KR20200074743A - 철근 연결구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근 연결구에 관한 것으로 일정한 크기로 나누어진 철근고정편에 걸림홈과 상기 걸림홈에 삽착되는 걸림돌기를 형성하여 철근고정편이 외부 충격과 진동에 의해 철근고정편이 철근수용몸체에서 분리 및 이탈되는 것을 방지하도록 한 철근 연결구에 관한 것인 바, 본 발명은 철근 연결구에 있어서; 외주면에 나사산으로 이루어진 연결부를 형성하고 측면에 스프링을 탄설하는 요홈부를 구비한 연결가압부재와; 상기 연결가압부재의 연결부에 나합되는 연결결합부를 내측에 구비하며 철근삽입구가 포함된 중공 통체 형태의 철근수용몸체와; 상기 철근수용몸체 내측에 입설되어 요홈부에 일 끝단이 탄설되는 스프링부재와; 상기 철근고정부재는 일정한 크기로 나누어져 철근이 삽입되면 철근을 물어 고정시키는 플레이트의 양측면 중 어느 일측면에는 걸림홈이 형성되고 타측면에는 인접하는 걸림홈에 삽착되는 걸림돌기를 형성하여 이루어진 고정편이 2개 이상 1조를 형성된 철근고정부재를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

철근 연결구{Rebar coupler}

본 발명은 철근 연결구에 관한 것으로 일정한 크기로 나누어진 철근고정편에 걸림홈과 상기 걸림홈에 삽착되는 걸림돌기를 형성하여 철근고정편이 외부 충격과 진동에 의해 철근고정편이 철근수용몸체에서 분리 및 이탈되는 것을 방지하도록 한 철근 연결구에 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 동여매어서 연결하였으나(이러한 이음 방식을 '겹이음'이라고 부름), 이 방식은 작업의 불편함은 차치하고도 그 연결 강도가 약해서 대한건축학회 및 한국 콘크리트학회의 표준시방서에서는 ø28 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 철근 연결 후에 철근의 슬립(미끄러짐)이 발생하게 되며 이로 인해 철근 연결 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 나사산 처럼 형성된 것을 나타내고, (b)는 마디 돌기가 직선형으로 형성된 것을 나타낸다.

두 가지 경우 모두 일측 반원부의 마디돌기(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 곤란하였다.

그리하여 상기 종래 문제점을 감안하여 대한민국 특허공개 제2018-0112486호가 제안된 바 있으며, 상기 선출원 되어 공개된 대한민국 특허공개 제2018-0112486호(철근 연결구)는 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 중공 통체 형태의 중앙슬리브(10)의 양측에 결합되며 철근삽입구가 포함된 중공 통체 형태의 철근수용몸체(20)의 중공 내에 들어가며 상기 철근수용몸체(20)의 전체 내경면과 접촉되면서 서로 대칭적으로 대향하고 있으며 철근이 삽입되면 철근을 물어 고정시키는 1조의 철근고정편(28, 28')이 형성된다.

상기 철근수용몸체(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 연결구로서, 상기 철근수용몸체(20)는 그 내부 직경이 철근삽입구로부터 내측으로 가면서 점진적으로 커지도록 경사진 내경 사면을 포함하고, 상기 1조를 구성하는 각 철근고정편(28, 28')은 상기 철근수용몸체(20)의 내경 사면에 상응하는 형상으로 경사진 외측 사면을 포함하여, 상기 탄성작용부(30)의 탄성수단의 탄성 작용에 의해서 상기 철근수용몸체(20)의 내경 사면에 상기 철근고정편(28, 28')의 외측 사면이 접촉되어 있는 구조이다.

상기와 같은 구조를 갖는 대한민국 특허공개 제2018-0112486호(철근 연결기)는 철근고정편이 원뿔형태의 파이프를 단순히 일정한 크기로 절단한 형태를 갖추고 있어 철근고정편이 외부 충격과 진동에 의해 철근고정편이 캡에서 쉽게 분리 및 이탈되는 문제가 있고 상기 분리 및 이탈이 발생되어 건물의 지지력이 약화되는 커다란 문제점이 있다.

