KR20020026796A

KR20020026796A - 나사부재

Info

Publication number: KR20020026796A
Application number: KR1020010030002A
Authority: KR
Inventors: 와타나베테츠야
Original assignee: 이시모리 유사쿠
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-04-12
Also published as: JP4276775B2; CN1116529C; US20020044850A1; CA2346591A1; JP2002106539A; US6860690B2; US20030031529A1; EP1193408A1; CN1346029A; US6514025B2; KR100816216B1; CA2346591C; EP1193408B1; HK1044582B; HK1044582A1

Abstract

본 발명은 느슨해짐 방지기능을 가진 나사부재의 나사결합에 따른 체결력 및 상대강도를 향상시키기 위한 것으로, 나사산 선단부의 양단에 제1각부(3)와 제2각부(4)를 설치하는 것에 의해 제1나사부재(1)는 나사산 측면(2a, 2b)의 양방의 면에서, 제2나사부재(5)와 근체부(根體部)로부터 선단부까지의 나사산 측면전체가 접촉된 상태에서 제1각부(3)와 제2각부(4)의 탄성변형에 의해 느슨해짐 방지효과를 발생시키기 때문에, 강한 체결력이 얻어지고 또한 나사산에 걸리는 체부력(締付力)은 나사산 전체에 분산되는 것에 의해 나사결합에 걸리는 상대강도가 향상된다.

Description

나사부재 {Screw member}

본 발명은 복수의 피체결 부재를 체결하기 위한 나사부재에 관한 것으로 특히 체결의 느슨해짐을 방지하는 기술에 관한 것이다.

복수의 피체결 부재를 체결하기 위해 볼트와 넛트 등의 나사부재가 많이 이용되고 있고, 체결된 나사부재의 느슨해짐을 방지하기 위해서는 스풀링 워셔(spooling washer) 등의 느슨해짐 방지 부재를 사용하는 것이 일반적으로 되어 있다.

이러한 부가적 부품을 사용하지 않고 서로 체결된 나사 부재의 느슨해짐을방지하기 위해서는 특허공개 소56-19492호 공보 및 특허공개 평3-46686호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 셀프락(self lock) 나사부재가 사용되고 있다.

특허공개 소56-19492호 공보에 기재되어 있는 셀프락 나사부재는 제1나사부재의 나사산의 플랭크각(flank angle)을 그것과 결합하는 제2나사부재의 나사산의 플랭크각보다 적게 설정하고, 또한 제1나사부재의 나사산에 그 선단부로부터 반경방향으로 연장되는 슬릿이 형성되어 있다. 이 나사부재는 제1나사부재와 제2나사부재를 나사결합하면, 제1나사부재의 나사산이 슬릿이 좁아지는 방향으로 탄성변형하여 그 복원력에 의해 셀프락 기능이 발휘되도록 되어 있다.

그러나 이 셀프락 나사부재는 제1나사부재의 나사산측면과 나사산 선단부가 이루는 교차각이 비교적 적기때문에 제1, 제2나사부재를 나사결합하면 제1나사부재의 나사산이 탄성변형하기전에 제1나사부재의 나사산 선단부가 제2나사부재의 측면에 파고들거나, 그 선단부가 역성 변형되어 버리고 말았다.

그리하여 특허공개 평3-46686호 공보에 기재되어 있는 셀프락 나사부재에서는 제1나사부재의 나사산 측면을 나사산 근체부(根體部)로부터 나사산 중간부까지를 형성하는 한쌍의 제1경사면과, 나사산 중간부로부터 선단부까지를 형성하는 제1경사면과의 교차각이 둔각인 한쌍의 제2경사면으로 구성하고, 또한 한쌍의 제1경사면이 형성하는 플랭크각을 그것과 결합하는 제2나사부재의 나사산의 플랭크각보다 적게 설정하며, 한쌍의 제2경사면이 형성하는 플랭크각을 한쌍의 제1경사면이 형성하는 플랭크각보다 크게 설정하고 있다.

