KR20020021642A - 중공 및 중실 건축 자재에 고정되는 플러그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공 또는 패널-타입 건축용 자재와 중실 건축용 자재에 고정하기 위한 플러그(10)에 대한 것이다. 본 발명은 종방향으로 연장하며 얇은 외피(22; skin)가 주변에 골(corrugation)을 가져 서로 연결되는 확장형 림(18; expansion limb)을 구비하는 플러그(10)를 제공하는 것을 제안한다. 본 발명은 플러그(10)가 양호한 스크류 안내성(screw guidance)과 비틀림에 대해 견고한 구조를 가지며, 특히 중공 및 패널-타입 건축용 자재에 고정될 때 손으로 확장형 스크류를 조일 때 플러그 팁(16; plug tip)이 바람직하지 않게 뒤쪽으로 회전하는 것이 방지되는 장점을 갖는다. 플러그 팁(16)의 각진 슬릿(32; angled slit)은 상이한 직경과 상이한 나사 간격(pitch)을 갖는 스크류에 잘 맞는다.

Description

중공 및 중실 건축 자재에 고정되는 플러그{Plug to be fastened to hollow and solid building materials}

이러한 플러그는 공지되어 있다. 이들은 통상 플라스틱 재료로 만들어지며, 중간 영역에 종방향으로 연장하며 슬릿에 의해 서로 분리되는 확장형 림(expansion limb)을 갖는다. 이 확장형 림은 뒤쪽 끝에서 슬리브형 플러그 단부와 그리고 앞쪽 끝에서 슬리브형 플러그 팁(plug tip)에 의해 서로 연결된다. 확장 스크류가 플러그에 슬리브형 플러그 단부에 밀어 넣어지고 플러그 팁으로 조여질 수 있다. 중실 건축용 자재에 플러그를 고정하기 위해, 플러그는 중실 건축용 자재에 뚫어진 구멍에 삽입되고 확장 스크류가 플러그에 체결된다. 확장 스크류는 확장형 림이 벌어지도록 밀어, 즉 확장 스크류가 확장형 림을 벌어지게 하여, 결과적으로 중실 건축용 자재에 천공된 구멍에 플러그를 고정시킨다.

중공 건축용 자재 또는 패널에서, 플러그는 천공된 구멍에 밀어 넣어져 그슬리브형 플러그 단부가 중공 건축용 자재 내에 위치하게 된다. 그 다음에 확장 스크류가 플러그 단부에 밀어 넣어지고 확장형 림 사이를 통해 안내되어 플러그 단부로 체결된다. 확장 스크류를 플러그 팁에 체결하면 플러그 팁이 플러그 단부를 향해 움직이게 되고, 이 과정중에 확장형 림이 벌어진다. 이러한 벌어짐에 대해 두 가지 가능성이 공지되어 있다. 첫 번째는 확장형 림이 플러그 팁이 플러그 단부에 가까워짐에 따라 외측으로 구부러져 결과적으로 중공 건축용 자재 너머를 확실하게 고정하는 것이다. 다른 가능성은 확장 스크류가 체결될 때, 플러그 팁이 플러그 단부에 대해 감겨(twist), 그 결과 확장형 림이 서로 얽혀 중공 건축용 자재 너머를 고정하는 매듭형 구조를 형성하는 것이다.

공지된 플러그는 스크류 안내성이 나쁜 단점을 가진다. 체결될 때, 확장 스크류는 확장형 림 사이의 슬릿을 통해 측면으로 나올 수 있다. 공지된 플러그의 다른 단점은 그 비틀림 강성이 작아, 확장 스크류가 체결될 때 플러그 단부에 대한 플러그 팁이 탄성적으로 비틀리게 되는 단점이 있다. 확장 스크류가 손으로 체결될 때, 플러그 단부에 대한 플러그 팁의 탄성 비틀림은 스크류 드라이버(screw driver)가 "손으로 다시 쥐기(grip changing)" 위해 놓았을 때, 체결되는 확장 스크류와 함께 플러그 팁이 반대 방향으로 다시 회전하게 한다. 그 결과 손으로 확장 스크류를 플러그에 잘 체결하지 못한다.

