KR101926125B1 - 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치 및 이를 이용한 철근이음 방법 - Google Patents

Abstract

평탄형 암나사산을 갖는 슬리브의 회전 및 진행에 대응하여 제1 및 제2 철근에 토크를 가하는 조임쇠를 이용하여 제1 및 제2 철근을 용이하게 연결할 수 있고, 조임쇠 몸체 내에 삽입 가능한 다양한 지름을 갖는 철근 크기에 적용할 수 있고, 또한, 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠의 단부에 액체 캡슐을 고정하여 소정 토크가가해질 경우 액체 캡슐 내의 액체를 분출시킴으로써, 적정한 토크를 육안으로 확인하여 현장 검사가 가능하며, 특히, 대구경의 철근의 경우, 에폭시 등으로 추가 고정할 수 있는, 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치 및 이를 이용한 철근이음 방법이 제공된다.

Description

평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치 및 이를 이용한 철근이음 방법 {COUPLER APPARATUS FOR CONNECTING REINFORCING BAR USING SLEEVE WITH FLAT INTERNAL THREAD, AND REINFORCING BAR CONNECTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 철근 연결용 커플러 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 두 개의 철근 연결시 평탄형 암나사산(Flat Internal Thread)을 갖는 슬리브(Sleeve)의 회전에 대응하여 철근이음을 수행하는 커플러 장치 및 이를 이용한 철근이음 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 철근은 건축분야나 토목분야의 철근콘크리트 구조물을 시공할 때 콘크리트의 내부에 매립되어 철근콘크리트 구조물의 강도를 보강하기 위해 많이 사용하는 것으로서, 특히, 대형 건축물이나 특수 구조물 그리고 교량과 같은 토목 구조물에는 대량의 철근이 배근되어 사용된다.

하지만, 이러한 철근은 일정한 길이로 규격화되어 생산되기 때문에 대형 건축물이나 특수 구조물 그리고, 교량과 같은 토목 구조물의 경우, 한정된 길이로 생산된 철근을 연결 이음하여 사용해야 한다.

통상적으로 지금까지 사용되고 있는 철근 연결방법에는 겹이음, 용접, 나사가공, 기계적 이음 등의 방법이 사용되고 있다.

구체적으로, 겹이음은 철근을 서로 소정의 길이로 겹쳐서 철사나 와이어로 묶어서 이음 하는 방법으로 철근을 매번 겹쳐서 이음해야 하므로 철근량의 손실이 크고 겹침부의 강도가 약해 쉽게 분리되며 시공성이 좋지 않아 공기가 늘어나는 단점이 있고, 용접 이음은 시공이 번거로우며 용접부를 가열하기 때문에 열로 인하여 용접부 주변의 철근 강도가 현저하게 약해질 수 있다.

따라서 철근의 연결부에서 양쪽 철근을 이어주기 위하여 원통형 관 형태로 형성되어 철근과 기계적인 나사체결을 이루는 커플러(Coupler)를 이용하고 있다.

한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1371216호에는 "나선형 또는 이형 철근의 끼움식 커플러"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 나선형 또는 이형 철근의 끼움식 커플러를 나타내는 도면으로서, 도 1의 a)는 결합 상태 사시도이고, 도 1의 b)는 종단면도이다.

도 1의 a)를 참조하면, 종래의 기술에 따른 나선형 또는 이형 철근의 끼움식 커플러는, 각각 나선형의 제1 및 제2 철근(11, 12)을 직선형으로 이음하는 것으로, 이때, 제1 및 제2 철근은 각각 외주면에 전체적으로 나사부가 형성된 철근, 또는 이음부에 나사부가 가공된 철근 등을 말하며, 제1 및 제2 철근(11, 12)이 각각 측면서 끼움 결합되는 커플러 몸체(20), 상기 커플러 몸체(20)의 개방부를 덮는 조임 덮개(30), 커플러 몸체(20)와 조임 덮개(30)를 결속하는 너트(40)로 구성된다.

구체적으로, 도 1의 b)에 도시된 바와 같이, 커플러 몸체(20)는 내주면에 제1 및 제2 철근(11, 12)이 끼움 결합되는 제1 및 제2 나선형 지지부(21, 22)가 각각 형성되는데, 제1 및 제2 나선형 지지부(21, 22)는 제1 및 제2 나선형 지지부(21, 22)보다 큰 직경의 제1 버(Burr)수용부(23)를 사이에 두고 길이방향 양측에 각각 형성된다. 즉, 제1 및 제2 철근(11, 12)의 단부에 버(Burr)가 있더라도 제1 버수용부(23)를 통해 제1 및 제2 철근(11, 12)이 커플러 몸체(20)에 결합될 수 있다. 여기서, 버(Burr)는 철근의 절단 과정에서 절단부에 발생된다.

