KR100602484B1 - 확장가능한 고정 플러그 및 이를 이용한 벽돌 벽체의 목재고정부 - Google Patents

확장가능한 고정 플러그 및 이를 이용한 벽돌 벽체의 목재고정부 Download PDF

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Abstract

본 발명은 확장 나사(14)를 구비하는 확장가능 고정 플러그(10)에 관한 것으로, 상기 확장 나사는 확장가능 고정 플러그 슬리브(12) 내에 위치된다. 본 발명에 따라서, 나사산(30)은 톱니 형상이고, 고정 플러그 슬리브(12)의 후방 부분(16)은 축 방향으로 뻗을 수 있다. 확장가능 고정 플러그(10)가 축 방향으로 하중(loading)을 받는다면, 확장 나사(30)는 고정 플러그 슬리브(12) 내에서 축 방향으로 움직이고 나사산(30)은 고정 플러그 슬리브(12)를 확장시킨다. 그러므로 확장가능 고정 플러그(10)는 뚫려진 구멍이 확대되면 후속적인 확장 거동을 갖는다. 본 발명의 또 다른 장점은 확장 나사(14)를 돌리지 않고 박음으로써 확장가능 고정 플러그(10)를 장착하는 것이다. 나사산(30)의 코어 직경은 횡단 하중을 견디도록 확장 나사(14)의 용량을 증가시키기 위하여 전방에서 후방으로 가면서 확대된다.

Description

확장가능한 고정 플러그 및 이를 이용한 벽돌 벽체의 목재고정부{Expansible fixing plug and wood fixing part for masonry wall using the same}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 특징을 갖는 확장가능 고정 플러그(expansible fixing plug)에 관한 것이다.
이러한 확장가능 고정 플러그는 그 자체로 알려져 있다. 확장가능 고정 플러그는 고정 플러그 슬리브(sleeve)를 포함하는데, 이 슬리브 안으로 확장 나사가 나사식으로 조여질 수 있고, 확장 나사가 나사식으로 조여질 때, 확장 나사는 고정 플러그를 넓힌다. 통상적으로, 고정 플러그 슬리브는 길이 방향 슬릿(longitudinal slits) 또는 길이 방향으로 일정한 각도로 뻗는 슬릿을 갖는데, 이들 슬릿은 고정 플러그 슬리브를 확장가능 텅(tongue)으로 나누고, 상기 텅은 확장 나사를 텅 안으로 나사식으로 조임으로써 확장된다. 또 다른 가능성은 탄성적으로 및/또는 가소적으로(plastically) 확장가능한 재료, 특히 플라스틱 재료로 고정 플러그 슬리브를 제작하는 것이다. 상기 넓힘 또는 확장의 결과로, 확장가능 고정 플러그는 예를 들어, 벽돌(masonry)의 뚫린 구멍에 고정된다.
알려진 확장가능 고정 플러그는 예를 들어 벽돌에서 나타난 균열 때문에 뚫려진 구멍이 확대될 때, 느슨하게되어 고정력 또는 당김력(withdrawal force)이 감소된다는 결점을 갖는다.
본 발명은 뚫려진 구멍이 확대되었을 때, 높은 고정력 또는 당김력을 갖는, 도입부에서 언급된 종류의 확장가능 고정 플러그를 제작하는 문제를 그 기반으로 한다.
상기 문제는 청구항 1의 특징에 의한 본 발명에 따라 해결된다. 본 발명의 확장가능 고정 플러그의 확장 나사는 나사산(screw thread)을 가지는데, 상기 나사산의 후방 플랭크(rear flank)는 나사 조임 방향으로 확장 나사의 축 방향에 대해 약 45°이하의 좁은 각으로 뻗는다. 나사식으로 조이는 방향의 후방에서 나사산의 플랭크는 사면 또는 확장 표면을 형성하는데, 이는 확장 나사가 당기는 방향으로 축방향 하중(loading)을 받을 때, 고정 플러그 슬리브를 추가적으로 넓히거나 확장시킨다. 나사산은 원뿔형 확장 몸체를 형성한다. 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그가 고정되는 뚫려진 구멍이 확대되면, (확장 나사가 축방향으로 하중을 받을 때)확장 나사는 고정 플러그 슬리브에서 축방향 바깥쪽으로 약간 당겨진다. 이렇게 되면, 축방향으로 약 45°이하의 좁은 각으로 있으며, 나사식으로 조이는 방향의 후방에서 나사산의 플랭크는 고정 플러그 슬리브를 더욱 확장시키는데, 이렇게 더욱 확장되는 확장가능한 고정 플러그는 거의 변하지 않는 고정력으로 뚫려진 구멍에 고정되어 있게 된다.
