KR20210031983A - 헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조 - Google Patents

Abstract

헐거워짐 방지 기능을 갖는 신규의 나사 체결 구조를 제공한다. 제1 나사 엘리먼트(11)와, 제1 나사 엘리먼트(11)에 대하여 나사 체결되는 제2 나사 엘리먼트(12)를 구비하고, 제1 및 제2 나사 엘리먼트 중 어느 한쪽은, 다른 쪽 측을 향하여 개구되는 걸림 결합 오목부 R을 갖고, 다른 쪽은, 체결 상태에서 걸림 결합 오목부 R에 삽입되는 걸림 결합 볼록부 P를 갖는다. 걸림 결합 오목부 R의 내주면은, 축 방향을 따라 곧은 원통형으로 구성된다. 걸림 결합 볼록부 P는, 축 방향 1개소에 최대 직경 부위를 갖는 원기둥형 혹은 원통형으로 구성된다. 걸림 결합 볼록부 P의 최대 직경 부위 및 걸림 결합 오목부 R의 내주면이, 체결 상태에서 주위 방향 일부만에 있어서 압접되도록 상대적으로 편심되어 있다. 걸림 결합 볼록부 P의 최대 직경 부위는, 걸림 결합 오목부 R의 내주면에 대하여 주위 방향 일부만에 있어서 압접한 상태에서 걸림 결합 오목부 R에 대하여 축 방향으로 진퇴 가능하도록 걸림 결합 볼록부 P의 기단부로부터 소정의 거리를 갖고 마련된다.

Description

헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조

본 발명은, 헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조에 관한 것이다.

본원 출원인은, 헐거워짐 방지 기능을 갖는 다양한 나사 체결 구조의 개발을 행하고 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 소정의 프리베일링 토크를 유지한 채 볼트를 나사 전진시키는 것을 가능하게 함으로써, 헐거워짐 방지 기능을 가지면서도 소정의 축 방향 위치까지 볼트를 체결 가능한 나사 체결 구조를 개시하고 있다.

즉, 특허문헌 1에 개시된 나사 체결 구조에서는, 곧은 원기둥형의 걸림 결합축부를 볼트의 나사축의 선단에 마련하는 한편, 나사축이 나사 결합하는 나사 구멍을 갖는 베이스 부재에는, 나사 구멍의 안쪽부에 상기 걸림 결합축부가 삽입되는 걸림 결합 구멍을 마련하고 있다. 걸림 결합축부가 나사축에 대하여 편심되어 있거나(이 경우, 걸림 결합 구멍은 나사 구멍과 동심형임), 혹은 걸림 결합 구멍이 나사 구멍에 대하여 편심되어 있으며(이 경우, 걸림 결합축부는 나사축과 동심형임), 이것에 의하여 걸림 결합축부의 외주면과 걸림 결합 구멍의 내주면이 주위 방향 1개소에서 압접하여, 나사축에 축심과 직교하는 방향의 압박력을 작용시키고, 이 횡 방향의 압박력에 의하여 프리베일링 토크가 생기도록 구성되어 있다.

일본 특허 공개 제2016-123778호 공보

상기 특허문헌 1에 개시된 나사 체결 구조에서는, 나사 구멍에 대한 나사축의 끼워맞춤 간극이나, 걸림 결합 구멍에 대한 걸림 결합축부의 편심량 등을 적절히 조정함으로써, 일정한 프리베일링 토크를 유지한 채 볼트를 나사 전진 가능하게 구성하고 있다.

그러나 그와 같은 조정 작업은 반드시 용이하지는 않다. 즉, 실제의 설계 시에는 상기 끼워맞춤 간극이나 편심량 등을 미소량씩 변경하면서, 적절한 프리베일링 토크가 발생하기 위한 허용 오차를 탐구해 가는데, 걸림 결합축과 걸림 결합 구멍의 편심 끼워맞춤에 의하여 나사축이 약간 경사짐과 함께, 곧은 원기둥형의 나사축이 가장 강하게 걸림 결합 구멍에 압접되는 부위가 볼트의 나사 전진에 따라 변화되어 가거나 함으로써, 일정한 프리베일링 토크를 유지한 채 볼트가 나사 전진하는 각 부의 치수 설계의 자유도는 극히 낮다. 또한 그와 같은 설계를 행하였다고 하더라도 약간의 제작 오차에 의하여 최종 조임 위치까지 볼트를 나사 전진시킬 수 없게 될 가능성도 크다.

