KR102128820B1 - 파일의 무용접 이음장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파일의 무용접 이음장치에 관한 것으로, 선단연결구와 두부연결구에 체결구를 끼워 넣고 고정수단을 통해 고정하는 간단한 과정을 통해 상부파일과 하부파일의 이음 시공이 이루어지도록 하고, 기존의 파일 생산시설을 유지하면서 두부연결구와 선단연결구의 간단한 가공 및 체결구를 통한 파일의 이음 시공이 가능하며, 전 단면에 등분포 하중이 작용하여 종방향 균열을 억제할 수 있도록 하는 파일의 무용접 이음장치를 제공함에 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명은, 상부파일과 하부파일을 연결해주는 무용접 이음장치에 있어서, 상부파일의 선단에 설치되고 가장자리에는 내측방향으로 오목한 형태의 끼움홈이 다수개 형성되어 있는 결합판과, 상기 결합판의 가장자리에서 상부파일 선단의 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드와, 상기 보강밴드의 둘레를 따라 상부파일의 내측방향으로 오목하게 형성되고 상기 끼움홈과 연통되는 삽입홈으로 이루어진 선단연결구; 하부파일의 두부에 설치되고 가장자리에는 내측방향으로 오목한 형태의 끼움홈이 다수개 형성되어 있는 결합판과, 상기 결합판의 가장자리에서 하부파일의 두부 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드와, 상기 결합판의 하부측에서 보강밴드의 둘레를 따라 내측방향으로 오목하게 형성되되, 상기 끼움홈과 연결되도록 형성되는 삽입홈으로 이루어진 두부연결구; 상기 선단연결구와 두부연결구의 외면에 밀착되는 지지판과, 상기 지지판의 상단에서 돌출 형성되어 상기 선단연결구의 삽입홈에 삽입되는 상부결합부와, 상기 지지판의 하단에서 돌출 형성되어 상기 두부연결구의 삽입홈에 삽입되는 하부결합부와, 상기 지지판에서 돌출 형성되어 상기 상부결합부와 하부결합부의 양단을 연결하고 선단연결구와 두부연결구의 결합판에 형성된 끼움홈으로 끼워지는 한 쌍의 측면결합부로 이루어진 체결구; 상기 체결구를 고정해줌으로써 선단연결구와 두부연결구의 이음 시공이 이루어지도록 하는 고정수단;을 포함하여 구성된 것을 기술적 요지로 한다.

Description

파일의 무용접 이음장치{Coupling apparatus for non-welding of pile}

본 발명은 파일의 무용접 이음장치에 관한 것으로, 선단연결구와 두부연결구의 간단한 가공 및 체결구의 설치를 통한 상부파일과 하부파일의 견고한 이음 시공이 이루어지도록 하는 파일의 무용접 이음장치에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반에 건축 또는 토목 구조물을 시공하고자 할 경우, 구조물의 하중을 지지층으로 전달하여 구조물의 안정성을 확보할 수 있도록 지표면으로부터 지지층으로 연결되는 파일이 사용되고 있다.

파일의 시공을 위한 지지층은 주로 지표면으로부터 수십 미터의 깊이에 존재하며, 파일의 경우 생산 및 운반의 편의성을 위하여 최장 15m 이하의 길이로 제작되는 바, 다수 개의 파일을 상호 연결하여 지표면으로부터 지지층으로 파일을 연장 시키게 된다.

한편 PHC 파일(Pretensioned spun High strength Concrete Piles)은 원심력을 이용하여 제작된 속이 빈 고강도 콘크리트 파일에 프리텐션방식으로 프리스트레스를 도입한 것으로 제작되며, 이러한 PHC 파일은 휨 저항성, 수직력과 수평력에 대한 저항성이 뛰어난 특징을 갖고 있으며, 항타공법 및 매입공법 등을 이용하여 시공이 가능하므로 연약지반에 구조물을 시공하고자 할 경우 많이 사용되고 있다.

한편 PHC 파일간의 결합을 위하여 서로 맞대어지는 파일의 선단 및 두부에는 파일의 PC강봉 고정 및 용접접합을 위한 금속재질의 선단연결구 및 두부연결구가 설치되며, 하부 파일의 두부연결구와 상부 파일의 선단연결구가 맞대어지도록 상부 파일을 배치한 상태에서 두 캡의 원주 둘레를 용접하는 방식으로 파일간의 이음이 이루어지게 된다.

그러나 상기와 같은 용접에 의한 파일간의 이음은 작업이 실제 이루어지는 현장의 여건이나 날씨 그리고 작업자의 숙련도에 따라 품질에 차이가 발생되어, 부득이 고비용의 숙련된 용접공이 필요하며, 고비용 용접공의 현장 대기시간이 길고 (실제 작업시간은 짧음) 용접잔류응력에 의하여 캡의 내구 수명(품질저하)이 저하되는 등의 문제점이 있다. 또한 일정한 수준이상의 품질유지가 어려워 품질관리에 많은 비용 을 지불하여야 하는 문제점들을 갖고 있다 .

이러한 문제점을 감안하여 등록특허 10-0546941호에서는 상부파일과 하부파일이 서로 맞닿은 상태에서 파일의 외측에서 설치되는 파일연결구를 이용하여 상부파일과 하부파일을 연결하였다.

