KR20180047818A - 원터치식 철근 커플러 - Google Patents

원터치식 철근 커플러 Download PDF

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KR20180047818A
KR20180047818A KR1020160144572A KR20160144572A KR20180047818A KR 20180047818 A KR20180047818 A KR 20180047818A KR 1020160144572 A KR1020160144572 A KR 1020160144572A KR 20160144572 A KR20160144572 A KR 20160144572A KR 20180047818 A KR20180047818 A KR 20180047818A
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Inventor
이재건
Original Assignee
주식회사 씨케이인터스틸
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/162—Connectors or means for connecting parts for reinforcements
    • E04C5/163—Connectors or means for connecting parts for reinforcements the reinforcements running in one single direction
    • E04C5/165—Coaxial connection by means of sleeves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B7/00—Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections
    • F16B7/04—Clamping or clipping connections
    • F16B7/0406—Clamping or clipping connections for rods or tubes being coaxial

Abstract

본 발명은 서로 다른 직경을 갖는 철근도 용이하게 연결할 수 있는 원터치식 철근 커플러에 관한 것으로, 본 발명에 따른 원터치식 철근 커플러는, 상단부에 철근이 삽입되는 입구가 형성되어 있고, 상부에서 하부로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부가 형성되어 있는 중공부를 구비한 상부 커플러바디와; 하단부에 철근이 삽입되는 입구가 형성되어 있고, 하부에서 상부로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부가 형성되어 있는 중공부를 구비한 하부 커플러바디와; 상기 상부 커플러바디 및 하부 커플러바디의 중공부 내측에서 외측면이 상기 테이퍼부와 연접하게 설치되고, 내측면에 철근의 마디가 걸리면서 지지되는 복수개의 록킹돌기가 배열되어 있는 복수개의 편체로 이루어진 제1록킹부재 및 제2록킹부재와; 상기 상부 커플러바디 및 하부 커플러바디의 내측에서 상기 제1록킹부재 및 제2록킹부재를 탄력적으로 지탱하는 탄성유닛과; 상단이 상기 상부 커플러바디의 하단부를 통해 삽입되어 결합되고, 하단이 상기 하부 커플러바디의 상단부를 통해 삽입되어 결합되면서 상부 커플러바디와 하부 커플러바디를 상호 고정하는 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

원터치식 철근 커플러{One-touch Quick-coupler for Connecting Reinforcing Rods}
본 발명은 철근을 연결하기 위한 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철근의 외면에 밀착되면서 철근을 단단히 고정하기 위한 톱니 형태의 돌기가 형성된 복수개의 편체가 구비된 한 쌍의 커플러바디를 구비하며, 각각의 커플러바디에 서로 다른 직경을 갖는 철근도 연결할 수 있도록 한 원터치식 철근 커플러에 관한 것이다.
각종 건설현장에서 콘크리트 구조물에 사용하기 위한 철근을 연결하기 위해서 종래에는 철근을 이중으로 겹친상태에서 철사 등으로 묶어서 고정하였으나, 이러한 철근 고정방식은 작업자가 철사를 다수회 철근 외주로 권취한 다음 묶어야 하므로 작업이 번거롭고 철근의 중심이 수직이 되지 않고 삐뚤어질 뿐 아니라 철사의 강도가 약하기 때문에 쉽게 끊어지면서 연결상태가 해제되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 철근을 철사가 아닌 다른 수단으로 쉽고 단단하게 연결하기 위한 철근 이음장치(커플링장치)들이 개발되어 사용되고 있다.
그런데, 종래에 개발된 철근 이음장치들의 대부분은 철근을 하우징 내부에 삽입한 후 하우징을 나사로 돌려서 고정하는 방식으로서, 구조적으로 복잡하며 철근의 연결 작업이 어려워 작업에 많은 시간과 노력, 비용이 소요되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 대한민국 등록특허 제0439305호(2004.6.28. 등록)와 대한민국 등록특허 제0462291호(2004.12.08. 등록), 대한민국 특허등록 제1003302호 등에는 간단히 철근을 이어줄 수 있는 원터치식 철근 커플러들이 개시되어 있다.
종래의 원터치식 철근 커플러들은 커플러 내부에 철근을 파지하기 위한 복수의 편체를 구비하고 있는데, 이러한 편체는 철근이 삽입될 때에는 외측으로 자연스럽게 벌어졌다가 철근이 완전히 삽입되면 오므려지면서 철근을 파지하며, 철근에 인장력이 가해지면 편체가 커플러바디의 경사면에 의해 지지되면서 쐐기 작용을 하여 철근이 커플러바디에서 빠지지 않게 단단히 지지한다.
