KR200280039Y1 - 원터치식 철근이음장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 철근이음장치에 관한 것으로, 상호 대향하여 철근(50)이 삽입되는 양측이 개방된 중공의 내부커플러(60)와, 상기 내부커플러(60)의 외면 양측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 외부커플러(70)(80)와, 상기 내부커플러(60)와 외부커플러(70)(80) 사이를 왕복하며 철근(50)의 유동을 통제하도록 된 다수의 볼(91)과, 상기 내부커플러(60)와 외부커플러(70)(80) 사이에 탄지되어서 이들 간에 소정의 탄발력을 발생시키는 탄성스프링(93)을 포함하여 구성된 원터치식 철근이음장치를 제공한다.

위와 같은 본 고안은 단순 조작에 의해 철근 표면의 마디와 볼이 자동적으로 걸림상태로 전환되는 원터치식 이음구조로 제공함으로써 철근 이음시 공정수를 줄여 작업시간을 단축하고 그로부터 시공성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 본 고안의 원터치식 철근이음장치는 철근 이음부분의 인장강도를 저하시키는 원인을 제거함으로써 더욱 안정된 철근이음 상태를 제공할 수 있게 된다.

Description

원터치식 철근이음장치{APPARATUS FOR CONNECTING REINFORCING BARS BY JUST ONE STEP}

본 고안은 철근이음장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별개의 이형철근을 겹침이음 방식이 아닌 원터치 방식의 기계적 이음구조로 형성함으로써 철근 이음부의 인장강도를 강화시킴과 아울러, 작업공정수를 줄여 시공성을 향상시킬 수 있도록 한 원터치식 철근이음장치에 관한 것이다.

철근 콘크리트는 철근과 콘크리트의 결합구조로서, 일반적으로 콘크리트가 압축력을 부담하고 철근이 인장력을 부담하는 구조이다. 철근 콘크리트 구조는 거푸집을 설치하고 이에 콘크리트를 타설하여 일체형으로 시공하게 되는데, 시공과정에서 철근은 필요에 따라 일정 길이의 규격품을 서로 이어가며 시공해야 하는 바, 철근과 철근간에는 당연히 조인트부가 발생하게 된다. 이러한 철근과 철근 사이에 형성된 조인트부에서는 콘크리트의 양생과정에서 발생하는 소정의 인장력이 작용하게 된다. 이러한 인장력에 충분히 대응하기 위해서는 철근 상호간에 긴밀한 연결상태가 유지되어야 하는 바, 여기에는 통상 겹침이음 또는 압접 등의 방법이 적용되고 있다.

겹침이음은 철근과 철근을 소요 이음길이 이상으로 겹쳐서 배근하고 결속선으로 묶는 방식이다. 이는 배근작업이 용이한 장점은 있으나 철근의 직경이 큰 경우에는 편심에 의해 철근의 응력집중이 일치되지 않아 구조 내력상의 문제가 있고, 콘크리트 부재가 얇은 경우에는 겹쳐진 철근 때문에 거푸집의 단면이 좁아져 콘크리트 타설이 용이하지 않으며 철근의 배근 간격과 콘크리트의 최소 피복두께를 유지하기 어려운 문제가 있다.

압접에 의한 철근 이음방법은 철근과 철근의 단부를 이어서 맞댄 후 가열하고 압착하여 단부를 일체로 성형하는 방법이다. 이러한 압접은 작업시간이 길고 비용이 과다하게 소요되며 화재의 위험이 있는 등 많은 문제점이 있어 이를 적용하기가 쉽지 않다.

상기의 겹침이음 및 압접에 의한 철근 이음방식에서 발생하게 되는 문제점들을 해결하기 위하여 종래에는 철근과 철근을 기계적으로 결합하는 철근이음방식이 사용되어 왔다.

첨부도면 도 1은 종래 철근이음쇠의 일 예를 도시한 분리사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 도시된 종래 철근이음쇠의 결합단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 철근이음쇠는 커플러(10)와 이의 양측에 체결되는 너트(20)로 구성된다. 커플러(10)는 전체적으로 원통형 구조로 이루어져 있으며, 중앙의 몸통부(11)와 이의 양단에 위치된 잠금부(12)로 구분된다.

