KR102027088B1 - 철근 커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근을 길이방향으로 상호 연결하여 고정하는 철근 커플러에 있어서, 내부가 관통된 파이프 형태로, 일측에 철근이 삽입되는 입구가 형성되고, 내측의 관통된 통로 상에는 입구 쪽으로 경사진 고정편 접촉면이 형성되는 커플러 몸체, 커플러 몸체의 내측에 방사상으로 배치되고, 내측면에 입구를 통해 삽입되는 철근을 고정하는 복수의 걸림돌기가 형성되는 복수의 고정편, 고정편의 외측면에 구비되고, 고정편 접촉면을 파고 들어가 강제 체결되는 체결면을 형성하는 체결부재 및 커플러 몸체의 내측에 구비되어 복수의 고정편을 입구 쪽으로 가압하는 탄성부재를 포함하는 철근 커플러를 제공한다.

Description

철근 커플러{A rebar coupler}

본 발명은 철근 커플러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 제조 공정으로 쉽게 제조될 수 있고, 한 쌍의 철근을 상호 연결하여 고정할 시, 철근으로부터 작용하는 인장 응력 및 압축 응력 뿐만아니라 비틀림 응력에도 효과적으로 대응할 수 있는 철근 커플러에 관한 것이다.

일반적으로 철근은 콘크리트 건축물 등의 시공시 그 강도를 보강하기 위한 주 재료로서, 콘크리트와의 부착 강도를 높이기 위해 축선 방향으로 외주면에 마디와 리브 등의 돌기가 형성되어 있다.

이러한 철근은 봉 형상으로 제작되는 바, 각종 건설 현장에서는 콘크리트 구조물의 높이나 길이에 따라 철근을 서로 연결하여 사용하게 된다.

철근을 서로 연결하기 위해 종래에는 철근의 맞닿는 부분을 이중으로 겹친 상태에서 철사 등으로 묶거나 가스 용접을 하여 연결하였으나, 철사를 이용하는 경우 철사를 다수회 철근 외주에 권취한 다음 묶어야 하므로 작업이 번거롭고 철근의 중심이 수직이 되지 않고 삐뚤어지거나 연결된 부분이 쉽게 끊어지는 등의 문제가 있었고, 용접을 수행하는 경우 역시 작업이 번거롭고 작업자 숙련도에 따라 철근 연결부위의 강도가 달라질 수 있어 일률적인 품질을 제공할 수 없는 문제가 있었다.

이에 따라, 최근에는 철근을 기계적으로 연결할 수 있는 다양한 형태의 철근 커플러가 제작되어 상용화되고 있는 추세이다.

그런데, 종래의 일반적인 철근 커플러들은 철근의 인장 응력에 대한 강도만을 목적으로 고안되었을 뿐, 회전력이나 비틀림 응력에 대한 고려가 전혀 이루어지지 않아, 철근의 비틀림 발생시 커플러에서 철근이 회전하게 되어, 커플러의 철근 고정 능력이 상실되는 문제점이 있으며, 이에 따라 다양한 재난 형태에 대한 대응에 미비한 단점이 있다.

이에 따라, 최근에는 비틀림 응력에 대응하여 커플러 내에서 철근을 조이는 고정편이 회전하는 것을 방지할 수 있도록, 커플러 몸체의 내측과 고정편이 상호 대응하는 다각 형태로 형성된 구조의 철근 커플러가 개발되고 있으나, 이러한 구조의 철근 커플러는 가공이 까다로운 형상 때문에 금형을 이용하거나 여러 단계의 가공 공정을 거쳐야 함으로써, 필연적으로 제조 시간 및 제조 비용이 증가되는 문제가 있어 커플러의 생산성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명에서는 철근 커플러, 구체적으로는 복잡한 가공 없이 간단한 제조 공정으로 쉽게 제조될 수 있어 커플러의 생산성을 향상시킬 수 있고, 한 쌍의 철근을 상호 연결하여 고정할 시, 철근으로부터 작용하는 인장 응력 및 압축 응력 뿐만아니라 비틀림 응력에도 효과적으로 대응할 수 있는 철근 커플러를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 철근을 길이방향으로 상호 연결하여 고정하는 철근 커플러에 있어서, 내부가 관통된 파이프 형태로, 일측에 철근이 삽입되는 입구가 형성되고, 내측의 관통된 통로 상에는 입구 쪽으로 경사진 고정편 접촉면이 형성되는 커플러 몸체, 커플러 몸체의 내측에 방사상으로 배치되고, 내측면에 입구를 통해 삽입되는 철근을 고정하는 복수의 걸림돌기가 형성되는 복수의 고정편, 고정편의 외측면에 구비되고, 고정편 접촉면을 파고 들어가 강제 체결되는 체결면을 형성하는 체결부재 및 커플러 몸체의 내측에 구비되어 복수의 고정편을 입구 쪽으로 가압하는 탄성부재를 포함하는 철근 커플러를 제공한다.

