KR0140829B1 - 저프로필 잠금 너트와 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

나사진 볼트를 수용하기 위한 저프로필 잠금 너트는 제1단부와 이와 반대측의 제2단부를 가지는 관통 연장하는 나사진 축선보어를 가지는 바디부와, 바디부의 제 1, 2단부중 적어도 하나에 적어도 방사 방향으로 예정된 가요성을 제공하기 위한 크라운부재와, 각 제1, 2단부로부터 예정된 거리로 위치 설정된 보어의 적어도 일부분상에, 볼트 나사부를 비틀지 않고 볼트의 나사부와 결합하고 필요한 설치 토오크 뿐만 아니라 필요한 제거 토오크를 제공하도록 크라운 부재와 상호 작용하는 결합 부재를 포함한다.

Description

저프로필 잠금 너트와 그 제조 방법

제1도는 본 발명의 기술에 따른 잠금 너트를 깍아 변형하는(tapping and deforming)한 방법을 도시하는 사시도.

제2a도는 제1도의 2-2선을 따라 취하고 잠금 너트를 변형한 후 나사진 축선 보어의 다른 직경을 도시하는 방향으로 도시한 본 발명의 잠금 너트의 길이 방향 단면도.

제2b도는 8각형 형상으로 나사진 축선 보어를 도시하는 본 발명의 잠금 너트의 다른 실시예의 길이 방향 단면도.

제3도는 축선 보어의 거의 일정한 원형 직경을 도시하는 변형되기 전의 본 발명의 잠금 너트의 평면도.

제4a도는 축선 보어에 의해 얻어진 타원형 형상을 도시하는 변형될 때의 제2도의 너트의 평면도.

제4b도는 제2b도의 실시예의 너트의 평면도.

제5도는 변형되기 전의 제3도의 너트의 밑면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:잠금 너트 12:바디부

14:축선보어 16:크라운부

26:렌치 평면

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 나사 볼트와 함께 사용하기 위한 잠금 너트(lock nut), 특히 볼트로의 잠금 너트의 설치와 제거의 반복된 사이클 후에도, 매우 낮은 설치 토오크지만 여전히 높은 제거 토오크를 제공하는 프로필(profile)을 가진 일체형으로 형성된 잠금 너트에 관한 것이다.

[관련기술의 설명]

볼트가 나사 결합되어질때 탄성적으로 변형하는 잠금너트는 보통 상당히 높은 프로필이고 너트의 약간의 형태의 변형을 일으킨다. 이런 잠금 너트의 예는 강성체와 강성체의 한 단부로부터 돌출하는 다수의 가요성 록킹 비임을 가지는 잠금 너트를 공개하는 미국 특허 제 4,990,043호에 기재되어 있다. 록킹 비임은 슬롯에 의해 분리되므로 볼트와의 결합시 비임은 외향으로 구부려져 탄성력을 볼트에 제공하여 진동으로부터 잠금 너트의 풀림을 감소한다.

상기 특허는 또한 너트의 강성체의 한단부에 일체로 형성된 슬리브를 공개하고 있으며, 여기서 슬리브의 나사진 보어는 보어의 전체 길이를 따라 대략 달걀 모양으로 변형된다. 그러나 이런 잠금 너트는 많은 적용시 사용할 수 없는 매우 높은 프로필을 제공할 뿐만 아니라 보어가 전체 길이를 따라 변형되어 설치 및 제거를 방해하기 때문에 슬슬 움직이지 않는다.

그러므로, 잠금 너트의 반복된 제거 후에도 낮은 설치 토오크이지만 높은 제거 토오크를 제공하는 일체형 낮은 프로필 잠금 너트를 제공하는 것이 바람직하다. 이런 잠금 너트의 일부분은 대부분 가요성이므로 스프링 작용을 제공하고 바람직한 낮은 설치와 높은 제거 토오크를 제공하면서 볼트와 나사 결합할 수 있다.

