KR20170125476A - 앵커 볼트의 걸림홈 형성 장치 - Google Patents

앵커 볼트의 걸림홈 형성 장치 Download PDF

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KR20170125476A
KR20170125476A KR1020160055135A KR20160055135A KR20170125476A KR 20170125476 A KR20170125476 A KR 20170125476A KR 1020160055135 A KR1020160055135 A KR 1020160055135A KR 20160055135 A KR20160055135 A KR 20160055135A KR 20170125476 A KR20170125476 A KR 20170125476A
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    • F16B13/061—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front combined with expanding sleeve of the buckling type

Abstract

콘크리트 구조물에 앵커 볼트를 고정시키기 위해 형성된 앵커 고정홀 내에서 상기 앵커 고정홀보다 큰 직경을 갖는 걸림홈을 형성하기 위해 드릴에 결합되어 회전하는 걸림홈 형성 장치가 개시된다. 개시되는 걸림홈 형성 장치는, 상기 걸림홈을 형성하기 위해 상기 앵커 고정홀에 삽입되어 회전축(X)을 중심으로 회전하고, 단부(end portion)가 경사지게 형성된 로드(rod)와 상기 로드의 둘레 외측으로 돌출되게 형성된 팁(tip)을 갖는, 드릴 비트 유닛과, 상기 앵커 고정홀 내에 상기 드릴 비트 유닛보다 먼저 삽입되고, 상기 로드의 단부와 상기 앵커 고정홀의 바닥 사이에 위치하여, 상기 드릴 비트 유닛이 상기 앵커 고정홀의 바닥 방향으로 외력을 받는 경우, 상기 로드의 단부를 지지하여, 상기 로드의 단부와의 공동 작용에 의해 상기 팁이 상기 앵커 고정홀의 측벽 방향으로 힘을 받도록 하는, 볼 유닛을 포함하며, 상기 드릴 비트 유닛이 상기 앵커 고정홀의 바닥 방향으로 외력을 받는 상태로 회전하는 경우, 상기 팁이 상기 앵커 고정홀의 측벽의 둘레를 회전함으로써, 상기 걸림홈을 형성한다.

Description

앵커 볼트의 걸림홈 형성 장치{APPARATUS FOR FORMING FURROW OF ANCHOR BOLT}
본 발명은 앵커 볼트를 콘크리트 구조물에 삽입하여 고정시키기 위한 앵커 볼트의 걸림홈 형성 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 본 발명은 콘크리트 구조물에서 1차적으로 형성된 앵커 고정홀 내에서 2차적으로 앵커 볼트의 걸림홈을 형성함으로써, 플라스틱 앵커에 형성된 걸림 돌출부나 셋트 앵커 등의 슬리브 확장부가 걸림홈 내에 삽입되도록 하여 콘크리트 구조물 내에 보다 안정적으로 고정될 수 있도록 하는, 앵커 볼트의 걸림홈 형성 장치에 관한 것이다. 더욱더 구체적으로는, 본 발명은 기존의 콘크리트 구조물 내의 앵커 고정홀과 앵커 간의 마찰력에 기인한 지지력에만 전적으로 의존하지 않고, 걸림 돌출부에 의해 걸려서 지지될 수 있도록, 콘크리트 구조물 내의 앵커 고정홀 내부에 상기 앵커 고정홀보다 직경이 더 큰 걸림홈을 형성하기 위한 걸림홈 형성 장치에 관한 것이다.
일반적으로 앵커 볼트는 다양한 형태로 제작된다. 예컨대, 셋트 앵커, 엣지 앵커, 스트롱 앵커, 드롭인 앵커, 플라스틱 앵커 등이 있다. 이들 중 셋트 앵커와 엣지 앵커는 콘크리트 구조물 내의 앵커 고정홀에 고정되는 슬리브(sleeve)와, 슬리브 내의 확장부(extended portion), 쐐기형 플러그(plug)와 볼트의 일체형(이하, "플러그 볼트"로 호칭됨), 너트, 와셔 등의 요소를 포함한다. 그리고 스트롱 앵커 및 드롭인 앵커는 쐐기형 플러그, 슬리브 너트, 슬리브 내의 확장부 등의 요소를 포함한다. 마지막으로, 플라스틱 앵커는 스크류 볼트와 플라스틱 요소를 포함한다.
