KR20030066293A - 풀림방지 체결구의 구조, 이 구조를 구비한 풀림방지 볼트및 그 제조방법, 및, 이 구조를 구비한 풀림방지 너트 및그 제조방법 - Google Patents

풀림방지 체결구의 구조, 이 구조를 구비한 풀림방지 볼트및 그 제조방법, 및, 이 구조를 구비한 풀림방지 너트 및그 제조방법 Download PDF

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KR20030066293A KR1020020058963A KR20020058963A KR20030066293A KR 20030066293 A KR20030066293 A KR 20030066293A KR 1020020058963 A KR1020020058963 A KR 1020020058963A KR 20020058963 A KR20020058963 A KR 20020058963A KR 20030066293 A KR20030066293 A KR 20030066293A
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마사토 나가와
노다히데키
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마사토 나가와
다이키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 피체결부재나 나사 등에 외력이 걸렸을 때의 나사부착력의 저하를 방지할 수 있고, 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있는 풀림방지 볼트나 풀림방지 너트의 풀림방지 체결구의 구조, 그 구조를 이용한 풀림방지 너트 및 그 제조방법, 및, 그 구조를 이용한 풀림방지 볼트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 풀림방지 체결구의 구조는, 나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 풀림방지 체결구의 구조로서, 체결구 본체와, 상기 체결구 본체에 형성된 주 나사부와, 상기 주 나사부에 대한 위상이 12~100°바람직하게는 24~60° 변위하여 상기 주 나사부와 상기 고리형상홈부로 이간되어서 상기 주 나사부와 동축으로 형성된 부나사부를 구비하고 있다.

Description

풀림방지 체결구의 구조, 이 구조를 구비한 풀림방지 볼트 및 그 제조방법, 및, 이 구조를 구비한 풀림방지 너트 및 그 제조방법{STRUCTURE OF SELF-LOCKING FASTENER, SELF-LOCKING BOLT WITH THE SAME STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND SELF-LOCKING NUT WITH THE SAME STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결함과 아울러, 피체결부재나 나사에 진동 등의 외력이 걸릴 때의 나사부착력, 체결력의 저하를 방지할 수 있는 풀림방지 볼트나 풀림방지 너트의 풀림방지 체결구의 구조, 그 구조를 이용한 풀림방지 너트 및 그 제조방법, 및, 풀림방지 볼트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래로부터, 자동차나 항공기, 전차 등의 수송기기, 각종 산업기계ㆍ기기, 수송파이프라인이나 전력 등의 송전장치 등에 있어서의 각종 부분의 체결에는, 볼트나 너트의 체결구가 높은 빈도로 사용되고 있고, 또한, 체결에 이용되는 기계요소로서 높은 중요도를 점유하고 있다.
그러나, 종래로부터, 체결되는 피체결부재나 체결구에 걸리는 진동 등의 외력에 의해 나사결합된 체결구가 풀리고, 나사부착력이나 체결력이 저하하여 피체결부재의 체결부가 풀리거나 체결구가 떨어져 버리는 문제가 끊임없이 생기고, 안정성의 향상을 위하여, 진동 등이 외력이 가해져도 풀리지 않는 볼트나 너트의 체결구가 요망되고 있었다.
이 때문에, 최근, 너트나 볼트의 나사로부터 볼트나 너트가 풀리는 것을 방지하기 위해서 각종 풀림방지 볼트나 풀림방지 너트가 개발되고 있고, 특히, 풀림방지 볼트로서 일본 특개소57-37114호 공보, 일본 특개평8-109915호 공보, 일본 특개평9-280239호 공보, 일본 특개평11-37130호 공보, 일본 실개소57-89016호, 일본 실개소61-69517호 공보 등에 각종의 것이 개시되어 있다. 이들은, 나사의 플랭크나 시트면에 풀림방지를 위한 회전고정을 형성하고 변형하여 마찰력을 증가하는 것 등이고, 일단 나사결합한 후에 떼어내는 것이 곤란하여 반복 사용성에 부족한 것이었다.
반복 사용성을 갖는 풀림방지 볼트로서는, 예컨대, 일본 실개평4-36116호 공보(이하, 가호 공보라함)에 「주 볼트와, 상기 주 볼트의 끝부의 축끝에 나사부와 동일 지름 또한 동일 피치의 수나사가 형성되어서 회전불가능하게 또한 축방향 이동가능하게 배치된 가변나사와, 상기 주 볼트 및 상기 가변나사의 축심부에 삽입통과하고 상기 주 볼트의 나사부에 대해서 축방향으로 정역 회전시킴으로써 상기 가변나사를 상기 주 볼트의 나사부에 대해서 축방향으로 접촉이간 이동가능하게 하는 조정축을 구비한 풀림방지 부착볼트」가 개시되어 있다.
또한, 풀림방지 볼트로서는, 일본 특공소62-26851호 공보(이하, 나호 공보라함)에 「축방향 양끝면 사이에서 수나사를 갖는 내주면에 암나사의 골지름보다 큰 지름으로 형성된 고리형상 오목개소와, 상기 고리형상 오목개소에서 구분된 제1암나사 및 제2암나사와, 상기 양끝면 중 일끝면에 암나사의 골지름보다 큰 지름으로 형성된 고리형상홈과, 상기 고리형상홈에 의해서 구분된 중앙부 및 주변부와, 상기 중앙부를 상기 주변부에 대해서 축방향으로 암나사의 1/3 내지 1/2피치만큼 상대이동시켜서 상기 제1암나사와 상기 제2암나사의 위상을 어긋나게 하는 풀림방지 너트의 제조방법」이 개시되어 있다.
그러나 상기 종래의 기술에 있어서는, 이하와 같은 과제를 갖고 있다.
(1) 가호 공보에 기재된 기술은, 부품점수가 많고 구성이 복잡하기 때문에 제조에 공정수를 필요로하고 생산성에 부족하다라는 과제를 갖고 있다.
(2) 부품점수가 많고 나사결합하는 나사부가 많기 때문에, 나사면의 긁힘이나 마모가 발생하기 쉽고 파손되기 쉽다라는 과제를 갖고 있다.
(3) 조정축을 소정방향으로 회전시켜서 가변나사를 축방향의 외측에 압압하면, 가변나사가 주 볼트의 나사부로부터 이간되고, 나사부 및 가변나사의 플랭크가 암나사의 플랭크를 압접하여 풀림방지를 행하지만, 조정축과 가변나사를 나사결합하는 나사부가 풀리기 쉽고, 이것이 풀린 경우는 나사부 및 가변나사가 암나사를 압접하는 힘이 약해지고, 이 결과, 주 볼트가 암나사로부터 풀리기 쉽게 된다라는 과제를 갖고 있다.
(4) 체결작업을 행하는 경우는, 암나사에 주 볼트를 체결한 후에 조정축을 소정방향으로 회전하여 가변나사를 축방향의 외측에 압압하지 않으면 풀림방지를 행하는 것이 가능하지 않고, 작업공수를 필요로하며 체결작업성에 부족하다라는 과제를 갖고 있다.
(5) 나사부착시에 풀림방지 기구에 의해 매우 큰 힘을 필요로 하고, 암나사의 나사산을 파괴한다라는 과제를 갖고 있다.
(6) 나호 공보에 개시된 기술은, 제1암나사가 제2암나사의 1/3 내지 1/2피치 크게 어긋나게 형성되는 것이므로, 풀림방지 너트의 나사부를 볼트의 나사부에 체결할 때의 토크가 크게 되고 체결작업이 곤란하며 작업성에 현저하게 부족하다. 또한, 체결가능하였더라도, 풀림방지 너트의 나사부가 볼트의 나사부에 맞물려 넣고, 체결에 필요한 힘이 크게 되며 체결작업성에 부족하고, 또한, 체결시에 풀림방지 너트나 볼트의 나사부에 손상을 주거나 사용시에 늘어붙음이 생기기 쉽고 반복 사용성에 부족하다. 또한, 너트나 볼트에 의해서는 나사부의 피치나 각도 등의 분상을 위해서, 체결할 때에 플랭크끼리의 압접이 불충분하고 가정된만큼의 토크가 얻어지지 않고 체결할 수 없는 것이 있고 안정성에 부족하다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 피체결부재 등에 외력이 걸렸을 때의 나사부착력의 저하를 방지할 수 있고, 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있으며, 피체결부재의 체결부의 안전성을 현저하게 향상시킬 수 있는 풀림방지 볼트나 풀림방지 너트의 풀림방지 체결구의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 간단한 구조로 생산성에 우수함과 아울러, 피체결부재나 너트 등에 외력이 걸렸을 때의 나사부착력의 저하를 방지할 수 있고, 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있고, 피체결부재의 체결부의 안전성을 현저하게 향상할 수 있고, 또한 체결작업성에 우수하며, 또한 반복 사용성에도 우수한 풀림방지 볼트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 간편하고 작업성에 우수함과 아울러 생산성에 우수하며, 또한 신뢰성에 우수한 풀림방지 볼트의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 간단한 제조로 생산성에 우수함과 아울러, 피체결부재나볼트 등에 외력이 걸렸을 때의 나사부착력의 저하를 방지할 수 있고, 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있고, 피체결부재의 체결부의 안전성을 현저하게 향상할 수 있고, 또한 체결작업성에 우수하며, 또한 반복 사용성에도 우수한 풀림방지 너트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 간편하고 작업성에 우수함과 아울러 생산성에 우수하며, 또한 신뢰성에 우수한 풀림방지 너트의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1(a)는 실시형태1에 있어서의 풀림방지 너트의 전체사시도, 도 1(b)는 도 1(a)의 축방향에 있어서의 요부단면 끝면도이다.
도 2(a)는 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트의 고리형상홈부를 압축변형하기 이전의 상태를 나타내는 요부단면 끝면도이고, 도 2(b)는 볼트를 가공하고 볼트 선단부와 선단 오목부를 형성한 볼트의 끝면도이다.
도 3은, 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트의 변형예를 나타내는 요부단면 끝면도이다.
도 4는, 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트로 피체결부재를 체결한 상태를 나타내는 요부단면도이다.
도 5는, 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트로 피체결부재를 체결하였을 때에 볼트 탄성부에 생기는 힘과 변위의 관계를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 6은, 실시형태2에 있어서의 풀림방지 볼트로 피체결부재를 체결한 상태를나타내는 요부단면도이다.
도 7은, 실시형태2에 있어서의 풀림방지 볼트로 피체결부재를 체결하였을 때에 주 수나사부와 부 수나사부에 걸리는 응력과 뒤틀림의 관계를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 8(a)는 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트의 전체사시도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 A-A선에 있어서의 요부단면 끝면도이다.
도 9는 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트의 너트 고리형상홈부를 압축변형하기 이전의 상태를 나타내는 요부단면 끝면도이다.
도 10은, 실시형태4에 있어서의 풀림방지 너트의 요부단면 끝면도이다.
도 11은, 실시형태5에 있어서의 풀림방지 너트의 요부단면 끝면도이다.
도 12는, 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트로 피체결부재를 체결한 상태를 나타내는 요부단면도이다.
도 13은, 실시형태6에 있어서의 풀림방지 너트로 피체결부재를 체결한 상태를 나타내는 요부단면도이다.
도 14는, 실시형태7에 있어서의 풀림방지 너트의 요부단면 끝면도이다.
도 15는, 실시형태8에 있어서의 풀림방지 너트의 요부단면 끝면도이다.
도 16(a)은 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법 중 연장부 형성공정을 나타내는 요부 단면도이고, 도 16(b)은 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법 중 연장부 고착공정을 나타내는 요부 단면도이고, 도 16(c)은 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법 중 암나사 형성공정을 나타내는 요부단면도이고, 도 16(d)는 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법 중 너트 탄성부 형성공정을 나타내는 요부 단면도이다.
도 17은, 연장부와 너트본체의 형상의 응용예를 나타내는 요부단면도이다.
도 18은, 진동시험의 형태를 나타내는 모식도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 … 풀림방지 볼트 2 … 볼트 축부
3 … 볼트 선단부 4 … 볼트 머리
5 … 주 수나사부 5a … 수나사
6,6a … 볼트 고리형상홈부 7 … 볼트 탄성부
7a … 축부 8 … 부 수나사부
8a … 수나사 9 … 선단 오목부
10 … 풀림방지 볼트 11 … 볼트 고리형상홈부
12 … 선단 오목부 12a … 대경 오목부
13 … 볼트 탄성부 20 … 암나사
20a … 구조물 21 … 피체결부재
22 … 볼트구멍 30 … 풀림방지 볼트
31 … 볼트 고리형상홈부 31a … 축부
32 … 부 수나사부 40,40',40a,40" … 풀림방지 너트
41,41a' … 너트본체 41' … 너트
41a … 상면 41b … 시트면
41c … 외주벽 41d … 내주벽
42,42' … 연장부 42a … 상면
42b … 외주벽 42c … 내주벽
45,45' … 주 암나사부 45a … 암나사
46,46',46b,46" … 너트 고리형상홈부
46a,46a',46a" … 너트 탄성부 47,47',47b … 부 암나사부
47a … 암나사 48 … 외주홈부
50 … 볼트 51 … 수나사
52a,52b … 피체결부재 53 … 볼트구멍
60,60a … 풀림방지 너트 61 … 플랜지부
62 … 외주홈부 63 … 너트 탄성부
70 … 너트본체 71 … 내주벽
71a … 암나사 72 … 상면
73 … 시트면 74 … 연장부
75a … 암나사 76 … 너트 고리형상홈부
76a … 외주벽 76b … 너트 탄성부
76c … 두께부 77 … 플랜지부
78 … 돌기부 79,79a … 본체 오목부
79b … 돌기부 80 … 진동시험기
81 … 볼트 82 … 진동 몸통
83 … 진동부가다이
상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 풀림방지 체결구의 구조, 그 구조를 구비한 풀림방지 볼트 및 그 제조방법, 및, 그 구조를 구비한 풀림방지 너트 및 그 제조방법은, 이하의 구성을 갖고 있다.
본 발명의 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조는, 나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 풀림방지 볼트나 풀림방지 너트의 풀림방지 체결구의 구조로서, 체결구 본체와, 상기 체결구 본체에 형성된 주나사부와, 상기 주나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위하여 상기 주나사부와 동축으로 형성된 부나사부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 나사에 체결된 풀림방지 체결구는, 주 나사부에 대한 부나사부의 위상이 소정량 변위되어 있기 때문에, 그 체결력으로 발생하는 압접력의 주 나사부의 플랭크가 나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부나사부의 플랭크가 나사의 플랭크를 압접하는 방향이 180° 달라 상반되어 있다. 이 때문에, 이 압접력과 나사의 리드각 등에 의해서 생기는 토크의 방향이, 주 나사부와 부나사부에서는 정역 다르므로, 나사나 피체결부재 등에 진동 등의 외력이 걸리고 나사로부터 주 나사부가 풀리게 하는 회전방향의 힘이 가해지면, 부나사부의 플랭크에 발생하는 토크가 체결방향으로 작용하기 때문에, 풀림방지 체결구가 나사로부터 풀리는 것을 확실히 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있다.
여기서, 나사로서는, 수나사나 암나사가 이용된다.
부나사부로서는, 주 수나사부나 주 암나사부의 주 나사부와 동일한 피치로 형성된 부 수나사부나 부 암나사부가 이용된다.
주 나사부에 대한 부나사부의 위상이, 24°보다 작게 됨에 따라 나사와 주 나사부 등의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시에 의해서 탄성변형량이 적어지게 되고 주 나사부와 부나사부에 의해서 나사에 얻어지는 반력이 작고, 나사의 나사부착력이 저하하는 경향이 보이고, 72°~90°로 되면 체결하기 전의 토크(공토크)가 크고 작업성이 저하함과 아울러 사용시에 늘어붙음이 생기기 쉽게 되는 경향이 보여진다. 90°보다 크게 됨에 따라, 체결시에 주 나사부나 부나사부가 나사에 끼워넣어지기 쉽고 체결에 필요한 힘이 크게 되고 체결작업성이 부족하고, 또한 체결시에 주 나사부나 부나사부에 손상을 주기 쉽게 되며 반복 사용성이 저하하는 경향이 보여지기 때문에 바람하지 않다. 특히, 부나사부의 주 나사부에 대한 위상이 12°보다 작게 되지만 100°보다 크게 되면, 이들 경향이 현저하기 때문에, 모두 바람직하지 않다.
또한, 부나사부의 위상은, 주 나사부측 또는 주 나사부와 반대측의 어디에나변위하여도 좋다. 모든 경우에서, 체결하였을 때에 생기는 압접력의 주 나사부의 플랭크가 나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부나사부의 플랭크가 나사의 플랭크를 압접하는 방향을 180° 다르게 하는 것이 가능하기 때문이다.
주 나사부와 부나사부의 사이에는, 주 나사부의 골과 동일 내지는 깊게 형성되고, 주 나사부와 부나사부를 이간하는 고리형상홈부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 나사에 주 나사부나 부나사부를 나사부착할 때에 걸리기 어렵고 부드럽게 나사부착하는 것이 가능하기 때문이다. 고리형상홈부로서는, 체결구 본체에 주 나사부의 골과 동일 또는 그보다 깊은 고리형상으로 형성된 볼트 고리형상홈부나 너트 고리형상홈부가 이용된다.
본 발명의 청구항2에 기재된 풀림방지 볼트는, 암나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 볼트로서, 볼트 축부의 선단부에 상기 볼트 축부와 동축으로 형성된 볼트 선단부와, 상기 볼트 축부의 외주에 형성된 주 수나사부와, 상기 볼트 선단부의 상기 볼트 축부측의 외주에 상기 주 수나사부의 골과 동일 또는 그보다 깊은 고리형상으로 형성된 볼트 고리형상홈부와, 상기 주 수나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°변위하여 상기 볼트 선단부의 외주에 형성된 부 수나사부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 암나사에 체결된 풀림방지 볼트는, 주 수나사부에 대한 부 수나사부의 위상이 소정량 변위하고 있기 때문에, 그 체결력으로 발생하는 압접력의 주 수나사부의 플랭크가 암나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부 수나사부의 플랭크가 암나사의 플랭크를 압접하는 방향이 180° 달라 상반되어 있다. 이 때문에, 이 압접력과 나사의 리드각 등에 의해서 생기는 토크의 방향이, 주 수나사부와 부 수나사부에서는 정역 다르므르, 너트나 피체결부재 등에 진동 등의 외력이 가해지고 암나사로부터 주 수나사부가 풀리게 하는 회전방향의 힘이 가해지면, 부 수나사부의 플랭크에 발생하는 토크가 체결방향으로 작용하기 때문에, 풀림방지 볼트가 암나사로부터 풀리는 것을 확실히 방지가능하고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있다.
(2) 볼트 선단부의 외주에, 주 수나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 변위되어서 풀림방지 볼트를 암나사에 나사결합함으로서, 부 수나사부가 주 수나사부의 방향으로 암나사를 압접하는 반력과 주 수나사부가 부 수나사부의 방향으로 암나사를 압압하는 반력과, 또는 부 수나사부가 주 수나사부와 반대측의 방향으로 암나사를 압압하는 반력과 주 수나사부가 부 수나사부와 반대측의 방향으로 암나사를 압압하는 반력이 생기고, 이로서 주 수나사부 및 부 수나사부와 암나사의 사이에서 큰 마찰력을 얻을 수 있고, 진동 등에 의해 암나사로부터 주 수나사부 등의 풀림나사 부착력이 저하하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
(3) 암나사에 풀림방지 볼트를 체결하는 체결력을 가하면, 풀림방지 볼트의 부 수나사부가 암나사에 의해서 변형되어서 탄성변형이 생기고, 탄성변형 내에서 그 반력에 의해 암나사에 주 수나사부와 부 수나사부를 보다 강고하게 밀착시켜서 체결하는 것이 가능하므로, 풀림방지 볼트와 암나사의 나사부착력을 보다 향상할수 있고 진동 등의 외력에 의해 풀림방지 볼트가 암나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(4) 피체결부재와 시트면 사이에 마모하여 풀림이 생긴 경우이어도, 부 수나사부가 암나사를 주 수나사부의 방향으로 압압하는 반력, 또는 부나사부가 암나사를 주 수나사부와 반대측의 방향으로 압압하는 반력에 의해서, 풀림방지 볼트가 암나사로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있고 진동이 심한 자동차나 교량 등에 적용한 경우에도 볼트나 너트가 떨어져서 낙하한다라는 낙하사고를 방지할 수 있다.
(5) 암나사에 나사결합된 풀림방지 볼트의 부 수나사부가 암나사에 의해서 변형되어서 생긴 탄성변형에 의한 반력에 의해, 암나사에 주 수나사부와 부 수나사부를 강고하게 밀착하는 것이므로, 탄성변형 내에서 암나사와 풀림방지 볼트의 수나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시를 흡수하는 것이 가능하고 안정성에 우수함과 아울러, 변위량이 작으므로, 체결시에 풀림방지 볼트나 너트 등이 나사부에 손상을 주기 어렵고, 또한 탄성변형에 의해서 반력을 안정하게 얻을 수 있으므로, 동일한 암나사이면 일단 나사결합시킨 풀림방지 볼트를 떼어낸 후에 다시 나사부착하여 반복 사용하는 것이 가능하여, 반복 사용성에 우수하다.
(6) 주 수나사부의 골과 동일 또는 깊게 형성된 볼트 고리형상홈부를 갖고 있으므로, 암나사에 주 수나사부를 나사부착할 때에 부드럽게 나사부착하는 것이 가능함과 아울러 압축 또는 인장변형을 용이하게 할 수 있고, 설계의 자유도를 증가함과 아울러 압축변형시에 주 수나사부 등이 좌굴을 방지할 수 있다.
