KR20040110465A - 조임토크 식별이 가능한 볼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조임토크의 식별이 가능한 볼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 볼트가 규정토크로 체결되었는지의 여부를 확인창에 유입된 잉크를 통해서 작업자가 용이하게 알 수 있도록 한 조임토크 식별이 가능한 볼트에 관한 것이다.

본 발명은, 토크가 가해질 수 있도록 다각형으로 된 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 일체로 형성되어 너트에 결합되는 나사부로 이루어진 통상의 볼트에 있어서, 상기 헤드부에는 일정한 각도로 배치되는 다수개의 볼이 그 헤드부의 하부 상에 돌출 가능하도록 설치되고, 상기 볼의 상부에는 그 볼의 개수에 해당하는 만큼의 볼록부가 상부로 돌출되어 있는 가압판이 스프링에 의하여 하방으로 외력을 받으며 설치되며, 상기 가압판의 볼록부 상부에는 그 볼록부 개수에 해당하는 만큼의 잉크저장부가 설치되어 그 잉크저장부에 잉크가 채워지고, 상기 헤드부의 상부 중앙에는 상기 잉크저장부와 박막을 경계로 서로 통하도록 된 확인창이 설치된 조임토크 식별이 가능한 볼트이다.

Description

조임토크 식별이 가능한 볼트{Bolt capable of indication of coupling torque}

본 발명은 조임토크의 식별이 가능한 볼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 볼트가 규정토크로 체결되었는지의 여부를 확인창에 유입된 잉크를 통해서 작업자가 용이하게 알 수 있도록 한 조임토크 식별이 가능한 볼트에 관한 것이다.

일반적으로 볼트라고 하는 것은 너트 또는 나사구멍에 돌려 넣어 서로 다른 두 개의 부재나 기계부품 등을 체결할 때 사용하는 대표적인 기계요소이다.

이러한 볼트는 통상적으로 도1에 나타낸 바와 같이 스패너나 소켓렌치 등의 공구로 토크를 가할 수 있도록 다각형으로 된 헤드부(1)와, 상기 헤드부(1)의 하부에 일체로 형성되어 너트 또는 나사구멍에 결합되는 나사산이 형성된 나사부(2)로 이루어진다.

볼트는 너트나 나사구멍에 결합될 때 각각의 기계부품에서 요구하는 규정토크로 체결되어야만 하는데, 그 규정토크는 하나의 부품에서도 각 부위별로 서로 다르게 되어 있어서 작업자가 볼트를 정상적으로 체결하고자 할 때는 작업지침서를 보고 지침서에서 요구하는 토크대로 토크렌치를 사용하여 작업하여야 한다.

그러나, 작업장에서 작업자가 일일이 작업지침서를 보면서 토크렌치를 사용하여 볼트를 규정토크대로 체결한다는 것은 매우 번거로운 것이어서 통상의 경우는 작업자의 감각에 의존하여 볼트를 체결하여 왔다.

이러한 감각에 의존하는 관행에 의하여 볼트 작업이 이루어짐에 따라 어떤 곳은 볼트가 너무 세게 체결되어 기계부품의 체결부위가 변형되는 문제점이 발생하기도 하고, 또 어떤 곳은 너무 약하게 체결되어 견고하게 결합되어야 할 기계부품이 얼마가지 않아 분해되는 문제점이 발생되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 볼트를 규정토크로 체결하고자 할 때 일일이 토크렌치를 사용하지 않고도 볼트자체의 조임토크를 알 수 있도록 볼트의 체결부가 적정한 조임력에 이르면 확인창을 통해 잉크가 흘러나오도록 하는 조임토크의 식별이 가능한 볼트를 제공함에 있다.