그러나 제1나사부재와 제2나사부재를 나사결합하면, 제1나사부재의 나사산은제1경사면과 제2경사면이 교차하는 부분, 즉 둔각인 부분에 있어서 제2나사부재의 나사산과 접촉하기 때문에 제1나사부재의 나사산의 일부가 제2나사부재의 측면을 파고들거나, 접촉부가 역성변형되지는 않는다.

그러나 특허공개 평3-46686호 공보에 기재되어 있는 셀프락 나사부재에서는 제1나사부재의 나사산이 2개의 면에서 구성되어 있기 때문에, 나사결합시 제1나사부재의 나사산과 제2나사부재의 나사산의 접촉면적은 특허공개 56-19492호 공보에 기재되어 있는 셀프락 나사부재의 경우와 비교하여 감소되어 있다. 이때문에 제1나사부재와 제2나사부재의 체결력 및 상대강도가 저하되고 마는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 느슨해짐 방지기능을 가진 나사부재의 나사결합에 있어서 체결력 및 상대강도를 향상시키는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시의 형태인 나사부재를 나타내는 단면도,

도 2는 도1에 도시된 나사부재를 다른 나사부재와 나사결합시킨 경우를 나타내는 단면도,

도 3은 도 1에 도시된 나사부재를 탭핑나사로 사용하여 다른 나사부재와 나사결합시킨 경우를 나타내는 단면도,

도 4에서 (A)는 제1나사부재와 제2나사부재로 이루어지는 나사부재의 전체를 나타내는 단면도이고, (B), (C)는 각각 나사부재의 변형예를 나타내는 단면도이다.

[부호의 설명]

1 제1나사부재

2 제1나사산

2a 나사산 측면

2b 나사산 측면

2c 절결(切缺)홈

3 제1각부

3a 제1각부측면

3b 제1내측면

4 제2각부

4a 제2각부측면

4b 제2내측면

5 제2나사부재

6 제2나사산

6a 나사산측면

6b 나사산 측면

7 제2나사부재

8 제2나사산

본 발명의 나사부재는 나사 본체로부터 나선상으로 돌출되어 형성된 나사산을 가지는 제1나사부재 와 상기 제1나사부재에 대하여 축심을 중심으로 한 상대회전에 의해 나사결합되는 제2나사부재를 가지는 나사부재에 있어서, 상기 나사산의 선단부에 형성된 절결홈의 제1내측면과 일방의 상기 나사산 측면에 연속하는 제1각부측면을 가지는 제1각부와, 상기 제1내측면에 상기 절결홈을 통하여 대향하는 제2내측면과 타방의 상기 나사산 측면에 연속하는 제2각부측면을 가지는 제2각부를 포함하며, 상기 제1각부측면과 상기 제2각부측면이 이루는 교차각을 상기 2개의 나사산 측면이 이루는 플랭크각보다 적게 설정하고, 상기 제1나사부재를 상기 제2나사부재에 나사결합한 때에 상기 각각의 각부가 서로 접근하도록 탄성변형되어 상기 각각의 각부가 상기 제2나사부재에 체결력을 가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 나사결합하는 2개의 나사부재는 나사산의 양측면에 있어서 근체부로부터 선단부까지의 나사산 측면 전체를 접촉시키면서 제1각부와 제2각부의 탄성변형에 의한 느슨해짐 방지효과를 생기게 하여 강한 체결력을 얻고, 또한 나사산에 걸리는 체부력(體部力)은 나사산 전체에 분산되기 때문에 나사결합에 관련한 상대강도가 향상한다.

