WO2018174480A1

WO2018174480A1 - 접힘와셔와, 일방향볼트 및, 이들을 피체결부재에 체결하기 위한 일방향볼트 체결용 전용공구

Info

Publication number: WO2018174480A1
Application number: PCT/KR2018/003123
Authority: WO
Inventors: 황성규; 권순철
Original assignee: 황성규; 권순철
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2018-09-27
Also published as: CN108626236A

Abstract

본 발명은 일방향볼트와 함께 피체결부재의 체결공을 통과한 접힘와셔가 스스로 펼쳐지면서 상기 일방향볼트가 상기 체결공에 걸림되면서 너트와 함께 피체결부재를 체결할 수 있도록 하는 것으로서, 피체결부재에 대한 체결작업은 탄성력을 가진 결합부재에 의해 한 쌍의 분할편이 상호 연결된 접힘와셔와, 피체결부재의 체결공 내경보다 작은 외경의 머리부를 가진 일방향볼트와, 상기 접힘와셔와 일방향볼트를 파지하여 체결작업을 진행할 수 있게 하는 전용공구에 의해 이루어진다.

Description

접힘와셔와, 일방향볼트 및, 이들을 피체결부재에 체결하기 위한 일방향볼트 체결용 전용공구

본 발명은 볼트의 체결구조에 관한 것으로서, 피체결부재의 일측면이 폐쇄된 공간에 위치한 면인 경우와 같이 통상적인 볼트와 너트의 체결이 불가능한 경우로서, 피체결부재의 어느 한 방향에서의 작업만으로 볼트와 너트의 체결이 이루어질 수 있도록 하는 체결구조의 와셔와 볼트 및, 이들을 체결하기 위한 전용공구에 관한 것이다.

두 개의 물체를 결합시킴에 있어서는 용접, 리벳팅, 볼트체결 등의 다양한 방법들이 적용될 수 있으나, 그 중 볼트체결방법은 작업이 용이하고 열을 수반하지 아니하여 부재에 대한 열변형이 발생될 우려가 없다는 점에서 가장 널리 사용되는 접합방법의 하나이다.

이러한 볼트체결방식은 통상적으로 피체결부재에 관통 구비된 체결홀에 체결볼트를 삽입하고, 피체결부재의 이면에서 상기 체결볼트의 나사산에 너트를 체결하는 방식으로 이루어진다.

따라서 피체결부재의 양면에는 작업자의 손이나 공구의 접근이 용이해야 한다. 그러나 피체결부재의 이면이 폐쇄된 공간인 경우에는 손이나 공구의 접근이 불가능하므로 통상적인 볼트체결방법에 의한 접합 역시 불가능하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 특허공보 공고번호 90-000221호의 분할와셔를 이용한 보울트 체결방법 및 그 장치라는 발명이 제안된 바 있다.

상기한 종래기술은 도 18에 도시된 바와 같이, 이면이 은폐된 판체의 체결공의 구멍보다 큰 와셔를 분할하여 각 분할와셔 마다 인장선을 형성한 후, 먼저 분할와셔를 체결공에 삽입 가능한 방향과 각도로 뉘이거나 돌려 끼우고 뒤따라서 머리부를 삽입한 다음 인장선을 당겨서 각 분할와셔가 원상태로 보울트 머리부 내단에 조합되게 한 상태로 너트를 조여서 체결하도록 한다.

그런데 상기한 종래기술은 분할와셔를 인장선으로 당겨서 하나의 와셔형태로 조합되게 한다는 것이나, 이러한 분할와셔가 보이지도 않는 상태에서 인장선의 당김만으로 완전히 서로 분리된 각 분할와셔를 일체화시키면서 정위치에 자리잡게 한다는 것은 숙련공이 아니면 현실적으로 그리 용이하지 않을 뿐 더러 분할와셔의 고정작업에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피체결부재의 이면에 위치하게 되는 와셔가 자연스럽게 정위치에 설치될 수 있으며, 볼트의 체결작업이 매우 용이한 와셔, 일방향볼트 및, 이들을 체결하는 전용공구를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 피체결부재에 체결된 이후에는 체결된 볼트가 쉽게 풀리지 아니하여 체결구조의 안정성이 지속될 수 있는 와셔, 일방향볼트 및, 이들을 체결하는 전용공구를 제공함에도 또 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 한 쌍의 분할편과 상기 한 쌍의 분할편을 연결하는 결합부재로 이루어지는 것으로서, 상기 각 분할편은 직경이 서로 다른 반원 형상의 외곡면과 내곡면 및 이들 외곡면과 내곡면의 각 단부가 연결된 직선단부면으로 이루어져, 외력에 의해 한 쌍의 분할편이 상기 직선단부면의 내측선을 기준으로 겹쳐지도록 접어지고, 상기 결합부재는 탄성력을 가지고 있어 상기 외력을 제거하면 한 쌍의 분할편이 결합부재의 탄성력에 의해 원형의 형상으로 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 접힘와셔가 제공된다.