상기 몸통부(11)의 내주면에는 철근(30)이 체결되는 암나사(13)가 형성되어있어 이 암나사(13)에 철근(30) 단부에 형성된 나사부(31)를 나사 결합시킴으로써 두 개의 철근(30)을 서로 이을 수 있게 된다.

상기 잠금부(12)의 내경(d1)은 몸통부(11)의 내경(d2)보다 크게 형성되어 있고, 끝단방향으로 갈수록 점점 가늘어져서 경사진 구조를 이루고 있으며, 그 외주면에는 상기 너트(10)가 나사 결합되는 수나사(14)가 형성되어 있다. 또한, 상기 잠금부(12)의 둘레면에는 너트(10) 체결시 내경방향으로 조여지도록 그 길이방향을 따라 다수의 절개홈(15)이 형성되어 있다.

이러한 종래의 철근이음쇠를 이용한 철근이음 과정을 살펴보면, 먼저 연결할 각각의 철근(30) 단부를 깎아 소정지름의 나사부(31)를 형성하는 단계로부터 시작된다. 상기 각각의 철근(30)에 나사부(31)가 형성되면, 이들 나사부(31)가 서로 마주보도록 두 철근(30)을 일렬로 정렬한 다음, 이를 커플러(10)의 양방에서 내측으로 철근을 돌려 끼우면서 상기 각 나사부(31)를 커플러(10) 내부의 암나사(13)에 체결하게 된다. 이어서 상기 잠금부(12) 표면의 수나사(14)에 너트(10)를 체결하여 조여주면 잠금부(12)의 내경이 수축하면서 철근(30) 표면의 마디(32)와 리브(33)를 압착하게 되어 두 개의 철근(30)이 서로 연결되는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 철근이음쇠는 철근의 단부를 깎아서 나사부를 형성하여야 하므로 철근 이음을 위한 공정수가 늘어나서 작업능률을 떨어뜨리게 될 뿐 아니라, 그 구조가 복잡하여 제작이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

또한, 종래의 철근이음쇠는 각 철근의 단부에 나사부를 형성하는 관계로 철근 단부의 단면이 축소되고, 그로 인해 철근 이음부에서 인장강도가 저하되어 콘크리트의 양생과정에서 발생되는 인장력에 의해 철근의 이음단부가 끊어지는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 철근 이음쇠가 가지고 있던 제반 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 단순 조작에 의해 자동적으로 철근과 철근을 연결하는 기계적 이음구조를 형성함으로써 철근 이음시 공정수를 줄여 작업시간을 단축하고 그로부터 시공성을 향상시킬 수 있도록 된 구조가 간단하고 사용이 용이한 원터치식 철근이음장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 철근 이음부에서 철근 단부의 인장강도를 저하시키는 원인을 제거하여 더욱 안정된 철근이음 상태를 제공하도록 된 철근이음장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 철근이음장치의 일 예를 도시한 분리사시도

도 2는 도 1에 따른 도시된 종래 철근이음장치의 결합단면도

도 3은 본 고안에 따른 원터치식 철근이음장치의 분해사시도

도 4는 도 3에 따른 본 고안 원터치식 철근이음장치의 결합상태 사시도

도 5는 본 고안에 따른 원터치식 철근이음장치의 철근 삽입전 상태의 단면도

도 6은 도 3에 따른 철근이음장치에 철근을 삽입하는 상태의 동작상태를 도시한 단면도

도 7은 철근의 삽입이 완료되어 철근의 연결이 완료된 상태를 도시한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

50 : 철근 52 : 마디

60 : 내부커플러 62 : 관통공

64 : 융기부 66 : 몰탈공

68 : 이탈방지벽 70,80 : 외부커플러

72,82 : 홈 74,84 : 단턱부

91 : 볼 93 : 탄성스프링

97 : 몰탈

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 상호 대향하여 철근이 삽입되는 양측이 개방된 중공의 내부커플러와, 상기 내부커플러의 외면 양측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 외부커플러와, 상기 내부커플러와 외부커플러 사이를 왕복하며 철근의 유동을 통제하도록 된 다수의 볼과, 상기 내부커플러와 외부커플러 사이에 탄지되어서 이들 간에 소정의 탄발력을 발생시키는 탄성스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근이음장치를 제공한다.

