산업용 체결부품(패스너) 완벽 가이드: 종류별 특징과 용도

오늘은 산업 현장에서 사용되는 다양한 패스너(Fastener, 체결부품)의 종류에 대해 심층적으로 알아보겠습니다. 패스너는 다양한 용도에서 강력한 접합을 생성하는 장치로 알려져 있습니다. 대부분의 패스너는 접합 부품을 손상시키지 않고 분해하거나 제거할 수 있지만, 일부는 영구적으로 접합됩니다.

패스너의 분류

금속 패스너는 영구 접합과 비영구 접합, 두 가지 종류로 나뉩니다. 영구 접합은 체결 후 분해하려면 패스너가 파괴되어 재사용이 불가능합니다. 반면 비영구 패스너는 필요에 따라 제거하고 재사용할 수 있습니다. 아래에서 각 패스너 종류와 그 기능을 자세히 살펴보겠습니다.

볼트(Bolts)

대표적인 볼트 종류는 다음과 같습니다:

캐리지 볼트(Carriage Bolts) – 코치 볼트라고도 하며, 돔형 또는 카운터싱크 헤드를 가집니다. 헤드 아래의 사각형 부분이 소재에 물려 너트를 조일 때 볼트가 회전하지 않게 방지합니다.

육각 헤드 볼트(Hex Head Bolts) – 가장 일반적인 볼트로 육각형 헤드를 가지며 렌치로 조입니다. 육각 탭 볼트, 육각 캡 스크류, 트림 헤드 육각 캡 스크류, 육각 세레이트 플랜지 볼트 등이 여기에 속합니다.

머신 스크류(Machine Screws) – 평평한 끝단을 가진 나사 또는 볼트로, 다양한 드라이브 타입과 헤드 형태가 있습니다. 주로 탭 구멍에 체결되며 너트, 와셔와 함께 사용됩니다. 스토브 볼트라고도 불립니다.

숄더 볼트(Shoulder Bolts) – 스트리퍼 볼트 또는 숄더 스크류라고도 합니다. 나사산 부분과 헤드 사이에 숄더(비나사산 부분)가 있는 머신 스크류입니다. 이 비나사산 부분이 작업 표면 밖으로 나와 도웰이나 움직이는 부품의 축 역할을 합니다.

소켓 캡 스크류(Socket Cap Screws) – 버튼 소켓, 버튼 플랜지 소켓 헤드, 플랫 소켓, 소켓 캡 등 다양한 형태로 제공됩니다. 일반적으로 헤드 직경이 나사 생크 직경의 1.5배 이상인 나사산 체결부품을 지칭합니다.

소켓 세트 "그럽" 스크류(Socket Set "Grub" Screws) – 전체에 나사산이 있고 헤드가 없는 체결부품입니다. 내부 렌칭 드라이브(육각 앨런 키)를 사용하여 소재에 체결합니다.

사각 헤드 볼트(Squarehead Bolts) – 육각 캡 스크류와 유사하지만 4면 헤드를 가집니다. 렌치가 헤드를 더 쉽게 잡을 수 있으며, 표준 6면 육각 헤드보다 더 넓은 잡음 면적을 제공합니다.

나사(Screws)

주요 나사 종류는 다음과 같습니다:

데크 스크류(Deck Screws) – 목재 및 복합 데크 자재에 쉽게 설치됩니다. 버글 헤드와 스퀘어 드라이브로 탈출 현상을 방지합니다.

헥스 래그 스크류(Hex Lag Screws) – 래그 볼트라고도 하며, 외부 육각 헤드를 가지고 렌치로 조입니다. 목재 프레임 결합, 기계의 목재 바닥 고정 등 중량용 용도에 사용됩니다.

셀프 드릴링 스크류(Self-drilling Screws) – 시트 메탈 나사산과 셀프 드릴링 절삭 팁을 가져 20~14게이지 금속을 관통할 수 있습니다.