상기 접힘와셔와 함께 피체결부재를 체결하는 일방향볼트는 수나사가 구비된 나선부와 상기 나선부의 일측 단부에 구비되며 외경이 나선부의 외경과 접힘와셔의 내경보다는 크고, 피체결부재의 체결공의 내경보다는 작게 형성되는 머리부로 이루어지고, 상기 나선부의 타측 단부의 전단면에는 공구결합홈이 구비된다.

상기 피체결부재에 체결되는 접힘와셔와 일방향볼트를 사용하기 위한 전용공구는, 볼트파지부와 와셔파지부 및 손잡이로 이루어지고, 상기 볼트파지부는 내향 경사진 몸체부와 상기 몸체부의 전단면에 외향 돌출된 결합돌기로 이루어지고, 상기 와셔파지부는 와셔걸침부와 와셔지지부로 이루어진다.

본 발명은 접힘와셔가 피체결부재의 체결공을 통과한 후 자력으로 펼쳐지고, 진입봉의 와셔안내면에 의해 자연스럽게 와셔가 체결공의 정위치에 삽입되므로, 체결작업이 매우 용이하여 비숙련공에 의해서도 볼트체결작업을 용이하게 하여 경제성을 도모할 수 있게 한다.

또한 본 발명은 수작업 너트를 회전시켜 일방향볼트를 체결하더라도 미끄럼방지수단이 볼트의 머리부를 고정시켜주기 때문에 일방향볼트가 헛도는 것을 방지하여 체결작업을 용이하게 한다.

또한 본 발명은 미끄럼방지수단과 보강재에 의해 한 쌍의 분할편이 서로 분리되어 이탈되지 않도록 하므로 피체결부재에 대한 체결상태의 구조적 일체성을 지속적으로 유지시켜 내구성을 향상시킨다.

또한 본 발명은 전동공구를 사용할 수 있게 하여 체결작업의 신속성을 도모할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 접힘와셔에 관한 제1실시예의 사시도이다.

도 2는 상기 제1실시예의 접힘와셔에 관한 변형예의 전면과 후면의 각 사시도이다.

도 3은 본 발명의 접힘와셔에 관한 제2실시예를 분해 한 것과 결합한 것의 각 사시도이다.

도 4는 상기 제2실시예의 접힘와셔에 관한 변형예의 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일방향볼트에 관한 제1실시예의 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일방향볼트에 관한 제2실시예의 사시도이다.

도 7은 상기 제2실시예의 일방향볼트의 적용예에 관한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 전용공구에 관한 제1실시예의 사시도이다.

도 9는 본 발명의 전용공구에 관한 제2실시예의 사시도이다.

도 10은 상기 제2실시예의 전용공구에 접힘와셔가 파지된 상태의 사시도이다.

도 11은 본 발명의 전용공구에 관한 제3실시예를 상부와 하부 및 측면에서 바라본 각각의 입면도이다.

도 12는 상기 제3실시예의 전용공구에 접힘와셔를 파지시킨 상태의 사시도 및 각 부분의 단면도이다.

도 13은 상기 제3실시예의 전용공구를 이용하여 일방향볼트를 체결시키기 위한 준비상태의 사시도이다.

도 14는 상기 제3실시예의 전용공구에 일방향볼트를 파지시키는 과정을 설명하는 단면도이다.

도 15는 일방향볼트와 접힘와셔를 피체결부재의 체결공에 삽입시킨 후 접힘와셔가 펼져지도록 하는 과정을 설명하는 단면도이다.

도 16은 전동공구를 이용하여 일방향볼트를 너트로 체결하는 과정을 설명하는 단면도이다.

도 17은 임팩트렌지로 너트를 최종 조임하는 과정을 설명하는 단면도이다.

도 18은 피체결부재의 일방향에서 볼트를 체결하는 방법에 관한 종래기술의 단면도이다.

본 발명에 의한 일방향볼트와, 상기 접힘와셔와 일방향볼트를 파지하여 체결작업을 진행할 수 있게 하는 전용공구는 일방향볼트와 함께 피체결부재의 체결공을 통과한 접힘와셔가 스스로 펼쳐지면서 상기 일방향볼트가 상기 체결공에 걸림되면서 너트와 함께 피체결부재를 체결할 수 있도록 하는 것으로서, 피체결부재에 대한 체결작업은 탄성력을 가진 결합부재에 의해 한 쌍의 분할편이 상호 연결된 접힘와셔와, 피체결부재의 체결공 내경보다 작은 외경의 머리부를 가진 일방향볼트와, 상기 접힘와셔와 일방향볼트를 파지하여 체결작업을 진행할 수 있게 하는 전용공구에 의해 이루어진다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 일방향볼트(200)와 함께 피체결부재(500)의 체결공(501)을 통과한 접힘와셔(100)가 스스로 펼쳐지면서 상기 일방향볼트(200)가 상기 체결공(501)에 걸림되면서 너트(451)와 함께 피체결부재(500)를 체결할 수 있도록 한다.

이러한 접힘와셔(100)와 일방향볼트(200) 및 이들을 피체결부재(500)의 체결공(501)에 삽입시키고 체결시키는 전용공구(300)는 기술적으로 상호간에 특별한 관계를 가진다.

