KR101739920B1 - 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체 및 이 시공 방법 - Google Patents

풀림 방지형 볼트와 너트 조립체 및 이 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체 및 이 시공 방법에 관한 것으로, 기성품(KS 제품)인 볼트와 너트를 사용하고 간단한 구성의 추가만을 통해 볼트와 너트의 풀림을 방지함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체는, 지반에 설치되는 피고정물의 베이스 플레이트에 형성된 장공을 관통하면서 상기 지반에 고정되는 볼트(10)와; 상기 베이스 플레이트의 장공을 관통한 상기 볼트의 둘레부에 결합되는 링 형상의 와셔(20)와; 상기 볼트에 나사 체결되는 각형의 너트(30)와; 상기 너트의 둘레부에 결합되면서 상기 베이스 플레이트의 장공 안에 삽입되어 상기 너트의 풀림을 방지하는 록 렌치(40)를 포함하고, 상기 록 렌치는 내주면에 원주방향을 따라 상기 너트의 각진 부분이 걸려 지지되도록 돌기 또는 홈이 구비된 록렌치 본체(41), 상기 록렌치 본체의 둘레부에 저부를 향해 돌출 형성되는 회전방지핀(42)을 포함하며, 이에 의하여, 상기 너트의 풀림시 상기 록 렌치가 상기 너트와 함께 회전하다가 상기 회전방지핀이 상기 베이스 플레이트의 장공의 벽면에 지지됨으로써 상기 너트의 풀림을 방지한다.

Description

풀림 방지형 볼트와 너트 조립체 및 이 시공 방법{PREVENTING LOOSEN BOLT AND NUT, AND METHOD FOR CONSTRUCTING THIS SAME}
본 발명은 볼트와 너트 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기성품(KS 제품)인 볼트와 너트를 사용하고 간단한 구성의 추가만을 통해 볼트와 너트의 풀림을 방지하는 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체 및 이 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 2개의 서로 다른 부재를 결합하기 위한 것으로 볼트와 너트가 있다. 볼트와 너트는 각종 도로 시설 구조물(가드레일, 방음벽 등 방음시설, 표지판, 신호등, 일반적인 기계장치, 철로, 철탑, 선박, 자동차, 항공기 등과 같은 피고정물에서 두 개 이상의 부재를 서로 결합시켜 주기 위하여 것으로 널리 사용되고 있다.
볼트와 너트는 나사선간의 결속력과 마찰력에 의해 스스로 풀어지지 않도록 설계되어 있으나 진동과 충격을 받으면 순간적으로 접촉압력이 감소되어 마찰력이 거의 없어지는 현상이 발생하며 이러한 현상이 반복되면 나사가 풀리게 되어 결합된 구조물 및 기기가 해체되어 크나큰 문제가 발생하는 크나큰 단점이 있다.
이하 도로 시설물의 일예인 가드레일을 예로 들어 볼트와 너트의 설치 상태를 설명한다.
일반적으로 도로, 단지 주위 등에는 가드레일이 설치된다.
종래 가드레일은 저부의 베이스 플레이트가 지중에 매설되는 앵커 볼트와 상기 앵커 볼트에 체결되는 너트에 의해 설치된다.
종래 기술에 의한 가드레일 등의 도로 시설 구조물은 베이스 플레이트(또는 지주)가 단지 볼트와 너트로만 체결되기 때문에 외력에 의한 볼트와 너트의 풀림이 빈번히 발생되는 문제점이 있다.
특허문헌 1(등록실용신안 제20-0313538호)은, 볼트의 축부가 관통하는 관통홀이 중앙부에 형성된 와셔에 있어서, 상기 관통홀로부터 바깥쪽으로 하향 절곡되어 완만한 곡선 형상의 단면을 구비토록 형성된 탄성부와, 상기 탄성부의 외주연에 일정간격을 이루며 끝단부가 송곳과 같이 뾰족하게 형성된 다수의 고정용 발로 구성된 것풀림 방지 및 체결부재의 슬립 방지용 와셔로서, 고정용 발에 의해 와셔의 슬립을 방지한다 하지만 고정용 발의 구조 상 슬립 방지가 어렵다.
