WO2011059140A1 - 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공된 구멍에 나사나 나사못을 견고하게 고정하는 칼브럭에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천공된 구멍에 삽입된 칼브럭이 내부의 나사 또는 나사못의 회전에 의해 길이가 비틀어져 수축함과 동시에 부피가 팽창하여 천공구멍 내벽면을 압박함으로써 고정나사를 천공구멍에 견고히 고정하는 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭에 관한 것이다. 본 발명 칼브럭의 구성은, 체결구(10)가 삽입될 수 있도록 대롱 형상으로 되어 말단에 나사결합부(21)가 형성되고, 선단 둘레에 회전방지돌부(24)가 형성되며, 둘레에 몸체를 외측방향으로 벌어지게 하는 복수의 팽창 유도홈(23)이 형성된 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명 칼브럭은, 모재에 형성한 천공구멍에 삽입한 후 체결구를 회전하면 칼브럭의 말단부(나사결합부)가 전방으로 이동하면서 팽창 유도홈의 좌우 몸체가 벌어지게 됨과 동시에 체결구의 나사회전방향으로 따라 돌면서 비틀림이 발생되어 체결구의 축부에 감겨 꼬이면서 전방으로 이동하여 길이가 압축됨은 물론이고 부피가 팽창하여 천공구멍 내주면을 넓은 범위로 균일하게 압박하므로 나사가 벽면에 견고하게 결합된다.

Description

길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭

본 발명은 천공된 구멍에 나사나 나사못을 견고하게 고정하는 칼브럭에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천공된 구멍에 삽입된 칼브럭이 내부의 나사 또는 나사못의 회전에 의해 길이가 비틀어져 수축함과 동시에 부피가 팽창하여 천공구멍 내벽면을 압박함으로써 고정나사를 천공구멍에 견고히 고정하는 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트벽에 못을 박을 때는 콘크리트용 못을 벽에 대고 망치로 때려 박는다. 이 과정에서 못을 손으로 잡고 흔들리지 않도록 지지해야 하는데, 콘크리트벽이 강하여 못이 잘 들어가지 않음에 따라 못이 구부러지거나 부러지고, 또 못이 튀어나가는 현상이 발생됨은 물론이고 심지어는 콘크리트가 균열 파괴되는 등 작업이 쉽지 않았다.

근래에 들어서는 콘크리트벽에 못을 박을 때, 콘크리트 못을 망치로 직접 때려 박지 않고, 드릴로 벽면에 구멍을 천공한 후 못을 박아 고정한다. 그렇지만, 천공된 구멍의 크기가 못의 외경보다 크기 때문에 못만 삽입할 경우에는 쉽게 구멍으로부터 이탈되므로, 플라스틱재로 이루어진 칼브럭 이라는 부품을 천공된 구멍에 끼우고 못을 박거나 또는 나사를 틀어 박아 고정한다.[이하, 나사 또는 나사못을 체결구로 통일한다]

이와 같이 칼브럭은 체결구를 박기 전에 천공된 구멍에 미리 끼워 넣는 것으로, 종래의 칼브럭은 내부에 체결구가 끼워질 수 있도록 기다란 대롱 형상을 가지며 측부에 몸체벌림홈을 형성하여 못이나 체결구가 박히면서 상기 몸체벌림홈으로 나뉘어진 몸체가 벌어져 그 외측면이 천공구멍의 내벽을 압박하여 못이 천공구멍으로 부터 빠지지 않고 견고하게 결합된 상태를 유지하도록 하는 것이다.

그런데 이러한 종래의 칼브럭은 천공구멍 사이즈가 클 경우에는 못 또는 체결구가 박혀 몸체가 벌어지더라도 그 벌어짐 정도가 미약하여 헐겁게 결합되는 경우가 있고, 결국 체결구는 물론이고 칼브럭까지 천공구멍으로부터 이탈될 우려가 있다. 이를 해결하기 위해서는 천공구멍을 뚫을 때 그 사이즈를 정확하게 예측해야 하는 번거로움이 있다.

또한, 칼브럭이 체결구 박힘에 의해 그 몸체가 벌어지더라도 천공구멍의 내벽에 밀착 되는 부위는 칼브럭 끝부분 둘레에 불과하므로 천공구멍과의 접촉면적이 적어 고정된 체결구에 큰 힘이 가하여지게 되면 천공구멍으로부터 쉽게 빠지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 칼브럭을 모재에 뚫은 천공구멍에 삽입한 후 체결구를 회전하면 칼브럭의 말단부가 전방으로 수축 이동하면서 그 둘레 부피가 팽창하거나 또는 말단부가 비틀리고 꼬여 전방으로 길이가 압축되면서 그 부피가 팽창하여 천공구멍 내주면을 보다 넓은 범위로 균일하게 압박하여 체결구가 견고하게 고정되도록 하는 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭은,

체결구가 삽입될 수 있도록 대롱 형상으로 되어 말단에 나사결합부가 형성되고, 선단 둘레에 회전방지돌부가 형성되며, 둘레에 몸체를 외측방향으로 벌어지게 하는 복수의 팽창 유도홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 팽창 유도홈은 칼브럭의 길이 방향으로 복수의 층을 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 각 층의 상기 팽창 유도홈은 각 말단부 쪽으로 갈 수록 단별 그 개수가 줄어들게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 팽창 유도홈은 나사 잠금 방향으로 이루어진 나선형인 것을 특징으로 한다.