[발명의 요약]

본 발명은 볼트의 나사부와 결합하기 위해 바디부를 관통하는 나사진 축선 보어를 포함하는 바디부를 가진 일체형으로 형성된 낮은 프로필 잠금 너트를 제공하는 것이다. 바디부의 적어도 한 단부는 크라운부에 바람직한 정도의 가요성을 제공하는 적합하게 예정한 가리비형성(scalloped configuration)을 가지는 크라운부를 포함하도록 형성된다. 잠금 너트의 보어는 보어의 한 단부에서 일정거리에 있는, 볼트 나사 결합부를 포함하는 길이부를 따라서 예정된 위치에 나사의 축선과 방사 방향 이동을 제공하도록 형태를 바꾼다. 결합부는 결합부를 비틀지 않고 볼트 나사부와 결합하고 너트의 외부 팽창력을 주도록 가요성 크라운부와 상호 작용하여 바람직한 낮은 설치 토오크와 높은 제거 토오크를 제공하도록 볼트 나사부에 스프링력을 제공한다.

볼트로부터의 잠금 너트의 설치와 제거의 반복 사이클 후, 설치와 제거 토오크는 대부분 일정하게 유지된다. 이것은 특히 부품을 정해진 기간후 치환하거나 청소 또는 검사를 위해 제거 설치하는 분야에서 중요하다.

[양호한 실시예의 설명]

제1도와 제2a도를 참조하면, 본 발명의 잠금 너트는 총괄적으로 도면부호 10으로 표시된다. 잠금 너트(10)는 적합하게 금속으로 형성되고 매우 낮은 프로필을 가지며 나사진 축선 보어(14)의 한 단부에서 바디부(12)의 한 단부까지 형성된 크라운부(16)를 가지는 바디부(12)를 포함한다. 그러나, 잠금 너트(10)의 특정 형상과 재료는 여기에 기술된 기능을 하는 한 변화할 수 있음을 주목해야 한다.

적합하게, 잠금 너트(10)를 형성하기 위해서, 크라운부(16)는 냉간 단조 작업 등으로 바디부(12)의 한 단부에 형성된다. 그리고나서, 제1도에 도시한 바와같이, 나사진 축선 보어(14)가 탭(18)에 의해 제공된다. 그다음 잠금 너트(10)는 바디부(12)의 외부상에 다소 홈 형상(도시하지 않음)을 남길 수 있는 인-라인 공정(in-line process)에서 롤러(20)에 의해 제공되는 콤프레싱 또는 크립핑(compressing or crimping)과 같은 것에 의해 변형되어 운반된다. 잠금 너트(10)의 압축은 축선 보어(14)의 일부분을 제2a도와 제4a도에 도시한 바와같이 다소 타원형 또는 달걀 형상으로 변형한다.

콤프레싱 또는 크림핑의 적합한 모드는 너트의 축선에 거의 수직으로 바디부(12)와 접촉하는 롤러(20)에 의해 이루어진다. 그러나, 다르게, 롤러는 제2b도와 제4b도에 도시한 형상으로 크라운부의 두개의 이상의 대향부분에 직접 접촉될 수 있다.

축선 보어(14)와 크라운부(16)와 이들 요소의 상호작용의 상세한 설명은 하기에 기술될 것이다. 그러나, 잠금 너트(10)의 제작 방법은 변화될 수 있음을 알고 있기 바란다.

간단히 설명하면, 사용중 크라운부(16)의 형상은 설치 또는 사용동안 나사진 볼트(도시하지 않음)와 일반적으로 직면하지 않은 바디부(12)의 단부에 예정된 정보의 가요성을 제공한다. 나사진 볼트와 크라운부(16)의 반대측의 축선 보어(14)의 단부의 결합시, 볼트 나사부는 먼저 거의 원통형 형상의 보어(14)의 처음의 몇개의 나사부와 결합한다. 볼트에 잠금 너트(10)를 계속 전진하면, 볼트 나사부는 축선 보어(14)의 압축된 타원형부와 결합한다. 크라운부(16)의 가요성에 의해서, 축선보어(14)는 잠금 너트(10)의 계속된 전진시에는 원래의 원형 형상으로 팽창한다. 그러므로, 크라운부(16)는 스프링부재와 비슷한 기능을 하고 초기의 낮은 설치 토오크이지만 높은 유지 토오크 또는 볼트 나사부에 대한 저항력을 볼트 나사부의 변형을 일으키지 않고 제공한다.

