KR20210112176A - 풀림방지 볼트너트조립체 - Google Patents

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Abstract

풀림방지 볼트너트조립체가 개시된다. 본 발명에 의한 풀림방지 볼트너트조립체는, 체결대상에 삽입되는 볼트와; 상기 볼트의 나사산에 나사결합되는 너트와; 상기 너트가 상기 볼트로부터 결합해제되는 풀림방향으로 이동하지 못하도록 상기 너트를 내부에 수용하는 풀림방지캡과;상기 너트를 관통한 볼트의 나사산에 결합되어 상기 너트와 함께 상기 풀림방지캡 내부에 수용되어 상기 너트가 상기 풀림방향으로 회전하지 못하도록 상기 풀림방지캡의 회전방향을 제한하는 너트락킹부재를 포함할 수 있다. 이때, 상기 풀림방지캡은, 상기 너트를 수용하는 너트수용캡과; 상기 너트수용캡의 상부에 구비되며, 상면에 상기 너트를 관통한 볼트의 단부를 외부로 노출시키는 볼트노출공이 형성된 볼트수용캡을 포함할 수 있다. 또한, 상기 너트락킹부재는, 상기 너트를 관통한 볼트의 나사산에 일정 길이 결합되어 상기 풀림방지캡의 회전방향을 제한하는 코일스프링을 포함하는 것이 바람직하다.

Description

풀림방지 볼트너트조립체{Anti-loosing bolt and nut assembly}
본 발명은 풀림방지 볼트너트조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지속적으로 진동이 가해지더라도 볼트와 너트가 결합된 상태가 견고하게 유지되어 볼트와 너트를 이용하여 체결된 구조물의 결합상태도 안정적으로 지속될 수 있게 하는 풀림방지 볼트너트조립체에 관한 것이다.
기계장치, 교각, 철탑, 선박, 자동차, 항공기 등 다양한 설비와 장치에서, 둘 또는 그 이상의 부재를 상호간 결합시키기 위하여 볼트와 너트가 흔히 사용되고 있다.
종래 볼트와 너트는 서로 암수 나사결합되어 두 부재를 결합시킨다. 그런데, 볼트와 너트가 나사결합된 상태에서 체결 부위에 외부로부터 지속적인 진동이나 충격 등이 가해지게 되면 볼트와 너트가 나사결합된 반대 방향으로 서서히 풀리는 현상이 발생되기도 한다.
예를 들어, 철도차량의 주행을 위해 구비되는 레일 등에 사용되는 볼트ㆍ너트의 경우 철도차량의 주행시 발생되는 진동과 충격으로 인해 볼트ㆍ너트의 풀림 현상이 발생한다.
그리고, 볼트ㆍ너트의 결합상태가 헐거워짐에 따라 레일의 유격이 발생하게 되는데, 자칫 대형 사고로 이어질 위험성이 있다.
이와 같은 볼트와 너트의 풀림 현상은 상술한 경우 이외에도 다양한 현장이나 장치에서 발생되어 심각한 안전사고를 발생시키고 있다.
특히, 볼트와 너트의 체결 부위에 지속적으로 강한 충격이나 진동이 전가되는 산업현장에서는, 볼트의 풀림현상으로 인해 초래되는 안전문제를 해결하기 위한 방안의 마련이 절실한 실정이다.
