KR102183364B1 - 철근 연결용 커플링 - Google Patents

Abstract

커플러의 내측면에 일방향으로 형성된 톱니와 맞물리게 마련되는 복수의 조임부재가 커플러의 일 방향 회전에 의해 철근의 각 단부가 맞대기 이음에 맞닿게 위치한 부분을 긴밀하게 압착 고정하여 연결이 이루어질 수 있도록 내부가 관통 형성되는 내경에 일 방향의 톱니가 형성되는 원호 면과 그 원호 면의 끝단에 역회전을 방지하도록 지지하는 제1 지지면이 산과 골 형태로 연속 반복되게 형성되는 커플러; 및 상기 커플러의 내부에 외측면이 상기 원호 면과 제1 지지면과 대응되게 형성되며, 내측면에는 연결하고자 하는 각 철근의 단부가 맞대기 이음 된 상태에서 상기 커플러를 회전함에 따라 상기 각 철근의 단부를 조임에 의해 압착 고정하는 복수의 조임부재;를 포함하는 철근 연결용 커플링을 제공한다.
그에 따라 근을 연결하기 위한 이음 작업의 편리성은 물론 긴밀한 밀착 고정 후 풀림 방지로 인한 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 가진다.

Description

철근 연결용 커플링{Coupling for Reinforcement}

본 발명은 철근을 연결하기 위한 커플링에 관한 것으로, 더 상세하게는 커플러의 내측면에 일방향으로 형성된 톱니와 맞물리게 마련되는 복수의 조임부재가 커플러의 일 방향 회전에 의해 철근의 각 단부가 맞대기 이음에 맞닿게 위치한 부분을 긴밀하게 압착 고정하여 연결이 이루어질 수 있도록 한 철근 연결용 커플링에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물의 인장 응력이 작용하는 부분에는 외력에 저항할 수 있도록 철근을 배치한다.

다시 말해서, 콘크리트는 압력 응력에 대한 저항력 및 압력강도에 비해 인장 응력(引長應力)에 대한 저항력 즉, 인장강도가 현저히 약하므로 약간의 인장 응력으로도 균열이 생겨 파괴된다. 그에 따라 콘크리트 구조물에서 외력이 작용하는 경우 콘크리트에는 압력 응력이, 철근에는 인장 응력이 각각 작용하도록 함으로써 내구성을 향상시킬 수 있는 조건을 가지게 된다.

한편, 근래에는 철근이 배근(配筋)되는 콘크리트 구조물의 대형화 및 고층화로 인하여 콘크리트 내부에 배근되는 철근의 길이도 상대적으로 연장되는데, 주지된 바와 같이 철근은 일정길이의 규격품으로 그 길이가 한정되어 제작되기 때문에 구조물의 높이에 맞게 다수 개의 철근을 서로 연결시는 연결작업이 필수적으로 요구된다.

철근을 연결하기 위한 통상적인 연결작업은 두 개의 철근을 서로 겹치게 한 다음 묶어서 연결하는 겹이음, 가스압접이음, 그리고 기계적 이음 등 여러 가지 방법이 실시되고 있다.

그러나 겹이음은 내구성이 떨어지므로 구조물이 고층일 경우 적용하는데 위험성이 있으며, 가스압접이음은 가열된 부분의 열변형으로 인하여 균열이 발생함에 따라 안전적이지 못한 단점을 가진다.

그에 따라 최근에는 상기한 겹이음 및 가스압접이음에서 가지는 단점인 내구성이 확보되면서 시공이 간편한 기계적 이음을 주로 사용하고 있는 실정이며, 기계적 이음의 대표적인 철근 연결구에 대하여 많은 개발과 연구가 진행되고 다양한 제품이 사용되고 있는 실정이다.

상기와 같이 기계적 이음 방식이 적용되는 철근 연결구에 대한 선행기술에는 대한민국 등록실용신안공보 제20-0457568호(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 철근의 각 단부에 암나사부가 형성된 각 슬리브를 용접하고, 상기 각 슬리브 사이에 숫나부가 형성된 커플러를 체결함에 따라 2개의 철근을 연결하는 결합부 구조를 단순화하여 연결 작업의 편리성을 획기적으로 향상시키고자 하는 철근 연견 구조와 같은 기술이 제안된 바 있다.

또한, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0452849호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 철근의 외측에 감싸지는 편체, 상기 편체가 삽입되는 외통으로 구성되어 철근 외면에 가공 또는 손상을 가하지 않고 바로 체결되도록 함으로써 제조 원가가 절감되며, 별도의 연결 장비를 필요로하지 않고 철근의 연결이 가능하도록 한 철근연결구와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 대한민국 등록특허공보 제10-1460180호(이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 수부재에 나선철근을 결합하고 암부재에는 이형철근을 그대로 결합하여 이들 수부재와 암부재를 견고히 나사 고정함에 따라 상기의 나선철근과 이형철근이 서로 견고하게 연결 고정될 수 있도록 한 소일네일링 공법용 이종 철근 연결구와 같은 기술도 제안된 바 있다.

