KR101677007B1 - 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기둥과 보 또는 각종 목질부재를 서로 결합시킬 때, 결합을 위해 목질부재를 가공하거나 홈 등을 형성할 필요가 없고, 결합부위에 암·수결합부를 각각 부착하여 이들을 끼워 맞추는 방식으로 결합시켜 견고한 결합력 확보는 물론 신속하게 작업할 수 있는, 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조에 관한 것이다.
본 발명에 다른 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조는, 제1 및 제2부재에 암·수결합부가 각각 부착되어, 수결합부가 암결합부에 삽입되면서 결합되게 되는데, 상기 암결합부는, 사각 형상의 판재에 상방으로 개방되도록 절개된 사각 형상의 홈이 형성되어 제1부재에 부착되는 공간형성부; 상방으로 개방되도록 절개된 사각 형상의 절개부가 형성되어 있으며, 공간형성부의 외측면을 덮으면서 제1부재에 부착되게 되는 포켓형성부를 구비하여 구성되어, 공간형성부에 형성된 홈과, 공간형성부의 외측면을 덮는 포켓형성부에 의해 상방으로 개방된 수용공간부가 형성된 구조이며, 상기 수결합부는, 사각 판재 형상이고 제2부재에 부착되게 되는 간격유지부; 간격유지부 보다 외측으로 돌출된 상태로 간격유지부의 외측면을 덮으면서 제2부재의 일단면에 부착되게 되는 삽입결합부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

목질부재의 포켓 삽입식 결합구조{Jointing structure of wood}

본 발명은 목질부재의 결합구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기둥과 보 또는 각종 목질부재를 서로 결합시킬 때 목질부재의 단부를 가공하거나 홈 등을 전혀 형성하지 않고, 결합부위에 암·수결합부를 각각 부착하여 이들을 끼워 맞추는 방식으로 결합시키는, 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조에 관한 것이다.

목재는 다른 건축 구조 재료에 비하여 강도가 약하고 불에 잘 타며 변형이 잘 되는 재료이다. 이러한 문제 때문에 건축재료로 사용되는데 한계에 부딪쳐 극히 제한적으로만 사용되었었으나, 최근 지진에 대한 저항력이 우수하고, 공사기간이 짧으며 보수가 용이하고 친자연적인 특성 등의 이유로 전원주택, 펜션 등 목조 건축물이 증가 추세에 있다.

목조 건축물이나 구조물의 구조을 살펴보면, 기둥과 보의 연결구조는 기둥의 상부에 십(十)자 형상으로 형성된 사각형 맞춤구멍과 보의 단부에 형성한 돌출부를 삽입 고정하는 구조로 결합되어 있다. 이러한 목조 건축물이나 구조물은 다수의 목재 기둥과 보가 서로 조립되고 결합되어 골조를 이루게 되고, 이들 기둥과 보는 무거운 하중을 집중적으로 받게 되어 건축물이나 구조물의 안정에 직접적인 영향을 미치게 되므로 구조적 결함이 발생하지 않도록 기둥과 보 및 보끼리의 결합부위는 오차없이 가공되어야 할 뿐만 아니라 무거운 하중을 견딜 수 있어야 한다.

한편, 목조 건축물이나 구조물은 저마다 규모나 크기가 달라서 기둥이나 보와 같은 목질부재를 규격화 할 수 없기 때문에 목질부재를 시공현장에서 필요한 크기에 맞춰 직접 가공하여 사용한다. 도 1a 및 1b에 도시한 바와 같이, 기둥과 보가 연결되는 부분에는 십(十)자홈을 형성해서 끼워맞춰야 하는데, 홈의 크기가 약간만 차이가 있어도 결합력에 문제가 생겨서 건축물이나 구조물의 안정에 문제가 있을 뿐만 아니라 맞춤구멍과 돌출부의 치수 허용공차를 맞추기 위해 여러번 재가공해야 하는 불편함이 있어서, 시간과 작업공수가 많아지고 목수에 따라서도 많은 차이가 나게 되어 결국 정밀도에도 문제가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 공개특허 제2009-112983호 "목질부재의 접합구조", 공개특허 제2010-107202호 "경골목구조 목재의 조립구조"와 같은 기술이 출현했는데, 상기 기술들은 목질부재의 연결부위에 홈을 형성하여 철제의 T형강 또는 H형강을 삽입하고 나사못으로 목재와 철제를 결합시키거나, 목질부재가 연결되는 부위에 각각 홈을 형성하고 촉을 삽입한 다음 나사못을 박아서 고정시키고 보강을 위해 연결부위의 코너에 'ㄱ'자 형상의 철제 판부재를 대고 기둥과 보에 각각 나사못을 박아서 판부재를 고정시키는 구조이다.

