KR102491381B1 - 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트에 관한 것으로, 볼트(10)가 체결되는 너트부재(110)와, 스프링부재(130)에 의해 상기 볼트(10)의 풀림을 방지하는 풀림방지 너트에 있어서, 상기 너트부재(110)는 상기 스프링부재(130)의 상부에 형성된 스프링고정단(136)을 끼워 고정시킬 수 있게 형성되는 스프링고정구멍(118)과, 와셔부재(150)의 이탈을 방지하도록 상기 너트본체(111)의 상단에 형성되는 벤딩연장부(121);를 구비하고, 상기 스프링부재(130)는 상기 볼트(10)의 직경보다 작은 직경으로 이루어져 상기 볼트(10)의 풀림을 방지할 수 있게 상기 볼트(10)의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 볼트탄성조임부(133);를 구비하며, 상기 스프링공간부(114)에 설치된 상기 스프링부재(130)의 이탈을 방지할 수 있게 상기 스프링부재(130)의 상면과 상기 벤딩연장부(121) 사이에 설치되는 와셔부재(150);를 마련하여 스프링부재의 탄성변형부와 볼트탄성조임부 및 스프링탄성자유단을 변형시킬 수 있는 외력이 가해지기 전까지 너트부재가 볼트에 안정적으로 체결된 상태를 유지할 수 있으며, 필요에 따라 스프링부재의 탄성보다 큰 외력을 가하여 너트부재를 풀어 해제시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트{Anti-loosening nut using spring elasticity}

본 발명은 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스프링의 일단에 형성된 스프링탄성자유단에 의해 볼트의 체결을 보다 간편하게 체결 및 볼트가 체결된 상태를 안정적으로 유지할 수 있으면서 스프링의 탄성보다 큰 외력에 너트가 풀릴 수 있도록 하는 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트에 관한 것이다.

일반적으로 볼트-너트는 체결 요소의 한 종류로써 체결 작업이 쉽고 모재에 변형을 일으키지 않는 장점이 있어 정적인 구조물 뿐만 아니라 동적인 기계 장치에도 널리 사용되고 있다.

볼트-너트 결합은 나사산으로 서로 맞물린 상태에서 볼트에 인장력(tension)이 가해질 정도로 서로 조여짐으로써, 체결력(clamping force)이 발생된다.

볼트-너트 결합은 시간의 경과에 따라 여러 가지 원인에 의해 느슨해질 수 있는데, 주기적 또는 비주기적으로 가해지는 동적 하중이 그 하나일 수 있다.

특히 자동차, 열차 등의 운송 장치 또는 기계적인 생산 설비 등에서는 이러한 동적 하중이 필연적으로 수반되므로 볼트-너트 결합의 풀림을 방지하는 것이 매우 중요하다.

종래에 볼트-너트 결합의 풀림 방지를 위해 너트에 여러 형태의 기능을 부가한 기술들이 많이 활용되어 왔다.

그 중 하나는 미국의 윈저(Windsor)사에서 개발한 나일록(Nylock)으로 너트의 내부에 특수 나일론을 삽입하여 풀림 방지 기능을 구현한 것이다.

또 다른 하나는 일본에서 개발된 하드록(Hard Lock)으로 정상 너트와 편심된 너트를 함께 체결함으로써 두 너트 간의 쐐기 효과에 의해 풀림 방지 기능을 구현한 것이다.

그 외에도 프랑스에서 개발된 바이브록(Viblock), 스웨덴에서 개발된 노드락(Nord Lock) 등의 기술도 사용되고 있다.

최근 들어 볼트, 너트 풀림의 원인이 점차 밝혀지고 있지만 스프링 와셔와 더블 너트 등 갖가지 풀림 방지 부품의 효과에 대해서는 충분히 밝혀지지 않고 있다. 때문에 풀림 방지 너트에 대한 요구가 증대되고 있다.

현재 각종 구조물 등의 풀림방지 너트는 높은 로열티를 지급하고 해외 제품을 사용하고 있으며, 자국의 제품을 보호하는 측면에서 사용 권장을 하는 추세임으로 이에 대한 국산화 연구개발이 매우 중요하고 시급한 실정으로 대두되고 있다.

해외에서 제공되는 풀림 방지 너트는 매우 높은 가격대와 자국의 제품을 사용함으로 복잡하고 까다로운 요구와 추가비용 등으로 인하여 실제 많은 건설 및 기계분야에서 필요한 곳은 많지만 신속한 대응 및 대체효과에 대하여 국산기술의 대안이 없는 상태이다.

국내의 여러 제조사들은 일반적으로 나일론 삽입 너트, U 너트, Castle 너트 등 너트의 재래식 설계를 기반으로 제조를 하는 업체들이 대부분이다.

국내의 기술은 선진국과는 달리 기술적 진보가 정체된 상태에 있고, 신제품 고안이 전무한 상태로 무역역조에 무방비 상태에 있었다.

