KR102158265B1 - 철근 이음용 반자동 커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설현장에서 사용되는 철근을 서로 이음하기 위해 사용되는 철근 이음용 반자동 커플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조적 개선을 통해 자체 조립성 및 결속력이 특히 우수하여 다수개의 편체 들의 최초 조립 상태가 변형되는 조립 변형을 방지함으로써 철근의 삽입이 용이하여 작업능률을 향상시킴은 물론이고 작업 환경에 따라 자동 체결 혹은 반자동 체결을 선택할 수 있도록 된 철근 이음용 반자동 커플러에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 복수개의 편체들을 지지하는 형상 유지가이드의 구조적 개선을 통해 자체 조립성 및 결속력이 특히 우수하여 다수개의 편체 들의 최초 조립 상태가 변형되는 조립 변형을 방지함으로써 철근의 삽입이 용이하여 작업능률을 향상시킴은 물론이고 제1커플러바디를 통한 체결은 자동으로 이루어지도록 하고, 제2커플러를 통한 체결은 반자동으로 이루어지도록 하여 작업환경에 따라 선택할 수 있도록 한 효과를 나타낸다.

Description

철근 이음용 반자동 커플러{Semiautomatic Coupler for Connecting Reinforcing Rods}

본 발명은 건설현장에서 사용되는 철근을 서로 이음하기 위해 사용되는 철근 이음용 반자동 커플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조적 개선을 통해 자체 조립성 및 결속력이 특히 우수하여 다수개의 편체 들의 최초 조립 상태가 변형되는 조립 변형을 방지함으로써 철근의 삽입이 용이하여 작업능률을 향상시킴은 물론이고 작업 환경에 따라 자동 체결 혹은 반자동 체결을 선택할 수 있도록 된 철근 이음용 반자동 커플러에 관한 것이다.

각종 건설현장에서 콘크리트 구조물에 사용하기 위한 철근을 연결하기 위해서 종래에는 철근을 이중으로 겹친 상태에서 철사 등으로 묶어서 고정하였으나, 이러한 철근 고정방식은 작업자가 철사를 다수회 철근 외주로 권취한 다음 묶어야 하므로 작업이 번거롭고 철근의 중심이 수직이 되지 않고 삐뚤어질 뿐 아니라 철사의 강도가 약하기 때문에 쉽게 끊어지면서 연결상태가 해제되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 철근을 철사가 아닌 원터치 커플러를 이용하여 연결하였다. 이러한 원터치 커플러는 다양한 형태가 널리 제안되어 사용되고 있으나, 그 중에서도 대한민국특허등록번호 제10-1683146호(2016.12.06. 공고)의 원터치식 철근 커플러가 제안되어 있다.

이 공보를 참조로 하면, 복수개의 편체들이 서로 벌어진 상태를 유지하고 있다가 철근이 삽입되면 자동으로 편체들이 오므려지면서 철근을 단단히 고정함으로써 상기한 단점을 해결하고 있다. 상기 원터치 커플러는 체결이 용이한 장점이 있는 반면, 상기 복수개의 편체들의 압착력에 의해서 체결력이 다소 약해지는 단점도 있어, 근래에는 원터치 결합과 수동 결합을 혼합한 반자동 철근 커플러가 제안되고 있다. 예컨대, 특허공개번호 제10-2019-0033370호(2019.03.29. 공개)가 그 대표적인 것이다.