그러나 파일연결구를 고정하기 위한 볼트의 체결부재를 보강밴드내부에 별도로 설치하여야 하는 불편사항이 있다.

한편 등록특허 10-0798647호에서도 연결구를 이용하여 상부 파일과 하부파일을 이음시공하는 구조가 나타나 있으나, 이 또한 연결구를 고정하기 위한 볼트의 체결부재를 보강밴드내부에 별도로 설치하여야 하는 불편사항이 있다.

이러한 종래의 비용접식 이음방법에 사용되는 이음장치는 구조가 복잡하여 제작 및 시공이 용이하지 못하고, 콘크리트내의 PC강봉 피복두께를 유지하지 못함으로써 파일의 두부와 선단의 강도가 저하되어 항타 시에 이음 부분이 파손되는 문제점이 있다.

또한 등록특허번호 제10-1535863호에서와 같이 결합판이 부착되지 않은 단본파일들 사이에 말뚝이음장치를 설치하여 이음 시공을 하였으나, 이러한 단본파일은 단본파일 제작시 강봉의 인장용으로 사용되는 너트가 압축하중을 받는 부분에서 돌출되어 말뚝의 종방향 크랙이 발생 할 우려가 있으며, 말뚝이음장치의 중량이 무거운 관계로 작업자의 근골격계 질환을 초래 할 우려가 있다.

등록특허번호 제10-0546941호 등록특허번호 제10-0798647호 등록특허번호 제10-1535863호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 선단연결구와 두부연결구에 체결구를 끼워 넣고 고정수단을 통해 고정하는 간단한 과정을 통해 상부파일과 하부파일의 이음 시공이 이루어지도록 하고, 기존의 파일 생산시설을 유지하면서 두부연결구와 선단연결구의 간단한 가공 및 체결구를 통한 파일의 이음 시공이 가능하며, 전 단면에 등분포 하중이 작용하여 종방향 균열을 억제할 수 있도록 하는 파일의 무용접 이음장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 상부파일과 하부파일을 연결해주는 무용접 이음장치에 있어서, 상부파일의 선단에 설치되고 가장자리에는 내측방향으로 오목한 형태의 끼움홈이 다수개 형성되어 있는 결합판과, 상기 결합판의 가장자리에서 상부파일 선단의 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드와, 상기 보강밴드의 둘레를 따라 상부파일의 내측방향으로 오목하게 형성되고 상기 끼움홈과 연통되는 삽입홈으로 이루어진 선단연결구; 하부파일의 두부에 설치되고 가장자리에는 내측방향으로 오목한 형태의 끼움홈이 다수개 형성되어 있는 결합판과, 상기 결합판의 가장자리에서 하부파일의 두부 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드와, 상기 결합판의 하부측에서 보강밴드의 둘레를 따라 내측방향으로 오목하게 형성되되, 상기 끼움홈과 연결되도록 형성되는 삽입홈으로 이루어진 두부연결구; 상기 선단연결구와 두부연결구의 외면에 밀착되는 지지판과, 상기 지지판의 상단에서 돌출 형성되어 상기 선단연결구의 삽입홈에 삽입되는 상부결합부와, 상기 지지판의 하단에서 돌출 형성되어 상기 두부연결구의 삽입홈에 삽입되는 하부결합부와, 상기 지지판에서 돌출 형성되어 상기 상부결합부와 하부결합부의 양단을 연결하고 선단연결구와 두부연결구의 결합판에 형성된 끼움홈으로 끼워지는 한 쌍의 측면결합부로 이루어진 체결구; 상기 체결구를 고정해줌으로써 선단연결구와 두부연결구의 이음 시공이 이루어지도록 하는 고정수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 두부연결구의 결합판은 링 형태로 형성되어 하부파일의 두부에 부착되는 결합판몸체와, 상기 결합판몸체의 두께 방향으로 형성되어 하부파일의 내부에 배근되는 강봉들의 인장을 위한 강봉인장볼트홀과, 상기 결합판몸체의 가장자리를 따라 결합판몸체의 내측방향으로 오목하게 형성되는 다수의 끼움홈과, 상기 강봉인장볼트홀에서 결합판몸체의 외경방향을 향해 오목하게 형성되는 설치홈을 포함하여 구성되고, 상기 고정수단은 폭방향의 길이가 높이방향 길이보다 길게 형성되어 상기 두부연결구의 강봉인장볼트홀에 완전히 삽입되도록 설치되는 두부와, 상기 두부에서 연장되어 볼트설치홈을 통해 하부파일의 외측으로 노출되고 상기 체결구의 지지판을 관통하여 지지판 외측으로 노출되는 나사부로 이루어진 고정볼트 및 상기 지지판 외측으로 노출된 고정볼트의 나사부에 체결되어 체결구를 고정시켜주는 너트;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 두부연결구의 결합판과 선단연결구의 결합판에 가이드핀홀을 더 형성하고 상기 두부연결구의 가이드핀홀에 삽입된 상태에서 선단연결구의 가이드핀홀에 삽입됨으로써 두부연결구와 선단연결구가 정위치 되도록 가이드해주는 가이드핀을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 선단연결구의 결합판 가장자리의 상부면 모서리와, 두부연결구의 결합판 가장자리의 하부면 모서리에 모따기된 형태의 경사면이 형성되고, 상기 경사면에 대응되어 쐐기형태로 맞물릴 수 있도록 상기 체결구의 상부결합부 하부면 및 하부결합부 상부면에 모따기된 형태의 경사면이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 선단연결구 결합판의 상부면 모서리와 체결구의 상부결합부 사이에 개재되도록 설치되어 선단연결구와 두부연결구의 결합력을 향상시켜주는 쐐기부재를 더 포함하여 구성되고, 상기 체결구의 상부결합부의 하부면에는 상기 쐐기부재에 대응되도록 모따기된 형태의 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 쐐기부재는, 상기 선단연결구의 결합판과 체결구의 상부결합부 사이에 개재되도록 설치되고 상부면이 상부파일의 내측에서 외측방향을 향해 하향 경사지게 형성되는 쐐기몸체; 상기 쐐기몸체 일측단에서 하부방향으로 연장되어 선단연결구의 결합판 외경측에 걸려지게 되는 걸림턱;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 고정수단은 상기 체결구의 지지판을 통해 상부결합부와 선단연결구의 결합판 사이에 억지끼움 형태로 설치되는 태핑나사인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 두부연결구의 결합판에 형성되는 강봉인장볼트홀에 삽입되어 선단연결구의 결합판에 형성되는 강봉인장볼트홀에 끼워짐으로써 두부연결구와 선단연결구가 정위치되도록 가이드해주는 가이드핀;을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 체결구는, 두 개의 끼움홈 사이에 집중되는 인장하중의 좌우분산을 위하여 상기 한 쌍의 측면결합부 상단에서 측면결합부의 외측방향을 향해 상부결합부와 동일선상으로 연장되어 선단연결구의 삽입홈에 삽입되는 한 쌍의 상부날개와, 상기 한 쌍의 측면결합부 하단에서 측면결합부의 외측방향을 향해 하부결합부와 동일선상으로 연장되어 두부연결구의 삽입홈에 삽입되는 한 쌍의 하부날개와, 상기 상부날개와 하부날개 및 측면결합부를 연결하는 날개지지판;을 더 포함하여 구성되고, 상기 날개지지판을 통해 태핑나사를 설치하여 상부날개와 선단연결구의 결합판 사이에 억지끼움 형태로 체결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 선단연결구와 두부연결구의 결합판은 다수개로 분리되어 제작되고, 분리된 결합판들의 내경측을 연결하여 일체로 연결해주는 결합판 연결링을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 선단연결구와 두부연결구의 가공량을 최소화하여 기존의 파일 생산시설에서 간단한 홈가공 만으로 체결구의 설치를 통한 파일의 이음 시공이 가능하여 제작이 용이하고 시공성이 뛰어난 효과가 있다.

