KR20230094510A - 프로파일 연결부재 및 이를 포함하는 연결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면은, 제1 지지부; 상기 제1 지지부의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제1 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제1 판재를 포함하되, 상기 제1 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제1 통공 및 상기 제1 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제1 장공을 포함하는 제1 수용부; 및 상기 제1 지지부의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제2 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제2 판재를 포함하되, 상기 제2 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제2 통공을 포함하는 제2 수용부;를 포함하고, 상기 제1 지지부, 상기 제1 및 제2 수용부는 단일의 판재로 일체로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°인 프로파일 연결부재 및 이를 포함하는 프로파일 연결구조를 제공한다.

Description

프로파일 연결부재 및 이를 포함하는 연결구조{CONNECTING PART FOR PROFILES AND STRUCTURE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 프로파일 연결부재 및 이를 포함하는 연결구조에 관한 것으로, 더 상세하게는, 수상 태양광 발전시설에 인가되는 외력을 장기간 동안 효과적으로 완충할 수 있고, 간편하게 체결될 수 있으며 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 프로파일 연결부재 및 이를 포함하는 연결구조에 관한 것이다.

태양광 발전소는 복수의 태양광 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결된 상태로 장착된 구조물의 집합체이다. 이러한 태양광 발전소는 일반적으로 육상에 설치하게 되는데, 이로 인해 막대한 부지구입 및 시공 비용이 소요되고, 주로 야산을 깎아 부지로 사용하게 되므로 환경이 파괴된다. 또한, 육상에 설치하게 되면 여름철의 경우 지열에 의해 태양광 모듈이 가열되어 태양광 모듈들이 효과적으로 냉각될 수 없고, 이는 태양광 모듈의 발전효율을 저하시키는 요인이 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 태양광 모듈을 호수, 강, 연못, 댐, 해양 등의 수상에 설치하는 수상 태양광 발전시스템이 개발되고 있다. 이러한 수상 태양광 발전시스템은 부표와 함께 수면에 설치되는 복수의 태양광 모듈이 배치된 복수의 부유 구조물을 이용한 발전시스템이다.

상기 부유 구조물들은 상호 견고하게 연결, 체결되어야 한다. 상기 부유 구조물은 태양광 모듈을 고정한 상태로 수면에 떠있는 태양광 모듈 고정용 주부력체를 포함할 수 있고, 필요 시, 상기 주부력체의 부력을 보완하고 태양광 모듈의 주변을 작업자가 이동할 수 있도록 수면에 설치되는 보조부력체를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 인접한 개별 부력체 및/또는 2 이상의 부력체를 포함하는 단위 유닛은 이들을 상호 직접 연결하거나, 부력체 상에 고정된 프로파일(profile)과 같은 지지부재를 상호 연결하기 위한 연결부재에 의해 상호 연결, 체결될 수 있다.

이러한 수상 태양광 발전시스템이 해상에 적용되는 경우, 호수, 저수지와 같은 담수에 적용된 경우에 비해 기후 변화, 파도의 강도, 높이 등에 따라 태양광 모듈을 지지하는 부력체에 인가되는 하중이 상대적으로 크게 증가할 수 있고, 이에 따라 통상 플라스틱 또는 합성 수지로 제조된 부력체가 파도와 같은 외부 충격에 의해 파손, 손상될 우려가 있고, 상기 부력체가 크게 파손되는 경우 태양광 모듈에 제공되는 부력, 지지력이 상실되어 태양광 모듈이 수몰될 수 있다.

종래 단봉 형태의 간단한 연결부재를 사용하여 2 이상의 부력체를 포함하는 단위 유닛을 연결하는 방식이 제안되기도 하였으나, 파도, 이러한 형태의 연결부재는 바람과 같은 외력에 의해 불가피하게 발생하는 단위 유닛 간 상대적인 상하 변위, 수평 변위, 회전 변위를 수용하지 못해 쉽게 파손되는 문제가 있다.

이에 대해, 한국등록특허 제10-1929428호 등은 단위 유닛 간 상대적인 상하 변위, 수평 변위, 회전 변위를 능동적으로 수용할 수 있는 단위 유닛 연결용 회전 브래킷을 개시한다. 다만, 상기 회전 브래킷 중 프로파일의 단부에 고정 결합되거나, 힌지 결합되어 수평 변위를 수용하는 1쌍의 판재, 및 인접한 별도의 회전 브래킷과 힌지 결합되어 상하 변위를 수용하는 1쌍의 판재가 중심에 위치한 판재를 기준으로 상호 반대 방향으로 90°로 절곡되어 있고, 이와 같이 절곡된 부위에 응력이 집중됨에 따라 상기 회전 브래킷이 외력에 의해 쉽게 파손될 수 있다.