본 발명에 따른 확장 가능한 고정 플러그는 후속적으로 확장하는 능력이 있어서 인장력을 받는 구역에서 사용되기에 적당하다는 장점을 갖는다. 다른 장점은 아직 확대되지 않은 뚫려진 구멍에서의 높은 고정력 및 고정 플러그 슬리브를 확장 시키는데 필요한 확장 나사의 나사 조임 토크(torque)와 뚫려진 구멍에서의 확장가능한 고정 플러그의 고정력 사이의 바람직한 비율이다.
더욱이, 본 발명의 확장가능한 고정 플러그의 확장 나사는 나사산의 전방에서 후방까지의 길이에 걸쳐 증가하는 코어 직경을 갖는다. 코어 직경은 단계적으로 또는 점차로 증가할 수 있다. 후방으로 갈수록 증가하는 코어 직경은 나사산이 후방 영역에서 비교적 큰 횡단력(transverse force){굽힘(bending) 응력 및 전단(shearing) 응력}을 수용할 수 있다는 장점을 갖는다. 그러므로 확장 나사는 후단부에 걸리는 비교적 큰 하중을 지탱할 수 있고 횡단 하중을 받을 수 있다. 게다가, 확장 나사에서는 비교적 큰 인장 응력이 작용할 수도 있는데, 물론, 상기 인장 응력은 나사산의 길이에 대해서 선단부 쪽으로 갈수록 감소한다. 더욱이, 나사산의 횡단면의 감소 및 나사산의 응력 집중(stress concentration)의 결과로 발생되는 응력에 견디는 나사산의 능력을 급격히 감소시키지 않고, 나사산이 확장 나사의 후단부까지 형성될 수 있다. 이것은 고정 플러그 슬리브가 확장되고, 예를 들어 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그가 고정되는 벽돌의 표면에 가까운 확장 나사에 의해 후속적으로 확장될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 바람직한 구성에 있어서, 나사산은 측면에서 봤을 때 톱니 형상을 갖는데, 확장 표면을 형성하는, 보다 좁고 보다 긴 나사산의 플랭크는 확장 나사가 나사식으로 조여지는 방향의 후방에 있게 된다. 본 발명의 이러한 구성으로 인하여 확장 나사는 고정 플러그 슬리브로의 우수한 조임 거동을 나타낸다. 다른 장점은 나사산의 축 방향 길이에 대하여, 나사가 조여지는 방향의 후방에 있는 나사산 플 랭크에 의해 형성되는 큰 확장 영역이다.
본 발명의 바람직한 구성에서, 나사산의 후단부에서의 코어 직경은 나사산의 후단부에 인접하는, 나사산이 없는 나사 섕크(shank)의 직경과 대체로 일치한다. 이런 식으로, 나사산에서 나사 섕크까지의 대체로 점진적인 변화가 달성된다. 나사산에서 나사 섕크로 가는 전이부에서의 횡단면 축소 또는 응력 집중(cross-sectional weakening or stress)은 본 발명의 이러한 구성으로 대부분 방지된다. 이것은 나사산에서 나사 섕크로 가는 전이부가 통상적으로 예를 들어, 확장가능한 고정 플러그가 고정되어 있는 벽돌의 표면에 가깝께 위치되기 때문에, 특히 바람직하다. 확장 나사에 작용하는 횡단 응력은 벽돌의 표면에서 가장 크다.
본 발명의 하나의 구성에서, 나사가 조여지는 방향의 후방에서 나사산의 플랭크가 뻗는 각도는 나사산의 선단부에서 약 28°이다. 이것은 약 56°의 테이퍼(taper) 각을 만드는데, 여기서 테이퍼 각은 나사산의 서로 반대되는 지점에서, 나사가 조여지는 방향의 후방에서의 플랭크의 각도를 말한다. 나사가 조여지는 방향의 후방에서 플랭크가 뻗는 각도는 나사산의 후방 단부까지 약 7°로 줄어드는데, 이것은 약 14°의 테이퍼 각에 해당한다. 상기 각도는 당기는 방향으로 확장 나사에 작용하는 축힘(axial force)과 이러한 힘에 의해 확장 나사로부터 고정 플러그 슬리브에 작용하는 확장 힘 사이에서 바람직한 비율을 만든다.
