KR20140112802A - 풀림방지너트 - Google Patents

Abstract

풀림방지너트가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풀림방지너트는, 일측으로 돌출된 볼록 돌출부를 구비하며, 볼트의 외면에 형성되는 볼트 나사산에 나사 맞물림 결합되는 제1 나사산이 내벽에 형성되는 제1 너트; 및 볼트 상에서 제1 너트와 선택적으로 맞물림 결합되되 제1 너트의 볼록 돌출부가 끼워지면서 결합되는 오목 결합부를 구비하며, 볼트 나사산에 나사 맞물림 결합되는 제2 나사산이 내벽에 형성되는 제2 너트를 포함한다.

Description

풀림방지너트{Locking nut}

본 발명은, 풀림방지너트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 강한 결속력이 요구되는 장소에 적용할 수 있도록 구조가 개선된 풀림방지너트에 관한 것이다.

선박이나 건설 구조물, 그리고 기계 구조물 등에는 다수의 볼트와 너트가 널리 이용된다.

볼트와 너트의 결합 구조가 가장 일반적인 것이기는 하지만 외력이 작용하면 너트가 풀려 안전사고의 위험을 초래할 수 있다. 따라서 풀림 방지 너트에 대한 요구가 증대되고 있다.

현재, 선박이나 건설 구조물, 그리고 기계 구조물 등에 적용되고 있는 풀림방지너트는 높은 로열티를 지급하고 해외 제품을 사용하고 있는 실정이다.

다양한 종류의 풀림방지너트가 개발되어 사용되고 있음에도 불구하고 현재 사용되고 있는 풀림방지너트의 경우, 극심한 진동 환경에 있어서는 쉽게 풀리는 단점이 있다.

실제, 풀림방지너트는 지속적으로 풀림이 방지되어야 함에도 불구하고 임의로 풀림이 해제됨에 따라 안전사고의 발생 빈도를 높이고 있다.

한편, 종래의 풀림방지너트 중에서 쐐기 타입으로 제작된 것이 있기는 하지만 이러한 쐐기 타입의 풀림방지너트는 역시 가공 정도에 따라 그 기능에 다소 제한적이며, 특히 반복 사용 시 결속력이 상당히 떨어지는 문제점이 지적되고 있으므로 이러한 점을 감안한 풀림방지너트에 대한 구조 개발이 필요하다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2006-0123922호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 간단하면서도 효율적인 구조를 가지기 때문에 제작이 용이할 뿐만 아니라 체결 작업이 수월하며, 구조적인 특징으로 인해 극심한 진동 조건이나 외력에 의해서도 쉽게 풀리지 않아 강한 결속력이 요구되는 장소에 적용할 수 있는 풀림방지너트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 일측으로 돌출된 볼록 돌출부를 구비하며, 볼트의 외면에 형성되는 볼트 나사산에 나사 맞물림 결합되는 제1 나사산이 내벽에 형성되는 제1 너트; 및 상기 볼트 상에서 상기 제1 너트와 선택적으로 맞물림 결합되되 상기 제1 너트의 볼록 돌출부가 끼워지면서 결합되는 오목 결합부를 구비하며, 상기 볼트 나사산에 나사 맞물림 결합되는 제2 나사산이 내벽에 형성되는 제2 너트를 포함하는 풀림방지너트가 제공될 수 있다.

상기 볼트의 길이 방향에 따른 중심축선에 대하여 상기 제1 너트와 상기 제2 너트의 중심축선은 서로 편심되게 배치될 수 있다.

상기 제1 너트와 상기 제2 너트의 결합 시 상기 볼록 돌출부와 상기 오목 결합부는 상호간 억지끼워맞춤 결합될 수 있다.

상기 제1 너트와 상기 제2 너트 중 적어도 어느 하나에는 상기 볼록 돌출부와 상기 오목 결합부 간의 억지끼워맞춤 결합을 위한 탄성변형 보상홈이 더 형성될 수 있다.

