KR102107343B1 - 조립이 용이한 원터치식 철근 커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 쌍의 철근을 연결하는 철근 커플러에 관한 것으로서, 일단부만 연결부에 의해 연결된 복수의 고정편으로 구비된 고정체를 이용하여 누구나 손쉽게 철근 커플러를 조립할 수 있고, 나아가 보다 더 견고하게 한 쌍의 철근을 연결하는 철근 커플러에 대한 것입니다.

Description

조립이 용이한 원터치식 철근 커플러{One-touch rebar coupler for easy assembly}

본 발명은 조립이 용이한 원터치식 철근 커플러에 관한 것이다.

철근 콘크리트 구조물은 일반적으로 철근과 콘크리트 각각의 장단점을 서로 보완한 것이다. 즉, 콘크리트는 인장강도가 낮은데, 인장강도가 매우 뛰어난 철근을 이용함으로써 그와 같은 문제를 보완한 것이다.

철근 콘크리트 구조물을 제조하는 과정에서 철근의 길이를 연장하여야 하는 경우가 종종 발생한다. 충분히 긴 길이의 철근을 제작하는 것에는 큰 문제가 없으나, 제조된 철근을 이송하는 것에 제한이 따르기 때문이다.

따라서 철근 콘크리트 구조물을 제조하는 과정에서는 일정한 길이를 가지는 철근을 서로 연결하여 연장해주는 것이 필수적이다.

철근을 서로 연결하여 연장하는 것에는 다양한 방법이 이용되고 있으며, 예를 들어 두 개의 철근을 서로 겹치게 한 다음 묶어서 연결하는 겹 커플링, 가스 압접커플링, 또는 기계적 커플링 등 여러 가지 방법이 있다. 하지만 겹 커플링은 내구성이 떨어지며, 가스압점 커플링은 가열된 부분은 연결과정에서 열변형이 있어 균열의 원인이 될 수 있다는 문제가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 최근에는 기계적 커플링, 특히 철근 커플러에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

일반적으로 철근 커플러는 원통형의 한쌍의 커플러 본체를 연결부재를 통해 상하로 연결하고, 커플러 본체가 삽입된 철근을 가압고정할 수 있는 복수개의 고정편과, 고정편을 상하로 지지해주는 스프링으로 구성된다. 한 쌍의 철근을 철근 커플러로 연결하기 위해서는 한쌍의 철근을 커플러 본체의 양측으로 삽입하되, 이와 동시에 철근이 각각 복수의 고정편의 중앙을 관통해야 한다. 그런데 고정편은 비교적 작은 조각으로 되어 있고, 커플로 본체 내부에 위치하기 때문에 철근이 복수의 고정편의 중앙을 관통하도록 철근 커플러를 조립하는 것이 쉽지 않다. 결국 철근 커플러의 조립의 어려움이 작업의 지연으로 직결되는 경우가 많다.

따라서 철근이 가압편의 중앙을 쉽게 통과할 수 있어 철근 커플러의 조립이 수워지면서, 동시에 한쌍의 철근을 견고히 연결할 수 있는 구조를 가지는 철근 커플러가 필요한 실정이다.

등록특허공보 제10-2027135호

본 발명의 일 목적은 작업시에 용이하게 한 쌍의 철근을 연결할 수 있도록 결합이 용이한 구조를 가지는 원터치식 철근 커플러를 제공하는 것이다.