커플러 몸체(20)는 정면에서 볼 때 일부분이 개방된 형태, 예를 들면, 외주면이 일부분이 개방된 원형이며, 제1 및 제2 철근(11, 12)이 각각 옆에서 끼워지도록 일측에 지름보다 크지 않은 삽입부가 형성되어 내부의 단면이 U자 형태로 이루어진다. 즉, 커플러 몸체(20)는 내주면의 단면이 반원형부, 상기 반원형부의 양측 단부에서 각각 평행하게 반원형부의 지름을 유지하면서 연장 형성되는 한 쌍의 직선부로 이루어지고, 한 쌍의 직선부 사이에 삽입부가 형성되고, 조임 덮개(30)는 커플러 몸체(20)의 한 쌍의 직선부의 안내를 받아 반원형부로 이동하면서 제1 및 제2 철근(11, 12)을 지지한다.

커플러 몸체(20)는 단조를 통해 U자 형태로 가공된 후 내주면에 제1 및 제2 나선형 지지부(21, 22)가 후가공될 수 있다.

삽입부는 제1 및 제2 철근(11, 12)이 길이방향의 양측에서 나사체결되지 않고 옆에서 끼워 결합되는 크기로만 형성되며, 예를 들면, 제1 및 제2 철근(11, 12)의 지름보다 약간 크게 형성된다.

커플러 몸체(20)는 외주면의 길이방향 양측에 각각 너트(40)가 체결되는 나선형의 너트체결부가 형성된다. 또한, 너트체결부에 연속하여 너트(40)의 구조에 맞도록 경사부가 형성될 수 있다.

조임 덮개(30)는 커플러 몸체(20)의 개방부인 삽입부를 덮으면서 커플러 몸체(20)와 함께 제1 및 제2 철근(11, 12)을 결속하는 것이며, 내주면에 제1 및 제2 철근(11, 12)의 나사부가 삽입되는 제3 및 제4 나선형 지지부가 형성될 수 있다.

조임 덮개(30)도 커플러 몸체(20)와 마찬가지로 제1 및 제2 철근(11, 12)의 단부에 버(Burr)가 있어도 제1 및 제2 철근(11, 12)의 결합이 가능하도록 제3 및 제4 나선형 지지부의 사이에 제3 및 제4 나선형 지지부보다 큰 단면적의 제2 버(Burr)수용부(33)가 형성된다.

종래의 기술에 따른 나선형 또는 이형 철근의 끼움식 커플러에 따르면, 커플러 몸체를 제1 및 제2 철근의 옆에서 끼움으로써 제1 및 제2 철근을 결합하여 커플러를 회전 조작하지 않으므로 회전 조작에 따른 불편함을 해소할 수 있고, 너트의 체결에 의해 조임 덮개가 철근을 커플러 몸체에 조여지도록 함으로써 철근을 보다 견고하게 이음할 수 있으며, 특히, 안내부를 통해 조임 덮개의 조립이 매우 용이함과 아울러 조임부가 안내부를 따라 일정한 조임방향으로 이동하여 철근을 보다 견고하게 커플러 몸체에 결속할 수 있고 너트의 체결 작업도 용이하다.

또한, 철근의 이음시 철근이나 커플러의 변경을 필요로 하는 경우, 철근이나 커플러의 공장에서 가공할 필요 없이 공사 현장에서 바로 철근을 절단(철근의 절단부에 버가 생김)하여도 철근의 이음이 가능하므로 작업성과 커플러의 작업성을 향상할 수 있다.

하지만, 종래의 기술에 따른 나선형 또는 이형 철근의 끼움식 커플러의 경우, 철근이 어느 정도 조여지는지 확인할 수 없고, 다양한 크기 및 직경의 철근 이음을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.

한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록실용신안번호 제20-266002호 "철근 이음장치"라는 명칭의 고안이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 종래의 기술에 따른 철근 이음장치를 나타내는 도면으로서, 도 2의 a)는 사시도이고, 도 2의 b)는 분리 예시도이다.

도 2의 a)를 참조하면, 종래의 기술에 따른 철근 이음장치는, 한 쌍으로 대향되게 배치되는 철근(50); 철근(50)의 외주면을 에워싸는 속이 빈 원통형상으로 이루어진 연결부재(60); 및 연결부재(60)의 내측에 배치되며, 한 쌍의 철근(50)을 접착시키는 접착제(80)로 구성된다.

