KR20190001051A - 앵커볼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나선형 머리를 갖는 앵커볼트에 관한 것으로, 축방향으로 연장 형성된 중간의 몸통부(3); 상기 몸통부(3)의 일단에 형성된 나사부(5); 및 상기 몸통부(3)의 상기 나사부(5) 대향측 타단에 형성된 머리부(7);를 포함하여 이루어지되, 상기 머리부(7)는 복수의 나선형 새김날(11)이 외주면 상에 반경방향으로 돌출되어 축방향으로 연장되며, 상기 몸통부(3)는 복수의 직선형 지지날(13)이 상기 머리부(7)와 인접한 외주면 상에 반경방향으로 돌출되어 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하며, 따라서 앵커볼트의 내측단에 위치하는 머리부의 새김날에 의해 앵커공의 내주면과 머리부의 결합력을 배가시켜 앵커볼트의 고착력을 일층 향상시킬 수 있게 되며, 머리부와 인접한 위치에 형성된 지지날에 의해 몸통부와 앵커공 내주면 사이의 틈새를 메워, 앵커공에 대한 몸통부의 유동을 억제하여 반경방향 외력에 대한 앵커볼트의 저항력을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

Description

앵커볼트{Anchor Bolt}

본 발명은 외장 기초 구조물에 부착물을 고정하기 위해 사용되는 앵커볼트에 관한 것으로, 특히 확장슬리브가 없는 앵커볼트의 선단부가 압입되면서 앵커공의 외주연 표면에 홈을 형성하면서 구조물에 매립되고, 중간부의 요철부에 의해 앵커공의 내주연을 지지하는 이중적 정착력을 갖도록 함으로써 앵커볼트가 앵커공에서 비접촉되는 부위의 이격에 의한 꺼떡거리는 유동현상을 최소화하고 중량이 큰 부착물을 보다 안정적으로 견고하게 고정할 수 있는 한편, 압입이 쉬우면서도 외부로 강한 인장력이 발생한다 해도 결코 빠지지 않도록 정착력을 갖도록 한 확장슬리브가 없는 앵커볼트에 관한 것이다.

일반적으로, 앵커볼트란 콘크리트 등과 같은 구조물에 부착물을 고정하기 위해 사용되는 볼트와 유사한 체결수단으로서, 확장슬리브를 갖는 앵커볼트와, 확장슬리브가 없는 앵커볼트가 주종을 이루고 있다.

확장슬리브를 갖는 앵커볼트의 대표적인 예로, 대한민국 등록특허 제10-1129501호의 도 1로 개시된 앵커볼트를 들 수 있는데, 이 앵커볼트는 도 1에 도면부호 101로 도시된 바와 같이, 중간의 몸통부(103), 이 몸통부(103) 외측단의 나사부(105), 몸통부(103) 내측단의 머리부(107), 및 머리부(107) 외면에 끼워지는 확장슬리브(109)를 포함하여 이루어지는 바, 이는 구조물에 천공된 앵커공 안으로 깊숙이 삽입되되, 내측단으로 갈수록 굵어지도록 테이퍼진 머리부(107)와 이 머리부(107) 외면에 끼워진 확장슬리브(109)의 상호 작용에 의해, 앵커구멍 안으로 삽입된 확장슬리브(109)의 내측단이 도 1에 도시된 것처럼, 테이퍼진 형태로 확장되면서 앵커구멍 내주면에 밀착됨으로써, 앵커구멍에 대한 앵커볼트(101)의 고정력을 확보하도록 한 구성이다.

