WO2012060593A2

WO2012060593A2 - 철근 커플러

Info

Publication number: WO2012060593A2
Application number: PCT/KR2011/008203
Authority: WO
Inventors: 김병섭; 홍만기
Original assignee: 주식회사 알오씨
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-05-10
Also published as: RU2539457C1; EP2636810A2; CA2815113C; IL225928A0; AU2011324256B2; UA104569C2; JP2013541658A; EP2636810A4; MX2013004953A; EP2636810B1; PE20140428A1; WO2012060593A3; JP5598783B2; ZA201304073B; AU2011324256A1; CA2815113A1; CN103189585A; CN103189585B; BR112013010483A2; RU2013123799A

Abstract

본 발명은 철근 커플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커플러캡의 내측면에 경사테이퍼면을 갖는 암나사산과, 상기 암나사산에 삽입 체결되되 그 내부로 철근이 삽입되는 경우 상기 암나사산의 골에 밀착되며 직경이 커짐으로써 철근이 슬립되도록 하고 철근이 삽입된 상태에서는 삽입 반대방향으로 외력이 작용하는 경우 상기 경사테이퍼면을 따라 이동되며 직경이 작아짐으로써 철근을 구속할 수 있는 조임스프링을 구비하여 비교적 심플한 구성으로도 조임스프링의 비틀림에 의한 직경의 변화를 이용하여 원터치식으로 철근을 용이하게 연결 고정할 수 있는 철근 커플러에 관한 것이다.

Description

철근 커플러

일반적으로 철근은 건축이나 토목 분야의 철근 콘크리트 구조물을 시공할 때 콘크리트의 내부에 매립되어 콘크리트 구조물의 강도를 보강하기 위해 보편적으로 많이 사용하는 것으로서, 특히 대형 건축물이나 특수 구조물 그리고 교량과 같은 토목 구조물에는 대량의 철근이 배근되어 사용된다.

하지만, 철근은 일정한 길이로 규격화되어 생산되기 때문에 대형 건축물이나 특수 구조물 그리고, 교량과 같은 토목 구조물의 경우 한정된 길이로 생산된 철근을 연결해서 사용해야 한다.

통상적으로 지금까지 사용되고 있는 철근 연결 방법에는 겹이음, 용접, 나사가공, 기계적 이음 등의 방법이 사용되고 있다.

겹이음은 철근을 서로 소정의 길이로 겹쳐서 철사나 와이어로 묶어서 이음 하는 방법으로 철근을 매번 겹쳐서 이음 해야 하므로 철근량의 손실이 크고 겹침부의 강도가 약해 쉽게 분리되며 시공성이 좋지 않아 공기가 늘어나는 단점이 있고, 용접 이음은 시공이 번거로우며 용접부를 가열하기 때문에 열로 인하여 용접부 주변의 철근강도가 현저하게 약해진다.

상기와 같은 단점을 보완하기 위해 기계적 이음 방식이 개발되었지만 그 일예로 종래의 기계적 이음 방식으로 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0009578호(공개일자: 2009년 01월 23일)에 개시된 철근 연결장치를 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이 외주면에 소정의 간격으로 마디돌기(1a, 2a)가 형성되고 길이방향으로 길게 리브돌기(1b, 2b)가 형성된 한 쌍의 철근(1, 2)을 서로 마주보도록 배치하고, 상기 철근(1, 2)의 마주보는 단부(1c, 2c)를 제1 및 제2커플러(10', 20')로 감싸고, 상기 제1 및 제2커플러(10', 20')의 양단을 각각 조임너트(31', 33')를 통한 나사 조임 등의 방법으로 조인 후 상기 조임너트(31', 33')의 체결공(31a', 33a')에 체결핀(35')을 삽입하여 고정하는 방법을 사용하여 왔다.

하지만, 상기와 같은 종래기술은 작업현장에서 철근들을 연결할 때 제1 및 제2커플러(10', 20')를 맞대고, 조임너트(31', 33')를 조이며, 체결핀(35')을 삽입해야 하는 등 기능공의 수작업이 많이 요구되어 시공 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 다른 기계적 이음 방식으로 대한민국 등록특허공보 제10-0837113호(공고일자: 2008년 06월 13일)에 개시된 철근 커플러를 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이 철근(100'')의 단부를 쐐기형상으로 가공하여 이음부(101'')를 형성하고, 상기 철근(100'')의 이음부(101'')를 한 쌍의 커플러 부재(11'', 21'')와, 한 쌍의 커플러 연결핀(30'')과, 한 쌍의 고무밴드(40'') 등을 이용하여 연결하여 고정하는 방법을 사용하여 왔다.

