KR20210087739A

KR20210087739A - 철근 커플러

Info

Publication number: KR20210087739A
Application number: KR1020200000827A
Authority: KR
Inventors: 김중호; 이소학
Original assignee: 김중호; 이소학
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2021-07-13

Abstract

개시된 본 발명에 따른 철근 커플러는, 내부 중심에 위치된 격벽의 양측에 일측 철근과 타측 철근이 각각 삽입되도록 중공 형성되며, 양단부에 제1, 2 결합부가 결합되는 본체부; 상기 본체부의 일, 타측 내부에 각각 이격된 상태에서 대향면마다 탄성 지지되도록 위치되어, 상기 제1, 2 결합부의 내부에 형성된 조임 경사면에 가압되면서 내부를 통과한 일, 타측 철근의 타단부를 조여지게 하는 제1, 2 조임부재; 상기 본체부의 격벽 양측에 구비되어 상기 일, 타측 철근의 단부의 진입 방향을 중심으로 안내하는 제1, 2 철근 안내부; 및 상기 본체부 및 제1, 2 철근 안내부를 체결에 의해 방사상으로 관통한 단부가 상기 일, 타측 철근의 일단부 표면을 파고 들어 고정시키는 제1, 2 고정부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 삽입된 일, 타측 철근의 일단부는 제1, 2 조임부재에 의해 지지되고, 일, 타측 철근의 타단부는 회전에 의해 철근 표면을 파고 들어가도록 직결볼트인 제1, 2 고정부를 통해 방사상으로 지지되므로 철근이 당겨지는 경우에도 견고한 연결이 가능한 효과가 있다.

Description

철근 커플러 {IRON ROD COUPLER}

본 발명은 철근 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양측 철근을 견고하게 연결시키는 커플러에 관한 것이다.

일반적으로, 철근콘크리트 구조물에 사용되는 철근은 생산 길이의 한계 또는 시공 방식의 한계로 인하여 일정한 길이마다 이음을 두어야 한다.

이러한 철근의 이음 방식은 철근 주위의 콘크리트와의 부착을 위해 철근의 응력을 전달하는 겹침 이음과 철근의 응력을 직접 전달하는 가스압접 이음 및 기계식 이음으로 나눌 수 있다.

겹침 이음은 전통적인 공법으로 철근과 철근을 일정한 길이로 겹쳐두어 콘크리트와의 부착력을 통하여 이음이 되도록 하는 방식으로, 현재 일반적으로 가장 많이 사용되는 이음 방식이다.

또한, 용접 이음은 철근의 돌출길이가 짧고 협소한 장소에서도 이음이 가능하며, 아크-스터드 용접시 작업 시간이 최소화할 수 있는 장점이 있으나, 용접기 위치로 인한 인접 철근 간의 간섭이 발생하고, 용접 작용시간 과다 소요, 기후에 따른 시공 품질의 변동, 숙련 기능공이 필요한 문제점과 함께 지진 발생시 Strike-slip Mechanism 의 우려가 있다.

한편, 기계적 이음은 2개의 철근 사이에 매개부재(커플러)를 이용하여 연결하는 방식으로 콘크리트의 부착강도와 관계없이 인장력에 저항할 수 있는 철근의 이음 방법이다. 이음의 방법과 형식에 따라서 나사식, 강관 압착식, 쐐기식, 몰탈 충진식 등으로 구분되며, 현재 그 사용이 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.

이러한, 복수 철근을 연결하는 장치와 관련된 기술이 한국공개특허 제2019-0105817호에 제안된 바 있다.

그러나 특허문헌 1은 철근이 당겨질 때 힘을 받지 못하므로 견고한 연결이 난해한 문제점이 있었다.

한국공개특허 제2019-0105817호(2019.09.18)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결과제는, 철근이 당겨지는 경우에도 견고한 연결이 가능한 철근 커플러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철근 커플러는, 내부 중심에 위치된 격벽의 양측에 일측 철근과 타측 철근이 각각 삽입되도록 중공 형성되며, 양단부에 제1, 2 결합부가 결합되는 본체부; 상기 본체부의 일, 타측 내부에 각각 이격된 상태에서 대향면마다 탄성 지지되도록 위치되어, 상기 제1, 2 결합부의 내부에 형성된 조임 경사면에 가압되면서 내부를 통과한 일, 타측 철근의 타단부를 조여지게 하는 제1, 2 조임부재; 상기 본체부의 격벽 양측에 구비되어 상기 일, 타측 철근의 단부의 진입 방향을 중심으로 안내하는 제1, 2 철근 안내부; 및 상기 본체부 및 제1, 2 철근 안내부를 체결에 의해 방사상으로 관통한 단부가 상기 일, 타측 철근의 일단부 표면을 파고 들어 고정시키는 제1, 2 고정부를 포함할 수 있다.

