KR102098074B1

KR102098074B1 - 볼트-너트 조립체

Info

Publication number: KR102098074B1
Application number: KR1020190012805A
Authority: KR
Inventors: 김종웅; 전상모
Original assignee: 주식회사 썬웨이
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-04-07

Abstract

본 발명은 특히 볼트와 너트의 풀림이 방지되는 수단을 갖는 볼트-너트 조립체에 관한 것으로서, 통상의 너트(130)와, 모재(M)를 관통하여 너트(130)와 나사 결합되는 볼트 몸체(112)와, 볼트 몸체(112) 일단에 형성되는 볼트 헤드(111)로 이루어지는 볼트(110) 및, 너트(130)와 모재(M) 사이 또는 볼트 헤드(111)와 모재(M) 사이에 삽입되게 설치되며, 볼트(110)의 단부가 관통하는 볼트공(121)이 중심에 형성되는 와셔(120)로 구성되되, 볼트 공(121)의 내주면에는 돌기(122)가 형성되고, 볼트(110)에는 돌기(122)가 삽입되는 돌기 홈(113)이 형성되어, 와셔(120)와 볼트(110)가 일체로 회전 가능한 것을 특징으로 함으로써, 현재 사용 중인 볼트(110)와 너트(130)에 곧바로 적용될 수 있거나 또는 볼트(110)에 최소한의 가공만 함으로써 적용될 수 있고, 단순한 구조를 가짐으로써 종래와 거의 차이가 없을 정도로 저렴하게 제작될 수 있는 와셔(120) 등의 부재만 사용되더라도 볼트(110)와 너트(130)의 풀림 현상이 철저하게 방지될 수 있는 볼트-너트 조립체를 제공하고자 한다.

Description

볼트-너트 조립체{Bolt-nut assembly}

본 발명은 볼트-너트 조립체에 관한 것으로, 특히 볼트와 너트의 풀림이 방지되는 수단을 갖는 볼트-너트 조립체에 관한 것이다.

볼트와 너트는 물건의 고정을 위해 널리 보편적으로 사용되는 체결 도구이다. 볼트와 너트는 구조의 단순함에 비해 강력한 힘으로 물건을 체결시켜 주므로 이제는 인간 생활에서 없어서는 안 될 정도로 일상과 산업현장 모두에서 광범위하게 사용된다.

그런데 볼트와 너트로 체결된 물건은 외부에서 충격이나 진동이 가해질 경우 조금씩 체결 상태가 해이 해 지면서 풀어지게 된다. 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이 일반 볼트와 너트는 서로 완전히 체결하여도 나사산의 한쪽 사면만 마찰이 있고 틈새는 여전히 남는 상태로 체결된다.

이때 접촉면의 마찰력 보다 큰 진동이나 충격 등의 외력(특히 축의 직각방향 진동이나 충격)이 가해지면 접촉면 사이의 공간 차가 발생되어 볼트 헤드 단차 면과 모재 사이가 벌어지게 된다. 이렇게 벌어진 틈은 다시 조여서 체결 방향으로 외력을 가해 줘야 다시 원래대로 완전 체결 상태로 복귀되며, 다시 조이는 보수 없이 지속적 또는 단속적으로 진동이나 충격이 가해지면 모재와 볼트 헤드는 점점 벌어지면서 헐거워지게 된다. 이렇게 볼트가 모재로부터 이탈되는 방향으로 이동되어 헐거워지면 기계나 구조물의 파손 등의 사고가 유발될 수 있다.

이러한 시간에 따른 진동의 영향으로 인한 풀림 현상을 방지시키기 위해 일반적으로 와셔와 같은 보조재를 사용하게 되지만, 와셔는 체결력을 보강해 주긴 해도 궁극적인 해결책은 제공 해 주지 못한다.