여기서, 철근(50)과 연결부재(60)간에는 고무링(70)이 개재되어, 기밀이 유지되도록 구성된다. 즉, 고무링(70)을 설치하는 이유는 원통형상으로 이루어진 연결부재(60)에 내장된 접착제(80)가 연결부재(60)로부터 흘러나오는 것을 방지토록 함과 동시에 연결부재(60)의 위치를 고정시키기 위한 것으로, 기설치된 철근(50)의 외주면에 그 일측이 끼워지며, 그 타측은 연결부재(60)의 일단에 끼워진다.

연결부재(60)는, 도 2의 b)에 도시된 바와 같이, 그 내주면에 요철형상으로 이루어지는 요철부(61)가 형성되며, 그 일측 단부 내측에 소정의 높이로 역류 방지턱(62)이 형성된다. 즉, 요철부(61)는 연결부재(60)와 철근(50)간의 접착효과를 높이기 위하여 연결부재(60)의 내주면을 요철 형상으로 가공한다. 특히, 연결부재(60)의 내주면이 평탄한 상태보다는 요철이 형성된 면이 더욱 철근(50)과의 접착강도가 향상되는 이점이 있기 때문이다. 또한, 철근(50)도 원형철근이 아닌 리브(51)가 형성된 이형철근을 사용할 경우 더욱 강한 접착강도를 발휘할 수 있다.

또한, 역류 방지턱(62)은 연결부재(60)의 내주면에 내장된 접착제(80)가 연결부재(60)의 외측으로 흘러나오는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

접착제(80)는, 도 2의 b)에 도시된 바와 같이, 일정한 형태로 이루어지는 캡슐(81)에 내장되어, 연결부재(60)의 내측면에 설치된다. 즉, 접착제(80)는 연결부재(60)의 내측으로 각각의 구성요소를 결합시키기 위해 삽입되며, 액체 상태의 접착제(80)를 액상으로 그대로 삽입할 수도 있지만, 또한, 캡슐(81)에 싸여 내장시켜 사용할 수도 있다. 특히, 접착제(80)를 캡슐(81)에 싸서 연결부재(60)의 내주면에 삽입한 후 연결할 철근(50)을 밀착시켜 캡슐(81)을 파쇄시켜, 흘러나온 접착제(80)로 연결부재(60)와 철근(50)간을 연결시키는 방법이 철근이음의 시공상 더욱 편리하다.

구체적으로, 기설치된 철근(50)의 일측 단부에 고무링(70)을 삽입하고, 고무링(70)에 밀착됨과 동시에 철근(50)의 외주면을 에워싸는 속이 빈 원통형상으로 이루어진 연결부재(60)를 삽입하며, 연결부재(60)의 내주면에 캡슐(81) 형태로 내장된 접착제(80)를 배치하고, 연결할 철근(50)을 연결부재(60)의 내주면으로 삽입하여 캡슐(81)을 압착 및 파쇄시켜 철근(50)을 연결하도록 구성한다.

특히, 접착제(80)를 연결부재(20)의 내측에 주입할 경우, 연결부재(60)의 내측으로 균일하게 접착제(80)를 주입시킬 수 있다. 또한, 접착제(80)를 캡슐(81)에 담아 연결부재(60)의 내측에 내장시킨 후 연결할 철근(50)으로 캡슐(81)을 파쇄시켜 흘러나온 접착제(80)로 철근(50)과 연결부재(60)를 접합할 경우, 접착제(80)를 용이하게 처리할 수 있다.

종래의 기술에 따른 철근 이음장치는 연결할 철근을 연결부재로 감싸고, 연결부재에 접착제를 삽입하여 결합함으로써 연결부위의 부피를 적절히 유지할 수 있어서, 콘크리트의 타설을 용이하게 하고, 피복두께를 확보할 수 있음과 동시에 부품제작에 따른 비용 상승 및 조립공정의 단순화로 공사비를 절감시킬 수 있다. 또한, 접착제가 캡슐 형태로 연결부재에 내장되어 사용됨으로써 철근이음의 시공상 접착제로 인한 문제를 본질적으로 차단시켜 용이하고 편리하게 철근이음을 수행할 수 있다.

