KR101848810B1 - 팽창 앵커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 앵커 샤프트(2)가 구비되어 있는 팽창 앵커(1)로서, 앵커 샤프트(2)는 토크가 가해지는 너트(6)가 나사 결합되어 있는 후방 나사산(3), 팽창체(7)가 나사 결합되어 있는 전방 나사산(4)과 앵커 샤프트(2)의 지지 베어링(10)에 축방향으로 지지되어 있는 팽창 슬리브(8)를 가진 팽창 앵커(1)에 관한 것이다. 후방 나사산(3) 위의 너트(6)에는 마찰과 토크가 가해져 앵커 샤프트(2)가 팽창을 시작할 때 앵커 샤프트(2)는 너트(6)와 함께 회전하고 전방 나사산(4)은 팽창체(7)를 팽창 슬리브(8) 안으로 들어가게 하며 상기 슬리브는 팽창하게 된다. 팽창 중에 토크가 증가하면, 너트(6)가 후방 나사산(3) 위에서 회전하기 시작하고 앵커 샤프트(2)에 인장력을 가하게 됨으로써 팽창 슬리브(8)는 팽창할 뿐 아니라 종방향으로 이동되고 이로 인해 바깥쪽으로 돌출해 있는 팽창 슬리브(8)의 고리부(14)가 홀이 형성된 벽에 압착될 뿐 아니라 종방향으로 이동하여 압착을 용이하게 한다. 팽창 앵커(1)는 상기 앵커가 끼워지는 언더컷을 형성하여 앵커의 고정을 향상시킨다.

Description

팽창 앵커{EXPANDING ANCHOR}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부의 특징을 가진 팽창 앵커에 관한 것이다.

이러한 팽창 앵커는 유럽특허 EP 1 301 719 B1에 공지되어 있다. 상기 공지의 팽창 앵커는 전방 단부에 전방 나사산과 후방 단부에 후방 나사산을 갖고 있는 앵커 샤프트를 포함하고 있다. 상기 팽창 앵커에서 앵커 샤프트의 전방 나사산에는 팽창체가 나사 결합되어 있고 상기 팽창체는 원뿔대 형태이며 앵커 샤프트의 전방 나사산에 나사 결합을 위한 암나사산이 형성되어 있는 축방향 통공을 갖고 있다. 상기 팽창체는 앵커 샤프트의 후방 단부 방향으로 좁아지는 형상으로 형성되어 있다.

상기 팽창 앵커의 앵커 샤프트 위에는 팽창 슬리브가 팽창체에 연결 배치되어 있다. 종방향 슬롯에 의해 상기 팽창 슬리브는 팽창부로 분할되어 있다. 상기 슬롯과 이에 따른 팽창부는 팽창 슬리브의 축방향 길이의 일부, 예를 들면 팽창 슬리브의 축방향 길이의 약 2/3에 걸쳐 연장되어 팽창 슬리브는 후방 단부에서 원주방향으로 폐쇄되어 있다. 상기 슬롯은 팽창체에 대면하는 팽창 슬리브의 전방 단부에서 개방되어 있고 상기 팽창부는 팽창 슬리브의 전방 단부에서 개방된 단부를 갖고 있다. 상기 종방향 슬롯의 폐쇄 단부에서 팽창 앵커의 팽창 슬리브는 그 둘레를 따라 형성된 홈을 가짐으로써 팽창 슬리브의 현(弦) 방향으로 연장되는 가상의 피벗 축을 구비한 일종의 힌지부가 형성되고 상기 피벗 축에서 팽창부가 바깥쪽을 향해 피벗 이동될 수 있다. 상기 팽창부는 팽창체에 대면하는 전방의 개방된 단부 방향으로 원뿔형으로 뾰족하게 형성되어 팽창부를 바깥쪽으로 피벗 이동시키기 위해, 즉 팽창 슬리브를 팽창시키기 위해 원통형 홀 내 개방 공간을 이용할 수 있게 된다. 상기 팽창부는 바깥쪽으로 돌출해 있고 팽창 슬리브가 홀 안으로 팽창될 때 홀이 형성된 벽 안으로 압착되는 절단부를 구비한 고리부를 전방의 개방 단부에 포함하고 있다. 상기 홀은 건물의 콘크리트 또는 벽돌로 된 앵커 바닥부, 예를 들면 벽, 덮개 또는 바닥에 있는 구멍으로서 형성된다. 상기 팽창 슬리브가 팽창할 때 홀이 형성된 벽에서 압착에 의해 팽창부의 고리부는 홀이 형성된 벽에 언더컷을 형성하고 팽창된 팽창 슬리브의 고리부가 상기 언더컷에 끼워지게 된다.

상기 팽창 앵커의 앵커 샤프트의 후방 나사산에는 너트가 나사 결합되어 있다. 상기 너트와 팽창 슬리브 사이의 앵커 샤프트 위에는 스페이서 슬리브가 배치되어 있고 상기 팽창 슬리브를 팽창시키기 위해 너트를 조일 때 팽창 슬리브는 앵커 샤프트의 후방 나사산에 나사 결합되어 있는 너트에 스페이서 슬리브를 통해 축방향으로 지지된다.

팽창시키기 위해서 상기 너트는 팽창 앵커의 앵커 샤프트의 후방 나사산 위에서 회전된다. 상기 앵커 샤프트는 너트와 함께 회전할 수 있어 팽창체 안으로 더 깊게 나사 결합되고/또는 상기 너트는 후방 나사산 위에서 앵커 샤프트에 대해 회전된다. 어는 경우에나 상기 앵커 샤프트의 후방 나사산 위의 너트와 팽창체 간의 거리는 짧아진다. 이로 인해 상기 팽창체는 스페이서 슬리브를 통해 너트에 축방향 지지되어 축방향으로 이동되지 않는 팽창 슬리브 안으로 들어간다. 상기 팽창체는 팽창부를 바깥쪽으로 압축, 즉 팽창 슬리브를 팽창시키되, 팽창 슬리브의 고리부가 상술한 바와 같이 홀이 형성된 벽 안으로 압착됨으로써 언더컷을 형성하고 상기 언더컷에 고리부가 끼워진다. 상기 팽창 슬리브는 팽창부의 원뿔형 외면이 전체 길이에 걸쳐 또는 전면적으로 홀이 형성된 벽에 접촉하도록 팽창된다. 상기 팽창 앵커는 홀 안에 고정되되, 팽창체로부터 바깥쪽으로 홀이 형성된 벽에 대해 압착된 팽창부는 마찰 걸림에 의해 홀이 형성된 벽에 고정되고 또한 홀이 형성된 벽 안에 압착된 고리부가 형상 맞춤에 의해 팽창 앵커를 홀에 고정시킬 수 있다.

