KR200448265Y1 - 파형강판용 결합구 - Google Patents

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KR200448265Y1
KR200448265Y1 KR2020090011033U KR20090011033U KR200448265Y1 KR 200448265 Y1 KR200448265 Y1 KR 200448265Y1 KR 2020090011033 U KR2020090011033 U KR 2020090011033U KR 20090011033 U KR20090011033 U KR 20090011033U KR 200448265 Y1 KR200448265 Y1 KR 200448265Y1
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corrugated steel
steel sheet
bolt
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washer
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KR2020090011033U
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정성만
김흥대
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주식회사 픽슨
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Abstract

본 고안은 파형강판용 결합구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파형강판용 결합구의 구성 중, 볼트(Bolt)의 머리 및 와셔(Washer)의 형상을 사각형(바람직하게는 직사각형)으로 형성하여, 볼트 및 너트의 결합면이 파형강판에 밀착된 상태로 유지되도록 함으로써, 볼트 및 너트의 나사결합시 발생되는, 파형강판과 볼트 및 너트의 결합면이 이격되는 것을 미연에 방지한 것이다.
또한, 볼트 및 와셔의 결합면에 링형태의 패킹을 구비함으로써, 파형강판에 형성된 볼트홀과 볼트나사간의 가공오차에도 불구하고, 결합구가 체결되는 부분에 대한 기밀성을 보장할 수 있도록 한 것이다.
따라서, 파형강판 구조물에 대한 기밀성 확보가 충분히 보장됨으로써, 파형강판 구조물에 대한 적용범위가 확대됨은 물론, 파형강판 구조물의 시공비용절감, 시공의 용이성 향상, 시공기간 단축 및 해당 파형강판 구조물에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
파형강판, 패킹, 볼트, 와셔, 너트

Description

파형강판용 결합구{Joining device for corrugated steel plate}
본 고안은 파형강판용 결합구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파형강판용 결합구의 구성 중, 볼트(Bolt) 및 와셔(Washer)의 결합면에 링형태의 패킹을 구비하고, 볼트의 머리 및 와셔의 형상을 사각형(바람직하게는 직사각형)으로 형성하여, 볼트 및 너트의 결합면이 파형강판에 밀착유지되도록 함으로써, 결합구가 체결되는 부분에 대한 기밀성을 보장할 수 있는 파형강판용 결합구에 관한 것이다.
토목 및 건축 분야 등에서 시공되는 다양한 구조물 중, 비교적 하중이 작은 구조물 등을 콘크리트 구조물로 시공하는 경우, 거푸집, 배근, 콘크리트 타설 등 많은 작업공수가 소요되고 시공기간이 길어지기 때문에, 파형강판을 이용한 시공방법(예를 들어, 터널의 라이닝 시공방법, 블릿지 플레이트 시공방법 등)이 제안되었다.
파형강판은 금속판을 파(물결)형으로 굴곡성형하여 형상강도를 높인 것으로, 이러한 파형강판을 이용하여 시공되는 구조물은, 콘크리트 타설 등에 비하여 시공이 간편하고 시공비용을 절감할 수 있으며 시공기간이 단축됨은 물론, 구조 자체가 연성구조물로서 부등침하 등에 대하여 유연한 대응이 가능하여 기존의 콘크리트구 조물의 단점을 보완할 수 있기 때문에, 도로나 철도를 횡단하는 지하통로, 용수 또는 배수용 암거 등의 다양한 구조물에 사용되고 있으며, 최근에는 소하천을 횡단하는 소교량이나, 수조 및 건축용 건자재 등으로 널리 이용되고 있다.
특히, 상기한 파형강판 구조물은 파형강판을 조립하여 완성하는 구조물이므로, 각각의 파형강판의 조합에 따라 그 구조물의 크기 및 형상을 다양하게 변형시켜 사용할 수 있는 장점이 있다.
이러한 파형강판 구조물은, 도 1에 나타난 바와 같이 서로 다른 파형강판(10)(10')을 서로 잇댄 후, 볼트(2) 및 너트(4) 등의 결합구로 결합하여 제작한다. 이때, 기밀성이 요구되는 구조물의 경우, 서로 다른 파형강판(10)(10')을 잇대는 부분에 고무재질 등의 패킹(Packing)(5)을 더 구비하게 된다.
