KR200491962Y1 - 원터치식 철근 커플러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 원터치식 철근 커플러에 관한 것으로, 상하가 개방된 원통형으로 된 상하 두개의 커플러 본체(1, 10)와, 철근 삽입시 삽입 철근의 하단부를 수용하는 컵부재(4,40), 스프링(3,30) 및 상기 커플러 본체(1,10)내에 배치되어 삽입되는 철근의 외주면과 맞물려 결속하며 링부재에 의해 결합되는 복수개의 결속편 조각들로 이루어진 결속편 조립체(6,60)를 구비하는 원터치식 철근 커플러에 있어서, 상기 두개의 상하측 커플러 본체(1,10)들은 그 사이의 중간에 배치되는 연결 나사봉(2)의 양측에서 연결 나사봉에서 중간 위치까지만 나사결합에 의해 이동하도록 구성되고, 상기 스프링(3,30)은 연결나사봉(2) 내부의 지지턱(61)을 중심으로 상하측에 형성되는 요홈 속에 각각 배치된 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 상측과 하측의 커플러 본체(1)의 회전은 나사 연결봉(2)에서 정확히 중간 위치까지만 동일하게 체결될 수 있어서 상하측의 철근에 대해 동일한 결속력이 작용하게 되어 철근 결속, 배근 작업을 안정되게 수행할 수 있는 효과가 있고, 상기 컵부재(4,40)들은 결속편 조립체(6,60)와 거의 동일한 높이로 형성되고 결속편 조립체(6,60) 내부에 수용된 상태에서 철근 삽입시 이탈되는 구조로 철근 삽입시 커플러 본체 내측면에 형성된 톱니들에 의한 장애 없이 철근 삽입이 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

원터치식 철근 커플러{ONE-TOUCH TYPE STEEL REINFORCING COUPLER}

본 고안은 철근 커플러에 관한 것으로, 특히 두개의 철근들을 기계식으로 일자형으로 일체화되게 배치, 고정하도록 개선된 구조의 원터치식 철근 커플러에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트는 모래, 자갈, 물 등이 적합한 비율로 혼합되어 이루어지는 복합 조성물로서, 압축강도는 높지만 인장강도는 압축강도에 비하여 매우 낮기 때문에, 인장강도의 개선을 위해 철근을 내부에 배근한 철근 콘크리트를 주로 사용하고 있다.

이러한 철근콘크리트 구조물에 사용되는 철근은 시공, 운송 등의 여러가지 이유로 제조공장에서 일정한 단위 길이로 생산되므로, 시공 현장에서는 필요에 따라 두개 이상의 단위 길이의 철근들을 이어서 시공해야 하는 상황이 자주 발생된다.

이를 위한 철근의 이음 방식은 철근 주위의 콘크리트와의 부착을 위해 철근의 응력을 전달하는 겹침이음과 철근의 응력을 직접 전달하는 가스압접이음 및 기계식 이음으로 나눌 수 있다.

이와 같은 여러가지 이음 방식들중에서, 기계적 이음은 2개의 철근 사이에 커플러를 이용하여 연결하는 방식으로 콘크리트의 부착강도와 관계없이 인장력에 저항할 수 있는 철근의 이음방법으로, 이음의 방법과 형식에 따라서 나사식, 강관 압착식, 쐐기식, 몰탈 충진식 등으로 구분되며, 현재 작업 효율성의 향상, 작업자의 숙련도, 날씨 등에 영향을 받지 않는 잇점으로 그 사용이 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.

나사식 커플러를 사용하는 기계적 이음 방식의 예로서, 한국 등록특허 제10-1683143호(등록일자 2016년11월30일)에는 톱니 형태의 돌기가 형성된 복수개의 편체의 하단부를 통해 편체 내측으로 삽입되면서 철근 연결 이전에 복수개의 편체 들이 서로 벌어진 상태를 유지하는 원통형의 홀더를 구비하여, 철근 삽입 시 홀더가 철근에 의해서 편체로부터 이탈하면서 편체가 스프링의 탄성력에 의해 자동으로 오므려져 철근을 강한 힘으로 고정할 수 있도록 한 원터치식 철근 커플러가 개시되어 있다.

