KR102320366B1 - 철근연결구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 철근연결구는, 한 쌍의 철근 단부를 내부에 수용한 상태로 마찰용접방식으로 일체로 결합되고 나사 결합에 의해 서로 근접하면서 구속되어 한 쌍의 철근이 일직선 상에 연결되도록 하는 제1결합구와 제2결합구를 포함하여 구성되며, 상기 제1결합구와 제2결합구 일측에는, 상기 철근의 일단부를 수용하도록 함몰된 수용공간과, 상기 수용공간 내부에서 가장 큰 내경을 갖도록 구성되어 상기 제1결합구와 제2결합구 및 철근의 일부가 용해된 용탕을 수용하며, 응고된 용탕이 철근 길이 방향으로 인출되지 않도록 걸림 구속하는 걸림홈이 구비됨을 특징으로 한다.

Description

철근연결구 {Reinforcing rod a coupling device}

본 발명은 철근연결구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철근의 단부에 제1결합구와 제2결합구를 마찰 용접방식으로 접합하고, 제1결합구와 제2결합구를 나사 결합 방식으로 연결 가능하도록 함으로써 연결작업성이 향상될 수 있도록 한 철근연결구에 관한 것이다.

본 발명은 제1결합구와 제2결합구 내부에 철근의 일부를 수용하는 수용공간을 구비하여 굽힘응력에 대한 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 철근연결구에 관한 것이다.

본 발명은 수용공간 내부에 철근의 외경보다 작은 외경을 가지는 용해부를 구비하여 마찰용접시 철근보다 먼저 용해되도록 함으로써 접합 강도가 향상될 수 있도록 한 철근연결구에 관한 것이다.

본 발명은 수용공간 내부에 걸림홈을 구비하여 용해된 용해부를 수용함으로써 냉각시 철근의 길이 방향 움직임을 제한하고 왕복 진동에 대한 내구성이 향상될 수 있도록 한 철근연결구에 관한 것이다.

본 발명은 수용공간 내부에 충전용쐐기를 구비하여 걸림홈을 채우고 남은 용해부를 수용함으로써 철근에 대한 구속력이 보다 향상될 수 있도록 한 철근연결구에 관한 것이다.

일반적으로 철근 콘크리트의 구조물의 시공에 있어서 골조로 사용하는 철근은 콘크리트와의 부착응력도를 향상시키기 위해 횡 방향으로 돌출된 마디와 종 방향으로 전체 길이에 걸쳐 대칭으로 두 줄의 리브가 있는 이형철근을 주로 사용하고 있으며, 철근은 운반이나 작업 편의를 위해 한정된 길이로 생산되기 때문에 대부분 연결하여 사용하게 되는데 이형철근을 연결하기 위한 방식은 여러 가지가 사용되고 있다.

예컨대 대한민국 공개특허 제10-2003-32149호에는 도 1과 같이 철근(10) 양단부에 숫나사부가 형성되고, 상기 각각의 숫나사부에 편체(31,31')가 체결되며, 편체(31,31')는 연결체인 캡결합부(40)의 양측에 각각 끼워져 결합될 수 있도록 한 유니버셜 너트형 철근 연결장치가 개시되어 있다.

그러나 상기 종래 기술은 여러 개의 부품을 조립하여 연결하는 복잡한 구조인 관계로 연결 작업의 편리성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

이에 따라 대한민국 등록실용신안 제20-0457568호에는 도 2와 같이 바아 형태의 철근(2) 2개가 결합부(4)로 연결되되, 결합부(4)는 철근(2)의 일단부에 용접되면서 암나사부(8)를 형성하는 슬리브(6)와, 철근(2)의 타단부에 용접되는 숫나사부(10)로 이루어지고, 2개의 철근(2)은 숫나사부(10)가 암나사부(8)에 체결됨으로써 연결되는 것을 특징으로 하는 철근 연결 구조가 개시되어 있다.

