KR20210037238A - 풀림 방지 기능을 갖는 볼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축부에 롤링 다이스(Rolling Dies)를 이용하여 나사산을 형성하는 과정에서 복잡한 기술적 구성을 가지는 것이 아니라 간단한 기술적 구성에 의해 나사산의 하부 나선면에 형성되는 적어도 하나 이상의 풀림 방지 돌기에 의해 나사 결합방식에 의해 나사 결합은 원활하게 이루어지면서 나사 결합 후에는 풀림을 방지할 수 있도록 볼트의 축부에 형성되는 나사산의 하부 나사면에 하나 또는 적어도 두 개 이상의 풀림 방지 돌기가 형성되되, 상기 풀림 방지 돌기는 저면 상에서는 이등변 삼각형 형태이며, 단면적은 직각 삼각형 형태로 나사 체결되는 방향으로부터 점점 더 높은 높이로 형성되는 것을 포함하는 풀림 방지 기능을 갖는 볼트를 제공하는 데 있다.
그에 따라 나사결합에 따른 더욱더 높은 체결력을 가질 수 있으면서 체결 후에는 풀림을 원천적으로 방지할 수 있는 효과로 인해 제품에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

풀림 방지 기능을 갖는 볼트{Bolts with loosening protection}

본 발명은 풀림 방지 기능을 갖는 볼트에 관한 것으로, 더 상세하게는 축부에 롤링 다이스(Rolling Dies)를 이용하여 나사산을 형성하는 과정에서 복잡한 기술적 구성을 가지는 것이 아니라 간단한 기술적 구성에 의해 나사산의 하부 나선면에 형성되는 적어도 하나 이상의 풀림 방지 돌기에 의해 나사 결합방식에 의해 나사 결합은 원활하게 이루어지면서 나사 결합 후에는 풀림을 방지할 수 있도록 한 풀림 방지 기능을 갖는 볼트에 관한 것이다.

일반적으로 볼트는 너트와 함께 두 개의 구조체를 결합시키거나 구조체인 체결대상물에 탭 가공된 나사 홈에 다른 결합체를 관통하여 체결하는 일종의 체결요소로 사용된다.

다시 말해서, 볼트는 통상 두 개의 구조체를 결합할 때 많이 사용되거나 또는 암나사에 나사 조립되어 다른 물체를 지지하거나 압착하는 등의 용도로 사용된다.

이러한 통상적인 볼트는 헤드의 형상에 따라 접시머리 볼트, 둥근머리 볼트, 육각머리 볼트 및 머리 부분이 없는 볼트 등의 여러 종류로 분류된다.

이렇게, 통상적인 볼트는 나사결합에 의해 체결력을 유지하는 체결요소로서 항공, 철도, 건설, 자동차, 기계 제작 등과 같이 다양한 분야에서 널리 사용된다.

통상적인 볼트는 용도에 따라 다양 형태의 헤드와, 상기 헤드의 밑면으로부터 소정 길이를 축부가 형성되되, 상기 축부의 외면에 나사산이 형성되는 기술적 구성을 가진다. 상기 헤드에는 회전 조작을 위한 조작홈 등이 형성될 수 있다.

그에 따라 볼트는 너트 또는 체결대상물에 형성된 나선 홈과 축부의 나사산이 맞물려 나사산과 나선 홈의 마찰력에 의해 결합력이 유지된다.

그러나 축부에 대한 축 방향으로 가해지는 외력이 서로 접촉하고 있는 접촉면의 마찰저항보다 클 경우 또는 외력이 상기 마찰저항보다 작지만 지속적으로 가해질 경우, 볼트가 너트 또는 체결대상물로부터 풀림 현상이 발생하는 문제점을 가진다. 그로 인해 제품에 대한 신뢰성이 떨어지는 단점 또한 가진다.

특히, 볼트 풀림 현상으로 인해 체결대상물에 따라 크나큰 사고를 유발할 수 있는 2차적인 심각한 문제점을 유발하는 원인 또한 제공한다.

상기와 같은 볼트의 풀림을 방지하기 위한 종래의 선행기술에는 대한민국 등록실용신안 제20-0129682호(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 볼트의 머리 하단의 테두리(플랜지)에 형성되는 나선형 돌기와, 나사 하단에 그 나사의 바깥지름 보다 작은 직경의 원통형의 가이드와, 상기 가이드의 하단부에 챔퍼를 포함하는 안내부를 갖는 풀림 방지용 볼트와 같은 기술적 구성이 제안된 바 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0096268호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 수나사가 나사체결이 완료된 상태에서 암나사에서 풀리지 않도록 수나사의 나사산에서 외측을 향해 삼각형상으로 뾰족하게 돌출되는 풀림방지돌기를 하나 이상 형성되는 풀림 방지용 볼트와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0011244호(이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 나사축의 나선면에 일방향 걸림돌기를 구성되는 풀림방지부재를 포함하는 풀림방지 기능을 갖춘 볼트와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 대한민국 공개특허공보 10-2018-0056922호(이하 '선행기술문헌 4'라 한다)에 게시된 바와 같이 몸체부의 외면에 형성된 나사산 피치 중 어느 하나의 피치 상부 면 상에 쐐기형상의 상부 메인래칫타입 쐐기가 외향 돌출형성되는 풀림 방지용 볼트와 같은 기술도 제안된 바 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0129682호 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0096268호 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0011244호 대한민국 공개특허공보 10-2018-0056922호

