KR20050079940A - 중공형 이중 체결볼트 - Google Patents

Abstract

이 발명은 건축물, 교량 및 기계장치의 부재 등을 서로 결합하기 위해 사용되는 중공형 이중 체결볼트로서, 일단에 볼트헤드가 일체로 형성되며 중심축을 따라 원통형 중공을 갖는 스템과, 원통형 중공에 의해 형성된 볼트헤드 및 스템의 내측면을 따라 형성된 제1 나사산, 및 스템의 외측면을 따라 형성된 제2 나사산을 포함하며, 제1, 제2 나사산은 서로 다른 피치간격으로 동일방향으로 형성된다. 이 발명은 고장력 볼트에 체결되는 내측 나사산과 고정너트에 체결되는 외측 나사산을 각각 갖되 서로 다른 피치간격을 갖도록 구성함으로써 큰 치수의 볼트를 적은 힘으로 체결할 수 있다. 따라서 작업자의 수작업을 통해서도 그 치수가 큰 볼트(M20~M30)를 이용하여 건축물, 교량 및 각종 기계장치의 부재들을 서로 결합할 수 있다. 또한, 이 발명은 고정너트의 미세 조임이 가능하기 때문에 너트회전법을 적용하여 고정너트의 체계적인 조임 관리가 가능하다.

Description

중공형 이중 체결볼트{Double Fixing Bolt With Hollow}

이 발명은 건축물, 교량 및 기계장치의 부재 등을 서로 결합하기 위해 사용되는 고장력 볼트 및 고정너트에 각각 체결될 수 있도록 중공형으로 구성하되 그 내외측면에 서로 다른 피치간격의 나사산을 갖는 중공형 이중 체결볼트에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물, 교량 및 각종 기계장치의 부재 등을 서로 결합하기 위해 통상적으로 가장 널리 사용하는 것이 볼트와 너트이다. 볼트는 그 치수별로 서로 다른 축력을 갖는다. 예를 들어, M16은 9870~13400kgf, M20은 15400~20900kgf, M22는 19100~25900kgf, M24는 22200~30100kgf 갖는다. 따라서 부재 간에 결합하고자 하는 그 결합력을 고려하여 볼트의 치수 및 그 개수를 결정하고 있다. 즉, 부재 간에 동일 결합력을 갖도록 함에 있어, 작은 치수의 볼트를 이용할 경우에는 그 개수가 많아지지만, 반대로 큰 치수의 볼트를 이용할 경우에는 그 개수가 적어진다.

그런데, 볼트의 축력은 그곳에 체결되는 너트에 의해 부여된다. 따라서 해당 치수에 맞는 축력을 너트를 통해 부여하여야 한다. 그런데, 현실적으로 작업자의 수작업을 통해서는 볼트 M16 까지는 겨우 체결할 수 있지만, 그 이상의 치수의 경우에는 장비를 이용하여 체결하여야 한다.

그러나 장비를 이용할지라도 볼트의 치수가 커지면 그 중량이 커질 수밖에 없다. 예를 들어, 볼트 M22를 체결하는 장비는 그 중량이 약 4kg 정도이지만, 볼트 M24를 체결하는 장비는 그 중량이 약 8kg 정도이어야 한다. 따라서 현재에는 작업현장(상판, 난간작업 등)의 조건을 고려해 볼트 M22를 체결하는 4kg 장비까지만 많이 이용하고, 그 이상의 중량을 갖는 장비를 이용하고 있지 않은 상태이다. 즉, 볼트 M22 까지만 많이 이용하고 있을 뿐, 그 이상의 치수를 갖는 볼트는 많이 사용하고 있지 않은 상태이다.

그러나 상술한 바와 같이 큰 치수의 볼트를 이용할 경우에는 그 개수가 적어지기 때문에, 부재 간의 펀칭 공정을 비롯하여 그 체결 공정수가 적어짐에 따라 많은 이득이 발생함에도 불구하고 현실적으로 불가능한 상태이다.

