KR101613429B1 - 철근 이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외주면에 다수개의 마디가 돌출 형성된 철근의 연결이 쉬우면서 철근의 고정이 견고하고 안정적으로 이루어지며, 철근의 인장력을 보강할 수 있도록, 연결홀과 체결부를 갖는 체결구, 상기 철근의 마디에 걸리는 복수개의 걸림돌기를 구비한 하나 이상의 장착링과, 상기 장착링과 교차 배열되어 장착링을 지지하는 지지링과, 상기 장착링과 상기 지지링을 상기 연결홀에 고정시키도록 상기 체결부에 결합되는 고정링으로 이루어져 상기 체결구에 철근을 고정시켜 연결하는 연결수단을 포함하여 이루어지는 철근용 이음장치에 관한 것이다.

Description

철근 이음장치{JOINT APPARATUS FOR REINFORCING BAR}

본 발명은 외주면에 다수개의 마디가 돌출 형성된 철근의 연결이 쉬우면서 철근의 고정이 견고하고 안정적으로 이루어지며, 철근의 인장력을 보강할 수 있도록, 연결홀과 체결부를 갖는 체결구, 상기 철근의 마디에 걸리는 복수개의 걸림돌기를 구비한 하나 이상의 장착링과, 상기 장착링과 교차 배열되어 장착링을 지지하는 지지링과, 상기 장착링과 상기 지지링을 상기 연결홀에 고정시키도록 상기 체결부에 결합되는 고정링으로 이루어져 상기 체결구에 철근을 고정시켜 연결하는 연결수단을 포함하여 이루어지는 철근용 이음장치에 관한 것이다.

일반적인 철근 콘크리트 구조물은 철근과 콘크리트 각각의 장점 및 단점이 서로 보완될 수 있도록 타설되는 콘크리트에 철근이 매립되는 구조로 일체화되어, 인장응력이 작용하는 부분에 철근이 배치되어 외력에 저항할 수 있도록 하는 구조물이다.

즉 콘크리트는 압력응력에 대한 저항력 및 압력강도에 비해 인장응력에 대한 저항력, 즉 인장강도가 현저히 약하므로 약간의 인장응력으로도 균열이 생겨 파괴되기 쉽고, 따라서 철근 콘크리트 구조물에서 외력이 작용하는 경우 콘크리트에는 압력응력이, 철근에는 인장응력이 각각 작용하도록 함으로써 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

근래에는 철근 콘크리트 구조물의 대형화 및 고층화로 인하여 콘트리트에 매립되는 철근의 길이도 상대적으로 연장되는 바, 철근의 경우 일정길이의 규격폼으로 그 길이가 한정되기 때문에 구조물의 길이나 높이에 맞게 복수개의 철근을 서로 연결시켜주는 작업이 필요하다.

종래의 철근 연결 작업은 두 개의 철근을 서로 겹치게 한 다음 철사 등으로 묶어서 연결하는 겹이음, 가스압접이음, 그리고 기계적 이음 등 여러 가지 방법이 사용되어 왔다.

그러나 겹이음은 철근의 연결을 견고하게 유지할 수 없어 철근의 단절 위험성이 있으며, 가스압접이음은 가열된 부분의 열변형으로 인한 균열이 발생되기 쉬운 문제점이 있다.

이에 최근에는 상기 겹이음 및 가스압점이음의 단점인 내구성을 향상시키고, 시공이 간편한 기계적 이음을 주로 사용하고 있으며, 기계적 이음을 위해 다양한 철근 이음장치 기술이 실시되고 있다.

이러한 기계적 이음을 위한 철근 이음장치에 관한 종래기술로써, 등록특허 제10-1039120호(공고일자 2011. 06.07.) "원터치식 철근 커플러"가 있다.

상기 등록특허는 양측에서 2개의 철근이 삽입되도록 양단부가 개방된 중공부와, 상기 중공부의 양측 단부에 내측에서 축방향 외측으로 갈수록 내경이 작아지는 2개의 테이퍼부를 갖는 커플러바디와; 상기 테이퍼부 각각의 내측에 축방향을 따라 배열되어 축방향으로 이동 가능하며, 커플러바디의 내측에서 축방향 외측으로 갈수록 작은 직경을 갖는 복수개의 볼로 이루어진 복수개의 볼그룹과; 상기 커플러바디의 내측에 설치되어, 상기 볼그룹들을 내측에서 축방향 외측방향으로 밀어내는 탄성력을 발휘하는 탄성부재를 포함하여 이루어져, 철근이 중공부 내측에 삽입될 때, 볼그룹의 볼과 볼 사이에 철근 외주면의 리브가 삽입되면서 볼과 테이퍼부의 쐐기작용에 의해 철근이 분리되지 않고 구속되어 연결되도록 하는 기술이다.

그러나 상기 등록특허는 철근의 체결이 쉬운 반면에, 철근에 가해지는 인장력이 증가되면 철근이 늘어나면서 미끌어져 분리되는 문제점이 있다.

