KR101554723B1 - 고강도 원터치 철근 커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플러는 길이 방향으로 중공부가 형성되며 중공부의 내주면에 원주방향으로 철근의 조임력을 제공하기 위해 나선형으로 형성되며 중공부의 중앙부로부터 일측의 외측방향으로 경사진 제1가이드경사부를 가지는 제1가이드나선결합부와, 중공부의 중앙부로부터 타측의 외측방향으로 경사진 제2가이드경사부를 가지는 제 2가이드나선결합부을 포함하는 커플러 본체와; 상기 커플러 본체의 제 1가이드나선결합부와 나사결합되어 중공부의 일측에 삽입되는 것으로, 상기 제1가이드경사부들과 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 결합되는 철근에 인장력의 작용 시 반경방향으로 이동되어 철근에 조임력을 제공할 수 있도록 외주면에 제1조임경사부를 가진 제1조임나선결합부를 구비하며 내주면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 제1파지부가 마련된 복수개의 제1조임부재들을 포함하는 제1조임유닛과; 상기 커플러 본체의 제 2이드나선결합부와 나사결합되어 중공부의 일측에 삽입되는 것으로, 상기 제2가이드경사부들과 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 결합되는 철근에 인장력의 작용 시 반경방향으로 동되어 철근에 조임력을 제공할 수 있도록 외주면에 제2조임경사부를 가진 제2조임나선결합부를 구비하며 내주면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 제2파지부가 마련된 복수개의 제2조임부재들을 포함하는 제2조임유닛;을 포함한다.

Description

고강도 원터치 철근 커플러{one-touch steel reinforcing bar coupler for concrete construction}

본 발명은 철근 커플러에 관한 것으로, 더 상세하게는 건축물의 건축을 위한 배근 시 철근들을 상호 연결할 수 있는 철근 커플러에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트는 시멘트, 모래, 자갈, 물 등이 적합한 비율로 혼합되어 이루어지는 복합 조성물로서, 압축강도는 비교적 높지만 인장강도는 압축강도에 비하여 매우 낮아 균열이 발생하기 쉬운 특성을 가지고 있다. 이와 같은 콘크리트의 강도보강(인장강도 보완)을 위하여 콘크리트가 타설되는 거푸집 안에는 철근을 결속(배근)하고 있다.

이러한 기존의 철근 콘크리트 구조는 압축 및 인장강도가 우수하여 다양한 형태의 구조물을 시공할 수 있을 뿐만 아니라 그 물리적 특성이 뛰어나기 때문에 각종 건축 및 토목공사에 광범위하게 사용되고 있다.

콘크리트 보강에 사용되는 철근은 보강근(補强筋)으로 원형철근(圓形鐵筋)과 이형철근(異形鐵筋)이 있는데, 원형철근은 철근 표면에 마디가 없는 것을 말하며, 이형철근은 마디와 리브(rib)가 있다.

이형철근은 원형철근보다 콘크리트와의 부착력이 크며 콘크리트에 균열이 생길 때는 균열 폭이 작아지는 장점이 있어 일반적으로 주철근(主鐵筋)에는 원형철근을 쓰지 않고 이형철근을 쓴다. 이러한 철근의 탄성계수(彈性係數)는 2백 4만 kg/㎠이며 선팽창계수(線膨脹係數)는 약 1.2ㅧ10-5/℃로서 콘크리트와 거의 같다.

이러한 철근들을 건축물의 건설 및 각종 토목공사를 위한 콘크리트 구조물의 제조 시 배근작업을 수행하게 되는데, 철근은 규격화된 길이로 제작됨에 따라 배근작업 시 소정길이의 철근을 상호 연결하는 작업이 필요하다.

통상의 배근작업 시 철근을 연결하는 연결방법은 겹 이음방법, 용접 이음방법, 나사 이음방법, 연결장치 이음방법 등이 제시되고 있다. 상기 겹 이음방법은 서로 겹쳐진 이형철근의 단부에 와이어를 감아 상호 연결하는 방법으로, 배근작업이 비교적 쉽게 이루어지는 장점이 있으나, 이형철근마다 와이어를 감아야 하므로 작업이 번거로울 뿐만 아니라 연결 부분의 굽힘강도가 취약하여 안전상의 문제점이 지적되고 있다. 한편 용접 이음방법은 철근의 단부를 서로 맞대어 용접하는 방법으로, 연결 부분의 강도는 양호하나, 작업이 매우 번거롭고 시간이 많이 걸려 공사가 지연되는 단점이 있다. 나사 이음방법은 이형철근의 연결단부에 나사를 가공하여 상호 연결하는 방법으로 연결단부의 가공을 위한 설비가 필요하다.

이러한 점들을 감안하여 대한민국 등록특허 제 1030579호(2011.04.21)에는 철근 커플러가 게시되어 있다. 게시된 중공원통형의 관으로 상기 한 쌍의 철근이 양측의 외측단부로부터 각각 내부로 삽입되도록 길이방향의 중앙을 중심으로 양측이 상호 대칭되는 형상으로 형성되고, 나사산이 형성된 커플러 캡과; 상기 나사산에 결합되는 조임 스프링이 설치된 구성을 가진다.

이러한 철근 커플러는 조임 스프링과 접촉되는 각 부위가 집중적인 응력을 받게 되어 파지부위에서 전단되는 문제점이 있다.

