KR101766584B1 - 쐐기 나사산을 이용한 체결구 및 쐐기 나사산 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산 및 쐐기 나사산을 이용한 체결구은, 나사산의 후측플랭크면이 나사산축에 대해 예각으로 형성되어, 나사산을 조일 시 나사산축에 대해 수직방향으로 외력을 발생시키고, 이를 통해 고정 대상물에 대한 체결구의 마찰력을 증대시켜서 고정 대상물을 고정시키는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

쐐기 나사산을 이용한 체결구 및 쐐기 나사산{Fastener with Wedge-type Screw Thread and Wedge-type Screw Thread}

본 발명은 쐐기 나사산을 이용한 체결구 및 쐐기 나사산에 관한 것으로서, 더 상세하게는 쐐기 작용을 일으키는 비대칭의 나사산면을 구비한 쐐기 나사산과 상기 쐐기 나사산을 이용한 체결구에 관한 것이다.

나사(screw)는 환봉의 외주면을 따라서 나선 모양의 홈을 전조(rolling)한 것으로서, 기계 부품 간의 체결 및 고정에 활용됨은 물론, 그 외의 동력 전달에도 널리 이용되는 기계요소이다.

나사는 나사산(screw thread)의 모양에 따라, 삼각나사, 사각나사, 사다리꼴나사, 톱니나사 및 둥근나사 등으로 나누어질 수 있는데, 이 중 나사산이 삼각형인 삼각나사가 가장 일반적인 결합용 나사의 한 형태로서 널리 이용되고 있다.

나사는 암나사에 수나사가 진입되어 결합 후 인장력을 받을 때, 진입방향의 반대측에 위치하는 수나사의 후측플랭크면이 상호 대향된 암나사의 후측플랭크면과 접촉되어 마찰력 및 반력을 일으키는 작용을 통해 체결을 유지하게 된다.

바이스 등의 기계적 고정기구에 흔히 적용되는 톱니나사는 상기의 일반적인 삼각나사 등의 적용과는 상이하게 작용한다. 삼각나사가 경사진 플랭크면을 통해 발생한 마찰력 및 반력 중 고정 대상물에 대해 수직인 값만 작용하는 것과는 다르게, 톱니나사는 후측플랭크면이 나사산축에 대해 수직으로 형성되어 발생한 마찰력 및 반력을 손실없이 고정 대상물에 전달시킬 수 있다.

