KR200372949Y1 - 풀림방지체결볼트의 구조 - Google Patents

풀림방지체결볼트의 구조 Download PDF

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KR200372949Y1
KR200372949Y1 KR20-2004-0030739U KR20040030739U KR200372949Y1 KR 200372949 Y1 KR200372949 Y1 KR 200372949Y1 KR 20040030739 U KR20040030739 U KR 20040030739U KR 200372949 Y1 KR200372949 Y1 KR 200372949Y1
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Abstract

본 고안은 간단한 구성으로도 가공 내지 제조와 체결조립이 용이할 뿐만 아니라, 풀림방지강도가 강하여 풀림방지가 완벽하게 이루어질 수 있는 풀림방지체결볼트의 구조를 제공한다.
그 풀림방지체결볼트의 구조는, 볼트(10,20,30)의 단부에 형성되는 체결너트용 나사(13,23,33)와 체결너트(41)나 체결암나사판부재(53)가 체결시킴으로써 모재(50)와 모재(50), 모재(50)와 이음판부재(51,52), 모재(50) 등을 체결하기 위한 풀림방지체결볼트의 구조에 있어서, 체결너트용 나사(13,23,33)가 체결너트(41)이 체결되는 체결나사부 길이(Y) 이상으로 볼트(10,20,30)의 단부측으로 형성되고, 진동 등에 의한 상기 체결너트(41)의 풀림방향으로의 회전시 마찰력 등으로 함께 회전되는 때에 더욱 체결되어 체결너트(41)의 풀림을 완벽하게 방지할 수 있도록 풀림방지너트(42,43,44)가 상기 체결너트(41)와 반대방향으로 나사체결되는 반대방향나사(14,24,34)가 상기 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향으로 상기 체결나사부 길이(Y)로부터 볼트(10,20,30)의 후방 단부측에 상기 체결너트용 나사(13,23,33)와 동일한 외경상에 중첩하여 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

풀림방지체결볼트의 구조{structure of a fastening bolt for preventing from releasing}
본 고안은, 간단한 구성으로도 가공 내지 제조와 체결조립이 용이할 뿐만 아니라, 풀림방지강도가 강하여 풀림방지가 완벽하게 이루어질 수 있는 풀림방지체결볼트의 구조에 관한 것이다.
종래, 풀림방지체결볼트너트의 다양한 구성이 개발되어 있다. 즉, 공개번호 제20-1998-0060388호의 너트의 풀림방지장치는, 각종 기계장치나 구조물의 결합을 위하여 사용되는 볼트와 너트가 조인 후 이완되지 않도록 체결하는 두개의 너트 사이에 탄성부쉬를 결합하고, 체결하는 두개의 너트는 그 조임방향을 달리하거나, 볼트에 체결되는 두개의 너트가 맞닿는 표면에 파형상의 돌출돌기를 형성하고 이 사이에 결합되는 탄성부쉬에 풀림방지판을 설치하여 탄성력으로 체결력을 유지시켜 풀림을 방지하게 함으로서 풀림방지를 위한 별도의 접착제 등의 사용없이 체결부의이완을 방지할 수 있어 시공당시의 체결상태를 견고하게 장기간 유지할 수 있으며 필요에 따라 분해하거나 재결합도 편리하고 쉽게 할 수 있어 실용적이며 체결부의 신뢰성을 완벽하게 유지시킬 수 있도록 고안된 것이다.
또, 이와 유사한 구성들이 일본공개특허 특개평5-71513호(1993.3.23), 일본공개특허특개평6-173929호(1994.6.21), 일본공개특허 특개평7-4418호(1995.1.10) 등에 공지되어 있다.
