KR101328802B1 - 풀림방지 볼트너트 체결장치 - Google Patents

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이연심
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Abstract

볼트너트 체결장치가 개시된다. 개시된 체결장치는 피 고정물을 관통하여 고정시키는 볼트너트 체결장치에 있어서, 암나사산이 형성된 체결공을 구비한 너트부; 상기 체결공에 나사결합되는 수나나산이 형성된 볼트몸통을 구비하고, 상기 볼트몸통의 끝단에 형성된 볼트머리를 구비한 볼트부; 및, 상기 너트부에 설치되어, 상기 볼트몸통이 중앙을 통과한 후, 상기 체결공에 나사결합되되, 상기 피 고정물이 가압하지 않을 경우, 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결되거나 풀리는 것이 가능하게 하고, 상기 피 고정물이 가압할 경우, 사용자의 외력에 의해서만 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결되거나 풀리는 것이 가능하며, 상기 너트부와 상기 볼트부가 체결된 상태에서 외부의 진동환경에 의해서는 상기 볼트몸통이 상기 체결공으로부터 회전되는 것을 방지하는 회전제한유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

풀림방지 볼트너트 체결장치{BOLT-NUT TYPE COUPLING DEVICE FOR LOOSENESS PREVENTION}
본 발명은 볼트너트 체결장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풀림방지 기능을 갖는 볼트너트 체결장치에 관한 것이다.
일반적으로, 볼트와 너트는 일반 기계분야나 건축분야에서 널리 사용되는 체결부재 중 하나이다. 이러한 볼트너트 체결부재는 볼트를 피 고정물에 관통하도록 삽입한 다음, 너트를 조여 고정할 수 있다.
그런, 종래의 볼트너트 체결부재는 시간이 지남에 따라 외부의 진동이나 충격등에 의하여 서서히 풀리게 되는 바, 각종 기계장치나 구조물 등의 부품에 체결된 볼트와 너트가 풀릴 경우 부품으 분리로 인하여 안전사고가 발생되는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 대한민국 등록실용신안 20-0145054호, 대한민국 공개실용신안 20-1999-0019958호 등에는 볼트너트 풀림방지 체결장치가 개시된다.
하지만. 이러한 종래의 볼트너트 풀림방지 체결장치는 장기간 미세진동이 작용하게 되면 풀림방지가 충분히 지속되지 못하는 경우가 많았으며, 아울러, 볼트가 체결되면 사용자의 외력에 의해서도 풀수 없다는 단점이 있었다.
이에 대해, 본 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 풀림방지 볼트너트 체결장치를 대한민국 특허출원 10-2013-0038947호에서 제시하고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고, 본 출원인에 의해 기 출원된 풀림방지 볼트너트 체결장치를 개선하고자 창안된 것으로서, 외부의 진동이나 충격에는 볼트와 너트가 풀리는 것이 방지되고, 사용자의 외력에 의해서는 볼트가 너트에 대해 풀릴 수 있으면서도, 체결 작업시간을 단축시킬 수 있도록 구조가 개선된 풀림방지 볼트너트 체결장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 풀림방지 볼트너트 체결장치는 피 고정물을 관통하여 고정시키는 볼트너트 체결장치에 있어서, 암나사산이 형성된 체결공을 구비한 너트부; 상기 체결공에 나사결합되는 수나나산이 형성된 볼트몸통을 구비하고, 상기 볼트몸통의 끝단에 형성된 볼트머리를 구비한 볼트부; 및, 상기 너트부에 설치되어, 상기 볼트몸통이 중앙을 통과한 후, 상기 체결공에 나사결합되되, 상기 피 고정물이 가압하지 않을 경우, 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결되거나 풀리는 것이 가능하게 하고, 상기 피 고정물이 가압할 경우, 사용자의 외력에 의해서만 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결되거나 풀리는 것이 가능하며, 상기 너트부와 상기 볼트부가 체결된 상태에서 외부의 진동환경에 의해서는 상기 볼트몸통이 상기 체결공으로부터 회전되는 것을 방지하는 회전제한유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 너트부는 상기 체결공으로부터 상방으로 형성되되, 상기 체결공보다 큰 직경을 갖는 중공부를 더 구비하고, 상기 볼트부는 상기 볼트몸통의 외주면에 길이방향을 따라 적어도 하나의 걸림홈이 형성되며, 상기 회전제한유닛은, 상기 