KR100257848B1 - 복합재료 비계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장섬유 강화 복합재료를 사용하여 구조적으로 안전하면서 무게가 가볍고 충격특성이 우수한 복합재료 비계에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 건물 주위의 외벽 구성을 따라 설치될 수 있게 핀이 내경에 형성된 파이프(1)와, 상기 파이프(1)를 축방향으로 체결하기 위해서 꺽쇠형상의 홈(5)이 형성된 커플러(4 ; coupler)를 포함하는 비계에 있어서, 상기 파이프(10)는 장섬유 강화 고분자 복합재료로 형성된 중공축 형상으로 충격방지와 좌굴 방지를 위해서 끝단부와 중간의 원주면에 피팅(11,14)이 형성되어 있고, 상기 커플러(40)를 축방향으로 체결시에 발생하는 응력집중을 완화시키기 위해서 상기 파이프(10)의 끝단부의 내경에 어댑터부(20,30)가 결합되어 있으며, 또한, 상기 파이프(10)를 축방향으로 체결하는 장섬유 강화 고분자 복합재료로 형성된 상기 커플러(41)는 외원주면에 상기 파이프(10)들을 나사결합시킬 수 있게 나사산(47)이 형성되어 있으며, 상기 파이프(10)의 끝단부의 내경에는 상기 커플러(41)와 나사결합되기 위해서, 나사산(17,27)이 형성된 부싱(16,26)이 고정되어 있는 복합재료 비계가 제공된다. 또한, 상기 다수의 파이프(91,92,92',93,94,94',95)들을 대각선과 수평 및 수직방향으로 결합시키기 위한 십자형실린더부(64)와, 힌지부(62,65) 및, 결합실린더부(61,66)를 구비한 다방향 커플러(60)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계가 제공된다.

Description

복합재료 비계

본 발명은 복합재료 비계(scaffold system with composite materials)에 관한 것이며, 특히 작업자의 손이 닿지 않는 곳의 작업을 용이하게 하기 위하여 건물 주위의 외벽 구성을 따라 설치한 가설물로서 비강성과 비강도가 높은 복합재료파이프(pipe)와 커플러(coupler)를 구비한 복합재료 비계에 관한 것이다.

장섬유 강화 복합재료는 재료의 높은 비강성과 비강도의 특성으로 우주선의 재료로 사용되고 있을 뿐만 아니라, 그 생산가격이 저렴해 지면서 스포츠 및 레저용품 등에 폭넓게 응용되고 있다. 또한, 세계 선진국에서는 복합재료의 내부식성을 이용하여 화학 플랜트나 하수도 처리장 구조물에 복합재료를 응용하려는 경향이 증가하고 있다. 고분자를 기지로 하는 복합재료는 가격이 저렴하면서 상대적으로 우수한 강도와 충격특성을 가지고 있다. 또한, 재료의 밀도가 철강 재료의 1/4이기 때문에 무게를 대폭 줄일 수 있다. 또한, 이런 복합재료를 건축물부재에 응용하려는 경향도 증가하고 있다. 이런 건축물부재중에는 건물 주위의 외벽 구성을 따라 설치한 가설물인 비계가 있다.

비계는 재료면에서 분류하면 통나무 비계와 강관 비계로 나눠질 수 있다. 또한, 이런 비계는 시공과 감독에 편리하고 안전하도록 공사의 종류, 규모 및 장소 등에 따라 적당한 재료 및 방법으로 견고하게 설치해야 하며 유지 및 보수에 항상 주의하여야 한다.

종래 기술에 따른 비계에는 도 1에 도시된 바와 같이, 한국표준규격 KS F8002에 합격한 것으로 강도가 350∼400MPa인 파이프(1)와 직선형 커플러(4)가 사용된다. 이런 비계용 파이프(1)는 단순한 튜브형상으로 바깥지름 48.6㎜, 두께 2.9㎜와 2.4㎜, 길이 1.8m, 2.7m, 4.5m로서 겉 표면에 아연 도금막(2)이 형성되어 있다. 이런 파이프(1)의 단부에는 상기 커플러(4)와 핀결합되게 직경방향으로 관통한 구멍에 핀(3)이 배치되어 있다.

