KR102231745B1 - 신속 체결 장치 - Google Patents

Abstract

롱볼트에 대해 신속한 체결이 가능하면서 체결이 조금 풀어지더라도 롱볼트에서 분리되지 않고 체결된 상태를 계속 유지할 수 있도록, 롱볼트에 체결되는 너트, 상기 너트가 삽입되는 인서트부재를 포함하는 신속 체결 장치를 제공한다.

Description

신속 체결 장치{QUICK CLAMPING DEVICE}

본 개시내용은 신속하게 체결할 수 있는 신속 체결 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 복수개의 부재를 서로 결속시키는 데 볼트와 너트를 이용한 체결 장치가 사용된다. 볼트의 수나사에 대응되는 암나사를 형성한 너트를 볼트의 단부에서부터 연속적으로 회전시킴으로써, 부재들을 결속시킬 수 있다.

그런데, 볼트의 길이가 매우 긴 경우에는 너트를 끝까지 체결하는 데 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 예를 들어, 세면대의 수전 등은 길이가 긴 롱볼트가 인서트되어 있다. 이에, 작업자는 수전 등을 교체하거나 설치하기 위해 너트가 롱볼트에 완전히 체결될 때까지 계속 너트를 회전시켜줘야 한다. 따라서, 작업이 힘들고 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.

상기한 단점을 해결하기 위해, 롱볼트에 신속하게 체결할 수 있도록 된 너트가 개발되어 사용되고 있다. 이러한 종래의 너트는 롱볼트의 직경보다 큰 직경을 갖는 슬립홀을 나사산이 형성된 암나사홀에 대해 기울어지게 형성한 구조로 되어 있다. 이에, 작업자는 슬립홀을 이용하여 너트를 롱볼트의 축방향으로 간단히 이동한 후 암나사홀을 이용하여 롱볼트에 너트를 체결할 수 있다.

그러나 상기한 종래의 구조는, 너트의 선단면이 체결하고자 하는 부재에 밀착된 상태에서만 롱볼트에 대한 너트의 체결을 유지할 수 있다.

너트의 조임이 조금이라도 느슨해져 부재와의 틈새가 발생되면, 너트가 기울어질 수 있다. 이에, 슬립홀이 롱볼트쪽으로 이동되면서 너트의 체결력이 저하되고, 슬립홀에 의해 너트가 롱볼트에서 슬라이딩되어 분리되는 문제가 발생된다.

따라서, 종래 신속 체결 장치의 문제를 개선하여 제공하는 것은 사용자에게 많은 장점을 제공할 수 있다.

본 과제는 롱볼트에 대해 신속한 체결이 가능하면서 체결이 조금 풀어지더라도 롱볼트에서 분리되지 않고 체결된 상태를 계속 유지할 수 있도록 된 신속 체결 장치를 제공하는 것이다.

본 구현예의 신속 체결 장치는, 롱볼트에 체결되는 너트, 상기 너트가 삽입되는 인서트부재를 포함할 수 있다.

상기 너트는 롱볼트의 수나사에 대응되는 암나사가 형성된 암나사홀, 상기 암나사홀에 대해 경사지게 배치되어 상기 너트 양 선단을 관통 형성하고 상기 롱볼트의 나사산 직경보다 큰 직경을 갖는 슬립홀을 포함할 수 있다.

상기 인서트부재는 중심부에 상기 롱볼트가 관통되는 중심홀이 형성되어 상기 롱볼트에 끼워져 설치되고, 내주면에는 상기 너트에 대응되는 크기의 단차홈이 선단에서 축방향을 따라 소정 깊이로 형성되어, 상기 너트가 삽입되어 상기 롱볼트에 대해 너트를 중심축 방향으로 세워진 상태로 유지하는 구조일 수 있다.

상기 너트는 적어도 일측 선단면에서 상기 슬립홀의 외측 영역에 형성되고, 상기 암나사홀과 동일한 축방향을 따라 돌출되는 반원형 고정구를 더 포함할 수 있다.

상기 인서트부재는 단차홈의 내경이 상기 고정구의 외경에 대응되는 크기로 형성되어, 상기 너트의 고정구가 상기 단차홈에 삽입되는 구조일 수 있다.

상기 고정구는 내주면에 상기 암나사홀과 연결되는 암나사가 형성될 수 있다.

상기 인서트부재는 피체결부재 내에 인서트되어 일체로 결합될 수 있다.

