WO2010068001A2 - 풀림방지 볼트너트 결합체 - Google Patents

풀림방지 볼트너트 결합체 Download PDF

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WO2010068001A2
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이상철
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Lee Sang-Cheol
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    • Y10S411/924—Coupled nut and bolt
    • Y10S411/953—Washer-carried pawl

Definitions

  • the present invention relates to a bolt nut assembly comprising a bolt, a nut, and a washer, and having an anti-loosening function, which can effectively prevent loosening of the nut.
  • the bolt nut assembly is gradually released due to external vibration or impact over time, and may act as a factor that impairs the safety of the coupling portion.
  • the locking step 2-2 formed in the washer 2 is formed by the locking groove 1-3 formed in the lengthwise direction of the threaded portion of the bolt body 1, and the locking jaw 2-2 is caught therein.
  • the locking jaws 2-3 and 3-3 are formed, respectively.
  • the nut (3) and the washer (2) is not a structure that the bending deformation and restoration by the elastic force, but the compression deformation between the nut (3) and the washer (2) is a structure that rides over, bar of rigid material When using a washer, the one-sided jaw 3-2 of the nut 3 cannot properly ride over the one-sided jaw 2-3 of the washer 2.
  • washers made of soft materials cannot resist strong bolting torques and compressive forces, and they cannot withstand harsh external environments such as high temperature and high pressure for a long time. There is a limit that can not be used as a fastening element of.
  • the object of the present invention created to solve the above problems is as follows.
  • the nut can be fastened more flexibly by using the washer's elastic force.
  • the washer restored to its original shape by the elastic force is seated on the nut and the nut is loosened by vibration or other external force. It is an object of the present invention to prevent that.
  • Another object of the present invention is to be able to continuously perform the anti-loosening function in a state seated on the nut even if the nut is loosened or a part is damaged after the fastening is completed.
  • the washer made of thin elastic plate is relatively broken before other parts, so the nut can be dismantled. It is another object of the present invention to be provided.
  • Another object of the present invention is to provide a means for finely adjusting and maintaining uniform tightening torque.
  • the present invention bolt 100; A nut 200 fastened to the bolt 100; And a washer 300 coupled between the bolt 100 and the nut, wherein the bolt 100 is composed of a bolt head 110 and a bolt body 120, and the thread is formed. Insertion guide groove 130 cut along the longitudinal direction of the bolt body 120 is provided, the nut 200 is a plurality of engaging jaw 210 protruding at regular intervals along one surface in contact with the washer 300 Is provided on this arc, the washer 300 is provided with a rotation preventing projection 310 is a portion of the inner diameter is projected toward the center of the washer 300 is accommodated in the insertion guide groove 130, the nut A plurality of elastic protrusions 320 protruding at regular intervals along one surface in contact with the 200 is provided on an arc to tighten the nut 200 in contact with the nut 200 and the washer 300. As the elastic protrusion 320 flexes and deforms one side of the locking jaw 210. After riding over, it is restored to its original form by elastic force and is
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the prior art.
  • Figure 2 is a perspective view of a specific embodiment of the present invention, (a) when the elastic protrusion 320 is formed along the outer diameter of the washer 300, and (b) the elastic protrusion 320 along the inner diameter of the washer 300 Each case is shown.
  • Figure 3 is a specific embodiment of the washer 300 as a component of the present invention, (a) when the elastic protrusion 320 is formed along the outer diameter of the washer 300, (b) along the inner diameter of the washer 300 The case where the elastic protrusion 320 is formed and (c) the case where the elastic protrusion 320 is formed between the inner diameter and the outer diameter of the washer 300 are shown.
  • FIG. 4 is a specific embodiment of a nut 200 which is a component of the present invention.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view showing a cross-sectional structure of the anti-rotation protrusion 310 and illustrates a case where the distal end of the anti-rotation protrusion 310 is bent.
  • FIG. 6 is another specific embodiment of a washer 300 which is a component of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a specific embodiment of the present invention, (a) when the elastic protrusion 320 is formed along the outer diameter of the washer 300, and (b) the elastic protrusion 320 along the inner diameter of the washer 300 Each case is shown.
  • the bolt 100 is composed of a bolt head 110 and the bolt body 120, the insertion guide groove 130 is cut along the longitudinal direction of the bolt body 120 is formed with a thread. Only one insertion guide groove 130 may be provided or a plurality of insertion guide grooves 130 may be provided.
