KR102561319B1 - 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼트 및 너트 결합과 같은 나사결합체의 안정된 결합을 도모하며 다양한 형태와 크기의 외력에 저항하여 풀림을 원천적으로 차단할 수 있도록 함으로써 나사결합체의 신뢰성을 답보할 수 있도록 하는 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리에 관한 것으로서, 수나사부가 구비되는 제1부재, 상기 제1부재의 수나사부에 나사결합하는 암나사부가 중앙에 형성되고 풀림측 면에 제1 베벨 링기어가 형성되는 제2부재, 상기 제2부재의 제1 베벨 링기어에 기어결합되는 하나 이상의 베벨 피니언 기어 및 상기 제1부재의 수나사부가 삽입되도록 중앙에 관통홀이 형성되고 잠김측 면에 상기 베벨 피니언 기어에 기어결합되는 제2 베벨 링기어가 형성되는 제3부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리{Thread joint assembly with loosening preventing means}

본 발명은 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 볼트와 너트와 같이 나사결합을 이루고 있는 나사결합체에서 외부에서 가해지는 진동, 충격 등에 의해 스스로 이 나사결합이 풀림 되는 것을 원천적으로 차단할 수 있도록 한 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 볼트 및 너트와 같이 나사결합을 이용한 체결부재는 각종 기계장치나 구조물, 심지어 인체에까지 다양하게 사용되고 있다.

그런데 이와 같은 나사결합을 이용한 체결부재에서는 장시간 또는 단시간의 충격, 진동 등과 같은 각종 외력에 노출될 시에 초기에 견고하게 체결되었다고 하더라도 쉽게 체결이 해제되는 풀림 현상이 발생되고 이는 피체결체의 기능 상실 나아가 안전사고, 작업의 지연, 유지보수기간 증가 등 다양한 문제를 발생시키는 문제점이 있는 실정이다.

이를 해결하고자 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-2108429호(2020.5.11.공고)와 같이 볼트와 너트의 나사결합체에 풀림방지수단을 부여하고는 있으나, 강한 외력이 작용될 경우 파괴되어 제대로 기능을 발휘하지 못하는 등 신뢰성이 현격히 떨어지고 제품마다 균일한 품질을 확보하기에는 어려운 등의 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-2108429호(2020.5.11.공고)

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명은 볼트 및 너트 결합과 같은 나사결합체의 안정된 결합을 도모하며 다양한 형태와 크기의 외력에 저항하여 풀림을 원천적으로 차단할 수 있도록 함으로써 나사결합체의 신뢰성을 답보할 수 있도록 하는 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 내구성이 뛰어나고 유지보수의 비용과 시간을 격감시킬 수 있도록 하는 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 쉽게 체결할 수 있도록 하여 사용의 편의성을 극대화한 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 항상 균일한 품질을 유지할 수 있도록 하는 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리는,

수나사부가 구비되는 제1부재 및

상기 제1부재에 결합되되,

기어결합을 통해 회전이 제한되는 풀림방지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 수나사부가 구비되는 제1부재,

상기 제1부재의 수나사부에 나사결합하는 암나사부가 중앙에 형성되고 풀림방향을 향하는 면에 제1 베벨 링기어가 형성되는 제2부재,

상기 제2부재의 제1 베벨 링기어에 기어결합되는 하나 이상의 베벨 피니언 기어 및

상기 제1부재의 수나사부가 삽입되도록 중앙에 관통홀이 형성되고 잠김방향을 향하는 면에 상기 베벨 피니언 기어에 기어결합되는 제2 베벨 링기어가 형성되는 제3부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2부재와 상기 제3부재 사이에 위치하고 상기 제1부재의 수나사부가 삽입되는 링 형태로 이루어지며 외주면에 반경방향으로 형성되는 하나 이상의 회전축이 형성되는 제4부재를 더 포함하여 구성되며,

상기 베벨 피니언 기어는 상기 제4부재의 회전축에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3부재의 플림측에 위치하고 상기 제1부재의 수나사부와 결합되는 암나사부가 중앙에 형성되는 제5부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제5부재의 중앙에 잠김측으로 돌출되어 형성되어 상기 제3부재의 내주면과 상기 제1부재의 외주면 사이에 삽입되며 하나 이상의 돌출용 홀이 형성되는 원통 형태의 제1원통부,

상기 제5부재의 상기 제1원통부의 반경방향 외측에 원통 형태로 형성되는 제2원통부 및

상기 제1원통부와 상기 제2원통부 사이에 삽입되고 트임부가 형성되며 내주면에 상기 돌출용 홀로 풀림방향 회전시 돌출되어 상기 제1부재의 수나사부를 가압하는 하나 이상의 나선형 돌출쐐기가 형성되는 원통 형태의 제6부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2부재의 제1 베벨 링기어, 상기 베벨 피니언 기어, 상기 제3부재의 제2 베벨 링기어를 감싸도록 형성되는 원통 형태의 외부 커버재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2부재의 잠김측에 형성되고 상기 제1 베벨 링기어의 외경 및 상기 외부 커버재의 내경보다 큰 외경을 가지는 단면이 다각형인 제1확경부 및

