KR101532622B1 - Fastening apparatus and spring washer thereof - Google Patents

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KR101532622B1
KR101532622B1 KR1020140053904A KR20140053904A KR101532622B1 KR 101532622 B1 KR101532622 B1 KR 101532622B1 KR 1020140053904 A KR1020140053904 A KR 1020140053904A KR 20140053904 A KR20140053904 A KR 20140053904A KR 101532622 B1 KR101532622 B1 KR 101532622B1
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최성모
권원태
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서울시립대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a fastening apparatus comprising a spring washer, a nut, and a resistance measuring device. The spring washer is inserted into a thread part of a bolt to make a close contact with an object to be fastened and is divided into one end and the other end. The one end and the other end of the spring washer can come in contact with each other through an electrode, and the height of the spring washer is increased from the one end toward the other end so that the one end is spaced from the other end. The nut has a seating groove where the spring washer is seated. The resistance measuring device is connected to an electrode to measure a resistant force according to a contact between the one end and the other end and separation from each other. Accordingly, an axial force can be measured by electric resistance changing depending on the deformation of the spring washer, thereby controlling and monitoring a fastening force and effectively achieving a loosening prevention function and a locking function of the nut.

Description

체결장치와 체결장치의 스프링 와셔{Fastening apparatus and spring washer thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fastening apparatus and a spring washer,

본 발명은 체결장치와 체결장치의 스프링 와셔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축력(체결력) 측정으로 체결력의 조절과 감시가 가능하며 너트의 풀림 방지 기능과 로킹 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 체결장치와 체결장치의 스프링 와셔에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fastening device and a spring washer of a fastening device, and more particularly, to a fastening device capable of effectively controlling a fastening force by controlling axial force (fastening force) To a spring washer of a fastening device.

일반적으로 다양한 기계장치에 부품을 체결하는 볼트와 너트, 또는 건축물 등의 철골을 고정할 때 사용하는 볼트와 너트는, 피체결물의 진동 등에 의해 점차 헐거워져 풀리는 것으로 알려져 있다.It is generally known that bolts and nuts for fastening components to various mechanical devices, or bolts and nuts for fixing steel frames such as buildings gradually loosen and loosen due to vibration of the articles to be clamped.

이와 같은 너트의 풀림을 방지하는 수단으로서, 와셔의 일부를 절단하여 탄성력을 부여한 스프링 와셔, 체결면에 엠보싱 가공을 실시한 이붙이 와셔, 볼트의 나사부 및 너트의 반경방향으로 형성한 관통공에 끼워 장착한 분할핀 등의 '핀부재', 나아가 체결용 너트에 겹쳐서 외측에 풀림 방지용의 너트를 체결하고, 양 너트들의 체결작용과 안착면 간의 마찰력을 이용한 더블너트 등이 광범위하게 채용되고 있다.As means for preventing such loosening of the nut, a spring washer with an elastic force applied by cutting a part of the washer, a washer with embossing on the fastening surface, a screw portion of the bolt and a through hole formed in the radial direction of the nut A pin nut such as a split pin or the like, and a double nut which is formed by superimposing a nut for preventing loosening on the outer side of the fastening nut and using a frictional force between the both nuts and the seating surface.

도 1에 도시한 바와 같이, 스프링 와셔(1)는 볼트(2) 등의 숫나사부(2a)에 나사결합되어 체결되는 너트(3) 사이에 끼워져, 너트(3)가 조여짐에 따라 변형되어 그 탄발력에 의해 조립체(4, 5) 부분의 강도와 결합의 견고성을 높이고 너트(3)의 풀림을 방지하고 로킹 기능을 향상시키는 기계 부품이다.1, the spring washer 1 is sandwiched between the nuts 3 screwed to the male thread portion 2a of the bolt 2 or the like and is deformed as the nut 3 is tightened Is a mechanical part that increases the strength of the assemblies 4, 5 and the rigidity of the engagement by the resilient force, prevents the loosening of the nut 3, and improves the locking function.

조립체(4, 5)를 결합할 때는 조립체 안에서 바람직한 결합력이 발생되도록 하기 위해 특정 축력(체결력)을 가하고, 너트가 풀리는 것을 감시하는 것이 중요한 경우가 있다. When assembling the assemblies 4 and 5, it is important to apply a certain axial force (fastening force) and monitor the release of the nut in order to generate a desirable engaging force within the assembly.

