KR20110105726A - 내마모성 너트 및 볼트 - Google Patents

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KR20110105726A
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치엔 량 린
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Abstract

내마모성 너트 또는 볼트는, 너트 또는 볼트의 헤드부에 원주방향으로 형성되는 다수의 다각형 변을 포함하고, 상기 다각형 변은, 상기 다각형 변의 마주보는 정점으로부터 수렴되도록 외부로 각각 경사진 2 개의 경사진 하위 변으로서, 상기 상기 경사진 하위 변 각각은, 상기 경사진 하위 변 각각과, 대응하는 소켓 변과의 사이의 작은 편향 예각을 예측되도록 한정하는 2 개의 경사진 하위 변과, 상기 2 개의 경사진 하위 변과 횡방향으로 교차하는 중간의 하위 변을 포함하고; 상기 소켓의 시계방향 또는 반시계방향 회전시, 상기 너트 또는 볼트의 하나의 상기 경사진 하위 변은, 선형으로 맞물리거나 붙잡히지 않고서, 상기 소켓 변 각각과 평면적으로 결합되어, 너트 또는 볼트의 정점을 마모시키거나 손상시키는 것을 방지한다.

Description

내마모성 너트 및 볼트 {ANTI-WEARING NUT AND BOLT}
본 발명은 다각형 소켓과 결합되는 다각형 너트 또는 볼트에 관한 것이다.
도 1 에 도시된 육각형 너트 (N) 등의 종래의 다각형 너트 또는 볼트는, 조여지거나 풀려질 때 다각형 변 또는 육각형 변 (H) 을 가진 소켓 (S) 에 의해 회전가능하게 구동된다. 다각형 너트 (N) 의 정점 또는 이러한 정점 각각의 코너 라인 (L) 은 소켓 (S) 의 다각형 변 (H) 에 의해 선형적으로 맞물리거나 붙잡힐 수 있다. 반복적으로 사용한 후에, 너트 또는 볼트의 코너는 소켓에서 너트 또는 볼트의 풀림 또는 미끄러짐을 유발하도록 마모되거나 손상되어, 이러한 너트 또는 볼트를 조이거나 푸는 작동에 영향을 준다.
반면, 이러한 너트 또는 볼트는, 마모되면, 환경에 의해 산화되어 녹슬거나 부식된다. 이러한 종래의 너트 또는 볼트는 손상되거나 또는 불량한 외관으로 존재할 것이다.
본 발명자는 종래의 다각형 너트 및 볼트의 단점을 발견하여 본원의 내마모성 너트 및 볼트를 개발하였다.
본 발명의 목적은, 너트 또는 볼트의 헤드부에 원주방향으로 형성되는 다수의 다각형 변을 포함하는, 다각형 소켓과 결합되는 헤드부를 구비한 내마모성 너트 또는 볼트를 제공하고, 상기 다각형 변 각각은, 상기 다각형 변 각각의 마주보는 정점으로부터 수렴되도록 외부로 각각 경사진 2 개의 경사진 하위 변 (또는 경사진 부분 변) 으로서, 상기 경사진 하위 변 각각은, 상기 경사진 하위 변 각각과, 너트 또는 볼트의 상기 다각형 변에 병렬배치된 대응하는 소켓 변과의 사이에 작은 편향 예각을 예측되도록 (extrapolatively) 한정하는 2 개의 경사진 하위 변과, 상기 2 개의 경사진 하위 변과 횡방향으로 교차하는 중간의 하위 변을 포함하고; 상기 소켓의 시계방향 또는 반시계방향 회전시, 상기 너트 또는 볼트의 하나의 상기 경사진 하위 변은, 선형으로 맞물리거나 붙잡히지 않고서, 상기 소켓 변 각각과 평면적으로 결합되어, 너트 또는 볼트의 정점을 마모시키거나 손상시키는 것을 방지하고, 또한 회전될 때 소켓내에서의 너트 또는 볼트의 미끄러짐을 방지한다.
