KR101770999B1 - 콘크리트 건축물 고인장 철근 커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명의 철근 커플러 장치는 이형철근이 삽입되어 결합될 수 있는 공간 및 연결부품을 내장할 수 있는 커플러 홀더; 상기 커플러 홀더 한쪽 측면에 나사로 결합되어 이형철근이 결합되는 공간 및 연결부품을 내장하면서 이형철근이 결합될 때 나사 힘을 인가할 수 있는 커플러 홀더캡; 상기의 커플러 내장 공간에서 서로 대칭적으로 배치되어 단면 스프링 걸림턱에 탄성 스프링을 고정시키면서 철근을 정렬 스톱시키는 제1, 제2 철근 스토퍼; 상기 대칭 배치된 제1, 제2 철근 스토퍼의 측면 스프링 걸림턱에 고정되어 이형철근을 좌우로 밀어내는 탄성력을 발생하는 탄성 스프링; 상기 제1 제2 철근 스토퍼 측면에서 나사산의 크기가 다른 구조를 갖으면서 쌍을 이루어 분리되어 이형철근 마디와 결합되어 연결될 수 있는 구조를 갖는 제1, 제2 철근 조임 척으로 구성되는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

콘크리트 건축물 고인장 철근 커플러 {High Tension Iron Coupler for Concrete Construction}

본 발명은 철근 콘크리트 구조물에 사용되는 철근을 서로 연결해주는 철근 커플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이형철근 연결단부를 장 방향으로 연결하기 위해 양 측방에서 이형철근을 포용하여 연결할 수 있는 장치를 제공하여 철근의 체결력 및 인장력을 강화시키고, 서로 다른 무늬를 갖는 다양한 이형철근을 신속하고 간편하게 결합 시공하고, 철근 결합 시 발생하는 소모되는 인력, 공사기간 및 철근을 최소화하여 시공비용을 절감할 수 있는 철근 커플러에 관한 것이다.

건축이나 토목공사 재료로 가장 많이 쓰이는 콘크리트 구조물은 시멘트, 모래, 자갈, 물을 혼합하여 만드는 복합 조성물로, 압축강도는 비교적 높지만 인장강도는 압축강도에 비해서 낮아 균열이 발생하기 쉬운 특성을 가지고 있다.

이와 같은 콘크리트 단점을 개선하기 위해서 콘크리트가 타설되는 거푸집 안에 철근을 결속시켜 철근구조를 형성한 다음 콘크리트를 타설한다.

거푸집을 만들어 콘크리트를 타설하기 전 철근을 이용하여 철근구조물을 만들려면 철근에 마디와 리브(rib)가 있는 이형철근을 이용하여 필요한 길이로 절단된 소정길이의 이형철근을 서로 연결하여야 한다. 이러한 철근 연결방법은 겹 이음방법, 용접 이용방법, 나사이용 방법. 강압착 이음방법, 모르타르 충진이음방법, 마디편착이음방법, 커플러 연결장치 이용 방법 등이 제시 되고 있다.

겹 이음방법은 이형철근을 서로 맞대어 철사를 감아 서로 연결하는 방법으로, 철근연결방법은 간단하게 이루어지나 철사를 감아야하는 작업시간이 길고 겹치는 부분의 철근 소모량이 많은 단점이 있다. 또한 연결부분의 결합 강도가 떨어져 내진설계 시 취약하고 인건비 상승으로 인한 건설비용이 증가된다.

용접 이음방법은 이형철근 끝 부분을 서로 맞대어 용접하는 방법으로, 연결부분의 강도는 양호하나 작업이 번거롭고 공사시간이 많이 걸려 공사지연이 발생한다. 나사이용 방법은 철근 끝부분에 나사를 가공하여야 함으로 나사가공 설비뿐만 아니라 공간적인 제약이 많다.

여러 문제점을 해결하기 위하여 최근 철근이음방법으로 커플러 연결장치를 이용하여 이형철근 양끝을 서로 연결하는 방법으로 한국특허 10-0973437, 10-1643846 등이 커플러 연결장치 이용방법을 소개하고 있다.

그러나 상기의 선행기술은 연결장치 구조가 복잡하고 철근 양끝에서 이격이 생겨 인장력이나 좌우 흔들리는 힘에 약한 단점을 내포하고 있다.

또한 이형철근의 마디구조가 일정한 규격이 없다보니 회사마다 마디의 위치가 달라 커플러 연결장치를 이용하는 경우 제품 마다 각기 다른 커플러를 사용하지 않으면 요구하는 인장력을 얻지 못하는 단점이 발생한다.

따라서 현재의 철근이음방법은 방법이 간단하고, 공사지연이 없고, 특히 지진이나 진동발생 시 높은 인장력을 갖추어 안정적인 철근 콘크리트 구조물을 만드는 것을 요구되고 있다. 특히 최근 발생되는 대규모 지진이나 자연재해 발생시 외부적인 충격을 흡수하는 건축물 설계 및 시공이 인장력은 중요한 요소로 떠오르고 있다.

