KR20210054391A - 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러 - Google Patents

철근 연결용 반나사식 원터치 커플러 Download PDF

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KR20210054391A KR1020190140500A KR20190140500A KR20210054391A KR 20210054391 A KR20210054391 A KR 20210054391A KR 1020190140500 A KR1020190140500 A KR 1020190140500A KR 20190140500 A KR20190140500 A KR 20190140500A KR 20210054391 A KR20210054391 A KR 20210054391A
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Abstract

본 발명은 철근과 소켓이 나사 결합에 의해 맞물려 조립될 수 있는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 내부는 중공이며, 일측에는 철근(1) 단부에 형성되는 나사봉(10)이 삽입되도록 조인트홀(22)이 형성되며, 타측에는 나사결합부(25)가 형성되는 커플러바디(20); 커플러바디(20)와는 상기 나사결합부(25)에 의해 결합되며, 중심부에는 철근(1)의 나사봉(10)이 볼팅 결합되도록 암나사부(32)가 형성되는 체결소켓(30); 및 상기 조인트홀(22)에 삽입되어 탄성체(41)에 의해 조인트홀(22) 입구 측으로 가압되도록 설치되고, 내주면에 나사봉(10)과 맞물려 결속되도록 나사면(42)이 형성되는 이너소켓(40);을 포함하여 구성된다.
상기 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러를 이용하면, 원터치 방식으로 쉽고 빠르게 이루어지면서도 철근과 커플러의 결합이 나사산의 치합형태로 서로 긴밀하게 맞물려 조립되어 철근과 커플러의 결속력이 대폭 높아지는 장점이 있다.

Description

철근 연결용 반나사식 원터치 커플러 {Semi-threaded one-touch coupler for rebar connection}
본 발명은 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러로서, 이를 보다 상세히 설명하면 커플러의 일측에는 나사결합 방식으로 철근과 결합되고, 타측에는 원터치식으로 철근과 소켓이 결합되되 그 결합구조가 나사산의 치합형태로 맞물려 조립되도록 구성된 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러에 관한 것이다.
통상적으로 철근 콘크리트 구조물은 철근과 콘크리트 각각의 장점 및 단점이 서로 보완될 수 있도록 일체시켜 구성한 것으로, 인장응력이 작용하는 부분에 철근을 배치하여 외력에 저항할 수 있도록 하는 구조물이다.
근자에는 철근 콘크리트 구조물의 대형화 및 고층화로 인하여 콘크리트 내부에 내입되는 철근의 길이도 상대적으로 연장되게 되는데, 철근의 경우 일정길이의 규격품으로 그 길이가 한정되어 제작되기 때문에 구조물의 높이에 맞게 다수개의 철근을 길이방향으로 연결하는 작업이 필수적이다.
공사 현장에서 철근의 이음은 철근 콘크리트 건축물에 구조적으로 영향을 미칠 뿐만 아니라, 철근과 콘크리트의 물리적인 결합으로 구조물의 강도와 안전성을 결정하게 해주는 중요한 요소이다.
예컨대, 철근 연결방식은 두 개의 철근을 서로 겹치게 한 다음 묶어서 연결하는 겹이음, 가스 압접이음, 그리고 커플러를 이용한 기계적 이음 등 여러 가지 방법으로 실시되고 있으나, 겹이음은 내구성이 떨어지므로 구조물이 고층일 경우 적용하는데 위험성이 있으며, 가스압점이음은 가열된 부분의 열 변형으로 인하여 안정적이지 못하며, 기계적 이음 방식은 철근 체결력 증대의 한계로 인해 자칫 철근이 이탈되는 사고로 이어지는 문제점이 따랐다.
이에 종래에 개시된 등록특허 10-1570699호의 "이형 철근의 나사식 철근 이음 장치 및 그의 나사 부착 이형 철근" 기술이 개시되어 있다. 이 기술은 이형(異形) 철근인 한 쌍의 철근(1, 1)을 그 단부에 설치된 수나사부(1c)와 나사통(2)에서 접속하고, 각 철근(1)은, 소재가 되는 철제 선재(線材)의 롤 성형에 의해 외주면(外周面)의 돌조(突條, 1b)를 성형하면서 길이 방향의 일부에 다른 부분보다도 확경(擴徑)된 확경화부(擴徑化部)를 성형하며, 확경화부의 외경(外徑)은, 철근(1)의 상기 돌조(1a)를 포함하는 철근 최외경(最外徑, D1) 이하로 한다.이 확경화부에 전조(轉造)에 의해 상기 수나사부 (1c)를 형성함을 특징으로 한다.
