KR102324055B1 - 풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축 상에 형성되는 각 곡면과 그 각 곡면에 형성되는 각 나사산이 회전되는 방향의 선단 측의 폭은 좁고 그 반대 측의 폭은 점점 넓게 형성되어 고정 홀로 나사결합 방식에 의해 삽입고정시 억지 끼움 형태로 박히듯이 고정됨에 따라 풀림을 방지할 수 있도록 헤드; 상기 헤드의 하부에 밑면에 풀림 방지 세레이션이 형성되는 플랜지; 상기 플랜지의 하부에 가공방식에 의해 축 방향으로 홀수 개의 각 곡면을 갖도록 형성되는 축부를 형성하되, 상기 각 곡면의 각 꼭짓점을 기준하여 다른 각 곡면의 꼭짓점 측으로 단면 면적이 선단 측의 폭은 좁고 반대 측 끝단 측의 포은 넓게 형성되는 나사산 가공리브; 상기 각 나사산 가공 리브에 경사진 형태인 한 줄의 칼날 형태의 제1 나사산과, 상기 제1 나사산 사이에 적어도 두 줄 이상의 산 부분이 평면 또는 곡면, 상기 평면 또는 곡면의 산 보다 작은 폭의 산 형태 중의 어느 하나의 형태의 제2 나사산이 형성되는 나사산부;를 포함하는 풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트를 제공한다.
그에 따라 복잡한 기술적 구성이 아닌 간단한 기술적 구성에 의해 제작이 용이하게 이루어질 수 있는 효과와 함께 나사 결합방식에 의해 고정 후 역방향으로의 회전을 방지하여 풀림을 방지하는 효과는 물론 높은 고정력을 가짐에 따라 제품에 대한 우수성과 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 가진다.

Description

풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트{Tapping screw bolt with anti-loosening function}

본 발명은 탭핑 스크류 볼트에 관한 것으로, 더 상세하게는 축 상에 형성되는 각 곡면과 그 각 곡면에 형성되는 각 나사산이 회전되는 방향의 선단 측의 폭은 좁고 그 반대 측의 폭은 점점 넓게 형성되어 고정 홀로 나사결합 방식에 의해 삽입고정시 억지 끼움 형태로 박히듯이 고정됨에 따라 풀림을 방지할 수 있도록 한 풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 콘크리트에 각 내장재 또는 외장재를 고정하거나 목재 또는 경량 철판 등으로 고정대상물을 고정하기 위해서는 다양한 형태의 스크류나 셋트 앵커 또는 볼트 등을 사용하고 있다.

특히, 도로 시설물 등을 바닥면인 콘크리트 또는 아스팔트 등에 고정하기 위해서도 셋트 앵커나 볼트, 스크류 등을 이용하여 고정한다.

여기서, 중량이 무거운 대상물을 고정하거나 혹은 충격이나 충돌 등에 의해서도 쉽게 빠지지 않도록 고정하는 용도로는 대부분이 셋트 앵커를 사용하여 고정하는 것이 통상적이다.

그러나 셋트 앵커는 고정할 위치에 홀 가공 후 캡이 씌워진 앵커 볼트를 고정한 다음 고정대상물을 삽입한 후 다시 너트 등을 이용하여 고정해야 함으로 인해 작업이 상당히 번거롭고 불편한 단점을 가진다.

아울러, 셋트 앵커는 소정 깊이를 확보해야 함으로 인한 얇은 목재나 경량 철판 등에 직접 고정할 수 없는 단점 또한 가진다.

이러한 문제점을 해결하고자 종래에도 하나의 고정수단인 나사 결합방식에 의해 고정할 수 있는 콘크리트 스크류나 콘크리트 앵커 등이 사용되고 있는바, 다음과 같은 포탈 사이트에서 검색 가능하다.

포탈 사이트 네이트:

http://shopping.interpark.com/product/productInfo.do?prdNo=6321419904&dispNo=016001&bizCd=P14197

포탈 사이트 네이버:

https://search.naver.com/search.naver?sm=top_hty&fbm=1&ie=utf8&query=%EC%BD%98%ED%81%AC%EB%A6%AC%ED%8A%B8+%EB%B3%BC%ED%8A%B8

등에 게시된 바 있다.