중공부의 하부에 상기 너트부와 일체로 형성되고, 링 형상으로 형성되며, 상면에 방사상으로 제1톱니가 마련된 고정기어부재; 상기 중공부에 삽입되어 회전가능하게 설치되고, 링형상으로 형성되며, 하면에 상기 제1톱니에 맞물리는 제2톱니를 구비하며, 내주면에는 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림돌기가 형성된 회전기어부재; 및, 내측단이 하향 경사진 경사판을 구비한 링 형상으로 형성되고, 상기 피 고정물을 사이에 두고 상기 너트부와 상기 볼트부가 체결될 경우, 상기 너트부와 상기 피 고정물 사이에 개재되어, 상기 피 고정물의 푸쉬에 따라, 선택적으로, 상기 제2톱니가 상기 제1톱니에 맞물도록 경사판이 상기 회전기어부재를 상기 고정기어부재 측으로 가압하는 와셔;를 포함하며, 상기 걸림홈이 상기 걸림돌기에 삽입된 상태에서 사용자의 외력에 의해 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결될 때, 상기 볼트머리와 상기 너트부의 간격이 가까워져 상기 피 고정물이 상기 와셔를 푸쉬하여 경사판이 상기 회전기어부재를 가압하기 전까지는 상기 제2톱니와 상기 제1톱니가 분리된 상태에서 상기 회전기어부재가 자유롭게 회전이 가능하며, 상기 피 고정물이 상기 와셔를 푸쉬하여 상기 와셔가 상기 회전기어부재를 가압하게 되면, 상기 제2톱니가 상기 제1톱니와 맞물린 상태에서 상기 제2톱니가 경사판의 탄성력을 이기면서 상기 제1톱니를 타고 넘어가는 방식으로, 상기 회전기어부재가 상기 고정기어부재에 대해 회전되면서 상기 볼트부가 상기 너트부에 체결되며, 상기 볼트부가 상기 너트부에 체결된 상태에서는 외부진동환경하에 있어도 경사판의 탄성력에 의해 상기 회전기어부재가 상기 고정기어부재를 가압하여 상기 제2톱니가 상기 제1톱니와 맞물린 상태를 유지하고 있어, 상기 볼트몸통의 풀림회전을 방지하도록 구성할 수 있다.
상기 회전제한유닛은, 상기 중공부의 상단부에 형성된 안착홈에 장착되어, 상기 회전기어부재가 상기 너트부로부터 빠지는 것을 방지하는 스냅링;을 더 포함하도록 구성할 수 있다.
상기 너트부는 상기 체결공으로부터 상방으로 형성되되, 상기 체결공보다 큰 직경을 갖는 재 1 중공부와, 상기 제 1 중공부로부터 상방으로 형성되되, 상기 제 1 중공부보다 큰 직경을 갖는 제 2 중공부를 더 구비하고, 상기 볼트부는 상기 볼트몸통의 외주면에 길이방향을 따라 적어도 하나의 걸림홈이 형성되며, 상기 회전제한유닛은, 상기 제 1 중공부의 하부에 상기 너트부와 일체로 형성되고, 링 형상으로 형성되며, 상면에 방사상으로 제1톱니가 마련된 고정기어부재; 상기 제 1 중공부에 삽입되어 회전가능하게 설치되고, 링형상으로 형성되며, 하면에 상기 제1톱니에 맞물리는 제2톱니를 구비하며, 내주면에는 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림돌기가 형성되며, 상부 외주면에는 단차부가 형성된 회전기어부재; 및, 상기 단차부에 끼워져 상하 이동가능하도록 형성되고, 외주면 하단에 돌기가 형성되며, 상향 이동된 경우, 상단부가 상기 너트부의 상면 위로 돌출되는 가동푸쉬부재; 상기 단차부에 끼워지고, 상기 회전기어부재와 상기 가동푸쉬부재 사이에 형성되어, 상기 가동푸쉬부재의 동작에 따라 선택적으로 상기 회전기어부재를 상기 고정기어부재 측으로 가압하는 판스프링; 및, 링 형상으로 이루어져 상기 제 2 중공부에 삽입 고정설치되고, 내주면에 이탈방지턱이 형성되어, 상기 가동푸쉬부재가 상향이동될 경우, 상기 돌기가 상기 이탈방지턱에 걸려 상기 가동푸쉬부재가 외부로 빠지는 것을 방지하는 이탈방지 단턱부재를 포함하며, 상기 걸림홈이 상기 걸림돌기에 삽입된 상태에서 사용자의 외력에 의해 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결될 때, 상기 볼트머리와 상기 너트부의 간격이 가까워져 상기 피 고정물이 상기 가동푸쉬부재를 가압하여 상기 판스프링이 상기 회전기어부재를 가압하기 전까지는, 상기 제2톱니와 상기 제1톱니가 분리된 상태에서 상기 회전기어부재가 자유롭게 회전이 가능하며, 상기 피 고정물이 상기 가동푸쉬부재를 가압하게 되면, 상기 가동푸쉬부재가 상기 판스프링을 가압하여 탄성변형시킴으로써, 상기 상기 제2톱니가 상기 제1톱니와 맞물린 상태에서 상기 제2톱니가 상기 판스프링의 탄성력을 이기면서 상기 제1톱니를 타고 넘어가는 방식으로, 상기 회전기어부재가 상기 고정기어부재에 대해 회전되면서 상기 볼트부가 상기 너트부에 체결되며, 상기 볼트부가 상기 너트부에 체결된 상태에서는 외부진동환경하에 있어도 경사판의 탄성력에 의해 상기 회전기어부재가 상기 고정기어부재를 가압하여 상기 제2톱니가 상기 제1톱니와 맞물린 상태를 유지하고 있어, 상기 볼트몸통의 풀림회전을 방지하도록 구성할 수 있다.