도 1 내지 4는 그 중 접힘와셔(100)에 관한 것으로서, 이들은 모두 손으로 접는 등 외력을 가하면 반원의 형상으로 접어지고, 잡은 손을 놓는 등 외력을 제거하면 스스로 펼쳐져 원형링 형상의 통상적인 와셔와 동일한 구조를 가진다.

즉 상기 접힘와셔(100)는 한 쌍의 분할편(110)과, 상기 한 쌍의 분할편(110)을 연결하는 결합부재(130)로 이루어지되, 상기 결합부재(130)는 탄성력을 가지고 있어 서로 겹쳐지도록 접어진 한 쌍의 분할편(110)이 탄성력에 의해 펼쳐지게 한다.

도 1, 2는 이러한 접힘와셔(100)의 제1실시예를 도시한 것이다.

제1실시예의 분할편(110)은, 직경이 서로 다른 반원 형상의 외곡면(111)과 내곡면(112) 및 이들 외곡면(111)과 내곡면(112)의 각 단부가 연결된 직선단부면(113)으로 이루어진다.

아울러 상기 분할편(110)을 연결하는 결합부재(130)는 탄성력을 가진 탄성박판(131)으로 구성되며, 상기 탄성박판(131)은 각 분할편(110)의 내면에 부착된다. 여기에서 ‘분할편(110)의 내면’이라 함은 접힘와셔(100)의 두 면 중 피체결부재(500)에 접하게 되는 면을 의미한다.

이와 같이 탄성박판(131)이 내면에 부착된 한 쌍의 분할편(110)은, 손으로 접는 등 외력에 의해 상기 직선단부면(113)의 내측선을 기준으로 겹쳐지도록 접어지고, 상기 외력을 제거하면 한 쌍의 분할편(110)이 상기 탄성박판(131)의 탄성력에 의해 원형링의 형상으로 펼쳐져 통상적인 와셔와 같게 된다.

상기 탄성박판(131)은 탄성력을 잃지 않고 충분히 접어질 수 있으면서도 외력을 제거하였을 때 탄성력에 의해 즉시 완전 복원될 수 있는 것이면 족하는 것으로서, 그 재질을 특별히 제한할 필요는 없다. 예컨대 고탄성 고무재질의 패드를 부착시킴으로써 자력에 의한 접힘와셔(100)의 펼쳐짐과 더불어, 접힘와셔(100)가 펼쳐진 후 피체결부재(500)의 이면에 대한 큰 밀착력과 마찰력을 가지게 할 수도 있다. 이러한 고무재질의 패드는 체결된 부분에 진동이 발생하더라도 이를 흡수하여 체결된 일방향볼트(200)가 쉽게 해제되지 않도록 한다.

상기 분할편(110)의 외면에는 미끄럼방지수단(120)이 더 구비될 수 있다. 도 2는 상기 미끄럼방지수단(120)이 더 구비된 접힘와셔(100)를 도시한 것이다.

분할편(110)의 외면은 후술하는 일방향볼트(200)의 머리부(210) 내측에 접하게 되는 바, 이들 사이에 마찰력을 가지게 함으로써 상기 결합부재(130)가 파손되더라도 분할편(110)들이 일방향볼트(200)로부터 이탈하지 않고 구조적 일체성을 지속할 수 있게 한다.

이러한 미끄럼방지수단(120)은 각 분할편(110)의 외면에 거친 천이나 얇은 고무막을 부착시킬 수도 있도, 도 2에 도시된 바와 같이 요홈(120a)으로 구성하고, 일방향볼트(200)의 머리부(210) 내측에도 상기 요홈(120a)에 삽입되는 돌기를 형성시켜 이들이 서로 체결되는 구조를 가지게 할 수도 있다.

상기 분할편(110)에는 피체결부재(500)의 체결공(501)에 삽입되는 끼움편(114)이 더 구비될 수 있다. 상기 끼움편(114)은 분할편(110)의 내곡면(112)에서 내면쪽으로 돌출형성되는 것으로서, 접힘와셔(100)가 정확한 위치에 놓여진 상태에서 일방향볼트(200)의 체결작업이 이루어지게 함으로서 작업성과 결합구조의 안정성을 향상시킨다.

이러한 끼움편(114)은 돌출부분이 반드시 연속될 필요는 없으며, 조각편이 일정한 간격으로 돌출되는 형상일 수도 있다. 그러나 접힘와셔(100)가 접혀질 때 요구되는 각도만큼 접어지는 것을 간섭하는 구조로 이루어져서는 안된다.

도 3, 4는 본 발명의 접힘와셔(100)에 관한 제2실시예이다.

제2실시예의 분할편(110) 역시, 직경이 서로 다른 반원 형상의 외곡면(111)과 내곡면(112) 및 이들 외곡면(111)과 내곡면(112)의 각 단부가 연결된 직선단부면(113)으로 이루어지고, 상기 분할편(110)을 연결하는 결합부재(130)가 탄성력을 가지는 구조로 이루어진다는 점에서는 제1실시예와 다르지 않다.

다만 제2실시예의 결합부재(130)는 박판형상이 아닌 링형상으로 이루어진다. 즉 제2실시예에서의 결합부재(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 탄성링(132)으로 이루어지고, 상기 탄성링(132)을 각 분할편(110)의 외곡면(111)을 감아줌으로써 한 쌍의 분할편(110)이 하나의 원형링 형상이 되도록 서로 연결된다.