상기와 같이 하나의 고정수단인 나사 결합방식에 의해 고정하는 종래의 선행기술에는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0013375호(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 콘크리트 벽면에 단열재와 마감재를 시공함에 있어 나사산의 지름이 서로 다른 이중구조의 나사산을 가지는 스크류 피스를 이용하여 시공토록 구성함으로써 작업이 간편하고 용이한 등 작업성의 향상과 더불어 시공 후에는 나사산의 이중구조로 인하여 체결력을 월등히 향상시키도록 한 콘크리트 벽면의 단열재 시공용 스크류 피스와 같은 기술이 제안된 바 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1154194호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 콘크리트용 파스너류(나사못, 볼트)의 첨단부에 형성된 다수개의 침(多針)과, 첨단부와 몸통부에 형성된 침홈과 나사홈을 통해 콘크리트에 파스너를 체결 시 예비구멍을 뚫는 공정 없이 한 번의 공정으로 체결되며, 파쇄된 콘크리트가 외부로 용이하게 배출되도록 한 콘크리트용 다침 파스너와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 대한민국 등록특허공보 제10-1933865호(이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 작업 대상에 볼트 체결 시, 수직직립 할 수 있는 구조를 확보하여, 작업시 수직하여 볼트가 삽입되도록 함으로써, 볼트의 비틀어짐이나, 이로 인한 파단, 접합 불량의 문제점을 해소할 수 있도록 하는 태핑 스크류 볼트와 같은 기술도 제안된 바 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0013375호 대한민국 등록특허공보 제10-1154194호 대한민국 등록특허공보 제10-1933865호

그러나 선행기술문헌 1 내지 3은 다 같이 원활하게 삽입되어 고정될 수 있으나, 고정 후 충격 등에 의한 약간의 유동성을 가짐은 물론 특히, 고정하는 회전 방향의 반대 방향으로의 회전에 의해 쉽게 풀림이 발생하는 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 축 상에 형성되는 각 곡면과 그 각 곡면에 형성되는 각 나사산이 회전되는 방향의 선단 측의 폭은 좁고 그 반대 측의 폭은 점점 넓게 형성되어 고정 홀로 나사결합 방식에 의해 삽입고정시 억지 끼움 형태로 박히듯이 고정됨에 따라 풀림을 방지할 수 있도록 한 풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 구체적인 기술적 해결과제는 나사 결합방식에 의해 고정 후 풀림 방지를 원천적으로 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 구체적인 기술적 해결과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 해결수단은 수동공구 또는 전동공구의 회전수단과 결합되어 회전력이 전달되도록 형성되는 헤드; 상기 헤드의 하부에 그 헤드의 지름 보다 큰 지름으로 형성되어 밑면에 풀림 방지 세레이션이 형성되는 플랜지; 상기 플랜지의 하부에 가공방식에 의해 축 방향으로 홀수 개의 각 곡면을 갖도록 형성되는 축부를 형성하되, 상기 각 곡면에 포밍(forming) 단조 시 각 곡면의 각 꼭짓점을 기준하여 다른 각 곡면의 꼭짓점 측으로 단면 면적이 선단 측의 폭은 좁고 반대 측 끝단 측의 폭은 넓게 형성되는 나사산 가공리브; 및 상기 각 나사산 가공 리브에 나사가공방식에 의해 서로 다른 지름을 갖도록 경사진 형태인 한 줄의 칼날 형태의 제1 나사산과, 상기 제1 나사산 사이에 적어도 두 줄 이상의 산 부분이 평면 또는 곡면, 상기 평면 또는 곡면의 산 보다 작은 폭의 산 형태 중의 어느 하나의 형태의 제2 나사산이 형성되는 나사산부;를 포함한다.

상기 나사산부의 제1 나산과 제2 나사산의 평면상의 형상은 평면상의 물방울 형상의 길이 방향을 반 단면 한 곡면 형태로 형성된다.

상기 풀림 방지 세레이션은 다각형 축으로부터 플랜지의 외경까지 방사상의 요철 형태로 형성되되, 나사 결합되는 회전되는 방향의 반대 방향으로 경사지게 형성된다.