또한 이런 파이프(1)를 양방향에서 각각 체결하기 위한 철선대신 사용하는 커플러(4)는 직선형과 십자형으로 형성되어 있으며, 파이프(1)의 핀(3)에 결합되는 꺽쇠형상의 결합홈(5)이 양 단부에 형성되어 있으며, 중간에 원형턱형상의 플랜지(6)가 형성되어 있다.

이렇게 형성된 종래의 비계의 파이프(1)와 커플러(4)는 파이프(1)의 단부의 내경에 커플러(4)를 축방향으로 삽입시킴과 동시에, 파이프(1)의 핀(3)이 꺽쇠형상의 결합홈(5)에 걸리게 커플러(4)를 회전시켜서 조립된다. 또한, 이렇게 조립된 파이프(1)와 커플러(4)의 결합부위는 스테이관(stay tube)형상의 가새(brace ; 도시안됨)로 보강된다.

이렇게 결합되는 종래 기술에 따른 비계의 파이프(1)와 커플러(4)는 비계의 수직부를 형성하는데 사용되며, 이런 비계의 수평부 및 대각선부를 형성하는 또다른 파이프들은 통상적인 업계에 널리 알려진 직교 클램프와 스위블(swivel) 클램프로 결합된다.

그러나, 종래의 비계의 무게는 길이가 4.5m인 경우 14.6kgf로 건장한 체격의 작업자가 다루기에는 무겁기 때문에, 비계의 조립 및 해체시 작업자가 비계를 다루는데 많은 어려운 점이 있다.

또한, 종래의 비계는 아연도금이 된 강관 파이프이지만 습기에 상대적으로 약하고, 오랜 시간동안 건축장에 방치될 경우에 부식되는 단점이 있다.

또한, 비계를 해체할 경우, 10층 이상의 고층건물에서 비계를 낙하 시키기 때문에 충격에 의하여 비계가 손상되는 단점이 있다. 또한, 이렇게 비계가 충격을 받을 경우에는 비계의 끝부분에 소성 변형이 발생하게 되어 형상이 변하므로 직선형 커플러와의 연결이 어렵게 되는 단점이 있다.

또한, 종래의 비계는 수직방향을 연결시에 직선형 커플러를 사용하고 수평부와 대각선방향을 연결시에 직교 클램프와 스위블 클램프를 각각 사용하기 때문에, 클램프의 결합이 복잡하고 어려운 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 장섬유 강화 복합재료를 사용하여 구조적으로 안전하면서 무게가 가볍고 충격특성이 우수한 복합재료 비계를 제공하려는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 비계의 구성을 설명하기 위해 소정부위를 절단한 분해사시도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합재료 비계의 구성을 설명하기 위해 중요부위를 절단한 분해사시도.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 복합재료 비계의 결합관계를 설명하기 위한 단면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합재료 비계의 결합관계를 설명하기 위한 단면도 및 확대도.

도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 복합재료 비계의 결합관계를 설명하기 위한 조립도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제5실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러의 형상을 설명하기 위한 분해사시도.

