KR200495842Y1 - 이중너트로 구성된 풀림방지너트 - Google Patents

이중너트로 구성된 풀림방지너트 Download PDF

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Abstract

본 고안은 풀림방지너트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중너트로 구성된 풀림방지너트에 관한 것이다. 이를 위해, 축선방향으로 중심으로 암나사(36)가 형성되고, 축선방향의 일측으로 육각형의 플랜지(40)가 구비되며, 축선방향의 타측으로 경사면(38)이 형성되며, 플랜지(40)와 경사면(38) 사이에 제 2 피치(P2)의 상부숫나사(34)가 형성된 상부너트(30); 및 축선방향의 일측으로 상부숫나사(34)와 결합 가능한 하부암나사(72)가 형성되고, 하부암나사(72)로부터 축선방향의 타측까지 경사내면(75)이 형성된 하부너트(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중너트로 구성된 풀림방지너트가 제공된다.

Description

이중너트로 구성된 풀림방지너트{Lock nut consisting of dual nets}
본 고안은 풀림방지너트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중너트로 구성된 풀림방지너트에 관한 것이다.
일반적으로 볼트와 너트는 기계장치 등의 부재를 정밀하면서도 용이하게 조립 및 고정할 수 있음으로 가장 많이 사용되는 기계요소의 하나이다. 그러나 볼트의 나사산과 너트의 나사산 간에는 상호 체결을 용이하게 하기 위해 약간의 유격이 반드시 존재하게 되는데, 이로 인하여 부재에서 발생하는 진동이나 충격에 의해 볼트와 너트는 순간적으로 헐거워지게 된다.
그런데, 이러한 종래의 풀림방지용 고정 너트 구조에서의 체결 작용을 분석하여 보면, 체결력에 대해 반력이 작용한다. 그런데 이와 같은 힘은 나사산의 한쪽면에만 작용하게 된다. 따라서, 그 체결력이 충분하지 못하여 풀림방지기능이 만족할 만한 것이 되지 못하는 단점이 있다.
이에 따라 볼트와 너트의 체결상태가 양호하지 못하게 되어 기계장치 등의 조립 및 고정을 견고하게 하지 못하는 문제점이 있었는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해 너트의 내측으로 스프링의 반발력에 의해 너트를 일측방향으로 밀착시켜 볼트와 너트의 나사산 간의 유격을 제거하여 풀림을 방지하는 스프링와셔가 고안되었다. 그러나 이러한 스프링와셔는 그 탄성력이 저하되면 너트를 적정힘으로 밀어주지 못하게 됨으로써 볼트와 너트의 나사산 간의 유격이 발생하게 되어 제기능을 올바르게 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.
1. 대한민국 특허공개 제 10-2017-0028134 호(풀림 방지 너트), 2. 대한민국 특허공개 제 10-2006-0115213 호(풀림방지용 너트), 3. 대한민국 실용신안 공개 제 20-1998-027812 호(풀림방지용 고정 너트 구조).
따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 해결하고자 하는 과제는 별도의 스프링와셔없이 하부너트로 상부너트를 강하게 밀착하여 풀림방지기능을 제공하는 이중너트로 구성된 풀림방지너트를 제공하는 것이다.
다만, 본 고안에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 축선방향으로 중심으로 암나사(36)가 형성되고, 축선방향의 일측으로 육각형의 플랜지(40)가 구비되며, 축선방향의 타측으로 경사면(38)이 형성되며, 플랜지(40)와 상기 경사면(38) 사이에 제 2 피치(P2)의 상부숫나사(34)가 형성된 상부너트(30); 및 축선방향의 일측으로 상부숫나사(34)와 결합 가능한 하부암나사(72)가 형성되고, 하부암나사(72)로부터 상기 축선방향의 타측까지 경사내면(75)이 형성된 하부너트(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중너트로 구성된 풀림방지너트가 제공된다.
또한, 암나사(36)의 제 1 피치(P1)는 제 2 피치(P2) 보다 크다.
또한, 상부숫나사(34)와 경사면(38)에는 방사방향으로 적어도 2개의 슬롯(32)이 형성되어 있고, 슬롯(32)은 3개 내지 6개가 등각도로 배치된다.
또한, 경사내면(75)은 수평으로부터 제 1 경사각(α)으로 가공되고, 경사면(38)은 수평으로부터 제 2 경사각(β)으로 가공되며, 제 1 경사각(α)과 제 2 경사각(β)은 동일하지 않다.
또한, 제 1 경사각(α)과 제 2 경사각(β)은 1°~ 3°범위의 차이가 있다.
그리고, 제 1 경사각(α)은 45°일 수 있다.
또한, 플랜지(40)의 축선방향 길이는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도이고, 상부숫나사(34)의 축선방향 길이는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도이고, 경사면(38)의 축선방향 길이(s)는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도이다.
또한, 하부너트(70)는 육각너트이다.
또한, 암나사(36), 상부숫나사(34) 및 하부암나사(72)는 미터 보통 3각 나사일 수 있다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 하부너트가 상부너트를 강하게 밀어붙여 체결력을 높힘으로써 신뢰할 수 있는 너트의 풀림방지 효과를 얻을 수 있다.
또한, 별도의 스프링와셔 등을 사용하지 않아도 되므로 경제적이다.
다만, 본 고안에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 이중너트로 구성된 풀림방지너트가 체결된 상태일 때의 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 상부너트(30)의 평면도,
도 3은 도 2에 도시된 상부너트(30)의 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 하부너트(70)의 단면도,
도 5는 도 2에 도시된 상부너트(30)에서 역학관계를 도시한 자유도,
도 6은 본 고안의 일실시예로서, 상부너트(30)와 하부너트(70)가 체결을 시작하기 전의 상태를 나타낸 단면도,
도 7은 도 6에 도시된 상부너트(30)와 하부너트(70)가 완전히 체결된 상태를 나타낸 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 고안에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 고안의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 고안의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 고안에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 고안의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 고안에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 고안에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