그러나 선행기술문헌 1은 볼트 헤드의 테두리(플랜지)에 형성된 나선 돌기가 최초 체결대상에 고정된 후 충격이나 외력 등에 의해 체결대상으로부터 들뜰경우, 쉽게 풀림이 발생하는 단점을 가진다.

선행기술문헌 2는 풀림방지돌기로 인해 체결대상의 나선에 나사체결이 번거로울 뿐만 아니라 체결 시에 큰 체결력이 요구되는 단점을 가진다.

선행기술문헌 3 내지 4는 나사면 또는 나사산으로의 가공이 복잡한 단점은 물론 체결대상의 나선으로 체결시 이 또한 큰 체결력이 요구되는 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 축부에 롤링 다이스(Rolling Dies)를 이용하여 나사산을 형성하는 과정에서 복잡한 기술적 구성을 가지는 것이 아니라 간단한 기술적 구성에 의해 나사산의 하부 나선면에 형성되는 적어도 하나 이상의 풀림 방지 돌기에 의해 나사 결합방식에 의해 나사 결합은 원활하게 이루어지면서 나사 결합 후에는 풀림을 방지할 수 있도록 한 풀림 방지 기능을 갖는 볼트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 구체적인 기술적 해결과제는 너트 또는 체결대상으로의 최초 나사 결합과 나선 결합시 원활하게 나사 결합됨은 물론 나사 결합 후에는 균일하게 분포된 지점에서 풀림을 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 구체적인 기술적 해결과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결수단은 축부 상에 너트 또는 체결대상물의 나사 홈에 체결되도록 가공에 의해 형성되는 나사산에 풀림을 방지 기능을 갖는 볼트에 있어, 상기 나사산의 하부 나사면에 하나 또는 적어도 두 개 이상의 풀림 방지 돌기가 형성되되, 상기 풀림 방지 돌기는 저면 상에서는 이등변 삼각형 형태이며, 단면적은 직각 삼각형 형태로 나사 체결되는 방향으로부터 점점 더 높은 높이로 형성되는 것을 포함한다.

상기 풀림 방지 돌기는 나사산의 1피치 사이에 하나 또는 적어도 두 개 이상이 형성되되, 그 두 개 이상 형성되는 풀림 방지 돌기는 나사산의 1피치 상에서 동일 간격으로 형성되는 것을 더 포함한다.

상기 풀림 방지 돌기는 축부의 최하단의 나사산이 시작되는 부분의 2피치 이상의 상부에 위치한 나사산부터 형성되되, 그 상부로도 적어도 나사산의 2피치 이상의 간격을 두고 형성되는 것을 포함한다.

본 발명은 축부에 롤링 다이스(Rolling Dies)를 이용하여 나사산을 형성하는 과정에서 복잡한 기술적 구성을 가지는 것이 아니라 간단한 기술적 구성에 의해 나사산의 하부 나선면에 형성되는 적어도 하나 이상의 풀림 방지 돌기에 의해 나사 결합방식에 의해 나사 결합은 원활하게 이루어지면서 나사 결합 후에는 풀림을 방지할 수 있도록 함으로써, 나사결합에 따른 더욱더 높은 체결력을 가질 수 있으면서 체결 후에는 풀림을 원천적으로 방지할 수 있는 효과로 인해 제품에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 너트 또는 체결대상으로의 최초 나사 결합과 나선 결합시 원활하게 나사 결합됨은 물론 나사 결합 후에는 균일하게 분포된 지점에서 풀림을 방지할 수 있도록 함으로써, 더욱더 높은 체결 고정력을 제공함과 아울러 풀림이 원천적으로 이루어지지 않도록 하는 효과 또한 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 저면 사시도,
도 2는 도 1에 따른 정면도,
도 3은 도 1에 따른 나사산의 1피치에 풀림 방지 돌기가 배치된 형태의 평단면도,
도 4는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 저면 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 정면도이고, 도 3은 도 1에 따른 나사산의 1피치에 풀림 방지 돌기가 배치된 형태의 평단면도이며, 도 4는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

도시된 바와 같이 통상적인 볼트는 나사결합에 의해 체결력을 유지하는 체결요소이다.