이러한 다양한 형태의 앵커 볼트를 콘크리트 구조물에 고정시키기 위해서는, 통상적으로, 콘크리트 구조물 상에 드릴과 같은 타공 수단을 이용하여 앵커 고정홀을 먼저 타공한다. 셋트 앵커의 경우, 와셔와 너트를 분리한 후 플러그 볼트와 슬리브를 앵커 고정홀에 삽입하고, 슬리브에 펀칭기를 대고 망치나 기타 타격 수단을 이용하여 슬리브 확장부를 확장시켜 지지력을 높인 후, 와샤와 너트를 결합하여 고정시킨다. 스트롱 앵커의 경우, 앵커 고정홀에 쐐기형 플러그와 슬리브 너트를 삽입한 후, 망치나 기타 타격 수단을 이용하여 앵커 고정홀 내에 슬리브 너트를 박아 넣어 쐐기형 플러그를 이용하여 슬리브 확장부가 확장되도록 하여 지지력을 높인 후, 볼트, 전산 볼트, 와셔와 나사 결합을 통해 고정시킨다. 드롭인 앵커의 경우, 앵커 고정홀에 쐐기형 플러그, 슬리브 너트를 삽입하고 쐐기형 플러그에 펀칭기 등을 대고 망치나 기타 타격 수단을 이용하여 박아 넣어 슬리브 확장부가 확장되도록 하여 지지력을 높인 후, 볼트, 전산 볼트 와셔와 나사 결합을 통해 고정시킨다. 요컨대, 플라스틱 앵커를 제외한 나머지 앵커 볼트들은, 대체로, 앵커 고정홀에 삽입한 후, 망치나 기타 타격 수단을 이용하여 앵커 볼트의 일부를 타격함으로써 슬리브의 일부인 슬리브 확장부가 확장되도록 하여, 앵커 고정홀의 내벽에 박혀 고정된다. 플라스틱 앵커의 경우에는, 단순히 플라스틱의 중공 내에 스크류 볼트를 삽입함으로써 앵커 고정홀의 내벽에 고정시키고 있다.
하지만, 종래의 고정 방식은, 콘크리트 구조물과의 지지력이 그다지 강하지 않은 문제점이 있다. 즉, 앵커와 콘크리트 구조물 간의 마찰력에 의존하거나, 예컨대, 등록실용신안 20-0436685에 개시된 바와 같이 쐐기형 플러그를 이용하여 확장시킨 경우, 이에 의존하고 있어 지지력에 한계가 있다. 플라스틱 앵커의 경우, 마찰력을 강화하고자 등록실용신안 20-0310764에 개시된 바와 같이 별도의 돌출 부위를 형성하여 이를 보완하고 있기는 하나, 마찰력에만 의존하는 것은 한계가 있으며, 그 밖에 지지력을 강화할 수 있는 다른 수단이 없다.
특히, 스트롱 앵커의 경우 도 1에 보여진 바와 같이, (a), (b), (c) 순서대로 작업이 진행되는데, 먼저, 콘크리트 구조물(C)에 스트롱 앵커를 고정시키기 위한 앵커 고정홀(31)을 타공(도 1의 (a))한 후, (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 스트롱 앵커를 삽입해 넣는다. (b)에 도시된 바와 같이, 슬리브 너트(10) 내부에 쐐기형 플러그(12)가 결합된 상태로 앵커 고정홀(31) 내에 삽입해 넣은 후, 슬리브 너트(10)를 타격하면, (c)에 도시된 바와 같이, 슬리브 너트의 확장부(11)가 앵커 고정홀(31) 내의 콘크리트 구조물과 쐐기형 플러그(12) 사이에 끼어들게 된다. 그에 따라 소정의 고정력을 갖게 된다. 물론, 이 과정에서, (d)에 도시된 바와 같이, 앵커 고정홀(31) 내부에 슬리브 너트의 확장부(11)가 확장되는 과정에서 생기는 미세한 환형 홈(32)이 생기게 된다. 하지만, 이러한 방식의 고정 방법의 경우에도, 슬리브 너트의 확장부(11) 또는 슬리브 너트(10)와 콘크리트 구조물 간의 마찰력이 그다지 증가되지 않으므로, 고정시키고자 하는 물체의 하중이 일정 수준 이상으로 증가하는 경우, 앵커 전체가 콘크리트 구조물로부터 빠져버리거나, 앵커 고정홀(31) 내에서 헐거워지는 문제점이 있다.
따라서, 앵커 볼트를 콘크리트 구조물 내의 앵커 고정홀에 효과적으로 고정시켜 지지력을 높이고자, 플라스틱 앵커의 경우에는 별도의 걸림 돌출부를 더 갖는 구조로 변경하고 이러한 걸림 돌출부가 효과적으로 삽입될 수 있도록 앵커 고정홀 내에 앵커 고정홀보다 직경이 더 큰 걸림홈을 별도로 만드는 것이 고려되고 있다. 또한, 앵커 고정홀 내에 형성된 걸림홈은 쐐기형 플러그를 이용하여 슬리브를 확장시켜 지지력을 확보하는 유형의 앵커 볼트에도 효과적일 수 있다.
하지만, 일반적인 형태의 드릴이나 드릴 비트를 이용하여 앵커 고정홀 내에 앵커 고정홀보다 직경이 더 큰 걸림홈을 형성하는 작업에는 어려움이 많이 따른다. 걸림홈 형태를 포함하는 앵커 고정홀을 파내기 위한 장치는, 예컨대, 등록실용신안 20-0399843과 같은 형태의 장치가 개시된 바 있으나, 콘크리트 구조물의 특성이나 금속 재료의 드릴 비트 자체의 특성상 이러한 장치만으로 별도의 걸림홈을 형성하기에는 많은 어려움이 많이 있었다. 따라서, 이러한 여러 가지 문제점을 개선할 수 있는 방안이 당해 기술 분야에서 요구된다.
