KR101587733B1 - 나선철근용 철근연결구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 쌍의 나선철근을 직선상에 결합하기 위한 나선철근용 철근연결구에 있어서, 상기 나선철근용 철근연결구의 내부 양측에는, 상기 나선철근의 나선돌기와 나사결합하는 돌기수용홈이 구비되며, 상기 돌기수용홈 사이에는 돌기수용홈과 상이한 피치를 갖도록 연장 형성되어 나선돌기의 나선방향 진입을 제한하는 나선스토퍼가 구비됨을 특징으로 한다.

Description

나선철근용 철근연결구 { Reinforcing rod a coupling device for hooped reinforcement}

본 발명은 한 쌍의 나선철근을 일직선상에 연결하기 위한 나선철근용 철근연결구에 관한 것으로, 내측 중앙부에 나선돌기와 상이한 피치를 갖는 나선스토퍼를 구비하여 한 쌍의 나선철근을 상이한 방향으로 회전하여 근접시 내부에 삽입된 철근들의 말미부를 간섭함으로써 나선철근의 구속 및 연결이 가능하도록 한 나선철근용 철근연결구에 관한 것이다.

본 발명은 나사 결합 방식으로 회전하는 과정만으로 한 쌍의 나선철근을 연결할 수 있도록 한 나선철근용 철근연결구에 관한 것이다.

본 발명은 나선철근의 풀림이 방지될 수 있도록 한 나선철근용 철근연결구에 관한 것이다.

본 발명은 나선철근 연결 후 육안으로 내부를 투시하여 오조립 여부를 쉽게 확인할 수 있도록 한 나선철근용 철근연결구에 관한 것이다.

일반적으로 철근 콘크리트의 구조물의 시공에 있어서 골조로 사용하는 철근은 콘크리트와의 부착응력도를 향상시키기 위해 횡 방향으로 돌출된 마디와 종 방향으로 전체 길이에 걸쳐 대칭으로 두 줄의 리브가 있는 이형철근을 주로 사용하고 있으며, 철근은 운반이나 작업 편의를 위해 한정된 길이로 생산되기 때문에 대부분 연결하여 사용하게 되는데 이형철근을 연결하기 위한 방식은 여러 가지가 사용되고 있다.

가장 널리 사용하는 방식은 두 철근의 단부를 겹쳐 결속선으로 묶는 겹침이음 방식인데 이 방식은 이음부가 철근의 부착력에만 의존하기 때문에 안전성이 취약하고, 두 철근의 단부를 산소 아세틸렌 가스 불꽃으로 가열하여 압접기로 가압해 연결하는 가스압접 방식은 이음부에 열변형이 일어나 이차응력이 발생하여 이음부가 철근 모재 보다 취약해지며, 두 철근의 양단을 업셋팅하거나 단조가공으로 리브와 마디를 원형으로 가공한 다음 절삭 및 전조 방식으로 수나사를 가공하여 암나사형 커플러로 연결하는 나사이음 방식은 철근에 외력이 가해져 이음부가 철근 모재와 다른 변형이 일어나 모재 보다 취약해지는 문제점이 있다.

철근의 생산에 관한 규정에 있어서는 철근콘크리트 구조물에 열이 가해져도 쉽게 붕괴 되지 않도록 하기 위해 철근은 콘크리트와 열팽창 비율이 비슷한 재료적 성질을 유지하여 생산하도록 하고 있으나, 우리나라의 철근의 이음에 관한 규정에서 철근의 호칭명이 D29 (직경 29mm) 이상의 철근 이음에는 겹침이음 방식을 허용하지 않고 있기 때문에, 상기에서 설명한 바와 같이 철근을 가스압접이나 기계적인 방식으로 연결하고 있는데 이 방식은 철근에 열이나 외력을 가하는 이차가공을 함으로써 철근이 가지고 있는 본래의 재료적 성질을 변화시키는 이음 방식인 것으로서 이 연결 방식을 불가피하게 허용하는 것은 철근 본래의 재료적 성질을 변화시키지 않으면서 연결할 수 있는 철근연결구가 많이 개발되어 있다.

또한, 최근에는 최선의 연결 방법의 필요성에 의해 도 1과 같이, 철근의 외면에 나사산 형태의 나사 마디(11)를 형성한 나사 마디 철근(1, 1a)이 개발되어 내면에 철근(1, 1a)의 나사 마디(11)가 체결되는 암나사부(41)가 있는 슬리브(4z)로 연결하고 있다.