  • the washer 300 is provided with a rotation preventing projection 310 which is partially projected toward the center of the washer 300 is received in the insertion guide groove 130, the rotation preventing projection 310 is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the distal end may be bent toward the nut 200 as shown in FIG. 5.
  • the anti-rotation protrusion 310 is prevented from escaping from the insertion guide groove 130 and inserted into the valley between the threads formed in the bolt body 120, thereby more easily and completely tightening the nut 200. can do.
  • the anti-rotation protrusion 310 may be more easily inserted as shown in FIG.
  • the washer 300 is provided with a plurality of elastic protrusions 320 protruding at regular intervals along one surface in contact with the nut 200 on an arc.
  • the elastic protrusion 320 may be deflected and restored by elastic force.
  • the elastic protrusion 320 is deformed and the locking jaw 210 is fixed. After riding over one side of the restoring to the original form by the elastic force is caught on the other side of the locking jaw (210) to effectively prevent the loosening of the nut (200).
  • the elastic protrusion 320 may be implemented in various forms as shown in FIG.
  • Figure 3 (a) shows a case where the elastic protrusion 320 is formed along the outer diameter of the washer 300
  • Figure 3 (b) shows a case where the elastic protrusion 320 is formed along the inner diameter of the washer 300.
  • 3 (c) shows an example in which the elastic protrusion 320 is formed between the inner diameter and the outer diameter of the washer 300, there is no particular technical effect difference in each case, but only the elastic protrusion ( The specific location and shape of 320 are only different.
  • Figure 3 (a) is an inclined piece 321 inclined in the rotational direction for tightening the nut 200 and the case that each tooth is bent toward the nut 200 after the outer diameter of the washer 300 is cut in the form of a saw tooth ) Shows a case formed along the outer diameter of the washer 300.
  • the shape of the sawtooth and the shape of the bent, the inclination of the inclined piece 321 and the shape of the specific inclined piece is not limited to the shape of the accompanying drawings, and various design changes are possible.
  • Figure 3 (b) is an inclined piece 321 inclined in the rotational direction to tighten the nut 200 and the case that each tooth is bent toward the nut 200 after the inner diameter of the washer 300 is cut in the form of a saw tooth ) Shows a case formed along the outer diameter of the washer 300.
  • the shape of the sawtooth and the shape of the bent, the inclination of the inclined piece 321 and the shape of the specific inclined piece is not limited to the shape of the accompanying drawings, and various design changes are possible as in the case of FIG.
  • Figure 3 (c) is a case where the elastic protrusion 320 is formed between the inner diameter and the outer diameter of the washer 300, a plurality of inclined pieces 321 inclined in the rotational direction tightening the nut 200 spaced at regular intervals Specific embodiments arranged on an arc as possible.
  • the inclination, the specific shape, the arrangement interval, etc. of the inclined piece 321 is not limited to the form shown in the accompanying drawings, of course, it is possible to change a variety of design, the number of such elastic protrusions 320 (arrangement interval) Although the number may be the same as the number of the locking projections 210 of the nut 200, it is preferable that the number of elastic projections 320 is much larger than the number of the locking projections 210.
  • N the number of the latching jaw 210 of the nut 200
  • M the number of elastic protrusions 320 of the washer 300
  • M n * N ⁇ 1, where n is a positive integer
  • Determining the number of M and N by using the relational expression can obtain more precise and uniform tightening torque, and the resistance to loosening is only about 1 to 3 degrees when the next catching jaw 210 is sequentially caught. Loosening is more completely prevented.
  • the number of the locking projections 210 of the nut 200 is 6 and n is 5, the number of the elastic protrusions 320 of the washer 300 is 29 or 31.
  • each of the elastic protrusions 320 has a bar nut 200 arranged at 360 ° / 29 intervals (about 12 °). Turning only 12.4 ° / 6 (about 2 °) will result in a jam.
  • the locking is made only by turning the array angle of the elastic protrusions 320, for example, the elastic protrusions 320. If the number of the 30 and the number of the locking jaw 210 is six, it is only until the 360 ° / 30 (12 °) to turn the bar nut 200 to which six elastic projections 320 are allocated to one of the locking jaw (210) It can be seen that there is a significant difference in the angle at which the nut 200 is to be rotated so that the locking is made.
  • the nut 200 is provided with a plurality of engaging jaws 210 protruding at regular intervals along one surface in contact with the washer 300 on an arc to prevent loosening of the nut 200 together with the elastic protrusion 320.