조립체(4, 5)에 적합한 체결력을 가할 때 가장 일반적인 방법은 오차범위가 큰 토크 렌치를 사용하여 조이는 것이다. 각도로 조절하는 조임은 오차범위가 15% 까지 가능하지만 적합한 축력을 가하는 데에는 숙련된 기능이 요구된다. 이러한 예는 미국 특허 제 5,165,831호에 공개되어 있으나, 정밀하게 축력을 가할 수 없으므로 정밀한 조임을 할 수 없으며, 축력을 감시할 수 없으므로 너트의 풀림으로 인한 안전사고와 재산상의 손실을 효과적으로 방지할 수 없다는 문제점이 있었다.The most common method for applying the appropriate fastening force to the assemblies 4, 5 is to tighten them with a torque wrench having a large error range. Angle tightening can tolerate up to 15% of the error, but it requires skilled functions to apply the appropriate axial force. Although such an example is disclosed in U.S. Patent No. 5,165,831, precise tightening can not be performed because it is impossible to precisely apply an axial force, and it is impossible to effectively prevent safety accidents and property losses due to the loosening of the nut because axial force can not be monitored There was a problem.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 스프링 와셔의 변형에 따라 변하는 전기 저항으로 축력(체결력) 측정이 가능하게 함으로써 체결력의 조절과 감시가 가능하며 너트의 풀림 방지 기능과 로킹 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 체결장치 및 체결장치의 스프링 와셔를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling an axial force (fastening force) Preventing function and a locking function, and a spring washer of the fastening device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 체결장치는 볼트의 나사산부에 끼워져 피체결물에 밀착하며 일단부와 타단부로 분리되고, 일단부와 타단부가 전극으로 접촉 가능한 스프링 와셔와; 스프링 와셔가 끼워져 안착되는 안착홈을 구비하는 너트와; 전극을 연결하여 일단부와 타단부의 접촉 및 분리에 따른 저항을 측정하는 저항 측정기를 포함한다.To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a fastening apparatus comprising: a spring washer which is fitted to a threaded portion of a bolt and is in close contact with a workpiece to be separated into one end portion and the other end portion; A nut having a seating groove in which a spring washer is fitted and seated; And a resistance meter for measuring the resistance of the electrodes connected to each other and the contact and separation of the one end and the other end.

스프링 와셔는 일단부과 타단부의 측면이 전극으로 접촉 가능하여, 일단부와 타단부의 측면이 접촉 및 분리되는 면적에 따라 전기 저항이 변하게 되어 있다. 스프링 와셔의 일단부와 타단부에는 다수의 전극 단자가 구비되고, 다수의 전극 단자의 접촉 및 분리에 따라 전기 저항이 변하게 되어 있을 수도 있다. 스프링 와셔에는 길이방향을 따라 띠홈이 형성되고, 띠홈에는 스트레인 게이지가 설치되어 있을 수도 있다.The spring washer is capable of being brought into contact with the side surface of the other end portion of the spring washer by the electrode, and the electric resistance is changed according to the area where the one end portion and the other end portion side contact and separate. A plurality of electrode terminals may be provided at one end and the other end of the spring washer, and the electrical resistance may vary depending on contact and separation of the plurality of electrode terminals. The spring washer may have a groove formed along the longitudinal direction, and a strain gauge may be provided in the groove.

안착홈의 바닥면에는 원주방향을 따라 스프링 와셔의 단부가 걸리는 다수의 걸림턱이 형성될 수 있다. 안착홈의 바닥면은 원주방향을 따라 깊어지는 다수의 경사면을 이루면서 스프링 와셔의 단부가 걸리는 다수의 걸림턱이 형성될 수 있다. 안착홈의 바닥면은 원주방향을 따라 깊어지게 되어 있으며, 원주방향을 따라 다단계로 깊어지게 되어 있을 수 있다.The bottom surface of the seating groove may be provided with a plurality of engagement protrusions which are engaged with the ends of the spring washer along the circumferential direction. The bottom surface of the seating groove may be formed with a plurality of engagement protrusions for engaging the ends of the spring washer while forming a plurality of inclined surfaces deepening in the circumferential direction. The bottom surface of the seating groove is deeper along the circumferential direction and may be deeper in multiple stages along the circumferential direction.

저항 측정기는 측정된 저항을 축력으로 환산하는 연산부를 구비한다. 저항 측정기는 측정된 저항 또는 환산된 축력을 표시하는 표시부를 구비한다.The resistance meter includes an operation unit for converting the measured resistance into an axial force. The resistance meter has a display unit for displaying the measured resistance or the converted axial force.

본 발명에 의한 체결장치의 스프링 와셔는 스프링 와셔의 변형에 따라 변하는 전기 저항으로 축력(체결력)을 측정하는 체결장치의 스프링 와셔에 있어서, 스프링 와셔는 일단부와 타단부로 분리되어 서로 전극으로 접촉 가능하고, 일단부에서 타단부로 갈수록 반경이 증가하여 서로 벌어지며, 일단부에서 타단부로 갈수록 높이가 증가하여 서로 벌어지게 되어 있다.The spring washer of the fastening device according to the present invention is a spring washer of a fastening device for measuring an axial force (fastening force) with an electrical resistance varying with a deformation of a spring washer, wherein the spring washer is separated into one end portion and the other end portion, As the radius increases from one end to the other end, the radius increases, and the height increases from one end to the other end so that they are spread apart.

너트의 조임에 따라 일단부와 타단부가 접촉하는 접촉면을 제외한 외면에는 절연층이 형성된다. 접촉면은 일단부와 타단부의 측면인 것이 바람직하다. 측면은 수직면이나 경사면으로 형성될 수 있다.An insulating layer is formed on the outer surface except the contact surface where one end and the other end contact with each other as the nut is tightened. Preferably, the contact surface is a side surface at one end and the other end. The side surface may be formed as a vertical surface or an inclined surface.