상기 탄성변형 보상홈은 상기 볼록 돌출부와 상기 오목 결합부 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.

상기 탄성변형 보상홈은, 상기 볼록 돌출부에 형성되는 제1 탄성변형 보상홈; 및 상기 오목 결합부에 형성되는 제2 탄성변형 보상홈을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 탄성변형 보상홈은 상대방을 향해 넓어지도록 테이퍼지게 형성될 수 있다.

상기 탄성변형 보상홈은 상기 볼트의 둘레 방향을 따라 등간격을 가지고 다수 개 배치될 수 있으며, 상기 탄성변형 보상홈에는 에어 라인(air line)이 형성될 수 있다.

상기 제1 너트에는 상기 볼록 돌출부의 반경 방향 외측에 제1 그루브가 형성될 수 있으며, 상기 제2 너트에는 내부가 상기 오목 결합부를 형성하되 단부 영역이 상기 제1 그루브에 배치되는 덧살부가 형성될 수 있다.

상기 제2 너트에는 상기 덧살부의 반경 방향 외측에 제2 그루브가 더 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 간단하면서도 효율적인 구조를 가지기 때문에 제작이 용이할 뿐만 아니라 체결 작업이 수월하며, 구조적인 특징으로 인해 극심한 진동 조건이나 외력에 의해서도 쉽게 풀리지 않아 강한 결속력이 요구되는 장소에 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풀림방지너트의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 제2 너트의 방향을 뒤집어 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 각각 풀림방지너트의 동작을 단계적으로 도시한 도면들이다.
도 6은 풀림방지너트의 평면 투영 구조도이다.
도 7은 도 6에서 제2 너트를 일정 각도 회전시킨 상태의 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 풀림방지너트의 사용상태 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 풀림방지너트의 사용상태 단면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 풀림방지너트의 분해 사시도, 도 2는 도 1에서 제2 너트의 방향을 뒤집어 도시한 도면, 도 3 내지 도 5는 각각 풀림방지너트의 동작을 단계적으로 도시한 도면들, 도 6은 풀림방지너트의 평면 투영 구조도, 그리고 도 7은 도 6에서 제2 너트를 일정 각도 회전시킨 상태의 도면이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 풀림방지너트는 구조적인 특징으로 인해 극심한 진동 조건이나 외력에 의해서도 쉽게 풀리지 않아 강한 결속력이 요구되는 장소에 적용할 수 있는 것으로서, 제1 너트(110)와 제2 너트(120)의 2개 파트(part)로 마련된다.

제1 너트(110)와 제2 너트(120)가 도 5처럼 볼트(B)에 체결되어 상호간 결속됨으로써 풀림이 방지된다.

제1 너트(110)는 육각 너트의 일종으로 일측으로 돌출된 볼록 돌출부(111)를 구비한다.

그리고 제1 너트(110)의 내벽에는 볼트(B)의 외면에 형성되는 볼트 나사산(B1)에 나사 맞물림 결합되는 제1 나사산(112)이 형성된다.

제2 너트(120)는 볼트(B) 상에서 제1 너트(110)와 선택적으로 맞물림 결합되는 부품이다. 제2 너트(120) 역시, 육각 너트의 형상을 갖는다.

제2 너트(120)에는 제1 너트(110)의 볼록 돌출부(111)가 끼워지면서 결합되는 오목 결합부(121)가 형성된다.

그리고 제2 너트(120)의 내벽에는 볼트(B)의 외면에 형성되는 볼트 나사산(B1)에 나사 맞물림 결합되는 제2 나사산(122)이 형성된다.

이와 같은 제1 너트(110)와 제2 너트(120)의 구조에서 볼트(B)의 길이 방향에 따른 중심축선에 대하여 제1 너트(110)와 제2 너트(120)의 중심축선(C1,C2)은 서로 편심되게 배치된다.