등록실용신안 20-0436685(2007.09.14. 등록) 등록실용신안 20-0399843(2005.10.21. 등록) 등록실용신안 20-0310764(2003.04.03. 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 앵커 볼트를 콘크리트 구조물에서 앵커 고정홀 내에 고정시키기 위해 앵커 고정홀 내에 별도의 걸림홈을 형성하기 위한, 걸림홈 형성장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 걸림홈 형성 장치는, 콘크리트 구조물에 앵커 볼트를 고정시키기 위해 형성된 앵커 고정홀 내에서 상기 앵커 고정홀보다 큰 직경을 갖는 걸림홈을 형성하기 위해 드릴에 결합되어 회전하는 걸림홈 형성 장치로서, 상기 걸림홈을 형성하기 위해 상기 앵커 고정홀에 삽입되어 회전축(X)을 중심으로 회전하고, 단부(end portion)(540)가 경사지게 형성된 로드(rod)(520)와 상기 로드의 둘레 외측으로 돌출되게 형성된 팁(tip)(530)을 갖는, 드릴 비트 유닛(500)과, 상기 앵커 고정홀 내에 상기 드릴 비트 유닛보다 먼저 삽입되고, 상기 로드의 단부(540)와 상기 앵커 고정홀의 바닥 사이에 위치하여, 상기 드릴 비트 유닛이 상기 앵커 고정홀의 바닥 방향으로 외력을 받는 경우, 상기 로드의 단부를 지지하여, 상기 로드의 단부와의 공동 작용에 의해 상기 팁이 상기 앵커 고정홀의 측벽 방향으로 힘을 받도록 하는, 볼 유닛(600); 을 포함하며, 상기 드릴 비트 유닛이 상기 앵커 고정홀의 바닥 방향으로 외력을 받는 상태로 회전하는 경우, 상기 팁이 상기 앵커 고정홀의 측벽의 둘레를 회전함으로써, 상기 걸림홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따라, 상기 로드는 상부 로드(upper rod)와 하부 로드(lower rod)로 구분되고, 상기 상부 로드의 단면은 원형이고, 상기 하부 로드의 단면은 상기 상부 로드의 단면의 직경보다 작은 단축을 갖는 타원형이고, 상기 팁은 상기 하부 로드의 둘레 외측으로 돌출되게 형성된다.
일 실시예에 따라, 상부 로드의 단면의 직경이 하부 로드의 단면의 직경보다 작을 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 팁은 상기 로드의 둘레 외측으로 돌출되게 상기 로드의 길이 방향으로 서로 다른 위치에 복수 개로 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 팁은 180도보다 작은 각도로 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 회전축(X)은 상기 상부 로드의 중심을 지나는 축이고, 상기 회전축(X)을 중심으로 상기 드릴 비트 유닛이 회전하는 경우, 상기 팁의 회전 궤적의 최외곽부와 상기 하부 로드의 회전 궤적의 최외곽부가 일치한다.
본 발명은 앵커 볼트 걸림홈 형성 장치 및 이를 이용하는 앵커 볼트 고정 방법을 제공함으로써, 앵커 볼트를 콘크리트 구조물에서 앵커 고정홀 내에 고정시키기 위해 앵커 고정홀 내에 별도의 걸림홈을 형성할 수 있으며, 앵커 고정홀 내에서 앵커 볼트의 지지력을 높이는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 앵커 볼트를 콘크리트 구조물(C)에 고정시키는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 앵커 볼트의 앵커 고정홀 내에 걸림홈을 형성하기 위한 걸림홈 형성 장치(500, 600)의 두 가지 예를 설명하기 위한 도면으로서, 첫 번째 예로서, 상부 로드의 단면의 직경이 하부 로드의 단면의 직경보다 더 큰 경우로서((a), (b)), 여기서 팁(530)은 하부 로드(520)의 단부(540)에 정렬되게 위치할 수도 있고((a)), 하부 로드(520)의 중간 지점에 위치할 수도 있으며((b)), 두 번째 예로서, 하부 로드의 단면의 직경이 상부 로드의 단면의 직경보다 더 큰 경우이다((c))
도 3은 도 2의 실시예와 달리 하부 로드의 단면이 타원인 걸림홈 형성 장치(1500, 600)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 앵커 볼트의 앵커 고정홀 내에 걸림홈을 형성하기 위한 걸림홈 형성 장치(2500, 600)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치의 동작 과정을 상세히 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 (b)와 같이 하부 로드(520)의 중간 지점에 위치한 경우를 예로 들었다.
도 6은 도 2의 (a)의 걸림홈 형성 장치(500, 600)를 이용하여 걸림홈을 형성하는 과정((a))과, 그 결과를 나타낸 도면((b))이다.
