KR20040063046A - 풀림방지용 수나사식 체결구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스템부분(12) 및 그 스템부분(12) 위에 형성된 나사산(14)을 갖추어 상응하는 암나사체에 체결되는 수나사체(10)와, 상기 수나사체(10)의 리드각(α)과 같은 각도의 경사를 이루면서 상기 수나사체(10)의 말단에 부착된 풀림방지편(20)을 포함하며, 여기에서, 상기 풀림방지편(20)은 상기 스템부분(12)의 말단면에 부착되는 중앙영역(22)과; 상기 중앙영역(22)에 방사상으로 일체 형성된 복수의 연결부(24)와; 상기 연결부(24) 각각으로부터 상기 수나사체(10)의 나사선 반대방향(Z)을 따라 상기 수나사체(10)의 나사산(14) 위쪽까지 확대연장된 복수의 래치(26)와; 상기 래치(26)의 변형을 허용하도록 상기 중앙영역(22)과 상기 래치(22) 사이에 마련된 릴리프홈(28)을 포함하며, 상기 래치(26)와 이웃하는 나사산(14)과의 이격거리(d3)는 상기 수나사체의 피치(P3)의 N 배(N=자연수)로 정해지는 것을 특징으로 한다.

Description

풀림방지용 수나사식 체결구{male threaded fastener for preventing release}

본 발명은 볼트와 같은 수나사체의 풀림방지 분야에 관한 것으로서, 수나사체 및 그 수나사체의 풀림을 방지하는 풀림방지편을 포함하는 수나사식 체결구에 관한 것이다.

수나사체와 암나사체는 각각 장방향 축의 둘레를 따라 나선형으로 형성된 나사산을 자체의 외주면 및 내주면에 구비하며, 이 나사산을 통해 서로간에 계합될 수 있도록 구성되어 있다.

일반적으로, 상기 수나사체와 암나사체의 체결 및 해제는 수나사체 또는 암나사체의 회전에 의해 이루어지게 되며, 이들은 상호 마찰력에 의해 어느 정도 정착된 상태로 유지되게 되어 있다.

하지만, 수나사체와 암나사체의 계합상태는 상호간의 마찰력에 의존하고 있으므로, 수나사체와 암사사체간의 계합은 진동 등의 외부 영향에 의해 그 체결이 쉽게 해제되는 문제점이 있다.

이를 보완하기 위해, 스프링 와셔 또는 이중 암나사체로 이루어진 로크 너트가 수나사체의 풀림방지를 위해 이용되어 왔다.

하지만, 이러한 풀림방지를 위한 구성도 수나사체와 암나사체 또는 와셔 등의 마찰력을 이용한 것이므로, 정밀하게 풀림을 방지하는데는 한계가 있었다.

특히, 수나사체와 암나사체간의 결합에는 풀림을 더욱 진전시키는 어느 정도의 백래시(back lash)가 있을 수 밖에 없는데, 이러한 백래시에 의한 풀림까지 상기한 스프링 와셔 및 로크 너트로 방지하는 것은 불가능하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 암나사체에 체결된 수나사체가 외부영향에 의해 의도치 않게 풀려지는 것을 방지하도록, 수나사체의 말단부에 복수의 래치를 갖춘 풀림방지편을 장착하여 이루어진 수나사식 체결구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 상기와 같은 수나사식 체결구는, 자체의 수나사체가 상기 풀림방지편에 의해 역방향으로 회전되지 않으므로, 해체가 필요한 장치의 조립에 이용되는 경우 풀림해제를 위한 구성이 또한 필요할 수 있다.

이러한 관점에서, 본 발명의 또 다른 목적은 체결된 상태에서 소정의 토크를 가할 때에만 파괴되어지는 풀림방지편을 구비한 수나사식 체결구를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림방지용 수나사식 체결구를 도시한 사시도.

도 2는 도 1 수나사식 체결구의 말단을 확대도시한 확대사시도.