따라서 제2실시예의 각 분할편(110) 외곡면(111)에는 탄성링(132)이 삽입되는 링홈(111a)이 구비된다.

상기 탄성링(132)은 탄성을 가지면서 유연한 선형상의 부재가 링형상으로 이루어진 것이면 족하는 것이나, 바람직하게는 스프링링 또는 고무링이 사용된다.

분할편(110)의 내곡면(112)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 연결보강홈(112a)이 더 구비될 수 있다.

상기 연결보강홈(112a)은 접힘와셔(100)의 장기간 사용에 따른 탄성링(132)의 기능저하를 보강하여, 지진 등에 의한 진동이 가해진다고 하더라도 일체화된 접힘와셔(100)의 각 분할편(110)이 쉽게 분리되지 않고 와셔의 형상을 지속적으로 유지시켜 체결구조의 안정성을 도모할 수 있게 한다.

즉 한 쌍의 분할편(110)에 각 구비된 연결보강홈(112a)은 서로 연통하도록 형성되어, 보강재(460)가 충진될 수 있는 하나의 공간을 형성하고, 상기 공간에 충진된 보강재(460)로 하여금 서로 연결된 분할편(110)이 분리되지 않도록 한다.

따라서 상기 연결보강홈(112a)은 분할편(110)의 직선단부면(113)을 향해 개방되도록 구성되어야 하는 것으로서, 내곡면(112)의 일부분에만 구성될 수도 있으나, 내곡면(112) 전체에 대하여 구성되게 함으로써 한 쌍의 분할편(110)을 연결하였을 때 외곡면(111)에 구비된 링홈(111a)과 마찬가지로 링형상의 연속된 홈이 형성되도록 하여 보강재(460) 충진의 용이성을 도모하는 것이 바람직하다.

상기 연결보강홈(112a)에 충진되는 보강재(460)는 경화 후 높은 인장력을 발휘할 수 있는 것이면 족하는 것으로서, 예컨대 에폭시수지가 사용될 수 있다

이와 같이 분할편(110)에 연결보강홈(112a)이 구비된 경우에는 일방향볼트(200)의 나선부(220)에 연결보강홈(112a)에 대한 보강재(460)의 공급이 용이하게 이루어지도록 하는 보강재투입홈(223)을 길이방향으로 형성시키는 것이 바람직하다.

제2실시예의 접힘와셔(100)에 미끄럼방지수단(120)과 끼움편(114)을 더 구비시킬 수 있음은 제1실시예와 다르지 않다.

도 5, 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 일방향볼트(200)를 도시한 것이다.

상기 일방향볼트(200)는 앞서 설명한 접힘와셔(100)가 삽입되는 것으로서, 수나사(312a)가 구비된 나선부(220)와, 상기 나선부(220)의 일측 단부에 구비된 머리부(210)로 이루어진다. 상기 머리부(210)는 나선부(220)에 삽입된 접힘와셔(100)가 걸림되어 이탈되지 않도록 하는 것이므로, 그 외경은 나선부(220)의 외경과 접힘와셔(100)의 내경보다는 크게 구성되나, 일반적인 볼트의 머리부(210)와는 달리 피체결부재(500)의 체결공(501)의 내경보다 작게 형성된다.

따라서 일방향볼트(200)의 머리부(210)는 절반으로 접어진 접힘와셔(100)와 함께 피체결부재(500)의 체결공(501)을 통과할 수 있게 되며, 상기 체결공(501)을 통과한 접힘와셔(100)는 스스로 펼쳐지면서 체결공(501)에 걸려 일방향볼트(200)가 체결공(501)을 통해 다시 빠져나오지 못하게 함으로써 볼트로서의 기능을 할 수 있게 한다.

아울러 나선부(220)의 타측 단부의 전단면에는 공구결합홈(221)이 구비된다. 상기 공구결합홈(221)은 후술하는 전용공구(300)의 볼트파지부(310)에 의해 일방향볼트(200)가 임시 파지될 수 있게 한다. 상기 공구결합홈(221)의 내면에 암나사(221a)를 형성하고, 상기 공구결합홈(221)에 삽입되는 볼트파지부(310)의 결합돌기(312) 외면에 수나사(312a)를 형성하여 이들이 나사체결방식으로 결합될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 물론 이들의 임시파지방식은 단순 끼움방식이 될 수도 있다.

또 나선부(220)의 타측 단부 외면에는 회전방지파지면(222)이 더 형성될 수 있다. 상기 회전방지파지면(222)은, 접힘와셔(100)와 일방향볼트(200)의 머리부(210)를 피체결부재(500)의 체결공(501)에 삽입시킨 후 상기 일방향볼트(200)의 나선부(220)에 너트(451)를 체결하고자 할 때 이를 파지하여 일방향볼트(200)가 너트(451)와 함께 회전하여 헛도는 것을 방지한다. 이러한 회전방지파지면(222)은 적어도 한 쌍의 서로 평행하는 대칭면으로 이루어진다.