제2a도에 도시한 바와같이, 바디부(12)는 제1볼트입구 단부(22)와 제2볼트 출구 단부(24)를 포함한다. 축선 보어(14)는 나사 형성되고 제1,2단부(22,24)사이로 연장한다.

제3도에 도시한 바와같이, 렌치(wrench)와 같은 공구(tool)로 잠금 너트(10)를 잡기 위해서 바디부(12)의 외주면은 적당하게 다수의 렌치 평면(26)을 포함하도록 형성되어 있다. 적합하게, 6개의 렌치 평면(26)은 6개의 대응 점(28)을 제공한다. 각 렌치 평면(26) 사이에 6개의 점중 하나가 제공된다. 처음에, 바디부(12)상에 크라운부(16)를 형성하기 전, 렌치 평면(26)과 6개의 점(28)을 적합하게 제1단부(22)로부터 제2단부(24)까지 바디부(12)의 전체 길이를 따라 연장한다.

제2a도와 제3도에 도시한 바와같이, 크라운부(16)는 바디부(12)의 제2단부(24)상에 위치 설정되지만, 필요시 제1단부(22) 또는 양쪽 단부에 위치 설정될 수 있다. 크라운부(16)는 적합하게 잠금 너트(10)의 주변 둘레에 연속부재로서 제공되고 다수의 오목부 또는 여기에 형성된 원추형 홈 형상(30)을 포함하여, 오목부 또는 홈 형상은 크라운부(16)의 외주변 둘레로 가리비형상을 제공하고 크라운부(16)에 바람직한 가요성을 제공한다.

적합하게, 6개의 오목 홈 형상(30)은 각각이 방사방향에 대응하여 각 렌치 평면(26)에 제공된다. 오목 홈 형상은 제2단부(24)를 향해 경사져 있으므로 원추형상을 형성하고 바디부(12)의 제2단부에 있는 각 오목 홈 형상이 중간점 근처에 위치된 얇은 벽부(32)를 포함한다.

크라운부(16)의 가요성을 변화하기 위해서, 잠금 너트(10)의 재료, 형상 및 칫수는 상술한 기능을 하는 한 변화할 수 있다.

제2a도에 도시한 바와같이, 롤러(20)에 의한 잠금 너트(10)의 압축 또는 크램핑 후, 축선 보어(14)는 A로 표시하는 단축을 가지는 롤러(20)와의 충격점 근처에 가장 큰 타원형 형상을 얻는다. 크라운부(16)의 가요성에 의해서, 보어(14) 또한 B로 표시하는 단축을 가지는 크라운부(16)를 통과할 때 다소 타원형이 된다.

보어(14)가 바디부(12)의 제1단부(22)를 통과할지라도, 바디부(12)의 제1단부(22)의 두께에 의해서 거의 원래의 원형형상으로 거의 유지되고 D로 표시하는 직경을 가진다. 원형 직경 D은 처음에 볼트에 너트를 쉽게 끼울 수 있게 한다.

적합하게, 단축A는 크라운부(16)의 바닥과 바디부(12)의 나머지부 사이의 접촉면에 대강 대응하는 보어(14)의 중간점에 가깝게 위치 설정된다. 그러나, 보어(14)의 단부로부터 떨어져서 위치 설정되기만 하면 변경될 수 있다. 단축A이 바디부(12)의 제2단부에 있는 보어(14)의 단부 근방의 단축 B보다 작다. 추가로, 바디부(12)의 제1단부(22) 근방에 있는 보어(14)의 직경 D는 단축 B보다 크다. 그러므로, 보어(14)는 바디부(12)의 제1단부(22)근방에서 직경 D를 가진 원형이고 중심이 단축 A에 있는 타원형이 되고 단축 A보다 큰 단축 B를 가진 타원형상으로 외향으로 팽창한다.

낮은 설치와 높은 제거 토오크를 제공하는 크라운부(16)에 의해 제공되는 반발력은 볼트로부터 잠금 너트(10)의 설치 제거의 반복된 사이클 후에도 일정하게 유지됨을 주목해야 한다. 아래표는 잠금 너트(10)를 테스트한 결과를 나타낸 것이다.