상기 톱니나사의 적용에서도 볼 수 있듯이, 나사산을 단순히 암나사산과 수나사산의 결합을 통한 체력구에만 적용시키는 것은 협소한 범위의 나사산의 적용이라고 볼 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은, 나사산축 방향으로 마찰력 및 반력을 일으키는 작용에 의한 일반적인 나사의 체결 방식에서 벗어나, 나사산축에 대해 수직방향으로 외력을 발생시켜 마찰력을 증대시킬 수 있는 쐐기 나사산을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 목적은, 나사산축에 대해 수직방향으로의 외력 발생을 통해 마찰력을 증대시켜 고정 대상물을 고정시킬 수 있는 쐐기 나사산을 이용한 체결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 일측 플랭크면은, 나사산의 회전축인 나사산축에 대한 각도가 5°~ 35°이고, 타측 플랭크면은, 나사산의 회전축인 나사산축에 대한 각도가 80°~ 90°이거나, 외측면은 나사산축에 대해 80°~ 90°의 각도로 형성되고 내측면은 일측 플랭크면과 곡면으로 연결되는, 쐐기 나사산;이 외경에 수나사산으로 형성되는 볼트형상의 제1체결부재;와, 일측 플랭크면은, 나사산의 회전축인 나사산축에 대한 각도가 5°~ 35°이고, 타측 플랭크면은, 나사산의 회전축인 나사산축에 대한 각도가 80°~ 90°이거나, 외측면은 나사산축에 대해 80°~ 90°의 각도로 형성되고 내측면은 일측 플랭크면과 곡면으로 연결되는, 쐐기 나사산;이 내경에 암나사산으로 형성되는 원통형상의 제2체결부재;를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 상기 일측 플랭크면이 암나사산에 수나사산이 진입되어 결합할 시 진입방향의 반대측에 위치하는 후측플랭크면인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 제1체결부재의 외경에 다각형 형상으로 형성되는 제1체결부재회전조작부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 제2체결부재의 외경에 다각형 형상으로 형성되는 제2체결부재회전조작부;를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 제2체결부재에, 제2체결부재의 외주면과 제2체결부재의 내주면을 연결시키는 슬릿으로 형성되되, 일측은 개구되고 타측은 폐쇄되는 팽창홈;이, 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 제2체결부재의 외주면에, 고정 대상물과 제2체결부재의 외주면 사이의 마찰력을 증대시킬 수 있는 마찰증대면;을, 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산은, 나사산축에 대해 수직방향으로 외력을 발생시켜 마찰력을 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 나사산축에 대해 수직방향으로의 외력 발생을 통해 마찰력을 증대시켜 고정 대상물을 고정시킬 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 나타낸 단면도 및 상세도이다.
도 2a는 본 발명의 종래의 삼각나사산을 이용한 체결을 나타낸 상세도이다.
도 2b는 본 발명의 종래의 톱니나사산을 이용한 체결을 나타낸 상세도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산의 쐐기작용을 나타낸 상세도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 제1체결부재의 평면도 및 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 제2체결부재의 평면도 및 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구에 있어서, 제1체결부재에 제2체결부재가 진입한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구에 있어서, 제1체결부재에 제2체결부재가 진입한 이후 조여져서 쐐기작용을 일으킨 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 회전축 및 회전축을 축으로 회전하는 풀리들을 연결시키는 것을 나타낸 도면이다.
도 7a는 종래의 위치결정핀이 플레이트에 플랜지를 고정시키는 것을 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 플레이트에 플랜지를 고정시키는 것을 나타낸 도면이다.
도 8a는 종래의 세트앵커볼트의 도면이다.
도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 적용된 세트앵커볼트의 도면이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 한 개 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 나타낸 단면도 및 상세도이고, 도 2a는 본 발명의 종래의 삼각나사산을 이용한 체결을 나타낸 상세도이고, 도 2b는 본 발명의 종래의 톱니나사산을 이용한 체결을 나타낸 상세도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산의 쐐기작용을 나타낸 상세도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산은, 일측 플랭크면이 나사산의 회전축인 나사산축에 대한 각도가 5°~ 35°이고, 타측 플랭크면이 나사산의 회전축인 나사산축에 대한 각도가 80°~ 90°이거나, 외측면은 나사산축에 대해 80°~ 90°의 각도로 형성되고 내측면은 일측 플랭크면과 곡면으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산의 상기 일측 플랭크면은, 암나사산에 수나사산이 진입되어 결합할 시, 진입방향의 반대측에 위치하는 후측플랭크면인 것을 특징으로 한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 종래의 삼각나사와 같은 일반적 나사는, 암나사에 수나사가 진입되어 결합 후 인장력을 받을 때, 진입방향의 반대측에 위치하는 수나사의 후측플랭크면이 상호 대향된 암나사의 후측플랭크면과 접촉되어 마찰력 및 반력을 일으키는 작용을 통해 체결을 유지하게 된다.

이것은 일반적인 나사의 결합 원리이다. 즉 암나사와 수나사의 후측플랭크면이 상호 밀착하여 상호 반력을 일으키며 수나사가 진입방향의 반대측으로 이탈하려는 것을 고정시키는 것이다.

