WO2016093443A1 - 다양한 형태의 리브를 가진 철근을 수용할 수 있는 고강도 원터치식 철근 커플러 - Google Patents

다양한 형태의 리브를 가진 철근을 수용할 수 있는 고강도 원터치식 철근 커플러 Download PDF

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WO2016093443A1
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sleeve
base member
strength
locking
rebar coupler
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PCT/KR2015/004755
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Inventor
김현호
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(주)코스잭
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/18—Spacers of metal or substantially of metal

Definitions

  • the present invention relates to a one-touch quick coupler for reinforcing bars, and more particularly, by installing a variable spring-shaped guide having elasticity between a plurality of locking pieces having a sawtooth-shaped projection.
  • the present invention relates to a high-strength one-touch rebar coupler that allows the reinforcement to be strongly gripped while expanding or contracting according to the node shape.
  • reinforcing bars for use in concrete structures at various construction sites, in the past, reinforcing bars were bundled with wires and fixed in a double overlapping state.
  • the work is cumbersome and the center of the reinforcing bar is not vertical, not only crooked, but also because the strength of the wire is weak, there is a problem that the connection state is released easily.
  • Republic of Korea Patent No. 039305 registered on 28/28/200
  • Republic of Korea Patent No. 04622901 registered on Dec. 8, 2004
  • Republic of Korea Patent Registration No. 1003302 can be easily connected to the rebar.
  • One touch rebar couplers are disclosed.
  • the conventional one-touch rebar couplers include a locking piece for holding the reinforcing bar in the coupler and a guide member for supporting the locking piece, and the guide member has a certain shape so that it can accommodate reinforcing bars of various nodes. There is a problem that can accommodate only reinforcing bar having a certain node shape without.
  • the existing guide member is fixed at regular intervals of the head portion, when the tensile force is applied to the reinforcing bar with a certain force or more, the locking piece stops the movement, causing the necking (necking) of the reinforcing bar is pulled out, or the coupler There is a problem that the reinforcing bar is broken inside.
  • the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to install a variable guide that can be elastically deformed between a plurality of locking pieces to accommodate and grip the rebar having a variety of ribs, rebar
  • the present invention provides a high-strength one-touch rebar coupler that can stably hold rebar without causing necking or breaking of steel even when strong tensile force is applied.
  • the sleeve is formed with both ends are opened, the hollow portion having a tapered portion gradually increasing inwardly in the axial direction to the inlet portion into which the reinforcing bar is inserted Wow;
  • a base member installed inside the hollow part of the sleeve; Is installed inside the hollow portion of the sleeve, the outer surface is inclined at an angle corresponding to the tapered portion of the sleeve is connected to the tapered portion, a plurality of locking projections are formed on the inner surface is supported while the bar of the bar is caught A locking piece;
  • An elastic member installed between the locking piece and the base member to impart an elastic force to the locking piece in the axial direction with respect to the base member; It is fixed to the base member, characterized in that it comprises a plurality of variable guides that are disposed between each side of the locking piece is elastically deformed in response to a change in the distance between the locking piece.
  • the reinforcing bar coupler of the present invention supports the locking guides while applying the elastic force in the width direction between the locking pieces in the form of leaf springs, so that the interval between the locking pieces varies depending on the shape of the bars of various bars. It can be easily inserted by sliding, there is an advantage that can be accommodated by stably holding the reinforcing bars having various types of ribs.
  • the locking pieces move outward in the axial direction of the tapered portion of the sleeve, and the locking pieces can move to a position where the adjacent locking pieces are almost in contact with each other, thereby ensuring maximum performance.
  • the variable guide is a thin plate spring type that can be elastically deformed
  • the space between the locking pieces becomes narrower, and the locking pieces are pushed to the reinforcing bars and the locking piece.
  • the gap between the sleeves can be minimized, thereby avoiding necking of the reinforcing bars inside the sleeve, ensuring maximum tensile strength and ultimately breaking the reinforcing bars outside the sleeve. I can have it.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a high strength one-touch rebar coupler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which the high strength one-touch rebar coupler of FIG. 1 is assembled.
  • FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the high strength one-touch rebar coupler of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a base member of the high strength one-touch rebar coupler of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a coupling state between the locking piece and the elastic member of the high-strength one-touch rebar coupler of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a coupling state of the variable guide and the base member of the high-strength one-touch rebar coupler of FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a high strength one-touch rebar coupler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view showing the main parts of a state where reinforcing bars are inserted into the high-strength one-touch rebar coupler of FIG. 7;
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the types of various rebars.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the sleeve form of the high-strength one-touch rebar coupler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a front view showing the sleeve form of the high-strength one-touch rebar coupler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a front view showing the sleeve form of the high-strength one-touch rebar coupler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a front view showing the sleeve form of the high-strength one-touch rebar coupler according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 to 6 show a high-strength one-touch rebar coupler according to an embodiment of the present invention, the high-strength one-touch rebar coupler according to the present invention, the cylindrical sleeve (10, 10a) formed so that both ends are open, The base member 20 and the plurality of locking pieces 30, the plurality of elastic members 40, and the plurality of variable guides 50 installed inside the sleeves 10 and 10a are formed.