즉 볼의 형태가 굴곡진 완만한 형태로 되어 있어, 철근의 마디가 볼을 밀고 나가서 일탈되어, 철근의 연결이 단절됨으로써 철근 연결을 통한 인장력을 상실하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

철근의 연결 작업이 쉽고 편하면서도, 철근의 고정이 견고하게 유지되어 철근이 분리되는 것을 방지할 수 있으며 철근 연결에 따른 인장력을 보강할 수 있도록, 철근에 끼워지는 장착링에 철근의 마디가 걸리는 복수개의 걸림돌기를 형성하고 장착링들 사이에 지지링이 배치되어 장착링의 유동을 방지하며, 고정링을 이용해 상기 장착링과 지지링을 고정시켜 체결구에 삽입된 연결수단이 분리, 이탈되는 것을 방지할 수 있는 철근용 이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 장착링이 철근에 끼워진 상태에서 상기 걸림돌기가, 철근에 가해지는 인장력 등에 의해 변형, 파손되거나 벌어져, 마디 걸림을 통한 철근의 연결이 해제되는 것을 방지할 수 있도록 걸림돌기의 절곡 각도에 상응하는 돌출부와, 경사지지부를 구비한 지지링을 포함하는 철근용 이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 철근과 함께 체결구에 삽입되어 결합된 연결수단의 결합이 보다 견고하게 이루어질 수 있도록 체결구에 형성된 나사공에 볼트부재가 결합되어 연결수단의 외주면을 가압, 고정할 수 있는 철근용 이음장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 철근용 이음장치는

외주면에 다수개의 마디가 돌출 형성되어 있는 철근을 연결하기 위한 철근용 이음장치에 있어서,

길이방향을 따라 형성된 연결홀과, 상기 연결홀에 형성된 체결부를 구비한 체결구;

상기 철근이 끼워지는 제1 끼움공과, 상기 제1 끼움공에서 중앙을 향해 일측 사선방향으로 절곡하여 돌출되어 상기 철근의 마디에 걸리는 복수개의 걸림돌기를 구비한 하나 이상의 장착링과,

상기 철근이 끼워지는 제2 끼움공을 구비한 하나 이상의 지지링과,

상기 철근이 끼워지는 제3 끼움공과, 상기 체결부에 결합되는 대응체결부를 구비한 고정링으로 이루어진 연결수단;을 포함하여 이루어져,

철근의 내측에 상기 고정링이 배치되고, 상기 장착링과 상기 지지링이 상기 고정링의 외측으로 서로 교차 배열되도록 끼워져, 상기 연결수단이 상기 연결홀에 결합됨으로써, 철근이 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 철근용 이음장치에서

상기 지지링은 일면에, 상기 걸림돌기의 절곡 각도에 상응하는 형태로 돌출되어, 상기 걸림돌기를 가압하는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 철근용 이음장치에서

상기 지지링은 상기 돌출부의 반대면에, 상기 걸림돌기의 절곡 각도에 상응하는 형태로 형성되어, 상기 걸림돌기가 벌어지는 것을 방지하는 경사지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 철근용 이음장치에서

상기 체결구는 상기 연결홀의 길이방향을 따라 복수개의 나사공이 천공되어 있으며,

상기 연결수단은

상기 나사공에 결합되어, 상기 연결홀에 삽입된 상기 연결수단의 외주면을 가압하여 고정시키는 볼트부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 철근용 이음장치는 복수개의 걸림돌기를 구비한 하나 이상의 장착링과 하나 이상의 지지링이 서로 교차 배열된 상태에서 고정링이 체결구에 결합되는 연결수단을 도입하여, 각 링들이 가압 지지 구조를 통해 상기 걸림돌기가 철근의 마디에 걸린 상태로 체결구에 결합되므로, 체결구와 철근이 견고하게 연결되어 철근의 연결을 통한 인장력을 보강하면서 외압에 의한 철근의 분리나 이탈을 방지할 수 있으며, 철근의 이음 작업을 쉽고 편리하세 실시할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 철근용 이음장치는 구조가 단순화된 장착링과 지지링을 도입하여 제조 단가를 절감시킬 수 있으며, 사용되는 장착링과 지지링의 개수를 조절함으로써 체결구에 삽입되는 철근의 길이 조절이 용이한 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 철근용 이음장치는 지지링에 걸림돌기의 절곡 각도에 상응하는 돌출부와, 경사지지부가 구비되어, 고정링을 통한 장착링과 지지링의 고정 시 걸림돌기가 외압에 의해 변형, 파손되거나 벌어지는 것을 방지하여 체결구와 철근의 분리를 방지함과 아울러, 무두볼트와 같은 볼트부재를 통해 연결수단을 가압, 고정함으로써 체결구와 철근의 결합이 더욱 견고하게 유지될 수 있으며, 걸림돌기가 철근의 외주면에 밀착됨에 따라 철근의 마디에 걸리는 걸림돌기의 저항력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철근용 이음장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 철근용 이음장치의 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 철근용 이음장치의 일부 확대 종단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 철근용 이음장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2를 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

설명에 앞서 본 발명이 적용될 수 있는 철근(B)의 구조를 간단하게 설명하면, 철근(B)의 외주면에 다수개의 마디(B1)가 돌출 형성되어 있으며, 철근(B)의 길이방향을 따라 외주면 양측으로 리브(B2)가 돌출되어 연결(속칭 이형철근)되는 구조를 갖는다.