또한 상기 체결구의 형태가 일측이 개방된 박스형태로 구성됨으로써 체결구의 벌어짐을 방지하여 선단연결구와 두부연결구를 견고하게 구속해줌으로써 상부파일과 하부파일의 안정적인 이음 시공이 이루어지는 효과가 있다.

또한 체결구를 고정하기 위한 고정수단의 설치가 용이하여 체결구의 설치를 통한 상, 하부파일의 이음 시공이 빠르고 간편하게 이루어지는 효과가 있다.

또한 선단연결구와 두부연결구의 결합판을 다수개의 조각으로 분리된 상태로 제작하여 링형태로 조립함으로써 결합판을 제작하는 과정에서 버려지는 자재의 손실을 최소화하여 제작 원가를 절감할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 결합사시도,
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 분리사시도,
도 3 은 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 단면도,
도 4 는 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치에서 쐐기부재를 설치한 상태를 나타낸 분리사시도,
도 5 는 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치에서 쐐기부재를 설치한 상태를 나타낸 단면도,
도 6 은 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 결합사시도,
도 7 은 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 분리사시도,
도 8 은 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 단면도,
도 9 는 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치에서 체결구의 변형예를 나타낸 결합사시도,
도 10 은 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치에서 체결구의 변형예를 나타낸 분리사시도,
도 11 은 본 발명의 선단연결구와 두부연결구의 결합판을 분리하여 구성한 상태를 나타낸 분리사시도.
도 12 는 본 발명의 선단연결구와 두부연결구의 결합판을 분리하여 구성한 상태를 나타낸 단면도,

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 결합사시도, 도 2 는 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 분리사시도, 도 3 은 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 단면도로서,

본 발명은 상부파일(10)과 하부파일(20)의 무용접 이음장치에 관한 것으로, 상부파일(10)의 선단에 설치되는 선단연결구(100)와, 하부파일(20)의 두부에 설치되는 두부연결구(200)와, 상기 상부파일(10)과 하부파일(20)의 외측에서 선단연결구(100)와 두부연결구(200)에 끼워지도록 설치되어 선단연결구(100)와 두부연결구(200)를 일체로 연결하여 고정해주는 체결구(300)와, 상기 체결구(300)가 선단연결구(100) 및 두부연결구(200)에 고정되도록 하는 고정수단(400)을 포함하여 구성된다.

