KR100996122B1

KR100996122B1 - 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법

Info

Publication number: KR100996122B1
Application number: KR1020100050516A
Authority: KR
Inventors: 정대기; 김대영
Original assignee: (주)대우건설
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2010-11-24

Abstract

회전력 도입에 의해 전단파괴를 유도하는 단면감소부를 갖는 커플러에 철근을 자동으로 체결할 수 있는 자동 체결장치를 이용한 부재의 기계식 연결방법이 개시된다. 이러한 자동 체결장치는 체결부재에 끼워져 장착된 고정 렌치부; 상기 고정 렌치부의 연결단부가 고정 죠인트부에 의하여 장착된 반력 지지부; 상기 반력 지지부와 고정 장착되며 토크 공급을 위한 유압실린더가 수용되고, 상기 유압실린더의 왕복 이동을 가이드하는 원호형 홈이 형성된 바디부; 및 체결대상부재에 끼워져 장착되며 연결단부가 회동 죠인트부에 의하여 유압실린더의 로드 선단부에 연결되어 유압실린더의 왕복이동을 토크로 변환시키는 회동 렌치부;를 포함하여 체결대상부재(철근)에 가해지는 토크를 유압실린더를 이용하여 도입함으로써 자동으로 연결 작업을 실행할 수 있게 되어 작업자의 부하를 크게 줄이고, 작업 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 얻어진다.

Description

자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법{MECHANICAL CONNECTION METHOD OF MEMBERS USING AUTOMATIC COUPLER CONNECTION APPARATUS AND TORQUE SHEAR COUPLER}

본 발명은 부재의 체결에 슬립이 발생하지 않도록 일정한 토크를 자동으로 도입시킬 수 있는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 체결대상부재(철근)를 체결부재(커플러)에 체결함에 있어 가해지는 토크를 간단한 유압장치를 이용하여 도입될 수 있도록 함과 더불어 도입된 토크의 크기를 육안으로 직접 검증할 수 있도록 하여 부재 연결 작업에 있어 작업자의 번거로움을 크게 줄이고, 작업 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법에 관한 것이다.

일반적으로 철근의 연결부에서 양쪽 철근을 이어주기 위하여 원통형 관 형태로 형성되어 철근과 기계적인 나사체결을 이루는 커플러를 이용하였다.

도 1a에는 종래에 이용되던 철근 커플러의 일예로서 철근과 나사체결하는 커플러(10)를 이용하여 양쪽 철근(21, 22)을 이어주는 구조를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 1a의 좌측 도면은 종래의 커플러(10)가 일측 철근(21)에 결합되기 전의 상태를 보여주며, 도 1a의 중앙 도면은 종래의 커플러(10)가 양측 철근(21, 22) 사이에 걸쳐서 위치하여 철근(21, 22)이 서로 연결되어 있는 상태를 보여주며, 도 1a의 우측 도면은 철근(21, 22)의 연결단부면 사이에 간격이 존재하도록 종래의 커플러(10)에 의해 연결된 상태를 보여준다.

도 1a에 도시된 것처럼, 종래의 커플러(10)는 내부에 철근(21, 22)의 외경에 대응되는 중공(11)이 형성되어 있는 원통형 부재로 이루어지며, 철근(21, 22)의 양 연결단부 외면에 형성된 나사에 대응되는 암나사부가 상기 중공(11)의 내면에 형성되어 있다.

따라서 두 개의 철근(21, 22)의 양 연결단부 외면에는 수나사부를 형성시키고, 철근(21, 22)의 양 연결단부가 맞닿도록 철근과 커플러(10)를 서로 반대방향으로 회전시켜 조임으로써 커플러(10)에 의해 양쪽 철근(21, 22)을 일체로 연결하게 된다.

이때, 나사 체결되는 커플러(10)를 이용하여 양측 철근(21, 22)을 서로 견고하게 연결하기 위해서는, 상기 커플러(10)가 일측 철근(21)의 연결단부와 타측 철근(22)의 연결단부에 걸쳐 나사 체결되어 위치한 상태에서, 커플러(10)가 더 이상 회전하지 않을 때까지 양측 철근과 함께 강하게 조여져야 한다.

그러나 종래 커플러(10)의 경우, 철근과 커플러(10)를 언제까지 함께 조여 체결해야 철근이 서로 완전하게 연결시킬 수 있는지 철근에 대한 커플러(10)의 조임 정도를 정량적으로 조절하고 나아가 이를 검증할 수 가 없어 이는 모두 작업자의 능력과 성실도에 의존할 수밖에 없었다.

즉, 작업자의 의지와 숙련도에 따라 커플러(10)의 조임 정도가 결정될 수밖에 없기 때문에 설사 철근에 대한 커플러(10)의 조임이 불충분하더라도 달리 검증을 할 수 없어 품질관리에 항상 문제점이 될 수밖에 없었다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 커플러의 조임이 충분한 정도로 이루어져 있음을 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하여, 커플러가 작업자에 의해 불충분하게 조여지는 상황이 발생하는 것을 방지함과 더불어 커플러의 조임상태 확인 작업을 신속하고 용이하게 진행할 수 있도록 하는 커플러(30,Torque Shear 커플러)가 도 1b에 도시된 바와 같이, 소개되어 있다.