일방향볼트(200)의 나선부(220) 외면에 길이방향으로 보강재투입홈(223)을 더 구비시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같으며, 도 7은 상기 보강재투입홈(223)을 통해 접힘와셔(100)의 연결보강홈(112a)에 보강재(460)가 충진된 상태를 도시한 것이다.

도 8 내지 12는 지금까지 설명한 접힘와셔(100)와 일방향볼트(200)를 체결하는 전용공구(300)의 각 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 전용공구(300)는 접힘와셔(100)가 삽입된 일방향볼트(200)를 피체결부재(500)에 체결시키는 것으로서, 볼트파지부(310)와 와셔파지부(320) 및 손잡이(330)로 이루어진다.

상기 볼트파지부(310)는 일방향볼트(200)를 임시 파지하여 피체결부재(500)의 체결공(501)으로 머리부(210)를 삽입시킬 수 있도록 하는 것으로서, 내향 경사진 몸체부(311)와 상기 몸체부(311)의 전단면에 외향 돌출된 결합돌기(312)로 이루어진다.

결합돌기(312)는 일방향볼트(200)에 구비된 공구결합홈(221)에 삽입됨으로써 상기 일방향볼트(200)가 전용공구(300)에 임시 고정된다.

상기 결합돌기(312)는 몸체부(311)에 일체로 형성될 수도 있으나, 몸체부(311)로부터 탈부착이 가능한 구조로 형성시킴으로써 결합돌기(312)의 교체를 용이하게 할 수도 있다.

한편 일방향볼트(200)는 전용공구(300)가 회전될 때 함께 회전되어야 한다. 따라서 상기 결합돌기(312)와 공구결합홈(221)은 서로 헛돌지 않도록 체결되는 구조로 이루어져야 한다. 예컨대 이들을 삼각, 사각 등 다각형의 동일한 단면으로 구성시켜 끼움결합되게 하거나, 각각에 수나사(312a)와 암나사(221a)를 형성시켜 상호간에 나사체결방식으로 결합되도록 한다.

아울러 몸체부(311)의 내향 경사진 형상은 피체결부재(500)의 체결공(501)을 통과한 접힘와셔(100)가 펼쳐진 후 상기 체결공(501)의 정위치에 놓여지게 안내함으로써, 접힘와셔(100)에 작용하는 하중에 편심이 발생하지 않으면서 일방향볼트(200)의 머리부(210)를 통해 전달되는 조임력을 피체결부재(500)에 분산시켜 체결상태의 안정성을 도모하게 한다.

상기 와셔파지부(320)는 이등분으로 접어진 접힘와셔(100)가 일방향볼트(200)와 함께 피체결부재(500)의 체결공(501)에 삽입될 때까지 접힘와셔(100)를 임시 파지하는 부분으로서, 접혀진 접힘와셔(100)가 걸쳐지는 와셔걸침부(321)와 접혀진 접힘와셔(100)가 후방으로 밀려나지 않도록 하게 하는 와셔지지부(322)로 이루어진다.

이러한 전용공구(300)의 제1실시예는 도 8에 도시된 바와 같이, 와셔결침부는 몸체부(311)보다 작은 단면의 길이부재(321a)로 이루어지고, 와셔지지부(322)는 수직판(322a)의 형상으로 구성되며 손잡이(330)의 전단부에 위치한다. 이때 와셔걸침부(321)의 길이부재(321a)는 상기 수직판(322a)의 중심에서 벗어난 테두리쪽에 위치하게 함으로써

길이부재(321a)에 걸쳐진 접힘와셔(100)의 외곡면(111)이 지나치게 외측으로 돌출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기한 와셔걸침부(321)의 길이부재(321a)에 대한 단면은 접힘와셔(100)가 상기 길이부재(321a)에 걸침된 상태에서 접혀지는 각도가 피체결부재(500)의 체결공(501)에 삽입될 수 있을 정도가 되도록 그 크기가 설정되어야 하며, 바람직하게는 충분한 휨강도를 가지면서도 접힘와셔(100)의 접힘각도를 크게 할 수 있도록 길이부재(321a)를 쐐기단면의 형상으로 구성시킨다.

도 9는 전용공구(300)의 제2실시예를 도시한 것이다

제2실시예에 의한 전용공구(300) 역시 와셔걸침부(321)가 몸체부(311)의 단면보다 작은 단면의 길이부재(321a)로 이루어진다는 점에서는 제1실시예의 전용공구(300)와 차이가 없다.

다만 제2실시예에 의한 전용공구(300)는 와셔지지부(322)가 손잡이(330)의 전단부에 구비되는 안착홈부(322b)로 구성된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.

따라서 제2실시예에서는 이등분으로 접어진 접힘와셔(100)의 단부쪽이 상기 안착홈부(322b)에 끼워지기 때문에 접어진 상태의 접힘와셔(100)를 작업자가 안정적으로 잡을 수 있게 된다.

이때 수직단면상으로 길이부재(321a)와 안착홈부(322b)가 형성되는 방향은 서로 반대방향이 되도록 구성시키는 것이 바람직하며, 이는 제1실시예에서 길이부재(321a)를 수직판(322a)의 테두리쪽에 치우치게 위치시키는 것과 동일한 이유이다.