이러한 철근(B)은 원주방향을 따라 360°로 연결된 다수개의 원형 마디가 철근(B)의 길이방향을 따라 소정 간격 이격 배치되어 있거나,

또는 양측 리브(B2)를 기준으로 원주방향을 따라 180°로 연결된 다수개의 반원형 마디가 철근(B)의 길이방향을 따라 철근(B)의 양면에 지그재그 형태로 배치될 수 있으며,

도면에서는 다수개의 반원형 마디(B1)가 철근(B)의 길이방향을 따라 상하 교차 배열되어 있는 철근(B)이 대표적으로 도시되어 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 철근용 이음장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 분해 사시도인 도 1 및 본 발명의 결합 종단면도인 도 2에 도시된 바와 같이,

본 발명은 외주면에 다수개의 마디(B1)가 돌출 형성되어 있는 철근(B)을 연결하기 위한 철근용 이음장치에 관한 것으로, 크게 철근(B)이 삽입되는 체결구(10)와, 체결구(10)에 삽입된 철근(B)을 고정시키는 연결수단(20)을 포함한다.

먼저 상기 체결구(10)는 철근(B)의 끝단부가 삽입되어 연결되는 것으로, 길이방향을 따라 연결홀(11A)이 형성된 관체(11)를 포함한다.

도면에서는 2개의 관체(11)가 '一'자 형태로 연결된 체결구(10)가 대표적으로 도시되어 있으나, 이러한 체결구(10)는 철근(B)의 연결 구조에 따라 달라질 수 있다.

즉, 1개의 관체(11)로 이루어진 체결구(10)를 이용해 철근(B)을 연결하여 철근 구조물의 특정 위치에 철근(B)을 고정하는 형태(이 경우, 체결구(10)에는 볼트 등 결함을 위한 결합공을 구비한 플렌지 등이 더 구비될 수 있음.)

또는 X축, Y축, Z축 방향으로 3개의 관체(11)가 연결된 체결구(10)를 이용해 3개의 철근(B)이 입체적인 모양으로 서로 연결되는 형태 등,

체결구(10)의 형상은 다양하게 변형될 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 2 개의 관체(11)가 '一'자 형태로 연결된 체결구(10)를 대표하여 설명하나, 본 발명의 핵심은 체결구(10)의 연결홀(11A)에 삽입되어 고정되는 연결수단(20)에 있으므로 체결구(10)의 구체 형상 등으로 인하여 본 발명의 권리 해석이 제한되어서는 안 된다.

체결구(10)의 연결홀(11A)은 일측면이 개구되어, 연결수단(20)이 끼워진 철근(B)이 삽입되어 고정, 결합되는 것으로, 연결홀(11A)의 직경은 철근(B)의 직경이 아닌 장착링(21), 지지링(22), 고정링(23)의 직경에 상응 또는 동일하도록 형성된다.

각각의 연결홀(11A)은 고정링(23)이 결합되도록 하는 체결부(12)가 마련되며, 이러한 체결부(12)는 연결홀(11A)의 외측 단부 내주면을 따라 형성된 나사산(미도시)으로 이루어져, 고정링(23)의 대응체결부(23B)가 연결홀(11A)의 체결부(12)에 나사 결합되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며,

경우에 따라 공지된 다양한 관체 결합 방식(예를 들어 고정링(23)에 나사공을 천공하여 체결구(10) 외측에서 볼트를 통해 고정하는 방식 등)이 적용될 수 있다.

미설명 부호 11a는 '一'자형 체결구(10)의 좌, 우측 연결홀(11A)을 구획화시키는 격벽으로, 철근 구조물의 설계에 따라 격벽(11a)이 생략된 체결구(10)가 사용되어 양측으로 삽입되는 철근(B)들의 길이를 서로 다르게 할 수 있고,

미설명 부호 11b는 후술하는 볼트부재(24)가 나사 결합되는 나사공이다.

다음으로 상기 체결구(10)의 연결홀(11A)에 철근(B)을 고정하여 연결하는 연결수단(20)을 설명한다.

본 발명의 연결수단(20)은 철근(B)의 끝단부에 끼워져 상기 연결홀(11A)에 삽입되어 결합되는 것으로, 하나 이상의 장착링(21), 하나 이상의 지지링(22), 그리고 고정링(23)으로 이루어진다.

상기 장착링(21)은 상기 연결홀(11A)의 직경에 상응하는 링 형상의 부재로써, 중앙에 철근(B)의 직경(여기서 직경은 마디(B1)의 두께를 포함하는 개념임.)에 상응하는 제1 끼움공(21A)이 구비되어, 철근(B)에 끼워진다.

상기 장착링(21)은 상기 제1 끼움공(21A)에서 중앙을 향해 일측 사선방향으로 절곡하여 돌출된 복수개의 걸림돌기(21S)를 포함한다.

상기 걸림돌기(21S)는 장착링(21)의 중심을 기준으로 상기 제1 끼움공(21A)의 원주방향을 따라 복수개가 소정 간격 이격하여 방사상으로 형성된 것으로, 걸림돌기(21S)가 일측 사선방향으로 절곡하여 돌출된다는 의미는 철근(B)이 제1 끼움공(21A)에 삽입되는 반대 방향으로 절곡하여 돌출된 것을 의미한다.