  • the sleeves 10 and 10a are made of a hard metal material, and a hollow portion 11 having a taper portion 12 having an inner diameter gradually increasing toward the axially inward portion of the inlet portion into which the rebar is inserted is formed. On the opposite side of the inlet portion of the sleeve 10 is formed a threaded portion 13 for helical engagement with another sleeve 10a. Accordingly, as shown in FIG. 1, when the two sets of sleeves 10 and 10a are spirally coupled to each other to insert reinforcing bars into each of the sleeves 10 and 10a, the two bars may be connected to each other.
  • the threaded portion 13 of one of the sleeves 10 of the sleeves 10, 10a consists of a male thread
  • the threaded portion 13 of the other sleeve 10a consists of a female thread
  • the base member 20, the plurality of locking pieces 30, the plurality of elastic members 40, and the plurality of variable guides 50 are similarly configured inside the other sleeve 10a.
  • the base member 20 is installed inside the hollow part 11 of the sleeves 10 and 10a to support the locking piece 30 and the elastic member 40 and to limit the insertion position of the rebar. Done.
  • the base member 20 is formed in a disc shape having a diameter corresponding to the ends of the hollow portions 11 of the sleeves 10 and 10a, and the variable guide 50.
  • a plurality of guide installation holes 22 are inserted and coupled at a predetermined interval, and the spring holder 24 into which one end of the elastic member 40 is fitted is formed between the guide installation holes 22. It is structured.
  • a shaft portion of the base member 20 is inserted into an inner circumferential surface of the hollow part 11 of the sleeves 10 and 10a.
  • a stepped portion 14 is formed in which movement in the direction is limited (see FIG. 3). Accordingly, the base member 20 is supported by the stepped portion 14 and the end portions of the second sleeves 10 and 10a so that the sleeves 10 and 10a are supported even when the end of the reinforcing bar collides with the base member 20. The position does not change within the elastic member 40 and the locking piece 30 can be stably supported.
  • the plurality of locking pieces 30 are elastically supported by the elastic member 40 inside the tapered portion 12 of the sleeve 10, 10a, and the outer surface of the locking piece 30 It is formed to be inclined at an angle corresponding to the tapered portion 12 of the 10, 10a is in contact with the tapered portion 12.
  • the locking pieces 30 all have the same shape.
  • a plurality of locking protrusions 31 are formed on the inner surface of the locking piece 30 to support the bar of the rebar.
  • the locking protrusions 31 are arranged at a constant pitch along the axial direction of the sleeves 10 and 10a, and have a trapezoidal shape by chamfering the end in order to maximize the contact area with the rebar, or the end is rounded. It may have a rounded wave form, and one side has a ratchet saw tooth formed at approximately right angles.
  • the locking protrusions 31 are preferably formed at a pitch of 1 ⁇ 0.05 mm, but may be changed according to the specification of the reinforcing bar.
  • the elastic member 40 is installed between the locking piece 30 and the base member 20 to impart an elastic force to the locking piece 30 in the axial direction with respect to the base member 20.
  • the elastic member 40 may use an elastic body such as an anti-tension coil spring, as shown in FIG. 5 to prevent the elastic member 40 made of an anti-tension coil spring from being separated from the locking piece 30.
  • the release preventing slit 32 is formed to extend along the width direction at the end of the locking piece 30, and the end of the elastic member 40 is straightened to be inserted into the release preventing slit 32 into the locking piece. It is preferable to couple the 30 and the elastic member 40.
  • the other end of the elastic member 40 is fitted to the spring holder 24 formed in the base member 20 is coupled.
  • the plurality of variable guides (50) is made of a leaf spring structure capable of elastic deformation, is disposed between each side of the locking piece 30 and elastically deformed in response to a change in the distance between the locking piece 30 It acts to allow the locking piece 30 to expand or contract with respect to the rebar having the rib shape.
  • variable guide 50 has one end inserted into the guide installation hole 22 of the base member 20.
  • the variable guide 50 has a structure in which an elongated plate is bent in a substantially triangular shape as shown in FIG. 6, and both sides of one end portion disposed between the locking pieces 30 are symmetrical at a constant angle. It is bent to form an 'X'.
  • the variable guide 50 has a plate spring structure having a substantially triangular shape, but any shape may be applied as long as it can accommodate a change in the distance between the locking pieces 30.
  • High strength one-touch rebar coupler of the present invention configured as described above acts as follows.
  • the bars of the bar are in contact with the locking protrusions 31 of the locking piece 30 and the locking piece 30 Push in to enter.
  • the taper portion 12 of the sleeve (10, 10a) becomes wider toward the inner side in the axial direction, so that the locking piece 30 is moved while pushing the elastic member 40 toward the base member 20, so that the reinforcing bar naturally 10, 10a) can be inserted into the inside.