그러나, 상기와 같이 패킹(5) 등을 구비함에도 불구하고, 볼트(2) 및 너트(4)가 체결되는 부분에 대해서는 완벽한 기밀성을 보장할 수 없다.
그 이유로는, 첫째, 볼트 및 너트가 나사결합되기 때문에, 결합시 볼트 또는 너트를 회전시키게 되면, 볼트 및 너트의 결합면이 파형강판에 밀착되지 못하게 되고(특히, 결합면이 곡면이기 때문에 더욱 그러하다), 둘째, 파형강판에 형성된 볼트홀과 볼트나사간의 가공오차 때문에 완전한 기밀성이 보장되지 못한다.
따라서, 볼트홀(도 1에서는 일점쇄선) 및 볼트 체결부 등의 이격부분에 폴리우레탄 등으로 방수처리를 하게 된다.
그러나, 아연도금된 파형강판(10)(10')에 대한 폴리우레탄의 부착력이 약하기 때문에, 파형강판 구조물에 외부충격(진동 등)이 발생하면, 파형강판(10)(10') 과 폴리우레탄이 쉽게 분리되어 누수 등이 발생되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 고안은 방수시공을 거치지 않고서도, 파형강판 구조물의 기밀성을 보장할 수 있는 파형강판용 결합구를 제공하는데 목적이 있다.
다시 말해, 본 고안은 볼트 및 너트가 체결되는 부분에 대한 기밀성을 확보함으로써, 전체적으로 파형강판 구조물에 대한 기밀성을 충분히 보장할 수 있는 파형강판용 결합구를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 볼트 및 너트를 체결함에 있어, 나사결합으로 인하여 볼트 및 너트의 결합면이 파형강판에 밀착되지 못하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 파형강판용 결합구를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 고안에 따른 파형강판용 결합구는, 볼트(20)와 너트(40)의 사이에 와셔(30)가 개재되어 나사결합되어지는 파형강판용 결합구에 있어서, 상기 볼트(20)는 볼트머리(21)와 수나사부(22)로 구성되어지되, 상기 볼트머리(21)의 내부면에는 제1 삽입홈(21a)이 형성되고, 상기 제1 삽입홈(21a)에 제1 패킹(51)이 삽입되어지고, 상기 볼트(20)의 수나사부(22)에는 상기 와셔(30)가 끼어지고 상기 너트(40)가 나사결합되어지되, 상기 와셔(30)의 내부면에는 제2 삽입홈(30a)이 형성되고, 상기 제2 삽입홈(20a)에 제2 패킹(52)이 삽입되어지는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 볼트(20)의 볼트머리(21) 및 와셔(30), 그리고 상기 제1 삽입홈(21a), 제2 삽입홈(30a), 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(52) 중 적어도 하나는 곡면방향(Dr)에 대한 수직방향(Ds)의 비율이 1:2인 직사각형인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 고안은 파형강판 구조물을 시공함에 있어, 파형강판을 잇대어 결합하기 위한 볼트 및 너트가 체결되는 부분의 기밀성을 확보함으로써, 전체적으로 파형강판 구조물에 대한 기밀성을 충분히 보장할 수 있는 것이다.
다시 말해, 볼트와 와셔 및 너트로 구성된 결합구를 이용하여 파형강판을 잇대어 결합함에 있어, 나사결합으로 인하여 볼트 및 너트의 결합면에 패킹을 구비하고, 볼트의 머리 및 와셔의 형상을 사각형으로 형성함으로써, 결합부분에 대한 기밀성을 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 파형강판 구조물의 시공과정에서 방수시공과정이 불필요해지므로, 해당 파형강판 구조물의 시공비용절감, 시공의 용이성 향상, 시공기간 단축 및 해 당 파형강판 구조물에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
본 고안에 따른 파형강판용 결합구에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 고안에 의한 파형강판용 결합구를 이용한 파형강판의 결합구조에 대한 예를 나타낸 부분확대단면도로서, 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저, 서로 다른 파형강판(10)(10')을 잇닿도록 연결하되, 상기 서로 다른 파형강판(10)(10')이 잇닿는 부분의 사이에는, 판형의 패킹(50)을 구비한다.
