KR102463054B1 - 관 연결구조 및 이를 이용하는 phc 파일 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관 연결구조 및 이를 이용하는 PHC 파일 구조체를 제공한다. 본 발명에 따른 관 연결구조는 서로 체결 가능한 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 포함하는 관 연결구조로서, 제1 연결부재는 일단부가 제1 관의 일단에 설치되는 접합 핀을 포함하고, 접합 핀의 연결부의 외주면에 둘레방향으로 제1 톱니형 단턱이 구비되고, 제2 연결부재는 제1관의 일단과 마주 보는 제2 관의 일단에 설치되는 접합 핀 연결조립체;를 포함하고, 접합 핀 연결조립체는, 내부에 수용공간이 형성되며 일단에 상기 접합 핀이 관통하는 삽입구가 형성되는 케이싱; 수용공간에 중심선 방향으로 위치 고정되며, 내부에 상기 중심선 방향으로 삽입구와 대응되며 내면에 둘레방향으로 제1 톱니형 단턱에 끼워맞춤 가능한 제2 톱니형 단턱이 구비되는 고정홀이 형성되는 홀더; 접합 핀의 연결부의 외주면의 직경보다 큰 외주면을 가지며, 고정홀에 지지 설치되어, 고정홀로 삽입되는 접합 핀의 연결부로부터의 미는 힘에 의해 고정홀로부터 수용공간으로 이탈 가능한 확장 핀; 및 수용공간에 배치되며, 홀더에 상기 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하는 홀더 조임구;를 포함하고, 홀더는 확장 핀의 이탈 시, 홀더 조임구에 의해 상기 방사방향 내측으로 축소되어 접합 핀과 형상 끼워맞춤되어 조임 고정되도록 구성됨으로써, 제1 연결부재의 접합 핀과 제2 연결부재의 홀더의 톱니형 단턱형태로 형상 끼워맞춤 체결방식을 통해 관 사이의 견고한 연결을 확보하여 연결 풀림을 효과적으로 방지하며 연결강도를 향상시킬 수 있다.

Description

관 연결구조 및 이를 이용하는 PHC 파일 구조체{PIPE CONNECTING STRUCTURE AND PHC PILE STRUCTURE USING THE SAME}

본 발명은 관 연결구조 및 이를 이용하는 PHC 파일 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 건축, 토목에 적용되는 PHC 파일(Pretensioned spun high strength concrete pile) 등과 같은 관의 연결방식은 주로 용접과 무용접방식으로 구분되는데, 무용접방식에서 연결하고자 하는 2 개의 관에서 마주 보는 단부 사이에 관 연결구조를 설치하여 나사연결, 쐐기 등 연결방식으로 관을 서로 연결시킨다. 종래의 파일 연결구조를 사용하는 경우, 체결공차 또는 장기간 사용 등으로 인해, 파일 간의 연결이 견고하지 않을 수 있어 연결강도에 영향을 미치거나 연결 풀림의 위험이 있으며 이에 따라 인장 하중에도 악영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.

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중국 특허공개공보 CN107268612A(2017.10.20)

본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 관 사이의 견고한 연결을 확보하여 연결 풀림을 효과적으로 방지하며 연결강도를 향상시킬 수 있는 관 연결구조를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 파일 간의 견고한 연결을 확보하여 연결 풀림을 효과적으로 방지하며 연결강도를 향상시킬 수 있는 관 연결구조를 이용하는 PHC 파일 구조체를 제공함을 목적으로 한다.

다만 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 서로 체결 가능한 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 포함하는 관 연결구조로서, 상기 제1 연결부재는 일단부가 제1 관의 일단에 설치되는 접합 핀을 포함하고, 상기 접합 핀의 연결부의 외주면에 둘레방향으로 제1 톱니형 단턱이 구비되고, 상기 제2 연결부재는 상기 제1 관의 일단과 마주 보는 제2 관의 일단에 설치되는 접합 핀 연결조립체를 포함하고, 상기 접합 핀 연결조립체는, 내부에 수용공간이 형성되며 일단에 상기 접합 핀이 관통하는 삽입구가 형성되는 케이싱; 상기 수용공간에 중심선 방향으로 위치 고정되며, 내부에 상기 중심선 방향으로 상기 삽입구와 대응되며 내면에 둘레방향으로 상기 제1 톱니형 단턱에 끼워맞춤 가능한 제2 톱니형 단턱이 구비되는 고정홀이 형성되는 홀더; 상기 접합 핀의 연결부의 외주면의 직경보다 큰 외주면을 가지며, 상기 고정홀에 지지 설치되어, 상기 고정홀로 삽입되는 상기 접합 핀의 연결부로부터의 미는 힘에 의해 상기 고정홀로부터 상기 수용공간으로 이탈 가능한 확장 핀; 및 상기 수용공간에 배치되며, 상기 홀더에 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하는 홀더 조임구;를 포함하고, 상기 홀더는 상기 확장 핀의 이탈 시, 상기 홀더 조임구에 의해 상기 방사방향 내측으로 축소되어 상기 접합 핀과 형상 끼워맞춤되어 조임 고정되도록 구성되는 관 연결구조를 제공한다.

본 발명의 다른 일 실시 형태에 의하면, 서로 체결 가능한 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 포함하는 관 연결구조로서, 상기 제1 연결부재는 일단부가 제1 관의 일단에 설치되는 접합 핀을 포함하고, 상기 접합 핀의 연결부의 외주면에 둘레방향으로 제1 톱니형 단턱이 구비되고, 상기 제2 연결부재는 상기 제1 관의 일단과 마주 보는 제2 관의 일단에 설치되는 접합 핀 연결조립체를 포함하고, 상기 접합 핀 연결조립체는, 내부에 위치 고정부 또는 홀더 조임구가 구비되는 수용공간이 형성되며 일단에 상기 접합 핀이 관통하는 삽입구가 형성되는 케이싱; 상기 수용공간의 중심선 방향으로 상기 위치 고정부 또는 상기 홀더 조임구와 나란히 배열되어 상기 위치 고정부 또는 상기 홀더 조임구와 함께 상기 수용공간의 양단 내면에 맞닿아 배치되며, 내부에 상기 중심선 방향으로 상기 삽입구와 대응되며 내면에 둘레방향으로 상기 제1 톱니형 단턱에 끼워맞춤 가능한 제2 톱니형 단턱이 구비되는 고정홀이 형성되는 홀더; 상기 접합 핀의 연결부의 외주면의 직경보다 큰 외주면을 가지며, 상기 고정홀에 지지 설치되어, 상기 고정홀로 삽입되는 상기 접합 핀의 연결부로부터의 미는 힘에 의해 상기 고정홀로부터 상기 수용공간으로 이탈 가능한 확장 핀; 및 상기 케이싱의 내벽면에 접하며 상기 홀더의 외측면을 따라 이동 가능하게 상기 홀더에 배치되는 고정 링 및 상기 수용공간의 상기 중심선 방향에서의 양단 내면 중 하나와 상기 고정 링 사이에 지지되어, 상기 고정 링이 상기 홀더에 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하도록, 상기 고정 링을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 홀더 조임구;를 포함하고, 상기 홀더는 상기 확장 핀의 이탈 시, 상기 홀더 조임구에 의해 상기 방사방향 내측으로 축소되어 상기 접합 핀과 형상 끼워맞춤되어 조임 고정되도록 구성되는 관 연결구조를 더 제공한다.

본 발명의 또 다른 일 실시 형태에 의하면, 상기 관 연결구조를 이용하는 PHC 파일 구조체로서, 상기 제1 관인 상부 PHC 파일 및 상기 제2 관인 하부 PHC 파일을 포함하고, 상기 제1 연결부재는 상기 상부 PHC 파일의 하단부에 둘레방향으로 이격되게 복수 개로 타설되고, 상기 제2 연결부재는 상기 제1 연결부재와 대응되도록 상기 하부 PHC 파일의 상단부에 둘레방향으로 이격되게 복수 개로 타설되어, 상기 제1 연결부재와 상기 제2 연결부재를 통해 상기 상부 PHC 파일과 상기 하부 PHC 파일이 연결되는 관 연결구조를 이용하는 PHC 파일 구조체를 더 제공한다.

