KR20160027006A - 체결 요소 및 체결 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 체결 요소(1, 1')는, 공구에 의해 맞물림 가능한, 바람직하게는 6각형 헤드인 헤드 부분(6)을 포함하되, 체결 요소(1, 1')에는 제1 단부(7)가 구비되고, 체결 요소(1, 1')에는 제2 단부(8)가 구비되며, 제1 단부(7)에는 헤드 부분(6)보다 작은 직경을 가진 돌출 원통형 부분(3)이 구비되고, 체결 요소는 원통형 부분(3)보다 큰 외경을 가진 플랜지 부분(4)을 포함하며, 플랜지 부분(4)은 헤드 부분(6)의 직경 이상의 직경을 가지며, 플랜지 부분(4)은 체결 요소의 중심축에 대해서 원주 방향으로 제1 단부(7)와 대면하는 표면(5)을 갖고, 원통형 부분(3) 상의 체결 요소(1, 1')는 맞물림 부분(2)을 포함하되, 맞물림 부분(2)의 적어도 제1 부분(2a)은 원통형 부분(3)의 외경보다 큰 직경을 포함하고, 맞물림 부분(2)의 직경이 플랜지 부분(4)의 외경보다 실질적으로 작으며, 맞물림 부분(2)의 제1 부분(2a)은 제1 단부(7)와 대면하고 있는 플랜지 부분(4)의 표면(5)으로부터 일정 거리(9)에 위치되어 있으므로, 한쪽 축방향 단부에서의 제1 중심 내경이 다른 쪽 축방향 단부에서의 제2 내경에 비해서 더 작은 로킹 와셔가, 맞물림 부분(2)의 방향으로 더 작은 중심 직경을 가진 원통형 부분(3) 상에 도입된다면, 플랜지 부분(4)의 표면(5)에 도달하는 것을 멈추게 될 것이다. 본 발명은 또한 체결 조립체에 관한 것이다.

Description

체결 요소 및 체결 조립체{FASTENING ELEMENT AND FASTENING ASSEMBLY}

본 특허 출원은 청구항 제1항의 서두에 따른 체결 요소에 관한 것이다. 본 출원은 청구항 제8항에 따른 체결 조립체에 관한 것이다.

쐐기 로킹 와셔(wedge locking washer)들은 오랫동안 공지되어 있다.

로킹 목적을 위한 와셔들은 이미 알려져 있고, 통상적으로 나사 자루 부분을 위하여 중심 구멍을 포함한다. 일반적으로 이 배열의 많은 상이한 변형이 있다. 하나의 특정 배열은 한쪽에 톱니를 그리고 다른 쪽에 캠을 포함하는 로킹 와셔이다. 톱니는 일반적으로 나사 헤드, 너트 또는 부착될 요소의 표면과 맞물림(engagement) 가능하게 하는 형상인 것으로 기술될 수 있다. 하나의 가능한 형상은 경사진 각뿔 형상이다. 톱니는 로킹 와셔 표면 상에 방사상으로 연장된다. 공지된 록 와셔들의 다른 쪽은 캠 패턴을 구비할 수 있다. 캠 패턴은 일반적으로 경사진 쐐기 표면으로 기술될 수 있는데 여기서 캠의 경사각은 나사의 나사산의 피치보다 커야 한다. 캠 패턴은 방사상으로 연장된다. 이들 로킹 와셔들은 쌍으로 이용되는데 여기서 쌍은 2개의 동등한 와셔로 구성되지만, 캠이 서로 인접하고 와셔들의 대응하는 다른 쪽의 톱니가 서로로부터 멀리 대면하고 있도록 적용된다. 나사 조인트를 로킹하기 위하여 부착될 요소들 및 와셔들의 적절한 경도로 그리고 올바른 방식으로 적용되면, 이 구성은 매우 안전하고 신뢰성 있는 부착을 제공한다. 이 유형의 와셔는 예를 들어 문헌 DE 2　413　760에 기술되어 있다.

다른 문헌에 있어서 US 2008/0014046 A1은 또한 쌍으로 이용되도록 의도된 와셔를 기술하고 있다.

