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KR100435281B1 - 철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치 - Google Patents

철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치 Download PDF

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KR100435281B1
KR100435281B1 KR10-2001-0075476A KR20010075476A KR100435281B1 KR 100435281 B1 KR100435281 B1 KR 100435281B1 KR 20010075476 A KR20010075476 A KR 20010075476A KR 100435281 B1 KR100435281 B1 KR 100435281B1
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KR10-2001-0075476A
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이준근
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주식회사 피아이에이
이준근
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Abstract

본 발명은 철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치에 관한 것으로서, 철근을 손쉽게 연결할 수 있을 뿐만 아니라 철근 연결부의 강도를 높일 수 있고, 규격에 관계없이 철근들을 연결할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 커플러는, 연결봉(220) 및 선단에 암나사부를 가진 삽입홈(240)이 형성된 플랜지(230)를 가진 커플러 본체(210)와; 상기 삽입홈에 삽입되어 상기 플랜지의 압입에 의해 플랜지 및 철근의 단부와 이분할 결합링(260)과; 그리고, 상기 이분할 결합링과 플랜지와의 사이에 개재되는 고무링(280)을 포함하여 이루어진다. 따라서, 커플러를 두 철근에 각각 결합한 후 연결링(300)으로 두 연결봉을 체결하면 두 철근이 간단하게 연결될 수 있다. 또한, 상기 커플러를 철근에 연결하기 위한 장치는 실린더실(410) 및 재치실(420)로 내부가 구획된 슬리브(400)와; 선단에 연결봉(220)이 삽입되도록 지지홈(462)이 형성된 유압플런저(440)와; 그리고, 상기 재치실의 선단에 체결되고, 재치실쪽으로 확대된 확대단(474)을 가진 압입공(472)을 가지며, 상기 플랜지보다 높은 강도를 가지는 소재로 형성되는 압입링(470)을 포함하여 이루어진다.

Description

철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치{COUPLER FOR IRON REINFORCING RODS AND DEVICE FOR CONNECTING THE COUPLER TO IRON REINFORCING ROD}
본 발명은 철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치에 관한 것으로서, 철근을 손쉽게 연결할 수 있을 뿐만 아니라 철근 연결부의 강도를 높일 수 있는 철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치에 관한 것이다.
콘크리트는 시멘트, 모래, 자갈, 물이 등이 소정의 비율로 혼합되어 이루어지는 복합소재로서, 압축강도는 비교적 크지만 인장강도는 압축강도에 비하여 매우 작아 균열이 발생하기 쉬운 특성을 가지고 있다. 따라서, 콘크리트의 인장강도를 높일 필요가 있다. 이를 위하여, 콘크리트 타설전에 철근들을 이용한 거푸집을 만들어 상기 거푸집에 콘크리트를 타설함으로써 콘크리트의 강도를 보강하도록 하고있으며, 이것을 소위 철근 콘크리트라 한다. 이 철근 콘크리트를 이용하면 다양한 형태의 구조물을 만들 수 있을 뿐만 아니라 그 물리적 특성이 우수하기 때문에 각종 건축 및 토목공사에 광범위하게 사용되고 있다.
거푸집을 만들기 위해서는 철근들을 소정형태로 배열하는 소위 배근작업이 수행되는데, 이 철근들은 일반적으로 규격화된 길이로 제작되므로, 배근작업시 철근들을 서로 연결하여야만 할 경우가 많다.
철근들을 상호 연결하는 방법에는 겹이음 방법, 용접이음 방법, 커플러이음 방법 등이 있다.
겹이음 방법은 서로 연결될 철근들의 단부를 소정 길이로 서로 겹쳐지도록 배치한 후, 이 겹쳐진 부분에 철사를 감아 철근들을 상호 연결하는 방법이다. 그러나, 이러한 겹이음 방법의 경우 배근작업을 비교적 쉽게 할 수 있다는 장점은 있으나, 철근의 겹쳐진 부분에 철사를 일일이 감아 고정하여야 하므로 작업이 번거롭고, 연결된 부분의 굽힘강도가 취약하여 하중을 견디지 못함으로써 안전성에 문제가 있다.
용접이음 방법은 연결될 철근들의 단부를 서로 맞대거나 겹쳐지도록 배열하고, 이 맞대거나 겹쳐진 부분을 용접하는 방법이다. 그러나, 이 용접이음 방법의 경우 강도상에는 문제점은 없으나, 작업이 번거롭고 시간이 많이 걸려 공기가 길어지는 등의 단점이 있다.
