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KR100882567B1 - 자기결착형 볼트 체결구조 - Google Patents

자기결착형 볼트 체결구조 Download PDF

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KR100882567B1
KR100882567B1 KR1020080071676A KR20080071676A KR100882567B1 KR 100882567 B1 KR100882567 B1 KR 100882567B1 KR 1020080071676 A KR1020080071676 A KR 1020080071676A KR 20080071676 A KR20080071676 A KR 20080071676A KR 100882567 B1 KR100882567 B1 KR 100882567B1
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최동호
박완순
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최동호
주식회사 화인종합기획
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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Abstract

본 발명은 강구조물의 시공에 있어서 볼트에 의한 부재간 접합에 관한 것으로, 볼트의 선단부에 두부(頭部)측 나사선과 반대방향의 나사선이 형성되고 직경이 축소된 부나사부를 형성하여 내경이 상이한 한쌍의 너트를 체결함으로써 나사의 풀림현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여 별도의 후처리 공정 없이도 강구조물의 견고한 접합상태를 확보할 수 있을 뿐 아니라, 볼트의 체결상태를 장기간 견고하게 유지할 수 있어 전체 구조물의 내구성 또한 제고하는 효과를 얻을 수 있다.
볼트, 너트, 나선, 강구조(鋼構造)

Description

자기결착형 볼트 체결구조{Self locking type bolt system}
본 발명은 강구조물의 시공에 있어서 볼트에 의한 부재간 접합에 관한 것으로, 볼트의 선단부에 두부(頭部)측 나사선과 반대방향의 나사선이 형성되고 직경이 축소된 부나사부를 형성하여 내경이 상이한 한쌍의 너트를 체결함으로써 나사의 풀림현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.
강구조물의 시공에 있어서 부재간 접합은 용접, 리벳결합 및 나사결합을 통하여 이루어지는데, 이중 나사결합은 시공이 간편할 뿐 아니라 열변형 등의 문제점을 야기하지 않는 장점이 있다.
도 1은 나사결합을 통한 강구조 부재(9)간 접합을 예시한 것으로 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 중첩된 부재(9)에 통공을 형성하고 이 통공에 볼트(10) 및 너트를 결합하여 체결함으로써 부재(9)간 접합을 실시하게 된다.
이러한 강구조 부재(9)간 나사결합에 있어서, 접합대상 부재(9)를 고정하는 힘은 크게 볼트(10)의 전단응력과 중첩된 부재(9)의 접촉면에 작용하는 마찰력으로 구분할 수 있다.
즉, 도 1의 발췌 확대부에서와 같이 중첩된 양측의 부재(9)는 볼트(10)의 봉상체(棒狀體)가 발휘하는 전단응력에 의하여 1차적으로 고정되는데, 원형단면의 볼트(10)는 역학적으로 힌지(hinge)로 거동하므로 볼트(10)를 축으로 부재(9)에 작용하는 모멘트에는 저항할 수 없는 바, 볼트(10)의 두부(頭部)와 볼트(10)에 체결된 너트가 중첩된 부재(9)를 압박하는 과정에서 부재(9)간 접촉면에 작용하는 마찰력에 의하여 볼트(10)를 축으로 하는 회전을 구속함으로써 비로소 부재(9)간 강결이 달성되는 것이다.
이러한 부재(9)간 중첩 및 나사 압착을 통한 접합은 부재(9)의 물성을 변화시킬 수 있는 용접 등의 가공 없이도 우수한 접합강도를 발현하는 방식으로서, 고장력볼트의 적용을 통하여 부재(9)간 마찰력을 극대화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 나사결합을 통한 강구조 부재(9)의 접합에 있어서 접합대상 부재(9)의 접촉면에 소기의 마찰력이 발현되기 위해서는 부재(9)간 압착상태가 안정적으로 유지되어야 하며 이는 볼트(10)와 너트의 견고한 체결상태 유지가 선행됨으로써 가능하다.
즉, 접합부위의 볼트(10) 및 너트가 견고한 체결상태를 유지하여 볼트(10)의 두부와 너트간에 소기의 압축력이 작용할 때, 부재(9)간 접촉면에도 소요 마찰력이 발현되는 것이며, 볼트(10)와 너트의 체결상태가 느슨해지면 부재(9)간 마찰력이 소멸되면서 볼트(10)의 전단응력에 의한 지지만이 이루어지므로 구조물의 안정성에 심각한 문제가 발생될 수 있는 것이다.
도 1은 강구조 부재(9)의 볼트(10)를 통한 연결상태를 예시한 것으로 동 도면의 발췌 확대부에서와 같이, 중첩된 부재(9)간에 상반되는 방향의 인장, 압축 및 회전력이 가해지면 부재(9) 표면에 접한 볼트(10)의 두부 또는 너트에 회전력이 작용하여 볼트(10)가 풀리는 현상이 발생될 수 있다.