이상의 기재로부터, 로킹 와셔 쌍은 2개의 개별의 와셔로 분리될 경우 일반적으로 조인트에 임의의 형상으로 적용될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 이와 같이 해서, 스트레스 받거나 경험 있는 사용자는 제2 와셔의 톱니 등과 같은 마찰 수단에 대해서 제1 와셔의 캠을 적용할 수 있었고, 이에 따라서 조인트로부터 그의 쐐기 로킹 효과를 빼앗을 수 있었다. 이것을 해결하기 위하여, 일반적으로 쐐기 로킹 와셔들은 예를 들어 접착제에 의해 올바른 형태로 서로에게 해제 가능하게 부착될 수 있다. 접착제가 서로 완전하게 와셔들을 고정시킬 수 없으므로, 쐐기 로킹 효과가 캠이 서로에 대해서 슬라이딩할 수 있는 것에 의존함에 따라서, 와셔들을 서로 분리시키는 것이 여전히 가능하다. 따라서, 경험이 없는 사용자가 와셔들을 분리하여 이들을 나사산 형성 패스너에 잘못된 형태로 적용할 수도 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 공지된 종래 기술이 가진 위에서 언급된 결점들의 적어도 일부를 해소하는 것이다.

이와 같이 해서, 해결책은 이하의 체결 요소의 형태로 제공되되,

- 체결 요소는 공구에 의해 맞물림 가능한, 바람직하게는 6각형 헤드인 헤드 부분(head section)을 포함하고,

- 체결 요소에는 제1 단부가 구비되며,

- 체결 요소에는 제2 단부가 구비되고,

- 제1 단부에는 헤드 부분보다 작은 직경을 가진 돌출 원통형 부분이 구비되며,

- 체결 요소는 헤드 부분 및 원통형 부분보다 큰 외경(outer diameter)을 가진 플랜지 부분을 포함하고,

- 플랜지 부분은 헤드 부분의 직경 이상의 직경을 가지며,

- 플랜지 부분은 체결 요소의 중심축에 대해서 원주 방향으로 제1 단부와 대면하는 표면을 갖고,

원통형 부분 상의 체결 요소는 맞물림 부분을 포함하되,

- 맞물림 부분의 적어도 제1 부분은 원통형 부분의 외경보다 큰 직경을 포함하고,

- 맞물림 부분의 직경이 플랜지 부분의 외경보다 실질적으로 작으며,

- 맞물림 부분의 제1 부분은 제1 단부와 대면하고 있는 플랜지 부분의 표면으로부터 일정 거리에 위치되어 있으므로,

한쪽 축방향 단부에서의 제1 중심 내경이 다른 쪽 축방향 단부에서의 제2 내경에 비해서 더 작은 로킹 와셔가, 맞물림 부분의 방향으로 더 작은 중심 직경을 가진 원통형 부분 상에 도입된다면, 플랜지 부분의 표면에 도달하는 것을 멈추게 될 것이다.

상기 해결책으로 인한 이점은 로킹 와셔들이 잘못 장착될 수 없다는 점이다. 특히 체결 요소 상에 제1 와셔를 잘못 위치시키는 것이 가능하지 않다. 이것은 플랜지 부분 상의 표면에 체결 요소에 대한 위치에서 제1 와셔의 캠을 구비한다. 맞물림 부분은 플랜지 요소의 표면과 와셔 사이에 간극을 제공할 것이므로, 와셔가 잘못된 방향으로 장착되는 것에 사용자의 주의를 끌 것이다. 사용자는 따라서 그의 실수를 알아채기 전에, 더 심하게는 그의 실수를 전혀 알아채지 못하기 전에 조인트를 죄는 것을 방지할 것이다.

체결 요소의 추가의 개선에 있어서, 맞물림 부분은 원통형 부분에 대해서 원주 방향으로 원형 돌출부의 형태로 제공된다.

이 개선의 이점은 와셔가 원통형 부분 둘레에 균등하게 맞물리는 점이다.

추가의 개선에 있어서, 체결 요소는 플랜지 부분의 표면으로 연장되는 본질적으로 평탄한 상부 표면과 본질적으로 수직인 표면이 구비된 맞물림 부분을 갖는다.

이 설계의 이점은, 와셔가 잘못 장착된 경우에 맞물림 부분에 매우 견고하게 휴지할 것이고, 이에 따라서 사용자는 플랜지 부분의 표면에 와셔를 강제시키고자 할 것이므로 맞물림 부분을 강제로 극복할 수 없다는 점이다. 또한 평탄한 표면은 잘못 장착된 와셔가 플랜지 부분의 표면과 본질적으로 병렬로 휴지할 것이므로 사용자에게 양호한 알림을 부여하는 상동성으로 형성된 간극을 부여하는 것을 보증한다.

다른 실시형태에 있어서, 맞물림 부분이 원통형 부분 둘레에 원주방향으로 이어지고 플랜지 부분의 표면으로부터 원통형 부분으로 연장되는 베벨면의 형태로 제공되는, 청구항 제1항에 따른 체결 요소.

본 실시형태의 이점은 특히 제조하기 용이하다는 점이다.

다른 실시형태에 있어서, 체결 요소의 플랜지 부분에는 캠이 구비된다. 따라서, 제2 로킹 와셔는 적용될 필요가 없다.

