KR101172868B1

KR101172868B1 - 록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛

Info

Publication number: KR101172868B1
Application number: KR20100048146A
Authority: KR
Inventors: 김진고; 이용국
Original assignee: 이용국
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2012-08-09
Also published as: WO2011149232A2; KR20110128612A; US8702363B2; JP5705977B2; CN102985707B; WO2011149232A3; JP2013530356A; US20130064624A1; CN102985707A

Abstract

본 발명은 볼트와 너트 사이에 체결되며, 상기 볼트와 너트가 풀리는 것을 방지하는 록크 너트에 있어서, 상기 볼트와 체결되는 체결홀을 구비하는 너트 본체와, 상기 너트 본체의 일면에 돌출되게 형성되며 상기 볼트와 너트의 체결시 상기 너트 본체가 탄성 변형될 수 있도록 제1방향의 제1슬롯을 형성하는 한 쌍의 제1돌출부, 및 상기 너트 본체의 타면에 돌출되게 형성되며 상기 제1방향과 다른 제2방향의 제2슬롯을 형성하는 한 쌍의 제2돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛에 관한 것으로서, 풀림 방지 기능이 향상된 볼트-너트의 풀림 방지 구조를 제공한다.

Description

록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛{LOCK NUT AND COUPLING UNIT HAVING THE SAME}

본 발명은　볼트와 너트가 풀리는 것을 방지하기 위한 록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛에 관한 것이다.

기계 장치에 적용되는 체결 기구로서 볼트-너트가 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 볼트-너트는 서로 나사 결합에 의해 체결되어 체결 대상을 체결하는 구조를 이룬다. 다만, 볼트와 너트가 체결된 상태에서 장시간에 걸쳐 체결 구조에 진동이나 충격이 가해지면, 볼트와 너트가 풀어지는 현상이 발생하게 된다.

이러한 볼트-너트의 풀림을 방지하기 위하여 일반적으로 스프링 와셔가 사용되고 있다. 스프링 와셔는 끊어져 비틀어진 형태를 갖는 코일 형상의 와셔로서, 볼트와 너트의 사이에 체결되어 볼트와 너트의 체결시 탄성 변형되는 구조를 갖는다. 볼트와 너트의 체결시 스프링 와셔가 눌림으로써 볼트와 너트에 나사산의 마찰력이 증가하는 방향으로 힘이 걸리게 되며, 이에 따라 볼트와 너트가 풀리는 것이 방지될 수 있다.

상기와 같은 스프링 와셔를 이용한 방식 이외에도, 볼트와 너트 사이의 풀림을 방지하기 위한 다양한 형태의 풀림 방지 구조들이 제안되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 종래와 다른 형태로서 풀림 방지 기능이 향상된 볼트-너트의 풀림 방지 구조를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 제작이 간단하며, 반영구적으로 재사용이 가능한 볼트-너트의 풀림 방지 구조를 제공하기 위한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 볼트와 너트 사이에 체결되며, 상기 볼트와 너트가 풀리는 것을 방지하는 록크 너트에 있어서, 상기 볼트와 체결되는 체결홀을 구비하는 너트 본체와, 상기 너트 본체의 일면에 돌출되게 형성되며 상기 볼트와 너트의 체결시 상기 너트 본체가 탄성 변형될 수 있도록 제1방향의 제1슬롯을 형성하는 한 쌍의 제1돌출부, 및 상기 너트 본체의 타면에 돌출되게 형성되며 상기 제1방향과 다른 제2방향의 제2슬롯을 형성하는 한 쌍의 제2돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛을 개시한다.

상기 제1 및 제2슬롯은 상기 제1 및 제2방향이 서로 90도 각도를 이루도록 형성될 수 있다.

상기 너트 본체와 상기 제1 및 제2돌출부의 높이의 합은 상기 볼트의 피치의 3배 내지 5배를 이루며, 상기 제1 및 제2돌출부의 높이는 상기 볼트의 피치와 동일한 높이를 가질 수 있다.

상기 록크 너트는 체결 대상과 상기 너트의 사이에 위치하도록 상기 볼트에 체결되고, 상기 제1 및 제2돌출부는 상기 체결 대상 및 너트를 각각 지지하도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 너트 본체의 일면과 타면에 다른 방향의 슬롯을 형성시킨 록크 너트의 구조를 통해 볼트와 너트의 풀림 방지 효과를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 록크 너트는 간단한 분해 및 체결이 가능하여 작업성이 우수하며, 간단한 공정만으로 제작이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명의 록크 너트는 영구 변형되지 않는 구조로서 반영구적으로 재사용이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛을 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 록크 너트를 하측 방향에서 바라본 사시도.
도 3은 체결 유닛을 이용하여 체결 대상을 체결하는 과정을 나타내는 정면도.
도 4는 볼트와 너트가 완전히 체결되어 록크 너트가 탄성 변형된 모습을 나타내는 정면도.
도 5는 볼트와 너트가 완전히 체결되어 록크 너트가 탄성 변형된 모습을 나타내는 측면도.

이하, 본 발명과 관련된　록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛을 보인 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 록크 너트를 하측 방향에서 바라본 사시도이다.

