KR20140056267A

KR20140056267A - 시징 방지 너트

Info

Publication number: KR20140056267A
Application number: KR1020147003618A
Authority: KR
Inventors: 사토시 고나가야; 겐야 야마다; 사다요시 하세가와; 사토시 이이다
Original assignee: 가부시키가이샤 아오야마 세이사쿠쇼
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2014-05-09
Also published as: EP2752589A1; WO2013030970A1; US20140147230A1; US9022710B2; EP2752589A4; CN103765021A

Abstract

본 발명의 시징 방지 너트는, 수나사 외경 d, 수나사 골 직경 d1의 수나사부를 갖는 볼트(10)가 나사 결합되는 너트로서, 너트 본체(20)에 형성된 암나사부(21)의 볼트 삽입측 단부에, 내경 치수 D가 (d+d1)/2보다 크고, d보다 작은 불완전 암나사부(22)를 1피치 내지 3피치에 걸쳐 형성한 구조이다. 이에 의해, 볼트가 비스듬한 방향으로 비틀어져 넣어진 경우에도, 볼트를 불완전 암나사부(22)와의 접촉면을 중심으로 하여 회전시킬 수 있기 때문에, 시징에 이르는 것이 방지된다.

Description

시징 방지 너트{ANTI-SEIZING NUT}

본 발명은, 볼트가 비스듬한 방향으로 비틀어져 넣어진 경우에도 시징(seizing)이 발생하기 어려운 시징 방지 너트에 관한 것이다.

볼트를 너트에 나사 결합시킬 때에는, 볼트의 축심을 너트의 암나사 축심에 정확히 일치시키면서 볼트를 삽입하는 것이 요구된다. 그러나 실제의 자동차 조립 라인 등에서는, 축심이 다소 기운 상태인 채로 동력 드라이버 등의 공구에 의해 볼트가 너트에 삽입되는 경우가 있다. 이 경우에는, 볼트의 나사산이 너트의 암나사의 원래 결합해야 하는 골부로부터 1피치 어긋난 골부에 끼워 넣어져, 그대로 무리하게 나사를 비틀어 넣으면 시징이 발생하고, 그 후에는 볼트를 용이하게 분리할 수 없다고 하는 중대한 트러블에 이르는 경우가 있다.

그래서 종래부터, 너트에 대하여 비스듬하게 삽입된 경우에도 시징이 발생하지 않도록 고안된 볼트가 여러 가지 제안되어 있다. 그 대표적인 것은 본 출원인의 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 정규 나사부의 선단에 파일럿부(막대 끝부, 가이드부라고도 불림)를 형성하여, 볼트가 비스듬한 방향으로 삽입된 경우에는 이 파일럿부의 선단부 외주를 암나사와 접촉시키는 것에 의해, 볼트의 자세를 교정하도록 한 것이다. 또한 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 기재된 바와 같이, 파일럿부에도 각종 나사산을 형성하여, 자세 교정 효과를 높인 시징 방지 볼트도 제안되어 있다.

그런데, 파일럿부는 당연히 볼트의 정규 나사부보다 직경이 가늘기 때문에, 정규 나사부와 파일럿부 사이에 소직경 나사부가 형성되는 것을 피할 수 없고, 이 소직경 나사부에서 시징이 발생하는 경우가 있다. 또한 파일럿부는 길게 하더라도 볼트의 기울기를 경감시킬 뿐, 시징 방지에는 특별한 효과가 없다. 또한 파일럿부는 체결 상태에서는 체결력의 향상에 기여하지 않는 쓸모없는 부분이 된다. 이 때문에, 파일럿부를 너무 길게 하는 것은 비용면에서도 자원면에서도 득책이 아니다.

또한, 특허문헌 4에는 볼트와 너트의 나사산 단부를 잘라버림으로써 불완전 나사부를 없애고, 시징을 방지하는 기술이 기재되어 있다. 그러나 이 기술은 볼트와 너트 양쪽 모두를 특별한 형상으로 하는 것이며, 단독으로는 사용할 수 없다. 이와 같이, 일반적인 형상의 볼트가 비스듬하게 삽입된 경우에도 시징이 발생하지 않는 너트에 관한 선행기술은, 거의 존재하지 않는 것으로 생각된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평10-141343호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제3336257호 공보 특허문헌 3 : 일본 국제 공개 공보 WO2006/134626 특허문헌 4 : 일본 특허 공개 평10-274227호 공보

따라서 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하여, 일반적인 형상의 볼트가 비스듬하게 삽입된 경우에도, 시징의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 시징 방지 너트를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 시징 방지 너트는, 수나사 외경 d, 수나사 골 직경 d1의 수나사부를 갖는 볼트가 나사 결합되는 너트로서, 너트 본체에 형성된 암나사부의 볼트 삽입측의 단부에, 내경 치수 D가 (d+d1)/2보다 크고, d보다 작은 불완전 암나사부를 1피치 이상 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 바람직한 실시형태에 따르면, 불완전 암나사부는 너트 본체에 1피치 내지 4피치에 걸쳐 형성된다.

