KR102096866B1 - 대각재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대각재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가볍고 내부식성이 높은 재질의 자재를 이용하여 내구성과 수명을 높인 대각재에 관한 것이다. 본 발명의 대각재는 길이방향 축의 수직 방향과 수평 방향으로 하중을 지지하는 파이프와, 상기 파이프의 양단에 결합되는 복수의 플랜지 연결부와, 상기 플랜지 연결부에 일체형으로 형성되고 다자유도로 동작가능한 쐐기를 포함하며, 부식이 심한 환경에서 비계의 내구성을 높이고, 경량화 하여 용이하게 사용가능하고, 연결부위에 강성이 높은 재질을 채택하여 비계의 내구성을 높이고 결합부와 파이프간의 각도를 조정할 수 있게 하여 대각재가 어떠한 각도로도 타 부재와 결합 가능하며, 제작방법을 단순화 하고, 연결되는 두 부재간의 마모, 손실 없이 결합을 이루는 효과가 있다.

Description

대각재{Diagonal member}

본 발명은 대각재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가볍고 내부식성이 높은 자재를 이용하여 내구성과 수명을 높인 대각재에 관한 것이다.

건설현장이나 건축 공사현장, 조선소 등의 높은 곳에서 작업자가 안정적으로 일할 수 있도록 설치하는 임시 가설물의 용도로 건설작업용 비계를 설치하는데, 건설작업용 비계를 통해 작업자가 각종 자재를 운반하거나 작업자의 통로 및 작업을 위한 공간을 형성할 수 있다.

비계는 작업자의 안전과 직결되어있는 부재이기 때문에 비계의 기본적인 안정성 확보가 필요하며, 이에 추가로 비계를 경량화 하여 사용에 있어 용이하게 하려는 시도가 다수 있어왔다. 그에 관련된 발명으로 대한민국 등록특허 10-1355372호 "시스템 비계"(이하 선행문헌) 가 있다.

선행문헌의 수평재는 철재 파이프내부에 경량재의 코어를 충전하는 방식으로 경량화 된다. 그러나 철재 내부에 경량재 코어를 삽입하는 방식은 대량생산이 가능한 일반 파이프에 비해 제작 방식이 복잡해진다는 문제가 있다.

또한, 철재를 사용하는 파이프를 기본 베이스로 하는 경우, 바닷가와 같이 철의 부식이 쉬운 환경에서 장시간 사용하는 경우(예를 들어, 발전소 건설 현장 등), 철 부식으로 인해 작업자의 안전을 확보하기 어렵고 잦은 교체가 필요하다는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 10-1355372호 "시스템 비계"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 부재의 주 구성을 기존의 철강재보다 내부식성이 높은 재질을 채택하여 부식이 심한 환경에서 비계의 내구성을 높이는 대각재를 제공함에 있다.

부재의 주 구성을 기존의 철강재보다 비중이 작은 재료를 채택하여 용이하게 사용가능한 대각재를 제공함에 있다.

주 구성의 경량에 따른 내구성 저하를 상쇄하기 위해 타 부재와 결합하는 플랜지 연결부와 쐐기를 강성이 높은 재질을 채택하여 비계의 내구성을 높이는 대각재를 제공함에 있다.

파이프에 구멍을 뚫지 않아도 파이프 연결부와 결합을 이룰 수 있도록 설계하여 보다 안정적인 대각재를 제공함에 있다.

회전 제공 수단을 포함함으로써 결합부와 파이프간의 각도를 조정할 수 있게 하여 대각재가 어떠한 각도로도 타 부재와 결합 가능한 대각재를 제공함에 있다.

파이프와 플랜지 연결부 간 결합을 압착 방식으로 함으로써 제작방법을 단순화 하고, 용접 또는 나사결합과 같이 연결되는 두 부재간의 마모, 손실 없이 결합을 이루는 대각재를 제공함에 있다.