또한, 인접한 2개의 회전 브래킷을 힌지 결합시키는 볼트의 생크부(shank) 및/또는 나사부(tread)가 상하 변위를 수용하는 1쌍의 판재 사이에 형성된 공간을 통해 외부로 노출됨에 따라 수분, 염분 등에 의해 볼트가 쉽게 부식, 파손될 수 있고, 볼트의 생크부(shank) 및/또는 나사부(tread)가 상하 변위를 수용하는 1쌍의 판재에 형성된 통공의 얇은 내주면에 의해서만 지지되므로 회전 브래킷 간 힌지 결합이 장기간 동안 견고하게 유지되기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수상 태양광 발전시설에 인가되는 외력을 장기간 동안 효과적으로 완충할 수 있고, 간편하게 체결될 수 있으며 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 프로파일 연결부재 및 이를 포함하는 연결구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은, 제1 지지부; 상기 제1 지지부의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제1 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제1 판재를 포함하되, 상기 제1 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제1 통공 및 상기 제1 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제1 장공을 포함하는 제1 수용부; 및 상기 제1 지지부의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제2 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제2 판재를 포함하되, 상기 제2 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제2 통공을 포함하는 제2 수용부;를 포함하고, 상기 제1 지지부, 상기 제1 및 제2 수용부는 단일의 판재로 일체로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°인 프로파일 연결부재를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 동심원의 원주 방향을 따른 상기 제1 장공의 양 말단을 호(arc)로 하는 가상의 부채꼴의 중심각은 30~90°일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 장공의 양 말단의 내벽은 기설정된 곡률을 가지는 곡면일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 내벽의 표면은 기설정된 두께의 제1 완충부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면은, 상기 프로파일 연결부재로 이루어진 제1 연결부재; 및 상기 제2 수용부에서 상기 제1 연결부재와 힌지 결합된 제2 연결부재;를 포함하는 프로파일 연결구조를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 연결부재는, 제2 지지부; 상기 제2 지지부의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제3 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제3 판재를 포함하되, 상기 제3 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제3 통공 및 상기 제3 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제2 장공을 포함하는 제3 수용부; 및 상기 제2 지지부의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제4 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제4 판재를 포함하되, 상기 제4 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제4 통공을 포함하는 제4 수용부;를 포함하고, 상기 제2 지지부, 상기 제3 및 제4 수용부는 단일의 판재로 일체로 이루어지고, 상기 제3 및 제4 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 동심원의 원주 방향을 따른 상기 제2 장공의 양 말단을 호(arc)로 하는 가상의 부채꼴의 중심각은 30~90°일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 장공의 양 말단의 내벽은 기설정된 곡률을 가지는 곡면일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 내벽의 표면은 기설정된 두께의 제2 완충부재를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 연결부재의 상기 제1 수용부는 제1 프로파일의 단부와 힌지 결합되어, 상기 제1 연결부재 및 상기 제1 프로파일의 단부는 상기 제1 통공의 중심축을 기준으로 상기 제1 장공에 의해 허용되는 각으로 회동하고, 상기 제1 연결부재의 상기 제2 수용부는 상기 제2 연결부재의 상기 제4 수용부와 힌지 결합되어, 상기 제1 및 제2 연결부재는 동축(coaxially) 배치된 상기 제2 및 제4 통공의 중심축을 기준으로 회동하고, 상기 제2 연결부재의 상기 제3 수용부는 제2 프로파일의 단부와 힌지 결합되어, 상기 제2 연결부재 및 상기 제1 프로파일의 단부는 상기 제3 통공의 중심축을 기준으로 상기 제2 장공에 의해 허용되는 각으로 회동하고, 상기 제1 통공의 중심축과, 상기 제2 및 제4 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°이고, 상기 제3 통공의 중심축과, 상기 제2 및 제4 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 프로파일 연결부재는, 제1 지지부; 상기 제1 지지부의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제1 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제1 판재를 포함하되, 상기 제1 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제1 통공 및 상기 제1 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제1 장공을 포함하는 제1 수용부; 및 상기 제1 지지부의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제2 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제2 판재를 포함하되, 상기 제2 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제2 통공을 포함하는 제2 수용부;를 포함하고, 상기 제1 지지부, 상기 제1 및 제2 수용부는 단일의 판재로 일체로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 통공의 중심축이 이루는 각을 45~90°로 설계함으로써, 수상 태양광 발전시설에 인가되는 외력을 장기간 동안 효과적으로 완충할 수 있고, 간편하게 체결될 수 있으며 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결부재의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결부재의 평면도 및 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결부재의 전개도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결구조의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결구조의 측면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결부재의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결부재의 평면도 및 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결부재는, 제1 지지부(10); 상기 제1 지지부의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제1 간격(g1)으로 이격되어 연장된 1쌍의 제1 판재를 포함하되, 상기 제1 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제1 통공(111) 및 상기 제1 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제1 장공(112)을 포함하는 제1 수용부(110); 및 상기 제1 지지부의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제2 간격(g2)으로 이격되어 연장된 1쌍의 제2 판재를 포함하되, 상기 제2 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제2 통공(121)을 포함하는 제2 수용부(120);를 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어, "프로파일"은 기설정된 종횡비(길이에 대한 직경의 비율(D/L) 또는 길이에 대한 단면적의 비율(A/L))를 가지는 막대형 및/또는 관형 부재를 의미하며, 프레임, 파이프, 로드, 형강, 강관 등을 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 상기 프로파일은, 예를 들어, 그 단면의 형태에 따라, C형강, H형강, I형강, L형강, 각관 등으로 구분될 수 있고, 그 내부에 대한 빈 공간의 허용 여부에 따라, 중실형, 중공형으로 구분될 수 있다.

