KR20040016369A - 풀림방지 체결구 - Google Patents
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Abstract
볼트(3)와, 너트(2)와, 와셔(1)로 이루어지는 체결구에 있어서, 와셔(1)의 베이스부(4)에 볼트(3)의 호칭 지름보다도 조금 큰 볼트관통구멍(5)을 가지고, 이 볼트관통구멍(5)의 주위에, 볼트축방향 위쪽을 따라 지름이 작아지는 원추형상통편 (6)을 세워 형성하여, 베이스부(4)와 원추형상통편(6)에 연속한 결원용 슬릿을 형성한 와셔(1)의 원추형상통편(6)을, 너트(2)와 볼트(3)의 조임에 의해 지름이 작아져, 너트(2)의 원추형상구멍부(10)에 원추형상통편(6)을 끼워맞춤하고, 볼트(3)와 너트(2) 사이에 와셔(1)의 원추형상통편(6)을 끼워 좁힌 상태로 하여, 볼트축 직교방향과 볼트축방향의 2종의 일체화루트를 통하여, 볼트(3)와 너트(2)를 강력하게 일체화하여, 큰 풀림방지의 효능을 합리적으로 실현한다.
Description
일반적으로, 체결구는, 볼트와 너트, 혹은 볼트와 너트와 와셔로 이루어지는 것이 사용되고 있다. 당연한 일이지만 피체결재의 보호를 위해 와셔를 사용하는 것이 바람직하다. 체결구에 의하여 연결되는 가장 중요한 부위는, 비행기나 전차 등의 연결부, 건물, 철탑, 교각 위에 걸친 널빤지를 지탱하는 도리 등의 연결부이고, 이러한 탑승물의 주행에 의한 진동이나, 바람 등의 진동에 의해 풀림의 영향을 받는 부위에는, 특히 풀림방지가 실시된 체결구가 사용된다.
풀림방지효과를 발휘하는 체결구의 제안은 많이 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본국 특개평 9-79247호 공보에는, 와셔의 받침면을 경사진 경사면을 가지는 볼록부 혹은 오목부로 형성함과 동시에, 너트의 이면 또는 볼트의 머리부의 이면을, 와셔의 볼록부 혹은 오목부에 대응한 경사면을 가지는 오목부 혹은 볼록부로 형성하여, 서로 끼워 맞춤한 와셔의 경사면과 너트의 경사면에 압축에 의한 마찰력을 작용시켜, 풀림방지효과를 발휘한다고 하는 체결구가 개시되어 있다.
이 체결구에서는, 볼록부 형성의 경우에 있어서 너트의 나사부의 일부를 경사면으로 제공하기 위하여 손상시키는 중대한 불리함을, 해당 일부에 형성한 마찰부에서 보충하는 것으로 되어 있지만, 이 한정된 공간만으로 확보된 마찰력이 심한 풀림력에 저항하기에는 무리가 있다. 또한, 오목부를 형성한 경우에 있어서는, 너트 살빼기의 두께를 가산하지 않으면 안되고, 부분적으로 두꺼운 와셔라는 기묘한 형상으로 되며, 상기 볼록부 형성과 같이 한정된 공간만으로 확보된 마찰력에 의지하는 것에 무리가 있다.
이에 더하여, 본 제안에 있어서는 의지하고 있는 와셔에 버티기를 기대하기 어렵고, 와셔를 볼트와 너트의 나사맞춤에 대하여 회전하지 않도록 하고, 와셔에 회전방지용의 핀을 돌출 형성하는 구성도 이미 서술되어 있지만, 와셔에 회전방지용의 핀을 돌출 형성하기 위해서는, 와셔에 돌출 형성한 회전방지용의 핀에 대하여, 해당 핀을 끼워맞춤하는 끼워맞춤부를 피체결물 혹은 너트쪽에 형성할 필요가 있어, 구조가 복잡해지고, 생산성 및 범용성이 저감한다고 하는 문제도 있다. 궁극적으로는 핀의 전단력에 의지한다고 하는 문제가 있다.
또한, 풀림방지란 너트와 볼트와의 일체화이므로, 와셔와 너트의 일체화를 어느 정도 달성하더라도, 별개체로서의 볼트에 가해지는 풀림을 저지할 수 없어, 본 제안은 큰 결함을 가지고 있다.
일본국 특개평 11-6516호 공보에 있어서는, 나사구멍의 주위에 축구멍방향 위쪽을 따라서 지름이 작아지는 테이퍼형상의 바깥둘레면을 가지고, 이 바깥둘레면이 나사구멍에 대하여 미소하게 편심된 볼록부를 형성한 제 1 너트와, 제 1 너트의 볼록부가 끼워맞춤함과 동시에, 나사구멍과 동심형상으로 한 안둘레면을 가지는 오목부를 형성한 후행 장착의 제 2 너트로 구성한 풀림방지효과를 발휘하는 더블너트의 제안이 있다.
이 더블너트는, 제 1 너트의 편심방향측에, 수지 혹은 연질금속을 피복하고, 제 2 너트의 오목부에 제 1 너트의 볼록부를 끼워맞춤하여, 제 2 너트로 제 1 너트를 조이면, 편심한 제 1 너트의 볼록부가 나사구멍과 동심형상의 제 2 너트의 오목부에 끼워맞춤함으로써, 쐐기같은 작용을 이루어 풀림방지효과를 발휘한다고 하는 것이다.
즉, 선행 장착의 제 1 너트의 볼록부에 후행 장착의 제 2 너트의 오목부를 끼워맞춤시켜, 제 2 너트의 암나사와 볼트의 나사부를 나사맞춤해 가면, 제 1 너트의 볼록부가 편심되어 있기 때문에, 제 1 너트는 편심측에서 볼트를 누르면서 조이는 힘이 작용하고, 제 1 너트가 편심방향 다른 쪽으로 약간 위치가 어긋나기 때문에, 제 2 너트가 편심방향 다른 쪽에서 볼트를 가압하면서 조임력이 작용하게 된다.
제 1, 2 너트의 끼워맞춤 적층체의 상하의 서로 상반된 부분에서, 강력한 볼트축 직교방향으로부터 누름력이 작용함과 동시에, 제 1, 2 너트 사이의 테이퍼면의 마찰력으로 풀림방지가 이루어진다고 하는 것이다.
이 제안에서는, 볼트축에 상반하는 직교방향에서 상하로 불리한 전단력의 강력한 누름력이 가해져 볼트의 부담이 가중된다.
더블너트는, 2개의 너트를 겹쳐 사용하기 때문에, 나사산의 파손도 있어, 반복 사용에 견딜 수 없고, 비용이 상승하게 된다.
또한, 제 1 너트의 볼록부를 허용하는 공간이 필요하게 되어, 제 1 너트 및 볼록부를 허용할 수 없는 협소한 공간에서는, 더블너트를 사용할 수 없다고 하는 사용상의 제약도 있다.
일본국 특개평 10-306819호 공보에 있어서는, 도 23에 나타내는 바와 같이, 외면을 볼트축방향 위쪽을 따라서 지름이 작아지는 테이퍼형상으로 형성하여, 안둘레면에 너트의 암나사부(11)와 연속하는 암나사(22)를 형성하고, 원주의 일부를 볼트축방향으로 절결된 절결부(21)를 형성한 링형상의 풀림방지부재(20)와, 이 링부재(20)를 끼워맞춤하는 테이퍼형상의 안둘레면을 가지는 테이퍼오목부(30a)를 형성한 너트(2)로 이루어지는 풀림방지구조의 제안이 있다.
볼트(3)와 너트(2)를 조여 가면, 링형상의 풀림방지부재(20)는 지름이 작아져, 볼트(3)와 너트(2) 사이의 충전연결재화하여 너트(2)의 테이퍼오목부(30a)의 안으로 몰입한다.
