KR20140132110A

KR20140132110A - 선단확장 세트 앵커

Info

Publication number: KR20140132110A
Application number: KR1020130051195A
Authority: KR
Inventors: 유승운; 김천래; 김영호
Original assignee: 가톨릭관동대학교산학협력단; 주식회사 남진
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2014-11-17
Also published as: KR101465328B1

Abstract

본 발명은 앵커 볼트의 선단부가 균일하게 확장되도록 하여 수평력에 대한 흔들거림이 없고 인발 저항에 대한 고정력이 향상되도록 한 선단확장 세트 앵커를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 수나사를 갖는 축부와, 축부의 선단에 외주면으로 지압각을 갖아 단면적이 점증적으로 확대된 선단확장부와, 선단확장부의 선단면 중앙에 원주상으로 지압력 분포가 균등하도록 쐐기증가요입각에 의해 원추 형상을 이루어 일정 깊이만큼 형성된 원형 요입홈을 갖는 앵커 볼트와; 상기 앵커 볼트의 원형 요입홈에 강제적으로 끼움되어져 선단확장부의 외주면을 반경 방향으로 균등하게 확장시키는 원뿔 쐐기와; 상기 앵커 볼트의 축부에 삽입되어져 선단확장부와 강제적으로 밀착되는 하중정착용 슬리브를 포함하고; 상기 선단확장부는 풀림 열처리되고, 원뿔 쐐기가 원형 요입홈에 강제적으로 끼움되면 선단확장부는 지압각과 쐐기증가요입각이 합하여진 확장각으로 확장되는 것을 특징으로 한다.

Description

선단확장 세트 앵커{Expanded set anchor}

본 발명은 선단확장 세트 앵커에 관한 것으로, 특히 앵커 볼트의 선단부가 균일하게 확장되도록 하여 수평력에 대한 흔들거림이 없고 인발 저항에 대한 고정력이 향상되도록 한 선단확장 세트 앵커에 관한 것이다.

앵커 볼트는 교량의 교각기초부, 지하공간 확보에 필요한 굴토 공사시 토류벽체를 임시 혹은 영구적으로 지지하거나 중량물 혹은 철골 구조물 등을 고정시키는데 사용된다. 예로, 건축구조물의 철골 기둥, 터빈 제너레이터 기기 등을 콘크리트 구조물에 부착시키기 위해 널리 사용된다.

일반적으로 앵커 볼트는 선단부를 확장시켜 정착 구멍에 고정시키는 구조를 가지고 있다. 예를 들어, 앵커 볼트의 선단부 단면에 2부분의 조각으로 벌어지도록 일자형 절개홈을 만들어 놓고 판상형 쐐기를 박아넣는 방식, 앵커볼트의 선단부를 Y자 형태로 절개시켜 3부분의 조각으로 벌어지도록 절개홈을 만들어 놓고 쐐기를 박아넣는 방식이 있다.

그러나 이들 앵커 방식의 경우 절개홈을 둔 각 조각들이 균일하게 벌어지는 것이 아니라 비대칭적으로 확장되어 벌어짐으로써 지압력의 불균일이 생기고 그 벌어짐이 서로 제각각으로 차이가 발생된다. 이로 인해 수평력(앵커 볼트의 축 방향에 직각 방향)에 흔들리고 진동에 의해 쉽게 파괴되는 문제가 발생된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 공개특허 공개번호 제10-2008-0110463호로서, 콘크리트내에 형성된 구멍에 매설되어 기초볼트로 사용하게 되는 앵커 볼트에 있어서, 일측 끝단면 즉 앵커 볼트를 타격하게 되는 타격면에 외부로 돌출되게 타격편이 형성되어지고 타측면에 적어도 하나 이상의 안착홈이 형성되어진 절개부가 형성되어지며, 상기 절개부에는 공간부가 형성되어지게 쐐기가 삽입되어지되 쐐기 양측면에 절개부로부터 쐐기가 이탈되지 않도록 절개부의 안착홈에 안착되어지는 안착돌기가 형성되어지고, 상기 절개부가 형성된 앵커 볼트의 상단면은 중앙 부분으로 오목하게 형성되어진 요입부가 형성되어짐을 특징으로 하는 앵커 볼트가 제안되어 있다.

그러나 상기 배경기술의 경우에도 절개부가 앵커 볼트의 선단부를 2조각 또는 3조각으로 분할되어 쐐기가 박힘되는 구조이므로 모든 조각이 동시에 균일하게 벌어지기 어려운 한계를 가지고 있다.

