KR20180112486A

KR20180112486A - 철근 연결기

Info

Publication number: KR20180112486A
Application number: KR1020170043618A
Authority: KR
Inventors: 정기찬
Original assignee: 정기찬
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2018-10-12
Also published as: KR101969820B1

Abstract

본 발명은 용이하게 철근을 연결할 수 있으며 철근연결 후의 슬립을 방지하고 연결 강도를 강화한다. 본 발명에 따른 철근 연결기는 모든 방향으로의 마디 돌기의 위치 편차를 수용할 뿐만 아니라 다양한 형태의 철근에 공통적으로 적용가능한 구조로서, 중공 통체 형태의 중앙슬리브; 중앙슬리브의 양측에 결합되며 철근삽입구가 포함된 중공 통체 형태의 철근수용부; 상기 철근수용부의 중공 내에 들어가며 상기 철근수용부의 전체 내경면과 접촉되면서 서로 대칭적으로 대향하고 있으며 철근이 삽입되면 철근을 물어 고정시키는 1조의 철근고정편; 상기 철근수용부의 중공 및 상기 중앙슬리브의 중공에 들어가며 상기 철근고정편을 향해 탄성력을 작용시키는 탄성수단이 포함된 탄성작용부를 포함한다.

Description

철근 연결기 {Rebar coupler}

본 발명은 콘크리트 구조물의 내부 뼈대로 사용되는 철근을 이어서 사용하도록 하는 철근 연결기에 관한 것이다.

일정한 길이로 공급되는 철근을 시공 구조물의 규모에 맞추어 사용할 수 있도록 철근을 잇는 제품인 철근 커플러가 있다.

과거에는 철근을 잇기 위하여 철근의 끝 부분을 겹쳐 놓고 철사로 동여 매어서 연결하였으나(이러한 이음 방식을 '겹이음'이라고 부름), 이 방식은 작업의 불편함은 차치하고도 그 연결 강도가 약해서 대한건축학회 및 한국콘크리트학회의 표준시방서에서는 φ28 또는 D29 이상의 원형 및 이형철근에 대해서는 겹이음을 금지하고 맞댐이음을 하도록 규정하고 있다.

맞댐이음에는 두 철근의 끝단부를 맞대놓고 용접 등으로 접합하는 압접 이음과 별도의 기계 부속을 이용한 기계식 이음이 있다. 기계식 이음에 사용하는 기계 부속을 흔히 '철근 커플러'라고 부르는데, 매우 다양한 구조와 형태로 공지되어 있다.

이러한 커플러를 사용하여 철근을 연결하는 방식이 매우 다양하기 때문에 그에 따라 매우 다양한 카테고리의 분류방식이 존재하지만, 여기서는 크게 두 가지로 구분하겠다. 하나는 연결할 철근에 나사산을 깎거나 직경을 부풀리는 등 철근을 1차 가공한 후에 커플러를 사용하는 방식이고, 또 하나는 연결할 철근에 어떠한 가공도 하지 않은 상태로 별도의 커플러를 사용하여 두 철근을 연결하는 방식이다.

전자의 경우에는 별도의 철근 가공이 필요하므로 공사 현장에서의 작업성이 크게 나빠지게 되고, 후자의 경우에는 커플러의 구조상 그리고 철근 표면의 마디의 위치 편차에 의하여 철근연결 후에 철근의 슬립(미끄러짐)이 발생하게 되며 이로 인해 철근연결 후의 강도 유지가 매우 어렵다. 종래의 커플러의 경우에 슬립 길이는 약 6~7mm이다.

도 1은 일반적인 두 가지 종류의 이형철근의 외관도이다. 표면의 원주상에 반대측에서 대향하며 길이방향(축방향)으로 연속 형성된 리브(2, 2')가 있다. 각 리브(2, 2')와 수직으로 만나도록 철근의 횡방향(방사상)으로 간격을 두고 다수의 마디 돌기(4, 4')가 형성되어 있다. (a)는 마디 돌기가 곡선형으로 마치 나사산처럼 형성된 것을 나타내고, (b)는 마디 돌기가 직선형으로 형성된 것을 나타낸다. 두 가지 경우 모두 일측 반원부의 마디 돌기(4)와 타측 반원부의 마디 돌기(4')의 길이 방향으로의 위치 편차가 있다. 제작상 오차일 수도 있지만, 콘크리트 타설시의 콘크리트 자재의 부착 강도를 조금이라도 높이기 위한 의도적 조치이기도 하다.

이 밖에 도 1에서는 표현이 안 되어 있지만 각 마디 돌기는 방사상으로도 그 높낮이 편차가 있을 수 밖에 없다. 이는 주로 제작상 편차일 가능성이 크다. 종래의 커플러 결합시에는 이들 마디 돌기의 축방향 또는 방사상 위치 편차를 수용할 수 없는 구조라서 철근이 쉽게 결합되지 않는 경우가 있을 뿐만 아니라 결합된 후에도 철근 슬립이 발생. 또한 도 1의 (a), (b) 등 다양한 형태의 철근에 공통적으로 적용하기가 곤란한다.