보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 목적은 작업자가 손쉽게 철근 커플러를 조립하고, 원활하게 철근 커풀러에 한 쌍의 철근을 삽입할 수 있으며, 나아가 철근 커플러의 커플러 본체를 조립체에 조여준 후에는 한 쌍의 철근이 철근 커플러에 의해 견고히 연결되도록 하는 개선된 구조의 원터치식 철근 커플러를 제공하는 것이다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러는,
철근이 삽입되는 일단으로부터 타단으로 내측의 공간이 넓어지는 원통형의 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체;
상기 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체의 타단에 나사 결합되어 상기 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체를 연결해주며, 중앙부의 내측에 걸림턱이 형성된 원통형의 조립체;
상기 걸림턱에 의해 일단이 지지되어 상기 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체에 각각 수용되는 제1스프링 및 제2스프링; 및
상기 제1스프링 및 제2스프링의 타단에 의해 각각 지지되며, 상기 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체에 각각 수용되는 제1고정체 및 제2고정체;를 포함하고,
상기 제1고정체 및 제2고정체는 철근이 삽입되는 일단과 타단이 개방되어 철근이 삽입될 경우 그 일단과 타단을 관통하도록 형성되며,
상기 제1고정체 및 제2고정체의 외측의 지름은 일단에서 타단으로 갈수록 커지고,
상기 제1고정체 및 제2고정체는 철근이 삽입될 경우 철근의 외주면과 접하는 내주면에 돌기가 형성된 3개 이상의 고정편을 포함하고, 상기 고정편들은 상기 제1고정체 및 상기 제2고정체의 타단만 연결부에 의해 연결되되, 한쌍의 철근을 서로 연결하는 과정에서 상기 제1고정체 및 제2고정체의 외측이 각각 타단에서 일단으로 좁아지는 내측공간을 가지는 상기 제1커플러 본체 및 상기 제2커플러 본체에 의해 가압되면서 상기 연결부가 끊어지며,
상기 연결부는 상기 제1고정체 및 제2고정체의 내주를 연결하는 제1연결부와, 상기 제1고정체 및 제2고정체의 외주를 연결하는 제2연결부를 포함하며,
상기 제1연결부와 상기 제2연결부, 및 양측의 상기 고정편에 의해 형성되는 빈 공간인 고정편밀착공간을 더 포함하고,
상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 철근이 삽입되는 방향에서 서로 다른 높이에 형성되고,
상기 제1고정체 및 제2고정체의 내측의 지름은 일단에서 타단으로 갈수록 작아진다.
일 실시예에 있어서, 상기 연결부가 끊어진 경우 상기 고정편은 상기 철근에 면접촉된다.

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본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러는 복수의 고정편이 일단만이 연결부에 연결된 고정체를 포함하되, 철근 커플러에 의해 한 쌍의 철근을 연결할 때 연결부가 끊어지면서 각각의 고정편이 철근을 가압고정함으로써, 손쉽게 철근 커플러를 조립하고, 원활하게 철근 커플러에 한 쌍의 철근을 삽입할 수 있으며, 나아가 철근 커플러의 커플러 본체를 조립체에 조여준 후에는 한 쌍의 철근이 철근 커플러에 의해 견고히 연결되도록 하는 개선된 구조의 원터치식 철근 커플러를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 개략적 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체에 스프링과 고정체를 수용한 상태로 조립체에 조립한 상태에서 철근이 삽입되는 것을 보여주는 개략적 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 고정체의 개략적 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 고정체의 개략적 저면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 고정체의 개략적 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 고정체가 커플러 본체 내에서 가압되어 연결부가 끊어진 경우의 고정편의 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러에 의해 한쌍의 철근이 견고히 연결된 상태를 보여주는 개략적 단면도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 개략적 분해사시도이며, 도 2는 도 1의 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체에 스프링과 고정체를 수용한 상태로 조립체에 조립한 상태에서 철근이 삽입되는 것을 보여주는 개략적 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 구조와 동작에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러는 한쌍의 철근(1)을 서로 견고하게 연결하기 위한 것이다. 이때 철근(1)은 표면에 돌기가 형성된 이형철근일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러는 한쌍의 철근(1)을 서로 견고하게, 무엇보다 작업자가 손쉽게 연결하기 위하여 커플링 본체(10), 조립체(20), 스프링(30) 및 고정체(40)로 구성된다.

커플링 본체(10)는 한 쌍으로 구성되며, 한 쌍의 커플링 본체를 제1커플링 본체 및 제2커플링 본체라 할 수 있다. 커플링 본체(10)의 일단으로 철근(1)이 삽입된다. 커플링 본체(10)의 타단에는 내측면에 나사가 형성되어 있다. 또한, 커플링 본체(10)의 일단으로부터 타단으로 내측의 공간(11)이 넓어진다. 즉, 지름이 점차 커지도록 경사지게 형성된다.