도 3, 4에 도시된 제2실시예의 접힘와셔(100)가 사용되는 경우, 접힘와셔(100)의 분할편(110)을 접게 되면, 한 쌍의 분할편(110)은 탄성링(132)에 의해서만 서로 결합되어 있기 때문에, 일방향볼트(200)와 함께 접힘와셔(100)를 피체결부재(500)의 체결공(501)을 통과시킬 때 좌우로 움직이면서 상기 탄성링(132)이 이탈되어 접힘와셔(100) 자체가 분해될 우려가 있게 된다. 따라서 안착홈부(322b)에 놓여진 접힘와셔(100)의 각 분할편(110)이 움직이지 않고 고정되도록 함으로써 이들이 분해되지 않도록 하는 이탈방지대(323)가 상기 안착홈부(322b)의 내면에 구비될 수 있다.

상기 이탈방지대(323)는, 안착홈부(322b)의 내면에서 전방을 향하여 수평 돌출되도록 형성되는 것으로서, 도 10에 도시된 바와 같이 한 쌍의 분할편(110)이 연결되면서 접어진 부분의 안쪽에 삽입되어 걸려지도록 함으로써 안착홈부(322b)에 놓여진 접힘와셔(100)가 움직이지 않고 고정되도록 한다.

지금까지 설명한 전용공구(300)의 제1, 2실시예는 접힘와셔(100)를 와셔걸침부(321)에 삽입시킨 후 작업자가 한 손으로 접힘와셔(100)를 이등분으로 접어 파지한 상태에서, 다른 한 손으로 전공공구의 손잡이(330)를 잡고 상기 접힘와셔(100)를 피체결부재(500)의 체결공(501)에 밀어 넣는다.

그러나 다음에 설명하는 제3실시예의 전용공구(300)는 접힘와셔(100)를 손으로 직접 파지할 필요가 없게 한다.

도 11은 제3실시예의 전용공구(300)를 상부와 측면 및 하부에서 바라본 상태를 각 도시한 것으로서, 길이부재(321a)인 와셔걸침부(321)에는 양면이 내측으로 들어간 삽입고정홈(321b)이 형성되고, 상기 삽입고정홈(321b)에는 전방자석(324a)이 구비되며, 와셔지지부(322)에는 제2실시예에서와 같이 안착홈부(322b)가 형성되고, 상기 안착홈부(322b)의 내면에는 후방자석(324b)이 구비된다.

양측의 삽입고정홈(321b)에는, 와셔걸침부(321)에 삽입되고 이등분으로 접어진 접힘와셔(100)의 양쪽 분할편(110)의 각 내면이 접하게 된다. 이때 상기 삽입고정홈(321b)에는 전방자석(324a)이 구비되어 있기 때문에 삽입고정홈(321b)에 접한 각 분할편(110)은 결합부재(130)의 탄성력에도 불구하고 작업자가 손으로 파지를 하지 않아도 접힘와셔(100)가 접혀진 상태를 그대로 유지하게 된다.

이러한 접힌상태의 유지력은 분할편(110)이 삽입고정홈(321b)의 내면에 접하는 면적이 클수록 증가되는 바, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기의 접하는 면적이 최대가 되도록 와셔걸침부(321)의 삽입고정홈(321b) 부위는 도 12의 (b)에서와 같이 상방으로 점차 두께가 얇아지는 쐐기단면의 형상을 가지게 하는 것이 바람직하다.

또한 접힘와셔(100)의 접힘된 내면쪽으로 와셔걸침부(321)가 삽입되는 형상으로 파지되기 때문에 접힘된 와셔의 반원은 도 12의 (c)에서와 같이 전방의 끝단인 직선단부면(113)이 상향 돌출되면서, 호형의 외곡면(111)은 내측으로 하향 경사진 각을 가지게 된다. 따라서 와셔걸침부(321)의 양측에 구비되는 각 삽입고정홈(321b)은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 전방으로 기울어진 각도(α)를 가지는 평행사변형으로 형성시킴으로써, 접힘와셔(100)의 외곡면(111)과 일치시키는 것이 바람직하다.

본 실시예의 전용공구(300)에서는 손잡이(330)부의 후단면에 다각 단면을 가지는 전동체결돌기(331)를 더 구비시킴으로써 전동드릴 등의 전동공구(410) 사용을 가능하게 할 수 있다.

이러한 전동체결돌기(331)는 전동공구(410)의 척(411, chuck)에 삽입 고정되어 전동공구(410)의 회전에 따라 전용공구(300)가 회전될 수 있도록 하는 것으로서, 일방향볼트(200)의 파지, 피체결부재(500)의 체결공(501)에 대한 진입 및, 일방향볼트(200)의 나선부(220)에 대한 너트(451)의 체결과정이 전동공구(410)의 1회사용만으로 순차적으로 계속 이루어져 체결작업의 신속성을 도모할 수 있게 한다.

이때 볼트파지부(310)의 결합돌기(312)와 와셔파지부(320)이 와셔걸침부(321) 및 전동체결돌기(331)의 각 단면의 중심선(o-o’)은 도 11에 도시된 바와 같이 일직선을 이루도록 함으로써 전용공구(300)의 회전시 편심이 발생되지 않도록 해야 한다.