이와 같은 종래의 TS 커플러(30)는 중앙에 철근(21, 22)의 외경에 대응되는 내경을 가지는 중공(31)이 형성되어 있는 관 형태의 부재로 이루어지며, 외면은 육각 단면으로 형성되며, 상기 중공(31)에 양쪽 철근(21, 22)의 연결단부가 삽입되어 체결된다.

그리고 상기 TS 커플러(30)에는, 단면이 줄어들지 않은 분리부와 체결몸통부보다 작은 회전 토크 강도를 가지도록 단면적이 줄어들어 있는 단면 감소부(32)가 형성되어 있어, 상기 단면 감소부에 의해서 TS 커플러(30)가 길이 방향으로 분리부(33)와 체결 몸통부(34)로 구분되어 있다.

이와 같은 TS 커플러(30)는 체결 몸통부(34)의 나사부(34a)에 철근(21)을 나사 체결시키고, 나사부가 형성되어 있지 않은 분리부(33)의 중공(31)으로는 또 다른 철근(22)을 삽입하여 분리부(33)를 통해 체결 몸통부(34)의 나사부(34a)에 체결한 다음, 철근(22)에 공구(41,렌치)를 장착하고, 분리부(33)에 공구(42,스패너 또는 렌치)를 끼우고, 서로 반대 방향으로 회전시켜 TS 커플러(30)에 철근(22)을 연결시키게 된다.

이에 체결 몸통부(34)가 양측 철근(21, 22)의 연결단부에 걸쳐져 위치한 상태에서 체결 몸통부(34)와 분리부(33)에 계속하여 토크를 가하게 되면, 상기 단면 감소부(32)가 일정한 토크에 이를 때, 전단 파괴되어 분리부(33)와 체결 몸통부(34)가 서로 분리됨으로써, 체결 몸통부(34)에 도입된 토크의 크기를 육안으로 확인할 수 있게 된다.

말하자면, 커플러의 분리부가 체결몸통부로부터 전단 파괴되어 분리되면 커플러에 철근이 소요의 토크가 도입되었음을 작업자의 육안으로 확인할 수 있도록 한 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 TS 커플러(30)는 철근마다 (파이프)렌치와 같은 공구(41)를 이용하여 철근(22)을 회전시켜야 하므로 다수의 철근을 작업자가 일일이 돌리는 것에 대한 종래 문제점을 그대로 가진다는 한계가 있었다.

즉, 일일이 철근마다 작업자가 스패너를 커플러에 끼우고, 렌치를 조이고 돌리는 작업이 반복됨으로써 작업 부하가 크게 증가되어 작업 생산성이 저하될 수밖에 없다는 한계를 가지게 된다.

관련하여 도 1c와 같이 철근 또는 파이프를 감싸 배치된 클램프 죠가 렌치 몸체에 회동 가능하도록 설치되어 렌치를 보다 효과적으로 철근 등에 장착할 수 있는 퀵 렌치가 소개되어 있다.

이러한 퀵 렌치는 철근 등의 직경에 따라 렌치의 클램프 사이의 간격을 일일이 조절해야 하는 불편함을 감소시킬 수 는 있으나 이 또한 역시 작업자가 일일이 철근 등에 퀵 렌치(50)를 장착하고 렌치를 스패너와 별도로 각각 회전시켜야 하므로 종래 렌치가 가지는 문제점을 그대로 가질 수밖에 없었다.

또한 도 1d와 같이 철근 등을 회전시키는 토크를 유압실린더(61)에 의하여 도입시킬 수 있도록 한 유압렌치(60)도 소개된 바 있다.

이러한 유압렌치는 휴대용으로 제작되어 작업자는 힘들이지 않고 너트 등을 볼트에 체결시킬 수 있다는 장점은 있으나 구조상 유압렌치를 너트 등에 장착하는 방법에 노력이 많이 소요되는 등 철근과 커플러와 같이 대상부재를 효과적으로 체결시키기에는 사용적 한계가 있을 수밖에 없었다.

이에 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 커플러에 의한 철근 연결 등에 있어 발생되는 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 예컨대 커플러를 이용하여 철근의 나사 연결에 슬립이 발생하지 않도록 일정한 토크를 도입시켜 연결할 수 있도록 하되, 이러한 토크를 유압실린더를 이용하여 도입함으로써 자동으로 철근 연결작업을 실행할 수 있게 되어 작업자의 부하를 크게 줄이고, 작업 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있도록 된 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 커플러에 의한 철근 연결뿐만 아니라 배관용 파이프 체결 등에도 사용 가능하여 부재의 연결에 사용할 수 있는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

커플러를 포함하는 체결부재에 끼워져 장착된 고정 렌치부; 상기 고정 렌치부의 연결단부가 고정 죠인트부에 의하여 장착된 반력 지지부; 상기 반력 지지부와 고정 장착되며 토크 공급을 위한 유압실린더가 수용되고, 상기 유압실린더의 왕복 이동을 가이드하는 원호형 홈이 형성된 바디부; 및 체결대상부재에 끼워져 장착되며 연결단부가 회동 죠인트부에 의하여 유압실린더의 로드 선단부에 연결되어 유압실린더의 왕복이동을 토크로 변환시키는 회동 렌치부;를 포함하는 자동 체결장치를 이용하여 체결부재를 철근을 포함하는 체결대상부재에 일체로 연결하되,