그러나, 철근(1, 1a)의 나사 마디(11)의 피치가 길고 나사의 형태가 정밀하지 않아 체결이 원활하도록 슬리브(4z)의 암나사부(41)의 나사골을 철근(1, 1a)의 나사 마디(11)보다 크게 형성하기 때문에 슬리브(4z)로 두 철근(1,1a)을 체결하면 슬리브(4z)와 철근 (1, 1a)사이에 유격이 많아 체결이 쉽게 풀리고 슬립이 발생하는 문제점이 있다.

이를 해소하기 위하여 슬리브(4z)의 양단에 로크너트(5z)를 체결하고 슬리브(4z)의 내부에 그라우트재를 충전하여 유격을 제거하고 있으나, 별도로 그라우트재를 준비하여 충전하는 작업이 번거롭고 그라우트재의 강도가 철근의 10% 내외에 불과해 안전한 결속이 되지 못하며, 철근(1, 1a)의 피치가 길어 나사산의 경사각이 크므로 로크너트(5z)의 체결에 많은 힘이 소요되고 외부의 진동에 로크너트(5z)가 쉽게 풀릴 수 있는 안전성의 문제가 있다.

그리고 두 개의 로크너트(5z)가 슬리브(4z)와 일체로 가 결합 되어 있지 않고 별도의 부품으로 구비되어 부품의 관리가 어렵고 로크너트(5z)는 비교적 크기가 작아 연결작업 시에 낙하에 의한 안전사고가 발생할 수 있는 위험성이 높기 때문에 작업의 안전성과 시공성 그리고 작업 속도에 의한 원가절감이 요구되는 건설 현장의 특성상 가결합이 가능한 철근 연결구의 필요성이 절감되고 있는 현실이다.

이를 해소하기 위하여 대한민국 등록실용신안 제0409526호에는 도 2와 같이 나사마디(11)를 감싸도록 안착되는 반원형슬리브(2)를 구비하고, 상기 반원형슬리브(2)의 좌우측에는 로크너트(5)를 죄어 반원형슬리브(2)의 경사진 양측을 가압함으로써 나선철근(1a)을 연결할 수 있도록 한 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기 종래 기술 역시 많은 수의 부품을 포함하여 구성되므로, 시공성이 저하되는 문제점을 여전히 가지고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단일의 부품으로 이루어져 간단한 구성을 가지며, 내측 중앙부에 나선돌기와 상이한 피치를 갖는 나선스토퍼를 구비하여 한 쌍의 나선철근을 상이한 방향으로 회전하여 근접시 내부에 삽입된 철근들의 말미부를 간섭함으로써 나선철근의 구속 및 연결이 가능하도록 한 나선철근용 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 나사 결합 방식으로 회전하는 과정만으로 한 쌍의 나선철근을 간단하게 연결할 수 있도록 한 나선철근용 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 외부로부터 가해진 충격으로 인한 풀림이 방지될 수 있도록 한 나선철근용 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 나선철근 연결 후 육안으로 내부를 투시하여 오조립 여부를 쉽게 확인할 수 있도록 한 나선철근용 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 한 쌍의 나선철근을 직선상에 결합하기 위한 나선철근용 철근연결구에 있어서, 상기 나선철근용 철근연결구의 내부 양측에는, 상기 나선철근의 나선돌기와 나사결합하는 돌기수용홈이 구비되며, 상기 돌기수용홈 사이에는 돌기수용홈과 상이한 피치를 갖도록 연장 형성되어 나선돌기의 나선방향 진입을 제한하는 나선스토퍼가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 철근연결구의 내부 양측에 형성된 돌기수용홈은, 오른나사 방식이 채택됨을 특징으로 한다.

상기 나선스토퍼는, 상기 돌기수용홈의 형성 길이 보다 짧게 형성됨을 특징으로 한다.

상기 나선철근용 철근연결구의 양단부에는, 상기 나선철근의 단부를 수용하는 회전없이 안착부가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 철근연결구의 중앙부에는 내부와 연통하도록 천공되어 내부에 삽입된 나선철근의 단부를 확인하기 위한 검사공이 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구는 단일의 부품으로 이루어지며, 내측 중앙부에 나선돌기와 상이한 피치를 갖는 나선스토퍼를 구비하여 한 쌍의 나선철근을 상이한 방향으로 회전하여 근접시 내부에 삽입된 나선철근들의 말미부를 간섭함으로써 나선철근의 구속 및 연결이 가능하다.