그리고 대한민국 특허등록 제 1003302호(2010.12.22)에는 고강도 철근 커플러가 게시되어 있다. 게시된 철근 커플러는 테이퍼부를 가지며 상호 결합되는 복수개의 커플러 하우징과, 상기 커플러 하우징의 내부에 설치되어 각 테이퍼부와 대응되는 테이퍼부를 가지는 복수개의 커플러 락들을 구비한다.

상기와 같이 구성된 종래의 커플러는 각각의 커플러 락들에 의해 철근의 파지되는 부분이 지지력을 가지게 되므로 파지부에 지지력이 분산되며 연결되는 철근의 파지가 이루어진 상태에서 철근의 이동변위가 상대적으로 큰 문제점이 있다. 또한 제조원가가 상대적으로 높고, 현장에서 커플러의 사용 시 죄는 부분이 많아 철근의 조립에 따른 많은 작업공수가 소요된다.

대한민국 특허등록 제 0977658호(2010.08.17)에는 봉 연결장치가 게시되어 있다. 이 봉연결장치는 원통형상으로 서로 마주하는 형태를 갖고 봉과 같은 물체를 수용하기 위한 한 쌍의 몸체와, 상기 한 쌍의 몸체 안에 설치되어 상기 봉과 같은 물체를 꽉 잡아주기 위한 2단 또는 다단으로 마련되는 다수의 스토퍼들; 상기 다수의 스토퍼들의 바닥면에 마련되어 상기 다수의 스토퍼들을 상기 한 쌍의 몸체의 길이방향으로 탄성지지하기 위한 스프링; 및 상기 다수의 스토퍼들의 내주에 마련되어 상기 다수의 스토퍼들을 상기 한 쌍의 몸체의 반경방향으로 탄성지지하기 위한 탄성링을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 봉 연결장치는 몸체의 내부에 콜릿형태의 스토퍼들이 길이 방향으로 적층 된 구조를 가지고 있으므로 각 콜릿과 대응되는 부위에 집중적으로 조임력이 작용하게 된다. 특히, 상술한 바와 같이 몸체에 복수개의 스토퍼가 길이방향으로 적층되어 설치되는 복잡한 구조를 가지고 있으므로 제조가 어렵고, 결합을 위한 철근의 조립 시 스토퍼들에 의해 간섭이 발생되는 문제점이 있다. 또한 길이 방향으로 복수개의 스토퍼가 적층된 구조를 가지고 있으므로 결합된 철근의 인장 시 상술한 바와 같이 철근의 이동변위가 심하게 나타나는 문제점이 있다.

그리고 대한민국 공개특허 제 2014-0056009호(2014.05.09)에 게시된 링 고정타입 철근 커플러가 게시되어 있다.

대한민국 등록특허 제 1030579호(2011.04.21) 대한민국 특허등록 제 1003302호(2010.12.22) 특허등록 제 0977658호(2010.08.17) 대한민국 공개특허 제 2014-0056009호(2014.05.09)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상호 결합을 위한 철근 결합부위에 균일한 파지력이 상대적으로 강하게 작용될 수 있도록 하여 연결된 철근의 인장 시 결합부의 특정부위에서 전단되는 것을 방지할 수 있는 고강도 원터치 철근 커플러를 제공함에 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 철근의 연결 시 회전력을 이용하여 연결되는 철근의 파지력을 높일 수 있으며, 연결된 철근의 인장 시 철근의 이동 변위량을 최소화 시킬 수 있으며, 철근의 결합 시 철근과 조임부재의 결합에 따른 트러블을 최소화 할 수 있는 고강도 원터치 철근 커플러를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 고강도 원터치 철근 커플러는

길이 방향으로 중공부가 형성되며 중공부의 내주면에 원주방향으로 철근의 조임력을 제공하기 위해 나선형으로 형성되며 중공부의 내측으로부터 외측방향으로 경사진 제1가이드경사부를 가지는 제1가이드나선결합부를 가지는 커플러 본체와,

상기 커플러 본체의 제1가이드 나선결합부와 나사결합되어 중공부에 삽입되는 것으로, 상기 제1가이드경사부에 슬라이딩 가능하게 결합되며 연결 철근에 인장력의 작용 시 반경방향과 반대방향으로 이동되어 철근에 조임력을 제공할 수 있도록 외주면에 제1조임경사부를 가진 제1조임나선결합부를 구비하며 내주면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 파지부가 마련된 복수개의 제1조임부재들을 포함하는 조임유닛을 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1조임부재들의 외주면에는 커플러 본체의 삽입 시 조립된 상태를 유지할 수 있도록 적어도 하나의 탄성지지링을 구비한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 고강도 원터치 철근 커플러는 길이 방향으로 중공부가 형성되며 중공부의 내주면에 원주방향으로 철근의 조임력을 제공하기 위해 나선형으로 형성되며 중공부의 중앙부로부터 일측의 외측방향으로 경사진 제1가이드경사부를 가지는 제1가이드나선결합부와, 중공부의 중앙부로부터 타측의 외측방향으로 경사진 제2가이드경사부를 가지는 제 2가이드나선결합부을 포함하는 커플러 본체와;

상기 커플러 본체의 제 1가이드나선결합부와 나사결합되어 중공부의 일측에 삽입되는 것으로, 상기 제1가이드경사부들과 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 결합되는 철근에 인장력의 작용 시 반경방향과 반대방향으로 이동되어 철근에 조임력을 제공할 수 있도록 외주면에 제1조임경사부를 가진 제1조임나선결합부를 구비하며 내주면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 제1파지부가 마련된 복수개의 제1조임부재들을 포함하는 제1조임유닛과;.