여기서, 상기 서로 다른 파형강판(10)(10')과 판형패킹(Packing)(50)에는, 본 고안에 의한 결합구를 설치하기 위한 관통공(미부호)이 형성되어 있다.
상기와 같이, 서로 다른 파형강판(10)(10') 중 어느 하나의 파형강판(10)과 판형패킹(50) 및 다른 하나의 파형강판(10')을 차례로 적층시킨 후, 어느 하나의 파형강판(10)의 외측면(도 2에서는 하부 파형강판의 하부면)에 볼트(Bolt)(20)의 수나사부(22)가 관통공을 관통하도록 하여, 다른 하나의 파형강판(10')의 외측면(도 2에서는 상부 파형강판의 상부면)에 와셔(Washer)(30) 및 너트(Nut)(40)를 순차적으로 결합한다.
여기서, 상기 볼트(20)의 머리(21)와 와셔(30)의 결합면은, 각각 어느 하나의 파형강판(10)의 하부면과 다른 하나의 파형강판(10')의 상부면에 대응하는 곡면으로 형성된다.
한편, 본 고안의 해결과제에 기재한 바와 같이, 본 고안은 볼트(20) 및 와셔(Washer)(30)가 체결되는 부분에 대한 기밀성을 확보하기 위하여, 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(52)을 구비한다.
다시 말해, 볼트머리(21)의 내부면(도 2에서는 결합면인 상부면)에 제1 삽입홈(21a)을 형성하고, 상기 제1 삽입홈(21a)에 기밀성 확보를 위한 제1 패킹(51)을 삽입한다. 이때, 상기 제1 패킹(51)은, 제1 삽입홈(21a)에 삽입된 상태에서, 볼트머리(21)의 결합면으로 돌출되는 높이를 갖도록 구성한다.
그리고, 와셔(30)의 내부면(도 2에서는 결합면인 하부면)에 제2 삽입홈(30a)을 형성하고, 상기 제2 삽입홈(30a)에 기밀성 확보를 위한 제2 패킹(51)을 삽입하며, 제2 삽입홈(30a)에 삽입된 상태에서, 와셔(30)의 결합면으로 돌출되는 높이를 갖도록 구성한다.
따라서, 도 2의 하부 좌측의 확대도에 나타난 바와 같이, 너트(40)의 회전에 의한 나사결합으로 볼트머리(21)가 파형강판(10)에 밀착되면, 제1 패킹(51)의 돌출부에 압력이 가해지고, 도 2의 하부 우측의 확대도에 나타난 바와 같이 결합이 완료되면, 제1 패킹(51)에 의해 결합부의 기밀성이 유지되는 것이다.
한편, 볼트머리(21) 및 와셔(30)가 원형으로 구성될 경우, 그 결합면이 곡면으로 형성된다 하더라도, 곡면의 높이차(중심부와 끝단부의 높이차)가 작기 때문에, 너트(40)의 나사결합으로 인해 볼트머리(21) 및 와셔(30)가 회전하면서 완전히 결합되지 못하게 된다.
따라서, 바람직하게는, 도 3에 나타난 바와 같이 볼트머리(21) 및 와셔(30) 의 형상은 사각형으로 형성한다.
상기와 같이 볼트머리(21) 및 와셔(30)의 형상을 사각형으로 형성할 경우, 중심점(관통공 또는 수나사부의 중심점)으로부터 사각형의 모서리부분까지의 길이가 길어져, 곡면의 높이차가 커지게 되므로, 너트(40)가 나사결합되면서 볼트(20) 및 와셔(30)가 나사결합의 회전방향으로 비틀어진다 하더라도 그 정도가 최소화될 수 있다.
이러한 정도의 결합오차는 상기한 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(52)에 의해 충분한 기밀성이 유지될 수 있는 것이다.
보다 바람직하게는, 도 4에 나타난 바와 같이 곡면방향(Dr)의 길이보다 그 수직방향(Ds)의 길이가 긴 직사각형으로 형성한다.
