KR200283648Y1 - The connection structure of space frames - Google Patents
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Abstract
본 고안은 트러스(truss) 공법 구조물의 일종인 스페이스 프레임의 연결구조에 관한 것으로, 슬리브 내부에 위치하는 볼트의 섕크(Shank)부에는 상기 슬리부의 내부구조와 일치하는 육각기둥면을 형성해줌으로서, 볼트와 슬리브에 핀 또는 장공을 형성하지않더라도 강력한 연결부를 형성할 수 있도록 하는 스페이스 프레임의 연결구조에 관한 것이다.The present invention relates to a connection structure of a space frame, which is a kind of truss construction method, by forming a hexagonal column surface corresponding to the internal structure of the sleeve at the shank portion of the bolt located inside the sleeve, It relates to a connection structure of the space frame to form a strong connection even without forming pins or holes in the sleeve.
스페이스프레임의 연결구조에서 슬리브(30)와 볼트(20)간의 결합은 전과 같이 양호한 상태를 유지할 수 있도록 하면서 각 부재에 대한 압축강도 및 인장강도의 면에서는 종전보다 훨씬 우수한 상태를 유지할 수 있도록 하기위해,In the space frame connection structure, the coupling between the sleeve 30 and the bolt 20 can be maintained in a good state as before, while maintaining a much better state than the conventional in terms of compressive strength and tensile strength for each member. ,
본 고안에서는 슬리브(30)에 장공이나 키홈을 설치하지 않고 다수개의 각면(角面)을 내부에 갖도록 구성하고, 볼트(20)에도 구멍을 뚫지않고 섕크(21)부의 외주면에서 상기 슬리브(30)의 내부구조와 일치하는 각면을 갖도록 구성함으로써, 슬리브(30)와 볼트(20)가 핀과 같은 별도의 연결부재없이도 직접 연결되도록 하여 슬리브와 볼트의 단면결손및 응력 집중으로 인한 강도 약화를 방지함으로써 슬리브와 볼트와 볼의 크기를 줄일 수 있으므로 생산원가를 줄일 수 있다.In the present invention, the sleeve 30 is configured to have a plurality of facets therein without installing long holes or key grooves, and the sleeve 30 is formed on the outer circumferential surface of the shank 21 without puncturing the bolt 20. By constructing each side to match the internal structure of the sleeve, the sleeve 30 and the bolt 20 to be directly connected without a separate connecting member such as a pin to prevent the weakening of the strength due to cross-sectional defects and stress concentration of the sleeve and bolt The production cost can be reduced by reducing the size of the sleeve, bolts and balls.
Description
본 고안은 트러스(truss) 공법 구조물의 일종인 스페이스 프레임의 연결구조에 관한 것으로, 슬리브 내부에 위치하는 볼트의 섕크(Shank)부에는 상기 슬리부의 내부구조와 일치하는 육각기둥면을 형성해줌으로서, 볼트와 슬리브에 핀 또는 장공을 형성하지않더라도 강력한 연결부를 형성할 수 있도록 하는 스페이스 프레임의 연결구조에 관한 것이다.The present invention relates to a connection structure of a space frame, which is a kind of truss construction method, by forming a hexagonal column surface corresponding to the internal structure of the sleeve at the shank portion of the bolt located inside the sleeve, It relates to a connection structure of the space frame to form a strong connection even without forming pins or holes in the sleeve.
스페이스 프레임은 입체 트러스 공법으로, 건축물의 지붕틀을 비롯하여 여러분야의 구조물로 사용된다.The space frame is a three-dimensional truss method, which is used as the structure of your house, including the truss of the building.
상기한 스페이스 프레임 트러스는, 길이가 긴 강관(11)의 양쪽 선단에 콘(12)을 용접하여 멤버(10)을 구성하고, 이 멤버(10)를 다수개의 나사구멍(51)이 구비된 볼(50)과 연결 고정함으로써 트라스가 완성되는 것이다.The above-described space frame truss forms a member 10 by welding the cones 12 to both ends of the long steel pipe 11, and the member 10 is provided with a plurality of screw holes 51. Tras is completed by fixing with 50.
