KR101796538B1

KR101796538B1 - 철근용 커플러

Info

Publication number: KR101796538B1
Application number: KR1020170078361A
Authority: KR
Inventors: 신인호; 이현욱
Original assignee: 주식회사 엔씨
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2017-11-10
Also published as: CN207776264U; WO2018236017A1; US11028588B2; US20190093362A1

Abstract

본 발명은 중공의 원기둥 형상으로 개구된 일 측에 제1철근이 삽입되고, 타 측에 제2철근이 삽입되어 상기 제1철근과 제2철근을 연결하고, 상기 개구된 일 측과 타 측을 분리하도록 내부 중심에 차폐벽을 구비하는 하우징; 상기 하우징의 일 측 및 타 측에 각각 삽입되어 철근들의 외측에 배치되는 마운트부; 상기 마운트부 상에서 슬라이딩 이송이 가능하도록 복수개 배치되며, 삽입된 철근들의 외주면과 접촉하여 철근이 탈거되는 것을 방지하는 결합부; 상기 마운트부 내측 삽입된 철근들에 의해 상기 결합부가 슬라이딩 이송되는 것을 반송할 수 있도록 상기 결합부의 슬라이딩 이송에 복원력을 제공하는 탄성부; 상기 하우징의 양 측 단부에 체결되어 상기 마운트부와 결합부가 철근의 인장력에 따라서 상기 하우징 외부로 탈거되는 것을 방지하는 커버부를 포함하고, 상기 마운트부는 철근이 삽입되는 방향을 따라서 상기 결합부가 왕복 슬라이딩 이송할 수 있도록 안내하는 복수개의 가이드부재와, 상기 가이드부재들의 일 단부를 각각 연결하는 연결부재와, 상기 연결부재 상에서 상기 결합부 방향으로 돌출되는 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근용 커플러를 제공한다.

Description

철근용 커플러{Coupler for Steel Reinforcement}

본 발명은 철근용 커플러에 관한 것으로서, 철근과 철근을 서로 연결하여 가용 길이를 선택적으로 연장할 수 있는 철근용 커플러에 관한 것이다.

철근 콘크리트 구조물은 일반적으로 철근과 콘크리트 각각의 장점 및 단점이 서로 보완될 수 있도록 일체시켜 구성한 것으로, 인장응력이 작용하는 부분에 철근을 배치하여 외력에 저항할 수 있도록 하는 구조물이다.

여기서 콘크리트는 압력응력에 대한 저항력 및 압력강도에 비해 인장응력(引長應力)에 대한 저항력 즉, 인장강도가 현저히 약하므로 소정의 인장응력으로도 균열이 생겨 파괴된다. 따라서 철근 콘크리트 구조물은 콘크리트에는 압력응력이, 철근에는 인장응력이 각각 작용하도록 함으로써 외력이 작용하는 경우 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

최근에는 철근 콘크리트 구조물의 대형화 및 고층화로 인하여 콘크리트 내부에 내입되는 철근의 길이도 상대적으로 연장되게 되는데, 철근의 경우 일정길이의 규격품으로 그 길이가 한정되어 제작되기 때문에 구조물의 높이에 맞게 다수개의 철근을 서로 연결시켜주는 연결 작업이 필수적이다.

한편 상기한 연결 작업은 두 개의 철근을 서로 겹치게 한다음 묶어서 연결하는 겹이음, 가스 압접이음, 그리고 기계적 이음 등 여러 가지 방법으로 실시되고 있다.

그러나 겹이음은 내구성이 떨어지므로 구조물이 고층일 경우 적용하는데 위험성이 있으며, 가스압점이음은 가열된 부분의 열 변형으로 인하여 균열이 발생되어 안정적이지 못한 문제점이 지적되고 있다.

따라서 최근에는 상기한 겹이음 및 가스압접의 단점인 내구성이 확보되며 시공이 간편한 기계적 이음을 주로 사용되고 있으며, 기계적 이음의 대표적인 예인 철근 연결 장치는 많은 개발과 연구가 진행되어 다양하게 시판되고 있는 실정이다.