시트 메탈 스크류(Sheet Metal Screws) – 시트 메탈, 플라스틱, 목재를 관통하는 날카로운 절삭 나사산을 가집니다. 생크 전체에 나사산이 있으며, 때로는 팁에 노치가 있어 가공 중 칩 배출을 돕습니다.

우드 스크류(Wood Screws) – 부분적으로 나사산이 있고 큰 절삭 나사산과 매끄러운 생크를 가집니다. 상단 목재를 관통하여 모든 보드를 단단히 당겨 결합하도록 설계되었습니다.

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너트(Nuts)

주요 너트 종류는 다음과 같습니다:

캡 너트(Cap Nuts) – 모양 때문에 도토리 너트(Acorn Nuts)라고도 합니다. 돔형 상단으로 외부 나사산과의 접촉을 방지합니다.

캐슬 너트(Castle Nuts) – 코터 핀과 함께 사용하여 풀림을 방지합니다. 캐스텔레이티드 너트 또는 슬롯 너트라고도 합니다. 휠 베어링 고정 등 저토크 용도에 사용됩니다.

커플링 너트(Coupling Nuts) – 두 개의 수나사(주로 스레드 로드)를 연결하는 나사산 체결부품입니다. 외부가 육각형이라 렌치로 조작 가능합니다.

플랜지 세레이티드 너트(Flange Serrated Nuts) – 한쪽 끝에 넓은 플랜지가 있어 일체형 와셔 역할을 하며 회전하지 않습니다. 이 세레이티드 플랜지는 너트의 압력을 피체결물에 분산시키고 풀림 방지 잠금 작용을 합니다.

육각 피니시 너트(Hex Finish Nuts) – 육각 캡 스크류, 소켓 캡 스크류, 볼트와의 체결에 사용되며 렌치로 조작합니다.

육각 잼 너트(Hex Jam Nuts) – 다른 물체에 클램핑하지 않고 제자리에 고정할 때 사용합니다. 육각형에 내부 나사산이 있지만 피니시 너트보다 얇습니다.

헤비 육각 너트(Heavy Hex Nuts) – 일반 육각 너트보다 무겁고 두껍고 큽니다. 내부 나사산이 있는 육각형으로, 주로 육각 캡 스크류와 캐리지 볼트와 함께 사용됩니다.

육각 머신 너트(Hex Machine Nuts) – 육각형에 내부 나사산이 있으며, 잼 너트나 피니시 너트보다 작습니다. 1/4인치 미만 머신 스크류와 함께 사용됩니다.

육각 머신 너트 소형 패턴(Hex Machine Nuts Small Pattern) – 역시 육각형에 내부 나사산이며, 잼 너트나 피니시 너트보다 작습니다.

켑스-K 록 너트(Keps-K Lock Nuts) – 켑스 너트, K-너트, 와셔 너트라고도 합니다. 자유 회전하는 록 와셔가 부착되어 있어 조립 편의성을 높입니다.

놀드 썸 너트(Knurled Thumb Nuts) – 육각 대신 널링된 외부 표면을 가져 손으로 조일 수 있습니다. 주로 장식 마감이나 용도에 사용됩니다.

나일론 육각 잼 너트(Nylon Hex Jam Nuts) – 저프로파일 록 너트로 육각형에 내부 나사산과 나일론 인서트가 있습니다. 나일론 소재가 진동으로 인한 풀림과 크로스 스레드를 방지해 너트가 패스너에서 빠져나가는 것을 막습니다.

나일론 인서트 록 너트(Nylon Insert Lock Nuts) – 육각형에 내부 나사산과 나일론 인서트가 있습니다. 나일론 소재가 진동으로 인한 풀림을 방지하고 너트가 패스너에서 빠져나가는 것을 막습니다.

프리베일링 토크 록 너트(Prevailing Torque Lock Nuts, Stover) – 모서리가 챔퍼 처리되고 원뿔형 상단을 가집니다. 상단 나사산의 변형이 진동으로 인한 풀림을 방지합니다. 일방향 너트라고도 하며 한 방향으로만 설치 가능합니다. 나일론 인서트가 없고 전신이 금속이라 고온 용도에 주로 사용됩니다.