하지만, 상기와 같은 종래기술은 사용전에 이음부(101'')를 형성하기 위해 규격화되어 생산된 철근(100'')의 단부를 가공해야만 하는 치명적인 단점이 있었고, 현장에서 커플러 부재(11'', 21''), 커플러 연결핀(30'') 및 고무밴드(40'') 등을 철근(100'')에 수작업으로 일일이 체결해야 함으로써 시공 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점 또한 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 커플러캡의 내측면에 경사테이퍼면을 갖는 암나사산을 구비하고, 상기 암나사산에 삽입 체결되되 그 내부로 철근이 삽입되는 경우 상기 암나사산의 골에 밀착되며 직경이 커짐으로써 철근이 슬립되도록 하고 철근이 삽입된 상태에서는 삽입 반대방향으로 외력이 작용하는 경우 상기 경사테이퍼면을 따라 이동되며 직경이 작아짐으로써 철근을 구속할 수 있는 조임스프링을 구비하여 비교적 심플한 구성으로도 조임스프링의 비틀림에 의한 직경의 변화를 이용하여 원터치식으로 철근을 용이하게 연결 이음할 수 있는 철근 커플러를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 암나사산의 골 및 경사테이퍼면을 형성하기 위해 커플러캡의 내측면을 직접 가공하지 않고 외부에서 가공된 베이스스프링을 이용함으로써 가공 및 제작을 용이하게 할 수 있는 철근 커플러를 제공하고, 조임스프링이 그 직경이 커지는 방향으로 비틀린 상태로 삽입 체결되도록 하고 철근의 삽입이 완료된 경우 조임스프링의 직경이 탄성에 의해 복귀되도록 하는 원터치이음수단을 구비하여 철근의 생산과정의 특성상 철근 상호간의 직경에 근소한 차이가 존재하더라도 범용으로 철근을 연결 이음할 수 있도록 한 철근 커플러를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 철근 커플러는, 철근이 연결 고정되는 철근 커플러에 있어서, 상기 철근이 개구된 외측단부로부터 내부로 삽입되는 중공형의 커플러캡과; 상기 커플러캡의 내측면에 원주방향을 따라 나선형으로 패여져 형성되되 패여진 골로부터 외측단부를 향하는 방향으로 경사지게 돌출되는 경사테이퍼면을 갖는 암나사산과; 상기 암나사산에 대응되는 나선형상으로 형성되고 외력에 의해 비틀리며 직경이 변화되고 탄성에 의한 복귀가 가능한 재질로 이루어져 상기 암나사산에 삽입 체결되되, 그 내부로 상기 철근이 삽입되는 경우 상기 철근이 슬립되도록 상기 암나사산의 패여진 골에 밀착되며 풀림으로써 직경이 커지고, 상기 철근이 삽입된 상태에서 상기 철근에 상기 철근이 삽입된 방향과 반대방향으로 외력이 작용하는 경우 상기 철근이 구속되도록 상기 철근과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러캡의 외측단부방향으로 이동되며 감김으로써 직경이 점차적으로 작아지는 조임스프링을; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 철근 커플러는, 상기 암나사산은, 상기 커플러캡의 내경에 대응되는 외경을 갖도록 나선형으로 감기고, 내측면에는 나선형으로 감기며 형성된 상호 이웃하는 마디부가 만나는 위치에서 원주방향을 따라 나선형으로 패여진 골이 형성되며, 상기 패여진 골에서 외측단부를 향하는 방향으로 경사지게 돌출된 경사테이퍼면이 형성되어, 상기 커플러캡에 삽입되는 베이스스프링으로 구성되고, 중앙에 상기 철근이 통과될 수 있는 직경의 철근통과공이 형성되고, 상기 베이스스프링이 상기 커플러캡에 삽입된 상태에서 상기 커플러캡의 외측단부 방향으로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 커플러캡의 외측단부에 체결되는 이탈방지구를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 철근 커플러는, 상기 베이스스프링은, 상기 조임스프링이 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러캡의 외측단부방향으로 이동되는 경우 그 외력에 의해 상기 마디부의 하측단 내측으로 이웃하는 마디부의 상측단이 포개지며 내경이 작아지도록 상기 마디부의 상측단 모서리를 따라 길게 라운드 가공된 라운드부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 철근 커플러는, 상기 조임스프링은, 상기 경사테이퍼면을 따라 슬라이딩되며 이동가능하도록 상기 경사테이퍼면에 대응되게 형성된 조임테이퍼면을 갖고, 직경이 작아지는 경우 일부가 상기 철근으로 파고드는 각진 모서리부를 갖도록 단면이 삼각형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 철근 커플러는, 상기 철근이 상기 커플러캡의 내부로 삽입되는 과정에는 상기 조임스프링이 상기 철근의 삽입을 간섭하지 않도록 하고, 상기 철근이 상기 커플러캡의 내부로 삽입 완료된 경우 상기 조임스프링이 상기 철근을 구속하도록 하는 원터치이음수단을; 더 포함하되, 상기 원터치이음수단은, 상기 커플러캡의 외측단부 부근에 구비되어 상기 조임스프링의 일단이 지지되는 후크부와, 상기 커플러캡의 내부에 구비되는 지지판과, 상기 지지판에 지지되고 상기 후크부와의 사이에서 상기 조임스프링이 그 직경이 커지는 방향으로 비틀린 상태로 상기 조임스프링의 타단이 지지되도록 상기 지지판에서 돌출된 돌출부를 갖되 상기 철근이 상기 커플러캡으로 삽입되며 상기 돌출부를 가압하는 경우 상기 돌출부가 탄성에 의해 함몰되며 상기 조임스프링의 타단의 지지를 해제함으로써 상기 조임스프링의 직경이 탄성에 의해 복귀되도록 하는 판스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 철근 커플러는 비교적 심플한 구성으로도 조임스프링의 비틀림에 의한 직경의 변화를 이용하여 원터치식으로 철근을 용이하게 연결 이음할 수 있는 효과가 있고, 커플러캡의 내측면을 가공하지 않고서도 베이스프링을 통하여 골 및 경사테이퍼면을 형성하여 가공 및 제작이 용이한 효과가 있으며, 조임스프링의 단면을 삼각형상으로 형성함으로써 조임스프링의 슬라이딩 이동 및 각진 단부의 철근에의 침투를 통해 철근을 보다 확고하게 고정할 수 있는 효과가 있고, 조임스프링이 그 직경이 커지는 방향으로 비틀린 상태로 삽입 체결되도록 하고 철근의 삽입이 완료된 경우 조임스프링의 직경이 탄성에 의해 복귀되도록 하는 원터치이음수단을 구비하여 철근의 생산과정의 특성상 철근 상호간의 직경에 차이가 존재하더라도 범용으로 철근을 연결 이음할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 철근 커플러를 도시한 분해사시도