대한민국공개특허 10-2013-0061158 (공개일: 2013. 6. 10.)

http://civileng7.tistory.com/1554

본 발명은 두 가지 철근 연결 방식 중 후자의 방식에 속하는 철근 커플러에 있어서의 단점을 해소하여, 용이하게 철근을 연결할 수 있으며 철근연결 후의 슬립을 방지하고 연결 강도를 강화하고자 개발되었다.

본 발명에 따른 철근 연결기는 모든 방향으로의 마디 돌기의 위치 편차를 수용할 뿐만 아니라 다양한 형태의 철근에 공통적으로 적용가능한 구조로서, 중공 통체 형태의 중앙슬리브; 중앙슬리브의 양측에 결합되며 철근삽입구가 포함된 중공 통체 형태의 철근수용부; 상기 철근수용부의 중공 내에 들어가며 상기 철근수용부의 전체 내경면과 접촉되면서 서로 대칭적으로 대향하고 있으며 철근이 삽입되면 철근을 물어 고정시키는 1조의 철근고정편; 상기 철근수용부의 중공 및 상기 중앙슬리브의 중공에 들어가며 상기 철근고정편을 향해 탄성력을 작용시키는 탄성수단이 포함된 탄성작용부를 포함한다.

여기서, 상기 철근수용부는 그 내부 직경이 철근삽입구로부터 내측으로 가면서 점진적으로 커지도록 경사진 내경 사면을 포함하고, 상기 1조를 구성하는 각 철근고정편은 상기 철근수용부의 내경 사면에 상응하는 형상으로 경사진 외측 사면을 포함함으로써, 상기 탄성작용부의 탄성수단의 탄성 작용에 의해서 상기 철근수용부의 내경 사면에 상기 철근고정편의 외측 사면이 접촉되도록 한다.

바람직한 실시예에서, 상기 1조의 철근고정편이 대향하여 이루어지는 공간에는 이들 철근고정편을 방사상으로 밀어 내어 서로 이격시켜서 상기 외측 사면을 상기 철근수용부의 내경 사면에 밀착시키는 이격판이 추가로 포함될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 철근수용부는 상기 내경 사면이 끝나는 지점과 단차를 두고 이어지는 비경사면인 내부 직면을 추가로 포함할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 탄성작용부는 일측은 개방되어 있고 타측에는 폐쇄면이 있는 통체로, 폐쇄면이 상기 중앙슬리브 쪽을 향하고 개방측이 철근수용부의 내부로 들어가도록 구성할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 중앙슬리브를 내부에서 횡으로 가로지르는 횡벽을 추가로 포함할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 탄성작용부에는 상기 폐쇄면의 주변부에 설치되어 상기 탄성수단이 수납되는 공간이 추가로 포함될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 1조의 각 철근고정편은 철근삽입구와 인접하여 삽입되는 철근을 받아들이는 선단부와; 탄성작용부의 탄성수단과 접촉하여 탄성력을 받는 종단부와; 상기 선단부와 종단부의 사이에, 삽입된 철근의 마디 돌기를 수용하는 깊이로 형성된 적어도 하나의 함입부를 추가로 포함할 수 있다.

여기서 선단측 함입부와 종단측 함입부의 측벽은 선단방향 및 종단방향으로 경사진 경사면으로 가공할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 1조의 각 철근고정편은, 상기 외측 사면과 단차를 두고 이어지는 비경사면을 추가로 포함할 수 있다.

이상의 철근 연결기의 기술 사상은 이하에서 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시 형태에 의해 더욱 명확해질 것이다.

본 발명에 따르면 종래 철근 커플러의 단점을 해소하여, 별도의 기구나 자재 없이 용이하게 직접 철근을 연결할 수 있으며, 어떠한 유형의 철근이든 연결 후의 철근의 슬립을 방지할 수 있고, 구조상 철근의 연결 강도가 강화된다.

도 1은 일반적인 철근의 외관
도 2는 본 발명에 따른 철근연결기의 한 실시예의 외관 사시도
도 3은 도 2의 철근연결기 실시예의 분해사시도
도 4는 도 3에 나타낸 부분품들이 결합된 상태의 종단면도
도 5는 도 4의 A-A' 단면도
도 6은 중앙슬리브(10)의 단면도
도 7은 철근수용부(20)의 단면도
도 8a는 탄성작용부(30)의 종단면도, 도 8b는 그 횡단면도
도 9는 1조의 철근고정편(28, 28')의 종단면
도 10은 도 2의 철근연결기에 철근을 삽입한 모습을 나타내는 단면도

도 2는 본 발명에 따른 철근연결기 실시예의 외관 사시도이다.