한국등록특허 10-0973437, 10-0650376, 10-0665544, 10-1643846

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 철근연결 작업 시 철근 마디구조에 관계없이 인장력이 우수한 철근 커플러 연결장치를 제공하여 보다 효과적으로 작업을 할 수 있는 작업환경을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 철근 커플러 장치를 보다 쉽게 제작할 수 있도록 간단하고 기능성이 우수한 값싼 철근 커플러 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 철근 커플러 장치를 사용하여 연결부위의 인장력 강도의 신뢰성이 좋고, 내진이나 진동 또는 충격에 강한 콘크리트 건축물을 건축할 때 시공이 간단하여 인건비 및 공기를 단축할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 철근 커플러 장치는 이형철근이 삽입되어 결합될 수 있는 공간 및 연결부품을 내장할 수 있는 커플러 홀더; 상기 커플러 홀더 한쪽 측면에 나사로 결합되어 이형철근이 결합되는 공간 및 연결부품을 내장하면서, 이형철근이 결합될 때 철근과 커플러에 인가된 인장력에 견디는 커플러 홀더캡; 상기의 커플러 내장 공간에서 서로 대칭적으로 배치되어 측면 스프링 걸림턱에 탄성 스프링을 고정시키면서 철근을 정렬 스톱시키는 제1, 제 2 철근 스토퍼; 상기 대칭 배치된 제1, 제2 철근 스토퍼의 측면 스프링 걸림턱에 고정되어 이형철근을 좌우로 밀어내는 탄성력을 발생하는 탄성 스프링; 상기 제1, 제2 철근 스토퍼 측면에 대칭을 이루어, 제1, 제2 나사산 및 제1, 제2 나사홀의 크기가 서로 다른 구조를 갖으면서 쌍을 이루어 분리되어 이형철근 마디와 결합되어 연결될 수 있는 구조를 갖는 제1, 제2 철근 조임 척으로 구성된다.

상기 커플러 홀더는 외부는 원기둥 형상이며, 일 측면은 이형철근 삽입 홀이 있고, 타 측면은 나사로 결합될 수 있도록 요철구조를 갖으면서 커플러 홀더캡이 결합되는 홀더캡 홀이 있으며, 내부 공간은 이형철근 삽입 홀의 구경은 작고 홀더캡 홀 구경이 큰 원추형 공간을 갖으며; 상기 커플러 홀더캡은 일측면은 이형철근 삽입홀이 있고, 타 측면은 커플러 홀더와 나사로 결합 될 수 있는 요철구조를 갖고 있어 이형철근을 결합시키는 힘을 발생 할 수 있고, 내부 공간은 이형철근 삽입 홀의 구경은 작고, 커플러 홀더 홀 구경이 큰 원추형 공간을 갖고 있으며, 홀더와 결합 시 내부공간은 대칭을 이루도록 형성되어 있으며; 상기 제1, 제2 철근 스토퍼는 이형철근을 접하는 부위는 원판 평면을 갖고 반대 측면에는 탄성 스프링이 걸려 고정되는 탄성 스프링 걸림턱이 있으며; 상기 제1, 제2 철근 조임 척 쌍을 이루어 분리되면서 외형 일부는 원추형 구조를 이루며 내부에는 철근 마디가 걸려 고정되는 제1, 제2 나사산과 제1, 제2 나사 홀 구조를 갖으나, 쌍을 이룬 서로의 쌍은 제1, 제2 철근 조임척의 제1, 제2 나사산과 제1, 제2 나사 홀의 사이즈는 크기가 다르게 형성되어 있고, 홀더캡의 나사 힘으로 인장력이 작용할 때 이형철근을 조여 이형철근 이탈을 방지하는 기능을 하며; 상기 탄성 스프링은 좌우 대칭의 제1, 제2 철근 스토퍼 탄성 스프링 걸림턱에 고정되어 있으면서, 이형철근이 결합될 때 유격공간에서 좌우로 힘을 가하여 탄성력을 제공하여 이형철근이 강력한 힘으로 결합 유격 없이 연결되도록 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제 1, 제2 철근 조임 척은 분리되는 측면에 탄성 패드가 부착되어 있어 쌍을 이룬 제1, 제2 철근 조임 척의 거리를 유지하여 이형철근 조립이 용이하게 하면서 조일 때는 거리가 좁아져 철근과 조임척 간의 결합력이 좋아 인장력이 우수한 철근 커플러 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분리되어 있는 제1, 제2 철근 조임 척은 내, 외부에 제1, 제2 변형 슬리트를 형성하여 홀더캡 나사로 조일 시에 유격이 좁아지거나 슬리트가 파괴되면서 철근과 조임척의 유격이 없어 인장력에 대한 저항이 이 우수한 철근 커플러 장치를 제공한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 철근 커플러는 철근 마디 구조가 상이한 이형철근을 보다 쉽게 연결하여 콘크리트 구조물 시공 시 인건비를 줄이고 공사기간을 단축하며 지진이나 외부충격에 안전한 건축물을 제공 할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기에서 언급된 효과로 제한되는 것은 아니며, 상기에서 언급되지 않은 다른 효과들은 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 장치 철근 연결 상태 사진이다.
도 2는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 장치 부품 및 철근 연결 상태를 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 장치 부품 및 철근 연결 상태를 보여주는 개념 단면도이다.
도 4 및 5는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 홀더 양측면 사진이다.
도 6은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 홀더 평단면도이다.
도 7은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 홀더캡 사진이다.
도 8은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 홀더캡 평단면도이다.
도 9는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 철근 스토퍼 전후면 사진이다.
도 10은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 철근 스토퍼 전후평면도이다.
도 11 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 철근 스토퍼 및 탄성 스프링 결합 사진이다.
도 12 및 도 14는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 제1, 제2 철근 조임 척 측단면, 평면 및 측면 사진이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 제1, 제2 철근 조임 척 평면도 및 주요부 측단면도이다.
도 17은 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러를 이용한 이형철근의 결합관계를 보여주는 전체 개념 단면도이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 다른 실시예를 보여주는 사진이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(說示)된 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 기술분야에서 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.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 장치 철근 연결 상태 사진이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 장치는, 콘크리트 건축물 시공 시 사용되는 이형철근(70)을 쉽게 연결하는 장치이다. 도 1은 철근 커플러 장치 철근 연결 상태를 보여주는 전체 사진이기 때문에 상세 도면을 통해서 자세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 장치 부품 및 철근 연결 상태를 보여주는 사진이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 도 1의 철근 커플러 홀더(10)와 커플러 홀더캡(20)을 열어 보면, 쌍을 이룬 제 1, 제2 철근 조임 척(50, 55)은, 좌우 대칭을 이루어 있고, 탄성 스프링(40)과 결합 된 제1, 제2 철근 스토퍼(30) 좌우에 배치되어 있다.