도 2는 다른 종래기술에 따른 철근 커플러를 도시한 분해사시도

도 3은 본 발명에 따른 철근 커플러의 사용상태 예시도

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러를 도시한 분해사시도

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러의 일부를 절개한 모습을 도시한 사시도

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러를 도시한 분해사시도

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러의 일부를 절개한 모습을 도시한 사시도

도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러의 사용상태를 도시한 측단면도

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

1 철근

1a 마디돌기

1b 리브돌기

10 커플러캡

20 암나사산

20a 베이스스프링

21 골

22 경사테이퍼면

23 라운드부

30 조임스프링

31 조임테이퍼면

32 모서리부

40 이탈방지구

41 철근통과공

50 원터치이음수단

51 후크부

52 지지판

53 판스프링

531 돌출부

532 가이드부

533 결합볼트

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 철근 커플러를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 철근 커플러의 사용상태 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러를 도시한 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러의 일부를 절개한 모습을 도시한 사시도이다.

도면을 살펴보면, 본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러는 커플러캡(10)과, 암나사산(20)과, 조임스프링(30)과, 원터치이음수단(50)을 포함하여 구성된다.

상기 커플러캡(10)은 연결 고정되기 위한 철근(1)이 개구된 외측단부로부터 내부로 삽입되는 구성으로 도 3에 도시된 바와 같이 (a)앵커형, (b)일자형, (c)T자형, (d)십자형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다할 것이다.

여기에서 말하는 철근(1)은 도면에 도시된 바와 같이 마디돌기(1a) 및 리브돌기(1b)가 형성된 전형적인 형상의 철근은 물론 외주면에 수나사산이 형성된 볼트, 소정의 길이를 갖는 봉타입의 자재를 모두 포함하는 개념이라 할 것이다.

한편, 본 발명의 제1실시예에서는 상기 커플러캡(10)이 현장에서 가장 많이 사용되는 형태인 일자형으로 형성된 것을 예로 들었는데 한 쌍의 철근(1)이 길이방향으로 상호 연결 이음되도록 상기 커플러캡(10)은 중공원통형의 관으로 길이방향의 중앙을 중심으로 양측이 상호 대칭되는 형상으로 형성된다.

상기 암나사산(20)은 상기 조임스프링(30)이 삽입 체결되는 공간으로 본 발명의 제1실시예에서는 상기 커플러캡(10)의 내측면에 원주방향을 따라 나선형으로 패여져 형성된다.

한편, 상기 암나사산(20)에는 패여진 골(21)로부터 외측단부를 향하는 방향으로 경사지게 돌출되는 경사테이퍼면(22)이 형성되어 상기 조임스프링(30)이 슬라이딩되며 이동가능하도록 한다.

상기 커플러캡(10)의 내측면에 상기 암나사산(20)을 형성하는 가공방법으로는 내측면을 나선형으로 절삭하는 절삭탭을 이용할 수도 있겠지만, 가공비용의 절감을 위해서는 상기 커플러탭(10)의 내측면을 열간에서 소성변형시켜 상기 암나사산(20)을 형성하는 전조탭(rolled tap)을 이용하는 것이 바람직하다 할 것이다.

상기 조임스프링(30)은 상기 커플러캡(10)으로 삽입된 철근(1)을 구속하기 위한 구성으로 상기 암나사산(20)에 대응되는 나선형상으로 형성되고 외력에 의해 비틀리며 직경이 변화되고 탄성에 의한 복귀가 가능한 재질 즉, 스프링강 등으로 이루어져 상기 암나사산(20)에 삽입 체결된다. 즉, 상기 조임스프링(30)은 비틀리는 방향에 따라 직경이 변화되고 탄성에 의해 복귀되는 성질을 갖는 비틀림스프링의 일종인 것이다.

상기 조임스프링(30)은 상기 커플러캡(10)의 외측단부로부터 상기 암나사산(20)을 따라 일방향으로 회전되며 상기 커플러캡(10)의 내부에서 상기 암나사산(20)에 삽입 체결될 수 있다 할 것이다.