상기 제1, 2 조임부재는, 상기 본체부의 일, 타측 내부에 위치되어 상기 일, 타측 철근의 타단부를 조여지게 하며, 외면 일단에 제1, 2 조임 경사면이 형성되는 제1, 2 조임부; 및 상기 제1, 2 조임부와 상기 제1, 2 철근 안내부의 사이에 각각 위치되어 상기 제1, 제2 조임부에 탄성력을 제공하는 제1, 2 탄성부;를 포함할 수 있다.

상기 제1, 2 고정부는 상기 일, 타측 철근에 삽입 방향과 직교 방향 또는 경사 방향으로 고정될 수 있다.

상기 제1, 2 고정부는 회전력을 이용해 상기 일, 타측 철근의 표면을 관통시키도록 단부에 블레이드가 구비될 수 있다.

상기 제1, 2 조임부는 방사상으로 분할 형성되며, 외면 타단에 형성된 결합홈에 환형 형상의 어긋남 방지부가 결합될 수 있다.

본 발명에 의하면, 삽입된 일, 타측 철근의 일단부는 제1, 2 조임부재에 의해 지지되고, 일, 타측 철근의 타단부는 회전에 의해 철근 표면을 파고 들어가도록 직결볼트인 제1, 2 고정부를 통해 방사상으로 지지되므로 철근이 당겨지는 경우에도 견고한 연결이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 철근 커플러를 도시한 분해사시도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 철근 커플러에 철근이 연결되는 순서를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 철근 커플러에서 제1, 2 고정부가 경사지게 고정된 상태를 도시한 부분확대도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 철근 커플러에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 철근 커플러를 도시한 분해사시도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 철근 커플러에 철근이 연결되는 순서를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 철근 커플러에서 제1, 2 고정부가 경사지게 고정된 상태를 도시한 부분확대도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 철근 커플러(100)는 본체부(110), 제1 결합부(120), 제1 조임부재(130), 제1 철근 안내부(140), 제1 고정부(150), 제2 결합부(160), 제2 조임부재(170), 제2 철근 안내부(180) 및 제2 고정부(190)를 포함하며, 대향된 한 쌍의 일, 타측 철근(10a, 10b)을 연결시키는 장치이다.

이때, 제1 결합부(120), 제1 조임부재(130), 제1 철근 안내부(140) 및 제1 고정부(150) 그리고 제2 결합부(160), 제2 조임부재(170), 제2 철근 안내부(180 및 제2 고정부(190)는 형상은 동일하면서 대칭 방향으로 배치되는 것만 상이하다.

본체부(110)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 중심부가 관통 형성된 원통 형상으로 형성되되, 내부 중심부에 일측 철근(10a)과 타측 철근(10b)이 더이상 삽입되지 못하도록 격벽(112)이 구비되고, 내주면 일, 타단부 각각에 단부 나사산(114)이 형성되며, 격벽(112)과 근접한 내주면 타단부 각각에 내부 나사산(116)이 형성된다.

더욱이, 본체부(110)는 제1, 2 철근 안내부(140, 180)의 통과공(146, 186)과 중첩되도록 체결공(118)이 외주면 상하에 방사상으로 관통 형성되어 체결공(118) 및 통과공(146, 186)을 통해 제1, 2 고정부(150, 190)가 각각 나선 체결된다.

제1 결합부(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본체부(110)의 일단부에 결합되어 제1 조임부재(130) 중 제1 조임부(1310)의 이동을 간섭하게 되며, 단차 형상으로 형성되면서 내주면에 제1-1 조임 경사면(122)이 형성되고, 본체부(110)의 일단부에 형성된 단부 나사산(114)에 나선 체결되도록 직경이 작은 단부에 나사산(124)이 형성된다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 제1 결합부(120) 중 직경이 큰 단부에 면취면이 방사상으로 형성되어 공구 등을 통해서 제1 결합부(120)를 회전 결합시킬 수 있다.

제1-1 조임 경사면(122)은 제1 조임부(1310)의 제1 조임 경사면(1314)이 접한 상태로 구비되도록 하방으로 갈수록 직경이 점차 확장되도록 형성되어, 제1 조임부(1310)가 본체부(110)의 외측 방향으로 이동되면 오므려지게 하고, 제1 조임부(1310)가 본체부(110)의 내측 방향으로 이동되면 벌어지게 하도록 안내한다.