이 때, 멤버(10)와 볼(50)은 볼트(20)에 의해 결합되어지는데, 상기 볼트(50)의 외주면에는 별도의 슬리브(30)가 조립되어 상기 슬리브(30)를 회전시키면 그 내측에 위치한 볼트(50)도 함께 회전하게되므로, 이 때 볼트의 나사부(22)는 상기 나사구멍(51)에 단단히 결합됨으로써 상기 멤버(10)는 볼(50)에 고정되어진다.At this time, the member 10 and the ball 50 are coupled by a bolt 20, the outer circumferential surface of the bolt 50 is assembled with a separate sleeve 30 is rotated inside the sleeve (30) Since the bolt 50 is also rotated together, at this time the screw portion 22 of the bolt is firmly coupled to the screw hole 51, the member 10 is fixed to the ball 50.
슬리브(30)를 조일 경우에 볼(50)과 멤버(10)사이의 간격은 줄어들게되므로, 이 때 멤버(10)에 걸리는 압축응력은 슬리브(30)에 대해 작용되며, 볼트(50)에 대해서는 인장응력이 작용된다.When the sleeve 30 is tightened, the distance between the ball 50 and the member 10 is reduced, so that the compressive stress applied to the member 10 is applied to the sleeve 30, and the bolt 50 is Tensile stress is applied.
도 1와 도 2는 종래 스페이스 프레임의 연결구조를 설명하기위한 도면으로서, (A)는 볼트 체결전의 상태를 도시한 횡단면도이며, (B)는 볼트 체결후의 상태를 도시한 횡단면도이며, (C)는 도 1(A)의 A-A선과 도 2(A)의 B-B선에서 절단한 상태를 도시한 종단면도이다.1 and 2 are views for explaining the connection structure of the conventional space frame, (A) is a cross-sectional view showing a state before the bolt fastening, (B) is a cross-sectional view showing a state after the bolt fastening, (C) Is a longitudinal cross-sectional view which shows the state cut | disconnected by the AA line of FIG. 1 (A), and the BB line of FIG. 2 (A).
먼저 도 1에서 보면, 볼트(20)에 구멍을 뚫어 핀(40)을 끼워 결합하고, 이 핀(40)이 슬리브(30)에 길이방향으로 관통되어진 장공(31)을 통해서 돌출되도록 함으로써, 상기 슬리브(30)를 외부에서 회전시킬 때 회전력이 상기 핀(40)을 통해 볼트(20)에 전달됨으로써 볼트(20)의 나사부(22)는 볼(50)의 나사구멍(51)에 단단히 체결되고, 이러한 방법에 의해 다수개의 멤버(10)가 볼(50)에 순차적으로 결합됨으로써 트러스 구조물이 완성되어진다.First, as shown in Figure 1, by drilling a hole in the bolt (20) by fitting the pin 40, by allowing the pin 40 to protrude through the long hole (31) penetrated longitudinally through the sleeve (30), When the sleeve 30 is rotated from the outside, the rotational force is transmitted to the bolt 20 through the pin 40, so that the threaded portion 22 of the bolt 20 is firmly fastened to the screw hole 51 of the ball 50. By this method, a plurality of members 10 are sequentially coupled to the ball 50 to complete the truss structure.
한편, 도 2에서는 슬리브(30)의 내주면에 장공 대신 키홈(32)을 형성하고 볼트(20)에 끼워진 핀(40)은 상기 키홈(32)내부에 위치하도록 함으로써 상기 핀(40)이 슬리브(30)밖으로 노출되지않도록 한 점에서만 차이가 있을 뿐, 나머지 구조에서는 도 1과 동일하다.Meanwhile, in FIG. 2, the pin 40 is formed on the inner circumferential surface of the sleeve 30 instead of the long hole, and the pin 40 fitted to the bolt 20 is positioned inside the key groove 32. 30) There is only a difference in one point so as not to be exposed to the outside, the same as in FIG.