그러나, 상술한 것들은, 다같이 볼트의 나사부 외경을 달리하거나, 볼트의 나사부의 단부에 내측으로 암나사부를 형성하는 등의 구성을 하고 있어, 가공이 복잡,난이하다는 문제가 있을 뿐만 아니라, 볼트의 나사부 외경이 작은 나사부는 그 체결력이 작게 된다는 문제도 있으며, 또한, 체결시 2개의 너트가 서로 접촉하도록 구성되어야 하므로, 나사의 외경이 다른 위와 같은 구성에 있어서는 더욱 복잡한 구조로 되는 등의 문제가 있다.
따라서, 본 고안은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 가공 내지 제조와 체결조립이 용이할 뿐만 아니라, 풀림방지강도가 강하여 풀림방지가 완벽하게 이루어질 수 있는 풀림방지체결볼트의 구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 고안의 실시예들을 나타내는 풀림방지체결볼트의 구조의 개략 정면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1a의 풀림방지체결볼트를 이용하여 체결한 과정과 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 도 1b의 풀림방지체결볼트를 이용하여 체결한 상태의 개략 단면도이다.
도 4는 도 1c의 풀림방지체결볼트를 이용하여 체결한 상태의 개략 단면도이다.
도 5는 본 고안의 또다른 실시예에 따른 풀림방지체결볼트너트의 구조와 그 체결구조를 도시한 개략 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10,20,30: 풀림방지체결볼트 11,21,31: 체결나사부
12,22,32: 풀림방지나사부 13,23,33: 체결너트용 나사
14,24,34: 반대방향나사(골) 15,25,35: 비나사부
41: 체결너트 42,43,44: 풀림방지너트
45: 풀림방지체결너트 50: 모재
51,52: 이음판부재 53: 체결암나사판부재
A,E: 나사산과 나사산의 교차점 B: 나사산과 나사골의 교차점
C: 나사골과 나사골의 교차점 D: 나사골과 나사산의 교차점
H1,H2: 풀림방지너트 높이 W,Wa,Wb: 총 피체결부재의 폭
X: 비나사부 길이 Y: 체결나사부 길이
Z: 풀림방지나사부 길이
이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안의 일실시예에 따른 풀림방지체결볼트의 구조는, 볼트의 단부에 형성되는 체결너트용 나사와 체결너트나 체결암나사판부재가 체결시킴으로써 모재와 모재, 모재와 이음판부재, 모재 등을 체결하기 위한풀림방지체결볼트의 구조에 있어서, 체결너트용 나사가 체결너트이 체결되는 체결나사부 길이 이상으로 볼트의 단부측으로 형성되고, 진동 등에 의한 상기 체결너트의 풀림방향으로의 회전시 마찰력 등으로 함께 회전되는 때에 더욱 체결되어 체결너트의 풀림을 완벽하게 방지할 수 있도록 풀림방지너트가 상기 체결너트와 반대방향으로 나사체결되는 반대방향나사가 상기 체결너트용 나사와 반대방향으로 상기 체결나사부 길이로부터 볼트의 후방 단부측에 상기 체결너트용 나사와 동일한 외경상에 중첩하여 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 반대방향나사는, 상기 체결너트용 나사와 동일한 외경을 지닐 수 있으며, 그 반대방향나사의 나사산 내지 나사골의 피치 및 리드각이, 상기 체결너트용 나사의 피치보다 동일하거나 크게 형성될 수 있다.