그러나, 종래의 원터치식 철근 커플러들은 철근이 삽입될 때 벌어진 상태를 유지하고 있어야 하지만, 편체의 하부에 배치되는 스프링의 탄성력으로 인해 정해진 위치를 그대로 유지하기 어려워 철근의 삽입 도중 철근이 걸려서 연결이 되지 않는 문제가 있으며, 이로 인한 철근의 수직도가 정확하게 나오지 않는 문제점이 있다.
이에 종래에는 편체 사이에 가이드부재를 구성하여 편체의 위치를 유지하거나 커플러바디의 내면에 편체가 삽입되면서 위치를 유지할 수 있는 수용홈을 형성하는 방식이 사용되고 있는데, 가이드부재를 사용하는 경우 구성이 복잡해지고 가이드부재가 편체와 간섭되면서 철근에 인장력이 가해질 경우 철근이 빠져나가는 초기 슬립(slip) 현상이 발생하는 문제가 있으며, 커플러바디에 수용홈을 형성하는 경우 강체로 된 커플러바디의 내면에 수용홈을 정확한 크기와 형태로 형성하기 어려운 문제가 있다.
또한 종래의 원터치식 철근 커플러들은 동일한 직경의 철근만 연결할 수 있도록 구성되는데, 실제 공사 현장에서는 서로 다른 직경을 갖는 철근을 연결해야 하는 경우가 많지만 기존의 철근 커플러를 적용하여 철근을 연결할 수 없는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-0439305호(2004.6.28. 등록) 대한민국 등록특허 제10-0462291호(2004.12.08. 등록) 대한민국 등록특허 제10-1003302호(2010.12.16. 등록) 대한민국 등록특허 제10-1259959호(2013.04.25. 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 서로 다른 직경을 갖는 철근도 용이하게 연결할 수 있는 원터치식 철근 커플러를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 철근이 삽입되기 전에 커플러바디 내에서 편체 간의 간격이 좁혀지지 않고 일정하게 벌어진 상태를 유지하여 철근의 삽입이 용이하며, 철근을 삽입한 후에는 편체가 정상적으로 오므려지면서 편체의 돌기가 철근의 외면에 밀착되어 단단한 고정력을 발휘할 수 있는 원터치식 철근 커플러를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원터치식 철근 커플러는, 상단부에 철근이 삽입되는 입구가 형성되어 있고, 상부에서 하부로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부가 형성되어 있는 중공부를 구비한 상부 커플러바디와; 하단부에 철근이 삽입되는 입구가 형성되어 있고, 하부에서 상부로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부가 형성되어 있는 중공부를 구비한 하부 커플러바디와; 상기 상부 커플러바디 및 하부 커플러바디의 중공부 내측에서 외측면이 상기 테이퍼부와 연접하게 설치되고, 내측면에 철근의 마디가 걸리면서 지지되는 복수개의 록킹돌기가 배열되어 있는 복수개의 편체로 이루어진 제1록킹부재 및 제2록킹부재와; 상기 상부 커플러바디 및 하부 커플러바디의 내측에서 상기 제1록킹부재 및 제2록킹부재를 탄력적으로 지탱하는 탄성유닛과; 상단이 상기 상부 커플러바디의 하단부를 통해 삽입되어 결합되고, 하단이 상기 하부 커플러바디의 상단부를 통해 삽입되어 결합되면서 상부 커플러바디와 하부 커플러바디를 상호 고정하는 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 철근이 커플러바디 내측으로 삽입되기 전에 편체들의 일단부가 파단홀더 주변부의 편체결합부에 결합되어 벌어진 상태를 유지함과 동시에 편체 내측의 간격유지구에 의해 벌어진 상태를 그대로 유지할 수 있다. 따라서 철근이 커플러바디 내측으로 삽입되면 편체 내측의 간격유지가 밀리면서 이탈하고, 이어서 파단홀더 중심부의 분리부가 절단되면서 편체결합부에서 분리되어 각각의 편체결합부가 서로 분리된 상태가 되므로 편체가 탄성부재의 탄성력에 의해 이동하여 오므려지면서 철근의 외면을 강하게 압착되어 철근을 견고하게 고정할 수 있게 된다. 따라서 기존보다 구성 및 작용이 간단하며, 조립이 용이해지며, 철근의 수직도를 높게 유지할 수 있는 효과가 있다.
특히 본 발명의 철근 커플러는 연결부재를 이용하여 상부 커플러바디와 하부 커플러바디를 서로 연결하여 사용할 수 있으므로, 서로 다른 크기의 직경을 갖는 철근도 용이하게 연결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 철근 커플러의 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 철근 커플러의 종단면도이다.
