KR20110028634A - 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리 - Google Patents

방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리 Download PDF

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Abstract

방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리는, 물체의 구멍 내로 삽입 가능하고, 테이퍼되어 있는 하나 이상의 내측 테이퍼부(2)를 갖는 내면을 포함하는 통형 요소(1), 통형 요소에 삽입 가능하며, 통형 요소의 내측 테이퍼부와 연동하는 테이퍼되어 있는 하나 이상의 외측 테이퍼부를 갖는 외면을 포함하는 확장 요소, 확장 요소를 반대의 축 방향으로 변위시킴으로써 볼트 어셈블리를 조이고 풀도록 구성된 추가 요소, 및 축방향 단부 중의 하나에서 물체와 하나의 추가 요소 사이에 위치할 수 있으며, 이로써 하나의 추가 요소가 확장 요소를 하나의 축 방향으로 변위시키고, 내측 테이퍼부와 외측 테이퍼부의 연동에 의해, 통형 요소를 확장하여 물체의 구멍 내에서 클램프하도록 하는 한편, 다른 추가 요소가 확장 요소를 반대측의 축 방향으로 변위시키며, 내측 테이퍼부와 외측 테이퍼부가 서로 결합 해제하여, 통형 요소가 수축하도록 하며, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리가 물체의 구멍으로부터 제거될 수 있도록 하는 와셔를 포함한다.