상기 조임스프링(30)은 그 내부로 상기 철근(1)이 삽입되는 경우 상기 철근(1)이 슬립되도록 상기 암나사산(20)의 패여진 골(21)에 밀착되며 풀림으로써 직경이 커지도록 구성된다. 즉, 상기 조임스프링(30)의 내부로 상기 철근(1)이 삽입되는 경우 상기 철근(1)의 삽입력 및 상기 철근(1)과의 마찰력에 의하여 상기 조임스프링(30)이 상기 암나사산(20)의 패여진 골(21) 방향으로 밀리며 풀려 직경이 커짐으로써 상기 철근(1)이 슬립되는 것이다.

나아가, 본 발명의 제1실시예에서는 상기 조임스프링(30)이 상기 원터치이음수단(50)에 의해 상기 철근(1)이 삽입되기 전 초기상태에서는 그 직경이 커지는 방향으로 미리 비틀린 상태로 상기 커플러캡(10)의 암나사산(20)에 체결되도록 구성함으로써 상기 철근(1)의 직경에 따른 영향을 최소한으로 받으며 범용으로 상기 철근(1)의 원활한 삽입을 가능하도록 구성하였다. 이에 대한 상세한 설명은 후술할 본 발명의 제2실시예에 대한 설명에서 상술하기로 한다.

또한, 상기 조임스프링(30)은 상기 철근(1)이 삽입된 상태에서 상기 철근(1)에 상기 철근(1)이 삽입된 방향과 반대방향으로 외력이 작용하는 경우 상기 철근(1)이 구속되도록 상기 철근(1)과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 상기 커플러캡(10)의 외측단부방향으로 이동되며 감김으로써 직경이 점차적으로 작아지게 된다.

상기 원터치이음수단(50)은 상기 철근(1)이 상기 커플러캡(10)의 내부로 삽입되는 과정에는 상기 조임스프링(30)이 상기 철근(1)의 삽입을 간섭하지 않도록 하고, 상기 철근(1)이 상기 커플러캡(10)의 내부로 삽입 완료된 경우 상기 조임스프링(30)이 상기 철근(1)을 구속하도록 하는 구성으로 후크부(51)와, 지지판(52)과, 판스프링(53)을 포함하여 구성되는데 이에 대한 상세한 설명은 후술할 본 발명의 제2실시예에 대한 설명에서 상술하기로 한다.

이상에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러에 대하여 설명하였고, 이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러를 상세하게 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러를 도시한 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러의 일부를 절개한 모습을 도시한 사시도이며, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러의 사용상태를 도시한 측단면도이다.

도면을 살펴보면, 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러는 커플러캡(10)과, 베이스스프링(20a)과, 조임스프링(30)과, 이탈방지구(40)와, 원터치이음수단(50)을 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러는 본 발명의 제1실시예와 대비하여 상기 암나사산(20)이 상기 베이스스프링(20a)으로 구성되고, 상기 이탈방지구(40)가 더 포함된다.

상기 커플러캡(10)은 본 발명의 제2실시예에 따른 한 쌍의 철근(1)을 길이방향으로 상호 연결 이음하는 철근 커플러의 하우징 역할을 하는 것으로 중공원통형의 관으로 상기 한 쌍의 철근(1)이 양측의 외측단부로부터 각각 내부로 삽입되도록 길이방향의 중앙을 중심으로 양측이 상호 대칭되는 형상으로 형성되고, 내부로 상기 베이스스프링(20a)이 삽입 장착된다.

상기 베이스스프링(20a)은 상기 커플러캡(10)에 삽입되어 상기 조임스프링(30)이 삽입 체결되도록 하는 구성으로 상기 커플러캡(10)의 내경에 대응되는 외경을 갖도록 나선형으로 감기고, 내측면에는 나선형으로 감기며 형성된 상호 이웃하는 마디부(20a', 20a'')가 만나는 위치에서 원주방향을 따라 나선형으로 패여진 골(21)이 형성된다.

즉, 상기 베이스스프링(20a)의 나선형으로 패여진 골(21)에 나선형으로 형성된 상기 조임스프링(30)이 삽입 체결되는 것이다.

한편, 상기 골(21)을 형성하는 방법으로는 본 발명의 제1실시예에서와 같이 상기 커플러캡(10)의 내측면에 직접 암나사산(20)을 형성하는 방법이 고려될 수 있으나 이는 가공이 복잡하여 제조단가가 올라가는 문제점이 있어 본 발명의 제2실시예에서는 상기 암나사산(20)에 대응되는 독립적인 구성으로 상기 암나사산(20)의 가공에 대비하여 상대적으로 제작이 용이한 상기 베이스스프링(20a)의 구성을 채택하게 된 것이다.

또한, 상기 베이스스프링(20a)에는 상기 패여진 골(21)에서 외측단부를 향하는 방향으로 경사지게 돌출된 경사테이퍼면(22)이 형성된다.

즉, 상기 베이스스프링(20a)의 제작과정에서 그 단면의 형상을 대략 삼각형상으로 함으로써 상기 경사테이퍼면(22)이 자연적으로 형성되도록 하는 것이고, 상기 경사테이퍼면(22)에 상기 조임스프링(30)의 조임테이퍼면(31)이 맞물리며 상기 조임스프링(30)이 슬라이딩 이동 가능하게 되는 것이다.

또한, 상기 베이스스프링(20a)에는 상기 조임스프링(30)이 상기 경사테이퍼면(32)을 따라 상기 커플러캡(10)의 외측단부방향으로 이동되는 경우 그 외력에 의해 상기 마디부(20a')의 하측단 내측으로 이웃하는 마디부(20a'')의 상측단이 포개지며 내경이 작아지도록 상기 마디부(20a', 20a'')의 상측단 모서리를 따라 길게 라운드 가공된 라운드부(23)가 형성된다.