따라서 상기와 같은 특허 기술은 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 목질부재의 연결부위에 다양한 형상의 철제 형강이 삽입되거나 외부로 드러나게 부착시키기 때문에 작업도 복잡하지만 철제 연결부재가 눈에 띄게 되어 미관도 좋지 않고, 다양한 형상의 형강이 삽입될 홈을 형성하려면 양 부재에 형성될 홈의 치수와 위치가 정확해야 하므로 가공이 매우 어렵다는 문제가 있다.

둘째, 목질부재가 수직으로 결합되는 것이 아니라 임의의 각도로 결합시켜야 할 경우에는 상기와 같은 기술들은 전혀 사용할 수가 없다는 문제가 있다.

셋째, 지주와 보의 단부(端部)에 삽입홈을 형성해야 하기 때문에 원래의 목질부재의 단부를 절개시켜 분할해야 하므로, 분할된 부분은 결합 후에 강도가 약해질 수밖에 없다는 문제가 있다.

넷째, 목질부재를 결합시키는 작업도 어렵고 복잡하지만, 일단 결합시키고 난 다음에는 목질부재의 결합부위를 손상시키지 않고는 해체할 수가 없다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 기둥과 보 또는 각종 목질부재를 서로 결합시킬 때, 결합을 위해 목질부재를 가공하거나 홈 등을 형성할 필요가 없고, 결합부위에 암·수결합부를 각각 부착하여 이들을 끼워 맞추는 방식으로 결합시켜 견고한 결합력 확보는 물론 신속하게 작업할 수 있는, 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 다른 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조는, 제1부재에 암결합부가 부착되고 제2부재에 수결합부가 부착되어, 상기 수결합부가 암결합부에 삽입되면서 서로 결합되게 되는데, 상기 암결합부는, 사각 형상의 판재(板材)에 상방으로 개방되도록 절개된 사각 형상의 홈이 형성되며, 상기 제1부재의 일면에 부착되게 되는 공간형성부; 상기 공간형성부의 외측면을 덮는 사각 형상의 판재이고, 상방으로 개방되도록 절개된 사각 형상의 절개부가 형성되어 있으며, 공간형성부의 외측면을 덮으면서 상기 제1부재의 일면에 부착되게 되는 포켓형성부를 구비하여 구성되어, 상기 공간형성부에 형성된 홈과, 공간형성부의 외측면을 덮는 포켓형성부에 의해 상방으로 개방된 수용공간부가 형성된 구조이며, 상기 수결합부는, 사각 판재 형상이고, 상기 제2부재의 일단면(一端面)에 부착되게 되는 간격유지부; 상기 간격유지부 보다 크기가 큰 사각 형상의 판재이고, 간격유지부 보다 외측으로 돌출된 상태로 간격유지부의 외측면을 덮으면서 상기 제2부재의 일단면에 부착되게 되는 삽입결합부를 구비하여 구성되어, 상기 간격유지부는 포켓형성부의 절개부에 삽입되고, 상기 삽입결합부는 공간형성부의 홈에 삽입되면서 수용공간부에 위치하게 되면서 암결합부와 수결합부가 결합되게 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 포켓형성부의 폭은 제2부재의 폭과 동일하고, 포켓형성부의 높이는 제2부재의 높이와 같으며, 공간형성부와 삽입결합부의 두께 및 포켓형성부와 간격유지부의 두께는 각각 동일하다.