그래서 본 발명은, 설계를 비교적 용이하게 행할 수 있는 것이면서, 일정한 프리베일링 토크를 유지한 채 제1 나사 엘리먼트에 대하여 제2 나사 엘리먼트를 나사 전진시키는 것이 가능한 신규의 나사 체결 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 나사 체결 구조는, 제1 나사 엘리먼트와, 해당 제1 나사 엘리먼트에 대하여 나사 체결되는 제2 나사 엘리먼트를 구비한다. 제1 및 제2 나사 엘리먼트 중 어느 한쪽은, 다른 쪽 측을 향하여 개구되는 걸림 결합 오목부를 갖는다. 다른 쪽은, 체결 상태에서 상기 걸림 결합 오목부에 삽입되는 걸림 결합 볼록부를 갖는다. 상기 걸림 결합 오목부의 내주면은, 축 방향을 따라 곧은 원통형으로 구성된다. 상기 걸림 결합 볼록부는, 축 방향 1개소에 최대 직경 부위를 갖는 원기둥형 혹은 원통형으로 구성된다.

바람직하게는, 상기 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위 및 상기 걸림 결합 오목부의 내주면이, 체결 상태에서 주위 방향 일부만에 있어서 서로 압접되도록 상대적으로 편심되어 있다.

더 바람직하게는, 상기 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위는, 상기 걸림 결합 오목부의 내주면에 대하여 주위 방향 일부만에 있어서 압접한 상태에서 상기 걸림 결합 오목부에 대하여 축 방향으로 진퇴 가능하도록 상기 걸림 결합 볼록부의 기단부로부터 소정의 거리를 갖고 마련되어 있다.

본 발명의 나사 체결 구조에 따르면, 제2 나사 엘리먼트를 제1 나사 엘리먼트에 대하여 체결해 가면, 그 체결 공정의 도중 단계에서 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위가 걸림 결합 오목부의 단부에 걸림 결합하며, 이것에 의하여 제2 나사 엘리먼트에 축 방향과 직교하는 방향의 압박력이 생겨, 상기 편심량에 따른 소정의 프리베일링 토크가 발생한다. 이러한 상태로부터 제2 나사 엘리먼트를 더 체결해 가면, 걸림 결합 볼록부가 걸림 결합 오목부에 대하여 축 방향에 나사 전진하지만, 걸림 결합 오목부의 내주면에 대하여 압접되는 걸림 결합 볼록부의 축 방향 부위는 일정, 즉, 상기 최대 직경 부위가 항시 걸림 결합 오목부의 내주면에 압접되게 되기 때문에 제1 나사 엘리먼트에 대한 제2 나사 엘리먼트의 경사량 및/또는 편심량도 안정화되어, 상기한 초기 프리베일링 토크를 유지한 채 체결 완료 위치까지 제2 나사 엘리먼트를 조여 갈 수 있다.

상기 본 발명의 나사 체결 구조에 있어서, 상기 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위는 상기 걸림 결합 볼록부의 선단부 근방에 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 상기 걸림 결합 볼록부의 외주면은, 선단측에 도달함에 따라 점차 대직경으로 되는 역테이퍼면이어도 된다.

본 발명의 일 양태에 있어서, 제1 나사 엘리먼트는 볼트 부재여도 된다. 이 볼트 부재는, 나사축과, 해당 나사축의 선단부로부터 축 방향 선단측을 향하여 돌출 설치된 상기 걸림 결합 볼록부를 구비할 수 있다. 나사축과 걸림 결합 볼록부는 일체 성형되어 있는 것이 바람직하지만, 다른 부재로서 성형된 나사축 구성 부품과 걸림 결합 볼록부 구성 부품을 연결함으로써 구성할 수도 있다.

또한 제2 나사 엘리먼트는 너트 부재여도 된다. 해당 너트 부재는, 상기 나사축이 나사 장착되는 나사 구멍과, 해당 나사 구멍의 안쪽부에 마련된 상기 걸림 결합 오목부를 구비할 수 있다. 걸림 결합 오목부는 관통 구멍에 의하여 구성되어 있어도 되고, 관통하지 않는 구멍에 의하여 구성되어 있어도 된다.

