KR101205120B1 - 조립식 건축물용 육면체 단위 유닛 및 상기 육면체 단위 유닛의 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 육면체 단위 유닛에 관한 기술로서, 서로 다른 유닛 사이의 용이한 조립을 위하여, 본 발명만의 신규한 프레임 구조와 프레임조인트 기술을 제시한다. 본 발명의 육면체 단위 유닛은 토지의 크기 및 모양에 상관없이, 단위 유닛을 토지의 상황에 맞게 조립하여 건축물을 건축할 수 있으며, 또한, 분해하여 원하는 지역으로 이동하여 건축할 수 있어, 재사용성이 높은 것을 특징으로 한다.

Description

조립식 건축물용 육면체 단위 유닛 및 상기 육면체 단위 유닛의 조립방법{Hexahedral unit for prefabricated building and constructing method using the same}

본 발명은 조립식 건축물용 육면체 단위 유닛 및 상기 육면체 단위 유닛의 조립 방법에 관한 기술이다.

건축분야는 국가 오염 총량의 1/3을 차지하고, 이 가운데 주택 및 상업건축물 부문이 국가에너지 소비의 25.7%(2000년 기준)를 차지하고 있다. 따라서 건축물을 폐기하거나 개보수를 통하여 수명을 연장하여 폐기량을 줄이고, 재생 활용량을 증가시키는 것은 자원축적이라는 측면에서 중요하다. 향후 대외적으로 2020년 온실가스 15% 절감이라는 목표와 환경부하 저감을 위한 국제사회의 기술개발압력에 대응하고, 대내적으로는 건축물의 장수명, 재이용 등을 증가시키는 자원순환량을 증가시키는 건축기술의 혁신이 필요한 시점이다.

건축분야에서 환경에 미치는 가장 큰 요인으로서, 폐기물 처리에 관한 문제를 들 수 있다. 일반적으로 폐기물은 매립처분 또는 소각처분된다. 바다 또는 해안선을 파괴하고, 산간지역의 토양이나 지하수 등의 생태계를 파괴할 우려가 있으며, 또한, 처분장소의 만성적인 부족이나 허용수입량의 한계성이 사회문제화되고 있으며, 특히 건설폐기물의 불법투기도 근절되지 않는다고 한다. 또 한편에서는 소각처분은 CO₂ 발생에 따른 지구온난화에 대한 우려, 다이옥신 등의 환경오염물질이 인류건강에 미치는 악영향이 강력하게 문제시되고 있다.

이러한 폐기물처리 문제에 대한 기본적인 대책으로는, 폐기물을 배출하지 않는 것, 폐기물을 배출하지 않는 경우라 할지라도 가급적이면 폐기물 발생량을 억제하는 것이 요구된다. 즉, 건축분야에서도 순환형 건축을 위해 폐자재의 발생을 억제(Reduce)하고, 재사용(Reuse)하고, 재생하여 활용(Recycle)하는 3R에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 노력의 일환으로 조립식 주택용 유닛이 개발되고 있다. 이러한 조립식 주택용 유닛의 경우 박스형 철골조를 공장에서 생산하고, 현장에서는 최소한의 공정으로 단기간에 완성해 나갈 수 있도록 하는 기술이다.

조립식 주택에 관한 종래 특허기술을 살펴보면, 대한민국특허등록 제10-0329714호는 조립식 주택용 박스형 유닛에 관한 기술로서, 하층용 박스형 유닛의 모서리 기둥에 설치하는 편공을 나사공으로 하고, 여기에 나사식 핀을 체결함으로써 핀의 중심 잡기와 설치 및 분해 교체가 용이한 기술을 공개하고 있다.

대한민국특허등록 제10-1020213호는 이동용 조립주택 및 조립방법에 관한 것으로서, 콘과 프레임 및 외벽, 천장, 바닥면을 개별로 제작하여, 콘과 프레임을 체결하여 골격을 세우고, 바닥면, 천장, 외벽을 차례로 볼트로 조립하고, 주택 용도에 맞게 내부를 인테리어하는 기술을 공개하고 있다.

상기 종래 기술들은 조립식일지라도 미리 정해진 주택 형태에 맞게, 공장에서 유닛을 제작하여 현장에서 조립하는 식으로서, 기본 유닛만을 확장하여 소위 장난감인 "레고"식 결합에 의하여 원하는 형태의 주택을 건축하는 기술로 상업적인 성공을 거둔 기술은 없다. 특히, 단위 유닛과 유닛 사이의 결합(조립)이 용이하지 않아, 상기 종래 기술들은 실제로 현장에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 조립식 건축물용 단위 유닛 간의 결합이 용이하여, 원하는 건축물로 손쉽고 빠르게 건축할 수 있는 기술을 제공하는 데 있다. 구체적으로는 단위 유닛의 프레임 및, 상기 프레임들을 결합하기 위한 프레임조인트의 신규한 구조를 통하여 단위 유닛의 결합이 용이하도록 하는 기술을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 12개의 프레임으로 이루어지는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛에 있어서, 연접하는 서로 다른 단위 유닛의 2개의 프레임을 프레임조인트를 통하여 고정하며, 상기 프레임조인트는 판형상의 프레임조인트바디와, 상기 프레임조인트바디에 대하여 수직으로 결합된 2개 이상의 연결부와, 상기 연결부의 말단에 연결된 삽입고정부를 포함하여 이루어지며, 상기 프레임은 단면이 사각형이고, 내부에 다수의 격벽으로 나누어진 다수의 중공부를 가지며 외관이 장형의 바(bar) 형상인 프레임바디와, 상기 프레임바디의 내부에 형성되며 상기 프레임조인트의 삽입고정부에 대응하는 형상으로 끼움결합이 가능하도록 속이 빈 중공의 삽입공간부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛을 제공한다.