따라서, 보관 및 관리가 용이하고, 연결 작업이 간소하며 제조 원가를 현저히 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 나선철근의 가조립이 가능하므로 사용편의성이 극대화되는 이점이 있다.

또한, 나선스토퍼와 나선돌기의 끼움 결합에 의해 외부로부터 가해진 충격으로 인한 풀림이 방지되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 철근 연결 후 육안으로 내부를 투시하여 오조립 여부를 쉽게 확인할 수 있으므로, 시공 불량을 미연에 차단할 수 있게 된다.

도 1 은 종래 기술에 의한 철근연결구의 구성을 보인 분해 사시도.
도 2 는 종래 기술(대한민국 등록실용신안 제0409526호)에 의한 철근연결구의 구성을 보인 사용 상태도.
도 3 은 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구의 사용 상태도.
도 4 는 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구의 구성을 보인 외관 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구의 내부 형상을 보인 단면도.
도 6 은 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구에서 한 쌍의 나선철근이 결합되기 전 모습을 보인 개요도.
도 7 은 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구에서 좌측에 나선철근이 일부 결합된 모습을 보인 종단면도.
도 8 은 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구에서 좌측에 나선철근이 완전히 결합된 모습을 보인 종단면도.
도 9 는 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구를 이용하여 한 쌍의 나선철근이 연결된 모습을 보인 종단면도.
도 10 은 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구의 다른 실시예의 내부 구성을 보인 종단면도.

이하에서는 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구(이하 '철근연결구(100)'라 칭함)의 구성을 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구(100)의 사용 상태도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구(100)의 구성을 보인 외관 사시도가 도시되어 있다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 철근연결구(100)는 한 쌍의 나선철근(F)을 일직선상에 놓이도록 연결하기 위한 것으로, 단일의 부품으로 이루어진다.

그리고, 상기 철근연결구(100)는 내부가 좌/우측으로 개구된 원통 형상을 가지며, 내부에는 수용공간(120)이 길게 천공되어 한 쌍의 나선철근(F)을 내부에 수용할 수 있다.

상기 수용공간(120)의 내주면에는 돌기수용홈(130)이 나선모양으로 함몰되어 있다. 상기 돌기수용홈(130)은 나선철근(F)의 외면에 나선모양으로 형성된 나선돌기(F')와 나사체결방식으로 결합되도록 하는 구성으로, 상기 철근연결구(100)의 내주면에서 중앙부를 제외한 양측에 형성되어 있다.

그리고 상기 수용공간(120)의 내부 양측에 형성된 돌기수용홈(130)은 모두 오른나사 방식으로 형성되어 있다.

따라서, 상기 철근연결구(100)의 양단부에서 각각의 나선철근(F)을 삽입하여 회전시키게 되면, 상기 돌기수용홈(130)은 암나사 역할을 수행하여 상기 나선돌기(F')와 결합되며, 상기 철근연결구(100)는 한 쌍의 나선철근(F)을 도 3과 같이 일직선상에 놓인 상태로 배치시킬 수 있다.

상기 철근연결구(100)의 외면 중앙에는 검사공(110)이 구비된다. 상기 검사공(110)은 한 쌍의 나선철근(F)을 결합하고 난 후 수용공간(120) 내부를 들여다 보아 육안으로 오조립이나 미체결 등을 확인할 수 있도록 하는 구성이다.

이를 위해 상기 검사공(110)은 철근연결구(100)의 외면에서 수용공간(120)까지 천공하여 형성됨이 바람직하며, 상기 한 쌍의 나선철근(F) 단부가 수용공간(120)의 내부 중앙까지 삽입되었는지 여부를 확인해야 하므로, 철근연결구(100)의 중앙부에 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 검사공(110)은 철근연결구(100)의 강도를 저하시키지 않는 범위 내라면, 검사의 용이를 위해 다수로 구비될 수도 있으며, 상기 검사공(110)은 철근연결구(100) 내부로 콘크리트를 유입시킬 수 있으므로 체결력의 향상에도 도움이된다.

한편, 상기 철근연결구(100)는 양측으로부터 삽입되는 각각의 나선철근(F)이 어느정도 깊이만큼 삽입되면 나선철근(F)의 단부, 보다 정확하게는 나선철근(F)의 단부에 위치한 나선돌기(F')와 접촉하여 진행을 간섭할 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 철근연결구(100)의 내부 양측에 형성된 돌기수용홈(130) 사이에는 본 발명의 요부 구성인 나선스토퍼(도 6의 도면부호 150 참조)가 구비된다.