본 발명에 의한 체결장치와 체결장치의 스프링 와셔에 의하면, 스프링 와셔의 변형에 따라 변하는 전기 저항으로 축력(체결력) 측정이 가능하게 함으로써 체결력의 조절과 감시가 가능하며 너트의 풀림 방지 기능과 로킹 기능을 효과적으로 수행할 수 있다는 효과가 있다.According to the fastening device and the spring washer of the fastening device according to the present invention, it is possible to measure the axial force (fastening force) by the electrical resistance which varies according to the deformation of the spring washer, thereby controlling and monitoring the fastening force. Can effectively be performed.

도 1은 일반적인 스프링 와셔를 이용한 체결장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 체결장치를 나타내는 구성 사시도이다.
도 3은 도 2의 스프링 와셔를 나타내는 사시도이다.
도 4은 도 3의 일단부와 타단부를 단면으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 스프링 와셔의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 2의 스프링 와셔의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 7의 (a) 내지 (c)는 도 2의 스프링 와셔가 너트에 의해 조여짐에 따라 변형되는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 8은 도 2의 스프링 와셔의 변형에 따라 전기 저항이 변하는 상태를 나타내는 그래프이다.
도 9은 도 2의 너트의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 2의 너트의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 안착홈에서 원주방향을 따라 일부를 단면으로 나타낸 도면이다.
도 12의 (a) 및 (b)는 도 2의 체결장치의 작용 상태도이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 의한 체결장치를 나타내는 구성 사시도이다.
도 14는 도 13의 스프링 와셔의 일부를 나타낸 입면도이다.
도 15의 (a) 내지 (c)는 도 13의 스프링 와셔가 너트에 의해 조여짐에 따라 변형되어 전극이 접하는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 16의 (a) 및 (b)는 도 13의 체결장치의 작용 상태도이다.1 is a structural view showing a fastening device using a general spring washer.
2 is a perspective view showing the fastening device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing the spring washer of Fig.
Fig. 4 is a cross-sectional view of one end and the other end of Fig. 3;
5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the spring washer of Fig.
Fig. 6 is a perspective view showing another embodiment of the spring washer of Fig. 2;
Figs. 7 (a) to 7 (c) are explanatory diagrams showing a state in which the spring washer of Fig. 2 is deformed as it is tightened by a nut.
8 is a graph showing a state in which the electric resistance varies according to the deformation of the spring washer of Fig.
Fig. 9 is a perspective view showing another embodiment of the nut of Fig. 2; Fig.
Fig. 10 is a perspective view showing still another embodiment of the nut of Fig. 2; Fig.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a part of the seating groove in FIG. 10 along the circumferential direction.
Figs. 12 (a) and 12 (b) are operational state diagrams of the fastening device of Fig. 2. Fig.
13 is a perspective view showing the fastening device according to the second embodiment of the present invention.
14 is an elevation view showing a portion of the spring washer of Fig.
Figs. 15A to 15C are explanatory diagrams showing a state in which the spring washer of Fig. 13 is deformed as it is tightened by a nut and is in contact with the electrode.
16 (a) and 16 (b) are operational state diagrams of the fastening device of Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 체결장치를 나타내는 구성 사시도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 체결장치(100)는 스프링 와셔(110)와, 너트(120)와, 저항 측정기(130)를 포함한다.2 is a perspective view showing the fastening device according to the first embodiment of the present invention. As shown, the fastening apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a spring washer 110, a nut 120, and a resistance meter 130.

스프링 와셔(110)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 볼트(도 12에 도시)의 나사산부에 끼워져 피체결물(도 12에 도시)에 밀착하며 와셔 몸체(111)가 일단부(112)와 타단부(113)로 분리되며, 스프링이나 스테인레스강 등 고탄성 재질로 되어 있다. 스프링와셔(110)는 전도성의 FRPC(Fiber Reinforced Plastic Compound, 섬유 강화 플라스틱 복합재)로 이루어 질 수 있다.The spring washer 110 is inserted into the threaded portion of the bolt (shown in Fig. 12) to come in close contact with the workpiece (shown in Fig. 12) 112 and the other end 113, and is made of a highly elastic material such as spring or stainless steel. The spring washer 110 may be made of a conductive FRPC (Fiber Reinforced Plastic Compound).