이런 문제를 해결하고자 많은 연구가 이루어지고 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 공개특허공보 제10-2010-0066370호(공개일자: 2010. 06. 17) '풀림방지 볼트너트 결합체'에서는 볼트몸통(120)의 길이 방향을 따라 절개된 삽입유도 홈(130)이 형성되고, 너트(200)는 와셔(300)와 맞닿는 일면을 따라 일정한 간격으로 돌출된 다수 개의 걸림턱(210)이 원호 상에 형성되며, 와셔(300)는 내경의 일부가 중심을 향하여 돌출되어 삽입유도 홈(130)에 수용되는 회전방지 돌기부(310)가 형성되고, 너트(200)와 맞닿는 면을 따라 일정 간격으로 돌출된 다수 개의 탄성돌출부(320)가 원호 상에 형성되어 너트(200)와 와셔(300)가 맞닿은 상태에서 너트(200)를 조여주면 탄성돌출부(320)가 휨 변형되면서 걸림 턱(210)의 일 측면을 타고 넘은 후 탄성력에 의하여 원래의 형태로 복원되어 걸림 턱(210)의 타 측면에 걸려 안착되는 기술이 개시된다.

상기 발명에서는 볼트가 조여지는 방향으로 힘을 받으므로 볼트에 진동이나 충격이 가해져도 헐거워지는 현상이 대폭 방지되는 효과가 있다.

다만 상기 발명이 실시되기 위해서는 볼트와 너트가 특수한 형태로 가공처리 되어야 하므로 종래의 너트에는 적용되기 힘들므로 반드시 상기 발명을 위해 별도로 제작되는 볼트와 너트가 사용되어야 하는 문제가 있고, 또한 너트와 볼트에 복잡한 형상의 가공이 필요하므로 제작비용이 증가되므로 보편적으로 적용되기 힘든 문제가 있다. 특히 다량의 체결부재가 사용되는 장비나 구조물에 있어서는 제작비용의 증가를 불러오므로 더욱 보편적으로 적용되기 힘들다.

따라서 현재 사용 중인 볼트와 너트에 곧바로 적용될 수 있거나 또는 볼트에 최소한의 가공만 함으로써 적용될 수 있고, 단순한 구조를 가짐으로써 종래와 거의 차이가 없을 정도로 저렴하게 제작될 수 있는 와셔 등의 부재만 사용되더라도 볼트와 너트의 풀림 방지가 철저하게 방지될 수 있는 기술이 요청된다.

공개특허공보 제10-2010-0066370호(공개일자: 2010. 06. 17)

이에 본 발명은 현재 사용 중인 볼트와 너트에 곧바로 적용될 수 있거나 또는 볼트에 최소한의 가공만 함으로써 적용될 수 있고, 단순한 구조를 가짐으로써 종래와 거의 차이가 없을 정도로 저렴하게 제작될 수 있는 와셔 등의 부재만 사용되더라도 볼트와 너트의 풀림 현상이 철저하게 방지될 수 있는 볼트-너트 조립체를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 볼트-너트 조립체는 통상의 너트와, 일정한 두께를 가지는 모재를 사이에 두고, 모재를 관통하여 상기 너트와 나사 결합되며, 길게 형성되며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트 몸체와, 볼트 몸체 일단에 형성되는 헤드로 이루어지는 볼트 및, 상기 너트와 모재 사이 또는 볼트 헤드와 모재 사이에 삽입되게 설치되며, 볼트의 단부가 관통하는 볼트공이 중심에 형성되는 와셔로 구성되되, 상기 볼트 공의 내주면에는 돌기가 형성되고, 상기 볼트에는 돌기가 삽입되는 돌기 홈이 형성되어, 와셔와 볼트가 일체로 회전 가능하다.

여기서 상기 돌기 홈은 바람직하게는 볼트 몸체의 타단으로부터 볼트 몸체의 길이방향을 따라 일정 길이만큼 형성되어 장홈의 형태를 띤다.