여기서, 볼트 선단부로서는, 볼트 축부의 선단부에, 볼트 축부와 일체로 형성 또는 볼트 축부에 용접 등에 의해 고착되어서 볼트 축부와 동축으로 형성되고, 볼트 축부의 외주와 동일 외경으로 형성된 외주를 갖은 것이 이용된다. 볼트 선단부의 길이로서는, 볼트 선단부의 재질이나 나사부착되는 암나사의 재질 등에 따라서, 주 수나사부 및 부 수나사부가 암나사와 확실하게 나사부착하기 위해 필요한 맞물림이 얻어지는 길이로 형성된다.
볼트 선단부의 반대측의 볼트 축부에는, 육각 볼트와 같은 육각기둥형상 등의 다각형상, 육각구멍을 가진 볼트와 같은 꼭대기면에 육각구멍 등의 구멍부를 갖은 원기둥형상, 아이볼트와 같은 바퀴형상 등으로 형성된 볼트머리를 형성할 수 있다. 또한, 끼워넣기볼트, 빈볼트 등과 같이 볼트머리를 갖지 않고 나사부가 형성된 것이나, 기초볼트 등과 같이 L형, J형 등의 형상으로 형성된 것도 이용가능하다.
주 수나사부로서는, 풀림방지 볼트가 나사부착되는 암나사에 따라서, 미터나사나 인치나사 등의 3각나사형상이나 대형상 나사형상 등으로, 또한, 암나사에 따른 피치로, 볼트 축부의 외주에 형성된다. 1조 나사 외, 2조 내지 복수조의 다수조 나사를 형성할 수도 있다. 또한, 주 수나사부의 길이로서는, 볼트 축부나 볼트 선단부의 재질, 주 수나사부가 나사부착되는 암나사의 재질 등에 따라서, 암나사와의 나사부착에 필요한 맞물림 길이가 얻어지는 길이로 형성된다.
볼트 고리형상홈부로서는, 볼트 축부의 축심에 따라서 대략 직교하는 또는 경사직교하여 형성되고, 볼트 선단부의 주 수나사부의 골과 동일 또는 그보다 깊은 고리형상으로 형성되고 주 수나사부와 부 수나사부를 분리하는 것이 이용된다. 특히, 볼트 고리형상홈부가 주 수나사부의 골보다 깊게 형성되고 볼트 선단부를 얇게한 것이 바람직하게 이용된다. 탄성변형이 용이하기 때문이다. 볼트 고리형상홈부가 주 수나사부의 골과 동일한 깊이로 형성되면, 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 선단부의 기계적 강도가 크고 신장이 생기기 어렵기 때문에, 암나사나 주 수나사부의 나사산을 찌그러뜨리기 쉽게 되는 경향이 보여진다.
또한, 볼트 고리형상홈부가 볼트 축부의 축심을 따라서 경사직교하여 형성되는 경우는, 주 수나사부의 리드각과 대략 평행하는 각도로 형성될 수 있다. 이로써 주 수나사부와 볼트 고리형상부에서 분리되어서 형성된 부 수나사부에, 암나사가 끼워넣어지는 일없이 나사부착가능하다.
부 수나사부로서는, 볼트 고리형상홈부에 의해서 주 수나사부와 이간되어서, 볼트 선단부의 외주에, 주 수나사부와 동일 피치로, 또한, 주 수나사부에 대한 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위시켜서 형성된다.
주 수나사부에 대한 부 수나사부의 위상이, 24°보다 작게 됨에 따라 암나사와 풀림방지 볼트의 수나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시에 의해서 탄성 변형량이 적게 되고 주 수나사부와 부 수나사부에 의해서 암나사에 얻어지는 반력이 작고, 풀림방지 볼트와 암나사의 나사부착력이 저하하는 경향이 보여지고, 72°~90°로 되면 체결하기 전의 토크가 크고 작업성이 저하함과 아울러 사용시에 늘어붙음이 생기기 쉽게 되는 경향이 보여진다. 90°보다 크게 됨에 따라서, 체결시에 풀림방지 볼트의 나사부가 암나사에 끼워넣기 쉽고 체결에 필요한 힘이 크게 되고 체결 작업성이 부족하고, 또한 체결시에 풀림방지 볼트나 너트 등의 나사부에손상을 주기 쉽게 되고 반복 사용성이 저하하는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다. 특히, 부 수나사부의 나사결합되는 암나사에 대한 위상이 12°보다 작게 되거나 100°보다 크게 되면, 이들 경향이 현저하기 때문에, 모두 바람직하지 않다.
또한, 부 수나사부의 위상은, 주 수나사부측 또는 주 수나사부와 반대측 모두로 변위되어도 좋다. 모든 경우에서, 체결하였을 때에 생기는 압접력의 주 수나사부의 플랭크가 암나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부 수나사부의 플랭크가 암나사의 플랭크를 압접하는 방향을 180°다르게 할 수 있기 때문이다.
부 수나사부의 형상이나 조수로서는, 주 수나사부와 마찬가지의 것이 이용된다.
암나사로서는, 너트의 중심부나 기계부품 등에 심어설치된 것, 판형상이나 덩어리형상 등의 구조물의 소정부에 나사설치된 것 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 청구항3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 풀림방지 볼트로서, 상기 볼트 선단부가, 상기 볼트 선단부의 축중심에 상기 볼트 선단부의 선단으로부터 적어도 상기 볼트 고리형상홈부까지 형성된 선단 오목부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항2에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 선단 오목부에 의해서 볼트 고리형상홈부의 축부를 얇게 하고, 탄력이나 굽힘응력 등의 기계적 강도를 최적으로 하여 나사부에 다른 응력을 얻을 수 있고,나사부의 손상을 방지함과 아울러 풀리기 어렵게 할 수 있다.
여기서, 선단 오복부로서는, 볼트의 지름의 대소 또는 볼트 고리형상홈부의 부의 넓고좁음에 맞추어서 볼트 선단부의 축중심에 볼트 선단부의 선단으로부터 볼트 고리형상홈부의 일부에 걸려서 내지는 볼트 고리형상홈부를 넘어서 형성된 것이 이용된다. 예컨대, 볼트 고리형상홈부의 부이 넓은 경우는, 선단 오목부는 볼트 고리형상홈부의 부의 중앙부근까지이어도 좋고, 또한 상기 부이 좁은 경우에는 상기 부이 적어도 전체부에 걸쳐서 선단 오목부가 뚫어 설치된다. 특히, 선단 오목부가 볼트 고리형상홈부의 전체부에 걸쳐서 형성된 경우는, 얇게 된 볼트 고리형상홈부의 축부를 길게 형성하여 탄성변형을 용이하게 할 수 있기 때문에 바람직하게 이용된다.
또한, 볼트 고리형상홈부에 대응하는 선단 오목부의 내경을 크게 한 대경 오목부를 형성할 수도 있다. 대경 오목부를 형성함으로써, 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 선단부의 두께를 소정의 두게로 얇게 할 수 있고, 볼트 선단부의 탄성 변형을 용이하게 할 수 있다. 또한, 선단 오목부나 대경 오목부는, 볼트 선단부에 형성된 볼트 고리형상홈부를 넘어서 볼트 축부의 일부에도 형성하여 좋다.
본 발명의 청구항4에 기재된 발명은, 청구항3에 기재된 풀림방지 볼트로서, 상기 볼트 고리형상홈부에 있어서의 상기 볼트 선단부가, 축방향으로 압축 또는 인장변형된 볼트 탄성부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항3에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 선단부가 압축 또는 인장변형된 볼트 탄성부는 탄성을 갖고 있으므로, 나사결합된 암나사에 의해서 생기는 부 수나사부 등의 탄성변형에다가, 나사결합된 암나사에 의해서 생기는 볼트 탄성부의 신장 또는 수축에 의해서, 암나사와 풀림방지 볼트의 수나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시 등을 흡수함과 아울러, 볼트 탄성부의 탄력에 의해서 수나사부에 생기는 반력을 더욱 크게 할 수 있고, 풀림방지 볼트가 암나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(2) 주 수나사부와 부 수나사부를 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성한 후, 볼트 고리형상홈부를 압축 또는 인장변형시키는 것이므로 주 수나사부와 부 수나사부의 위상을 용이하게 어긋나게 할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수하다.
본 발명의 청구항5에 기재된 발명은, 청구항4에 기재된 풀림방지 볼트로서, 상기 볼트 고리형상홈부의 축방향의 변형량(α)이, 상기 주 수나사부의 피치의 크기를 P로 하였을 때, (n+1/30)P≤α≤(n+5/18)P, 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/4)P, 보다 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/5)P, 또는, (n-5/18)P≤α≤(n-1/30)P, 바람직하게는 (n-1/4)P≤α≤(n-1/15)P, 보다 바람직하게는 (n-1/5)P≤α≤(n-1/15)P(단, n은 0이상의 정수로 한다. α는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)인 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항4에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 볼트 고리형상홈부를 변형량(α)으로 변형함으로써, 주 수나사부에 대한 부 수나사부의 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시키는 것이 가능하므로, 제품취득률이 높음과 아울러 생산성에 우수하다.
(2) n의 값을 바꿈으로써 볼트 고리형상홈부를 소정의 변형량으로 할 수 있고, 볼트 고리형상홈부의 변형이 탄성 한도 이내이면 볼트 탄성부의 탄력을 변화시킬 수 있으므로, 볼트 탄성부의 변위와 반력의 관계가 안정적으로 얻어지고, 얻어지는 반력의 분산이 작고 안정성에 우수하다.
여기서, 볼트 고리형상홈부의 변형량(α)으로서는, 변형후의 축방향의 볼트 고리형상홈부의 길이(L1)를 변형전의 부방향의 볼트 고리형상부의 길이(L2)로부터 감한 길이(L2-L1)가 이용되고, 주 수나사부의 피치의 크기를 P로 하였을 때, (n+1/30)P≤α≤(n+5/18)P, 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/4)P, 보다 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/5)P, 또는, (n-5/18)P≤α≤(n-1/30)P, 바람직하게는 (n-1/4)P≤α≤(n-1/15)P, 보다 바람직하게는 (n-1/5)P≤α≤(n-1/15)P(단, n은 0이상의 정수로 한다. α는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)이 바람직하게 된다. 볼트 고리형상홈부의 변형량이, (n+1/15)P보다 작게 되고 또는 (n-1/15)P보다 크게 됨에 따라서 너트 등의 암나사와 풀림방지 볼트의 수나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시를 흡수하기 어렵고 탄성변형량이 적게 되고 주 수나사부와 부 수나사부에 의해서 암나사에 얻어지는 반력이 작고, 풀림방지 볼트와 암나사의 나사부착력이 저하하는 경향이 보여지고, (n+1/5)P~(n+1/4)P로 되면 체결전의 토크가 크고 작업상이 저하함과 아울러 사용시에 늘어붙음 등이 발생하기 쉽게 되는 경향이 보여진다. (n+1/4)P보다 크게 되거나 또는 (n-1/4)P보다 작게 됨에 따라서, 체결시에 풀림방지 볼트의 수나사부가 암나사부에 끼워넣어지기 쉽고 체결에 필요한 힘이 크게 되고 체결작업성이 부족하고, 또한 체결시에 풀림방지 볼트나 암나사에 손상을 주기 쉽게 되며 반복 사용성이 저하나는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다. 특히, 볼트 고리형상부의 변형량이 (n+1/30)P보다 작게 되거나 또는 (n-1/30)P보다 크게 되거나, (n+5/18)P보다 크게 되거나 또는 (n-5/18)P보다 작게 되면, 이들의 경향이 현저하기 때문에, 모두 바람직하지 않다.
n은 0이상의 정수가 이용된다. 변형량(α)=(n+1/30)P의 경우를 예로 들어서 설명하면, α=nP+1/30ㆍP로서, n이 정수인 경우에 변형량(nP)에 의해서 위상의 어긋남을 형성할 수 있기 때문이다. 또한, n은 0~4 바람직하게는 1~3이 바람직하게 이용된다. n이 0일 때는 볼트 고리형상홈부의 변형량이 작기 때문에 볼트 탄성부의 탄력이 크게 되고 볼트 탄성부의 약간의 변위에 의해 얻어지는 반력의 크기가 현저하게 다르고 분산이 크며 안정성이 부족하게 되는 경향이 보여지고, 3보다 크게 됨에 따라 볼트 고리형상홈부의 변형량이 크고 볼트 탄성부의 탄력이 작게 되고 볼트 탄성부의 변위에 의해서 얻어지는 반력이 작게 되는 경향이 보여지기 때문에, 모두 바람직하지 않다. 특히, n이 4보다 크게 되면 이 경향이 현저하기 때문에 바람직하지 않다.
압축변형 전의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이(L2)는, (a) 주 수나사부의 피치의 크기를 P, 볼트 고리형상홈부의 외경을 A, 선단 오목부의 내경을 B로 하였을 때, P≤L2≤5P+A-B, 또는 (b) 압축변형 후의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이를 L1, 볼트 탄성부의 축방향에 대한 변형각을 θ1로 하였을 때, L2=L1/cosθ1 (단, 10°≤θ1≤75°)가 바람직하게 이용된다.
이로써, 이하의 작용이 얻어진다.
(1) 압축변형 전의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이가 소정 범위에 있으므로 볼트 고리형상홈부의 좌굴 하중을 적량으로 하고, 압축변형시켜서 부 수나사부의 위상을 소정 범위에 용이하게 변위시킬 수 있고, 생산성에 우수함과 아울러 안정성에 우수하다.
(2) 압축변형 전의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이가 소정범위에 있으므로, 압축변형한 경우에 볼트 고리형상홈부 내에 볼트 탄성부를 거둬들일 수 있고, 형성되는 볼트 탄성부의 크기 등의 자유도에 우수하다.
(3) 볼트 탄성부의 변형각(θ1)이 소정의 범위에서 형성되면, 볼트 탄성부의 최적의 탄력이 얻어짐과 아울러 볼트 탄성부의 변위와 반력의 관계가 안정적으로 얻어지고, 얻어지는 반력의 분산이 작고 안정성에 우수하다.
여기서, 압축변형 전의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이(L2)는, 주 수나사부의 피치의 크기를 P, 볼트 고리형상홈부의 외경을 A, 선단 오목부를 B로 하였을 때, P≤L2≤5P+A-B가 바람직하게 이용된다. 압축변형 전의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이가 주 수나사부의 1피치의 크기P보다 작게 됨에 따라, 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 선단부의 기계적 강도가 크고 볼트 고리형상홈부를 압축변형시키기 위해서 큰 하중을 요하고 프레스 설비 등의 설비부하가 크게 됨과 아울러볼트 고리형상홈부 이외의 부 수나사부 등도 변형하기 쉽고 부 수사나부 등의 피치가 작게 되고 부 수나사부가 너트 등의 암나사에 끼워넣어지기 쉽게 되는 경향이 보여지고, 또한 변형량(α)을 크게 할 수 없고 안정성을 높이기 어려운 경향이 보여지고, 5P+A-B보다 크게 됨에 따라서 좌굴 하중이 작게 됨과 아울러 안정성이 저하하고 주 수나사부와 부 수나사부의 축이 어긋나기 쉽고 암나사를 부 수나사부나 주 수나사부에 나사부착하기 어렵게 되며, 또한 부 수나사부의 기계적 강도가 작고 피로하기 쉽기 때문에 장기신뢰성이 저하하는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 압축변형 전의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이(L2)는, 압축변형후의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이를 L1, 볼트 탄성부의 축방향에 대한 변형각을 θ1으로 하였을 때, L2=L1/cosθ1(단, 10°≤θ1≤75°)가 바람직하게 이용된다. 볼트 탄성부의 축방향에 대한 변형각(θ1)이 10°보다 작게 됨에 따라, 볼트 고리형상홈부의 변형량이 작기 때문에 볼트 탄성부의 탄력이 크게 되고 볼트 탄성부의 약간의 변위에 의해 얻어지는 반력의 크기가 현저하게 다르고 분산이 크고 안정성이 부족하게 되는 경향이 보여지고, 75°보다 크게 됨에 따라 볼트 고리형상홈부의 변형량이 크고 볼트 탄성부의 탄력이 작게 되고 볼트 탄성부의 변위에 의해서 얻어지는 반력이 작게 되는 경향이 보여지기 때문에, 모두 바람직하지 않다.
본 발명의 청구항6에 기재된 발명은, 청구항2 내지 청구항5 중 어느 한 항에 기재된 풀림방지 볼트로서, 상기 볼트 고리형상홈부의 축부의 횡단면적이, 상기 볼트 축부의 골에 있어서의 횡단면적의 5~50%인 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항2 내지 청구항5 중 어느 한 항에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 볼트 고리형상홈부의 축부의 횡단면적을 규정함으로써 부 수나사부가 암나사에 주는 반력(Q)을 소정범위로 설정할 수 있으므로, (수1)에 의해서 표시되는 체결 전의 공토크(Tq)를 약 1~50Nㆍm정도로 억제할 수 있고, 체결작업성에 우수하다.
[수1]
Tq : 공 토크[Nㆍm]
Q : 반력[N]
d : 수나사의 유효지름[m]
β : 리드각
ρ : 마찰력
(2) 볼트 고리형상홈부의 축부의 두께를 소정두께로 형성하여 기계적 강도를 소정범위로 할 수 있으므로, 볼트 선단부를 변형시켜서 부 수나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있다. 또한, 볼트 고리형상홈부의 축부에 적량의 신장이 생기기 쉽고, 암나사에 나사부착되었을 때에 축부가 신장됨으로써 암나사나 부 수나사부의 나사산을 찌그러뜨리기 어렵고 장착성에 우수하다.
여기서, 볼트 고리형상홈부의 축부의 횡단면적으로서는, 선단 오목부를 갖고있지 않은 경우는 볼트 고리형상부의 외부 가장자리(외경)에서 둘러싼 면적, 선단 오목부를 갖고 있는 경우는 볼트 고리형상홈부의 외부 가장자리(외경)에서 둘러싼 면적으로부터 선단 오목부의 내부 가장자리(내경)에서 둘러싼 면적을 감한 것이 이용되고, 볼트 축부의 골지름에 있어서의 횡단면적의 5~50%가 바람직하게 된다. 횡단면적이 5%보다 작게 됨에 따라 좌굴 하중이 작게 됨과 아울러 기계적 강도가 저하하는 경향이 보여지고, 50%보다 크게 됨에 따라, 축부의 좌굴 하중이 크게 됨과 아울러 신장이나 수축이 생기기 어렵게 되고 공 토크가 크게 됨과 아울러 플랭크를 손상하거나 늘어붙음을 일어나게 하는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 선단 오목부가 형성되었을 때의 볼트 선단부의 부 수나사부에 있어서의 두께(부 수나사부의 골로부터 선단 오목부의 내주벽까지의 두께)는, 볼트 선단부의 재질 등에 따라서, 암나사와의 나사부착에 필요한 기계적 강도가 얻어지는 두께로 형성된다.
본 발명의 청구항7에 기재된 풀림방지 볼트의 제조방법은, 암나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 볼트의 제조방법으로서, 볼트 축부의 축중심에 선단으로부터 뚫어서 선단 오목부를 형성하는 선단 오목부 형성공정과, 상기 볼트 축부의 선단측 소정부의 외주에 수나사의 골과 동일 또는 이보다 깊은 볼트 고리형상홈부를 형성하는 볼트 고리형상홈부 형성공정과, 상기 볼트 축부와 대략 평행하게 소정 하중을 소정 시간 인가하여 상기 볼트 고리형상홈부 형성공정으로 형성된 상기 볼트 고리형상홈부에 있어서의 상기 볼트 축부를, 변형량(α)이 상기 수나사의 피치의 크기를 P로 하였을 때, (n+1/30)P≤α≤(n+5/18)P, 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/4)P, 보다 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/5)P, 또는, (n-5/18)P≤α≤(n-1/30)P, 바람직하게는 (n-1/4)P≤α≤(n-1/15)P, 보다 바람직하게는 (n-1/5)P≤α≤(n-1/15)P(단, n은 0이상의 정수로 한다. α는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 변형시켜서 볼트 탄성부를 형성하는 볼트 탄성부 형성공정을 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 이하의 작용이 얻어진다.
(1) 선단 오목부가 형성된 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 축부를 변형시키는 것으로, 위상이 어긋난 주 수나사부와 부 수나사부를 용이하게 형성할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수하다.
(2) 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 축부가 변형량(α)에서 변형되는 것이므로, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°에 확실하게 변위시키는 것이 가능하므로, 신뢰성에 우수함과 아울러 작업성에 우수하다.
여기서, 볼트 고리형상홈부 형성공정이나 선단 오목부 형성공정으로서는, 선반이나 플라이스 등을 이용한 절삭가공에 의해서, 수나사가 형성된 볼트 축부의 외주나 볼트 축부의 선단측에 볼트 고리형상홈부나 선단 오목부를 형성하는 것이 이용된다.
선단 오목부를 볼트 축부의 축중심의 선단으로부터 적어도 볼트 고리형상홈부까지 뚫어서 형성하면, 볼트 고리형상홈부 형성공정에 이어서 선단 오목부 형성공정을 행하여도 좋고, 선단 오목부 형성공정에 이어서 볼트 고리형상홈부 형성공정을 행하여도 좋다.
볼트 탄성부 형성공정으로서는, 가압장치를 이용하여 볼트 축부와 대략 평행하게 소정 하중을 소정 시간 인가하는 것이 이용된다. 하중의 인가는 냉간에서 행하면 바람직하다. 기계적 강도가 향상됨과 아울러 높은 치수정밀도가 얻어지기 때문이다.