도 2는 철근 커플러 장치 부품 및 철근 연결 상태를 보여주는 사진이기 때문에 도면을 통해서 자세히 설명하고자 한다.

도3은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 장치 철근 연결 상태를 보여주는 전체 개념 단면도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 도면에 도시 된 것과 같이 본 발명은 2개의 이형철근(70) 양단을 직선으로 연결하기 위하여 커플러 홀더(10)와 커플러 홀더캡(20)이 접하는 부분에서(요철구조 도시되지 않음: 추후 부품 도면에 도시) 나사로 연결되면서 대칭적인 원추 기둥형 공간을 제공한다. 이형철근이 가지고 있는 철근마디(72), 철근마디(72) 사이에 생기는 유격 공간(73) 및 철근 리브(71)를 이용하여, 원추형 공간 내에서 제1, 제2 철근 스토퍼(30) 및 탄성 스프링(40)과 제1, 제2 철근 조임 너트(50,55)가 나사 형태로 이형철근(70)과 맞물려 연결되는 철근 연결 커플러 장치이다.

상기 커플러 홀더(10)는 외형은 원기둥 구조를 갖고, 한 측면은 이형철근 삽입 홀이 있다. 다른 측면은 커플러 홀더캡(20)이 연결될 수 있도록 입구가 이형철근 삽입홀보다 큰 형태를 갖으며, 내부 일부는 나사힘을 발생시켜 공간이 좁아지면서 발생되는 인장력을 발생시키는 요철구조가 형성되어있고(요철구조 도시되지 않음: 추후 부품 도면에서 도시), 나머지 내부 공간은 나사산 높이 보다 높은 원통을 이루는 제1면과 경사각을 갖는 제2면이 함께하여 원추형 기둥형태를 갖는다. 이형철근 삽입홀 에지(edge,18)는 철근 마디(72)와 맞물릴 수 있도록 각이 있는 돌출형태를 갖는다.

상기 커플러 홀더캡(20)은 커플러 홀더(10)에 연결되는 볼트 구조로 형성되어 있으면서, 한 측면은 이형철근 삽입홀이 형성되어 있고, 다른 측면은 커플러 홀더(10) 내부 요철구조와 연결되는 면은 요철구조(도면에는 도시되지 않음: 추후 부품 도면에서 도시)가 형성되어 있다. 내부는 일정한 각을 갖는 원추형 형태를 이루어 커플러 홀더(10)와 연결 시 내부 공간이 대칭적인 원추형 공간을 이루도록 되어 있다. 이형철근 삽입홀 에지(edge,28)는 철근 마디(72)와 맞물릴 수 있도록 각이 있는 돌출형태를 갖는다.