도 7은 도 2의 (b)의 걸림홈 형성 장치(500, 600)를 이용하여 걸림홈을 형성하는 과정((a))과, 그 결과를 나타낸 도면((b))이다.
도 8은 도 4의 걸림홈 형성 장치(2500, 600)를 이용하여 걸림홈을 형성한 결과의 걸림홈(330a, 330b)을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여 앵커 고정홀(310) 내에 형성된 걸림홈(330)에 스트롱 앵커를 고정시킨 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여 형성된 걸림홈 내에 플라스틱 앵커를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여 형성된 걸림홈 내에 스트롱 앵커를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치에서, 회전축(X1, X2, X3)과 상부 로드(3510a, 3510b, 3510c), 하부 로드(3520a, 3520b, 3520c) 및 팁(3530a, 3530b, 3530c) 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 도 12에 도시된 드릴 비트 유닛을 총괄하여 참조부호 3500로 나타내고, 상부 로드는 3510, 하부 로드는 3520, 팁은 3530으로 나타낸다.
도 13은 앵커 고정홀을 끝까지 파내지 않고 걸림홈을 형성한 후 파냄으로써, 앵커 고정홀 내에서 걸림홈의 위치를 조정할 수 있도록 하기 위한 작업과정을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 첨부된 도면들 및 이를 참조하여 설명되는 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관하여 쉽게 이해될 수 있도록 하기 위해 간략화되고 예시된 것임에 유의하여야 할 것이다.
그리고, 본 명세서 내에서 앵커 볼트는 셋트 앵커, 엣지 앵커, 스트롱 앵커, 드롭인 앵커, 및 플라스틱 앵커 중 어느 하나일 수 있으나, 이러한 예들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 드릴 비트 유닛(500, 1500, 2500, 3500), 팁(530, 1530, 2530, 3530), 볼 유닛(600), 앵커 고정홀(310)의 깊이, 및 걸림홈(330)의 확장폭 등의 구성요소들의 도면상에서의 스케일들은 본 발명의 설명을 위해 과장되거나 간략화된 것임에 유의하여야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 앵커 볼트의 앵커 고정홀 내에 걸림홈을 형성하기 위한 걸림홈 형성 장치(500, 600)의 두 가지 예를 설명하기 위한 도면으로서, 첫 번째 예로서, 상부 로드의 단면의 직경이 하부 로드의 단면의 직경보다 더 큰 경우로서((a), (b)), 여기서 팁(530)은 하부 로드(520)의 단부(540)에 정렬되게 위치할 수도 있고((a)), 하부 로드(520)의 중간 지점에 위치할 수도 있으며((b)), 두 번째 예로서, 하부 로드의 단면의 직경이 상부 로드의 단면의 직경보다 더 큰 경우이고((c)), 도 3은 도 2의 실시예와 달리 하부 로드의 단면이 타원인 걸림홈 형성 장치(1500, 600)를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 앵커 볼트의 앵커 고정홀 내에 걸림홈을 형성하기 위한 걸림홈 형성 장치(2500, 600)를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치의 동작 과정을 상세히 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 (b)와 같이 하부 로드(520)의 중간 지점에 위치한 경우를 예로 들었으며, 도 6은 도 2의 (a)의 걸림홈 형성 장치(500, 600)를 이용하여 걸림홈을 형성하는 과정((a))과, 그 결과를 나타낸 도면((b))이고, 도 7은 도 2의 (b)의 걸림홈 형성 장치(500, 600)를 이용하여 걸림홈을 형성하는 과정((a))과, 그 결과를 나타낸 도면((b))이고, 도 8은 도 4의 걸림홈 형성 장치(2500, 600)를 이용하여 걸림홈을 형성한 결과의 걸림홈(330a, 330b)을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여 앵커 고정홀(310) 내에 형성된 걸림홈(330)에 스트롱 앵커를 고정시킨 상태를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 2를 참조하면(특히, (a)를 중심으로 설명함), 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트 구조물에 앵커 볼트를 고정시키기 위해 형성된 앵커 고정홀 내에서 상기 앵커 고정홀보다 큰 직경을 갖는 걸림홈을 형성하기 위한 걸림홈 형성 장치는 크게 드릴 비트 유닛(500)과 볼 유닛(600)으로 구분된다. 