KR102020980B1 - 프로파일의 볼트 체결구조 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 예를 들어 태양광패널을 지지하는 지지구조물 등을 형성하는 프로파일에 T형 체결볼트가 체결너트의 개재없이 안정적으로 결합고정되어 외부로 돌출됨에 따라 예를 들어 지지채널, 브래킷 등과 같은 다른 부속물의 연결고정이 신속용이하게 이루어질 수 있도록 한 프로파일의 볼트 체결구조에 관한 것이다.
개시된 내용은 프로파일에 T형 체결볼트가 결합고정되도록 하는 프로파일의 볼트 체결구조로서, 일정한 횡단면으로 연장형성되며 적어도 일면에는 체결공이 길이방향 중심선 상에 관통형성되고 상기 체결공의 일측에는 걸림턱이 길이방향 중심선에 대해 일측으로 치우쳐져 내측으로 돌출되게 형성되는 프로파일과, 상기 프로파일의 체결공 내로 볼트머리가 삽입되어 회전되면서 상기 볼트머리의 일측이 상기 걸림턱에 접촉지지되고 상기 볼트머리에 일체로 형성되는 볼트몸체는 외부로 돌출되는 T형 체결볼트를 포함하는 프로파일의 볼트 체결구조를 일 실시예로 제시한다.

Description

프로파일의 볼트 체결구조{BOLT FASTENING STRUCTURE FOR PROFILE}

개시된 내용은 예를 들어 태양광패널을 지지하는 지지구조물 등을 형성하는 프로파일에 T형 체결볼트가 결합고정되도록 하는 프로파일의 볼트 체결구조에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

태양광 발전은 태양전지(Solar Cell)를 이용하여 태양의 광에너지를 전기에너지로 변환시킴으로써 이루어진다. 태양광 발전은 환경오염을 일으키지 않으며 태양광을 무제한적으로 공급받을 수 있기 때문에 환경문제와 화석연료 고갈로 인한 에너지부족에 적극적으로 대처할 수 있는 해결책으로 주목받고 있다.

통상적인 태양광 발전장치는 태양전지가 집적된 형태의 태양광패널과, 태양광패널에서 생성된 전기를 제어하는 전력제어장치와, 전기를 저장하는 축전지와, 직류전기를 교류로 변환하는 인버터 등을 포함하여 구성될 수 있다.

특히 태양광 패널은 지면이나 옥상 등의 태양광패널용 지지구조물을 통해 설치될 수 있는데, 이러한 지지구조물의 일 예로, 대한민국 특허공개 제10-2013-0097043호(2013.09.02. 공개)에는 건물의 옥상 바닥면에 수직 장착되는 복수개의 전단지지프레임과, 상기 전단지지프레임보다 길이가 길며, 상기 전단지지프레임과 이격되게 건물의 옥상 바닥면에 수직 장착되는 복수개의 후단지지프레임과, 상기 복수개의 전단지지프레임과 상기 복수개의 후단지지프레임을 각각 연결하는 복수개의 세로프레임과, 상기 복수개의 세로프레임과 각각 수직 교차하도록 상기 각 세로프레임의 상부에 서로 이격되게 장착되는 복수개의 가로프레임과, 상기 복수개의 가로프레임의 상부에 구비되며, 태양광을 집광하는 복수개의 태양광 패널과, 상기 태양광 패널을 상기 가로프레임에 클램핑시키는 클램프수단과, 상기 각 전단지지프레임 및 후단지지프레임과 상기 세로프레임이 연결되도록 결합시키는 수직결합부를 포함하는 태양광 패널의 지지구조물이 개시된다.

한편 지지구조물을 구성하는 세로프레임 또는 가로프레임은 주로 일정 단면을 가지는 프로파일로 형성되고, 이 프로파일에는 예를 들어 지지채널, 브래킷 등과 같은 다른 부속물의 체결고정을 위한 체결구가 사용된다.