상기 단차홈의 형성 깊이 또는 상기 고정구의 축방향 길이는 상기 롱볼트의 수나사 피치의 2 내지 4배일 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 롱볼트에 대해 너트를 신속하게 체결할 수 있고, 너트가 조금 풀어지더라도 너트는 인서트부재에 끼워져 있는 상태로 너트의 중심축이 기울어지지 않는다.

이에, 너트의 암나사홀과 롱불트의 중심축선이 계속 일치되어 체결 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 너트가 롱볼트에서 빠져 분리되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 신속 체결 장치를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 신속 체결 장치의 체결된 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 신속 체결 장치의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 실시예에 따른 신속 체결 장치를 나타내고 있고, 도 2는 본 실시예에 따른 신속 체결 장치의 단면을 개략적인 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 장치는 롱볼트(100)에 체결되는 너트(10) 및 인서트부재(20)를 포함할 수 있다.

롱볼트(100)는 외주면을 따라 수나사가 형성되어 너트(10)와 체결된다. 롱볼트(100)의 직경은 수나사의 나사산에 의해 형성되는 최대 외경을 의미하며, 나사산과 나사산 사이 간격을 피치(P)라 한다.

너트(10)는 롱볼트(100)에 체결되어 피체결부재(도 3의 200 참조)를 고정한다. 너트(10)는 예를 들어, 육각 단면 형태로 형성될 수 있다. 너트(10)는 육각 형태 외에 원형을 포함하여 다양한 형태로 형성될 수 있다. 너트는 작업자가 랜치 등의 공구나 손을 이용하여 볼트에 대해 회전시켜 체결할 수 있는 형태면 다양하게 변형될 수 있으며 특별히 한정되지 않는다.

본 실시예의 너트(10)는 롱볼트(100)의 수나사에 대응되는 암나사가 형성된 암나사홀(모터(86)), 암나사홀(11)에 대해 경사지게 배치되어 너트(10) 양 선단을 관통 형성하고 롱볼트(100)의 나사산 직경보다 큰 직경을 갖는 슬립홀(12)을 포함할 수 있다.

이하 설명에서 축방향이라 함은 도 2에서 y축 방향으로, 롱볼트(100)의 중심축선 방향, 너트(10)의 암나사홀(11) 중심축선이 지나는 방향을 의미할 수 있다.

이에, 너트(10)는 슬립홀(12)을 이용하여 롱볼트(100)의 축방향으로 간단하고 신속하게 이동할 수 있게 된다. 그리고 이동 후에는 암나사홀(11)을 이용하여 롱볼트(100)에 체결될 수 있다.

암나사홀(11)은 너트(10)의 중심에 형성되며 축방향을 따라 양 선단으로 관통 형성된다. 이에, 너트(10)가 축방향으로 세워진 상태에서는 암나사홀(11)과 롱볼트(100)의 중심축선이 일치하여 롱볼트(100)의 수나사와 암나사홀(11)의 암나사가 서로 맞물려 체결될 수 있다.

슬립홀(12)은 암나사홀(11)의 중심축선에 대해 소정 각도로 기울어져 경사지게 형성된다. 슬립홀(12)은 너트(10)의 양 선단을 관통 형성한다. 슬립홀(12)은 너트(10) 내측에서 암나사홀(11)과 연통된다. 이에, 너트(10)를 축방향에 대해 기울이게 되면 롱볼트(100)가 암나사홀(11)과 슬립홀(12) 간에 이동될 수 있다.

슬립홀(12)의 내경은 롱볼트(100)의 나사산이 이루는 직경보다 큰 크기로 형성될 수 있다. 슬립홀(12)의 내면은 암나사가 형성되지 않아 매끄러운 형태를 이룬다.

이에, 너트(10)를 기울여 슬립홀(12)의 중심축선이 롱볼트(100)의 중심축선에 일치시킨 상태에서는, 너트(10)와 롱볼트(100)가 서로 자유롭게 움직일 수 있다. 따라서, 너트(10)는 슬립홀(12)을 통해 롱볼트(100)를 따라 축방향으로 슬라이딩될 수 있다.

너트(10)가 롱볼트(100)를 따라 이동된 상태에서 기울어져 있는 너트(10)를 축방향으로 세우게 되면, 암나사홀(11)의 중심축선이 롱볼트(100)의 중심축선과 일치된다. 이에, 롱볼트(100)의 수나사가 암나사홀(11)의 암나사에 맞물린다. 이 상태에서 너트(10)를 회전시켜주면 너트가 롱볼트(100)를 따라 피체결부재(200)로 이동된다. 따라서, 너트(10)는 롱볼트(100)에 체결된 상태로 피체결부재(200)를 고정할 수 있다.