도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러의 형상을 설명하기 위한 분해사시도.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제7실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러의 형상을 설명하기 위한 분해사시도.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10 : 복합재료파이프 11,14 : 피팅

20,30 : 어댑터부 40,41,60,70,80 : 커플러

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 건물 주위의 외벽 구성을 따라 설치될 수 있게 핀이 내경에 형성된 파이프와, 상기 파이프를 축방향으로 체결하기 위해서 꺽쇠형상의 홈이 형성된 커플러(coupler)를 포함하는 비계에 있어서, 상기 파이프는 장섬유 강화 고분자 복합재료로 형성된 중공축 형상으로 충격방지와 좌굴 방지를 위해서 끝단부와 중간의 원주면에 피팅이 형성되어 있고, 상기 커플러를 축방향으로 체결시에 발생하는 응력집중을 완화시키기 위해서 상기 파이프의 끝단부의 내경에 어댑터부가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 파이프의 외원주면에는 수분 및 자외선 차단을 위한 코팅막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 장섬유 강화 고분자 복합재료로 형성된 상기 커플러는 외원주면에 상기 파이프들을 나사결합시킬 수 있게 나사산이 형성되어 있으며, 상기 파이프는 끝단부의 내경에 상기 커플러와 나사결합되기 위해서, 나사산이 형성된 부싱이 고정되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 파이프와 상기 커플러를 체결시의 응력집중을 완화시키기 위해서, 상기 파이프의 끝단부의 두께가 본체의 두께보다 상대적으로 두껍게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 건물 주위의 외벽 구성을 따라 설치되는 비계에 있어서, 상기 비계의 대각선과 수평 및 수직방향을 형성하는 다수의 파이프들을 한 지점에서 체결시키기 위해서, 외원주면에 십자형 돌출부가 형성된 중공형의 십자형실린더부와, 테두리면에 다수의 힌지들이 형성된 다수의 힌지부 및, 결합실린더부를 구비하며, 상기 결합실린더부는 상기 힌지부와 상기 십자형실린더부를 관통하여 상기 힌지부와 상기 십자형실린더부가 회전할 수 있게 결합된 다방향 커플러을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 다방향 커플러의 상기 결합실린더부는 플랜지에 상기 비계의 대각선방향을 형성하는 다수의 파이프들이 힌지결합될 수 있는 다수의 힌지가 일체형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 다방향 커플러의 상기 결합실린더부는 플랜지에 형성된 다수의 홈에 상기 비계의 대각선방향을 형성하는 상기 다수의 파이프들의 내경에 삽입가능한 다수의 결합봉이 핀결합되어 있는 것이 바람직하다.

아래에서, 본 발명에 따른 복합재료 비계의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합재료 비계의 구성을 설명하기 위해 중요부위를 절단한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 복합재료 비계의 복합재료파이프를 설명하기 위한 단면도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합재료 비계의 결합관계를 설명하기 위한 단면도 및 확대도이며, 도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 복합재료 비계의 결합관계를 설명하기 위한 조립도이다. 또한, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제5실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러의 형상을 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러의 형상을 설명하기 위한 분해사시도이며, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제7실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러의 형상을 설명하기 위한 분해사시도이다.

<제1실시예>

본 발명의 제1실시예에서 설명하는 복합재료 비계는 도 2에 보이듯이, 복합재료로 튜브형상을 갖는 복합재료파이프(10)와, 이런 복합재료파이프(10)의 내경에 삽입가능하게 복합재료로 형성된 직선형 커플러(40)가 배치되어 있다.

먼저, 복합재료 비계에 사용되는 복합재료파이프(10)는 장섬유 강화 고분자 복합재료를 사용하여 펄트루전(pultrusion)법이나 필라멘트 와인딩(filament winding)법으로 튜브형상을 제조한 후 그위에 수분 및 자외선 차단을 위한 코팅막(12)이 형성되어 있다. 또한, 이런 복합재료파이프(10)의 제조시에는 유리섬유/폴리에스터와 같은 장섬유 강화 고분자 복합재료를 사용하는 경우에는 수분내에 경화가 완료되고, 또한 두께가 두꺼울 경우 내부에서 온도의 상승에 의하여 모재의 저하(degradation)가 발생할 가능성이 높기 때문에 내부 온도와 경화정도를 모니터링 하는 것이 필요하다.

