KR102184018B1 - 철근 커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근 커플러를 개시한다. 이러한 본 발명은 커플러 내부에 적어도 하나 이상의 가압부를 가지는 링 구조물을 다단 적용한 것이고, 이에 따라 커플러 내부에서 철근의 유동을 효과적으로 억제하면서 복수 철근의 연결 이음 성능을 높인 것이다.

Description

철근 커플러{REBAR COUPLER}

본 발명은 복수의 철근을 연결 이음하는 철근 커플러에 관한 것이다.

일반적으로, 철근은 건축이나 토목 분야의 철근 콘크리트 구조물을 시공할 때 콘크리트 내부에 매립되어 콘크리트 구조물의 강도를 보강하기 위해 보편적으로 많이 사용하는 것으로, 특히 대형 건축물이나 특수 구조물 그리고 교량과 같은 토목 구조물에는 대량의 철근이 배근되어 사용된다.

하지만, 철근은 일정한 길이로 규격화되어 생산되기 때문에 대형 건축물이나 특수 구조물 그리고, 교량과 같은 토목 구조물의 경우 한정된 길이로 생산된 철근을 연결 이음하여 사용해야 한다.

통상적으로 지금까지 사용되고 있는 철근 연결 방법에는 겹이음, 용접, 나사가공, 기계적 이음 등의 방법이 사용되고 있다.

겹이음은 철근을 서로 소정의 길이로 겹쳐서 철사나 와이어로 묶어서 이음 하는 방법으로 철근을 매번 겹쳐서 이음 해야 하므로 철근량의 손실이 크고 겹침부의 강도가 약해 쉽게 분리되며 시공성이 좋지 않아 공기가 늘어나는 단점이 있다.

용접 이음은 시공이 번거로우며 용접부를 가열하기 때문에 열로 인하여 용접부 주변의 철근 강도가 현저하게 약해진다.

이에 종래에는 복수의 철근을 용이하게 연결 이음할 수 있는 철근 커플러가 개시되어기에 이르렀다.

그러나, 종래에 개시된 철근 커플러들은 공개특허공보 제10-2013-01033981호에서와 같이 나사 체결 방식을 사용하거나, 등록특허공보 제10-1643846호에서와 같이 편체의 돌기가 철근 마디에 걸림되도록 한 상태에서 스프링의 탄성력으로 상기 편체를 밀어주도록 하거나, 등록특허공보 제10-1791468호 및 등록특허공보 제10-1866816호에서와 같이 스프링과 키(KEY)를 이용하여 철근 외주면을 가압하도록 구성되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 나사 체결 방식은 철근의 단부를 가공해야만 하는 치명적인 단점이 있고, 편체와 스프링 및/또는 키를 이용한 방식은 철근 외주면과의 접촉력이 약해 철근이 쉽게 이탈되는 구조적 단점이 있으며, 특히 키(KEY)를 이용한 커플러의 경우에는 구조가 복잡하게 이루어져 있는 관계로 수작업이 많이 요구되어 시공 시간과 비용이 많이 소요될 수 밖에 없는 것이다.

등록특허공보 제10-1319398호(공고일 2013.10.17.) 등록특허공보 제10-1643846호(공고일 2016.08.10.) 등록특허공보 제10-1791468호(공고일 2017.10.30.) 등록특허공보 제10-1866816호(공고일 2018.06.12.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 커플러 내부에 적어도 하나 이상의 가압부를 가지는 링 구조물을 다단 적용함으로써, 커플러 내부에서 철근의 유동을 효과적으로 억제하면서, 복수 철근의 연결 이음 성능을 높일 수 있도록 하는 철근 커플러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 과제 해결 수단인 철근 커플러는, 하나의 철근 일단이 인입되는 제 1 몸체; 다른 하나의 철근 일단이 인입되는 제 2 몸체; 및, 상기 제 1 및 제 2 몸체를 결합시키는 연결 몸체; 를 포함하며, 상기 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체의 내주면에는 각각 다단을 이루는 링 안착홈을 형성하고, 상기 링 안착홈에는 상기 철근의 외주면을 가압하여 고정시키도록 가압라인을 형성한 철근 고정부를 안착시키는 것이다.

