KR20190067964A - 구조용 커플러 - Google Patents

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KR20190067964A
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박준우
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    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/162Connectors or means for connecting parts for reinforcements
    • E04C5/163Connectors or means for connecting parts for reinforcements the reinforcements running in one single direction
    • E04C5/165Coaxial connection by means of sleeves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B7/00Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections
    • F16B7/18Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections using screw-thread elements
    • F16B7/182Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections using screw-thread elements for coaxial connections of two rods or tubes

Abstract

본 발명은 서로 다른 콘크리트 부재에 매설되며 끝단부 외주면 둘레를 따라 제1나사산이 형성된 한 쌍의 이형철근; 타단부 외주면 둘레를 따라 제3나사산이 형성되고 일단부는 상기 타단부 외주면 둘레보다 큰 외주면 둘레를 갖도록 단차가 형성되며 내주면 둘레를 따라 상기 이형철근에 형성된 제1나사산에 나사결합되는 제2나사산이 형성되는 후크슬리브; 내주면 둘레를 따라 상기 후크슬리브에 형성된 제3나사산이 나사결합되는 제4나사산이 형성되는 락너트; 상기 후크슬리브가 수용될 수 있도록 내부가 중공되고, 중공된 내부 일단부에는 상기 후크슬리브의 일단부 외주면 둘레보다 작고 상기 후크슬리브의 타단부 외주면 둘레보다 큰 둘레를 갖는 단차가 형성되며 일단부 내주면 둘레를 따라 제5나사산이 형성되는 제1커플러; 및 상기 후크슬리브가 수용될 수 있도록 내부가 중공되고, 중공된 내부 타단부에는 상기 후크슬리브의 일단부 외주면 둘레보다 작고 상기 후크슬리브의 타단부 외주면 둘레보다 큰 둘레를 갖도록 단차가 형성되며 일단부 외주면 둘레를 따라 상기 제1커플러에 형성된 제5나사산에 나사결합되는 제6나사산이 형성되는 제2커플러;를 포함한다.

Description

구조용 커플러{STRUCTURAL COUPLER}
본 발명은 구조용 커플러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 이형철근이 상호 이격되거나 중심축이 서로 다르더라도 용이하게 연결할 수 있는 구조용 커플러에 관한 것이다.
철근은 콘크리트 속에 묻혀 콘크리트를 보강하기 위해 사용되는 강재로서, 크게 원형철근과 이형철근으로 구분된다.
원형철근은 철근 표면에 마디가 없는 것을 지칭하고, 이형철근은 철근 표면에 마디와 리브가 있는 것을 지칭하는데, 최근의 건설공사에서는 콘크리트와의 부착력이 크고, 콘크리트에 균열이 생길 때에 균열 폭이 작아지는 이점을 갖는 이형철근이 주로 사용되고 있다.
한편, 철근은 콘크리트의 보강재 등 구조물을 보강하기 위해 사용될 때 이웃하는 철근과 용접에 의하여 결합하거나, 철근이음구(철근이음장치)에 의하여 연결하게 되는데, 철근의 끝단 부분에 고정될 때 조립의 한계로 인하여 초기변형이 발생할 우려가 있을 뿐만 아니라 조립 후 초기슬립이 빈번하게 발생하는 것은 물론, 호환성이 좋지 않아 철근의 종류에 따라 그 구조를 변경하여야 하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국등록실용신안 제20-0223677호에는 철근의 마디를 이용한 체결이 가능토록 한 '철근이음구조'를 개시하고 있다.
'철근이음구조'는 내주면에 홈이 형성된 반원통체 한 쌍과 상기 반원통체의 양단부에 체결되는 커플링과 상기 반원통체와 커플링의 사이에 결합되어 이격을 줄이는 고정철핀으로 구성된다.
이러한 '철근이음구조'는 반원통체의 내주면에 형성된 홈을 철근의 돌출된 마디에 맞물리게 결합하고 반원의 고정철핀을 반원통체의 단부에 장착한 후 커플링을 결합함으로서 체결되는 구조는 갖는다. 즉, 상기 철근의 마디와 반원통체의 홈이 걸리는 힘에 의해 철근이 축방향으로 체결이 이루어지는 것이다.
