KR101332425B1 - 철근 커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근 커플러에 관한 것으로, 2개의 철근을 견고하게 이음하고 이음부를 보강하여 균열과 파단 등을 일으키지 않으면서 제1,2결속구의 자유로운 방향 전환이 가능하도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 철근 커플러는, 제1,2철근의 둘레부에 각각 결합되는 제1,2결속구(10,20)와; 상기 제1,2결속구가 각각 일렬로 연결되어 상기 제1,2철근을 일렬로 이음하도록 하는 연결구(30)를 포함하며, 상기 제1,2결속구는, 각각 반원형으로 형성되면서 체결구(13,23)에 의해 서로 결합됨으로써 상기 제1,2철근을 각각 조이는 제1,2결속편 몸체(11a,12a)(21a,22a), 상기 결속편 몸체의 단부에 각각 형성되는 제1,2연결돌기(11b,12b)(21b,22b)로 이루어진 제1,2결속편(11,12)(21,22)을 포함하고, 상기 연결구는, 몸체(31), 상기 몸체의 둘레부에 형성되는 하나 이상의 연결홈(32)을 포함하며, 이에 의하여, 상기 제1,2결속구는 제1,2결속편이 상기 제1,2철근에 각각 결합되면서 상기 제1,2연결돌기가 상기 연결홈에 끼워져 상기 연결구에 연결된다.

Description

철근 커플러{A IRON COUPLER}

본 발명은 철근 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개의 철근을 견고하게 일렬로 이음하고 이음부를 보강하여 균열과 파단 등을 일으키지 않으면서 제1,2결속구의 자유로운 방향 전환이 가능한 철근 커플러에 관한 것이다.

철근 콘크리트 구조는 콘크리트가 압축력을 부담하고 철근이 인장력을 부담하는 구조로써 철근과 콘크리트의 결합에 의하여 이루어진 구조이다. 콘크리트는 거푸집을 설치하고 타설하므로 이를 일체로 시공할 수 있으나, 철근은 일정한 길이의 규격품을 이어가며 시공해야 하는 바, 철근과 철근간의 조인트가 발생할 수밖에 없다. 따라서, 철근이 소요 인장력에 충분히 저항하기 위해서는 철근과 철근이 서로 긴밀하게 연결되어야 하며 이를 위해서는 통상 겹친 이음, 압접 또는 철근 이음쇠를 이용하는 방법 등이 사용된다.

겹친 이음은 철근과 철근을 소요 이음 길이 이상으로 겹쳐서 배근하고 결속선으로 묶는 것으로 배근 작업이 용이한 장점은 있으나, 철근의 직경이 큰 경우에는 편심에 의한 구조 내력상의 문제가 있고 콘크리트 부재가 얇은 경우에는 겹쳐진 철근 때문에 거푸집의 단면이 좁아져 콘크리트 타설이 용이하지 않은 문제가 있다.또한, 현장에서 철근 이음길이에 대한 관리가 어렵고 이는 부실공사에 의한 하자의 발생으로 이어질 소지도 다분하며, 직경이 큰 철근에 있어서는 일정길이 이하의 철근은 이를 사용할 수가 없어 철근의 소요량이 증가하는 등의 문제가 있다.

압접에 의한 철근 이음 방법은 철근과 철근의 단부를 이어댄 후 가열하고 압착하여 단부를 일체로 성형하는 방법이다.

그러나 압접은 작업시간이 길고 비용이 과다하며 화재의 위험이 있는 등 많은 문제가 있어 이를 적용하기가 쉽지 않다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 철근과 철근을 기계적으로 결합하는 방법이 고안되고 있으며, 기계적 철근 이음방법으로는 철근에 직접 나사를 가공하는 방법, 나사편체를 결합시키는 방법, 결합체를 눌러서 고정시키는 방법 등이 있다.

그러나, 상술한 기계적 이음 방법도 작업시간이 과다하고 비용이 증가하는 등의 문제를 가지고 있으며, 철근 마디의 치수가 제조회사별로 약간씩의 차이가 있어 나사편체를 이용해 결합하는 방법은 약간의 치수상의 차이가 있어도 결합이 용이하지 않은 문제가 있다. 특히, 나사편체나 이음판을 이용해서 결합하는 방법은 철근의 절단 과정에서 절단부위에 돌기가 생기게 되고 그 돌기 때문에 나사편체나 이음판이 철근에 제대로 밀착되지 않아 나사편체에 나사를 체결하거나 이음판에 커플러를 체결하는 것이 어려워 철근 이음쇠를 체결하는데 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 특허받은 커플로러서, 특허 제0958439호가 있다.

