KR100393174B1 - 수지제 관 조인트 - Google Patents

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KR100393174B1
KR100393174B1 KR10-2001-7005661A KR20017005661A KR100393174B1 KR 100393174 B1 KR100393174 B1 KR 100393174B1 KR 20017005661 A KR20017005661 A KR 20017005661A KR 100393174 B1 KR100393174 B1 KR 100393174B1
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다마키노보루
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도호 카세이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 관(10)에 형성된 플레어부(10a)와, 조인트 본체(11) 내부에 형성된 경사부(11a)와, 내주면이 관의 외측에 삽입 장착되고, 외주면이 조인트 본체 내부에 삽입 장착되며, 단부에 테이퍼 형상의 면따기부(12a)가 형성된 고리 형상 부재(12)와 조인트 본체에 나사식으로 끼워져 있는 관 조임용 부재(13)를 구비하는 수지제 관 조인트에 관한 것이다. 관 조임 부재가 조인트 본체에 나사식으로 끼워짐으로써, 고리 형상 부재의 면따기부가 관의 플레어부에 가압 접촉되고, 또한 관의 플레어부가 조인트 본체 내부의 경사부에 가압 접촉함으로써, 조임력을 관의 플레어부에 집중시킬 수 있으며, 관과 조인트 본체 사이의 높은 시일성을 얻을 수 있다.

Description

수지제 관 조인트{Resin pipe joint}
종래의 수지제 관 조인트의 일례로서, 도 3에 일본국 실개평 4-132290호 공보에 제안되어 있는 불소 수지제의 관 조인트의 단면도를 나타내고 있다. 본 도면에 나타낸 수지제 관 조인트는 튜브(1) 단부의 내측에 내부 링(2)이 눌러 넣어져 있다. 튜브(1) 단부의 외측과 내부 링(2)의 단부에는 조인트 본체(3)의 내측이 끼워 맞춰져 있다. 조인트 본체(3)에 박스 너트(4)를 나사식으로 끼움으로써, 조인트 본체(3)에 내부 링(2)이 가압 접촉된 1차 시일부(5)와, 조인트 본체(3) 접수구부에 내부 링(2) 및 튜브(1) 단부의 외측이 가압 접촉된 2차 시일부(6)가 형성되어 있다.
또, 다른 종래예로서 도 4에 일본국 특공평 7-103949호 공보에 제안되어 있는 불소 수지제의 관 조인트의 단면도를 나타내고 있다. 본 도면에 나타낸 수지제 관 조인트는 조인트 본체(8)와 튜브(7)의 단부에 미리 형성된 대구경부(7a)가 끼워 맞춰져 있다.
박스 너트(9)에 형성된 암나사(9a)와, 조인트 본체(8)에 형성된 숫나사(8c)에 의해 조인트 본체(8)에 박스 너트(9)가 나사식으로 끼워져 있다. 이 조인트 본체(8)와 박스 너트(8)의 나사식 결합에 의해, 튜브(7)는 조인트 본체(8)의 경사부(8b)에 가압 접촉되어 시일부가 형성되어 있다.
또, 튜브(7)의 내면에는 원주 방향으로 오목부(7b)가 조인트 본체(8)의 외측에는 원주 방향으로 볼록부(8a)가 형성되어 있다. 이 오목부(7b)와 볼록부(8a)가 끼워 맞춰짐으로써, 튜브(7)는 조인트 본체(8)에 걸리게 되고, 튜브(7)의 조인트 본체(8)로부터의 이탈을 방지하고 있다.
그러나, 상기와 같은 수지제 관 조인트에는 이하와 같은 문제가 있었다. 일본국 실개평 4-132290호 공보에 제안되어 있는 수지제 관 조인트에서는 박스 너트(4)를 조인트 본체(3)에 나사식으로 결합에 의한 가압 접촉력은 1차 시일부(5), 2차 시일부(6) 및 박스 너트(4)의 에지부(4a)의 광범위로 분산되어 가해지게 된다.
이 때문에, 조인트 본체(3)의 접수구부 및 내부 링(2)과의 접촉면적이 큰 2차 시일부에서는 튜브(1)에 충분한 가압 접촉력을 얻을 수 없는 경우가 있었다. 특히, 고온 약액을 순환시키는 경우에는, 튜브(1)의 두께가 얇아지고, 예를 들면 박스 너트(4)의 에지부(4a)에서는 박스 너트(4)와 내부 링(2)의 사이에 클리어런스가 발생하여 튜브(1)의 가압 접촉력은 한층 저하하여, 튜브 이탈의 원인이 되었다.