본 발명은 청구범위 1항의 전제부의 특징을 갖는 중공 및 중실 건축용 자재에 고정되는 플러그에 대한 것이다. 본원에서 중공 건축용 자재는 예를 들어 속이 비어 있는 중공 벽돌 또는 패널이다. 중공 건축용 자재는 예를 들어 콘크리트 등이다.

도 1은 본 발명에 따른 플러그의 사시도.

도 2는 도 1의 플러그의 측면도.

도 3은 도 1의 플러그의 축 단면도.

도 4는 도 1의 플러그의 뒤쪽에서 본 단부도(end view).

도 5는 도 1의 플러그의 앞쪽에서 본 단부도.

도 6 내지 도 9는 도 2의 선 VI-VI 내지 IX-IX에 따른 단면도.

도 10 및 도 11은 도 1의 플러그를 사용하는 것을 나타내는 예시도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10: 플러그 12: 스크류 채널

본 발명은 상술한 단점을 개선하고자 하는 것이다.

본 발명에 따라 문제점은 청구범위 1항의 특징부에 의해 해결된다. 청구범위1항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 플러그에서, 확장형 림은 벌어질 수 있는 재료에 의해 주변 방향에서 서로 연결된다. 벌어지는 능력을 갖게 하기 위해, 재료가 얇게 형성됨 및/또는 플러그의 주변 방향에서 물결 모양으로 형성될 수 있다. 플러그가 플라스틱 재료로 만들어지면, 벌어질 수 있는 재료는 양호하게는 확장형 림과 일체이고 결과적으로 플러그의 나머지 부분과 같은 플라스틱 재료로 만들어진다. 이 경우 벌어질 수 있는 재료는 양호하게는 플라스틱 외피(plastic skin)와 같이 얇게 형성된다. 확장형 림을 주변 방향에서 연결한 결과, 본 발명에 따른 플러그는 확장형 림의 영역에서도 둘레 방향으로 닫혀 있는 슬리브와 같은 형상을 갖는다. 결과적으로 양호한 안내성을 갖는 스크류가 얻어지고 확장 스크류가 횡방향 부하를 받을 때에도 확장형 림 사이의 플러그의 측면으로 나오는 것이 방지된다. 확장향 림을 주변 방향에서 연결하는 다른 장점은 플러그의 비틀림 강성이 증가한다는 것이다. 먼저 비틀림 강성이 증가하면 확장 스크류가 체결될 때, 플러그 팁이 스트류와 함께 회전하는 정도가 적어져, 그 결과 확장 스크류가 플러그 팁에 보다 용이하게 체결될 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 비틀림 강성이 증가하면 나사체결시의 토크가 풀릴 때, 예를 들어 스크류 드라이버를 바꿔 쥘 때 플러그 팁이 반대방향으로 덜 회전한다는 장점을 갖는다. 결과적으로, 확장 스크류가 특히 손으로 체결될 때, 플러그에 체결하는 것이 더 쉬워진다. 또한, 본 발명에 따른 플러그는 확장 스크류가 체결될 때 중공 건축용 자재 내에서 벌어지기 시작한 후에 토크가 크게 감소되지 않는 장점을 갖는다. 공지된 확장형 플러그의 경우에는, 플러그가 중공 건축용 자재에 고정될 때 확장형 림이 일단 구부려지기 시작하거나 또는 서로 얽히기시작하면 토크가 뚜렷히 감소되었다. 주변 방향에서 확장형 림을 연결함으로 인해 본 발명에 따른 플러그의 강성이 증가하여, 상기 토크 감소 영향이 적어도 작아진다. 확장 스크류가 체결될 때 토크가 크게 감소하면, 과다한 힘으로 인해 확장 스크류 또는 플러그가 제위치를 벗어나고 결과적으로 중공 건축용 자재 내에 확실하게 자리잡지 못하는 좋지 않은 영향을 미치기 때문에 불리하다.