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너트 다이어그램:

슬롯 육각 너트(Slotted Hex Nuts) – 코터 핀과 함께 사용하여 잠금 메커니즘을 만들기 위해 일부가 잘려진 너트입니다. 캐슬 너트와 매우 유사하지만 프로파일이 더 낮아 때로는 더 나은 선택지가 됩니다.

사각 너트(Square Nuts) – 네 면을 가지며 상단이 평평하거나 베벨 처리될 수 있습니다. 더 넓은 접촉 면적을 제공해 풀림에 더 강합니다.

구조용 헤비 육각 너트(Structural Heavy Hex Nuts) – 피니시 너트와 유사하지만 더 강하고 두껍게 설계되었습니다. 주로 강철-강철 구조 접합에 사용됩니다.

T-너트(T-Nuts) – 목재, 파티클보드, 복합 보드를 체결하며 플러시 표면을 만듭니다. 보통 3~4개의 프롱이 표면에 박혀 더 나은 유지력을 제공합니다.

브레이어웨이/시어 너트(Breakaway or Shear Nuts) – 육각 잡음 포인트가 있는 원뿔 너트로, 최대 토크에 도달하면 육각 헤드가 의도적으로 부러지도록 설계되었습니다.

트라이-그루브 너트(Tri-groove Nuts) – 테이퍼진 직경으로 일반 렌치나 플라이어로는 잡을 수 없습니다. 특수 비전통적 공구로 설치해야 해 일반적인 너트보다 보안성이 높습니다.

윙 너트(Wingnuts) – 본체 양쪽에 날개가 있어 손으로 돌리고 설치할 수 있는 나사산 체결부품입니다. 너트를 자주 제거해야 하는 용도에 사용되어 손으로 쉽게 풀고 조일 수 있습니다.

와셔(Washers):

주요 와셔 종류는 다음과 같습니다:

백업 리벳 와셔(Backup Rivet Washers) – 더 큰 설치 직경을 만들어 리벳의 유지력과 지지력을 높입니다. 리벳의 풀스루(pull-through)를 방지합니다.

벨빌 원추형 와셔(Belleville Conical Washers) – 접합 조립에 추가 장력을 가하는 와셔입니다. 적층하여 하중과 처짐을 증가시킵니다. 장력을 가하고 진동을 흡수하므로 록 와셔로도 간주됩니다.

독 와셔(Dock Washers) – 중량용 와셔로 선착장 건설에 자주 사용됩니다. 두꺼운 와셔가 필요한 중량 구조물에도 사용됩니다. 독 와셔는 내부 구멍 직경이 작은 펜더 와셔와 유사합니다.

펜더 와셔(Fender Washers) – 내부 구멍 직경이 작은 원형 와셔입니다. 풀스루 방지와 패스너 하부의 더 넓은 베어링 면적 제공에 사용됩니다.

초두꺼운 펜더 와셔(Extra Thick Fender Washers) – 펜더 와셔와 유사하지만 두께가 더 두껍습니다. 풀스루 방지와 더 넓은 베어링 면적 제공에 사용됩니다.

피니싱 컵 와셔(Finishing Cup Washers) – 컵 형태라 나사나 패스너 헤드가 들어맞습니다. 헤드 상단과 플러시 마감을 만듭니다. 마감용으로 사용됩니다.

NAS 와셔(NAS Washer) – 내부 및 외부 직경이 더 작은 원형 와셔입니다. 엄격한 치수 사양으로 군수 용도에 주로 사용됩니다.

네오프렌 EPDM 와셔(Neoprene EPDM Washer) – 약간 베벨 처리된 원형 와셔에 네오프렌 라이닝이 있습니다. 날카로운 팁과 셀프 드릴링 TEK 스크류와 함께 사용하여 스크류나 금속 지붕/사이딩 주변에 방수 씰을 만듭니다.

구조용 와셔(Structural Washer) – 두껍고 강하며 중량 용도에 사용됩니다. 강철 빔과 거더 패스너 조립에 사용됩니다.