Description

방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리{RADIALLY EXPANDING BOLT ASSEMBLY}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2008년 6월 26일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/075,791 및 2009년 4월 17일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 12/425,518를 우선권으로 주장하며, 전술한 특허 출원의 기술 요지가 본 명세서에 원용되어 있다.
발명의 배경
본 발명은 전반적으로 볼트 어셈블리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리에 관한 것이다.
방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리는 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 공지의 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리는, 내측 테이퍼부를 갖는 슬리브로서 형성된 외측 관형 확장 가능 요소와, 슬리브의 테이퍼부와 연동하는 외측 테이퍼부를 갖는 내측 스터드(stud)로서 형성된 상대 내측 확장 요소(mating inner expanding element)를 포함한다. 외측 슬리브는 예컨대 서로 연결될 2개의 결합 플랜지와 같은 팽팽하게 될 물체의 구멍에 삽입된다. 그 후, 내측 스터드가 외측 슬리브에 삽입되며, 테이퍼부들이 서로의 위에서 슬라이드하여 외측 슬리브를 확장하도록 하는 외부 수단에 의해 잡아 당겨진다.
현재, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리에 신장 부하를 인가하기 위한 외부 수단으로서 유압 공구 또는 복수의 나사 잭(jack screw)이 이용된다. 종래의 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리는 추가로 개량될 여지가 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 타입의 종래의 어셈블리의 추가의 개량체인 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리를 제공하는 것이다.
이하에서 명백하게 될 이러한 목적 및 기타 목적에 따라, 본 발명의 일특징은, 간략히 설명하면, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리로서, 물체의 구멍 내로 삽입 가능하고, 축을 가지며, 방사 방향으로 확장 가능하고, 테이퍼되어 있는 하나 이상의 내측 테이퍼부를 갖는 내면을 포함하는 통형 요소; 상기 통형 요소에 삽입 가능하며, 상기 통형 요소의 상기 내측 테이퍼부와 연동하는 테이퍼되어 있는 하나 이상의 외측 테이퍼부를 갖는 외면을 포함하는 확장 요소로서, 상기 확장 요소를 반대의 축 방향으로 변위시킴으로써 그에 대응하여 상기 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리를 조이고 풀도록 구성된 추가 요소와 각각 결합 가능한 2개의 대향 축방향 단부를 갖는 확장 요소; 및 상기 축방향 단부 중의 하나에서 상기 물체와 하나의 상기 추가 요소 사이에 위치할 수 있으며, 이로써 상기 하나의 추가 요소가 상기 확장 요소를 하나의 축 방향으로 변위시키고, 상기 내측 테이퍼부와 상기 외측 테이퍼부의 연동에 의해, 상기 통형 요소를 확장하여 상기 물체의 구멍 내에서 클램프하도록 하는 한편, 다른 상기 추가 요소가 상기 확장 요소를 반대측의 축 방향으로 변위시키며, 상기 내측 테이퍼부와 상기 외측 테이퍼부가 서로 결합 해제하여, 상기 통형 요소가 수축하도록 하며, 상기 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리가 상기 물체의 구멍으로부터 제거될 수 있도록 하는 와셔를 포함하는 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 간략히 설명하면, 상기 확장 요소가, 상기 대향 축방향 단부 상에 제공되고 상기 추가 요소에 의해 결합 가능한 결합 형태부를 갖는 것에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 상기 와셔가 상기 통형 요소의 하나의 축방향 단부와 회전 가능하지 않은 방식으로 연결되며, 상기 와셔를 상기 통형 요소의 상기 하나의 축방향 단부와 회전 가능하지 않은 방식으로 연결하는 수단이 추가로 제공되어 있는 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 상기 와셔가 상기 하나의 추가 요소를 돌리기 위해 사용되는 공구에 의해 결합하는 수단을 가지며, 이 수단이 상기 공구에 의해 상기 하나의 추가 요소에 작동력이 가해지는 동안에 발생되는 반동력을 흡수하는 것에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 상기 대향 축방향 단부에 있는 상기 통형 요소가 방사상으로 돌출하는 돌출부를 갖는 것에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 상기 돌출부가, 상기 확장 요소를 반대측의 축 방향으로 변위시키기 위해 상기 공구에 의해 다른 추가 요소에 작동력이 가해지는 동안에 발생되는 반동력을 흡수하기 위한 공구에 의해 결합하는 수단이 제공되어 있다는 것이다.
본 발명의 특징으로 고려되는 신규의 특징부가 첨부된 청구범위에 구체적으로 한정되어 있다. 그러나, 본 발명 자체, 즉 본 발명의 구성 및 작동법뿐만 아니라 본 발명의 추가의 목적 및 장점은 구체적인 실시예에 대한 이하의 상세한 설명을 첨부 도면을 참조하여 정독함으로써 가장 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리를 이 어셈블리가 사용될 물체와 함께 단면도로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리의 사시도이다.
