KR100397312B1

KR100397312B1 - 관연결구

Info

Publication number: KR100397312B1
Application number: KR1019960016622A
Authority: KR
Inventors: 다다히로 오미; 미치토 야마지; 노부카즈 이케다; 츠토무 시노하라; 가즈히로 요시카와; 데츠야 고지마
Original assignee: 가부시키가이샤 후지킨; 다다히로 오미
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 2004-04-01
Also published as: IL118267A; IL118267A0; CA2176652C; EP0758067A1; DE69614622D1; KR970011532A; US5720505A; CA2176652A1; TW306965B; DE69614622T2; EP0758067B1

Abstract

관 연결구는 한 쌍의 관상 이음 부재와, 양 이음 부재의 대향 단면의 사이에 설치한 환형 개스킷과, 양 이음 부재를 연결하는 나사 수단을 구비하고 있다. 각 이음 부재의 대향 단면에, 그 내측 가장자리보다도 반경 방향 외측 가까운 곳에 시일 돌기가 설치되어 있다. 나사를 조여서 각 시일 돌기의 선단이 개스킷의 단면에 접하였을 때, 각 이음 부재의 대향 단면의 외측 평탄면과 개스킷의 각 단면과의 사이에 각 이음 부재의 대향 단면의 외측 평탄면과 개스킷의 각 단면과의 간격보다도 크며 또한 결합 완료 시에는 없어지는 간격이 형성되어 있다.

Description

관 연결구

본 발명은 관 연결구(pipe connecting means)에 관한 것이다.

대향 단면에 각각 환형(還形)의 시일 돌기(密封用突起)가 설치되어 있는 한쌍의 관상 이음 부재 및 양 이음 부재의 대향 단면 사이에 설치한 환형 개스킷과, 양 이음 부재를 연결하는 너트를 구비하고 있는 관 연결구로서, USP 4,650,227 바부더(Babuder) 등 및 EP 0,378,493에 시일 돌기가 개스킷의 반경방향 중앙부를 가압하는 것이 개시되어 있다.

상기 관 연결구에서는 모두 이음 부재의 대향 단면의 내측 가장자리와 개스킷의 단면 내측 가장자리와의 사이에 액체가 고이는 오목부가 형성되는 문제가 있었다.

그래서, 본 출원인은 제25도에 도시한 바와 같이, 양 이음 부재(41),(42), 양 시일 돌기(43),(44) 및 개스킷(45)의 각 내경이 서로 동일하고, 또한, 각 시일 돌기(43),(44)가 개스킷(45)의 내측 가장자리 모든 둘레에 걸쳐 인접하도록 되어 있는 관 연결구를 출원하였다(출원 번호 08/329,963 참조).

전술한 종래의 관 연결구에서는 액체가 고이는 오목부가 없고, 반도체 제조용 등의 극히 높은 청정도가 요구되는 용도에 적합하지만 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 제25도는 이 관 연결구를 적정 범위의 한계까지 조였을 때의 상태를 너무 과장하여 묘사한 것이지만, 동일 도면에 도시한 바와 같이 이 관 연결구에서는 너트를 조이면 개스킷(45)의 양 단면의 내측 가장자리가 각 시일 돌기(43),(44)에 의하여 오목하게 되고, 그 결과 적정하게 결합되는 범위에서도 개스킷의 내주부(45a)에 주름(S)이 생기며, 이 주름(S)에 먼지가 쌓인다는 문제가 있다.

상기 이외의 관 연결구로서, USP 4,854,597, 리이(Leigh)에 기재되어 있는 것도 있지만, 본 관 연결구는 출원 번호 08/329,963의 것과 동일한 문제를 갖고 있으며, 요약하면 결합 완료 시에 액체가 고이는 오목부가 없는 것 및 개스킷의 내주부에 주름이 생기지 않는 것을 양립시킨 관 연결구는 아직 공지되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 결합 완료 시에 액체가 고이는 오목부가 없고 또한, 개스킷의 내주부에 주름이 생기지 않는 관 연결구를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 결합 시의 상태의 변화에 의해 결합 완료를 감지하기 쉬운 관 연결구를 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 관 연결구는 한 쌍의 관상 이음 부재와, 양 이음 부재의 대향 단면 사이에 설치한 둥근 환상 개스킷과, 양 이음 부재를 연결하는 나사 수단을 구비하고, 각 이음 부재의 대향 단면 또는 개스킷의 양 단면에 각각 시일(sealing) 돌기가 설치되며, 결합 완료 시에 시일 돌기가 없는 쪽의 면에 시일 돌기에 대응하는 오목부가 생기는 동시에, 각 이음 부재의 대향 단면의 내측 가장자리와 개스킷의 각 단면의 내측 가장자리가 각각 밀접하도록 되어 있는 관 연결구에 있어서, 각 시일 돌기는 시일 돌기가 설치되어 있는 단면의 내측 가장자리보다도 반경 방향 외측에 가까운 곳에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 관 연결구에 의하면, 나사를 결합시키는 것에 따라서 우선, 시일 돌기가 이것이 없는 쪽의 면에 밀접하고, 이어서, 각 이음 부재의 대향 단면의 내측 가장자리와 개스킷의 각 단면의 내측 가장자리가 밀접하며, 확실하게 밀봉되는 동시에 액체가 고이는 오목부는 존재하지 않게 된다. 개스킷은 시일 돌기가 설치되어 있는 위치에서 가장 변형이 커지지만, 이 위치는 종래와 같이 시일 돌기가 설치되어 있는 단면의 내측 가장자리가 아니라, 내측 가장자리 보다 외측에 가까우므로, 개스킷의 가장 변형되는 부분은 내측 가장자리보다도 외측이다. 따라서, 개스킷의 내주부에 주름이 생기는 일이 없으므로, 먼지가 쌓일 염려도 없다. 따라서, 높은 청정도가 필요한 배관에도 사용할 수 있다.

