KR20180135733A - 체결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접촉방지기능을 갖는 체결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼트 등 체결구를 체결하는 과정에서 작업자가 체결구를 접촉하여 감전되는 것을 방지하기 위한 접촉방지기능을 갖는 체결장치에 관한 것이다.
본 발명의 체결장치는 상하방향으로 개구되어 볼트(200)가 삽입되는 삽입공간(115)과 상기 삽입공간(115) 끝에 개구되고 상기 볼트(200)의 몸체(210) 중 적어도 일부가 상부로 돌출되게 하는 볼트돌출구(110)가 형성된 본체(100)와, 상기 본체(100)의 삽입공간(115) 내측에 구비되고 상기 삽입공간(115)을 통과한 볼트헤드부(220)가 회전하여 안착되는 안착부(130)를 포함한다.

Description

체결장치{FASTENING DEVICE}

본 발명은 접촉방지기능을 갖는 체결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼트 등 체결구를 체결하는 과정에서 작업자가 체결구를 접촉하여 감전되는 것을 방지하기 위한 접촉방지기능을 갖는 체결장치에 관한 것이다.

최근 자동차에 전기부품이 많이 사용되면서, 자동차의 내부에 다양한 전장박스가 내장되고 있다. 이러한 박스는 자동차 배터리의 전원을 차량 내부의 각 부분으로 분배하는 기능을 담당한다. 이러한 박스 내부에는 전장 부품 사이를 연결하기 위해 볼트와 같은 체결구가 사용된다. 그 한 예로 도 1에는 조인트박스가 도시되어 있다. 이에 따르면, 조인트박스(1)(보다 정확하게는 조인트박스의 언더커버)에는 너트장착부(3)가 형성된다. 상기 너트장착부(3)는 다른 부분에 비해 상대적으로 요입되어 형성되는 것으로, 적어도 2면이 개구되어 형성된다. 상기 너트장착부(3)에는 측면 방향에서 너트(10)가 삽입되고, 상기 너트(10)에는 볼트가 체결되면서 버스바 등 전장부품을 고정하게 된다.

이러한 전장박스는 고전압을 발생시키기 때문에 작업자의 감전을 방지할 필요가 있고, 최근에는 이를 국제규격으로 정하고 있다. 예를 들어 박스의 조립과정에서 도체인 볼트에 작업자의 손가락이 닿지 않도록 해야 하는 것이다. 그런데 국제규격을 준수하여 핑거 프루프(Finger proof)를 적용하게 되면 위와 같이 볼트를 측면에서 밀어 넣는 슬라이드 방식을 적용할 수 없게 된다. 왜냐하면 측면에서 볼트를 밀어 넣기 위해 박스는 개방된 구조를 갖게 되고, 이러한 개방된 부분을 통해 작업자의 손가락이 볼트에 닿을 수 있기 때문이다.

물론, 볼트를 측면에서 밀어 넣지 않고, 상하방향으로 조립되는 볼트를 사용할 수도 있지만, 이 경우에는 볼트를 박스에 고정하기 위해서 별도의 너트를 필요로 하고, 버스바 등 다른 부분이 조립되기 전까지 볼트를 박스 내부에 가고정하는 것이 어려운 문제가 있다.

한국등록특허 제20-1996-0001670호

위에 제시한 문제점들을 해결하기 위해서, 본 발명의 목적은 작업 중에 감전을 예방하기 위한 핑거 프루프(Finger proof) 구조를 적용함과 동시에, 쉽게 볼트를 가고정할 수 있는 체결장치를 제공하는 데에 목적이 있다.

본 발명의 체결장치는 상하방향으로 개구되어 볼트가 삽입되는 삽입공간과 상기 삽입공간 끝에 개구되고 상기 볼트의 몸체 중 적어도 일부가 상부로 돌출되게 하는 볼트돌출구가 형성된 본체와, 상기 본체의 삽입공간 내측에 구비되고 상기 삽입공간을 통과한 볼트헤드부가 회전하여 안착되는 안착부를 포함한다.

상기 안착부에는 걸림단이 구비되어 상기 볼트헤드부가 상기 안착부에 삽입된 후 회전되면 상기 볼트헤드부가 상기 걸림단에 걸려 상기 안착부로부터 하방으로 분리되는 것이 방지된다.

상기 삽입공간은 상기 볼트헤드부에 대응하는 다각형으로 형성된다.

상기 안착부와 상기 볼트돌출구 사이에는 안착공간이 형성되어 상기 볼트헤드부가 상기 안착공간에 수납된다.