  • the variable guide 50 elastically supports the locking pieces 30 between each side portion of the locking piece 30 and fills the gap between the locking pieces 30.
  • the node of the reinforcing bar is a locking piece ( While locking the locking projections 31 of 30), the locking piece 30 is pushed upward.
  • the taper portion 12 narrows toward the outer side in the axial direction, the locking pieces 30 act as wedges so that the rebar is It is firmly restrained inside the sleeves 10 and 10a without falling out.
  • the locking pieces 30 of the sleeve 10, 10a There is a possibility of inclining radially inwardly, and when the worker pushes the rebar in a state in which the locking piece 30 is inclined inwardly of the sleeves 10 and 10a, the rebar is caught by the locking piece 30 so that The insertion may not be performed smoothly, and a phenomenon in which parts such as the locking piece 30 may be damaged may occur.
  • the locking body 30 is installed by installing an anti-tip coil spring 60 that supports the inner surfaces of the locking pieces 30 inside the sleeves 10 and 10a. ) Is preferably prevented from inclining radially inward of the sleeves 10, 10a.
  • the anti-tip coil spring 60 is fixedly installed at one end of the base member 20 and supports the locking piece 30 while being in contact with inner surfaces of the plurality of locking pieces 30.
  • the anti-tip coil spring 60 is elastically supported by the reinforcement while being compressed by the reinforcing bars inserted into the sleeves 10 and 10a.
  • the anti-tip coil spring 60 maintains a shape in which the locking piece 30 is in close contact with the tapered portion 12 of the sleeves 10 and 10a and is compressed without interrupting the progress of the reinforcing bar when the rebar is inserted. Having a structure that can be provided provides the advantage that the reinforcing bar can be inserted smoothly without being caught in the structure inside the sleeve (10, 10a) when the reinforcement.
  • the rebar is produced in various forms for each country and has a variety of bar shapes as shown in FIG. Since the rebar coupler of the present invention supports the locking guides 30 while applying the elastic force in the width direction between the locking guides 30, the locking guides 30 according to the shape of the bars of various rebars. As the spacing between the shells is variable, the reinforcing bars can be easily slid and inserted, providing a stable holding and holding of the reinforcing bars having various types of ribs.
  • variable guide 50 has a shape of a thin plate spring that is elastically deformable, so that when the locking piece 30 is pulled by the tensile force of the rebar, the space between the locking pieces 30 becomes narrower, and the locking pieces 30 become narrower.
  • variable guide 50 is made of a leaf spring shape, it is possible to manufacture by general press molding, so there is an advantage that the production is easy and low cost.
  • the coupling between the sleeves 10 and 10a may be released when vibration or external force is applied or an axial load is applied.
  • a pinhole 15 for preventing loosening is formed in the threaded portion 13 of the sleeve 10 and 10a, and a spring pin for preventing loosening in the pinhole 15 is formed.
  • the thread fixing agent 17 for preventing loosening is applied to the threaded portions 13 of the sleeves 10 and 10a, and then cured by applying the screw fixing agent 17 to the sleeve 10. It is also possible to prevent loosening of 10a).
  • the strength of the screw fixing agent 17 may be adjusted in case of disassembly and recombination of the rebar coupler at the construction site.
  • the present invention can be applied as a one-touch rebar coupler for connecting the reinforcing bars forming the framework of the construction of the construction to each other or to connect to the wall.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

본 발명은 복수개의 록킹편체의 사이에 탄성 변형이 가능한 가변형 가이드를 설치하여 다양한 형태의 리브를 가진 철근을 수용하여 파지할 수 있으며, 철근에 강한 인장력이 가해지더라도 철근의 네킹 현상이나 파단이 발생하지 않고 철근을 안정적으로 파지할 수 있는 고강도 원터치식 철근 커플러에 관한 것으로, 본 발명에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러는, 양단부가 개방되게 형성되되, 철근이 삽입되는 입구 부분에 축방향 내측으로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부를 갖는 중공부가 형성된 슬리브와; 상기 슬리브의 중공부 내측에 설치되는 베이스부재와; 상기 슬리브의 중공부 내측에 설치되며, 외면이 상기 슬리브의 테이퍼부와 대응하는 각도로 경사지게 형성되어 테이퍼부와 연접하고, 내면에 철근의 마디가 걸리면서 지지되는 복수개의 록킹돌기가 형성되어 있는 복수개의 록킹편체와; 상기 록킹편체와 베이스부재 사이에 설치되어 베이스부재에 대해 록킹편체에 축방향 외측으로 탄성력을 부여하는 탄성부재와; 상기 베이스부재에 고정되게 설치되며, 상기 록킹편체의 사이사이에 배치되어 록킹편체 간의 간격 변화에 대응하여 탄성 변형되는 복수개의 가변형 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다양한 형태의 리브를 가진 철근을 수용할 수 있는 고강도 원터치식 철근 커플러
본 발명은 철근 이음용 원터치식 퀵 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 톱니 형태의 돌기가 형성된 복수개의 록킹편체 사이사이에 탄력성이 있는 판스프링 형태의 가변형 가이드를 설치하여 상기 록킹편체가 철근의 다양한 마디 형태에 따라 확장 또는 수축되면서 철근을 강력하게 파지할 수 있도록 한 고강도 원터치식 철근 커플러에 관한 것이다.