본 발명의 과제는 고정특성이 개선된 상술한 형태의 팽창 앵커를 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 상기 과제는 청구범위 제1항의 특징부에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 팽창 앵커는 앵커 샤프트의 후방 나사산에 나사 결합되는 너트 대신에 앵커 샤프트의 후방 수나사산에 나사 결합되거나 또는 앵커 샤프트의 후방 암나사산에 나사 결합되는 너트 또는 나사와 같이 암나사산 또는 수나사산이 구비된 나사 부재를 포함할 수 있다. 상기 나사 부재에는 앵커 샤프트의 후방 나사산과 함께 토크가 가해지고 적어도 팽창 앵커의 팽창 슬리브를 팽창시키기 위해 회전 이동이 시작될 때 앵커 샤프트가 팽창 앵커의 팽창체에 전달하는 것보다 더 큰 토크를 앵커 샤프트에 전달한다. 본 발명에 따르면, 회전 이동이 시작될 때 앵커 샤프트의 후방 나사산에서 앵커 샤프트가 나사 부재와 함께 회전할 수 있게 되어 팽창 슬리브가 팽창하기 시작할 때 앵커 샤프트가 팽창체에 대해 회전할 수 있게 된다. 본 발명에 따르면, 상기 앵커 샤프트에 대해 팽창체가 축방향으로 이동하여 팽창 슬리브가 팽창하기 시작할 때 나사 이동이 가능하게 된다. 상기 팽창 슬리브의 적어도 일부가 팽창되어 앵커 바닥부에 있는 홀 안에서 팽창될 때야 비로소 최대 고정력으로 제한될 필요는 없지만 적어도 소정의 고정력에 의해 고정되고, 나사 부재는 앵커 샤프트에 대해 회전될 수 있고 후방 나사산을 통해 앵커 샤프트의 위치가 축방향으로 이동될 수 있다. 이때 상기 팽창 슬리브는 크게 팽창되고/또는 체결 대상이 앵커 바닥부에 대해 견고하게 고정된다.

상기 후방 나사산에서 토크가 가해지는 나사 부재가 앵커 샤프트에 전달하는 큰 토크를 극복하면 나사 부재가 앵커 샤프트에 대해 회전될 수 있다. 상기 앵커 샤프트에 대한 나사 부재의 회전은 쉽게 확인할 수 있고 팽창 슬리브가 적어도 어느 정도로 팽창되도록 할 수 있다. 이에 따라 상기 팽창을 중지하거나 예를 들면 팽창 슬리브를 소정 정도까지 팽창시키기 위해 나사 부재의 회전수를 더 증가시킬 수 있다. 본 발명에 의하면, 팽창 앵커의 팽창 슬리브를 단순한 방법으로 팽창시킬 수도 있다.

토크가 가해지는 상기 나사 부재는 앵커 샤프트의 나사산에 고정되어 앵커 샤프트에 원하는 토크를 전달할 수 있는 플라스틱제 링이 봉입된 고정 너트일 수 있다. 이와 달리 곡선형이 아니어서 앵커 샤프트의 후방 나사산에 고정되는 소위 스토버(stover) 너트일 수도 있다. 또한 마찰을 증가시키는 형태, 예를 들면 고정 도장, 과립화, 즉 나사산 변형도 가능하여 앵커 샤프트의 후방 나사산에서 나사 부재에 토크가 가해지도록 구성될 수 있다. 앵커 샤프트에 더 큰 토크를 전달할 수 있는 또 다른 형태는 파열점이다. 이를 위해 예를 들면 크라운 너트가 앵커 샤프트의 후방 나사산에 나사 결합되고 전단 핀에 의해 고정될 수 있다. 더 큰 토크를 초과하게 되면 상기 전단 핀은 파열되고 너트가 후방 나사산 위에서 회전될 수 있어 앵커 샤프트에 전달되는 토크를 급격히 감소시킨다. 상술한 형태로 토크가 가해지는 나사 부재의 형태가 한정되는 것은 아니다. 토크가 가해지는 상기 나사 부재는 2가지 기능을 갖고 있는데: 그 중 하나의 기능은 회전이 시작할 때 앵커 샤프트와 함께 회전할 수 있다는 점이다. 다른 하나의 기능은 소정의 토크와 이로 인해 충분한 팽창이 이루어지거나 소정의 회전수 이후에 나사 부재가 추가로 회전할 수 있다는 점이다.

본 발명에 따른 팽창 앵커의 팽창체는 원뿔대 형태가 바람직하고, 예를 들면 안으로 삽입되어 팽창 슬리브를 팽창시킬 수 있는 사각뿔대 또는 웨지 형태와 같은 또 다른 형태도 경우에 따라 가능하다. 상기 팽창체의 단면은 규칙적인 형태, 즉 예를 들면 원형 또는 정사각형 단면이거나 불규칙적인 형태, 예를 들면 계란형, 타원형 또는 부등변 사각형 단면일 수 있다. 상기 팽창체는 종방향으로 바깥쪽을 향해 직선형 이외에 구형 또는 중공의 만곡형이거나 또는 예를 들면 서로 다른 다수 개의 원뿔각을 가진 다수 개의 원뿔들과 연결될 수 있다. 상기 앵커 샤프트의 후방 나사산에서 나사 부재와 같이 앵커 샤프트의 전방 수나사산에 팽창체가 암나사산에 의해 나사 결합되거나 앵커 샤프트의 전방 암나사산에 팽창체가 수나사산에 의해 나사 결합될 수 있다. 상기 앵커 샤프트와 팽창체의 상호작용하는 나사산도 마찬가지로 앵커 샤프트의 후방 나사산과 그와 상호작용하는 나사 부재의 나사산과 같이 나사 결합을 형성한다.