본 발명의 청구항8에 기재된 풀림방지 너트는, 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트로서, 너트본체와, 상기 너트본체와 동축으로 연장된 연장부와, 상기 너트본체의 내주벽에 형성된 주 암나사부와, 상기 연장부의 상기 너트본체측의 내주벽 또는 상기 너트본체의 상기 내주벽에 상기 주 암나사부의 골과 동일 또는 그보다 큰 지름으로 형성된 너트 고리형상홈부와, 상기 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위하여 상기 연장부의 내주벽에 형성된 부 암나사부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 수나사에 체결된 풀림방지 너트는, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상이 소정량 변위되기 때문에, 그 체결력으로 발생하는 압접력의 주 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압접하는 방향이 180° 달라 상반되어 있다. 이 때문에, 이 압접력과 나사의 리드각 등에 의해서 생기는 토크의 방향이, 주 암나사부와 부 암나사부에서는정역 다르므로, 볼트나 피체결부재 등에 진동 등의 외력이 가해지고 수나사로부터 주 암나사부가 풀리게 하는 회전방향의 힘이 가해지면, 부 암나사부의 플랭크에 발생하는 토크가 체결방향으로 작용하기 때문에, 풀림방지 너트가 수나사로부터 풀리는 것을 확실하게 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있다.
(2) 너트본체에 연장된 연장부의 내주벽에, 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 변위되어서 형성된 부 암나사부를 구비하고 있으므로, 피체결부재를 체결할 때에 풀림방지 너트를 볼트 등의 수나사에 나사결합함으로써, 부 암나사부가 주 암나사부의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과 주 암나사부가 부 암나사부의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과, 또는 부 암나사부가 주 암나사부와 반대측의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과 주 암나사부가 부 암나사부와 반대측의 방향으로 수나사를 압압하는 반력이 생기고, 이로써 주 암나사부 및 부 암나사부와 수나사의 사이에서 큰 마찰력을 얻을 수 있고, 진동 등에 의해 수나사로부터 주 암나사부 등이 풀리고 나사부착력이 저하나는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
(3) 볼트 등의 수나사에 풀림방지 너트를 체결하는 체결력을 가하면, 풀림방지 너트의 부 암나사부가 볼트 등의 수나사에 의해서 탄성변형이 생기고, 탄성변형 내에서 그 반력에 의해 수나사에 주 암나사부와 부 암나사부를 보다 강고하게 밀착시켜서 체결할 수 있으므로, 풀림방지 너트와 볼트 등의 수나사의 나사부착력을 보다 향상할 수 있고 진동 등의 외력에 의해 풀림방지 너트가 볼트 등의 수나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(4) 피체결부재와 시트면 사이가 마모되어 풀림이 생겼을 경우에도, 부 암나사부가 수나사를 주 암나사부의 방향을 압압하는 반력, 또는 부 암나사부가 수나사를 주 암나사부와 반대측의 방향을 압압하는 반력에 의해서, 풀림방지 너트가 볼트 등으로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있고 자동차나 전차 등의 진동이 심한 차량이나 교량 등으로부터 너트나 볼트가 낙하한다라는 낙하사고를 방지할 수 있다.
(5)볼트 등의 수나사에 나사결합된 풀림방지 너트의 부 암나사부가, 수나사에 의해서 변형되어서 생긴 탄성변형에 의한 반력에 의해, 수나사에 주 암나사부와 부 암나사부를 강고하게 밀착하는 것이므로, 볼트 등의 수나사와 풀림방지 너트의 암나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시를 흡수할 수 있고 안정성에 우수함과 아울러, 위상의 변위량이 작으므로, 체결시에 풀림방지 너트나 볼트의 나사부에 손상을 주기 어렵고, 반력을 안정하게 얻을 수 있으므로, 동일한 수나사이면 일단 나사결합시킨 풀림방지 너트를 떼어낸 후에 다시 나사부착하여 반복 사용할 수 있고, 반복 사용성에 우수하다.
(6) 주 암나사부의 골지름과 동일 또는 큰 외경으로 형성된 너트 고리형상홈부를 갖고 있으므로, 볼트 등의 수나사에 부 암나사부를 나사부착할 때에 부드럽게 나사부착할 수 있음과 아울러 변형을 용이하게 할 수 있고, 설계의 자유도를 증가함과 아울러 좌굴 등을 방지할 수 있다.
여기서, 너트본체로서는, 사각기둥형상이나 육각기둥형상 등의 다각형 너트형상이나 둥근 너트형상, 플랜지부착 너트형상 등 각종 형상의 너트형상으로 형성된 것이 이용된다. 너트본체의 시트면이 피체결부재에 면하여 고착된 것도 이용가능하다.(나사의 종류…는 후술한다)
연장부로서는, 너트본체의 상면부에 너트본체와 일체로 형성 또는 별도 준비하여 너트본체의 상면부에 용접 등에 의해 고착하여 너트본체와 동축으로 연장되고 외형이 대략 원형형상, 대략 다각형상 등으로 형성되고, 너트본체의 내주벽과 면일하게 형성된 내주벽을 갖는 것이 이용된다. 연장부의 길이로서는, 연장부의 재질이나 나사부착되는 수나사의 재질 등에 따라서, 수나사의 나사부착에 필요한 맞물림길이가 얻어지는 길이로 형성된다.
주 암나사부로서는, 풀림방지 너트가 나사부착되는 수나사에 따라서, 미터나사나 인치나사 등의 삼각나사형상이나 프레임형 나사형상 등으로, 또한, 수나사에 따른 피치로, 너트본체의 내주벽에 형성된다. 너트본체의 내주벽에 형성된 주 암나사부에 연속해서, 연장부의 내주벽에 소정길이의 주 암나사부를 형성할 수 있다. 또한, 주 암나사부의 길이로서는, 너트본체나 연장부의 재질, 주 암나사부가 나사부착되는 수나사의 재질 등에 따라서, 수나사와의 나사부착에 필요한 맞물림길이가 얻어지는 길이로 형성된다. 나사의 종류로서는, 1조나사 외, 2조 내지 복수조의 다수조 나사를 형성할 수 있다.
너트 고리형상홈부로서는, 너트본체의 축심에 대해서 대략 직교하여 또는 경사교차하여 형성되고, 연장부의 너트본체측의 내주벽 또는 너트본체의 내주벽에 주 암나사부의 골지름과 동일 또는 그보다 큰 지름으로 형성되고 주 암나사부와 부 암나사부를 분리함과 아울러 연장부나 너트본체를 얇게 한 것이 이용된다.
또한, 너트 고리형상홈부가 너트본체의 축심에 대래서 경사교차하여 형성되는 경우은, 주 암나사부의 리드각과 대략 평행하는 각도로 형성할 수 있다. 이로써 주 암나사부와 너트 고리형상홈부로 분리되어서 형성된 부 암나사부에, 수나사가 맞물리는 일없이 나사부착가능하다.
부 암나사부로서는, 너트 고리형상홈부에 의해서 주 암나사부와 이간되어서, 연장부의 내주벽에, 주 암나사부와 동일 피치로, 또한 주 암나사부에 대한 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위시켜서 형성된다.
주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상이, 24°보다 작게 됨에 따라 볼트 등의 수나사와 풀림방지 너트의 암나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시에 의해서 탄성변형량이 적게 되고 주 암나사부와 부 암나사부에 의해서 수나사에 얻어지는 반력이 작고, 풀림방지 너트와 볼트 등의 수나사의 나사부착력이 저하하는 경향이 보여지고, 72°~90°로 되면 체결시의 토크가 크고 사용시에 늘어붙음이 생기기 쉽게 되는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다. 90°보다 크게 됨에 따라, 체결시에 풀림방지 너트의 나사부가 볼트의 나사부에 맞물리기 쉽고 체결에 필요한 힘이 크게 되고 체결작업성이 부족하고, 또한 체결시에 풀림방지 너트나 볼트의나사부에 손상을 주기 쉽게 되고 반복 사용성이 저하하는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다. 특히, 부 암나사부의 주 암나사부에 대한 위상이 12°보다 작게 되거나 100°보다 크게 되면, 이들 경향이 현저하기 때문에, 모두 바람직하지 않다.
또한, 부 암나사부의 위상은, 주 암나사부측 또는 주 암나사부와 반대측의 어디로 변위되어도 좋다. 모든 경우에서, 체결하였을 때에 생기는 압접력의 주 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압접하는 방향을 180° 다르게 할 수 있기 때문이다.
부 암나사부의 형상이나 조수로서는, 주 암나사부와 마찬가지의 것이 이용된다.
볼트 등으로서는, 육각볼트, 각근 볼트 등의 다각형상이나 접시형상 등의 머리부를 갖는 볼트, 육각구멍을 가진 볼트 등의 머리부 꼭대기면에 구멍부를 갖는 볼트, 기초볼트 등의 일단이 매립된 볼트 등과 같은 일단에 수나사가 형성된 것, 매립볼트, 빈 볼트 등과 같은 양단에 수나사가 형성된 것을 이용하는 것이 가능하다.
또한, 내주벽에 암나사가 형성된 너트의 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부를 형성하여, 너트의 시트면으로부터 너트 고리형상홈부까지의 너트의 일부분을 너트본체로 하고, 너트 고리형상홈부로부터 너트의 상면까지의 너트의 일부분을 연장부로 할 수 있다. 이로써, 축방향과 대략 평행하게 하중을 인가하는 것만으로, 너트본체에 형성된 암나사(주 암나사부)에 대한 위상이 12~100° 변위한 부 암나사부(연장부에 형성된 암나사)를 형성할 수 있고, 용이하게 또한 간편하게 풀림방지 너트를 제조할 수 있다.
본 발명의 청구항9에 기재된 풀림방지 너트는, 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 체결방지 너트로서, 너트본체와, 상기 너트본체와 동축으로 연장된 연장부와, 상기 너트본체의 내주벽에 형성된 주 암나사부와, 상기 연장부의 상기 너트본체측의 외주벽 또는 상기 너트본체의 외주벽에 상기 너트본체의 축방향과 직교하는 방향으로 형성된 외주홈부와, 상기 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위하여 상기 연장부의 내주벽에 형성된 부 암나사부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항8에 기재된 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1)JIS, ASME, DIN 등으로 규격화된 너트 등으로 형성된 너트본체의 외주벽에 외주홈부가 형성되면, 축방향과 대략 평행하게 하중을 인가하는만큼 주 암나사부에 대한 위상이 12~100° 변위한 부 암나사부를 형성하는 것이 가능하고, 범용성에 우수하다.
여기서, 너트본체, 연장부, 주 암나사부, 부 암나사부로서는, 청구항9에 설명한 것이므로, 설명을 생략한다.
외주홈부로서는, 주 암나사부 또는 부 암나사부의 피치의 1/30이상의 부으로 형성된 것, 또는 1/30 ~ 5/18×n배(단, n은 자연수)의 부으로 형성된 것이 이용된다. 외주홈부를 압축변형하였을 때에 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상을 12~100°로 변위시킬 수 있기 때문이다.
또한, 내주벽에 암나사가 형성된 너트의 외주벽의 소정부에 외주홈부를 형성하여, 너트의 시트면으로부터 외주홈부까지의 너트의 일부분을 너트본체로 하고, 외주홈부로부터 너트의 상면까지의 너트의 일부분을 연장부로 하는 것도 가능하다.
본 발명의 청구항10에 기재된 발명은, 청구항8에 기재된 풀림방지 너트로서,상기 연장부 또는 상기 너트본체의 상기 너트 고리형상홈부의 외주벽에 형성된 외주홈부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항8에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 또는 너트본체를 얇게 하여 신장이나 변형 등이 생기기 쉽게 할 수 있고, 볼트 등의 수나사나 부 암나사의 나사산을 찌그러뜨리거나 손상을 주는 일없이 주 암나사부 및 부 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압압하고 높은 나사부착력을 얻을 수 있다. 너트 고리형상홈부에있어서의 연장부 또는 너트본체가 두껍게 형성되어 있으면 기계적 강도가 크고 신장이나 수축이 생기기 어렵기 때문에, 볼트 등의 수나사나 부 암나사부의 나사산을 찌그러뜨리기 때문이다.
여기서, 외주홈부로서는, 청구항8에 설명한 바와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.
본 발명의 청구항11에 기재된 발명은, 청구항8 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 풀림방지 너트로서, 상기 너트 고리형상홈부 또는 상기 외주홈부에 있어서의 상기 연장부 또는 상기 너트본체가, 축방향으로 압축 또는 인장변형된 너트 탄성부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항8 내지 10 중 어느 한 항에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 등이 압축 또는 인장변형된 너트탄성부는 탄성을 갖고 있으므로, 나사결합된 볼트 등의 수나사에 의해서 생기는 부암나사부 등의 탄성변형에 가해지고, 나사결합된 볼트 등의 수나사에 의해서 생기는 너트 탄성부의 신장 또는 수축에 의해서, 수나사와 풀림방지 너트의 암나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시 등을 흡수함과 아울러, 너트 탄성부가 갖는 탄력에 따라서 발생하는 응력에 따라서, 생기는 반력을 더욱 크게 할 수 있고, 풀림방지 너트가 볼트 등의 수나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(2) 주 암나사부와 부 암나사부를 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성한 후, 너트 고리형상홈부를 압축 또 인장변형시키는 것에서 주 암나사부와 부 암나사부의 위상을 용이하게 어긋나게 할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수하다.
여기서, 너트 탄성부는 외측으로 팽창하는 형상으로 형성시키는 것이 바람직하다. 제조가 용이하기 때문이다. 또한, 너트 탄성부를 형성할 때에 너트 탄성부의 외주측을 구속하여, 너트 고리형상홈부 내에 팽창하도록 형성하는 것도 가능하다. 이 경우는, 너트 탄성부를 주 암나사부 및 부 암나사부의 골보다 팽창시키지 않도록 한다. 수나사가 삽입통과 불가능하게 되기 때문이다.
본 발명의 청구항12에 기재된 발명은, 청구항10 또는 11에 기재된 풀림방지 너트로서, 상기 너트 고리형상홈부 또는 상기 외주홈부의 축방향의 변형량(γ)이, 상기 주 암나사부의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)인 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항10 또는 11에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 너트 고리형상홈부 등을 변형량(γ)으로 변형함으로써, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시키는 것이 가능하므로, 제품취득률이 높음과 아울러 생산성에 우수하다.
여기서, 너트 고리형상홈부 또는 외주홈부의 변형량(γ)으로서는, 변형후의 축방향의 너트 고리형상홈부 또는 외주홈부의 길이(L3)를 변형전의 축방향의 너트 고리형상홈부 등의 길이(L4)로부터 감한 길이(=L4-L3)가 이용되고, 주 암나사부의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)이 바람직하게 된다. 너트 고리형상홈부 등의 변형량(γ)이, (n+1/15)P'보다 작게 되거나 또는 (n-1/15)P'보다 크게 됨에 따라 볼트 등의 수나사와 풀림방지 너트의 암나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시를 흡수하기 어렵고 탄성변형량이 적게 되고 주 암나사부와 부 암나사부에 의해서 수나사에 얻어지는 반력이 작고, 풀림방지 너트와 볼트 등의 수나사의 나사부착력이저하하는 경향이 보여지고, (n+1/5)P'≤γ≤(n+1/4)P'로 되면 체결시의 토크가 크고 사용시에 늘어붙음이 생기기 쉽게 되는 경향이 보여진다. (n+1/4)P'보다 크게 되거나 또는 (n-1/4)P'보다 작게 됨에 따라, 체결시에 풀림방지 너트의 나사부가 볼트의 나사부에 맞물리기 쉽고 체결에 필요한 힘이 크게 되며 체결작업성이 부족하고, 또한 체결시에 풀림방지 너트나 볼트의 나사부에 손상을 주기 쉽게 되고 반복 사용성이 저하하는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다. 특히, 너트 고리형상홈부의 변형량(γ)이 (n+1/30)P'보다 작게 되거나 또는 (n-1/30)P'보다 크게 되거나, (n+5/18)P'보다 크게 되거나 또는 (n-5/18)P'보다 작게 되면, 이들 경향이 현저하기 때문에, 모두 바람직하지 않다.
n은 0이상의 정수가 이용된다. 변형량(γ)=(n+1/30)P'의 경우를 예로 들어서 설명하면, γ=nP'+1/30ㆍP'로서, n이 정수인 경우에 변형량(nP')에 의해서 위상의 어긋남은 발생하지 않고, 이것을 넘어서 변형된 변형량(1/30ㆍP')에 의해서 위상의 어긋남을 형성할 수 있기 때문이다. 또한, 0~4 바람직하게는 1~3이 바람직하게 이용된다. n이 0일때는 너트 고리형상홈부 등의 변형량이 작기 때문에 너트 탄성부의 탄력이 크게 되고 너트 탄성부의 약간의 변위에 의해 얻어지는 반력의 크기가 현저하게 다르고 분산이 크고 안정성이 부족하게 되는 경향이 보여지고, 3보다 크게 됨에 따라 너트 고리형상홈부 등의 변형량이 크고 너트 탄성부의 탄력이 작게 되고 너트 탄성부의 변위에 의해서 얻어지는 반력이 작게 되는 경향이 보여지기 때문에, 모두 바람직하지 않다. 특히, n이 4보다 크게 되면 이 경향이 현저하기 때문에 바람직하지 않다.
압축변형 전의 너트 고리형상홈부 또는 외주홈부의 축방향의 길이(L4)는, (a) 주 암나사부의 피치의 크기를 P', 너트 고리형상홈부를 C, 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 또는 너트본체의 외경 또는 외주홈부의 외경을 D로 하였을때, P'≤L4≤5P'+D-C, 또는 (b) 압축변형후의 너트 고리형상홈부 또는 외주홈부의 축방향의 길이를 L3, 너트 탄성부의 축방향에 대한 변형각을 θ2로 하였을 때, L4=L3/cosθ2(단, 10°≤θ2≤75°)가 바람직하게 이용된다.
이로써, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 너트 고리형상홈부 등의 축방향의 길이가 소정범위에 있는 것이므로 너트 고리형상홈부 등의 좌굴 하중을 적량으로 하고, 압축변형시켜서 부 암나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있고, 생산성에 우수함과 아울러 안정성에 우수하다.
(2) 압축변형 전의 너트 고리형상홈부 등의 축방향의 길이가 소정범위에 있으므로, 압축변형량과 너트 탄성부의 크기를 결정할 때의 설계의 자유도를 높일 수 있다.
(3) 너트 탄성부의 변형각(θ2)이 소정의 범위에서 형성되면, 너트 탄성부의 최적의 탄력이 얻어짐과 아울러 너트 탄성부의 변위와 반력의 관계가 안정적으로 얻어지고, 얻어지는 반력의 분산이 작고 안정성에 우수하다.
여기서, 압축변형 전의 너트 고리형상홈부 등의 축방향의 길이(L4)는, P'≤L4≤5P'+D-C가 바람직하게 이용된다. 압축변형 전의 너트 고리형상홈부 등의 축방향의 길이(L4)가 P'보다 작게 됨에 따라, 너트 고리형상홈부 등에 있어서의 연장부 등의 기계적 강도가 크고 너트 고리형상홈부 등을 압축변형시키기 위해서 큰 하중을 요하며 프레스 설비 등의 설비부하가 크게 됨과 아울러 너트 고리형상홈부 등 이외의 부 암나사부 등도 변형하기 쉽고 부 암나사부 등의 피치가 작게 되고 볼트 등의 수나사가 부 암나사부에 맞물리기 쉽게 되는 경향이 보여지며, 또한 변형량(γ)을 크게 할 수 없고 안정성을 높이기 어려운 경향이 보여지고, 5P'+D-C보다 크게 됨에 따라서 좌굴 하중이 작게 됨과 아울러 안정성이 저하하고 주 암나사부와 부 암나사부의 축이 어긋나기 쉽고 볼트 등을 부 암나사부에 나사부착하기 어렵게 되며, 또한 부 암나사부의 기계적 강도가 작고 피로하기 쉽기 때문에 장기신뢰성이 저하하는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 압축변형 전의 너트 고리형상홈부 또는 외주홈부의 축방향의 길이(L4)는, 압축변형 후의 너트 고리형상홈부 등의 축방향의 길이를 L3, 너트 탄성부의 축방향에 대한 변형각을 θ2로 하였을 때, L4=L3/cosθ2(단, 10°≤θ2≤75°)가 바람직하게 이용된다. 너트 탄성부의 축방향에 대한 변형각(θ)이 10°보다 작게 됨에 따라, 너트 고리형상홈부 등의 변형량이 작기 때문에 너트 탄성부의 탄력이 크게 되고 너트 탄성부의 약간의 변위에 의해 얻어지는 반력의 크기가 현저하게 다르고 분산이 크고 안정성이 부족하게 되는 경향이 보여지고, 75°보다 크게 됨에 따라 너트 고리형상홈부 등의 변형량이 크고 너트 탄성부의 탄력이 작게 되고 너트 탄성부의 변위에 의해서 얻어지는 반력이 작게 되는 경향이 보여지기 때문에, 모두 바람직하지 않다.
본 발명의 청구항13에 기재된 발명은, 청구항8 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 풀림방지 너트로서, 상기 너트 고리형상홈부 또는 상기 외주홈부에 있어서의 상기 연장부 또는 상기 너트본체의 횡단면적이, 상기 주 암나사부의 골지름을 직경으로 하는 원의 면적의 5~50%인 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항8 내지 12 중 어느 한 항에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 등의 횡단면적을 규정함으로써 부 암나사부가 수나사에 주는 반력(Q)을 소정범위로 설정할 수 있으므로, (수2)에 의해서 표시되는 체결전의 공 토크(Tq)를 약 1~50Nㆍm정도로 억제할 수 있고, 체결 작업성에 우수하다.
[수2]
Tq : 공 토크[Nㆍm]
Q : 반력[N]
d : 수나사의 유효지름[m]
β : 리드각
ρ : 마찰력
(2) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부의 두께를 소정 두께로 형성하여 기계적 강도를 소정범위로 할 수 있으므로, 연장부 등을 변형시켜서 부 암나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있다. 또한, 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 등에 적량의 신장이 생기기 쉽고, 볼트 등의 수나사가 나사부착되었을 때에 연장부 등이 신장됨으로써 수나사나 부 암나사부의 나사산을 찌그러뜨리기 어렵고 장착성에 우수하다.