또한, 본 고안은, 볼트의 단부에 형성되는 체결너트용 나사에 체결너트가 체결됨으로써 모재와 모재, 모재와 이음판부재 등을 체결하기 위한 풀림방지체결볼트너트의 체결구조에 있어서, 상기 체결너트은, 체결너트용 나사에 대응하게 형성된 암나사와 동일한 외경상에 중첩되게 그 나사와 반대방향의 나사가 형성된 풀림방지체결너트이며; 상기 볼트는 상기 체결너트용 나사가 형성되는 부분에 동일한 외경상에 중첩되게 그 체결너트용 나사와 반대방향인 반대방향나사가 형성된 풀림방지체결볼트이며; 상기 풀림방지체결볼트가 모재와 모재, 모재와 이음판부재 등의 볼트공을 통과하여 볼트 머리와 반대측으로 돌출하는 풀림방지체결볼트의 나사부에서, 상기 풀림방지체결너트가, 반대방향으로 회전시 반대방향나사에도 체결되는 위치까지 체결너트용 나사의 체결방향으로 체결된 후, 풀림방지체결너트가, 상기 체결너트용 나사의 나사산으로부터 이탈되지 아니하는 위치내에서 체결방향과 반대방향으로 약간 회전되어 더욱 체결력을 증대시키면서, 진동 등에 의해 어느 일방향으로 풀림방지체결너트가 회전하더라도 더욱 체결력을 증대시키게 되어 풀림방지체결너트의 풀림이 완전히 방지되는 것을 특징으로 하는 풀림방지체결볼트너트의 체결구조를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1c에는 본 고안의 실시예들에 따른 풀림방지체결볼트의 구조가 개략 정면도로 도시되며, 도 2a에는 도 1a의 풀림방지체결볼트를 이용하여 체결한 과정이 도시되고, 도 2b와 도 4에는 상기 풀림방지체결볼트들이 체결된 상태가 개략 단면도로 도시된다.
도 1a 내지 도 1b에 도시되는 풀림방지체결볼트(10,20,30)는, 다같이 볼트머리아래로 비나사부 길이(X)만큼 비나사부(15,25,35)가 형성된 후, 체결너트용 나사(13,23,33)가 체결너트(41)이 체결되는 체결나사부 길이(Y) 이상으로 볼트(10,20,30)의 단부측으로, 즉, 체결나사부 길이(Y) 및 풀림방지나사부 길이(Z)에 걸쳐 형성되며, 풀림방지나사부 길이(Z)에는 그 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향으로 그 체결너트용 나사(13,23,33)와는 중첩되게 동일한 외경상에 반대방향나사(14,24,34)가 형성된다. 그 비나사부(15,25,35)의 비나사부 길이(X)는, 도 2a 내지 도 5에서 총 피체결부재의 폭(W,Wa,Wb)보다 같거나 작은 것이 바람직하며, 체결나사부 길이(Y)와 풀림방지나사부 길이(Z)사이의 위치는 총 피체결부재의 폭(W,Wa,Wb)와 체결너트(41)의 높이를 고려하여 정밀하지 아니하더라도 체결너트(41) 및/또는 풀림방지너트(42,43,44)의 접촉면의 암나사공에 면취(챔퍼링)를 주거나, 와셔를 삽입함으로써 허용범위를 증대시킬 수 있을 것이다.
따라서, 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향나사(14,24,34)가 중첩되게 형성되는 풀림방지나사부 길이(Z)의 부분에서는 상기 체결너트용 나사(13,23,33)나 반대방향나사(14,24,34)의 나사골은 일정하지만, 나사산은 서로 다른 나사의 나사골에 의해 절삭된 형태로 된다. 즉, 체결너트용 나사(13,23,33)의 나사산과 반대방향나사(14,24,34)의 나사산의 교차점(A,E) 및 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향나사(14,24,34)의 나사골과 나사골의 교차점(C)에서는 나사산과 나사골이 제대로 형성되어 있고, 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향나사(14,24,34)의 나사산과 나사골의 교차점(B)이나, 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향나사(14,24,34)의 나사골과 나사산의 교차점(D)에서는 상대방의 나사골에 의해 나사산이 절삭되는 형태로 되고, 위 교차점(A,E)과의 사이에서는 체결너트용 나사(13,23,33)의 나사산은, 반대방향나사(14,24,34)의 나사골이 겹치는 정도에 따라 절삭되게 된다. 이에 따라, 도 1b에서와 같이 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향나사(14,24,34)의 나사산 내지 나사골의 피치(Pb)가 동일한 경우, 그 나사산과 나사골이 정면에서 보아 다이아몬드형태로 나타나게 되고, 각 나사산의 남은 형태가 서로 동일하게 되지만, 도 1a와 도 1c에서와 같이 반대방향나사(14,24,34)의 나사골의 피치(Pa,Pc)가 체결너트용 나사(13,23,33)의 나사산의 피치의 2배인 경우, 그 나사산과 나사골이 정면에서 보아 다양한 형태로 나타나는 바와 같이 위치에 따라 서로 다른 형태로체결너트용 나사(13,23,33)의 나사산이 남게 되며, 도 2b, 도 2c 및 도 4에 도시된 바와 같이 풀림방지너트(42,43,44)에는 암나사산사이가 단순한 원통형으로 된다.
