KR20210062508A - 칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구 - Google Patents

칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 체결구조가 간단하고 제조원가의 절감 및 시공이 편리하도록 한 단열재용 고정구에 관한 것으로, 칸막이 벽체를 구성하는 프레임 양면에 마감재가 시공되고, 마감재의 사이에 내장되는 단열재를 마감재에 고정할 수 있도록 하는 단열재용 고정구에 있어서, 단열재 고정구는 단열재를 관통하여 삽입되는 기둥부와, 상기 기둥부의 선단에 구비되어 마감재에 스크류 체결되는 나사부와, 상기 기둥부의 후단에 구비되어 단열재의 표면에 밀착되되 단열재의 움직임을 제한하기 위하여 판상구조로 이루어지는 헤드부와, 상기 나사부의 회전 체결을 위한 비트 조임부를 포함하도록 구성하고, 상기 비트 조임부는 체결압력에 의한 전단 하중이 작용할 때 축중심 정렬의 비틀림을 방지하기 위하여 중공의 내입부를 형성하되 그 중공의 내입부 하단에 비트홈을 형성하여 비트홈이 체결면에 근접하게 위치시켜 정위치 회전체결이 이루어질 수 있도록 함으로써 시공 구조를 간소화하고, 단열재를 고정할 때 공구를 이용하여 간편하게 고정설치할 수 있도록 한 것이다.

Description

칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구{Insulation fixtures for construction of partition walls}
본 발명은 칸막이 벽체에 단열재를 삽입하여 고정하기 위한 단열재 고정구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체결구조가 간단하고 제조원가의 절감 및 시공이 편리하도록 한 단열재용 고정구에 관한 것이다.
일반적으로 건축물을 설치할 경우에는 실내공간이 칸막이 벽체를 통하여 구획되는 것으로, 칸막이 벽체에는 단열, 방음, 방염 등을 목적으로 글라스울, 스티로폼 등의 단열재를 부착하여 시공된다.
칸막이 벽체의 일반적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 메탈프레임으로 벽체 프레임(1)을 구성하고 그 내부에 단열재(2)가 삽입된 상태에서 단열재의 양면에 석고보드와 같은 마감재(3a,3b)로 구성되는 것으로, 칸막이 벽체에 단열재를 내장하기 위한 시공방법은, 도 2에 도시된 바와 같이 메탈프레임으로 구성된 벽체 프레임(1)의 한쪽 면을 석고보드 등의 마감재(3a)로 마감한 상태에서 그 이면에 보온핀(10,암면핀)의 헤드(11)를 부착하여 핀부분(12)이 노출되게 하고, 단열재를 핀부분에 끼운 후 고정와셔(13)를 끼우고 핀부분을 절곡하여 단열재(2)가 고정되도록 하며, 이후 단열재가 노출되어 있는 메탈프레임의 다른 쪽 면을 석고보드 등의 마감재(3b)로 마감하여 칸막이 벽체가 구성된다.
그러나 이와 같이 칸막이 벽체에서 단열재 고정구로써 보온핀(암면핀)을 사용하는 단열재 고정방식은 시공이 매우 번거로울 뿐만 아니라, 단열재의 고정력을 신뢰할 수 없기 때문에 여러 문제가 발생한다.
즉, 보온핀의 헤드는 스티커 방식으로 이형지를 제거하고 부착이 이루어지는데 접착력이 매우 떨어지기 때문에 보온핀의 고정력이 5kg/㎡에도 미치지 못하므로 시공안정성을 기대하기 어렵다는 단점이 있고, 접착본드를 도포하여 보온핀의 헤드를 접착하는 방식은 시공이 매우 번거롭다는 문제가 있다.
특히, 스티커나 접착제는 기온이 낮은 겨울철에 접착성이 급격히 떨어지게 되는 문제가 있어 시공이 매우 어렵고, 겨울이 아니더라도 일교차나 주변 온도변화 등에 의하여 접착력 저하가 발생될 우려가 있으며, 온도조건 등의 환경변화로 인하여 보온핀이 벽체로부터 떨어지더라도 단열재의 설치상태 확인이 불가능하며, 단열이 제대로 되고 있는지 측정이 어려운 것이다.
뿐만 아니라, 핀부분이 노출되는 보온핀 시공방식의 특성상 작업자의 안전에 문제가 발생할 수 있으며, 단열재가 탈락되거나 추가 시공이 필요한 경우에 표면손상이 발생되는 문제가 있다.