비교적 단단한 플라스틱 재료로 제작되는 고정 플러그 슬리브와 함께 확장 나사가 사용된다면, 나사산의 보다 좁고 보다 긴 나사산 플랭크에 오목한 형태를 부여하는 것이 바람직하다. 그러므로, 나사산의 포인트 각(point angle)은 어느 정 도 점점 작아지게 되기 때문에, 나사산은 보다 쉽게 재료를 파고 들어간다. 더욱이, 나사산 플랭크의 돌출(run-out)은 오목한 구조에 의해 점점 더 작아지는데, 이는 확장가능 고정 플러그의 후속적인 확장에 대한 고정 플러그 슬리브 내에서의 확장 나사의 축 방향 이동 초기의 마찰을 줄이며, 축 방향 이동이 진행됨에 따라서만 마찰을 증가시킨다. 그러므로, 확장가능 고정 플러그의 확장력이 축 방향 이동에 대해 점진적으로 증가하는 연속 확장 거동이 달성된다. 나사가 조여지는 방향의 후방에서의 오목한 나사산 플랭크에 대한 또 다른 장점은 나사산 뿌리부(root)의 비교적 작은 플랭크 각도에 의해 응력 집중이 줄어든다는 것이다.
확장가능 고정 플러그가 넓혀지고 후속적으로 확장되기 위하여 확장 나사에 필요한 축 방향 움직임 능력을 만들기 위해서, 본 발명의 한 구성에서, 고정 플러그 슬리브는 항복점(yield point) 및/또는 파열점(rupture point)을 갖는데, 상기 항복점 및/또는 파열점은 고정 플러그 슬리브가 축 방향으로 하중을 받을 때, 고정 플러그 슬리브를 축방향으로 늘어나거나 2 부분으로 분리될 수 있게 한다. 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그의 고정 플러그 슬리브가 축 방향으로 하중을 받는 다면, 고정 플러그 슬리브는 축 방향으로 늘어나거나 2 부분으로 분리된다. 축 방향으로 하중을 받았을 때, 고정 플러그 슬리브의 후방 부분은 고정 플러그 슬리브 내에 위치된 확장 나사와 함께, 벽돌에 고정된 고정 플러그 슬리브의 전방 부분으로부터 축 방향으로 조금 움직인다. 이러한 이동은 위에서 설명한 바와 같이 확장 나사가 고정 플러그 슬리브의 전방 영역에서 고정 플러그 슬리브를 확장하도록 함으로써 뚫려진 구멍에 확장가능 고정 플러그를 고정시킨다. 상술한 바와 같이 벽돌 에 고정된 고정 플러그 슬리브의 전방 부분에 대하여 고정 플러그 슬리브 내에 위치된 확장 나사와 함께 고정 플러그 슬리브의 후방 부분이 축 방향으로 움직이는 것은 예를 들어, 벽돌에 나타난 균열 때문에 뚫려진 구멍이 확대될 때 또한 일어나기 때문에, 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그는 뚫려진 구멍이 확대되면 뒤이어 확장한다. 이미 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그의 고정력 또는 당김력은 뚫려진 구멍이 확대될 때에도 이러한 연속적인 확장에 의해 거의 변하지 않게 된다.