다만 최근에 새로이 선보인 파워렉스 제품이 있기는 하지만 이 기술 또한 너트를 한번 조였다가 풀면 스프링이 망가져 1회 사용에 그치는 단점을 가지고 있다. 또한, 현존하는 일체형 구조물로 되어 있기 때문에 제조 단가가 너무 비쌀 뿐만 아니라 구조가 복잡하여 구조 대비 효율 향상을 기대할 수 없었다.

한편 내부에 설치되는 코일 스프링의 하단의 절곡부를 코일스프링 두께의 2배 이상이 되는 높이를 갖는 수평방향의 장공에 배치하여, 여러 번 사용이 가능한 파워 클러치 너트에 대한 기술이 개발되었다.

그러나 이 제품도 일체형 구조물로 구성되기 때문에, 파워 클러치 너트의 중간에 수평방향으로 형성된 장공에 코일스프링의 하단 절곡부를 배치하는 과정이 매우 복잡하여 전체적인 제조비용이 높아지기 때문에 제품의 가격이 상승하는 원인이 되고 있다.

따라서 제조비용을 낮출 수 있는 새로운 구조의 풀림방지 너트에 대한 요구가 계속되고 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '풀림 방지 너트'가 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에 따른 풀림 방지 너트는 볼트가 체결되는 육각너트부와 상기 육각너트부의 상부에 일체로 형성되는 원형너트부로 이루어지는 너트 본체

와, 상기 원형너트부의 내측에 삽입 설치되는 스프링을 포함하여 구성되는 풀림 방지 너트에 있어서, 상기 스프링의 상단부는 원형너트부의 상단에 고정되는 고정단으로 구성되고, 상기 스프링의 하단부는 원형너트부의 하부에 형성된 장공을 통해 외측으로 돌출되는 자유단으로 구성되며, 상기 고정단에는 스프링의 상단으로부터 하향 절곡 형성되는 제1절곡부와, 상기 제1절곡부의 단부로부터 원형너트부의 중심으로 절곡되어 원형너트부에 결합되는 제2절곡부가 형성되고, 상기 원형너트부의 상단 내측에는 스프링의 상단부를 지지하는 단턱면이 형성되고, 상기 단턱면에는 제1절곡부와 제2절곡부가 삽입되는 삽입홈이 형성되며, 상기 삽입홈의 내측 단부에는 외부와 연통되는 관통홀이 형성되고, 상기 제2절곡부는 관통홀을 통한 가압에 의해 원형너트부의 측벽에 강제 압입된다.

하기 특허문헌 2에는 '풀림 방지 너트'가 개시되어 있다.

하기 특허문헌 2에 따른 풀림 방지 너트는 암나사를 이루는 나사산부를 갖는 바디 및 상기 바디에 내장되어 체결되는 볼트에 감겨 암나사의 일부를 이루는 스프링을 포함하는 풀림 방지 너트에 있어서, 상기 바디는 상기 스프링을 내장할 공간을 형성하는 스프링룸부를 포함한다.

상기 스프링은 상기 스프링룸부 내에서 인접 구조물과의 간섭에 의해 움직임이 제한됨으로써, 상기 너트가 체결대상 볼트에 대해 잠금 방향으로 상대 회전 시 상기 스프링은 후단부가 고정단 상태가 되어 반경이 확장되는 방향을 힘을 받아 볼트와 상기 스프링 사이의 마찰력이 감소된다.

상기 너트가 볼트에 체결된 상태에서 풀림 방향으로 회전시 임계치 이하의 회전력이 가해지는 상태에서는 상기 스프링의 후단부가 고정단 상태를 유지하여 상기 스프링 반경이 축소되는 방향으로 힘을 받아 볼트와 상기 스프링 사이의 마찰력이 증가하여 풀림 방지 작용이 유지되고, 임계치 이상의 회전력에 의해 상기 스프링 후단부가 자유단 상태로 전환되면 상기 스프링은 볼트와 함께 풀림 방향으로 회전이 가능한 상태로 된다.

상기 스프링 후단부가 자유단으로 전환된 상태에서 풀림 방향으로 회전시 상기 스프링 전단부가 고정단 상태가 되어 상기 스프링의 반경이 확장되는 방향으로 힘을 받아 볼트와 상기 스프링 사이의 마찰력이 감소되도록 작용하고, 상기 스프링은 상기 바디와 동일한 축상에 설치되고, 상기 스프링은 상기 스프링룸부 내에서 원주 방향으로 임의의 위치에 설치 가능하게 된다.

대한민국 특허 공개번호 제10-2017-0092754호 대한민국 특허 공개번호 제10-2021-0127604호 대한민국 특허 등록번호 제10-1986509호