전술한 기술은 2개의 철근을 이음할 때 2개의 철근을 서로 겹쳐서 이음하지 않고 철근의 절단면이 고르지 않거나 철근의 절단부로부터 제1리브의 거리가 다르더라도 철근을 이음할 수 있는 이점이 있지만, 철근이 양쪽에서 각각 삽입되는 철근 삽입통이 구조적으로 취약하고 제1,2결속구와 철근 삽입통간의 연결관계가 약하여 커플러의 피로시험시 철근 삽입통 부분에서 균열과 파단이 일어나는 단점이 있다

그리고, 철근 삽입통과 제1,2결속구는 요철의 끼움식으로 결합되는데, 철근 삽입통과 제1,2결속구의 요철 구조는 생산 오차 등으로 인하여 유격이 발생되어 철근을 견고하게 결속하지 못하는 문제점도 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2개의 철근을 견고하게 일렬로 이음하고 이음부를 보강하여 균열과 파단 등을 일으키지 않으면서 제1,2결속구의 자유로운 방향 전환이 가능한 철근 커플러를 제공하려는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 자재의 생산 오차 등으로 인하여 자재의 결합부에 유격이 발생하더라도 철근을 견고하게 이음하려는데 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철근 커플러는, 제1,2철근의 둘레부에 각각 결합되는 제1,2결속구와; 상기 제1,2결속구가 각각 일렬로 연결되어 상기 제1,2철근을 일렬로 이음하도록 하는 연결구를 포함하며, 상기 제1,2결속구는, 각각 반원형으로 형성되면서 체결구에 의해 서로 결합됨으로써 상기 제1,2철근을 각각 조이는 제1,2결속편 몸체, 상기 결속편 몸체의 단부에 각각 형성되는 제1,2연결돌기로 이루어진 제1,2결속편을 포함하고, 상기 연결구는, 몸체, 상기 몸체의 둘레부에 형성되는 하나 이상의 연결홈을 포함하며, 이에 의하여, 상기 제1,2결속구는 제1,2결속편이 상기 제1,2철근에 각각 결합되면서 상기 제1,2연결돌기가 상기 연결홈에 끼워져 상기 연결구에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결구는 상기 제1,2결속구의 제1,2결속편 중 어느 하나에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결구는 2개로 분할되어 상기 제1,2결속구 중 어느 하나의 제1,2결속편에 각각 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1,2연결돌기와 상기 연결홈은 대향면이 각각 경사지게 형성되어 쐐기식으로 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 철근 커플러에 의하면, 제1,2철근에 각각 결합된 제1,2결속구가 연결구를 매개로 하여 일직선으로 결합되어 제1,2철근이 겹이음되지 않으며, 연결구는 제1,2결속구를 연결하는 매개물로서 철근이 삽입되지 않기 때문에 제1,2결속구가 연결되는 구조만이 형성되는 한도 내에서 구조적 강성을 증대할 수 있으므로 예를 들어 피로 시험시 균열이나 파단이 일어나지 않는다.

그리고, 제1,2결속구와 연결구의 연결구조 간에 생산오차 등이 발생되더라도 제1,2결속구의 조립시 제1,2결속구와 연결구가 쐐기식으로 결합되어 제1,2철근의 움직임이 일어나지 않으므로 구조물의 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 철근의 원주방향의 제1리브가 원형으로 배열되거나 지그재그 형태로 배열되는 것에 관계없이 제1리브의 배열에 맞는 결속편을 선택함으로써 모든 철근을 연결할 수 있으므로 불필요한 제조 및 취급(보관, 운반)을 위한 비용을 절감할 수 있고 더블형 철근 조임쇠의 효용성을 높일 수 있다.

그리고, 철근의 절단면이 고르지 않거나 철근의 절단면으로 인하여 원주방향의 리브의 위치가 절단면으로부터 서로 다른 거리로 이격되더라도 철근이 제1,2결속구 내부에서 이동함으로써 철근을 조일 수 있으므로 모든 철근의 연결이 가능하다.

