KR20130140751A

KR20130140751A - 자가 잠금 너트

Info

Publication number: KR20130140751A
Application number: KR1020137013531A
Authority: KR
Inventors: 프랭크-우웨 디에너; 울프강 기라우드; 지그프리드 오베른도르퍼; 토르스텐 슐러
Original assignee: 루이아 글로벌 패스너 아게
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2013-12-24
Also published as: AU2011341143A1; JP2013543963A; DE202010015819U1; BR112013011974A2; MX2013005993A; CA2819179A1; EP2646697A2; CN103348147A; US20130236265A1; WO2012076004A2; WO2012076004A3

Abstract

본 발명은, 축소된 내경을 가지는 하나 또는 복수의 영역들(14)을 가지는 코어홀을 가지는, 암나사(12)를 구비하는 자가 잠금 너트(10)에 관한 것이다.

Description

자가 잠금 너트{SELF-LOCKING NUT}

[0001] 본 발명은 코어 홀과 나사 탭을 가지는 "클램핑 너트"로도 불리는 자가 잠금 너트에 관한 것이다.

[0002] 이러한 종류의 종래기술에 의한 자가 잠금 너트들은 다양한 단점들을 가진다. 나사산, 육각형의 외형이나 정상의 작은 원뿔들이 둘 또는 그 이상의 지점에서 압박되는(squeezed) 소위 "압박 잠금 너트들"은 추가적인 제조 공정이 필요하고 두 지점에서 압박되기만 한다면 클램핑이 충분하지 않다는 단점이 있다.

[0003] 종래기술에 의한 다른 해결책은 상면에 세 개의 원뿔이 있고 안으로 절곡되어 클램핑 효과나 증가된 이완 토크(loosening torque)를 발생시키는 소위 삼원뿔 클램핑 너트에 있다. 일반적으로, 종래기술에 의한 이러한 자가 잠금 너트들 모두는 멈추려는 경향이 있는데, 달리 말하면, 이 너트들은 한 번 체결된 이후에는 아래 방향으로 적절히 조여질 없거나, 풀릴 수 없거나, 적어도 손상이 없을 수 없다.

[0004] 소위 "다단 멈춤(Polystop)" 너트들은 종래 기술의 다른 형태이다. 이러한 너트들은 상면에 클램핑 효과를 일으키는 플라스틱 고리를 가진다. 다른 요소, 특히 다른 재질로 만든 요소를 사용하면, 비용이 매우 많이 드는 해결책이 된다. 종래 기술에 의한 이러한 자가 잠금 클램핑 너트들 대부분도 표준 너트들보다 큰 단점을 가지고 있어서 사용할 때 더 큰 공간과 더 긴 나사들이나 볼트들이 필요하여, 결과적으로 비용이 추가된다.

[0005] 요약하면, 기존의 클램핑 너트들 또는 자가 잠금 너트들 모두는 이상적인 자가 잠금, 최소한의 멈춤, 최소한의 높이와 적은 제조비용 사이에서 절충된 것이다. 종래 기술에 의한 이러한 너트들 모두는 이러한 목적들과 관련해서 더하거나 덜 만족스러운 절충된 것이다. 상기한 종래 기술에 의한 자가 잠금 너트들 중 어떤 것도 네 가지 목적 모두에 대한 최적의 해결이 아니다.

[0007] 따라서, 본 발명의 목적은, 경비를 추가하지 않고도 생산될 수 있고, 추가적인 공간과 중량 요건이 필요 없으며, 멈추지 않고, 계속해서 양호한 클램핑 효과를 가지는, 이러한 형태의 자가 잠금 너트 또는 이러한 형태의 클램핑 너트를 제작하는 것이다.

[0008] 이러한 목적은, 본 발명에 따라, 하나 또는 그 이상의 영역 내에 축소된 내경을 가지는 코어홀을 가지는 자가 잠금 너트 또는 클램핑 너트에 의해 달성된다.

[0009] 대신에, 암나사의 하나 또는 이 이상의 부분의 나사탭들 사이의 영역들은 납작해지지 않지만 나머지 암나사 위로 돌출되는 날카로운 버(burr)로 연장되도록 형성될 수 있다.

[0010] 본 발명에 따른 이러한 종류의 클램핑 너트에는 다음과 같은 장점이 있다. 즉, 제조비용이 적고, 추가적인 재료나 추가적인 처리 단계가 클램핑 효과를 달성하기 위해 필요 없는 것처럼, 클램핑이나 자가 잠금 특성이 없는 표준 너트들의 제조비용과 비슷할 수 있다.