이러한 원리를 적극적으로 반영시킨 나사의 형태로 바이스 등의 기계적 고정기구에 적용되는 톱니나사가 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 톱니나사는 후측플랭크면이 나사산축에 대해 수직으로 형성된다. 나사는, 암나사와 수나사의 후측플랭크면이 상호 밀착하여 상호 반력을 일으키는데, 톱니나사의 후측플랭크면은 필요한 반력에 대해 수직으로 형성되므로 반력을 손실없이 고정 대상물에 전달시킬 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산은, 상기 톱니나사와는 반대의 구조로 형성된다. 즉, 후측플랭크면이 수직이 아니라, 낮은 경사각으로 형성되는 것이다. 이것은 나사산축 방향으로 반력을 생성시키기 위해서가 아니라, 나사산축에 대해 수직 방향으로 외력을 생성시키기 위해서이다. 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산은, 수쐐기나사와 암쐐기나사의 후측플랭크면이 상호 밀착하게 되면, 수쐐기나사는 암쐐기나사를 외측으로 밀어내게 되고, 암쐐기나사는 수쐐기나사를 내측으로 밀어내게 된다. 이것은 암쐐기나사의 팽창 또는 수쐐기나사의 수축을 의미하게 된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산에 의한 작용은, 수평방향의 힘을 수직방향의 힘으로 변환시키는 것이다. 일반적인 쐐기의 원리와 같다. 이러한 쐐기 작용을 통해 쐐기 나사산은 암쐐기나사의 외경 또는 수쐐기나사의 내경 측에 위치하는 고정 대상물을 고정시킬 수 있게 된다.

상기 쐐기 작용은, 나사산축에 대한 후측플랭크면의 각도가 45°이하 일 때 유효성이 발생하는데, 더욱 작은 각이 될수록 쐐기 작용에 소요되는 힘의 효율이 증대된다. 상기 각도는 5°이상 35°이하인 것이 바람직하다. 후측플랭크면의 반력은 후측플랭크면의 직각방향으로 발생하므로, 반력의 수직-수평비는 1/(tan[나사산축에 대한 후측플랭크면의 각도])가 된다. 즉, 나사산축에 대한 후측플랭크면의 각도가 35°일 때, 반력의 수직-수평비는 1/tan35°인 약 1.43이 된다. 반력의 수직-수평비는 상기 비율 이상의 1.5 이상이 되어야 쐐기 작용이 원활하게 발생하고 힘의 효율면에서도 유효하다 할 수 있을 것이다. 그리고 5°이하인 경우 쐐기 작용의 발생과 효율은 확실하지만, 나사산이 조금만 마모되도 나사산의 결합이 해제될 우려가 있다. 이에 더해 매우 작은 폭으로 쐐기 작용이 발생하는바, 약간의 유격으로도 쐐기 작용이 고정 대상물이 전달되지 않을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산의 전측플랭크면은, 나사산축에 대해 수직으로 형성되는 것이 바람직하고, 수직이 아니더라도 80°이상의 둔각으로 형성되어도 무방하다. 이것은 나사산의 원활한 체결을 위해서이다. 나사산에서 골이 형성되지 않으면 암나사와 수나사의 정밀한 결합은 어려워진다. 균일하고 정확한 요철이 형성돼야하는 것은 나사의 기본 형성 원칙이다. 그러나 쐐기 나사산의 후측플랭크면은 나사산축에 대해 예각으로 형성돼야하는 바, 균일하고 정확한 요철을 형성하기 위해 전측플랭크면은 수직 내지 수직에 가까운 둔각으로 형성되는 것이 바람직한 것이다. 또한, 전측플랭크면의 외측면은 나사산축에 대해 수직 내지 수직에 가까운 둔각으로 형성되고, 내측면은 후측플랭크면과 곡면으로 연결되는 형상으로 형성될 수도 있다. 전측플랭크면은 후측플랭크면과 다르게 외력을 받는 면이 아니므로 평면으로 형성되어 힘의 전달을 원활하게 할 필요는 없다. 그리고 나사산의 산봉우리 내지 골을 예리하지 않고 뭉툭하게 형성시키는 것은 나사산의 가공을 용이하게 만든다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 제1체결부재의 평면도 및 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 제2체결부재의 평면도 및 단면도이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 쐐기 나사산;이 외경에 수나사산으로 형성되는 볼트형상의 제1체결부재(100);와;와, 쐐기 나사산;이 내경에 암나사산으로 형성되는 원통형상의 제2체결부재(200);를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 제1체결부재(100)는, 외경에 다각형 형상으로 형성되는 제1체결부재회전조작부(120);와, 쐐기 나사산이 외경에 수나사산으로 형성되는 제1체결부재나사부(110);를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 제2체결부재()는, 외경에 다각형 형상으로 형성되는 제2체결부재회전조작부(220);와, 쐐기 나사산;이 내경에 암나사산으로 형성되는 제2체결부재나사부(210);와, 제2체결부재나사부(210)의 내경을 형성시키는 공동인 결속공동(211);과, 제2체결부재(200)의 외주면과 제2체결부재(200)의 내주면을 연결시키는 슬릿인 팽창홈(213);을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구에 있어서, 제1체결부재(100)는 제1체결부재회전조작부(120)를 조작하여 회전시킬 수 있고, 제2체결부재(200)는 제2체결부재회전조작부(220)를 조작하여 회전시킬 수 있다. 이것은 일반적인 볼트와 너트의 조작 방법과 동일하다. 제1체결부재(100)를 제2체결부재(200)에 삽입한 후 회전시켜 두 부재를 결합시키는 것이다. 그리고 두 부재의 나사산이 끝까지 결합된 이후 재차 회전을 시키게 되면 상기 설명한 쐐기 나사산에 의한 쐐기 작용이 발생하게 된다. 도 4a 및 도 4b에는, 제1체결부재회전조작부(121) 및 제2체결부재회전조작부(250)가 6각형 형상으로 형성되는데, 6각형 외 다른 다각형 형상으로 형성될 수 있는 것은 물론이다.