특히, 상기 프레임은 프레임바디의 표면에 길이방향의 중간에 절개된 개방구와, 상기 개방구의 양 옆으로는 상기 개방구보다 절개 폭이 좁은 삽입절개부를 더 가지며, 상기 프레임조인트의 삽입고정부가 상기 개방구에 먼저 삽입된 후, 양 옆의 삽입절개부 밑의 삽입공간부로 좌우이동되어 삽입고정되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 삽입고정부의 단면 형상이 "

", "

" , 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 및 상기 다각형들에서 각 부분이 일부 변형된 형태 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

특히, 상기 프레임조인트의 삽입고정부는 단면의 형상이 열린 구조의 팽창형프레임조인트로서, 충진재의 주입에 의하여 삽입고정부가 팽창(=벌어짐)하여, 상기 프레임의 삽입공간부와의 밀착을 증진시키는 것이 바람직하다.

특히, 상기 팽창형프레임조인트의 삽입고정부 내부에 상기 충진재가 직접적으로 주입되어 팽창(=벌어짐)하는 충진재튜브를 더 구비하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 충진재튜브는 단면의 형상이 열린 구조로서, 금속, 합성수지 또는 고무 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

특히, 상기 충진재는 우레탄충진재인 것이 바람직하다.

특히, 상기 프레임의 각면에는 2개 이상의 삽입공간부를 갖는 것이 바람직하다.

특히, 상기 프레임조인트에는 2개 이상의 연결부를 가지며, 각 연결부의 말단에 삽입고정부를 갖는 것이 바람직하다.

특히, 상기 프레임조인트의 연결부는 상기 프레임조인트바디의 말단 또는 상기 프레임조인트바디의 중간에 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 12개의 프레임으로 이루어지는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛을 조립하여 건축물을 건축하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법에 있어서, 상기 육면체 단위 유닛의 프레임은 단면이 사각형이고, 내부에 다수의 격벽으로 나누어진 다수의 중공부를 가지며 외관이 장형의 바(bar) 형상인 프레임바디와, 상기 프레임바디의 내부에 형성되며 끼움결합이 가능하도록 속이 빈 중공의 삽입공간부를 각 면에 1개 이상 가지며, 판형상의 프레임조인트바디와, 상기 프레임조인트바디에 대하여 수직으로 결합된 2개 이상의 연결부와, 상기 각 연결부의 말단에 연결되어 상기 프레임의 삽입공간부에 끼움결합이 가능한 삽입고정부를 포함하여 이루어지는 프레임조인트를 이용하여, 상기 연접하는 서로 다른 단위 유닛의 2개의 프레임의 각 삽입공간부에 상기 프레임조인트의 삽입고정부를 끼움결합함으로써, 서로 다른 육면체 단위 유닛을 조립하는 것을 특징으로 하는 육면체 조립식 건축용 단위 유닛의 조립 방법을 제공한다.

특히, 상기 프레임은 프레임바디의 표면에 길이방향의 중간에 절개된 개방구와, 상기 개방구의 양 옆으로는 상기 개방구보다 절개 폭이 좁은 삽입절개부를 더 가지며, 상기 프레임조인트의 삽입고정부가 상기 개방구에 먼저 삽입된 후, 양 옆의 삽입절개부 밑의 삽입공간부로 좌우이동되어 삽입고정되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 삽입고정부의 단면 형상이 "

", "

" , 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 및 상기 다각형들에서 각 부분이 일부 변형된 형태 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

특히, 상기 프레임조인트의 삽입고정부는 단면의 형상이 열린 구조의 팽창형프레임조인트로서, 충진재의 주입에 의하여 삽입고정부가 팽창(=벌어짐)하여, 상기 프레임의 삽입공간부와의 밀착을 증진시키는 것이 바람직하다.

특히, 상기 팽창형프레임조인트의 삽입고정부 내부에 상기 충진재가 직접적으로 주입되어 팽창(=벌어짐)하는 충진재튜브를 더 구비하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 충진재튜브는 단면의 형상이 열린 구조로서, 금속, 합성수지 또는 고무 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

특히, 상기 충진재는 우레탄충진재인 것이 바람직하다.

