KR20050111219A

KR20050111219A - 이완 방지 너트와 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050111219A
Application number: KR1020040036435A
Authority: KR
Inventors: 미기타히로아키
Original assignee: 가부시키가이샤 에코 월드
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-11-24
Also published as: US7192233B2; WO2005113994A1; US20050260057A1; TW200538647A

Abstract

(과제) 진동이 가해지더라도 이완이 발생하지 않으며, 또한 싱글 너트로서 사용할 수 있는 이완 방지 너트를 제공하는 것.

(해결수단) 너트의 측면에서 중심축선방향으로 절결부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

이완 방지 너트와 그 제조방법{SELF-LOCKING NUT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 진동이 가해지더라도 이완이 발생하기 어려운 이완 방지 너트와 그 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 자동차, 기계, 전기기구 등의 여러 구조물에는 볼트와 함께 이것에 나사결합되는 너트가 많이 사용되고 있다. 이러한 너트는 강하게 체결함으로써 강고하게 조여 붙일 수 있기 때문에 체결구로서 우수한 작용 효과를 발휘하는 것이지만, 진동이 가해지는 개소에서 사용하면 그 진동에 의해서 이완된다는 결점이 있다.

이러한 결점을 해소하기 위해서 2개의 너트를 겹쳐서 사용하는, 즉 이른바 더블 너트로서 사용하는 방법이 있다. 이와 같이 더블 너트로서 사용하면, 진동이 가해지는 개소에 사용하더라도 1개의 너트를 사용하는 경우(싱글 너트)에 비해 이완되기 어렵다는 효과가 있다.

그러나, 더블 너트로서 사용하는 것은 2개의 너트를 사용하는 것이기 때문에, 싱글 너트의 경우에 비해 비용이 증가할 뿐만 아니라, 그 부착작업도 이중의 품과 시간을 요하는 것이 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 진동이 가해지더라도 이완이 발생하지 않으며, 또한 싱글 너트로서 사용할 수 있는 이완 방지 너트를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 특징으로서는, 너트의 측면에서 중심축선방향으로 절결부를 형성한 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트를 제공하고, 그 제조방법을 제창하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징으로서는, 상기 절결부는 너트의 거의 중간 높이보다 약간 하위부분에서 중심축선방향을 향해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트를 제공하고, 그 제조방법을 제창하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징으로서는, 상기 절결부는 너트의 거의 중간 높이보다 약간 하위부분에서 지름방향을 따르는 수평한 대략 할구(割球)형상인 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트를 제공하고, 그 제조방법을 제창하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징으로서는, 상기 지름방향을 따르는 수평한 대략 할구형상의 절결부는 적어도 그 선단이 너트의 내측 나사의 일부를 절제(切除)하는 위치에 이르고 있는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트를 제공하고, 그 제조방법을 제창하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징으로서는, 상기 할구형상의 절결부는 그 선단이 너트의 중심축선을 넘는 위치에 이르고 있는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트를 제공하고, 그 제조방법을 제창하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징으로서는, 너트의 저면을 경사면으로 한 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트를 제공하고, 그 제조방법을 제창하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징으로서는, 상기 너트의 경사 저면은 1°∼10°정도의 경사각도(θ)를 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트를 제공하고, 그 제조방법을 제창하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징으로서는, 상기 너트의 경사 저면은 상기 절결부의 중심축선의 연장선과 상기 경사 저면의 중심축선의 연장선이 교차하도록 한 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트를 제공하고, 그 제조방법을 제창하고자 하는 것이다.

(작용, 효과)

본 발명의 효과로서는, 본 발명의 이완 방지 너트를 상기한 바와 같은 구성으로 하였기 때문에, 볼트와 너트의 상승(相乘)작용에 의한 복수 물품의 고착작용이 너트에 이완을 발생시키지 않도록 확실하게 할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 효과로서는, 절결부가 너트의 거의 중간 높이보다 약간 하위부분에서 중심축선방향을 향해서 형성되어 있기 때문에, 볼트와 너트를 나사결합하였을 때에 더욱더 확실하게 그 정착작용을 할 수 있는 것이다. 이 경우, 상기 절결부는 너트의 지름방향을 따르는 수평한 대략 할구형상이기 때문에 볼트와 너트의 정착작용에 충분한 강도를 갖도록 할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 효과로서는, 상기 지름방향을 따르는 수평한 대략 할구형상의 절결부가 적어도 그 선단이 너트의 내측 나사의 일부를 절제하는 위치에 이르고 있으며, 따라서 너트에 이완이 발생하지 않도록 확실하게 할 수 있는 것이다. 또한, 상기 할구형상의 절결부는 그 선단이 너트의 중심축선을 넘는 위치에 이르고 있으며, 따라서 너트에 이완이 발생하지 않도록 확실하게 할 수 있는 것이다.

