KR20230126889A

KR20230126889A - Coupler having key block

Info

Publication number: KR20230126889A
Application number: KR1020220024287A
Authority: KR
Inventors: 김준홍
Original assignee: 김준홍
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2023-08-31

Abstract

본 발명은 회전력 전달의 성능이 우수하고, 회전전단력을 결합요소 부분에 각기 분담시켜 커플러의 전단파손을 방지할 수 있도록 한 키 블럭을 갖는 커플러를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 커플러는, 하부파이프와 상부파이프를 일축선상에 연결하는데 사용되는 것으로, 상기 하부파이프의 상단에 접합되는 블럭 본체, 블럭 본체의 상단에 일정 높이로 돌출된 블럭 결합키를 일체로 갖는 키 블럭과; 상기 상부파이프의 하단에 접합되어 키 블럭의 블럭 결합키에 끼워맞춤으로 결합되는 키 결합홀을 갖는 키 소켓과; 상기 키 소켓을 통해 삽입된 후 키 블럭에 결합되어 키 블럭과 키 소켓의 분리를 억제시키는 결합핀;을 포함한 것을 특징으로 한다.The present invention provides a coupler having a key block that has excellent torque transmission performance and prevents shear damage of the coupler by distributing the rotational shear force to each coupling element.
A coupler according to a preferred embodiment of the present invention is used to connect a lower pipe and an upper pipe on a single axis, a block body joined to the top of the lower pipe, and a block coupling key protruding at a certain height from the top of the block body. a key block integrally with; a key socket coupled to the lower end of the upper pipe and having a key coupling hole fitted to a block coupling key of the key block; It is characterized in that it includes; a coupling pin that is inserted through the key socket and then coupled to the key block to suppress separation between the key block and the key socket.

Description

Coupler having key block {Coupler having key block}

본 발명은 예로 소구경 파일과 상부 파일을 연결하는데 사용되는 커플러에 관한 것으로, 특히 회전력 전달의 성능이 우수하고, 회전전단력을 결합요소 부분에 각기 분담시켜 커플러의 전단파손을 방지할 수 있도록 한 키 블럭을 갖는 커플러 에 관한 것이다.The present invention relates, for example, to a coupler used to connect a small-diameter pile and an upper pile, and is particularly excellent in torque transmission performance, and a key capable of preventing shear breakage of the coupler by distributing the rotational shear force to each coupling element. It is about a coupler with a block.

일반적으로 기초파일은 연약지반에 시공되는 대형 구조물, 교량, 하천구조물 등의 기초에 지지력 확보를 위해 설치된다. 기초파일은 지중에 일정 깊이 관입된다. 지반에 기초파일을 직접 회전시켜 관입시키는 경우 강관 파일을 지지층까지 관입시켜야 한다. 이때 관입 깊이가 늘어남으로써 강관 파일은 커플러를 통해 상호 연결되어져 시공된다. 이 경우 커플러의 결합이 용이해야 하고, 관입에 필요한 회전 전달력 뿐만 아니라 인발에 필요한 역회전력의 전달도 효율적으로 이루어져야 한다.In general, foundation piles are installed to secure bearing capacity on the foundations of large structures, bridges, river structures, etc. constructed on soft ground. The foundation pile is penetrated into the ground at a certain depth. In the case of intruding the foundation pile directly into the ground by rotating it, the steel pipe pile must be penetrated up to the supporting layer. At this time, as the penetration depth increases, the steel pipe piles are interconnected and constructed through the coupler. In this case, the coupling of the coupler must be easy, and the transmission of the reverse rotation force required for drawing as well as the rotation transmission force required for penetration must be performed efficiently.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1584044호로서, ' 마이크로파일 커플러'가 제안되어 있다. 이는 스틸이 주재료가 되는 길이가 긴 장봉 형태의 마이크로파일을 연속적으로 연결해줌과 동시에 볼트로 재차 고정시켜 나선형 전조 간격만큼의 공극(틈새)에 의해 흔들리는 것을 차단함은 물론 육안으로 체결상태를 간단하게 파악할 수 있어 신뢰도 높은 감리검증을 수행할 수 있도록 한 것이다. 그러나 상기 배경기술은 마이크로파일간의 회전력 전달을 마이크로파일 커플러에 조립된 누름볼트의 누름력에 의존하는 한계를 가지고 있다. 따라서 누름볼트의 누름력이 약해지는 경우 회전력 전달 성능이 저하되는 문제가 있다.As a background technology of the present invention, Korea Patent Registration No. 10-1584044, a 'micropile coupler' has been proposed. This continuously connects the micropile in the form of a long rod, of which steel is the main material, and at the same time fixes it again with a bolt to block shaking by the gap (gap) as much as the spiral rolling interval, as well as to simplify the fastening state with the naked eye. This enables us to perform a highly reliable supervision verification. However, the background art has a limitation in that the transmission of rotational force between the micropile depends on the pressing force of the pressing bolt assembled to the micropile coupler. Therefore, when the pressing force of the pressing bolt is weakened, there is a problem in that rotational force transmission performance is deteriorated.