[0011] 본 발명에 따르면, 클램핑 효과는 냉간 성형하는 동안이나 나사 절삭을 하는 동안에도 달성될 수 있다.

[0012] 본 발명에 따른 너트들은 원뿔형 클램핑 너트들보다 덜 무겁고 전체적으로 낮은 높이를 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 너트들은 그렇게 긴 나사들이나 볼트들을 필요로 하지 않으며 사용할 때 추가적인 공간도 필요로 하지 않는다.

[0013] 클램핑이 대각선으로 인가되지 않고 결과적으로 본 발명에 따른 자가 잠금 너트들이 거의 멈추지 않거나 그런 성향을 보이지 않는 것처럼, 본 발명에 따른 클램핑 너트들은 상당히 좋은 클램핑 효과를 가지기도 한다.

[0014] 본 발명에 따르면, 코어홀 원주에 걸쳐 동일하게 이격되는 축소된 코어홀 내경을 가지는 세 개의 영역들이 마련되는 것이 특히 바람직하다. 이렇게 함으로써 최적의 고른 클램핑 효과를 달성할 수 있다.

[0015] 상기 축소된 코어홀 내경을 가지는 영역들은 바람직하기로는 10 내지 15도의 코어홀의 원주의 작은 부분에 걸쳐서만 각각 연장되는 것이 바람직하다. 따라서, 이렇게 함으로써 여전히 충분히 상당한 클램핑 효과가 달성되면서도 나사 체결이 멈추는 것이 방지된다.

[0016] 상기 축소된 코어홀 직경을 가지는 영역들이 상기 암나사의 마지막 셋 내지 네 회전의 나사산에만 인가되거나, 달리 말하면 상기 너트가 안으로 조여지는 측면에서 이격되게 인가된다면 이것도 바람직하다. 상기 너트는 상기 나사나 볼트에 거의 확실하게 조여질 때에만 클램핑한다.

[0017] 바람직하기로는, 상기 축소된 코어홀 직경을 가지는 영역들은 상기 코어홀의 상기 내경의 평탄부에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 상기 너트는, 요즘에는 보통 압출에 의해 생산되는 것처럼 용이하게 제작될 수 있고, 대응 평탄 영역을 가지는 압출 다이는 공작물에서 이격되는 너트의 단부에서 사용될 필요가 있을 뿐이다. 공구, 말하자면 상기 다이를 한 번 구성하는 것을 제외하면, 본 발명에 따른 상기 너트의 제조와 관련된 추가적인 비용은 없다.

[0018] 다소 더 복잡한 공구 제작 공정이 있기는 하지만, 개선된 클램핑 효과는, 약간 안으로 굽은 상기 코어홀의 원주 상의 일부에 의해 부위들(sections)에 의해, 축소된 코어홀 직경을 가지는 영역들을 형성함으로써 달성된다.

[0019] 클램핑 너트의 멈추는 성향을 더 줄이기 위하여, 정상적인 코어홀 환경에서 축소된 내경을 가지는 영역들로의 천이를 작은 반경들에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

[0020] 본 발명의 다른 실시예에서, 날카로운 버들의 형태의 세 개의 영역들을 암나사의 원주에 걸쳐 동일한 간격으로 마련하는 것이 바람직하다. 따라서, 이렇게 함으로써 안으로 나사를 조일 때 클램핑 효과는 가능한 고르게 되는 것이 확실하다.

[0021] 날카로운 버들의 형태의 영역들만이, 바람직하기로는, 각각의 경우에 암나사의 원주의 작은 부위에 걸쳐 연장되고, 이로 인해 멈추는 경향이 더욱 감소된다.

[0022] 날카로운 버들의 형태의 영역들만이 암나사의 마지막 셋 내지 네 개의 나사탭들 사이에, 또는 달리 말하여 너트의 공작물측에서 이격되게 연장되는 것도 바람직하다. 따라서, 너트만이 볼트 위로 충분히 멀리 조여질 때 클램핑한다.

[0023] 특히 바람직한 제조공정은, 날카로운 버들의 형태의 영역들이 비절삭 기법을 사용할 때 더 깊거나 넓어지도록 인접한 나사탭들을 형성함으로써, 제조되는 경우에 달성된다. 이렇게 함으로써 날카로운 버를 형성할 수 있는 더 많은 재료가 포기되게 한다.