도 3과 관련된 설명에서와 같이, 쐐기 나사산은 암/수나사산이 결합되어 조여지면 암쐐기나사측이 팽창하거나 수쐐기나사측이 수축하는데, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 제2체결부재(200)에 팽창홈(213)이 구비되어 제2체결부재(200)에 외측을 향한 외력이 작용할 시, 암쐐기나사측의 제2체결부재(200)가 팽창할 수 있게 된다. 팽창홈(213)은 제2체결부재(200)의 외주면과 제2체결부재(200)의 내주면을 연결시키는 슬릿으로 형성되는데, 슬릿의 일측은 개구되고 슬릿의 타측은 폐쇄된다. 제1체결부재(100)가 제2체결부재(200)에 진입할 시의 방향을 진입방향이라고 하면, 팽창홈(213)의 개구부는 제2체결부재(200)의 진입방향측 또는 제2체결부재(200)의 진입반대방향측 어느 쪽으로 형성되어도 무방하다. 이것은 본 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 적용예에 따라 결정될 수 있다. 다만, 상기 팽창홈(213)은 제2체결부재(200) 상에 1개소 이상 형성되는 것이 바람직하고, 다수의 상기 팽창홈(213)들은 균일한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 제2체결부재(200)의 팽창이 제2체결부재(200)의 전반에 걸쳐 균일하고 원활하게 일어나게 하기 위해서이다.

팽창홈(213)은 제2체결부재(200)에 형성되기 때문에 제2체결부재(200)가 팽창할 수 있게 된다. 만약 이와 같은 형상의 홈이 제1체결부재(100)에 형성되고 쐐기 나사산의 쐐기 작용이 발생하게 되면 제1체결부재(100)가 수축되는 결과가 발생할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 제2체결부재(200)는, 고정 대상물과 제2체결부재(200)의 외주면 사이의 마찰력을 증대시킬 수 있는 마찰증대면(214);과, 제2체결부재(200)의 원통의 단면 중 일부가 얇게 형성되어 쐐기 나사산의 쐐기 작용에 의해 상기 팽창홈(213)의 팽창을 용이하게 하는 팽창보조부(215);를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구에 있어서, 고정 대상물은 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 외경에 위치하게 되는데, 상기 고정 대상물을 팽창하여 고정시킴에 있어 마찰을 증대시키기 위한 마찰증대면(214)이 제2체결부재(200)의 외경에 포함될 수 있다. 상기 마찰증대면(214)은 거칠게 처리된 표면 내지 다수의 돌기 내지 요철 등으로 형성될 수 있다.

