KR20150108712A - 다줄 나사식 철근 커플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다줄 나사식 철근 커플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근이 삽입되는 커플러본체의 내부에 나선형으로 패여진 골을 갖는 베이스나선부를 구비하고, 상기 베이스나선부에 조임나선링을 체결하여 상기 철근이 조여지는 방향으로 회전되는 경우 상기 조임나선링의 직경이 작아지며 철근이 고정되도록 구성하되, 상기 베이스나선부에 패여진 골을 1줄 나사인 경우보다 리드(lead)가 크게 형성되도록 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성하여 철근의 회전수를 적게 하더라도 현장에서 철근을 효과적으로 고정할 수 있는 다줄 나사식 철근 커플러에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 철근이 연결 고정되는 철근 커플러에 있어서, 상기 철근이 개구된 외측단부로부터 내부로 삽입되는 중공형의 철근삽입공이 형성된 커플러본체와; 상기 철근삽입공을 형성하는 상기 커플러본체의 내주면부에 구비되되, 원주방향을 따라 나선형으로 패여진 골과, 상기 패여진 골로부터 상기 커플러본체의 외측단부를 향하는 방향으로 경사진 경사테이퍼면을 갖는 베이스나선부와; 외력에 의해 직경이 변화되고 탄성에 의해 복귀가 가능한 링 형상으로 형성되어 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결되되, 그 내부로 상기 철근이 삽입되는 경우 상기 철근의 삽입 외력에 의해 벌어짐으로써 상기 패여진 골에 밀착되며 직경이 커지고, 그 내부로 상기 철근이 삽입된 상태에서 상기 철근에 삽입 반대방향으로 외력이 작용하거나 상기 철근이 조여지는 방향으로 회전되는 경우 상기 철근과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러본체의 외측단부방향으로 이동되며 직경이 점차적으로 작아져 상기 철근의 이동을 구속하는 조임나선링을; 포함하되, 상기 베이스나선부는, 상기 패여진 골이 적어도 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성되고, 상기 조임나선링은, 상기 다줄 나사의 패여진 골에 각각 삽입 체결되는 것을 특징으로 한다.

Description

다줄 나사식 철근 커플러{MULTIPLE THREAD SCREW TYPE REINFORCING BAR COUPLER}

본 발명은 다줄 나사식 철근 커플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근이 삽입되는 커플러본체의 내부에 나선형으로 패여진 골을 갖는 베이스나선부를 구비하고, 상기 베이스나선부에 조임나선링을 체결하여 상기 철근이 조여지는 방향으로 회전되는 경우 상기 조임나선링의 직경이 작아지며 철근이 고정되도록 구성하되, 상기 베이스나선부에 패여진 골을 1줄 나사인 경우보다 리드(lead)가 크게 형성되도록 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성하여 철근의 회전수를 적게 하더라도 현장에서 철근을 효과적으로 고정할 수 있는 다줄 나사식 철근 커플러에 관한 것이다.

일반적으로 철근은 건축이나 토목 분야의 철근 콘크리트 구조물을 시공할 때 콘크리트의 내부에 매립되어 콘크리트 구조물의 강도를 보강하기 위해 보편적으로 많이 사용하는 것으로서, 특히 대형 건축물이나 특수 구조물 그리고 교량과 같은 토목 구조물에는 대량의 철근이 배근 되어 사용된다.

하지만, 철근은 일정한 길이로 규격화되어 생산되기 때문에 대형 건축물이나 특수 구조물 그리고, 교량과 같은 토목 구조물의 경우 한정된 길이로 생산된 철근을 연결 이음 해서 사용해야 한다.

통상적으로 지금까지 사용되고 있는 철근 연결 방법에는 겹이음, 용접, 나사가공, 기계적 이음 등의 방법이 사용되고 있다.

겹이음은 철근을 서로 소정의 길이로 겹쳐서 철사나 와이어로 묶어서 이음 하는 방법으로 철근을 매번 겹쳐서 이음 해야 하므로 철근의 양적 손실이 크고 겹침부의 강도가 약해 쉽게 분리되며 시공성이 좋지 않아 작업기간이 늘어나는 단점이 있고, 용접 이음은 시공이 번거로우며 용접부를 가열하기 때문에 열로 인하여 용접부 주변의 철근강도가 현저하게 약해지는 단점이 있다.

상기와 같은 단점을 보완하기 위해 기계적 이음 방식이 개발되었다.