각종 건설현장에서 콘크리트 구조물에 사용하기 위한 철근을 연결하기 위해서 종래에는 철근을 이중으로 겹친상태에서 철사 등으로 묶어서 고정하였으나, 이러한 철근 고정방식은 작업자가 철사를 다수회 철근 외주로 권취한 다음 묶어야 하므로 작업이 번거롭고 철근의 중심이 수직이 되지 않고 삐뚤어질 뿐 아니라 철사의 강도가 약하기 때문에 쉽게 끊어지면서 연결상태가 해제되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 철근을 철사가 아닌 다른 수단으로 쉽고 단단하게 연결하기 위한 철근 이음장치(커플링장치)들이 개발되어 사용되고 있다.
그런데, 종래에 개발된 철근 이음장치들의 대부분은 철근을 하우징 내부에 삽입한 후 하우징을 나사로 돌려서 고정하는 방식으로서, 구조적으로 복잡하며 철근의 연결 작업이 어려워 작업에 많은 시간과 노력, 비용이 소요되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 대한민국 등록특허 제0439305호(2004.6.28. 등록)와 대한민국 등록특허 제04622901호(2004.12.08. 등록), 대한민국 특허등록 제1003302호 등에는 간단히 철근을 이어줄 수 있는 원터치식 철근 커플러들이 개시되어 있다.
그러나 종래의 원터치식 철근 커플러들은 커플러 내부에 철근을 파지하기 위한 록킹편체와 상기 록킹편체를 지지하는 가이드부재를 포함하고 있는데, 상기 가이드부재는 일정한 형태를 가지고 있기 때문에 다양한 마디의 철근을 수용할 수 없고 일정한 마디 형태를 갖는 철근만 수용할 수 있는 문제가 있다.
또한 기존의 가이드부재는 헤드 부분이 일정한 간격으로 고정되어 있어서 일정한 힘 이상으로 철근에 인장력을 가하면 록킹편체의 이동이 멈추면서 철근이 잘록해지는 네킹(necking) 현상을 일으켜서 철근이 빠져 나가거나, 커플러의 내부에서 철근이 끊어지는 현상이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수개의 록킹편체의 사이에 탄성 변형이 가능한 가변형 가이드를 설치하여 다양한 형태의 리브를 가진 철근을 수용하여 파지할 수 있으며, 철근에 강한 인장력이 가해지더라도 철근의 네킹 현상이나 파단이 발생하지 않고 철근을 안정적으로 파지할 수 있는 고강도 원터치식 철근 커플러를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러는, 양단부가 개방되게 형성되되, 철근이 삽입되는 입구 부분에 축방향 내측으로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부를 갖는 중공부가 형성된 슬리브와; 상기 슬리브의 중공부 내측에 설치되는 베이스부재와; 상기 슬리브의 중공부 내측에 설치되며, 외면이 상기 슬리브의 테이퍼부와 대응하는 각도로 경사지게 형성되어 테이퍼부와 연접하고, 내면에 철근의 마디가 걸리면서 지지되는 복수개의 록킹돌기가 형성되어 있는 복수개의 록킹편체와; 상기 록킹편체와 베이스부재 사이에 설치되어 베이스부재에 대해 록킹편체에 축방향 외측으로 탄성력을 부여하는 탄성부재와; 상기 베이스부재에 고정되게 설치되며, 상기 록킹편체의 각 측면의 사이사이에 배치되어 록킹편체 간의 간격 변화에 대응하여 탄성 변형되는 복수개의 가변형 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 철근 커플러는 판스프링 형태로 된 가변형 가이드들이 록킹편체들의 사이사이에서 록킹편체들에 폭방향으로 탄성력을 가하면서 지지하고 있으므로 다양한 철근의 마디 형태에 따라 록킹편체들 간의 간격이 가변되면서 철근을 쉽게 슬라이딩시켜 삽입할 수 있으며, 다양한 형태의 리브를 가진 철근을 안정적으로 파지하여 수용할 수 있는 이점이 있다.
또한 커플러에 철근을 삽입한 후에 인장력을 가하게 되면 록킹편체들이 슬리브의 테이퍼부의 축방향 외측으로 이동하면서 인접하고 있는 록킹편체들이 서로 거의 맞닿을 정도의 위치까지도 록킹편체가 이동할 수 있어서 최대의 성능을 확보할 수 있다. 즉, 가변형 가이드는 탄성 변형이 가능한 얇은 판스프링 형태이므로 철근의 인장력에 의해 록킹편체가 당겨지게 되면 록킹편체 간의 간격이 점점 좁아지게 되면서 록킹편체들이 철근을 더욱 강하게 압박하면서 파지하여 철근과 록킹편체와 슬리브 사이에 공극(孔隙)을 최소화할 수 있게 되고, 이에 따라 슬리브 내부에서 철근의 네킹(necking) 현상이 일어나지 않게 되며, 최대 인장강도를 확보하고 궁극적으로 철근을 슬리브 외부에서 파단시킬 수 있는 성능을 가질 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 고강도 원터치식 철근 커플러가 조립된 상태를 투영하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 고강도 원터치식 철근 커플러의 종단면도이다.