한국 등록특허 등록번호 제10-0276988호(볼트고정장치) 한국 공개특허 공개번호 특1999-015339호(앵커볼트)

본 발명은 앵커 볼트의 선단부가 균일하게 확장되도록 하여 수평력에 대한 흔들거림이 없고 인발 저항에 대한 고정력이 향상되도록 한 선단확장 세트 앵커를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 수나사를 갖는 축부와, 축부의 선단에 외주면으로 지압각을 갖아 단면적이 점증적으로 확대된 선단확장부와, 선단확장부의 선단면 중앙에 원주상으로 지압력 분포가 균등하도록 요입각에 의해 원추 형상을 이루어 일정 깊이만큼 형성된 원형 요입홈을 갖는 앵커 볼트와;

상기 앵커 볼트의 원형 요입홈에 강제적으로 끼움되어져 선단확장부의 외주면을 반경 방향으로 균등하게 확장시키는 원뿔 쐐기와;

상기 앵커 볼트의 축부에 삽입되어져 선단확장부와 강제적으로 밀착되는 하중정착용 슬리브를 포함하고;

상기 선단확장부는 풀림 열처리되고, 원뿔 쐐기가 원형 요입홈에 강제적으로 끼움되면 선단확장부는 지압각과 쐐기증가요입각이 합하여진 확장각으로 확장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 원뿔 쐐기의 외주면에 하나 이상의 직선형 배기홈이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 원뿔 쐐기의 외주면에 하나 이상의 나선형 배기홈이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적절한 다른 실시 형태에 따르면, 수나사를 갖는 축부와, 축부의 선단에 외주면으로 지압각을 갖아 단면적이 점증적으로 확대된 선단확장부와, 선단확장부의 선단면 중앙에 원주상으로 지압력 분포가 균등하도록 요입각에 의해 원추 형상을 이루어 일정 깊이만큼 형성된 원형 요입홈을 갖는 앵커 볼트와;

상기 선단확장부는 풀림 열처리되고, 원뿔 쐐기가 원형 요입홈에 강제적으로 끼움되면 선단확장부는 지압각과, 그 지압각에 쐐기증가요입각이 합하여진 확장각으로 확장되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 선단확장 세트 앵커에 따르면, 앵커 볼트의 선단확장부에 형성된 원형 요입홈에 원뿔 쐐기가 강제 압입되는 구조로서 선단확장부의 전둘레로 균일하게 단면이 확장되어 지압력 분포가 고르게 나타난다. 따라서 앵커 볼트의 고른 지압력으로 수평력에 대한 흔들거림이 없고 인발 저항에 대한 고정력이 향상된다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 세트 앵커의 분해사시도.
도 2는 본 발명에 적용되는 앵커 볼트의 선단확장부 단면도.
도 3은 본 발명에 적용되는 원뿔 쐐기의 사시도.
도 4a는 본 발명에 따른 앵커 볼트의 선단확장부에 원뿔 쐐기가 끼움되어진 조립단면도.
도 4b는 도 4a의 K-K선 단면도.
도 5a는 본 발명에 적용되는 원뿔 쐐기의 다른 변형 예시도.
도 5a는 본 발명에 적용되는 원뿔 쐐기의 또 다른 변형 예시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 세트 앵커의 시공순서도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 선단확장 세트 앵커(10)는 도 1 내지 도 3과 같이 앵커 볼트(12), 원뿔 쐐기(14), 하중정착용 슬리브(16), 와셔(18) 및 체결 너트(20)를 포함한다.

앵커 볼트(12)는 고강도 강재로 제작된다. 앵커 볼트(12)는 수나사(121a)를 갖는 축부(121)와, 축부(121)의 선단에 외주면으로 지압각(θ₁)으로 단면적이 점증적으로 확대된 선단확장부(122)와, 선단확장부(122)의 선단면 중앙에 원주상으로 지압력 분포가 균등하도록 요입각(θ₂)에 의해 원추 형상을 이루어 일정 깊이만큼 형성된 원형 요입홈(123)을 갖는다. 요입각(θ₂)은 5°~7°가 될 수 있다.

수나사(121a)는 체결 너트(20)의 암나사와 동일한 피치와 직경을 갖는다.