예컨대, 볼트(B)의 길이 방향에 따른 중심축선과 제1 너트(110)의 중심축선을 C1이라 하고, 제2 너트(120)의 중심축선을 C2라 할 때, 이들 중심축선(C1,C2)은 서로 편심되게 배치된다.

이처럼 제1 너트(110)와 제2 너트(120)의 중심축선(C1,C2)이 서로 편심 배치되는 경우, 제1 너트(110)와 제2 너트(120) 간의 1차 결합력을 확보할 수 있다.

다시 말해, 제1 너트(110)와 제2 너트(120)의 중심축선(C1,C2)이 서로 편심 배치되기 때문에, 제1 너트(110)에 대해 제2 너트(120)를 돌려 체결할 경우, 헐거움을 방지시켜 1차 결합력을 확보할 수 있다.

다만, 이와 같은 1차 결합력만으로 너트의 풀림을 방지하기에는 다소 부족할 수 있다. 특히, 극심한 진동 환경에서는 풀릴 소지가 있기 때문에 본 실시예의 경우, 다음의 구조를 더 적용하고 있다.

본 실시예에서 제1 너트(110)와 제2 너트(120)의 결합 시 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121)는 상호간 억지끼워맞춤 결합, 다시 말해 압입 결합된다. 이처럼 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121)가 상호간 억지끼워맞춤 결합되기 때문에 2차 결합력을 확보할 수 있다.

볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 억지끼워맞춤 효과로 인해, 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 결합 시 볼트(B)의 중심축선(C1) 방향으로 강한 조임 현상이 볼록 돌출부(111) 전체면에 고르게 분포하게 됨으로써 볼트(B)와 제1 및 제2 너트(110,120)의 나사산(B1,112,122)은 강한 결속력을 갖게 된다.

또한 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 억지끼워맞춤으로 인해 중심 방향으로 상호간 탄성 변형을 유발하게 하여 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 접촉면에 확실한 마찰력을 보장할 수 있게 되고, 이로써 극심한 진동환경 하에서도 제1 너트(110)와 제2 너트(120)의 풀림을 방지시킬 수 있다.

이상 설명한 것처럼 본 실시예의 경우, 제1 너트(110)와 제2 너트(120) 간의 1차 결합력을 위한 편심 기술과 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 2차 결합력을 위한 억지끼워맞춤 기술이 결합됨으로써 볼트(B)와 제1 및 제2 너트(110,120)의 나사산(B1,112,122)은 더 강한 결속력을 가질 수 있게 된다.

볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 억지끼워맞춤 결합 시 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121)가 마모되지 않고 부드럽게 상호간 잘 억지끼워맞춤 결합되어야 하는데, 이를 위해 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121)에는 각각 탄성변형 보상홈(113,123)이 형성된다.

다시 말해, 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 억지끼워맞춤 결합을 위해 강한 힘을 제공할 때, 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121)가 탄성변형될 수 있는데, 이처럼 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121)에 탄성변형이 발생되더라도 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 억지끼워맞춤 결합이 계속해서 잘 진행될 수 있도록 탄성변형 보상홈(113,123)이 마련된다.

탄성변형 보상홈(113,123)은 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 중 어느 한 곳에만 형성될 수도 있으나 본 실시예의 경우에는 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 모두에 탄성변형 보상홈(113,123)이 형성되도록 하고 있다.

즉 제1 너트(110)의 볼록 돌출부(111)에는 제1 탄성변형 보상홈(113)이 형성되고 제2 너트(120)의 오목 결합부(121)에는 제2 탄성변형 보상홈(123)이 형성된다.

참고로, 제1 너트(110)의 볼록 돌출부(111)는 억지끼워맞춤 결합으로 인해 수축 현상이 발생될 수 있는데, 만약 그 수축량이 클 경우라면 오목 결합부(121)와의 결합 자체가 불가능할 수도 있지만 탄성변형 보상홈(113,123)으로 인해 이러한 문제를 해결하고 있는 것이다.