도 4는 도 1의 고강도 원터치식 철근 커플러의 베이스부재를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1의 고강도 원터치식 철근 커플러의 록킹편체와 탄성부재 간의 결합 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 1의 고강도 원터치식 철근 커플러의 가변형 가이드 및 베이스부재의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러의 단면도이다.
도 8은 도 7의 고강도 원터치식 철근 커플러에 철근이 삽입되는 상태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 9는 다양한 철근의 종류를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러의 슬리브 형태를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러의 슬리브 형태를 나타낸 정면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러의 슬리브 형태를 나타낸 정면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러의 슬리브 형태를 나타낸 정면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 고강도 원터치식 철근 커플러는, 양단부가 개방되게 형성된 대략 원통형의 슬리브(10, 10a)와, 상기 슬리브(10, 10a)의 내측에 설치되는 베이스부재(20)와 복수개의 록킹편체(30), 복수개의 탄성부재(40), 및 복수개의 가변형 가이드(50)를 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 슬리브(10, 10a)는 단단한 금속 재질로 이루어지며, 철근이 삽입되는 입구 부분에 축방향 내측으로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부(12)를 갖는 중공부(11)가 형성되어 있다. 상기 슬리브(10)의 입구 부분 반대편에는 다른 슬리브(10a)와의 나선 결합을 위한 나사산부(13)가 형성되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 것과 같이 2개 1조의 슬리브(10, 10a)를 서로 나선 결합하여 각각의 슬리브(10, 10a)에 철근을 삽입하게 되면 2개의 철근이 서로 이어질 수 있게 된다. 이 실시예에서 상기 슬리브(10, 10a) 중 어느 하나의 슬리브(10)의 나사산부(13)는 수나사로 구성되고, 다른 하나의 슬리브(10a)의 나사산부(13)는 암나사로 구성된다. 상기 다른 하나의 슬리브(10a) 내측에도 동일하게 베이스부재(20)와 복수개의 록킹편체(30), 복수개의 탄성부재(40) 및, 복수개의 가변형 가이드(50)가 구성되는데, 이 실시예와 같이 슬리브(10, 10a)들이 동축상으로 연결되는 경우에는 슬리브(10)와 다른 한 슬리브(10a) 사이에 하나의 베이스부재(20)만 설치하여 베이스부재(20)를 서로 공유하는 것이 바람직하다.
상기 베이스부재(20)는 상기 슬리브(10, 10a)의 중공부(11) 내측에 설치되어 상기 록킹편체(30) 및 탄성부재(40)를 지지함과 동시에 철근의 삽입 위치를 제한하는 작용을 하게 된다. 도 4에 도시한 것과 같이, 이 실시예에서 상기 베이스부재(20)는 상기 슬리브(10, 10a)의 중공부(11) 끝단과 대응하는 직경을 갖는 원반형으로 이루어지며, 상기 가변형 가이드(50)가 삽입되어 결합되는 복수개의 가이드설치홀(22)이 일정 간격으로 형성됨과 더불어 상기 가이드설치홀(22) 사이사이에 상기 탄성부재(40)의 일단부가 끼워지는 스프링홀더(24)가 돌출되게 형성된 구조로 되어 있다.
상기 베이스부재(20)가 슬리브(10, 10a) 내에서 위치가 변하지 않도록 하기 위하여, 상기 슬리브(10, 10a)의 중공부(11) 내주면에는 상기 베이스부재(20)의 테두리 부분이 삽입되면서 축방향으로의 이동이 제한되는 단턱부(14)가 형성된다(도 3 참조). 따라서, 상기 베이스부재(20)는 상기 단턱부(14)와 제 2 슬리브(10, 10a)의 끝단부에 의해 지지되어 철근의 끝단이 베이스부재(20)와 부딪히더라도 슬리브(10, 10a) 내에서 위치가 변하지 않고 탄성부재(40)와 록킹편체(30)들을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
상기 복수개(이 실시예에서 4개)의 록킹편체(30)들은 상기 슬리브(10, 10a)의 테이퍼부(12) 내측에서 상기 탄성부재(40)에 의해 탄력적으로 지지되며, 외면이 상기 슬리브(10, 10a)의 테이퍼부(12)와 대응하는 각도로 경사지게 형성되어 테이퍼부(12)와 연접하게 된다. 상기 록킹편체(30)들은 모두 동일한 동일한 형태를 갖는다.
