KR20190016243A - 볼트 - Google Patents

Abstract

외주연에 나사산이 형성된 본체와, 상기 본체 상단에 일체형으로 형성되며, 다수의 체결각을 구비하는 다각형 모양으로 형성되어 체결체에 의해 우선적으로 토크가 가해지는 제1 머리부와, 상기 제1 머리부의 상단에 일체형으로 형성되며, 상기 본체보다 작은 직경으로 구비되어 허용 토크 이상 발생시 절단되는 파단부와, 상기 파단부 상단에 일체형으로 형성되고, 상기 제1 머리부에 비해 비교적 작은 크기와 더 많은 체결각을 구비하는 다각형 모양으로 형성되어, 허용 토크 이상이 발생하면 상기 파단부에 토크가 전달될 수 있게 최종적으로 토크가 가해지는 제2 머리부를 포함할 수 있다.

Description

볼트{Bolt}

본 발명은 볼트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업자가 별도의 장비 없이 적정 토크로 체결되었는지 확인할 수 있는 볼트에 관한 것이다.

일반적으로 볼트는 너트 또는 나사구멍에 나사 결합 되어 두 개의 부재나 기계 부품 등을 체결하거나 암나사가 형성되어 있는 소켓에 삽입되어 체결할 때 사용하는 대표적인 기계요소이다.

이러한 볼트는 통상적으로 스패너나 소켓 렌치 등의 공구로 토크를 가할 수 있도록 다각형으로 형성되는 헤드부와, 헤드부에 일체로 연장되어 너트 또는 나사 구멍에 결합 되도록 나사산이 형성된 나사부로 구성된다.

볼트는 너트나 나사구멍에 나사 결합 될 때 각각의 기계부품이나 두 개의 부재에서 요구하는 규정 토크로 체결되어야 하는데, 규정 토크는 하나의 부품 또는 부재에서도 각각의 부위별로 다르게 되어 있어서 작업자가 볼트를 정상적으로 체결하고자 할 때는 작업 지침서를 보고 지침서에서 요구하는 토크대로 토크 렌치나 스패너 등을 사용하여 작업을 수행하였다.

상기 볼트의 경우, 작업자가 일일이 작업 지침서를 보면서 토크 렌치나 스패너 등을 사용하여 볼트를 규정 토크대로 체결한다는 것은 매우 번거롭기 때문에 통상적으로는 작업자의 감각에 의존하여 볼트를 체결하였다.

이로 인해, 볼트가 결합물에 적정 토크로 체결되었는지 확인할 수가 없어 볼트를 약하게 체결하여 진동에 의해 볼트가 쉽게 풀어지거나 볼트를 너무 강하게 체결하여 볼트가 결합물 내부에서 파단 되어 버리는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 작업 자침서 없이도 적정 토크로 체결되었는지 작업자가 직접 확인할 수 있는 볼트를 제공하는 것이다.

또한, 일체형으로 형성되어 볼트의 공정 시간을 단출할 수 있고, 중량 및 제작 단가를 낮출 수 있는 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 볼트는 외주연에 나사산이 형성된 본체와, 상기 본체 상단에 일체형으로 형성되며, 다수의 체결각을 구비하는 다각형 모양으로 형성되어 체결체에 의해 우선적으로 토크가 가해지는 제1 머리부와, 상기 제1 머리부의 상단에 일체형으로 형성되며, 상기 본체보다 작은 직경으로 구비되어 허용 토크 이상 발생시 절단되는 파단부와, 상기 파단부 상단에 일체형으로 형성되고, 상기 제1 머리부에 비해 비교적 작은 크기와 더 많은 체결각을 구비하는 다각형 모양으로 형성되어, 허용 토크 이상이 발생하면 상기 파단부에 토크가 전달될 수 있게 최종적으로 토크가 가해지는 제2 머리부를 포함할 수 있다.

상기 제1 머리부는 6각의 체결각을 가지는 다각형의 형상을 가지고, 상기 제2 머리부는 12각의 체결각을 가지는 다각형의 형상을 가질 수 있다.

상기 파단부는 상기 파단부의 외주연 하단과 상기 제1 머리부 상단의 접합면에 허용 토크 이상 발생시 전달되는 파단홈을 더 구비할 수 있다.

상기 파단부는 허용 토크 이상 발생시 절단되기 위하여 상기 제2 머리부로부터 직경이 점차적으로 감소하는 테이퍼 형상으로 구비될 수 있다.

