KR101927028B1 - 앵커볼트 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 앵커볼트를 커플링을 통해 결합될 수 있도록 어셈블리 형태로 구성하고, 기초 구조물의 콘크리트 타설면의 외부로 노출되는 전산볼트만을 상대적으로 가격이 비싼 스테인리스 스틸(Stainless Steel)로 구성함으로써, 부식 방지 효과를 제공함은 물론 경제성이 뛰어난 앵커볼트 어셈블리에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 하단에 구비되고 일 측으로 굴곡진 굴곡부 및 상단에 구비된 제1결합부를 포함하는 앵커, 그리고 외면에 구비된 나사산부 및 하단에 구비된 제2결합부를 포함하고, 스테인리스 스틸(Stainless Steel)로 이루어진 전산볼트, 그리고 하단에 구비되고 상기 제1결합부가 결합되는 제1결합대응부 및 상단에 구비되고 상기 제2결합부가 결합되는 제2결합대응부를 포함하는 커플링을 포함한다.

Description

앵커볼트 어셈블리{ANCHOR BOLT ASSEMBLY}

본 발명은 시공 구조물의 시공을 위해 기초 구조물에 설치되는 앵커볼트를 대체하여 설치되는 앵커볼트 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 앵커볼트를 커플링을 통해 결합될 수 있도록 어셈블리 형태로 구성하고, 기초 구조물의 콘크리트 타설면의 외부로 노출되는 전산볼트만을 상대적으로 가격이 비싼 스테인리스 스틸(Stainless Steel)로 구성함으로써, 부식 방지 효과를 제공함은 물론 경제성이 뛰어난 앵커볼트 어셈블리에 관한 것이다.

콘크리트 구조물이나 암반 등에 소정의 시공 구조물을 설치하는 데에는 앵커볼트가 많이 사용되고 있다.

이러한 앵커볼트는 그 일 측 단부를 콘크리트의 타설에 의해 만들어지는 기초 구조물에 고정시키고 타 측 단부에 철골조, 특히 기둥 등을 볼트 등으로 고정시킬 수 있도록 구성되며, 이러한 앵커볼트는 통상적으로 시공이 완료된 기초 구조물에 구멍을 뚫어서 삽입하는 형태 또는 콘크리트 타설 전 미리 설치한 후 일부가 콘크리트 타설면 안에 매립되도록 하는 형태로 실시되고 있다.

앵커볼트에 관한 종래의 기술로, 등록특허 제10-0540928호(2005년12월28일)(이하 종래기술)가 있는데, 종래기술은 더욱 상세하게는 콘크리트에 매설되는 금속 지지봉의 상부에 결합되는 볼트를 분리한 상태에서 콘크리트를 타설한 후 볼트를 접착제로 고정시킬 수 있도록 함으로써, 콘크리트의 타설 작업이 매우 간편하게 이루어질 수 있도록 구성한 볼트 분리형 앵커볼트를 제시하고 있다.

이러한 어셈블리 형태의 앵커볼트는 시공의 편의를 위해서 활용되고 있으나, 나사산을 갖는 전산볼트와 환봉 형태의 앵커로 구성 것이 제시되어 있을 뿐이어서, 전산볼트와 앵커의 재질을 이종으로 구성하기에 적합하지 않으며, 특히 전산볼트가 일반 스틸(강철) 재질로 구성되어 우천, 습기 등에 의한 부식의 우려가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존의 앵커볼트를 커플링을 통해 결합될 수 있도록 어셈블리 형태로 구성하고, 기초 구조물의 콘크리트 타설면의 외부로 노출되는 전산볼트만을 상대적으로 가격이 비싼 스테인리스 스틸(Stainless Steel)로 구성함으로써, 부식 방지 효과를 제공함은 물론 경제성이 뛰어난 앵커볼트 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위한 본 발명은 다음과 같은 구성 및 특징을 갖는다.