상기에 따른 체결 요소는 너트와 나사 둘 다일 수 있다.

본 발명은 또한 상기 개선 및 실시형태에 따른 체결 요소를 포함하는 체결 조립체에 관한 것으로, 해당 체결 조립체는 적어도 하나의 로킹 와셔를 더 포함하되, 로킹 와셔에는 제1 단부 표면에 제1 직경이 구비되고,

로킹 와셔에는 제1 단부 표면과는 반대쪽의 제2 단부 표면에 제2 직경이 구비되며, 제1 직경은 제2 직경보다 작고, 로킹 와셔에 맞물림 부분과 대면하고 있는 제1 직경이 적용되면, 로킹 와셔는, 맞물림 부분의 제1 부분에서 맞물림 부분과 제1 직경을 가진 단부 표면의 맞물림에 의해, 플랜지 부분의 표면에 도달하는 것을 멈추게 된다.

이것으로부터, 체결 조립체가 체결 요소와 로킹 와셔 간의 상호작용으로 인해 정확하게 적용될 것이라는 이점이 있는 것은 명백하다.

또한 본 발명의 일부로서, 체결 조립체는, 로킹 와셔의 제1 직경과 제2 직경, 와셔의 두께, 맞물림 부분의 제1 부분과 플랜지 부분의 표면 간의 거리 사이에 소정 관계가 있으므로, 상기 로킹 와셔가 플랜지 부분의 표면과 대면하고 있는 제2 직경을 가진 채 체결 요소의 원통형 부분에 적용된다면, 와셔의 제2 단부 표면은 플랜지 부분의 표면과 병렬 접촉하여 위치될 수 있으므로, 와셔가 이 방향으로 적용된다면, 맞물림 부분의 제1 부분이 해당 맞물림 부분의 제1 부분과 대면하고 있는 내측 주변부 상의 한 지점보다 와셔의 축 방향으로 작은 직경을 가진다.

이와 같이 해서 와셔를 올바르게 적용할 경우, 체결 조립체는 플랜지 부분의 표면과 제1 와셔 간에 어떠한 간극도 보이지 않을 것이다.

체결 조립체는 2개의 로킹 와셔를 구비할 수 있다. 이들은 동등할 수 있다. 또한 로킹 와셔들은 상이하게 구성되되, 여기서 제1 로킹 와셔가 제1 및 제2의 부동한(non equal) 내경을 지니고, 제2 로킹 와셔가 더 작은 제1 직경과 실질적으로 동등한 원통형 내경을 지니는 것을 상정하는 것도 가능하다.

이러한 구성의 이점은 제2 로킹 와셔가 제조하기 용이하다는 점이다. 와셔들은 상기 제1 단부 표면 상에 쐐기 로킹 캠들을 포함할 수 있다.

도 1은 종래 기술의 로킹 와셔 쌍을 개시한 도면;
도 2는 종래 기술의 로킹 와셔 조립체를 개시한 도면;
도 3은 너트의 형태의 제1 실시형태에 따른 체결 요소를 개시한 도면;
도 3a는 도 3에 따른 제1 실시형태에 따른 체결 요소와 함께 종래 기술의 체결 요소를 개시한 도면;
도 4는 너트의 형태의 제2 실시형태에 따른 체결 요소의 일부를 개시한 도면;
도 5는 나사의 형태의 본 발명에 따른 체결 요소를 개시한 도면;
도 6은 잘못 부착된 로킹 와셔들의 쌍을 구비한 체결 조립체를 개시한 도면;
도 6a는 잘못 부착된 로킹 와셔들의 쌍을 구비한 도 5에 따른 체결 요소를 개시한 도면;
도 7은 올바르게 부착된 로킹 와셔들의 쌍을 구비한 체결 조립체를 개시한 도면으로, 체결 요소는 나사임;
도 7a는 올바르게 부착된 로킹 와셔들의 쌍을 구비한 체결 조립체를 개시한 도면으로, 체결 요소는 나사임;
도 8은 캠들을 포함하는 로킹 와셔를 개시한 도면.

도 1 및 도 2는 쌍으로 이용되는 로킹 와셔(32a, 32b)의 종래 기술을 개시한다. 도 1은, 베벨면(30)(또는 이 말은 바람직하게는 챔퍼(chamfer)임)을 가진 로킹 와셔 쌍(32a, 32b)을 개시한다. 로킹 와셔들은 일반적으로 한쪽에 톱니(31) 형태의 맞물림 수단을 그리고 다른 쪽에 캠(33)의 형태의 맞물림 수단을 포함한다. 로킹 와셔(32a, 32b)는 쌍으로 사용되도록 의도되고, 일반적으로 서로 정확한 모사체이다. 일반적으로 로킹 와셔(32a)와 (32b) 간의 유일한 차이는 이들이 서로에 대해서 반대로 되어 있다는 점이다.