한편, 이 실시예들에서는 비나사부(15,25,35)가 형성되지만, 비나사부(15,25,35) 없이 나사부만이 형성될 수도 있으며, 비나사부(15,25,35)와 체결나사부(11,21,31)는 거의 동일한 외경이지만, 상이한 외경으로 형성하는 것도 가능하다.
또한, 도 1a 내지 도 1c에서 상기 반대방향나사(14,24,34)는, 상기 체결너트용 나사(13,23,33)와 동일한 외경을 지니지만, 나사골의 깊이는 달리할 수도 있으며, 또, 도 1a와 도 1c에서 반대방향나사(14,24,34)의 나사산 내지 나사골의 피치는 같지만, 리드각(L)을 달리할 수도 있다. 반대방향나사(14,24,34)의 리드각(L)이 커지면, 상술한 반대방향나사(14,24,34)의 나사골의 피치를 크게 한 경우와 같이 후술하는 풀림방지너트(42,43,44)의 반대방향나사(14,24,34)에의 체결력은 작아지겠지만, 체결너트용 나사(13,23,33)의 나사산이 더 많이 남게 되어 1회전당 풀림방지너트(42,44)의 접촉면적은 넓게 되는 한편, 동일한 회전수로 체결하기 위해서는 도 2b와 도 4에서와 같이 풀림방지너트(42)의 높이(H1)보다 풀림방지너트(44)의 높이(H2)를 높게 하여야 할 것이다.
그러나, 반대방향나사(14,24,34)의 나사산(골)의 피치를 체결너트용 나사(13,23,33)의 경우보다 작게 하는 경우에는 체결너트용 나사(13,23,33)의 나사산이 너무 많이 제거 내지 절삭되게 되어 풀림방지너트(42,43,44)의 체결에 영향을 미치게 될 것이므로 바람직하지는 아니할 것이다.
이와 같이 구성되는 풀림방지체결볼트는, 도 2a에서와 같이, 모재(50)와 이음판부재(51,52)의 볼트공을 통과하여 볼트 머리와 반대측으로 돌출하는 체결나사부 측 단부에서 체결너트(41)가 체결너트용 나사의 체결방향으로 체결된 후, 도 2b, 도 3 및 도 4에서와 같이 반대방향나사에 풀림방지너트(42,43,44)가 그 반대방향나사(14,24,34)의 체결방향으로 체결됨으로써 체결이 완료된다.
그 후, 진동 등에 의해 상기 체결너트(41)가 풀림방향으로 미소량 회전하려 하더라도 마찰력 등으로 풀림방지너트(42,43,44)가 함께 회전되려고 하게 되지만, 그 체결너트(41)의 풀림방향의 회전은 풀림방지너트(42,43,44)의 체결방향의 회전으로 되어 풀림방지너트(42,43,44)를 더욱 체결시키게 되므로, 체결너트(41)의 풀림이 완벽하게 방지될 수 있게 된다.