하지만, 종래의 기술에 따른 철근 이음장치의 경우, 철근이 어느 정도 조여지는지 용이하게 확인할 수 없다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허번호 제10-1768820호(출원일: 2016년 12월 14일), 발명의 명칭: "나선철근과 이형철근 이음용 커플러 제조방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1371216호(출원일: 2012년 10월 31일), 발명의 명칭: "나선형 또는 이형 철근의 끼움식 커플러" 대한민국 등록실용신안번호 제20-266002호(출원일: 2001년 12월 6일), 고안의 명칭: "철근 이음장치" 대한민국 등록실용신안번호 제20-286138호(출원일: 2002년 6월 3일), 고안의 명칭: "다양한 형상 및 종류의 봉재 또는 강봉을 연결하는 쇄기형 커플러" 대한민국 등록특허번호 제10-1573735호(출원일: 2014년 8월 18일), 발명의 명칭: "나사형 철근용 커플러" 대한민국 등록특허번호 제10-708007호(출원일: 2005년 5월 4일), 발명의 명칭: "철근 커플러" 대한민국 등록특허번호 제10-1552321호(출원일: 2014년 10월 14일), 발명의 명칭: "철근 커플러 및 이를 이용한 철근 이음방법" 대한민국 공개특허번호 제2017-126769호(공개일: 2017년 11월 20일), 발명의 명칭: "양측 쇄기를 갖는 철근 커플러" 대한민국 공개특허번호 제2011-71958호(공개일: 2011년 6월 29일), 발명의 명칭: "이형철근 연결용 커플러"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브의 회전 및 진행에 대응하여 제1 및 제2 철근에 토크를 가하는 조임쇠를 이용하여 제1 및 제2 철근을 용이하게 연결할 수 있고, 조임쇠 몸체 내에 삽입 가능한 다양한 지름을 갖는 철근 크기에 적용할 수 있는, 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치 및 이를 이용한 철근이음 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠의 단부에 액체 캡슐을 고정하여 소정 토크가 가해질 경우 액체 캡슐 내의 액체를 분출시킴으로써, 적정한 토크를 육안으로 확인할 수 있는, 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치 및 이를 이용한 철근이음 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치는, 양측에 조임쇠가 각각 삽입 고정되는 조임쇠 삽입홈이 형성된 커플러 몸체; 조임쇠의 외주면에 체결되어 상기 조임쇠를 회전시키면서 진행하며, 내측면에 평탄형 암나사산이 형성된 슬리브; 삽입될 제1 철근 및 제2 철근의 외주면을 에워싸도록 분절 배치되며, 상기 슬리브에 형성된 암나사산과 나사체결되는 수나사산이 외측면에 형성되고, 상기 슬리브의 회전에 대응하여 상기 제1 철근 및 제2 철근에 토크를 가하여 고정시키도록 평탄형 수나사산이 형성된 조임쇠; 상기 조임쇠를 커플러 몸체에 고정시키기 위하여 커플러 몸체의 조임쇠 삽입홈 초입에 형성되어 조임쇠와 연결되는 고정키; 및 상기 조임쇠의 단부에 각각 형성되어 상기 제1 철근 및 제2 철근에 토크가 가해지는 경우 파쇄되어 액체가 분출되는 액체 캡슐을 포함하되, 상기 슬리브의 회전에 대응하여 상기 분절 배치된 조임쇠에 의해 상기 제1 철근 및 제2 철근의 외주면에 토크가 가해짐으로써 상기 제1 철근 및 제2 철근이 서로 연결되며, 렌치 또는 스패너를 이용하여 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 회전시키면서 진행시키면 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠가 상기 제1 및 제2 철근 상에 토크를 가하도록 하되, 상기 고정키가 형성된 커플러 몸체, 슬리브, 조임쇠는 서로 분리된 상태에서 커플러 몸체에 서로 조립되면서 제1 철근 및 제2 철근이 서로 연결되도록 하고, 상기 조임쇠는 각각 분절 배치되어 상기 슬리브의 회전에 대응하여 상기 제1 및 제2 철근의 외주면을 조이도록 평탄형 수나사산이 형성된 조임쇠 몸체; 상기 슬리브와 나사체결되며, 상기 조임쇠 몸체의 외주면에 각각 형성된 나사산; 및 상기 액체 캡슐이 고정되도록 상기 조임쇠 몸체의 단부에 형성된 액체 캡슐 삽입부를 포함하도록 하게 된다.