  • the locking jaw 210 of the nut 200 may be implemented in various ways, as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4 (a) or FIG. 4 (b).
  • An inclined surface 211 is formed on one side of the locking jaw 210, and a stepped surface 212 is generally formed on the other side of the locking jaw 210 on which the elastic protrusion 320 is seated.
  • the inclined surface 211 is not necessarily provided on one side of the locking jaw 210. This is because even if the inclined surface 211 is not provided separately, the inclined angle of the inclined piece 321 can be carried over one side of the locking jaw 210.
  • This stepped surface 212 may be started immediately at the end of the inclined surface 211 as shown in Figure 4 (b), a slight horizontal surface after the inclined surface 211 as shown in Figure 4 (a)
  • the stepped surface 212 may start after 213 continues.
  • a plurality of such engaging jaw 210 may be arranged spaced apart or may be arranged continuously.
  • the locking jaw 210 may have a shape in which a plurality of locking jaws 210 are formed along the inner edge of the counterbore nut 200 as shown in FIG. 4 (c) or FIG. 4 (d).
  • the teeth constituting the elastic protrusion 320 is bent in a twisted form and inclined in the rotational direction in which the nut 200 is tightened, the ends of the teeth are parallel with the longitudinal direction of the bolt body 120. A locking action can be performed.
  • the outer circumferential surface of the nut 200 is illustrated in a circular shape, but is not necessarily limited to a circular shape, and may be a polyhedron such as a hexagon like other nuts 200.
  • Figure 6 (a) and Figure 6 (c) is a pitch similar to the propeller shape of the elastic projection 320 toward the nut 200
  • 6 (b) is a case where the inclined pieces 321 are provided at regular intervals, and the washers 300 shown in FIG. 6 are not shown in FIG. 4 (c) or 4 (d).
  • it may be used together with the nut 200 having a plurality of locking jaws 210 formed along the inner edge of the counterbore nut 200.
  • the nut can be fastened more flexibly by using the washer's elastic force.
  • the washer restored to its original shape by the elastic force is seated on the nut and the nut is loosened by vibration or other external force. Can be prevented.
  • the present invention can continuously perform the anti-loosening function in a state seated on the nut even if the nut is loosened or a part is damaged after the fastening is completed.
  • the washer made of thin elastic plate is relatively broken before other parts, so the nut can be dismantled. Can be equipped.
  • the tightening torque can be finely adjusted and kept uniform.

Abstract

본 발명은 볼트(100); 상기 볼트(100)에 체결되는 너트(200); 및, 상기 볼트(100)와 상기 너트 사이에 결합되는 와셔(300);를 포함하여 구성되되, 상기 볼트(100)는 볼트머리(110)와 볼트몸통(120)으로 이루어지며, 나사산이 형성된 상기 볼트몸통(120)의 길이 방향을 따라 절개된 삽입유도홈(130)이 구비되고, 상기 너트(200)는 상기 와셔(300)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 걸림턱(210)이 원호 상에 구비되고, 상기 와셔(300)는 내경의 일부가 상기 와셔(300)의 중심을 향하여 돌출되어 상기 삽입유도홈(130)에 수용되는 회전방지돌기부(310)가 구비되며, 상기 너트(200)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 탄성돌출부(320)가 원호 상에 구비되어 상기 너트(200)와 상기 와셔(300)가 맞닿은 상태에서 상기 너트(200)를 조여주면 상기 탄성돌출부(320)가 휨변형되면서 상기 걸림턱(210)의 일측면을 타고 넘은 후 탄성력에 의하여 원래의 형태로 복원되어 상기 걸림턱(210)의 타측면에 걸려 안착되는 풀림방지 볼트너트 결합체에 관한 것이다.

Description

풀림방지 볼트너트 결합체
본 발명은 볼트, 너트, 및 와셔로 이루어지며 너트의 풀림을 효과적으로 방지할 수 있는 풀림방지 기능이 구비된 볼트너트 결합체에 관한 것이다.
서로 다른 건축재료나 기계부품 등을 결합하기 위한 방법으로, 이들 재료 등을 관통하도록 볼트를 삽입한 다음, 너트로 죄어 고정하는 볼트너트 결합체가 많이 이용된다.
그러나 볼트너트 결합체는 시간이 지남에 따라 외부의 진동이나 충격 등에 의하여 서서히 풀리게 되는바, 결합부의 안전성을 해치는 요인으로 작용할 수 있다.