확장슬리브가 없는 형태의 앵커볼트는 일례로, 본 출원인이 개발하여 등록받은 특허등록 제10-1692189호의 기술을 들 수 있으며, 구체적으로 몸통부; 상기 몸통부의 일단에 일체로 연장된 나사부; 및 상기 몸통부의 상기 나사부의 대향측 타단에 일체로 연장된 선단부(머리부);를 포함하여 이루어지되, 몸통부의 구경보다 선단부의 구경을 작게 하고, 선단부와 몸통부의 외주연에 각각 방사상으로 복수의 초승달 모양의 주쐐기핀과 주쐐기핀보다 작은 크기의 부쐐기핀을 축길이 방향으로 돌출시켜 이루어지도록 한 것이다.

그러나 상기의 일예로 제시한 확장슬리브 방식의 앵커볼트는 앵커공에 대한 고정력을 확보하기 위해 반드시 확장슬리브와 같은 별도의 부재를 필요로 하는 것을 별론으로 하더라도, 시공시 앵커볼트를 앵커공에 쉽게 유입하기 위해 앵커볼트의 구경보다는 구조물의 앵커공을 더 크게 천공하고 앵커공이 확장슬리브의 외경과는 같은 크기로 시공케 하는 방식이라는 점에서 앵커공에 의한 구조물의 내력을 약화시키는 단점이 있고, 또 앵커공의 구경이 다소 앵커볼트 직경보다 크다 하여도 확장슬리브의 외표면 직경과 같아서 앵커볼트가 앵커공에 다 들어가기도 전에 확장슬리브가 앵커공의 중간에서 정착되거나 아예 앵커공의 입구 모서리에 걸려 인입이 어려운 등, 대체적으로 시공이 번잡해져 작업 효율성을 크게 저하시키면서도 설치시의 시공 불량률이 높고, 복잡한 공정을 통해 제작한 후 일일이 수작업을 통해 조립해야 하는 점, 나아가 앵커공 입구가 확장슬리브의 모서리에 의해 파손되는 등 시공 품질을 저하시키는 등의 문제점을 가지고 있다.

반면에 확장슬리브가 없는 형태의 앵커볼트는 확장슬리브를 갖는 앵커볼트에 비해 제작상의 간편성, 시공용이성 및 구조물의 내력을 약화시키는 것을 최소화하는 장점은 있으나, 선단부에 돌출된 주쐐기핀의 원주 지름보다 약간 작게 앵커공을 천공한 후 그 앵커공에 인위적으로 나사부와 몸통부간의 단턱 부분을 별도의 타공구로 가격하여 앵커볼트를 인입시키는데, 이때 선단부의 주쐐기핀이 앵커공의 내주연에 압입되는 방향으로 홈을 형성하면서 유입되고 후방의 부쐐기핀이 앵커공 안으로 인입되면서 앵커공 내주면에 지지된다. 따라서 확장슬리브가 없는 형태의 앵커볼트는 앵커공에 인입하면서 몸통부의 부쐐기핀과 선단부의 주쐐기핀에 의해 적어도 두 곳에서 정착력을 갖게 되어 확장슬리브 형태의 앵커볼트에 비해 더욱 안정적으로 고정력을 가질 수는 있다.

그러나, 위와 같은 형태의 앵커볼트는 주쐐기핀과 부쐐기핀이 공히 앵커볼트의 중심 축선을 따라 일직선으로 연장되어 형성되기 때문에, 시공 이후 앵커공 밖으로 노출된 앵커볼트 후단에, 앵커볼트를 밖으로 뽑아내는 방향으로 걸리는 외력에 대해 강력히 저항하지 못하는 문제점이 있다.

이에 따라, 확장슬리브가 없는 형태의 앵커볼트는 일본 공개특허공보 특개평6-330568호에 개시된 바와 같이, 몸통 선단부에 나선형의 돌기가 복수로 구비됨으로써, 앵커공에 타입될 때 복수의 돌조로 인해 회전하면서 진입하며, 타입이 끝난 뒤에는 나선형으로 휘어진 돌기의 형상으로 인해 앵커볼트를 밖으로 뽑아내려는 외력에 대한 저항력이 증대되는 등 앵커공에 대한 정착을 더욱 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

그러나, 이 앵커볼트는 나선형 돌기가 형성된 부분의 외경과 앵커본체의 외경이 동일하므로, 앵커공에 타입될 때 앵커공의 내주면 중 나선형 돌기에 의해 깎이지 않은 부분으로 인해 앵커본체가 큰 저항을 받게 되며, 이에 따라 앵커볼트의 시공이 매우 어렵고, 까다롭게 되는 문제가 있다.