특히, 상기 프레임의 각면에는 2개 이상의 삽입공간부를 갖는 것이 바람직하다.

특히, 상기 프레임조인트에는 2개 이상의 연결부를 가지며, 각 연결부의 말단에 삽입고정부를 가지는 것이 바람직하다.

특히, 상기 프레임조인트의 연결부는 상기 프레임조인트바디의 말단 또는 상기 프레임조인트바디의 중간에 결합되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명은 육면체 단위 유닛을 결합하기 위하여, 단위 유닛의 프레임과 상기 프레임을 연결하는 프레임조인트를 이용하여 용이하게 단위 유닛을 조립하여 원하는 건축물을 건축할 수 있다. 특히, 프레임조인트가 충진재에 의하여 팽창되도록 함으로써, 단위 유닛간의 결합을 더욱 견고히 할 수 있다. 또한, 본 발명의 단위 유닛은 조립과 분해를 자유롭고 용이하여, 공간의 제약 없이 토지의 모양 및 크기에 맞추어 단위 유닛을 결합하여 원하는 건축물을 건축할 수 있고, 재활용을 넘어 분해하여 원하는 토지 위에 재사용하여 다시 건축물을 지을 수 있는 장점이 있다.

도 1a는 본 발명의 직육면체 단위 유닛의 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 정육면체 단위 유닛의 사시도이고, 도 1c는 본 발명의 육면체 단위 유닛이 서로 조립되어 건축물을 이룬 예를 설명하는 사시도이고, 도 1d는 서로 다른 크기의 단위 유닛이 조립된 상태의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 프레임의 사시도 및 부분확대도이다.
도 2b는 서로 다른 유닛의 2개의 프레임이 접하는 경우, 프레임조인트를 이용하여 2개의 프레임을 고정하는 것을 설명하는 도면이다.
도 2c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 프레임조인트의 사시도이다.
도 2d는 본 발명에서 사용 가능한 다양한 프레임조인트의 단면도이다.
도 2e는 도 2c의 프레임조인트가 서로 다른 유닛의 2개의 프레임을 결합고정한 상태의 단면도이다.
도 2f는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 프레임조인트의 단면도로서, 삽입고정부가 프레임조인트바디 끝단이 아닌 중간에 결합된 예를 나타내는 도면이다.
도 2g는 도 2f의 프레임조인트를 이용하여 2개의 서로 다른 유닛의 접하는 프레임을 연결한 상태에서의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의한 프레임의 사시도로서, 각 면에 2개의 삽입공간부를 갖는 프레임을 설명하는 도면이다.
도 3b는 도 3a의 프레임에 사용 가능한 일 실시예의 프레임조인트의 단면도이다.
도 3c는 도 3a의 프레임 2개를 도 3b의 프레임조인트를 이용하여 연결된 상태에서의 단면도이다.
도 3d는 도 3a의 프레임에 사용 가능한 다양한 프레임조인트의 단면도이다.
도 3e는 도 3a의 프레임에 도 3d의 프레임조인트를 이용하여 조립된 상태의 단면도이다.
도 3f는 도 3a의 프레임의 2개의 삽입공간부 중 1개씩만 프레임조인트에 의하여 결합된 상태의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 의한 프레임의 사시도로서, 도 2a의 프레임과는 단면의 형상이 다른 실시예이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 프레임의 사시도로서, 도 3a와는 달리 별도의 삽입절개부가 없이 개방구가 프레임의 측면에 일자로 천공된 실시예이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예로서의 프레임조인트의 일종인 팽창형프레임조인트를 이용하여 프레임과 프레임을 고정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4d는 본 발명의 일 실시예에 의한 팽창형프레임조인트를 이용하여 프레임을 고정한 상태에서의 단면도이다.
도 4e는 삽입고정부의 내부에 충진재튜브를 더 구비하는 팽창형프레임조인트 및 충진재의 주입 후의 팽창된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 4f는 본 발명의 일 실시예에 의한 충진재튜브가 충진재 주입 후의 팽창하는 것을 설명하는 도면이다.
**도면의 부호에 대한 간단한 설명**
10 : 프레임 11 : 프레임바디
12 : 개방구 13 : 삽입절개부
14 : 삽입공간부 15 : 격벽
16 : 중앙공간부 20 : 모서리마감재
30 : 프레임조인트 31 : 프레임조인트바디
31a : 연결부 32 : 삽입고정부
33 : 팽창튜브 40 : 충진재
100 : 단위 유닛 1000 : 건축물

본 발명은 조립식 건축물용 육면체 단위 유닛에 관한 기술로서, 특히, 단위 유닛의 조립이 용이하도록 하는 신규한 형태의 프레임 및 프레임조인트를 제공한다. 이하 설명에서 도면부호가 다른 "삽입고정부"라는 명칭을 사용하는 구성은 도면부호만 다를 뿐, 프레임의 "삽입공간부"에 삽입고정되는 동일한 구성임을 명시한다.