본 실시예에서, 너트(10)의 선단면에 반원형 고정구(13)가 더 돌출 형성될 수 있다. 고정구(13)는 너트(10)의 양 선단면 모두에 대칭적으로 형성될 수 있다. 이에, 방향에 관계없이 너트(10)를 어느 방향으로나 롱볼트(100)에 체결하여도 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

고정구(13)는 너트(10)와 일체로 형성될 수 있다. 고정구(13)는 암나사홀(11)과 동일한 축방향을 따라 돌출 형성된다.

고정구(13)의 내주면에는 암나사홀(11)과 연결되는 암나사가 형성될 수 있다. 고정구(13) 내주면에 암나사가 형성됨으로써, 롱볼트(100)와 맞물리는 암나사 형성 면적을 충분히 늘려 롱볼트(100)와의 체결력을 높일 수 있다.

고정구(13) 내주면에 암나사가 형성되지 않는 경우, 고정구(13) 내면이 이루는 내경은 롱볼트(100)의 직경 이상일 수 있다. 이에, 암나사홀(11)에 체결되는 롱볼트(100)와 고정구 내면 사이 간섭이 발생되지 않는다.

고정구(13)의 외경은 너트(10)의 외경보다 작은 직경으로 형성될 수 있다. 이에, 인서트부재(20)의 크기를 너트(10)보다 작게 형성할 수 있다. 인서트부재(20) 크기가 너트(10)보다 작더라도 고정구(13)를 인서트 내부로 삽입하여 너트(10)를 체결 상태로 고정할 수 있다.

고정구(13)는 슬립홀(12)의 외측 영역에 형성되어 슬립홀(12)과 간섭되지 않는다. 즉, 너트(10) 선단에서 슬립홀(12)의 외주부를 제외하고 암나사홀(11)의 외주부에 대해서만 고정구(13)가 형성될 수 있다. 이에, 너트(10)가 기울어져 슬립홀(12)에 롱볼트(100)가 위치하였을 때, 고정구(13)와 롱볼트(100)가 서로 접촉되지 않아 너트(10) 이동시 간섭이 발생되지 않는다. 또한, 고정구를(13) 전체적으로 원형이 아닌 슬립홀(12)과 겹치지 않는 영역에만 반원호형태로 작게 형성할 수 있다. 따라서, 너트(10) 제조에 필요한 원료의 사용량을 최소화할 수 있게 된다.

고정구(13)는 언급한 바와 같이, 너트(10)의 암나사홀(11) 외에 롱볼트(100)와의 체결 면적을 늘려 롱볼트(100)와의 체결력을 높임과 더불어, 인서트부재(20)에 삽입되어 너트(10)의 분리를 억제한다.

본 실시예의 인서트부재(20)는 너트(10)와 결합되어 롱볼트(100)에 대해 너트(10)를 중심축 방향으로 세워진 상태로 계속 유지시킨다.

이를 위해, 인서트부재(20)는 중심부에 롱볼트(100)가 관통되는 중심홀(21)이 형성되어 롱볼트(100)에 끼워져 설치되고, 내주면에는 너트(10)의 고정구(13)가 끼워지는 단차홈(22)이 형성된 구조일 수 있다.

이에, 너트(10)의 고정구(13)가 인서트부재(20)의 단차홈(22)에 끼워져 있는 한 너트(10)는 축방향에 대해 기울어지지 않는다. 따라서, 너트(10)가 조금 풀리더라도 슬립홀(12)쪽으로 기울어지지 않아 암나사홀(11)과 롱볼트(100)의 수나사 사이의 체결 상태를 계속 유지할 수 있다.

본 실시예의 인서트부재(20)는 너트(10)와 별도로 분리되어 구비될 수 있다.

인서트부재(20)는 피체결부재(200)에 고정 설치될 수 있다. 예를 들어, 인서트부재(20)는 피체결부재(200) 제조시 피체결부재(200) 내부에 인서트되어 일체로 사출 형성될 수 있다. 이러한 구조의 경우, 피체결부재를 금속이 아닌 플라스틱 등의 재질로 형성할 수 있다.

종래의 경우, 피체결부재는 너트와의 체결력을 위해 스테인레스 등의 금속 재질로 형성된다. 이에 반해 본 실시예의 경우, 너트(10)로부터 힘을 받는 인서트부재(20)만을 황동 등 금속 재질로 형성하고, 피체결부재(200)는 수지 등 비금속재질로 형성할 수 있다. 이에, 전체적으로 제조 비용을 낮춰 원가 경쟁력을 높일 수 있다.