이러한 프로파일용 체결구의 일 예로, 대한민국 특허공개 제10-2015-0117388호(2015.10.20. 공개)에는 요홈을 구비하는 다수의 프로파일을 서로 연장 고정하기 위한 알루미늄 프로파일용 연결구에 있어서, 상기 프로파일의 요홈 상에 삽설하여 안착되고, 상하 관통되는 체결공을 구비하는 고정너트와, 상기 고정너트에 근접하면서 요홈에 삽설하여 프로파일의 회전을 제한하는 회전방지수단을 구비하고, 고정너트의 체결공과 일치되는 관통공을 구비하는 지지판과, 상기 지지판의 관통공 상에 삽설하면서 고정너트의 체결공에 체결되어 프로파일에 지지판이 고정되게 구비하는 고정볼트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 프로파일용 연결구가 개시된다.

그러나 전술한 바와 같은 프로파일의 경우에는 프로파일 상에 형성된 요홈에 별도의 고정너트를 삽입한 상태에서 이 고정너트에 대해 고정볼트가 체결되는 구조로 형성됨에 따라 고정너트가 요홈 내에서 자유롭게 이동되어 정확하게 위치를 설정하는 데 많은 시간이 소요되며 고정너트의 체결공에 맞게 고정볼트를 체결하기가 용이하지 않은 문제점이 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 특허공개 제10-2013-0097043호(2013.09.02. 공개) 특허문헌 2 : 대한민국 특허공개 제10-2015-0117388호(2015.10.20. 공개)

예를 들어 태양광패널을 지지하는 지지구조물 등을 형성하는 프로파일에 T형 체결볼트가 체결너트의 개재없이 안정적으로 결합고정되어 외부로 돌출됨에 따라 예를 들어 지지채널, 브래킷 등과 같은 다른 부속물의 연결고정이 신속용이하게 이루어질 수 있도록 한 프로파일의 볼트 체결구조를 제공하고자 한다.

또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

개시된 내용은, 프로파일에 T형 체결볼트가 결합고정되도록 하는 프로파일의 볼트 체결구조로서, 일정한 횡단면으로 연장형성되며 적어도 일면에는 체결공이 길이방향 중심선 상에 관통형성되고 상기 체결공의 일측에는 걸림턱이 길이방향 중심선에 대해 일측으로 치우쳐져 내측으로 돌출되게 형성되는 프로파일과, 상기 프로파일의 체결공 내로 볼트머리가 삽입되어 회전되면서 상기 볼트머리의 일측이 상기 걸림턱에 접촉지지되고 상기 볼트머리에 일체로 형성되는 볼트몸체는 외부로 돌출되는 T형 체결볼트를 포함하는 프로파일의 볼트 체결구조를 일 실시예로 제시한다.

개시된 내용에 따른 프로파일의 볼트 체결구조는, 예를 들어 태양광패널을 지지하는 지지구조물 등을 형성하는 프로파일의 체결공 내로 T형 체결볼트의 볼트머리를 삽입한 후 90도로 회전시키기만 하면 볼트머리의 일측이 프로파일에 형성된 걸림턱에 볼트몸체가 외부로 돌출될 수 있고, 이렇게 돌출된 볼트몸체에 예를 들어 지지채널, 브래킷 등과 같은 다른 부속물을 신속용이하게 연결고정할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조의 사용상태도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조의 사시도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조에 있어서, 체결볼트의 사시도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조에 있어서, 프로파일의 체결공에 대한 T형 체결볼트의 체결작동을 설명하는 단면도.
도 5는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조에 있어서, 프로파일의 체결공에 대한 T형 체결볼트의 체결작동을 설명하는 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1에는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조의 사용상태가 사시도가 도시된다.

개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조는 도 1에 도시되는 바와 같이 예를 들어 태양광패널을 지지하는 지지구조물 등에서 프레임부재로 사용되는 프로파일(10) 상에 태양광패널과 같은 지지대상물을 연결 고정하거나 프로파일(10) 사이에 보강재를 연결 고정하는 등의 다양한 목적을 위해 예를 들어 지지채널, 브래킷 등과 같은 다른 부속물을 T형 체결볼트(20)로 연결고정하는 데 적용 가능하다.

도 2에는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조가 사시도로 도시된다.