스페이서 슬리브 대신에 본 발명에 따른 팽창 앵커의 앵커 샤프트는 팽창체가 안으로 삽입될 때 팽창 슬리브를 축방향으로 지지하는 지지 베어링을 포함하고 있다. 상기 지지 베어링은 예를 들면 링 단턱 또는 둘레를 따라 분할 배치되고 바깥쪽으로 돌출해 있는 하나 이상의 돌출부 등일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 앵커 샤프트에서 팽창 슬리브에 대한 지지 베어링은 앵커 샤프트의 후방 나사산에서 팽창 슬리브가 나사 부재에 지지되지 않는다는 장점이 있다. 이로 인해 상기 앵커 샤프트의 후방 나사산에 나사 부재가 견고하게 고정될 때 체결 대상을 앵커 바닥부에 대해 고정시키고, 이때 팽창 앵커가 고정된다. 상기 앵커 샤프트가 후방 나사산에서 나사 부재와 함께 회전하는 동안 앵커 샤프트의 지지 베어링은 팽창 슬리브를 축방향으로 지지하여 팽창이 시작할 때 팽창 슬리브는 축방향으로 이동하지 않고 팽창할 뿐이다. 상기 앵커 샤프트의 후방 나사산에서 토크가 가해지는 나사 부재의 더 큰 토크를 극복하면 앵커 샤프트에 축방향 인장력이 가해져 팽창체가 팽창 슬리브 안으로 더 들어가고 팽창 슬리브는 더 크게 팽창된다. 상기 나사 부재로부터 앵커 샤프트에 가해지는 인장력은 앵커 샤프트의 지지 베어링에서 팽창 슬리브의 지지를 해제시킬 뿐 아니라 지지 베어링을 팽창 슬리브로부터 돌출시키고/또는 팽창 슬리브는 팽창 뿐 아니라 홀 안으로 축방향 이동시킬 수 있다. 최초 팽창 후에 팽창 슬리브의 후속 축방향 이동은 팽창 슬리브를 팽창시킬 뿐 아니라 바깥쪽으로 돌출해 있는 고리부를 종방향으로 이동시킴으로써 홀이 형성된 벽에 고리부가 접촉하게 된다. 이를 통해 홀이 형성된 벽 안에 고리부의 침투가 향상되거나 용이하게 되어 고리부에 의해 언더컷이 형성되고 상기 언더컷에 고리부가 끼워지게 된다. 이로 인해 본 발명에 따른 팽창 앵커의 고정이 개선된다.

본 발명에 따른 팽창 앵커의 팽창 슬리브의 팽창부는 바깥쪽으로 돌출해 있고 절단부를 가진 고리부를 포함한다. 상기 고리부는 팽창부의 개방된 전방 단부에 또는 가까이에 배치되는 것이 바람직하고 바깥쪽을 향해 거의 반경 방향으로 돌출해 있다. 상기 고리부의 절단부는 원주방향으로 약간 연장되어 있는 것이 바람직하다. 상기 고리부는 측면으로부터 팽창 슬리브까지 치형, 즉 팽창 슬리브의 종단면에서 예각인 것이 바람직하다. 상기 고리부는 약간 후방쪽으로 톱니 모양으로 기울어져 있는 것이 바람직하고, 즉 앵커 샤프트의 후방 나사산 방향으로 경사진 형태인 것이 바람직하다. 상기 고리부는 예각에 의해 홀이 형성된 벽에 쉽게 침투하게 된다.

본 발명에 따른 팽창 앵커는 소위 예비 플러그 조립에 적합할 수 있다. 이를 위해서 본 발명에 따른 팽창 앵커는 체결 구성부가 없어도 앵커 바닥부에 있는 홀 안에 도입되고 팽창체의 앵커 샤프트의 회전 구동에 의해 팽창 슬리브 안으로 삽입되며 팽창체가 팽창하게 되는데, 즉 팽창 앵커가 앵커 바닥부에 있는 홀 안에 고정된다. 예비 플러그 조립을 위해서 상기 나사 부재는 앵커 샤프트의 후방 나사산 위에 제공되지 않는 것이 바람직하고, 먼저 체결 구성 부재에 설치한 후에 나사산에 나사 결합된다. 예비 플러그 조립을 위해서, 본 발명에서는 앵커 샤프트의 후방 단부에 앵커 샤프트를 회전 구동할 수 있도록 공구 장착부를 제공한다. 상기 공구 장착부는 회전 공구, 예를 들면 육각 렌치, 스패너 또는 링 렌치를 형상 맞춤에 의해 회전이 고정되도록 부착하기 위해 이용된다. 상기 공구 장착부는 예를 들면 드라이버 고정을 위해 횡 슬롯 또는 십자 슬롯을 갖거나 외부에 또는 내부에 다각형 또는 별 형상이 형성될 수 있다. 이들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 팽창 앵커를 팽창시키기 위해서 예를 들면 후방 나사산에 나사 결합되는 너트를 통해 체결 대상에 대한 앵커 샤프트의 축방향 지지는 전혀 필요하지 않지만, 앵커 샤프트의 지지 베어링은 팽창체가 삽입될 때 팽창 슬리브를 축방향으로 지지한다. 상기 지지 베어링은 상술한 예비 플러그 조립을 가능하게 한다. 상기 팽창 슬리브는 앵커 샤프트와 함께 회전에 대해 고정되어 있어야 하는데, 이러한 고정은 앵커 바닥부에 있는 홀에 의해 이루어지고 앵커 바닥부에서는 팽창 슬리브가 팽창된다. 이 밖에도 상기 공구 장착부는 앵커가 조립 해제될 때 팽창체로부터 앵커 샤프트의 나사 결합이 해제된다.

