KR101471756B1 - 볼트-너트 구성품 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 볼트-너트 구성품은, 헤드부와 상기 헤드부로부터 연장된 원기둥 형태의 기둥부를 구비하고, 상기 기둥부의 외주면에 나선형 나사 구조를 구비한 볼트와, 상기 볼트의 원기둥 형태 상기 기둥부에 대응되는 원통 형태의 관통공을 구비하고, 상기 관통공의 내주면에 나선형 나사 구조를 구비한 너트로 구성된 볼트-너트 구성품에 있어서, 상기 볼트의 상기 기둥부의 외주면과 상기 너트의 상기 관통공의 내주면에는, 상호 체결된 상태의 특정된 위치에서 상호 형합적으로 맞물리는 체결 위치 결정구가 구비되어, 너트를 이중, 삼중으로 체결하지 않고 한 개의 너트만을 체결한 상태에서도, 체결 대상물의 회동에 따른 마찰력은 물론 체결 대상물의 움직임이 아닌 너트에 직접 작용하는 기타 외력에 의해 볼트 너트의 체결 상태가 해제되는 것을 모두 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

볼트-너트 구성품{BOLT AND NUT COMBINATION}

본 발명은 볼트-너트 구성품에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 헤드부와 원기둥 형태의 기둥부를 구비하고 상기 기둥부의 외주면에 나선형 나사 구조를 구비한 볼트와, 원통 형태 관통공의 내주면에 나선형 나사 구조를 구비한 너트로 구성된 볼트-너트 구성품에 관한 것이다.

볼트와 너트는 나선형의 나사 구조를 이용하여 두 개 이상의 부품을 결합하는 대표적인 체결 수단이면서, 볼트의 축부 또는 기둥부의 외주면에 형성된 나사 구조와 너트의 체결공 또는 관통공의 내주면에 형성된 나사 구조의 맞물림을 이용함으로써 상당히 견고하고 안정적인 결합을 가능하게 하기 때문에 오랜 기간 동안 널리 애용되고 있는 조합형 체결 수단이다.

그럼에도 불구하고, 볼트 너트 조합의 체결 수단은 체결의 안정성에 있어 다소간의 문제점이 지적되기도 하는데, 예를 들어 2 개 이상의 판재를 하나의 볼트와 너트 조합으로 체결하고, 겹쳐진 판재가 상기 볼트와 너트 체결부를 중심으로 외력에 의해 상호 회동되는 경우, 볼트의 헤드 밑면 혹은 너트와 체결된 판재의 마찰력에 의해 볼트-너트의 체결이 풀려 버리는 경우도 발생하고는 하였다.

이러한 현상은, 선반이나 진열대, 평상 등의 구조물을 만들기 위해 다수의 체결공을 구비한 알루미늄 합금 바와, 이를 체결하기 위한 체결 수단을 포함함으로써 다양한 형태의 프레임을 조립할 수 있도록 제공되는 구성물이나, 학생용 조립 완구 중 볼트 너트 체결구로 여러 스트립, 패널 등을 체결할 수 있도록 구성된 구성물 등에서도 쉽게 일어날 수 있는데, 이를 방지하기 위해서는, 너트를 두 개나 그 이상의 다중으로 체결하는 방법이 사용되기도 하고, 제공자가 사용자에게 이를 안내하기도 하였다.

그러나, 이와 같이 너트를 이중, 삼중으로 사용하는 방식은 체결부의 입체적 구조를 복잡하게 만들 뿐만 아니라, 너트의 낭비, 작업 단계의 증가를 초래하여 디자인적으로 우수하거나 간단한 조립 구성품을 제공하거나 사용하려는 사람들에게 환영받지 못하였으며, 따라서 본 발명의 발명자는 도 3에 도시된 바와 같이, 특허출원 제2012-138740호를 통하여, 너트(20)와 직접 맞닿는 스트립(30)이 체결되는 위치의 볼트(10)의 원통형 몸체에, 특정 형상으로 형성된 스트립(30)의 체결공(31)과 형합적인 단면을 가진 고정 기둥부(11)를 구비하도록 함으로써, 다수의 스트립(30) 상호간에 상대적으로 회동이 일어난다 하더라도, 너트(20)에 맞닿은 스트립(30)은 너트(20)에 대해 항상 고정적으로 유지되도록 함으로써, 체결된 대상물의 외력 등에 의한 회동에 의해 볼트-너트 체결이 풀리는 것을 방지할 수 있는 조립식 프레임 구성물을 특허출원한 바 있다.