이하에서 도면을 참고하면서 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 직육면체 단위 유닛(100)의 사시도이며, 도 1b는 본 발명의 정육면체 단위 유닛(100)의 사시도이다. 본 발명의 단위 유닛은 12개의 프레임(10)이 육면체의 12개의 변을 이루어 만들어지는 육면체이다. 정육면체의 경우 방향성이 없이 서로 유닛 간에 결합이 용이한 장점이 있으나, 비대칭성을 요하는 건축물(가로보다 세로가 긴 경우, 높이보다는 폭이 긴 경우 등)을 건축함에 있어서는, 정육면체가 아닌 직육면체가 더 유리할 수 있기 때문에 본 발명에서는 정육면체에 한정하지 않는다. 또한, 3개의 프레임(10)이 맞닿는 모서리에는 모서리마감재(20)가 3개의 프레임(10)을 결합하고 있다.

도 1c는 본 발명의 육면체 단위 유닛(100)이 서로 조립되어 건축물(1000)을 이루어가는 것을 설명하는 도면이다. 서로 다른 단위 유닛(100)이 결합되기 위해서는 서로 다른 단위 유닛(100)의 프레임(10)들 사이의 고정이 필수적이다. 본 발명은 이러한 서로 다른 단위 유닛(100)이 결합하기 위하여, 서로 다른 단위 유닛(100)의 서로 접하는(=서로 조립되어야 하는) 프레임(10) 사이의 고정을 위한 기술을 제공하는 데 있다.

이하에서는 도면을 참고하면서, 프레임(10) 사이의 결합 방법에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명에서는 프레임(10) 사이의 결합에 관한 기술이므로, 프레임(10)에 의해 형성되는 육면체의 외부 또는 내부의 외부패널 또는 내부패널 등은 도면에 미도시하였으며, 프레임(10) 및 프레임(10)과 연결된 각종 조인트를 위주로 도면에 표시하였다. 또한, 서로 접하는 본 발명에서 프레임과 프레임 사이의 결합은 당연히 서로 다른 유닛의 프레임 사이의 결합을 의미한다. 이하 도면에서 프레임(10)과 프레임(10)이 접하는 도면에서, 각 프레임(10)은 별개의 단위 유닛(100)의 프레임(10)이 서로 접하는 것을 표현한 것이며, 각 프레임(10)은 육면체 의 12개의 프레임 중 하나일 뿐이지만, 설명의 편의상 단위 유닛(100)을 이루는 나머지 11개의 프레임(10) 및 내외부 패널 등은 도면에 표시하지 않았다.

도 1d는 서로 다른 크기의 단위 유닛(100-1, 100-2)이 조립된 상태를 설명하기 위한 사시도로서, 큰 단위 유닛(100-1)과 작은 단위 유닛(100-2)이 조립될 수 있음을 설명하기 위한 도면이다. 도 1d와 같이 서로 다른 크기가 조립됨으로써, 작은 단위 유닛(100-2)은 복도와 같이 폭이 좁은 공간이 될 수 있다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 프레임(10)의 사시도이다. 12개의 프레임(10)이 상호 수직으로 결합되어 직육면체 또는 정육면체의 육면체 단위 유닛을 형성한다. 본 발명의 프레임(10)은 내부에 다수의 중공부를 가지며, 절단면이 사각형인 장형의 바형태이며, 특히, 절단면이 정사각형으로서, 프레임(10)의 4개의 표면이 동일한 형상이며, 내부도 동일한 형상으로 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다. 정사각형 단면을 갖는 프레임(10) 경우 내외부가 대칭 구조를 가짐으로써, 프레임 사이의 결합이 용이하고, 방향성을 고려하지 않고 사용할 수 있어, 작업성이 우수하기 때문이다. 이하에서는 정사각형의 단면을 갖는 프레임(10)을 기준으로 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 프레임(10)은 전술한 사각형 바 형태의 프레임바디(11)의 각 면에 동일하게 중심부분에 절개되어 이루어진 개방구(12)가 형성되며, 개방구(12)를 기준으로 양 옆으로는 상기 개방구(12)보다 개방된 폭이 좁은 삽입절개부(13)를 갖는 것이 바람직하다(d1>d2). 상기 개방구(12)를 통하여 후술하는 프레임조인트(30)의 삽입고정부(32)가 삽입된 후, 양 옆의 삽입절개부(13) 밑으로 이동하여 끼움결합된다(도 2b 참조). 즉, 개방구(12)의 역할은 프레임조인트(30)가 안착하기 위한 입구 역할을 한다. 따라서, 개방구(12)의 폭(d1)은 프레임조인트(30)의 삽입고정부(32)가 삽입될 수 있도록 삽입고정부(32)의 폭보다 크거나 동일하여야 함은 당연하다.