또, 일본국 특공평 7-103949호 공보에 제안되어 있는 수지제 관 조인트에서는 박스 너트(9)의 나사식 결합시에 박스 너트(9)를 조인트 본체(8)에 대해서 곧바로 안내시키기 위한 가이드 구조를 갖고 있지 않다. 이 때문에, 박스 너트(9)의 장착시에 박스 너트(9)가 좌우로 흔들려서, 박스 너트(9)에 형성된 암나사(9a)와 조인트 본체(8)에 형성된 숫나사(8c)의 맞물림이 불완전한채로 나사식으로 결합하는 경우가 있다. 최악의 경우에는, 나사산이 파손된 채 강제적으로 나사식으로 결합되어 약액 순환시의 액 누설의 원인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 높은 시일성이 확보되어, 박스 너트의 나사식 결합을 부드럽게 행할 수 있으며, 튜브 이탈 및 액 누설을 방지할 수 있는 수지제 관 조인트를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 수지제 관 조인트는 관이 조인트 본체의 통과구멍에 끼워 넣어진 상태에서 관이 조인트 본체에 고정되어 있는 수지제 관 조인트에 있어서, 관의 단부에는 테이퍼 형상의 플레어부가 형성되고, 조인트 본체의 관통구멍은 확대 직경부와, 확대 직경부보다 직경이 작은 축소 직경부를 갖고, 확대 직경부와 축소 직경부의 단차부에는 관의 플레어부와 접촉가능한 경사부가 형성되며, 관은 플레어부가 경사부에 접촉하도록 확대 직경부 내에 끼워 넣어지고, 확대 직경부의 내주면에는 고리 형상 부재가 삽입 장착되고, 또한 고리 형상 부재의 관통구멍은 관을 삽입 통과하여, 나사부를 내주면에 형성하고 있는 관 조임용 부재의 나사부를 조인트 본체의 외주부에 형성된 나사부에 나사식으로 끼움으로써, 관 조임용 부재가 고리 형상 부재를 가압하고, 고리 형상 부재의 관통구멍의 단부에 형성된 테이퍼 형상의 면따기부가 관의 플레어부에 가압 접촉하며, 또한 관의 플레어부가 조인트 본체의 경사부에 가압 접촉하고, 상기 고리 형상 부재의 면따기부와 반대측에, 상기 고리 형상 부재와 일체의 연장 돌출부가 형성되며, 상기 관 조임용 부재를 상기 조인트 본체에 나사식으로 끼울 때에, 상기 연장 돌출부는 상기 관 조임용 부재의 개구부를 삽입 통과하면서, 상기 관 조임용 부재를 안내하여, 상기 연장 돌출부의 단면과, 상기 관 조임용 부재의 상기 연장 돌출부측의 단면이 거의 동일면 상에 있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 수지제 관 조인트에 의하면, 관 조임용 부재와 조인트 본체의 나사식 결합에 의한 조임력을 관의 플레어부에 집중시킬 수 있기 때문에, 관과 조인트 본체의 사이에는 높은 시일성을 얻을 수 있고, 또한 관의 조인트 본체로부터의 이탈 방지 효과를 높일 수 있다. 또, 관 조임용 부재를 조일 때에는, 관 조임용 부재의 좌우의 흔들림을 억제할 수 있어서, 부드러운 나사식 결합이 가능하며, 나사식 결합에 의한 나사산의 파손을 방지할 수 있다.또한, 관 조임용 부재를 조인트 본체에 나사식으로 끼울 때에, 연장 돌출부의 단면과, 관 조임용 부재의 연장 돌출부측의 단면이 거의 동일면 상이 되는 위치 관계를 관 조임용 부재의 조임의 기준으로서 이용할 수 있고, 효율적으로 조임 작업을 행할 수 있다.
상기 수지제 관 조인트에서는 상기 관의 플레어부의 단부에 플랜지부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 수지제 관 조인트에 의하면, 관의 조인트 본체로부터의 이탈 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.
또, 상기 연장 돌출부는 고리 형상으로, 외경이 상기 고리 형상 부재의 외경보다 작은 것이 바람직하다. 상기와 같은 수지제 관 조인트에 의하면, 간단한 구조로 연장 돌출부를 형성할 수 있다.
또, 상기 관이 수지제로, 상기 플레어부는 상기 관의 단부를 열 용융시켜서 형성하고 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 수지제 관 조인트에 의하면, 간단히 열 변형시켜서 형성한 경우나 강제적으로 변형시켜서 형성한 경우에 비해서 가압 접촉 부분인 관의 플레어부의 치수 변동이 작아지고, 관의 조인트 본체로부터의 이탈에 대해서 충분한 강도를 확보할 수 있다.