도 1a는 톱니(31)와 캠(33)의 기능을 개시한다. 톱니(31)는 체결 요소 헤드와 그리고 부착될 가공 부품(34)과 맞물린다. 체결 요소(36), 이 경우에, 나사는, 나사산 요소(35)와 맞물리는 나사산을 구비한다. 나사산의 피치각(β)은 항상 로킹 와셔들의 캠의 쐐기각(α)보다 작다. 따라서, 체결 요소를 체결 해제할 경우, 각각의 로킹 와셔(32a, 32b)의 캠(33)들이 서로에 대해서 슬라이딩할 것이고 피치 차이로 인해 이들은 나사산으로 인한 팽창 이상으로 조인트를 확장시키고자 할 것이다. 이 구성으로 인해 조인트가 견고하게 로킹된다.

톱니(31)는 맞물림 가능하도록 하기 위하여 임의의 일반적인 구성을 지닐 수 있다. 도시된 구성은 경사진 각뿔 형상이며 이때 경사진 톱니(31)는 가공부품(35) 또는 나사(34)의 헤드에 대해서 그들의 가파른 측면과 맞물린다. 톱니(31)의 기타 구성이 상정 가능하다. 예를 들어 톱니(31)는 균질한 각뿔 형상을 가진 구성을 가질 수 있었다. 톱니(31)는 또한 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 톱니(31)가 나사 헤드 및 가공부품(35)보다 우수한 경도를 갖는 것이 중요하다. 그 이유는, 톱니(31)가, 로킹 기능을 달성하기 위하여, 인접하여 위치된 재료와 맞물림될 수 있어야만 하기 때문이다. 다르게는, 톱니가 조인트를 조일 때의 모멘트에 의해 평탄화될 수 있거나 보다 단단한 인접 표면 상에서 슬라이딩될 수 있다. 따라서, 로킹 와셔(32a)는 조인트를 조일 때 체결 요소(36)와 함께 이동되고 로킹 와셔(32b)는 여전히 가공부품(35) 상에 유지된다.

캠(33)은 이것의 예로서 도 2를 참조하여 쐐기로서 기술될 수 있다. 캠(33)은 일반적으로 가파른 표면과 경사진 표면을 갖는다. 각각의 로킹 와셔(32a, 32b)는 이와 같이 해서 서로에 대해 조여질 때 서로 인접하여 위치된 그들 각각의 캠(33)을 지닐 수 있다. 로킹은 캠(33)의 쐐기 형상에 의해 달성된다. 체결 요소(36)는 조여질 때 예를 들어 진동 혹은 사용자에 의해 나사 결합 해제되고 있고, 로킹 와셔(32a, 32b)의 톱니(31)는 체결 요소의 헤드 및 부착된 요소(35)와 맞물린다. 이와 같이 해서 로킹 와셔(32a)는 체결 요소(36)의 회전 방향으로 이동을 추종하고자 하고 다른 쪽 와셔(32b)는 가공 부품(16)과 맞물린 그의 각각의 톱니(31)에 의해 제자리에 유지되고자 한다. 캠(33)들은 그들의 경사진 표면 상에서 서로에 대해 슬라이딩하므로, 조임 해제 방향으로 슬라이딩할 때 캠 표면의 쐐기각(α)만큼의 경사에 의해 체결 요소(36)의 길이방향으로 나사 조인트를 확장시키고자 한다. 이 확장은 조인트를 로킹하여, 체결 요소의 조임 해제를 방지한다. 따라서, 캠(33)은 로킹 와셔(32a, 32b)가 나사의 조임 해제 방향으로 이동하는 것을 방지한다.

톱니(31)와 캠(33) 사이의 차이는 일반적으로 톱니가 다른 쪽 톱니 모양 표면과 상호작용하도록 설계되지 않고 이때 캠(33)이 각각의 로킹 와셔 상에서 서로 협동하도록 계획적으로 의도된 것으로 기술될 수 있다. 그리고 캠(33)은 도 1a에서 도시된 바와 같이 그리고 위에서와 같은 특정 구성으로 각진 쐐기를 가져야만 한다. 또한 톱니는, 와셔가 톱니가 적용되는 표면에 대해서 슬라이딩하는 것을 방지하는 능력을 지녀야만 한다. 바람직하게는, 톱니는, 조인트를 나사결합 해제할 때, 비균질한 형상의 톱니의 가파른 표면이 나사결합 해제의 반대 방향에 있어야만 하도록 해당 톱니가 적용되는 표면과 맞물려야만 한다. 이것은 톱니의 가파른 표면이 나사결합 해제의 반대 방향에 있어야만 하는 것을 의미한다. 이것은 나사결합 해제 방향으로 그의 가파른 표면을 항상 지녀야만 하는 캠과는 반대이다.

