KR101871807B1 - 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 - Google Patents

콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 Download PDF

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Abstract

본 발명의 유니버설 철근 강화 커플러 장치는 이형철근이 삽입되어 결합될 수 있는 공간 및 연결부품을 내장할 수 있는 원기둥형 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 이형철근 단면을 내부 걸림턱에 거려 스톱시키면서 철근을 정렬하는 철근 스토퍼; 상기 대칭 배치된 철근 스토퍼의 측면 스프링 홀에 삽입되어 이형철근을 좌우로 밀어내거나 충격 시 충격을 흡수할 수 있는 탄성력을 발생하는 스프링; 상기 철근 스토퍼 측면에서 쌍을 이루며 이형철근 마디와 결합되어 연결될 수 있는 구조를 갖는 철근 유동너트로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 {Universal Steel Reinforcement Coupler for Concrete Construction}
본 발명은 철근 콘크리트 구조물에 사용되는 철근을 서로 연결해주는 유니버셜 철근 강화 커플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이형철근 연결단부를 장 방향으로 연결하기 위해 양 측방에서 이형철근을 포용하여 연결할 수 있는 장치를 제공하여 철근의 체결력을 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 유니버설 철근 강화 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.
따라서 현재의 철근이음방법은 방법이 간단하고, 공사지연이 없고, 특히 지진이나 진동발생 시 안정적인 철근 콘크리트 구조물을 만드는 것을 요구되고 있다. 특히 최근 발생되는 대규모 지진이나 자연재해 발생시 외부적인 충격을 흡수하는 건축물 설계 및 시공이 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 강화 커플러 연결장치를 제공하여 보다 효과적으로 작업을 할 수 있는 작업환경을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 철근 강화 커플러 장치를 보다 쉽게 제작하여 값싼 철근 강화 커플러 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 철근 강화 커플러 장치를 사용하여 연결부위의 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 유니버설 철근 강화 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 이형철근 단면을 내부 걸림턱에 거려 스톱시키면서 철근을 정렬하는 철근 스토퍼; 상기 대칭 배치된 철근 스토퍼의 측면 스프링 홀에 삽입되어 이형철근을 좌우로 밀어내거나 충격을 흡수할 수 있는 탄성력을 발생하는 스프링; 상기 철근 스토퍼 측면에서 쌍을 이루며 이형철근 마디와 결합되어 연결될 수 있는 구조를 갖는 철근 유동너트로 구성된다.
상기 커플러 홀더는 외부는 원기둥 형상이며, 일 측면은 이형철근 삽입 홀이 있고, 타 측면은 나사로 결합될 수 있도록 나사구조를 갖으면서 커플러 홀더캡이 결합되는 홀더캡 홀이 있으며, 내부 공간은 이형철근 삽입 홀의 구경은 작고 홀더캡 홀 구경이 큰 원추형 공간을 갖고, 상기 커플러 홀더캡은 일측면은 이형철근 삽입홀이 있고, 타 측면은 커플러 홀더와 나사로 결합 될 수 있는 나사구조를 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 대층을 이루도록 형성되어 있고, 상기 철근 스토퍼는 이형철근 삽입 홀이 있으면서 측면 일부에 대층을 이루어 철근유동 너트 회전 방지턱이 있으며, 내부에는 이형철근이 걸려 멈추는 걸림턱이 있으며 타 측면은 스프링 삽입 공간이 형성되어 있고, 상기 철근 유동너트는 쌍을 이루어 원추형 구조를 이루며 내부에는 철근 마디가 걸려 고정되는 나사산과 나사 홀 구조를 갖으면서 홀더캡의 나사 힘이 작용할 때 이형철근을 조여 이형철근 이탈을 방지하고, 상기 스프링은 좌우 대칭의 철근 스토퍼 스프링 홀에 삽입되어 있으면서, 이형철근이 결합될 때 유격공간에서 좌우로 힘을 가하거나 충격을 흡수하는 탄성력을 제공하여 이형철근이 강력한 힘으로 결합 연결되거나 충격으로 발생하는 압력을 흡수하는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 커플러 홀더 측면에 커플러캡을 하나 더 설치 할 수 있는 홀을 형성하여 T자형 철근 강화 커플러 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 커플러 홀더 또 다른 측면에 커플러캡을 하나 더 설치 할 수 있는 홀을 형성하여 +자형 철근 강화 커플러 장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 유니버설 철근 강화 커플러는 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 유니버설 철근 강화 커플러 장치 철근 연결 상태 사진이다.