상기 나선스토퍼(150)는 나선돌기(F')와 상이한 피치를 갖도록 형성되어 나선돌기(F')를 압착하여 간섭함으로써 나선철근(F)과 철근연결구(100)가 결합될 수 있도록 구성된다.

이하 첨부된 도 5를 참조하여 상기 나선스토퍼(150)의 세부 구성을 설명한다.

도 5에는 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구의 내부 형상을 보인 단면도가 도시되어 있다.

먼저 전술한 바와 같이 돌기수용홈(130)은 철근연결구(100)의 내부 좌/우측에 형성되어 있으며, 철근연결구(100)의 중심을 기준으로 좌/우측이 동일한 A 거리의 피치를 갖는 나선궤도를 가진다.

그러나 양측에 형성된 돌기수용홈(130) 사이에는 B 거리의 피치를 갖는 나선스토퍼(150)가 형성된다. 상기 나선스토퍼(150)는 철근연결구(100)의 중앙을 기준으로 좌/우측에 돌기수용홈(130)의 피치와 상이한 피치를 갖도록 형성된다.

상기 나선스토퍼(150)는 돌기수용홈(130) 및 나선돌기(F')와 상이한 나선을 갖도록 형성된 것으로, 상기 돌기수용홈(130)의 단부에서 연장 형성되며, 상기 돌기수용홈(130)의 피치보다 짧거나 긴 치수의 피치를 갖도록 형성된다.

보다 상세하게는 상기 나선스토퍼(150)는 돌기수용홈(130)을 기계 가공 방식으로 형성시에 돌기수용홈(130)의 단부에서는 피치를 좁거나 넓게 조절하여 나선을 성형함으로써 형성된다.

상기 A 거리는 나선돌기(F')의 피치와 동일하게 형성됨이 바람직하며, B 거리는 나선돌기(F')의 피치와 상이하면서, 나선돌기(F')의 단부에서 연장된 나선 궤적의 범위라면 다양한 피치 거리 및 내경으로 변경 적용 가능하다.

따라서, 상기 철근연결구(100)의 좌/우측을 통해 내부로 나선을 그리며 삽입되는 나선철근(F)은 돌기수용홈(130)이 형성된 깊이까지는 쉽게 진입하나, 나선스토퍼(150)가 시작되는 지점에서는 간섭에 의해 더 이상 회전하지 못하고 멈추게 된다.

이때 작업자는 공구를 이용하여 나선철근(F) 또는 철근연결구(100)를 강하게 회전시킴으로써 나선스토퍼(150) 방향으로 나선철근(F)을 더 진입시킬 수 있다.

한편, 상기 철근연결구(100)의 내부 양단에는 안착부(140)가 구비된다. 상기 안착부(140)는 한 쌍의 나선철근(F)을 연결하고자 할 때 나선철근(F)의 단부를 회전없회이 일정 길이만큼 수용함으로써 보다 용이한 나사 결합을 가능하게 한다.

상기 안착부(140)는 본 발명의 실시예에서 점차 내경이 줄어드는 형상을 갖도록 실시하였으나, 나선철근(F')이 회전없이 일정 길이만큼 삽입될 수 있도록 하여 삽입 위치를 안내할 수 있도록 하는 범위 내라면 단차진 형상 등 다양한 형상으로 변경 실시 가능하다.

이하 첨부된 도 6 내지 도 9를 참조하여 상기와 같이 구성되는 철근연결구(100)를 이용하여 나선철근(F)을 연결하는 과정을 설명한다.

도 6은 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구에서 한 쌍의 나선철근이 결합되기 전 모습을 보인 개요도이고, 도 7은 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구에서 좌측에 나선철근이 일부 결합된 모습을 보인 종단면도이다.

그리고, 도 8은 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구에서 좌측에 나선철근이 완전히 결합된 모습을 보인 종단면도이고, 도 9는 본 발명에 의한 나선철근용 철근연결구를 이용하여 한 쌍의 나선철근이 연결된 모습을 보인 종단면도이다.

먼저 도 6과 같이 연결하고자 하는 한 쌍의 나선철근(F)과 단일의 철근연결구(100)를 준비한 후, 나선철근(F)의 단부를 안착부(140) 내부에 회전없이 삽입하여 안착하게 된다.

이후 상기 나선철근(F)을 회전시켜 돌기수용홈(130)과 나사결합하게 된다.