조립체(20)는 양측의 외주면에 나사가 형성되며, 한쌍의 커플링 본체(10)가 조립체(20)의 양측에 나사결합된다. 조립체(20)의 중간 위치의 외측에는 나사가 형성되어 있지 않으며, 그 대신 작업자가 한쌍의 커플링 본체(10)를 보다 견고하게 조립체(20)에 조립할 수 있도록 너트형태의 외형을 가진다. 조립체(20)의 중간 위치의 내측에는 반경방향으로 내측으로 돌출된 걸림턱(22)을 가진다. 걸림턱은 삽입되는 철근(1)이 조립체(20)의 중간 위치를 넘어가는 것을 방지하고, 후술하는 스프링(30)을 지지하는 역할을 한다.

조립체(20)의 양측의 내측에는 한 쌍의 스프링(30), 즉 제1스프링과 제2스프링이 수용된다. 스프링(30)은 상술한 고정체(40)를 지지하는 역할을 하는데, 이는 철근(1)이 커플링 본체(10)로 삽입되는 과정에서 고정체(40)가 밀려 내려가는 것을 방지하고, 커플링 본체(10)가 고정체(40)를 가압할 수 있도록 하는 역할을 한다.

고정체(40)는 조립체(20)를 기준으로 양측에 배치되어, 제1커플러 본체와 제2커플러 본체에 각각 수용되는 제1고정체와 제2고정체를 구비한다. 고정체(40)는 철근(1)이 삽입되며, 철근(1)이 삽입되는 일단과 타단이 개방되어 철근(1)이 삽입될 경우 그 일단과 타단을 관통하도록 형성된다.

고정체에 대해서는 도 4 내지 6을 참조하여 더욱 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 고정체의 개략적 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 고정체의 개략적 저면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 고정체의 개략적 단면도이다.

고정체(40)의 외측의 지름은 일단에서 타단으로 갈수록 커진다(D₂>D₁). 커플러 본체는 타단에서 일단으로 좁아지는 내측공간을 가지는데, 고정체(40)의 외측의 지름이 일단에서 타단으로 갈수록 커지므로 커플러 본체가 조립체에 조립딜 때에 커플러 본체가 고정체(40)의 외측을 가압하게 된다. 고정체(40)의 타단의 외주를 따라서 가이드링(45)이 돌출되며, 가이드링(45)은 내측에 스프링을 수용한다. 즉, 가이드링(45)에 의해 스프링이 이탈하는 것을 방지하는 것이다.

한편, 고정체(40)는 철근이 삽입될 경우 각각 분리되는 복수의 고정편(40a, 40b, 40c)을 포함한다. 도면에서는 고정편은 제1고정편(40a), 제2고정편(40b), 제3고정편(40c)로 구성되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

복수의 고정편(40a, 40b, 40c)의 내주면에는 돌기(41)가 형성된다. 돌기(41)는 고정편과 철근 사이에 기계적 결합력을 향상시키는 역할을 하며, 특히 철근(1)이 이형철근인 경우에는 엥커링 효과를 유발한다.

복수의 고정편(40a, 40b, 40c)은 고정체(40)의 타측 단부에만 형성된 연결부(42, 43)에 의해 연결된다. 커플러 본체가 조립체에 조립될 경우에 커플러 본체가 고정체(40)의 외측을 가압하게 되는데, 이때 고정체(40)의 연결부(42, 43)가 끊어지게 된다(C₁, C₂, C₃). 특히, 본 발명의 원터치식 철근 커플러의 경우 고정체(40)의 타측 단부에만 연결부(42, 43)가 형성되어 있으므로, 고정체(40)가 커플러 본체에 삽입되는 과정에서 가압되는 힘이 고정체(40)의 일단부에 집중되고 지렛대의 원리에 의해 타단의 연결부(42, 43)가 적은 힘으로 끊어지게 되는 것이다. 만약, 이와 달리 고정체(40)의 연결부가 일단부에도 형성되어 있다면 고정체(40)가 커플러 본체에 삽입되는 과정에서 가압되는 힘이 고정체(40)의 일단부에 집중되더라도 직접적으로 일단부의 연결부를 끊어낼만큼의 큰 힘이 필요하다. 한편, 이처럼 끊어진 고정편(40a, 40b, 40c)는 비가역적으로 삽입된 철근을 가압하여 삽입된 철근이 철근 커플러에서 빠지지 않게 한다. 더욱이 본 발명의 고정체(40)는 연결부(42, 43)에 의해 고정편(40a, 40b, 40c)이 연결된 상태로 사용자에게 제공되며, 사용자는 추가적인 작업없이 고정체(40)를 커플러 본체에 스프링과 함께 삽입하기만 하면 된다. 즉, 사용자가 매우 간편하게 본 발명의 원터치식 철근 커플러를 조립할 수 있다.