여기서, 너트 고리형상홈부 또는 외주홈부에 있어서의 연장부 또는 너트본체의 횡단면적으로서는, 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 또는 너트본체의 외주벽의 외부 가장자리(외경)에서 둘러산 면적이나 외주홈부에 있어서의 연장부 등의 외부 가장자리(외주홈부의 외경)에서 둘러싼 면적으로부터, 너트 고리형상홈부의 내부 가장자리(내경)에서 둘러싼 면적을 감한 것이 이용되고, 주 암나사부의 골지름을 직경으로 하는 원의 면적의 5~50%인 횡단면적으로 형성된다. 횡단면적이 5%보다 작게 됨에 따라 좌굴 하중이 작게 됨과 아울러 기계적 강도가 저하하는 경향이 보여지고, 50%보다 크게 됨에 따라, 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 등의 좌굴 하중이 크게 됨과 아울러 신장이 생기기 쉽게 되고 공 토크(Tq)가 크게 됨과 아울러 플랭크를 손상하거나 늘어붙음이 일어나는 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 연장부의 부 암나사부에 있어서의 두께(부 암나사부의 용저로부터 연장부의 외주벽까지의 두께)는, 연장부의 재질 등에 따라서, 수나사와의 나사부착에 필요한 기계적인 강도가 얻어지는 두께로 형성된다.
본 발명의 청구항14에 기재된 발명은, 청구항8 내지 13 중 어느 한 항에 기재된 풀림방지 너트로서, 상기 연장부가, 외주벽의 둘레부에 돌출된 플랜지부를 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항8 내지 13 중 어느 한 항에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 압축변형되어서 팽창된 너트 탄성부가, 연장부의 외주벽에 돌출한 플랜지부와 너트본체의 내측에 수용되므로, 풀림방지 너트를 체결하기 위해서 이용하는 렌치 등이 너트 탄성부에 닿는 것을 방지하고, 너트 탄성부의 변형이나 손상 등을 방지하고 너트 탄성부를 보호하여 내구성을 높일 수 있다.
여기서, 플랜지부로서는, 외부 가장자리의 형상이 대략 원형이나 대략 육각형 등의 다각형상 등으로 형성된 것이 이용된다.
플랜지부의 크기로서는, 플랭지부의 외부 가장자리가 팽창된 너트 탄성부의 외경과 동일 또는 그보다 크게 형성된 것이 이용된다. 너트 탄성부를 플랜지부와 너트본체의 내측에 수납됨과 아울러, 너트본체를 체결하는 렌치 등이 플랜지부에 닿는 것을 방지하여 체결작업성을 높이기 때문이다.
본 발명의 청구항15에 기재된 발명은, 청구항8 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 풀림방지 너트로서, 상기 연장부의 외경이, 상기 너트본체의 축방향과 직교하는 단면의 외부 가장자리에 내접하는 내접원의 외경의 30~100%로 형성된 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항8 내지 14 중 어느 한 항에서 얻어지는 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 연장부를 너트본체의 상면부에 용접 등에 의해 고착할 때, 앞쪽개방을 형성하지 않아도 용접하는 것이 가능하고 가공성에 우수하다.
(2) 연장부의 외경이, 너트본체의 축방향과 직교하는 단면의 외부 가장자리에 내접하는 내접원의 외경의 30~100%로 형성되어 있고, 연장부의 외경이 너트본체보다 작으므로, 렌치 등을 이용하여 너트본체를 체결할 때에, 연장부가 방해로 되지 않고 렌치 등이 너트본체까지 들어가기 쉽고 체결하기 쉽고 체결작업성에 우수하다.
여기서, 너트본체의 축방향과 직교하는 단면의 외부 가장자리로서는, 너트본체가 사각기둥형상이나 육각기둥형상 등의 다각형 너트형상으로 형성되어 있는 경우는 다각형, 둥근 너트형상으로 형성되어 있는 경우는 원형이 이용된다.
연장부의 외경은, 너트본체의 축방향과 직교하는 단면의 외부 가장자리에 내접하는 내접원의 외경의 30~100%가 바람직하게 된다. 30%보다 작게 됨에 따라 연장부가 가늘고 부 암나사부를 형성하는 것이 곤란하게 되는 경향이 보여지고, 100%보다 크게 됨에 따라 너트본체를 렌치 등을 이용하여 체결할 때에 연장부가 방해로 되고 체결하기 어렵고 체결작업성이 부족한 경향이 보여지기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 청구항16에 기재된 풀림방지 너트의 제조방법은, 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트의 제조방법으로서, a. 너트본체와 일체로 형성되거나, 또는 너트본체에 고착된 연장부의 내주벽에 너트 고리형상홈부를 형성함과 아울러 상기 너트본체 및 상기 연장부의 내주벽에 상기 수나사와 동일 피치의 암나사를 형성하거나, 또는, b. 너트의 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부를 형성하고 상기너트에 너트본체와 연장부를 형성하는 내주벽면 형성공정, 상기 너트본체의 시트면과 상기 연장부의 상면의 사이에 소정 하중을 소정 시간 인가하여 상기 내주벽면 형성공정으로 형성된 상기 너트 고리형상홈부에 있어서의 상기 연장부를, 변형량(γ)이 상기 암나사의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 변형시켜서 너트 탄성부를 형성하는 너트 탄성부 형성공정을 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 내주벽에 암나사를 형성한 후에 너트 고리형상홈부를 형성시키는 것이므로, 위상이 어긋난 주 암나사부와 부 암나사부를 용이하게 형성할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수하다.
(2) 너트 고리형상홈부의 변형량(γ)을 소정범위로 형성함으로써, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시키는 것이 가능하므로, 신뢰성에 우수함과 아울러 작업성에 우수하다.
(본체형성공정에 관해서의 기재는 후술한다)
여기서, 내주벽면 형성공정으로서는, 프레스성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등으로 너트본체와 연장부를 일체로 형성한 것의 내주벽에, 또는, 너트본체에연장부를 저항용접이나 마찰용접 등의 용접이나 끼워맞춤 등에 의해서 고착하여 너트본체와 동축으로 연장부를 연장한 것의 내주벽에, 선반이나 밀링커터 등을 이용한 절삭가공에 의해서, 너트 고리형상홈부나 암나사를 형성하는 것이 이용된다. 혹은, 암나사가 형성된 너트의 내주벽에, 선반이나 밀링커터 등을 이용한 절삭가공에 의해서 너트 고리형상홈부를 형성하여 암나사를 분리하고, 너트본체와 연장부를 형성하는 것이 이용된다.
너트 탄성부 형성공정으로서는, 가압장치를 이용하여 너트본체의 시트면과 연장부의 상면의 사이에 소정 하중을 소정 시간 인가하는 것이 이용된다. 하중의 인가는 냉간으로 행하면 바람직하다. 기계적 강도가 향상됨과 아울러 높은 치수정밀도가 얻어지기 때문이다.
본 발명의 청구항17에 기재된 풀림방지 너트의 제조방법은, 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 체결방지 너트의 제조방법으로서, 너트본체와 연장부를 일체로 형성하거나, 또는 상기 너트본체에 연장부를 고착하여 상기 너트본체의 상면에 동축으로 상기 연장부를 연장하는 본체형성공정과, 상기 본체형성공정으로 상기 너트본체와 일체로 형성되거나 또는 상기 너트본체에 고착된 상기 연장부의 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부를 형성함과 아울러 상기 너트본체의 내주벽에 주 암나사부를 형성하고, 이어서 상기 연장부의 내주벽에 상기 너트 고리형상홈부로부터 상기 연장부의 상면을 향하여 상기 주 암나사부에 대한 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위시킨 부 암나사부를 형성하는 나사부 홈부 형성공정을 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 선반 등으로 나선으로 새겨서 부 암나사부의 주 암나사부에 대한 위상을 변위시키는 나사부 홈부형성공정을 갖고 있으므로, 압축변형 등을 하게 하기 위한 프레스설비 등을 필요로 하지 않고 설비부하를 적게 할 수 있다.
여기서, 본체형성공정으로서는, 프레스성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등으로 너트본체와 연장부를 일체로 형성하거나, 너트본체에 연장부를 저항용접이나 마찰용접 등의 용접이나 끼워맞춤 등에 의해서 고착하여 너트본체와 동축으로 연장부를 연장하는 것이 이용된다. 본체형성공정으로 이용되는 너트본체나 연장부는, 내주벽에 암나사나 너트 고리형상홈부가 형성되어 있지 않은 것이 이용된다.
나사부 홈부형성공정으로서는, 선반이나 밀링커터 등을 이용한 절삭가공에 의해서, 내주벽에 너트 고리형상홈부, 주 암나사부, 부 암나사부를 형성하는 것이 이용된다.
본체형성공정으로서는, 청구항16에서 설명한 것과 마찬가지의 것이므로 설명을 생략한다.
본 발명의 청구항18에 기재된 풀림방지 너트의 제조방법은, 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트의 제조방법으로서, 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부가 형성된 연장부를 형성하는 연장부 형성공정과, 상기 연장부 형성공정으로 형성된 상기 연장부를 너트본체의 상면에 고착하는 연장부 고착공정과, 상기 연장부고착공정으로 상기 연장부가 고착된 상기 너트본체의 내주벽 및 상기 연장부의 상기 내주벽에 상기 수나사와 동일 피치 또한 동일 위상의 암나사를 형성하는 암나사 형성공정과, 상기 암나사 형성공정으로 상기 암나사가 형성된 상기 너트본체의 시트면과 상기 연장부의 상면의 사이에 소정 하중을 소정 시간 인가하여 상기 너트 고리형상홈부에 있어서의 상기 연장부를, 변형량(γ)이 상기 암나사의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 변형시켜서 너트 탄성부를 형성하는 너트 탄성부 형성공정을 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항16에 기재된 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 연장부 형성공정을 갖고 있으므로, 연장부나 너트 고리형상홈부의 형상을 자유롭게 형성하는 것이 가능하고 자유성이 높다.
여기서, 연장부 형성공정으로서는, 프레스성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등으로 연장부에 너트 고리형상홈부를 형성하는 것이 이용된다.
연장부 고착공정으로서는, 너트본체에 연장부를 저항용접이나 마찰용접 등의 용접이나 끼워맞춤 등에 의해서 고착하여 너트본체와 동축으로 연장부를 연장하는 것이 이용된다. 특히, 너트본체와 연장부를 접촉시킨 후, 너트본체와 연장부의 사이에 직류전류나 교류전류를 흘려서 접촉부분에 저항열을 발생시켜서 용접하는 저항용접이 바람직하다. 열변형 등을 일으키기 어렵고 확실성에 우수하기 때문이다. 저항용접 중, 특히, 용접개소에 형성된 돌기부를 접촉시켜서 전류를 통하게 하여 용접을 행하는 돌기용접이 바람직하게 이용된다. 과열의 위험이 없고 안전성에 우수하기 때문이다.
암나사 형성공정으로서는, 선반이나 밀링커터 등을 이용한 절삭가공에 의해서, 내주벽에 암나사를 형성하는 것이 이용된다.
너트 탄성부 형성공정으로서는, 청구항16에서 설명한 것과 마찬가지의 것이므로 설명을 생략한다.
본 발명의 청구항19에 기재된 풀림방지 너트의 제조방법은, 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트의 제조방법으로서, 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부가 형성된 연장부를 형성하는 연장부 형성공정과, 상기 연장부 형성공정으로 형성된 상기 연장부를 너트본체의 상면에 고착하는 연장부 고착공정과, 상기 연장부 고착공정으로 상기 연장부가 고착된 상기 너트본체의 내주벽에 주 암나사부를 형성함과 아울러, 상기 연장부의 상기 내주벽에 상기 너트 고리형상홈부로부터 상기 연장부의 상면을 향하여 상기 주 암나사부에 대한 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위시킨 부 암나사부를 형성하는 암나사부 형성공정을 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 청구항17 또는 18에 기재된 작용이 얻어진다.
여기서, 암나사부 형성공정으로서는, 선반이나 밀링커터 등을 이용한 절삭가공에 의해서, 내주벽에 주 암나사부 및 부 암나사부를 형성하는 것이 이용된다.
연장부 형성공정, 연장부 고착공정으로서는, 청구항18에서 설명한 것과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
본 발명의 청구항20에 기재된 풀림방지 너트의 제조방법은, 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 청구항1에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트의 제조방법으로서, 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부가 형성된 연장부를 형성하고, 이어서 상기 연장부의 축방향과 대략 평행하게 소정 하중을 소정 시간 인가하여 상기 너트 고리형상홈부에 있어서의 상기 연장부를, 변형량(γ)이 상기 암나사의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 변형시켜서 너트 탄성부를 형성하는 연장부 변형공정과, 상기 연장부 변형공정으로 형성된 상기 연장부를 너트본체의 상면에 고착하는 연장부 고착공정과, 상기 연장부 고착공정으로 상기 연장부가 고착된 상기 너트본체의 내주벽에 주 암나사부를 형성함과 아울러, 상기 연장부의 상기 내주벽에 상기 너트 고리형상홈부로부터 상기 연장부의 상면을 향하여 상기 주 암나사부에 대한 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위시킨 부 암나사부를 형성하는 암나사부 형성공정을 구비한 구성을 갖고 있다.
이 구성에 의해, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 연장부 형성공정을 갖고 있으므로, 연장부나 너트 고리형상홈부의 형상을 자유롭게 형성할 수 있음과 아울러 너트 탄성부도 성형할 수 있고 자유성이 높다.
여기서, 연장부 변형공정으로서는, 프레스성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등으로 연장부에 너트 고리형상홈부를 형성하고, 이어서 가압장치를 이용하여 연장부의 축방향과 평행하게 소정 하중을 소정 시간 인가하는 것이 이용된다. 하중의 인가는 냉간으로 행하면 바람직하다. 기계적 강도가 향상됨과 아울러 높은 치수정밀도가 얻어지기 때문이다.
연장부 고착공정으로서는, 청구항8에서 설명한 것과 마찬가지이고, 암나사부 형성공정으로서는, 청구항19에서 설명한 것과 마찬가지의 것이므로 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 일실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시형태1)
도 1(a)는 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트의 전체사시도이다. 도 1(b)는 도 1(a)의 축방향에 있어서의 요부단면 끝면도이다.
도 중, 1은 실시형태1에 있어서의 풀림방지 체결구로서의 풀림방지 볼트, 2는 풀림방지 볼트(1)의 체결구 본체로서의 볼트 축부, 3은 볼트 축부(2)의 선단부에 볼트 축부(2)와 일체로 동축으로 형성된 볼트 선단부, 4는 볼트 선단부(3)와 반대측의 볼트 축부(2)의 끝부에 육각기둥형상으로 형성된 볼트머리, 5는 선단측의 볼트 축부(2)의 외주에 1조 내지 복수조의 3각나사나 다이형상 나사, 각나사, 톱니나사형상 등(도는 삼각나사를 나타낸다)으로 형성된 주 나사부로서의 주 수나사부, 6은 볼트 선단부(3)의 볼트 축부(2)측의 외주에 주 수나사부(5)의 골과 동일 내지는 보다 깊은 고리형상으로 형성된 고리형상홈부로서의 볼트 고리형상홈부, 7은 볼트 고리형상홈부(6)에 있어서의 볼트 선단부(3)가 주 수나사부(5)의 피치의 크기를 P로 하였을 때, 변형량(α)가 (n+1/30)P≤α≤(n+5/18)P, 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/4)P, 보다 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/5)P, 또는, (n-5/18)P≤α≤(n-1/30)P, 바람직하게는 (n-1/4)P≤α≤(n-1/15)P, 보다 바람직하게는 (n-1/5)P≤α≤(n-1/15)P(단, n은 0이상의 정수로 한다. α는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 압축변형되어서 볼트 선단부(3)의 외주측에 팽창하고 축방향으로 압축된 볼트 탄성부이다. 8은 볼트 고리형상홈부(6)를 제외한 볼트 선단부 (3)의 외주에 주 수나사부(5)와 동일 피치로 형성된 부나사부로서의 부 수나사부, 9는 볼트 선단부(3)의 축중심에 볼트 선단부(3)의 선단으로부터 볼트 고리형상홈부 (6)의 부의 전부를 넘어서 볼트 축부(2)의 일부까지 형성된 선단 오목부이다. L1은 압축변형하여 압축된 볼트 고리형상홈부(6)(볼트 탄성부(7))의 축방향의 길이, θ1은 볼트 탄성부(7)의 축방향에 대한 변형각이다.
이상과 같이 구성된 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트의 제조방법에 관해서, 이하 도면을 이용하여 설명한다.
도 2(a)는 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트의 볼트 고리형상홈부를 압축변형하기 이전의 상태를 나타내는 요부단면 끝면도이고, 도 2(b)는 볼트를 가공하여 볼트 선단부와 선단 오목부를 형성한 볼트의 단면도이다.
도 2(a)에 있어서, 5a는 볼트 축부(2)의 외주에 1조 내지 복수조의 3각 나사형상으로 형성된 수나사이다.
도 2(b)에 있어서, 6a는 볼트 선단부(3)의 볼트 축부(2)측의 외주에 고리형상으로 형성된 볼트 고리형상홈부, 7a는 볼트 고리형상홈부(6a)의 축부, 8a는 볼트 고리형상홈부(6a)에 의해서 수나사(5a)와 분리되어서 형성된 수나사이다. A는 볼트 고리형상홈부(6a)의 외경, B는 선단 오목부(9)의 내경, L2는 압축변형 정의 볼트 고리형상홈부(6a)의 축방향의 길이이다. 수나사(5a, 8a)는 나사결합되는 암나사와 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성되어 있다.
실시형태1에서는, 압축변형 전의 볼트 고리형상홈부(6a)의 축방향의 길이 (L2)가, P≤L2≤5P+A-B(단, P는 수나사(5a, 8a)의 피치의 크기이다.)의 크기로 형성되어 있다. 또한, 축부(7a)의 횡단면적(πㆍ(A2-B2)/4)이, 볼트 축부(2)의 골(수나사(5a)의 골)에 있어서의 횡단면적의 5~50%로 형성되어 있다. 또한, 볼트 탄성부(7)의 변형각(θ1)(도 1(b)참조)이 10°≤θ1≤75°에서 L2=L1/cosθ1의 관계로 형성되어 있다.
우선, 본체형성공정에 있어서, 프레스성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등에서 볼트머리(4)와 일체로 형성되고 수나사(5a)가 나사설치된 볼트 축부(2)를 형성한다(도 2(a) 참조).
이어서, 볼트 고리형상홈부 형성공정에 있어서, 볼트 축부(2)의 선단측 소정부의 외주에 수나사(5a)의 골보다도 다소 깊은 볼트 고리형상홈부(6a)를 형성하고, 볼트 선단부(3)를 형성한다.
이어서, 선단 오목부 형성공정에 있어서, 볼트 선단부(3)의 축중심에 볼트 선단부(3)의 선단으로부터 볼트 고리형상홈부(6a)의 부을 넘어서 볼트 축부(2)의 일부까지 깊게 뚫어서 선단 오목부(9)를 형성한다(도 2(b) 참조).
이어서, 볼트 탄성부 형성공정에 있어서, 볼트 선단부(3)의 선단과 볼트머리 (4)의 사이에 볼트 축부(2)와 대략 평행하게 볼트 고리형상홈부(6)에 있어서의 볼트 선단부(3)의 좌굴 하중보다 큰 하중을 소정 시간 인가한다. 이로써, 볼트 고리형상홈부(6)에 있어서의 볼트 선단부(3)를, 변형량(α)이 (n+1/30)P≤α≤(n+5/18)P, 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/4)P, 보다 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/5)P, 또는, (n-5/18)P≤α≤(n-1/30)P, 바람직하게는 (n-1/4)P≤α≤(n-1/15)P, 보다 바람직하게는 (n-1/5)P≤α≤(n-1/15)P(단, P는 수나사(5a, 8a)의 피치, n은 0이상의 정수로 한다. α는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 압축변형시켜서 볼트 탄성부(7)를 형성한다. 이 결과, 수나사 (5a)가 주수나사부(5)로 되고, 수나사(8a)가, 주 수나사부(5)에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 변위한 부 수나사부 (8)로 된다(도 1(b) 참조).
또한, 본 실시형태에서는, 프레스성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등으로 볼트머리(4)와 볼트 축부(2)를 일체로 형성하고 볼트 축부(2)에 볼트 고리형상홈부(6a)를 형성하는 경우에 관해서 설명하였지만, 미리 볼트 고리형상홈부(6a)가 형성된 볼트 선단부(3)를 형성하고 볼트 축부(2)의 선단에 저항용접이나 마찰용접 등의 용접이나 끼워맞춤 등에 의해서 고착하여 볼트 선단부(3)를 볼트 축부(2)와 동축으로 형성할 수 있다. 이 경우, 선단 오목부(9)를 볼트 선단부(3)에 미리 형성하고 있어도 좋고, 볼트 선단부(3)를 볼트 축부(2)에 고착한 후에 뚫어서 형성하여도 좋다.
또한, 볼트 고리형상홈부 형성공정에 있어서 볼트 고리형상홈부(6a)를 형성한 후, 선단 오목부 형성공정에 있어서 선단 오목부(9)를 형성하는 경우에 관해서 설명하였지만, 선단 오목부 형성공정에 있어서 선단 오목부(9)를 형성한 후, 볼트 고리형상홈부 형성공정에 있어서 볼트 고리형상홈부(6a)를 형성하는 경우도 있다. 이 경우도 마찬가지의 작용이 얻어진다.
또한, 볼트 탄성부 형성공정에 있어서, 볼트 고리형상홈부(6a)를 비틀어서 변형량(α)만큼 압축변형 또는 인장변형시키는 경우도 있다. 이 경우도 마찬가지의 작용이 얻어진다.
