KR20200005095A - 판형 부재용 체결 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 판형 부재용 체결장치는 판형 부재에 체결 수단을 장착하기 위한 것으로서, 볼트부와 너트부를 포함하여 이루어지고, 볼트부는 판상의 헤드부, 헤드부의 일 면에서 수직으로 돌출되는 몸통부, 및 몸통부로부터 수직으로 돌출되는 나사부로 이루어진다. 몸통부의 외측면은 평탄하게 구성되고, 너트부에는 몸통부가 끼워질 수 있는 몸통부 삽입 홈이 구비된다. 압입 공정의 필요없이 판형 부재에 체결 수단을 장착할 수 있으며, 체결 과정에서 판형 부재가 나사산이 있는 부분이 아니라 몸통부에 위치한 상태에서 체결되므로, 판형 부재의 두께가 나사산의 간격보다 얇더라도 완전하게 체결될 수 있다. 또한, 볼트부에 미리 너트부를 체결해 놓은 제품 상태로 배포하면, 헤드부가 해당 기기에 과도하게 삽입되어 발생할 수 있는 기기의 손상 위험을 방지할 수 있다.

Description

판형 부재용 체결 장치{ Connecting Apparatus for Plate Type Member }

본 발명은 판형 부재를 체결하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리벳을 이용할 때와 같은 압입 공정의 필요없이 판형 부재에 볼트나 너트를 장착할 수 있도록 하는 체결 장치에 관한 것이다.

자동차나 디스플레이 등 각종 산업 분야에서 판형 부재의 체결을 위해서는 대부분 리벳을 이용한다. 도 1은 팝 너트(Pop Nut)를 이용하여 압입 공정을 통해 판형 부재에 너트를 설치하는 예를 보인 것이다.

도 1a를 참조하자면, 팝 너트(10)는 판형 부재(21)의 구멍(23)에 결합되면서 걸림이 되도록 상부에 플랜지부(14)가 형성된다. 플랜지부(14)의 하측으로 내부에 홀이 형성되며, 압입되어 판형 부재(21)에 체결되도록 하는 접힘부(13)와, 볼트와의 체결을 위하여 나사산이 형성되는 나사부(15)로 이루어진다.

도 1b는 압입 공정을 거친 후의 모습을 보인 것으로서, 압입 공정을 거치면 팝 너트(10)의 취약 부분인 접힘부(13)가 외측으로 접히고, 플랜지부(14)와 같이 판형 부재(21)의 하부 표면에 밀착되어 고정된다.

도 1c는 이 판형 부재(21)에 타 판형 부재(31)를 체결한 예를 보인 것으로서, 판형 부재(21)의 상부에 다른 판형 부재(31)를 위치시키고, 상부에서 볼트(41)를 팝 너트(10)에 조이면, 두 판형 부재(21, 31)가 서로 체결된다.

한편, 상기와 같이 리벳 구조를 이용하여 판형 부재에 타 부재와 결합할 수 있도록 체결 수단을 설치하면, 반드시 압입 공정을 거쳐야 하므로, 압입을 위한 별도의 장비가 필요하다. 압입 장비의 필요성 때문에 압입 장비가 구비되지 않은 곳에서는 작업을 할 수 없어 불편하고, 작업의 효율성이 떨어진다. 또한 압입 공정에서 제품에 하자가 발생할 수 있다는 문제도 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압입 공정을 필요로 하는 리벳 구조를 이용하지 않고, 볼트와 너트 구조를 통해 판형 부재에 체결 수단을 설치할 수 있는 판형 부재용 체결 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 판형 부재용 체결 장치는 볼트부, 및 상기 볼트부와 나사 결합되는 너트부를 포함하여 이루어진다.

상기 볼트부는, 판형 부재에 형성된 체결 구멍으로 삽입되는 판상의 헤드부; 상기 헤드부의 일 면에서 수직으로 돌출되는 몸통부; 및 상기 몸통부의 상기 헤드부와 접하지 않는 면으로부터 수직으로 돌출되고, 상기 몸통부의 직경 이하의 직경을 가지며, 외측면을 따라 나사산이 형성된 나사부를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 너트부에는 상기 몸통부가 끼워질 수 있는 직경의 몸통부 삽입 홈이 구비된다.

상기 몸통부와 상기 몸통부 삽입 홈이 서로 접하는 면은 나사산이 형성되지 않고 평탄하게 구성될 수 있다.

상기 너트부는 상기 볼트부에 미리 체결된 상태로 구성될 수 있다.

