KR100192655B1 - 조인트 및 이것에 사용되는 파이프 끝단부 반전방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 출원에 관한 발명은, (a) 고리형상체를 파이프 바깥면에 장착하는 공정.

(b) 원추돌기부와 이 주위에 형성된 곡면홈을 구비한 안내부의 상기 원추돌기부를 파이프 개구 끝단에 끼워넣음과 동시에 안내부를 회전 전진시키는 공정.

(c) 상기 안내부의 회전 전진을 단속하여 파이프 개구 끝단을 반전시키고, 상기 고리형상체의 바깥면에 반전된 파이프 개구 끝단을 끼워맞춤하는 공정.

이상의 공정으로 이루어지는 수지파이프의 개구 끝단의 반전방법 및, 파이프를 유지하는 클램프수단과 구부림수단을 구비하고, 상기 클램프수단은 피이프를 반경방향으로 누르는 체결기구로 구성하며, 상기 구부림수단은, 파이프 개구 끝단에 맞닿음하여 회전함과 동시에 전진하는 안내부와, 안내부를 회전시키는 회전구동기구와, 안내부를 파이프 축방향으로 전진 후퇴시키는 왕복운동기구로 구성되고, 파이프 개구 끝단을 넓히면서 축방향으로 반전시키도록 한 것을 특징으로 하는 수지파이프의 개구 끝단의 반전장치이다.

Description

조인트 및 이것에 사용되는 파이프 끝단부 반전방법과 그 장치

제1도는 청구범위 제1항 및 제2항에 관한 발명의 제1실시예를 나타낸 단면도.

제2도는 제1도에서의 조임구의 절단부분 끝단면의 확대도.

제3도는 제1도에서의 조인트 본체의 절단부 끝단면의 확대도.

제4도는 청구범위 제1항 내지 제2항에 관한 발명의 제2실시예를 나타낸 단면도.

제5도는 청구범위 제5항에 관한 실시예를 나타낸 측면도.

제6도는 청구범위 제3항에서, 고리형상체와 파이프의 위치관계를 나타낸 단면도.

제7도는 청구범위 제7항에서, 위치결정수단(삽입구)의 작용을 나타낸 단면도.

제8도 내지 제10도는 청구범위 제5항에서, 구부림수단의 동작을 나타낸 단면도.

제11도는 청구범위 제5항에서의 고리형상체의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

제12도 및 제13도는 고리형상체로 이루어져 파이프의 개구 끝단을 반전시킬 경우를 나타낸 단면도.

제14도는 구부림수단의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

제15도는 청구범위 제10항의 제1실시예를 나타낸 단면도.

제16도는 청구범위 제10항의 제2실시예를 나타낸 단면도.

제17도 및 제18도는 청구범위 제8항 또는 제9항의 방법에 의한 파이프 개구끝단의 반전처리의 예를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 조임구 1a : 외측 고리형상부

1b : 내측 고리형상부 1c : 나사부

2 : 조인트본체 2a : 테이퍼부

2b : 직선부 4, 26 : 파이프

4a : 뒤집은 부분 4b : 끝단부

5 : 립시일 7 : 스토퍼

7a : 곡면홈 8 : 오목부

21, 32 : 구부림수단 21a : 본체부

21b, 33b : 원추돌기부 21c, 33a : 곡면홈

21d : 볼록돌기부 22 : 구동수단

22a : 피스톤로드 23 : 심재

24, 31 : 체결기구 25, 51 : 고리형상체

26 : 파이프 27 : 위치결정수단(삽입구)

27a : 원통부 27b : 연결부

27c : 회전바아 33 : 안내부

34 : 회전축 35, 36 : 기어

37, M : 모터 38 : 전진후퇴축

38 : 하우징 310 : 베어링부

311 : 핸들 313 : 회전누름축

313a : 축받이 A : 회전구동기구

B : 왕복운동기구 C : 케이싱체

N : 너트 P : 파이프

R : 링

본 발명은, 주로 반도체 생산등 소위 하이테크분야에서 고온고압의 독극물 유체등을 이송하는 배관 시스템에 사용하는 수지제의 조인트와, 이 조인트에 사용하는 파이프의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

플라스틱파이프의 조인트기구에는, 내밀(耐密)테이퍼나사, 페룰(ferrule)의 사용, 그 다른 각종의 내밀구조가 알려지고 있다.

그러나, 예를 들면 TFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PFA(폴리테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알킬비닐에테르의 공중합체), FEP(폴리테트라플루오로프로필렌의 공중합체)등의 불소수지에서는, 그 특성에 의하여, 사용되는 액체가 고온, 고압의 독극물 등이 많고, 열사이클에 의한 팽창 수축을 되풀이하고, 크리프발생등의 요인에 의하여 유체의 리크가 발생한다.

이것은, 주로 접합부에 상기 요인에 의한 미소한 틈이 발생하기 때문에, 이 방지는 매우 곤란하다.

그 때문에 종래의 조인트류에서는 유체의 온도 120℃, 압력 2㎏/c 정도 이하의 조건에서 사용이 불가피하게 된다.