또한, 상기 링 안착홈에는 상기 철근을 당길 때 상기 철근 고정부가 걸림되어 외부로의 이탈이 방지되도록 외곽 방향으로 테이퍼진 경사면을 형성하는 것이다.

또한, 상기 철근 고정부는 삼각 봉, 사각 봉, 오각 봉, 육각 봉 중 어느 하나를 굽힘 성형한 C자형 링 구조물이고, 상기 가압 라인은 삼각 봉, 사각 봉, 오각 봉, 육각 봉 중 어느 하나를 굽힘 성형한 상기 C자형 링 구조물로서 상기 철근의 외주면에 대하여 점 접촉하는 모서리 라인인 것이다.

또한, 상기 가압 라인은 상기 삼각 봉, 사각 봉, 오각 봉, 육각 봉 중 어느 하나를 비틀림 가공을 통해 상기 C자형 링 구조물로 굽힘 성형시, 상기 철근의 외주면에 대하여 점 접촉하는 적어도 하나 이상의 삼각 돌기 형태를 가지는 것이다.

또한, 상기 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체의 내주면 일단에는 각각 제 1 나선부와 제 2 나선부가 형성되고, 상기 연결 몸체의 외주면에는 상기 제 1 및 제 2 나선부와의 나선 체결을 위한 제 3 나선부를 형성하는 것이다.

또한, 상기 연결 몸체의 내부 중앙에는 격판을 형성하되, 상기 격판에는 상기 제 1 및 제 2 나선부와 상기 제 3 나선부의 나선 체결시 상기 제 1 몸체 또는 제 2 몸체의 회전에 연동하여 상기 연결 몸체가 동시에 회전하는 것을 방지시키도록 육각 도구가 체결되는 육각 체결구를 형성하는 것이다.

또한, 상기 링 안착홈의 폭은 상기 철근이 진입하거나 또는 당김이 이루어질 때 상기 철근 고정부가 유동 가능하도록 상기 철근 고정부의 폭 보다 넓게 형성되는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 커플러 내부에 적어도 하나 이상의 가압부를 가지는 링 구조물을 다단 적용한 것이며, 이를 통해 커플러 내부에서 철근의 유동을 효과적으로 억제하면서 복수 철근의 연결 이음 성능을 높이는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 철근 커플러의 구조를 보인 결합 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로 철근 커플러의 구조를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예로 철근 커플러의 구조를 보인 정면 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예로 철근 커플러의 구조를 보인 내부 투영도.
도 5는 본 발명의 실시예로 도 4에 대한 A-A선 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예로 철근 커플러에 철근이 진입하는 상태를 보인 단면 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예로 철근 커플러에 진입한 철근을 당기는 상태를 보인 단면 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예로 삼각 봉의 철근 고정부 구조를 보인 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예로 사각 봉의 철근 고정부 구조를 보인 사시도.
도 10은 본 발명의 실시예로 오각 봉의 철근 고정부 구조를 보인 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예로 육각 봉의 철근 고정부 구조를 보인 사시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.

명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 철근 커플러의 구조를 보인 결합 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 철근 커플러의 구조를 보인 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 철근 커플러의 구조를 보인 정면 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 철근 커플러의 구조를 보인 내부 투영도이며, 도 5는 본 발명의 실시예로 도 4에 대한 A-A선 단면도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철근 커플러는, 제 1 및 제 2 몸체(10, 20)와 연결몸체(30), 그리고 링 안착홈(40)과 철근 고정부(50)를 포함할 수 있는 것이다.

상기 제 1 몸체(10)는 하나의 철근(100) 일단이 인입되는 원통형 구조물로서, 내주면 일단에는 제 1 나선부(11)를 형성하여둔 것이다.

