WO2019045156A1 - 풀림방지부재를 구비한 이중너트 - Google Patents

풀림방지부재를 구비한 이중너트 Download PDF

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WO2019045156A1
WO2019045156A1 PCT/KR2017/009752 KR2017009752W WO2019045156A1 WO 2019045156 A1 WO2019045156 A1 WO 2019045156A1 KR 2017009752 W KR2017009752 W KR 2017009752W WO 2019045156 A1 WO2019045156 A1 WO 2019045156A1
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nut
groove
coil spring
upper nut
fastened
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PCT/KR2017/009752
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English (en)
French (fr)
Inventor
김영권
Original Assignee
주식회사 코어볼트
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/24—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by means of washers, spring washers, or resilient plates that lock against the object
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/14—Cap nuts; Nut caps or bolt caps

Definitions

  • the present invention relates to a double nut designed to prevent loosening of a fastened state of a fastened nut and a bolt, and more particularly to a double nut provided between two opposing nuts to maintain a locked state of a nut
  • the present invention relates to a double nut.
  • the bolts and nuts used to couple two or more members to fixtures such as mechanical devices, piers, steel towers, ships, automobiles, airplanes, etc., are used as means for rigidly connecting various devices such as apparatuses and machines have.
  • the bolt and nut are screwed together to join the two members.
  • the bolt and nut are fastened and the joint is continuously subjected to vibration or shock, the bolt and nut are slowly loosened in the opposite direction to the fastening .
  • bolts and nuts used for rails or the like provided for running a railway vehicle
  • bolts and nuts are loosened due to vibrations and shocks generated when the railway vehicle is traveling.
  • the present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a lower nut fastened to a lower portion of a protruded region of a bolt inserted into a fastening hole formed in a fastening object to be fastened,
  • a double nut part comprising an upper nut to be fastened;
  • the lower nut and the upper nut are disposed between the lower nut and the upper nut to elastically move the lower nut and the upper nut away from each other to fix the position of the lower nut and the upper nut,
  • An anti-loosening member that rotates in the opposite direction of the thread to lock the state that the lock function is activated and the protruded region of the bolt is fastened; .
  • the unlocking member is inserted between the lower nut and the upper nut along the outer surface of the bolt, one end is fastened to the upper surface of the lower nut to fasten the lower nut, and the other end is fastened to the lower surface of the upper nut And an elastic coil spring that restrains the upper nut and is installed in a compressed state.
  • the ends of the one end and the other end of the elastic coil spring are formed with tapered ends that become narrower toward the end, and the upper surface of the lower nut to be fastened and the lower surface of the upper nut are recessed.
  • One end and the other end of the resilient coil spring are installed so as to be engaged with the engaging groove, respectively.
  • a helical groove is formed in a lower surface of the upper nut and a lower surface of the lower nut to be engaged with one end and the other end of the elastic coil spring and along the circumferential direction of the elastic coil spring, It is effective that both ends of the guide groove in the shape are formed in a boundary region where they are in contact with each other.
  • One end of the guide groove is connected to the lower end of the latch groove, and the other end of the guide groove is connected to the upper end of the latch groove.
  • the screw thread progressing direction formed on the outer surface of the bolt is opposite to the rotating direction of the elastic coil spring
  • the engaging groove may be a plane shape orthogonal to the upper surface of the lower nut and the lower surface of the upper nut. The shape depressed in the advancing direction of the elastic coil spring can be more effectively restrained.
  • the pitch of the threads formed on the outer surface of the bolt is smaller than the pitch of the coil forming the elastic coil spring.
  • the double nut having the release preventing member according to the present invention physically restrains the releasing direction of the nut and can firmly maintain the locked state of the nut even when continuous vibration is applied, So that a stable state can be continuously maintained.
  • the double nut having the release preventing member according to the present invention can be easily applied to a large special bolt and can be applied to an industrial size.