본 발명에 관한 조인트에서, 뒤집어서 U자형상으로 형성된 수지파이프의 앞끝단부분은 조임구의 내측 고리형상부에 걸어맞춤되고, 조임구와 조인트본체의 나사맞춤에 의하여, 내칙 고리형상부의 오목부에 위치하는 수지파이프의 뒤집은 부분은 그 U자형상의 저부가 내칙 고리형상부의 가장자리와 스토퍼부의 곡면홈에 의하여 밀착고정되고, 또 돌기대는 수지파이프 뒤집은 부분의 조인트본체 안쪽면과 오목부 바깥면의 밀착을 강화함으로서, 립시일은 조인트본체의 안쪽면과 너트의 내측 고리형상부의 안쪽면의 밀착도를 보다 강고한 것으로 하고, 종래의 조인트에서의 유체의 온도조건, 압력조건을 대폭으로 많아지는 허용범위에서도 누설등의 문제는 조금도 발생하는 일없이 매우 신뢰성이 높은 수지 특히, 불소수지파이프용의 조인트를 실현할 수가 있다.

그런데, 상기에서 기술한 조인트에서 필수요건으로서 열거한 것이, 파이프 개구 끝단을 바깥으로 반전시킨 구성이다. 그러나, 접합 조건 등에 맞추어서 불소수지 등의 앞 끝단을 간이, 정확, 신속하게 반전시키는 것은, 현실으로는 매우 곤란하다.

종래, 수지파이프의 앞 끝단을 상온에서 바깥으로 반전시키는 것 등은 불가능하다고 생각되어 왔기때문이라든가, 수지파이프의 끝단부를 반전시키는 기술은 전혀 없는 것이나 다름없었다.

그래서, 본 발명자는, 상기 접합구조의 주변기술발전의 과정에 있어서, 필요에 따라서 심재를 안 공간부에 가지는 파이프 바깥에 고리형상체를 장착하는 공정, 파이프 개구 끝단을 넓히면서 파이프의 축방향으로 누름을 계속하여, 수지의 특성, 특히 탄성을 교묘하게 이용하여 앞 끝단을 넓히면서, 어느 시점에서 자연히 파이프 개구 끝단을 반전시키고, 상기 고리형상체의 바깥에 반전한 파이프 개구 끝단을 끼워맞춤하는 공정으로 이루어지는 수지파이프의 개구 끝단 반전방법 및 이 반전방법에 사용되는 장치를 연구개발한 것이다.

본 발명에 관한 조인트는, 외축 고리형상부 및 내측 고리형상부를 가지는 조임구와, 내측 둘레면에 스토퍼를 가짐과 동시에 조임구의 상기 외측 고리형상부와 내측 고리형상부와의 사이에 나사맞춤되고, 스토퍼부와 상기 내측 고리 형상부의 가장자리와의 사이에서 수지파이프의 뒤집은 부분을 압착하여 끼우는 조인트본체로 이루어지며, 상기 조임구는, 외측 고리형상부의 안쪽면에 나사부를 형성하는 한편, 내측 고리형상부에는 수지파이프의 뒤집은 부분이 끼워 맞추어지는 오목부를 주위에 설치함과 동시에 이 오목부 끝단에는 조인트 본체의 안쪽면에 밀착하는 립시일을 주위에 설치하고, 상기 조인트 본체는, 바깥면에 상기 외측 고리형상부의 나사부에 나사맞춤되는 나사부를 형성하는 한편, 안쪽면에는 개구부로부터 순차적으로 지름이 작아지는 데이터부와 여기에 연속하는 직선부를 형성하는 동시에 상기 스토퍼부에서 수지파이프의 뒤집은 부분의 끝단부가 맞닿는 부분에는 곡면 홈부를 형성하고, 또한, 너트의 내측고리형상부에서의 상기 오목부 둘레면에는, 수지파이프의 뒤집은 부분에 맞닿아서 이것을 보다 더 견고하게 걸기 위한 돌기부가 주위에 형성되어 있다.

본 발명에서 개시되는 파이프개구단 반전 방법은, (a) 필요에 따라서 내부공간부에 심재를 가지고 있는 파이프 바깥면에 고리형상체를 장착하는 공정, (b) 파이프 개구 끝단을 넓게 벌리면서 파이프의 축 방향으로 누르는 공정, (c) 상기 누름을 계속하여 탄성을 가지는 소재로서 이루어지는 파이프 개구 끝단을 반전시켜, 상기 고리형상체의 바깥면으로 반전시킨 파이프 개구단을 끼워 맞추는 공정, 으로서 구성되고 있다.

그리고, 전술한 반전방법에 사용되는 장치는, 파이프의 클램프수단과 구부림 수단과 이것의 구동수단으로 이루어지며, 상기 클램프수단은, 필요에 따라 파이프내에 삽입되는 심재와 파이프를 반경방향으로 누르는 체결기구로서 구성되고, 구동수단에 의하여 파이프의 개구끝단을 파이프의 축 방향으로 누르는 상기 구부림수단은, 본체부와 파이프개구끝단의 전체면에 맞닿음하여 본체부의 파이프축 방향으로의 압축 동작에 따라서 파이프 개구 끝단을 넓히면서 축방향으로 반전시키는 안내부로 구성되어 있다. 또, 이 장치에 있어서 상기 안내부는 원추 돌기부와 이 주위에 형성한 곡면홈으로 구성하고, 나아가서는, 심재와 고리형상체와 파이프에서의 반전부분의 각 상관위치를 결정하는 위치결정수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 이 발명에서는, 다음과 같은 파이프 개구 끝단 반전방법도 개시 되고 있다.(a) 원추 돌기부와 이 주위에 형성한 곡면홈을 구비하는 안내부의 상기 원추 돌기부를 파이프 개구끝단에 끼워 넣음과 함께 안내부를 회전 전진시키는 공정, (b) 상기 안내부의 회전 전진은 계속하여 파이프 개구끝단을 반전시키는 공정, 으로서 이루어지는 수지 파이프의 개구끝단 반전 방법과, (c) 고리형상체를 파이프 바깥면에 장착하는 공정, (d) 원추 돌기부와 이 주위에 형성한 곡면홈을 구비한 안내부의 상기 원추 돌기부를 파이프 개구끝단에 끼움과 동시에 안내부를 회전 전진 시키는 공정, (e) 상기 안내부의 회전전진은 계속해서 파이프 개구끝단을 반전시켜, 상기 고리형상체의 바깥면으로 반전시킨 파이프개구끝단을 끼워맞추는 공정, 이상의 공정으로서 이루어지는 수지파이프의 개구끝단 반전방법. 그리고, 이 반전방법에 사용하는 장치는, 파이프를 유지하는 클램프수단과 구부림수단을 구비하고, 상기 클램프 수단을 파이프를 반경방향으로 누르는 체결기구로 구성하고, 상기 구부림수단은, 파이프 개구끝단에 맞닿아서 회전하면서 전진하는 안내부와, 안내부를 회전시키는 회전구동기구와, 안내부를 파이프 축방향으로 진퇴시키는 왕복운동기구로서 구성하여, 파이프 개구끝단을 넓히면서 축방향으로 반전시키도록 한 것을 특징으로 하고 있다. 또, 이 장치에 있어서, 상기 안내부는 원추 돌기부와 이 주위에 형성한 곡면홈을 구비하는 일도 있다.