한편 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치의 선단연결구(100)는 링 형태로 형성되어 상기 상부파일(10)의 선단에 부착되고 상부파일(10)의 내부에 배근된 강봉(30)의 두부가 고정되며, 외경에는 내경방향으로 오목한 형태의 끼움홈(112)이 다수개 형성되어 있는 결합판(110)과, 상기 결합판(110)의 가장자리에서 상기 상부파일(10)의 선단 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드(120)와, 상기 결합판(110)의 상부측에서 보강밴드(120)의 둘레를 따라 내측방향으로 오목하게 형성되되, 상기 끼움홈(112)과 연결되도록 형성되는 삽입홈(121)으로 구성된다.

상기 결합판(110)은 링 형태의 금속판으로 이루어지고 상부파일(10)의 선단에 부착되는 결합판몸체(111)와, 상기 결합판몸체(111)의 두께 방향으로 형성되어 상부파일(10)의 내부에 배근된 강봉(30)들의 인장을 위한 다수의 강봉인장볼트홀(113)과, 상기 결합판몸체(111)의 외경측에서 결합판몸체(111)의 내경측을 향해 오목하게 형성되는 다수의 끼움홈(112)을 포함하여 구성된다.

상기 끼움홈(112)과 삽입홈(121)은 상기 체결구(300)가 끼워질 수 있는 공간을 제공해주게 되는 것이다.

또한 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치의 두부연결구(200)는, 링 형태로 형성되어 상기 하부파일(20)의 두부에 부착되고 하부파일(20)의 내부에 배근된 강봉(30)의 두부가 고정되며 외경에는 내경방향으로 오목한 형태의 끼움홈(212)이 다수개 형성되어 있는 결합판(210)과, 상기 결합판(210)의 가장자리에서 상기 하부파일(20)의 두부 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드(220)와, 상기 결합판(210)의 하부측에서 보강밴드(220)의 둘레를 따라 오목하게 형성되고 상기 끼움홈(212)과 연결되도록 형성되는 삽입홈(221)으로 구성된다.

상기 결합판(210)은 링 형태의 금속판으로 이루어지고 하부파일(20)의 두부에 부착되는 결합판몸체(211)와, 상기 결합판몸체(211)의 두께 방향으로 형성되어 하부파일(20)의 내부에 배근된 강봉(30)들의 인장을 위한 다수의 강봉인장볼트홀(213)과, 상기 결합판몸체(211)의 외경측에서 결합판몸체(211)의 내경측을 향해 오목하게 형성되는 다수의 끼움홈(212)과, 상기 강봉인장볼트홀(213)에서 결합판몸체(211)의 외경방향을 향해 형성되어 상기 고정수단(400)이 설치될 수 있도록 하는 설치홈(214)을 포함하여 구성된다.

상기 체결구(300)는 고정수단(400)이 설치될 수 있도록 설치홀(341)이 형성되어 있는 지지판(340)과, 상기 지지판(340)의 상단에서 돌출 형성되어 상기 선단연결구(100)의 삽입홈(121)에 삽입되는 상부결합부(310)와, 상기 지지판(340)의 하단에서 돌출 형성되어 상기 두부연결구(200)의 삽입홈(221)에 삽입되는 하부결합부(320)와, 상기 상부결합부(310)와 하부결합부(320)의 양단을 연결하도록 지지판(340)의 양측에서 돌출 형성되고 상기 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합판(110)(210)에 형성된 끼움홈(112)(212)으로 끼워지는 한 쌍의 측면결합부(330)를 포함하여 구성된다.

이러한 체결구(300)는 정면에서 보았을 경우 일측이 개구된 'ㅁ'로 구성되고 선단연결구(100) 및 두부연결구(200)에 끼워져 상부파일(10)과 하부파일(20)을 연결해주게 되며 고정수단(400)을 통해 고정되는 것이다.

즉 체결구(300)는 상부결합부(310) 하부결합부(320) 및 측면결합부(330)가 지지판(340)을 통해 연결되어 일측이 개방된 'ㅁ'자 박스형태로 구성됨으로써 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결속을 통한 상부파일(10)과 하부파일(20)의 이음시공 이후에 외력이 발생한다 하더라도 체결구(300)의 상부결합부(310)와 하부결합부(320)가 벌어지는 것을 원천적으로 차단하여 구조적으로 안정적인 파일의 이음 시공이 이루어지게 되는 것이다.

상기 고정수단(400)은 도 2,3에서와 같이 두부연결구(200)의 강봉인장볼트홀(213)에 완전히 삽입되도록 설치되는 두부(411)와, 상기 두부(411)에서 연장되어 설치홈(214)을 통해 하부파일(20)의 외측으로 노출되고 상기 체결구(300)의 지지판(340)에 형성된 설치홀(341)을 통해 끼워지는 나사부(412)로 이루어진 고정볼트(410)와, 상기 설치홀(341)에 끼워진 고정볼트(410)의 나사부(412)에 체결되어 체결구(300)를 고정시켜주는 너트(420)를 포함하여 구성된다.

상기 고정볼트(410)의 두부(411)는 폭방향의 길이가 높이방향 길이보다 길게 형성되어 강봉인장볼트홀(213)의 내부에 완전히 삽입되고, 상기 나사부(412) 또한 설치홈(214)의 내부에 완전히 삽입됨으로써 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합판이 서로 맞닿아 이음시공하는 과정에서 고정볼트(410)가 간섭되지 않게 되는 것이다.