본 발명의 실시예에서, 슬리브-형 플러그 단부는 가로 치수가 플러그의 나머지 부분보다 크다. 이 실시예는 중공 또는 패널-타입의 건축용 자재 내에서 자리를 잘 잡는 플러그를 제공하는 목적을 가지며, 여기서 플러그의 슬리브형 플러그 단부만이 천공된 구멍 내에 수용되고 플러그의 나머지는 빈 공간에 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에서, 슬리브형 플러그 단부의 단면은 톱니형 외형을 갖는다. 이는 플러그 단부가 방사형 표면을 가짐을 의미하며, 이 표면의 외부 에지로부터 플러그 단부의 외형의 선(contour line)은 확장 스크류가 체결되는 방향 반대쪽에서 나선형 방식으로 다음의 방사형 표면으로 연장한다. 그러므로, 방사형 표면은 확장 스크류가 나사체결되는 방형으로 배향된다. 연성(soft)의 건축용 자재에서, 이들은 건축용 자재로 가압되고 회전 방지 수단(anti-rotation means)을 형성하는 일종의 받침대(abutment)를 형성하며, 이 회전 방지 수단은 건축용 자재 내의 플러그를 잡아주어 확장 스크류가 나사체결될 때 회전하지 않게 해준다. 물론, 방사형 표면은 정확히 방사형으로 배향될 필요는 없다. 특히 플러그 나머지 부분에 비교하여 보다 큰 단면적을 갖는 플러그 단부와 함께, 플러그 단부의 외형을 톱니형으로 배치하면 연성 건축용 자재에 양호한 회전 방지 수단을 제공하는데,왜냐하면 플러그가 연성 건축용 자재에 뚫어진 구멍에 도입될 때, 비교적 큰 횡방향 치수를 갖는 플러그 단부가 압축되어 플러그 단부를 둘러싸는 영역의 건축용 자재를 압축하여 건축용 자재로 파고들어가는 방사형 표면이 건축용 자재를 잘 잡아주게 되기 때문이다.

본 발명의 일 실시예에서, 슬리브형 플러그 팁은 각진, 예를 들어 V형의 슬릿을 구비하며, 슬릿의 모서리(점) 또는 팁은 양호하게는 플러그의 후방 단부를 향하거나 또는 앞쪽을 향한다. 각지게 된 결과 슬릿은 확장 스크류 상의 나사의 피치(pitch)와 같은 방향의 피치를 갖는 한 레그(leg)와, 반대 방향의 피치를 갖는 다른 레그를 갖는다. 플러그 팁의 슬릿의 피치는 확장 스크류 상의 나사의 피치와 상이할 수 있으며, 그 방향만이 같거나 또는 다르다. 그 피치가 확장 스크류의 나사 피치와 동일한 방향인 각진 슬릿의 레그는 확장 스크류 상의 나사 턴(turns of the thread)과 결합하도록 작용한다; 이들은 상이한 스크류 직경에 잘 맞는다. 각진 슬릿은 확장 스크류가 조여질 때 확장 스크류가 플러그 팁으로부터 나오는 일없이 작은 직경의 확장 스크류와 확실하게 결합한다. 동시에, 각진 슬릿은 큰 스크류 직경을 갖는 확장 스크류에 나사체결될 때 토크가 크게 증가되는 것을 방지한다.

그 피치가 확장 스크류 상의 나사의 피치와 반대방향인 각진 슬릿의 레그는 플러그 팁이 축방향으로 확장될 수 있게 하며, 이로 인해 플러그 팁에 축방향으로 연이어 구비된 각진 슬릿의 축방향 간격이 변한다. 이 수단에 의해, 확장 스크류 상의 상이한 피치의 나사에 대해 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 플러그는 슬리브형 플러그 팁 내에 확장 스크류용스크류 채널(screw channel)을 가지며, 이 스크류 채널은 원형 형상 이외의 형상인 단면을 갖는다. 그러므로, 플러그 팁 내의 스크류 채널은 상이한 방향에서 상이한 횡방향 치수를 갖는다. 또한, 이러한 수단은 상이한 직경의 확장 스크류에 플러그를 적용하도록 작용한다. 전개도에서, 플러그 팁 내의 스크류 채널은 편평한 예를 들어, 슬롯(slot) 형상의 스크류 채널을 갖는다. 플러그 팁 내의 스크류 채널은 서로 교차되는 두 개의 슬롯 형상을 가질 수 있다.