도 3b는 도 1에 도시된 철근 커플러의 작동례를 나타낸 종단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 철근 커플러의 파단홀더를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 3의 파단홀더의 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 철근 커플러에 구성되는 파단홀더의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1에 도시된 철근 커플러의 주요 구성의 작동례를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 철근 커플러의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8의 철근 커플러의 종단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 원터치식 철근 커플러의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원터치식 철근 커플러는, 원통 관 형태로 된 상부 커플러바디(10a) 및 하부 커플러바디(10b)와, 상기 상부 커플러바디(10a) 및 하부 커플러바디(10b)의 내측에 대칭구조로 설치되어 철근(B)을 견고하게 파지하는 작용을 하는 제1록킹부재(20a) 및 제2록킹부재(20b), 제1파단홀더(30a) 및 제2파단홀더(30b), 제1탄성부재(40a) 및 제2탄성부재(40b), 상기 상부 커플러바디(10a) 및 하부 커플러바디(10b)를 연결하는 연결부재(격벽(51))를 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 상부 커플러바디(10a)는 단단한 금속 재질로 이루어지며, 상단부에 철근(B)이 삽입되는 입구(11a)가 형성되어 있고, 하부에서 상부로 갈수록 점진적으로 내경이 작아지는 테이퍼부(12)가 형성되어 있는 중공부(11)를 구비한다. 상기 중공부(11)의 하단부 내주면에는 상기 연결부재(격벽(51))와의 결합을 위한 암나사산(13)이 형성되어 있다.
상기 하부 커플러바디(10b)는 상부 커플러바디(10a)와 대응하는 형태를 갖는다. 즉, 하부 커플러바디(10b)는 하단부에 철근(B)이 삽입되는 입구(11a)가 형성되어 있고, 상부에서 하부로 갈수록 점진적으로 내경이 작아지는 테이퍼부(12)가 형성되어 있는 중공부(11)를 구비한다. 또한 상기 중공부(11)의 상단부 내주면에 상기 연결부재(격벽(51))와의 결합을 위한 암나사산(13)이 형성되어 있다.
상기 하부 커플러바디(10b)는 상부 커플러바디(10a)와 동일한 크기를 갖도록 되어 동일한 크기의 직경을 갖는 2개의 철근(B)을 이어줄 수도 있지만, 서로 다른 직경을 갖는 2개의 철근을 서로 이어줄 수 있도록 서로 다른 크기로 형성될 수도 있다.
상기 상부 커플러바디(10a)와 하부 커플러바디(10b)의 측면에는 콘크리트가 중공부(11) 내측으로 유입될 수 있도록 복수의 콘크리트도입공(14)이 중공부(11)의 내외측으로 관통되게 형성되어 있다. 상기 콘크리트도입공(14)은 원형으로 이루어질 수도 있으나, 이 실시예에서와 같이 장공 형태를 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 콘크리트도입공(14)은 제1록킹부재(20a) 및 제2록킹부재(20b)의 편체(21)와 대응하는 위치에 형성되어 편체(21)에 의한 철근(B)의 결속력을 더욱 증대시킨다.
상기 상부 커플러바디(10a)와 하부 커플러바디(10b)의 중공부(11) 내에 설치되는 제1록킹부재(20a)와 제2록킹부재(20b), 제1파단홀더(30a)와 제2파단홀더(30b), 제1탄성부재(40a) 및 제2탄성부재(40b)는 서로 대칭 구조로 배치되어, 각각 상부 커플러바디(10a)의 내측으로 근입된 철근(B)와 하부 커플러바디(10b)의 내측으로 근입된 철근(B)을 견고하게 파지한다. 상기 제1록킹부재(20a)와 제2록킹부재(20b), 제1파단홀더(30a)와 제2파단홀더(30b), 제1탄성부재(40a) 및 제2탄성부재(40b)는 서로 대칭되는 구성으로 이루어지므로, 설명의 편의상 아래에서는 제1록킹부재(20a), 제1파단홀더(30a), 제1탄성부재(40a)의 구성 및 작동을 위주로 설명한다.
상기 제1록킹부재(20a)는 복수개(이 실시예에서 4개씩)의 편체(21)와, 상기 복수의 편체(21) 사이의 공간 내측에서 편체(21)의 내측면과 접촉하면서 편체(21)가 벌어진 상태로 간격을 일정하게 유지하게 하는 간격유지구(25)를 포함한다.
상기 제1록킹부재(20a)를 구성하는 복수개의 편체(21)들은 상기 상부 커플러바디(10a)의 중공부(11) 내에 설치되며, 외측면이 곡면으로 되어 중공부(11)의 테이퍼부(12)와 대응하여 연접하게 된다. 상기 편체(21)들은 모두 동일한 형태를 가지며, 하단부가 상기 제1파단홀더(30a)의 편체결합부(32)에 결합되어 일정한 간격을 유지한다. 상기 편체(21)들은 철근(B)이 상부 커플러바디(10a)에 삽입되지 않은 상태에서는 제1파단홀더(30a) 및 간격유지구(25)에 의해 일정한 간격을 유지하다가 철근(B)이 상부 커플러바디(10a)의 입구(11a)를 통해 삽입되어 상기 제1파단홀더(60)의 분리부(31)가 분리되면, 탄성부재(40)에 의해 상측으로 가압되어 오므려지면서 편체(21) 내측면의 록킹돌기(22)들이 철근(B)의 외면에 압착되어 철근(B)을 단단히 고정하게 된다.