그러나, 상기한 종래 특허기술에서, 두개의 커플러 바디 각각의 내부에서 같은 길이만큼 삽입되어야 하는데, 양측의 커플러 바디 내부에 제공되는 홀더는 편체 내부로 삽입되는 철근의 하단부를 수용하는 홀더가 스프링 서포터에 부딪히면서 스프링 서포터의 위치가 양측 커플러 바디의 중앙에서 벗어나 변위될 수 있어서, 양측에서 삽입되는 철근의 깊이가 다르게 될 수 있고, 이에 따라 스프링의 압축력이 다르게 될 수 있어서 철근에 대한 편체의 결합력이 일측과 타측이 다르게 되어 커플러 바디와, 편체 및 철근 사이에 유격이 발생되는 문제가 있었다.

한국 등록특허 제10-1683143호(등록일자 2016년11월30일)

본 고안의 목적은 상기한 종래 철근 커플러의 문제점을 해결하기 위하여, 일측의 커플러 바디와 타측의 커플러 바디가 연결 나사봉의 외주면 양측에서 각각 동일한 거리만큼 체결될 수 있도록 되고, 상기 연결 나사봉의 길이방향의 중앙에서 내측 반경방향으로 돌출된 턱에 의해 철근 하단부를 수용하는 컵부재의 길이방향의 변위가 양측이 동일하게 제한되어 양측의 철근들은 삽입 깊이가 동일하고 정확히 일직선으로 유지될 수 있으며 원활한 철근 삽입 및 커플링 작업을 수행할 수 있도록 개선된 구조의 원터치식 철근 커플러를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 의한 원터치식 철근 커플러는, 상하가 개방된 원통형으로 된 상하 두개의 커플러 본체와, 철근 삽입시 삽입 철근의 하단부를 수용하는 컵부재들, 스프링 및 상기 커플러 본체내에 배치되어 삽입되는 철근의 외주면과 맞물려 결속하며 링부재에 의해 결합되는 복수개의 결속편 조각들로 이루어진 결속편 조립체를 구비하는 원터치식 철근 커플러에 있어서,

상기 두개의 상하측 커플러 본체들은 그 사이의 중간에 배치되는 연결 나사봉의 양측에서 연결 나사봉에서 중간 위치까지만 나사결합에 의해 이동하도록 구성되고,

커플러의 전체 길이를 감소하고 커플러 본체 내측면의 톱니에 의해 철근 삽입이 방해되지 않도록 상기 컵부재들 각각은 그 전체가 결속편 조립체 속에 배치되어 결속편 조립체에서 이탈되도록 구성된다.

상기 연결 나사봉의 길이방향의 중간 위치의 상측과 하측의 외주면에는 서로 반대방향으로 나사가 형성되어 있다.

또한, 상기 연결 나사봉의 상하측에 각각 나사결합되는 커플러 본체들이 연결 나사봉에서 중간 위치까지만 나사결합에 의해 이동할 수 있도록 상기 연결 나사봉의 길이방향의 중간 위치에는 나사가 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다.

상기 스프링 스프링은 연결나사봉 내부의 지지턱을 중심으로 상하측에 형성되는 요홈 속에 배치되어 컵부재를 지지하도록 구성될 수 있다.

변형적으로, 상기 스프링은 나사 연결봉 연결나사봉 내부의 지지턱을 중심으로 상하측에 형성되는 요홈 속에 배치되어 커플러 본체를 지지하도록 구성될 수도 있다.

본 고안에 의한 원터치식 철근 커플러는 그 상하측 커플러 본체들이 나사 연결봉(2)의 외주면에서 상측과 하측에 각각 형성된 나사 방향이 서로 반대로 되고 중간 위치에 나사가 형성되지 않은 구조로, 상측과 하측의 커플러 본체(1)의 회전은 나사 연결봉(2)에서 정확히 중간 위치까지만 동일하게 체결될 수 있어서 상하측의 철근에 대해 동일한 결속력이 작용하게 되어 철근 결속, 배근 작업을 안정되게 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안에서 컵부재(4,40)들은 결속편 조립체(6,60)와 거의 동일한 높이로 형성되고 결속편 조립체(6,60) 내부에 수용된 상태에서 철근 삽입시 이탈되는 구조로 커플러 길이를 감소시킬 수 있으며, 철근 삽입시 커플러 본체 내측면에 형성된 톱니들에 의한 장애 없이 철근 삽입이 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있으며, 종래 기술에서 삽입되는 철근과 결속편 조립체가 접촉되어 철근의 삽입이 원활하지 못하여 작업에 지장을 초래하는 문제가 해소된다.