즉, 상기 절결부를 형성한 것에 의해서, 볼트나 피체결물 등으로부터 전달되는 진동이 이 절결부에 의해서 흡수되어 너트 전체로 그대로 전달되는 것이 저지되는 것이다. 또, 절결부를 그 중심축선을 넘어서는 범위까지 형성한 것에 의해서 나사부를 부분적으로 절제하게 되며, 이 절제부분에서 진동의 전달이 차단되는 것이다.

본 발명의 다른 효과로서는, 너트의 저면을 경사면으로 하였기 때문에, 볼트나 피체결물 등에서 너트로의 진동의 전달이 억제된다. 또한, 상기 경사 저면으로 함으로써 너트와 피체결물과의 접촉이 국부적으로 강고하게 달성된다.

한편, 다수의 실험결과에 의하면, 상기 너트의 경사 저면은 1°∼10°정도의 경사각도(θ)로 하는 것이 바람직하며, 그 외 너트의 나사피치 등을 적절히 조절함에 의해서 너트와 피체결물과의 접촉을 강고한 것으로 할 수 있다.

또, 상기 경사 저면은 상기 절결부의 중립선의 연장선과 상기 경사 저면의 중립선의 연장선이 교차하도록 한 것이 매우 중요하며, 이와 같이 함으로써, 가령 볼트와 너트의 결합부에 진동이 가해져도 이완이 발생하기 어려운 구성으로 되는 것이다.

또, 본 발명의 이완 방지 너트는 싱글 너트이면서 더블 너트와 동등한 기능을 가지며, 또한 더블 너트에 비해 염가로 할 수 있고, 그 부착작업도 용이하다.

또한, 본 발명은 상기한 것 외에 여러 우수한 특징, 작용, 효과가 있으며, 이것들은 이하의 실시형태의 기재에서 분명하게 된다.

(발명의 실시형태)

(제 1 실시형태)

본 발명에 관한 이완 방지 너트의 제 1 실시형태를 도 1에 나타낸다.

이 제 1 실시형태의 이완 방지 너트(10)는 볼트(30)에 나사결합되는 육각 너트로서, 도 1의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이 그 중간 높이보다 약간 하위부분에, 지름방향을 따라서 수평하게 또한 그 중심축선(C)을 넘어서는 범위에 이르기까지 절결부(13)를 형성하고 있다.

상기 이완 방지 너트(10)는 그 저면을 수평면에 대해서 1°의 경사각도(θ)를 가지는 경사 저면(14)으로 하고 있다. 또, 이 경사 저면(14)은 상기 절결부(13)가 형성된 측으로 상승하면서 경사지도록 형성하고 있다.

(제 2 실시형태)

본 발명에 관한 이완 방지 너트의 제 2 실시형태를 도 2에 나타낸다.

이 제 2 실시형태의 이완 방지 너트(20)는 상기한 제 1 실시형태와 마찬가지로 볼트(30)에 나사결합되는 육각 너트로서, 도 2의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이 그 중간 높이보다 약간 하위부분에, 지름방향을 따라서 수평하게 또한 그 중심축선(C)을 넘어서는 범위에 이르기까지 절결부(23)를 형성하고 있다.

상기 이완 방지 너트(20)는 그 저면을 수평면에 대해서 1°의 경사각도(θ)를 가지는 경사 저면(24)으로 하고 있으며, 또한 절결부(23)의 중립선(P-P)의 연장선과 경사 저면(24)의 중립선(Q-Q)의 연장선이 교차되도록 하고 있다. 또, 상기 이완 방지 너트(20)에 있어서의 경사 저면(24)은, 상기한 제 1 실시형태와는 반대로 상기 절결부(23)가 형성된 측으로 하강하면서 경사지도록 형성하고 있다.

상기한 제 1 및 제 2 실시형태에 관한 이완 방지 너트(10,20) 모두는, 절결부(13,23)를 형성함과 아울러 그 저면을 경사 저면(14,24)으로 하였기 때문에, 진동이 가해지더라도 이완이 발생하기 어렵다.