상기 편체(21)의 내측면에는 철근(B)의 마디(P)가 걸리면서 지지되는 복수개의 록킹돌기(22)들이 형성되어 있다. 상기 록킹돌기(22)들은 상부 커플러바디(10a)의 축방향을 따라 일정 피치로 배열되며, 철근(B)의 마디(P)로부터 가해지는 인장력에 저항하고 철근(B)이 빠지지 않도록 래칫(ratchet) 톱니 형태를 갖는 것이 바람직하다. 상기 록킹돌기(22)들은 1±0.05㎜의 피치로 형성되는 것이 바람직하나, 철근의 규격에 따라 변경될 수 있다.
그리고, 상기 편체(21)의 하단부에는 상기 제1파단홀더(30a)의 편체결합부(32)에 형성된 결합홈(34)과 대응하는 크기 및 형태를 갖는 결합돌기(23)가 하측으로 돌출되게 형성되어, 상기 결합돌기(23)가 상기 결합홈(34)에 거의 꼭 맞게 결합됨으로써 편체(21)의 하단부가 편체결합부(32)에 고정된다.
상기 제1파단홀더(30a)는 플라스틱과 같은 합성수지 재질로 만들어진다. 상기 제1파단홀더(30a)는 상기 편체(21)의 하측에 설치되어 철근(B)이 상부 커플러바디(10a) 내측으로 삽입되지 않은 초기에는 편체(21)들의 간격을 일정하게 벌리면서 지지하며, 철근(B)이 삽입된 후에는 철근(B)의 끝단부와 접촉하여 가압되는 중심부와 편체(21)가 결합된 주변부가 서로 분리되면서 편체(21)가 제1탄성부재(40a)에 의해 이동하면서 오므려질 수 있게 하는 작용을 한다.
이를 위해 상기 제1파단홀더(30a)는 도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이 상부 커플러바디(10a)의 내측으로 삽입되는 철근(B)의 하단부와 접촉하여 가압되는 분리부(31)와, 상기 분리부(31)의 가장자리 부분에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되며 상기 각각의 편체(21)의 하단부가 삽입되어 결합되는 편체결합부(32)와, 상기 분리부(31)의 가장자리 부분과 상기 편체결합부(32)를 연결하며 분리부(31)이 철근(B)의 하단부에 의해 하측으로 가압될 때 절단되는 파단부(33)를 포함하여 구성된다.
이 실시예에서 상기 분리부(31)는 편평한 원반형으로 이루어지며, 상기 파단부(33)는 상기 편체결합부(32)의 상단부 외주면과 분리부(31)의 가장자리 부분을 연결한다.
그러나, 도 6에 도시한 것과 같이 상기 분리부(31)가 상부면이 개방되고 하부면이 막힌 원통형으로 이루어져, 철근(B)이 상기 분리부(31)의 상부면을 통해 분리부(31)의 내측 공간으로 삽입되어 분리부(31)를 가압할 수도 있을 것이다. 이 때, 철근(B)의 하단부가 분리부(31)의 중심부로 정확하게 안내되면서 분리부(31)를 가압할 수 있도록 하기 위하여 상기 분리부(31)의 하단부에는 하측으로 갈수록 점진적으로 내경이 작아지는 홀더테이퍼부(37)가 형성됨이 바람직하다. 이는 철근(B)이 상부 커플러바디(10a) 내측으로 삽입되어 연결될 때 철근(B)이 비틀어지지 않고 정확하게 상부 커플러바디(10a)에 연결되어 수직도를 향상시킬 수 있게 하기 위함이다.
한편, 상기 제1파단홀더(30a)의 편체결합부(32)는 편체(21)의 하단부를 고정하면서 지지하는 부분으로, 상기 편체(21)의 하단부가 끼워지면서 결합되는 원호형의 결합홈(34)이 형성되어 있는 원호형의 블록 형태로 이루어지며, 각각의 편체결합부(32)는 서로 분리되어 있다. 따라서 편체결합부(32)와 분리부(31)를 연결하는 파단부(33)가 절단되면 각각의 편체결합부(32)들은 서로 완전히 분리되어 독립된 상태가 된다.
상기 편체결합부(32)의 하단부는 상기 제1탄성부재(40a)의 상단부와 접촉하여 제1탄성부재(40a)의 탄성력을 받는다.
