KR100246575B1 - 구조물의 연결 방법 및 그에 의한 연결 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 복합 하중을 받는 구조물을 소정 형상의 일체형 블록 부재(33)를 통해 박판 부재(31)에 연결하는 방법에 있어서, 상기 블록 부재(33)의 외주면 형상에 대응하는 절개부를 상기 박판 부재(31)에 형성하는 절개부 형성 단계, 상기 블록 부재(33)의 외주면과 상기 박판 부재(31)에 형성된 절개부의 내주면을 상호 용접하는 제1 용접 단계, 상기 블록 부재(33)의 일측면과 상기 박판 부재(31)의 일측면에 접촉되는 단면을 구비한 하나 이상의 보강용 부재(34, 35, 36)를 용접하는 제2 용접 단계 및, 상기 복합적인 하중을 받는 구조물을 상기 블록 부재(33)에 형성된 나사공에 볼트로 체결하는 나사 체결 단계를 구비한 구조물 연결 방법과 그에 의한 연결 구조물이 제공된다. 본 발명에 따른 구조물 연결 방법 및 그에 의한 구조물은 구조물에 복합 하중이 가해지는 경우에 발생하는 급격한 응력을 분사시킬 수 있으므로 용접의 안전성 및 구조상의 강도가 향상되는 장점이 있다.

Description

구조물의 연결 방법 및 그에 의한 연결 구조물

제1도는 종래 기술에 따른 연결 구조물에 따른 개략적인 사시도.

제2도는 본 발명의 연결 구조물이 적용되는 예인 전투용 차량의 측면도.

제3도는 본 발명에 따른 연결 구조물의 분해 사시도.

제4도는 제3도에 도시된 연결 구조물을 결합 상태를 도시한 투시도.

제5도는 제4도에서 A-A선을 따라 도시한 단면도.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명

11 : 박판 부재 12 : 블록

31 : 박판 부재 33 : 블록

34, 35, 36 : 보강용 부재 37, 38 : 연결 부재

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 구조물의 연결 방법 및 그에 의한 연결 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복합 하중을 받는 구조물을 블록 부재를 통해 박판 부재에 연결하는 방법 및 그에 의한 구조물에 관한 것이다.

통상적으로 박판 부재등에 복합 하중을 받는 구조물을 부착하는 방법은 구조물의 장착 및 탈착을 용이하게 할 수 있도록 볼트 조립 방식을 채용한다. 이때 구조물의 자체 하중 및 구조물이 받는 하중의 크기에 따라 볼트의 직경, 길이, 적용 갯수 및 배치 형태등이 달라진다. 예를 들면 구조물에 가해지는 하중이 증가할 경우, 볼트의 직경이나 적용 갯수등이 증가하고, 체결 깊이도 길어지게 된다. 따라서 박판 부재등에 하중이 큰 구조물을 부착시키려 할 경우, 장착부의 구조적인 안정성을 확보하고 볼트 크기 및 체결 깊이의 공간적인 필요성을 충족시키기 위해 부가적인 블록을 박판 부재에 용접하여 사용한다.

제1도에는 종래 기술에 따라서 박판 부재에 구조물을 부착하는 방법이 개략적으로 도시되어 있다. 이것은 박판 부재(11)의 소정 위치에 후판 블록(12)을 용접하고, 상기 후판 블록(12)마다 암나사를 가공하여 구조물을 볼트 체결 방식으로 부착하는 것이다. 도시되지 아니한 구조물은 외부 환경으로부터 복합 하중을 받는 것으로서, 예를 들면 차량의 현가 장치등이다. 구조물은 볼트를 상기 후판 블록(12)에 형성된 암나사에 체결함으로써 부착될 수 있다.

위와 같은 종래 기술의 구조물 연결 방법에서는 구조물의 자체 하중 및 구조물이 외부로부터 받는 하중이 후판 블록(12)을 통해 박판 부재(11)로 전달된다. 따라서 후판 블록(12)과 박판 부재(11) 사이의 용접부에서는 큰 응력이 집중된다. 구조물은 반복적인 하중의 변화 및, 그에 따른 응력 집중을 받게되므로, 반복되는 응력 집중은 용접부의 피로강도를 저하시키게 된다. 또한 장착되는 구성품이 다수의 볼트에 의해 장착되는 경우에, 좁은 공간에 많은 블록을 용접해야 하므로 용접에 의한 변형 및, 잔류 응력등이 증가하게 되며, 구조물의 장착 볼트 수량에 제약을 받게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연결의 안정성 및 신뢰성이 향상된 구조물의 연결방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구조상의 강성을 향상시키는 동시에 용접부의 응력 집중을 완화시킬 수 있는 구조물의 연결 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연결부의 체결 안정성 및 신뢰성이 향상된 연결 방법에 의해 형성된 구조물을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 복합 하중을 받는 구조물을 소정 형상의 일체형 블록 부재를 통해 박판 부재에 연결하는 방법에 있어서,