본 발명의 대각재는 길이방향 축의 수직 방향과 수평 방향으로 하중을 지지하며 철강재보다 비중이 낮고, 철강재에 비해 내부식성이 높은 재질로 이루어지는 파이프와, 상기 파이프의 양단에 결합되고, 일단이 상기 파이프의 양단의 내부에 끼워지고, 타단이 판(plane)으로 형성되는 삽입부, 일단이 상기 삽입부의 타단과 연결되고 타단이 타 부재와 결합하는 결합부를 포함하고, 상기 결합부는 타단에 상기 쐐기가 끼워지는 쐐기홀을 포함하며, 상기 삽입부의 각각의 외면 둘레를 따라 체결홈이 형성되고, 상기 파이프의 단부가 압착되어 상기 체결홈에 압입되어 체결되는 것을 특징으로 하는 복수의 플랜지 연결부와, 상기 플랜지 연결부에 일체형으로 형성되고 다자유도로 동작 가능하며 상기 파이프의 재질에 비해 강도가 높은 재질로 이루어지는 쐐기를 포함하고 상기 플랜지 연결부는 상기 쐐기의 재질과 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 결합부는 일단에 회전 제공 수단을 포함하고, 상기 회전 제공 수단의 회전축은 상기 결합부와 상기 삽입부의 연결축과 일치하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전 제공 수단은 나사결합이고 결합되는 나사의 축이 상기 회전 제공 수단의 회전축인 것을 특징으로 한다.

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상기 체결홈은 1개 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 대각재의 제작방법은 상기 삽입부와 상기 결합부 사이를 상기 회전 제공 수단으로 연결하여 상기 결합부가 회전 가능하도록 하는 플랜지 연결부 조립 단계, 상기 파이프의 양단부에 상기 플랜지 연결부를 끼우는 파이프-플랜지 연결부 조립 단계, 상기 플랜지 연결부가 상기 파이프에 끼워진 부분을 압착하여 상기 파이프가 상기 체결홈에 압입되는 압착 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 압착 단계에서 상기 파이프의 단부에 돌출이 형성된 돌출지그가 위치되고, 상기 돌출지그의 돌출의 곡률반경이 상기 체결홈의 곡률보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 압착 단계에서 상기 파이프의 상부 또는 하부 중 어느 하나에 상기 돌출지그를 설치하고 상기 돌출지그가 설치된 반대 편에는 상기 파이프가 고정되며, 표면이 평편한 지그를 설치하여, 상기 플랜지 연결부와 상기 플랜지 연결부가 끼워진 상기 파이프를 회전시켜 가며 2회 이상 압착 공정을 시행하는 것을 특징으로 한다.

상기 압착 단계에서 상기 파이프의 상부 그리고 하부에 상기 돌출지그를 설치하여 상기 플랜지 연결부가 끼워진 상기 파이프를 1회 압착하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 대각재는 부재의 주 구성을 기존의 철강재보다 내부식성이 높은 재질을 채택하여 부식이 심한 환경에서 비계의 내구성을 높이는 효과가 있다.

부재의 주 구성을 기존의 철강재보다 비중이 작은 재료를 채택하여 용이하게 사용가능한 효과가 있다.

주 구성의 경량에 따른 내구성 저하를 상쇄하기 위해 타 부재와 결합하는 플랜지 연결부와 쐐기를 강성이 높은 재질을 채택하여 비계의 내구성을 높이는 효과가 있다.

파이프에 구멍을 뚫지 않아도 파이프 연결부와 결합을 이룰 수 있도록 설계하여 보다 안정적인 결합을 제공하는 효과가 있다.

회전 제공 수단을 포함함으로써 결합부와 파이프간의 각도를 조정할 수 있게 하여 대각재가 어떠한 각도로도 타 부재와 결합 가능한 효과가 있다.

파이프와 플랜지 연결부 간 결합을 압착 방식으로 함으로써 제작방법을 단순화 하고, 연결되는 두 부재간의 마모, 손실 없이 결합을 이루는 효과가 있다.

도 1은 종래기술의 제 1 실시 예에 의한 시스템 비계의 수평재에 대한 사시도 및 그 요부확대단면도이다.
도 2는 본 발명의 전체 사시도이다.
도 3은 본 발명의 플랜지 연결부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 회전 제공 수단의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 파이프와 플랜지 연결부의 제 1 실시 예에 따른 체결을 나타낸 부분사시도이다.
도 6은 본 발명의 파이프와 플랜지 연결부의 제 1 실시 예에 따른 체결에 대한 대각재의 제작방법의 제 1 실시 예를 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 파이프와 플랜지 연결부의 제 1 실시 예에 따른 체결에 대한 대각재의 제작방법의 제 2 실시 예를 도시한 개념도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

이하로, 도 2를 참조하여 대각재(1000)의 전체적인 구성에 대해 설명한다.