그러나 상기 종래 기술은 용접부위가 취약하여 굽힘 응력 발생시 파손되어 안전사고를 유발하게 되므로 바람직하지 못하다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 철근의 단부에 제1결합구와 제2결합구를 마찰 용접방식으로 접합하고, 제1결합구와 제2결합구를 나사 결합 방식으로 연결 가능하도록 함으로써 연결작업성이 향상될 수 있도록 한 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 제1결합구와 제2결합구 내부에 철근의 일부를 수용하는 수용공간을 구비하여 굽힘응력에 대한 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수용공간 내부에 철근의 외경보다 작은 외경을 가지는 용해부를 구비하여 마찰용접시 철근보다 먼저 용해되도록 함으로써 접합 강도가 향상될 수 있도록 한 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수용공간 내부에 걸림홈을 구비하여 용해된 용해부를 수용함으로써 냉각시 철근의 길이 방향 움직임을 제한하고 왕복 진동에 대한 내구성이 향상될 수 있도록 한 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수용공간 내부에 충전용쐐기를 구비하여 걸림홈을 채우고 남은 용해부를 수용함으로써 철근에 대한 구속력이 보다 향상될 수 있도록 한 철근연결구를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 철근연결구는, 한 쌍의 철근 단부를 내부에 수용한 상태로 마찰용접방식으로 일체로 결합되고 나사 결합에 의해 서로 근접하면서 구속되어 한 쌍의 철근이 일직선 상에 연결되도록 하는 제1결합구와 제2결합구를 포함하여 구성되며, 상기 제1결합구와 제2결합구 일측에는, 상기 철근의 일단부를 수용하도록 함몰된 수용공간과, 상기 수용공간 내부에서 가장 큰 내경을 갖도록 구성되어 상기 제1결합구와 제2결합구 및 철근의 일부가 용해된 용탕을 수용하며, 응고된 용탕이 철근 길이 방향으로 인출되지 않도록 걸림 구속하는 걸림홈이 구비됨을 특징으로 한다.

상기 수용공간 내부 일측에는, 상기 철근의 외경보다 작은 외경을 갖도록 돌출되어 철근과 마찰용접시 철근보다 우선하여 용해되는 용해부가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 제1결합구와 제2결합구는, 서로 나사결합하여 일직선상에 위치하도록 하는 연결수나사와 연결암나사 중 어느 하나가 형성되며, 상기 연결수나사와 연결암나사가 형성되지 않은 반대부위는 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 연결수나사와 연결암나사의 단부에는, 경사지게 형성되어 연결수나사와 연결암나사가 나사 결합시 서로 면접촉함으로써 제1결합구와 제2결합구의 원주방향 움직임을 제한하는 진동방지부가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 수용공간 내주면에는, 상기 걸림홈을 채우고 남은 용탕을 수용하여 철근에 대한 구속력을 높이는 충전용쐐기가 다수 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 철근연결구는 철근의 단부에 제1결합구와 제2결합구가 마찰용접방식으로 접합되어 있고, 제1결합구와 제2결합구는 나사 결합 방식으로 결합된다. 따라서 한 쌍의 철근을 용이하게 연결할 수 있으므로 작업성이 향상되는 이점이 있다.

또한 본 발명에서는 제1결합구와 제2결합구 내부에 철근의 일부를 수용하는 수용공간을 구비하여 굽힘응력에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.

그리고 수용공간 내부에 철근의 외경보다 작은 외경을 가지는 용해부를 구비하여 마찰용접시 철근보다 먼저 용해되도록 함으로써 제1결합구 및 제2결합구와 철근 사이의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.

또한 수용공간 내부에 걸림홈을 구비하여 용해된 용해부를 수용함으로써 냉각시 철근의 길이 방향 움직임을 제한하고 왕복 진동에 대한 내구성이 향상될 수 있다.

뿐만 아니라, 수용공간 내부에 충전용쐐기를 구비하여 걸림홈을 채우고 남은 용해부를 수용함으로써 철근에 대한 구속력이 보다 향상될 수 있다.