특허문헌 2(공개특허 제10-2001-0015543호)는, 축심을 관통하는 볼트 삽입관통구멍을 구비한 링형상의 와셔 몸체의 상하면의 적어도 한 쪽의 좌면을 한 방향으로 비스듬히 완만한 경사면으로 형성하여 와셔가 구성되어 있고, 이 경사좌면의 경사각도가, 너트를 와셔와 함께 볼트에 나사결합하여 피체결부재에 소정의 토크로 체결하였을 때에, 너트의 하면이 와셔의 상면에 밀접함과 동시에, 경사좌면이 피체결부재의 상면에 압접하고, 이것에 의해 볼트 축으로 향하는 압력과 피체결부재에 대한 면압이 동시에 발생하는 것이 가능한 와셔이며, 와셔의 경사면만을 이용하여 와셔의 회전을 방지하는 것이 어렵고 와셔와 볼트 간에 결속이 이루어지지 않아 풀림 방지 효과가 미비하다.
종래 기술에 의한 풀림 방지 볼트와 너트는, 풀림 방지를 위하여 볼트와 너트의 구조를 변경하였으며 즉 기성품(KS 제품)인 볼트와 너트를 사용하지 못하여 제조에 따른 많은 신규 설비를 필요로 하므로 활용성이 떨어지는 문제점이 있다.
등록실용신안 제20-0313538호 공개특허 제10-2001-0015543호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기성품(KS 제품)인 볼트와 너트를 사용하고 간단한 구성의 추가만을 통해 볼트와 너트의 풀림을 방지하는 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체 및 이 시공 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체는, 지반에 설치되는 피고정물의 베이스 플레이트에 형성된 장공을 관통하면서 상기 지반에 고정되는 볼트와; 상기 베이스 플레이트의 장공을 관통한 상기 볼트의 둘레부에 결합되는 링 형상의 와셔와; 상기 볼트에 나사 체결되는 각형의 너트와; 상기 너트의 둘레부에 결합되면서 상기 베이스 플레이트의 장공 안에 삽입되어 상기 너트의 풀림을 방지하는 록 렌치를 포함하고, 상기 록 렌치는 내주면에 원주방향을 따라 상기 너트의 각진 부분이 걸려 지지되도록 돌기 또는 홈이 구비된 록렌치 본체, 상기 록렌치 본체의 둘레부에 저부를 향해 돌출 형성되는 회전방지핀을 포함하며, 이에 의하여, 상기 너트의 풀림시 상기 록 렌치가 상기 너트와 함께 회전하다가 상기 회전방지핀이 상기 베이스 플레이트의 장공의 벽면에 지지됨으로써 상기 너트의 풀림을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체 및 이 시공 방법에 의하면, 록 렌치의 추가 구성을 통해 너트의 풀림을 방지하여 기성품(KS 제품)의 볼트와 너트를 구조 변경없이 그대로 사용하는 것이 가능하므로 활용성이 우수하고, 즉 록 렌치의 생산에 따른 비용이 요구되지만 이는 종래 새로운 구조의 볼트와 너트를 생산하는데 따른 비용보다 저렴한 비용으로 가능하므로 활용성이 우수하다. 즉, KS 규격품의 볼트와 너트를 사용하여 KS 규격품이 갖고 있는 성능을 그대로 인정받을 수 있고, 이 KS 규격품의 풀림 방지 성능을 배가하는 것이므로 현장 적용성이 매우 우수하다.
도 1은 본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체가 가드레일에 설치된 예를 보인 도면.
도 2는 본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체의 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체에 적용된 록 렌치의 다른 예를 보인 사시도.
도 5는 도 4에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체의 작용을 보인 도면.
도 1 내지 도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체는, 볼트(10), 와셔(20), 너트(30), 록 렌치(40)로 구성되며, 볼트(10), 와셔(20), 너트(30)는 구조변경이 없는 기성품이고, 록 렌치(40)는 너트(30)의 풀림 방지를 위하여 신규로 적용되는 것이며, 장공과 함께 사용된다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 도로시설물로서 가드레일(방호책)이 노면(지면, 교량, 콘크리트 기초부 등으로서 가드레일이 설치되는 모든 것을 의미함)에 설치되는 것을 예로 들어 설명한다.
가드레일(1)은 저부에 베이스 플레이트(2)가 갖추어진다. 베이스 플레이트(2)는 노면에 안착되며 볼트(10)가 관통되는 장공(3)이 구비된다.
볼트(10)는 예컨대 앵커 볼트로서 지중(또는 콘크리트 기초부)에 매설되고 상부가 베이스 플레이트(2)의 장공(3)을 저부에서부터 상부로 관통하여 베이스 플레이트(2)의 위로 돌출된다.
본 발명은 볼트(10)가 지중이나 기초부에 미리 매설되는 것으로 한정되지 아니하고 2가지 부재를 볼트와 너트로 조립하기 위한 모든 기술에 적용되는 것이다.
와셔(20)는 링 와셔로서 둘레부에 개구홀(21)이 구비된다. 와셔(20)는 개구홀(21)이 막히지 않는 전제 하에서 개구홀(21)의 양측이 상하로 꺽인 스프링 와셔도 가능하다.
