KR102449785B1 - 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기계식 이형철근 연결장치에 관한 것으로, 이형철근 돌출마디와 기계적으로 간섭하는 걸쇠부위(7)가 형성되는 성형걸쇠(3); 와 성형걸쇠를 내부에 수용하되 한쪽 끝단에 걸쇠 지지링(4)이 일체화 선조립된 걸쇠 지지관(2); 과 양단의 걸쇠 지지관들을 나사체결하여 이형철근을 견고하게 조여서 연결하는 지지관 연결몸체(1); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구에 관한 것이다.
이형철근의 다양한 형태의 리브 및 마디 구조 때문에 기존 기계식 이형철근 연결장치들의 밀착기구들은 이형철근을 견고하게 고정시키지 못하고 구조가 복잡해졌으며, 또한 대부분의 기계식 연결장치는 이형철근을 정확하게 위치시킨 후, 무거운 이형철근 또는 이형철근 골조구조물을 회전시켜 조립해야 했으나, 본 발명에 의하면 성형걸쇠를 벌려 이형철근와 맞댄 후, 성형걸쇠를 눌러 이형철근의 외경을 감싸서 이형철근의 마디와의 기계적 간섭을 만든 후, 자유롭게 회전하는 걸쇠 지지관을 씌워 지지관 연결몸체와 체결하고 조이면 걸쇠 지지관에 조립된 걸쇠 고정링(4)이 성형걸쇠를 압박하여 이형철근 마디와의 강한 구조적 간섭이 만들어져 이형철근을 견고하게 연결하게 됨으로써, 기존의 기계식 이형철근 연결장치에서 보였던 제반 문제를 개선하고자 하는 것이다.

Description

성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구 {A Forming Collet Coupler of Ribbed Steel Bars}

본 발명은 이형철근 연결장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이형철근의 돌출마디 사이에 이형철근을 고정하는 걸쇠부위(7)가 위치하도록 성형걸쇠(3)로 감싸고, 걸쇠 지지관(2)으로 씌운 후, 지지관 연결몸체(1)의 암나사(8)로 체결하여 이형철근을 용이하고 견고하게 기계식으로 연결하는 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구에 관한 것이다.

일반적으로 건축이나 토목 분야의 콘크리트 구조물은 압축력에 대해서는 충분한 내력을 가지지만, 인장력에 대해서는 비교적 취약하므로 대형 고층 건축물이나 고강도 구조물, 그리고 교량과 같은 토목 구조물에는 이형철근으로 골격을 구성한 후, 콘크리트를 타설하여 철근 콘크리트 구조화하여 하중 및 환경으로부터 발생하는 인장력을 견딜 수 있도록 하여야 하며, 건축물 및 토목 구조물의 강도 및 내진성능을 보증하기 위해 규격에 적합한 이형철근을 사용하도록 규정되어 있다.

운송과 유통을 위해 제한된 길이로 공급되는 이형철근은 길이를 연장하거나, 다양한 형태로 성형하기 위해서는 이형철근을 연결하는 작업이 필요하다.

통상적으로 사용되는 이형철근 연결방법은 겹이음, 압점 용접이음 및 기계적 이음 등의 방법이 있으며, 겹이음은 결속선으로 이형철근을 묶어서 연결하는 통상적인 재래식 방법이고, 압접 용접에 의한 철근 이음방법은 이형철근의 단부를 맞댄 후 가열하고 압착하여 단부를 일체화 용접 연결하는 방법이다.

기존의 기계식 연결방법은 이형철근에 나사 가공을 하여 연결하거나, 이형철근의 외경과 밀착하여 고정하는 쐐기 등의 밀착기구와 밀착기구를 이형철근의 외경에 밀착하도록 압박하는 나사 또는 래칫 기구 등을 사용하는 연결구로 이형철근을 연결하는 방법이다.

통상, 이형철근은 겹이음, 용접이음 및 기계적 이음 등의 방법으로 연결하나, 겹이음은 이형철근을 겹치고 결속선으로 묶어서 연결하므로 겹쳐진 길이 만큼의 이형철근 손실이 있으며 결속선으로 연결한 부분의 강도가 약하고 연결이 일정하지 않아 시공이 어렵고 철근 콘크리트의 구조강도를 약화시킬 수 있으며, 압점 용접이음은 시공이 번거로우며 용접 열로 인하여 용접부위의 철근강도가 약해지며, 화재의 위험이 있다.