도 3은 너트 형태의 체결 요소(1)의 제1 실시형태를 개시한다. 너트에는 일반적으로 6각형 헤드 부분(6)이 구비되므로, 공구, 예를 들어, 렌치와 맞물릴 수 있다. 본 발명자는 6각형 형상이 필수가 아닌 것임을 이해시키고자 한다. 6각형 소켓을 가진 알렌 키(Allen key)용의 나사는 톡스(Torx)(등록상표) 등과 같은 기타 유사한 구성도 상정 가능하다. 또한 너트는 제1 단부(7)와 제2 단부(8)를 갖는다. 제1 단부에는 돌출 원통형 부분(3)이 구비된다. 원통형 부분(3)은 표면(5)으로부터 너트의 플랜지 부분(4) 상으로 연장된다. 원통형 부분(3)은 너트(1)와 함께 사용되는 로킹 와셔(17, 18)(도 8 참조)를 안내하기 위하여 너트에 제공된다. 플랜지 부분(4)의 표면(5)과 원통형 부분(3) 간의 전이부에서, 맞물림 부분(2)이 제공된다. 맞물림 부분(2)은 도 3에서처럼 너트(1)의 중심선에 대해서 횡단하는 평탄한 표면(2b)을 갖도록 정형화될 수 있다. 맞물림 부분(2)의 가파른 측면(9)은 플랜지 부분(4)의 표면(5)에 이 부분을 연결한다. 맞물림 부분(2)이 적어도 제1 부분(2a)에서 원통형 부분(3)보다 큰 직경을 갖는 것은 필수적이다. 맞물림 부분(2')은 물론 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 다른 형상을 지닐 수 있고, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같은 베벨면 형상을 지닐 수 있다. 도 4의 맞물림 부분(2')에서 베벨면은 원통형 부분(3)으로부터 플랜지 부분(4)의 표면(5)까지 소정 각도에서 연장된다. 베벨면의 의미는 광범위하게 해석되어야 하며, 경사면을 의미한다. 베벨면 형성된 맞물림 부분(2') 상의 제1 부분(2a')은 잘못 장착된 로킹 와셔가 베벨면 형성된 맞물림 부분(2')과 접촉하게 되는 가상점일 것이다.

원통형 부분(3)은 또한 적용될 로킹 와셔들(17, 18)의 안내를 위하여 부가적인 기능을 지닌다(도 8 참조). 원통형 부분의 부가적인 기능은 특히 너트 상에 와셔(17, 18)를 보유하기 위하여 너트(1) 실시형태에 의한 것이다. 일반적으로 통상의 너트는 어떠한 와셔들도 보유하거나 유지하지 않을 것이다. 그러나 원통형 부분(3)을 제공함으로써, 와셔들은 너트(1) 상에 보유될 수 있다. 따라서, 너트와 로킹 와셔(17, 18)는, 사용자에게 유닛으로서 제공될 수 있으며, 이때 와셔들은 원통형 부분(3)을 통해서 너트(1) 상에 장착된다. 그러나 더욱 중요하게는, 사용자가 로킹 와셔들(17, 18)을 조인트에 적용하고자 할 경우, 사용자는 먼저 와셔들을 너트(1)에 적용할 수 있으므로, 이 부분들을 함께 부착하기 위하여 조립할 때 너트 대신에 이들을 유지할 필요는 없다.

도 3a에서, 종래 기술에 따른 체결 요소(좌측)와 제1 실시형태에 따른 체결 요소(1)(우측) 간의 비교를 볼 수 있다. 위쪽의 도 3은 도 3a에서 체결 요소(우측)의 단면도이다.

위의 설명이 너트(1)를 논의했지만, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 동일한 방식으로 나사 또는 나사산 형성 볼트(1')를 설계하는 것이 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 이것의 예는 도 5에 개시되어 있으며, 여기서 나사산 형성된 볼트 혹은 나사가 개시되어 있다. 나사산(21)은 나사의 자루 부분(20) 상에 개시되어 있다. 나사(1")의 모든 다른 특징은 베벨면 형성된 맞물림 부분(2)을 구비하는 너트(1') 및 평탄한 표면을 가진 맞물림 부분(2)을 구비하는 너트(1)의 이전의 예들과 동일하게 유지된다. 나사산(21)의 직경은 나사(1")의 연장 부분(3)의 직경보다 더 작은 것이 이해되어야 한다.