본 발명은 축 상에 형성되는 각 곡면과 그 각 곡면에 형성되는 각 나사산이 회전되는 방향의 선단 측의 폭은 좁고 그 반대 측의 폭은 점점 넓게 형성되어 고정 홀로 나사결합 방식에 의해 삽입고정시 억지 끼움 형태로 박히듯이 고정됨에 따라 풀림을 방지할 수 있도록 함으로써, 복잡한 기술적 구성이 아닌 간단한 기술적 구성에 의해 제작이 용이하게 이루어질 수 있는 효과와 함께 나사 결합방식에 의해 고정 후 역방향으로의 회전을 방지하여 풀림을 방지하는 효과는 물론 높은 고정력을 가짐에 따라 제품에 대한 우수성과 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 나사 결합방식에 의해 고정 후 풀림 방지를 원천적으로 방지할 수 있도록 함으로써, 제품에 대한 더욱더 높은 신뢰성을 가진다.

도 1은 본 발명의 축부에 나사산 가공 리브가 형성된 것을 도시한 사시도 및 단면도,
도 2는 도 1에 따른 나사산 가공 리브에 나사가공방식에 의해 나사산부를 가공한 상태의 사시도 및 단면도,
도 3은 도 2에 따른 정면도,
도 4는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 일부 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 축부에 나사산 가공 리브가 형성된 것을 도시한 사시도 및 단면도이며, 도 2는 도 1에 따른 나사산 가공 리브에 나사가공방식에 의해 나사산부를 가공한 상태의 사시도 및 단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 정면도이며, 도 4는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 일부 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이 일반적인 건축물의 콘크리트에 각 내장재 또는 외장재를 고정하거나 목재 또는 경량 철판 등으로 고정대상물을 고정하기 위해, 특히 중량물이나 도로시설물 등을 고정하기 위한 통상적인 셋트 앵커 등을 사용하고 있는 실정이다.

허 나, 셋트 앵커는 작업이 번거롭고 복잡한 단점을 가지나, 종래에도 이러한 복잡한 기술적 구성이 아닌 하나의 고정수단인 나사 결합방식에 의해 고정할 수 있는 통상적인 콘크리트 스크류나 콘크리트 볼트, 콘크리트 앵커 볼트 등이 사용되고 있다.

그러나 상기 나사 결합방식에 의해 고정되는 종래의 콘크리트 스크류나 콘크리트 볼트, 콘크리트 앵커 볼트 등은 고정작업의 편리성을 제공하나, 홀 가공된 부분으로 나사 결합시 그 가공된 홀과 일부 유동이 발생하는 단점은 물론 나사 결합 방향의 반대 방향에 대하여 풀림이 쉽게 이루어지는 단점을 가진다.

본 발명은 축 상에 형성되는 각 곡면과 그 각 곡면에 형성되는 각 나사산이 회전되는 방향의 선단 측의 폭은 좁고 그 반대 측의 폭은 점점 넓게 형성되어 고정 홀로 나사결합 방식에 의해 삽입고정시 억지 끼움 형태로 박히듯이 고정됨에 따라 풀림을 방지할 수 있도록 한 풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 나사 결합방식에 의해 고정대상물을 콘크리트나 목재, 경량철판, 아스팔트 등으로 고정하기 위한 풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트(1)는 다음과 같은 기술적 구성을 가진다.

헤드(10), 플랜지(20), 다각형 축(30)에 형성되는 나사산 가공리브(40) 및 상기 나사산 가공리브(40)에 형성되는 나사산부(50)를 포함하는 기술적 구성을 가진다.

헤드(10)는 통상적인 작업자가 통상적인 수동 공구를 사용하여 수작업에 의해 회전력을 전달하거나 통상적인 전동 공구의 회전수단과 결합되어 회전력이 전달되도록 하는 기술적 구성을 가진다.

상기한 헤드는 도시된 바와 같이 통상적인 볼트 헤드와 같은 형태는 물론 렌지 볼트의 헤드 형태나, 혹은 통상적인 공구가 삽입되는 홈 등이 형성될 수 있다.

플랜지(20)는 상기 헤드(10)의 하부에 일체로 그 헤드(10)의 지름 보다 큰 지름으로 형성되어 밑면에 나사 결합 후 고정대상물의 표면과 맞물려 풀림을 방지하도록 풀림 방지 세레이션(22)이 형성되는 기술적 구성을 가진다.