본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1672479호로서, '스크류 강관말뚝의 이음부 구조'가 제안되어 있다. 이는 제 1,2 스크류 강관말뚝의 이음부 구조를 강화하여 제 1,2 스크류 강관말뚝의 연결시공시 파손을 방지하면서 이음작업의 시공성을 향상시키도록 한 것이다. 그러나 상기 배경기술은 내측 커플러와 외측 커플러간의 나사 결합을 통해 이음되어 있기 때문에 반복되는 정역 회전시 나사부의 풀림이 발생될 수 있고, 이 경우 회전력의 전달을 제대로 수행할 수 없다.As another technology that is the background of the present invention, Korea Patent Registration No. 10-1672479, 'joint structure of screw steel pipe pile' is proposed. This is to improve the workability of the joint work while preventing damage during connection construction of the first and second screw steel pipe piles by strengthening the joint structure of the first and second screw steel pipe piles. However, since the background art is connected through screw coupling between the inner coupler and the outer coupler, loosening of the screw portion may occur during repeated normal and reverse rotation, and in this case, the rotational force cannot be properly transmitted.

한국 등록특허 등록번호 제10-1584044호Korea Patent Registration No. 10-1584044 한국 등록특허 등록번호 제10-1672479호Korea Patent Registration No. 10-1672479

본 발명은 회전력 전달의 성능이 우수하고, 회전전단력을 결합요소 부분에 각기 분담시켜 커플러의 전단파손을 방지할 수 있도록 한 키 블럭을 갖는 커플러를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a coupler having a key block that has excellent rotational force transmission performance and prevents shear damage of the coupler by distributing the rotational shear force to each coupling element.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 커플러는, 하부파이프와 상부파이프를 일축선상에 연결하는데 사용되는 것으로, 상기 하부파이프의 상단에 접합되는 블럭 본체, 블럭 본체의 상단에 일정 높이로 돌출된 블럭 결합키를 일체로 갖는 키 블럭과; 상기 상부파이프의 하단에 접합되어 키 블럭의 블럭 결합키에 끼워맞춤으로 결합되는 키 결합홀을 갖는 키 소켓과; 상기 키 소켓을 통해 삽입된 후 키 블럭에 결합되어 키 블럭과 키 소켓의 분리를 억제시키는 결합핀;을 포함한 것을 특징으로 한다.A coupler according to a preferred embodiment of the present invention is used to connect a lower pipe and an upper pipe on a single axis, a block body joined to the top of the lower pipe, and a block coupling key protruding at a certain height from the top of the block body. a key block integrally with; a key socket coupled to the lower end of the upper pipe and having a key coupling hole fitted to a block coupling key of the key block; It is characterized in that it includes; a coupling pin that is inserted through the key socket and then coupled to the key block to suppress separation between the key block and the key socket.

또한, 상기 블럭 결합키와 키 결합홀은 사각, 육각, 원형 중 어느 하나로 서로 동일한 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the block coupling key and the key coupling hole are characterized in that they have the same cross section as any one of a square, a hexagon, and a circle.

또한, 상기 결합핀은 블럭 결합키의 키 홈과 키 소켓의 키 결합홀에 함께 결합되어져 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the coupling pin is characterized in that it is coupled to the key groove of the block coupling key and the key coupling hole of the key socket.