또, 본 출원인이 선출원하여 공개된 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0075559호(이하 '선행기술문헌 4'라 한다)에 게시된 바와 같이 제1,2 연결부재에 의해 각 철근의 단부가 연결 고정되어 철근 연결장치의 제작을 용이하게 함은 물론 현장에서 짧은 시간에 철근을 조립하여 연결시킬 수 있는 철근 연결장치와 같은 기술도 제안된 바 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0457568호 대한민국 등록실용신안공보 제20-0452849호 대한민국 등록특허공보 제10-1460180호 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0075559호

그러나 선행기술문헌 1은 각 철근의 단부가 나사 결합방식에 의해 외력이 클 경우 그 나사산이 변형되면서 그 연결부위가 분리 또는 이탈되는 단점을 가진다.

선행기술문헌 2는 편체와 외통이 접하는 부분이 일측에서 타측으로 테이퍼진 형태로 넓은 직경 측으로 외력이 발생할 경우, 외통으로부터 편체가 쉽게 분리되는 단점을 가진다.

선행기술문헌 3은 철근의 단부를 연결 고정하기 위한 기술적 구성이 상당히 복잡함은 물론 이 또한 모든 부품이 나사결합방식에 의해 이루어짐으로써, 큰 외력에 대해서는 나사 결합 된 부분이 변형으로 인한 분리되는 문제점이 종종 발생하였다.

선행기술문헌 4는 연결수단의 기술적 구성이 복잡한 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 해결과제는 커플러의 내측면에 일방향으로 형성된 톱니와 맞물리게 마련되는 복수의 조임부재가 커플러의 일 방향 회전에 의해 철근의 각 단부가 맞대기 이음에 맞닿게 위치한 부분을 긴밀하게 압착 고정하여 연결이 이루어질 수 있도록 한 철근 연결용 커플링을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 구체적인 해결과제는 일 방향으로 형성되는 톱니로 인해 조임 후에는 다시 후퇴되지 않도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 해결과제는 커플러의 회전이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 해결수단은 내부가 관통 형성되는 내경에 일 방향의 톱니가 형성되는 원호 면과 그 원호 면의 끝단에 역회전을 방지하도록 지지하는 제1 지지면이 산과 골 형태로 연속 반복되게 형성되는 커플러; 및 상기 커플러의 내부에 외측면이 상기 원호 면과 제1 지지면과 대응되게 형성되며, 내측면에는 연결하고자 하는 각 철근의 단부가 맞대기 이음 된 상태에서 상기 커플러를 회전함에 따라 상기 각 철근의 단부를 조임에 의해 압착 고정하는 복수의 조임부재;를 포함한다.

상기 조임부재는 내측면 중간에 각 철근의 단부가 맞대기 이음 되도록 구획 플랜지가 형성되며 그 구획 플랜지 양측에 상기 각 철근의 외측면과 맞물리는 압착 턱부가 형성되고, 외측면 중간에 상기 제1 지지면과 맞닿아 역회전을 방지하는 제2 지지면이 형성되며 그 제2 지지면의 양측에 상기 각 원호 면에 형성되는 일 방향 톱니와 맞물려 조임된 후에는 후퇴되지 않도록 일 방향 톱니가 형성되되, 상기 조임부재는 커플러의 내경에 형성되는 제1 지지면을 기준하여 양측에 위치하는 한 쌍의 원호 면 사이의 폭 보다 좁은 폭으로 형성된다.

상기 조임부재는 적어도 3개 이상의 복수로 구비된다.

상기 조임부재의 조여지는 방향의 반대 측에는 회전에 의해 조여지는 다른 조임부재의 선단이 삽입되어 지지되는 지지턱부가 더 형성되는 것을 포함한다.

상기 커플러는 외측면이 다각형 형태로 형성되는 것을 더 포함한다.

본 발명은 커플러의 내측면에 일방향으로 형성된 톱니와 맞물리게 마련되는 복수의 조임부재가 커플러의 일 방향 회전에 의해 철근의 각 단부가 맞대기 이음에 맞닿게 위치한 부분을 긴밀하게 압착 고정하여 연결이 이루어질 수 있도록 함으로써, 철근을 연결하기 위한 이음 작업의 편리성은 물론 긴밀한 밀착 고정 후 풀림 방지로 인한 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 일 방향으로 형성되는 톱니로 인해 조임 후에는 다시 후퇴되지 않도록 함으로써, 제품에 대한 더욱더 향상된 신뢰성을 제공한다.