이러한 걸림돌기(21S)는 끝단부를 연결하는 가상의 직경이 철근(B)의 직경보다 좁게 형성된다.

상기 걸림돌기(21S)의 절곡 각도는 장착링(21)의 몸체 일면에 대하여 40°~ 50°범위에서 이루어지는 것이 바람직하고, 45°를 유지하는 것이 보다 바람직하다.

따라서 걸림돌기(21S)의 돌출 반대 방향에서, 철근(B)의 끝단부를 제1 끼움공(21A)에 끼우게 되면, 걸림돌기(21S)들이 벌어지면서 철근(B)이 제1 끼움공(21A)을 통과하여 끼워지고, 장착링(21)의 결합이 완료되면 걸림돌기(21S)의 탄성복원력으로 인해 다시 오므려지면서 철근(B)의 마디(B1) 측면에 걸림 결합되는 구조가 되어, 장착링(21)을 끼움 반대 방향으로 가압하더라도 걸림돌기(21S)들의 사선 돌출 구조로 인해 장착링(21)이 철근(B)에서 분리되지 않는다.

이 경우, 걸림돌기(21S)가 철근(B)의 마디(B1) 측면에 완전 밀착되어 걸림 결합이 보다 견고하게 이루어지도록, 걸림돌기(21S)의 끝단부는 철근(B)의 곡면에 상응하는 유선형 단부(21a)로 이루어지는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 지지링(22)은 상기 장착링(21)과 같이 상기 연결홀(11A)의 직경에 상응하는 링 형상의 부재로써, 중앙에 철근(B)의 직경에 상응하는 제2 끼움공(22A)이 구비되어, 철근(B)에 끼워진다.

이때 상기 지지링(22)은 상기 장착링(21)과 서로 교차 배열되도록 끼워진다.

즉, 각각 하나의 장착링(21)과, 지지링(22)을 사용하면 각 링이 서로 교차 배열되는 것이 당연하고, 2개 이상의 장착링(21)과 지지링(22)을 사용할 경우, 장착링(21)들과 지지링(22)들은 철근(B)의 끝단부 내측에 배치되는 고정링(23)의 외측으로 상호 교차 배열되는 형태로 끼워진다.

상기 지지링(22)은 고정링(23)이 체결구(10)에 결합됨에 따라, 장착링(21)을 가압하여 걸림돌기(21S)가 철근(B)의 마디(B1) 측면을 가압, 지지할 수 있는 힘을 전달하는 기능을 한다.

후술하는 고정링(23)을 통한 결합 시, 지지링(22)을 통해 상기 걸림돌기(21S)가 변형, 파손되거나 벌어지는 것을 방지하면서 걸림돌기(21S)의 걸림 압력을 증대시킬 수 있도록,

상기 지지링(22)은 일면에, 상기 걸림돌기(21S)의 절곡 각도에 상응하는 형태로 돌출되어, 상기 걸림돌기(21S)를 가압하는 돌출부(22a)와,

상기 돌출부(22a)의 반대면에, 상기 걸림돌기(21S)의 절곡 각도에 상응하는 형태로 형성되어, 상기 걸림돌기(21S)를 지지하는 경사지지부(22b)를 포함한다.

상기 돌출부(22a)는 상기 제2 끼움공(22A)의 일면 둘레를 따라 상기 걸림돌기(21S)가 절곡된 각도만큼 돌출되는 것으로, 장착링(21)의 타측에 배치된 지지링(22)이 힘을 받게 되면, 상기 돌출부(22a)가 장착링(21)의 제1 끼움공(21A)으로 삽입되면서 걸림돌기(21S)를 가압하여 철근(B)의 마디(B1)에 걸리는 압력에 대한 저항력을 향상시킨다.

그리고 상기 경사지지부(22b)는 상기 제2 끼움공(22A)의 타면 둘레를 따라 상기 걸림돌기(21S)가 절곡된 각도만큼 함몰 형성되는 것으로, 지지링(22)의 타측에 배치된 장착링(21)이 힘을 받게 되면,

상기 경사지지부(22b)에 걸림돌기(21S)들이 밀착되면서 걸림돌기(21S)를 지지하여, 철근(B)의 삽입 반대 방향으로 가해지는 외압에 의해 걸림돌기(21S)들이 변형, 파손되거나 벌어지는 것을 방지한다.

상기 지지링(22)의 두께는 철근(B)에 구비된 마디(B1)들의 너비에 상응하도록 제작되어, 장착링(21)의 걸림돌기(21S)들이 철근(B)의 마디(B1)에 모두(반원형 마디의 경우 일부) 걸림 결합되도록 할 수 있다.