본 발명은 관의 플레어 부분과 조인트 본체가 시일되어 있는 수지제 관 조인트에 관한 것으로, 예를 들면, 초순수, 고순도 약액 등을 반송하는 반도체 제조 주변 설비의 수지제 관 조인트, 화학공업의 배관용 수지제 관 조인트에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 수지제 관 조인트의 단면도, 도 2는 본 발명에 관한 도 1에 나타낸 수지제 관 조인트의 관 조임용 부재의 조인트 본체로의 조임 개시 직후 상태의 단면도, 도 3은 종래의 수지제 관 조인트의 일례에 관한 단면도, 도 4는 종래의 수지제 관 조인트의 다른 일례에 관한 단면도이다.
도 1에, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 수지제 관 조인트의 단면도를 나타내고 있다. 도 1은 관(10)의 단부(端部)를 조인트 본체(11)에 고정한 상태를 나타내고 있다. 관(10)의 단부에는 테이퍼 형상의 플레어부(10a)가 형성되고, 플레어부(10a)에는 플랜지부(10b)가 형성되어 있다. 조인트 본체(11)에는 관통구멍(14)이 형성되고, 관통구멍(14)은 확대 직경부(14a)와, 확대 직경부(14a)보다 직경이 작은 축소 직경부(14b)를 갖고 있다. 확대 직경부(14a)와 축소직경부(14b)의 단차부에는 경사부(11a)가 형성되어 있다.
관(10)의 각 부의 치수는 예를 들면 관의 외경 25.4㎜(치수 A), 관의 두께 1.6㎜, 플랜지부의 외형 32㎜(치수 B), 플랜지부의 두께 2.0㎜(치수 C), 플레어부의 길이 5.0㎜(치수 D), 플레어부의 경사각도 30。(각도 E)로 할 수 있다.
관(10)의 외측에는 고리 형상 부재(12)가 삽입 장착되어 있다. 이 삽입 장착은 고리 형상 부재(12)의 관통구멍(12e)을 관(10)에 삽입 통과시킴으로써 행해지고 있다. 고리 형상 부재(12)의 관통구멍(12e)의 단부에는 테이퍼 형상의 면따기부(12a)가 형성되어 있다. 또, 면따기부(12a)와 반대측에는 고리 형상의 연장 돌출부(12b)가 형성되어 있다. 연장 돌출부(12b)의 외경은 고리 형상 부재(12)의 외경보다 작기 때문에, 고리 형상 부재(12)와 연장 돌출부(12b)의 경계부에는 평면부(12c)가 형성되어 있다.
조인트 본체(11)에는 관 조임용 부재(13)가 고정되어 있다. 관 조임용 부재(13)에는 예를 들면 박스 너트가 이용된다. 조인트 본체(11)에는 숫나사(11b)가, 관 조임용 부재(13)에는 암나사(13a)가 형성되어 있기 때문에, 관 조임용 부재(13)는 조인트 본체(11)에 나사식으로 결합할 수 있다.
관 조임용 부재(13)를 조인트 본체(11)에 조여서 나사식으로 끼움으로써, 관 조임용 부재(13)는 화살표 a방향으로 이동하게 된다. 관 조임용 부재(13)와 고리 형상 부재(12)는 평면부(12c)에서 접촉가능하기 때문에, 관 조임용 부재(13)의 화살표 a방향으로의 이동에 따라서 고리 형상 부재(12)도 화살표 a 방향으로 이동한다.
관 조임용 부재(13)에 소정의 토크를 가함으로써, 관 조임용 부재(13)는 고리 형상 부재(12)를 가압하고, 고리 형상 부재(12)의 면따기부(12a)가 관(10)의 플레어부(10a)에 가압 접촉하고, 관(10)의 플레어부(10a)가 조인트 본체(11) 내부의 경사부(11a)에 가압 접촉된다. 또, 관(10), 조인트 본체(11), 고리 형상 부재(12) 및 관 조임용 부재(13)의 각 재료는 내약품성 및 내열성을 확보하기 위해서, 예를 들면 불소 수지를 이용한다.
이하, 도 2를 이용하여 관 조임용 부재(13)와 조인트 본체(11)의 나사식 결합, 관(10)의 조인트 본체(11)로의 가압 접촉에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 도 2는 관 조임용 부재(13)의 조인트 본체(11)로의 조임 개시 직후의 상태의 일례를 나타내고 있다. 본 도면에 나타낸 상태에서는 고리 형상 부재(12)의 연장 돌출부(12b)의 일부가 관 조임용 부재(13)의 개구부(13b)에 삽입되어 있다.