도 1 은 대한민국 공개특허 제10-2003-32149호에 개시된 유니버셜 너트형 철근 연결장치를 나타낸 부분 절개 사시도.
도 2 는 대한민국 등록실용신안 제20-0457568호에 개시된 철근 연결 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 3 은 본 발명에 의한 철근연결구의 사용예를 보인 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 철근연결구의 내부 구조를 보인 종단면도.
도 5 는 본 발명에 의한 철근연결구에서 요부 구성인 제1결합구와 제2결합구의 구조를 보인 분해 종단면도.
도 6 은 본 발명에 의한 철근연결구에서 요부 구성인 제1결합구와 제2결합구 내부에 철근이 삽입된 모습을 보인 종단면도.
도 7 은 본 발명에 의한 철근연결구에서 요부 구성인 제1결합구와 제2결합구에 철근이 일체화된 모습을 보인 종단면도.
도 8 은 본 발명에 의한 철근연결구에서 수용공간 내부에 충전용쐐기가 적용된 다른 실시예의 구조를 보인 종단면도.

이하에서는 본 발명에 의한 철근연결구(10)의 구성을 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 철근연결구(10)의 사용예를 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 철근연결구(10)의 내부 구조를 보인 종단면도가 도시되어 있다.

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

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 철근연결구(10)는 한 쌍의 철근(F)을 일직선상에 연결하기 위한 것으로, 서로 상이한 형태를 갖는 한 쌍으로 이루어지며 각각 철근(F)의 단부에 일체로 결합된 상태로 서로 나사결합함으로써 한 쌍의 철근 연결이 가능하다.

즉 상기 철근연결구(10)는 제1결합구(100)와 제2결합구(200)를 포함하여 구성되며, 좌측에 위치한 철근(F)의 우측단은 제1결합구(100)의 좌측을 통해 내부로 삽입된 상태로 일체로 결합되어 있고, 우측에 위치한 철근(F)의 좌측단은 제2결합구(200)의 우측을 통해 내부로 삽입된 상태로 일체로 결합되어 있으며, 서로 근접하면서 나사 결합함으로써 제1결합구(100)의 우측부가 제2결합구(200)의 내부로 삽입 후 구속되어 한 쌍의 철근(F)을 일직선상에 결합시킬 수 있게 된다.

상기 제1결합구(100)와 제2결합구(200)는 철근(F)의 단부에 결합되어 철근(F)과 일체화된 것으로, 본 발명의 실시예에서 제1결합구(100)와 제2결합구(200)는 마찰용접을 통해 철근(F)과 견고하게 일체화하였다.

즉, 상기 철근(F)은 단부가 상기 제1결합구(100)와 제2결합구(200) 내부에서 마찰용접방식에 의해 용해되어 제1결합구(100) 또는 제2결합구(200) 내부와 용착됨으로서 용착부(300)에 의해 일체화되며, 철근(F) 외면에 돌출된 마디돌기(F')에 의해 슬립이 방지된 상태로 일체화될 수 있다.

이하 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 상기 제1결합구(100) 및 제2결합구(200)의 세부 구성을 설명한다.

도 5에는 본 발명에 의한 철근연결구(10)에서 요부 구성인 제1결합구(100)와 제2결합구(200)의 구조를 보인 분해 종단면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명에 의한 철근연결구(10)에서 요부 구성인 제1결합구(100)와 제2결합구(200) 내부에 철근(F)이 삽입된 모습을 보인 종단면도가 도시되어 있다.

도면과 같이 상기 제1결합구(100)와 제2결합구(200)는 서로 인접한 부위가 서로 다르게 형성되어 나사 결합 방식으로 결합된다.

이를 위해 상기 제1결합구(100)의 우측부에는 연결수나사(110)가 형성되고, 상기 제2결합구(200)의 좌측부는 우측으로 함몰되면서 연결수나사(110)와 대응하는 외경 및 피치를 갖는 연결암나사(210)가 형성되어 있다.

상기 연결수나사(110)와 연결암나사(210)는 나사 결합시 시간을 단축할 수 있도록 2열이나 3열 등 다열나사 형태로 적용된다.

그리고 상기 연결수나사(110)와 연결암나사(210)의 양단부에는 진동방지부(B)가 구비된다. 상기 진동방지부(B)는 연결수나사(110)와 연결암나사(210)가 완전히 나사 결합하였을 때 서로 접촉함으로써 제1결합구(100)와 제2결합구(200)가 원주방향으로 움직이지 않도록 제한하는 구성이다.