상기 제 2 몸체(20)는 상기 제 1 몸체(10)와 동일한 형상을 가지는 원통형 구조물로서 이는 다른 하나의 철근(100') 일단이 인입될 수 있는 것이며, 내주면 일단에는 제 2 나선부(21)를 형성하여둔 것이다.

상기 연결 몸체(30)는 상기 제 1 및 제 2 몸체(10, 20)를 결합시키는 것으로서, 외주면에는 상기 제 1 및 제 2 나선부(11, 21)와의 나선 체결을 위한 제 3 나선부(31)를 형성하여둔 것이다.

이때, 상기 연결몸체(30)의 내부 중앙에는 격판(32)이 형성될 수 있으며, 상기 격판(32)에는 상기 제 1 및 제 2 나선부(11, 21)와 상기 제 3 나선부(31)의 나선 체결시 상기 제 1 몸체(10) 또는 제 2 몸체(20)의 회전에 연동하여 상기 연결몸체(30)가 동시에 회전하는 것을 방지시키도록 육각 도구(예; 육각볼트)가 체결되는 육각 체결구(33)가 형성될 수 있는 것이다.

상기 링 안착홈(40)은 상기 제 1 몸체(10)와 상기 제 2 몸체(20)의 내주면에 각각 다단 형성되는 것으로, 이는 상기 철근 고정부(50)가 안착되어 유동 가능한 폭(W1)을 가지는 것이다.

즉, 상기 링 안착홈(40)의 폭(W1)은 상기 철근(100, 100')이 제 1 방향(P1)으로 진입하거나 또는 상기 제 1 방향(P1)과 반대되는 제 2 방향(P2)으로 상기 철근(100, 100')의 당김이 이루어질 때 상기 철근 고정부(50)가 유동 가능하도록 상기 철근 고정부(50)의 폭(W2) 보다 넓게 형성하여둔 것이다.

이에 따라, 상기 링 안착홈(40)에는 상기 철근(100, 100')을 제 2 방향(P2)으로 당길 때 상기 철근 고정부(50)가 걸림되어 외부로의 이탈이 방지되도록 외곽 방향으로 테이퍼진 경사면(41)이 형성될 수 있는 것이다.

상기 철근 고정부(50)는 비틀림에 의해 적어도 하나 이상의 가압 라인(51)이 돌출 형성되는 것으로, 이는 상기 링 안착홈(40)에 안착되어 상기 철근(100, 100')의 외주면을 가압하도록 구성하여둔 것이다.

즉, 상기 철근 고정부(50)는 사각봉(512)의 비틀림 가공을 통해 상기 철근(100, 100')의 외주면에 대하여 점 접촉하는 적어도 하나 이상의 삼각 돌기 형태를 이루는 상기 가압 라인(51)을 돌출 형성하여둔 것으로, 이는 C자형 링 구조물인 것이다.

한편, 상기 철근 고정부(50)는 첨부된 도 8 내지 도 11에서와 같이, 삼각 봉(511), 사각 봉(512), 오각 봉(513), 육각 봉(514) 중 어느 하나를 굽힘 성형하여 C자형 링 구조물로 구성할 수 있는 것이고, 상기 가압 라인(51)은 상기 삼각 봉(511), 사각 봉(512), 오각 봉(513), 육각 봉(514) 중 어느 하나를 비틀림 가공한 후 굽힘 성형한 상기 C자형 링 구조물로서 상기 철근(100, 100')의 외주면에 대하여 점 접촉하는 모서리 라인이며, 이하에서는 사각 봉(512)을 비틀림 가공한 C자형 링 구조물로 그 설명이 이루어지도록 하였다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 철근 커플러는 첨부된 도 1 내지 도 11에서와 같이, 우선 대칭 구조를 이루는 제 1 및 제 2 몸체(10, 20)의 내주면에 다단 형성되는 링 안착홈(40)에 사각봉을 비틀면서 삼각 돌기 형태로서 적어도 하나 이상의 가압 라인(51)이 형성되는 C자형 링 구조물인 철근 고정부(50)를 유동 가능하게 안착하여 둔다.