또한, 체결부재는 고정편의 외측면에 도포되는 접착층 및 접착층에 고경도 분말이 부착되어 불규칙한 체결면을 형성하는 체결층을 포함하는 철근 커플러를 제공한다.

또한, 체결층은 커플러 몸체에 비해 강성 및 경도가 높은 합금 분말 또는 카바이드(carbide) 계열의 분말이 접착층에 부착된 것인 철근 커플러를 제공한다.

또한, 고정편은 외측면에, 접착층이 도포되고 체결층이 부착되는 소정 깊이의 단차부가 형성되는 철근 커플러를 제공한다.

또한, 복수의 걸림돌기는 고정편의 내측면에 수평 방향으로 형성되는 복수의 수평 걸림돌기 및 고정편의 내측면에 수직 방향으로 형성되는 복수의 수직 걸림돌기를 포함하는 철근 커플러를 제공한다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에서는, 철근을 길이방향으로 상호 연결하여 고정하는 철근 커플러에 있어서, 내부가 관통된 파이프 형태로, 일측에 철근이 삽입되는 입구가 형성되고, 내측의 관통된 통로 상에는 입구 쪽으로 경사진 고정편 접촉면이 형성되는 커플러 몸체, 고정편 접촉면에 고경도 분말이 부착되어 구비되는 보조 체결부재, 커플러 몸체의 내측에 방사상으로 배치되고, 내측면에 입구를 통해 삽입되는 철근을 고정하는 복수의 걸림돌기가 형성되는 복수의 고정편, 고정편의 외측면에 고경도 분말이 부착되어 구비되고, 보조 체결부재와 강제 체결되는 체결부재 및 커플러 몸체의 내측에 구비되어 복수의 고정편을 입구 쪽으로 가압하는 탄성부재를 포함하는 철근 커플러를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 철근 커플러는, 특별한 가공 없이 선반 등의 공작기계를 이용하여 간단하게 커플러 몸체를 제조할 수 있고, 커플러 몸체 내에 구비되는 고정편의 외측면에 고경도 분말을 부착하는 간단한 공정으로, 철근을 고정하는 고정편을 커플러 몸체 내측에 강체 체결할 수 있어, 철근 고정시 인장 응력 및 압축 응력 뿐만아니라 비틀림 응력에 효과적으로 대응할 수 있는 철근 커플러를 제조할 수 있으며, 이에 따라 커플러의 성능을 향상시킬 수 있음은 물론, 제조 시간 및 제조 비용이 크게 절감되어 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러의 전체적인 구성을 분리하여 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러에 철근이 결합되는 모습을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러의 내부 구조를 단면도로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 커플러 몸체의 내부 구조를 단면도로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정편 및 고정편의 외측면에 구비되는 체결부재를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러의 사용 상태를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근 커플러를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근 커플러의 내부 구조를 단면도로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근 커플러에 철근이 결합된 상태를 단면도로 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러(100)의 전체적인 구성을 분리하여 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러(100)에 철근(R)이 결합되는 모습을 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러(100)의 내부 구조를 단면도로 도시한 것이다.

또한, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 커플러 몸체(110)의 내부 구조를 단면도로 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정편(130) 및 고정편(130)의 외측면에 구비되는 체결부재(140)를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러(100)는, 커플러 몸체(110), 커넥터부(120), 고정편(130), 체결부재(140) 및 탄성부재(150)를 포함할 수 있다.

커플러 몸체(110)는 본 실시예에 따른 철근 커플러(100)의 외관을 구성하며, 한 쌍으로 구비되어 커넥터부(120)를 통해 서로 대칭되게 결합될 수 있다.

