(12)의 상측 단부면은 테이퍼면으로 형성된다(도 8의 E 위치 참조). 상기 하부 너트(2)의 일측 단부면은 상기 타원기둥 볼록부(12)와 대응되는 원기둥형 오목부(22)가 오목하게 성형되며, 상기 원기둥형 오목부(22)의 형상은 원뿔대 및 원기둥으로 구성되고, 상기 원기둥 부위는 안내면으로 작용하고, 상기 원뿔대 부위는 상기 타원기둥의 상기 테이퍼면에 대응된다. 도 9의 F 위치를 참조하면, 이 곳에는 안내 부위가 형성되어야 하는데, 가공 오차로 인해 테이퍼면에 압입이 발생하여 측면이 가압되는 것을 방지한다. 상기 하부 너트(2) 내에도 원형 구조의 나사통공II(21)이 형성된다. 즉, 상기 나사통공II(21)은 원기둥형 구조의 나사 구멍이다. 상기 원기둥형 오목부(22)의 중심축은 상기 나사통공II(21)의 중심축과 중첩된다. 상기 나사통공I(11)의 직경은 상기 나사통공II(21)의 직경과 동일하다. 조립 상태에서 상기 상부 너트의 상기 타원기둥 볼록부(12)는 상기 하부 너트의 상기 원기둥형 오목부(22)와 헐거운 끼워맞춤(clearance fit)되어, 상하부 너트가 장착될 때의 동축도를 최대한 확보한다.
본 발명의 너트 외형은 용도에 따라 다양한 형상으로 제조될 수 있으며 사용 효과에 영향을 미치지 않는다는 것을 유의하여야 할 것이다.
본 발명에 따른 방진너트세트는 상부 너트의 타원 모서리단차 프로파일의 좁은 부위로 힘이 인가되는 면에 최대로 진동력이 편향되도록 함으로써, 상부 너트가 단일 방향의 진동력을 견디는 것만으로도 진동 및 헛돎을 방지할 수 있도록 한다.
상하부 너트의 헐거운 끼워맞춤을 통해 너트에 측방향으로 힘이 인가되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 너트의 안내 부분도 모서리단차 부위의 경사각을 지지할 수 있게 되어, 너트의 동축을 최대로 유지되며, 치합이 오프셋되는 상태를 방지한다.
본 발명의 설명하지 않은 부분은 종래 기술과 동일하거나 종래 기술을 이용하여 추가적으로 구현할 수 있다. 이상, 구체적인 실시 방식을 조합하여 본 발명을 상세히 설명하였다. 본 발명의 구체적인 실시 방식은 전술한 각각의 실시예에 한정되는 것으로 간주되어서는 안된다. 해당 기술 분야에 속하는 통상의 기술자라면 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 변경을 실시할 수 있으며, 이는 본 발명의 보호 범위에 포함하는 것으로 간주된다.

Claims (4)

  1. 상부 너트(1) 및 하부 너트(2)를 포함하며; 상기 상부 너트(1)의 일측 단부면에 타원기둥 볼록부(12)가 형성되고, 상기 상부 너트(1) 내에 원형 구조의 나사통공I(11)이 형성되고, 상기 타원기둥 볼록부(12)의 중심축은 상기 나사통공I(11)의 중심축과 중첩되고, 상기 타원기둥 볼록부(12)의 상측 단부면에서 타원의 긴 반경 일측에 모서리단차(13)가 형성되며; 상기 하부 너트(2)의 일측 단부면은 상기 타원기둥 볼록부(12)와 대응되는 원기둥형 오목부(22)가 오목하게 성형되고, 상기 하부 너트(2) 내에 원형 구조의 나사통공II(21)이 형성되고, 상기 원기둥형 오목부(22)의 중심축은 상기 나사통공II(21)의 중심축과 중첩되며; 상기 나사통공I(11)의 직경은 상기 나사통공II(21)의 직경과 동일하며; 조립 상태에서 상기 상부 너트(1)의 상기 타원기둥 볼록부(12)는 상기 하부 너트(2)의 상기 원기둥형 오목부(22)와 헐거운 끼워맞춤(clearance fit)되는 것을 특징으로 하는 방진너트세트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모서리단차(13)의 최대 개구 위치로부터 상기 나사통공I(11)의 중심까지의 거리가 상기 나사통공I(11)의 직경을 기준으로 개구 위치의 시작점과 끝점을 연결할 때 상기 나사통공I(11)의 직경의 3분의 1인 것을 특징으로 하는 방진너트세트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타원기둥 볼록부(12)의 상기 상측 단부면은 테이퍼면으로 형성되며, 상기 원기둥형 오목부(22)의 형상은 원뿔대 및 원기둥으로 구성되고, 상기 원기둥 부위는 안내면으로 작용하고, 상기 원뿔대 부위는 상기 타원기둥 볼록부(12)의 상기 테이퍼면에 대응되는 것을 특징으로 하는 방진너트세트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 너트(1) 및 상기 하부 너트(2)의 외형은 각각 육각형인 것을 특징으로 하는 방진너트세트.
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