상기 커플러 홀더(10)와 커플러 홀더캡(20)은 서로 연결 시 대칭적인 원추형 공간을 제공하면서, 서로 잘 맞는 요철 구조로 연결되어 나사힘의 작용으로 경사면을 따라 공간이 좁아지면서 이형철근(70) 양단을 결합하는 힘을 제공한다.

상기 제1, 제2 철근 스토퍼(30)는 이형철근(70)이 삽입되어 제1, 제2 철근 조임 너트(50,55)와 맞물려 철근 양단이 정지되고, 탄성 스프링(40)이 장착되는 구조를 갖도록 형성되어 있는 부품이다. 일측면은 원판구조를 갖고, 타측면은 탄성 스프링 걸림턱이 있어서 탄성 스프링(40)이 걸러 정착된다.

상기 제1, 제2 철근 스토퍼(30)의 이형철근(70)이 삽입되는 양 측면에는 쌍을 이루어 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)이 있다. 상기 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)은 두개로 분리되어 쌍을 이룬다. 외형은 일정한 경사각을 갖는 부분과 원통 기둥 형태를 갖는 부분이 합하여 원추 기둥형 구조를 이루며, 내부에는 철근마디(72)와 맞물려 결합 되도록 제1, 제2 나사산(52,57) 및 제1, 제2 나사 홀(54,59)이 형성되어 있다. 상기 쌍을 이룬 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55)의 제1, 제2 나사산(52,57) 및 제1, 제2 나사홀(54,59)은 서로 크기 형태가 다르다. 상측에 형성된 제1 철근 조임 척(50)은 큰 사이즈 제1 나사산(52)과 제1 나사홀(54)을 갖고, 아래 측에 형성된 제2 철근 조임 척(55)은 작은 사이즈 제2 나사산(57)과 제2 나사홀(59)을 갖는다.

이형철근(70)은 일반적으로 철근 리브(71)를 축으로 철근 마디(72)가 서로 다르게 형성 되어 있다. 일정한 규격이 없어서 철근 마디(72) 간격이 다르고 구조가 달라서 이형철근(70)을 커플러로 연결할 경우 한 쪽의 철근마디는 잘 결합되나 다른 쪽 철근마디는 같은 형태로 결합되지 않아서 인장력이 떨어지는 문제점이 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 상기 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)을 서로 다른 크기를 갖는 제1, 제2 나사산(52, 57)과 제1, 제2 나사홀(54, 59)을 형성하여 쌍을 이루어 철근마디(72)를 맞물리도록 하면, 이형철근(70)의 철근 마디(72)가 서로 다르게 형성되었다 할지라도 인장력이 작용시 조임척에 철근이 미끄러지지 않고 잘 결합되어 매우 우수한 결합 구조로 연결된다. 자세한 원리는 상세 도면에서 설명하겠다.

도 4 및 5는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 홀더 양측면 사진이다.

도 4 및 5를 참조하여 설명하면, 커플러 홀더(10)는 외형은 원기둥 형태를 갖고 일 측면에는 커풀러 홀더캡(도시되지 않음)이 결합되는 요철구조를 갖는 홀(12)이 있다. 반대측면은 이형철근(도시되지 않음) 삽입홀 에지(18)가 있다. 두 홀의 지름은 서로 다르며. 내부는 내부 일부에서 요철구조가 형성되어있고, 나머지 내부 공간은 나사산 높이 보다 높은 원통면을 이루는 제1면과 경사각을 갖는 제2 면이 합하여 원추형 기둥형태를 갖는다. 이형철근 삽입홀 에지(edge,18)는 철근 마디(도시되지 않음)와 맞물릴 수 있도록 각이 있는 돌출형태를 갖는다.

커플러 홀더(10)의 재질은 금속뿐만 아니라 공업용 플라스틱 등으로 제작할 수 있다. 외형 또한 원기둥 형태가 적합하지만 작업의 편리성을 고려하여 8각 기둥 등 여러 가지 형태로 만들어 연결작업을 쉽게 하도록 제작할 수 있다.

도 6은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 홀더 평단면도이다.

구경이 다른 이형철근 삽입홀과 커플러 홀더캡 연결홀(12)이 양측면에 있고, 커플러 홀더캡 연결부위 안쪽으로 요철구조(15)가 형성 되어 있다. 커플러 홀더(10) 내부는 요철구조(15)가 형성된 부분 및 요철구조(15)가 형성된 부분과 접한 일정부분은 높이가 다른 제1 면을 지나서, 이형철근 삽입홀 에지(18)와 일치시켜 일정한 각을 갖는 제2 면을 이룬다. 상기 경사가 있는 제2 면은 추후에 결합될 철근 조임 척 경사면과 접하여 이형철근을 끌어 당겨 연결시키는 역할을 한다.

또한 이형철근 삽입홀 에지(18)는 각이 있는 돌출 형태로 되어있어 철근마디에 접촉되기 쉽도록 형성되어 있다.