그러나 최근 개발된 기계적 이음 방식의 철근 연결장치는 연결될 철근의 단부에 수나사를 형성하고, 연결 장치의 내주면에 암나사를 형성하여 철근 또는 연결 장치를 회전시킴으로써 연결시키는 구조로, 철근의 무게나 굵기가 늘어남에 따라서 시공성이 저하되고, 이를 연결하는 작업시간이 증대되는 문제점이 지적되고 있는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 커플러를 중심으로 철근과 철근을 원터치 방식으로 서로 연결하여 가용 길이를 용이하게 연장할 수 있고, 연장되는 부분에서 철근의 인장응력 한계치 보다 큰 결합력을 제공할 수 있는 철근용 커플러를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중공의 원기둥 형상으로 개구된 일 측에 제1철근이 삽입되고, 타 측에 제2철근이 삽입되어 상기 제1철근과 제2철근을 연결하고, 상기 개구된 일 측과 타 측을 분리하도록 내부 중심에 차폐벽을 구비하는 하우징; 상기 하우징의 일 측 및 타 측에 각각 삽입되어 철근들의 외측에 배치되는 마운트부; 상기 마운트부 상에서 슬라이딩 이송이 가능하도록 복수개 배치되며, 삽입된 철근들의 외주면과 접촉하여 철근이 탈거되는 것을 방지하는 결합부; 상기 마운트부 내측 삽입된 철근들에 의해 상기 결합부가 슬라이딩 이송되는 것을 반송할 수 있도록 상기 결합부의 슬라이딩 이송에 복원력을 제공하는 탄성부; 상기 하우징의 양 측 단부에 체결되어 상기 마운트부와 결합부가 철근의 인장력에 따라서 상기 하우징 외부로 탈거되는 것을 방지하는 커버부를 포함하고, 상기 마운트부는 철근이 삽입되는 방향을 따라서 상기 결합부가 왕복 슬라이딩 이송할 수 있도록 안내하는 복수개의 가이드부재와, 상기 가이드부재들의 일 단부를 각각 연결하는 연결부재와, 상기 연결부재 상에서 상기 결합부 방향으로 돌출되는 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 철근용 커플러를 제공한다.

상기 마운트부는 상기 연결부재와 접촉부재가 일체로 형성되되 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.

상기 접촉부재는 상기 가이드부재와 인접한 다른 가이드부재 사이에 돌출되어 상기 결합부와 접촉하는 제1면과, 상기 제1면과 대향하여 상기 연결부재와 접촉부재 사이에 나란히 배치되는 제2면과, 상기 제1면과 제2면의 양 단부를 각각 연결하고 상기 제1면이 가압되는 경우 적어도 철근에 형성된 마디 폭에 대응하도록 외형이 변형되는 3면을 포함하고, 상기 제1면은 제2면보다 단면적이 작게 형성될 수 있다.

상기 제3면은 비탈면 또는 호(弧) 형상의 곡면으로 형성될 수 있다.

상기 마운트부는 상기 접촉부재의 외형이 탄력적으로 변형되는 것에 대응할 수 있도록 상기 결합부와 연결부재 사이 또는 상기 접촉부재와 가이드부재 사이에 이격공간이 형성될 수 있다.

상기 가이드부재와 연결부재는 적어도 탄소섬유 또는 유리섬유를 포함하는 복합재료로 형성되고, 상기 접촉부재는 탄성을 가지는 고무, 실리콘, 합성 수지재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 결합부는 철근의 외주면과 접촉하는 내주면에 설정 패턴의 나사산 치형이 형성될 수 있다.

상기 결합부의 나사산 치형은 나사산 각도가 50~75° 범위로 형성될 수 있다.

상기 결합부의 나사산 치형은 나사산의 피치가 0.4~1.3mm 범위로 형성될 수 있다.

상기 하우징, 마운트부, 결합부, 탄성부, 커버부 중 적어도 하나 또는 복수개는 탄소섬유 또는 유리섬유를 포함하는 복합재료로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 철근용 커플러에 따르면,

첫째, 철근과 다른 철근을 원터치 방식으로 연결하여 결합성이 용이하고,

둘째, 철근의 연결이 용이해짐에 따라서 작업시간이 감소되고, 이에 따른 비용 절감이 기대되며,

셋째, 하우징 내부에서 결합부가 탄성부를 통하여 탄력적으로 이송하고, 접촉부재가 다시 한 번 결합부를 탄력적으로 지지함에 따라 철근들과 정밀하게 접촉하기 때문에 다양한 형태의 철근에 대응하여 결합할 수 있고,

