KR20160053019A - 이중 체결 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20160053019A KR1020140149154A KR20140149154A KR20160053019A KR 20160053019 A KR20160053019 A KR 20160053019A KR 1020140149154 A KR1020140149154 A KR 1020140149154A KR 20140149154 A KR20140149154 A KR 20140149154A KR 20160053019 A KR20160053019 A KR 20160053019A
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김형섭
노재기
안중렬
김휴곤
정성인
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 중공의 내면에 형성된 제1나사산에 볼트가 결합되는 제1너트부, 및 상기 제1너트부와 볼트의 체결력을 높이기 위해 상기 제1너트부의 외면에 형성된 제2나사산에 결합되는 제2너트부를 포함하는 이중 체결 장치에 관한 것이다.

Description

이중 체결 장치 및 방법{Double Fastening Apparatus and Method}
본 발명은 볼트와 너트의 체결력을 강화시키기 위한 이중 체결 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박, 차량, 건설기계 등(이하, '대상물'이라 함)은 엔진 등과 같은 다양한 부품들이 볼트와 너트를 이용하여 조립됨으로써 제조된다. 이러한 볼트와 너트는 저렴한 비용으로 부품들을 간단하게 체결시키거나 고정시킬 수 있으므로 널리 사용된다. 그러나 볼트와 너트는 단순한 체결구조로 인해 외부 충격이나 진동으로 체결력이 약화되는 문제가 있다. 즉, 볼트의 수나사산이 너트의 중앙에 형성되어 있는 체결공에 나선으로 삽입되어 너트에 형성된 암나사산에 지지되는 상태로 되어 있어 외부로부터 진동이나 충격이 가해질 경우 볼트에 체결되어 있는 너트가 풀림으로써 볼트와 너트에 의해 체결된 부품들이 이격되거나 심할 경우에는 볼트와 너트가 완전히 분리되어 부품들이 떨어져 손상 내지 파손되는 등 안전사고가 발생되는 문제가 있다.
따라서, 종래 기술에 따른 볼트와 너트는 상기와 같은 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해 풀림이 방지되도록 볼트에 무리한 힘을 가해서 꽉 조였다. 그러나, 이 경우 볼트 또는 너트에 형성된 나사산이 파손될 우려가 있고, 탄성 와셔(Spring Washer) 등을 사용하여 볼트를 꽉 조여도 장시간 사용에 따른 미세한 진동이나 충격에 의해 풀림이 발생하는 문제가 있다. 또한, 종래 기술에 따른 볼트와 너트는 풀린 볼트를 다시 조이거나 볼트 또는 너트를 교체함에 따라 대상물이 가동을 멈춰야하므로 그에 따른 경제적인 손실이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 볼트와 너트의 체결력을 강화할 수 있는 이중 체결 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이중 체결 장치는 중공의 내면에 형성된 제1나사산에 볼트가 결합되는 제1너트부; 및 상기 제1너트부와 볼트의 체결력을 높이기 위해 상기 제1너트부의 외면에 형성된 제2나사산에 결합되는 제2너트부를 포함한다.
본 발명에 따른 이중 체결 장치는 상기 제1너트부의 내면에 형성된 제1나사산과 외면에 형성된 제2나사산이 서로 다른 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이중 체결 장치는 상기 제1나사산의 피치간격 및 상기 제2나사산의 피치간격 중 적어도 하나의 피치간격이 상이(相異)한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이중 체결 방법은 제1너트부에 제2너트부를 제1방향으로 회전시켜 결합하는 단계, 상기 제1너트부를 볼트에 제2방향으로 회전시켜 결합하는 단계, 및 상기 제2너트부를 제2방향으로 회전시켜 상기 볼트와 상기 제1너트부의 체결력을 높이는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 외면은 볼트의 기능을 갖고 내면은 너트의 기능을 가지며, 외면과 내면에 형성된 나사산의 방향이 반대로 형성되어 볼트와 너트의 체결력을 높이도록 구현됨으로써 대상물의 가동이 정지됨에 따른 경제적 손실을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 체결 장치의 개략적인 단면도
도 2는 본 발명에 따른 이중 체결 장치에서 제2너트부가 결합된 제1너트부가 볼트에 결합되는 것을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 이중 체결 장치가 볼트에 결합된 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 이중 체결 장치에서 제2너트부가 회전함에 따라 제1너트부와 볼트의 체결력이 높아지는 것을 설명하기 위한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 이중 체결 방법을 개략적으로 나타낸 순서도
이하에서는 본 발명에 따른 이중 체결 장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 체결 장치의 개략적인 단면도, 도 2는 본 발명에 따른 이중 체결 장치에서 제2너트부가 결합된 제1너트부가 볼트에 결합되는 것을 설명하기 위한 개략적인 단면도, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 이중 체결 장치가 볼트에 결합된 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 이중 체결 장치에서 제2너트부가 회전함에 따라 제1너트부와 볼트의 체결력이 높아지는 것을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 외면과 내면에 나사산을 형성하여 볼트(200)에 체결되는 체결력을 높이기 위한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 외면과 내면에 이중으로 나사산을 형성함으로써 하나의 나사산에만 볼트가 체결되었을 경우에 비해 나사산이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 뿐만 아니라 볼트와 너트의 체결력을 더 높일 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 중공의 내면에 형성된 제1나사산(111)에 볼트가 결합되는 제1너트부(110), 및 상기 제1너트부의 외면에 형성된 제2나사산(112)에 결합되는 제2너트부(120)를 포함한다.