문헌1 : 대한민국 등록특허번호 10-1163668호 "볼트와 너트의 풀림 방지용 환봉 연결구" 문헌2 : 대한민국 실용신안출원번호 20-1996-0063719호 "너트 풀림 방지 볼트"
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 외부로부터 지속적인 진동이 가해지더라도 볼트와 너트의 결합상태가 견고하게 유지될 수 있게 하는 풀림방지 볼트너트조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 너트가 볼트에 풀려지는 풀림방향으로의 이동이 제한되는 풀림방지 볼트너트조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기성 볼트와 너트를 설계변경 하지 않고 그대로 사용할 수 있는 풀림방지 볼트너트조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 풀림방지 볼트너트조립체에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 풀림방지 볼트너트조립체는, 체결대상에 삽입되는 볼트(110)와; 상기 볼트(110)의 나사산(113)에 나사결합되는 너트(120)와; 상기 너트(120)가 상기 볼트(110)로부터 결합해제되는 풀림방향으로 이동하지 못하도록 상기 너트(120)를 내부에 수용하는 풀림방지캡(130)과;상기 너트(120)를 관통한 볼트(110)의 나사산에 결합되어 상기 너트(120)와 함께 상기 풀림방지캡(130) 내부에 수용되어 상기 너트(120)가 상기 풀림방향으로 회전하지 못하도록 상기 풀림방지캡(130)의 회전방향을 제한하는 너트락킹부재(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 풀림방지캡(130)은, 상기 너트(120)를 수용하는 너트수용캡(131)과; 상기 너트수용캡(131)의 상부에 구비되며, 상면에 상기 너트(120)를 관통한 볼트(110)의 단부를 외부로 노출시키는 볼트노출공(135)이 형성된 볼트수용캡(133)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 너트락킹부재(140)는, 상기 너트(120)를 관통한 볼트(110)의 나사산에 일정 길이 결합되어 상기 풀림방지캡(130)의 회전방향을 제한하는 코일스프링(141)을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체는 너트와 함께 풀림방지캡 내부에 수용되는 너트락킹부재가 너트가 볼트에 체결되는 방향으로 장력을 작용하여 풀림방지캡이 너트가 풀리는 방향으로 회전되는 것을 제한한다.
또한, 풀림방지캡의 외주연에 결합된 캡락킹부재가 풀림방지캡 내부로 삽입되어 너트락킹부재와 접촉되어 풀림방지캡이 너트와 분리되는 방향으로 이동되지 못하도록 제한한다.
이러한 너트락킹부재와 캡락킹부재의 작용에 의해 풀림방지캡은 너트가 볼트에 체결되는 방향으로의 회전만 가능할 뿐 다른 방향으로의 회전 및 이동은 불가능하게 된다.
이에 의해 다양한 방향에서 충격과 진동이 인가되더라도 볼트와 너트의 결합상태가 안정적으로 유지될 수 있고, 볼트와 너트에 의해 결합된 체결부재의 결합상태도 견고하게 유지될 수 있다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체가 결합된 상태를 서로 다른 방향에서 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체의 풀림방지캡의 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체의 너트락킹부재의 구성을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체의 캡락킹부재의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체를 이용해 두 체결부재를 결합시키는 과정을 도시한 예시도,
도 8은 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체를 이용해 두 체결부재가 결합된 상태의 단면구성을 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체의 풀림방지캡의 변형예를 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체(100)가 결합된 상태를 서로 다른 각도에서 도시한 사시도이고, 도 3은 풀림방지 볼트너트조립체(100)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체(100)는 두 부재 또는 그 이상의 부재를 볼트(110)와 너트(120)를 이용해 결합시킬 때, 볼트(110)에 결합된 너트(120)가 볼트(110)로부터 풀려지는 것을 방지하여 볼트(110)와 너트(120)의 결합상태가 장시간 안정적으로 유지되게 한다.
풀림방지 볼트너트조립체(100)는 복수개의 부재를 관통하여 결합되는 볼트(110)와, 볼트(110)에 나사결합되는 너트(120)와, 너트(120)를 내부에 수용하여 너트(120)의 풀림방향 이동을 저지하는 풀림방지캡(130)과, 풀림방지캡(130) 내부에 너트(120)와 함께 수용되어 너트(120)가 풀림방향으로 회전되지 못하도록 풀림방지캡(130)의 회전방향을 제한하는 너트락킹부재(140)와, 풀림방지캡(130)이 너트(120)와 분리되는 방향으로 이동되는 것을 제한하는 캡락킹부재(150)를 포함한다.