또한, 전술한 바와 같이, 프레임(10)의 내부공간은 격벽(15)에 의하여 상하 및 좌우 모두 대칭적인 형태를 갖는 것이 바람직하며, 이러한 격벽에 의하여 원하는 형태와 크기의 빈 공간, 즉 중공의 삽입공간부(14)를 형성한다. 도 2a에는 삽입공간부(14)가 각 면에 하나씩 갖는 실시예이나, 삽입공간부(14)는 프레임의 각 면에 2개 이상도 구비될 수 있다. 이러한 실시예에 대해서는 추후 도 3a 내지 도 3f를 참고하여 설명하기로 한다.

상기 삽입공간부(14)는 후술하는 프레임조인트(30)의 삽입고정부(32)가 끼움결합되도록 대응되는 형상의 빈 공간, 즉 중공부로 형성되어야 한다. 삽입고정부(32)의 형상은 다양하게 변형이 가능하기 때문에, 삽입고정부(32) 및 이에 대응하는 삽입공간부(14)의 구체적인 형상에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않음을 명시한다.

또한, 격벽(15)에 의하여 분할형성되는 다수의 중공부들 중, 단면의 정 중앙에는 중공부인 중앙공간부(16)를 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 중앙공간부(16)는 원통형, 육각형 등의 원형 또는 원형 유사의 단면 형상을 갖는 것이 바람직하며, 이는 프레임(10)에 가해지는 압력을 균등하게 분배하여, 외부 힘이 프레임(10)의 일 부분에 집중되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 격벽(15)에 의하여 분할형성되는 상기 다수의 중공부에 단열재를 충진함으로써, 단열효과를 얻을 수 있다. 또한, 삽입공간부(14)를 제외하고, 프레임(10)의 내부가 격벽이 아닌, 단면이 모두 채워진 형태도 가능하다.

도 2b는 서로 다른 프레임(10)이 접하는 경우, 프레임조인트(30)를 이용하여 고정하는 방법을 설명하는 도면이다. 전술한 바와 같이 하나의 프레임조인트(3)의 2개의 삽입고정부(32)가 서로 다른 프레임(10)의 개방구(12)를 통하여 각각 1개씩 삽입된 후, 양 옆으로 밀어서 삽입절개부(13) 밑에 형성된 삽입공간부(14)에 위치하도록 한다. 또한, 서로 접하는 2개의 프레임(10)은 도 2b와 같이 개방구(12)를 기준으로 좌우로 2개의 프레임조인트(30)를 이용하여 고정하는 것이 결합력을 균일하게 좌우로 분산하여 고정할 수 있어 바람직하다.

이하에서는 이러한 프레임조인트(30)의 구조에 대하여 도면을 통하여 더욱 자세히 설명하기로 한다.

도 2c는 본 발명의 프레임조인트(30)의 일 예를 나타내는 사시도이다. 도 2c의 프레임조인트(30)의 경우 폭이 좁은 장형의 판 형상의 프레임조인트바디(31)의 양 말단에 직각으로 결합된 연결부(31a)를 가지며, 상기 연결부(31a)에는 삽입고정부(32)를 2개 갖는다. 상기 연결부(31a)의 폭은 프레임(10)의 삽입절개부(13)의 절개폭보다 같거나 작아야 개방구(12)를 통하여 프레임조인트(30)가 삽입된 후에 좌우의 어느 방향으로 이동시켜 삽입절개부(13) 밑의 삽입공간부(14)에 위치시킬 수 있다. 도 2c의 연결부(31a)는 상기 프레임조인트바디(31)의 말단에 각각 결합되어 있으나, 후술하는 도 2f 및 도 2g와 같이 프레임조인트바디(31)의 중간에 연결부(31a)가 결합되어 있을 수 있다. 특히, 연결부(31a)가 도 2c와 같이 프레임조인트바디(31)의 양 말단에 위치하는 경우, 프레임조인트바디(31)에 별도로 연결부(31a)를 용접 등에 의하여 접합하는 것이 아니고, 프레임조인트바디(31)의 양 말단을 절곡하여 연결부(31a)를 형성시킬 수도 있다.

도 2c에서는 "

" 형상의 삽입고정부(32)를 연결부(31a)에 하나씩 가지며, 상기 각각의 삽입고정부(32)는 서로 다른 프레임(10)의 개방구(12)를 통하여 삽입된 후, 양 옆으로 밀어서 삽입절개부(13) 밑에 형성되 삽입공간부(14)에 위치한다. 본 발명에서 삽입고정부(32)는 도 2c의 형상에 한정하지 않으며, 다양한 형태가 가능하다. 예를 들어, 도 2d는 다양한 형태의 프레임조인트(30)의 단면을 보여준다. 사각형, 원형, 오각형 등 거의 모든 형태의 삽입고정부(32)가 가능하며, 상기 삽입고정부(32)가 프레임(10)의 삽입공간부(14)에 끼움결합이 될 수 있는 형상이면 모두 가능하다.

도 2e는 도 2c에서 설명한 형상의 프레임조인트(30)가 2개의 서로 다른 유닛(100)의 프레임(10) 2개를 고정한 상태에서의 단면도를 나타낸다. 상기 각 프레임(10)에는 외부 또는 내부 패널, 유틸리티 등이 결합되나, 설명의 편의상 도면에서는 생략되어 있음은 전술한 바와 같다.