상기와 같은 나사결합식 기술은 결합력이 우수하나, 현장에서 철근을 연결시킬 때 길이가 길고 무거운 철근을 돌려 나사결합 해야 함에 따라 시간도 많이 소요되고, 체결 시 조금만 뒤틀어져서 제대로 체결이 안되어 공기가 늦어지는 문제가 있었다.
다른 종래기술인 등록특허 10-1796538호에서, 본 발명은 중공의 원기둥 형상으로 개구된 일 측에 제1철근이 삽입되고, 타 측에 제2철근이 삽입되어 상기 제1철근과 제2철근을 연결하고, 상기 개구된 일 측과 타 측을 분리하도록 내부 중심에 차폐벽을 구비하는 하우징; 상기 하우징의 일 측 및 타 측에 각각 삽입되어 철근들의 외측에 배치되는 마운트부; 상기 마운트부 상에서 슬라이딩 이송이 가능하도록 복수개 배치되며, 삽입된 철근들의 외주면과 접촉하여 철근이 탈거되는 것을 방지하는 결합부; 상기 마운트부 내측 삽입된 철근들에 의해 상기 결합부가 슬라이딩 이송되는 것을 반송할 수 있도록 상기 결합부의 슬라이딩 이송에 복원력을 제공하는 탄성부; 상기 하우징의 양 측 단부에 체결되어 상기 마운트부와 결합부가 철근의 인장력에 따라서 상기 하우징 외부로 탈거되는 것을 방지하는 커버부를 포함하고, 상기 마운트부는 철근이 삽입되는 방향을 따라서 상기 결합부가 왕복 슬라이딩 이송할 수 있도록 안내하는 복수개의 가이드부재와, 상기 가이드부재들의 일 단부를 각각 연결하는 연결부재와, 상기 연결부재 상에서 상기 결합부 방향으로 돌출되는 접촉부재를 포함하는 기술이 선 등록된 바 있다.
상기 종래 기술은 철근을 원터치 방식으로 체결하도록 구성되어 나사 결합식 커플러 보다 쉽게 신속한 체결이 가능하나, 구성 부품이 많고 내부 조립 구조가 복잡하여 단가가 높을 뿐 아니라 고장률이 높다. 무엇보다 기존 원터치방식이 철근의 리브 외면을 가압 고정만 한 상태이므로 결속력이 약하여 부식이 발생하거나 지진과 같은 외력이 작용할 경우 철근 외주면과의 슬립현상이 발생되어 철근이 이탈되는 문제점이 따랐다.
KR 10-1570699 B1 (2015.11.16.) KR 10-1796538 B1 (2017.11.06.)
이에 본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 원터치 방식으로 쉽고 빠르게 이루어지면서도 철근과 커플러의 결합이 나사산의 치합형태로 서로 긴밀하게 맞물려 조립되도록 구성하여 철근과 커플러의 결속력을 대폭 증가시킨 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한 커플러의 일측에는 나사결합부가 타측에는 원터치결합부를 갖도록 구성함으로써 구조를 단순화 시켜 제작비용과 고장률을 낮출 수 있는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러를 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.
이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되도록 한다.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러를 구성하되, 내부는 중공이며 일측에는 철근(1) 단부에 형성되는 나사봉(10)이 삽입되도록 조인트홀(22)이 형성되며, 타측에는 나사결합부(25)가 형성되는 커플러바디(20); 커플러바디(20)와는 상기 나사결합부(25)에 의해 결합되며, 중심부에는 철근(1)의 나사봉(10)이 볼팅 결합되도록 암나사부(32)가 형성되는 체결소켓(30); 및 상기 조인트홀(22)에 삽입되어 탄성체(41)에 의해 조인트홀(22) 입구 측으로 가압되도록 설치되고, 내주면에 나사봉(10)과 맞물려 결속되도록 나사면(42)이 형성되는 이너소켓(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결소켓(30)에 형성된 암나사부(32)의 내경은 커플러바디(20)의 중심부 내경보다 작게 형성하여, 체결소켓(30)이 커플러바디(20)에 결합되었을 때 탄성체(41)의 일단이 탄지되는 안치턱(34)이 구비되도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 이너소켓(40)은 길이방향으로 형성되는 복수의 부분절개라인(44)에 의해 분할되면서 미 절개부분(44a)에 의해 서로 연결되고, 상기 부분절개라인(44) 중 어느 하나는 미 절개부분(44a)이 없는 완전 절개라인(46)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조인트홀(22)은 입구 측으로 갈수록 내경이 축소되는 경사내경부(22a)가 형성되고, 상기 이너소켓(40)은 조인트홀(22) 입구 측으로 갈수록 외경이 축소되는 경사 외경부(40a)가 형성되며, 상기 이너소켓(40)은 경사 내, 외경부(22a)(40a) 간에 경사운동에 의해 나사면(42) 간에 간격이 축소되도록 구비되며, 상기 커플러바디(20)의 입구측 테두리에는 내향 돌출되는 걸림턱(27)이 형성됨을 특징으로 한다.