드릴 비트 유닛(500)의 로드(rod)(510, 520)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 단면의 직경이 서로 다른 상부 로드(510)와 하부 로드(520)로 구별될 수 있다. 드릴 본체(미도시)와 연결되는 부분은 상부 로드(510)이다.도면들에서는 이와 같이, 상부 로드(510)와 하부 로드(520)로 구분되는 드릴 비트 유닛(500) 대하여만 도시하고 있으나, 일자형이어도 무방하다. 다만, 일자형의 드릴 비트 유닛인 경우, 드릴(미도시) 측에 연결되어 회전함에 있어서, 드릴 비트 유닛과 드릴의 흔들림이 크게 되므로, 전술한 바와 같이, 상부 로드와 하부 로드로 구분되는 것이 바람직하다. 뿐만 아니라, 도 2의 (c)에 예시된 드릴 비트 유닛(500')과 볼 유닛(600')과 같이, 상부 로드의 직경이 하부 로드의 직경보다 더 작게 제작될 수도 있다. 또한, 상부 로드의 상부, 즉 드릴(미도시) 측에 고정되는 부분의 단면은 드릴 측의 구조에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
상부 로드(510)와 하부 로드(520)는 일체형으로 형성되어 있다. 회전축(X)과 상부 로드(510), 하부 로드(520) 및 팁(530) 간의 관계에 관하여는 도 2의 (c)에 예시된 드릴 비트 유닛(500')과 볼 유닛(600')을 중점적으로, 이하에서 도 12를 참조하여 별도로 상세히 설명되나, 여기서는 설명의 편의를 위해, 회전축(X)은 상부 로드(510)의 중심을 지나는 축이면서, 팁(530)의 회전 궤적의 최외곽과 하부 로드(520)의 회전 궤적의 최외곽이 동일하도록 정해진 회전의 중심축이다. 즉, (a)의 경우에는, (R2+R3)/2인 지점을 지나는 선이 회전축(X)이 된다. (c)의 경우에는 (R2'+R3')/2인 지점을 지나는 선이 회전축(X')이 된다(도 12의 (a)의 경우로 볼 수 있음). 이러한 전제하에서, 상부 로드(510)가 드릴에 의해 회전축(X)를 중심으로 회전하는 경우, 걸림홈이 전혀 형성되지 않은 초기 상태에서는 그 상태로 상부 로드(510)와 하부 로드(520), 그리고 하부 로드(530)에 연결된 팁(530)은 일정한 궤도로 회전하게 된다. 드릴 비트 유닛(500) 전체가 앵커 고정홀의 바닥 방향으로 외력을 받는 상태로 회전하는 경우, 중간에 볼 유닛(600)이 개재되어 있으므로, 그에 따라 팁(530)이 앵커 고정홀의 측벽 방향으로 힘을 받으면서 측벽의 둘레를 회전함으로써 차츰 걸림홈을 형성해 나간다. 드릴 비트 유닛(500)과 볼 유닛(600)의 공동 작용에 의해 걸림홈이 형성되는 과정에 대하여는 이하에서 도 5를 참조하여 더 설명한다.
팁(tip)(530)은 하부 로드(520)의 둘레 외측으로 돌출되게 형성된다. 그리고, 도 2의 (a)와 (b)로 나타낸 바와 같이, 하부 로드(520) 상에서 팁(530)이 형성되는 위치는 걸림홈을 형성하고자 하는 위치에 따라 자유로울 수 있다. 드릴 비트 유닛(500)과 볼 유닛(600)의 공동 작용, 구체적으로는 하부 로드(510)의 단부(540)와 볼 유닛(600) 간의 공동 작용에 의해 팁(530)이 앵커 고정홀 내에서 측벽 방향으로 향하는 힘을 받으면서 앵커 고정홀 내의 측벽의 콘크리트 구조물이 파임으로써, 걸림홈이 형성된다. 상기 팁(530)은 도시된 바와 같이, 앵커 고정홀의 내부에서 콘크리트 구조물과 직접 접촉하는 부분이므로, 콘크리트 구조물을 파내기에 유리하도록 180도보다 작은 각도를 갖도록 형성된다. 다시 말해, 팁의 형성 각도가 일자형(180도)이거나, 그보다 더 큰 경우에는 콘크리트 구조물을 파내기 어려우므로, 팁의 형성 각도는 180도보다 작은 각도를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
볼 유닛(600)은 앵커 고정홀 내에 드릴 비트 유닛(500)보다 앞서 삽입되는 것으로서, 앵커 고정홀 내부에서 하부 비트(520)의 단부(540)와 앵커 고정홀(310; 도 6 참조) 사이에서, 드릴 비트 유닛(500)의 회전에 대응하여 앵커 고정홀(310) 내에서 함께 회전하게 된다. 볼 유닛(600)은 휴대 용이성이나 작업 완료 후 볼 유닛(600)의 제거 용이성 면에서 자성을 갖는 것이 바람직하며, 자성에 의해 하부 비트(520)의 단부(540)에 볼 유닛(600)이 부착되어 있을 수 있다. 볼 유닛(600)은, 드릴 비트 유닛(500)이 앵커 고정홀의 바닥 방향으로 외력을 받는 경우, 하부 비트(520)의 단부(540)를 지지하여, 하부 로드(520)의 단부(540)와의 공동 작용에 의해 팁(530)이 앵커 고정홀의 측벽 방향으로 힘을 받도록 해준다.