본 발명에서 제안하는 대각재(1000)는 길이방향 축의 수직 방향과 수평방향으로 하중을 지지하는 파이프(100), 파이프(100)의 양단에 결합되는 복수의 플랜지 연결부(200), 플랜지 연결부(200)에 일체형으로 형성되고 다자유도로 동작가능한 쐐기(300)를 포함할 수 있다.이러한 구성을 포함함으로써, 길이방향 축의 수직 방향과 수평방향으로 하중을 지지할 수 있는 대각재(1000)를 형성할 수 있으며, 파이프(100)에 구멍을 뚫지 않아도 파이프(100)와 플랜지 연결부(200)간의 결합을 이룰 수 있어 보다 안정적인 수평재(1000)를 제공함에 있다.

이하로, 도 3 내지 도 4를 참조하여 플랜지 연결부(200)의 구성에 대해 설명한다.

플랜지 연결부(200)는 일단이 파이프(100)의 양단 내부에 끼워지고, 타단이 판(plane)으로 형성되는 삽입부(210)와, 일단이 삽입부(210)의 타단과 연결되고 타단이 타 부재와 결합되는 결합부(220)를 포함하고, 결합부(220)는 타단에 쐐기(300)가 끼워지는 쐐기홀(221)을 포함할 수 있다. 이 때 쐐기홀(221)에 끼워진 쐐기(300)는 다자유도로 움직일 수 있으며 쐐기홀(221)과 분리되지 않도록 하단부에 쐐기홀(221)에 걸릴 수 있는 돌출이 형성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 플랜지 연결부(200)는 파이프(100) 양단에 끼워질 수 있으며, 대각재(1000)는 타 부재와 결합될 수 있다.

결합부(220)는 일단에 회전 제공 수단(211)을 포함하고, 회전 제공 수단(211)의 회전축은 결합부(220)와 삽입부(210)의 연결축과 일치하는 것이 바람직하다. 회전제공수단(211)은 결합부(220)와 파이프(100)간의 각도를 조정할 수 있게 하며 대각재가 어떠한 각도로도 타 부재와 결합 가능하도록 하는 효과가 있다. 회전 제공 수단(211)의 실시 예로, 회전 제공 수단(211)은 나사결합일 수 있고 결합되는 이 때 나사의 축은 회전 제공 수단(211)의 회전축인 것이 바람직하다. 이 방식은 나사를 이용하였기 때문에 쐐기홀(221)과 파이프(100)간의 각도를 보다 간단하게 조정할 수 있는 장점이 있다. 회전제공수단(211)은 결합부(220)와 파이프(100)간의 각도를 조정할 수 있게 하며 대각재가 어떠한 각도로도 타 부재와 결합 가능하도록 하는 효과가 있다.

이하로, 수평재의 재질과 그에 따른 결합방식에 대해서 설명하며, 내용의 이해를 돕기 위해 도 5가 참조될 수 있다.

파이프(100)는 기존의 대각재에 비해 본 발명의 대각재(1000)를 경량화하거나 본 발명의 대각재(1000)의 내부식성을 높이기 위해 철강재보다 비중이 작은 자재로 이루어지는 것이 바람직하고, 철강재에 비해 내부식성이 높은 자재로 이루어지는 것이 바람직하다. 그 예로 파이프(100)의 재질로은 알루미늄 합금(alloy)일 수 있다. 파이프(100)의 자재로 알루미늄 합금(alloy)을 사용한다고 가정하였을 때, 대각재(1000)의 무게는 철강재를 사용하였을 때에 비해서 약 70%가량 경량 될 수 있고, 부식의 위험이 있는 해안가에서 건설 작업을 효과적으로 할 수 있어 대각재(1000)의 안전성과 수명을 향상할 수 있다. 그러나 알루미늄 합금(alloy)를 사용할 경우 강(steel)에 비하여 늘어나는 성질 즉, 연성이 높고, 기계적 성질이 낮기 때문에 산업안전보건법에서 요구하는 시스템 비계의 안전 기준 즉, 시스템 비계를 사용함에 있어 국가에서 요구하는 충분한 강도를 만족하기 위해 각 파이프(100)의 연결부위인 플랜지와 쐐기(300)의 재질은 파이프(100)과 다른 재질로 이루어지되, 파이프(100)에 비해 강도가 높은 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 그 예로 철강재를 사용하는 경우가 있을 수 있다.