도 2는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 장치 철근 연결 상태를 보여주는 전체 단면도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 홀더 양측면 사진이다.
도 5는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 홀더 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러홀더캡 사진이다.
도 7은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 홀더캡 평단면도이다.
도 8 및 9는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 스토퍼 전후면 사진이다.
도 10 및 11은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 스토퍼 전후평면도이다.
도 12 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 스토퍼 측면단면도.
도 13 및 도 14는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 철근 유동너트 전면 및 측면 사진이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 유동너트 평면도 및 주요부 측단면도이다.
도 17은 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 유동너트와 이형철근의 결합관계를 보여주는 개념도면이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 스프링 사진 및 평단면도이다.
도 20는 본 발명의 최종 완성 유니버설 철근 강화 커플러 장치 철근 연결 상태를 보여주는 전체도이다.
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 유니버설 철근 강화 커플러 장치 철근 연결 상태 사진이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 장치는, 콘크리트 건축물 시공 시 사용되는 이형철근(60)을 쉽게 연결하는 장치이다. 도1은 유니버설 철근 강화 커플러 장치 철근 연결 상태를 보여주는 전체 사진이고 상세 도면을 통해서 자세히 설명하고자 한다.
도2는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 장치 철근 연결 상태를 보여주는 전체도면이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 도면에 도시 된 것과 같이 본 발명은 2개의 이형철근(60) 양단을 직선으로 연결하기 위하여 커플러 홀더(10)과 커플러 홀더캡(20)이 나사로 연결되면서 대칭적인 원추형 공간을 제공한다. 이형철근이 가지고 있는 철근마디(62), 철근마디(62) 사이에 생기는 유격 공간(65) 및 철근 리브(67)를 이용하여, 원추형 공간 내에서 철근 스토퍼(30)와 철근 유동너트(40)가 나사 형태로 이형철근(60)과 맞물려 연결되는 철근 연결 커플러 장치이다.
상기 커플러 홀더(10)는 외형은 원기둥 구조를 갖고, 한 측면은 이형철근 삽입 홀이 있고, 다른 측면은 커플러 홀더캡(20)이 연결될 수 있도록 입구가 이형철근 삽입홀보다 큰 형태를 갖으며, 나사구조가 형성되어있고 내부 공간은 원추형 형태를 갖는다.
상기 커플러캡(20)은 커플러 홀더(10)에 연결되는 볼트 구조가 형성되어 있으면서, 한 측면은 이형철근 삽입홀이 형성되어 있고, 다른 측면은 커플러 홀더(10) 내부 나사구조와 연결되는 나사구조가 형성되어 있다. 내부는 원추형 형태를 이루어 커플러 홀더(10)와 연결 시 내부 공간이 대칭적인 원추형 공간을 이루도록 되어 있다.
상기 커플러 홀더(10)와 커플러캡(20)은 서로 연결 시 대칭적인 원추형 공간을 제공하면서, 나사 구조로 연결되어 이형철근(60) 양단을 결합하는 힘을 제공한다.
상기 철근 스토퍼(30)는 이형철근(60)이 삽입되면서 양단이 정지되는 구조를 갖도록 형성되어 있는 부품이다. 외부 구조는 두 개의 철근 스토퍼(30)가 서로 맞닿으면 대칭적인 원추형 구조가 이루어지도록 되어있다. 한 측면은 이형철근(60)이 삽입되는 홀이 형성되어 있고, 홀 내부는 일정 깊이에서 이형철근(60)이 걸려 멈추는 걸림턱(37)이 있으며, 타 측면은 스프링(50)이 삽입 공간(39)이 형성되어 있다.
상기 이형철근(60)이 걸려 멈추는 걸림턱(37)은 철근마디(62)가 걸리도록 턱이 형성 되었으나 철근 리브(67)가 통과 될 수 있도록 일정한 틈을 두고 턱이 형성되어 있다.
상기 철근 스토퍼(30)의 이형철근(60)이 삽입되는 홀이 형성되는 측면에는 쌍을 이루어 철근 유동너트(40)가 있다. 상기 철근 유동너트(40)는 외형은 원추형 구조를 이루나 내부에는 철근마디(62)와 맞물려 결합 되도록 나사산(45) 및 나사 홀(47)이 형성되어 있다. 철근 유동너트(40)는 상기 철근 스토퍼(30) 측면에 형성된 회전 방지턱(35)에 의해서 철근 리브(67)를 축으로 좌우로 이격되어 쌍을 이루어 좌우로만 유동되고 커플러 홀더(10)와 커플러 홀더캡(20)이 결합되면서 공간이 좁아질 때 크기가 조절되면서 철근마디(62)를 맞물리며 조이면서 유동너트의 나사산(45)의 나사 역할에 의해서 철근을 연결시킨다.
