KR101906921B1

KR101906921B1 - 철근 융접합 타입 커플러

Info

Publication number: KR101906921B1
Application number: KR1020180041052A
Authority: KR
Inventors: 황영태
Original assignee: 황영태
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2018-10-11
Also published as: WO2019198891A1

Abstract

본 발명은 철근 융접합 타입 커플러에 관한 것으로, 구조가 간단하고 연결하고자 하는 철근의 이음부를 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써, 간단한 방법에 의해 이음 작업이 용이하므로 시공의 효율성을 증대시킬 수 있으며, 또한 구조가 단순하여 기존의 철근 커플러에 비해 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있으며, 철근 커플러의 경량화로 시공하는 구조물의 무게를 경량화할 수 있는 효과가 있다.

Description

철근 융접합 타입 커플러{Rebar fusion welding type coupler}

본 발명은 철근 융접합 타입 커플러에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 구조가 간단하고 철근의 이음부를 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써, 간단한 방법에 의해 이음 작업이 용이하므로 시공의 효율성을 증대시킬 수 있고, 기존의 철근 커플러에 비해 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있는 것을 특징으로 하는 철근 융접합 타입 커플러에 관한 것이다.

철근은 건축이나 토목 분야에서 콘크리트 구조물의 내부 뼈대로써 사용하고 있다. 철근은 일정한 길이의 규격품으로 생성되므로, 구조물의 길이에 따라 철근을 상호이음해서 사용하고 있는데 맞대기 이음과 겹침이음을 사용하며, 맞대기 이음은 NC 커플러와 용접이음이 주로 사용되고, 겹침이음은 철사로 묶어서 이음하는 방법을 사용해 왔다.

맞대기 이음방법 중 용접이음은 공사현장에서 철근을 한가닥씩 용접함에 구조적 어려움과 생산성 저하, 용접부위 부러짐 등 발생하는 문제점이 있고, NC 커플러 방식은 커플러의 개당 단가가 5000~10,000원으로 철근단가 1톤기준으로 배이상의 시공 원가가 투입되며, 시공후 콘크리트 액체가 커플러 내에서 철근의 이음부와 이음부 사이에 유입되어 굳어져 시공후 철근의 이음 효과가 불확실한 문제점이 발생할 우려가 있다.

그리고 겹침이음은 철근과 철근을 묶는 방식인데, 지진으로 인해 건물이 넘어질 때 대만지진 사례의 예를 보면 묶은 철근들이 빠져버리므로 내진효과가 전혀없는 예를 확인할 수 있었다. 또한 볼트·너트 방식 또한 저렴한 비용으로 시공이 가능하고 시공효과가 확실하지만 시공 전에 머리부 형성(Heading)을 해야하는 번거로움뿐만 아니라 현장 시공시 개별조임 작업을 해야하는 번거로움에 의해 시공 효율이 낮은 문제점이 있다.

한편, 상기에서 설명한 바와 같은 종래의 철근 커플러들의 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 다양한 구조를 갖는 철근 커플러들이 개발되고 있다.

특허문헌 1의 철근 커플러는 도 1에 도시된 바와 같이 외주면에 소정의 간격으로 마디돌기(1a, 2a)가 형성되고 길이방향으로 길게 리브돌기(1b, 2b)가 형성된 한 쌍의 철근(1, 2)을 서로 마주보도록 배치하고, 상기 철근의 마주보는 단부를 제1 및 제2커플러(10, 20)로 감싸고, 상기 제1 및 제2커플러(10, 20)의 양단을 각각 조임너트(31, 33)를 통한 나사 조임 등의 방법으로 조인 후 상기 조임너트(31, 33)의 체결공에 체결핀(35)을 삽입하여 고정하는 방법을 사용하여 왔다.

하지만, 상기와 같은 종래기술은 작업현장에서 철근들을 연결할 때 제1 및 제2커플러를 맞대고, 조임너트를 조이며, 체결핀을 삽입해야 하는 등 기능공의 수작업이 많이 요구되어 시공 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

특허문헌 2의 철근 커플러는 도 2에 도시된 바와 같이 좌측 및 우측 결합케이스(100, 102)의 수용홈(140)에 결합되어 연결용소재(M)의 외면과 밀착고정하는 체결부재(200)와 체결부재(200) 일측에 구비되어 체결부재(200)에 일방향의 탄성력을 가하는 탄성부재(300)와 상기 탄성부재(300) 사이에 결합되어 지지부재(400)를 포함하여 구성된다.

종래의 철근 커플러의 작동과정을 살펴보면 결합케이스 내부에 수용홈이 형성되고 수용홈에 의해 체결부재가 슬라이딩할 수 있는 공간을 안내하게 된다. 이때 수용홈은 경사지도록 형성되어 연결용소재(M)가 삽입시 체결부재(20)가 지지부재(40)의 방향으로 이동하여 삽입공간을 확보하며, 반대로 땡기도록 하여 체결부재(20)가 결합케이스(10)의 입구부로 이동하여 철근에 밀착 고정되도록 한 것이다.

