KR101395867B1

KR101395867B1 - 락볼트용 고정장치

Info

Publication number: KR101395867B1
Application number: KR1020130066668A
Authority: KR
Inventors: 김동만
Original assignee: 서동산업(주); (주)서동
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2014-05-15

Abstract

락볼트용 고정장치가 개시된다. 본 발명은 터널의 내측면에 형성된 천공에 삽입되는 락볼트; 내부에 형성된 관통홀을 통해 상기 락볼트에 외삽되며, 일측에는 걸림턱이, 타측에는 테이퍼가 일체로 형성되는 조임부; 상기 조임부에 외삽되며, 일면이 상기 터널의 내측면에 밀착되는 플레이트; 및 상기 테이퍼에 외삽되어 체결되며, 상기 플레이트를 상기 걸림턱과 밀착시켜 고정함과 동시에 상기 테이퍼의 외주연을 가압해 상기 관통홀의 내주연을 상기 락볼트의 외주연에 협착시켜 고정하는 가압부를 포함하고, 상기 조임부는 상기 테이퍼가 상기 관통홀 측으로 조여질 때 발생하는 저항력을 감소할 수 있도록 상기 테이퍼의 일단에서 걸림턱 경계까지 형성되는 탄성력을 가진 절개홈을 포함하며, 조임부와 가압부를 통해 상기 락볼트의 외경에 나사산을 형성할 필요 없이 상기 플레이트를 단단하게 고정할 수 있는 락볼트용 고정장치에 관한 것이다.

Description

락볼트용 고정장치{Apparatus of fixing for rock bolt}

본 발명은 락볼트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지반에 천공을 형성한 뒤 몰탈(mortar)과 함께 고정시켜 지반이 무너지는 것을 방지하는 락볼트에 관한 것이다.

일반적으로 도로 및 터널을 만들기 위한 토목공사에는 산이나 지면 또는 암반을 깍아내거나 굴착하는 작업을 수반한다. 그 중 터널공사는 터널을 형성할 위치에 기초구멍을 형성하고 다이너마이트와 같은 폭발물을 이용해 기초구멍을 조금씩 넓혀 나가며 기초터널을 형성하고 있다. 이와 같이 기초터널이 형성되면 숏크리트 타설장치를 이용하여 기초터널의 내벽에 콘크리트를 타설하는 보강막 공사를 진행한다. 그런 다음 터널이 붕괴되는 것을 방지하기 위해 상기 보강막에 천공을 형성한 뒤 락볼트를 삽입하고 몰탈을 주입시켜 지반 또는 암반과 함께 고정하는 작업을 수행한다.

이때, 천공에 고정된 락볼트의 일측에는 플레이트가 결합되어 터널의 내측면이 떨어져 나가지 않도록 가압한다.

종래의 플레이트를 락볼트에 고정하는 방식은 락볼트에 플레이트를 관통결합하고 락볼트에 형성된 나사산에 너트를 체결해 플레이트를 고정하는 방식을 사용하였다. 그러나, 종래의 나사체결 방식은 진동 등이 발생하면 너트가 락볼트에 형성된 나사산을 따라 풀리는 현상이 발생해 플레이트가 터널 내벽을 가압하지 못하게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 나사산에 너트를 체결해 플레이트를 고정하는 방식은, 천공에 락볼트를 삽입하는 깊이 세팅이 잘못되어 나사산이 형성되지 않은 부분이 노출되면 플레이트를 터널 내벽까지 밀착시킬 수 없다는 문제점이 있다. 때문에 락볼트를 천공에 삽입 시 깊이를 정확하게 세팅해야 하므로 작업시간이 길어져 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 락볼트에 체결되어 터널 내벽을 가압하는 플레이트가 진동 등의 외력에도 체결이 풀리지 않으며, 락볼트에 나사산을 형성하지 않은 상태에서 상기 플레이트를 고정할 수 있는 락볼트용 고정장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 터널의 내측면에 형성된 천공에 삽입되는 락볼트; 내부에 형성된 관통홀을 통해 상기 락볼트에 외삽되며, 일측에는 걸림턱이, 타측에는 테이퍼가 일체로 형성되는 조임부; 상기 조임부에 외삽되며, 일면이 상기 터널의 내측면에 밀착되는 플레이트; 및 상기 테이퍼에 외삽되어 체결되며, 상기 플레이트를 상기 걸림턱과 밀착시켜 고정함과 동시에 상기 테이퍼의 외주연을 가압해 상기 관통홀의 내주연을 상기 락볼트의 외주연에 협착시켜 고정하는 가압부를 포함하고, 상기 조임부는 상기 테이퍼가 상기 관통홀 측으로 조여질 때 발생하는 저항력을 감소할 수 있도록 상기 테이퍼의 일단에서 걸림턱 경계까지 형성되는 탄성력을 가진 절개홈을 포함한다.