다만, 복수개의 장착링(21)과 지지링(22)을 사용하는 경우, 모든 장착링(21)의 걸림돌기(21S)가 철근(B)의 마디(B1)들마다 걸림 결합되지 않고, 일부 장착링(21)의 걸림돌기(21S)가 철근(B)의 일부 마디(B1)에 걸림 결합되더라도, 연결홀(11A)에서 철근(B)이 분리, 이탈되는 것을 방지할 수 있으므로, 지지링(22)의 두께에 제한이 없으며,

특히 도면과 같이 반원형 마디들이 지그재그 형태로 구비된 가장 일반적인 철근(B) 구조를 감안하면, 지지링(22)의 두께에 상관없이, 장착링(21)들이 각 마디(B1)의 위치에 정확히 배치되지 않더라도 각 장착링(21)의 걸림돌기(21S)들 일부는 상, 하측의 반원형 마디 중 어느 하나에 접촉되어 걸림 결합될 수 있으므로, 걸림돌기(21S)를 통한 철근(B)의 연결이 해제되지 않게 된다.

또한 걸림돌기(21S)가 철근(B)의 마디(B1) 측면에 걸리지 않고, 철근(B)의 마디(B1)에 걸쳐지더라도, 걸림돌기(21S)의 양측에 배치된 돌출부(22a)와 경사지지부(22b)로 인하여 걸림돌기(21S)가 압착, 변형되기 때문에 걸림돌기(21S)를 통한 철근(B)의 고정력이 저하되지 않는다.

다음으로 상기 고정링(23)은 체결구(10)의 관체(11)의 직경에 상응하는 링 형상의 부재로써, 중앙에 철근(B)의 직경에 상응하는 제3 끼움공(23A)이 구비되어, 철근(B)에 끼워진다.

상기 고정링(23)은 상기 장착링(21) 및 지지링(22)과 다르게, 하나의 연결홀(11A)에 하나의 고정링(23)이 결합된다.

그리고 상기 고정링(23)은 상기 체결부(12)에 결합되는 대응체결부(23B)를 구비하며, 이러한 대응체결부(23B)는 나사산(미도시) 형태로 구비될 수 있음은 상기한 바와 같다.

고정링(23)이 체결구(10)에 나사 결합 방식으로 결합될 경우, 고정링(23)의 몸체는 육각 너트 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 고정링(23)은 철근(B)에 끼워진 상태에서 체결구(10)의 체결부(12)에 결합되어 연결홀(11A)에 내삽된 장착링(21)(들)과 지지링(22)(들)을 가압함과 동시에 각 링들이 연결홀(11A)에서 분리, 이탈하는 것을 방지한다.

따라서 철근(B)의 끝단부 내측에 상기 고정링(23)이 배치되도록 끼운 상태에서, 상기 장착링(21)과 상기 지지링(22)을 상기 고정링(23)의 외측으로 서로 교차 배열되도록 끼운 후, 연결수단(20)이 끼워진 철근(B)을 상기 연결홀(11A)에 삽입한 다음, 고정링(23)을 체결부(12)에 결합하여 고정하면, 철근(B)을 체결구(10)에 견고하게 연결, 고정할 수 있다.

여기서 철근(B)의 끝단부 내측에 상기 고정링(23)이 배치된다는 의미는, 복수개의 장착링(21)과 지지링(22)이 철근(B)에 교차 배열되는 형태로 끼워지는 것과 다르게, 하나의 고정링(23)이 상기 장착링(21)들과 지지링(22)들보다 철근(B)의 끝단부 내측에 끼워져,

장착링(21)들과 지지링(22)들이 연결홀(11A)에 내삽된 상태에서 고정링(23)을 체결부(12)에 결합하는 구조를 의미하고, 장착링(21)과 지지링(22) 및 고정링(23)의 끼움 순서를 제한하는 것이 아니다.

즉, 고정링(23)을 철근(B)의 끝단부에 먼저 끼운 다음, 장착링(21)과 지지링(22)을 순차적으로 철근(B)에 끼우는 것도 가능하고,

반대로 장착링(21)과 지지링(22)을 순차적으로 철근(B)의 끝단부에 먼저 끼운 다음, 고정링(23)을 철근(B)의 반대편을 이용해 끼우는 것도 가능하다.

이에 따라 본 발명의 철근용 이음장치를 사용하게 되면, 철근의 연결, 설치가 견고하게 이루어져, 체결구와 철근이 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 철근의 인장력을 보강함으로써, 지진 등에 의한 철골 콘크리트 구조물의 붕괴나 파손을 방지할 수 있다.

이어서 상기 고정링(23)의 체결부(23B)의 선단부에 지지링(22)의 돌출부(22a)와 유사한 돌출부(미도시)를 형성하고,

도 1의 [A] 원내 사시도와 같이, 상기 지지링(22)은 일부가 절단된 절개부(22c)를 포함하여 이루어져, 제2 끼움공(22A)의 직경이 변위 가능하도록 형성될 수 있다.

이렇게 고정링(23)의 돌출부와, 지지링(22)의 절개부(22c)를 형성하면, 고정링(23)이 체결구(10)에 결합될 때 고정링(23)의 돌출부로 인해 걸림돌기(21S)가 벌어지면서 삽입방향으로 세워져, 마디(B1)에 대한 걸림 지지력을 보강할 수 있다.