  • the double nut having the release preventing member according to the present invention has an effect of enhancing the competitiveness of the product by improving the workability in manufacturing and lowering the unit cost by applying a simple structure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a bottom structure of an upper nut of a double nut provided with a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a top surface structure of a lower nut of a double nut having a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a double nut having a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a structure in which a double nut having a release preventing member according to the present invention is assembled
  • FIG. 5 is a side view showing a structure in which a double nut having a release preventing member according to the present invention is fastened to a plate-
  • FIG. 6 is a perspective view showing a structure in which a double nut having a release preventing member according to the present invention is fastened to a lower surface of a support post,
  • FIG. 7 is an operation diagram showing an operation of releasing a double nut having a release preventing member according to the present invention by using an impact driver.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a bottom structure of a top nut of a double nut having a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 2 is a top view of a bottom nut of a double nut having a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a double nut having a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 4 is a view illustrating a structure in which a double nut having a release preventing member according to the present invention is assembled
  • FIG. 5 is a side view showing a structure in which a double nut having a release preventing member according to the present invention is fastened to a plate-like structure
  • FIG. 1 is a perspective view showing a bottom structure of a top nut of a double nut having a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 2 is a top view of a bottom nut of a double nut having a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 6 is a side view showing a double nut having a release preventing member according to the present invention
  • FIG. 7 is an operation diagram illustrating an operation of releasing a double nut having an unlocking member according to the present invention by using an impact driver.
  • the double nut having the release preventing member according to the present invention has a structure in which the bolt 20 inserted into the fastening hole formed in the fastening object 10 to be fastened, And the upper nut 120 is fastened to the upper portion of the protruded region.
  • the lower nut 110 and the upper nut 120 are disposed between the lower nut 110 and the upper nut 120 so that the lower nut 110 and the upper nut 120 are elastically moved away from each other, 120) is fastened to the protruding region of the bolt and then restrains the state of the bolt.
  • the bolt 20 is composed of a bar shaped body having a thread formed on the outer surface thereof and a head formed to have a diameter larger than the diameter of the body so that the fastening hole formed in the fastening object 10 is caught by the head, Is a member that is installed in a form that protrudes a certain length through the ball to the outside.
  • the lower nut 110 is fastened on the lower side of the body of the bolt 20 protruding outward so as to press the outer surface of the fastening object so that the fastening object can be maintained in a fastened state and its outer surface is formed in a polygonal shape, And is tightly fastened to the body of the bolt 20 by rotating using a tool such as a wrench.
  • An elastic coil spring 210 provided on the outer surface of the body of the bolt 20 is provided with an engaging groove 111 on the upper surface of the lower nut 110 so that one end of the elastic coil spring 210 is engaged with the engaging groove 111. Thereby restricting the free rotation of the motor.
  • One end of the resilient coil spring 210 is inserted into the engagement groove 111 so that the resilient coil spring 210 is provided on the upper surface of the lower nut 110 with a helical guide groove 112 formed to be recessed along the circumferential direction of the resilient coil spring 210. It is effective to rotate in a state of being in contact with the upper surface of the lower nut 110 along the guide groove 112 at the initial contact so as to be caught by the lower nut 110.
  • the latching groove 111 is formed in a boundary region where both ends of the guide groove 112 are in contact with each other.
  • One end of the guide groove 112 is connected to the lower end of the latch groove 111 and the other end of the guide groove 112 is connected to the upper end of the latch groove 111.
  • the guide groove 112 has a shape that is gradually depressed from the upper surface of the lower nut 110 so as to extend to the lower end of the retaining groove 111.
  • the engaging groove 111 of the lower nut 110 may have a planar shape orthogonal to the upper surface of the lower nut 110. However, the shape recessed in the advancing direction of the elastic coil spring 210 is more effective.
  • the upper nut 120 is fastened to the body of the bolt 20 protruding outward at a position spaced apart from the lower nut 110 by a predetermined distance on the upper side of the lower nut 110.
  • the upper nut 120 has a lower surface formed with an engagement groove 121 to allow the other end of the elastic coil spring 210 to be caught by the engagement groove 121 so that the elastic coil spring 210 provided on the outer surface of the body of the bolt 20 So as to restrain the free rotation of the rotor.
  • One end of the elastic coil spring 210 is inserted into the engagement groove 121 so that the helical groove 122 is formed on the lower surface of the upper nut 120 so as to be recessed along the circumferential direction of the elastic coil spring 210. It is effective to rotate in a state of being in contact with the lower surface of the upper nut 120 along the guide groove 122 at the time of initial contact so as to be caught by the upper nut 120.
  • the latching groove 121 is formed in a boundary region where both ends of the guide groove 122 are in contact with each other.
  • One end of the guide groove 122 is connected to the lower end of the latch groove 121 and the other end of the guide groove 122 is connected to the upper end of the latch groove 121.
  • the guide groove 122 has a shape that is gradually depressed from the lower surface of the upper nut 120 and extends to the upper end of the latching groove 121.
