KR20170084247A

KR20170084247A - 스테이-타이트 나사식 체결구

Info

Publication number: KR20170084247A
Application number: KR1020177016149A
Authority: KR
Inventors: 앨버트 테이머
Original assignee: 앨버트 테이머
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2017-07-19
Also published as: EP3221602A1; WO2016081662A1; US9752612B1; CN107208686A; CA2967962A1; EP3221602A4

Abstract

수체결구, 암체결구, 웨지, 및 웨지를 수용하도록 형성되는 공간이 암체결구를 수체결구에 고정하도록, 그리고 암체결구가 수체결구로부터 원치않게 풀리는 것을 방지하도록 구성된다. 수체결구는 샤프트를 포함하며 암체결구는 개구를 포함한다. 수 또는 암체결구는 샤프트의 외표면 또는 개구의 외표면으로부터 외부로 돌출되는 복수의 돌출 요소를 포함한다. (대응하는 수 또는 암체결구에 부착되는) 웨지는 돌출 요소들의 세트 사이에 위치되는 공간(또는 다수의 돌출 요소 사이에 위치되는 다수의 공간)에 삽입되도록 형성되어, 암체결구가 수체결구로부터 풀리게 하는 방향으로 암체결구가 샤프트를 중심으로 회전하는 것을 방지한다.

Description

스테이-타이트 나사식 체결구{STAY TIGHT THREADED FASTENERS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 2014년 11월 19일에 출원된 미국 특허출원 일련번호 제14/548,203호에 대한 우선권을 주장한다.

본 발명의 분야는 볼트, 기계 나사, 및 너트의 모든 변형들을 포함하는 수 및 암나사식 체결구에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 분야는, 수 및 암체결구가 서로 원치않게 풀리는 것을 방지하도록 구성되는, 상이한 물체들을 함께 유지하는 데에 사용되는 수 및 암나사식 체결구에 관한 것이다.

(대응하는 너트와 더불어) 볼트 및 기계 나사와 같은 수 및 암나사식 체결구는 오늘날 다양한 응용에서, 가장 빈번하게는 2개 이상의 부품 또는 물품을 서로 연결하고 고정하는 데에 사용된다. 실제로, 수 년 동안, 수 및 암나사식 체결구는 주거용 및 상업용 건설, 복잡한 기계 제조, 및 기타 여러 산업에 사용되었다. 수 및 암나사식 체결구의 빈번하며 오래된 문제는 암체결구(예를 들어, 너트)가 대응하는 수체결구(예를 들어, 나사 또는 볼트)의 샤프트를 따라 원치않게(그리고 종종 위험하게) 풀리는 것인데, 이는 진동, 윤활, 열팽창 및 수축, 및 기타 다른 외력에 의해 야기될 수 있다. 예를 들어, 나사/볼트 및 너트 조합이 주기적인 진동을 겪는 복잡한 기계에 통합될 때, 이와 같은 진동으로 인해, 종종, (시간의 경과에 따라) 너트는 나사/볼트의 나사식 축을 따라, 결국에는 나사/볼트 및 너트 조합을 풀리게 하는 방향으로 이동하며 풀리게 되고, 그에 의해 이와 같은 나사/볼트 및 너트 조합을 통해 서로 연결되는 2개의 부품이 풀리게 된다.

따라서, 개선된 수 및 암나사식 체결구에 대한 요구가 시장에서 계속되고 있다. 특히, 시간의 경과에 따른 원치않은 풀림에 저항하는 개선된 수 및 암나사식 체결구에 대한 요구가 계속되고 있다. 후술하는 바와 같이, 본원에 기재되는 발명은 시장(및 다른 것들)에서의 이와 같은 요구를 해결한다.

본 발명의 특정 양태들에 따르면, 특정 웨지 부품들과 함께 사용되도록 형성되거나 이들을 포함하는 나사, 볼트, 너트 등과 같은 수 및 암나사식 체결구가 제공된다. 수체결구는 예를 들어 시간의 경과에 따른 진동 또는 다른 힘의 결과로 암체결구가 수체결구로부터 원치않게 풀리는 것을 방지하는 방식으로 암체결구에 고정되며 연결되도록 형성된다. 본원에 사용된 바와 같이, "나사(들)" 및 "볼트(들)"라는 용어는 상호교환 가능하게 사용되고, 둘 다 일반적으로 수나사식 체결구, 예를 들어 암나사식 체결구(예를 들어, 너트)에 의해 수용되며 이에 연결되도록 형성되는 수나사식 부품을 가리키는 것으로 해석되어야 한다. 특히, 수체결구(예를 들어, 나사 및 볼트)는, 암체결구(예를 들어, 너트)의 중간에 위치되는 개구를 통해 배치되며 그 안에서 회전하도록 구성되는 강성 샤프트를 포함할 것이다. 본원에 사용된 바와 같이, "암체결구"라는 용어는 수체결구의 대응하는 나사식 샤프트를 수용하도록 구성되는 나사식 개구를 포함하는 부품을 가리킨다. 본원에 사용된 바와 같이, 암체결구는 너트와 같은 별개의 물체를 포함할 수 있거나, 또는 암체결구는 (나사식 개구와 함께) 더 큰 물체에 통합되어 그 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 이른바 암체결구는 (예를 들어, 너트 부품의 경우에서와 같이) 수체결구의 샤프트에 적용될 수 있는 별개의 부품 대신에, 수체결구를 수용하도록 구성되는 하우징 내에 위치되는 나사식 개구로 이루어질 수 있다.