상기 커플러 본체의 제 2가이드나선결합부와 나사결합되어 중공부의 일측에 삽입되는 것으로, 상기 제2가이드경사부들과 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 결합되는 철근에 인장력의 작용 시 반경방향과 반대방향으로 이동되어 철근에 조임력을 제공할 수 있도록 외주면에 제2조임경사부를 가진 제2조임나선결합부를 구비하며 내주면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 제2파지부가 마련된 복수개의 제2조임부재들을 포함하는 제2조임유닛;을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 제 1조임부재들을 포함하는 제 1조임유닛과 제 2조임부재들을 포함하는 제 2조임유닛은 커플러 본체의 삽입 시 제1조임부재들과 제 2조임부재들이 조립된 상태를 유지할 수 있도록 적어도 하나의 탄성지지링을 구비한다. 그리고 상기 제1가이드나선결합부와 제 2가이드 나선결합부의 경계를 이루는 부위의 커플러본체에는 결합되는 철근의 결합위치를 한정하는 스토퍼 플레이트를 더 구비한다. 상기 제1조임부재와 제 2조임부재의 내주면 측에는 철근의 회전 시 제1조임부재 또는 제 2조임부재가 철근과의 결합되어 회전될 수 있도록 제1결합홈과 제2결합홈이 각각 형성되며, 상기 제1조임부재와 제 2조임부재의 외주면 측에는 철근의 외주면에 밀착시 탄성변형 또는 소성변형성되어 제1조임부재 또는 제 2조임부재가 철근의 외주면에 밀착될 수 있도록 하는 제 1,2탄성변형홈이 각각 형성된다.

상기 스토퍼 플레이트와 제1조임유닛의 사이 및 상기 스토퍼플레이트와 상기 제 2조임유닛의 사이에 각각 설치되는 탄성부재를 더 구비한다.

본 발명에 따른 고강도 원터치 커플러는 연결을 위한 철근의 결합이 용이하고, 인장력의 작용 시 인출되는 인장방향으로의 이동변위량을 최소화 시킬 수 있으며, 구조가 상대적으로 간단하여 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플로의 분리 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 고강도 원터치 철근 커플러의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플러의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플러의 또 다른 실시예를 도시한 분리 사시도,
도 5는 조임유닛을 도시한 분리 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 조임유닛의 단면도,
도 7는 조임유닛의 다른 실시예를 나타내 보인 분리 사시도,
도 8는 도 7에 도시된 조임유닛의 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플러의 다른 실시예들을 나타내 보인 분리 사시도,
도 10은 도 9에 도시된 고강도 원터치 철근 커플러의 단면도,
도 11 및 도 12는 각각 본 발명의 고강도 원터치 커플러에 보호캡이 설치된 상태를 나타내 보인 단면도,
도 13은 본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플러의 작동상태를 발췌하여 도시한 단면도.

본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플러는 토목공사, 건축물 등의 건축을 위한 철근의 배근 시 철근을 상호 연결하는 것으로, 그 일 실시예을 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플러(10)는 철근 또는 환봉을 상호 길이 방향으로 연결하는 것으로, 철근(300)(300)을 상호 연결하기 위한 커플러 본체(20)와, 상기 커플러본체(20)의 중공부에 삽입되어 지지된 상태로 연결되는 철근(300)의 결합부위에 파지력을 제공하는 제 1,2조임유닛(40)(50)들을 구비한다.

상기 커플러본체(20)는 길이 방향으로 중공부(21)가 형성된다. 그리고 상기 커플러 본체(20)의 중앙부를 기준으로 하여 일측의 중공부(21)의 내주면에는 철근의 조임력을 제공하기 위한 것으로 제1 가이드경사부(22)을 가지는 제1가이드 나선결합부(23)가 나선형으로 형성되고, 이와 대응되는 커플러 본체(20)의 타측 중공부(21)의 내주면에는 철근의 조임력을 제공하기 위한 복수개의 제 2가이드경사부(25)을 가지는 제 2가이드나선결합부(26)가 나선형으로 형성된다.

상기 커플러 본체(20)의 내주면에 형성된 제 1,2가이드나선결합부(23)(26)에 형성된 제1,2가이드경사부(22)(25)의 경사방향은 상호 반대방향으로 형성된다. 상기 제 1,2가이드경사부(22)(25)는 커플러본체(20)의 내주면으로부터 외주면측으로 균일한 경사각도를 갖도록 형성되는데, 경사각은 커플러본체(20)의 중공부 중심축에 대해 10도 내지 45도의 범위 내에서 형성함이 바람직하다. 상기 제1,2가이드경사부(22)(25)는 커플러본체(20)의 내측(중앙부)으로부터 외측방향으로 중공부(21)의 중심축 방향으로 경사진 구조를 가진다. 즉, 내측(중앙부)으로부터 외측으로 중공부의 중심축 방향으로 점차적으로 돌출되도록 경사진 구조를 가진다.

그리고 상기 제 1가이드경사부(22)들의 경계부위는 중공부(21)의 중심에 대해 법선방향으로 제1지지턱(22a)이 형성되고, 상기 제 2가이드경사부(25)들의 경계부위는 중공부(21)의 중심에 대해 법선방향으로 제2지지턱(25a)이 형성된다. 상기 제 1,2가이드경사부(22)(25)는 각각 나선형으로 이루어지는데, 상기 제1가이드경사부(22)와 제 2가이드경사부(25)는 길이 방향으로 연속되는 나선구조를 가진다.