본 발명 칼브럭은, 모재에 형성한 천공구멍에 삽입한 후 체결구를 회전하면 칼브럭의 말단부(나사결합부)가 전방으로 이동하면서 팽창 유도홈의 좌우 몸체가 벌어지게 됨과 동시에 체결구의 나사회전방향으로 따라 돌면서 비틀림이 발생되어 체결구의 축부에 감겨 꼬이면서 전방으로 이동하여 길이가 압축됨은 물론이고 부피가 팽창하여 천공구멍 내주면을 넓은 범위로 균일하게 압박하므로 나사가 벽면에 견고하게 결합되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 상기 팽창 유도홈이 여러 층으로 형성되어 체결구의 조임시 팽창부가 전체적으로 분산되어 팽창될 뿐만 아니라 각층의 팽창 유도홈의 개수를 전방에서 말단부 쪽으로 감소되도록 하여 몸체의 지지력을 순차적으로 조절함으로써 팽창작용이 선단에서부터 말단부 쪽 순으로 진행되므로 원활하면서도 효율적인 체결구 고정작업이 이루어지게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 제1실시예에 따른 칼브럭 및 이에 결합되는 체결구의 구조도.

도 2, 3, 4, 5는 본 발명 제1실시예에 따른 칼브럭의 시공 과정을 도시한 사용상태 단면도.

도 6은 본 발명 제1실시예에 따른 나선형 팽창 유도홈이 형성된 칼브럭의 구조도.

도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 칼브럭의 구조를 도시한 예시도.

도 8, 9는 본 발명 제2실시예에 따른 칼브럭 시공 상태를 도시한 예시도.

도 10은 본 발명 제3실시예에 따른 칼브럭의 구조를 도시한 예시도.

도 11은 본 발명 제3실시예에 따른 칼브럭 시공 상태를 도시한 예시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 - 체결구 11 - 축부

12 - 머리부 13 - 십자홈

20 - 칼브럭 21 - 나사결합부

22 - 암나사산 23 - 팽창 유도홈

24 - 마디 A - 모재

B - 부착물 H - 천공구멍

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 제1실시예에 따른 확장형 고정 나사의 구조를 도시한 분리도이고, 도 2, 3, 4, 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 확장형 고정 나사의 시공 과정을 도시한 사용상태 단면도이고, 도 6은 본 발명 제1실시예에 따른 나선형 팽창 유도홈이 형성된 칼브럭의 구조도이다.

상기 도면들에 도시된 체결구(10) 및 칼브럭(20)은 체결구(10)를 콘크리트벽면이나 각종 고정 구조물에 체결구(10)를 박아 각종 부착물(B)을 결합하거나 매달기 위한 제품이다.

상기 체결구(10)는 통상의 볼트나 나사, 나사못, 직결나사 등과 나사산이 형성된 축부(11)의 일측에 머리부(12)를 갖는다. 상기 머리부(12)는 스패너를 이용하여 조이고 풀 수 있는 볼트머리, 드라이버로 풀고 조일 수 있는 일자, 십자홈(13) 또는 각종 렌치로 풀고 조일 수 있는 렌치홈을 형성할 수 있으나, 가장 일반적으로 널리 활용되는 십자홈(13)을 적용하여 도시하였다. 그러므로 본 발명의 체결구(10)는 상기 나열한 머리 형태를 갖는 나사는 모두 적용됨을 밝혀둔다.

또한, 본 발명 칼브럭(20)은, 체결구(10)가 삽입될 수 있도록 대롱 형상으로 되어 말단에 나사결합부(21)가 형성되고, 선단 둘레에 회전방지돌부(24)가 형성되며, 둘레에 몸체를 외측방향으로 벌어지게 하는 복수의 팽창 유도홈(23)이 형성된 구조를 갖는다. 이때 상기 나사결합부(21)는 내주면에 암나사산(22)을 갖게 되는데, 이는 제조시 암나사산(22)을 형성하거나 또는, 체결구(10)를 박을 때 축부(11)의 나사산에 의해 강제로 암나사산(22)을 형성할 수도 있으므로 본 발명의 나사결합부(21)는 상기 두 가지의 암나사산(22) 형태를 모두 포함한다.