각각의 커플러 몸체(110)는 내부가 관통된 원통형의 파이프 형태로 형성되는데, 일측에 철근(R)이 삽입되는 입구(111)가 형성되고, 입구(111) 내측의 관통된 통로 상에는 입구(111) 쪽으로 경사진 고정편 접촉면(114)이 형성되며, 타측에는 커넥터부(120)가 나사 결합되는 체결부(116)가 형성될 수 있다.

여기서, 철근(R)이 삽입되는 입구(111)는 철근(R)을 삽입하기 용이하도록 입구(111) 둘레가 소정 각도 테이퍼지게 형성될 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 커플러 몸체(110) 상에서 입구(111) 내측으로 관통된 통로는, 입구(111) 쪽으로부터 소정 길이 동일한 직경으로 연장 형성되는 인입통로(112)와, 인입통로(112)의 후방에 형성되며 고정편 접촉면(114)을 갖는 제1 수용통로(113) 및 제1 수용통로(113)의 후방에 형성되는 제2 수용통로(115)로 이루어질 수 있다.

이때, 커플러 몸체(110) 상에서 입구(111)와 연결된 인입통로(112)는 철근(R)이 인입되는 구간이고, 제1 수용통로(113)는 인입되는 철근(R)을 고정하는 고정편(130)이 설치되는 구간이며, 제2 수용통로(115)는 고정편(130)을 지지하는 탄성부재(150)가 설치되는 구간으로 이루어질 수 있다.

여기서, 철근(R)이 삽입되는 입구(111)와 고정편(130)이 설치되는 제1 수용통로(113) 사이에 소정 길이의 원통형의 인입통로(112)가 형성됨으로써, 입구(111)를 통해 철근(R)의 끝단이 비스듬히 삽입되는 경우, 철근(R)의 끝단이 인입통로(112)에 접촉될 수 있도록 하여, 철근(R)의 끝단에 의해 고정편(130)의 걸림돌기(131)가 마모되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 커플러 몸체(110) 상에서 고정편(130)이 설치되는 제1 수용통로(113)는 인입통로(112) 후방으로부터 점차 직경이 커지는 형태의 원통형의 통로로 형성되어, 통로 내측면에 입구(111) 쪽으로 경사진 고정편 접촉면(114)이 형성되는데, 고정편 접촉면(114)은 매끈한 면을 가지며 고정편(130) 외측면의 경사 각도와 동일한 경사 각도로 형성될 수 있다.

또한, 인입통로(112)와 제1 수용통로(113) 사이의 경계 부분에는 제1 수용통로(113) 내에 설치되는 고정편(130)의 선단이 지지되는 단턱부(117)가 형성될 수 있다.

이때, 단턱부(117)는 고정편(130)이 인입통로(112) 쪽으로 돌출되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.

또한, 커플러 몸체(110)의 입구(111) 반대측 단부에 형성되는 체결부(116)는 커넥터부(120)가 나사 결합되는 부분으로서, 일 예로써 제2 수용통로(115)의 내측면 끝단에 형성되는 암나사산(116a)으로 이루어질 수 있다.

한편, 이와 같은 본 실시예의 커플러 몸체(110)는 내측에 인입통로(112), 제1 수용통로(113) 및 제2 수용통로(115)가 형성된 원통형의 파이프 형태로 형성됨으로써, 간단한 가공 고정으로 쉽게 제작될 수 있는 장점이 있다.

즉, 커플러 몸체(110)를 제조함에 있어서는, 금형 장비를 사용하는 일 없이, 단순히 선반 등의 공작기계를 통해 커플러 몸체(110)의 외관을 구성하는 원통형의 파이프 내측에, 각각 직경이 다른 인입통로(112), 제1 수용통로(113) 및 제2 수용통로(115)를 가공 형성하여 커플러 몸체(110)를 제조함으로써, 간단한 공정으로 쉽게 커플러 몸체(110)를 제조할 수 있다.

커넥터부(120)는 한 쌍의 커플러 몸체(110)의 사이에 배치되어, 각각의 커플러 몸체(110)의 입구(111) 반대편 끝단을 상호 연결하도록 결합할 수 있다.

커넥터부(120)는 원통형으로 이루어지며 외주면에 커플러 몸체(110)의 암나사산(116a)에 나사 결합되는 수나사산(121)이 형성될 수 있다.