상기 제1너트부(110)는 내면에 볼트(200)가 결합된다. 상기 제2너트부(120)는 상기 제1너트부(110)에 결합된 상태에서 상기 제1너트부(110)가 볼트(200)에 결합됨에 따라 상기 볼트(200)에 결합된다. 상기 제2너트부(120)는 상기 제1너트부(110)에 결합되는 결합방향과 반대되는 방향으로 회전함으로써 상기 볼트(200)의 머리를 가압하여 상기 제1너트부(110)와 상기 볼트(200)의 체결력을 높일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 상기 제1너트부(110) 및 상기 제2너트부(120)가 내면과 외면 양면에서 상기 볼트(200)에 결합함에 따라 볼트에 대해 힘을 받는 면적이 증가함으로써 체결력을 높일 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 내면에 형성된 제1나사산(111)을 이용하여 볼트(200)에 1차 결합하고, 외면에 형성된 제2나사산(112)을 이용하여 2차로 체결력을 높임으로써, 하나의 나사산만을 이용하여 볼트(200)에 결합될 경우에 비해 나사산이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 상기 제1너트부(110) 및 상기 제2너트부(120)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 제1너트부(110)는 중공(中空)의 내면에 형성된 제1나사산(111)에 볼트(200)가 결합된다. 예컨대, 상기 제1너트부(110)와 상기 볼트(200) 사이에는 결합될 2개 이상의 구조물들이 위치되어 상기 제1너트부(110)와 상기 볼트(200)에 의해 결합되거나 위치가 고정될 수 있다. 상기 제1너트부(110)와 상기 볼트(200)는 상기 제1너트부(110)에 형성된 제1나사산(111)과 상기 볼트(200)에 형성된 수나사산의 체결력으로 결합될 수 있다. 상기 제1나사산(111)은 상기 제1너트부(110)에 형성된 암나사산일 수 있다. 예컨대, 상기 제1너트부(110)는 제2방향(R2, 도 2에 도시됨)으로 회전됨으로써 상기 볼트(200)에 체결될 수 있다. 상기 제1너트부(110)는 상기 볼트(200)에 형성된 수나사산에 제2방향으로 회전되어 체결되다가 상기 볼트(200)에 형성된 볼트 머리에 접촉되면 회전할 수 없다. 이 경우, 상기 제1너트부(110)는 상기 볼트(200) 머리에 접촉된 상태로 상기 볼트(200) 머리에 지지됨으로써 상기 제1나사산(111)과 수나사산을 밀착시켜 상기 볼트(200)와의 체결력을 높일 수 있다. 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트(200) 머리에 지지된 상태에서 체결력을 더 높이기 위해 상기 제1너트부(110)를 제2방향으로 더 회전시키면, 상기 제1나사산(111) 또는 상기 볼트(200)에 형성된 수나사산에 하중이 크게 작용하므로 상기 제1나사산(111) 또는 상기 수나사산 중 적어도 하나의 나사산이 손상 내지 파손될 우려가 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 상기 제1너트부(110)의 외면에도 나사산을 구비함으로써 하나의 나사산에만 하중이 크게 걸려 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참고하면, 상기 제1너트부(110)는 제1나사산(111) 및 제2나사산(112)을 포함할 수 있다.