본 발명에 따른 관 연결구조는 제1 연결부재의 접합 핀과 제2 연결부재의 홀더의 톱니형 단턱형태로 형상 끼워맞춤 체결방식을 통해 관 사이의 견고한 연결을 확보하여 연결 풀림을 효과적으로 방지하며 연결강도를 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 관 연결구조는 제2 연결부재의 홀더의 고정홀에 접합 핀의 연결부의 외주면보다 직경이 큰 공간 확장용 확장 핀을 지지 설치하는 것을 통해 연결 시 제1 연결부재의 접합 핀이 쉽게 홀더의 고정홀로 삽입되어 관 사이의 연결을 신속하고 용이하게 구현할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 상기 관 연결구조를 이용하는 PHC 파일 구조체는 제1 연결부재의 접합 핀과 제2 연결부재의 홀더의 톱니형 단턱형태로 형상 끼워맞춤 체결방식을 통해, 체결공차가 없이 상부 PHC 파일과 하부 PHC 파일이 견고하게 연결되며, 연결 풀림을 효과적으로 방지하고 연결강도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제1 연결부재의 접합 핀이 홀더와 체결된 후, 상부 PHC 파일과 하부 PHC 파일 간의 유격이 발생되지 않는 밀착된 결합조건을 갖추게 되어 시공성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관 연결구조의 제2 연결부재의 예시적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관 연결구조의 제1 연결부재와 제2 연결부재가 조립된 예시적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC 파일 구조체의 분해도이다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대된 단면도이다.
도 5는 도 3의 B부분의 확대된 단면도이다.
도 6은 도 3의 PHC 파일 구조체의 연결부분의 확대된 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC 파일 구조체의 분해도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 관 연결구조는 PHC 파일, PC 파일, 금속 관 등 건축, 토목에 적용되는 관을 연결하는 구조로서, 예로, 도로에 사용되는 PHC 파일 간을 연결하는데 사용될 수 있다.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 관 연결구조는 PHC 파일용 연결구조로서, 상부 PHC 파일(100) 및 하부 PHC 파일(200)을 포함할 수 있고, 상부 PHC 파일(100)과 하부 PHC 파일(200)은 본 발명에 따른 관 연결구조를 이용하여 서로 연결될 수 있다.

구체적으로, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 관 연결구조를 설명한다.

본 발명에 따른 관 연결구조는 접합 핀(12)를 포함하는 제1 연결부재(1) 및 접합 핀 연결조립체를 포함하는 제2 연결부재(2)를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관 연결구조의 제2 연결부재(2)의 예시적 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관 연결구조의 제1 연결부재(1)와 제2 연결부재(2)가 조립된 예시적 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PHC 파일 구조체의 분해도이며, 도 4는 도 3의 A부분의 확대된 단면도(제1 연결부재의 제1 너트가 도시되지 않음)이고, 도 5는 도 3의 B부분의 확대된 단면도이며, 도 6은 도 3의 PHC 파일 구조체의 연결부분의 확대된 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 관 연결구조는 서로 체결 가능한 제1 연결부재(1) 및 제2 연결부재(2)를 포함하고, 제1 연결부재(1)는 일단부가 제1 관의 일단에 설치되는 접합 핀(12)을 포함하고, 접합 핀(12)의 연결부(121)의 외주면에 둘레방향으로 제1 톱니형 단턱(122)이 구비된다. 제2 연결부재(2)는 제1관의 일단과 마주 보는 제2 관의 일단에 설치되는 접합 핀 연결조립체를 포함한다. 상기 접합 핀 연결조립체는, 내부에 수용공간(221)이 형성되며 일단에 상기 접합 핀(12)이 관통하는 삽입구(222)가 형성되는 케이싱(22); 상기 수용공간(221)에 중심선 방향(C)으로 위치 고정되며, 내부에 상기 중심선 방향(C)으로 삽입구(222)와 대응되며 내면에 둘레방향으로 상기 제1 톱니형 단턱(122)에 끼워맞춤 가능한 제2 톱니형 단턱(231)이 구비되는 고정홀(232)이 형성되는 홀더(23); 접합 핀(12)의 연결부(121)의 외주면의 직경보다 큰 외주면을 가지며, 고정홀(232)에 지지 설치되어, 고정홀(232)로 삽입되는 접합 핀(12)의 연결부(121)로부터의 미는 힘에 의해 고정홀(232)로부터 수용공간(221)으로 이탈 가능한 확장 핀(24); 및 수용공간(221)에 배치되며, 홀더(23)에 상기 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하는 홀더 조임구(25);를 포함하고, 홀더(23)는 확장 핀(24)의 이탈 시, 홀더 조임구(25)에 의해 상기 방사방향 내측으로 축소되어 접합 핀(12)과 형상 끼워맞춤되어 조임 고정되도록 구성된다.

여기서, 상기 관 연결구조가 PHC 파일 구조체에 적용될 경우, 제1 관 및 제2 관 중 하나는 상부 PHC 파일(100)일 수 있고, 다른 하나는 하부 PHC 파일(200)일 수 있다. 예를 들어, 조립이 용이하도록, 제1 관은 상부 PHC 파일(100)로 구성되고, 제2 관은 하부 PHC 파일(200)로 구성될 수 있어, 제1 연결부재(1)가 상부 PHC 파일(100)의 하단부(101)에 설치되고, 제2 연결부재(2)가 하부 PHC 파일(200)의 상단부(201)에 설치된 상태에서, 상부 PHC 파일(100)의 자중을 이용하여 제1 연결부재(1)의 접합 핀(12)이 제2 연결부재(2)의 삽입구(222)를 통과하여 홀더(23)의 고정홀(232)로 삽입되는 과정에서, 고정홀(232)에 지지 설치된 확장 핀(24)을 밀어서 고정홀(232)로부터 이탈 시, 접합 핀(12)의 연결부(121)의 직경이 확장 핀(24)의 직경보다 작기 때문에, 홀더 조임구(25)의 가압력에 의해 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되어 접합 핀(12)의 제1 톱니형 단턱(122)과 홀더(23)의 제2 톱니형 단턱(231)이 형상 끼워맞춤되어 조임 고정됨으로써, 체결공차가 없이 상부 PHC 파일(100)과 하부 PHC 파일(200)이 견고하게 연결되며, 연결 풀림을 효과적으로 방지하고 연결강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 연결부재(1)의 접합 핀(12)이 홀더(23)와 체결된 후, 상부 PHC 파일(100)과 하부 PHC 파일(200) 간의 유격이 발생되지 않는 밀착된 결합조건을 갖추게 되어 시공성을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 상부 PHC 파일(100)과 하부 PHC 파일(200)의 연결강도 및 인장 하중을 더욱 향상시키도록, 상기 제1 연결부재(1)는 상부 PHC 파일(100)의 하단부(101)에 둘레방향으로 이격되게 복수 개로 타설되고, 상기 제2 연결부재(2)는 제1 연결부재(1)와 대응되도록 하부 PHC 파일(200)의 상단부(201)에 둘레방향으로 이격되게 복수 개로 타설되어, 제1 연결부재(1)와 제2 연결부재(2)를 통해 상부 PHC 파일(100)과 하부 PHC 파일(200)이 연결될 수 있다. 다만, 상기 관 연결구조가 PHC 파일 구조체에 적용될 경우, 제1 관이 하부 PHC 파일(200)로 구성되고, 제2 관은 상부 PHC 파일(100)로 구성될 수도 있다.