도 3은 도 2 수사나식 체결구를 볼트와 풀림방지편으로 분해하여 도시한 분해사시도.

도 4는 도 1 수나사식 체결구를 도시한 측면도.

도 5는 도 1내지 도 4 실시예에 따른 수나사식 체결구를 도시한 정면도.

도 6은 도 1 내지 도 5 실시예의 수나사식 체결구가 암나사체에 체결되어 있는 상태를 정면에서 도시한 도면.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풀림방지용 수나사식 체결구의 정면도.

도 7b 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풀림방지용 수나사식 체결구의 측면도.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 스템부분 및 그 스템부분 위에 형성된 나사산을 갖추어 상응하는 암나사체에 체결되는 수나사체와, 상기 수나사체의 리드각과 같은 각도의 경사를 이루면서 상기 수나사체의 말단에 부착된 풀림방지편을 포함하는 풀림방지용 수나사식 체결구을 제공하며, 여기에서, 상기 풀림방지편은 상기 스템부분의 말단면에 부착되는 중앙영역과; 상기 중앙영역에 방사상으로 일체 형성된 복수의 연결부와; 상기 연결부 각각으로부터 상기 수나사체의 나사선 반대방향을 따라 상기 수나사체의 나사산 위쪽까지 확대연장된 복수의 래치와; 상기 래치의 변형을 허용하도록 상기 중앙영역과 상기 래치 사이에 마련된 릴리프홈을 포함하며, 상기 래치와 이웃하는 나사산과의 이격거리는 상기 수나사체의 피치의 N 배(N=자연수)로 정해지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 소정의 회전토크가 상기 풀림방지편에 가해질 때 상기 풀림방지편이 파괴되어질 수 있도록, 상기 연결부에는 자체 파괴용 노치가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이제, 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 바람직한 실시예들이 상세하게 설명되어질 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 풀림방지용 수나사식 체결구(1)를 전체적으로 도시한 사시도이며, 2는 도 1 실시예에 따른 수나사식 체결구(1)의 말단부분을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2 수나사식 체결구(1)의 분해사시도이며, 도 4는 도 1 수나사식 체결구(1)의 측면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 수나사식 체결구(1)는 수나사체(10; 이하, 볼트로 칭함)와 볼트 말단에 부착되는 풀림방지편(20)을 포함한다.

볼트(10)는, 잘 알려진 바와 같이, 중앙축선(x)을 따라 형성된 스템부분(12; 도 3 및 도 4 참조)을 구비하며, 그 스템부분(12) 위에는 나사선 방향을 따라 나사산(14)이 형성되어 있다. 여기에서, 나사산의(14) 나사선은 도 4에 도시된 바와 같이 수나사체의 중앙축선과 수직인 직선에 대해 하나의 리드각(α)을 이루게 되며, 이는 당업자에게 자명할 것이다.

또한, 그 볼트(10)는 육각 헤드(11)를 일단에 구비하며, 그 타단에는 본 발명의 일 특징을 이루는 경사면(16)이 형성되어 있다.

본 실시예에서, 그 경사면(16)은 일반적인 볼트(10)의 말단부를 절단하여 이루어진 것이며, 그 절단은 나사산의 리드각(α)과 같은 각도로 이루어져서, 상기 경사면(16)은 도 4에 도시된 바와 같이 나사산의 리드각과 같은 각도(α)를 이루게 된다.

또한, 그 경사면(16)의 중앙 부분에는 이하 상세히 설명될 풀림방지편(20)과의 부착을 더욱 강하게 할 수 있도록 기하학적 형상의 삽입홈(16a)이 형성되는 것이 바람직하다(도 3 참조).

한편, 상기 풀림방지편(20)은 그 배면에 상기 삽입홈에 삽입되어질 수 있는 삽입돌기(미도시됨)를 일체형으로 구비한 채 상기 볼트(10)의 말단에 나사선의 리드각(α)과 같은 각도로 부착되어진다.