실시예의 구성
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 이중너트로 구성된 풀림방지너트가 체결된 상태일 때의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 결합체(12)는 기계부품, 가구 등 볼트(10) 체결이 필요한 산업분야의 모든 대상이 될 수 있다.
볼트(10)는 볼트헤드와 숫나사(14)로 이루어지고 통상의 볼트일 수 있다. 즉, 볼트(10)는 제 1 피치(P1)를 가진 미터 보통 3각 나사이다.
본 고안의 이중너트는 크게 상부너트(30)와 하부너트(70)로 구성된다.
도 2는 도 1에 도시된 상부너트(30)의 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 상부너트(30)의 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부너트(30)는 숫나사(14)에 먼저 체결되는 육각너트이다. 플랜지(40)는 육각형상이고, 축선방향 중심에는 암나사(36)가 형성된다. 암나사(36)는 숫나사(14)에 체결될 수 있다.
경사면(38)은 축선방향의 타측에 형성되며, 상부너트(30)의 타측 자유단을 형성한다. 경사면(38)은 축선방향에 대해 제 2 경사각(β)을 갖도록 가공된다. 제 2 경사각(β)은 46°~ 48°일 수 있고, 47°또는 47.5°일 수 있다.
플랜지(40)와 경사면(38) 사이에는 상부숫나사(34)가 형성되어 있다. 상부숫나사(34)는 제 2 피치(P2)를 가지며, 제 2 피치(P2)는 숫나사(14)의 제 1 피치(P1) 보다 작다. 이는 하부너트(70)를 조일 때, 큰 밀착력을 높은 해상도로 구현하기 위함이다.
슬롯(32)은 상부숫나사(34)와 경사면(38)을 방사방향으로 절개하여 형성한다. 슬롯(32)은 경사면(38)에만 방사방향으로 절개하여 형성할 수도 있다. 슬롯(32)은 적어도 2개가 바람직하며, 2개 내지 6개 범위에서 가공의 용이성에 따라 짝수로 가공하는 것이 바람직하다. 슬롯(32)은 상부너트(30)가 탄성적으로 변형하면서 상부너트(30)와 하부너트(70)가 강하고 균일하게 밀착될 수 있도록 한다.
또한, 플랜지(40)의 축선방향 길이는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도이고, 상부숫나사(34)의 축선방향 길이는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도이고, 경사면(38)의 축선방향 길이(s)는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도이다.
도 4는 도 2에 도시된 하부너트(70)의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하부너트(70)는 축선방향의 일측(도 4의 왼쪽)으로 상부숫나사(34)와 결합 가능한 하부암나사(72)가 형성된다. 하부암나사(72)는 제 2 피치(P2)를 갖는다.
그리고, 하부암나사(72)로부터 축선방향의 타측까지 경사내면(75)이 형성된다. 경사내면(75)의 경사각은 축선방향에 대해 제 1 경사각(α)을 갖도록 가공된다. 제 1 경사각(α)은 제 2 경사각(β)과 다르며, 제 1 경사각(α)은 45°이다. 즉, 제 1 경사각(α)이 정해지면 제 2 경사각(β)은 1°~ 3°범위의 차이가 나도록 가공된다.
실시예의 동작
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 결합체(12)에 볼트(10)를 끼우고, 상부너트(30)를 체결한다.
그 다음, 도 6과 같이 하부너트(70)를 체결한다. 도 6을 참조하여 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 6은 상부너트(30)와 하부너트(70)가 체결을 시작하기 전의 상태를 나타낸 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 경사각(α)과 제 2 경사각(β)이 다르기 때문에 상부너트(30)와 하부너트(70)는 상부숫나사(34)와 하부암나사(72)가 체결되면서 초기접촉점(80)에서 만난다. 이때, 상부너트(30)의 슬롯(32)은 아직 탄성변형을 하지 않아, 상부너트(30)는 가공 상태인 제 2 경사각(β)을 유지한다.
그 다음, 상부너트(30)에 대해 하부너트(70)를 강하게 체결하면, 상부너트(30)가 슬롯(32)으로 인해 탄성변형되면서 경사면(38)이 경사내면(75)에 밀착된다. 그러면, 도 7에 도시된 바와 같이, 경사면(38)과 경사내면(75)은 제 1 경사각(α)을 유지하면서 균일하게 밀착된다. 도 7은 도 6에 도시된 상부너트(30)와 하부너트(70)가 완전히 체결된 상태를 나타낸 단면도이다.
이하에서는 도 7과 같이 완전 밀착 및 완전 체결된 상태에서의 역학관계에 대해 설명하도록 한다. 도 5는 도 2에 도시된 상부너트(30)에서 역학관계를 도시한 자유도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 체결력(F)이 축선방향으로 작용한다. 이때, 경사면(38)에 작용하는 경사수직력은 Fsinα이다. 그리고, 하부너트(70)가 상부너트(30)를 반경방향으로 조이는 밀착력은 Fsinαcosα가 된다. 이러한 밀착력으로 인해 상부너트(30)와 볼트(10) 사이의 마찰력이 증대되고 유지되며, 이로 인해 풀림방지 기능이 구현된다.
본 고안의 변형례로써, 상부너트(30)의 상부숫나사(34)를 축선방향에 대해 내림 경사지는 테이퍼를 형성할 수도 있다. 이 경우, 하부너트(70)의 체결이 심화될 수도록 마찰력이 증대될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 고안의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 고안을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 고안의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 고안은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 고안은 본 고안의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 고안의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 고안의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 고안의 범위에 포함된다. 본 고안은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 실용신안 등록청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10 : 볼트,
12 : 결합체,
14 : 숫나사,
30 : 상부너트,
32 : 슬롯,
34 : 상부숫나사,
36 : 암나사,
38 : 경사면,
40 : 플랜지,
70 : 하부너트,
72 : 하부암나사,
75 : 경사내면,
80 : 초기접촉점,
100 : 풀림방지너트,
P1 : 제 1 피치,
P2 : 제 2 피치,
F : 체결력,
Fsinα: 경사수직력,
Fsinαcosα : 밀착력,
t1 : 초기간격,
t2 : 체결간격,
α : 제 1 경사각,
β : 제 2 경사각.
S : 경사면의 축선방향 길이.

