KR102019442B1

KR102019442B1 - 철근용 커플러

Info

Publication number: KR102019442B1
Application number: KR1020190054859A
Authority: KR
Inventors: 김태정; 강신성
Original assignee: 강신성
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2019-09-06

Abstract

철근 체결 및 해체가 용이하고 작업 효율성이 개선되도록, 본 발명은 철근이 삽입되는 중공형 삽입공간이 내부에 형성되고 일단부로 갈수록 협관되는 협관내주면이 형성되며, 타단부 내측면으로 나사산이 형성되어 상기 타단부를 마주보도록 상호 대칭적으로 배치된 한쌍의 하우징; 외면이 상기 하우징의 내주면과 접촉되어 길이방향을 따라 이동되도록 배치되되, 상기 삽입공간의 원주방향을 따라 간격을 두고 배치되어 내주에 치형돌기가 형성된 복수개의 클램프를 포함하고, 내측 중심으로 상기 철근이 관통되어 결합되는 결합공간이 형성되는 클램핑 수단; 양단부의 외주면에 상기 하우징이 나사 체결되도록 나사부가 형성되며, 내부에 상기 철근의 단부가 삽입되어 배치되는 배치공간이 형성되고, 외주에 단면이 다각 형상의 다각렌치부가 형성된 다각너트부; 및 상기 클램핑 수단 및 상기 다각너트부 사이에 배치되어 상기 철근과 상기 클램프의 결합시 상기 클램프가 상기 하우징의 일단부 측으로 가압되도록 가압력을 제공하는 스프링을 포함하는 철근용 커플러를 제공한다.

Description

철근용 커플러{rebar coupler}

본 발명은 철근용 커플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근 체결 및 해체가 용이하고 작업 효율성이 개선되는 철근용 커플러에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트는 모래, 자갈, 및 그 밖의 골재 등에 물을 일정한 비율로 혼합하여 응고시킨 복합 조성물로서, 압축강도는 비교적 강하지만, 인장력에 의한 인장강도는 압축강도에 비해 현저히 낮아 균열이 발생하기 쉽다.

따라서, 건설 현장에서는 콘크리트 구조물의 시공 과정에서 상기 콘크리트의 인장강도가 향상되도록 콘크리트가 타설되는 거푸집 내에 구조보강을 위한 철근을 배치한 후 콘크리트를 타설하는 방식으로 상기 구조물의 강성을 보강한다.

상기 철근은 구조물의 크기에 따라 적절한 직경으로 사용되며, 이 외에도 구조물의 용도 등에 따라 다양한 형태로 제작되어 사용되되, 그 길이 및 직경이 제한된다. 이에 따라, 구조물의 높이 및 크기가 클 경우, 통상적으로 2개 이상의 철근을 이어서 사용하고 있다.

종래에는, 철근을 연결하기 위해 이중으로 겹친 상태에서 철사 등으로 묶어서 고정하는 겹이음 방식 내지 상기 철근의 각 단부를 맞대어 용접연결하는 용접이음 방식이 사용되었다.

여기서, 상기 겹이음 방식은 작업자가 철사를 다수의 철근 외주로 권취한 다음 묶는 작업이 요구되어 작업이 번거롭고, 철사의 강도가 약할 경우 쉽게 끊어져 연결상태가 해제될 수 있다. 또한, 철근이 겹쳐서 연결되기 때문에 낭비되는 철근의 양이 많고, 철근 겹이음 부위에 콘크리트 타설이 제대로 이루어지지 않고, 고정되지 않아 구조물의 강도가 저하되는 문제점이 있었다.

그리고, 상기 용접이음 방식은 각 연결부마다 용접 작업이 필요하기 때문에 인력 소모가 많으며 작업시간이 증가하여 최종적으로는 공사기간이 길어지는 문제점이 있었다.

이에, 철근 콘크리트 구조물 시공작업의 편의성을 위해 철근을 잇는 다른 수단으로 철근용 커플러가 일부 개시되었다.

상세히, 상기 철근용 커플러는 내부로 상기 철근이 유입되는 케이스, 상기 철근과 접촉되어 유동을 구속하는 체결부재로 구비된다. 이때, 상기 케이스의 내부에 구비되는 상기 체결부재에 의해 2개의 철근을 상호 연결한다.

그러나, 종래의 상기 철근용 커플러는 내부에 철근의 외형돌기와 대응되는 돌기부를 형성하여 철근이 나사산 형태로 결합되는 구조로 회전시켜 삽입되는 방식으로 작업 시간이 증가하여 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 상기 철근용 커플러는 상기 철근이 유입되는 삽입부의 단부 직경이 상기 철근의 외경 사이즈와 같게 형성되어 상기 철근의 제조시 발생하는 공차의 흡수가 어려웠다. 이에 따라, 철근의 삽입시 간섭이 발생하거나 삽입 작업이 번거로워 작업자의 핸들링이 어려웠다.

한편, 양단부로 삽입되는 철근이 하나의 케이스에 의해 수용되어 철근의 삽입상태를 확인하기 어렵고, 철근을 잘못 삽입할 경우 전체를 분리해야 하므로 해체작업에 많은 시간이 소요되었다. 더불어, 구경이 같은 철근만 서로 연결될 수 있기 때문에 양측으로 다른 구경의 철근을 삽입하는 경우에는 적용되지 못하는 문제점이 있었다.

그리고, 철근을 구속하고, 인장강도를 확보할 수 있도록 상기 체결부재로 구비된 스프링이 상기 케이스 내부공간의 구경보다 작기 때문에 케이스 내에서 움직일 수 있다. 이때, 상기 스프링은 상기 철근의 외면을 균일한 방향으로 철근을 가압하지 못하고, 가압되는 방향이 한쪽으로 치우치게 되어 비틀림 현상 등이 발생하여 구조물의 균형이 파괴되는 문제점이 있었다.