상기 본체는 상기 본체의 하단에 목재, 콘크리트, 얇은 소재의 철판 중 적어도 하나의 결합물 내부에 직접적으로 천공을 생성하여 체결 및 고정되기 위해 끝단 형상이 뾰족한 원뿔 형상의 돌출부를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 볼트에 의하면 허용 토크 이상 발생시 절단부가 절단되어 적정 토크로 체결되는 볼트를 작업자가 직접 확인할 수 있는 것이다.

또한, 일체형으로 형성되어 볼트의 공정 시간을 단축할 수 있고, 중량 및 제작 단가를 낮출 수 있는 볼트를 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트를 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트에 허용 토크 이상 발생시 파단 되는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파단홈을 구비하는 볼트를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 테이퍼 형상의 파단부를 구비하는 볼트를 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 돌출부가 구비된 볼트를 나타낸 측면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 조금 더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분은 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 볼트에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트를 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트에 허용 토크 이상 발생시 파단 되는 모습을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트(10)는 제작시 일체형으로 형성되어 공정 시간을 단축할 수 있고, 중량 및 제작 단가를 낮출 수 있다.

그리고 상기 볼트(10)는 외주연에 나사산이 형성된 본체(100)와, 상기 본체(100) 상단에 일체형으로 형성되며, 다수의 체결각을 구비하는 다각형 모양으로 형성되어 체결체에 의해 우선적으로 토크가 가해지는 제1 머리부(110)와, 상기 제1 머리부(110)의 상단에 일체형으로 형성되며, 상기 본체(100)보다 작은 직경으로 구비되어 허용 토크 이상 발생시 절단되는 파단부(120)와, 상기 파단부(120) 상단에 일체형으로 형성되고, 상기 제1 머리부(110)에 비해 비교적 작은 크기와 더 많은 체결각을 구비하는 다각형 모양으로 형성되어, 허용 토크 이상이 발생하면 상기 파단부(120)에 토크가 전달될 수 있게 최종적으로 토크가 가해지는 제2 머리부(130)를 포함할 수 있다.

상기 볼트(10)는 결합물에 체결되기 위하여 수나사 형상의 나사산을 형성하는 상기 본체(100)를 구비할 수 있다.

상기 볼트(10)는 상기 본체(100)에 구비되어 있는 수나사 형상의 나사산을 통하여 목재, 콘크리트, 철판 및 패널 등의 결합물 내에 형성되어 있는 천공에 직접 체결되거나 상기 결합물 내부에 내주연이 암나사의 형상으로 구비되는 결합물에 체결될 수 있다.

또한, 상기 볼트(10)는 너트, 인서트 및 시멘트 또는 레진 충진 등의 방법을 이용하여 상기 결합물 내부에 체결되어 고정될 수 있다.

한편, 도 1에서 도시된 바와 같이, 상기 본체(100)는 전산 나사의 형상으로 형성되어 있으나 전산 나사 형상 외에 상기 볼트(10)의 쓰임에 따라 상기 본체(100)의 외주연의 형상이 호칭경 부분 나사, 피칭경 부분 나사 등의 형상으로 구비될 수 있다.

상기 본체(100)는 상단에 일체형으로 형성되어 다수의 체결각을 구비하는 다각형 형상으로 형성되어 렌치나 스패너 등의 상기 체결체에 의하여 우선적으로 토크가 가해지는 상기 제1 머리부(110)를 구비할 수 있다.

도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제1 머리부(110)는 상기 제1 머리부(110) 하단에 상기 볼트(10)의 체결력을 보다 더 강하게 하기 위해 사용되는 와셔를 더 구비할 수 있으며, 제조 과정 시에 상기 제1 머리부(110)의 하단에 평 와셔, 웨이브 와셔, 웨이브 스프링 와셔 등을 일체형으로 제작하여 구비될 수 있다.

그리고 상기 제1 머리부(110)는 상단에 일체형으로 형성되어 허용 토크 이상 발생하였을 때에 절단되는 상기 파단부(120)를 구비할 수 있다.

상기 파단부(120)는 외주연에 나사산이 형성된 상기 본체(100)의 직경에 비해 상대적으로 작게 형성되어 상기 볼트(10)에 허용 토크 이상 발생하였을 때에 상기 파단부(120)가 쉽게 절단될 수 있다.

한편, 상기 파단부(120) 상단에는 상기 볼트(10)를 사용자가 체결할 때에 허용 토크를 상기 파단부(120)에 전달할 수 있게 최종적으로 토크가 가해지는 상기 제2 머리부(130)를 구비할 수 있다.

상기 체결체에 따라 두께가 가변 되어 제작될 수 있는 상기 제2 머리부(130)는 본 실시 예에서는 상기 제1 머리부(110)보다 비교적 작은 크기와 더 많은 체결각을 구비하는 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.