그리고, 풀림방지부재(20)의 압축에 반발하는 볼트(3), 너트(3) 쌍방을 향한, 축 직각방향의 응력이 작용하여, 조임력이 커져, 나사의 풀림을 방지한다.
이 제안에서는, 이미 서술된 일본국 특개평 9-79247호와 같이 너트의 나사의 일부를 희생하고 있지만, 이 희생부에 지름의 작아짐이 자유로운 충전연결부재[풀림방지부재(20)]가 개재되어 있는 점에서 다르다.
이 풀림방지의 효과는, 결국, 풀림방지부재(20)의 테이퍼형상의 바깥둘레면과, 너트(2)의 테이퍼오목부(30a)와의 접촉에 의한 마찰력에 의지하여, 풀림방지부재(20)가 이면에서 볼트(3)와 일체화(나사가 맞물리기 위한 나사동작방향에 대해서는 일체 효과는 기대 할 수 없다.)하는 것으로 되어 있지만, 이 한정된 공간밖에 제공되지 않는 접촉면에서는 한도가 있기 때문에, 너트(2)의 상부를 넓은 지름으로 한 지름확대부(30)로 형성하여 테이퍼오목부(30a)를 형성할 필요가 있고, 너트(2)가 특수한 형상으로 되기 위해서, 제조비용이 증대한다고 하는 문제가 발생한다. 또한, 더블너트와 마찬가지로 지름확대부(30)를 허용할 수 없는 공간에서는, 특수형상으로 된 너트(2)를 사용할 수 없다고 하는 사용상의 제약도 있다.
이미 서술한 바와 같이, 풀림방지란 너트와 볼트와의 일체화이지만, 이 제안에서는 너트(2)의 테이퍼오목부(30a)에서의 볼트축 직교방향의 작용의 압축에 대한 반발력만으로, 이 일체화를 도모하고 있지만, 작은 공간만으로 확보할 수 없는 일체화 기능부에서는, 풀림방지에 지극히 취약하고, 실효성에 뒤떨어진다.
본 발명은 볼트와, 와셔와, 너트로 이루어지는 간단한 구조로, 강고하게 체결구의 풀림을 방지하는 풀림방지 체결구에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 풀림방지체결구를 나타내고, 볼트, 와셔 및 너트의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 와셔의 제 1 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 종단면도, (d)는 저면도이다.
도 3은 본 발명의 너트의 제 1 실시예를 나타내고, 반종단면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 와셔와 너트를 조립한 상태를 나타내는 반종단면도이다.
도 5의 (a)는 조이기 전의 와셔와 너트의 상태를 나타내는 종단면도, (b)는 조인 후의 와셔와 너트의 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 6은 도 1에 나타내는 체결구에 의해 피체결물을 조인 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 조임에 의해서 체결구에 가해지는 힘의 작용방향을 설명하는 설명도이다.
도 8은 조임에 의해서 와셔의 결원용 슬릿의 끝단가장자리가 너트에 걸린 상태를 설명하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 와셔의 제 2 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 종단면도, (d)는 저면도이다.
도 10은 도 9에 나타내는 와셔를 사용하여 체결구를 조인 상태에 있어서, 힘이 가해지는 방향을 설명하는 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 와셔의 제 3 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 저면도이다.
도 12는 본 발명의 와셔의 제 4 실시예를 나타내고, (a)는 종단면도, (b)는 저면도이다.
도 13은 본 발명의 와셔의 제 5 실시예를 나타내고, 체결구를 조인 상태를 나타내는 반종단면도이다.
도 14는 본 발명의 와셔의 제 6 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 저면도이다.
도 15는 본 발명의 와셔의 제 7 실시예를 나타내고, (a)는 사시도, (b)는 종단면도이다,
도 16은 본 발명의 와셔의 제 8 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 저면도이다.
도 17은 본 발명의 와셔의 제 9 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (b)는 저면도이다.
도 18은 본 발명의 와셔의 제 10 실시예를 나타내고, (a)는 측면도, (b)는 저면도이다.
도 19는 본 발명의 와셔의 제 11 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 저면도이다.
도 20은 본 발명의 와셔의 제 12 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 반종단면도이다.
도 21은 본 발명의 와셔의 제 13 실시예를 나타내고, 평면도이다.
도 22는 종래 예를 나타내고, 볼트와, 풀림방지부재와, 너트를 나타내는 사시도이다.
[발명의 개시]
제 1 발명은,
풀림방지체결구로서,
볼트와,
베이스부에, 볼트의 호징 지름보다도 조금 큰 볼트관통구멍을 가지고, 이 볼트관통구멍의 주위에, 볼트축방향 위쪽을 따라 지름이 작아지는 원추형상통편을 세워 형성하여, 베이스부와 원추형상통편에 연속한 결원용 슬릿을 형성한 와셔와,
상기 와셔와 대치하지 않은 반 부분의 안둘레의 직경을, 와셔의 원추형상통편의 선단부의 바깥둘레의 직경보다도 작게 하고, 와셔와 대치하는 측의 반 부분의개구의 직경을 와셔의 원추형상통편의 기초끝단 부분의 바깥둘레의 지름보다도 작게 한, 와셔의 원추형상통편의 높이보다도 조금 큰, 와셔의 원추형상통편의 경사각도와 동일경사각도의 테이퍼면을 가지는 원추형상 구멍부를, 볼트의 나사부와 나사맞춤하는 암나사부의 상부에 설치한 너트로 이루어지는 것에 있다.
제 1 발명에 있어서는, 피체결물을 조여 가면, 너트의 조임력이, 결원용 슬릿에 가해져, 결원용 슬릿의 빈틈이 작아지고, 와셔의 원추형상통편은 지름이 작아져, 너트의 원추형상구멍부와 볼트 사이에 와셔의 원추형상통편이 마치 충진재와 같이 개재되어, 너트와 볼트의 사이에 와셔의 원추형상통편을 끼운 상태가 되고, 너트와 와셔는, 상기 일본국 특개평 10-306819호와 같이, 볼트축 직교방향에 대하여 반발응력을 가져 일체화한다.
그러나, 다음의 점에서 현저히 다르다. 즉, 원추형상통편은 베이스부와 일체이기 때문에, 너트의 조임으로 작용하는 베이스부를 피체결면에 누르는 힘으로 가지고, 원추형상통편은 볼트축방향으로 강력하게 끌어당겨지지만, 이 때 내면이 볼트의 나사산에 잠식된 원추형상통편은, 볼트의 나사산에 갈라지는 방향으로 전단력을 작용시킨다. 이 지극히 강력한 전단력은, 볼트축 방향 전체 주위에 대한 와셔(원추형상통편)와 볼트의 쌍방에 작용하는 볼트축 방향에 대한 특유의 마찰력이고, 그 결과, 이미 서술한 너트의 베이스부로의 누름은, 강력한 탄성력으로 저항을 받아, 이 저항력을 통해 너트와 볼트는 일체화하고 있다.
결국, 와셔의 베이스부를 누르는 너트는, 와셔의 원추형상통편을 사이에 세운 볼트축방향의 나사산에 작용하는 전단력의 중개를 거치더라도, 볼트와 일체화하고 있다.
그리고, 본 발명의 체결구는 볼트축 직교방향과 볼트축 방향과의 2종의 일체화 루트를 통해 강력히 일체화하는 것으로 되어, 큰 풀림방지 효능을 합리적으로 실현한다.
또, 볼트와 너트의 사이에 끼어진 상태의 와셔의 원추형상통편은, 쐐기같은 작용을 발휘하여, 와셔보다도 볼트축 방향의 선단부에서 나사맞춤하고 있는 너트의 암나사부에, 전체둘레로부터 볼트의 나사부를 누름접촉하는 힘이 가해져, 너트와 볼트의 일체화를 더욱 강고한 것으로 하여, 풀림방지효능을 강화한다.