즉, 고정링(23)의 전단에 장착링(21)이 배치되어 있으면, 고정링(23)이 돌출부가, 상기한 지지링(22)의 돌출부(22a)와 같은 기능을 하여 걸림돌기(21S)들이 벌어지면서 삽입방향(도 2에서 수평방향)으로 세어지고,

걸림돌기(21S)들이 세워짐에 따라 해당 장착링(21)의 전단에 배치된 지지링(23)의 경사지지부(23b)를 가압하게 되고,

따라서 절개부(22c)에 의해 지지링(23)이 벌어지면서 돌출부가 그 앞에 배치된 장착링(21)을 순차적으로 가압함에 따라, 모든 장착링(21)들의 걸림돌기(21S)들이 마디(B1)에 대하여 직각형태로 접촉, 지지함으로써 철근(B)의 결합을 보다 견고하게 유지할 수 있다.

반대로, 고정링(23)의 전단에 지지링(22)이 배치되어 있는 경우에도, 상기와 같은 걸림돌기(21S)들의 세워짐과 지지링(22)의 벌어짐이 순차적으로 발생하여 상기와 같은 효과가 발생하게 된다.

물론 이와 같은 지지링(22)의 벌어짐을 위해선 연결홀(11A)의 직경이, 장착링(21)과 지지링(22)의 외주 직경보다 크게 형성되며, 직경 차이로 인한 연결수단(20)의 흔들림은 후술하는 볼트부재(24)를 통해 고정됨으로써 방지된다.

한편 상기 체결구(10)는 길이방향을 따라 복수개의 나사공(11b)이 천공되어, 각 나사공(11b)은 연결홀(11A)과 연통되며,

상기 연결수단(20)은 상기 나사공(11b)에 결합되어, 상기 연결홀(11A)에 삽입된 상기 연결수단(20), 즉 장착링(21)(들)과 지지링(22)(들)(및 고정링(23))의 외주면을 가압하여 고정시키는 볼트부재(24)를 포함한다.

상기 볼트부재(24)의 조임을 통해, 장착링(21)과 지지링(22)이 연결홀(11A)의 길이방향으로 유동, 분리, 이탈하는 것을 방지하여, 체결구(10)와 철근(B) 사이의 인장력을 강화시킬 뿐만 아니라, 장착링(21)과 지지링(22)이 연결홀(11A) 내부에서 공회전하여 철근(B)이 회전하는 것을 방지한다.

즉, 장착링(21)에서 방사상으로 구비된 걸림돌기(21S)들로 인하여, 일부의 걸림돌기(21S) 사이에 철근(B)의 리브(B2)가 끼워져 고정되는데, 철근(B)의 원주방향으로 외압(예를 들어 지진에 의한 진동)이 작용할 경우 철근(B)과, 장착링(21) 및 지지링(22)이 연결홀(11A) 내부에서 함께 헛돌면서 결합력, 즉 인장력이 약해질 수 있는데,

본 발명과 같이, 상기 볼트부재(24)를 통해 일부의 장착링(21)과 지지링(22)의 외주면을 가압 고정시키게 되면, 걸림돌기(21S) 및 철근(B)의 마디(B1)와 리브(B2)의 얽힘 구조로 인하여 모든 장착링(21)들과 지지링(22)들의 회전이 방지되어, 연결수단(20)을 통하 철근(B)의 체결력을 보다 견고하게 유지할 수 있다.

이러한 볼트부재(24)는 일반적인 나사부와 헤드부로 이루어진 볼트가 사용될 수 있으나, 도면과 같이 헤드부가 없는 무두볼트가 사용되어, 무두볼트가 체결구(10)의 관체(11) 외측으로 돌출되지 않도록 하는 것이 보다 바람직하다.

아울러, 절개부(22c)를 갖는 지지링(22)을 도입하게 되면, 길이방향으로 가해지는 압력에 의하여 지지링(22)이 벌어지면서 전단의 장착링(21)의 밀려서 제1 끼움공(21A)에서 돌출부(21a)가 빠질 수가 있는데,

볼트부재(24)의 조임에 의해 지지링(22)이 과도하게 벌어지지 않고 다시 좁아지도록 압력을 받아,

지지링(22)의 측방향으로 가해지는 볼트부재(24)의 조임력과 철근(B) 삽입방향(연결홀(11A)의 깊이방향)으로 가해지는 고정링(23)의 결합력이, 걸림돌기(21S)의 돌출 방향으로 전달되어, 세워진 걸림돌기(21S)를 더욱 강하게 지지함으로써, 철근(B)의 결합을 더욱 강하게 유지할 수 있다.

다음으로 상기 체결구(10)는 상기 나사공(11b)과 별도로, 연결홀(11A)과 연통된 하나 이상의 주입공(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 주입공은 별도의 부재를 결합시키기 위한 것이 아니라, 체결구(10) 내부에 철근(B)의 인장력 강화를 위한 내부재를 주입하기 위함이다.

즉, 연결수단(20)을 통해 체결구(10)에 철근(B)을 연결시킨 상태에서, 주입공을 이용해 연결홀(11A) 내부로 콘크리트와 반응하는 내부재를 주입하게 되면, 콘크리트 타설 시 체결구 내부로 콘크리트(또는 물)가 흘러들어가 내부재가 반응하여 경화됨으로써, 철근용 이음장치의 인장력 강화와 함께, 체결구(10) 내부로 침습하는 물기로 인해 연결수단(20)의 부품들이 녹스는 것을 방지할 수 있다.