또한 상기 너트 부재는, 상기 나사 구멍을 갖는 너트 본체와, 해당 너트 본체의 상기 나사 구멍에 축 방향 일단측으로부터 축 방향으로 진퇴 가능하게 나사 장착되는 조정 부재를 구비하고 있어도 된다. 해당 조정 부재는, 상기 나사 구멍에 축 방향 타단측으로부터 나사 장착되는 상기 볼트 부재의 나사축의 선단이 맞닿는 위치 결정면과, 해당 위치 결정면에 개구 형성된 상기 걸림 결합 오목부를 구비하고 있어도 된다. 이러한 구성에 따르면, 너트 본체에 대한 조정 부재의 축 방향 위치를 조정함으로써 볼트의 체결 완료 위치를 미조정할 수 있다. 즉, 조정 부재를 너트 본체에 대하여 나사 전진시킴으로써 조정 부재의 위치 결정면의 축 방향 위치를 조정할 수 있으며, 이것에 의하여, 너트 부재에 대한 볼트 부재의 체결 완료 시의 축 방향 위치를 정밀도 높게 조정할 수 있다. 또한 너트 부재의 나사 가공 부위는, 나사 구멍과, 조정 부재 외주의 수나사 2개소만이어도 되어서, 제조 비용을 저감할 수 있다. 게다가 너트 부재에 대하여 볼트 부재를 체결해 가면, 걸림 결합 볼록부가 걸림 결합 오목부에 삽입되고, 주위 방향 일부에 있어서 걸림 결합 오목부의 내주면과 걸림 결합 볼록부의 외주면이 압접하여 직경 방향의 압박력이 나사축에 작용하며, 이것에 의하여 소정의 조임 토크가 생긴다. 이 조임 토크에 의하여 볼트의 헐거워짐 방지가 이루어진다. 게다가 상기 걸림 결합 오목부의 내주면에 압접되는 걸림 결합 볼록부의 축 방향 부위가 일정하기 때문에, 거의 일정한 조임 토크가 생긴 상태가 유지된 채 나사축의 선단부가 위치 결정면에 맞닿기까지 나사 전진시켜 가는 것이 가능하여, 헐거워짐 방지 기능을 구비하면서 정밀도가 좋은 체결 완료 위치의 조정을 행할 수 있다. 또한 걸림 결합 오목부가 관통 구멍에 의하여 구성되어 있는 경우에는, 너트 부재의 축 방향 일단측으로부터 걸림 결합 오목부를 점검용 개구부로서 이용하여, 나사축의 선단이 위치 결정면에 맞닿기까지 체결되어 있는지 여부를 점검할 수 있다.

또한 상기 걸림 결합 오목부의 내주면의 축심은, 상기 조정 부재의 외주에 형성된 수나사의 축심에 대하여 편심되어 있고, 상기 걸림 결합 볼록부의 외주면의 축심은, 상기 나사축의 외주에 형성된 수나사의 축심과 동심형이어도 된다. 또한 상기 걸림 결합 오목부의 내주면의 축심이, 상기 조정 부재의 외주에 형성된 수나사의 축심과 동심형이고, 상기 걸림 결합 볼록부의 외주면의 축심이, 상기 나사축의 외주에 형성된 수나사의 축심에 대하여 편심되어 있어도 된다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 제1 나사 엘리먼트는 볼트 부재이고, 해당 볼트 부재는, 나사축과, 해당 나사축의 선단부로부터 축 방향 선단측을 향하여 돌출 설치된 상기 걸림 결합 볼록부를 구비하고, 제2 나사 엘리먼트는, 상기 나사축이 나사 장착되는 나사 구멍과, 해당 나사 구멍의 안쪽부에 마련된 상기 걸림 결합 오목부를 구비하는 베이스 부재여도 된다.

본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 제1 나사 엘리먼트는, 나사축과, 해당 나사축에 나사 장착된 제1 너트를 구비하고, 해당 제1 너트의 축 방향 일 단부에 상기 걸림 결합 볼록부가 돌출 설치되어 있고, 제2 나사 엘리먼트는 제2 너트로 이루어지고, 해당 제2 너트에는, 상기 나사축이 나사 장착되는 나사 구멍과, 상기 걸림 결합 오목부가 마련되어 있어도 된다.

본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 제1 나사 엘리먼트는, 나사축과, 해당 나사축에 나사 장착된 제1 너트를 구비하고, 해당 제1 너트의 축 방향 일 단부에 상기 걸림 결합 오목부가 마련되어 있고, 제2 나사 엘리먼트는 제2 너트로 이루어지고, 해당 제2 너트에는, 상기 나사축이 나사 장착되는 나사 구멍과, 상기 걸림 결합 볼록부가 마련되어 있어도 된다.