항복점 및/또는 파열점은 반드시 양자 택일적인 것은 아니고, 하나일 수도 있고 같을 수도 있다. 확장가능 고정 플러그가 축 방향으로 하중을 받았을 때, 항복점 및/또는 파열점은 고정 플러그 슬리브가 초기에 축 방향으로 늘어나게 할 수 있다. 축 방향 하중이 증가하면, 고정 플러그 슬리브는 항복점 및/또는 파열점에서 2 부분으로 분리한다. 예를 들어, 고정 플러그 슬리브의 벽 두께의 감소에 의해 또는 고정 플러그 슬리브의 둘레에 있는 그루브(groove) 또는 나선형으로 뻗는 다른 그루브(groove)가 제공됨에 의해 항복점 및/또는 파열점이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그의 고정 플러그 슬리브에 있는 항복점 및/또는 파열점의 구조는 특히, 고정 플러그 슬리브 내에 확장 나사가 이미 위치된 확장가능 고정 플러그가 예를 들면, 해머로 두들겨 뚫려진 구멍 내로 박혀서 도입될 수 있다는 장점을 갖는다. 무엇보다도, 뚫려진 구멍 내로 확장 나사 없이 고정 플러그 슬리브를 도입하고 그 후, 확장 나사를 나사식으로 조이는 것은 필요하지 않고, 확장 나사를 나사식으로 조이는 작업은 생략될 수 있다. 확장 나사는 당기는 방향으로 축 방향 하중을 받을 때, 확장가능 슬리브를 넓히고 및/또는 확장시키기 때문에, 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그는 하중에 의해 뚫려진 구멍 내에 고정된다. 확장 나사를 나사식으로 조임으로써 확장가능 슬리브를 확장시키는 것은 불필요하다. 필요하다면, 확장가능 고정 플러그가 뚫려진 구멍에 도입된 후에 고정 플러그 슬리브에 위치되는 확장 나사가 고정 플러그 슬리브를 넓어지게 및/또는 확장하게 하도록 하여, 확장가능 고정 플러그에 아무런 하중이 없이도 벽돌 내에서 확장가능 고정 플러그가 고정되도록 간단히 조여질 수 있다.
고정 플러그 슬리브 내에 확장 나사가 위치된 상태에서 확장 나사를 나사식으로 조이지 않고, 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그를 뚫려진 구멍으로 도입시키는 것이 가능하기 때문에, 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그를 고정시키는 작업은 단순화되고 단축된다. 예를 들어, 플라스틱 재료로 사출 성형함으로써 고정 플러그 슬리브가 제작될 때, 확장 나사가 코어로 사용될 수 있다는 추가의 장점이 있다. 확장 나사는 사출 성형 공구에 코어로서 위치되고 고정 플러그 슬리브를 형성하는 플라스틱 재료가 이어서 확장 나사 주위에 사출된다. 그러므로, 사출 성형한 후 고정 플러그 슬리브로부터 코어를 빼내고 고정 플러그 슬리브 내로 확장 나사를 나사식으로 조이게 되는, 별도의 코어는 필요치 않다. 고정 플러그 슬리브가 둘레에 사출 성형된 확장 나사가 있는 확장가능 고정 플러그는 금형에서 분리된 후에 즉시 사용하도록 준비된다. 고정 플러그 슬리브를 사출 성형하기 전에 확장 나사에 도포된 분리제(parting agent)는 윤활층의 역할을 하는데, 상기 윤활층은 고정 플러그 슬리브에서 확장 나사가 축 방향으로 쉽게 이동할 수 있도록 보장하여 서, 축 방향 하중에 대한 우수한 확장력 비율을 보장한다.
바람직한 구성에서, 고정 플러그 슬리브는 확장 영역에서 예를 들어, 가상의 직선 축을 갖는 원통 형태에서 벗어난다. 적어도 확장 영역에서, 고정 플러그 슬리브는 예를 들어, 길이 방향으로 파동 모양이거나 나선형 형태이다. 보다 일반적인 말로 표현한다면, 확장 영역에서의 고정 플러그 슬리브의 표면은 가상의 원통형 표면 또는 고정 플러그의 길이 축에 대하여 소정의 각도로 길이 방향으로 뻗는다. 동시에, 확장가능 고정 플러그의 길이 방향 축에 대하여 고정 플러그 슬리브의 표면이 뻗는 각도는 고정 플러그 슬리브의 길이에 걸쳐서 변화한다. 본 발명의 이러한 구성의 목적은 확장 영역에서 고정 플러그 슬리브가 횡 방향으로 변형 가능하도록 하는 것이다. 고정 플러그 슬리브가 뚫려진 구멍에 박힐 때, 고정 플러그 슬리브는 어느 정도 똑바르게 변형된다. 예를 들어, 고정 플러그 슬리브가 파동 모양 구조이면, 파동 모양부의 크레스트는 방사상 안쪽으로 눌려진다. 결과적으로, 고정 플러그 슬리브는 뚫려진 구멍에서 편향력을 받는(bias) 상태로 위치된다.
