KR20240043383A - 앵커볼트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석재 고정용 앵커볼트의 확장부가 석재의 천공부에서 슬리브에 의해 고정되는 앵커볼트를 삽입 설치할 때 관형 충격전달부로 고정 스프링을 가압하여 슬리브를 앵커볼트의 확장부와 석재의 천공부 사이 공간에 밀어넣어 앵커볼트를 고정시키는 앵커볼트 시스템에 관한 것으로, 고정스프링 양단의 지름이 큰 스프링부를 채택하여 자동화공정에서 고정스프링을 나사부에 쉽게 삽입할 수 있고, 고정스프링 상부의 관형 충격전달부 접촉부는 관형 충격전달부와 맞닿아 충격을 용이하게 전달하는 것이 가능하다. 이를 통해 슬리브를 패널에 형성된 천공부와 확장부 사이의 공간에 유연하게 끼움결합할 수 있어서 석재의 천공부 손상을 방지하고 앵커볼트를 견고하게 고정시킬 수 있다.

Description

앵커볼트 시스템{Anchor Bolt System}

본 발명은 앵커볼트에 관한 것으로, 특히 상세하게는 석재 고정용 앵커볼트의 확장부가 석재의 천공부에서 슬리브에 의해 고정되는 앵커볼트를 삽입 설치할 때 관형 충격전달부로 고정 스프링을 가압하여 슬리브를 앵커볼트의 확장부와 석재의 천공부 사이 공간에 밀어넣어 앵커볼트를 고정시키는 앵커볼트 시스템에 관한 것이다.

앵커볼트는 콘크리트 건축물의 벽면에 대리석을 포함한 석재 또는 인조 벽재로 된 외장재를 시공할 때 또는 각종 간판 등의 구조물을 부착시킬 때, 또는 교량이나 계단에 난간 등의 구조물을 설치할 때 사용되는 나사 형상의 고정장치이다.

일반적으로 앵커볼트는 환봉을 중심으로 그 일단을 이루는 나사부와 타 일단을 이루는 확장부를 포함하는 몸체로 구성되며, 나사의 일 단부에 단면이 쐐기 형상으로 형성된 확장부는 나사의 지름에 비해 지름이 증가하는 구조로 벽체 또는 외장재의 천공부에 삽입된다. 여기에 몸체의 확장부로 이동하도록 환봉에 끼워지는 슬리브를 포함하여 앵커볼트 시스템을 구성한다. 벽체 및/또는 외장재에 천공부를 형성할 때 앵커볼트의 확장부와 대향하도록 천공부 바닥부의 지름을 크게 만들고, 확장부에 인접한 환봉에 슬리브를 위치시킨 앵커볼트를 천공부 내에 확장부가 바닥을 향하게 삽입한 후 확장부에 충격을 가해 슬리브가 앵커볼트의 확장부로 이동하면서 천공부 바닥부의 지름이 증가한 부위의 내면에 밀착되어 앵커볼트가 고정된다.

도 1은 종래기술의 앵커볼트의 형상을 나타내는 사진이다. 도 1(a)는 미국등록특허 US9470254에 관한 것으로 슬리브가 확장부로 가압되어 천공부 내에 고정되는 일반적인 구조이나, 이는 슬리브가 강철로 제조되어 단단하고 탄성이 없어 천공부 바닥면에 충분한 공간이 형성되지 않았을 경우 천공부가 파손되는 문제를 일으킨다. 이로 인해 석재가 파손되거나 벽체에 고정할 수 없게 되는 문제점이 있다. 도 1(b)는 독일 실용신안 20-2015-105298에 관한 것으로 슬리브가 나사의 이동에 의해 확장되는 구조로 역시 강재가 강제로 팽창되면서 천공부 바닥면에 공간이 부족할 경우에 천공부를 파손시킨다. 이를 개선한 도 1(c)는 한국 공개특허 10-2019-0093264에 관한 것으로 고정스프링에 의해 고정되는 앵커볼트로, 슬리브가 고리모양의 눌린 스프링형태로 구성되어 있다. 이는 슬리브가 스프링 형태로 형성되어 천공부 내에서 바닥면 공간이 비대칭이거나 부족할 경우에도 슬리브가 앵커볼트의 확장부와 천공 사이에 비교적 유연하게 끼어들 수 있어 천공부 손상을 방지할 수 있고 앵커볼트를 단단히 고정시킬 수 있다. 그러나 이는 고정스프링의 고정부와 가압부의 직경이 달라 고정스프링을 앵커볼트의 나사부에 자동화공정으로 끼울 때 직경이 작은 부위가 나사부와 접촉하면 끼우기가 되지 않는 문제점이 있다. 직경이 큰 가압부가 제대로 나사부에 끼워진 경우에도 직경이 작은 고정부가 충격전달 과정에서 엉키는 경우도 있어 확장부까지 밀려 내려가지 못하는 경우도 발생하는 문제점이 있다.