이에, 종래에는 상기 케이스 내에서 상기 스프링의 유동을 구속하고 지지하도록 별도의 지지부재가 구비되었으나 상기 철근용 커플러의 조립시 필요한 부속품이 증가함에 따라 조립성이 저하되고, 구조가 복잡화되는 문제점이 있었다.

또한, 철근 배치작업 이후 콘크리트가 타설되는 과정에서, 상기 철근용 커플러의 꺾인 모서리나 홈 부분으로 상기 콘크리트가 매끄럽게 흐르지 못하고 빈 공간을 형성될 수 있다. 더불어, 상기 케이스 표면과 상기 콘크리트와의 접촉이 충분하지 않아 분리현상이 발생되어 시멘트 양성효율이 저하되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1036594호 한국 등록특허 제10-1371216호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 철근 체결이 용이하고 작업 효율성이 개선되는 철근용 커플러를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 철근이 삽입되는 중공형 삽입공간이 내부에 형성되고 일단부로 갈수록 협관되는 협관내주면이 형성되며, 타단부 내측면으로 나사산이 형성되어 상기 타단부를 마주보도록 상호 대칭적으로 배치된 한쌍의 하우징; 외면이 상기 하우징의 내주면과 접촉되어 길이방향을 따라 이동되도록 배치되되, 상기 삽입공간의 원주방향을 따라 간격을 두고 배치되어 내주에 치형돌기가 형성된 복수개의 클램프를 포함하고, 내측 중심으로 상기 철근이 관통되어 결합되는 결합공간이 형성되는 클램핑 수단; 양단부의 외주면에 상기 하우징이 나사 체결되도록 나사부가 형성되며, 내부에 상기 철근의 단부가 삽입되어 배치되도록 내주면이 상기 철근의 직경에 대응되는 배치공간이 형성되고, 외주에 단면이 다각 형상의 다각렌치부가 형성된 다각너트부; 및 상기 클램핑 수단 및 상기 다각너트부 사이에 배치되어 상기 철근과 상기 클램프의 결합시 상기 클램프가 상기 하우징의 일단부 측으로 가압되도록 가압력을 제공하는 스프링을 포함하되, 상기 다각렌치부는 상기 하우징의 체결을 위한 결합영역을 구획하도록 상기 다각너트부의 중앙부 외주에 반경방향 외측으로 돌출 형성되고, 상기 스프링의 이탈을 구속하도록 상기 클램프의 내측단에는 스프링의 일단부와 연결되는 제1스프링지지홈이 형성되고, 상기 배치공간의 양단부 내주에는 단부의 테두리를 남기고 함몰된 제2스프링지지홈이 형성되고, 상기 제1스프링지지홈 및 제2스프링지지홈에 단차진 면의 내주는 상기 스프링의 직경과 대응되도록 형성되며, 상기 하우징은 상기 협관내주면의 단부에 반경방향 내측으로 돌설된 돌설부가 형성되되, 상기 돌설부의 내측부에는 상기 클램프의 외측단이 슬라이드 가압되도록 보강협관부가 형성되고, 상기 하우징은 일단부의 외관 직경이 단부측으로 갈수록 축소되는 외면챔퍼부가 구비되되, 외면에는 콘크리트와의 접촉면적을 증가시키는 요철이 형성됨을 특징으로 하는 철근용 커플러를 제공한다.

삭제

상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 철근의 체결 및 해체시 상호 마주하는 한쌍의 하우징이 다각너트부로부터 결합 및 분리되는 방식으로 조립되어, 상기 다각너트부가 스패너에 의해 손쉽게 핸들링됨에 따라 체결 및 해체에 소요되는 작업시간이 감소하므로 작업자의 작업 효율성이 향상될 수 있다.

둘째, 하우징의 외면에 단부측으로 갈수록 외관 직경이 축소되는 외면챔퍼부 및 표면의 요철부가 형성됨에 따라, 콘크리트 타설시 콘크리트는 상기 하우징의 외주면을 따라 매끄럽게 유동됨과 더불어 상기 하우징 외면과의 접촉면적이 증대되어 큰크리트 부착강도가 개선되고, 양성 효율이 현저히 개선될 수 있다.

셋째, 철근의 삽입되는 상기 클램프의 외측단 내면 및 상기 다각너트부의 양단부가 단부측으로 갈수록 내주가 확장되어 철근 삽입이 유도되는 챔퍼형상으로 구비되어 내주면을 따라 제조 및 절단 시 발생할 수 있는 철근 구경의 오차범위가 흡수됨과 더불어 철근의 삽입성이 현저히 개선될 수 있다.

넷째, 상기 클램프의 내측단 및 다각너트부의 단부에 테두리를 남기고 함몰되어 단차 형성된 스프링지지홈이 구비되어 스프링의 양단이 안착 및 구속되어 이탈이 방지됨에 따라 상기 스프링의 지지를 위한 별도의 지지부재가 요구되지 않아 구조가 간소화되며, 상기 철근용 커플러의 조립성이 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러의 단면도.
도 4는 도 3의 A 부분의 확대단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러의 다각너트부의 투영단면도.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러에 철근이 결합된 상태를 나타내는 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러에 철근이 결합된 상태를 나타내는 단면예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근용 커플러를 상세히 설명한다. 한편, 첨부된 각 도면에서 도면번호가 표시된 구성과 대칭되는 위치의 구성은 구조 및 기능이 동일하여 동일한 명칭 및 도면부호를 부여하여 이에 대한 도면부호의 표기는 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러의 단면도이며, 도 4는 도 3의 A 부분의 확대단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러의 다각너트부의 투영단면도이며, 도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러에 철근이 결합된 상태를 나타내는 예시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 철근용 커플러에 철근이 결합된 상태를 나타내는 단면예시도이다.