이렇게 형성된 본 발명의 제1실시예에 따른 복합재료 비계의 복합재료파이프(10)에는 충격에 의해서 끝부분의 층간 분리를 막기 위하여 고무와 같이 연성이 좋고 충격을 잘 흡수하는 재질의 피팅(14 ; fitting)이 끝단의 원주면에 형성되어 있으며, 축방향으로 발생되는 좌굴을 방지하기 위하여 중간의 원주면에 좌굴방지피팅(11)이 형성되어 있다. 이렇게 형성된 복합재료 비계의 복합재료파이프(10)는 원형 단면, 사각 단면, 육각 단면 등을 가질 수 있다. 또한, 끝부분의 층간 분리를 막기 위한 피팅(14)이 형성된 복합재료파이프(10)의 끝단의 원주면에는 지름방향으로 핀(13)이 배치되어 있다.

이렇게 핀(13)이 배치된 복합재료파이프(10)의 핀구멍(15)의 주위에서는 복합재료의 특성상 응력 집중이 발생된다. 따라서, 이런 복합재료파이프(10)의 핀(13)이 형성된 부위(10')는 몸체를 형성하는 두께보다 상대적으로 큰 두께를 갖게 형성되어 있다. 또한, 복합재료파이프(10)의 내경은 종래의 커플러(4)의 외경에 대응하게 형성되어 있기 때문에 종래의 커플러(4)를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합재료 비계의 직선형 커플러(40)는 복합재료를 사용하여 RTM(resin transfer molding)법이나 압축성형법 등으로 종래의 커플러(4)와 모든 기하학적 수치들이 동일하게 형성되어 있으며, 상기 복합재료파이프(10)의 내경에 핀결합하게 꺽쇠형상의 결합홈(50)이 삽입되는 원주면에 형성되어 있다.

이렇게 형성된 직선형 커플러(40)는 지름방향으로 핀(13)이 삽입된 복합재료파이프(10)의 내경에 축방향으로 삽입됨과 동시에, 꺽쇠형상의 결합홈(50)에 걸리게 회전되어 조립하게 된다.

상기와 같이 조립된 직선형 커플러(40)는 길이가 제한된 복합재료파이프(10)를 지면에서 수직한 방향으로 핀결합하므로써 고층건물에서 작업을 용이하게 하는 비계의 수직부를 체결하는데 사용된다.

<제2실시예>

본 발명의 제2실시예에서 설명하는 복합재료 비계는 도 3에 보이듯이, 복합재료파이프의 내경에 핀기둥이 형성된 어댑터부가 삽입되어 있는 것을 제외하고는 제1실시예의 복합재료 비계와 동일하다. 그러므로, 도 2내지 도 3까지 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

먼저, 피팅(14)된 복합재료파이프(10)의 끝단부의 내경에는 커플러(40)가 삽입가능한 내경을 갖는 단축어댑터부(20)가 배치되어 있다. 이런 단축어댑터부(20)의 내경에는 상기 커플러(40)의 결합홈(50)에 대응한 직경의 핀기둥(23)이 지름방향으로 형성되어 있다.

이렇게 형성된 단축어댑터부(20)의 외경은 억지끼워맞춤식으로 상기 복합재료파이프(10)의 내경에 결합되거나, 접착제로 고정된다.

또한, 단축어댑터부(20)는 상기 복합재료파이프(10)를 결합시키는 종래의 핀(3)을 대신하여 핀기둥(23)이 일체형으로 형성되어 있기 때문에 핀구멍이 형성된 부위에 응력이 집중되는 것을 막는 역할을 한다. 또한, 이런 단축어댑터부(20)는 상기 커플러(40)를 복합재료파이프(10)에 체결시키기 때문에, 구조적으로 안정하며, 또한 분해 결합이 용이한 복합재료파이프(10)를 제작할 수 있게 한다.