본 발명의 원터치식 철근 커플러의 고정체(40)의 연결부는 제1연결부(42)와 제2연결부(43)으로 구성될 수 있다. 제1연결부(42)는 고정체(40)의 내주를 연결하는 역할, 즉 제1고정편(40a), 제2고정편(40b), 제3고정편(40c)의 내주를 연결하는 역할을 한다. 이에 비해 제2연결부(43)는 고정체(40)의 외주를 연결하는 역할, 즉 제1고정편(40a), 제2고정편(40b), 제3고정편(40c)의 외주를 연결하는 역할을 한다. 상술한 바와 같이 고정체(40)가 커플러 본체에 삽입되는 과정에서 가압되는 힘이 고정체(40)의 일단부에 집중되고 지렛대의 원리에 의해 타단의 연결부(42, 43)가 적은 힘으로 끊어지게 되는데, 연결부를 제1연결부(42)와 제2연결부(43)로 나누어서 보다 더 적은 힘으로 끊어지게 한 것이다. 나아가, 제1연결부(42) 및 제2연결부(43)로 고정편들을 연결함으로써 제1연결부(42)만 또는 제2연결부(43)만으로 고정편들을 연결할 경우에 제조과정 또는 운반과정에서 하나의 고정편이 뒤틀리는 문제를 방지하였다.

제1연결부(42)와 제2연결부(43)에 의해 각 고정편들의 사이에는 고정편밀착공간(44)이 형성된다. 고정편밀착공간(44)은 제1연결부(42)와 제2연결부(43), 그리고 양측의 고정편에 의해 형성되는 빈 공간이다. 본 발명의 원터치식 철근 커플러에서는 연결부(42, 43)가 끊어지면서 고정편(40a, 40b, 40c)들이 철근을 비가역적으로 가압고정하게 되는데, 연결부(42, 43)가 끊어졌음에도 서로 맞대어져 고정편(40a, 40b, 40c)들이 철근을 가압고정하는 것을 방해하는 역할을 하는 문제가 있었다. 고정편밀착공간(44)은 연결부(42, 43)가 끊어졌을 때 끊어진 연결부(42, 43)가 움직일 수 있는 여유공간을 제공하여 고정편(40a, 40b, 40c)가 서로 충분히 밀착될 수 있게 한다. 더욱이, 제1연결부(42)와 제2연결부(43)는 철근이 삽입되는 방향에서 서로 다른 높이에 형성된다. 도 6을 참조하면, 제2연결부(43)는 가이드링(45)과 동일한 높이로 형성되는 것이 비해, 제1연결부(42)는 고정체(40)에 스프링이 지지되는 면과 동일한 높이에 형성된다. 이와 같은 제1연결부(42)와 제2연결부(43)의 높이 차이는 연결부(42, 43)가 끊어졌을 때 외주에 위치하는 제2연결부(43)가 움직일 추가적인 공간을 제공한다. 즉, 끊어진 제2연결부(43)가 끊어진 제1연결부(42)나 고정체(40)의 스프링이 지지되는 면에 의해 움직임이 방해되지 않는다. 이로써 고정편(40a, 40b, 40c)가 더욱 더 충분히 밀착될 수 있게 한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 고정체가 커플러 본체 내에서 가압되어 연결부가 끊어진 경우의 고정편의 사진인데, 도 7을 보면 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러는 고정편밀착공간(44)을 가지고 있고, 나아가 제1연결부(42)와 제2연결부(43)가 서로 다른 높이에 형성되어 연결부(42, 43)에 의해 고정편(40a, 40b, 40c)가 밀착되는 것이 방해되지 않음을 확인할 수 있다.