한편 상기 고정볼트(410)의 두부(411)는 강봉인장볼트홀(213)의 내경에 긴밀하게 밀착될 수 있도록 일측면에 라운드부(413)가 형성된다.

또한 상기 라운드부(413)에는 나사산을 형성함으로써 강봉인장볼트홀(213)의 내부에서 고정볼트(410)가 미끄러지지 않고 견고하게 고정될 수 있도록 한다.

한편 본 발명은 상기 선단연결구(100)에서 결합판(110)의 상부면 가장자리의 모서리와, 두부연결구(200)에서의 결합판(210) 하부면 모서리에 모따기된 형태의 경사면(114)(216)이 형성되고, 상기 경사면(114)(216)에 대응되어 쐐기형태로 맞물릴 수 있도록 상기 체결구(300)의 상부결합부(310) 및 하부결합부(320)의 내측면에 모따기된 형태의 경사면(311)(321)이 더 형성된다.

이와 같이 결합판(110)(210)과 체결구(300)의 상부결합부(310) 및 하부결합부(320)에 경사면(311)(321)을 형성함으로써 체결구(300)를 고정수단(400)으로 고정하는 과정에서 체결구(300)가 선단연결구(100)와 두부연결구(200)에 쐐기형태로 맞물리면서 결합됨으로써 결합력이 향상되어 안정적인 파일의 이음 시공이 이루어지게 되는 것이다.

한편 도 4 는 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치에서 쐐기부재를 설치한 상태를 나타낸 분리사시도, 도 5 는 본 발명의 제1실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치에서 쐐기부재를 설치한 상태를 나타낸 단면도로서, 상기 선단연결구(100)의 결합판(110) 상부면 모서리와 체결구(300)의 상부결합부(310) 사이에 개재되도록 설치되어 체결구(300)가 선단연결구(100)에 쐐기형태로 맞물린 상태로 체결되도록 함으로써 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합력을 향상시켜주는 쐐기부재(500)를 더 포함하여 구성된다.

이때 상기 체결구(300)의 상부결합부(310)의 하부면에는 상기 쐐기부재(500)에 대응되어 모따기된 형태의 경사면(311)이 더 형성된다.

상기 쐐기부재(500)는 선단연결구(100)의 결합판(110)과 체결구(300)의 상부결합부(310) 사이에 개재되도록 설치되고 상부면이 일측방향을 향해 하향 경사지게 형성되는 쐐기몸체(510)와, 상기 쐐기몸체(510)의 일측단에서 하부방향으로 수직하게 연장되어 선단연결구(100)의 결합판(110) 외경측에 걸려지게 되는 걸림턱(520)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 쐐기부재(500)는 고정수단(400)을 통해 체결구(300)를 설치하는 과정에서 체결구(300)의 상부결합부(310)와 맞물리게 됨으로써 체결구(300)의 체결력을 향상시켜 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합력이 보다 향상되도록 한다.

또한 쐐기부재(500)는 선단연결구(100)와 두부연결구(200) 및 체결구(300)의 제작시 발생되는 오차에 의해 견고한 조립이 이루어지지 못하는 경우가 발생하는데 이때 쐐기부재(500)를 통해 파일의 정밀하고 견고한 이음 시공이 가능하도록 한다.

한편 본 발명은 도 2 에서와 같이 두부연결구(200)의 결합판(210)과 선단연결구(100)의 결합판(110)에 가이드핀홀(218)(117)을 더 형성하고 두부연결구(200)의 가이드핀홀(218)에 삽입된 상태에서 선단연결구(100)의 가이드핀홀(117)에 삽입됨으로써 두부연결구(200)와 선단연결구(100)가 정위치될 수 있도록 가이드해주는 가이드핀(115)을 더 포함하여 구성된다.

상기 가이드핀(115)는 미리 설치된 하부파일(20)의 상부에 상부파일(10)을 이음 시공하는 과정에서 고 중량의 상부파일(10)이 하부파일(20)에 정위치되면서 안착될 수 있도록 가이드해 줌으로써 파일의 이음 시공이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

한편 도 6 은 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 결합사시도, 도 7 은 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 분리사시도, 도 8 은 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치를 나타낸 단면도로서, 본 발명의 제2실시예에 의한 선단연결구(100)는 제1실시예의 선단연결구(100)의 형태와 동일하게 구성된다.

한편 제2실시예에 의한 두부연결구(200)는, 링 형태로 형성되어 상기 하부파일(20)의 두부에 부착되고 하부파일(20)의 내부에 배근된 강봉(30)의 두부가 고정되며 외경에는 내경방향으로 오목한 형태의 끼움홈(212)이 다수개 형성되어 있는 결합판(210)과, 상기 결합판(210)의 가장자리에서 상기 하부파일(20)의 선단 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드(220)와, 상기 결합판(210)의 하부측에서 보강밴드(220)의 둘레를 따라 오목하게 형성되고 상기 끼움홈(212)과 연결되도록 형성되는 삽입홈(221)으로 이루어진다.

상기 결합판(210)은 링 형태의 금속판으로 이루어지고 하부파일(20)의 두부에 부착되는 결합판몸체(211)와, 상기 결합판몸체(211)의 외경측에서 결합판몸체(211)의 내경측을 향해 오목하게 형성되는 다수의 끼움홈(212)을 포함하여 구성된다.