한편, 이해해야 할 것은, 확장 핀(24)의 외주면의 직경이 접합 핀(12)의 연결부(121)의 외주면의 직경보다 큰 것은 접합 핀(12)이 홀더(23)의 고정홀(232)에 정확한 위치로 삽입되기 전까지 고정홀(232)로의 접합 핀(12)의 삽입을 용이하게 하기 위한 것일 뿐, 확장 핀(24) 및 접합 핀(12)의 연결부(121)의 직경에 대해서는 한정하지 않으며, 접합 핀(12)의 용이한 삽입 및 고정홀(232)로부터 확장 핀(24)의 이탈 시 접합 핀(12)과 홀더(23)와의 신속한 체결을 구현할 수 있는 크기로 구성하면 된다. 예를 들어, 확장 핀(24)의 외주면의 직경은 접합 핀(12)의 연결부(121)의 외주면의 직경보다 3cm, 즉 반경으로 1.5cm 정도 클 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시예에서, 상기 홀더 조임구(25)는 케이싱(22)의 내벽면(225)에 접하며, 홀더(23)의 외측면을 따라 이동 가능하게 홀더(23)에 배치되는 고정 링(251); 및 수용공간(221)의 상기 중심선 방향(C)에서의 양단 내면 중 하나와 고정 링(251) 사이에 지지되어, 고정 링(251)이 홀더(23)에 상기 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하도록 고정 링(251)을 탄성적으로 지지하는 탄성부재;를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 탄성부재는 나선형 스프링(252)일 수 있으며, 수용공간(221)의 중심선 방향(C)에서 삽입구(222)와 마주 보는 일단부(도면에서 하단부)의 내면과 고정 링(251)의 하단부 사이에 압축 지지되어 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 확장 핀(24)이 이탈 시 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 고정 링(251)을 접합 핀(12)의 삽입방향과 반대되는 방향 즉 상향으로 이동시켜 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되도록 구동시킬 수 있다. 또는 탄성부재는 수용공간(221)의 중심선 방향(C)에서 삽입구(222)와 인접하는 타단부(도면에서 상단부)의 내면과 고정 링(251)의 상단부 사이에 인장 지지되어 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 확장 핀(24)이 이탈 시 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 고정 링(251)을 접합 핀(12)의 삽입방향 즉 하향으로 이동시켜 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되도록 구동시킬 수 있다. 여기서, 설명해야 할 것은, 고정 링(251)이 홀더(23)의 외측면을 따라 이동 가능하게 홀더(23)에 배치된다는 것은, 확장 핀(24)이 홀더(23)의 고정홀(232)에 지지된 상태 및 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈된 상태 두 가지 상태, 또는 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈된 상태에서만 고정 링(251)이 홀더(23)의 외측면과 접하여 탄성부재의 탄성복원력에 의해 홀더(23)의 외측면을 따라 이동 하여 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되도록 한다는 것을 의미하는 것이며, 상기 두 가지 상태 중 어느 하나의 상태로 구성된 고정 링(251)과 홀더(23)의 배치구조든지 모두 본 발명의 범위에 속한다. 구체적으로, 일 실시예에서, 확장 핀(24)이 홀더(23)의 고정홀(232)에 지지된 상태 및 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈된 상태 두 가지 상태에서 모두 홀더(23)의 외측면과 접하도록 홀더(23)에 배치된 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정 링(251)은 케이싱(22)의 내벽면과 홀더(23)의 외측면 사이에 맞닿게 배치되어 홀더(23)의 외측면과 고정 링(251)의 내주면이 시종 중첩되는 구조로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 확장 핀(24)이 고정홀(232)로부터 이탈된 상태에서만 고정 링(251)이 홀더(23)의 외측면과 접하도록 홀더(23)에 배치된 경우, 고정 링(251)은 수용공간(221)의 중심선 방향(C)에서 탄성부재와 홀더(23) 사이에 서로 맞닿게 지지 설치될 수 있으며, 이 경우, 확장 핀(24)이 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈 시, 홀더(23)의 고정홀(232)의 직경의 축소로 고정 링(251)과 맞닿은 단부의 외주면이 고정 링(251)의 내주면에 삽입되어 접하게 되어 홀더(23)의 외측면과 고정 링(251)의 내주면이 중첩되는 구조로 변하는 동시에, 탄성부재의 탄성복원력에 의해 고정 링(251)이 홀더(23)를 방사방향 내측으로 축소시켜 접합 핀(12)의 제1 톱니형 단턱(122)과 홀더(23)의 제2 톱니형 단턱(231)이 형상 끼워맞춤되어 조임 고정될 수 있다. 이에 설명은 아래에서 더 구체적으로 후술될 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 서로 접하는 고정 링(251)의 내주면과 홀더(23)의 외주면은 각각 매칭되는 테이퍼진 경사면으로 구성되어 면과 면 접촉방식으로 접할 수 있거나, 서로 접하는 고정 링(251)의 내주면과 홀더(23)의 외주면 중 하나는 테이퍼진 경사면으로 구성되고, 다른 하나는 수직면으로 구성되어 선과 면 접촉방식으로 접할 수도 있다. 물론, 홀더 조임구(25)는 상기와 같은 구성에 한정되는 것은 아니며, 상기 홀더(23)를 방사방향 내측으로 축소 가능하도록 작동하는 한, 실제 상황에 따라 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 상기 홀더(23)는 서로 분리되는 복수 개의 홀더 피스(233)가 복수 개의 홀더 피스(233)의 외측면에 배치되는 탄성 링(234)에 의해 결합되어 구성되고, 홀더(23)의 외측면은 접합 핀(12)의 삽입방향으로 크기가 점차 작아지도록 테이퍼진 형상으로 구성되고, 고정 링(251)의 내측면은 상기 외측면의 형상과 매칭되는 형상으로 구성되어, 탄성부재가 상기 고정 링(251)을 상기 홀더(23)의 외측면을 따라 상기 삽입방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 가압할 수 있다. 즉, 복수 개의 홀더 피스(233)는 웨지 형태일 수 있으며, 탄성 링(234)에 의해 일정 형태로 유지될 수 있다. 여기서, 각 홀더 피스(233)에 둘레방향으로 대응되는 부분에 링 홈이 형성되어 탄성 링(234)이 링 홈에 장착됨으로써, 탄성 링(234)이 전체적으로 홀더(233)의 외주면 밖으로 돌출되지 않게 배치되어, 고정 링(251)과의 이동 간섭을 방지할 수 있다. 이와 같이, 홀더(23)의 외측면과 고정 링(251)의 내측면이 테이퍼진 형상으로 서로 매칭되어, 고정 링(251)이 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 홀더(23)의 외측면에 면과 면 접촉방식으로 지지 및 가압할 수 있어, 방사방향 내측으로의 홀더(23)의 축소 동작을 빠르고 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 여기서, 홀더 피스(233)는 서로 동일한 간격으로 이격된 3 개로 구성될 수 있으나, 2 개 또는 4 개 이상으로 구성될 수도 있다. 또한, 홀더(23)는 일체로 형성될 수 있으며, 예로 금속 소재와 탄성 소재가 복합된 소재로 제작되어 방사방향 내측으로 축소할 수 있는 탄성 변형 가능한 부재일 수 있다. 구체적으로 둘레방향으로 이격되게 배치되는 복수 개의 홀더 피스 사이에 탄성재로 연결시켜 일체로 결합된 구조 등일 수 있다. 물론, 홀더(23)는 상기 구성에만 한정되는 것이 아니라, 방사방향 내측으로 축소 변형될 수 있는 한, 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