[0024] 본 발명은 아래의 첨부된 도면에 도시된 실시예의 도움으로 더 상세히 설명될 것이다. 도면에서:
[0025] 도 1은 본 발명에 따른 클램핑 너트의 단면도이다.
[0026] 도 2 는 도 1의 클램핑 너트의 평면도이다.
[0027][0028] 도 3은, 암나사를 상세하게 보여주는, 도 4의 A-A선에 따라 절개한 도 1의 클램핑 너트의 측면도이다.
[0029] 도 4는 안으로 조여지고 너트의 높이까지 절단한 볼트와 함께 도 1의 클램핑 너트를 보여주는 평면도이다.
[0030] 도 5는 안으로 조여진 볼트가 있는 도 3의 너트를 보여준다.
[0031] 도 6은 도 5의 X 부분의 상세도이다.

[0032] 도 1은 본 발명에 따른 클램핑 너트 또는 자가 잠금 너트(10)의 측단면도이다. 이 경우, 암나사(12)는 관례적인 도면 표준에 따라 더 이상 상세하게 도시되지 않는다. 하지만, 코어홀 직경이 축소되거나 더 높은 버들(burrs)이 나사탭들 사이에 마련되는 이러한 영역들(14)은 도시된다. 도시된 바와 같이, 이러한 영역들(14)은 너트(10)의 암나사의 길이의 거의 반에 걸쳐 연장되고 보통 셋 내지 네 회전의 나사산을 커버한다.

[0033] 도 2는 도 1의 너트를 위에서 본 것으로 암나사(12)와 나사탭들 사이에 축소된 코어홀 직경 또는 더 높은 버들(burrs)을 가지는 영역들(14)을 명확하게 보여준다. 도 2는, 본 실시예에서, 나사탭들 사이의 축소된 코어홀 직경이나 더 높은 버들을 가지는 세 개의 영역들(14)이 마련되고, 이러한 영역들은 나사 원주에 걸쳐 동일하게 이격되고 분포되어 각각의 영역들(14) 사이의 공간은 각각 120도임을 명확하게 보여준다.

[0034] 또한, 영역들(14) 각각은 약 10 내지 15도의 나사의 아주 짧은 곡선부에만 관련된 것임도 쉽게 알 수 있다.

[0035] 도 3은 도 4의 A-A 선을 따라 취한 도 1의 너트의 부분 단면도로서 암나사(12)를 상세하게 보여준다. 도 3에서, 본 발명에 따른 다른 형상의 나사산을 가지는 도면의 상면 우측에 도시된 영역(14)은 매우 명확하게 보일 수 있다. 표준 암나사(12)는 도시된 너트(10)의 하부 영역 또는 달리 말하면, 너트가 볼트 위로 조여지는, 또는 나사가 너트 안으로 조여지는 너트의 측면에 도시된다. 보통의 경우처럼, 기하학적인 측면에서 볼 때, 이는 코어홀 직경을 가지는 원통의 측면에 놓이는 이러한 부위들 사이에 평탄부들(18)이 연장되는 V-형상의 탭들(16)로 구성된다.

[0036] 한편, V-형상의 탭들(16)의 측면들(19)은 영역(14) 안으로 연장되고 결국 코어홀 직경을 가지는 가상의(notional) 원통 안으로 연장되는 뾰족한 버(20)와 만난다.

[0037] 도 4는 본 발명에 따른 클램핑 너트 또는 자가 잠금 너트(10)와 그 안으로 조여 들어가는 볼트(100)를 도시하며, 이 지점에서 볼트는 너트(10)의 상단 높이까지 절단되어 도시된다. 이 경우, 축소된 코어홀 직경을 가지는 영역들(14)이 다시 한 번 명확하게 보일 수 있다. 볼트(100)과 너트(10)의 코어홀 직경들이 영역(14) 안에 동시에 만사서 본 발명에 따른 소정의 클램핑 효과를 일으킨다는 것도 아주 명확하다.