제1 조임부재(130)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본체부(100)의 일측 내부에 위치된 상태에서 탄성 지지되도록 위치되어, 내부를 통과한 일측 철근(10a)의 타단부를 조여지게 하며, 제1 조임부(1310), 제1 어긋남 방지부(1320) 및 제1 탄성부(1330)를 포함한다.

제1 조임부(1310)는 본체부(110)의 일측 내부에 삽입되어 일측 철근(10a)의 타단부를 조이도록 평면 형상이 원호 형태인 방사상의 조임편(1312)으로 구성된다. 이때, 방사상의 조임편(1312)은 일률적으로 오므려지면서 삽입된 일측 철근(10a)의 상부를 물게 하거나, 일률적으로 벌려지면서 일측 철근(10a)의 상부에서 이격되게 한다.

그리고 조임편(1312)은 외면 하단에 하방으로 갈수록 직경이 점차 축소되도록 제1 조임 경사면(1314)이 형성되고, 내면에 일측 철근(10a)을 조일 수 있도록 물림돌기(1316)가 높이 방향으로 형성되며, 외면 상단에 제1 어긋남 방지부(1320)가 결합되도록 결합홈(1318)이 복수 형성된다.

이때, 결합홈(1318)은 그 폭이 제1 어긋남 방지부(1320)의 폭과 대응되면서 바닥면과 제1 어긋남 방지부(1320)의 사이에 틈이 있는 깊이로 형성되어 조임편(1312)이 틈 간격내에서 벌어짐이 가능하다.

그리고 결합홈(1318)은 제1 결합부(120) 방향측 일단이 제1 탄성부(1340) 방향측 타단보다 많이 오므려지므로 제1 결합부(120) 방향측 일단이 타단보다 깊게 형성된다.

한편, 물림돌기(1316)는 일측 철근(10a)이 걸리면서 삽입되도록 간격을 갖는다.

더욱이, 조임편(1312)은 하부에 제1 탄성부(1340)의 하부가 위치되도록 단턱(1312a)이 형성된다.

제1 어긋남 방지부(1320)는 강철 등의 재질로 구비된 환형 형상으로 형성되며, 방사상의 조임편(1312)에서 일부가 상하 진동에 의해 어긋나면 일측 철근(10a)을 제대로 물지 못하므로 이를 방지하기 위해 제1 조임부(1310)의 결합홈(1318)에 각각 복수 결합된다.

이때, 제1 어긋남 방지부(1320)는 제1 조임부(1310)의 조임편(1312)의 벌어짐 시 변형을 고려하여 본체부(110)의 내벽면과 설정간격만큼 이격되게 위치된다.

더욱이, 제1 어긋남 방지부(1320)는 생략 가능하다.

제1 탄성부(1330)는 제1 조임부(1310)의 조임편(1312)에 형성된 단턱(1312a)과, 제1 철근 안내부(140)의 상면 가장자리 사이에 위치되어 제1 조임부(1310)를 탄성력에 의해 밀게 된다.

이때, 제1 탄성부(1330)는 단턱(1312a)에 위치되는 상단은 중간단 대비 직경이 감소되어 제1 조임부(1310)에서 이탈되지 않게 한다.

제1 철근 안내부(140)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상면에서 하방으로 갈수록 직경이 점차 축소되게 제1-2 안내 경사면(142)이 형성되고, 본체부(110)의 내부 중 격벽(1112)의 상측에 위치된 내부 사사산(116)에 체결되도록 외주면에 외부 나사산(144)이 형성되며, 본체부(110)의 체결공(118)과 대응되는 위치마다 통과공(146)이 방사상으로 형성된다.

제1-2 안내 경사면(142)은 일측 철근(10a)의 중심이 본체부(110)의 중심과 일치하지 않고 경사지게 진입하여도 본체부(110)의 중심을 향하도록 일측 철근(10a)의 진입 방향을 안내하게 된다.

제1 고정부(150)는 서로 일치시킨 본체부(110)의 체결공(118)과 제1 철근 안내부(140)의 통과공(146)을 통해 삽입되어 관통한 단부가 일측 철근(10a)의 일단부 표면을 파고 들어 고정시킨다. 여기서, 제1 고정부(150)는 3개가 120°의 각도를 갖도록 구비되는 것으로 예시하였으나, 개수는 이에 한정하지 않고 증감이 가능하다.

이때, 제1 고정부(150)는 회전력을 이용해 일측 철근(10a)의 표면을 관통시키도록 단부에 블레이드가 구비되도록 직결볼트 등이 이에 적용 가능하며, 본체부(110)의 외벽 사이에 제3 탄성부(152)가 감싸도록 구비되어 풀림 등을 방지 가능하다.