상기 걸림돌기는 상기 회전기어부재의 내측에 서로 마주하도록 한 쌍이 형성되며, 상기 걸림홈은 상기 걸림돌기에 대응되도록 상기 볼트몸통의 외주면에 대향되게 한 쌍이 형성되도록 구성할 수 있다.
상기한 바에 따르면, 볼트부와 너트부의 체결시, 피 고정물이 회전제한유닛을 가압하기 전까지는 볼트부에 대한 너트부의 자유로운회전이 가능하고, 피 고정물이 회전제한유닛을 가압한 이후부터 클릭감을 발생하면서 볼트부와 너트부가 체결되도록 회전이 가능하기 때문에, 신속한 체결작업을 할 수 있을 뿐 아니라, 이렇게 볼트부와 너트부가 체결된 상태에서는 외부의 진동에 의해서는 볼트부와 너트부가 풀리는 방향으로는 회전이 규제되기 때문에, 보다 안정적인 결합상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 볼트너트 체결장치의 분리사시도.
도 2는 도 1의 볼트너트 체결장치의 단면도(단, 회전규제유닛의 고정기어부재 및 회전기어부재는 단면이 아닌 측면도임).
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 볼트너트 체결장치에서 볼트부를 제외한 나머지 구성을 분리하여 나타낸 단면도.
도 4a는 도 2의 너트부와 고정기어부를 상측에서 바라본 상태를 나타낸 도면.
도 4b는 도 2의 회전기어부재를 하측에서 바라본 상태를 나타낸 도면.
도 4c는 도 2의 스냅링을 상측에서 바라본 상태를 나타낸 도면.
도 4d는 도 2의 와셔를 상측에서 바라본 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 에에 따른 볼트너트 체결장치가 피 고정물을 고정하도록 결합된 상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 볼트너트 체결장치를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 볼트너트 체결장치에서 볼트부를 제외한 나머지 구성을 분리하여 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 에에 따른 볼트너트 체결장치가 피 고정물을 고정하도록 결합된 상태를 나타낸 단면도.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 볼트너트 체결장치(10)를 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 볼트너트 체결장치(10)는 너트부(100), 볼트부(150), 회전제한유닛(200)을 포함한다.
너트부(100)는 중앙이 관통되어 상하가 개방된 원통형상으로 형성되며, 관통된 부분의 하단부터 상측으로 일정높이까지는 암나사산(111a)이 형성된 체결공(111)이 형성되고, 체결공(111)으로부터 상방으로는 체결공(111) 보다 큰 직경을 갖는 중공부(115)가 형성된다. 아울러, 중공부(115)의 상단부에는 중공부(115)의 내주면을 따라 삽입홈(115a)이 형성된다.
볼트부(150)는 체결공(111)에 나사결합되는 수나사산(155)이 외주면에 형성된 볼트몸통(151)과, 볼트몸통(151)의 일측단에 형성된 볼트머리(153)로 구성된다. 볼트몸통(151)은 외주면에 길이방향을 따라 걸림홈(158)이 형성된다.
본 실시 예에서 걸림홈(158)은 도 2와 같이, 서로 대향되는 위치에 2개가 설치되는 것으로 하나, 이는 한정되는 것은 아니며 1개 이상으로만 설치되면 무방하다.
회전제한유닛(200)은 고정기어부재(210), 회전기어부재(220), 스냅링(230), 와셔(240)를 포함한다.
고정기어부재(210)는 도 2, 도 3 및, 도 4a를 참조하면, 중공부(115)의 하단부 즉, 체결공(111)의 상면에 너트부(100)와 일체로 형성된다. 고정기어부재(210)는 링형상으로 형성되며, 상면에 방사상으로 제1톱니(213)가 형성된다.
회전기어부재(220)는 도 2, 도 3 및 도 4b를 참조하면, 고정기어부재(220)와 대략 동일한 외경을 갖으며, 중앙이 관통된 원형통 형상으로 형성되고, 하면에는 고정기어부재(210)의 제1톱니(213)와 맞물리는 제2톱니(223)가 형성된다.
