KR20120007356A - 볼트와 너트간의 체결상태 풀림을 감지할 수 있는 체결풀림 감지장치 - Google Patents

볼트와 너트간의 체결상태 풀림을 감지할 수 있는 체결풀림 감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 볼트와 너트가 체결되어 있는 상태에서 체결상태가 느슨하게 되는 상황을 자동적으로 감지하고, 감지 결과를 무선통신에 의해 사용자 단말기로 전송함으로써, 사용자로 하여금 볼트와 너트간의 체결상태 변화를 실시간으로 인지할 수 있도록 하는 새로운 구성의 볼트와 너트 간의 체결풀림 감지장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 외부에서 가해지는 압력의 변화를 감지하여 감지된 결과를 사용자 단말기(200)로 전송하는 압력감지 센서(1); 가압부재(2); 및 가압부재(2)와 압력감지 센서(1) 사이에 설치되어 가압부재(2)에 탄성력을 가하는 탄성부재(3)를 포함하며; 볼트(101)와 너트(102)의 체결 상태가 풀리게 되면, 가압부재(2)가 움직여서 압력감지 센서(1)에 가해지던 가압력이 줄어들고, 압력감지 센서(1)에 의해 가압력의 감소를 인지하여 감지결과가 사용자 단말기(200)로 전송됨으로써 사용자로 하여금 볼트(101)와 너트(102) 사이의 체결풀림을 감지할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 볼트(101)와 너트(102) 간의 체결풀림 감지장치가 제공된다.

Description

볼트와 너트간의 체결상태 풀림을 감지할 수 있는 체결풀림 감지장치{Sensor Device for Detecting Release Between Bolt and Nut}
본 발명은 볼트와 너트간의 체결상태 풀림을 감지할 수 있는 체결풀림 감지장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 볼트와 너트가 체결되어 있는 상태에서 체결상태가 느슨하게 되는 상황을 자동적으로 감지하고, 감지 결과를 무선통신에 의해 사용자 단말기로 전송함으로써, 사용자로 하여금 볼트와 너트간의 체결상태 변화를 실시간으로 인지할 수 있도록 하는 새로운 구성의 볼트와 너트 간의 체결풀림 감지장치에 관한 것이다.
볼트와 너트는 체결수단으로서 가장 널리 알려진 것 중의 하나이다. 볼트의 막대형 본체에 너트가 나사결합되어 서로 체결되는데, 진동이나 충격, 기타 여러 가지 이유로, 너트가 본체에 대해 회전하거나 또는 볼트가 너트에 대해 회전하여 볼트와 너트의 체결상태가 풀리게 되는 경우가 있다.
그런데 이와 같이 볼트와 너트의 체결이 풀리는 경우, 큰 문제를 야기할 수 있다. 예를 들어 중요한 구조적인 기능을 하는 강재판을 볼트와 너트를 이용하여 서로 결합하는 경우, 볼트와 너트의 체결풀림은 자칫 강재판의 결합 해체를 야기하여 구조물에 심각한 악영향을 줄 수가 있다. 따라서 이러한 볼트와 너트의 체결풀림은 원천적으로 방지하는 것이 가장 중요하지만, 볼트와 너트의 체결풀림을 방지하기 위한 여러 가지 조치를 취하더라도 예측하지 못한 다양한 원인에 의해서 볼트와 너트의 체결이 풀릴 수 있다. 이러한 경우, 중요한 것은 볼트와 너트의 체결 풀림을 신속하게 인지하는 것이다. 