바람직하게는, 암결합부는 제1부재에 형성한 홈에 삽입되어 부착되고, 암결합부에서 포켓형성부의 외측면과 제1부재의 표면이 동일한 평면을 이루도록 부착된다.

바람직하게는, 간격유지부와 포켓형성부의 절개부 및 상기 삽입결합부와 공간형성부의 홈은 각각 동일한 형상이며, 그 형상은 사각 또는 상광하협(上廣下狹) 형상이다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 목질부재의 결합구조는, 목조 건축물이나 구조물을 이루는 기둥과 보 또는 보와 보 사이의 결합은 물론 각종 가구 제작시 목질부재를 서로 결합시킬 때, 결합시킬 양 부재에 암·수결합부를 각각 부착하여 이들을 끼워 맞추는 방식으로만 결합시키기 때문에, 결합을 위해 목질부재를 가공하거나 홈 등을 형성할 필요가 없어서 목질부재의 원형을 손상시키지 않음은 물론 결합구조 자체가 매우 간단하여 작업이 매우 쉽고 간편하므로 신속하게 조립 및 해체가 가능하다.

또한, 목질부재에 십(十)자홈을 형성한다든가 절개부를 형성할 필요가 없어서 목질부재의 강도가 약해진다든가 뒤틀림이나 쪼개짐과 같은 변형이 발생하지 않으며, 암·수결합부 자체를 목질부재와 동일한 재료 또는 동일한 색상의 재질로 제작하여 목질부재에 부착 결합시킨 것이기 때문에 미관상으로도 미려하다.

도 1a, 1b는 기존의 목질부재 결합부위의 구조를 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 목질부재와 결합부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 목질부재의 결합과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 목질부재의 결합된 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 목질부재의 결합된 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 다양한 형태(각도)로 결합된 결합구조를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조의 가장 큰 기술적 특징은 기둥과 보 또는 각종 목질부재를 서로 결합시킬 때 결합부위에 암·수결합부를 각각 부착하여 이들을 끼워 맞추는 방식으로 결합시킴으로써 결합 및 해체가 쉽고 간편하며, 견고한 결합력을 확보하면서도 신속하게 작업할 수 있게 했다는 점이다.

본 발명에서 '목질부재'란 목재로 된 기둥이나 보는 물론 제작된 섬유판(Fiberboard; 저밀도, 중밀도, 고밀도섬유판), 합판(Plywood), OSB(Oriented Strand Board; 배향성 스트랜드보드), PB(Particle Board), 집성재(Glue Laminated Timber, Glulam), 단판적층재(Laminated Veneer Lumber, LVL)), PSL(Parallel Strand Lumber, 평행 스트랜드목재), LSL(Laminated Strand Lumber, 적층 스트랜드목재), CLT(Cross Laminated Timber, 직교집성판) 등을 포함한 목질재료로 된 모든 부재를 포함한다는 의미로 사용한다. 또한, 본 발명의 '결합구조'는 목질부재 사이의 결합은 물론 목질부재를 콘크리트 또는 금속과 같은 이질(異質)부재에 결합시키는 데에도 그대로 적용할 수 있다. 따라서 청구범위에 목질부재의 결합구조라고 기재했더라도 이질부재 사이의 결합구조도 포함한다는 점을 미리 밝혀둔다.

본 발명에 따른 목질부재의 결합구조는, 제1부재(10)에 암결합부(11)가 부착되고, 제2부재(20)에 수결합부(21)가 각각 부착되어, 수결합부(21)가 암결합부(11)에 포켓에 삽입되듯이 삽입되면서 서로 결합되게 된다(도 2 내지 4 참조). 따라서 암결합부(11)와 수결합부(21)를 제1부재(10)와 제2부재(20)에 각각 부착시키고 이들을 서로 삽입시키기만 하면 결합작업이 모두 끝나게 되므로 결합작업이 매우 수월하고 편리할 뿐만 아니라 제1부재(10)와 제2부재(20)에 홈을 형성한다든가 절개할 필요가 없으므로 이들 부재의 원형을 손상시키지도 않고, 결합을 해체할 경우에도 삽입된 수결합부(21)을 암결합부(11)에서 빼내기만 하면 된다.