회전기어부재(220)는 제 2 톱니(223)가 제1톱니(213)에 맞물릴 수 있도록 중공부(115)에 삽입된 상태로 배치된다.
회전기어부재(220)는 고정기어부재(210)보다 두께가 크도록 구성되며, 내주면에는 서로 마주하도록 설치되어, 걸림홈(158)에 삽입가능한 한 쌍의 걸림돌기(225)가 형성된다.
이때, 걸림돌기(225)의 수는 걸림홈(158)의 수에 대응되게 구성될 수 있다. 즉, 걸림홈(158)이 한개 일 경우, 걸림돌기(225)는 한개로 구성될 수 있고, 걸림돌기가 두개 일 경우, 걸림돌기(225)는 두개로 구성된다.
도 2, 도 3 및, 도 4c를 참조하면, 스냅링(230)은 중공부(115)에 형성된 삽입홈(115a)에 끼워져 설치된다.
스냅링(230)을 삽입홈(115a)에 끼우면 스냅링(230)의 내측이 삽입홈(115a)으로부터 중공부(115a)의 내측으로 돌출되게 된다.
삽입홈(115a)에 장착된 스냅링(230)은 중공부(115)에 삽입된 회전기어부재(220)의 상단 테두리부분을 덮게 되어, 중공부(115)에 삽입된 회전기어부재(220)가 스냅링(230)에 의해 중공부(115)로부터 빠지는 것이 방지된다.
아울러, 본 발명은 스냅링(230)으로부터 고정기어부재(220)까지의 길이가 회전기어부재(220)의 상하 두께의 길이 보다 약간 크도록 형성된다. 따라서, 회전기어부재(220)는 중공부(115) 내에 삽입된 상태에서 상하방향으로 이동가능하며, 회전기어부재(220)가 하방으로 이동하면 제1톱니(213)와 제2톱니(223)가 맞물리게 되고, 회전기어부재(220)가 상방으로 이동하여 스냅링(230)에 걸리면, 제1톱니(213)와 제2톱니(223)의 맞물림이 분리된 상태가 된다.
도 2, 도 3 및 도 4d를 참조하면, 와셔(240)는 통상의 와셔와 같이, 원형 링 형상으로 형성되되, 내측단에 하향되게 경사진 경사판(241)이 형성된 구조를 갖는다. 와셔(240)는 너트부(100)와 볼트부(150)의 체결시, 너트부(100)와 피 고정물(P, 도 5참조) 사이에 개재된다.
볼트부(150)와 너트부(100)의 체결시, 볼트머리(153)와 너트부(100)의 간격이 가까워져 피 고정물(P)이 와셔(240)를 너트부(100)에 가압하게 되면, 와셔(240)의 경사판(241)이 회전기어부재(220)를 가압하여 제1톱니(213)와 제2톱니(223)가 맞물리게 된다. 즉, 피고정물(P)에 의해 와셔(240)가 너트부(100)를 가압하게 되면, 와셔(240)의 경사판(214)의 탄성력에 의해 제1톱니(213)와 제2톱니(223)가 서로 맞물린 상태를 유지하도록 회전기어부재(220)가 고정기어부재(220)를 가압한 상태가 된다.
이러한 상태에서 회전기어부재(220)가 회전할 경우, 회전기어부재(220)의 제2톱니(223)가 경사판(241)의 탄성력을 이기면서 경사판(241)이 상측으로 약간 휘어지면서 고정기어부재(210)의 제1톱니(213)를 타고 넘어가고 경사판(241)이 원상태로 복원되려는 탄성력에 의해 제2톱니(223)가 제1톱니(213)에 다시 맞물리는 것을 반복하면서 클릭감이 발생되게 된다.
이하, 도 1, 도 2, 도 5를 참자하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 볼트너트 체결장치(10)의 사용에 대해 설명한다.
사용자가 볼트부(150)를 피 고정물(P)를 관통하게 한 후, 와셔(240)를 볼트몸통(151)에 끼우고, 볼트몸통(151)에 너트부(100)를 체결한다.
너트부(100)를 볼트부(150)에 체결(조임)하려 할 경우, 걸림홈(158)에 걸림돌기(225)가 끼워지도록 볼트몸통(151)을 중공부(115)를 통해 회전기어부재(220) 및 고정기어부재(210)에 삽입한 후, 너트부(100)의 체결공(111)에 볼트몸통(151)이 체결되도록 사용자의 외력으로 너트부(100)를 볼트부(150)에 회전시킨다.