그러나 상기 철근은 자체 무게가 크기 때문에 철근이음장치에 큰 인장력이 발생하여 철근의 마디에 하중이 집중됨에 따라 철근 마디 부분이 왜곡, 마모, 심할 경우 파손에 이르게 되어 그 체결력을 상실하게 된다. 즉, 철근 자체가 원형이기 보다는 일정크기의 오차범위를 갖는 타원의 형태를 갖기 때문에 이에 결합되는 반원통체가 정확하게 철근의 외면과 접하지 않고 반원통체 하나에 하나씩의 접선이 이루어지는 방식으로 체결되고, 마디도 반원통체의 홈에 정확하게 삽입되지 않고 이격거리가 있으므로 철근이음장치에 작용하는 인장력은 다수의 체결부위에 순차적으로 작용하여 철근마디의 왜곡, 마모, 심할 경우 파손에 이르게 되어 그 체결력이 상실되는 문제점이 있었다.
특히, 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 철근을 올바르게 연결하기 어려울 뿐만 아니라 연결된다 하더라도 연결된 콘트리트 부재 간에 작용하는 전단, 휨, 인장, 압축 하중을 견디지 못하고 왜곡, 마모, 심할 경우 파손에 이르게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국등록특허 제10-0923565호에는 콘크리트부품의 상호연결을 간단하고 또한 양호하게 수행할 수 있는 "연결기 및 이를 이용한 연결구조체"를 개시하고 있고, 한국공개특허 제10-2011-0123627호에는 연결대상의 두 연결로드의 축선이 어긋나 있는 경우에도 어긋난 축선을 보정하여 커플링 위치를 이동시켜 올바르게 체결할 수 있고 인접한 커플링에 방해받지 않고 설치할 수 있는 "커플링 장치 및 그의 체결방법"이 개시되어 있다.
그러나 "연결기 및 이를 이용한 연결구조체" 및 "커플링 장치 및 그의 체결방법"은 서로 다른 콘크리트에 매설된 연결로드(연결로드부)를 연결하기 위해 구조상으로 연결로드(연결로드부)의 수나사부(나사)을 비교적 넓은 범위에 걸쳐 형성해야 하는 한계점이 있었으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 마찰용접이 실시되어야 하나 이 경우, 마찰용접 실시로 인해 설치비용 증가, 설치시간이 지연되는 등의 한계점이 여전히 남아 있었다.
그리고 "연결기 및 이를 이용한 연결구조체" 및 "커플링 장치 및 그의 체결방법"은 모두 암커플러를 삽입구멍을 통하여 연결로드의 수나사부에 밖으로부터 끼운 후에 연결로드의 수나사부에 나사결합한 다음, 스토퍼를 연결로드에 나사결합하는 과정에서 암커플러의 내부 공간이 협소한 관계로 연결로드에 스토퍼를 나사결합하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 연결로드에 스토퍼를 나사결합한다 하더라도 스토퍼를 연결로드에 견고히 고정하기 위해 고정나사를 결합해야 하지만, 고정나사 또한, 결합을 시키는 내부공간이 협소한 관계로 스토퍼에 고정나사를 나사결합하기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 암커플러의 내부에 위치시키기 이전에 연결로드에 형성된 수나사부의 영역 중 임의의 위치에 스토퍼를 나사결합한 후, 고정나사를 결합하는 경우, 연결되는 구성 간의 결합 구조상의 문제로 인해 서로 다른 콘크리트에 매설된 연결로드(연결로드부)를 연결하기에 적당하지 못한 위치에 스토퍼가 위치할 우려가 있으며, 이에 따라 시공하는 과정 중에 다시 나사결합을 해제하고 연결로드에 형성된 수나사부의 영역 중 임의의 위치에 스토퍼를 나사결합하는 과정을 반복적으로 진행해야하는 문제점이 있었다.
한국등록실용신안 제20-0223677호(2001. 03. 02. 등록) 한국등록특허 제10-0923565호(2009. 10. 19. 등록) 한국공개특허 제10-2011-0123627호(2011. 11. 15. 공개)
본 발명은 구조용 커플러는 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 철근 간에 중심축이 서로 다르거나, 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 철근이 이격된 상태에서도 중심축이 서로 다르거나 이격된 상태의 한 쌍의 철근 간 공차를 흡수할 수 있음은 물론, 서로 다른 콘크리트 부재 간에 작용하는 전단, 휨, 인장, 압축 하중에도 구성 간에 상대적 운동이 없이 견고히 체결될 수 있는 구조용 커플러에 관한 것이다.