상기 록킹편체(30)의 내면에는 철근의 마디가 걸리면서 지지되는 복수개의 록킹돌기(31)들이 형성되어 있다. 상기 록킹돌기(31)들은 슬리브(10, 10a)의 축방향을 따라 일정 피치로 배열되며, 철근과의 접촉면적을 최대화하기 위하여 끝단이 챔퍼(chamfer) 처리되어 사다리꼴 형태를 갖거나, 끝단이 라운드(round) 처리된 웨이브 형태, 한 쪽면이 대략 직각으로 형성된 래칫 톱니 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 록킹돌기(31)들은 1±0.05㎜의 피치로 형성되는 것이 바람직하나, 철근의 규격에 따라 변경될 수 있다.
상기 탄성부재(40)는 상기 록킹편체(30)와 베이스부재(20) 사이에 설치되어 베이스부재(20)에 대해 록킹편체(30)에 축방향 외측으로 탄성력을 부여한다. 상기 탄성부재(40)는 쏠림방지 코일스프링과 같은 탄성체를 이용할 수 있는데, 쏠림방지 코일스프링으로 된 탄성부재(40)가 록킹편체(30)와 분리되는 것을 방지하기 위하여 도 5에 도시한 것과 같이 록킹편체(30)의 끝단부에 이탈방지슬릿(32)을 폭방향을 따라 연장되게 형성하고, 상기 탄성부재(40)의 끝단부를 일자형으로 펴서 상기 이탈방지슬릿(32) 내측으로 삽입하여 록킹편체(30)와 탄성부재(40)를 결합시키는 것이 바람직하다.
상기 탄성부재(40)의 다른 일단부는 상기 베이스부재(20)에 형성되어 있는 스프링홀더(24)에 끼워져 결합된다.
상기 복수개의 가변형 가이드(50)는 탄성 변형이 가능한 판스프링 구조로 이루어지며, 상기 록킹편체(30)의 각 측면의 사이사이에 배치되어 록킹편체(30) 간의 간격 변화에 대응하여 탄성 변형되면서 다양한 형태의 리브를 가진 철근에 대해 록킹편체(30)들이 확장되는 또는 수축될 수 있게 하는 작용을 한다.
상기 가변형 가이드(50)는 일단이 상기 베이스부재(20)의 가이드설치홀(22) 내측에 삽입되어 설치된다. 이 실시예에서 상기 가변형 가이드(50)는 도 6에 도시한 것과 같이 기다란 판재를 대략 삼각형 형태로 절곡한 구조로 이루어지며, 록킹편체(30)의 사이에 배치되는 일단부의 양면이 일정한 각도로 대칭되게 절곡되면서 'X' 형태를 이룬다. 이 실시예에서 상기 가변형 가이드(50)는 대략 삼각형 형태의 판스프링 구조를 갖지만, 록킹편체(30) 간의 간격 변화를 수용할 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 적용될 수 있을 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 고강도 원터치식 철근 커플러는 다음과 같이 작용한다.
슬리브(10, 10a)의 일단부(입구 부분)를 통해서 중공부(11) 내에 철근을 삽입하면, 철근의 마디들이 록킹편체(30)의 록킹돌기(31)들과 접촉하면서 록킹편체(30)를 밀어내면서 진입하게 된다. 이 때, 슬리브(10, 10a)의 테이퍼부(12)는 축방향 내측으로 갈수록 넓어지므로 록킹편체(30)는 탄성부재(40)를 베이스부재(20) 쪽으로 밀면서 이동하게 되어 철근이 자연스럽게 슬리브(10, 10a)의 내측으로 삽입될 수 있게 된다. 또한 가변형 가이드(50)는 록킹편체(30)의 각 측면부 사이에서 록킹편체(30)들을 탄력적으로 지지하며 록킹편체(30) 간의 간격을 메우게 된다.
철근이 베이스부재(20)까지 삽입되면 철근과 슬리브(10, 10a) 간의 연결이 완료되고, 록킹편체(30)들이 탄성부재(40)의 탄성력에 의해 다시 슬리브(10, 10a)의 입구 쪽으로 밀리면서 테이퍼부(12)에 밀착되고, 이에 따라 록킹편체(30)들이 모여지면서 서로 간의 간격이 좁아지고, 철근의 외면에 밀착되어 록킹돌기(31)들이 철근의 마디를 빠지지 않게 지지하게 된다.
이와 같이 철근이 슬리브(10, 10a) 내측에 삽입되어 연결된 상태에서 철근에 슬리브(10, 10a)의 축방향 외측으로 힘이 가해져 철근을 분리하려는 힘이 가해질 경우, 상기 철근의 마디가 록킹편체(30)의 록킹돌기(31)에 걸리면서 록킹편체(30)를 상측으로 가압하게 되는데, 이 때 테이퍼부(12)는 축방향 외측으로 갈수록 좁아지기 때문에 록킹편체(30)들이 쐐기 작용을 하여 철근이 빠지지 않고 슬리브(10, 10a) 내측에 단단히 구속된다.
상기 슬리브(10, 10a)에 철근이 삽입되어 고정되면, 콘크리트 몰탈이 부어지고 슬리브(10, 10a)와 철근이 콘크리트 내에 고정된다.