도 1 은 육각형 소켓에 결합되는 종래의 육각형 너트 또는 볼트 헤드의 단면도,
도 2 는 육각형 소켓내에 있는 본 발명의 육각형 너트 또는 볼트의 헤드부의 단면도,
도 3 은 도 2 로부터 소켓을 시계방향 (R) 으로 회전시킬 때의 본 발명의 도면,
도 4 는 도 2 로부터 소켓을 반시계방향 (Rc) 으로 회전시킬 때의 본 발명의 도면,
도 5 는 육각형 소켓내에 있는 본 발명의 다른 바람직한 실시형태의 육각형 너트 또는 볼트의 헤드부의 단면도,
도 6 은 도 5 로부터 소켓을 시계방향 (R) 으로 회전시킬 때의 본 발명의 도면, 및
도 7 은 도 5 로부터 소켓을 반시계방향 (Rc) 으로 회전시킬 때의 본 발명의 단면도.
도 2 ~ 도 4 에 도시된 바와 같이, 다각형 소켓 (S) 과 결합되는 다각형 너트 또는 볼트 (1) 는, 이러한 다각형 너트 또는 볼트 (1) 의 헤드부에 원주방향으로 형성되는 다수의 다각형 변 (11) (예를 들어, 육각형 변) 을 포함하고; 상기 다각형 변 (11) 각각은, 이러한 다각형 변 (11) 각각의 마주보는 정점 (101) 으로부터 수렴되도록 외부로 각각 경사진 2 개의 경사진 하위 변 (또는 경사진 부분 변) (12) 을 포함하며, 상기 경사진 하위 변 (12) 각각은, 이러한 경사진 하위 변 (12) 각각과, 너트 또는 볼트 (1) 의 다각형 변 (11) 각각에 병렬배치된 소켓 변 (H) 각각을 가진 소켓 (S) 의 대응하는 소켓 변 (H) 과의 사이의 작은 편향 예각 (A1) 을 예측되도록 한정하며; 또한 2 개의 내접하는 코너 (102) 에서 2 개의 경사진 하위 변 (12) 과 횡방향으로 교차하는 중간의 하위 변 (또는 중간의 부분 변) (13) 을 포함하고, 상기 코너 (102) 각각은 경사진 하위 변 (12) 각각의 외부 단부에 형성되고 또한 대응하는 소켓 변 (H) 각각으로부터 구멍 (P1) (도 2 참조) 으로 분리시킨다.
중간의 하위 변 (13) 각각은 도 2 ~ 도 4 에 도시된 바와 같이 반경방향 내부로 리세스가공되는 리세스일 수 있다. 또는, 중간의 하위 변은, 2 개의 내접하는 코너 (102) 와 선형으로 교차되도록 또는 그와 연결되도록, 도 5 ~ 도 7 에 도시된 바와 같이 선형 또는 평탄한 하위 변 (13a) 일 수 있다.
중간의 하위 변 (13, 13a) 에 대한 다양한 형상 또는 형태에 대해서도 다른 변형을 할 수 있으며, 본원에서는 이에 한정되지 않는다.
경사진 하위 변 (12) 각각은, (단면에서 볼 때) 평탄하거나 선형으로 형성될 수 있거나, 또는 볼록하게 굴곡진 면 또는 오목하게 굴곡진 면으로 형성될 수 있으며, 본원에서는 이에 한정되지 않는다.
상기 작은 편향 예각 (A1) 은 2°~ 30°범위, 바람직하게는 2°~ 8°일 수 있으며, 본원에서는 이에 한정되지 않는다.
너트 또는 볼트 (1) 는 육각형, 팔각형, 오각형 및 다른 각 형상을 포함하는 다각형일 수 있다. 이러한 너트 또는 볼트는 차량용 너트 또는 볼트 또는 어떠한 다른 산업 분야에 사용될 수 있다.