상기 체결부재에는 상기 자동 체결장치의 고정 렌치부를 끼워 체결부재의 회전이 방지되도록 하고, 상기 체결대상부재에는 상기 자동 체결장치의 회동 렌치부를 끼우고, 상기 자동 체결장치의 유압실린더를 작동시켜 회동 렌치부에 의한 토크에 의하여 체결대상부재를 회전시킴으로써 상기 체결부재에 체결대상부재가 나사결합으로 연결되도록 하고, 상기 회동 렌치부에 의해 체결대상부재에 가해지는 토크가 고정 렌치부에 고정된 체결부재에 전달되어 상기 체결부재에 상기 토크와 반대방향의 회전력을 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 바람직하게는 본 발명은 상기 체결부재는 커플러이고 상기 체결대상부재는 철근으로써, 상기 커플러는 회전력 도입에 의해 전단파괴를 유도하는 단면감소부를 갖는 커플러로써, 내측면에 나사 체결부가 형성되지 않은 상태로 철근이 삽입되는 분리부; 상기 분리부를 통해 삽입된 체결대상부재의 연결 나사부가 내측면에 형성된 나사 체결부에 체결되어 체결대상부재가 삽입 체결되는 체결 몸통부; 상기 분리부와 체결 몸통부 사이에서 형성된 단면 감소부;를 포함하여, 자동 체결장치의 고정 렌치부에는 상기 커플러의 분리부가 끼워지도록 하고,자동 체결장치의 회동 렌치부에는 상기 철근이 끼워지도록 하여, 상기 회동 렌치부에 의해 철근에 가해지는 토크가 고정 렌치부에 고정된 커플러의 분리부에 전달되어 상기 분리부에 상기 토크와 반대방향의 회전력을 가함으로써 커플러의 단면 감소부가 전단 파괴되도록 하여 커플러의 분리부와 체결 몸통부가 서로 분리됨으로써, 체결 몸통부에 체결되는 철근의 토크량을 육안으로 확인할 수 있도록 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 고정 렌치부가 체결부재에 끼워져 삽입되는 렌치두부; 상기 렌치두부에 연장 형성된 고정지지부; 및 상기 고정지지부 단부에 관통홀이 형성된 연결단부;를 포함하여 구성되며, 상기 관통홀과 반력 지지부를 관통하여 설치된 고정 죠인트부에 의하여 고정 렌치부가 반력 지지부에 고정 장착되는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 고정 렌치부가 반력지지대에 고정 죠인트부에 의하여 고정 장착되는 연결단부와 상기 연결단부로부터 연장되며 체결부재에 물리도록 제 1죠가 형성된 고정지지암; 및 상기 고정지지암의 일측에 체결부재를 감싸도록 벌어지거나 오므려지도록 회동 죠인트부로 장착되며 상기 체결부재에 물리도록 제 2죠가 형성된 협착 지지암;을 포함하여 구성되어, 상기 협착 지지암을 벌려 체결부재가 상기 제 1죠와 제 2죠사이에 의하여 협착되도록 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 회동 렌치부가 유압실린더의 로드 선단부에 회동 죠인트부에 의하여 연결되는 연결단부와 상기 연결단부로부터 연장되며 체결대상부재의 외주면에 물리도록 제 3죠가 형성된 회동 지지암; 및 상기 회동 지지암의 일측에 체결대상부재를 감싸도록 벌어지거나 오므려지도록 회동 죠인트부로 장착되며 상기 체결대상부재에 물리도록 제 4죠가 형성된 협착 지지암;을 포함하여 구성되어, 상기 협착 지지암을 벌려 체결대상부재가 상기 제 3죠와 제 4죠 사이에 협착되도록 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 바디부가 반력 지지부가 고정핀에 의하여 장착되도록 제1연결홀과 유압실린더가 고정핀에 의하여 장착되도록 제2연결홀이 형성된 복수의 후방 고정판이 서로 마주보도록 이격 형성된 고정 연결대; 상기 고정판의 단부면들과 일체로 형성되어 고정 연결대로부터 연장되어 유압실린더가 수용되는 공간이 형성되도록 하는 유압실린더 수용대; 및 상기 유압실린더 수용대의 단부에 원호형 홈이 형성된 복수의 전방 고정판이 서로 마주보도록 이격 형성된 회동지지블록;을 포함하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 반력 지지부가 상기 양 고정판이 내측으로 삽입되도록 서로 이격되며 제1연결홀과 제2연결홀에 대응하는 제1고정홀과 제2고정홀이 형성된 바디연결대; 및 상기 바디연결대와 일체로 형성되며 고정 렌치부의 연결단부가 끼워져 고정핀에 의하여 관통되도록 고정홀이 형성된 고정 렌치부 연결대;를 포함하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 유압실린더가 유압공급부가 형성된 실린더몸체; 상기 실린더몸체의 일측 단부에 연장 돌출된 연결부로써, 고정 연결대의 제1연결홀에 삽입되는 고정핀이 관통하도록 고정홀이 형성된 고정연결부; 및 상기 유압실린더의 타측 단부으로부터 유압공급부에 의하여 돌출 길이가 연장 및 축소되며 회동 죠인트부의 연결단부가 회동핀에 의하여 연결되도록 회동홀이 형성되고 바디부의 호형 가이드 홈을 따라 이동하는 로드;를 포함하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 고정 렌치부의 제 1죠 및 제 2죠가 회동 렌치부의 제 3죠 및 제 4죠의 치차와 그 배치방향이 각각 반대로 형성되도록 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제3 죠 및 제4 죠에는 각각 직각면과 경사면이 연이어서 형성된 치차들을 각각 형성하고, 상기 제3 죠 및 제4 죠는 치차의 직각면과 경사면이 서로 동일방향으로 형성되어 체결대상부재를 제3 죠와 제4 죠에 협착하여 고정한 상태에서 치차의 직각면을 이용하여 체결대상부재를 맞물어 회전시키고, 경사면을 이용하여 체결대상부재 둘레를 타고 넘어가서 체결대상부재를 한쪽 방향으로 회전시키는 래칫 수단으로서 작용하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 바디부에 형성된 호형 가이드 홈은 체결대상부재를 기준으로 하여 회동 렌치부의 회동 지지암 길이를 반경으로 한 곡률로서 형성되고, 유압실린더의 작동시 상기 호형 가이드 홈을 따라 가이드되어 이동되는 회동 지지암이 제3 죠 및 제4 죠에 협착 고정된 체결대상부재에 토크력을 가하고 유압의 공급방향에 따라 연속 회전시키는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법을 제공한다.