즉, 절결부(13,23)를 형성한 것에 의해서, 볼트(30)나 피체결물 등으로부터 전달되는 진동이 이 절결부(13,23)에 의해서 흡수되어 이완 방지 너트(10,20) 전체로 그대로 전달되는 것이 저지되기 때문이라고 생각된다. 또, 절결부(13,23)를 그 중심축선(C)을 넘어서는 범위까지 형성한 것에 의해서 나사부(12,22)를 부분적으로 절제(切除)하게 되며, 이 절제부분에서 진동의 전달이 차단되기 때문이라고도 생각된다.

또, 경사 저면(14,24)을 형성한 것에 의해서도 볼트(30)나 피체결물 등에서 이완 방지 너트(10,20)로의 진동의 전달이 억제되기 때문이라고 생각된다. 또한, 경사 저면(14,24)으로 함으로써 이완 방지 너트(10,20)와 피체결물과의 접촉이 국부적으로 강고하게 달성되기 때문이라고도 생각된다.

한편, 상기한 제 1 및 제 2 실시형태에서는 절결부(13,23)를 그 중심축선(C)을 넘어서는 범위까지 형성하고 있으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니며, 나사부(12,22)의 일부를 절제하는 범위까지 형성하는 것에 의해서도 어느 정도의 작용 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 절결부(13,23)는 수평방향을 따라서 형성하였으나 경사상태로 형성할 수도 있다. 또한, 경사 저면(14,24)의 경사각도(θ)는 1°∼5°가 바람직하나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니며, 대략 1°∼10°정도의 범위 내라면 된다.

또한, 상기한 제 1 및 제 2 실시형태에서는 나사지름 16㎜, 피치 2㎜, 대응하는 각(角)의 간격 26.75㎜, 대응하는 변(邊)의 간격 24㎜, 높이 16.4㎜를 가지는 이완 방지 너트(10,20)에 대해서, 저면(14,24)으로부터 6.5㎜의 위치에 폭 1㎜, 수평방향으로 17㎜의 절결부(13,23)를 형성하였다.

본 발명에 관한 이완 방지 너트(10,20)의 성능을 종래의 싱글 너트 및 더블 너트의 성능과 비교하기 위한 실험을 하였다.

본 실험은 고속 나사 이완 시험기(50)를 사용하여 17분간(1020초간) 실시하였다. 도 3은 상기 실험기(50)에 있어서의 가진대(51)와 진동 배럴(52)에 의해서 진동을 부여함으로써, 너트(종래기술에 관한 너트)의 이완을 실험하는 상태를 나타낸다.

상기 실험기(50)의 진동조건은 다음과 같다.

진동수 : 1780rpm

가진 스트로크(L) : 11㎜

임팩트 스트로크(M) : 19㎜

진동방향 : 볼트축의 직각방향

또, 이완의 판정은 볼트(30), 와셔(31), 로크 너트(40), 클램프 너트(41)에 표시된 마크가 어긋난 시점을 기준으로 하였다.

본 실험의 결과를 하기의 표 1에 나타낸다.

1	종래기술(싱글 너트)	193	(×) 325초에서 이완
2	제 1 실시형태(저면의 경사각도 1°)	193	(Ｏ) 이완되지 않음
3	제 1 실시형태(저면의 경사각도 2°)	193	(Ｏ) 이완되지 않음
4	종래기술(더블 너트)	188	(Ｏ) 이완되지 않음
5	제 2 실시형태(저면의 경사각도 1°)	180	(Ｏ) 이완되지 않음
6	제 2 실시형태(저면의 경사각도 2°)	180	(Ｏ) 이완되지 않음

표 1에 있어서, No.2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 이완 방지 너트(10)이고, No.3는 경사 저면(14)의 경사각도(θ)를 1°에서 2°로 변경한 것이다. 또, No.5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 이와 방지 너트(20)이고, No.6는 경사 저면(24)의 경사각도(θ)를 1°에서 2°로 변경한 것이다.

본 실험의 결과에서, 본 발명에 관한 이완 방지 너트(10,20)는 종래기술에 관한 싱글 너트에 비해 이완 방지 기능이 우수하고, 또 종래의 더블 너트와 마찬가지로 높은 이완 방지 기능을 구비하고 있는 것을 알 수 있다.

즉, No.1에 나타낸 종래의 싱글 너트에서는 본 발명의 제 1 실시형태와 마찬가지로 193N.m의 토크로 체결하였으나 325초 경과후에 이완이 발생하였다. 이것에 대해서, 제 1 실시형태에 관한 이완 방지 너트(10)는 17분 동안 이완이 발생하지 않았다.