다음에, 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트의 변형예에 관해서, 이하 도면을 이용하여 설명한다.
도 3은 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트의 변형예를 나타내는 요부단면 끝면도이다.
도 중, 10은 실시형태1의 변형예에 있어서의 풀림방지 볼트, 11은 볼트 선단부(3)의 볼트 축부(2)측의 외주에 주 암나사부(5)의 골지름과 동일 깊이로 볼트 축부(2)의 축방향과 대략 직교하는 고리형상으로 형성된 볼트 고리형상홈부, 12는 볼트 선단부(3)의 축중심에 볼트 선단부(3)의 선단으로부터 뚫어설치하여 형성된 선단 오목부, 12a는 볼트 고리형상홈부(11)의 내부의 볼트 선단부(3)에 선단 오목부 (12)의 내경보다 큰 지름으로 형성된 선단 오목부(12)의 대경 오목부, 13은 볼트 고리형상홈부(11)에 있어서의 볼트 선단부(3)가 (n+1/30)P≤α≤(n+5/18)P, 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/4)P, 보다 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/5)P, 또는, (n-5/18)P≤α≤(n-1/30)P, 바람직하게는 (n-1/4)P≤α≤(n-1/15)P, 보다 바람직하게는 (n-1/5)P≤α≤(n-1/15)P(단, P는 주 암나사부(5)의 피치, n은 0이상의 정수로 한다. α는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.) 변형량(α)만큼 압축변형되어서 대경 오목부(12a)의 내부로 팽창한 볼트 탄성부이다.
이 변형예와 같이, 볼트 탄성부는 볼트 선단부의 외주측에 팽창할뿐만 아니라, 선단 오목부의 내부측에 팽창시킬 수도 있다. 또한, 이 경우는, 볼트 탄성부 형성공정에 있어서, 볼트 탄성부가 선단 오목부의 내부측에 팽창하도록 외주측을 구속하여 주면 좋다.
다음에, 이상과 같이 구성된 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트의 사용시에 있어서의 동작에 관해서, 이하 도면을 이용하여 설명한다.
도 4는 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트로 피체결부재를 체결한 상태를 나타내는 요부단면도이고, 도 5는 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트로 피체결부재를 체결하였을 때에 볼트 탄성부에 생기는 반력과 변위의 관계를 모식적으로 나타내는 도이고, 종축은 볼트 탄성부에 생기는 반력을 나타내고, 횡축은 볼트 탄성부의 변형량을 나타낸다.
도 4에 있어서, 20은 판형상이나 덩어리형상 등의 구조물(20a)의 소정부에 나사설치된 암나사, 21은 풀림방지 볼트(1)로 구조물(20a)에 체결되는 피체결부재, 22는 피체결부재(21)에 뚫어설치되고 풀림방지 볼트(1)가 삽입통과되는 볼트구멍이다. 또한, 도 중 B는 풀림방지 볼트(1)를 암나사(20)에 나사결합하였을 때에 주 수나사부(5)와 암나사(20)의 나사결합부분에 가공정밀도의 분산 등에 의한 백래시에 의해서 형성되는 간극(백래시), B'는 부 수나사부(8)와 암나사(20)의 나사결합부분에 형성되는 백래시를 나타낸다. 백래시(B, B')는 각각 반대방향으로 형성되어 있다.
피체결부재(21)를 풀림방지 볼트(1)로 체결하는 경우, 피체결부재(21)의 볼트구멍(22)에 풀림방지 볼트(1)를 삽입통과하고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 풀림방지 볼트(1)를 암나사(20)에 나사결합하면, 볼트 탄성부(7)의 축방향의 변형량(α)에 의해서 생기는 암나사(20)와 부 수나사부(8)의 위상의 어긋남에 상당하는 변형량(도 5의 OP2에 동일하게 한다.)과 백래시(B)(또는 B')의 축방향의 길이에 상당하는 양(도 5의 P1P2에 동일하게 한다.)의 차분의 변형(도 5에 나타내는 OP1)이 볼트 탄성부(7)에 생기고, 볼트 탄성부(7)에 탄성변형에 수반되는 반력(도 5에 나타내는 P)이 생긴다. 볼트 탄성부(7)에 생긴 반력(P)에 의해서, 부 수나사부(8), 주 수나사부(5)가 암나사(20)의 플랭크를 정역방향으로부터 누름으로써 강고하게 체결된다.
암나사(20)에 일단 나사결합시킨 풀림방지 볼트(1)를 떼어내면, 볼트 탄성부 (7)에 생기는 반력은 0으로 됨과 아울러 볼트 탄성부(7)의 복원력에 의해서 변위도 0으로 된다. 이 떼어낸 풀림방지 볼트(1)를 암나사(20)에 다시 나사부착하면, 볼트 탄성부(7)에 생기는 반력(P)에 의해서, 부 수나사부(8)와 주 수나사부(5)의 플랭크가 암나사(20)의 플랭크에 강고하게 밀착되어서, 몇번이고 반복해서 피체결부재 (21)를 체결할 수 있다.
이상과 같이, 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트는 구성되어 있으므로, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 암나사에 체결된 풀림방지 볼트는, 주 수나사부에 대한 부 수나사부의 위상이 소정량 변위하고 있기 때문에, 그 체결력으로 발생하는 압접력의 주 수나사부의 풀랭크가 암나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부 수나사부의 플랭크가 암나사의 플랭크를 압접하는 방향이 180° 달라 상반되어 있다. 이 때문에, 이 압접력과 나사의 리드각 등에 의해서 생기는 토크의 방향이, 주 수나사부와 부 수나사부에서는 정역 다르므로, 너트나 피체결부재 등에 진동 등의 외력이 가해지고 암나사로부터 주 수나사부가 풀리게 하는 회전방향의 힘이 가해지면, 부 수나사부의 플랭크에 발생하는 토크가 체결방향으로 작용하기 때문에, 풀림방지 볼트가 암나사로부터 풀리는 것을 확실하게 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있다.
(2) 볼트 선단부의 외주에, 주 수나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 변위되어서 형성된 부 수나사부를 구비하고 있으므로, 피체결부재를 체결할 때에 풀림방지 볼트를 암나사에 나사결합함으로써, 부 수나사부가 주 수나사부의 방향으로 암나사를 압압하는 반력과 주 수나사부가 부 수나사부의 방향으로 암나사를 압압하는 방향과, 또는 부 수나사부가 주 수나사부와 반대측의 방향으로 암나사를 압압하는 반력과 주 수나사부가 부 수나사부와 반대측의 방향으로 암나사를 압압하는 반력이 생기고, 이로써 주 수나사부 및 부 수나사부와 암나사의 사이에서 큰 마찰력을 얻을 수 있고, 진동 등에 의해 암나사로부터 주 수나사부 등이 풀리고 나사부착력이 저하하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 변위량이 종래와 비교해서 작으므로, 나사부착시에 적은 저항으로 용이하게 나사부착할 수 있다.
(3) 암나사에 풀림방지 볼트를 체결하는 체결력을 가하면, 풀림방지 볼트의 부 수나사부가 암나사에 의해서 변형되어서 탄성변형이 생기고, 탄성변형 내에서 그 반력에 의해 암나사에 주 수나사부와 부 수나사부를 보다 강고하게 밀착시켜서 체결하는 것이 가능하므로, 풀림방지 볼트와 암나사의 나사부착력을 보다 향상할 수 있고 진동 등의 외력에 의해 풀림방지 볼트가 암나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(4) 피체결부재와 시트면의 사이가 마모하여 풀림이 생긴 경우에도, 부 수나사부가 암나사를 주 수나사부의 방향으로 압압하는 반력, 또는 부나사부가 암나사를 주 수나사부와 반대측의 방향으로 압압하는 반력에 의해서, 풀림방지 볼트가 암나사로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있고 자동차나 전차 등의 진동이 심한 차량이나 교량 등에서의 볼트나 너트의 낙하사고를 방지할 수 있다.
(5) 암나사에 나사결합된 풀림방지 볼트의 부 수나사부가 암나사에 의해서변형되어 생긴 탄성변형에 의한 반력에 의해, 암나사에 주 수나사부와 부 수나사부를 강고하게 밀착시키는 것이므로, 암나사와 풀림방지 볼트의 수나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시를 흡수하는 것이 가능하고 안정성에 우수함과 아울러, 위상의 변위량이 작으므로, 체결시에 풀림방지 볼트나 너트 등의 나사부에 손상을 주기 어렵고, 또한 탄성변형에 의해서 반력을 안정하게 얻을 수 있으므로, 동일 암나사이면 일단 나사결합시킨 풀림방지 볼트를 떼어낸 후에 다시 나사부착하여 반복 사용할 수 있고, 반복 사용성에 우수하다.
(6)주 수나사부의 골지름과 동일 또는 깊게 형성된 볼트 고리형상홈부를 작고 있으므로, 암나사에 주 수나사부를 나사부착할 때에 부드럽게 나사부착할 수 있음과 아울러 볼트 선단부를 얇게 하여 압축변형을 용이하게 할 수 있고, 압축변형시에 주 수나사부 등이 좌굴되는 것을 방지할 수 있다.
(7) 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 선단부가 압축변형된 볼트 탄성부는 탄성을 갖고 있으므로, 나사결합된 암나사에 의해서 생기는 부 수나사부 등의 탄성변형에다가, 나사결합된 암나사에 의해서 생기는 볼트 탄성부의 신장에 의해서, 암나사와 풀림방지 볼트의 수 나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시 등을 흡수함과 아울러, 볼트 탄성부를 갖는 탄력에 의해서 발생하는 응력에 의해, 생기는 반력을 더욱 크게 할 수 있고, 풀림방지 볼트가 암나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(8)주 수나사부와 부 수나사부를 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성한 후, 볼트 고리형상홈부를 압축변형시키는 것이므로 주 수나사부와 부 수나사부의 위상을 용이하게 어긋나게 할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수하다.
(9) 선단 오목부를 구비하고 있으므로, 볼트 고리형상홈부가 형성된 볼트 선단부를 얇게 할 수 있고, 볼트 선단부의 압축변형이 용이하고 생산성에 우수하다.
(10) 볼트 고리형상홈부를 변형량(α)만큼 변형함으로써, 주 수나사부에 대한 부 수나사부의 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시킬 수 있고, 변형량이 적량이므로 체결시에 나사부에 손상을 주거나 사용시에 늘어붙음이 생기기 어렵고 반복사용성에 우수하고, 또한 나사부의 피치나 각도 등에 분산이 생겨서 체결시에 플랭크끼리의 압접이 충분히 얻어지고 안정성에 우수하다. 또한, 제품취득률이 높고 생산성에 우수하다.
(11) n의 값을 바꿈으로써 볼트 고리형상홈부를 소정의 변형량으로 할 수 있고, 볼트 고리형상홈부의 변형이 탄성한도 내이면 볼트 탄성부의 탄력을 변화시킬 수 있으므로, 볼트 탄성부의 변위와 반력의 관계가 안정적으로 얻어지고, 얻어지는 반력의 분산이 작고 안정성에 우수하다.
(12) 압축변형 전의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이(L2)가 P≤L2≤5P+A-B의 소정범위에 있으므로, 볼트 고리형상홈부의 좌굴 하중을 적량으로 하고, 압축변형시켜서 부 수나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있고, 생산성에 우수함과 아울러 안정성에 우수하다.
(13) 압축변형 전의 볼트 고리형상홈부의 축방향의 길이(L2)가 소정범위에 있으므로, 압축변형된 경우에 볼트 고리형상홈부 내에 볼트 탄성부를 수납할 수 있고, 형성되는 볼트 탄성부의 크기 등의 자유도에 우수하다.
(14) 볼트 고리형상홈부의 축부의 횡단면적을 규정함으로써 부 수나사부가 암나사에 주는 반력을 소정범위로 설정할 수 있으므로, 암나사나 수나사부를 파손함이 없이 풀림방지를 행할 수 있다.
(15) 볼트 고리형상홈부의 축부의 두께를 소정 두께로 형성하여 기계적 강도를 소정범위로 할 수 있으므로, 볼트 선단부를 압축변형할 때에는 부 수나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있다. 또한, 볼트 고리형상홈부의 축부에 적량의 신장이 생기기 쉽고, 암나사에 나사부착되었을 때에 축부가 신장함으로써 암나사나 부 수나사부의 나사산을 찌그러뜨리기 어렵고 장착성에 우수하다.
(16) 볼트 탄성부의 변형각(θ1)이 소정의 범위로 형성하고 있으므로, 볼트 탄성부의 최적의 탄력을 얻음과 아울러 볼트 탄성부의 변위와 반력의 관계가 안정적으로 얻어지고, 얻어지는 반력의 분산이 작고 안정성에 우수하다.
(17) JIS나 ASME, DIN 등으로 규격화된 볼트를 가공하므로, 범용성에 우수하다.
또한, 실시형태1에 있어서의 볼트 고리형상홈부(6)를 변형량(α)(n은 0이상의 정수)만큼 압축변형한 경우에 관해서 설명하였지만, 볼트 고리형상홈부(6)에 인장하중을 인가하여, 변형량(α)(n이 0인 경우)이 -5/18ㆍP≤α≤-1/30ㆍP, 바람직하게는 -1/4ㆍP≤α≤-1/15ㆍP, 보다 바람직하게는 -1/5ㆍP≤α≤-1/15ㆍP의 범위로 되도록 할 수도 있다. 이 경우도 마찬가지의 작용이 얻어진다.
(실시형태2)
도 6은 실시형태2에 있어서의 풀림방지 볼트로 피체결부재를 체결한 상태를나타내는 요부단면도이고, 도 7은 실시형태2에 있어서의 풀림방지 볼트로 피체결부재를 체결하였을 때에 주 수나사부와 부 수나사부에 걸리는 응력과 뒤틀림의 관계를 모식적으로 나타내는 도이고, 종축은 주 수나사부와 부 수나사부에 걸리는 응력을 나타내고, 횡축은 주 수나사부와 부 수나사부의 뒤틀림량을 나타낸다. 또한, 실시형태1에서 설명한 것와 마찬가지의 것은, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
도 중, 30은 실시형태2에 있어서의 풀림방지 볼트, 31은 볼트 선단부(3)의 볼트 축부(2)측의 외주에 주 수나사부(5)의 골보다 다소 큰 깊이로 볼트 축부(2)의 축방향과 대략 직교하는 고리형상으로 형성된 볼트 고리형상홈부, 31a는 볼트 고리형상홈부(31)의 축부, 32는 볼트 고리형상홈부(31)로부터 볼트 선단부(3)의 선단을 향하여 볼트 선단부(3)의 외주에 주 수나사부(5)와 동일 피치, 또한, 주 수나사부 (5)에 대한 위상이, 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 변위되어서 선반 등으로 나각이나 전조하여 형성된 부 수나사부이다.
실시형태2에 있어서의 풀림방지 볼트가 실시형태1과 다른 점은, 볼트 고리형상홈부를 압축변형시켜서 부 수나사부이 위상을 변위시키는 것없이, 선반 등으로 나각 등하여 주 수나사부(5)에 대한 부 수나사부(32)의 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 변위시키는 점이다.
피체결부재(21)를 풀림방지 볼트(30)로 체결하는 경우도, 실시형태1에서 설명한 것과 마찬가지로 도 6에 나타내는 바와 같이, 피체결부재(21)의 볼트구멍(22)에 풀림방지 볼트(30)를 삽입통과하고, 풀림방지 볼트(30)를 암나사(20)에 나사결합하면, 주 수나사부(5)와 부 수나사부(32)에 탄성한도(도 7에 나타내는 U점)보다크고 극한강도(도 7에 나타내는 M점)보다 작은 응력(도 7에 나타내는 S점)이 생긴다. 이로써, 부 수나사부(32)에 영구 뒤틀림(도 7에 나타내는 OS1)이 생겨서 변형되고, 암나사(20)와 주 수나사부(5), 부 수나사부(32)의 가공정밀도의 분산 등에 의한 백래시(B, B')가 주 수나사부(5)와 부 수나사부(32)에서 정역 반대방향으로 생긴다. 또한, 탄성변형(도 7에 나타내는 S1S2)에 의해서 생기는 반력에 의해서, 부 수나사부(32)와 주 나사부(5)가 암나사(20)의 플랭크를 정역방향으로부터 누름으로써, 강고하게 밀착되어서 피체결부재(21)가 체결된다.
암나사(20)에 일단 나사결합된 풀림방지 볼트(30)는, 암나사(20)를 따라서 부 수나사부(32)에 영구 뒤틀림(도 7에 나타내는 OS1)이 생겨 변형하고, 암나사(20)로부터 떼어낸 후 그 변형이 유지된다. 이 풀림방지 볼트(30)를 암나사(20)에 다시 나사부착한 경우도, 부 수나사부(32)의 탄성변형(도 7에 나타내는 S1S2)에 의해서 생기는 반력이 암나사(20)에 작용하고, 몇번이고 강고하게 체결할 수 있다.
이상과 같이, 실시형태2에 있어서의 풀림방지 볼트는 구성되어 있으므로, 실시형태1에 기재된 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 선반 등으로 나각 등하여 부 수나사부의 주 수나사부에 대한 위상(나사결합되는 암나사에 대한 위상)을 변위시키는 것이므로, 압축변형시키기 위한 프레스설비 등을 필요로 하지 않고 설비부하를 적게 할 수 있다.
(2) 볼트 고리형상홈부 및 선단 오목부를 형성함으로써 볼트 선단부를 얇게 할 수 있으므로, 탄력이나 굽힘응력 등의 기계적 강도를 최적으로 하여 나사부에따른 반력을 얻을 수 있고, 나사부의 손상을 방지함과 아울러 풀리기 어렵게 할 수 있다.
또한, 실시형태2에서 설명한 탄성변형(도 7에 나타내는 S1S2)에 의해서 생기는 반력은, 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트(1)에 있어서, 볼트 탄성부(7)에 생기는 반력(P)에 추가하여 발생하고, 실시형태1에 있어서의 풀림방지 볼트는, 실시형태2와 비교하여 보다 큰 반력이 얻어지고 큰 나사부착력이 얻어진다.
(실시형태3)
도 8(a)은 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트의 전체 사시도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 A-A선에 있어서의 요부단면 끝면도이다.
도 중, 40은 실시형태3에 있어서의 풀림방지 체결구로서의 풀림방지 너트, 41은 풀림방지 너트(40)의 육각너트형상으로 형성된 체결구 본체로서의 너트본체, 41a는 너트본체(41)의 상면, 41b는 너트본체(41)의 시트면, 41c는 너트본체(41)의 외주벽, 41d는 너트본체(41)의 내주벽, 42는 너트본체(41)의 상면(41a)에 너트본체 (41)와 일체로 형성되고 또한 너트본체(41)와 별도 형성되고 너트본체(41)의 상면 (41a)에 고착되어서 동축으로 연장되고 외경이 너트본체(41)의 축방향으로 직교하는 단면의 외부 가장자리에 내접하는 내접원의 외경의 30~100%로 형성된 원통형상의 연장부, 42a는 연장부(42)의 상면, 42b는 연장부(42)의 외주벽, 42c는 너트본체 (41)의 내주벽(41d)과 면일하게 형성된 연장부(42)의 내주벽, 45는 너트본체 (41)의 내주벽(41d)과 연장부(42)의 내주벽(42c)에 1조 내지 복수조의 3각 나사형상이나 톱니나사 형상 등으로 형성된 주 나사부로서의 주 암나사부, 46은 연장부 (42)의 너트본체(41)측의 내주벽(42c)에 주 암나사부(45)의 골지름보다 큰 지름으로 연장부(42)의 축방향과 대략 직교하는 방향으로 고리형상으로 형성된 고리형상홈부로서의 너트 고리형상홈부, 46a는 너트 고리형상홈부(46)에 있어서의 연장부 (42)가 주 암나사부(45)의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, 변형량(γ)이 (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)의 길이만큼 압축변형(또는 인장변형)되어서 연장부(42)의 외주벽(42b)측으로 팽창 또는 오목해지고, 축방향으로 압축(또는 인장)된 너트 탄성부(도에서는 압축변형에 의한 팽창상태를 나타내고 있다), 47은 너트 고리형상홈부(46)로부터 연장부(42)의 상면 (42a)를 향하여 연장부(42)의 내주벽(42c)에 주 암나사부(45)와 동일 형상으로 또한 동일 피치로 일조 내지 복수조 형성된 부나사부로서의 부 암나사부이다. L3는 압축변형된 너트 고리형상홈부(46)(너트 탄성부(46a))의 축방향의 길이이고, θ2는 너트 탄성부(46a)의 축방향에 대한 변형각이다.
이상과 같이 구성된 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법에 관해서, 이하 도면을 이용하여 설명한다.
도 9는 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트의 너트 고리형상홈부를 압축변형하기 이전의 상태를 나타내는 요부단면 끝면도이다.
도 중, 45a는 너트본체(41)의 내주벽(41d)과 연장부(42)의 내주벽(42c)의 일부에 1조 내지 복수조의 3각 나사형상으로 형성된 암나사, 46b는 연장부(42)의 너트본체(41)의 축방향과 대략 직교하는 형상으로 형성되고 연장부(42)를 얇게 하여 형성된 너트 고리형상홈부, 47a는 연장부(42)의 내주벽(42c)에 암나사(45a)와 동일 형상, 동일 피치로 1조 내지 복수조의 3각 나사형상으로 형성된 암나사이다. C는 너트 고리형상홈부(46b)의 내경, D는 연장부(42)의 외경, L4는 압축변형 전의 너트 고리형상홈부(46b)의 축방향의 길이이다.