그러나, 종래의 철근 커플러 고정방식은 체결부재가 결합케이스 내부에 안정적으로 이동할 수 있도록 수용홈을 가공해야 하므로 가공시간이 많이 걸리고 까다로운 단점이 있으며, 또한 결합케이스 내부 원주를 따라 수용홈 각각에 체결부재를 결합해야 하나 상측에 위치한 체결부재의 고정이 어려운 문제점이 있었다.

게다가, 연결용소재가 체결부재에 고정된 후에도 좌,우로 유격이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 국내공개특허공보 제10-2009-0009578호(2009년 01월 23일 공개) 철근 연결장치 특허문헌 2 : 국내등록특허공고 제10-1456517호(2014년 10월 24일 등록) 연결용 커플러

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 구조가 간단하고 연결하고자 하는 철근의 이음부를 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써, 간단한 방법에 의해 이음 작업이 용이하므로 시공의 효율성을 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 철근 융접합 타입 커플러를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

그리고, 본 발명은 철근 융접합 타입 커플러의 구조가 단순하여 기존의 철근 커플러에 비해 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있으며, 철근 커플러의 경량화로 시공하는 구조물의 무게를 경량화할 수 있는 것을 특징으로 하는 철근 융접합 타입 커플러를 제공하는 것을 해결하고자 하는 다른 과제로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 개방된 하부를 통해 철근(100)이 삽입되는 삽입공간(21)을 갖고, 상부에 상기 삽입공간(21)과 연통되는 결합홀(22)이 형성된 커플러 본체(20)와; 상기 커플러 본체(20)의 결합홀(22)에 결합되는 볼(30)과; 상기 커플러 본체(20)의 상부에 결합되고, 내부에 철근(100)이 삽입되도록 중공(41)이 형성된 차폐구(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 철근 융접합 타입 커플러에서 상기 볼(30)은 알루미늄 재질로 이루어지고, 상기 커플러 본체(20)의 삽입공간(21)에 삽입된 철근(100)의 끝단과 상기 차폐구(40)의 중공(41)에 삽입되는 철근(100)의 끝단이 상기 볼(30)과 맞닿는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 철근 융접합 타입 커플러에서 상기 커플러 본체(20)는 상부 가장자리에서 상측으로 돌출되고, 상기 차폐구(40)를 감싸도록 형성되는 돌출부(23)를 갖고, 상기 돌출부(23) 상에는 복수개의 절개부(24)가 형성는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 철근 융접합 타입 커플러에서 상기 차폐구(40)의 하면은 상기 중공(41)과 연통되는 연통부(42)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 철근 융접합 타입 커플러에 의하면, 구조가 간단하고 연결하고자 하는 철근의 이음부를 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써, 간단한 방법에 의해 이음 작업이 용이하므로 시공의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 철근 융접합 타입 커플러의 구조가 단순하여 기존의 철근 커플러에 비해 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있으며, 철근 커플러의 경량화로 시공하는 구조물의 무게를 경량화할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래 철근 커플러를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근 융접합 타입 커플러의 분리 사시도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근 융접합 타입 커플러의 단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근 융접합 타입 커플러에서 철근과 철근을 융접합하는 과정을 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 도 3 내지 도 5에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근 융접합 타입 커플러(10)는 커플러 본체(20)와, 볼(30)과 차폐구(40)를 포함하여 이루어진다.

커플러 본체(20)는 하부가 개방되고 상부가 폐쇄된 원통형상으로 이루어지고, 개방된 하부를 통해 철근(100)이 삽입되는 삽입공간(21)을 갖고, 상부는 삽입공간(21)과 연통되는 결합홀(22)이 형성된다. 그리고, 커플러 본체(20)는 상부 가장자리에서 상측으로 돌출되고, 내부에 후술하는 차폐구(40)를 감싸도록 돌출부(23)가 형성된다. 이때, 돌출부(23) 상에는 복수개의 절개부(24)가 형성되어 진다.

볼(30)은 알루미늄 재질로 이루어지고, 커플러 본체(20)의 결합홀(22)에 결합되어 철근(100)과 철근(100)을 접합시 촉매 역할을 하도록 한다. 이때, 커플러 본체(20)의 결합홀(22)에 결합되는 볼(30)은 커플러 본체(20)의 결합홀(22)의 두께보다 크게 형성되어 결합홀(22)의 상부와 하부로 돌출되도록 결합된다. 이는 커플러 본체(20)의 삽입공간(21)을 통해 삽입되는 철근(100)의 끝단과, 차폐구(40)의 중공(41)을 통해 삽입되는 철근(100)의 끝단이 볼(30)에 맞닿도록 하여 전류를 인가하여 철근(100)과 철근(100)이 융접합을 통해 접합되도록 하기 위함이다.