상기 칼브럭(20)의 나사결합부(21)는 체결구(10)가 나사가 결합된 후 나사조임 방향으로 회전하면, 상기 나사결합부(21)의 암나사산(22)이 나사의 축부(11)를 타고 전방으로 이동할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 칼브럭(20)의 선단 둘레에 형성된 회전방지돌부(24)는 도면상에 리브형태로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예일 뿐 다양한 형상으로 설계될 수 있으며, 단지 천공구멍(H) 내에 칼브럭(20)이 삽입된 후 체결구(10)를 드라이버 또는 전동공구로 회전시킬 때 체결구(10)와 함께 회전하지 않도록 지지해주는 기능을 수행한다.

만일, 상기 회전방지돌부(24)의 구성이 없을 경우에는 체결구(10)를 회전시킬 때 칼브럭(20)은 체결구(10)와 함께 회전하여 천공구멍(H) 내에서 헛돌게 되고, 그 결과 상기 칼브럭(20) 말단부에 형성된 나사결합부(21)가 체결구(10)의 축부(11)를 타고 이동하지 않게 되므로 본 발명이 목적하는 길이의 압축을 통해 부피가 팽창하는 현상이 일어나지 않게 될 것이다.

또한, 칼브럭(20) 둘레에 길이 방향으로 형성된 팽창 유도홈(23)은, 칼브럭(20)의 선단이 체결구(10)의 나사회전에 의해 전방으로 후퇴할 때 그 몸체가 쉽게 팽창 변형이 이루어지도록 하기 위한 것이다. 즉, 상기 나사결합부(21)가 후퇴하게 되면, 팽창 유도홈(23)에 의해 나누어진 몸체가 외측으로 벌어져 길이가 줄어들게 된다. 이와 동시에 체결구(10)의 회전력에 의해 상기 나사결합부(21)가 회전방향으로 끌려가게 되어 팽창 유도홈(23)에 의해 나누어진 칼브럭(20) 몸체가 비틀리는 현상이 발생된다.

이러한 현상을 전체적으로 관찰하면 칼브럭(20)의 길이가 수축되면서 비틀려 꼬이면서 칼브럭(20) 선단부 둘레로 적층 압축되므로 그 둘레의 부피가 팽창하게 되는 것이다. 특히 상기 체결구(10)가 전동공구에 의해 빠르게 회전할 때에는 이와 접촉되어 마찰되는 나사결합부(21)가 체결구(10)의 회전속도에 의해 더 딸려가게 되므로 칼브럭(20) 몸체의 비틀림 현상은 가중된다.

이와 같이 칼브럭(20)의 부피가 팽창하게 되면, 수축된 길이 내에서는 그 둘레면이 천공구멍(H)의 내벽면을 균일하게 압박하게 되므로 체결구(10)는 천공구멍(H)에 견고하게 고정되는 것이다.

또한, 본 발명의 칼브럭(20)을 도 5와 같이 목재나 석고 등과 같이 칼브럭의 길이보다 두께가 얇은 모재(A)에 사용할 경우에는 체결구(10)가 전동공구에 의해 빠르게 회전하게 되면 칼브럭(20)의 나사결합부(21)가 후퇴하면서 마찰력에 의해 체결구(10)의 회전방향으로 딸려가 비틀리고 꼬여 길이가 수축되어, 모재(A)의 천공구멍(H)내에서는 천공구멍(H) 내벽면을 강하게 압박하게 됨과 동시에 모재(A)의 외측에 위치한 부분에서는 천공구멍(H) 내벽면과 같이 저항부가 없기 때문에 부피의 팽창이 커져 모재의 천공구멍(H)보다 커지면서 길이가 수축하여 모재(A)의 후면을 강하게 압박하게 된다. 따라서 체결구(10)를 더욱더 견고하게 고정 결합하는 것이다.

한편, 상기 칼브럭(20)이 체결구(10)의 나사회전에 의해 길이가 수축되면서 비틀려 꼬일 때, 그 비틀려 꼬이는 현상을 가중시키기 위해 몸체에 형성된 팽창 유도홈(23)의 방향을 변형시킬 수도 있다. 즉, 도 6에서와 같이 나선형을 이루도록 하는 것이다. 나선형 팽창 유도홈(23)의 방향은 나사 잠금 방향 또는 그 반대방향으로 형성할 수 있다.

특히 이와 같이 팽창 유도홈(23)이 나선형으로 형성됨에 따라 체결구(10)를 드라이버로 체결할 경우에는 전동공구와 같이 고속이 아닌 저속으로 나사회전이 이루어지기 때문에 칼브럭(20) 말단의 나사결합부(21)가 체결구(10)의 회전방향으로 따라 회전하려는 힘이 최소화되기 때문에 비틀림 현상이 거의 발생되지 않을 수가 있다. 하지만 도 6과 같이 칼브럭(20)에 형성된 팽창 유도홈(23)이 나선형으로 형성되어 있게 되면 이미 비틀림 현상이 발생된 것과 같은 효과가 발생되기 때문에 원하는 비틀림 꼬임 현상이 자연스럽게 발생된다.