상기 제1 지지부(10)는 단일의 판재로 이루어질 수 있고, 그 둘레를 따라 각각 1쌍의 판재로 이루어진 상기 제1 및 제2 수용부(110, 120)의 말단을 상호 연결하여 이들의 형태, 구조, 규격이 유지되도록 할 수 있다. 또한, 상기 제1 지지부(10)는 상기 제1 및 제2 수용부(110, 120)의 말단을 폐쇄하여 상기 제1 수용부(110)에 대한 프로파일의 인입 범위를 제한, 가이드할 수 있고, 상기 제2 수용부(120)에 대한 프로파일 또는 다른 연결부재의 길이를 제한, 가이드할 수 있다.

상기 제1 수용부(110)는 상기 제1 지지부(10)의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제1 간격(g1)으로 이격되어 연장된 1쌍의 제1 판재를 포함하되, 상기 제1 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제1 통공(111) 및 상기 제1 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제1 장공(112)을 포함할 수 있다.

상기 제1 수용부(110)가 프로파일의 단부를 수용하는 경우, 상기 제1 간격(g1)은 상기 프로파일의 두께 및/또는 폭에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 간격(g1)은 30~80mm, 바람직하게는, 35~60mm, 더 바람직하게는, 40~50mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 통공(111)을 통해 상기 제1 수용부(110)에 인입된 프로파일의 단부와 상기 연결부재를 상호 힌지 결합하는 볼트, 리벳과 같은 부재가 삽입될 수 있다. 상기 제1 통공(111)이 1쌍으로 구비되는 경우 프로파일의 단부와 상기 연결부재(100)는 상기 제1 통공(111)을 통해 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 힌지 결합될 수 있다.

상기 제1 통공(111)이 2쌍 이상 구비되는 경우, 프로파일의 단부와 상기 연결부재는 이들 중 1쌍을 통해 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 힌지 결합될 수 있고, 다른 1쌍 이상을 통해 추가로 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 고정 결합될 수도 있다.

본 명세서에 사용된 용어, "힌지 결합"은 체결된 각 부재에 대해 임의의 축을 중심으로 한 회전운동, 즉, 회동을 기설정된 범위로 허용하는 형태의 결합을 의미하고, "고정 결합"은 체결된 각 부재의 움직임이 제한되어 실질적으로 고정된 형태의 결합을 의미한다.

상기 제1 판재(110)는 상기 제1 통공(111)보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제1 장공(112)을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어, "장공(long hole)"은 개구의 평면이 기설정된 길이의 직선 및/또는 곡선을 따라 연장된 형태를 가지는 통공을 의미한다.

상기 제1 장공(112)은 상기 제1 통공(111)보다 반경(r)이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비될 수 있다. 상기 동심원은 실질적으로 원형인 상기 제1 통공(111)과 중심을 공유하는 가상의 원을 의미하고, 상기 제1 장공(112)의 길이 방향 중심선은 상기 동심원의 원주 중 일부에 위치할 수 있다.

상기 제1 장공(112)을 통해 상기 제1 수용부(110)에 인입된 프로파일의 단부와 상기 연결부재를 상호 힌지 결합하는 볼트, 리벳과 같은 부재가 삽입될 수 있다. 상기 제1 장공(112)이 1쌍으로 구비되는 경우 프로파일의 단부와 상기 연결부재는 상기 제1 장공(112)을 통해 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 힌지 결합될 수 있다.

상기와 같이, 상기 연결부재(100)와 상기 프로파일의 단부는 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)을 기준으로 회동할 수 있고, 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)은 고정될 수 있다. 이에 대해, 상기 제1 장공(112)은 상기 연결부재(100)와 상기 프로파일의 단부의 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)을 기준으로 한 회동 범위를 제한하여 과도하게 허용된 회동에 의한 상기 연결부재의 손상, 파손을 방지할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 수용부(110)에 인입된 상기 프로파일의 단부는 상기 제1 통공(111)과 상기 프로파일의 단부를 체결하는 볼트의 중심축을 기준으로 회동할 수 있고, 이러한 회동에 의해 상기 제1 장공(112)과 상기 프로파일의 단부를 체결하는 볼트의 중심축은 상기 제1 장공(112)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 이 때, 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽은 상기 제1 장공(112)과 상기 프로파일의 단부를 체결하는 볼트의 이동 범위를 규정, 제한하는 스토퍼로 작용할 수 있고, 상기 제1 장공(112)의 길이 방향을 따른 양 측단의 내벽은 상기 제1 장공(112)과 상기 프로파일의 단부를 체결하는 볼트의 이동 경로를 가이드할 수 있다.