도 13 내지 17은 본 발명의 전용공구(300)를 이용하여 피체결부재(500)의 일측에서 일방향볼트(200)로 피체결부재(500)를 체결하는 작업과정을 도시한 것이다.

본 상기의 작업과정은, i) 전용공구(300)의 와셔파지부(320)와 볼트파지부(310)의 각각에 접힘와셔(100)와 일방향볼트(200)를 파지시키고접힘와셔(100)와 일방향볼트(200)의 파지단계, ii) 전용공구(300)를 피체결부재(500)의 체결공(501)에 진입시켜 접힘와셔(100)와 일방향볼트(200)가 상기 체결공(501)을 통과하여 피체결부재(500)의 이면에 위치하도록 하면서 상기 접힘와셔(100)가 펼쳐지도록 한 후접힘와셔(100)의 펼침단계, iii) 피체결부재(500)의 전면에 위치하고 있는 일방향볼트(200)의 나선부(220)에 너트(451)를 체결하여 고정시키는 단계너트(451)의 체결단계로 이루어진다.

이들의 각 단계를 전용공구(300)에 관한 제3실시예에서 전동공구(410)를 이용하여 체결시키는 것을 예로 하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

a) 접힘와셔(100)와 일방향볼트(200)의 파지단계(도 14 참조);

도 13은 피체결부재(500)에 대한 일방향볼트(200)의 체결작업을 위해 전용공구(300)에 일방향볼트(200) 등의 부품을 파지 내지 삽입시켜 준비한 상태를 도시한 것이다. 피체결부재(500)에 대한 일방향볼트(200)의 체결작업은 상기 피체결부재(500)에 고정되는 부품의 전부가 전용공구(300)에 파지되거나 삽입된 상태에서 시작된다. 예컨대 통상적으로 너트(451)와 피체결부재(500)의 사이에는 그 표면의 상태를 보정하거나 체결너트(451)가 헐거워지는 것을 방지하기 위한 평와셔(452)가 개재되는 바, 도 13에 도시된 바와 같이 전용공구(300)에에 접힘와셔(100), 평와셔(452) 및, 너트(451)가 순차로 파지 및 삽입되고, 볼트파지부(310)에 의해 일방향볼트(200)가 파지된 상태에서 일방향볼트(200)의 체결작업이 진행된다.

따라서 먼저, 전용공구(300)의 전동체결돌기(331)를 전동공구(410)의 척(411, chuck)에 삽입 고정시킨 상태에서 너트(451), 평와셔(452)를 순차로 먼저 전용공구(300)에 삽입시킨 후, 접힘와셔(100)를 삽입하고 이를 접어 와셔걸침부(321)의 양 측면에 구비되어 있는 전방자석(324a)에 의해 분할편(110)의 각 내면이 부착 고정되게 하고, 접힘와셔(100)의 후방이 안착홈부(322b)에 삽입되어 그 내면에 구비되어 있는 후방자석(324b)에 부착 고정되게 함으로써 접힘와셔(100)의 파지를 완료한다. 접힘와셔(100)의 파지가 완료되면, 전동공구(410)를 회전시켜 일방향볼트(200)의 공구결합홈(221)에 볼트파지부(310)의 결합돌기(312)가 체결되면서 파지되도록 한다.

b) 접힘와셔(100)의 펼침단계(도 15 참조);

전용공구(300)에 대한 모든 부품의 삽입 내지 파지작업이 완료되면, 일방향볼트(200)와 접힘와셔(100)가 피체결부재(500)의 체결공(501)을 통과하도록 밀어 넣은 후, 도 15에 도시된 바와 같이 접힘와셔(100)의 일부분이 체결공(501)에 걸리게 한 상태에서 전용공구(300)를 잡아당김으로써 전방자석(324a)과 후방자석(324b)에 의해 접힘 고정되었던 접힘와셔(100)의 접힘 상태가 해제되게 한다.

상기 접힘와셔(100)는 전방자석(324a)과 후방자석(324b)에 의한 고정상태가 해제되면 탄성수단에 의해 스스로 펼쳐지면서 하나의 일체로 된 원형링 형상의 와셔가 형성되면서, 일방향볼트(200)의 머리부(210)를 걸리게 하여 일방향볼트(200)에 대한 앵커링(anchoring) 기능을 한다.

c) 너트(451)의 체결단계(도 16 참조);

접힘와셔(100)가 피체결부재(500)의 이면에서 펼쳐지면 다시 전용공구(300)를 잡아당겨 접힘와셔(100)가 몸체부(311)의 내향 경사진 면에 의해 유도되어 체결공(501)의 정위치에 놓여지게 한 후, 너트(451)가 회전되지 않도록 이를 파지한 상태에서 전동공구(410)로 전용공구(300)를 회전시키면, 일방향볼트(200)가 회전하면서 너트(451)와 체결된다.