상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명은 일측에는 나사식으로 타측에는 원터치 결합이 가능하게 구성하고, 원터치 결합부에도 철근과 커플러의 결합이 상호 나사 결합에 의해 서로 긴밀하게 맞물려 조립됨에 따라 우수한 체결력이 확보되어 내진성을 요구하는 건축물에도 널리 적용할 수 있다.
또한, 기존 원터치식 커플러보다 부품수가 적고 구조가 단순하여 제작비용이 절감되며, 철근생산 공장에서 철근의 일단에 커플링을 결합한 상태로 수요처에 공급할 경우, 현장에서는 원터치 결합부 쪽에만 철근을 끼워 넣기만 하면 신속 간단히 결합할 수 있으므로 공기와 인건비를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러의 바람직한 실시예를 도시한 (배면)사시도
도 2는 본 발명의 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러의 분해사시도.
도 3는 본 발명의 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러 내부 구조를 나타내는 종단면도.
도 4은 본 발명의 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러에 있어서 소켓의 구성을 확대 도시한 상태도.
도 5는 본 발명의 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러의 사용상태를 나타내는 구성도.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러의 바람직한 실시예를 도시한 사시도이다. 본 발명의 커플러의 일측에는 철근(1) 단부에 형성되는 나사봉(10)이 볼팅체결 방식으로 결합이 이루어지고, 타측에는 철근을 밀어 넣기만 하면 견고한 결합이 가능한 원터치 방식으로 이루어질 수 있도록 하기 위해 커플러바디(20), 체결소켓(30), 이너소켓(40)을 포함하는 주요구성으로 이루어진다.
일반적으로 철근(1)의 외주면에는 돌출구성되는 리브(1a)가 형성되는데, 이 리브(1a)의 형상은 규격화되어 있지 않고, 제조사별로 그 형상이 다양하다.
하지만, 본 발명에서 제공하는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러를 이용하여 철근을 연결하기 위해서는 철근(1) 단부에 나사봉(10)을 형성하며, 이 나사봉(10)은 수나사부로서, 철근(1) 단부를 가공하여 후술할 이너소켓(40)과 동일한 나사산으로 형성된다.
이에 제조사별 다양한 철근 규격 및 외부 리브, 마디 형상에 영향을 받지 않고 완성된 철근에 후가공하여 형성되는 나사봉(10)에 의해 일정한 규격을 갖도록 하거나 또는 후술하는 소켓과 대응하는 규격으로 가공되어, 이너소켓(40)과의 연결에 따른 결속력 향상을 도모하게 된다.
도 2는 본 발명의 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러의 분해사시도로, 본 발명에 따른 커플러바디(20)는 내부는 중공인 관체로 형성되며, 일측에는 철근(1) 단부에 형성되는 나사봉(10)이 삽입되도록 조인트홀(22)이 형성되며, 타측에는 후술할 체결소켓(30)이 결합되기 위한 나사결합부(25)가 형성된다.
상기 커플러바디(20)의 나사결합부(25)에는 철근(1)의 나사봉(10)이 볼팅결합되기 위한 체결소켓(30)이 결합되며, 이를 위해 체결소켓(30)의 축방향의 중심부에는 암나사부(32)가 형성된다.
철근의 결합강도 측면에서는 나사식 커플러가 원터치식 커플러 보다 월등히 우수하나, 나사식 방식의 커플러는 현장에서 연결시킬 때 많은 시간이 소요되고 최소한 두 명의 작업자가 공동작업을 해야 하는 불편이 있었다.