상기 동심원의 원주 방향을 따른 상기 제1 장공의 양 말단을 호(arc)로 하고, 상기 제1 통공의 중심으로부터 상기 제1 장공의 양 말단까지의 거리를 반경(r)으로 하는 가상의 부채꼴의 중심각(θ1)은 30~90°. 바람직하게는, 40~60°, 더 바람직하게는, 40~50°일 수 있다. 상기 부채꼴의 중심각(θ1)이 30° 미만이면 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)을 기준으로 한 회동 범위와 그에 따른 완충 가능한 충격 범위가 과도하게 축소될 수 있고, 90° 초과이면 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)을 기준으로 한 회동 범위가 과도하게 확대되어 상기 연결부재가 쉽게 손상, 파손될 수 있다.

상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽은 기설정된 곡률을 가지는 곡면일 수 있다. 상기 곡률은 상기 제1 장공(112)을 통해 삽입, 체결되는 볼트와 같은 봉재의 단면에 부여된 곡률에 상응할 수 있다. 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽의 곡률이 상기 봉재의 단면에 부여된 곡률보다 작으면 상기 봉재가 상기 제1 장공(112)의 양 말단까지 이동할 수 없으므로 상기 연결부재와 상기 프로파일의 단부 간 회동 범위가 불필요하게 축소될 수 있고, 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽의 곡률이 상기 봉재의 단면에 부여된 곡률보다 크면 상기 제1 장공(112)의 양 말단에서 상기 봉재와 상기 내벽 간 임의의 유격이 발생하여 상기 제1 장공(112)에 의한 상기 봉재의 이동이 적절히 가이드될 수 없다.

도 1 내지 도3에서 상기 제1 장공(112)은 상기 제1 판재(110)의 길이 방향을 기준으로, 상기 제1 통공(111)의 전방에 구비되나, 상기 제1 통공(111)의 후방에 위치하더라도 상기 제1 통공(112)의 중심축(x1)을 기준으로 한 상기 연결부재와 상기 프로파일의 단부 간 회동을 전술한 것과 동일한 방식으로 적절히 제한, 가이드할 수 있다.

상기 제1 장공(112)을 통해 삽입, 체결되는 볼트와 같은 봉재는 상기 제1 장공(112)의 길이 방향 중심선을 따라 상기 제1 장공(112)의 양 말단을 왕복하도록 이동하며, 이 경우, 상기 봉재는 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽과 빈번하게 충돌한다. 상기 봉재와 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽 간 충돌이 반복, 누적되는 경우, 상기 제1 장공(112)의 주변부 및/또는 상기 봉재의 내구성이 저하될 수 있고, 상기 제1 장공(112)의 주변부 및/또는 상기 봉재가 파손되는 경우 상기 제1 장공(112)에 의한 회동 범위의 제한이 해제되어 상기 연결부재의 전체적인 내구성에도 악영향을 미칠 수 있다.

상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽의 표면은 기설정된 두께의 제1 완충부재(113)를 포함할 수 있고, 상기 제1 완충부재(113)는 상기 봉재와 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽 간 충돌을 완충하여 상기 제1 장공(112)의 주변부 및/또는 상기 봉재가 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 제1 완충부재(113)는 기설정된 두께의 탄성부재, 예를 들어, 고무, 스펀지 등으로 이루어진 시트일 수 있다. 상기 제1 완충부재(113)는 상기 시트를 기설정된 규격으로 재단하여 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽의 표면에 부착, 접착하여 형성될 수 있고, 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽에 결합될 수 있는 형태로 성형되어 상기 제1 장공(112)의 양 말단의 내벽에 물리적, 구조적으로 결합될 수 있다.

상기 제2 수용부(120)는 상기 제1 지지부(10)의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제2 간격(g2)으로 이격되어 연장된 1쌍의 제2 판재를 포함하되, 상기 제2 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제2 통공(121)을 포함할 수 있다.