[실시예]

도면에 의거하여 이 발명의 실시예를 설명한다. 제1도 내지 제3도는 청구항1 내지 청구항 2에 관한 발명의 제1실시예를 도시하는 그림이다.

그림에서, 1은 외측고리형상부(1a), 내측고리형상부(1b)를 가지는 통형상의 불소수지제의 조임구로서의 박스너트이며, 외측고리형상부(1a)의 안쪽면에는 나사부(1c)가 형성되어 있다.

2는, 상기 조임구에 나사맞춤되는 통형상의 불소수지제의 조인트 본체로서, 내측면에 개구부로부터 순차로 지름이 작아지는 테이터부(2a)와 이에 연속하는 직선부(2b)가 있으며, 이 직선부(2b)의 종단근방에는 스토퍼부(7)가 형성되는 한편, 외측면에는 상기 나사부(lc)에 나사맞춤되는 나사부(2c)가 형성되어 있다. 4는 불소수지파이프이며, 그 선단에는 U자 형상의 뒤집은 부분(4a)이 형성되고, 뒤집은 부분(4a)의 끝단부(4b)는 조인트본체(2)에서의 후술하는 곡면홈(7a)에 끼워져 있다. 그리고, 3은 조인트본체(2)를 나사맞춤 장착한 펌프이다.

제2도는, 조임구(1)의 절단 단면 확대도이며, 도시한 바와같이, 내측 고리형상부(1b) 바깥면에는, 수지파이프(4)의 뒤집은 부분(4a)의 수납부로서의 오목부(8)가 형성되고, 이 오목부(8) 끝단부에는 혀 모양의 립시일(5)이 주위에 설치되어있다.

제3도는 조인트 본체(2)의 절단부 끝단면 확대도이며, 도시하는 바와같이 스토퍼부(7)의 저면부에는 단면이 U자 형상인 곡면홈(7a)이 형성되고 상기 끝단부(4b)가 서로 끼워 맞추어지도록 되어 있다.

다음에, 이 실시예에 관한 조인트 조립순서를 설명한다. 우선, 조임구(1)에 끝단을 U자형으로 뒤집은 불소수지파이프(4)를 통하게 하고, 파이프(4)의 뒤집은 부분(4a)의 끝단부(4b)를 조인트본체(2)의 곡면홈(7a)에 끼운다. 이어서, 너트(1)를 조인트본체(2)에 나사맞춤한다. 너트(1)는, 나사맞춤의 진행에 따라서 하강하여 가는데, 측방에 약간 돌출하고 있는 립시일(5)은 테이퍼부(2a)가 형성되어 있으므로 조인트본체(2) 내면에 걸리지 않고 순차로 하강한다.

한편, 조임구(1)의 하강에 따라서, 내측 고리형상부(1b)는 파이프(4)의 U자 형상 뒤집은 부분 틈새로 진입하여, 조임구(1)의 체결완료에 따라 선단부가 곡면홈(7a)과의 사이에서 끝단부(4b)를 압착하여 끼우고, 파이프(4)내부로부터 유체가 새는 것을 완전히 차단한다.

이 상태에서 파이프(4)의 뒤집은 부분(4a)은 내축측리형상부(1b)의 오목부(8)에 위치하는데, 돌기부(6)에 의해서, 뒤집은 부분(4a)은 조인트본체(2) 내측면과 오목부(8)의 벽면에 공고하게 맞닿는다. 또, 상기 립시일(5)도 조인트본체(2)의 안쪽면에 공고하게 밀착하여, 가령 끝단부(4b)와 곡면홈(7a)과의 사이에서 유체가 새어도, 이것의 조인트 외부로 새는 것은 완전히 방지된다.

그리고, 불소수지파이프(4) 선단을 뒤집는 것은, 전용의 지그를 사용해서 하는데, 파이프의 두께가 큰 경우, 혹은 내측이 PFA이고 외측이 PE, 또는 내측이 가교 폴리에틸렌이고 외측이 통상적인 폴리에틸렌으로 형성되고 있는 다층 파이프와 같이 뒤집는 것이 어려운 경우에는 선단의 끝단에 둘레형상의 깊이 잘린곳(도시하지 않음)을 만들어, 2층 또는 여러 개의 층을 형성하여 뒤집으면 용이하게 뒤집을 수가 있다.