넷째, 철근뿐만 아니라 다른 강관의 연결 부분에도 광범위하게 적용 가능하며,

다섯째, 압축 또는 인장응력에 대하여 철근의 기계적 강도보다 우수한 결합력을 제공할 수 있어 보다 안전하고 견고한 철근의 연결이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철근용 커플러를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 철근용 커플러를 분해하여 도시하는 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 철근용 커플러의 마운트부를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 철근용 커플러의 마운트부를 도시하는 측면도이다.
도 5는 도 2에 나타낸 철근용 커플러의 결합부를 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 철근용 커플러의 결합부를 도시하는 부분 확대도이다.
도 7은 도 2에 나타낸 철근용 커플러에 철근들이 결합되는 상태를 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철근용 커플러를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 철근용 커플러를 분해하여 도시하는 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 철근용 커플러(Coupler for Steel Reinforcement, 100)는 철근을 서로 결합시켜 연장하여 사용하고자 할 때, 철근(10)의 일 단부와 인접한 다른 철근(20)의 일 단부를 각각 원터치 방식으로 삽입하여 연결함으로써 연장된 하나의 철근으로 사용할 수 있도록 하는 기능을 제공한다.

이때 철근용 커플러(100)의 양 측에는 철근뿐만 아니라, 철근용 커플러(100)의 사이즈를 변경하여 스틸 소재의 강관 또는 중공의 파이프 등을 연결하여 사용할 수도 있음은 물론이다. 그리고 철근(10, 20)은 표면에 마디(11)가 없는 원형철근이나, 마디(11)와 리브(rib)가 있는 이형철근 모두 연결이 가능하지만, 커플러(100)의 결합력에 있어서는 이형철근의 사용이 유리할 수 있다.

이를 위해서 본 발명에 따른 철근용 커플러(100)는 중공 원기둥 형상의 하우징(110)과, 하우징(110) 내부에 삽입되는 마운트부(120)와, 마운트부(120) 상에 배치되는 결합부(130)와, 마운트부(120)에 복원력을 제공하는 탄성부(140)와, 하우징(110)의 양 단부에 결합되는 커버부(150)를 포함한다.

먼저 하우징(110)은 중공의 원기둥 형상으로 일 측에 형성된 제1개구부(111)로 제1철근(10)이 삽입되고, 타 측에 형성된 제2개구부(112)로 제2철근(20)이 삽입되어 상기 제1철근(10)과 제2철근(20)을 연결하는 몸체 기능을 제공한다.

상기 하우징(110)은 철근의 인장응력에 대응할 수 있도록 소정의 두께를 가지는 스틸 소재 또는 유리섬유와 탄소섬유 중 적어도 하나를 포함하는 복합재료로 형성되며, 내부는 중공의 형상으로 비어있다. 여기서 상기 제1철근(10)과 제2철근(20)은 서로 길이 연장을 위해서 연결되어야 하는 철근들을 나타낸다.

상기 하우징(110)은 중공의 원기둥 형상으로 양 단부 내주면에는 상기 커버부(150)가 나사 결합될 수 있도록 암나사가 형성되고, 내부 중심에는 상기 제1개구부(111)와 제2개구부(112)를 서로 분리시키는 차폐벽(113)이 구비된다.

도 1에서는 상기 하우징(110)의 다른 형상이 원기둥 형상으로 형성되어 제1철근(10)과 제2철근(20)을 길이방향을 따라서 직선으로 연결하는 것을 일 예로 도시하였으나, 상기 하우징(110)이 제1철근(10)과 제2철근(20)의 연결방향이 서로 달라지도록 절곡될 수도 있고, 또한 별도로 적어도 셋 이상의 철근들을 연결할 수 있도록 복수의 개구부가 형성된 구조(미도시)를 취할 수도 있다.

또한 철근용 커플러(100)는 KSD 3504(철근 콘크리트용 봉강)에 규정된 철근의 종류, 치수, 재질 등에 대응할 수 있도록 규격 치수로 제작되는 것이 바람직하나, 별도의 구조설계에 따른 비규격의 치수로 제작될 수도 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 차폐벽(113)은 제1개구부(111)와 제2개구부(112) 사이를 관통하는 배수홀(미도시)이 형성될 수 있다. 배수홀은 철근용 커플러(100)를 통하여 철근들이 연결된 상태에서 하우징 내부에 수분이 저장되는 것을 방지하는 용도를 가지며, 철근은 배수구를 통과할 수 없는 크기로 마련된다.