상기와 같이 커플러본체(20)의 길이 방향의 중심을 기준으로 양측에 각각 제 1가이드나선결합부(23)와 제 2가이드나선결합부(26)가 형성된 경우 이들의 사이에는 커플러 본체(20)와 일체로 형성되거나 별도의 부재로 이루어진 스토퍼플레이트(30)가 구비된다.

상기 스토퍼 플레이트(30)는 결합되는 철근의 결합을 위한 철근 결합부의 삽입길이를 제한하게 된다. 즉, 커플러 본체(20)의 중앙부의 내측에 설치되는 스토퍼 플레이트(30)는 결합을 위한 두 철근(300)(300)이 제 1,2조임유닛(40)(50)의 각 철근삽입부(45)(55)를 통하여 삽입되는 길이를 한정하게 됨으로써 결합되는 두 철근의 결합부 길이를 실질적으로 동일하게 할 수 있다.

상기 스토퍼플레이트(30)는 도 1 및 도 2에 나타내 보인 바와 같이 제1 또는 제 2가이드나선결합부(23)(26)중 일측과 나사결합되어 커플러본체(20)의 중앙부에 위치될 수 있도록 디스크 형상으로 형성될 수 있다. 상기 디스크 형상의 스토퍼 플레이트(30)는 커플링본체(20)와의 결합 시 커플링 본체(20)의 길이 방향에 대해 직각 상태를 유지할 수 있도록 가장자리가 제1 또는 제 2가이드나선결합부(23)(26)의 나선의 형성각도에 따라 절곡된다. 이 과정에서 상기 디스크 형상의 스토퍼 플레이트(30)는 가장자리로부터 중심방향으로 일부가 절제되어 절곡이 원활하게 유지될 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 커플러 본체(20)에 형성된 제1,2가이드나선 결합부(23)(26)의 형성은 커플러본체(20)의 내주면을 기계가공, 단조가공, 조형가공 등에 의해 이루어질 수 있다. 상기 커플러본체(20)은 도 3에 도시된 바와 같이 중앙부를 기준으로 상호 나사결합되는 제 1,2본체부재(20a)(20b)로 이루어지거나 도 4에 도시된 바와 같이 두 개의 제 1,2본체부재(20a)(20b)가 연결부재(20c)와 각각 나사결합되어 이루어질 수 있다.

한편, 상기 커플러본체(20)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 커플러 본체(20)의 중공부에는 제 1가이드 경사부를 가진 제 1가이드나선 결합부만 형성될 수 있으며, 커플러 본체(20)에 하나의 제 1조임유닛(40)이 설치될 수 있다.

상기 제 1,2조임유닛(40)(50)은 커플러 본체(20)의 중앙부를 중심으로 양측에 형성된 제1 또 제 2가이드나선결합부(23)(26)와 각각 나사결합되어 연결을 위한 철근(300)을 파지력을 제공하는 것으로, 제 1,2조임유닛(40)(50)은 그 구성이 실질적으로 동일하다.

상기 제 1조임유닛(40)은 도 1 및 도 2에 나타내 보인 바와 같이, 각각 상기 제1가이드나선결합부(23)의 제1가이드경사부(22)와 슬라이딩 가능하게 결합되며 커플러 본체가 결합되는 철근(300)과 같이 외측으로 이동력의 작용 시 반경방향과 반대방향으로 이동되어 철근에 조임력을 제공한다. 이 제1조임유닛(40)은은 외주면에 복수개의 제1조임경사부(41)가 제1가이드나선결합부(23)의 제1가이드경사부(22)와 대응되는 나선을 이루도록 형성되며, 내측면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 제1파지부(42)가 마련된 복수개의 제1조임부재(430들을 구비한다. 상기 제 1조임부재(43)들은 원주방향으로 배열됨으로써 각 제 1조임부재(43)들의 제1조임경사부(41)들이 상기 제1가이드 경사부(22)와 접촉되는 연속나선을 이루게 된다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제 1조임유닛(40)을 이루는 제 1조임부재(43)들 즉, 2 개 내지 6개(실질적으로 3개로 이루어짐)의 제 1조임부재(43)들이 원주방향으로 배열되어 외주면에 제1조임경사부(41)을 가지는 제1조임나선결합부(44)를 형성하게 된다. 상기 제1조임유닛(40)에 철근이 삽입됨으로써 상기 제 1조임나선결합부(44)을 형성하는 각 제1조임부재(43)들은 반경방향으로 이동되면서 분리되게 되는데, 제1조임부재(43)의 외주면에 형성된 제1조임경사부(41)는 커플러 본체(20)의 내주면에 형성된 제 1가이드경사부(22)을 따라 가이드됨으로써 원형으로 배열된 상태를 유지하게 된다.

상기 제 1조임부재(43)들의 원주방향으로의 배열은 각 제1조임부재(43)의 내주면에 형성된 제1파지부(42)들이 결합을 위한 철근(300)이 삽입되는 철근삽입부(45)를 형성한다. 그리고 상기 제1조임부재(43)들은 원주방향을 따라 배열된 상태를 유지할 수 있도록 탄성지지링(46)에 의해 지지된다. 제1조임유닛(40)을 이루는 제 1조임부재(43)들의 외주면에는 탄성지지링(46)이 제 1조임부재(43)들의 이탈 시 지지되는 것을 방지하기 위한 지지홈(46a)들이 형성된다. 상기 지지홈(46a)은 상기 제 1조임부재(43)의 양단부로부터 소정길이 연장되는 연장부(43a)에 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 제1조임경사부(41)들의 사이에 원주방향으로 지지홈(46a)이 형성될 수도 있다.