제4도는, 청구항1 내지 2에 관한 발명의 제2실시예를 도시하는 그림이다.

이 실시예에 있어서는, 파이프(4)의 선단부분은 도시한 바와같이 외측으로 말아서 넣는 상태로 뒤집고 있다. 그리고, 이 원형 형상의 뒤집은 부분은 내측고리형상부(1b)의 끝부분과 끝단부(4b)에 의해서 압착되며 끼이도록 되어 있다.

그 외의 구성은 상술한 실시예와 같다.

이 발명은, 이상 설명한 구성 작용에 의하여, 종래의 수지조인트가 가지는 큰 결점인 크리이프 현상에 의한 누예를 완전히 방지하고, 또한 종래에는 간편하고 유효한 접속 수단을 볼 수 없었던 불소 수지파이프의 접속을 매우 간단하게 행할 수가 있다.

제5도는, 청구항5, 6에 관한 반전장치의 구성을 도시하는 도면이다. 이 도면에서, 21은 구부림수단, 22는 왕복 운동하는 피스톤로드(22a)를 통해서 구부림수단(21)을 수지파이프(26)의 축방향으로 누르는 구동원이다. 구부림수단(21)은, 제8도에 표시하는 바와 같이 원주형상이 본체부(21a)와 이것의 저면측에 형성된 안내부로서 이루어지며, 이 안내부는 상기 저면 중앙에 형성된 원추 돌기부(21b)와 이 주위에 형성된 곡면홈(21c)으로서 구성되고 있다. 원추돌기부(21b)의 원형 끝단부 지름은 파이프(26)의 지름보다 다소 작게 되어 있으며, 원추 돌기부(21b)의 측면과 곡면홈(21c)은 연속면을 형성하고, 후술하는 바와 같이 파이프(26)의 개구끝단은 전술한 연속면을 안내됨에 따라서 넓혀지면서, 바깥쪽으로 넓혀지고 있는 부분의 파이프 축방향에 대한 각도가 보다 더 커진 시점에서,파이프(26)를 형성하는 수지의 탄성에 의하여 21c 면으로부터 떨어져서 벌어져져, 마치 반경방향으로 수축이 시작되 자연히 반전해서 뒤집혀지는 듯한 현상이 발생하게 된다. 그리고, 구부림수단(21)의 본체부(21a)와 피스톤로드(22a)와의 연결은 나사물림수단에 의해서 이루어진다. 또한,수지파이프(26)는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알킬비닐에테르와의 공중합물(PFA)등의 탄성 기억력이 큰 재질, 즉, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부텐(PB), 폴리아미드(PA)등에 의한 것이, 이 발명이 적용에는 최적이다

구동원(22)은, 솔리노이드, 에어실린더 기타의 공지의 것이다. 23은 파이프(26)내의 소정위치에 삽입된 심재, 24는 파이프(26)를 소정위치에 고정하는 체결기구이며, 이들 심재(23), 체결기구(24)에 의하여 클램프 수단이 구성되고 있다.

또, 25는 파이프(26)의 바깥면에 끼워맞추어지는 고리형상체이다.

다음에, 상술한 구성에 의거한 장치의 작용과 함께 수지파이프(26)의 개구끝단의 반전방법을, 제6,7도에 의거 설명한다. 제6도 도시와 같이, 우선 고리형상체(25)를 파이프(26) 선단에 끼워맞춘다. 끼워맞추는 깊이(a)는 반전량, 즉 고리형상체(25)의 측면 길이와 같게 한다.

이 깊이(a)의 설정은 시간이 걸리므로, 이 실시예에서는, 제7도에 도시하는 삽입구(27)를 사용하였다. 위치결정수단으로서의 기능을 구비하는 이 삽입구(27)는, 도시하는 바와 같이 내경이 파이프(26)의 외경과 같은 원통부(27a)와 이 원통부(27a)내에 세워서 설치된 연결부(27b)와 회전바아(27c)로서 구성되어 있다. 또한, 고리형상체(25)는, 파이프(26)와 동재질 혹은 용도에 따라서 금속 또는 경질의 플라스틱 등 재료를 사용하는 일도 있다.

원통부(27a)의 측벽 높이는 전술한 깊이(a)와 같게되어 있으며, 또 연결부(27b)와 심재(23)는 나사맞춤되고 있다.

따라서, 고리형상부(25)를 파이프(26)에 끼워 맞춘 다음, 연결부(27b)에 나사맞춤된 심재(3)를 파이프(26)의 개구부에 끼고 회전바아(27a)를 회전시키면서 원통부(27a)를 파이프(26)의 선단이 원통부(27a)의 저면에 맞닿을 때까지 밀어내리면, 심재(23), 고리형상체(25)는 각각 소정의 위치에 설정되고, 동시에 파이프(26)의 선단에 있어서도 반전량(a)이 설정된다. 이들 작업이 종료된 후, 회전바아(27c)를 역회전시키면 연결체(27b)와 심재(23)와의 나사맞춤은 해제되고 삽입구(27)는 파이프(26)로부터 제거된다.

제8도 내지 제10도는, 파이프(26)의 개구끝단의 반전공정을 도시하는 도면이다.

제8도와 같이 파이프(26)를 체결기구(24)에 의해서 공고하게 파지한다. 이 때, 파이프(26)내에는 심재(23)가 삽입되어 있으므로 파이프(26)가 변형하는 등의 일은 없다.