팽창보조부(215)는, 팽창홈(213)의 팽창을 용이하게 하기 위해 형성되는 것이다. 제2체결부재(200)의 주기능은 제1체결부재(100)에 의한 수직의 외력을 수용하는 것이 아니라, 외력을 수용하여 팽창되는 것이다. 이를 위해 팽창홈(213)이 형성되는 것인데, 팽창보조부(215)는 상기 팽창홈(213)의 팽창이 원활하게 발생시키기 위해 제2체결부재(200) 내부의 구속력을 감쇄시키는 부분이다. 원통의 단면 중 일부를 다른 단면부보다 얇게 형성시켜서 팽창홈(213)이 형성된 제2체결부재나사부(220)가 이형으로 변형됨에 있어 내부의 반력을 저감시키는 것이다. 그러므로 팽창보조부(215)는 팽창홈(213)의 개구부측이 아닌 폐쇄부측에 위치하는 것이 바람직하다. 그리고 제2체결부재나사부(220)의 변형이 외측으로 발생되는 바, 제2체결부재(200)의 내경의 일부가 패인 홈으로 형성되는 것도 바람직할 것이다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구에 있어서, 제1체결부재에 제2체결부재가 진입한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구에 있어서, 제1체결부재에 제2체결부재가 진입한 이후 조여져서 쐐기작용을 일으킨 상태를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 5a에서 'A'부분은, 도 3에 도시된 <A-나사산이 결합된 상태>이고, 도 5b에서 'B'부분은, 도 3에 도시된 <B-나사산이 조여진 상태>이다.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 제2체결부재(200)에 제1체결부재(100)가 회전하며 삽입되어 결합된다. 제1체결부재(100) 및 제2체결부재(200)가 완전히 체결된 이후, 제2체결부재(200)에 대해 제1체결부재(100)를 더 회전시키면 도 3에서 설명된 바와 같은 쐐기 작용이 발생한다. 이때 고정대상물은 제2체결부재(200)의 외경측에 위치하며, 제2체결부재(200)의 팽창에 의한 외력으로 고정대상물에 체결력이 작용하게 된다.

이하, 본 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 각종 체결구들에 적용된 적용예들을 제시하도록 하겠다.

도 6은, 회전축에 상기 회전축을 축으로 자유회전하는 풀리를 연결시킴에 있어서 다수의 풀리들을 연결시키는 경우 내지 풀리의 내경이 회전축의 외경보다 큰 경우에, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 적용된는 것을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 제1체결부재(100)의 내부에 제1체결부재내부공동(112)이 구비되어 제1체결부재내부공동(112)에 회전축(L)이 위치함으로써, 회전축(L)과 풀리들(P1, P2)의 사이에 설치된다. 제1체결부재(100)와 제2체결부재(200)의 결합에 의해, 제1체결부재(100)와 제2체결부재(200)가 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 중심축 방향로 밀착하게 되고, 더불어 제2체결부재(200)의 외경이 팽창함에 따라 중심축의 수직 방향으로도 구속력이 발생하게 된다.

중심축 방향뿐 아니라 중심축의 수직방향으로도 구속력이 발생하게 됨으로써, 다수의 풀리들(P1, P2)은 더욱 안정적으로 결합되게 된다. 또한 다수의 풀리들(P1, P2)은 회전축(L)에도 더욱 안정적으로 연결되게 되며, 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 팽창에 의해 회전축(L)과의 이격이 원활해지고, 따라서 회전축(L)의 손상도 저감되는 효과도 얻을 수 있게 된다. 이에 더해 일반적인 너트와 볼트의 결합방식을 차용하여, 조립 및 사용이 용이하고 저렴한 비용으로 체결구를 제작할 수 있게 된다.