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전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치를 이용한 철근이음 방법은, a) 조임쇠를 커플러 몸체에 고정시키기 위하여 커플러 몸체의 조임쇠 삽입홈 초입에 형성되어 조임쇠와 연결되는 고정키를 구비한 커플러 몸체 양측에 각각 삽입 고정된 조임쇠 삽입홈에 제1 및 제2 철근을 각각 삽입하는 단계; b) 조임쇠의 외주면에 체결된 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 회전시키는 단계; c) 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브의 회전 및 진행에 대응하여 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠가 상기 제1 및 제2 철근을 조이는 단계; d) 토크가 가해질 경우 상기 조임쇠 단부에 배치된 액체 캡슐 내의 액체를 분출하는 단계; 및 e) 상기 액체 분출을 확인하여 상기 제1 및 제2 철근 이음을 완료하는 단계를 포함하되, 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브의 회전 및 진행에 대응하여 상기 조임쇠는 상기 분절 배치된 조임쇠에 의해 상기 제1 철근 및 제2 철근의 외주면에 토크가 가해짐으로써 상기 제1 철근 및 제2 철근이 서로 연결되며, 상기 c) 단계에서 렌치 또는 스패너를 이용하여 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 회전 및 진행시키면 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠가 상기 제1 및 제2 철근 상에 토크를 가하며, 상기 고정키가 형성된 커플러 몸체, 슬리브, 조임쇠는 서로 분리된 상태에서 커플러 몸체에 서로 조립되면서 제1 철근 및 제2 철근이 서로 연결되도록 하고, 상기 c) 단계의 조임쇠는, 각각 분절 배치되어 상기 슬리브의 회전 및 진행에 대응하여 상기 제1 및 제2 철근의 외주면을 조이도록 평탄형 수나사산이 형성된 조임쇠 몸체; 상기 슬리브와 나사체결되며, 상기 조임쇠 몸체의 외주면에 각각 형성된 나사산; 및 상기 액체 캡슐이 고정되도록 상기 조임쇠 몸체의 단부에 형성된 액체 캡슐 삽입부를 포함하도록 하게 된다.

본 발명에 따르면, 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브의 회전 및 진행에 대응하여 제1 및 제2 철근에 토크를 가하는 조임쇠를 이용하여 제1 및 제2 철근을 용이하게 연결할 수 있고, 조임쇠 몸체 내에 삽입 가능한 다양한 지름을 갖는 철근 크기에 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠의 하부에 액체 캡슐을 고정하여 소정 토크가 가해질 경우 액체 캡슐 내의 액체를 분출시킴으로써, 적정한 토크를 육안으로 확인하여 현장 검사가 가능하며, 특히, 대구경의 철근의 경우, 에폭시 등으로 추가 고정할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 나선형 또는 이형 철근의 끼움식 커플러를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 철근 이음장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치의 연결 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치의 측면도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치의 분해 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치에서 액체 캡슐의 파쇄를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치를 이용한 철근이음 방법의 동작흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치(200)]

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치의 연결 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치의 측면도 및 단면도로서, 도 4의 a)는 측면도이고, 도 4의 b)는 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치(200)는, 커플러 몸체(210), 슬리브(220), 고정키(230), 조임쇠(240) 및 액체 캡슐(250)을 포함한다. 여기서, 평탄형 암나사산은 상기 슬리브(220)의 내주면에 형성되고, 상기 슬리브(220)의 내경이 상기 커플러 몸체(210) 쪽에서 바깥쪽까지 일정하게 형성된 것을 말한다.

커플러 몸체(210)는 양측에 조임쇠(240)가 각각 삽입되어 고정되는 조임쇠 삽입홈(211)이 각각 형성된다. 즉, 상기 조임쇠 삽입홈(211)에 조임쇠 몸체(241)의 단부가 맞닿게 된다.

또한, 상기 커플러 몸체(210)의 외주면 형상은 육각형 또는 팔각형 형상으로 가공되며, 상기 슬리브(220)의 외주면 형상은 상기 커플러 몸체(210)의 외주면 형상에 대응하도록 육각형 또는 팔각형 형상으로 가공된 것이 바람직하다. 또한, 상기 커플러 몸체(210)의 외주면은 후속 콘크리트 타설시 부착력을 증가시키기 위해 표면적을 증가시키는 요철 형상으로 가공된 것이 바람직하다.

슬리브(220)는 조임쇠(240)에 연결되어 상기 조임쇠(240)를 회전시키면서 진행하며, 내측면에 평탄형 암나사산이 형성되어 있다. 즉, 상기 슬리브(220)의 내주면에 평탄형 암나사산이 형성된다.

조임쇠(240)는, 도 4의 b)에 도시된 바와 같이, 조임쇠 몸체(241) 내에 삽입될 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)의 외주면을 에워싸도록 4개로 분절 배치되며, 상기 슬리브(220)에 형성된 나사산과 나사체결되는 나사산이 외측면에 형성되고, 상기 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)에 토크를 가하여 고정시키도록 평탄형 수나사산이 형성되어 있다.