KR 10-1129501 KR 10-1692189 일본 특개평6-330568

본 발명은 위와 같은 종래의 앵커볼트가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 앵커볼트 머리부의 형상을 개선함으로써, 앵커공에 대한 앵커볼트의 고착력을 높이고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 위와 같이 앵커공에 대한 앵커볼트의 고착력을 높이면서도 앵커볼트의 시공이 손쉽고, 편리하게 이루어질 수 있도록 하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 축방향으로 연장 형성된 중간의 몸통부; 상기 몸통부의 일단에 형성된 나사부; 및 상기 몸통부의 상기 나사부 대향측 타단에 형성된 머리부;를 포함하여 이루어지되, 상기 머리부는 복수의 나선형 새김날이 외주면 상에 반경방향으로 돌출되어 축방향으로 연장되며, 상기 몸통부는 복수의 직선형 지지날이 상기 머리부와 인접한 외주면 상에 반경방향으로 돌출되어 축방향으로 연장되는 나선형 머리를 갖는 앵커볼트를 제공한다.

또한, 상기 새김날의 외경은 상기 지지날의 외경보다 크고, 상기 지지날의 외경은 상기 몸통부의 외경보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기 새김날과 상기 지지날은 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 새김날은 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 가지며, 상기 지지날은 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 새김날은 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 가지며, 상기 지지날은 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 새김날과 상기 지지날은 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 머리부는 상기 지지날 쪽 일단에 상기 새김날과 반대방향으로 꼬인 역방향날이 외주면 상에 반경방향으로 돌출되어 축방향으로 연장되는 것이 바람직하다.

본 발명의 나선형 머리를 갖는 앵커볼트에 따르면, 앵커볼트의 내측단에 위치하는 머리부에 나선형의 새김날이 복수로 형성되어 있으므로, 간단한 구조에 의해서도 앵커공의 내주면과 머리부의 결합력을 배가시켜 앵커볼트의 고착력을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 머리부와 인접한 위치에 지지날이 형성되어 있으므로, 몸통부와 앵커공 내주면 사이의 틈새가 메워져, 앵커공에 대한 몸통부의 유동을 억제하게 되고, 따라서 반경방향 외력에 대한 앵커볼트의 저항력을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 새김날과 지지날이 앵커공 내주면에 박히는 정도를 다양한 조합에 따라 변경할 수 있으므로, 앵커공에 대한 앵커볼트의 고착력을 다양하게 변화시킬 수 있게 된다.

더욱이, 새김날 외측단 부분에 역방향날을 형성함으로써, 하나의 나선방향으로만 연장된 새김날만 있을 때보다 앵커공에 대한 앵커볼트의 고착력을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 앵커볼트를 시공된 상태로 도시한 종단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 머리를 갖는 앵커볼트의 사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 도 3에 도시된 새김날과 지지날의 단면 조합을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나선형 머리를 갖는 앵커볼트의 부분 정면도.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 나선형 머리를 갖는 앵커볼트를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 앵커볼트는 도 2 및 도 3에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 몸통부(3), 나사부(5), 및 머리부(7)를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 먼저 상기 몸통부(3)는 앵커볼트(1)의 전체 몸통을 이루는 부분으로, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 앵커볼트(1)의 중간에 위치하며, 바람직하게는 축방향으로 길게 연장된 원통형의 봉체로 되어 있다. 또한, 몸통부(3)는 머리부(7)와 인접한 외주면 상에 복수의 직선형 지지날(13)이 반경방향으로 돌출되는 바, 각각의 지지날(13)은 축방향으로 연장된다.