더욱이, 제1 고정부(150)는 일측 철근(10a)의 삽입 방향과 직교 방향으로 결합되며, 이에 한정하지 않고 일측 철근(10a)의 삽입 방향과 경사 방향으로도 결합 가능하다.

즉, 블레이드가 상방을 향하도록 제1 고정부(150)가 일측 철근(10a)의 삽입 방향과 경사지게 결합[도 6(a) 참조]되는 경우 일측 철근(10a)의 흔들림을 방지 가능하고, 블레이드가 하방을 향하도록 제1 고정부(150)가 일측 철근(10a)의 삽입 방향과 경사지게 결합[도 6(b) 참조]되는 경우 일측 철근(10a)을 몸체부(110)의 격벽(112) 방향으로 밀어 몸체부(110)의 격벽(112)과 일측 철근(10a)이 틈 없이 밀착 가능한 이점이 있다.

제2 결합부(160)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본체부(110)의 타단부에 결합되어 제2 조임부재(170) 중 제2 조임부(1710)의 이동을 간섭하게 되며, 단차 형상으로 형성되면서 내주면에 제1-2 안내 경사면(162)이 형성되고, 본체부(110)의 타단부에 형성된 단부 나사산(114)에 나선 체결되도록 직경이 작은 단부에 나사산(164)이 형성된다.

이때, 제2 결합부(160)는 제1 결합부(120)와 대칭된 형상으로 구비된다.

제1-2 안내 경사면(162)은 제2 조임부(1710)의 제2 조임 경사면(1714)이 접한 상태로 구비되게 하방으로 갈수록 직경이 점차 확장되게 형성되어, 제2 조임부(1710)가 본체부(110)의 외측 방향으로 이동되면 오므려지게 하고 제2 조임부(1710)가 본체부(110)의 내측 방향으로 이동되면 벌어지게 하도록 안내한다.

제2 조임부재(170)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본체부(100)의 타측 내부에 각각 이격된 상태에서 대향면마다 탄성 지지되도록 위치되어, 내부를 통과한 타측 철근(10b)의 단부를 조여지게 하며, 제2 조임부(1710), 제2 어긋남 방지부(1720) 및 제2 탄성부(1730)를 포함한다.

이때, 제2 조임부재(170)의 제2 조임부(1710), 제2 어긋남 방지부(1720) 및 제2 탄성부(1730)는, 제1 조임부재(130)의 구성인 제1 조임부(1310), 제1 어긋남 방지부(1320) 및 제1 탄성부(1330)와 대칭 형태로 구비될 뿐 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 제2 조임부(1710)는 지진에 의해 타측 철근(10b)이 삽입 방향으로 이동할 때 타측 철근(10b)의 하부를 물게 한다.

제2 철근 안내부(180) 및 제2 고정부(190)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1 철근 안내부(140), 제1 고정부(150)와 대칭되게 위치될 뿐 형상 및 기능은 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 설명하지 않은 부호 1712는 조임편이고, 1712a는 단턱이고, 1714는 제2-1 조임 경사면이고, 1716은 물림돌기이고, 1718은 결합홈이고, 192는 제4 탄성부이다.

이와 같은 본 발명의 본 발명의 철근 커플러(100)를 통해 일, 타측 철근(10a, 10b)을 연결하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 본체부(110)의 내부 일측에 일측 철근(10a)을 삽입한다. 이때, 제1 조임부(1310)의 물림돌기(1316)는 일측 철근(10a)이 통과할 때 외면이 걸릴 수 있도록 간격을 갖는다.

다음으로, 제1 조임부(1310)가 본체부(110)의 내부로 후퇴하면서 일측 철근(10a)에 의해 조임편(1312)이 벌어지게 되고 일측 철근(10a)의 단부가 본체부(110)의 내부에 구비된 격벽(112)에 닿도록 한다.

이때, 일측 철근(10a)이 제1 철근 안내부(140)의 중심부를 통과하면 상관없지만, 삐딱하게 삽입되는 경우 일측 철근(10a)의 단부가 제1 철근 안내부(140)의 제1-2 안내 경사면(142)을 따라 중심에 위치되도록 안내 받는다(도 3 및 도 4 참조).