한편, 커플러를 이용한 철근 연결방법으로는 철근의 단부에 수나사부를 형성하고, 내주면에 암나사부가 형성된 커플러의 양쪽에 상기 철근의 수나사부를 삽입하여 체결함으로써, 철근을 연결하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이 커플러를 이용한 철근 연결방법에 있어서는, 콘트리트와의 결합력 향상 및 철근의 굽힘강도를 향상시키기 위하여 철근의 외주면에는 길이방향비드들과 원주방향비드들이 형성되기 때문에 철근의 외주면에 철근의 제조과정상 수나사부를 형성하는 것이 용이하지 않으며, 만약 수나사부가 형성된 경우 그 부분이 다른 부분보다 직경이 작기 때문에 철근의 강도저하를 초래한다. 또한, 철근의 굵기에 따라 커플러의 사양이 모두 달라지므로 커플러의 공용화를 달성할 수 없다.
본 발명은 상기한 종래 문제점들을 고려하여 이루어진 것으로서, 철근을 손쉽게 연결할 수 있을 뿐만 아니라 철근 연결부의 강도를 높일 수 있는 철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 철근의 규격에 관계없이 철근들을 연결할 수 있도록 함으로써 철근용 커플러의 공용화를 구현하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 철근용 커플러가 철근에 결합되는 상태를 나타내는 분해 단면도이다.
도 2은 본 발명에 따른 철근용 커플러가 철근에 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 철근용 커플러에 의하여 철근들이 연결되는 상태를 나타내는 분해 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 철근용 커플러에 의하여 철근들이 연결된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 철근용 커플러를 철근에 연결하기 위한 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명에 따른 커플러를 철근에 결합하는 과정을 나타내는 단면도이고, 도 5d는 도 5c의 부분 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 철근, 200 : 커플러,
210 : 커플러 본체, 220 : 연결봉,
230 : 플랜지, 240 : 삽입홈,
260 : 이분할 결합링, 280 : 고무링,
300 : 연결링, 400 : 슬리브,
410 : 실린더실, 420 : 재치실,
422 : 입구, 440 : 유압플런저,
450 : 피스톤, 460 : 피스톤로드,
462 : 지지홈, 470 : 압입링,
472 : 압입공, 474 : 확대단
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 철근용 커플러는, 외주면에 수나사부가 형성된 연결봉 및 상기 연결봉과 일체로 형성되고 선단에 암나사부를 가진 삽입홈이 형성된 플랜지를 가진 커플러 본체와; 상기 플랜지의 압입에 의해, 플랜지의 암나사부와 결합되는 수나사부가 외주면에 형성됨과 아울러 내주면에는 철근의 단부와 결합되는 암나사부가 형성된 이분할 결합링과; 그리고, 상기 이분할 결합링의 외주면과 삽입홈과의 사이에 개재되는 고무링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 서로 대응하는 두 철근을 단부에 연결하기 위하여, 상기 연결봉과 체결되도록 내주면에 암나사부가 형성된 연결링이 더 포함된다.
또한, 본 발명에 따른 철근용 커플러를 철근에 연결하기 위한 장치는, 작동유가 출입하는 실린더실 및 외주면 일측에 입구를 가짐과 아울러 선단이 개방된 재치실로 내부가 구획된 슬리브와; 상기 실린더실에 대한 작동유의 출입에 따라 전후진하도록 실린더실에 설치되는 피스톤 및 상기 피스톤의 일측으로부터 재치실로 돌출되고 선단에 철근용 커플러의 연결봉이 삽입되도록 지지홈이 형성된 피스톤로드를 가진 유압플런저와; 그리고, 상기 재치실의 선단에 체결되고 재치실쪽으로 확대되는 확대단이 형성된 압입공을 가지며 커플러의 플랜지보다 높은 강도를 가지는 소재로 형성되는 압입링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치에 의하여 철근들을 연결하는 과정을 살펴보면, 유압플런저가 후퇴한 상태에서 입구를 통하여 재치실로 돌출되는 유압플런저의 지지홈에 연결봉을 삽입하여 커플러 본체를 지지시킨다. 그리고, 어느 한 철근의 단부에 이분할 결합링을 끼운 다음 상기 결합링의 외주에 고무링을 결합한다. 이 결합링 및 고무링이 결합된 철근의 단부를 압입링을 통하여 유압플런저에 지지된 커플러 본체의 삽입홈에 삽입한다. 이분할 결합링의 외경은 삽입홈의 내경보다 작기 때문에 철근의 단부를 삽입홈에 쉽게 삽입할 수 있다. 이 상태에서 유압플런저를 전진시키면 커플러의 플랜지 선단이 압입링의 확대단에 걸리고, 유압플런저가 더 전진하면 상기 확대단에 걸린 커플러 본체의 플랜지 외주면이 확대단을 지나면서 압입된다. 따라서, 이 플랜지의 압입에 의하여 이분할 결합링은 내경이 축소되면서 찌그러져 철근의 단부에 견고하게 결합된다. 이와 같이 커플러들이 결합된 두 철근은 두 커플러의 연결봉들을 연결링으로 체결함으로써 연결될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 철근용 커플러가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 철근용 커플러(200)는 어느 하나의 철근(100)의 단부에 결합되도록 이루어져 있으며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 두 철근(100, 100)을 연결하기 위해서는 본 발명에 따른 철근용 커플러(200) 두 개와, 내주면에 암나사부(310)가 형성된 연결링(300)이 사용된다.