대한민국 특허공개 제2018-0112486호 대한민국 특허등록 제404425호

상기한 종래 문제점을 해소하고자 안출한 본 발명은 별도의 기구나 자재 없이 용이하게 직접 철근을 연결할 수 있으며, 어떠한 유형의 철근이든 연결 후의 철근의 슬립을 방지할 수 있고, 구조상 철근의 연결 강도가 강화되며, 일정한 크기로 나누어진 철근고정편에 걸림홈과 상기 걸림홈에 삽착되는 걸림돌기를 형성하여 철근고정편이 외부 충격과 진동에 의해 철근고정편이 철근수용몸체에서 분리 및 이탈되는 것을 방지하도록 하여 토목 건축물의 지지력이 향상되도록 한 철근 연결구를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 철근 연결구에 있어서; 외주면에 나사산으로 이루어진 연결부를 형성하고 측면에 스프링을 탄설하는 요홈부를 구비한 연결가압부재와; 상기 연결가압부재의 연결부에 나합되는 연결결합부를 내측에 구비하며 철근삽입구가 포함된 중공 통체 형태의 철근수용몸체와; 상기 철근수용몸체 내측에 입설되어 요홈부에 일 끝단이 탄설되는 스프링부재와; 상기 철근고정부재는 일정한 크기로 나누어져 철근이 삽입되면 철근을 물어 고정시키는 플레이트의 양측면 중 어느 일측면에는 걸림홈이 형성되고 타측면에는 인접하는 걸림홈에 삽착되는 걸림돌기를 형성하여 이루어진 고정편이 2개 이상 1조를 형성된 철근고정부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 철근 연결구에 의하여 달성된다.

상기 고정편의 내측면에는 산형의 슬림방지돌기가 더 형성된 것을 특징으로 하는 철근 연결구에 의하여 달성된다.

상기 걸림홈과 걸림돌기가 반원형, 삼각형, 사각형, 사다리꼴 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 철근 연결구에 의하여 달성된다.

상기 고정편의 두께가 일측 방향으로 두꺼워지도록 형성된 것을 특징으로 하는 철근 연결구에 의하여 달성된다.

이와 같은 본 발명은 별도의 기구나 자재 없이 용이하게 직접 철근을 연결할 수 있으며, 어떠한 유형의 철근이든 연결 후의 철근의 슬립을 방지할 수 있고, 구조상 철근의 연결 강도가 강화되며, 일정한 크기로 나누어진 철근고정편에 걸림홈과 상기 걸림홈에 삽착되는 걸림돌기를 형성하여 철근고정편이 외부 충격과 진동에 의해 철근고정편이 철근수용몸체에서 분리 및 이탈되는 것을 방지하도록 한 철근 연결구에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 철근의 외관을 보여주는 예시도.
도 2는 종래 철근 연결구의 구조를 보여주는 분해사시도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 철근 연결구의 구조를 보여주는 분해사시도.
도 4a는 본 발명의 기술이 적용된 철근 연결구의 구조를 보여주는 정단면도.
도 4b는 본 발명의 기술이 적용된 철근 연결구의 구조를 보여주는 측단면도.
도 5는 본 발명의 요부인 고정편의 구조를 보여주는 사시도.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 요부인 고정편의 다른 실시형태를 보여주는 정면도.
도 7a는 본 발명인 철근 연결구에 철근을 연결하기 전 상태를 보여주는 단면도.
도 7b는 본 발명인 철근 연결구에 철근을 연결한 후 상태를 보여주는 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 철근 연결구의 구조를 보여주는 분해사시도이고 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 철근 연결구의 구조를 보여주는 단면도로써 이에 따른 본 발명의 철근 연결구(100)는 연결가압부재(200)와 철근고정부재(300), 철근수용몸체(400) 등으로 대별 구성된다.