경사진 하위 변 (12) 각각은 다각형 너트 또는 볼트 (1) 의 정점 (101) 과, 내접하는 코너 (102) 와의 사이에서 교차되거나 연결되고; 경사진 하위 변 (12) 각각은, 이러한 경사진 하위 변 (12) 과, 특히 도 2 에 도시된 바와 같이 다각형 변 (11) 에 병렬배치된 대응하는 소켓 변 (H) 과의 사이의 작은 편향 예각 (A1) 을 예측되도록 한정하도록, 각각의 정점 (101) 에서부터 외부로 소켓 변 (H) 각각의 중간부 또는 일부 쪽으로 경사진다.
경사진 하위 변 (12) 은, 또한 외접하는 변 (10) 의 외부 단부와, 도 2 에 도시된 지점 (101, 102, C (공통의 중심)) 사이의 "삼각형" 의 내접하는 변 (10i) 의 외부 단부와의 사이에서 횡방향으로 한정되고, 상기 외접하는 변 (10) 은 너트 (또는 볼트) (1) 의 정점 (101) 과, 너트 (또는 볼트) (1) 및 소켓 (S) 의 공통의 중심 (C) 과의 사이에 한정되고, 상기 내접하는 변 (10i) 은 내접하는 코너 (102) 와 공통의 중심 (C) 과의 사이에 한정된다.
소켓의 코너 (X), 너트 (또는 볼트) 의 정점 (101), 및 중심 (C) 이 선형으로 정렬될 때, 상기 외접하는 변 (10) 은 정점 (101) 과 공통의 중심 (C) 사이의 외접 반경 (R1) 에 상응하고, 상기 내접하는 변 (10i) 은 내접하는 코너 (102) 와 공통의 중심 (C) 사이의 내접 반경 (R2) 에 상응한다.
소켓 (S) 의 시계방향 회전 (R) 시, 외접하는 변 (10) 은 중심 (C) 을 중심으로 반시계방향 (외접 반경 (R)) 으로 회전각 (A2) 만큼 소켓 변 (H) 쪽으로 상대 회전되고; 내접하는 변 (10i) 은 중심 (C) 을 중심으로 반시계방향 (내접 반경 (R2)) 으로 회전각 (A2) 만큼 소켓 변 (H) 쪽으로 상대 회전되어, 실선에서 점선으로 이동됨에 따라, 도 2 에 도시된 바와 같이 경사진 하위 변 (12) 이 소켓 변 (H) 과 일치한다. 즉, 너트 (또는 볼트) 의 경사진 하위 변 (12) 은 작은 편향 예각 (A1) 만큼 회전되어, 최종적으로 소켓 (S) 의 소켓 변 (H) 과 일치하게 된다.
하지만, 경사진 하위 변 (12) 은, 소켓 변 (H) 에 대하여 도 2 에서 도 3 으로 일치되거나 정렬되고, 소켓 (S) 이 시계방향 (R) 으로 회전하면, 너트 (또는 볼트) (1) 는 이러한 너트 (또는 볼트) 를 체결하도록 안정적으로 회전가능하게 구동될 수 있다. 경사진 하위 변 (12) 이 (종래의 너트 또는 볼트에 의해 실시되는 선형의 마찰 접촉보다는) 평면 접촉으로 소켓 변 (H) 과 평면적으로 일치되거나 결합되기 때문에, 너트 또는 볼트 (1) 의 다각형 변 또는 면 (11) 이 마모되거나 손상되지 않아서, 소켓 (S) 내에서 너트 (또는 볼트) 가 미끄러지는 것을 방지하고 또한 너트 (또는 볼트) 및 소켓간의 마찰 마모를 방지한다.
비교해보면, 소켓 (S) 을 도 2 에서 도 4 로 반시계방향 (Rc) 으로 회전시킴으로써, 너트 또는 볼트는 소켓에 의해 풀리거나 체결해제될 것이다.
유사하게, 소켓을 도 5 에서 도 6 으로 회전시킴으로써, 너트 또는 볼트는 조여질 것이다. 소켓을 도 5 에서 도 7 로 회전시키면, 너트 또는 볼트는 체결해제될 것이다.