상기 철근 유동너트(40)가 쌍을 이루어, 이형철근(60)의 철근마디(62)의 돌기 부분과 유동너트(40)의 나사산(45)과 나사홀(47)이 어긋나면서 결합되는 원리는 본 발명의 핵심적인 부분이다. 원리는 모든 이형철근(60)이 가지고 있는 철근 마디(62), 철근마디(62) 사이 공간(65) 및 철근 리브(67)를 이용한 철근 유동너트(40)의 나사산(45), 나사홀(47)이 서로 어긋나는 나사형태로 결합되는 원리이다.
일반적인 모든 이형철근은 장방향 철근 중앙으로 철근 리브(67)가 쌍을 이루어 형성되어 있다. 철근 마디(62)는 철근 리브(67)를 축으로 좌우로 엇갈려 일정한 간격을 두고 형성되는 것이 기본적인 이형철근 구조이다.
본 발명은 철근 스토퍼(30) 구조에서 철근 스토퍼(30)에 철근이 정렬이 될 때 걸림턱(37)이 일정한 틈을 두고 있는 공간으로 철근리브(67)가 정렬이 되도록 설계되어 있다. 상기 철근 스토퍼(30)에 이형철근(60)이 정렬이 되면 철근리브(67)를 축으로 좌우 철근마디(62)는 어긋나는 높이를 갖고 있게 된다. 철근 스토퍼(30) 철근 삽입 홀 표면은 철근 리브(67)가 접하는 부분에서 철근리브(67)가 정렬되는 직각 방향으로 철근 유동너트 회전 방지턱(35)이 형성되어 있어, 철근 리브(67)를 축으로 좌우 쌍으로 철근 유동너트(40)가 좌우로만 이동하며 결합되도록 되어있다.
상기 철근 유동너트(40)가 쌍을 이루어 형성되는 것은 철근리브(67) 때문에 하나의 둥그런 형태로 너트가 형성될 수 없고, 철근리브(67) 좌우로 철근마디(62) 높이가 서로 다르기 때문에, 서로 어긋나게 결합되려면 두개로 나누어 형성되어야지 하나의 둥그런 형태의 너트로는 불가능하다. 만일 둥그런 형태의 너트 구조를 가지고 있더라도 회전이 되면 철근을 조일 수 없다. 쌍을 이루어 좌우로 이동하는 유동식 너트 구조만이 이형철근(60)의 구조로 제일 적합하다.
이 때 좌우 서로 다른 높이의 철근마디(67)에 따라서 좌측 철근 유동너트(40) 나사산(45)이 철근마디(67)와 결합되면, 우측 철근 유동너트(40) 내부 나사홀(47)은 철근마디(62) 사이 공간(65)에 위치하는 형태를 이루어, 유동너트(40) 양 측 나사산(45) 구조의 측면으로 철근마디(62)와 결합되면서 어긋나는 형태를 취하면서 나사 형태를 이루어 이형철근(60)을 조여 주면서 결합되도록 된다. 자세한 설명은 부품 사진 설명에서 언급하겠다.
상기 철근 스토퍼(30) 측면의 스프링(50)은 이형철근(60) 연결 시 발생되는 유격 공간에 위치하면서 좌우로 탄성력을 발생시켜 진동 발생시 충격을 흡수하거나 이형철근(60)이 잘 결합되도록 좌우측으로 탄성력을 제공한다.
도 3 및 4는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 홀더 양측면 사진이다.
도 3 및 4를 참조하여 설명하면, 커플러 홀더(10)는 외형은 원기둥 형태를 갖고 일 측면에는 커풀러캡(도시되지 않음)이 결합되는 나사구조를 갖는 홀(12)이 있다. 반대측면은 이형철근(도시되지 않음) 삽입홀(18)이 있다. 두 홀의 지름은 서로 달라 내부는 원추형 구조를 갖는다. 커플러 홀더(10)의 재질은 금속뿐만 아니라 공업용 플라스틱으로 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 5는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 홀더 평단면도이다.