너트(30)는 각진 부분이 있는 것으로 6각 너트이다.
록 렌치(40)는 볼트(10)에 나사 체결된 너트(30)의 둘레부에 결합되어 너트(30)와 함께 회전하도록 구성되면서 단 너트(30)가 일정 궤적 이상을 회전하지 않도록 구성되며, 너트(30)의 둘레부에 결합되는 록렌치 본체(41), 록렌치 본체(41)의 저부에서 하부를 향해 연장 형성되며 베이스 플레이트(2)의 장공(3)에 끼워지는 회전방지핀(42)으로 구성된다.
록렌치 본체(41)는 내부에 너트(30)가 결합되도록 공간을 갖는 링 형태로서 내주면에 너트(30)와 함께 회전하도록 결합되는 결합부(43)가 구성된다.
결합부(43)는 돌기 또는 홈으로서 바람직하게 록렌치 본체(41)의 원형인 내주면에 원주방향을 따라 형성되는 18개의 돌기이며, 이 수치는 육각 너트(30)의 방향에 상관없이 록 렌치(40)를 자유롭게 설치할 수 있는 최적의 수치이다.
록 렌치(40)는 볼트(10)에 나사 체결된 너트(30)의 둘레부에 결합되며 너트(30)의 각진 부분이 결합부(43)들 사이에 끼워지고, 따라서, 너트(30)가 풀릴 때 록 렌치(40)가 함께 회전하게 된다.
록렌지 본체(41)는 도면에서 원형인 것으로 도시되었으나, 너트(30)에 조립한 후 너트(30)를 볼트(10)에 체결할 수 있도록 스패너 등의 공구가 수용되도록 외주면이 각형으로 이루어지는 것도 가능하다. 이와 같이 각형의 록렌치 본체(41)는 너트(30)와 동일한 6각이 바람직하고 따라서 너트(30)와 일체감을 주는 효과도 있다.
회전방지핀(42)은 베이스 플레이트(2)의 장공(3)에 끼워지고, 너트(30)의 풀림에 의해 록 렌치(40)가 너트(30)와 함께 회전할 때 회전방지핀(42)이 장공(3) 안에서 회전하다가 장공(3)의 벽에 닿게 되며 이때부터는 회전방지핀(42)에 의해 록 렌치(40)가 더 이상 회전하지 아니하고 결과적으로 너트(30)가 회전하지 못하여 풀림이 방지된다.
회전방지핀(42)은 와셔(20)의 개구홀(21)을 관통한 후 베이스 플레이트(2)의 장공(3)에 끼워진다.
회전방지핀(42)은 둘레부에 이탈방지턱(44)이 형성된다.
이탈방지턱(44)은 너트(30)에 용이하게 결합되도록 상부를 향하는 경사부, 이 경사부의 상단부에서 와셔(20)의 저면과 평행하도록 형성되는 걸림부로 구성된다.
이와 같이 회전방지핀(42)이 와셔(20)의 개구홀(21)에 끼워지면 록 렌치(40)가 너트(30)에서 상부로 빠지지 않는 효과가 있다.
회전방지핀(42)은 록렌치 본체(41)와 분할 구성되고 록렌치 본체(41)에 끼움 조립되는 것도 가능하고, 예를 들어 록렌치 본체(41)에 상하로 관통하는 핀공을 형성하고, 상기 핀공에 상부에서부터 하부로 끼워 조립하는 것도 가능하다. 회전방지핀(42)은 록렌치 본체(41)에 끼움 조립된 후 이탈방지턱(44)에 의해 록렌치 본체(41)에서 이탈되지 않고 록렌치 본체(41)가 일정 궤적 이상으로 회전하는 것을 막아 너트(30)의 풀림을 방지한다.
본 발명에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체 및 이에 따른 구조물의 설치 방법은 다음과 같다.
볼트(10)를 지반 안에 미리 매설하고, 볼트(10)의 나사부를 베이스 플레이트(2)의 장공(3)에 맞춰 설치한다. 이렇게 되면 베이스 플레이트(2)의 장공(3) 상부로 볼트(10)의 나사부가 돌출된다.
볼트(10)의 나사부에 와셔(20)를 체결한 후 너트(30)를 나사 체결한다. 와셔(20)의 체결시 개구홀(21)이 장공(3)의 장반경에 배치되어 상부에서 볼 수 있는 위치를 유지하도록 한다.