본 발명에 따른 철근용 커플러(200)는, 커플러 본체(210)와, 상기 커플러 본체(210)에 결합되는 이분할 결합링(260)과, 그리고 상기 이분할 결합링(260)과 커플러 본체(210) 사이에 개재되는 고무링(280)을 포함하여 이루어진다.
상기 커플러 본체(210)는 연결봉(220) 및 상기 연결봉(220)과 일체로 형성되는 플랜지(230)를 구비한다. 상기 연결봉(220)의 외주면에는 두 철근(100)에 결합되는 커플러(200)들을상기 연결링(300)에 의하여 연결할 수 있도록 수나사부(222)가 형성된다. 따라서, 두 철근(100, 100)에 결합된 커플러(200)들의 연결봉(220)들이 연결링(300)의 양단부를 통하여 연결링(300)의 암나사부(310)에 삽입되어 체결되면 두 철근(100, 100)이 연결될 수 있다. 또한, 상기 플랜지(230)는 커플러(200)가 철근(100)의 단부에 결합될 수 있도록 그 선단(즉, 연결봉(220)의 반대측 단부)에 형성된 삽입홈(240)을 가지며, 이 삽입홈(240)에는 암나사부(242)가 형성된다.
이분할 결합링(260)은 상기 플랜지(230)의 암나사부(242)에 결합되는 수나사부(262)를 외주면에 가짐으로써 커플러 본체(210)에 결합될 수 있다. 플랜지(230)와 이분할 결합링(260)과의 체결력을 견고하게 유지할 수 있도록 이분할 결합링(260)의 외주면과 삽입홈(240)의 내주면과의 사이에는 고무링(280)이 개재되는 것이 바람직하다. 또한, 이분할 결합링(260)의 내주면에는 철근(100)이 삽입되어 결합되도록 암나사부(264)가 형성된다.
본 발명에 따르면, 상기 이분할 결합링(260)의 플랜지(230)에 대한 결합 및 철근(100)에 대한 결합은 상기 플랜지(230)의 압입에 의하여 수행되는데, 이를 위하여 본 발명에서는 특수한 구조의 장치가 채용된다.
즉, 본 발명에 따른 철근용 커플러(200)를 철근(100)에 연결하기 위한 장치는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 슬리브(400)와, 상기 슬리브(400)에 설치되어 전후진하는 유압플런저(440)와, 그리고 유압플런저(440)의 전진시 철근용 커플러(200)가 압입에 의하여 철근(100)에 결합되도록 상기 슬리브(400)의 선단에 설치되는 압입링(470)을 포함하여 이루어진다.
상기 슬리브(400)의 내부는 작동유가 출입하는 실린더실(410) 및 외주면 일측에 입구(422)를 가짐과 아울러 선단이 개방된 재치실(420)로 내부로 구획된다. 즉, 슬리브(400) 내부의 대략 중앙부에 체결되는 구획링(430)에 의하여 슬리브(400) 내부가 실린더실(410) 및 재치실(420)로 구획될 수 있다.