와셔 다이어그램:

사각 와셔(Square Washer) – 사각형 형태로 양면 평평하거나 한쪽은 평평하고 다른 쪽은 베벨 처리될 수 있습니다. 주로 사각 헤드 볼트와 함께 사용됩니다. 풀스루 방지와 표준 원형 평와셔보다 더 넓은 표면적과 유지력 제공.

평와셔(Flat Washers) – 가장 일반적인 와셔로, 중앙에 뚫린 구멍이 있는 얇은 원형 판입니다. 볼트, 나사, 너트의 하중을 조임 시 고르게 분산시킵니다.

초두꺼운 평와셔(Extra Thick Flat Washers) – 표준 평와셔보다 두껍습니다. 볼트나 나사 크기에 맞게 뚫린 중앙 구멍이 있는 원형 판입니다.

군용 표준 평와셔(Military Standard Flat Washers) – 화학적, 물리적, 치수적 품질에 대한 광범위한 검사를 거칩니다. MS 와셔는 특정 내부/외부 직경 사양을 충족해야 합니다.

900 시리즈 평와셔(900 Series Flat Washers) – 표준 평와셔보다 얇고 내부/외부 직경이 더 작습니다.

스플릿 링 록 와셔(Split Ring Lock Washers) – 너트, 볼트, 나사가 진동으로 풀리는 것을 방지합니다. 한 지점에서 갈라져 나선형으로 구부러진 링 형태입니다.

하이 칼라 록 와셔(High Collar Lock Washers) – 소켓 캡 스크류 헤드 아래에 맞도록 설계되었습니다. 너트, 볼트, 나사의 진동 풀림을 방지합니다. 한 지점에서 갈라져 나선형으로 구부러진 링 형태입니다.

외부 치형 록 와셔(External Tooth Lock Washer) – 잠금과 장력용입니다. 외부에 치아가 있는 원형으로 최대 유지력을 가집니다. 충분한 헤드 직경의 패스너와 함께 사용해야 합니다.

내부 치형 록 와셔(Internal Tooth Lock Washer) – 내부에 치아가 있는 원형 와셔로, 치아의 구조적 작용으로 너트나 스크류 헤드 풀림을 방지합니다. 잠금과 장력용입니다.

리벳(Rivets)

주요 리벳 종류는 다음과 같습니다:

팝 리벳 오픈 엔드(Pop Rivets Open End) – 블라인드 리벳이라고도 하며, 두 소재를 빠르고 효율적으로 연결합니다. 관형으로 햇(hat)과 맨드렐(mandrel)을 가집니다.

클로즈드 엔드 팝 리벳(Closed-end Pop Rivets, Sealed) – 표준 블라인드 팝 리벳과 달리 밀폐된 엔드로 방수 씰을 만듭니다.

라지 플랜지 팝 리벳(Large Flange Pop Rivets) – 오버사이즈 팝 리벳이라고도 하며, 표준 팝 리벳보다 햇에 더 큰 와셔가 있습니다. 두 소재를 빠르고 효율적으로 연결하는 블라인드 리벳입니다.

카운터싱크 팝 리벳(Countersunk Pop Rivets) – 플랫 팝 리벳이라고도 하며, 두 소재를 쉽고 빠르고 효율적으로 연결합니다. 관형으로 햇과 맨드렐로 구성되며, 설치 시 맨드렐 길이가 끊어집니다.

컬러 리벳(Colored Rivets) – 햇이 갈색, 검정, 흰색 등으로 도색되어 있습니다. 색상으로 리벳을 숨기고 마감미를 높이며, 설치 소재와 대비되는 색상으로 가시성을 높일 수도 있습니다.

멀티-그립 리벳(Multi-grip Rivets) – 설치 소재 두께가 다를 때 일반 리벳 대신 사용합니다. 이 리벳은 범위 내에서 크기가 확장되어 소재를 고정합니다.

구조용 리벳(Structural Rivets) – 일반 스테인리스 팝 리벳보다 더 강한 조립을 만듭니다. 강력한 힘을 생성하며 설치를 위해 다른 공구가 필요합니다.