가운데 있는 중앙슬리브(10)의 축방향 양측으로, 대칭 형태의 철근수용부(20)의 외경에 있는 나사가 중앙슬리브(10)의 내면에 형성된 나사산에 체결된다. 철근수용부(20)의, 중앙슬리브(10)에 결합된 반대측에는 철근삽입구(22)가 있다. 철근삽입구(22)의 직경은 현장에서 연결을 위해 삽입하는 철근(1)의 총 외경(즉, 도 1에 나타낸 것과 같이 리브(2, 2') 및 마디 돌기(4, 4')를 포함한 외경)보다 크도록 설계되어야 할 것이다.

도 3은 도 2에 나타낸 실시예에 따른 철근연결기의 분해사시도이다.

철근수용부(20)의, 중앙슬리브(10)에 들어가서 보이지 않는 부분의 구조 및 구성요소들을 볼 수 있다. 철근수용부(20)는 수용부몸체(24)와, 이 수용부몸체의 일부분의 외경에 나사산이 형성된 결합부(26)가 있다. 수용부몸체(24)와 결합부(26)는 내부가 빈 통형을 이루고 있다. 즉, 철근삽입구(22)와 통하는 중공 구조이다. 그 내부 구조는 추후에 설명하기로 한다. 도 3에서는 수용부몸체(24)가 결합부(26)보다 약간 직경이 큰 것으로 표현되어 있지만, 원리상 필수적인 것은 아니다. 그리고 도 3에서는 철근수용부(20)의 외관을 원통형으로 표현하였지만, 실제로는 사각, 오각, 육각, 팔각 등의 다면 통형으로 제작할 수 있음은 자명하다. 마찬가지로 도 3에서 중앙슬리브(10)의 외관을 원통형으로 표현하였지만, 실제로는 사각, 오각, 육각, 팔각 등의 다면 통형으로 제작할 수 있음은 자명하다.

탄성작용부(30)가 중앙슬리브(10) 내에 들어간다. 탄성작용부(30)의 일부qnw은 철근수용부(20)의 내부 공간(중공)에도 들어간다. 탄성작용부(30)는 대략 통형인데, 한 쪽은 개방면이고 다른 쪽은 삽입된 철근을 정지시키는 역할을 하는 폐쇄면(32)이다. 철근수용부(20)의 내부 중공에는 또한 한 조의 철근고정편(28, 28')이 들어간다. 본 실시예에서는, 철근삽입구(22)로 삽입된 철근(도 2의 1)은 그 방사상으로 양측에 위치하는 두 조각의 철근고정편(28, 28')이 이루는 중앙 공간을 통과해서 탄성작용부(30)의 종단 폐쇄면(32)까지 진입한다. 철근(1)은 철근고정편(28, 28')의 쐐기 작용에 의해 철근수용부(20) 내에서 고정된다.

도 3에 나타낸 각 부분의 구조와 작용은 이후에 다른 도면을 통해 더 자세히 설명하겠다.

도 4는 도 3에 나타낸 부분품들이 결합된 상태의 철근연결기의 종단면도이고, 도 5는 도 4의 A-A' 단면도이다. 도 4는 아직 건축 현장에서 철근삽입구(22)로 철근을 삽입하지 않은 상태의 철근연결기 구조를 나타내고 있다. 중앙슬리브(10)의 축방향 좌우 양측은 대칭이므로 이하의 설명에서는 한 쪽에 관해서만 설명하기로 한다.

중앙슬리브(10)의 내경에 형성된 나사산에, 수용부몸체(24)의 일부분의 외경에 나사산이 형성된 결합부(도 3의 26)가 체결되어 있다. 도 4에서는 양측의 수용부몸체(24)와 중앙슬리브(10)와의 결합 깊이가 서로 다르게 조립되어 있는 것을 표현하였다. 사용자가 철근(1) 삽입 후에 수용부몸체(24)를 돌려서 더욱 견고하게 철근을 고정시킬 수 있음을 보여주기 위한 것이다. 수용부몸체(24)의 내부를 보면, 그 내부 직경이 철근삽입구(22)로부터 결합부(26) 쪽으로, 즉, 중앙슬리브(10) 쪽으로 가면서 점점 커지도록 경사진 내경 사면(25)을 갖는다. 내경 사면(25)이 끝나는 지점부터는 일정한 내직경을 이루도록 비경사면으로 가공된다.

철근고정편(28, 28')은 동일한 형태의 1조의 조각이 각각 대략 반원 형태로 수용부몸체(24)의 전체 내경면과 접촉되면서 서로 대칭적으로 대향하고 있다(도 5 참조). 본 실시예에서는 철근고정편(28, 28')을 두 조각이 1조를 이루도록 구성하였지만 세 조각이 1조를 이루도록 구성할 수도 있다.