그리고, 구동원(22)을 동작시켜서 구부림수단(21)을 파이프(26)의 개구끝단에 맞닿게함과 동시에 축방향으로 누른다.

또한, 심재의 사용은 파이프(26)를 파지할 때에 그 변형을 방지하기 위한 것이므로, 파이프의 두께가 엷은 경우 등에 사용되면, 파이프의 두께가 비교적 두꺼운 경우나, 파이프 바깥둘레의 파지부분에 톱날 자국을 형성하거나 하여 파지력을 높인 경우 등에는 심재를 반드시 필요로 하지 않는다.

구부림기구(21)의 전진에 따라서 원추돌기부(21b)도 파이프(26)의 개구끝단을 넓히고 전진한다. 이 때문에, 파이프(26)의 개구끝단은 원추돌기구(21b)의 측면을 따라서 이동한다. 그리고 구부림수단(21)의 본체부(21a)의 계속되는 전진에 의해서 파이프(26)의 선단은 곡면홈(21c)에 도달한다. 이 곡면홈(21c)은 단면이 대략 U자 형상을 하고 있으므로, 파이프(26)의 선단부분은, 본체부(21a)의 계속전진에 따라 U자 형상의 저면부를 지나, 방향전환하면서 반전하게 된다.(제8도 참조)

그리고, 파이프(26)의 개구끝단이 고리형상체(25)를 따라서 완전히 반전되어 뒤집어지면, 구부림수단(21)의 전진은 정지되고, 이어서 지금까지와는 반대방향으로 왕복 운동한다. (제10도 참조) 그리고 전술한 삽입구(27)를 사용해서 파이프(26)중의 심재(23)를 나사맞춤한 다음, 파이프(26)밖으로 빼고, 작업은 종료된다. 그리고 뒤집은 부분의 높이는 필요에 따라서 낮게하여, 고리형상체(25)에 덮이지 않도록 하여서 사용하는 일도 있다.

제11도는, 상기고리형상체의 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 이 실시예에서는 고리형상체(51)와 너트(N)가 일체로 형성되어 있다.

제12도 및 제13도는 파이프(26a)에 고리형상체(25)를 장착하지 않고 개구끝단을 반전시켜, 파이프 끝에 플랜지부를 형성하는 경우를 도시하고 있다.

제14도는, 구부림수단(21)의 타 실시예를 도시하는 도면이다.

이 실시예에서는, 구부림수단(21)은, 본체부(21a), 원추돌기부(21b), 곡면홈(21c)외에, 고리형상의 볼록돌기부(21d)를 가지고 있다. 이 볼록돌기부(21d)의 내경은, 고리형상체(25)에 밀착한 파이프(26)의 뒤집은 부분 외경보다 약간 크게 되어 있다.

이 때문에, 파이프(26)의 반전작업이 끝나고 구부팀수단(21)을 후퇴시키면 파이프(26)의 뒤집은 부분에 생긴 작은 팽창부가 볼록 돌기부(21d)의 압박을 받아서 교정되므로서, 뒤집은 부분은 평활한 상태로 고리형상체(25)의 바깥면에 밀착한다.

이상 설명한 청구항3 내지 7에 관한 발명의 실시예는, 선단의 개구끝단을 바깥면측으로 반전시킨 수지파이프를 정확, 신속하게 제조할 수 가 있다.

그리고, 종래의 파이프를 조인트 등으로 접속할 때, 파이프의 끝단면을 축방향으로 정확한 직각을 이루도록 커트한다고 하는 번잡하고 사소한 공정을 필요로 하였으나, 본원에 관한 기술에 의하면, 반전된 파이프의 개구부 끝단부는, 축방향에 대해서 정확한 직각을 형성하기 때문에 상기 종래와 같은 번잡한 공정을 필요로 하지 않는다.

제 15도는, 이 청구항 10의 실시예에 관한 반전장치의 구성을 도시하는 도면이다. 이 도면에 따라서, 청구항 9의 반전방법과 청구항 10의 반전장치의 실시예를 아울러 설명한다.

도면에 있어서, 31은 수지파이프(p)를 반경방향으로 눌러서 유지하는 체결기구, 32는 구부팀수단이며, 수지파이프(p)의 개구끝단에 맞닿아서 회전하는 안내부(33)와, 이 안내부(33)를 회전시키는 회전 구동기구(a)와, 상기 안내부(33)를 파이프(p)의 축방향으로 진퇴시키는 왕복운동기구(B)와 이들을 구비한 케이싱체(c)로서 이루어지고 있다.

그리고, 상기 안내부(33)는, 파이프(p)의 개구부에 삽입되는 원추돌기부(33b)와, 이 주위에 형성되고 단면이 대략 U자 형상인 곡면홈(33a)을 가지고 있다.

또, 회전구동기구(a)는, 케이싱체(c)에 회전가능하게 축받이된 회전축(34)과, 이 회전축(34)에 장착된 폭이 넓은 기어(35)와, 이 폭넓은 기어(35)에 물리도록 모터(37)에 장착된 폭이 좁은기어(36)와, 이 기어(36)를 좌우로 자유롭게 회전시키는 모터(37)로서 구성되어 있다.

또, 왕복운동기구(b)는, 상기 회전축(34)의 후단에 형성된 플랜지부를 회전 가능하게 걸어맞추는 하우징(39)이 한 끝에 장착되고, 다른 한 끝에는 회전핸들(311)을 가지는 전진후퇴축(38)과, 하우징(39)내에서 상기 플랜지부와 하우징(39)의 저면과의 사이에 설치된 베어리부(310)로서 구성되고 있다.