상기 제5부재의 풀림측에 형성되고 상기 제2 베벨 링기어의 외경 및 상기 외부 커버재의 내경보다 큰 외경을 가지는 단면이 다각형인 제2확경부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리는 볼트 및 너트 결합과 같은 나사결합체의 안정된 결합을 도모하며 다양한 형태와 크기의 외력에 저항하여 풀림을 원천적으로 차단할 수 있도록 함으로써 나사결합체의 신뢰성을 답보할 수 있고, 내구성이 뛰어나고 유지보수의 비용과 시간을 격감시킬 수 있으며, 쉽게 체결할 수 있어 사용 편의성이 우수하며, 항상 균일한 품질을 유지할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리의 제5부재와 제6부재 및 그 결합관계를 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리의 제5부재와 제6부재 및 그 결합관계를 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리는 수나사부가 구비되는 제1부재와, 상기 제1부재에 결합되되, 기어결합을 통해 회전이 제한되는 풀림방지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리는 수나사부(11)가 구비되는 제1부재(10)와, 제1부재(10)의 수나사부(11)에 나사결합하는 암나사부가 중앙에 형성되고 풀림측 면인 풀림방향을 향하는 면에 제1 베벨 링기어(21)가 형성되는 제2부재(20)와, 제2부재(20)의 제1 베벨 링기어(21)에 기어결합되는 하나 이상의 베벨 피니언 기어(30)와, 제1부재(10)의 수나사부(11)가 삽입되도록 중앙에 관통홀이 형성되고 잠김측 면인 잠김방향을 향하는 면에 베벨 피니언 기어(30)에 기어결합되는 제2 베벨 링기어(41)가 형성되는 제3부재(40)를 포함하여 구성된다.

여기서, 제1부재(10)는 볼트, 나사 등과 같이 수나사부(11)가 구비되는 것이면 어느 것이나 가능하며, 잠김측은 볼트, 나사 등에 너트가 결합할 경우 머리부와 가까워지는 방향이라 볼 수 있으며, 풀림측은 반대측 방향에 해당될 것이다. 그리고 제1 베벨 링기어(21) 및 제2 베벨 링기어(41)의 회전 중심축은 베벨 피니언 기어(30)의 회전 중심축과 수직을 이루는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

이를 통해, 제1부재(10)와, 제2부재(20) 및 제3부재(40)가 잠금 결합된 후, 외력(外力)에 의해 제2부재(20)가 풀림방향으로 회전하려 할 경우 이와 맞물려 있는 베벨 피니언 기어(30)도 회전하려 하며 베벨 피니언 기어(30)와 맞물려 있는 제3부재(40)도 회전하려 하나 제3부재(40)는 잠김방향으로 회전하게 되어 회전이 제한되게 된다. 이와 같이 제1부재(10)와 제3부재(40)의 회전 방향이 서로 반대로 회전하는 구조를 취함으로써 풀림은 방지되게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제2부재(20)와 제3부재(40) 사이에 위치하고 제1부재(10)의 수나사부(11)가 삽입되는 링(Ring) 형태로 이루어지며 외주면에 반경방향으로 형성되는 하나 이상의 회전축(51)이 형성되는 제4부재(50)를 더 포함하여 구성되며, 베벨 피니언 기어(30)는 제4부재(50)의 회전축(51)에 회전 가능하게 결합된다.

베벨 피니언 기어(30)는 중심에 회전 중심축 방향으로 제4부재(50)의 회전축(51)이 삽입가능하도록 삽입홀이 형성되며, 베벨 피니언 기어(30) 및 회전축(51)은 도면과 같이 4개로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 제4부재(50)의 회전축(51)에 걸림수단을 두어 베벨 피니언 기어(30)의 이탈을 방지하도록 구성될 수도 있으며, 도 1 및 도 2에서와 같이 후술하는 외부 커버재(80)를 이용하여 이탈을 방지하면서도 이물질 등의 유입을 방지할 수도 있다.

또한, 본 발명은 제3부재(40)의 플림측에 위치하고 제1부재(10)의 수나사부(11)와 결합되는 암나사부가 중앙에 형성되는 제5부재(60)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

추가로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제5부재(60)의 중앙에 잠김측으로 돌출되어 형성되어 제3부재(40)의 내주면과 제1부재(10)의 외주면 사이에 삽입되며 하나 이상의 돌출용 홀(61)이 형성되는 원통 형태의 제1원통부(62)와, 제5부재(60)의 제1원통부(62)의 반경방향 외측에 원통 형태로 형성되는 제2원통부(63)와, 제1원통부(62)와 제2원통부(63) 사이에 삽입되고 트임부(64)가 형성되며 내주면에 돌출용 홀(61)로 풀림방향 회전시 돌출되어 제1부재(10)의 수나사부(11)를 가압하는 하나 이상의 나선형 돌출쐐기(71)가 형성되는 원통 형태의 제6부재(70)를 더 포함하여 구성된다.