따라서 너트의 역회전으로 인한 너트의 풀림 현상을 방지하기 위하여 여러 종류의 체결수단이 부가되고 있으며, 그 가운데 하나가 등록실용신안 제0241791호(안전 조임 너트를 가진 볼트)이다.
도1에 도시된 등록실용신안 제0241791호의 경우 볼트 몸체(1)의 나사부에 길이 방향으로 걸림홈(1-3)을 형성하여 와셔(2)에 형성된 걸림턱(2-2)이 이에 걸리게 되고, 와셔(2)와 너트(3)의 접합부에는 일방 걸림턱(2-3)과 (3-3)이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
그러나 이러한 종래의 등록실용신안은 다음과 같은 문제점이 있다.
1) 너트(3)와 와셔(2)가 탄성력에 의하여 휨변형과 복원이 이루어지는 구조가 아니고 너트(3)와 와셔(2) 사이에 압축변형이 발생되면서 타고 넘는 구조가 되는 바, 강성재질의 와셔를 사용하는 경우 너트(3)의 일방걸림턱(3-2)이 와셔(2)의 일방걸림턱(2-3)을 제대로 타고 넘을 수 없다.
한편, 연성재질(고무, 플라스틱 등)의 와셔는 강한 볼트체결 토크 및 압착력에 저항할 수 없으며, 고온고압 등 혹독한 외적 환경에 장기간 견딜 수 없기 때문에 진동, 충격, 고열 등을 받는 구조물이나 동력장치 등의 체결요소로서 활용될 수 없다는 한계성이 있다.
또한, 와셔의 재질이 연성인 경우에는 너트를 조일 때에 너트와 접하는 와셔의 일면이 너트의 형상(6각형)으로 압축되어, 압축된 각 면이 너트 풀림에 저항하는 걸림턱 역할을 수행하므로, 와셔(2)와 너트(3)의 접합부에 일방 걸림턱(2-3)과 (3-3)을 형성할 필요도 없게 된다.
2) 만약 볼트 몸체(1)에 너트(3)를 억지로 체결하면 와셔(2)나 너트(3)의 일방걸림턱(2-3)(3-2)이 마모되고 손상(파손)되어 제기능을 발휘할 수 없다.
3) 설령 억지로 체결하더라도 와셔(2)와 너트(3)의 일방걸림턱(2-3)(3-2) 사이에 완전한 밀착이나 걸림이 발생되지 않아 부실한 체결상태를 유지하게 된다.
4) 따라서 체결된 상태에서 약간의 진동만 발생하여도 너트(3)가 헐거워지게 되어 규정된 체결 토크를 유지하지 못한다.
5) 체결과정에서도 와셔(2)와 너트(3)의 일방걸림턱(2-3)(3-2)이 서로 타고 넘는 과정에서 압착력이 변화가 심하여 일정한 체결 토크를 확보할 수가 없다. 왜냐하면 너트(3)를 체결하면 일방걸림턱(2-3)(3-2)이 서로 타고 넘는 도중에는 체결 토크가 서서히 증가하여 최고조에 도달하고 완전히 타고 넘는 순간 체결 토크가 급격히 저하되는 과정이 반복되기 때문이다.
6) 또한 일단 한 번 체결하면 해체하여 재사용이 불가능하여 자재 낭비 요인이 된다. 왜냐하면 너트(3)가 풀리는 방향으로 돌리면 서로 맞물려 있는 와셔(2)와 너트(3)의 일방걸림턱(2-3)(3-2)이 깨지면서(최소한 재사용이 불가능할 정도로 각각의 모서리가 심각하게 마모되면서) 풀리기 때문이다.
7) 와셔 제작시 단위 재료량이 많고 모양이 복잡하여 필요 이상으로 제작 단가가 상승하는 문제점도 있다.
8) 일방걸림턱(2-3)(3-2)가 여러 가지 원인에 의하여 마모되거나 손상되면서 너트(3)가 풀리게 되면 더 이상 풀림을 방지하는 수단이 없다는 문제점도 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 와셔의 탄성력을 이용하여 보다 유연하게 너트를 체결할 수 있으며 체결이 완료된 상태에서는 탄성력에 의하여 원래의 모습으로 복원된 와셔가 너트에 걸린 상태로 안착되어 진동이나 그 밖의 외력에 의하여 너트가 풀리는 것을 방지함을 본 발명의 목적으로 한다.