도 1 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 철근용 커플러(100)는 하우징(10), 클램핑 수단(20), 다각너트부(30), 스프링(40)을 포함한다.

여기서, 상기 하우징(10)은 상기 철근용 커플러(100)에서 다른 부속 자재를 감싸는 케이스를 의미하며, 한쌍의 상기 하우징(10)이 마주하도록 배치되어 각각의 일단부로 철근(50)이 삽입되도록 중공형 삽입공간(11)이 내부에 형성된다.

이때, 상기 삽입공간(11)은 상기 철근(50)의 이동이 구속되도록 후술되는 상기 클램핑 수단(20), 상기 스프링(40) 등의 상기 부속 자재가 구비되는 공간으로 이해함이 바람직하다. 즉, 상기 삽입공간(11) 내에서 상기 부속 자재와 상기 철근(50)이 결합 및 분리됨에 따라 상기 철근(50)이 삽입 및 해체될 수 있다.

상세히, 상기 삽입공간(11)의 최대 내경은 내부에 상기 클램핑 수단(20) 및 상기 철근(50)이 삽입되도록 상기 철근(50)과 결합된 상기 클램핑 수단(20)의 외경보다 크게 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 클램핑 수단(20)은 상기 스프링(40)의 탄발 가압력에 의해 상기 삽입공간(11) 내주면을 따라 슬라이드 이동될 수 있다.

또한, 상기 삽입공간(11)에는 내주면이 상기 하우징(10)의 일단부로 갈수록 협관되는 협관내주면(12)이 형성되어 상기 삽입공간(11)은 단부측으로 좁아지는 깔때기 형상으로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 협관내주면(12)은 후술되는 상기 클램핑 수단(20)의 외면이 탄발 가압력에 의해 이동되면서 접촉되는 면적으로, 상기 협관내주면(12)을 따라 상하이동되도록 상기 클램핑 수단(20)의 길이보다 길게 형성됨이 바람직하다.

그리고, 삽입된 상기 철근(50)이 고정되도록 상기 협관내주면(12)의 단부에는 반경방향 내측으로 돌설된 돌설부(14)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 돌설부(14)는 최외각으로 상기 철근(50)이 삽입되는 삽입외주면(14c), 상기 돌설부(14)의 내주 중 가장 좁은 직경을 갖는 최협내주면(14b), 그리고 상기 돌설부(14)의 내측으로 상기 클램핑 수단(20)과 접하는 보강협관부(14a)가 포함될 수 있다. 여기서, 상기 삽입외주면(14c), 상기 최협내주면(14b) 및 상기 보강협관부(14a)는 각 면이 구분되는 각진 형태로 구비될 수도 있으며, 매끄럽게 이어져 둥근 형태의 상기 돌설부(14)를 형성할 수도 있다.

또한, 상기 돌설부(14)의 내경은 상기 철근(50)이 삽입되도록 상기 철근(50)의 직경에 대응되거나 크게 형성될 수 있으며, 상기 클램핑 수단(20)의 이탈이 방지되도록 상기 철근(50)의 직경과 동일하게 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 철근(50)은 제조 과정에서 규격보다 다소 크거나 작은 치수로 제조되거나 절단 과정에서 단부가 매끄럽지 않게 절단되어 돌출 형성된 버 등에 의해 공차가 발생할 수 있다. 이때, 상기 공차는 상기 철근(50)이 제조 및 절단되는 공정에서 기준직경보다 크거나 작게 형성될 수 있는 오차범위로 이해함이 바람직하다.

따라서, 상기 철근(50)의 삽입이 유도되어 공차 범위를 포괄하도록 상기 삽입외주면(14c)은 단부측으로 확관되는 챔퍼 형상으로 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 삽입외주면(14c)의 최외곽 테두리는 상기 철근(50)의 직경보다 크게 형성됨에 따라 상기 철근(50)이 쉽게 삽입되어 상기 삽입외주면(14c)을 따라 중심부로의 이동이 유도될 수 있다.

한편, 상기 돌설부(14)의 형태는 반경방향 내측으로 돌설되나 상기 협관내주면(12)과 이어지는 상기 보강협관부(14a)가 일단부 측으로 함몰된 형태의 역갈고리 형상으로 구비될 수도 있다. 여기서, 후술되는 클램프(21)의 외측단(24)은 일단부 측으로 슬라이드 이동되어 상기 보강협관부(14a) 내측으로 밀착될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌설부(14)는 상기 클램프(21)의 이탈을 방지하는 스토퍼 역할로 기능할 수 있다.

그리고, 상기 보강협관부(14a)는 상기 클램프(21)의 외측단(24)이 슬라이드 가압되도록 상기 돌설부(14)의 내측부에 형성되며, 상기 보강협관부(14a)는 상기 협관내주면(12)보다 협관경사가 더 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 협관내주면(12) 및 상기 보강협관부(14a)는 상기 하우징(10)의 내주면을 따라 일단부 측으로 이동되는 상기 클램프(21)의 슬라이드 이동을 가이드할 수 있다.

또한, 상기 클램프(21)는 슬라이드 이동되어 상기 보강협관부(14a)와 접촉되는 외측단(24)의 외주면이 상기 보강협관부(14a)의 경사각과 대응되도록 경사지게 형성된 외측단엣지면(24a)을 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 철근(50)으로부터 인장력이 가해지는 경우, 상기 협관내주면(12)을 따라 이동된 상기 클램프(21)는 상기 외측단엣지면(24a)이 상기 보강협관부(14a)와 밀착되며 추가적으로 슬라이드 이동될 수 있다. 따라서, 상기 하우징(10)의 일단부로 최대 이동되어 충분한 인장강도가 확보될 수 있다.