또한 본 발명에 따른 볼트-너트 조립체는 통상의 너트와, 일정한 두께를 가지는 모재를 사이에 두고, 모재를 관통하여 상기 너트와 나사 결합되며, 길게 형성되며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트 몸체와, 볼트 몸체 일단에 형성되는 헤드로 이루어지는 볼트 및, 상기 너트 외주면에 결합되어 너트와 일체로 회전되는 너트 캡으로 구성되되, 너트 캡에는 돌기가 형성되고, 볼트에는 돌기가 삽입되는 돌기 홈이 형성되어, 너트 캡과 너트 및 볼트가 일체로 회전된다.

이때 너트 캡에는 바람직하게는 중공이 형성되어 볼트 몸체의 타단이 중공에 삽입되며, 상기 돌기는 중공 내주면에 형성되고, 돌기 홈은 볼트 몸체의 타단으로부터 볼트 몸체의 길이방향을 따라 일정 길이만큼 형성되어 장홈의 형태를 띤다.

여기서 상기 돌기는 바람직하게는 돌기 홈과 동일한 길이방향으로 소정 길이만큼 형성된다.

또한 본 발명에 따른 볼트-너트 조립체는 통상의 너트와, 일정한 두께를 가지는 모재를 사이에 두고, 모재를 관통하여 상기 너트와 나사 결합되며, 길게 형성되며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트 몸체와, 볼트 몸체 일단에 형성되는 헤드로 이루어지는 볼트와, 상기 너트 외주면에 결합되어 너트와 일체로 회전되며, 볼트 몸체의 타단이 관통하는 중공이 형성되는 너트 캡 및, 너트와 모재 사이 또는 볼트 헤드와 모재 사이에 삽입되게 설치되며, 볼트 몸체의 타단이 관통하는 볼트공이 중심에 형성되는 와셔로 구성되되, 너트 캡에는 제1돌기가 형성되고, 상기 볼트 몸체에는 돌기가 삽입되는 제1돌기 홈이 형성되어, 너트 캡과 너트 및 볼트가 일체로 회전된다.

여기서 볼트공의 내주면에는 바람직하게는 제2돌기가 형성되고, 볼트 몸체에는 돌기가 삽입되는 제2돌기 홈이 형성되어, 와셔와 볼트가 일체로 회전 가능하다.

이 경우 제1돌기 홈과 제2돌기 홈은 바람직하게는 볼트 몸체의 타단으로부터 볼트 몸체의 길이방향을 따라 일정 길이만큼 형성되는 하나의 동일한 장홈 형태의 돌기 홈이다.

이때 와셔가 모재와 볼트 헤드 사이에 설치되는 경우에는 바람직하게는 돌기 홈은 볼트 몸체 길이 전체에 걸쳐 형성된다.

한편 너트 캡은 바람직하게는 너트 외부에 결합되는 너트 수용부와, 너트 수용부의 하단 테두리에 너트 수용부가 확장된 원반 형태로 형성되는 와셔 수용부로 이루어져, 너트와 와셔가 모두 너트 캡 내부로 수용됨으로써, 와셔가 독립적으로 수평 방향으로 가변되는 것이 방지된다.

여기서 너트 수용부의 내주면에는 바람직하게는 산과 골로 이루어지는 톱니 형태의 걸림 요철이 형성되되, 걸림 요철을 이루는 산과 골 각각의 폭은 너트 외주면에 형성되는 육각 형상을 이루는 여섯 면의 폭 보다 작거나 같다.

이 경우 너트 수용부의 상면은 바람직하게는 상판으로 밀폐되되, 상판 중심에는 볼트 몸체가 관통되는 상판 홀이 형성되고, 제1돌기는 상판 홀의 내주면에 돌출되는 형태로 형성된다.

특히 제1돌기는 바람직하게는 상하 방향으로 일정한 길이만큼 길게 형성됨으로써 제1돌기와 돌기 홈 간의 체결력이 상승될 수 있다.