본 발명의 나사 체결 구조에 따르면, 설계를 비교적 용이하게 행할 수 있는 것이면서, 일정한 프리베일링 토크를 유지한 채 제1 나사 엘리먼트에 대하여 제2 나사 엘리먼트를 나사 전진시키는 것이 가능함과 함께, 체결 완료 위치에서도, 체결 완료 위치로부터 약간 헐거워짐이 생긴 상태이더라도 상기 프리베일링 토크에 의한 헐거워짐 방지 작용을 생기게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 나사 체결 구조의 체결 작업 도중의 단면도이다.
도 2는 동 나사 체결 구조의 체결 완료 상태의 단면도이다.
도 3은 동 나사 체결 구조의 제2 나사 엘리먼트로서의 너트 부재의 사시도이다.
도 4는 동 나사 체결 구조의 체결 작업 공정의 조임 토크를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 나사 체결 구조를 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1 및 도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 나사 체결 구조를 도시하고 있다. 본 실시 형태의 나사 체결 구조는, 제1 나사 엘리먼트로서 기능하는 볼트 부재(11)와, 제2 나사 엘리먼트로서 기능하는 너트 부재(12)를 구비하고 있다.

볼트 부재(11)는, 볼트 헤드(111)와, 해당 볼트 헤드(111)에 일체적으로 마련된 나사축(112)을 구비하고 있다.

너트 부재(12)는 볼트 부재(11)의 나사축(112)에 나사 장착된다. 볼트 부재(11)의 볼트 헤드(111)와 너트 부재(12) 사이에는, 이들 볼트 부재(11) 및 너트 부재(12)에 의하여 체결되는 2개 이상의 피체결 부재(3, 4)가 끼워 넣어진다. 본 실시 형태에 관한 나사 체결 구조는, 피체결 부재(3, 4)에 큰 압축력을 작용시키는 것이 바람직하지 않은 경우, 예를 들어 피체결 부재(3, 4)의 압축 강도가 작은 경우 등에 적절히 이용할 수 있다. 또한 본 실시 형태에 관한 나사 체결 구조는, 나사축(112)에 하나 또는 복수의 회전 부재를 설치하기 위한 피벗 장착 구조로서도 적합하게 이용할 수 있다.

볼트 부재(11)는, 외주에 수나사가 형성된 나사축(112)과, 나사축(11b)의 기단부에 일체적으로 마련된 육각 기둥형의 볼트 헤드(111)와, 나사축(112)의 선단부로부터 축 방향 선단측을 향하여 돌출 설치된 걸림 결합 볼록부 P를 갖는다. 본 실시 형태의 걸림 결합 볼록부 P는 원기둥형이며, 그 외주면은, 선단측에 도달함에 따라 점차 대직경으로 되는 역테이퍼형으로 형성되어 있다. 따라서 걸림 결합 볼록부 P는 그 축 방향 선단부 근방에 최대 직경 부위를 가지며, 이 최대 직경 부위는 나사축(111)의 선단부로부터 거리 S를 갖고 마련되어 있다.

걸림 결합 볼록부 P의 직경은, 나사축(111)의 수나사골 직경보다도 소직경이며, 나사축(111)과 걸림 결합 볼록부 P 사이에는 단차부가 형성되어 있다. 또한 도시 실시 형태에서는, 걸림 결합 볼록부 P의 축심은 나사축(111) 외주의 수나사의 축심과 동심형이다.

너트 부재(12)는 도 3에도 도시한 바와 같이, 축 방향으로 관통하는 나사 구멍을 갖는 너트 본체(121)와, 너트 본체(121)의 나사 구멍에 축 방향 일단측으로부터 나사 장착되는 원통형의 조정 부재(122)를 구비하고 있다. 너트 본체(121)로서는 일반적인 육각 너트를 이용할 수 있지만, 적절한 구조의 너트여도 된다. 조정 부재(122)는, 너트 본체(121)의 높이(즉, 축 길이)보다도 축 방향 치수가 작다. 조정 부재(122)의 축 방향 타단측의 단면(도시 실시예에서는 하단면)은, 너트 본체(121)의 나사 구멍에 나사 장착된 볼트 부재(11)의 나사축(111)의 선단이 맞닿는 위치 결정면(122a)으로서 기능한다. 이 위치 결정면(122a)에는, 상기 걸림 결합 볼록부 P가 삽입되는 걸림 결합 오목부 R이 개구 형성되어 있다. 이 걸림 결합 오목부 R의 직경은 걸림 결합 볼록부 P의 직경보다도 크다. 걸림 결합 오목부 R의 내주면은 곧은 원통형으로 형성되어 있다. 조정 부재(122)의 외주에는 수나사가 형성되어 있다. 또한 걸림 결합 오목부 R의 축심 O₁은, 조정 부재(122)의 외주에 형성된 수나사의 축심 O₂에 대하여 소정량 d만큼 약간 편심되어 있다.