스프링와셔(110)의 일단부(112)와 타단부(113)는 전극으로 접촉 가능하고, 일단부(112)에서 타단부(113)로 갈수록 반경이 증가하여 서로 벌어지며, 일단부(112)에서 타단부(113)로 갈수록 높이가 증가하여 서로 벌어지게 되어 있다. 너트(120)의 조임에 따라 일단부(112)와 타단부(113)가 접촉하는 접촉면(112a, 113a)을 제외한 와셔 몸체(111)의 외면에는 절연층(111a)이 형성된다. 접촉면(112a, 113a)은 일단부(112)와 타단부(113)의 측면이다. 접촉면(112a, 113a)은 반경방향을 따라 수직으로 되어 있다.One end 112 and the other end 113 of the spring washer 110 can contact with each other by an electrode and the radius increases from one end 112 to the other end 113, The height increases from one end 113 to the other end 113, The insulating layer 111a is formed on the outer surface of the washer body 111 excluding the contact surfaces 112a and 113a where the one end 112 and the other end 113 contact with each other as the nut 120 is tightened. The contact surfaces 112a and 113a are the side surfaces of the one end portion 112 and the other end portion 113, respectively. The contact surfaces 112a and 113a are perpendicular to each other along the radial direction.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이 다른 실시예의 스프링 와셔(210)는 일단부(212)와 타단부(213)는 전극으로 접촉 가능하고, 너트의 조임에 따라 일단부(212)와 타단부(213)가 접촉하는 접촉면(212a, 213a)을 제외한 몸체(211)의 외면에는 절연층(211a)이 형성되고, 접촉면(212a, 213a)은 반경방향에 대해 경사진 경사면으로 되어 있다. 경사면의 접촉면(212a, 213a)는 3차원으로 비스듬하게 형성될 수 있다.5, one end 212 and the other end 213 of the spring washer 210 of another embodiment can be brought into contact with each other by an electrode. When the nut is tightened, the one end 212 and the other end 213 An insulating layer 211a is formed on the outer surface of the body 211 excluding the contact surfaces 212a and 213a which are in contact with the contact surfaces 212a and 213 and the contact surfaces 212a and 213a are inclined surfaces inclined with respect to the radial direction. The contact surfaces 212a and 213a of the inclined surfaces can be formed obliquely in three dimensions.

경사면의 접촉면(212a, 213a)는 초기에 서로 접촉하여 미끄러짐을 용이하게 하고 접촉면(212a 213a)의 접촉시의 접촉불량을 방지하는 효과가 있으며, 접촉하여 미끄러질 때 탄성변형 이외에 마찰력이 추가되어 탄성력이 증가하게 되는 효과가 있다.The contact surfaces 212a and 213a of the inclined surfaces are initially in contact with each other to facilitate slip and to prevent contact failure at the time of contact of the contact surfaces 212a and 213a and to provide a frictional force in addition to elastic deformation .

도 6에 도시한 바와 같이 또 다른 실시예의 스프링 와셔(310)는 몸체(311)의 길이방향(원주방향)으로 따라 외면에 띠홈(315)이 형성되고, 띠홈(315)에는 스트레인 게이지(도시 안됨)가 설치되어, 너트의 조임에 의한 스프링 와셔의 변형에 따른 저항을 측정할 수도 있다. 스트레인 게이지를 추가함에 따라 체결력(축력)의 변화를 더욱 정확하게 측정할 수 있다. As shown in FIG. 6, the spring washer 310 of another embodiment has a groove 315 formed on the outer surface along the longitudinal direction (circumferential direction) of the body 311, and a strain gage (not shown) ) Can be provided so that the resistance due to the deformation of the spring washer due to the tightening of the nut can be measured. As strain gages are added, the change in clamping force (axial force) can be more accurately measured.

스프링 와셔(110)는 도 7의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이 볼트(T)의 나사산부에 끼워져 너트가 조여짐에 따라 타단부(113) 쪽의 반경이 줄어들어 스프링 와셔(110)의 내면이 볼트(T)에 접근하는 한편 일단부(112)와 타단부(113)의 높이 차가 줄어든다.The spring washer 110 is inserted into the threaded portion of the bolt T as shown in FIGS. 7A to 7C and the radius of the other end 113 is reduced as the nut is tightened, And the height difference between the one end 112 and the other end 113 is reduced.

스프링 와셔(110)의 일단부(112)와 타단부(113)가 전극으로 연결되었을 경우 그 저항은 도 8에 도시한 바와 같이 변하게 된다. 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 일단부(112)와 타단부(113)의 접촉면(112a, 113a)이 떨어져 있을 경우에는 높은 저항으로 저항치가 일정하게 유지되다가(도 8의 a 부분), 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 접촉면(112a, 113a)이 접촉한 시점부터 저항이 감소하기 시작하여 접촉면적이 늘어남에 따라 저항이 더욱 급격하게 감소하고(도 8의 b부분), 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 접촉면(112a, 113a)의 완전히 접촉하게 되면 낮은 저항으로 저항치가 일정하게 유지된다(도 8의 c부분). 이러한 저항치의 변화에 따라 축력(체결력)과 너트의 풀림상태를 알 수 있게 된다.When one end 112 and the other end 113 of the spring washer 110 are connected to each other by an electrode, the resistance changes as shown in FIG. When the contact surfaces 112a and 113a of the one end 112 and the other end 113 are apart from each other as shown in FIG. 7A, the resistance value is kept constant with a high resistance (portion a in FIG. 8) As shown in FIG. 7 (b), the resistance begins to decrease from the point of time when the contact surfaces 112a and 113a come into contact with each other. As the contact area increases, the resistance further sharply decreases (part b in FIG. 8) As shown in FIG. 7C, when the contact surfaces 112a and 113a are completely in contact with each other, the resistance value is kept constant with a low resistance (part c in FIG. 8). As the resistance value changes, the axial force (fastening force) and the loosened state of the nut can be known.