종래기술에 따른 기계적 이음 방식의 일예로 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0009578호(공개일자: 2009년 01월 23일)에 철근 연결장치가 제안된 바 있으나, 상기와 같은 종래기술은 작업현장에서 철근들을 연결할 때 제1 및 제2커플러를 맞대고, 조임너트를 조이며, 체결핀을 삽입해야 하는 등 기능공의 수작업이 많이 요구되어 시공 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따른 다른 기계적 이음 방식으로 대한민국 등록특허공보 제10-0837113호(공고일자: 2008년 06월 13일)에 철근 커플러가 제안된 바 있으나, 상기와 같은 종래기술은 사용 전에 이음부를 형성하기 위해 규격화되어 생산된 철근의 단부를 가공해야만 하는 치명적인 단점이 있었고, 현장에서 커플러 부재, 커플러 연결핀 및 고무밴드 등을 철근에 수작업으로 일일이 체결해야 함으로써 시공 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점 또한 있었다.

나아가, 최근에는 철근을 커플러에 삽입하면 자동으로 고정되도록 구성한 원터치식 철근 커플러가 개발되고 있으나, 이러한 원터치식 철근 커플러는 통상 철근의 삽입시 후퇴되었다가 철근의 삽입 완료 후 일정 거리 전진되며 철근을 고정하는 방식으로 철근의 연결 이음 방향인 길이방향으로 어느 정도 유격이 존재하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 철근이 삽입되는 커플러본체의 내부에 나선형으로 패여진 골을 갖는 베이스나선부를 구비하고, 상기 베이스나선부에 조임나선링을 체결하여 상기 철근이 조여지는 방향으로 회전되는 경우 상기 조임나선링의 직경이 작아지며 철근이 고정되도록 구성함으로써 철근의 연결 단부를 별도로 가공하지 않고서도 철근을 현장에서 비교적 심플한 방식으로 고정함은 물론, 유격이 존재하지 않도록 확고하게 고정할 수 있고, 나아가 상기 베이스나선부에 패여진 골을 1줄 나사인 경우보다 리드(lead)가 크게 형성되도록 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성하여 철근의 회전수를 적게 하더라도 현장에서 철근을 효과적으로 고정할 수 있는 다줄 나사식 철근 커플러를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 철근이 연결 고정되는 철근 커플러에 있어서, 상기 철근이 개구된 외측단부로부터 내부로 삽입되는 중공형의 철근삽입공이 형성된 커플러본체와; 상기 철근삽입공을 형성하는 상기 커플러본체의 내주면부에 구비되되, 원주방향을 따라 나선형으로 패여진 골과, 상기 패여진 골로부터 상기 커플러본체의 외측단부를 향하는 방향으로 경사진 경사테이퍼면을 갖는 베이스나선부와; 외력에 의해 직경이 변화되고 탄성에 의해 복귀가 가능한 링 형상으로 형성되어 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결되되, 그 내부로 상기 철근이 삽입되는 경우 상기 철근의 삽입 외력에 의해 벌어짐으로써 상기 패여진 골에 밀착되며 직경이 커지고, 그 내부로 상기 철근이 삽입된 상태에서 상기 철근에 삽입 반대방향으로 외력이 작용하거나 상기 철근이 조여지는 방향으로 회전되는 경우 상기 철근과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러본체의 외측단부방향으로 이동되며 직경이 점차적으로 작아져 상기 철근의 이동을 구속하는 조임나선링을; 포함하되, 상기 베이스나선부는, 상기 패여진 골이 적어도 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성되고, 상기 조임나선링은, 상기 다줄 나사의 패여진 골에 각각 삽입 체결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 베이스나선부는, 상기 패여진 골 및 상기 경사테이퍼면이 상기 커플러본체의 내주면부가 가공되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 베이스나선부는, 상기 철근삽입공에 대응되는 외경을 갖도록 나선형으로 감기고 상기 다줄 나사의 줄수에 대응되는 개수의 베이스스프링이 각 층 사이로 상호 교대로 적층되며 원통형으로 결합된 상태로 상기 철근삽입공을 통해 상기 커플러본체에 삽입 체결되어 구성되되, 상기 패여진 골 및 상기 경사테이퍼면은, 상기 베이스스프링의 내주면부가 가공되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 베이스나선부는, 상기 패여진 골로부터 상기 경사테이퍼면에 대향되는 방향으로 경사진 살빼기면 및 상기 살빼기면으로부터 상기 철근삽입공 방향으로 수평하게 연장되는 수평연장면이 더 형성되고, 상기 조임나선링은, 상기 경사테이퍼면을 따라 슬라이딩되며 이동가능하도록 상기 경사테이퍼면에 대응되게 형성된 조임테이퍼면과, 상기 살빼기면 및 수평연장면의 형상에 대응되게 형성된 절단면 및 밑면을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 베이스나선부는, 상기 조임나선링이 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러본체의 외측단부방향으로 이동되는 경우 상기 조임나선링이 상기 경사테이퍼면으로부터 이탈되는 것이 방지되도록 상기 경사테이퍼면의 일단부에 상기 조임나선링이 걸릴 수 있는 형상의 걸림턱이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 조임나선링은, 직경이 작아지는 경우 상기 철근과 접촉되는 부분이 상기 철근으로 파고들 수 있도록 각진 모서리부가 형성되되, 상기 각진 모서리부가 상기 철근으로 일정 이상 파고들지 않도록 상기 각진 모서리부로부터 일정 깊이에 걸림부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 조임나선링은, 양단이 상하로 서로 어긋나게 형성된 C형상의 링 복수개가 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 조임나선링은, 복수개가 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결된 상태에서 이웃하는 조임나선링의 일단부 및 타단부가 일정 정도 상호 교차되는 것이 가능하도록 양단부에 각각 일방향으로 경사진 교차테이퍼면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 복수개의 조임나선링이 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결된 상태에서 상기 복수개의 조임나선링의 내부로 삽입되며 상기 복수개의 조임나선링의 배열이 유지되도록 상기 복수개의 조임나선링을 탄성 지지하는 스펀지부재를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 철근이 상기 복수개의 조임나선링의 내부로 삽입되는 경우 상기 철근과 일체로 삽입되며 상기 복수개의 조임나선링이 센터링될 수 있도록 상기 철근의 전단부에 배치되는 전협후광 형상의 철근삽입보조부재를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 커플러본체는, 상기 철근삽입공의 일정 깊이의 위치에 상기 철근의 진입을 차단하는 철근진입차단턱이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 베이스스프링은, 다수개가 각 층 사이로 상호 교대로 적층된 상태에서 외력에 의해 적층된 상하 방향으로 상호 포개지지 않도록 상부면 및 하부면에 각각 상부수평면 및 하부수평면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 베이스스프링은, 외주면부에 원주방향을 따라 돌출되어 나선형을 형성하는 나선돌기부가 구비되고, 상기 커플러본체는, 상기 베이스스프링의 나선돌기부가 삽입 지지되도록 내주면부에 나선형으로 나선요홈부가 패여져 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는, 상기 커플러본체의 내부로 이물질이 인입되는 것을 방지하도록 상기 커플러본체의 외측단부에 착탈 가능하게 체결되는 이물질인입방지캡을; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성요소들의 유기적인 결합관계에 의하여 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는 철근의 연결 단부를 별도로 가공하지 않고서도 상기 철근을 현장에서 비교적 심플한 방식으로 고정하면서도, 조임나선링의 직경의 변화를 이용하여 철근을 고정하는 방식으로 상기 철근을 유격이 존재하지 않도록 확고하게 고정할 수 있으며, 베이스나선부에 패여진 골을 1줄 나사인 경우보다 리드(lead)가 크게 형성되도록 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성하여 철근의 회전수를 적게 하더라도 현장에서 철근을 효과적으로 고정할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 사용상태 예시도
도 2는 다줄 나사의 나선을 도시한 개념도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 분해 사시도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 조임나선링의 사시도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 사용상태 단면도
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 분해 사시도
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 사용상태 단면도