본 발명은 도면에 예시된 실시예를 참조하여 하기에 상세히 설명된다.

도 1 내지 3에 도시된 본 발명에 따른 플러그(10)는 플라스틱 재료로 이루어져 있다; 이 플러그는 대략 슬리브와 같은 형상을 갖는다. 플러그(10)는 확장 스크류(도 1 내지 도 3에 도시되지 않음)용 스크류 채널(12)을 가지며, 이 스크류 채널(12)은 플러그(10)를 축방향으로 지나가며 두 위치에서 원추형으로 테이퍼진다. 그 후방 영역에서, 플러그(10)는 슬리브형 플러그 단부(14)를 갖는다; 그 전방 영역에서 슬리브형 플러그 팁(16)을 가지며, 이 플러그 팁(16)은 종방향으로 연장하는 두 개의 확장형 림(18)에 의해 플러그 단부(14)에 일체로 연결되고 서로 반대방향으로 배치된다. 확장형 림(18)은 플러그 단부(14)로부터 플러그 팁(16)으로 연장하는 플러그(10)의 확장 영역(20)을 형성한다. 주변 방향에서, 확장형 림(18)은 확장가능한 재료(22)에 의해 서로 연결되어 있다. 확장가능한 재료(22)는 플러그(10)의 나머지 부분과 동일한 플라스틱으로 이루어진다; 확장가능한 재료(22)는 플러그와 일체로 구성된다. 확장가능한 재료(22)는 얇은 외피(22; thin skin)로 형성되며, 이 외피는 확장형 림(18)들을 주변 방향에서 서로 연결한다(도 7 및 도 8의 확장 영역(20)의 단면 참조). 얇은 외피(22)는 주변 방향에서 물결 모양을 갖는다. 얇은 외피(22)는 그 물결 모양과 얇게 형성된 것과 플라스틱 재료의 확장성으로 인해, 플러그의 주변 방향으로 확장가능하다; 과다한 힘을 받으면, 얇은 외피(22)가 찢어질 수 있다.

비록 도면에서 알아보기 힘들지만, 슬리브형 플러그 단부(14)는 확장 영역(20)의 플러그(10)와 플러그 팁(16)보다 큰 횡방향 치수 또는 직경을 가진다. 또한, 슬리브형 플러그 단부(14)는 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이 톱니형 외형을 갖는다. 플러그 단부(14)는 서로 반대방향으로 위치하고 확장 스크류(도 1 내지 도 3에 도시되지 않음)의 나사체결 방향에서 마주하는 두 개의 방사형 표면(24)을 갖는다. 방사형 표면(24)의 외부 가장자리에 인접한 곳에는 등고선 또는 등고면(26; contour line or contour surface)이 있으며, 각각의 경우에 반대쪽에 위치된 방사형 표면(24)까지 내측 나선형으로 확장 스크류의 나사체결방향과 반대로 연장한다. 방사형 표면(24)은 확장 스크류가 나사체결될 때 뚫어진 구멍 내의 회전에 대해 플러그(10)를 고정하도록 작용한다.

회전 방지용 리브(28; anti-rotation rib)가 상기 방사형 표면(24) 사이에서 플러그 단부(14)로부터 돌출해 있으며, 이는 플러그의 종방향으로 연장한다. 회전방지용 리브(28)는 톱니형상의 단면을 갖는다; 확장 스크류의 나사체결방향에서 마주하는 이들 표면은 플러그(10)의 방사형 표면(30)을 또한 형성한다.

슬리브형 플러그 팁(16)은 각진 슬릿(32)을 구비하며, 그 모서리 또는 팁(34)은 전방을 향한다. 슬릿(32)은 서로 반대측의 두 위치에서 플러그 팁(16) 상에 배치되어 있고 몇 개(3 개)의 슬릿(32)이 서로 축방향에서 이격되어 플러그 팁(16) 상에 배치되어 있다. 각진 슬릿(32)은 각각 레그(36, 38)를 가지며, 한 레그(36)는 확장 스크류(도 1 내지 도 3에 도시되어 있지 않음)의 나사의 피치와 동일한 방향의 피치를 가지고, 다른 레그(38)는 반대 방향의 피치를 갖는다. 레그(36)의 피치는 확장 스크류 상의 나사의 피치와 동일할 필요는 없고, 동일한 방향으로만 향해져 있을 뿐이다.