그리하여, 본 발명의 너트 또는 볼트는 신뢰가능하게 안전하게 작동될 뿐만 아니라 또한 사용될 때 사용 기간을 향상시키도록 보호될 것이다.
이하의 접근법 또는 분석에 의해, 편향 예각 (A1) 과 회전각 (A2) 사이의 관계를 알 수 있는 것은 흥미로운 것이다:
도 2 에 도시된 지점들 (101, 102, C) 사이의 외접하는 변 (10), 내접하는 변 (10i) 및 경사진 하위 변 (12) 으로 이루어진 실선의 삼각형과, 회전각 (A2) 으로 회전된 후에 "점선의" 외접하는 변 (10), "점선의" 내접하는 변 (10i), 및 하위 변 (12) 으로 이루어진 점선의 삼각형을 비교하면 된다.
내각 (A3) 은, 이하의 식으로 표시되는 바와 같이, 편향 예각 (A1) 과, 반경방향 변 (소켓 코너 (X) 와 중심 (C) 사이) 과 부분적인 소켓 변 (H) 사이에 한정되는 외각 (A4) 의 합과 동일하다:
A3 = A1 + A4
다른 내각 (A'3) 은, 이하의 식과 같이, 회전각 (A2) 과, 반경방향 변 (X 와 C 의 사이), "점선의" 변 (10) 및 부분적인 소켓 변 (H) 사이의 삼각형에서 볼 때 외각 (A4) 의 합과 동일하다:
A'3 = A2 + A4
실선의 변 (10), 실선의 변 (10i), 및 경사진 하위 변 (12) 으로 된 실선의 삼각형이, 점선의 변 (10), 점선의 변 (10i), 및 경사진 하위 변 (12) 으로 된 점선의 삼각형과 겹치도록 동일할 수 있기 때문에, 내각 (A3) 은 이하의 식으로 다른 내각 (A'3) 과 동일해야 한다:
A3 = A'3;
그래서, A1 + A4 = A2 + A4
그리하여, A1 은 A2 와 동일하고, 이는 편향 예각 (A1) 이 회전각 (A2) 과 동일하다는 것을 나타낸다.
하지만, 소켓을 회전각 (A2) 으로 회전시켰을 때, 너트 (또는 볼트) 변 (11) 과 소켓 변 (H) 간의 안정적인 평면 접촉을 위해, 경사진 하위 변 (12) 을 소켓 변 (H) 과 일치시키도록 편향 예각 (A1) 을 구성하기 위해서, 상기 편향 예각 (A1) 은 상기 회전각 (A2) 과 동일해야 한다. 즉, 편향 예각 (A1) 이 작으면, 회전각 (A2) 도 작아질 것이다. 그리하여, 너트 (또는 볼트) 와 소켓간의 신속한 평면 일치를 위해서, 편향 예각 (A1) 은 가능한 한 작게 구성될 수 있어서, 소켓에 의해 너트 또는 볼트의 보다 더 신속하고 또한 효율적인 신뢰가능한 체결 또는 풀림 작동을 향상시킨다.
따라서, 본 발명은, 소켓으로부터 너트 또는 볼트의 미끄러짐을 방지함으로써 보다 더 안전하고 보다 더 효과적인 방식으로 체결 또는 체결해제될 수 있고 또한 소켓에서의 너트 또는 볼트의 마모를 방지함으로써 수명을 연장시키는 너트 또는 볼트를 제공할 수 있다.
반면, 상기 소켓은 또한 본 발명에 의해 실시됨으로써 보호될 것이다.
전술한 바와 같이 소위 "하위 변" (12) 은, 너트 또는 볼트의 다각형 변 (11) 각각에 종속되거나 또는 그로부터 세분화되기 때문에 본원에서 논리적으로 구성된다. 육각형 너트 또는 볼트에 대하여, 각각의 변 (11) 은 2 개의 경사진 하위 변 (12) 및 중간의 하위 변 (13) 을 가진 3 개의 "면" 을 포함하기 때문에, 6 개의 변을 가진 육각형 너트 또는 볼트에 대해서는 총 18 개의 "면" (하위 변) 이 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 변형될 수 있다.