상기 분리부(31)의 가장자리 부분과 상기 편체결합부(32)를 서로 연결하는 파단부(33)는 철근(B)이 분리부(31)를 가압하지 않은 상태에서는 분리부(31)와 편체결합부(32)의 연결 상태를 안정적으로 유지하고, 철근(B)이 분리부(31)를 가압할 때에는 쉽게 절단될 수 있는 형태와 두께를 갖는 것이 바람직한데, 상기 파단부(33)는 상기 분리부(31)의 가장자리 부분에 원주방향을 따라 일체로 이어진 링 형태로 형성되거나, 파단부(33)가 상기 분리부(31)의 가장자리 부분에 원주방향을 따라 복수개가 일정 간격으로 배열된 형태를 가질 수도 있다.
또한 상기 파단부(33)에서 절단이 원활하게 이루어질 수 있도록 파단부(33)의 두께는 분리부(31)의 두께보다 작은 것이 바람직한데, 파단부(33)의 두께는 분리부(31)의 두께의 대략 20~70% 정도의 두께로 형성될 수 있다.
또한 상기 파단부(33)에서의 절단이 더욱 원활하게 이루어지도록 하기 위하여 상기 분리부(31)의 상부면 또는 하부면에 중앙에서부터 방사상으로 연장되는 복수의 보조파단홈(36)이 상기 파단부(33)까지 형성될 수 있다.
한편 상기 편체(21)는 하단부만 상기 제1파단홀더(30a)에 연결되어 지지되므로, 제1탄성부재(40a)가 상측로 탄성력을 가하게 되면 편체(21)의 상부가 일정 정도 오므려져서 간격이 좁아지는 경우가 발생한다. 이 경우 철근(B)이 편체(21)의 상단에 걸려서 근입이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 이에 복수의 편체(21) 사이의 공간에 간격유지구(25)를 삽입하여 편체(21)의 상부 또는 중간부를 지지함으로써 편체(21)가 전체적으로 일정하게 벌어진 상태를 유지할 수 있도록 한다. 상기 간격유지구(25)는 중앙에 구멍이 형성되어 있는 원형의 링 형태로 되어, 외측 테두리 부분이 상기 편체(21)의 록킹돌기(22)에 접하면서 편체(21)의 간격을 유지한다. 상기 편체(21)의 록킹돌기(22)는 하향 경사진 래칫(ratchet) 톱니 형태를 가지므로, 철근(B)이 편체(21) 사이의 공간으로 삽입되면 간격유지구(25)가 편체(21)의 록킹돌기(22)를 타고 넘어가면서 자연스럽게 하강하여 편체(21)로부터 이탈되므로, 철근(B)이 삽입된 후에는 편체(21)가 오므려지는데 전혀 방해가 되지 않는다.
상기 제1탄성부재(40a)는 상기 연결부재(격벽(51))와 상기 제1파단홀더(30a)의 편체결합부(32) 사이에 설치되어 연결부재(50)에 대해 편체결합부(32) 및 이에 결합된 편체(21)에 축방향으로 탄성력을 제공하여 편체(21)들을 입구(11a) 쪽으로 밀어냄으로써 편체(21)가 상부 커플러바디(10a)의 테이퍼부(12)에 밀착되게 한다. 상기 제1탄성부재(40a)은 이 실시예에서와 같이 압축코일스프링 등을 이용할 수 있지만, 이외에도 고탄성 판형 스프링을 이용하여 구성할 수도 있다.
상기 연결부재(50)는 상부면과 하부면이 개방된 원통관 형태로 이루어져, 상단이 상기 상부 커플러바디(10a)의 중공부(11)의 하단부를 통해 삽입되어 결합되고, 하단이 상기 하부 커플러바디(10b)의 중공부(11)의 상단부를 통해 삽입되어 결합되면서 상부 커플러바디(10a)와 하부 커플러바디(10b)를 상호 고정하는 작용을 한다. 이를 위해 상기 연결부재(50)의 외면에는 상기 상부 커플러바디(10a)의 암나사산(13)과 하부 커플러바디(10b)의 암나사산(13)과 각각 나선 결합되는 상부 수나사산(53) 및 하부 수나사산(54)이 형성되어 있다.
상기 연결부재(50)의 내부 공간의 중앙에는 관통공(52)이 상하로 관통되게 형성되어 있는 격벽(51)이 형성된다. 상기 격벽(51)은 철근(B)의 근입 위치를 제한하는 스톱퍼의 기능을 한다.
상기 상부 커플러바디(10a)와 하부 커플러바디(10b) 중 어느 하나에 철근을 연결하고 콘크리트를 타설했을 때 철근이 연결되지 않은 반대편의 커플러바디 내측으로 콘크리트가 유입되면 반대편의 커플러바디에서 철근의 결속이 이루어지지 않을 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상기 연결부재(50)의 관통공(52)에 고무 또는 실리콘과 같은 탄성이 있는 수지 재질의 내부마개(60)를 끼워서 관통공(52)을 폐쇄하는 것이 바람직하다.
