KR102065504B1 - 공구 작업성이 용이한 phc 파일 연결구 및 이를 이용한 phc 파일의 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구 및 이를 이용한 PHC 파일의 조립 방법에 관한 것이다.
본 발명의 공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구는, 볼트조립공이 단부에 형성되어 있는 두 파일에 양단이 볼트를 통해 상기 볼트조립공에 체결되어 두 파일을 연결하는 파일 연결구에 있어서, 일측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 일측볼트관통홀(11)이 방사상으로 형성되어 있고, 중공 형태를 이루는 일측원판(10)과; 타측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 타측볼트관통홀(21)이 방사상으로 형성되어 있고, 상기 타측볼트관통홀(21)의 사이에 상기 볼트조립공보다 내경이 크게 이루어져 전동렌치(3)의 단부 또는 단부에 연결된 소켓(3a)가 끼워질 정도인 작업공(22)이 형성되어 있으며, 상기 작업공(22)은 일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 수직으로 동일축선을 이루는 타측원판(20)과; 상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 내주면에 고정되어 내주면 벽체를 형성하는 벽체형성판(30)과; 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 외주면 측에서 내주면 측을 향해 일직선을 이루되 내측 단부가 상기 벽체형성판(30)에 고정되되 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 중심으로부터 벗어난 위치를 향해 형성되어 경사진 형태를 이루도록 방사상으로 배치되어 있고, 상단과 하단이 각각 일측원판(10) 및 타측원판(20)에 고정되어 있되, 일측 벽면은 평면상에서 상기 작업공(33) 외주면과 접하도록 이루어져 있는 제1벽체부(41)와, 상기 제1벽체부(41)의 외곽측 단부가 중간 일측에 일체로 연결되어 있으며, 외주면은 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 곡률과 동일 곡률을 이루되, 상기 제1벽체부(41)와 만나는 지점을 기준으로 작업공(22)을 향해 돌출된 작업공측돌출부(42a)와 작업공(22) 반대편을 향해 돌출된 볼트공측돌출부(42b)로 구분되며, 작업공측돌출부(42a)는 단부가 평면상에서 상기 작업공(22)과 접하도록 이루어져 있고, 볼트공측돌출부(42b)의 길이는 작업공측돌출부(42a)의 길이보다 짧게 이루어져 있는 제2벽체부(42)로 구성되어 있는 보강리브(40);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 일측 PHC 파일에 전동렌치를 이용하여 파일 연결구를 볼트 조립하고, 타측 PHC 파일은 수동렌치를 이용하여 수작업으로 파일 연결구를 볼트 조립하되, 볼트 갯수 및 격벽 면적을 최대화하면서 충분한 수동렌치의 공구작동각이 형성되도록 함으로써 구조적 안정성과 작업 편의성을 모두 만족시킬 수 있는 파일 연결구와, PHC 파일의 조립 방법이 제공된다.

Description

공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구 및 이를 이용한 PHC 파일의 조립 방법{Connecting device for PHC pile with improve workability and assembling method of PHC pile using it}

본 발명은 PHC 파일 연결구 및 이를 이용한 PHC 파일의 조립 방법에 관한 것으로, 특히 양측의 PHC 파일에 볼트 결합되되, 전동 렌치 및 수동 렌치의 사용 조작이 용이하여 작업성이 개선되도록 한, 공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구 및 이를 이용한 PHC 파일의 조립 방법에 관한 것이다.

최근 들어 도심지가 급격히 확대되면서 도로와 교량 등의 기간시설과 각종 건축구조물을 포함한 많은 구조물이 연약지반에 건설되는 경우가 증가하고 있다.

이러한 지반에서는 일반적으로 지표면으로부터 지반강도가 큰 지지층까지의 깊이가 매우 깊기 때문에 구조물의 하중을 지지층에 전달하기 위하여 PHC 파일의 길이가 길어지게 된다.

그러나 현재 생산되고 있는 PHC 파일의 최대길이가 지지층 깊이보다 짧게 이루어질 수 밖에 없어 파일 연결구를 이용하여 다수의 PHC 파일을 연결해서 사용하는 것이 불가피하다.

초기의 파일 연결구는 상·하부 PHC 파일의 연결에 용접 고정되는 방식으로 제공되었으나, 용접에 의한 PHC 파일 연결방식은 작업성이 기후조건에 크게 영향을 받아서 바람이 불거나 비가 내리는 경우에는 용접이음이 어렵고 품질도 양호하지 못하며, 작업시간이 길어서 용접이음이 진행되는 오랜 시간동안 PHC 파일을 시공하는 고가의 시공장비가 작업을 중단하고 대기하여야 하므로 시공장비의 효율 저하와 공사기간 증가로 인해 공사비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 용접방식으로 PHC 파일을 연결하기 위해서는 파일을 생산할 때부터 PHC 파일의 두부 또는 선단부에 금속 단판을 설치해야 하므로 현장에 PHC 파일을 원활하게 공급하기 위해서는 파일의 길이와 연결여부에 따라 여러 종류의 PHC 파일을 제작해서 재고로 확보하고 있어야 하기 때문에 PHC 파일의 재고 관리에 많은 비용이 투입되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, "고강도 중공 콘크리트 파일의 연결구조 및 연결시공방법"(한국 등록특허공보 제10-1460562호, 특허문헌 1)에는 파일 연결구의 상부원판과 하부원판에 각각 PHC 파일의 선단부에 볼트 체결을 위한 홀 가공을 하여 볼트를 이용하여 PHC 파일과 파일 연결구를 연결하는 방식이 공개되어 있다.