한편, 도 2f와 같이, 프레임조인트(30)의 판 형상의 프레임조인트바디(31)와 삽입고정부(32)를 연결하는 연결부(31a)는 프레임조인트바디(31)의 중간에 2개 이상 설치될 수 있다. 또한, 프레임조인트바디(31)의 연결부(31a) 사이의 거리는 프레임(10) 사이에 위치하는 삽입공간부(14)의 거리에 따라 조절됨은 당연하다. 이러한 도 2f와 같은 프레임조인트(30)를 사용하여 서로 다른 유닛(100)의 2개의 프레임(10)을 조립하는 경우, 도 2g와 같은 단면형상을 갖는다. 도 2g의 경우 프레임조인트바디(31)가 2개의 프레임의 측면을 모두 커버(cover)하게 된다.

도 3a 내지 도 3f는 프레임의 각 면에 2개의 삽입공간부(14)와 그에 맞도록 2개의 개방구(12)와 삽입절개부(13)를 갖는 프레임(10), 및 상기 프레임(10)을 조립하기 위한 프레임조인트(30)를 설명하기 위한 도면이다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의한 프레임의 사시도이다. 도 3a와 같이 프레임(10)의 각 면에는 2개의 삽입공간부(14)를 가질 수 있다. 또한, 삽입공간부(14)의 수에 맞추어 개방구(12) 및 삽입절개부(13)를 갖는 것은 당연하다. 도 3a는 2개의 삽입공간부(14)를 갖는 실시예였으나, 3개 이상을 가질 수도 있다.

도 3b는 도 3a의 프레임에 사용 가능한 프레임조인트(30)의 예로서, 프레임조인트바디(31)에 4개의 연결부(31a)를 가지며, 각 연결부(31a)에 삽입고정부(32)가 위치한다.

도 3c는 도 3a의 프레임(10) 2개를 조립하기 위하여, 도 3b의 프레임조인트(30)를 이용하여 조립한 상태의 단면도이다. 도 3c와 같이, 하나의 프레임조인트(30)에 있는 4개의 삽입고정부(32) 중 2개는 일 단위 유닛의 프레임(10)의 2개의 삽입공간부(14)에 끼움결합하고, 나머지 2개의 삽입고정부(32)는 타 단위 유닛의 프레임(10)의 2개의 삽입공간부(14)에 끼움결합함으로써, 서로 다른 유닛(100)의 2개의 프레임(10)을 조립할 수 있다.

한편, 도 3d 및 도 3e는 도 3b와 달리 프레임조인트(30)의 프레임조인트바디(31)의 중간에 삽입고정부(32)가 모두 위치하는 실시예로서, 본 발명에서 삽입고정부(32)의 위치는 프레임조인트바디(31)의 어느 위치라도 가능하며, 다만, 삽입공간부(14) 사이의 거리를 감안하여 삽입고정부(32)가 위치하기만 하면 된다.

또한, 도 3f와 같이 비록 프레임(10)의 한 면에 2개(또는 더 이상)의 삽입공간부(14)를 갖는 경우에도, 2개의 삽입공간부(14) 중 서로 접하는 프레임과 가까운 쪽의 삽입공간부(14) 1개만을 이용하여 조립할 수 있다. 이 경우 프레임조인트(30)는 2개의 삽입고정부(32)만을 갖는 것을 이용하면 된다. 프레임조인트(30)의 조립에 사용되지 않은 여분의 삽입공간부(14)는 각종 패널, 유틸리티 등을 설치하기 위하여 사용될 수 있다.

도 4a 내지 4e는 본 발명의 프레임(10)과 프레임조인트(30)의 또 다른 실시예로서, 이하에서는 프레임조인트(30)가 단순히 끼움결합만 되는 것이 아닌 끼움결합 후, 우레탄폼과 같이 팽창할 수 있는 물질이 주입되어 팽창함으로써 프레임조인트(30)의 삽입고정부(32)가 함께 확장되기 때문에, 프레임(10)의 삽입공간부(14)에 더욱 견고하게 공차 없이 고정되는 것을 특징으로 하는 실시예들이다. 이하에서는 이러한 프레임조인트(30)를 특히, "팽창형"프레임조인트라고 칭한다. 다만, 전술한 프레임조인트(30)와 기본 원리가 동일하므로, 도면부호도 동일하게 30으로 공통으로 사용한다.