플러그 단부(14)의 영역에서, 스크류 채널(12)은 대략 원형 단면을 갖는다; 확장 영역(20)에서, 스크류 채널은 서로 교차하는 두 개의 슬롯으로 좁아지고; 플러그 팁(16)에서, 슬롯 형상을 갖는다(도 9). 이는 스크류 채널(12)이 상이한 직경의 확장 스크류에 잘 적합하게 될 수 있게 한다.

본 발명에 따른 플러그(10)의 기능은 하기에 도 10 및 도 11을 참조하여 설명된다: 도 10은 물품(40)을 패널-형상의 건축용 자재(42)에 고정하는 것을 도시한다. 플러그(10)가 패널-형상의 건축용 자재(42)에 천공된 구멍에 삽입된다. 플러그 단부(14)의 횡방향 치수가 비교적 크기 때문에, 플러그 단부(14)는 뚫어진 구멍을 넓히고, 이렇게 하여 플러그 단부(14) 주위의 건축용 자재를 견고하게 결합시킨다. 동시에, 플러그 단부(14)는 그 톱니형상의 외형(도 6)에 의해 건축용 자재(42)로 파고 들어간다; 방사형 표면(24, 30)은 받침면을 형성하여 확장 스크류가 나사체결될 때 플러그(10)가 확장 스크류(44)와 함께 회전하는 것을 방지한다.

플러그(10)가 삽입된 후에, 천공된 구멍을 구비하는 고정될 물품(40)이 패널-형상의 건축용 자재(42)에 받쳐지고, 확장 스크류(44)가 눌려 물품(40)을 뚫고 플러그(10)로 나사체결된다. 이 과정에서, 확장 스크류(44) 상의 스크류 나사(46)는 플러그 팁(16)으로 끼어들어가고 스크류 나사(46)는 확장 스크류(44) 상의 스크류 나사(46)와 동일한 방향의 피치를 갖는 각진 슬릿(32)의 레그(36)와 결합하게 된다. 반대 방향의 피치를 갖는 각진 슬릿(32)의 레그(38)는 슬릿(32) 사이의 축방향 간격이 스크류 나사(46)의 나사 피치에 적합하게 되도록 플러그 팁(16)이 축방향으로 팽창할 수 있게 한다. 플러그 팁(16)의 편형하고 슬롯 형상인 스크류 채널(12)과 함께, 각진 슬릿(32)은 플러그 팁(16)이 특정한 경우에 사용되는 확장 스크류의 직경과 그 스크류 나사(46)의 피치에 맞게 되도록 한다.

나사체결되고 조여질 때, 확장 스크류(44)는 플러그 팁(16)을 플러그단부(14)를 향해 당긴다; 플러그 팁(16)과 플러그 단부(14) 사이의 간격이 감소된다. 이 과정에서, 확장형 림(18)이 서로 매듭 형태로 얽혀 플러그(10)의 확장형 림(18)이 패널-형상의 건축용 자재(42) 뒤쪽을 확실하게 잡아주며, 이는 낮은 강도의 패널-형상의 건축용 자재(42), 예를 들어 석고 보드(plasterboard)에서도 플러그(10)가 잘 고정되게 된다. 주변 방향에서 확장형 림(18)을 상호 연결하는 외피(22; 도 1, 도 2, 도 7, 도 8)는 플러그(10)에 높은 비틀림 강성을 부여한다. 외피(22)는 확장 스크류(44)가 나사체결되고 조여질 때 플러그 단부(14)에 대한 플러그 팁(16)의 비틀림에 대한 반작용을 하고, 결과적으로 이들은 특히 확장 스크류(44)가 손으로 나사체결될 때 바꿔쥐기 위해 스크류 드라이버를 놓았을 때 플러그 팁(16)이 과다하게 거꾸로 회전하는 것을 방지한다. 또한, 외피(22)는 일단 확장형 림(18)이 서로 얽히기 시작하면 확장 스크류(44)의 나사체결 토크가 크게 감소되는 것을 방지한다. 이러한 토크 감소는 확장 스크류(44)가 플러그(10)로부터 나오거나 또는 플러그(10)가 건축용 자재(42)로부터 나오고 매우 열악하게 고정되는 좋지 않은 영향을 미친다.