또 다른 실시예로, 인서트부재(20)는 피체결부재와 별도로 분리되어 롱볼트(100)에 끼워져 너트(10)와 결합될 수 있다. 이런 구조의 경우, 종래 피체결부재에 대해서도 범용적으로 사용할 수 있다.

인서트부재(20)의 중심홀(21)은 롱볼트(100)의 직경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 이에, 롱볼트(100)가 중심홀(21)을 관통하여 인서트부재(20)에 끼워졌을 때, 롱볼트(100)와 인서트부재(20)의 중심홀(21) 사이에 유격을 최소화할 수 있다.

단차홈(22)은 인서트부재(20) 선단에서 축방향을 따라 소정 깊이(D)로 형성된다. 단차홈(22)의 깊이(D)는 대략 고정구(13)가 완전히 삽입될 수 있도록 고정구(13)의 축방향 길이(L) 이상으로 형성될 수 있다.

또한, 단차홈(22)의 내주면이 이루는 내경은 고정구(13) 외경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 위 설명에서 대응되는 크기라 함은 거의 동일한 정도를 의미할 수 있다.

이에, 너트(10)가 롱볼트(100)에 체결된 상태에서 고정구(13)가 인서트부재(20)의 단차홈(22)에 삽입되었을 때, 고정구(13)와 단차홈(22) 내면 사이 유격을 최소화할 수 있다. 따라서, 고정구(13)가 단차홈(22)에 끼워진 상태에서 너트(10)가 유동되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 롱볼트(100)에 너트(10)의 암나사홀(11)을 맞물려 롱볼트(100)와 너트(10)를 체결함에 있어서, 인서트부재(20) 단차홈(22)에 고정구(13)를 삽입함으로써 고정구(13)가 단차홈(22)에서 빠지지 않는 한, 롱볼트(100)에서 너트(10)가 분리되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또 다른 실시예로, 너트(10)는 고정구(13)가 없는 구조일 수 있다. 이러한 구조의 경우, 인서트부재(20)는 고정구(13)가 없는 너트(10)와 결합될 수 있도록, 단차홈(22)이 너트(10) 외경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 이에, 너트(10) 자체가 단차홈(22)으로 삽입되면서 인서트부재(20)에 끼워져 결합될 수 있다. 이러한 구조 역시, 위에서 언급한 바와 같이 롱볼트(100)에서 너트(10)가 풀리더라도 단차홈(22)에 너트(10) 측단이 끼워진 상태를 유지하여, 너트(10)는 롱볼트(100)에 대해 중심축이 기울어지지 않는다. 이에, 너트(10)의 암나사홀(11)과 롱볼트(100) 사이 체결 상태를 계속 유지하여, 롱볼트(100)에서 너트(10)가 분리되지 않는다.

본 실시예에서, 고정구(13)의 축방향 길이(L)는 롱볼트(100)의 수나사 피치(P)의 2 내지 4배일 수 있다. 고정구(13)가 형성되지 않고 너트(10)가 바로 인서트부재(20)의 단차홈(22)에 삽입되는 구조의 경우 단차홈(22)의 형성 깊이(D)가 롱볼트(100)의 수나사 피치(P)의 2 내지 4배일 수 있다.

고정구(13)의 축방향 길이(L) 또는 단차홈(22)의 형성 깊이(D)가 롱볼트(100) 수나사 피치(P)의 2배보다 작은 경우에는, 롱볼트(100)에 대해 너트(10)가 조금만 풀려도 고정구(13) 또는 너트(10)가 단차홈(22)에서 빠지게 된다.

고정구(13)의 축방향 길이(L) 또는 단차홈(22)의 형성 깊이(D)가 롱볼트(100) 수나사 피치(P)의 4배를 넘는 경우에는, 인서트의 전체적인 길이가 커지게 되며 롱볼트(100)에 너트(10)를 체결하기 위해 많이 회전시켜야 하므로 작업이 힘들어지게 된다.

이하, 도 3을 참조하여 본 실시예의 작용에 대해 설명한다.

이하 실시예는 인서트부재(20)가 피체결부재(200)에 일체로 형성된 구조를 예로서 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 피체결부재(200)를 관통하여 연장된 롱볼트(100)에 너트(10)를 끼워 체결함으로써, 피체결부재(200)를 고정할 수 있다.

