KR20030078640A

KR20030078640A - 와샤, 와샤가 구비된 고정구, 대상물고정방법 및대상물고정용 동력공구

Info

Publication number: KR20030078640A
Application number: KR10-2003-0009987A
Authority: KR
Inventors: 죤 케이 졍커스
Original assignee: 죤 케이 졍커스
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2003-10-08
Also published as: EP1348878B1; US6986298B2; JP3827648B2; AU2003201947B2; US20040040418A1; DE60300113T2; KR100988952B1; SI1348878T1; US7066053B2; MXPA03002567A; ES2231758T3; JP2004003623A; BR0300891B1; TW200401083A; DE60300113D1; US20030183045A1; HK1056207A1; BR0300891A; TWI220915B; EP1348878A1

Abstract

본 발명은 와샤에 관한 것으로, 축선을 가지며 일측 축방향측에 배치되고 너트가 결합될 수 있게 된 제1지지면, 반대측의 축방향측에 배치되고 대상물에 결합될 수 있게 된 제2지지면, 볼트의 나선과 결합될 수 있게 된 적어도 하나의 제3 회전저항면과, 적어도 하나의 파단점을 갖는 동체로 구성되며, 상기 동체에 적어도 하나의 파단점을 배치함으로서 너트가 회전되어 볼트를 회전시킬 때 와샤가 볼트의 회전을 방지하고 이로써 너트가 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 볼트를 축방향으로 신장시키며 와샤에 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 볼트가 신장될 때 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인되도록 한다. 또한 본 발명은 고정구, 대상물고정방법 및 대상물고정용 동력공구에 본 발명의 새로운 와샤가 구비될 수 있다.

Description

와샤, 와샤가 구비된 고정구, 대상물고정방법 및 대상물고정용 동력공구 {WASHER, FASTENER PROVIDED WITH A WASHER, METHOD OF AND POWER TOOL FOR FASTENING OBJECTS}

본 발명은 와샤, 와샤가 구비된 고정구, 대상물고정방법 및 대상물고정용 동력공구에 관한 것이다.

예를 들어 내부슬리이브, 외부슬리이브 및 와샤를 포함하는 다중교체형 너트를 갖는 고정구를 이용하는 동력공구로 서로 다른 대상물을 고정하는 것이 알려져 있다. 이러한 교체형 너트는 예를 들어 본원 발명자의 미국특허 제5,341,560호에 기술되어 있다. 다른 교체형 너트가 본원 발명자의 미국특허 제6,254,323호에 기술되어 있는 바, 여기에서 볼트는 그 상부나선의 아래에 스플라인을 가지고 이에 와샤가 회전되지 않게 연결되며, 또한 볼트는 공구의 작용력이 볼트나선과 와샤면에서 너트를 회전시키는 동안에 반작용력을 가하기 위한 결합수단을 갖는다. 상기 언급된 특허문헌에 기술된 고정구에 있어서는, 공통의 특징이 한 공구의 작용 및 반작용력을 이용하는 것이며, 동력공구에서 반작용 암을 없애고, 토크가 토션없는 볼트신장으로 전환되고 힘이 기다란 볼트로부터 수동체결되는 너트에 전달될 때 추정된 볼트이완에 기초하는 실제의 마찰 또는 텐션 보다는 계산된 마찰에 기초하여 추정되는 토크 보다는 요구된 잔류볼트부하를 얻을 수 있도록 전환되는 것이다.

한가지 해결방안이 본원 발명자의 미국특허출원 제10/01,377호에 기술되어 있다. 이 특허출원에서는 일측 축방향측에 배치되고 너트가 결합되는 제1지지면, 반대측의 축방향측에 배치되고 대상물에 결합되는 제2지지면과, 볼트의 나선에 결합되는 적어도 하나의 회전저항면을 갖는 와샤가 제안되어 너트가 일측방향으로 주어진 힘에 의하여 회전하고 와샤의 동체가 반대방향으로 주어진 힘을 받을 때 너트가 회전하여 볼트를 긴장 또는 이완시키고 와샤의 동체는 회전되지 않고 고정된 상태에 놓이는 한편 볼트가 축방향으로 신장 또는 이완될 수 있게 되어 있다. 그러나, 제조비용을 적게 들이고 용이하게 제조될 수 있어야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 언급된 문제점을 해결할 수 있는 와샤, 와샤가 구비된 고정구, 대상물고정방법 및 대상물고정용 동력공구를 제공하는데 있다.