전용공구(300)에 의한 일방향볼트(200)의 체결이 완료된 후, 필요에 따라 임팩트렌치(420)를 이용하여 다시 한번 최종 조임을 해줌으로써 너트(451)가 쉽게 해제되지 않도록 한다. 상기한 최종 조임은 도 17에 도시된 바와 같이 일방향볼트(200)의 회전방지파지면(222)이 파지된 상태에서 너트(451)를 회전시키는 방식으로 이루어진다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

본 발명은 볼트의 체결구조에 관한 것으로서, 피체결부재의 일측면이 폐쇄된 공간에 위치한 면인 경우와 같이 통상적인 볼트와 너트의 체결이 불가능한 경우로서, 피체결부재의 어느 한 방향에서의 작업만으로 볼트와 너트의 체결이 이루어질 수 있도록 하는 체결구조의 와셔와 볼트 및, 이들을 체결하기 위한 전용공구에 관한 것으로서 산업상 이용가능성이 있는 발명이라 할 수 있다.

Claims

한 쌍의 분할편(110)과, 상기 한 쌍의 분할편(110)을 연결하는 결합부재(130)로 이루어지는 것으로서,

상기 각 분할편(110)은, 직경이 서로 다른 반원 형상의 외곡면(111)과 내곡면(112) 및 이들 외곡면(111)과 내곡면(112)의 각 단부가 연결된 직선단부면(113)으로 이루어져, 외력에 의해 한 쌍의 분할편(110)이 상기 직선단부면(113)의 내측선을 기준으로 겹쳐지도록 접어지고,

상기 결합부재(130)는 탄성력을 가지고 있어 상기 외력을 제거하면 한 쌍의 분할편(110)이 결합부재(130)의 탄성력에 의해 원형의 형상으로 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 접힘와셔.
제1항에 있어서,

상기 결합부재(130)는 한 쌍의 분할편(110)의 내면에 부착되는 탄성박판(131)인 것을 특징으로 하는 접힘와셔.
제2항에 있어서,

상기 분할편(110)의 외면에는 미끄럼방지수단(120)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 접힘와셔.
제1항에 있어서,

상기 결합부재(130)는 탄성링(132)이고,

상기 각 분할편(110)의 외곡면(111)에는 상기 탄성링(132)이 삽입되는 링홈(111a)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 접힘와셔.
제4항에 있어서,

상기 각 분할편(110)의 내곡면(112)에는 연결보강홈(112a)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 접힘와셔.
제1항에 있어서,

상기 분할편(110)의 내곡면(112)에는 피체결부재(500)의 체결공(501)에 삽입되는 끼움편(114)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 접힘와셔.
접힘와셔(100)가 삽입되는 것으로서,

수나사(312a)가 구비된 나선부(220)와,

상기 나선부(220)의 일측 단부에 구비되며 외경이 나선부(220)의 외경과 접힘와셔(100)의 내경보다는 크고, 피체결부재(500)의 체결공(501)의 내경보다는 작게 형성되는 머리부(210)로 이루어지고,

상기 나선부(220)의 타측 단부의 전단면에는 공구결합홈(221)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 일방향볼트.
제7항에 있어서,

상기 나선부(220)의 타측 단부 외면에는 회전방지파지면(222)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 일방향볼트.
제7항에 있어서,

상기 나선부(220)의 외면에는 길이방향으로 보강재투입홈(223)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 일방향볼트.
접힘와셔(100)가 삽입된 일방향볼트(200)를 피체결부재(500)에 체결시키기 위한 것으로서,

볼트파지부(310)와 와셔파지부(320) 및 손잡이(330)로 이루어지고,

상기 볼트파지부(310)는 내향 경사진 몸체부(311)와 상기 몸체부(311)의 전단면에 외향 돌출된 결합돌기(312)로 이루어지고,

상기 와셔파지부(320)는 와셔걸침부(321)와 와셔지지부(322)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일방향볼트 체결용 전용공구.
제10항에 있어서,

상기 와셔걸침부(321)는 몸체부(311)의 단면보다 작은 쐐기단면 형상의 길이부재(321a)로 이루어지고,

상기 와셔지지부(322)는 손잡이(330)의 전단부에 구비되는 수직판(322a)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일방향볼트 체결용 전용공구.
제10항에 있어서,

상기 와셔걸침부(321)는 몸체부(311)의 단면보다 작은 단면의 길이부재(321a)로 이루어지고,

상기 와셔지지부(322)는 손잡이(330)의 전단부에 구비되는 안착홈부(322b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일방향볼트 체결용 전용공구.
제12항에 있어서,

상기 안착홈부(322b)의 내면에는 전방을 향하여 돌출되는 이탈방지대(323)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 일방향볼트 체결용 전용공구.
제12항에 있어서,

상기 와셔걸침부(321)에는 양면이 내측으로 들어간 삽입고정홈(321b)이 형성되고, 상기 삽입고정홈(321b)에는 전방자석(324a)이 구비되며,

상기 와셔지지부(322)의 안착홈부(322b) 내면에는 후방자석(324b)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 일방향볼트 체결용 전용공구.
제14항에 있어서,

손잡이(330)부의 후단면에는 다각 단면을 가지는 전동체결돌기(331)가 구비되고, 볼트파지부(310)의 결합돌기(312)와 와셔파지부(320)의 와셔걸침부(321) 및 전동체결돌기(331)의 각 단면의 중심선(o-o’)은 일직선을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 하는 일방향볼트 체결용 전용공구.