이때 상기 판형 부재용 체결 장치는 미리 체결된 너트부가 이탈되지 않도록 구성될 수 있다.

상기 나사부에는 상기 헤드부를 회전시킬 수 있도록 공구를 삽입할 수 있는 공구 삽입 수단이 형성될 수 있다.

상기 너트부가 상기 볼트부에 일부 체결되는 깊이는, 상기 헤드부와 상기 너트부 사이의 거리가 상기 판형 부재를 구비한 기기의 내부에서 보호되어야 할 부품과 상기 판형 부재 사이의 거리보다 짧도록 설정된다.

본 발명의 판형 부재용 체결 장치를 이용하면, 압입 공정을 필요로 하는 리벳 구조를 이용하지 않고, 판형 부재에 체결 수단을 장착할 수 있다.

이에 따라, 작업의 유연성과 효율성이 향상되고, 압입 공정에서 발생하는 제품의 하자를 원천적으로 방지할 수 있다.

특히, 체결 과정에서 판형 부재는 나사산이 있는 부분이 아니라 평탄면을 갖는 몸통부에 위치되고, 이 상태에서 너트부를 조여 체결되므로, 판형 부재가 나사산의 간격보다 얇더라도 완전하게 체결될 수 있다.

또한, 볼트부에 미리 너트부를 체결해 놓은 제품 상태로 배포하거나 판매하면, 헤드부가 판형 부재를 통과하여 과도하게 삽입되어 발생할 수 있는 기기의 손상 위험을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 팝 너트 구조를 설명하는 예,
도 2는 종래의 팝 너트를 압입한 상태와, 판형 부재들을 팝 너트를 통해 체결한 상태를 설명하는 예,
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 판형 부재용 체결 장치의 실시예,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 판형 부재용 체결 장치가 판형 부재의 체결 구멍을 통해 장착되는 상태를 보인 예,
도 7은 너트부가 볼트부에 미리 체결된 실시예,
도 8은 볼트부에 공구 삽입 수단이 형성되는 실시예이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 판형 부재용 체결 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 판형 부재용 체결 장치의 횡 단면도이다.

판형 부재용 체결 장치(100)는 다양한 분야에서 사용되는 판형 부재에 체결 수단을 장착하기 위하여 사용된다.

판형 부재용 체결 장치(100)는 볼트부(110)와 너트부(120)를 포함하여 이루어지며, 볼트부(110)와 너트부(120)는 기본적으로 나사 결합된다.

이때 볼트부(110)는 헤드부(111), 몸통부(112), 및 나사부(113)를 포함하여 이루어진다.

헤드부(111)는 판형 부재에 형성된 체결 구멍으로 삽입되는 요소로서, 판형 부재와 직접 밀착되는 부분이며, 판형 부재와의 사이에 완전한 밀착이 이루어질 수 있도록 구성된다.

헤드부(111)의 모양, 두께, 재질, 크기 등 그 형태는 얼마든지 다양하게 구성될 수 있다. 헤드부(111)의 구체적인 예로서, 가로 길이와 세로 길이가 서로 다른 판의 형태로 구성될 수 있다.

그러면, 판형 부재에 형성된 체결 구멍으로 삽입된 후 회전하여 걸리는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 역할을 수행할 수 있는 한 헤드부(111)는 다양하게 구성될 수 있다.

몸통부(112)는 헤드부(111)의 일 면에서 수직으로 돌출되며, 나사부(113)는 몸통부(112)의 양 말단 중 헤드부와 접하지 않는 면으로부터 수직 돌출된다.

몸통부(112)와 나사부(113)의 길이는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

나사부(113)에는 외측면을 따라 나사산이 형성된다.

몸통부(112)의 직경은 나사부(113)의 직경보다 같거나 크게 구성된다.

즉, 몸통부(112)의 직경이 r1이고, 나사부(113)의 직경이 r2라면, 'r1 ≥ r2'이다. 몸통부(112)의 외측면에는 나사산이 형성되지 않으며, 평탄한 면으로 구성하는 것이 바람직하다.

너트부(120)는 볼트부(110)에 끼워져서 조임으로써, 헤드부(111)와 판형 부재를 밀착시켜 장착시킨다.

너트부(120)는 볼트부(110)의 나사부(113)에 형성된 나사산과 나사 결합을 할 수 있도록 나사산이 형성된 부분(123)과, 볼트부의 몸통부(112)가 끼워질 수 있는 직경을 갖는 몸통부 삽입 홈(122)을 포함하도록 구성된다.