차폐구(40)는 세라믹 재질의 원통형상으로 이루어지고, 철근(100)과 철근(100)을 접합시 발생하는 쇳물이 튀지 않도록 보호하는 역할을 한다. 이와 같은 차폐구(40)는 커플러 본체(20)의 돌출부(23) 내부에 위치된다. 차폐구(40)는 내부에 철근(100)이 삽입되도록 중공(41)이 형성되고, 중공(41)과 연통되는 연통부(42)가 형성된다.

커플러 본체(20)의 돌출부(23)에 절개부(24)를 형성하고, 차폐구(40)의 하면에 중공(41)과 연통되는 연통부(42)를 형성하는 것은 철근(100)과 철근(100)의 융접합시 발생하는 아크, 쇳물 등이 차폐구(40)의 연통부(42)를 거쳐 커플러 본체(20)의 절개부(24)를 통해 배출되도록 하여 작업자에 튀는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 철근(100)과 철근(100)의 융접합시 발생하는 아크, 쇳물 등은 커플러 본체(20)의 삽입공간(21)과 차폐구(40)의 중공(41)을 통해 하부 또는 상부로 배출되는데 하부로 배출되는 아크, 쇳물 등은 작업자의 발 아래로 배출되므로 사고의 위험이 최소화되지만, 상부로 배출되는 아크, 쇳물 등은 작업자의 얼굴, 몸으로 배출되어 작업자가 다치는 경우가 발생하기 때문에 이를 방지하기 위해 커플러 본체(20)의 측면을 통해 배출되도록 하는 것이다.

도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근 융접합 타입 커플러(10)에서 철근(100)과 철근(100)을 융접합하는 과정을 설명하면, 도 5의 (a)에서 보는 바와 같이 공사현장의 콘크리트 기둥에 설치된 철근(100)의 상부에 커플러 본체(20)의 삽입공간(21)을 통해 삽입시킨다. 이때, 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이 철근(100)의 상부 끝단은 커플러 본체(20)의 결합홀(22)에 결합된 볼(30)의 하부와 맞닿게 된다. 그리고, 도 5의 (c)에서 보는 바와 같이 이음을 위한 철근(100)을 차폐구(40)의 중공(41)을 통해 삽입시켜 커플러 본체(20)의 결합홀(22)에 결합된 볼(30)의 상부와 맞닿게 한다. 이후, 도 5의 (d)에서 보는 바와 같이 커플러 본체(20)의 삽입공간(21)을 통해 삽입된 철근(100) 또는 차폐구(40)의 중공(41)을 통해 삽입된 철근(100)에 '+' 단자와, '-' 단자를 각각 연결하고, 전류를 흐르게 하면 아크가 발생하면서 철근(100)과 철근(100)은 융접합된다. 이때, 도 5의 (e)에서 보는 바와 같이 커플러 본체(20)의 볼(30)은 촉매가 되어 철근(100)과 철근(100)이 접합되도록 하고, 철근(100)과 철근(100)이 접할시 발생하는 아크, 쇳물 등의 일부는 차폐구(40)의 하면에 형성된 연통부(42)을 거쳐 커플러 본체(20)의 절개부(24)를 통해 배출되고, 차폐구(40)는 볼(30)이 녹으면서 발생하는 쇳물 등이 튀지 않도록 하며, 철근(100)과 철근(100)이 융접합되면서 작업자도 다치지 않고 작업을 완료하도록 한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근 융접합 타입 커플러를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10 : 철근 융접합 타입 커플러
20 : 커플러 본체 21 : 삽입공간
22 : 결합홀 23 : 돌출부
24 : 절개부 30 : 볼
40 : 차폐구 41 : 중공
42 : 연통부
100 : 철근

Claims

개방된 하부를 통해 철근(100)이 삽입되는 삽입공간(21)을 갖고, 상부에 상기 삽입공간(21)과 연통되는 결합홀(22)이 형성된 커플러 본체(20)와;
알루미늄 재질로 이루어지고, 상기 커플러 본체(20)의 결합홀(22)에 결합되는 볼(30)과;
상기 커플러 본체(20)의 상부에 결합되고, 내부에 철근(100)이 삽입되도록 중공(41)이 형성된 차폐구(40)를 포함하되;
상기 커플러 본체(20)의 결합홀(22)에 결합되는 상기 볼(30)은 상기 커플러 본체(20)의 결합홀(22)의 두께보다 크게 형성되어 상기 결합홀(22)의 상부와 하부로 돌출되도록 결합되고,
상기 커플러 본체(20)의 삽입공간(21)에 삽입된 철근(100)의 끝단과 상기 차폐구(40)의 중공(41)에 삽입되는 철근(100)의 끝단이 상기 볼(30)과 맞닿게 위치되며,
상기 커플러 본체(20)는 상부 가장자리에서 상측으로 돌출되고, 상기 차폐구(40)를 감싸도록 형성되는 돌출부(23)를 갖고, 상기 돌출부(23) 상에는 복수개의 절개부(24)가 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 융접합 타입 커플러.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 차폐구(40)의 하면은 상기 중공(41)과 연통되는 연통부(42)가 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 융접합 타입 커플러.