또한 도시 실시예에서는, 걸림 결합 오목부 R은 조정 부재(122)를 축 방향으로 관통하도록 형성되어 있지만, 관통하고 있지 않아도 된다. 또한 조정 부재(122)의 축 방향 일단측(도시예에서는 상단측)의 단면에는, 회전 공구를 걸림 결합하기 위한 공구 걸림 결합 홈(122d)이 마련되어 있다.

상기 걸림 결합 오목부 R의 편심량 d는, 너트 부재(12)의 나사 구멍에 나사 장착된 볼트 부재(11)의 걸림 결합 볼록부 P가, 나사 구멍에 나사 장착된 조정 부재(122)의 걸림 결합 오목부 R에 삽입된 때, 걸림 결합 오목부 R의 내주면과 걸림 결합 볼록부 P의 선단부 근방의 최대 직경 부위가 주위 방향 일부에 있어서 압접되도록 설정되어 있다.

본 실시 형태에 관한 나사 체결 구조에 따르면, 조정 부재(122)를 너트 본체(121)에 대하여 축 방향으로 진퇴시킴으로써, 조정 부재(122)의 위치 결정면(122a)의 너트 본체(121)에 대한 축 방향 위치를 미조정할 수 있다. 따라서 볼트 부재(11)의 나사축(112)의 선단이 위치 결정면(122a)에 맞닿기까지 볼트 부재(11)를 체결한 때의 너트(1)와 볼트(2)의 축 방향에 있어서의 위치 관계를, 조정 부재(122)의 진퇴에 따라 미조정할 수 있다.

또한 볼트 부재(11)의 걸림 결합 볼록부 P와 조정 부재(122)의 걸림 결합 오목부 R의 편심 끼워맞춤에 의하여 볼트 부재(11)의 나사축(112)에, 축 방향에 직교하는 큰 힘이 작용하여, 이른바 쐐기 작용에 의한 헐거워짐 방지 효과가 발휘된다.

본 실시 형태의 구조에서는, 특히 역테이퍼 구조의 걸림 결합 볼록부 P가, 곧은 원통형 내주면을 갖는 걸림 결합 오목부 R에 편심 끼워맞춰지기 때문에, 도 1에 도시하는 편심 끼워맞춤 초기 상태로부터 도 2에 도시하는 체결 완료 상태에 이르기까지 볼트(11)에 생기는 프리베일링 토크 Tm이, 도 4에 나타낸 바와 같이 거의 일정하다.

도 4는, 걸림 결합 볼록부 P의 선단부가 걸림 결합 오목부 R의 개구 단부에 맞닿은 때를 원점으로 하여, 원점으로부터의 볼트의 나사 전진량을 횡축으로 하고, 볼트와 너트 사이에 생기는 프리베일링 토크(조임 토크)를 종축으로 하는 그래프이다. A선은, 본 실시 형태의 나사 체결 구조의 토크 천이 곡선을 나타내고, B-1선 및 B-2선은, 걸림 결합 볼록부를 곧은 원기둥형으로 구성한 경우의 토크 천이 곡선을 나타내고 있다.

A선에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태의 나사 체결 구조에서는, 걸림 결합 볼록부 P의 선단부 및 걸림 결합 오목부 R의 개구 에지부가 모따기되어 있기 때문에, 걸림 결합 볼록부 P의 최대 직경 부위가 걸림 결합 오목부 R의 곧은 원통형 내주면에 걸림 결합하기까지는, 너트(12)에 대하여 볼트(11)를 나사 전진시킴에 따라 점차 조임 토크가 커져 간다. 그리고 걸림 결합 볼록부 P의 최대 직경 부위가 걸림 결합 오목부 R의 원통형 내주면에 편심 끼워맞춰진 후에는, 일정한 조임 토크 Tm을 유지한 채 너트(12)에 대하여 볼트(11)를 나사 전진시켜 갈 수 있다.