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 사용상태 예시도이고, 도 2는 다줄 나사의 나선을 도시한 개념도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 조임나선링의 사시도이며, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 사용상태 단면도이다.

도 1 내지 도 7을 살펴보면, 본 발명의 제1실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는 커플러본체(10)와, 베이스나선부(20)와, 조임나선링(30)과, 스펀지부재(40)와, 철근삽입보조부재(50)와, 이물질인입방지캡(60)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러는 철근(1)이 삽입되어 연결 고정되는 기구로서, 본 발명의 고정대상물인 철근(1)은 외주면에 소정의 간격으로 마디돌기(1a)가 형성되고 길이방향으로 길게 리브돌기(1b)가 형성된 전통적인 철근(1) 뿐만 아니라 파이프, 철봉, 볼트 등 일정 길이를 갖는 봉타입의 자재를 모두 포함하는 개념이라 할 것이다.

상기 커플러본체(10)는 본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러의 외형을 형성하는 구성으로 상기 철근(1)이 개구된 외측단부로부터 내부로 삽입되는 중공형의 철근삽입공(11)이 형성되고, 상기 철근삽입공(11)의 일정 깊이의 위치에 상기 철근(1)의 진입을 차단하는 철근진입차단턱(12)이 구비된다.

또한, 본 발명의 제1실시예에서의 상기 커플러본체(10)의 내주면부에는 상기 베이스나선부(20)가 가공 형성된다.

한편, 상기 커플러본체(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 (a)일방향형, (b)양방향형, (c)T자형, (d)십자형 등 필요에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다 할 것이다.

상기 베이스나선부(20)는 상기 철근삽입공(11)을 형성하는 상기 커플러본체(10)의 내주면부에 구비되는 구성으로, 본 발명의 제1실시예에서는 패여진 골(21)과, 경사테이퍼면(22)과, 살빼기면(23)과, 수평연장면(24)과, 걸림턱(25)이 상기 커플러본체(10)의 내주면부가 가공되어 형성된다.