둘째, 본 발명은 체결이 완료된 후 너트가 조금 풀리거나 일부가 손상되더라도 너트에 안착된 상태로 풀림방지 기능을 지속적으로 수행할 수 있는 것을 본 발명의 다른 목적으로 한다.
셋째, 체결된 너트를 의도적으로 풀려고 하는 경우 얇은 탄성 판재로 만들어진 와셔가 다른 부품에 비하여 상대적으로 먼저 파손되어 너트를 해체할 수 있으며 추후 다시 체결할 경우 소모품인 와셔만 교체하면 풀림방지 기능을 다시 갖출 수 있도록 함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
넷째, 체결토크를 미세하게 조절하고 균일하게 유지할 수 있는 수단을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
[과제해결수단]
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 볼트(100); 상기 볼트(100)에 체결되는 너트(200); 및, 상기 볼트(100)와 상기 너트 사이에 결합되는 와셔(300);를 포함하여 구성되되, 상기 볼트(100)는 볼트머리(110)와 볼트몸통(120)으로 이루어지며, 나사산이 형성된 상기 볼트몸통(120)의 길이 방향을 따라 절개된 삽입유도홈(130)이 구비되고, 상기 너트(200)는 상기 와셔(300)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 걸림턱(210)이 원호 상에 구비되고, 상기 와셔(300)는 내경의 일부가 상기 와셔(300)의 중심을 향하여 돌출되어 상기 삽입유도홈(130)에 수용되는 회전방지돌기부(310)가 구비되며, 상기 너트(200)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 탄성돌출부(320)가 원호 상에 구비되어 상기 너트(200)와 상기 와셔(300)가 맞닿은 상태에서 상기 너트(200)를 조여주면 상기 탄성돌출부(320)가 휨변형되면서 상기 걸림턱(210)의 일측면을 타고 넘은 후 탄성력에 의하여 원래의 형태로 복원되어 상기 걸림턱(210)의 타측면에 걸려 안착되는 것을 특징으로 한다.
도1은 종래기술의 구조를 도시하는 사시도이다.
도2는 본 발명의 구체적 실시예의 사시도인데, (a) 와셔(300)의 외경을 따라 탄성돌출부(320)가 형성된 경우, 및 (b) 와셔(300)의 내경을 따라 탄성돌출부(320)가 형성된 경우를 각각 도시한다.
도3은 본 발명의 구성 요소인 와셔(300)의 구체적 실시예인데, (a) 와셔(300)의 외경을 따라 탄성돌출부(320)가 형성된 경우, (b) 와셔(300)의 내경을 따라 탄성돌출부(320)가 형성된 경우, 및 (c) 와셔(300)의 내경과 외경 사이에 탄성돌출부(320)가 형성된 경우를 각각 도시한다.
도4는 본 발명의 구성 요소인 너트(200)의 구체적 실시예이다.
도5는 회전방지돌기부(310)의 단면 구조를 보여주는 부분 확대도로서 회전방지돌기부(310)의 말단부가 절곡된 경우를 도시한다.
도6은 본 발명의 구성 요소인 와셔(300)의 또 다른 구체적 실시예이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100:볼트
110:볼트머리
120:볼트몸통
130:삽입유도홈
200:너트
210:걸림턱
211:경사면
212:단턱면
213:수평면
300:와셔
310:회전방지돌기부
320:탄성돌출부
321:경사편
[실시예]
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도2는 본 발명의 구체적 실시예의 사시도인데, (a) 와셔(300)의 외경을 따라 탄성돌출부(320)가 형성된 경우, 및 (b) 와셔(300)의 내경을 따라 탄성돌출부(320)가 형성된 경우를 각각 도시하고 있다.
볼트(100)는 볼트머리(110)와 볼트몸통(120)으로 이루어지며, 나사산이 형성된 볼트몸통(120)의 길이 방향을 따라 절개된 삽입유도홈(130)이 구비된다. 이러한 삽입유도홈(130)은 1개만 구비될 수도 있고 다수 개가 구비될 수도 있다.
와셔(300)는 내경의 일부가 와셔(300)의 중심을 향하여 돌출되어 삽입유도홈(130)에 수용되는 회전방지돌기부(310)가 구비되는데, 회전방지돌기부(310)는 도3에 도시된 바와 같이 일자형 평면 단면이 될 수도 있으나 도5에 별도로 도시된 바와 같이 말단부가 너트(200)를 향하여 절곡되는 경우도 있다.