본 발명은, 하단에 구비되고 일 측으로 굴곡진 굴곡부 및 상단에 구비된 제1결합부를 포함하는 앵커, 그리고 외면에 구비된 나사산부 및 하단에 구비된 제2결합부를 포함하고, 스테인리스 스틸(Stainless Steel)로 이루어진 전산볼트, 그리고 하단에 구비되고 상기 제1결합부가 결합되는 제1결합대응부 및 상단에 구비되고 상기 제2결합부가 결합되는 제2결합대응부를 포함하는 커플링을 포함한다.

또한 상기 앵커 및 커플링은 일반 스틸(Steel)로 이루어질 수 있음을 특징으로 한다.

또한 상기 앵커 및 커플링은 기초 구조물의 콘크리트 타설면에 내장되고, 상기 전산볼트만이 기초 구조물의 콘크리트 타설면 외부로 노출되는 것이 바람직하다.

또한 커플링은 외면에 코팅제의 도포 및 경화에 의해 형성되는 코팅층을 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 기초 구조물의 콘크리트 타설면의 외부로 노출되는 전산볼트만을 스테인리스 스틸로 구성함으로써, 부식 방지 효과를 제공함은 물론 상대적으로 가격이 비싼 스테인리스 스틸의 비중을 최소화함으로써 경제성이 향상된 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 각 구성이 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 각 구성이 분리된 상태를 도시한 분해사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 사용 예.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명은 기존의 앵커볼트를 커플링을 통해 결합될 수 있도록 어셈블리 형태로 구성하고, 기초 구조물의 콘크리트 타설면의 외부로 노출되는 전산볼트만을 상대적으로 가격이 비싼 스테인리스 스틸(Stainless Steel)로 구성함으로써, 부식 방지 효과를 제공함은 물론 경제성이 뛰어난 앵커볼트 어셈블리에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 앵커볼트 어셈블리(이하 본 어셈블리(A))에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 설명의 편의를 위해 대략적인 방향을 특정하면, 도 1에 도시된 상태를 기준으로 상, 하, 좌, 우를 나누는 것으로 한다. 또한 특별한 언급이 없는 한 '청구범위'에서도 이를 따르는 것으로 한다.

도 1은 본 어셈블리(A)의 각 구성이 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 어셈블리(A)의 각 구성이 분리된 상태를 도시한 분해사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 어셈블리(A)는 크게 앵커(1), 전산볼트(2) 및 커플링(3)을 포함한다.

각 구성 별로, 앵커(1)는 기초 구조물(B)에 매립되어 본 어셈블리(A)를 기초 구조물(B)에 고정시키는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 하단에 구비되고 일 측으로 굴곡진 굴곡부(11) 및 상단에 구비된 제1결합부(12)를 포함한다.

구체적으로, 굴곡부(11)는 앵커(1)의 하단에 구비되고 일 측으로 굴곡진 형상으로 이루어지는데, 여기에서 '일 측'은 수평 방향이거나 또는 상측 방향을 의미하며, 굴곡부(11)가 수평 방향으로 굴곡진 경우 앵커(1)는 'L'자 형상을 갖게 되고, 굴곡부(11)가 상측 방향으로 굴곡진 경우 앵커(1)는 'J'자 형상을 갖게 된다.

그리고 제1결합부(12)는 앵커(1)의 상단에 구비되는데, 제1결합부(12)는 나사산으로 이루어질 수 있으며, 특히 수나사로 이루어질 수 있다. 또는 앵커(1)와 커플링(3) 간의 결합이 용접 결합으로 이루어지는 경우, 제1결합부(12)는 단순 환봉 형태로 이루어질 수도 있으며, 이러한 제1결합부(12)의 실시 형태는 실시자의 선택에 따른다.

다음으로, 전산볼트(2)는 기초 구조물(B) 외부로 노출되어 기초 구조물(B) 상부에 시공되는 시공 구조물이 결합되는 구성으로, 일반적으로 시공 구조물의 기둥(P), 그 중에서도 기둥(P)의 바닥면을 구성하는 베이스(Pb)가 결합될 수 있으며, 특히 전산볼트(2)는 베이스(Pb)에 형성된 결합공을 관통하여 너트 등과 결합함으로써 기초 구조물(B) 상부에 베이스(Pb)를 결합시킨다.(도 4 참조)

도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 전산볼트(2)는 너트의 결합을 위해 외면에 구비된 나사산부(21)를 포함하고, 커플링(3)과의 결합을 위해 하단에 구비된 제2결합부(22)를 포함한다. 바람직한 실시로, 나사산부(21)와 제2결합부(22)는 하나의 나사산으로 구성될 수 있으며, 역시 수나사로 이루어질 수 있다.