상기 나사부(5)는 너트 등과 결합되는 체결부분으로, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 앵커볼트(1)가 앵커공에 삽입된 때, 앵커공 밖으로 노출되어 너트 등을 체결하도록 되어 있는 바, 너트 등을 통해 고정을 원하는 각종 구조물을 지지하는 역할을 한다. 이를 위해, 나사부(5)는 몸통부(3)의 일단 즉, 외측단에서부터 일체로 연장되는 바, 통상 몸통부(3)보다는 비교적 직경이 작고, 길이도 짧다.

상기 머리부(7)는 앵커볼트(1)의 고정력을 발생시키는 부분으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 몸통부(3)의 나사부(5) 대향측 타단 즉, 앵커볼트(1)의 내측단에 일체로 연장되는 바, 외주면 상에 복수의 나선형 새김날(11)이 반경방향으로 돌출되며, 각각의 새김날(11)은 도 2에 도시된 리드각(θ)으로 나선을 그리며 축방향으로 연장된다. 이때, 리드각(θ)은 45도보다 크고 90도보다 작은 값을 갖는다.

한편, 머리부(7)의 새김날(11)과 몸통부(3)의 지지날(13)은 도 3에 도시된 것처럼, 서로 다른 외경을 가지는 바, 새김날(11)의 외경(d1)은 지지날(13)의 외경(d2)보다 크고, 지지날(13)의 외경(d2)은 몸통부(3)의 외경(d3)보다 크다.

또한, 새김날(11)과 지지날(13)은 도 4에 도시된 바와 같이, 횡단면의 형상이 다음과 같이 다양한 조합을 이루도록 형성된다. 즉, 도 4에 (a)로 도시된 것처럼, 새김날(11)과 지지날(13)은 공히 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 가질 수 있다. 또, 도 4에 (b)로 도시된 것처럼, 새김날(11)은 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 갖도록, 그러나 지지날(13)은 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 갖도록 제작될 수 있다. 또, 도 4에 (c)로 도시된 것처럼, 새김날(11)은 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 가지며, 반대로 지지날(13)은 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 가질 수 있다. 끝으로, 도 4에 (d)로 도시된 것처럼, 새김날(11)과 지지날(13)이 공히 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 가질 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태로서, 머리부(7)는 도 5에 도시된 바와 같이, 지지날(13) 쪽 일단 즉, 머리부(7) 외측단의 외주면 상에 새김날(11)과 반대방향으로 꼬인 역방향날(15)이 반경방향으로 돌출된다. 이때, 역방향날(15)은 축방향으로 짧게 연장되는 바, 역방향날(15)의 리드각(φ)은 새김날(11)의 리드각(θ)과 엇각을 이루는 것이 바람직하나, 45도보다 크고 90도보다 작은 값을 가지면 된다.

이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나선형 머리를 갖는 앵커볼트(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 앵커볼트(1)에 의하면, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 앵커볼트(1)의 내측단 즉, 도면 상 상단에 위치하는 머리부(7)에 나선형의 새김날(11)이 돌출되어 있으므로, 앵커공에 박을 때 앵커볼트(1)를 새김날(11)의 나선방향으로 회전시킨다.

이때, 새김날(11)의 외경이 지지날(13)이나 몸통부(3)의 외경보다 크기 때문에, 앵커공 내주면에는 새김날(11)에 의해 나선형의 긁힌 자국이 발생되며, 최종적으로 앵커볼트(1)는 새김날(11)이 앵커공 내주면에 박히면서 앵커공 안에 강하게 고착된다.