즉, 상기 조임스프링(30)은 상기 철근(1)이 삽입된 상태에서 상기 철근(1)에 상기 철근(1)이 삽입된 방향과 반대방향으로 외력이 작용하는 경우 상기 철근(1)이 구속되도록 상기 철근(1)과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 상기 커플러캡(10)의 외측단부방향으로 이동되며 감김으로써 직경이 점차적으로 작아지게 되는데 이 경우 상기 베이스스프링(20a)에도 상기 조임스프링(30)과 마찬가지로 상기 철근(1)이 삽입된 방향과 반대방향으로 외력이 작용하게 되고 상기 베이스스프링(20a)에 상기 마디부(20a', 20a'')의 상측단 모서리를 따라 길게 라운드 가공된 상기 라운드부(23)가 형성됨으로써 상기 마디부(20a')의 하측단 내측으로 이웃하는 마디부(20a'')의 상측단이 포개지며 상기 베이스스프링(20a)의 내경 또한 작아지게 됨으로써 보다 확실하게 상기 철근(1)을 구속할 수 있게 되는 것이다.

아래의 표 1 및 표 2에는 한국표준협회에서 발행된 철근 콘크리트용 봉강의 기계식 이음의 검사 방법 KS D 0249: 2003(2003년 3월 4일 제정)에 의한 철근 커플러의 인장강도 시험결과를 나타내었다.

먼저, 아래의 표 1은 상기 베이스스프링(20a)에 라운드부(23)를 형성하지 않았을 경우 즉, 상기 철근(1)을 상기 커플러캡(10)의 양측단부 방향으로 잡아당겼을 때 상기 베이스스프링(20a)의 이웃하는 마디부(20a', 20a'')가 상호 포개지지 않는 구성으로 상기 베이스스프링(20a)의 내경의 변화가 없는 경우 철근 커플러 인장강도 시험결과이다.

표 1

시험항목	단위	구분	결과	시험방법
인장강도	N/㎟	1	582	KS D 0249: 2003
인장강도	N/㎟	2	581	KS D 0249: 2003
인장강도	N/㎟	3	476	KS D 0249: 2003

한편, 아래의 표 2는 상기 베이스스프링(20a)에 라운드부(23)를 형성하였을 경우 즉, 상기 철근(1)을 상기 커플러캡(10)의 양측단부 방향으로 잡아당겼을 때 상기 베이스스프링(20a)의 이웃하는 마디부(20a', 20a'')가 상호 포개지며 상기 베이스스프링(20a)의 내경이 작아지는 경우 철근 커플러 인장강도 시험결과이다.

표 2

시험항목	단위	구분	결과	시험방법
인장강도	N/㎟	1	621	KS D 0249: 2003
인장강도	N/㎟	2	601	KS D 0249: 2003

상기 표 2에서는 두번째의 반복시험 때 시험에 사용된 철근(1)이 시험 장치의 인장력을 극복하지 못하고 파단됨으로써 더 이상의 시험을 진행하지 못하였다.

하지만, 상기의 시험결과를 통해 상기 베이스스프링(20a)에 라운드부(23)를 형성하였을 경우 상기 마디부(20a')의 하측단 내측으로 이웃하는 마디부(20a'')의 상측단이 포개지며 상기 베이스스프링(20a)의 내경이 작아짐으로써 상기 철근(1)을 구속하는 구속력이 더욱 향상됨을 확인할 수 있고, 이러한 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러의 인장강도는 철근(1)의 인장강도 이상임을 확인할 수 있게 된 것이다.

상기 조임스프링(30)은 상기 커플러캡(10)으로 삽입된 철근(1)을 구속하기 위한 구성으로 상기 베이스스프링(20a)의 골(21)에 대응되는 나선형상으로 형성되고 외력에 의해 비틀리며 직경이 변화되고 탄성에 의한 복귀가 가능한 재질 즉, 스프링강 등으로 이루어져 상기 베이스스프링(20a)에 삽입 체결된다. 즉, 상기 조임스프링(30)은 비틀리는 방향에 따라 직경이 변화되고 탄성에 의해 복귀되는 성질을 갖는 비틀림스프링의 일종인 것이다.

상기 조임스프링(30)은 상기 커플러캡(10)의 외측단부로부터 상기 베이스스프링(20a)의 골(21)을 따라 일방향으로 회전되며 상기 커플러캡(10)의 내부에서 상기 베이스스프링(20a)의 골(21)에 삽입 체결될 수 있다 할 것이다.

상기 조임스프링(30)은 그 내부로 상기 철근(1)이 삽입되는 경우 상기 철근(1)이 슬립되도록 상기 베이스스프링(20a)의 패여진 골(21)에 밀착되며 풀림으로써 직경이 커지도록 구성된다. 즉, 상기 조임스프링(30)의 내부로 상기 철근(1)이 삽입되는 경우 상기 철근(1)의 삽입력 및 상기 철근(1)과의 마찰력에 의하여 상기 조임스프링(30)이 상기 베이스스프링(20)의 패여진 골(21) 방향으로 밀리며 풀려 직경이 커짐으로써 상기 철근(1)이 슬립되는 것이다.