본 발명은 서로 다른 콘크리트 부재에 매설되며 끝단부 외주면 둘레를 따라 제1나사산이 형성된 한 쌍의 이형철근; 타단부 외주면 둘레를 따라 제3나사산이 형성되고 일단부는 상기 타단부 외주면 둘레보다 큰 외주면 둘레를 갖도록 단차가 형성되며 내주면 둘레를 따라 상기 이형철근에 형성된 제1나사산에 나사결합되는 제2나사산이 형성되는 후크슬리브; 내주면 둘레를 따라 상기 후크슬리브에 형성된 제3나사산이 나사결합되는 제4나사산이 형성되는 락너트; 상기 후크슬리브가 수용될 수 있도록 내부가 중공되고, 중공된 내부 일단부에는 상기 후크슬리브의 일단부 외주면 둘레보다 작고 상기 후크슬리브의 타단부 외주면 둘레보다 큰 둘레를 갖는 단차가 형성되며 일단부 내주면 둘레를 따라 제5나사산이 형성되는 제1커플러; 및 상기 후크슬리브가 수용될 수 있도록 내부가 중공되고, 중공된 내부 타단부에는 상기 후크슬리브의 일단부 외주면 둘레보다 작고 상기 후크슬리브의 타단부 외주면 둘레보다 큰 둘레를 갖도록 단차가 형성되며 일단부 외주면 둘레를 따라 상기 제1커플러에 형성된 제5나사산에 나사결합되는 제6나사산이 형성되는 제2커플러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 후크슬리브의 일단 내주면 둘레에는 플라스틱 재질의 받침턱이 내재 수용되거나, 플라스틱 재질의 받침턱 및 스프링이 상기 후크슬리브의 일단 내주면 둘레에는 받침턱 및 스프링이 순차적으로 내재 수용될 수 있도록 상기 후크슬리브의 중공된 내주면 둘레보다 작은 내주면 둘레를 갖도록 단차가 형성되는 것을 특징으로 한다.
내부에 충진재를 주입할 수 있도록 상기 제1커플러 및 제2커플러의 타단 둘레를 따라 제1주입홈이 형성되고, 상기 후크슬리브에 형성된 제3나사산에 상기 락너트에 형성된 제4나사산이 나사결합된 상태에서 상기 제1주입홈을 통해 주입된 충진재가 상기 제1커플러 또는 상기 제2커플러의 내부 일단부로 주입될 수 있도록 상기 후크슬리브의 일단부 중 상기 후크슬리브의 타단부에 근접한 위치의 둘레를 따라 제2주입홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 이형철근 중 어느 하나의 이형철근에 형성된 제1나사산에 상기 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향은 상기 제2커플러에 형성된 제6나사산에 상기 제1커플러에 형성된 제5나사산이 나사결합하는 회전방향과 동일하고, 상기 이형철근 중 나머지 하나의 이형철근에 형성된 제1나사산에 상기 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향은 제1커플러에 형성된 제5나사산에 상기 제2커플러에 형성된 제6나사산이 나사결합하는 회전방향과 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 이형철근에 형성된 제1나사산에 상기 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향은 상기 후크슬리브에 형성된 제3나사산에 상기 락너트에 형성된 제4나사산이 나사결합되는 회전방향과 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구조용 커플러는 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 철근 간에 중심축이 서로 다르거나, 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 철근이 이격된 상태에서도 중심축이 서로 다르거나 이격된 상태의 한 쌍의 철근 간 공차를 흡수하여 서로 다른 콘크리트 부재 간에 작용하는 전단, 휨, 인장, 압축 하중에도 구성 간에 상대적 운동이 없이 견고히 체결될 수 있는 효과가 있다.
그리고 제1커플러 및 제2커플러에 형성된 단차의 내주면 직경과, 후크슬리브의 타단부 외주면 직경의 길이 차이만큼 서로 다른 콘크리트에 매설된 한 쌍의 이형철근간의 중심축 간의 이격된 거리를 흡수하여 체결할 수 있는 효과가 있다.