볼트와 너트의 체결 풀림을 조기에 인지할수록 볼트와 너트의 체결을 다시 견고하게 하는 등의 대처작업이 빨라지게 되고, 그에 따라 볼트와 너트의 체결풀림으로 인하여 야기되는 여러 가지 문제점의 발생을 사전에 예방할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 볼트와 너트의 체결상태가 풀리는 것을 관리자가 원격지에서 신속하게 인지할 수 있도록 함으로써, 볼트와 너트의 체결 풀림에 효과적으로 대응할 수 있도록 하는 것을 근본적인 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 머리부 및 봉형상의 본체로 이루어진 볼트와 너트 간의 체결상태 풀림을 감지할 수 있는 체결풀림 감지장치로서, 볼트의 본체가 관통하는 구조부재의 표면에 설치되며, 외부에서 가해지는 압력의 변화를 감지하여 감지된 결과를 사용자 단말기로 전송하는 압력감지 센서; 판부재로 이루어지며 길이 방향으로 볼트의 본체가 관통하는 제1부분과 압력감지 센서에 압력을 가하는 제2부분으로 구분되어, 제1부분은 볼트의 머리부와 구조부재의 표면 사이, 또는 너트와 구조부재의 표면 사이에 끼워져 있는 가압부재; 및 가압부재의 제2부분과 압력감지 센서 사이에 설치되어 제2부분에 대해 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하며; 볼트와 너트의 체결 상태가 풀리게 되면, 가압부재의 제1부분이 볼트의 본체를 따라 움직여서 제2부분에 의해 압력감지 센서에 가해지던 가압력이 줄어들고, 압력감지 센서에 의해 가압력의 감소를 인지하여 감지결과가 사용자 단말기로 전송됨으로써 사용자로 하여금 볼트와 너트 사이의 체결풀림을 감지할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 볼트와 너트 간의 체결풀림 감지장치가 제공된다.
이러한 본 발명에서, 상기 압력감시 센서는, 볼트와 너트의 고유 아이디와 같은 식별정보와 데이터를 저장하는 RFID 태그를 구비하고 있고 볼트와 너트의 식별 정보를 압력 변화 감지 결과와 함께 무선 방식으로 사용자의 단말기로 전송하는 RFID 압력센서로 이루어질 수 있으며; 상기 가압부재는 크랭크 형태로 절곡되어 있으며, 절곡된 부분을 중심으로 제1부분과 제2부분으로 구분되어 있고, 구조부재의 표면에 가까운 부분이 제1부분에 해당하고 제1부분보다 구조부재의 표면에서 이격되어 있는 부분이 제2부분에 해당하는 구조를 가질 수도 있다. 또한 탄성부재는 압축스프링으로 이루어질 수도 있다.
본 발명에 의하면, 볼트와 너트의 체결 상태가 풀리게 되면, 이를 자동적으로 인지하여 실시간으로 체결풀림 상태를 사용자에게 통지하게 된다. 특히, RFID 태그를 구비한 압력감지 센서를 이용하는 경우, 체결 풀림이 발행한 볼트와 너트의 식별 정보도 사용자에게 통지된다. 따라서 사용자는 어디에 존재하는 볼트와 너트의 체결이 풀렸는지를 인지하게 되고, 그에 따라 적절한 조치(현장으로 출동하여 너트를 다시 구조부재 방향으로 조여서 견고하게 볼트에 체결시키는 등의 조치)를 신속하게 취할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 본 발명에 따른 체결풀림 감지장치가 구조부재와 너트 사이에 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 대응되는 사시도로서 본 발명에 따른 체결풀림 감지장치가 볼트의 머리부 방향에 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 2에 대응되는 단면도로서, 도 3의 선 B-B에 따른 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 체결풀림 감지장치(10)가 구조부재(100)와 너트(102) 사이에 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 체결풀림 감지장치(10)는, 서로 체결되어 있는 볼트(101)와 너트(102) 