도 7은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 홀더캡 사진이다.

커플러 홀더캡(20)은 이형철근 삽입홀 에지(28)와 커플러 홀더(10)와 연결되는 홀(22) 및 연결 요철구조(25)로 구성되어 있다. 외부 형태는 볼트구조이나 내부는 속이 원추형 공간을 갖는 형태이다. 커플러 홀더캡(20)은 커플러 홀더(10)와 볼트와 너트 관계처럼 연결됨으로 재질 및 모양이 서로 일치되어야 좋다.

또한 도면에는 도시되어 있지 않지만 커플러 홀더와 결합 시 원활한 작업을 위해서 외형을 육각 형태나 사각 형태 등으로 만들어 이형철근을 결합하여 조일 때 용이하게 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 홀더캡 평단면도이다.

커플러 홀더캡(20)은 이형철근 삽입홀 에지(28)와 커플러 홀더(10)와 연결되는 홀(22) 및 연결 나사구조(25)로 구성되어 있다. 외부 형태는 볼트구조이나 내부는 속이 일정한 각이 있는 원추형 공간을 갖는 형태이다. 커플러 홀더캡(20)과 커플러 홀더(10)를 연결하면 볼트와 너트 연결 형태를 이루면서, 내부는 대칭 원추형 기둥 구조를 갖는다. 이형철근 삽입홀 에지(28)는 각이 있는 돌출 형태로 되어있어 철근마디에 접촉되기 쉽도록 형성되어 있다.

도 9는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 철근 스토퍼 전후면 사진이다.

철근 스토퍼(30)는 커플러 홀더(10)내 공간으로 삽입 된 이형철근(70)을 스톱시키는 역할을 하는 측면과. 탄성력을 발생시키는 탄성 스프링을 결합시키는 스프링 걸림턱(35)이 있는 타측면을 갖는 부품이다.

도 10은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 철근 스토퍼 전후평면도이다.

측면 단면도를 통해 보면 일측면은 원판형이고, 타측면은 스프링 걸림턱(35)에 스프링이 걸려 대칭적으로 반대 방향에 제1, 제2 철근 스토퍼(30)가 같은 스프링에 의해서 연결되도록 되어있다. 재질은 강철판을 사용하나 공업용 플라스틱 등으로 성형하여 사용할 수 있다.

도 11은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러의 철근 스토퍼 및 탄성 스프링 결합 사진이다.

도 11의 사진을 참조하여 설명하면, 사진에서 보는 것과 같이 탄성 스프링(40)은, 쌍을 이룬 제1, 제2 철근 스토퍼(30)의 탄성 스프링 걸림턱(35)에 걸려 대칭적으로 구성된 제1, 제2 철근 스토퍼(30) 양단의 유격공간에서 있으면서 탄성력을 제공하는 부품이다.

상기 탄성 스프링(40)은 금속 스프링뿐만 아니라 탄성력을 제공할 수 있는 다른 물질이나 형태로 제작 가능하다. 탄성력이 좋은 고무를 이용하여 제1, 제2 철근 스토퍼(30) 사이에 탄성력이 있는 탄성체로 만들어 사용할 수 있다.

도 12 및 도 14는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 철근 조임 척 측단면, 평면 및 측면 사진이다.

도 12 내지 14의 사진을 참조하여 설명하면, 제1 ,제2 철근 조임 척(50,55)은 쌍을 이루어 조성된다. 쌍을 이룬 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)은 외형은 아래 부분에서 중간부위까지는 원기둥 형태를 이루는 제1면과 중앙에서 상부까지는 일정한 경사각을 갖는 제2 면이 합하여 원추형 기둥 형태를 이룬다. 그러나 내부의 제1, 제2 나사산(52,57)은 각각의 크기와 형태가 다르고, 제1, 제2 나사홀(54,59) 또한 각각의 크기와 형태가 다르다. 제1, 제2 나사산이나 제1, 제2 나사홀의 크기와 형태가 다른 것은 일반적으로 이형철근은 철근 리브를 중심으로 좌우 철근 마디 모양이나 간격이 다르다.

일정한 규격이 없다보니 회사마다 좌우 철근 마디의 위치 및 간격이 달라서 철근 조임 척의 나사산의 크기와 형태가 일정할 경우, 서로 어긋나 있는 철근 마디 때문에 조임척의 일정한 나사산 나사홀의 간격과 크기 형태와 철근마디가 서로 정확하게 밀착하지 못하여 철근의 인장력이 떨어진다.

본 발명과 같은 커플러 홀더가 있는 구조에서 나사 조임 척 형태로 이형철근과 맞물려 철근을 연결하는 방법에 있어서 가장 중요한 철근 조임 척은, 이형철근이 삽입 될 때는, 이형철근의 철근 마디가 일정하지 않고 철근리브가 형성되어있는 이형철근의 구조 때문에, 처음은 느슨한 형태가 되어있다 이형철근이 정렬이 되고나서 조일 때는 조임 척의 구경이 줄어들면서 이형철근 마디를 잘 조여 주어야 한다.