가장 넓은 의미에서, 본 발명에 의하면, 수체결구의 샤프트는 암체결구의 개구 내에 또는 이와 근접하게 위치되는 대응하는 웨지를 수용하도록 형성되는 하나 이상의 공간을 포함할 것이다. (개구 내에 위치되는) 암체결구의 나사산이 수체결구의 채널과 맞물리도록 구성될 것이고, 그에 따라 암체결구가 샤프트를 따라 수체결구의 상부 쪽으로 이동하게 하는 방식으로 (즉, 암체결구를 "조이도록") 암체결구는 회전할 수 있다. 반대로, (샤프트의 외표면 상에 위치되는) 수체결구의 나사산이 암체결구의 채널과 맞물리도록 구성될 것이고, 그에 따라 암체결구가 샤프트를 따라 수체결구의 상부 쪽으로 이동하게 하는 방식으로 (즉, 암체결구를 "조이도록") 암체결구는 회전할 수 있다. 암체결구가 충분히 "조여진" 후, (암체결구의 개구 내에 또는 이와 근접하게 위치되는) 웨지는 수체결구의 샤프트의 공간(또는 다른 영역) 내에(경우에 따라, 암체결구의 저면에 또는 그 인근에) 배치될 수 있고, 그에 따라 웨지는 암체결구가 샤프트를 따라 수체결구의 상부로부터 멀리 이동하게 하는 방향으로 암체결구가 샤프트를 중심으로 회전함으로써 "풀리는 것"을 방지한다.

특정의 구체적인 구현예들에 따르면, 수체결구의 샤프트는 일련의 돌출 요소들을 포함할 수 있다. 이와 같은 구현예들에서, 본 발명에 의하면, 돌출 요소들은 바람직하게는 균일하게 이격된다. 균일하게 이격된 돌출 요소들은 각각의 돌출 요소들 사이에 공극(또는 공간)을 형성한다. 본 발명에 의하면, 이러한 결과적인 공간은 웨지 부품을 수용하도록 형성된다. 이 구현예에서는, 전술한 구현예에서와 같이, 본 발명에 의하면, 추가로, 웨지는 암체결구가 수체결구의 저부를 향한 방향으로 이동하게 하는 방식으로 암체결구가 샤프트를 중심으로 회전하는 것을 방지하도록 구성된다(즉, 이는 암체결구가 반시계 방향으로 회전하는 것을 방지하도록 구성되는데, 그렇지 않으면 암체결구가 풀릴 것이다).

본 명세서는 수체결구의 샤프트 상에 위치되는 하나 이상의 공간 내에 배치되도록 구성되는 웨지를 구비한 암체결구를 참조하지만, 당업자들은 특정의 대안적인 구현예들에서 웨지가 수체결구 상에 위치되며, 암체결구의 개구 내에 위치되는 하나 이상의 공간 내에 배치되도록 구성될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 이와 같은 구현예들에서, 본 발명에 의하면, 암체결구의 개구는 본원에 기재된 바와 같이 수체결구의 샤프트 상에 위치되는 대응하는 웨지를 수용하도록 형성되는 하나 이상의 공간을 포함할 것이다. (샤프트 부분에 위치되는) 수체결구의 나사산이 암체결구의 개구 내에 위치되는 채널과 맞물리도록 구성될 것이고, 그에 따라 암체결구가 샤프트를 따라 수체결구의 상부 쪽으로 이동하게 하는 방식으로 (즉, 암체결구를 "조이도록") 수체결구는 회전할 수 있다. 암체결구가 충분히 "조여진" 후, (수체결구의 샤프트 상에 위치되는) 웨지는 암체결구의 개구 내의 공간(또는 다른 영역) 내에 배치될 수 있고, 그에 따라 웨지는 암체결구가 샤프트를 따라 수체결구의 상부로부터 멀리 이동하게 하는 방향으로 암체결구가 샤프트를 중심으로 회전함으로써 "풀리는 것"을 방지한다.

본 발명의 다른 양태들에 따르면, 전술한 바와 같은 수 및 암나사식 체결구(예를 들어, 나사 및 너트)의 세트가 포함된다. 이와 같은 구현예들에서, 웨지는 암(또는 수)체결구에 통합될 수 있거나, 또는 대안적으로, 웨지는 별개의 부품으로 존재할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태들에 따르면, 수 및 암나사식 체결구(예를 들어, 나사 및 너트)의 세트와 본원에 기재된 웨지가 포함된다. 본 발명의 다른 구현예들과 마찬가지로, 웨지는 암(또는 수)체결구에 통합될 수 있거나, 또는 대안적으로, 웨지는 별개의 부품으로 존재할 수 있다.