도 7a는 종래의 위치결정핀이 플레이트에 플랜지를 고정시키는 것을 나타낸 도면이고, 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 플레이트에 플랜지를 고정시키는 것을 나타낸 도면이다.

배관 등의 작업에 있어서 직경이 상이한 배관들끼리 연결시키는 경우 플랜지가 사용된다. 플레이트에 플랜지를 체결하기 전, 플레이트에 플랜지를 정확히 위치시키는 작업이 선행되어야 한다. 이때 사용되는 것이 위치결정핀이다. 위치결정핀은 플레이트 및 플랜지에 형성된 위치결정홀에 삽입되어 플레이트와 플랜지를 일치시키게 된다. 이때 위치결정핀의 외경과 위치결정홀의 내경이 정확히 일치해야 플레이트와 플랜지도 정확한 위치에 놓이게 되는데, 이런 정밀한 가공은 매우 까다로우며 불량율이 높다.

본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 상기 위치결정핀을 대체하는 경우, 위치결정홀의 정밀한 가공의 중요성은 저감되게 된다. 종래의 위치결정핀은 외경이 확정되어 있어서 체결구의 외경과 위치결정홀의 내경 사이의 공차에 대응하는 것이 불가능하고, 사용횟수가 증가함에 따라 마모되어 정밀성이 떨어진다. 그러나 쐐기 나사산을 이용한 체결구는, 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 외경과 위치결정홀의 내경 사이에 공차가 있더라도, 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 외경이 팽창하여 공차를 상쇄시키게 된다. 따라서 플레이트와 플랜지의 가공이 용이해지고, 플레이트와 플랜지 사이의 위치결정도 용이해진다. 그리고 반복적 사용에 의해 체결구가 마모되더라도 위치결정의 오차가 증가하지 않는 효과가 있다.

도 8a는 종래의 세트앵커볼트의 도면이고, 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 적용된 세트앵커볼트의 도면이다.

종래의 세트앵커볼트는, 크게 세트앵커볼트를 수직으로 관통하는 볼트와 상기 볼트를 원통형으로 둘러싸는 캡으로 구성된다. 상기 볼트의 단부는 외경이 확장된 형상으로 형성되어서, 볼트를 캡에 대해 외측으로 당기거나 캡을 볼트에 대해 내측으로 밀게 되면, 캡의 단부가 확장되면서 고정력을 발생시키게 된다. 도 8a에 도시된 종래의 세트앵커볼트는 캡과 볼트 사이에 너트를 추가하여 너트를 회전시켜 볼트는 외측으로 당기는 구조의 세트앵커볼트이다.

도 8b의 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 적용된 세트앵커볼트는, 종래의 세트앵커볼트의 볼트는 제1체결부재(100)로, 캡은 제2체결부재(200)로 대체한 세트앵커볼트이다. 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 적용된 세트앵커볼트는, 종래의 세트앵커볼트의 작용과 마찬가지로 캡에 해당하는 제2체결부재(200)의 외경이 팽창하며 고정력을 발생시킨다. 그러나 종래의 세트앵커볼트가 캡의 단부만 팽창하는 반면, 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 적용된 세트앵커볼트는 제2체결부재(200)의 전체 외경이 팽창하게 되어, 더욱 안정적인 고정력을 발생시킨다. 또한, 종래의 세트앵커볼트는 캡의 단부가 변형되면 복원이 불가능한 구조로 세트앵커볼트의 회수 및 재사용이 불가능한 반면, 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 적용된 세트앵커볼트는 제1체결부재회전조작부(120)를 통해 제1체결부재(100)의 체결을 해제시키면 제2체결부재(200)의 외경이 복원되므로 세트앵커볼트의 회수 및 재사용이 가능하게 된다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가, 풀리의 연결구 및 위치결정핀 및 세트앵커볼트에 적용된 일례들이 제시되었는데, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구의 적용은, 풀리의 연결구 및 위치결정핀 및 세트앵커볼트에만 한정되는 것은 아니다. 체결구의 외경이 팽창함으로써 고정 대상물을 고정시킬 수 있는 구성의 체결구라면, 본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산을 이용한 체결구가 적용될 수 있는 것은 물론인 사실이다.