상기와 같은 원리를 가장 잘 실현하려면 철근 조임 척은 처음에는 여러 개의 조각으로 나누어 있다가 조이는 힘을 가하면 구경이 줄어들면서 하나의 조임 척 형태가 되어야 한다. 그러나 철근 조임 척을 여러 개의 조각으로 나눈다면 조립하기 어렵고, 조립을 쉽게 하기 위해서는 끝 부분에서 링이나 특별한 구조물을 이용하여 각 조각을 하나로 뭉쳐 잡아 주어야 한다.

본 발명에서는 그러한 문제점을 해결하기 위해서 한 쌍의 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)으로 나누고, 내부는 서로 다른 제1, 제2 나사산(52,57)과 제1, 제2 나사홀(54.59)을 형성하고, 제1, 제2 철근 조임 척 중앙에 제1, 제2 변형 슬리트(53, 58)를 형성하여 이형철근이 삽입되어 정렬되고 커플러 홀더와 홀더캡을 이용하여 조일 때 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)이 변형이 되어 구경이 줄어들도록 하였다.

이러한 원리는 철근 조임 척을 여러 개의 조각으로 나누지 않고 한 쌍을 가지고도 네 개의 조각으로 형성된 효과를 얻을 수 있음으로, 필요에 따라서는 변형 슬리트를 여러 개 형성 할 수 있다.

제1, 제2 변형 슬리트(53,58)는 이형철근의 크기에 따라서 달리할 수 있다. 제1, 제2 변형 슬리트(53,58)의 깊이 또한 제1, 제2 나사홀(54,59)을 관통하여 제1, 제2 나사산(52,57) 만이 남는 구조가 되었을 때 쉽게 변형이 일어난다.

또한 보다 효과적인 부가적인 방법으로, 이형철근이 삽입 될 때는 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55)은 이격 거리가 있어 느슨한 형태가 되어있다 이형철근이 정렬이 되고나서 조일 때는 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55) 구경이 줄어들면서 이형철근 마디를 잘 조여 주는 방법으로 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)이 분리되는 측면에 탄성 패드(60)를 붙여 사용 할 수 있다.

상기 탄성 패드(60)는 우레탄 스폰지 같은 재질로 제작하면 이형철근이 삽입되는 초기는 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55)이 이격 거리가 이격되어 있어 느슨한 형태로 되어 있다가, 철근을 조일 때는 부피가 줄어들어 이격 거리가 좁아져 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)이 서로 맞닿아서 이형철근 마디를 잘 잡아 조여 준다. 상기 탄성 패드(60)를 추가적으로 사용하는 경우 이형철근과 결합하는 조립이 쉽고, 이형철근과 결합 조립하기 전에 이동시 내부 부품이 안정적으로 자리 잡고 있어 재조립 작업이 발생하지 않는 좋은 점이 있다.

상기와 같은 본 발명의 특징인 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)은 서로 다른 크기 제1, 제2 나사산(52,57)과 제1, 제2 나사홀(54.59)이 형성 되어 있고, 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)이 변형이 일어날 수 있도록 제1, 제2 변형 슬리트(53,58)를 조임 척(50, 55) 내, 외부에 형성하고, 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)이 절단되어 있는 측면에 탄성 패드(60)를 붙어 제1, 제2 철근 조임 척(50,55) 이격 거리를 조절하여 조립이 쉽고 인장력이 우수한 철근 커플러를 제공한다.

도 15 및 도 16은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 철근 조임 척 평면도 및 주요부 측단면도이다.

도 15 및 도 16를 참조하여 설명하면, 앞서 설명한바와 같이 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55)은 외형은 아래 부분에서 중간 부위까지는 원기둥 형태를 이루나 중앙에서 상부까지는 일정한 경사각을 갖는 원추형 형태를 이룬다. 그러나 내부의 제1, 제2 나사산(52, 57), 제1, 제2 나사홀(54, 59)은 상대적으로 크기가 다르다(도15 제1 철근 조임 척, 도 16 제2 철근 조임 척). 상기 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55) 중앙에 제1, 제2 변형 슬리트(53, 58)가 형성되어 있다.

도 17은 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러를 이용한 이형철근의 결합관계를 보여주는 전체 개념 단면도이다.

도 17을 참조하여 설명하면, 앞서와 같이 본 발명은 2개의 이형철근(70) 양단을 직선으로 연결하기 위하여 커플러 홀더(10)와 커플러 홀더캡(20)이 접하는 부분에서 나사로 연결되는 원리를 사용한다. 커플러 홀더(10)와 커플러 홀더캡(20)이 나사로 연결되거나 풀리면서 대칭적인 원추 기둥형 공간을 제공한다.