고리 형상 부재(12)의 외주면과, 조인트 본체(11)의 내주면 사이의 간극은 0.1㎜ 정도 이하이기 때문에, 고리 형상 부재(12)가 좌우 방향(직경방향)으로의 흔들림은 거의 없다. 이 때문에, 관 조임용 부재(13)를 조인트 본체(11)에 조이면, 극히 자연적으로 연장 돌출부(12b)는 관 조임용 부재(13)의 개구부(13b)에 삽입된다.
도 2에 나타낸 상태로부터, 관 조임용 부재(13)의 조임을 진행하면, 관 조임용 부재(13)는 화살표 a 방향으로 이동하여, 개구부(13a)에 연장 돌출부(12b)가 보다 들어가게 된다. 이 때문에, 관 조임용 부재(13)는 연장 돌출부(12b)에 의해서 안내되면서 이동하게 된다.
여기에서, 연장 돌출부(12b)의 외주면과 개구부(13b)의 내주면의 간극은 0.1∼0.2㎜ 정도의 범위이다. 따라서, 관 조임용 부재(13)를 조일 때에는, 관 조임용 부재(13)의 좌우의 흔들림을 방지할 수 있고, 부드러운 나사식 결합이 가능하며, 관 조임용 부재(13)에 형성된 암나사(13a)와 조인트 본체(11)가 형성된 숫나사(11b)가 거의 완전한 상태에서 맞물릴 수 있고, 나사식 결합에 의한 나사산의 파손을 방지할 수 있다.
또, 관 조임용 부재(13)의 화살표 a 방향의 이동이 진행하면, 관 조임용 부재(13)는 고리 형상 부재(12)의 평면부(12c)에 접촉하여, 고리 형상 부재(12)도 화살표 a 방향으로 이동하게 된다. 이 이동이 더욱 진행하면, 고리 형상 부재(12)의 단부의 내주측에 형성된 면따기부(12a)가 관(10)의 플레어부(10a)에 접촉하여, 관(10)도 화살표 a 방향으로 이동하게 된다.
관(10)의 화살표 a 방향의 이동이 진행하면 관(10)의 플레어부(10a)는 조인트 본체(11)에 형성된 경사부(11a)에 접촉한다. 이 상태에서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 관 조임용 부재(13)의 단면(13c)과 고리 형상 부재(12)의 연장 돌출부(12b)의 단면(12d)이 거의 동일면 상에 있다.
이 위치 관계를 관 조임용 부재(13)의 조임의 기준으로서 이용할 수 있다. 즉, 손으로 직접 관 조임용 부재(13)를 조이는 것은 연장 돌출부(12b)의 단면(12d)이 관 조임용 부재(13)의 단면(13c) 부근에 나타날 때까지로 하고, 그 후에는 공구를 이용하여 소정의 토크를 얻을 때까지 조인다. 이와 같은 조임 방법에 의하면, 손에 의한 조임을 어디까지 행하면 좋은지를 용이하게 판단할 수 있기 때문에, 효율적으로 조임 작업을 행할 수 있다.
소정의 토크로 관 조임용 부재(13)를 조임으로써, 플레어부(10a)는 경사부(11a)에 가압 접촉된다. 이 가압 접촉은 경사부(11a)만으로 행해지기 때문에, 관 조임용 부재(13)의 조임력은 경사부(11a)와 플레어부(10a)의 가압 접촉부에 집중하며, 이 가압 접촉부에서는 높은 시일성을 얻을 수 있다.
또, 관(10)의 플레어부(10a)의 단부에는 관(10)의 이탈 방지의 역할을 하는 플랜지부(10b)가 형성되어 있다. 관(10)의 이탈 방향(화살표 a와 반대 방향)에 힘이 가해진 경우, 플랜지부(10b)와 고리 형상 부재(12)의 단면이 접촉하고, 플랜지부(10b)의 수직면이 스토퍼의 역할을 한다. 또한, 플랜지부(10b)의 두께를 고리 형상 부재(12)의 면따기부(12a)와 조인트 본체(11)의 경사부(11a) 사이의 클리어런스보다 크게 해 두면, 이 클리어런스부로의 플랜지부(10b)의 삽입을 방지할 수 있기 때문에, 관(10)의 이탈 방지를 한층 강화할 수 있다.
치수의 일례를 나타낸 상기의 실시형태에서는 플랜지부(10b)의 두께(C)(도 1)가 2.0㎜인 것에 반해서, 면따기부(12a)와 경사부(11a) 사이의 클리어런스는 1.0㎜이다.