이때, 상기 조임쇠 몸체(241) 내에 임의의 형상 및 직경의 철근이 삽입될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 직경이 상기 조임쇠 몸체(241)의 직경보다 작을 경우, 다양한 형태의 철근이 삽입될 수 있고, 이때, 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)은 이형철근, 나사형 철근 또는 단부에 나사산이 가공된 철근일 수 있지만 이에 국한되는 것은 아니다.

즉, 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)는 상기 4개로 분절 배치된 조임쇠(240)에 의해 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)의 외주면에 토크가 가해짐으로써 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)을 서로 연결할 수 있다. 이때, 렌치 또는 스패너를 이용하여 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)를 회전 및 진행시키면 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)가 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 상에 토크(Torque)를 가하게 된다.

고정키(230)는 상기 조임쇠(240)를 상기 커플러 몸체(210)에 고정시킨다.

액체 캡슐(250)은 상기 평탄형 암나사산을 갖는 조임쇠(240)의 단부에 각각 형성되어 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)에 소정 토크가 가해지는 경우 파쇄되어 액체가 분출된다.

예를 들면, 후술하는 도 6의 a)에 도시된 바와 같이, 상기 액체 캡슐(250) 내에 밀봉된 액체는 에폭시 접착제이고, 상기 에폭시 접착제에 의해 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면과 커플러가 접착될 수 있다. 또한, 후술하는 도 6의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 액체 캡슐(250) 내에 밀봉된 액체는 페인트이고, 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 각각에 소정 토크가 가해지는 경우, 상기 액체 캡슐(250)이 파쇄되어 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면에 상기 페인트가 분출되어 도포됨으로써 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 각각에 소정 토크가 가해지는지 여부를 육안으로 확인할 수 있다.

또한, 상기 커플러 몸체(210), 슬리브(220), 조임쇠(240) 및 고정키(230) 각각은 강재(Steel) 또는 합성수지로 형성될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치의 분해 단면도로서, 도 5의 a)는 커플러 몸체를 나타내는 도면이고, 도 5의 b)는 슬리브를 나타내는 도면이며, 도 5의 c)는 조임쇠를 나타내는 도면이다.

도 5의 a)에 도시된 바와 같이, 커플러 몸체(210)는 양측에 조임쇠 삽입홈(211)이 각각 형성되어 있다. 이때, 상기 커플러 몸체(210)와 조임쇠(240)는 고정키(230)로 연결되어 있다.

또한, 상기 커플러 몸체(210) 및 슬리브(220) 각각의 외주면은 후속 타설되는 콘크리트의 부착력을 높일 수 있도록 요철(도시되지 않음)이 형성된 것이 바람직하다. 또한, 상기 슬리브(220) 외주면은 상기 커플러 몸체(210)의 외주면과 동일하게 육각형 또는 팔각형 형상을 갖고, 상기 커플러 몸체(210) 및 슬리브(220)의 육각형 또는 팔각형 외주면은 상기 커플러 몸체(210) 및 슬리브(220)를 회전시킬 수 있도록 렌치 또는 스패너 등에 고정 결합된다.

이러한 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)가 회전 및 진행하면서, 도 5의 c)에 도시된 바와 같이, 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)가 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)을 조일 수 있다.

이때, 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)가 조여질 경우, 일정한 토크가 발생하게 되고, 소정 토크가 가해질 경우, 액체 캡슐(250) 내의 액체가 분출되면서 제1 철근(110) 또는 제2 철근(120) 상에 도포된다. 구체적으로, 상기 조임쇠(240)는, 각각 4개로 분절 배치되어 상기 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면을 조이도록 평탄형 수나사산이 형성된 조임쇠 몸체(241); 상기 슬리브(220)와 나사체결되며, 상기 조임쇠 몸체(241)의 외주면에 각각 형성된 나사산(242); 및 상기 액체 캡슐(250)이 고정되도록 상기 조임쇠 몸체(241)의 단부에 형성된 액체 캡슐 삽입부(243)를 포함할 수 있다.

또한, 액체 캡슐(250) 내에 밀봉된 액체는 에폭시 접착제 또는 페인트가 될 수 있다. 구체적으로, 상기 에폭시 접착제는 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)을 커플러 장치(200)에 접착 고정시키는 역할을 하고, 또한, 상기 페인트는 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 상에 분출되어 일정한 토크가 발생했다는 것을 육안으로 확인하기 위한 것이다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치에서 액체 캡슐의 파쇄를 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 6의 a)는 액체 캡슐 내에 밀봉된 에폭시 접착제가 파쇄되는 것을 나타내는 도면이고, 도 6의 b)는 액체 캡슐 내에 밀봉된 페인트가 파쇄되는 것을 나타내는 도면이다.