철근고정편(28, 28')의 각 조각의 형상은 대략, 상기 수용부몸체(24)의 내경 사면(25)에 접촉되는 형상으로 경사진 외측 사면(27, 27')과, 삽입구(22) 쪽의 선단부(29, 29') 및 그 반대쪽의 종단부(31, 31')로 이루어진다. 철근고정편(28, 28')의 각 조각은 서로 마주보도록 대칭으로 위치하며 그 각각의 배면(즉, 반원의 볼록면)은 수용부몸체(24)와 결합부(도 3의 26)의 전체 내경면에 접촉되어 있다. 이들 1조의 철근고정편(28, 28')의 대향측(즉, 반원의 오목면)이 이루는 공간에는 이들 철근고정편(28, 28')을 방사상으로 밀어 내어 서로 이격시켜서 수용부몸체(24)의 내경면에 밀착되도록 하는 이격판(34)이 끼워져 있다. 철근고정편(28, 28')의 구조 및 작용에 대한 자세한 설명은 차후에 설명한다.

탄성작용부(30)는 일측은 개방되어 있고 타측에는 폐쇄면(32)이 있는 통체로서 대략 'ㄷ' 형상의 종단면을 갖는다. 폐쇄면(32)이 중앙슬리브(10) 쪽을 향하도록, 그리고 개방측이 철근수용부(20)의 결합부(26)의 내부로 들어가도록 조립된다. 따라서 탄성작용부(30)의 외직경은 철근수용부(20)의 내직경보다 작아야 할 것이다. 탄성작용부(30)의 원주 주변부에는 스프링(36, 36')이 철근고정편(28, 28')을 향해 탄성력이 작용하도록 설치되어 있다(추후 도 8a, 8b를 통해 자세히 설명함). 각 철근고정편(28, 28')의 양단 중 종단부(31, 31')가 각각 이들 스프링(36, 36')에 접촉된다. 탄성작용부(30)는 도 5에는 A-A'의 절개 위치상 표현되지 않았다. 별도로 설명하기로 한다.

도 6은 중앙슬리브(10)의 종단면도이다. 도 3의 외부 사시도와 함께 참조한다. 중앙슬리브(10)는 전체적으로 슬리브 형태의 통체(38)이며, 그 내경면에 나사산(40)이 형성되어 있다. 그리고 축방향 기준으로 대략 중앙 위치의 내부에는 이 통체(38)를 횡으로 가로지르는 횡벽(42)이 있다. 이 횡벽(42)의 양측으로 도 3과 같이 각각 철근수용부(20)가 결합되고 각 철근수용부(20)마다 철근(1)이 삽입된다. 횡벽(42)에는 중앙에 관통공(44)이 형성되어 있는데, 이 관통공은 필수 구성요소는 아니다.

도 7은 철근수용부(20)의 단면도이다. 철근수용부(20)도 하나의 통체로서 수용부몸체(24)와 그 내경 사면(25) 그리고 결합부(26)에 대해서는 앞에서 언급하였다. 결합부(26)의 외경면에는 나사산(46)이 형성되어 있다. 수용부몸체(24)는 결합부(26)보다 단차(48)를 두고 약간 더 외직경이 큰 것으로 되어 있지만, 필수적인 것은 아니다. 다시 도 4를 되돌아보면, 수용부몸체(24)의 내경 사면(25)에는 철근고정편(28, 28')의 외측 사면(27, 27')이 접촉하게 될 것이고, 결합부(26)의 내부 직면(23)에는 탄성작용부(30)의 외경면이 들어가게 될 것이다. 내경 사면(25)과 내부 직면(23)은 단차(50)를 두고 이어진다. 나중에 설명하겠지만 이 단차(50)는 철근고정편(28, 28')에 있는 다른 단차(62, 62')가 걸리도록 하는 역할을 한다. 이에 관하여는 추후에 상세히 설명한다.

도 8a는 탄성작용부(30)의 종단면도이고 도 8b는 횡단면도이다. 두 도면을 함께 참조하여 설명한다. 탄성작용부(30)는 앞에서 언급한 것과 같이, 일측은 개방면이고 타측은 폐쇄면(32)이 있는 'ㄷ'형 통체이다. 폐쇄면(32)의 주변부에는 개방면 쪽으로 스프링(36, 36')이 수납되는 공간을 이루도록 벽(54, 56)(54', 56')이 폐쇄면(32)에 대해 수직으로 설치되어 있다. 이 수직벽(54, 56)(54', 56')은 도 8b에서처럼 통체의 주변부 양측에 대칭 위치에 각각 반원형 공간을 이루도록 세워진다. 각 수직벽(54, 56)(54', 56')이 이루는 반원형 공간 안에 스프링이 수납된다. 도 8a의 표현은 개념 설명도로서 두 개의 스프링(36, 36')을 표시하고 있지만, 실제로는 도 8b에서와 같이 수직벽(54, 56)(54', 56')이 이루는 한 조의 반원형 공간 내에 각각 두 개씩의 스프링(36a 36b)(36a', 36b')이 수납된다. 스프링의 개수, 형태, 유형은 임의적이다. 가령, 도면에서는 타원 단면의 탄창형 스프링을 표시하였으나, 실제로는 그 밖에 탄성력을 수직으로 작용시키는 한 어떠한 형태의 스프링(코일스프링, 판스프링 등)도 사용가능하다.