그런데, 특허문헌 1에서는 볼트체결홀 직 상부 공간 부족으로 인해 전동 렌치의 사용이 불가능하고 수동렌치만을 사용하기 때문에 작업성이 떨어지고, 볼트를 견고하게 체결하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.

또다른 기술로, "상하 체결형 파일 이음장치 및 이를 이용한 파일 시공방법"(한국 등록특허공보 제10-1535863호, 특허문헌 2), "PHC 파일 연결장치 및 그 제조방법"(한국 공개특허공보 제10-2018-0007293호, 특허문헌 3)에는 상부의 파일과 볼트 체결되는 상부원판과 하부의 파일과 볼트 체결되는 하부원판의 볼트공이 평면상에서 서로 어긋나도록 배치됨으로써 어느 하나의 원판은 파일과의 볼트 체결은 전동렌치를 이용한 조립이 가능하도록 하여 특허문헌 1에 비해 개선이 이루어졌다.

특허문헌 3에는 양측의 파일에 볼트 체결되기 위한 홀이 상부원판과 하부원판에 수직으로 동일선상에 위치한 구성과, 엇갈려 배치된 구성이 모두 공개되어 있다.

구체적으로 도 7은 D450 규격의 PHC 파일에 전동렌치 삽입을 위한 작업공과 표준 볼트공이 배치된 상태로, 볼트 수요는 9개로 적용되어 있다.

도면에서 기호 'd'는 수동 렌치를 설치하여 돌릴 수 있는 '공구작동각'이라 지칭한다.

도 7과 같이 D450 규격의 파일에 표준 볼트를 9개 설치하는 구성의 경우 특허문헌 3과 같은 구조의 리브를 사용한 경우 하부 파일 조립용 작업공과, 상부 파일 조립용 볼트공이 동일축선에 위치할 때, 상부 파일 조립용 볼트공에 수동렌치를 설치하여 수동렌치를 돌릴 수 있는 공구작동각은 양 75도 정도가 된다.

즉, 수동렌치를 돌릴 수 있는 충분한 각도에 도달하지 못하게 된다.

더 나아가, 작업공과 볼트공이 수직으로 동일 위치에 위치하는 구성의 경우 일측 파일과 전동렌치를 이용하여 체결한 이후에는 전동렌치 단부측이 삽입되었던 작업구멍을 특허문헌 3에 도시된 체결안내부재를 이용하여 홀 크기를 줄여주는 가조립을 실시해야만 하므로, 부품 수요가 증대하고, 체결안내부재의 가조립을 실시해야 하므로 공사비 증가, 조립성 저하 등의 치명적 문제점이 있다.

따라서, 작업공과 볼트공은 특허문헌 3에도 일부 도시되어 있듯이 서로 엇갈려 배치되는 것이 작업 편의성을 높일 수 있다.

이처럼 작업공과 볼트공이 수직으로 서로 엇갈려 배치하는 경우에는 필히 전동렌치의 삽입을 위한 안내공들의 사이에는 수동렌치를 사용하여 파일에 볼트 체결을 위한 홀이 형성되게 된다.

즉, 작업을 위한 큰 구멍의 홀과, 파일과 체결되기 위한 볼트공이 반복적으로 형성되게 된다.

그런데, PHC 파일의 직경 대비 최대한의 볼트 체결을 하게 되는 경우 볼트의 규격이 정해져 있는 관계로 이처럼 작업공과 볼트공이 번갈아 배치되는 경우 실제 수동렌치를 위한 볼트 체결 작업시 수동렌치를 돌리기 위한 충분한 각도가 생기지 않게 되는 문제점이 있다.

도 7과 같은 구조에서는 아예 수동렌치의 삽입 공간 자체가 발생하지 않게 된다.

도 8의 경우 보강리브의 구조를 "T"자형으로 형성하고 격벽을 향하는 벽체부가 연속된 작업공과 볼트공 사이에서 PHC 파일 중심을 향하도록 배치하는 경우이다.

그런데, 이 경우도 D450 규격 파일에 볼트 9개를 시공하는 것을 전제로 하였을 때 수동렌치를 사용할 공간 자체가 발생하지 않게 된다.

도 9는 격벽의 위치를 작업공으로 최대한 붙여 형성한 경우를 도시하였는데, 이 경우 수동렌치의 소켓을 볼트머리에 끼울 공간은 형성되나, 공구작동각(d)이 여전히 도 7과 같이 75도 내외에 불가하다.

특히, 이 과정에서 파일에 선조립되어 있던 볼트머리 부분과 렌치의 축이 맞닿는 위치가 발생할 수 있게 되외 실제 공구작동각은 75도에 미치지 못하게 되는 문제점이 있다.

이상, 살펴본 바와 같이 파일 연결구는 두 파일을 최대한 일체화시키는 역할을 하고 강도 전달이 완벽히 이루어져야 하며, 연결부위에서의 항복이나 굴절 등을 억제하기 위해서는 볼트의 사용 갯수는 최대화되어야 하고, 보강리브 역시 그 사용 갯수가 최대화되어야 한다.

종래에 제시되어 있는 특허문헌들을 살펴볼 때, 일측 조립은 전동렌치로, 타측 조립은 수동렌치로 하여 작업자의 작업 간편성을 높이고자 하였으나, 이 경우 볼트의 갯수, 보강리브의 사용량을 최대화시키지 못하게 되며, 이를 시도할 경우 수동렌치의 공구작동각이 작아져 작업성이 저하되는 문제가 있었다.

따라서, 볼트 사용 갯수를 최대화하고, 보강리브의 설치 면적 역시 최대화하면서도 수동렌치 사용시의 공구작동각을 최대화하여 작업성까지 높일 수 있는 파일연결구의 개발이 필요하다 할 것이다.