본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체(100)는 풀림방지캡(130)과 너트락킹부재(140)가 볼트(110)와 너트(120)에 함께 결합되어 너트(120)가 볼트(110)로부터 풀려지는 방향으로 이동되는 것을 제한한다. 또한, 캡락킹부재(150)에 의해 풀림방지캡(130)이 너트(120)로부터 분리되는 방향으로 이동되는 것도 제한한다. 이에 의해 볼트(110)와 너트(120) 및 체결부재들 간의 결합상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
볼트(110)와 너트(120)는 공지된 다양한 형태가 사용될 수 있다. 볼트(110)는 외주면에 나선형의 나사산(113)이 형성되며, 상부에 볼트머리(111)가 구비된다. 너트(120)는 볼트(110)의 나사산(113)에 나사결합된다. 너트(120)의 가운데에는 볼트(110)에 결합되는 볼트결합공(121)이 관통형성되고, 볼트결합공(121)의 내벽면에는 나사산(113)에 대응되는 나사산이 형성된다.
풀림방지캡(130)은 볼트(110)에 결합된 너트(120)의 외부에 씌워져 너트(120)가 풀림방향으로 이동되지 못하게 너트(120)의 위치를 고정시켜준다. 도 4의 (a)와 (b)는 풀림방지캡(130)의 구성을 서로 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 2와 도 4에 도시된 바와 같이 풀림방지캡(130)은 너트(120)를 수용하는 너트수용캡(131)과, 너트수용캡(131)의 상부에 구비되어 볼트(110)의 후단부와 너트락킹부재(140)를 수용하는 볼트수용캡(133)이 일체로 결합되어 형성된다.
너트수용캡(131)은 내부에 너트(120)가 수용된다. 이를 위해 너트수용캡(131)은 너트(120)의 외경에 대응되는 내경을 갖도록 형성된다. 너트수용캡(131)의 내벽면에는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 복수개의 너트고정돌기(131a)가 돌출되게 형성된다. 너트고정돌기(131a)는 육각형 형상의 너트(120) 표면에 닿아 너트(120)가 회전되지 않도록 너트(120)를 고정한다.
볼트수용캡(133)은 너트수용캡(131)의 상면에 일정 길이 형성된다. 볼트수용캡(133)은 너트(120)를 관통하여 너트(120)의 외부로 노출된 볼트(110)의 단부와 너트락킹부재(140)를 함께 수용한다. 볼트수용캡(133)은 너트수용캡(131) 보다 내경이 작게 형성된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 볼트수용캡(133)은 너트(120)의 외경보다 내경이 작게 형성된다.
볼트수용캡(133)이 너트수용캡(131) 보다 내경이 작게 형성되므로, 볼트수용캡(133)과 너트수용캡(131) 사이에는 단차벽(134)이 존재하게 된다. 너트(120)는 토크체결되기 때문에 너트수용캡(131)의 단부가 너트(120)의 접촉단면 아래로 내려오면 너트수용캡(131)의 단부가 파손될 수 있다. 이에 너트수용캡(131)의 위치를 고정하고 너트수용캡(131)의 단부가 더 이상 너트(120)의 접촉단면 아래로 내려가지 않도록 단차벽(134)이 형성된다.
볼트수용캡(133)의 상단에는 볼트(110)의 단부(112)를 외부로 노출시키는 볼트노출공(135)이 관통형성된다. 그리고, 볼트수용캡(133)의 내벽면에는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 원주방향을 따라 일정간격으로 복수개의 축삽입관(137)이 돌출되게 형성된다.
축삽입관(137)은 볼트수용캡(133)의 내벽면에 축방향을 따라 일정 길이를 갖게 형성된다. 축삽입관(137)은 반경방향 내측을 향해 돌출되게 형성되고, 내부에 축삽입홈(137a)이 함몰되게 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이 볼트(110)에 너트(120)가 결합된 후, 볼트(110)에는 너트락킹부재(140)가 결합된다. 너트락킹부재(140)가 볼트(110)에 결합된 상태로 풀림방지캡(130)이 너트(120)의 외부로 씌워진다. 이 때, 너트락킹부재(140)의 외주연에 돌출형성된 하부해체축(143a)은 축삽입관(137)과 볼트수용캡(133)의 내벽면 사이의 빈공간에 수용되고, 캡결합축(145)은 축삽입관(137)에 결합된다.