너트(120)는 스프링 와셔(110)가 끼워져 안착되는 안착홈(121)을 구비한다. 안착홈(121)의 측면(121a)은 스프링 와셔(110)의 외주면이 밀착하도록 원주방향을 따라 반경이 증가하게 되어 있다. 안착홈(121)의 바닥면(121b)은 원주방향을 따라 다단계로 깊어져, 스프링와셔의 단부가 걸리는 다수의 걸림턱(121c)이 형성된다. 걸림턱(121c)은 톱니형태로 형성하는 것이 더욱 바람직하다.The nut 120 has a seating groove 121 into which the spring washer 110 is fitted. The side surface 121a of the seating groove 121 is increased in radial direction along the circumferential direction so that the outer circumferential surface of the spring washer 110 is closely contacted. The bottom surface 121b of the seating groove 121 is deepened in multiple steps along the circumferential direction to form a plurality of engagement protrusions 121c to which the end of the spring washer is caught. More preferably, the engaging jaw 121c is formed in a sawtooth shape.

한편, 도 9에 도시한 바와 같이 다른 실시예의 너트(220)는 안착홈(221)의 측면(221a)은 스프링 와셔의 외주면이 밀착하여 걸리도록 원주방향을 따라 반경이 증가하게 되어 있고, 안착홈(221)의 바닥면(221b)은 원주방향을 따라 깊어지는 경사면을 이루며, 바닥면(221b)의 단부에 하나의 걸림턱(221c)이 형성되는 구성으로 되어 있다.9, the radius of the nut 220 of the other embodiment increases along the circumferential direction so that the side surface 221a of the seating groove 221 is engaged with the outer circumferential surface of the spring washer in close contact with each other, The bottom surface 221b of the bottom surface 221 forms an inclined surface which deepens in the circumferential direction and one stop surface 221c is formed at the end of the bottom surface 221b.

안착홈(121, 221)의 측면(121a, 221a)은 스프링 와셔의 외주면이 밀착하여 걸리도록 원주방향을 따라 반경이 증가하게 되어 있으므로, 너트가 조여 질 때 스프링 와셔의 큰 반경 쪽이 점차 줄어지면서 너트가 바깥쪽 힘을 받게 된다. 따라서, 비대칭 마찰력이 늘어나면서 죄임이 커져 로킹능력이 더욱 커지게 된다.Since the side surfaces 121a and 221a of the seating grooves 121 and 221 are radially increased along the circumferential direction so that the outer circumferential surfaces of the spring washers are closely contacted with each other, the large diameter side of the spring washer is gradually reduced The nut receives an external force. As a result, the asymmetric frictional force is increased and the locking force is further increased.

그리고, 안착홈(121, 221)의 걸림턱(121c, 221c)는 셀프 로킹(self locking)의 기능을 높인다. 즉, 너트가 풀리면 스프링 와셔의 탄성력에 의해 늘어나면서 걸림턱(121c, 221c)에 걸리므로 더 이상 풀리지 않게 된다.The locking tabs 121c and 221c of the seating grooves 121 and 221 increase the function of self locking. That is, when the nut is loosened, it is stretched due to the elastic force of the spring washer and is caught by the latching jaws 121c and 221c, so that it is no longer loosened.

도 10에 도시한 바와 같이 또 다른 실시예에 의한 너트(320)는 안착홈(321)의 측면(321a)은 스프링 와셔의 외주면이 밀착하여 걸리도록 원주방향을 따라 반경이 증가하게 되어 있고, 안착홈(321)의 바닥면(321b)은 원주방향을 따라 전체적으로 깊어지는 다수의 경사면을 이루면서 스프링 와셔의 단부가 걸리는 다수의 걸림턱(321c)이 형성되는 구성으로 되어 있다. 도 11은 도 10의 안착홈(321)에서 원주방향을 따라 일부를 단면으로 나타낸 도면이다. 10, the radius of the nut 320 according to another embodiment increases along the circumferential direction so that the side surface 321a of the seating groove 321 is tightly engaged with the outer circumferential surface of the spring washer, The bottom surface 321b of the groove 321 is formed with a plurality of engagement protrusions 321c which are formed as a plurality of inclined surfaces which deeply extend along the circumferential direction as a whole and in which the ends of the spring washer are caught. Fig. 11 is a cross-sectional view of a portion along the circumferential direction in the seating groove 321 of Fig.