한편, 걸림 결합 볼록부 P를 곧은 원기둥형으로 구성한 경우에도, 볼트의 나사축 및 너트 본체의 나사 구멍의 각각의 나사산의 피치나 끼워맞춤 간극도 적절히 미조정하면, 상기 특허문헌 1에 개시하고 있는 바와 같이 일정한 조임 토크로 볼트를 나사 전진시켜 가는 것도 가능한 경우도 있지만, 나사축 및 나사 구멍으로서 표준적인 규격에 합치하는 것을 이용한 경우, 상기 편심량 d를 어떤 식으로 조정하더라도, B-1선에 나타낸 바와 같이 볼트를 나사 전진시켜 감에 따라 직선적으로 조임 토크가 증대되거나, 혹은 B-2선에 나타낸 바와 같이 체결 완료 직전에 조임 토크가 급격히 증대되는 경우가 많다. 이와 같이 조임 토크가 지나치게 증대되면, 실질적으로 너트에 대하여 볼트를 그 이상 조여 갈 수 없게 된다.

본 실시 형태의 나사 체결 구조에 따르면, 편심 끼워맞춤에 의한 헐거워짐 방지 작용이 얻어지는 것이면서, 나사축(112)의 선단이 위치 결정면(122a)에 맞닿기까지 볼트(11)를 나사 전진시킬 수 있다. 또한 본 실시 형태의 나사 체결 구조에 따르면, 부품 개수가 적고 나사 가공 부위도 적은 점에서 제조 비용을 억제할 수 있어서, 고기능의 조정 너트를 저비용으로 제공할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 나사 체결 구조를 구비하는 덴탈 임플란트를 도시하고 있다. 이 덴탈 임플란트는, 치조골 내에 매립되는 픽스처(21)와, 해당 픽스처(21)의 상단부에 어태치먼트(22)를 개재하여 설치되는 어버트먼트(23)와, 픽스처(21)에 대하여 어태치먼트(22)를 고정하기 위한 어태치먼트 스크루(24)와, 어태치먼트 스크루(24)에 대하여 어버트먼트(23)를 설치하기 위한 어버트먼트 스크루(25)를 구비하며, 이들 각 구성 부품은, 예를 들어 티타늄 합금제이다.

픽스처(21)는, 도시예에서는 패럴렐 임플란트(즉, 스트레이트 임플란트)이며, 볼트 헤드로서 기능하는 플랫폼부(211)가 상단에 마련되고, 플랫폼부(211)의 하부 에지로부터 픽스처(21)의 선단(도시예에서는 하단)까지 동일 직경의 수나사부(212)가 마련되어 있다. 또한 픽스처(21)에는, 플랫폼부(211)의 상면에 개구되는 나사 구멍(213)이 축 방향을 따라 마련되어 있으며, 해당 나사 구멍(213)의 저부에는, 나사 구멍(213)의 내경(암나사산 직경)보다도 소직경의 곧은 원통 내면을 갖는 걸림 결합 오목부 R이 마련되어 있다. 이 걸림 결합 오목부 R은 나사 구멍(213)과 동심형으로 마련되어 있다.

어태치먼트(22)는 대략 원뿔대형 통형이며, 그 하단부에는 픽스처(1)의 플랫폼부(11)에 외부 끼움되는 역원뿔대형 통형의 끼워맞춤부(221)가 마련되어 있다. 이 끼워맞춤부(221)의 하면은, 픽스처(21)의 플랫폼부(211)의 단차부 상면에 상방으로부터 맞닿음과 함께, 전체 주위에 걸쳐 액밀상으로 면 접촉한다. 끼워맞춤부(221)보다 상부의 어태치먼트(22)의 내주에는, 어태치먼트 스크루(24)의 끼워맞춤축부가 내감되는 원통형 내주면을 갖는 끼워맞춤 구멍(222)이 상하 방향으로 관통하여 마련되어 있다.

어태치먼트 스크루(24)는, 피설치 부재로서의 어태치먼트(22)를 베이스 부재로서의 픽스처(21)에 고정하는 볼트 부재이며, 헤드부(241)와, 헤드부(241)로부터 하방으로 연장 설치되고 또한 픽스처(21)의 나사 구멍(213)에 나사 결합하는 나사축부(242)와, 해당 나사축부(242)의 하단면으로부터 하방으로 연장 설치되고 또한 픽스처(21)의 걸림 결합 오목부 R에 삽입 관통되어 그 내주면에 걸림 결합하는 걸림 결합 볼록부 P를 일체로 구비하고 있다.