본 발명의 상기한 특징들 및 다른 특징들이 본원에 포함된 상세한 설명에서 추가로 예시된다.

도 1은 본원에 기재된 수 및 암체결구(나사/너트) 조합의 사시도이다.
도 2는 본원에 기재된 수 및 암체결구 조합의 평면도이다.
도 3은 본원에 기재된 수 및 암체결구 조합의 측면도이다.
도 4는 암체결구를 제자리에 고정하는 데에 사용되는 웨지를 도시한, 본원에 기재된 수 및 암체결구 조합의 단면도이다.
도 5a는 본원에 기재된 돌출 요소들 사이에 위치되는 공간의 다른 구현예의 단면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 (2개의 돌출 요소 사이에 위치되는) 공간이 위치되는, 수체결구의 생크(또는 샤프트)의 단면도이다.
도 6a는 암체결구를 제자리에 고정하는 데에 사용되는 (암체결구의 내표면과 일체로 형성된) 웨지를 도시한, 본원에 기재된 수 및 암체결구 조합의 단면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 웨지의 확대도이다.
도 7a는 본원에 도시되며 기재된 웨지를 수용하도록 구성되는, 수체결구의 샤프트 상의 돌출 요소들 사이에 위치되는 복수의 공간을 포함하는 수체결구(예를 들어, 볼트)의 단면도이다.
도 7b는 암체결구를 도 7a의 수체결구의 샤프트의 제자리에 고정하는 데에 사용될 수 있는, (암체결구의 내표면과 일체로 형성된) 웨지를 포함하는 암체결구(예를 들어, 너트)의 단면도이다.
도 7c는 도 7b의 암체결구의 내표면과 일체로 형성된 웨지의 두 확대 사시도이다.
도 7d는 도 7a 및 도 7b의 수 및 암체결구의 사시도이다.

후술하는 내용은 본 발명의 몇몇 바람직한 구현예들을 상세히 기재할 것이다. 이러한 구현예들은 단지 설명의 목적으로 제공되므로, 본 발명의 범주를 부당하게 제한하지 않아야 한다. 실제로, 당업자들은 본 명세서를 읽고 본 도면을 참조 시에, 본 발명이 다수의 변경 및 수정을 교시하며, 본 발명의 무수한 변경이 본 발명의 범주 및 정신을 벗어남 없이 채용되고, 사용되며, 형성될 수 있음을 이해할 것이다.

이제 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 특정의 바람직한 구현예들에 따르면, 특정 웨지 부품들과 함께 사용되도록 형성되거나 이들을 포함하는, 나사, 볼트, 너트 등과 같은, 수 및 암나사식 체결구가 제공된다. 암체결구(예를 들어, 너트)는, 예를 들어 시간의 경과에 따른 진동 또는 다른 힘의 결과로, 이와 같은 암체결구가 수체결구로부터 원치않게 그리고 잠재적으로 위험하게 풀리는 것을 방지하는 방식으로 수체결구(예를 들어, 나사/볼트)에 고정되도록 형성된다. 본 발명에 의하면, 본 발명의 수체결구는 암체결구에 의해 수용되며 이에 연결되도록 형성된다. 특히, 수체결구는, 암체결구(예를 들어, 너트)의 중간에 위치되는 개구를 통해 배치되며 그 안에서 회전하도록 구성되는 강성 (그리고 경우에 따라 원통형) 샤프트(10)를 포함할 것이고, 그에 따라 수체결구의 샤프트(10) 상의 (후술하는) 채널이 암체결구의 개구 내에 위치되는 대응하는 나사산을 수용하며 이와 맞물릴 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다(예를 들어, 수체결구의 샤프트(10) 상의 나사산이 암체결구의 개구 내에 위치되는 대응하는 채널과 맞물릴 수 있다).

광범위하게 정의될 때, 특정의 바람직한 구현예들에 따르면, 본 발명은, 본원에 기재된 바와 같이, 암체결구를 제자리에 잠금하는 데에 사용될 수 있는 웨지(22)와 함께, 수체결구(예를 들어, 나사/볼트) 및 암체결구(예를 들어, 너트)를 포함하고, 그에 따라 암체결구(예를 들어, 너트)가 수체결구의 샤프트를 중심으로 반시계 방향으로 회전하며 "풀리는" 것을 방지한다. 이와 같은 구현예들에서, 웨지(22)는 암체결구(예를 들어, 너트)의 저면에 또는 이와 근접하게 존재하도록 구성될 수 있다-또는, 후술하는 바와 같이, 웨지(22)는 암체결구(너트)의 개구의 외부 대향면과 일체로 형성될 수 있다. 웨지(22)는 (추가로 후술하는 바와 같이) 샤프트(10)의 외표면 상에 위치되는 하나 이상의 공간(20)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 중요한 것은, 웨지(22)는 암체결구(너트)를 수체결구(나사/볼트)에 "조이도록" 암체결구(너트)가 샤프트(10)를 따라 수체결구(나사/볼트)의 상부 쪽으로 이동하게 하는 방식으로(예를 들어, 시계 방향으로) 암체결구(너트)가 회전하는 것을 허용하도록 구성되는 한편, 암체결구(너트)가 샤프트(10)를 따라 수체결구(나사/볼트)의 상부로부터 멀리 이동하게 하는 방식으로(예를 들어, 반시계 방향으로) 암체결구(너트)가 회전하는 것을 방지하도록 구성될 것이다(그렇지 않으면, 암체결구(너트)가 "풀릴" 것이다).