이러한 목적과 이후 명백하게 되는 다른 목적에 부합하여, 본 발명의 한 특징은 축선을 가지며, 일측 축방향측에 배치되고 너트가 결합될 수 있게 된 제1지지면, 반대측의 축방향측에 배치되고 대상물에 결합될 수 있게 된 제2지지면과, 볼트의 나선과 결합될 수 있게 된 적어도 하나의 제3 회전저항면이 구비된 동체를 갖는 와샤에 있는 바, 상기 동체에 적어도 하나의 파단점을 배치함으로서 너트가 회전되어 볼트를 회전시킬 때 와샤의 상기 동체가 볼트가 회전되는 것을 방지하고 이로써 너트가 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 볼트를 축방향으로 신장시키며 와샤의 상기 동체에 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 볼트가 신장될 때 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인됨을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은 대상물을 구성하는 두 부분을 연결하기 위한 것으로, 나선을 갖는 볼트, 볼트에 나선결합되는 너트, 너트와 대상물사이에 개재될 수 있게 되어 있고 축선을 가지며, 일측 축방향측에 배치되고 너트가 결합될 수 있게 된 제1지지면, 반대측의 축방향측에 배치되고 대상물에 결합될 수 있게 된 제2지지면과, 볼트의 나선과 결합될 수 있게 된 적어도 하나의 제3 회전저항면이 구비된 동체를 갖는 와샤를 갖는 고정구에 있어서, 상기 동체에 적어도 하나의 파단점을 배치함으로서 너트가 회전되어 볼트를 회전시킬 때 와샤의 상기 동체가 볼트가 회전되는 것을 방지하고 이로써 너트가 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 볼트를 축방향으로 신장시키며 와샤의 상기 동체에 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 볼트가 신장될 때 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은 대상물의 적어도 두 부분을 서로 조립하기 위한방법에 있는 바, 상기 방법이 나선을 갖는 볼트를 대상물의 부분에 삽입하여 볼트의 자유단부가 일측 대상물 부분의 외측으로 연장되게 하는 볼트삽입단계, 상기 볼트의 상기 자유단부에 와샤를 배치하는 단계, 와샤에 대하여 접속되게 상기 볼트의 상기 자유단부에 너트를 나선결합하는 단계, 동력공구를 배치하여 볼트를 긴장 또는 이완시키도록 너트에 결합되는 동력공구의 회전부를 이용하여 너트를 회전시키고 반작용력을 흡수하도록 와샤에 대하여 동력공구의 반작용부를 가하는 단계와, 와샤의 동체에 파단점을 배치하여 너트가 회전되어 볼트를 회전시킬 때 와샤의 상기 동체가 볼트가 회전되는 것을 방지하고 이로써 너트가 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 볼트를 축방향으로 신장시키며 와샤의 상기 동체에 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 볼트가 신장될 때 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인될 수 있도록 하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은 대상물을 구성하는 부분을 고정하기 위한 동력공구를 제공하는데 있는 바, 이 동력공구가 비회전요소가 구비된 하우징, 회전구동요소를 구동시키는 상기 하우징내의 동력구동부와, 고정구부분을 가지며, 고정구부분이 나선과 축선을 가지고 대상물을 구성하는 부분에 삽입되는 볼트, 상기 볼트에 나선결합되고 상기 구동요소에 결합되는 너트, 상기 너트와 대상물사이에 개재될 수 있게 되어 있으며 상기 비회전요소에 결합될 수 있게 된 와샤를 포함하고, 상기 와샤가 축선을 가지며, 일측 축방향측에 배치되고 상기 너트가 결합될 수 있게 된 제1지지면, 반대측의 축방향측에 배치되고 대상물에 결합될 수 있게 된 제2지지면과, 상기 볼트의 상기 나선과 결합될 수 있게 된 적어도 하나의 제3 회전저항면이 구비된 동체를 가짐으로서, 상기 너트가 상기 구동요소에 의하여 회전되어 상기 볼트를 회전시킬 때 상기 와샤의 상기 동체가 상기 볼트가 회전되는 것을 방지하고 이로써 상기 너트가 상기 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 상기 볼트를 축방향으로 신장시키며 상기 와샤의 상기 동체에 상기 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 상기 볼트가 신장될 때 상기 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인되도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시형태에 따라서, 와샤 동체가 두 동체부분으로 구성되고 일측 동체부분이 초기에는 볼트에 결합되는 타측 동체부분의 축방향 변위를 방지하고 그 이후에 상기 동체부분의 하나가 볼트의 신장에 응답하여 가하여지는 축방향 힘의 작용하에 파단될 수 있게 되어 있다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 와샤 동체는 축방향 힘이 볼트를 신장시킴으로서 와샤에 가하여질 때 파단점에서 파단되는 단일체요소로 구성될 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 와샤를 보인 단면도.