즉, 전술한 종래 스페이스 프레임의 구조에서는, 원형 섕크(Shank)를 가진 볼트(20)에 구멍을 뚫고 핀(40)을 꽂아서 볼트(20)를 회전시키는 키역할을 담당하도록 했고 슬리브(30)에는 장공(31)을 뚫거나 슬리브 내부에 키홈을 파서 볼트(20)에 꽂힌 핀(40)을 돌릴 수 있도록 하였는데,That is, in the structure of the conventional space frame described above, a hole is formed in the bolt 20 having a circular shank and a pin 40 is inserted to play a key role of rotating the bolt 20. To drill the long hole (31) or to dig a keyway in the sleeve to turn the pin (40) inserted into the bolt 20,
이 때 볼트(20)에 형성된 구멍에 의하여 볼트의 강도가 저하되고 열처리시 에 응력이 집중되기 쉬우므로, 볼트의 내충격성 및 내구성이 저하되는등 각종 결함의 원인이 되어왔다.At this time, the hole formed in the bolt 20 lowers the strength of the bolt and tends to concentrate stress during heat treatment, which causes various defects such as impact resistance and durability of the bolt.
또한, 슬리브(30)에 장공(31) 또는 키홈을 형성함으로써 단면의 결손을 가져오게되므로 인장강도 및 비틀림강도가 크게 저하되는 문제점이 있었다.In addition, since the long holes 31 or the key grooves are formed in the sleeve 30, defects in the cross section are brought about, and thus the tensile strength and the torsional strength are greatly reduced.
본 고안이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 스페이스프레임의 연결구조에서 슬리브와 볼트간의 결합은 전과 같이 양호한 상태를 유지할 수 있도록 하면서 각 부재에 대한 압축강도 및 인장강도의 면에서는 종전보다 훨씬 우수한 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해,The technical problem to be solved by the present invention is to ensure that the coupling between the sleeve and the bolt in the structure of the space frame to maintain a good state as before, while maintaining a much better state than the conventional in terms of compressive strength and tensile strength for each member To be able to
본 고안에서는 슬리브에 장공이나 키홈을 설치하지 않고 다수개의 각면(角面)을 내부에 갖도록 구성하고, 볼트에도 구멍을 뚫지않고 섕크부의 외주면에서 상기 슬리브의 내부구조와 일치하는 각면을 갖도록 구성함으로써, 슬리브와 볼트가 핀과 같은 별도의 연결부재없이도 직접 연결되도록 하여 슬리브와 볼트의 단면결손및 응력 집중으로 인한 강도 약화를 방지함으로써 슬리브와 볼트와 볼의 크기를줄일 수 있으므로 생산원가를 줄일 수 있다.In the present invention, by constructing a plurality of facets therein without installing a long hole or key groove in the sleeve, and by having a face that matches the internal structure of the sleeve on the outer peripheral surface of the shank portion without drilling holes in the bolt, The sleeve and the bolt can be directly connected without a separate connecting member such as a pin to prevent the weakening of the sleeve and bolt due to cross-sectional defects and stress concentration, thereby reducing the size of the sleeve, the bolt and the ball, thereby reducing the production cost.
이하, 본 고안의 구성 및 작용 효과 등을 첨부된 예시도면을 참고 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in more detail with reference to the accompanying drawings, such as the configuration and effect of the present invention as follows.