상기 실린더실(410)의 외주면 양쪽에는 실린더실(410)에 대하여 작동유를 출입시킴으로써 유압플런저(440)를 전후진시키도록 제1포트(412) 및 제2포트(414)가 차례로 형성되어 있다. 즉, 제1포트(412)를 통하여 작동유가 실린더실(410)로 유입되면 유압플런저(440)가 전진하고 이에 따라 제2포트(414)를 통해서는 실린더실(410)로부터 작동유가 배출된다. 역으로, 제2포트(414)를 통하여 작동유가 실린더실(410)로 유입되면 유압플런저(440)가 후진하고 이에 따라 제1포트(412)를 통해서는 실린더실(410)로부터 작동유가 배출된다.
상기 유압플런저(440)는, 실린더실(410)에 대한 작동유의 출입에 따라 전후진하도록 실린더실(410)에 설치되는 피스톤(450)과, 상기 피스톤(450)의 일측으로부터 상기 구획링(430)을 통하여 재치실(420)로 돌출되는 피스톤로드(460)를 가진다. 상기 피스톤로드(460)의 선단에는 커플러 본체(210)의 연결봉(220)이 삽입됨으로써 커플러 본체(210)가 지지될 수 있도록 지지홈(462)이 형성되어 있다. 피스톤로드(460)의 길이는 커플러(200)를 철근(100)에 결합하기 위하여 유압플런저(440)를 전진동작시킬 때 커플러 본체(210)를 재치실(420) 밖으로 밀어낼 수 있는 충분한 길이를 가지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 재치실(420)의 선단에는 커플러 본체(210)의 플랜지(230)를 압입시켜 커플러(200)를 철근(100)의 단부에 결합할 수 있도록 압입링(470)이 체결된다. 상기 압입링(470)은 플랜지(230)보다 높은 강도를 가지는 소재로 형성되고, 상기 압입링(470)의 중앙에 형성된 압입공(472)은 압입되기 전의 커플러 본체(210)의 플랜지(230) 외경보다 작은 내경을 가지며, 상기 압입공(472)의 재치실(420)쪽 단부에는 플랜지(230)의 외경보다 크게 확대된 확대단(474)이 형성되어 있다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 장치에 의하여 본 발명에 따른 철근용 커플러(200)를 철근(100)에 연결하는 과정을 설명한다.
우선, 도 5a에 도시된 바와 같이 제2포트(414)를 통하여 실린더실(410)로 작동유가 유입되도록 하여 유압플런저(440)를 후퇴시킨다. 이 상태에서 입구(422)를 통하여 재치실(420)에 커플러 본체(210)를 넣어, 재치실(420)로 돌출된 유압플런저(440)의 지지홈(462)에 연결봉(220)을 삽입함으로써 커플러를 유압플런저(440)에 지지시킨다. 그리고, 어느 한 철근(100)의 단부에 이분할 결합링(260)을 끼우고, 이 이분할 결합링(260)의 외주면에 고무링(280)을 결합함으로써 이분할 결합링(260)이 철근(100)으로부터 이탈되지 않도록 한다. 이와 같이 이분할 결합링(260) 및 고무링(280)이 결합된 철근(100)의 단부를 도 5b에 도시된 바와 같이 압입링(470)을 통하여 커플러 본체(210)의 플랜지(230)에 형성된 삽입홈(240)에 삽입한다. 이분할 결합링(260)의 외경은 삽입홈(240)의 내경보다 작기 때문에 철근(100)의 단부를 삽입홈(240)에 손쉽게 삽입할 수 있다. 이 상태에서 제1포트(412)를 통하여 실린더실(410)로 작동유가 유입되도록 하여 유압플런저(440)를 전진시킨다. 유압플런저(440)의 전진에 따라 플랜지(230)의 선단이 압입링(470)의 확대단(474)에 걸린다. 이 상태에서 유압플런저(440)가 더 전진하면, 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이 압입링(470)의 강도가 플랜지(230)의 강도보다 크기 때문에 상기 확대단(474)에 의하여 플랜지(230) 외주면이 압입되면서 전진함으로써 플랜지(230)의 외경이 축소되면서 압입공(472) 밖으로 빠져나오기 시작한다. 이와 같이 플랜지(230)가 외경이 축소되면서 압입되면 이분할 결합링(260)도 축소되면서 찌그러져 철근(100)의 단부에 견고하게 결합됨과 아울러 이분할 결합링(260)과 플랜지(230)와의 결합상태도 견고해진다. 더욱이 이분할 결합링(260)과 플랜지(230) 사이에는 고무링(280)이 개재되어 있기 때문에 이분할 결합링(260)과 플랜지(230)와의 결합상태는 더욱 견고해진다.