수직벽들 중 안쪽에 있는, 즉, 중심부에 가까운 쪽에 있는 수직벽(56, 56')의 말단부는 각각 그 내부 공간 안쪽으로 단차(55, 55')를 갖고 있다. 이 단차(55, 55')는 두 가지 역할을 한다. 하나는 안에 수납된 스프링(36, 36')이 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이고, 다른 하나는 사용시에 철근고정편(28)의 종단부(31)에 있는 훅(도 9의 70)과 결합되도록 하기 위한 것이다. 이에 대해서는 추후에 설명한다.

도 9는 1조의 철근고정편(28, 28')의 종단면도이다. 횡단면은 도 5를 참조바라고, 대략적인 외관 사시도는 도 3을 참조바란다. 각 철근고정편(28, 28')은 철근수용부(20)의 내경면, 특히, 내경 사면(25)의 형상에 상응하는 형상으로 제작되어, 철근수용부(20) 내에서 방사상으로 내경에 접촉되고 축방향으로 전후 이동하여 철근을 적절한 위치에서 물어서 고정하는 웨지(쐐기)의 역할을 한다(도 4 참조). 각 철근고정편(28, 28')의 횡단면은 대략 반원 형태인데(도 5 참조), 한 조의 반원형 조각이 서로 대칭형으로 마주보고 있으며, 그 등쪽(배면, 볼록면)은 철근수용부(20)의 내경면에 접촉되고, 서로 마주보는 배쪽(오목면)이 이루는 공간에 철근(1)이 삽입되어 물리게 된다.

한 조의 철근고정편(28, 28')은 서로 대칭형이므로 도 9의 윗부분에 표시한 하나의 철근고정편(28)에 대해서만 대표로 설명하기로 한다. 철근고정편(28)은 중앙 몸통(56)을 중심으로 그 축방향 양측에, 철근삽입구(22) 쪽을 향하는 선단부(29)와 탄성작용부(30) 쪽을 향하는 종단부(31)를 갖는다. 중앙 몸통(56)의 등쪽은 축방향으로 경사지지 않은 비경사면(61)이며 이 비경사면(61)은 외측 사면(27)과 이어진다. 비경사면(61)과 외측 사면(27)이 만나는 곳에는 단차(62)가 형성되어 있다. 중앙 몸통(56)의 안쪽(반원형의 오목면)에는 내측으로 융기되어 있는 내측 융기부(58)가 있다. 이 내측 융기부(58)의 표면에는, 대향하는 중앙 몸통(56')의 안쪽과의 사이에 이격판(도 4의 34)을 끼우고 나서 이 이격판(34)이 미끄러지지 않고 제 위치에 있도록 유지시키는 요철면(60)이 형성되어 있다.

선단부(29)는 철근삽입구(도 4의 22) 위치로부터 외측 사면(27)이 시작되는 지점으로서, 상기 내측 융기부(58)의 표면, 즉, 요철면(60)과 대략 동일한 가상면 상에 있는 내측 직면(33)을 포함한다. 그리고 이 내측 직면(33)과 이 선단부(29)의 가장 끝부분의 단면(마구리)과의 사이는 철근삽입구(22) 쪽을 향하여 경사져 있어서, 철근(1)의 삽입이 용이하도록 되어 있다(차후 도 10에 관한 설명 내용 참조요).

그리고 이 선단부(29)와 내측 융기부(58) 사이에는, 내측 직면(33)과 요철면(60)보다 더 오목하게 들어간 선단측 함입부(64)가 있다. 도 9에서 선단측 함입부(64)의 폭은 w로 나타내었고, 함입깊이, 즉, 내측 직면(33)의 높이는 h로 나타내었다. 선단측 함입부는 철근의 마디 돌기(도 1의 4)가 들어가게 되는 부분이다. 따라서 w는 최소한, 철근의 마디 돌기(도 1의 4)의 축방향 폭보다 커야 하며, h는 최소한, 철근의 마디 돌기(도 1의 4)의 방사상 돌출 높이보다 커야 한다. 또한 내측 융기부(58)의 표면, 즉, 요철면(60)은 종단부(31) 쪽을 향해 상기 선단측 함입부(64)와 대략 동일한 함입깊이 h로 종단측 함입부(66)와 이어진다. 그리고 이 종단측 함입부(66)는 종단 쪽을 향해 가면서 다시 2차로 함입되는 종단 내측직면(68)을 형성하여 최종적으로 종단부(31)를 이루게 된다. 종단부 내측직면(68)의 끝 부분에는 훅(70)이 돌출되어 있다.

선단측 함입부(64)와 종단측 함입부(66)의 측벽은 선단방향 및 종단방향으로 모두 경사져 있다. 향후에 철근(1)이 삽입되면 철근의 마디 돌기가 이들 함입부(64, 66) 속에 들어가게 되는데, 철근(1) 삽입시에 함입부(64, 66)의 측벽에 걸려도 부드럽게 계속 진행할 수 있도록 하기 위하여 경사 형성된 것이다. 함입부(64, 66)의 작용에 대해서는 마지막에 도 10을 참조하여 설명할 것이다.