상기 패여진 골(21)은 상기 조임나선링(30)이 체결되는 공간을 제공하는 구성으로 상기 커플러본체(10)의 내주면부에 원주방향을 따라 나선형으로 패여져 형성되는 구성되는데, 본 발명의 제1실시예에서는 상기 패여진 골(21)이 적어도 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 패여진 골(21)이 다줄 나사로 구성된 것은 상기 조임나선링(30)과의 유기적인 결합관계에 의하여 작용효과를 갖는데 이에 대한 상세한 설명은 상기 조임나선링(30)에 대한 상세한 설명에서 후술하기로 한다.

상기 경사테이퍼면(22)은 상기 조임나선링(30)이 직경이 변화되며 슬라이딩 이동되는 것을 가이드하는 구성으로 상기 패여진 골(21)로부터 상기 커플러본체(10)의 외측단부를 향하는 방향으로 경사지게 형성된다.

상기 살빼기면(23)은 상기 패여진 골로부터 상기 경사테이퍼면에 대향되는 방향으로 경사지게 형성되고, 상기 수평연장면(24)은 상기 살빼기면(23)으로부터 상기 철근삽입공(11) 방향으로 수평하게 연장 형성된다.

즉, 상기 살빼기면(23) 및 상기 수평연장면(24)은 상기 조임나선링(30)의 절단면(32) 및 밑면(33)에 대응되는 구성으로, 상기 조임나선링(30)의 단면을 삼각으로 하는 경우 상기 조임나선링(30)의 두께가 두꺼워지고 그에 따라 상기 커플러본체(10)의 두께 또한 두꺼워지게 되는데, 이러한 것을 방지하기 위하여 상기 조임나선링(30)에서 삼각단면을 기준으로 일모서리부를 절단한 절단면(32)을 형성하고 그에 대응되게 상기 베이스나선부(20)에 살빼기면(23)을 형성함으로써 상기 커플러본체(10)의 두께를 감소시킬 수 있게 되고, 나아가 탭 가공 깊이가 감소됨으로써 상기 커플러본체(10)의 내주면에 상기 베이스나선부(20)의 탭 가공이 용이하게 된다.

상기 걸림턱(25)은 상기 조임나선링(30)이 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 상기 커플러본체(10)의 외측단부방향으로 이동되는 경우 상기 조임나선링(30)이 상기 경사테이퍼면(22)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 구성으로 상기 경사테이퍼면(22)의 일단부에 상기 조임나선링(30)이 걸릴 수 있는 형상으로 형성된다.

상기 조임나선링(30)은 외력에 의해 직경이 변화되고 탄성에 의해 복귀가 가능한 링 형상으로 형성되어 상기 베이스나선부(20)의 패여진 골(21)에 삽입 체결되어 직경이 작아지며 상기 철근(1)을 조여 구속하는 구성이다.

도 10의 상태에서와 같이 상기 조임나선링(30)의 내부로 상기 철근(1)이 삽입되는 경우 상기 철근(1)의 삽입 외력에 의해 벌어짐으로써 상기 패여진 골(21)에 밀착되며 직경이 커지게 된다.

또한, 도 11의 상태에서와 같이 상기 조임나선링(30)의 내부로 상기 철근(1)이 삽입된 상태에서 상기 철근(1)에 삽입 반대방향으로 외력이 작용하거나 상기 철근(1)이 조여지는 방향으로 회전되는 경우 상기 철근(1)과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 상기 커플러본체(10)의 외측단부방향으로 이동되며 직경이 점차적으로 작아져 상기 철근(1)의 이동을 구속하게 된다.

상기 조임나선링(30)은 상기와 같은 동작을 위해 조임테이퍼면(31)과, 절단면(32)과, 밑면(33)과, 각진 모서리부(34)와, 걸림부(35)와, 교차테이퍼면(36)이 형성된다.

즉, 상기 조임나선링(30)은 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 슬라이딩되며 이동가능하도록 상기 경사테이퍼면(22)에 대응되게 형성된 조임테이퍼면(31)과, 상기 살빼기면(23) 및 수평연장면(24)의 형상에 대응되게 형성된 절단면(32) 및 밑면(33)을 갖는다.

상기 절단면(32)의 구성으로 인해 상기 조임나선링(30)이 삼각단면을 갖는 경우보다 재료를 절감할 수 있고, 두께가 감소되어 탄성복귀력은 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 조임나선링(30)은 직경이 작아지는 경우 상기 철근(1)과 접촉되는 부분이 상기 철근으로 파고들 수 있도록 각진 모서리부(34)가 형성되되, 상기 각진 모서리부(34)가 상기 철근(1)으로 일정 이상 파고들지 않도록 상기 각진 모서리부(34)로부터 일정 깊이에 걸림부(35)가 형성된다.