본 발명에 의한 부재 연결방법은 예컨대 철근이나 커플러에 장착되는 렌치는 퀵 렌치의 형태를 가질 수 있도록 하여 자동 체결장치를 간단하게 철근 또는 커플러에 장착할 수 있고,

철근에 도입되는 토크는 유압실린더에 의하여 도입될 수 있도록 하여 철근 장착 및 토크 도입에 있어 작업자의 작업이 획기적으로 간단해지고,

커플러는 회전력 도입에 의해 전단파괴를 유도하는 단면 감소부를 갖는 커플러에 철근을 자동으로 체결할 수 있는 것으로써, 분리부에 의하여 일정한 토크가 도입될 경우 체결몸통부로부터 분리될 수 있도록 하여 토크 도입에 대한 검증을 육안으로 확인할 수 있도록 하여 다수의 철근 등의 부재 연결 작업에 있어 품질관리가 매우 용이해진다는 효과가 얻어지게 된다.

도 1a는 종래 커플러를 이용하여 복수의 철근을 연결시키는 방식을 도시한 단면도,
도 1b는 종래 체결몸통부와 분리부가 분리되는 커플러를 이용하여 복수의 철근을 연결시키는 방식을 도시한 사시도,
도 1c는 종래 퀵 렌치의 사진,
도 1d는 종래 유압렌치의 정면도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시예 1에 의한 자동 체결장치를 이용한 부재연결방법의 순서도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 자동 체결장치의 사시도,
도 4는 상기 실시예 1에 따른 자동 체결장치의 분해 사시도,
도 5는 상기 실시예 1에 따른 자동 체결장치가 철근에 장착되는 상태를 도시한 평면도,
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 실시예 2에 의한 자동 체결장치를 이용한 부재연결방법의 순서도,
도 7은 상기 실시예 2에 따른 자동 체결장치가 철근에 장착되는 상태를 도시한 평면도,
도 8은 상기 실시예 2에 따른 자동 체결장치의 분해 사시도이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동 체결장치(100)를 이용한 부재연결방법에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세히 살펴보되, 체결부재는 커플러(110)를, 체결대상부재는 철근(R)을 기준으로 설명한다.

<실시예 1에 의한 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법>

상기 실시예 1에 의한 부재 연결방법은 도 2a, 도 2b 및 도 2c를 기준으로 설명한다. 체결대상부재를 철근(R)으로 하고 체결부재를 커플러(110)로 전제하여 설명한다.

본 발명에 따른 철근 연결방법은 도 2a와 같이 먼저 커플러(110)를 이용하여 양쪽 철근(R)을 일체로 연결한다.

이와 같이 양쪽 철근(R)을 연결시키기 위하여 사용되는 커플러(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내측면에 나사 체결부가 형성되지 않은 상태로 철근(R)이 삽입되는 분리부(112)를 일측에 구비하고, 상기 분리부(112)를 통해 삽입된 철근(R)의 연결 나사부(Ra)가 내측면에 형성된 나사 체결부(114a)에 체결되어 철근(R)이 삽입 체결되는 체결 몸통부(114)를 타측에 구비하며, 상기 분리부(112)와 체결 몸통부(114) 사이에는 단면 감소부(116)를 형성한 것으로써, 회전력 도입에 의해 전단파괴를 유도하는 단면감소부를 가지는 것이다(Torque Shear Coupler).

이와 같은 커플러(110)는 체결 몸통부(114)의 일측으로 철근(R)을 나사결합으로 체결하고, 상기 분리부(112)를 통해 연결하고자 하는 철근(R)을 삽입하며, 상기 분리부(112)를 통해 삽입된 철근(R)의 연결 나사부(Ra)를 체결 몸통부(114)의 내측면에 형성된 나사 체결부(114a)에서 나사 결합시키게 된다.