이런 경우, 도 5와 같이, 볼트부(150)의 수나사산(155)이 너트부(100)의 암나사산(111a)에 체결되게 되는데, 이때, 볼트머리(153)와 너트부(100)의 간격이 가까워져 피 고정물(P)이 와셔(240)를 너트부(100) 쪽으로 가압하기 전까지는 제2톱니(223)가 제1톱니(213)를 향해 가압된 상태가 아니고 제2톱니(223)와 제1톱니(213)가 서로 분리된 상태이므로, 제2톱니(223)와 제1톱니(213)가 분리된 상태에서 회전기어부재(220)가 자유롭게 회전하면서 수나사산(155)이 암나사산(111a)에 신속하게 체결되고, 피 고정물(P)이 와셔(240)를 가압하여, 와셔(240)의 경사판(214)이 회전기어부재(220)를 가압하게 되면, 제2톱니(223)가 제1톱니(213)와 맞물린 상태에서 제2톱니(223)가 경사판(241)의 탄성력을 이기면서 제1톱니(213)를 타고 넘어가고 다시 맞물리는 것을 반복하여 클릭감이 발생하면서 수나사산(155)이 암나사산(111a)에 체결된다.
즉, 본 발명은 볼트부(150)가 너트부(100)에 체결될 때, 일정부분까지는 쉽게 회전하여 신속하게 체결이 이루어지게 되고, 피 고정물(P)이 와셔(240)를 너트부(100)로 가압한 이후에는, 와셔(240)의 경사판(241)이 회전기어부재(220)를 고정기어부재(210)측으로 눌리도록 탄성력을 발생시키기 때문에, 사용자의 외력에 의한 회전기어부재(220)의 회전에 따라, 제2톱니(223)가 제1톱니(213)를 타고 올라가도록 회전기어부재(220)가 상측으로 올라갔다가 제1톱니(213)에 다시 맞물리면서 회전기어부재(220)가 다시 하측으로 움직이는 동작을 반복하여 클릭감이 발생되게 된다.
상기한 과정을 거쳐, 볼트부(150)가 너트부(100)에 완전히 체결된 상태에서, 사용자가 볼트부(150)를 너트부(100)에 대해 풀려고 할 경우, 너트부(100)를 볼트부(150)에 대해 풀리는 방향으로 돌리면, 피 고정물(P)이 와셔(240)를 가압하는 힘이 제거되기 전까지는 상기에서처럼 클릭감이 발생하면서 볼트부(150)와 너트부(100)의 체결이 풀리게 되고, 피 고정물(P)이 와셔(240)를 가압하는 힘이 제거되면, 와셔(240)의 경사판(241)이 회전기어부재(220)를 고정기어부재(210) 쪽으로 가압하지 않기 때문에, 제2톱니(223)와 제1톱니(213)가 분리된 채로, 클릭감의 발생없이 볼트몸통(151)의 수나사산(155)이 너트부(100)의 암나사산(111a)으로부터 신속하게 풀리게 된다.
한편, 본 발명의 볼트너트 체결장치(10)는 볼트부(150)와 너트부(100)의 체결이 완료된 상태에서 사용자가 외력을 가하지 않을 경우, 경사판(241)의 탄성력에 의해 회전기어부재(220)가 고정기어부재(210)를 가압함으로써, 회전기어부재(220)의 제2톱니(223)가 고정기어부재(210)의 제1톱니(213)에 맞물린 상태를 유지하고 있기 때문에, 외부의 진동이나 충격에 의해서는 볼트몸통(151)의 걸림홈(158)이 회전기어부재(220)의 걸림돌기(235)에 걸려 있어 볼트부(150)가 너트부(100)로부터 풀리는 것이 방지되게 된다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 볼트너트 체결장치를 설명한다.
제 2 실시 예에의 볼트너트 체결장치(20)는 너트부(100'), 볼트부(150), 회전제한유닛(300)을 설명한다.
너트부(100')는 중앙이 관통되어 상하가 개방된 원통형상으로 형성되며, 관통된 부분의 하단부터 상측으로 일정높이까지는 암나사산(111a)이 형성된 체결공(111a)이 형성되고, 체결공(111)으로부터 상방으로는 일정높이까지 체결공(111)보다 큰 직경을 갖는 제 1 중공부(116)가 형성되고, 제 1 중공부(116)로부터 상방으로는 제 1 중공부(116)보다 큰 직경을 갖는 제 2 중공부(117)가 형성된다. 아울러, 제 2 중공부(117)에는 제 2 중공부(117)의 내주면을 따라 삽입홈(117a)이 형성된다.
볼트부(150)의 구성은 제 1 실시 예의 볼트부(150)와 동일하므로 동일한 참조부호를 부여하고 설명은 생략한다.
회전제한유닛(300)은 고정기어부재(310), 회전기어부재(320), 가동푸쉬부재(330), 판스프링(340), 고정용 스냅링(350), 이탈방지 단턱부재(360)를 포함한다.