즉 상기 연결수나사(110)와 연결암나사(210)는 나사 결합방식으로 연결됨에 따라 유격이 존재한다. 따라서 왕복 진동이나 외부로부터 전해진 충격에 의해 풀릴 수 있게 된다. 이러한 위험성을 미연에 방지하기 위하여 제1결합구(100)와 제2결합구(200)가 원천적으로 상대 운동이 불가능하도록 하기 위해 상기 진동방지부(B)를 각각 구비하였다.

상기 제1결합구(100)와 제2결합구(200)는 연결수나사(110)와 연결암나사(210)가 형성되지 않은 반대 부위는 동일한 형상을 갖도록 구성되며, 여기에는 본 발명의 요부 구성이 포함되어 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 제1결합구(100)의 좌측부와 제2결합구(200)의 우측부에는 제1수용공간(120)과 제2수용공간(220)이 형성된다.

상기 제1수용공간(120)과 제2수용공간(220)은 제1결합구(100)와 제2결합구(200)에서 동일한 내경을 갖는 원기둥 형태를 제거하여 형성된 공간으로서, 상기 철근(F)의 외경보다 큰 내경을 가지며, 상기 철근(F)의 마디돌기(F')를 적어도 1개 이상 수용할 수 있는 깊이로 함몰 형성된다.

따라서 상기 제1수용공간(120)과 제2수용공간(220) 내부에는 도 6과 같이 철근(F)의 단부가 간섭이나 회전없이 바로 삽입 가능하다.

상기 제1수용공간(120)과 제2수용공간(220)의 내부 벽면에는 개구된 방향으로 돌출된 제1용해부(130)와 제2용해부(230)가 구비된다.

상기 제1용해부(130)와 제2용해부(230)는 철근(F)과 마찰용접시에 철근(F)보다 먼저 용해될 수 있도록 설계된 것으로, 상기 철근(F)보다 작은 외경을 갖도록 구성된다.

즉 마찰용접이 필요한 두 개의 면이 접촉한 상태에서 어느 하나가 고속으로 회전하여 마찰열을 발생할 때 열발산율이 상이하여 작은 지름을 가진 부위가 먼저 가열되어 용해되는 점을 착안하여 적용한 것이다.

본 발명의 실시예에서 상기 제1결합구(100)와 제2결합구(200)에 각각 철근(F)을 마찰용접시에는 철근(F)을 고정한 상태로 제1결합구(100)와 제2결합구(200)를 고속회전하여 철근(F)과 일체화하도록 구성하였다.

상기 제1용해부(130)와 제2용해부(230)의 외측에는 제1걸림홈(140)과 제2걸림홈(240)이 구비된다. 상기 제1걸림홈(140)과 제2걸림홈(240)은 제1수용공간(120)과 제2수용공간(220) 내부에서 가장 큰 내경을 갖도록 구성되어 제1용해부(130) 및 제2용해부(230)와 철근(F)이 용해된 용탕을 수용하며, 용탕이 응고되어 형성된 융착부(300)는 철근(F) 길이 방향으로 인출되지 않도록 걸림 구속하는 기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 만일 상기 제1걸림홈(140)과 제2걸림홈(240)이 형성되지 않는 경우, 제1용해부(130)와 제2용해부(230)가 용해되어 철근(F) 외측을 감싸더라도 철근(F)에 대한 구속력이 저하되므로, 철근(F)에 인장력이 가해지는 경우 길이 방향으로 뽑혀버리는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 상기 제1걸림홈(140)과 제2걸림홈(240)에 융착부(300)가 채워지듯이 형성되는 경우 상기 철근(F)은 걸림구속이 가능하게 된다.

이하 첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하여 한 쌍의 철근(F)을 일직선상에 연결하는 과정을 설명한다.

우선 도 5와 같이 제1결합구(100)와 제2결합구(200)를 준비하고, 제1결합구(100)의 좌측과 제2결합구(200)의 우측에는 각각 철근(F)을 마찰용접방식으로 결합하게 된다.

즉 도 6과 같이 제1수용공간(120)과 제2수용공간(220) 내부에 철근(F)을 삽입하고, 철근(F)의 단부와 제1용해부(130) 및 제2용해부(230)를 각각 접촉한 상태에서 제1결합구(100)와 제2결합구(200)를 빠른 속도로 회전하여 마찰용접을 실시하게 된다.