따라서 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 볼트에 체결되는 내측 나사산과 너트에 체결되는 외측 나사산을 각각 갖되 서로 다른 피치간격을 갖도록 구성함으로써 큰 치수의 볼트를 적은 힘으로 체결할 수 있는 중공형 이중 체결볼트를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이 발명은 일단에 볼트헤드가 일체로 형성되며 중심축을 따라 원통형 중공을 갖는 스템과, 원통형 중공에 의해 형성된 볼트헤드 및 스템의 내측면을 따라 형성된 제1 나사산, 및 스템의 외측면을 따라 형성된 제2 나사산을 포함하며, 제1, 제2 나사산은 서로 다른 피치간격으로 동일방향으로 형성된다.

이 발명은 제1 나사산의 피치간격이 제2 나사산의 피치간격보다 크거나 작게 형성할 수 있다. 또한, 제1, 제2 나사산은 오른나사로 형성하거나 왼나사로 형성할 수 있다.

아래에서, 이 발명에 따른 중공형 이중 체결볼트의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

<제1 실시예>

도 1은 이 발명의 제1 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트의 구성관계를 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)는 그 중심축을 따라 원통형 중공이 형성되며 그 내측면을 나사산이 형성된 것을 제외하고는 일반적인 볼트와 동일한 형태를 갖는다.

이 실시예의 중공형 이중 체결볼트(100)는 일정 외경 및 길이를 갖는 스템(110)과, 스템(110)의 일단에 일체로 형성되어 체결기구가 끼워지는 볼트헤드(120)를 구비한다. 볼트헤드(120) 및 스템(110)의 중심축에는 원통형 중공(130)이 관통하여 형성되며, 원통형 중공(130)에 의해 형성된 볼트헤드(120) 및 스템(110)의 내측면에는 제1 나사산(140)이 형성된다. 그리고 스템(110)의 외측면에는 일반적인 볼트처럼 제2 나사산(150)이 형성된다. 이 때, 제1, 제2 나사산(140, 150)은 서로 다른 피치간격을 가지면서 동일한 오른나사로 형성된다.

즉, 제1 나사산(140)은 제2 나사산(150)에 비해 더 큰 피치간격을 갖는다. 예를 들어, 제1 나사산(140)의 1피치가 'P1'이고, 제2 나사산(150)의 1피치가 'P2'이면, 제1, 제2 나사산(140, 150)은 1피치당 'P1-P2'의 차이를 갖는다. 이 실시예의 경우 제1 나사산(140)의 1피치는 3.0mm, 제2 나사산(150)의 1피치는 2.8mm 로 형성할 수 있다. 따라서 제1, 제2 나사산(140, 150)은 1피치당 0.2mm의 차이를 갖는다.

도 2는 도 1에 도시된 중공형 이중 체결볼트를 이용하여 부재들을 서로 결합하는 과정을 도시한 공정도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 부재(200, 210)를 서로 결합하기 위해서는 고장력 볼트(300)와 고정너트(400)가 필요하다.

고장력 볼트(300)는 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)의 내경과 동일한 외경을 갖는 스템(310)을 구비한다. 또한, 스템(310)의 일부분에는 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)의 제1 나사산(140)과 동일방향 및 동일 피치간격으로 나사산(320)이 형성된다.

고정너트(400)는 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)의 볼트헤드(120)와 동일한 형태 및 크기로 형성되며, 또한 제2 나사산(150)과 동일방향 및 동일 피치간격으로 나사산(410)이 형성된다. 즉, 이 실시예의 고장력 볼트(300)의 나사산(320) 및 고정너트(400)의 나사산(410)은 오른나사로 형성된다.