상기 내부마개(60)는 상기 관통공(52)과 대응하는 형태와 크기를 갖도록 되어 관통공(52)에 압입되는 끼움부(61)와, 상기 관통공(52)의 주변부에 걸쳐지는 플랜지부(62)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 것처럼 철근(B)이 연결되지 않은 커플러바디 내측으로의 콘크리트 유입을 방지하기 위하여 상기 상부 커플러바디(10a)의 상단 입구(11a) 또는 하부 커플러바디(10b)의 하단 입구(11a)에 외부마개(70)를 착탈 가능하게 결합하여 입구(11a)를 폐쇄할 수도 있다. 상기 외부마개(70) 역시 고무 또는 실리콘과 같은 탄성이 있는 수지 재질로 이루어질 수 있다. 상부 커플러바디(10a)의 상단 입구(11a) 또는 하부 커플러바디(10b)의 하단 입구(11a) 내측에 압입되는 원통형의 마개본체(71)와, 상기 마개본체(71)의 일단부에 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되어 입구(11a)의 주변부에 밀착되는 2개의 플랜지부(72)를 포함한다.
여기서 상기 플랜지부(72)를 상하로 이격된 2개로 구성하면 외부마개(70)를 상부 커플러바디(10a)의 상단 입구(11a) 또는 하부 커플러바디(10b)의 하단 입구(11a)에 압입하여 폐쇄한 후 외부마개(70)를 분리할 때, 작업자가 손으로 외곽의 플랜지부(72)를 단단히 잡아 당겨 빼낼 수 있다.
상기 마개본체(71)의 외면에는 입구(11a)의 내주면에 탄성 변형되면서 밀착될 수 있도록 링 형태로 돌출된 복수의 밀착돌기(73)가 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 원터치식 철근 커플러는 다음과 같이 작용한다.
도 2 및 도 7a에 도시한 것과 같이, 상부 커플러바디(10a)에 철근(B)을 삽입하기 전에 상부 커플러바디(10a) 내측에 배치된 편체(21)의 하단부는 파단홀더(30)의 편체결합부(32)에 결합된 상태로, 각각의 편체(21)는 원주방향으로 서로 소정의 간격을 두고 벌어진 상태를 유지한다. 이 때 편체(21) 하단부의 결합돌기(23)는 편체결합부(32)의 결합홈(34) 내측으로 거의 꼭 맞게 삽입되어 결합된 상태이다.
또한 간격유지구(25)가 편체(21) 사이의 공간 내측에 삽입되어 그 외측 테두리가 편체(21) 내측면의 록킹돌기(22)에 밀착되어 편체(21)의 상부가 쓰러지지 않고 일정하게 벌어진 상태를 유지하게 한다.
그리고, 연결부재(50)의 격벽(51) 중앙의 관통공(52)에 내부마개(60)를 장착하고, 하부 커플러바디(10b)의 하단 입구(11a)에 외부마개(70)를 끼워서 입구(11a)를 폐쇄한다.
이 상태에서 도 3b 및 7a에 도시한 것과 같이 상부 커플러바디(10a)의 상단부에 형성된 입구(11a)를 통해서 중공부(11) 내에 철근(B)을 삽입하면, 철근(B)이 편체(21) 사이를 통과하여 하강하게 된다.
상기 상부 커플러바디(10a)의 내측으로 삽입된 철근(B)의 하단부는 먼저 편체(21) 내측 공간의 간격유지구(25)와 부딪히면서 간격유지구(25)를 밀고 들어가게 된다. 이어서 철근(B)의 하단부는 제1파단홀더(30a)의 분리부(31)에 닿으면서 분리부(31)를 하측으로 가압하게 되는데, 이 때 제1파단홀더(30a)의 편체결합부(32)는 제1탄성부재(40a)에 의해 상측으로 강한 탄성력을 받으면서 지지되어 있으므로 파단부(33)가 절단되면서 분리부(31)가 하측으로 이동하게 된다(도 3b 및 도 7b 참조). 이에 따라 편체결합부(32)들이 완전히 분리된 상태가 되고, 탄성부재(40)의 탄성력에 의해 편체결합부(32) 및 편체(21)가 상측으로 탄력적으로 가압되어 각각의 편체(21)가 테이퍼부(12)의 내면에 가압 밀착되면서 편체(21)들이 오므려지게 된다. 이에 따라 편체(21)의 내측면이 철근(B)의 외면에 강하게 압착된다.