한편, 상기 복수개의 록킹편체(30)들은 하부면과 양 측면이 각각 탄성부재(40) 및 가변형 가이드(50)에 의해 탄력적으로 지지되어 있기 때문에 록킹편체(30)들이 슬리브(10, 10a)의 반경 방향 내측으로 기울어질 가능성이 있으며, 이렇게 록킹편체(30)들이 슬리브(10, 10a)의 반경 방향 내측으로 기울어진 상태에서 작업자들이 철근을 밀어 넣게 되면 철근이 록킹편체(30)에 걸려서 철근의 삽입이 원활하게 이루어지지 않고, 록킹편체(30) 등의 부품이 파손되는 현상이 발생할 수 있다.
이에 도 7 및 도 8에 다른 실시예로 나타낸 것과 같이, 상기 슬리브(10, 10a)의 내측에 상기 록킹편체(30)들의 내면을 지지하는 쏠림방지 코일스프링(60)을 설치하여 록킹편체(30)들이 슬리브(10, 10a)의 반경 방향 내측으로 기울어지는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 상기 쏠림방지 코일스프링(60)은 일단이 상기 베이스부재(20)에 고정되게 설치되며, 상기 복수개의 록킹편체(30)의 내면과 접촉하면서 록킹편체(30)를 지지한다. 상기 쏠림방지 코일스프링(60)은 슬리브(10, 10a) 내측으로 삽입되는 철근에 의해 압축되면서 철근을 탄력적으로 지지하게 된다.
이와 같이 상기 쏠림방지 코일스프링(60)은 록킹편체(30)가 슬리브(10, 10a)의 테이퍼부(12)에 밀착된 형태를 유지하고, 철근 삽입시 철근의 진행을 방해하지 않으면서 압축될 수 있는 구조를 가짐으로써 철근 삽입시 철근이 슬리브(10, 10a) 내부의 구조물에 걸리지 않고 원활하게 삽입될 수 있는 이점을 제공한다.
그리고 철근은 국가별로 다양한 형태를 생산되며 도 9에 도시한 것과 같이 다양한 마디 형태를 갖는다. 본 발명의 철근 커플러는 상기 가변형 가이드(50)들이 록킹편체(30)들의 사이사이에서 록킹편체(30)들에 폭방향으로 탄성력을 가하면서 지지하고 있으므로 다양한 철근의 마디 형태에 따라 록킹편체(30)들 간의 간격이 가변되면서 철근을 쉽게 슬라이딩시켜 삽입할 수 있으며, 다양한 형태의 리브를 가진 철근을 안정적으로 파지하여 수용할 수 있는 이점을 제공한다.
또한 커플러에 철근을 삽입한 후에 인장력을 가하게 되면 록킹편체(30)들이 슬리브(10, 10a)의 테이퍼부(12)의 축방향 외측으로 이동하면서 인접하고 있는 록킹편체(30)들이 서로 거의 맞닿을 정도의 위치까지도 편체가 이동할 수 있어서, 최대의 성능을 확보할 수 있다. 다시 말해서 상기 가변형 가이드(50)는 탄성 변형이 가능한 얇은 판스프링 형태이므로 철근의 인장력에 의해 록킹편체(30)가 당겨지게 되면 록킹편체(30) 간의 간격이 점점 좁아지게 되면서 록킹편체(30)들이 철근을 더욱 강하게 압박하면서 파지하여 철근과 록킹편체(30)와 슬리브(10, 10a) 사이에 공극(孔隙)을 최소화할 수 있게 되고, 이에 따라 슬리브(10, 10a) 내부에서 철근의 네킹(necking) 현상이 일어나지 않게 되며, 최대 인장강도를 확보하고 궁극적으로 철근을 슬리브 외부에서 파단시킬 수 있는 성능을 가질 수 있게 되는 것으로 확인되었다.
또한 가변형 가이드(50)는 판스프링 형태로 이루어지므로, 일반 프레스 성형으로도 제작이 가능하므로 제작이 용이하고 비용이 저렴한 이점도 있다.
한편 전술한 실시예와 같이 2개의 슬리브(10, 10a)를 나선 결합시켜 서로 연결하여 사용할 경우, 진동이나 외력이 가해지거나 또는 축방향 하중이 걸릴 경우 슬리브(10, 10a) 간의 결합이 풀릴 수 있다. 이를 방지하기 위하여 도 10에 도시한 것과 같이 상기 슬리브(10, 10a)의 나사산부(13)에 풀림 방지를 위한 핀홀(15)을 관통되게 형성하고, 상기 핀홀(15)에 풀림 방지용 스프링핀(16)을 삽입함으로써 슬리브(10, 10a)가 서로에 대해 회전하지 않도록 함으로써 슬리브(10, 10a)의 풀림을 방지할 수 있다.
또는 도 11에 도시한 것과 같이 상기 슬리브(10, 10a)의 나사산부(13)에 풀림 방지를 위한 나사 고정제(17)를 도포한 후 경화시킴으로써 나사 고정제(17)에 의해 슬리브(10, 10a)의 풀림을 방지할 수도 있다. 이 경우 시공 현장에서 철근 커플러의 분해 및 재결합이 필요할 경우를 대비하여 상기 나사 고정제(17)의 강도를 조절할 수 있다.