상기 제2 수용부(120)는 상기 제1 수용부(110)에 인입된 것과 다른 프로파일, 또는 상기 연결부재와 연결되는 다른 연결부재를 수용할 수 있으므로, 상기 제2 간격(g2)은 다른 프로파일 또는 다른 연결부재의 규격에 따라 결정될 수 있다. 상기 제2 간격(g2)은, 예를 들어, 40~100mm, 바람직하게는, 50~80mm, 더 바람직하게는, 55~70mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 통공(121)을 통해 상기 제2 수용부(120)에 인입된 프로파일의 단부 또는 다른 연결부재를 상호 힌지 결합하는 볼트, 리벳과 같은 부재가 삽입될 수 있다. 상기 제2 통공(121)이 1쌍으로 구비되는 경우 프로파일의 단부 또는 다른 연결부재는 상기 제2 통공(121)을 통해 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 힌지 결합될 수 있다.

상기 제1 지지부(10)가 판재로 이루어지고, 상기 판재가 수직으로 배치된 상태, 즉, 상기 판재의 양면이 수평으로 배치된 상태를 가정하면, 상기 제1 수용부(110)는 상기 제1 지지부(10)의 말단 중 일부로부터 상기 제1 지지부(10)의 일측을 향해 상호 제1 간격(g1)으로 이격되어 연장된 1쌍의 제1 판재를 포함할 수 있고, 상기 제2 수용부(120)는 상기 제1 지지부(10)의 말단 중 상기 제1 수용부(110)가 연장된 부분을 제외한 부분으로부터 상기 제1 지지부(10)의 타측을 향해 상호 제2 간격(g2)으로 이격되어 연장된 1쌍의 제2 판재를 포함할 수 있다. 상기 제1 지지부(10)를 구성하는 상기 판재, 각각 상기 제1 및 제2 수용부(110, 120)를 구성하는 상기 제1 및 제2 판재는 일체로 이루어질 수 있고, 바람직하게는, 상기 제1 지지부(10), 상기 제1 및 제2 수용부(110, 120)는 단일의 판재의 절곡(bending) 및 타공(punching)에 의해 형성된 것으로서 일체로 이루어질 수 있다. 상기 단일의 판재의 두께는 1~5mm, 바람직하게는, 2~4mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결부재의 전개도이다. 도 3을 참고하면, 상기 연결부재는 상기 제1 지지부(10)를 중심으로 상호 대칭인 1쌍의 제1 판재(110)와, 상기 제1 지지부(10)를 중심으로 상기 제1 판재(110)와 직교하되, 상호 대칭인 1쌍의 제2 판재(120)를 구비하는 "十"자 형태의 단일의 판재로부터 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 지지부(10)를 중심으로 상기 제1 판재(110)가 절곡선(b2)을 따라 일 방향으로 절곡되어 상기 제1 판재(110)로 이루어진 "ㄷ"자 형태의 상기 제1 수용부(110)가 형성될 수 있고, 상기 제1 지지부(10)를 중심으로 상기 제2 판재(120)가 절곡선(b1)을 따라 상기 제1 판재(110)와 반대 방향으로 절곡되어 상기 제2 판재(120)로 이루어진 "ㄷ"자 형태의 상기 제2 수용부(120)가 형성될 수 있다.

상기 제1 지지부(10)와 상기 제1 판재(110), 및 상기 제1 지지부(10)와 상기 제2 판재(120)가 이루는 각은 각각 90°일 수 있고, 이 경우 1쌍의 상기 제1 판재(110)와, 1쌍의 상기 제2 판재(120)가 각각 상호 평행일 수 있으므로 상기 제1 간격(g1) 및 상기 제2 간격(g2)이 각각 일정하게 유지될 수 있다.

상기 연결부재와 상기 프로파일의 단부는 1쌍의 상기 제1 통공(111)을 통해 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 힌지 결합되어, 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)을 기준으로 회동할 수 있고, 상기 연결부재와 다른 프로파일의 단부 또는 다른 연결부재는 1쌍의 상기 제2 통공(121)을 통해 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 힌지 결합되어, 상기 제2 통공(121)의 중심축(x2)을 기준으로 회동할 수 있다.

상기 제1 및 제2 통공의 중심축(x1, x2)이 이루는 각은 45~90°, 바람직하게는, 60~90°, 더 바람직하게는, 80~90°일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)은 상기 연결부재와 상기 제1 수용부(110)에 인입된 상기 프로파일의 단부 간 수직 방향으로의 회동을 허용할 수 있고, 상기 제2 통공(121)의 중심축(x2)은 상기 연결부재와 상기 제2 수용부(120)에 인입된 다른 프로파일의 단부 또는 다른 연결부재 간 수평 방향으로의 회동을 허용할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결구조의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결구조의 측면도이다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로파일 연결구조는, 상기 프로파일 연결부재로 이루어진 제1 연결부재(100); 및 상기 제2 수용부에서 상기 제1 연결부재와 힌지 결합된 제2 연결부재(100');를 포함할 수 있다.