또한, 제6부재(70)가 제1원통부(62)와 제2원통부(63) 사이에 삽입시에 점차 직경이 감소하여 트임부(64)의 간격이 좁아지도록 하여 제6부재(70)를 잠글 시에 나선형 돌출쐐기(71)가 내측으로 이동하여 제1부재(10)의 수나사부(11)를 가압하고 쐐기의 방향이 잠금 방향으로 회전시 원활한 회전이 가능하도록 하고 풀림방향으로 회전시 제1부재(10)의 수나사부(11)를 더욱 가압하는 방향으로 형성된다.

돌출용 홀(61)과 나선형 돌출쐐기(71)의 수는 동일하게 형성하고 그 위치도 대응되게 구성하며, 제1원통부(62)의 외경 또는 제2원통부(63)의 내경은 점차 좁게 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 제2부재(20)의 제1 베벨 링기어(21), 베벨 피니언 기어(30), 제3부재(40)의 제2 베벨 링기어(41)를 감싸도록 형성되는 원통 형태의 외부 커버재(80)를 더 포함하여 구성된다.

아울러 제2부재(20)의 잠김측에 형성되고 제1 베벨 링기어(21)의 외경 및 외부 커버재(80)의 내경보다 큰 외경을 가지는 단면이 다각형인 제1확경부(22)와, 제5부재(60)의 풀림측에 형성되고 제2 베벨 링기어(41)의 외경 및 외부 커버재(80)의 내경보다 큰 외경을 가지는 단면이 다각형인 제2확경부(65)를 더 포함하여 구성됨으로써 외부 커버재(80)가 제1확경부(22) 및 제2확경부(65)에 걸림 되어 이탈이 방지되게 구성된다.

제1확경부(22)와 제2확경부(65)는 공구를 사용하여 조일 수 있는 부분으로서, 볼트와 너트의 결합에서 너트와 같이 단면이 다각형으로 형성될 수 있는 부분이라고 할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리의 체결방법에 대해 설명한다.

먼저, 제1부재(10)의 수나사부(11)에 제2부재(20)를 잠김 방향으로 회전하여 고정 결합하고, 제4부재(50)를 제1부재(10)의 수나사부(11)에 끼운 후 회전축(51)에 베벨 피니언 기어(30)를 결합하고 베벨 피니언 기어(30)와 제1 베벨 링기어(21)와 기어결합하도록 하며, 제3부재(40)의 제2 베벨 링기어(41)와 베벨 피니언 기어(30)가 기어결합하도록 제3부재(40)를 설치하며, 외부 커버재(80)를 제1 베벨 링기어(21), 베벨 피니언 기어(30), 제3부재(40) 등을 감싸도록 장착하며, 제6부재(70)를 제5부재(60)의 제1원통부(62)와 제2원통부(63) 사이에 삽입 후에 그 상태로 제5부재(60)를 제1부재(10)의 수나사부(11)에 결합하여 조이면 돌출쐐기가 수나사부(11)를 가압하는 등의 방식으로 이후 풀림이 추가로 방지되게 된다.

상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명인 풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리는 볼트 및 너트 결합과 같은 나사결합체의 안정된 결합을 도모하며 다양한 형태와 크기의 외력에 저항하여 풀림을 원천적으로 차단할 수 있도록 함으로써 나사결합체의 신뢰성을 답보할 수 있고, 내구성이 뛰어나고 유지보수의 비용과 시간을 격감시킬 수 있으며, 쉽게 체결할 수 있어 사용 편의성이 우수하며, 항상 균일한 품질을 유지할 수 있는 등의 이점을 가진다.

10: 제1부재 11: 수나사부
20: 제2부재 21: 제1 베벨 링기어
22: 제1확경부
30: 베벨 피니언 기어
40: 제3부재 41: 제2 베벨 링기어
50: 제4부재 51; 회전축
60: 제5부재 61: 돌출용 홀
62: 제1원통부 63: 제2원통부
64: 트임부 65: 제2확경부
70: 제6부재 71: 나선형 돌출쐐기
80: 외부 커버재

Claims (1)

1. 수나사부가 구비되는 제1부재,
   상기 제1부재의 수나사부에 나사결합하는 암나사부가 중앙에 형성되고 풀림방향을 향하는 면에 제1 베벨 링기어가 형성되는 제2부재,
   상기 제2부재의 제1 베벨 링기어에 기어결합되는 하나 이상의 베벨 피니언 기어 및
   상기 제1부재의 수나사부가 삽입되도록 중앙에 관통홀이 형성되고 잠김방향을 향하는 면에 상기 베벨 피니언 기어에 기어결합되는 제2 베벨 링기어가 형성되는 제3부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
   풀림방지기능을 갖는 나사결합 어셈블리