더불어, 상기 클램프(21)의 외면은 상기 하우징(10)의 내주면과 대응되어 밀착되도록 구비되어 상기 철근(50)으로부터 가해진 인장력을 넓은 면적으로 지지할 수 있다. 따라서, 상기 철근용 커플러(100)가 인장력에 안정적으로 버틸 수 있으므로 철근 구조물의 내구성 및 안정성이 개선될 수 있다.

그리고, 가압력을 받은 상기 클램프(21)는 상기 협관내주면(12)을 따라 1차 슬라이드 이동되고, 상기 보강협관부(14a)를 따라 2차 슬라이드 이동되어 상기 철근(50)을 더욱 강하게 구속하고, 체결의 안정성이 향상될 수 있다. 즉, 상기 보강협관부(14a)가 구비된 상기 하우징(10)의 일단부 측에서 상기 철근(50)으로 가해지는 가압력이 가장 강해지는 것으로 이해함이 바람직하다.

또한, 상기 최협내주면(14b)은 가압된 상기 클램프(21)가 상기 하우징(10)의 일단부 측으로 이동하면서 이동공간 밖으로 이탈되지 않도록 상호 밀착된 상기 클램프 외측단(24)의 외경보다 작게 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 클램프(21)를 상기 하우징(10) 내부에 결합할 경우, 상기 하우징(10)을 뒤집어 타단부 측으로 복수개의 상기 클램프(21)를 삽입하는 방식으로 결합할 수 있다. 그리고, 상호 밀착된 복수개의 상기 클램프(21)는 상기 돌설부(14)에 의해 이탈이 방지될 수 있으므로 조립성이 개선될 수 있다.

여기서, 상기 돌설부(14)는 상기 하우징(10)의 일단부 측으로 가압될 수 있으므로, 가압력에 의한 상기 돌설부(14)의 파손이 방지되도록 세로방향으로 충분한 폭을 갖도록 형성됨이 바람직하다. 이때, 세로방향이라 함은 상기 하우징(10)의 일단부와 타단부를 연결하는 길이방향으로 이해함이 바람직하다.

상세히, 기존에는 간격을 두고 배치되어 있는 상기 클램프(21)가 상기 철근(50)의 삽입에 의해 가압되어 상기 하우징(10)의 일단부로 이동하면서 이동공간이 감소된다. 이에 따라 상기 클램프(21)간 간격이 제거되어 상기 클램프(21)의 양측 분할면(26)은 이웃하는 상기 분할면(26)과 밀착된다. 여기서, 상기 클램핑 수단(20)은 가장 작은 외경으로 형성될 수 있으며, 그보다 더 작은 내경으로 형성된 상기 최협내주면(14b)에 의해 이동이 구속될 수 있다.

이때, 상기 분할면(26)은 복수개의 상기 클램프(21)가 원통형으로 배치되었을 때 상호 마주보는 모서리면으로 이해함이 바람직하며, 이웃하는 상기 분할면(26)이 평행하게 마주하도록 배치됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 철근(50)의 삽입시 마주하는 상기 분할면(26) 사이에 빈 공간이 제거되고 밀착됨에 따라 상기 클램프(21)의 내면이 상기 철근(50)과 강하게 결합될 수 있다.

이에 따라, 상기 최협내주면(14b)은 상기 클램프(21)의 이탈을 방지하는 스토퍼 역할을 수행하므로 가압력에 의한 상기 돌설부(14)의 파손을 방지할 수 있고, 최대 압력으로 상기 철근(50)이 구속되어 구조의 안정성이 유지될 수 있다.

한편, 상기 하우징(10)의 타단부는 내측면으로 나사산(13)이 형성되어 상기 타단부를 마주보도록 상호 대칭적으로 배치되며, 상기 하우징(10)의 외경은 체결되는 상기 철근(50)의 직경보다 크게 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 서로 직경이 다른 철근(50)을 체결하는 경우에는 각각 외경이 다른 상기 하우징(10)이 양측으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 하우징(10) 일단부 측 외면에는 단부측으로 갈수록 외관 직경이 축소되는 외면챔퍼부(15)가 형성될 수 있다. 따라서, 콘크리트 타설시 상기 하우징(10)의 외면챔퍼부(15)를 따라 콘크리트가 매끄럽게 흘러내려 유동의 끊김 현상이 발생하지 않고 접촉되므로 콘크리트 양성 효율이 향상될 수 있다.

여기서, 상기 외면챔퍼부(15)는 상기 하우징(10)의 일단부 측으로 짧게 형성될 수도 있고, 상기 하우징(10) 외면 전체에 일단부로부터 타단부까지 완만하게 경사진 형태로 구비될 수도 있다. 한편, 본 발명에서는 상기 외면챔퍼부(15)가 상기 하우징(10)의 일단부 측으로 형성된 구조를 도시한다.

또한, 상기 하우징(10)은 콘크리트 타설시 콘크리트와의 접촉면적이 증가되도록 외면에 요철부(16)가 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 콘크리트가 상기 하우징(10)의 외면에 견고하게 밀착되어 부착강도가 개선됨에 따라 콘크리트 구조물의 내구성이 향상될 수 있다.

상세히, 상기 요철부(16)의 형태는 다양하게 구비될 수 있다. 상기 요철부(16)는 상기 하우징(10)의 외주 방향을 따라 돌출된 링 형상으로 형성될 수도 있으며, 비정형의 미세한 돌기형상으로 구비될 수도 있다. 또한, 복수개의 규칙적인 격자형으로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 요철부(16)는 상기 하우징(10)과 콘크리트와의 접촉면적 증가를 전제하여 자유로운 형태로 구비될 수 있다.