본 발명의 특정의 바람직한 구현예들에 따르면, 수체결구의 샤프트(10)는 샤프트(10)의 외표면(14)으로부터 외부로 연장되는 복수의 돌출 요소(12)를 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 돌출 요소들(12)은 샤프트(10)의 원주 주위에 나선형으로 방사상으로 위치된다. 또한, 일부 구현예들에서, 돌출 요소들(12)의 행들은 돌출 요소들(12)의 행들 사이에 채널(40)을 생성하는 방식으로 위치되며 배향된다. 이러한 결과적인 채널(40)은 샤프트(10)의 원주 주위에 (나선형 방식으로) 방사상으로 진행되며 이를 감싸는데, 수체결구의 상부(16)에서 또는 그 인근에서 시작되어 수체결구의 저부(18)에서 또는 그 인근에서 끝난다. 본 발명에 의하면, 채널(40)은 암체결구의 개구 내에 위치되는 대응하는 나사산(또는 나사산 세트)을 수용하도록 형성된다. 이런 방식으로, 암체결구의 나사산이 채널(40)과 맞물릴 수 있고, 그에 따라 암체결구가 샤프트(10)를 따라 수체결구의 상부(16) 쪽으로 이동하게 하는 방식으로(즉, 암체결구를 "조이도록") 암체결구는 (시계 방향으로) 회전할 수 있다. 물론, 사용하게 되면, 수체결구의 샤프트(10)는 다른 물품 내에 위치되는(또는 다수의 물품 내에 위치되는) 개구를 통해 배치될 것이고, 이후 암체결구가 적용되어 샤프트(10)를 중심으로 회전되고, 그에 따라 물품(또는 다수의 물품)은 수체결구의 상부(16)와 암체결구 사이에 위치될 것이다.

본 발명에 의하면, 돌출 요소들(12)은 바람직하게 등간격으로 이격된다. 균일하게 이격된 돌출 요소들(12)은 각각의 돌출 요소들(12) 사이에 공극 또는 공동(즉, 공간)(20)을 형성한다. 본 발명에 의하면, 이러한 결과적인 공간(20)은 웨지(22)를 수용하도록 형성된다(또는, 대안적으로, 웨지(22)는 다수의 공간(20)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 특히, 본 발명에 의하면, 웨지(22)의 외부 치수는 이웃한 돌출 요소들(12) 사이의 하나 이상의 공간(20)에 삽입되도록 그리고 이와 안착 가능하게(nestably) 결합되도록 구성될 것이다. 웨지(22)가 하나 이상의 공간(20)에 삽입될 때, 웨지(22)는 암체결구가 (반시계 방향 방식으로) 샤프트(10)를 중심으로 회전하는 것을 방지하는 역할을 할 것이고, 그에 따라 암체결구가 수체결구의 저부(18)를 향한 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 특히, 웨지(22)가 하나 이상의 공간(20)에 삽입될 때, 웨지(22)는 암체결구가 반시계 방향으로 회전하는 것을 방지하도록 구성된다(그렇지 않으면, 암체결구가 수체결구의 저부(18) 쪽으로 샤프트(10)를 따라 이동하게 되어, (수 및 암체결구가 고정하는 물품(들)에 대해) 풀리게 될 것이다). 상기한 바와 같이, 특정 구현예들에서, 웨지(22)는 동시에 수체결구의 샤프트(10)를 따라 위치되는 다수의 공간(20)에 걸쳐 놓이며 그 안에 삽입되도록 구성될 수 있다-이는 암체결구가 수체결구의 샤프트(10)를 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 것을 방지하는 저항성을 향상시킨다. 또한, 도 1 및 도 7d에 도시된 바와 같이, 암체결구 및 웨지(22)는 웨지(22)가 수동으로 접근 가능하며 수동으로 작동될 수 있도록 구성될 수 있다(예를 들어, 웨지(22)는 공간(20) 밖으로 인출될 수 있고, 그에 따라 암체결구는 수체결구의 샤프트(10)로부터 쉽게 풀리거나 제거될 수 있다).