여기서, 실시형태3에서는, 압축변형 전의 너트 고리형상홈부(46b)의 축방향의 길이(L4)가, P'≤L4≤5P'+D-C(단, P'는 암나사(45a, 47a)의 피치의 크기이다.)의 크기로 형성되어 있다. 또한, 너트 탄성부(46a)의 변형량(θ2)가 10°≤θ2≤75°에서 L4=L3/cosθ2의 관계로 형성되어 있다. 또한, 너트 고리형상홈부(46b)에 있어서의 연장부(42)의 횡단면적(πㆍ(D2-C2)/4가, 암나사(45a,47a)의 골지름을 직경으로 하는 원의 면적의 5~50%로 형성되어 있다. 또한, 암나사(45a)와 암나사(47a)는 나사결합되는 수나사와 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성되어 있다.
이상과 같이 구성된 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트에 관해서, 이하 그 제조방법을 설명한다.
우선, 프레스성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등으로 암나사가 형성되어 있지 않은 너트본체(41)와 연장부(42)를 일체로 형성, 또는 너트본체(41)에 연장부 (42)를 저항용접이나 마찰용접 등의 용접이나 끼워맞춤 등에 의해서 고착하여 너트본체(41)와 동축으로 연장부(42)를 연장한다.
다음에, 내주벽면 형성공정에 있어서, 연장부(42)의 내주벽(42c)에 너트 고리형상홈부(46b)를 형성함과 아울러, 너트본체(41)의 내주벽(41d) 및 연장부(42)의 내주벽(42c)의 일부에 암나사(45a)를 형성한다. 또한, 너트 고리형상홈부(46b)로부터 연장부(42)의 상면부(42a)를 향하여 연장부(42)의 내주벽(42c)에 암나사(45a)와 동일 피치 또한 동일 위상의 암나사(47a)를 형성한다.
다음에, 너트 탄성부 형성공정에 있어서, 연장부(42)의 상면(42a)과 너트본체(41)의 시트면(41b)의 사이에 너트 고리형상홈부(46b)에 있어서의 연장부(42)의 좌굴 하중보다 큰 하중을 소정 시간 인가하고, 너트 고리형상홈부(46b)에 있어서의 연장부(42)를 암나사(45a)의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, 변형량(γ)(=L4-L3)가 (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P' (단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 압축변형시켜서 너트 탄성부(46a)를 형성한다. 이로써, 암나사(45a)가 주 암나사부 (45)로 되고, 암나사(47a)가, 주 암나사부(45)에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 변위한 부 암나사부(47)로 된다.
(실시형태4)
도 10은 실시형태4에 있어서의 풀림방지 너트의 요부단면 끝면도이다. 또한, 실시형태3에서 설명한 것과 마찬가지의 것은, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
도 중 40'은 실시형태3의 변형예인 실시형태4에 있어서의 풀림방지 너트, 41'은 풀림방지 너트(40')의 육각너트형상으로 형성되고 1조 내지 복수조의 3각나사형상 등의 암나사가 형성된 너트, 41a'는 너트(41')에 형성된 너트 고리형상홈부 (46')(후술하는)에 의해서 너트(41')의 시트면(41b)측에 형성된 너트본체, 42'는 너트(41')에 형성된 너트 고리형상홈부(46')(후술하는)에 의해서 너트(41')의 상면(41a) 측의 형성된 연장부, 45'는 너트본체(41'a)의 내주벽에 1조 내지 복수조의 3각나사형상 등으로 형성된 주 암나사부, 46'는 너트(41')(너트본체(41a') 또는 연장부(42'))의 내주벽의 소정부에 주 암나사부(45')의 골지름보다 큰 지름으로 너트(41')의 축방향과 대략 직교하는 방향으로 고리형상으로 형성된 너트 고리형상홈부, 46a'는 너트 고리형상홈부(46')에 있어서의 너트(41')가 주 암나사부(45')의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, 변형량(γ)가 (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 축방향으로 압축변형되어서 너트(41')의 외주벽측으로 팽창한 너트 탄성부, 47'는 연장부(42')의 내주벽에 주 암나사부 (45')와 동일 형상, 동일 피치로 1조 내지 복수조로 형성된 부 암나사부이다.
너트(41')의 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부(46')를 형성하여 풀림방지 너트(40')를 형성할 수 있으므로, 용이하게 제조할 수 있고 간편하게 풀림방지 너트를 형성하고 싶은 경우에 적합하다. 특히, JIS 등에서 규격화된 너트를 가공하는 것에서 범용성에 우수하다.
(실시형태5)
도 11은 실시형태5에 있어서의 풀림방지 너트의 요부단면 끝면도이다. 또한, 실시형태3 또는 실시형태4와 마찬가지의 것은 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
도 중 40"는 실시형태3과 별도의 실시예인 실시형태5에 있어서의 풀림방지 너트이고, 실시형태4와 다른 점은, 너트(41')(너트본체(41a') 또는 연장부(42'))의 내주벽의 소정부에 주 암나사부(45')의 골지름과 동일한 지름으로 너트(41')의 축방향과 대략 직교하는 방향으로 고리형상으로 형성된 너트 고리형상홈부(46")와 너트 고리형상홈부(46")에 대응하는 너트(41')의 외주벽에 형성된 외주홈부(48)를 구비하고, 너트(41')가 축방향으로 인장변형되어서 너트 탄성부(46a")가 형성되어 있는 점이다.
본 실시형태에 의하면, 외주홈부에서 너트를 얇게 하여 신장이나 변형 등이 생기기 쉽게 할 수 있으므로, 너트 탄성부(46a")를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 너트 탄성부(46a")가 외주홈부(48) 내에 수납되어 있으므로, 풀림방지 너트를 체결하기 위하여 이용하는 렌치 등이 너트 탄성부(46a")에 닿기 어렵기 때문에, 너트 탄성부(46a")의 변형이나 손상 등을 방지하고 너트 탄성부(46a")를 보호하여 내구성을 높이는 경우에 적합하다.
다음에, 이상과 같이 구성된 실시형태3 내지 5에 있어서의 풀림방지 너트의 사용시의 동작에 관해서, 실시형태3의 풀림방지 너트를 이용하여 설명한다.
도 12는 실시형태13에 있어서의 풀림방지 너트로 피체결부재를 체결한 상태를 나타내는 요부단면도이다. 또한, 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트로 피체결부재를 체결하였을 때에 너트 탄성부에 생기는 반력과 변위의 관계에 관해서는, 상기 도 5에 있어서 설명한다. 이 경우, 종축은 너트 탄성부에 생기는 반력(F)을 나타내고, 횡축은 너트 탄성부의 변형량(x)을 나타낸다.
도 12에 있어서, 50은 볼트, 51은 볼트(50)의 수나사, 52a, 52b는 볼트(50)와 풀림방지 너트(40)로 체결되는 피체결부재, 53은 피체결부재(52a, 52b)에 뚫어설치되고 볼트(50)가 삽입통과되는 볼트구멍이다. 또한, 도 중 B, B'는 풀림방지 너트(40)를 볼트(50)에 나사결합하였을 때에 수나사(51) 등의 가공정밀도의 분산 등에 의해서 주 암나사부(45) 및 부 암나사부(47)와 수나사(51)의 나사결합부분에 형성되는 간극(백래시)이고, 각각 반대방향을 형성되어 있다. 여기서, 볼트(50)로서는, 1조 내지 복수조로 수나사(51)가 풀림방지 너트(40)의 주 암나사부(45) 및 부 암나사부(47)와 동일 피치로 형성된 것이 이용된다.
피체결부재(52a, 52b)를 볼트(50)와 풀림방지 너트(40)로 체결하는 경우, 피체결부재(52a, 52b)의 볼트구멍(53)에 볼트(50)를 삽입통과하고, 도 12에 나타내는 바와 같이, 풀림방지 너트(40)를 볼트(50)의 수나사(51)에 나사결합하면, 너트 탄성부(46a)의 축방향의 변형량(γ)에 의해서 생기는 수나사(51)와 부 암나사부(47)의 어긋남에 상당하는 축방향의 변형량(도 5의 0P2에 동일하게 한다.)과 백래시(B)의 축방향의 길이에 상당하는 양(도 5의 P1P2에 동일하게 한다.)의 차분에 상당하는 변형(도 5에 나타내는 OP1)이 너트 탄성부(46a)에 생긴다. 이로써, 너트 탄성부 (46a)의 탄성변형에 수반되는 반력(도 5에 나타내는 P)이 생긴다. 이 반력(P)에 의해서, 부 암나사부(47)와 주 암나사부(45)가 수나사(51)의 플랭크를 정역방향으로부터 누름으로써 강고하게 체결된다.
볼트(50)에 일단 나사결합시킨 풀림방지 너트(40)를 떼어내면, 너트 탄성부 (46a)에 생기는 반력은 0으로 됨과 아울러 너트 탄성부(46a)의 복원력에 의해서 변위도 0으로 된다. 이 떼어낸 풀림방지 너트(40)를 볼트(50)에 다시 나사부착한 경우도, 너트 탄성부(46a)에 생기는 반력(P)에 의해서, 부 암나사부(47)와 주 암나사부(45)의 플랭크를 수나사(51)의 플랭크에 밀착시켜서, 몇번이고 강고하게 체결할 수 있다.
이상과 같이, 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트 및 그 제조방법은 구성되어 있으므로, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 수나사에 체결된 풀림방지 너트는, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상이 변위하고 있기 때문에, 그 체결력으로, 주 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압접하는 압접력의 방향과 부 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압접하는 압접력의 방향이 180° 달라 상반되어 있다. 이 때문에, 이 압접력과 나사의 리드각 등에 의해서 생기는 토크의 방향이, 주 암나사부와 부 암나사부에서는정역 다르므로, 볼트나 피체결부재 등에 진동 등의 외력이 가해지고 수나사로부터 주 암나사부가 풀리게 하는 회전방향의 힘이 가해지면, 부 암나사부의 플랭크에 발생하는 토크가 체결방향으로 작용하기 때문에, 풀림방지 너트가 수나사로부터 풀리는 것을 확실하게 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있다.
(2) 너트본체에 연장된 연장부의 내주벽에, 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 변위되어서 형성된 부 암나사부를 구비하고 있으므로, 피체결부재를 체결할 때에 풀림방지 너트를 볼트 등의 수나사에 나사결합함으로써, 부 암나사부가 주 암나사부의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과 주 암나사부가 부 암나사부의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과, 또는 부 암나사부가 주 암나사부와 반대측의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과 주 암나사부가 부 암나사부와 반대측의 방향으로 수나사를 압압하는 반력이 생기고, 이로써 주 암나사부 및 부 암나사부와 수나사의 사이에서 큰 마찰력을 얻을 수 있고, 진동 등에 의해 수나사로부터 주 암나사부 등이 풀리고 나사부착력이 저하하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
(3) 볼트 등의 수나사에 풀림방지 너트를 체결하여 체결력을 가하면, 풀림방지 너트의 부 암나사부가 볼트 등의 수나사의 체결에 의해서 변형되어서 탄성변형이 생기고, 탄성변형 내에서 그 반력에 의해, 수나사에 주 암나사부와 부 암나사부를 보다 강고하게 밀착시켜서 체결할 수 있으므로, 풀림방지 너트와 볼트 등의 수나사의 나사부착력을 보다 향상할 수 있고 진동 등의 외력에 의해 풀림방지 너트가 볼트 등의 수나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(4) 피체결부재와 시트면의 사이가 마모하여 풀림이 생긴 경우에도, 부 암나사부가 수나사를 주 암나사부의 방향으로 압압하는 반력, 또는 부나사부가 수나사를 주 암나사부와 반대측의 방향으로 압압하는 반력에 의해서, 풀림방지 너트가 볼트 등으로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있고, 자동차나 전차 등의 진동이 심한 차량, 교량 등에서의 너트나 볼트의 낙하사고를 방지할 수 있다.
(5) 볼트 등의 수나사에 나사결합된 풀림방지 너트의 부 암나사부가 수나사에 의해서 생긴 탄성변형에 의한 반력에 의해, 수나사에 주 암나사부와 부 암나사부를 강고하게 밀착하는 것이므로, 볼트 등의 수나사와 풀림방지 너트의 암나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시를 흡수할 수 있고 안정성에 우수함과 아울러, 위상의 변위량이 작으므로, 체결시에 풀림방지 너트나 볼트의 나사부에 손상을 주기 어렵고, 또한 탄성변형에 의해서 반력을 안정하게 얻을 수 있으므로, 동일 수나사이면 일단 나사결합시킨 풀림방지 너트를 떼어낸 후에 다시 나사부착하여 반복사용할 수 있고, 반복 사용성에 우수하다.
(6) 주 암나사부의 골지름보다 동일 또는 큰 외경으로 형성된 너트 고리형상홈부를 갖고 있으므로, 볼트 등의 수나사에 부 암나사부를 나사부착할 때에 부드럽게 나사부착할 수 있다.
(7) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부가 압축변형된 너트 탄성부는 탄성을 갖고 있으므로, 나사결합된 볼트 등의 수나사에 의해서 생기는 부 암나사부 등의 영구변형 및 탄성변형에다가, 나사결합된 볼트 등의 수나사에 의해서 생기는 너트 탄성부의 신장에 의해서, 수나사와 풀림방지 너트의 암나사부의 가공정밀도의분산에 의한 백래시 등을 흡수함과 아울러, 너트 탄성부가 갖는 탄력에 따라서 발생하는 응력에 의해서 생기는 반력을 더욱 크게 할 수 있고, 풀림방지 너트가 볼트 등의 수나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(8) 주 암나사부와 부 암나사부를 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성한 후, 너트 고리형상홈부를 압축변형 또는 인장변형시키는 것이므로 주 암나사부와 부 암나사부의 위상을 용이하게 어긋나게 할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수하다.
(9) 너트 고리형상홈부가 변형량(γ)으로 변형되어 있으므로, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상을 12~100°바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시킬 수 있고, 변형량이 적량이므로 체결시에 나사부에 손상을 주거나 사용시에 늘어붙음이 생기기 어렵고 반복사용성에 우수하고, 또한 나사부의 피치나 각도 등에 분산을 생겨도 체결시에 플랭크끼리의 압접이 충분히 얻어지고 안정성에 우수하다. 또한, 제품취득률이 높고 생산성에 우수하다.
(10) 너트 고리형상홈부의 축방향의 길이가 소정 범위에 있으므로 너트 고리형상홈부의 좌굴 하중을 적량으로 하고, 압축변형시켜서 부 암나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있고, 생산성에 우수함과 아울러 안정성에 우수하다.
(11) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부의 횡단면적을 규정함으로써 부 암나사부가 수나사에 주는 반력을 소정범위로 설정할 수 있으므로, 수나사나 암나사부를 파손하는 일없이 풀림방지를 행할 수 있다.
(12) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부의 두께를 소정 두께로 형성하여 기계적 강도를 소정범위로 할 수 있으므로, 연장부를 압축변형할 때에는 부 암나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있다. 또한, 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부에 적량의 신장이 생기기 쉽고, 볼트 등의 수나사가 나사부착되었을 때에 연장부가 신장함으로써 수나사나 부 암나사부의 나사산을 찌그러뜨리기 어렵고 장착성에 우수하다.
(13) 연장부의 외경이, 너트본체의 축방향과 직교하는 단면의 외부 가장자리에 내접하는 내접원의 외경의 30~100%로 형성되어 있고, 연장부의 외경이 너트본체보다 작으므로, 렌치 등을 이용하여 너트본체를 체결할 때에, 연장부가 방해로 되지 않고 렌치 등이 너트본체까지 들어가기 쉽고 체결하기 쉬우며 체결작업성에 우수하다.
(14) 너트 탄성부의 변형각(θ2)이 소정의 범위로 형성되어 있으므로, 너트 탄성부의 최적의 탄력이 얻어짐과 아울러 너트 탄성부의 변위와 반력의 관계가 안정적으로 얻어지고, 얻어지는 반력의 분산이 작고 안정성에 우수하다.
또한, 실시형태3에 있어서, 너트 고리형상홈부(46)를 변형량(γ)(n은 0이상의 정수)만큼 압축변형한 경우에 관해서 설명하였지만, 너트 고리형상홈부(46)에 인장하중을 인가하여, 변형량(γ)(n이 0인 경우)이 -5/18ㆍP'≤γ≤-3/30ㆍP', 바람직하게는 -1/4ㆍP'≤γ≤1-/15ㆍP', 보다 바람직하게는 -1/5ㆍP'≤γ≤-1/15ㆍP'의 범위로 되도록 할 수 있다. 이 경우도 마찬가지의 작용이 얻어진다.
또한, 너트 고리형상홈부(46)를 변형량(γ)만큼 변형시킬 때에, 비틀면서 압축변형 또는 인장변형시키는 것도 가능하다. 이 경우도 마찬가지의 작용이 얻어진다.
(실시형태6)
도 13은 실시형태6에 있어서의 풀림방지 너트로 피체결부재를 체결한 상태를 나타내는 요부 단면도이다. 또한, 실시형태6에 있어서의 풀림방지 너트로 피체결부재를 체결하였을 때에 주 암나사부와 부 암나사부에 걸리는 응력과 뒤틀림의 관계에 관해서는, 상기 도 7을 이용하여 설명한다. 이 경우, 종축은 주 암나사부와 부 암나사부에 걸리는 응력을 나타내고, 횡축은 주 암나사부와 부 암나사부의 뒤틀림량을 나타낸다. 또한, 실시형태3에서 설명한 것과 마찬가지의 것은, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
도 중, 40a는 실시형태6에 있어서의 풀림방지 너트, 46b는 연장부(42)의 너트본체(41)측의 내주벽(42c)에 주 암나사부(45)의 골지름보다 다소 큰 지름으로 연장부(42)의 축방향과 대략 직교하는 방향으로 고리형상으로 형성된 너트 고리형상홈부, 47b는 너트 고리형상홈부(46)로부터 연장부(42)의 상면(42a)을 향하여 연장부(42)의 내주벽(42c)에 주 암나사부(45)와 동일 형상, 동일 피치, 또한, 주 암나사부(45)에 대한 위상이, 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 변위되어서 선반 등으로 나각하여 형성된 부 암나사부이다.
실시형태6에 있어서의 풀림방지 너트가 실시형태3과 다른 점은, 너트 고리형상홈부(46b)를 압축변형시켜서 부 암나사부의 위상을 변위시키는 것은 아니고, 선반 등으로 나각하여 주 암나사부(45)에 대한 부 암나사부(47b)의 위상을 12~100°,바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 변위시켜서 형성한 점, 너트 고리형상홈부(46b)를 변형시킨 너트 탄성부를 갖고 있지 않은 점이다.
피체결부재(52a, 52b)를 볼트(50)와 풀림방지 너트(40a)로 체결하는 경우도, 실시형태3에서 설명한 것과 마찬가지로 도 13에 나타내는 바와 같이, 피체결부재 (52a, 52b)의 볼트구멍(53)에 볼트(50)를 삽입통과하고, 풀림방지 너트(40a)를 볼트(50)의 수나사(51)에 나사결합하면, 주 암나사부(45)와 부 암나사부(47b)에 탄성한도(도 7에 나타내는 U점)보다 크게 극한강도(도 7에 나타내는 M점)보다 작은 응력(도 7에 나타내는 S점)이 생긴다. 이로써, 주 암나사부(45)가 수나사(51)에 나사부착되고, 부 암나사부(47b)에 영구 뒤틀림(도 7에 나타내는 0S1)이 생겨서 변형하고, 볼트(50)의 수나사(51)와 주 암나사부(45), 부 암나사부(47b)의 가공정밀도의 분산 등에 의한 백래시(B,B')가 주 암나사부(45)와 부 암나사부(47b)에서 정역 반대방향으로 생긴다. 또한, 탄성변형(도 7에 나타내는 S1S2)에 의해서 생기는 반력에 의해서, 부 암나사부(47b)와 주 암나사부(45)의 플랭크가, 수나사(51)의 플랭크를 정역방향으로부터 누름으로써 강고하게 체결된다.
볼트(50)에 일단 나사결합시킨 풀림방지 너트(40a)는, 볼트(50)의 수나사 (51)를 따라서 부 암나사부(47b)에 영구뒤틀림(도 7에 나타내는 0S1)에 생기고 변형되어 있고, 볼트(50)로부터 떼어낸 후 그 변형이 유지된다. 이 풀림방지 너트(40a)를 볼트(50)에 다시 나사부착한 경우에도, 부 암나사부(47b)의 탄성변형(도 7에 나타내는 S1S2)에 의해서 생기는 반력이 볼트(50)의 수나사(51)에 작용하고, 몇번이고강고하게 체결할 수 있다.
이상과 같이, 실시형태6에 있어서의 풀림방지 너트는 구성되어 있으므로, 실시형태1에 기재된 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 선반 등으로 나각하여 부 암나사부의 주 암나사부에 대한 위상(나사결합되는 수나사에 대한 위상)을 변위시키므로, 압축변형시키기 위한 프레스설비 등을 필요로 하지 않고 설비부하를 적게 할 수 있다.
또한, 실시형태6에서 설명한 영구 뒤틀림(도 7에 나타내는 0S1) 및 탄성변형 (도 7에 나타내는 S1S2)에 의해서 생기는 반력은, 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트에 있어서 너트 탄성부(46a)에 생기는 반력(P)에 가하여 발생하고 있고, 실시형태3에 있어서의 풀림방지 너트는, 실시형태6과 비교하여 보다 큰 반력이 얻어지고 큰 나사부착력이 얻어진다.
(실시형태7)
도 14는 본 발명의 실시형태7에 있어서의 풀림방지 너트의 요부단면 끝면도이다. 또한, 실시형태3에서 설명한 것과 마찬가지의 것은, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
도 중, 60은 실시형태7에 있어서의 풀림방지 너트, 61은 외부 가장자리가 대략 원형이나 대략 다각형상 등으로 형성되고 연장부(42)의 외주벽(42b)의 둘레부에 돌출하게 설치되고 외부 가장자리(외경)가 너트 탄성부(46a)의 외경과 동일 또는 그보다 크게 형성된 플랜지부이다. 여기서, 실시형태7에 있어서는, 플랜지부(61)의외경은 너트본체(41)의 외경과 대략 동일한 크기로 형성되어 있다.