일예를 들면, 상기 조임부에는, 상기 관통홀의 내주연에 형성되며, 상기 락볼트의 외주연과 밀착 시 마찰력을 제공하는 마찰부재를 더 포함할 수 있다.

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이와 같은 락볼트용 고정장치는 조임부와 가압부를 통해 상기 락볼트의 외경에 나사산을 형성할 필요 없어 작업시간을 줄일 수 있으며, 상기 플레이트와 락볼트를 단단하게 고정할 수 있어 터널 내벽을 가압하는 플레이트가 진통 등의 외력에도 체결이 풀리지 않아 유지보수에 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치를 나타낸 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 조임부를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 시공과정을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 시공과정을 도시한 단면 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 시공과정을 도시한 단면 사시도이다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치를 나타낸 단면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 조임부(200)를 도시한 측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치는 락볼트(100), 플레이트(300), 조임부(200), 가압부(400)를 포함할 수 있다.

상기 락볼트(100)는, 터널의 내측면에 형성된 천공에 삽입되어 고정된다. 자세히 설명하면, 상기 락볼트(100)는 상기 천공에 삽입된 후 몰탈을 상기 천공에 주입시켜 고정한다. 즉, 상기 락볼트(100)는 상기 터널의 붕괴와 붕락을 방지할 수 있도록 상기 터널의 일부를 지지한다. 상기 락볼트(100)는 원통형 또는 다각형의 단면을 가지며, 길이방향으로 돌출되도록 형성된다. 상기 락볼트(100)는 높은 하중에도 견딜 수 있는 소재로 이뤄지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 락볼트(100)는 금속재로 형성될 수 있다.

상기 조임부(200)는, 상기 락볼트(100)에 외삽 되어 결합한다. 상기 조임부(200)는 상기 락볼트(100)의 외주연을 가압해 고정된다.

상기 조임부(200)는, 본체(210), 관통홀(220), 걸림턱(230), 테이퍼(240), 나사산(250)을 포함한다.

상기 본체(210)는, 소정의 높이를 갖도록 돌출되는 원기둥 형상으로 이뤄진다. 상기 본체(210)는 상기 가압부(400)를 통해 전해지는 외력에 변형되기 용이한 재질로 이뤄지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 본체(210)는 연성이 있는 구리, 아연 등이 포함된 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 관통홀(220)은, 상기 관통홀(220)은 상기 본체(210)의 내부에 형성된다. 상기 관통홀(220)은 상기 조임부(200)가 락볼트(100)에 외삽될 수 있는 직경을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 관통홀(220)의 내주연은 상기 락볼트(100)의 외주연과 외력에 의해 협착하여 고정될 수 있다.

상기 걸림턱(230)은, 상기 본체(210)의 하부에 형성되며 상기 본체(210)의 외주연을 따라 소정의 높이로 돌출된 링 형상의 돌기이다. 상기 걸림턱(230)은 상기 조임부(200)에 외삽된 상기 플레이트(300)의 일면에 걸려 상기 플레이트(300)가 상기 조임부(200)에서 이탈되지 않도록 한다.