선단확장부(122)의 높이(H)는 선단확장부(122)의 선단 직경(D)과 동일하고, 선단 직경(D)은 수나사 직경(d₀)의 0.7배 이상에 해당하는 값을 갖는다. 즉, D=d₀/0.7 로 제작된다. 원형 요입홈(123)에서 외측 직경을 d₁ 이라 하고, 내측 직경을 d₂ 라 하면, d₁=D×(0.7~0.6), d₂=d₀×(0.7~0.6) 로 결정될 수 있다.

이같이 원형 요입홈(123)을 형성한 후 선단확장부(122)는 연성의 성질을 갖도록 풀림 열처리된다.

원뿔 쐐기(14)는 앵커 볼트(12)와 동일한 고강도 강재로 제작된다. 원뿔 쐐기(14)는 앵커 볼트(12)의 원형 요입홈(123)에 강제적으로 끼움되어져 선단확장부(122)의 외주면을 반경 방향으로 확장시킨다.

원뿔 쐐기(14)에서 하부 직경을 d₁', 상부 직경을 d₂', 높이를 h'라고 할 때 d₁'=d₁+(2~3)mm, d₂'=d₂+(0~1)mm h'=0.55D~0.6D으로 결정할 수 있다.

쐐기요입각(θ₂')은 θ₂+(1~2°)를 더한 것으로, 원뿔 쐐기(14)가 앵커 볼트(12)의 원형 요입홈(123)에 강제적으로 끼움되면 도 4와 같이 선단확장부(122)는 지압각(θ₁)과 쐐기증가요입각(θ₂'-θ₂)이 합하여진 확장각(θ₃)으로 확장되는 구조를 갖는다. 즉 확장각(θ₃)=지압각(θ₁)+쐐기증가요입각(θ₂'-θ₂)이 된다.

여기서, 쐐기증가요입각(θ₂'-θ₂)은 선단확장부(122)에 형성된 원형 요입홈(123)에 원뿔 쐐기(14)가 강제 끼움됨으로써 선단확장부(122)에 추가적으로 발생되는 증가각이다. 요입각(θ₂)은 선단확장부(122)에 형성된 원형 요입홈(123)의 경사각이고, 쐐기요입각(θ₂')은 원뿔 쐐기(14)의 경사각이다.

원뿔 쐐기(14)는 원형 요입홈(123)에 강제적으로 압입될 때 공기압축이 일어나지 않도록 그의 외주면에 도 5a와 같이 하나 이상의 직선형 배기홈(14a)이 더 형성될 수 있다. 다른 예로서, 도 5b와 같이 원뿔 쐐기(14)는 그의 외주면에 하나 이상의 나선형 배기홈(14b)이 더 형성될 수 있다. 나선형 배기홈(14b)을 갖는 경우 원뿔 쐐기(14)가 박힐 때 회전이 유도되어 강제 끼워짐이 원활하게 이루어질 수 있다.

하중정착용 슬리브(16)는 금속재로서 원통형으로 구성되어 앵커 볼트(12)의 축부(121)에 삽입되어져 있다. 하중정착용 슬리브(16)의 내경은 축부(121)의 외경보다 크게 형성되어 있다. 하중정착용 슬리브(16)는 선단에 길이 방향으로 일정 깊이만큼 절단되어진 절개부(16a)가 2개소에 대칭적으로 형성되어 있다. 따라서 하중정착용 슬리브(16)는 찢어진 절개부(16a)를 기준으로 벌어지는 구조를 갖는다.

이와 같이 구성된 선단확장 세트 앵커(10)의 시공 방법을 설명한다.

먼저, 도 6a의 (가)와 같이 콘크리트 구조물(1)에 정착구멍(1a)을 뚫어 놓는다.

다음, (나)와 같이 정착구멍(1a)에 세트 앵커(10)를 삽입한다. 이때 원뿔 쐐기(14)를 원형 요입홈(123)에 약간 끼워넣어진 상태이고, 하중정착용 슬리브(16)는 축부(121)의 외경부에 삽입되어 있는 상태에서 삽입된다.

그 다음, (다)와 같이 앵커 볼트(12)의 두부를 타격한다. 따라서 원뿔 쐐기(14)는 정착구멍(1a) 바닥면에서 반력을 받아 원형 요입홈(123)내로 강제적으로 압입된다. 이로 인해 풀림 열처리된 선단확장부(122)는 지압각(θ₁)과, 그 지압각(θ₁)에 쐐기증가요입각(θ₂'-θ₂)이 합하여진 확장각(θ₃)으로 쉽게 확장된다. 이때 확장각(θ₃)은 선단확장부(122)의 외주면에서 전둘레를 따라 균일하게 이루어져 도 4b와 같이 지압력 분포가 균등하고, 이로 인해 선단확장부(122)가 동시에 균일한 확장을 하게 된다.