본 발명에 따르면 상기 팽창 슬리브는 팽창할 때 앵커 샤프트의 종방향으로 이동되도록 구성된다. 상기 팽창 슬리브의 종방향 이동은 후방 나사산에서 토크가 가해지는 나사 부재에 더 큰 토크가 걸린 후에 나사 부재가 앵커 샤프트에 대해 회전하고 앵커 샤프트에 인장력이 가해질 때 팽창 슬리브의 이동이 없는 최초 팽창 후에 앵커 샤프트의 종방향으로 이루어진다. 상기 팽창 슬리브는 앵커 샤프트와 함께 이동하되, 팽창 슬리브의 이동경로는 앵커 샤프트의 이동경로에 비해 짧을 수 있다. 상기 팽창 슬리브의 종방향 이동에 의해 팽창부로부터 바깥쪽으로 돌출해 있는 고리부가 홀이 형성된 벽을 따라 이동하고 상기 고리부는 바깥쪽으로 압착될 뿐 아니라 나아가 홀의 종방향으로 이동한다. 이로 인해 홀이 형성된 벽에 고리부가 접촉되어 홀이 형성된 벽 안에는 고리부 형태가 형성됨으로써 홀 안에 언더컷의 형성이 용이하게 되고 향상된다.

상기 고리부의 절단부는 무딘 형태, 즉 특히 만곡형 또는 평면형인 것이 바람직하고 이에 따라 덜 마모된다.

본 발명에 따르면 상기 절단부의 절단면은 가상의 원주에 대해 안쪽 방향으로 위치되도록 구성된다. 예를 들면 원주방향으로 연장되어 있는 절단부의 원호형 절단면은 현 방향으로 형성되는 절단면으로 대체될 수도 있다. 본 발명의 상기 구성은 안쪽 방향으로 위치한 절단면에 비해 바깥쪽으로 돌출해 있는 절단면이 소정의 팽창력에서 더 높은 압력을 홀이 형성된 벽에 가하게 됨으로써 홀이 형성된 벽 안에 팽창 슬리브의 고리부의 삽입이 용이하게 되고 향상되는 장점이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 팽창 슬리브의 팽창부는 종방향으로 또는 본 발명의 범위에서 종방향으로서 이해되는 종방향에 대한 소정 각도, 예를 들면 나사선 형태로 연장되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 바깥쪽으로 돌출해 있는 하나 이상의 회전 고정 부재를 팽창 슬리브 및/또는 팽창체에 제공하여 팽창시 앵커 샤프트와 함께 팽창 슬리브와 팽창체의 회전을 고정하도록 구성되어 있다. 상기 회전 고정 부재의 예는 홀이 형성된 벽에서 홀 안으로 팽창 앵커가 침투할 때 마찰 접촉하고 팽창 슬리브와 팽창체가 앵커 샤프트와 함께 회전하는 것을 방지할 수 있는 비딩부, 돌기, 돌출부, 리브, 톱니 등일 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 팽창체가 팽창 슬리브 안으로 삽입되어 팽창될 때 팽창체와 팽창 슬리브 사이의 마찰을 증가시키는 구조체를 팽창체 및/또는 팽창 슬리브에 제공하도록 구성되어 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 예를 들면 요철 및/또는 비딩부와 같이 돌출된 형태가 마찰을 증가시키는 구조체로서 제공된다. 상기 마찰을 증가시키는 구조체는 동시에 회전 고정 부재를 구성할 수 있다. 상기 마찰을 증가시키는 구조체는 예를 들면 팽창체가 삽입될 때 팽창 슬리브에 접촉하는 팽창체의 단부 중 더 큰 직경을 가진 단부에 배치된다. 상기 마찰을 증가시키는 구조체는 팽창 슬리브 내 삽입에 대한 팽창체의 저항을 증가시키고 그 결과 앵커 샤프트의 후방 나사산에서 나사 부재가 회전 구동할 때 토크를 증가시키는데, 이는 팽창체가 완전하게 팽창되었음을 알리는 신호이다.

이하, 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 팽창 앵커의 측면도이고;
도 2는 도 1의 팽창 앵커에서 팽창된 상태에 있는 팽창 슬리브의 영역을 확대한 도면이고;
도 3은 도 1과 도 2에 도시한 팽창 앵커의 팽창 슬리브의 정면도이고;
도 4는 도 1과 도 2에 도시한 팽창 앵커의 고리부의 영역에서 팽창 슬리브의 팽창부를 확대한 종단면도이다.

도 1에 도시되어 있는 본 발명에 따른 팽창 앵커(1)는 후방 단부에 후방 나사산(3)을 갖고 전방 단부에 전방 나사산(4)을 갖는 볼트 형태의 앵커 샤프트(2)를 포함하고 있다. 후방 단부와 전방 단부의 도면 부호로서 특히 명확하게 표시되어 있는 나사산(3, 4)을 각각 사용한다. 후방 나사산(3)에는 와셔(5)가 배치되어 있고 나사 부재로서 통상적으로 이해될 수도 있는 너트(6)가 나사 결합되어 있다. 너트(6)의 암나사산과 후방 나사산(3)은 앵커 샤프트(2)와 너트(6)의 나사 결합을 형성한다.