또, 커플러의 회전이 용이하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 이음 작업의 편리성을 한층 더 높일 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일부 분해 사시도,
도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 일부 절개 사시도,
도 3은 본 발명에 의해 철근이 이음되는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일부 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 일부 절개 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의해 철근이 이음되는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도시된 바와 같이 기계적인 이음의 대표적인 철근 연결구는 일정길이의 규격품으로 그 길이가 한정되어 제작되는 철근을 대형화 및 고층화로 인한 그 구조물의 높이에 맞게 연결시 사용되는 물품이다.

더욱이, 기계적인 이음의 철근 연결구는 통상적인 겹이음 및 가스압접이음에서 가지는 단점인 내구성이 확보되면서 시공이 간편하여 주로 사용된다.

본 발명은 커플러의 내측면에 일방향으로 형성된 톱니와 맞물리게 마련되는 복수의 조임부재가 커플러의 일 방향 회전에 의해 철근의 각 단부가 맞대기 이음에 맞닿게 위치한 부분을 긴밀하게 압착 고정하여 연결이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명에 따른 철근을 이음 연결하기 위한 커플링(1)은 내부가 관통 형성되는 내경에 통상적인 래칫(ratchet)과 같은 일 방향으로만 회전 가능한 일 방향의 톱니가 형성되는 원호 면(12)과 그 원호 면(12)의 끝단에 후술하는 조임부재의 역회전을 방지하도록 지지하는 제1 지지면(14)이 통상적인 산과 골 형태로 연속 반복되게 형성되는 커플러(10)를 구비한다.

커플러(10)는 조임을 위한 회전되는 것으로, 파지 혹은 다른 도구 등을 사용하여 회전시킬 데, 파지력이 우수할 수 있도록 외측면을 다각형 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 커플러는 통상적인 내부가 중공 된 관 형태로, 내부로 후술하는 복수의 조임부재와 그 조임부재의 내부에 이음 연결되는 철근이 구비된다.

그리고 상기 커플러(10)의 내부에 외측면이 상기 원호 면(12)과 제1 지지면(14)과 대응되게 형성되며, 내측면에는 연결하고자 하는 각 철근(100)의 단부가 맞대기 이음 된 상태에서 상기 커플러(10)를 회전함에 따라 상기 각 철근(100)의 단부를 조임에 의해 압착 고정하는 복수의 조임부재(20);를 포함한다.

다시 말해서, 상기 조임부재의 외측면은 커플러의 원호 면과 제1 지지면과 맞물리고 내측면에는 이음 연결하기 위한 철근의 각 단부가 삽입된 후 커플러를 회전시킴에 따라 커플러의 원호 면과 제1 지지면과 맞물린 조임부재가 회전되는 방향으로 조여지면서 내측에 위치한 각 철근의 단부를 압착 고정하게 된다. 이때, 조임부재의 외측면 또한 커플러의 원호 면에 형성된 일 방향의 톱니와 같은 통상적인 래칫(ratchet)과 같은 일 방향으로만 회전 가능한 일 방향의 톱니가 형성되어 회전으로 인해 조여질 수 있는 것이다.

더욱이, 일 방향의 톱니로 인해 조여진 후에는 다시 후퇴하지 않는 조건을 가진다.

아울러, 상기 조임부재(20)는 내측면 중간에 각 철근(100)의 단부가 맞대기 이음 되도록 구획 플랜지(22)가 형성되며 그 구획 플랜지(22) 양측에 상기 각 철근(100)의 외측면과 맞물리는 통상적인 산과 골 형태로 이루어진 압착 턱부(24)가 형성되고, 외측면 중간에 상기 제1 지지면(14)과 맞닿아 역회전을 방지하는 제2 지지면(26)이 형성되며 그 제2 지지면(26)의 양측에 상기 각 원호 면(12)에 형성되는 일 방향 톱니와 맞물려 조임된 후에는 후퇴되지 않도록 통상적인 래칫(ratchet)과 같은 일 방향으로만 회전 가능한 일 방향의 톱니가 형성되되, 상기 조임부재(20)는 커플러(10)의 내경에 형성되는 제1 지지면(14)을 기준하여 양측에 위치하는 한 쌍의 원호 면 사이의 폭 보다 좁은 폭으로 형성된다. 즉, 상기 조임부재는 제2 지지면을 기준으로 조임되는 방향의 길이는 짧고 그 반대 측은 길게 형성된다. 상기 조임부재(20)는 적어도 3개 이상의 복수로 구비함에 따라 철근 외측면에 균일한 조임력으로 조임이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

먼저, 커플러의 내부에 복수의 조임부재를 삽입한 후 구획 플랜지를 사이에 두고 이음하고자 하는 철근의 각 단부를 맞대기 한다. 또는 하나의 철근 단부에 복수의 조임부재를 씌운 후 커플러의 내부로 삽입한 다른 하나의 철근 단부를 삽입하여 맞대기 한다.

