KR20020055224A - 풀림방지 구조를 갖는 보울트 체결수단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고장력의 체결상태를 유지하여 체결의 신뢰성 확보를 가능케 할 목적으로 탭핑가공이 끝난 나사산의 일부를 펀치가공하고 그 펀칭된 부분만큼 나사산의 두께 폭이 확대되어 이와 맞물리는 탭 부분의 나사산과 상호 유격 공차없는 최대 마찰력이 유지됨으로 각 방향의 회전이 간섭되게 한 풀림방지 구조를 갖는 보울트 체결수단에 관한 것이다.

Description

풀림방지 구조를 갖는 보울트 체결수단 {a bolt with structure of removed prevention}

본 발명은 풀림방지 구조를 갖는 보울트 체결수단에 관한 것이다.

좀더 구체적으로 본 발명은 고장력의 체결상태를 유지하여 체결의 신뢰성 확보를 가능케 할 목적으로 탭핑가공이 끝난 나사산의 일부를 펀치가공하고 그 펀칭된 부분만큼 나사산의 두께 폭을 확대시킬 수 있음으로 나착결합시 확대된 두께 폭으로 유격 공차없는 최대 마찰력을 형성하여 견고한 체결상태를 유지할 수 있는 보울트 체결수단에 관한 것이다.

일반적으로, 건축재료나 기계부품의 체결을 위해 사용되는 보울트는 특별히 탈거되어야 할 경우를 제외하고는 견고한 체결상태가 유지되어야 피착물의 확보에 신뢰성을 부여할 수 있을 것인데, 특히 복수개의 기계요소가 상호 조립 체결되어 구동되는 정밀 기계가공장치일 경우 작동에 따른 안전성과 가공의 정밀도를 유지하기 위해서는 보울트의 체결력이 무엇보다도 중요한 요소로 기능한다.

그러나 보울트가 체결되어 있는 대부분의 기계가공장치는 동력전달과정이나 운전과정을 통한 마찰 및 압력으로 지속적인 충격과 진동을 유발하며, 이러한 외부적인 요인의 발생은 결국 보울트의 체결상태를 해제시키는 원인으로 기능한다.

예컨대, 충격과 진동의 지속은 일 회전방향으로 체결된 보울트의 역회전 토르크(torque)를 증대시켜 축선을 따라 체결된 보울트의 역회전을 촉진하게 되는데,축 선상의 피치(pitch) 사이에 위치되어 맞물려진 탭 부분의 나사산 두께 폭과 상기 피치와는 일정한 유격 공차가 허용되어 있음으로 미세한 충격이나 진동에도 상기 유격에 의한 보울트 축의 유동성이 가능해져 보울트 축에 가해지는 우호적인 하중이나 마찰이 분산되어 더 이상의 지지력을 유지할 수 없다는 것이다.

이러한 원인은 결국 제품의 정밀도와 안전성을 약화시키는 등 작동의 신뢰성과 내구성을 보장할 수 없게되어 잦은 오차보정이나 부품교체 및 수시점검을 필요로 한다.

따라서, 기계의 회전방향과 다른 쪽 방향으로 나사선을 형성하거나 스프링 와셔 등을 이용하여 체결된 보울트의 풀림을 방지하는 방안이 오래전부터 제안되어 활용되고 있는데, 나사선의 방향에 따른 부품의 호환성과 와셔의 제작 및 내구성의 측면을 고려할 때 그 효용성이 매우 낮아 사용자에 대한 만족감을 부여하지 못하였고, 보울트 축의 끝단을 두 부분으로 절개한 탄성공간부로 소정의 쐐기역할을 수행토록 한 방안도 제시되었으나 제조공정이 경제적이지 못하고 체결 및 탈거작업이 매우 불편하다는 사용상의 문제점을 포함하고 있다.

따라서, 보통의 체결 및 탈거방법이 적용되는 간단한 풀림방지 구조를 보울트에 부여하여 외부의 충격이나 진동에도 견고함과 긴밀함이 유지될 수 있도록 배려되어야 할 필요가 있다.

본 발명의 풀림방지 구조를 갖는 보울트 체결수단은 상기의 요망사항을 만족하기 위해 안출되어진 것으로 보울트 혹은 너트의 나사산에 대한 단순한 펀치가공으로 나착체결시 탭과 유격 공차없는 긴밀한 체결력이 유지됨과 동시에 통상의 체결 및 탈거방식으로 관통 보울트나 탭 보울트 어느 것이나 적용될 수 있어 호환성과 경제성을 만족함으로 각종 건축재료 및 기계부품의 안정적인 사용을 보장함에 그 목적이 있다.