위 문단에서 설명한 재질 조건을 기본으로, 위에 설명되지 않은 플랜지 연결부(200)의 재질의 종류에 따라 본 명세서에서는 파이프(100)와 플랜지 연결부(200) 간의 결합방식에 있어 다양한 실시 예를 제시하고자 하며, 이하 문단에서는 각 실시 예에 대해 설명한다.

이하로, 플랜지 연결부(200)가 쐐기(300)와 동일한 재질로 이루어지는 경우의 결합 방식에 대해 설명한다.

위의 경우 대각재(1000)와 타 부재 간의 결합이 보다 안정적이라는 장점이 있다.

결합 방식의 제 1 실시 예를 설명하기 위해 도 5를 참조한다. 결합 방식의 제 1 실시 예에서, 플랜지 연결부(200)는 삽입부(210)의 각각의 외면 둘레를 따라 체결홈이 형성되고, 파이프(100)와 플랜지 연결부(200)의 결합 시, 파이프(100)의 단부가 압착되어 상기 체결홈에 압입되어 체결될 수 있다. 이 때 상기 체결홀은 보다 단단한 결합을 이루기 위해 파이프(100)의 길이방향으로 일정 간격 이격되어 다수개 형성 될 수 있다. 결합 방식의 제 1 실시 예는 파이프(100)와 플랜지 연결부(200) 간의 재질적 차이를 극복하기 위한 것으로 제작방법이 단순하며 단단한 결합을 형성 할 수 있다. 또한, 용접 또는 나사결합과 같이 연결되는 두 부재(파이프(100), 플랜지 연결부(200)) 간의 마모, 손실 없이 결합할 수 다.

결합 방식의 제 2 실시 예에 있어서, 삽입부(210)의 일단이 파이프(100)의 일단 내부로 끼워지고, 플랜지 연결부(200)와 파이프(100)는 용접되어 결합할 수 있다. 이는 두 부재(파이프(100), 플랜지 연결부(200))의 결합을 위해 설치되는 추가적인 부재 없이 용이하게 결합을 이룰 수 있는 효과가 있다.

결합방식의 제 3 실시 예에 있어서, 플랜지 연결부(200)의 양측 삽입부(210)에 나사산이 형성되고, 파이프(100)의 양단부에 나사산이 형성되어, 파이프(100)와 플랜지 연결부(200)가 나사결합할 수 있다. 이는 두 부재(파이프(100), 플랜지 연결부(200))의 결합을 위해 설치되는 추가적인 부재 없이 용이하게 결합을 이룰 수 있으며, 조립과 분해를 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

후술할 대각재(1000)의 제작방법은 파이프(100)와 플랜지 연결부(200)간의 결합 방식에 결합 방식의 제 1 실시 예를 채택한 경우에 적용될 수 있는 제작방법이다. 또한, 후술할 제작방법을 통해 양단에 타 부재와 결합 가능한 요소를 포함하는 대각재(1000)를 제작하는 방법 제공하는 바이다.

대각재의 제작방법은,

삽입부(210)와 결합부(220) 사이를 회전 제공 수단(211)으로 연결하여 결합부(220)가 회전 가능하도록 하는 플랜지 연결부 조립 단계, 파이프(100)의 양단부에 플랜지 연결부(200)를 끼우는 파이프-플랜지 연결부 조립 단계, 플랜지 연결부(200)가 파이프(100)에 끼워진 부분을 압착하여 파이프(100)가 상기 체결홈에 압입되는 압착 단계를 포함할 수 있다.

상기 압착 단계에서 상기 파이프의 단부에 돌출이 형성된 돌출지그가 위치되고, 상기 돌출지그의 돌출의 곡률반경이 상기 체결홈의 곡률보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 돌출을 통해 체결홈에 파이프(100)가 용이하게 압입되도록 하기 위함이다.