도 1와 도 2는 종래 스페이스 프레임의 연결구조를 설명하기 위한 도면으로서,1 and 2 are views for explaining a connection structure of a conventional space frame,
(A)는 볼트 체결전의 상태를 도시한 횡단면도이며,(A) is a cross-sectional view showing the state before the bolt is tightened,
(B)는 볼트 체결후의 상태를 도시한 횡단면도이며,(B) is a cross-sectional view showing the state after the bolt is tightened,
(C)는 도 1(A)의 A-A선과 도 2(A)의 B-B선에서 절단한 상태를 도시한 종단면도,(C) is a longitudinal cross-sectional view which shows the state cut | disconnected by the A-A line | wire of FIG. 1 (A), and the B-B line | wire of FIG. 2 (A),
도 3은 본 고안에 따른 스페이스 프레임의 연결구조를 설명하기위한 도면으로서,3 is a view for explaining a connection structure of the space frame according to the present invention,
(A)는 볼트 체결전의 상태를 도시한 횡단면도이며,(A) is a cross-sectional view showing the state before the bolt is tightened,
(B)는 볼트 체결후의 상태를 도시한 횡단면도이며,(B) is a cross-sectional view showing the state after the bolt is tightened,
(C)는 도 3(A)의 C-C선에서 절단한 상태를 도시한 종단면도.(C) is a longitudinal cross-sectional view which shows the state cut | disconnected by the C-C line | wire of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 멤버 11 : 강관10 member 11: steel pipe
12 : 콘 13 : 통공12: cone 13: through hole
20 : 볼트 21 : 섕크(Shank)20: Bolt 21: Shank
22 : 나사부 23 : 머리부22: screw portion 23: head
30 : 슬리브 31 : 장공30: sleeve 31: long hole
32 : 키홈 40 : 핀32: keyway 40: pin
50 : 볼 51 : 나사구멍50: ball 51: screw hole
도 3은 본 고안에 따른 스페이스 프레임의 연결구조를 설명하기위한 도면으로서, (A)는 볼트 체결전의 상태를 도시한 횡단면도이며, (B)는 볼트 체결후 의 상태를 도시한 횡단면도이며, (C)는 도 3(A)의 C-C선에서 절단한 상태를 도시한 종단면도이다.3 is a view for explaining the connection structure of the space frame according to the present invention, (A) is a cross-sectional view showing a state before the bolt fastening, (B) is a cross-sectional view showing a state after the bolt fastening, (C Is a longitudinal cross-sectional view which shows the state cut | disconnected by the CC line of FIG.
본 고안은 도 3에 나타낸 바와 같이, 외주면에 여러개의 나사구멍(51)이 형성된 볼(50)과, 강관(11)의 선단에 콘(12)이 결합되어진 멤버(10)와, 상기 멤버(10)와 볼(50)사이에 연결되는 슬리브(30)와, 상기 슬리브(30) 내측에 위치하며 머리부(23)는 상기 콘(12)내부에, 나사부(22)는 상기 나사구멍(51)에 결합되고 상기 슬리브(30)와 함께 회전하도록 구성된 볼트(20)로 이루어지는 스페이스 프레임의 연결구조에 있어서,The present invention, as shown in Figure 3, the ball 50 is formed with a plurality of screw holes 51 on the outer peripheral surface, the member 10 is coupled to the cone 12 at the tip of the steel pipe 11, and the member ( The sleeve 30 is connected between the ball 10 and the ball 50, and the head part 23 is located inside the sleeve 30, and the head part 23 is inside the cone 12, and the thread part 22 is the screw hole 51. In the connection structure of the space frame consisting of a bolt (20) coupled to the rotation and coupled with the sleeve 30,
상기 볼트(20)의 섕크(21)에는 다각기둥형태의 돌출부가 형성되고, 상기 슬리부(30)는 상기 섕크(21)와 맞물려 회전할 수 있도록 다각파이프형태로 구성된다.The shank 21 of the bolt 20 is formed with a projection having a shape of a polygonal column, and the sleeve 30 is formed in a shape of a polygonal pipe so as to rotate in engagement with the shank 21.
도 3의 (c)에서는 슬리브(30)는 육각파이프 형태가 되고, 볼트(20)의 섕크(21)는 육각기둥의 형태가 된 것을 사용하고 있는데, 본 고안의 범위가 육각파이프나 육각기둥의 형태에 한정되는 것은 아니며, 삼각, 사각 또는 그 이상의 다각형상으로도얼마든지 변형될 수 있을 것이다.In FIG. 3 (c), the sleeve 30 is in the form of a hexagonal pipe, and the shank 21 of the bolt 20 is used in the form of a hexagonal column. The scope of the present invention is that of the hexagonal pipe or the hexagonal column. It is not limited to the shape, and may be deformed to any degree in the shape of a triangle, square or more polygons.