위의 테스트 결과는 In/Lb 핸드 토오크 레치를 사용해서 얻은 것이다. 각 경우에, 초기 1회 설치토오크는 3개의 볼트 나사부가 완전히 노출된 후에 취한 것이다. 1회 해제 토오크는 반시계 방향으로 완전히 한바퀴 돌린 상태에서 취한 것이다. 5회 해제는 설치 제거의 5회 사이클 후에 얻어진 것이다.

본 발명은 개량과 변경은 상기 기술로부터 가능하다. 그러므로, 본 발명은 상술한 것과 다르게 사용될 수 있다.

Claims (9)

1. 나사진 볼트를 수용하기 위한 저프로필 잠금 너트에 있어서, 제1축선 단부와 이와 반대측인 제2축선 단부를 가진 관통 연장하는 나사진 축선 보어를 가지는 바디부와, 상기 바디부의 제1,2단부중 적어도 하나에 크라운 수단을 관통 연장하는 상기 축선 보어에 대해 방사 방향으로 예정된 가요성을 제공하기 위한 크라운 수단과, 필요한 설치 토오크 뿐만 아니라 필요한 제거 토오크를 제공하도록, 설치시 볼트 나사부를 비틀지 않고 볼트 나사부와 결합하고, 상기 크라운 수단과 상호 작용하기 위한 상기 제1,2단부 각각에 예정된 거리로 위치 설정된 보어의 적어도 일부분상에 제각기 놓여 있는 결합 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트.
2. 제1항에 있어서, 상기 크라운 수단은 어느 정도의 가요성을 제공하도록 연속 주변부와 예정된 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트.
3. 제1항에 있어서, 상기 바디부의 외주변부는 둘레에 방사 방향으로 위치 설정된 다수의 렌치 평면을 포함하고 상기 크라운 수단은 상기 바디부의 제1,2단부중 적어도 하나에 형성되고 상기 렌치 평면의 수에 대응하는 다수의 오목 표면을 포함하며, 상기 각각의 오목 표면은 각 렌치 평면에 대응하도록 방사 방향으로 위치 설정되며 상기 바디부의 단부를 향해 경사져 있으므로 얇은 영역이 각 오목 표면의 중간점과 상기 바디부의 각 단부의 근방에 형성되어 필요한 가요성을 제공하는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트.
4. 제3항에 있어서, 상기 크라운 수단은 연속 주변부를 제공하는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트.
5. 제1항에 있어서, 상기 결합 수단은 상기 보어의 일부분을 타원형상으로 제공하는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트.
6. 제1항에 있어서, 상기 크라운 수단과 상기 결합 수단은 볼트로부터 잠금 너트의 설치 및 제거를 반복한 후 적어도 일정한 설치 및 제거 토오크를 유지하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트.
7. 저프로필 잠금 너트를 제조하는 방법에 있어서, 제1단부와 이와 반대측의 제2단부를 가지는, 관통 연장하는 축선 보어를 가지는 바디부를 제공하는 단계와, 크라운부가 축방향으로 관통 연장하는 상기 보어를 가진 상기 바디부의 제1,2단부중 적어도 하나에, 상기 축선 보어에 대해 적어도 방사 방향으로 예정된 가요성을 가지는 크라운부를 형성하는 단계와, 상기 제1,2단부 사이에 연장하는 나사부를 상기 축선 보어내에 제공하는 단계와, 상기 제1,2단부 각각으로부터 예정된 거리에 상기 보어의 적어도 일부분을 변형하는 단계를 포함하므로, 상기 보어의 변형부가 설치시 볼트 나사부의 비트림없이 볼트의 나사부와 결합하고 필요한 설치 토오크와 필요한 제거 토오크를 제공하도록 상기 크라운부와 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 어느정도 가요성을 제공하도록 연속 주변부와 예정된 형상을 가진 크라운부를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트 제조 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 변형 단계는 보어의 일부분이 타원형상을 포함하도록 상기 바디부의 주변부의 적어도 일부분을 압축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저프로필 잠금 너트 제조 방법.