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 너트부재의 내부에 설치되는 스프링부재를 와셔부재에 의해 이탈되지 않게 고정시킨 상태에서 스프링부재의 탄성에 의해 너트가 풀리지 않도록 하는 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스프링부재가 갖고 있는 탄성보다 큰 외력에 의해 너트를 풀어줄 수 있으면서 스프링의 탄성보다 작은 외력에 너트가 풀리지 않도록 하는 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트는 수나사산이 형성된 볼트(10)가 체결되는 너트부재(110)와, 상기 너트부재(110) 내부에 설치되는 스프링부재(130)에 의해 상기 볼트(10)의 풀림을 방지하는 풀림방지 너트에 있어서, 상기 너트부재(110)는 수나사산에 대응되게 형성되는 나사부(112)와, 상기 너트부(112)의 상부에 상기 스프링부재(130)를 끼워 넣어 수용할 수 있게 형성되는 스프링공간부(114)와, 상기 스프링공간부(114)에 상기 스프링부재(130)의 상부에 형성된 스프링고정단(136)을 끼워 고정시킬 수 있게 형성되는 스프링고정구멍(118)과, 와셔부재(150)의 이탈을 방지하도록 상기 너트본체(111)의 상단에 형성되는 벤딩연장부(121);를 구비하고, 상기 스프링부재(130)는 상기 볼트(10)의 체결 시 상기 볼트(10)의 진입이 용이하게 이루어지도록 상기 볼트(10)의 직경보다 큰 직경으로 형성되는 볼트진입부(131)와, 상기 볼트(10)의 직경보다 작은 직경으로 이루어져 상기 볼트(10)의 풀림을 방지할 수 있게 상기 볼트(10)의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 볼트탄성조임부(133);를 구비하며, 상기 스프링공간부(114)에 설치된 상기 스프링부재(130)의 이탈을 방지할 수 있게 상기 스프링부재(130)의 상면과 상기 벤딩연장부(121) 사이에 설치되는 와셔부재(150);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 와셔부재(150)는 상기 스프링공간부(114)의 내면에 끼워질 수 있게 상기 스프링공간부(114)의 직경과 동일한 외경을 갖는 원판의 형상으로 형성되는 와셔본체(151); 상기 스프링부재(130)가 이탈되지 않게 안정된 상태로 설치될 수 있게 상기 스프링부재(130)의 내경에 위치되게 상기 와셔본체(151)의 하부에 일체로 형성되는 가이드돌기부(152); 상기 스프링공간부(114)에 형성된 스프링탄성공간부(115)의 일측에 걸릴 수 있도록 상기 가이드돌기부(152)의 일단에 형성되는 제1 걸림돌기(153); 상기 스프링탄성공간부(115)의 타측에 걸릴 수 있도록 상기 가이드돌기부(152)의 타단에 형성되는 제2 걸림돌기(154);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 너트부재(110)는 나사부(112)가 형성된 너트본체(111); 상기 나사부(112)의 상단에 형성되는 하부단턱(113); 상기 하부단턱(113)의 상면에 상기 나사부(112)의 직경보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 스프링부재(130)가 끼워질 수 있게 형성되는 스프링공간부(114); 상기 스프링공간부(114)에 설치된 상기 스프링부재(130)의 스프링탄성자유단(132)이 제한된 공간 내에서 탄성에 의해 유동할 수 있게 상기 스프링공간부(114)의 직경보다 큰 원호 형상으로 형성되는 스프링탄성공간부(115);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 너트부재(110)는 나사부(112)가 형성된 너트본체(111); 상기 나사부(112)의 상단에 형성되는 하부단턱(113); 상기 하부단턱(113)의 상면에 상기 나사부(112)의 직경보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 스프링부재(130)가 끼워질 수 있게 형성되는 스프링공간부(114); 상기 스프링공간부(114)에 설치된 상기 스프링부재(130)의 스프링탄성자유단(132)이 제한된 공간 내에서 탄성에 의해 유동할 수 있게 상기 스프링공간부(114)의 직경보다 큰 원호 형상으로 형성되는 스프링탄성공간부(115); 상기 스프링탄성공간부(115)의 일측에 상기 와셔부재(150)의 회전을 방지할 수 있게 형성되는 제1 스프링걸림부(116); 상기 스프링탄성공간부(115)의 타측에 상기 와셔부재(150)의 회전을 방지할 수 있게 형성되는 제2 스프링걸림부(117); 상기 스프링공간부(114)에 상기 스프링부재(130)의 스프링고정단(136)을 끼워 넣을 수 있게 형성되는 스프링고정구멍(118); 상기 스프링공간부(114)의 상면에 형성되는 상부단턱(119); 상기 너트본체(111)의 상단을 구부릴 수 있도록 상기 상부단턱(119)의 상부 내면에 형성되는 벤딩홈부(120); 상기 와셔부재(150)의 이탈을 방지하도록 상기 벤딩홈부(120)의 상부에 일체로 연장 형성되는 벤딩연장부(121);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스프링부재(130)는 상기 볼트(10)의 나사산 직경보다 큰 원호로 형성되는 볼트진입부(131); 상기 스프링부재(130)의 탄성에 의해 자유롭게 유동할 수 있게 상기 볼트진입부(131)의 선단에 형성되는 스프링탄성자유단(132); 상기 볼트(10)의 나사산 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성되는 볼트탄성조임부(133); 상기 볼트(10)의 체결 및 해제 시 상기 스프링탄성자유단(132)와 상기 볼트탄성조임부(133)이 탄성에 의해 변형이 자유롭게 이루어질 수 있도록 형성되는 탄성변형부(134); 상기 와셔부재(150)에 형성되어 있는 가이드돌기부(152)의 외측에 설치될 수 있게 형성되는 스프링고정부(135); 상기 스프링고정구멍(118)에 끼워질 수 있게 상기 스프링고정부(135)의 선단에 일체로 형성되는 스프링고정단(136);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트에 의하면, 너트부재에 설치된 스프링부재의 볼트진입부에 의해 너트부재의 체결을 용이하게 할 수 있고, 스프링부재의 탄성변형부와 볼트탄성조임부 및 스프링탄성자유단을 변형시킬 수 있는 외력이 가해지기 전까지 너트부재가 볼트에 안정적으로 체결된 상태를 유지할 수 있으며, 필요에 따라 스프링부재의 탄성보다 큰 외력을 가하여 너트부재를 풀어 해제시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 도시한 분해 입체도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 도시한 일부 분해 단면 입체도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 도시한 평면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트에 스프링부재와 와셔부재가 설치된 상태를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트의 너트부재를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트의 스프링부재를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트에 볼트가 체결된 상태를 도시한 단면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