상기 걸림단은 상기 볼트헤드부가 회전하는 방향과 마주보는 면이 경사지게 형성된다.

상기 본체에 형성된 상기 볼트돌출구의 주변에는 다수의 식별홀이 형성되어 상기 볼트헤드부의 회전 상태를 확인할 수 있다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 체결장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 체결장치는 본체에 안착부가 형성되어 있어 특수 제작된 볼트를 사용하지 않고 일반적으로 사용되는 볼트를 사용할 수 있어 사용 편의성이 높고, 볼트를 손으로 회전 시키는 것만으로도 본체에 쉽게 가고정할 수 있어 공구를 필요로 하지 않는다.

또한, 본 발명은 측면에서 볼트를 삽입하는 슬라이드 구조를 사용하지 않으므로 측면으로 삽입되는 볼트를 손으로 접촉할 일이 없어 감전의 위험이 없게 되므로 안정성이 높아진다.

도 1은 종래 발명에 따른 체결 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시례를 구성하는 본체의 형상을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시례를 구성하는 본체의 안착부의 형상을 나타내기 위한 상면도이다.
도 4는 본 발명의 안착부에 일측에 구비된 걸림단의 형상을 나타낸 단면사시도이다.
도 5(a) 및 5(b)는 본 발명의 본체와 볼트를 결합하는 과정을 순차적으로 나타낸 작업상태도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 체결장치는 전장박스에 내장되는 볼트형식의 도전체를 가고정하기 위한 것이다. 예를 들어 볼트를 체결장치 내에 삽입하여 회전시키면 볼트의 탈락이 방지되므로 볼트의 가고정이 용이해지도록 하는 것이다.

본 발명의 체결장치는 크게 상하방향으로 개구된 본체(100)와 볼트의 헤드부(220)가 안착되는 안착부(130)로 구성된다. 상기 본체(100)는 상하방향으로 개구되고, 상기 볼트(200)는 상기 본체(100)의 개구부 일측(120)에 상기 볼트의 몸체(210) 일부가 드러나도록 삽입된다. 이하에서는 도면을 참조하여 구체적인 구조에 대해 설명하기로 한다.

도2에 도시된 본체(100)는 육면체 형상이지만 육면체 형상으로 한정하는 것은 아니며, 박스 내부에 설치가 용이한 형상이라면 어떤 형태이든 가능하다. 다만, 본 실시례에서는 육면체 형상의 본체(100)를 가지고 설명한다.

상기 본체(100)는 상하방향으로 개구되는 볼트삽입구(110)와 볼트돌출구(120)와 볼트(200)가 삽입되는 삽입경로(115)가 형성되어 있고, 볼트삽입구(110)로 삽입된 볼트(200)는 삽입경로(115)를 통과하여 볼트(200)의 몸체(210) 일부가 볼트돌출구(120)를 통해서 상기 본체(100)의 외부로 돌출된다.

볼트(200)의 헤드부(220)는 상기 본체(100) 내부로 삽입되되, 삽입경로(115)를 통해서 다시 빠져 나오지 않아야 하므로 볼트돌출구(120)의 크기는 상기 볼트헤드부(220)의 지름보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체(100)는 손가락이 닿아도 감전이 일어나지 않아야 하므로 절연재질을 포함한 부도체로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 본체(100)의 내부로 삽입된 상기 볼트헤드부(220)는 안착공간(140)에 머무르게 된다. 본체(100) 내부에 상기 안착공간(140)이 형성되는 깊이를 따로 제한하지는 않지만, 통상적으로 사용되는 상기 볼트헤드부(220)의 높이보다 조금 여유 있도록 형성되는 것이 좋다.

안착부(130)는 상기 안착공간(140)에 위치한 상기 볼트헤드부(220)를 임시로 고정하는 수단으로, 상기 볼트(200)가 상기 삽입경로(115)로 다시 떨어지는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 상기 안착부(130)는 상기 본체(100)의 일면에 형성된 상기 볼트삽입구(120)로 삽입되어 상기 안착공간(140)에 머무르던 상기 볼트헤드부(220)가 상기 삽입경로(115)로 다시 떨어져 상기 본체(100)와 분리되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로 상기 볼트헤드부(220)의 탈락을 방지할 수 있다면 형상에 제한은 없다.