본 발명에 따른 볼트-너트 조립체는 현재 사용 중인 볼트와 너트에 곧바로 적용될 수 있거나 또는 볼트에 최소한의 가공만 함으로써 적용될 수 있고, 단순한 구조를 가짐으로써 종래와 거의 차이가 없을 정도로 저렴하게 제작될 수 있는 와셔 등의 부재만 사용되더라도 볼트와 너트의 풀림 현상이 철저하게 방지되는 효과가 있다.

도 1은 볼트와 너트의 풀림 원리를 나타낸 개념도,
도 2는 종래기술을 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 볼트-너트 조립체의 제1실시예의 분해사시도,
도 4는 상기 제1실시예의 결합 상태의 정면도,
도 5는 상기 제1실시예의 결합 상태의 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 볼트-너트 조립체의 제2 및 제3실시예의 분해사시도,
도 7은 상기 제2 및 제3실시예의 결합 상태의 정면도,
도 8은 상기 제2 및 제3실시예에서 너트 캡의 투시 사시도,
도 9는 상기 제2 및 제3실시예의 결합 상태의 평면도,

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 크게 세 가지 실시예로 설명될 수 있다. 이하에서는 먼저 도 3 내지 도 5를 참조하여 제1실시예에 대해 설명한 다음, 도 6 내지 도 9를 참조하여 제2 및 제3실시예를 함께 묶어서 설명하기로 한다.

<제1실시예>

제1실시예에 따른 볼트-너트 조립체는 도 3에 도시된 바와 같이 너트(130)와, 볼트(110) 및, 와셔(120)로 구성된다.

여기서 너트(130)는 일반적으로 사용되는 너트를 말하며, 통상의 너트라면 어떠한 것이든 상관없다.

볼트(110)는 역시 통상의 볼트와 마찬가지로 일정한 두께를 가지는 모재(M)를 사이에 두고, 모재(M)를 관통하여 상기 너트와 나사 결합되며, 길게 형성되며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트 몸체(112)와, 볼트 몸체(112) 일단에 형성되는 볼트 헤드(111)로 이루어진다. 다만, 통상의 볼트와의 차이점은 후술하게 될 돌기(122)가 삽입될 수 있는 홈인 돌기 홈(113)이 볼트 몸체(112)에 형성된다는 점이다.

와셔(120)는 통상의 와셔와 마찬가지로 모재(M)와 볼트 헤드(111) 사이 또는 모재(M)와 너트(130) 사이에 삽입되는 모든 와셔와 동일하고, 평 와셔 또는 스프링 와셔도 해당된다. 다만 본 발명에서의 와셔(120)와 통상의 와셔의 차이점은 와셔에 형성되는 볼트공의 내주면에 돌기(122)가 형성된다는 점이다. 여기서의 돌기(122)가 앞서 설명된 볼트 몸체(112)에 형성되는 돌기 홈(113)에 삽입되는 돌기(122)이다.

와셔(120)는 볼트 헤드(111)와 모재(M) 사이 또는 너트(130)와 모재(M) 사이에 설치됨으로써, 볼트 헤드(111) 또는 너트(130)가 모재(M)와 밀착되는 밀착력을 높여주고 모재(M)가 볼트 헤드(111)나 너트(130)로 인해 함몰되는 것을 방지시킴으로써 체결 상태를 유지시키는 작용을 한다.

본 발명에서는 와셔(120)에 형성되는 돌기(122)가 볼트 몸체(112)에 형성되는 돌기 홈(113)에 삽입됨으로써, 와셔(120)와 볼트(110)는 서로 독립적으로 회전되는 것이 방지되어, 볼트(110)의 나사산과 너트(130)의 나사산의 접촉 사면에 작용되는 정지 마찰력 보다 더 큰 외부로부터의 진동이나 충격이 가해지더라도 와셔(120)와 모재(M) 사이의 마찰력으로 인해 볼트(110)만 독립적으로 풀리는 것이 방지된다.