상기 철근(1)에 인장력에 발생되거나 상기 철근(1)이 회전되는 경우 그에 비례하게 상기 각진 모서리부(34)가 상기 철근(1)을 파고들게 되는데, 상기 걸림부(35)의 구성으로 인해 상기 각진 모서리부(34)가 상기 철근(1)을 파고드는 최대 깊이가 제한됨으로써 상기 철근(1)이 취약하게 되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 각진 모서리부(34)는 삼각 형태로 1개의 뾰족한 선단을 갖도록 형성될 수도 있지만, 철근 압박 효과의 상승을 위해 M자 형상 등으로 다수개의 뾰족한 선단을 갖도록 형성될 수도 있다할 것이다.

한편, 상기 조임나선링(30)은 본 발명의 제1실시예에서는 양단이 상하로 서로 어긋나게 형성된 C형상의 링 복수개가 상기 베이스나선부(20)의 패여진 골(21)에 각각 삽입 체결된다.

즉, 상기 조임나선링(30)은 나선형의 스프링을 일정 간격으로 절단하는 방법으로 형성할 수 있어 제조가 용이하게 되는 것이다.

나선형의 스프링을 일정 간격으로 절단하여 상기 조임나선링(30)을 제조하는 경우 절단면을 일방향으로 경사지게 절단하는 경우 상기 조임나선링(30)의 양단부에는 교차테이퍼면(36)이 형성되고, 상기 교차테이퍼면(36)의 구성으로 인해 상기 조임나선링(30) 복수개가 상기 베이스나선부(20)의 패여진 골(21)에 삽입 체결된 상태에서 이웃하는 조임나선링(30)의 일단부 및 타단부가 일정 정도 상호 교차되는 것이 가능하게 된다.

즉, 상기 조임나선링(30)의 직경이 작아지는 경우 이웃하는 조임나선링(30) 상호간 양단부가 상호 만나는 경우가 발생될 수 있는데 이 경우 상기 교차테이퍼면(36)의 구성에 의해 상기 조임나선링(30) 상호간 양단부가 자연스럽게 교차될 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 조임나선링(30)을 나선형의 스프링 자체로 구성하는 것도 가능하지만, 상기 조임나선링(30)을 C형상의 링 복수개로 구성함으로써 상기 철근(1)을 보다 확고하게 구속할 수 있게 된다.

즉, 통상적인 철근(1)의 경우에는 외주면에 소정의 간격으로 마디돌기(1a)가 형성되어 있어 위치에 따라 직경이 불균일한 특성을 갖고 있는데, 상기 조임나선링(30)을 나선형의 스프링 자체로 구성하는 경우 상기 조임나선링(30)의 전체적인 직경이 변화되며 상기 철근(1)을 구속하는 구조로 이는 상기 철근(1)의 위치 중 직경이 가장 큰 위치(예를 들면, 철근의 마디돌기 부분)를 기준으로 전체적인 직경의 축소 최대값이 한정되어 버리는 한계로 인하여 위치에 따라 상기 조임나선링(30)이 상기 철근(1)을 구속하지 못하는 구간(철근의 직경이 주변에 비해 작은 구간)이 발생됨으로써 상기 철근을 구속하는 전체적인 구속력이 저하되는 문제점이 발생된다.

하지만, 상기 조임나선링(30)을 본 발명의 제1실시예에서와 같이 C형상의 링 복수개로 구성하는 경우 통상의 철근(1)의 형상과 같이 위치에 따라 직경이 불균일한 경우라도 각각의 위치에서의 상기 C형상의 조임나선링(30)이 그 위치에서의 철근(1)의 직경에 따라 독립적으로 직경이 변화(축소) 됨으로써 각각의 조임나선링(30)이 모두 철근(1)을 구속하게 되어 상기 철근(1)을 전체적으로 확고하게 고정할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제1실시예에서는 전술한 바와 같이 상기 베이스나선부(20)는 상기 패여진 골(21)이 적어도 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성되고, 상기 조임나선링(30)은 상기 다줄 나사의 패여진 골(21)에 각각 삽입 체결되는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 다줄 나사란 2개 이상의 나사산을 갖는 나사를 말하는데, 나선의 줄 수에 따라 2줄 나사, 3줄 나사 등으로 분류된다.

도 2에는 다줄 나사의 나선을 도시하였고, 아래의 수학식 1은 나선의 줄 수(n)에 따른 피치(p) 및 리드(l)를 나타낸 것이다.

즉, 나사의 1회전시 축방향 전진거리인 리드(l)는 나선의 줄 수(n)에 비례하여 커지게 된다.

이와 같은 다줄 나사의 원리를 본 발명에 적용하면 상기 철근(1)이 조여지는 방향으로 회전되는 경우 상기 철근(1)이 전진되는 것이 아닌 상대적으로 상기 철근(1)과 마찰되는 상기 조임나선링(30)이 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 상기 커플러본체의 외측단부방향으로 이동되며 직경이 점차적으로 작아져 상기 철근을 구속하게 되는데, 상기 패여진 골(21)이 다줄 나사로 구성된 경우 상기 철근(1)을 조금만 회전시키더라도 상기 조임나선링(30)의 이동거리 즉, 리드(l)를 크게 할 수 있어 현장에서 상기 철근(1)을 고정시키는 작업이 용이하게 되는 것이다.