관(10)을 수지제로 한 경우에는, 플레어부(10a)는 관(10)의 선단부에 전용의 지그를 이용하여 열 용융에 의해 형성할 수 있다. 플레어부를 열 용융에 의해 형성함으로써, 간단히 열 변형시켜서 형성한 경우나, 강제적으로 변형시켜서 형성한 경우에 비해서, 관 내의 유체의 온도 변동에 대해서 플레어부의 치수 변동이 작아진다. 이 때문에, 관의 조인트 본체로부터의 이탈에 대해서 충분한 강도를 확보할 수있다.
또, 도 1에 나타낸 바와 같이, 조인트 본체(11)에 경사부(11c)를 형성하면, 관(10)과 조인트 본체(11)의 접합부에서 액체가 체류하기 어렵게 되기 때문에, 불순물의 축적을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 조인트 본체의 한쪽에 관을 접속한 것을 예로 들어 설명하였지만, 동일한 구조를 이용하여 조인트 본체의 양측에 관을 접속해도 좋다.
또, 관의 플레어부에 플랜지부를 형성한 것을 예로 들어 설명하였지만, 관의 이탈 강도를 확보할 수 있는 것이면, 플랜지부를 형성하고 있지 않은 것이어도 좋다.
이상과 같이, 본 발명의 수지제 관 조인트에 의하면, 조인트 본체와 관의 단부의 시일을 관에 형성한 플레어부만으로 행함으로써, 관 조임용 부재와 조인트 본체의 나사식 결합에 의한 조임력을 관의 플레어부에 집중시킬 수 있기 때문에, 관과 조인트 본체의 사이에는 높은 시일성을 얻을 수 있고, 또한 관의 조인트 본체로부터의 이탈 방지 효과를 높일 수 있다.
또, 고리 형상 부재에 관 조임용 부재를 안내하는 연장 돌출부를 형성함으로써, 관 조임용 부재를 조일 때에는, 관 조임용 부재의 좌우의 흔들림을 억제할 수 있고, 부드러운 나사식 결합이 가능하며, 나사식 결합에 의한 나사산의 파손을 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 수지제 관 조인트에 의하면, 관과 조인트 본체의 사이에는 높은 시일성을 얻을 수 있고, 또한 관의 조인트 본체로부터의 이탈 방지 효과를 높일 수 있기 때문에, 예를 들면 초순수, 고순수 약액 등을 반송하는 반도체 제조 주변 설비의 수지제 관 조인트, 화학공업 배관용의 수지제 관 조인트로서 이용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 관이 조인트 본체의 관통구멍에 끼워 넣어진 상태에서 관이 조인트 본체에 고정되어 있는 수지제 관 조인트에 있어서, 관의 단부에는 테이퍼 형상의 플레어부가 형성되고, 조인트 본체의 관통구멍은 확대 직경부와, 확대 직경부보다 직경이 작은 축소 직경부를 갖고, 확대 직경부와 축소 직경부의 단차부에는 관의 플레어부와 접촉가능한 경사부가 형성되며, 관은 플레어부가 경사부에 접촉하도록 확대 직경부 내에 끼워 넣어지고, 확대 직경부의 내주면에는 고리 형상 부재가 삽입 장착되며, 또한 고리 형상 부재의 관통구멍은 관을 삽입 통과하여, 나사부를 내주면에 형성하고 있는 관 조임용 부재의 나사부가 조인트 본체의 외주부에 형성된 나사부에 나사식으로 끼움으로써, 관 조임용 부재가 고리 형상 부재를 가압하여, 고리 형상 부재의 관통구멍의 단부에 형성된 테이퍼 형상의 면따기부가 관의 플레어부에 가압 접촉되고, 또한 관의 플레어부가 조인트 본체의 경사부에 가압 접촉하고, 상기 고리 형상 부재의 면따기부와 반대측에, 상기 고리 형상 부재와 일체의 연장 돌출부가 형성되며, 상기 관 조임용 부재를 상기 조인트 본체에 나사식으로 끼울 때에, 상기 연장 돌출부는 상기 관 조임용 부재의 개구부를 삽입 통과하면서, 상기 관 조임용 부재를 안내하여, 상기 연장 돌출부의 단면과, 상기 관 조임용 부재의 상기 연장 돌출부측의 단면이 거의 동일면 상에 있는 것을 특징으로 하는 관 수지제 관 조인트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 관의 플레어부의 단부에 플랜지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수지제 관 조인트.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 연장 돌출부는 고리 형상으로 외경이 상기 고리 형상 부재의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 수지제 관 조인트.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 관이 수지제이고, 상기 플레어부는 상기 관의 단부를 열 용융시켜서 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 수지제 관 조인트.
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