본 고안의 원터치식 철근이음장치는 상기 내부커플러의 둘레면에 상기 볼의수에 해당하는 다수의 관통공이 형성되고, 상기 외부커플러의 내주면에는 상기 각 관통공에 대응하는 다수의 홈이 형성된 구조를 제공한다.

본 고안에 있어서, 상기 관통공은 볼이 통과하지 못하고 걸림 상태에서 상기 내부커플러의 내경방향으로 일부 돌출 가능하도록 상기 내경방향으로 좁아지는 테이퍼 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 고안은 상기 내부커플러의 중앙에 이의 둘레면을 따라 상기 탄성스프링의 일측이 탄지되도록 외측방향으로 융기된 융기부가 형성되고, 상기 내부커플러의 양단에는 외부커플러의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지벽이 형성된 구조를 제공한다.

본 고안에 있어서, 상기 외부커플러의 내주면 일측에는 상기 융기부의 양 측면에 각각 대향하며 상기 탄성스프링의 다른 일측이 탄지되도록 단차진 단턱부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 있어서, 상기 융기부에는 내부커플러의 내부에 삽입된 철근의 단부를 매립하기 위해 몰탈 주입이 가능하도록 상기 내부커플러의 내경방향으로 몰탈공이 형성된 것을 특징으로 한다.

위와 같은 본 고안은 양측의 외부커플러를 그 단부가 마주하도록 잡아당긴 상태에서 양측으로 철근을 삽입하는 단순한 조작에 의해 철근 표면의 마디와 볼이 자동적으로 걸림상태로 전환되는 원터치식 이음구조로 제공함으로써 철근 이음시 공정수를 줄여 작업시간을 단축하고 그로부터 시공성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 고안의 원터치식 철근이음장치는 철근 이음부분의 인장강도를 저하시키는 원인을 제거함으로써 더욱 안정된 철근이음 상태를 제공할 수 있게 된다.

이하 첨부된 예시도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

첨부도면 도 3은 본 고안에 따른 원터치식 철근이음장치의 구성을 도시한 분해사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 본 고안에 따른 원터치식 철근이음장치의 결합상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 고안에 따른 원터치식 철근이음장치의 철근 삽입전 상태의 단면도이다.

본 고안의 원터치식 철근이음장치는, 도시된 바와 같이 두 개의 이형 철근(50)이 상호 대향하여 삽입되도록 양측이 개방된 중공의 내부커플러(60)와, 이 내부커플러(60)의 외면 양측에 슬라이딩 가능하게 중첩되는 외부커플러(70)(80)의 결합구조로 이루어진다. 상기 외부커플러(70)(80)는 내부커플러(60)의 양방향으로 끼워져서 상기 내부커플러(60)의 둘레면에 중첩된 상태로 슬라이딩 가능하게 결합된다.

상기 내부커플러(60)는 그 둘레면에 일정간격 이격된 다수의 관통공(62)이 형성되어 있고, 상기 외부커플러(70)(80)의 내주면에는 상기 각 관통공(62)에 대응하여 동일한 수의 홈(72)(82)이 형성되어 있다. 상기 각 관통공(62)과 홈(72)(82) 사이에는 구 형상의 볼(ball;91)이 구비되어 있으며, 상기 관통공(62)은 도 5에 상세히 도시된 바와 같이 내부커플러(60)의 내경방향으로 좁아지는 테이퍼진 구조로 이루어져 있어 상기 볼(91)이 관통공(62)을 통과하지 못하고 걸림된 상태로 상기 내부커플러(60)의 내경방향으로 일부 돌출된 상태를 유지하게 된다.