도 1은 본 고안에 의한 원터치식 철근 커플러의 분해사시도.
도 2는 도 1의 원터치식 철근 커플러의 중간에 배치되는 연결 나사봉의 상하측 내부에 각각 배치된 스프링과, 그 스프링의 단부에 컵부재와 함께 결속편들이 배치된 상태의 분해도.
도 3은 도 2의 상하측 결속편들이 내부에 삽입되고 중간의 연결나사봉 상하측에 각각 커플러 본체가 나사결합되어 조립된 상태에서 철근이 삽입되는 것을 보여주는 사시도.
도 4는 본 고안의 일 실시예로, 스프링이 결속편 조립체를 지지하도록 연결나사봉에 배치된 상태를 보여주는 단면도.
도 5는 도 4에서 철근이 커플러 본체에 삽입되어 결속편 조립체에 의해 견고하게 맞물린 상태를 보여주는 단면도.
도 6은 본 고안의 다른 실시예로 도 3의 조립된 상태에서 상측과 하측의 커플러 본체 각각에 철근이 삽입되는 초기 상태를 보여주는 단면도.
도 7은 도 6에서 철근이 커플러 본체에 삽입되는 중간 상태를 보여주는 단면도.
도 8은 도 7에서 철근이 커플러 본체내에 삽입되어 결속편들에 의해 결속된 상태를 보여주는 단면도.

이하에서는 본 고안의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 고안을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 3에 있어서, 본 고안에 의한 원터치식 철근 커플러는, 상하가 개방된 원통형으로 된, 상하 두개의 커플러 본체(1, 10)와, 상기 두개의 상하측 커플러 본체(1,10)들이 양측에 각각 나사결합되는 연결 나사봉(2), 상기 연결나사봉(2) 내부의 지지턱(22)을 중심으로 상하측에 형성되는 요홈 속에 각각 배치되는 스프링(3,30), 삽입되는 철근의 하단부를 수용하는 컵부재(4,40), 상기 커플러 본체(1,10)내에 배치되어 삽입되는 철근의 외주면과 맞물려 결속하며 링부재에 의해 결합되는 복수개, 도시된 실시예에서는 3개의 결속편 조각들로 이루어지는 결속편 조립체(6,60)를 포함한다.

상기 커플러 본체(1,10)는 그 대향된 단부들의 내측면에 나사가 형성되어 있으며, 대향된 단부에서 반대쪽의 단부를 향해 직경이 감소되는 식으로 경사지게 형성되어 있다.

상기 연결 나사봉(2)의 상측과 하측의 외주면에는 서로 반대방향으로 나사(21)가 형성되어 있으며, 길이방향의 중간 위치에는 나사가 형성되어 있지 않아서 상기 연결 나사봉(2)의 상하측에 각각 커플러 본체(1,10)가 나사결합되며, 이때 상하측의 커플러 본체들은 각각 연결 나사봉에서 중간 위치까지만 나사결합될 수 있다. 또한, 상기 연결나사봉(2)의 내부에는 길이방향의 중간 위치에 반경방향 내측으로 돌출된 지지턱(22)이 형성되어 있어서 (도 4 단면도 참조) 연결 나사봉의 내부 공간은 상하측으로 상기 지지턱(22)을 바닥으로 상하측에 요홈(24)으로 형성된다.

상기 연결나사봉(2)의 요홈(24)에서 지지턱(22)에 스프링(3)이 배치되어 결속편 조립체(6,60)의 저면을 탄성적으로 지지하여 결속편 조립체(6,60)가 본체(1)의 상측에 배치되게 한다.

상기 결속편 조립체(6,60)들 각각의 결속편들 하단의 외주면에 요홈(61)이 형성되고, 상기 결속편들로 된 결속편 조립체 외주면의 요홈(61)에 탄성적으로 배치되는 링부재(5)에 의해 서로 조립되며, 상기 링부재(5)의 탄성작용으로 상기 결속편 조립체(6,60)들은 반경방향 외측으로 탄성적으로 확장 또는 수축될 수 있다.

즉, 상기 컵부재(4,40)들 각각은 상기 결속편 조립체(6,60)에 하측으로 부터 삽입되어 배치되며, 이때 상기 결속편 조립체(6,60)는 반경방향 외측으로 확장되고, 후술하는 바와 같이 철근이 상기 결속편 조립체(6,60)을 관통하여 컵부재(4,40)에 삽입되어 컵부재가 결속편 조립체(6,60)로 부터 하방으로 이탈될 때에는 반경방향 내측으로 수축된다.

또한, 컵부재(4,40)들은 결속편 조립체(6,60)와 거의 동일한 높이로 형성됨에 따라 결속편 조립체(6,60) 내측면에 형성된 톱니들에 의한 장애가 없이 철근 삽입이 원활하게 이루어질 수 있다.