따라서 제1실시예에 따라 볼트(110)와 너트(130)가 체결되면 볼트(110)와 너트(130)의 나사산의 접촉 사면에 작용되는 마찰력뿐만 아니라 와셔(120)와 모재(M) 사이에 작용되는 훨씬 큰 마찰력 보다 더 큰 외력이 가해져야만 볼트(110)가 와셔(120)와 함께 조금씩 회전되면서 풀리게 되므로 볼트(110)와 너트(130)의 체결 상태는 종래에 비해 훨씬 견고하게 유지된다. 또한 종래 풀림 방지 기술에서 적용되는 복잡한 톱니 형상의 접촉면을 가지는 너트나 볼트를 별도로 제작 할 필요가 없게 되어 비용 면에서도 훨씬 저렴하여 보편적으로 사용 가능하다.

그런데 볼트(110)와 와셔(120)의 결합은 볼트(110)와 너트(130)가 이미 체결 되어 있는 상태에서 와셔(120)가 결합되는 것이 아니라 이미 와셔(120)와 너트(130)가 차례로 볼트 몸체(112)에 끼워진 상태에서 체결 작업이 이루어진다. 이때 와셔(120)는 볼트 몸체(112)의 타단으로부터 끼워져서 볼트 헤드(111) 까지 결합된다. 따라서 볼트(110)에 형성되는 돌기 홈(113)은 어느 한 지점에 구면 형상으로 형성되는 것이 아니라 도 3에 도시된 바와 같이 볼트 몸체(112)의 타단으로부터 볼트 몸체(112)의 길이방향을 따라 일정한 길이만큼 형성된다. 특히 와셔(120)가 볼트 헤드(111)와 모재(M) 사이에 설치되는 경우에는 와셔(120)가 볼트 헤드(111)의 단차 면(볼트 헤드(111)가 볼트 몸체(112)와 만나는 면을 지칭합니다.)에 바로 밀착하게 되므로 이 경우에는 돌기 홈(113)은 볼트 몸체(112)의 길이 전체에 걸쳐 형성된다.

다만 돌기 홈(113)이 따로 볼트 몸체(112)에 형성될 필요가 있다 하더라도 종래의 풀림방지 기술에서 볼 수 있는 복잡한 형상을 가지는 가공이 아니라 단순하게 볼트 몸체(112)에 일자 형태의 돌기 홈(113)을 파는 형태로 가공이 이루어지면 되므로, 본 실시예에 따른 볼트(110)의 제작에 소요되는 비용은 종래 풀림방지 기술에서 사용되는 복잡한 형상을 지니는 볼트에 비해 훨씬 저렴하게 되는 장점이 있다.

<제2 및 제3실시예>

제2실시예를 구성하는 구성은 제3실시예에 모두 포함되므로 이하에서는 제2실시예와 제3실시예를 도 6 내지 도 9를 참조하여 함께 묶어서 설명하기로 한다. 즉 제3실시예에 대해 설명함으로써 제2실시예도 함께 설명되는 효과가 있다.

제3실시예에 따른 볼트-너트 조립체는 도 6에 도시된 바와 같이 너트(230)와, 볼트(210)와, 너트 캡(240) 및, 와셔(220)로 구성된다.

여기서 너트(230)는 통상의 너트와 완전히 동일하며 제1실시예의 너트(130)와 동일하다.

볼트(210)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1실시예의 볼트(110)와 동일하게 일정한 두께를 가지는 모재(M)를 사이에 두고, 모재(M)에 형성되는 모재 관통 홀(MH)을 관통하여 너트(230)와 나사 결합되며, 길게 형성되며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트 몸체(212)와, 볼트 몸체(212) 일단에 형성되는 볼트 헤드(211)로 이루어진다.