기존의 기계식 이음방법은 대부분의 경우, 불규칙한 이형철근의 외경 형상 때문에 완전하게 고정시키기 어렵고, 이형철근 외면에 나사 조임 압력 등으로 밀착시켜 단순 마찰력으로 이형철근을 고정하게 되므로 연결 장력에 한계가 있으며, 연결 작업 시 무거운 이형철근 또는 이형철근 골조구조물을 회전시켜야 하거나, 정확한 위치를 유지시켜야 하는 등의 시공 상 복잡한 작업을 수반하는 어려움이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 어려움을 해결하기 위한 것으로서, 이형철근을 용이하고 견고하게 구조적으로 연결하는 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구를 제공하여, 이형철근 연결 작업 시 이형철근에 대한 별도의 가공작업(나사 가공, 버(burr) 제거 등)을 요구하지 않고, 연결하고자 하는 이형철근의 돌출마디 사이에 이형철근을 고정하는 걸쇠부위(7)가 위치하도록 성형걸쇠(3)로 감싸고, 걸쇠 지지관(2)으로 씌운 후, 지지관 연결몸체(1)의 암나사(8)로 체결하여 이형철근을 용이하고 견고하게 기계식으로 연결할 수 있도록 하여 현장에서의 시공 용이성을 향상시키며, 이형철근 이음부위를 균일하게 시공하고 연결 강도를 보증하여 철근 콘크리트 구조물의 품질 및 강도를 개선하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이형철근의 돌출마디 사이에 놓여 이형철근을 고정하는 성형걸쇠(3), 성형걸쇠를 내부에 수용하되 한쪽 끝단에 걸쇠 지지링(4)이 조립된 걸쇠 지지관(2) 및 성형걸쇠를 수용한 걸쇠 지지관(2)을 양단 내경에 가공된 암나사(8)로 체결하여 이형철근을 연결하는 지지관 연결몸체(1)로 구성되는 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구를 제공하는 것이다.

본 발명은 기존 겹이음 및 압점 용접이음을 대체하기 위한 기계식 연결구로서, 이형철근의 손실과 이음부위가 일정하지 않아 철근 콘크리트 강도 및 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 압점 용접이음의 시공상 번잡함과 용접 열로 이형철근 강도가 저하되는 것을 막고 화재 위험을 없애는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 의하면 이형철근을 연결하기 위한 나사 가공이 필요하지 않으며, 이형철근 절단시 발생하는 버(burr)가 이형철근의 마디 높이보다 크지 않으면 절단된 상태로 견고하게 연결할 수 있어서 기존 기계식 이형철근 연결장치의 문제점과 시공상의 어려움을 해소하는 효과를 갖는다. 콘크리트와의 결합력을 높이기 위하여 이형철근 외경에 돌출시킨 다양한 규격의 리브 및 마디 구조 때문에 이형철근 외경과 견고하게 밀착시키기 위한 기존 밀착기구들은 이형철근 외경을 견고하게 고정시키지 못하고 구조가 복잡해지는 문제가 있으며, 기존 기계식 연결장치의 대부분은 연결하려는 이형철근을 정확하게 위치시켜 조립하여야 하며, 일부 장치는 무거운 이형철근 또는 이형철근 골조구조물을 회전시켜 조립해야 했으나, 본 발명에 의하면 연결하고자 하는 이형철근 외경에서 자유롭게 회전하는 걸쇠 지지관(2)을 회전시켜 지지관 연결몸체(1) 나사와 체결함으로써 이형철근을 완전하고 견고하게 연결하게 되어 발명의 목적을 달성할 수 있다.

제1도는 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구의 조립 예시도
제2도는 이형철근(5) 마디에 성형걸쇠(3)를 위치시키는 작업 예시도
제3도는 걸쇠 지지관(2), 걸쇠 고정링(4) 및 조립 예시도
제4도는 지지관 연결몸체(1) 및 절개 예시도
제5도는 서로 다른 직경의 이형철근을 연결하는 연결구 응용 예시도

기본형 발명을 실시하기 위한 방안 ：

본 발명은 기본적으로 동일 직경을 가지는 이형철근(5)을 연결하는 기계적인 이음장치이다. 본 발명에 따르는 이형철근 연결구는 지지관 연결몸체(1), 걸쇠 지지관(2), 성형걸쇠(3) 및 걸쇠 고정링(4)의 4종 7개 부품으로 구성되되, 걸쇠 고정링(4)은 걸쇠 지지관(2)과 일체화 선조립되는 단순하고 견고한 연결구이다. 이형철근의 마디가 대칭이거나 비대칭인 경우를 구분하지 않고 용이하게 적용할 수 있다.

이형철근 절단작업으로 인한 버(burr)가 이형철근의 돌출마디 높이보다 낮으면, 본 발명의 이형철근 연결구는 이형철근 절단면의 버를 제거하지 않고 이형철근을 연결할 수 있다.

이형철근 마디와 기계적으로 간섭하게 되는 성형걸쇠(3)의 걸쇠부위(7)는 당초 평탄한 외경부위를 걸쇠 성형공구로 이형철근의 마디 높이만큼 현장에서 압입하여 성형한다. 걸쇠 성형공구는 대칭 또는 비대칭 마디 형상에 따라 압입펀치의 위치를 조정하여 압입 성형할 수 있도록 준비한다.