도 2는 와샤를 갖는 고정구와 고정구에 사용되는 공구를 보이고, 본 발명에 따른 고정방법을 설명하는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 와샤의 다른 실시형태를 보인 단면도.

도 1은 본 발명에 따른 와샤(1)를 보이고 있다. 와샤(1)는 동체(2)를 갖는다. 와샤(1)의 동체(2)는 너트에 결합될 수 있게 된 상부의 제1지지면(3), 조립될 두 부분으로 구성되는 대상물에 결합될 수 있게 된 하부의 제2지지면(4)과, 적어도 하나의 제3 회전저항면(5)을 갖는다.

제1 및 제2지지면(3)(4)은 축방향으로, 즉 축선 A1의 방향으로 간격을 두고있다. 적어도 하나의 제3 회전저항면(5)은 와샤(1)의 동체(2)의 방사상 내측에 위치한다. 제3 회전저항면(5)은 예를 들어 회전저항면(5)에 나선(6)을 형성하여 볼트의 나선에 결합될 수 있도록 형성된다.

도 1에서 보인 바와 같이, 와샤(1)의 동체(2)는 방사상 방향으로 인접하여 배치된 두 동체부분(7)(8)으로 구성되고 일측 동체부분(7)이 타측 동체부분(8)의 방사상 내측에 위치한다. 나선(6)을 갖는 회전저항면(5)은 일측 동체부분(7)의 방사상 내측에 형성된다. 타측 동체부분(8)은 일측 동체부분(7)의 상부에 배치되어 일측 동체부분(7)의 상향 축방향 변위를 방지하는 돌출부(9)를 갖는다. 그러나, 이 돌출부(9)는 축방향 상측으로 작용하는 힘의 작용하에 파단될 수 있게 구성되어 있다. 일측 동체부분(7)은 타측 동체부분(8)에 대하여 회전되지 않게 연결될 수 있도록 삽입되거나 널링가공 또는 스플라인가공되어 결합될 수 있다.

도 2는 와샤가 구비된 고정구와 이 고정구에 동력공구가 사용되는 것을 보이고 있다. 고정구는 내부나선(11)을 갖는 너트(10)를 갖는다. 또한 고정구는 외부나선(13)이 구비된 볼트(12)를 가지며 이 볼트의 축선은 A2로 표시하였다. 너트(10)는 와샤(1)의 동체(2)의 상부인 제1지지면(3)에 놓이는 하부의 지지면(14)을 갖는다. 볼트(12)의 외부나선(13)은 너트(10)의 내부나선(11)에 결합되고 또한 와샤(1)의 동체(2)의 내부나선(6)에 결합된다.

본 발명에 따른 동력공구(15)가 도 2에 도시되어 있다. 이 동력공구는 하우징(20)과 동력구동부(21)를 갖는다. 동력구동부는 예를 들어 실린더(24)와 이 실린더내에서 운동하고 피스턴 롯드(26)가 구비된 피스턴(25)을 포함하는 실린더-피스턴 유니트로 구성된다. 피스턴(25)에 구비된 피스턴 롯드(26)의 왕복운동은 폴(도시하지 않았음)이 구비된 적어도 하나의 구동판(27)을 통하여 래치트(28)의 회전운동으로 전환된다. 상기 폴은 래치트(28)의 톱니에 결합되어 있다. 구동요소(16)는 한편으로는 회전하는 래치트(28)에 결합되고 다른 한편으로는 너트(10)에 결합된다. 이러한 결합이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 구동요소(16)의 내면에는 예를 들어 다각형 내면과 같이 형성된 연결수단이 구비될 수 있다. 비회전요소(17)가 구동요소의 회전중에 발생된 반작용력을 흡수하기 위하여 고정된 하우징(20)에 연결된다. 비회전요소(17)는 와샤(1)의 동체(2)에 결합되어 고정구가 조립될 때 서로 일치하는 축선 A1 및 A2를 중심으로 하여 이 동체가 회전하는 것을 방지한다. 와샤에 결합하기 위하여, 비회전요소(17)에는 예를 들어 다각형 내면과 같이 형성된 연결수단이 구비된다.

와샤가 결합되는 고정구는 대상물(18), 특히 이 대상물(18)의 두 대상물부분(19)(19')을 조립할 수 있게 되어 있다.