간의 체결상태의 풀림 여부를 감지하는 장치로서, 구체적으로는 외부에서 가해지는 압력의 변화를 감지하여 감지된 결과를 사용자 단말기(200)로 전송하는 압력감지 센서(1); 상기 압력감지 센서(1)에 압력을 가하고 있으며, 볼트(101)와 너트(102)의 체결상태가 느슨하게 되어 볼트(101) 또는 너트(102)가 이동함에 따라 함께 이동하여 상기 압력감지 센서(1)에 대한 가압력을 변화시키게 되는 가압부재(2); 및 상기 가압부재(2)와 상기 압력감지 센서(1) 사이에 설치되며, 상기 가압부재(2)가 이동하더라도 계속하여 상기 가압부재(2)에 의해 압력감지 센서(1)에 가압력이 가해지게 하는 스프링 등으로 이루어진 탄성부재(3)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 도 1 및 도 2에 도시된 설치예에서, 머리부(111)와 나사산이 형성된 봉형상의 본체(112)로 이루어진 볼트(101)가 강재 판 등과 같은 구조부재(100)를 관통하여 볼트(101)가 설치되고, 관통된 볼트(101)의 본체(112)에 너트(102)가 체결되어 있다. 가압부재(2)는 중간이 크랭크 형상으로 절곡된 판부재로 이루어질 수 있는데, 가압부재(2)를 길이 방향으로 크랭크 형상을 가지도록 절곡된 부분을 기준으로 제1부분(21)과 제2부분(22)으로 구분하였을 때, 가압부재(2)의 제1부분(21)은, 구조부재(100)의 표면과 너트(102) 사이에 또는 구조부재(100)의 표면과 볼트(101)의 머리부(111) 사이에 끼여서 위치하게 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서는, 가압부재(2)의 제1부분(21)이, 너트(102)가 위치하게 되는 방향의 구조부재(100) 외면에서, 필요에 따라 삽입한 와셔(110)와 너트(102) 사이에 끼여 있다. 예를 들어, 가압부재(2)의 제1부분(21)에 관통공을 형성하여 구조부재(100)를 관통한 볼트(101)의 본체(112)에 와셔(110)를 삽입하고, 본체(112)를 상기 제1부분(21)의 관통공에 끼운 상태에서 상기 제1부분(21)의 외면 방향에서 너트(102)가 볼트(101)의 본체(112)에 나사 결합되어 있는 것이다. 이 경우, 와셔(110)는 필요에 따라 구비될 수 있는 것이므로, 경우에 따라서는 생략해도 무방하다.
압력감지 센서(1)는 가해지는 압력의 변화를 감지하는 것으로서, 가압부재(2)에 의해 가해지는 압력의 변화를 감지하고, 감지된 결과를 컴퓨터 등의 사용자 단말기(200)로 전송한다. 상기 압력감지 센서(1)로는, 해당 볼트(101)와 너트(102)의 고유 아이디(ID)와 같은 식별정보와 데이터를 저장하는 RFID 태그를 구비하고 있고 해당 볼트(101)와 너트(102)의 식별 정보를 압력 변화 감지 결과와 함께 무선 방식으로 사용자의 단말기(예를 들면, 휴대전화, PDA, 스마트폰 등의 이동통신 단말기나 컴퓨터 등의 단말기)로 전송하는 RFID 압력센서를 이용할 수 있다. 이러한 RFID 압력센서는 국내 특허출원 제10-2008-65920호, 국내 특허출원 제10-2005-111287호 등에 의해 이미 일예가 공지되어 있다. 상기 압력감지 센서(1)에는 배터리와 같은 자체 전원이 구비될 수 있다.
이러한 압력감지 센서(1)는 가압부재(2)가 위치하는 방향에서 구조부재(100)의 외면에 설치된다. 즉, 도면에 도시된 실시예와 같이 가압부재(2)의 제1부분(21)이 너트(102)와 구조부재(100) 외면 사이에 위치하게 되면, 상기 압력감지 센서(1)는 너트(102)가 설치되는 방향에서 구조부재(100)의 외면에 설치된다.