이때, 상기 요철부(16)의 형상 가공을 위해 가압력에 의한 단조 공법 및 분사가공에 의해 표면을 다듬는 샌드블라스트 공법 등이 활용될 수 있다.

상세히, 상기 단조 공법은 상기 요철부(16)를 포함한 상기 하우징(10)의 형상으로 가공된 가압장치에 의해 상기 하우징(10)의 외면을 가압하여 외면에 돌기를 형성하는 공법으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 하우징(10)은 단조 가압력에 의해 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 상기 단조 공법에 의한 상기 요철부(16)의 형성은 상기 하우징(10) 형상의 제조시 동반되거나, 상기 하우징(10)의 형상으로 제조되기 전 단계에서 미리 수행됨이 바람직하다.

그리고, 상기 샌드블라스트 공법은 상기 하우징(10)의 밀착성이 확보되도록 모래 또는 연마재를 분사하여 외면을 미세한 요철면으로 가공하는 공정으로 이해함이 바람직하다. 일반적으로, 상기 샌드블라스트 공법은 압축공기를 분사하여 외면의 오염물을 제거하는 목적으로 이용되나, 본 발명에서는 압축공기에 의해 분사된 모래가 상기 하우징(10)에 부착되어 돌기가 형성되는 가공법으로 활용될 수 있다. 이때, 상기 연마재의 재료로는 산화알루미늄, 탄화규소 또는 플라스틱 파우더 등이 이용될 수 있다.

여기서, 상기 하우징(10)은 알루미늄, 스테인레스 스틸 등의 금속 재질 내지 고강도의 플라스틱 재질로 구비될 수 있다. 이때, 상기 하우징(10)은 압축력 및 인정력에 의해 압축되거나 수축되어 파손되지 않고, 고온에 의한 변형이 최소화되도록 카본 스틸 등의 불연성 금속재질로 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 클램핑 수단(20)은 복수개의 상기 클램프(21)로 구비되어 외면이 상기 하우징(10)의 내주면과 접촉되어 길이방향을 따라 간격을 두고 이동되도록 배치된다.

이때, 도 2에서 우측에 도시된 상기 클램프(21)는 분할된 구조를 명확히 표시하기 위해 이격된 상태로 도시한 것으로, 실질적으로 좌측에 도시된 상태로 상기 하우징(10)의 내주면과 대응되도록 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 클램프(21) 간 형성되는 간격은 철근(50)의 제조과정에서 발생할 수 있는 공차를 포괄하는 공간으로 이해함이 바람직하다. 상세히, 복수개의 상기 클램프(21)가 일단부 측으로 슬라이드 이동하여 후술되는 결합공간(22)이 감소됨에 따라 상호간 밀착되면서 상기 철근(50)이 충분한 압력으로 가압되어 결합될 수 있다.

이때, 상기 클램핑 수단(20)은 상기 협관내주면(12)을 따라 이동되기 때문에 상기 하우징(10) 내면에 의해 지지되도록 상기 협관내주면(12)과 대응되는 곡면으로 벤딩 형성됨이 바람직하다. 즉, 복수개의 상기 클램프(21)가 상기 하우징(10) 내부에서 단면이 사다리꼴인 통형상으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 클램프(21)는 상기 철근(50)의 표면과 접촉되어 이동이 구속되도록 내주에 치형돌기(23)가 형성되며, 상기 치형돌기(23)는 표면에 이빨 모양으로 산과 골이 반복되며 돋아난 형태로 단면이 삼각형 형태로 구비될 수 있다. 그러나, 상기 치형돌기(23)는 그 형상이 제한되지 않고, 불규칙적인 배열로 형성된 다수개의 뿔 형상 내지 비정형의 돌기 형상 등으로 구비될 수도 있다.

그리고, 상기 철근(50)은 표면에 마디와 리브가 형성된 이형철근 내지 표면에 마디가 없는 원형철근이 사용되기 때문에 삽입되는 상기 철근(50)의 형태에 따라 상기 치형돌기(23)가 다른 형태로도 형성될 수 있다.

상세히, 상기 이형철근이 삽입되는 경우, 상기 치형돌기(23)는 상기 마디와 상기 리브에 대응되는 형태로 형성되어 상기 클램프(21)의 돌출부와 상기 이형철근의 함몰부가 접촉되면서 접촉면적이 증가하고, 체결의 안정성이 개선될 수 있다. 또한, 상기 원형철근이 사용되는 경우에는 매끄러운 표면과의 접촉면적이 증가되도록 상기 치형돌기(23)가 다수개의 미세한 돌기 형태로 형성될 수 있다.

이때, 상기 클램프 외측단(24) 내주에는 상기 철근(50)의 삽입이 유도되도록 상기 클램프(21)의 외측단부 방향으로 갈수록 내주가 확장되는 확관챔퍼부(24b)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 철근(50)의 삽입성이 향상됨과 더불어, 철근 제조과정에서의 공차를 포괄할 수 있다.

즉, 상기 철근(50)이 상기 공차에 의해 규격보다 크게 제조되거나 절단부가 확장된 경우, 상기 확관챔퍼부(24b) 끝단의 외경은 상기 철근(50)의 직경에 비해 크기 때문에 내주면을 따라 상기 철근(50)이 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 클램핑 수단(20)은 내측 중심으로 상기 철근(50)이 관통되어 결합되는 상기 결합공간(22)이 형성된다. 여기서, 상기 철근(50)은 유입시에 상기 클램핑 수단(20)에 의해 상기 결합공간(22)의 내측 방향으로 가압되어 구속되는 것으로 이해함이 바람직하다.