예시적인 일 실시예에서, 고정 링(251)이 확장 핀(24)이 홀더(23)의 고정홀(232)에 지지된 상태 및 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈된 상태 두 가지 상태에서 모두 홀더(23)의 외측면과 접하도록 홀더(23)에 배치된 경우, 상기 제2 연결부재(2)는 상기 홀더(23) 및 탄성부재를 지지하고 확장 핀(24)을 수용하도록, 슬리브(26)를 더 포함할 수 있다. 슬리브(26)는 상기 수용공간(221)에 배치되며, 상기 중심선 방향(C)에서 삽입구(222)와 마주 보는 수용공간(221)의 일단 내면(2211)과 홀더(23)의 단부 사이에 맞닿게 배치될 수 있다. 또한, 슬리브(26)는 고정홀(232)과 연통하며 고정홀(232)로부터 이탈된 확장 핀(24)을 수용하는 수용홀(261)이 형성되고, 상기 중심선 방향(C)에서 수용홀(261)의 길이는 확장 핀(24)의 길이보다 크거나 같고, 바람직하게는 확장 핀(24)이 고정홀(232)로부터 완전히 이탈되어 접합 핀(12)과 고정홀(232)이 체결공차의 발생이 없도록 틈새 없는 끼워맞춤을 구현하기 위해, 수용홀(261)의 길이가 확장 핀(24)의 길이보다 조금 크게 설계할 수 있다. 고정 링(251)은 케이싱(22)의 내벽면(225)과 홀더(23)의 외측면 사이에 맞닿게 배치되며, 홀더(23)는 상기 삽입구(222)가 형성된 상기 수용공간(221)의 타단 내면(2212)과 슬리브(26) 사이에 맞닿아 상기 중심선 방향(C)으로 위치 고정될 수 있다. 탄성부재는 나선형 스프링(252)으로서, 상기 슬리브(26)의 외측에 위치하며, 수용공간(221)의 일단 내면(2211)과 상기 고정 링(251)의 단부에 가압력을 제공하도록 맞닿게 배치될 수 있다. 이러한 구성에 따라, 제2 연결부재(2)는 케이싱(22)의 수용공간(221)을 충분히 활용하여 홀더(23), 확장 핀(24), 홀더 조임구(25) 및 슬리브(26)를 콤팩트하게 배치함으로써, 관 연결구조가 전체적으로 소형화 구조를 이루도록 한다. 여기서, 상기 슬리브(26)는 상기 케이싱(22)과 일체로 형성될 수 있으며, 내부에 수용홀(261)이 구비된 원통형으로 구성될 수 있다. 이러한 슬리브(26)는 외주면에 나선형 스프링(252)을 지지 설치하며 홀더(23)에 대해 위치 고정 역할을 하는 동시에 고정홀(232)로부터 이탈된 확장 핀(24)을 수용홀(261)에 수용할 수 있어, 확장 핀(24)이 나선형 스프링(252) 등 다른 구성요소에 대한 간섭을 피할 수 있다.

또한, 상기 슬리브 또는 후술될 위치 고정부의 구성을 생략할 수 있으며, 예시적인 실시예로 확장 핀(24)이 고정홀(232)로부터 이탈된 상태에서만 고정 링(251)의 내주면이 홀더(23)의 외측면과 접하도록 홀더(23)에 배치된 경우에 대해 설명한다. 구체적으로, 고정 링(251)은 수용공간(221)의 중심선 방향(C)에서 탄성부재와 홀더(23) 사이에 서로 맞닿게 지지 설치될 수 있으며, 즉, 확장 핀(24)이 고정홀(232)에 지지된 상태에서 상기 홀더(23), 고정 링(251) 및 나선형 스프링(252)으로 구성된 탄성부재가 수용공간(221)에서 중심선 방향(C)으로 나란히 맞닿게 배치되며 축 정렬되게 배열될 수 있다. 이때, 서로 접할 수 있는 고정 링(251)의 내주면과 홀더(23)의 전부 또는 일부 외주면은 서로 매칭되는 테이퍼진 경사면으로 구성되거나, 서로 접할 수 있는 고정 링(251)의 내주면과 홀더(23)의 전부 또는 일부 외주면 중 하나는 테이퍼진 경사면으로 구성되고, 다른 하나는 수직면으로 구성되어 선과 면 접촉방식으로 접할 수 있도록 구성될 수 있으므로, 고정 링(251)이 접합 핀(12)의 삽입방향과 반대되는 방향으로 홀더(23)의 외주면을 따라 이동하여 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되도록 할 수 있다. 또한, 홀더(23)의 구조는 전술한 탄성 링(234)로 결합된 복수 개의 홀더 피스(233)로 구성될 수 있다. 여기서, 서로 맞닿은 압축된 상태로 된 나선형 스프링(252)과 고정 링(251)의 길이의 합은 확장 핀(24)의 길이보다 크거나 같게 설정하여, 확장 핀(24)가 고정홀(232)로부터 순조롭게 이탈 될 수 있도록 한다. 유의해야 할 점은, 확장 핀(24)이 고정홀(232)로부터 이탈된 후, 탄성 링(234)에 의해 홀더(23)의 고정홀(232)이 자체로 축수된 후의 직경이 고정 링(251)의 내주면의 직경과 같거나 작게 하여 고정 링(251)과 맞닿은 홀더(23)의 단부가 고정 링(251)의 내주면 내로 삽입되도록 설계해야 한다.

상기 구성에 따르면, 확장 핀(24)이 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈 시, 홀더(23)의 탄성 링(234)에 의한 고정홀(232)의 직경의 축소로 고정 링(251)과 맞닿은 홀더(23)의 단부의 외주면이 고정 링(251)의 내주면에 삽입되어 접하게 되어 홀더(23)의 외측면과 고정 링(251)의 내측면이 방사방향으로 중첩된 구조로 변하는 동시에, 나선형 스프링(252)의 탄성복원력에 의해 고정 링(251)이 접합 핀(12)의 삽입방향과 반대되는 방향으로 홀더(23)의 외주면을 따라 이동함으로써, 홀더(23)를 방사방향 내측으로 축소시켜 접합 핀(12)의 제1 톱니형 단턱(122)과 홀더(23)의 제2 톱니형 단턱(231)이 형상 끼워맞춤되어 조임 고정될 수 있다.

또한 일 실시예에서, 접합 핀(12)이 삽입되는 상기 고정홀(232)의 삽입단에는 접합 핀(12)의 삽입이 용이하도록 확장홀(2321)이 형성될 수 있어, 접합 핀(12)이 확장홀(2321)에 의해 고정홀(232)로 정확하게 정렬되도록 가이드 기능을 할 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 상기 접합 핀(12)과 마주 보는 확장 핀(24)의 일단부에는 접합 핀(12)이 홀더(23)의 고정홀(232)에 정위치 체결되도록, 접합 핀(12)의 연결부(121)의 단부가 삽입되어 상기 중심선 방향(C)을 따른 연결부(121)의 이동을 안내하는 안내홈(241)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 접합 핀(12)의 제1 톱니형 단턱(122) 및 고정홀(232)의 제2 톱니형 단턱(231)은 각각 복수 개로 형성될 수 있으며, 이 경우, 확장 핀(24)이 고정홀(232)로부터 이탈 후, 접합 핀(12)의 연결부(121)가 고정홀(232)로 충분히 삽입되어 접합 핀 연결조립체와 체결 시 유격이 발생하는 것을 효과적으로 방지하기 위해, 바람직하게, 안내홈(241)은 적어도 하나의 제1 톱니형 단턱(122)이 수용될 수 있다. 여기서, 제1 톱니형 단턱(122) 및 제2 톱니형 단턱(231)이 복수 개로 형성된 예로 설명하였지만, 제1 톱니형 단턱(122) 및 제2 톱니형 단턱(231)은 각각 하나로 대응되게 형성될 수도 있다. 본 발명에서, 확장 핀(24)은 접합 핀(12)이 별도의 항타 시공 없이도 PHC 파일 등 관 자체의 자중으로도 쉽게 홀더(23)의 고정홀(232) 내로 삽입될 수 있도록 공간 확장 역할을 할 수 있다. 접합 핀(12)의 연결부(121)의 단부는 안내홈(241)으로의 삽입이 용이하도록 모따기가 형성될 수 있다. 이와 같이, 접합 핀(12)을 고정홀(232)로 삽입하는 과정에서 안내홈(241)에 의해 위치 보정되어 중심선 방향(C)을 기준으로 센터링이 이루어질 수 있으므로, 접합 핀(12)과 고정홀(232)의 체결위치가 자동 결정되어 연결작업을 용이하고 신속하며 편리하게 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 관 연결구조의 운반 또는 시공과정 등에서 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 확장 핀(24)이 이탈되거나, 공간 확장용으로 홀더(23)의 고정홀(232)의 크기를 유지하는 것을 효과적으로 보장하기 위해, 바람직하게는, 중심선 방향(C)에서의 확장 핀(24)의 길이는 고정홀(232)의 길이의 절반 이상으로 구성되고, 고정홀(232) 내부로 들어가는 것을 방지하기 위해, 슬리브(26)를 향한 확장 핀(24)의 내단부에는 방사방향 외측으로 돌출된 지지돌부(242)가 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 접합 핀(12)의 제1 톱니형 단턱(122) 및 고정홀(232)의 제2 톱니형 단턱(231)은 고정홀(232)에서 삽입방향과 반대되는 방향으로의 접합 핀(12)의 후퇴 이동을 방지하도록, 상기 중심선 방향(C)에 대해 인입측 톱니형 단턱면(A)의 경사각이 인출측 톱니형 단턱면(B)의 경사각보다 작게 구성될 수 있다. 다시 말해, 중심선 방향(C)을 기준으로, 상기 인입측 톱니형 단턱면(A)과 중심선 방향(C)과 이룬 각은 상기 인출측 톱니형 단턱면(B)과 중심선 방향(C)과의 이룬 각보다 작고, 방사방향을 기준으로, 상기 인입측 톱니형 단턱면(A)의 경사각이 상기 인출측 톱니형 단턱면(B)의 경사각보다 크다. 따라서, 상기 접합 핀(12)이 홀더(233)와의 끼워 맞춤 결합 후 홀더(233)로부터 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 물론, 본 발명에 따른 접합 핀(12)의 제1 톱니형 단턱(122) 및 고정홀(232)의 제2 톱니형 단턱(231)의 형태는 이에 한정되는 것이 아니며, 제1 톱니형 단턱(122)과 제2 톱니형 단턱(231)의 경사각이 같을 수 있으며, 제2 톱니형 단턱(231)이 방사방향과 동일방향으로 연장될 수도 있다.