이후, 연결 몸체(30)에 대칭 구조를 이루는 상기 제 1 및 제 2 몸체(10, 20)를 제 1 내지 제 3 나선부(11, 21, 31)를 이용하여 결합시킨다.

이때, 상기 제 1 및 제 3 나선부(11, 31)의 나선 체결을 통해 상기 연결 몸체(30)의 일단에는 상기 제 1 몸체(10)를 결합시키고, 상기 제 2 및 제 3 나선부(21, 31)의 나선 체결을 통해 상기 연결 몸체(30)의 타단에는 상기 제 2 몸체(20)를 결합시킬 때, 상기 연결 몸체(30)의 내부 중앙에 형성되는 격판(32)의 육각 체결구(33)에 육각 도구(예; 육각볼트)를 체결하여 두면, 상기 제 1 몸체(10) 또는 제 2 몸체(20)의 회전에 연동하여 상기 연결 몸체(30)가 동시에 회전하는 것을 방지시킬 수 있게 되면서, 상기 연결 몸체(30)로의 상기 제 1 및 제 2 몸체(10, 20)를 견고하게 체결 고정시킬 수 있는 것이다.

다음으로, 상기 제 1 몸체(10)에 이음 연결을 위한 하나의 철근(100) 일단을 제 1 방향(P1)으로 진입시킨다.

그러면, 상기 철근(100)의 일단이 다단으로 이루어진 링 안착홈(40)에 각각 안착된 C자형 링 구조물인 철근 고정부(50)를 통과하게 되면서, 상기 연결 몸체(30)의 내부 격판(32)으로 접촉된다.

이후, 상기 철근(100)을 상기 제 1 방향(P1)과 반대되는 제 2 방향(P2)으로 잡아 당기게 되면, C자형 링 구조물인 상기 철근 고정부(50)는 유동하지만 그 유동은 상기 링 안착홈(40)에 형성되는 테이퍼진 경사면(41)에 걸리면서 정지된다.

그러면, C자형 링 구조물인 상기 철근 고정부(50)에 형성되는 가압라인(51)이 상기 철근(100)의 외주면에 점 접촉하게 되면서, 상기 철근(100)의 외주면을 가압하게 되므로, 상기 철근(100)은 상기 제 1 몸체(10)로부터 분리되지 않게 되는 것이다.

한편, 상기 제 2 몸체(20)에 이음 연결을 위한 다른 하나의 철근(100') 일단을 제 1 방향(P1)으로 진입시킨다.

그러면, 상기 철근(100')의 일단이 다단으로 이루어진 링 안착홈(40)에 각각 안착된 C자형 링 구조물인 철근 고정부(50)를 통과하게 되면서, 상기 연결 몸체(30) 내부의 격판(32)으로 접촉된다.

이후, 상기 철근(100')을 상기 제 1 방향(P1)과 반대되는 제 2 방향(P2)으로 잡아 당기게 되면, 상기 철근 고정부(50)는 유동하지만 그 유동은 상기 링 안착홈(40)에 형성되는 테이퍼진 경사면(41)에 걸리면서 정지된다.

그러면, C자형 링 구조물인 상기 철근 고정부(50)에 형성되는 가압 라인(51)이 상기 철근(100')의 외주면에 점 접촉하게 되면서, 상기 철근(100')의 외주면을 가압하게 되므로, 상기 철근(100')은 상기 제 2 몸체(20)로부터 분리되지 않게 되면서, 상기 제 1 및 제 2 몸체(10, 20)에 각각 진입한 복수의 상기 철근(100, 100')은 이음 연결이 완료될 수 있으며, 상기의 이음 연결 상태는 상기 철근(100, 100')의 외주면을 가압하는 상기 가압 라인(51)에 의해 견고하게 유지될 수 있는 것이다.