예컨대, 실시 예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 명세서에서, 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트는 수나사산이 형성된 볼트(10)가 체결되는 너트부재(110)와, 상기 너트부재(110) 내부에 설치되는 스프링부재(130)에 의해 상기 볼트(10)의 풀림을 방지하는 풀림방지 너트에 있어서, 상기 너트부재(110)는 수나사산에 대응되게 형성되는 나사부(112)와, 상기 나사부(112)의 상부에 상기 스프링부재(130)를 끼워 넣어 수용할 수 있게 형성되는 스프링공간부(114)와, 상기 스프링공간부(114)에 상기 스프링부재(130)의 상부에 형성된 스프링고정단(136)을 끼워 고정시킬 수 있게 형성되는 스프링고정구멍(118)과, 와셔부재(150)의 이탈을 방지하도록 상기 너트본체(111)의 상단에 형성되는 벤딩연장부(121)를 구비하고, 상기 스프링부재(130)는 상기 볼트(10)의 체결 시 상기 볼트(10)의 진입이 용이하게 이루어지도록 상기 볼트(10)의 직경보다 큰 직경으로 형성되는 볼트진입부(131)와, 상기 볼트(10)의 직경보다 작은 직경으로 이루어져 상기 볼트(10)의 풀림을 방지할 수 있게 상기 볼트(10)의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 볼트탄성조임부(133)를 구비하며, 상기 스프링공간부(114)에 설치된 상기 스프링부재(130)의 이탈을 방지할 수 있게 상기 스프링부재(130)의 상면과 상기 벤딩연장부(121) 사이에 설치되는 와셔부재(150)를 포함한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 도시한 분해 입체도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 도시한 일부 분해 단면 입체도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트에 스프링부재와 와셔부재가 설치된 상태를 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트의 너트부재를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 풀림방지 너트는 너트부재(100)와, 상기 너트부재(110)의 내측에 설치되는 스프링부재(130)와, 상기 스프링부재(130)의 이탈을 방지할 수 있게 설치되는 와셔부재(150)로 이루어진다.

상기 너트부재(110)의 너트본체(111)에는 볼트(10, 도 7 참조)가 체결될 수 있게 나사산(111)이 형성된다. 상기 나사부(112)는 볼트의 규격에 따라 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 너트본체(111)에는 스프링부재(130)를 내부에 끼워 넣을 수 있게 스프링공간부(114)가 일체로 형성된다.

즉, 도 5에서와 같이, 상기 나사부(112)의 상면에는 하부단턱(113)이 형성되고, 상기 하부단턱(113)의 상면에는 너트본체(111)의 내측에 스프링공간부(114)가 일체로 형성된다.

상기 너트부재(110)는 나사부(112)가 형성된 너트본체(111)와, 상기 나사부(112)의 상단에 형성되는 하부단턱(113)과, 상기 하부단턱(113)의 상면에 상기 나사부(112)의 직경보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 스프링부재(130)가 끼워질 수 있게 형성되는 스프링공간부(114)와, 상기 스프링공간부(114)에 설치된 상기 스프링부재(130)의 스프링탄성자유단(132)이 제한된 공간 내에서 탄성에 의해 유동할 수 있게 상기 스프링공간부(114)의 직경보다 큰 원호 형상으로 형성되는 스프링탄성공간부(115)와, 상기 스프링탄성공간부(115)의 일측에 상기 와셔부재(150)의 회전을 방지할 수 있게 형성되는 제1 스프링걸림부(116)와, 상기 스프링탄성공간부(115)의 타측에 상기 와셔부재(150)의 회전을 방지할 수 있게 형성되는 제2 스프링걸림부(117)와, 상기 스프링공간부(114)에 상기 스프링부재(130)의 스프링고정단(136)을 끼워 넣을 수 있게 형성되는 스프링고정구멍(118)과, 상기 스프링공간부(114)의 상면에 형성되는 상부단턱(119)과, 상기 너트본체(111)의 상단을 구부릴 수 있도록 상기 상부단턱(119)의 상부 내면에 형성되는 벤딩홈부(120)와, 상기 와셔부재(150)의 이탈을 방지하도록 상기 벤딩홈부(120)의 상부에 일체로 연장 형성되는 벤딩연장부(121)를 포함한다.