이때, 본 실시예에서는 커플러 몸체(110)에 암나사산(116a)이 형성되고, 커넥터부(120)에 수나사산(121)이 형성된 것을 보여주고 있으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 커플러 몸체(110)에 수나사산이 형성되고, 커넥터부(120)에 암나사산이 형성되어 상호 나사 결합될 수 있음은 물론이다.

또한, 커넥터부(120)의 내측에는 지지판(122)이 형성되고, 지지판(122)은 커플러 몸체(110)에 커넥터부(120)를 결합할 시, 커플러 몸체(110) 내에 수용되는 탄성부재(150)를 지지하는 역할을 할 수 있다.

또한, 지지판(122)에는 일정 간격으로 복수의 핀홀(123)이 형성되어 있어, 홀렌치 등의 공구를 이용하여 커플러 몸체(110)의 체결부(116)에 커넥터부(120)를 용이하게 결합 또는 분리할 수 있다.

고정편(130)은 커플러 몸체(110) 내측의 제1 수용통로(113)에 방사상으로 복수개 배치되어, 커플러 몸체(110)의 입구(111)를 통해 삽입되는 철근(R)을 고정할 수 있다.

이와 같은 복수개의 고정편(130)은 커플러 몸체(110)의 입구(111)를 통해 삽입되는 철근(R)을 감싸며 고정할 수 있도록 형성되는데, 본 실시예에서는 3개의 고정편(130)을 통해 철근(R)을 감싸며 고정하는 구조를 일 예로 보여주고 있다.

구체적으로, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예서는 각각 원호 형태의 단면을 갖는 라운드진 3개의 고정편(130)이 상호 원을 이루도록 배치되어 한 조를 이루며, 이때 각각의 고정편(130)은 고정편 접촉면(114)이 형성된 제1 수용통로(113) 내에 설치될 수 있다.

또한, 각각의 고정편(130)의 외측면은 커플러 몸체(110)의 제1 수용통로(113)에 형성된 고정편 접촉면(114)과 대응하는 경사 각도로 형성될 수 있다.

또한, 고정편(130)의 내측면에는 철근(R)을 고정하는 복수의 걸림돌기(131)가 형성될 수 있다.

한 조를 이루는 3개의 고정편(130)은 후술되는 탄성부재(150)에 의해 지지되어 커플러 몸체(110) 내에서 제1 수용통로(113)의 고정편 접촉면(114)에 밀착되게 설치되는데, 이 경우 3개의 고정편(130)이 상호 오무려져 내측면에 형성된 복수의 걸림돌기(131)를 통해 철근(R)을 고정할 수 있고, 또한 외력에 의해 3개의 고정편(130)이 제2 수용통로(115) 쪽으로 소정간격 이동하게 되는 경우에는 3개의 고정편(130)이 상호 벌어지면서 고정편(130) 내측으로 철근(R)이 진입될 수 있다.

여기서, 고정편(130)의 내측면에 형성되는 복수의 걸림돌기(131)는 톱니산 모양의 돌기가 철근 진입 방향에 대해 수직 방향으로 형성된 것으로서, 철근(R) 고정시 철근(R)이 역방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

체결부재(140)는 고정편(130)의 외측면에 구비되고, 고정편 접촉면(114)을 파고 들어가 강제 체결되는 체결면을 형성할 수 있다.

즉, 체결부재(140)는 거친 입자로 이루어지는 고경도 분말이 접착제에 의해 고정편(130)의 외측면에 부착된 것으로서, 고정편 접촉면(114)과 대응하는 고정편(130)의 외측으로 불규칙한 체결면을 형성할 수 있다.

이러한 체결부재(140)는 고정편(130)의 외측면에 도포되는 접착층(141, 도3 참조)과, 고경도 분말이 접착층(141)에 부착되어 불규칙한 체결면을 형성하는 체결층(142, 도3 참조)을 포함할 수 있다.

여기서, 고정편(130)의 외측면에 도포되는 접착층(141)은 고정편(130)에 고경도 분말을 부착할 수 있는 다양한 접착제가 적용될 수 있고, 바람직하게는 접착 강도가 우수한 에폭시 접착제가 적용될 수 있다.

또한, 체결층(142)을 형성하는 고경도 분말은 커플러 몸체(110)에 비해 강성 및 경도가 높은 고경도 합금 분말이나, 카바이드(carbide) 계열의 고경도 물질로 이루어진 분말 등이 적용될 수 있고, 바람직하게는 고경도 물질로서 연마제 등으로 널리 사용되고 있는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 분말이 적용될 수 있다.