또한, 상기 케이싱(22)은 조립이 용이하도록 분리된 구조로 구성될 수 있다. 구체적으로, 케이싱(22)은 일단부가 상기 삽입구(222)가 형성된 단턱부(2231)로 구성되며, 타단부가 개방된 본체(223); 및 본체(223)의 타단부에 실링 방식으로 결합되는 캡(224);을 포함할 수 있다. 여기서, 본체(223)와 캡(224)이 함께 상기 수용공간(221)을 형성할 수 있고, 나사산 연결 등에 의해 서로 연결될 수 있다. 본체(223)의 단턱부(2231)의 삽입구(222) 둘레는 라운딩 처리될 수 있다.

또한, 상기 제1 연결부재(1)는 상기 접합 핀(12)의 머리부(123)에 나사산 연결되는 제1 너트(11)를 더 포함하고, 접합 핀(12)은 상기 제1 너트(11)에 의해 상기 제1 관에 연결되고, 접합 핀의 머리부(123)는 제1 너트(11) 내에 수용되며 접합 핀(12)의 연결부(121)는 제1 너트(11) 외부로 노출되게 배치될 수 있다. 상기 제2 연결부재(2)는 상기 접합 핀 연결조립체를 내부에 수용하며 케이싱(22)의 외면에 나사산 연결되는 제2 너트(21)를 더 포함하고, 접합 핀 연결조립체는 상기 제2 너트(21)에 의해 상기 제2 관에 연결될 수 있다. 구체적으로, 본체(223)의 외주면은 제2 너트(21)에 나사산 연결되고, 접합 핀(12)의 머리부(123)는 상기 제1 너트(11)에 나사산 연결될 수 있다. 여기서, 제2 너트(21)의 내주면에는 캡(224)가 걸리도록 둘레방향으로 걸림턱(211)이 형성되어 케이싱(22)의 정확한 고정위치를 한정할 수 있다. 제1 연결부재(1)의 제1 너트(11) 및 제2 연결부재(2)의 제2 너트(21)는 PHC 파일 등 관의 단부에 매립 설치된 매립 너트로 구성될 수 있어, 작업 장소에서 제1 연결부재(1)의 접합 핀(12) 및 제2 연결부재(2)의 접합 핀 연결조립체를 제1 너트(11) 및 제2 너트(21)에 각각 연결시킨 후, 접합 핀(12)을 접합 핀 연결조립체에 삽입 연결시키는 것을 통해, 관 사이의 견고한 연결을 구현할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 관 연결구조는 서로 체결 가능한 제1 연결부재(1) 및 제2 연결부재(2)를 포함하고, 제1 연결부재(1)는 일단부가 제1 관의 일단에 설치되는 접합 핀(12)을 포함하고, 상기 접합 핀(12)의 연결부(121)의 외주면에 둘레방향으로 제1 톱니형 단턱(122)이 구비된다. 제2 연결부재(2)는 제1 관의 일단과 마주 보는 제2 관의 일단에 설치되는 접합 핀 연결조립체를 포함한다. 접합 핀 연결조립체는, 내부에 위치 고정부 또는 홀더 조임구가 구비되는 수용공간(221)이 형성되며 일단에 상기 접합 핀(12)이 관통하는 삽입구(222)가 형성되는 케이싱(22); 수용공간(221)의 중심선 방향(C)으로 위치 고정부 또는 홀더 조임구와 나란히 배열되어 위치 고정부 또는 홀더 조임구와 함께 수용공간(221)의 양단 내면에 맞닿아 배치되며, 내부에 상기 중심선 방향(C)으로 삽입구(222)와 대응되며 내면에 둘레방향으로 상기 제1 톱니형 단턱(122)에 끼워맞춤 가능한 제2 톱니형 단턱(231)이 구비되는 고정홀(232)이 형성되는 홀더(23); 접합 핀(12)의 연결부(121)의 외주면의 직경보다 큰 외주면을 가지며, 고정홀(232)에 지지 설치되어, 고정홀(232)로 삽입되는 접합 핀(12)의 연결부(121)로부터의 미는 힘에 의해 고정홀(232)로부터 수용공간(221)으로 이탈 가능한 확장 핀(24); 및 케이싱(22)의 내벽면(225)에 접하며 홀더(23)의 외측면을 따라 이동 가능하게 홀더(23)에 배치되는 고정 링(251) 및 수용공간(221)의 상기 중심선 방향(C)에서의 양단 내면 중 하나와 고정 링(251) 사이에 지지되어, 고정 링(251)이 홀더(23)에 상기 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하도록, 고정 링(251)을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 홀더 조임구;를 포함하고, 홀더(23)는 확장 핀(24)의 이탈 시, 홀더 조임구(25)에 의해 방사방향 내측으로 축소되어 접합 핀(12)과 형상 끼워맞춤되어 조임 고정되도록 구성된다.

상기와 같은 구성을 포함하는 관 연결구조를 PHC 파일 구조체에 적용될 경우, 제1 실시예에 따른 관 연결구조와 같이, 제1 관 및 제2 관 중 하나는 상부 PHC 파일(100)일 수 있고, 다른 하나는 하부 PHC 파일(200)일 수 있다. 예를 들어, 조립이 용이하도록, 제1 관은 상부 PHC 파일(100)로 구성되고, 제2 관은 하부 PHC 파일(200)로 구성될 수 있어, 제1 연결부재(1)가 상부 PHC 파일(100)의 하단부(101)에 설치되고, 제2 연결부재(2)가 하부 PHC 파일(200)의 상단부(201)에 설치된 상태에서, 상부 PHC 파일(100)의 자중을 이용하여 제1 연결부재(1)의 접합 핀(12)이 제2 연결부재(2)의 삽입구(222)를 통과하여 홀더(23)의 고정홀(232)로 삽입되는 과정에서, 고정홀(232)에 지지 설치된 확장 핀(24)을 밀어서 고정홀(232)로부터 이탈 시, 접합 핀(12)의 연결부(121)의 직경이 확장 핀(24)의 직경보다 작기 때문에, 홀더 조임구(25)의 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 고정 링(251)을 접합 핀(12)의 삽입방향과 반대되는 방향 즉 상향으로 이동시켜 홀더(23)에 가압력을 제공함으로써, 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되어 접합 핀(12)의 제1 톱니형 단턱(122)과 홀더(23)의 제2 톱니형 단턱(231)이 형상 끼워맞춤되어 조임 고정된다. 따라서, 체결공차가 없이 상부 PHC 파일(100)과 하부 PHC 파일(200)이 견고하게 연결되며, 연결 풀림을 효과적으로 방지하고 연결강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 연결부재(1)의 접합 핀(12)이 홀더(23)와 체결된 후, 상부 PHC 파일(100)과 하부 PHC 파일(200) 간의 유격이 발생되지 않는 밀착된 결합조건을 갖추게 되어 시공성을 향상시킬 수 있다.