앵커 샤프트(2)의 전방 나사산(4)에는 축방향 통공이 형성되어 있는, 즉 관형의 팽창체(7)가 나사 결합되어 있다. 팽창체(7)의 통공에는 암나사산이 형성되어 있고 상기 암나사산에 의해 팽창체(7)가 앵커 샤프트(2)의 전방 나사산(4)에 나사 결합된다. 팽창체(7)의 암나사산과 앵커 샤프트(2)의 전방 나사산(4)은 나사 결합을 형성하고, 상기 나사 결합을 통해 팽창체(7)가 앵커 샤프트(2)와 결합된다. 반드시 앵커 샤프트(2)가 전방 나사산(4)으로서 수나사산을 갖고 팽창체(7)가 암나사산을 가질 필요는 없다. 예를 들면 그 반대로, 즉 후방의 좁은 단부에 축방향 샤프트 돌기를 형성하여 체적이 더 커진 팽창체(7)로서, 상기 샤프트 돌기가 앵커 샤프트(2)의 전방 단부에 있는 암나사산에 나사 결합되는 수나사산을 갖는 것도 생각할 수 있다(미도시). 팽창체(7)는 원뿔대 형태로서, 본 발명에서는 반드시 상기 형태를 갖는 것은 아니다. 이로 인해 팽창체(7)의 형상은 팽창 슬리브(8) 안으로 들어갈 때 팽창하도록 구성된다. 팽창체(7)는 앵커 샤프트(2)의 후방 단부 방향으로 좁아지도록 형성될 수 있다.

팽창 슬리브(8)는 앵커 샤프트(2)의 전방 나사산(4) 위의 팽창체(7)에 연결 배치되어 있다. 상기 팽창 슬리브의 후방 단부는 앵커 샤프트(2)의 링 단턱(9)에 접촉되어 있고 링 단턱(9)에 의해 앵커 샤프트(2)는 전방 나사산(4)의 직경까지 가늘게 형성될 수 있다. 링 단턱(9)은 앵커 샤프트(2)에서 팽창 슬리브(8)를 축방향으로 지지하는 지지 베어링(10)을 구성한다. 팽창 슬리브(8)에는 종방향으로 연장되어 있는 슬롯(11)이 형성되어 있고, 상기 슬롯은 팽창체(7)에 대면하는 팽창 슬리브(8)의 전방 단부에서 개방되어 있으며 팽창 슬리브(8) 길이의 대부분에 걸쳐 연장되어 있고 그 말단이 팽창 슬리브(8)의 후방 단부로부터 소정의 거리까지 이어져 있다. 슬롯(11)은 팽창 슬리브(8)를 팽창 슬리브(8)의 종방향으로 연장되어 있는 팽창부(12)로 분할한다. 상기 슬롯의 대략 종방향 중앙에서 팽창 슬리브(8)는 그 둘레에 홈(13)이 형성되어 있어 팽창부(12)에 일종의 굴곡부를 형성한다. 둘러싸고 있는 홈(13)은 현 방향으로 형성되고 각 팽창부(12)에 대해 가상의 축을 가진 일종의 힌지부로서 작용하여 팽창부(12)의 전방 절단부를 바깥쪽으로 피벗시킬 수 있다.

너트(6)는 도면에는 도시되어 있지 않지만 홈 내면에 봉입된 플라스틱제 링을 구비한 고정 너트이다. 상기 플라스틱제 링에 의해 너트(6)는 앵커 샤프트(2)의 후방 나사산(3)에 마찰과 토크를 가하게 되고 앵커 샤프트(2)가 팽창체(7)에 전달하는 것보다 더 큰 토크를 앵커 샤프트(2)에 전달하게 된다. 너트(6) 또는 통상적인 나사 부재에 토크가 가해져 앵커 샤프트(2)가 팽창체(7)에 전달하는 것보다 더 큰 토크를 앵커 샤프트(2)에 전달하도록 구성될 수도 있다. 일례는 약간 곡선형이 아니고 이에 따라 고정되는 소위 스토버 너트이다. 파열점이 제공되어 앵커 샤프트(2)가 팽창체(7)에 전달하는 것보다 더 큰 토크를 후방 나사산 위에 있는 너트(6)가 앵커 샤프트(2)에 전달하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면 크라운 너트가 후방 나사산(3)에 나사 결합되고 상기 크라운 너트의 슬롯을 통해 전단 핀이 끼워질 수도 있다(미도시). 상기 파열점이 파열된 후, 예를 들면 전단 핀의 전단 후에 크라운 너트의 토크는 거의 팽창체(7)의 토크까지 감소한다. 이는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.

팽창부(12)는 팽창체(7)에 대면하는 전방 단부에서 바깥쪽으로 돌출하고 절단부(15)를 가진 고리부(14)를 포함한다. 도 4의 확대도에서 볼 수 있는 바와 같이, 팽창 슬리브(8)를 관통하는 종단면에서 봤을 때 고리부(14)의 형태는 치형이고 거의 반경 방향의 후방 측면(16)과 더 큰 경사면을 갖는 전방 측면(17)을 가진 톱니형이다. 절단부(15)는 무디게 형성되어 콘크리트에 침투할 때 크게 마모되거나 깨지지 않는다. 절단부(15)는 절단부(15)의 중앙에서 원주방향으로 팽창 슬리브(8)의 원주방향으로 형성되어 있는 원호 형태의 절단면(18)과 그 사이에서 현 방향으로 형성되어 있는 선형의 절단면을 갖는다. 현 방향으로 형성되어 있는 절단부(15)의 절단면(19)의 중앙부가 슬롯(11)에 형성될 수 있다. 원호 형태의 절단면(18)은 팽창 슬리브(8)의 둘레에서 돌출되어 있지 않다. 팽창 슬리브(8)가 팽창할 때 움푹 들어간 형태의 선형 절단면(19)에 의해 원호 형태의 절단면(18)에서 절단부(15)는 높은 압착력을 가짐으로써 고리부(14)가 예를 들면 큰크리트에 쉽게 압착될 수 있게 된다.