한편, 각 제 1조임부재(43)에 형성된 제1조임경사부(41)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1가이드경사부(22)와 접촉되어 슬라이딩 시 연결되는 철근(300)의 외주면측으로 제1조임부재(43)를 이동시킬 수 있도록 내측으로부터 외측으로 접차적으로 인입되는 구조를 가지며, 제 1조임경사부(41)의 높이(H1)는 제 1가이드경사부(22)의 높이(H2)와 실질적으로 동일하게 형성된다. 또한 각 제 1조임경사부(41)들의 폭(W1)은 제 1가이드 경사부(22)의 폭(W2)와 실질적으로 동일하게 형성된다.

상기 제 1조임부재(43)에 형성된 제1조임경사부(41)는 원주방향 또는 커플러 본체의 중심축에 대해 경사방향으로 형성된다.

그리고 상기 제 1조임경사부(41)들의 경계부위에는 제 1조임경사부(41)의 경사지게 형성됨으로써 중공부(21)의 중심에 대해 법선방향으로 제3지지턱(41a)이 형성된다. 상기 제 1조임부재(41)의 상기 제1파지부(42)에는 결합되는 철근(300)과의 마찰력을 증가시키기 위하여 요철이 형성되거나 나선형의 돌기가 형성될 수 있는데, 상기 나선형의 돌기는 이중나선 또는 다중나선으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.

상기 제 2조임유닛(50)은 상기 제2가이드나선결합부(26)의 제2가이드경사부(25)와 슬라이딩 가능하게 결합되며 커플러 본체가 결합되는 철근(300)과 같이 외측으로 이동력의 작용 시 반경방향과 반대방향으로 이동되어 철근에 조임력을 제공한다. 이 제2조임유낫(50)은 외주면에 복수개의 제2조임경사부(51)가 나선방향을 이루는 제2가이드나선결합부(26)의 제2가이드경사부(25)와 대응되는 나선을 이루도록 형성되며 내측면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 제 2파지부(52)가 마련된 복수개의 제2조임부재(53)들을 구비한다. 상기 제 2조임부재(53)들은 원주방향으로 배열됨으로써 각 제 2조임부재(53)들의 제2조임경사부(51)들이 상기 제2가이드 경사부(25)와 접촉되는 연속나선을 이루게 된다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제 2조임유닛(50)을 이루는 제 2조임부재(53)들 즉, 2 개 내지 6개(실질적으로 3개로 이루어짐)의 제 2조임부재(53)들이 원주방향으로 배열되어 외주면에 제2조임경사부(51)을 가지는 제2조임나선결합부(54)를 형성하게 된다. 상기 제2조임유닛(50)에 철근이 삽입됨으로써 상기 제 2조임나선결합부(54)을 형성하는 각 제2조임부재(53)들은 반경방향으로 이동되면서 분리되게 되는데, 제2조임부재(51)의 외주면에 형성된 제2조임경사부(51)는 커플러본체(20)의 내주면에 형성된 제 2가이드경사부(25)을 따라 가이드됨으로써 원형으로 배열된 상태를 유지하게 된다.

상기 제 2조임부재(53)들의 원주방향으로의 배열은 각 제2조임부재의 내주면에 형성된 제2파지부(52)들이 결합을 위한 철근(300)이 삽입되는 철근삽입부(55)를 형성한다. 그리고 상기 제2조임부재(53)들은 원주방향을 따라 배열된 상태를 유지할 수 있도록 탄성지지링(56)에 의해 지지된다.

한편, 각 제 2조임부재(53)에 형성된 제2조임경사부(51)는 상기 제2가이드경사부(22)와 접촉되어 슬라이딩 시 연결되는 철근(300)의 외주면측으로 제2조임부재(53)가 이동시킬 수 있도록 내측으로부터 외측으로 점차적으로 인입되는 구조를 가진다. 상기 제 2조임부재(53)에 형성된 제1조임경사부는 원주방향 또는 커플러 본체의 중심축에 대해 경사방향으로 형성된다.

그리고 상기 제 2조임경사부(51)들의 경계부위에는 제 2조임경사부(51)의 경사지게 형성됨으로써 중공부(21)의 중심에 대해 법선방향으로 제4지지턱(51a)이 형성된다. 그리고 상기 제 2조임부재(51)의 상기 파지부(52)에는 결합되는 철근(300)과의 마찰력을 증가시키기 위하여 요철이 형성되거나 나선형의 돌기가 형성될 될 수 있는 이 나선형의 돌기는 이중나선 또는 다중나선으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.

한편 도 6 및 도 7에 도시되 바와 같이 제 1조임부재(43)와 제 2조임부재(53)는 제1조임부재(43) 또는 제 2조임부재(53)들에 의해 형성되는 철근삽입부(45)(55)가 비원형으로 형성된 상태가 유지되는 것을 방지하기 위하여 철근의 파지력의 작용 시 탄성변형 또는 소성변형되어 철근의 외주면의 곡율을 따라 밀착될 수 있도록 외주면에 길이 방향으로 변형을 위한 탄성변형홈(47)(57)이 형성될 수 있다. 상기와 같이 제1,2조임부재(43)(53)의 외측에 길이 방향으로 형성된 제 1,2탄성변형홈(47)(57)은 제 1조임부재(43)들에 형성된 철근삽입부(45) 및 제 2조임부재(53)에 의해 형성된 철근삽입부(55)의 직경보다 크거나 작은 철근의 연결 시 제1조임부재(43) 또는 제 2조임부재(53)가 철근(300)의 외주면에 밀착될 수 있도록 변형이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