상기와 같이 볼트머리(21) 및 와셔(30)의 형상을 직사각형으로 형성할 경우, 사각형의 중심점(Pc1)에서 종단점(Pe1)까지의 거리(D1)보다, 직사각형의 중심점(Pc2)에서 종단점(Pe2)까지의 거리(D2)가 길어지기 때문에, 사각형의 종단점(Pe1) 및 직사각형의 종단점(Pe2)의 움직임(나사결합에 의한 회전이동거리인 'D3'을 말한다.)가 동일하다 하더라도, 도 5에 나타난 바와 같이 정사각형의 회전각(θ1)보다 작은 회전각(θ2)으로 움직이게 된다.
따라서, 사각형상에 비하여 직사각형상이 보다 향상된 기밀성을 유지할 수 있는 것이다.
한편, 수직방향(Ds)의 길이가 너무 길어지게 되면, 파형강판(10)(10')의 결합면과 볼트머리(21) 또는 와셔(30)의 결합면을 밀착시키는 압력이 급격하기 저하 되기 때문에, 오히려 결합면이 벌어지게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안에서는 곡면방향(Dr)에 대한 수직방향(Ds)의 비율이 1:2인 직사각형으로 형성함이 바람직하다.
또한, 도 2 및 도 3에 나타난 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(52)은 각각 서로 다른 파형강판(10)(10')의 결합면에 대응하는 곡면으로 형성한다.
그리고, 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 어느 하나의 파형강판(10)의 외측면에는 상기 제1 패킹(51)에 대응하는 제1 끼움홈(10a)을 형성하고, 상기 제1 끼움홈(10a)에 상기 제1 패킹(51)의 돌출부가 끼워지도록 하고, 상기 다른 하나의 파형강판(10')의 외측면에는 상기 제2 패킹(52)에 대응하는 제2 끼움홈(10'a)을 형성하여, 상기 제2 끼움홈(10'a)에 상기 제2 패킹(52)의 돌출부가 끼워지도록 함으로써, 결합부의 기밀성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 도 7에 나타난 바와 같이, 볼트머리(21)의 결합면에 제1 결합부(21b)를 돌출형성하고, 상기 어느 하나의 파형강판(10)의 외측면에는 상기 제1 결합부(21b)가 끼워지는 제1 끼움부(10b)를 형성하며, 상기 와셔(30)의 결합면에는 제2 결합부(30b)를 돌출형성하고, 상기 다른 하나의 파형강판(10')의 외측면에는 상기 제2 결합부(30b)가 끼워지는 제2 끼움부(10'b)를 형성함으로써, 보다 향상된 기밀성을 얻을 수 있는 것이다.
그리고, 상기 제1 삽입홈(21a), 제2 삽입홈(30a), 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(52) 등은, 상기 볼트머리(21) 및 와셔(30)의 형상에 대응하여 다양한 형상(예를 들어, 정사각형, 직사각형 등)의 링형태로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 각 구성간의 밀착압력을 효율적으로 전달하기 위하여 동일한 형상으로 하되, 곡면방향(Dr)에 대한 수직방향(Ds)의 비율이 1:2인 직사각형으로 형성한다.
또한, 결합부의 기밀성을 보다 향상시키기 위하여, 도 8에 나타난 바와 같이, 와셔(30)와 너트(40) 사이에, 제1 판형패킹(53)을 더 구비할 수 있다.
또한, 도 9에 나타난 바와 같이, 너트(40)의 외측면(도 9에서는 상부면)에 밀착되는 제2 판형패킹(54)을 구비하고, 상기 제2 판형패킹(54)의 외측면에 커버(61)를 끼운 후, 수나사부(22)에 커버캡(62)을 나사결합한다.
그리고, 커버(61)의 외주연부에는 요홈형상의 단면을 갖는 제3 패킹(55)을 구비하여, 보다 더 향상된 기밀성을 얻을 수 있는 것이다.
또한, 도 10에 나타난 바와 같이, 와셔(30)의 외측면(도 10에서 하부면)에, 수나사부(22)에 밀착되도록 제4 패킹(56)을 구비하여, 보다 더 향상된 기밀성을 얻을 수 있다.