따라서 위와 같은 보온핀 구조는 시공이 번거롭기 때문에 일부의 현장에서는 단열재를 금속프레임에 삽입한 후 가구용 스크류를 이용하여 단열재가 흘러내리지 않을 정도의 지지력으로만 석고보드에 피스고정하는 방식이 사용되기도 한다.
그러나 피스고정방식은 스크류의 삽입깊이를 정확하게 설정하기가 매우 어렵고, 스크류의 선단부가 석고보드를 관통하여 돌출되는 경우 벽체 내부의 미감을 해치고 안전상에도 문제가 있을 뿐만 아니라, 돌출된 스크류 마감을 하는 별도의 마감공정을 수행하여야 하는 번거로움이 있다.
또한, 석고보드의 두께는 매우 얇은 두께로 이루어지기 때문에 비트를 이용하여 스크류를 체결할 때 작업자가 스크류 삽입깊이를 정확하게 조절하기 어렵고, 조임시 가속력이 붙어서 바깥쪽 석고보드에 구멍이 나면 벽으로써의 역할을 할 수 없게 되는 문제가 있다.
따라서 피스고정방식은 안전성이나 시공성이 전혀 검증되지 않은 임시방편으로 사용될 수밖에 없는 것이며, 보온핀을 이용한 단열재 시공구조의 개선이 요구된다.
KR 20-0364358 Y1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 칸막이 벽체에 단열재를 삽입하여 고정하는 시공 구조를 간소화하고, 단열재를 고정할 때 공구를 이용하여 간편하게 고정설치할 수 있음은 물론, 석고보드의 표면손상 없이 신속하게 고정할 수 있는 단열재 고정구를 제공할 수 있도록 한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 칸막이 벽체를 구성하는 프레임 양면에 마감재가 시공되고, 마감재의 사이에 내장되는 단열재를 마감재에 고정할 수 있도록 하는 단열재용 고정구에 있어서, 단열재 고정구는 단열재를 관통하여 삽입되는 기둥부와, 상기 기둥부의 선단에 구비되어 마감재에 스크류 체결되는 나사부와, 상기 기둥부의 후단에 구비되어 단열재의 표면에 밀착되되 단열재의 움직임을 제한하기 위하여 판상구조로 이루어지는 헤드부와, 상기 나사부의 회전 체결을 위한 비트 조임부를 포함하도록 구성하고, 상기 비트 조임부는 체결압력에 의한 전단 하중이 작용할 때 축중심 정렬의 비틀림을 방지하기 위하여 중공의 내입부를 형성하되 그 중공의 내입부 하단에 비트홈을 형성하여 비트홈이 체결면에 근접하게 위치시켜 정위치 회전체결이 이루어질 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 칸막이 벽체 시공을 위한 단열재 고정구에 의하면, 단열재를 피스 고정방식에 의하여 간단하게 체결할 수 있고, 시공시간을 줄여 공기단축의 효과가 크며, 기존의 접착제 사용을 배제할 수 있으므로 재료비 절감은 물론 작업성 작업환경 저해 요소를 배제시키고 친환경적인 시공이 이루어질 수 있다.
또한, 고정구를 합성수지 등의 재질로 성형 제작할 수 있으므로 저렴한 비용으로 대량생산이 가능하고, 제조원가를 절감할 수 있으므로 매우 경제적이다.
또한, 고정구를 체결할 때 전단하중의 중심을 체결되는 면에 근접하게 위치시킴으로써 고정구가 기울어지지 않고 수직으로 정확하게 삽입되므로 작업이 매우 간편하며, 기울어짐이나 반복 체결에 의한 단열재 손상을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 자연스럽고 부드러운 체결과정으로 단열재에 삽입되어 체결되고, 체결후에는 나사부가 마감재에 고정되므로 15KG/㎡에 가까운 인장력을 갖도록 되고 체결강도를 유지함으로써 단열재가 견고하고 안정된 시공상태를 유지할 수 있다.
또한, 작업자가 삽입 깊이를 정확하게 시공함으로써 마감재의 손상을 방지할 수 있으며, 마감재 손상에 따른 별다른 복원절차가 전혀 필요없다.