나사가 조여져서 각 시일 돌기의 선단이 시일 돌기가 없는 쪽의 면에 접할 때, 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리와의 사이에 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 내측 가장자리와의 간격보다 큰 간격이 형성되어 있으며 결합 완료 시에는 그 간격이 없어지게 되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 나사를 조이고 각 이음 부재의 대향 단면의 내측 가장자리와 개스킷의 각 단면의 내측 가장자리가 밀접하였을 때에, 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리와의 사이에는 간격이 형성되어 있으며, 또한, 나사를 조였을 때에 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리가 밀접한다. 따라서, 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 단면은, 외측 가장자리 보다도 내측 가장자리에서 보다 큰 압력으로 접촉하므로, 밀봉에 있어서 유리하다. 또한, 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리가 밀접한 때에는 결합 토크가 증가하고, 이에 따라 결합 상태가 변화하며 결합이 완료된 것을 감지할 수 있고, 과부하를 방지할 수 있다.

각 시일 돌기의 단면의 윤곽형상이 시일 돌기가 설치되어 있는 단면에서 반경 방향 외측으로 뻗는 원호부와, 동일 단면에서 축방향으로 뻗고 또한 원호부의 선단에 연결되는 직선부에 의해 이루어지는 것에서는, 시일 돌기의 돌출면이 축방향으로 뻗는 직선모양 외주면을 갖고 있으므로, 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리가 밀접하기 직전에는 나사를 조여도 각 이음 부재와 개스킷의 접촉 면적은 증가하지 않는다. 따라서, 그 동안에는 결합 상태에 변화가 없고 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리가 밀접하였을 때에 결합 상태가 변화하므로, 상태의 변화에 의하여 결합이 완료한 것을 감지할 수 있다. 또한, 원호부는 가공 경화시킬 수 있으므로 내구성이 우수할 수도 있다.

각 이음 부재의 대향 단면의 외측 가장자리에 과부하 방지용 돌기가 설치되어 있으며, 양 돌기 사이에는 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리가 밀착될 때에 결합에 대한 저항력이 생기도록 되어 있는 것이 있다. 이렇게 하면 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리가 밀접하였을 때의 상태의 변화가 보다 더 커지게 되므로, 결합이 종료하였음을 보다 쉽게 감지할 수 있다.

각 시일 돌기는 각 이음 부재의 대향 단면에 설치되어 있고, 개스킷의 양 단면에 시일 돌기에 대응하는 오목부가 설치되어 있는 것이 있다. 또한, 각 시일 돌기는 개스킷의 양 단면에 설치되어 있으며, 각 이음 부재의 대향 단면에 시일 돌기에 대응하는 오목부가 설치되어 있는 것이 있다. 이렇게 하면, 시일 돌기의 선단이 시일 돌기가 없는 쪽의 면에 접했을 때의 접촉 면적이 커지고 돌기의 내구성이 향상된다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 형태에 관하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 '좌우'의 방향을 제1도의 좌우를 기준으로 하겠다.

제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 관 연결구는 제1 관상 이음 부재(1) 및제2 관상 이음 부재(2)와, 제1 관상 이음 부재(1)의 우단면과 제2 관상 이음 부재(2)의 좌단면과의 사이에 설치한 환형 개스킷(3)과, 환형 개스킷(3)을 유지하고 또한 제1 관상 이음 부재(1)에 유지되는 리테이너(5)를 구비하고 있으며, 제2 이음 부재(2)측에서 제1 이음 부재(1)의 나사에 끼워진 너트(4)에 의해 제2 이음 부재(2)가 제1 이음 부재(1)에 결합되어 있다. 각 이음 부재(1)(2)의 대향 단면의 반경 방향의 거의 중앙부에는 환형의 시일 돌기(7)(8)가 각각 형성되고, 동일 외주부에는 과부하 방지용 환상 돌기(9)(10)가 각각 형성되어 있다.

개스킷(3)의 양 단면은 축 방향에 대하여 직각인 평탄면으로 되어 있다. 개스킷(3)의 외주면에는 외측 플랜지로 이루어진 결합부(3b)가 설치되어 있으며, 개스킷(3)을 리테이너(5)에 유지시키거나 리테이너(5)를 각 이음 부재(1)(2)에 유지시키는 작업이 쉬워진다.

양 이음 부재(1)(2) 및 개스킷(3)은 SUS 316L제이다. 양 이음 부재(1)(2)의 내경과 개스킷(3)의 내경은 동일하게 되어 있다. 양 이음 부재(1)(2) 및 개스킷(3)의 재료로서는 SUS 316L 이외의 스테인레스강이나 그 외의 금속이 적절하게 사용된다.