상기 압착 단계의 제 1 실시 예에 대해 도 6을 참조하여 보다 자세히 설명하자면, 파이프(100)의 상부 또는 하부 중 어느 하나에 돌출지그를 설치하고 돌출지그가 설치된 반대 편에는 파이프(100)가 고정될 수 있으며, 표면이 평편한 지그를 설치하여, 플랜지 연결부(200)와 플랜지 연결부(200)가 끼워진 파이프(100)를 회전시켜 가며 2회 이상 압착 공정을 시행할 수 있다. 이는 돌출지그에 무리를 가하지 않는 선에서 안정적으로 압착 단계를 수행할 수 있는 수평재의 제작방법을 제공하는 효과가 있다.

상기 압착 단계의 제 2 실시 예에 대해 도 7을 참조하여 보다 자세히 설명하자면, 파이프(100)의 상부 그리고 하부에 돌출지그를 설치하여 플랜지 연결부(200)가 끼워진 파이프(100)를 1회 압착할 수 있다. 이는 압착 공정을 1회로 단축하여 효과적으로 압착 단계를 수행할 수 있는 수평재의 제작방법을 제공하는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 하나의 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1000 : 대각재
100 : 파이프
200 : 플랜지 연결부
210 : 삽입부
211 : 회전 제공 수단
220 : 결합부
221 : 쐐기홀
300 : 쐐기

Claims (16)

1. 길이방향 축의 수직 방향과 수평 방향으로 하중을 지지하며 철강재보다 비중이 낮고, 철강재에 비해 내부식성이 높은 재질로 이루어지는 파이프;
   상기 파이프의 양단에 결합되고, 일단이 상기 파이프의 양단의 내부에 끼워지고, 타단이 판(plane)으로 형성되는 삽입부, 일단이 상기 삽입부의 타단과 연결되고 타단이 타 부재와 결합하는 결합부를 포함하고, 상기 결합부는 타단에 상기 쐐기가 끼워지는 쐐기홀을 포함하며, 상기 삽입부의 각각의 외면 둘레를 따라 체결홈이 형성되고, 상기 파이프의 단부가 압착되어 상기 체결홈에 압입되어 체결되는 것을 특징으로 하는 복수의 플랜지 연결부;
   상기 플랜지 연결부에 일체형으로 형성되고 다자유도로 동작 가능하며 상기 파이프의 재질에 비해 강도가 높은 재질로 이루어지는 쐐기;
   를 포함하고, 상기 플랜지 연결부는 상기 쐐기의 재질과 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대각재.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 결합부는,
   일단에 회전 제공 수단을 포함하고, 상기 회전 제공 수단의 회전축은 상기 결합부와 상기 삽입부의 연결축과 일치하는 것을 특징으로 하는 대각재.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 회전 제공 수단은,
   나사결합이고 결합되는 나사의 축이 상기 회전 제공 수단의 회전축인 것을 특징으로 하는 대각재.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 1항에 있어서, 상기 체결홈은,
    1개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 대각재.
    
13. 제 1항의 특징을 갖는 상기 대각재의 제작방법은,
    상기 삽입부와 상기 결합부 사이를 상기 회전 제공 수단으로 연결하여 상기 결합부가 회전 가능하도록 하는 플랜지 연결부 조립 단계,
    상기 파이프의 양단부에 상기 플랜지 연결부를 끼우는 파이프-플랜지 연결부 조립 단계,
    상기 플랜지 연결부가 상기 파이프에 끼워진 부분을 압착하여 상기 파이프가 상기 체결홈에 압입되는 압착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대각재의 제작방법.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 압착 단계에서 상기 파이프의 단부에 돌출이 형성된 돌출지그가 위치되고, 상기 돌출지그의 상기 돌출의 곡률반경이 상기 체결홈의 곡률보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 대각재의 제작방법.
    
15. 제 14항에 있어서,
    상기 압착 단계에서 상기 파이프의 단부에 상기 돌출지그를 설치하고 상기 돌출지그가 설치된 반대편에는 상기 파이프가 지지되되, 표면이 평편한 지그를 설치하여, 상기 플랜지 연결부와 상기 플랜지 연결부가 끼워진 상기 파이프를 회전시켜 가며 2회 이상 압착 공정을 시행하는 것을 특징으로 하는 대각재의 제작방법.
    
16. 제 14항에 있어서,
    상기 압착 단계에서 상기 파이프의 상부 그리고 하부에 상기 돌출지그를 설치하여 상기 플랜지 연결부가 끼워진 상기 파이프를 1회 압착하는 것을 특징으로 하는 대각재의 제작방법.

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