상기 압력감지 센서(1)는 상기 가압부재(2)의 제2부분(22)에 의한 압력이 가해질 수 있도록 배치된다. 즉, 도면에 도시된 실시예에서는 가압부재(2)의 제2부분(22) 아래쪽에 압력감지 센서(1)가 위치하는 것이다. 도면에 도시된 실시예에서 상기 가압부재(2)의 제1부분(21)은 구조부재(100)의 외면 또는 와셔에 밀착하게 되고 너트(102) 역시 가압부재(2)의 제1부분(21)에 밀착하게 되는데 비하여, 압력감지 센서(1)는 두께를 가지고 있으므로 가압부재(2)의 제2부분(22)이 압력감지 센서(1)의 외부(도면에서는 상부)에 위치할 수 있도록, 상기 가압부재(2)는 제1부분(21)과 제2부분(22)이 높이 차이를 가지도록 중간에 절곡되어 측방향의 단면으로 볼 때 크랭크형 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이렇게 크랭크 형태로 절곡된 가압부재(2)에서 구조부재(100)의 표면에 가까운 부분이 제1부분(21)에 해당하고 제1부분(21)보다 구조부재(100)의 표면에서 이격되어 있는 부분이 제2부분(22)에 해당한다.
상기 가압부재(2)의 제2부분(22)과 상기 압력감지 센서(1) 사이에는 탄성부재(3)가 설치된다. 상기 탄성부재(3)는 가압부재(2)가 움직이더라도 계속하여 가압부재(2)에 의해 압력감지 센서(1)에 가압력이 가해지도록 하는 부재로서, 도면에 도시된 실시예서는, 가압부재(2)의 제2부분(22) 하면과 압력감지 센서(1)의 상면 사이에 배치되는 압축 스프링으로 이루어져 있다.
이러한 구성을 가지는 본 발명에 따른 체결상태 감지장치(1)가 도면에 도시된 실시예와 같이 설치된 상태에서, 볼트(101)에 체결되어 있던 너트(102)가 느슨하게 되어 너트(102)가 볼트(101)의 본체(112)를 따라 본체(112)의 외측으로 이동하게 되면, 구조부재(100)의 외면과 너트(102) 사이에 간격이 생기게 되고, 구조부재(100)의 외면과 너트(102) 사이에 끼어 있던 가압부재(2)의 제1부분(21)은 볼트(101)의 본체(112)를 따라 외측으로 이동이 가능한 상태가 된다. 가압부재(2)의 제2부분(22)과 압력감지 센서(1) 사이에 탄성부재(3)가 눌려 있어 가압부재(2)의 제2부분(22)을 본체(112)의 외측으로 밀어내려는 힘이 가해져 있는 상태이므로, 위와 같이 가압부재(2)의 제1부분(21)이 이동 가능한 상태가 되면 탄성부재(3)의 탄성력에 의해 가압부재(2)의 제1부분(21)이 너트(102) 쪽으로 움직이게 된다. 그에 따라 가압부재(2)의 제2부분(22)에 의해 압력감지 센서(1)에 가해지던 압력이 줄어들게 되고, 압력감지 센서(1)는 이러한 압력의 변화 즉, 압력감소를 감지하여 압력감소를 알리는 신호를 사용자의 단말기로 전송하게 된다. 이 때, 압력감지 센서(1)가 RFID 압력센서로 이루어진 경우, 압력감지 센서(1)는 RFID 태그를 통해서 해당 너트(102) 또는 볼트(101)의 식별정보도 압력감소 인지 결과와 함께 사용자 단말기로 보낸다. 따라서 사용자는 단말기를 통해서 어디에 존재하는 너트(102)의 체결이 풀렸는지를 인지하게 되고, 그에 따라 적절한 조치(현장으로 출동하여 너트(102)를 다시 구조부재(100) 방향으로 조여서 견고하게 볼트(101)에 체결시키는 등의 조치)를 신속하게 취할 수 있게 된다.
앞서 언급한 것처럼 도면에 도시된 실시예에서는 압력감지 센서(1), 가압부재(2) 및 탄성부재(3)로 이루어진 본 발명의 체결풀림 감지장치(10)가, 너트(102)가 존재하는 방향의 구조부재(100) 외면에 구비되어 있으나, 볼트(101)의 머리부(111)가 존재하는 방향의 구조부재(100) 외면에 구비될 수도 있다.