<제3실시예>

본 발명의 제3실시예에서 설명하는 복합재료 비계는 도 4a 및 도 4b에 보이듯이, 복합재료파이프의 끝단부의 내경에 작은 피치의 나사산을 갖는 부싱이 배치되어 있고, 이런 부싱의 나사산에 나사결합된 장축어댑터부는 내부에 형성된 핀기둥이 복합재료파이프의 끝단부의 외부로 돌출되게 형성되어 있는 것을 제외하고는 제1 및 2실시예의 복합재료 비계와 동일하다. 그러므로, 도 2내지 도 4b까지 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

먼저, 피팅(14)된 복합재료파이프(10)의 끝단부의 내경에는 소정길이로 작은 피치를 갖는 부싱(16)이 배치되어 있다. 이런 부싱(16)의 내경에는 장축어댑터부(30)가 배치되어 있다.

이렇게 배치된 부싱(16)의 외경은 상기 복합재료파이프(10)의 내경에서 접착제에 의한 파괴를 막기위한 넓은 접촉면을 갖고 있으며, 내경에는 상기 장축어댑터부(30)가 나사결합될 수 있게 작은 피치의 나사산(17)이 형성되어 있다.

또한, 이런 부싱(16)의 내경에 나사결합되는 장축어댑터부(30)의 내경은 상기 커플러(40)가 삽입될 수 있는 직경으로 형성되어 있다. 또한, 장축어댑터부(30)는 지름방향으로 핀기둥(33)이 형성된 부위가 복합재료파이프(10)의 외부에 배치될 수 있는 길이를 갖는다.

이렇게 형성된 본 발명의 제3실시예에 따른 복합재료파이프(10)의 끝단부의 내경에는 접착제로 부싱(16)이 고정되어 있다. 또한, 이런 부싱(16)의 내경의 나사산(17)에는 장축어댑터부(30)가 나사결합되어 있기 때문에 제작이 용이하며, 핀기둥(33)이 형성된 반대쪽 단부는 복합재료파이프(10)의 축방향의 외부에 돌출되므로써, 복합재료파이프(10)들을 체결시에 상대적으로 넓은 결합면적을 제공하게 된다.

<제4실시예>

본 발명의 제4실시예에서 설명하는 복합재료 비계는 도 5에 보이듯이, 복합재료파이프의 끝단부의 내경에 큰 피치의 나사산을 갖는 부싱이 배치되어 있고, 이런 부싱에 나사결합되는 커플러의 양단부에 나사산이 형성되어 있는 것을 제외하고는 제1 내지 제3실시예의 복합재료 비계와 동일하다. 그러므로, 도 2내지 도 5까지 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

먼저, 표면가공을 하기 어려운 복합재료로 만들어진 복합재료파이프(10)와 커플러를 나사결합시키기 위해서 복합재료파이프(10)의 끝단부의 내경에는 큰 피치의 나사산(27)이 안쪽으로 형성된 부싱(26)이 배치되어 있다.

이렇게 배치된 부싱(26)의 내경에 대응한 나사산(47)이 외원주면에 형성된 커플러(41)는 복합재료파이프(10)와의 커플링결합 시간을 줄여 작업의 효율을 높이게 된다. 또한, 이런 나사산이 형성된 커플러(41)는 복합재료파이프(10)의 내부에 고정된 부싱(26)과 나사결합되기 때문에 충격으로 인하여 나사산(27)이 무뎌지거나 파손되는 일은 발생하지 않게 된다.

이상에서 설명한 복합재료파이프(10)와 커플러(40,41)는 비계의 수직부를 형성하는데 사용되며, 비계의 수평부와 대각선부는 종래의 직교 클램프와 스위블 클램프를 사용하여 수직부와 연결하게 된다.

아래에서, 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 복합재료 비계의 수직부, 수평부 및 대각선부를 하나의 커플러를 통하여 연결하여, 더 견고한 비계구조를 얻을 수 있으며 조립과 해체를 할 경우에 더 편리하게 할 수 있는 복합재료 비계의 다중방향 커플러에 대해서 설명하겠다.