팽창 슬리브(8)의 종방향으로 고리부(14)의 절단부(15)의 원호형 절단면(18)의 높이는 약 0.1-2.0 mm, 예를 들면 약 0.4 mm이다. 고리부(14)는 예각이고 상기 고리부의 후방 측면(16)은 가상의 반경 방향에 대해 약 0° 내지 30°, 예를 들면 10°의 각으로 형성되어 있으며 전방 측면(17)은 반경 방향에 대해 약 15° 내지 60°, 예를 들면 40°의 각으로 형성되어 있다. 팽창부(12)의 굴곡부 또는 힌지부를 구성하는 둘레의 홈(13)과 고리부(14) 사이에서 팽창 슬리브(8)는 전방쪽으로, 즉 고리부(14)의 방향으로 좁게 형성될 수 있다. 고리부(14)의 후방 측면(16)은 둘레의 홈(13)과 고리부(14) 사이에서 팽창부(12)의 원뿔 외면(20)에 대해 대략 직각으로, 즉 팽창 슬리브(8)의 둘레의 홈(13)을 형성하는 가상의 피벗축에 대해 거의 접선 방향으로 형성되어 있다. 팽창 슬리브(8)가 팽창할 때 팽창부(12)는 둘레의 홈(13)을 통해 형성된 피벗축을 중심으로 바깥쪽으로 피벗 이동하되, 고리부(14)는 원형 경로로 이동할 수 있고 후방 측면(16)은 상기 원형 경로에 접선 방향으로 형성되어 있다. 원뿔 외면(20)은 팽창체(7)보다 작은 원뿔각을 가져 팽창 슬리브(8)가 팽창할 때 팽창부(12)의 전방부가 주로 접촉하게 된다.

고리부(14)의 전방 측면(17)은 후방 측면(16)보다 경사도가 작아 고리부(14)는 충분한 안정성을 갖게 된다. 전방 측면(17)은 경사져 있지만, 고리부(14)가 예각이고 팽창할 때 높은 측면 압력을 생성하여 예를 들면 콘크리트 안으로 압착될 수 있다. 팽창 슬리브(8)의 둘레에 형성된 전방의 내부 모서리(21)(도 4)는 곡선형이어서 팽창체(7)의 외면 위에서 잘 미끄러질 수 있다. 팽창 슬리브(8)는 후방 단부 가까이에 성형에 의해 제조되고 바깥쪽으로 돌출해 있는 회전 고정 부재(22)를 포함한다. 팽창 앵커(1)의 측면도에서 렌즈 형태로 도시되어 있는 회전 고정 부재(22)는 종방향으로 연장되어 있으며 예각을 갖는다. 이로 인해 상기 회전 고정 부재는 홀 안으로 축방향 도입에 대한 낮은 저항성과 양호한 회전 고정 효과를 갖는다.

팽창 앵커(1)의 일부는 바람직하게는 금속, 특히 강, 바람직하게는 고강도 및/또는 내부식성 강, 예를 들면 VA-강으로 구성된다.

고정을 위해서 팽창체(7)가 나사 결합되어 있는 전방 단부를 가진 팽창 앵커(1)는 도면에 도시되어 있지 않은 체결 대상의 통공을 통해 앵커 바닥부(24)에 있는 원통형 홀(23), 예를 들면 콘크리트 안으로 도입된다(도 2). 상술한 바와 같이 앵커 샤프트(2)의 후방 나사산(3)에 고정된, 즉 토크가 가해지는 너트(6)의 회전 구동에 의해서 앵커 샤프트(2)가 회전 구동된다. 팽창 슬리브(8)는 회전 고정 부재(22)에 의해서 팽창체(7)를 홀(23) 안에 회전 고정하여 앵커 샤프트(2)의 전방 나사산(4)이 팽창부(12) 사이에서 팽창체(7)를 팽창 슬리브(8) 안으로 들어가도록 한다. 팽창 슬리브(8)가 안으로 들어갈 때 팽창체(7)는 팽창부(12)를 별도로 압착하여 둘레의 홈(13)과 고리부(14) 사이의 절단면에서도 홀(23)이 형성된 벽(25)에 팽창 슬리브가 접촉하게 된다. 팽창부(12)의 별도 압착은 팽창부(12) 또는 팽창 슬리브(8)의 팽창으로 나타나 팽창 앵커(1)가 앵커 바닥부(24)에 있는 홀(23)에 고정된다. 바깥쪽으로 돌출해 있는 고리부(14)는 팽창체(7)로부터 홀이 형성된 벽(25)으로 압착되고, 홀이 형성된 벽(25)에 언더컷을 형성하여 상기 언더컷에 끼워짐으로써 앵커 바닥부(24)에 팽창 앵커(1)가 축방향으로 유지, 즉 팽창 앵커(1)의 고정이 향상된다.

둘레의 홈(13)과 고리부(14) 사이에서 팽창부(12)가 홀(23)이 형성된 벽(25)에 접촉하고 고리부(14)가 홀이 형성된 벽(25)에 압착될 때 팽창 슬리브(8)의 팽창과 팽창 앵커(1)의 고정이 완료된다.