도 3 및 도 4는 각각 도 1과 도 2에 대응되는 사시도와 단면도로서, 위에서 언급한 것처럼 본 발명의 체결풀림 감지장치(10)가, 볼트(101)의 머리부(111)가 존재하는 방향의 구조부재(100) 외면에 구비된 실시예에 대한 도면이다. 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 체결풀림 감지장치(10)를 설치하여 사용함에 있어서, 볼트(101)의 머리부(111)와 구조부재(100) 외면 사이에 가압부재(2)의 제1부분(21)이 끼여 있도록 하고, 나머지 압력감지 센서(1) 및 탄성부재(3)는 볼트(101)의 머리부(111)가 존재하는 방향의 구조부재(100)의 외면에 구비되도록 할 수 있는 것이다. 이러한 실시에는, 너트(102)가 움직이지 못하도록 고정된 상태에서 볼트(101)가 회전되어 너트(102)로부터 빠질 수 있는 상황에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서 볼트(101)와 너트(102)의 체결 풀림을 감지하는 과정과 효과는 압서 살펴본 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
10: 체결풀림 감지장치, 1: 압력감지 센서, 2: 가압부재, 3: 탄성부재

Claims (4)

  1. 머리부(111) 및 봉형상의 본체(112)로 이루어진 볼트(101)와 너트(102)간의 체결상태 풀림을 감지할 수 있는 체결풀림 감지장치(10)로서,
    볼트(101)의 본체(112)가 관통하는 구조부재(100)의 표면에 설치되며, 외부에서 가해지는 압력의 변화를 감지하여 감지된 결과를 사용자 단말기(200)로 전송하는 압력감지 센서(1);
    판부재로 이루어지며 길이 방향으로 볼트(101)의 본체(112)가 관통하는 제1부분(21)과 압력감지 센서(1)에 압력을 가하는 제2부분(22)으로 구분되어, 제1부분(21)은 볼트(101)의 머리부(111)와 구조부재(100)의 표면 사이, 또는 너트(102)와 구조부재(100)의 표면 사이에 끼워져 있는 가압부재(2); 및
    가압부재(2)의 제2부분(22)과 압력감지 센서(1) 사이에 설치되어 제2부분(22)에 대해 탄성력을 가하는 탄성부재(3)를 포함하며;
    볼트(101)와 너트(102)의 체결 상태가 풀리게 되면, 가압부재(2)의 제1부분(21)이 볼트(101)의 본체(112)를 따라 움직여서 제2부분(22)에 의해 압력감지 센서(1)에 가해지던 가압력이 줄어들고, 압력감지 센서(1)에 의해 가압력의 감소를 인지하여 감지결과가 사용자 단말기(200)로 전송됨으로써 사용자로 하여금 볼트(101)와 너트(102) 사이의 체결풀림을 감지할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 볼트(101)와 너트(102) 간의 체결풀림 감지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력감시 센서(1)는, 볼트(101)와 너트(102)의 식별정보와 데이터를 저장하는 RFID 태그를 구비하고 있고 볼트(101)와 너트(102)의 식별 정보를 압력 변화 감지 결과와 함께 무선 방식으로 사용자의 단말기(200)로 전송하는 RFID 압력센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼트(101)와 너트(102) 간의 체결풀림 감지장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가압부재(2)는 크랭크 형태로 절곡되어 있으며, 절곡된 부분을 기준으로 제1부분(21)과 제2부분(22)으로 구분되어 있고, 구조부재(100)의 표면에 가까운 부분이 제1부분(21)에 해당하고 제1부분(21)보다 구조부재(100)의 표면에서 이격되어 있는 부분이 제2부분(22)에 해당하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 볼트(101)와 너트(102) 간의 체결풀림 감지장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재(3)는 압축스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼트(101)와 너트(102) 간의 체결풀림 감지장치.
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