도1은 통상의 볼트를 나타낸 도면,

도2는 본 발명에 따른 조임토크 식별이 가능한 볼트의 구성도,

도3a와 도3b는 본 발명에 따른 볼트의 평면도와 저면도,

도4a 내지 도4c는 본 발명의 볼트가 서로 다른 토크로 체결된 경우를 나타낸 작용 상태도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 헤드부 2 : 나사부

10 : 볼 11 : 가압판

11a : 볼록부 12 : 스프링

13 : 잉크저장부 13a : 잉크

14 : 박막 15 : 확인창

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 토크가 가해질 수 있도록 다각형으로 된 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 일체로 형성되어 너트에 결합되는 나사부로 이루어진 통상의 볼트에 있어서, 상기 헤드부에는 일정한 각도로 배치되는 다수개의 볼이 그 헤드부의 하부 상에 돌출 가능하도록 설치되고, 상기 볼의 상부에는 그 볼의 개수에 해당하는 만큼의 볼록부가 상부로 돌출되어 있는 가압판이 스프링에 의하여 하방으로 외력을 받으며 설치되며, 상기 가압판의 볼록부 상부에는 그 볼록부 개수에 해당하는 만큼의 잉크저장부가 설치되어 그 잉크저장부에 잉크가 채워지고, 상기 헤드부의 상부 중앙에는 상기 잉크저장부와 박막을 경계로 서로 통하도록 된 확인창이 설치된 조임토크 식별이 가능한 볼트이다.

이하, 본 발명의 특징적인 기술구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 조임토크 식별이 가능한 볼트의 구성도이고, 도3a와 도3b는 본 발명에 따른 볼트의 평면도와 저면도이며, 도4a 내지 도4c는 본 발명의 볼트가 서로 다른 토크로 체결된 경우를 나타낸 작용 상태도이다.

먼저, 도2를 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면, 본 발명의 볼트는 통상의 볼트와 마찬가지로 토크가 가해질 수 있도록 다각형으로 된 헤드부(1)와, 상기 헤드부(1)의 하부에 일체로 형성되어 너트에 결합 가능하도록 나사산이 형성된 나사부(2)로 크게 이루어져 있다.

여기에서, 상기 헤드부(1)에는 헤드부(1)의 하면 상에 돌출 가능하도록 다수개의 볼(10)이 일정한 간격으로 균일하게 배치되는데, 상기 볼(10)은 헤드부(1)의 내부에서 밖으로 빠지지 않도록 설치되어야 한다.

또한, 상기 볼(10)의 상부에는 헤드부(1)에 내장될 수 있을 정도의 크기를 갖는 원판형의 가압판(11)이 위치되는데, 상기 가압판(11)에는 상기 볼(10)이 위치하는 곳에 해당하는 부위에 위를 향하여 돌출된 볼록부(11a)가 볼(10)의 개수와 동일한 개수로 형성된다.

이때, 상기 가압판(11)은 탄성스프링(12)을 매개로 탄성 설치되는데, 상기 탄성스프링(12)은 가압판(11) 및 볼(10)에 하방으로 향하는 외력을 제공하여 상기 볼(10)이 헤드부(1)의 하면 상에 돌출되도록 함과 동시에 가압판(11)이 볼(10)에 밀착되도록 누른다.

한편, 상기 가압판(11)의 상부에는 그 가압판의 볼록부(11a)에 해당하는 부위에 잉크(13a)가 저장되어 있는 잉크저장부(13)가 설치되는데, 상기 잉크저장부(13) 또한 상기 볼록부(11a)의 개수와 동일한 개수만큼 마련된다.

또한, 상기 헤드부(1)의 상부 중앙에는 다수개의 잉크저장부(13)와 박막(14)을 경계로 서로 통하도록 된 확인창(15)이 설치되는데, 상기 확인창(15)은 도3a에나타낸 바와 같이 헤드부(1) 상면을 통하여 사용자가 볼 수 있도록 위치된다.

여기서, 상기 확인창(15)과 다수개의 잉크저장부(13)의 경계가 되는 부위에는 압력이 가해질 때 파열되도록 구성된 박막(14)이 설치되는데, 상기 박막(14)은 상기 잉크저장부(13)에 외력이 가해지면 내부에 채워져 있는 잉크(13a)에 의하여 파열된다. 따라서, 상기 잉크저장부(13)의 잉크(13a)는 파열된 박막(14)을 통하여 상기 확인창(15)으로 유입된다.