그리고, 도 11에 나타난 바와 같이, 어느 하나의 파형강판(10)과 볼트머리(21) 사이에 다른 와셔(30')를 구비하고, 상기 다른 와셔(30')와 볼트머리(21) 사이에 제3 판형패킹(57)을 구비하며, 상기 다른 와셔(30')의 외측면(도 11에서 상부면)에, 수나사부(22)에 밀착되도록 제5 패킹(58)을 구비하여, 보다 더 향상된 기밀성을 얻을 수 있다.
이상에서 본 고안에 의한 파형강판용 결합구에 대하여 설명하였다. 이러한 본 고안의 기술적 구성은 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자가 본 고안의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있 다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 고안의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 일반적인 파형강판의 결합구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 고안에 의한 파형강판용 결합구를 이용한 파형강판의 결합구조에 대한 예를 나타낸 부분확대단면도이다.
도 3은 본 고안에 의한 파형강판용 결합구를 이용한 파형강판의 결합구조에 대한 예를 나타낸 결합사시도이다.
도 4는 본 고안에 의한 파형강판용 결합구의 볼트머리 및 와셔의 형상에 대한 예를 설명한 도면이다.
도 5는 도 4를 뒷받침하기 위한 도면이다.
도 6은 본 고안에 의한 파형강판용 결합구를 이용한 파형강판의 결합구조에 대한 다른 예를 나타낸 부분확대단면도이다.
도 7은 본 고안에 의한 파형강판용 결합구를 이용한 파형강판의 결합구조에 대한 또 다른 예를 나타낸 부분확대단면도이다.
도 8은 본 고안에 의한 파형강판용 결합구를 이용한 파형강판의 결합구조에 대한 또 다른 예를 나타낸 부분확대단면도이다.
도 9 내지 도 11은 본 고안에 의한 파형강판용 결합구를 이용한 파형강판의 결합구조에 대한 또 다른 예를 나타낸 부분확대단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 10' : 파형강판 20 : 볼트(bolt)
21 : 볼트머리 21a : 제1 삽입홈
30 : 와셔(Washer) 30a: 제2 삽입홈
40 : 너트(Nut) 50 : 판형 패킹(Packing)
51 : 제1 패킹 52 : 제2 패킹

Claims (8)

  1. 볼트(20)와 너트(40)의 사이에 와셔(30)가 개재되어 나사결합되어지는 파형강판용 결합구에 있어서,
    상기 볼트(20)는 볼트머리(21)와 수나사부(22)로 구성되어지되,
    상기 볼트머리(21)의 내부면에는 제1 삽입홈(21a)이 형성되고, 상기 제1 삽입홈(21a)에 제1 패킹(51)이 삽입되어지며,
    상기 볼트(20)의 수나사부(22)에는 상기 와셔(30)가 끼어지고 상기 너트(40)가 나사결합되어지되,
    상기 와셔(30)의 내부면에는 제2 삽입홈(30a)이 형성되고, 상기 제2 삽입홈(20a)에 제2 패킹(52)이 삽입되어지는 것을 특징으로 하는 파형강판용 결합구.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 볼트머리(21)의 내부면과 제1 패킹(51)은 일방향으로 오목한 곡면으로 형성되고,
    상기 와셔(30)의 내부면과 제2 패킹(52)은 일방향으로 볼록한 곡면으로 형성되어지는 것을 특징으로 하는 파형강판용 결합구.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 볼트머리(21)의 내부면과 제1 패킹(51)은 일방향으로 볼록한 곡면으로 형성되고,
    상기 와셔(30)의 내부면과 제2 패킹(52)은 일방향으로 오목한 곡면으로 형성되어지는 것을 특징으로 하는 파형강판용 결합구.
  4. 삭제
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼트(20)의 볼트머리(21) 및 와셔(30), 그리고 상기 제1 삽입홈(21a), 제2 삽입홈(30a), 제1 패킹(51) 및 제2 패킹(52) 중 적어도 하나는 곡면방향(Dr)에 대한 수직방향(Ds)의 비율이 1:2인 직사각형인 것을 특징으로 하는 파형강판용 결합구.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와셔(30)와 너트(40) 사이에는 판형패킹(53)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 파형강판용 결합구.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와셔(30)의 외측면에, 수나사부(22)에 밀착되도록 설치되는 제4 패킹(56)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 파형강판용 결합구.
  8. 삭제
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