예를 들면 도면에 도시된 바와 같이, 6각의 체결각을 가지는 다각형 형상의 상기 제1 머리부(110)는 상기 체결체가 접하는 상기 제1 머리부(110)의 직경이 상기 제2 머리부(130)보다 크고 상기 제2 머리부(130)보다 작은 체결각을 가지게 된다.

그리하여 상기 체결체는 상기 볼트(10)에 큰 토크를 줄 수 있고, 상기 볼트(10)가 상기 결합물에 체결될 때 우선적으로 상기 제1 머리부(110)에 큰 토크를 가하여 상기 볼트(10)를 허용 토크 이하로 신속하게 체결할 수 있다.

반면에, 상기 제2 머리부(130)는 상기 제1 머리부(110)보다 더 많은 12각의 체결각을 가지는 다각형 형상으로 형성되어, 상기 체결체가 접하는 상기 제2 머리부(130)의 직경이 상대적으로 상기 제1 머리부(110)보다 작고 원형에 가까운 큰 체결각을 가지게 된다.

따라서 상기 제1 머리부(110)에 상기 제2 머리부(130)는 비교적 작은 토크를 가할 수 있게 되어 보다 정교하고 정확하게 허용 토크까지 상기 볼트(10)를 체결할 수 있다.

그리고 최종적으로 상기 제2 머리부(130)를 체결할 때에 허용 토크 이상이 발생하게 되면 상기 제2 머리부(130) 하단에 일체형으로 형성되는 상기 파단부(120)가 절단될 수 있고, 상기 결합물에는 상기 파단부(120) 하단에 일체형으로 형성되어 구비되어 있던 6각의 체결각을 가지는 상기 제1 머리부(110)와 나사산이 형성 되어 있는 상기 본체(100)가 상기 결합물 내부에 체결될 수 있다.

또한, 작업자가 별도의 장비 없이도 상기 파단부(120)가 절단되어버린 상태로 체결되어 있는 상기 볼트(10)가 언더 토크나 오버 토크가 아닌 적정 토크 상태로 체결되었는지 쉽게 확인할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 서는 '상기 제1 머리부(110)가 6각의 체결각을 가지는 다각형 형상으로 형성되고 상기 제2 머리부(130)는 12각의 체결각을 가지는 다각형 형상으로 형성된다.' 라고 명시하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하고, 상기 제2 머리부(130)의 체결각은 적어도 상기 제1 머리부(110)보다 더 많은 체결각을 가지는 것이 바람직하다고 볼 수 있다.

한편, 허용 토크 이상 발생하여 상기 파단부(120)가 절단된 상기 볼트(10)는적정 토크로 상기 결합물에 체결되어 있는 상기 제1 머리부(110)와 상기 나사산이 형성된 본체(100)에 의하여 상기 결합물을 고정 및 결합시킬 수 있고, 상기 볼트(10)를 해체할 시에 적정 토크로 상기 결합물에 체결되어 있는 상기 제1 머리부에(110) 토크를 가하여 손쉽게 해체할 수 있다.

그리고 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 볼트(10)는 액체에 의해 발생 되거나 습한 대기 속에서 발생할 수 있는 상기 볼트(10) 내외부의 부식을 막기 위하여 상기 볼트(10)의 표면에 방청 효과를 위한 별도의 인산염 피막처리, 아연도금, 다크로 등의 표면처리를 할 수 있고, 이를 통하여 상기 볼트(10)의 부식을 미연에 방지할 수 있다.

이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 파단홈을 구비하는 볼트를 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 테이퍼 형상의 파단부를 구비하는 볼트를 나타낸 정면도이다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 볼트(10)에 구비되어 있는 상기 파단부(120)는 여러 가지의 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 볼트(10)는 앞서 상술한 바와 같이 상기 본체(100)와, 상기 제1 머리부(110)와, 상기 파단부(120)와, 상기 제2 머리부(130)를 포함할 수 있다.

상기 파단부(120)는 상기 파단부(120)의 외주연 하단과 상기 제1 머리부(110) 상단과의 접합면에 파단홈(121)을 구비할 수 있다.

상기 파단홈(121)은 상기 볼트(10)를 상기 결합물에 체결되기 위하여 토크를 가할 때 상기 볼트(10)에 허용 토크 이상이 발생하면 허용 토크 이상의 힘을 상기 파단홈(121)에 집중시켜 절단되게 함으로써 절단 후에 상기 파단부(120)와 상기 제1 머리부(110) 사이의 절단면이 깨끗하게 절단될 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 파단홈(121)은 상기 제2 머리부(130)와 상기 파단부(120)의 외주연 상단에도 형성될 수 있고, 상기 파단부(120)의 외주연 중심에도 상기 파단홈(121)을 형성할 수 있다.