본 발명의 나사부재는 나사 본체로부터 나선상으로 돌출되어 형성된 나사산을 가지는 제1나사부재와, 상기 제1나사부재에 대하여 축심을 중심으로 한 상대회전에 의해 나사결합되는 제2나사부재를 가지는 나사부재에 있어서, 상기 나사산의 선단부에 형성된 절결홈의 제1내측면과 일방의 상기 나사산 측면에 연속하는 제1각부측면을 가지는 제1각부와, 상기 제1내측면에 상기 절결홈을 통하여 대향하는 제2내측면과 타방의 상기 나사산 측면에 연속하는 제2각부측면을 가지는 제2각부를 가지고, 상기 제1각부측면과 상기 제2각부측면이 이루는 교차각을 상기 2개의 나사산 측면이 이루는 플랭크각보다 적게 설정하여, 상기 제1나사부재를 상기 제2나사부재에 나사결합한 때에 상기 각각의 각부가 상기 제2 나사부재에 파고드는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 제1나사부재의 나사산에 형성된 양방의 각부가 제2나사부재를 절삭하면서 파고들기 때문에 양방의 나사부재의 접촉면적이 크게 됨과 동시에, 제1나사부재는 태핑(tapping) 나사로서 기능하여 느슨해짐을 확실히 방지할 수 있다.

본 발명의 나사부재는 상기 제1나사부재를 볼트로 하고 상기 제2나사부재를 넛트로 하여도 좋고, 혹은 상기 제1나사부재를 넛트로 하고, 상기 제2나사부재를 볼트로 하여도 좋다.

이하 본 발명의 실시형태를 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시의 형태인 나사부재의 일부를 나타내는 단면도이고, 도 2는 그 나사부재를 다른 나사부재와 결합시킨 상태를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 1 및 도 2에 나타난 나사부재를 내경 d₁의 나사홈을 가지는 나사산이 형성된 제2나사부재에 나사결합한 상태를 나타내고 있다. 도 4 (A)∼(C)는 나사부재의 전체를 나타내는 단면도이다.

도 4 (A)는 볼트로 이루어지는 제1나사부재(1)과 넛트로 이루어지는 제2나사부재(5)로 이루어지는 나사부재를 나타낸다. 제1나사부재(1)는 봉상의 나사본체의 외주로부터 나선상으로 나사산(2)이 도출되어 형성되어 있고, 나사산 상호간은 나사홈으로 되어 있다. 한편 제2나사부재(5)는 환상의 나사본체의 내주면으로부터 나선상으로 나사산(6)이 돌출되어 형성되어 있고, 각각의 나사산(6)은 제1나사부재(1)의 나사홈에 맛물려 합쳐지도록 되어 있다.

도 1에 나타난 것처럼, 본발명의 나사부재를 구성하는 제1나사부재(1)에는 플랭크각α를 이루는 나사산 측면(2a, 2b)과 나사산 선단부를 가지는 제1나사산(2)이 나사본체로부터 나선상으로 돌출되어 형성되어 있고, 제1나사부재(1)는 2점 쇄선에서 표시된 플랭크각α를 이루는 제2나사산(6)이 형성된 제2나사부재(5)와 축심(軸心)을 중심으로 한 상대회전에 의해 나사결합되도록 되어 잇다.

제1나사부재(1)의 나사산(2)의 선단부에는 절결홈(切缺溝: 2c)이 형성되고, 절결홈(2c)은 상호 대향하는 내측면(3b, 4b)을 가지고 있으며, 절결홈(2c)은 나선상으로 연속되어 있다.

나사산 선단부의 양단에는 나사산 측면(2a)와 연속하는 제1각부측면(3a)과 절결홈(2c)의 제1내측면(3b)을 가지는 제1각부(3)와, 나사산 측면(2b)과 연속하는 제2부 측면(4a)과 절결홈(2c)의 제2내측면(4b)을 가지는 제2각부(4)가 제1나사산(2)의 직경 방향 외측을 향하여 형성되어 있고, 제1각부측면(3a)과 제2각부측면(4a)이 이루는 교차각β는 나사산 측면(2a, 2b)이 이루는 플랭크각α보다 적게 설정되어 있다. 한편, 제2나사부재(5)의 나사산(6)의 플랭크각은 제1나사산(2)의 플랭크각과 동일하게 설정되어 있다.