그리고 상기 커플러(110)의 분리부(112)에는 상기 자동 체결장치(100)의 고정 렌치부(120)를 끼워 분리부(112)의 회전이 방지되도록 하고, 상기 분리부(112)가 체결된 철근(R)에는 상기 자동 체결장치(100)의 회동 렌치부(140)를 끼우게 된다.

이때, 상기 고정 렌치부(120)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 렌치두부(122)를 커플러(110)의 분리부(112)에 끼워 고정하고, 상기 렌치두부(122)로부터 연장 형성된 고정지지부(124)의 단부에 형성된 연결단부(126)를 고정 죠인트부(130)에 의하여 반력 지지부(180)에 고정 장착시키게 된다.

또한 상기 회동 렌치부(140)는 도 4 및 도 5와 같이 유압실린더(160)의 로드(170) 선단부에 회동 죠인트부(144)에 의하여 연결되는 회동 지지암(146)의 제 3죠(148)를 철근(R)의 외주면에 위치시키고, 상기 회동 지지암(146)의 일측에 회동가능하도록 장착된 협착지지암(150)의 제 4죠(156)를 철근(R)에 위치시켜서 상기 협착지지암(150)을 벌려 철근(R)을 상기 제 3죠(148)와 제 4죠(156) 사이에서 협착 고정시킨다.

이와 같이 상기 고정 렌치부(120)와 회동 렌치부(140)를 장착한 다음, 도 2b와 같이 상기 자동 체결장치(100)의 유압실린더(160)를 작동시켜 회동 렌치부(140)에 의한 토크에 의하여 철근(R)을 회전시키게 된다.

이와 같은 유압실린더(160)는 유압공급부(162)가 형성된 실린더 몸체(164)로부터 연장 돌출된 로드(170)의 회동핀(144a)이 바디부(200)의 호형 가이드 홈(224)을 따라 이동하면서 회동 렌치부(140)를 통하여 철근(R)을 회전시킨다.

이때 상기 유압실린더(160)는 실린더 몸체(164)의 후단이 고정 연결부(166)에 의해서 고정된 상태로 지지되고, 유압 작용력으로 로드(170)가 실린더 몸체(164)로부터 돌출하여 그 길이가 연장 및 축소됨으로써 철근(R)을 중심으로 회동 렌치부(140)의 회동 지지암(146)이 회전한다.

이와 같은 경우, 상기 회동 지지암(146)에 형성된 제 3죠(148)와 제 4죠(156)는 서로 상호작용하여 철근(R)을 일방향으로 회전시킨다.

이에 상기 회동 렌치부(140)의 제 3죠(148) 및 제 4죠(156)를 이용하여 철근(R)을 고정한 상태에서 유압실린더(160)를 작동시키면, 로드(170)가 전진하고, 호형 가이드 홈(224)을 따라서 안내된다.

이때 상기 제 3죠(148) 및 제 4죠(156)는 치차의 직각면(P1)을 이용하여 철근(R)을 맞물린 상태가 되어 도 5에서 실선으로 도시된 바와 같이, 철근(R)을 회전시키게 된다.

그리고 상기와 같이 철근(R)을 회전시킨 다음에는, 도 2c와 같이 이와는 반대로 유압실린더(160)의 로드(170)가 후진하게 된다.

즉 이때에는 로드(170)가 후진하고, 좌측에 도시된 상태로 호형 가이드 홈(224)을 따라서 로드(170)가 안내된다.

이때에는 제 3죠(148)와 제 4죠(156)가 철근(R)을 중심으로 반대방향으로 회전되고, 도 5에서 점선으로 도시된 바와 같이, 경사면(P2)을 이용하여 그 둘레를 타고 넘어가서 철근(R)을 회전시키지 못하게 된다. 따라서 이와 같은 작용으로 제 3죠(148) 및 제 4죠(156)는 철근(R)을 한쪽 방향으로만 회전시킬 수 있게 된다.

이에 상기 회동 렌치부(140)에 의해 철근(R)이 회전되어 완전하게 체결 몸통부(114)의 내부에서 철근(R)끼리 결합하면, 철근(R)이 더 이상 회전되지 못하게 되는데, 이때에는 회동 렌치부(140)에 의해서 철근(R)에 가해지는 토크가 고정 렌치부(120)에 고정된 커플러(110)의 분리부(112)에 전달되어 상기 분리부(112)에 철근(R)에 가해진 토크와 반대방향의 회전력을 가하게 된다.

따라서 상기 분리부(112)가 회전되면서 고정된 상태의 체결 몸통부(114)에 대해서 단면 감소부(116)를 통하여 전단 파괴되는 것이다.

이와 같이 본 발명의 철근 연결방법은 커플러(110)의 분리부(112)와 체결 몸통부(114)가 단면 감소부(116)를 통해 서로 분리됨으로써, 체결 몸통부(114) 내에서 체결되는 철근(R)의 토크량을 육안으로 확인할 수 있게 되고, 철근(R)의 완전한 결합을 쉽게 확인할 수 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 커플러(110)를 이용하여 철근(R)의 나사 연결을 연결시키되, 커플러(110)의 분리부(112)에는 고정 렌치부(120)를 끼워 분리부(112)의 회전을 방지시키고, 철근(R)에는 회동 렌치부(140)를 끼운 다음, 유압실린더(160)를 작동시켜서 회동 렌치부(140)에 의한 토크에 의하여 철근(R)을 유압작용력으로 회전시킨다.