상기 철근(B)에 의해 편체(21)로부터 이탈한 간격유지구(25)와 제1파단홀더(30a)의 분리부(31)는 연결부재(50)의 격벽(51) 및 내부마개(60)에 닿으면서 더 이상 이동하지 않고 정지된다.
이와 같이 철근(B)이 상부 커플러바디(10a) 내측에 삽입되어 연결된 상태에서 철근(B)에 상부 커플러바디(10a)의 축방향 외측으로 힘이 가해져 철근(B)을 분리하려는 힘이 가해질 경우, 상기 철근(B)의 마디(P)가 편체(21)의 록킹돌기(22)에 걸리면서 편체(21)를 상측으로 가압하게 되는데, 이 때 테이퍼부(12)는 입구(11a) 쪽으로 갈수록 좁아지기 때문에 편체(21)들이 쐐기 작용을 하여 철근(B)이 빠지지 않고 상부 커플러바디(10a) 내측에 단단히 구속된다.
상기 상부 커플러바디(10a)에 철근(B)이 삽입되어 고정되면, 콘크리트가 부어지고 상부 커플러바디(10a)와 철근(B)이 콘크리트 내에 고정된다. 이 때, 상부 커플러바디(10a)의 콘크리트도입공(14)을 통해 상부 커플러바디(10a) 내측으로 콘크리트가 유입되면서 결속력이 증대된다. 또한 상기 하부 커플러바디(10b)의 입구(11a)는 외부마개(70)에 의해 폐쇄되고, 연결부재(50)의 관통공(52)은 내부마개(60)에 의해 폐쇄되어 있으므로 콘크리트가 하부 커플러바디(10b) 내측으로 유입되지 않는다.
이와 같이 상부 커플러바디(10a)에 철근(B)을 연결하고 콘크리트를 타설한 다음, 외부마개(70)를 하부 커플러바디(10b)의 입구(11a)에서 분리하고, 전술한 것과 유사하게 하부 커플러바디(10b)의 입구(11a)의 하측에서 철근(B)을 삽입하고 콘크리트를 타설하여 철근(B)을 연결한다.
상술한 것과 같이 상부 커플러바디(10a)와 하부 커플러바디(10b)에 철근(B)을 근입하여 연결할 때, 서로 다른 직경의 철근을 연결하고자 할 경우 철근(B)의 직경에 대응하는 크기를 갖는 커플러바디를 상호 연결하여 사용하면 된다. 이 때, 연결부재(50)를 변경되는 크기의 커플러바디에 맞는 것으로 교체하여 사용하면 간단히 서로 다른 직경의 철근을 연결할 수 있다.
예를 들어, 상부 커플러바디(10a)에 직경이 22㎜인 철근을 연결하고, 하부 커플러바디(10b)에 직경이 25㎜인 철근을 연결하고자 할 경우, 도 8 및 도 9에 도시한 것과 같이 상부 커플러바디(10a)보다 큰 크기를 갖는 하부 커플러바디(10b)를 연결한다. 이 경우, 상기 연결부재(50)의 상부와 하부의 외경은 각각 상기 상부 커플러바디(10a)의 하단부의 내경과 하부 커플러바디(10b)의 상단부의 내경과 대응하는 크기를 갖는다.
상술한 것과 같이 본 발명의 철근 커플러는 편체(21)가 제1파단홀더(30a) 및 제2파단홀더(30b)의 편체결합부(32)에 삽입되어 간격이 벌어진 상태로 지지되며, 편체(21)의 상부가 간격유지구(25)에 의해 지지되므로 철근(B)이 상부 커플러바디(10a) 내측에 삽입될 때 편체(21)에 의해 간섭되지 않으므로 철근(B)을 정확하게 연직방향으로 삽입하여 설치할 수 있고, 철근(B)이 완전히 삽입된 후에는 복수개의 편체(21)들이 동시에 오므려지면서 철근(B)의 외면에 밀착되어 철근(B)을 단단히 파지할 수 있다.