상기 구성에서, 일 예로 위치 고정부는 전술한 슬리브의 구성일 수 있으며, 홀더(23) 및 위치 고정부가 수용공간(221)에서 중심선 방향(C)으로 나란히 배열될 수 있으며, 또는, 홀더(23) 및 홀더 조임구 즉, 홀더(23), 고정 링(251) 및 탄성부재(압축된 상태임)가 수용공간(221)에서 중심선 방향(C)으로 나란히 배열될 수 있다. 또한 여기서 설명해야 할 것은, 고정 링(251)이 홀더(23)의 외측면을 따라 이동 가능하게 홀더(23)에 배치된다는 것은, 확장 핀(24)이 홀더(23)의 고정홀(232)에 지지된 상태 및 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈된 상태 두 가지 상태에서 고정 링(251)이 모두 홀더(23)의 외측면과 접하여 탄성부재의 탄성복원력에 의해 홀더(23)의 외측면을 따라 이동 하여 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되거나(이 경우, 홀더(23) 및 위치 고정부가 수용공간(221)에서 중심선 방향(C)으로 나란히 배열된 구조로 구성된 실시예로서, 고정 링(251)은 케이싱(22)의 내벽면(225)과 홀더(23)의 외측면 사이에 배치되어 홀더(23)의 외측면과 방사방향으로 중첩된 구조로 구성될 수 있음), 또는 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈된 후의 상태에서만 고정 링(251)이 홀더(23)의 외측면과 접하여 탄성부재의 탄성복원력에 의해 홀더(23)의 외측면을 따라 이동하여 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되도록 한다는 것(이 경우, 홀더(23) 및 홀더 조임구 즉 홀더(23), 고정 링(251) 및 탄성부재(압축된 상태임)가 수용공간(221)에서 중심선 방향(C)으로 나란히 배열된 구조로 구성된 실시예로서, 구체적으로 확장 핀(24)이 홀더(23)의 고정홀(232)에 지지된 상태에서는 홀더(23), 고정 링(251) 및 탄성부재가 수용공간(221)에서 중심선 방향(C)으로 나란히 서로 맞닿게 배열되며, 확장 핀(24)이 홀더(23)의 고정홀(232)로부터 이탈된 상태에서는 고정 링(251)이 케이싱(22)의 내벽면(225)과 홀더(23)의 외측면 사이에 배치되어, 홀더(23)의 외측면과 방사방향으로 중첩된 구조로 변경되는 구조로 구성될 수 있음)을 의미하는 것이며, 상기 두 가지 상태 중 어느 하나의 상태로 구성된 고정 링(251)과 홀더(23)의 배치구조든지 모두 본 발명의 범위에 속한 것이며, 이에 대한 구체적인 실시예는 이상에서 설명한 바 있으며, 여기서 더 이상 중복하여 서술하지 않고 생략한다.

한편, 일 실시예에서, 상기 홀더(23)는 서로 분리되는 복수 개의 홀더 피스(233)가 복수 개의 홀더 피스(233)의 외측면에 배치되는 탄성 링(234)에 의해 결합되어 구성되고, 홀더(23)의 외측면은 접합 핀(12)의 삽입방향으로 크기가 점차 작아지도록 테이퍼진 형상으로 구성되고, 고정 링(251)의 내측면은 상기 외측면의 형상과 매칭되는 형상으로 구성되어, 탄성부재가 상기 고정 링(251)을 상기 홀더(23)의 외측면을 따라 상기 삽입방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 가압할 수 있다. 즉, 복수 개의 홀더 피스(233)는 웨지 형태일 수 있으며, 탄성 링(234)에 의해 일정 형태로 유지될 수 있다. 여기서, 각 홀더 피스(233)에 둘레방향으로 대응되는 부분에 링 홈이 형성되어 탄성 링(234)이 링 홈에 장착됨으로써, 탄성 링(234)이 전체적으로 홀더(233)의 외주면 밖으로 돌출되지 않게 배치되어, 고정 링(251)과의 이동 간섭을 방지할 수 있다. 이와 같이, 홀더(23)의 외측면과 고정 링(251)의 내측면이 테이퍼진 형상으로 서로 매칭되어, 고정 링(251)이 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 홀더(23)의 외측면에 면과 면 접촉방식으로 지지 및 가압할 수 있어, 방사방향 내측으로의 홀더(23)의 축소 동작을 빠르고 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 여기서, 홀더 피스(233)는 서로 동일한 간격으로 이격된 3 개로 구성될 수 있으나, 2 개 또는 4 개 이상으로 구성될 수도 있다. 또한, 홀더(23)는 일체로 형성될 수 있으며, 예로 금속 소재와 탄성 소재가 복합된 소재로 제작되어 방사방향 내측으로 축소할 수 있는 탄성 변형 가능한 부재일 수 있다. 구체적으로 둘레방햐으로 이격되게 배치되는 복수 개의 홀더 피스 사이에 탄성재로 연결시켜 일체로 결합된 구조 등일 수 있다. 물론, 홀더(23)는 상기 구성에만 한정되는 것이 아니라, 방사방향 내측으로 축소 변형될 수 있는 한, 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

예시적인 실시예에서, 상기 위치 고정부는 상기 중심선 방향(C)에서 삽입구(222)와 마주 보는 수용공간(221)의 일단 내면(2211)과 홀더(23)의 단부 사이에 맞닿게 배치되는 상기 제1 실시예와 동일한 구조를 가진 슬리브(26)로 구성될 수 있다. 즉, 상기 슬리브(26)는 고정홀(232)과 연통하며 고정홀(232)로부터 이탈된 확장 핀(24)을 수용하는 수용홀(261)이 형성되고, 상기 중심선 방향(C)에서 수용홀(261)의 길이는 확장 핀(24)의 길이보다 크거나 같고, 바람직하게는 확장 핀(24)이 고정홀(232)로부터 완전히 이탈되어 접합 핀(12)과 고정홀(232)이 체결공차의 발생이 없도록 틈새 없는 끼워맞춤을 구현하기 위해, 수용홀(261)의 길이가 확장 핀(24)의 길이보다 조금 크게 설계할 수 있다. 상기 고정 링(251)은 케이싱(22)의 내벽면(225)과 상기 홀더(23)의 외측면 사이에 맞닿게 배치되며, 홀더(23)는 상기 삽입구(222)가 형성된 상기 수용공간(221)의 타단 내면(2212)과 슬리브(26) 사이에 맞닿아 상기 중심선 방향(C)으로 위치 고정될 수 있다. 탄성부재는 나선형 스프링(252)으로서, 상기 슬리브(26)의 외측에 위치하며, 수용공간(221)의 일단 내면(2211)과 상기 고정 링(251)의 단부에 가압력을 제공하도록 맞닿게 배치될 수 있다. 이러한 구성에 따라, 제2 연결부재(2)는 케이싱(22)의 수용공간(221)을 충분히 활용하여 홀더(23), 확장 핀(24), 홀더 조임구(25) 및 슬리브(26)를 콤팩트하게 배치함으로써, 관 연결구조가 전체적으로 소형화 구조를 이루도록 한다. 여기서, 상기 슬리브(26)는 상기 케이싱(22)과 일체로 형성될 수 있으며, 내부에 수용홀(261)이 구비된 원통형으로 구성될 수 있다. 이러한 슬리브(26)는 외주면에 나선형 스프링(252)을 지지 설치하며 홀더(23)에 대해 위치 고정 역할을 하는 동시에 고정홀(232)로부터 이탈된 확장 핀(24)을 수용홀(261)에 수용할 수 있어, 확장 핀(24)이 나선형 스프링(252) 등 다른 구성요소에 대한 간섭을 피할 수 있다.