상기 공보를 참조로 하면, 철근 결합이 용이한 부분에서는 수동으로 철근을 결합하고, 상대적으로 철근 결합이 어려운 부분에는 원터치로 자동 결합되도록 함으로써 편리함과 체결력이 향상된 장점을 기대하게 된다. 그러나, 원터치로 자동 결합하는 부분에는 내부 부품간 조립성이 우수하지 못해 운반이나 사용 중 조립 상태가 변형되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조적 개선을 통해 자체 조립성 및 결속력이 특히 우수하여 다수개의 편체 들의 최초 조립 상태가 변형되는 조립 변형을 방지함으로써 철근의 삽입이 용이하여 작업능률을 향상시킴은 물론이고 작업 환경에 따라 자동 체결 혹은 반자동 체결을 선택할 수 있도록 된 철근 이음용 반자동 커플러를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일단부에는 철근이 삽입되는 입구가 형성되고, 상기 입구 반대편에서 입구 쪽으로 갈수록 점진적으로 내경이 작아지는 경사면이 형성된 중공부가 구비되며, 타단부에는 나사결합부가 형성된 제1커플러바디; 상기 제1커플러바디의 중공부 내측에서 외측면이 상기 경사면에 연접되게 설치되고, 내측면에는 삽입되는 철근을 압착하는 밀착돌기가 형성된 복수개의 편체; 상기 복수개의 편체들의 일단부를 통해 내부로 삽입되는 몸체와, 상기 몸체 상면 가장자리 부분에서 외향된 경사를 가지도록 형성되어 상기 편체들의 밀착돌기 하면을 직접 지지하여 상기 편체들의 유동을 방지하여 조립된 상태를 유지토록 하는 다수의 지지편으로 이루어진 형상 유지가이드; 상기 제1커플러바디의 중공부 내부에 설치되어서 상기 편체들을 상기 제1커플러바디의 입구쪽으로 가압하는 탄성부재; 및 상기 제1커플러바디의 나사결합부에 일단부가 결합되어 상기 탄성부재를 지지하고, 타단 내부에는 철근을 나사 결합하기 위한 나사체결공이 형성된 제2커플러바디;를 포함하되, 상기 형상 유지가이드의 몸체는 원통형 형상이며, 상기 몸체에는 안착홈이 형성되어 삽입되는 철근의 끝부분이 수용되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

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바람직하게 상기 제2커플러바디의 일면에는 상기 형상 유지가이드가 편체들로부터 이탈될 때 수용하기 위한 수용홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 복수개의 편체들을 지지하는 형상 유지가이드의 구조적 개선을 통해 자체 조립성 및 결속력이 특히 우수하여 다수개의 편체 들의 최초 조립 상태가 변형되는 조립 변형을 방지함으로써 철근의 삽입이 용이하여 작업능률을 향상시킴은 물론이고 제1커플러바디를 통한 체결은 자동으로 이루어지도록 하고, 제2커플러를 통한 체결은 반자동으로 이루어지도록 하여 작업환경에 따라 선택할 수 있도록 한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 이음용 반자동 커플러를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 이음용 반자동 커플러를 보인 분리 사시도.
도 3의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제1커플러바디의 내부를 보인 종단면도이며, "나"는 편체의 내부를 보인 종단면도이고, "다"는 형상 유지가이드를 보인 종단면도이고, "라"는 제2커플러바디의 내부를 보인 종단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 이음용 반자동 커플러의 조립 상태를 보인 종단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 삽입 과정을 보인 개략적 종단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 삽입 후를 보인 개략적 종단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 철근 이음용 반자동 커플러를 보다 상세히 설명하기로 한다.

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

따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 이음용 반자동 커플러를 보인 사시도이다.

도면을 참조로 하면, 본 발명의 철근 이음용 반자동 커플러(100)는 토목 또는 각종 건설현장 등에서 사용된 한 쌍의 철근(B,B')을 서로 잇기 위해 사용되는 것으로, 주변 간섭물이 없어 철근(B') 결합이 용이한 부분에서는 철근(B')을 회전시켜 나사 결합하는 방식으로 수동 결합하고, 상대적으로 철근(B) 결합이 어려운 부분에서는 철근(B)을 삽입시키면 자동으로 체결함으로써 두 철근(B,B')을 서로 이음하게 되는데, 이러한 본 발명의 철근 이음용 반자동 커플러(100)의 상세한 구성 및 작동관계는 하기에서 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 이음용 반자동 커플러를 보인 분리 사시도이고, 도 3의 "가"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제1커플러바디의 내부를 보인 종단면도이고, "나"는 편체를 보인 종단면도이고, "다"는 형상 유지가이드의 내부를 보인 종단면도이며, "라"는 제2커플러바디의 내부를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 이음용 반자동 커플러의 조립 상태를 보인 종단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조로 하면, 본 발명의 철근 이음용 반자동 커플러(100)는 크게 제1커플러바디(110), 편체(120), 형상 유지가이드(130), 탄성부재(140) 및 제2커플러바디(150)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 제1커플러바디(110)는 이 또한 단단한 금속재질로 형성되어지며, 도 2 및 도 3의 "가"에서 도시하는 바와 같이, 일단부에 철근이 삽입되는 입구(112)가 형성되고, 상기 입구(112) 반대편에서 입구(112) 쪽으로 갈수록 점진적으로 내경이 작아지는 경사면(116)이 형성된 중공부(114)를 구비한다. 상기 제1커플러바디(110)의 입구(112) 쪽 반대편 즉, 타단부 내경에 나사산으로 이루어진 나사결합부(118)가 형성된다. 한편, 상기 제1커플러바디(110) 내경은 입구(112) 반대편에서 입구 쪽으로 갈수록 점진적으로 작아지는 형상을 가지되, 입구(112) 쪽에서는 수직면을 가지도록 형성되어 철근 삽입을 용이하게 함은 물론이고 다른 부분보다 입구(112) 쪽 두께를 두껍게 형성함으로써 견고성을 향상시키고자 한 것이다. 또한, 상기 제1커플러바디(110) 내경에 형성된 경사면(116)을 미부호 설명이나 입구(112) 쪽 수직면 아래로 형성된 제1경사면과 상기 제1경사면 아래로 이어진 제2경사면의 두 부분으로 구분 형성하되, 상기 제2경사면의 경사는 입구(112)쪽으로 갈수록 완만하게 내경이 작아지는 경사를 가지도록 하고, 제1경사면은 상기 제2경사면보다 급격하게 내경이 작아지는 경사를 가지도록 형성하는 것도 고려해 볼 만하다.