이러한 통상적인 볼트(100)는 헤드(110)와, 상기 헤드(110)의 밑면으로부터 소정 길이를 축부(120)가 형성되되, 상기 축부(120)의 외면에 너트 또는 체결대상물의 나사 홈 상에 체결되도록 공지된 롤링 디바이스에 의해 가공되는 나사산(122)이 형성되는 기술적 구성을 가진다. 상기 헤드에는 회전 조작을 위한 조작홈 등이 형성될 수 있다. 또, 본 발명은 헤드가 없는 볼트에도 적용된다.

그러나 통상적인 볼트는 발명의 배경이 되는 기술에 기재한 바와 같이 축부에 대한 축 방향으로 가해지는 외력이 서로 접촉하고 있는 나사산과 나선 홈의 접촉면의 마찰저항보다 클 경우 또는 외력이 상기 마찰저항보다 작지만 지속적으로 가해질 경우, 볼트가 너트 또는 체결대상물로부터 풀림 현상이 발생하는 문제점을 가진다.

특히, 볼트 풀림 현상으로 인해 체결대상물에 따라 크나큰 사고를 유발할 수 있는 2차적인 심각한 문제점을 유발하는 원인 또한 제공한다.

본 발명은 축부에 롤링 다이스(Rolling Dies)를 이용하여 나사산을 형성하는 과정에서 복잡한 기술적 구성을 가지는 것이 아니라 간단한 기술적 구성에 의해 나사산의 하부 나선면에 형성되는 적어도 하나 이상의 풀림 방지 돌기에 의해 나사 결합방식에 의해 나사 결합은 원활하게 이루어지면서 나사 결합 후에는 풀림을 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명에 따른 볼트(100)의 나사산(122)에 풀림을 방지하는 기능은 상기 나사산(122)의 하부 나사면(122A)에 하나 또는 적어도 두 개 이상의 풀림 방지 돌기(10)가 형성되되, 상기 풀림 방지 돌기(10)는 저면 상에서는 이등변 삼각형 형태이며, 단면적은 직각 삼각형 형태로 나사 체결되는 방향으로부터 점점 더 높은 높이로 형성되는 것을 포함한다.

상기에서, 풀림 방지 돌기(10)는 축부(120)에 공지된 가공기인 롤링 다이스에 의해 나사산(122)을 가공에 의해 형성하는 과정에서 풀림 방지 돌기(10)가 위치하는 부분의 롤링 다이스에 풀림 방지 돌기와 동일한 형태의 홈을 형성한 후 가공함으로써, 복잡하거나 번거로운 과정 없이 간단하게 형성할 수 있다.

그에 따라 나사산의 하부 나사면에 형성되는 풀림 방지 돌기는 나사결합 되는 방향의 선단은 나사면으로부터 회전되는 방향의 반대 측으로 점점 높게 형성되는 전체적인 형상이 삼각형 형태이므로 나사결합시에는 너트 또는 체결대상물의 나사 홈 상에서 원활하게 회전되면서 나사결합 된다. 이때 상기 풀림 방지 돌기는 하부 나사면으로부터 전체적인 형상이 삼각형 형태로 돌출된 형태이므로 그와 대응되는 너트 또는 체결대상물의 나선 홈 상에서 파고들듯이 나사 결합 된 직후 박혀 진다.

아울러, 나사 결합이 완료된 상태에서는 풀림 방지 돌기의 높은 부분인 후단이 너트 또는 체결대상물의 나선 홈 상에서 박힌 상태이므로 축부에 대한 축 방향으로 가해지는 외력이 서로 접촉하고 있는 나사산과 나사 홈의 접촉면의 마찰저항보다 클 경우 또는 외력이 상기 마찰저항보다 작지만 지속적으로 가해질 경우라도 볼트가 너트 또는 체결대상물로부터 풀림 현상이 발생하지 않게 되는 것이다.

그로 인해 볼트의 나사결합에 의한 체결 고정력도 높아짐은 물론 나사결합 후 제품에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 조건을 가진다.

아울러, 볼트 풀림 현상으로 인해 체결 대상물에 따라 크나큰 사고를 유발할 수 있는 2차적인 심각한 문제점 또한 해소할 수 있는 조건도 가진다.

이로써, 본 발명은 가공이 간단하게 이루어짐은 물론 기술적 구성 또한 간단한 기술적 구성에 의해 나사결합 후에는 너트 또는 체결대상물로부터 풀림을 방지하여 높은 체결 고정력을 가짐은 물론 제품에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.

풀림 방지 돌기(10)는 나사산(122)의 1피치 사이에 하나 또는 적어도 두 개 이상이 형성되되, 그 두 개 이상 형성되는 풀림 방지 돌기(10)는 나사산(122)의 1피치 상에서 동일 간격으로 형성되는 것을 더 포함한다. 이때, 두 개 이상의 풀림 방지 돌기를 형성할 때 바람직하게는 세 개 또는 네 개가 적정하다.