나아가, 본 발명의 제1실시예에서는 상기 조임스프링(30)이 상기 원터치이음수단(50)에 의해 도 8에 도시된 바와 같이 상기 철근(1)이 삽입되기 전 초기상태에서는 그 직경이 커지는 방향으로 미리 비틀린 상태로 상기 베이스스프링(20a)의 골(21)에 체결되도록 구성함으로써 상기 철근(1)의 직경에 따른 영향을 최소한으로 받으며 범용으로 상기 철근(1)의 원활한 삽입을 가능하도록 구성하였다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

또한, 상기 조임스프링(30)은 도 10에 도시된 바와 같이 상기 철근(1)이 삽입된 상태에서 상기 철근(1)에 상기 철근(1)이 삽입된 방향과 반대방향으로 외력이 작용하는 경우 상기 철근(1)이 구속되도록 상기 철근(1)과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 상기 커플러캡(10)의 외측단부방향으로 이동되며 감김으로써 직경이 점차적으로 작아지게 된다.

상기 조임스프링(30)의 단면 형상은 통상의 스프링과 같이 원형도 가능하다고 하겠으나 본 발명의 제1실시예에서는 상기 조임스프링(30)이 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 슬라이딩되며 이동가능하도록 상기 경사테이퍼면(22)에 대응되게 형성된 조임테이퍼면(31)을 갖고, 도 10에 도시된 바와 같이 직경이 작아지는 경우 일부가 상기 철근(1)으로 파고드는 각진 모서리부(32)를 갖도록 단면이 삼각형상으로 형성된다.

상기 이탈방지구(40)는 상기 베이스스프링(20a)이 상기 커플러캡(10)에 삽입된 상태에서 상기 커플러캡(10)의 외측단부 방향으로 이탈되는 것을 방지하는 구성으로 중앙에 상기 철근(1)이 통과될 수 있는 직경의 철근통과공(41)이 형성되고, 상기 커플러캡(10)의 양측의 외측단부에 각각 체결된다.

한편, 본 발명의 제1실시예에서는 상기 이탈방지구(40)의 하단부에 상기 원터치이음수단(50)으로서의 상기 조임스프링(30)의 일단을 지지할 수 있는 후크부(51)를 형성하였다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이 상기 이탈방지구(40)를 나사산을 통해 상기 커플러캡(10)에 회전시켜 고정시키는 방법으로 구성한다면 상기 이탈방지구(40)의 장착과정의 회전에 의해 상기 후크부(51)는 상기 조임스프링(40)을 직경이 커지는 방향으로 비틀게 되어 상기 철근(1)이 삽입되기 전 초기상태가 자연스럽게 형성되도록 할 수 있다 할 것이다.

상기 원터치이음수단(50)은 상기 철근(1)이 상기 커플러캡(10)의 내부로 삽입되는 과정에는 상기 조임스프링(30)이 상기 철근(1)의 삽입을 간섭하지 않도록 하고, 상기 철근(1)이 상기 커플러캡(10)의 내부로 삽입 완료된 경우 상기 조임스프링(30)이 상기 철근(1)을 구속하도록 하는 구성으로 후크부(51)와, 지지판(52)과, 판스프링(53)을 포함하여 구성된다.

상기 후크부(51)는 상기 판스프링(53)의 돌출부(531)와의 사이에 상기 조임스프링(30)이 그 직경이 커지는 방향으로 비틀린 상태로 상기 조임스프링(30)의 일단(30a)을 지지하는 구성으로 상기 커플러캡(10)의 외측단부 부근에 구비되는데 상기 베이스스프링(20a)의 일단에 형성될 수도 있지만 본 발명의 제2실시예에서는 상기 이탈방지구(40)에 형성하였다. 한편, 상기 후크부(51)의 형상은 상기 조임스프링(30)의 일단(30a)의 회전을 구속할 수 있는 형상이면 그 형상에 관계없이 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

상기 지지판(52)은 상기 커플러캡(10)의 내부 중앙부에 구비되는 구성으로 상기 조임스프링(30)의 체결전에 상기 베이스스프링(20a)의 골(21)을 따라 회전되며 상기 지지판(52)에 지지되는 상기 판스프링(53)과 일체로 상기 커플러캡(10)의 내부 중앙부에 고정된다 할 것이다.

상기 판스프링(53)은 상기 조임스프링(30)의 타단(30b)을 지지 및 지지해제하는 구성으로 상기 지지판(52)에 결합볼트(533)로 고정되고, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 후크부(51)와의 사이에서 상기 조임스프링(30)이 그 직경이 커지는 방향으로 비틀린 상태로 상기 조임스프링(30)의 타단(30b)이 지지되도록 상기 지지판(52)에서 돌출된 돌출부(531)를 갖는데, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 철근(1)이 상기 커플러캡(10)으로 삽입되며 상기 돌출부(531)를 가압하는 경우 상기 돌출부(531)가 탄성에 의해 함몰되며 상기 조임스프링(30)의 타단(30b)의 지지를 해제함으로써 상기 조임스프링(30)의 직경이 탄성에 의해 복귀되도록 하는 것이다.