다음으로, 상기 편체(120)는 도 2 및 도 3의 "나"에서 도시하는 바와 같이, 복수개로 이루어져 방사형 형태로 배치되고, 외측면이 상기 제1커플러바디(110)의 경사면(116)에 대응된 경사를 가지며, 도 4에서 도시하는 바와 같이 상기 제1커플러바디(110)의 중공부(114) 내에 설치되어 경사면(116)에 연접하게 되고, 내측면에는 철근의 외면 바람직하게는 철근의 마디에 걸리면서 체결하는 복수개의 밀착돌기(122)들이 형성된다. 상기 밀착돌기(122)들은 제1커플러바디(110)의 축 방향을 따라 일정 피치로 배열되며, 철근의 마디로부터 가해지는 인장력에 저항하고 철근이 빠지지 않도록 래칫(ratchet) 톱니 형태를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 상기 편체(120)는 도시된 바와 같이 4개로 이루어지는 것이 바람직하나, 본원에서는 개수를 한정하는 것은 아님을 명확히 한다.

다음으로, 상기 형상 유지가이드(130)는 금속소재 혹은 합성수지재로 형성될 수 있으며, 도 2 및 도 3의 "다"에서 도시하는 바와 같이, 상기 복수개의 편체(120)들의 일단부를 통해 내부로 삽입되는 몸체(132) 및 상기 몸체(132)의 상면 가장자리 부분에서 끝부분이 벌어지는 외향된 경사를 가지도록 형성되어 상기 편체(120)들의 밀착돌기(122) 하면을 직접 지지하여 상기 편체(120)들의 유동을 방지하여 조립된 상태를 유지토록 하기 위해 환배치된 다수의 지지편(144)으로 이루어진다. 이때, 상기 몸체(132)는 원통형 형상이 바람직하며, 일면에는 삽입되는 철근의 끝부분을 수용하기 위한 안착홈(136)이 형성되는 것이 더 바람직하다.

이러한, 형상 유지가이드(130)는 도 4에서 도시하는 바와 같이, 상기 복수개의 편체(120)들 내부에 삽입되어 있되, 가장자리에서 외향된 경사를 가지는 지지편(134)이 복수개의 편체(120) 내측면에 형성된 밀착돌기(122) 하면을 직접 지지함에 따라 편체(120)가 제1커플러바디(110) 입구(112) 반대쪽으로 유동되는 것을 억제함은 물론이고 지지편(134)의 외향된 경사에 의해 편체(120)가 제1커플러바디(110)의 입구(112) 쪽으로도 유동되는 것을 방지할 수 있어 복수개의 편체(120)가 최초 조립된 상태에서 쉽게 유동되는 것을 억제할 수 있게 되는 것이다. 나아가, 상기 지지편(134)이 밀착돌기(122)의 하면을 직접 밀착 지지함에 따라 복수개의 편체(120)들이 동심원 상으로도 유동되는 것을 억제할 수 있는 장점이 있다. 이때, 상기 지지편(134)의 경사도는 상기 편체(120)의 밀착돌기(122)가 가지는 경사와 동일하게 형성하여 밀착력을 향상시키는 것이 좋다.