따라서, 상기 볼트가 어떤 기계 부품에 체결되면 헤드부(1) 하면으로 돌출되어 있는 다수개의 볼(10)이 헤드부 하면과 접촉되는 면에 의하여 눌려져 상기 스프링(12)의 힘을 이기고 탄력적으로 헤드부(1) 내부로 들어가게 된다.

이때, 상기 다수개의 볼(10)이 헤드부(1) 내부로 들어가면 그 볼(10)의 상부에 위치한 가압판(11)도 헤드부(1)의 상부 쪽으로 움직이게 되어 결국, 상기 가압판(11)에 돌출되게 형성된 볼록부(11a)가 그 위의 잉크저장부(13)를 아래에서 가압하게 된다.

상기 잉크저장부(13)가 가압판의 볼록부(11a)에 의하여 가압되면 그 내부에 채워져 있는 비압축성의 잉크(13a)는 압축되려고 하다가 상기 확인창(15)과의 경계 부위에 설치되어 있는 박막(14)에 압력을 가하게 되고, 상기 박막(14)은 잉크(13a)의 압축압력에 의하여 파열된다.

상기 박막(14)이 파열되면 잉크저장부(13)에 저장되어 있던 잉크(13a)가 파열된 박막(14)을 통하여 상기 확인창(15) 쪽으로 이동하게 되는데, 사용자는 이때 상기 확인창(15)에 유입된 잉크(13a)를 보고 볼트가 규정토크로 체결되었는지의 여부를 확인하게 되는데 이에 대한 자세한 설명은 후술할 본 발명의 작용에서 첨부된 도면을 참조해가면서 다시 하기로 한다.

여기서, 중요하게 고려되어야 할 점은 상기 스프링(12)의 탄성계수인데, 볼트가 체결되는 곳의 규정토크가 다 다르듯이 그 규정토크에 맞게 상기 스프링(12)의 탄성계수 또한 다르게 설계되어야 한다.

즉, 위에서 설명한 바와 같은 구성을 갖되, 본 발명의 볼트가 사용될 곳의 규정토크에 비례하여 스프링(12)의 탄성계수가 고려되어야 하는데, 규정토크가 작은 곳에는 상기 스프링(12)의 탄성계수가 작은 것을 적용하고 규정토크가 큰 곳에는 스프링(12)의 탄성계수가 큰 것을 적용하여, 볼트가 규정토크에 해당하는 정도로 조여질 때만 상기 스프링(12)이 탄성 변형되어 잉크저장부(13)의 잉크(13a)가 확인창(15) 쪽으로 이동되도록 한다.

만약, 상기 스프링(12)의 탄성계수가 어느 하나의 값으로 고정된다면 그 탄성계수에 해당하는 크기보다 작은 규정토크를 요구하는 곳에서는 볼트를 아무리 조여도 확인창(15)에는 잉크(13a)가 유입되지 않을 것이며, 그 탄성계수에 해당하는 크기보다 큰 규정토크를 요구하는 곳에서는 볼트가 미처 규정토크에 달하는 정도로 조여지지 않았음에도 불구하고 확인창(15)에 잉크(13a)가 유입될 것이므로 본 발명에서 이루고자 하는 목적을 달성하지 못하게 된다.

따라서, 상기 스프링(12)은 규정토크에 대응하는 탄성계수를 갖도록 설계되어야 하는 것이다.

한편, 상기 볼(10)의 개수는 360의 약수인 3개, 4개, 6개, 9개 중 어느 한가지이면 되지만, 보다 바람직하게는 볼(10)의 개수를 도3b에 나타낸 것처럼 볼(10)이 90도 간격으로 배치될 수 있도록 적어도 4개로 하는 것이 좋다.

이때, 상기 볼(10)의 개수가 4개로 정해지면, 상기 가압판(11)의 볼록부와, 잉크저장부(13)의 개수도 볼(10)의 개수와 동일한 4개가 되어야함은 당연하다.