상기 나선철근(F)의 나선돌기(F')가 돌기수용홈(130)과 나사결합한 상태는 도 7과 같다. 이때 상기 나선철근(F)의 우측단부는 나선스토퍼(150)에 의해 간섭되어 쉽게 회전하지 못하게 된다.

이후 작업자는 공구를 이용하여 나선철근(F) 또는 철근연결구(100)를 강하게 회전시킴으로써 나선철근(F)을 도 8과 같이 우측 방향으로 더 진입시킬 수 있게 된다.

상기 나선철근(F)이 도 8과 같은 상태에서는 상기 나선돌기(F')가 좁은 피치를 갖는 나선스토퍼(150)를 짓이기면서 진행하게 되므로, 완전히 압착된 상태이며, 진입한 반대 방향으로는 회전이 불가능하게 된다.

따라서, 이러한 결합 관계에 의해 상기 철근연결구(100)는 하나의 나선철근(F)만 가체결된 상태로 보관되어질 수 있다.

그리고 작업자는 상기 검사공(110)을 통해 철근연결구(100) 내부를 들여다보아 나선철근(F)의 단부 위치를 확인할 수 있다.

이후 도 9와 같이 나머지 나선철근(F)을 회전시켜 좌측 방향으로 나사결합함으로써 한 쌍의 나선철근(F)은 일직선 상에 위치할 수 있게 된다.

그리고, 앞서 설명한 바와 같이 우측에 위치한 나선철근(F)이 나선스토퍼(150)와 접촉하여 회전이 어려워진 상태에서는, 상기 나선철근(F) 또는 철근연결구(100)를 공구로 강하게 회전시켜 철근연결구(100) 내부로 나선철근(F)을 더 진입시킴으로써 도 9와 같이 연결을 마무리할 수 있다.

이때 상기 한 쌍의 나선철근(F)은 도 9와 같이 단부가 서로 맞닿은 상태일 수 있고, 각각의 나선철근(F)에서 서로 마주하는 면에 위치한 나선돌기(F')는 각각 나선스토퍼(150)를 짓눌러 압착된 상태이므로, 나선철근(F)의 단부는소정의 거리만큼 이격된 상태일 수도 있다.

상기와 같은 과정에 따라 한 쌍의 나선철근(F)의 연결은 완료되며, 작업자는 검사공(110)을 통해 철근연결구(100) 내부를 들여다 보아 나선철근(F)의 단부를 육안으로 확인함으로써 오조립이나 미체결 등을 검사할 수 있다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어 전술한 실시예에서 상기 나선스토퍼(150)는 철근연결구(100)의 양측에 각각 형성하여 각각의 나선철근(F)을 구속하도록 하였으나, 도 10과 같이 철근연결구(100)의 중앙부에 돌기수용홈(130)의 피치보다 크거나 작은 피치의 나선스토퍼(150)를 단일로 구성하여 좌/우측의 나선철근(F)을 동시에 구속할 수도 있을 것이다.

이때 한 쌍의 나선철근(F)은 단부가 서로 맞닿아 반대 방향으로 반발력을 발생시킴으로써 철근연결구(100)에 의한 구속력이 높아질 수 있다.

100. 철근연결구 110. 검사공
120. 수용공간 130. 돌기수용홈
140. 안착부 150. 나선스토퍼
F . 나선철근 F'. 나선돌기

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 한 쌍의 나선철근을 직선상에 결합하기 위한 나선철근용 철근연결구에 있어서,
   상기 나선철근용 철근연결구의 내부 중앙을 기준으로 양측에는 서로 상이한 나선궤도 및 오른나사 형태를 갖도록 형성되어 나선철근의 나선돌기와 각각 나사결합하는 돌기수용홈이 형성되고,
   상기 돌기수용홈 사이에는 돌기수용홈과 상이한 피치를 가지며 돌기수용홈의 형성 길이보다 짧은 길이만큼 연장 형성되어 나선돌기의 나선방향 진입을 제한하는 나선스토퍼가 구비되며,
   상기 한 쌍의 나선철근 단부는 돌기수용홈 사이에서 서로 맞닿아 반발력이 발생됨을 특징으로 하는 나선철근용 철근연결구.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 나선철근용 철근연결구의 양단부에는,
   상기 나선철근의 단부를 회전없이 수용하는 안착부가 구비됨을 특징으로 하는 나선철근용 철근연결구.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 철근연결구의 중앙부에는 내부와 연통하도록 천공되어 내부에 삽입된 나선철근의 단부를 확인하기 위한 검사공이 구비됨을 특징으로 하는 나선철근용 철근연결구.

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