체결구로서 육각너트를 사용하면, 육각너트의 각부에 의해서, 피체결물의 체결면이 흠집이 나거나, 피체결물의 체결면에 육각너트의 체결면이 균등하게 접촉하지 않고, 볼트와 너트의 조임에 의한 압축력이 볼트축 대칭으로 균등하게 부하되지 않는 등의 문제가 있지만, 본 발명에 있어서는, 볼트와 너트의 사이에 와셔를 개재시키고 있기 때문에, 피체결물의 체결면의 보호, 볼트와 너트의 조임에 의한 압축력의 볼트축 대칭으로 균등한 부하 등, 와셔가 통상 발휘하는 효과도 당연한 일이지만 발휘된다.
와셔의 결원용 슬릿의 형상은, 지름이 작아지는 것이라면 좋고, 볼트축에 대하여, 기울어진 형상이더라도 좋고, 직선인 형상이더라도 좋고, 기타 V자 형상이더라도, 파형상이더라도 좋고, 여러 가지 형상의 결원용 슬릿을 형성할 수 있어, 결원용 슬릿의 형상은 상관없다.
제 2 발명은, 제 1 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성으로서, 와셔의 원추형상통편의 일부를 볼트관통구멍의 원중심에 대하여 미소하게 편심한 두께가 두꺼운 부분으로 한 것에 있다.
제 2 발명에 있어서는, 볼트와 너트의 나사맞춤에 따라, 지름이 작아진 와셔의 원추형상통편이 너트의 원추형상 구멍부에 끼워맞춤하였을 때에, 미소하게 편심한 원추형상통편의 두께가 두꺼운 부분이, 지름방향으로부터 볼트를 누르고, 와셔(원추형상통편의 두께가 두꺼운 부분)의 쐐기같은 효과에 의해서 와셔(원추형상통편)와 볼트의 쌍방에 작용하는 마찰력이 증대하여, 너트의 베이스부로의 누름이, 와셔의 강력한 저항을 받아, 이 저항력을 통해 너트와 볼트의 일체화가 강해져, 큰 풀림방지효능을 발휘한다.
또한, 와셔의 원추형상통편의 두께가 두꺼운 부분에서 지름방향으로부터 눌러져서 약간 비스듬하게 경사진 상태가 되려고 하는 볼트를, 너트가 이 두께가 두꺼운 부분과는 반대의 지름방향으로부터 누르기 때문에, 볼트축방향의 상하에서 대향한 지름방향으로부터의 누르는 힘이 볼트에 가해져, 풀림방지의 효능이 향상한다.
제 3 발명은, 제 1 또는 제 2 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성으로서, 와셔의 원추형상통편의 높이를, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에 볼트의 나사부의 피치와 동일피치로 적어도 2리드 반 이상의 암나사를 형성할 수 있는 높이로 한 것에 있다.
와셔의 원추형상통편의 높이를, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 볼트의 나사부의 피치와 동일피치로 적어도 2리드 반 이상의 암나사를 형성할 수 있는 높이로 하면, 볼트와 너트의 사이에 와셔의 원추형상통편이 확실하게 끼워지고, 끼워진 상태의 와셔(원추형상통편)에 이미 서술된 힘이 확실히 작용하므로, 큰 풀림방지효능을 발휘하는 볼트와 너트의 일체화를 확실한 것으로 한 것에 있다.
제 4 발명은 제 1, 제 2 또는 제 3 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성으로서, 와셔의 볼트의 조합에 있어서, 한쪽을 다른 쪽보다도 연질재로 한 것에 있다.
제 4 발명에 있어서는, 예를 들면 와셔를 볼트보다도 연질재로 하면, 와셔의 원추형상통편의 내면이, 너트의 조임에 의해서 볼트의 나사산에 확실히 잠식된 상태가 되어, 이 볼트의 나사산에 잠식된 상태의 와셔(원추형상통편)에 이미 서술된 여러 가지의 힘이 작용하므로, 너트와 볼트가 강력히 일체화한다.
볼트를 와셔보다도 연질재로 하면, 볼트의 나사부를 와셔의 원추형상통편의 내면에서 누르고, 볼트와 와셔(원추형상통편)가 눌러붙임되어, 와셔를 통한 볼트와 너트를 강력하게 일체화하는 것으로 된다.
제 5 발명은 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성으로서, 와셔의 결원용 슬릿을 볼트의 나사부의 나선방향과 반대방향으로 경사지게 형성한 것에 있다.
제 5 발명에 있어서는, 너트의 조임에 의하여 와셔의 원추형상통편에도 나선형상으로 조임토오크가 가해지지만, 와셔의 결원용 슬릿이 경사져 있으면, 나선형상으로 가해지는 조임토오크가 결원용 슬릿에 균등하게 가해져, 와셔(원추형상통편)는 지름이 작아져, 원활하게 와셔가 너트의 원추형상 구멍부에 끼워맞춤하고,너트의 베이스부로의 누름을, 볼트축의 전체둘레에 걸쳐 볼트축 대칭으로 균등하게 가할 수 있어, 너트와 볼트가 강력한 일체화를 실현한다.
와셔의 결원용 슬릿이, 볼트의 나사부의 나선방향과 반대방향으로 경사져 있으면, 너트의 강한 조임력에 의해, 너트의 조임 방향측의 결원용 슬릿의 끝단가장자리가 너트에 대하여 에지형상으로 되고, 이 에지형상으로 된 결원용 슬릿의 끝단가장자리가, 와셔의 베이스부를 누르는 너트의 체결면에 걸린 상태가 되어, 진동 등에 의해서 너트가 풀림방향으로 회전하려고 하면, 이 에지형상에 걸려 있는 부분이 스토퍼가 되어 너트의 풀림방향의 회전을 저지하고, 볼트와 너트의 일체화를 유지하여, 너트의 풀림을 방지하다.
제 6 발명은, 청구항 1, 2, 3 또는 4의 발명에 기재된 풀림방지 체결구의 구성으로서, 와셔의 결원용 슬릿을, 볼트의 나사부의 나선방향과 동일방향으로 경사지게 형성한 것에 있다.
제 6 발명에 있어서는, 제 5 발명과 같이, 볼트와 너트의 나사맞춤의 진행에 따르는 나선형상의 조임토오크가 와셔의 경사진 결원용 슬릿 전체에 균등하게 가해져, 와셔의 원추형상통편 전체가 균등하게 지름이 작아지기 때문에, 이미 서술된 힘이 볼트축 주위의 전체둘레에 걸쳐, 볼트축 대칭으로 균등하게 작용하여, 와셔를 통해 볼트와 너트가 강력한 일체화를 실현할 수가 있다.
제 7 발명은 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성으로서, 와셔의 결원용 슬릿을, 볼트축방향과 동일방향으로 형성한 것에 있다.
제 7 발명에 있어서는, 너트의 조이는 힘에 의해서 와셔의 원추형상통편이볼트축방향으로 강력하게 끌어 당겨진 상태가 되기 때문에, 볼트축방향과 동일방향으로 형성한 직선인 결원용 슬릿의 끝단가장자리가 날카로운 에지형상이 되고, 너트의 체결면에 걸린 상태가 되고, 이 에지형상에 걸린 부분이 스토퍼가 되어 너트의 풀림방향의 회전을 저지한다.
제 8 발명은 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6 또는 제 7 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성으로서, 와셔의 베이스부의 중앙부에, 원추형상통편의 큰 지름부의 직경보다 조금 큰 직경의 오목부를 형성한 것에 있다.