본 발명의 핵심 특징으로, 본 어셈블리(A)는 전산볼트(2)가 스테인리스 스틸(Stainless Steel)로 이루어진다는 것인데, 본 발명은 전산볼트(2)만을 스테인리스 스틸로 구성하기 위해 커플링(3)을 도입하여 어셈블리 형태로 구성하였으며, 이는 기초 구조물(B) 외부로 노출되는 전산볼트(2)의 부식 방지 및 내구성 강화를 제공하는 한편, 기초 구조물(B) 내부에 매장되는 앵커(1) 및 커플링(3)까지 스테인리스 스틸로 구성하는 것은 본 어셈블리(A)의 경제성을 해칠 수 있기 때문에 배제되는 것이 바람직하다.

다음으로, 커플링(3)은 전산볼트(2)의 스테인리스 구성을 위해 분리 제조된 앵커(1)와 전산볼트(2)를 결합시키는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 원기둥(P) 또는 육각기둥(P) 등의 형상으로 이루어질 수 있고, 하단에 구비되고 제1결합부(12)가 결합되는 제1결합대응부(31) 및 상단에 구비되고 제2결합부(22)가 결합되는 제2결합대응부(32)를 포함한다.

상기한 바와 같이, 앵커(1)의 제1결합부(12)와 전산볼트(2)의 제2결합부(22)가 모두 수나사로 이루어진 것을 감안할 때, 커플링(3)의 제1 및 제2결합대응부(31)(32)는 암나사로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만 제1 및 제2결합부(12)(22)가 반드시 수나사일 필요는 없으며, 역시 제1 및 제2결합대응부(31)(32)도 반드시 암나사일 필요는 없으므로, 치환 실시가 가능하다.

한편, 상기한 경제성 측면을 고려하여, 본 어셈블리(A)는 앵커(1) 및 커플링(3)이 일반 스틸(Normal Steel)로 이루어질 수 있음을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 어셈블리(A)는 전산볼트(2)가 스테인리스로 이루어지는 것을 핵심으로 하는데, 여기에 경제성 측면을 더욱 강화하기 위해 기초 구조물(B)에 매립되는 앵커(1)와 커플링(3)은 일반 스틸로 구성되어 향상된 경제성을 제공하는 것이 바람직하다.

여기에서, '일반 스틸(Normal Steel)'이라 함은 합금으로 구성되는 스테인리스 스틸을 제외한 일반적인 강철로, 탄소강과 합금강을 포함할 수 있으나, 일반적으로 탄소강으로 해석되는 것이 바람직하며, 일반이라는 의미는 통상의 기술자의 기술 상식 하에서 해석되는 것이 바람직하다.

또 다른 한편, 본 발명의 사용 예를 도시한 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 어셈블리(A)는 앵커(1) 및 커플링(3)은 기초 구조물(B)의 콘크리트 타설면(Bc)에 내장되고, 전산볼트(2)만이 기초 구조물(B)의 콘크리트 타설면(Bc) 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다. 이는 상기한 내용과 중복되는 부분이므로, 추가 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서, 전산볼트(2)는 스테인리스 스틸로 구성되어 부식 방지 효과를 기대할 수 있으나, 커플링(3)의 경우 일반 스틸로 구성되어 부식(특히 제1 및 제2결합대응부(31)(32)의 나사산)에 취약하고, 앵커(1) 및 전산볼트(2)와의 잦은 마찰로 인해 마모를 피하기 어려우며, 앵커(1)와 용접 결합되는 경우 용접 열에 의한 일부 녹아내림이 발생하거나 또는 시공 과정에서 외부 충격 등에 의해 파손될 여지도 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 커플링(3)의 외면(내부의 나사산이 구비된 면을 포함)에 코팅층을 도입하여 상기 문제를 해결하고자 한다.