또한, 상기 블럭 본체와 키 소켓은 너트 형태가 되도록 동일한 육각 단면을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the block body and the key socket are characterized in that they form the same hexagonal cross section so as to be in the shape of a nut.

본 발명의 커플러에 따르면, 키 소켓에 결합된 키 블럭을 통해 회전력이 전달되어 회전력 전달의 성능이 우수하다. 또한, 결합핀의 결합 및 제거를 통해 키 소켓과 키 블럭간의 결합 및 분리를 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 키 소켓의 회전력을 키 블럭과 결합핀으로 분담시킬 수 있어 커플러의 전단 파손을 방지할 수 있다.According to the coupler of the present invention, rotational force is transmitted through the key block coupled to the key socket, so the rotational force transmission performance is excellent. In addition, coupling and separation between the key socket and the key block can be easily performed through coupling and removal of coupling pins. In addition, since the rotational force of the key socket can be shared between the key block and the coupling pin, shear damage of the coupler can be prevented.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 키 블럭을 갖는 커플러의 사시도.
도 2는 도 1의 분해사시도.
도 3은 도 1의 정면도.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 도 1에서 결합핀을 분리시킨 상태도.
도 6의 (가),(나),(다)는 본 발명의 실시 예에 따른 키 블럭을 갖는 커플러에서 다양한 결합상태를 각기 평면도로 나타낸 예시도.
도 7은 도 1의 커플러를 소구경 말뚝에 적용시킨 사시도.The following drawings attached to this specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serve to further understand the technical idea of the present invention, the present invention is limited to those described in the accompanying drawings. It should not be construed as limiting.
1 is a perspective view of a coupler having a key block according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
Figure 3 is a front view of Figure 1;
Figure 4 is a cross-sectional view along line AA of Figure 3;
5 is a state diagram in which the coupling pin is separated in FIG. 1;
Figure 6 (a), (b), (c) is an exemplary plan view showing various coupling states in a coupler having a key block according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view of applying the coupler of FIG. 1 to a small-diameter pile;

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Below, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments presented in the accompanying drawings, but the presented embodiments are illustrative for a clear understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시 예에 따른 도 1 내지 도 3의 커플러(20)는 도 7과 같이 하부 파이프(11)와 상부 파이프(12)를 일축선상에 연결하는데 사용된다. 하부 파이프(11)와 상부 파이프(12)는 기초 공사에 사용하는 소구경 말뚝(10)에 포함될 수 있다. 소구경 말뚝(10)은 예로, 헬리컬파일, 마이크로파일 등이 알려져 있다. 따라서 소구경 말뚝(10)은 커플러(20)를 통해 길이를 증가시킬 수 있다. 그 이외에 커플러(20)는 그라우팅을 시공하는데 사용되는 파이프간의 결합에도 사용될 수 있다. 미설명 부호 13은 '헬리컬 날개'이다.The coupler 20 of FIGS. 1 to 3 according to an embodiment of the present invention is used to connect the lower pipe 11 and the upper pipe 12 on a single axis as shown in FIG. 7 . The lower pipe 11 and the upper pipe 12 may be included in the small-diameter pile 10 used for foundation construction. As the small-diameter pile 10, for example, helical piles, micro piles, and the like are known. Therefore, the small-diameter pile 10 can increase its length through the coupler 20. In addition, the coupler 20 may also be used for coupling between pipes used for grouting. Reference numeral 13 is a 'helical wing'.

도 1 내지 도 5와 같이 커플러(20)는 키 블럭(21), 키 블럭(21)에 착탈가능하게 결합되는 키 소켓(22), 키 블럭(21)과 키 소켓(22)의 연결 및 분리를 가능하게 하는 결합핀(23)을 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 5, the coupler 20 includes a key block 21, a key socket 22 detachably coupled to the key block 21, and connection and separation of the key block 21 and the key socket 22. It includes a coupling pin 23 that enables.