도 6은 위에서 기술된 바와 같이 그리고 제1 및 제2 로킹 와셔(17, 18)를 더욱 구비하는 너트(1)를 가진 체결 조립체(25)를 개시하고 있다. 제1 로킹 와셔(17)는 잘못된 방향에 장착되어 있었다. 따라서, 제1 로킹 와셔(17)는 너트(1)의 맞물림 부분(2)의 평탄한 표면에 대해서 제1 직경(10)을 가진 채 있다. 이것은 로킹 와셔(17)의 표면(15)이 너트의 플랜지 부분(4)의 표면(5)에 도달하는 것을 방지하는 간극(19)을 초래한다. 이 간극(19)은 로킹 와셔(17)가 체결 요소(1, 1' 및 1")의 플랜지 부분(4)의 표면(5)을 향하여 잘못된 단부(13)에 장착되는 경우 생기는 거리(9)에 대응한다. 제2 와셔(18)는 이러한 도 6에서 올바르게 적용된다. 그러나 제1 로킹 와셔(17)가 잘못된 방향으로 그의 캠(22)으로 장착됨에 따라서, 어떠한 쐐기 로킹 효과도 일어날 수 없다. 도 6a는 나사(1")를 제외하고 정확히 동일한 체결 조립체(25)를 개시한다.

도 7은 로킹 와셔(17)가 올바른 방식으로 장착된 경우 도 6에 따른 로킹 와셔 조립체(25)를 개시하고 있다. 이 구성에서 로킹 와셔(17)는 너트(1)의 플랜지 부분(4)의 표면(5)에 인접하게 위치될 수 있다. 이것은 와셔(17)의 제2 직경(11)이 맞물림 부분(2)의 직경보다 더 크므로, 와셔(17)가 본질적으로 접촉하는 일 없이 맞물림 부분을 수용할 수 있다는 사실에 연유한다. 제2 와셔(18)는 도 6에서와 같은 위치를 지닌다. 일반적으로 와셔(17, 18)의 캠(22)들은 개시된 두 와셔(17, 18) 간의 계면에서 접촉한다. 도 7a는 나사(1")의 올바른 배열에 대해서 적용하며, 모든 공통된 특성은 도 7에 따른 체결 조립체의 개시와 공통이다.

이와 같이 해서, 로킹 와셔(17)의 제1 직경(10)과 제2 직경(11), 와셔의 두께(T), 맞물림 부분(2)의 제1 부분(2a)과 플랜지 부분의 표면(5) 간의 거리 사이에 특별한 관계가 있으므로, 상기 로킹 와셔가 플랜지 부분(5)의 표면(5)과 대면하고 있는 제2 직경을 가진 채 체결 요소의 원통형 부분(3)에 적용된다면, 와셔의 제2 단부 표면은 플랜지 부분(4)의 표면(5)과 병렬 접촉하여 위치될 수 있으므로, 와셔가 이 방향으로 적용된다면, 맞물림 부분(2)의 제1 부분(2a)이 맞물림 부분(2)의 제1 부분(2a)과 대면하고 있는 내측 주변부 상의 한 지점보다 와셔의 축 방향으로 작은 직경을 갖는다. 이것은, 와셔가 플랜지 부분(4)의 표면(5) 상에 휴지할 때, 제1 부분(2a)보다 큰 직경을 가진 제1 부분(2a)과 결국 대면하게 되는 와셔의 내측 구멍의 주변부 상의 지점이다. 따라서, 제1 부분(2a)은 원통형 부분(3) 상의 올바른 방향(right direction)에 놓이면 와셔(17)의 도입을 방해하지 않을 수 있다. 또한 와셔(17)의 두께(T)는 이것을 허용해야만 하고, 따라서 제1 부분(2a)은 와셔(17)의 두께(T)보다 플랜지 부분의 표면(5)으로부터 더 큰 거리에 있어서는 안 된다.

체결 조립체(25)의 와셔(17, 18)가 도 8에 개시되어 있는데, 제2 직경(11)보다 더 작은 제1 직경(10)을 개시하고 있다. 일반적으로 더 작은 직경(10)이 와셔(17, 18)의 캠(22)과 같은 단부측(12)에 위치된다. 다른 쪽에는 일반적으로 도 1 내지 도 2와 함께 위에서 기재된 바와 같이 톱니 형태로 위치된 마찰 결합 수단이다.