본 발명은 도면에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예를 참조하여 아래에서 자세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그를 도시하는 측면도.
도 2는 도 1의 확장가능 고정 플러그의 고정 플러그 슬리브에 대한 사시도.
도 3은 도 2의 고정 플러그 슬리브를 축 부분으로 도시하는 도면.
도 4는 도 1의 확장 가능 고정 플러그의 확장 나사를 도시하는 측면도
도 4a 내지 도 4d는 도 4의 확장 나사의 나사산 부분을 확대 축척으로 도시한 도면.
도 5는 도 1의 확장가능 고정 플러그의 사용 방법을 축 부분으로 도시하는 도면.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 확장가능 고정 플러그(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 플라스틱 재료로 제작된 고정 플러그 슬리브(12)와, 상기 고정 플러그 슬리브(12) 내에 위치되고 도 4에 도시된 확장 나사(14)를 포함한다. 확장 나사(14)는 금속, 특히 강철로 구성된다.
고정 플러그 슬리브(12)는 속이 빈 원통형 섕크(hollow-cylindrical shank)(16)가 있는 대체로 속이 빈 원통형 형태를 갖는데, 상기 속이 빈 원통형 섕크는 고정 플러그 슬리브(12)의 후방 부분을 구성한다. 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(전방 부분)(18)은 원통형 형태와는 다른 형태를 갖는다. 확장 영역(전방 부분)(18)은 파동 모양(undulation)인데, 확장가능 고정 플러그(10)의 길이 방향으로 뻗는다. 고정 플러그 슬리브(12)의 상기 확장 영역(전방 부분)(18)은 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)을 형성한다. 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)에는 불연속적인 세로 슬릿(20)이 제공되는데, 상기 세로 슬릿은 확장 영역(18)을 확장가능한 림(limb)(22)으로 나눈다. 고정 플러그 슬리브(12)가 플라스틱 재료와 같은 신장성이 있는 재료로 제작된다면, 상기 세로 슬릿(20)은 반드시 필요한 것은 아닌데, 그것은 고정 플러그 슬리브(12) 재료의 신장성이 확장 영역(18)에 충분한 확장성을 부여하기 때문이다.
고정 플러그 슬리브(12)의 후방 부분을 형성하는 섕크(16)는 섕크(16) 둘레에 나선형으로 감기고 항복점(yield) 및/또는 파열점을 형성하는 그루브(groove)(46)를 갖는다. 그루브(groove)(46)의 베이스에서 섕크(16)의 벽 두께의 감소로 인하여, 항복점 및/또는 파열점을 형성하는 그루브(groove)는 섕크(16)를 축방향으로 뻗게 한다. 상대적으로 큰 축방향 하중에 의해, 고정 플러그 슬리브(12)의 섕크(16)는 또한 그루브(groove)(46)에서 파단될 수 있다.
섕크(16)는 고정 플러그 슬리브(12)의 후방 단부에서 속이 빈 원뿔형의 칼라부(collar)(24)를 갖는다.
확장가능한 고정 플러그(10)의 확장 나사(14)는 원통형이고 매끄러운 벽을 갖는 섕크(26)를 포함하는데, 상기 섕크의 길이는 고정 플러그 슬리브(12)의 섕크(16)의 길이와 대체로 일치한다. 확장 나사의 후방 단부에서, 확장 나사(14)는 원뿔대모양(frustoconical)의 나사 헤드(28)를 갖는다. 선단부에서, 나사산(30)은 확장 나사(14)의 섕크(26)와 일체를 이루고, 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)의 길이와 대체로 일치하는 길이를 갖는다. 나사산(30)은 확장 나사(14)의 선단부의 점에서 종결된다.