너트 캡(240)은 도 6에 도시된 바와 같이 너트(230) 외주면에 결합되어 너트(230)와 일체로 회전되는 부재이다. 이때 너트 캡(240)은 너트(230)와 함께 회전되기 위해 내부에 너트(230) 외주면의 육각 형상과 전부 또는 일부가 치합되는 내주면을 가진다.

와셔(220)는 제1실시예에서의 와셔(120)와 동일하다. 도 6에서는 평 와셔인 것으로 도시되어 있으나, 제1실시예와 마찬가지로 제3실시예에서도 와셔(220)의 중심에 볼트공(221)이 형성되기만 하면 평 와셔 또는 스프링 와셔 모두 동일하게 본 실시예에 적용될 수 있다.

제3실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이 너트 캡(240)에는 제1돌기(244)가 형성되고, 볼트 몸체(212)에는 제1돌기(244)가 삽입되는 제1돌기 홈(후술하게 될 하기 돌기 홈(213)과 동일함)이 형성된다. 따라서 너트 캡(240)은 너트(230)와 함께 회전될 뿐만 아니라 제1돌기(244)가 제1돌기 홈에 삽입됨으로써 볼트(210)와도 함께 회전된다.

한편, 와셔(220)에도 제1실시예의 와셔(120)와 마찬가지로 와셔(220) 중심에 형성된 볼트공(221)의 내주면에 제2돌기(222)가 형성되어 와셔(220)가 볼트(210)와 함께 회전된다.

따라서 제3실시예에서는 너트 캡(240)이 이중 결합, 즉 너트 캡(240)이 너트(230)와 볼트(210) 각각에 모두 결합됨으로 인해, 서로 분리된 부재들인 너트(230)와 너트 캡(240)과 와셔(220)가 모두 볼트(210)와 일체로 회전되게 결합됨으로써, 외부에서 충격이나 진동이 가해져도 볼트(210)만 독자적으로 회전되어 풀리는 현상이 방지된다.

특히 제3실시예에서는 너트 캡(240)이 볼트(210) 및 너트(230)에 모두 결합됨으로 인해, 볼트(210)가 회전되려면 반드시 너트(230)와 함께 회전될 수밖에 없으므로 볼트(210)가 너트(230)로부터 풀리는 현상이 원천적으로 방지되는 효과가 있다. 이러한 강력한 풀림 방지 효과는 별도로 제작되는 특수한 너트가 아니라 통상적으로 사용되는 너트(230)로도 발휘될 수 있고, 볼트(210) 또한 종래에 비해 현저하게 다른 복잡한 형상을 지니는 특수한 가공이 필요한 것이 아니라 종래의 볼트 생산 과정에서 간단한 일자 형태의 돌기 홈(213)파기 가공만으로도 본 발명의 효과가 달성될 수 있어 극히 저렴한 비용으로도 풀림 방지 효과를 누릴 수 있다.

이때 앞서 설명된 너트 캡(240)에 형성되는 제1돌기(244)와 와셔(220)에 형성되는 제2돌기(222)가 결합되는 돌기 홈(213)은 서로 별개의 홈이 아니라 도 6에 도시된 바와 같이 동일한 홈이다. 그리고 돌기 홈(213)은 와셔(220)가 볼트 헤드(211)에 밀착되게 결합될 수 있으므로 볼트 몸체(212)의 길이방향 전체에 걸쳐 일자 형태로 형성된다.

너트 캡(240)에는 또한 너트(230)뿐만 아니라 와셔(220)도 수용될 수 있는 공간이 형성된다. 따라서 너트 캡(240)은 도 6에 도시된 바와 같이 너트 수용부(241)와 와셔 수용부(242)로 구성될 수 있다.

와셔(220)의 중심에 형성되는 볼트공(221)은 통상의 와셔와 마찬가지로 볼트 몸체(212)의 외경보다 더 큰 내경을 가질 수 있다. 따라서 와셔가 적용된 일반적인 볼트-너트 조립체에서는 외부에서 충격이나 진동이 가해질 경우 와셔가 수평방향으로 가변됨으로써 와셔와 모재 사이에 형성되던 강력한 정지마찰력이 반감될 수 있다.