팽창 슬리브(8)가 팽창되고 팽창체(7)가 팽창 슬리브(8)에 삽입되는 동안에 토크가 상승한다. 팽창 슬리브(8)가 앵커 샤프트(2)의 지지 베어링(10)에 힘을 가하고 경우에 따라 증가한 토크를 앵커 샤프트(2)에 전달한다. 팽창 중에 팽창 슬리브(8)와 팽창체(7)가 앵커 샤프트(2)에 전달하는 토크는 마찰 및 이에 따른 토크가 가해지는 앵커 샤프트(2)의 후방 나사산(3)의 너트(6)의 더 큰 토크를 초과한다. 다음, 상기 토크는 팽창 슬리브(8)의 초기 팽창 후에 앵커 샤프트(2)의 후방 나사산(3) 위의 너트(6)를 회전시키기 시작한다. 너트(6)가 와셔(5)와 도시되어 있지 않은 체결 대상을 앵커 바닥부(24)에 지지하는 동안에 후방 나사산(3) 위의 너트(6)가 회전하면 앵커 샤프트(2)가 축방향으로 이동한다. 그 결과, 팽창체(7)가 팽창 슬리브(8) 안으로 더 깊이 삽입되고, 팽창 슬리브(8)가 더 팽창하는 것 외에도 앵커 샤프트(2)의 지지 베어링(10)에 대한 팽창 슬리브(8)의 축방향 지지력이 약화되며, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 앵커 샤프트(2)의 위치를 팽창 슬리브(8)에 대해 축방향으로 이동시킬 수 있어 지지 베어링(10)과 팽창 슬리브(8)의 후방 단부 사이는 이격된다. 어떠한 경우에든 앵커 샤프트(2)의 축방향 이동은 후방 나사산(3) 위의 너트(6)가 회전할 때 팽창 슬리브(8)에 축방향 힘을 가함으로써 팽창 슬리브(8)를 축방향으로 이동시킬 수도 있다. 이로 인해 초기의 반경 방향 팽창 후에 너트(6)가 앵커 샤프트(2)의 후방 나사산(3) 위에서 회전할 때 팽창 슬리브(8)는 축방향으로 이동할 수 있어 고리부(14)는 바깥쪽으로 압착, 즉 팽창될 뿐만 아니라 축방향으로 이동할 수도 있다. 따라서 고리부(14)의 절단부(15)는 바깥쪽을 향해 반경 방향으로 압착되고 홀(23)이 형성된 벽(25) 안으로 압착될 뿐 아니라 축방향으로 이동할 수 있다. 이는 홀이 형성된 벽(25) 안으로 고리부(14)가 용이하게 압착되도록 한다. 고리부(14)는 링 형태의 오목부(26)를 형성하는데, 상기 오목부는 도면에서 언더컷으로 표시되어 있고 둥근 형태의 단면을 가지며 여기에 고리부(14)가 끼워진다. 오목부(26)의 종방향 높이는 경우에 따라 고리부(14)의 축방향 두께보다 더 크다.

팽창이 시작할 때 너트(6)가 후방 나사산(3) 위에서 회전되지 않고 앵커 샤프트(2)가 너트(6)와 함께 회전되는 동안 앵커 샤프트(2)는 축방향으로 전혀 이동하지 않고 앵커 샤프트(2)의 지지 베어링(10)에 대한 축방향 지지에 의해 팽창체(7)가 삽입될 때 팽창 슬리브(8)를 축방향으로 이동시키지 않고 팽창부(12)가 바깥쪽을 향해 반경방향으로만 압축, 즉 팽창된다.

팽창 앵커(1)의 고정은 소위 예비 플러그 조립으로도 가능할 수 있는데, 이를 위해 상기 팽창 앵커는 앵커 바닥부(24)에 있는 홀(23) 안에 도입되고 앵커 샤프트(2)의 회전 구동에 의해 상술한 방법으로 팽창 슬리브(8) 안에 팽창체(7)가 삽입됨으로써 팽창한다. 이 경우, 팽창 슬리브(8)는 지지 베어링(10)에 축방향으로 지지되지만, 팽창을 위해 너트(6)는 필요하지 않다. 회전 구동을 위해 공구 장착부는 예를 들면 내부에 형성된 육각형이 앵커 샤프트(2)의 후방 단부에 제공된다. 팽창 슬리브(8)가 더 팽창되면 둘레의 홈(13)과 고리부(14) 사이의 팽창 레그부(12)가 홀(23)이 형성된 벽(25)에 접촉하게 되고, 경우에 따라 그 전에 앵커 바닥부(24)로부터 돌출해 있는 앵커 샤프트(2)의 후방 단부에 도시되어 있지 않은 체결 대상이 접촉할 수 있고, 이어서 와셔(5)가 접촉하고 너트(6)가 후방 나사산(3)에 나사 결합되어 단단히 고정된다. 팽창 앵커(1)는 상술한 방법으로 추가로 팽창 및 고정된다.

원뿔대 형태의 팽창체(7)는 더 큰 직경의 단부의 둘레에 형성된 경사형 톱니(28)를 포함하고 있다. 경사형 톱니(28)는 바깥쪽으로 돌출해 있고 앵커 바닥부(24)에 있는 홀(23)이 형성된 벽(25)과 접촉하며 앵커 로드(2)와 함께 팽창체(7)가 회전하는 것을 방지하는 회전 고정부를 구성한다. 동시에 경사형 톱니(28)는 팽창 슬리브(8)에 대해 마찰을 증가시키는 구조체를 형성하는데, 실제로 팽창부(12)의 개방된 전방 단부가 경사형 톱니(28)에 접촉할 때 효과적이다. 그 구조와 치수는 수직으로 완전히 팽창되지 않도록 선택된다. 예를 들면 앵커 바닥부(24)에서 마찰 결과로서 홀 확대시 팽창 앵커(1)가 후속 팽창, 즉 앵커 샤프트(2)의 응력에 의해 팽창 슬리브(8) 안으로 팽창체(7)가 깊게 삽입될 때 비로소 경사형 톱니(28)가 팽창부(12) 사이에 도달하여 마찰을 증가시키는 구조체를 형성하도록 한다. 이는 팽창 슬리브(8)에 팽창체(7)의 삽입을 지연시키고/또는 중지시킨다. 마찰을 증가시키는 구조체를 형성하는 경사형 톱니(28)는 팽창 앵커(1)의 후속 팽창시 팽창 슬리브(8) 안에서 앵커 로드(2)와 팽창체(7)의 위치가 축방향으로 이동하는 것을 제한한다.

앵커 샤프트(2)의 더 큰 직경은 팽창 슬리브(8)의 직경보다 작고 어떠한 경우에도 더 크지 않은 것이 바람직하다.