암결합부(11)는 공간형성부(12)와 포켓형성부(13)에 의해 수결합부(21)를 수용하게 될 수용공간부(14)가 형성되어, 제1부재(10)에 결합되는 구성이다. 암결합부(11)와 수결합부(21)는 다수의 나사못 등에 의해 제1부재(10) 및 제2부재(20)에 각각 부착되게 된다. 암결합부(11)와 수결합부(21)를 제1부재(10) 및 제2부재(20)에 부착할 때는 나사못을 사용해야 한다. 만일 일반못을 사용하면 시간이 지남에 따라 못이 빠져나올 가능성이 있지만, 나사못을 사용하면 빠져나올 가능성도 없을 뿐만 아니라 부재가 쪼개질 염려가 없고 최고의 강도로 서로 결합할 수 있게 되며, 해체하기도 쉽고 재사용이 용이하며 다양한 각도에서 결합이 가능하고, 나사못의 머리부분이 외부로 튀어 나오지 않아 표면을 평평하게 할 수 있다.

공간형성부(12)는 사각 형상의 판재(板材)에 상방으로 개방되도록 절개된 사각 형상의 홈이 형성되어 구성되며, 제1부재(10)의 일면에 부착되게 되는 구성이다. 또한, 포켓형성부(13)는 공간형성부(12)의 외측면을 덮는 사각 형상의 판재이고, 상방으로 개방되도록 절개된 사각 형상의 절개부가 형성되어 구성되며, 공간형성부(12)의 외측면을 덮으면서 제1부재(10)의 일면에 부착되게 된다.

수용공간부(14)는 공간형성부(12)에 형성되어 상방으로 개방된 홈과, 공간형성부(12)의 외측면을 덮는 포켓형성부(13)에 의해 형성된 공간이며, 상방으로 개방된 구조여서 수결합부(21)가 수용되게 될 공간이다.

수결합부(21)는 간격유지부(22)와 삽입결합부(23)에 의해 제2부재(20)의 단부(端部)에 돌출되게 결합되어 형성되어, 암결합부(11)의 수용공간부(14)에 삽입되게 되는 구성이다.

간격유지부(22)는 사각 판재 형상이고, 제2부재(20)의 일단면(一端面)에 부착되게 되는 구성이고, 결합시 포켓형성부(13)의 절개부에 삽입되게 된다. 또한 삽입결합부(23)는 간격유지부(22) 보다 크기가 큰 사각 형상의 판재이고, 간격유지부(22) 보다 외측에 위치하여 간격유지부(22)의 외측면을 덮으면서 제2부재(20)의 일단면으로 돌출되게 부착되는 구성으로, 결합시 공간형성부(12)의 절개된 홈에 삽입되게 된다.

제2부재(20)를 제1부재(10)의 상면에 결합시킬 때는 암결합부(11)와 수결합부(21)의 상면을 제1 및 제2부재(10, 20)의 상면과 모두 동일한 면을 형성하도록 하는 것이 바람직하고, 제2부재(20)를 제1부재(10)의 측면 또는 하단에 결합시킬 때는 암결합부(11)와 수결합부(21)의 상면은 제2부재(20)의 상면과 동일한 평면을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다.

포켓형성부(13)의 폭은 제2부재(20)의 폭과 동일하고, 포켓형성부(13)의 높이는 제2부재(20)의 높이와 같도록 형성해야 암결합부(11)와 수결합부(21)를 결합시켰을 때 결합부가 외부로 돌출되지 않게 된다. 또한, 제1부재(10)와 제2부재(20) 및 암결합부(11)와 수결합부(21)의 재질을 모두 동일한 재질로 하면 서로 색상이 동일하여 외관도 미려하다.