특허문헌 01 미국 등록특허 9470254 호 특허문헌 02 독일 실용신안 20-2015-105298호 특허문헌 02 한국 공개특허 10-2019-0093264 호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 앵커볼트의 확장부와 석재의 천공부 사이의 공간에 슬리브를 용이하게 삽입하고, 직경이 작은 중앙 고정부를 중심에 두고 직경이 큰 가압부를 양단에 배치하여 나사부 삽입이 용이하고 압력전달이 순조로운 고정스프링 및 이를 가압하는 관형 충격전달부를 포함하는 앵커볼트 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 앵커볼트 및 관형 충격전달부를 포함하는 앵커볼트 시스템으로: 상기 앵커볼트는, 환봉을 중심으로 하여 일 단부에 나사산이 길이방향으로 형성된 나사부; 상기 환봉의 타 단부에 일체형으로 형성되고, 말단으로 갈수록 지름이 증가하는 확장부; 상기 확장부와 접하는 상기 나사부에 끼움 결합하고, 외력으로 상기 확장부로 이동 가능하도록 탄성을 가지는 코일이 납작하게 압착되어 도넛형상의 링으로 이루어진 슬리브; 및 상기 나사부로 끼움 결합되어 슬리브 일측에 충격을 전달하도록 나선형으로 형성되어 압착한 다음 그 상태를 유지하도록 중앙부가 나사부의 나사홈에 고정되는 고정 스프링을 포함하고, 상기 고정 스프링은 중앙이 나사부의 나사홈에 고정되는 중앙고정부; 상기 중앙고정부 일단에서 나선형으로 연장되면서 상기 나사산에 고정되지 않고 상기 슬리브에 접하도록 나선형의 지름이 증가하는 슬리브 접촉부; 및 상기 중앙고정부 타단에서 나선형으로 연장되면서 상기 나사산에 고정되지 않고 상기 관형 충격전달부의 단부와 접하도록 나선형의 지름이 증가하는 관형 충격전달부 접촉부를 포함하고, 상기 관형 충격전달부는 상기 단부를 통해 상기 나사부가 삽입되는 원통관 형태인, 앵커볼트 시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 관형 충격전달부는 프레스기를 포함하는 자동 충격기계에 고정되는, 앵커볼트 시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 고정스프링을 상기 나사부로 끼움 결합할 때 양 단부 어느 쪽으로도 끼울 수 있도록, 상기 슬리브 접촉부 및 상기 관형 충격전달부 접촉부는 서로 대칭인, 앵커볼트 시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 고정스프링의 슬리브 접촉부 및 상기 관형 충격전달부접촉부는 충격이 전달되어도 상기 고정스프링의 형태가 유지되도록, 인접 나선과 단면부 일부가 겹쳐지게 지름이 증가하는, 앵커볼트 시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 고정스프링의 중앙 고정부는 상기 나사부의 2 내지 4개 나사홈과 결합되는, 앵커볼트 시스템을 제공한다.

본 발명의 앵커볼트 시스템은 고정스프링 양단의 지름이 큰 스프링부를 채택하여 자동화공정에서 고정스프링을 나사부에 쉽게 삽입할 수 있고, 고정스프링 상부의 관형 충격전달부 접촉부는 관형 충격전달부와 맞닿아 충격을 용이하게 전달하는 것이 가능하다. 이를 통해 슬리브를 패널에 형성된 천공부와 확장부 사이의 공간에 유연하게 끼움결합할 수 있어서 석재의 천공부 손상을 방지하고 앵커볼트를 견고하게 고정시킬 수 있다.