한편, 아래의 수학식 2에서와 같이 다줄 나사의 경우 줄수가 많은 수록 리드각(β)은 크게 된다.

다줄 나사인 경우 상기 조임나선링(30)이 1줄 나사인 경우보다 상기 철근(1)의 마디돌기(1a)의 수평방향에 대해 큰 리드각(β)을 갖도록 경사지게 배치되어 상기 조임나선링(30)이 상기 철근(1)의 마디돌기(1a)를 물 수 있는 확률이 상승되어 상기 철근(1)을 보다 확고하게 고정할 수 있는 장점이 발생된다.

상기 스펀지부재(40)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 복수개의 조임나선링(30)이 상기 베이스나선부(20)의 패여진 골(21)에 삽입 체결된 상태에서 상기 복수개의 조임나선링(30)의 내부로 삽입되며 상기 복수개의 조임나선링(30)의 배열이 유지되도록 상기 복수개의 조임나선링(30)을 탄성 지지하는 구성이다.

즉, 상기 복수개의 조임나선링(30)은 본 발명의 제1실시예에서는 C형상의 링으로 구성되어 일측에 개구부가 존재하게 된다.

하지만, 상기 조임나선링(30)의 개구부에 상기 철근(1)의 길이방향을 따라 길게 형성된 리브돌기(1b)가 위치되는 경우 상기 조임나선링(30)에 의한 상기 철근(1)의 구속력이 약해질 염려가 있게 된다.

따라서, 상기 복수개의 조임나선링(30)의 개구부가 동일한 방향에 위치되도록 상기 조임나선링(30)을 정렬한 후에 상기 스펀지부재(40)를 상기 조임나선링(30)의 내부로 삽입하는 경우 상기 조임나선링(30)의 배열은 유지되고, 상기 철근(1)의 삽입시 상기 조임나선링(30)의 개구부 위치를 확인 후 삽입하면 되는 것이다.

상기 스펀지부재(40)는 또한 상기 조임나선링(30)이 어느 한쪽으로 치우치지 않고 중심 가까이에 위치되도록 하여 상기 조임나선링(30)에 상기 철근(1)이 걸리지 않고 원활하게 삽입될 수 있도록 보조하는 역할을 한다.

상기 스펀지부재(40)는 압축되는 경우 부피를 최소화할 수 있도록 중공 원통형으로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 철근(1)의 삽입시 쉽게 부피가 줄어들고, 상기 철근(1)의 조임 공정시 내부에서 파쇄되기 때문에 상기 철근(1)의 삽입 후 상기 스펀지부재(40)에 의해 생길 수 있는 공극의 문제는 발생되지 않는다고 할 것이고,

상기 철근삽입보조부재(50)는 상기 철근(1)의 전단부에 배치되고, 전협후광 형상으로 형성되어, 상기 철근(1)이 상기 복수개의 조임나선링(30)의 내부로 삽입되는 경우 상기 철근(1)과 일체로 삽입되며 상기 복수개의 조임나선링(30)이 센터링될 수 있도록 하는 구성이다.

즉, 상기 철근삽입보조부재(50)는 평형판재를 전형후광 형상의 원뿔대형으로 말아서 제작할 수 있고, 상기 철근(1) 보다 앞서서 이동되면서 흐트러진 상기 조임나선링(30)의 위치를 중심에 위치하게 함으로써 상기 철근(1)의 삽입시 상기 철근(1)이 상기 조임나선링(30)에 걸리는 현상을 방지할 수 있게 된다.

상기 이물질인입방지캡(60)은 상기 커플러본체(10)의 외측단부에 착탈 가능하게 체결되는 구성으로 상기 철근(1)의 연결 전 상기 커플러본체(10)의 내부로 시멘트가루나 모래 등의 이물질이 인입되는 것을 방지하는 역할을 수행하게 된다.

이상에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러를 살펴보았고, 이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러를 살펴보기로 한다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 분해 사시도이고, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러의 사용상태 단면도이다.

도 8 내지 도 11을 살펴보면, 본 발명의 제2실시예에 따른 다줄 나사식 철근 커플러는 커플러본체(10)와, 베이스나선부(20)와, 조임나선링(30)과, 스펀지부재(40)와, 철근삽입보조부재(50)와, 이물질인입방지캡(60)을 포함하여 구성된다.

상기 조임나선링(30)과, 상기 스펀지부재(40)와, 상기 철근삽입보조부재(50)와, 상기 이물질인입방지캡(60)에 대한 구성은 본 발명의 제1실시예와 동일하므로 이하에서는 상기 커플러본체(10)와, 상기 베이스나선부(20)에 대해서만 상세하게 설명하기로 한다.