리테이너(5)는 스테인레스 강판으로 일체적으로 형성되는 것으로서, 환형 고리부(25)와, 이 환형 고리부(25) 우단에 내측 돌출형으로 설치된 3개의 돌출부(28; 손톱형 부분)를 구비하고 개스킷(3)의 외주면을 유지하는 개스킷 유지부(26)와, 제 1 관상 이음 부재(1)의 우단면에 걸어 맞춰지도록 이루어진 이음 부재 유지부(29)로 이루어진다. 3개의 돌출부(28)는 약간 탄성을 갖고 있으며, 각 돌출부(28)의 선단에는 우측으로 굴절된 약간의 탄성을 갖는 굴곡부(28a)가 설치되어 있다. 그리고, 각 돌출부(28)의 내측에 개스킷(3)이 끼워지고, 굴곡부(28a)가 개스킷(3)에 밀착되어 개스킷(3)의 리테이너(5) 내에 있어서 반경 방향 및 축 방향으로의 이동이 방지되고 있다. 환형 고리부(25)에는 3개의 돌출부(28)가 설치되어 있는 위치에 있어서, 각각 한 쌍의 축선 방향 절결부가 설치되어 있으며, 이것에 의해 형성된 3개의 손톱형 유지부(30)에 의해 이음 부재 유지부(29)가 구성되어 있다. 3개의 손톱형 유지부(30)는 탄성력에 의해 제1 이음 부재(1)의 우단부 바깥면을 좁힘으로써 리테이너(5)를 제1 관상 이음 부재(1)에 유지시키고 있다. 돌출부(28) 및 손톱형 유지부(30)는 3개로 한정되는 것이 아니라 4개가 설치되는 것도 있다.

너트(4)의 우단부에는 내측 플랜지(11)가 형성되어 있으며, 이 플랜지(11) 부분이 제2 관상 이음 부재(2)의 주위에 끼워져 있다. 너트(4)의 좌단부의 내주에 암나사(12)가 형성되어 있고, 이것이 제1 관상 이음 부재(1)의 우측에 형성된 수나사(14)에 맞물려진다. 제2 이음 부재(2)의 좌단부 외주에는 외측 플랜지(13)가 형성되어 있고, 이것과 너트(4)의 내측 플랜지(11)와의 사이에는 공동 회전 방지용의 스러스트 볼 베어링(6)이 설치되어 있다.

제3도 및 제4도는 본 발명에 의한 관 연결구의 제1 실시예에 관한 분해 사시도로서, 각 시일 돌기(7)(8)는 단면이 원호형이고 각 대향 단면에 있어서의 시일 돌기(7)(8)의 내외 양측에는 내측 평탄면(15)(16) 및 외측 평탄면(17)(18)이 형성되어 있다. 내측 평탄면(15)(16)은 외측 평탄면(17)(18)보다 좌우 방향 개스킷(3)측으로 돌출되어 있다.

각 과부하 방지용 환상 돌기(9)(10)는 시일 돌기(7)(8)보다도 좌우 방향 개스킷(3)측으로 돌출되어 있으며, 적당히 조이는 것보다도 더 조였을 때에 리테이너(5)를 그 양면에서 가압하도록 되어 있다. 각 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)는 조립하기 전의 각 이음 부재(1)(2)의 시일 돌기(7)(8)를 보호하고 있으며, 이것에 의해 밀봉에 중요한 영향을 미치는 시일 돌기(7)(8)가 손상되는 것이 방지된다.

제3도는 너트(4)를 손으로 조인 상태를 확대하여 도시한 것이지만, 동일 도면에 도시한 바와 같이, 너트(4)가 조여 있으면 시일 돌기(7)(8)의 최초 돌기단이 개스킷(3)의 단면에 우선 인접하지만, 이 때에는 각 이음 부재(1)(2)의 내측 평탄면(15)(16)과 개스킷(3)의 좌우 단면과의 사이에는 각각 내측 간격(G1)이 존재하고 있으며, 각 이음 부재(1)(2)의 외측 평탄면(17)(18)과 개스킷(3)의 좌우단면과의 사이에는 이것보다도 더 큰 외측 간격(G2)이 각각 존재하고 있다. 또한, 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 사이에는 더 큰 간격(G3)이 존재하고 있다. 즉, G1〈G2〈G3로 되어 있다. 손으로 조인 상태에서 스캐너 등에 의해 다시 너트(4)를 조이면 개스킷(3)이 변형되어서 내측 간격(G1)은 0이 된다. 이때, 외측 간격(G2)은 0이 아니다. 그리고 적당히 조였을 때에는, 제4도에 도시한 바와 같이, 외측 간격(G2)도 0이 되고, 내측 평탄면(15)(16)이 개스킷(3)의 좌우 단면의 내측 가장자리에 밀접하여, 각 이음 부재(1)(2)의 내주(1a)(2a)와 개스킷(3)의 내주(3a)가 거의 한면으로 된다. 즉, 액체가 고이는 오목부는 존재하지 않게 된다. 또한, 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 사이의 간격(G3)은, 이 때에도0으로 되지 않는다. 그리고, 이것에 의해 다시 조여지면 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 사이의 간격(G3)이 0이 되며, 결합에 대한 저항력이 매우 커지며 과부하를 방지할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 있어서, 개스킷(3) 및 각 시일 돌기(7)(8)의 수치에 대해서는 결합 토크를 적정한 값으로 했을 때에 개스킷(3)과 이음 부재(1)(2)와의 간격(G1)(G2)이 없어지도록 결정된다. 일예를 들면 각 시일 돌기(7)(8)의 돌기 높이가 내측 평탄면(15)(16)에서 0.1mm, 원호의 반경이 0.5mm로 되고, 외측 평탄면(17)(18)은 내측 평탄면(15)(16)보다 0.02mm만큼 오목해진다. 또한, 손으로 조였을 때의 각 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 거리는 0.17mm로 되어 있다. 그리고, 손으로 조인 상태를 기준으로 하여 56.7° 회전시켰을 때에 내측 평탄면(15)(16)이 개스킷에 인접하고, 68° 조였을 때에는 외측 평탄면(17)(18)이 개스킷에 인접한다. 그리고, 최종적으로 직각 90°로 조였을 때에는 손으로 조인 상태를 기준으로 하여 양 이음 부재(1)(2)의 간격이 0.317mm 좁아지며, 내측 평탄면(15)(16)이 0.06mm, 외측 평탄면(17)(18)이 0.04mm 만큼 각각 개스킷(3)에 침입하게 된다. 이것에 의해 다시 5.7° 조이면, 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)가 리테이너(5)에 접촉하여 과부하가 방지된다.