상기 블록 부재의 외주면 형상에 대응하는 절개부를 상기 박판 부재에 형성하는 절개부 형성 단계,

상기 블록 부재의 외주면과 상기 박판 부재에 형성된 절개부의 내주면을 상호 용접하는 제1 용접 단계,

상기 블록 부재의 일측면과 상기 박판 부재의 일측면에 접촉되는 단면을 구비한 하나 이상의 보강용 부재를 용접하는 제2 용접 단계 및,

상기 복합적인 하중을 받는 구조물을 상기 블록 부재에 형성된 나사공에 볼트로 체결하는 나사 체결 단계를 구비한 구조물 연결 방법이 제공된다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 제2 용접 단계에서 용접된 하나 이상의 보강용 부재의 일측에 하나 이상의 연결용 부재를 용접하는 제3 용접 단계를 구비한다.

또한, 본 발명에 따르면, 복합 하중을 받는 구조물이 그 일측면에 나사 부착될 수 있으며 소정 형상을 지니는 블록 부재,

상기 블록 부재의 외주면에 용접되는 내주면을 지니는 절개부가 형성된 박판 부재,

상기 구조물이 부착되는 면의 배면에서 상기 박판 부재의 일측면과 상기 블록 부재의 일측면에 용접된 단면을 지니는 하나 이상의 보강재를 구비한 연결 구조물이 제공된다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 블록 부재의 두께는 상기 박판 부재의 두께보다 크며, 상기 블록 부재의 일부 두께는 전체적인 두께보다 크다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 블록 부재에 대한 구조물의 나사 체결시에 발생하는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 블록 부재에 가이드 구멍이 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 하나 이상의 보강용 부재의 단면이 용접되는 상기 블록 부재와 상기 박판 부재의 용접면에 대응할 수 있도록 상기 보강용 부재에 서로 상이한 용접면이 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 하나 이상의 보강용 부재의 일측에서 상기 보강용 부재를 상호 연결할 수 있도록 용접되는 하나 이상의 다른 박판 부재를 더 구비한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명에 따른 구조물 연결 방법이 적용될 수 있는 일 실시예를 개략적으로 도시한 것으로서, 제2도는 전투용 차량(20)에서 바퀴 부분을 제거한 상태를 도시한다. 공지된 바와 같이, 무한 궤도를 이용하는 전투용 차량은 구동 스프로킷(drive sprocket)에 의해 회전하는 무한 궤도(caterpiller)가 로우드 휘일(road wheel)의 외주면을 따라 이동함으로써 차량이 전진하게 된다. 도면 번호 21로 표시된 부분은 로우드 휘일을 유지하는 현수 장치가 부착되는 부분으로서, 로우드 휘일은 지형에 따라 상대적인 높이가 변화할 수 있도록 현수 장치에 의해 부착된다. 현수 장치는 차량의 이동 및 지형에 따라 변화가 심한 복합 하중을 받게 되므로, 이를 차량의 하부 차체에 부착하는 것은 고도의 강성을 필요로 한다.

제3도에는 본 발명에 따른 구조물 연결 방법에 의해 연결된 구조물의 분해 사시도가 도시되어 있다. 이것은 제2도에 도시된 전투용 차량의 차체 하부의 일부분인 박판 부재(31)에 도시되지 아니한 현수 장치를 부착하기 위한 구조를 나타낸 것이다. 현수 장치는 블록(33)에 형성된 암나사에 볼트로서 고정될 수 있다.

블록(33)은 소정의 형상을 지닌 일체형으로 형성된다. 블록(33)의 두께는 박판 부재(31)보다 두껍게 형성된다. 블록(33)의 전체 면적중 일부는 블록의 통상적인 두께보다 더욱 두껍게 형성되어 블록(33)의 배면으로부터 돌출한다. 제3도에 있어서, 블록(33)의 전면에 형성된 가이드 구멍(39) 위치의 배면에 통상적인 두께보다 두껍게 형성된 부분이 존재하며, 이는 이후에 설명될 제5도로부터 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.