도 1은 종래의 단열재용 고정구를 이용한 시공구조를 나타낸 단면도
도 2는 도 1의 보온핀을 이용한 단열재 시공 순서를 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 단열재용 고정구의 외관 사시도
도 4는 본 발명의 단열재용 고정구를 이용한 단열재 시공상태도
도 5는 도 4의 단열재용 고정구를 이용한 단열재 시공 순서를 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 나사부의 다른 실시 예를 나타낸 단열재용 고정구의 사시도
도 7은 도 6의 측면 구조도
도 8은 본 발명의 나사부의 다른 실시 예를 나타낸 측면구조도
도 9는 도 8의 시공상태 단면도
도 10은 본 발명의 나사부의 다른 실시 예를 나타낸 측단면도
도 11은 도 11의 사용상태도
도 12 및 도 13은 본 발명의 단열재용 고정구의 시험성적서
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구는 칸막이 벽체를 구성하는 프레임(1) 양면에 마감재(3a,3b)가 시공되고, 마감재의 사이에 내장되는 단열재(2)를 마감재에 고정하기 위하여 사용하는 것으로서, 그 구조는 도 3에 도시된 바와 같이 단열재에 관통하여 끼워지는 기둥부(100)와, 기둥부가 단열재를 관통한 상태로 마감재에 고정하기 위한 나사부(200)와, 단열재에 밀착 고정되는 헤드부(300)와, 고정구를 공구를 이용하여 체결하기 위한 비트 조임부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
기둥부(100)는 단열재를 관통하여 삽입되는 부분으로서 그 길이는 단열재의 두께에 대응하여 길이 설정이 이루어질 수 있으며, 단열재의 두께에 따라서 길이를 달리하고 규격화함으로써 칸막이 벽체에 사용되는 단열재에 적합한 길이로 제작될 수 있다.
나사부(200)는 기둥부(100)의 선단에 구비되어 마감재에 스크류 체결이 이루어지도록 나사산(202)이 형성되는 것으로, 고정구의 체결 방향을 따라 전방에서부터 후방으로 순차적으로 나사산(222)의 직경이 상대적으로 작은 진입부(220)와 나사산(242)에 의하여 고정이 이루어지는 체결부(240)와 고정구의 조임이 마무리되도록 나사산(262)이 형성되는 완료부(260)로 구분되게 구성될 수 있다.
이때, 체결부(240)와 완료부(260)의 나사산(262)은 진입부(220)의 나사산(222) 직경보다 상대적으로 크게 형성되어 견고한 고정이 이루어질 수 있다.
따라서 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 비트 조임부(400)에 드라이버나 전동공구의 비트를 삽입하여 조이면 나사부(200)가 회전되면서 단열재(2)를 관통하여 먼저 설치되어 있는 일측의 마감재(3a)에 체결이 이루어진다.
이때, 상기 기둥부(100)의 직경은 나사부(200)의 최종 완료부(260)의 직경보다 상대적으로 크게 형성함으로써 완료부(260)까지 체결이 이루어지면 나사부(200)가 필요이상으로 진입되지 않도록 저지하는 정지부(140)를 구성할 수 있다.
기둥부(100)의 후단에 구비된 헤드부(300)가 단열재(2)의 표면에 밀착되면서 단열재의 움직임을 제한하여 고정시키도록 되는 것으로, 헤드부(300)는 판상 구조의 플랜지(320)가 형성되어 단열재(2)의 표면에 밀착될 수 있다.
고정구의 체결구조가 회전방식으로 이루어지는 특성상, 플랜지(320)는 원형의 판상구조로 이루어지도록 하여 고정구가 체결완료될 때 플랜지(320)가 단열재의 표면에 밀착되어 회전됨에도 불구하고 표면 손상이 발생하는 것을 방지하도록 할 수 있으며, 플랜지의 직경은 20mm~30mm로 설정될 수 있다.
플랜지(320)에는 타공홀(322)이 형성되어 성형제작시 냉각효율을 좋게하고 비틀림을 방지하도록 구성될 수 잇으며, 이 타공홀(322)에 의하여 단열재 간의 마찰력을 더 증대시켜 고정력을 향상시킬 수 있다.