구경이 다른 이형철근 삽입홀(18)과 커플러캡 연결홀(12)이 양측면에 있고, 케플러캡 연결부위에 안쪽으로 나사구조(15)가 형성 되어 있다. 커플러 홀더(10) 내부는 나사구조(15)가 형성된 부분 및 나사구조(15)가 형성된 부분과 접한 일정부분은 평면을 지나서, 이형철근 삽입홀(18)과 일치시켜 경사각을 이룬다. 경사각이 형성되어 원추형이 되는 부분은 추후에 결합될 철근 스토퍼 경사면과 유동너트 경사면이 접하여 이형철근을 연결시키는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러홀더캡 사진이다.
커플러 홀더캡(20)은 이형철근 삽입홀(28)과 커플러홀더(10)와 연결되는 홀(22) 및 연결 나사구조(25)로 구성되어 있다. 외부 형태는 볼트구조이나 내부는 속이 원추형 공간을 갖는 형태이다. 커플러 홀더캡(20)은 커플러 홀더(10)과 볼트와 너트 관계처럼 연결됨으로 재질 및 모양이 서로 일치되어야 좋다.
도 7은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 홀더캡 평단면도이다.
커플러 홀더캡(20)은 이형철근 삽입홀(28)과 커플러홀더(10)와 연결되는 홀(22) 및 연결 나사구조(25)로 구성되어 있다. 외부 형태는 볼트구조이나 내부는 속이 원추형 공간을 갖는 형태이다. 커플러 홀더캡(20)과 커플러 홀더(10)를 연결하면 볼트와 너트 연결 형태를 이루면서 내부는 대칭 원추형 구조를 갖는다.
도 8 및 9는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 스토퍼 전후면 사진이다.
철근 스토퍼(30)는 커플러 홀더(10)내 공간으로 삽입 된 이형철근(60)을 일정부분 삽입하고, 스톱시키는 역할을 하면서. 일 측면은 탄성력을 발생시키는 스프링을 포용하고, 다른 측면은 철근 유동너트를 연결시키는 부품이다.
상기 철근 스토퍼(30) 외형은 원추형을 이루면서 내부는 이형철근(도식되지 않음)이 삽입되는 홀(32)이 일정 깊이까지 형성되어 있으나 일정 깊이에서 이형철근이 걸려 멈추는 걸림턱(37)이 있으며, 타 측면은 스프링 삽입 공간(39)이 형성되어 있다.
상기 이형철근이 걸려 멈추는 걸림턱(37)은 철근마디가 걸리도록 형성 되었으나 철근 리브가 통과 될 수 있도록 일정한 틈(38)을 두고 턱이 형성되어 있다.
상기 철근 스토퍼(30)의 이형철근이 삽입되는 홀(32)이 형성되는 측면에는 상기 걸림턱(37)에 형성된 철근 리브가 통과하는 틈(38) 방향에 쌍을 이루어 유동너트 회전 방지턱(35)이 형성되어 있다. 유동너트 회전 방지턱(35)은 유동너트 회전을 방지하며 좌우방향으로 움직이면서 유동너트가 이형철근과 접촉하게 한다.
도 10, 11 및 12는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 스토퍼 전후평면도 및 측면 단면도 이다.
측면 단면도를 통해 보면 측면은 일정한 기울기를 갖고 있어서 외부가 원추형을 이룬다. 스프링 삽입 공간(39)에 스프링이 장착되면 대칭적으로 반대 방향에 철근 스토퍼(30)가 같은 스프링에 의해서 연결되도록 되어있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 철근 유동너트 전면 및 측면 사진이다.
철근 유동너트(40)는 쌍을 이루어 이형철근에 형성된 철근 마디를 이용하여 나사원리를 적용하여 철근을 조여 연결 할 수 있는 본 발명의 키가 되는 부품이다. 사진에서 보는 것과 같이 전면에서 보면 두개로 나누어진 둥그런 너트 형태이며, 측면에서 보면 나사산(45)와 나사홀(47)이 형성되어 있으며, 두 조각이 마주보는 측면(42)은 둥그런 형태가 아니라 일직선 평면을 이루는 구조로 되었다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 유동너트 평면도 및 주요부 측단면도 이다.