트라이-폴드 리벳(Tri-fold Rivets) – 익스플로딩 리벳이라고도 하며, 햇에 세 개의 컷이 있어 설치 시 세 개의 날개로 바깥쪽으로 접힙니다. 표준 팝 리벳보다 더 나은 강도와 유지력을 제공합니다.

인서트(Inserts)

주요 인서트 종류는 다음과 같습니다:

다월 핀(Dowel Pins) – 약간 베벨 처리된 원통형으로 공압 다월 장비로 제조됩니다. 미리 절단된 길이와 직경으로 제공되며 다양한 용도로 사용됩니다. 항공우주 산업에서도 널리 쓰입니다. 조인트 보강, 선반 지지, 가구 제작 등에 쓰이며, 취미용으로 장난감과 모형 제작에도 활용됩니다.

헬리코일 나사산 인서트(Helicoil Threaded Inserts) – 다이아몬드 형태의 정밀 성형 나사산 코일이 나선형으로 감겨 있습니다. 헬리코일 탭 구멍에 설치됩니다. 영구적인 60도 일반 내부 나사산을 제공합니다. 설치 전 직경이 더 큽니다.

E-Z 록 나사산 인서트(E-Z Lok Threaded Inserts) – 헬리코일과 달리 특수 드릴링이 필요합니다. 표준 공구로 금속에 사용 가능합니다. 스테인리스 스틸 인서트는 금속 용도, 황동 인서트는 목재 및 연질 소재 용도로 쓰입니다.

키스톡(Keystock) – 직사각형 솔리드 바 스톡입니다. 머신 키로 가공되어 쐐기 역할을 합니다.

스레드 로드(Threaded Rod) – 헤드 없이 전체에 나사산이 있으며 다양한 등급과 소재로 제공됩니다. 앵커 볼트부터 전기/배관 장비 천장 현가까지 다양한 체결에 사용됩니다.

언스레드 로드(Unthreaded Rods) – 라운드 로드라고도 하며, 프레임워크, 샤프트, 브레이스, 지지대, 액슬에 사용됩니다.

리테이닝 링(Retaining Rings)

주요 리테이닝 링 종류는 다음과 같습니다:

보우드-E 리테이닝 링(Bowed-E Retaining Rings) – 샤프트의 홈에 설치되도록 설계되었습니다. 홈에 끼워지면 소재에 힘을 가하거나 누적 공차를 보상하기 위해 유지 부품에 프리로드를 가합니다.

E-스타일 리테이닝 링(E-style Retaining Rings) – 레이디얼 리테이닝 링 스타일을 사용합니다. 샤프트 내부의 세 갈래 프롱이 홈 바닥과 접촉하므로 E-링이라고 부릅니다. 샤프트의 홈이 효과적인 조립 유지를 위한 숄더를 만듭니다.

외부 샤프트 리테이닝 링(External Shaft Retaining Rings) – 샤프트의 홈에 사용되도록 설계되었습니다. 설치 시 링의 일부가 홈에서 돌출되어 숄더를 만들어 조립을 유지합니다.

내부 하우징 리테이닝 링(Internal Housing Retaining Rings) – 역시 샤프트의 홈에 사용되도록 설계되었습니다. 보어 또는 하우징에 설치되며, 링의 일부가 홈에서 돌출되어 숄더를 만들어 조립을 유지합니다.

콘크리트 앵커(Concrete Anchors)

주요 앵커 종류는 다음과 같습니다:

어쿠스티컬 웨지 앵커(Acoustical Wedge Anchors) – 견고하거나 중공인 석재에 현수 와이어를 고정하는 패스너입니다. 미리 뚫린 구멍에 삽입 후 망치로 타격합니다.

드롭인 앵커(Drop-in Anchors) – 천장에 설치되며 콘크리트 표면과 플러시되는 내부 나사산 앵커입니다. 난간, 조명 기구 등 다양한 고정물 설치에 사용됩니다.