도 7은 본 발명 제2실시예에 따른 칼브럭의 구조를 도시한 예시도이고, 도 8, 9는 본 발명 제2실시예에 따른 칼브럭 시공 상태를 도시한 예시도 이다.

상기 도면에 도시한 제2실시예의 칼브럭(20)은, 상기 팽창 유도홈(23)이 길이 방향으로 여러 층을 이루도록 형성한 것이다. 도면에 의하면 칼브럭(20)의 몸체에는 일정한 간격으로 마디(24)가 형성되어 있고, 상기 마디(24)와 마디 사이에는 유도홈(23)이 복수 개 형성된 구조를 갖는다.

이러한 구조는 체결구(10)를 나사회전 시키면, 말단의 나사결합부(21)가 후퇴하여 몸체가 수축하게 되는데, 이때 각 층을 이루는 마디(24) 사이의 몸체가 팽창 유도홈(23)에 의해 외측으로 벌어져 부피가 팽창하도록 한 것이다.

팽창된 몸체는 제1실시예와 같이 길이가 수축하면서 비틀림이 발생하여 부피가 팽창할 수도 있으나, 비틀림 없는 팽창이 일어나도 몸체 여러 개소에서 분산 팽창되어 천공구멍(H) 내벽면을 균일하게 압박하기 때문에 체결구(10)를 견고하게 고정할 수가 있다.

또한 제2실시예의 칼브럭(20)에도 도 10과 같이 팽창 유도홈(23)의 방향을 나선형으로 형성하여 비틀림 꼬임 현상을 가중시킬 수도 있다.

도 10은 본 발명 제3실시예에 따른 칼브럭의 구조를 도시한 예시도이고, 도 11은 본 발명 제3실시예에 따른 칼브럭 시공 상태를 도시한 예시도 이다.

도시된 칼브럭(20)은 몸체를 구성하는 각층의 마디(24) 사이에 형성된 팽창 유도홈(23)의 개수를 달리한 것이다. 즉, 선단부 쪽에서 말단부 쪽으로 갈 수록 팽창 유도홈(23)의 개수가 줄어들도록 한 것이다.

이는 체결구(10)의 나사회전에 의해 말단의 나사결합부(21)가 후퇴하여 팽창 유도홈(23)이 외측방향으로 팽창 변형할 때, 선단부에서부터 팽창 변형이 발생되어 말단부 쪽을 순차적으로 팽창변형이 일어나도록 하기 위한 것이다.

즉, 몸체에 팽창 유도홈(23)이 많이 형성되면 그 만큼 몸체의 면적이 줄어들게 되므로 그 지지력도 저하되어 몸체가 수축할 때 지지력이 적은 부분부터 팽창변형이 일어나도록 하는 것이다.

이와 같이 팽창변형이 선단에서부터 발생되도록 설계한 것은, 체결구(10)를 나사 회전시켜 칼브럭(20) 말단의 나사결합부(21)가 후퇴하여 각 층의 몸체가 팽창 변형하게 되는 상황에서 그 팽창변형이 말단부에서부터 발생하게 된다면, 팽창된 외측단부가 천공구멍(H)의 내벽면에 압박을 가한 상태로 후퇴 이동하여야 할 뿐만 아니라 이동거리도 많기 때문에 마찰로 인한 손상이 예상될 뿐만 아니라 체결구(10)를 완전히 조이는 데에도 많은 에너지가 소요되기 때문에 비효율적이다.

그러므로 팽창 유도홈(23)의 지지력을 층별로 순차적으로 팽창 변형이 칼브럭(20)의 선단에서부터 순차적으로 이루어지도록 함으로써 원활하면서도 효율적인 체결구(10) 고정작업이 이루어지게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 체결구(10)가 삽입될 수 있도록 대롱 형상으로 되어 말단에 나사결합부(21)가 형성되고, 선단 둘레에 회전방지돌부(24)가 형성되며, 둘레에 몸체를 외측방향으로 벌어지게 하는 복수의 팽창 유도홈(23)이 형성된 것을 특징으로 하는 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 팽창 유도홈(23)은 칼브럭(20)의 길이 방향으로 복수의 층을 형성한 것을 특징으로 하는 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭.
3. 제 2 항에 있어서, 각 층의 상기 팽창 유도홈(23)은 선단부에서 말단부 쪽으로 갈 수록 그 개수를 줄여서 형성한 것을 특징으로 하는 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팽창 유도홈(23)을 나선형으로 형성한 것을 특징으로 하는 길이 압축에 의한 부피 팽창형 칼브럭.

Images