한편, 상기 클램프(21)는 전체 원통형상에서 복수개로 절단되어 형성되거나 개체별로 가공되어 제작될 수 있으며, 내외각의 형상을 절단 가공하는 절삭방식, 프레스 가공에 의한 단조방식, 프로그레시브 금형 방식 등에 의해 제조될 수 있다.

이때, 상기 절삭방식은 절삭기계로 절단하여 제조하는 방식으로, 상기 클램프(21)의 내외곽을 절단하는 절단공정, 측면 모서리를 깎아 가공하거나 돌기를 형성하는 공정, 완제품의 형상과 대응되도록 윤곽을 절단하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 상기 단조방식은 형상틀로 제조된 프레스로 가압하여 상기 클램프(21)의 형상을 가공하는 방식으로 이해함이 바람직하다. 상기 클램프(21)의 기준 규격에 대응되는 형상으로 가공된 틀에 의해 베이스판재가 가압 및 절단되어 형성될 수 있다.

여기서, 상기 절삭방식 내지 상기 단조방식은 원통형상의 클램프모재가 제조되는 과정이며, 상기 클램프모재는 복수개로 절단되어 상기 클램프(21)로 활용될 수 있다. 상세히, 상기 클램프모재는 2개 내지 4개의 상기 클램프(21)로 절단되어 상기 하우징(10) 내에 배치될 수 있으나, 그 개수를 제한하지 않는다.

이때, 원통형상의 상기 클램프모재는 상기 클램프(21) 간 간격 없이 밀착된 형태와 동일한 형상으로 이해함이 바람직하다. 따라서, 최종 절단 공정에 의해 복수개의 동일한 형태의 상기 클램프(21)가 완성되며, 절단면은 상기 클램프(21) 양측의 상기 분할면(26)을 형성할 수 있다.

한편, 상기 프로그레시브 금형 방식은 절단, 단조, 벤딩 등의 공정이 하나의 장치에서 단계적으로 수행되는 방식을 의미한다. 즉, 공급되는 상기 베이스판재가 순차이송되어 단계적인 단위공정을 거쳐 복수개의 상기 클램프(21)의 형태로 가공될 수 있다. 따라서, 통형상으로 제작된 상기 클램프모재를 복수개의 상기 클램프(21)로 절단하는 것이 아니라, 완제품 형상의 상기 클램프(21)가 개별 생산될 수 있다. 즉, 상기 클램프(21)는 절단 공정에 의해 상기 분할면(26)이 형성되는 것이 아니라, 상기 분할면(26)이 금형장치 내에서 개별 가공되는 것으로 이해함이 바람직하다.

그리고, 상기 다각너트부(30)는 상기 철근(50)이 삽입되어 상호 마주하는 상기 하우징(10)의 사이에 배치되며, 상기 하우징(10)이 나사 결합되도록 양단부의 외주면으로 나사부(34)가 형성된다.

이때, 상기 다각너트부(30)에는 한쌍의 상기 하우징(10)이 체결되는 양단부의 결합영역을 구획되도록 상기 다각너트부(30)의 중앙부 외주에 반경방향 외측으로 다각렌치부(32)가 돌출 형성된다.

상세히, 상기 다각너트부(30)의 외주면을 동일한 면적으로 구획하는 위치에 상기 다각렌치부(32)가 형성되어 양측으로 나사 결합되는 상기 하우징(10)의 최외주면은 상기 다각렌치부(32)에 돌출된 양면과 각각 접하게 된다. 이때, 상기 최외주면은 상기 하우징(10)의 두께에 대응되는 타단부의 최외각 테두리면으로 이해함이 바람직하다.

일반적으로, 너트의 해체시 육각 형상의 스패너가 상용되므로 상기 다각렌치부(32)는 체결 및 해체작업이 용이하도록 육각 형상으로 구비될 수 있으나 경우에 따라 각의 개수는 유동적으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 철근용 커플러(100)의 해체작업 시 상기 다각렌치부(32)의 높이는 상기 스패너와 접촉되는 면의 높이에 대응되거나 크게 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 스패너는 결합된 상기 하우징(10)을 간섭하지 않고, 상기 다각렌치부(32)를 구속하여 상기 하우징(10)과 상기 다각너트부(30)가 분리될 수 있다.

즉, 상기 철근용 커플러(100)에 철근을 잘못 삽입하는 경우, 상기 스패너를 활용하여 상기 다각렌치부(32)를 회전시켜 양단부에 결합된 상기 하우징(10)을 해체함으로써 손쉽게 상기 철근(50)의 체결을 해제할 수 있다. 이에 따라, 상기 철근(50)의 체결 및 해체작업이 용이하고, 작업에 소요되는 시간이 감소하여 작업성이 개선될 수 있다.

상세히, 상기 스패너의 체결면이 상기 다각렌치부(32)에 체결되도록 형성되어 회전을 위한 외력을 전달받아 회전됨에 있어 작은 힘으로 회전이 가능하므로 조립 및 해체성이 개선될 수 있다. 더불어, 상기 철근용 커플러(100) 일측의 오작업시에는 전체를 해체하지 않고, 일측의 상기 하우징(10)만 상기 다각너트부(30)와 분리할 수 있으므로 작업의 편의성이 개선될 수 있다.