그 다음, (라)와 같이 타격용 슬리브(30)를 앵커 볼트(12)에 삽입 한 후 (마)와 같이 하중정착용 슬리브(16)를 타격한다. 타격이 완료되면 (바)와 같이 타격용 슬리브(30)를 제거한다. 따라서 하중정착용 슬리브(16)의 선단부가 앵커 볼트(12)의 선단확장부(122)와 정착구멍(1a)과의 사이에서 압입되어 고정된다.

그 다음, 피접합재(5)를 앵커 볼트(12)에 끼워넣고, 와셔(18)를 삽입한 후 체결 너트(20)를 앵커볼트(12)의 수나사(121a)에 체결한다.

이같이 본 발명에 따르면, 앵커 볼트(12)의 선단확장부(122)가 원뿔 쐐기(14)에 의해 전둘레로 균일하게 확장되어 지압력 분포가 크고 고르게 나타난다. 따라서 앵커 볼트(12)의 고정력이 증가되어 수평력에 앵커 볼트(12)가 흔들리는 일은 없어지고 인발저항이 증가된다.

또한, 앵커 볼트(12)의 선단확장부(122)에는 절개부가 제거되어 어느 한 쪽으로 더 벌어지거나 덜 벌어지는 비대칭 벌림 현상을 발생되지 않는다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

12: 앵커 볼트
123: 원형 요입홈
14: 원뿔 쐐기
14a: 직선형 배기홈
14b: 나선형 배기홈
16: 하중정착용 슬리브

Claims

수나사(121a)를 갖는 축부(121)와, 축부(121)의 선단에 외주면으로 지압각(θ₁)을 갖아 단면적이 점증적으로 확대된 선단확장부(122)와, 선단확장부(122)의 선단면 중앙에 원주상으로 지압력 분포가 균등하도록 요입각(θ₂)에 의해 원추 형상을 이루어 일정 깊이만큼 형성된 원형 요입홈(123)을 갖는 앵커 볼트(12)와;
상기 앵커 볼트(12)의 원형 요입홈(123)에 강제적으로 끼움되어져 선단확장부(122)의 외주면을 반경 방향으로 균등하게 확장시키는 원뿔 쐐기(14)와;
상기 앵커 볼트(12)의 축부(121)에 삽입되어져 선단확장부(122)와 강제적으로 밀착되는 하중정착용 슬리브(16)를 포함하고;
상기 선단확장부(122)는 풀림 열처리되고, 원뿔 쐐기(14)가 원형 요입홈(123)에 강제적으로 끼움되면 선단확장부(122)는 지압각(θ₁)과 쐐기증가요입각(θ₂'-θ₂)이 합하여진 확장각(θ₃)으로 확장되는 것을 특징으로 하는 선단확장 세트 앵커.
제 1항에 있어서,
원뿔 쐐기(14)의 외주면에 하나 이상의 직선형 배기홈(14a)이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선단확장 세트 앵커.
제 1항에 있어서,
원뿔 쐐기(14)의 외주면에 하나 이상의 나선형 배기홈(14b)이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선단확장 세트 앵커.
수나사(121a)를 갖는 축부(121)와, 축부(121)의 선단에 외주면으로 지압각(θ₁)을 갖아 단면적이 점증적으로 확대된 선단확장부(122)와, 선단확장부(122)의 선단면 중앙에 원주상으로 지압력 분포가 균등하도록 요입각(θ₂)에 의해 원추 형상을 이루어 일정 깊이만큼 형성된 원형 요입홈(123)을 갖는 앵커 볼트(12)와;
상기 앵커 볼트(12)의 원형 요입홈(123)에 강제적으로 끼움되어져 선단확장부(122)의 외주면을 반경 방향으로 균등하게 확장시키는 원뿔 쐐기(14)와;
상기 앵커 볼트(12)의 축부(121)에 삽입되어져 선단확장부(122)와 강제적으로 밀착되는 하중정착용 슬리브(16)를 포함하고;
상기 선단확장부(122)는 풀림 열처리되고, 원뿔 쐐기(14)가 원형 요입홈(123)에 강제적으로 끼움되면 선단확장부(122)는 지압각(θ₁)과, 지압각(θ₁)과 쐐기증가요입각(θ₂'-θ₂)이 합하여진 확장각(θ₃)을 동시에 갖고 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 선단확장 세트 앵커.