KR20170028134A - 풀림 방지 너트 - Google Patents

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KR20170028134A
KR20170028134A KR1020150125016A KR20150125016A KR20170028134A KR 20170028134 A KR20170028134 A KR 20170028134A KR 1020150125016 A KR1020150125016 A KR 1020150125016A KR 20150125016 A KR20150125016 A KR 20150125016A KR 20170028134 A KR20170028134 A KR 20170028134A
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이종규
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Abstract

풀림 방지 너트가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀림 방지 너트는 중앙에 삽입 홀이 형성되고 관 형태로 연장된 바디부; 및 상기 바디부의 선단부에서 외측을 향해 직경이 확장되고 축 방향 하중이 발생되는 설치 대상물이 구비된 감속기 하우징의 안착면에 밀착되는 내주면이 반경방향에서 중심 방향을 향해 경사부가 형성된 너트부를 포함하되, 상기 경사부는 상기 안착면에 밀착되기 이전에는 내주면이 중심 방향을 향해 라운드진 형태로 오목(concave)하게 형성되고, 상기 안착면에 밀착된 이후에는 상기 오목하게 형성된 경사부가 상기 안착면에 편평하게 변형되어 밀착된 상태가 유지되는 것을 특징으로 한다.

Description

풀림 방지 너트{Locking nut}
본 발명은 축 방향 하중이 발생되는 대상물에 설치되는 것으로서, 보다 상세하게는 풀림 방지 너트에 관한 것이다.
일반적으로 조향장치는 운전자가 직접 조향 조작을 하는 조향핸들과, 이 조향핸들의 조작력을 전달받아 좌우로 이동하면서 차륜을 조향시키는 랙기어 및 기타 구성품들을 포함하여 구성된다. 또한 유압이나 모터의 구동 토크를 발생시켜 운전자의 조향핸들의 조작력을 보조하는 동력조향장치가 널리 적용되고 있고, 최근에는 차속센서와 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행 조건에 따라 전자제어장치가 모터를 구동시켜 차량의 저속 운행시에는 조향핸들의 조작감이 가볍고 편안해지게 하는 반면에 고속 운행시에는 조향핸들의 조작감이 무거워지게 하여 조종 안정성을 향상시키며, 비상 상황시에는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 보조력을 제공하는 전동식 동력조향장치가 추세적으로 적용되고 있다.
이러한 전동식 동력조향장치는 모터의 설치 부위에 따라 여러 종류로 구분되고 있는 데, 이중에서 모터의 구동토크를 랙기어 직접 전달하는 랙 어시스트형 전동식 동력조향장치(Rack assist motor driven power steering; R-MDPS)가 사용되고 있다.
첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하면, 이와 같이 사용되는 종래의 조향장치는 모터(미도시) 작동시 웜 기어(40)와 치합되는 웜(10)의 축 방향으로 변위(이동)가 발생하는데, 상기 웜(10)의 축 방향 단부에 플러그 볼트(20)를 설치하여 상기 웜(10)에 대한 고정을 실시한다. 또한 상기 플러그 볼트(20)에는 조향장치에서 발생된 진동 또는 하중으로 인해 상기 플러그 볼트(20)가 이탈되는 것을 방지하기 위해 락 너트(30)를 이용하여 상기 플러그 볼트(20)에 대한 고정을 실시한다.
이와 같이 사용되는 락 너트(30)는 플러그 볼트(20)의 안착면(a)에 상기 락 너트(30)의 안착면(b)이 서로 간에 밀착된 상태가 유지된 상태로 웜(10)에서 발생된 축 방향 변위에 대한 변위에 대한 고정을 실시하는데, 종래의 락 너트(30)는 외력 또는 온도 변화에 따라 변형이 발생되어 상기 플러그 볼트(20)에서 풀리는 현상이 발생되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.
대한민국공개특허 제10-2011-0104647호