본 발명의 너트는, 암나사부의 볼트 삽입측의 단부에, 내경 치수 D가 (d+d1)/2보다 크고, d보다 작은 불완전 암나사부를 형성한 것이다. 이 때문에 본 발명의 너트는 볼트가 다소 비스듬한 방향으로 삽입된 경우에도, 너트의 불완전 암나사부의 나사산이 볼트의 나사산과 무리하게 맞물리지 않아, 시징이 발생하는 경우가 없다. 이 점에 대해서는, 뒤에서 자세히 설명한다. 또한, 불완전 암나사부는 1피치 이상에 걸쳐 형성되어 있기 때문에, 볼트가 어느 방향으로 기울려 삽입되더라도 시징되는 경우가 없다. 한편, 본 발명의 너트는 일반적인 볼트와 조합하여 이용되는 것이지만, 볼트가 선단에 파일럿부를 구비한 볼트여도 좋은 것은 물론이다.

도 1은 본 발명의 주요부의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 볼트가 암나사에 올바르게 삽입된 상태를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 볼트가 암나사에 기울려 삽입된 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 치수 관계의 설명도이다.

이하에 본 발명을 실시형태와 함께 더 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 주요부의 설명도로서, 참조부호 10은 볼트, 참조부호 20은 이 볼트(10)가 나사 결합되는 암나사부(21)가 형성된 너트 본체이다. 도 1에서는 볼트(10)는 수나사부(11)의 선단 부분만이 도시되어 있지만, 종래품과 마찬가지로 헤드부와 축부를 구비한 볼트이다. 이 볼트(10)의 수나사부(11)는 표준적인 나사산 형상을 구비한 것으로서, 그 수나사 외경은 d, 수나사 골 직경은 d1이다.

너트 본체(20)에 형성된 정규 암나사부(21)의 내경은, D1이다. JIS-B0205에 규정되는 바와 같이, 볼트(10)의 호칭 직경은 수나사 외경 d와 동일하고, 또한 암나사부(21)의 내경(D1)은 수나사 골 직경 d1과 같다. 즉, 볼트의 호칭 직경=너트의 호칭 직경=볼트의 수나사 외경 d, 암나사부(21)의 내경(D1)=수나사 골 직경 d1이다. 상기한 관계는 일반적으로 성립하는 것으로서 본 발명에서의 특유한 것이 아니다.

본 발명의 특징은 도 1에 도시하는 바와 같이, 너트 본체(20)의 볼트 삽입측의 단부에, 불완전 암나사부(22)를 형성한 점에 있다. 이 불완전 암나사부(22)는, 그 내경 치수 D가 (d+d1)/2보다 크고, d보다 작게 설정되어 있으며, 너트 본체(20)의 단부면으로부터 1피치 이상에 걸쳐 형성되어 있다. 다음에, 불완전 암나사부(22)의 내경 치수 D를 이와 같이 설정한 이유 및 그에 의한 작용 효과를 설명한다.

도 2는, 볼트(10)가 본 발명의 너트에 정확하게 삽입된 상태를 도시하는 도면이다. 이 때, 너트의 불완전 암나사부(22)의 나사산이, 볼트(10)의 나사산과 접촉하고 있다. 너트의 불완전 암나사부(22)의 내경 치수 D는 볼트의 수나사 외경 d보다 작기 때문에, 이 도 2의 경우에는 볼트(10)의 수나사부(11)를 정상적으로 나사 결합시킬 수 있고, 이대로 볼트(10)를 회전시켜 가면 체결이 완료된다.

도 3은, 볼트(10)가 본 발명의 너트에 대하여 기울어져 삽입된 상태를 도시하는 도면이다. 이와 같이 너트의 불완전 암나사부(22)의 한쪽 나사산이, 볼트(10)의 나사산의 골부와 A점에서 맞물렸을 때, A점으로부터 180˚ 반대측의 볼트상의 B점(나사산 정상부)은, 불완전 암나사부(22)의 반대측의 나사산과 맞물리지 않는다. 그 이유를 도 4에 의해 설명한다.