제1, 제2 부재(200, 210)를 서로 결합하기 위해서는 먼저 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)의 제2 나사산(150)과 고정너트(400)의 나사산(410)을 일정 부분 나사체결한다. 그런 다음, 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)의 제1 나사산(140)을 고장력 볼트(300)의 나사산(320)에 점진적으로 나사체결한다[도 2의 (a)]. 이 때, 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)와 고정너트(400)를 체결기구로 함께 잡은 상태로 고장력 볼트(300)의 나사산(320)에 점진적으로 나사체결한다. 따라서 이 상태에서는 이 실시예의 중공형 이중 체결볼트(100)와 고정너트(400)가 서로 회전하지 않는다.

이렇게 회전시켜 1차 체결이 완료되면[도 2의 (b)], 이 실시예의 중공형 이중 체결볼트(100)의 볼트헤드(120)를 회전시켜 조인다. 예를 들어, 볼트헤드(120)를 1회전시켜 조일 경우, 고장력 볼트(300)의 나사산(320)에 대해 제1 나사산(140)의 1피치(P1)만큼 회전하여 조여 지려고 하지만, 고정너트(400)의 나사산(410)에 대해 제2 나사산(150)의 1피치(P2)만큼 풀어지려고 한다. 따라서 볼트헤드(120)를 1회전시켜 조일 경우, 'P1-P2'의 차이만큼 조여진다[도 2의 (c)]. 그리고 볼트헤드(120)의 1회전 조임시 'P1-P2'의 거리만큼 조이는 회전력이 작용한다. 즉, 작은 회전력으로 볼트헤드(120)를 다수 회 회전시켜 조임으로써 제1, 제2 부재(200, 210) 간의 최종 결합이 완료된다.

예를 들어, 제1 나사산(140)의 1피치가 3.0mm 이고, 제2 나사산(150)의 1피치가 2.8mm 일 경우, 볼트헤드(120)의 1회전 조임시 0.2mm 만큼씩 조여진다. 그리고 볼트헤드(120)의 1회전 조임시 0.2mm 만큼 조이는 회전력이 작용한다.

따라서 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)를 이용할 경우 작업자의 수작업을 통해서도 그 치수가 큰 볼트(M20~M30)를 이용하여 건축물, 교량 및 각종 기계장치의 부재들을 서로 결합할 수 있다.

또한, 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)를 이용할 경우에는 너트의 회전량으로 조임을 관리하는 너트회전법을 적용할 수 있다. 너트회전법은 1차 체결한 후 볼트, 너트 등의 위치를 마킹한 다음 너트를 120도 회전시켜 너트의 조임을 관리하는 방법이다. 즉, 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)를 상기와 같은 조건으로 구성할 경우, 볼트헤드(120)의 1회전 조임시 0.2mm 만큼씩 조여지기 때문에, 볼트헤드(120)를 5회전시켜야 1차 체결 후 120도의 회전량에 해당하는 1mm 조여진다.

<제2 실시예>

이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트는 외측면에 형성된 나사산이 내측면에 형성된 나사산에 비해 더 큰 피치간격을 갖도록 구성된 것을 제외하고는 제1 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100)와 동일하게 구성된다. 따라서 이 실시예에서는 그 기술내용을 생략한다.

이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트는 도 2와 같은 고장력 볼트(300) 및 고정너트(400)를 이용하여 부재들을 서로 결합한다. 도 3은 이 발명의 제2 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트를 이용하여 부재들을 서로 결합하는 과정을 도시한 공정도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 부재(200, 210)를 서로 결합하기 위해서는 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100a)의 외측면에 형성된 제2 나사산(150a)과 고정너트(400)의 나사산(410)을 완전히 나사체결한다. 그런 다음, 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100a)의 내측면에 형성된 제1 나사산(140a)을 고장력 볼트(300)의 나사산(320)에 점진적으로 나사체결한다[도 3의 (a)]. 이 때, 이 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트(100a)와 고정너트(400)를 체결기구로 함께 잡은 상태로 고장력 볼트(300)의 나사산(320)에 점진적으로 나사체결한다. 따라서 이 상태에서는 이 실시예의 중공형 이중 체결볼트(100a)와 고정너트(400)가 서로 회전하지 않는다.