Claims (10)

  1. 축선방향으로 중심으로 암나사(36)가 형성되고, 상기 축선방향의 일측으로 육각형의 플랜지(40)가 구비되며, 상기 축선방향의 타측으로 경사면(38)이 형성되며, 상기 플랜지(40)와 상기 경사면(38) 사이에 제 2 피치(P2)의 상부숫나사(34)가 형성된 상부너트(30); 및
    상기 축선방향의 일측으로 상기 상부숫나사(34)와 결합 가능한 하부암나사(72)가 형성되고, 상기 하부암나사(72)로부터 상기 축선방향의 타측까지 경사내면(75)이 형성된 하부너트(70);를 포함하고,
    상기 경사내면(75)은 수평으로부터 제 1 경사각(α)으로 가공되고,
    상기 경사면(38)은 수평으로부터 상기 제 1 경사각(α) 보다 큰 제 2 경사각(β)으로 가공되며,
    상기 제 1 경사각(α)은 45°이고,
    상기 제 2 경사각(β)은 상기 제 1 경사각(α)과 1°~ 3°범위의 차이가 있으며,
    상기 상부숫나사(34)와 상기 경사면(38)에만 방사방향으로 적어도 2개의 슬롯(32)이 형성되어 있고,
    상기 플랜지(40)의 축선방향 길이는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도이고,
    상기 상부숫나사(34)의 축선방향 길이는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도이고,
    상기 경사면(38)의 축선방향 길이(s)는 전체 상부너트(30) 길이의 1/3 정도인 것을 특징으로 하는 이중너트로 구성된 풀림방지너트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 암나사(36)의 제 1 피치(P1)는 상기 제 2 피치(P2) 보다 큰 것을 특징으로 하는 이중너트로 구성된 풀림방지너트.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬롯(32)은 3개 내지 6개가 등각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 이중너트로 구성된 풀림방지너트.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부너트(70)는 육각너트인 것을 특징으로 하는 이중너트로 구성된 풀림방지너트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 암나사(36), 상기 상부숫나사(34) 및 상기 하부암나사(72)는 미터 보통 3각 나사인 것을 특징으로 하는 이중너트로 구성된 풀림방지너트.

KR2020200002300U 2020-06-30 2020-06-30 이중너트로 구성된 풀림방지너트 KR200495842Y1 (ko)

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