전진후퇴축(38)의 외주에는 나사부가 형성되고, 케이싱체(c)의 축받이(c1)에 나사맞춤되고 있으며, 핸들(311)의 회전에 따라 전진후퇴축(38)은 축방향으로 진퇴하도록 되어 있다. 그리고, 312는 상기 회저축(34)과 케이싱체(c)의 축받이에 설치된 베어링부이다. 상술한 구성에 의거하여, 이 실시예의 작용을 설명한다.

우선, 수지파이프(p) 바깥둘레에는, 링(r)을 꼽고, 체결기구(31)로 소정위치에 고정시킨다. 안내부(33)의 원추돌기부(33a)를 파이프(p)의 개구부에 삽입함과 동시에, 파이프(p)의 개구끝단을 곡면홈(33b)에 맞닿게 한다.

이 상태에서 모터(M)에 의하여 회전축(34)을 회전시켜서 안내부(33)을 좌우 어느 한쪽으로 회전시킨다.

이때, 회전축(34)의 회전은 안내부(33)에 전달되나, 상기 전진후퇴축(38)에는 전달되지 않는다.

안내부(33)가 파이프(p)의 개구끝단에 맞닿아서 미끄럼운동을 시작한 시점에서, 핸들(311)에 의하여 전진후퇴축(38)을 소정방향으로 회전시킴으로서, 회전축(38)을 부호 a 화살표방향으로 진출시킨다. 전진후퇴축(38)의 화살표 부호 a로의 진출에 의하여, 전진후퇴축(38) 끝단부의 하우징(39)은 베어링부(310)를 통해서 회전축(34)을 부호 a 화살표방향으로 누른다.

회전축(34)이 눌리면, 폭이 넓은 기어(35)는, 기어(36)와 맞물림부를 축방향으로 밀면서 a부호 화살표 방향으로 이동한다.

이와 같이 하여, 안내부(33)를 회전시키면서 파이프(p)에 밀어서 대어나아가면, 매우 작은 압력임에도 불구하고, 파이프(p)의 개구끝단은 안내부(33)의 곡면홈(33b)에 안내되어서 바깥쪽으로 유도되고 마침내는 도시하는 바와 같이 반전되어서 상기 링(r)의 바깥둘레에 끼워지는 상태로 된다.

파이프(p)의 반전이 끝난 시점에서 모터(37)의 회전을 중지하고, 핸들(311)을 역회전시키면, 전진후퇴축(38)은 a 부호 화살표 반대방향으로 이동하고, 한쪽끝이 하우징(39)에 걸리는 회전축(34)도 전진후퇴축(38)의 후퇴에 따라 움직여서, 원통기어(35)와 기어(36)는 맞물려, 원 위치로 복귀한다.

그런데, 이 방법에서는, 안내부(33)의 파이프(p)방향으로의 누름압력은 극히 작아도 된다는 것은, 상술한 바와 같으나, 이것을 청구항 3 내지 7에서 개시한 기술과 비교 실험한 결과는 다음과 같다.

즉, 외경 12.5밀리, 내경 9.5밀리, 두께 1.5밀리의 PFA 파이프의 개구끝단을 반전시켜서 반전부분의 길이 7밀리, 반전정상부의 두께를 4밀리로 형성하는 경우, 청구항 3 내지 7에 관한 기술에 의하면 반전이 완료할 때까지의 안내부 전진량은 11밀리, 안내부 전진에 필요한 누름 압력은 약 230㎏였다.

이에 따라서, 본 실시예에서는, 추정 약 50㎏의 누름압력으로 전기한 것과 동일 조건의 반전이 이루어졌다.

제16도는, 청구항 11에 관한 반전장치의 실시예를 도시하는 도면이다. 이 실시예에 관한 장치에서는, 상기 실시예와는 달리, 안내부를 회전시키는 회전구동기구와, 안내부를 진퇴시키는 왕복운동기구는, 일체로 구성되고 있다. 즉, 도면에 있어서 31은, 수지파이프(p)를 반경방향으로 눌러서 유지하는 체결기구, 32는 구부림수단으로서, 수지파이프(p)의 개구끝단에 맞닿아서 회전하는 안내부(33)와, 이 안내부(33)를 회전시키는 회전구동기구와, 상기 안내부(3)를 파이프(p)의 축방향으로 진퇴시키는 왕복운동기구로서 이루어지며, 이들 회전구동기구 및 왕복운동기구는, 회전누름축(313)과, 이 회전누름축(313)와 나사(313b)와 나사맞춤되어 이것을 축받이하는 축받이(313a)와, 회전누름축(313)의 끝부분에 장착한 핸들(311)로서 구성되어 있고, 핸들(311)의 회전으로, 회전누름축(313)은 나선운동을 하면서 파이프(p)에 대해서 진퇴하고, 따라서 이 회전누름축(313)의 선단에 고정된 안내부(33)도 파이프(p)의 개구 끝단부에 대해서 회전하면서 진퇴하게 된다.

그리고, 상기 실시예와 마찬가지로 안내부(33)는, 파이프(p)의 개구부에 삽입되는 원추돌기부(33a)와, 이 주위에 형성되고 단면이 대략 U자 형상인 곡면홈(33b)을 가지고 있다.

상술한 구성에 따라서, 이 실시예의 작용을 설명한다.

우선, 수지파이프(p)의 바깥둘레에 링(r)을 꼽고, 체결기구(31)로 소정위치에 고정한다. 핸들(311)을 회전시켜 회전누름축(313)을 파이프(p)방향으로 전진시켜 안내부(3)의 원추돌기부(3a)를 파이프(p)의 개구부에 삽입함과 동시에, 파이프(p)의 개구끝단을 곡면홈(33b)에 맞닿게 한다.