한편, 상기 판스프링(53)의 돌출부(531) 반대편에는 상기 조임스프링(30)의 타단부의 직경을 좁혀 상기 조임스프링(30)의 타단(30b)이 상기 돌출부(531)에 지지되도록 상기 조임스프링(30)이 내측에 위치되도록 유도하는 가이드부(532)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지판(52)으로부터 소정의 높이로 돌출된 상기 결합볼트(533)의 머리부는 상기 철근(1)의 삽입을 제한하는 스토퍼의 역할을 아울러 수행함으로써 상기 지지판(52)과 삽입되는 상기 철근(1) 사이에 완충공간을 제공함으로써 상기 철근(1)의 삽입에 의한 가압력으로 인해 상기 판스프링(53)이 납작하게 압착됨으로써 영구적으로 파손되는 것을 방지하는 역할을 아울러 수행할 수 있다 할 것이다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 철근 커플러의 사용상태를 도시하였는데, 도 8은 상기 철근(1)이 상기 커플러캡(10)으로 삽입되는 과정을 도시한 것으로 상기 조임스프링(30)이 상기 후크부(51)와 상기 판스프링(53)의 돌출부(531)에 의해 그 직경이 커지는 방향으로 비틀린 상태로 지지되어 상기 베이스스프링(20a)의 골(21)에 밀착됨으로써 상기 조임스프링(30)과 상기 상기 철근(1) 사이에 소정의 틈새(t)가 형성되고, 그로 인해 철근(1)의 생산과정의 특성상 철근(1) 상호간의 직경에 차이가 존재하더라도 상기 조임스프링(30)에 간섭되지 않고 원활하게 삽입가능하게 되는 것이다.

도 9는 상기 철근(1)이 상기 커플러캡(10)으로 삽입 완료된 상태를 도시한 것으로 상기 철근(1)의 일단부가 상기 판스프링(53)의 돌출부(531)를 가압함으로써 상기 돌출부(531)가 탄성에 의해 함몰되고, 상기 판스프링(53)의 돌출부(531)에 지지되었던 상기 조임스프링(30)의 타단(30b)의 지지가 해제되어 상기 조임스프링(30)의 직경이 탄성에 의해 복귀됨으로써 상기 조임스프링(30)이 상기 철근(1)에 밀착되는 상태가 된다.

도 10은 상기 철근(1)이 상기 커플러캡(10)에 삽입 완료된 상태에서 상기 철근(1)에 상기 철근(1)이 삽입된 방향과 반대방향 즉, 상기 커플러캡(10)의 외측단부방향으로 외력이 작용하는 경우를 도시한 것으로 상기 조임스프링(30)은 상기 철근(1)과의 마찰력에 의해 상기 조임테이퍼면(31)이 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 슬라이딩 이동되고, 그로 인해 상기 조임스프링(30)은 그 직경이 점차적으로 감소되며 상기 조임스프링(30)의 각진 모서리부(32) 일부는 상기 철근(1)으로 파고들어 상기 철근(1)을 확고하게 고정하게 되는 것이다.

한편, 상기 철근(1)은 통상 원통형의 몸체 양측면에 각각 길이방향으로 길게 상호 대향되는 리브돌기(1b)가 형성되고, 상기 리브돌기(1b)를 기준으로 일측면과 타측면에 각각 소정의 간격으로 원주방향의 마디돌기(1a)가 형성되어 있는데, 상기 조임스프링(30)의 각진 모서리부(32)가 파고드는 상기 철근(1)의 부위는 원통형의 몸체라기보다는 상기 철근(1)의 마디돌기(1a) 및 리브돌기(1b)가 될 것이다.

또한, 상기 베이스스프링(20a)의 라운드부(23)에 대한 설명에서 상술한 바와 같이 상기 조임스프링(30)은 상기 철근(1)이 삽입된 상태에서 상기 철근(1)에 상기 철근(1)이 삽입된 방향과 반대방향으로 외력이 작용하는 경우 상기 철근(1)이 구속되도록 상기 철근(1)과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면(22)을 따라 상기 커플러캡(10)의 외측단부방향으로 이동되며 감김으로써 직경이 점차적으로 작아지게 되는데 이 경우 상기 베이스스프링(20)에도 상기 조임스프링(30)과 마찬가지로 상기 철근(1)이 삽입된 방향과 반대방향으로 외력이 작용하게 되고 상기 베이스스프링(20a)에 상기 마디부(20a', 20a'')의 상측단 모서리를 따라 길게 라운드 가공된 상기 라운드부(23)가 형성됨으로써 상기 마디부(20a')의 하측단 내측으로 이웃하는 마디부(20a'')의 상측단이 포개지며 상기 베이스스프링(20a)의 내경 또한 작아지게 됨으로써 보다 확실하게 상기 철근(1)을 구속할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 구성요소들의 유기적인 결합관계에 의하여 본 발명의 제1실시예에 따른 철근 커플러는 상기 커플러캡(10)과, 상기 베이스스프링(20a)과, 상기 조임스프링(30)과, 상기 이탕방지구(40)의 조합이라는 비교적 심플한 구성으로도 상기 조임스프링(30)의 비틀림에 의한 직경의 변화를 이용하여 원터치식으로 철근을 용이하게 연결 이음할 수 있게 되고, 상기 커플러캡(10)의 내측면에 암나사산(20)을 형성하는 가공하지 않고서도 상기 베이스스프링(20a)을 통하여 골(21) 및 경사테이퍼면(22)을 형성하여 가공 및 제작이 용이한 효과가 있으며, 상기 조임스프링(30)의 단면을 삼각형상으로 형성함으로써 상기 조임스프링(30)의 슬라이딩 이동 및 각진 단부의 상기 철근(1)에의 침투를 통해 상기 철근(1)을 보다 확고하게 고정할 수 있고, 상기 조임스프링(30)이 그 직경이 커지는 방향으로 비틀린 상태로 상기 베이스스프링(20a)에 삽입 체결되도록 하고 상기 철근(1)의 삽입이 완료된 경우 상기 조임스프링(30)의 직경이 탄성에 의해 복귀되도록 하는 상기 원터치이음수단(50)을 구비하여 상기 철근(1)의 생산과정의 특성상 상기 철근(1) 상호간의 직경에 차이가 존재하더라도 범용으로 상기 철근(1)을 연결 이음할 수 있게 되는 것이다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 철근 커플러는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