도 2에서 보인 바와 같이, 동력공구(15)가 너트를 긴장 또는 이완시키기 위하여 고정구상에 배치되었을 때, 너트(10)에 결합된 구동요소(16)는 너트를 회전시키기 위하여 볼트(12)와의 나선마찰과 와샤(1)와의 면마찰을 극복토록 너트를 회전시키며, 비회전요소(17)는 와샤(1)와 너트(10)의 면마찰, 대상물(20)과의 면마찰과, 볼트(12)와의 회전마찰에 의한 반작용력을 흡수할 수 있도록 와샤(1)를 고정함으로서 와샤(1)는 회전하지 않으나 동력공구의 반작용력을 흡수한다. 초기에 너트(10)가 회전할 때, 볼트(12)는 너트와 함께 회전한다. 그러나, 고정된 와샤(1)가 고정된 동체부분(7)을 볼트의 외부나선(13)에 쐐기작용으로 고정됨으로서 이 볼트의 외부나선(13)과 와샤(1)의 나선(6)의 상호결합으로 볼트가 회전되지 않고 고정된다. 따라서, 볼트(12)가 너트(10)의 회전에 의하여 신장될 때 볼트(12)의 회전이 정지되고 축방향의 힘이 와샤(1), 특히 그 동체부분(7)에 축방향의 상측방향으로 가하여진다. 이러한 축방향 상향력의 작용하에, 와샤(1)의 동체부분(8)에 형성된 돌출부(9)가 파단되어 와샤(1)의 동체부분(8)이 상측으로 당기어진다.

도 3은 본 발명에 따른 와샤의 다른 실시형태를 보인 것이다. 여기에서 와샤(1')는 격벽(31)과 요구(32)를 갖는 일체형의 요소로 구성된 동체(2')를 가지며 요구는 격벽의 두께를 얇게 하여 파단될 수 있도록 형성한 것이다.

본 발명의 제2실시형태에 따른 와샤(1')의 작용은 도 1에서 보인 실시형태의 와샤(1)의 작용과 유사하다. 너트(10)가 동력공구의 구동요소(16)에 의하여 회전될 때, 볼트(12)는 너트와 함께 회전하려 할 것이다. 와샤(1)가 고정되어 내부의 동체부분(7)이 고정되면 볼트는 그 외부나선(13)과 와샤(1')의 동체(2')에 형성된 내부나선(6')의 상호결합으로 고정되나 축방향으로 신장될 것이다. 볼트(12)의 신장중에 발생된 축방향의 힘은 와샤(1')의 동체부분(7')에 축방향 상측으로 가하여져 이 동체부분(7')이 이동될 수 있도록 함으로서 돌출부(19)가 파단되고 와샤(1')의 동체부분(7')이 외측의 동체부분(8')에 대하여 축방향 상측으로 이동되게 한다.

상기 언급된 각 요소 또는 둘 이상의 이들 요소는 상기 언급된 형태와 상이한 다른 형태의 구성에 대하여서도 유용하게 적용할 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명이 와샤, 와샤가 구비된 고정구, 대상물고정방법 및 대상물고정용 동력공구에 대하여 예시되고 설명되었으나, 본 발명이 도시된 예로써 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 다양한 수정과 구조적인 변경이 있을 수 있을 것이다.

달리 분석함이 없이 상기 설명한 내용으로본 발명의 요지가 명백하게 되어 종래기술의 관점으로부터 현재의 지식을 이용하여 본 발명의 일반적인 관점 또는 특정한 관점의 중요한 특징을 구성하는 구조를 생략함이 없이 본 발명을 용이하게 적용할 수 있을 것이다.