이때, 체결층(142)을 형성하는 고경도 분말의 입자 크기는 대략 0.2mm ~ 0.5mm로 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에서는 일 예로써, 고정편(130)의 외측면에 에폭시 접착제를 도포한 후, 실리콘 카바이드(silicon carbide) 분말을 접착시켜 경화함으로써, 고정편의 외측면에 실리콘 카바이드(silicon carbide) 분말을 공고히 부착할 수 있으며, 이를 통해 고정편(130)의 외측에 고정편 접촉면(114)을 파고 들어가 강제 체결될 수 있는 체결부재(140)를 구비한 것을 보여주고 있다.

이때, 고정편(130)의 외측면에 부착되는 실리콘 카바이드 분말 등의 체결층(142)은 불균일한 거친 입자로 이루어져 고정편(130)의 외측에 불규칙한 체결면을 형성할 수 있다.

이와 같은 구조에 의해, 커플러 몸체(110)의 제1 수용통로(113) 내에 방사형으로 설치되는 3개의 고정편(130)은, 각각의 고정편(130)의 외측면에 구비된 체결부재(140), 즉 접착층(141)에 의해 고정편(130)의 외측면에 부착된 체결층(142)이 커플러 몸체(110) 내의 고정편 접촉면(114)에 밀착되게 설치될 수 있다.

여기서, 고정편(130)의 외측면에 부착되는 체결층(142)은 후술되는 탄성부재(150)의 가압력에 의해 커플러 몸체(110) 내측의 고정편 접촉면(114)에 강제 체결되어, 고정편(130)이 커플러 몸체(110) 내에서 회전하지 않도록 고정하는 역할을 할 수 있다.

즉, 커플러 몸체(110)의 제1 수용통로(113) 내에 방사형으로 설치되는 3개의 고정편(130)은, 철근(R)을 고정한 상태에서 후술되는 탄성부재(150)에 의해 가압되는 경우, 외측면에 일체로 부착된 체결층(142)이 커플러 몸체(110) 내측의 고정편 접촉면(114)으로 가압되면서 고정편 접촉면(114)에 파고 들어가 강제 체결됨으로써, 커플러 몸체(110) 내에서 회전하지 않도록 고정될 수 있으며, 이에 따라 고정편(130)이 철근(R)을 고정한 상태에서 비틀림 응력에 효과적으로 대응할 수 있다.

이때, 고정편(130)의 체결력을 효과적으로 증대시킬 수 있도록, 고정편(130)의 외측면에 부착되는 체결층(142)은 고정편 접촉면(114)과 고정편(130) 사이의 클리어런스 대비 두 배 이상의 두께로 돌출될 수 있다.

또한, 체결층(142)이 부착되는 고정편(130)의 외측면에는 소정 깊이의 단차부(132, 도3 참조)가 형성될 수 있다.

즉, 고정편(130)의 외측면에 소정 깊이의 단차부(132)를 형성하여, 단차부(132)에 충분한 양의 접착층(141)을 도포한 후, 접착층(141)에 고경도 분말을 부착함으로써, 고경도 분말로 이루어지는 체결층(142)이 고정편(130)의 외측면에 보다 공고하게 부착될 수 있으며, 이에 따라 고정편(130)의 외측면에 구비된 체결층(142)이 고정편 접촉면(114)에 강제 체결될 때, 고정편 접촉면(114)과 고정편(130) 간의 체결력을 증대시킬 수 있어, 비틀림 저항력을 더욱 증대시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 복잡한 가공 공정으로 고정편의 외측면과 커플러 몸체의 내측면을 가공하는 일 없이, 고정편(130)의 외측면에 접착층(141)을 도포하고 고경도 분말로 이루어지는 체결층(142)을 부착하는 간단한 공정으로, 가공 공정을 최소화하여 철근 고정시 비틀림 응력에 대응할 수 있는 철근 커플러(100)를 제조할 수 있어, 제조 비용이 절감됨은 물론 제조 시간이 크게 단축되어, 커플러의 생산성이 증대될 수 있는 장점이 있다.

한편, 탄성부재(150)는 커플러 몸체(110)의 내측의 제2 수용통로(115)에 구비되어 고정편(130)을 커플러 몸체(110)의 입구(111) 쪽으로 가압할 수 있다.