나사산(30)은 측면에서 봤을 때 톱니 형상을 갖는데, 나사가 조여지는 방향의 후방에서 나사산(30)의 플랭크(32)는 좁은 각도로 뻗고 나사가 조여지는 방향의 전방에서 나사산(30)의 플랭크(34)는 확장 나사(14)의 축방향에 대해 가파른 각도로 뻗는다. 나사산(30)의 코어 직경은 그 길이에 걸쳐서 변하는데, 코어 직경은 전 방에서 후방으로 가면서 증가한다. 이 점에 있어서, 나사산(30)의 코어 직경은 전방에서 후방으로 가면서 점진적으로 증가할 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 나사산(30)은 전방에서 후방까지 4개의 섹션(a 내지 d)으로 나눠지는데, 나사산의 크기는 각 섹션(a 내지 d) 내에서는 같으나 섹션끼리는 서로 다르다. 나사산(30)의 섹션(a 내지 d)은 해당하는 도 4a 내지 도 4d에서 확대된 축척으로 도시되고 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 섕크(26)는 7㎜의 직경을 갖는다. 나사산(30)의 코어 직경(36)은 섹션 a에서 5.2㎜이고, 섹션 b에서 5.9㎜이며, 섹션 c에서 6.9㎜이고, 마지막 섹션 d에서7.2㎜이다. 이것은 매끄러운 벽을 가진 섕크(26)로 가는 전이부에서 나사산(30)의 코어 직경(36)은 대체로 섕크(26)의 직경과 같으므로, 나사산(30)은 섕크(26)에 점차적으로 합쳐진다는 것을 의미한다.
도시된 확장 나사(14)의 예시적인 실시예에서, 나사산(30)의 외부 직경(38)은 섹션 a 및 b에서 7.2㎜이고, 섹션 c에서 7.4㎜이며, 섹션 d에서 7.7㎜이다. 도시된 확장 나사(14)의 예시적인 실시예에서, 나사가 조여지는 방향 후방에서의 나사산(30)의 플랭크(32)와 축방향 사이의 각 α는 섹션 a에서 약 28°이고, 섹션 b에서 약 20°이며 섹션 c 및 d에서 약 7°이다. 후방 플랭크(32)는 도 4a 및 도 4b 로부터 특히 명백하듯이, 확장 나사(14)의 길이 방향으로 오목하게 굽어진다.
나사가 조여지는 방향의 전방에서 나사산(30)의 플랭크(34)는 가파르게 배향되고, 확장 나사(14)와 고정 플러그 슬리브(12) 사이에서 축방향으로 맞물림식 끼워맞춤이 이루어지기 때문에, 확장 가능한 고정 플러그(10)가 뚫려진 구멍에 박히게 되면, 확장 나사(14)는 충돌 에너지를 고정 플러그 슬리브(12)에 전달한다. 이 것은 확장 가능한 고정 플러그(10)가 박힐 때 고정 플러그 슬리브(12)가 축방향으로 압축되는 것을 방지한다.
확장가능 고정 플러그(10)의 고정 플러그 슬리브(12)가 예를 들어, 플라스틱 재료로 사출성형 함으로써 제작될 때, 확장 나사(14)는 사출성형 공구의 공동(cavity) 내에 코어(core)로서 위치될 수 있고(도시되지 않음), 고정 플러그 슬리브(12)를 형성하는 플라스틱 재료가 상기 확장 나사 주위에 사출될 수 있다. 사출 성형 전에 확장 나사(14)에 도포된 분리제(parting agent)는 윤활층(lubricating layer)을 형성하는데, 이는 고정 플러그 슬리브(12)가 확장 나사(14)에 달라붙는 것을 방지하고 고정 플러그 슬리브(12)에서 확장 나사(14)가 움직일 수 있도록 보장한다.
도 5는 어떤 구성 요소, 예를 들어 목재 부분(40)을 벽돌(42)에 고정시키기 위한 확장 고정 플러그(10)의 사용을 도시한다. 고정 플러그 슬리브(12)에 위치된 확장 나사(14)가 있는 확장가능 고정 플러그(10)가 목재 부분(40)에 있는 구멍으로 삽입되고 벽돌(42)에 뚫려진 구멍(44)에 박힌다. 나사가 조여지는 방향의 전방에서 가파르게 배향된 나사산(30)의 플랭크(34)는 확장 나사(14)와 고정 플러그 슬리브(12) 사이에서 축 방향으로 맞물림식 끼워맞춤을 형성하는데, 상기 맞물림식 끼워맞춤은 확장가능 고정 플러그(10)가 뚫려진 구멍(44)에 박힐 때, 충돌 에너지를 고정 플러그 슬리브(12)에 전달한다. 뚫려진 구멍(44)에 박힐 때, 파동 모양인 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)은 변형된다. 파동 모양부의 그루브[크레스트부(crest)](56)는 뚫려진 구멍(44)의 벽에 의해 방사상 안쪽으로 압착된다. 확장 영역(18)의 이러한 변형은 편향 상태를 만드는데, 이로써 확장가능 고정 플러그(10)가 뚫려진 구멍(44)에 위치된다.