KR 10-1460562 (2014.11.05) KR 10-1535863 (2015.07.06) KR 10-2018-0007293 (2018.01.22)

본 발명의 공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 일측 PHC 파일에 전동렌치를 이용하여 파일 연결구를 볼트 조립하고, 타측 PHC 파일은 수동렌치를 이용하여 수작업으로 파일 연결구를 볼트 조립하되, 볼트 갯수 및 격벽 면적을 최대화하면서 충분한 수동렌치의 공구작동각이 형성되도록 함으로써 구조적 안정성과 작업 편의성을 모두 만족시킬 수 있는 파일 연결구와, PHC 파일의 조립 방법을 제공하려는 것이다.

보다 구체적으로, 보강리브와 연결되는 제1벽체부를 파일 연결구 중심으로부터 벗어나게 경사지게 하면서 평면상에서 작업공과 일정 지점이 접하도록 구성하는 한편, 제2벽체부는 제1벽체부의 중간 지점과 만나도록 하면서 작업공 측으로 돌출된 부분의 길이를 반대편보다 길게 형성하면서 역시 작업공과 평면상에서 접하도록 구성함으로써 수동렌치를 사용할 수 있는 공간은 물론 수동렌치를 이용한 공구작동각을 최대화하여 수동렌치의 작업성까지 향상될 수 있게 하려는 것이다.

또는 보강리브를 작업공을 감싸는 "C" 형상으로 형성하여 수동렌치의 작업성을 향상시킴은 물론, 자동렌치의 삽입 가이드가 가능하도록 하여 자동렌치의 사용 정확도까지 향상시킬 수 있게 하려는 것이다.

더불어, 볼트보호유닛을 이용하여 전동렌치 및 수동렌치를 이용한 볼트 조립이 완료된 후 볼트보호유닛을 이용하여 볼트를 외부로부터 보호하여 볼트의 부식, 외력에 의한 볼트 풀림을 원천적으로 방지하려는 것이다.

본 발명의 공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 볼트조립공이 단부에 형성되어 있는 두 파일에 양단이 볼트를 통해 상기 볼트조립공에 체결되어 두 파일을 연결하는 파일 연결구에 있어서, 일측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 일측볼트관통홀(11)이 방사상으로 형성되어 있고, 중공 형태를 이루는 일측원판(10)과; 타측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 타측볼트관통홀(21)이 방사상으로 형성되어 있고, 상기 타측볼트관통홀(21)의 사이에 상기 볼트조립공보다 내경이 크게 이루어져 전동렌치(3)의 단부 또는 단부에 연결된 소켓(3a)가 끼워질 정도인 작업공(22)이 형성되어 있으며, 상기 작업공(22)은 일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 수직으로 동일축선을 이루는 타측원판(20)과; 상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 내주면에 고정되어 내주면 벽체를 형성하는 벽체형성판(30)과; 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 외주면 측에서 내주면 측을 향해 일직선을 이루되 내측 단부가 상기 벽체형성판(30)에 고정되되 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 중심으로부터 벗어난 위치를 향해 형성되어 경사진 형태를 이루도록 방사상으로 배치되어 있고, 상단과 하단이 각각 일측원판(10) 및 타측원판(20)에 고정되어 있되, 일측 벽면은 평면상에서 상기 작업공(33) 외주면과 접하도록 이루어져 있는 제1벽체부(41)와, 상기 제1벽체부(41)의 외곽측 단부가 중간 일측에 일체로 연결되어 있으며, 외주면은 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 곡률과 동일 곡률을 이루되, 상기 제1벽체부(41)와 만나는 지점을 기준으로 작업공(22)을 향해 돌출된 작업공측돌출부(42a)와 작업공(22) 반대편을 향해 돌출된 볼트공측돌출부(42b)로 구분되며, 작업공측돌출부(42a)는 단부가 평면상에서 상기 작업공(22)과 접하도록 이루어져 있고, 볼트공측돌출부(42b)의 길이는 작업공측돌출부(42a)의 길이보다 짧게 이루어져 있는 제2벽체부(42)로 구성되어 있는 보강리브(40);를 포함하여 구성된다.

상기한 구성에 있어서, 상기 일측원판(10)에는 상기 일측볼트관통홀(11)들의 사이에 상기 타측원판(20)의 작업공(22)과 동일한 크기의 보조작업공(12)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 외경은 450mm로 이루어져 있고, 상기 작업공(22)과 타측볼트관통홀(21)은 9개씩으로 이루어져 있으며, 상기 작업공측돌출부(42a)의 길이는 24 ~ 28mm로 이루어져 있고, 볼트공측돌출부(42b)의 길이는 10 ~ 14mm로 이루어져 있으며, 상기 타측볼트관통홀(21)은 12.5 ~ 14.5mm로 이루어져 있고, 상기 제1벽체부(41) 및 제2벽체부(42)의 두께는 7 ~ 9mm인 것을 특징으로 한다.

또는, 일측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 일측볼트관통홀(11)이 방사상으로 형성되어 있고, 중공 형태를 이루는 일측원판(10)과; 타측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 타측볼트관통홀(21)이 방사상으로 형성되어 있고, 상기 타측볼트관통홀(21)의 사이에 상기 볼트조립공보다 내경이 크게 이루어져 전동렌치(3)의 단부 또는 단부에 연결된 소켓(3a)가 끼워질 정도인 작업공(22)이 형성되어 있으며, 상기 작업공(22)은 일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 수직으로 동일축선을 이루는 타측원판(20)과; 상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 내주면에 고정되어 내주면 벽체를 형성하는 벽체형성판(30)과; 상부와 하부 단부가 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)에 고정되어 있되, 평면상에서 내주면이 상기 작업공(22) 내주면과 동일한 면을 이루는 라운드진 형태의 "C"자 형상을 이루고, 내측 단부는 상기 벽체형성판(30)에 고정되는 보강리브(40a);를 포함하여 구성된다.