제 8 발명에 있어서는, 와셔의 베이스부의 중앙부에, 오목부를 형성하였기 때문에, 너트의 베이스부로의 누름이 이 오목부의 안쪽으로 작용하여, 오목부 주위에 잔존하고 있는 체결면으로 되는 와셔의 베이스부가, 피체결물과 면균일하게 접촉하는 것이 된다. 이 때문에 너트의 베이스부로의 누름이, 와셔의 베이스부의 전체 둘레에 걸쳐 볼트축 대칭으로 균등하게 작용하여, 풀림방지의 효능을 발휘하는 와셔를 통한 너트와 볼트의 일체화를 강력한 것으로 한다.
와셔의 베이스부에 오목부를 형성하였기 때문에, 볼트의 나사부 주위에 밀착하는 베이스부의 판두께가 얇아진 것과 마찬가지가 되어, 볼트의 나사부 주위에 밀착하여 베이스부의 판두께에 비하여 커지는 조임토오크를 작게 할 수가 있고, 특히, 규격치가 큰 체결구에 있어서는, 조임토오크가 작아지기 때문에, 조임작업을 편안히 할 수 있다.
제 9 발명은 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6 또는 제 7 발명기재의 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 베이스부에 이 베이스부를 지름방향으로 절결한,적어도 하나의 절결부를 형성한 것에 있다.
제 9 발명에 있어서는, 와셔의 베이스부에 절결부를 형성하여, 이 절결부에 의해서 와셔의 베이스부의 변형 자유도를 증대하였기 때문에, 조임토오크를 작게 할 수가 있고, 조임작업을 편안히 할 수 있다.
제 10 발명은 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 또는 제 9 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 편심된 원추형상편의 가장 두꺼운 두께가 되는 부위로부터 연이어 형성한, 와셔의 베이스부에 이 베이스부를 지름방향으로 절결한 적어도 하나의 절결부를 형성한 것에 있다.
제 10 발명에 있어서는, 와셔의 편심한 원추형상통편의 두께가 두꺼운 부분으로부터 연이어 설치하는 베이스부에, 지름방향의 절결부를 형성함에 따라, 특히 회전에 힘을 요하는 부분의 변형자유도가 증대하여, 조임토오크를 작게 하여, 조임작업을 간단하게 할 수 있다.
제 11 발명은 제 1, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 또는 제 9 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 원추형상통편의 축방향에 적어도 하나의 세로홈부를 형성한 것에 있다.
제 11 발명에 있어서는, 원추형상통편에, 적어도 하나의 세로홈부를 형성하였기 때문에 원추형상통편의 변형자유도가 증대하여, 원추형상통편의 지름이 작아지는 방향으로 용이하게 구부림 변형하기 때문에, 너트의 조임토오크가 감소하여, 조임작업이 용이해진다.
와셔의 원추형상통편에 형성한 세로홈부에 의해, 원추형상통편의 변형자유도가 증대하고 있기 때문에, 와셔(원추형상통편)의 볼트축 직교방향으로의 반발응력은 약해지지 않고, 와셔를 통한 볼트와 너트의 강력한 일체화를 유지하여, 강고한 풀림방지의 효능을 발휘한다.
또, 세로홈부의 형상은 와셔의 원추형상통편의 변형자유도를 증대하는 것이면 좋고, 세로홈부를 축방향에 대하여 직선으로 형성하는 것, 혹은 결원용 슬릿과 동일각도에서 경사지게 형성하는 것, 기타 측면 V자형상으로 형성하는 것, 파형상으로 형성하는 것 등, 여러 가지 형상으로 형성하는 것이 가능하다.
제 12 발명은 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 또는 제 10 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 편심한 원추형상통편의 가장 두께가 두꺼운 부위를 제외하고, 와셔의 원추형상통편의 축방향에 적어도 하나의 세로홈부를 형성한 것에 있다.
제 12 발명에 있어서는, 미소하게 편심한 두께가 두꺼운 부분을 형성한 와셔의 원추형상통편의 가장 두께가 두꺼운 부위를 제외하고, 와셔의 원추형상통편에 세로홈부를 형성하였기 때문에, 이 원추형상통편의 두께가 두꺼운 부분에 의한 누름력을 효율적으로 볼트에 가할 수 있다. 또한, 와셔의 변형자유도가 세로홈부에 의해 증대하기 때문에, 조임토오크를 작게 하여, 조임작업을 간단히 할 수가 있다.
제 13 발명은 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7, 제 8,제 9, 제 10, 제 11 또는 제 12 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 원추형상통편의 경사각도를 약 10°로 한 것에 있다.
제 13 발명에 있어서는, 와셔의 원추형상통편의 경사각도를 약 10°로 하면,원추형상통편의 높이는 이 원추형상통편의 안둘레면에, 볼트의 나사부의 피치와 동일피치의 암나사를 적어도 2리드 반 이상 형성할 수 있는 높이가 되기 때문에, 와셔의 원추형상통편을, 볼트와 너트의 사이에 확실하게 끼워지는 높이로 하여, 이미 서술된 힘을 와셔에 작용시켜서, 와셔를 통한 볼트와 너트가 강력한 일체화에 의한, 큰 풀림방지효능을 실현할 수가 있다.
제 14 발명은 제 5 또는 제 6 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 결원용 슬릿의 경사각도를 볼트축에 대하여, 약 20°에서 25°로 한 것에 있다.
제 14 발명에 있어서는, 와셔의 결원용 슬릿의 경사각도를, 볼트축에 대하여, 약 20°에서 25°로 설정하면, 결원용 슬릿의 끝단가장자리가, 볼트의 나사부와 일정한 위상차를 가지고 균등하게 접촉하게 되어, 나선형상에 가해지는 조임토오크에 의해 원활하게 와셔의 원추형상통편의 지름을 줄어들게 할 수 있다.
제 15 발명은 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7, 제 8,제 9, 제 10, 제 11, 제 12, 제 13 또는 제 14 발명에 기재된 풀림방지 체결구의 구성에, 와셔의 결원용 슬릿의 폭을, 볼트와 너트를 마감한 상태에서 빈틈을 가지는 폭으로 한 것에 있다.
제 15 발명에 있어서는, 너트를 마감한 상태에서 와셔의 결원용 슬릿의 단면이 빈틈을 가지는 폭이 되도록, 결원용 슬릿의 폭을 설정하고 있기 때문에, 너트를 마감한 상태에 있더라도, 너트와 볼트의 사이에 끼워진 상태의 와셔가 강력한 탄성력을 유지하여, 강력한 너트와 볼트의 일체화를 꾀하게 된다.
제 16 발명은 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7, 제 8, 제 9, 제10, 제 11, 제 12, 제 13, 제 14 또는 제 15 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에,볼트의 나사부와 끼워맞춤하는 나사조를 형성한 것에 있다.
제 16 발명에 있어서는, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 나사조를 형성하였기 때문에, 원추형상통편이 볼트의 나사부에 확실하게 끼워맞춤하여, 와셔와 볼트의 쌍방에 작용하는 마찰력을 확실히 발휘시켜, 볼트와 너트를 강력히 일체화한다.
제 17 발명은 제 16 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 볼트의 나사부와 동일피치의 암나사를 형성한 것에 있다.
제 17 발명에 있어서는, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 볼트의 나사부와 동일피치의 암나사를 형성하였기 때문에, 볼트와 너트의 조임에 따라, 와셔의 원추형상통편이, 볼트의 나사부에 나사 끼움하여 원활하게 지름이 작아져, 너트의 원추형상구멍에 끼워맞춤하고, 와셔를 통해 볼트와 너트가 강력한 일체화에 의한 강고한 풀림방지효과를 발휘한다.
제 18 발명은 제 16 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 볼트의 나사부의 피치보다도 작은 피치의 나사조를 형성한 것에 있다.
제 18 발명에 있어서는, 볼트와 너트의 조임에 따라, 볼트의 나사부의 선단부만이 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에 형성한 나사조에 나사 끼움 상태가 되어, 스패너 등의 기구를 사용하는 것에 따라, 체결구를 용이하게 푸는 것이 가능해져, 체결구를 떼어내어 행하는 점검작업을 편안히 할 수 있다.