위에서는 모재(50)와 모재(50)사이를 이음판부재(51,52)로 결합시키는 경우를 도시하고 설명하였지만, 모재(50)와 모재(50)를 중첩시키는 경우도 동일하게 이루어질 수 있으며, 또, 도 2c에서와 같이 체결너트(41)없이 직접 암나사가 형성된 체결암나사판부재(53)에 모재(50)를 결합 내지 고정시키는 경우, 체결암나사판부재(53)에 암나사가 관통되게 형성되고, 적어도 상기 암나사에 풀림방지체결볼트(10)의 체결나사부 길이(Y) 부분의 체결너트용 나사(13,23,33)가 체결되며, 후방의 돌출된 풀림방지나사부 길이(Z)의 부분에는 반대방향나사(14,24,34)에 풀림방지너트(42)가 반대방향으로 체결되어 상술한 바와 유사하게 풀림이 완전히 방지되도록 체결되게 된다. 그 체결암나사판부재(53)가 다른 모재일 수 있으며, 이와 같이 체결되는 경우에는 비나사부 길이(X)의 부분의 외경이 통상 크게 형성된다. 따라서, 상술한 체결너트(41)는 체결암나사판부재(53)를 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.
도 5는 본 고안의 또다른 실시예에 따른 풀림방지체결볼트너트의 구조와 그 체결구조를 도시한 개략 단면도이다.
도 5에서 볼트의 단부에 형성되는 체결너트용 나사(61)에 체결너트가 체결됨으로써 모재(50)와 모재(50), 모재(50)와 이음판부재(51,52) 등을 체결하기 위한 풀림방지체결볼트너트의 체결구조에 관한 것으로, 상술한 풀림방지체결볼트(10,20,30)의 체결너트용 나사(13,23,33)만이 형성된 체결나사부 길이(Y)와 반대방향나사(14,24,34)가 함께 형성된 풀림방지나사부의 개념 및 상술한 체결너트(41)과 풀림방지너트(42,43,44)의 개념을 하나의 나사부와 너트에 구현시킨 것이다.
즉, 도 5에서 체결너트은, 체결너트용 나사(61)에 대응하게 형성된 암나사와 동일한 내경상에 중첩되게 그 나사와 반대방향의 나사가 형성된 풀림방지체결너트(70)이며, 또, 볼트는 상기 체결너트용 나사(61)가 형성되는 부분에 동일한 외경상에 중첩되게 그 체결너트용 나사(61)와 반대방향인 반대방향나사(62)가 형성된 풀림방지체결볼트(60)이다. 이와 같이 구성되는 풀림방지체결볼트(60)가 모재(50)와 이음판부재(51,52) 등의 볼트공을 통과하여 볼트 머리와 반대측으로 돌출하는 풀림방지체결볼트(60)의 나사부에서, 상기 풀림방지체결너트(70)가 체결되게 된다. 그 풀림방지체결너트(70)의 체결은, 반대방향으로 회전시 반대방향나사(62)에도 체결되는 위치까지 체결너트용 나사(61)의 체결방향으로 그 풀림방지체결너트(70)를 체결시킨 후, 상기 체결너트용 나사(61)의 나사산으로부터 이탈되지 아니하는 위치내에서 체결방향과 반대방향으로 풀림방지체결너트(70)를 약간 회전하여 체결하는 것이다. 이때, 더욱 체결력이 증대되게 되므로, 힘을 가하여 반대방향으로 체결하는 것이 요구된다. 이와 같이 체결됨으로써 진동 등에 의해 어느 일방향으로 풀림방지체결너트(70)가 회전하더라도 더욱 체결력이 증대되게 되므로, 풀림방지체결너트(70)만으로 체결되고, 그 풀림이 완전히 방지될 수 있게 된다.
상술한 풀림방지체결볼트(10,20,30,60), 체결너트(41), 풀림방지너트(42,43,44), 풀림방지체결너트(70)의 구성은, 상술한 구성이외에는 다양한 나사종류, 예를 들어 나사의 줄수, 나사산의 모양, 나사의 평행 내지 테이퍼 정도 등에 따라 설계범위내에서 용이하게 변경될 수 있으며, 또한, 와셔를 채용하는 경우, 비나사부 길이(X)가 총 피체결부의 폭(W,Wb)보다 약간 길게 형성된 경우에도 체결너트(41) 및 풀림방지너트(42,43,44)가 체결될 수 있을 뿐만 아니라, 상술한 본 고안의 기술적 사상이외에 나사에 일반적으로 적용되는 일반적인 기술들은 모두 본 고안의 범위내에서 적용되거나, 변경될 수 있을 것이다.