상기 제1 수용부(110)에서 상기 제1 연결부재(100)와 제1 프로파일(p1)의 단부는 상기 제1 통공(111) 중 1쌍을 통해 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 힌지 결합되어, 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)을 기준으로 회동할 수 있고, 상기 제1 및 제2 연결부재(100, 100')는 상기 제2 통공(121)의 중심축(x2)을 기준으로 회동하도록 힌지 결합될 수 있다.

상기 제1 수용부(110)에 구비된 1쌍의 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1) 및 상기 제2 수용부(120)에 구비된 1쌍의 상기 제2 통공(121)의 중심축(x2)이 이루는 각은 45~90°, 바람직하게는, 60~90°, 더 바람직하게는, 80~90°일 수 있다.

상기 제2 연결부재(100')는 상기 제1 연결부재(100)와 구조, 형태, 규격, 소재가 동일한 것일 수 있다. 상기 제2 연결부재(200)는, 제2 지지부(10'); 상기 제2 지지부의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제3 간격(g1')으로 이격되어 연장된 1쌍의 제3 판재를 포함하되, 상기 제3 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제3 통공(111') 및 상기 제3 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제2 장공(112')을 포함하는 제3 수용부(110'); 및 상기 제2 지지부의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제4 간격(g2')으로 이격되어 연장된 1쌍의 제4 판재를 포함하되, 상기 제4 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제4 통공(121')을 포함하는 제4 수용부(120');를 포함하고, 상기 제2 지지부(10'), 상기 제3 및 제4 수용부(110', 120')는 단일의 판재로 일체로 이루어지고, 상기 제3 및 제4 통공(111', 121')의 중심축(x1', x2)이 이루는 각은 45~90°일 수 있다.

상기 제2 연결부재(100')의 상기 제3 수용부(110')는 제2 프로파일(p2)의 단부와 힌지 결합될 수 있다. 상기 제3 수용부(110')에서 상기 제3 통공(111')이 2쌍 이상 구비되는 경우, 상기 제2 연결부재(100')와 상기 제2 프로파일의 단부는 이들 중 1쌍을 통해 삽입, 체결된 볼트, 리벳 등에 의해 힌지 결합되어, 상호 대향하는 1쌍의 상기 제3 통공(111')의 중심축(x1')을 기준으로 회동할 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어, "제1 프로파일"은 적어도 하나의 부력체를 포함하는 제1 단위 유닛에 체결되어 상기 제1 단위 유닛을 고정, 지지하는 막대형 및/또는 봉형 부재를 의미하고, "제2 프로파일"은 상기 제1 단위 유닛에 인접하되 적어도 하나의 부력체를 포함하는 제2 단위 유닛에 체결되어 상기 제2 단위 유닛을 고정, 지지하는 막대형 및/또는 봉형 부재를 의미한다. 상기 제1 및 제2 프로파일의 단부는 상호 대향하여 배치될 수 있고, 상기 제1 및 제2 프로파일은 상호 대향하는 각각의 단부에 고정 및/또는 힌지 결합된 연결부재에 의해 힌지 결합되어 상기 제1 및 제2 단위 유닛에 기설정된 범위(방향 및/또는 각)의 회동을 허용할 수 있다.

상기 동심원의 원주 방향을 따른 상기 제2 장공(112')의 양 말단을 호(arc)로 하는 가상의 부채꼴의 중심각은 30~90°일 수 있고, 상기 제2 장공(112')의 양 말단의 내벽은 기설정된 곡률을 가지는 곡면일 수 있으며, 상기 내벽의 표면은 기설정된 두께의 제2 완충부재(131')를 포함할 수 있다.

상기 제2 연결부재(100')를 구성하는 상기 제2 지지부(10'), 상기 제3 수용부(110'), 상기 제3 통공(111'), 상기 제2 장공(112'), 상기 제3 간격(g1'), 상기 제4 수용부(120'), 상기 제4 통공(121'), 상기 제4 간격(g2')은, 각각, 상기 제1 연결부재를 구성하는 상기 제1 지지부(10), 상기 제1 수용부(110), 상기 제1 통공(111), 상기 제1 장공(112), 상기 제1 간격(g1), 상기 제2 수용부(120), 상기 제2 통공(121), 상기 제2 간격(g2)에 상응할 수 있고, 바람직하게는, 각 구성의 구조, 형태, 규격, 소재 등은 동일할 수 있으므로, 상기 제2 연결부재(100')에 대해서는 이러한 대응 관계에 기반하여 상기 제1 연결부재(100)에 대한 설명을 참조할 수 있다.