특히, 새김날(11)에 바깥쪽으로 인접하여 위치하는 지지날(13)이 앵커공의 내주면에 지지되므로, 몸통부(3)와 앵커공 내주면 사이의 틈새가 지지날(13)에 의해 메워지며, 지지날(13)은 앵커공에 대한 몸통부(3)의 유동을 억제한다. 따라서, 앵커볼트(1)는 고착이 완료된 뒤 반경방향으로의 외력에 대하여 큰 저항력을 나타낸다. 이때, 지지날(13)은 그 외경과 앵커공 내경과의 차이에 따라 앵커공 내주면에 접할 수도, 약간 박히거나 간격이 발생할 수도 있다.

또한, 새김날(11)과 지지날(13)의 횡단면 형상에 따라 도 4 (a)의 경우 새김날(11)과 지지날(13)이 공히 앵커공 내주면에 상대적으로 더 강하게 박힐 수 있으며, 도 4 (b)의 경우 새김날(11)이 지지날(13)보다 더 강하게 앵커공 내주면에 박힐 수 있다. 또, 도 4 (c)의 경우 반대로 지지날(13)이 새김날(11)보다 더 강하게 앵커공 내주면에 박힐 수 있으며, 도 4 (d)의 경우 새김날(11)과 지지날(13)이 공히 앵커공 내주면에 상대적으로 덜 강하게 박힐 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 2의 실시예에서와 마찬가지로 앵커볼트(1)의 머리부(7)를 새김날(11)의 나선방향으로 회전시키면서 앵커공에 박아 넣게 되어 앵커볼트(1)를 앵커공에 고착시키게 된다. 따라서, 이 실시예의 앵커볼트(1)는 역방향날(15) 때문에 회전 저항이 커져 삽입동작의 초기에 상대적으로 더 강한 힘으로 앵커볼트(1)를 회전시켜야 하나, 삽입동작의 마지막 순간에 새김날(11)의 나선방향과 반대방향으로 즉, 역방향으로 회전함으로써 역방향날(15)에 의해 앵커공 내주면에 역방향의 긁힌 자국을 만들게 되며, 결과적으로 앵커공에 더욱 강력하게 고착된다.

1 : 앵커볼트 3 : 몸통부
5 : 나사부 7 : 머리부
11 : 새김날 13 : 지지날
13 : 부쐐기핀 C : 접촉점
H : 앵커공 M : 중점
S : 구간 T : 상단

Claims (7)

1. 축방향으로 연장 형성된 중간의 몸통부(3);
   상기 몸통부(3)의 일단에 형성된 나사부(5); 및
   상기 몸통부(3)의 상기 나사부(5) 대향측 타단에 형성된 머리부(7);를 포함하여 이루어지되,
   상기 머리부(7)는 복수의 나선형 새김날(11)이 외주면 상에 반경방향으로 돌출되어 축방향으로 연장되며,
   상기 몸통부(3)는 복수의 직선형 지지날(13)이 상기 머리부(7)와 인접한 외주면 상에 반경방향으로 돌출되어 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 나선형 머리를 갖는 앵커볼트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 새김날(11)의 외경은 상기 지지날(13)의 외경보다 크고, 상기 지지날(13)의 외경은 상기 몸통부(3)의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 나선형 머리를 갖는 앵커볼트.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 새김날(11)과 상기 지지날(13)은 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 나선형 머리를 갖는 앵커볼트.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 새김날(11)은 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 가지며, 상기 지지날(13)은 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 나선형 머리를 갖는 앵커볼트.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 새김날(11)은 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 가지며, 상기 지지날(13)은 끝이 뾰족한 삼각형의 횡단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 나선형 머리를 갖는 앵커볼트.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 새김날(11)과 상기 지지날(13)은 끝이 뭉툭한 삼각형의 횡단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 나선형 머리를 갖는 앵커볼트.
7. 청구항 1 내지 청구헝 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 머리부(7)는 상기 지지날(13) 쪽 일단에 상기 새김날(11)과 반대방향으로 꼬인 역방향날(15)이 외주면 상에 반경방향으로 돌출되어 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 나선형 머리를 갖는 앵커볼트.

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