그리고 후크슬리브의 중공된 내주면 둘레보다 작은 내주면 둘레를 갖도록 단차를 형성하고, 이 형성된 단차에 스프링과 플라스틱 재질의 받침턱을 내재 수용함에 따라 이형철근에 결합된 후크슬리브에 압축하중에 의해 풀리는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 이형철근 중 하나의 이형철근에 형성된 제1나사산에 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향이 제2커플러에 형성된 제6나사산이 제1커플러에 형성된 제5나사산이 나사결합되는 회전방향과 동일하고, 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 이형철근 중 나머지 하나의 이형철근에 형성된 제1나사산에 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향이 제1커플러에 형성된 제5나사산에 제2커플러에 형성된 제6나사산이 나사결합되는 방향과 동일한 방향으로 회전하여 나사결합되는 구조로 이루어짐에 따라 한 쌍의 이형철근 중에 각각 개재된 제1커플러와 제2커플러를 나사결합하는 과정에서 한 쌍의 이형철근에 나사결합된 후크슬리브가 결합해제되지 않고, 결합을 보다 견고히 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 한 쌍의 이형철근에 형성된 제1나사산에 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향을 후크슬리브에 형성된 제3나사산에 락너트에 형성된 제4나사산이 나사결합되는 회전방향과 동일한 방향으로 회전하여 나사결합되는 구조로 이루어짐에 따라 후크슬리브에 형성된 제3나사산에 락너트에 형성된 제4나사산을 나사결합하는 과정에서 이형철근이 나사결합된 후크슬리브가 결합해제되지 않고, 결합을 보다 견고히 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 분해정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 후크슬리브를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 락너트를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 제1커플러를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 제2커플러를 도시한 단면도이다.
도 7 내지 10는 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 시공과정을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러가 시공된 상태를 도시한 정면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조용 커플러가 시공된 상태를 도시한 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 분해정면도이다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 철근 간에 중심축이 서로 다르거나, 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 철근이 이격된 상태에서도 중심축이 서로 다르거나 이격된 상태의 한 쌍의 철근 간 공차를 흡수할 수 있음은 물론, 서로 다른 콘크리트 부재 간에 작용하는 전단, 휨, 인장, 압축 하중에도 구성 간에 상대적 운동이 없이 견고히 체결될 수 있는 구조용 커플러에 관한 것으로서, 공장에서 고정 시설을 가지고 기둥, 보, 바닥판 등의 부재를 철제 거푸집으로 만들어 양생시킨 서로 다른 콘크리트 부재(10,20)에 매설되는 한 쌍의 이형철근(100)과, 상기 한 쌍의 이형철근(100)에 결합하기 위한 한 쌍의 후크슬리브(200), 한 쌍의 락너트(300), 제1커플러(400) 및 제2커플러(500)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서 상기 이형철근(100)은 콘크리트의 부착이 용이하게 하기 위해 표면에 요철을 붙인 일반적인 이형철근인데, 더욱 상세하게는 전체적으로 봉 형상의 강으로서, 종 방향을 따라 대칭으로 돌출된 두 줄의 리브와, 상기 두 줄의 리브를 기준으로 상부 및 하부에 각각 횡 방향으로 돌출된 마디가 등간격으로 형성된다.
특히, 본 발명의 일실시예에서 상기 이형철근(100)은 상기 후크슬리브(200)가 나사결합될 수 있도록 상기 이형철근(100)의 끝단 외주면 둘레를 따라 제1나사산(110)이 형성되는데, 제1나사산은 비교적 짧은 영역에 형성하므로 스웨이징 공법으로도 전조나사산을 가공할 수 있다.
그리고 본 발명의 일실시예에서 상기 이형철근(100)은 콘크리트의 부착이 용이하게 하기 위해 표면에 요철을 붙인 일반적인 이형철근을 적용하였으나, 이에 한정되지 않고 끝단 외주면 둘레를 따라 제1나사산(110)이 형성된 다양한 형태의 직선형 부재가 적용되어도 무방하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 후크슬리브를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 후크슬리브(200)는 정면에서 바라볼 때, 대략 '┣' 또는 ' ┫'과 같은 형상을 갖는 부재로서, 전체적으로 내부가 관통되어 중공된 원기둥 형상을 갖되, 일단부 외주면 둘레에는 타단부 외주면 둘레보다 큰 둘레를 갖는 단차(A)가 형성된다.