제 19 발명은 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7, 제 8,제 9, 제 10, 제 11, 제 12, 제 13, 제 14, 제 15, 제 16, 제 17, 제 18, 제 19 또는 제 20 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔 혹은 너트를 합성수지로 형성한 것에 있다.
제 19 발명에 있어서는, 부식이 심한 장소에 사용하는 경우 등, 사용목적이나 사용상황에 따라서, 강고한 풀림방지효과를 발휘하는 합성수지제의 체결구를 사용할 수 있다.
제 20 발명은 제 19 발명에 기재된 풀림방지체결구의 구성에, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 세로방향에 걸쳐 안쪽으로 돌출하는 복수의 돌기부를 형성한 것에 있다.
제 20 발명에 있어서는, 합성수지제의 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 세로방향에 걸쳐 안쪽으로 돌출하는 복수개의 돌기부를 형성하였기 때문에, 와셔의 원추형상통편의 지름이 작아지고, 너트의 원추형상구멍부에 끼워들어갔을 때에, 볼트의 나사부에 와셔의 원추형상통편의 돌기부가 강하게 접촉되어, 볼트와 너트의 사이에, 와셔의 원추형상통편을 확실하게 끼운 상태가 되기 때문에, 합성수지제의 와셔에 이미 서술된 힘이 확실하게 작용하여, 볼트와 너트가 강력한 일체화에 의한 큰 풀림방지의 효능을 실현한다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 참조로 하면서 설명한다.
우선, 제 1 실시예로서 도 1 내지 도 6에 나타내는 풀림방지체결구에 관하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 풀림방지체결구는, 와셔(1), 너트(2) 및 볼트(3)로 이루어지고, 이들의 와셔(1), 너트(2) 및 볼트(3)를 서로 나사맞춤 조립하여, 와셔(1)를 통해 볼트(3)와 너트(2)를 강력하게 일체화함으로써 큰 풀림방지효능을 실현하는 것이다.
와셔(1)는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 원형평판형상의 베이스부(4)의 중심에 볼트(3)의 나사부(13)가 관통하는 나사부(13)의 지름보다 조금 큰 볼트관통구멍(5)을 가지고, 이 볼트관통구멍(5)의 주위에 볼트축의 선단방향으로 지름이 작아지는 원추형상통편(6)을 세워 형성하고 있다.
본 실시예에서는, 베이스부(4)와 원추형상통편(6)에 볼트(3)의 나사부(12)의 나선방향과 반대방향으로 경사진 결원용(缺圓用) 슬릿(7)을 형성하고 있다.
본 예에 있어서, 원추형상통편(6)의 경사각도 θ1은 약 10°이고, 결원용 슬릿(7)의 볼트(3)의 축방향에 대한 경사각도 θ2는 약 20°에서 25°이다.
원추형상통편(6)의 경사각도 θ1을, 약 10°로 하면, 원추형상통편(6)의 안둘레면에, 볼트(3)의 나사부(13)와 동일피치의 암나사를 2리드 반 이상 형성할 수있는 높이가 된다.
또한, 볼트축방향에 대하여 결원용 슬릿(7)의 경사각도 θ2를 약 20°에서 25°로 하면, 결원용 슬릿(7)이, 볼트(3)의 나사부(13)의 나사산마다, 일정한 위상차를 가지고, 접촉하는 것으로 된다.
또, 결원용 슬릿(7)은, 볼트축방향에 대하여, 직선으로 형성하더라도 좋고, 볼트축방향에 대하여 경사지게 하는 경우는, 경사각도를 약 20°에서 25°로 한정하는 것은 아니다.
너트(3)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 볼트(3)의 나사부(13)와 나사맞춤하는 암나사부(11)의 상부에, 와셔(1)의 원추형상통편(6)을 끼워맞춤하는 원추형상구멍부(10)를 형성하고 있다. 원추형상구멍부(10)의 경사각도 θ3은, 원추형상통편 (6)의 경사각도 θ1과 동일각도인 약 10°로 설정하고 있다. 암나사부(11)와 원추형상구멍부(10)의 사이에는, 안날밑형상의 단부(12)를 형성하고 있다.
원추형상구멍부(10)는, 와셔(1)와 대치하지 않은 반 부분의 안둘레의 지름을, 원추형상통편(6)의 선단부의 바깥둘레의 지름보다도 작게 하고, 와셔(1)와 대치하는 쪽의 반 부분의 개구의 지름을 원추형상통편(6)의 기초끝단 부분의 바깥둘레의 지름보다도 작게 하고 있다.
이 때문에 도 4에 나타내는 바와 같이, 너트(2)의 원추형상구멍부(10)에, 와셔(1)의 원추형상통편(6)을 끼워 넣으면, 원추형상통편(6)의 선단부만이 원추형상구멍부(10)에 끼워 넣어져, 와셔(1)가 너트(2)로부터 돌출한 상태가 된다.
도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 와셔(1)와 볼트(3)의 사이에 피체결물(15)을 끼우고, 나사부(13)와 암나사부(11)를 나사맞춤하여, 너트(2)의 조임력을 작용시켜 가면, 너트(2)의 암나사부(11)의 리드각에 따른 나선형상의 조임력이 경사진 결원용 슬릿(7)에 균등하게 가해진다.
그리고, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 최초에 L1의 폭을 가지고 있는 결원용 슬릿(7) 전체가 균등하게 L2의 폭까지 작아지고, 원추형상통편(6) 전체가 균등하게 지름이 줄어들어, 너트(2)의 조임에 따라, 원추형상통편(6)이 원활하게 원추형상구멍부(10)에 끼워 맞춤되어 간다.
결원용 슬릿(7)의 폭 L1은, 본 실시예에서는 약 3mm 정도로 설정하고 있다. 결원용 슬릿(7)의 폭 L1은, 너트(2)를 마감한 상태에서, 결원용 슬릿(7)의 폭 L2이 0.5mm∼1mm 정도의 틈을 가지는 폭이라면 좋다.
볼트(3)에 대하여, 와셔(1)를 연질재로 하면, 너트(2)의 조임에 따라, 나사부(13)의 첨단부가 원추형상통편(6)의 안둘레면에 잠식하여, 원추형상통편(6)의 안둘레면이 깎인 상태로 원추형상통편(6)의 대략 전체가 너트(2)의 원추형상구멍부 (10)에 끼워맞춤 된다.
즉, 도 6에 나타내는 바와 같이, 원추형상통편(6)이 마치 충진재와 같이 너트(2)와 볼트(3) 사이에 원추형상통편(6)을 끼운 상태가 된다.
도 7은 와셔(1), 너트(2) 및 볼트(3)의 사이에 작용하는 힘의 방향을 설명하는 도면이다. 도면 중 검은 화살표는, 와셔(1)에 의해 풀림방지의 효능을 발휘하는 힘의 방향을 나타내고, 도면중 흰 화살표는, 볼트(3)와 너트(2)에 가해지는 힘의 방향을 나타낸다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 우선 너트(2)와 와셔(1)는, 너트(2)와 볼트(3)와의 사이에 끼워진 상태의 와셔(1)의 볼트축 직교방향에 관해서 반발응력(화살표 F1)을 가지고, 일체화한다.
이어서, 너트(2)의 조임으로 베이스부(4)를 피체결면에 눌러붙치는 힘으로써 원추형상통편(6)이 볼트축방향으로 강력히 끌어당겨진다(화살표 St). 이 때, 내면을 볼트(3)의 나사산에 잠식된 원추형상통편(6)에는, 볼트(3)의 나사산에 갈라지는 방향의 전단력(화살표 F3)이 작용한다. 이 지극히 강력한 전단력(화살표 F3)은, 볼트축방향 전체둘레에 대한 와셔(1)와 볼트(3)의 쌍방에 작용하는 볼트축방향에 대한 특유한 마찰력이고, 그 결과, 너트(2)의 베이스부(4)의 가압(화살표 F2)은 강력한 와셔(1)의 탄성력으로 저항을 받고, 이 저항력(화살표 C)을 통해 너트(2)와 볼트(3)는 일체화하고 있다.