도 1을 참조하면, 체결 유닛은 볼트(100), 너트(200), 및 록크 너트(300)를 포함한다.

볼트(100)는 헤드부(110)와 나사산이 형성된 나사산부(120)를 포함한다. 그리고, 너트(200)는 체결 대상(10, 도 3 참조)을 체결할 수 있도록 볼트(100)에 체결된다. 이를 위하여, 너트(200)는 나사산이 형성된 나사홀(220)을 구비하며, 볼트(100)의 나사산부(120)가 너트(200)의 나사홀(220)에 삽입 및 나사 체결됨으로써 볼트(100)와 너트(200)가 서로 체결되게 된다.

록크 너트(300)는 볼트(100)와 너트(200)의 사이에 체결되며, 볼트(100)와 너트(200)가 풀리는 것을 방지하는 기능을 한다. 고정 물체의 유동이 필요한 경우, 록크 너트(300)은 너트(200)와 다른 너트 사이에 체결되는 것도 가능하다.

도 1 및 2를 참조하면, 록크 너트(300)는 너트 본체(310), 제1돌출부(320), 및 제2돌출부(330)를 포함한다.

너트 본체(310)는 볼트(100)와 체결되는 체결홀(301)을 구비한다. 체결홀(301)에는 나사산이 형성되며, 볼트(100)의 나사산부(120)는 너트 본체(310)의 체결홀(301)에 나사 체결된다.

제1돌출부(320)는 너트 본체(310)의 일면(도 1 및 2에 의하면, 상면)에 돌출되게 형성되며, 제1방향(방향 Ⅰ)의 슬롯을 형성하도록 한 쌍으로 형성된다. 여기서, 제1방향(방향 Ⅰ)은 너트 본체(310)의 수평 방향을 따르는 임의의 방향을 의미한다. 도 1에 의하면, 한 쌍의 제1돌출부(320)는 너트 본체(310)의 상면 양단에 각각 돌출되어 그 사이에 제1슬롯(321)이 형성되도록 한다. 즉, 제1돌출부(320)와 너트 본체(310)는 서로 단차진 구조를 이루게 되며. 제1돌출부(320)는 볼트(100)와 너트(200)의 체결시 너트 본체(310)가 탄성 변형될 수 있도록 한다.

제2돌출부(330)는 너트 본체(310)의 타면(도 1 및 2에 의하면, 하면)에 돌출되게 형성되며, 제2방향(방향 Ⅱ)의 제2슬롯(331)을 형성하도록 한 쌍으로 형성된다. 여기서, 제2방향(방향 Ⅱ)은 너트 본체(310)의 수평 방향을 따르며, 제1방향(방향 Ⅰ)과 다른 방향을 의미한다. 도 2에 의하면, 한 쌍의 제2돌출부(330)는 너트 본체(310)의 하면 양단에 각각 돌출되어 그 사이에 제2슬롯(331)이 형성되도록 한다. 제2돌출부(330)는 제1돌출부(320)와 마찬가지로 볼트(100)와 너트(200)의 체결시 너트 본체(310)가 탄성 변형될 수 있도록 하기 위한 것이다.

제1방향(방향 Ⅰ)과 제2방향(방향 Ⅱ)은 너트 본체(310)의 중심을 중심으로 일정 각도를 이룰 수 있다. 본 실시예는 제1방향(방향 Ⅰ)과 제2방향(방향 Ⅱ)이 서로 90도 각도를 이루도록 형성된 것을 예시하고 있다. 이는 너트 본체(310)의 탄성 변형시 너트 본체(310)의 변형 부위의 각도가 90도를 이루도록 하는 것이 힘 전달의 측면에서 가장 유리하기 때문이다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1방향(방향 Ⅰ)과 제2방향(방향 Ⅱ)이 90도와 다른 각도를 이루는 것도 가능하다.

너트 본체(310)와 제1 및 제2돌출부(320,330)의 높이의 합은 볼트(100)의 피치(pitch)의 3배 내지 5배를 이루는 것이 적절하며, 제1 및 제2돌출부(320,330)의 높이는 볼트(100)의 피치와 동일하게 형성하는 것이 양호하다.

이와 같은 록크 너트(300)는 일반적인 너트의 양면에 프레싱(pressing)을 가하거나 에칭(etching)을 가하는 등의 공정 등으로 제1 및 제2슬롯(321,331)을 형성하여 제작 가능하다. 아울러, 제1 및 제2돌출부(320,330)를 일반적인 너트의 양면에 추가로 형성시키는 것도 가능하다 할 것이다.

도 3은 체결 유닛을 이용하여 체결 대상을 체결하는 과정을 나타내는 정면도이고, 도 4는 볼트와 너트가 완전히 체결되어 록크 너트가 탄성 변형된 모습을 나타내는 정면도이다.