현수 장치가 블록(33)에 부착되는 블록의 전면에는 내측에 나사면을 지닌 다수의 볼트 체결공이 형성된다. 또한 블록(33)의 전면에는 원형의 가이드 구멍(39)이 형성될 수 있다. 가이드 구멍(39)은 현수 장치상에 형성된 돌출부를 수용함으로써 현수 장치가 블록(33)의 정확한 위치에 부착될 수 있게 한다. 또한 가이드 구멍(39)은 블록(33)에서 발생하는 응력이 블록 전체에 분산될 수 있도록 한다. 특히 다수의 볼트가 블록(33)에 체결될때 발생하는 응력이 볼트 체결공에만 집중되지 않고 상기 가이드 구멍(39)에 분산될 수 있도록 함으로써 응력 집중 현상을 방지한다.

박판 부재(31)에는 상기 블록(33)의 외주면 형상에 대응하는 절개부가 형성되며, 블록(39)의 외주면이 상기 절개부의 내주면에 용접된다. 도면 번호 32 및 32'로 표시된 것은 차체의 다른 박판 부재 부분으로서, 도면 번호 31로 표시된 박판 부재에 대하여 직각으로 부착된다.

블록(33)의 배면에는 보강용 부재(34, 35, 36)가 용접된다. 도면 번호 34 및 35로 지시된 보강용 부재는 단면이 ㄷ자 형태로 형성된 것으로서 블록(33) 배면의 양측에 용접되며, 도면 번호 36으로 지시된 보강용 부재는 그 단면이 직선형으로 형성된 것으로서 블록(33) 배면의 중간부에 용접된다. 보강용 부재(34, 35, 36)는 박판 부재(31)의 변위 축소와 블록 및 박판간 용접부의 응력 집중을 방지할 수 있도록 중량에 비해 단면 계수가 큰 형상의 부재를 사용하는 것이 바람직스럽다.

보강용 부재(34, 35)는 평판 부재를 ㄷ자 형태로 굽힘 가공한 것으로서, 보강용 부재(34, 35)의 용접면은 도면 번호 41 내지 46으로 구분될 수 있다. 보강용 부재(34, 35)의 경우, 용접면(41, 42 및 44, 45)은 박판 부재(31)의 배면에 용접되는 반면에, 용접면(43 및 46)은 블록(33)의 배면에 용접된다.

마찬가지로, 보강용 부재(36)의 용접면(47, 47')은 박판 부재(31)의 배면에 용접되는 반면에, 용접면(48)은 블록 부재(33)의 배면에 용접된다. 보강용 부재(36)의 용접면(48) 길이는 블록(33) 배면의 돌출부 높이에 해당하므로, 용접면(48)에 의해 형성된 턱 부분내에 블록의 돌출부가 지지될 수 있다.

상기에 설명된 바와 같이, 블록(33)의 두께는 박판 부재(31)의 두께보다 두터우며, 따라서 박판 부재(31)의 절개면에 블록(33)의 오주면을 용접할 경우 블록(33)은 박판 부재(31)의 전면 및 배면으로부터 소정의 거리로 돌출한 형상을 지니게 된다. 보강용 부재(34, 35)에 형성된 용접면(43 및 46)은 다른 용접면(41, 42 및 44, 45)에 수직인 평면과 서로 다른 평면에 형성되며, 이는 박판 부재(31)의 배면으로부터 돌출한 블록(33)의 두께를 감안한 것이다. 마찬가지로 블록(33)의 배면으로부터 돌출한 부분의 두께를 감안하여 보강용 부재(36)의 용접면(48) 위치가 결정된다.

보강제(34, 35, 36)는 블록(33)과 박판 부재(31) 사이의 용접선에서의 급격한 응력 집중을 방지하는 기능을 하는 동시에, 블록(33)과 박판 부재(31) 사이에 전달되는 급격한 응력의 집중을 분산시키는 기능을 한다. 블록(33)에 부착된 현수 장치에 과도한 하중이 가해질때, 이는 블록(33)으로 전달되는데, 이때 블록(33)에 발생한 응력이 단순히 블록(33)의 외주면을 통해 박판 부재(31)에 전달되는 것이 아니라 보강재(34, 35, 36)를 통해 분산되도록 하는 것이다.