개시된 내용의 일 실시예에 따른 프로파일의 볼트 체결구조는 예를 들어 태양광패널을 지지하는 지지구조물 등에서 프레임부재로 사용되는 프로파일(10)에 T형 체결볼트(20)가 체결너트의 개재없이 안정적으로 결합고정되도록 하는 것으로, 도 2에 도시되는 바와 같이, 일정한 횡단면으로 연장형성되며 적어도 일면에는 체결공(11)이 길이방향 중심선 상에 관통형성되고 체결공(11)의 일측에는 걸림턱(13)이 길이방향 중심선에 대해 일측으로 치우쳐져 내측으로 돌출되게 형성되는 프로파일(10)과, 프로파일(10)의 체결공(11) 내로 볼트머리(23)가 삽입되어 회전되면서 볼트머리(23)의 일측이 걸림턱(13)에 접촉지지되고 볼트머리(23)에 일체로 형성되는 볼트몸체(21)는 외부로 돌출되는 T형 체결볼트(20)를 포함한다.

여기서, 프로파일(10)은 예를 들어 태양광패널을 지지하는 지지구조물 등에서 프레임부재로 사용되는 것으로, 일정한 횡단면으로 연장형성된다.

프로파일(10)은 금속판이 사각형 횡단면을 갖도록 예를 들어 롤포밍과 같은 소성가공에 의해 절곡형성된 후 서로 접하는 가장자리가 용접되어 제조될 수도 있고, 실시예에 따라서는 도 2에 도시되는 바와 같이, 금속판이 사각형 횡단면을 갖도록 예를 들어 롤포밍과 같은 소성가공에 의해 절곡형성되되 시밍(seaming)가공에 의해 마감처리되도록 가장자리가 서로 중첩되게 절첩형성될 수도 있다.

프로파일(10)을 형성하는 금속판은 강성이 우수한 강판으로 형성되는 것이 바람직하지만, 실시예에 따라서는 고강도 알루미늄 합금판을 비롯한 다른 금속판으로도 형성가능하다. 또한 프로파일(10)은 동일한 횡단면으로 일정 길이만큼 제조되며, 필요한 길이로 절단되어 사용된다.

프로파일(10)의 4면 중 적어도 일면에는 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)가 삽입될 체결공(11)이 관통형성된다.

체결공(11)은 예를 들어 지지채널, 브래킷 등과 같은 다른 부속물의 연결고정을 위한 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)가 관통되는 개방구에 해당하는 것으로, 적어도 일면, 바람직하게는 프로파일(10)의 모든 측면의 길이방향 중심선 상에 형성된다.

체결공(11)은 프로파일(10)의 적어도 일면 상에 특정 위치에만 형성될 수도 있고, 실시예에 따라서는 프로파일(10)의 적어도 일면 상에 길이방향 중심선을 따라 일정간격마다 1개씩 이격되어 관통형성될 수도 있다.

체결공(11)은 체결공(11)에 삽입된 T형 체결볼트(20)가 체결공(11) 내에서 길이방향을 따라 유동될 수 없도록 형성됨과 동시에 체결공(11)에 삽입되어 회전결합된 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)가 임의로 빠져 나올 수 없도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 체결공(11)의 형상에 대해서는 추후에 설명될 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)의 설명부분에서 연계하여 설명하기로 한다.

체결공(11)의 일측에는 걸림턱(13)이 돌출형성된다. 걸림턱(13)은 체결공(11) 내에 삽입된 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)가 90도로 회전될 때 볼트머리(23)의 일측면이 접촉지지되도록 함으로써 T형 체결볼트(20)가 프로파일(10)에 안정적으로 결합되도록 하는 것으로, 길이방향 중심선에 대해 일측으로 치우쳐져 내측으로 돌출되게 형성된다.

금속판이 사각형 횡단면을 갖도록 예를 들어 롤포밍과 같은 소성가공에 의해 절곡형성된 후 서로 접하는 가장자리가 용접되어 제조되는 프로파일(10)의 경우에,걸림턱(13)은 프로파일(10)의 각면에 길이방향을 따라 내측으로 함입형성되는 내향돌출라인(13")의 형태로 형성될 수 있다.