이러한 탄성부재(150)는 스프링으로 이루어질 수 있으며, 커플러 몸체(110)의 제2 수용통로(115) 내에서 스프링의 일측이 고정편(130)에 지지되고 타측이 커넥터부(120)의 지지판(122)에 지지됨으로써, 고정편(130)을 커플러 몸체(110)의 입구(111) 쪽으로 가압할 수 있다.

즉, 스프링을 통해 3개의 고정편(130)을 동시에 가압함으로써, 커플러 몸체(110)의 입구(111)를 통하여 3개의 고정편(130) 내측으로 삽입되는 철근(R)을 조이도록 할 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러(100)을 통해 한 쌍의 철근(R)을 연결하는 과정에 대해 구체적으로 설명한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철근 커플러(100)의 사용 상태를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 한 쌍의 커플러 몸체(110)가 커넥터부(120)에 의해 상호 대칭되게 결합된 철근 커플러(100)를 통해 한 쌍의 철근(R)을 연결하는 과정에서는, 먼저 각각의 커플러 몸체(110)에 형성된 입구(111)를 통해 철근(R)을 삽입할 수 있다.

이때, 커플러 몸체(110)의 입구(111)를 통해 삽입되는 철근(R)은 인입통로(112)를 통과하여 제1 수용통로(113)에 구비된 3개의 고정편(130)의 선단을 가압함으로써, 3개의 고정편(130)을 탄성 지지하는 탄성부재(150)가 고정편(130)의 압력에 의해 압축될 수 있다.

이어서, 삽입되는 철근(R)에 의해 가압되는 3개의 고정편(130)은 제1 수용통로(113)에서 제2 수용통로(115) 쪽으로 이동하게 되고, 고정편 접촉면(114)에서 이격되면서 상호 벌어지게 되며, 이 과정에서, 철근(R)이 벌어진 3개의 고정편(130) 내측으로 삽입되면서, 제2 수용통로(115)를 통과하여 커넥터부(120)의 지지판(122)에 지지될 수 있다.

또한, 도 7을 참조하면, 철근(R)이 커플러 몸체(110) 내의 제2 수용통로(115)까지 삽입된 상태에서는, 3개의 고정편(130)을 탄성 지지하는 탄성부재(150)가 복원력에 의해 3개의 고정편(130)을 입구(111) 쪽으로 가압함으로써, 상호 벌어졌던 3개의 고정편(130)이 제1 수용통로(113)의 고정편 접촉면(114)에 접촉되면서 경사진 접촉면을 따라 상호 오무려지게 되어, 3개의 고정편(130) 내측에 형성된 복수의 걸림돌기(131)가 철근(R)의 외면에 강하게 압착되며 철근(R)을 조일 수 있다.

이때, 고정편(130)의 내측면에 형성되는 복수의 걸림돌기(131)는 철근 진입 방향에 대해 수직 방향으로 형성되어 있어, 3개의 고정편(130)이 철근(R)을 조여 고정한 상태에서는 복수의 걸림돌기(131)가 철근(R)이 역방향으로 분리되는 것을 방지할 수 있다.

더군다나, 상술한 바와 같이, 탄성부재(150)에 의해 3개의 고정편(130)이 입구(111) 쪽으로 가압되는 과정에서, 각각의 고정편(130)의 외측면에 구비된 체결층(142)이 커플러 몸체(110) 내측의 고정편 접촉면(114)으로 가압되면서 고정편 접촉면(114)에 파고 들어가 강제 체결됨으로써, 3개의 고정편(130)과 고정편(130)에 의해 고정된 철근(R)이 커플러 몸체(110) 내에서 회전하지 않도록 고정될 수 있으며, 이에 따라 고정편(130)이 철근(R)을 고정한 상태에서 비틀림 응력에 효과적으로 대응할 수 있다.