본 발명의 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리는 슬리브(1)로서 형성되는 외측 통형의 관형 부재를 포함한다. 슬리브(1)는 원통형의 외면을 가지며, 또한 하나 이상의 테이퍼부(2)를 포함하는 내면을 갖는다. 슬리브(1)는 축(2) 및 2개의 축방향 단부(3, 4)를 갖는다. 슬리브(1)의 축방향 단부(3)는 예컨대 축방향으로 연장하는 스플라인, 또는 6각면, 또는 별 형상의 면, 또는 다른 다각형 형태부(5)로서 형성된 결합 형태부가 제공되는 한편, 방사상으로 돌출하는 플랜지로서 형성된 반대측의 축방향 단부(4) 또한 예컨대 축방향으로 연장하는 스플라인 또는 6각면, 또는 별 형상의 면, 또는 다른 다각형 형태부(6)로서 형성될 수 있는 결합 형태부를 가지며, 그 용도에 대해서는 아래에 설명될 것이다.
방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리는 또한 내측 스터드(7)로 형성되는 확장 부재를 갖는다. 스터드(7)는 서로 반대측에 위치하는 축방향 단부(8, 9)를 가지며, 각각의 축방향 단부에 예컨대 나사산(10, 11)과 같은 결합 형태부가 제공되어 있으며, 그 용도에 대해서는 아래에 설명될 것이다. 스터드(7)는 슬리브(1)의 내면의 테이퍼부(2)에 실질적으로 대응하여 테이퍼되는 하나 이상의 부분(12)을 갖는 외면을 포함한다.
본 발명에 따른 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리는 또한 도면 부호 "13"으로 나타내어져 있는 와셔를 갖는다. 와셔(13)는 내측 스플라인 또는 6각면, 또는 별 형상의 면, 또는 와셔(13)를 축(A)의 둘레에서 회전 가능하지 않은 방식으로 슬리브(1)와 연결하기 위해 슬리브(1)의 외측 다각형 형태부(5)와 결합할 수 있는 다른 다각형 형태부(14)가 제공된 내면을 갖는다. 와셔(13)는 또한 예컨대 볼트 어셈블리를 조이거나 푸는 공구에 의해 결합될 축방향 연장 외측 스플라인 또는 6각면, 또는 별 형상의 면, 또는 다른 다각형 형태부로서 형성되는 외측 결합 형태부를 갖는다.
계단형 너트(stepped nut)(16)는 와셔(13)의 개구 내에 삽입 가능한 부분을 가지며, 이 부분은 스터드(7)의 외측 나사산과 결합 가능한 내측 나사산(17)을 갖는다. 너트(16)는 또한 복수의 축방향 연장 스플라인 또는 6각면, 또는 별 형상의 면, 또는 다른 다각형 형태부(18)가 제공된 외측 부분을 갖는다. 또 다른 너트(19)는 슬리브(1)의 반대측 단부 내에 삽입 가능한 부분을 가지며, 이 부분은 스터드(7)의 반대측 단부 상의 외측 나사산과 결합 가능한 내측 나사산(20)을 갖는다. 너트(19)는 또한 복수의 축방향 연장 외측 스플라인 또는 6각면, 또는 별 형상의 면, 또는 다른 다각형 형태부(21)가 제공된 외측 부분을 갖는다.
슬리브(1)는 방사 방향으로 확장 가능하다. 이것은 얇은 스트레치 가능한 벽부로 슬리브(1)를 제조하고, 그 안에 길이 방향 슬롯(22)을 제공하는 등에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리는 이하의 방식으로 작동한다:
외측 슬리브(1)가 먼저 서로 정렬되어 고정될 2개의 플랜지(25, 26)로 구성된 물체의 내측 구멍(23, 24)을 통과한다. 그 후, 와셔(13)가 외측 슬리브(1)의 우측 축방향 단부(3)에 끼워맞춤되고, 와셔의 내측 다각형 형태부가 슬리브(1)의 외측 다각형 형태부와 결합한다. 스터드(7)가 슬리브(1)의 내부에 도입되며, 너트(16)가 스터드(7)의 우측 축방향 단부에 나사 체결된다. 예컨대 토크 렌치와 같은 공구가 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리에 적용된다. 구체적으로, 예컨대 고정형 반동 요소(immobile reaction element)와 같은 공구의 반동 흡수부가 와셔(13)의 다각형 형태부(15)를 맞물고 있는 동안, 너트(16)의 다각형 형태부(18)를 결합시키는 공구의 회전부에 의해 작동력이 가해진다.
와셔(13)에 의한 반동을 흡수하면서 공구에 의해 너트(16)를 돌리는 동안, 내측 스터드가 도 1에서 우측으로 잡아 당겨진다. 스터드(7)의 외면의 테이퍼부와 외측 슬리브(1)의 내면의 테이퍼부(2)의 연동에 의해, 이러한 축방향 변위 동안, 슬리브(1)는 방사상으로 외측으로 확장한다. 로드(7)의 축방향 변위로, 물체의 플랜지(25, 26)는 서로 정렬되고, 와셔(13)와 플랜지(4) 사이에서 축방향으로 클램프되며, 방사상으로 확장 가능한 슬리브(1)가 물체의 구멍(23, 24)에서 방사 방향으로 클램프되며, 볼트 어셈블리가 물체 내에서 조여지게 된다.
방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리를 물체로부터 풀기 위해, 너트(19)가 스터드(7)의 좌측 축 상에 나사 체결되며, 고정되어 반동력을 흡수하는 공구의 다른 부분이 슬리브(1)의 플랜지(4)의 다각형 형태부를 맞물고 있는 동안, 작동력을 인가하는 공구의 부분에 의해 돌려진다. 너트(16)는 스터드(7)의 우측 축으로부터 나사 체결 해제된다. 너트(19)의 회전 동안, 스터드는 반대측의 축방향으로 잡아 당겨지게 되며, 스터드(7)의 외면의 테이퍼부가 슬리브(1)의 내면의 테이퍼부로터 결합해제하여, 슬리브(1) 상의 스터드(7)의 방사 방향 외측 압력을 제거한다. 외측 슬리브(1)의 외경은 감소되며, 물체(25, 26)의 구멍(23, 24)의 내벽부로부터 결합 해제된다. 본 발명의 어셈블리는 개구부(23, 24)를 통해 좌측까지 잡아 당겨져 물체(25, 26)로부터 제거될 수 있다.
전술한 요소의 각각, 2개 또는 그 이상은 전술한 타입과 상이한 다른 타입의 구성에서의 유용한 응용을 발견할 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명이 방사상으로 확장 가능한 어셈블리로 구현되는 것으로 예시 및 기술되고 있지만, 본 발명의 사상으로부터 일탈하지 않고서도 다양한 수정 및 구조적 변경이 이루어질 수 있기 때문에 도시된 세부구성으로 한정되지는 않는다.
추가의 분석 없이도, 전술한 설명은 종래 기술의 견지에서 본 발명의 전반적인 또는 구체적인 양태의 필수적인 특징을 명백히 구성하는 특징부를 생략하지 않고서도 현재 기술을 적용함으로써 다양한 어플리케이션에 용이하게 적용할 수 있는 본 발명의 요지를 전체적으로 보여주고 있다.
본 특허 출원에 의해 보호받고자 하는 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 한다.