한편 제2실시예에 의한 무용접 이음장치의 상기 체결구(300)는 고정수단(400)이 설치될 수 있도록 설치홀(341)이 형성되어 있는 지지판(340)과, 상기 지지판(340)의 상단에서 돌출 형성되어 상기 선단연결구(100)의 삽입홈(121)에 삽입되는 상부결합부(310)와, 상기 지지판(340)의 하단에서 돌출 형성되어 상기 두부연결구(200)의 삽입홈(221)에 삽입되는 하부결합부(320)와, 상기 상부결합부(310)와 하부결합부(320)의 양단을 연결하도록 지지판(340)의 양측에서 돌출 형성되고 상기 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합판(110)(210)에 형성된 끼움홈(112)(212)으로 끼워지는 한 쌍의 측면결합부(330)를 포함하여 구성된다.

상기 지지판(340)에는 고정수단(400)의 설치를 위한 적어도 2개 이상의 설치홀(341) 형성된다.

이때의 고정수단(400)은 상기 체결구(300)의 지지판(340)에 형성된 설치홀(341)을 통해 상부결합부(310)와 선단연결구(100)의 결합판(110) 사이에 억지끼움 형태로 체결되는 태핑나사(430)로 구성할 수 있다.

이러한 태핑나사(430)는 상기 체결구(300)의 설치홀(341)을 통해 상부결합부(310)와 결합판(110) 사이에 억지끼움 형태로 끼워지는 과정에서 상하로 벌어져 가압 체결됨으로써 체결구(300)를 통한 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 견고한 고정이 가능하고 빠르고 간편한 고정수단(400)의 설치가 가능하여 시공 효율이 매우 뛰어나다.

한편 도 9 는 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치에서 체결구의 변형예를 나타낸 결합사시도, 도 10 은 본 발명의 제2실시예에 의한 파일의 무용접 이음장치에서 체결구의 변형예를 나타낸 분리사시도로서,

본 발명의 제2실시예에 의한 체결구(300)는, 상기 한 쌍의 측면결합부(330) 상단에서 측면결합부(330)의 외측방향을 향해 상부결합부(310)와 동일선상으로 연장되어 선단연결구(100)의 삽입홈(121)에 삽입되는 한 쌍의 상부날개(350)와, 상기 한 쌍의 측면결합부(330) 하단에서 측면결합부(330)의 외측방향을 향해 하부결합부(320)와 동일선상으로 연장되어 두부연결구(200)의 삽입홈(221)에 삽입되는 한 쌍의 하부날개(360)와, 상기 상부날개(350), 하부날개(360) 및 측면결합부(330)를 연결하는 날개지지판(370)을 더 포함하여 구성된다.

상기 날개지지판(370)에는 상기 고정수단(400)인 태핑나사(430)의 설치가 가능하도록 설치홀(371)이 형성되며 상기 태핑나사(430)는 설치홀(371)을 통해 삽입되어 상부날개(350)와 선단연결구(100)의 결합판(110) 사이에 억지끼움 형태로 설치된다.

이와 같이 체결구는 정면에서 보았을 경우 'ㅍ' 형태로 형성되는 것으로, 상부날개(350)와 하부날개(360) 및 날개지지판(370)을 더 형성하게 됨으로써 한 쌍의 측면결합부(330)가 끼워지는 끼움홈(112)(212)들 사이에서 인장하중이 집중되는 것을 방지하여 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 파손을 방지해주게 된다.

한편 본 발명은 도 7 에서와 같이 두부연결구(200)의 결합판(210)에 형성된 강봉인장볼트홀(213)에 끼워지도록 설치되고 선단연결구(100)의 강봉인장볼트홀(113)에 삽입됨으로써 파일의 이음 시공시 파일이 정 위치될 수 있도록 하는 가이드핀(115)을 더 포함하여 구성된다.

상기 가이드핀(115)은 상단이 콘 형태로 형성되어 강봉인장볼트홀(113)에 용이하게 삽입될 수 있도록 구성된다.

한편 도 11, 12 에서와 같이 상기 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합판(110)(210)은 다수개로 분리하여 제작할 수 있다.

이때 선단연결구(100)와 두부연결구(200)는 결합판(110)(210)들의 내경측에 설치되는 결합판 연결링(116)(217)에 의해 일체로 부착된 상태로 제작된다.

또한 상기 결합판 연결링(116)(217)은 결합판(110)(210)의 외측 가장자리 상부면과 하부면에도 더 설치하여 결합판(110)(210)들을 일체로 연결할 수 있다.

이러한 결합판 연결링(116)(217)은 분리되어 생산된 결합판(110)(210)들을 일체로 연결하여 결합판(110)(210)의 외경 면취가공, 강봉(30)홀 가공 및 강봉인장볼트홀(113)(213) 탭(TAP)의 동시가공이 가능하게 되어 빠른 제작을 할 수 있게 한다.

이와 같이 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합판(110)(210)을 다수개의 조각으로 분리하여 제작할 경우 결합판(110)(210)을 링형태의 일체형으로 제작할 경우보다 폐기되는 자재의 손실을 줄여주게 된다.