<제5실시예>

본 발명의 제5실시예에서 설명하는 복합재료 비계의 다중방향 커플러(60)는 도 6a 및 도 6b에 보이듯이, 비계의 수직부와 수평부 및 대각선부의 복합재료파이프(91,92,93,94,95)를 동시에 체결시킬 수 있게 십자형실린더를 중심으로 상하방향에 각각 제1힌지부(62)와 제2힌지부(65)가 배치되어 있으며, 이런 십자형실린더(64)와 제1힌지부(62) 및 제2힌지부(65)를 상하방향으로 관통하여 핀결합하게 형성된 제1및 제2결합실린더부(61,66)가 일자형으로 각각 배치되어 있다.

상기와 같이 배치된 제1결합실린더부(61)와 제2결합실린더부(66)는 비계의 수직부를 형성하는 복합재료파이프(91,95)가 결합될 수 있게 중공축 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제1결합실린더부(61)는 중앙에서 턱을 형성하게 테두리형상의 플랜지(67)가 형성되어 있으며, 하방향의 단부의 내부에서 지름방향으로 핀(68)이 형성되어 있다. 또한, 제1결합실린더부(61)와 동일한 형상으로 형성된 제2결합실린더부(66)는 꺽쇠형상의 홈(69)이 형성된 부위가 제1결합실린더부(61)의 핀(68)이 형성된 내경에 삽입될 수 있게 형성되어 있다.

또한, 이런 제1결합실린더부(61)의 핀(68)이 형성된 외경에 삽입가능하게 형성된 중공축 형상의 십자형실린더(64)는 비계의 수평부를 형성하는 복합재료파이프(93)들이 삽입될 수 있게 형성되어 있으며, 그 외원주면에는 90°간격으로 원형의 돌출봉(63)들이 일체형으로 형성되어 있다.

또한, 핀(68)이 내경에 형성된 제1결합실린더부(61)의 외원주면에 삽입가능하게 형성된 튜브형상의 제1힌지부(62)와 제2힌지부(65)는 비계의 대각선부를 형성하는 복합재료파이프(92,94)들이 힌지결합할 수 있게 테두리면에 90°간격으로 힌지가 형성되어 있다.

아래에서 앞서 상세히 설명한 바와 같이 형성된 본 발명의 제5실시예에 따른 복합재료 비계의 결합관계에 대해서 설명하겠다.

먼저, 내부에 핀(68)이 형성된 제1결합실린더부(61)의 하부의 외원주면에는 제1힌지부(62)와 십자형실린더(64) 및 제2힌지부(65)가 일자형으로 삽입되어 있다. 또한, 이렇게 삽입된 제1결합실린더부(61)의 핀(68)이 형성된 내경에는 제2결합실린더부(66)의 꺽쇠형상의 홈(69)이 형성된 중공면이 삽입되며, 이런 제2결합실린더부(66)의 꺽쇠형상의 홈(69)은 제1결합실린더부(61)의 내부에 형성된 핀(68)에 결합되어 있다. 이렇게 제1결합실린더부(61)와 제2결합실린더부(66)에 의해 결합된 십자형 실린더(64)와 제1및 제2힌지부(62,65)는 회전이 가능하게 된다.

상기와 같이 결합된 다중방향 커플러(60)의 제1결합실린더부(61)와 제2결합실린더부(66)의 개구된 상하방향의 내경에는 비계의 수직부를 형성하는 두개의 복합재료파이프(91,95)가 결합된다. 또한, 십자형실린더(64)의 돌출봉(63)들에는 수평면상에서 90°간격으로 비계의 수평부를 형성하는 다수의 복합재료파이프(93)가 결합된다. 또한, 제1및 제2힌지부(62,65)의 다수의 힌지에는 비계의 대각선부를 형성하며, 끝단부가 힌지결합할 수 있게 힌지구멍(96)이 형성된 다수의 복합재료파이프(92,94)가 결합된다.