상기 커플러본체(10)는 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러의 외형을 형성하는 구성으로 상기 철근(1)이 개구된 외측단부로부터 내부로 삽입되는 중공형의 철근삽입공(11)이 형성되고, 상기 철근삽입공(11)의 일정 깊이의 위치에 상기 철근(1)의 진입을 차단하는 철근진입차단턱(12)이 구비되며, 내주면부에 나선형으로 나선요홈부(13')가 패여져 형성되어 상기 나선요홈부(13')에 상기 베이스스프링(20a', 20b')의 나선돌기부(28')가 삽입 지지되며 상기 베이스스프링(20a', 20b')이 상기 커플러본체(10)의 외측단부로 이탈되는 것이 방지된다.

한편, 베이스스프링(20a', 20b')이 상기 커플러본체(10)의 내부에서 회전되는 것을 방지하도록 상기 상기 철근진입차단턱(12)에는 상기 베이스스프링(20a', 20b')의 말단부가 걸릴 수 있는 형상의 회전방지턱(미도시)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 베이스나선부(20)는 상기 철근삽입공(11)을 형성하는 상기 커플러본체(10)의 내주면부에 구비되는 구성으로, 본 발명의 제2실시예에서는 상기 철근삽입공(11)에 대응되는 외경을 갖도록 나선형으로 감기고 다줄 나사가 형성될 수 있도록 상기 다줄 나사의 줄수에 대응되는 개수의 베이스스프링(20a' 20b')이 각 층 사이로 상호 교대로 적층되며 원통형으로 결합된 상태로 상기 철근삽입공(11)을 통해 상기 커플러본체(10)에 삽입 체결되어 구성된다.

한편, 상기 베이스나선부(20)에는 패여진 골(21)과, 경사테이퍼면(22)과, 살빼기면(23)과, 수평연장면(24)과, 걸림턱(25)과, 상부수평면(26')과, 하부수평면(27')과, 나선돌기부(28')을 갖는데, 이러한 베이스나선부(20)의 구성이 상기 베이스스프링(20a', 20b')에 형성된다.

상기 패여진 골(21)과, 경사테이퍼면(22)과, 살빼기면(23)과, 수평연장면(24)과, 걸림턱(25)의 역할은 본 발명의 제1실시예와 동일하므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 상부수평면(26') 및 하부수평면(27')은 상기 다수개의 베이스스프링(20a', 20b')이 각 층 사이로 상호 교대로 적층된 상태에서 외력에 의해 적층된 상하 방향으로 상호 포개지지 않도록 상부면 및 하부면에 각각 수평하게 형성되는 구성이다.

즉, 상기 철근(1)에 인장력이 발생되는 경우 상기 다수개의 베이스스프링(20a', 20b') 상호 간에 상호 방향으로 포개지게 되면 그 만큼의 철근(1)에 슬립이 발생되기 때문에 상기 상부수평면(26') 및 하부수평면(27')이 상호 맞닿아 버틸 수 있도록 구성하여 상호 포개지는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 나선돌기부(28')는 상기 베이스스프링(20a', 20b')의 외주면부에 원주방향을 따라 돌출되어 나선형으로 형성되는 구성인데, 본 발명의 제2실시예에서는 상기 커플러본체(10)의 내주면부에 나선형으로 나선요홈부(13')가 패여져 형성되어 상기 나선요홈부(13')에 상기 베이스스프링(20a', 20b')의 나선돌기부(28')가 삽입 지지되며 상기 베이스스프링(20a', 20b')이 상기 커플러본체(10)의 외측단부 방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 다줄 나사식 철근 커플러는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

1 철근
10 커플러본체
11 철근삽입공
12 철근삽입차단턱
13' 나선요홈부
20 베이스나선부
21 패여진 골
22 경사테이퍼면
23 살빼기면
24 수평연장면
25 걸림턱
20a', 20b' 베이스스프링
26' 상부수평면
27' 하부수평면
28' 나선돌기부
30 조임나선링
31 조임테이퍼면
32 절단면
33 밑면
34 각진 모서리부
35 걸림부
36 교차테이퍼면
40 스펀지부재
50 철근삽입보조부재
60 이물질인입방지캡

Claims (14)