상기 후크슬리브(200)는 상기 이형철근(100)의 끝단 외주면 둘레에 형성된 제1나사산(110)에 나사결합되어 고정될 수 있도록 내주면 둘레를 따라 제2나사산(210)이 형성되며, 상기 후크슬리브(200)가 상기 이형철근(100)에 형성된 제1나사산(110)에 나사결합되기 이전에 상기 이형철근(100)에 개재된 제1커플러(400) 또는 제2커플러(500)에 형성된 단차(C,D)에 걸릴 수 있는 단턱의 역할을 수행할 수 있도록 상기 후크슬리브(200) 일단부 외주면 둘레에는 상기 후크슬리브(200)의 타단부 외주면 둘레보다 큰 외주면 둘레를 갖도록 단차(A)가 형성되는 것이다.
그리고 상기 후크슬리브(200)의 일단 내주면 둘레에는 플라스틱 재질의 받침턱(230)과, 스프링(240)이 내재 수용될 수 있도록 상기 후크슬리브(200)의 중공된 내주면 둘레보다 작은 내주면 둘레를 갖도록 단차(B)가 형성되며, 이에 따라 상기 후크슬리브(200)가 이형철근에 나사 결합되어 체결된 상태에서 풀림을 방지할 수 있다.
또한, 상기 후크슬리브(200)의 타단부 외주면 둘레를 따라 제3나사산(220)이 형성되는데, 상기 제3나사산(220)은 상기 후크슬리브(200)가 상기 이형철근(100)이 형성된 제1나사산(110)에 나사결합되기 이전 상기 이형철근(100)에 개재된 락너트(300)의 내주면 둘레를 따라 형성된 제4나사산(310)과 나사결합된다.
즉, 상기 후크슬리브(200)를 내재 수용한 제1커플러(400) 또는 제2커플러(500)를 관통하여 돌출된 상기 후크슬리브(200)의 타단부 외주면 둘레에 형성된 제3나사산(220)에 상기 락너트(300)의 내주면 둘레를 따라 형성된 제4나사산(310)을 나사결합함으로써 해당 제1커플러(400)와 제2커플러(500)에 형성된 단차(C,D)와 상기 후크슬리브(200)에 형성된 단차(A)가 맞닿아 견고히 체결 및 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 후크슬리브(200)의 일단부 외주면 둘레를 따라 나사결합을 보다 견고하고 용이하게 할 수 있도록 이형 자국을 형성하였다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 락너트를 도시한 단면도이다.
도 1 ,2 및 4에 도시된 바와 같이, 상기 락너트(300)는 제1커플러(400) 또는 제2커플러(500)에 형성된 단차(C,D)와 상기 후크슬리브(200)에 형성된 단차(A)가 맞닿아 견고히 체결 및 고정될 수 있도록 하는 수단으로 대략 링 형상을 갖는 부재로서, 내주면 둘레를 따라 상기 후크슬리브(200)에 형성된 제3나사산(220)에 나사결합되는 제4나사산(310)이 형성된다.
특히, 본 발명의 일실시예에서 상기 락너트(300)의 외주면 둘레에는 나사결합을 보다 견고하고 용이하게 할 수 있도록 이형 자국을 형성하였다.
또한, 본 발명의 일실시예에서 상기 락너트(300)과 상기 제1커플러(400)가 상호 맞닿는 영역 및 상기 락너트(300)과 상기 제2커플러(500)가 상호 맞닿는 영역에는 나사결합을 보다 견고히 하고 용이하게 할 수 있도록 각각 원형 요철이 형성하였다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 제1커플러를 도시한 단면도이다.
도 1, 2 및 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1커플러(400)는 전체적으로 원기둥 형상을 갖고, 상기 한 쌍의 이형철근(100) 중 어느 하나의 이형철근(100)에 나사결합되는 상기 후크슬리브(200)의 일단부에 형성된 단차(A)에 걸릴 수 있는 단턱의 역할을 수행하기 위해 상기 후크슬리브(200)가 수용될 수 있도록 내부가 중공되고 이 중공된 내부 타단부에는 상기 후크슬리브(200)의 타단부 외주면 둘레보다는 크고 상기 후크슬리브(200)의 일단부 외주면 둘레보다는 작은 둘레를 갖는 단차(C)가 형성된다.