고정기어부재(310)는 제 1 중공부(116)의 하단부 즉 체결공(111)의 상면에 너트부(100')와 일체로 형성된다. 고정기어부재(210)는 제 1 실시 예와 동일하게 링형상으로 형성되며, 상면에 방사상으로 제 1 톱니(313)이 형성된다.
회전기어부재(320)는 고정기어부재(310)와 대략 동일한 외경을 갖으며, 중앙이 관통된 원통형상으로 형성되고, 하면에는 고정기어부재(310)의 제1톱니(313)와 맞물리는 제 2 톱니(323)가 형성된다. 회전기어부재(220)는 제2톱니(323)가 제1톱니(313)와 맞물릴 수 있도록 제 1 중공부(116)에 삽입된 상태로 회전가능하게 설치된다.
회전기어부재(320)는 고정기어부재(310) 보다 두께가 크도록 구성되며, 내주면에는 서로 마주하도록 설치되어 걸림홈(158)에 삽입가능한 한 걸림돌기(325)가 형성된다. 이러한 걸림돌기(325)는 제 1 실시 예와 동일하다. 본 실시 예의 회전기어부재(320)는 상면부터 하측으로 일정길이만큼 외경이 줄어든 단차부(321)가 형성된다.
가동푸쉬부재(330)는 원통 형상으로 형성되며, 하측 일부가 회전기어부재(320)의 단차부(321)에 끼워져, 단차부(321)를 따라 상하 방향으로 이동가능하게 설치된다. 이를 위해, 가동푸쉬부재(330)의 내경은 단차부(321)의 외경보다 미세하게 크도록 구성된다. 또한, 가동푸쉬부재(330)의 외주면 하단에 이탈방지용 돌기(332)가 외측으로 돌출형성된다.
판스프링(340)은 원판형 링 형상으로 형성되고, 단면이 경사진 형상으로 형성된다. 판스프링(340)에는 단차부(321)가 삽입되며, 회전기어부재(320)와 가동푸쉬부재(330) 사이에 설치된다. 판스프링(340)은 가동푸쉬부재(300)의 위치에 따라 선택적으로, 회전기어부재(320)를 고정기어부재(310) 쪽(하방향)으로 밀어주는 탄성력을 제공한다. 즉, 피 고정물(P)이 가동푸쉬부재(300)를 밀어 가압할 경우, 판스프링(340)의 탄성력에 의해 제1톱니(313) 및 제2톱니(323)가 서로 맞물린 상태를 유지하도록 회전기어부재(320)가 고정기어부재(310)를 가압한다.
고정용 스냅링(350)은 이탈방지 단턱부재(360)를 제 2 중공부(117)에 내주면에 고정설치하기 위한 것으로서, 통상의 스냅링과 동일한 형태, 즉, 제 1 실시 예의 스냅링(230)과 동일한 형태로 구성되며, 제 2 중공부(117)에 형성된 삽입홈(117a)에 끼워져 설치된다. 이 고정용 스냅링(350)을 삽입홈(117a)에 끼우면 제 2 중공부(117)의 내측으로 돌출된다.
이탈방지 단턱부재(360)는 원형링 형상으로 형성되며, 외주면에는 외주면을 따라 홈(365)이 형성되고, 내주면 하단에는 이탈방지턱(363)이 형성된다.
이탈방지 단턱부재(360)는 삽입홈(117a)에 고정용 스냅링(350)을 끼운 후, 이탈방지 단턱부재(360)를 제 2 중공부(117)에 삽입하여, 고정용 스냅링(350)의 내측이 이탈방지 단턱부재(360)의 홈(365)에 끼움으로써, 이탈방지 단턱부재(460)가 제 2 중공부(117)에 고정설치될 수 있다.
이탈방지 단턱부재(360)는 가동푸쉬부재(330)를 감싸도록 형성되고, 가동푸쉬부재(330)의 돌기(332)가 이탈방지턱(363)에 걸리도록 설치되어, 가동푸쉬부재(330)는 이탈방지 단턱부재(360)로부터 상방향으로 빠지지 않게 된다.
가동푸쉬부재(330)가 도 6과 같이, 돌기(332)가 이탈방지턱(363)에 걸려 최상위치에 있을 경우, 가동푸쉬부재(330)의 상단부는 이탈방지턱(363) 및 너트부(100')의 상면 위로 돌출된다. 이때, 판스프링(340)은 탄성변형이 일어나지 않아, 회전기어부재(320)를 고정기어부재(310) 쪽으로 밀어주지 않는다.
반면, 도 8과 같이, 피 고정물(P)이 가동푸쉬부재(330)를 누를 경우, 가동푸쉬부재(330)가 단턱부(321)를 타고 하방으로 내려가 판스프링(340)이 탄성변형하면서 회전기어부재(320)를 고정기어부재(310) 쪽으로 밀어주는 탄성력을 제공한다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 볼트너트 체결장치(20)를 사용에 대해 설명한다.