도 1은 종래의 앵커볼트의 사진이다.
도 2는 본 발명의 한 구현예에 따른 앵커볼트 시스템의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 구현예에 따른 앵커볼트의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 구현예에 따른 고정 스프링의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 한 구현예에 따른 천공부에 앵커볼트를 삽입하고 고정 스프링을 가압하기 전의 단면도(a)와 고정 스프링을 가압하여 앵커볼트를 벽체에 설치한 단면도(b)이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 여기서, 본 발명의 실시 형태를 설명하기 위한 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.도 2는 본 발명의 앵커볼트를 도시해 보인 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 앵커볼트를 도시해 보인 결합 사시도이다.

한 양태에서 본 발명은 앵커볼트 및 관형 충격전달부를 포함하는 앵커볼트 시스템으로: 상기 앵커볼트는, 환봉을 중심으로 하여 일 단부에 나사산(4)이 길이방향으로 형성된 나사부(3); 상기 환봉의 타 단부에 일체형으로 형성되고, 말단으로 갈수록 지름이 증가하는 확장부(2); 상기 확장부(2)와 접하는 상기 나사부에 끼움 결합하고, 외력으로 상기 확장부로 이동 가능하도록 탄성을 가지는 코일이 납작하게 압착되어 도넛형상의 링으로 이루어진 슬리브(6); 및 상기 나사부(3)로 끼움 결합되어 슬리브(6) 일측에 충격을 전달하도록 나선형으로 형성되어 압착한 다음 그 상태를 유지하도록 중앙부가 나사부의 나사홈에 고정되는 고정 스프링(7)을 포함한다.

본 발명의 앵커볼트는 패널(12)에 형성된 천공부에 삽입 고정되도록 나사산(4)과 나사홈(5)이 길이방향으로 형성된 나사부(3)와, 상기 나사부(3)의 일측에는 슬리브(6)가 끼움 결합되는 확장부(2)가 일체로 형성된다.

상기 확장부(2)는 선단을 향해 테이퍼진 형상으로 이루어지며 확장부(2)의 외주면에는 금속 선으로 형성된 스프링을 납작하게 눌러 도넛형상의 링으로 형성된 슬리브(6)가 끼움 결합될 수 있다. 한 구현에에서 상기 슬리브(6)는 종래 도 1(a) 앵커볼트의 슬리브의 강재와 달리 공간변형이 가능한 코일 형상의 철제 코일로 제작될 수 있다. 납작하게 눌리면서도 공간변형이 가능한 도넛형상 슬리브는 상기 확장부(2)와 패널 천공부 사이에 압착되어 끼움결합되어 앵커볼트를 상기 천공부에서 이탈되지 않도록 고정할 수 있다.

본 발명의 슬리브(6)는 두께가 얇고 코일로 이루어져 있어 일정한 탄성을 가질 수 있다. 이는 슬리브(6)를 확장부로 가압 편칭할 때 펀칭되는 타격충격이 천공부의 저부로 전달하지 않고 충격을 흡수함으로써 패널(12)이 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 앵커볼트(1)에 형성된 확장부(2)에 의해 상기 슬리브(6)가 측부에서 걸려 앵커볼트(1)에 너트를 체결할 때에 너트의 회전력으로 앵커볼트(1)가 회전하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 슬리브(6)가 확장부와 나사부(3) 방향으로 이동하지 않도록 가압 고정하기 위해 고정 스프링(7)을 나사부(3)에 삽입 체결할 수 있다.

도 4는 본 발명의 앵커볼트에서 고정 스프링을 도시해 보인 사시도이다. 본 발명의 상기 고정 스프링(7)은 도 4와 같이 나선형으로 형성되고, 스프링의 가운데 직경이 양측 직경보다 작은 스프링형태이다. 상기 고정 스프링(7)은 중앙이 나사부의 나사홈에 고정되는 중앙고정부(9); 상기 중앙고정부 일단에서 나선형으로 연장되면서 상기 나사산에 고정되지 않고 상기 슬리브에 접하도록 나선형의 지름이 증가하는 슬리브 접촉부(10); 및 상기 중앙고정부 타단에서 나선형으로 연장되면서 상기 나사산에 고정되지 않고 상기 관형 충격전달부의 단부와 접하도록 나선형의 지름이 증가하는 관형 충격전달부 접촉부(8)를 포함한다. 한 구현에에서 본 발명의 고정 스프링은 바람직하게 이형단면 스프링을 사용할 수 있다. 상기 고정 스프링(7)을 타격하여 앵커볼트를 시공할 때 이형단면 스프링을 사용하면 코일간 부딪힘으로 인한 파손이나 뒤틀림을 방지하고, 더욱 안정적으로 압착 시공될 수 있다.