확장 나사(14)의 축방향에 대해 좁은 각도로 뻗는 나사산(30)의 후방 플랭크(32)는 사면 또는 확장 표면을 형성하는데, 상기 사면 또는 확장 표면은 확장 나사(14)가 고정 플러그 슬리브(12)에 대하여 확장가능 고정 플러그(10)의 후방 단부 쪽으로 축방향으로 움직일 때, 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)을 방사상으로 넓히거나 확장시킨다. 고정 플러그 슬리브(12)에 대한 확장 나사(14)의 이러한 축 방향 움직임은 확장가능 고정 플러그(10)가 축 방향으로 하중을 받을 때 이루어진다. 이러한 축 방향 하중은 인장력으로 작용하는데, 상기 인장력은 고정 플러그 슬리브(12)의 칼라부(24)에서 그리고 이 칼라로부터 확장 나사(14)의 헤드(28)로 목재 부분(40)에 의해 가해진다. 이러한 인장력은 나선형 그루브(46)(항복점 및/또는 파열점)가 제공된 고정 플러그 슬리브(12)의 섕크(16)를 축 방향으로 길어지게 하고, 그 결과로 확장가능 슬리브(12)의 확장 영역(18)에서 확장 나사(14)의 나사산(30)을 축방향으로 이동되게 한다. 확장 나사(14)가 이렇게 축 방향으로 움직이는 동안, 좁은 각도로 뻗는 나사산(30)의 후방 플랭크(32)는 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)을 넓힘으로써, 확장 고정 플러그(10)는 벽돌(42)에 뚫려진 구멍(44)에 높은 고정력으로 고정된다. 고정 플러그 슬리브(12)내 에서 확장 나사(14)의 축 방향 움직임은 나사산(30)이 축 방향으로 한번 돌아간 높이 부분에 해당한다. 뚫려진 구멍(44)으로 확장가능 고정 플러그(10)를 박기 전에 고정 플러그 슬리브(12)에 이미 위치된 확장 나사(14)는 고정 플러그 슬리브(12)를 확장시켜 벽돌(42) 내에서 확장가능 고정 플러그(10)를 고정시키기 위하여 고정 플러그 슬리브(12) 내로 나사식으로 조일 필요가 없다. 벽돌(42)에 목재 부분(40)을 고정시키는 것은 고정 플러그 슬리브(12) 내에 위치된 확장 나사(14)와 함께 있는 확장가능 고정 플러그(10)를 박기만 하면 달성될 수 있다.
예를 들어, 벽돌(42)에서 나타난 균열 때문에 뚫려진 구멍(44)이 확대되면, 확장가능 고정 플러그(10)가 축 방향으로 하중을 받을 때, 확장 나사(14)는 고정 플러그 슬리브(12)에서 확장가능 고정 플러그(10)의 후방 단부쪽으로 축 방향으로 조금 움직인다. 이렇게 되면, 나사산(30)은 확장 영역(18)에서 고정 플러그 슬리브(12)를 더 확장시키므로, 확장가능 고정 플러그(10)는 뚫려진 구멍이 확대될 때에도 대체로 변하지 않는 당김력으로 뚫려진 구멍(44)에 고정된 채로 있게된다. 확장가능 고정 플러그(10)는 후속 확장 거동을 나타내는데, 이로 인해 확장가능 고정 플러그(10)는 인장력이 작용되는 구역에서 사용되기에 적절하게 된다.