사용자가 너트부(100')를 볼트부(150)에 체결(조임)하려 할 경우, 걸림홈(158)에 걸림돌기(225)가 끼워지도록 볼트몸통(151)을 회전기어부재(320) 및 고정기어부재(310)에 삽입한 후, 너트부(100')의 체결공(111)에 볼트몸통(151)이 체결되도록 사용자의 외력으로 너트부(100')를 볼트부(150)에 회전시킨다.
이런 경우, 볼트부(150)의 수나사산(155)이 너트부(100')의 암나사산(111a)에 체결되게 되는데, 이때, 볼트머리(153)와 너트부(100')의 간격이 가까워져 피 고정물(P)이 가동푸쉬부재(330)를 하방향으로 가압하기 전까지는 제2톱니(323)가 제1톱니(313)를 향해 가압된 상태가 아니고 제2톱니(323)와 제1톱니(313)가 서로 분리된 상태이므로, 제2톱니(323)와 제1톱니(313)가 분리된 상태에서 회전기어부재(320)가 자유롭게 회전하면서 수나사산(155)이 암나사산(111a)에 신속하게 체결되고, 이후,볼트머리(153)와 너트부(100')의 간격이 가까워져, 피 고정물(P)이 가동푸쉬부재(330)를 가압하게 되면, 가동푸쉬부재(330)가 판스프링(340)을 눌러, 판스프링(340)이 탄성변형되도록 눌리게 되고, 이로 인해, 판스프링(340)의 탄성력에 의해 회전기어부재(320)가 가압되면, 제2톱니(323)가 제1톱니(313)와 맞물린 상태에서 제2톱니(323)가 판스프링(340)의 탄성력을 이기면서 제1톱니(313)를 타고 넘어가고 다시 맞물리는 것을 반복하여 클릭감이 발생하면서 수나사산(155)이 암나사산(111a)에 체결된다.
즉, 볼트부(150)가 너트부(100')에 체결될 때, 피 고정물(P)이 가동푸쉬부재(330)를 가압하기 전까지는 신속하게 체결이 이루어지게 되고, 피 고정물(P)이 가동푸쉬부재(330)를 너트부(100')쪽으로 가압한 후부터는, 사용자의 외력에 의한 회전기어부재(320)의 회전에 따라, 제2톱니(323)가 제1톱니(313)를 타고 올라가도록 회전기어부재(320)가 상측으로 올라갔다가 제1톱니(313)에 다시 맞물리면서 회전기어부재(320)가 다시 하측으로 움직이는 동작을 반복하여 클릭감이 발생되게 된다.
아울러, 제 1 실시 예와 마찬가지로, 볼트부(150)가 너트부(100')에 완전히 체결된 상태에서, 사용자가 볼트부(150)를 너트부(100')에 대해 풀려고 할 경우, 너트부(100')를 볼트부(150)에 대해 풀리는 방향으로 돌리면, 피 고정물(P)이 가동푸쉬부재(330)를 가압하는 힘이 제거되기 전까지는 클릭감이 발생하면서 볼트부(150)와 너트부(100')의 체결이 풀리게 되고, 피 고정물(P)이 가동푸쉬부재(330)를 가압하는 힘이 제거되면, 판스프링(340)이 탄성변형하여 탄성력을 발생시키지 않아, 판스프링(340)이 회전기어부재(320)를 고정기어부재(310) 쪽으로 가압하지 않기 때문에, 제2톱니(323)와 제1톱니(313)가 분리된 채로, 클릭감의 발생없이 볼트몸통(151)의 수나사산(155)이 너트부(100')의 암나사산(111a)으로부터 신속하게 풀리게 된다.