도 4를 참조하면, 상기 안착부(130)는 상기 본체(100)의 내벽의 두께가 달라져서 생기는 단차부로 형성된다. 상기 안착부(130)의 형상에 의해 볼트(200)가 머무르는 안착공간(140)이 형성되고, 상기 볼트(200)가 상기 삽입경로(115)를 통과하면 상기 볼트헤드부(220)는 상기 볼트돌출구(120)에 막혀 상기 안착공간(140)에 머무르게 되고, 상기 볼트몸체(210)만 볼트돌출구(120)를 통과하여 돌출된다. 이렇게 상기 안착공간(140)에 있는 상기 볼트(200)를 일방향으로 회전시키면 상기 볼트헤드부(220)가 상기 안착부(130)에 걸려 임시로 고정된다.

이때, 상기 볼트(200)를 회전시켜 상기 볼트헤드부(220)가 상기 안착부(130)에 임시 고정되기 위해서는 상기 볼트(200)를 회전시키는 각도에 따라서 상기 볼트헤드부(220)의 반경이 변해야 하므로 상기 볼트헤드부(220) 및 상기 안착부(130)의 평면 형상은 원형이 아닌 다각형 형상이어야 한다.

도 3을 참조하면, 걸림단(131)의 형상이 도시되어 있다. 상기 걸림단(131)은 상기 안착부(130)에 안착된 볼트(200)가 일정각도 이상 회전하는 것을 방지하고, 본체(100)에 완전히 고정되도록 한다. 상기 안착부(130)는 상기 볼트(200)가 상기 본체(100)로부터 분리되지 않도록 임시로 고정하는 구성이라면, 상기 걸림단(131)은 상기 볼트(200)와 상기 본체(100)의 결합상태를 고정해주는 역할을 한다.

상기 걸림단(131)은 상기 안착부(130)의 일측에 형성되고, 상기 볼트(200)의 회전을 방지할 수 있다면 상기 걸림단(131)의 개수는 따로 한정하지 않는다. 상기 걸림단(131)은 상기 볼트헤드부(220)가 일방향으로 회전할 때는 통과시키고 역방향으로 회전하는 것은 방지해야 하므로 상기 볼트(200)가 회전하는 방향과 마주보는 면이 경사진 곡면을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 2를 참조하면, 상기 본체(100)의 볼트돌출구(120), 볼트 몸체(210)가 돌출되는 면에 다수의 식별홀(150)이 형성되어 있다. 상기 식별홀(150)은 상기 본체(100)를 사출 성형할 때 형성되는 것으로, 상기 볼트헤드부(220)가 상기 걸림단(131)에 걸려 회전이 방지되는 것을 육안으로 확인할 수 있도록 하는 역할도 한다.

다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 체결장치에 볼트(200)가 결합되는 과정을 설명하기로 한다.

육면체 형상의 본체(100)의 일면은 완전히 뚫려있는 볼트삽입구(110)가 형성되어 있고, 상기 볼트삽입구(110)와 마주보는 면에는 볼트의 헤드부(220)의 직경보다는 작은 크기의 볼트돌출구(120)가 형성되어 있으며, 상기 볼트삽입구(110)와 볼트돌출구(120)의 사이에는 삽입경로(115)가 형성되어 있다.

상기 볼트(200)는 상기 볼트삽입구(110)에 삽입되어 상기 삽입경로(115)를 통과하면 볼트몸체(210)가 상기 볼트돌출구(120)를 관통하여 돌출되고, 상기 볼트헤드부(220)는 상기 볼트돌출구(120)에 걸쳐 안착공간(140)에 머물게 되어 상기 볼트(200)가 상기 본체(100)를 통과하지 못한다.

사각으로 형성된 볼트헤드부(220)가 상기 볼트돌출구(120)에 걸려 상기 안착공간(140)에 머무르면 안착부(130)에 임시로 고정될 수 있도록 상기 볼트헤드부(220)를 일정각도 회전시켜준다. 상기 사각형의 볼트헤드부(220)를 회전시키면 상기 안착부(130)에 상기 볼트헤드부(220)의 모서리가 걸쳐져 상기 볼트(220)가 상기 본체(100)와 분리되지 않도록 임시로 고정된 상태가 된다.

이때, 상기 볼트헤드부(220)의 형상이 꼭 사각일 필요는 없으며, 안착부(130)에 안착할 수 있도록 일정각도 회전시켜줬을 때, 직경이 변한다면 볼트헤드부(220)의 형상을 한정하지 않는다.

상기 볼트(200)는 삽입경로(115)로 다시 떨어져 상기 본체(100)와 분리되지 않도록 상기 안착부(130)에 걸치게 된다. 상기 안착부(130)에 걸쳐진 볼트(200)를 다시 일방향으로 더 회전시키면 걸림단(131)에 걸려 상기 볼트(200)가 상기 본체(100)에 완전히 고정되게 된다.