본 발명의 실시 예들은 축 방향 하중이 가해지는 대상물 또는 전동식 조향장치의 웜에 대한 고정을 위해 사용되는 풀림 방지 너트의 풀림을 방지하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중앙에 삽입 홀이 형성되고 관 형태로 연장된 바디부; 및 상기 바디부의 선단부에서 외측을 향해 직경이 확장되고 축 방향 하중이 발생되는 설치 대상물이 구비된 감속기 하우징의 안착면에 밀착되는 내주면이 반경방향에서 중심 방향을 향해 경사부가 형성된 너트부를 포함하되, 상기 경사부는, 상기 안착면에 밀착되기 이전에는 내주면이 중심 방향을 향해 라운드진 형태로 오목(concave)하게 형성되고, 상기 안착면에 밀착된 이후에는 상기 오목하게 형성된 경사부가 상기 안착면에 편평하게 변형되어 밀착된 상태가 유지되는 것을 특징으로 한다.
상기 설치 대상물은 웜 기어(worm gear)와 치합되고 축 방향 하중이 발생되는 웜(worm)인 것을 특징으로 한다.
상기 경사부의 변형량은 100미크론 이상 300미크론 이내인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 전동식 조향장치의 설치 대상물 고정용 풀림 장지 너트는 중앙에 삽입 홀이 형성되고 관 형태로 연장된 바디부; 및 상기 바디부의 선단부에서 외측을 향해 직경이 확장되고 축 방향 하중이 발생되는 설치 대상물이 구비된 감속기 하우징의 안착면에 밀착되는 내주면이 반경방향에서 중심 방향을 향해 경사부가 형성된 너트부를 포함하되, 상기 경사부는 상기 안착면에 밀착되기 이전에는 내주면이 중심 방향을 향해 테이퍼(taper)진 형태로 형성되고, 상기 안착면에 밀착된 이후에는 상기 테이퍼진 경사부가 상기 안착면에 편평하게 변형되어 밀착된 상태가 유지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예들은 축 방향으로 하중이 발생되는 대상물 또는 전동식 조향장치에 설치된 웜을 고정하기 위해 설치된 풀림 방지 너트의 풀림을 방지하여 안정적인 고정 상태를 유지할 수 있으며, 이를 통해 부품 수를 감소하여 제조 비용을 절감하고, 작업자의 조립 공정 수를 최소화 할 수 있어 작업자의 작업성을 향상 시킬 수 있다.
본 발먕의 실시 예들은 풀림 방지 너트에 열팽창 또는 진동이 가해지는 경우에도 풀림이 방지될 수 있어 온도 변화량이 큰 지역 또는 진동이 발생되는 설치 대상물에 사용하는 경우에도 안정적으로 사용할 수 있다.
도 1은 종래의 플러그 볼트와 락 너트가 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 설치된 종해의 플러그 볼트와 락 너트를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀림 방지 너트를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀림 방지 너트를 도시한 종 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀림 방지 너트의 다른 실시 예를 도시한 종 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풀림 방지 너트가 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풀림 방지 너트를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풀림 방지 너트의 경사부를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풀림 방지 너트의 경사부를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 풀림 방지 너트가 안착면에 설치된 상태를 간략히 도시한 도면.
본 발명의 일 실시 예에 따른 풀림 방지 너트에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 첨부된 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀림 방지 너트를 도시한 사시도 이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀림 방지 너트를 도시한 종 단면도 이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 풀림 방지 너트의 다른 실시 예를 도시한 종 단면도 이다.
첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 풀림 방지 너트(1)는 풀림이 발생되는 대상물의 안착면에 밀착되게 설치하여 상기 대상물의 풀림을 방지하기 위해 사용하는데, 상기 풀림 방지 너트(1)는 종래의 플러그 볼트와 락 너트를 개별적으로 사용하지 않고 상기 플러그 볼트와 락 너트를 일체로 형성하여 상기 대상물에 대한 안정적인 고정을 실시하기 위해 중앙에 삽입 홀(110)이 형성되고 관 형태로 연장된 바디부(100); 및 상기 바디부(100)의 선단부에서 외측을 향해 직경이 확장되고 상기 바디부(100)가 삽입된 대상물의 안착면과 면접촉이 이루어지는 내주면이 반경방향에서 중심 방향을 향해 경사부(210)가 형성된 너트부(200)를 포함한다.
바디부(100)는 삽입 홀(110)이 형성되어 있어 상기 대상물이 삽입되며 외주면에 나사산이 형성되어 있어서 대상물이 장착된 하우징(미도시)에 손쉽게 설치할 수 있다. 상기 바디부(100)는 길이가 도면에 도시된 길이로 한정하지 않고 변경 가능하며 너트부(200)가 상기 바디부(100)의 선단부에서 직경이 확대된 형태로 연장된다.
상기 너트부(200)는 원판 형태 또는 다각 형태 중의 어느 한 형태로 형성될 수 있으며 특별히 특정 형태로 한정하지 않는다. 또한 너트부(200)는 좌우 상하 대칭 형태로 형성되므로 안착면과 접촉이 유지되는 어느 방향에서도 면접촉이 균일하게 이루어진다.
본 실시 예에 의한 경사부(210)는 내주면이 너트부(200)의 중심 방향을 향해 라운드진 형태로 오목(concave)하게 연장되는데, 이와 같이 오목하게 연장되는 이유는 상기 안착면에 풀림 방지 너트(1)가 설치된 이후에 주위의 온도 변화 또는 진동으로 인해 풀리는 현상을 방지하기 위해서이다.
예를 들어 풀림 방지 너트(1)가 설치된 하우징의 주변 온도 변화량이 수 십도 이상 변화되는 경우에 이러한 온도 변화량에 따라 풀림 방지 너트(1)를 구성하는 재질의 열팽창으로 인해 상기 하우징은 수십 미크론의 범위에서 팽창과 수축이 반복되고, 상기 온도 변화량과 함께 외부 또는 자체적으로 진동이 동시에 수반될 경우에도 상기 경사부(210)의 변형량이 하우징 또는 안착면에서 발생되는 변형량에 비해 상대적으로 크게 유지되어 상기 풀림 방지 너트(1)의 고정된 상태가 안정적으로 유지된다.
경사부(210)는 일 예로 오목하게 형성되는데, 경사부(210)의 오목한 정도는 도면에 도시된 것으로 우선 한정하며 상기 안착면에 밀착되기 전에는 오목한 형태가 유지되고 밀착된 이후에는 축 방향으로 가해진 체결력에 의해 상기 안착면에 밀착된 상태가 유지될 경우 상기 오목한 부분이 편평하게 변형된다.
또한 경사부(210)는 내주면의 최외각에서 삽입 홀(110)이 형성된 중심을 향해 오목하게 라운드 지도록 형성되며 상기 경사부(210)의 변형량은 100미크론 이상 300미크론 이내에서 변형이 발생되므로 하우징의 열팽창으로 인한 변형량이 수십 미크론 이하에서 이루어질 경우 상대적으로 큰 변형량으로 변형되어 상기 하우징에서 발생되는 열 팽창에 따른 변형량에 상관 없이 안착면에 밀착된 상태가 안정적으로 유지된다.
따라서 풀림 방지 너트(1)가 설치된 안착면의 외측으로 해제되는 현상이 발생되지 않으므로 상기 대상물을 고정하는 풀림 방지 너트(1)의 고정 안전성이 향상되고, 온도 변화량과 진동이 동시에 가해지는 경우에도 풀림 방지 너트(1)의 풀림 현상으로 인한 문제점이 예방된다. 또한 작업자는 풀림 방지 너트(1)를 대상물의 안착면에 고정시키는 작업만 실시하면 되므로 작업성이 향상되고 부품수가 1개로 줄어들어 원가 절감으로 인한 경제성도 향상된다.
참고로 전술한 경사부의 변형량에 대한 범위는 변동 가능하나, 장착면의 변형량에 비해 상대적으로 큰 변형량을 갖도록 재질 또는 제작 과정이 다양하게 변동될 수 있음을 밝혀둔다.
첨부된 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 의한 경사부(210)는 반경 방향에서 중심 방향을 향해 테이퍼(taper)진 형태로 연장될 수 있으며, 이 경우 전술한 오목한 형태와 마찬가지로 너트부(200)의 내주면 최외측에서 삽입 홀(110)을 향해 도면에 도시된 형태로 경사지게 연장된다.