또, 상기 볼트(10,20,30)의 나사부에 왼 나사와 오른 나사가 동일한 외경상에 중첩하여 형성된 풀림방지체결볼트는, 암나사가 왼 나사와 오른 나사의 어느 방향의 나사이거나 볼트를 상대적으로 왼쪽 방향과 오른쪽 방향중 한 방향으로 회전시켜 체결할 수 있으며, 또한, 풀림을 방지하기 위해 2개의 너트를 체결하는 경우, 그 2개의 너트의 나사의 방향을 서로 반대로 체결함으로써 더욱 효과적으로 풀림을 방지하할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 고안의 실시예에 따른 풀림방지체결볼트의 구조와 그 작용에 의하면, 동일한 외경에 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향나사(14,24,34)가 형성되므로, 그 제작이 용이하고, 체결조립이 용이할 뿐만 아니라, 반대방향나사(14,24,34)에 체결되는 풀림방지너트(42,43,44)의 체결강도도 크게 되고, 체결너트(41)의 풀림이 완벽하게 방지될 수 있게 되는 등의 효과가 있다.
또, 풀림방지체결볼트(60)와 풀림방지체결너트(70)에 의한 풀림방지체결볼트너트의 체결구조와 그 작용에 의하면, 더욱 체결너트(41)없이도 풀림방지체결너트(70)만으로 양자의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라, 풀림방지체결볼트(60)의 나사부의 길이를 작게 할 수 있어 가공이 간편해지는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 볼트(10,20,30)의 단부에 형성되는 체결너트용 나사(13,23,33)와 체결너트(41)를 체결시킴으로써 모재(50)와 모재(50), 모재(50)와 이음판부재(51,52), 모재(50) 등을 체결하기 위한 풀림방지체결볼트의 구조에 있어서,
    체결너트용 나사(13,23,33)가 체결너트(41)가 체결되는 체결나사부 길이(Y) 이상으로 볼트(10,20,30)의 단부측으로 형성되고, 진동 등에 의한 상기 체결너트(41)의 풀림방향으로의 회전시 마찰력 등으로 함께 회전되는 때에 더욱 체결되어 체결너트(41)의 풀림을 완벽하게 방지할 수 있도록 풀림방지너트(42,43,44)가 상기 체결너트(41)와 반대방향으로 나사체결되는 반대방향나사(14,24,34)가 상기 체결너트용 나사(13,23,33)와 반대방향으로 상기 체결나사부 길이(Y)로부터 볼트(10,20,30)의 후방 단부측에 상기 체결너트용 나사(13,23,33)와 동일한 외경상에중첩하여 형성된 것을 특징으로 하는 풀림방지체결볼트의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반대방향나사(14,24,34)의 나사산 내지 나사골의 피치 및 리드각이, 상기 체결너트용 나사(13,23,33)의 피치보다 동일하거나 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지체결볼트의 구조.
  3. 볼트(10,20,30)의 일측 단부에 형성되는 나사부에 체결너트(41)를 체결시킴으로써 모재(50)와 모재(50), 모재(50)와 이음판부재(51,52), 모재(50) 등을 체결시키기 위한 풀림방지체결볼트의 구조에 있어서,
    암나사가 왼 나사와 오른 나사의 어느 방향의 나사이거나 볼트를 상대적으로 왼쪽 방향과 오른쪽 방향중 한 방향으로 회전시켜 체결할 수 있고, 풀림을 방지하기 위해 2개의 너트를 체결하는 경우, 그 2개의 너트의 나사의 방향을 서로 반대로 체결할 수 있도록 상기 볼트(10,20,30)의 나사부에 왼 나사와 오른 나사가 동일한 외경상에 중첩하여 형성된 것을 특징으로 하는 풀림방지체결볼트의 구조.
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