  • the engaging groove 121 of the upper nut 120 may have a planar shape orthogonal to the lower surface of the upper nut 120. However, the shape recessed in the advancing direction of the elastic coil spring 210 is more effective.
  • the release preventing member 200 is inserted into the outer surface of the bolt 20 between the lower nut 110 and the upper nut 120 and has one end contacting the upper surface of the lower nut 110,
  • the elastic coil spring 210 is installed in a compressed state in contact with the lower surface of the elastic coil spring 120.
  • One end and the other end of the elastic coil spring 210 are engaged with the engaging groove 111 formed on the upper surface of the lower nut 110 and the engaging groove 121 formed on the lower surface of the upper nut 120, .
  • the elastic coil spring 210 may be provided at one end and at the other end with a tapered portion whose width gradually narrows toward the end and whose outer surface is inclined.
  • one end and the other end of the elastic coil spring 210 are cut in the oblique direction from the upper and lower sides, respectively, and the upper and lower cut surfaces meet each other in a straight line.
  • the latching groove 111 formed on the upper surface of the lower nut 110 and the latching groove 121 formed on the lower surface of the upper nut 120 are formed laterally corresponding to one end and the other end shape of the elastic coil spring 210 It is preferable to have a recessed shape.
  • the screw threading direction formed on the outer surface of the bolt 20 and the rotation direction of the elastic coil spring 210 are opposite to each other, and the engagement groove 111 of the lower nut 110 and the upper nut 120 Are mutually opposed to each other.
  • the lower nut 110 can be spaced apart from the lower nut 110 by a sufficient distance.
  • the elasticity of the elastic coil spring 210 causes the upper nut 120 to be unremoved and to maintain its state. However, since the upper nut 120 can be rotated in the compressing direction of the elastic coil spring 210 in a state where the elastic coil spring 210 is not sufficiently compressed, the distance from the lower nut 110 is slightly closer .
  • the helical direction of the coil forming the resilient coil spring 210 is formed in a direction opposite to the direction of the thread formed on the outer surface of the bolt 20 by rotating the upper nut 120,
  • the upper nut 120 is compressed by the bolt 20 so that the upper nut 120 can be smoothly compressed by allowing the lower end of the upper nut 120 to pass over the end of the elastic coil spring 210 naturally,
  • the end of the resilient coil spring 210 is caught by the engaging groove 121 so as to prevent rotation of the resilient coil spring 210.
  • the pitch of the threads formed on the outer surface of the bolt 20 is preferably smaller than the pitch of the coils forming the elastic coil spring 210.
  • the cap member 300 is fastened to the outer surface of the lower nut 110, the upper nut 120 and the elastic coil spring 210 so as to shield them from the outside.
  • the double nut having the unlocking member according to the present invention having the above-described structure is not the principle of elastic pressing of the elastic coil spring 210, but the spring of the elastic coil spring 210 (in the direction opposite to the screw thread formed on the outer surface of the bolt 20) One end and the other end of the elastic coil spring 210 are engaged with the engagement grooves 111 of the upper surface of the lower nut 110 and the engagement grooves 121 of the lower surface of the upper nut 120, The nut is loosened by applying an elastic repulsive force.
  • the double nut having the unlocking member according to the present invention can be applied to any structure or industrial field (for example, a railway rail) in which impact and vibration are constantly applied to the fastening portion, And the both ends of the elastic coil spring 210 are engaged by fastening a nut to both ends of the elastic coil spring 210 wound in a direction opposite to the direction of the elastic coil spring 210, have.
  • the lower nut 110 and the upper nut 120 are separated from each other by rotating the upper nut 120 in the threaded direction so that the lower nut 110 and the cross-
  • the lower nut 110 and the upper nut 120 must be rotated at the same time after the lower nut 110 and the upper nut 120 are simultaneously received in the groove of the impact driver.