본 발명의 PHC 파일의 조립 방법은, 상기 파일 연결구를 준비하는 단계와; 상부에 상기 볼트 머리가 끼워지는 볼트머리삽입홈이 형성되어 있고, 외주면에 나사산이 형성되어 상기 일측볼트관통홀(11) 및 타측볼트관통홀(21)에 체결된 볼트(5)의 머리가 내측으로 끼워지는 플라스틱 재질의 머리수용부재와(51)와; 내주면에 나사산이 형성되어 있어 상기 머리수용부재(51)와 나사결합되며, 외주면은 상기 작업공(22) 및 보조작업공(12)의 단부에 끼워지는 플라스틱 재질의 작업공끼움부재(52);로 구성된 볼트보호유닛(50)을 준비하는 단계와; 일측 파일을 지면에 수평하게 위치시킨 상태에서 상기 파일 연결구의 일측원판의 일측볼트관통홀(11)과 파일의 볼트조립공을 일치시킨 상태에서 일측볼트관통홀(11)과 일직선을 이루는 작업공(22)을 이용하여 전동렌치(3)로 볼트(5)를 체결하는 단계와; 상기 파일연결구가 체결된 일측 파일을 지면에 수직하게 위치시킨 상태에서 타측 파일을 일직선이 되도록 위치시킨 상태에서 타측 파일의 볼트조립공과 파일 연결구의 타측원판(20)에 위치한 타측볼트관통홀(21)을 위치시킨 상태에서 보강리브(40) 사이의 공간을 통해 수동렌치(4)를 이용하여 볼트(5)로 타측볼트관통홀(21)을 통해 타측 파일에 체결하는 단계와; 상기 볼트보호유닛(50)의 머리수용부재(51)와 작업공끼움부재(52)를 나사결합하되, 나사산을 조여 머리수용부재(51)와 작업공끼움부재(52) 양단 사이의 거리가 최소화되도록 가조립한 후, 타측볼트관통홀(21) 및 일측볼트관통홀(11)을 통해 돌출된 볼트(5)의 머리에 상기 머리수용부재(51)의 볼트머리삽입홈(51a)을 끼운 후 작업공끼움부재(52)를 반대 방향으로 회전시켜 작업공끼움부재(52)의 단부가 작업공(22) 및 보조작업공(12) 단부의 파일 표면에 밀착되도록 하는 유닛체결단계;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의해, 일측 PHC 파일에 전동렌치를 이용하여 파일 연결구를 볼트 조립하고, 타측 PHC 파일은 수동렌치를 이용하여 수작업으로 파일 연결구를 볼트 조립하되, 볼트 갯수 및 격벽 면적을 최대화하면서 충분한 수동렌치의 공구작동각이 형성되도록 함으로써 구조적 안정성과 작업 편의성을 모두 만족시킬 수 있는 파일 연결구와, PHC 파일의 조립 방법이 제공된다.

보다 구체적으로, 보강리브와 연결되는 제1벽체부를 파일 연결구 중심으로부터 벗어나게 경사지게 하면서 평면상에서 작업공과 일정 지점이 접하도록 구성하는 한편, 제2벽체부는 제1벽체부의 중간 지점과 만나도록 하면서 작업공 측으로 돌출된 부분의 길이를 반대편보다 길게 형성하면서 역시 작업공과 평면상에서 접하도록 구성함으로써 수동렌치를 사용할 수 있는 공간은 물론 수동렌치를 이용한 공구작동각을 최대화하여 수동렌치의 작업성까지 향상될 수 있게 된다.

또는 보강리브를 작업공을 감싸는 "C" 형상으로 형성하여 수동렌치의 작업성을 향상시킴은 물론, 자동렌치의 삽입 가이드가 가능하도록 하여 자동렌치의 사용 정확도까지 향상시킬 수 있게 된다.

더불어, 볼트보호유닛을 이용하여 전동렌치 및 수동렌치를 이용한 볼트 조립이 완료된 후 볼트보호유닛을 이용하여 볼트를 외부로부터 보호하여 볼트의 부식, 외력에 의한 볼트 풀림을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구의 일 예를 나타낸 사시도 및 평단면도.
도 2는 본 발명의 파일 연결구의 또다른 예를 나타낸 부분절단 사시도.
도 3 내지 6은 본 발명의 PHC 파일의 조립 방법을 나타낸 사시도.
도 7은 특허문헌 3에 도시된 파일연결구를 D450 파일에, 표준 볼트 9개를 적용하였을 때의 공구작동각 및 공구사용 가능 여부를 나타낸 평단면 개략도.
도 8은 "T"자형 보강리브를 이용하여 도 7과 동일 조건으로 수동렌치 사용 가능 여부를 나타낸 평단면 개략도.
도 9는 도 8의 구성에서 보강리브의 위치를 작업공에 최대한 근접시킨 상태에서의 공구작동각을 나타낸 평단면 개략도.
도 10은 본 발명의 파일 연결구의 또다른 예를 나타낸 평단면도.
도 11은 본 발명에서 볼트보호유닛이 구비된 예를 나타낸 단면도 및 분해사시도.