또한 철근 커플러의 외측에 타설된 콘크리트와의 마찰력을 증대시킴으로써 슬리브(10, 10a)의 풀림을 방지할 수도 있는데, 예를 들어 도 12에 도시한 것과 같이, 상기 슬리브(10, 10a)의 외면에 축방향으로 길게 연장된 복수개의 풀림방지홈(18)을 원주방향을 따라 간격을 두고 배열하거나, 도 13에 도시한 것과 같이 상기 슬리브(10, 10a)의 외면에 널링(knurling) 가공된 널링부(19)를 형성함으로써 슬리브(10, 10a)의 풀림을 방지할 수도 있을 것이다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 건설 공사 중 시공물의 골조를 형성하는 철근을 서로 이어주거나 벽체에 연결하는 원터치 철근 커플러로서 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 양단부가 개방되게 형성되되, 철근이 삽입되는 입구 부분에 축방향 내측으로 갈수록 점진적으로 내경이 커지는 테이퍼부(12)를 갖는 중공부(11)가 형성된 슬리브(10, 10a)와;
    상기 슬리브(10, 10a)의 중공부(11) 내측에 설치되는 베이스부재(20)와;
    상기 슬리브(10, 10a)의 중공부 내측에 설치되며, 외면이 상기 슬리브(10, 10a)의 테이퍼부(12)와 대응하는 각도로 경사지게 형성되어 테이퍼부(12)와 연접하고, 내면에 철근의 마디가 걸리면서 지지되는 복수개의 록킹돌기(31)가 형성되어 있는 복수개의 록킹편체(30)와;
    상기 록킹편체(30)와 베이스부재(20) 사이에 설치되어 베이스부재(20)에 대해 록킹편체(30)에 축방향 외측으로 탄성력을 부여하는 탄성부재(40)와;
    상기 베이스부재(20)에 고정되게 설치되며, 상기 록킹편체(30)의 각 측면의 사이사이에 배치되어 록킹편체(30) 간의 간격 변화에 대응하여 탄성 변형되는 복수개의 가변형 가이드(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가변형 가이드(50)는 삼각형 형태의 판재로 된 판스프링인 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가변형 가이드(50)는 록킹편체(30)의 사이에 배치되는 일단부의 양면이 일정한 각도로 대칭되게 절곡되면서 'X' 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  4. 제1항에 있어서, 상기 베이스부재(20)는 상기 슬리브(10, 10a)의 중공부와 대응하는 직경을 가지며, 상기 가변형 가이드(50)가 삽입되어 결합되는 복수개의 가이드설치홀(22)이 일정 간격으로 형성되고, 상기 가이드설치홀(22) 사이사이에 상기 탄성부재(40)의 일단부가 끼워지는 스프링홀더(24)가 돌출되게 형성된 원반형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  5. 제4항에 있어서, 상기 슬리브(10, 10a)의 중공부(11) 내주면에 상기 베이스부재(20)의 테두리 부분이 삽입되면서 축방향으로의 이동이 제한되는 단턱부(14)가 형성된 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  6. 제1항에 있어서, 일단이 상기 베이스부재(20)에 지지되도록 설치되며, 상기 복수개의 록킹편체(30)의 내면과 접촉하면서 록킹편체(30)를 지지하며, 슬리브(10, 10a) 내측으로 삽입되는 철근에 의해 압축되면서 철근을 탄력적으로 지지하는 쏠림방지 코일스프링(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  7. 제1항에 있어서, 상기 록킹편체(30)의 일단부에 상기 탄성부재(40)의 일단부가 삽입되면서 지지되는 이탈방지슬릿(32)이 폭방향을 따라 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  8. 제1항에 있어서, 상기 슬리브(10, 10a)의 입구측 반대편의 일단부에 다른 슬리브(10, 10a)와의 나선 결합을 위한 나사산부(13)가 형성되고, 상기 나사산부(13)에는 풀림 방지를 위한 핀홀(15)이 관통되게 형성되며, 상기 핀홀(15)에는 풀림 방지용 스프링핀(16)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  9. 제1항에 있어서, 상기 슬리브(10, 10a)의 입구측 반대편의 일단부에 다른 슬리브(10, 10a)와의 나선 결합을 위한 나사산부(13)가 형성되고, 상기 나사산부(13)에는 풀림 방지를 위한 나사 고정제가 도포된 후 경화된 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  10. 제1항에 있어서, 상기 슬리브(10, 10a)의 외면에 축방향으로 길게 연장된 복수개의 풀림방지홈(18)이 원주방향을 따라 간격을 두고 배열된 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
  11. 제1항에 있어서, 상기 슬리브(10, 10a)의 외면에는 널링(knurling) 가공된 널링부(19)가 형성된 것을 특징으로 하는 고강도 원터치식 철근 커플러.
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