플랜지 부분(4)은 위에서 논의된 다른 설계의 도 3 내지 도 7과는 다를 수 있는 헤드 부분(6)과 비교되는 크기인 것이 이해되어야 한다. 플랜지 부분은 로킹 와셔와 맞물릴 수 있는 체결 요소(1, 1', 1")의 표면(5)을 증가시키기 위하여 적용되는 것이 이해되어야 한다. 그러나 이와 같이 해서 일반적으로 플랜지 부분(4)은 너트의 축방향으로 보아서 헤드 부분(6)에 대해서 가장 작은 주변 원의 직경보다 큰 직경을 지닌다. 그러나, 이를 충족시키도록 적용되는 경우 플랜지 부분은 헤드 부분이 둥글게 되어 있는 헤드 부분(6)과 동일한 원 또는 6각형 헤드 부분의 모든 모서리에 접하여 그려진 원과 같은 직경을 지닐 수 있었다.

상기 체결 요소의 축 방향은 나사의 자루 부분 또는 너트의 중앙 구멍이 연장되는 방향으로서 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어 도 3 및 도 5에서, 축 방향은 제1 단부(7)에서부터 제2 단부(8)로 뻗는다.

맞물림 부분(2)의 기타 구성은 본 발명의 범위 내인 것으로 상정되므로, 예를 들어 맞물림 부분(2)은 너트 또는 나사에 대해서 원주 방향에 있을 필요는 없다. 맞물림 부분이 존재하지 않는 부분을 지니지만, 너트 또는 나사 주위에 있는 돌출 맞물림 부분 유닛의 부분으로 구성될 수도 있다.

너트(1, 1')의 원통형 부분(3)의 연장부에 관하여, 도 7은 이 부분(3)의 적절한 연장부의 일례를 부여하는 것이 이해되어야 한다. 이것은 2개의 와셔(17, 18)가 너트(1) 상에 올바르게 위치된 경우 원통형 부분(3)의 연장부와 동일 수준이 되도록 두께를 지닌다는 것이다. 대응하는 나사(1")에 대하여 도 7a에 개시된 바와 같은 연장부는 너트(1')에 대해서도 적용 가능한 것이 이해되어야 한다. 이것은 너트(1, 1')의 원통형 부분(3)의 연장부이며, 올바른 방식으로 적용된 경우 와셔들(17, 18)과 동일한 수준이 되도록 연장될 필요는 없지만, 더 짧게 연장될 수 있다. 그러나, 원통형 부분(3)의 연장부가 올바른 방식으로 적용된 경우 2개의 와셔(17, 18)의 두께 이상이어야 하는 것도 이해되어야 한다.

상이한 부분(3, 2, 4 및 6)의 분명한 순서가 있다. 이 순서는 예를 들어 나사(1")의 도 6a에서 명확하게 볼 수 있다. 그리고 대응하는 너트(1')에 대해서는 또한 예를 들어 도 7에서 명백하게 볼 수 있다. 또, 도 3에서 상이한 부분의 순서가 연구될 수 있다.

도 5, 도 6a 또는 도 7a로부터, 나사(1")는 대응하는 나사산 요소와 함께 이용되도록 의도된 나사인 것은 명백하다. 그것은 나사가 자체-드릴링되어 있지 않음을 의미한다.

Claims (13)