본 발명의 상기 고정 스프링(7)은 나사부(3)로 끼워지며, 슬리브(6) 일측을 가압하도록 압착한 다음 그 상태를 유지하도록 중앙고정부(9)가 나사부(3)의 나사홈(5)에 고정될 수 있다. 상기 고정 스프링(7)의 슬리브(6) 일측을 가압하는 슬리브 접촉부(10)는 나사산(4)의 외주면과 간격을 형성한 상태에서 삽입될 수 있도록 나선형으로 형성된다. 상기 슬리브 접촉부(10)의 일측에서 연장된 나선형으로 형성된 중앙고정부(9)는 나사부(3)의 나사홈(5)으로 삽입 체결된다. 중앙고정부(9)의 슬리브 접촉부(10)의 반대측에서 연장된 나선형으로 형성된 관형 충격전달부 접촉부(8)는 중앙고정부(9)보다 더 큰 직경을 갖는다. 상기 관형 충격전달부 접촉부(8)는 슬리브 접촉부(10)와 동일한 사이즈 및 형태로 형성될 수 있으며, 중앙고정부(9)를 기준으로 슬리브 접촉부와 관형 충격전달부 접촉부는 대칭인 것이 바람직하다. 관형 충격전달부 접촉부(8)는 관형 충격전달부(20)와 접촉하여 가압될 수 있다. 본 발명의 관형 충격전달부(20)는 상기 고정 스프링(7)의 충격전달부 접촉부(8)와 접촉하며 고정 스프링(7)을 가압 및 압착할 수 있다. 한 구현에에서 상기 관형 충격전달부(8)는 프레스기를 포함하는 자동 충격기계에 고정되어 고정 스프링(7)을 가압할 수 있다.

도 5는 본 발명의 한 구현예에 따른 천공부에 앵커볼트를 삽입하고 고정 스프링을 가압하기 전의 단면도(a)와 고정 스프링을 가압하여 앵커볼트를 벽체에 설치한 단면도(b)이다. 도 5(a)과 같이 천공부에 본 발명의 앵커볼트를 삽입하고, 관형 충격전달부(20)로 가압한다. 상기 고정 스프링(7)의 슬리브 접촉부(10)가 슬리브(6)와 접촉하도록 나사부(3)에 끼워지며 관형 충격전달부(20)로 고정 스프링(7)으로 가압을 수행하면, 도 5(b)와 같이 고정 스프링(7)이 가압되면서 슬리브(6)가 확장부(2)와 천공부 사이에 끼움 고정되고 중앙 고정부(9)는 나사홈에 결합될 수 있다. 본 발명의 직경크기가 상이한 고정 스프링(7)은 슬리브 접촉부(10)가 나사산(4)의 지름보다 더 크게 형성되어 나사부(3)에 삽입된 상태에서 확장부(2) 방향으로 용이하게 이동할 수 있도록 하며, 중앙 고정부(9)의 직경은 가압하여 압착되면 압착된 상태를 유지하도록 슬리브 접촉부(10) 보다 더 작게 형성하여 나사홈(5)의 지름과 일치함으로 인해 압착된 상태를 유지할 수 있다. 또한 충격전달부 접촉부(8)의 직경은 슬리브 접촉부(10)와 동일하게 형성하여 충격전달부(20)가 중앙 고정부를 지나쳐 가압하여 고정 스프링(7)이 늘어지는 것을 방지하고, 고정 스프링(7) 전체를 압착하면서 슬리브(6)를 확장부(2)까지 밀어 넣을 수 있도록 한다. 본 발명의 고정 스프링(7)이 압착된 상태에서 중앙 고정부(9)가 나사홈에 고정되기 때문에 슬리브(6)가 나사부(3)로 빠지는 것을 방지하고 더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.