이와 같이 경사부(210)가 테이퍼지게 연장되는 이유는 상기 안착면에 풀림 방지 너트(1)가 설치된 이후에 주위의 온도 변화 또는 진동으로 인해 풀리는 현상을 방지하기 위해서이며, 상기 경사부(210)의 변형량은 100미크론 이상 300미크론 이내에서 변형이 발생되므로 하우징의 열팽창으로 인한 변형량이 수십 미크론 이내로 이루어질 경우 풀림 방지 너트(1)의 풀림이 방지되어 안착면에 안정적으로 고정된 상태가 유지된다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 전동식 조향장치의 설치 대상물 고정용 풀림 장지 너트에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 예는 전동식 조향장치를 구성하는 웜에 대한 고정을 위해 사용되는 풀림 방지 너트에 관한 것으로서 웜 기어와 치합되어 상대 회전하는 웜의 회전에 따라 축 방향에서 발생된 축 하중으로 인해 풀림 방지 너트의 고정 상태가 해제되는 것을 방지하기 위해 사용한다.
첨부된 도 6 내지 도 10을 참조하면, 본 실시 예에 의한 전동식 조향장치의 설치 대상물 고정용 풀림 장지 너트(1a)는 중앙에 삽입 홀(110a)이 형성되고 관 형태로 연장된 바디부(100a); 및 상기 바디부(100a)의 선단부에서 외측을 향해 직경이 확장되고 축 방향 하중이 발생되는 설치 대상물(2a)이 구비된 감속기 하우징(2)의 안착면에 밀착되는 내주면이 반경방향에서 중심 방향을 향해 경사부(210a)가 형성된 너트부(200a)를 포함한다.
상기 설치 대상물(2a)은 웜 기어(worm gear)(40)와 치합되고 축 방향 하중이 발생되는 웜(worm)으로 한정하여 설명하나, 다른 기어 또는 구성품으로 변경 가능하며 특별히 웜에 대한 고정을 위한 용도로 한정하지 않는다.
웜 기어(40)는 운전자가 스트어링 휠을 조작하는 조작력에 따라 회전 속도와 회전량이 서로 다르게 변화되어 웜과 상대 회전이 이루어지고, 상기 웜은 상기 웜 기어(40)의 회전과 연동하여 축 방향(화살표 방향)으로 하중이 가해진다.
경사부(210a)는 상기 안착면에 밀착되기 이전에는 내주면이 중심 방향을 향해 라운드진 형태로 오목(concave)하게 형성되고, 상기 안착면에 밀착된 이후에는 상기 오목하게 형성된 경사부(210a)가 상기 안착면에 편평하게 변형되어 밀착된 상태가 유지된다.
본 실시 예에 의한 경사부(210a)는 안착면에 밀착된 상태에서 작업자가 풀림 방지 너트(1a)를 일 방향으로 회전시킬 경우 오목한 경사부(210a)가 안착면에 편평하게 밀착된 상태로 변형된다. 정상적인 온도 범위 또는 감속기 하우징(2a)에 외력(진동)이 가해지지 않을 경우에는 안착면에 경사부(210a)가 밀착된 상태가 유지된다.
만약 감속기 하우징(2a)에 설치된 풀림 방지 너트(1a)의 주위의 온도가 급격하게 상승되거나, 전동식 조향장치가 설치된 차량이 주행되면서 진동이 지속적으로 발생되어 상기 풀림 방지 너트(1a)에 전달되면서 주변 온도 상승과 함께 동시에 진동이 발생될 경우 상기 경사부(210a)는 100미크론 이상 300미크론 이내의 범위에서 변형이 발생되고, 상기 안착면의 변형량에 따라 함께 변형되면서 축 방향에서의 변위 발생에 따른 변형량을 최소화 시킨다.
예를 들어 상기 안착면이 축 방향으로 길이가 변화되는 경우에 경사부(210a)의 변형량 또한 상기 안착면의 변형량과 함께 변형되면서 상기 안착면의 변형과 상관 없이 풀림 방지 너트(1a)의 고정된 상태가 해제되는 것이 방지된다.
본 실시 예에 의한 경사부(210a)는 안착면에 밀착되기 이전에는 내주면이 중심 방향을 향해 테이퍼(taper)진 형태로 형성되고, 상기 안착면에 밀착된 이후에는 상기 테이퍼진 경사부(210a)가 상기 안착면에 편평하게 변형되어 밀착된 상태가 유지되는데, 본 실시 예는 전술한 실시 예와 다르게 경사부(210a)의 형태가 오목한 형태가 아닌 테이퍼진 형태로 변경되는데, 너트부(200a)의 내주면 최외측에서 삽입 홀(110a)을 향해 도면에 도시된 형태로 경사지게 연장된다.
이와 같이 경사부(210a)가 테이퍼지게 연장되는 이유는 상기 안착면에 풀림 방지 너트(1a)가 설치된 이후에 주위의 온도 변화 또는 진동으로 인해 풀리는 현상을 방지하기 위해서이며, 상기 경사부(210a)의 변형량은 100미크론 이상 300미크론 이내에서 변형이 발생되므로 감속기 하우징(2a)의 열팽창으로 인한 변형량이 수십 미크론 이내로 이루어질 경우 풀림 방지 너트(1a)의 풀림이 방지되어 안착면에 안정적으로 고정된 상태가 유지된다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1, 1a : 풀림 방지 너트
2 : 감속기 하우징
2a : 설치 대상물
100, 100a : 바디부
110, 110a : 삽입 홀
200, 200a : 너트부
210, 210a : 경사부