상기의 목적은 한 쌍의 보울트와 너트로 구성되는 체결수단에 있어서, 상기 각 체결수단의 나사산 일부를 선택적으로 펀치가공하여 함몰시킴으로 펀칭된 부분만큼 나사산의 두께 폭이 두텁게 확대되어 이와 맞물리는 탭 부분의 나사산과 상호 유격 공차없는 최대 마찰력이 유지될 수 있어 각 방향의 회전이 간섭됨에 따라 달성될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 풀림방지 구조를 갖춘 보울트의 일 실시예를 부분적으로 확대 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 풀림방지 구조에 대한 개념도.

도 3은 본 발명의 풀림방지 구조를 갖는 보울트 체결상태의 확대 단면도.

도 4는 본 발명의 풀림방지 구조를 조임너트에 형성한 후 일반 보울트를 체결시킨 확대 단면도.

도 5는 보울트에 적용되는 풀림방지 구조의 다양한 실시예로서,

(a)는 풀림방지 구조가 축부의 전체 길이방향에 형성된 것이고,

(b)는 (a)도의 상태에서 길이방향을 따라 부분적으로 형성된 것이며,

(c)는 나사산의 회전방향을 따라 횡 방향으로 형성된 것이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2 : 축 2a,20a : 나사산

2b,20b : 함몰부 Ｌ₁: 두께 폭

Ｌ₂: 피치 폭 α: 유격 공차

10 : 보울트 20 : 너트

이하, 본 발명의 보울트 체결수단은 첨부도면을 참조로 설명되는 실시예를 통해 구체적으로 재현될 수 있다.

첨부된 도 1은 본 발명이 적용되는 보울트의 일 실시예도이며, 도 2는 풀림방지 구조에 대한 개념을 단면 상태로 설명한 것인바, 도시된 바와 같이 개선된 기능을 갖는 본 발명은 헤드(1)와 축(2)으로 구분되는 보통의 보울트(10)와 너트(20) 모두에 적용되는데, 이때 본 발명의 보울트(10)와 너트(20)가 한 쌍으로 결합될 시 특별한 경우를 제외하고는 그 어느 하나에만 본 발명의 풀림방지 구조가 적용된다 함은 물론이다.

또한, 본 발명은 나사산(2a)(20a)의 회전방향이나 보울트의 사이즈 혹은 관통 보울트나 탭 보울트 등의 종류 그리고 체결수단의 사용용도에 제한받지 않는 것으로 단지 일반적인 의미에서 나착결합되는 모든 보울트 체결수단을 그 적용되는 대상으로 삼고있다.

본 발명에 따르면, 보울트(10)나 너트(20)의 나사산(2a)(20a) 일부를 인위적으로 펀치가공하여 그 펀칭된 함몰부(2b)(20b)만큼 나사산(2a)(20a)의 선단이 눌려짐으로 결국 나사산(2a)(20a)의 두께 폭(Ｌ₁)이 확대되어 피치 폭(Ｌ₂)은 그 만큼 좁아지게 된다는 것이다.

도 1에 표현된 보울트는 탭이 가공된 어떤 특정의 물품과 상호 체결된 상태를 도시한 것으로, 특정된 물품에 형성된 탭과의 체결을 위해 길이방향의 축(2) 선상에 있어 그 중간 이하의 길이방향으로 나사산(2a)을 일정하게 펀칭하여 해당되는 나사산(2a)의 선단 좌/우로 두께 폭(Ｌ₁)이 두텁게 확대되도록 한 것인데, 이러한 함몰부(2b)의 형성은 축(2)의 외경을 따라 대칭상태로 여러개가 형성될 수 있으며 길이방향을 따라 가면서도 일자형이 아닌 좌/우 교차방식이나 혹은 원형계단 방식이 자유로이 채택될 수 있을 것이다.

즉, 도 2에서와 같이 나사산(2a)(20a)의 펀칭에 따라 두터워진 해당 부분의 후육부에 의해 피치 폭(Ｌ₂)이 좁아질 수 있다면 본 발명의 목적 달성은 가능하다는 것인데, 보울트를 관통하는 피착물을 고정체에 결합시키기 위한 보울트일 경우에는 그 기능상 고정체와 체결되는 부분(즉, 피착물의 두께부를 제외한)인 보울트 축(2)의 길이 방향 중간 이하에 반드시 확대된 두께부가 형성될 수 있도록 펀칭처리함이 요망된다 할 것이고, 체결 및 탈거시의 용이함을 위하여 너무 많은 수의 함몰부(2b)가 형성되지 않도록 배려됨도 필요하다.