이렇게 회전시켜 1차 체결이 완료되면[도 2의 (b)], 이 실시예의 중공형 이중 체결볼트(100a)의 볼트헤드(120a)를 회전시켜 푼다. 예를 들어, 볼트헤드(120a)를 1회전시켜 풀 경우, 고장력 볼트(300)의 나사산(320)에 대해 제1 나사산(140a)의 1피치(Pa1)만큼 회전하여 풀어지려고 하지만, 고정너트(400)의 나사산(410)에 대해 제2 나사산(150a)의 1피치(Pa2)만큼 풀어지려고 한다. 따라서 볼트헤드(120a)를 1회전시켜 풀 경우, 'Pa2-Pa1'의 차이만큼 조여진다[도 3의 (c)]. 그리고 볼트헤드(120a)의 1회전 조임시 'Pa2-Pa1'의 거리만큼 조이는 회전력이 작용한다. 즉, 작은 회전력으로 볼트헤드(120a)를 다수 회 회전시켜 조임으로써 제1, 제2 부재(200, 210) 간의 최종 결합이 완료된다.

또한, 이 발명은 제1, 제2 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트와 동일 개념으로 구성하되 나사산을 각각 왼나사로 구성함으로써, 왼나사의 나사산을 갖는 고장력 볼트 및 고정너트를 통해 건축물, 교량 및 각종 기계장치의 부재들을 서로 결합할 수 있다.

이 발명에 따른 중공형 이중 체결볼트는 고장력 볼트에 체결되는 내측 나사산과 고정너트에 체결되는 외측 나사산을 각각 갖되 서로 다른 피치간격을 갖도록 구성함으로써 큰 치수의 볼트를 적은 힘으로 체결할 수 있다. 따라서 작업자의 수작업을 통해서도 그 치수가 큰 볼트(M20~M30)를 이용하여 건축물, 교량 및 각종 기계장치의 부재들을 서로 결합할 수 있다.

또한, 이 발명은 고정너트의 미세 조임이 가능하기 때문에 너트회전법을 적용하여 고정너트의 체계적인 조임 관리가 가능하다.

이상에서 이 발명의 중공형 이중 체결볼트에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 이 발명의 제1 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트의 구성관계를 도시한 단면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 중공형 이중 체결볼트를 이용하여 부재들을 서로 결합하는 과정을 도시한 공정도이며,

도 3은 이 발명의 제2 실시예에 따른 중공형 이중 체결볼트를 이용하여 부재들을 서로 결합하는 과정을 도시한 공정도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 중공형 이중 체결볼트 110 : 스템

120 : 볼트헤드 130 : 원통형 중공

140 : 제1 나사산 150 : 제2 나사산

Claims (5)

1. 일단에 볼트헤드가 일체로 형성되며 중심축을 따라 원통형 중공을 갖는 스템,

   상기 원통형 중공에 의해 형성된 상기 볼트헤드 및 상기 스템의 내측면을 따라 형성된 제1 나사산, 및

   상기 스템의 외측면을 따라 형성된 제2 나사산을 포함하며,

   상기 제1, 제2 나사산은 서로 다른 피치간격으로 동일방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 중공형 이중 체결볼트.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 나사산의 피치간격이 상기 제2 나사산의 피치간격보다 큰 것을 특징으로 하는 중공형 이중 체결볼트.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2 나사산의 피치간격이 상기 제1 나사산의 피치간격보다 큰 것을 특징으로 하는 중공형 이중 체결볼트.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 제1, 제2 나사산은 오른나사로 형성된 것을 특징으로 하는 중공형 이중 체결볼트.
5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 제1, 제2 나사산은 왼나사로 형성된 것을 특징으로 하는 중공형 이중 체결볼트.