도면부호 리스트
팽창 앵커
1 팽창 앵커
2 앵커 샤프트
3 후방 나사산
4 전방 나사산
5 와셔
6 너트
7 팽창체
8 팽창 슬리브
9 링 단턱
10 지지 베어링
11 슬롯
12 팽창부
13 둘레 홈
14 고리부
15 절단부
16 측면
17 측면
18 절단면
19 절단면
20 원뿔 외면
21 내부 모서리
22 회전 고정 부재
23 홀
24 앵커 바닥부
25 홀이 형성된 벽
26 오목부
27 내부에 형성된 육각형
28 경사형 톱니

Claims (13)

1. 앵커 샤프트(2)를 구비한 팽창 앵커(1)로서, 앵커 샤프트(2)가 나사 부재(6)를 가진 후방 나사산(3), 나사 결합에 의해 앵커 샤프트(2)의 전방 나사산(4)과 연결되는 팽창체(7) 및 팽창 슬리브(8)를 포함하고, 팽창체(7)에 대한 앵커 샤프트(2)의 회전에 의해 팽창체(7)가 앵커 샤프트(2)의 종방향으로 이동 가능하고 팽창 슬리브(8)에 삽입 가능하여 팽창 슬리브(8)를 팽창시키며, 팽창 슬리브(8)는 절단부(15)를 가지며 바깥쪽으로 돌출해 있고 팽창 슬리브(8)가 팽창할 때 홀이 형성된 벽(25)에 있는 홀(23) 안으로 압착되는 고리부(14)를 포함하고, 앵커 샤프트(2)는 팽창체(7)가 삽입될 때 축방향으로 팽창 슬리브(8)를 지지하는 지지 베어링(10)을 포함하고, 나사 부재(6)에는 앵커 샤프트(2)의 후방 나사산(3)과 함께 토크가 가해지되, 적어도 팽창 앵커(1)의 팽창 슬리브(8)의 팽창을 위한 회전 동작이 시작될 때 앵커 샤프트(2)는 나사 부재(6)와 함께 회전하고 앵커 샤프트(2)는 팽창 슬리브(8)의 팽창 시작 시 팽창체(7)에 대하여 회전하는 방식으로 토크가 가해지는 것인, 팽창 앵커(1)에 있어서,
   절단부(15)는 현 방향으로 형성되는 원호형 절단면(18, 19)을 갖는 것을 특징으로 하는 팽창 앵커(1).
2. 제1항에 있어서, 나사 부재(6)는 후방 나사산(3)에 배치되되, 앵커 샤프트(2)의 종방향으로 팽창 슬리브(8)가 이동하지 않은 초기의 팽창 이후에 나사 부재(6)가 앵커 샤프트(2)에 대하여 회전하고, 팽창 슬리브(8)가 앵커 샤프트(2)와 함께 이동하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 팽창 앵커.
3. 제1항에 있어서, 팽창 슬리브(8)가 종방향으로 연장되는 슬롯(11)에 의해 팽창부(12)로 분할되는 것을 특징으로 하는 팽창 앵커.
4. 제1항에 있어서, 팽창 슬리브(8) 또는 팽창체(7)가 바깥쪽으로 돌출해 있는 적어도 하나의 회전 고정 부재(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 앵커.
5. 제1항에 있어서, 팽창체(7) 또는 팽창 슬리브(8)가 팽창 슬리브(8)의 팽창시 팽창체(7)와 팽창 슬리브(8) 사이의 마찰을 증가시키는 구조체(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 앵커.
6. 제5항에 있어서, 팽창체(7)가 마찰을 증가시키는 부재로서 팽창체가 팽창될 때 팽창 슬리브(8)가 도달되도록 배치되는 요철 또는 비딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 앵커.
7. 앵커 바닥부(24)의 홀(23) 내에 팽창 앵커(1)를 고정시키기 위한 방법으로,
   팽창 앵커(1)는 나사 부재(6)를 가진 후방 나사산(3)을 갖는 앵커 샤프트(2), 나사 결합에 의해 앵커 샤프트(2)의 전방 나사산과 연결되는 팽창체(7), 및 팽창 슬리브(8)를 포함하고, 팽창체(7)에 대한 앵커 샤프트(2)의 회전에 의해 팽창체(7)는 앵커 샤프트(2)의 종방향으로 이동 가능하고 팽창 슬리브(8)에 삽입 가능하여 팽창 슬리브(8)를 팽창시키며, 팽창 슬리브(8)는 절단부(15)를 가지며 바깥쪽으로 돌출해 있고 팽창 슬리브(8)가 팽창할 때 홀이 형성된 벽(25)에 있는 홀(23) 안으로 압착되는 고리부(14)를 포함하고, 앵커 샤프트(2)는 팽창 슬리브(8)를 위한 지지 베어링(10)을 포함하고, 지지 베어링은 팽창체(7)가 삽입될 때 축방향으로 팽창 슬리브(8)를 지지하여, 팽창 슬리브(8)가 팽창 시작 시 축방향으로 이동하지 않고 오로지 팽창만 되게 하고, 나사 부재(6)에는 앵커 샤프트(2)의 후방 나사산(3)과 함께 토크가 가해지고 앵커 샤프트(2)가 팽창체(7)에 전달하는 것보다 더 큰 토크를 앵커 샤프트(2)에 전달하는 것인, 방법에 있어서,
   토크를 받는 나사 부재(6)의 더 큰 토크가 극복된 후, 축방향 인장력이 앵커 샤프트(2)에 인가되고, 축방향 인장력은 팽창체(7)를 팽창 슬리브(8) 안으로 더 들어가고, 팽창 슬리브(8)는 더 크게 팽창되며, 인장력은 지지 베어링(10)에서 팽창 슬리브(8)의 지지력을 약화시킴으로써, 팽창 슬리브(8)는 팽창에 추가적으로 홀(23) 내에서 축방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 초기에 팽창만 이루어진 후에 수반되는 팽창 슬리브(8)의 축방향 이동은 팽창 슬리브의 팽창에 추가적으로, 바깥족으로 돌출해 있는 팽창 슬리브의 고리부(14)의 종방향 이동을 야기하여, 고리부(14)는 홀이 형성된 벽(25)에 접촉되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 팽창 슬리브(8)의 고리부(14)는 팽창 슬리브(8)의 이동에 의해 종방향으로 팽창될 때 홀이 형성된 벽(25)에 고리부(14)의 두께보다 홀(23)의 축방향에서 더 긴 언더컷(28)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
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