우선, 연결하고자 하는 이형철근의 연결단 쪽으로 절쇠 지지관(2)의 숫나사 가공단이 향하는 자세로 걸쇠 지지관에 이형철근을 성형걸쇠 길이보다 깊이 끼워 넣는다. 성형걸쇠(3)의 외경 중간을 따라 성형걸쇠 두께의 반 정도 깊이로 가공된 ‘V’형 홈(6)으로 인하여 비교적 적은 힘으로 성형걸쇠를 벌려서 연결하고자 하는 이형철근을 맞댄 후, 벌려진 성형걸쇠를 누르면 성형걸쇠(3)는 이형철근의 외경을 감쌀 수 있으며, 성형걸쇠의 걸쇠 부위(7)들은 이형철근의 마디와 기계적으로 간섭하게 된다.

상기한 바와 같이 성형걸쇠(3)로 연결하고자 하는 이형철근을 감싼 후, 깊이 삽입시켰던 걸쇠 지지관(2)을 성형걸쇠가 걸쇠 지지관 내부에 수용되도록 덮어 씌워 반대쪽 단의 내부에 선조립되어 있는 걸쇠 고정링(4)이 성형걸쇠에 닿을 때까지 걸쇠 지지관을 씌운다.

상대편 이형철근 연결단에도 동일한 절차를 수행하여 이형철근 연결 준비를 한 후, 지지관 연결몸체(1)의 양단에 가공된 암나사에 각각 걸쇠 지지관(2)을 자유롭게 회전시키며 체결하고 조이면 성형걸쇠(3)의 걸쇠 부위(7)들이 이형철근의 마디와 구조적으로 강하게 간섭하게 되어 이형철근을 견고하게 연결하게 된다.

기본형 발명의 응용 적용을 실시하기 위한 방안 ：

기본형 발명의 실시 대상은 동일 호칭 직경의 이형철근을 연결하는 시공이지만, 서로 다른 호칭 직경간의 이형철근을 연결할 수 있는 응용 시공이 가능하다. 이에 대한 예시 도면은 제5도에서 보여준다.

품번 1, 1' ： 지지관 연결몸체(Coupling Body, 제4도, 제5도)
품번 2, 2' : 걸쇠 지지관(Collet back-up Tube, 제3도, 제5도)
품번 3, 3' : 성형걸쇠(Forming Collet, 제2도, 제5도)
품번 4, 4' ： 걸쇠 고정링(Collet Retaining Ring, 제3도, 제5도)
품번 5, 5' ： 이형철근(Ribbed Steel Bar, 제5도)
부위 6 ： 성형걸쇠 외경 ‘V‘ 홈 부위(제2도)
부위 7 ： 성형걸쇠 걸쇠 부위(제2도)
부위 8 ： 지지관 연결몸체 내경 암나사 부위(제4도)

Claims (3)

1. 이형철근 돌출마디와 기계적으로 간섭하도록, 당초 평탄한 외경을 압입성형하여 걸쇠부위(7)를 형성하는 성형걸쇠(3); 와 성형걸쇠를 내부에 수용하되, 이형철근을 연결할 때 성형걸쇠의 걸쇠부위를 이형철근의 돌출마디에 밀어 붙여서 견고한 기계적 간섭을 유발하는 걸쇠 지지링(4)을 한쪽 끝단 부근에 형성한 홈(groove)에 일체화 선조립하고 반대쪽 끝단의 외경부위에 지지관 연결몸체와 결합되는 숫나사가 형성된 걸쇠 지지관(2); 과 걸쇠 지지관들을 나사체결하여 이형철근을 견고하게 연결하도록 양단에 암나사가 형성된 지지관 연결몸체(1); 로 구성되는 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구
2. 청구항 1에 있어서, 압입펀치의 위치가 조정 가능한 걸쇠 성형공구로 당초 평탄한 성형걸쇠(3)의 외경부위에 연결하는 이형철근 마디 형상 및 간격과 일치하는 마디 걸쇠 부위(7)를 마디 높이만큼 압입하여 이형철근 마디와의 기계적 간섭부위를 형성하여 견고한 이형철근 연결을 가능하게 하는 성형걸쇠(3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구
3. 청구항 1에 있어서, 성형걸쇠(3)의 외경 중간을 따라 성형걸쇠 두께의 반 정도 깊이로 ‘V’형 홈(6)을 종단가공하여 성형걸쇠를 적은 힘으로 벌릴 수 있고 이형철근에 맞대고 성형걸쇠를 눌러 이형철근의 외경을 감싸면 성형걸쇠 걸쇠 부위(7)와 이형철근의 마디와의 기계적 간섭이 용이하게 이루어지도록 하는 ‘V’형 홈(6)이 형성된 성형걸쇠(3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형걸쇠를 이용한 이형철근 연결구

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