전술한 도 2a 내지 도 3f에서 예시한 형태의 프레임(10)도 "팽창형프레임조인트"가 사용될 수 있으나, 도 4a 및 도 4b와 같이 삽입공간부(14)의 단면 형상이 단순한 사각형이 아닌 오각형의 변형된 형태의 단면을 갖는 것이 팽창형프레임조인트에는 더 적합한 형태임을 실험한 결과 확인할 수 있었다. 한편, 도 4b는 도 4a와 달리 별도의 삽입절개부(13)가 없이 개방구(12)가 프레임(10)의 길이방향으로 모두 절개된 상태를 나타낸다. 종래 도 2a 내지 도 2e와 같은 단순 삽입결합형 프레임조인트(30)의 경우에는 결합력이 "팽창형프레임조인트"에 비하여 약하므로 프레임조인트(30)의 삽입고정부(32)보다 폭이 좁은 삽입절개부(13)를 통하여 프레임조인트(30)가 이탈되는 것을 방지하나, 팽창형프레임조인트의 경우 팽창력에 의하여 견고히 프레임과 프레임 사이를 고정하므로 삽입절개부(13)가 없어도 고정할 수 있기 때문에, 도 4b와 같이 삽입절개부(13)가 없는 경우도 가능하다.

도 4c는 팽창형프레임조인트(30)의 결합 과정을 설명하는 도면이다. 개방구(12)를 통하여 먼저 삽입된 후, 좌우 측의 삽입절개부(12) 방향으로 이동시켜 결합하는 것은 동일하다(도 4b의 경우 별도의 삽입절개부가 없으므로 원하는 위치의 삽입공간부에 삽입하여 바로 충진재 물질을 주입하여 프레임조인트를 팽창시킬 수 있다). 삽입 후 삽입공간부(14)와 삽입고정부(32) 사이의 공차가 발생함은 당연하다. 이는 아무리 가공 정밀도가 높더라도 공차가 없을 수는 없기 때문이다. 따라서, 더욱 견고한 고정을 위하여 삽입고정부(32)가 팽창하여 삽입공간부(14)와 밀착하도록 하는 것을 "팽창형"프레임조인트(30)를 사용할 수 있다.

도 4c의 하부 도면과 같이 팽창형프레임조인트(30)를 프레임(10)에 삽입시킨 후, 삽입고정부(32)의 내부에 물질을 충진시킴으로써, 삽입고정부(32)가 충진물질에 의하여 벌어지면서(=팽창하면서) 견고하게 삽입공간부(14)에 밀착되게 된다. 본 발명에서 충진물질은 우레탄 발포제와 같이 발포 후 "경화"되는 충진재가 바람직하다. 충진재는 개방구(12)를 통하여 삽입고정부(32) 내부로 주사위나 기타 도구를 이용하여 주입할 수 있다.

도 4d는 다른 형태의 팽창형프레임조인트(3)를 나타낸다. 도 4d의 경우에는, 삽입고정부(32)의 형태가 도 4c와는 다르나 결합 원리는 동일하다. 도 4c와 도 4d와 같이 팽창형프레임조인트(30)가 되기 위해서는 삽입고정부(32)가 충진재에 의하여 벌어져 팽창되어야 하므로, 삽입고정부(32)가 밀폐된 형태(예를 들어, "●"이나 "■" 등)가 아니라, 벌어질 수 있도록 일부 절개되어 진 형태(예를 들어, "

", "

" 등)면 모두 가능하다. 이하 청구범위에서는 이러한 절개된 형태를 "열린 구조"라고 표현하였다.

도 4e는 삽입고정부(32)의 내부에 충진재튜브(33)를 더 구비하는 실시예이다. 충진재튜브(33)가 없더라도 우레탄 충진재가 삽입고정부(32) 외부로 잘 새어나오지 않으나, 충진재가 삽입고정부(32) 밖으로 누출되는 것을 방지하기 위하여 충진재튜브(33)를 더 갖는 것이 바람직하다.

충진재튜브(33)에 충진재가 주입되어 충진재튜브(33)가 먼저 확장되면서, 충진재튜브(33)의 외곽의 삽입고정부(32)가 함께 팽창한다. 충진재튜브(33)는 금속, 합성수지, 고무재질 등이 모두 가능하다. 고무와 같이 자체 탄성을 갖는 재질이 아닌 재질의 충진재튜브(33), 예를 들어, 금속 또는 합성수지의 경우에는 충진재의 주입에 의하여 부피 팽창을 위해서는 도 4e의 충진재튜브(33)와 같이, 단면이 닫힌 구조(원이나 사각형과 같이 단면이 서로 붙어 있는 구조)가 아닌, 도 4f와 같이 열린 구조(단면이 일부 절단되어 있거나, 한쪽 끝이 다른 쪽 끝을 더 덮고 있는 형상으로 충진재의 주입에 의하여 팽창할 수 있는 구조)를 가져야 한다. 이러한 열린 구조는 무수히 많으므로 본 발명은 이러한 구체적인 형상에 한정되지 않는다.