그러나, 볼트(3)와 너트(2)는 와셔(1)를 통해 볼트축 직교방향(화살표 F1)과 볼트축방향(화살표 F2)의 2종의 일체화 루트를 통해, 강력하게 일체화하는 것으로 되어, 큰 풀림방지효능을 합리적으로 실현한다.
볼트(3)와 너트(2)의 사이에 끼워진 와셔(1)의 원추형상통편(6)은, 쐐기같은 작용을 발휘하여, 와셔(1)보다도 볼트축방향의 선단부에서 나사맞춤하고 있는 너트 (2)의 암나사부(11)에, 전체둘레로부터 볼트의 나사부(13)를 누름접촉하는 힘(화살표 F4)이 가해져, 너트(2)와 나사맞춤하고 있는 볼트(3)의 나사산에 가해지는 마찰력(화살표 F5)을 강화하고, 너트(2)와 볼트(3)의 일체화를 더욱 강력한 것으로 하여, 종방향 흔들림, 횡방향 흔들림, 경사방향 등의 모든 진동에 대하여, 큰 풀림방지효능을 합리적으로 실현한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 와셔(1)의 결원용 슬릿(7)이 볼트(3)의 나선방향과 반대방향으로 경사져 있으면, 와셔(1)의 베이스부(4)에 너트(2)의 나선형상의 조임력 T가 가해지기 때문에, 나선방향 앞쪽에 위치하는 결원용 슬릿(7)의 끝단가장자리(7a)가 너트(2)의 체결면(2a)에 대하여 날카로운 에지형상이 되어, 이 에지형상이 된 결원용 슬릿(7)의 끝단가장자리(7a)가 너트(2)의 체결면(2a)에 잠식하여 체결면(2a)을 솟게 하여 걸린 상태가 된다.
볼트(3)와 너트(2)의 나사맞춤이 느슨해지는 방향은, 조임력 T가 가해지는 방향과는 반대방향이 되기 때문에, 볼트(3)와 너트(2)의 나사맞춤이 느슨해지는 방향으로 진동 등이 가해진 경우이더라도, 결원용 슬릿(7)의 끝단가장자리(7a)가 너트(2)의 체결면(2a)이 걸린 부분은 스토퍼가 되어, 풀림방향으로의 너트(2)의 회전을 저지한다.
또, 와셔(1)의 원추형상통편(6)의 높이는 원추형상구멍부(10)의 높이보다도 낮게 설정하고 있고, 너트(2)의 원추형상구멍부(10)와 암나사부(11)와의 사이에는, 안날밑형상의 단부(12)를 형성하고 있기 때문에, 너트(2)의 조임력에 의해서 원추형상통편(6)이 늘어났다고 해도, 원추형상통편(6)의 선단이 암나사부(12)까지 도달하지 않고, 나사부(13)나 암나사부(11)를 강하게 찌그러뜨려 흠을 내지는 않는다.
볼트(3)에 대하여, 와셔(1)와 너트(2)는, 한 쌍의 조합뿐만 아니라,와셔(1)와 너트(2)의 조합을 복수개 사용하는 것에 의해 보다 강고한 풀림방지효과를 발휘시키는 것도 가능하다.
본 예에 있어서는, 볼트(3)에 대하여, 연질재의 와셔(1)를 사용한 예를 나타내었지만, 본 예에 한정하지 않고, 와셔(1)와 볼트(3)의 조합에 있어서, 와셔(1)에 대하여 볼트(3)를 연질재로 하더라도 좋다. 이 경우는, 경질재의 와셔(1)가 연질재의 볼트(3)의 나사산을 눌러, 원추형상통편(6)의 안둘레면이 나사산에 눌러붙임하고, 도 7에 나타내는 이미 서술된 힘이 와셔(1)에 작용하여, 와셔(1)를 통한 볼트(3)와 너트(2)가 강력한 일체에 의한 큰 풀림방지의 효능을 실현하는 것이 된다.
예를 들면, 경질재로서 마르텐사이트조직을 가지는 담금질한 합금재와, 담금질하지 않은 상태의 합금재의 조합 등을 생각할 수 있다. 경질재로서, 담금질한 합금을 사용하여 와셔(1)를 형성하면, 지름이 줄어든 와셔(1)가, 너트(2)의 조임력을 해제함으로써 원래의 상태까지 복원하기 때문에, 풀림방지의 효능을 저감하지 않고, 복수회의 반복 사용이 가능하게 된다.
다음에, 본 발명의 와셔(1)의 제 2 실시예에 관해서 설명한다.
도 9는 와셔(1)의 제 2 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 종단면도, (d)는 저면도이다.
와셔(1)는, 원추형상통편(6)의 일부에 볼트관통구멍(5)의 원중심에 대하여 미소하게 편심된 두께가 두꺼운 부분(9)을 형성하고 있다. 원추형상통편(6)을 끼워맞춤하는 너트(2)의 원추형상구멍부(10)에 있어서는, 원추형상구멍부(10)와 암나사부(11)의 사이에 형성한 안날밑형상의 단부(12)의 면적이 확대된다.
도 10은 편심된 와셔(1)에 의해 풀림방지의 효능을 나타내는 힘의 방향을 설명하는 도면이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 원추형상구멍부(10)에 끼워맞춤한 원추형상통편(6)이 미소하게 편심되어 있는 두께가 두꺼운 부분(9)이, 지름방향으로부터 볼트 (3)를 누르고(화살표 F1), 두께가 두꺼운 부분(9)으로 눌러져서 약간 비스듬하게 기울어진 상태가 되려고 하는 볼트(3)를, 너트(2)의 암나사부(11)에서 두께가 두꺼운 부분(9)과는 반대의 지름방향으로부터 누르기 때문에(화살표 F2), 볼트(3)에 볼트축방향의 상하에서, 대향한 지름방향으로부터의 누름력(F1, F2)이 가해져서 큰 풀림방지효능을 발휘한다.
또한, 너트(2)의 원추형상구멍부(10)에 끼워맞춤한 원추형상통편(6)의 두께가 두꺼운 부분(9)이, 지름방향으로부터 볼트(3)를 누르는 쐐기같은 효과에 의해서, 와셔(1)보다도 볼트축방향의 선단부에서 나사맞춤하고 있는 너트(2)의 암나사부(11)에, 전체둘레로부터 볼트의 나사부(13)를 누름접촉하는 힘(화살표 F4)이 가해지고, 너트(2)와 볼트(3)의 쌍방의 나사산에 가해지는 마찰력을 강화하여, 볼트 (3)와 너트(2)의 일체화를 강력한 것으로 하고 있다.
도 11은 와셔(1)의 제 3 실시예를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 저면도이다.
와셔(1)는, 원추형상통편(6)의 안둘레면에 볼트(3)의 나사부(13)와 동일피치의 암나사(8)를 2리드 반에서 3리드로 형성하고 있다. 또한 결원용 슬릿(7)은 볼트(3)의 나선방향과 동일방향으로 경사져 있다.
원추형상통편(6)의 안둘레면에, 볼트(3)의 나사부(13)와 동일피치의 암나사 (8)를 형성한 경우, 볼트(3)와 너트(2)의 나사맞춤에 따라 원추형상통편(6)에 형성한 암나사(8)가, 볼트(3)의 나사부(13)에 나사 끼움하여, 나선방향의 조임력이 나선방향과 동일방향으로 경사진 결원용 슬릿(7)에 균등하게 가해지고, 원추형상통편 (6) 전체가 균등하게 지름이 작아져 원활하게 너트(2)의 원추형상구멍부(10)에 와셔(1)의 원추형상통편(6)을 끼워맞춤시킬 수 있어 조임작업이 용이해진다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 와셔(1)의 제 4 실시예로서, 미소하게 편심된 두께가 두꺼운 부분(9)을 형성한 원추형상통편(6)의 안둘레면에, 볼트(3)의 나사부 (13)와 동일피치의 암나사(8)를 형성하더라도 좋다.