Claims (10)

  1. 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리에 있어서,
    물체의 구멍 내로 삽입 가능하고, 축을 가지며, 방사 방향으로 확장 가능하고, 테이퍼되어 있는 하나 이상의 내측 테이퍼부를 갖는 내면을 포함하는 통형 요소;
    상기 통형 요소에 삽입 가능하며, 상기 통형 요소의 상기 내측 테이퍼부와 연동하는 테이퍼되어 있는 하나 이상의 외측 테이퍼부를 갖는 외면을 포함하는 확장 요소로서, 상기 확장 요소를 반대의 축 방향으로 변위시킴으로써 그에 대응하여 상기 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리를 조이고 풀도록 구성된 추가 요소와 각각 결합 가능한 2개의 대향 축방향 단부를 갖는 확장 요소; 및
    상기 축방향 단부 중의 하나에서 상기 물체와 하나의 상기 추가 요소 사이에 위치할 수 있으며, 이로써 상기 하나의 추가 요소가 상기 확장 요소를 하나의 축 방향으로 변위시키고, 상기 내측 테이퍼부와 상기 외측 테이퍼부의 연동에 의해, 상기 통형 요소를 확장하여 상기 물체의 구멍 내에서 클램프하도록 하는 한편, 다른 상기 추가 요소가 상기 확장 요소를 반대측의 축 방향으로 변위시키며, 상기 내측 테이퍼부와 상기 외측 테이퍼부가 서로 결합 해제하여, 상기 통형 요소가 수축하도록 하며, 상기 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리가 상기 물체의 구멍으로부터 제거될 수 있도록 하는 와셔
    를 포함하는 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장 요소는, 상기 대향 축방향 단부 상에 제공되고 상기 추가 요소에 의해 결합 가능한 결합 형태부를 갖는, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 확장 요소의 상기 대향 축방향 단부 상의 상기 결합 형태부는 나사산(thread)을 포함하는, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 와셔는 상기 통형 요소의 하나의 축방향 단부와 회전 가능하지 않은 방식으로 연결되며,
    상기 와셔를 상기 통형 요소의 상기 하나의 축방향 단부와 회전 가능하지 않은 방식으로 연결하는 수단을 더 포함하는,
    방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 와셔를 상기 통형 요소의 상기 하나의 축방향 단부와 회전 가능하지 않은 방식으로 연결하는 수단은 다각형 형태부를 포함하는, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 와셔는 상기 하나의 추가 요소를 돌리기 위해 사용되는 공구에 의해 결합하는 수단을 가지며, 이 수단은 상기 공구에 의해 상기 하나의 추가 요소에 작동력이 가해지는 동안에 발생되는 반동력을 흡수하는, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공구에 의해 결합하는 수단은 다각형 형태부를 포함하는, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 대향 축방향 단부에 있는 상기 통형 요소는 방사상으로 돌출하는 돌출부를 갖는, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 확장 요소를 반대측의 축 방향으로 변위시키기 위해 상기 공구에 의해 다른 추가 요소에 작동력이 가해지는 동안에 발생되는 반동력을 흡수하기 위한 공구에 의해 결합하는 수단이 제공되어 있는, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 추가 요소는 나사산이 형성된 너트인, 방사상으로 확장 가능한 볼트 어셈블리.
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