도 3 은 도 2에 나타낸 철근용 커플러의 마운트부를 도시하는 사시도이고, 도 4는 도 3에 나타낸 철근용 커플러의 마운트부를 도시하는 측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 마운트부(120)는 결합부(130)의 슬라이딩 이송을 안내하는 가이드부재(121)와, 가이드부재(121)를 결합시키는 연결부재(122)와, 연결부재(122) 상에 결합부(120) 방향으로 돌출되는 접촉부재(123)를 포함한다.

여기서 마운트부(120)는 하우징(110)의 제1개구부(111)와 제2개구부(112)에 각각 탄력적으로 장착되고, 각 개구부에 삽입된 철근들의 외측에 배치된다.

먼저 가이드부재(121)는 철근(10)이 삽입되는 방향을 따라서 상기 결합부(130)가 왕복 슬라이딩 이송할 수 있도록 안내하는 기능을 제공한다. 가이드부재(121)는 연결부재(122) 상에서 등각 또는 등간격으로 복수개 배치되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 4개의 가이드부재(121)가 구비된 것을 일 예로 설명한다.

또한 가이드부재(121)의 형상은 하우징(110) 내주면과 커버부(150)의 내주면 형상에 대응하여 평면이나 곡면 또는 경사면으로 형성될 수 있다.

그리고 연결부재(122)는 하우징(110)의 내부 단면 형상에 대응하는 형상으로 형성된다. 예컨대 본 실시예에서는 하우징(110)이 중공의 원기둥 형상을 가지기 때문에 연결부재(122) 역시 일 단면이 원형으로 형성된다. 연결부재(122)의 일 측에는 가이드부재(121)가 배치되고, 타 측에는 탄성부(140)가 결합된다. 따라서 마운트부(120)는 탄성부(140)의 탄성 복원력에 의해 하우징(110) 내부에서 슬라이딩 이송하도록 배치된다. 또한 마운트부(120)가 슬라이딩 이송하면서 가이드부재(121) 상에 배치되는 결합부(130)도 탄력적으로 슬라이딩 이송이 이루어진다.

가이드부재(121)와 연결부재(122)는 동일 재질의 일체로 구성된다. 여기서 가이드부재(121)와 연결부재(122)는 하우징(110)과 마찬가지로 스틸 소재 또는 유리섬유와 탄소섬유 중 적어도 하나를 포함하는 복합재료 마련될 수 있다.

그리고 접촉부재(123)는 연결부재(122)와 일체로 형성되디, 서로 다른 재질로 마련된다. 접촉부재(123)는 탄성을 가지는 고무, 실리콘, 합성 수지재 중 적어도 하나를 포함하는 재료로 마련된다. 따라서 접촉부재(123)에 결합부(130)가 접촉하는 경우 결합부(130)의 압력에 의해 외형이 탄력적으로 변형되면서 충격을 흡수하거나, 복수의 결합부(130)가 철근의 외주면 형상에 대응하여 정밀하게 접촉 또는 지지가 이루어진다. 이때 마운트부(120)에는 접촉부재(123)의 외형이 탄력적으로 변형되는 것에 대응할 수 있도록 결합부(130)와 연결부재(122) 사이 또는 접촉부재(123)와 가이드부재(121) 사이에 이격공간(124)이 형성된다.

접촉부재(123)는 가이드부재(121)와 인접한 다른 가이드부재 사이에 돌출되어 결합부(130)와 접촉하는 제1면(125)과, 제1면(125)과 대향하여 연결부재(122)와 접촉부재(123) 사이에 나란히 배치되는 제2면(126)과, 제1면(125)과 제2면(126)의 양 단부를 각각 연결하고 제1면(125)이 가압되는 경우 적어도 철근에 형성된 마디 폭에 대응하도록 외형이 변형되는 제3면(127)을 포함한다.

그리고 제1면(125)은 제2면(126)보다 단면적이 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 이격공간(124)이 형성되기 위한 조건이며, 이격공간(124)의 부피를 최소한으로 하는 경우에는 제1면(125)과 제2면(126)의 단면적이 동일하거나 더 크게 형성될 수도 있다.