이러한 현상의 방지를 위해 제3실시예에서는 너트 캡(240)에 와셔 수용부(242)가 마련된다. 와셔 수용부(242) 내부에 와셔(220)가 갇히면서 와셔 수용부(242)가 와셔(220)를 잡아주는 작용을 함으로써, 와셔(220)가 수평방향으로 독자적으로 가변되는 것이 방지되어 와셔(220)가 제공 해 주는 강력한 정지 마찰력의 효과가 유지된다.

너트 캡(240)에 마련되는 너트 수용부(241)의 내주면은 통상적인 너트 형상이 육각 형태인 점을 이용하여 너트 외주면에 치합될 수 있는 구조를 가진다. 이때 너트 수용부(241)의 내주면이 너트(230)의 외주면 형상과 마찬가지로 육각면을 가질 수도 있지만, 이 경우 너트 캡(240) 내주면의 육각 형상을 너트(230)의 육각 형상에 맞춰서 결합시키려면 너트 캡(240)과 너트(230)의 결합에 시간이 걸릴 수 있다.

따라서 너트 캡(240) 내주면의 형상은 육각보다 더 많은 각을 가지는 요철 형상을 가질 수 있다. 도 8 및 도 9에서 너트 캡(240) 내주면에는 산(2431)과 골(2432)이 반복되면서 요철 형상의 걸림 면(243)이 형성되는 모습이 예시적으로 도시되어 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 육각 보다 더 많은 각을 가지는 요철 형상의 걸림 면(243)이 내부에 형성되는 형태로 너트 수용부(241)가 형성될 경우 너트 캡(240)은 보다 다양한 각도에서 너트(230)에 치합될 수 있어, 너트(230)와 너트 캡(240)의 조립 과정이 훨씬 간편해지는 효과가 있다.

한편, 너트 수용부(241)의 내경은 너트(230) 외경보다 같거나 크게 제작되므로 너트 캡(240)에 형성되는 제1돌기(244)는 너트 수용부(241)의 내주면에 형성될 수는 없다. 왜냐하면 볼트 몸체(212)의 외경은 너트(230) 외경보다 훨씬 작으므로 너트 수용부(241)의 내주면에 제1돌기(244)가 형성된다면, 볼트 몸체(212)에 형성되는 돌기 홈(213)에 제1돌기(244)가 결합될 수 없기 때문이다. 따라서 제1돌기(244)는 도 8에 도시된 바와 같이 너트 수용부(241)의 상부를 밀폐시키는 상판(2411)에서 상판(2411)의 중앙에 볼트 몸체(212)가 관통될 수 있게 형성되는 상판 홀(2412)의 내주면에 형성된다.

상판 홀(2412)은 도 7에 도시된 바와 같이 볼트 몸체(212)가 돌출될 수 있도록 형성된다. 또한 이 경우 제1돌기(244)는 상판(2411)의 두께와 동일한 두께로 형성될 수도 있지만 바람직하게는 도 8에 도시된 바와 같이 하부로 길게 연장되는 형태로 형성될 수 있다.

이처럼 제1돌기(244)가 상하 방향으로 길게 형성되면 너트 캡(240)과 볼트(210)와의 결합력이 상승하여 너트 캡(240)과 볼트(210)가 서로 강한 힘으로 체결된다.