  • the elastic coil springs 210 (210) can be rotated without changing the pressure of the elastic coil spring 210 disposed between the lower nut 110 and the upper nut 120 Can also be released by rotating together with the lower nut 110 and the upper nut 120.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Abstract

풀림방지부재를 구비한 이중너트가 개시된다. 본 발명에 의한 풀림방지부재를 구비한 이중너트는 상호 체결하고자 하는 체결대상물에 형성된 체결공에 돌출되게 삽입된 볼트의 돌출된 영역의 하부에 체결되는 하부너트와, 돌출된 영역의 상부에 체결되는 상부너트로 이루어지는 이중너트부와; 상기 하부너트와 상기 상부너트 사이에 배치되어 상기 하부너트와 상기 상부너트가 상호 멀어지는 방향으로 탄성을 가하는 풀림방지부재를 갖는다. 이때, 하부너트의 상면과 상부너트의 하면에 각각 서로 대칭되도록 원주방향으로 점차 함몰형성되는 안내홈과 상기 안내홈의 양단 경계면을 형성하는 걸림홈을 형성하여 풀림방지부재의 양단을 지지함에 의해, 상부너트가 하부너트에 가까워지는 방향으로만 회전가능하도록 구성된다.

Description

풀림방지부재를 구비한 이중너트
본 발명은 체결된 너트와 볼트의 결합상태가 헐거워지지 않도록 설계된 이중너트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대향하는 두 너트 사이에 풀림방지부재 구비함으로써 지속적인 진동이 가해지더라도 너트가 잠긴 상태를 견고하게 유지할 수 있도록 하는 이중너트에 관한 것이다.
기계장치, 교각, 철탑, 선박, 자동차, 항공기 등과 같은 피고정물에서 두 개 이상의 부재를 서로 결합시켜 주기 위하여 사용되는 볼트와 너트는 기구, 기계 등의 다양한 장치류를 견고하게 결합시키기 위한 수단으로 사용되고 있다.
이와 같이 볼트와 너트는 서로 나사 체결하여 두 부재를 결합시키는데, 볼트와 너트가 체결된 상태에서 체결 부위에 외부로부터 지속적인 진동이나 충격 등이 가해지게 되면 볼트와 너트가 체결의 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 상기 예시한 것 이외의 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.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로, 지속적으로 강한 진동이나 충격이 가해지더라도 체결이 이루어진 상태에서는 너트와 볼트가 풀리지 않고 체결상태를 유지하도록 구성되는 이중너트의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 복잡한 기구적 구성이나 별도의 부재를 두지 않고도 단순한 구조를 적용하는 것에 의해 볼트와 너트의 풀림을 용이하게 차단하는 이중너트의 제공에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기성의 볼트를 추가 가공하여 제조 가능하도록 설계되어 제조시의 가공성을 용이하게 하고, 대형 특수 볼트에도 적용하여 다양한 산업분야에 사용할 수 있는 이중너트의 제공에 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상호 체결하고자 하는 체결대상물에 형성된 체결공에 돌출되게 삽입된 볼트의 돌출된 영역의 하부에 체결되는 하부너트와, 돌출된 영역의 상부에 체결되는 상부너트로 이루어지는 이중너트부와; 상기 하부너트와 상기 상부너트 사이에 배치되어 상기 하부너트와 상기 상부너트가 상호 멀어지는 방향으로 탄성을 가함으로써 상기 하부너트와 상기 상부너트의 위치를 고정시킨 후 상부너트를 볼트의 한 피치를 넘지 않게 나사산 역방향으로 회전시켜 잠금기능이 작동되고 상기 볼트의 돌출된 영역에 체결된 상태를 구속시키는 풀림방지부재를; 포함한다.
이때, 상기 풀림방지부재는 상기 볼트의 외면을 따라 상기 하부너트와 상기 상부너트 사이에 삽입되며, 일단이 상기 하부너트의 상면과 체결되어 하부너트를 구속시키고 타단이 상기 상부너트의 하면과 체결되어 상부너트를 구속시켜 압축된 상태로 설치되는 탄성코일스프링으로 구성되는 것이 효과적이다.
상기 탄성코일스프링의 일단 및 타단의 단부는 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지는 첨단부가 형성되어 있고 각각 체결되는 상기 하부너트의 상면 및 상기 상부너트의 하면에는 걸림홈이 함몰 형성된다. 상기 탄성코일스프링의 일단 및 타단은 각각 상기 걸림홈에 걸리도록 설치된다.
상기 탄성코일스프링의 일단 및 타단과 각각 체결되는 상기 하부너트의 상면 및 상기 상부너트의 하면에는 상기 탄성코일스프링의 원주 방향을 따라 함몰 형성되는 나선 형상의 안내홈이 구비되고, 상기 걸림홈은 나선 형상의 상기 안내홈의 양단이 상호 접촉되는 경계 영역에 형성되는 것이 효과적이다.