도 6의 a)에 도시된 바와 같이, 상기 액체 캡슐(250) 내에 밀봉된 액체는 에폭시 접착제이고, 상기 에폭시 접착제에 의해 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면과 상기 조임쇠(240)가 접착될 수 있다.

또한, 도 6의 b)에 도시된 바와 같이, 상기 액체 캡슐(250) 내에 밀봉된 액체는 페인트이고, 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 각각에 소정 토크가 가해지는 경우, 상기 액체 캡슐(250)이 파쇄되어 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면에 상기 페인트가 분출되어 도포됨으로써 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 각각에 소정 토크가 가해지는지 여부를 육안으로 확인할 수 있다.

[평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치를 이용한 철근이음 방법]

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치를 이용한 철근이음 방법의 동작흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치를 이용한 철근이음 방법은, 먼저, 커플러 몸체(210) 양측에 각각 삽입 고정된 조임쇠 몸체(241)에 제1 및 제2 철근(110, 120)을 각각 삽입한다(S110). 이때, 상기 조임쇠(240)의 조임쇠 몸체(241) 내에 임의의 형상 및 직경의 철근이 삽입될 수 있다.

다음으로, 조임쇠(240)의 외주면에 체결된 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)를 회전시킨다(S120).

다음으로, 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)가 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)을 조인다(S130). 예를 들면, 렌치 또는 스패너를 이용하여 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)를 회전 및 진행시키면 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)가 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 상에 토크를 가하게 된다.

구체적으로, 상기 조임쇠(240)는, 각각 4개로 분절 배치되어 상기 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면을 조이도록 평탄형 수나사산이 형성된 조임쇠 몸체(241); 상기 슬리브(220)와 나사체결되며, 상기 조임쇠 몸체(241)의 외주면에 각각 형성된 나사산(242); 및 상기 액체 캡슐(250)이 고정되도록 상기 조임쇠 몸체(241)의 단부에 형성된 액체 캡슐 삽입부(243)를 포함할 수 있다.

다음으로, 소정 토크가 가해질 경우 상기 조임쇠(240) 단부에 고정된 액체 캡슐(250) 내의 액체를 분출한다(S140).

다음으로, 상기 액체 분출을 확인하여 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 이음을 완료한다(S150). 예를 들면, 상기 액체 캡슐(250) 내에 밀봉된 액체는 에폭시 접착제이고, 상기 에폭시 접착제에 의해 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)과 커플러가 접착될 수 있다. 또한, 상기 액체 캡슐(250) 내에 밀봉된 액체는 페인트이고, 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 각각에 소정 토크가 가해지는 경우, 상기 액체 캡슐(250)이 파쇄되어 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면에 상기 페인트가 분출되어 도포됨으로써 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 각각에 소정 토크가 가해지는지 여부를 육안으로 확인할 수 있다.

이에 따라, 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)는 상기 4개로 분절 배치된 조임쇠(240)에 의해 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)의 외주면에 토크가 가해짐으로써 서로 연결된다.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브의 회전 및 진행에 대응하여 제1 및 제2 철근에 토크를 가하는 조임쇠를 이용하여 제1 및 제2 철근을 용이하게 연결할 수 있고, 조임쇠 몸체 내에 삽입 가능한 다양한 지름을 갖는 철근 크기에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠의 하부에 액체 캡슐을 고정하여 소정 토크가 가해질 경우 액체 캡슐 내의 액체를 분출시킴으로써, 적정한 토크를 육안으로 확인하여 현장 검사가 가능하며, 특히, 대구경의 철근의 경우, 에폭시 등으로 추가 고정할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 제1 철근
120: 제2 철근
200: 커플러 장치
210: 커플러 몸체
220: 슬리브(Sleeve)
230: 고정키(Fixing Key)
240: 조임쇠(Fastener)
250: 액체 캡슐
211: 조임쇠 삽입홈
241: 조임쇠 몸체
242: 나사산
243: 액체 캡슐 삽입부

Claims (10)