도 15를 참조하여 설명하면, 철근 유동너트(40)를 마주보는 측면(42)은 둥그런 형태가 아니라 일직선 평면을 가지고 있다. 상기 측면(42)은 철근 스토퍼(30)에서 설명한 유동너트 회전 방지턱(35)과 일치되는 면으로, 회전 방지턱(35)에 의해서 회전운동은 되지 않고 좌우 운동만 된다. 철근 유동너트(40) 쌍이 회전이 되지 않고 서로 좌우로 유동되면서 이형철근을 조일 수 있다.
도 16을 참조하여 설명하면, 상기 철근 유동너트(40)는 쌍을 이루며 나사산(45)와 나사홀(47)이 형성되어 있다. 이형철근은 철근 리브를 축으로 하여 좌우로 철근마디 높이가 엇갈리면서 형성되는 것이 일반적이다. 이러한 형태를 이용하여 나사원리를 이용하여 이형철근을 조일 수 있는 방법은, 하나의 유동너트 나사산(45) 안쪽 면과 나사홀(47)면이 철근마디와 접하고, 반대방향 유동너트는 나사산(45) 외부면이 이웃 철근마디와 만나고 나사홀(47)은 철근과 접촉되지 않는 형태에서 가능하다.
도 17은 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 철근 유동너트와 이형철근의 결합관계를 보여주는 개념도면이다.
도 17을 참조하여 설명하면, 이형철근(60)은 철근 리브(67)를 축으로 하여 좌우로 철근마디(62)가 엇갈리면서 형성되어 있다. 앞서 설명한 것과 같이 철근리브(67) 아래 철근마디(62)와 접하는 철근 유동너트(40)는, 나사산(45) 안쪽 면과 나사홀(47)이 철근마디(62)와 접하고, 철근리브(67) 위에 있는 유동너트(40)는 나사산(45) 외부면이 이웃 철근마디와 만나고, 나사홀(47)은 철근 마디 사이의 공간 면(65)과 이격되어 있으면서 접촉되지 않는다.
상기와 같은 본 발명의 특징인 유동너트(40)와 이형철근(60) 구조에서 철근리브(67)와 철근마디(62)를 이용한 서로 간 물림구조는 커플러 홀더(도시되지 않음)의 내부 원추형구조와 유동너트(40)의 외부형태인 원추형 구조와 맞물리면서 케플러 홀더캡(도시되지 않음)과 커플러 홀더(도시되지 않음)가 나사 결합되면서 압축되는 힘을 유동너트(40) 외벽에 인가하여 대칭적으로 형성된 유동너트(40)가 이형철근(60)을 조이면서 연결한다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 콘크리트 건축물에 사용하는 유니버설 철근 강화 커플러 스프링 사진 및 평단면도 이다.
커플러 스프링(50)은 철근 스토퍼(30) 측면에 있는 스프링 삽입 공간(39)에서 대칭적으로 구성된 철근 스토퍼 양단의 유격공간에서 있으면서 탄성력을 제공하는 부품이다. 필요에 따라서 이형철근의 압축력을 흡수하거나 탄성력을 제공하여 이형철근의 결합력을 극대화하고, 진동, 지진 및 기타 충격에서 발생되는 힘을 완충하여 결합된 콘크리트의 균열을 방지한다.
도 20은 본 발명의 최종 완성 유니버설 철근 강화 커플러 장치 철근 연결 상태를 보여주는 완성도이다.
도 20을 참조하여 설명하면, 도 20은 도 2와 같은 도면이나 설명은 본 발명의 부품을 연결하는 순서에 역점을 두면서 다른 철근 커플러와의 차별화된 본 발명의 특징을 설명하려고 한다.
좌우 철근 스토퍼(30) 일 측면에 있는 스프링 삽입 공간(39)에 스프링(50)을 넣고, 좌측 철근 스토퍼(30) 반대 측면에 있는 유동너트 회전 방지턱(35)에 맞추어 좌측 유동너트(40) 쌍을 조립한 다음, 커플링 홀더(10) 안으로 조립된 좌측 유동너트(40), 좌측 철근 스토퍼(30), 스프링(50), 우측 철근 스토퍼(30)를 넣어 커플러 홀더(10)를 평면에 세우면, 커플러 홀더(10) 밖으로 스프링 일부와 우측 철근 스토퍼(30)가 노출되면서, 상기 우측 철근 스토퍼 측면의 유동 너트 회전 방지턱(35)이 나온다. 상기 노출된 우측 유동너트(30) 회전 방지턱(35)에 맞추어 우측 유동너트(40) 쌍을 정렬 조립하여 커플링 홀더캡(20)을 커플링 홀더(10)와 연결하여 약간 조여 준다.