1. 체결 요소(fastening element)(1, 1', 1")로서,
   - 공구에 의해 맞물림 가능한(engageable), 바람직하게는 6각형 헤드인 헤드 부분(head section)(6)을 포함하되,
   - 상기 체결 요소(1, 1', 1")에는 제1 단부(7)가 구비되고,
   - 상기 체결 요소(1, 1', 1")에는 제2 단부(8)가 구비되며,
   - 상기 제1 단부(7)에는 상기 헤드 부분(6)보다 작은 직경을 가진 돌출 원통형 부분(3)이 구비되고,
   - 상기 체결 요소는 상기 원통형 부분(3)보다 큰 외경(outer diameter)을 가진 플랜지 부분(4)을 포함하며,
   - 상기 플랜지 부분(4)은 상기 헤드 부분(6)의 직경 이상의 직경을 가지며,
   - 상기 플랜지 부분(4)은 상기 체결 요소의 중심축에 대해서 원주 방향으로 상기 제1 단부(7)와 대면하는 표면(5)을 갖고,
   상기 원통형 부분(3) 상의 상기 체결 요소(1, 1', 1")는 맞물림 부분(2)을 포함하되,
   - 상기 맞물림 부분(2)의 적어도 제1 부분(2a)은 상기 원통형 부분(3)의 외경보다 큰 직경을 포함하고,
   - 상기 맞물림 부분(2)의 직경이 상기 플랜지 부분(4)의 외경보다 실질적으로 작으며,
   - 상기 맞물림 부분(2)의 제1 부분(2a)은 상기 제1 단부(7)와 대면하고 있는 상기 플랜지 부분(4)의 상기 표면(5)으로부터 일정 거리(9)에 위치되어 있으므로,
   한쪽 축방향 단부에서의 제1 중심 내경이 다른 쪽 축방향 단부에서의 제2 내경에 비해서 더 작은 로킹 와셔(locking washer)가, 상기 맞물림 부분(2)의 방향으로 더 작은 중심 직경을 가진 상기 원통형 부분(3) 상에 도입된다면, 상기 플랜지 부분(4)의 상기 표면(5)에 도달하는 것을 멈추게 되는 것을 특징으로 하는, 체결 요소(1, 1', 1").
2. 제1항에 있어서, 상기 맞물림 부분(2)은 상기 원통형 부분(3)에 대해서 원주 방향으로 원형 돌출부의 형태로 제공되는, 체결 요소(1, 1', 1").
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 맞물림 부분에는 상기 플랜지 부분(4)의 상기 표면(5)으로 연장되는 본질적으로 평탄한 상부 표면과 본질적으로 수직인 표면이 구비되는, 체결 요소(1, 1', 1").
4. 제1항에 있어서, 상기 맞물림 부분은 상기 원통형 부분(3') 둘레에 원주방향으로 이어지고 상기 플랜지 부분(4')의 상기 표면(5')으로부터 상기 원통형 부분으로 연장되는 베벨면(2')의 형태로 제공되는, 체결 요소(1', 1").
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 단부(7)와 대면하고 있는 상기 플랜지 부분(4)의 상기 표면(5)에는 대응하는 캠들을 가진 쐐기 로킹 와셔와 맞물리기 위하여 의도된 캠들이 구비되는, 체결 요소(1, 1').
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 체결 요소는 너트인, 체결 요소(1, 1').
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 체결 요소는 나사(1")인, 체결 요소(1").
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 체결 요소(1, 1', 1")를 포함하는 체결 조립체(fastening assembly)(25)로서, 적어도 하나의 로킹 와셔(17)를 더 포함하되,
   상기 로킹 와셔(17)에는 제1 단부 표면(15)에 제1 직경(10)이 구비되고,
   상기 로킹 와셔(17)에는 상기 제1 단부 표면(15)과는 반대쪽의 제2 단부 표면(16)에 제2 직경(11)이 구비되며,
   상기 제1 직경(10)은 상기 제2 직경(11)보다 작고,
   상기 로킹 와셔(17)에 상기 맞물림 부분(2)과 대면하고 있는 상기 제1 직경(10)이 적용되면, 상기 로킹 와셔(17)는, 상기 맞물림 부분의 제1 부분(2a)에서 상기 맞물림 부분(2)과 상기 제1 직경(10)을 가진 상기 단부 표면(15)의 맞물림에 의해, 상기 플랜지 부분(4)의 표면(5)에 도달하는 것을 멈추게 되는, 체결 조립체.
9. 제8항에 있어서,
   - 상기 로킹 와셔(17)의 상기 제1 직경(10)과 제2 직경(11), 상기 와셔의 두께(T), 상기 맞물림 부분(2)의 상기 제1 부분(2a)과 상기 플랜지 부분의 상기 표면(5) 간의 거리 사이에 관계가 있으므로,
   - 상기 로킹 와셔가 상기 플랜지 부분(5)의 상기 표면(5)과 대면하고 있는 상기 제2 직경을 가진 채 상기 체결 요소의 원통형 부분(3)에 적용된다면,
   - 상기 와셔의 제2 단부 표면은 상기 플랜지 부분(4)의 상기 표면(5)과 병렬 접촉하여 위치될 수 있으므로, 상기 와셔가 이 방향으로 적용된다면, 상기 맞물림 부분(2)의 상기 제1 부분(2a)이 상기 맞물림 부분(2)의 상기 제1 부분(2a)과 대면하고 있는 내측 주변부 상의 한 지점보다 상기 와셔의 축 방향으로 작은 직경을 가진, 체결 조립체.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 체결 조립체는 2개의 로킹 와셔(17, 18)를 포함하는, 체결 조립체.
11. 제10항에 있어서, 상기 로킹 와셔들(17, 18)은 동일한 방식으로 구성되는, 체결 조립체.
12. 제10항에 있어서, 상기 로킹 와셔들은, 제1 로킹 와셔(17)가 제1 및 제2의 부동한(non equal) 내경을 지니고 제2 로킹 와셔가 더 작은 상기 제1 직경과 실질적으로 동일한 원통형 내경을 지니도록, 상이하게 구성되는, 체결 조립체.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로킹 와셔(17) 또는 로킹 와셔들(17, 18)은 상기 제1 단부 표면 상에 쐐기 로킹 캠들(22)을 포함하는, 체결 조립체.

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