상기에서, 풀림 방지 세레이션(22)은 다각형 축에 형성된 나사산 가공리브(40)로부터 플랜지(20)의 외경까지 방사상의 요철 형태로 형성되되, 나사 결합되는 회전방향의 반대 방향으로 경사지게 형성된다.

다시 말해서, 상기 풀림 방지 세레이션(22)은 통상적인 톱니 형태로, 나사 결합되는 회전방향의 반대 방향으로 경사지게 형성됨에 따라 나사 결합 후에는 그 풀림 방지 세레이션이 고정대상물의 표면과 맞물림으로써, 풀림을 방지한다.

특히, 풀림 방지 세레이션은 나사 결합되는 회전방향의 반대 방향으로 경사지게 형성됨으로써, 나사 결합되는 반대 방향으로 압력이 가해질 경우 그 고정대상물의 표면과 맞물림에 따라 풀림을 방지할 수 있는 것이다.

상기한 풀림 방지 세레이션(22)은 상기 방사상으로 형성되는 것뿐만 아니라 고정대상물의 표면으로 맞물리거나 박힐 수 있는 도시하지 않은 통상적인 도트(dot) 형태나 스크래치(scratch) 형태로 형성하여도 무방하다.

축부(30)에 형성되는 나사산 가공 리브(40)는 상기 플랜지(20)의 하부에 통상적인 롤링 가공방식이나 인발 가공방식 또는 포밍(forming) 단조 방식 등과 같은 가공방식에 의해 축 방향으로 홀수 개의 각 곡면을 갖도록 형성되는 축부(30)를 형성하되, 상기 각 곡면은 포밍(forming) 단조 시 각 곡면의 각 꼭짓점을 기준하여 다른 각 곡면의 꼭짓점 측으로 단면 면적이 선단 측의 폭은 좁고 반대 측 끝단 측의 폭은 넓게 형성되는 기술적 구성을 가진다.

이러한, 축부에 형성되는 나사산 가공 리브는 나사 결합에 따른 회전방향 측은 폭이 좁고 그 반대 측은 넓은 직경을 가짐에 따라 나사 결합시 회전은 원활하게 이루어져 나사 결합은 용이하게 이루어질 수 있으나, 나사 결합 후에는 그 회전되는 방향의 반대 측은 상대적으로 넓은 폭으로 형성됨에 따라 역회전 되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

즉, 나사 결합시 고정 홀에서의 회전시에는 좁은 폭을 가지는 나사산 가공 리브에 의해 원활하게 회전될 수 있는 조건을 가진다. 허 나, 나사 결합이 완료된 상태에서의 고정 홀에서는 넓은 폭을 가지는 나사산 가공 리브에 의해 고정 홀과의 면마찰로 인해 역회전 되는 것을 방지하게 되는 것이다.

더욱이, 나사산 가공 리브는 축부의 각 곡면의 꼭짓점에서 오목하게 인입된 형태로 형성됨에 따라 나사 결합 후 역회전을 원천적으로 방지하는 조건을 가진다.

아울러, 상기 축부의 각 곡면을 짝수의 각 면으로 형성할 경우, 나사산 가공 리브가 서로 대칭되는 넓이로 인해 역회전 방향으로 혹여 회전이 이루어질 수 있는 관계로, 축부의 각 곡면을 홀수 면으로 형성하는 것이 바람직하다.

나사산부(50)는 고정대상물에 형성되는 고정 홀로 나사 결합에 따른 원활하게 삽입될 수 있도록 하는 것으로, 상기 각 나사산 가공 리브(40)에 통상적인 볼트 등에 널링(knurling) 가공방식 또는 바이스 가공 등에 의한 나사가공방식에 의해 서로 다른 지름을 갖도록 경사진 형태인 한 줄의 칼날 형태의 제1 나사산(50A)과, 상기 제1 나사산(50A) 사이에 적어도 두 줄 이상의 산 부분이 평면 또는 곡면, 상기 평면 또는 곡면의 산 보다 작은 폭의 산 형태 중의 어느 하나의 형태의 제2 나사산(50B)이 형성되는 기술적 구성을 가진다.