또한, 각 시일 돌기(7)(8)의 원호면은 부분적으로 직선부분을 포함하고 있어도 좋으며, 각 원호면의 최초 돌출단 부근의 단면 형상은 원호가 아니고 직선이어도 좋다. 제5도 및 제6도와 제10도 내지 제13도에 돌기 형상을 여러 가지로 변형시킨 실시예를 도시한 것이다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 돌기만 다른 이음 부재(1)(2)에 대해서는 돌기 부호만 변형하는 동시에, 이음 부재(1)(2) 이외의 동일 부재에 대해서도 동일 부호를 붙이고 이들에 대한 설명을 생략한다.

제5도 및 제6도에 도시한 제2 실시예에 있어서, 각 이음 부재(1)(2)의 시일 돌기(37)(38)는 제3도 및 제4도에 도시한 제1 실시예의 시일 돌기(7)(8)의 외주 부분을 일부 삭제함으로써 시일 돌기(37)(38)의 기단부(基端部)의 외주면이 축방향으로 뻗도록 한 것이다. 각 시일 돌기(37)(38)의 단면의 윤곽 형상은 각 이음 부재(1)(2)의 대향 단부에서 반경 방향 외측으로 뻗는 원호부(37b)(38b)와, 동일단면에서 축방향으로 뻗고 또한 원호부(37b)(38b)의 선단에 연결되는 직선부(37a)(38a)로 이루어진다. 원호부(37b)(38b)는 직선부(37a)(38a) 보다도 반경 방향 내측에 가까운 지점을 중심으로 하는 원호로 되어 있다.

수치는 각 이음 부재(1)(2)의 내측 평탄면(15)(16)에서 각 시일 돌기(37)(38)의 돌기 높이가 0.1mm, 원호의 반경이 0.5mm로 되고, 외측 평탄면(17)(18)은 내측 평탄면(15)(16)에서 0.02mm만큼 오목하게 되어 있다. 또한, 손으로 조였을 때의 각 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 거리는 0.17mm로 되어 있다. 그리고, 손으로 조인 상태를 기준으로 하여 56.7° 회전시켰을 때에 내측 평탄면(15)(16)이 개스킷(3)에 인접하고, 68° 조였을 때에는 외측 평탄면(17)(18)이 개스킷(3)에 인접한다. 그리고 최종적으로 직각 90° 조였을 때에는 손으로 조인 상태를 기준으로 하여 양 이음 부재(1)(2)의 간격이 0.317mm 좁아지고, 내측 평탄면(15)(16)이 0.06mm, 외측 평탄면(17)(18)이 0.04mm만큼 각각 개스킷(3)에 침입되게 된다. 이것에 의해 다시 5.7° 조이면 과부화 방지용 환상돌기(9)(10)가 리테이너(5)에 접촉하여 과부하가 방지된다.

제7도 및 제8도는 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에 대하여 너트(4)의 회전 각도를 종축으로 취하고 결합 토크를 횡축으로 취하여 양자의 관계를 나타낸 것이다. 제7도는 제1 실시예에 대한 것으로서, 너트(4)를 조여감에 따라서 거의 직선적으로 결합 토크가 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 제8도는 제2 실시예에 대한 것으로서, 너트(4)의 회전 각도가 약 70°인 곳에서 기울기가 변화하고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 제2 실시예에서는 제1 실시예의 것에 비하여 시일 돌기(37)(38)의 반경 방향의 길이가 작아지므로, 외측 평탄면(17)(18)이 개스킷(3)에 인접할 때까지는 너트(4)의 회전 각도에 대한 결합 토크의 증가가 작고, 따라서 그래프의 기울기가 변함에 따라 외측 평탄면(17)(18)이 개스킷(3)에 인접하고 나서는, 각 이음 부재(1)(2)와 개스킷(3)과의 접촉 면적의 크기가 제1 실시예의 것에 비해 크므로, 너트(4)의 회전각도에 대한 결합 토크의 증가가 크고, 따라서 그래프의 기울기가 수평에 가깝게 된다. 이 때문에 너트(4)의 회전 각도가 약 70°인 곳에서 기울기가 변화하고 있는 것을 명확히 알 수 있게 된다.

제9도는 제3 실시예의 것에 대하여, 너트(4)의 회전 각도를 종축으로 취하고, 결합 토크를 횡축으로 취하여 양자의 관계를 나타낸 것이다. 제3 실시예의 관 연결구는 도시를 생략하였지만, 제2 실시예에서는 손으로 조였을 때의 각 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 거리가 0.17mm로 되어있는 것에 비하여 이 거리를 0.15mm로 한 것이다. 따라서, 외측 평탄면(17)(18)이 개스킷(3)에 인접 했을 때의 과부하 방지용 환상 돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 거리가 계산상0.03mm로 되어 있다. 그리고, 손으로 조인 상태를 기준으로 하여 약 85° 너트를 회전시켰을 때에 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)가 접촉하여, 이것에 의해 그래프의 기울기가 보다 수평에 가깝게 된다. 따라서, 약 85° 너트(4)를 회전시켰을 때의 결합 토크의 반응은 매우 크고, 이것에 의해 결합 작업을 행하고 있는 것은 결합 종료를 감지할 수 있다.