즉, 상기 철근(100, 100')은 상기 가압 라인(51)의 가압력으로부터 상기 제 1 및 제 2 몸체(10, 20)로부터 분리되지 않게 되면서, 견고한 이음 연결 상태를 유지할 수 있는 것이다.

여기서, C자형 링 구조물인 상기 철근 고정부(50)는 사각 봉(512)을 비틀면서 C자형 링 구조물로 성형하거나, 또는 첨부된 도 8 내지 도 11에서와 같이 삼각 봉(511), 사각 봉(512), 오각 봉(513), 육각 봉(514) 중 어느 하나를 굽힘 가공한 것이므로, 상기 철근(100, 100')이 상기 제 1 및 제 2 몸체(10, 20)의 내부인 제 1 방향(P1)으로 각각 진입하거나 또는 제 2 방향(P2)으로 잡아 당길때 상기 철근 고정부(50)는 벌어지지만, 상기 진입이나 당김이 없을때에는 상기 철근(100, 100')의 외주면으로 좁혀지는 복원력을 발휘하게 되면서, C자형 링 구조물인 상기 철근 고정부(50)에 형성되는 가압 라인(51)의 가압력이 증대되고, 이에따라 상기 가압 라인(51)에 의한 상기 철근(100, 100')의 고정 상태는 견고해질 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 철근 커플러에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 제 1 몸체 11; 제 1 나선부
20; 제 2 몸체 21; 제 2 나선부
30; 연결 몸체 31; 제 3 나선부
32; 격판 33; 육각 체결구
40; 링 안착홈 41; 경사면
50; 철근 고정부 51; 가압라인
100, 100'; 철근

Claims (7)

1. 하나의 철근 일단이 인입되는 제 1 몸체; 다른 하나의 철근 일단이 인입되는 제 2 몸체; 및, 상기 제 1 및 제 2 몸체를 결합시키는 연결 몸체; 를 포함하며,
   상기 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체의 내주면에는 각각 다단을 이루는 링 안착홈을 형성하고, 상기 링 안착홈에는 상기 철근의 외주면을 가압하여 고정시키도록 가압 라인을 형성한 철근 고정부를 안착시키되,
   상기 철근 고정부는 삼각 봉, 사각 봉, 오각 봉, 육각 봉 중 어느 하나를 굽힘 성형한 C자형 링 구조물이고, 상기 가압 라인은 삼각 봉, 사각 봉, 오각 봉, 육각 봉 중 어느 하나를 굽힘 성형한 상기 C자형 링 구조물로서 상기 철근의 외주면에 대하여 점 접촉하는 모서리 라인이며,
   상기 가압 라인은 상기 삼각 봉, 사각 봉, 오각 봉, 육각 봉 중 어느 하나를 비틀림 가공을 통해 상기 C자형 링 구조물로 굽힘 성형시, 상기 철근의 외주면에 대하여 점 접촉하는 적어도 하나 이상의 삼각 돌기 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 링 안착홈에는 상기 철근을 당길 때 상기 철근 고정부가 걸림되어 외부로의 이탈이 방지되도록 외곽 방향으로 테이퍼진 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체의 내주면 일단에는 각각 제 1 나선부와 제 2 나선부가 형성되고, 상기 연결 몸체의 외주면에는 상기 제 1 및 제 2 나선부와의 나선 체결을 위한 제 3 나선부를 형성하는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 연결 몸체의 내부 중앙에는 격판을 형성하되, 상기 격판에는 상기 제 1 및 제 2 나선부와 상기 제 3 나선부의 나선 체결시 상기 제 1 몸체 또는 제 2 몸체의 회전에 연동하여 상기 연결 몸체가 동시에 회전하는 것을 방지시키도록 육각 도구가 체결되는 육각 체결구를 형성하는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 링 안착홈의 폭은 상기 철근이 진입하거나 또는 당김이 이루어질 때 상기 철근 고정부가 유동 가능하도록 상기 철근 고정부의 폭 보다 넓게 형성하는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.

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