도 11은 물품(40)을 중실 건축용 자재(48), 예를 들어 콘크리트에 고정하는 것을 도시한다. 이 경우에, 확장 플러그(10)가 공지된 방식으로 중실 건축용 자재에 천공된 구멍(50)에 삽입되며, 물품(40)이 위치되고 확장 스크류(44)가 눌려 물품(40)을 뚫고 들어가 플러그(10)에 나사체결된다. 확장 스크류(44)는 확장 림(18)이 서로 떨어지게 밀고, 그 결과 확장 플러그(10)를 천공된 구멍에 고정한다. 확장형 림(18)의 밀어 서로 떨어지게 되는 것, 즉 확장되는 것은 주변 방향에서 확장형림(18)을 연결해주는 얇은 외피(22)에 의해 방해받지 않는데, 왜냐하면 외피(22)가 얇고 물결 모양을 가지므로 주변 방향으로 늘어날 수 있기 때문이다. 확장 영역(20)에서 확장형 림(18)을 연결하여 일종의 슬리브를 형성하는 얇은 외피(22)는 확장 스크류(44)가 체결될 때 확장형 림(18) 사이에서 스크류 채널(12)의 측면을 통해 나가는 것을 방지한다. 얇은 외피(22)가 없으면, 특히 확장형 스크류(44)가 물품(40)에 의해 횡방향으로 부하를 받을 때 문제가 발생할 수 있다. 또한 편평하고 슬롯 형상인 스크류 채널(12)과 각진 슬릿(32)은 확장 스크류(44)가 비교적 적은 토크를 사용하여 단단하고 구부러지지 않는 중실 건축용 자재(48), 예를 들어 콘크리트에 나사체결될 수 있게 한다.

Claims (8)

1. 확장 스크류(expansion screw)를 플러그에 나사체결한 결과 확장되게 배치되며, 슬리브형 플러그 단부에 의해 후방 단부에서 서로 연결되는 종방향 연장 확장형 림(expansion limb)을 가지며, 상기 슬리브형 플러그 단부에 의해 확장 스크류가 밀려들어가게 배치되며, 슬리브형 플러그 팁에 의해 전방 단부에서 확장 스크류가 나사체결되도록 배치되는, 중공 또는 패널-타입 건축용 자재와 중실 건축용 자재에 고정하기 위한 플러그에 있어서,

   확장형 림(18)이 확장가능한 재료(22)에 의해 주변 방향에서 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 플러그.
2. 제 1 항에 있어서,

   플러그 단부(14)는 확장형 림(18)과 플러그 팁(16)의 영역 내의 플러그보다 더 큰 횡방향 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 플러그.
3. 제 1 항에 있어서,

   플러그 단부(14)는 톱니 형상의 외형을 가지며, 이 톱니는 확장 스크류(44)의 나사체결 방향에서 마주하는 것을 특징으로 하는 플러그.
4. 제 1 항에 있어서,

   플러그 팁(16)은 각진 슬릿(32)을 가지며, 슬릿(32)의 한 레그(36)는 확장 스크류(44) 상의 나사의 피치와 동일한 방향의 피치를 가지며 다른 레그(38)는 반대방향의 피치를 갖는 것을 특징으로 하는 플러그.
5. 제 1 항에 있어서,

   플러그 팁(16) 내의 확장 스크류(44)용 플러그(10)의 스크류 채널(12)은 원형이 아닌 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 플러그.
6. 제 1 항에 있어서,

   스크류 채널(12)이 적어도 플러그 팁(16) 내에 편평한 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 플러그.
7. 제 6 항에 있어서,

   스크류 채널(12)이 슬롯-형상을 갖는 것을 특징으로 하는 플러그.
8. 제 7 항에 있어서, 스크류 채널(12)이 서로 교차하는 두 개의 슬롯 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 플러그.