본 발명은 볼트조립공(1a, 2a)이 단부에 형성되어 있는 두 파일(l, 2)에 양단이 볼트(5)를 통해 상기 볼트조립공(1a, 2a)에 체결되어 두 파일을 연결하는 파일 연결구에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구 및 이를 이용한 PHC 파일의 조립 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 파일 연결구는 크게 일측원판(10), 타측원판(20), 벽체형성판(30) 및 보강리브(40)를 포함하여 구성되어 있다.

본 발명의 구성요소인 일측원판(10)은 도 1, 3, 4에 도시되어 있는 바와 같이 일측 파일(1)의 볼트조립공(1a)과 동일 축선을 이루는 다수 개의 일측볼트관통홀(11)이 방사상으로 형성되어 있고, 내부가 빈 중공 형태를 이루는 원판 형상을 취한다.

이때, 일측볼트관통홀(11)은 볼트조립공(1a)과 동일 내경의 원형 단면 형상을 취할 수도 있다.

또, 시공 용이성을 위해 중간에 직선 변이 구비되어 중심을 향한 길이가 반대편에 비해 길어지는 슬롯 형태로 이루어질 수도 있다.

또, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상기 일측원판(10)에는 상기 일측볼트관통홀(11)들의 사이에 타측원판(20)의 하기 작업공(22)과 동일한 크기의 보조작업공(12)이 형성될 수 있다.

보조작업공(12)이 형성될 경우 본 발명의 파일 연결구가 상하로 동일하게 홀들이 배치되어 있는 형태가 되므로 작업자의 작업에 양면 구분할 필요 없이 편리하게 작업이 이루어질 수 있다.

더 나아가, 후술하는 볼트보호유닛(50)을 체결함으로써 볼트(5)들을 보호할 수도 있게 된다.

본 발명의 구성요소인 타측원판(20)은 상기 일측원판(10)과 일정 거리 이격되며, 동일한 중심축상에 위치하고, 일측원판(10)과 동일한 원형의 형태를 취한다.

일측원판(10)과 타측원판(20)은 종래의 파일연결구와 마찬가지로 PHC 파일 외경과 동일한 크기로 이루어짐이 바람직하다.

이러한 타측원판(20)은 도 5, 6에 도시된 타측 파일(2)의 볼트조립공(2a)과 동일 축선을 이루는 다수 개의 타측볼트관통홀(21)이 방사상으로 형성되어 있다.

타측볼트관통홀(21)은 일측볼트관통홀(11)과 동일한 형상을 취한다.

더불어, 상기 타측볼트관통홀(21)의 사이에는 상기 볼트조립공(2a)보다 내경이 크게 이루어져 전동렌치(3)의 단부 또는 단부에 연결된 소켓(3a)이 끼워질 정도인 작업공(22)이 형성되어 있다.

이러한 구성에서 도 1, 2에 나타나 있는 바와 같이 상기 작업공(22)은 일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 수직으로 동일축선을 이룬다.

이는 일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 타측원판(20)의 타측볼트관통홀(21)이 평면상에서 서로 엇갈려 배치하는 것을 의미하기도 한다.

일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 타측원판(20)의 타측볼트관통홀(21)에는 각각 와셔설치홈(11a, 21a)가 도 2에 도시된 바와 같이 형성될 수 있으며, 도 6에 도시된 와셔(6)가 와셔설치홈(11a, 21a)에 끼워진 채 볼트결합된다.

본 발명의 구성요소인 벽체형성판(30)은 얇은 원통형 금속으로 이루어져 상부와 하부 둘레가 상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 내주면에 용접 등의 방식으로 고정되어 내주면 벽체를 형성한다.

본 발명의 구성요소인 보강리브(40)는 본 발명에서 매우 주요한 구성으로 도 1 내지 6은 일 실시예가, 도 10에는 또다른 실시예가 도시되어 있다.

먼저 일 실시예를 설명하면, 일 실시예는 제1벽체부(41)와 제2벽체부(42)로 이루어져 있으며, 제1벽체부(41)와 제2벽체부(42)는 주물 성형 방식 또는 용접 방식으로 서로 일체를 이룬다.

제1벽체부(41)는 다수 개가 파일 연결구 중심을 기준으로 방사상으로 배치되는데, 일측은 상기 벽체형성판(30) 외주면에 맞닿아 용접 등의 방식으로 고정되며, 타측 단부는 제2벽체부(42)의 중간 지점에 일체로 연결된다.

이러한 제1벽체부(41)는 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 외주면 측에서 내주면 측을 향해 일직선을 이루는 데, 그 방향이 파일 연결구의 중심이 아니라, 중심으로부터 벗어난 위치를 향하도록 형성되어 있다.

즉, 중심을 향한 가상선을 기준으로 할 때 외곽측으로 치우진 경사진 형태를 이룬다.

더불어, 제1벽체부(41)의 상단과 하단은 각각 일측원판(10) 및 타측원판(20)에 고정되어 있다.

이때, 제1벽체부(41)는 도 1의 (B)에 도시되어 있는 바와 같이 평면상에서 일측 벽면이 상기 작업공(33) 외주면과 접하도록 이루어져 있다.

이러한 구성은 제1벽체부(41)를 경사지게 형성하면서 최대한 작업공(33) 측으로 치우쳐지게 하여 수동렌치(4)를 이용한 공구작동각(d)을 최대화하는 역할을 하게 된다.

더 나아가, 볼트보호유닛(50)을 이용하여 파일 조립을 할 때, 볼트보호유닛(50)의 일측 외주면이 제1벽체부(41)에 의해 지지될 수 있어 플라스특으로 제조되는 볼트볼호유닛(50)이 변형되는 것을 방지해 줄 수도 있게 된다.