즉, 본 발명은 커플링(3)이 외면에 코팅제의 도포 및 경화에 의해 형성되는 코팅층을 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

이러한 코팅층은 충격에 의한 파손, 첨예체에 의한 자상 등을 방지함은 물론 향상된 난연성, 신속한 경화로 인한 향상된 제조성, 발수 처리를 통한 향상된 방수성을 제공한다.

상기 효과를 제공하는 본 발명의 코팅제 조성물은, 바인더 수지 100 중량부, 이소시아네이트 프리폴리머(Isocyanate prepolymer) 1 내지 10 중량부, 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester acrylate) 1 내지 30 중량부, 메틸 아세테이트(Methyl acetate) 30 내지 60 중량부, 아조비스 이소부틸니트릴(Azobis isobutyronitrile) 0.5 내지 5 중량부, 수산화 알루미늄(Aluminum hydroxide) 5 내지 15 중량부, 디메틸아날린(Dimethylaniline) 1 내지 5 중량부 및, 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane) 0.5 내지 2.5 중량부를 포함한다.

각 구성 별로, 먼저 바인더 수지는 UV 경화형으로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 종류가 특별히 한정되지 않는다.

다음으로, 이소시아네이트 프리폴리머(Isocyanate prepolymer)는 2개의 이소시아네이트기를 가지는 화합물을 이소시아누레이트 변성, 트리메티롤프로판(TMP) 변성, 비우렛(biuret) 변성 등의 방법으로 변성하여 얻을 수 있으며, 바인더 수지 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 1 중량부 미만으로 사용되는 경우 가교성이 저하되며, 10 중량부를 초과하여 사용되는 경우 가교성이 과도하게 증가하여 코팅층의 표면이 거칠어지고, 크랙에 의한 파손 가능성이 높아지는 문제가 있다.

다음으로, 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester acrylate)는 상기한 이소시아네이트 프리폴리머와 함께 가교제로 사용되며, 바인더 수지 100 중량부에 대해 1 내지 30 중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 1 중량부 미만으로 사용되는 경우 코팅층의 표면이 깨끗하게 형성되지 않으며, 30 중량부를 초과하여 사용되는 경우 역시 가교성이 과도하게 증가하여 코팅층의 표면이 거칠어지게 된다.

다음으로, 메틸 아세테이트(Methyl acetate)는 코팅제의 안정적인 상용성을 확보하고 용액 중합을 제공하는 유기용제로서 첨가되며, 바인더 수지 100 중량부에 대해 30 내지 60 중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 30 중량부 미만으로 사용되는 경우 코팅제의 점도가 과도하게 높아지게 되어 흐름성이 나빠지고, 60 중량부를 초과하여 사용되는 경우 환경성이 저하되거나 심한 경우 환경 규제에 저촉되는 문제가 있다.

다음으로, 아조비스 이소부틸니트릴(Azobis isobutyronitrile)은 라디칼을 생성하는 개시제로서 사용되며, 바인더 수지 100 중량부에 대해 0.5 내지 5 중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 0.5 중량부 미만으로 사용되는 경우 충분한 라디칼 이온을 발생시킬 수 없고, 5 중량부를 초과하여 사용되는 경우 과 생성된 라디칼 이온이 전체 중합도를 낮춰 물성이 저하되는 문제가 발생한다.

다음으로, 수산화 알루미늄(Aluminum hydroxide)은 코팅층이 연소되는 과정에서 특정 연소단계를 방해하기 위해 첨가되고, 바인더 수지 100 중량부에 대해 5 내지 15 중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 5 중량부 미만으로 사용되는 경우 난연 효과가 미미하고, 15 중량부를 초과하여 사용되는 경우 난연 효과에 비해 경제성이 저하된다.

다음으로, 디메틸아날린(Dimethylaniline)은 상기한 아조비스 이소부틸니트릴의 라디칼 생성을 돕기 위해 첨가되며, 바인더 수지 100 중량부에 1 내지 5 중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 1 중량부 미만으로 사용되는 경우 완전 경화가 되지 않고, 5 중량부를 초과하여 사용되는 경우 코팅층의 표면에 흑점이나 부식이 발생할 수 있다.