상기 안내홈의 일단은 상기 걸림홈의 하단에, 상기 안내홈의 타단은 상기 걸림홈의 상단에 각각 연결된다.
바람직하게는, 상기 볼트의 외면에 형성된 나사산 진행방향과 상기 탄성코일스프링의 회전방향은 서로 반대이며, 상기 걸림홈은 상기 하부너트의 상면 및 상기 상부너트의 하면에 직교하는 평면 형상일 수도 있으나, 탄성코일스프링의 진행방향으로 함몰된 형상이 더욱 효과적으로 구속할 수 있다.
상기 볼트의 외면에 형성된 나사산의 피치는 상기 탄성코일스프링을 형성하는 코일의 피치보다 작게 형성된 것이 효과적이다.
이러한 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트는, 너트의 풀림방향을 물리적으로 구속하여 지속적인 진동이 가해지더라도 너트가 잠긴 상태를 견고하게 유지할 수 있도록 함으로써 볼트와 너트를 이용하여 체결한 구조물의 안정적인 상태를 지속적으로 도모할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트는, 가공이 용이하여 대형 특수볼트에도 적용이 가능하도록 하고 산업용 대형으로도 적용이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트는, 간단한 구조를 적용하여 제조시 가공성을 높이고 단가를 낮출 수 있도록 함으로써 제품의 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트의 상부너트의 하면 구조를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트의 하부너트의 상면 구조를 도시한 사시도이며,
도 3는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트를 분해하여 도시한 분해사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트가 조립된 구조를 도시한 종단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트가 판형구조물에 체결된 구조를 도시한 측면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트가 지지기둥의 하면에 체결된 구조를 도시한 사시도이며,
도 7은 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트를 임팩트용 드라이버를 이용하여 해제하는 동작을 도시한 작동도이다.
* 도면 부호의 설명 *
10 : 체결대상물 20 : 볼트
100 : 이중너트부 110 : 하부너트
111 : 걸림홈 112 : 안내홈
120 : 상부너트 121 : 걸림홈
122 : 안내홈 200 : 풀림방지부재
210 : 탄성코일스프링 300 : 캡부재
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 1은 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트의 상부너트의 하면 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트의 하부너트의 상면 구조를 도시한 사시도이며, 도 3는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트를 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트가 조립된 구조를 도시한 종단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트가 판형구조물에 체결된 구조를 도시한 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트가 지지기둥의 하면에 체결된 구조를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트를 임팩트용 드라이버를 이용하여 해제하는 동작을 도시한 작동도이다.
이와 같이 제시한 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트는, 상호 체결하고자 하는 체결대상물(10)에 형성된 체결공에 돌출되게 삽입된 볼트(20)의 돌출된 영역의 하부에 체결되는 하부너트(110)와, 돌출된 영역의 상부에 체결되는 상부너트(120)로 이루어지는 이중너트부(100)와; 상기 하부너트(110)와 상기 상부너트(120) 사이에 배치되어 상기 하부너트(110)와 상기 상부너트(120)가 상호 멀어지는 방향으로 탄성을 가함으로써 상기 하부너트(110)와 상기 상부너트(120)가 상기 볼트의 돌출된 영역에 체결된 후 그 상태를 구속시키는 풀림방지부재(200)를 포함하여 구성되어 있다.
볼트(20)는 외면에 나사산이 형성된 바 형상의 몸체와, 상기 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성된 헤드로 구성되어 체결대상물(10)에 형성된 체결공이 상기 헤드가 걸리게 되고, 상기 몸체는 상기 체결공을 통과하여 외부로 일정 길이 돌출된 형태로 설치되는 부재이다.
하부너트(110)는 외부로 돌출된 볼트(20) 몸체의 하측에 체결되어 체결대상물의 외면을 가압함으로써 체결대상물이 체결된 상태를 유지할 수 있도록 하며, 그 외면은 다각 형상으로 형성되어 몽키 스패너나 렌치와 같은 도구를 이용하여 회전시킴으로써 볼트(20)의 몸체에 견고하게 체결되도록 한다.
하부너트(110)의 상면에는 걸림홈(111)이 구비되어 탄성코일스프링(210)의 일단이 걸림홈(111)에 걸리도록 함으로써 볼트(20) 몸체의 외면에 구비된 탄성코일스프링(210)의 자유회전을 구속할 수 있도록 한다.