상기와 같은 과정으로, 철근 커플러(100)의 양측 입구(111)로 각각 삽입되는 한 쌍의 철근(R)을 공고히 고정함으로써, 한 쌍의 철근(R) 간을 상호 연결할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 철근 커플러(100)는, 특별한 가공 없이 선반 등의 공작기계를 이용하여 간단하게 커플러 몸체(110)를 제조할 수 있고, 특히 고정편(130)의 외측면에 접착층(141)을 도포하고 고경도 분말로 이루어지는 체결층(142)을 부착하는 간단한 공정으로, 철근 고정시 인장 응력 및 압축 응력 뿐만아니라 비틀림 응력에 효과적으로 대응할 수 있는 철근 커플러(100)를 제조할 수 있어, 커플러의 성능을 향상시킬 수 있음은 물론, 제조 시간 및 제조 비용이 크게 절감되어 생산성이 향상될 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근 커플러(200)를 도시한 것이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근 커플러(200)의 내부 구조를 단면도로 도시한 것이며, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근 커플러(200)에 철근(R)이 결합된 상태를 단면도로 도시한 것이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 철근 커플러(200)는, 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 철근 커플러(100)와 비교하여, 커플러 몸체(210) 및 고정편(230)의 형상이 부분적으로 변형되고, 커플러 몸체(210) 내측에 보조 체결부재(240)가 구비되며, 탄성부재(250)에 스프링이 추가되었다는 점에서만 일부 차이를 보이고 있을 뿐, 전체적인 구성은 대동소이하다.

구체적으로, 커플러 몸체(210)의 외주면에는 철근(R)과 동일한 형상의 마디(218a)와 리브(218b)가 형성될 수 있어, 작업자가 커플러 몸체(210)를 파지하여 작업할 때 그립감을 제공할 수 있고, 콘크리트 시공시, 콘크리트와의 부착력을 극대화할 수 있다.

이때, 본 실시예에서는 커플러 몸체(210)의 외형이 원통형으로 형성된 것을 도시하고 있으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 커플러 몸체(210)의 외형을 타원통형 또는 다각통형 등으로 형성할 수 있음은 물론이다.

또한, 커플러 몸체(210)의 내측에 형성된 고정편 접촉면(214)에는 고정편(230)의 외측면에 구비된 체결부재(240)와 대응하는 보조 체결부재(260)가 구비될 수 있다.

여기서, 보조 체결부재(260)는 고정편 접촉면(214)에 도포되는 보조 접착층(미도시)과, 고경도 분말이 보조 접착층(미도시)에 부착되어 불규칙한 체결면을 형성하는 보조 체결층(261)을 포함할 수 있다.

이때, 보조 접착층(미도시) 및 보조 체결층(261)은 앞서 제1 실시예에서 설명한 접척층(141) 및 체결층(142)과 각각 동일한 소재로 형성될 수 있다.

이에 따라, 복수의 고정편(230)이 철근(R)을 고정한 상태에서 탄성부재(250)에 의해 가압되는 경우, 고정편(230)의 외측면에 부착된 체결층(242)이 고정편 접촉면(214)에 부착된 보조 체결층(261)과 강제 체결됨으로써, 고정편(230)이 커플러 몸체(210) 내에서 회전하지 않도록 보다 공고히 고정될 수 있다.

또한, 고정편(230)의 내측면에 형성되는 복수의 걸림돌기(231)는, 수평 방향으로 형성되는 복수의 수평 걸림돌기(231a)와, 수직 방향으로 형성되는 복수의 수직 걸림돌기(231b)로 이루어질 수 있으며, 이러한 복수의 수평 및 수직 걸림돌기(231a,231b)를 통해 고정편(230) 내측으로 삽입되는 철근(R)을 고정함으로써, 고정편(230)을 통한 철근(R) 고정시, 철근(R)으로부터 작용하는 인장 응력, 압축 응력 및 비틀림 응력에 효과적으로 대응할 수 있다.

일 예로써, 본 실시예에서는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 커플러 몸체(210)의 입구(211) 쪽을 향하는 고정편(230)의 내측면에 수평 방향으로 형성되는 복수의 수평 걸림돌기(231a)가 형성되고, 그 후방의 내측면에 복수의 수직 걸림돌기(231b)가 형성된 것을 보여주고 있으며, 이때 복수의 수평 걸림돌기(231a)는 고정편(230)에 고정되는 철근(R)의 비틀림(또는 회전)을 방지하고, 복수의 수직 걸림돌기(231b)는 고정편(230)에 고정되는 철근(R)이 역방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

이때, 고정편(230)의 내측면에 형성되는 복수의 수평 및 수직 걸림돌기(231a,231b)는 철근(R)을 효과적으로 고정할 수 있도록 톱니산 모양으로 형성될 수 있다.