상기 제1나사산(111)은 상기 제1너트부(110)의 중공의 내면에 형성된다. 상기 볼트(200)의 수나사산은 상기 제1나사산(111)에 체결된다. 이에 따라, 상기 제1너트부(110)는 상기 볼트(200)에 결합될 수 있다. 상기 제1나사산(111)은 오른쪽 나선형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2나사산(112)은 왼쪽 나선형으로 형성될 수 있다. 상기 제1나사산(111)은 왼쪽 나선형으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 제2나사산(112)은 오른쪽 나선형으로 형성될 수 있다. 상기 제1나사산(111) 및 상기 제2나사산(112)은 서로 반대 방향으로 형성됨으로써 체결되는 방향과 체결이 풀리는 방향이 서로 다르다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 진동 또는 충격에 의해 상기 볼트(200)로부터 상기 너트부들의 체결이 풀리는 방향이 서로 다르므로 상기 볼트(200)로부터 쉽게 분리되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2나사산(112)은 상기 제1너트부(110)의 외면에 형성된다. 상기 제2나사산(112)은 상기 제1나사산(111)과 다른 방향의 나사산으로 형성된다. 상기 제2나사산(112)에는 상기 제2너트부(120)가 결합된다. 예컨대, 상기 제2너트부(120)는 제1방향(R1, 도 1에 도시됨)으로 회전함으로써 상기 제1너트부(110)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2너트부(120)는 상기 제2나사산(112)에 결합되어 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트(200)에 결합됨에 따라 상기 볼트(200)에 결합될 수 있다. 상기 제2너트부(120)는 제2방향으로 회전함으로써 상기 제2나사산(112)으로부터 풀려 상기 제2나사산(112)에 지지되어 상기 볼트(200)를 가압할 수 있다. 이 경우, 상기 제1너트부(110)는 상기 제2너트부(120)가 상기 볼트(200)를 가압하는 방향과 반대 방향으로 힘을 받게 된다. 예컨대, 상기 제2너트부(120)가 제2방향으로 회전하여 아래 방향으로 상기 볼트(200)를 가압하면 상기 제1너트부(110)는 위 방향으로 힘을 받게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 상기 제1너트부(110)가 상기 제1나사산(111)을 통해서만 상기 볼트(200)에 체결되는 것에 비해 외면에 형성된 상기 제2나사산(112)에 결합되는 상기 제2너트부(120)를 통해 상기 볼트(200)에 체결되는 체결력을 더 높임에 따라 진동이나 충격에 의해 상기 볼트(200)로부터 체결이 풀리는 것을 더 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 제2너트부(120)는 상기 제1너트부(110)의 외면에 형성된 상기 제2나사산(112)에 결합된다. 상기 제2너트부(120)는 상기 제1나사산(111)과 상기 제2나사산(112)이 서로 다른 방향으로 형성됨으로써 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트(200)에 체결되는 제2방향과 반대되는 제1방향으로 회전되어 상기 제1너트부(110)에 결합될 수 있다. 상기 제2너트부(120)는 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트(200)에 체결된 후 제2방향으로 회전됨으로써 상기 제1너트부(110)로부터 풀려 상기 볼트(200)를 가압할 수 있다. 이 경우, 상기 제2너트부(120)는 상기 제1너트부(110)만 상기 볼트(200)에 체결되었을 경우에 비해 상기 볼트(200)에 접촉되는 면적을 증가시킴으로써 체결력을 높여 외부로부터의 진동이나 충격에 의해 체결이 풀리는 것을 더 방지할 수 있다. 또한, 상기 제2너트부(120)는 제2방향으로 회전하여 상기 볼트(200)를 가압함으로써, 상기 볼트(200)를 가압하는 방향과 반대되는 방향으로 상기 제1너트부(110)를 들어올릴 수 있다. 이 경우, 상기 제1너트부(110)의 내면에 형성된 제1나사산(111)과 상기 볼트(200)의 수나사산이 더 밀착됨으로써 외부로부터의 진동 또는 충격에 의해 체결이 풀리는 것을 더 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 상기 제2나사산(112)이 손상 내지 파손되더라도 상기 제1나사산(111)에 볼트(200)가 체결되어 있으므로 상기 볼트(200)와 상기 제1너트부(110)까지 완전히 분리되었을 경우에 발생할 수 있는 안전사고 등의 2차 피해에 대한 경제적 손실을 방지할 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 상기 제1나사산(111)의 피치간격 및 상기 제2나사산(112)의 피치간격 중 적어도 하나의 피치간격이 상이(相異)하다. 상기 피치간격은 나사산 사이의 거리를 의미한다. 예컨대, 상기 제1나사산(111)의 1 피치간격이 P1이고 상기 제2나사산(112)의 1 피치간격이 P2이면, 상기 제1나사산(111)과 상기 제2나사산(112)은 1 피치당 P1 - P2의 간격차이를 갖게 된다. 피치간격의 차이는 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트(200)에 체결하는 결합력과 상기 제2너트부(120)가 상기 볼트(200)를 가압하는 가압력의 차이를 발생시킨다. 즉, 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트(200)에 100 의 결합력을 갖기 위해서 상기 제1나사산(111)에 10 번의 회전으로 결합된다면, 상기 제2너트부(112)는 상기 제2나사산(112)에 8 번의 회전으로 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트(200)에 100 의 결합력을 가지도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)는 내면과 외면의 나사산의 피치간격을 다르게 형성함으로써 상기 볼트(200)에 더 용이하게 결합 및 분리하여 나사산이 손상 내지 파손되었을 경우에 신속하게 교체 및 수리할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 이중 체결 방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 이중 체결 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 1 내지 도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 이중 체결 방법은 볼트에 상기 제1너트부(110) 및 상기 제2너트부(120)를 이중으로 결합시켜, 체결력을 높이기 위한 것이다. 본 발명에 따른 이중 체결 방법은 상술한 본 발명에 따른 이중 체결 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 이중 체결 방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.