제10도는 제4 실시예를 도시한 것으로, 각 시일 돌기(47)(48)의 단면형상이 방사형으로 되어 있다. 이러한 시일 돌기(47)(48)를 갖는 관 연결구에 있어서의 너트(4)의 회전 각도와 결합 토크와의 관계는 제8도 또는 제9도와 거의 동일하지만, 시일 돌기(47)(48)의 선단부와 기단부에서 접촉 면적이 변화하지 않으므로, 시일 돌기(47)(48)의 기단부가 개스킷(3)의 단면에 접촉할 때까지의 토크 변화가 일정하게 되고 이후의 기울기의 변화는 보다 명확해진다.

제11도는 제5 실시예를 도시한 것으로, 각 시일 돌기(57)(58)의 단면 형상이 이등변 삼각형으로 되어 있다. 제12도는 제6 실시예를 도시한 것으로서, 각 시일 돌기(67)(68)의 단면 형상은 외주면이 축방향으로 뻗는 직각 삼각형으로 되어 있다. 제13도는 제7 실시예를 도시한 것으로, 각 시일 돌기(77)(78)의 단면 형상은 내주면이 축방향으로 뻗는 직각 삼각형으로 되어 있다. 제5 실시예에서 제7 실시예까지의 시일 돌기(57)(58)(67)(68)(77)(78)를 갖는 관 연결구에 있어서의 너트(4)의 회전 각도와 결합 토크와의 관계는 제8도 또는 제9도에 가까운 것으로 되지만, 이들 시일 돌기(57)(58)(67)(68)(77)(78)의 선단이 뾰족해져 있으므로, 각 시일 돌기(57)(58)(67)(68)(77)(78)가 대응하는 개스킷(3)의 단면에 접촉하고 있는 동안의결합 토크의 증가 비율이 제2 실시예의 것과 비교하여 작게되는 특징을 갖고 있으며, 이 때문에 결합 후반에 있어서의 상태 변화를 쉽게 느끼고 결합이 종료한 것을 보다 쉽게 감지한다. 제5 실시예에서 제7 실시예까지의 시일 돌기(57)(58)(67)(68)(77)(78)를 갖는 관 연결구는 제1 실시예 및 제2 실시예에 도시한 원호형의 돌기(7)(8)(37)(38)의 것에 비하면 손상되기 쉽게 약간 뾰족하게 되어있고, 관 연결구의 요구 성능에 따라서 시일 돌기의 형상이 적당히 선택된다. 또한, 제2 실시예에 도시한 시일 돌기(37)(38)는 결합 완료 시에 기울기가 변화하고 있는 것을 명확히 알게된다는 이점을 갖고 있을뿐만 아니라 선단이 원호형이므로 시일 돌기를 가공 경화할 수 있으며, 그 결과 충분한 내구성도 갖고 있다.

상기 제1 실시예에서 제7 실시예까지의 실시예들에서는 개스킷의 양 단면이 함께 평탄하고, 각 시일 돌기가 이음 부재에 설치되어 있지만, 개스킷의 양 단면에 시일 돌기를 설치하여, 이음 부재의 대향 단면을 편평하게 해도 좋다. 이러한 예를 제14도에서 제17도까지 도시하겠다.

제14도는 제8 실시예를 도시한 것으로서, 시일 돌기(37)(38)의 단면형상이 방사형으로 되어 있는 것으로, 시일 돌기(87)(88)의 선단부와 기단부에서 접촉 면적이 변화하지 않으므로, 시일 돌기(87)(88)의 기단부가 이음 부재(1)(2)의 단면에 접촉할 때까지의 토크 변화가 일정하게 되며, 이후의 기울기의 변화가 보다 명확히 된다는 특징을 갖고 있다. 제15도는 제9 실시예를 도시한 것으로서, 시일 돌기(97)(98)의 단면형상은 이등변 삼각형으로 되어 있다. 제16도는 제10 실시예를 나타낸 것으로서, 시일 돌기(107)(108)의 단면 형상은 외주면이 축방향으로 뻗는직각 삼각형으로 되어 있다. 제17도는 제11 실시예를 도시한 것으로서, 시일 돌기(117)(118)의 단면 형상은 외주면이 축방향으로 뻗는 직각 삼각형으로 되어 있다. 이들 삼각형 시일돌기(97)(98) (107)(108)(117)(118)에서는, 그 선단부가 뾰족하므로 각 시일 돌기(97)(98)(107)(108)(117)(118)가 대응하는 이음 부재의 단면에 접촉하고 있는 동안의 결합 토크의 증가 비율이 제2 실시예의 것과 비교하여 작게되는 특징을 갖고 있으며, 이 때문에 결합 후반에 있어서의 상태 변화를 감지하기가 쉬워지며, 결합이 종료한 것을 보다 쉽게 감지한다는 특징을 갖고 있다.