이때, 상기 걸림단(131)은 상기 안착부(130)에 안착된 볼트(200)의 회전을 방지하고, 상기 본체(100)에 완전히 고정되도록 해야 한다. 따라서, 상기 걸림단(131)은 상기 볼트헤드부(220)를 통과시킬 수 있도록 상기 볼트(200)가 회전하는 방향과 마주보는 면이 경사진 곡면으로 형성되어 있다.

상기 안착부(130)에 안착된 볼트(200)를 일방향으로 회전시키면 상기 볼트헤드부(220)가 상기 걸림단(131)의 곡면으로 형성된 부분을 넘어서 체결음을 내며 단단히 고정되고, 역방향으로의 회전을 막아준다. 볼트헤드부(220)가 걸림단(131)에 걸려있는 형상은 도 3을 통해 도시되어 있다.

이때 상기 안착부(130)에 안착된 볼트는 상기 걸림단(131)에 의해 상기 볼트헤드부(220)의 회전 및 이탈이 방지되며, 상기 본체(100)의 내벽과 상기 걸림단(131) 사이에 고정된 볼트(200)는 시계방향 및 반시계방향 어느 방향으로도 회전이 방지된다.

상기 걸림단(131)은 볼트(200)가 오른나사 또는 왼나사인 경우 형성되는 위치가 상이하다. 상기 볼트(200)가 오른나사인 경우에는 반시계방향으로 회전하는 것을 방지해야하며, 상기 볼트(200)가 왼나사인 경우에는 시계방향으로 회전하는 것을 방지해야한다. 왜냐하면 오른나사와 왼나사의 잠금모멘트와 풀림모멘트의 방향이 서로 반대방향이기 때문에, 오른나사, 왼나사를 구분하지 않고 걸림단(131)을 형성하게 되면, 잠금모멘트보다 풀림모멘트가 강해져 걸림단(131)이 파손되는 경우가 발생하기 때문이다.

상기 본체(100)에 고정된 볼트(200)는 상기 볼트돌출구(120)와 같은 면에 형성된 식별홀(150)을 통해 육안으로 확인이 가능하다.

상기 본체(100)와 상기 볼트(200)가 완전히 고정 결합하면 하나의 체결장치로서 역할을 하게 되는데 상기 체결장치는 전장박스 내에 필요한 위치에 적절하게 설치할 수 있다.

상기 체결장치는 도전체 역할을 하는 볼트를 직접 만지지 않고도 박스 내에 용이하게 설치가 가능하다. 특히, 측면으로 볼트를 삽입하는 구조를 사용하지 않으므로 측면에 형성되는 개구부를 둘 필요가 없고, 개구부를 통해 내부에 손가락이 닿는 일이 없어지게 되어 감전에 노출되는 작업자의 위험을 크게 줄일 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 본체 110 : 볼트삽입구
115 : 삽입경로 120 : 볼트돌출구
130 : 안착부 131 : 걸림단
140 : 안착공간 150 : 식별홀
200 : 볼트 210 : 볼트몸체
220 : 볼트헤드부

Claims (6)

1. 상하방향으로 개구되어 볼트가 삽입되는 삽입공간과 상기 삽입공간 끝에 개구되고 상기 볼트의 몸체 중 적어도 일부가 상부로 돌출되게 하는 볼트돌출구가 형성된 본체와,
   상기 본체의 삽입공간 내측에 구비되고 상기 삽입공간을 통과한 볼트헤드부가 회전하여 안착되는 안착부를 포함하는 체결장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 안착부에는 걸림단이 구비되어 상기 볼트헤드부가 상기 안착부에 삽입된 후 회전되면 상기 볼트헤드부가 상기 걸림단에 걸려 상기 안착부로부터 하방으로 분리되는 것이 방지되는 체결장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 삽입공간은 상기 볼트헤드부에 대응하는 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 체결장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 안착부와 상기 볼트돌출구 사이에는 안착공간이 형성되어 상기 볼트헤드부가 상기 안착공간에 수납되는 것을 특징으로 하는 체결장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 걸림단은 상기 볼트헤드부가 회전하는 방향과 마주보는 면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 체결장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 본체에 형성된 상기 볼트돌출구의 주변에는 다수의 식별홀이 형성되어 상기 볼트헤드부의 회전 상태를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 체결장치.
   

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