상기 내부커플러(60)의 중앙에는 그 둘레면을 따라 외측방향으로 융기된 융기부(64)가 형성되어 있고, 이 융기부(64)에는 내부커플러(60)의 내경방향으로 관통된 몰탈공(66)이 형성되어 있다. 본 고안에 따른 철근이음장치에 의하여 연결된 철근이 콘크리트에 매립될 때, 콘크리트의 몰탈(mortar)이 상기 몰탈공(66)을 통해서 자연스럽게 상기 내부커플러(60) 내부로 주입되어 철근(50)의 단부를 감싸게 되어 철근(50)이 더욱 견고하게 연결된다.

또한, 상기 내부커플러(60)의 양단에는 외부커플러(70)(80)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지벽(68)이 형성되어 있고, 상기 외부커플러(70)(80)의 내주면 일측에는 상기 융기부(64)의 양 측면에 대향하여 단차진 단턱부(74)(84)가 각각 형성되어 있으며, 이들 단턱부(74)(84)와 상기 융기부(64) 사이에는 소정의 탄발력을 제공하는 탄성스프링(93)이 구비된다.

다음에서는 본 고안의 원터치식 철근이음장치를 이용한 철근(50)의 이음과정을 설명한다.

첨부도면 도 6은 도 3에 따른 철근이음장치에 철근을 삽입하는 상태의 동작상태를 도시한 단면도이고, 도 7은 철근의 삽입이 완료되어 철근의 연결이 완료된 상태를 도시한 단면도이다.

본 고안의 원터치식 철근이음장치는, 단턱부(74)(84)와 융기부(64) 사이에는 탄성스프링(93)이 탄지되어 있으므로 이들 사이에 소정의 탄발력이 작용하게 되어 상기 외부커플러(70)(80)는 내부커플러(60)의 양단측으로 벌어지려고 하는 힘을 받게 된다. 따라서, 양측의 외부커플러(70)(80)는 도 5에 도시된 바와 같이 이격된상태에 있게 된다. 이때 볼(91)의 일부가 관통공(62) 외부로 나오게 되는데, 앞서 설명한 바와 같이 관통공(62)은 테이퍼 형상을 가지므로, 볼(91)이 관통공(62)의 외부로 완전히 빠져나오지 않고 관통공(62) 내부에 유지된다.

도 5에서와 같은 초기상태에서 양측의 철근(50)을 삽입하기에 앞서, 도 5에 도시된 바와 같이 양측 외부커플러(70)(80)를 손으로 서로 잡아당겨 외부커플러(70)(80)의 일측 단부를 상호 면밀착시킨다. 이러한 상태에서는 내부커플러(60)의 각 관통공(62)과 외부커플러(70)(80)의 각 홈(72)(82)이 서로 마주해 있게 되므로 각 관통공(62)에 내재된 볼(91)은 상기 관통공(62)과 홈(72)(82) 사이를 자유롭게 유동할 수 있는 상태에 있게 된다.

이와 같이 외부커플러(70)(80)를 잡아당겨 그 단부가 상호 면밀착하도록 유지한 상태에서 내부커플러(60)의 양방으로부터 이의 내측에 각각 철근(50)을 삽입한다. 이때 철근(50)의 신장특성 등을 고려하여 서로 대향된 두 철근(50) 사이에 일정한 이격거리가 유지되도록 하여 배근하게 된다.

철근(50)의 삽입과정에서 상기 관통공(62)을 통해 내부커플러(60)의 내경방향으로 일부 돌출되어 있던 볼(91)은 철근(50) 표면에 돌출된 각각의 마디(52)에 의해 내부커플러(60)의 외측방향, 즉 도 6에서와 같이 외부커플러(70)(80)의 홈(72)(82) 안으로 밀려 올라간 다음, 당해 마디(52)가 상기 볼(91)의 위치를 지나가게 되면 도 7과 같이 다시 관통공(62) 측으로 자유낙하하여 상기 마디(52)의 후측에 위치하게 된다.