Claims (20)

12개의 프레임으로 이루어지는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛에 있어서,
연접하는 서로 다른 단위 유닛의 2개의 프레임을 프레임조인트를 통하여 고정하며,
상기 프레임조인트는 판형상의 프레임조인트바디와, 상기 프레임조인트바디에 대하여 수직으로 결합된 2개 이상의 연결부와, 상기 연결부의 말단에 연결된 삽입고정부를 포함하여 이루어지며,
상기 프레임은 단면이 사각형이고, 내부에 다수의 격벽으로 나누어진 다수의 중공부를 가지며 외관이 장형의 바(bar) 형상인 프레임바디와, 상기 프레임바디의 내부에 형성되며 상기 프레임조인트의 삽입고정부에 대응하는 형상으로 끼움결합이 가능하도록 속이 빈 중공의 삽입공간부를 포함하여 이루어지며,
상기 프레임은 프레임바디의 표면에 길이방향의 중간에 절개된 개방구와, 상기 개방구의 양 옆으로는 상기 개방구보다 절개 폭이 좁은 삽입절개부를 더 가지며,
상기 프레임조인트의 삽입고정부가 상기 개방구에 먼저 삽입된 후, 양 옆의 삽입절개부 밑의 삽입공간부로 좌측 또는 우측으로 이동되어 삽입고정되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

삭제

제1항에서, 상기 삽입고정부의 단면 형상이 "

", "

" , 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 또는 상기 다각형들에서 각 부분이 일부 변형된 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

제1항에서, 상기 프레임조인트의 삽입고정부는 단면의 형상이 열린 구조의 팽창형프레임조인트로서, 충진재의 주입에 의하여 삽입고정부가 팽창(=벌어짐)하여, 상기 프레임의 삽입공간부와의 밀착을 증진시키는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

제4항에서, 상기 팽창형프레임조인트의 삽입고정부 내부에 상기 충진재가 직접적으로 주입되어 팽창(=벌어짐)하는 충진재튜브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

제5항에서, 상기 충진재튜브는 단면의 형상이 열린 구조로서, 금속, 합성수지 또는 고무 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

제4항에서, 상기 충진재는 우레탄충진재인 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

제1항에서, 상기 프레임의 각 면에는 2개 이상의 삽입공간부를 갖는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

제1항에서, 상기 프레임조인트에는 2개 이상의 연결부를 가지며, 각 연결부의 말단에 삽입고정부를 가지는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

제1항에서, 상기 프레임조인트의 연결부는 상기 프레임조인트바디의 말단 또는 상기 프레임조인트바디의 중간에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛.

12개의 프레임으로 이루어지는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛을 조립하여 건축물을 건축하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법에 있어서,
상기 육면체 단위 유닛의 프레임은 단면이 사각형이고, 내부에 다수의 격벽으로 나누어진 다수의 중공부를 가지며 외관이 장형의 바(bar) 형상인 프레임바디와, 상기 프레임바디의 내부에 형성되며 끼움결합이 가능하도록 속이 빈 중공의 삽입공간부를 각 면에 1개 이상 가지되, 상기 프레임의 프레임바디 표면에 길이방향의 중간에 절개된 개방구와, 상기 개방구의 양 옆으로는 상기 개방구보다 절개 폭이 좁은 삽입절개부를 더 가지며,
판형상의 프레임조인트바디와, 상기 프레임조인트바디에 대하여 수직으로 결합된 2개 이상의 연결부와, 상기 각 연결부의 말단에 연결되어 상기 프레임의 삽입공간부에 끼움결합이 가능한 삽입고정부를 포함하여 이루어지는 프레임조인트를 이용하여 상기 연접하는 서로 다른 단위 유닛의 2개의 프레임의 각 삽입공간부에 상기 프레임조인트의 삽입고정부를 끼움결합하되,
상기 프레임조인트의 삽입고정부가 상기 프레임의 개방구에 먼저 삽입된 후, 양 옆의 상기 프레임의 삽입절개부 밑의 삽입공간부 방향으로 좌측 또는 우측으로 이동되어 삽입고정되는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법.

삭제

제11항에서, 상기 삽입고정부의 단면 형상이 "

", "

" , 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 또는 상기 다각형들에서 각 부분이 일부 변형된 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법.

제11항에서, 상기 프레임조인트의 삽입고정부는 단면의 형상이 열린 구조의 팽창형프레임조인트로서, 충진재의 주입에 의하여 삽입고정부가 팽창(=벌어짐)하여, 상기 프레임의 삽입공간부와의 밀착을 증진시키는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법.

제14항에서, 상기 팽창형프레임조인트의 삽입고정부 내부에 상기 충진재가 직접적으로 주입되어 팽창(=벌어짐)하는 충진재튜브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법.

제15항에서, 상기 충진재튜브는 단면의 형상이 열린 구조로서, 금속, 합성수지 또는 고무 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 육면체 조립식 건축용 단위 유닛의 조립 방법.

제14항에서, 상기 충진재는 우레탄충진재인 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법.

제11항에서, 상기 프레임의 각면에는 2개 이상의 삽입공간부를 갖는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법.

제11항에서, 상기 프레임조인트에는 2개 이상의 연결부를 가지며, 각 연결부의 말단에 삽입고정부를 가지는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법.

제11항에서, 상기 프레임조인트의 연결부는 상기 프레임조인트바디의 말단 또는 상기 프레임조인트바디의 중간에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 조립식 건축용 육면체 단위 유닛의 조립 방법.

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