암결합부(11)와 수결합부(21)의 원활한 결합을 위해서는 공간형성부(12)와 삽입결합부(23)의 두께 및 포켓형성부(13)와 간격유지부(22)의 두께는 각각 동일해야 하며, 이들 모두를 동일한 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 원활한 삽입을 위해서는 간격유지부(22)와 포켓형성부(13)의 절개부 및 삽입결합부(23)와 공간형성부(12)의 홈은 각각 동일한 형상이어야 하는데, 그 형상은 사각 또는 상광하협(上廣下狹) 형상이어야 하고, 큰 결합력을 유지하기 위해서는 사각 형상인 것이 더 바람직하다.

도 5는 다른 실시예를 도시한 것으로, 제1부재(10)의 표면에 홈을 형성하여 암결합부(11)를 홈에 삽입하여 부착한 것인데, 암결합부(11)에서 포켓형성부(13)의 외측면과 제1부재(10)의 표면이 동일한 하나의 평면을 이루도록 부착하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성으로 제1부재(10)와 제2부재(20)를 결합했을 경우에는 결합 후 암결합부(11)와 수결합부(21)가 외부로 노출되지 않게 된다. 이때는 암결합부(11)에서 공간형성부(12)와 포켓형성부(13)의 폭음 제1부재(10)의 폭보다 작게 형성해야 한다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 제1부재 11 : 암결합부
12 : 공간형성부 13 : 포켓형성부
14 : 수용공간부
20 : 제2부재 21 : 수결합부
22 : 간격유지부 23 : 삽입결합부

Claims (5)

1. 목질부재를 서로 결합시키기 위한 결합구조에 있어서,
   상기 결합구조는, 제1부재에 암결합부가 부착되고, 제2부재에 수결합부가 부착되어, 상기 수결합부가 암결합부에 삽입되면서 서로 결합되게 되고,
   상기 암결합부는,
   사각 형상의 판재(板材)에 상방으로 개방되도록 절개된 사각 형상의 홈이 형성되며, 상기 제1부재의 일면에 부착되게 되는 공간형성부;
   상기 공간형성부의 외측면을 덮는 사각 형상의 판재이고, 상방으로 개방되도록 절개된 사각 형상의 절개부가 형성되어 있으며, 공간형성부의 외측면을 덮으면서 상기 제1부재의 일면에 부착되게 되는 포켓형성부;
   를 구비하여 구성되어, 상기 공간형성부에 형성된 홈과, 공간형성부의 외측면을 덮는 포켓형성부에 의해 상방으로 개방된 수용공간부가 형성된 구조이며,
   상기 수결합부는,
   사각 판재 형상이고, 상기 제2부재의 일단면(一端面)에 부착되게 되는 간격유지부;
   상기 간격유지부 보다 크기가 큰 사각 형상의 판재이고, 간격유지부 보다 외측에서 간격유지부의 외측면을 덮으면서 상기 제2부재의 일단면에 돌출되게 부착되는 삽입결합부;
   를 구비하여 구성되어,
   상기 간격유지부는 포켓형성부의 절개부에 삽입되고, 상기 삽입결합부는 공간형성부의 홈에 삽입되면서 수용공간부에 위치하게 되어 암결합부와 수결합부가 결합되고,
   상기 포켓형성부의 폭은 제2부재의 폭과 동일하고, 상기 포켓형성부의 높이는 제2부재의 높이와 같으며, 상기 공간형성부와 삽입결합부의 두께 및 상기 포켓형성부와 간격유지부의 두께는 각각 동일하며, 상기 암결합부는 제1부재에 형성한 홈에 삽입되어 부착되고, 상기 암결합부에서 포켓형성부의 외측면과 제1부재의 표면이 동일한 평면을 이루도록 부착되는 것을 특징으로 하는 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 간격유지부와 포켓형성부의 절개부 및 상기 삽입결합부와 공간형성부의 홈은 각각 동일한 형상이며, 그 형상은 사각 또는 상광하협(上廣下狹) 형상인 것을 특징으로 하는 목질부재의 포켓 삽입식 결합구조.
   
5. 삭제

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