다음으로, 상기 탄성부재(140)는 도 2에서 도시하는 바와 같이 코일스프링 형태로 구현되어 있으나, 탄성력을 발생할 수 있는 것이면 어떤 형상 및 종류라도 상관없음을 인지해야 된다. 이러한 탄성부재(150)는 도 4에서 도시하는 바와 같이, 제1커플러바디(110)의 중공부(114) 내측에 설치되어서 상기 편체(120)들을 상기 제1커플러바디(110)의 입구(112)쪽으로 가압하기 위해 구비된다. 상기 탄성부재(140)는 상기 편체(120)들의 조립된 상태를 유지하기 위해 구비된 형상 유지가이드(130)는 간섭하지 않도록 지지함으로써, 상기 형상 유지가이드(130)가 편체(120)들에서 이탈될 때 탄성부재(140)에 간섭받지 않도록 구성되는 것이다.

이때, 상기 탄성부재(140)가 상기 편체(120)들을 제1커플러바디(110)의 입구(112) 쪽으로 가압하고 있지만 상기 편체(120)들은 형상 유지가이드(130)에 조립된 상태로 제1커플러바디(110)의 경사면(116)에 밀착되어 있어 탄성부재(140)의 탄성력을 이기는 상태를 유지하게 되는 것이다.

마지막으로, 상기 제2커플러바디(150)는 도 2, 3의 "라" 및 도 4에서 도시하는 바와 같이 상기 제1커플러바디(110)의 나사결합부(118)에 일단부가 결합되어 상기 탄성부재(140)를 지지하고, 타단 내부에는 철근을 나사 결합하기 위한 나사체결공(152)이 형성된다. 이때, 상기 제2커플러바디(150)의 일면에는 상기 형상 유지가이드(130)가 편체(120)들로부터 이탈될 때 수용하기 위한 수용홈(154)이 더 형성되는 것이 바람직하다.

이제, 하기에서는 본 발명의 철근 이음용 반자동 커플러의 작동관계에 대해서 살펴보기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 삽입 과정을 보인 개략적 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 철근 삽입 후를 보인 개략적 종단면도이다.

도 5 및 6을 참조로 하면, 2개의 철근(B,B')을 이음하기 위해 하나의 철근(B)은 도면상 상측에 배치된 제1커플러바디(110) 입구(112)를 통해 중공부(114) 내부로 삽입하면 체결이 이루어지고, 다른 철근(B')은 제2커플러바디(150)의 나사체결공(152)으로 나사 결합하게 되면 두 철근(B,B')이 이음되는 것이다. 물론, 상기 제2커플러바디(150)의 나사체결공(152)으로 체결되는 철근(B)은 그 끝부분에 미리 탭이 형성되어지는 것은 당연하다.

한편, 상기 제1커플러바디(110)의 입구로 철근(B)을 삽입시키게 되면 복수개의 편체(120)들 사이를 통과하여 상기 편체(120)들을 지지하고 있는 형상 유지가이드(130)에 닿게 되며, 철근(B)을 더 삽입시키게 되면 복수개의 편체(120)들을 지지하고 있는 형상 유지가이드(130)가 편체(120)들로부터 이탈되어 제2커플러바디(150)에 형성된 수용홈(154) 내부로 수용될 것이고, 이 과정에서 복수개의 편체(120)들을 탄성 지지하고 있는 탄성부재(140)의 복원력에 의해 상기 편체(120)들이 제1커플러바디(110)의 입구(112) 쪽으로 이동하게 될 것이다. 이때, 상기 제1커플러바디(110)의 내경이 입구(112) 쪽으로 갈수록 점진적으로 작아지는 경사면(116)을 가지고 있으므로, 이동되는 편체(120)들이 오므려들면서 삽입된 철근(B)의 외면 즉, 편체(120)들의 내측면에 형성된 밀착돌기(122)가 철근(B)의 마디를 압착하여 역방향으로는 분리되지 못하도록 한다. 이렇듯, 제1커플러바디(110)로 철근(B)을 삽입시키게 되면 자동으로 체결됨을 알 수 있고, 이는 철근(B)을 체결하기 어려운 장소, 예컨대 주변에 간섭물들이 있는 곳 또는 작업하기 어려운 조건에서 사용하면 좋다.