롱볼트(100)의 선단을 통해 너트(10)를 끼워넣는다. 너트(10)를 중심축에 대해 기울여 슬립홀(12)이 중심축에 오도록 함으로써 롱볼트(100)를 따라 너트(10)를 이동시킬 수 있다.

너트(10)는 슬립홀(12)을 통해 롱볼트(100)를 따라 피접촉부재로 이동된다.

너트(10)가 롱볼트(100)를 따라 이동된 상태에서 기울어진 너트(10)를 중심축 방향으로 세운다. 이에, 너트(10)의 암나사홀(11)이 중심축 방향으로 세워지면서 롱볼트(100)는 슬립홀(12) 위치에서 암나사홀(11)로 이동된다. 따라서, 롱볼트(100)의 수나사가 암나사홀(11)의 암나사와 맞물린다.

이 상태에서, 너트(10)를 회전시켜주게 되면 롱볼트(100)를 너트(10)가 상승되어 체결되면서 피접촉부재를 고정하게 된다.

이 과정에서, 너트(10)에 형성된 고정구(13)가 피접촉부재에 설치된 인서트부재(20)의 단차홈(22)에 삽입된다.

단차홈(22)에 고정구(13)가 삽입됨으로써 너트(10)가 롱볼트(100)에서 분리되는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 롱볼트(100)에서 너트(10)가 풀리더라도 고정구(13)는 단차홈(22)에 끼워진 상태를 유지하게 된다. 이에, 너트(10)는 롱볼트(100)에 대해 중심축이 기울어지지 않는다. 고정구(13)가 단차홈(22)에 걸린 상태이므로 너트(10)는 슬립홀(12)쪽으로 기울어지지 않는다.

따라서 너트(10)의 슬립홀(12)이 롱불트로 이동되지 않아 너트(10)의 암나사홀(11)과 롱볼트(100) 사이 체결 상태가 계속 유지될 수 있다.

이에, 너트(10)가 롱볼트(100)에서 조금 풀리더라도 고정구(13)가 계속 인서트부재(20)의 단차홈(22)에 끼워져 있어 너트(10)는 롱볼트(100)에서 분리되지 않는다.

종래의 경우, 너트(10)가 롱볼트(100)에서 조금 풀리게 되면 너트(10)가 바로 기울어지면서 롱볼트(100)가 암나사홀(11)에서 슬립홀(12)로 이동되고, 너트(10)가 롱볼트(100)에서 완전히 빠져 분리된다.

이와 같이, 본 실시예의 체결 장치를 통해 너트(10)를 보다 신속하게 체결하면서도 롱볼트(100)에서 너트(10)가 떨어져 분리되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 너트 11 : 암나사홀
12 : 슬립홀 13 : 고정구
20 : 인서트부재 21 : 중심홀
22 : 단차홈 100: 롱볼트

Claims (4)

1. 롱볼트의 수나사에 대응되는 암나사가 형성된 암나사홀, 및 상기 암나사홀에 대해 경사지게 배치되어 양 선단을 관통 형성하고 상기 롱볼트의 나사산 직경보다 큰 직경을 갖는 슬립홀을 포함하여, 상기 롱볼트에 체결되는 너트; 및
   중심부에 상기 롱볼트가 관통되는 중심홀이 형성되어 상기 롱볼트에 끼워져 설치되고, 내주면에는 상기 너트에 대응되는 크기의 단차홈이 선단에서 축방향을 따라 소정 깊이로 형성되어, 상기 단차홈에 너트가 삽입되어 상기 롱볼트에 대해 너트를 중심축 방향으로 세워진 상태로 유지하는 인서트부재;
   를 포함하고,
   상기 너트는 적어도 일측 선단면에서 상기 암나사홀과 동일한 축방향을 따라 돌출되고, 상기 슬립홀의 외측 영역에서 슬립홀과 겹치지 않는 영역에만 반원호형태로 형성되는 고정구를 더 포함하고,
   상기 고정구는 외경이 상기 너트의 외경보다 작은 직경으로 형성되고,
   상기 인서트부재는 상기 단차홈의 내경이 상기 고정구의 외경에 대응되는 크기로 형성되어, 상기 너트의 고정구가 상기 단차홈에 삽입되는 구조이고,
   상기 인서트부재는 피체결부재 내부에 인서트되어 일체로 사출 형성되어, 피체결부재에 고정된 상태를 유지하는 신속 체결 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정구는 내주면에 상기 암나사홀과 연결되는 암나사가 형성된 신속 체결 장치.

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