더블 익스팬션 실드 앵커(Double Expansion Shield Anchors) – 연질 소재나 저품질 소재 설치용으로 설계되었습니다. 전체 길이가 구멍에서 확장되어 매우 안전한 유지력을 만듭니다. 확장이 마찰을 최대화하여 설치 소재를 잡습니다.

해머 드라이브 핀 앵커(Hammer Drive Pin Anchors) – 다른 콘크리트 앵커보다 가벼운 하중용입니다. 드라이브 핀으로 석재에 고정물을 부착합니다. 망치로 핀의 노출된 헤드를 타격하면 베이스 내부에서 확장되어 고정됩니다.

캡토글 중공 벽 앵커(Kaptoggle Hollow Wall Anchors) – 벽이나 블록의 구멍을 통해 설치됩니다. 머신 스크류를 사용하여 벽에 단단히 고정됩니다. 기존 타입보다 더 나은 유지력을 입증받았습니다.

래그 실드 익스팬션 앵커(Lag Shield Expansion Anchors) – 래그 스크류를 고정하는 실드 익스팬션 앵커입니다. 래그 스크류가 체결되면서 바깥쪽으로 확장됩니다. 이 확장이 설치 표면을 압박해 단단하고 안전한 고정을 만듭니다. 정밀한 내부 나사산으로 래그 볼트가 쉽게 회전합니다.

머신 스크류 앵커(Machine Screw Anchors) – 미리 뚫린 구멍에 석재에 설치되는 앵커입니다. 구멍 안에 놓고 머신 스크류를 앵커에 체결해 조입니다. 원뿔 부분이 슬리브로 당겨져 변형됩니다. 이 슬리브 변형으로 구멍 안에 단단한 웨지가 생겨 쉽게 제거할 수 없습니다.

앵커 다이어그램:

메이슨리 스크류(Masonry Screws) – 탭콘(Tapcons)이라고도 하며, 설치 시 콘크리트, 벽돌, 블록에 나사산을 만듭니다. 블루 클라이미실 코팅으로 연장된 내식성을 가집니다. 구멍 스포팅이나 인서트가 필요 없습니다.

플라스틱 토글 앵커(Plastic Toggle Anchors) – 중공 벽이나 시멘트 블록에 시트 메탈 스크류용 체결점을 만드는 패스너입니다. 다리가 접혀 미리 뚫린 구멍에 들어가고 나사가 체결되면서 확장됩니다. 다리가 완전히 확장되면 토글 앵커가 단단히 고정됩니다.

새미 스크류(Sammy Screws) – 스레드 로드와 함께 사용되며 석재에 드릴링하여 시간을 절약합니다. 스레드 로드를 받아들이는 암나사 부분이 있습니다. 수직 또는 수평 설치 가능합니다. 낮은 설치 비용, 유연성, 편의성으로 널리 사용됩니다.

슬리브 앵커(Sleeve Anchors) – 바깥쪽으로 벌어진 원뿔형 끝단이 있는 나사산 스터드에 너트와 와셔가 있습니다. 너트를 조이면 스터드가 익스팬더 슬리브로 당겨집니다. 이것이 바깥쪽으로 웨지되어 앵커를 베이스 소재에 고정합니다.

토글 윙 중공 벽 앵커(Toggle Wing Hollow Wall Anchors) – 관통 설치 시 사용됩니다. 윙을 반으로 접어 소재를 관통시킵니다. 관통 후 확장되고 나사를 사용해 소재 후면에서 고정합니다.

웨지 앵커(Wedge Anchors) – 견고한 콘크리트 석재 표면에 자재와 장비를 고정하는 데 사용됩니다. 앵커, 너트, 와셔로 구성됩니다. 콘크리트를 장비, 자재, 모터, 파이프, 스트럿, 플라스틱, 목재, 발전기 등에 체결하는 데 쓰입니다.

결론

이상으로 볼트, 너트, 나사, 와셔, 리벳 등을 포함한 다양한 패스너 종류에 대한 설명을 마칩니다.

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