이와 같이 말단부가 절곡되면 회전방지돌기부(310)가 삽입유도홈(130)에서 빠져나와 볼트몸통(120)에 형성된 나사산 사이의 골부로 끼워지는 것을 차단하여 너트(200) 체결을 보다 용이하고 완벽하게 할 수 있다. 또한 와셔(300)를 볼트(100)에 삽입하는 경우에도 회전방지돌기부(310)가 도5에 도시된 바와 같이 절곡되어 "ㄱ"자 형태를 하고 있으면 보다 용이하게 삽입할 수 있다.
와셔(300)에는 너트(200)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 탄성돌출부(320)가 원호 상에 구비된다.
탄성돌출부(320)는 탄성력에 의하여 휨변형 및 복원이 가능한데, 너트(200)와 와셔(300)가 맞닿은 상태에서 너트(200)를 조여주면 상기 탄성돌출부(320)가 변형되면서 걸림턱(210)의 일측면을 타고 넘은 후 탄성력에 의하여 원래의 형태로 복원되어 걸림턱(210)의 타측면에 걸려 안착되어 너트(200)의 풀림을 효과적으로 방지하게 된다.
이러한 탄성돌출부(320)는 도3에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도3(a)에는 와셔(300)의 외경을 따라 탄성돌출부(320)가 형성된 경우를 도시하고 있고, 도3(b)에는 와셔(300)의 내경을 따라 탄성돌출부(320)가 형성된 경우를 도시하고 있고, 도3(c)에는 와셔(300)의 내경과 외경 사이에 탄성돌출부(320)가 형성된 경우를 도시하고 있는데, 각각의 경우에 특별한 기술적 효과의 차이가 있는 것은 아니며 단지 탄성돌출부(320)의 구체적인 위치와 형태가 각기 다를 뿐이다.
따라서 너트(200)의 걸림턱(210)의 형상을 고려하여 적절한 형태의 탄성돌출부(320)를 자유롭게 선택할 수 있다.
도3(a)는 와셔(300)의 외경이 톱니 형태로 절개된 후 각각의 톱니가 너트(200)를 향하여 굽어져 있는 경우와 너트(200)를 조여주는 회전방향으로 기울어진 경사편(321)이 와셔(300)의 외경을 따라 형성된 경우를 도시한다.
구체적인 톱니의 형태나 굴곡되는 형상, 경사편(321)의 경사도 및 구체적인 경사편의 형태 등은 첨부된 도면의 형상에만 한정되는 것은 아니며 다양한 설계 변경이 가능하다.
도3(b)는 와셔(300)의 내경이 톱니 형태로 절개된 후 각각의 톱니가 너트(200)를 향하여 굽어져 있는 경우와 너트(200)를 조여주는 회전방향으로 기울어진 경사편(321)이 와셔(300)의 외경을 따라 형성된 경우를 도시한다.
구체적인 톱니의 형태나 굴곡되는 형상, 경사편(321)의 경사도 및 구체적인 경사편의 형태 등은 첨부된 도면의 형상에만 한정되는 것은 아니며 다양한 설계 변경이 가능하다는 것은 도3(a)의 경우와 마찬가지다.
도3(c)는 와셔(300)의 내경과 외경 사이에 탄성돌출부(320)가 형성된 경우인데, 너트(200)를 조여주는 회전방향으로 기울어진 다수 개의 경사편(321)이 일정한 간격으로 이격되도록 원호 상에 배열된 구체적 실시예들이다.
이 경우에도 경사편(321)의 경사도나 구체적인 형태, 배열간격 등은 첨부도면에 도시된 형태에 한정되는 것이 아니라 다양한 설계 변경이 가능함은 물론인데, 이러한 탄성돌출부(320)의 갯수(배열간격)는 너트(200)의 걸림턱(210)의 갯수와 동일하게 형성될 수도 있으나, 탄성돌출부(320)의 갯수가 걸림턱(210)의 갯수에 비하여 훨씬 많도록 하는 것이 바람직하다.
왜냐하면 탄성돌출부(320)의 간격이 조밀할수록 보다 정밀한 조임이 가능하기 때문이다. 따라서 정밀한 조임이 필요한 경우 첨부도면에 도시된 간격보다 훨씬 조밀한 간격으로 배열됨이 바람직하다.