제2벽체부(42)는 상기 제1벽체부(41)의 외곽측 단부가 중간 일측에 일체로 연결되어 있으며, 외주면은 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 곡률과 동일 곡률을 이룬다.

제2벽체부(42) 역시 상단과 하단이 각각 일측원판(10) 및 타측원판(20)에 용접 등의 방식으로 고정되어 있다.

이때, 제2벽체부(42)가 상기 제1벽체부(41)와 만나는 지점을 기준으로 작업공(22)을 향해 돌출된 작업공측돌출부(42a)와 작업공(22) 반대편을 향해 돌출된 볼트공측돌출부(42b)로 구분되는데, 도 1의 (B)에 도시되어 있는 바와 같이 작업공측돌출부(42a)는 단부가 평면상에서 상기 작업공(22)과 접하도록 이루어져 있고, 볼트공측돌출부(42b)의 길이는 작업공측돌출부(42a)의 길이보다 짧게 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

또, 작업공측돌출부(42a)는 단부가 제2벽체부(42)가 평면상에서 작업공(22)과 접하는 위치가 되도록 하여 수동렌치(4)를 돌려 반대편 위치가 될 때의 공구작동각(d)이 최대화되도록 해준다.

또, 볼트공측돌출부(42b)는 작업공측돌출부(42a)에 비해 짧게 이루어져 있어 수동렌치(4)를 돌릴 때의 공구작동각(d)이 최대화되도록 해준다.

또한, 작업공측돌출부(42a)는 단부가 평면상에서 상기 작업공(22)과 접하는 구성은 전술한 것처럼 볼트보호유닛(50)을 지지해주는 역할을 해주게 되기도 한다.

도 1 내지 도 6의 실시예에서 파일(1,2)는 D450 규격 즉, 외경 450mm로 이루어져 있으며, 이에 따라 상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 외경은 450mm로 이루어져 있는 상태이다.

또, 이때의 상기 작업공(22)과 타측볼트관통홀(21)은 9개씩으로 이루어져 있으며, 상기 작업공측돌출부(42a)의 길이(b)는 24 ~ 28mm로 이루어져 있고, 볼트공측돌출부(42b)의 길이(c)는 10 ~ 14mm로 이루어져 있으며, 상기 타측볼트관통홀(21)은 외경이 12.5 ~ 14.5mm로 이루어져 있고, 상기 제1벽체부(41) 및 제2벽체부(42)의 두께는 7 ~ 9mm의 범위로 이루어져 있다.

이 상태에서 도 1의 (B)에 도시되어 있는 바와 같이 제1벽체부(41)가 중심을 향하는 가상의 선과 이루는 각도(a)는 대략 6 ~7도 정도를 이루게 되며, 일반적인 수동렌치(4)의 소켓(4a)은 제1벽체부(41)와 접촉하지 않는 상태가 되어 소켓(4a)에 볼트 머리(5a)를 끼운 상태로 타측볼트관통홀(21)에 끼워 조작이 가능한 상태를 이룬다.

이는 도 7, 8에 도시된 것과 같이 동일 조건에서 수동렌치(4)의 설치 자체가 불가능한 구성과 차별화된다.

또, 수동렌치(4)를 돌릴 수 있는 공구작동각(d)는 대략 90도 내외가 되는데, 이는 도 9의 각도가 60도 정도에 그치고, 반대편 볼트머리에 의한 불편함이 발생하는 것과 차별화된다.

도 10에 도시되어 있는 보강리브(40a)의 실시예는 수동렌치(4)의 공구작동각(d)을 최대화시키는 구성으로 보강리브(40a)가 평면상에서 내주면이 상기 작업공(22) 내주면과 동일한 면을 이루는 라운드진 형태의 "C"자 형상을 이루고, 내측 단부는 상기 벽체형성판(30)에 고정되는 형태이다.

이러한 형태는 내측 단부는 벽체형성판(30)에 고정되고, 외측 단부는 일측원판(10)이나 타측원판(20)의 외주면 단부와 평면상에서 동일 위치가 되도록 한 것으로, 한쪽은 볼록하게 튀어나고, 반대쪽은 오목함 홈을 형성하게 된다.

이때, 오목한 홈을 형성하는 벽면은 작업공(22)과 동일면을 이루기 때문에 전동렌치(3) 설치시 위치 가이드를 해주는 역할을 하게 되므로 전동렌치(3) 작업 정확도를 높여줄 수 있게 된다.

또, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 도 1 내지 6의 실시예에 비하여 공구작동각(d)이 120도 정도 내외가 되므로 작업자의 작업 편리성이 최대화된다.

상기한 치수 설계 예는 현재 표준 규격으로 제시되는 PHC 파일 및 관련 부품의 규격을 기반으로 한 것인데, 이미 전술한 바와 같이 파일 연결구의 연결 강도 최대화를 위해서는 볼트 갯수를 최대화하고, 보강 리브의 접촉 면적을 최대화할 수 있도록 해야 하는 것은 자명하다 할 것이다.

따라서, 표준 규격의 적용 외에도 상술한 것과 같은 보강리브의 구성을 적용할 경우 수동렌치의 설치 및 공구작동각을 최대화시키면서 구조물의 안정성을 극대화시킬 수 있다 할 것이다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 파일 연결구를 이용하여 파일을 조립하는 방법에 대해 첨부된 도면을 통해 설명하기로 한다.

먼저 상술한 파일 연결구를 준비하는 한편, 별도의 볼트보호유닛(50)을 준비한다.