제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)들 모두는 상대방을 향해 넓어지도록 테이퍼지게 형성된다.

그리고 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)들 모두는 볼트(B)의 둘레 방향을 따라 등간격을 가지고 다수 개 배치된다.

본 실시예의 경우, 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)들 모두가 볼트(B)의 둘레 방향을 따라 등간격을 가지고 4개씩 배열되고 있는데, 이의 개수에 본 실시예의 권리범위가 제한되지 않는다.

또한 도면에 보면 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)들 모두가 횡단면 반원 구조로 되어 있는데, 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)들의 형상 역시, 반드시 반원 구조일 필요는 없다. 즉 삼각이나 사각, 혹은 사다리꼴 형상을 가질 수도 있다. 다시 말해, 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)들은 그 위치에서 홈의 형태로 절취 혹은 절개되면 그것으로 충분하다.

결과적으로 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)은 제1 및 제2 너트(110,120)의 편심량, 억지끼워맞춤량 등에 따라 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)의 크기, 모양, 위치, 개수 또는 그 깊이의 상하 경사도 조절 등이 달리 적용될 수 있다.

심지어 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)의 테이퍼 경사도를 상하 같게 하거나 적용하지 않을 수도 있을 뿐만 아니라 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)을 나사산(112,122) 영역에 설치할 수도 있다.

제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)들에는 제1 및 제2 에어 라인(114,124, air line)이 형성된다. 제1 및 제2 너트(110,120)의 잠금 시 제1 및 제2 에어 라인(114,124)을 통해 에어가 배출될 수 있기 때문에 강한 결합력을 얻기에 충분하다.

이러한 구성을 갖는 본 실시예의 풀림방지너트의 작용을 설명한다.

도 3처럼 볼트(B)와 제1 및 제2 너트(110,120)를 준비한 후, 도 4처럼 볼트(B)에 제1 너트(110)를 먼저 체결시키고, 이어 제2 너트(120)를 반대편에서 제1 너트(110) 쪽으로 체결시켜 도 3과 같이 제1 및 제2 너트(110,120)를 상호간 결합시킨다.

이때는 전술한 바와 같이, 제1 너트(110)와 제2 너트(120)의 중심축선(C1,C2)이 서로 편심되게 배치된 상태에서 제1 및 제2 너트(110,120)를 상호간 결합되고, 또한 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121)가 서로 억지끼워맞춤 결합되기 때문에 볼트(B)와 제1 및 제2 너트(110,120)의 나사산(B1,112,122)은 더 강한 결속력을 가질 수 있다.

특히, 제1 및 제2 너트(110,120)에 형성되는 제1 및 제2 탄성변형 보상홈(113,123)으로 인해 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121)에 탄성변형이 발생되더라도 볼록 돌출부(111)와 오목 결합부(121) 간의 억지끼워맞춤 결합이 계속해서 잘 진행될 수 있으며, 이로써 풀림이 방지되는 제1 및 제2 너트(110,120)의 체결을 완료할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 간단하면서도 효율적인 구조를 가지기 때문에 제작이 용이할 뿐만 아니라 체결 작업이 수월하며, 구조적인 특징으로 인해 극심한 진동 조건이나 외력에 의해서도 쉽게 풀리지 않아 강한 결속력이 요구되는 장소에 적용할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 풀림방지너트의 사용상태 단면도이다.

본 실시예의 경우는 전술한 제1 및 제2 너트(110,120)가 서로 반대 방향으로 바뀌어 결합되는 형태이다

도 8의 구조가 적용되더라도 간단하면서도 효율적인 구조를 가지기 때문에 제작이 용이할 뿐만 아니라 체결 작업이 수월하며, 구조적인 특징으로 인해 극심한 진동 조건이나 외력에 의해서도 쉽게 풀리지 않아 강한 결속력이 요구되는 장소에 적용할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 풀림방지너트의 사용상태 단면도이다.