1. 양측에 조임쇠(240)가 각각 삽입 고정되는 조임쇠 삽입홈(211)이 형성된 커플러 몸체(210);
   조임쇠(240)의 외주면에 체결되어 상기 조임쇠(240)를 회전시키면서 진행하며, 내측면에 평탄형 암나사산이 형성된 슬리브(220);
   삽입될 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)의 외주면을 에워싸도록 분절 배치되며, 상기 슬리브(220)에 형성된 암나사산과 나사체결되는 수나사산이 외측면에 형성되고, 상기 슬리브(220)의 회전에 대응하여 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)에 토크를 가하여 고정시키도록 평탄형 수나사산이 형성된 조임쇠(240);
   상기 조임쇠(240)를 커플러 몸체(210)에 고정시키기 위하여 커플러 몸체(210)의 조임쇠 삽입홈(211) 초입에 형성되어 조임쇠(240)와 연결되는 고정키(230); 및
   상기 조임쇠(240)의 단부에 각각 형성되어 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)에 토크가 가해지는 경우 파쇄되어 액체가 분출되는 액체 캡슐(250)을 포함하되,
   상기 슬리브(220)의 회전에 대응하여 상기 분절 배치된 조임쇠(240)에 의해 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)의 외주면에 토크가 가해짐으로써 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)이 서로 연결되며,
   렌치 또는 스패너를 이용하여 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)를 회전시키면서 진행시키면 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)가 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 상에 토크를 가하도록 하되, 상기 고정키(230)가 형성된 커플러 몸체(210), 슬리브(220), 조임쇠(240)는 서로 분리된 상태에서 커플러 몸체(210)에 서로 조립되면서 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)이 서로 연결되도록 하고, 상기 조임쇠(240)는 각각 분절 배치되어 상기 슬리브(220)의 회전에 대응하여 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면을 조이도록 평탄형 수나사산이 형성된 조임쇠 몸체(241); 상기 슬리브(220)와 나사체결되며, 상기 조임쇠 몸체(241)의 외주면에 각각 형성된 나사산(242); 및 상기 액체 캡슐(250)이 고정되도록 상기 조임쇠 몸체(241)의 단부에 형성된 액체 캡슐 삽입부(243)를 포함하는 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치.
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6. 제1항에 있어서,
   상기 액체 캡슐(250) 내에 밀봉된 액체는 페인트이고, 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 각각에 토크가 가해지는 경우, 상기 액체 캡슐(250)이 파쇄되어 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면에 상기 페인트가 분출되어 도포됨으로써 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 각각에 토크가 가해지는지 여부를 육안으로 확인하는 것을 특징으로 하는 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치.
7. a) 조임쇠(240)를 커플러 몸체(210)에 고정시키기 위하여 커플러 몸체(210)의 조임쇠 삽입홈(211) 초입에 형성되어 조임쇠(240)와 연결되는 고정키(230)를 구비한 커플러 몸체(210) 양측에 각각 삽입 고정된 조임쇠 삽입홈(211)에 제1 및 제2 철근(110, 120)을 각각 삽입하는 단계;
   b) 조임쇠(240)의 외주면에 체결된 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)를 회전시키는 단계;
   c) 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)가 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)을 조이는 단계;
   d) 토크가 가해질 경우 상기 조임쇠(240) 단부에 배치된 액체 캡슐(250) 내의 액체를 분출하는 단계; 및
   e) 상기 액체 분출을 확인하여 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 이음을 완료하는 단계를 포함하되,
   상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 상기 조임쇠(240)는 상기 분절 배치된 조임쇠(240)에 의해 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)의 외주면에 토크가 가해짐으로써 상기 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)이 서로 연결되며,
   상기 c) 단계에서 렌치 또는 스패너를 이용하여 상기 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브(220)를 회전 및 진행시키면 상기 평탄형 수나사산을 갖는 조임쇠(240)가 상기 제1 및 제2 철근(110, 120) 상에 토크를 가하며, 상기 고정키(230)가 형성된 커플러 몸체(210), 슬리브(220), 조임쇠(240)는 서로 분리된 상태에서 커플러 몸체(210)에 서로 조립되면서 제1 철근(110) 및 제2 철근(120)이 서로 연결되도록 하고, 상기 c) 단계의 조임쇠(240)는, 각각 분절 배치되어 상기 슬리브(220)의 회전 및 진행에 대응하여 상기 제1 및 제2 철근(110, 120)의 외주면을 조이도록 평탄형 수나사산이 형성된 조임쇠 몸체(241); 상기 슬리브(220)와 나사체결되며, 상기 조임쇠 몸체(241)의 외주면에 각각 형성된 나사산(242); 및 상기 액체 캡슐(250)이 고정되도록 상기 조임쇠 몸체(241)의 단부에 형성된 액체 캡슐 삽입부(243)를 포함하는 평탄형 암나사산을 갖는 슬리브를 이용한 철근 연결용 커플러 장치를 이용한 철근이음 방법.
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