상호 대향하여 면밀착되도록 외부커플러(70)(80)를 잡고 있던 것을 해제하게되면 탄성스프링(93)의 탄발력에 의해 상기 내부커플러(60)의 양단측으로 슬라이딩하며 벌어지게 된다. 이 과정에서 외부커플러(70)(80)의 홈(72)(82)과 내부커플러(60)의 관통공(62)은 서로 어긋나게 되는데, 이때 상기 외부커플러(60)의 내면에 의해 관통공(62)의 외측방향이 폐쇄되면서 각각의 볼(91)은 유동이 불가능하게 되어 상기 관통공(62)을 통해 내부커플러(60)의 내경방향으로 일부 돌출된 상태로 고정된다.

이 상태에서 상기 각 관통공(62)에 내재된 볼(91)은 내부커플러(60)의 내부에 삽입된 두 철근(50)의 마디(52)와 걸림상태로 유지되어 상기 철근(50)은 내부커플러(60)로부터 이탈되지 못하고 영구적으로 이음상태를 유지하게 된다.

이후, 철근이음장치 위로 콘크리트를 타설하게 되면 도 7에 도시된 바와 같이 몰탈공(66)을 통해 몰탈이 자연스럽게 내부커플러(60)의 내부로 흘러 들어가 두 철근(50)의 이음단부를 감싸게 되는데, 유입된 몰탈이 경화되면 철근(50)의 유동이 완전히 차단되어 안정된 이음상태를 유지할 수 있게 된다.

상기에서는 도면에 도시된 실시 형태에 기초하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형하여 사용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안은 단순히 외부커플러를 서로 마주하도록 잡아당긴 후 철근을 삽입하고, 잡아당긴 상태를 해제하는 단순 조작에 의해 철근 표면의 마디와 볼이 자동적으로 걸림상태로 전환되는 원터치식 이음구조로 제공함으로써 철근 이음시 공정수를 줄여 작업시간을 단축하고 그로부터 시공성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 고안의 원터치식 철근이음장치는 철근 이음부분의 인장강도를 저하시키는 원인을 제거함으로써 더욱 안정된 철근이음 상태를 제공할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 상호 대향하여 철근(50)이 삽입되는 양측이 개방된 중공의 내부커플러(60)와,

   상기 내부커플러(60)의 외면 양측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 외부커플러(70)(80)와,

   상기 내부커플러(60)와 외부커플러(70)(80) 사이를 왕복하며 철근(50)의 유동을 통제하도록 된 다수의 볼(91)과,

   상기 내부커플러(60)와 외부커플러(70)(80) 사이에 탄지되어서 이들 간에 소정의 탄발력을 발생시키는 탄성스프링(93)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근이음장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 내부커플러(60)의 둘레면에는 상기 볼(91)의 수에 해당하는 다수의 관통공(62)이 형성되고, 상기 외부커플러(70)(80)의 내주면에는 상기 각 관통공(62)에 대응하는 다수의 홈(72)(82)이 형성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근이음장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 관통공(62)은 볼(91)이 통과하지 못하고 걸림 상태에서 상기 내부커플러(60)의 내경방향으로 일부 돌출 가능하도록 상기 내경방향으로 좁아지는 테이퍼 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근이음장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 내부커플러(60)의 중앙에는 이의 둘레면을 따라 상기 탄성스프링(93)의 일측이 탄지되도록 외측방향으로 융기된 융기부(64)가 형성되고, 상기 내부커플러(60)의 양단에는 외부커플러(70)(80)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지벽(68)이 형성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근이음장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 외부커플러(70)(80)의 내주면 일측에는 상기 융기부(64)의 양 측면에 각각 대향하며 상기 탄성스프링(93)의 다른 일측이 탄지되도록 단차진 단턱부(74)(84)가 형성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근이음장치.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 융기부(64)에는 내부커플러(60)의 내부에 삽입된 철근(50)의 단부를 매립하기 위해 몰탈 주입이 가능하도록 상기 내부커플러(60)의 내경방향으로 몰탈공(66)이 형성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근이음장치.