상기 제1 연결부재(100)의 상기 제2 수용부(120)와, 상기 제2 연결부재(100')의 상기 제4 수용부(120')는, 상기 제2 통공 및 상기 제4 통공(121, 121')이 상호 중심축(x2)을 공유하도록 동축(coaxially) 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 간격(g2)이 상기 제4 간격(g2')보다 작으면 상기 제2 수용부(120)를 구성하는 1쌍의 상기 제2 판재가 모두 상기 제4 수용부(120')의 내측에 인입될 수 있고, 상기 제2 간격(g2)이 상기 제4 간격(g2')보다 크면 상기 제4 수용부(120')를 구성하는 1쌍의 상기 제4 판재가 모두 상기 제2 수용부(120)의 내측에 인입될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 연결부재(100, 100')의 구조, 형태, 규격, 소재가 동일한 경우, 1쌍의 상기 제2 판재 중 하나가 상기 제4 수용부(120')의 내측에 인입되도록 상기 제2 및 제4 수용부(120, 120')가 상호 교차하여 배치될 수 있다.

상기 제2 수용부(120)의 말단과 상기 제2 지지부(10'), 및/또는 상기 제4 수용부(120')의 말단과 상기 제1 지지부(10)는 기설정된 간격으로 이격되거나, 상기 제2 및 상기 제4 수용부(120, 120')의 말단이 테이퍼 및/또는 라운드 처리될 수 있고, 이를 통해 상기 제2 및 제4 통공(121, 121')의 중심축(x2)을 기준으로 한 상기 제1 및 제2 연결부재(100, 100') 간 회동 범위를 적절히 확보할 수 있다.

상기 제1 연결부재(100)의 상기 제1 수용부(110)는 상기 제1 프로파일(p1)의 단부와 힌지 결합되어, 상기 제1 연결부재(100) 및 상기 제1 프로파일(p1)의 단부는 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)을 기준으로 상기 제1 장공(112)에 의해 허용되는 각(A1), 예를 들어, 30~90°, 바람직하게는, 40~60°, 더 바람직하게는, 40~50°의 범위에서 수직 방향으로 회동할 수 있다.

상기 제1 연결부재(100)의 상기 제2 수용부(120)는 상기 제2 연결부재(100')의 상기 제4 수용부(120')와 힌지 결합되어, 상기 제1 및 제2 연결부재(100, 100')는 동축(coaxially) 배치된 상기 제2 및 제4 통공(121, 121')의 중심축(x2)을 기준으로 수평 방향으로 회동할 수 있다. 상기 제1 통공(111)의 중심축(x1)과, 상기 제2 및 제4 통공(121, 121')의 중심축(x2)이 이루는 각은 45~90°, 바람직하게는, 60~90°, 더 바람직하게는, 80~90°일 수 있다.

상기 제2 연결부재(100')의 상기 제3 수용부(110')는 제2 프로파일(p2)의 단부와 힌지 결합되어, 상기 제2 연결부재(100') 및 상기 제2 프로파일(p2)의 단부는 상기 제3 통공(111')의 중심축(x1')을 기준으로 상기 제2 장공(112')에 의해 허용되는 각(A1'), 예를 들어, 30~90°, 바람직하게는, 40~60°, 더 바람직하게는, 40~50°의 범위에서 수직 방향으로 회동할 수 있다.

회동 범위가 제한된 연결부재는 회동의 제어 내지 통제 용이성, 연결부재의 내구성의 측면에서 장점이 있으나 외력에 대한 대응 범위가 축소되는 문제가 있고, 반대로, 회동 범위가 제한되지 않은 연결부재는 외력에 대한 충분한 대응 범위를 가지는 반면에, 과도한 외력에 의해 회동을 제어하기 어렵고, 연결부재에 피로도가 가중, 누적되어 내구성이 저하되는 문제가 있다.

상기 제1 및 제2 장공(112, 112')은, 각각, 상기 제1 연결부재(100)와 상기 제1 프로파일(p1)의 단부 간 수직 방향 회동 범위 및 상기 제2 연결부재(100')와 상기 제2 프로파일(p2)의 단부 간 수직 방향 회동 범위를 최대 90°로 제한하여 연결부재에 피로도가 가중, 누적되는 것을 방지함과 동시에, 상기 제1 및 제2 장공(112, 112')을 포함하는 상기 제1 및 제2 연결부재(100, 100')를 조합함으로써 상기 제1 및 제2 프로파일(p1, p2)의 수직 방향 회동 범위를 최대 180°까지 확대하여 외력에 대한 대응 범위를 충분히 확보할 수 있다.