그리고, 하부너트(110)의 상면에는 탄성코일스프링(210)의 원주 방향을 따라 함몰 형성되는 나선 형상의 안내홈(112)이 구비되도록 함으로써 탄성코일스프링(210)의 일단이 걸림홈(111)에 걸리도록 초기 접촉시에 안내홈(112)을 따라 하부너트(110)의 상면과 접촉된 상태로 회전할 수 있도록 하는 것이 효과적이다.
이때, 상기 걸림홈(111)은 상기 안내홈(112)의 양단이 상호 접촉되는 경계 영역에 형성된다. 상기 안내홈(112)의 일단은 상기 걸림홈(111)의 하단에, 상기 안내홈(112)의 타단은 상기 걸림홈(111)의 상단에 각각 연결된다.
즉, 안내홈(112)은 하부너트(110)의 상면에서부터 점차 나선상으로 함몰되어 상기 걸림홈(111)의 하단에까지 이어지는 형상을 갖는다.
하부너트(110)의 걸림홈(111)은, 상기 하부너트(110)의 상면에 직교하는 평면 형상일 수도 있으나, 상기 탄성코일스프링(210)의 진행방향으로 함몰된 형상이 더욱 효과적이다.
상부너트(120)는 하부너트(110)의 상측에 하부너트(110)와 일정 간격 이격되는 위치의 외부로 돌출된 볼트(20) 몸체에 체결되는 부재로서, 하부너트(110)와 마찬가지로 그 외면은 다각 형상으로 형성되어 몽키 스패너나 렌치와 같은 도구를 이용하여 회전시킬 수 있도록 한다.
이러한 상부너트(120)의 하면에는 걸림홈(121)이 형성되어 탄성코일스프링(210)의 타단이 걸림홈(121)에 걸리도록 함으로써 볼트(20) 몸체의 외면에 구비된 탄성코일스프링(210)의 자유회전을 구속할 수 있도록 한다.
그리고, 상부너트(120)의 하면에는 탄성코일스프링(210)의 원주 방향을 따라 함몰 형성되는 나선 형상의 안내홈(122)이 구비되도록 함으로써 탄성코일스프링(210)의 일단이 걸림홈(121)에 걸리도록 초기 접촉시에 안내홈(122)을 따라 상부너트(120)의 하면과 접촉된 상태로 회전할 수 있도록 하는 것이 효과적이다.
이때, 상기 걸림홈(121)은 상기 안내홈(122)의 양단이 상호 접촉되는 경계 영역에 형성된다. 상기 안내홈(122)의 일단은 상기 걸림홈(121)의 하단에, 상기 안내홈(122)의 타단은 상기 걸림홈(121)의 상단에 각각 연결된다.
즉, 안내홈(122)은 상부너트(120)의 하면에서부터 점차 나선상으로 함몰되어 상기 걸림홈(121)의 상단에까지 이어지는 형상을 갖는다.
상부너트(120)의 걸림홈(121)은, 상기 상부너트(120)의 하면에 직교하는 평면 형상일 수도 있으나, 상기 탄성코일스프링(210)의 진행방향으로 함몰된 형상이 더욱 효과적이다.
한편, 상기 풀림방지부재(200)는 하부너트(110)와 상부너트(120) 사이의 볼트(20)의 외면에 삽입되며, 일단이 하부너트(110)의 상면과 접촉되고 타단이 상부너트(120)의 하면과 접촉되어 압축된 상태로 설치되는 탄성코일스프링(210)으로 구성될 수 있다.
이러한 탄성코일스프링(210)의 일단과 타단은 각각 하부너트(110)의 상면에 형성된 걸림홈(111)과 상부너트(120)의 하면에 형성된 걸림홈(121)에 걸리도록 함으로써 자유 회전이 구속되도록 한다.
바람직하게는 상기 탄성코일스프링(210)의 일단과 타단에는 끝단으로 갈수록 점차 폭이 좁아져 외면이 경사지게 형성된 첨단부가 구비될 수 있다. 예컨대, 탄성코일스프링(210)의 일단과 타단은 상하에서 각각 사선방향으로 절개되며, 상하 절개면이 직선상으로 서로 만나는 형상을 할 수 있다.
이 경우, 하부너트(110)의 상면에 형성된 걸림홈(111)과 상부너트(120)의 하면에 형성된 걸림홈(121)은 상기 탄성코일스프링(210)의 일단과 타단 형상에 대응하여 측방으로 함몰된 형상을 가지는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 볼트(20)의 외면에 형성된 나사산 진행방향과 상기 탄성코일스프링(210)의 회전방향은 서로 반대이며, 상기 하부너트(110)의 걸림홈(111)과 상기 상부너트(120)의 걸림홈(121)은 서로 대향한다.