앵커 볼트의 걸림홈을 형성하기 위해 드릴(미도시)에 드릴 비트 유닛을 체결하게 되는데, 드릴은 주기적으로 콘크리트 구조물 측으로 힘을 가하는 해머링 동작이 가해지게 된다. 이러한 외력을 받는 상태로, 드릴 비트 유닛(500)이 회전하는 경우, 하부 로드(520)의 회전과 그에 따른 팁(530)의 회전에 의해, 앵커 고정홀(310; 도 6 참조) 내에 앵커 고정홀(310)보다 직경이 더 큰 걸림홈(330)이 형성된다. 팁(530)의 회전에 의해 콘크리트 구조물이 조금씩 파임과 동시에, 볼 유닛(600)이 구 형태이므로, 볼 유닛(600)을 따라, 경사지게 형성된 하부 로드(520)의 단부(530c)가 앵커 고정홀(310)의 측벽 방향으로 힘을 받으면서 앵커 고정홀(310)의 측벽을 따라 회전함으로써, 차츰 확장되어 결국에 앵커 고정홀(310)보다 직경이 더 큰 걸림홈(330)이 형성되게 된다.
하부 로드(520)의 단면은 도 2에 도시된 바와 같이, 원형일 수 있으나, 또 다르게는 타원형일 수도 있다. 그 예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 로드(1510)는 단면(1511)이 원형으로 형성되고, 하부 로드(1520)는 그 단면(1521)이 타원형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 앵커 고정홀이 비교적 작은 경우에는, 로드(1510, 1520)의 직경도 그에 따라서 작아져야 하고, 그 경우, 걸림홈의 형성을 위해 상부 로드(1510)와 하부 로드(1520) 간의 직경 차이를 크게 하여 제작하는 경우, 작업 과정에서 하부 로드(1520)가 깨지거나 부러지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이를 방지하고자, 하부 로드(1520)의 단면적을 크게 하기 위하여, 장축이 대체로 상부 로드(1510)의 단면(1511)의 직경(R11)과 같도록 하고, 단축이 상부 로드(1510)의 단면(1511)의 직경(R11)보다 작은 타원형 단면(1521)을 갖도록, 하부 로드(1520)를 형성한다. 전술한 바와 같이, 팁(1530)은 하부 로드(1520)의 둘레 외측으로 돌출되게 형성한다. 팁(1530)은 하부 로드(1520)의 단축 방향으로 형성된다. 따라서, 대체로 하부 로드(1520)의 단면(1521)의 단축의 길이(R31)와 팁(1530)의 길이의 합은 상부 로드(1520)의 단면(1511)의 직경(R11)과 동일하도록 한다.
더 나아가, 팁은 로드의 길이 방향으로 서로 다른 위치에 복수 개로 형성될 수 있는데, 그 예가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 팁(2530a, 2530b)이 두 개 형성되어 있다.
도 5를 참조하여, 앵커 고정홀 내에 걸림홈이 형성되는 과정을 보다 상세히 설명하면, 드릴 비트 유닛이 볼 유닛(600) 측으로 외력을 받으면서 회전하게 되면, 팁(530)이 앵커 고정홀(310)의 측벽, 즉 콘크리트 구조물을 조금씩 파내게 된다. 그와 동시에, 앵커 고정홀(310)의 측벽을 따라 회전하면서, 하부 로드의 단부(540)는 화살표 A2 방향으로 계속해서 힘을 받게 된다. 하부 로드는 전체적으로 화살표 A1 방향으로 힘을 받으면서 걸림홈(330)을 형성해 간다. 최종적으로 하부 로드와 앵커 고정홀 간의 간격(d1) 또는 팁(530)의 길이(d2) 만큼, 돌아가면서 환형의 걸림홈(330)이 형성되게 된다. 걸림홈 형성 과정에서 하부 로드(520)가 회전하므로, 그에 따라 볼 유닛(600)은 앵커 고정홀(310)의 바닥과 하부 로드의 단부(540) 사이에서 회전하게 된다. 하부 로드가 전체적으로 A1 방향으로 이동하는 것과는 반대로 볼 유닛(600)은 하부 로드와 반대 방향으로 이동하게 된다.