따라서, 상기와 같이 결합된 다중방향 커플러(60)는 비계를 형성하는 다수의 복합재료파이프(91,92,93,94,95)들을 한 지점에 결합시키기 때문에 상대적으로 견고한 구조를 구성할 수 있게 된다.

<제6실시예>

본 발명의 제6실시예에서 설명하는 복합재료 비계의 다중방향 커플러(70)는 도 7에 보이듯이, 제1및 제2결합실린더부(71,76)의 플랜지(77)에 다수개의 힌지(72)가 형성되어 있다는 것을 제외하고는 제5실시예의 다중방향 커플러(60)와 동일하다. 그러므로, 도 6a, 도 6b 및 도 7까지 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

먼저, 제6실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러(70)의 제1결합실린더부(71)와 제2결합실린더부(76)의 중간에 형성된 플랜지(77)에는 90°간격으로 다수개의 힌지(77)들이 일체형으로 형성되어 있다. 이렇게 형성된 다중방향 커플러(70)는 조립되는 부품의 수를 줄이면서 비계의 수직부와 수평부 및 대각선부를 형성하는 다수의 복합재료파이프(91,92,93,94,95)들을 결합시킬 수 있게 되며, 상대적으로 조립 및 분해가 간단하게 된다.

<제7실시예>

본 발명의 제7실시예에서 설명하는 복합재료 비계의 다중방향 커플러(80)는 도 8a, 도 8b에 보이듯이,제1및 제2결합실린더부(81,86)의 플랜지(82)에 다수개의 결합봉(84)이 힌지결합되어 있는 것을 제외하고는 제5 및 제6실시예의 다중방향 커플러(60,70)와 동일하다. 그러므로, 도 6a 내지 도 8b까지 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

먼저, 먼저, 제7실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러(80)의 제1결합실린더부(81)와 제2결합실린더부(86)의 중간에 형성된 플랜지(87)에는 90°간격으로 홈(83)들이 형성되어 있으며, 이런 홈(83)들에는 결합봉(84)들이 배치되어 있다.

이렇게 배치된 결합봉(84)들은 한쪽의 단부에 상기 홈(83)에 핀결합할 수 있게 형성되어 있으며, 반대쪽 단부에는 비계의 대각선부를 형성하는 복합재료파이프(92',94')들을 핀결합할 수 있게 구멍(85)이 형성되어 있다.

이런 결합봉(84)들은 비계의 대각선부를 형성하는 다수의 복합재료파이프(92',94')들이 삽입되며, 결합봉(84)들에 형성된 핀구멍(85)과 각각의 복합재료파이프(92',94')들에 형성된 구멍(97)을 핀(99)으로 관통시켜서 상기 복합재료파이프(92',94')를 체결한다.

이렇게 체결된 다수의 대각선부를 형성하는 복합재료파이프(92',94')들은 상기 결합봉(84)들이 홈(83)들에서 각각 힌지점을 기준으로 상하로 회전할 수 있게 결합되어 있기 때문에 비계의 대각선부를 다양한 각도로 형성하게 결합된다.