전술한 구성 외에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 관 연결구조는 상기 제1 실시예에 따른 관 연결구조와 상술한 바와 같은 동일한 구성을 구비할 수 있으며, 동일한 효과를 가질 수 있음은 물론이다. 여기서, 더 이상 중복하여 설명하지 않는다.

아래에서, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 관 연결구조를 이용하는 PHC 파일 구조체의 연결과정을 설명한다.

앞서 설명해야 할 것은, 제1 연결부재(1)의 제1 너트(11)는 상부 PHC 파일(100)의 하단부(101)에 미리 매립 설치되고, 제2 연결부재(2)의 제2 너트(21)는 하부 PHC 파일(200)의 상단부(201)에 미리 매립 설치되어, 연결 작업 시, 작업 장소에서 제1 연결부재(1)의 접합 핀(12) 및 제2 연결부재(2)의 접합 핀 연결조립체를 각각 상부 PHC 파일(100)의 하단부(101)에 매립된 제1 너트(11) 및 하부 PHC 파일(200)의 상단부(201)에 매립된 제2 너트(21)에 연결한 다음, 접합 핀(12)과 접합 핀 연결조립체의 연결작업을 진행하면 된다. 여기서, 제1 너트(11) 및 제2 너트(21)는 너트로 구성된 예를 들어 설명한다. 특히, 제1 너트(11)는 PC 너트로 구성되며, 상부 PHC 파일(100)은 PC 너트가 하단부(101)에 타설된 기존 구조의 상부 PHC 파일을 사용할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 연결부재(1) 및 제2 연결부재(2)는 상부 PHC 파일(100)의 하단부(101) 및 하부 PHC 파일(200)의 상단부(201)에 동일한 수로 배열될 수 있으며, 도면에서는 각각 9개로 도시되어 있으나, 이는 예시적일 뿐, 실제 PHC 파일 등 관 구조의 직경 및 필요에 따라 결정할 수 있다.

먼저, 도 3 내지 도6에 도시된 바와 같이, 작업 장소에서 제1 연결부재(1)의 접합 핀(12)을 상부 PHC 파일(100)의 하단부(101)에 매립된 제1 너트(11)에 연결하고, 제2 연결부재(2)의 접합 핀 연결조립체의 케이싱(22)을 하부 PHC 파일(200)의 상단부(201)에 매립된 제2 너트(21)에 연결한다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 PHC 파일(100)의 하단부(101)에 연결된 접합 핀(12)을 하부 PHC 파일(200)의 상단부(201)에 연결된 접합 핀 연결조립체의 삽입구(222)를 통해 홀더(23)의 고정홀(232)로 삽입시킨다. 이 때, 홀더(23)의 고정홀(232)에 지지 설치된 확장 핀(24)의 외주면의 직경이 접합 핀(12)의 연결부(121)의 외주면의 직경보다 크기 때문에 고정홀(232)과 간격을 두고 간섭 없이 쉽게 삽입될 수 있다. 접합 핀(12)의 연결부(121)는 확장 핀(24)의 안내홈(241)에 삽입되어 중심선 방향(C)을 기준으로 센터링이 이루어져 정확한 체결위치로 보정되어 확장 핀(24)을 삽입방향으로 밀어서 고정홀(232)로부터 이탈시킨다. 확장 핀(24)이 고정홀(232)로부터 이탈 시, 홀더 조임구(25)의 탄성부재의 탄성 복원력에 의해 고정 링(251)을 접합 핀(12)의 삽입방향과 반대되는 방향으로 이동시킨다. 이때, 고정 링(251)의 가압력에 의해 홀더(23)가 방사방향 내측으로 축소되어 접합 핀(12)의 제1 톱니형 단턱(122)과 홀더(23)의 제2 톱니형 단턱(231)이 형상 끼워맞춤되어 조임 고정됨으로써, 체결공차가 없이 상부 PHC 파일(100)과 하부 PHC 파일(200)이 견고하게 연결된다.

전술한 바와 같은 구성을 포함한 관 연결구조 및 이를 이용하는 PHC 파일 구조체는 본 발명에 따른 관 연결구조는 제1 연결부재의 접합 핀과 제2 연결부재의 홀더의 톱니형 단턱형태로 형상 끼워맞춤 체결방식을 통해 관 사이의 견고한 연결을 확보하여 연결 풀림을 효과적으로 방지하며 연결강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 연결부재의 홀더의 고정홀에 접합 핀의 연결부의 외주면보다 직경이 큰 공간 확장용 확장 핀을 지지 설치하는 것을 통해 연결 시 제1 연결부재의 접합 핀이 쉽게 홀더의 고정홀로 삽입되어 관 사이의 연결을 신속하고 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 관 연결구조를 이용하는 PHC 파일 구조체는 제1 연결부재의 접합 핀이 홀더와 체결된 후, 상부 PHC 파일과 하부 PHC 파일 간의 유격이 발생되지 않는 밀착된 결합조건을 갖추게 되어 시공성을 향상시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 제1 연결부재 11: 제1 너트
12: 접합 핀 121: 연결부
122: 제1 톱니형 단턱 123: 머리부
2: 제2 연결부재 21: 제2 너트
211: 걸림턱 22: 케이싱
221: 수용공간 2211: 일단 내면
2212: 타단 내면 222: 삽입구
223: 본체 2231: 단턱부
224: 캡 225: 내벽면
23: 홀더 231: 제2 톱니형 단턱
232: 고정홀 2321: 확장홀
233: 홀더 피스 234: 탄성 링
24: 확장 핀 241: 안내홈
242: 지지돌부 25: 홀더 조임구
251: 고정 링 252: 나선형 스프링
26: 슬리브 261: 수용홀
A: 인입측 톱니형 단턱면 B: 인출측 톱니형 단턱면
100: 상부 PHC 파일 101: 하단부
200: 하부 PHC 파일 201: 상단부

Claims (14)