키 블럭(21)은 하부파이프(11)의 상단에 접합되는 블럭 본체(211), 블럭 본체(211)의 상단에 일정 높이(h)로 돌출된 블럭 결합키(212)를 갖는다. 블럭 본체(211)는 하부파이프(11)의 상단에 용접을 통해 접합될 수 있다. 이때 블럭 결합키(212)의 중심축은 블럭 본체(211)의 중심축과 일치한다. 블럭 결합키(212)는 도 1 및 도 6(가)와 같이 사각 단면을 가질 수 있으나 그 이외에 도 6의 (나),(다)와 같이 육각이나 원형 단면을 가질 수 있다. 블럭 결합키(212)가 사각 또는 6각 단면을 갖는 경우 키 소켓(22)의 회전력을 키 블럭(21)에 전달할 수 있다. 따라서 키 소켓(22)을 통해 키 블럭(21)이 회전되는 경우 결합핀(23)에 전단력이 작용하는 것을 방지할 수 있다.The key block 21 has a block body 211 bonded to the top of the lower pipe 11 and a block coupling key 212 protruding from the top of the block body 211 at a certain height (h). The block body 211 may be joined to the upper end of the lower pipe 11 through welding. At this time, the central axis of the block combination key 212 coincides with the central axis of the block body 211. The block coupling key 212 may have a rectangular cross section as shown in FIGS. 1 and 6 (A), but may also have a hexagonal or circular cross section as shown in (B) and (C) of FIGS. When the block coupling key 212 has a square or hexagonal cross section, the rotational force of the key socket 22 can be transmitted to the key block 21 . Therefore, when the key block 21 is rotated through the key socket 22, it is possible to prevent shear force from acting on the coupling pin 23.

키 소켓(22)은 도 7과 같이 상부파이프(12)의 하단에 접합된다. 예로 키 소켓(22)은 용접을 통해 상부파이프(12)의 하단에 접합될 수 있다. 키 소켓(22)은 키 블럭(21)의 블럭 결합키(212)에 끼워맞춤으로 결합되는 키 결합홀(221)을 갖는다. 키 결합홀(221)은 키 소켓(22)의 중심축상에 형성된다. 이때 키 결합홀(221)의 높이는 블럭 결합키(212)의 높이(h)와 같거나 크게 구성된다. 따라서 블럭 결합키(212)가 키 결합홀(221)에 결합되는 경우 외부로 돌출되는 것을 방지할 수 있다.The key socket 22 is bonded to the lower end of the upper pipe 12 as shown in FIG. For example, the key socket 22 may be joined to the lower end of the upper pipe 12 through welding. The key socket 22 has a key coupling hole 221 fitted to the block coupling key 212 of the key block 21. The key coupling hole 221 is formed on the central axis of the key socket 22 . At this time, the height of the key coupling hole 221 is equal to or larger than the height h of the block coupling key 212 . Therefore, when the block coupling key 212 is coupled to the key coupling hole 221, it can be prevented from protruding to the outside.

키 결합홀(221)은 블럭 결합키(212)와 대응되는 동일한 단면을 갖는다. 따라서 키 결합홀(221)은 도 6과 같이 사각이나 육각 및 원형 단면을 가질 수 있다.The key coupling hole 221 has the same cross section as that of the block coupling key 212 . Accordingly, the key coupling hole 221 may have a square, hexagonal or circular cross section as shown in FIG. 6 .