그럼에도 본 발명에서 제공하는 커플러의 일측에 나사식으로 철근을 결합하기 위한 체결소켓(30)을 형성하는 것은, 철근의 나사봉과 본 발명의 커플러에 형성된 상기 체결소켓(30)의 결합이 현장에서 이루어지도록 하는 것이 아니라, 철근 제작업체에서 수행하도록 함으로써, 건축 현장에서는 본 발명의 원터치 결합부 측으로만 철근을 연결하면 되어 신속한 시공이 가능하도록 한 것이다.
또한 기존의 양 방향 원터치식 커플러 보다 탄성체(41)와 이너소켓(40)과 같은 구성부재가 적게 소요되므로 내부구조가 간단하면서 커플러의 제작비용이 절감되는 장점이 있다.
도 3는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러 내부 구조를 나타내는 종단면도로, 상기 체결소켓(30)에 형성된 암나사부(32)의 내경은 커플러바디(20)의 중심부 내경보다 작게 형성함으로써, 도시된 바와 같이 체결소켓(30)이 커플러바디(20)에 결합되었을 때 탄성체(41)의 일단을 탄지하는 안치턱(34)이 구비되도록 한다.
도 4는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러의 이너소켓을 나타내는 구성도로, 본 발명에 따른 이너소켓(40)은 조인트홀(22)에 삽입되어 상기 안치턱(34)에 탄지된 탄성체(41)에 의해 조인트홀(22) 입구 측으로 가압되게 설치되고, 내주면에는 철근(1)의 나사봉(10)과 맞물려 결속되도록 나사면(42)이 형성된다.
상기 이너소켓(40)은 조인트홀(22)에 삽입되어 조인트홀(22) 깊이방향으로 슬라이드이동 가능하게 구비되면서 나사면(42)을 통하여 철근(1) 나사봉(10)에 나사 결합으로 맞물려 결속된다. 이때 나사면(42)은 상기 나사봉(10)과 동일한 규격의 나사산으로 형성된다.
그리고, 상기 이너소켓(40)은 길이방향으로 형성되는 복수의 부분절개라인(44)에 의해 분할되면서 미 절개부분(44a)에 의해 서로 연결되고, 상기 부분절개라인(44) 중 어느 하나는 미 절개부분(44a)이 없는 완전 절개라인(46)을 갖도록 형성된다.
일예로 도 4는 4개로 분할된 이너소켓(40)을 도시하고 있으며, 최소한 한 쌍의 분할 소켓 사이에는 완전 절개라인(46)을 형성하여 서로 이격되게 구성한다.
이때, 상기 이너소켓(40)은 미 절개부분(44a)에 의해 단일체로 형성되어 조립 및 부품 취급에 편의성이 제공되고, 부분절개라인(44) 및 완전 절개라인(46)에 의해 나사면(42) 간에 간격이 탄력적으로 가변되는 소켓 확장성으로 인해 다양한 규격의 철근이 유연하게 적용되는 범용성을 갖게 되는 것이다.
한편, 상기 이너소켓(40)은 철근(1)이 삽입되는 측 내경 단부에 모따기면이 형성되어, 철근(1) 진입시 부분절개라인(44) 및 완전 절개라인(46)에 의해 분할된 나사면(42) 간에 간격이 신속하게 확장되도록 구성된다.
상기 조인트홀(22)은 입구 측으로 갈수록 내경이 축소되는 경사내경부(22a)가 형성되고, 상기 이너소켓(40)은 조인트홀(22) 입구 측으로 갈수록 외경이 축소되는 경사외경부(40a)가 형성되며, 상기 이너소켓(40)은 경사내, 외경부(22a)(40a) 간에 경사운동에 의해 나사면(42) 간에 간격이 축소되도록 구비된다.
또한, 상기 커플러바디(20)의 입구측 테두리에는 내향 돌출되는 걸림턱(27)이 형성되어 나사봉(10)에 맞물린 이너소켓(40)이 걸림턱(27)에 의해 외부로 이탈되는 것을 방지한다.
도 5는 본 발명의 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러의 사용상태를 나타내는 구성도로, 철근의 나사봉(10)과 커플러의 체결소켓(30)의 결합이 철근 제작업체에서 이루어진 상태로 건설현장에 공급됨에 따라, 현장에서는 작업자가 혼자서도 철근을 본 발명의 원터치 결합부 측인 커플러바다(20)의 조인트홀(22)로 끼워 넣기만 하면 철근의 연결이 이루어지므로 신속한 시공이 가능하다.