그러나 양방의 나사부재(1,5)를 나사결합하지 않은 상태에서는 제1각부(3)와 제2각부(4)가 2점 쇄선으로 표시되어 있는 제2나사부재(5)에 돌기하여 맞도록 축방향 외방에 변형되어 있기 때문에 도 2에 표시된 것처럼 제1나사부재(1)과 제2나사부재(5)를 나사결합시키면 제1각부(3)와 제2각부(4)는 상호 접근하도록 탄성변형되고, 그 복원력에 의해 제2나사산(6)의 나사산 측면(6a, 6b)과 압접(壓接)한다. 제1각부(3)와 제2각부(4)가 나사산 측면(6a, 6b)과 압접하는 것에 의해 제1나사부재(1)와 제2나사부재(5)의 체결력이 증가하여 느슨해짐을 방지하는 효과를 발생시키게 된다.

이때 제1나사산(2)과 제2나사산(6)의 플랭크각은 동일하기 때문에, 제1나사산(2)와 제2나사산(6)은 나사산 측면(2a, 2b)의 양방의 면에 있어서, 나사산 선단부로부터 근체부까지의 나사산 측면전체가 서로 접촉한 상태로 있는 그 상태에서 제1각부(3)와 제2각부(4)의 탄성변형에 의해 느슨해짐 방지 효과를 발행시키기 때문에 강한 체결력이 얻어지는 동시에 나사산에 걸리는 체부력은 나사산 전체에 분산되어 나사결합에 따른 상대강도가 향상된다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 동일한 제1 나사부재(1)를 내경d₁의 나사홈을 가지는 제2나사산(8)이 형성된 제2나사부재(7)에 나사결합한 상태를 나타내고 있다. 도 3에 나타난 것처럼, 양방의 나사부재(1, 7)를 나사결합시키면 각각의 각부(3, 4)가 제2나사부재(7)의 나사홈 저면을 절삭하면서 제2나사부재(7)에 파고들게 된다. 즉, 제1나사부재(1)는 각각의 각부(3, 4)가 제2나사부재(7)에 파고들도록 된 탭핑 나사의 기능을 가진다.

이렇게 제1각부(3)와 제2각부(4)가 설치되어 있는 것에 의해, 이러한 각부(3, 4) 사이의 절결홈(2c) 가운데에 제2나사부재(7)가 일부 파고들게 되어 접촉면적이 증가하기 때문에 느슨해짐 방지 효과를 크게 발휘할 수 있다. 또한 도 3 중에 2점 쇄선으로 표시되는 골의 직경을 가지는 제2나사산(8)이 설치된 제2나사부재(7)에 제1나사부재(1)를 나사조립하면, 제1나사부재(1)와 제2나사부재(7)는 통상의 나사결합에 의한 체결력에 더하여 제1각부(3)와 제2각부(4)가 제2나사부재(7)의 나사산 근체부에 파고드는 것에 의해 생기는 체결력이 발생하여 느슨해짐 방지 효과를 크게 발휘할 수 있다.

제2나사부재(7)의 내주면을 내경d₂의 스트레이트한 면으로 한 경우에는 제1나사부재(1)를 제2나사부재(7)에 나사결합시키면 양방의 각부(3, 4)에 더하여 나사산(2)이 제2나사부재(7)에 나사홈을 절삭하는 것에 의해 보다 강고하게 양방의 나사부재(1, 7)은 체결된다.

제1나사부재(1)를 상술과 같이 탭핑 나사로 하여 제2나사부재(7)에 파고들게 하는 경우에는 제1나사부재(1)의 소재를 강으로 하고 제2 나사부재(7)의 소재를 알루미늄 등의 경금속으로 하는 것이 바람직하다.