또한, 제1결속구에 고정 내지 일체로 형성된 연결구에 제2결속구를 가조립한 후 철근을 상기 제2결속구에 삽입 및 조립함으로써 2개의 철근을 이음할 수 있으므로 철근의 이음작업이 매우 용이하고, 이에 따라, 생산성 향상과 공기 단축이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 철근 커플러의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 철근 커플러의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 철근 커플러의 연결구에 적용된 삽입홈의 다른 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 의한 철근 커플러의 요부 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 의한 철근 커플러의 요부 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 의한 철근 커플러에 적용된 제1,2연결편의 다른 예시도.

<실시예 1>

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 철근 커플러는, 제1,2철근(1,2)을 각각 결속하는 제1,2결속구(10,20) 및 제1,2결속구(10,20)를 연결 및 360°로 각도 조정 가능하도록 하는 원통형의 연결구(30)로 구성된다.

제1,2결속구(10,20)와 연결구(30)는 알루미늄, 스틸 등을 재질로 하며, 이하 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.

제1,2결속구(10,20)는 각각 제1,2철근(1,22)을 조일 수 있도록 서로 동일한 구조로 이루어지므로 제1결속구(10)를 예로 들어 설명한다.

제1결속구(10)는 제1철근(1)을 감싸 조이는 제1,2결속편(11,12)으로 구성된다.

제1,2결속편(11,12)은 각각 반원형으로 형성되면서 내주면이 요철 형태로 이루어진 제1,2결속편 몸체(11a,12a), 제1,2결속편 몸체(11a,12a)를 연결구(30)에 연결하는 제1,2연결돌기(11b,12b)로 구성된다. 제1,2연결돌기(11b,12b)는 제1,2결속편 몸체(11a,12a)의 단부에 전체적으로 형성될 수도 있고, 다수개가 일정 간격을 두고 형성될 수도 있다.

제1,2결속편 몸체(11a,12a)는 제1철근(1)의 원주방향의 리브(1a)에 걸려 제1철근(1)이 이탈되지 않도록 내주면이 요철 형태로 이루어진다. 요철은 예를 들어 하나 이상의 제1리브 지지부(11c,12c)(홈이나 돌기의 형태일 수 있다.)에 의해 이루어질 수 있다. 제1리브 지지부는 인장력이 필요한 곳에서만 적용될 것이므로 반드시 형성되는 것이 아니라 선택적으로 형성되고, 또한, 제1,2결속편 몸체(11a,12a)에 형성되거나 제1,2결속편 몸체(11a,12a) 중 어느 하나에만 형성될 수 있고, 또한, 제1철근(1)의 원주방향의 리브(1a)가 지그재그 형태로 형성될 수 있으므로 제1,2결속편 몸체(11a,12a) 모두에 형성되더라도 제1리브 지지부(11c,12c)는 방향이 지그재그 형태일 수 있다.

제1,2결속편 몸체(11a,12a)는 마주하는 길이방향 단부에 제1철근(1)의 길이방향 리브(1b)가 안착되는 리브 안착홈(11d,12d)이 형성된다.

제1,2결속편 몸체(11a,12a)는, 콘크리트에 매설된 상태에서 외력에 의해 인발되지 않도록 둘레부에 하나 이상의 인발방지턱이 형성될 수 있다.

제1,2결속편(11,12)은 각각 외향 플랜지가 형성되어 상기 외향 플랜지에 볼트 등의 하나 이상의 체결구(13)가 체결됨으로써 결합된다.

체결구(13)는 볼트로 한정되지 않고 제1,2결속편(11,12)을 감싸도록 일측이 개방된 링 형태이며 양측의 자유단부가 볼트에 의해 고정되는 스트립 밴드일 수도 있다.

또한, 제1결속구(10)는 일측이 경첩(힌지보스 및 힌지볼트로 구성)에 의해 회전 가능하게 연결되고 타측만 체결구로 고정될 수도 있다.

제1결속구(10)는 제1철근(1)의 절단부가 울퉁불퉁하는 등 불규칙 단면으로 형성되더라도 제1철근(1)이 삽입될 수 있도록 확장부가 형성된다.

제2결속구(20)는 제1결속구(10)와 동일한 구조이므로 구체적인 설명을 생략하며, 제1결속구(10)와 동일한 형식으로 부호를 부여한다.