[0038] 도 5도 도 4에 도시된 너트(10)와 볼트(100)의 결합을 도시하는데, 너트는 도 4의 A-A 선을 따라 다시 한 번 도 3처럼 부분 단면도로서 도시된다. 이해를 돕기 위하여, 볼트(100)는 단면도에서 도시되지 않아 볼트의 수나사(102)는 명확하게 보이지 않을 수 있다. 볼트(100)는 상업적으로 구할 수 있는 볼트가 될 수 있으며 통상의 기술 표준을 충족할 수 있다. 상업적으로 구할 수 있는 볼트(100)의 수나사(102)와 너트(10)의 암나사(12)의 본 발명에 따라 변경된 영역(14)과의 결합(interlocking)은 도 6의 'X'로서 더욱 상세하게 도시된다. 이 경우, 볼트(100)의 암나사(102)도 본 발명에 따른 클램핑 효과를 더욱 명확하게 설명하기 위하여 단면으로 도시된다. 통상적으로 구성되는, 달리 말하면 종래에 의한 너트(10)의 암나사(12)의 영역은 상세부위(X)의 하단 영역에 도시됨으로써, 본 발명에 따른 암나사(12)의 영역들(14)의 구성과 비교한 차이점이 더욱 명확하게 두드러진다.

[0039] 도 6의 너트(10)의 암나사(12)의 하단의 두 회전의 나사산들은 실제 종래 기술에 따라 정상적으로 구성되는 반면, 도 6에 도시된 상부의 세 회전의 나사선들은 축소된 코어홀 직경을 가진다. 이 경우, 도 6에서 매우 명확하게 볼 수 있듯이, V-형상의 나사탭들(16)의 측면들(19)은 보통 각각의 나사탭들(16)을 분리하며 표준 코어홀 직경을 가지는 원통의 측면에 해당하는 평탄영역(18)에서 끝난다. 이런 식으로, 최소한의 마찰력으로 볼트(100)를 너트(10) 안으로 조이는데 필요한 간극(play: 22)은 전체 나사산의 길이에서 보장될 수 있다. 너트 나사산의 측면들(19)은 볼트(100)와 너트(10) 사이에 작용하는 사전 장력이 있는 경우에만 자가 잠금 너트를 사용하지 않는 정상적인 환경 하에서, 볼트의 반대면에 가압되고, 결과 마찰은 나사 체결을 유지한다.

[0040] 너트(10)의 암나사(12)의 각 회전의 나사산들(16) 사이의 고원 형태의 영역(18)은 상세부위(X)의 상부 영역, 달리 말하면, 도시된 상단의 세 회전의 나사산들에서는 나타나지 않는다. 대신에, 영역(14) 내의 각각의 나사탭들(16)의 측면들(19)은 아주 작은 반경만큼에 걸쳐 합쳐져 나사탭들(16) 사이에 돌출되는 버들(20)을 형성한다.

[0041] 이러한 버들(20)은, 도 6에 명확하게 도시된 바와 같이, 볼트(100)의 수나사(102)의 나사탭들(116)의 바닥과 접촉하는 기하학적 조건들 때문에 강제적으로 발생된다. 이론적인 기하학적 조건들은 도 6에 도시되어 있다. 물론, 이러한 관점에서 검은 색으로 도시된 버들(20)의 영역은 실제 존재하지 않지만 버들(20)은 볼트(100)의 탭들(116)의 바닥에서 접촉 압력에 의해 이 영역 내에서 탄성적으로 변형된다. 따라서, 버들(20)은 실제로 약간 "평탄화되어" 있고 동시에 볼트(100)의 수나사의 탭들(116)의 바닥을 관통한다. 이러한 효과가 수만은 측면에서 동시에 발생될 때, 나사 체결의 클램핑과 자가 잠금은 나사를 조여 들어갈 때 사전 장력이 인가되는지에 상관 없이 달성된다. 가능한 대칭적으로 클램핑 힘을 달성하고 너트의 흔들림을 피하기 위하여, 둘 또는 그 이상, 또는 바람직하게는 세 개의 평평하게 이격된 영역들(14)이 본 발명에 따른 너트(10)의 암나사(12)의 원주에 걸쳐 마련된다.

[0042] 영역들(14)은 본 발명에 따라 다른 방식으로 생성될 수 있다.

[0043] 한편 요즘에는, 너트들은, 나사산이 절삭, 밀링 또는 롤링된 후에, 보통 냉간 성형, 위아래에서 가압되는 코어홀 직경을 가지는 다이들에 의해 제조된다. 밀링 또는 롤링하는 동안, 나사탭들(16)을 성형할 때 압출되는 재료가 너트(10)의 암나사(12)을 비절삭 제조하는 동안 나사탭들 사이의 영역들(18) 사이에 대체되므로, 약간 작은 다이 직경은 선택적으로 선택될 수 있다

[0044] 본 발명에 따르면, 영역들(14)은 위에서부터 너트에 작용하는 다이 상의 이러한 영역들을 연삭하거나 공동화함으로써 간단하게 제조될 수 있다. 할선(secant) 형태의 영역(14), 또는 달리 말하면, 평평한 영역이나, 본 명세서에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 더욱 바람직하게는 안으로 굽은 영역(14)은 제조될 수 있다. 이러한 안으로 굽은 곡선은 클램핑된 상태에서 나사산이 정지되는 것을 회피하기에 특히 바람직하다.