그리고 상기 제1커플러(400)의 일단부 내주면 둘레를 따라 제5나사산(410)이 형성된다.
또한, 본 발명의 일실시예에서 상기 제1커플러(400)는 나사결합을 보다 견고하고 용이하게 할 수 있도록 타단부 외주면 둘레를 따라 이형 자국을 형성하였다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 제2커플러를 도시한 단면도이다.
도 1, 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2커플러(500)는 전체적으로 원기둥 형상을 갖고, 상기 한 쌍의 이형철근(100) 중 나머지 하나의 이형철근(100)에 나사결합되는 상기 후크슬리브(200)의 일단부에 형성된 단차(A)에 걸릴 수 있도록 단턱의 역할 수행하기 위해 상기 후크슬리브(200)가 수용될 수 있도록 내부가 중공되고 이 중공된 내부 타단부에는 상기 후크슬리브(200)의 타단부 외주면 둘레보다는 크고 상기 후크슬리브(200)의 일단부 외주면 둘레보다는 큰 둘레를 갖는 단차(D)가 형성된다.
그리고 상기 제2커플러(500)의 일단부 외주면 둘레를 따라 상기 제1커플러(400)에 형성된 제5나사산(410)에 나사결합되는 제6나사산(510)이 형성된다.
또한, 본 발명의 일실시예에서 상기 제2커플러(500)는 나사결합을 보다 견고하고 용이하게 할 수 있도록 타단부 외주면 둘레를 따라 이형 자국을 형성하였다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 한 쌍의 이형철근을 연결하기 위해, 상기 한 쌍의 이형철근(100)에 상기 락너트(300), 상기 제1,2커플러(400,500) 및 상기 후크슬리브(200)가 상호 체결된 상태에서 외부에서 내부로 충진재를 주입하여 구조물을 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 상기 제1커플러(400) 및 상기 제2커플러(500)의 타단 둘레를 따라 등간격으로 제1주입홈(400a,500a)을 형성하고, 상기 제1커플러(400) 및 상기 제2커플러(500)에 형성된 제1주입홈(400a,500a)을 통해 주입되는 충진재가 상기 제1커플러(400) 및 상기 제2커플러(500)의 내부 일단부로 주입될 수 있도록 상기 후크슬리브(200)의 일단부 중 상기 후크슬리브(200)의 타단부에 근접한 위치의 둘레를 따라 등간격으로 제2주입홈(200b)이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에서 따른 구조용 커플러의 한 쌍의 이형철근을 연결하는 과정에서 상기 제1커플러(400)에 단차(D)가 형성된 영역과, 상기 제1커플러(400)에 단차(D)와 맞닿는 상기 후크슬리브(200)의 단차(A)가 형성된 영역에 각각 원형 요철을 형성한다면 상기 제1커플러(400)와 상기 후크슬리브(200)가 견고히 결합될 수 있을 것이다.
마찬가지로 상기 제2커플러(500)에 단차(C)가 형성된 영역과, 상기 제2커플러(500)에 단차(C)와 맞닿는 상기 후크슬리브(200)의 단차(A)가 형성된 영역에 각각 원형 요철이 형성된다면 상기 제2커플러(500)와 상기 후크슬리브(200)가 견고히 결합될 수 있을 것이다.
또한, 상기 락너트(300)와 상기 제1커플러(400), 상기 락너트(300)와 상기 제2커플러(500)가 맞닿는 영역에 각각 원형 요철을 형성한다면 상기 락너트(300)와 상기 후크슬리브(200)를 나사결합하는 과정에서 상기 락너트(300)와 상기 제1커플러(400) 및 상기 락너트(300)와 상기 제2커플러(500)가 견고히 결합될 수 있을 것이다.
도 7 내지 10는 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러의 시공과정을 순차적으로 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러가 시공된 상태를 도시한 정면도이며, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조용 커플러가 시공된 상태를 도시한 정면도이다.
이하, 도 7 내지 12를 참조하여 본 발명의 일실시예에 다른 구조용 커플러의 시공과정을 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 서로 다른 콘크리트 부재(10,20)에 매설된 한 쌍의 이형철근(100) 중 어느 하나의 이형철근(100)에는 락너트(300)와, 제1커플러(400)를 순차적으로 개재하고, 서로 다른 콘크리트 부재에 매설된 한 쌍의 이형철근(100) 중 나머지 하나의 이형철근(100)에는 락너트(300)와 제2커플러(500)를 순차적으로 개재한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 이형철근(100)의 끝단부에 형성된 제1나사산(110)에 각각 후크슬리브(200)에 형성된 제2나사산(210)을 나사결합시켜 고정한다.