연결구(30)는 원통형의 몸체(31), 몸체(31)의 둘레부에 형성되며 제1,2결속구(10,20)의 제1,2연결돌기(11b,12b,21b,22b)가 각각 결합되는 연결홈(32)으로 이루어질 수 있다.

연결홈(32)은 제1,2결속구(10,20)의 제1,2연결돌기(11b,12b,21b,22b)가 함께 삽입되는 홈의 형태일 수 있고, 다르게는 도 3에서처럼, 제1,2연결돌기(11b,12b,21b,22b)가 이격되면서 삽입되는 2개의 홈일 수 있다.

제1,2결속구(10,20)를 연결구(30)에 끼움식으로 결합할 때 생산오차가 발생하더라도 제1,2결속구(10,20)와 연결구(30)가 견고하게 결합되어 이동하지 않도록 제1,2연결돌기(11b,12b,21b,22b)와 연결홈(31)의 대향면은 경사지게 형성되어 쐐기식으로 결합되도록 구성된다.

연결홈(32)과 제1,2연결돌기(11b,12b,21b,22b)는 형상이 서로 뒤바뀔 수도 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 제1,2결속구(10,20)는 제1,2철근(1,2)과 철근 커플러간의 결속력 증대를 위하여 내부에 콘크리트 등이 채워질 수 있도록 하나 이상의 채움공이 구비될 수 있다.

또한, 연결구(30)는 내부에 양측이 개방된 채움공이 형성되어 상기 채움공을 통해 제1,2결속구(10,20) 내부에 채워진 콘크리트 등이 채워지도록 함으로써 제1,2철근(1,2)과 제1,2결속구(10,20)를 서로 콘크리트로 결속할 수도 있다.

본 실시예에 의한 철근 커플러의 작용은 다음과 같다.

제1,2철근(1,2)이 종방향으로 배열되어 이음되는 것을 예로 들어 설명하며, 제1철근(1)이 종방향으로 배근되어 있는 상태에서 제2철근(2)을 제1철근(1)에 이음하는 경우 제1철근(1)의 둘레부에 제1결속구(10)를 결합하면서 연결구(30)를 제1결속구(10)에 결합한다.

연결구(30)가 단품이므로 제1결속구(10)의 제1,2결속편(11,12)을 제1철근(1)의 둘레부에 결합할 때 체결구(13)를 체결하기 전에 연결구(30)를 어느 하나의 결속편(11,12)에 끼워 가조립한 후 체결구(13)를 체결한다. 체결구(13)를 체결할 때 제1,2결속구(10,20)가 조여지면서 제1,2연결돌기(11a,12a)가 연결홈(31)에 쐐기식으로 결합되어 제1결속구(10)가 연결구(30)에서 이동하지 않고 견고하게 결속된다.

제2결속구(20)는 연결구(30)에 독립적으로 결합되는 것이므로 제1결속구(10)를 견고하게 체결한다.

연결구(30)에 제2결속구(20)의 제1,2결속편(21,22)을 끼워 결합한 후 체결구(23)를 체결한다. 단, 제2철근(2)을 제2결속구(20)에 결합하기 이전이므로 체결구(23)를 가조립하여 제2철근(2)이 제2결속구(20) 안에 삽입될 수 있도록 한다.

제2철근(2)을 제2결속구(20)의 내부에 삽입한 후 체결구(23)를 조이면 제2결속구(20)의 제1,2결속편(21,22)이 서로 체결되면서 쐐기식으로 연결구(30)에 결합되어 연결구(30)에서 이동하지 않게 된다.

즉, 제1,2결속구(10,20)가 단품이고 서로 결합되지 않고 연결구(30)를 통해 결합되므로 제2결속구(20)의 연결시 제1철근(1)과 제1결속구(10)를 잡지 않고 제2결속구(20)를 연결 및 제2철근(2)을 이음할 수 있다.

전술한 것처럼, 제1,2결속구(10,20)가 연결구(30)에 쐐기식으로 결합되어 제1,2철근(1,2)이 이음된 상태에서 제2철근(2)에 인장력 등이 가해지더라도 제2결속구(20)와 연결구(30)는 움직임이 일어나지 않는다.

제2결속구(20)를 연결구(30)에 연결할 때 체결구(23)의 체결방향이 용이하도록 제2결속구(20)의 방향을 자유롭게 맞출 수 있으며, 이는 제2결속구(20)가 연결구(30)를 중심으로 하여 360° 회전 가능하기 때문이다.