특정의 바람직한 구현예들에 따르면, 본 발명에 의하면, 웨지(22)는 선택적으로 스프링(24)을 구비할 수 있고, 그로 인해 스프링(24)은 웨지(22)를 2개의 돌출 요소(12) 사이에 위치되는 공간(20) 내로 미는 일정한 힘을 인가한다. 본 발명에 의하면, 스프링(24)은 웨지(22)의 일부를 형성하는 2개의 견고한 안내벽(42) 사이에 존재할 수 있다. 더욱이, 특정의 구현예들에 따르면, 본 발명에 의하면, 웨지(22)는 도 1에 의해 도시된 바와 같이 암체결구 내에 통합될 수 있다(그리고 그 일부가 될 수 있다). 이와 같은 구현예들에서, 웨지(22)는 암체결구의 외표면과 동일 평면 상에 있을 수 있고, 그에 따라 웨지(22)는 암체결구의 외표면(외부/저부)으로부터 수동으로 접근 가능할 수 있고, 그에 따라 (바람직한 경우) 암체결구가 반시계 방향(풀림) 방식으로 수체결구의 샤프트(10)를 중심으로 자유롭게 회전하는 것을 허용하도록, 즉 암체결구가 수체결구의 저부(18) 쪽으로 이동하게 하도록, 웨지(22)는 공간(20) 밖으로 수동으로 인출될 수 있다.

도 5를 참조하면, 특정의 바람직한 구현예들에 따르면, 본 발명에 의하면, 각각의 돌출 요소들(12) 사이에 위치되는 공간(20)은 샤프트(12)의 외표면(14)과 인접한 제1 영역(26), 및 돌출 요소들(12)의 상부(30)와 인접한 제2 영역(28)을 포함할 것이다. 본 발명에 의하면, 공간(20)의 제1 영역(26)은 바람직하게는 공간(20)의 제2 영역(28)보다 더 작은 체적을 포함할 것이다(그리고 더 작은 치수를 보일 것이다). 이러한 구성은, 돌출 요소들(12)의 상부(30)와 인접한 제2 영역(28)에서 가장 넓으며, 샤프트(12)의 외표면(14)과 인접한 제1 영역(26)에 다가갈수록 좁아지는 공간(20)을 생성한다. 이와 같은 구현예들에서, 웨지(22)는 대응하는 외부 치수를 보일 것이다. 특히, (공간(20)에 삽입되는) 웨지(22)의 선단부는, 공간(20)에 삽입되는 웨지(20)의 단부(선단부)에 다가갈수록 좁아지는 영역을 포함할 것이며, 샤프트(12)의 외표면(14)과 인접하게 존재할 것이다.

본 발명의 또 다른 구현예들에 따르면, 복수의 돌출 요소(12)는 일 방향에 비해 다른 방향으로의 웨지(22)의 이동에 더 많은 저항을 인가하도록 구성될 수 있다. 특히, 이와 같은 구현예들에서, 돌출 요소들(12)은, 웨지(22)가 하나의 공간(20)으로부터 다른 인접한 우측 공간(20)으로(또는 시계 방향으로) 이동할 때 인가되는 저항의 양에 비해, 하나의 공간(20)으로부터 다른 인접한 좌측 공간(20)으로의(또는 반시계 방향으로의) 웨지(22)의 이동에 더 많은 저항을 인가하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 복수의 돌출 요소(12)는, 우측에 위치되는 공간(20)으로의 웨지(22)의 이동에 인가되는 저항의 적은 양에 비해(그에 따라 암체결구는 적은 힘으로 시계 방향 방식으로 회전하여 조여질 수 있다), 좌측에 위치되는 공간(20)으로의 웨지(22)의 이동에 더 많은 저항을 인가하도록(또는 이동을 방지하도록) 구성될 수 있다(그에 따라 암체결구는 반시계 방향 방식으로 회전하여 풀어질 수 없다). 또 다른 방식으로 말하자면, 복수의 돌출 요소(12) 및 웨지(22)는, (a) 웨지(22)가 암체결구를 수체결구에 조이는 방향으로 쉽게 미끄러져 나와 인접한 공간(20)으로 이동하는 것을 허용하도록, 그리고 (b) 웨지(22)가 암체결구를 수체결구로부터 푸는 정반대의 방향으로 인접한 공간(20)으로 이동하는 것을 방지하도록 구성된다.

이와 같은 구현예들에 따르면, 각각의 돌출 요소들(12) 사이에 위치되는 각각의 공간(20)은 4개의 표면을 포함할 수 있는데, 4개의 표면은 공간(20)의 각각의 면 상에 돌출 요소들(12)에 의해 형성된다. 보다 구체적으로, 도 5를 참조하면, 공간은 샤프트(10)의 외표면(14)에 접선 방향으로 진행되는 라인에 수직으로 위치되는 제1 (좌)표면(32)을 포함할 것이다. 이와 같은 구현예들에 따르면, 제2 표면(34)은 제1 표면(32)과 인접하며, 샤프트(10)의 외표면(14)에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해 약 30도 각도로 위치된다. 이와 같은 구현예들에 따르면, 제3 표면(36)은 제2 표면(34)과 인접하며, 샤프트(10)의 외표면(14)에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해 약 60도 각도로 위치된다. 마지막으로, 이와 같은 구현예들에 따르면, 제4 표면(38)은 제3 표면(36)과 인접할 것이며, 샤프트(10)의 외표면(14)에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해 약 20도 각도로 위치될 것이다. 이러한 4개의 표면(32, 34, 36, 38)은 집합적으로 각각의 공간(20)을 형성할 것이다. 본 발명에 의하면, 샤프트(10)의 외표면(14)에 접선 방향으로 진행되는 라인에 수직인 제1 표면(32)의 배향은 좌측에 위치되는 공간(20)으로의 웨지(22)의 원치않은 이동에 강력하게 저항하는 데에(또는 이를 방지하는 데에) 효과적일 것이다. 즉, 이는 웨지(22) 및 암체결구의 반시계 방향 방식으로 회전하는 능력에 강력하게 저항할 것이다(또는 이를 방지할 것이다)(그렇지 않으면 암체결구가 풀릴 것이다). 반대로, 제3 표면(36)과 제4 표면(38)의 각도에 의해 생성되는 경사는 웨지(22)가 훨씬 더 적은 저항으로 우측에 위치되는 공간(20)으로 미끄럼 가능하게 이동하는 것을 허용할 것이고, 그에 따라 암체결구를 조이도록 웨지(22) 및 암체결구는 시계 방향 방식으로 회전할 수 있다.