즉 결합판(110)(210)을 일체로된 링 형태로 제작하기 위해 금속판을 가공할 경우에는 금속판의 중심부분을 절단하여 제거해야 하며 이렇게 제거된 금속판은 추가적인 결합판(110)(210)을 생산할 수 없어 버려지기 때문에 자재의 활용도가 저하되고 자재비용이 증가되는데 결합판(110)(210)을 환형형태로 다수개를 제작하여 링형태로 구성할 경우에는 버려지는 금속판의 량을 줄여 자재비를 절감할 수 있게 되는 것이다.

한편 본 발명의 체결구(300)는 파일의 매입 시공시 케이싱의 내부에 파일을 삽입하는 과정에서 케이싱의 내경에 간섭되지 않을 정도로 파일 외측으로 돌출되어야 하고 이로 인해, 상기 체결구(300)의 지지판(340) 두께를 상부결합부(310), 하부결합부(320) 및 측면결합부(330)의 두께보다 상대적으로 얇게 형성하여 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 무용접 이음장치를 이용한 상부파일(10)과 하부파일(20)의 이음과정을 설명하면, 먼저 하부파일(20)의 상부에 상부파일(10)을 안착시켜 두부연결구(200)와 선단연결구(100)의 결합판(110)(210)이 서로 맞닿도록 한다.

한편 상기 제1실시예에서와 같이 두부연결구(200)의 결합판(210)에 설치홈(214)이 형성되어 있을 경우에는 고정수단(400)의 고정볼트(410)를 두부연결구(200)의 강봉인장볼트홀(213)과 설치홈(214)에 삽입한 상태에서 두부연결구(200)의 상부에 선단연결구(100)를 안착시켜주게 된다.

이와 같이 두부연결구(200)와 선단연결구(100)가 서로 맞닿게 되면 두부연결구(200)와 선단연결구(100)에 형성되어 있는 삽입홈(121)(221)과 끼움홈(112)(212)으로 끼워지도록 체결구(300)를 설치한다.

이때 상기 체결구(300)는 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 강봉인장볼트홀(113)(213)에서 방사상으로 대응되는 위치마다 설치하게 된다.

즉 상기 체결구(300)의 상부결합부(310)는 선단연결구(100)의 삽입홈(121)에 삽입되고 하부결합부(320)는 두부연결구(200)의 삽입홈(221)에 삽입되며, 한 쌍의 측면결합부(330)는 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 끼움홈(112)(212)으로 삽입되어 두부연결구(200)와 선단연결구(100)를 연결해주게 된다.

또한 고정수단(400)이 고정볼트(410)와 너트(420)로 구성될 경우에는 강봉인장볼트홀(213)과 설치홈(214)에 미리 설치되어 있는 고정볼트(410)에 체결구(300)의 지지판(340)에 형성된 설치홀(341)에 끼워지고 고정볼트(410)를 너트(420)로 조여줌으로써 체결구(300)를 통해 두부연결구(200)와 선단연결구(100)를 연결하여 고정된다.

또한 체결구(300)는 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합판(110)(210)에 형성된 경사면(114)(216)이 상부결합부(310)와 하부결합부(320)에 형성된 경사면(311)(321)과 쐐기형태로 맞물리게 됨으로써 보다 견고하게 상부파일(10)과 하부파일(20)을 일체로 연결해주게 되는 것이다.

한편 상기 체결구(300)를 설치하는 과정에서 선단연결구(100)의 결합판(110)과 체결구(300)의 상부연결부(310) 사이에 쐐기부재(500)가 개재되도록 설치하여 체결구(300)가 쐐기부재(500)를 통해 선단연결구(100)와 두부연결구(200)에 쐐기형태로 맞물려 체결되도록 함으로써 결합력을 향상시켜주게 된다.

한편 제2실시예에 의한 체결구(300)를 통해 선단연결구(100)와 두부연결구(200)를 체결할 경우에는 체결구(300)를 설치한 상태에서 고정수단(400)인 태핑나사(430)를 체결구(300)의 지지판(340)에 형성된 설치홀(341)에 체결하여 선단연결구(100)의 결합판(110) 상부면과 상부결합부(310)의 하부면 사이로 태핑나사(430)를 억지끼움 형태로 설치하여 고정하게 된다.

이렇게 태핑나사(430)를 억지끼움 형태로 체결하게 됨으로써 체결구(300)가 두부연결구(200)를 선단연결구(100) 방향으로 당겨 견고한 고정이 이루어지게 되는 것이다.

한편 상기 체결구(300)에 상부날개(350)와 하부날개(360) 및 날개지지판(370)이 더 형성될 경우에는 상기 날개지지판(370)에 형성되어 있는 설치홀(371)을 통해 태핑나사를 설치하여 선단연결구(100)의 결합판(110) 상부면과 상부결합부(310)의 하부면 사이에 억지끼움 형태로 체결되도록 함으로써 체결구(300)의 고정을 통한 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 이음 시공이 이루어지게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 무용접 이음장치는 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 가공량을 최소화하여 기존의 파일 생산시설에서 간단한 홈가공 만으로 체결구(300)의 설치를 통한 파일의 이음 시공이 가능하여 제작이 용이하고 시공성이 뛰어나다.

또한 상기 체결구(300)의 형태가 일측이 개방된 박스형태로 구성됨으로써 체결구(300)의 벌어짐을 방지하여 선단연결구(100)와 두부연결구(200)를 견고하게 구속해줌으로써 상부파일(10)과 하부파일(20)의 안정적인 이음 시공이 이루어지게 된다.