여기서, 상기 철근(50)은 상기 철근용 커플러(100)에 원터치 방식으로 삽입될 수도 있고, 상기 하우징(10)과 상기 다각너트부(30)의 나사결합 방식으로 체결될 수도 있다. 상기 원터치 방식은 상기 철근을 순간적인 힘으로 가압하여 기조립된 상기 철근용 커플러(100)의 상기 삽입공간(11) 내부로 삽입시키는 방법으로 이해함이 바람직하다. 또한, 상기 나사결합 방식은 상기 철근(50)을 상기 삽입공간(11)에 미리 삽입한 후, 상기 하우징(10)과 상기 다각너트부(30)를 나사결합하여 체결하는 방법으로 이해함이 바람직하다. 한편, 작업의 편의성이 개선되고 작업시간이 단축되도록 상기 원터치 방식에 의해 상기 철근(50)이 체결됨이 바람직하다.

또한, 상기 다각렌치부(32)는 콘크리트 양성시 상기 콘크리트가 흐르지 못하는 빈 공간이 형성되지 않고, 전면에 양성될 수 있도록 상기 하우징(10) 외주의 단면적과 대응되는 면적으로 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 양단부에는 내부에 상기 철근(50)의 단부가 삽입되어 배치되는 배치공간(31)이 형성된다. 또한, 일측의 상기 철근(50)이 상기 다각너트부(30)의 타측으로 관통되지 않도록 양단부의 배치공간(31)을 구획하는 경계판(33)이 형성됨이 바람직하다. 이에 따라, 양측으로 삽입되는 상기 철근(50)이 상호 동일한 깊이로 삽입되어 체결될 수 있다.

여기서, 상기 경계판(33)은 상기 다각너트부(30)의 일단부로 삽입되는 상기 철근(50)의 삽입 상태를 타단부 측에서 확인할 수 있도록 테두리를 남기고 중심부가 개구된 형태로도 구비될 수 있다.

또한, 상기 배치공간(31)은 내주면이 상기 철근(50)의 직경에 대응되도록 형성됨이 바람직하다. 따라서, 상기 다각너트부(30)에 삽입 배치된 상기 철근(50)은 상기 배치공간(31)의 내주면과 밀착되어 단부의 흔들림이 구속될 수 있다. 여기서, 경우에 따라 상기 배치공간(31)의 내주면과 접하는 상기 철근(50)과의 마찰력을 증가시켜 상기 철근(50)의 구속력이 향상되도록 상기 내주면에 요철이 형성될 수도 있다.

이때, 상기 배치공간(31)은 상기 철근(50)의 삽입이 용이하도록 단부로 갈수록 내주가 확장되는 챔퍼 형상의 모서리를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(10), 상기 클램프(21) 및 상기 다각너트부(30)에서 상기 철근(50)이 삽입되는 단부가 챔퍼 형상으로 구비됨에 따라 상기 철근(50)의 삽입이 쉽게 유도될 수 있다. 따라서, 철근 체결을 위한 작업자의 핸들링이 용이해지므로 작업시간 감소, 작업량 증가 등 작업 효율성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 스프링(40)은 상기 클램핑 수단(20) 및 상기 다각너트부(30) 사이에 배치되어 상기 클램핑 수단(20)에 가압력을 제공한다. 즉, 상기 철근(50)의 삽입시 상기 스프링(40)의 복원력에 의해 상기 하우징(10)의 일단부 측으로 가압력이 형성되고, 상기 클램핑 수단(20)이 가압된 방향으로 이동된다. 이때, 상기 스프링(40)의 직경은 상기 철근(50)의 삽입을 간섭하지 않도록 상기 철근의 직경보다는 크게 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 스프링(40)의 일단부와 연결되는 상기 클램프(21)의 내측단(25)에는 상기 스프링(40)을 구속하도록 상기 내측단(25)의 테두리를 남기고 함몰된 제1스프링지지홈(27)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 스프링(40)의 타단부와 연결되는 상기 다각너트부(30)의 양단부에도 상기 스프링(40)의 움직임이 구속되도록 대응되는 형상으로 제2스프링지지홈(35)이 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 스프링지지홈(27, 35)은 상기 스프링(40)과 접하는 부위가 단차지게 형성되고, 단차진 면의 내주는 상기 스프링(40)의 직경과 대응되도록 형성되어 상기 스프링(40)의 양단부가 단차진 면에 안착될 수 있다.

이에 따라, 상기 제1스프링지지홈(27) 및 상기 제2스프링지지홈(35)의 내주면을 따라 상기 스프링(40)이 배치되도록 유도되어 이탈이 방지된다. 따라서, 상기 클램프(21)의 상기 내측단(25)으로 균일한 가압력이 제공되므로 구조적 안정성이 개선될 수 있으며, 상기 철근용 커플러(100)의 조립성이 개선될 수 있다. 더불어, 상기 스프링지지홈(27, 35)에 의해 상기 스프링(40)이 지지됨에 따라 별도로 상기 스프링(40)의 지지부재가 필요하지 않으므로 상기 철근용 커플러(100)의 조립 구조가 간소화될 수 있다.

그리고, 상기 다각너트부(30)에서 상기 철근(50)의 유입이 유도되도록 내주면이 단부측으로 확관되는 챔퍼부가 구비되는 경우, 상기 챔퍼부는 상기 제2스프링지지홈(35)에서 단차된 하측 단에 형성될 수 있다. 즉, 상기 철근(50)의 직경과 대응되는 상기 배치공간(31)의 단부측이 챔퍼 형상으로 가공되는 것으로 이해함이 바람직하다.

이하에서는 상기 철근용 커플러(100)에 상기 철근(50)이 삽입되어 체결되는 원리를 설명하며, 가장 바람직한 형태로 구비된 상기 철근용 커플러(100)가 작동되는 원리로 이해함이 바람직하다.