도 4 (B), (C)는 각각 제1나사부재(1)와 제2나사부재(7)의 변형예를 나타낸다. 각각의 제1나사부재(1)는 전술한 볼트가 아니며, 목공용 또는 건축용의 나무나사이고, 제2나사부재(7)는 도 4 (B)에서는 목재, 도 4 (C)에서는 내화재로 되어 있다. 도 4 (B)에 나타난 제1나사부재(1)의 선단은 뽀족한 선단으로 되어 있고, 이것에 대해서 도 4 (C)에 나타난 제1나사부재(1)의 선단은 절도선(切刀先)으로 되어 있다. 이러한 제1나사부재(1)를 탭핑나사로 한 경우에는 제2나사부재(7)는 제1나사부재(1)에 나사결합되기 전에 구멍 부분이 형성된 부재이면 판상의 부재이어도 좋다.

본 발명은 상기 실시의 형태에 한정된 것이 아니고, 그 요지를 변강하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

예를 들어 나타내면 제1나사부재(1)를 볼트 또는 나무나사 등의 수나사로 하거나, 제1나사부재(1)를 넛트 등의 암나사로 하여도 좋다.

본 발명에 의하면 나사결합하는 2개의 나사부재는 나사산의 양측면에 있어서 근체부로부터 선단부까지의 나사산 측면전체를 접촉시킴에 의해 제1각부와 제2각부의 탄성변형에 의한 느슨해짐 방지 효과를 발생시키므로 강한 체결력이 얻어지고, 또한 나사산에 걸리는 체부력은 나사산 전체에 분산되기 때문에 나사결합에 따른 상대강도가 향상한다.

또한 탭핑나사로서 사용된 경우에는 제1나사산에 더하여 제1각부와 제2각부가 상대 부재에 파고들게 되어 느슨해짐을 방지하게 된다.

Claims

나사 본체로부터 나선상으로 돌출되어 형성된 나사산을 가지는 제1나사부재 와 상기 제1나사부재에 대하여 축심을 중심으로 한 상대회전에 의해 나사결합되는 제2나사부재를 가지는 나사부재에 있어서,

상기 나사산의 선단부에 형성된 절결홈의 제1내측면과 일방의 상기 나사산 측면에 연속하는 제1각부측면을 가지는 제1각부와,

상기 제1내측면에 상기 절결홈을 통하여 대향하는 제2내측면과 타방의 상기 나사산 측면에 연속하는 제2각부측면을 가지는 제2각부를 포함하며,

상기 제1각부측면과 상기 제2각부측면이 이루는 교차각을 상기 2개의 나사산 측면이 이루는 플랭크각보다 적게 설정하고, 상기 제1나사부재를 상기 제2나사부재에 나사결합한 때에 상기 각각의 각부가 서로 접근하도록 탄성변형되어 상기 각각의 각부가 상기 제2나사부재에 체결력을 가하는 것을 특징으로 하는 나사부재.
나사 본체로부터 나선상으로 돌출되어 형성된 나사산을 가지는 제1나사부재와, 상기 제1나사부재에 대하여 축심을 중심으로 한 상대회전에 의해 나사결합되는 제2나사부재를 가지는 나사부재에 있어서,

상기 나사산의 선단부에 형성된 절결홈의 제1내측면과 일방의 상기 나사산 측면에 연속하는 제1각부측면을 가지는 제1각부와,

상기 제1내측면에 상기 절결홈을 통하여 대향하는 제2내측면과 타방의 상기나사산 측면에 연속하는 제2각부측면을 가지는 제2각부를 가지고,

상기 제1각부측면과 상기 제2각부측면이 이루는 교차각을 상기 2개의 나사산 측면이 이루는 플랭크각보다 적게 설정하여, 상기 제1나사부재를 상기 제2나사부재에 나사결합한 때에 상기 각각의 각부가 상기 제2 나사부재에 파고드는 것을 특징으로 하는 나사부재.
제1항에 있어서, 상기 제1나사부재가 볼트이고, 상기 제2나사부재가 넛트인 것을 특징으로 하는 나사부재.
제1항에 있어서, 상기 제1나사부재가 넛트이고, 상기 제2나사부재가 볼트인 것을 특징으로 하는 나사부재.