이때 상기 제1용해부(130)와 제2용해부(230)는 철근(F)보다 먼저 용해되며, 이후 철근(F)의 단부도 일부 용해되어 도 7과 같이 제1걸림홈(140)과 제2걸림홈(240)을 채운게 되며, 상기 제1걸림홈(140)과 제2걸림홈(240)을 채우고 남은 용탕은 마디돌기(F')를 타고 넘어 철근(F)에 대한 구속력을 보다 더 높일 수 있게 된다.

이와 같이 상기 제1결합구(100)와 제2결합구(200)에 각각 철근(F)이 연결된 도 7과 같은 상태에서 상기 제1결합구(100)와 제2결합구(200) 중 어느 하나 이상을 근접하면서 회전하게 되면, 상기 연결수나사(110)와 연결암나사(210)의 나사 결합에 의해 도 4와 같이 한 쌍의 철근(F)은 일직선상에 놓일 수 있게 된다.

이때 상기 연결수나사(110)와 연결암나사(210)의 양단부에 경사지게 형성된 진동방지부(B)는 서로 면접촉하게 되어 연결수나사(110)와 연결암나사(210)의 유격을 제거함으로서 진동이나 충격에 의한 제1결합구(100)와 제2결합구(200)의 풀림을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같은 과정을 통해 한 쌍의 철근(F) 연결은 완료되며, 상기 제1결합구(100)와 제2결합구(200)는 미리 철근(F)과 마찰용접방식으로 접합된 상태로 건설 현장으로 옮겨져 시공될 수 있다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어 본 발명의 실시예에서는 제1수용공간(120)과 제2수용공간(220)의 내부 벽면을 매끈하게 구성하였으나, 도 8과 같이 충전용쐐기(400)를 다수 구성하여 철근(F)에 대한 구속력을 높임으로써 슬립을 방지할 수 있음은 물론이다.

10. 철근연결구 100. 제1결합구
110. 연결수나사 120. 제1수용공간
130. 제1용해부 140. 제1걸림홈
200. 제2결합구 210. 연결암나사
220. 제2수용공간 230. 제2용해부
240. 제2걸림홈 300. 융착부
400. 충전용쐐기 B . 진동방지부
F . 철근 F'. 마디돌기

Claims (5)

1. 삭제
2. 철근 단부를 내부에 수용한 상태로 마찰용접방식으로 철근과 일체로 결합되고, 나사 결합에 의해 서로 근접하면서 구속되어 한 쌍의 철근이 일직선 상에 연결되도록 하는 제1결합구와 제2결합구를 포함하여 구성되며,
   상기 제1결합구와 제2결합구 일측에는,
   상기 철근의 외경보다 큰 내경을 갖도록 함몰되어 철근의 일단부를 수용하는 수용공간과,
   상기 수용공간 내부 벽면에서 수용공간이 개구된 방향으로 철근의 외경보다 작은 외경을 갖도록 돌출되어 철근과 마찰용접시 철근보다 우선하여 용해되는 용해부와,
   상기 수용공간 내부에서 가장 큰 내경을 갖도록 구성되고, 상기 제1결합구와 제2결합구의 용해부 및 철근 단부가 마찰용접에 의해 용해되어 형성한 용탕을 수용하며, 응고된 용탕이 철근 길이 방향으로 인출되지 않도록 걸림 구속하는 걸림홈이 구비됨을 특징으로 하는 철근연결구.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1결합구와 제2결합구는,
   서로 나사결합하여 일직선상에 위치하도록 하는 연결수나사와 연결암나사 중 어느 하나가 형성되며,
   상기 연결수나사와 연결암나사가 형성되지 않은 반대부위는 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 철근연결구.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 연결수나사와 연결암나사의 단부에는,
   경사지게 형성되어 연결수나사와 연결암나사가 나사 결합시 서로 면접촉함으로써 제1결합구와 제2결합구의 원주방향 움직임을 제한하는 진동방지부가 구비됨을 특징으로 하는 철근연결구.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 수용공간 내주면에는,
   상기 걸림홈을 채우고 남은 용탕을 수용하여 철근에 대한 구속력을 높이는 충전용쐐기가 다수 구비됨을 특징으로 하는 철근연결구.

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