이형철근(70)이 커플러 홀더(10)와 커플러 홀더캡(20)의 삽입홀로 들어갈 때는 커플러 홀더캡(20)이 조금만 조여진 상태이기 때문에 상하 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55)은 느슨한 상태에서 이형철근(70)을 받아드린다. 탄성 스프링(40) 또한 늘어진 상태에서 제1, 제2 철근스토퍼(30)와 연결되어 있으면서 이형철근(70) 삽입을 중지시킨다.

이형철근(70)을 약간 회전 시키면 상하에 있는 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55)은 철근 마디와 맞물려 자리를 잡는다. 상기 커플러 홀더(10)와 커플러 홀더캡(20)을 손이나 공구를 통하여 조이면 커플러 홀더(10) 및 커플러 홀더캡(20)의 경사면과 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55) 경사면이 서로 맞물려 커플러 캡(20)이 안으로 이동되면서 거리가 좁아지면서 이형철근(70)을 조여 연결시켜준다. 이때 탄성 스프링(40)은 압축되고, 제1, 제2 철근 조임 척(50, 55) 중앙에 있는 제1, 제2 변형 슬리트(도시 되지 않음)는 이격 거리가 좁아지거나 쪼개지는 변형을 통하여 이형철근(70)을 조인다. 탄성 패드(도시 되지 않음) 또한 압축되면서 이형철근(70)을 조인다.

동시에 발생되는 인장력에 의해서 철근 양단 거리가 좁아지면서 연결되고 탄성 스프링(40)은 압축되고 스프링 유격은 사라지면서 철근은 조여 연결된다.

상기 제1, 제2 철근 조임 척 제1, 제2 나사산(52,57) 및 제1, 제2 나사홀(54,59)는 서로 크기가 다르다. 상측에 형성된 제1 철근 조임 척(50)은 큰 사이즈 제1 나사산(52)과 제1 나사홀(54)을 갖고, 아래 측에 형성된 제2 철근 조임 척(55)은 작은 사이즈 제2 나사산(54)과 제2 나사홀(59)을 갖는다.

이형철근(70)은 일반적으로 철근 리브(71)를 축으로 철근 마디(72)가 서로 다르게 형성 되어 있다. 일정한 규격이 없어서 철근 마디(72) 간격이 다르고 구조가 달라서 이형철근(70)을 커플러로 연결할 경우 한 쪽의 철근마디는 잘 결합되나 다른 쪽 철근마디는 결합되지 않아서 인장력이 떨어지는 문제점이 발생한다.

그러나 본 발명의 상기 제1, 제2 철근 조임 척(50,55)은 서로 다른 크기를 갖는 제1, 제2 나사산(52, 57)과 제1, 제2 나사홀(54, 59)이 형성되어 쌍을 이루어 철근마디(72)를 맞물리도록 되어, 나사산이 큰 제1 철근 조임 척(50) 면에 먼저 정렬이 되어 조여진 이형철근(70)의 위쪽(도17) 마디는 완벽한 결합관계가 된다. 이 때 생산 또는 생산 시점에 따라서 이형철근(70) 아래 쪽(도17) 철근 마디는 위치가 다르거나 간격이 달라 같은 크기의 나사산과 나사홀을 갖는 경우 서로 어긋나는 결합이 되어서 인장력이 떨어진다.

본 출원의 발명처럼 나사산과 나사홀의 크기가 작은 제2 철근 조임 척(55)을 갖는 경우 아래 쪽(도17) 철근 마디의 위치가 다르거나 간격이 달라졌다고 할지라도 나사산 및 나사홀의 크기가 작기 때문에 회사마다 제품마다 철근 마디의 위치가 다르거나 간격이 달라도 접촉되는 면이 다양하게 철근 마디를 잡아줄 수 있는 형태가 되어 이형철근(70)을 잘 잡아 조일 수 있어 인장력이 매우 좋은 철근 커플러를 얻을 수 있다.

도 18 및 도 19는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 철근 커플러 다른 실시예를 보여주는 사진이다.

도 18 및 도 19 사진을 참조하여 설명하면, 먼저 설명한 실시예와 다르게 커플러 홀더(100) 양쪽에 제1, 제2 커플러 홀더캡(120, 130)을 사용하는 형태로 한 쪽 제2 홀더캡(130)에 조임장치(135)를 추가하여 조임을 용이하게 할 수 있는 커플러 장치를 제공한다. 나머지 모든 부품은 동일한 원리로 할 수 있어 중복되는 설명은 생략한다.