아울러 너트(200)의 걸림턱(210) 갯수를 N개 라고 하고 와셔(300)의 탄성돌출부(320) 갯수를 M개 라고 할 때,
M = n * N ± 1 (여기서 n은 양의 정수)
라는 관계식을 이용하여 M과 N의 갯수를 결정하면 보다 더 정밀하고 균일한 조임 토크를 확보할 수 있으며, 풀림에 저항하는 기능도 약 1~3도만 풀리면 다음 번 걸림턱(210)이 순차적으로 잡아 주어서 풀림이 보다 완벽하게 방지된다.
즉, 너트(200)의 걸림턱(210)의 갯수를 6개로 하고 n을 5라고 하면 와셔(300)의 탄성돌출부(320)의 갯수는 29개 또는 31개가 된다.
이 경우 너트(200)의 걸림턱(210) 하나에 5 + 5/6 개 또는 6 + 1/6 개의 탄성돌출부(320)이 배당되므로 탄성돌출부(320) 하나의 크기보다 1/6만 너트(200)를 더 돌리면 탄성돌출부(320)과 걸림턱(210) 사이의 걸림이 이루어지게 되는데, 탄성돌출부(320) 각각은 360°/29 간격(약 12°)으로 배열되는 바 너트(200)를 12.4°/6(약 2°)만 돌려주면 걸림이 이루어지는 결과가 된다.
만약 위의 수식을 따르지 않고 단순히 탄성돌출부(320)의 갯수를 걸림턱(210) 갯수의 정수배로 하였다면 탄성돌출부(320)의 배열 각도만큼 돌려야 걸림이 이루어지게 되는데, 예를 들어 탄성돌출부(320)의 갯수가 30개이고 걸림턱(210)의 갯수가 6개라면 걸림턱(210) 하나에 6개의 탄성돌출부(320)이 배당되는 바 너트(200)를 360°/30 (12°)만큼 돌려야 비로소 걸림이 이루어지게 되어 걸림이 이루어지기 위하여 너트(200)가 회전되어야 할 각도에 상당한 차이가 있음을 알 수 있다.
즉, 탄성돌출부(320)의 배열간격이 유사하더라도 걸림턱(210)의 갯수의 정수배인 경우와 아닌 경우는 조임의 정밀도에서 현격한 차이가 나게 된다.
너트(200)에는 와셔(300)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 걸림턱(210)이 원호 상에 구비되어 탄성돌출부(320)와 함께 너트(200)의 풀림을 방지하게 된다.
이러한 너트(200)의 걸림턱(210)은 도4에 도시된 바와 같이 다양하게 구현될 수 있는데, 도4(a) 또는 도4(b)에 도시된 바와 같이 탄성돌출부(320)가 타고 넘는 걸림턱(210)의 일측면에는 경사면(211)이 형성되고, 탄성돌출부(320)가 안착되는 걸림턱(210)의 타측면에는 단턱면(212)이 형성되는 것이 일반적인데, 와셔(300)의 탄성돌출부(320)가 경사편(321)을 구비한 경우에는 걸림턱(210)의 일측면에 경사면(211)이 반드시 구비될 필요는 없다. 경사면(211)이 별도로 구비되지 않더라도 경사편(321)의 기울어진 각도로 인하여 걸림턱(210)의 일측면을 타고 넘어갈 수 있기 때문이다.
이러한 단턱면(212)은 도4(b)에 도시된 바와 같이 경사면(211)이 끝나는 지점에서 바로 시작될 수도 있고, 도4(a)에 도시된 바와 같이 경사면(211)이 끝난 후 약간의 수평면(213)이 이어진 후 단턱면(212)이 시작될 수도 있다.
또한 이러한 걸림턱(210)은 다수 개가 이격 배열될 수도 있고 연속적으로 배열될 수도 있다.
아울러 걸림턱(210)은 도4(c)나 도4(d)에 도시된 바와 같이 카운터보어 가공된 너트(200)의 내측면 모서리를 따라 다수 개의 걸림턱(210)이 형성된 형태가 될 수 있는데, 이와 같은 경우에는 탄성돌출부(320)를 구성하는 톱니가 비틀린 형태로 굴곡되고 너트(200)가 조여지는 회전 방향으로 경사지게 형성되면 톱니의 단부가 볼트몸통(120)의 길이 방향과 나란하게 되더라도 걸림 작용이 수행될 수 있다.