이 때, 볼트노출공(135)의 외주연에는 축삽입관(137)과 연통되게 형성된 축노출공(135a)이 복수개 형성된다. 축노출공(135a)은 풀림방지캡(130)을 너트(120)에 결합시켰을 때, 너트락킹부재(140)의 캡결합축(145)과 축삽입관(137)의 위치를 맞추기 위해서 외부에서 시각적으로 확인할 수 있게 하기 위한 것이다. 이에 따라 외부에서 육안으로 캡결합축(145)의 위치만 확인할 수 있으면 되므로, 축노출공(135a)의 외부로 캡결합축(145)이 노출되지 않아도 된다.
캡결합축(145)이 축노출공(135a)에 결합되면 풀림방지캡(130)의 회전이 제한되므로, 풀림방지캡(130)에 수용된 너트(120)의 위치도 고정된다. 이에 의해 너트(120)의 풀림도 방지된다. 이와 관련해서는 이하에서 보다 자세히 설명한다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풀림방지캡(130)은 축삽입관(137)이 볼트수용캡(133)의 내벽면에 원주방향을 따라 120도 간격으로 세 개가 구비되었다. 그러나, 이는 일 실시예일 뿐이며 경우에 따라 등각도 간격으로 세 개 이상이 구비될 수 있다.
한편, 볼트수용캡(133)의 외주면에는 내측으로 일정깊이 함몰되게 형성된 함몰안착면(132)이 구비된다. 함몰안착면(132)에는 캡락킹부재(150)가 착탈가능하게 결합된다. 함몰안착면(132)은 캡락킹부재(150)가 탄성적으로 끼워졌을 때 위치가 고정될 수 있도록 캡락킹부재(150)의 두께에 대응되게 일정깊이 함몰되게 형성된다.
함몰안착면(132)에는 원주방향을 따라 세 개의 락킹부재삽입장공(139)이 구비된다. 세 개의 락킹부재삽입장공(139)에는 캡락킹부재(150)의 함몰절곡영역(153)이 선택적으로 끼워져 캡락킹부재(150)가 함몰안착면(132)에 위치가 고정되게 한다.
락킹부재삽입장공(139)이 세 개로 형성되는 것은 사용자의 접근성을 향상시키기 위한 것이다. 사용자는 세 개 중 어느 한 곳에 결합할 수 있으므로 사용편의성이 향상될 수 있다.
여기서, 세 개의 락킹부재삽입장공(139)은 볼트수용캡(133)에 형성된 세 개의 축삽입관(137)과 동축상에 배치된다. 이는 후술할 캡락킹부재(150)의 함몰절곡영역(153)이 락킹부재삽입장공(139)에 삽입되었을 때, 축삽입관(137)에 결합된 캡결합축(145)과 접촉되게 하기 위함이다.
너트락킹부재(140)는 볼트(110)에 결합된 상태로 풀림방지캡(130) 내부에 수용되어 너트(120)가 풀려지지 않도록 작용한다. 도 5의 (a)는 너트락킹부재(140)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 5의 (b)는 너트락킹부재(140)의 측면구성을 도시한 측면도이다.
도시된 바와 같이 너트락킹부재(140)는 코일을 나사산(113) 방향으로 일정횟수 권취하여 형성된 코일스프링(141)과, 코일스프링(141)의 하부에 연장형성된 하부확장단(143)과, 코일스프링(141)의 상단에 구비된 캡결합축(145)이 일체로 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이 볼트(110)가 체결부재(A,B)를 관통한 후 너트(120)가 볼트(110)에 결합되면, 너트락킹부재(140)는 너트(120)가 결합된 볼트(110)의 후단에 결합된다. 너트락킹부재(140)는 너트(120)와 함께 풀림방지캡(130)에 수용되어 너트(120)와 풀림방지캡(130) 사이에서 너트(120)와 풀림방지캡(130)이 풀림방향으로 회전되지 못하도록 회전방향을 제한한다.
코일스프링(141)은 볼트(110)의 나사산(113)의 피치에 대응되는 간격(W)으로 수회 권취된다. 코일스프링(141)의 내경(R1)은 볼트(110)의 외경에 대응되게 형성되거나, 볼트(110)의 외경보다 일정길이 작게 형성되는 것이 코일스프링(141)이 볼트(110)에 장력을 인가할 수 있어 바람직하다.