따라서, 상부너트(120)를 회전시켜 탄성코일스프링(210)을 압축시에는 탄성코일스프링(210)의 타단은 상부너트(120)의 걸림홈(121)에 걸리지 않고 상부너트(120)의 하면에 형성된 안내홈(122)을 따라 슬라이딩된다. 탄성코일스프링(210)의 타단은 안내홈(122)에 의해 자유롭게 유동하지 않고 일정한 위치를 유지한다.
이에 따라, 상부너트(120)를 회전시키는 것에 의해 하부너트(110)와 충분히 가까운 거리로 이격될 수 있게끔 할 수 있다.
그러나, 상부너트(120)를 반대로 회전시키면, 탄성코일스프링(210)은 그 일단이 하부너트(110)의 걸림홈(111)에 걸린 상태로, 타단이 곧 상부너트(120)의 걸림홈(121)에 걸리게 되어 도 4에 도시된 바와 같은 상태가 된다.
이 상태에서 탄성코일스프링(210)의 탄성에 의해 상부너트(120)는 더 이상 풀리지 못하고 그 상태를 유지하게 된다. 그러나, 탄성코일스프링(210)이 충분히 압축되지 않은 상태에서는 상부너트(120)를 탄성코일스프링(210)을 압축하는 방향으로 회전시키는 것이 가능하기 때문에 하부너트(110)와의 이격거리를 조금 더 가깝게 하는 것이 바람직하다.
탄성코일스프링(210)을 형성하는 코일의 나선방향은 볼트(20)의 외면에 형성된 나사산의 방향과 상호 반대 방향으로 형성되도록 하는 것이 효과적인데, 이는 상부너트(120)를 회전시켜 탄성코일스프링(210)을 압축시에는 걸림홈(121)이 자연스럽게 탄성코일스프링(210)의 단부를 타고 넘어 갈 수 있도록 하여 원활한 압축이 가능하도록 하고, 상부너트(120)만을 볼트(20)에서 풀기 위하여 상부너트(120)를 회전시킬 경우에는 탄성코일스프링(210)의 단부가 걸림홈(121)에 걸리도록 하여 회전을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 볼트(20)의 외면에 형성된 나사산의 피치는 탄성코일스프링(210)을 형성하는 코일의 피치보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
이는, 하부너트(110)와 상부너트(120) 사이의 볼트(20) 외면에 탄성코일스프링(210)이 압축되어 체결된 상태에서 상부너트(120)가 풀리는 방향으로 외력이 작용하여 일정 각도 상부너트(120)가 회전하려고 할 경우에 볼트(20)의 외면에 형성된 나사산의 피치가 탄성코일스프일(210)의 코일이 형성하는 피치보다 작기 때문에 일정 각도의 회전만으로는 탄성코일스프링(210)의 타단이 걸림홈(121)에 걸린 상태가 해제되지 않기 때문에 너트의 풀림을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 체결대상물을 체결구조물에 볼트(20)와 하부너트(110), 상부너트(120) 및 탄성코일스프링(210)을 이용하여 체결한 후에 볼트(20)의 돌출된 영역과, 하부너트(110), 상부너트(120) 및 탄성코일스프링(210)의 외면에는 이들을 외부와 차폐시킬 수 있도록 캡부재(300)가 체결되도록 한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트는 탄성코일스프링(210)의 탄성가압의 원리가 아닌 볼트(20)의 외면에 형성된 나사산의 역방향으로 탄성코일스프링(210)이 설치되고, 탄성코일스프링(210)의 일단과 타단이 각각 하부너트(110) 상면의 걸림홈(111)과 상부너트(120) 하면의 걸림홈(121)에 걸리도록 하여 상부너트(120)가 풀리는 방향으로 하려고 할 경우에 탄성 반발력을 가함으로써 너트의 풀림을 방지하게 된다.