또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 와셔(1)의 제 5 실시예로서, 와셔(1)의 원추형상통편(6)의 안둘레면에 볼트(3)의 나사부(13)의 피치보다도, 미세한 피치의 나사조(8)를 형성하더라도 좋다.
나사조(8)를, 볼트(3)의 나사부(13)보다도 미세한 피치로 하면, 와셔(1)는 나사부(13)의 첨단부만이 나사조(8)와 나사 끼움 상태가 된다. 이때문에, 스패너 등의 기구를 사용하는 것에 의해, 체결구를 간단히 느슨하게 할 수 있고, 일정기간마다 체결구를 떼어낼 필요가 있는 경우에 편리하고, 정기점검 등의 작업을 편리하게 할 수 있다.
또, 미소하게 편심된 두께가 두꺼운 부분(9)을 형성한 와셔(1)의 원추형상통편(6)의 안둘레면에, 볼트(3)의 나사부(13)보다도 미세한 피치의 나사조(8)를 형성하더라도 좋다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 와셔(1)의 제 6 실시예로서, 와셔(1)의 결원용 슬릿(7)을 볼트(3)의 축방향과 동일방향의 직선인 형상으로 하더라도 좋다.
너트(2)의 조임력에 의해서, 와셔(1)의 원추형상통편(6)이 볼트축방향으로 강제로 끌어당겨진 상태가 되기 때문에(도 7 참조, 화살표 St), 직선인 결원용 슬릿(7)의 끝단가장자리가, 너트(2)의 체결면에 대하여 에지형상으로 되고, 이 에지형상으로 된 결원용 슬릿(7)의 끝단가장자리가, 너트(2)의 체결면에 걸려, 결원용 슬릿(7)의 에지형상에 걸린 부분이 스토퍼가 되어, 너트(2)의 풀림방향으로의 회전을 저지한다.
도 15는 와셔(1)의 제 7 실시예를 나타내고, 와셔(1)의 베이스부(4)의 중앙에 원추형상통편(6)의 큰 지름부의 직경보다도, 약간 큰 직경의 오목부(4a)를 형성하고 있다.
통상, 너트(2)의 암나사(11)의 지름은 가공오차를 해소하기 위해서 볼트(3)의 나사부(13)의 지름에 대하여 약간 크게 형성되어 있고, 볼트(3)가 너트(2)에 대하여, 다소 기울어진 상태에서 너트(2)와 볼트(3)가 조여진다. 너트(2)에 대한 볼트(3)의 경사는, 너트(2)와 볼트(3)의 규격치가 커질 수록, 커지는 경향으로 있다. 볼트(3)가 다소 기울어진 상태가 되면, 너트(2)의 베이스부(4)로의 누름이, 와셔 (1)의 베이스부(4)의 전체둘레에 걸쳐 볼트축 대칭으로 균등하게 가해지지 않기 때문에, 풀림방지의 효능을 발휘할 수 없게 된다.
와셔(1)의 베이스부(4)의 중앙부에, 오목부(4a)를 설치하였기 때문에, 너트 (2)의 베이스부(4)로의 누름이, 이 오목부(4a)의 안쪽으로 작용하여, 오목부(4a) 주위에 잔존하고 있는 베이스부(4)가, 피체결물과 면균일하게 접촉하고, 규격치가 큰 체결구에 있어서도, 너트(2)의 베이스부(4)로의 누름이, 와셔(1)의 베이스부(4)의 전체둘레에 걸쳐, 볼트축 대칭으로 균등하게 작용하여, 와셔(1)를 통한 너트(2)와 볼트(3)로의 일체화를 강력한 것으로 한다.
또한, 볼트(3) 및 너트(2)가 커지면, 규격으로 정해진 와셔(1)의 베이스부 (4)의 판두께도 당연히 두꺼워지지만, 베이스부(4)의 판두께가 두꺼워지면, 조임토오크가 커져, 조임 작업이 곤란하게 된다고 하는 문제가 생겨난다.
와셔(1)의 베이스부(4)에 오목부(4a)를 형성하면, 이 오목부(4a)에 의해서, 볼트(3)의 나사부(13)와, 와셔(1)의 베이스부(4)와의 사이에 빈틈이 형성되어, 볼트(3)의 나사부(13) 주위에서, 와셔(1)의 베이스부(4)가 얇아진 것과 같기 때문에, 조임토오크를 작게 할 수가 있고, 필연적으로 와셔(1)의 베이스부(4)가 두꺼워지는 큰 체결구이더라도, 조임작업을 편안히 할 수 있다.
도 16은 와셔(1)의 제 8 실시예를 나타내고, 와셔(1)의 베이스부(4)에 지름방향으로 베이스부(4)를 절결한 절결부(4b)를 형성하고 있다.
이 절결부(4b)를 형성하는 것에 의해, 너트(2)의 조임력에 대하여 와셔(1)의 변형자유도가 증대하여, 원추형상통편(6)이 용이하게 지름이 작아지는 방향으로 구부림 변형하고, 비교적 약한 힘으로 용이하게 너트(2)를 조일 수가 있다.
원추형상통편(6)에 두께가 두꺼운 부분(9)을 형성한 경우, 이 두께가 두꺼운 부분(9)의 가장 두께가 두꺼운 부위로부터 연이어 형성하고 있는 베이스부(4)에 지름방향의 절결부(4b)를 형성하는 것에 의해 두께가 두꺼운 부분(9)의 존재에 의해 특히, 회전에 힘을 요하는 부분의 변형자유도가 증대하기 때문에, 조임토오크가 작아져서, 조임작업을 편안히 할 수 있다.
도 17은 와셔(1)의 제 9 실시예를 나타내고, 와셔(1)는 원추형상통편(6)에 축방향으로 복수의 세로홈부(7a)를 형성하고 있다. 이 세로홈부(7a)에 의해서 너트(2)의 조임력에 대하여 원추형상통편(6)의 변형자유도가 증대하고, 원추형상통편 (6)의 지름이 작아지는 방향으로 용이하게 구부림 변형하기 때문에, 조임토오크를 작게 할 수가 있다.
또한, 와셔(1)는 세로홈부(7a)에 의해서 변형자유도가 증대하고 있기 때문에, 원추형상통편(6)의 볼트축 직교방향으로의 반발응력은 약해지지 않고, 볼트와 너트가 강력한 일체화를 유지한다.
세로홈부(7a)는 결원용 슬릿(7)과 같이, 볼트(3)의 나사부(13)의 나선방향과 동일방향으로 경사지게 형성하더라도 좋다.
세로홈부(7a)를 나사부(13)의 나선방향과 동일방향으로 경사지게 하면, 나선형상에 가해지는 너트(2)의 조이는 힘이 세로홈부(7a)에 균등하게 가해져 가기 때문에, 원추형상통편(6)이 원활하게 지름이 작아지게 되어, 체결구의 조임작업이 한층 더 용이하게 된다.
도 18은 와셔(1)의 제 10 실시예를 나타내고, 미소하게 편심한 두께가 두꺼운 부분(9)을 형성한 원추형상통편(6)에 있어서는, 이 두께가 두꺼운 부분(9)의 가장 두께가 두꺼운 부위를 피하여, 세로홈부(7a) 혹은 결원용 슬릿(7)을 형성함으로써 효율적으로 이 두께가 두꺼운 부분(9)에 의한 지름방향으로부터의 누름을 볼트 (3)에 작용시킬 수 있고, 볼트(3)의 나사부(13)의 상하에서 대향한 지름방향으로부터의 누르는 힘을, 볼트(3)에 가하여, 풀림방지의 효능을 강고한 것으로 할 수가있다.