이상과 같이, 실시형태7에 있어서의 풀림방지 너트는 구성되어 있으므로, 실시형태3에 기재된 작용에다가, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 너트 탄성부가, 연장부의 외주벽에 돌출하고 너트본체의 외경과 대략 동일한 크기로 형성된 플랜지부와 너트본체의 내측에 수납되므로, 풀림방지 너트를 체결하기 위하여 이용되는 렌치 등이 너트 탄성부에 닿는 것을 방지하고, 너트 탄성부의 변형이나 손상 등을 방지하고 너트 탄성부를 보호하여 내구성을 높일 수 있다. 또한, 풀림방지 너트를 체결하기 위해서 이용하는 렌치 등이 플랜지부에 닿는 것을 방지하여 체결작업성을 높일 수 있다.
(실시형태8)
도 15는 본 발명의 실시형태8에 있어서의 풀림방지 너트의 요부단면 끝면도이다. 또한, 실시형태3 또는 실시형태4에서 설명한 것과 마찬가지의 것은, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
도 중, 60a는 실시형태8에 있어서의 풀림방지 너트이다. 실시형태8이 실시형태4와 다른 점은, JIS, ASME 등으로 규격화된 너트본체(41')의 외주벽에 주 암나사부(45') 및 부 암나사부(47')의 피치(P')의 1/30 이상의 부의 외주홈부(62)가 형성되어 있는 점, 외주홈부(62)가 (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)의 변형량(γ)만큼 축방향으로 압축된 너트 탄성부(63)를 갖고 있는 점이다.
이 상위에 의해 실시형태8에 있어서의 풀림방지 너트는, 규격화된 너트본체의 외주벽에 외주홈부가 형성되어 있으므로, 축방향과 대략 평행하게 하중을 인가하는 정도로 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위한 부 암나사부를 형성할 수 있고 범용성에 우수하다.
(실시형태9)
도 16(a)는 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법 중 연장부 형성공정을 나타내는 요부 단면도이고, (b)는 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법 중 연장부 고착공정을 나타내는 요부 단면도이고, (c)는 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법 중 암나사 형성공정을 나타내는 요부 단면도이고, (d)는 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법 중 너트 탄성부 형성공정을 나타내는 요부 단면도이고, 도 17은 연장부와 너트본체의 형상의 응용예를 나타내는 요부 단면도이다.
도 16(a), 도 16(b)에 있어서, 70은 외형이 육각형상으로 형성된 원통형상의 너트본체, 71은 너트본체(70)의 외주벽, 72는 너트본체(70)의 상면, 73은 너트본체 (70)의 시트면, 74는 너트본체(70)와는 별개로 형성되고 단부에 너트본체(70)의 지름보다 작은 플랜지부(후술하는)를 갖는 연장부, 75는 너트본체(70)의 내주벽(71)과 동일 지름으로 형성된 연장부(74)의 내주벽, 76은 연장부(74)의 내주벽(75)에 연장부(74)의 축방향과 대략 직교하는 방향으로 고리형상으로 형성된 너트 고리형상홈부, 76a는 연장부(74)의 외주벽, 77은 연장부(74)의 일단부의 외주벽(76a)의 둘레부에 돌출하게 설치된 플랜지부, 78은 연장부(74)의 타단부에 복수의 돌기형상이나 돌조 또는 고리형상의 선두개방형상 등으로 형성된 돌기부이다.
도 16(c)에 있어서, 71a는 너트본체(70)의 내주벽(71)에 형성된 암나사, 75는 연장부(74)의 내주벽(75)에 형성된 암나사이다. 암나사(71a,75a)는 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성되어 있다.
도 16(d)에 있어서, 76b는 너트 고리형상홈부(76)에 있어서의 연장부(74)가 암나사(71a,75a)의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, 변형량(γ)이 (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)의 길이만큼 압축변형(또는 인장변형)되어서 연장부(74)의 외주벽(76a)측에 팽창 또는 오목해지고, 축방향으로 압축(또는 인장)된 너트 탄성부(도에서는 압축변형에 의한 팽창상태를 나타내고 있다)이다.
도 17(a)에 있어서, 79는 너트본체(70)의 내주벽(71)측의 상면(72)에 너트본체(70)와 동축으로, 또한, 연장부(74)의 외주벽(76a)의 외경보다 약간 큰 내경으로 형성된 본체 오목부이고, 연장부(74)를 본체 오목부(79) 내에 끼워넣음으로써, 연장부(74)를 너트본체(70)에 안정하게 동축으로 유지할 수 있다.
도 17(b)에 있어서, 76c는 연장부(74)의 타단부에 두껍게 형성된 두께부,79a는 너트본체(70)의 내주벽(71)측의 상면(72)에 너트본체(70)와 동축으로, 또한, 연장부(74)의 두께부(76c)의 외경보다 약간 큰 내경으로 형성된 본체 오목부, 79b는 본체 오목부(79a)의 바닥부에 상향으로 형성된 돌기부이다. 연장부(74)의 두께부(76c)와 너트본체(70)의 돌기부(79c) 사이에서 용접 등이 되므로, 너트 고리형상홈부(76)가 형성된 얇은 형상의 연장부(74)가 용접시의 열로 변형되는 것을 방지할 수 있고 제품취득률을 높일 수 있다. 또한, 도 17(c)에 나타내는 바와 같이, 돌기부(79b)를 본체 오목부(79a)의 바닥부에 형성시키지 않고, 두께부(76c)의 하면에 형성할 수도 있다. 이 경우도 마찬가지의 작용이 얻어진다.
이하와 같이 구성된 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법에 관해서, 이하 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 너트 본체형성공정에 있어서, 프레스성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등으로 너트본체(70)를 형성한다. 또한, 연장부 형성공정에 있어서, 프레스 성형 등의 소성가공이나 절삭가공 등으로 내주벽(75)에 너트 고리형상홈부(76)가 형성되고 단부에 돌기부(78)가 형성된 연장부(74)를 형성한다.(도 16(a)참조)
다음에, 연장부 고착공정에 있어서, 도 16(a)에 나타내는 바와 같이, 연장부 (74)의 돌기부(48)를 너트본체(70)의 상면(72)에 접촉시킨 후, 연장부(74)와 너트본체(70) 간에 전류를 통하게 하고 돌기부(78)에 큰 저항열을 발생시키는 돌기용접 등의 저항용접에 의해서, 연장부(74)를 너트본체(70)의 상면(72)에 고착한다.(고착후의 상태는 도 16(b)참조)
다음에, 암나사 형성공정에 있어서, 너트본체(70)의 내주벽(71) 및 연장부(74)의 내주벽(75)에 절삭가공으로 동일 피치 또한 동일 위상의 암나사(71a,75a)를 형성한다.(도 16(c)참조)
다음에, 너트 탄성부 형성공정에 있어서, 연장부(74)의 플랜지부(77)와 너트본체(70)의 시트면(73) 사이에 너트 고리형상홈부(76)에 있어서의 연장부(74)의 좌굴 하중보다 큰 하중을 소정 시간 인가하고, 변형량(γ)만큼 압축변형시켜서 연장부(74)의 외주벽(76a)측으로 팽창시킨 너트 탄성부를 형성한다.(도 16(d)참조) 이로써, 암나사(71a)가 주 암나사부로 되고, 암나사(75a)가, 주 암나사부(암나사 (71a))에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 변위한 부 암나사부로 된다.
이상과 같은 실시형태9에 있어서의 풀림방지 너트의 제조방법에 의하면, 이하와 같은 작용이 얻어진다.
(1) 연장부 형성공정을 구비하고 너트본체와 연장부를 별개로 형성하고, 다음에 연장부 고착공정으로 일체화하는 것이므로, 생산성에 우수하다.
(2) 연장부 고착공정에 있어서 돌기용접 등의 저항용접에 의해서 연장부를 너트본체에 고착하는 것이므로, 저항열의 발생을 돌기부에 집중시킬 수 있고, 돌기부가 열연화되어 붕괴되면 접촉면적이 크게 되고 전류는 분산하기 때문에 과열되는 일없이 안전성에 우수하다. 또한, 너트본체나 연장부를 크게 용융하지 않으므로 기계적 강도의 저하나 변색 등을 일으키기 어렵다. 또한, 얇은 연장부와 덩어리형상의 너트본체와 같은 두께가 현저하게 다른 금속의 용접도 용이하게 행할 수 있다.
(3) 너트 탄성부 형성공정에 있어서 연장부의 일단부에 형성된 플랜지부와너트본체의 시트면 사이에 하중을 인가하여 너트 탄성부를 형성하는 것이므로, 너트 고리형상형부가 형성된 얇은 형상의 연장부에 하중을 분산시켜서 균일하게 압축변형 또는 인장변형시킬 수 있고 제품취득률을 높일 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예1)
실시형태3에서 설명한 풀림방지 너트에 있어서, 주 암나사부 및 부 암나사부의 피치(P')2mm, 주 암나사부 및 부 암나사부의 골지름16mm, 너트 탄성부의 축방향의 변형량(변형량(γ))1.47mm로 한 실시예1의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(실시예2)
변형량(γ)를 1.57mm로 한 이외는, 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예2의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(실시예3)
변형량(γ)를 1.65mm로 한 이외는, 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예3의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(실시예4)
변형량(γ)를 1.90mm로 한 이외는, 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예4의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(실시예5)
변형량(γ)를 2.10mm로 한 이외는, 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예5의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(실시예6)
변형량(γ)를 2.30mm로 한 이외는, 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예6의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(실시예7)
변형량(γ)를 2.43mm로 한 이외는, 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예7의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(실시예8)
변형량(γ)를 2.53mm로 한 이외는, 실시예1과 마찬가지로 하여 실시예8의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(비교예1)
변형량(γ)를 1.97mm로 한 이외는, 실시예1과 마찬가지로 하여 비교예1의 풀림방지 너트를 제조하였다.
(비교예2)
암나사의 피치 2mm, 암나사의 골지름 16mm의 너트를 2개 이용하여, 풀림방지수단으로서 일반적으로 이용되고 있는 W너트를 형성하고, 비교예2의 풀림방지 너트로 하였다.
(보증하중시험)
JIS B1502(강제 너트의 기계적 성질)에 준한 축방향의 인장 시험 및 축방향의 압축시험에 의해서, 실시예1 및 8의 풀림방지 너트의 보증하중시험을 행하였다. 또한, 본 시험에 있어서, 보증하중이 풀림방지 너트의 주 암나사부의 축방향으로 작용하도록 시험용 맨드릴을 풀림방지 너트의 주 암나사부에 나사결합시키고, 보증하중치를 15초간 부하하였다.
이 시험에 의해서, 풀림방지 너트의 나사산이 전단 파괴하거나 풀림방지 너트가 파단하는 일은 없었다. 또한, 부하된 보증하중치를 제거한 후에 시험용 맨드릴로부터 떼어낸 풀림방지 너트는, 시험용 맨드릴과 동일 치수의 다른 볼트에 손으로 돌려 넣을 수 있었다.
이상의 보증하중시험의 결과, 본 발명의 풀림방지 너트는, 실용상 문제가 없는 보증하중을 갖고 있는 것이 명화하게 되었다.
(진동시험)
실시예1 내지 실시예8 및 비교예1 내지 2의 풀림방지 너트에 관해서, NAS식 고속풀림시험기(미국항공기 규격 NAS3350에 준하는)를 이용하여 진동시험을 행하였다.
도 18은 진동시험의 형태를 나타내는 모식도이다.
도 중, 40은 시료로서 장착된 실시예와 비교예의 풀림방지 너트, 80은 진동시험기, 81은 풀림방지 너트(40)를 나사부착한 볼트, 82는 볼트(81)와 풀림방지 너트(40)가 설치된 진동 몸통, 83은 진동 몸통(82)과 풀림방지 너트(40)의 사이에 장착된 세척기, 84는 진동 몸통(82)에 고정되고 풀림방지 너트(40) 및 볼트(81)에 볼트(81)의 축방향과 직교하는 진동을 반복해서 주는 진동부가다이다. 또한, 진동수는 1780rpm, 진동부가다이 스트로크는 11mm, 충격 스트로크는 19mm로 하였다.
실시예1 내지 8 및 비교예1 내지 2의 풀림방지 너트를 진동시험기에 150Nㆍm의 첵ㄹ 토크로 설치한 후, 17분간(30000회)의 진동을 주고, 풀림방지 너트(1)에 풀림이 발생하는지 여부를 조사하였다. 또한, 세척기(83), 풀림방지 너트(40), 볼트(81)에 부착한 합 마크가 어긋났을 때를 풀림방지 너트(40)가 풀린 것으로 판정하였다.
이 결과, 실시예1 내지 8의 풀림방지 너트에서는, 풀림이 발생한 것은 아니었다. 또한. 시험 후의 반환토크는 130~180Nㆍm이고 체결토크와 거의 동등하였다. 또한, 비교예1의 풀림방지 너트는, 15000회에서 볼트로부터 탈락하고, 비교예2의 풀림방지 너트(W너트)는, 4300회에서 볼트로부터 탈락하였다. 또한, 그 외의 비교예로서, 스프링 세척기와 통상의 너트를 이용한 경우에 마찬가지의 진동시험을 행한바 1350회에서 볼트로부터 탈락하였다.
다음에, 실시예3, 실시예6의 풀림방지 너트는 진동시험기에 150Nㆍm의 체결토크로 설치한 후, 1000000회의 진동을 가하고, 풀림방지 너트에 풀림이 발생하였는지 여부를 조사하였다.
이 결과, 시험후의 반환토크는 체결토크보다 약간 높은 200Nㆍm으로 되었지만, 시험중에 풀림이 발생한 것은 아니었다.
이상의 시험결과로부터, 본 발명의 풀림방지 너트는, 수나사로부터 풀리는 것을 확실하게 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있는 것이 명확하게 되었다.
또한, 본 발명의 풀림방지 너트는, 본 발명의 풀림방지 너트와 마찬가지의 원리에 기초하여 구성되어 있으므로, 암나사로부터 풀리는 것을 확실하게 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있는 것이 명확하다.
이상과 같이, 본 발명의 풀림방지 체결구의 구조, 그 구조를 구비한 풀림방지 볼트 및 그 제조방법, 및, 그 구조를 구비한 풀림방지 너트 및 그 제조방법에 의하면, 이하와 같은 유리한 효과가 얻어진다.
청구항1에 기재된 발명에 의하면,
(1) 나사에 체결된 풀림방지 체결구는, 주 나사부에 대한 부나사부의 위상이 소정량 변위되어 있기 때문에, 그 체결력으로 발생하는 압접력의 주 나사부의 플랭크가 나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부나사부의 플랭크가 나사의 플랭크를 압접하는 방향이 180° 달라 상반되어 있다. 이 때문에, 이 압접력과 나사의 리드각 등에 의해서 생기는 토크의 방향이, 주 나사부와 부나사부에서는 정역 다른 것이므로, 나사나 피체결부재 등에 진동 등의 외력이 가해지고 나사로부터 주 나사부가 풀리게 하는 회전방향의 힘이 가해지면, 부나사부의 플랭크에 발생하는 토크가 체결방향으로 작용하기 때문에, 풀림방지 체결구가 나사로부터 풀리는 것을 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있는 풀림방지 체결구의 궂를 제공하는 것이 가능하다.
청구항 2에 기재된 발명에 의하면,
(1) 암나사에 체결된 풀림방지 볼트는, 주 수나사부에 대한 부 수나사부의위상이 소정량 변위되어 있기 때문에, 그 체결력으로 발생하는 압접력의 주 수나사부의 플랭크가 암나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부 수나사부의 플랭크가 암나사의 플랭크를 압접하는 방향이 180°달라 상반되어 있다. 이 때문에, 이 압접력과 나사의 리드각 등에 의해서 생기는 토크의 방향이, 주 수나사부와 부 수나사부에서는 정역 다르므로, 너트나 피체결부재 등에 진동 등의 외력이 가해지고 암나사로부터 주 수나사부가 풀리게 하는 회전방향의 힘이 가해지만, 부 수나사부의 플랭크에 발생하는 토크가 체결방향으로 작용하기 때문에, 풀림방지 볼트가 암나사로부터 풀리는 것을 확실하게 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있는 풀림방지 볼트를 제공하는 것이 가능하다.
(2) 볼트 선단부의 외주에, 주 수나사부에 대한 위상이 12~100°바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°로 변위되어서 형성된 부 수나사부를 구비하고 있으므로, 피체결부재를 체결할 때에 풀림방지 볼트를 암나사에 나사결합함으로써, 부 수나사부가 주 수나사부의 방향으로 암나사를 압압하는 반력과 주 수나사부가 부 수나사부의 방향으로 암나사를 압압하는 반력과, 또는 부 수나수박 주 수나사부와 반대측의 방향으로 암나사를 압압하는 반력과 주 수나사부가 부 수나사부와 반대측의 방향을 암나사를 압압하는 반력이 생기고, 이로써 주 수나사부 및 부 수나사부와 암나사의 사이에서 큰 마찰력을 얻을 수 있고, 진동 등에 의해 암나사로부터 주 수나사부 등이 풀리고 나사부착력이 저하하는 것을 확실하게 방지할 수 있는 풀림방지 볼트를 제공하는 것이 가능하다.
(3) 암나사에 풀림방지 볼트를 체결하고 체결력을 가하면, 풀림방지 볼트의부 수나사부가 암나사에 의해서 변형되어서 탄성변형이 생기고, 탄성변형 내에서 그 반력에 의해 암나사에 주 수나사부와 부 수나사부를 보다 강고하게 밀착시켜서 체결할 수 있으므로, 풀림방지 볼트와 암나사의 나사부착력을 보다 향상할 수 있고 진동 등의 외력에 의해 풀림방지 볼트가 암나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있는 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
(4) 피체결부재와 시트면의 사이가 마모하여 풀림이 생긴 경우이어도, 부 수나사부가 암나사를 주 수나사부의 방향으로 압압하는 반력, 또는 부 수나사부가 암나사를 주 수나사부와 반대측의 방향으로 압압하는 반력에 의해서, 풀림방지 볼트가 암나사로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있고 진동이 심한 자동차나 교량 등에 적용한 경우에도 볼트나 너트가 떨어져서 낙하한다라는 낙하사고를 방지할 수 있는 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
(5) 암나사에 나사결합된 풀림방지 볼트의 부 수나사부가 암나사에 의해서 변형되어서 생긴 탄성변형에 의한 반력에 의해, 암나사에 주 수나사부와 부 수나사부를 강고하게 밀착하는 것이므로, 탄성변형 내에서 암나사와 풀림방지 볼트의 수나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시를 흡수할 수 있고 안정성에 우수함과 아울러, 위상의 변위량이 작으므로, 체결시에 풀림방지 볼트나 너트 등의 나사부에 손상되기 어렵고, 또한 탄성변형에 의해서 반력을 안정하게 얻을 수 있으므로, 동일한 암나사이면 일단 나사결합시킨 풀림방지 볼트를 떼어낸 후에 다시 나사부착하여 반복해서 사용할 수 있고, 반복 사용성에 우수한 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
(6) 주 수나사부의 골지름과 동일 또는 깊게 형성된 볼트 고리형상홈부를 갖고 있으므로, 암나사에 주 수나사부를 나사부착할 때에 부드럽게 나사부착할 수 있음과 아울러 압축 또는 인장변형을 용이하게 할 수 있고, 설계의 자유도를 증가함과 아울러 압축변형시에 주 수나사부 등이 좌굴을 방지할 수 있는 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
청구항3에 기재된 발명에 의하면, 청구항2의 효과에다가,
(1) 선단 오목부에 의해서 볼트 고리형상홈부의 축부를 얇게 하고, 탄력이나 굽힘응력 등의 기계적 강도를 최적으로 하여 나사부에 따른 반력을 얻을 수 있고, 나사부의 손상을 방지함과 아울러 풀리기 어렵게 할 수 있는 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
청구항4에 기재된 발명에 의하면, 청구항3의 효과에다가,
(1) 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 선단부가 압축 또는 인장변형된 볼트 탄성부는 탄성을 갖고 있으므로, 나사결합된 암나사에 의해서 생기는 부 수나사부 등의 탄성변형에다가, 나사결합된 암나사에 의해서 생기는 볼트 탄성부의 신장 또는 수축에 의해서, 암나사와 풀림방지 볼트의 수나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시 등을 흡수함과 아울러, 볼트 탄성부의 탄력을 따라서 발생하는 응력에 의해서 생기는 반력을 더욱 크게 할 수 있고, 암나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있는 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
(2) 주 수나사부와 부 수나사부를 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성한 후, 볼트 고리형상홈부를 압축 또는 인장변형시키는 것이므로 주 수나사부와 부 수나사부의 위상을 용이하게 어긋나게 할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수한 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
청구항5에 기재된 발명에 의하면, 청구항4의 효과에다가,
(1) 볼트 고리형상홈부를 변형량(α)으로 변형함으로써, 주 수나사부에 대한 부 수나사부의 위상을 12~100°, 바람직하게는 23~90°보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시킬 수 있으므로, 제품취득률이 높음과 아울러 생산성에 우수한 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
(2) n의 값을 바꿈으로써 볼트 고리형상홈부를 소정의 변형량으로 할 수 있고, 볼트 고리형상홈부의 변형이 탄성한도 이내이면 볼트 탄성부의 탄력을 변화시킬 수 있으므로, 볼트 탄성부의 변위와 반력의 관계가 안정적으로 얻어지고, 얻어지는 반력의 분산이 작고 안정성에 우수한 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
청구항6에 기재된 발명에 의하면, 청구항2 내지 5 중 어느 하나에 발명에다가,
(1) 볼트 고리형상홈부의 축부의 횡단면적을 규정함으로써 부 수나사부가 암나사에 주는 반력(Q)을 소정범위로 설정할 수 있으므로, 체결전의 공 토크(Tq)를 약 1~50Nㆍm 정도로 억제할 수 있고, 체결작업성에 우수한 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
(2) 볼트 고리형상홈부의 축부의 두께를 소정 두께로 형성하여 기계적 강도를 소정범위로 할 수 있으므로, 볼트 선단부를 변형시켜서 부 수나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있다. 또한, 볼트 고리형상홈부의 축부에 적량의신장이 생기기 쉽고, 암나사에 나사부착되었을 때에 축부가 신장함으로써 암나사나 부 수나사부의 나사산을 찌그러뜨리기 어렵고 장착성에 우수한 풀림방지 볼트를 제공할 수 있다.