한편, 본 발명의 원터치식 철근 커플러의 고정체(40)는 내측의 지름은 일단에서 타단으로 갈수록 작아지도록 형성하여(d₁>d₂), 삽입되는 철근이 고정체(40)에 보다 쉽게 삽입될 수 있도록 할 수 있다. 고정체(40)의 내주면에는 돌기(41)가 형성되는데, 이로 인해 삽입되는 철근이 돌기에 걸리는 문제가 종종 발생한다. 하지만 본 발명의 원터치식 철근 커플러의 고정체(40)는 내측의 지름은 일단에서 타단으로 갈수록 작아지도록 형성하여(d₁>d₂), 삽입되는 철근이 돌기에 걸리는 일이 없도록 한 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러에 의해 한쌍의 철근이 견고히 연결된 상태를 보여주는 개략적 단면도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명 원터치식 철근 커플러는 중간에 배치되는 조립체(20)의 양측에 커플러 본체(10)가 배치된다. 커플러 본체(10)와 조립체(20)의 내부 공간에는 스프링(30)과 고정체(40)가 수용된다. 스프링(30)의 일단은 조립체(20)를 지지하고, 타단은 고정체(40)를 탄성적으로 지지한다, 이와 같은 상태에서 본 발명의 원터치식 철근 커플러의 양단부에 철근을 삽입하고, 커플러 본체(10)와 조립체(20)의 나사결합을 조여주면, 철근이 삽입된 상태에서 스프링(30)이 고정체(40)를 커플러 본체(10)의 점차 좁아지는 내측공간에 의해 가압되기 시작하고, 고정체(40)는 타단에만 연결부에 의해 연결되어 있기 때문에 고정체(40) 일단이 가압되면서 연결부가 끊어진다. 연결부가 끊어짐에 따라 고정체(40)는 복수개의 고정편으로 나누어지며, 고정편의 내측돌기가 이형철근의 외측면에 엥커링 결합된다.

결국 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러를 이용할 경우 사용자는 매우 간단한 구조로 원터치식 철근 커플러를 조립 및 이용할 수 있으며, 매우 적은 힘으로 한쌍의 철근을 비가역적으로 고정할 수 있다.

한편, 본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

1: 철근
10: 커플러 본체
20: 조립체
30: 스프링
40: 고정체
40a: 제1고정편
40b: 제2고정편
40c: 제3고정편
41: 돌기
42: 제1연결부
43: 제2연결부
44: 고정편밀착공간
45: 가이드링

Claims (2)

1. 철근이 삽입되는 일단으로부터 타단으로 내측의 공간이 넓어지는 원통형의 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체;
   상기 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체의 타단에 나사 결합되어 상기 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체를 연결해주며, 중앙부의 내측에 걸림턱이 형성된 원통형의 조립체;
   상기 걸림턱에 의해 일단이 지지되어 상기 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체에 각각 수용되는 제1스프링 및 제2스프링; 및
   상기 제1스프링 및 제2스프링의 타단에 의해 각각 지지되며, 상기 제1커플러 본체 및 제2커플러 본체에 각각 수용되는 제1고정체 및 제2고정체;를 포함하고,
   상기 제1고정체 및 제2고정체는 철근이 삽입되는 일단과 타단이 개방되어 철근이 삽입될 경우 그 일단과 타단을 관통하도록 형성되며,
   상기 제1고정체 및 제2고정체의 외측의 지름은 일단에서 타단으로 갈수록 커지고,
   상기 제1고정체 및 제2고정체는 철근이 삽입될 경우 철근의 외주면과 접하는 내주면에 돌기가 형성된 3개 이상의 고정편을 포함하고, 상기 고정편들은 상기 제1고정체 및 상기 제2고정체의 타단만 연결부에 의해 연결되되, 한쌍의 철근을 서로 연결하는 과정에서 상기 제1고정체 및 제2고정체의 외측이 각각 타단에서 일단으로 좁아지는 내측공간을 가지는 상기 제1커플러 본체 및 상기 제2커플러 본체에 의해 가압되면서 상기 연결부가 끊어지며,
   상기 연결부는 상기 제1고정체 및 제2고정체의 내주를 연결하는 제1연결부와, 상기 제1고정체 및 제2고정체의 외주를 연결하는 제2연결부를 포함하며,
   상기 제1연결부와 상기 제2연결부, 및 양측의 상기 고정편에 의해 형성되는 빈 공간인 고정편밀착공간을 더 포함하고,
   상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 철근이 삽입되는 방향에서 서로 다른 높이에 형성되고,
   상기 제1고정체 및 제2고정체의 내측의 지름은 일단에서 타단으로 갈수록 작아지는 원터치식 철근 커플러.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결부가 끊어진 경우 상기 고정편은 상기 철근에 면접촉되는 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.

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