체결구(10)에 주입할 수 있는 내부재로는 콘크리트에 함유된 물에 의해 경화(양생)될 수 있는 시멘트 가루 또는 물에 반응하여 경화되는 발포 수지가 사용될 수 있다.

이러한 내부재는 지지링(22)의 절개부(22c), 철근(B)과 연결수단(장착링(21) 및 지지링(22) 사이, 연결홀(11A)의 내주면과 연결수단(20)의 내주면 사이에 쉽게 주입될 수 있는 가루 형태가 보다 바람직하며, 이를 위한 상기 주입공의 개수에는 제한이 없고, 경우에 따라 상기 나사공(11b)을 활용하여 내부재를 먼저 주입한 후에, 볼트부재(24)의 체결이 이루어지는 것 또한 가능하다.

한편 반원형 마디(B1)가 지그재그 형태로 구비되어 있는 철근(B)의 경우라 하더라도, 연결수단(20)이 끼워진 철근(B)을 체결구(10)에 삽입하였을 때 연결홀(11A)의 깊이 등에 의해 걸림돌기(21S)가 철근의 마디(B1)에 제대로 걸리지 않을 수 있다.

이에 본 발명의 연결수단(20)은 상기 연결홀(11A)에 최내측에 내삽되어 장착되는 탄성링부재(25)를 더 포함하여 이루어져, 탄성링부재(25)가 연결수단(20)의 선단부(즉, 철근(B)의 끝단부 최외측에 배치되는 장착링(21) 또는 고정링(22))를 탄성 지지한 상태에서, 철근(B)을 양방향 회전시키면서 진퇴시켜 걸림돌기(21S)와 철근의 마디(B1)가 서로 걸리도록 조절할 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 탄성링부재(25)는 중앙에 철근(B)이 통과될 수 있는 통과공을 구비하고 이격 배치되는 제1, 제2 받침링(25A, 25B)과, 상기 제1, 제2 받침링(25A, 25B) 사이에 배치되어 양단이 각 받침링의 내측면에 연결되어 있으며 신장방향으로 탄성력을 발휘하는 코일스프링(25C)으로 이루어진다.

상기 제1, 제2 받침링(25A, 25B)은 상기 지지링(22)에 상응하는 부재로써, 다만 통과공의 직경이 제2 끼움공(22A)의 직경보다 크게 형성되어 철근(B)의 진퇴를 보다 자유롭게 보장한다.

상기 코일스프링(25C)에 의해 제1, 제2 받침링(25A, 25B)은 서로 멀어지는 방향으로 탄성 지지된다.

따라서 상기한 구성의 탄성링부재(25)를 연결홀(11A)에 먼저 삽입한 후, 연결수단(20)이 끼워진 철근(B)을 연결홀(11A)에 순차적으로 삽입하여 결합시키면, 연결수단(20)의 선단부는 상기 제2 받침링(25B)에 접촉되어 삽입 반대방향으로 탄성 지지된다.

이 상태에서 작업자가 철근(B)을 잡고, 좌우로 돌리면서 전후로 진퇴시키면, 탄성링부재(25)와 고정링(23) 사이에 내삽되어 있는 장착링(21)들과 지지링(22)들의 위치가 변하지 않고, 철근(B)만이 양방향 회전하면서 진퇴운동을 하게 되어, 철근의 마디(B)가 걸림돌기(21S)에 걸리도록 조정할 수 있다.

또한 만약에 철근의 모든 마디(B1)들이 걸림돌기(21S)의 절곡 반대방향에 접촉되어 있더라도, 작업자가 철근(B)을 강하게 밀게 되면, 상기 코일스프링(25C)이 압축되면서 장착링(21)과 지지링(23) 사이가 벌어지고, 이로 인해 마디(B1)가 걸림돌기(21S)를 벌리면서 삽입된 후, 작업자가 철근(B)을 놓으면 탄성링부재(25)가 원상태로 복귀하면서 장착링(21)과 지지링(23)을 가압하여, 마디(B1)가 걸림돌기(21S)에 걸리도록 조절할 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 철근용 이음장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

B : 철근 B1 : 마디 B2 : 리브
10 : 체결구 11 : 관체 11A : 연결홀
11a : 격벽 11b : 나사공 12 : 체결부
20 : 연결수단 21 : 장착링 21A : 제1 끼움공
21S : 걸림돌기 21a : 유선형 단부 20 : 연결수단
22 : 지지링 22A : 제2 끼움공 22a : 돌출부
22b : 경사지지부 23 : 고정링 23A : 제3 끼움공
23B : 대응체결부 24 : 볼트부재 25 : 탄성링부재
25A, 25B : 받침링 25C : 코일스프링

Claims (4)