볼트보호유닛(50)은 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 한 쌍의 머리수용부재(51)와 작업공끼움부재(52)로 이루어지며, 이들은 PP 등과 같은 플라스틱 재질로 이루어진다.

머리수용부재(51)은 도시된 것처럼 볼트머리(5a)가 끼워지는 볼트머리삽입홈(51a)이 형성되어 있으며, 외주면에는 나사산이 형성되어 있다.

더불어, 작업공끼움부재(52)는 상기 나사산과 나사결합되도록 내주면에 나사산이 형성되어 있으며, 외주면은 작업공(22) 및 보조작업공(12) 내경과 동일한 치수의 외경을 이룬다.

그런 다음 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 일측 파일(1)을 지면에 수평하게 위치시킨 상태에서 상기 파일 연결구의 일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 파일의 볼트조립공(1a)을 일치시킨 상태에서 일측볼트관통홀(11)과 일직선을 이루는 작업공(22)을 이용하여 도 4와 같이 전동렌치(3)로 볼트(5)를 체결한다.

이때, 전동렌치(3)의 단부 또는 그 단부에 설치되는 소켓(3a)이 작동공(22)을 통과할 수 있게 되어 전동렌치(3)를 간편하게 사용할 수 있다.

그런 다음 파일 연결구가 체결된 일측 파일(1)을 도 5와 같이 지면에 수직하게 위치시킨 상태에서 타측 파일(2)을 일직선이 되도록 위치시키고, 타측 파일(2)의 볼트조립공(2a)과 파일 연결구의 타측원판(20)에 위치한 타측볼트관통홀(21)을 위치시킨 상태에서 보강리브(40) 사이의 여유 공간을 통해 수동렌치(4)를 이용하여 볼트(5)로 타측볼트관통홀(21)을 통해 타측 파일에 체결한다.

이때의 공구작동각(d)은 도 1의 (B)에 도시되어 있는 바와 같이 90도 내외, 도 10의 경우 120도 내외가 되어 수동렌치(4)를 이용하여 용이하게 볼트(5)를 조일 수 있게 된다.

그런 다음에는 도 11에 도시되어 있는 볼트보호유닛(50)의 머리수용부재(51)와 작업공끼움부재(52)를 나사결합하되, 나사산을 조여 머리수용부재(51)와 작업공끼움부재(52) 양단 사이의 거리가 최소화되도록 가조립한 후, 타측볼트관통홀(21) 및 일측볼트관통홀(11)을 통해 돌출된 볼트(5)의 머리에 상기 머리수용부재(51)의 볼트머리삽입홈(51a)을 끼운 후 작업공끼움부재(52)를 반대 방향으로 회전시켜 작업공끼움부재(52)의 단부가 작업공(22) 및 보조작업공(12) 단부의 파일 표면에 밀착되도록 한다.

이 경우 볼트보호유닛(50)의 상단과 하단이 각각 파일(1,2)과 원판(10,20)들에 밀착되기 때문에 볼트(5)들은 외부로부터 보호될 수 있게 되며, 외력에 의한 회전이 방지되어 풀림을 방지할 수 있게 된다.

더 나아가, 전술한 것처럼 보강리브(40)가 볼트보호유닛(50)과 여러 지점에서 접촉하여 지지하게 되므로 저렴한 플라스틱 사출 제품으로 형성됨에도 불구하고, 안정적으로 볼트를 보호할 수 있게 된다.

1 : 일측 파일 1a : 볼트조립공
2 : 타측 파일 2a : 볼트조립공
3 : 전동렌치 3a : 소켓
4 : 수동렌치 4a : 소켓
5 : 볼트 5a : 볼트머리
6 : 와셔 10 : 일측원판
11 : 일측볼트관통홀 11a : 와셔설치홈
12 : 보조작업공 20 : 타측원판
21 : 타측볼트관통홀 21a : 와셔설치홈
22 : 작업공
30 : 벽체형성판 40, 40a : 보강리브
41 : 제1벽체부 42 : 제2벽체부
42a : 작업공측돌출부 42b : 볼트공측돌출부
50 : 볼트보호유닛 51 : 머리수용부재
51a : 볼트머리수용홈 52 : 작업공끼움부재
a : 제1벽체부의 경사각 b : 작업공측돌출부의 길이
c : 볼트공측돌출부의 길이 d : 공구작동각

Claims (5)