너트(30)를 볼트(10)에 견고하게 체결한 후 록 렌치(40)를 너트(30)의 둘레부에 설치하고, 이 작업은 다음과 같다
록 렌치(40)의 회전방지핀(42)을 와셔(20)의 개구홀(21)에 맞춰 끼운 후 록 렌치(40)를 너트(30)의 둘레부에 결합하면, 록 렌치(40)의 18개의 돌기로 이루어진 결합부(43)들 사이에 너트(30)의 6개의 각진 부분이 끼워지게 된다.
이와 같이 시공을 완료한 후 볼트(10)와 너트(30)의 풀림이 발생되는 경우 너트(30)는 풀림 방향으로 회전하게 될 것이고, 너트(30)에 결합된 록 렌치(40)가 너트(30)와 함께 동일방향으로 회전하게 된다.
록 렌치(40)가 회전하다가 회전방지핀(42)이 장공(3)의 벽에 닿게 되면 록 렌치(40)가 더 이상 회전하지 못하게 되고, 록 렌치(40)와 결합된 너트(30)는 더 이상 회전하지 못하게 되므로 결과적으로 볼트(10)와 너트(30)는 더 이상 풀리지 않게 된다.
도 4와 도 5는 록 렌치의 다른 예시도 및 시공 공정도로서, 전술한 록 렌치(40)는 록렌치 본체(41)와 회전방지핀(42)이 일체형인 것이지만, 록 렌치(40)는 록렌치 본체(41)와 회전방지핀(46)이 분할되는 것도 가능하다.
록렌치 본체(41)와 회전방지핀(46)의 분할 구성에서 록렌치 본체(41)는 내주면에 원주방향을 따라 너트의 각진 부분이 걸려 지지되도록 돌기 또는 홈이 구비되면서 외주면이 공구에 의해 회전 가능하도록 각형으로 구성되는 것은 전술한 일체형의 록렌치 본체(41)와 동일하고, 여기에 둘레부에 상하로 관통되는 하나 이상의 핀공(45)이 형성된다.
회전방지핀(46)은 두부(예컨대 링 형상)(46a), 두부(46a)의 저부에서 각각 하부를 향해 연장 형성되며 서로 벌어지도록 구성되는 한 쌍의 핀(46b)으로 구성된다.
회전방지핀(46)은 핀(46b)이 록렌치 본체(41)의 핀공(45)에 관통되어 설치되고 이후 두부에 외압(망치 등에 의한 항타)이 가해지면 핀(46b)이 서로 반대방향으로 벌어지면서 베이스 플레이트(2)의 장공(3)의 벽면에 지지됨으로써 전술한 것과 같이 너트(30)의 회전방지 효과를 나타낸다.
회전방지핀(46)은 하단부가 베이스 플레이트(2)가 지지되는 면(지면, 콘크리트 기초부의 면 등)에 지지되며, 이 상태에서 두부(46a)를 항타하면 회전방지핀(46)이 하강하면서 한 쌍의 핀부(46b)가 벌어지게 되고, 너트(30)의 회전시 회전방지핀(46)이 함께 회전하다가 핀부(46b)의 단부가 베이스 플레이트(2)의 장공(3) 안쪽 벽에 지지되면 너트(30)가 더 이상 회전하지 않게 된다. 이러한 경우 전술한 회전방지핀(42)보다 장공(3)의 안쪽 벽과 거리가 가깝기 때문에 너트(30)의 풀림을 더욱 빨리 막는다.
따라서, 한 쌍의 핀(46b)은 두부에 외력이 가해질 때 서로 벌어지도록 구성되어야 하며, 제조시 서로 벌어진 상태를 초기로 하는 것이 가능하고 또는 한 쌍의 핀(46b) 중 하나 이상의 핀(46b)의 서로 마주하는 면에는 돌기가 형성되어 한 쌍의 핀(46b)이 서로 붙지 않고 벌어지도록 하는 것도 가능하다.