본 실시예의 경우, 제1 너트(310)에는 볼록 돌출부(311)의 반경 방향 외측에 제1 그루브(G1)가 형성된다.

그리고 제2 너트(320)에는 내부가 오목 결합부(321)를 형성하되 단부 영역이 제1 그루브(G1)에 배치되는 덧살부(325)가 형성된다. 이때, 제2 너트(320)에서 덧살부(325)의 반경 방향 외측에는 제2 그루브(G2)가 형성된다.

도 9와 같은 경우는 제1 실시예보다 볼록 돌출부(311)와 오목 결합부(321)의 길이를 더 늘려 억지끼워맞춤 결합력을 좀 더 크게 형성하기 위한 방안일 수 있다.

도 9의 구조가 적용되더라도 간단하면서도 효율적인 구조를 가지기 때문에 제작이 용이할 뿐만 아니라 체결 작업이 수월하며, 구조적인 특징으로 인해 극심한 진동 조건이나 외력에 의해서도 쉽게 풀리지 않아 강한 결속력이 요구되는 장소에 적용할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

B : 볼트 B1 : 볼트 나사산
110 : 제1 너트 111 : 볼록 돌출부
112 : 제1 나사산 113 : 제1 탄성변형 보상홈
114 : 제1 에어 라인 120 : 제2 너트
121 : 오목 결합부 122 : 제2 나사산
123 : 제2 탄성변형 보상홈 124 : 제2 에어 라인

Claims (10)

1. 일측으로 돌출된 볼록 돌출부를 구비하며, 볼트의 외면에 형성되는 볼트 나사산에 나사 맞물림 결합되는 제1 나사산이 내벽에 형성되는 제1 너트; 및
   상기 볼트 상에서 상기 제1 너트와 선택적으로 맞물림 결합되되 상기 제1 너트의 볼록 돌출부가 끼워지면서 결합되는 오목 결합부를 구비하며, 상기 볼트 나사산에 나사 맞물림 결합되는 제2 나사산이 내벽에 형성되는 제2 너트를 포함하는 풀림방지너트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 볼트의 길이 방향에 따른 중심축선에 대하여 상기 제1 너트와 상기 제2 너트의 중심축선은 서로 편심되게 배치되는 풀림방지너트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 너트와 상기 제2 너트의 결합 시 상기 볼록 돌출부와 상기 오목 결합부는 상호간 억지끼워맞춤 결합되는 풀림방지너트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 너트와 상기 제2 너트 중 적어도 어느 하나에는 상기 볼록 돌출부와 상기 오목 결합부 간의 억지끼워맞춤 결합을 위한 탄성변형 보상홈이 더 형성되는 풀림방지너트.
5. 제4항에 있어서,
   상기 탄성변형 보상홈은 상기 볼록 돌출부와 상기 오목 결합부 중 적어도 어느 하나에 형성되는 풀림방지너트.
6. 제4항에 있어서,
   상기 탄성변형 보상홈은,
   상기 볼록 돌출부에 형성되는 제1 탄성변형 보상홈; 및
   상기 오목 결합부에 형성되는 제2 탄성변형 보상홈을 포함하는 풀림방지너트.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 탄성변형 보상홈은 상대방을 향해 넓어지도록 테이퍼지게 형성되는 풀림방지너트.
8. 제4항에 있어서,
   상기 탄성변형 보상홈은 상기 볼트의 둘레 방향을 따라 등간격을 가지고 다수 개 배치되며,
   상기 탄성변형 보상홈에는 에어 라인(air line)이 형성되는 풀림방지너트.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 너트에는 상기 볼록 돌출부의 반경 방향 외측에 제1 그루브가 형성되며,
   상기 제2 너트에는 내부가 상기 오목 결합부를 형성하되 단부 영역이 상기 제1 그루브에 배치되는 덧살부가 형성되는 풀림방지너트.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 너트에는 상기 덧살부의 반경 방향 외측에 제2 그루브가 더 형성되는 풀림방지너트.

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