또 다른 구현예들에서, 본 발명에 의하면, 웨지(22)는 암체결구의 개구의 (나사식) 외부 대향면과 일체로 형성될 수 있다(도 6). 이러한 구현예들에서, 웨지(22)는 바람직하게는 웨지(22)(및 관련 암체결구)가 최소한의 힘으로 시계 방향으로 수체결구의 샤프트(10)를 중심으로 회전하는 것을 허용하도록 구성되는 경사면(50)을 보일 것이고, 그에 따라 웨지(22)는 회전하여 "조여지는" 암체결구와 간섭하지 않을 것이다. 예를 들어, 경사면(50)의 경사는 바람직하게는 샤프트(10)의 외표면(14)에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해 45도 미만일 것이다(그리고 암체결구가 시계방향으로 회전할 때 경사면(50)이 돌출 요소들(12) 상에서 활주할 수 있도록, 경사면(50)의 상부 또는 선단부는 바람직하게는 인접한 돌출 요소(12)의 상부 상에 안착될 정도로 충분히 길게 형성될 것이다). 또한, 웨지(22)는 샤프트(10)의 외표면(14)에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해 45도 초과로 위치되는 표면(52)(또는 표면(52)의 일부)을 추가로 보일 것이며, 그에 따라 웨지(22)의 표면(52)(및 관련 암체결구)가 반시계 방향으로 수체결구의 샤프트(10)를 따라 회전하는 것을 방지한다(그렇지 않으면, 암체결구가 "풀릴" 것이다).

이제 도 7을 참조하면, (도 5와 관련된) 본 발명의 또 다른 구현예들에 따르면, 각각의 돌출 요소들(12) 사이에 위치되는 각각의 공간(20)은 3개의 표면을 포함할 수 있는데, 3개의 표면은 공간(20)의 각각의 면 상에 돌출 요소들(12)에 의해 형성된다. 특히, 도 7a는 수체결구(예를 들어, 볼트)의 단면도를 제공하되, 이는 내부에 도시된 웨지(22)를 수용하도록 구성되는, 수체결구의 샤프트(10) 상의 돌출 요소들(12) 사이에 위치되는 복수의 공간(20)을 포함한다. 도 7b는 암체결구(예를 들어, 너트)의 단면도로, 이는 암체결구를 도 7a의 수체결구의 샤프트(10)의 제자리에 고정하는 데에 사용될 수 있는 일체형 웨지(22)를 포함한다.

본원에 기재된 다른 구현예들과 같이, 도 7에 도시된 구현예들에서, 돌출 요소들(12)은, 웨지(22)가 하나의 공간(20)으로부터 다른 인접한 우측 공간(20)으로(또는 시계 방향으로) 이동할 때 인가되는 저항의 양에 비해, 하나의 공간(20)으로부터 다른 인접한 좌측 공간(20)으로의(또는 반시계 방향으로의) 웨지(22)의 이동에 더 많은 저항을 인가하도록 구성된다. 특히, 이러한 구현예들에서, 각각의 돌출 요소들(12) 사이에 위치되는 각각의 공간(20)은 공간(20)의 각각의 면 상에 돌출 요소(12)에 의해 형성되는 3개의 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 좌표면(60)은 (샤프트(10)의 외표면에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해) 제1 각도로 위치되고; 제2 중앙면(62)은 제1 좌표면(60)과 인접하며 제2 각도로 위치되고; 제3 우표면(63)은 제2 중앙면(62)과 인접하며 (샤프트(10)의 외표면에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해) 제3 각도로 위치된다. 이와 같은 구현예들에서, 제1 각도는 제2 각도의 양의 적어도 2배(즉, 크기의 적어도 2배)이며, 제3 각도는 제1 각도보다 더 작다. 돌출 요소들(12) 사이의 공간(20)의 이러한 구성은 웨지(22)가 하나의 공간(20)으로부터 다른 인접한 우측 공간(20)으로(또는 시계 방향으로) 이동할 때 존재하는 저항의 양에 비해, 하나의 공간(20)으로부터 다른 인접한 좌측 공간(20)으로의(또는 반시계 방향으로의) 웨지(22)의 이동에 대한 저항을 생성한다. 또 다른 방식으로 말하자면, 복수의 돌출 요소(12) 및 웨지(22)는, (a) 웨지(22)가 암체결구를 수체결구에 조이는 방향으로 쉽게 미끄러져 나와 인접한 공간(20)으로 이동하는 것을 허용하도록, 그리고 (b) 웨지(22)가 암체결구를 수체결구로부터 푸는 정반대의 방향으로 인접한 공간(20)으로 이동하는 것을 방지하도록 구성된다. 더욱이, 이러한 구현예들에서, 웨지(22)는 2개의 돌출 요소(12) 사이의 공간(20)에 안착 가능하게 미끄러져 들어와 그 안에 존재하도록 구성될 것이다. 즉, 웨지(22)의 전체 기하형태 및 형상은 각각의 공간(20)의 내부 기하형태 및 형상을 보완한다(웨지(22)의 전체 기하형태 및 형상이 본원에 기재된 바와 같이 각각의 공간(20)의 내부 기하형태 및 형상을 보완하는 한, 채용되는 특정의 기하형태 및 형상은 특별히 제한되지 않는다). 예를 들어, 웨지(22) 중 공간(20)에 들어가는 부분은 상부 영역(66)에서 저부 영역(68)까지 점차로 폭이 감소할 수 있고(그에 의해 실질적으로 사다리꼴 형상을 형성한다), 이로써, 도 7에 도시된 바와 같이, 웨지(22)는 공간(20) 내에 견고하고 안착 가능하게 존재할 수 있다.