걸림 결합 볼록부 P는, 그 외주면이 선단측에 도달함에 따라 점차 대직경으로 되는 역테이퍼형으로 구성되며, 선단부 근방에 최대 직경 부위가 마련되어 있다. 또한 걸림 결합 볼록부 P는 나사축부(242)에 대하여 약간 편심되어 있으며, 이것에 의하여 걸림 결합 볼록부 P가 픽스처(21)의 걸림 결합 오목부 R에 걸림 결합하면, 나사 구멍(213)에 대하여 상기 나사축부(242)가 약간 편심 및/또는 경사지도록 구성되어 있다. 따라서 걸림 결합 볼록부 P의 최대 직경 부위가 걸림 결합 오목부 R에 걸림 결합한 상태에서는, 프리베일링 토크가 거의 일정하게 유지된 채 스크루(24)를 나사 전진시켜 가는 것이 가능하며, 이것에 의하여 소정의 체결 완료 위치까지 스크루(24)를 체결하는 것이 가능하다.

그래서 픽스처(21)가 제1 나사 엘리먼트로서 기능함과 함께, 어태치먼트 스크루(24)가 제2 나사 엘리먼트로서 기능한다.

어태치먼트 스크루(24)의 헤드부(241)는 어태치먼트(22)의 상단면에 액밀상으로 맞닿음·걸림 결합함과 함께, 어태치먼트(22)의 외주면과 동일 평면 상에 있게 되는 테이퍼형 외주면을 갖고 있다.

또한 어태치먼트 스크루(24)의 헤드부(241)에는, 상면에 개구되는 나사 구멍(244)이 축 방향을 따라 마련되어 있으며, 해당 나사 구멍(244)의 저부에는, 나사 구멍(244)의 내경(암나사산 직경)보다도 소직경의 곧은 원통 내면을 갖는 걸림 결합 오목부 R이 마련되어 있다. 이 걸림 결합 오목부 R은 나사 구멍(244)과 동심형으로 마련되어 있다.

어버트먼트(23)는, 어태치먼트(22) 및 어태치먼트 스크루(24) 위에서 덮이는 테이퍼 통형의 부재이며, 그 하단면은 어태치먼트(22)의 끼워맞춤부(221)의 상면에, 전체 주위에 걸쳐 액밀상으로 맞닿음·걸림 결합한다. 어버트먼트(23)의 상단부에는, 어버트먼트 스크루(25)의 헤드부(251)가 끼워맞춰지는 끼워맞춤 구멍(231)을 내주에 갖는 크라운 설치부(232)가 마련되어 있다. 이 크라운 설치부(232)의 외주면은 대략 사각 형상으로 모따기되어 있다.

어버트먼트 스크루(25)는, 피설치 부재로서의 어버트먼트(23)를 베이스 부재로서의 어태치먼트 스크루(24)에 고정하는 볼트 부재이며, 상면에 일자 드라이버 등의 공구를 걸림 결합하기 위한 공구 걸림 결합 홈을 갖는 원기둥형의 헤드부(251)와, 해당 헤드부(251)의 하면으로부터 하방으로 연속 설치된 나사축부(252)와, 해당 나사축부(252)의 하단면으로부터 하방으로 연속 설치된 걸림 결합 볼록부 P를 구비하고 있다.

어버트먼트 스크루(25)의 걸림 결합 볼록부 P의 외주면은, 선단측에 도달함에 따라 점차 대직경으로 되는 역테이퍼형으로 구성되며, 그 선단부 근방에 최대 직경 부위가 마련되어 있다. 또한 이 걸림 결합 볼록부 P는 나사축부(252)에 대하여 약간 편심되어 마련되어 있다. 이들 구성에 의하여, 걸림 결합 볼록부 P가 어태치먼트 스크루(24)의 걸림 결합 오목부 R에 걸림 결합하면, 나사 구멍(244)에 대하여 나사축부(252)가 약간 편심 및/또는 경사지도록 구성되어 있다. 따라서 걸림 결합 볼록부 P의 최대 직경 부위가 걸림 결합 오목부 R에 걸림 결합한 상태에서는, 프리베일링 토크가 거의 일정하게 유지된 채 어버트먼트 스크루(25)를 나사 전진시켜 가는 것이 가능하며, 이것에 의하여 소정의 체결 완료 위치까지 어버트먼트 스크루(25)를 체결하는 것이 가능하다.

그래서 어태치먼트 스크루(24)가 제1 나사 엘리먼트로서 기능함과 함께, 어버트먼트 스크루(25)가 제2 나사 엘리먼트로서 기능한다.