다만, 볼트(20)의 섕크(21)가 슬리브(30) 내부에 위치해야하므로 생크(21)의 외경은 슬리브(30)의 내경보다 작아야 하며, 슬리브(30)회전시에 볼트(20)도 함께 회전해야하므로 슬리브(30)의 내벽과 섕크(21)의 외벽간에는 간섭현상이 발생하도록 구성해야한다.However, since the shank 21 of the bolt 20 should be located inside the sleeve 30, the outer diameter of the shank 21 must be smaller than the inner diameter of the sleeve 30, and the bolt 20 also rotates in the sleeve 30. Since it must rotate together, the interference between the inner wall of the sleeve 30 and the outer wall of the shank 21 should be configured to occur.
한편, 상기 콘(12)의 중앙에 형성된 통공(13)에서는 섕크(21)는 통과하되 머리부(23)는 걸려야 할 것이므로, 상기 통공(13)의 직경은 섕크(21)의 직경과 머리부(23) 직경의 사이값이 되어야 할 것이다.On the other hand, in the through hole 13 formed in the center of the cone 12, the shank 21 will pass but the head 23 will be caught, so the diameter of the through hole 13 is the diameter and the head of the shank 21. (23) This should be the value between the diameters.
이와 같이 구성되는 본 고안의 작동방법에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation method of the subject innovation constituted as follows.
볼(50)에 멤버(10)를 결합하기위해서는 먼저 멤버(10) 내부에 볼트(20)를 공급하여 나사부(22)와 섕크(21)가 콘(12)밖으로 노출되도록 한다음, 노출된 부위에 슬리브(30)를 끼운다.In order to couple the member 10 to the ball 50, first, the bolt 20 is supplied to the inside of the member 10 so that the threaded portion 22 and the shank 21 are exposed to the outside of the cone 12. The sleeve (30).
이 상태에서 볼트(20)의 나사부(22)를 볼(50)의 나사구멍(51)에 맞춰 끼운 다음, 슬리브(30)를 회전시키면 상기 슬리브(30)와 함께 볼트(20)도 회전하게되므로, 멤버(10)는 볼(50)과 단단히 결합되는 것이다.In this state, the threaded portion 22 of the bolt 20 is fitted to the screw hole 51 of the ball 50, and then the sleeve 30 is rotated so that the bolt 20 also rotates together with the sleeve 30. , Member 10 is to be firmly coupled with the ball (50).
이와 같은 방법으로 볼(50)에 여러개의 멤버(10)를 결합하고, 이러한 볼(50)과 멤버(10)의 결합체를 다수개 연결하여 원하는 형태로 만들어줌으로써 스페이스 프레임의 연결구조를 완성할 수 있다.In this way, a plurality of members 10 are coupled to the ball 50, and a plurality of combinations of the balls 50 and the members 10 are connected to each other to form a desired shape, thereby completing the connection structure of the space frame. have.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에서는 슬리브(30)의 내부구조와 일치하도록 육각기둥 형태의 섕크(21)부를 갖는 볼트(20)를 사용함으로써, 종래와 같이 볼트(20)에 구멍을 뚫어 핀을 끼우는 방법에서 나타나는 볼트 인장강도 약화의 결함을 해소할 수 있으며 슬리브(30)에 장공이나 키홈을 형성할 필요가 없으므로 슬리브(30)와 볼트(20)의 단면결손과 응력 집중으로 인한 강도 약화를 방지할 수 있으며, 슬리브(30)와 볼트(20)와 볼(50)의 크기를 줄일 수 있으므로 생산원가를 줄일 수 있다.As described above, in the present invention, by using the bolt 20 having the shank 21 in the form of a hexagonal column so as to match the internal structure of the sleeve 30, a hole is formed in the bolt 20 as in the prior art. It is possible to eliminate the defect of weakening the tensile strength of the bolt which appears in the fitting method, and it is not necessary to form the long hole or the key groove in the sleeve 30, thereby preventing the weakening of the strength due to the cross-sectional defect and stress concentration of the sleeve 30 and the bolt 20 And it can reduce the size of the sleeve 30 and bolt 20 and the ball 50 can reduce the production cost.
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|---|---|---|---|---|
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