제3면(127)은 비탈면 또는 호(弧) 형상의 곡면으로 형성된다. 이는 제1면(125)이 가압되면서 제2면(126)과 가까워지는 경우, 제3면(127)이 가압방향과 수직방향으로 탄력적으로 외형이 변형되기 용이하게 하는 효과가 있다. 이때 제3면(127)의 외형이 변형되는 범위는 철근의 길이방향과 수직방향으로 형성된, 즉 외주면을 따라서 형성된 마디의 폭에 대응하는 높이만큼은 적어도 변형이 가능하게 형성된다. 따라서 접촉부재(123)의 높이가 가변되어 이와 접촉하여 가압되는 결합부(130)의 위치가 탄력적으로 변화할 수 있기 때문에 결합부(130)와 철근의 접촉 위치가 정밀하게 조정되는 효과가 있고, 이로 인하여 결합부(130)와 철근이 보다 밀접하게 가압되어 철근이 인장응력을 받는 경우에도 결합부(130)가 견고하게 철근을 가압 지지할 수 있게 된다.

도 5는 도 2에 나타낸 철근용 커플러의 결합부를 도시하는 평면도이고, 도 6은 도 5에 나타낸 철근용 커플러의 결합부를 도시하는 부분 확대도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 결합부(130)는 가이드부재(121)와 인접한 다른 가이드부재 사이에서 슬라이딩 이송이 이루어진다. 이러한 슬라이딩 이송은 철근이 하우징(110) 내부로 삽입되면서 결합부(130)와 접촉/가압하게 되고, 이때 결합부(130)는 철근의 삽입 압력에 의해 가이드부재(121) 상에서 슬라이딩 이송이 이루어진다. 또한 결합부(130)가 슬라이딩 이송되는 과정에서 마운트부(120)가 동시에 가압이 이루어지며, 이러한 슬라이딩 이송은 탄성부(140)에 의해 복원이 이루어진다.

결합부(130)의 외주면은 하우징(110) 또는 커버부(150)의 내주면 형상에 대응하여 평면 또는 곡면으로 경사지게 형성된다.

또한 결합부(130)의 내주면은 철근의 외주면과 접촉하는 나사산 치형이 설정된 패턴으로 형성된다. 여기서 나사산 치형은 나사산 각도(θ)가 약 50~75° 범위로 형성된다. 보다 바람직하게는 나사산 각도(θ)가 60°로 이루어진다. 나사산 치형의 나사산 각도(θ)는 철근의 형상 또는 종류에 따라서 또는 철근의 마디 형상이나 결의 방향에 대응하여 설계변경이 가능하다. 또한 철근이 삽입되는 방향으로 마찰이 작고, 철근이 탈거되는 방향으로 마찰이 커지도록 철근의 형상이나 사이즈에 대응해서 나사산 치형의 피치 범위(h)도 변형이 가능하다. 본 실시예에서는 나사산 치형의 나사산 피치(h)가 약 0.4~1.3mm 범위로 형성되고, 보다 바람직하게는 나사산 피치(h)가 0.7mm로 마련된다.

결합부(130)의 재질 역시 스틸 소재 또는 유리섬유와 탄소섬유 중 적어도 하나를 포함하는 복합재료로 이루어진다.

그리고 결합부(130)는 연결부재(122)를 기준으로 가이드부재(121)상에서 서로 다른 높이 또는 간격으로 배치될 수 있다. 이는 결합부(130)가 받는 압력에 따라서 접촉부재(도 4 참조, 123)의 외형이 변형되면서 달라질 수 있으며, 이로 인하여 철근과 결합부(130) 사이에 보다 정밀한 접촉 또는 지지가 이루어지기 때문에 보다 큰 인장강도를 제공할 수 있게 된다. 예컨대 철근의 외주면에 형성된 마디와 리브의 형상이나 결의 방향 또는 간격에 관계 없이 동일한 위치에서 철근을 지지하는 구조 보다는, 결합부(130)가 가이드부재(121) 상에서 철근을 지지하는 위치가 가변적으로 이루어지는 구조를 취하여 철근과 결합부(130)의 간섭이나 마찰을 증대시킴으로써 보다 큰 인장응력에 대응할 수 있는 효과가 있다.