그리고 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제 1조임유닛(40)과 제 2조임유닛(50)을 이루는 제 1조임부재(43)와 제 2조임부재(53)들중 적어도 하나의 제 1조임부재(43)와 제 2조임부재(53)의 내측에는 철근(300)의 비드 또는 리드와 결합되어 철근(100)의 회전 시 제 1조임부재(43) 또는 제 2조임부재(53)가 회전될 수 있도록 하는 되는 제 1,2결합홈(48)(58)이 형성된다. 상기 제 1,2결합홈(48)(58)은 제 1,2조임부재(43)(54)의 내주면에 길이 방향으로 형성되는데, 바람직하게는 상기 철근(100)에 형성된 비드의 폭보다 넓게 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 제 1조임부재(43)와 제 2조임부재(53)의 내주면은 원형으로 형성된 것에 한정되지 않고 다각형의 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 연결하고자 하는 철근 또는 연결부재(환봉, 사각봉, 팔각봉, 육각봉 등)의 단면형상에 따라 달라질 수 있다.

상술한 고강도 원터치 철근 커플러에 있어서, 커플러 본체(20)의 중공부 내주면에 형성된 제 1가이드나선결합부(23)의 나선수와 제 1조임유닛(40)의 제 1조임부재(43)에 형성된 제 1조임나선결합부(44)의 나선수는 실질적으로 동일하게 형성되거나 제 1가이드나선 결합부(23)의 나선수가 많게 형성되며, 커플러 본체(22)의 중공부 내주면에 형성된 제 2가이드나선결합부(25)의 나선수와 제 2조임유닛(50)의 제 2조임부재(53)에 형성된 제 2조임나선결합부(55)의 나선수는 실질적으로 동일형성되거나 제 2가이드나선 결합부의 나선수가 많게 형성된다. 그러나 이에 한정되지는 않는다.

이와 같이 제 1가이드경사부(22)와, 제 1조임경사부(51)의 갯 수와 상기 제 2가이드경사부(25)과 제 2조임경사부(51)의 갯 수를 동일하게 형성함으로써 이들에 의해 상호 연결을 위한 철근의 결합부의 각 부위에 작용하는 파지력을 균일하게 형성할 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 상기 커플러 본체에 형성된 제1,2가이드 나선결합부(23)(26)과 상기 제 1,2조임나선 결합부(44)(54)의 나선은 이중나선 또는 다중나선으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 스토퍼 플레이트(30)와 제 1조임유닛(40)의 사이 및 스토퍼 플레이트(30)와 제 2조임유닛(50)의 사이에는 도시되어 있지 않으나 제 1조임유닛(40)과 제 2조임유닛(50)을 각각 외측방향으로 탄성바이어스시키기 위한 탄성부재를 개재시켜 제 1조임유닛(40)의 제 1조임부재(43)들과 제 2조임유닛(50)의 제 2조임부재(53)들을 결합위해 철근삽입부(45)(55)에 삽입된 철근이 원활하게 삽입될 수 있도록 함이 바람직하다. 상기 탄성부재는 탄성스프링, 탄성고무 또는 탄성력을 가지는 수지로 이루어질 수도 있다.

또한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 그리고 상기 스토퍼 플레이트(30)와 조립되는 철근(300)(300)들의 사이에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 철근의을 지지하기 위한 완충부재(70)(70)가 설치될 수 있다.

상기 완충부재(70)(70)은 스토퍼 플레이트에 고정될 수도 있다. 이 경우 상기 탄성부재는 스토퍼플레이트를 관통하여 스토퍼플레이트(30)의 양면으로부터 돌출될 수 있도록 함이 바람직하다.

한편, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이 스토퍼플레이트와 철근의 단부사이에는 탄성편(75)(75)이 설치될 수 있다.

도면을 참조하면, 탄성편(75)(75)은 판상의 부재로 이루어진 것으로, 스토퍼 플레이트(50)에 지지되는 탄성본체부(75a)(75a)와, 상기 탄성본체부(75a)(75a)로부터 상방으로 돌출되어 철근(300)의 하면을 지지하여 철근의 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 탄성지지부(75b)(75b)를 구비한다. 상기 탄성지지부(75b)(75b)는 철근의 회전으로 인하여 제 1조임유닛(40) 또는 제 2조임유닛(50)의 이동과 철근(300)의 하강으로 인하여 철근의 단부가 스토퍼플레이트(30)의 상면과 쉽게 밀착될 수 있도록 변형가능 하도록 원뿔형 변형돌기가 구성됨이 바람직하다.

탄성지지부는 도시되어 있지 않으나 탄성본체부을 비딩가공하여 형성하거나 중앙부로부터 반경방향으로 복수의 절개부를 형성하여 상방으로 절곡된 탄성편으로 이루어질 수도 있다. 또한 탄성지지부는 판상의 탄성본체부를 랜싱가공하여 상부로 돌출시킴으로써 이루어질 수도 있다. 또한 그리고 상기 탄성본체부는 가장자리에는 제1조임부재(43) 또는 제 2조임부재(53)와 결합되는 결합편(미도시)들이 형성되어 제 1조립유닛(40) 또는 제 2조립유닛(50)과 결합된 상태에서 커플러 본체(20)에 삽입될 수 있도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 커플러 본체는 연결하고자 하는 용도에 따라 된 바와 같이 십자형으로 형성될 수 있는데, 이에 한정되지 않고, 티형, 메인본체부에서 분기된 분기부를 가진 멀티형, 엘보형상 등 다양 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이 콘크리트의 몰탈의 타설이 이루어진 후, 철근을 연결할 필요가 있는 경우, 상기 콘크리트 몰탈로부터 노출되는 커플링본체의 단부에는 콘크리트 몰탈의 유입을 방지하기 위한 보호캡(100)이 설치될 수 있다. 상기 보호캡(100)의 외주면은 단부측을 향하여 내측으로 경사지게 형성함으로써 콘크리트 몰탈의 경화 시 분리가 용이하게 할 수 있다. 그리고 상기 보호캡(100)의 상면에는 캡의 분리를 위한 손잡이부(미도시)가 형성될 수 있다.