상기 연결가압부재(200)는 외주면에 나사산으로 이루어진 연결부(201)를 형성하고 측면에 스프링부재(500)를 탄설하는 요홈부(202)를 구비하여 이루어진 구조이다. 한편, 철근수용몸체(400)의 구조는 상기 연결가압부재(200)의 연결부(201)에 나합되는 연결결합부(401)를 내측에 구비하며 철근삽입구(402)가 포함된 중공체 형태로 이루어진 구조이며, 상기 철근수용몸체(400) 내측에 입설되어 요홈부(202)에 일 끝단이 탄설되도록 스프링부재(500)가 설치된다.

상기 철근고정부재(300)는 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 철근수용몸체(400)의 중공 내에 들어가며 철근수용몸체(400)의 통공 내경면과 접촉되면서 일정한 크기로 나누어져 철근이 삽입되면 철근을 물어 고정시키며 일측의 경사면에는 걸림홈(310)이 형성되고 타측면의 경사면에는 인접하는 걸림홈(310)에 삽착되는 걸림돌기(320)를 형성하여 이루어진 고정편이 2개 이상 1조를 형성하여 이루어진 구조이다.

이때 상기 고정편(300a)의 두께가 일측 방향으로 두꺼워지도록 형성시키는 것이 바람직하다. 그 이유는 철근수용몸체(400)에 형성되어 있는 철근삽입구(402)가 철근수용몸체(400)의 내경보다 작게 형성되어 있어 철근삽입구(402)와 철근삽입구(402)로 인입되는 철근과의 사이에 끼워지는 고정편(300a)이 쐐기 형태로 형성되어 있어 삽입이 용이하고 삽입량에 따라 고정력을 증대시킬 수 있기 때문이다.

또한 하방향의 고정편(300a) 두께가 두꺼운 것은 스프링부재(500)의 탄성을 쉽게 전달받을 수 있는 효과도 있기 때문이다. 상기 고정편(300a)의 내측면에는 산형의 슬림방지돌기(330)를 형성시켜 사용할 수 있다. 상기 슬림방지돌기(330)는 철근을 압착할 때 철근의 표면에서 고정편(300a)이 미끄러지는 것을 방지하면서 고정력(압착력)을 증대시키기 위함이다.

한편 첨부도면 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 걸림홈(310)과 걸림돌기(320)의 형태를 반원형, 삼각형, 사각형, 사다리꼴 형태 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수도 있고 복합적으로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기에서와 같이 일측은 걸림홈(310), 타측은 걸림돌기(320)를 형성시키는 이유는 외부의 진동과 충격에 의해 종래 연결구는 쉽게 고정편(300a)의 결속이 흐트러져 분리되거나 이탈됨으로 고정력이 약화되는 문제가 있었으나 본 발명에서는 어느 하나의 고정편에 외력이 전달되어도 돌기가 결합되어 있어 결합되어 형성된 원형을 유지할 수 있는 결합력 또는 고정력이 증대됨으로 철근의 연결 강도를 강화할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 사용상태를 설명하면 첨부도면 2개로 나누어져 있는 철근수용몸체(400)를 거꾸로 세워 철근삽입구(402)가 하방향에 위치하도록 한 후 첨부도면 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 고정편의 걸림홈(310)과 걸림돌기(320)를 서로 맞추어 결합한 철근고정부재(300)를 철근수용몸체(400)의 내측 공간으로 삽입하면 고정편(300a)의 일부가 철근삽입구(402)를 관통하여 노출되며 스프링부재(500)도 함께 철근수용몸체(400)의 내측 공간으로 삽입한다.

상기 2개의 철근수용몸체(400)의 내측 공간으로 고정편(300a)과 스프링부재(500)의 삽입이 완료되면 2개의 철근수용몸체(400) 중 어느 하나의 철근수용몸체(400)에 연결가압부재(200)의 연결부(201)를 나사 결합시킨다.

상기 철근수용몸체(400)에 형성된 연결결합부(401)에 연결부(201)가 결합되면서 요홈부(202)에 탄설되는 스프링부재(500)가 가압된다. 이와 같이 1차 결합이 완료되면 철근수용몸체(400)를 바로 세우면 철근고정부재(300)가 스프링부재(500) 쪽으로 자중에 의해 밀려나면서 철근삽입구(402)를 어느 정도 개방하게 된다.