탄성부(도 2 참조, 140)는 하우징(110)의 내부에서 차폐벽(113)을 중심으로 각각 양 측에 배치되고, 차폐벽(113)과 마운트부(120) 사이에서 탄력적으로 외형이 변형되면서 마운트부(120)와 결합부(130)의 슬라이딩 이송을 복원시킨다. 물론 탄성부(140) 역시 스틸 소재 또는 유리섬유와 탄소섬유 중 적어도 하나를 포함하는 복합재료로 이루어진다. 도 2에서는 탄성부(140)가 스프링의 형상으로 도시되었지만, 탄성 복원력을 제공할 수 있는 구조라면 어떠한 형상이나 구조로도 변형될 수 있다.

커버부(150)는 하우징(110)의 양 단부 내주면에 형성된 암나사에 체결되도록 외주면에 수나사가 형성된 체결부재(151)와, 체결부재(151)의 외측에 일체로 형성되어 하우징(110)의 양 단부를 차폐하며, 중심에 철근들이 삽입될 수 있도록 통공이 형성된 차폐부재(152)를 포함한다.

이때 체결부재(151)는 결합부(130)의 경사진 형상에 대응하여 내주면에 경사지도록 구비된 빗면을 포함한다. 빗면은 결합부(130)가 경사진 경사면과 동일 각도로 형성되는 것이 바람직하며, 체결부재(151)가 하우징(110) 상에 결합되면 마운트부(120)와 빗면 사이에서 결합부(130)가 슬라이딩 이송할 수 있는 길잡이 역할을 하게 된다. 빗면은 하우징(110)의 양 측 단부에 체결되면서 결합부(130)가 철근의 인장응력에 대응하여 가압되는 것을 지지하는 역할을 한다.

도 7 은 도 2에 나타낸 철근용 커플러에 철근들이 결합되는 상태를 도시하는 단면도이다. 이하에서는 본 발명의 철근용 커플러를 이용하여 철근들이 서로 결합되는 상태를 설명한다. 또한 전기한 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 철근용 커플러(100)는 하우징(110) 내부에 각각 마운트부(120), 결합부(130), 탄성부(140)를 장착하고 커버부(150)에 의해 조립이 완료된 상태이다. 여기서 차폐벽(113)을 중심으로 하우징(110)의 좌우측 내부 구성은 서로 대칭으로 마련된다.

그리고 하우징(110)의 우측에서 제1철근(10)이 결합되고, 좌측에는 제2철근(미도시이 삽입되기 전 상태를 나타내고 있다.

이하에서는 하우징(110)의 우측에 제1철근(10)이 결합되는 공정의 작용과 효과에 대해 설명하며, 하우징(110)의 좌측에 제2철근이 결합되는 과정은 중복설명으로 생략한다.

먼저 하우징(110) 내측으로 제1철근(10)이 삽입되면, 제1철근(10)의 단부가 통공을 통하여 내부로 유입되어 결합부(130)와 접촉이 시작된다.

제1철근(10)의 외주면에 형성된 마디(11)는 결합부(130)의 나사산 치형에 접촉하면서 결합부(130)를 가압하게 되고, 결합부(130)는 마운트부(120)에 의해 안내되어 하우징 안쪽으로 슬라이딩 이송이 이루어진다. 결합부(130)는 하우징(110)의 내측 방향으로 이송될수록 제1철근(10)의 외주면과 거리가 멀어지기 때문에 제1철근(10)이 삽입되는 과정에서는 결합부(130)와 제1철근(10) 사이에 발생되는 마찰 또는 간섭이 줄어들어 철근과 결합부(130)의 결합이 이루어진다.

이렇게 제1철근(10)이 삽입되는 과정에서 결합부(130)는 하우징(110) 내측 방향으로 이송됨과 동시에 상기 탄성부(140)로부터 복원력을 제공받아 하우징(110) 외측 방향으로 원위치가 된다. 물론 제1철근(10)과 간섭이 발생하면서 결합부(130)는 하우징(110)의 내측방향으로 이송된 거리보다 더 짧은 거리로 반대방향으로 이송될 수 있다.