상기와 같은 구성을 같는 본 발명은 비교적 심플한 구성으로도 조임스프링의 비틀림에 의한 직경의 변화를 이용하여 원터치식으로 철근을 용이하게 연결 고정할 수 있는 산업상 유용한 발명이다.

Claims

철근이 연결 고정되는 철근 커플러에 있어서,

상기 철근이 개구된 외측단부로부터 내부로 삽입되는 중공형의 커플러캡과;

상기 커플러캡의 내측면에 원주방향을 따라 나선형으로 패여져 형성되되, 패여진 골로부터 외측단부를 향하는 방향으로 경사지게 돌출되는 경사테이퍼면을 갖는 암나사산과;

상기 암나사산에 대응되는 나선형상으로 형성되고 외력에 의해 비틀리며 직경이 변화되고 탄성에 의한 복귀가 가능한 재질로 이루어져 상기 암나사산에 삽입 체결되되, 그 내부로 상기 철근이 삽입되는 경우 상기 철근이 슬립되도록 상기 암나사산의 패여진 골에 밀착되며 풀림으로써 직경이 커지고, 상기 철근이 삽입된 상태에서 상기 철근에 상기 철근이 삽입된 방향과 반대방향으로 외력이 작용하는 경우 상기 철근이 구속되도록 상기 철근과의 마찰력에 의해 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러캡의 외측단부방향으로 이동되며 감김으로써 직경이 점차적으로 작아지는 조임스프링을; 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
제1항에 있어서,

상기 암나사산은, 상기 커플러캡의 내경에 대응되는 외경을 갖도록 나선형으로 감기고, 내측면에는 나선형으로 감기며 형성된 상호 이웃하는 마디부가 만나는 위치에서 원주방향을 따라 나선형으로 패여진 골이 형성되며, 상기 패여진 골에서 외측단부를 향하는 방향으로 경사지게 돌출된 경사테이퍼면이 형성되어, 상기 커플러캡에 삽입되는 베이스스프링으로 구성되고,

중앙에 상기 철근이 통과될 수 있는 직경의 철근통과공이 형성되고, 상기 베이스스프링이 상기 커플러캡에 삽입된 상태에서 상기 커플러캡의 외측단부 방향으로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 커플러캡의 외측단부에 체결되는 이탈방지구를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
제2항에 있어서,

상기 베이스스프링은, 상기 조임스프링이 상기 경사테이퍼면을 따라 상기 커플러캡의 외측단부방향으로 이동되는 경우 그 외력에 의해 상기 마디부의 하측단 내측으로 이웃하는 마디부의 상측단이 포개지며 내경이 작아지도록 상기 마디부의 상측단 모서리를 따라 길게 라운드 가공된 라운드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 조임스프링은, 상기 경사테이퍼면을 따라 슬라이딩되며 이동가능하도록 상기 경사테이퍼면에 대응되게 형성된 조임테이퍼면을 갖고, 직경이 작아지는 경우 일부가 상기 철근으로 파고드는 각진 모서리부를 갖도록 단면이 삼각형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 철근이 상기 커플러캡의 내부로 삽입되는 과정에는 상기 조임스프링이 상기 철근의 삽입을 간섭하지 않도록 하고, 상기 철근이 상기 커플러캡의 내부로 삽입 완료된 경우 상기 조임스프링이 상기 철근을 구속하도록 하는 원터치이음수단을; 더 포함하되,

상기 원터치이음수단은, 상기 커플러캡의 외측단부 부근에 구비되어 상기 조임스프링의 일단이 지지되는 후크부와, 상기 커플러캡의 내부에 구비되는 지지판과, 상기 지지판에 지지되고 상기 후크부와의 사이에서 상기 조임스프링이 그 직경이 커지는 방향으로 비틀린 상태로 상기 조임스프링의 타단이 지지되도록 상기 지지판에서 돌출된 돌출부를 갖되 상기 철근이 상기 커플러캡으로 삽입되며 상기 돌출부를 가압하는 경우 상기 돌출부가 탄성에 의해 함몰되며 상기 조임스프링의 타단의 지지를 해제함으로써 상기 조임스프링의 직경이 탄성에 의해 복귀되도록 하는 판스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철근 커플러.