탄성부재(250)는 이중 스프링 구조로 이루어져 커플러 몸체(210)의 내측의 제2 수용통로(215)에 구비되며 고정편(230)을 커플러 몸체(210)의 입구(211) 쪽으로 가압할 수 있다.

본 실시예에서는 동축을 이루며 이중으로 배치된 구조의 한 쌍의 스프링(251,252)을 통해 고정편(230)을 가압하는 가압력을 증대시킴으로써, 3개의 고정편(230)이 보다 강력한 가압력을 받으며 체결부재(240)를 통해 고정편 접촉면(214)에 구비된 보조 체결부재(260)에 강제 체결될 수 있고, 더불어 고정편(230)을 통해 철근(R)을 조이는 조임력을 더욱 증대시킬 수 있다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 스프링(251) 내측에 제2 스프링(252)을 배치하여, 제1 스프링(251)을 통해 고정편(230)을 직접적으로 지지하여 가압하고, 제2 스프링(252)를 통해서는 커플러 몸체(210)의 입구(211) 및 고정편(230)을 통과하여 삽입되는 철근(R)의 끝단을 지지하며 밀어주어, 철근(R)을 고정하는 한 쌍의 고정편(230)을 간접적으로 가압함으로써, 3개의 고정편(230)이 보다 강력한 힘으로 철근(R)을 조일 수 있다.

더욱이, 각각의 고정편(230)의 외측면에 부착된 체결층(242)이 보다 강력한 힘으로 커플러 몸체(210) 내측의 고정편 접촉면(214)으로 가압되면서 고정편 접촉면(214)에 부착된 보조 체결층(261)에 강제 체결됨으로써, 고정편(230)이 커플러 몸체(210) 내에서 회전하지 않도록 공고히 고정될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 철근 커플러(200)는, 한 쌍의 철근(R)을 연결하여 고정할 시, 철근(R)으로부터 작용하는 인장 응력 및 압축 응력 뿐만아니라 비틀림 응력에도 효과적으로 대응할 수 있어, 다양한 형태의 재난에 대응할 수 있는 장점이 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 200 : 철근 커플러 110, 210 : 커플러 몸체
120 : 커넥터부 130, 230 : 고정편
131, 231 : 걸림돌기 140 : 체결부재
141 : 접착층 142, 242 : 체결층
150 : 탄성부재 260 : 보조 체결부재
261 : 보조 체결층

Claims (6)

1. 철근을 길이방향으로 상호 연결하여 고정하는 철근 커플러에 있어서,
   내부가 관통된 원통형의 파이프 형태로, 일측에 철근이 삽입되는 입구가 형성되고, 관통된 내부의 일 영역에는 상기 입구 쪽으로부터 반대편으로 점차 직경이 커지는 원통형 통로가 구비되는 한 쌍의 커플러 몸체;
   상기 커플러 몸체의 내측에 방사상으로 배치되고, 내측면에 상기 입구를 통해 삽입되는 철근을 고정하는 복수의 걸림돌기가 형성되는 복수의 고정편;
   상기 고정편의 외측면에 구비되고, 상기 고정편 접촉면을 파고 들어가 강제 체결되는 체결면을 형성하는 체결부재; 및
   상기 커플러 몸체의 내측에 구비되어 상기 복수의 고정편을 상기 입구 쪽으로 가압하는 탄성부재를 포함하되,
   상기 고정편의 외측면에는 소정 깊이의 단차부가 형성되고,
   상기 체결부재는 상기 고정편의 단차부에 채워지는 접착층 및 상기 접착층에 고경도 분말이 부착되어 불규칙한 체결면을 형성하는 체결층을 포함하며,
   상기 고정편의 외측면에 부착된 체결층은, 상기 원통형 통로의 내측면을 파고 들어가 강제 체결되어, 상기 철근으로부터 작용하는 비틀림 응력에 대항하도록 구비되는 철근 커플러.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 체결층은,
   상기 커플러 몸체에 비해 강성 및 경도가 높은 합금 분말 또는 카바이드(carbide) 계열의 분말이 상기 접착층에 부착된 것인 철근 커플러.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 걸림돌기는,
   상기 고정편의 내측면에 수평 방향으로 형성되는 복수의 수평 걸림돌기 및
   상기 고정편의 내측면에 수직 방향으로 형성되는 복수의 수직 걸림돌기를 포함하는 철근 커플러.
   
6. 삭제

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