또한, 상기 제2커플러바디(150)에 형성된 나사체결공(152)으로는 철근(B')이 나사 결합됨으로써 결합 상태가 우수하나, 간섭물이 많거나 작업 조건이 좋지 못한 곳에서는 체결작업이 용이하지 못하기 때문에 상대적으로 작업하기 쉬운 부분에서 사용하는 것이 바람직할 것이다.

이렇듯, 본 발명에서는 자동 타입과 반자동 타입이 병행되어 있으므로, 작업 여건에 따라 편리하게 사용할 수 있음과 동시에 철근에 대한 체결력은 상대적으로 향상되는 장점이 있는 것이다.

이때, 상기 제1커플러바디(110)에 내장되어 있는 복수개의 편체(120)들의 밀착돌기(122)는 형상 유지가이드(130)의 지지편(134)이 직접 지지하고 있어 지지력이 우수하여, 최초 조립된 조립 상태가 변형되는 조립 변형을 방지할 수 있어 철근 삽입을 용이하게 하는 것은 물론이고 철근이 삽입되는 과정에서 편체(120)들이 철근에 닿더라도 조립된 상태를 잘 유지할 수 있어 복수개의 편체(120)들이 동시에 철근을 압착할 수 있어 체결력이 더 우수할 것이다.

한편, 상기 형상 유지가이드(130)에서 편체(120)들의 밀착돌기(122)를 직접 지지하고 있는 지지편(134)은 이탈되는 과정에서 수직 방향으로 직립될 수도 있고, 지지편(134)이 탄성력을 가지는 경우에는 오므려들었다가 제2커플러바디(150)의 수용홈(154)에 안치되면 다시 원상태로 벌어지게 될 것이다. 또한, 상기 철근(B)의 끝부분은 상기 형상 유지가이드(130)에 형성된 안착홈(136)에 수용 안착됨으로써 깊게 삽입될 수 있음은 자명하고, 깊게 삽입되는 만큼 안정적인 체결 상태가 가능한 장점도 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

100 : 본 발명의 반자동 커플러 110 : 제1커플러바디
112 : 입구 114 : 중공부
116 : 경사면 118 : 나사결합부
120 : 편체 122 : 밀착돌기
130 : 형상 유지가이드 132 : 몸체
134 : 지지편 136 : 안착홈
140 : 탄성부재 150 : 제2커플러바디
152 : 나사체결공 154 : 수용홈
B,B' : 철근

Claims (4)

1. 일단부에는 철근이 삽입되는 입구가 형성되고, 상기 입구 반대편에서 입구 쪽으로 갈수록 점진적으로 내경이 작아지는 경사면이 형성된 중공부가 구비되며, 타단부에는 나사결합부가 형성된 제1커플러바디;
   상기 제1커플러바디의 중공부 내측에서 외측면이 상기 경사면에 연접되게 설치되고, 내측면에는 삽입되는 철근을 압착하는 밀착돌기가 형성된 복수개의 편체;
   상기 복수개의 편체들의 일단부를 통해 내부로 삽입되는 몸체와, 상기 몸체 상면 가장자리 부분에서 외향된 경사를 가지도록 형성되어 상기 편체들의 밀착돌기 하면을 직접 지지하여 상기 편체들의 유동을 방지하여 조립된 상태를 유지토록 하는 다수의 지지편으로 이루어진 형상 유지가이드;
   상기 제1커플러바디의 중공부 내부에 설치되어서 상기 편체들을 상기 제1커플러바디의 입구쪽으로 가압하는 탄성부재; 및
   상기 제1커플러바디의 나사결합부에 일단부가 결합되어 상기 탄성부재를 지지하고, 타단 내부에는 철근을 나사 결합하기 위한 나사체결공이 형성된 제2커플러바디;를 포함하되,
   상기 형상 유지가이드의 몸체는 원통형 형상이며, 상기 몸체에는 안착홈이 형성되어 삽입되는 철근의 끝부분이 수용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 철근 이음용 반자동 커플러.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제2커플러바디의 일면에는 상기 형상 유지가이드가 편체들로부터 이탈될 때 수용하기 위한 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 철근 이음용 반자동 커플러.

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