상기 스프링공간부(114)에는 스프링부재(130)를 설치할 수 있게 형성되며, 상기 스프링공간부(114)의 일측에는 스프링부재(130) 및 와셔부재(150)가 움직이지 않게 설치될 수 있으면서 스프링부재(130)의 하단에 형성된 스프링탄성자유단(132)이 설치될 수 있게 스프링탄성공간부(115)가 형성된다.

도 3은 너트부재(110)와 스프링부재(130) 및 와셔부재(150)를 도시한 평면도이고, 도 4(a)는 너트부재(110)를 도시한 것이며, 도 4(b)는 너트부재(110)에 스프링부재(130)가 설치된 상태의 평면도이고, 도 4(c)는 너트부재(110)에 스프링부재(130) 및 와셔부재(150)가 설치된 상태의 평면도이다.

즉, 상기 너트부재(110)의 스프링공간부(114)는 나사부(112)의 직경보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 스프링탄성공간부(115)는 스프링공간부(114)의 직경보다 큰 직경의 원호 형상으로 형성된다.

상기 스프링탄성공간부(115)는 스프링부재(130)의 하단에 형성된 스프링탄성자유단(132)이 움직일 수 있는 유동공간으로 형성된다. 즉, 상기 스프링탄성자유단(132)은 소정의 원호 형상으로 형성된 스프링부재(130)의 신장 또는 수축 변형 시 자유단(132)이 제한된 공간 내에서 자유롭게 움직일 수 있게 된다.

이러한 유동 공간인 스프링탄성공간부(115)에 설치된 스프링탄성자유단(132)이 유동(또는 움직임) 가능하게 설치됨에 따라 스프링의 탄성에 의해 체결된 볼트(10)가 해제(또는 풀림)되지 않게 될 뿐만 아니라 스프링의 탄성보다 큰 외력이 가해지게 되면 너트부재(110) 또는 볼트(10)를 해제(또는 풀림)할 수 있게 된다.

상기 스프링탄성공간부(115)의 일측에는 스프링탄성자유단(132)의 움직임을 제한할 수 있게 제1 스프링걸림부(116)가 형성되고, 상기 스프링탄성공간부(115)의 타측에는 스프링탄성자유단(132)의 움직임을 제한할 수 있게 제2 스프링걸림부(117)가 형성된다.

상기 스프링탄성공간부(115)에 설치된 스프링탄성자유단(132)은 제1 스프링걸림부(116)와 제2 스프링걸림부(117)에 의해 제한된 공간 내에서 움직일 수 있게 된다.

상기 스프링공간부(114)의 상면에는 스프링부재(130)의 일단을 고정시킬 수 있게 스프링고정구멍(118)이 형성되고, 상기 스프링공간부(114)의 상면에는 상부단턱(119)이 형성된다.

상기 상부단턱(119)의 상부에는 너트본체(111)의 상단에 형성된 벤딩연장부(121)를 구부릴 수 있게 벤딩홈부(120)가 형성되고, 상기 벤딩홈부(120)의 상부에 형성된 벤딩연장부(121)는 와셔부재(150)가 이탈되지 않게 소정의 높이로 연장 형성된다.

도 5(a)는 벤딩연장부(121)가 벤딩되기 전의 너트부재(110)를 도시한 단면도이고, 도 5(b)는 벤딩홈부(120)를 기준으로 벤딩연장부(121)가 벤딩이 이루어진 상태를 도시한 단면도이다.

즉, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 상기 스프링공간부(114)에는 스프링부재(130)를 설치하고, 도 5(b)에서와 같이 상기 스프링부재(130)의 상면에는 와셔부재(150)를 안치시킨 상태에서 상기 벤딩연장부(121)에 외력을 가하여 구부리게 된다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트의 스프링부재를 도시한 도면이다.

도 6(a)는 스프링부재(130)의 평면도이고, 도 6(b)는 스프링부재(130)의 정면도이며, 도 6(c)는 스프링부재(130)의 우측면도이다.

상기 스프링부재(130)는 상기 볼트(10)의 나사산 직경보다 큰 원호로 형성되는 볼트진입부(131)와, 상기 스프링부재(130)의 탄성에 의해 자유롭게 유동할 수 있게 상기 볼트진입부(131)의 선단에 형성되는 스프링탄성자유단(132)과, 상기 볼트(10)의 나사산 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성되는 볼트탄성조임부(133)와, 상기 볼트(10)의 체결 및 해제 시 상기 스프링탄성자유단(132)와 상기 볼트탄성조임부(133)이 탄성에 의해 변형이 자유롭게 이루어질 수 있도록 형성되는 탄성변형부(134)와, 상기 와셔부재(150)에 형성되어 있는 가이드돌기부(152)의 외측에 설치될 수 있게 형성되는 스프링고정부(135)와, 상기 스프링고정구멍(118)에 끼워질 수 있게 상기 스프링고정부(135)의 선단에 일체로 형성되는 스프링고정단(136)을 포함한다.