결합핀(23)은 키 소켓(22)을 통해 삽입된 후 키 블럭(21)에 결합되어 키 블럭(21)과 키 소켓(22)의 분리를 억제시킨다. 이때 결합핀(23)은 블럭 결합키(212)의 키 홈(211a)과 키 소켓(22)의 키 결합홀(222)에 함께 결합되어져 키 블럭(21)과 키 소켓(22)의 분리를 억제시킨다. 결합핀(23)은 키 결합홀(222)에 억지끼움으로 삽입되고 키 홈(211a)에 헐거운끼움으로 삽입될 수 있다. 따라서 결합핀(23)은 커플러(20)에 조립되면 키 소켓(22)과 키 블럭(21)의 결합을 유지하고, 커플러(20)에서 제거될 시 키 소켓(22)과 키 블럭(21)의 결합을 쉽게 분리시킬 수 있다. 본 실시 예에서 결합핀(23)은 한 쌍으로 설치되어 있으나 이러한 설치 개수에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The coupling pin 23 is inserted through the key socket 22 and then coupled to the key block 21 to suppress separation between the key block 21 and the key socket 22 . At this time, the coupling pin 23 is coupled to the key groove 211a of the block coupling key 212 and the key coupling hole 222 of the key socket 22 to separate the key block 21 and the key socket 22. suppress The coupling pin 23 may be inserted into the key coupling hole 222 with an interference fit and inserted into the key groove 211a with a loose fit. Therefore, the coupling pin 23 maintains the coupling between the key socket 22 and the key block 21 when assembled to the coupler 20, and when removed from the coupler 20, the key socket 22 and the key block 21 bonds can be easily separated. In this embodiment, the coupling pins 23 are installed as a pair, but the present invention is not limited to these installation numbers.

본 실시 예에서 블럭 본체(211)와 키 소켓(22)은 너트 형태가 되도록 동일한 육각 단면을 형성하고 있으나 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the block body 211 and the key socket 22 have the same hexagonal cross section to be in the shape of a nut, but the present invention is not limited to this shape.

이와 같이 커플러(20)는 도 7과 같이 소구경 말뚝(10)에 적용하여 키 블럭(21)과 키 소켓(22)을 결합시켰을 때 키 블럭(21)의 회전력 또는 상부파이프(12)의 회전력이 블럭 결합키(212) 또는 결합핀(23)을 통해 키 블럭(21)에 전달됨으로써 회전력 전달의 성능이 우수하다. 또한 키 블럭(21)측 블럭 결합키(212)가 다각 단면을 갖는 경우 회전전단력은 블럭 결합키(212)와 결합핀(23)에 각기 분담되어 커플러(10)의 전단파손을 방지할 수 있다. 따라서 소구경 말뚝(10)의 파손염려가 없어져 시공성이 향상된다.In this way, when the coupler 20 is applied to the small-diameter pile 10 as shown in FIG. 7 and the key block 21 and the key socket 22 are coupled, the rotational force of the key block 21 or the rotational force of the upper pipe 12 By being transmitted to the key block 21 through the block coupling key 212 or coupling pin 23, the rotational force transmission performance is excellent. In addition, when the block coupling key 212 on the key block 21 side has a polygonal cross section, the rotation shear force is shared between the block coupling key 212 and the coupling pin 23, respectively, to prevent shear damage of the coupler 10 . Therefore, there is no concern about breakage of the small-diameter pile 10, and workability is improved.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. So far, the present invention has been described in detail with reference to the presented embodiments, but those skilled in the art can make various modifications and variations without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiments. will be. The present invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended below.

20: 커플러
21: 키 블럭
211: 블럭 본체
212: 블럭 결합키
22: 키 소켓
221: 키 결합홀
23: 결합핀20: coupler
21: key block
211: block body
212: block combination key
22: key socket
221: key coupling hole
23: coupling pin

Claims

In the coupler 20 used to connect the lower pipe 11 and the upper pipe 12 on one axis,
A key block 21 integrally having a block main body 211 bonded to the upper end of the lower pipe 11 and a block coupling key 212 protruding at an upper end of the block main body 211 at a predetermined height (h);
a key socket 22 having a key coupling hole 221 bonded to the lower end of the upper pipe 12 and fitted to the block coupling key 212 of the key block 21;
A key block characterized in that it includes; a coupling pin 23 that is inserted through the key socket 22 and then coupled to the key block 21 to suppress separation between the key block 21 and the key socket 22 coupler with

According to claim 1,
The block coupling key 212 and the key coupling hole 221 are couplers having a key block, characterized in that they have the same cross section as any one of square, hexagonal and circular.

According to claim 1,
The coupler having a key block, characterized in that the coupling pin 23 is coupled to the key groove 211a of the block coupling key 212 and the key coupling hole 222 of the key socket 22.

According to claim 1,
A coupler with a key block, characterized in that the block body 211 and the key socket 22 form the same hexagonal cross section so as to be in the form of a nut.