상기와 같은 본 발명은 철근 커플러 부품 및 연결방법이 간단하면서 결합력이 매우 좋은 철근 연결 커플러를 제공한다. 또한 이형철근의 다양한 철근마디 및 철근리브의 모양의 변동을 수용할 수 있어 국제표준이 없는 상황에서 각 나라 및 생산회사마다 차이가 있는 이형철근의 모양을 수용하는 철근 커플러를 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예에서 일직선형 커플러 장치를 설명하였지만, 커플러 홀더 측면에 플러캡을 설치할 수 있는 홀을 여러 개 확대하여 구성한다면 L자, T자 및 +자형 철근 커플러를 쉽게 만들 수 있다.

본 발명은 건축 현장에 사용되는 철근 콘크리트 구조물에서 보다 쉽게 철근을 연결할 수 있는 인장력이 강한 철근 커플러를 제공하여 건설 공기를 단축하고 인건비를 낮출 뿐만 아니라, 지진이나 충격에 내성이 강한 콘크리트 구조물을 다양하게 응용하여 만들 수 있다.

10: 커플러 홀더 15,25:요철구조
20: 커플러 홀더캡 18,28: 이형철근 삽입홀 에지
30: 제1, 제2 철근 스토퍼 35: 탄성 스프링 걸림턱
40: 탄성 스프링 50, 55: 제1, 제2 철근 조임 척
52, 57: 철근 조임 척 제1, 제2 나사산
54, 59: 철근 조임 척 제1, 제2 나사홀
60: 탄성 패드 70: 이형철근
71: 철근리브 72: 철근마디

Claims (8)

1. 이형 철근을 연결할 수 있는 철근 커플러 장치에 있어서,
   외형은 원기둥 형태를 이루고, 내부는 이형철근이 삽입되어 결합되는 연결부품을 내장할 수 있는 공간을 갖으면서, 내부 일부는 나사힘을 발생하는 요철구조가 형성되어 있고, 일부는 원통면을 이루는 제1 면과 일정한 경사각의 경사면이 있는 제2 면이 합하여 원추 기둥형 형상을 갖고, 측면의 철근 삽입홀 에지(edge)는 철근 마디와 맞물릴 수 있는 각이 있는 돌출 형태를 갖는 커플러 홀더;
   상기 커플러 홀더 내부 일부의 요철구조와 결합되어 철근 및 커플러에 인장력을 전달할 수 있고, 이형철근이 결합되는 연결부품을 내장하면서 커플러 홀더의 일정한 경사각의 경사면이 있는 제 2면의 형상만 있으면서 내부공간 전체적으로 대칭적인 원추 기둥형 내부공간을 제공하는 커플러 홀더캡;
   상기 커플러 홀더 및 커플러 홀더 캡 결합 내부 공간에서 서로 대칭적으로 배치되어 철근 삽입을 중지시키는 원판 측면과, 타 측면은 탄성 스프링을 고정시키는 걸림턱을 갖는 제1, 제2 철근 스토퍼;
   상기 대칭 배치된 제1, 제2 철근 스토퍼 타측면 스프링 걸림턱에 고정되어 이형철근을 밀어내는 탄성력을 발생하는 탄성 스프링;
   상기 대칭 배치된 제1, 제2 철근 스토퍼 양쪽 측면에 대칭적으로 배치되면서, 외형 일부는 원기둥면과 일부는 경사면이 형성되어 원추기둥 형태를 이루고, 상기 커플러 홀더 및 커플러 홀더캡 원추형 경사면과 대칭적으로 일치 접촉되어 커플러 홀더 및 커플러 홀더캡의 요철결합 힘이 전달되면 상기 제1, 제2 철근스토퍼 유격거리가 감소되면서 철근양단에 인장력을 제공하고, 분리되어 쌍을 이룬 내부는 서로 다른 크기의 제1, 제2 나사산과 제1, 제2 나사홀의 나사구조를 갖으면서 내,외부에 제1, 제2 변형 슬리트가 형성되어 있는 제1, 제2 철근 조임 척을 구비하는 것이 특징인 철근 커플러 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 커플러 홀더 캡 일 측면은 요철 구조를 갖고 타측면의 철근 삽입홀 에지는 철근 마디와 맞물릴 수 있도록 각이 있는 돌출형태를 갖는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 커플러 홀더캡 철근 삽입홀이 있는 외형은 이형철근을 연결하고 조임 작업이 원할 하도록 각이 있는 돌출형태를 갖는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 걸림턱은 스프링을 끼울 수 있는 원형 모양임을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 분리되어 쌍을 이루는 제1, 제2 철근 조임 척은 측단면에 탄성 패드를 갖는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 쌍을 이루는 제1, 제2 철근 조임 척의 내, 외부에 있는 제1, 제2 변형 슬리트는 적어도 유격이 있어 변형이 쉽게 일어나는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 제1, 제2 철근 조임 척 내, 외부에 있는 제1, 제2 변형 슬리트는 철근을 조일 때 슬리트 부분이 파괴되어 철근을 강하게 조이는 형태가 되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 탄성력을 발생하는 탄성 스프링은 탄성이 있는 고무 등의 물질로 탄성체로 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.

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