또한 금속판이 사각형 횡단면을 갖도록 예를 들어 롤포밍과 같은 소성가공에 의해 절곡형성되되 시밍(seaming)가공에 의해 마감처리되도록 가장자리가 서로 중첩되게 절첩형성된 프로파일(10)의 경우에, 걸림턱(13)은 프로파일(10)의 4면 중에서 금속판의 가장자리가 서로 중첩되는 면에 형성되고 서로 중첩되는 금속판의 가장자리가 시밍에 의해 내측으로 절첩되어 형성되는 시밍스토퍼(13')와, 프로파일(10)의 나머지 3면에 길이방향을 따라 내측으로 함입형성되는 내향돌출라인(13")으로 형성될 수 있다.

프로파일(10)의 길이방향 중심선에 대한 걸림턱(13)의 치우침 정도는 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)의 길이의 1/2에 해당하는 것이 바람직하다.

전술한 프로파일(10)에는 T형 체결볼트(20)가 체결공(11)을 통해 결합되어 외측으로 돌출된다. 도 3에는 이러한 체결볼트의 사시도가 도시된다.

T형 체결볼트(20)는 프로파일(10)에 체결너트의 개재없이 직접 결합되어 외측으로 돌출됨에 따라 예를 들어 지지채널, 브래킷 등과 같은 다른 부속물의 연결고정을 가능하게 하는 것으로, 도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이 나사산이 형성된 볼트몸체(21)와, 볼트몸체(21)의 일단에 일체로 형성되고 프로파일(10)의 체결공(11) 내로 삽입되어 90도 회전되면서 그 일측이 프로파일(10)의 걸림턱(13)에 접촉지지되는 볼트머리(23)를 포함한다.

또한 체결볼트(20)는 프로파일(10)의 체결공(11) 내에 삽입되어 90도로 회전됨에 있어서, 체결공(11) 내에서 좌우유동없이 회전만 가능하게 구속됨과 동시에 볼트머리(23)가 체결공(11)으로부터 임의로 빠져나오지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

이를 위해 체결공(11)에 삽입되는 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)는 도 2에 상세히 도시되는 바와 같이 볼트몸체(21)의 상부에 일체로 연결되는 중앙원통부(23')와, 중앙원통부(23')의 양측에 돌출형성되되 중앙원통부(23')의 지름보다 작은 폭으로 일직선으로 연장되는 측면돌출부(23")를 포함하는 것이 바람직하다.

프로파일(10)의 체결공(11)은 중앙원통부(23')와 측면돌출부(23")를 포함하는 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)에 대응되는 형상으로 관통형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 체결공(11)은 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)의 중앙원통부(23')에 대응되는 원형중앙공(11')과, 원형중앙공(11')의 양측에 연통되게 형성되고 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)의 측면돌출부(23")에 대응되는 직사각측면공(11")을 포함한다.

전술한 형상을 가지는 체결공(11) 내로 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)가 삽입될 경우에, T형 체결볼트(20)는 볼트몸체(21)가 체결공(11)의 원형중앙공(11')에 끼워진 상태에서 그 직경보다 더 작은 폭으로 형성되는 직사각측면공(11") 쪽으로 이동될 수 없게 지지되고, 그 결과 원형중앙공(11') 내에서 회전만 가능해진다.

또한 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)가 체결공(11)에 정확하게 일치되어야만 볼트머리(23)가 체결공(11)을 통과할 수 있게 되므로, T형 체결볼트(20)가 프로파일(10)로부터 임의로 이탈되는 것이 미연에 방지될 수 있다.

또한 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23) 중에서 측면돌출부(23")의 일측 하부와 타측 상부에는 경사면(25)이 각각 형성된다. 경사면(25)은 T형 체결볼트(20)의 회전 시에 볼트머리(23)의 양측 직각부가 걸림턱(13)에 걸리지 않도록 볼트머리(23)가 용이하게 회전될 수 있도록 유도한다.

도 4 및 도 5에는 프로파일의 체결공에 대한 T형 체결볼트의 체결작동이 단면도와 평면도로 도시된다. 이하, 첨부도면을 참조하여 개시된 내용에 따른 프로파일의 볼트 체결구조의 작동을 설명하면 다음과 같다:

예를 들어 시밍스토퍼(13') 또는 내향돌출라인(13") 형태의 걸림턱(13)이 형성된 프로파일(10)의 일면에 T형 체결볼트(20)를 체결하여 예를 들어 지지채널, 브래킷 등과 같은 다른 부속물을 연결고정하고자 경우에는, 도 4 및 도 5에 도시되는 바와 같이 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)를 프로파일(10)의 일면의 길이방향 중심선 상에 형성된 체결공(11) 내로 삽입하여 90도로 회전시키기만 하면 된다.