우선, 상기 제1너트부(110)에 상기 제2너트부(120)를 제1방향으로 회전시켜 결합시킨다(S1000). 이러한 공정(S1000)은 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트(200)에 체결되기 전에 상기 제2너트부(120)가 상기 제1너트부(110)의 외면에 형성된 제2나사산(112)에 제1방향으로 회전하여 체결됨으로써 이루어질 수 있다.
다음, 상기 제1너트부(110)를 상기 볼트(200)에 제2방향으로 회전시켜 결합시킨다(S2000). 이러한 공정(S2000)은 상기 제1너트부(110)에 상기 제2너트부(120)가 결합된 상태에서 상기 제1너트부(110)의 내면에 형성된 제1나사산(111)에 상기 볼트(200)가 체결됨으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 제1너트부(110)는 제2방향으로 회전하여 상기 볼트 머리에 접촉될 수 있다.
다음, 상기 제2너트부(120)를 제2방향으로 회전시켜 상기 제1너트부(110)와 상기 볼트(200)의 체결력을 높인다(S3000). 이러한 공정(S3000)은 상기 제1너트부(110)가 상기 볼트 머리에 접촉된 상태에서 상기 제2너트부(120)가 제2방향으로 회전하여 상기 제2나사산(112)으로부터 풀림에 따라 상기 제2너트부(120)가 상기 볼트 머리를 가압하여 상기 제1너트부(110)를 들어올림으로써 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 제1너트부(110)만 상기 볼트(200)에 결합되었을 경우에 비해 상기 제2너트부(120)가 상기 제1너트부(110)에 형성된 제1나사산(111)과 상기 볼트의 수나사산을 더 밀착시킴으로써, 상기 제1너트부(110)와 상기 볼트의 체결력을 더 높일 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 제1너트부(110) 및 상기 제2너트부(120)가 상기 볼트(200)로부터 분리되는 방법은 상기 이중 체결 방법의 역순으로 진행함으로써 이루어질 수 있다.
100 : 이중 체결 장치
110 : 제1너트부 111 : 제1나사산
112 : 제2나사산 120 : 제2너트부
200 : 볼트

Claims (4)

  1. 중공의 내면에 형성된 제1나사산에 볼트가 결합되는 제1너트부; 및
    상기 제1너트부와 볼트의 체결력을 높이기 위해 상기 제1너트부의 외면에 형성된 제2나사산에 결합되는 제2너트부를 포함하는 이중 체결 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1너트부의 내면에 형성된 제1나사산과 외면에 형성된 제2나사산이 서로 다른 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 체결 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1나사산의 피치간격 및 상기 제2나사산의 피치간격 중 적어도 하나의 피치간격이 상이(相異)한 것을 특징으로 하는 이중 체결 장치.
  4. 제1너트부에 제2너트부를 제1방향으로 회전시켜 결합하는 단계;
    상기 제1너트부를 볼트에 제2방향으로 회전시켜 결합하는 단계; 및
    상기 제2너트부를 제2방향으로 회전시켜 상기 볼트와 상기 제1너트부의 체결력을 높이는 단계를 포함하는 이중 체결 방법.
KR1020140149154A 2014-10-30 2014-10-30 이중 체결 장치 및 방법 KR20160053019A (ko)

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WO2018070696A1 (ko) * 2016-10-13 2018-04-19 (주)파인드몰드 풀림방지너트를 갖는 볼트 어셈블리

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