여기서, 볼(10)의 개수를 4개로 한 것은 볼(10)을 사방에 90도의 간격으로 배치함으로써 볼트가 경사지게 체결되는 것을 확인창(15)으로 유입되는 잉크(13a)를 통하여 확인하여 이를 방지할 수 있기 때문이다. 만약, 볼트가 경사지게 체결되면 들뜨는 부분에 해당하는 잉크저장부(13)는 가압되지 않기 때문에 그 방향에 대해서는 잉크(13a)가 확인창(15)으로 유입되지 않게 된다.

물론, 상기 볼(10)의 개수를 4개 이상으로 하는 것도 가능하나, 이는 볼트의 구조를 복잡하게 할 뿐만 아니라 제조비가 커지는 문제점이 있다.

이상의 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 첨부된 도4a 내지 도4c를 참조하여 설명한다.

도4a에 도시된 바와 같이 본 발명의 볼트를 사용하여 서로 다른 두 개의 패널(p1,p2)을 결합하고자 할 때, 통상의 볼트를 체결할 때와 동일하게 너트(n)에 볼트의 나사부(2)를 맞추어 헤드부(1)를 회전하면 된다.

그러나, 이때 볼트가 규정토크까지 조여지지 않으면 헤드부의 하면에 돌출된 다수개의 볼(10)이 헤드부 내부로 완전히 삽입되지 않아 도4a와 같은 상태가 되는데, 작업자는 볼트가 규정토크 범위까지 제대로 조여졌나 확인하기 위해서는 헤드부 상면에 보이는 확인창(15)을 통하여 잉크(13a)의 유입여부를 확인하면 된다.

물론, 도4a와 같은 상태에서는 확인창(15)에 잉크(13a)가 유입되지 않으므로 확인창(15)에서 잉크(13a)가 보일 때까지 볼트를 더 조여야 하는데, 확인창(15)에서 잉크(13a)가 보이면 볼트가 규정토크로 완전히 조여진 것이고 이때 볼트는 도4c와 같은 상태가 된다.

한편, 볼트가 잘못 체결되면 도4b와 같은 상태로 헤드부 하면이 경사지게 체결되는데, 이러한 경우에는 들뜨는 부분에 해당하는 볼(10)이 헤드부 안쪽으로 삽입되지 않아서 그 방향에 대한 잉크저장부(13)의 잉크(13a)가 확인창(15)으로 유입되지 않는다.

따라서, 작업자는 확인창(15)을 보고 볼트를 풀어 다시 정확하게 체결함으로써 제대로 볼트 체결작업을 실시할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 조임토크 식별이 가능한 볼트에 의하면, 볼트 체결작업을 할 때 작업자는 토크렌치를 사용하지 않고도 볼트 상면에 설치된 확인창을 통하여 볼트의 체결상태를 알 수 있어 볼트를 규정토크로 체결하는 작업이 매우 간편해지는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 토크가 가해질 수 있도록 다각형으로 된 헤드부(1)와, 상기 헤드부(1)의 하부에 일체로 형성되어 너트에 결합되는 나사부(2)로 이루어진 통상의 볼트에 있어서,

   상기 헤드부(1)에는 일정한 각도로 배치되는 다수개의 볼(10)이 그 헤드부의 하부 상에 돌출 가능하도록 설치되고, 상기 볼(10)의 상부에는 그 볼(10)의 개수에 해당하는 만큼의 볼록부(11a)가 상부로 돌출되어 있는 가압판(11)이 스프링(12)에 의하여 하방으로 외력을 받으며 설치되며, 상기 가압판(11)의 볼록부(11a) 상부에는 그 볼록부 개수에 해당하는 만큼의 잉크저장부(13)가 설치되어 그 잉크저장부(13)에 잉크(13a)가 채워지고, 상기 헤드부(1)의 상부 중앙에는 상기 잉크저장부(13)와 박막(14)을 경계로 서로 통하도록 된 확인창(15)이 설치된 것을 특징으로 하는 조임토크 식별이 가능한 볼트.
2. 제1항에 있어서, 상기 볼(10)은 헤드부(1)의 하부에서 90도의 간격으로 4개가 설치된 것을 특징으로 하는 조임토크 식별이 가능한 볼트.