상기에서, 나사산부(50)의 제1 나산(50A)과 제2 나사산(50B)의 평면상의 형상은 평면상의 물방울 형상의 길이 방향을 반 단면 한 곡면 형태로 형성된다. 즉, 가공성이 우수하면서 나사 결합에 따른 원활한 회전과 나사 결합 후에는 역회전을 방지하는 이상적인 형상을 가진다.

다시 말해서, 나사산부는 고정 홀의 내측면을 원활하게 파고들어가는 역할을 하는 것으로, 칼날 형태의 제1 나사산은 고정 홀의 내측면에 깊게 파고들어가고, 상기 제1 나사산 사이의 적어도 두 줄 이상의 제2 나사산은 제1 나사산 보다는 깊게 파고들어가지 않지만, 파고들어간 면과 긴밀하게 맞물리는 형태를 유지한다.

더욱이 나사산부 역시 나사 결합에 따른 회전방향과 반대 측의 폭이 더 넓은 폭으로 형성됨으로써, 이 또한 나사난 가공 리브와 함께 역회전을 원천적으로 방지할 수 있는 역할을 이중적으로 한다.

아울러, 상기 제1 나사산은 제2 나사산에 비해 넓은 직경을 가짐에 따라 고정대상물에 가해지는 외부 충격 등에 의해서도 상승되는 것을 원천적으로 방지할 수 있는 역할도 겸한다.

또, 상기 제1 나사산의 직경은 플랜지와 같거나 혹은 더 넓게 형성하여도 무방하다. 이는 고정 홀의 내측면으로 더욱더 깊게 파고들어가 나사 결합 후 상하로의 유동성을 원천적으로 방지하도록 하기 위함이다.

이로써, 본 발명은 복잡한 기술적 구성이 요구되는 것이 아니라 간단한 기술적 구성에 의하여 나사 결합고정은 더욱더 원활하게 이루어지면서 나사 결합 후에는 역회전 또한 원천적으로 방지하여 풀림을 방지함으로써, 우수한 고정력을 물론 제품에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 조건을 가진다.

1 : 스크류 탭핑 볼트
10 : 헤드 20 : 플랜지
22 : 세레이션 30 : 축부
40 : 나사산 가공 리브 50 : 나사산부
50A : 제1 나사산 50B : 제2 나사산

Claims (3)

1. 수동공구 또는 전동공구의 회전수단과 결합되어 회전력이 전달되도록 형성되는 헤드;
   상기 헤드의 하부에 그 헤드의 지름 보다 큰 지름으로 형성되어 밑면에 풀림 방지 세레이션이 형성되는 플랜지;
   상기 플랜지의 하부의 가공방식에 의해 축 방향으로 나사 결합 후 역 회전되지 않도록 홀수 개의 각 곡면을 갖도록 형성되는 축부를 형성하되, 상기 각 곡면에 포밍(forming) 단조 시 각 곡면의 각 꼭짓점을 기준하여 다른 각 곡면의 꼭짓점 측으로 단면 면적이 선단 측의 폭은 좁고 반대 측 끝단 측의 폭은 넓게 형성되어 나사 결합 후 역회전을 방지하는 나사산 가공 리브; 및
   상기 각 나사산 가공 리브에 나사가공방식에 의해 서로 다른 지름을 갖도록 경사진 형태인 한 줄의 칼날 형태의 제1 나사산과, 상기 제1 나사산 사이에 적어도 두 줄 이상의 산 부분이 평면 또는 곡면, 상기 평면 또는 곡면의 산 보다 작은 폭의 산 형태 중의 어느 하나의 형태의 제2 나사산이 형성되는 나사산부;를 포함하되,
   상기 나사산부의 제1 나산과 제2 나사산의 평면상의 형상은 나사 결합 시 원활한 회전과 나사 결합 후에는 역회전을 방지하는 평면상의 물방울 형상의 길이 방향을 반 단면 한 곡면 형태로 형성되는 풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어,
   상기 풀림 방지 세레이션은 다각형 축으로부터 플랜지의 외경까지 방사상의 요철 형태로 형성되되, 나사 결합되는 회전되는 방향의 반대 방향으로 경사지게 형성되는 풀림 방지 기능을 갖는 탭핑 스크류 볼트.
   

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