여기에서, 풀림방지편(20)에 형성된 삽입돌기 및 볼트(10)의 말단에 형성된 삽입홈(16a)은 서로간의 부착을 더욱 강하게 하기 위한 것으로서, 본 발명을 한정하는 것이 아님은 당업자에게 자명할 것이다.

상기 풀림방지편(20)은 볼트와 동종재질 또는 이종재질로 만들어질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 탄성변형이 용이한 금속 또는 플라스틱 중합체로 만들어진다.

또한, 볼트(10)와 풀림방지편(20) 간의 상기와 같은 부착은, 예를 들면, 용접, 압입, 본딩 또는 코킹 등 다양한 방법에 의해 달성되어질 수 있을 것이다.

도 5는 상기의 풀림방지편(20)을 더욱 명확히 나타낼 수 있도록 도시된 풀림방지용 체결구(1)의 정면도이다.

도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 풀림방지편(20)은 상술한 볼트의 스템부분(12)의 말단에 부착되는 원형의 중앙영역(22)과, 상기 중앙영역(22)으로부터 방사상으로 일체 형성된 네 개의 연결부(24)와, 상기 연결부(24) 각각으로부터 상기 볼트(10)의 나사선 반대방향(z)을 따라 상기 볼트(10)의 나사산 위쪽까지 연장된 복수의 래치(26)를 포함하며, 그 래치(26) 각각의 끝단은 상기 수나사체의 나사산 각도(β; 도 4 참조)와 같은 각도로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기에서, 중앙영역(22)의 배면이 실질적으로 수나사체의 스템부분(12)의 경사면(16)에 부착되는 부분이며, 그 중앙영역으로부터 방사상으로 형성된 네 개의 연결부(24)는 중앙영역(22)과 래치(26)를 일체로 연결해주는 부분이다.

이 때, 그 래치들(26) 각각과 중앙 영역 사이에는 래치(26)가 중앙영역(22)을 향해 내측으로 변형되는 것을 허용하는 릴리프홈(28)이 형성된다.

또한, 래치들(26)은 연결부(24) 근처에서 볼트(10)의 나사산(14) 아래쪽에 위치되며, 그 래치들(26) 각각이 나사선 반대방향(z)으로 완만한 곡선으로 연장될수록, 그 래치들 각각의 첨단부(26a)는 나사산 위쪽에 위치되게 된다.

다시 말해, 도 5에 도시된 바와 같이, 풀림방지편(20)의 중심과 연결부(24) 사이의 거리(d1)는 상기 볼트(10)의 전체 반지름(r)보다 작으며, 풀림방지편(20)의 중심과 래치첨단부(26a) 사이의 거리(d2)는 상기 볼트(10)의 전체 반지름(r)보다 약간 크게 되어 있다. 여기에서, 용어 "전체 반지름은(r)"은 수나사체(10)의 중심축선과 나사산의 끝단 사이의 거리를 의미하는 것이다.

앞서 간략히 언급된 바와 같이, 풀림방지편의 릴리프홈(28)은 래치(26)가 내측으로 변형, 바람직하게는 탄성변형되어질 수 있는 공간을 제공하며, 그 공간의 크기는 래치(26)의 첨단부(26a)가 나사산(14) 아래쪽에 위치되는 것을 허용할 정도, 즉 풀림방지편의 중심과 첨단부(26a) 사이의 거리(d2)가 래치(26)의 변형에 의해 볼트(10)의 전체 반지름(r)보다 작아지는 것을 허용할 정도로 정해진다.

한편, 앞서 간략히 언급한 바와 같이, 래치들(26) 각각은 나사선 반대방향(z) 연장되어지는데, 이로 인해, 볼트(10)가 정방향으로 회전될 때, 그 볼트(10) 및 풀림방지편(20)은 앞으로 전진가능하게 되며, 전진된 볼트(10)에 역방향 회전력이 가해질 때, 풀림방지편(20)의 래치(26)가 방사상 방향으로의 탄성복원력(F)에 의해 암나사체(30)의 나사산(32)에 걸려, 상기 볼트(10)의 후퇴는 저지된다.