Claims (8)

  1. 다각형 소켓과 결합되는 다각형 너트 또는 볼트로서,
    상기 다각형 너트 또는 볼트의 헤드부에 원주방향으로 형성되는 다수의 다각형 변을 포함하고,
    상기 너트 또는 볼트의 적어도 하나의 상기 다각형 변은,
    상기 다각형 변의 마주보는 정점으로부터 수렴되도록 외부로 각각 경사진 2 개의 경사진 하위 변으로서, 상기 경사진 하위 변 각각은, 상기 경사진 하위 변 각각과, 너트 또는 볼트의 상기 다각형 변에 병렬배치된 상기 소켓 변을 가진 소켓의 대응하는 소켓 변과의 사이에 작은 편향 예각을 예측되도록 한정하는 2 개의 경사진 하위 변과,
    2 개의 내접하는 코너에서 상기 2 개의 경사진 하위 변과 횡방향으로 교차하는 중간의 하위 변을 포함하고,
    상기 내접하는 코너 각각은 경사진 하위 변 각각의 외부 단부에 형성되고 또한 소켓의 대응하는 소켓 변 각각으로부터 구멍으로 분리시키며,
    상기 소켓의 회전시, 상기 너트 또는 볼트의 하나의 상기 경사진 하위 변은 상기 소켓에 의해 상기 너트 또는 볼트를 체결 또는 체결해제하기 위해 상기 소켓의 하나의 상기 소켓 변과 평면적으로 일치되는 다각형 너트 또는 볼트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간의 하위 변 각각은 반경방향 내부로 리세스가공되는 리세스를 포함하는 다각형 너트 또는 볼트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간의 하위 변 각각은 2 개의 내접하는 코너 사이에서 선형적으로 연결됨으로써 평탄한 하위 변이며, 상기 내접하는 코너 각각은 상기 경사진 하위 변 각각의 외부 단부에 형성되는 다각형 너트 또는 볼트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 하위 변 각각은 평탄한 면으로 형성되는 다각형 너트 또는 볼트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 하위 변 각각은 굴곡진 면으로 형성되는 다각형 너트 또는 볼트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 작은 편향 예각은 2°~ 30°범위인 다각형 너트 또는 볼트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 하위 변 각각은, 다각형 너트 또는 볼트의 정점과 하나의 상기 내접하는 코너 사이에서 교차되거나 연결되며,
    상기 경사진 하위 변 각각은, 하나의 상기 정점으로부터 외부로, 상기 너트 또는 볼트의 다각형 변에 병렬배치되는 상기 소켓의 하나의 대응하는 소켓 변의 중간부 쪽으로 경사져서, 상기 경사진 하위 변과 상기 소켓의 대응하는 소켓 변 사이의 작은 편향 예각을 예측되도록 한정하는 다각형 너트 또는 볼트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사진 하위 변 각각은, 하나의 외접하는 변의 외부 단부와, 하나의 상기 정점, 하나의 상기 내접하는 코너, 및 상기 너트 및 소켓의 공통의 중심 사이의 삼각형의 하나의 내접하는 변의 외부 단부와의 사이에서 횡방향으로 한정되고, 상기 외접하는 변은 상기 너트 또는 볼트의 정점과 공통의 중심과의 사이에서 한정되고, 상기 내접하는 변은 내접하는 코너와 공통의 중심과의 사이에서 한정되며,
    상기 소켓의 회전시, 상기 외접하는 변은 공통의 중심을 중심으로 회전각으로 소켓의 소켓 변 쪽으로 상대 회전되고, 상기 내접하는 변은 공통의 중심을 중심으로 회전각으로 소켓 변 쪽으로 상대 회전되어, 상기 경사진 하위 변을 소켓 변과 일치시키는 다각형 너트 또는 볼트.
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