본 발명에 따른 커플러(200)가 결합되는 철근(100)의 경우 길이방향비드(110)들 및 이 길이방향비드(110)들을 따라 지그재그 배열되는 원주방향의 반원형 비드(120)들을 가진 이형철근이 채용되하는 것이 바람직하다. 즉, 이분할 결합링(260)이 찌그러지면서 그 암나사부(264)가 원주방향의 반원형 비드(120)들에 견고하게 걸리게 되므로 철근(100)에 대한 커플러(200)의 결합력이 더욱 좋아진다.
상기한 바와 같이, 커플러(200)들이 차례로 결합된 철근(100)들을 이용하여 배근작업을 하는 과정에서 두 철근(100, 100)을 서로 연결할 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 두 철근(100, 100)에 결합된 두 커플러(200, 200)의 연결봉(220)들을 연결링(300)으로 체결하면 두 철근(100, 100)을 간단하게 서로 연결할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 철근용 커플러 및 이것을 철근에 연결하기 위한 장치에 있어서는, 커플러를 철근에 손쉽고 신속하게 결합시킬 수 있고, 또 커플러들을 연결링에 의하여 간단하게 연결하여 철근들을 서로 연결할 수 있으므로, 배근작업을 손쉽게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는 커플러와 철근과의 결합이 압입에 의하여 수행되어 결합력이 우수하므로 결합부의 강도가 저하되지 않고, 이에 따라 철근 콘크리트 구조물의 안전성을 높일 수 있다.
또한, 커플러와 철근과의 결합이 압입에 의해 수행됨에 따라 직경이 다른 철근이라 할 지라도 이분할 결합링에 그 단부가 삽입될 수 있는 철근이라면 어느 것이나 커플러를 결합시킬 수 있으므로 커플러의 공용화를 도모할 수 있고, 이에 따라 배근작업의 편의성을 도모할 수 있다.

Claims (3)

  1. 외주면에 수나사부가 형성된 연결봉 및 상기 연결봉과 일체로 형성되고 선단에 암나사부를 가진 삽입홈이 형성된 플랜지를 가진 커플러 본체와;
    상기 플랜지의 암나사부에 결합되는 수나사부가 외주면에 형성됨과 아울러 내주면에는 상기 플랜지의 압입에 의해 철근의 단부가 결합되는 암나사부가 형성된 이분할 결합링과; 그리고,
    상기 이분할 결합링의 외주면과 삽입홈의 암나사부 사이에 개재되는 고무링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 철근용 커플러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결봉에 체결되어, 다른 철근에 결합되는 철근용 커플러의 연결봉과 체결됨으로써 두 철근을 서로 연결할 수 있도록, 내주면에 암나사부가 형성되는 연결링을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 철근용 커플러.
  3. 외주면에 수나사부가 형성된 연결봉 및 상기 연결봉과 일체로 형성되고 선단에 암나사부를 가진 삽입홈이 형성된 플랜지를 가진 커플러 본체와, 상기 플랜지의 암나사부에 결합되는 수나사부가 외주면에 형성됨과 아울러 내주면에는 상기 플랜지의 압입에 의해 철근의 단부가 결합되는 암나사부가 형성된 이분할 결합링과, 그리고 상기 이분할 결합링의 외주면과 삽입홈의 암나사부 사이에 개재되는 고무링을구비하는 철근용 커플러를 철근에 연결하기 위한 장치로서:
    작동유가 출입하는 실린더실 및 외주면 일측에 입구를 가짐과 아울러 선단이 개방된 재치실로 내부가 구획된 슬리브와;
    상기 실린더실에 대한 작동유의 출입에 따라 전후진하도록 실린더실에 설치되는 피스톤 및 상기 피스톤의 일측으로부터 재치실로 돌출되고 선단에 철근용 커플러의 연결봉이 삽입되도록 지지홈이 형성된 피스톤로드를 가진 유압플런저와; 그리고,
    상기 재치실의 선단에 체결되고, 재치실쪽으로 확대된 확대단이 형성되는 압입공을 가지며, 상기 커플러의 플랜지보다 높은 강도를 가지는 소재로 형성되어, 유압플런저의 전진동작시 상기 플랜지의 외경을 축소하여 압입시킴으로써 커플러가 철근의 단부에 결합되도록 하는 압입링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 철근용 커플러를 철근에 연결하기 위한 장치.
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