이러한 작용은 도 6을 참조하면 더욱 명확히 이해될 것이며, 도 6은 본 실시예에 따른 수나사식 체결구(1)가 임의의 프레임에 구비된 암나사체(30)에 체결된 상태를 정면에서 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 풀림방지편(20)의 래치(26)가 암나사체(30)의 나사산(32)에 계합되어 있으며, 이 때, 그 래치(26)는 중앙영역(22)을 향해 내측으로 변형되어 있다.

여기에서, 래치(26)가 나사선 반대방향(z)으로 확대연장되어 그 첨단부(26a)가 역방향 회전을 저지하도록 암사나체(30)의 나사산 골부분(32a)에 접하고 있으므로, 수나사식 체결구(1)의 볼트(10)는 방사상 방향으로 탄성복원력(F)을 갖는래치(26)의 첨단부(26a)와 암나사체(30)의 골부분(32a)의 접촉에 의해 역방향으로 진행되는 것이 방지되게 된다.

이 때, 래치(26)가 자체의 첨단부(26a)로부터 연결부(24)까지 나사선방향( y)을 따라 점진적으로 수렴되는 형상을 가지므로, 수나사식 체결구(1)의 정방향 회전은 상기 암나사체(30) 내에서 계속적으로 허용되어질 수 있다.

여기에서, 래치(26)의 끝단과 볼트(10)의 나사산(14)과의 이격거리(d3)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 풀림방지편(20)이 상기 암나사체(30)의 나사산(32)을 따라 전진할 수 있도록, 볼트(10)의 나사산 피치(P3)의 N 배로 정해진다(N= 자연수).

다시, 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 풀림방지편(20)의 연결부(24)에는 자체 파괴용 노치(25)가 형성되어 있음을 알 수 있다.

그 자체 파괴용 노치(25)는, 본 발명에 따른 수나사식 체결구(1)가 해체가 필요한 장치의 조립에 응용되는 경우, 그 장치를 해체시키기 위해 형성된 것이다.

상기 노치(25)는 소정의 회전토크가 상기 풀림방지편에 가해질 때 상기 풀림방지편(20)이 파괴되어질 수 있도록 크기가 정해지며, 이는 풀림방지편(20)의 재질에 따라 달라질 수 있다.

이제, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 풀림방지용 수나사식 체결구(1)가 도 7a 및 도 7b를 참조로 하여 설명되어질 것이다.

이하의 설명에서, 앞선 실시예와 같은 구성요소에 대해서는 같은 도면번호가사용되었고, 앞선 실시예에서 설명된 내용은 중복을 피하기 위해 그 설명이 생략되어질 것이다.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 중앙영역(22)에 굽힘방지용 엠보싱(23)을 갖는 풀림방지편(20)을 구비한 수나사식 체결구(1)의 정면도를 도시한다.

풀림방지편(20)은 래치(22)의 탄성변형을 위해 소정의 탄성을 갖는 박판재로 이루어지는데, 특히 금속박판재가 풀림방지편으로 이용되는 경우, 상기의 풀림방지편(20)은 암나사체(30)에 체결되어지는 동안 의도치 않게 굽혀질 염려가 있다.

따라서, 상기 풀림방지편(20)은 자체의 중앙영역(22)에 소성가공에 의해 미리 형성된 복수의 굽힘방지용 엠보싱(23)을 구비하며, 그 엠보싱(23)은 중앙영역(22)의 중심부 외측에 방사상으로 형성되어지는 것이 바람직하다.