종래 고정 스프링은 각 말단이 가압부와 고정부로 직경이 서로 달라, 고정부를 먼저 나사부에 끼우는 경우 끼움이 불가능하며, 잘못 끼우는 경우 반대로 다시 끼워야 하는데 이는 특히 자동화공정에서 공정속도의 장애요인이 된다. 또한 슬리브를 확장부로 고정시키기 위해 관형 충격전달부로 충격하는 경우, 관형 충격전달부의 지름이 나사 지름보다 커야 하므로 나사부에 끼워진 고정부와 어긋나는 경우도 있었다. 이렇게 되면 고정부 상단이 나사부에 결합되고 그 외 스프링만 밀려 내려가 고정 스프링이 늘어나서 슬리브를 견고하게 고정하지 못하는 경우도 있었다. 본 발명의 고정 스프링(7)은 중앙 고정부(9)를 기준으로 양단에 위치한 충격전달부 접촉부(8)와 슬리브 접촉부(10)의 직경 및 형상이 동일하여 고정 스프링(7)을 상기 나사부(3)로 끼움 결합할 때 양 단부 어느 쪽으로도 끼울 수 있어서, 각 접촉부와 동일한 직경인 관형 충격전달부(20)를 사용하여 가압할 수 있다. 이런 구조의 채택을 통해 잘못된 방향으로 끼워지면 바른 방향으로 변경해야 했던 종래기술의 번거로움을 제거하여, 자동화 및 연속적 시공을 수행할 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 한 구현예에서 상기 중앙 고정부(9)가 나사홈(5)과 결합되는 개수는 2 내지 4개가 적당하며, 2 이하일 경우 고정이 견고하지 못하며, 4 이상일 경우 중앙 고정부(9)가 나사홈(5)에 견고하게 체결된 상태를 유지하여 간섭하기 때문에 확장부(2) 방향으로 고정 스프링(7)을 이동하기가 어렵다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

1. 앵커볼트
2. 확장부
3. 나사부
4. 나사산
5. 나사홈
6. 슬리브
7. 고정 스프링
8. 관현 충격전달부 접촉부
9. 중앙 고정부
10. 슬리브 접촉부
12. 패널
20. 관형 충격전달부

Claims (5)

1. 앵커볼트 및 관형 충격전달부를 포함하는 앵커볼트 시스템으로:
   상기 앵커볼트는, 환봉을 중심으로 하여 일 단부에 나사산이 길이방향으로 형성된 나사부;
   상기 환봉의 타 단부에 일체형으로 형성되고, 말단으로 갈수록 지름이 증가하는 확장부;
   상기 확장부와 접하는 상기 나사부에 끼움 결합하고, 외력으로 상기 확장부로 이동 가능하도록 탄성을 가지는 코일이 납작하게 압착되어 도넛형상의 링으로 이루어진 슬리브; 및
   상기 나사부로 끼움 결합되어 슬리브 일측에 충격을 전달하도록 나선형으로 형성되어 압착한 다음 그 상태를 유지하도록 중앙부가 나사부의 나사홈에 고정되는 고정 스프링을 포함하고,
   상기 고정 스프링은 중앙이 나사부의 나사홈에 고정되는 중앙고정부;
   상기 중앙고정부 일단에서 나선형으로 연장되면서 상기 나사산에 고정되지 않고 상기 슬리브에 접하도록 나선형의 지름이 증가하는 슬리브 접촉부; 및
   상기 중앙고정부 타단에서 나선형으로 연장되면서 상기 나사산에 고정되지 않고 상기 관형 충격전달부의 단부와 접하도록 나선형의 지름이 증가하는 관형 충격전달부 접촉부를 포함하고,
   상기 관형 충격전달부는 상기 단부를 통해 상기 나사부가 삽입되는 원통관 형태인,
   앵커볼트 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 관형 충격전달부는 프레스기를 포함하는 자동 충격기계에 고정되는,
   앵커볼트 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정스프링을 상기 나사부로 끼움 결합할 때 양 단부 어느 쪽으로도 끼울 수 있도록, 상기 슬리브 접촉부 및 상기 관형 충격전달부 접촉부는 서로 대칭인,
   앵커볼트 시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정스프링의 슬리브 접촉부 및 상기 관형 충격전달부 접촉부는 충격이 전달되어도 상기 고정스프링의 형태가 유지되도록, 인접 나선과 단면부 일부가 겹쳐지게 지름이 증가하는,
   앵커볼트 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정스프링의 중앙 고정부는 상기 나사부의 2 내지 4개 나사홈과 결합되는,
   앵커볼트 시스템.