도 1 내지 도 6에서와 같이, 상기 스프링부재(130)는 너트부재(110)에 체결된 볼트(10)가 풀리지 않게 탄성을 가해 주는 것으로, 탄성에 의해 스프링부재(130)가 변형되면서 볼트(10)의 체결을 용이하게 하며, 탄성에 의해 너트부재(110)에 체결된 볼트(10)가 풀리지 않게 함은 물론 스프링의 탄성보다 큰 외력에 가해지면 너트부재(110) 또는 볼트(10)를 풀어 해제시킬 수 있도록 한다.

상기 스프링부재(130)의 하부에는 너트부재(110)에 체결되는 볼트(10)가 용이하게 체결될 수 있게 볼트진입부(131)가 형성되며, 상기 볼트진입부(131)의 선단에는 스프링탄성공간부(115)에 위치되게 스프링탄성자유단(132)이 일체로 형성된다.

도 6에서와 같이, 상기 볼트진입부(131)는 볼트(10)의 수나사산의 직경보다 큰 직경을 갖는 원호상으로 형성된다. 즉, 상기 볼트진입부(131)의 직경은 볼트(10)의 직경보다 큰 직경(L1)의 원호상으로 형성됨으로써 볼트(10)의 체결 시 볼트(10)의 진입, 즉 체결을 용이하게 할 수 있게 된다.

또한 상기 볼트진입부(131)의 상부에는 볼트(10)의 체결 시 나사산의 골 사이에 위치하는 볼트탄성조입부(133)가 일체로 형성된다.

이러한 상기 볼트탄성조임부(133)는 볼트진입부(131)의 직경(L1)보다 작은 직경(L2)으로 형성되며, 상기 볼트탄성조임부(133)는 볼트(10)의 나사산과 나사산 사이의 골에 최소 2번 이상 감겨 조여질 수 있도록 2피치 이상으로 형성된다.

또 상기 볼트탄성조임부(133)에는 스프링공간부(114) 내에서 변형이 이루어질 수 있도록 탄성변형부(134)가 형성되며, 상기 탄성변형부(134)의 길이는 원의 1/4 길이로 형성된다. 즉, 도 6(a)에서와 같이 상기 탄성변형부(134)는 원을 4분할 하는 사분점의 1분점과 4분점에 해당되는 길이로 형성된다.

아울러 상기 탄성변형부(134)의 선단에는 와셔부재(150)에 의해 고정될 수 있게 대략 반원의 형상으로 스프링고정부(135)가 형성되며, 상기 스프링고정부(135)의 선단에는 스프링고정구멍(118)에 끼워질 수 있게 스프링고정단(136)이 일체로 형성된다.

상기 스프링고정단(136)은 스프링고정구멍(118)에 끼워져 고정되며, 상기 스프링탄성자유단(132)은 스프링탄성공간부(115)의 제1 스프링걸림부(116)와 제2 스프링걸림부(117) 사이에 유동 가능하게 설치된다.

또한 상기 볼트진입부(131)와 상기 스프링고정부(135)는 대략 반원의 형상으로 형성되고, 상기 볼트탄성조임부(133)는 볼트(10)의 나사산을 2회 이상 조여줌으로써 볼트(10) 또는 너트부재(110)의 풀림을 방지할 수 있게 2피치 이상으로 형성될 수 있으며, 상기 스프링고정부(136)는 직경의 1/4 원호 길이로 형성될 수 있다.

한편 이들 볼트진입부(131), 볼트탄성조임부(133), 탄성변형부(134) 및 스프링고정부(135)는 너트부재(110) 또는 볼트(10)의 풀림을 방지하기 위하여 필요에 따라 증감될 수 있음은 물론이다.

상기 와셔부재(150)는 상기 스프링공간부(114)의 내면에 끼워질 수 있게 상기 스프링공간부(114)의 직경과 동일한 외경을 갖는 원판의 형상으로 형성되는 와셔본체(151)와, 상기 스프링부재(130)가 이탈되지 않게 안정된 상태로 설치될 수 있게 상기 스프링부재(130)의 내경에 위치되게 상기 와셔본체(151)의 하부에 일체로 형성되는 가이드돌기부(152)와, 상기 스프링공간부(114)에 형성된 스프링탄성공간부(115)의 일측에 걸릴 수 있도록 상기 가이드돌기부(152)의 일단에 형성되는 제1 걸림돌기(153)와, 상기 스프링탄성공간부(115)의 타측에 걸릴 수 있도록 상기 가이드돌기부(152)의 타단에 형성되는 제2 걸림돌기(154)를 포함한다.

상기 와셔부재(150)는 스프링공간부(114)에 설치된 스프링부재(130)의 상면에 안치되는 것으로, 스프링부재(130)의 스프링고정부(135)에 밀착되어 스프링부재(130)의 이탈을 방지함은 물론 스프링부재(130)의 신장과 수축 시 스프링부재(130)의 탄성에 의한 변형을 제한시키게 된다.

상기 와셔본체(151)는 스프링공간부(114)에 끼워질 수 있는 직경을 갖는 원판의 형상으로 형성되고, 상기 와셔본체(151)의 저면에는 일정 직경을 갖는 원호상의 가이드돌기부(152)가 일체로 형성된다.