상기 고정구를 이용한 시공방법을 적용하면 나사부가 석고보드에 직결되기 때문에 도 12 및 도 13의 시험성적서인 한국화학융합시험연구원에 의뢰하여 고정구의 인발하중을 측정한 시험항목에 대한 결과치에서 알 수 있듯이 1146N의 인발하중을 갖도록 되므로 단열재의 체결성능을 현저하게 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 비트 조임부(400)는 헤드부(300)와 기둥부(100)를 관통하여 내입되게 내입부(420)가 형성되고, 그 내입부(420)에 비트홈(440)을 형성함으로써 단열재 고정구의 회전 무게중심을 체결면으로부터 근접하게 위치시켜 비틀림을 방지하면서 정위치 회전체결이 이루어지도록 할 수 있다.
즉, 상기 비트 조임부(400)는 비트홈(440)에 드라이버 비트가 맞물려 고정되고, 그 상태에서 체결합력에 의한 전단 하중이 작용하는데, 비트홈(400)이 나사부로부터 축방향 거리가 멀어질수록 축중심을 벗어날 우려가 높기 때문에 고정구의 축중심 정렬의 비틀림을 방지하기 위하여 내입부(420)를 나사부(200)에 근접하게 중공시키고 그 하단에 비트홈(440)을 형성함으로써 고정구의 비틀림을 방지하고 안정적으로 회전 체결이 이루어지는 것이고, 전동공구 등을 활용하여 고속으로 회전하는 경우에도 축중심으로부터 쉽게 이탈되지 않고 빠른 시간에 체결이 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 상기 내입부(420)는 고정구의 체결방향을 따라서 내입부의 직경이 점차 작아지도록 경사지게 형성함으로써 비트크기에 관계없이 비트가 내입부의 내경에 의하여 밀착된 상태로 비트홈(440)으로 안내되어 조임이 이루어지고 비틀림을 방지할 수 있다.
또한, 상기 나사부(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 완료부(260)의 나사산(262)이 진입부(220)와 체결부(240)의 정방향 나사산(222,242)과는 반대방향의 역방향 나사산(262)으로 형성되어 회전체결시 역방향 나사산에 의하여 회전이 제어되어 회전속도를 감속시키고 고정구의 삽입 깊이를 제한하도록 할 수 있다.
일 예로 단열재는 50T의 글라스울이고 마감재는 9.5T의 석고보드인 경우 기둥부(100)와 나사부(200)의 길이의 합이 59.5mm보다 상대적으로 짧은 길이를 갖도록 형성함으로써 나사부(200)의 선단이 석고보드를 관통하여 돌출되지 않게 시공할 수 있는 것으로, 완료부(260)의 나사산(262)을 역방향 나사산으로 구비함으로써 고정구를 조임시 완료부(260)가 석고보드에 도달하면 토크 증가로 회전속도의 감속이 이루어져 더이상 삽입되지 않도록 할 수 있다.
통상 건설현장에서는 전동공구를 사용하기 때문에 작업자가 전동공구의 토크량을 설정함으로써 역방향 나산이 석고보드에 도달하면 토크부하로 회전속도가 감속되면서 더이상 회전되지 않고 견고한 체결이 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 상기 완료부(260)의 역방향 나사산은 도 8에 도시된 바와 같이 나사산의 높이를 상기 체결부(240)의 정방향 나사산의 높이보다 크게 형성하면 체결 저지력을 더 부가할 수 있게 되는 것으로, 체결 대상물인 석고보드에 체결이 이루어질 때 너비 방향으로 확장하여 체결면적이 증대되면서 체결토크를 급격히 증가시켜 삽입깊이의 제어가 효율적으로 이루어지면서도 체결력을 더 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 나사부(200)는 나사산 직경이 기둥부(100)의 외경보다 상대적으로 크게 형성하면 체결시 발생하는 단열재 스크랩이 기둥부(100)를 경유하여 배출되거나 도 10과 같이 기둥부(100)가 단열재에 삽입된 상태에서 기둥부의 외경에 수용되도록 할 수 있다.
따라서 고정구를 회전 체결함에 있어서 토크저항력을 최소화하고 적은 힘으로도 체결이 이루어질 수 있도록 되므로 많은 양의 단열재를 시공하더라도 고정구를 이용하여 간편하게 시공할 수 있음은 물론, 신속하게 고정작업을 수행할 수 있다.
이때, 상기 기둥부는 스크랩 배출을 위하여 외경이 상대적으로 작게 형성되는 경우에는 확관부(120)가 형성되어 확관부(120)의 내측에 체결부(400)가 수용되도록 구성될 수 있다.