도 10은 지금까지 설명한 철근연결기에 철근을 삽입한 모습을 나타내는 단면도로서, 설명의 편의상, 중앙슬리브(10)의 한 쪽에만 철근을 삽입한 모습을 나타낸다. 철근을 삽입하기 전인 도 4의 우측 부분, 그리고 앞에서 설명한 각 부분품들을 도시한 도면들과 비교하여 설명한다.

먼저, 도 4와 같이 건축 현장에서 철근삽입구(22)에 철근(1)을 삽입하기 전의 철근연결기에 대해 보충 설명한다. 중앙슬리브(10)의 내부 횡벽(도 4의 42)에 탄성작용부(30)가 그 폐쇄면(32)이 접촉되도록 삽입되고, 탄성작용부(30)에 있는 각 스프링(36, 36')에 한 조의 철근고정편(28, 28')의 각 종단부(31, 31')가 접촉되도록 삽입된다. 이들 탄성작용부(30)와 철근고정편(28, 28')이 철근수용부(20)의 내부로 들어가도록 철근수용부(20)의 결합부(도 5와 도 7의 26)의 외경면 나사산(46)이 중앙슬리브(10) 내경면 나사산(40)에 체결된다. 그리고 철근고정편(28, 28')을 방사상으로 벌려 놓기 위하여, 대향하고 있는 철근고정편(28, 28')의 안쪽 요철면(60, 60') 사이에 이격판(34)을 끼워 넣어서 철근고정편(28, 28')의 중앙 몸통(56, 56')의 등쪽 비경사면(61, 61')이 철근수용부(20)의 결합부(26)의 내경면에 밀착되고 철근고정편(28, 28')의 외측 사면(27, 27')이 수용부몸체(24)의 내경 사면(25)에 밀착되도록 한다. 이들 비경사면(61)은 도 4에서는 결합부(26)의 내경면에 접촉되어 있지만, 도 10에서는 철근고정편(28, 28')의 위치가 이동되어 수용부몸체(24)의 내경 사면(25)에 일부가 접촉하게 된다.

도 4에서는 좌측의 철근수용부(20)와 우측의 철근수용부(20)의 위치가 다르게 표현되어 있다. 좌측에는 철근수용부(20)가 중앙슬리브(10)의 내측으로 더 많이 들어가도록 수용부몸체(24)를 돌려서 집어 넣은 것을 나타내고, 우측에는 철근수용부(20)를 덜 돌려서 중앙슬리브(10) 내측으로 조금만 들어가도록 한 것을 나타내고 있다. 좌측에서는 철근수용부(20)를 많이 돌려 넣었기 때문에 그 내경 사면(25)에 의해 철근고정편(28, 28')의 외측 사면(27, 27')이 밀려서 그 종단부(31, 31')가 스프링(36, 36')을 더 많이 압축시키고 있다. 반면에, 우측에서는 철근수용부(20)를 적게 돌려 넣었기 때문에 그 내경 사면(25)에 접촉하는 철근고정편(28, 28')의 외측 사면(27, 27')이 덜 밀려 들어가고 그에 따라 종단부(31, 31')가 스프링(36, 36')을 덜 압축시키고 있다. 이때, 수용부몸체(24)와 결합부(26)의 내경면에 있는 단차(50)와 철근고정편(28, 28')의 등쪽에 있는 단차(62, 62')가 서로 맞물리기 때문에 수용부몸체(24)를 돌려서 철근수용부(20)를 중앙슬리브(10) 쪽으로 넣으면 그에 따라 내부에 있는 철근고정편(28, 28')도 함께 중앙슬리브(10) 쪽으로 들어가고 스프링(36, 36')을 압축하게 되는 것이다. 좌측이든 우측이든 모두, 철근고정편(28, 28')의 외측 사면(27, 27')은 스프링(36, 36')의 탄성 반발 작용에 의해서 철근수용부(20)의 수용부몸체(24)의 내경 사면(25)과 항상 밀착되어 있게 된다.

이제, 도 10에서와 같이 철근수용부(20)의 철근삽입구(22)에 철근(1)을 삽입하면 이격판(34)이 철근(1)에 의해 분리되고 철근(1)은 계속 삽입되어 탄성작용부(30)의 폐쇄면(32)까지 진입하여 멈추게 된다. 좀더 구체적으로 설명한다. 철근삽입구(22)로 철근(1)을 삽입하면 철근(1)의 선단면이 철근고정편(28, 28')의 선단부(29, 29')가 이루는 공간으로 들어가는데, 이때 선단부(29, 29')의 진입부 단면의 안쪽이 경사져 있으므로 철근(1)이 용이하게 철근고정편(28, 28')의 사이 공간으로 삽입될 수 있다. 이와 함께 철근의 표면에 있는 마디 돌기(4a, 4b, 4a', 4b') 중 가장 앞에 있는 마디 돌기(4a, 4a')가 삽입되면서 대향하는 철근고정편(28, 28')의 선단부(29, 29')가 이루는 공간을 지나가게 된다. 이때 계속하여 진입하면 중앙 몸통(56, 56')의 내측 융기부(58, 58')에 마디 돌기(4a, 4a')가 걸리게 되어, 철근고정편(28, 28')이 탄성작용부(30)쪽으로 밀리게 되고, 이에 따라 외측 사면(27, 27')이 수용부몸체(24)의 내경 사면(25)을 따라 미끄러지면서 마주보는 내측 융기부(58, 58') 사이의 거리가 멀어지게 되고, 마디 돌기(4a, 4a')는 걸리지 않고 계속 진행할 수 있게 되어, 철근(1)의 선단면이 폐쇄면(32)까지 도달하게 된다.