상기 보호캡의 형상은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 노출되는 커플링 본체의 내부로 콘크리트 몰탈이 유입되는 것을 방지할 수 있는 구조이면 가능하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 고강도 원터치 커플러의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 원터치 커플러(10)를 이용하여 철근들을 상호 연결하기 위해서는 커플러 본체(20)의 일측 중공부(21)를 통하여 결합을 위한 철근을 삽입한다. 중공부(21)를 통하여 삽입되는 철근(300)은 삽입이 이루어지는 과정에서 제1조임유닛(40)의 철근삽입부(45)로 삽입이 이루어지게 되고, 이 과정에서 제1조임부재(43)들은 외측으로 벌어짐과 아울러 제1조임부재(43)들의 제 1조임경사부(42)들이 커플러 본체(20)의 내주면에 형성된 제 1가이드 경사부(22)를 따라 슬라이딩된다. 상기와 같이 결합을 위한 철근(300)의 삽입이 이루어지는 과정에서 철근의 단부가 커플러 본체(20)의 중앙부에 위치되는 스토퍼 플레이트(30)에 접촉됨으로서 철근(300)의 삽입이 제한된다.

상기와 같이 연결을 위한 철근(300)들이 제 1,2조임유닛(40)(50)에 삽입이 이루어진 상태에서 도 10에 도시된 바와 같이 상기 철근(300)의 단부는 스토퍼플레이트(50)에 지지된 탄성편(75)의 탄성지지부(75b)(75b)에 지지되게 된다.

이 상태에서 제 1 조임부재(30)와 제 2조임부재(40)이 결합된 철근(300)을 조이는 방향으로 회전시킨다. 즉, 상기 제1,2파지부(42)(52)의 내주면에는 나선형으로 형성된 돌기가 형성되어 있으므로 철근(300)이 파지된 상태에서 제 1,2조임유닛(40)(50)이 스토퍼플레이트(30) 측으로 이동하게 아울러 탄성편(75)(75)의 탄성지지부(75b)(75b)는 찌그러지게 된다. 이러한 과정에서 상기 탄성지지부(75b)(75b)는 철근(300)의 회전이 원활하게 이루어 질 수 있도록 지지한다.

이러한 과정에서 상기 제 1조임유닛(40)을 이루는 각각의 제 1조임부재(43)의 내면에는 길이 방향으로 제 1결합홈(48)이 형성되고, 상기 제 2조임유닛(50)을 이루는 각각의 제 1조임부재(43)의 내면에는 길이 방향으로 제 2결합홈(58)이 형성되어 있으므로 철근(300)들의 외주면에 형성된 리브가 제 1결합홈(48) 또는 제 2결합홈(58)에 걸리게 됨과 아울러 제1,2파지부(42)(52)에 형성된 돌기들이 철근을 파고들게 된다. 특히 상기 제1결함홈(48) 또는 제 2결합홈(58)과 결합된 철근(300)들은 각각 상기 제 1조임유닛(40)과 제 2조임유닛(50)을 회전시키게 됨으로써 상기 제1,2조임유닛(40)(50)이 각각 커플로 본체(20)에 대해 상승하게 되고, 철근에 대한 결합력을 높일 수 있게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 제 1,2조임유닛(40)(50)이 이동하는 과정에서 제1조임부재(43)들 또는 제 2조임부재(53)들을 철근(300)의 외주면에 밀착되는데, 상기 제1조임부재(43)과 제 2조임부재(53)의 외주면에는 길이 방향으로 탄성변형홈(47)(57)이 형성되어 있으므로 이 탄성변형홈(47)(57)을 중심으로 탄성변형 또는 소성변형되어 철근(300)의 파지부의 파지부에 밀착됨으로써 철근의 파지력을 높일 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 방법으로 연결하고자 하는 철근을 상기 커플러 본체(20)의 타측중공부를 통하여 제 2조임유닛(50)에 결합함으로써 철근(300)(300)들의 연결을 완성한다.

상기와 같이 철근(300)(300)들의 연결이 완료된 상태에서, 연결된 철근(300)(300)들에 인장력이 가하여지게 되면, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 제1,2조임경사부(41)(51)가 각각 제 1,2가이드경사부(22)(25)를 따라 지지됨과 아울러 슬라이딩되려는 이송력이 제 1,2조임부재(43)(53)를 철근의 외주면에 밀착시키는 밀착력으로 작용하게 된다. 따라서 철근에 가하여지는 인장력과 대응하여 제1,2조임부재(43)(53)에 의한 철근의 파지력의 커지게 된다.

상기와 같은 작용으로 철근(300)(300)의 결합부에 작용하는 파지력은 커플러 본체(20)의 중공부 내주면에 길이 방향을 따라 복수개의 제 1, 2가이드 경사부(22)(25)가 형성되고, 상기 제 1,2조임유닛(40)(50)의 제1,2조임부재(43)(53)의 외주면에는 각각 제 1,2가이드 경사부(22)(25)와 결합되는 제 1,2조임경사부(41)(51)가 형성되어 있으므로 제1,2조임부재(43)(53)와 커플러 본체(20)의 각 부위에 균일하게 작용하게 된다.