이때, 후크슬리브(200)의 중공된 내주면 둘레보다 작은 내주면 둘레를 갖도록 형성된 단차(B)에는 스프링(240)과, 받침턱(230)이 순차적으로 내재 수용되어 후크슬리브(200)가 이형철근(100)에 나사결합된 상태에서 이형철근(100)의 끝단방향으로 작용하는 압축하중을 흡수할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 서로 다른 콘크리트 부재(10,20)에 매설된 한 쌍의 이형철근(100)에 각각 고정된 후크슬리브(200)의 일단부에 형성된 단차(A)에 제1커플러(400) 및 제2커플러(500)의 내부 타단부에 형성된 단차(C,D)가 서로 맞닿게 배치한 후, 제1커플러(400)에 형성된 제5나사산(410)과 제2커플러(500)에 형성된 제6나사산(510)을 나사결합한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 서로 다른 콘크리트 부재(10,20)에 매설된 한 쌍의 이형철근(100)에 각각 개재된 락너트(300)에 형성된 제4나사산(310)을 후크슬리브(200)에 형성된 제3나사산(220)에 나사결합한다.
특히, 한 쌍의 이형철근(100)에 후크슬리브(200)가 나사결합된 상태에서 각 이형철근(100)에 각각 개재된 제1커플러(400)와 제2커플러(500)를 나사결합하는 과정에서 각 이형철근(100)에 나사결합된 후크슬리브(200)가 결합해제되지 않도록 한 쌍의 이형철근(100) 중 어느 하나의 이형철근(100)에 형성된 제1나사산(110)에 후크슬리브(200)에 형성된 제2나사산(210)이 나사결합되는 회전방향은 제2커플러(500)에 형성된 제6나사산(510)에 제1커플러(400)에 형성된 제5나사산(410)이 나사결합하는 회전방향과 동일하고, 한 쌍의 이형철근(100) 중 나머지 하나의 이형철근(100)에 형성된 제1나사산(110)에 후크슬리브(200)에 형성된 제2나사산(210)이 나사결합되는 회전방향은 제1커플러(400)에 형성된 제5나사산(410)에 제2커플러(500)에 형성된 제6나사산(510)이 나사결합하는 회전방향과 동일한 방향으로 회전하여 나사결합되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 후크슬리브(200)에 형성된 제3나사산(220)에 락너트(300)에 형성된 제4나사산(310)을 나사결합하는 과정에서 각 이형철근(100)에 나사결합된 후크슬리브(200)가 결합해제되지 않도록 한 쌍의 이형철근(100)에 형성된 제1나사산(110)에 후크슬리브(200)에 형성된 제2나사산(210)이 나사결합되는 회전방향은 후크슬리브(200)에 형성된 제3나사산(220)에 락너트(300)에 형성된 제4나사산(310)이 나사결합되는 회전방향과 동일한 방향으로 회전하여 나사결합되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 구조용 커플러에 체결이 완료된 이후, 제1주입홈(500a) 및 제2주입홈(200b)을 통해 내부에 충진재를 주입함으로써 최종 시공이 완료된다.
한편, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 각 구성을 보다 용이하게 결합시키기 위해서 락너트(300)의 외주면 둘레, 제1커플러(400) 및 제2커플러(400)의 타단부 외주면 둘레를 따라 이형자국을 형성하거나, 파이프렌치와 같은 공구를 사용하여 용이하게 결합시킬 수 있도록 육각, 팔각과 같은 다각형상의 외주면 형상을 부여할 수도 있을 것이다.