따라서 커플러(110)의 체결 몸통부(114)에 복수의 철근(R)이 나사결합으로 연결되도록 하고, 회동 렌치부(140)에 의해서 철근(R)에 가해지는 토크가 고정 렌치부(120)에 고정된 커플러(110)의 분리부(112)에 전달되도록 하여 철근(R)에 가해지는 토크와 반대방향의 회전력을 가함으로써 커플러(110)의 단면 감소부(116)가 전단 파괴되도록 한다.

이와 같이 본 발명은 철근(R)을 회전시키는 이러한 토크를 유압실린더를 이용하여 도입함으로써 반자동으로 철근(R) 연결작업을 실행할 수 있게 되어 작업자의 부하를 크게 줄이고, 작업 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.

<실시예 2에 의한 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법>

상기 실시예 2에 의한 부재연결방법은 도 6a, 도 6b 및 도 6c를 기준으로 설명한다. 역시 체결대상부재를 철근(R)으로 하고 체결부재를 커플러(110)로 전제하여 설명한다.

상기 실시예 2에 부재연결방법은 실시예 1과 대비하여 고정 렌치부에 차이가 있다.

이에 구체적으로 살펴보면 본 발명에 따른 실시예 2에 의한 철근 연결방법은 도 6a와 같이 먼저 커플러(110)를 이용하여 양쪽 철근(R)을 일체로 연결한다.

이와 같이 양쪽 철근(R)을 연결시키기 위하여 사용되는 커플러(110)는 실시예 1과 마찬가지로 역시 도 7과 같이 내측면에 나사 체결부가 형성되지 않은 상태로 철근(R)이 삽입되는 분리부(112)를 일측에 구비하고, 상기 분리부(112)를 통해 삽입된 철근(R)의 연결 나사부(Ra)가 내측면에 형성된 나사 체결부(114a)에 체결되어 철근(R)이 삽입 체결되는 체결 몸통부(114)를 타측에 구비하며, 상기 분리부(112)와 체결 몸통부(114) 사이에는 단면 감소부(116)를 형성한 것이다.

그리고 상기 커플러(110)의 분리부(112)에는 상기 자동 체결장치(100)의 고정 렌치부(120')를 끼워 분리부(112)의 회전이 방지되도록 하고, 상기 분리부(112)가 체결된 철근(R)에는 상기 자동 체결장치(100)의 회동 렌치부(140)를 끼우게 된다.

이때, 상기 고정 렌치부(120')는 도 8과 같이 반력 지지부(180)에 고정 죠인트부(130)에 의하여 고정 장착되는 고정지지암(124')의 제 1죠(122')를 커플러(110)의 분리부(112)에 위치시키고, 상기 고정지지암(124')의 일측에서 벌어지거나 오므려지도록 회동 죠인트부(132')를 통해 장착된 협착지지암(134')의 제 2죠(136')를 분리부(112)에 위치시켜서 상기 협착지지암(134')을 벌려 커플러(110)의 분리부(112)가 상기 제 1죠(122')와 제 2죠(136')의 사이에서 협착되도록 연결할 수 있도록 하게 된다.

또한 상기 회동 렌치부(140)는 유압실린더(160)의 로드(170) 선단부에 회동 죠인트부(144)에 의하여 연결되는 회동 지지암(146)의 제 3죠(148)를 철근(R)의 외주면에 위치시키고, 상기 회동 지지암(146)의 일측에 회동가능하도록 장착된 협착지지암(150)의 제 4죠(156)를 철근(R)에 위치시켜서 상기 협착지지암(150)을 벌려 철근(R)을 상기 제 3죠(148)와 제 4죠(156) 사이에서 협착 고정시킨다.

이와 같이 상기 고정 렌치부(120')와 회동 렌치부(140)를 장착한 다음, 도 6b와 같이 상기 자동 체결장치(100)의 유압실린더(160)를 작동시켜 회동 렌치부(140)에 의한 토크에 의하여 철근(R)을 회전시키게 된다.

이에 역시 상기 회동 렌치부(140)의 제 3죠(148) 및 제 4죠(156)를 이용하여 철근(R)을 고정한 상태에서 유압실린더(160)를 작동시키면, 로드(170)가 전진하고, 호형 가이드 홈(224)을 따라서 안내된다.

이때 상기 제 3죠(148) 및 제 4죠(156)는 치차의 직각면(P1)을 이용하여 철근(R)을 맞물린 상태가 되어 철근(R)을 회전시키게 된다.

그리고 상기와 같이 철근(R)을 회전시킨 다음에는, 도 6c와 같이 이와는 반대로 유압실린더(160)의 로드(170)가 후진하게 된다. 즉 이때에는 로드(170)가 후진하고, 좌측에 도시된 상태로 호형 가이드 홈(224)을 따라서 로드(170)가 안내된다.

이때에는 제 3죠(148)와 제 4죠(156)가 철근(R)을 중심으로 반대방향으로 회전되고, 도 7에서 점선으로 도시된 바와 같이, 경사면(P2)을 이용하여 그 둘레를 타고 넘어가서 철근(R)을 회전시키지 못하게 된다. 따라서 이와 같은 작용으로 제 3죠(148) 및 제 4죠(156)는 철근(R)을 한쪽 방향으로만 회전시킬 수 있게 된다.