10 : 볼트, 20 : 와셔
30 : 너트, 40 : 록 렌치
41 : 록렌치 본체, 42 : 회전방지핀
43 : 결합부, 44 : 이탈방지턱

Claims (6)

  1. 지반에 설치되는 피고정물의 베이스 플레이트에 형성된 장공을 관통하면서 상기 지반에 고정되는 볼트와;
    둘레부에 내부와 외부가 통하는 개구홀(21)이 구비되며, 상기 베이스 플레이트의 장공을 관통한 상기 볼트의 둘레부에 끼워지되, 상기 개구홀(21)이 상기 베이스 플레이트에 형성된 장공(3)의 장반경에 배치되도록 끼워지는 링 형상의 와셔와;
    상기 볼트에 나사 체결되는 각형의 너트와;
    상기 너트의 둘레부에 결합되면서 상기 베이스 플레이트의 장공 안에 삽입되어 상기 너트의 풀림을 방지하는 록 렌치를 포함하고,
    상기 록 렌치는 내주면에 원주방향을 따라 상기 너트의 각진 부분이 걸려 지지되도록 돌기 또는 홈이 구비되면서 외주면이 공구에 의해 회전 가능하도록 각형으로 구성된 록렌치 본체, 상기 록렌치 본체의 둘레부에 저부를 향해 돌출 형성되며 상기 와셔의 개구홀에 끼워져 상기 너트의 회전시 상기 와셔가 함께 회전하는 회전방지핀, 경사부와 이 경사부의 상단부에서 상기 와셔(20)의 저면과 평행하도록 형성되는 걸림부로 구성되며 상기 회전방지핀의 둘레부에 돌출 형성되는 이탈방지턱을 포함하며, 이에 의하여, 상기 너트의 풀림시 상기 록 렌치가 상기 너트와 함께 회전하다가 상기 회전방지핀이 상기 베이스 플레이트의 장공의 벽면에 지지됨으로써 상기 너트의 풀림을 방지하는 것을 특징으로 하는 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 지반에 설치되는 피고정물의 베이스 플레이트에 형성된 장공을 관통하면서 상기 지반에 고정되는 볼트와;
    둘레부에 내부와 외부가 통하는 개구홀(21)이 구비되며, 상기 베이스 플레이트의 장공을 관통한 상기 볼트의 둘레부에 끼워지되, 상기 개구홀(21)이 상기 베이스 플레이에 형성된 장공(3)의 장반경에 배치되도록 끼워지는 링 형상의 와셔와;
    상기 볼트에 나사 체결되는 각형의 너트와;
    상기 너트의 둘레부에 결합되면서 상기 베이스 플레이트의 장공 안에 삽입되어 상기 너트의 풀림을 방지하는 록 렌치를 포함하고,
    상기 록 렌치는 록렌치 본체(41)와 회전방지핀(46)으로 분할 구성되며,
    상기 록렌치 본체는 내주면에 원주방향을 따라 상기 너트의 각진 부분이 걸려 지지되도록 돌기 또는 홈이 구비되면서 외주면이 공구에 의해 회전 가능하도록 각형으로 구성되는 한편 둘레부에 상하로 관통하는 핀공(45)이 구비되고,
    상기 회전방지핀은 두부와 상기 두부의 저부에서 하부를 향해 연장 형성되면서 상호 간에 벌어지게 구성되는 한 쌍의 핀부로 구성되어 상기 핀부가 상기 록렌치 본체의 핀공을 통해 삽입된 후 상기 두부에 가해지는 외력에 의해 서로 벌어짐으로써 상기 베이스 플레이트의 장공에 지지되어 상기 너트의 풀림을 방지하는 것을 특징으로 하는 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 의한 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체의 시공 방법으로서,
    지반에 볼트를 설치하되 상부의 나사부가 지반 위로 돌출되도록 하는 제1단계와;
    상기 제1단계에서 설치된 볼트에 피고정물을 설치하되, 상기 볼트의 나사부가 상기 피고정물의 베이스 플레이트에 형성된 장공에 관통되도록 하는 제2단계와;
    상기 제2단계에서 상기 베이스 플레이트의 상부로 돌출된 볼트의 나사부에 와셔를 끼우고 너트를 나사 체결하되, 상기 와셔의 개구홀(21)이 상기 베이스 플레이트에 형성된 장공(3)의 장반경에 배치되도록 하는 제3단계와;
    상기 제3단계를 통해 너트의 체결을 완료한 후, 내주면에 원주방향을 따라 상기 너트의 각진 부분이 걸려 지지되도록 돌기 또는 홈이 구비되면서 외주면이 공구에 의해 회전 가능하도록 각형으로 구성된 록렌치 본체, 상기 록렌치 본체의 둘레부에 저부를 향해 돌출 형성되며 상기 와셔의 개구홀에 끼워져 상기 너트의 회전시 상기 와셔가 함께 회전하는 회전방지핀, 경사부와 이 경사부의 상단부에서 상기 와셔(20)의 저면과 평행하도록 형성되는 걸림부로 구성되며 상기 회전방지핀의 좌우 양쪽에 각각 돌출 형성되는 이탈방지턱을 포함하는 록 렌치를 상기 너트의 둘레부에 체결하되, 상기 록 렌치의 회전방지핀을 상기 와셔의 개구홀과 상기 피고정물의 베이스 플레이트에 형성된 장공에 끼워 고정하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀림 방지형 볼트와 너트 조립체의 시공 방법.
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