상기 조립 공정을 끝내면, 커플러 폴더 철근 삽입홀(18)과, 커플러 홀더캡 철근 삽입홀(28) 내부에는, 좌우로 유동 너트(40) 쌍의 유격과 철근 스토퍼 철근 리브가 통과하는 틈(38)이 일치 되어 나타난다.
상기 조립된 커플러 홀더(10) 및 커플러 홀더캡(20) 측면에 나타난 유동 너트(40) 쌍의 유격과 철근 스토퍼 철근 리브가 통과하는 틈(38)에 철근리브(67)를 일치시켜 이형철근(60)을 밀어 넣으면, 철근 스토퍼(30)의 이형철근이 걸려 멈추는 걸림턱(37)에서 이형철근(60) 멈추어 서게 된다. 상기 커플러 홀더캡(20)을 돌리면 나사힘이 전달되면서 이형철근(60)이 연결된다.
상기와 같은 본 발명은 철근 커플러 부품 및 연결방법이 간단하면서 결합력이 매우 좋은 철근 연결 커플러를 제공한다. 또한 이형철근(60)의 다양한 철근마디 및 철근리브의 모양의 변동을 수용할 수 있어 국제표준이 없는 상황에서 각 나라 및 생산회사마다 차이가 있는 이형철근의 모양을 수용하는 유니버설한 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 유니버설 한 철근 강화 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:나사구조
20: 커플러 홀더캡 18,28, 32: 이형철근 삽입홀
30: 철근 스토퍼 35: 유동너트 회전 방지턱
37: 철근 방지턱 38:철근 리브 통과하는 틈
39: 스프링 삽입 공간 40: 유동너트
45: 나사산 47: 나사홀
50: 스프링 60: 이형철근
62: 철근마디 67: 철근리브

Claims (8)

  1. 이형 철근을 연결할 수 있는 철근 강화 커플러 장치에 있어서,
    이형철근이 삽입되어 결합되는 연결부품을 내장할 수 있는 원추형 내부공간을 갖는 커플러 홀더;
    상기 커플러 홀더 한쪽 측면에 나사로 결합되어 이형철근이 결합되는 연결부품을 내장하면서 나사 힘을 인가할 수 있는 원추형 내부공간을 갖는 커플러 홀더캡;
    상기 커플러 홀더 및 커플러캡 결합 내부 공간에서 서로 대칭적으로 배치되어 이형철근 삽입홀 내부 측면 걸림턱에서 철근을 정렬 스톱시키고, 측면은 스프링 삽입 공간이 있고, 타 측면은 이형철근 삽입홀 내부 철근 걸림턱에 있는 철근리브 통과되는 틈과 일치되는 방향에 있고, 철근리브는 유동너트 회전 방지턱 중앙을 통과하면서, 철근리브에 어긋나 형성된 철근마디 결합하는 유동너트 측면 일직선 평면과 일치되는 철근 유동너트 회전 방지턱을 갖는 철근 스토퍼;
    상기 대칭 배치된 철근 스토퍼 측면 스프링 삽입 공간에 삽입되어 이형철근을 밀어내거나 충격력을 흡수할 수 있는 탄성력을 발생하는 스프링;
    상기 대칭 배치된 철근 스토퍼 측면에 쌍을 이루는 유동너트 회전 방지턱에 정렬되어 서로 쌍을 이루며 좌우 평면 유동되고, 철근 리브를 경계로 서로 어긋나 있는 이형철근 마디와 나사 결합되어 연결될 수 있는 나사구조를 갖는 철근 유동너트를 구비하는 것이 특징인 철근 커플러 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커플러 홀더와 커플러캡 연결 시 내부는 대칭 원추형 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 커플러 홀더 측면은 나사 구조를 갖고 타 측면은 철근 삽입홀 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 커플러캡 일 측면은 나사 구조를 갖고 타 측면은 철근 삽입홀 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 철근 스토퍼는, 이형철근 삽입홀 내부에 있는 철근 걸림턱에 철근리브가 통과되는 틈에 의해서 이형철근이 정렬되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 쌍을 이루는 유동너트는 내부에 나사산 및 나사홀을 갖는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 쌍을 이루는 유동너트 절단 양 측면은 일직선 평면을 갖고 있으면서 상기 철근 스토퍼 측면의 유동너트 회전 방지턱과 접촉되어 회전이 방지되고 좌우 이동만 되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러 장치.
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