특히 본 발명의 철근 커플러는 연결부재(50)를 이용하여 상부 커플러바디(10a)와 하부 커플러바디(10b)를 서로 연결하여 사용할 수 있으므로, 서로 다른 크기의 직경을 갖는 철근(B)도 용이하게 연결할 수 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
10a : 상부 커플러바디 10b : 하부 커플러바디
11 : 중공부 11a: 입구
12 : 테이퍼부 13 : 암나사산
14 : 콘크리트도입공 20a, 20b: 제1,2록킹부재
21 : 편체 22 : 록킹돌기
23 : 결합돌기 30a, 30b : 제1,2파단홀더
31 : 분리부 32 : 편체결합부
33 : 파단부 34 : 결합홈
35 : 관통공 36 : 보조파단홈
37 : 홀더테이퍼부 40a, 40b : 제1,2탄성부재
50 : 연결부재 51 : 격벽
52 : 관통공 53, 54 : 상,하부 수나사산
60 : 내부마개 70 : 외부마개
B : 철근 P : 마디

Claims (10)

  1. 상단부에 철근이 삽입되는 입구(11a)가 형성되어 있고, 상부에서 하부로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부(12)가 형성되어 있는 중공부(11)를 구비한 상부 커플러바디(10a)와;
    하단부에 철근이 삽입되는 입구(11a)가 형성되어 있고, 하부에서 상부로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부(12)가 형성되어 있는 중공부(11)를 구비한 하부 커플러바디(10b)와;
    상기 상부 커플러바디(10a) 및 하부 커플러바디(10b)의 중공부(11) 내측에서 외측면이 상기 테이퍼부(12)와 연접하게 설치되고, 내측면에 철근(B)의 마디(P)가 걸리면서 지지되는 복수개의 록킹돌기(22)가 배열되어 있는 복수개의 편체(21)로 이루어진 제1록킹부재(20a) 및 제2록킹부재(20b)와;
    상기 상부 커플러바디(10a) 및 하부 커플러바디(10b)의 내측에서 상기 제1록킹부재(20a) 및 제2록킹부재(20b)를 탄력적으로 지탱하는 탄성유닛과;
    상단이 상기 상부 커플러바디(10a)의 하단부를 통해 삽입되어 결합되고, 하단이 상기 하부 커플러바디(10b)의 상단부를 통해 삽입되어 결합되면서 상부 커플러바디(10a)와 하부 커플러바디(10b)를 상호 고정하는 연결부재(50);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성유닛은,
    상기 상부 커플러바디(10a) 및 하부 커플러바디(10b) 내측에서 각각 제1록킹부재(20a) 및 제2록킹부재(20b)의 일단부에 인접하게 설치되어 상부 커플러바디(10a) 및 하부 커플러바디(10b)의 내측으로 삽입되는 철근(B)의 하단부 및 상단부와 접촉하여 가압되는 분리부(31)와, 상기 분리부(31)의 가장자리 부분에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되며 상기 각각의 편체(21)의 하단부가 삽입되어 결합되는 편체결합부(32)와, 상기 분리부(31)의 가장자리 부분과 상기 편체결합부(32)를 연결하며 분리부(31)가 철근(B)의 하단부에 의해 하측으로 가압될 때 절단되는 파단부(33)를 포함하는 제1파단홀더(30a) 및 제2파단홀더(30b)와;
    상기 제1파단홀더(30a) 및 제2파단홀더(30b)의 하측 및 상측에 각각 설치되어 상기 편체결합부(32)에 상측 및 하측으로 탄성력을 가하는 제1탄성부재(40a) 및 제2탄성부재(40b);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상부 커플러바디(10a)의 하단부 내주면과 하부 커플러바디(10b)의 하단부 내주면에 암나사산(13)이 형성되어 있고, 상기 연결부재(50)의 외면에 상기 상부 커플러바디(10a)의 암나사산(13)과 하부 커플러바디(10b)의 암나사산(13)과 나선 결합되는 상부 수나사산(53) 및 하부 수나사산(54)이 형성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 연결부재(50)는 상부면과 하부면이 개방된 원통관 형태로 이루어지며, 내부 공간의 중간 부분에 관통공(52)이 상하로 관통되게 형성되어 있는 격벽(51)이 형성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  5. 제4항에 있어서, 상기 관통공(52)에 끼워져 관통공(52)을 폐쇄하는 내부마개(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1록킹부재(20a)와 제2록킹부재(20b)는, 상기 복수의 편체(21) 사이의 공간에 삽입되며 외측 테두리 부분이 상기 편체(21)의 록킹돌기(22)에 접하면서 편체(21)의 간격을 유지하는 간격유지구(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  7. 제6항에 있어서, 상기 간격유지구(25)는 중앙에 구멍이 형성된 원형의 링 형태로 된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  8. 제1항에 있어서, 상기 상부 커플러바디(10a)의 상단 입구(11a) 또는 하부 커플러바디(10b)의 하단 입구(11a)에 착탈 가능하게 결합되면서 입구(11a)를 폐쇄하는 수지 재질의 외부마개(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상부 커플러바디(10a) 및 하부 커플러바디(10b)의 측면에는 콘크리트가 중공부(11) 내측으로 유입될 수 있도록 콘크리트도입공(14)이 중공부(11)의 내외측으로 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
  10. 제1항에 있어서, 상기 상부 커플러바디(10a)의 하단부의 내경과 하부 커플러바디(10b)의 상단부의 내경은 상이하며, 상기 연결부재(50)의 상부와 하부의 외경은 각각 상기 상부 커플러바디(10a)의 하단부의 내경과 하부 커플러바디(10b)의 상단부의 내경과 대응하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 원터치식 철근 커플러.
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