다음으로, 도 6 내지 도 8을 함께 참조하면, 앞서 도 2 내지 도 4에 예시된 다양한 드릴 비트 유닛들(500, 1500, 2500)에 의해 앵커 고정홀(310) 내에 다양한 형태로 걸림홈(330)이 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 앵커 고정홀(310)의 바닥에 가깝게 걸림홈(330)이 형성될 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 앵커 고정홀(310)의 바닥에서 약간 거리를 두고 걸림홈(330)이 형성될 수도 있으며, 도 4의 예와 같이 두 개의 팁을 사용한 경우, 두 개의 걸림홈들(330a, 330b)이 형성될 수도 있다. 도면에 도시되지는 아니하였으나, 높이 조절을 위해 볼 유닛을 삽입하기 전에 별도의 높이 조절 유닛을 먼저 삽입한 후 작업을 진행할 수도 있다. 더 나아가, 앵커 고정홀(310)을 끝까지 완전한 깊이로 파내지 않고, 도 6과 같은 형태로 걸림홈(330)을 형성한 상태에서, 재차 일반적인 드릴 비트를 이용하여 파냄으로써, 앵커 고정홀(310) 내에서 걸림홈(330)의 위치를 조정할 수도 있다. 이러한 작업 과정은 도 13에 예시되어 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여, 최종적으로 앵커 고정홀(310) 내에 걸림홈(330)을 형성한 이후, 앵커 볼트를 결합하는 과정을 보여주기 위한 것으로서, 스트롱 앵커(10, 12)의 경우를 예로 든 것이다. (a)와 같이 앵커 고정홀(310) 내에 걸림홈(330)이 형성된 상태에서, (b)와 같이 스트롱 앵커(10, 12)를 앵커 고정홀(310) 내에 삽입한 후, 슬리브 너트(10)를 망치로 타격하면, 쐐기형 플러그(12)로 인해, (c)와 같이 슬리브 너트(10)의 확장부(11)가 고정홀(330) 내로 들어가게 되어 안정적으로 고정된다. 예컨대, 세트 앵커의 경우에는 쐐기형 플러그와 스크류 볼트가 일체형이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여 형성된 걸림홈 내에 플라스틱 앵커를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여 형성된 걸림홈 내에 쐐기형 플러그를 포함하는 유형의 앵커인 스트롱 앵커를 설치하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 도 6 또는 도 7과 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여 형성된 걸림홈 내에 플라스틱 앵커를 삽입하여 콘크리트 구조물에 고정시키는 방법에 관하여 설명한다. 그 방법은, 콘크리트 구조물에 플라스틱 앵커를 삽입하기 위한 앵커 고정홀(310)을 일반적인 드릴 비트(50)를 이용하여 형성하는 단계((a), (b)), 앵커 고정홀(310) 내에서 앵커 고정홀(310)보다 큰 직경을 갖도록 상기 걸림홈 형성 장치(500)를 이용하여 걸림홈(330)을 형성하는 단계((c), (d)), 플라스틱 앵커를 앵커 고정홀(310) 내에 삽입하고 플라스틱 앵커의 걸림 돌출부가 앵커 고정부 내에 형성된 걸림홈(330)에 삽입되어 걸리도록 하는 단계((e), (f))를 포함한다. 상기 (c) 단계 이후에, 앵커 고정홀(310) 내에서 드릴 비트 유닛(500)을 빼낸다. 앵커 고정홀(310) 내에 볼 유닛(600)이 그대로 남아 있을 수 있으므로, 볼 유닛(600)을 별도의 금속성 볼 제거 봉(미도시)으로 앵커 고정홀(310) 내에서 제거하는 단계가 추가될 수 있다.
또한, 도 11을 도 6 또는 도 7과 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치를 이용하여 형성된 걸림홈 내에, 슬리브 너트(10) 및 쐐기형 플러그(12)를 포함하는 스트롱 앵커를 고정시키는 방법에 관하여 설명한다. 그 방법은, 콘크리트 구조물에 일반적인 드릴 비트(50)를 이용하여 앵커 고정홀(310)을 형성하는 단계((a), (b)), 앵커 고정홀(310) 내에서 앵커 고정홀(310)보다 큰 직경을 갖도록 상기 걸림홈 형성 장치(500')를 이용하여 걸림홈(330)을 형성하는 단계(c), (d)), 슬리브 너트(10)와 쐐기형 플러그(12)가 결합된 상태로 앵커 고정홀(310) 내에 삽입하여 슬리브 너트(10)의 확장부(11)가 걸림홈(330)에 삽입되어 걸리도록 타격하여((e)), 스트롱 앵커가 콘크리트 구조물에 안정적으로 고정되도록 한다((f)).
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림홈 형성 장치에서, 회전축(X1, X2, X3)과 상부 로드(3510a, 3510b, 3510c), 하부 로드(3520a, 3520b, 3520c) 및 팁(3530a, 3530b, 3530c) 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 12의 (a), (b), (c)에서는 상부 로드의 직경보다 하부 로드의 직경이 더 큰 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 도 12에 관한 설명은 상부 로드의 직경이 하부 로드의 직경보다 더 큰 앞서 설명된 드릴 비트 유닛들(500, 1500, 2500)에도 유사하게 적용될 수 있다.