하부확장단(143)은 코일스프링(141)의 하부에 코일스프링(141) 보다 큰 직경(R2)을 갖도록 형성된다. 하부확장단(143)은 너트(120)의 상단에 배치되며, 캡결합축(145)이 축삽입관(137)에 결합될 수 있도록 코일스프링(141)의 위치를 조절하는 역할을 한다. 하부확장단(143)의 단부에는 하부해체축(143a)이 수직방향으로 일정 높이 돌출되게 형성된다.
하부해체축(143a)은 축삽입관(137)과 볼트수용캡(133) 내벽면 사이의 빈 공간에 수용되며, 너트락킹부재(140)를 해체할 때 사용자가 손으로 잡기 위해 사용된다.
코일스프링(141)의 하부와 하부확장단(143)은 하부연결단(141a)에 의해 연결된다. 하부연결단(141a)은 직경이 서로 다른 코일스프링(141)과 하부확장단(143)을 연결한다.
캡결합축(145)은 코일스프링(141)의 상단에 수직방향으로 돌출되게 구비되어 풀림방지캡(130)의 축삽입관(137)에 고정된다. 이 때, 코일스프링(141)과 축삽입관(137) 사이는 이격되어 있으므로, 캡결합축(145)은 수평연결단(145a)에 의해 수평방향으로 이격되게 배치된다. 캡결합축(145)의 높이(h)는 축삽입관(137)의 높이에 대응되게 형성된다.
하부해체축(143a)과 캡결합축(145)은 도시된 바와 같이 동축상에 위치되지 않고 일정 각도 위상차를 갖게 배치된다. 즉, 캡결합축(145)은 복수개의 축삽입관(137)과 간섭되지 않는 범위에서 이격되게 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서와 같이 축삽입관(137)이 세 개가 구비될 경우, 풀림방지캡(130)이 너트(120) 방향으로 결합될 때 캡결합축(145)이 하나의 축삽입관(137)에 선택적으로 결합된다.
축삽입관(137)이 볼트노출공(135)의 외주연에 형성된 축노출공(135a)에 끼워져 있으므로 풀림방지캡(130)이 너트(120)가 풀리는 방향으로 회전될 경우 코일스프링(141)은 초기위치로 복귀되는 방향으로 풀림방지캡(130)에 장력을 작용한다. 이에 의해 풀림방지캡(130)과 너트(120)의 풀림방향으로의 회전이 제한되고, 너트(120)가 볼트(110)에 결합된 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
여기서, 너트락킹부재(140)에 의해 풀림방지캡(130)과 너트(120)의 풀림방향으로의 회전은 제한되나, 풀림방지캡(130)이 너트(120)에 지속적인 진동이 가해질 경우 풀림방지캡(130)은 너트(120)로부터 결합되는 반대방향으로 분리될 수 있다. 특히, 볼트(110)가 상부에서 하부로 체결되고, 풀림방지캡(130)이 하부에서 상부방향으로 너트(120)에 결합된 경우, 중력과 진동이 함께 인가되어 풀림방지캡(130)이 하부로 분리될 수 있다.
캡락킹부재(150)는 상술한 바와 같은 풀림방지캡(130)이 결합반대방향으로 분리되는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 6은 캡락킹부재(150)의 평면구성을 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이 캡락킹부재(150)는 일영역이 개방된 원형 고리 형태로 구비된다. 캡락킹부재(150)는 고리 형태의 캡락킹본체(151)와, 캡락킹본체(151)의 가운데 영역에 반경방향 내측으로 함몰 형성되는 함몰절곡영역(153)과, 캡락킹본체(151)의 양단에 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되는 한 쌍의 외측절곡자유단(155)을 포함한다.
캡락킹본체(151)는 풀림방지캡(130)의 함몰안착면(132)에 탄성적으로 걸림결합된다. 도 6에 도시된 바와 같이 캡락킹본체(151)의 반지름(R3)은 함몰안착면(132)의 외경에 대응되거나 일정길이 작게 형성된다. 이에 의해 캡락킹본체(151)는 탄성적으로 벌어지며 함몰안착면(132)에 걸려지며 위치가 고정된다.
이 때, 함몰절곡영역(153)은 세 개의 락킹부재삽입장공(139) 중 하나의 내부로 삽입되고, 한 쌍의 외측절곡자유단(155)은 나머지 두 개의 락킹부재삽입장공(139)에 위치하여 고정된다.