도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풀림방지편(20)의 중앙영역(22)에 테이퍼 형상의 보조나사체(29)가 일체형성된 수나사식 체결구(1)의 측면도를 도시한다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 그 보조나사체(29)는 중앙영역의 중심부에 설치되어 전방을 향해 단면적이 점진적으로 감소되는 테이퍼 형상을 가지며, 이는 풀림방지편(20)이 암나사체(30)에 삽입되어지는 것을 더욱 용이하게 해주는 역할을 한다. 이 때, 보조나사체(29)의 피치 및 리드각은 상술한 볼트의 피치거리(p) 및 리드각(α)과 같다.

또한, 보조나사체(29), 풀림방지편(20) 및 볼트(10)가 암나사체(30)에 연속적으로 무리 없이 삽입되기 위해서, 상기 보조나사체(29)의 나사산(29a)과 풀림방지편(20)의 래치(26) 사이의 이격거리(d4)는 수나사체의 피치(p)에 대해 N 배(N=자연수)인 것이 가장 바람직하며, 이는 당업자에게 자명할 것이므로 구체적인 설명이 생략된다.

이 때, 상기 보조나사체(29)의 나사산 각도는 수나사체의 나사산 각도와 같게 형성되어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 래치에 의해 기계적으로 풀림을 방지하므로 로크너트 또는 스프링와셔를 이용한 마찰식 풀림방지용 체결구에 비해 볼트와 같은 수나사체의 풀림을 더욱 엄격히 제지할 수 있으며, 나사체의 체결시 불가피하게 발생되는 백래시의 영향을 받지 않고 수나사체의 풀림을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수나사체에 부착된 풀림방지편의 연결부에 소정 회전토크에 의해서만 파괴를 유발시키는 노치를 구비시켜 해체가 불가피한 장치에 응용될 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 상기 풀림방지편 중앙영역에 테이퍼형의 보조 나사체를 구비하여 수나사체가 암나사체에 초기에 삽입되는 것을 용이하게 해주며, 그 중앙영역에 엠보싱이 구비되어 체결시 발생할 수 있는 풀림방지편의 의도치 않은 절곡을 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 스템부분(12) 및 그 스템부분(12) 위에 형성된 나사산(14)을 갖춘 수나사체(10)와, 상기 수나사체(10)의 리드각(α)과 같은 각도의 경사를 이루면서 상기 수나사체(10)의 말단에 부착된 풀림방지편(20)을 포함하며,

   여기에서, 상기 풀림방지편(20)은,

   상기 스템부분(12)의 말단면에 부착되는 중앙영역(22)과;

   상기 중앙영역(22)에 방사상으로 일체 형성된 복수의 연결부(24)와;

   상기 연결부(24) 각각으로부터 상기 수나사체(10)의 나사선 반대방향(Z)을 따라 상기 수나사체(10)의 나사산(14) 위쪽까지 확대연장된 복수의 래치(26)와;

   상기 래치(26)의 변형을 허용하도록 상기 중앙영역(22)과 상기 래치(22) 사이에 마련된 릴리프홈(28)을 포함하며,

   상기 래치(26)와 이웃하는 나사산(14)과의 이격거리(d3)는 상기 수나사체(10)의 피치(P3)의 N 배(N=자연수)로 정해지는 것을 특징으로 하는 풀림방지용 수나사식 체결구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 래치(26) 각각의 끝단은 상기 수나사체(10)의 나사산 각도(β)와 같은 각도로 이루어진 것을 특징으로 하는 풀림방지용 수나사식 체결구.
3. 제 1항에 있어서, 소정의 회전토크가 상기 풀림방지편(20)에 가해질 때 상기 풀림방지편(20)이 파괴되어질 수 있도록, 상기 연결부(24)에는 자체 파괴용 노치(25)가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 풀림방지용 수사나식 체결구.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 중앙영역(22)에는 암나사체로의 삽입을 용이하게 하는 테이퍼 형상을 갖는 보조나사체(29)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지용 수나사식 체결구.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 중앙영역(22)에는 풀림방지편(20)이 구부려지는 것을 방지하기 위한 엠보싱(23)이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 풀림방지용 수나사식 체결구.