다음으로, 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane)은 가수분해 축합되어 코팅층의 방수성 및 발수성을 부여하고 방부성을 향상시키기 위해 첨가되며, 바인더 수지 100 중량부에 대해 0.5 내지 2.5 중량부가 사용되는 것이 바람직한데, 0.5 중량부 미만으로 사용되는 경우 방수성, 발수성 및 방부성 향상 효과가 미미하며, 2.5 중량부를 초과하여 사용되는 경우 시공성이 저하되는 문제가 있다.

이하에서는 상기한 코팅제 조성물을 이용한 코팅층의 실시예를 소개하기로 한다.

[실시예]

바인더 수지로, 에폭시 아크릴레이트 올리고머 1kg에, 이소시아네이트 프리폴리머 50g, 폴리에스테르 아크릴레이트 200g, 메틸 아세테이트 500g, 아조비스 이소부틸니트릴 30g, 수산화 알루미늄 100g, 디메틸아날린 30g, 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane) 20g을 혼합하여 1시간 정도 교반하여 코팅제 조성물을 제조하였다.

제조된 코팅제 조성물을 시험용 블록(강철로 제작)에 도포한 후, 완전 경화하는 단계를 거쳐 시험용 블록에 코팅층을 형성하였다.

[실시예1]

이 후 코팅층을 불규칙한 돌출부위를 갖는 스크래처를 통해 긁는 실험과 스크래처를 코팅층에 10회 반복하여 내려치는 실험을 수행한 결과, 스크래치 및 코팅층의 함몰이 발생하지 않았다.

[실시예2]

또한 코팅층에 토치를 통해 10분간 화염을 직접 분사하는 실험을 수행한 결과, 약간의 그을음은 발생하였으나 코팅층이 전혀 연소되지 않았다.

[실시예3]

또한 코팅층에 6시간 동안 물을 분사한 후, 코팅층을 제거하고 시험용 블록의 내부 침습도를 검사한 결과 습기가 전혀 검출되지 않았다.

상기 실시예들을 통해 본 발명에 따른 코팅층은 보호성, 난연성 및 방수성이 탁월하다는 것을 확인할 수 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

A: 본 어셈블리(앵커볼트 어셈블리)
1: 앵커
11: 굴곡부 12: 제1결합부
2: 전산볼트
21: 나사산부 22: 제2결합부
3: 커플링
31: 제1결합대응부 32: 제2결합대응부
B: 기초 구조물 Bc: 콘크리트 타설면

Claims (4)

1. 하단에 구비되고 일 측으로 굴곡진 굴곡부 및 상단에 구비된 제1결합부를 포함하는 앵커;
   외면에 구비된 나사산부 및 하단에 구비된 제2결합부를 포함하고, 스테인리스 스틸(Stainless Steel)로 이루어진 전산볼트; 및
   하단에 구비되고 상기 제1결합부가 결합되는 제1결합대응부 및 상단에 구비되고 상기 제2결합부가 결합되는 제2결합대응부를 포함하는 커플링;
   을 포함하고,
   상기 앵커 및 커플링은 일반 스틸(Steel)로 이루어지고,
   상기 앵커 및 커플링은 기초 구조물의 콘크리트 타설면에 내장되고, 상기 전산볼트만이 기초 구조물의 콘크리트 타설면 외부로 노출되고,
   상기 커플링은 외면에 코팅제의 도포 및 경화에 의해 형성되는 코팅층을 포함하고,
   상기 코팅제는, 바인더 수지 100중량부, 이소시아네이트 프리폴리머(Isocyanate prepolymer) 1 내지 10 중량부, 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester acrylate) 1 내지 30 중량부, 메틸 아세테이트(Methyl acetate) 30 내지 60 중량부, 아조비스 이소부틸니트릴(Azobis isobutyronitrile) 0.5 내지 5 중량부, 수산화 알루미늄(Aluminum hydroxide) 5 내지 15 중량부, 디메틸아날린(Dimethylaniline) 1 내지 5 중량부 및 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane) 0.5 내지 2.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커볼트 어셈블리.
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