안내부(33)가 파이프(p)의 개구끝단에 맞닿아서 미끄럼 운동을 개시한 시점에서, 다시 핸들(311)을 회전하면 회전누룸축(313)은 나선운동을 하면서 파이프(p)방향으로 전진하며, 이에 따라 안내부(33)도 회전하여 파이프(p)의 개구끝단과 미끄럼운동으로 접하면서 이를 누른다.

이와 같이하여, 안내부(33)를 회전시키면서 파이프(p)에 대고, 밀면은, 극히 작은 누름압력임에도 불구하고, 파이프(p)의 개구끝단은 안내부(33)의 곡면홈(33b)에 안내되어서 바깥쪽으로 유도되어 마침내는 도시한 바와 같이 반전해서 상기링(r)의 바깥둘레에 끼워 맞추어지는 상태가 된다.

와이프(p)의 반전이 끝난 시점에서, 핸들(311)을 역회전시키면, 회전누름축(313)은 지금까지와는 반대방향으로 이동하고, 안내부(33)는, 파이프(p)로부터 떨어져서 벌어진다.

이 실시예에서는, 안내부의 파이프개구끝단에 대한 누름힘이 매우 작음에도 불구하고 적정한 반전이 이루어진다는 것은, 이하의 실험에서도 명백하다.

즉, 이 실험은, 폴리부텐제의 외경 17밀리, 내경 13밀리, 두께 2밀리의 파이프 말단에, 말린부분을 형성하는 반전작업을, 그 바깥둘레에 고리형상의 링을 장착하지 않은 상태에서 행하여, 청구항 3 내지 7에 관한 기술과 본 실시예에 관한 기술로 그 결과를 비교한 것이다. 제17도는 본 실시예에 의한 결과를 도시하는 도면이다. 도면에서 31은 체결기구, 33은 안내부, 33a는 원추 돌기부, 33b는 곡면홈, 그리고 p는 파이프이다.

이에 대해서, 청구항 3 내지 7에 관한 기술의 경우, 안내부(33)는 회전하지 않고, 파이프(p)의 개구끝단을 누르게 되는데, 파이프의 소재가 폴리부텐등과 같이 다소 단단한 것인 경우에는, 안내부(33)의 누름 압력에 의하여 파이프(p)의 개구끝단 가장자리는 곡면홈(33b)을 따라서 곡면홈내를 미끄럼운동하면서 벌어지는데, 끝단 가장자리가 도시하는 안내부의 굴곡점에 파이프 선단이 진행한 시점에서 파이프는 이른바 머리누르기 상태가 되어, 큰 저항력 발생하고, 안내부측의 추진력에 의허여 저항이 적은 곳에서 추진력의 에너지는 개방으로 인하여 변형이 생기는 경우도 있다.

이에 대하여 청구항 8 내지 11에 관한 발명에서는, 경사면효과와 운동마찰에 의해서 저항은 매우 작아져서 약한 추진력으로 파이프 선단은 반전된다. 그리고 이 약한 추진력에 반대저항하는 클램프의 조이는 힘도 적어도 상관없고, 장치도 간략화된다.

이와 같이, 본 실시예의 경우는, 안내부(3)는 회전하면서 극히 약한 누름압력을 파이프 방향으로 가하게 되므로, 제17도와 같이 변형은 발생하지 않고, 파이프의 개구끝단은 반전하여 이른바 말린부분이라고 불리우는 형상이 형성된다.

이와 같이하여, 본원 발명에서는, 안내부를 회전시키면서 파이프 개구끝단에 맞닿게 하므로, 축방향으로의 작은 누름압력으로 개구끝단을 넓혀서 반전시킬 수가 있는바, 이는 나사, 또는, 사면효과의 원리에 의하는 것으로 생각한다.

즉, 안내부에 회전을 부여하지 않고 파이프 개구끝단을 압으로 누를때는, 마치 쐐기를 수직으로 때려박는 경우에 상당하여 안내부를 회전시키면서 파이프 개구끝단에 삽입하여 가게되는 본 발명의 경우는 쐐기를 때려 박는 것이 아니라, 나사를 끼워 넣는 경우에 상당하는 것으로 생각된다.

따라서, 상술한 본원 발명의 실시예에서는, 안내부를 회전시키는 경우를 설명하였으나, 안내부를 고정하고 파이프축을 회전시켜도 같은 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 상술한 실시예에서는, 안내부의 파이프 개구끝단방향으로의 전진은 나사에 의하고 있기 때문에, 안내부의 전진량을 미세하게 조정가능하므로, 제18도 도시와 같이 파이프 개구끝단의 반전처리를 자유롭게 할 수가 있다. 즉, 제18도(a)는 파이프 개구끝단을 완전하게 반전 시키지는 않고 플랜지 형상으로한 경우를 도시하며, 제18도(b)는 반전량을 근소하게 하는 정도로 멈춘 경우를 도시한다.

이와 같이하여, 청구항 8 내지 11에 관한 발명에 의하면, 파이프의 개구끝단을 원활하고도 용이하게 반전시킬 수가 있으며, 더욱이 반전시키기 위한 누름압력을 미세하게 조절할 수가 있어, 각양 각종의 변전 형상을 얻을 수가 있다.