즉, 너트부(120)에는 두 개의 홈이 형성되며, 몸통부(112)의 외측면과 접하는 몸통부 삽입 홈(122)의 내측면은 평탄한 면으로 구성하는 것이 바람직하다. 너트부(120)에서 나사산이 형성된 부분(123)과 몸통부 삽입 홈(122)의 길이는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

도 5와 도 6을 참조하여 판형 부재(21)에 판형 부재용 체결 장치(100)가 결합되는 모습을 살펴보기로 한다.

볼트부(110)의 헤드부(111)가 판형 부재(21)의 체결 구멍(21-1)을 통해 끼워진 다음에는 볼트부(110)를 90도 회전시킴으로써 헤드부(111)가 체결 구멍(21-1)에 걸리도록 한다.

별도로 도시되지는 않았지만, 판형 부재(21)의 이면에는 회전한 헤드부(111)가 정확한 위치에 놓이도록 하기 위해 안착 돌기 등이 형성될 수 있다.

도시된 예에서 헤드부(111)의 길이는 몸통부(112)의 직경보다 길고, 헤드부(111)의 넓이는 몸통부(112)의 직경보다 짧다.

체결 구멍(21-1)은 일정 직경을 갖는 원형의 구멍이 중심부에 형성되고, 이 원형 구멍의 한 쪽과 그 반대 쪽으로 일정 넓이의 구멍이 연장되어 형성된 예를 나타내고 있다.

여기서 원형 구멍 부분의 직경은 몸통부(112)의 직경에 대응한다. 즉, 원형 구멍 부분의 직경은 몸통부(112)가 삽입될 수 있도록 몸통부(112)의 직경보다 약간 크거나 같다.

이와 같이 판형 부재의 체결 구멍(21-1)과 볼트부(110)를 구성하면, 헤드부(111)를 체결 구멍(21-1)에 삽입하고 90도 회전시킨 후 너트부(120)를 조여 헤드부(111)와 판형 부재(21)를 밀착시켰을 때, 볼트부(110)가 어느 방향으로도 움직이지 못하게 되어 완전한 체결이 이루어질 수 있다.

이것은 원통형을 갖는 몸통부(112)가 체결 구멍(21-1)에서 원형으로 형성된 부분에 꼭 맞도록 끼워지기 때문이다.

이러한 구조를 위해서는 헤드부(111)의 넓이가 몸통부(112)의 직경보다 작게 구성되어야 한다. 만일 헤드부(111)의 넓이가 몸통부(112)의 직경보다 크면, 헤드부(111)를 체결 구멍(21-1)에 통과시키기 위하여 체결 구멍(21-1)에 형성되는 원형 구멍이 몸통부(112)의 직경보다 크게 형성될 수 밖에 없다. 그러면, 몸통부(112)가 체결 구멍(21-1)의 원형으로 형성된 부분에 정확히 맞도록 끼워질 수 없게 된다.

도 5와 도 6에 도시된 예를 통해 체결 장치(100)를 판형 부재에 안정적으로 결합시킬 수 있지만, 체결 구멍(21-1)과 본 발명에 따른 체결 장치(100)는 이러한 구조에 한정되는 것이 아니며, 다양하게 구성될 수 있다.

체결 과정에서 판형 부재(21)는 볼트부(110)의 나사부(113)가 아니라 몸통부(120)에 위치하도록 하며, 너트부(120)가 조여짐에 따라 너트부(120)의 말단이 판형 부재(21)를 헤드부(111)에 밀착하기 시작하고, 너트부(120)를 더욱 조임에 따라 헤드부(111)와 판형 부재(21)는 완전히 결합된다.

한편, 리벳 구조 대신 본 발명을 사용할 때는 판형 부재의 종류나 작업 숙련도 등에 따라 헤드부(111)가 판형 부재의 체결 구멍(21-1)을 지나 삽입되는 깊이가 중요한 문제로 부각될 수 있다.

구체적인 예로서, 판형 부재(21)가 텔레비전 세트나 모니터 등 두께가 얇은 디스플레이 장치의 후면 프레임일 경우, 작업자의 실수로 볼트부(110)를 판형 부재의 체결 구멍(21-1)으로 과도하게 집어 넣으면, 이로 인해 디스플레이 장치의 내부 회로 등이 손상될 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위하여 본 발명에 따른 판형 부재용 체결 장치(100)는 너트부(120)가 볼트부(110)에 미리 일정 깊이만큼 장착된 상태로 구성하여 배포 되거나 판매될 수 있다.