또, No.3에 나타낸 종래의 더블 너트에서는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 이완 방지 너트(20)보다 큰 토크로 체결하고(종래기술:188N.m, 본 발명:180N.m), 또한 이것에 더하여 로크 너트(40)를 사용하고 있으나 이완 방지 효과는 동일하였다.

따라서, 본 발명에 관한 이와 방지 너트(10,20)는 종래의 더블 너트에 비해 간이한 구성으로 되어 있음에도 불구하고 같은 정도의 이완 방지 기능을 발휘하는 것을 알 수 있다.

한편, 본 발명에 관한 이완 방지 너트(10,20)는 육각 너트에 한정되는 것이 아니며, 나비 너트, 홈붙이 너트, 캡 너트, 링 너트, 스프링 판 너트 등 다른 여러 종류의 너트를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 진동이 가해지더라도 이완이 발생하지 않으며 또한 싱글 너트로서 사용할 수 있는 이완 방지 너트를 제공할 수 있다. 또, 종래의 더블 너트에 비해 저렴하고, 그 부착작업도 용이한 이완 방지 너트를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 이완 방지 너트의 제 1 실시형태를 나타낸 것으로서, (a)는 좌반부를 단면으로 한 정면도, (b)는 평면도

도 2는 본 발명에 관한 이완 방지 너트의 제 2 실시형태를 나타낸 것으로서, (a)는 좌반부를 단면으로 한 정면도, (b)는 평면도

도 3은 고속 나사 이완 시험기를 사용하여 너트의 이완을 실험하는 상태를 나타낸 정면도

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10,20 - 이완 방지 너트 12,22 - 나사부

13,23 - 절결부 14,24 - 저면(경사 저면)

30 - 볼트 31 - 와셔

40 - 로크 너트 41 - 클램프 너트

50 - 고속 나사 이완 시험기 51 - 가진대(加振台)

52 - 진동 배럴 θ- 경사각도

C - 중심축선 L - 가진 스트로크

M - 임펙트 스트로크

Claims

너트의 측면에서 중심축선방향으로 절결부를 형성한 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트.
청구항 1에 있어서,

상기 절결부는 너트의 거의 중간 높이보다 약간 하위부분에서 중심축선방향을 향해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 절결부는 너트의 거의 중간 높이보다 약간 하위부분에서 지름방향을 따르는 수평한 대략 할구(割球)형상인 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 지름방향을 따르는 수평한 대략 할구형상의 절결부는, 적어도 그 선단이 너트의 내측 나사의 일부를 절제하는 위치에 이르고 있는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 할구형상의 절결부는 그 선단이 너트의 중심축선을 넘는 위치에 이르고 있는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트.
너트의 저면을 경사면으로 한 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트.
청구항 6에 있어서,

상기 너트의 경사 저면은 1°∼10°정도의 경사각도(θ)를 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

상기 청구항 6에 나타낸 경사 저면은, 상기 청구항 1에 나타낸 절결부의 중립선의 연장선과 상기 경사 저면의 중립선의 연장선이 교차하도록 한 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트.
너트의 측면에서 그 중심축선방향을 향해서 절결부를 형성하는 행정을 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트의 제조방법.
청구항 9에 있어서,

상기 절결부를, 너트의 거의 중간 높이보다 약간 하위부분에서 중심축선방향을 향해서 형성하는 행정을 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트의 제조방법.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,

상기 절결부를, 너트의 거의 중간 높이보다 약간 하위부분에서 지름방향을 따르는 수평한 대략 할구형상으로 한 행정을 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트의 제조방법.
청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,

상기 지름방향을 따르는 수평한 대략 활구형상의 절결부는 적어도 그 선단이 너트의 내측 나사의 일부를 절제하는 위치에 이르도록 한 행정을 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트의 제조방법.
청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,

상기 할구형상의 절결부는 그 선단이 너트의 중심축선을 넘는 위치에 이르도록 한 행정을 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트의 제조방법.
너트의 저면을 경사면으로 하는 행정을 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트의 제조방법.
청구항 14에 있어서,

상기 너트의 경사 저면이 1°∼10°정도의 경사각도(θ)를 갖도록 한 행정을 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트의 제조방법.
상기 청구항 9 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,

상기 청구항 14에 나타낸 경사 저면은, 상기 청구항 9에 나타낸 절결부의 중립선의 연장선과 상기 경사 저면의 중립선의 연장선이 교차하도록 한 행정을 가지는 것을 특징으로 하는 이완 방지 너트의 제조방법.