상기 가이드돌기부(152)의 일측에는 스프링탄성공간부(115)에 걸릴 수 있게 제1 걸림돌기(153)가 일체로 형성되고, 가이드돌기부(152)의 타측에는 스프링탄성공간부(115)에 걸릴 수 있게 제2 걸림돌기(154)가 일체로 형성된다.

상기 제1 걸림돌기(153)는 제1 스프링걸림부(116)에 의해 회전이 제한될 뿐만 아니라 제2 걸림돌기(154)는 제2 스프링걸림부(117)에 의해 회전이 제한된다.

이와 같이 상기 너트부재(110)의 스프링공간부(114)에 스프링부재(130)와 와셔부재(150)가 설치된 상태에서 벤딤홈부(120)의 상부에 형성된 벤딩연장부(121)를 벤딩하게 된다.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상기 벤딩연장부(121)는 와셔부재(150)의 상면에 절곡되어 상기 와셔부재(150)를 고정시키게 된다.

다음 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트의 작동방법을 설명한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트에 볼트가 체결된 상태를 도시한 단면도이다.

도 7은 상기 너트부재(110)에 스프링부재(130)와 와셔부재(150)가 설치된 상태에서 볼트(10)가 체결되는 상태를 개략적으로 도시한 것으로, 작업자는 너트부재(110)와 볼트(10)를 체결하게 된다.

상기 너트부재(110)를 볼트(10)에 일치시킨 상태에서 너트부재(110)를 회전시키면 너트부재(110)의 나사부(112)가 볼트(10)의 수나사산을 따라 진입하게 된다.

상기 스프링부재(130)의 볼트진입부(131)는 볼트(10)의 수나사산의 직경보다 큰 원호 형상으로 형성되어 있으므로, 상기 볼트(10)에 용이하게 진입이 이루어지게 된다.

상기 볼트진입부(131)가 볼트(10)에 계속 진입하게 됨에 따라 상기 볼트진입부(131)의 선단에 형성된 스프링탄성자유단(132)이 유동되면서 볼트탄성조임부(133)의 직경이 신장된다.

즉, 상기 볼트탄성조임부(133)의 직경은 볼트(10)의 수나사산 직경보다 작은 직경으로 형성되어 있으나, 상기 스프링탄성자유단(132)이 움직이면서 볼트탄성조임부(133)의 직경이 늘어나게 된다.

이에 너트부재(110)가 볼트(10)의 수나사산에 체결되며, 도 7의 도면상 너트부재(110)를 계속 체결시킴에 따라 너트부재(110)는 볼트(10)를 따라 하강되면서 체결이 이루어지게 된다.

상기 너트부재(110)의 체결을 멈추게 되면, 상기 스프링부재(130)의 볼트탄성조임부(133)는 볼트(10)의 골과 골 사이에 조임 상태로 체결된다.

이와 같이 볼트(10)에 너트부재(110)가 체결됨에 따라 상기 볼트탄성조임부(133)는 볼트(10)의 골 사이에 조임 상태를 유지하게 되어 너트부재(110)가 풀리지 않게 된다.

한편 상기 너트부재(110)를 풀고자 하는 경우, 공구를 이용하여 너트부재(110)를 풀리는 방향으로 회전시키면, 초기에는 너트부재(110)가 스프링부재(130)의 볼트탄성조임부(133)에 의해 풀리지 않게 된다.

즉, 너트부재(110)에 가해지는 외력이 스프링부재(130)의 탄성보다 작은 외력이 가해지게 되면 너트부재(110)는 볼트(10)에 체결된 상태를 안정적으로 유지하게 된다.

이는 상기 스프링고정부(135)에 일체로 형성된 탄성변형부(134)의 변형에 의해 볼트탄성조임부(133)의 직경이 볼트(10)의 수나사산 직경과 동일한 직경으로 변형되기 전까지 볼트(10)의 조임 상태를 유지하게 된다.

상기 너트부재(110)에 스프링부재(130)의 탄성보다 큰 외력이 가해지게 됨에 따라 상기 탄성변형부(134)에 외력이 가해지게 된다.

상기 탄성변형부(134)가 외력에 강제 변형이 이루어지게 되는데, 상기 탄성변형부(134)는 너트부재(110)의 풀림 방향과 반대 방향으로 형성되어 있으므로, 상기 탄성변형부(134)를 변형시킬 수 있는 외력에 반발되면서 변형이 이루어지게 된다.

상기 탄성변형부(134)가 외력에 의해 변형이 이루어지면서 상기 볼트탄성조임부(133)와 스프링탄성자유단(132)까지 변형되면서 상기 볼트탄성조임부(133)가 볼트(10)의 수나사산과 동일한 직경으로 변형이 되어야 너트부재(110)가 풀리게 된다.