함몰절곡영역(153)이 내측으로 함몰되는 깊이(d1)는 도 8에 도시된 바와 같이 볼트수용캡(133)의 내부로 삽입된 상태에서 수평연결단(145a) 또는 캡결합축(145)과 간섭될 수 있는 깊이로 구비된다.
도 8에 확대도시된 바와 같이 외부에서 충격이 가해져서 풀림방지캡(130)이 화살표 방향, 즉 결합반대방향으로 이동될 때, 함몰절곡영역(153)이 캡결합축(145) 또는 수평연결단(145a)에 접촉되며 가로막히게 된다. 이에 의해 풀림방지캡(130)이 결합반대방향으로 이동되지 못하게 된다.
한편, 한 쌍의 외측절곡자유단(155)은 반경방향 외측으로 일정길이(d2) 돌출된다. 이에 의해 작업자가 한 쌍의 외측절곡자유단(155)을 잡은 상태로 탄성적으로 벌려 캡락킹본체(151)를 풀림방지캡(130)의 함몰안착면(132)으로부터 분리시키게 된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체(100)의 사용과정을 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
작업자는 도 3에 도시된 바와 같이 볼트(110), 너트(120), 풀림방지캡(130), 너트락킹부재(140) 및 캡락킹부재(150)를 준비한다. 이 때, 풀림방지캡(130), 너트락킹부재(140) 및 캡락킹부재(150)는 다양한 규격의 볼트(110)와 너트(120)에 맞게 다양한 종류로 준비되고, 사용되는 볼트(110)와 너트(120)의 규격에 맞는 것으로 선택되어 사용된다. 경우에 따라 풀림방지 볼트너트조립체(100)는 패키지로 함께 판매될 수 있다.
각 구성품이 준비되면, 작업자는 도 7에 도시된 바와 같이 체결부재(A,B)에 볼트(110)를 삽입하고, 볼트(110)에 너트(120)를 나사결합한다. 그리고, 너트(120)를 관통하여 외부로 돌출된 볼트(110)의 후단에 너트락킹부재(140)를 결합시킨다. 작업자는 하부확장단(143)이 하부를 향하게 볼트(110)에 삽입하고, 코일스프링(141)을 체결방향으로 회전시켜 너트락킹부재(140)를 너트(120) 쪽으로 결합시킨다.
하부확장단(143)을 너트(120)의 상면에 밀착시키고 작업자는 풀림방지캡(130)을 너트(120)와 너트락킹부재(140)가 수용되게 씌운다. 이 때, 작업자는 너트락킹부재(140)의 하부해체축(143a)과 캡결합축(145)의 위치에 대응되게 축삽입관(137)이 위치되도록 풀림방지캡(130)을 씌운다.
풀림방지캡(130)을 너트(120) 쪽으로 이동시키면 상부에 돌출된 캡결합축(145)이 먼저 세 개의 축삽입관(137) 중 하나에 끼워진다.
풀림방지캡(130)은 너트(120) 쪽으로 더 이동시켜 너트수용캡(131) 내부에 너트(120)가 완전히 수용되게 한다. 너트수용캡(131)의 너트고정돌기(131a)가 너트(120)의 육각형 표면에 닿으면서 너트(120)가 회전되지 못하게 위치를 잡아주게 된다.
풀림방지캡(130)이 너트(120)에 완전히 결합되면, 캡결합축(145)은 축삽입관(137)에 끼워지게 된다.
작업자는 풀림방지캡(130)과 너트(120)의 결합이 완료되면, 캡락킹부재(150)를 풀림방지캡(130)에 결합시킨다. 작업자는 캡락킹부재(150)의 함몰절곡영역(153)이 락킹부재삽입장공(139)에 위치하도록 하여 풀림방지캡(130)을 눌러주면 외측절곡자유단(155)이 함몰안착면(132)에서 탄성에 의하여 벌어지면서 끼워지며 위치가 단단히 고정된다.
이 때, 캡락킹부재(150)의 함몰절곡영역(153)과 한 쌍의 외측절곡자유단(155)은 세 개의 락킹부재삽입장공(139)에 각각 삽입 및 위치되며 캡락킹부재(150)의 위치가 고정되게 한다.