상기 결속편 조립체(6,60)의 결속편들 각각의 내측면에는 하방의 경사면을 갖는 톱니(61)가 형성되어 있어서, 스프링(3,30)의 탄성력으로 결속편 조립체 속에 삽입되는 컵부재(4,40)의 외측면과 헐거운 상태로 맞물린 상태로 컵부재(4,40)와 결속편 조립체(6,60)가 함께 커플러 본체(1,10) 속의 상방향에 배치된다.

본 고안에 의한 원터치식 철근 커플러에 의한 철근의 결속 배근을 도 4와 5의 단면도들을 참고하여 상세히 설명한다.

본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 나사 연결봉(2)의 상하측에 각각 결속편 조립체(6,60)가 완전히 나사결합되고, 결속편 조립체(6,60)들 속에 컵부재(4,40)가 삽입된 상태에서, 상기 결속편 조립체(6,60)의 하측과 상측의 개방된 부분을 통해 철근을 삽입하면(도 5 참조), 상기 철근의 단부가 컵부재(4,40)에 수용되면서 나사 연결봉(2) 내부의 상하측의 요홈(24) 속에서 지지턱(22)에 컵부재(4,40)가 배된다.

이때 컵부재(4,40)가 빠져나간 결속편 조립체(6,60)는 링부재(5,50)의 탄성력에 의해 반경방향 내측으로 수축되고, 스프링(3,30)에 의해 결속편 조립체(6,60)의 저면측에 작용하는 탄성력으로 결속편 조립체(6,60)는 상하측 커플러 본체(1,10)들의 직경이 좁아지게 경사진 내측면에 의해 견고하게 맞물리게 된다.

도 6 내지 8에는 본 고안의 변형예에 의한 원터치식 철근 커플러가 도시되어 있으며, 본 변형예에서는 스프링(3)이 나사 연결봉(2)내의 상하측 요홈(24) 속에 배치되어 컵부재(4,40)의 저면을 지지하도록 된 점에서, 스프링(3)이 나사 연결봉(2)내의 상하측 요홈(24) 속에 배치되어 결속편 조립체(6,60)의 하단부를 지지하도록 된 전술한 실시예와 차이가 있다.

도 6 내지 8에 도시된 본 고안의 변형예에서는 상기 스프링(3,30)들 각각의 자유단부측에는 컵부재(4,40)가 배치되어 컵부재에 대해 상방향의 탄성력이 작용되어 지지된다. 또한, 상기 컵부재(4,40)는 그 전체가 결속편 조립체(6,60) 속에 배치되고 철근 결속시에는 결속편 조립체에서 이탈되는 구조로 커플러의 전체 길이를 감소시킬 수 있게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안의 철근 커플러는 중간에 배치되는 연결 나사봉(2)의 외주면 상측과 하측에 각각 커플러 본체(1,10)가 나사결합에 의해 제공되며, 상기 연결 나사봉(2,20))과 커플러 본체(1,10)로 이루어지는 내부 공간에서 연결 나사봉(2,20)의 상하측 요홈(24)들에는 각각 스프링(3,30)이 배치되고, 그 스프링의 단부는 컵부재(4,40)를 탄성적으로 지지한다. 상기 컵부재(4,40)는 각각 링부재(5,50)에 의해 조립된 결속편 조립체(6,60)들에 하방으로 부터 삽입되어 배치된 상태로 결속편 조립체(6,60)들이 상하측의 커플러 본체(1,10) 속에 내장되어 있다.

이 상태에서 상기한 철근 커플러의 하측의 커플러 본체를 하측의 철근의 상단부에 삽입하면, 상기 하측 철근의 상단부가 삽입된 하측 컵부재(40)가 스프링(30)을 압축시키면서 결속편 조립체(60)에서 벗어나 상방향으로 이동하고, 이때, 컵부재(40)이 내측에 배치됨에 따라 확장된 상태에서 결속편 조립체(60)의 반경이 축소되면서 결속편 조립체(60)는 내측면에 형성된 톱니(61)들이 이형철근 표면의 마디와 리브가 결합된다(도 7 참조).

그런 다음, 커플러 본체(10) 내측의 결속편 조립체(60)의 내측면에 형성된 톱니가 이형철근의 표면과 맞물린 상태에서, 압축된 스프링(30)의 탄성 복원력의 작용하에서, 커플러 본체(10)를 회전시켜 중간의 연결 나사봉(2) 표면의 나사(21)에 체결됨에 따라 결속편 조립체(60)는 상대적으로 커플러 본체(10)의 내경이 감소되는 하단부쪽으로 이동되면서 하측의, 콘크리트에 이미 시공된 이형철근의 상단과 커플러 본체(10) 및 결속편 조립체(60)가 서로 견고하게 결합된다(도 8 참조).