본 명세서는 수체결구의 샤프트(10) 상에 위치되는 하나 이상의 공간(20) 내에 배치되도록 구성되는 웨지(22)를 구비한 암체결구를 참조하지만, 당업자들은 특정의 대안적인 구현예들에서 웨지(22)가 수체결구 상에 위치되며, 암체결구의 개구 내에 위치되는 하나 이상의 공간(20) 내에 배치되도록 구성됨을 이해할 것이다. 예를 들어, 이와 같은 구현예들에서, 본 발명에 의하면, 암체결구의 개구는 본원에 기재된 바와 같이 수체결구의 샤프트(10) 상에 위치되는 대응하는 웨지(22)를 수용하도록 형성되는 하나 이상의 공간(20)을 포함할 것이다. (샤프트(10) 부분에 위치되는) 수체결구의 나사산이 암체결구의 개구 내에 위치되는 채널과 맞물리도록 구성될 것이고, 그에 따라 암체결구가 샤프트를 따라 수체결구의 상부 쪽으로 이동하게 하는 방식으로(즉, 암체결구를 "조이도록") 수체결구는 회전할 수 있다. 암체결구가 충분히 "조여진" 후, (수체결구의 샤프트(10) 상에 위치되는) 웨지(22)는 암체결구의 개구 내의 공간(20)(또는 다른 영역) 내에 배치될 수 있고, 그에 따라 웨지(22)는 암체결구가 샤프트(10)를 따라 수체결구의 상부로부터 멀리 이동하게 하는 방향으로 암체결구가 샤프트(10)를 중심으로 회전함으로써 "풀리는 것"을 방지한다.

본 발명의 다른 양태들에 따르면, (전술한 바와 같은) 수 및 암체결구의 세트가 포함된다. 이와 같은 구현예들에서, 웨지(22)는 이와 같은 암체결구에 통합될 수 있거나, 또는 대안적으로, 웨지(22)는 별개의 부품으로 존재할 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태들에 따르면, 수 및 암체결구의 세트와 본원에 기재된 웨지(22)가 포함된다. 본 발명의 다른 구현예들과 마찬가지로, 웨지(22)는 이와 같은 암체결구에 통합될 수 있거나, 또는 대안적으로, 웨지(22)는 별개의 부품으로 존재할 수 있다. 본 발명에 의하면, 수체결구, 암체결구, 및 본원에 기재된 웨지(22)는 강철, 철, 플라스틱, 기타 등등과 같은 임의의 적절한 강성 재료로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다수의 양태 및 이점은 상세한 설명에서 명확해지고, 그에 따라 후술하는 청구범위는 본 발명의 범주 및 정신에 속하는 본 발명의 이와 같은 양태 및 이점을 모두 포괄하도록 의도된다. 또한, 무수한 수정 및 변경이 당업자들에게 명백하고 용이하게 발생하기 때문에, 청구범위는 본 발명을 본원에 도시되고 설명된 정확한 구성 및 작동에 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 따라서, 모든 적절한 수정 및 균등물은 본원에 청구된 바와 같이 본 발명의 범주에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