볼트(10)의 풀림현상은 하중이 빈번하게 반복 재하되는 구조물이나 진동하중이 재하되는 구조물에서 심각하게 나타날 수 있으며, 이러한 풀림현상을 방지 또는 억제하기 위하여 볼트(10)를 천공하여 핀(pin)을 삽입하는 등의 후처리를 실시할 수 있으나, 시공성이 낮을 뿐 아니라 천공부위가 취약부로 작용하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 볼트(10)의 두부(頭部)측에는 주나사부(11)가 구성되며, 볼트(10)의 선단측에는 주나사부(11)의 나선과 반대방향의 나선이 형성되고 주나사부(11)의 직경보다 작은 직경의 부나사부(12)가 구성되며, 주나사부(11)에는 주너트(21)가 체결되고, 부나사부(12)에는 부너트(22)가 체결되되, 주너트(21)와 부너트(22)가 밀착됨을 특징으로 하는 자기결착형 볼트 체결구조이다.
또한, 상기 부너트(22)의 일면에 주나사부(11)의 직경보다 큰 내경을 가지는 확공부(23)가 형성되거나, 상기 주너트(21)의 일면에 주너트(21)의 나사공과 동심의 환형돌부(24)가 형성됨을 특징으로 하는 자기결착형 볼트 체결구조 또는 상기 주너트(21)와 부너트(22) 사이에는 주나사부(11)의 직경보다 큰 내경을 가지는 압착링(25)이 결합됨을 특징으로 하는 자기결착형 볼트 체결구조이다.
본 발명을 통하여 별도의 후처리 공정 없이도 강구조물의 견고한 접합상태를 확보할 수 있을 뿐 아니라, 볼트의 체결상태를 장기간 견고하게 유지할 수 있어 전체 구조물의 내구성 또한 제고하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 상세한 구성 및 작용원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 2는 본 발명을 구성하는 볼트(10) 및 너트를 도시한 것으로, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 볼트(10)에는 서로 다른 직경과 나선방향을 가지는 주나사부(11) 및 부나사부(12)가 형성된다.
즉, 도시된 바와 같이, 볼트(10)의 두부(頭部) 측에는 주나사부(11)가 형성되고 선단 측에는 주나사부(11)보다 작은 직경을 가지고 반대방향의 나선이 형성된 부나사부(12)가 구성되며, 이들 주나사부(11) 및 부나사부(12)에는 각각 주너트(21) 및 부너트(22)가 결합된다.
도 3은 충첩된 부재(9)에 본 발명의 볼트(10), 주너트(21) 및 부너트(22)가 결합된 상태를 도시한 것으로, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 부재(9)가 변형되면서 주너트(21)를 회전시킬 경우 그에 따라 부너트(22)가 회전되면서 더욱더 견고하게 구속되는 자기결착(自己結着) 구조를 가지게 된다.
한편, 도 4 내지 도 6은 주나사부(11)와 부나사부(12)의 경계부와 주너트(21)와 부너트(22)의 접촉부가 정확하게 일치하는 것이 사실상 불가능하므로, 나선방향과 직경이 변화하는 경계부를 수용할 수 있는 수단을 구성한 실시예이다.
즉, 도 4는 부너트(22)의 일면에 주나사부(11)의 직경보다 큰 내경을 가지는 확공부(23)를 형성하여 경계부를 수용함으로써 더욱 견고한 주너트(21) 및 부너트(22)간 밀착이 가능하도록 한 것이며, 도 5는 주너트(21)의 일면에 나사공과 동심의 환형돌부(環形突部)(24)를 형성하여 환형돌부(24) 내부에 상기 경계부를 수용 할 수 있도록 한 것이다.
또한, 도 6은 별도 요소로서 주나사부(11)의 직경보다 크고 부너트(22)의 외경보다 작은 내경을 가지는 압착링(25)을 주너트(21)와 부너트(22) 사이에 결합함으로써 경계부를 수용하고 주너트(21) 및 부너트(22)간 밀착상태를 확보할 수 있도록 한 것이다.
도 1은 종래의 볼트를 이용한 부재 접합상태 사시도
도 2는 본 발명의 분해 사시도
도 3은 본 발명을 통한 부재 접합상태 사시도 및 대표단면도
도 4는 확공부가 형성된 본 발명의 일 실시예 설명도
도 5는 환형돌부가 형성된 본 발명의 일 실시예 설명도
도 6은 압착링이 설치된 본 발명의 일 실시예 설명도
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
9 : 부재
10 : 볼트
11 : 주나사부
12 : 부나사부
21 : 주너트
22 : 부너트
23 : 확공부
24 : 환형돌부
25 : 압착링

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 볼트(10)의 두부(頭部)측에는 주나사부(11)가 구성되며, 볼트(10)의 선단측에는 주나사부(11)의 나선과 반대방향의 나선이 형성되고 주나사부(11)의 직경보다 작은 직경의 부나사부(12)가 구성되며, 주나사부(11)에는 주너트(21)가 체결되고, 부나사부(12)에는 부너트(22)가 체결되되, 주너트(21)와 부너트(22)가 밀착되는 볼트 체결구조에 있어서,
    주너트(21)의 일면에는 주너트(21)의 나사공과 동심의 환형돌부(24)가 형성됨을 특징으로 하는 자기결착형 볼트 체결구조.
  4. 삭제
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