청구항7에 기재된 발명에 의하면,
(1) 선단 오목부가 형성된 볼트 고리형상호부에 있어서의 볼트 축부를 압축변형시키는 것이므로, 위상이 어긋난 주 수나사부와 부 수나사부를 용이하게 형성할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우숫한 풀림방지 볼트의 제조방법을 제공할 수 있다.
(2) 볼트 고리형상홈부에 있어서의 볼트 축부가 변형량(α)으로 변형되어 있으므로, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상을 12~100°바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시킬 수 있으므로, 신뢰성에 우수함과 아울러 작업성에 우수한 풀림방지 볼트의 제조방법을 제공할 수 있다.
청구항8에 기재된 발명에 의하면,
(1) 수나사에 체결된 풀림방지 너트는, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상이 소정량 변위되어 있기 때문에, 그 체결력으로, 주 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압접하는 방향과 부 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압접하는 방향이 180°달라 상반되어 있다. 이 때문에, 이 압접력과 나사의 리드각 등에 의해서 생기는 토크의 방향이, 주 암나사부와 부 암나사부에서는 정역 다르므로, 볼트나 피체결부재 등에 진동 등의 외력이 가해지고 수나사로부터 주 암나사부가 풀리게 하는 회전방향의 힘이 가해지면, 부 암나사부의 플랭크에 발생하는 토크가 체결방향으로 작용하기 때문에, 풀림방지 너트가 수나사로부터 풀리는 것을 확실히 방지할 수 있고 반영구적으로 높은 체결력을 유지할 수 있는 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
(2) 너트본체에 연장된 연장부의 내주벽에, 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 변위되어서 형성된 부 암나사부를 구비하고 있으므로, 피체결부재를 체결할 때에 풀림방지 너트를 볼트 등의 수나사에 나사결합함으로써, 부 암나사부가 주 암나사부의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과 주 암나사부가 부 암나사부의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과, 또는 부 암나사부가 주 암나사부와 반대측의 방향으로 수나사를 압압하는 반력과 주 암나사부가 부 암나사부와 반대측의 방향으로 수나사를 압압하는 반력이 생기고, 이로써 주 암나사부 및 부 암나사부와 수나사의 사이에서 큰 마찰력을 얻을 수 있고, 진동 등에 의해 수나사로부터 주 암나사부 등이 풀리고 나사부착력이 저하하는 것을 확실히 방지할 수 있는 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
(3) 볼트 등의 수나사에 풀림방지 너트를 체결하고 체결력을 가하면, 풀림방지 너트의 부 암나사부가 볼트 등의 수나사에 의해서 탄성변형이 생기고, 그 반력에 의해 수나상 주 암나사부와 부 암나사부를 보다 강고하게 밀착시켜서 체결할 수 있으므로, 풀림방지 너트를 볼트 등의 수나사의 나사부착력을 보다 향상할 수 있고 진동 등의 외력에 의해 풀림방지 너트를 볼트 등의 수나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있는 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
(4) 피체결부재와 시트면의 사이가 마모하여 풀림이 생긴 경우에도, 부 암나사부가 수나사를 주 암나사부의 방향으로 압압하는 반력, 또는 부 암나사부가 수나사를 주 암나사부와 반대측의 방향으로 압압하는 반력에 의해서, 풀림방지 너트가 볼트 등으로부터 떨어지는 것을 방지할 수 있고 자동차나 교량 등의 진동이 심한 개소에 적응된 경우에도 너트나 볼트의 낙하사고를 방지할 수 있는 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
(5) 볼트 등의 수나사에 나사결합된 풀림방지 너트의 부 암나사부가, 수나사에 의해서 변형되어서 생긴 탄성변형에 의한 반력에 의해, 수나사에 주 암나사부와 부 암나사부를 강고하게 밀착하므로, 볼트 등의 수나사와 풀림방지 너트의 암나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시를 흡수할 수 있고 안정성에 우수함과 아울러, 위상의 변위량이 작으므로, 체결시에 풀림방지 너트나 볼트의 나사부에 손상을 주기 어렵고, 반력을 안정하게 얻을 수 있으므로, 동일한 수나사이면 일단 나사결합시킨 풀림방지 너트를 떼어낸 후에 다시 나사부착하여 반복 사용할 수 있고, 반복 사용성에 우수한 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
(6) 주 암나사부의 골지름과 동일 또는 큰 외경으로 형성된 너트 고리형상홈부를 갖고 있으므로, 볼트 등의 수나사에 부 암나사부를 나사부착할 때에 부드럽게 나사부착할 수 있음과 아울러 변형을 용이하게 할 수 있고, 설계의 자유도를 증가함과 아울러 압축변형시에 주 암나사부 등의 좌굴을 방지할 수 있는 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
청구항9에 기재된 발명에 의하면, 청구항8의 효과에다가,
(1) JIS ASME, DIN 등에서 규격화된 너트 등으로 형성된 너트본체의 외주벽에 외주홈가 형성되면, 축방향과 대략 평행하게 하중을 인가하는 정도로 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°변위한 부 암나사부를 형성할 수 있고, 범용성에 우수한 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
청구항10에 기재된 발명에 의하면, 청구항8의 효과에다가,
(1) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 또는 너트본체를 얇게 하여 신장이나 변형 등이 생기기 쉽게 할 수 있고, 볼트 등의 수나사나 부 암나사부의 나사산을 찌그러뜨리거나 손상을 줌이 없이 주 암나사부 및 부 암나사부의 플랭크가 수나사의 플랭크를 압압하고 높은 나사부착력을 얻을 수 있는 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
청구항11에 기재된 발명에 의하면, 청구항8 내지 10 중 어느 하나에 기재된 효과에다가,
(1) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 등이 압축 또는 인장변형된 너트 탄성부는 탄성을 갖고 있으므로, 나사결합된 볼트 등의 수나사에 의해서 생기는 부 암나사부 등의 영구변형 및 탄성변형에다가, 나사결합된 볼트 등의 수나사에 의해서 생기는 너트 탄성부의 신장 또는 수축에 의해서, 수나사와 풀림방지 너트의 암나사부의 가공정밀도의 분산에 의한 백래시 등을 흡수함과 아울러, 너트 탄성부가 갖는 탄력에 따라서 발생하는 응력에 의해서, 생기는 반력을 더욱 크게 할 수 있고, 볼트 등의 수나사로부터 풀리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있는 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
(2) 주 암나사부와 부 암나사부를 동일 피치 또한 동일 위상으로 형성한 후,너트 고리형상홈부를 압축 또는 인장변형시키는 것이므로 주 암나사부와 부 암나사부의 위상을 용이하게 어긋나게 할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수한 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
청구항12에 기재된 발명에 의하면, 청구항10 또는 11의 효과에다가,
(1) 너트 고리형상홈부 또는 외주홈부의 변형량을 소정범위로 형성함으로써, 나사결합되는 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상을 12~100°바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시킬 수 있으므로, 제품취득률이 높음과 아울러 생산성에 우수한 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
청구항13에 기재된 발명에 의하면, 청구항8 내지 12 중 어느 하나의 효과에다가,
(1) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 등의 횡단면적을 규정함으로써 부 암나사부가 수나사에 주는 반력(Q)을 소정범위로 설정할 수 있으므로, 공 토크(Tq)를 약 1~50Nㆍm정도로 억제할 수 있고, 체결작업성에 우수한 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
(2) 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부의 두께를 소정 두께로 형성하여 기계적 강도를 소정범위로 할 수 있으므로, 연장부 등을 변형시켜서 부 암나사부의 위상을 소정범위로 용이하게 변위시킬 수 있다. 또한, 너트 고리형상홈부에 있어서의 연장부 등에 적량의 신장이 생기기 쉽고, 볼트 등의 수나사가 나사부착되었을 때에 연장부 등이 신장함으로써 수나사나 부 암나사부의 나사산을 찌그러뜨리기 어렵고 장착성에 우수한 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
청구항14에 기재된 발명에 의하면, 청구항11 내지 13 중 어느 하나의 효과에다가,
(1) 압축변형되어서 팽창한 너트 탄성부가, 연장부의 외주벽에 돌출한 플랜지부와 너트본체의 내측에 수납되므로, 풀림방지 너트를 체결하기 위하여 이용하는 렌치 등이 너트 탄성부에 닿기 어렵기 때문에, 너트 탄성부의 변형이나 손상 등을 방지하고 너트 탄성부를 보호하여 내구성을 높일 수 있는 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
청구항15에 기재된 발명에 의하면, 청구항8 내지 14 중 어느 하나의 효과에다가,
(1) 연장부를 너트본체의 상면부에 용접 등에 의해 고착할 때에, 개선을 형성하지 않아도 용이하게 용접할 수 있고 가공성에 우수한 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
(2) 연장부의 외경이, 너트본체의 축방향과 직교하는 단면의 외부 가장자리에 내접하는 내접원의 외경의 30~100%로 형성되어 있고, 연장부의 외경이 너트본체보다 작으므로, 렌치 등을 이용하여 너트본체를 체결할 때에, 연장부가 방해로 되지 않고 렌치 등이 너트본체까지 들어가기 쉽고 체결하기 쉬우며 체결작업성에 우수한 풀림방지 너트를 제공할 수 있다.
청구항16에 기재된 발명에 의하면,
(1) 내주벽에 암나사를 형성한 후에 너트 고리형상홈부를 변형시키는 것이므로, 위상이 어긋낫 주 암나사부와 부 암나사부를 용이하게 형성할 수 있으므로, 제조가 용이하고 생산성에 우수한 풀림방지 너트의 제조방법을 제공할 수 있다.
(2) 너트 고리형상홈부의 변형량을 소정 범위로 형성함으로써, 주 암나사부에 대한 부 암나사부의 위상을 12~100°바람직하게는 24~90°보다 바람직하게는 24~72°로 확실하게 변위시킬 수 있으므로, 신뢰성에 우수함과 아울러 작업성에 우수한 풀림방지 너트의 제조방법을 제공할 수 있다.
청구항17에 기재된 발명에 의하면,
(1) 선반 등으로 나각하여 부 암나사부의 주 암나사부에 대한 위상을 변위시키는 나사부 홈부 형성공정을 갖고 있으므로, 압축변형 등을 시키기 위한 프레스설비 등을 필요로 하지 않고 설비부하를 적게 할 수 있는 풀림방지 너트의 제조방법을 제공할 수 있다.
청구항18에 기재된 발명에 의하면, 청구항16에 기재된 효과에다가,
(1) 연장부 형성공정을 갖고 있으므로, 연장부나 너트 고리형상홈부의 형상을 자유롭게 형성할 수 있고 자유성이 높은 풀림방지 너트의 제조방법을 제공할 수 있다.
청구항19에 기재된 발명에 의하면, 청구항17 또는 18에 기재된 효과가 얻어진다.
청구항20에 기재된 발명에 의하면,
(1) 연장부 형성공정을 갖고 있으므로, 연장부나 너트 고리형상홈부의 형상을 자유롭게 형성할 수 있음과 아울러 너트 탄성부도 성형하는 것이 가능하고 자유성이 높은 풀림방지 너트의 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 풀림방지 볼트나 풀림방지 너트의 풀림방지 체결구의 구조로서,
    체결구 본체와, 상기 체결구 본체에 형성된 주나사부와, 상기 주나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위하여 상기 주나사부와 동축으로 형성된 부나사부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트나 풀림방지 너트의 풀림방지 체결구의 구조.
  2. 암나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 볼트로서,
    볼트 축부의 선단부에 상기 볼트 축부와 동축으로 형성된 볼트 선단부와, 상기 볼트 축부의 외주에 형성된 주 수나사부와, 상기 볼트 선단부의 상기 볼트 축부측의 외주에 상기 주 수나사부의 골과 동일 또는 그보다 깊은 고리형상으로 형성된 볼트 고리형상홈부와, 상기 주 수나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72°변위하여 상기 볼트 선단부의 외주에 형성된 부 수나사부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 볼트 선단부가, 상기 볼트 선단부의 축중심에 상기 볼트 선단부의 선단으로부터 적어도 상기 볼트 고리형상홈부까지 형성된 선단 오목부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 볼트 고리형상홈부에 있어서의 상기 볼트 선단부가, 축방향으로 압축 또는 인장변형된 볼트 탄성부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 볼트 고리형상홈부의 축방향의 변형량(α)이, 상기 주 수나사부의 피치의 크기를 P로 하였을 때, (n+1/30)P≤α≤(n+5/18)P, 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/4)P, 보다 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/5)P, 또는, (n-5/18)P≤α≤(n-1/30)P, 바람직하게는 (n-1/4)P≤α≤(n-1/15)P, 보다 바람직하게는 (n-1/5)P≤α≤(n-1/15)P(단, n은 0이상의 정수로 한다. α는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)인 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼트 고리형상홈부의 축부의 횡단면적이, 상기 볼트 축부의 골에 있어서의 횡단면적의 5~50%인 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트.
  7. 암나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 볼트의 제조방법으로서,
    볼트 축부의 축중심에 선단으로부터 뚫어서 선단 오목부를 형성하는 선단 오목부 형성공정;
    상기 볼트 축부의 선단측 소정부의 외주에 수나사의 골과 동일 또는 이보다 깊은 볼트 고리형상홈부를 형성하는 볼트 고리형상홈부 형성공정; 및
    상기 볼트 축부와 대략 평행하게 소정 하중을 소정 시간 인가하여 상기 볼트 고리형상홈부 형성공정으로 형성된 상기 볼트 고리형상홈부에 있어서의 상기 볼트 축부를, 변형량(α)이 상기 수나사의 피치의 크기를 P로 하였을 때, (n+1/30)P≤α≤(n+5/18)P, 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/4)P, 보다 바람직하게는 (n+1/15)P≤α≤(n+1/5)P, 또는, (n-5/18)P≤α≤(n-1/30)P, 바람직하게는 (n-1/4)P≤α≤(n-1/15)P, 보다 바람직하게는 (n-1/5)P≤α≤(n-1/15)P(단, n은 0이상의 정수로 한다. α는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 변형시켜서 볼트 탄성부를 형성하는 볼트 탄성부 형성공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트의 제조방법.
  8. 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트로서,
    너트본체와, 상기 너트본체와 동축으로 연장된 연장부와, 상기 너트본체의 내주벽에 형성된 주 암나사부와, 상기 연장부의 상기 너트본체측의 내주벽 또는 상기 너트본체의 상기 내주벽에 상기 주 암나사부의 골지름과 동일 또는 그보다 큰 지름으로 형성된 너트 고리형상홈부와, 상기 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위하여 상기 연장부의 내주벽에 형성된 부 암나사부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트.
  9. 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 체결방지 너트로서,
    너트본체와, 상기 너트본체와 동축으로 연장된 연장부와, 상기 너트본체의 내주벽에 형성된 주 암나사부와, 상기 연장부의 상기 너트본체측의 외주벽 또는 상기 너트본체의 외주벽에 상기 너트본체의 축방향과 직교하는 방향으로 형성된 외주홈부와, 상기 주 암나사부에 대한 위상이 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위하여 상기 연장부의 내주벽에 형성된 부 암나사부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트.
  10. 제8항에 있어서, 상기 연장부 또는 상기 너트본체의 상기 너트 고리형상홈부의 외주벽에 형성된 외주홈부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 너트 고리형상홈부 또는 상기 외주홈부에 있어서의 상기 연장부 또는 상기 너트본체가, 축방향으로 압축 또는 인장변형된 너트 탄성부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 너트 고리형상홈부 또는 상기 외주홈부의 축방향의 변형량(γ)이, 상기 주 암나사부의 피치의 크기를 P'로 하였을 때,(n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)인 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 너트 고리형상홈부 또는 상기 외주홈부에 있어서의 상기 연장부 또는 상기 너트본체의 횡단면적이, 상기 주 암나사부의 골지름을 직경으로 하는 원의 면적의 5~50%인 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 항 항에 있어서, 상기 연장부가, 외주벽의 둘레부에 돌출된 플랜지부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장부의 외경이, 상기 너트본체의 축방향과 직교하는 단면의 외부 가장자리에 내접하는 내접원의 외경의 30~100%로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트.
  16. 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트의 제조방법으로서,
    a. 너트본체와 일체로 형성되거나, 또는 너트본체에 고착된 연장부의 내주벽에 너트 고리형상홈부를 형성함과 아울러 상기 너트본체 및 상기 연장부의 내주벽에 상기 수나사와 동일 피치의 암나사를 형성하거나, 또는, b. 너트의 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부를 형성하고 상기 너트에 너트본체와 연장부를 형성하는 내주벽면 형성공정;
    상기 너트본체의 시트면과 상기 연장부의 상면 사이에 소정 하중을 소정 시간 인가하여 상기 내주벽면 형성공정으로 형성된 상기 너트 고리형상홈부에 있어서의 상기 연장부를, 변형량(γ)이 상기 암나사의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P' (단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 변형시켜서 너트 탄성부를 형성하는 너트 탄성부 형성공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트의 제조방법.
  17. 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 체결방지 너트의 제조방법으로서,
    너트본체와 연장부를 일체로 형성하거나, 또는 너트본체에 연장부를 고착하여 상기 너트본체의 상면에 동축으로 상기 연장부를 연장하는 본체형성공정; 및
    상기 본체형성공정으로 상기 너트본체와 일체로 형성되거나 또는 상기 너트본체에 고착된 상기 연장부의 내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부를 형성함과 아울러 상기 너트본체의 내주벽에 주 암나사부를 형성하고, 이어서 상기 연장부의 내주벽에 상기 너트 고리형상홈부로부터 상기 연장부의 상면을 향하여 상기 주 암나사부에 대한 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위시킨 부 암나사부를 형성하는 나사부 홈부 형성공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트의 제조방법.
  18. 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트의 제조방법으로서,
    내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부가 형성된 연장부를 형성하는 연장부 형성공정;
    상기 연장부 형성공정으로 형성된 상기 연장부를 너트본체의 상면에 고착하는 연장부 고착공정;
    상기 연장부 고착공정으로 상기 연장부가 고착된 상기 너트본체의 내주벽 및 상기 연장부의 상기 내주벽에 상기 수나사와 동일 피치 또한 동일 위상의 암나사를 형성하는 암나사 형성공정; 및
    상기 암나사 형성공정으로 상기 암나사가 형성된 상기 너트본체의 시트면과 상기 연장부의 상면 사이에 소정 하중을 소정 시간 인가하여 상기 너트 고리형상홈부에 있어서의 상기 연장부를, 변형량(γ)이 상기 암나사의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P',보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 변형시켜서 너트 탄성부를 형성하는 너트 탄성부 형성공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트의 제조방법.
  19. 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트의 제조방법으로서,
    내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부가 형성된 연장부를 형성하는 연장부 형성공정;
    상기 연장부 형성공정으로 형성된 상기 연장부를 너트본체의 상면에 고착하는 연장부 고착공정; 및
    상기 연장부 고착공정으로 상기 연장부가 고착된 상기 너트본체의 내주벽에 주 암나사부를 형성함과 아울러, 상기 연장부의 상기 내주벽에 상기 너트 고리형상홈부로부터 상기 연장부의 상면을 향하여 상기 주 암나사부에 대한 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위시킨 부 암나사부를 형성하는 암나사부 형성공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트의 제조방법.
  20. 볼트 등의 수나사에 나사결합하여 피체결부재를 체결하는 제1항에 기재된 풀림방지 체결구의 구조를 구비한 풀림방지 너트의 제조방법으로서,
    내주벽의 소정부에 너트 고리형상홈부가 형성된 연장부를 형성하고, 이어서 상기 연장부의 축방향과 대략 평행하게 소정 하중을 소정 시간 인가하여 상기 너트 고리형상홈부에 있어서의 상기 연장부를, 변형량(γ)이 상기 암나사의 피치의 크기를 P'로 하였을 때, (n+1/30)P'≤γ≤(n+5/18)P', 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/4)P', 보다 바람직하게는 (n+1/15)P'≤γ≤(n+1/5)P', 또는, (n-5/18)P'≤γ≤(n-1/30)P', 바람직하게는 (n-1/4)P'≤γ≤(n-1/15)P', 보다 바람직하게는 (n-1/5)P'≤γ≤(n-1/15)P'(단, n은 0이상의 정수로 한다. γ는 압축방향을 양, 인장방향을 음으로 한다.)만큼 변형시켜서 너트 탄성부를 형성하는 연장부 변형공정;
    상기 연장부 변형공정으로 형성된 상기 연장부를 너트본체의 상면에 고착하는 연장부 고착공정; 및
    상기 연장부 고착공정으로 상기 연장부가 고착된 상기 너트본체의 내주벽에 주 암나사부를 형성함과 아울러, 상기 연장부의 상기 내주벽에 상기 너트 고리형상홈부로부터 상기 연장부의 상면을 향하여 상기 주 암나사부에 대한 위상을 12~100°, 바람직하게는 24~90°, 보다 바람직하게는 24~72° 변위시킨 부 암나사부를 형성하는 암나사부 형성공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 너트의 제조방법.
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