전술된 방식에 의해 시공된 구조용 커플러는 서로 다른 콘크리트 부재(10,20)에 매설된 한 쌍의 이형철근(100) 간에 중심축이 서로 다르거나, 서로 다른 콘크리트 부재(10,20)에 매설된 한 쌍의 이형철근(100)이 이격된 상태에서도 한 쌍의 이형철근(100) 간에 공차를 흡수하여 서로 다른 콘크리트 부재(10,20) 간에 작용하는 전단, 휨, 인장, 압축 하중에도 구성 간에 상대적 운동이 없이 견고히 체결할 수 있으며, 제1커플러(400) 및 제2커플러(400)에 형성된 단차(C,D)의 내주면 직경과, 후크슬리브(200)의 타단부 외주면 직경의 길이 차이만큼 서로 다른 콘크리트(10,20)에 매설된 한 쌍의 이형철근(100) 의 중심축 사이에 이격된 거리를 흡수하여 체결할 수 있다.
본 발명은 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10, 20: 콘크리트 부재 100: 이형철근
110: 제1나사산 200: 후크슬리브
200b: 제2주입홈 210: 제2나사산
220: 제3나사산 230: 받침턱
240: 스프링 300: 락너트
310: 제4나사산 400: 제1커플러
410: 제5나사산 400a: 제1주입홈
500: 제2커플러 510: 제6나사산
500a: 제1주입홈

Claims (5)

  1. 서로 다른 콘크리트 부재에 매설되며 끝단부 외주면 둘레를 따라 제1나사산이 형성된 한 쌍의 이형철근;
    타단부 외주면 둘레를 따라 제3나사산이 형성되고 일단부는 상기 타단부 외주면 둘레보다 큰 외주면 둘레를 갖도록 단차가 형성되며 내주면 둘레를 따라 상기 이형철근에 형성된 제1나사산에 나사결합되는 제2나사산이 형성되는 후크슬리브;
    내주면 둘레를 따라 상기 후크슬리브에 형성된 제3나사산이 나사결합되는 제4나사산이 형성되는 락너트;
    상기 후크슬리브가 수용될 수 있도록 내부가 중공되고, 중공된 내부 일단부에는 상기 후크슬리브의 일단부 외주면 둘레보다 작고 상기 후크슬리브의 타단부 외주면 둘레보다 큰 둘레를 갖는 단차가 형성되며 일단부 내주면 둘레를 따라 제5나사산이 형성되는 제1커플러; 및
    상기 후크슬리브가 수용될 수 있도록 내부가 중공되고, 중공된 내부 타단부에는 상기 후크슬리브의 일단부 외주면 둘레보다 작고 상기 후크슬리브의 타단부 외주면 둘레보다 큰 둘레를 갖도록 단차가 형성되며 일단부 외주면 둘레를 따라 상기 제1커플러에 형성된 제5나사산에 나사결합되는 제6나사산이 형성되는 제2커플러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조용 커플러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 후크슬리브의 일단 내주면 둘레에는 플라스틱 재질의 받침턱과, 스프링이 순차적으로 내재 수용될 수 있도록 상기 후크슬리브의 중공된 내주면 둘레보다 작은 내주면 둘레를 갖도록 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 구조용 커플러.
  3. 청구항 1에 있어서,
    내부에 충진재를 주입할 수 있도록 상기 제1커플러 및 제2커플러의 타단 둘레를 따라 제1주입홈이 형성되고,
    상기 후크슬리브에 형성된 제3나사산에 상기 락너트에 형성된 제4나사산이 나사결합된 상태에서 상기 제1주입홈을 통해 주입된 충진재가 상기 제1커플러 또는 상기 제2커플러의 내부 일단부로 주입될 수 있도록 상기 후크슬리브의 일단부 중 상기 후크슬리브의 타단부에 근접한 위치의 둘레를 따라 제2주입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 구조용 커플러.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이형철근 중 어느 하나의 이형철근에 형성된 제1나사산에 상기 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향은 상기 제2커플러에 형성된 제6나사산에 상기 제1커플러에 형성된 제5나사산이 나사결합하는 회전방향과 동일하고,
    상기 이형철근 중 나머지 하나의 이형철근에 형성된 제1나사산에 상기 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향은 제1커플러에 형성된 제5나사산에 상기 제2커플러에 형성된 제6나사산이 나사결합하는 회전방향과 동일한 것을 특징으로 하는 구조용 커플러.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이형철근에 형성된 제1나사산에 상기 후크슬리브에 형성된 제2나사산이 나사결합되는 회전방향은 상기 후크슬리브에 형성된 제3나사산에 상기 락너트에 형성된 제4나사산이 나사결합되는 회전방향과 동일한 것을 특징으로 하는 프래캐스트 구조용 커플러.
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