이렇게 풀림방지 볼트너트조립체(100)의 조립이 완료되면, 도 8에 도시된 바와 같이 너트(120)의 외부를 풀림방지캡(130)의 너트수용캡(131)이 감싸게 된다.
그리고, 너트락킹부재(140)의 하부확장단(143)이 너트(120)의 상면에 결합된 상태로 코일스프링(141)이 볼트수용캡(133) 내부에 수용된다.
또한, 볼트수용캡(133)이 너트(120)로부터 분리되는 방향으로 연속된 진동이 인가될 경우, 볼트수용캡(133)이 도 8에 화살표 방향으로 이동하려는 힘이 작용한다. 이 때, 락킹부재삽입장공(139)을 통해 볼트수용캡(133) 내부로 삽입된 캡락킹부재(150)의 함몰절곡영역(153)이 캡결합축(145) 또는 수평연결단(145a)과 접촉하게 된다.
함몰절곡영역(153)이 캡결합축(145) 또는 수평연결단(145a)에 막혀 더 이상의 이동이 불가능하므로 볼트수용캡(133)도 너트(120)로부터 분리되는 방향으로 이동되지 못하고 위치가 고정된다. 이에 의해 너트(120)가 볼트(110)에 체결되는 방향으로만 볼트수용캡(133)의 회전이 가능할 뿐 나머지 방향으로의 볼트수용캡(133)의 회전 및 이동이 불가능해진다.
따라서, 볼트(110)와 너트(120)의 결합상태가 장시간 다양한 방향에서 충격과 진동이 가해지더라도 안정적으로 유지될 수 있고, 체결부재(A,B)의 결합상태도 견고하게 유지될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 캡락킹부재(150)가 원형의 고리형태로 구비되었으나, 캡락킹부재(150)는 락킹부재삽입장공(139)에 삽입되어 캡결합축(145) 또는 수평연결단(145a)과 접촉될 수 있는 한 어떠한 형태로든 구비될 수 있다. 이에 따라 캡락킹부재(150)는 경우에 따라 락킹부재삽입장고()에 끼워지는 돌기 또는 함몰부가 형성된 판스프링의 형태로 구비될 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 풀림방지캡(130a)의 변형예를 도시한 사시도이다. 앞서 설명한 바람직한 실시예에 따른 풀림방지캡(130)은 내부에 3개의 축삽입관(137)이 형성되며 외부에 캡락킹부재(150)가 결합되는 함몰안착면(132)이 형성된다.
반면, 변형예에 따른 풀림방지캡(130a)은 함몰안착면(132)이 구비되지 않아 캡락킹부재(150)가 결합되지 않는다. 대신, 내부에 6개의 축삽입관(137)이 형성되어 작업자가 너트락킹부재(140)를 보다 용이하게 결합시킬 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 풀림방지 볼트너트조립체는 너트와 함께 풀림방지캡 내부에 수용되는 너트락킹부재가 너트가 볼트에 체결되는 방향으로 장력을 작용하여 풀림방지캡이 너트가 풀리는 방향으로 회전되는 것을 제한한다.
또한, 풀림방지캡의 외주연에 결합된 캡락킹부재가 풀림방지캡 내부로 삽입되어 너트락킹부재와 접촉되어 풀림방지캡이 너트와 분리되는 방향으로 이동되지 못하도록 제한한다.
이러한 너트락킹부재와 캡락킹부재의 작용에 의해 풀림방지캡은 너트가 볼트에 체결되는 방향으로의 회전만 가능할 뿐 다른 방향으로의 회전 및 이동은 불가능하게 된다.