제1철근(10)의 삽입이 완료되면 결합부(130)가 원위치하면서 결합부(130)와 제1철근(10)의 간섭이 발생한다. 이때 제1철근(10)이 하우징(110)의 외측 방향으로 탈거되려는 인장응력이 발생하면, 결합부(130)는 마찰이 발생하면서 하우징(110)의 외측 방향으로 슬라이딩 이송이 이루어진다. 그리고 동시에 커버부(150)의 빗면이 경사지게 형성되기 때문에 상기 결합부(130)가 제1철근(10)의 외주면 방향으로 가압이 이루어져 이들 사이의 마찰력 또는 간섭량이 증가하게 된다. 따라서 결과적으로 제1철근(10)이 결합부(130)에 의해 가압되어 상기 하우징(110)으로부터 탈거되는 것이 방지되는 것이다.

마찬가지로 제2철근을 결합하면 철근용 커플러(100)에 철근들을 원터치 방식으로 용이하게 연결하여 연장된 철근의 사용이 가능해진다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용효과에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형된 예가 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 할 것이다.

100 : 철근용 커플러
110 : 하우징 111 : 제1개구부
112 : 제2개구부 113 : 차폐벽
120 : 마운트부 121 : 가이드부재
122 : 연결부재 123 : 접촉부재
130 : 결합부 140 : 탄성부
150 : 커버부
10 : 제1철근 11 : 마디
20 : 제2철근

Claims

중공의 원기둥 형상으로 개구된 일 측에 제1철근이 삽입되고, 타 측에 제2철근이 삽입되어 상기 제1철근과 제2철근을 연결하고, 상기 개구된 일 측과 타 측을 분리하도록 내부 중심에 차폐벽을 구비하는 하우징;
상기 하우징의 일 측 및 타 측에 각각 삽입되어 철근들의 외측에 배치되는 마운트부;
상기 마운트부 상에서 슬라이딩 이송이 가능하도록 복수개 배치되며, 삽입된 철근들의 외주면과 접촉하여 철근이 탈거되는 것을 방지하는 결합부;
상기 마운트부 내측 삽입된 철근들에 의해 상기 결합부가 슬라이딩 이송되는 것을 반송할 수 있도록 상기 결합부의 슬라이딩 이송에 복원력을 제공하는 탄성부;
상기 하우징의 양 측 단부에 체결되어 상기 마운트부와 결합부가 철근의 인장력에 따라서 상기 하우징 외부로 탈거되는 것을 방지하는 커버부를 포함하고,
상기 마운트부는 철근이 삽입되는 방향을 따라서 상기 결합부가 왕복 슬라이딩 이송할 수 있도록 안내하는 복수개의 가이드부재와, 상기 가이드부재들의 일 단부를 각각 연결하는 연결부재와, 상기 연결부재 상에서 상기 결합부 방향으로 돌출되는 접촉부재를 포함하며, 상기 연결부재와 접촉부재가 일체로 형성되되 서로 다른 재질로 형성되고,
상기 접촉부재는 상기 가이드부재와 인접한 다른 가이드부재 사이에 돌출되어 상기 결합부와 접촉하는 제1면과, 상기 제1면과 대향하여 상기 연결부재와 접촉부재 사이에 나란히 배치되는 제2면과, 상기 제1면과 제2면의 양 단부를 각각 연결하고 상기 제1면이 가압되는 경우 적어도 철근에 형성된 마디 폭에 대응하도록 외형이 변형되는 3면을 포함하고, 상기 제1면은 제2면보다 단면적이 작게 형성되며, 상기 제3면은 비탈면 또는 호(弧) 형상의 곡면으로 형성되고, 상기 접촉부재는 탄성을 가지는 고무, 실리콘, 합성 수지재 중 적어도 하나의 재질을 포함하고, 상기 제1면과 제2면 사이의 거리가 양 측의 상기 제3면 간의 거리보다 작게 형성되고,
상기 마운트부는 상기 접촉부재의 외형이 탄력적으로 변형되는 것에 대응할 수 있도록 상기 결합부와 연결부재 사이 또는 상기 접촉부재와 가이드부재 사이에 이격공간이 형성되며,
상기 결합부는 철근의 외주면과 접촉하는 내주면에 설정 패턴의 나사산 치형이 형성되고, 상기 결합부의 나사산 치형은 나사산 각도가 50~75° 범위로 형성되며, 나사산의 피치가 0.4~1.3mm 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 철근용 커플러.
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청구항 1에 있어서,
상기 하우징, 마운트부, 결합부, 탄성부, 커버부 중 적어도 하나 또는 복수개는 탄소섬유 또는 유리섬유를 포함하는 복합재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 철근용 커플러.