특히 너트 캡(240)은 강성 재질의 주물로 제작될 수도 있지만 세라믹이나 합성수지로 제작될 수도 있으므로 제1돌기(244)가 상판(2411)의 두께만큼의 크기만으로 제작된다면 제1돌기(244)가 지속적인 외부 충격으로 인해 마모될 우려가 있다. 따라서 제1돌기(244)가 도 8에 도시된 바와 같이 길게 제작되면 너트 캡(240)과 볼트(210)와의 결합력이 커지고, 또한 결과적으로 볼트(210)와 너트(230) 및 와셔(220) 간의 결합력이 커져 일체로만 회전됨으로써, 볼트(210)와 너트(230) 간의 상대 가변이 방지되어 풀림이 철저하게 방지되며, 와셔(220)의 회전 억제력이 볼트(210)에 온전하게 작용되므로 볼트(210)와 너트(230) 간의 풀림 현상이 거의 원천적으로 방지되는 효과가 있고, 또한 이러한 효과가 저렴한 비용으로 달성될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

M : 모재 MH: 모재 관통 홀
110,210 : 볼트 111,2111 : 볼트 헤드
112,212 : 볼트 몸체 113,213 : 돌기 홈
120,220 : 와셔 121,221 : 볼트공
122 : 돌기 130,230 : 너트
240 : 너트 캡 241 : 너트 수용부
242 : 와셔 수용부 243 : 걸림 면
222 : 제2돌기 244 : 제1돌기
2411 : 상판 2412 : 상판 홀
2431 : 산 2432 : 골

Claims

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통상의 너트와;
일정한 두께를 가지는 모재를 사이에 두고, 모재를 관통하여 상기 너트와 나사 결합되며, 길게 형성되며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트 몸체와, 볼트 몸체 일단에 형성되는 헤드로 이루어지는 볼트와;
상기 너트 외주면에 결합되어 너트와 일체로 회전되며, 볼트 몸체의 타단이 관통하는 상판 홀이 형성되는 너트 캡; 및,
상기 너트와 모재 사이 또는 볼트 헤드와 모재 사이에 설치되며, 볼트 몸체가 관통하는 볼트공이 형성되는 와셔;로 구성되되,
상기 너트 캡에 형성된 상판 홀의 내주면에는 제1돌기가 형성되고, 상기 볼트 몸체에는 제1돌기가 삽입되는 제1돌기 홈이 형성되어, 너트 캡과 너트 및 볼트가 일체로 회전되고,
상기 볼트공의 내주면에는 제2돌기가 형성되고, 상기 볼트 몸체에는 돌기가 삽입되는 제2돌기 홈이 형성되어, 와셔와 볼트가 일체로 회전 가능하며,
상기 제1돌기 홈과 제2돌기 홈은 상기 볼트 몸체의 타단으로부터 볼트 몸체의 길이방향을 따라 일정 길이만큼 형성되는 하나의 동일한 장홈 형태의 돌기 홈이고,
상기 너트 캡은 너트 외부에 결합되는 너트 수용부와, 너트 수용부의 하단 테두리에 너트 수용부가 확장된 원반 형태로 형성되는 와셔 수용부로 이루어져, 너트와 와셔가 모두 너트 캡 내부로 수용되며,
상기 너트 수용부의 내주면에는 산과 골로 이루어지는 톱니 형태의 걸림 요철이 형성되되, 걸림 요철을 이루는 산과 골 각각의 폭은 너트 외주면에 형성되는 육각 형상을 이루는 여섯 면의 폭 보다 작거나 같게 형성됨으로써, 와셔가 독립적으로 수평 방향으로 가변되는 것이 방지되고,
상기 제1돌기는 길이방향이 너트 내측을 향하여 하부로 일정한 길이만큼 길게 형성됨으로써 제1돌기와 돌기 홈 간의 체결력이 상승됨과 아울러 볼트의 길이가 모재와 와셔와 너트의 두께를 합친 두께보다 작을 때에도 너트 캡과 너트 및 볼트가 일체로 거동됨으로써, 너트 캡의 높이가 볼트의 길이 규격에 대응되게 제작될 필요가 없으며,
상기 와셔가 모재와 볼트 헤드 사이에 설치되는 경우에는 돌기 홈은 볼트 몸체 길이 전체에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 볼트-너트 조립체.
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