따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 복합재료 비계의 다중방향 커플러(80)는 커플러의 부품 갯수가 줄어들기 때문에 조립이 간편하게 되며, 또한, 비계의 대각선보를 형성하기 위해서 힌지결합을 하는 별도의 파이프가 필요하지 않게 한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 복합재료 비계는 고분자를 기지로 하는 복합재료를 비계의 재료로 사용하였기 때문에 비강성 비강도가 뛰어나며, 충격에 의한 비계의 파손과 하중에 의한 비계의 변형을 막기 위해서 파이프의 끝단부와 중간에 피팅이 되어 있기 때문에 경량이면서 충격에 강한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 복합재료 비계는 재료의 밀도가 철강 재료의 1/4이기 때문에 비계의 중량을 감소시켜서 비계의 조립 및 해체작업이 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 복합재료 비계는 재료의 특성상 습기에 강하며, 표면에 자외선 방지 코팅이 처리되어 있기 때문에 오랜 시간동안 건축장에 방치하여도 부식되지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 복합재료 비계는 낮은 열전달 계수를 갖고 있기 때문에 겨율철 재료의 표면에 성애가 생기는 것을 방지하여 작업자의 손에서 미끄러짐이 방지되며, 여름철에는 재료의 표면 온도가 낮게 느껴지게 하기 때문에 작업이 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 복합재료 비계에 사용되는 다방향 커플러는 다방향으로 배치되는 다수의 파이프들을 한곳에 결합시킴으로써 상대적으로 안정된 구조를 가지며, 분해결합이 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 복합재료 비계는 재료원가가 연강보다 비싸지만 후처리 없이 대량생산이 가능하기 때문에 최종 제품의 가격 경쟁력은 우위를 차지할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 복합재료 비계에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (7)

1. 건물 주위의 외벽 구성을 따라 설치될 수 있게 핀(3)이 내경에 형성된 파이프(1)와, 상기 파이프(1)를 축방향으로 체결하기 위해서 꺽쇠형상의 홈(5)이 형성된 커플러(4 : coupler)를 포함하는 비계에 있어서,

   상기 파이프(10)는 장섬유 강화 고분자 복합재료로 형성된 중공축 형상으로 충격방지와 좌굴 방지를 위해서 끝단부와 중간의 원주면에 피팅(11,14)이 형성되어 있고, 상기 커플러(40)를 축방향으로 체결시에 발생하는 응력집중을 완화시키기 위해서 상기 파이프(10)의 끝단부의 내경에 어댑터부(20,30)가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계.
2. 제1항에 있어서, 상기 파이프(10)의 외원주면에는 수분 및 자외선 차단을 위한 코팅막(12)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계.
3. 제1항에 있어서, 상기 장섬유 강화 고분자 복합재료로 형성된 상기 커플러(41)는 외원주면에 상기 파이프(10)들을 나사결합시킬 수 있게 나사산(47)이 형성되어 있으며, 상기 파이프(10)는 끝단부의 내경에 상기 커플러(41)와 나사결합되기 위해서, 나사산(17,27)이 형성된 부싱(16,26)이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프(10)와 상기 커플러(40)를 체결시의 응력집중을 완화시키기 위해서, 상기 파이프(10)의 끝단부(10')의 두께가 본체의 두께보다 상대적으로 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계.
5. 건물 주위의 외벽 구성을 따라 설치되는 비계에 있어서,

   상기 비계의 대각선과 수평 및 수직방향을 형성하는 다수의 파이프(91,92,92',93,94,94',95)들을 한 지점에서 체결시키기 위해서, 외원주면에 십자형 돌출부(63)가 형성된 중공형의 십자형실린더부(64)와, 테두리면에 다수의 힌지들이 형성된 다수의 힌지부(62,65) 및, 결합실린더부(61,66)를 구비하며, 상기 결합실린더부(61,66)는 상기 힌지부(62,65)와 상기 십자형실린더부(64)를 관통하여 상기 힌지부(62,65)와 상기 십자형실린더부(64)가 회전할 수 있게 결합된 다방향 커플러(60)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계.
6. 제5항에 있어서, 상기 다방향 커플러(70)의 상기 결합실린더부(71,76)는 플랜지(77)에 상기 비계의 대각선방향을 형성하는 다수의 파이프들(92',94')이 힌지결합될 수 있는 다수의 힌지(72)가 일체형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 다방향 커플러(80)의 상기 결합실린더부(81,86)는 플랜지(87)에 형성된 다수의 홈(83)에 상기 비계의 대각선방향을 형성하는 상기 다수의 파이프(92',94')들의 내경에 삽입가능한 다수의 결합봉(84)이 핀결합되어 있는 것을 특징으로 하는 복합재료 비계.