즉, 전술한 바와 같은 구성에 의하여, 너트를 조여 체결한 경우, 스트립(30)들 사이의 회동에 의해 간접적으로 볼트(10)와 너트(20)의 체결이 풀려버리는 현상은 원천적으로 방지할 수 있었지만, 그 외에 너트(20)에 직접적으로 가해지는 외력, 예를 들면 너트(20)를 직접적으로 스치는 제 3의 물건 등에 의해 너트(20)가 풀리는 것까지를 방지하지는 못하였으므로, 이에 대한 해결책 또한 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 종래의 볼트-너트 체결에 있어서의 문제점을 극복하기 위해, 볼트 및 너트의 자체 구조에 의해 일정한 두께에서 체결 상태가 안정화되고, 일정 이상의 외력을 가하지 않는 이상 체결 상태가 안정적으로 유지될 수 있는 볼트-너트 구성품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은, 스트립 등 체결 대상을 개재한 상태에서 볼트 기둥부에 대해 너트가 완전히 조여지지 않은 상태에서도, 볼트 및 너트의 자체 구조에 의해 일정한 두께에서 체결 상태가 안정화됨으로써, 체결 대상물의 회전 동작 자유도를 높일 수 있는 볼트-너트 구성품을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 볼트-너트 구성품은, 헤드부와 상기 헤드부로부터 연장된 원기둥 형태의 기둥부를 구비하고, 상기 기둥부의 외주면에 나선형 나사 구조를 구비한 볼트와, 상기 볼트의 원기둥 형태의 상기 기둥부에 대응되는 원통 형태의 관통공을 구비하고, 상기 관통공의 내주면에 나선형 나사 구조를 구비한 너트로 구성된 볼트-너트 구성품에 있어서, 상기 볼트의 상기 기둥부의 외주면과 상기 너트의 상기 관통공의 내주면에는, 상호 체결된 상태의 특정된 위치에서 상호 형합적으로 맞물리는 체결 위치 결정구가 구비된다.

이때, 상기 체결 위치 결정구는, 상기 볼트의 상기 기둥부의 외주면 또는 상기 너트의 상기 관통공의 내주면 상에 형성된 오목한 요(凹)부 형태의 안착홈과, 상기 안착홈이 형성된 상기 볼트 또는 상기 너트에 대응되는 상기 너트의 상기 관통공의 내주면 또는 상기 볼트의 상기 기둥부의 외주면 상에 돌출된 철(凸)부 형태로 형성된 걸림 돌기를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 안착홈은, 상기 볼트의 상기 기둥부의 외주면의 나사 골에 오목한 요(凹)부 형태로 적어도 한 개 이상 형성되고, 상기 걸림 돌기는, 상기 너트의 상기 관통공의 상기 내주면의 나사 산에서 돌출된 철(凸)부 형태로 형성되는데, 나선형으로 형성된 나사 산이 단락되어 단락 단부로부터 상기 관통공의 중심 방향을 향해 돌출된 구조를 가지고, 상기 걸림 돌기가 형성된 위치의 상기 너트의 나사 산 밑면에는, 외력에 의해 돌출된 반대 방향으로 상기 걸림 돌기가 밀려 들어가는 것을 허용하는 밀림 허용 공간이 형성될 수 있다.

상기한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 볼트-너트 구성품은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 너트를 이중, 삼중으로 체결하지 않고 한 개의 너트만을 체결한 상태에서도, 체결 대상물의 회동에 따른 마찰력은 물론 체결 대상물의 움직임이 아닌 너트에 직접 작용하는 기타 외력에 의해 볼트 너트의 체결 상태가 해제되는 것을 모두 효과적으로 방지할 수 있다.

둘째, 너트가 체결 대상물을 강하게 압박할 정도로 조여져 체결되지 않더라도, 특정 위치에서 볼트-너트의 체결 위치가 안정적으로 유지될 수 있으므로, 체결 위치 결정구의 적절한 구성에 의해 볼트와 너트 사이에 체결된 체결 대상물의 회전이 자유롭게 이루어질 수 있도록 제공될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼트-너트 구성품의 사시도,
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 다양한 볼트들의 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 종래 기술의 볼트 너트 구성품을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 볼트-너트 구성품의 구성을, 본 발명의 바람직한 실시예들이 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

한편, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함에 있어, 도 3을 통하여 설명된 종래 기술에서와 동일, 유사한 기능을 하는 대응되는 구성 부분에 대해서는, 이해를 쉽게 하기 위해 동일 참조 번호를 부여하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼트-너트 구성품을, 볼트와 너트가 상호 체결되지 않은 상태의 분해 사시도 형식으로 나타낸 도면이다.