먼저, 상기 하우징(10) 내부로 삽입된 상기 철근(50)은 상기 결합공간(22)을 관통하여 상기 배치공간(31)까지 삽입되며, 상기 클램프(21)는 상기 스프링(40)에 의해 상기 하우징(10)의 일단부 방향으로 가압되어 상기 하우징(10)의 내주면을 따라 슬라이드 이동된다. 즉, 상기 철근(50)이 상기 스프링(40)을 압축시키면서 상기 스프링(40) 내부를 관통하고, 상기 스프링이 복원되면서 상기 클램프(21)를 가압하여 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 클램프(21)의 슬라이드 이동은 2단계로 구분되며, 상기 클램프(21)가 상기 협관내주면(12)을 따라 상기 돌설부(14)의 하측까지 1차 슬라이드 이동되는 제1단계; 상기 보강협관부(14a)를 따라 상기 최협내주면(14b) 측으로 2차 슬라이드 이동되는 제2단계를 포함한다.

상세히, 상기 제1단계에서는 상기 철근(50)의 외면과 상기 치형돌기(23)가 접촉되어 결합되고, 상기 돌설부(14)까지 이동된 상기 클램프(21)는 이웃되어 있는 상기 분할면(26) 사이에 배치된 공간이 제거되고 상호 밀착된다. 이에 따라, 상기 철근(50)의 중심방향으로 가압되는 가압력이 증가되고 상기 철근(50)의 외면 전체가 가압되어 이동이 구속되는 원리로 이해함이 바람직하다.

또한, 상기 제2단계에서는 상기 철근(50)으로부터 인장력이 가해지는 경우, 상기 외측단엣지면(24a)이 상기 보강협관부(14a)에 밀착되어 상기 최협내주면(14b) 측으로 2차 슬라이드 이동될 수 있다. 이에, 상기 제2단계에 의해 이동된 상기 클램프(21) 간 간격이 더욱 좁아지면서 밀착됨에 따라 상기 결합공간(22)이 감소하여 상기 철근(50)을 구속하는 구속력이 더욱 강해진다.

그리고, 상기 철근(50)의 해체시에는 상기 하우징(10)과 상기 다각너트부(30)의 나사 결합을 해체하여 상기 스프링(40)이 상기 하우징(10) 내부에서 분리되어 상기 클램핑 수단(20)으로 가해지는 가압력이 해제된다. 따라서, 상기 클램핑 수단(20)의 내주면과 상기 철근(50) 외주면과의 밀착면이 분리됨에 따라 결합이 해제될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 상기 철근용 커플러(100)에 의해 체결된 상기 철근(50)은 충분한 가압력에 의해 구속되고, 한쌍의 상기 하우징(10) 양측으로 한쌍의 상기 철근(50)이 직선 형태로 연결될 수 있다. 또한, 상기 철근(50)에 의해 가해진 인장력에 대응하여 구조물을 지지하도록 상기 클램프(21)가 2단계에 걸쳐 슬라이드 이동됨에 따라 인장강도가 향상될 수 있다. 따라서, 건설되는 콘크리트 구조물의 내구성이 현저히 개선될 수 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형예는 본 발명의 범위에 속한다.

100: 철근용 커플러 10: 하우징
11: 삽입공간 14: 돌설부
15: 외면챔퍼부 20: 클램핑 수단
21: 클램프 22: 결합공간
26: 분할면 30: 다각너트부
31: 배치공간 32: 다각렌치부
33: 경계판 40: 스프링
50: 철근

Claims

철근이 삽입되는 중공형 삽입공간이 내부에 형성되고 일단부로 갈수록 협관되는 협관내주면이 형성되며, 타단부 내측면으로 나사산이 형성되어 상기 타단부를 마주보도록 상호 대칭적으로 배치된 한쌍의 하우징;
외면이 상기 하우징의 내주면과 접촉되어 길이방향을 따라 이동되도록 배치되되, 상기 삽입공간의 원주방향을 따라 간격을 두고 배치되어 내주에 치형돌기가 형성된 복수개의 클램프를 포함하고, 내측 중심으로 상기 철근이 관통되어 결합되는 결합공간이 형성되는 클램핑 수단;
양단부의 외주면에 상기 하우징이 나사 체결되도록 나사부가 형성되며, 내부에 상기 철근의 단부가 삽입되어 배치되도록 내주면이 상기 철근의 직경에 대응되는 배치공간이 형성되고, 외주에 단면이 다각 형상의 다각렌치부가 형성된 다각너트부; 및
상기 클램핑 수단 및 상기 다각너트부 사이에 배치되어 상기 철근과 상기 클램프의 결합시 상기 클램프가 상기 하우징의 일단부 측으로 가압되도록 가압력을 제공하는 스프링을 포함하되,
상기 다각렌치부는 상기 하우징의 체결을 위한 결합영역을 구획하도록 상기 다각너트부의 중앙부 외주에 반경방향 외측으로 돌출 형성되고,
상기 스프링의 이탈을 구속하도록 상기 클램프의 내측단에는 스프링의 일단부와 연결되는 제1스프링지지홈이 형성되고, 상기 배치공간의 양단부 내주에는 단부의 테두리를 남기고 함몰된 제2스프링지지홈이 형성되고, 상기 제1스프링지지홈 및 제2스프링지지홈에 단차진 면의 내주는 상기 스프링의 직경과 대응되도록 형성되며,
상기 하우징은 상기 협관내주면의 단부에 반경방향 내측으로 돌설된 돌설부가 형성되되, 상기 돌설부의 내측부에는 상기 클램프의 외측단이 슬라이드 가압되도록 보강협관부가 형성되고,
상기 하우징은 일단부의 외관 직경이 단부측으로 갈수록 축소되는 외면챔퍼부가 구비되되, 외면에는 콘크리트와의 접촉면적을 증가시키는 요철이 형성됨을 특징으로 하는 철근용 커플러.
삭제
삭제
삭제
삭제