이때 철근을 철근삽입구(402)에 삽입한 후 연결가압부재(200)를 회전시켜 더 결합시키면 연결가압부재(200)가 철근수용몸체(400)의 내측으로 들어가면서 스프링부재(500)를 가압하고 스프링부재(500)는 다시 철근고정부재(300)를 철근과 철근삽입구(402) 사이로 밀어 넣어 압착되도록 한다.

철근을 먼저 철근수용몸체(400)의 철근삽입구(402)에 인입시킨 후 고정편(300a)을 첨부도면 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 고정편(300a)의 걸림홈(310)과 걸림돌기(320)를 서로 맞추어 결합한 철근고정부재(300)를 집어 넣으면 두께가 얇은 쪽의 고정편(300a) 끝단이 철근삽입구(402)와 철근 사이에 끼워지게 되며 이때 스프링부재(500)를 철근수용몸체(400)에 넣고 연결가압부재(200)를 결합시키면 상기 철근수용몸체(400)에 형성된 연결결합부(401)에 연결부(201)가 결합되면서 요홈부(202)에 탄설되는 스프링부재(500)가 가압된다.

이와 같이 1차 결합이 완료되면 연결가압부재(200)가 결합되지 않은 철근수용몸체(400)에 연결가압부재(200)를 결합시키기 위해 2개인 철근수용몸체(400)의 수직중심을 일치시킨 후 어느 일측단의 철근수용몸체(400)를 회전시키면 연결가압부재(200)가 철근수용몸체(400) 안쪽으로 더 들어가게 되면서 스프링부재(500)를 가압하게 되고 탄설된 스프링부재(500)는 철근고정부재(300)를 제차 가압하여 철근삽입구(402)과 철근 사이에 압착되게 된다.

한편 상기 슬림방지돌기(330)에 의해 철근이 철근고정부재(300)로부터 쉽게 이탈되지 않게 물고 있는 구조이다. 따라서 본 발명은 별도의 기구나 자재 없이 용이하게 직접 철근을 연결할 수 있으며, 어떠한 유형의 철근이든 연결 후의 철근의 슬립을 방지할 수 있고, 구조상 철근의 연결 강도가 강화되며, 일정한 크기로 나누어진 철근고정편에 걸림홈과 외부 충격과 진동에 의해 철근고정편이 철근수용몸체에서 분리 및 이탈되는 것을 방지되는 효과도 있다.

100 : 철근 연결구 200 : 연결가압부재
201 : 연결부 202 : 요홈부
300 : 철근고정부재 310 : 걸림홈
320 : 걸림돌기 330 : 슬림방지돌기
400 : 철근수용몸체 401 : 연결결합부
402 : 철근삽입구 500 : 스프링부재

Claims (4)

1. 철근 연결구에 있어서;
   외주면에 나사산으로 이루어진 연결부를 형성하고 측면에 스프링을 탄설하는 요홈부를 구비한 연결가압부재와;
   상기 연결가압부재의 연결부에 나합되는 연결결합부를 내측에 구비하며 철근삽입구가 포함된 중공 통체 형태의 철근수용몸체와;
   상기 철근수용몸체 내측에 입설되어 요홈부에 일 끝단이 탄설되는 스프링부재와;
   상기 철근고정부재는 일정한 크기로 나누어져 철근이 삽입되면 철근을 물어 고정시키는 플레이트의 양측면 중 어느 일측면에는 걸림홈이 형성되고 타측면에는 인접하는 걸림홈에 삽착되는 걸림돌기를 형성하여 이루어진 고정편이 2개 이상 1조를 형성된 철근고정부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 철근 연결구.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정편의 내측면에는 산형의 슬림방지돌기가 더 형성된 것을 특징으로 하는 철근 연결구.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 걸림홈과 걸림돌기가 반원형, 삼각형, 사각형, 사다리꼴 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 철근 연결구.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정편의 두께가 일측 방향으로 두꺼워지도록 형성된 것을 특징으로 하는 철근 연결구.

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