제8도에서의 제11 실시예에 있어서, 각 이음 부재의(1)(2)의 대향 단면은 내측 평탄면(17)(18)과 외측 평탄면(17)(18)이 한 면으로 되어 있으며, 개스킷(3)의 내측 평탄면(19)(20)이 그 외측 평탄면(21)(22)보다도 좌우 방향 이음 부재(1)(2)측으로 돌출되어 있다. 따라서, 너트(4)를 손으로 조인 상태에서는 각 이음 부재(1)(2)의 내측 평탄면(15)(16)과 개스킷(3)의 내측 평탄면(19)(20)과의 사이에는 각각 내측 간격(G1)이 존재하고 있고, 각 이음 부재(1)(2)의 외측 평탄면(17)(18)과 개스킷(3)의 외측 평탄면(21)(22)과의 사이에는 이것보다도 더 큰 외측 간격(G2)이 각각 존재하고 있으며, 또한, 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 사이에는 더 큰 간격(G3)이 존재하고 있다. 즉, G1〈G2〈G3로 되어 있다. 이들 간격(G1)(G2)(G3)은 결합 완료 시에는 모두 0이 된다.

제18도에서 제21도까지는 시일 돌기를 갖는 이음 부재를 사용하는 동시에 개스킷의 양 단면에 시일 돌기에 대응하는 오목부를 설치한 예를 도시된다.

제18도는 제12 실시예를 도시한 것으로, 각 이음 부재(1)(2)의 시일돌기(127)(128)의 단면 형상이 제2 실시예의 것과 거의 동일하고, 개스킷(3)에는 이 시일 돌기(127)(128)와 거의 동일한 형상이며 또한 이것보다도 약간 작은 오목부(129)(130)가 설치되어 있다. 제19도는 제13 실시예를 도시한 것으로서, 각 이음 부재(1)(2)의 시일 돌기(137)(138)의 단면 형상은 이등변 삼각형으로 되어 있다. 개스킷(3)에는 이 시일 돌기(137)(138)와 거의 동일한 형상이며 또한 이것보다도 약간 작은 오목부(139)(140)가 설치되어 있다. 제20도는 제14 실시예를 도시하는 것으로서, 시일 돌기(147)(148)의 단면 형상은 외주변이 축방향으로 뻗는 직각 삼각형으로 되어 있으며, 개스킷(3)에는 이 시일 돌기(147)(148)와 거의 동일한 형상이며 또한 이것보다도 약간 작은 오목부(149)(150)가 설치되어 있다. 제21도는 제 15 실시예를 도시하는 것으로서, 시일 돌기(157)(158)의 단면 형상은 내주면이 축 방향으로 뻗는 직각 삼각형으로 되어 있으며, 개스킷(3)에는 이 시일 돌기(157)(158)와 거의 동일한 형상이며 또한 이것보다도 약간 작은 오목부(159)(160)가 설치되어 있다.

상기 제12 실시예 내지 제15 실시예에 있어서, 개스킷의 오목부는 평탄한 단면에 설치되어 있고, 각 이음 부재의 내측 평탄면(15)(16)은 외측 평탄면(17)(18)보다 좌우 방향 개스킷(3)측으로 돌출되어 있다. 따라서, 너트(4)를 손으로 결합시킨 상태에서는 각 이음 부재(1)(2)의 내측 평탄면(15)(16)과 개스킷(3)의 좌우 단면과의 사이에는 각각 내측 간격(G1)이 존재하고 있고, 각 이음 부재(1)(2)의 외측 평탄면(17)(18)과 개스킷(3)의 좌우 단면과의 사이에는 이것보다도 큰 외측 간격(G2)이 각각 존재하고 있으며, 또한, 과부하 방지용 환상돌기(9)(10)와 리테이너(5)와의 사이에는 더 큰 간격(G3)이 존재하고 있다. 즉, G1〈G2〈G3로 되어 있다. 이들 간격(G1)(G2)(G3)은 결합 완료 시에는 모두 0이 된다.

상기 제12 실시예 내지 제15 실시예의 것에서는 제1 실시예 및 제2 실시예의 것과 동일한 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 시일 돌기(127)(128)(137)(138)(147)(148)(157)(158)와 개스킷(3)의 오목부(129) (130)(139)(140)(149) (150)(159)(160)와의 접촉 면적은 시일 돌기(7)(8) (37)(38)와 평탄한 개스킷(3)의 단면과의 접촉 면적보다도 크고, 시일 돌기(127)(128)(137)(138)(147)(148)(157)(158)가 손상되기 어렵다라는 이점을 가지며, 또한 시일 돌기(127) (128)(137)(138)(147)(148)(157) (158)가 오목부(129)(130)(139)(140)(149) (150)(159)(160)에 끼워 맞춰질 때에 개스킷(3)의 위치 결정이 이루어진다는 이점도 갖고 있다. 이들 제12 실시예 내지 제15 실시예의 것에서는, 개스킷(3)의 위치 결정 정밀도의 요구 레벨이 낮은 경우에는 리테이너(5)를 생략하는 것도 가능하게 된다.

또한, 도시는 생략하지만, 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일한 방식에 의해 개스킷의 양 단면에 시일 돌기를 설치하는 동시에, 이음 부재의 대향 단면에 시일 돌기에 대응하는 오목부를 설치해도 좋다.