Claims (11)

1. 외측 고리형상부 및 내측 고리형상부를 가지는 너트형상의 조임구(1)와, 안쪽 둘레면에 스토퍼부(7)를 가짐과 동시에 조임구(1)의 상기 외측 고리형상부(1a)와 내측 고리형상부(1b) 사이에 나사맞춤되고, 스토퍼부(7)와 상기 내측 고리형상부(Ib)의 가장자리와의 사이에서 수지파이프(4)의 뒤집은 부분(4a)을 압착하여 끼우는 조인트본체(2)로 이루어지고, 상기 조임구(1)는, 외측 고리형상부(1a)의 안쪽면에 나사부를 형성하는 한편, 내측 고리형상부(Ib)의 바깥면에는 수지파이프(4)의 뒤집은 부분(4a)이 끼워맞춤하는 오목부(8)를 주위에 설치함과 동시에 이 오목부 끝단에는 조인트본체의 안쪽면에 밀착하는 립시일(5)을 주위에 설치하고, 상기 조인트본체(2), 바깥면에 상기 외측 고리형상부(1a)의 나사부에 나사맞춤하는 나사부를 형성하는 한편, 안쪽면에는 개구부로부터 점차 작은 지름으로 되는 테이퍼부(2a)와 이것에 연결되는 직선부(2b)를 형성함과 동시에 상기 스토퍼부(7)에서 수지파이프(4)의 뒤집은 부분의 끝단부(4b)가 맞닿는 부분에는 홈부를 형성한 것을 특징으로 하는 조인트.
2. 제1항에 있어서, 조임구(1)의 내측 고리형상부(Ib)에서의 상기 오목부(8)의 둘레면에는 수지파이프(4)의 뒤집은 부분(4a)에 맞닿음하여 이것을 견고하게 걸기 위한 돌기대(6)를 주위에 설치한 것을 특징으로 하는 조인트.
3. (a) 고리형상체를 파이프 바깥면에 장착하는 공정과, (b) 파이프 개구끝단을 넓게 벌리면서 파이프의 축방향으로 누르는 공정과, (c) 상기 누름을 계속하여 파이프 개구끝단을 반전시키고, 상기 고리형상체의 바깥면에 반전된 파이프 개구끝단을 끼워맞추는 공정, 으로 이루어지는 수지파이프의 개구끝단의 반전방법.
4. 제3항에 있어서, 파이프 내에 심재를 삽입하여 이 심재의 삽입된 위치에서 파이프를 파지하여 파이프 개구 끝단의 반전을 이루도록 한 것을 특징으로 하는 수지파이프의 개구 끝단의 반전방법.
5. 파이프의 클램프수단과 구부림수단(21)과 이것의 구동수단(22)으로 이루어지고, 상기 클램프수단은, 파이프(26)내에 삽입되는 심재(23)와 파이프(26)를 반경방향으로 누르는 체결기구(24)로 구성되고, 구동수단(22)에 의하여 파이프(26)의 개구 끝단을 파이프의 축방향으로 누르는 상기 구부림수단(21)은, 본체부와, 파이프 개구 끝단의 전체면에 맞닿음하여 본체부의 파이프 축방향에서의 압축동작에 따라서 파이프 개구 끝단을 넓히면서 축방향으로 반전시키는 안내부로 구성한 것을 특징으로 하는 수지파이프의 개구 끝단의 반전장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 안내부는 원추돌기부(21b)와 이 주위에 형성된 곡면홈(21c)으로 구성된 것을 특징으로 하는 수지파이프의 개구 끝단의 반전장치.
7. 제5항에 있어서, 심재와 고리형상체와 파이프에서의 반전부분의 각 상관위치를 결정하는 위치결정수단(27)을 구비한 것을 특징으로 하는 수지파이프의 개구 끝단의 반전장치.
8. (a) 원추돌기부와 이 주위에 형성된 곡면홈을 구비한 안내부의 상기 원추돌기부를 파이프 개구 끝단에 끼워넣음과 동시에 안내부를 회전 전진시키는 공정과, (b) 상기 안내부의 회전 전진을 단속하여 탄성복원하도록 하는 힘을 이용하여 파이프 개구 끝단을 반전시키는 공정.
9. (a) 고리형상체를 파이프 바깥면에 장착하는 공정과, (b) 원추돌기부와 이 주위에 형성된 곡면홈을 구비한 안내부의 상기 원추돌기부를 파이프 개구 끝단에 끼워넣음과 동시에 안내부를 회전 전진시키는 공정과, (c) 상기 안내부의 회전 전진을 단속하여 파이프 개구 끝단을 반전시키고, 상기 고리형상체의 바깥면에 반전된 파이프 개구 끝단을 끼워맞춤하는 공정, 으로 이루어지는 수지파이프의 개구 끝단의 반전방법.
10. 파이프(p)를 유지하는 클램프수단과 구부림수단(32)을 구비하고, 상기 클램프수단은 파이프를 반경 방향으로 누르는 체결기구(31)로 구성하고, 상기 구부림수단(32)은, 파이프 개구 끝단에 맞닿음하여 회전함과 동시에 전진하는 안내부(33)와, 안내부(33)를 회전시키는 회전구동기구(A)와, 안내부(33)를 파이프 축방향으로 전진 후퇴시키는 왕복운동기구(b)로 구성되며, 파이프 개구 끝단을 넓히면서 축방향으로 반전시키도록 한 것을 특징으로 하는 수지파이프의 개구 끝단의 반전장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 안내부(33)는 원추돌기부(33a)와 이 주위에 형성된 곡면홈(33b)을 구비하는 것을 특징으로 하는 수지파이프의 개구 끝단의 반전장치.