상기 테이퍼(240)는, 상기 본체(210)의 측면에 형성되며 상기 걸림턱(230)의 반대 측으로 향할수록 점점 좁아지도록 형성된다. 상기 테이퍼(240)는 상기 가압부(400)에 의해 외력을 제공받아 상기 관통홀(220)의 내주연을 상기 락볼트(100)의 외주연을 향해 밀착하도록 조이는 역할을 한다.

상기 나사산(250)은, 상기 테이퍼(240)의 외주연에 형성되며, 상기 가압부(400)와 체결된다. 상기 나사산(250)은 상기 가압부(400)가 상기 나사산(250)에 체결된 상태에서 회전하면 일측에서 타측으로 상기 나사산(250)을 따라 이동 하게 한다.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 조임부(200)는 마찰부재(260), 절개홈(270)을 더 포함할 수 있다.

상기 마찰부재(260)는, 상기 관통홀(220)의 내주연에 형성되며, 상기 락볼트(100)의 외주연과 밀착 시 마찰력을 제공한다. 상기 마찰부재(260)는 (a)에 도시된 바와 같이 상기 관통홀(220)의 내주연에 코팅되거나 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 마찰부재(260)는 마찰력 향상을 돌출된 입자가 배치될 수 있다. 한편, 상기 마찰부재(260)는 (b)에 도시된 바와 같이 상기 관통홀(220)의 내주연에 절삭 가공을 통해 형성되는 복수의 돌기로 형성될 수 있다.

즉, 마찰부재(260)는 마찰력을 증가시키기 위한 수단을 상기 관통홀(220)의 내주연에 형성하거나 결합시켜 상기 조임부(200)가 상기 락볼트(100)를 더욱 강력하게 고정할 수 있도록 하는 것이다.

상기 절개홈(270)은, 상기 테이퍼(240)가 상기 관통홀(220) 측으로 조여질 때 발생하는 저항력을 감소할 수 있도록 상기 테이퍼(240)의 일단에 형성된다. 상기 절개홈(270)은 상기 본체(210)의 상면에서 하부로 향하도록 상기 테이퍼의 일단에서 걸림턱 경계까지 형성되며 상기 테이퍼(240)에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 절개홈(270)은, 상기 락볼트(100)의 외주연과 밀착시 마찰력을 제공하는 마찰부재의 기능이 더 효율적으로 작용하도록 상기 본체(210)부의 상단에 적어도 하나 이상 형성되며 서로 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 플레이트(300)는, 상기 조임부(200)에 외삽되며, 일면이 터널의 내측 면에 밀착된다. 상기 플레이트(300)는 소정의 넓이를 가지는 판 형상으로 이뤄질 수 있다. 또는, 상기 플레이트(300)의 외측 단부가 터널의 내측면과 밀착할 수 있도록 상기 플레이트(300)의 중심부에는 오목한 부분이 형성될 수 있다. 상기 플레이트(300)는 상기 플레이트(300)는 상기 터널의 내측면을 가압해 지지할 수 있도록 높은 하중을 지탱할 수 있는 재질로 이뤄지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 플레이트(300)는 금속재질로 형성되며, 부식을 방지하기 위해 표면에 코팅이 될 수 있다.

상기 가압부(400)는, 상기 테이퍼(240)에 외삽되어 체결되며, 상기 플레이트(300)를 상기 걸림턱(230)과 밀착시켜 고정함과 동시에 상기 테이퍼(240)의 외주연을 가압해 상기 관통홀(220)의 내주연을 상기 락볼트(100)의 외주연에 협착시켜 고정한다. 상기 가압부(400)는 너트로 형성이 될 수 있다. 상기 가압부(400)의 내경은 상기 테이퍼(240)의 최소 외경과 최대 외경 사이 값으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 가압부(400)의 내경은 상기 테이퍼(240)의 최소 내경 보다 조금 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 한편 상기 가압부(400)의 내경에는 상기 나사산(250)과 대응되는 나사산(250)이 형성될 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 시공과정을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 시공과정을 도시한 단면 사시도이며, 도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 시공과정을 도시한 단면 사시도이다.