저항 측정기(130)는 스프링 와셔(110)의 일단부(112)와 타단부(113)를 전극으로 하여 전선으로 연결하여 일단부(112)와 타단부(113)의 접촉 및 분리에 따른 저항을 측정한다. 저항 측정기(130)는 스프링 와셔(110)의 변형에 따라 측정된 저항을 축력(또는 체결력)으로 환산하는 연산부(131)와, 측정된 저항 또는 환산된 축력을 표시하는 표시부(132)와, 저항 측정기(130)를 조작하는 스위치 등의 조작부(133)를 포함한다.The resistance measuring device 130 is formed by connecting one end 112 and the other end 113 of the spring washer 110 as an electrode by means of electric wires so that the resistance due to the contact and separation between the one end 112 and the other end 113 . The resistance measuring device 130 includes an operation unit 131 for converting the resistance measured according to the deformation of the spring washer 110 into an axial force (or clamping force), a display unit 132 for displaying the measured resistance or the converted axial force, And an operation unit 133 such as a switch for operating the measuring device 130. [

저항 측정기(130)는 컴퓨터 등에 유선 또는 무선으로 연결되어 사용될 수 있으며, 그 연산부(131)는 스프링 와셔(110)의 변형과 축력 및 저항과의 관계에 따른 프로그램에 따라 축력을 연산한다. 표시부(133)는 축력의 변화에 따른 조임과 풀림을 알리는 경보장치를 포함할 수도 있다. The resistance measuring unit 130 may be connected to a computer or the like by wire or wirelessly. The calculating unit 131 calculates the axial force according to the program according to the deformation of the spring washer 110 and the axial force and the resistance. The display unit 133 may also include an alarm device for notifying the tightening and unfastening according to the change in axial force.

위와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 의한 체결장치(100)는 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이 피체결물(A, B)에 관통하는 볼트(T)의 나사산부에 스프링 와셔(110)을 끼우는 한편 너트(120)를 끼워, 스프링 와셔(110)가 너트(120)의 안착홈(121)에 안착되게 하고 조임에 따라 스프링 와셔(110)의 타단부(113) 쪽의 반경이 줄어들어 스프링 와셔(110)의 내면이 볼트(T)에 접근하는 한편 일단부(112)와 타단부(113)의 높이 차가 줄어들어, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이 피체결물(A, B)의 체결이 완료된다.As shown in Fig. 12 (a), the fastening device 100 according to the first embodiment of the present invention is configured such that the threaded portion of the bolt T passing through the articles A and B to be engaged, The spring washer 110 is seated in the seating groove 121 of the nut 120 while the nut 110 is inserted and the nut 120 is inserted so that the radius of the spring washer 110 on the side of the other end 113 The inner surface of the spring washer 110 approaches the bolt T and the difference in height between the one end 112 and the other end 113 is reduced so that the workpiece A , B) is completed.

이때, 너트(120)의 조임과 풀림에 따른 축력의 변화는 조작부(133)의 조작에 따라 저항 측정기(130)에서 측정되는 저항의 변환에 따라 연산부(131)에서 연산되어, 표시부(132)에 표시된다. 이러한 체결장치에 의해 스프링 와셔의 변형에 따라 변하는 전기 저항으로 축력 측정이 가능하게 함으로써 체결력의 조절과 감시가 가능하다.
At this time, the change of the axial force due to tightening and loosening of the nut 120 is calculated by the arithmetic unit 131 according to the change of the resistance measured by the resistance measuring unit 130 according to the operation of the operation unit 133, Is displayed. By this fastening device, it is possible to measure the axial force by the electric resistance which changes according to the deformation of the spring washer, so that the tightening force can be controlled and monitored.

도 13는 본 발명의 제2실시예에 의한 체결장치를 나타내는 구성 사시도이고, 도 14는 도 13의 스프링 와셔의 일부를 나타낸 입면도이며, 도 15의 (a) 내지 (c)는 도 13의 스프링 와셔가 너트에 의해 조여짐에 따라 변형되어 전극이 접하는 상태를 나타내는 설명도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 의한 체결장치(500)는 스프링 와셔(510)와, 너트(520)와, 저항 측정기(530)를 포함하며, 스프링 와셔(510)의 일단부와 타단부에 다수의 전극 단자(512)(513)가 구비된 구성이다.Fig. 13 is a perspective view showing a fastening device according to a second embodiment of the present invention, Fig. 14 is an elevational view showing a part of the spring washer in Fig. 13, Figs. 15 (a) Fig. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the electrode is in contact with the electrode due to deformation of the washer as it is tightened by the nut. As shown, the fastening apparatus 500 according to the second embodiment of the present invention includes a spring washer 510, a nut 520, and a resistance measuring instrument 530. The fastening apparatus 500 includes a spring washer 510, And a plurality of electrode terminals 512 and 513 at the other end.

스프링 와셔(510)는 볼트(도 16에 도시)의 나사산부에 끼워져 피체결물(도 16에 도시)에 밀착하며 와셔 몸체(511)가 일단부와 타단부로 분리되며, 비전도성의 재질로 이루어질 수 있다. 스프링 와셔(510)의 일단부에는 일측의 전극 단자(512)가 형성되고, 스프링 와셔(510)의 타단부에는 스프링 와셔(510)의 변형에 따라 일측의 전극 단자(512)에 접촉하는 타측의 전극 단자(513)가 돌출하여 형성된다.The spring washer 510 is fitted in the threaded portion of the bolt (shown in Fig. 16) and is in close contact with the workpiece (shown in Fig. 16), and the washer body 511 is separated into one end portion and the other end portion. Lt; / RTI > One end of the spring washer 510 is formed with one electrode terminal 512 and the other end of the spring washer 510 is connected to the other end of the spring washer 510 An electrode terminal 513 is formed to protrude.