또한 상기 제2 실시 형태에 있어서, 스크루(24, 25)의 걸림 결합 볼록부 P를 나사축(242, 252)과 동심형으로 하고, 걸림 결합 오목부 R을 나사 구멍(213, 244)에 대하여 편심시킬 수도 있다.

본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며 적절히 설계 변경할 수 있다. 예를 들어 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위는, 반드시 걸림 결합 볼록부의 선단부 근방에 마련되어 있지는 않아도 되며, 걸림 결합 볼록부의 축 방향 중도부에 마련되어 있어도 된다. 또한 상기 각 실시 형태에서는 걸림 결합 볼록부의 외주면을 역테이퍼형으로 형성하였지만, 배럴형 등의 적절한 형상이어도 된다. 또한 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위는, 걸림 결합 볼록부의 축 방향 소정 부위에 마련한 플랜지나 그 외의 돌기에 의하여 구성되어 있어도 된다.

P: 걸림 결합 볼록부
R: 걸림 결합 오목부
11: 볼트 부재(제1 나사 엘리먼트)
112: 나사축
12: 너트 부재(제2 나사 엘리먼트)
121: 너트 본체
122: 조정 부재
122a: 위치 결정면
21: 베이스 부재(제1 나사 엘리먼트)
24: 어태치먼트 스크루(제2 나사 엘리먼트)

Claims (6)

1. 제1 나사 엘리먼트와, 해당 제1 나사 엘리먼트에 대하여 나사 체결되는 제2 나사 엘리먼트를 구비하고,
   제1 및 제2 나사 엘리먼트 중 어느 한쪽은, 다른 쪽 측을 향하여 개구되는 걸림 결합 오목부를 갖고, 다른 쪽은, 체결 상태에서 상기 걸림 결합 오목부에 삽입되는 걸림 결합 볼록부를 갖고,
   상기 걸림 결합 오목부의 내주면은, 축 방향을 따라 곧은 원통형으로 구성되고,
   상기 걸림 결합 볼록부는, 축 방향 1개소에 최대 직경 부위를 갖는 원기둥형 혹은 원통형으로 구성되고,
   상기 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위 및 상기 걸림 결합 오목부의 내주면이, 체결 상태에서 주위 방향 일부만에 있어서 압접되도록 상대적으로 편심되어 있고,
   상기 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위는, 상기 걸림 결합 오목부의 내주면에 대하여 주위 방향 일부만에 있어서 압접한 상태에서 상기 걸림 결합 오목부에 대하여 축 방향으로 진퇴 가능하도록 상기 걸림 결합 볼록부의 기단부로부터 소정의 거리를 갖고 마련되어 있는,
   헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 걸림 결합 볼록부의 최대 직경 부위는 상기 걸림 결합 볼록부의 선단부 근방에 마련되어 있는, 헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 걸림 결합 볼록부의 외주면은, 선단측에 도달함에 따라 점차 대직경으로 되는 역테이퍼면인, 헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 나사 엘리먼트는 볼트 부재이고, 해당 볼트 부재는, 나사축과, 해당 나사축의 선단부로부터 축 방향 선단측을 향하여 돌출 설치된 상기 걸림 결합 볼록부를 구비하고,
   제2 나사 엘리먼트는 너트 부재이고, 해당 너트 부재는, 상기 나사축이 나사 장착되는 나사 구멍과, 해당 나사 구멍의 안쪽부에 마련된 상기 걸림 결합 오목부를 구비하는,
   헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 너트 부재는, 상기 나사 구멍을 갖는 너트 본체와, 해당 너트 본체의 상기 나사 구멍에 축 방향 일단측으로부터 축 방향으로 진퇴 가능하게 나사 장착되는 조정 부재를 구비하고, 해당 조정 부재는, 상기 나사 구멍에 축 방향 타단측으로부터 나사 장착되는 상기 볼트 부재의 나사축의 선단이 맞닿는 위치 결정면과, 해당 위치 결정면에 개구 형성된 상기 걸림 결합 오목부를 구비하고 있는, 헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   제2 나사 엘리먼트는 볼트 부재이고, 해당 볼트 부재는, 나사축과, 해당 나사축의 선단부로부터 축 방향 선단측을 향하여 돌출 설치된 상기 걸림 결합 볼록부를 구비하고,
   제1 나사 엘리먼트는, 상기 나사축이 나사 장착되는 나사 구멍과, 해당 나사 구멍의 안쪽부에 마련된 상기 걸림 결합 오목부를 구비하는 베이스 부재인,
   헐거워짐 방지 기능을 갖는 나사 체결 구조.

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