이에 상기 회동 렌치부(140)에 의해 철근(R)이 회전되어 완전하게 체결 몸통부(114)의 내부에서 철근(R)끼리 결합하면, 철근(R)이 더 이상 회전되지 못하게 되는데, 이때에는 회동 렌치부(140)에 의해서 철근(R)에 가해지는 토크가 고정 렌치부(120')에 고정된 커플러(110)의 분리부(112)에 전달되어 상기 분리부(112)에 철근(R)에 가해진 토크와 반대방향의 회전력을 가하게 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 실시예 2의 철근 연결방법도 커플러(110)의 분리부(112)와 체결 몸통부(114)가 단면 감소부(116)를 통해 서로 분리됨으로써, 체결 몸통부(114) 내에서 체결되는 철근(R)의 토크량을 육안으로 확인할 수 있게 되고, 철근(R)의 완전한 결합을 쉽게 확인할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명은 커플러(110)를 이용하여 철근(R)의 나사 연결을 연결시키되, 커플러(110)의 분리부(112)에는 고정 렌치부(120')를 끼워 분리부(112)의 회전을 방지시키고, 철근(R)에는 회동 렌치부(140)를 끼운 다음, 유압실린더(160)를 작동시켜서 회동 렌치부(140)에 의한 토크에 의하여 철근(R)을 유압작용력으로 회전시킨다.

이에 역시 커플러(110)의 체결 몸통부(114)에 복수의 철근(R)이 나사결합으로 연결되도록 하고, 회동 렌치부(140)에 의해서 철근(R)에 가해지는 토크가 고정 렌치부(120')에 고정된 커플러(110)의 분리부(112)에 전달되도록 하여 철근(R)에 가해지는 토크와 반대방향의 회전력을 가함으로써 커플러(110)의 단면 감소부(116)가 전단 파괴되도록 하게 된다.

이와 같이 본 발명은 철근(R)을 회전시키는 이러한 토크를 유압실린더를 이용하여 도입함으로써 반자동으로 철근(R) 연결작업을 실행할 수 있게 되어 작업자의 부하를 크게 줄이고, 작업 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있게 됨은 실시예 2에서도 동일하다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

10,30...... 종래의 커플러 21, 22, R...... 철근(체결대상부재)
11,31.... 중공 32,116...... 단면 감소부
33,112... 분리부 34,114...... 체결 몸통부
41...... 공구 100...... 자동 체결장치
110..... 커플러(체결부재) 120,120'..... 고정 렌치부
122'..... 제 1죠 136'..... 제 2죠
140...... 회동 렌치부 148...... 제 3죠
156...... 제 4죠 160...... 유압실린더
180...... 반력 지지부 200...... 바디부
224...... 호형 가이드 홈
P1...... 직각면 P2...... 경사면
K....... 곡률