철근(1)이 폐쇄면(32)에 의해 더 이상 진입을 하지 못하게 되면, 이 상태에서 약간 철근(1)을 후퇴시키는 등의 미세 이동에 의해서 철근(1)의 각 마디 돌기(4a, 4b, 4a', 4b')의 위치가 철근고정편(28, 28')의 선단측 함입부(64)와 종단측 함입부(66) 내에 들어가게 되고, 이에, 마디 돌기(4a, 4b, 4a', 4b')에 의해 저항을 받지 않게 된 철근고정편(28, 28')은 스프링(36, 36')의 탄성 반발력에 의해 그 선단부(29, 29')가 철근삽입구(22) 쪽으로 밀리게 되고, 이때에 내경 사면(25)을 타고 철근고정편(28, 28')의 외측 사면(27, 27')이 슬라이딩되면서 대향 철근고정편(28, 28')이 서로 오무라져 철근(1)을 꽉 물게 된다. 이로써 도 10에서와 같이 철근(1)의 마디 돌기(4a, 4b, 4a', 4b')는 각각 해당 위치에 놓인 종단측 함입부(66) 및 선단측 함입부(64)에 들어가게 되어 철근고정편(28, 28')에 의해 더욱 견고하게 고정된다. 더욱이, 이 상태에서 철근수용부(20)의 수용부몸체(24)를 중앙슬리브(10) 쪽으로 더 돌려주면 각 마디 돌기(4a, 4b, 4a', 4b')와 그에 상응하는 종단측 함입부(66) 및 선단측 함입부(64)와의 위치가 더 정확하게 정렬될 것이다.

한편, 도 10에서 윗쪽 반원부에 있는 마디 돌기(4a, 4b)와 아래쪽 반원부에 있는 마디 돌기(4a', 4b')의 축방향 위치 편차가 있는 것을 볼 수 있다. 본 발명에서는 이러한 경우에도 한 쪽의 철근고정편(28)과 다른 쪽의 철근고정편(28')이 독립해서 작동하므로 마디 돌기의 위치 편차에 상응하게 독립적으로 각 마디 돌기에 철근고정편(28, 28')이 물리게 되어, 연결 후의 철근의 슬립 현상이 제거된다. 도 10에서 마디 돌기 4a, 4b와 마디 돌기 4a', 4b'의 위치 편차에 대응하여 위쪽 철근고정편(28)의 위치와 아래쪽 철근고정편(28')의 위치가 다름을 알 수 있다. 또한, 도 10에 도시한 형태의 철근(1)과 다른 형태의 비정형 철근의 경우에도 이와 동일한 원리로 견고하게 고정이 가능하다.

한편, 도 10에서 좌측에 표시한 철근고정편(28, 28')은 철근수용부(20)를 깊이 결합해놓지 않고 이격판(34)에 의해서 철근고정편(28, 28')이 최대로 벌어져 있게 됨으로써, 철근고정편(28, 28')의 등쪽이 철근수용부(20)의 내경면에 접촉하게 되어 그 종단부(31, 31')의 종단부 내측직면(68, 68')이 탄성작용부(30)의 안쪽 수직벽과 떨어지도록 위치하고 있음을 볼 수 있다. 따라서 이 때에 탄성작용부(30)의 안쪽 수직벽의 내공간쪽 단차(55, 55')는 온전히 스프링(36, 36')의 이탈 방지 역할을 하게 된다. 반면에, 우측에 표시한 철근고정편(28, 28')은 이격판(34)이 분리되었고 삽입된 철근(1)의 마디 돌기(4a, 4a', 4b, 4b')에 의해 밀려 있으며 이와 동시에 철근수용부(20)를 깊숙히 돌려 놓았기 때문에, 철근고정편(28, 28')이 탄성작용부(30) 쪽으로 밀리면서 각 철근고정편(28, 28') 사이의 거리가 좁아져 그 종단부(31, 31')의 종단부 내측직면(68, 68')이 탄성작용부(30)의 안쪽 수직벽에 접촉되어 있음을 볼 수 있다. 따라서 탄성작용부(30)의 안쪽 수직벽의 내공간쪽 단차(55, 55')와 철근고정편(28, 28')의 훅(70)은 동일선상에 있게 된다. 혹시라도 철근고정편(28, 28')이 탄성작용부(30)로부터 멀어지더라도 이들 단차(55, 55')와 훅(70)이 맞물리게 되어 철근고정편(28, 28')의 완전 분리가 방지될 수 있다.