볼트(10)는 도면의 위쪽에, 너트(20)는 도면의 아래쪽에 도시되며, 볼트(10)의 경우 헤드부(10)와 상기 헤드부(10)로부터 연장된 원기둥 형태의 기둥부(16)를 구비한다. 이때, 상기 볼트(10)는 앞서 언급한, 본 발명의 발명자에 의한 특허출원 제2012-138740호에 예시된, 너트(20)에 맞닿는 체결 대상물의 체결공(도시되지 않음)과 형합적인 단면을 가진 고정 기둥부(11)를 구비한 구조이며, 이들의 기능은 앞서 설명한 바와 같다.

즉, 본 실시예에서는, 고정 기둥부(11)와 체결공의 맞물림에 의해 체결 대상물의 상대적 회동 움직임 등이 있더라도 볼트와 너트의 체결이 풀려버리는 것을 방지하는 것에 더하여, 본 발명에 따른 독특한 구성인 체결 위치 결정구(40)에 의해 볼트(10)나 너트(20)에 직접 작용하는 외력에 의해서도 이들의 체결 상태가 쉽게 해제되지 않는 기능이 추가되도록 구성된다.

체결 위치 결정구(40)는, 볼트(10)의 기둥부(16) 및 너트(20)의 관통공(26)에 각각 형성되는 구조들의 조합으로 이루어지는데, 이들 각각에 형성된 구조들은 상호 맞물림으로써, 일정 이상의 힘이 가해지지 않는 한, 볼트(10)의 기둥부(16)에 대한 너트(20)의 회전이 제한되도록 하는 구조를 가진다.

이러한 구조가 본 실시예에서는, 볼트(10)의 기둥부(16) 외주면의 나사 골에 오목한 요(凹)부 형태로 형성된 안착홈(41)과, 너트(20)의 관통공(26)의 내주면의 나사 산에서 돌출된 철(凸)부 형태로 형성되며, 도시된 바와 같이 나사 산이 단락되어 단락 단부로부터 상기 관통공(26)의 중심 방향을 향해 돌출된 구조를 가진 걸림 돌기(42)로 이루어진다.

즉, 너트(20)가 볼트(10)에 체결되고 일정한 정도로 회전되면, 너트(20) 내부의 걸림 돌기(42)가 볼트(10)의 나사 골에 형성된 안착홈(41)의 위치에 이르게 되고, 이 지점에서 체결 위치 결정구(40)에 의해 볼트(10)와 너트(20)의 체결 위치가 결정되는 것이다.

이러한 체결 위치 결정구(40)로서, 볼트(10) 및 너트(20) 각각에 형성된 안착홈(41)과 걸림 돌기(42)의 위치는, 해당 볼트(10)가 몇 개의 체결 대상물을 체결하도록 예정되어 있는가에 따라 결정되며, 도 3의 종래예에서와 같이 동일한 두께의 대상물들을 체결하는 경우에는, 두께의 배수로 그 위치가 결정된다.

이러한 체결 위치 결정구(40)의 형성 위치는, 체결 대상물들의 전체 체결 두께에 의해 결정되어 이들을 적당히 조일 수 있는 정도로 설정된다.

한편, 도 1에도 도시된 바와 같이, 상기 걸림 돌기(42)가 형성된 위치의 상기 너트(20)의 나사 산 밑면에는, 돌출된 반대 방향으로 상기 걸림 돌기가 밀려 들어가는 것을 허용할 수 있도록, 밀림 허용 공간(45)이 더욱 구비되는 것이 바람직하다.

상기 너트는 일정 정도의 탄성을 가지는 합성 수지로 제조될 수 있는데, 걸림 돌기(42)가 탄성에 의해 밀려나 있다가 안착홈(41)과 만나게 되는 경우 안착홈(41)의 방향, 즉 너트(20)의 중심 방향으로 복원될 수 있도록 하기 위해서는, 안착홈(41)을 만나기 전 상기 걸림 돌기(42)가 뒤쪽으로 밀려나 있을 수 있는 공간인 밀림 허용 공간(45)이 구비되는 것이 좋다.