Claims

커플러를 포함하는 체결부재에 끼워져 장착된 고정 렌치부; 상기 고정 렌치부의 연결단부가 고정 죠인트부에 의하여 장착된 반력 지지부; 상기 반력 지지부와 고정 장착되며 토크 공급을 위한 유압실린더가 수용되고, 상기 유압실린더의 왕복 이동을 가이드하는 원호형 홈이 형성된 바디부; 및 체결대상부재에 끼워져 장착되며 연결단부가 회동 죠인트부에 의하여 유압실린더의 로드 선단부에 연결되어 유압실린더의 왕복이동을 토크로 변환시키는 회동 렌치부;를 포함하는 자동 체결장치를 이용하여 체결부재를 철근을 포함하는 체결대상부재에 일체로 연결하되,
상기 체결부재에는 상기 자동 체결장치의 고정 렌치부를 끼워 체결부재의 회전이 방지되도록 하고,
상기 체결대상부재에는 상기 자동 체결장치의 회동 렌치부를 끼우고,
상기 자동 체결장치의 유압실린더를 작동시켜 회동 렌치부에 의한 토크에 의하여 체결대상부재를 회전시킴으로써 상기 체결부재에 체결대상부재가 나사결합으로 연결되도록 하고,
상기 회동 렌치부에 의해 체결대상부재에 가해지는 토크가 고정 렌치부에 고정된 체결부재에 전달되어 상기 체결부재에 상기 토크와 반대방향의 회전력을 가하는 단계를 포함하며,
상기 체결부재는 커플러이고 상기 체결대상부재는 철근으로써, 상기 커플러는 내측면에 나사 체결부가 형성되지 않은 상태로 철근이 삽입되는 분리부; 상기 분리부를 통해 삽입된 체결대상부재의 연결 나사부가 내측면에 형성된 나사 체결부에 체결되어 체결대상부재가 삽입 체결되는 체결 몸통부; 상기 분리부와 체결 몸통부 사이에서 형성된 단면 감소부;를 포함하여, 자동 체결장치의 고정 렌치부에는 상기 커플러의 분리부가 끼워지도록 하고,자동 체결장치의 회동 렌치부에는 상기 철근이 끼워지도록 하여, 상기 회동 렌치부에 의해 철근에 가해지는 토크가 고정 렌치부에 고정된 커플러의 분리부에 전달되어 상기 분리부에 상기 토크와 반대방향의 회전력을 가함으로써 커플러의 단면 감소부가 전단 파괴되도록 하여 커플러의 분리부와 체결 몸통부가 서로 분리됨으로써, 체결 몸통부에 체결되는 철근의 토크량을 육안으로 확인할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 1항에 있어서, 상기 고정 렌치부는 체결부재에 끼워져 삽입되는 렌치두부; 상기 렌치두부에 연장 형성된 고정지지부; 및 상기 고정지지부 단부에 관통홀이 형성된 연결단부;를 포함하여 상기 관통홀과 반력 지지부를 관통하여 설치된 고정 죠인트부에 의하여 고정 렌치부가 반력 지지부에 고정 장착되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 1항에 있어서, 상기 고정 렌치부는 반력지지대에 고정 죠인트부에 의하여 고정 장착되는 연결단부와 상기 연결단부로부터 연장되며 체결부재에 물리도록 제 1죠가 형성된 고정지지암; 및 상기 고정지지암의 일측에 체결부재를 감싸도록 벌어지거나 오므려지도록 회동 죠인트부로 장착되며 상기 체결부재에 물리도록 제 2죠가 형성된 협착 지지암;을 포함하여, 상기 협착 지지암을 벌려 체결부재가 상기 제 1죠와 제 2죠사이에 의하여 협착되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 1항에 있어서, 상기 회동 렌치부는 유압실린더의 로드 선단부에 회동 죠인트부에 의하여 연결되는 연결단부와 상기 연결단부로부터 연장되며 체결대상부재의 외주면에 물리도록 제 3죠가 형성된 회동 지지암; 및 상기 회동 지지암의 일측에 체결대상부재를 감싸도록 벌어지거나 오므려지도록 회동 죠인트부로 장착되며 상기 체결대상부재에 물리도록 제 4죠가 형성된 협착 지지암;을 포함하여 상기 협착 지지암을 벌려 체결대상부재가 상기 제 3죠와 제 4죠 사이에 협착되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 1항에 있어서, 상기 바디부는 반력 지지부가 고정핀에 의하여 장착되도록 제1연결홀과 유압실린더가 고정핀에 의하여 장착되도록 제2연결홀이 형성된 복수의 후방 고정판이 서로 마주보도록 이격 형성된 고정 연결대; 상기 고정판의 단부면들과 일체로 형성되어 고정 연결대로부터 연장되어 유압실린더가 수용되는 공간이 형성되도록 하는 유압실린더 수용대; 및 상기 유압실린더 수용대의 단부에 원호형 홈이 형성된 복수의 전방 고정판이 서로 마주보도록 이격 형성된 회동지지블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 1항에 있어서, 상기 반력 지지부는 상기 양 고정판이 내측으로 삽입되도록 서로 이격되며 제1연결홀과 제2연결홀에 대응하는 제1고정홀과 제2고정홀이 형성된 바디연결대; 및 상기 바디연결대와 일체로 형성되며 고정 렌치부의 연결단부가 끼워져 고정핀에 의하여 관통되도록 고정홀이 형성된 고정 렌치부 연결대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 1항에 있어서, 상기 유압실린더는 유압공급부가 형성된 실린더몸체; 상기 실린더몸체의 일측 단부에 연장 돌출된 연결부로써, 고정 연결대의 제1연결홀에 삽입되는 고정핀이 관통하도록 고정홀이 형성된 고정연결부; 및 상기 유압실린더의 타측 단부으로부터 유압공급부에 의하여 돌출 길이가 연장 및 축소되며 회동 죠인트부의 연결단부가 회동핀에 의하여 연결되도록 회동홀이 형성되고 바디부의 호형 가이드 홈을 따라 이동하는 로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 4항에 있어서, 상기 고정 렌치부의 제 1죠 및 제 2죠는 회동 렌치부의 제 3죠 및 제 4죠의 치차와 그 배치방향이 각각 반대로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 4항에 있어서, 상기 제3 죠 및 제4 죠에는 각각 직각면과 경사면이 연이어서 형성된 치차들을 각각 형성하고, 상기 제3 죠 및 제4 죠는 치차의 직각면과 경사면이 서로 동일방향으로 형성되어 체결대상부재를 제3 죠와 제4 죠에 협착하여 고정한 상태에서 치차의 직각면을 이용하여 체결대상부재를 맞물어 회전시키고, 경사면을 이용하여 체결대상부재 둘레를 타고 넘어가서 체결대상부재를 한쪽 방향으로 회전시키는 래칫 수단으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
제 4항에 있어서, 상기 바디부에 형성된 호형 가이드 홈은 체결대상부재를 기준으로 하여 회동 렌치부의 회동 지지암 길이를 반경으로 한 곡률로서 형성되고, 유압실린더의 작동시 상기 호형 가이드 홈을 따라 가이드되어 이동되는 회동 지지암이 제3 죠 및 제4 죠에 협착 고정된 체결대상부재에 토크력을 가하고 유압의 공급방향에 따라 연속 회전시키는 것임을 특징으로 하는 자동 체결장치와 전단파괴를 유도하는 커플러를 이용한 부재의 기계식 연결방법.
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