또한 도 10의 우측을 보면, 철근고정편(28, 28')의 사이가 좁아지게 되면서, 수용부몸체(24)의 단차(50)와 철근고정편(28, 28')의 단차(62, 62')의 맞물림이 해제되어서 철근고정편(28, 28')의 중앙 몸통(56, 56')의 비경사면(61, 61')이 수용부몸체(24)의 내경 사면(25)과 일부 접촉하게 된다.

철근(1), 리브(2,2'), 마디 돌기(4a,4a',4b,4b'), 중앙슬리브(10), 철근수용부(20), 철근삽입구(22), 내부 직면(23), 수용부몸체(24), 내경 사면(25), 결합부(26), 외측 사면(27,27'), 철근고정편(28,28'), 선단부(29,29'), 탄성작용부(30), 종단부(31,31'), 폐쇄면(32), 내측 직면(33,33'), 이격판(34), 스프링(36,36'), 스프링(36a,36b)(36a',36b'), 통체(38), 나사산(40), 횡벽(42), 관통공(44), 나사산(46), 단차(48), 단차(50), 수직벽(54,56)(54',56'), 단차(55,55'), 중앙 몸통(56,56'), 내측 융기부(58,58'), 요철면(60,60'), 비경사면(61,61'), 단차(62,62'), 선단측 함입부(64,64'), 종단측 함입부(66,66'), 종단 내측직면(68,68'), 훅(70,70')

Claims

중공 통체 형태의 중앙슬리브(10);
중앙슬리브의 양측에 결합되며 철근삽입구가 포함된 중공 통체 형태의 철근수용부(20);
상기 철근수용부(20)의 중공 내에 들어가며 상기 철근수용부(20)의 전체 내경면과 접촉되면서 서로 대칭적으로 대향하고 있으며 철근이 삽입되면 철근을 물어 고정시키는 1조의 철근고정편(28, 28');
상기 철근수용부(20)의 중공 및 상기 중앙슬리브(10)의 중공에 들어가며 상기 철근고정편(28, 28')을 향해 탄성력을 작용시키는 탄성수단이 포함된 탄성작용부(30)를 포함하는 철근 연결기로서,
상기 철근수용부(20)는 그 내부 직경이 철근삽입구로부터 내측으로 가면서 점진적으로 커지도록 경사진 내경 사면을 포함하고, 상기 1조를 구성하는 각 철근고정편(28, 28')은 상기 철근수용부(20)의 내경 사면에 상응하는 형상으로 경사진 외측 사면을 포함하여,
상기 탄성작용부(30)의 탄성수단의 탄성 작용에 의해서 상기 철근수용부(20)의 내경 사면에 상기 철근고정편(28, 28')의 외측 사면이 접촉되어 있게 하는 것을 특징으로 하는 철근 연결기.
제1항에 있어서, 상기 1조의 철근고정편(28, 28')이 대향하여 이루어지는 공간에 이들 철근고정편(28, 28')을 방사상으로 밀어 내어 서로 이격시켜서 상기 외측 사면을 상기 철근수용부(20)의 내경 사면에 밀착시키는 이격판을 추가로 포함하는 철근 연결기.
제1항에 있어서, 상기 철근수용부(20)는 상기 내경 사면이 끝나는 지점과 단차를 두고 이어지는 비경사면인 내부 직면을 추가로 포함하는 철근 연결기.
제1항에 있어서, 상기 탄성작용부(30)는 일측은 개방되어 있고 타측에는 폐쇄면이 있는 통체로, 폐쇄면이 상기 중앙슬리브(10) 쪽을 향하고 개방측이 철근수용부(20)의 내부로 들어가는 것을 특징으로 하는 철근 연결기.
제1항에 있어서, 상기 중앙슬리브(10)를 내부에서 횡으로 가로지르는 횡벽(42)을 추가로 포함하는 철근 연결기.
제1항에 있어서, 상기 탄성작용부(30)는 상기 폐쇄면의 주변부에 설치되어 상기 탄성수단이 수납되는 공간을 추가로 포함하는 철근 연결기.
제1항에 있어서, 상기 1조의 각 철근고정편(28, 28')은
철근삽입구와 인접하여 삽입되는 철근을 받아들이는 선단부와,
탄성작용부(30)의 탄성수단과 접촉하여 탄성력을 받는 종단부와,
상기 선단부와 종단부의 사이에, 삽입된 철근의 마디 돌기를 수용하는 깊이로 형성된 적어도 하나의 함입부를 추가로 포함하는 철근 연결기.
제7항에 있어서, 선단측 함입부와 종단측 함입부의 측벽은 선단방향 및 종단방향으로 경사진 경사면인 것을 특징으로 하는 철근 연결기.
제1항에 있어서, 상기 1조의 각 철근고정편(28, 28')은, 상기 외측 사면과 단차를 두고 이어지는 비경사면을 추가로 포함하는 철근 연결기.