이러한 본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트는 체결부위에 지속적으로 충격과 진동이 가해지는 모든 구조물이나 산업현장(예컨대, 철도레일)에 적용될 수 있으며, 볼트(20)의 외면에 형성된 나사산과 반대 방향으로 코일이 권취된 탄성코일스프링(210)의 양단에 너트를 체결하여 탄성코일스프링(210)의 양단이 걸림되도록 함으로써 진동을 동반하는 교각 또는 교량에 설치된 서비스 구조물의 체결에 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 풀림방지부재를 구비한 이중너트를 풀기 위해서는 하부너트(110)와 상부너트(120)가 이격된 상태에서 상부너트(120)를 나사산 방향으로 회전시켜 하부너트(110)와 횡단면이 일치하도록 한 후에 하부너트(110)와 상부너트(120)가 동시에 임팩트용 드라이버의 홈에 수용되도록 한 후에 하부너트(110)와 상부너트(120)를 동시에 회전시켜야 한다.
이 경우에는 하부너트(110)와 상부너트(120)가 동시에 회전하기 때문에 하부너트(110)와 상부너트(120) 사이에 배치된 탄성코일스프링(210)의 압력변화가 없이 탄성코일스프링(210)도 하부너트(110) 및 상부너트(120)와 함께 회전시킴으로써 해제가 가능하다.
반대로, 도 7에 예시된 바와 같은 임팩트용 드라이버를 이용하여 하부너트(110)와 상부너트(120)를 동시에 풀어내지 않는다면, 외부에서 지속적으로 충격이나 진동이 가해진다고 하여도 하부너트(110)의 걸림홈(111)과 상부너트(120)의 걸림홈(121)에 일단과 타단이 각각 걸린 탄성코일스프링(210)에 의해 하부너트(110)와 상부너트(120)는 볼트(20)를 기준으로 한 회전각도가 바뀌기 어렵다.
설령 일시적으로 상부너트(120)를 풀리는 방향으로 회전시키더라도 탄성코일스프링(210)의 탄성력에 의해 이내 원래 위치로 되돌아오게 된다.
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.

Claims (5)

  1. 상호 체결하고자 하는 체결대상물(10)에 형성된 체결공에 돌출되게 삽입된 볼트(20)의 돌출된 영역의 하부에 체결되는 하부너트(110)와, 돌출된 영역의 상부에 체결되는 상부너트(120)로 이루어지는 이중너트부(100)와;
    상기 하부너트(110)와 상기 상부너트(120) 사이에 배치되어 상기 하부너트(110)와 상기 상부너트(120)가 상호 멀어지는 방향으로 탄성을 가하는 풀림방지부재(200)를;구비하되,
    상기 하부너트(110)의 상면에는 걸림홈(111)이 형성되고, 상기 상부너트(120)의 하면에는 걸림홈(121)이 형성되며,
    상기 풀림방지부재(200)의 일단은 상기 하부너트(110)의 걸림홈(111)에 걸리고, 상기 풀림방지부재(200)의 타단은 상기 상부너트(120)를 일측방향으로 회전시 상기 걸림홈(121)에 걸리되, 상기 상부너트(120)를 반대방향으로 회전시 상기 걸림홈(121)에 걸리지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 풀림방지부재를 구비한 이중너트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부너트(110)의 상면에는, 원주 방향을 따라 점차적으로 함몰 형성되는 나선 형상의 안내홈(112)이 구비되며, 상기 안내홈(112)의 양단이 상호 접촉되는 경계 영역에 걸림홈(111)이 형성되고, 상기 걸림홈(111)의 상하단이 상기 안내홈(112)의 양단에 각각 연결되며,
    상기 상부너트(120)의 하면에는, 원주 방향을 따라 점차적으로 함몰 형성되는 나선 형상의 안내홈(122)이 구비되며, 상기 안내홈(122)의 양단이 상호 접촉되는 경계 영역에 걸림홈(121)이 형성되고, 상기 걸림홈(121)의 상하단이 상기 안내홈(122)의 양단에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 풀림방지부재를 구비한 이중너트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 풀림방지부재(200)는 탄성코일스프링(210)이며, 일단 및 타단의 단부에 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지는 첨단부가 형성된 것을 특징으로 하는 풀림방지부재를 구비한 이중너트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 볼트(20)의 외면에 형성된 나사산의 방향과 상기 탄성코일스프링(210)을 형성하는 코일의 나선방향은 상호 반대 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 풀림방지부재를 구비한 이중너트.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하부너트(110)의 걸림홈(111)과 상기 상부너트(120)의 걸림홈(121)은 상호 대칭되는 형상을 가지며, 각각 상기 탄성코일스프링(210)의 진행방향으로 함몰된 형상을 갖는 특징으로 하는 풀림방지부재를 구비한 이중너트.
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