한편, 상기 체결 위치 결정구(40)의 형성 위치 설정에 의해, 볼트(10)와 너트(20) 사이에 체결된 체결 대상물의 회전이 확보되도록 하는 방향으로 상기 구성이 활용될 수도 있다.

예를 들어, 두 개의 스트립을 체결하도록 볼트-너트 구성품이 형성되어 있는 경우, 상기 체결 위치 결정구(40)의 형성 위치가 상기 두 개의 스트립의 두께의 합 보다 더 넓은 공간을 확보하도록 형성됨으로써, 체결된 스트립이 체결되어 있는 상태에서도 비교적 자유롭게 회전될 수 있도록 할 수 있고, 이는 교구, 완구용 조립식 프레임 구성물 등에 있어, 회전 기능을 구비한 부분을 구성하도록 활용될 수 있는 것이다.

도 2는 도 1에서와 같은 볼트(10) 이외에 다양한 형태의 볼트에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 체결 위치 결정구(40), 특히 안착홈(41)이 형성된 예를 도시한 도면이다.

도 2의 도면상 좌측의 볼트는 체결된 모든 체결 대상물들이 고정 기둥부에 의해 회동 제한되도록 하는 형태의 것이며, 도면상 우측의 볼트는 볼트 헤드부의 변형에 의해, 헤드부에 별도의 부품을 장착할 수 있도록 구성된 형태의 것인데, 이들 모두의 기둥부에 도 1에서 확인한 바와 같은 구조의 안착홈(41)이 형성될 수 있음을 확인할 수 있다.

이상과 같이 본 발명을 바람직한 실시예들 및 이를 도시한 도면에 의해 설명하였으나, 본 발명은 도시되고 설명된 실시예들에 의한 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10: 볼트 11: 고정 기둥부
15: 헤드부 16: 기둥부
20: 너트 26: 관통공
30: 스트립 31: 스트립의 체결공
40: 체결 위치 결정구 41: 안착홈
42: 걸림 돌기 45: 밀림 허용 공간

Claims (3)

1. 헤드부(15)와 상기 헤드부(15)로부터 연장된 원기둥 형태의 기둥부(16)를 구비하고, 상기 기둥부(16)의 외주면에 나선형 나사 구조를 구비한 볼트(10)와, 상기 볼트(10)의 원기둥 형태 상기 기둥부(16)에 대응되는 원통 형태의 관통공(26)을 구비하고, 상기 관통공(26)의 내주면에 나선형 나사 구조를 구비한 너트로 구성된 볼트-너트 구성품에 있어서,
   상기 볼트(10)의 상기 기둥부(16)의 외주면과 상기 너트의 상기 관통공(26)의 내주면에는, 상호 체결된 상태의 특정된 위치에서 상호 형합적으로 맞물리는 체결 위치 결정구(40)가 구비되는데,
   상기 체결 위치 결정구(40)는, 상기 볼트(10)의 상기 기둥부(16)의 외주면 상에 형성된 오목한 요(凹)부 형태의 안착홈(41)과, 상기 안착홈(41)이 형성된 상기 볼트(10)에 대응되는 상기 너트의 상기 관통공(26)의 내주면 상에 돌출된 철(凸)부 형태로 형성된 걸림 돌기(42)를 포함하여 구성되며,
   상기 안착홈(41)은, 상기 볼트(10)의 상기 기둥부(16)의 외주면의 나사 골에 오목한 요(凹)부 형태로 적어도 한 개 이상 형성되고,
   상기 걸림 돌기(42)는, 상기 너트의 상기 관통공(26)의 상기 내주면의 나사 산에서 돌출된 철(凸)부 형태로 형성되는데, 나선형으로 형성된 나사 산이 단락되어 단락 단부로부터 상기 관통공(26)의 중심 방향을 향해 돌출된 구조를 가지고, 상기 걸림 돌기(42)가 형성된 위치의 상기 너트의 나사 산 밑면에는, 외력에 의해 돌출된 반대 방향으로 상기 걸림 돌기(42)가 밀려 들어가는 것을 허용하는 밀림 허용 공간(45)이 형성된 것을 특징으로 하는, 볼트-너트 구성품.
   
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