도 7은 너트부(120)가 볼트부(110)에 일정 깊이로 미리 체결된 상태를 나타낸 것이다.

이때 일정 깊이는 판형 부재(21)에 형성된 체결 구멍(21-1)을 통과하여 헤드부(111)가 삽입될 때 판형 부재(21)를 구비한 기기의 내부 회로 등을 손상시키지 않을 수 있는 길이이다.

즉, 헤드부(111)와 너트부(120) 사이의 거리 g1이 판형 부재(21)를 구비한 기기의 내부에서 보호되어야 할 부품과 그 판형 부재(21) 사이의 거리보다 짧도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 볼트부(110)의 말단은 미리 체결된 너트부(120)가 이탈되지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 너트부(120)가 볼트부(110)에 미리 체결된 후에는 너트부(120)의 이탈이 방지되도록 구성될 수 있다.

너트부(120)의 이탈을 방지하기 위해서 다양한 방법이 사용될 수 있다. 구체적인 예로서, 너트부(120)를 미리 체결한 후 볼트부의 말단(나사부의 말단)을 변형시키는 방법으로 너트부(120)의 이탈을 방지할 수 있다.

너트부(120)를 미리 조립해 놓은 상태에서는 판형 부재용 체결 장치(100)를 판형 부재(21)의 체결 구멍(21-1)에 끼우고 회전시키는 등 체결 작업에 대한 고려가 필요하다.

너트부(120)가 미리 조립되어 있어서 자유롭게 회전하기 때문에, 작업자가 판형 부재용 체결 장치(100)를 판형 부재의 구멍(21-1)에 끼우고 회전시키는 등의 작업을 진행하기가 곤란하기 때문이다.

이와 관련하여, 나사부(123)에 공구를 삽입할 수 있는 공구 삽입 수단이 형성될 수 있다. 공구 삽입 수단(113-1)은 나사부(113)의 내부에 홈의 형태로 구성될 수도 있고, 나사부(113)의 일 면에서 수직 방향으로 돌출되는 양각 형태로 구성될 수도 있다.

도 8은 공구 삽입 수단(113-1)의 일 실시예를 보인 것으로서, 육각 렌치가 들어갈 수 있도록 육각 홈으로 구성된 예가 나타나 있다. 그러나 일자 드라이버 등 다양한 공구가 사용될 수 있는 것이므로, 공구 삽입 수단(113-1)도 그에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.

21: 판형 부재
21-1: 체결 구멍
100: 판형 부재용 체결 장치
110: 볼트부
111: 헤드부
112: 몸통부
113: 나사부
113-1: 공구 삽입 수단
120: 너트부
122: 몸통부 삽입 홈

Claims (6)

1. 판형 부재를 체결하기 위한 장치에 있어서,
   볼트부, 및 상기 볼트부와 나사 결합되는 너트부를 포함하고,
   상기 볼트부는,
   판형 부재의 체결 구멍으로 삽입되는 판상의 헤드부;
   상기 헤드부의 일 면에서 수직으로 돌출되는 몸통부; 및
   상기 몸통부의 상기 헤드부와 접하지 않는 면으로부터 수직으로 돌출되고, 상기 몸통부의 직경 이하의 직경을 가지며, 외측면을 따라 나사산이 형성된 나사부를 포함하여 이루어지며,
   상기 너트부에는 상기 몸통부가 끼워질 수 있는 직경의 몸통부 삽입 홈이 구비된 것을 특징으로 하는 판형 부재용 체결 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸통부와 상기 몸통부 삽입 홈이 서로 접하는 면은 평탄한 면인 것을 특징으로 하는 판형 부재용 체결 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 너트부는 상기 볼트부에 미리 체결된 상태로 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 부재용 체결 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 나사부에는 공구를 삽입할 수 있는 공구 삽입 수단이 형성된 것을 특징으로 하는 판형 부재용 체결 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 미리 체결된 너트부가 이탈되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 부재용 체결 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 너트부가 상기 볼트부에 미리 체결되는 깊이는, 상기 헤드부와 상기 너트부 사이의 거리가 상기 판형 부재를 구비한 기기의 내부에서 보호되어야 할 부품과 상기 판형 부재 사이의 거리보다 짧도록 설정되는 것을 특징으로 하는 판형 부재용 체결 장치.

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