즉, 상기 파단홈(121)은 상기 파단부(120) 외주연의 적어도 어느 한 곳에 형성될 수 있는 것이 바람직하다.

그러나 상술한 내용과 같이 상기 파단부(120)의 외주연 적어도 한곳에 생성되는 상기 파단홈(121)이 허용 토크 이상 발생하여 절단되면 상기 파단홈(121) 하부에 절단되지 않은 상기 파단부(120)가 남게 되지만 별도의 마감재를 구비하여 마감할 수 있다.

그리고 상기 파단부(120)는 상기 제2 머리부(130)로부터 직경이 점차 적으로 감소하여 양측면이 중심선에 관하여 대칭한 경사를 지니는 테이퍼 형상으로 형성되어 상기 제1 머리부(110)와 일체형으로 연결될 수 있다.

테이퍼 형상의 상기 파단부(120)는 상기 볼트(10)를 상기 결합물에 체결되기 위하여 토크를 가할 때 상기 볼트(10)에 허용 토크 이상이 발생하면 허용 토크 이상의 힘을 테이퍼 형상으로 형성되어 상대적으로 직경이 작은 상기 파단부(120)의 하단에 집중시켜 절단되게 함으로써 절단 후에 상기 파단부(120)와 상기 제1 머리부(110) 사이의 절단면이 깨끗하게 절단될 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 돌출부가 구비된 볼트를 나타낸 측면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 본체(100)는 본 발명의 실시 예에서 상술한 내용과 같이 다양한 형상의 상기 파단부(120)를 가질 수 있고, 상기 본체(100)는 상기 본체(100)의 하단에 목재, 콘크리트, 얇은 소재의 철판 등의 결합물 내부에 직접적으로 천공을 생성하여 체결 및 고정되기 위해 끝단 형상이 뾰족한 원뿔 형상의 돌출부(140)를 더 구비할 수 있다.

상기 돌출부(140)는 상기 볼트(10)가 체결되는 목재, 콘크리트, 얇은 소재의 철판 등의 결합물에 형성되어 있는 천공이 불완전한 경우나 연한 재질로 되어 있을 때에 상기 제1 머리부(110)와 상기 제2 머리부(130)의 조이는 힘만으로 천공을 만들 수 있게 끝단이 뾰족 끝의 형상을 가지는 상기 돌출부(140)를 구비할 수 있다.

그리고 도면에 도시되지 않았지만, 상기 돌출부(140)는 상기 결합물의 재질에 따라 상기 돌출부(140)의 끝단 형상이 뾰족 끝으로 형성되는 것 외에 봉끝, 드릴끝, 긴드릴끝, 탭끝 등의 끝단 형상을 구비하여 상기 결합물에 천공을 만들 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 볼트 100: 본체
110: 제1 머리부 120: 파단부
121: 파단홈 130: 제2 머리부
140: 돌출부

Claims (5)

1. 외주연에 나사산이 형성된 본체와,
   상기 본체 상단에 일체형으로 형성되며, 다수의 체결각을 구비하는 다각형 모양으로 형성되어 체결체에 의해 우선적으로 기준 토크가 가해지는 제1 머리부와,
   상기 제1 머리부의 상단에 일체형으로 형성되며, 상기 본체보다 작은 직경으로 구비되어 허용 토크 이상 발생시 절단되는 파단부와,
   상기 파단부 상단에 일체형으로 형성되고, 상기 제1 머리부에 비해 비교적 작은 크기와 더 많은 체결각을 구비하는 다각형 모양으로 형성되어, 허용 토크 이상이 발생하면 상기 파단부에 토크가 전달될 수 있게 최종적으로 토크가 가해지는 제2 머리부를 포함하는 볼트.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 머리부는 6각의 체결각을 가지는 다각형의 형상을 가지고, 상기 제2 머리부는 12각의 체결각을 가지는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 볼트.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 파단부는 상기 파단부의 외주연 하단과 상기 제1 머리부 상단의 접합면에 허용 토크 이상 발생시 절단되는 파단홈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 볼트.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 파단부는 허용 토크 이상 발생시 절단되기 위하여 상기 제2 머리부로부터 직경이 점차적으로 감소하는 테이퍼 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 볼트.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 본체는 상기 본체의 하단에 목재, 콘크리트, 얇은 소재의 철판 중 적어도 하나의 결합물 내부에 직접적으로 천공을 생성하여 체결 및 고정되기 위해 끝단 형상이 뾰족한 원뿔 형상의 돌출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 볼트.
   

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