그리고 확관부(120)의 외주연에도 나사산을 형성하면 고정구 체결시 완료단계에서 확관부의 테두리가 단열재에 관통된 내주연에 긴밀히 고정되어 비틀림이 방지되고 단열재의 고정력을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 단열재용 고정구가 체결되는 마감재는 석고보드로 설명되었으나, 마감재의 재질은 석고보드 이외에도 다양한 종류의 마감재가 사용될 수 있으며, 마감재에 따라서 단열재용 고정구를 금속 또는 플라스틱 합성수지재 등 다양한 재질로 제작될 수 있다.
특히, 단열재용 고정구가 합성수지로 제작되는 경우 마감재의 경도가 높으면 나사부(200) 선단의 진입부(220)가 뭉그러지고 체결력이 저하될 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 상기 나사부(200)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 선단에는 관통홀(280)을 형성하고, 관통홀(280)은 비트보다 상대적으로 작은 직경으로 형성되도록 함으로써 비트가 내입부(420)의 비트홈(440)에 걸림된 상태에서 비트 선단의 일부가 노출되어 고정구 체결시 비트 선단이 회전되면서 마감재의 정위치 진입을 유도하도록 할 수 있다.
즉, 금속 재질인 비트에 의하여 마감재가 패이면서 진입위치가 결정되고, 그 이후에 나사부의 진입부(220), 체결부(240)가 순차적으로 진입되면서 고정구의 체결이 완료된다.
이때, 상기 관통홀(280)은 직경이 고정구의 체결방향을 따라서 점차 좁아지게 구성하여 비트가 정위치 안착되고, 밀착된 상태로 조임이 이루어지도록 구성될 수 있다.
100: 기둥부 120: 확관부 140: 정지부
200: 나사부 202,222,242,262: 나사산
220: 진입부 240: 체결부 260: 완료부
280: 관통홀
300: 헤드부 320: 플랜지 322: 타공홀
400: 비트 조임부 420: 내입부 440: 비트홈

Claims (5)

  1. 칸막이 벽체를 구성하는 프레임 양면에 마감재가 시공되고, 마감재의 사이에 내장되는 단열재를 마감재에 고정할 수 있도록 하는 단열재용 고정구에 있어서,
    단열재 고정구는,
    단열재를 관통하여 삽입되는 기둥부(100);
    상기 기둥부의 선단에 구비되어 마감재에 스크류 체결되는 나사부(200);
    상기 기둥부의 후단에 구비되어 단열재의 표면에 밀착되되 단열재의 움직임을 제한하기 위하여 판상구조로 이루어지는 헤드부(300);
    상기 나사부의 회전 체결을 위한 비트 조임부(400);
    를 포함하고,
    상기 비트 조임부(400)는 체결압력에 의한 전단 하중이 작용할 때 축중심 정렬의 비틀림을 방지하기 위하여 중공의 내입부(420)가 형성되되 그 중공의 내입부 하단에 비트홈(440)이 형성되어 비트홈이 체결면에 근접하게 위치시켜 정위치 회전체결이 이루어짐을 특징으로 하는 칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 나사부(200)는 외주면에 복수의 나사산(202)이 형성되고, 고정구의 체결 방향을 따라 전방에서부터 후방으로 순차적으로 진입부(220)와 체결부(240)와 완료부(260)가 형성되되, 체결부(240)의 나사산(242)은 진입부(220)의 나사산(222) 직경보다 상대적으로 크게 형성되며, 완료부(260)에는 진입부와 체결부의 정방향 나사산과는 반대방향의 역방향 나사산(262)이 형성된 것을 특징으로 하는 칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 완료부(260)의 역방향 나사산의 높이는 상기 체결부(240)의 정방향 나사산의 높이보다 크게 형성되어 체결 저지력을 부가토록 됨을 특징으로 하는 칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 나사부(200)의 선단에는 관통홀(280)이 형성되고, 관통홀(280)은 비트보다 상대적으로 작은 직경으로 형성되어 비트가 내입부(420)의 비트홈(440)에 걸림된 상태에서 비트 선단이 일부 노출되어 체결유도가 이루어짐을 특징으로 하는 칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 나사부(200)는 나사산 직경이 기둥부의 외경보다 상대적으로 크게 형성되어 체결시 발생하는 단열재 스크랩이 기둥부를 경유하여 배출되거나 기둥부에 수용되도록 됨을 특징으로 하는 칸막이 벽체의 단열재 시공을 위한 단열재용 고정구.
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