철근(1)과 본 발명의 커플러와의 결합과정을 보다 구체적으로 설명한다. 상기 조인트홀(22) 내부로 철근(1) 나사봉(10)을 삽입하면, 이너소켓(40)이 뒤로 밀리면서 이너소켓(40)의 나사면(42)간에 간격이 탄력적으로 확장되어 나사봉(10)의 진입이 허용된다. 이와 동시에 이너소켓(40)은 탄성체(41)에 의해 조인트홀(22) 입구 측으로 가압 이송력이 발생되는데, 이때 이너소켓(40)은 경사내, 외경부(22a)(40a) 간에 경사운동에 의해 분할된 이너소켓(40)들이 오므라들어 나사면(42) 간에 간격이 축소되면서 나사봉(10) 외주면에 나사 치합형태로 견고하게 맞물려 결속된다.
그리고, 상기 철근(1)을 통하여 인장력이 작용 시, 경사내, 외경부(22a)(40a)간에 경사운동에 의해 나사면(42) 간에 간격이 더욱 축소되면서 결속력이 더욱 증가되고, 따라서 철근의 나사봉(10)과 이너소켓(40)의 나사면(42)이 서로 긴밀하게 맞물리게 되며 커플러바디(20)의 입구측 전단부에는 걸림턱(27)이 있어 고하중의 인장력이 작용하더라도 나사산이 터지거나 커플러바디(20)가 파손되기 전까지는 견고한 결합력을 유지하므로, 기존 철근 커플러에서 쉽게 발생하는 슬립현상이 전혀 발생하지 않게 되는 것이다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 실용신안등록청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
1: 철근 10: 나사봉
20: 커플러바디
22: 조인트홀 22a: 경사내경부
25: 나사결합부 27: 걸림턱
30: 체결소켓 32: 암나사부 34: 안치턱
40: 이너소켓
40a: 경사외경부 41: 탄성체
42: 나사면 44: 부분절개라인
44a: 미 절개부분 46: 완전 절개라인

Claims (4)

  1. 내부는 중공이며, 일측에는 철근(1) 단부에 형성되는 나사봉(10)이 삽입되도록 조인트홀(22)이 형성되며, 타측에는 나사결합부(25)가 형성되는 커플러바디(20);
    커플러바디(20)와는 상기 나사결합부(25)에 의해 결합되며, 중심부에는 철근(1)의 나사봉(10)이 볼팅 결합되도록 암나사부(32)가 형성되는 체결소켓(30); 및
    상기 조인트홀(22)에 삽입되어 탄성체(41)에 의해 조인트홀(22) 입구 측으로 가압되도록 설치되고, 내주면에 나사봉(10)과 맞물려 결속되도록 나사면(42)이 형성되는 이너소켓(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 체결소켓(30)에 형성된 암나사부(32)의 내경은 커플러바디(20)의 중심부 내경보다 작게 형성하여, 체결소켓(30)이 커플러바디(20)에 결합되었을 때 탄성체(41)의 일단이 탄지되는 안치턱(34)이 구비되도록 구성됨을 특징으로 하는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이너소켓(40)은 길이방향으로 형성되는 복수의 부분절개라인(44)에 의해 분할되면서 미 절개부분(44a)에 의해 서로 연결되고, 상기 부분절개라인(44) 중 어느 하나는 미 절개부분(44a)이 없는 완전 절개라인(46)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조인트홀(22)은 입구 측으로 갈수록 내경이 축소되는 경사내경부(22a)가 형성되고, 상기 이너소켓(40)은 조인트홀(22) 입구 측으로 갈수록 외경이 축소되는 경사 외경부(40a)가 형성되며, 상기 이너소켓(40)은 경사 내, 외경부(22a)(40a) 간에 경사운동에 의해 나사면(42) 간에 간격이 축소되도록 구비되며,
    상기 커플러바디(20)의 입구측 테두리에는 내향 돌출되는 걸림턱(27)이 형성됨을 특징으로 하는 철근 연결용 반나사식 원터치 커플러.
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KR101570699B1 (ko) 2012-04-19 2015-11-20 아키라 후쿠다 이형 철근의 나사식 철근 이음 장치 및 그의 나사 부착 이형 철근
KR101796538B1 (ko) 2017-06-21 2017-11-10 주식회사 엔씨 철근용 커플러

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