상기 제1 및 제3 통공(111, 111')의 중심축(x1, x1')을 기준으로 한 수평 방향으로의 회동, 상기 제2 및 제4 통공(121, 121')의 중심축(x2)을 기준으로 한 수직 방향으로의 회동은, 상기 제1 및 제3 수용부(110, 110')에 인입되는 상기 제1 및 제2 프로파일(p1, p2)의 방향, 상기 제2 및 제4 수용부(120, 120')의 결합 방향 등에 따라 각각 수직 및 수평 방향으로의 회동으로 전환될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 연결부재(제1 연결부재) 100': 제2 연결부재
10: 제1 지지부 110: 제1 수용부(제1 판재)
111: 제1 통공 112: 제1 장공
120: 제2 수용부(제2 판재) 121: 제2 통공
10': 제2 지지부 110': 제3 수용부(제3 판재)
111': 제3 통공 112': 제2 장공
120': 제4 수용부(제4 판재) 121': 제4 통공
113: 제1 완충부재 113': 제2 완충부재
g1: 제1 간격 g2: 제2 간격
g1': 제3 간격 g2': 제4 간격
x1: 제1 통공의 중심축 x2: 제2 통공(제4 통공)의 중심축
x1': 제3 통공의 중심축 p1, p2: 제1, 제2 프로파일
r: 제1 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원의 반경
r': 제3 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원의 반경
θ1: 제1 장공의 양 말단을 호로 하는 가상의 부채꼴의 중심각
θ1': 제2 장공의 양 말단을 호로 하는 가상의 부채꼴의 중심각
b1, b2: 절곡선
A1: 제1 연결부재 및 제1 프로파일의 회동 범위
A1': 제2 연결부재 및 제2 프로파일의 회동 범위

Claims (10)

1. 제1 지지부;
   상기 제1 지지부의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제1 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제1 판재를 포함하되, 상기 제1 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제1 통공 및 상기 제1 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제1 장공을 포함하는 제1 수용부; 및
   상기 제1 지지부의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제2 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제2 판재를 포함하되, 상기 제2 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제2 통공을 포함하는 제2 수용부;를 포함하고,
   상기 제1 지지부, 상기 제1 및 제2 수용부는 단일의 판재로 일체로 이루어지고,
   상기 제1 및 제2 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°인,
   프로파일 연결부재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 동심원의 원주 방향을 따른 상기 제1 장공의 양 말단을 호(arc)로 하는 가상의 부채꼴의 중심각은 30~90°인,
   프로파일 연결부재.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 장공의 양 말단의 내벽은 기설정된 곡률을 가지는 곡면인,
   프로파일 연결부재.
4. 제3항에 있어서,
   상기 내벽의 표면은 기설정된 두께의 제1 완충부재를 포함하는,
   프로파일 연결부재.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 프로파일 연결부재로 이루어진 제1 연결부재; 및
   상기 제2 수용부에서 상기 제1 연결부재와 힌지 결합된 제2 연결부재;를 포함하는,
   프로파일 연결구조.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 연결부재는,
   제2 지지부;
   상기 제2 지지부의 말단으로부터 일측을 향해 상호 제3 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제3 판재를 포함하되, 상기 제3 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제3 통공 및 상기 제3 통공보다 반경이 큰 가상의 동심원 상에 장방형으로 구비된 1쌍의 제2 장공을 포함하는 제3 수용부; 및
   상기 제2 지지부의 말단으로부터 타측을 향해 상호 제4 간격으로 이격되어 연장된 1쌍의 제4 판재를 포함하되, 상기 제4 판재는 대향하는 위치에 구비된 1쌍의 제4 통공을 포함하는 제4 수용부;를 포함하고,
   상기 제2 지지부, 상기 제3 및 제4 수용부는 단일의 판재로 일체로 이루어지고,
   상기 제3 및 제4 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°인,
   프로파일 연결구조.
7. 제6항에 있어서,
   상기 동심원의 원주 방향을 따른 상기 제2 장공의 양 말단을 호(arc)로 하는 가상의 부채꼴의 중심각은 30~90°인,
   프로파일 연결구조.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 장공의 양 말단의 내벽은 기설정된 곡률을 가지는 곡면인,
   프로파일 연결구조.
9. 제8항에 있어서,
   상기 내벽의 표면은 기설정된 두께의 제2 완충부재를 포함하는,
   프로파일 연결구조.
10. 제6항에 있어서,
    상기 제1 연결부재의 상기 제1 수용부는 제1 프로파일의 단부와 힌지 결합되어, 상기 제1 연결부재 및 상기 제1 프로파일의 단부는 상기 제1 통공의 중심축을 기준으로 상기 제1 장공에 의해 허용되는 각으로 회동하고,
    상기 제1 연결부재의 상기 제2 수용부는 상기 제2 연결부재의 상기 제4 수용부와 힌지 결합되어, 상기 제1 및 제2 연결부재는 동축(coaxially) 배치된 상기 제2 및 제4 통공의 중심축을 기준으로 회동하고,
    상기 제2 연결부재의 상기 제3 수용부는 제2 프로파일의 단부와 힌지 결합되어, 상기 제2 연결부재 및 상기 제1 프로파일의 단부는 상기 제3 통공의 중심축을 기준으로 상기 제2 장공에 의해 허용되는 각으로 회동하고,
    상기 제1 통공의 중심축과, 상기 제2 및 제4 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°이고,
    상기 제3 통공의 중심축과, 상기 제2 및 제4 통공의 중심축이 이루는 각은 45~90°인,
    프로파일 연결구조.

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