보강용 부재(34, 35, 36)의 상단부 및 배면에는 각각 연결용 부재(37, 38)가 용접되며, 그 하단부에는 다른 바간 부재(32)가 용접된다. 박판 부재(32)는 박판 부재(31)에 대하여 직각으로 용접된다. 연결용 부재(37, 38)는 블록(33)과 박판 부재(31)의 용접 부위를 상자형으로 밀폐시킴으로써 보강 부재(34, 35, 36)로 전달되는 응력을 더욱 분산시킬 수 있으며, 외관상 요철이 생기는 것을 회피하는 기능을 지닌다.

제4도는 제3도에서 분해 사시도로서 나타낸 구조물이 용접된 상태를 투시도로서 나타낸 것이며, 제5도는 제4도의 A-A선을 따라 절단한 단면도이다. 제4도에 있어서, 박판 부재(31)와 직각으로 다른 박판 부재(32, 32')들이 용접되며, 박판 부재(31)에 형성된 절개부에 블록(33)이 용접된다. 블록(33)의 배면과 박판 부재(31)의 배면은 보강재(34, 35, 36)에 의해 상호 용접되며, 보강재(34, 35, 36)의 배면은 다시 연결용 부재(38)에 의해 연결된다.

제5도를 참조하면, 박판 부재(31) 및 블록(33)의 두께면이 명확히 나타나며, 블록(33)의 배면과 박판 부재(31)의 배면이 굽힘 가공된 보강재(34, 35)에 의해 상호 용접된 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 구조물 연결 방법 및 그에 의한 구조물은 구조물에 복합 하중이 가해지는 경우에 발생하는 급격한 응력을 분사시킬 수 있으므로 용접의 안정성 및 구조상의 강도가 향상되는 장점이 있다. 또한 일체형 블록이 사용되므로 볼트 체결을 위한 공간 확보가 유리하다는 부가적인 장점을 지닌다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참조로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 복합 하중을 받는 구조물을 소정 형상의 일체형 블록 부재(33)를 통해 박판 부재(31)에 연결하는 방법에 있어서,

   상기 블록 부재(33)의 외주면 형상에 대응하는 절개부를 상기 박판 부재(31)에 형성하는 절개부 형성 단계,

   상기 블록 부재(33)의 외주면과 상기 박판 부재(31)에 형성된 절개부의 내주면을 상호 용접하는 제1 용접 단계,

   상기 블록 부재(33)의 일측면과 상기 박판 부재(31)의 일측면에 접촉되는 단면을 구비한 하나 이상의 보강용 부재(34, 35, 36)를 용접하는 제2 용접 단계 및,

   상기 복합적인 하중을 받는 구조물을 상기 블록 부재(33)에 형성된 나사공에 볼트로 체결하는 나사 체결 단계를 구비한 구조물 연결 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 용접 단계에서 용접된 하나 이상의 보강용 부재(34, 35, 36)의 일측에 하나 이상의 연결용 부재를 용접하는 제3 용접 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 구조물 연결 방법.
3. 복합 하중을 받는 구조물이 그 일측면에 나사 부착될 수 있으며 소정 형상을 지니는 블록 부재(33),

   상기 블록 부재(33)의 외주면에 용접되는 내주면을 지니는 절개부가 형성된 박판 부재(31),

   상기 구조물이 부착되는 면의 배면에서 상기 박판 부재(31)의 일측면과 상기 블록 부재(33)의 일측면에 용접된 단면을 지니는 하나 이상의 보강재(34, 35, 36)를 구비한 연결 구조물.
4. 제3항에 있어서, 상기 블록 부재(33)의 두께는 상기 박판 부재(31)의 두께보다 크며, 상기 블록 부재(33)의 일부 두께는 전체적인 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 연결 구조물.
5. 제3항에 있어서, 상기 블록 부재(33)에 대한 구조물의 나사 체결시에 발생하는 응력을 분산시킬 수 있도록 상기 블록 부재(33)에 가이드 구멍(39)이 형성되는 것을 특징으로 하는 연결 구조물.
6. 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 보강용 부재(34, 35, 36)의 단면이 용접되는 상기 블록 부재(33)와 상기 박판 부재(31)의 용접면에 대응할 수 있도록 상기 보강용 부재(34, 35, 36)에 서로 상이한 용접면(41 내지 47')이 형성되는 것을 특징으로 하는 연결 구조물.
7. 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 보강용 부재(34, 35, 36)의 일측에서 상기 보강용 부재를 상호 연결할 수 있도록 용접되는 하나 이상의 다른 박판 부재(32, 37, 38)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연결 구조물.