이와 같이 상기 탄성변형부(134), 볼트탄성조임부(133)와 스프링탄성자유단(132)까지 변형에 의해 볼트탄성조임부(133)가 볼트(10)의 수나사산 직경과 동일 직경으로 변형이 이루어지는 외력이 가해지지 않으면 너트부재(110)는 볼트(10)에 체결된 상태를 안정적으로 유지하게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

110: 너트부재 111: 너트본체
112: 나사부 113: 하부단턱
114: 스프링공간부 115: 스프링탄성공간부
116: 제1 스프링걸림부 117: 제2 스프링걸림부
118: 스프링고정구멍 119: 상부단턱
120: 벤딩홈부 121: 벤딩연장부
130: 스프링부재 131: 볼트진입부
132: 스프링탄성자유단 133: 볼트탄성조임부
134: 탄성변형부 135: 스프링고정부
136: 스프링고정단
150: 와셔부재 151: 와셔본체
152: 가이드돌기부 153: 제1 걸림돌기
154: 제2 걸림돌기

Claims (5)

1. 수나사산이 형성된 볼트(10)가 체결되는 너트부재(110)와, 상기 너트부재(110) 내부에 설치되는 스프링부재(130)에 의해 상기 볼트(10)의 풀림을 방지하는 풀림방지 너트에 있어서,
   상기 너트부재(110)는 수나사산에 대응되게 형성되는 나사부(112)가 형성된 너트본체(111)와, 상기 나사부(112)의 상단에 형성되는 하부단턱(113)와, 상기 나사부(112)의 상부에 상기 스프링부재(130)를 끼워 넣어 수용할 수 있게 형성되는 스프링공간부(114)와, 상기 스프링공간부(114)에 설치된 상기 스프링부재(130)의 스프링탄성자유단(132)이 제한된 공간 내에서 탄성에 의해 유동할 수 있게 상기 스프링공간부(114)의 직경보다 큰 원호 형상으로 형성되는 스프링탄성공간부(115)와, 상기 스프링탄성공간부(115)의 일측에 이하의 와셔부재(150)의 회전을 방지할 수 있게 형성되는 제1 스프링걸림부(116)와, 상기 스프링탄성공간부(115)의 타측에 상기 와셔부재(150)의 회전을 방지할 수 있게 형성되는 제2 스프링걸림부(117)와, 상기 스프링공간부(114)에 상기 스프링부재(130)의 상부에 형성된 스프링고정단(136)을 끼워 고정시킬 수 있게 형성되는 스프링고정구멍(118)과, 상기 스프링공간부(114)의 상면에 형성되는 상부단턱(119)와, 상기 너트본체(111)의 상단을 구부릴 수 있도록 상기 상부단턱(119)의 상부 내면에 형성되는 벤딩홈부(120)와, 상기 와셔부재(150)의 이탈을 방지하도록 너트본체(111)의 상단에 형성되는 벤딩연장부(121)를 포함하고,
   상기 스프링부재(130)는 상기 볼트(10)의 체결 시 상기 볼트(10)의 진입이 용이하게 이루어지도록 상기 볼트(10)의 직경보다 큰 직경으로 형성되는 볼트진입부(131)와, 상기 스프링부재(130)의 탄성에 의해 자유롭게 유동할 수 있게 상기 볼트진입부(131)의 선단에 형성되는 스프링탄성자유단(132)와, 상기 볼트(10)의 직경보다 작은 직경으로 이루어져 상기 볼트(10)의 풀림을 방지할 수 있게 상기 볼트(10)의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 볼트탄성조임부(133)와, 상기 볼트(10)의 체결 및 해제 시 상기 스프링탄성자유단(132)와 상기 볼트탄성조임부(133)의 탄성에 의해 변형이 자유롭게 이루어질 수 있도록 형성되는 탄성변형부(134)와, 상기 와셔부재(150)에 형성되어 있는 가이드돌기부(152)의 외측에 설치될 수 있게 형성되는 스프링고정부(135)와, 상기 스프링고정구멍(118)에 끼워질 수 있게 상기 스프링고정부(135)의 선단에 일체로 형성되는 스프링고정단(136)를 구비하며,
   상기 스프링공간부(114)에 설치된 상기 스프링부재(130)의 이탈을 방지할 수 있게 상기 스프링부재(130)의 상면과 상기 벤딩연장부(121) 사이에 설치되는 와셔부재(150)를 포함하고,
   상기 와셔부재(150)는 상기 스프링공간부(114)의 내면에 끼워질 수 있게 상기 스프링공간부(114)의 직경과 동일한 외경을 갖는 원판의 형상으로 형성되는 와셔본체(151)와; 상기 스프링부재(130)가 이탈되지 않게 안정된 상태로 설치될 수 있게 상기 스프링부재(130)의 내경에 위치되게 상기 와셔본체(151)의 하부에 일체로 형성되는 가이드돌기부(152)와; 상기 스프링공간부(114)에 형성된 스프링탄성공간부(115)의 일측에 걸릴 수 있도록 상기 가이드돌기부(152)의 일단에 형성되는 제1 걸림돌기(153)와; 상기 스프링탄성공간부(115)의 타측에 걸릴 수 있도록 상기 가이드돌기부(152)의 타단에 형성되는 제2 걸림돌기(154)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링의 탄성을 이용한 풀림방지 너트.
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