따라서, 첨부된 도 3의 체결상태 확대 단면도에서와 같이 확대된 나사산(2a)의 두께 폭(Ｌ₁)에 의해 좁혀진 피치 폭(Ｌ₂)으로 맞물려지는 또다른 나사산(20a)과는 상호 유격 공차(α)가 전혀 없는 최대 마찰력이 유지될 수 있음으로 피치의 전진에 따른 1 리드시마다 역회전 방지를 위한 간섭요인으로 기능하여 작업자에 의한 물리적인 탈거작업이 수행되지 않은 한 기계자체의 충격이나 진동에 무관하게 보울트 본래의 체결상태가 항상적으로 유지될 수 있다.

첨부된 도 4는 본 발명의 풀림방지 구조가 조임너트(20)에 형성된 후 일반 보울트가 체결된 상태를 도시한 것이고, 도 5는 풀림방지 구조의 다양한 실시예로서 (a)는 풀림방지 구조가 축의 전체 길이방향을 따라 형성된 것이고, (b)는 (a)도의 상태에서 길이방향을 따라 펀치가공이 부분적으로 형성된 것이며, (c)는 나사산의 회전방향을 따라 횡 방향으로 함몰부(2b)를 형성한 것이다.

예컨대, 도 1의 구조가 축(2)의 중간 이하 부분을 일직선상으로 펀칭하여 함몰부(2b)를 형성시킨 것이라면, 도 5의 (a)는 축(2)의 전체길이를 일직선상으로 펀치가공하여 함몰부(2b)를 형성시켜 체결력을 높인 것인데, 주로 체결용도와 피착물에 형성된 보울트 관통공의 내경이 탭을 형성하고 있는가의 유/무에 따라 그에 대응하는 용도로 형성될 수 있으며, (b)는 체결시의 원활함과 부분적인 긴장감을 위해 위해 축(2)의 일직선상을 따라 부분적으로 펀치가공한 것이며, (c)는 나사산 (2a)의 외경을 따라 회전되는 1리드 거리만큼 해당 나사산(2a)의 적정 위치를 산정하여 고르게 점을 찍듯이 펀칭시킨 것으로, 역시 동일한 보울트의 이탈방지 효과를 부여받을 수 있는데, 피치의 최대 마찰력을 부여하기 위한 부분의 거리는 임의적일 것이나 역시 과도한 함몰부(2b)의 형성은 바람직하지 못하다.

한편, 상기 나사산(2a)(20a)에 형성되는 풀림방지용 펀치가공은 보울트 제조 공정시 외부에서의 수치제어가 용이한 펀치 작업용 성형다이를 통해 간편하면서도 연속 반복적으로 이루어질 수 있다.

따라서, 본 발명은 나사산에 대한 간단한 펀치가공만으로 피치에 맞물리는 탭의 나사산을 최대 마찰력으로 밀착시켜주어 유격 공차없는 긴밀함과 견고성으로 신뢰성 높은 체결력을 갖게 되는데, 특히 함몰부를 제외한 나머지 부분은 통상의 보울트와 다름없는 유격 공차가 형성되어 필요시 인위적인 방식으로 탈거될 수 있으며, 탭과 무관하게 또한 나사선의 형성 방향과도 무관하게 보울트 혹은 너트만을 가공하면 족한 것으로 독립된 상품으로의 범용성을 유지할 수 있으며 단순한 가공작업과 사용상의 용이함으로 우수한 경제성과 생산성이 유지된다는 실시적 가치를 갖는다.

이하, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 다양한 개조와 변화가 가능할 수 있음은 물론이다.

Claims (1)

1. 한 쌍의 보울트와 너트로 구성되는 체결수단에 있어서, 상기 각 체결수단의 나사산 일부를 선택적으로 펀치가공하여 함몰시킴으로 펀칭된 부분만큼 나사산의 두께 폭이 두텁게 확대되어 이와 맞물리는 탭 부분의 나사산과 상호 유격 공차없는 최대 마찰력으로 각 방향의 회전이 간섭됨을 특징으로 하는 풀림방지 구조를 갖는 보울트 체결수단.