이 때 걸림턱(13)에는 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)의 일측에 형성된 경사면(25)이 최초로 접촉되면서 T형 체결볼트(20)의 원활한 회전을 유도하고 최종적으로 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)의 일측이 걸림턱(13)의 일측에 가압지지된다. 이로 인해 T형 체결볼트(20)가 프로파일(10)의 일면의 특정 위치에 신속용이하면서도 안정적으로 결합될 수 있게 된다.

또한 체결공(11)에 삽입되는 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)가 볼트몸체(21)의 상부에 일체로 연결되는 중앙원통부(23')와, 중앙원통부(23')의 양측에 돌출형성되되 중앙원통부(23')의 지름보다 작은 폭으로 일직선으로 연장되는 측면돌출부(23")를 포함하고, T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)가 삽입되는 프로파일(10)의 체결공(11)이 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)의 중앙원통부(23')에 대응되는 원형중앙공(11')과, 원형중앙공(11')의 양측에 연통되게 형성되고 T형 체결볼트(20)의 볼트머리(23)의 측면돌출부(23")에 대응되는 직사각측면공(11")을 포함함에 따라, 체결볼트(20)는 프로파일(10)의 체결공(11) 내에 삽입되어 90도 회전됨에 있어서, 체결공(11) 내에서 좌우유동없이 회전만 가능하게 구속됨과 동시에 볼트머리(23)가 체결공(11)으로부터 임의로 빠져나오지 않게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 프로파일
11 : 체결공
11' : 원형중앙공
11" : 직사각측면공
13 : 걸림턱
13' : 시밍스토퍼
13" : 내향돌출라인
20 : T형 체결볼트
21 : 볼트몸체
23 : 볼트머리
23' : 중앙원통부
23" : 측면돌출부

Claims (4)

1. 프로파일에 T형 체결볼트가 결합고정되도록 하는 프로파일의 볼트 체결구조에 있어서,
   일정한 횡단면으로 연장형성되며 적어도 일면에는 체결공이 길이방향 중심선 상에 관통형성되고 상기 체결공의 일측에는 걸림턱이 길이방향 중심선에 대해 일측으로 치우쳐져 내측으로 돌출되게 형성되는 프로파일; 및
   상기 프로파일의 체결공 내로 볼트머리가 삽입되어 회전되면서 상기 볼트머리의 일측이 상기 걸림턱에 접촉지지되고 상기 볼트머리에 일체로 형성되는 볼트몸체는 외부로 돌출되는 T형 체결볼트를 포함하며,
   상기 프로파일은 금속판이 사각형 횡단면을 갖도록 절곡형성되어 형성되며,
   상기 걸림턱은, 상기 프로파일의 4면 중에서 상기 금속판의 가장자리가 서로 중첩되는 면에 형성되고 서로 중첩되는 상기 금속판의 가장자리가 시밍에 의해 내측으로 절첩되어 형성되는 시밍스토퍼와, 상기 프로파일의 나머지 3면에 길이방향을 따라 내측으로 함입형성되는 내향돌출라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로파일의 볼트 체결구조.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 T형 체결볼트의 볼트머리는 볼트몸체의 상부에 일체로 연결되는 중앙원통부와, 상기 중앙원통부의 양측에 상기 중앙원통부의 지름보다 작은 폭으로 돌출형성되는 측면돌출부를 포함하고,
   상기 프로파일의 체결공은 상기 T형 체결볼트의 볼트머리의 중앙원통부에 대응되는 원형중앙공과, 상기 원형중앙공의 양측에 연통되게 형성되고 상기 T형 체결볼트의 볼트머리의 측면돌출부에 대응되는 직사각측면공을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로파일의 볼트 체결구조.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 측면돌출부의 일측 하부와 타측 상부에는 상기 걸림턱에 대한 상기 볼트머리의 회전을 용이하게 하는 경사면이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 프로파일의 볼트 체결구조.

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