제1,2결속구(10,20)를 이용하여 제1,2철근(1,2)을 이음할 때, 제1,2철근(1,2)의 원주방향 리브의 배열에 맞는 제1,2결속구(10,20)의 제1,2결속편(11,12)(21,22)을 선택함으로써 모든 철근을 이음할 수 있게 된다.

제1,2결속구(10,20) 및/또는 연결구(30)에 채움공이 형성된 경우 콘크리트를 타설하면, 상기 콘크리트가 제1,2결속구(10,20) 내부에 채워져 제1,2철근(1,2)과 제1,2결속구(10,20)가 철근 콘크리트 구조체화될 수 있다.

<실시예 2>

도 4에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 철근 커플러는, 연결구(30)가 제1결속구(10)의 제1결속편(11)에 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

연결구(30)가 제1결속구(10)의 제1결속편(11)에 일체형으로 형성되면, 제1결속편(11)과 한 쌍을 이루는 제2결속편(12)의 결합이 용이하고, 연결구(30)를 별도로 보관하는 불편함과 분실 우려를 막을 수 있다.

물론, 연결구(30)는 제1결속구(10)의 제2결속편(12), 제2결속구(20)에 일체로 형성 가능하다.

<실시예 3>

도 5에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 철근 커플러는, 연결구(30)가 2개로 분할되어 제1결속구(10)의 제1,2결속편(11,12)에 각각 일체로 형성된다.

연결구(30)는 제1,2연결편(30-1,30-2)으로 양분되며, 예를 들어 동일한 크기의 2개로 양분되어 제1,2결속편(11,12)에 각각 일체로 형성된다.

본 실시예에 의하면, 제1,2결속편(11,12)의 연결을 통해 별도의 작업없이 제2결속구(20)를 연결하기 위한 연결구(30)가 형성되므로 결합 작업이 용이하고, 실시예 2와 마찬가지로 보관과 분실 등에서 이점이 있다.

물론, 연결구(30)는 제2결속구(20)의 제1,2결속편(21,22)에 분할 및 일체로 형성 가능하다.

제1,2연결편(30-1,30-2)으로 이루어진 경우 제1,2연결편(30-1,30-2)의 결합이 용이하도록 도 6에서 보이는 것처럼, 위치설정돌기(33)와 위치설정홈(34)이 형성될 수 있다.

1,2 : 철근,
10 : 제1결속구, 11,12,21,22 : 제1,2결속편
11b,12b,21b,22b : 제1,2연결돌기, 13,23 : 체결구
30 : 연결구, 31 : 연결홈

Claims (6)

1. 제1,2철근의 둘레부에 각각 결합되는 제1,2결속구(10,20)와;
   상기 제1,2결속구가 각각 일렬로 연결되어 상기 제1,2철근을 일렬로 이음하도록 하는 연결구(30)를 포함하며,
   상기 제1,2결속구는, 각각 반원형으로 형성되면서 체결구(13,23)에 의해 서로 결합됨으로써 상기 제1,2철근을 각각 조이는 제1,2결속편 몸체(11a,12a)(21a,22a), 상기 결속편 몸체의 단부에 각각 형성되는 제1,2연결돌기(11b,12b)(21b,22b)로 이루어진 제1,2결속편(11,12)(21,22)을 포함하고,
   상기 연결구는, 몸체(31), 상기 몸체의 둘레부에 형성되는 하나 이상의 연결홈(32)을 포함하며, 이에 의하여, 상기 제1,2결속구는 제1,2결속편이 상기 제1,2철근에 각각 결합되면서 상기 제1,2연결돌기가 상기 연결홈에 끼워져 상기 연결구에 연결되며,
   상기 연결구는 상기 제1결속구 또는 제2결속구의 제1,2결속편 중 어느 하나에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 연결구는 2개의 제1,2연결편(30-1,30-2)으로 분할 형성되어 상기 제1결속구 또는 제2결속구의 제1,2결속편에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제1,2연결편은 대향되는 면에 위치설정돌기(33)와 위치설정홈(34)이 형성되어 결합되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1,2결속구의 제1,2결속편의 연결돌기와 상기 연결구의 연결홈은 대향면이 각각 경사지게 형성되어 상기 제1,2결속편이 상기 연결구에 쐐기식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 제1,2결속편은 콘크리트가 내부에 충진되도록 하나 이상의 채움공이 포함되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
   

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