제22도는 제16 실시예를 도시하는 것으로, 이음 부재(201)(202)는 종래의 이음 부재 중의 하나이고, 그 대향 단면의 거의 중앙부에 단면이 거의 사다리꼴로 선단이 원호 모양으로 되어 있는 환형의 시일 돌기(207)(208)가 설치되어 있다. 환형의 시일 돌기(207)(208)의 내측 및 외측에 형성되는 내측 평탄면(215)(216)과 외측평탄면(217)(218)은 동일면 내에 있다. 이 종래의 이음 부재(201)(202)에서는 시일 돌기(207)(208)가 제1 실시예에 도시한 이음 부재(1)(2)의 시일 돌기(7)(8)에 비해 크고, 제3도에 도시한 바와 같은 양 단면이 평탄한 개스킷(3)과 조합한 경우, 결합 완료 시에 개스킷(3)의 내측 가장자리와 이음 부재(201)(202)의 내측 가장자리와의 사이에 간격이 형성된다는 문제가 있었다. 제22도에 도시한 개스킷(203)은 시일 돌기(207)(208)가 큰 종래의 이음 부재(201)(202)에 적합한 형상을 갖고 있는 것으로서, 시일 돌기(207)(208)에 대응하여 단면이 사다리꼴 형태인 오목부(209)(210)가 설치되어 있다. 개스킷(203)의 각 단면에는 오목부(209)(210)의 내측 및 외측에 내측 평탄면(219)(220) 및 외측 평탄면(221)(222)이 생기지만, 개스킷(203)의 내측부는 외측부보다도 두껍고, 내측 평탄면(219)(220)이 외측 평탄면(221)(222)보다도 돌출하도록 되어 있다. 따라서, 제23도에 도시한 것처럼, 손으로 너트(4)를 조인 상태에서 각 이음 부재(201)(202)의 내측 평탄면(215)(216)과 개스킷(203)의 내측 평탄면(219)(220)과의 사이에는 각각 내측 간격(G1)이 존재하고 있고, 각 이음 부재(201)(202)의 외측 평탄면(217)(218)과 개스킷(3)의 외측 평탄면(221)(222)과의 사이에는 이것보다도 큰 외측 간격(G2)이 각각 존재하고 있다. 스패너 등의 공구에 의해 다시 너트(4)를 조이면 시일 돌기(207)(208) 및 개스킷(203)이 변형하여 내측 간격(G1)이 0이 된다. 이 때, 외측 간격(G2)은 0이 아니다. 그리고, 결합 완료 시에는 외측 간격(G2)도 0이 된다. 또한, 각 이음 부재(201)(202)의 외측 평탄면(217)(218)이 개스킷(203)의 외측 평탄면(221)(222)에 인접한 경우에는 상기 각 실시예와 동일하게 결합 토크의 기울기가 수평에 가깝게 되므로, 적절한 결합여부에 대한 확인이 용이하게 된다. 따라서, 종래의 이음 부재(201)(202)를 사용한 관 연결구에 있어서도 개스킷을 이 개스킷(203)으로 교환함으로써 밀봉성이 우수하며, 게다가 결합이 종료한 것을 쉽게 감지할 수 있다.

제24도는 제17 실시예를 나타낸 것으로서, 이음 부재(231)(232)는 종래의 이음 부재 중 다른 하나이고, 그 대향 단면의 거의 중앙부에 개스킷 끼워 넣기용 환형 오목부(239)(240)가 설치되어 있다. 이러한 이음 부재(231)(232)는 통상적으로 단면이 원형의 개스킷과 조합되어 사용되는 것으로서, 개스킷의 단면 형상은 오목부(239)(240)에 비해 꽤 크고, 결합 완료 시에 개스킷의 내측 가장자리와 이음 부재(231)(232)의 내측 가장자리와의 사이에 간격이 형성된다는 문제가 있었다. 제 24도에 도시된 개스킷(233)은 이러한 이음 부재(231)(232)에 적합한 형상을 갖고 있는 것으로서, 개스킷(233)의 양 단면에는 이음 부재(231)(232)의 환형 오목부(239)(240)에 대응하여 단면이 원호 형상인 시일 돌기(237)(238)가 설치되어 있다. 개스킷(233)의 양 단면에는 시일 돌기(237)(238)의 내측 및 외측에 각각 내측 평탄면(249)(250) 및 외측 평탄면(251)(252)이 생기지만, 개스킷(233)의 내측부는 외측부보다 두껍고, 내측 평탄면(249)(250)이 외측 평탄면(251)(252)보다도 돌출되도록 되어 있다. 따라서, 제24도에 도시한 것처럼, 손으로 너트(4)를 조인 상태에서 각 이음 부재(231)(232)의 내측 평탄면(245)(246)과 개스킷(233)의 내측 평탄면(249)(250)과의 사이에는 각각 내측 간격 (G1)이 존재하고 있으며, 각 이음 부재(231)(232)의 외측 평탄면(247)(248)과 개스킷(233)의 외측 평탄면(251)(252)과의 사이에는 이것보다도 큰 외측 간격(G2)이 각각 존재하고 있다. 스패너 등에 의해 다시 너트(4)를 조이면, 개스킷(233)이 변형하여 내측 간격(G1)이 0이 된다. 이때, 외측 간격(G2)은 0이 아니다. 그리고, 결합 완료 시에는 외측 간격(G2)도 0이 되어 각 이음 부재(231)(232)의 내측 평탄면(245)(246)이 개스킷(233)의 내측 평탄면(249)(250)에 밀접하여, 각 이음 부재(231)(232)의 내주(231a)(232a)와 개스킷(233)의 내주(233a)가 거의 한 면이 된다. 즉, 액체가 고이는 오목부는 존재하지 않게 된다. 또한, 각 이음 부재(231)(232)의 외측 평탄면(247)(248)이 개스킷(233)의 외측 평탄면(251)(252)에 밀접할 때에는 상기 각 실시예와 동일하게 결합 토크의 기울기가 수평에 가깝게 되므로, 적절한 결합 여부에 대한 확인이 용이해진다. 따라서, 환형 오목부(239)(240)를 갖는 종래의 이음 부재(231)(232)를 사용한 관 연결구에 있어서도 개스킷을 이 개스킷(233)으로 교환함으로써, 밀봉성이 우수하고 게다가 결합이 종료한 것을 쉽게 감지할 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제1 실시예에 관한 종단면도.