또한 태핑나사(430)를 통해 체결구(300)가 선단연결구(100)에 억지끼움 형태로 고정됨으로써 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합력이 향상되고 태핑나사를 설치하는 간단 공정만으로 파일의 이음 시공이 가능하여 빠르고 간편한 시공이 가능하여 시공성이 매우 우수하다.

또한 선단연결구(100)와 두부연결구(200)의 결합판(110)(210)을 다수개의 조각으로 분리된 상태로 제작하여 링형태로 조립함으로써 결합판을 제작하는 과정에서 버려지는 자재의 손실을 최소화하여 제작 원가를 절감할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(10) : 상부파일 (20) : 하부파일
(100) : 선단연결구 (110) : 결합판
(111) : 결합판몸체 (112) : 끼움홈
(113) : 강봉인장볼트홀 (114) : 경사면
(115) : 가이드핀 (116) : 결합판 연결링
(117) : 가이드핀홀 (120) : 보강밴드
(121) : 삽입홈 (200) : 두부연결구
(210) : 결합판 (211) : 결합판몸체
(212) : 끼움홈 (213) : 강봉인장볼트홀
(214) : 설치홈 (216) : 경사면
(217) : 결합판 연결링 (218) : 가이드핀홀
(220) : 보강밴드 (221) : 삽입홈
(300) : 체결구 (310) : 상부결합부
(311) : 경사면 (320) : 하부결합부
(321) : 경사면 (330) : 측면결합부
(340) : 지지판 (341) : 설치홀
(350) : 상부날개 (360) : 하부날개
(370) : 날개지지판 (371) : 설치홀
(400) : 고정수단 (410) : 고정볼트
(411) : 두부 (412) : 나사부
(413) : 라운드부 (420) : 너트
(430) : 태핑나사 (500) : 쐐기부재
(510) : 쐐기몸체 (520) : 걸림턱

Claims (10)

1. 상부파일과 하부파일을 연결해주는 파일의 무용접 이음장치에 있어서,
   상부파일의 선단에 설치되고 가장자리에는 내측방향으로 오목한 형태의 끼움홈이 다수개 형성되어 있는 결합판과, 상기 결합판의 가장자리에서 상부파일 선단의 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드와, 상기 보강밴드의 둘레를 따라 상부파일의 내측방향으로 오목하게 형성되고 상기 끼움홈과 연통되는 삽입홈으로 이루어진 선단연결구;
   하부파일의 두부에 설치되고 가장자리에는 내측방향으로 오목한 형태의 끼움홈이 다수개 형성되어 있는 결합판과, 상기 결합판의 가장자리에서 하부파일의 두부 외주면을 감싸도록 구성되는 보강밴드와, 상기 결합판의 하부측에서 보강밴드의 둘레를 따라 내측방향으로 오목하게 형성되되, 상기 끼움홈과 연결되도록 형성되는 삽입홈으로 이루어진 두부연결구;
   상기 선단연결구와 두부연결구의 외면에 밀착되는 지지판과, 상기 지지판의 상단에서 돌출 형성되어 상기 선단연결구의 삽입홈에 삽입되는 상부결합부와, 상기 지지판의 하단에서 돌출 형성되어 상기 두부연결구의 삽입홈에 삽입되는 하부결합부와, 상기 지지판에서 돌출 형성되어 상기 상부결합부와 하부결합부의 양단을 연결하고 선단연결구와 두부연결구의 결합판에 형성된 끼움홈으로 끼워지는 한 쌍의 측면결합부로 이루어진 체결구;
   상기 체결구를 고정해줌으로써 선단연결구와 두부연결구의 이음 시공이 이루어지도록 하는 고정수단;을 포함하여 구성되고,
   상기 고정수단은 상기 체결구의 지지판을 통해 상부결합부와 선단연결구의 결합판 사이에 억지끼움 형태로 설치되는 태핑나사로 구성되고,
   상기 선단연결구와 두부연결구의 결합판은 다수개로 분리되어 제작되고, 분리된 결합판들의 내경측을 연결하여 일체로 연결해주는 결합판 연결링을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파일의 무용접 이음장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 두부연결구의 결합판에 형성되는 강봉인장볼트홀에 삽입되어 선단연결구의 결합판에 형성되는 강봉인장볼트홀에 끼워짐으로써 두부연결구와 선단연결구가 정위치 되도록 가이드해주는 가이드핀;을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파일의 무용접 이음장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 체결구는,
   상기 한 쌍의 측면결합부 상단에서 측면결합부의 외측방향을 향해 상부결합부와 동일선상으로 연장되어 선단연결구의 삽입홈에 삽입되는 한 쌍의 상부날개와, 상기 한 쌍의 측면결합부 하단에서 측면결합부의 외측방향을 향해 하부결합부와 동일선상으로 연장되어 두부연결구의 삽입홈에 삽입되는 한 쌍의 하부날개와, 상기 상부날개와 하부날개 및 측면결합부를 연결하는 날개지지판;을 더 포함하여 구성되고,
   상기 날개지지판을 통해 태핑나사를 설치하여 상부날개와 선단연결구의 결합판 사이에 억지끼움 형태로 체결되는 것을 특징으로 하는 파일의 무용접 이음장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
10. 삭제

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