1. 볼트조립공이 단부에 형성되어 있는 두 파일에 양단이 볼트를 통해 상기 볼트조립공에 체결되어 두 파일을 연결하는 파일 연결구에 있어서,
   일측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 일측볼트관통홀(11)이 방사상으로 형성되어 있고, 중공 형태를 이루는 일측원판(10)과;
   타측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 타측볼트관통홀(21)이 방사상으로 형성되어 있고, 상기 타측볼트관통홀(21)의 사이에 상기 볼트조립공보다 내경이 크게 이루어져 전동렌치(3)의 단부 또는 단부에 연결된 소켓(3a)가 끼워질 정도인 작업공(22)이 형성되어 있으며, 상기 작업공(22)은 일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 수직으로 동일축선을 이루는 타측원판(20)과;
   상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 내주면에 고정되어 내주면 벽체를 형성하는 벽체형성판(30)과;
   상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 외주면 측에서 내주면 측을 향해 일직선을 이루되 내측 단부가 상기 벽체형성판(30)에 고정되되 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 중심으로부터 벗어난 위치를 향해 형성되어 경사진 형태를 이루도록 방사상으로 배치되어 있고, 상단과 하단이 각각 일측원판(10) 및 타측원판(20)에 고정되어 있되, 일측 벽면은 평면상에서 상기 작업공(33) 외주면과 접하도록 이루어져 있는 제1벽체부(41)와, 상기 제1벽체부(41)의 외곽측 단부가 중간 일측에 일체로 연결되어 있으며, 외주면은 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)의 곡률과 동일 곡률을 이루되, 상기 제1벽체부(41)와 만나는 지점을 기준으로 작업공(22)을 향해 돌출된 작업공측돌출부(42a)와 작업공(22) 반대편을 향해 돌출된 볼트공측돌출부(42b)로 구분되며, 작업공측돌출부(42a)는 단부가 평면상에서 상기 작업공(22)과 접하도록 이루어져 있고, 볼트공측돌출부(42b)의 길이는 작업공측돌출부(42a)의 길이보다 짧게 이루어져 있는 제2벽체부(42)로 구성되어 있는 보강리브(40);를 포함하여 구성된,
   공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 일측원판(10)에는 상기 일측볼트관통홀(11)들의 사이에 상기 타측원판(20)의 작업공(22)과 동일한 크기의 보조작업공(12)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
   공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 외경은 450mm로 이루어져 있고,
   상기 작업공(22)과 타측볼트관통홀(21)은 9개씩으로 이루어져 있으며,
   상기 작업공측돌출부(42a)의 길이는 24 ~ 28mm로 이루어져 있고, 볼트공측돌출부(42b)의 길이는 10 ~ 14mm로 이루어져 있으며,
   상기 타측볼트관통홀(21)은 12.5 ~ 14.5mm로 이루어져 있고,
   상기 제1벽체부(41) 및 제2벽체부(42)의 두께는 7 ~ 9mm인 것을 특징으로 하는,
   공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구.
   
4. 볼트조립공이 단부에 형성되어 있는 두 파일에 양단이 볼트를 통해 상기 볼트조립공에 체결되어 두 파일을 연결하는 파일 연결구에 있어서,
   일측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 일측볼트관통홀(11)이 방사상으로 형성되어 있고, 중공 형태를 이루는 일측원판(10)과;
   타측 파일의 볼트조립공과 동일 축선을 이루는 다수 개의 타측볼트관통홀(21)이 방사상으로 형성되어 있고, 상기 타측볼트관통홀(21)의 사이에 상기 볼트조립공보다 내경이 크게 이루어져 전동렌치(3)의 단부 또는 단부에 연결된 소켓(3a)가 끼워질 정도인 작업공(22)이 형성되어 있으며, 상기 작업공(22)은 일측원판(10)의 일측볼트관통홀(11)과 수직으로 동일축선을 이루는 타측원판(20)과;
   상기 일측원판(10)과 타측원판(20)의 내주면에 고정되어 내주면 벽체를 형성하는 벽체형성판(30)과;
   상부와 하부 단부가 상기 일측원판(10) 및 타측원판(20)에 고정되어 있되, 평면상에서 내주면이 상기 작업공(22) 내주면과 동일한 면을 이루는 라운드진 형태의 "C"자 형상을 이루고, 내측 단부는 상기 벽체형성판(30)에 고정되는 보강리브(40a);를 포함하여 구성된,
   공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구.
   
5. PHC 파일의 조립 방법에 있어서,
   제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 파일 연결구를 준비하는 단계와;
   상부에 상기 볼트 머리가 끼워지는 볼트머리삽입홈이 형성되어 있고, 외주면에 나사산이 형성되어 상기 일측볼트관통홀(11) 및 타측볼트관통홀(21)에 체결된 볼트(5)의 머리가 내측으로 끼워지는 플라스틱 재질의 머리수용부재와(51)와; 내주면에 나사산이 형성되어 있어 상기 머리수용부재(51)와 나사결합되며, 외주면은 상기 작업공(22) 및 보조작업공(12)의 단부에 끼워지는 플라스틱 재질의 작업공끼움부재(52);로 구성된 볼트보호유닛(50)을 준비하는 단계와;
   일측 파일을 지면에 수평하게 위치시킨 상태에서 상기 파일 연결구의 일측원판의 일측볼트관통홀(11)과 파일의 볼트조립공을 일치시킨 상태에서 일측볼트관통홀(11)과 일직선을 이루는 작업공(22)을 이용하여 전동렌치(3)로 볼트(5)를 체결하는 단계와;
   상기 파일연결구가 체결된 일측 파일을 지면에 수직하게 위치시킨 상태에서 타측 파일을 일직선이 되도록 위치시킨 상태에서 타측 파일의 볼트조립공과 파일 연결구의 타측원판(20)에 위치한 타측볼트관통홀(21)을 위치시킨 상태에서 보강리브(40) 사이의 공간을 통해 수동렌치(4)를 이용하여 볼트(5)로 타측볼트관통홀(21)을 통해 타측 파일에 체결하는 단계와;
   상기 볼트보호유닛(50)의 머리수용부재(51)와 작업공끼움부재(52)를 나사결합하되, 나사산을 조여 머리수용부재(51)와 작업공끼움부재(52) 양단 사이의 거리가 최소화되도록 가조립한 후, 타측볼트관통홀(21) 및 일측볼트관통홀(11)을 통해 돌출된 볼트(5)의 머리에 상기 머리수용부재(51)의 볼트머리삽입홈(51a)을 끼운 후 작업공끼움부재(52)를 반대 방향으로 회전시켜 작업공끼움부재(52)의 단부가 작업공(22) 및 보조작업공(12) 단부의 파일 표면에 밀착되도록 하는 유닛체결단계;를 포함하여 구성된,
   공구 작업성이 용이한 PHC 파일 연결구를 이용한 PHC 파일의 조립 방법.

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