1. 서로 체결 가능한 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 포함하는 관 연결구조로서,
   상기 제1 연결부재는 일단부가 제1 관의 일단에 설치되는 접합 핀을 포함하고, 상기 접합 핀의 연결부의 외주면에 둘레방향으로 제1 톱니형 단턱이 구비되고,
   상기 제2 연결부재는 상기 제1 관의 일단과 마주 보는 제2 관의 일단에 설치되는 접합 핀 연결조립체를 포함하고,
   상기 접합 핀 연결조립체는, 내부에 수용공간이 형성되며 일단에 상기 접합 핀이 관통하는 삽입구가 형성되는 케이싱; 상기 수용공간에 중심선 방향으로 위치 고정되며, 내부에 상기 중심선 방향으로 상기 삽입구와 대응되며 내면에 둘레방향으로 상기 제1 톱니형 단턱에 끼워맞춤 가능한 제2 톱니형 단턱이 구비되는 고정홀이 형성되는 홀더; 상기 접합 핀의 연결부의 외주면의 직경보다 큰 외주면을 가지며, 상기 고정홀에 지지 설치되어, 상기 고정홀로 삽입되는 상기 접합 핀의 연결부로부터의 미는 힘에 의해 상기 고정홀로부터 상기 수용공간으로 이탈 가능한 확장 핀; 및 상기 수용공간에 배치되며, 상기 홀더에 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하는 홀더 조임구;를 포함하고, 상기 홀더는 상기 확장 핀의 이탈 시, 상기 홀더 조임구에 의해 상기 방사방향 내측으로 축소되어 상기 접합 핀과 형상 끼워맞춤되어 조임 고정되도록 구성되고,
   상기 홀더 조임구는 상기 케이싱의 내벽면에 접하며, 상기 홀더의 외측면을 따라 이동 가능하게 상기 홀더에 배치되는 고정 링; 및 상기 수용공간의 상기 중심선 방향에서의 양단 내면 중 하나와 상기 고정 링 사이에 지지되어, 상기 고정 링이 상기 홀더에 상기 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하도록 상기 고정 링을 탄성적으로 지지하는 탄성부재;를 포함하는, 관 연결구조.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 홀더는 서로 분리되는 복수 개의 홀더 피스가 상기 복수 개의 홀더 피스의 외측면에 배치되는 탄성 링에 의해 결합되어 구성되고, 상기 홀더의 외측면은 상기 접합 핀의 삽입방향으로 크기가 점차 작아지도록 테이퍼진 형상으로 구성되고, 상기 고정 링의 내측면은 상기 외측면의 형상과 매칭되는 형상으로 구성되어, 상기 탄성부재가 상기 고정 링을 상기 홀더의 외측면을 따라 상기 삽입방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 가압하는, 관 연결구조.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 제2 연결부재는, 상기 수용공간에 배치되며, 상기 중심선 방향에서 상기 삽입구와 마주 보는 상기 수용공간의 일단 내면과 상기 홀더의 단부 사이에 맞닿게 배치되는 슬리브를 더 포함하고, 상기 슬리브는 상기 고정홀과 연통하며 상기 고정홀로부터 이탈된 상기 확장 핀을 수용하는 수용홀이 형성되고, 상기 중심선 방향에서 상기 수용홀의 길이는 상기 확장 핀의 길이보다 크거나 같고, 상기 고정 링은 상기 케이싱의 내벽면과 상기 홀더의 외측면 사이에 맞닿게 배치되며, 상기 홀더는 상기 삽입구가 형성된 상기 수용공간의 타단 내면과 상기 슬리브 사이에 맞닿아 상기 중심선 방향으로 위치 고정되고, 상기 탄성부재는 나선형 스프링으로서, 상기 슬리브의 외측에 위치하며, 상기 수용공간의 일단 내면과 상기 고정 링의 단부에 가압력을 제공하도록 맞닿게 배치되는, 관 연결구조.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 접합 핀과 마주 보는 상기 확장 핀의 일단부에는 상기 접합 핀의 연결부의 단부가 삽입되는 안내홈이 형성되는, 관 연결구조.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 톱니형 단턱 및 상기 제2 톱니형 단턱은 각각 복수 개로 형성되고, 상기 안내홈은 적어도 하나의 상기 제1 톱니형 단턱이 수용되는, 관 연결구조.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 접합 핀의 제1 톱니형 단턱 및 상기 고정홀의 제2 톱니형 단턱은 각각 상기 고정홀에서 상기 중심선 방향에 대해 인입측 톱니형 단턱면의 경사각이 인출측 톱니형 단턱면의 경사각보다 작은, 관 연결구조.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은, 일단부가 상기 삽입구가 형성된 단턱부로 구성되며, 타단부가 개방된 본체; 및 상기 본체의 타단부에 실링 방식으로 결합되는 캡;을 포함하고, 상기 본체와 상기 캡이 함께 상기 수용공간을 형성하는, 관 연결구조.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 연결부재는 상기 접합 핀의 머리부에 나사산 연결되는 제1 너트를 더 포함하고, 상기 접합 핀은 상기 제1 너트에 의해 상기 제1 관에 연결되고, 상기 접합 핀의 머리부는 상기 제1 너트 내에 수용되며 상기 접합 핀의 연결부는 상기 제1 너트 외부로 노출되게 배치되고,
   상기 제2 연결부재는 상기 접합 핀 연결조립체를 내부에 수용하며 상기 케이싱의 외면에 나사산 연결되는 제2 너트를 더 포함하고, 상기 접합 핀 연결조립체는 상기 제2 너트에 의해 상기 제2 관에 연결되는, 관 연결구조.
   
10. 서로 체결 가능한 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 포함하는 관 연결구조로서,
    상기 제1 연결부재는 일단부가 제1 관의 일단에 설치되는 접합 핀을 포함하고, 상기 접합 핀의 연결부의 외주면에 둘레방향으로 제1 톱니형 단턱이 구비되고,
    상기 제2 연결부재는 상기 제1 관의 일단과 마주 보는 제2 관의 일단에 설치되는 접합 핀 연결조립체를 포함하고,
    상기 접합 핀 연결조립체는, 내부에 위치 고정부 또는 홀더 조임구가 구비되는 수용공간이 형성되며 일단에 상기 접합 핀이 관통하는 삽입구가 형성되는 케이싱; 상기 수용공간의 중심선 방향으로 상기 위치 고정부 또는 상기 홀더 조임구와 나란히 배열되어 상기 위치 고정부 또는 상기 홀더 조임구와 함께 상기 수용공간의 양단 내면에 맞닿아 배치되며, 내부에 상기 중심선 방향으로 상기 삽입구와 대응되며 내면에 둘레방향으로 상기 제1 톱니형 단턱에 끼워맞춤 가능한 제2 톱니형 단턱이 구비되는 고정홀이 형성되는 홀더; 상기 접합 핀의 연결부의 외주면의 직경보다 큰 외주면을 가지며, 상기 고정홀에 지지 설치되어, 상기 고정홀로 삽입되는 상기 접합 핀의 연결부로부터의 미는 힘에 의해 상기 고정홀로부터 상기 수용공간으로 이탈 가능한 확장 핀; 및 상기 케이싱의 내벽면에 접하며, 상기 홀더의 외측면을 따라 이동 가능하게 상기 홀더에 배치되는 고정 링 및 상기 수용공간의 상기 중심선 방향에서의 양단 내면 중 하나와 상기 고정 링 사이에 지지되어, 상기 고정 링이 상기 홀더에 방사방향 내측으로 축소되는 가압력을 제공하도록, 상기 고정 링을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 홀더 조임구;를 포함하고,
    상기 홀더는 상기 확장 핀의 이탈 시, 상기 홀더 조임구에 의해 상기 방사방향 내측으로 축소되어 상기 접합 핀과 형상 끼워맞춤되어 조임 고정되도록 구성되는, 관 연결구조.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 홀더는 서로 분리되는 복수 개의 홀더 피스가 상기 복수 개의 홀더 피스의 외측면에 배치되는 탄성 링에 의해 결합되어 구성되고, 상기 홀더의 외측면은 상기 접합 핀의 삽입방향으로 크기가 점차 작아지도록 테이퍼진 형상으로 구성되고, 상기 고정 링의 내측면은 상기 외측면의 형상과 매칭되는 형상으로 구성되어, 상기 탄성부재가 상기 고정 링을 상기 홀더의 외측면을 따라 상기 삽입방향과 반대되는 방향으로 이동하도록 가압하는, 관 연결구조.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 위치 고정부는 상기 중심선 방향에서 상기 삽입구와 마주 보는 상기 수용공간의 일단 내면과 상기 홀더의 단부 사이에 맞닿게 배치되는 슬리브로 구성되고, 상기 슬리브는 상기 고정홀과 연통하며 상기 고정홀로부터 이탈된 상기 확장 핀을 수용하는 수용홀이 형성되고, 상기 중심선 방향에서 상기 수용홀의 길이는 상기 확장 핀의 길이보다 크거나 같고, 상기 고정 링은 상기 케이싱의 내벽면과 상기 홀더의 외측면 사이에 맞닿게 배치되며, 상기 홀더는 상기 삽입구가 형성된 상기 수용공간의 타단 내면과 상기 슬리브 사이에 맞닿아 상기 중심선 방향으로 위치 고정되고, 상기 탄성부재는 나선형 스프링으로서, 상기 슬리브의 외측에 위치하며, 상기 수용공간의 일단 내면과 상기 고정 링의 단부에 가압력을 제공하도록 맞닿게 배치되는, 관 연결구조.
    
13. 제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관 연결구조는 PHC 파일용 연결구조인, 관 연결구조.
    
14. 제13항에 따른 관 연결구조를 이용하는 PHC 파일 구조체로서, 상기 제1 관인 상부 PHC 파일 및 상기 제2 관인 하부 PHC 파일을 포함하고, 상기 제1 연결부재는 상기 상부 PHC 파일의 하단부에 둘레방향으로 이격되게 복수 개로 타설되고, 상기 제2 연결부재는 상기 제1 연결부재와 대응되도록 상기 하부 PHC 파일의 상단부에 둘레방향으로 이격되게 복수 개로 타설되어, 상기 제1 연결부재와 상기 제2 연결부재를 통해 상기 상부 PHC 파일과 상기 하부 PHC 파일이 연결되는, 관 연결구조를 이용하는 PHC 파일 구조체.

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