도4(c)의 경우 너트(200)의 외주면이 원형으로 도시되어 있는데, 반드시 원형인 경우만으로 한정하는 것은 아니며 다른 너트(200)들과 마찬가지로 육각형과 같은 다면체가 될 수도 있다.
도6의 경우에는 와셔(300)의 또 다른 구체적 실시예들을 도시하고 있는데, 도6(a)와 도6(c)은 탄성돌출부(320)가 너트(200)를 향하여 프로펠러 형태와 유사하게 피치각을 가지도록 비틀린 경우이고, 도6(b)는 경사편(321)이 일정한 간격으로 구비된 경우인데, 도6에 도시된 와셔(300)들은 도4(c)나 도4(d)에 도시된 바와 같이 카운터보어 가공된 너트(200)의 내측면 모서리를 따라 다수 개의 걸림턱(210)이 형성된 너트(200)와 함께 사용될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정, 당업자의 수준에서 용이하게 변경가능한 형상의 변경 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 와셔의 탄성력을 이용하여 보다 유연하게 너트를 체결할 수 있으며 체결이 완료된 상태에서는 탄성력에 의하여 원래의 모습으로 복원된 와셔가 너트에 걸린 상태로 안착되어 진동이나 그 밖의 외력에 의하여 너트가 풀리는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 본 발명은 체결이 완료된 후 너트가 조금 풀리거나 일부가 손상되더라도 너트에 안착된 상태로 풀림방지 기능을 지속적으로 수행할 수 있다.
셋째, 체결된 너트를 의도적으로 풀려고 하는 경우 얇은 탄성 판재로 만들어진 와셔가 다른 부품에 비하여 상대적으로 먼저 파손되어 너트를 해체할 수 있으며 추후 다시 체결할 경우 소모품인 와셔만 교체하면 풀림방지 기능을 다시 갖출 수 있다.
넷째, 체결토크를 미세하게 조절하고 균일하게 유지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 볼트(100);
    상기 볼트(100)에 체결되는 너트(200); 및,
    상기 볼트(100)와 상기 너트 사이에 결합되는 와셔(300);
    를 포함하여 구성되되,
    상기 볼트(100)는,
    볼트머리(110)와 볼트몸통(120)으로 이루어지며, 나사산이 형성된 상기 볼트몸통(120)의 길이 방향을 따라 절개된 삽입유도홈(130)이 구비되고,
    상기 너트(200)는,
    상기 와셔(300)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 걸림턱(210)이 원호 상에 구비되고,
    상기 와셔(300)는,
    내경의 일부가 상기 와셔(300)의 중심을 향하여 돌출되어 상기 삽입유도홈(130)에 수용되는 회전방지돌기부(310)가 구비되며,
    상기 너트(200)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 탄성돌출부(320)가 원호 상에 구비되어 상기 너트(200)와 상기 와셔(300)가 맞닿은 상태에서 상기 너트(200)를 조여주면 상기 탄성돌출부(320)가 변형되면서 상기 걸림턱(210)의 일측면을 타고 넘은 후 탄성력에 의하여 원래의 형태로 복원되어 상기 걸림턱(210)의 타측면에 걸려 안착되는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트 결합체.
  2. 제1항에서, 상기 탄성돌출부(320)는,
    상기 와셔(300)의 내경 또는 외경이 톱니 형태로 절개된 후 각각의 톱니가 상기 너트(200)를 향하여 굽어져 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트 결합체.
  3. 제1항에서, 상기 탄성돌출부(320)는,
    일정한 간격으로 이격 배열되며 상기 너트(200)를 조여주는 회전방향으로 기울어진 경사편(321)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트 결합체.
  4. 제1항에서, 상기 회전방지돌기부(310)는,
    말단부가 상기 너트(200)를 향하여 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트 결합체.
  5. 제2항 내지 제4항 가운데 어느 한 항에서, 상기 걸림턱(210)은,
    상기 탄성돌출부(320)가 타고 넘는 일측면에는 경사면(211)이 형성되고,
    상기 탄성돌출부(320)가 안착되는 타측면에는 단턱면(212)이 형성되는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트 결합체.
  6. 제1항 내지 제4항 가운데 어느 한 항에서,
    상기 걸림턱(210)의 갯수를 N이라 하고,
    상기 탄성돌출부(320)의 갯수를 M이라 할 때,
    M = n * N ± 1 (여기서 n은 양의 정수)
    라는 관계식이 성립하는 것을 특징으로 하는 풀림방지 볼트너트 결합체.
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