본 발명의 실시예에 따른 쐐기 나사산 및 쐐기 나사산을 이용한 체결구은, 나사산의 후측플랭크면이 나사산축에 대해 예각으로 형성되어, 나사산을 조일 시 나사산축에 대해 수직방향으로 외력을 발생시키고, 이를 통해 고정 대상물에 대한 체결구의 마찰력을 증대시켜서 고정 대상물을 고정시키는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

2a...암나사산전측플랭크면
2b...암나사산후측플랭크면
3a...수나사산전측플랭크면
3b...수나사산후측플랭크면
L...회전축
P1...제1풀리
P2...제2풀리
100...제1체결부재
110...제1체결부재나사부
111...수쐐기나사산
111a...수쐐기나사산전측플랭크면
111b...수쐐기나사산후측플랭크면
112...제1체결부재내부공동
120...제1체결부재회전조작부
200...제2체결부재
210...제2체결부재나사부
211...결속공동
212...암쐐기나사산
212a...암쐐기나사산전측플랭크면
212b...암쐐기나사산후측플랭크면
213...팽창홈
214...마찰증대면
215...팽창보조부
220...제2체결부재회전조작부

Claims (8)

1. 후측 플랭크면;은, 나사산의 회전축인 나사산축에 대한 각도가 5°~ 35°이고, 전측 플랭크면;은, 나사산의 회전축인 나사산에 대한 각도가 80°~ 90°이거나, 외측면은 나사산축에 대해 80°~ 90°의 각도로 형성되고 내측면은 상기 후측 플랭크면과 곡면으로 연결되는 쐐기 나사산;이 외경에 수나사산으로 형성되는 볼트형상의 제1체결부재;와,
   후측 플랭크면;은, 나사산의 회전축인 나사산축에 대한 각도가 5°~ 35°이고, 전측 플랭크면;은, 나사산의 회전축인 나사산에 대한 각도가 80°~ 90°이거나, 외측면은 나사산축에 대해 80°~ 90°의 각도로 형성되고 내측면은 상기 후측 플랭크면과 곡면으로 연결되는 상기 쐐기 나사산;이 내경에 암나사산으로 형성되되, 외주면에 고정 대상물과 상기 외주면 사이의 마찰력을 증대시킬 수 있는 마찰증대면;을 포함하는 원통형상의 제2체결부재;를,
   포함하는 체결구에 있어서,
   상기 제2체결부재에는,
   상기 제2체결부재의 외주면과 상기 제2체결부재의 내주면을 연결시키는 슬릿으로 형성되되, 일측은 개구되고 타측은 폐쇄되는 팽창홈;과, 상기 제2체결부재의 원통의 단면 중 일부가 얇게 형성되되 상기 팽창홈의 폐쇄부측에 위치되어 상기 팽창홈에 의한 팽창을 용이하게 하는 팽창보조부;가 구비되는,
   것을 특징으로 하는 쐐기 나사산을 이용한 체결구.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1체결부재는,
   상기 제1체결부재의 외경에, 조작하여 상기 제1체결부재를 회전시킬 수 있는 다각형 형상으로 형성되는 제1체결부재회전조작부;를,
   포함하는 것을 특징으로 하는 쐐기 나사산을 이용한 체결구.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2체결부재는,
   상기 제2체결부재의 외경에, 조작하여 상기 제2체결부재를 회전시킬 수 있는 다각형 형상으로 형성되는 제2체결부재회전조작부;를,
   포함하는 것을 특징으로 하는 쐐기 나사산을 이용한 체결구.
   
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images