도 3 및 4는 체결 유닛을 이용하여 체결 대상(10)인 제1부재(11) 및 제2부재(12)를 체결하는 것을 예시하고 있다. 볼트(100)의 나사산부(120)는 제1 및 제2부재(11,12)에 각각 형성된 관통홀을 관통하며, 록크 너트(300)와 너트(200)는 볼트(100)의 헤드부(110)의 반대편에서 볼트(100)의 나사산부(120)에 차례로 체결된다. 즉, 록크 너트(300)는 체결 대상(10)과 너트(200)의 사이에 위치하도록 볼트(100)에 체결되게 된다. 이 때, 제1돌출부(320)와 제2돌출부(330)는 체결 대상(10) 및 너트(200)를 각각 지지하는 구조를 갖는다.

예를 들어, 볼트(100)의 헤드부(110)가 제1부재(11)를 지지하는 경우, 록크 너트(300)의 제1돌출부(320)는 제2부재(12)를 지지하게 되며, 제2돌출부(330)는 너트(200)를 지지하게 되는 것이다.

볼트(100)와 너트(200)를 조여 완전히 체결시키면, 한 쌍의 제1돌출부(320)에 각각 볼트(100)의 축 방향을 따르는 응력이 가해지며, 그에 따라 도 4와 같이 너트 본체(310)에 탄성 변형이 일어나게 된다. 참고로, 도 4의 도시는 설명의 편의상 너트 본체(310)의 변형량을 과장되게 도시한 것이다.

너트 본체(310)의 탄성 변형에 따라 너트 본체(310)에는 탄성 복원력이 발생하게 되며, 이러한 탄성 복원력은 볼트(100)와 너트(100)로 전달되어 볼트(100)와 나사산과 너트(200)의 나사산 사이의 마찰력을 증대시키게 되는 것이다.

도 5는 볼트와 너트가 완전히 체결되어 록크 너트가 탄성 변형된 모습을 나타내는 측면도이다.

도 4와 관련된 설명과 마찬가지로, 볼트(100)와 너트(200)가 조여질수록 한 쌍의 제2돌출부(330)에 각각 축 방향 응력이 가해지며, 그에 따라 도 5와 같이 너트 본체(310)에 탄성 변형이 일어나게 된다. 여기서, 너트 본체(310)의 변형 방향은 앞서 도 4에서의 변형 방향과 반대가 된다. 본 발명에서는 제1슬롯(321)과 제2슬롯(331)을 서로 다른 방향으로 형성시켜, 록크 너트(310)가 볼트(100)와 너트(200)에 탄성 복원력을 효과적으로 전달할 수 있는 구조를 구현하였다.

본 실시예에 따르면, 록크 너트(300)의 일면과 타면에 서로 90도만큼 다른 방향으로 탄성 변형이 일어나게 된다. 그에 따라 볼트(100)와 너트(200)의 360도 원주면 상에 2개의 탄성 변형된 골과 산(요철)이 형성되는 바, 나사산들 사이에 걸리는 힘을 증대시킬 수 있다 할 것이다. 따라서, 볼트(100)와 너트(200)의 풀림 방지 효과를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 록크 너트(300)는 스패너 등의 공구를 사용하여 간단히 분해할 수 있어 작업성이 우수하며, 일반적인 너트에 간단한 공정만 가해지면 제작할 수 있으므로 제작이 간단하다는 이점이 있다.

한편, 볼트-너트의 체결 구조로서 스프링 와셔를 이용한 경우 장시간 사용시 스프링 와셔에 영구 변형이 발생하여 풀림 방지 성능이 저하되며 재사용이 불가능한 문제가 있으나, 본 발명의 록크 너트(300)는 너트 자체의 탄성 변형을 이용하므로 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 록크 너트 및 이를 구비하는 체결 유닛을 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나,　본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims

볼트와 너트 사이에 체결되며, 상기 볼트와 너트가 풀리는 것을 방지하는 록크 너트에 있어서,
상기 볼트와 체결되는 체결홀을 구비하는 너트 본체;
상기 너트 본체의 일면에 돌출되게 형성되며, 상기 볼트와 너트의 체결시 상기 너트 본체가 탄성 변형될 수 있도록 제1방향의 제1슬롯을 형성하는 한 쌍의 제1돌출부; 및
상기 너트 본체의 타면에 돌출되게 형성되며, 상기 제1방향과 다른 제2방향의 제2슬롯을 형성하는 한 쌍의 제2돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 록크 너트.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2슬롯은 상기 제1 및 제2방향이 서로 90도 각도를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 록크 너트.
제1항에 있어서,
상기 너트 본체와 상기 제1 및 제2돌출부의 높이의 합은 상기 볼트의 피치의 3배 내지 5배를 이루며,
상기 제1 및 제2돌출부의 높이는 상기 볼트의 피치와 동일한 것을 특징으로 하는 록크 너트.
볼트;
체결 대상을 체결할 수 있도록 상기 볼트에 체결되는 너트; 및
상기 볼트와 너트의 사이에 체결되며, 상기 볼트와 너트가 풀리는 것을 방지하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항을 따르는 록크 너트를 포함하는 체결 유닛.
제4항에 있어서,
상기 록크 너트는 상기 체결 대상과 상기 너트의 사이에 위치하도록 상기 볼트에 체결되고,
상기 제1 및 제2돌출부는 상기 체결 대상 및 너트를 각각 지지하는 것을 특징으로 하는 체결 유닛.