1. 철근이 연결 고정되는 철근 커플러에 있어서,
   상기 철근이 개구된 외측단부로부터 내부로 삽입되는 중공형의 철근삽입공이 형성된 커플러본체와;
   상기 철근삽입공을 형성하는 상기 커플러본체의 내주면부에 구비되되, 원주방향을 따라 나선형으로 패여진 골과, 상기 패여진 골로부터 상기 커플러본체의 외측단부를 향하는 방향으로 경사진 경사테이퍼면을 갖는 베이스나선부와;
   외력에 의해 직경이 변화되고 탄성에 의해 복귀가 가능한 링 형상으로 형성되어 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결되되, 그 내부로 상기 철근이 삽입되는 경우 상기 철근의 삽입 외력에 의해 벌어짐으로써 상기 패여진 골에 밀착되며 직경이 커지고, 그 내부로 상기 철근이 삽입된 상태에서 상기 철근에 삽입 반대방향으로 외력이 작용하거나 상기 철근이 조여지는 방향으로 회전되는 경우 상기 철근과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러본체의 외측단부방향으로 이동되며 직경이 점차적으로 작아져 상기 철근의 이동을 구속하는 조임나선링을; 포함하되,
   상기 베이스나선부는, 상기 패여진 골이 적어도 2줄 이상의 나선을 갖는 다줄 나사로 구성되고,
   상기 조임나선링은, 상기 다줄 나사의 패여진 골에 각각 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스나선부는, 상기 패여진 골 및 상기 경사테이퍼면이 상기 커플러본체의 내주면부가 가공되어 형성된 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
3. 제1항에 있어서,
   상기 베이스나선부는, 상기 철근삽입공에 대응되는 외경을 갖도록 나선형으로 감기고 상기 다줄 나사의 줄수에 대응되는 개수의 베이스스프링이 각 층 사이로 상호 교대로 적층되며 원통형으로 결합된 상태로 상기 철근삽입공을 통해 상기 커플러본체에 삽입 체결되어 구성되되,
   상기 패여진 골 및 상기 경사테이퍼면은, 상기 베이스스프링의 내주면부가 가공되어 형성된 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 베이스나선부는, 상기 패여진 골로부터 상기 경사테이퍼면에 대향되는 방향으로 경사진 살빼기면 및 상기 살빼기면으로부터 상기 철근삽입공 방향으로 수평하게 연장되는 수평연장면이 더 형성되고,
   상기 조임나선링은, 상기 경사테이퍼면을 따라 슬라이딩되며 이동가능하도록 상기 경사테이퍼면에 대응되게 형성된 조임테이퍼면과, 상기 살빼기면 및 수평연장면의 형상에 대응되게 형성된 절단면 및 밑면을 갖는 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 베이스나선부는, 상기 조임나선링이 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러본체의 외측단부방향으로 이동되는 경우 상기 조임나선링이 상기 경사테이퍼면으로부터 이탈되는 것이 방지되도록 상기 경사테이퍼면의 일단부에 상기 조임나선링이 걸릴 수 있는 형상의 걸림턱이 더 형성된 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 조임나선링은, 직경이 작아지는 경우 상기 철근과 접촉되는 부분이 상기 철근으로 파고들 수 있도록 각진 모서리부가 형성되되, 상기 각진 모서리부가 상기 철근으로 일정 이상 파고들지 않도록 상기 각진 모서리부로부터 일정 깊이에 걸림부가 형성된 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 조임나선링은, 양단이 상하로 서로 어긋나게 형성된 C형상의 링 복수개가 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결되는 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
8. 제7항에 있어서,
   상기 조임나선링은, 복수개가 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결된 상태에서 이웃하는 조임나선링의 일단부 및 타단부가 일정 정도 상호 교차되는 것이 가능하도록 양단부에 각각 일방향으로 경사진 교차테이퍼면이 형성된 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
9. 제7항에 있어서,
   상기 복수개의 조임나선링이 상기 베이스나선부의 패여진 골에 삽입 체결된 상태에서 상기 복수개의 조임나선링의 내부로 삽입되며 상기 복수개의 조임나선링의 배열이 유지되도록 상기 복수개의 조임나선링을 탄성 지지하는 스펀지부재를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
10. 제7항에 있어서,
    상기 철근이 상기 복수개의 조임나선링의 내부로 삽입되는 경우 상기 철근과 일체로 삽입되며 상기 복수개의 조임나선링이 센터링될 수 있도록 상기 철근의 전단부에 배치되는 전협후광 형상의 철근삽입보조부재를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 커플러본체는, 상기 철근삽입공의 일정 깊이의 위치에 상기 철근의 진입을 차단하는 철근진입차단턱이 구비된 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
12. 제3항에 있어서,
    상기 베이스스프링은, 다수개가 각 층 사이로 상호 교대로 적층된 상태에서 외력에 의해 적층된 상하 방향으로 상호 포개지지 않도록 상부면 및 하부면에 각각 상부수평면 및 하부수평면이 형성된 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
13. 제3항 또는 제12항에 있어서,
    상기 베이스스프링은, 외주면부에 원주방향을 따라 돌출되어 나선형을 형성하는 나선돌기부가 구비되고,
    상기 커플러본체는, 상기 베이스스프링의 나선돌기부가 삽입 지지되도록 내주면부에 나선형으로 나선요홈부가 패여져 형성된 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.
14. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 커플러본체의 내부로 이물질이 인입되는 것을 방지하도록 상기 커플러본체의 외측단부에 착탈 가능하게 체결되는 이물질인입방지캡을; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다줄 나사식 철근 커플러.

Images