스프링 와셔(510)의 일단부와 타단부는 서로 동일한 반경으로 되어 있으며, 일단부에서 타단부로 갈수록 높이(두께 방향)가 증가하여 서로 벌어지게 되어 있다. 전극 단자(512)(513)는 다수 줄로 형성되어 도 15의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이 너트의 조임에 따라 일단부와 타단부의 높이 차가 줄어들고, 접촉하는 전극 단자(512)(513)의 접촉 갯수가 많아져 전기 저항이 변하게 된다. 본 실시예에서는 설명을 위한 예시로 5개의 전극 단자만 표시되어 있다.One end and the other end of the spring washer 510 have the same radius, and the height (thickness direction) increases from one end to the other end so that the spring washer 510 spreads. The electrode terminals 512 and 513 are formed in a plurality of rows so that the height difference between one end and the other end is reduced as the nut is tightened as shown in FIGS. 15A to 15C, The number of contacts of the contact portion 513 increases and the electrical resistance changes. In the present embodiment, only five electrode terminals are shown for illustrative purposes.

너트(520)는 스프링 와셔(510)가 끼워져 안착되는 안착홈(521)을 구비한다. 안착홈(121)의 깊이는 동일하게 되어 있다.The nut 520 has a seating groove 521 in which the spring washer 510 is fitted and seated. The depth of the seating groove 121 is the same.

저항 측정기(530)는 스프링 와셔(510)에 구비된 전극 단자(512)(513)를 서로 전선으로 연결하여 전극(512)(513)의 접촉 및 분리에 따른 저항을 측정한다. 저항 측정기(530)는 스프링 와셔(510)의 변형에 따라 측정된 저항을 축력(또는 체결력)으로 환산하는 연산부(531)와, 측정된 저항 또는 환산된 축력을 표시하는 표시부(532)와, 저항 측정기(530)를 조작하는 스위치 등의 조작부(533)를 포함한다.The resistance measuring device 530 connects the electrode terminals 512 and 513 of the spring washer 510 with each other by electric wires to measure the resistance of the electrodes 512 and 513 in contact and separation. The resistance measuring device 530 includes an operation part 531 for converting the resistance measured according to the deformation of the spring washer 510 into an axial force (or clamping force), a display part 532 for displaying the measured resistance or the converted axial force, And an operation unit 533 such as a switch for operating the measuring device 530. [

위와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 의한 체결장치(500)는 도 16의 (a)에 도시한 바와 같이 피체결물(A, B)에 관통하는 볼트(T)의 나사산부에 스프링 와셔(510)을 끼우는 한편 너트(520)를 끼워, 스프링 와셔(510)가 너트(520)의 안착홈(521)에 안착되게 하고 조임에 따라 스프링 와셔(510)의 타단부와 일단부 사이의 높이 차가 줄어들고 접촉하는 전극 단자의 수가 많아져 전기 저항이 변하게 되면서, 도16의 (b)에 도시한 바와 같이 피체결물(A, B)의 체결이 완료된다.16 (a), the fastening device 500 according to the second embodiment of the present invention is configured such that the threaded portion of the bolt T passing through the fastened objects A and B is fastened with a spring washer The spring washer 510 is seated in the seating groove 521 of the nut 520 while the nut 520 is inserted and the height between the other end of the spring washer 510 and the one end The number of electrode terminals to be contacted decreases and electrical resistance changes, and the fastening of the articles A and B to be clamped is completed as shown in Fig. 16 (b).

이때, 너트(520)의 조임과 풀림에 따른 축력의 변화는 조작부(533)의 조작에 따라 저항 측정기(530)에서 측정되는 저항의 변환에 따라 연산부(531)에서 연산되어, 표시부(532)에 표시된다.At this time, a change in the axial force resulting from tightening and loosening of the nut 520 is calculated by the arithmetic unit 531 according to the change in resistance measured by the resistance measuring unit 530 according to the operation of the operating unit 533, Is displayed.

본 발명의 제2실시예의 체결장치의 전체적 구성 및 작용은 제1실시예와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
The overall structure and operation of the fastening apparatus according to the second embodiment of the present invention are similar to those of the first embodiment, and therefore, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of the present invention in order to facilitate the understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

110 : 스프링 와셔 111 : 와셔 몸체
111a : 절연층 112 : 일단부
112a, 113a : 접촉면 113 : 타단부
120 : 너트 121 : 안착홈
121a : 측면 121b : 바닥면
121c : 걸림턱 130 : 저항 측정기
131 : 연산부 132 : 표시부
133 : 조작부110: spring washer 111: washer body
111a: Insulating layer 112:
112a, 113a: contact surface 113:
120: nut 121: seat groove
121a: side surface 121b: bottom surface
121c: latching jaw 130: resistance measuring instrument
131: computing unit 132:
133:

Claims (14)