특히, 커플러 본체(20)의 내주면에 형성된 제 1,2가이드 경사부(22)(25)와 제1,2조임부재(43)(53)들에 형성된 제 1,2조임경사부(41)(51)들이 나선형의 형상으로 형성되어 있으므로, 상기 결합되는 철근을 죄는 방향으로 회전시키게 되면, 상기 제 1,2조임부재(43)(53)가 철근의 조립과정에서 외측으로 이동되어 결합이 완료된다. 따라서 결합된 철근(300)(300)에 인장력이 가하여진다 하여도 인장력에 따른 이동변위가 전혀 발생하지 않게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고강도 원터치 철근 커플러는 철근의 파지력이 철근이 결합부위의 각 부위에 균일하게 작용하고, 이의 반력이 커플러본체에 길이 방향을 따라 균일하게 작용할 수 있도록 함으로써 종래와 같이 특정부위에 파지력이 작용하여 철근의 결합부위가 이상 변형되거나 전단되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 고강도 원터치 철근 커플러장치는 배근 시 철근의 연결뿐만아니라 각종 산업시설에 사용되는 파이프, 볼트, 형강, 로드 등의 연결에도 널리 적용 가능하다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 길이 방향으로 중공부가 형성되며 중공부의 내주면에 원주방향으로 철근의 조임력을 제공하기 위해 나선형으로 형성되며 중공부의 중앙부로부터 일측의 외측방향으로 중공부의 중심축 방향을 향하여 돌출되도록 경사진 복수개의 제1가이드경사부를 가지는 제1가이드나선결합부와, 중공부의 중앙부로부터 타측의 외측방향으로 중공부의 중심축 방향을 향하여 돌출되도록 경사진 복수개의 제2가이드경사부를 가지는 제 2가이드나선결합부을 포함하는 커플러 본체와;
   상기 커플러 본체의 제 1가이드나선결합부와 나사결합되어 중공부의 일측에 삽입되는 것으로, 상기 제1가이드경사부들과 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 결합되는 철근에 인장력의 작용 시 반경방향과 반대방향으로 이동되어 철근에 조임력을 제공할 수 있도록 외주면에 복수개의 제1조임경사부를 가진 제1조임나선결합부를 구비하며 내주면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 제1파지부가 마련된 복수개의 제1조임부재들을 포함하는 제1조임유닛;과,
   상기 커플러 본체의 제 2가이드나선결합부와 나사결합되어 중공부의 타측에 삽입되는 것으로, 상기 제2가이드경사부들과 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 결합되는 철근에 인장력의 작용 시 반경방향과 반대방향으로 이동되어 철근에 조임력을 제공할 수 있도록 외주면에 복수개의 제2조임경사부를 가진 제2조임나선결합부를 구비하며 내주면에 연결을 위한 철근의 외주면을 파지하는 제2파지부가 마련된 복수개의 제2조임부재들을 포함하는 제2조임유닛;을 포함한 것을 특징으로 고강도 원터치 커플러.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제 1조임부재들을 포함하는 제 1조임유닛과 제 2조임부재들을 포함하는 제 2조임유닛은 커플러 본체의 삽입 시 제1조임부재들과 제 2조임부재들이 조립된 상태를 유지할 수 있도록 적어도 하나의 탄성지지링을 구비한 것을 특징으로 하는 고강도 원터치 철근 커플러.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 제1가이드나선결합부와 제 2가이드 나선결합부의 경계를 이루는 부위의 커플러본체에는 결합되는 철근의 결합위치를 한정하는 스토퍼 플레이트를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고강도 원터치 철근 커플러.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 제1조임부재와 제 2조임부재의 내주면 측에는 철근의 회전 시 제1조임부재 또는 제 2조임부재가 철근과의 결합되어 회전될 수 있도록 제1결합홈과 제2결합홈이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 고강도 원터치 철근 커플러.
7. 제 3항에 있어서,
   상기 제1조임부재와 제 2조임부재의 외주면 측에는 철근의 외주면에 밀착시 탄성변형 또는 소성변형성되어 제1조임부재 또는 제 2조임부재가 철근의 외주면에 밀착될 수 있도록 하는 제 1,2탄성변형홈이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 고강도 원터치 철근 커플러.
8. 제 3항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 커플러 본체가 제 1가이드나선결합부가 형성된 제 1본채부재와 제 2가이드나선결합부가 형성된 제 2본체부재로 분리되고, 이들이 상호 나사결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 원터치 철근 커플러.
9. 제 5항에 있어서,
   상기 스토퍼 플레이트와 제1조임유닛의 사이 및 상기 스토퍼플레이트와 상기 제 2조임유닛의 사이에 각각 설치되는 탄성부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고강도 원터치 철근 커플러.
10. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1조임유닛의 제1파지부를 이루는 제 1조임부재들의 내주면과, 상기 제 2조임유닛의 제2파지부를 이루는 제 2조임부재들의 내주면에 돌기들이 형성된 것을 특징으로 하는 고강도 원터치 철근 커플러.
11. 제 3항에 있어서,
    상기 커플러 본체의 양측단부에 결합되어 콘크리트 타설 시 이물이 커플러 본체의 내부로 유입되는 것을 방지하는 보호캡을 더 구비한 것을 특징으로 하는 고강도 원터치 철근 커플러.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

Images