확장가능 고정 플러그(10)가 벽돌(44) 내에 박혀졌으면, 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)을 확장시키고 그래서 확장 나사(14)의 축 방향 움직임없이 벽돌(42) 내에서 확장가능 고정 플러그(10)를 고정시키기 위하여 확장가능 나사(14)가 간단히 조여질 수도 있다. 원칙적으로, 확장가능 고정 플러그(10)를 확장 나사(14)없이 뚫려진 구멍(44)에 도입하고 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)을 확장시켜 벽돌(42) 내에서 확장가능 고정 플러그(10)를 고정시키기 위하여 확장 나사(14)를 나사식으로 조이는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 확장 나사(14)와 관련하여, 설명된 형태이외의 다른 고정 플러그 슬리브(12) 형태가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 확장 영역(18)의 일부에 걸쳐 주위를 두르는 그루브(groove)가 있는 원통형 고정 플러그 슬리브(12)의 확장 영역(18)을 만드는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 확장가능한 고정 플러그 슬리브를 구비하고 상기 고정 플러그 슬리브를 확장시키는 확장 나사를 구비하는 확장가능한 고정 플러그에 이용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 확장가능한 고정 플러그 슬리브(fixing plug sleeve)(12)를 구비하고 상기 고정 플러그 슬리브를 확장시키는 확장 나사(screw)(14)를 구비하는 확장가능한 고정 플러그(10)로서,
    상기 확장 나사(14)는 톱니 모양의 단면을 갖는 나사산(30)을 가지는데, 상기 확장 나사(14)의 나사 조임 방향의 전방에는 상기 나사산(30)의 경사가 급하고 짧은 플랭크(34)가 배치되고, 상기 확장 나사(14)의 나사 조임 방향의 후방에는 상기 나사산(30)의 경사가 완만하고 긴 플랭크(32)가 배치되며, 상기 경사가 완만하고 긴 플랭크(32)는 상기 확장 나사(14)의 축방향에 대하여 약 45°이하의 각을 만들며, 상기 나사산(30)은 전방에서 후방까지 상기 나사산(30)의 길이에 걸쳐 증가하는 코어 직경(core diameter)(36)을 가지며, 상기 고정 플러그 슬리브(12)는 플라스틱 물질로 만들어지고, 상기 고정 플러그 슬리브(12)와 상기 나사산(30)은 서로 맞물려 있는 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 확장 나사(14)의 상기 나사산(30)은
    측면에서 보았을 때 톱니 형상(saw-tooth profile)이고, 상기 확장 나사(14)의 나사 조임 방향의 전방에는 상기 나사산(30)의 보다 가파르고 보다 짧은 플랭크(34)가 배치되고, 상기 확장 나사(14)의 나사조임 방향의 후방에는 상기 나사산(30)의 보다 좁고 보다 긴 플랭크(32)가 배치되는 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 나사산(30)의 상기 후방 단부에서 상기 나사산(30)의 상기 코어 직경(36)은
    상기 나사산(30)의 상기 후방 단부에 인접하는 상기 확장 나사(14)의 섕크(shank)(26)의 직경과 대체로 일치하는 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 나사가 조여지는 방향의 후방에서 상기 나사산(30)의 플랭크(32)는
    상기 확장 나사(14)의 축 방향에 대해 소정의 각도(α)를 가지며, 상기 각도는 상기 나사산(30)의 선단부에서 약 28°로부터 상기 나사산(30)의 후단부에서 약 7°까지 줄어드는 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 나사가 조여지는 방향의 후방에서 상기 나사산(30)의 플랭크(32)는
    상기 확장 나사(14)의 길이 방향으로 오목한 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 고정 플러그 슬리브(12)는
    그루브(46)을 가지며, 이에 의해 상기 고정 플러그 슬리브(12)가 축 방향으로 길어지거나 2 부분으로 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  7. 제 1항에 있어서, 확장 영역(18)에서 상기 고정 플러그 슬리브(12)는
    길이 방향으로 울퉁불퉁한 형태(uneven form)이며, 상기 확장 영역(18)의 표면은 상기 길이 방향에서 상기 고정 플러그 슬리브(12)의 상기 축 방향에 대해, 상기 확장 영역(18)의 길이에 걸쳐 변화하는 각도로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 확장 영역(18)에서 상기 고정 플러그 슬리브(12)는
    상기 길이 방향으로 파동 모양(undulation)인 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 확장 영역(18)에서 상기 고정 플러그 슬리브(12)는
    나선형 형태(helical form)인 것을 특징으로 하는,
    확장가능한 고정 플러그.
  10. 목재부분(40)을 벽돌에 고정시키도록 형성되는 제 1항 내지 제 9항의 확장가능한 고정 플러그를 포함하여 이루어지는,
    벽돌 벽체의 목재고정부.
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