Claims (4)

  1. 중앙에 삽입 홀이 형성되고 관 형태로 연장된 바디부; 및
    상기 바디부의 선단부에서 외측을 향해 직경이 확장되고 축 방향 하중이 발생되는 설치 대상물이 구비된 감속기 하우징의 안착면에 밀착되는 내주면이 반경방향에서 중심 방향을 향해 경사부가 형성된 너트부를 포함하되,
    상기 경사부는,
    상기 안착면에 밀착되기 이전에는 내주면이 중심 방향을 향해 라운드진 형태로 오목(concave)하게 형성되고, 상기 안착면에 밀착된 이후에는 상기 오목하게 형성된 경사부가 상기 안착면에 편평하게 변형되어 밀착된 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 풀림 방지 너트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 설치 대상물은 웜 기어(worm gear)와 치합되고 축 방향 하중이 발생되는 웜(worm)인 것을 특징으로 하는 풀림 방지 너트.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 경사부의 변형량은 100미크론 이상 300미크론 이내인 것을 특징으로 하는 풀림 방지 너트.
  4. 중앙에 삽입 홀이 형성되고 관 형태로 연장된 바디부; 및
    상기 바디부의 선단부에서 외측을 향해 직경이 확장되고 축 방향 하중이 발생되는 설치 대상물이 구비된 감속기 하우징의 안착면에 밀착되는 내주면이 반경방향에서 중심 방향을 향해 경사부가 형성된 너트부를 포함하되,
    상기 경사부는,
    상기 안착면에 밀착되기 이전에는 내주면이 중심 방향을 향해 테이퍼(taper)진 형태로 형성되고, 상기 안착면에 밀착된 이후에는 상기 테이퍼진 경사부가 상기 안착면에 편평하게 변형되어 밀착된 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 풀림 방지 너트.

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KR20220000049U (ko) 2020-06-30 2022-01-06 전상엽 이중너트로 구성된 풀림방지너트

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KR20110104647A (ko) 2010-03-17 2011-09-23 현대모비스 주식회사 전동식 동력조향장치의 댐핑장치

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