Claims

축선을 가지며 일측 축방향측에 배치되고 너트가 결합될 수 있게 된 제1지지면, 반대측의 축방향측에 배치되고 대상물에 결합될 수 있게 된 제2지지면과, 볼트의 나선과 결합될 수 있게 된 적어도 하나의 제3 회전저항면이 구비된 동체를 갖는 와샤에 있어서, 상기 동체에 적어도 하나의 파단점을 배치함으로서 너트가 회전되어 볼트를 회전시킬 때 와샤의 상기 동체가 볼트가 회전되는 것을 방지하고 이로써 너트가 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 볼트를 축방향으로 신장시키며 와샤의 상기 동체에 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 볼트가 신장될 때 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인됨을 특징으로 하는 와샤.
제1항에 있어서, 상기 동체가 두 동체부분으로 구성되고 일측 동체부분이 초기에는 볼트에 결합된 타측 동체부분의 축방향변위를 방지하고 그 이후에 상기 동체부분의 하나가 축방향의 힘에 의하여 파단됨을 특징으로 하는 와샤.
제1항에 있어서, 상기 동체가 축방향 힘의 작용하에 파단점에서 파단되는 단일체의 요소로 구성됨을 특징으로 하는 와샤.
대상물을 구성하는 두 부분을 연결하기 위한 것으로, 나선을 갖는 볼트, 상기 볼트에 나선결합되는 너트, 너트와 대상물사이에 개재될 수 있게 되어 있고 축선을 가지며, 일측 축방향측에 배치되고 너트가 결합될 수 있게 된 제1지지면, 반대측의 축방향측에 배치되고 대상물에 결합될 수 있게 된 제2지지면과, 상기 볼트의 나선과 결합될 수 있게 된 적어도 하나의 제3 회전저항면이 구비된 동체를 갖는 와샤를 갖는 고정구에 있어서, 상기 동체에 적어도 하나의 파단점을 배치함으로서 너트가 회전되어 볼트를 회전시킬 때 와샤의 상기 동체가 볼트가 회전되는 것을 방지하고 이로써 너트가 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 볼트를 축방향으로 신장시키며 와샤의 상기 동체에 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 볼트가 신장될 때 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인됨을 특징으로 하는 고정구.
제4항에 있어서, 상기 동체가 두 동체부분으로 구성되고 일측 동체부분이 초기에는 볼트에 결합된 타측 동체부분의 축방향변위를 방지하고 그 이후에 상기 동체부분의 하나가 축방향의 힘에 의하여 파단됨을 특징으로 하는 고정구.
제4항에 있어서, 상기 동체가 축방향 힘의 작용하에 파단점에서 파단되는 단일체의 요소로 구성됨을 특징으로 하는 고정구.
대상물의 적어도 두 부분을 서로 조립하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법이 나선을 갖는 볼트를 대상물의 부분에 삽입하여 볼트의 자유단부가 일측 대상물 부분의 외측으로 연장되게 하는 볼트삽입단계, 볼트의 자유단부에 와샤를 배치하는 단계, 와샤에 대하여 접속되게 볼트의 자유단부에 너트를 나선결합하는 단계, 동력공구를 배치하여 볼트를 긴장 또는 이완시키도록 너트에 결합되는 동력공구의 회전부를 이용하여 너트를 회전시키고 반작용력을 흡수하도록 와샤에 대하여 동력공구의 반작용부를 가하는 단계와, 와샤의 동체에 파단점을 배치하여 너트가 회전되어 볼트를 회전시킬 때 와샤의 상기 동체가 볼트가 회전되는 것을 방지하고 이로써 너트가 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 볼트를 축방향으로 신장시키며 와샤의 상기 동체에 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 볼트가 신장될 때 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인될 수 있도록 하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 대상물고정방법.
대상물을 구성하는 부분을 고정하기 위한 동력공구에 있어서, 이 동력공구가 비회전요소가 구비된 하우징, 회전구동요소를 구동시키는 상기 하우징내의 동력구동부와, 고정구부분을 가지며, 고정구부분이 나선과 축선을 가지고 대상물을 구성하는 부분에 삽입되는 볼트, 상기 볼트에 나선결합되고 상기 구동요소에 결합되는 너트, 상기 너트와 대상물사이에 개재될 수 있게 되어 있으며 상기 비회전요소에 결합될 수 있게 된 와샤를 포함하고, 상기 와샤가 축선을 가지며, 일측 축방향측에 배치되고 상기 너트가 결합될 수 있게 된 제1지지면, 반대측의 축방향측에 배치되고 대상물에 결합될 수 있게 된 제2지지면과, 상기 볼트의 상기 나선과 결합될 수 있게 된 적어도 하나의 제3 회전저항면이 구비된 동체를 가짐으로서, 상기 너트가상기 구동요소에 의하여 회전되어 상기 볼트를 회전시킬 때 상기 와샤의 상기 동체가 상기 볼트가 회전되는 것을 방지하고 이로써 상기 너트가 상기 볼트에 대하여 견인력을 발생하여 상기 볼트를 축방향으로 신장시키며 상기 와샤의 상기 동체에 상기 와샤의 상기 동체의 일측 동체부분을 파단하는 축방향의 힘을 가하고 상기 볼트가 신장될 때 상기 와샤의 상기 동체의 상기 일측 동체부분이 축방향으로 견인되도록 함을 특징으로 대상물고정용 동력공구.