[0045] 이러한 곡면은 큰 반경에 의해 외측에서 정의되는 것이 바람직하다.

[0046] 아니면, 암나사(12)를 제조하는 비절삭 방법을 사용할 때, 영역들(14)은, 영역(14) 내에서 더 깊고 및/또는 더 넓도록 암나사(12)의 나사탭들(16)을 형성하여 더 많은 재료가 변형되게 하고 이에 따라 각각의 한 회전의 나사산 사이에 더 높은 버들이 적층되도록 생산될 수 있다.

[0047] 두 개의 경우 모두에서, 본 발명에 따른 클램핑 너트를 제조하는 것은 어떠한 클램핑 효과도 없는 상업적으로 구할 수 있는 너트를 제조하는 것보다 더 비용이 많이 들거나 복잡하지 않다. 제조 공구들, 달리 말하면 코어홀을 생성하는 다이들이나 나사산을 롤링하거나 밀링하는 공구들만은 단 한 번의 공정으로서 다르게 설계될 필요가 있다.

10: 너트 12: 암나사
14: 영역 16: V-형상의 탭
18: 평탄부 19: 측면
20: 버 22: 간극
100: 자가 잠금 너트 102: 수나사
116: 나사탭

Claims

코어홀을 가지는 암나사(12)를 구비하되, 상기 코어홀은 축소된 내경을 가지는 하나 또는 그 이상의 영역(14)을 가지는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제1항 또는 제2항에 있어서,
축소된 코어홀 내경을 가지는 상기 영역들(14)은 상기 코어홀의 원주에 걸쳐서 마련되고 동일하게 이격되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 축소된 코어홀 내경을 가지는 영역들(14)은 바람직하기로는 각각 10 내지 15°사이의 코어홀의 원주의 작은 부분에 걸쳐서 연장되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제1항, 제2항, 또는 제3항에 있어서,
축소된 코어홀 직경을 가지는 영역들(14)은 상기 암나사(12)의 마지막 셋 내지 네 회전의 나사산에 걸쳐서만 연장되거나, 달리 말하면 상기 너트(10)가 안으로 조여지는 측면에서 이격되게 연장되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
축소된 코어홀 직경을 가지는 영역들(14)은 상기 코어홀의 상기 내경의 평탄부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
축소된 코어홀 직경을 가지는 영역들(14)은 약간 안으로 굽은 상기 코어홀의 상기 내경 위의 부위들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
정상적인 코어홀 환경에서 축소된 직경을 가지는 영역들(14)로의 천이는 작은 반경들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
나사탭들(16)을 가지는 상기 암나사(12)를 구비한 자가 잠금 너트(10)로서,상기 나사탭들(16) 사이의 영역들(18)은 암나사(12)의 하나 또는 그 이상의 부위들(14) 안에 평탄화되지 않지만, 나머지 암나사(12)에 걸쳐서 안으로 돌출되는 날카로운 버(20)로 연장하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10)
제8항에 있어서,
날카로운 버들(20)의 형태의 세 개의 영역들은 상기 암나사(12)의 원주에 걸쳐서 마련되고 동일하게 이격되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제8항 또는 제9항에 있어서,
날카로운 버들(20)의 형태의 상기 영역들만이 각각의 경우에 상기 암나사(12)의 원주의 작은 부위(14)에 걸쳐서 연장하는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제8항, 제9항, 또는 제10항에 있어서,
날카로운 버들(20)의 형태의 상기 영역들만이 상기 암나사(12)의 마지막 세 개 내지 네 개의 나사탭들(16) 사이에 또는 달리 말하면 상기 너트(10)의 공작물측에서 이격되게 연장하는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
날카로운 버들(20)의 형태의 상기 영역들은, 상기 나사산(12)이 비절삭 기법을 사용하여 제조될 때 더 깊고/또는 넓게 되는 상기 인접한 나사탭들(16)을 형성함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 자가 잠금 너트(10).