또한, 본 실시 예는 제 1 실시 예 처럼, 볼트부(150)와 너트부(100')의 체결이 완료된 상태에서 사용자가 외력을 가하지 않을 경우, 판스프링(340)의 탄성력에 의해 회전기어부재(320)가 고정기어부재(310)를 가압함으로써, 회전기어부재(320)의 제2톱니(323)가 고정기어부재(310)의 제1톱니(313)에 맞물린 상태를 유지하고 있기 때문에, 외부의 진동이나 충격에 의해서는 볼트부(150)가 너트부(100')로부터 풀리는 것이 방지되게 된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
100...너트부
111...체결공
111a...암나사산
115... 중공부
150...볼트부
151...볼트몸통
155...수나사산
158..걸림홈
200...회전제한유닛
210...고정기어부재
220...회전기어부재
230...스냅링
240...와셔
300...회전제한유닛
310...고정기어부재
320...회전기어부재
330...가동푸쉬부재
340...판스프링
350...고정용 스냅링
360...이탈방지 단턱부재

Claims (5)

  1. 피 고정물을 관통하여 고정시키는 볼트너트 체결장치에 있어서,
    암나사산이 형성된 체결공을 구비한 너트부;
    상기 체결공에 나사결합되는 수나나산이 형성된 볼트몸통을 구비하고, 상기 볼트몸통의 끝단에 형성된 볼트머리를 구비한 볼트부; 및,
    상기 너트부에 설치되어, 상기 볼트몸통이 중앙을 통과한 후, 상기 체결공에 나사결합되되, 상기 피 고정물이 가압하지 않을 경우, 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결되거나 풀리는 것이 가능하게 하고, 상기 피 고정물이 가압할 경우, 사용자의 외력에 의해서만 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결되거나 풀리는 것이 가능하며, 상기 너트부와 상기 볼트부가 체결된 상태에서 외부의 진동환경에 의해서는 상기 볼트몸통이 상기 체결공으로부터 회전되는 것을 방지하는 회전제한유닛;을 포함하고,
    상기 너트부는 상기 체결공으로부터 상방으로 형성되되, 상기 체결공보다 큰 직경을 갖는 재 1 중공부와, 상기 제 1 중공부로부터 상방으로 형성되되, 상기 제 1 중공부보다 큰 직경을 갖는 제 2 중공부를 더 구비하고,
    상기 볼트부는 상기 볼트몸통의 외주면에 길이방향을 따라 적어도 하나의 걸림홈이 형성되며,
    상기 회전제한유닛은,
    상기 제 1 중공부의 하부에 상기 너트부와 일체로 형성되고, 링 형상으로 형성되며, 상면에 방사상으로 제1톱니가 마련된 고정기어부재;
    상기 제 1 중공부에 삽입되어 회전가능하게 설치되고, 링형상으로 형성되며, 하면에 상기 제1톱니에 맞물리는 제2톱니를 구비하며, 내주면에는 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림돌기가 형성되며, 상부 외주면에는 단차부가 형성된 회전기어부재; 및,
    상기 단차부에 끼워져 상하 이동가능하도록 형성되고, 외주면 하단에 돌기가 형성되며, 상향 이동된 경우, 상단부가 상기 너트부의 상면 위로 돌출되는 가동푸쉬부재;
    상기 단차부에 끼워지고, 상기 회전기어부재와 상기 가동푸쉬부재 사이에 형성되어, 상기 가동푸쉬부재의 동작에 따라 선택적으로 상기 회전기어부재를 상기 고정기어부재 측으로 가압하는 판스프링; 및,
    링 형상으로 이루어져 상기 제 2 중공부에 삽입 고정설치되고, 내주면에 이탈방지턱이 형성되어, 상기 가동푸쉬부재가 상향이동될 경우, 상기 돌기가 상기 이탈방지턱에 걸려 상기 가동푸쉬부재가 외부로 빠지는 것을 방지하는 이탈방지 단턱부재를 포함하며,
    상기 걸림홈이 상기 걸림돌기에 삽입된 상태에서 사용자의 외력에 의해 상기 볼트몸통이 상기 체결공에 체결될 때, 상기 볼트머리와 상기 너트부의 간격이 가까워져 상기 피 고정물이 상기 가동푸쉬부재를 가압하여 상기 판스프링이 상기 회전기어부재를 가압하기 전까지는, 상기 제2톱니와 상기 제1톱니가 분리된 상태에서 상기 회전기어부재가 자유롭게 회전이 가능하며, 상기 피 고정물이 상기 가동푸쉬부재를 가압하게 되면, 상기 가동푸쉬부재가 상기 판스프링을 가압하여 탄성변형시킴으로써, 상기 상기 제2톱니가 상기 제1톱니와 맞물린 상태에서 상기 제2톱니가 상기 판스프링의 탄성력을 이기면서 상기 제1톱니를 타고 넘어가는 방식으로, 상기 회전기어부재가 상기 고정기어부재에 대해 회전되면서 상기 볼트부가 상기 너트부에 체결되며,
    상기 볼트부가 상기 너트부에 체결된 상태에서는 외부진동환경하에 있어도 경사판의 탄성력에 의해 상기 회전기어부재가 상기 고정기어부재를 가압하여 상기 제2톱니가 상기 제1톱니와 맞물린 상태를 유지하고 있어, 상기 볼트몸통의 풀림회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 볼트너트 체결장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸림돌기는 상기 회전기어부재의 내측에 서로 마주하도록 한 쌍이 형성되며,
    상기 걸림홈은 상기 걸림돌기에 대응되도록 상기 볼트몸통의 외주면에 대향되게 한 쌍이 형성되는 것을 특징으로 하는 볼트너트 체결장치.


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