이와 같이 하측의 커플러 본체(10)와 결속편 조립체(60)가 하측의 이형철근 상단에 견고하게 결속된 상태에서, 상측의 커플러 본체(10)의 개방된 상부를 통해 이음 연결할 상측의 이형철근을 삽입함으로써, 도 4, 5를 참고하여 설명한 과정과 동일하게 상측 이형철근의 하단부가 삽입되는 상측의 컵부재(4)가 상측 결속편 조립체(6)에서 벗어나 하측으로 이동함에 따라 결속편 조립체는 확장된 상태에서 직경이 축소되면서 이형철근 표면의 리브와 마디가 결속편 조립체 내측면의 톱니와 맞물리게 된다.

이 상태에서 도 6을 참고하여 설명한 바와 같이, 커플러 본체(1)를 회전시켜 중간의 연결 나사봉(2) 표면의 나사(21)에 체결됨에 따라 결속편 조립체(6)는 상대적으로 커플러 본체(1)의 내경이 감소되는 하단부쪽으로 이동되면서 상측의, 이음 연결할 이형철근의 하단과 커플러 본체(1) 및 결속편 조립체(6)가 서로 견고하게 결합된다.

이때, 나사 연결봉(2)의 외주면에서 상측과 하측에 각각 형성된 나사 방향이 서로 반대로 되고 중간 위치에 나사가 형성되지 않은 구조로, 상측과 하측의 커플러 본체(1)의 회전은 나사 연결봉(2)에서 정확히 중간 위치까지만 동일하게 체결될 수 있어서 상하측의 철근에 대해 동일한 결속력이 작용하게 되어 철근 결속, 배근 작업을 안정되게 수행할 수 있다.

본 고안에서 컵부재(4,40)들은 결속편 조립체(6,60)와 근사한 높이로 형성됨에 따라 결속편 조립체(6,60) 내측면에 형성된 톱니들에 의한 장애가 없이 철근 삽입이 원활하게 이루어질 수 있어서, 종래 기술에서 삽입되는 철근과 결속편 조립체가 접촉되어 철근의 삽입이 원활하지 못하여 작업에 지장을 초래하는 문제가 해소된다.

본 고안은 철근콘크리트 건축물 시공시 철근 이음을 위한 커플러에 이용할 수 있다.

1, 10 : 커플러 본체 2 : 연결나사봉
3,30 : 스프링 4,40 : 컵부재
5 : 링부재 6,60 : 조립체
21 : 나사 22 : 지지턱
24 : 요홈 6,60 : 결속편 조립체

Claims (6)

1. 상하가 개방된 원통형으로 된 상하 두개의 커플러 본체(1, 10)와, 철근 삽입시 삽입 철근의 하단부를 수용하는 컵부재(4,40), 스프링(3,30) 및 상기 커플러 본체(1,10)내에 배치되어 삽입되는 철근의 외주면과 맞물려 결속하며 링부재에 의해 결합되는 복수개의 결속편 조각들로 이루어진 결속편 조립체(6,60)를 구비하며, 상기 두개의 상하측 커플러 본체(1,10)들은 길이방향의 중간 위치에 나사(21)가 형성되어 있지 않고 상하측 외주면에 나사가 서로 반대방향으로 형성된 연결 나사봉(2)의 양측에서 중간 위치까지만 나사결합에 의해 이동하도록 구성되고, 상기 스프링(3,30)은 연결나사봉(2) 내부의 지지턱(22)을 중심으로 상하측에 형성되는 요홈(24) 속에 각각 배치된 원터치식 철근 커플러에 있어서,
   커플러의 전체 길이를 감소하고 커플러 본체 내측면의 톱니에 의해 철근 삽입이 방해되지 않도록 상기 컵부재(4,40)는 결속편 조립체(6,60)와 근사한 높이로 형성되어 그 전체가 링부재(5,50)에 의해 조립된 결속편 조립체(6,60) 속에 배치되고 철근이 상기 결속편 조립체(6,60)을 관통하여 컵부재(4,40)에 삽입될 때 결속편 조립체에서 이탈되도록 구성되고, 지지턱(22)을 중심으로 상하측에 형성되는 요홈(24) 속에 각각 배치된 스프링(3,30)에 의해 상기 컵부재(4,40)가 지지되도록 된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
   
   
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