이하, 도 4 내지 도6을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 락볼트용 고정장치의 시공과정에 대하여 설명한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 먼저, 상기 락볼트(100)가 터널의 내측면에 형성된 천공에 삽입된다. 상기 락볼트(100) 삽입이 완료되면, 상기 락볼트(100)에 상기 조임부(200)를 외삽해 끼워 넣는다. 이때, 상기 조임부(200)에 형성된 걸림부의 위치와 상기 터널의 내측면의 위치를 되도록 동일선상에 위치하도록 세팅한다. 그런 다음, 상기 플레이트(300)를 상기 조임부(200)에 외삽하여 상기 걸림턱(230)에 플레이트(300)의 일면이 접하도록 배치한다. 이때, 상기 플레이트(300)의 일면이 상기 터널의 내측면와 밀착하도록 설정한다. 이와 같이 기본적인 세팅이 완료되면 상기 가압부(400)를 상기 조임부(200)에 형성된 테이퍼(240)의 일단에 체결한다. 자세히 설명하면 상기 페이퍼에 형성된 나사산(250)과 나사 결합시킨다. 그런 다음, 상기 가압부(400)를 스페너를 통해 회전시킨다. 상기 가압부(400)가 회전 되면, 상기 가압부(400)는 상기 나사산(250)을 따라 상기 플레이트(300) 측으로 이동한다. 이때 상기 테이퍼(240)의 최소 외경과 최대 외경 사이의 내경을 갖는 상기 가압부(400)는, 상기 가압부(400)가 갖는 내경보다 큰 외경에 접하게 된다. 이때 지속적으로 가압부(400)가 회전하며 플레이트(300) 측으로 이동하면 상기 가압부(400)의 내경이 상기 테이퍼(240)의 외경을 가압하게 된다. 다르게 표현하면, 상기 가압부(400)의 내경이 상기 테이퍼(240)의 외경을 조이게 된다. 상기 가압부(400)을 통해 테이퍼(240)의 외주연이 가압되면, 상기 본체(210)의 관통홀(220) 내주연이 상기 락볼트(100)의 외주연을 향해 휘어지며 상기 락볼트(100)와 협착하여 고정되게 한다. 이때, 상기 절개홈(270)은 상기 내주연이 상기 락볼트(100)의 외주연을 향해 휘어질 때 발생하는 저항력을 감소시킨다.

이와 같은 락볼트용 고정장치의 조임부(200)와 가압부(400)를 통해 상기 락볼트(100)의 외경에 나사산(250)을 형성할 필요 없어 작업시간을 줄일 수 있으며, 상기 플레이트(300)와 락볼트(100)를 단단하게 고정할 수 있어 터널 내벽을 가압하는 플레이트(300)가 진동 등의 외력에도 체결이 풀리지 않아 유지보수에 용이한 효과가 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 락볼트 200 : 조임부
300 : 플레이트 400 : 가압부

Claims

터널의 내측면에 형성된 천공에 삽입되는 락볼트;
내부에 형성된 관통홀을 통해 상기 락볼트에 외삽되며, 일측에는 걸림턱이, 타측에는 테이퍼가 일체로 형성되는 조임부;
상기 조임부에 외삽되며, 일면이 상기 터널의 내측면에 밀착되는 플레이트; 및
상기 테이퍼에 외삽되어 체결되며, 상기 플레이트를 상기 걸림턱과 밀착시켜 고정함과 동시에 상기 테이퍼의 외주연을 가압해 상기 관통홀의 내주연을 상기 락볼트의 외주연에 협착시켜 고정하는 가압부를 포함하고,
상기 조임부는 상기 테이퍼가 상기 관통홀 측으로 조여질 때 발생하는 저항력을 감소할 수 있도록 상기 테이퍼의 일단에서 걸림턱 경계까지 형성되는 탄성력을 가진 절개홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트용 고정장치.
제 1항에 있어서,
상기 조임부에는, 상기 관통홀의 내주연에 형성되며, 상기 락볼트의 외주연과 밀착 시 마찰력을 제공하는 마찰부재를 더 포함하는 락볼트용 고정장치.
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