다음으로, 제1 탄성부(1330)의 탄성력에 의해 조임편(1312)이 일측 철근(10a)의 삽입 반대 방향으로 가압되면서 제1 조임 경사면(1314)이 제1 결합부(120)의 제1-1 조임 경사면(122)을 따라 이동하게 되어 조임편(1312)의 내면에 형성된 물림돌기(1316)가 오므려지면서 삽입된 일측 철근(10a)의 상단을 물게 한다

다음으로, 본체부(110)의 체결공(118)과 제1 철근 안내부(140)의 통과공(146)을 서로 일치시킨 상태에서 제1 고정부(150)가 삽입되어 관통한 단부가 일측 철근(10a)의 일단부 표면을 파고 들어 고정시킨다(도 5 참조).

다음으로, 본체부(110)의 내부 타측에 타측 철근(10b)을 삽입한다. 이때, 제2 조임부(1710)의 물림돌기(1716)는 타측 철근(10b)이 통과할 때 외면이 걸릴 수 있도록 간격을 갖는다.

다음으로, 제2 조임부(1710)가 본체부(110)의 내부로 후퇴하면서 타측 철근(10b)에 의해 조임편(1712)이 벌어지게 되고 타측 철근(10b)의 단부가 본체부(110)의 내부에 구비된 격벽(112)에 닿도록 한다.

이때, 타측 철근(10b)이 제2 철근 안내부(180)의 중심부를 통과하면 상관없지만, 삐딱하게 삽입되는 경우 타측 철근(10b)의 단부가 제2 철근 안내부(180)의 제2-2 안내 경사면(182)을 따라 중심에 위치되도록 안내 받는다.

다음으로, 제2 탄성부(1730)의 탄성력에 의해 조임편(1712)이 타측 철근(10b)의 삽입 반대 방향으로 가압되면서 제2 조임 경사면(1714)이 제2 결합부(160)의 제2-1 조임 경사면(162)을 따라 이동하게 되어 조임편(1612)의 내면에 형성된 물림돌기(1616)가 오므려지면서 삽입된 타측 철근(10b)의 하단을 물게 한다

다음으로, 본체부(110)의 체결공(118)과 제2 철근 안내부(180)의 통과공(186)을 서로 일치시킨 상태에서 제2 고정부(190)가 삽입되어 관통한 단부가 타측 철근(10b)의 일단부 표면을 파고 들어 고정시킨다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10a, 10b: 일, 타측 철근 100: 철근 커플러
110: 본체부 112: 격벽
120: 제1 결합부 122: 제1-1 조임 경사면
130: 제1 조임부재 1310: 제1 조임부
1320: 제1 어긋남 방지부 1330: 제1 탄성부
140: 제1 철근 안내부 150: 제1 고정부
160: 제2 결합부 162: 제2-1 조임 경사면
170: 제2 조임부재 1710: 제2 조임부
1720: 제2 어긋남 방지부 1730: 제2 탄성부
180: 제2 철근 안내부 190: 제2 고정부

Claims

내부 중심에 위치된 격벽의 양측에 일측 철근과 타측 철근이 각각 삽입되도록 중공 형성되며, 양단부에 제1, 2 결합부가 결합되는 본체부;
상기 본체부의 일, 타측 내부에 각각 이격된 상태에서 대향면마다 탄성 지지되도록 위치되어, 상기 제1, 2 결합부의 내부에 형성된 조임 경사면에 가압되면서 내부를 통과한 일, 타측 철근의 타단부를 조여지게 하는 제1, 2 조임부재;
상기 본체부의 격벽 양측에 구비되어 상기 일, 타측 철근의 단부의 진입 방향을 중심으로 안내하는 제1, 2 철근 안내부; 및
상기 본체부 및 제1, 2 철근 안내부를 체결에 의해 방사상으로 관통한 단부가 상기 일, 타측 철근의 일단부 표면을 파고 들어 고정시키는 제1, 2 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
제1항에 있어서, 상기 제1, 2 조임부재는,
상기 본체부의 일, 타측 내부에 위치되어 상기 일, 타측 철근의 타단부를 조여지게 하며, 외면 일단에 제1, 2 조임 경사면이 형성되는 제1, 2 조임부; 및
상기 제1, 2 조임부와 상기 제1, 2 철근 안내부의 사이에 각각 위치되어 상기 제1, 제2 조임부에 탄성력을 제공하는 제1, 2 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
제1항에 있어서,
상기 제1, 2 고정부는 상기 일, 타측 철근에 삽입 방향과 직교 방향 또는 경사 방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
제1항에 있어서,
상기 제1, 2 고정부는 회전력을 이용해 상기 일, 타측 철근의 표면을 관통시키도록 단부에 블레이드가 구비되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
제2항에 있어서,
상기 제1, 2 조임부는 방사상으로 분할 형성되며, 외면 타단에 형성된 결합홈에 환형 형상의 어긋남 방지부가 결합되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.