도 12에서, (a)는 M1/2을 지나는 선을 회전축(X1)으로 하여 드릴 비트 유닛이 회전하는 경우로서, 여기서 M1은 하부 로드의 직경과 팁의 길이를 합한 길이이다. (b)는 M2/2를 지나는 선을 회전축(X2)으로 하여 드릴 비트 유닛이 회전하는 경우로서, 여기서 M2는 하부 로드의 직경이다. (c)는 상부 로드(3510c), 즉 드릴(미도시) 측과 연결되는 부분의 직경인 M3의 절반인 지점을 지나는 선을 회전축(X3)으로 하여 회전하는 경우이다. 앵커 고정홀과의 관계를 고려하여 (a), (b) 및 (c)를 비교해 보면, (c)의 경우가 작업시 흔들림이 가장 크고, (b)의 경우가 그 다음이고, (a)의 경우가 가장 작다. 따라서, 상부 로드(3510)와 하부 로드(3520) 간의 구조는 그 회전축이 하부 로드와 하부 로드의 둘레 외측으로 돌출되게 형성된 팁까지 고려하여, 회전시 (a)와 같이 팁의 회전 궤적의 최외곽과 하부 로드의 회전 궤적의 최외곽이 동일하도록 제작하는 것이 가장 바람직하다.
도 13은 앵커 고정홀을 끝까지 파내지 않고 걸림홈을 형성한 후 파냄으로써, 앵커 고정홀 내에서 걸림홈의 위치를 조정할 수 있도록 하기 위한 작업과정을 나타낸 도면이다. 일반적인 드릴 비트(50)로 1차 앵커 고정홀(310a)을 형성한 후((a), (b)), 본 발명의 걸림홈 형성 장치(500)를 이용하여, 걸림홈(330)을 형성한다((c), (d)). 그 상태에서, 재차 일반적인 드릴 비트(50)를 이용하여, 2차 앵커 고정홀(310b)을 형성함으로써, 앵커 고정홀 내에서 원하는 높이에 걸림홈(330)을 형성할 수 있게 된다. 더 나아가, 1차 앵커 고정홀(310a)과 2차 앵커 고정홀(310b) 형성시 깊이를 정확히 맞출 수 있도록 드릴 비트 스토퍼(미도시)를 이용할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 앵커 볼트의 걸림홈 형성 장치에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 사상 및 범위는 상술한 설명으로 한정되는 것이 아니라 이하의 청구항들에 의해 정해지는 것임에 유의하여야 할 것이다. 뿐만 아니라, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 명세서에 기술된 내용을 기초로 하여 다른 변형 예들을 얼마든지 도출해 낼 수 있을 것이다.
310 : 앵커 고정홀 330 : 걸림홈
500, 1500, 2500, 3500 : 드릴 비트 유닛
510 : 상부 로드 520 : 하부 로드
530, 530a, 530b : 팁
540 : 로드의 단부 600 : 볼 유닛

Claims (5)

  1. 콘크리트 구조물에 앵커 볼트를 고정시키기 위해 형성된 앵커 고정홀 내에서 상기 앵커 고정홀보다 큰 직경을 갖는 걸림홈을 형성하기 위해 드릴에 결합되어 회전하는 걸림홈 형성 장치로서,
    상기 걸림홈을 형성하기 위해 상기 앵커 고정홀에 삽입되어 회전축(X)을 중심으로 회전하고, 단부(end portion)(540)가 경사지게 형성된 로드(rod)(520)와 상기 로드의 둘레 외측으로 돌출되게 형성된 팁(tip)(530)을 갖는, 드릴 비트 유닛(500); 및
    상기 앵커 고정홀 내에 상기 드릴 비트 유닛보다 먼저 삽입되고, 상기 로드의 단부(540)와 상기 앵커 고정홀의 바닥 사이에 위치하여, 상기 드릴 비트 유닛이 상기 앵커 고정홀의 바닥 방향으로 외력을 받는 경우, 상기 로드의 단부를 지지하여, 상기 로드의 단부와의 공동 작용에 의해 상기 팁이 상기 앵커 고정홀의 측벽 방향으로 힘을 받도록 하는, 볼 유닛(600); 을 포함하며,
    상기 드릴 비트 유닛이 상기 앵커 고정홀의 바닥 방향으로 외력을 받는 상태로 회전하는 경우, 상기 팁이 상기 앵커 고정홀의 측벽의 둘레를 회전함으로써, 상기 걸림홈을 형성하는 것을 특징으로 하는, 걸림홈 형성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드는 상부 로드(upper rod)와 하부 로드(lower rod)로 구분되고,
    상기 상부 로드의 단면은 원형이고, 상기 하부 로드의 단면은 상기 상부 로드의 단면의 직경보다 작은 단축을 갖는 타원형이고, 상기 팁은 상기 하부 로드의 둘레 외측으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는, 걸림홈 형성 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 팁은 상기 로드의 둘레 외측으로 돌출되게 상기 로드의 길이 방향으로 서로 다른 위치에 복수 개로 형성되는 것을 특징으로 하는, 걸림홈 형성 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 팁은 180도보다 작은 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는, 걸림홈 형성 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 회전축(X)은 상기 상부 로드의 중심을 지나는 축이고,
    상기 회전축(X)을 중심으로 상기 드릴 비트 유닛이 회전하는 경우, 상기 팁의 회전 궤적의 최외곽부와 상기 하부 로드의 회전 궤적의 최외곽부가 일치하는 것을 특징으로 하는, 걸림홈 형성 장치.
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