이에 의해 다양한 방향에서 충격과 진동이 인가되더라도 볼트와 너트의 결합상태가 안정적으로 유지될 수 있고, 볼트와 너트에 의해 결합된 체결부재의 결합상태도 견고하게 유지될 수 있다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
100 : 풀림방지 볼트너트조립체 110 : 볼트
111 : 볼트머리 112 : 단부
113 : 나사산 120 : 너트
121 : 볼트결합공 130 : 풀림방지캡
131 : 너트수용캡 131a : 너트고정돌기
132 : 함몰안착면 133 : 볼트수용캡
134 : 단차벽 135 : 볼트노출공
135a : 축노출공 137 : 축삽입관
137a : 축삽입홈 139 : 락킹부재삽입장공
140 : 너트락킹부재 141 : 코일스프링
141a : 하부연결단 143 : 하부확장단
143a : 하부해체축 145 : 캡결합축
145a : 수평연결단 150 : 캡락킹부재
151 : 캡락킹본체 153 : 함몰절곡영역
155 : 외측절곡자유단
A,B : 체결부재

Claims (5)

  1. 체결대상에 삽입되는 볼트(110)와;
    상기 볼트(110)의 나사산(113)에 나사결합되는 너트(120)와;
    상기 너트(120)가 상기 볼트(110)로부터 결합해제되는 풀림방향으로 이동하지 못하도록 상기 너트(120)를 내부에 수용하는 풀림방지캡(130)과;
    상기 너트(120)를 관통한 볼트(110)의 나사산에 결합되어 상기 너트(120)와 함께 상기 풀림방지캡(130) 내부에 수용되어 상기 너트(120)가 상기 풀림방향으로 회전하지 못하도록 상기 풀림방지캡(130)의 회전방향을 제한하는 너트락킹부재(140)를 포함하며,
    상기 풀림방지캡(130)은,
    상기 너트(120)를 수용하는 너트수용캡(131)과;
    상기 너트수용캡(131)의 상부에 구비되며, 상면에 상기 너트(120)를 관통한 볼트(110)의 단부를 외부로 노출시키는 볼트노출공(135)이 형성된 볼트수용캡(133)을 포함하며,
    상기 너트락킹부재(140)는,
    상기 너트(120)를 관통한 볼트(110)의 나사산에 일정 길이 결합되어 상기 풀림방지캡(130)의 회전방향을 제한하는 코일스프링(141)을 포함하는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 너트락킹부재(140)는,
    상기 코일스프링(141)의 단부에 수직방향으로 일정길이 돌출 형성되는 하부해체축(143a)과;
    상기 코일스프링(141)의 상단에 수직방향으로 일정 길이 돌출되는 캡결합축(145)을 더 포함하며,
    상기 볼트수용캡(133)의 내벽면에는 상기 캡결합축(145)이 끼움결합되는 축삽입관(137)이 형성되고,
    상기 볼트노출공(135)의 외주면에는 상기 축삽입관(137)과 연통되게 형성되는 축노출공(135a)이 구비되는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 너트수용캡(131)과 상기 볼트수용캡(133)의 경계영역에는 반경방향 내측으로 함몰되게 형성된 함몰안착면(132)이 구비되고,
    상기 함몰안착면(132)에는 원주방향을 따라 락킹부재삽입장공(139)이 관통형성되고,
    상기 함몰안착면(132)에 탄성적으로 끼움 결합되며, 상기 함몰안착면(132)의 외측으로 삽입되어 상기 락킹부재삽입장공(139)을 통해 상기 캡결합축(145)의 하부와 접촉되며 상기 풀림방지캡(130)이 상기 너트(120)와 분리되는 방향으로의 이동을 제한하는 캡락킹부재(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 너트락킹부재(140)는 상기 코일스프링(141)의 하단에 상기 코일스프링(141) 보다 직경이 크게 구비되며, 단부에 상기 하부해체축(143a)이 형성되는 하부확장단(143)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캡락킹부재(150)는,
    상기 함몰안착면(132)의 외경에 대응되는 내경을 갖는 일영역이 개방형성된 캡락킹본체(151)와;
    상기 캡락킹본체(151)의 중심영역에 반경방향 내측으로 함몰되게 절곡형성되어 상기 락킹부재삽입장공(139)에 삽입되는 함몰절곡영역(153)과;
    상기 캡락킹본체(151)의 양단에 반경방향 외측으로 절곡형성되는 한 쌍의 외측절곡자유단(155)을 포함하며, 상기 함몰절곡영역(153)은 상기 락킹부재삽입장공(139)에 삽입될 때 상기 캡결합축(145)에 접촉되는 깊이로 삽입되는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트조립체.
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