다시 말해서, 풀림 방지 돌기를 나사산의 1피치 사이에 너무 많이 형성할 경우, 풀림 방지 기능은 강화될 수 있으나, 너트 또는 체결대상물의 나사 홈과 나사결합시 마찰이 크게 발생할 수 있는 관계로, 네 개 이상 형성하지 않는 것이 바람직하다.

허 나, 높은 체결 고정력이 요구되는 체결대상물에 나사 결합하고자 할 때에는 네 개 이상을 형성하여 체결 고정을 높도록 하여도 무방하다.

아울러, 풀림 방지 돌기는 1피치 상에 형성되는 하나 또는 두 개보다는 세 개나 네 개가 1피치 상에서 균일하고 동일한 높이로 유지된 상태로 나사결합 될 수 있는 것이므로 세 개 또는 네 개가 적정하다 할 것이다.

그리고 상기 풀림 방지 돌기(10)는 축부(120)의 최하단의 나사산(122)이 시작되는 부분의 2피치 이상의 상부에 위치한 나사산(122)부터 형성되되, 그 상부로도 적어도 나사산의 2피치 이상의 간격을 두고 형성되는 것을 포함한다.

다시 말해서, 나사산의 최하단의 나사산으로부터 2피치 이상 상부에 혀엉하는 것은 나사산이 시작되는 부분에 풀림 방지 돌기가 형성될 경우, 너트 또는 체결대상물의 나사 홈과 처음부터 많은 힘을 주어야 하는 관계로, 최초 나사결합시 너트 또는 체결대상물과의 나사결합이 손쉽게 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

아울러, 풀림 방지 돌기를 1피치의 각 나사산에 형성할 경우, 전술한 바와 같이 나사결합시 체결에 따른 큰 체결력이 요구되는 관계로, 풀림 방지 돌기를 적어도 2피치 이상의 간격을 두고 형성하는 것이 바람직하다.

그로 인해 나사결합 시에는 그리 큰 체결력 없이도 원활하게 나사결합 되어 체결 고정될 수 있음은 물론 체결 고정된 후에는 풀임을 원천적으로 방지할 수 있는 조건을 가진다.

한편, 본원에서는 나사산의 하부 나사면에 풀림 방지 돌기가 형성되는 것을 일 예로 설명하였으나, 경우에 따라 도시하지 않은 나사산의 상부 나사면에도 전술한 본 발명의 풀림 방지 돌기를 형성하여도 무방하다.

상기에서, 하부 나사면과 상부 나사면에 각각의 풀림 방지 돌기를 형성할 경우, 서로 대응되는 위치의 하부 나사면과 상부 나사면 상의 각 풀림 방지 돌기를 서로 어긋난 위치에 형성한다.

이렇게, 나사산의 하부 나사면은 물론 상부 나사면에도 상기한 풀림 방지 돌기를 형성할 경우, 너트 또는 체결대상물의 나사 홈 상으로 더욱더 높은 체결 고정력을 가질 수 있음은 풀림 방지 또한 전술한 작용에 의해 원천적으로 발생하지 않도록 하는 조건을 가질 수 있다.

10 : 풀림 방지 돌기
100 : 볼트
110 : 헤드 120 : 축부
122 : 나사산 122A : 하부 나사면

Claims (3)

1. 축부 상에 너트 또는 체결대상물의 나사 홈에 체결되도록 가공에 의해 형성되는 나사산에 풀림을 방지 기능을 갖는 볼트에 있어,
   상기 나사산의 하부 나사면에 하나 또는 적어도 두 개 이상의 풀림 방지 돌기가 형성되되, 상기 풀림 방지 돌기는 저면 상에서는 이등변 삼각형 형태이며, 단면적은 직각 삼각형 형태로 나사 체결되는 방향으로부터 점점 더 높은 높이로 형성되는 것을 포함하는 풀림 방지 기능을 갖는 볼트.
2. 제1항에 있어,
   상기 풀림 방지 돌기는 나사산의 1피치 사이에 하나 또는 적어도 두 개 이상이 형성되되, 그 두 개 이상 형성되는 풀림 방지 돌기는 나사산의 1피치 상에서 동일 간격으로 형성되는 것을 더 포함하는 풀림 방지 기능을 갖는 볼트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어,
   상기 풀림 방지 돌기는 축부의 최하단의 나사산이 시작되는 부분의 2피치 이상의 상부에 위치한 나사산부터 형성되되, 그 상부로도 적어도 나사산의 2피치 이상의 간격을 두고 형성되는 것을 포함하는 풀림 방지 기능을 갖는 볼트.
   

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