이때, 조임부재의 외측면은 커플러의 원호 면과 제1 지지면으로 도 2 또는 도 3과 같이 밀착되어 내측면으로 철근이 삽입되어 외측면을 감싸는 형태로 위치한다.

그런 다음 커플러를 도 2의 (b)에서와 같이 화살표 방향으로 회전시킴에 따라 커플러의 원호 면에 형성된 일 방향의 톱니가 복수의 각 조임부재의 외측면에 형성된 일 방향의 톱니를 타고 회전됨으로써, 각 복수의 조임부재는 철근 측으로 조여지면서 그 철근의 외측면에 내측면이 압착 고정되는 것이다. 이때, 조임부재의 내측면에 형성된 압착 턱부에 의해 철근의 외측면과 긴밀한 밀착력도 가진다.

더욱이, 상기 원호 면과 조임부재에 형성되는 각 일 방향의 톱니의 특성상 한 번 조여진 상태에서는 다시 후퇴되지 않게 됨에 따라 풀림을 방지할 수 있는 조건도 가질 수 있는 것이다.

그에 따라 번거롭거나 불편함 없이 간단한 회전에 의해 철근의 이음 연결작업이 단시간 내에 신속하게 이루어질 수 있어, 작업의 신속성 및 편리성을 제공한다.

한편, 상기 조임부재(20)의 조여지는 방향의 반대 측에는 회전에 의해 조여지는 다른 조임부재(20)의 선단이 삽입되어 지지되는 지지턱부(28)가 더 형성되는 것이 바람직하다. 상기 지지턱부는 다른 조임부재의 선단이 삽입되어 겹쳐지게 함에 따라 더욱더 큰 조임력을 가질 수 있는 역할을 한다.

이로써, 본 발명은 번거롭거나 불편함 없이 커플러의 회전시킴으로 인해 그 내부에 마련된 복수의 조임부재가 조여지면서 철근의 각 단부를 긴밀하게 압착 고정하는 편리성을 제공한다.

특히, 조임 또한 일 방향의 톱니에 의해 이루어짐으로써, 조임 후에는 다시 후퇴하지 않아 풀림을 원천적으로 방지할 수 있는 조건도 가진다.

또한, 조임부재의 선단이 다른 조임부재의 말단과 겹쳐지도록 함으로써, 더욱더 큰 조임력에 의한 높은 고정력을 가질 수 있다.

1 : 커플링
10 : 커플러 12 : 원호 면
14 : 제1 지지면 20 : 조임부재
22 : 구획 플랜지 24 : 압착 턱부
26 : 제2 지지면 28 : 지지턱부
100 : 철근

Claims (5)

1. 내부가 관통 형성되는 내경에 일 방향의 톱니가 형성되는 원호 면과 그 원호 면의 끝단에 역회전을 방지하도록 지지하는 제1 지지면이 산과 골 형태로 연속 반복되게 형성되는 커플러; 및
   상기 커플러의 내부에 외측면이 상기 원호 면과 제1 지지면과 대응되게 형성되며, 내측면에는 연결하고자 하는 각 철근의 단부가 맞대기 이음 된 상태에서 상기 커플러를 회전함에 따라 상기 각 철근의 단부를 조임에 의해 압착 고정하는 복수의 조임부재;를 포함하되,
   상기 조임부재는 내측면 중간에 각 철근의 단부가 맞대기 이음 되도록 구획 플랜지가 형성되며 그 구획 플랜지 양측에 상기 각 철근의 외측면과 맞물리는 압착 턱부가 형성되고, 외측면 중간에 상기 제1 지지면과 맞닿아 역회전을 방지하는 제2 지지면이 형성되며 그 제2 지지면의 양측에 상기 각 원호 면에 형성되는 일 방향 톱니와 맞물려 조임된 후에는 후퇴되지 않도록 일 방향 톱니가 형성되되, 상기 조임부재는 커플러의 내경에 형성되는 제1 지지면을 기준하여 양측에 위치하는 한 쌍의 원호 면 사이의 폭 보다 좁은 폭으로 형성되며,
   상기 조임부재의 조여지는 방향의 반대 측에는 회전에 의해 조여지는 다른 조임부재의 선단이 삽입되어 지지되는 지지턱부가 더 형성되는 것을 포함하는 철근 연결용 커플링.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 조임부재는 적어도 3개 이상의 복수로 구비되는 철근 연결용 커플링.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 커플러는 외측면이 다각형 형태로 형성되는 것을 더 포함하는 철근 연결용 커플링.
   

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