1. 외주면에 다수개의 마디(B1)가 돌출 형성되어 있는 철근(B)을 연결하기 위한 철근용 이음장치에 있어서,
   길이방향을 따라 형성된 연결홀(11A)과, 상기 연결홀(11A)에 형성된 체결부(12)를 구비한 체결구(10);
   상기 철근(B)이 끼워지는 제1 끼움공(21A)과, 상기 제1 끼움공(21A)에서 중앙을 향해 일측 사선방향으로 절곡하여 돌출되어 상기 철근(B)의 마디(B1)에 걸리는 복수개의 걸림돌기(21S)를 구비한 하나 이상의 장착링(21)과,
   상기 철근(B)이 끼워지는 제2 끼움공(22A)을 구비한 하나 이상의 지지링(22)과,
   상기 철근(B)이 끼워지는 제3 끼움공(23A)과, 상기 체결부(12)에 결합되는 대응체결부(23B)를 구비한 고정링(23)으로 이루어진 연결수단(20);을 포함하여 이루어져,
   철근(B)의 내측에 상기 고정링(23)이 배치되고, 상기 장착링(21)과 상기 지지링(22)이 상기 고정링(23)의 외측으로 서로 교차 배열되도록 끼워져, 상기 연결수단(20)이 상기 연결홀(11A)에 내삽되면서 결합됨으로써, 철근(B)이 연결되며,
   상기 체결구(10)는 상기 연결홀(11A)의 길이방향을 따라 복수개의 나사공(11b)이 천공되어 있으며,
   상기 연결수단(20)은 상기 나사공(11b)에 결합되어, 상기 연결홀(11A)에 삽입된 상기 연결수단(20)의 외주면을 가압하여 고정시키는 볼트부재(24)를 포함하고,
   상기 체결구(10)는 상기 연결홀(11A)과 연통된 하나 이상의 주입공을 포함하여 이루어져, 상기 주입공 또는 상기 나사공(11b)을 통해 상기 연결홀(11A) 내부로 내부재를 주입할 수 있고,
   상기 내부재는 콘크리트에 함유된 물에 의해 경화될 수 있는 시멘트 가루 또는 물에 반응하여 경화되는 발포 수지가 사용되어,
   콘크리트 타설 시, 체결구(10) 내부로 콘크리트 또는 물이 흘러들어가 상기 내부재가 반응하여 경화되고,
   상기 지지링(22)은,
   일면에, 상기 걸림돌기(21S)의 절곡 각도에 상응하는 형태로 돌출되어, 상기 걸림돌기(21S)를 가압하는 돌출부(22a)와,
   상기 돌출부(22a)의 반대면에, 상기 걸림돌기(21S)의 절곡 각도에 상응하는 형태로 형성되어, 상기 걸림돌기(21S)가 벌어지는 것을 방지하는 경사지지부(22b)를 포함하고,
   상기 고정링(23)은 상기 체결부(23B)의 선단부에 돌출부를 구비하고,
   상기 지지링(22)은, 일부가 절개된 절개부(22c)를 포함하여 이루어져, 제2 끼움공(22A)의 직경 변위가 가능하도록 형성되어,
   상기 고정링(23)이 상기 체결구(10)에 결합될 때, 고정링(23)의 돌출부로 인해 걸림돌기(21S)가 벌어지면서 삽입방향으로 세워지고,
   상기 걸림돌기(21S)가 세워지면서 해당 장착링(21)의 전단에 배치된 지지링(22)의 경사지지부(22b)를 가압함으로써, 절개부(22c)에 의해 지지링(22)이 벌어지면서 지지링(22)의 돌출부(22a)가 그 앞에 배치된 장착링(21)을 순차적으로 가압함에 따라, 모든 장착링(21)들이 걸림돌기(21S)가 마디(B1)에 대하여 직각 형태로 접촉, 지지함과 동시에,
   상기 볼트부재(24)의 조임에 의해 지지링(22)이 과도하게 벌어지지 않고 다시 좁아지도록 압력을 받아, 지지링(22)의 측방향으로 가해지는 볼트부재(24)의 조임력과 철근(B) 삽입 방향으로 가해지는 고정링(23)의 결합력이, 걸림돌기(21S)의 돌출 방향으로 전달되어, 세워진 걸림돌기(21S)가 지지되는 것을 특징으로 하는 철근용 이음장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결수단(20)은,
   중앙에 철근(B)이 통과될 수 있는 통과공을 구비하고 이격 배치되는 제1 받침링(25A)과 제2 받침링(25B),
   상기 제1, 제2 받침링(25A)(25B) 사이에 배치되어 양단이 각 받침링의 내측면에 연결되어 있으며 신장방향으로 탄성력을 발휘하는 코일스프링(25C)으로 이루어진 탄성링부재(25)를 더 포함하되,
   상기 제1 받침링(25A)과 상기 제2 받침링(25B)은, 상기 제2 끼움공(22A)의 직경보다 크게 형성된 통과공을 구비하여, 철근(B)의 진퇴가 자유롭고,
   상기 탄성링부재(25)를 연결홀(11A)에 먼저 삽입한 후, 연결수단(20)이 끼워진 철근(B)을 연결홀(11A)에 순차적으로 삽입하여 결합시키면, 연결수단(20)의 선단부는 상기 제2 받침링(25B)에 접촉되어 삽입 반대방향으로 탄성 지지되며,
   이 상태에서 철근(B)을 좌우로 돌리면서 전후로 진퇴시키면, 탄성링부재(25)와 고정링(23) 사이에 내삽되어 있는 장착링(21)들과 지지링(22)들의 위치가 변하지 않고, 철근(B)만이 양방향 회전하면서 진퇴운동을 하게 되어, 철근의 마디(B)가 걸림돌기(21S)에 걸리도록 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 철근용 이음장치.

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