도 4의 하반부에 도시하는 바와 같이, 볼트(10)의 수나사부(11)의 A점부터 B점까지의 거리(너트의 축선에 수직인 평면상에 투영한 거리, 이하 동일)를 X로 하면, X=d1-AC이다. A점과 나사산 정상부(C)의 거리(AC)는 (d1-d)/2이기 때문에, X=d1-AC=d1-(d1-d)/2=(d1+d)/2가 된다. 한편, 도 4의 상반부에 도시하는 바와 같이, A점부터 180˚ 반대측인 불완전 암나사부(22)의 나사산까지의 거리는 D이며, 본 발명에서는 D는 (d1+d)/2보다 크게 설정되어 있다. 이 때문에 X는 반드시 D보다 작아져, 도 3의 상태에서는 A점부터 180˚ 반대측인 볼트 상의 B점은 너트의 불완전 암나사부(22)와 간섭되지 않는다.

따라서, 볼트(10)는 A점을 중심으로 하여 축선의 경사 각도를 자유롭게 변경할 수 있기 때문에, 볼트(10)는 도 2의 상태와 도 3의 상태 사이에서 자유롭게 회전하는 것이 가능해진다. 또한 도 3의 상태에서도, 볼트(10)의 나사산은 너트의 불완전 암나사부(22)와 A점에서 맞물려 있을 뿐, 그 외의 위치에서는 나사산 상호의 간섭이 발생하지 않기 때문에 시징이 발생하는 경우가 없다.

이와 같이, 최초에 맞물린 A점을 중심으로 하여 볼트가 자유롭게 회전할 수 있도록 해 두면, 드라이버로부터 볼트(10)에 가해지는 힘에 의해 발생하는 도 3 상의 반시계 방향의 회전 모멘트가 볼트(10)를 도 2와 같은 올바른 자세로 복귀시키고, 볼트(10)를 더 회전시키면 볼트(10)의 수나사부(11)가 너트 본체(20)의 암나사부(21)와 올바르게 나사 결합하여, 체결이 완료하게 된다.

상기한 바와 같이, 너트의 불완전 암나사부(22)의 내경 치수 D를 볼트의 수나사 외경 d보다 작게 한 것은, 볼트(10)의 수나사부(11)가 불완전 암나사부(22)와 전혀 접촉하지 않게 될 가능성을 없애기 위해서이다. 본 발명과 같이 치수를 설정해 두면, 볼트(10)의 수나사부(11)가 너트의 불완전 암나사부(22)와 어느 1점에서 반드시 접촉하여, 그 점을 중심으로 하는 회전이 가능해진다.

또한 불완전 암나사부(22)를 적어도 1피치 이상 형성하는 것으로 한 것은, 어느 방향으로 볼트(10)가 경사진 경우에도 상기한 효과가 얻어지도록 하기 위해서이다. 그러나 실제로는 1피치로는 접촉 위치에 따라서는 그 반대측이 불완전 암나사부(22)가 안 될 가능성이 있기 때문에, 2피치 이상 형성하는 것이 바람직하다. 또한 불완전 암나사부(22)는 체결 완료 후는 체결에 기여하지 않는 부분이기 때문에 필요 이상으로 형성할 의미는 없고, 1피치 내지 4피치, 보다 바람직하게는 2피치 내지 4피치로 하는 것이 바람직하다. 이 실시형태에서는, 불완전 암나사부(22)는 너트 본체(20)의 단부로부터 3피치에 걸쳐 형성되어 있다.

또한 너트 본체(20)에 형성되는 불완전 암나사부(22)의 나사산 형상은 특별히 한정되는 것이 아니며, 상기한 치수 관계를 만족시키면, 표준적인 삼각 나사산이어도, 사다리꼴 나사산이어도 지장이 없다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 너트는 종래품에 비교하여, 보다 큰 각도로 볼트가 비스듬한 방향으로 비틀어져 넣어진 경우에도 시징이 발생하기 어려운 이점이 있고, 자동차의 조립 라인 등에서 이용하는 것에 적합한 것이다.

10: 볼트 11: 수나사부
20: 너트 본체 21: 암나사부
22: 불완전 암나사부

Claims

수나사 외경 d, 수나사 골 직경 d1의 수나사부를 갖는 볼트가 나사 결합되는 너트로서,
너트 본체에 형성된 암나사부의 볼트 삽입측의 단부에, 내경 치수 D가 (d+d1)/2보다 크고, d보다 작은 불완전 암나사부를 1피치 이상 형성한 것을 특징으로 하는 시징(seizing) 방지 너트.
제1항에 있어서, 불완전 암나사부를, 1피치 내지 4피치에 걸쳐 형성한 것을 특징으로 하는 시징 방지 너트.