또, 세로홈부(7a)와 결원용 슬릿(7)은 볼트(3)의 나사부(13)의 나선방향과 동일방향으로 경사지는 경우뿐만아니라, 직선으로 형성하는 것, 기타 V자형상으로 형성하는 것, 파형상으로 형성하는 것 등, 여러 가지 형상으로 형성하는 것이 가능하다.
도 19에는, 와셔(1)의 제 11 실시예를 나타내고, 와셔(1)에는 결원용 슬릿 (7)의 외에, 베이스부(4)에 복수의 절결부(4b), 원추형상통편(6)에 복수의 세로홈부(7a)의 쌍방을 형성하고 있다.
도 19에 나타내는, 와셔(1)에 있어서는 절결부(4b)와 세로홈부(7a)의 상승효과에 의해 와셔(1)의 변형자유도가 증대하고, 원추형상통편(6) 용이하게 구부림 변형하여 지름이 작아지기 때문에, 체결작업이 용이하게 되어, 작업효율이 향상한다.
체결구를 합성수지제로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, FRP를 사용하여 형성하는 것에 의해 강도와 내부식성 등이 요구되는 부위에 본 발명의 체결구를 사용할 수 있고, 사용목적, 사용장소 등에 따라서 적절한 소재로 최적인 풀림방지효과를 발휘하는 체결구를 사용할 수 있다.
도 20은 와셔(1)의 제 12 실시예를 나타내고, 합성수지제의 와셔(1)의 원추형상통편(6)의 안둘레면의 세로방향 전역에 걸쳐, 3개의 돌기부(6a)를 형성하고 있다.
합성수지제의 와셔(1)에 있어서는, 비용적으로 정밀한 가공이 곤란하기 때문에, 원추형상통편(6)의 안둘레면에 돌기부(6a)를 형성하고, 이 돌기부(6a)에 볼트(3)의 나사산이 잠식되는 것에 의해, 너트(2)와 볼트(3)의 사이에 원추형상통편(6)이 확실히 끼워진 상태가 되기 때문에, 너트(2)와 볼트(3)를 강력하게 일체화하는 이미 서술된 힘을 합성수지제의 와셔(1)에 작용시켜, 큰 풀림방지효능을 발휘시킬 수 있다.
또, 도 20(b)에 나타내는 바와 같이, 규격치가 큰 체결구에 사용하는 와셔에 있어서는, 도 16에 나타내는 제 7 실시예와 같이, 와셔(1)의 베이스부(4)에 오목부 (4a)를 형성하더라도 좋다.
도 21은 와셔(1)의 제 13 실시예를 나타내고, 와셔(1)의 원추형상통편(6)의 안둘레면에 형성하는 돌기부(6a)는, 도 21에 나타내는 제 12 실시예와 같이 3개에 한정하지 않고, 동일각도에서 복수의 돌기부(6a)를 형성하는 것도 가능하다.
도 20 및 도 21에 있어서는, 두께가 두꺼운 부분(9)을 형성한 원추형상통편 (6)에 돌기부(6a)를 형성한 예를 나타내었지만, 두께가 두꺼운 부분(9)을 형성하지 않은 원추형상통편(6)의 안둘레면에 돌기부(6a)를 형성하더라도 좋다.
이상과 같이, 본 발명은 볼트(3)와 너트(2) 사이에, 와셔(1)의 베이스부(4)와 원추형상통편(6)을 개재시킨 것에 의해, 볼트축 직교방향과 볼트축방향과의 2종의 일체화 루트를 통해, 강력하게 볼트(3)와 너트(2)를 일체화하여, 큰 풀림방지효능을 합리적으로 실현하는 것이다.
Claims (20)
- 볼트와, 베이스부에 볼트의 호칭 지름보다도 조금 큰 볼트관통구멍을 가지고, 이 볼트관통구멍의 주위에 볼트축방향 위쪽을 따라서 지름이 작아지는 원추형상통편을 세워 형성하고, 상기 베이스부와 상기 원추형상통편에 연속한 결원용 슬릿을 형성한 와셔와, 상기 와셔와 대치하는 반 부분의 안둘레의 직경을, 상기 원추형상통편의 선단부의 바깥둘레의 지름보다도 작게 하고, 상기 와셔와 대치하는 쪽의 반 부분의 개구의 지름을 상기 원추형상통편의 기초끝단 부분의 바깥둘레지름보다도 작게 한, 상기 원추형상통편의 높이보다도 조금 높은, 와셔의 원추형상통편의 경사각도와 동일경사각도의 테이퍼면을 가지는 원추형상구멍부를, 상기 볼트의 나사부와 나사맞춤하는 암나사부의 상부에 설치한 너트로 이루어지는 풀림방지체결구.
- 제 1 항에 있어서, 와셔의 원추형상통편의 일부를, 볼트관통구멍의 원중심에 대하여 미소하게 편심한 두께가 두꺼운 부분으로 한 풀림방지체결구.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 와셔의 원추형상통편의 높이를, 볼트의 나사부와 동일피치의 암나사를 2리드 반 이상 형성하는 것이 가능한 높이로 한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 와셔와 볼트의 조합에 있어서, 한쪽을 다른 쪽보다도 연질재로 한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 와셔의 결원용 슬릿을, 볼트의 나사부의 나선방향과 반대방향으로 경사지게 형성한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 와셔의 결원용 슬릿을, 볼트의 나사부의 나선방향과 동일방향으로 경사지게 형성한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 와셔의 결원용 슬릿을, 볼트축방향과 동일방향으로 형성한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 와셔의 베이스부에, 원추형상통편의 큰 지름부의 직경보다 약간 큰 지름이고, 이 베이스부의 두께보다도 작은 높이의 오목부를 형성한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 와셔의 베이스부에, 베이스부를 지름방향으로 절결한 적어도 하나의 절결부를 형성한 풀림방지체결구.
- 제 2, 3, 4, 5, 6, 7 항 또는 제 9 항에 있어서, 와셔의 편심된 원추형상통편의 가장 두께가 두꺼운 부위로부터 연이어 형성한 와셔의 베이스부에, 이 베이스부를 지름방향으로 절결한 절결부를 형성한 풀림방지체결구.
- 제 1, 3, 4, 5, 6, 7 항 또는 제 9 항에 있어서, 와셔의 원추형상통편에, 적어도 하나의 세로홈부를 형성한 풀림방지체결구.
- 제 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 와셔의 편심된 원추형상통편의 가장 두께가 두꺼운 부위를 제외한 와셔의 원추형상통편에, 적어도 하나의 세로홈부를 형성한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 와셔의 원추형상통편의 경사각도를, 약 10°로 한 풀림방지체결구.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 와셔의 결원용 슬릿의 경사각도를, 볼트축방향에 대하여, 약 20°에서 약 25°로 한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 와셔의 결원용 슬릿의 폭을, 볼트와 너트를 마감한 상태에서, 빈틈을 가지는 폭으로 한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 볼트의 나사부와 끼워맞춤하는 나사조를 형성한 풀림방지체결구.
- 제 16 항에 있어서, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 볼트의 나사부와 동일피치의 암나사를 형성한 풀림방지체결구.
- 제 16 항에 있어서, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 볼트의 나사부의 피치보다도 작은 피치의 나사조를 형성한 풀림방지체결구.
- 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 와셔 혹은 너트를, 합성수지로 형성한 풀림방지체결구.
- 제 19 항에 있어서, 와셔의 원추형상통편의 안둘레면에, 세로방향전역에 걸쳐, 안쪽으로 돌출하는 복수개의 돌기부를 형성한 풀림방지체결구.
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