볼트의 나사산부에 끼워져 피체결물에 밀착하며 일단부와 타단부로 분리되고, 상기 일단부와 상기 타단부가 전극으로 접촉 가능한 스프링 와셔와;
상기 스프링 와셔가 끼워져 안착되는 안착홈을 구비하는 너트와;
상기 전극을 연결하여 상기 일단부와 상기 타단부의 접촉 및 분리에 따른 저항을 측정하는 저항 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 체결장치. A spring washer which is inserted into the threaded portion of the bolt and is in close contact with the workpiece to be separated into one end portion and the other end portion, and the one end portion and the other end portion can be contacted with the electrode;
A nut having a seating groove in which the spring washer is fitted and seated;
And a resistance measuring device connecting the electrodes and measuring a resistance due to contact and separation between the one end and the other end. 청구항 1에 있어서,
상기 스프링 와셔는 상기 일단부과 상기 타단부의 측면이 전극으로 접촉 가능하여, 상기 일단부와 상기 타단부의 측면이 접촉 및 분리되는 면적에 따라 전기 저항이 변하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 체결장치.The method according to claim 1,
Wherein an electrical resistance of the spring washer varies according to an area where the one end and the side of the other end are contactable by an electrode so that the one end and the side of the other end contact and separate from each other. 청구항 1에 있어서,
상기 스프링 와셔의 일단부와 타단부에는 다수의 전극 단자가 구비되고, 상기 다수의 전극 단자의 접촉 및 분리에 따라 전기 저항이 변하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 체결장치.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of electrode terminals are provided at one end and the other end of the spring washer, and the electric resistance is changed according to the contact and separation of the plurality of electrode terminals. 청구항 1에 있어서,
상기 스프링 와셔에는 길이방향을 따라 스트레인 게이지가 설치되는 것을 특징으로 하는 체결장치.The method according to claim 1,
And a strain gauge is installed along the longitudinal direction in the spring washer. 청구항 1에 있어서,
상기 안착홈의 바닥면에는 원주방향을 따라 상기 스프링와셔의 단부가 걸리는 다수의 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 체결장치.The method according to claim 1,
And a plurality of locking protrusions are formed on the bottom surface of the seating groove so that the end portions of the spring washer are caught along the circumferential direction. 청구항 1에 있어서,
상기 안착홈의 바닥면은 원주방향을 따라 깊어지는 다수의 경사면을 이루면서 다수의 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 체결장치.The method according to claim 1,
Wherein the bottom surface of the seating groove has a plurality of inclined surfaces formed in a plurality of inclined surfaces extending in the circumferential direction. 청구항 1에 있어서,
상기 안착홈의 바닥면은 원주방향을 따라 깊어지게 되어 있는 것을 특징으로하는 체결장치.The method according to claim 1,
And the bottom surface of the seating groove is deeper along the circumferential direction. 청구항 1에 있어서,
상기 안착홈의 바닥면은 원주방향을 따라 다단계로 깊어지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 체결장치.The method according to claim 1,
And the bottom surface of the seating groove is deepened in multiple steps along the circumferential direction. 청구항 1에 있어서,
상기 저항 측정기는 측정된 저항을 축력으로 환산하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 체결장치. The method according to claim 1,
Wherein the resistance measuring device includes an operation unit for converting the measured resistance into an axial force. 청구항 1에 있어서,
상기 저항 측정기는 측정된 저항 또는 환산된 축력을 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 체결장치.The method according to claim 1,
Wherein the resistance meter comprises a display unit for displaying the measured resistance or the converted axial force. 스프링 와셔의 변형에 따라 변하는 전기 저항으로 축력(체결력)을 측정하는 체결장치의 스프링 와셔에 있어서,
상기 스프링 와셔는 일단부와 타단부로 분리되어 서로 전극으로 접촉 가능하고,
상기 일단부에서 상기 타단부로 갈수록 반경이 증가하여 서로 벌어지며,
상기 일단부에서 상기 타단부로 갈수록 높이가 증가하여 서로 벌어지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 체결장치의 스프링 와셔.A spring washer of a fastening device for measuring an axial force (fastening force) by an electric resistance varying with a deformation of a spring washer,
Wherein the spring washer is separated into one end portion and the other end portion,
The radius increases from the one end to the other end,
Wherein a height of the spring washer is increased from the one end to the other end, and the spring washer is opened. 청구항 11에 있어서,
너트의 조임에 따라 상기 일단부와 상기 타단부가 접촉하는 접촉면을 제외한 외면에는 절연층이 형성되는 것을 특징으로 하는 체결장치의 스프링 와셔.The method of claim 11,
Wherein an insulating layer is formed on the outer surface except the contact surface where the one end and the other end are in contact with each other according to tightening of the nut. 청구항 12에 있어서,
상기 접촉면은 상기 일단부와 상기 타단부의 측면인 것을 특징으로 하는 체결장치의 스프링 와셔.The method of claim 12,
Wherein the contact surface is a side surface of the one end portion and the other end portion. 청구항 13에 있어서,
상기 측면은 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 체결장치의 스프링 와셔.14. The method of claim 13,
Wherein the side surface is formed as an inclined surface.
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