암체결구에 의해 수용되며 이에 연결되도록 형성되는 수체결구, 상기 암체결구, 및 웨지에 있어서,
(a) 상기 수체결구는 강성 샤프트를 포함하되, 상기 샤프트는 상기 수체결구의 상부에서 상기 수체결구의 저부까지 상기 샤프트의 원주 주위에 방사상으로 진행되는 채널을 포함하며, 상기 채널은 상기 암체결구의 개구 내에 위치되는 대응하는 나사산을 수용하도록 형성되고,
(b) 상기 웨지는 상기 암체결구의 상기 개구의 표면과 일체로 형성되며, 상기 웨지는 상기 수체결구의 상기 샤프트의 외표면과 접촉하도록, 그리고 상기 암체결구가 상기 수체결구의 저부 쪽으로 이동하게 하는 방향으로 상기 암체결구가 상기 샤프트를 중심으로 회전하는 것을 방지하도록 구성되는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제1항에 있어서,
상기 웨지는 상기 암체결구가 상기 수체결구의 상부 쪽으로 이동하게 하는 방향으로 상기 암체결구가 상기 샤프트를 중심으로 회전하는 것을 허용하도록 추가로 구성되는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제2항에 있어서,
(a) 상기 수체결구의 상기 샤프트는 일련의 돌출 요소들을 포함하고;
(b) 상기 돌출 요소들은 상기 샤프트의 원주 주위에 방사상으로 위치되며;
(c) 상기 돌출 요소들은 균일하게 이격되고, 각각의 돌출 요소들 사이에 공간이 형성되며, 상기 웨지는 2개의 돌출 요소 사이에 위치되는 상기 공간에 삽입되도록 형성되는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제3항에 있어서,
상기 웨지는 상기 암체결구 내에 통합되며, 상기 암체결구의 외표면으로부터 수동으로 접근 가능할 수 있는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제4항에 있어서,
상기 복수의 돌출 요소 및 웨지는 (a) 상기 웨지가 상기 암체결구를 상기 수체결구에 조이는 방향으로 쉽게 미끄러져 나와 인접한 공간으로 이동하는 것을 허용하도록, 그리고 (b) 상기 웨지가 상기 암체결구를 상기 수체결구로부터 푸는 정반대의 방향으로 인접한 공간으로 이동하는 것을 방지하도록 구성되는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제5항에 있어서,
각각의 돌출 요소들 사이에 위치되는 각각의 공간은 상기 공간의 각각의 면 상에 돌출 요소에 의해 형성되는 3개의 표면을 포함하되;
(a) 제1 좌표면은 상기 샤프트의 상기 외표면에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해 제1 각도로 위치되고;
(b) 제2 중앙면은 상기 제1 좌표면과 인접하며, 상기 샤프트의 상기 외표면에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해 제2 각도로 위치되고;
(c) 제3 우표면은 상기 제2 중앙면과 인접하며, 상기 샤프트의 상기 외표면에 접선 방향으로 진행되는 라인에 대해 제3 각도로 위치되고;
(d) 상기 제1 각도는 상기 제2 각도의 양의 적어도 2배이며;
(e) 상기 제3 각도는 상기 제1 각도보다 더 작은, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제6항에 있어서,
상기 수체결구는 나사이며 상기 암체결구는 너트인, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제6항에 있어서,
상기 수체결구는 볼트이며 상기 암체결구는 너트인, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제6항에 있어서,
상기 웨지는 상기 암체결구에 부착되는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제6항에 있어서,
상기 웨지는 상기 암체결구에 부착되지 않는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제6항에 있어서,
상기 웨지는 상기 암체결구와 일체로 형성되는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
제6항에 있어서,
상기 웨지는 상기 웨지를 2개의 돌출 요소 사이에 위치되는 상기 공간 내로 미는 일정한 힘을 인가하는 스프링을 포함하는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.
암체결구에 의해 수용되며 이에 연결되도록 형성되는 수체결구, 상기 암체결구, 및 웨지에 있어서,
(a) 상기 수체결구는 강성 샤프트를 포함하고;
(b) 상기 암체결구는 상기 강성 샤프트를 수용하도록 구성되는 개구를 포함하며;
(c) 상기 수체결구의 상기 샤프트 또는 상기 암체결구의 상기 개구는 각각 상기 샤프트 또는 상기 개구의 원주 주위에 방사상으로 진행되는 채널을 포함하고, 상기 채널은 각각 상기 수체결구의 상기 샤프트 또는 상기 암체결구의 개구 내에 위치되는 대응하는 나사산을 수용하도록 형성되며,
(d) 상기 웨지는 상기 수체결구의 상기 샤프트 또는 상기 암체결구의 상기 개구의 표면과 일체로 형성되되, 상기 웨지는:
(i) (상기 웨지가 상기 수체결구의 상기 샤프트의 표면과 일체로 형성될 때) 상기 암체결구의 상기 개구 상의 2개의 돌출 요소 사이에 위치되는 공간, 또는 (상기 웨지가 상기 암체결구의 상기 개구의 표면과 일체로 형성될 때) 상기 수체결구의 상기 샤프트 상의 2개의 돌출 요소 사이에 위치되는 공간 내에 배치되도록; 그리고 (ii) 상기 암체결구가 상기 수체결구의 저부 쪽으로 이동하며 풀리게 하는 방향으로 상기 암체결구가 상기 샤프트를 중심으로 회전하는 것을 방지하도록 구성되는, 수체결구, 암체결구, 및 웨지.