제2도는 제1도에 관한 분해 사시도.

제3도는 제1도의 결합부위에 관한 확대 단면도로서, 너트를 손으로 조였을때의 상태를 도시한 도면.

제4도는 제3도의 상태에서 다시 조여서 결합이 완료됐을 때의 상태를 도시한 확대 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제2 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제6도는 제5도의 상태에서 다시 조여서 결합(fastening)이 완료된 때의 상태를 도시한 확대 단면도.

제7도는 제1 실시예의 관 연결구를 조였을 때 너트 회전 각도와 결합 토크와의 관계를 도시한 그래프.

제8도는 제2 실시예의 관 연결구를 조였을 때 너트 회전 각도와 결합 토크와의 관계를 도시한 그래프.

제9도는 제3실시예의 관 연결구를 조였을 때의 너트 회전 각도와 결합 토크와의 관계를 도시한 그래프.

제10도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제4 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제11도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제5 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제12도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제6 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제13도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제7 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제14도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제8 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제15도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제9 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제16도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제10 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제17도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제11 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태에 관한 확대 단면도.

제18도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제12 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태 및 이음 부재와 개스킷이 분리되어 있을 때의 상태를 도시한 확대 단면도.

제19도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제13 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태 및 이음 부재와 개스킷이 분리되어 있을 때의 상태를 도시한 확대 단면도.

제20도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제14 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태 및 이음 부재와 개스킷이 분리되어 있을 때의 상태를 도시한 확대 단면도.

제21도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제15 실시예를 도시한 것으로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태 및 이음 부재와 개스킷이 분리되어 있을 때의 상태를 도시한 확대 단면도.

제22도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제16 실시예를 도시한 종방향의 확대 단면도.

제23도는 제22도에 관한 확대 단면도로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태를 도시한 도면.

제24도는 본 발명에 따른 관 연결구의 제17 실시예를 도시한 확대 단면도로서, 너트를 손으로 조였을 때의 상태를 도시한 도면.

제25도는 종래의 관 연결구의 결합 완료 시의 상태를 도시한 확대 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,2 : 제1, 2 관상 이음 부재

3 : 개스킷

4 : 너트

5 : 리테이너

6 : 볼 베어링

7,8 : 시일 돌기

9,10 : 환상 돌기

11,13 : 내측 플랜지 및 외측 플랜지

12,14 : 암 나사 및 수 나사

15,16 : 내측 평탄면

17,18 : 외측 평탄면

25 : 환형 고리부

26 : 개스킷 유지부

28 : 돌출부

28a : 굴곡부

29 : 이음 부재 유지부

30 : 손톱형 유지부

129,130 : 오목부

G1,G2,G3 : 간격

Claims

한 쌍의 관상 이음 부재와, 양 이음 부재의 대향 단면 사이에 설치한 환형 개스킷과, 양 이음 부재를 연결하는 나사 수단을 구비하고, 각 이음 부재의 대향 단면 또는 개스킷의 양 단면에 각각 시일 돌기가 설치되고, 결합 완료 시에 시일 돌기가 없는 쪽의 면에 시일 돌기에 대응하는 오목부가 생기는 동시에 각 이음 부재의 대향 단면의 내측 가장자리와 개스킷의 각 단면의 내측 가장자리가 각각 밀접하도록 되어 있는 관 연결구에 있어서,

각 시일 돌기는 이 시일 돌기가 설치되어 있는 단면의 내측 가장자리보다도 반경 방향 외측 가까운 곳에 있는 것을 특징으로 하는 관 연결구.
제1항에 있어서, 나사를 조여서 각 시일 돌기의 선단이 시일 돌기가 없는 쪽의 면에 접했을 때, 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리와의 사이에 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 내측 가장자리와의 간격보다도 크며 또한 결합 완료 시에는 없어지는 간격이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관 연결구.
제2항에 있어서, 각 시일 돌기의 단면의 윤곽형상이, 시일 돌기가 설치되어 있는 단면에서 반경 방향 외측으로 뻗는 원호부와, 동일 단면에서 축방향으로 뻗으며 또한 원호부의 선단에 연결되는 직선부로 이루어진 것을 특징으로 하는 관 연결구.
제2항에 있어서, 각 이음 부재의 대향 단면의 외측 가장자리에 과부하 방지용 환상돌기가 설치되어 있고, 각 이음 부재의 대향 단면과 개스킷의 각 단면의 외측 가장자리가 밀접할 때에, 양 과부하 방지용 환상돌기 사이에는 결합에 대한 저항력이 생기도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 관 연결구.
제2항에 있어서, 각 시일 돌기는 각 이음 부재의 대향 단면에 설치되어 있고, 개스킷의 양 단면에 시일 돌기에 대응하는 오목부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 관 연결구.
제2항에 있어서, 각 시일 돌기는 개스킷의 양 단면에 설치되어 있고, 각 이음 부재의 대향 단면에 시일 돌기에 대응하는 오목부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 관 연결구.