KR100885707B1 - 조립식 관이탈 방지용 압륜 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 관이탈 방지용 압륜에 관한 것으로, 그 목적은 압륜을 제작함에 있어 각각의 체결공에 나사산을 가공하지 않고 별도의 체결부재를 압륜의 결속부에 조립하여 나사산이 갖는 체결공을 제공할 수 있도록 함으로써 생산공정의 단순화와 함께 생산기간을 단축할 수 있으며, 생산단가를 낮추어 경쟁력을 높일 수 있는 조립식 관이탈 방지용 압륜을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 내륜과 외륜을 구비하여 관의 외주면을 감싸도록 설치되고, 관의 표면에 국부적으로 강한 압력을 가하여 관의 이탈을 방지하기 위한 스파이크가 설치되는 다수개의 결합부가 방사형의 구조로 형성된 관이탈 방지용 압륜에 있어서, 상기 압륜의 외주면으로부터 상기 각 결합부의 내부로 관통하도록 형성되어 체결볼트가 삽입되는 공간을 형성하는 삽입공; 상기 압륜의 측면으로부터 상기 각 삽입공으로 이어지도록 소정의 깊이로 형성된 설치홈; 및 상기 체결볼트의 체결을 위한 나사산이 형성된 체결공이 구비되고, 구비된 체결공이 상기 삽입공과 연통하여 체결볼트의 체결이 가능하도록 상기 설치홈에 조립되는 체결부재;를 구비하는 조립식 관이탈 방지용 압륜에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

압륜, 체결부재, 스파이크, 체결볼트

Description

조립식 관이탈 방지용 압륜{PREVENT SECESSION PRESSED WHEEL FOR CAST IRON PIPE}

본 발명은 관이탈 방지용 압륜에 관한 것으로, 특히 스파이크와 체결볼트의 연결구조를 개선하여 구조적 문제점을 보완하고, 체결볼트가 설치되는 체결공의 구조를 개선하여 제조상의 용이함을 제공하는 조립식 관이탈 방지용 압륜에 관한 것이다.

일반적으로 각종 유체나 기체를 목적지로 공급하기 위한 수단으로서 관이 사용되고 있으며, 이들 관은 목적지까지의 거리에 따라 여러개의 관들이 상호 연속되게 결합되어 목적지까지 유체나 기체를 이송하는 통로를 형성하게 된다.

한편 이웃하는 두 관을 상호 결합하는 방법으로는 두 관의 끝단이 마주하도록 두 관을 배치한 상태에서 두 관의 이음부에 용접을 수행함으로써 두 관을 결합하는 방법에 사용되고 있으나, 용접이음이 어려운 주철관들의 이음에는 압륜을 이용한 관이음이 주로 사용되고 있다.

도 1은 종래 압륜의 구조를 나타낸 사시도를 도시하고 있다. 도 1을 참조하 면, 종래의 압륜은 기본적으로 내륜(11)과 외륜(12)을 구비하여 관의 외주면을 감싸도록 설치되고, 관의 표면에 국부적으로 강한 압력을 가하여 관의 이탈을 방지하기 위한 스파이크(20)가 설치되는 다수개의 결합부(13)가 방사형의 구조로 구비되어 있으며, 상기 각각의 결합부(13)에는 스파이크(20)와 결합되어 관의 구속을 위한 압력을 발생시키는 체결볼트(30)를 설치하기 위한 체결공(14)이 형성된 구조로 되어 있다.

상기와 같은 압륜의 제작공정에 대해 간략히 설명하면, 기본적인 압륜의 형상을 갖도록 주조공정을 통해 반제품을 제작하고, 각각의 결합부에 구비된 체결공에 체결볼트의 체결을 위한 나사산을 가공한 뒤, 마무리를 위한 기계가공을 수행한 다음, 최종적으로 도색공정을 수행함으로써 압륜을 제작하고 있다.

한편 상기와 같은 압륜의 경우, 체결공에 체결된 체결볼트의 힘으로 스파이크를 눌러주어 관의 이탈을 방지하게 되므로, 체결공에 형성된 나사산에는 관의 거동에 따라 많은 하중이 작용하게 되며, 이에 따라 체결공에 형성되는 나사산의 경우 높은 정밀도가 요구된다.

그러나 상기와 같은 공정을 통해 압륜을 제작함에 있어 방사형의 구조로 배치된 체결공에 나사산을 가공하기 위해서는 중량물인 압륜의 위치를 변경해가며 각각의 체결공마다 나사산을 가공해야만 하므로 매우 번거로운 것은 물론이고, 나사가공에 소요되는 시간이 상당하여 생산성 저하되며, 이는 결과적으로 생산단가를 높이게 되는 문제점이 있었다.

또한 주물재인 압륜의 경우, 제작시 용탕의 품질이나 용탕의 온도에 따라 주물의 상태가 달라지게 되므로 제작시 철저한 용탕의 관리가 요구되나, 용탕의 관리부족으로 인해 주물의 결함 즉, 내부 기포 현상이 발생되거나 주물두께가 고르지 못할 경우, 정확한 나사산의 형성이 어려워 설계치 이하의 하중에서 나사산이 마모되어 제기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.

또한 종래의 체결볼트는 스파이크와의 결합시 스파이크에 걸려지도록 하기 위하여 다른 부분에 비해 작은 직경을 갖는 부분이 구비되어 있으나, 이처럼 스파이크와의 연결을 위하여 다른 부분에 비해 작은 직경을 갖는 부분이 쉽게 파손되어 관의 이탈을 방지하는 압륜이 제기능을 상실하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 압륜을 제작함에 있어 각각의 체결공에 나사산을 가공하지 않고 별도의 체결부재를 압륜의 결속부에 조립하여 나사산이 갖는 체결공을 제공할 수 있도록 함으로써 생산공정의 단순화와 함께 생산기간을 단축할 수 있으며, 생산단가를 낮추어 경 쟁력을 높일 수 있는 조립식 관이탈 방지용 압륜을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 스파이크와 체결볼트의 연결구조를 개선하여 체결볼트의 파손을 방지할 수 있는 조립식 관이탈 방지용 압륜을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 내륜과 외륜을 구비하여 관의 외주면을 감싸도록 설치되고, 관의 표면에 국부적으로 강한 압력을 가하여 관의 이탈을 방지하기 위한 스파이크가 설치되는 다수개의 결합부가 방사형의 구조로 형성된 관이탈 방지용 압륜에 있어서,

상기 압륜의 외주면으로부터 상기 각 결합부의 내부로 관통하도록 형성되어 체결볼트가 삽입되는 공간을 형성하는 삽입공;

상기 압륜의 측면으로부터 상기 각 삽입공으로 이어지도록 소정의 깊이로 형성된 설치홈; 및

상기 체결볼트의 체결을 위한 나사산이 형성된 체결공이 구비되고, 구비된 체결공이 상기 삽입공과 연통하여 체결볼트의 체결이 가능하도록 상기 설치홈에 조립되는 체결부재;를 구비하는 조립식 관이탈 방지용 압륜을 특징으로 한다.

또한 상기 스파이크에는 체결볼트의 직경변화없이 체결볼트와 스파이크의 연결이 가능하도록 체결볼트의 끝단이 삽입되어 체결되는 가체결용 체결홈이 구비되며,

상기 가체결용 체결홈은 체결볼트가 완전히 체결된 상태에서 강제회전을 하 게 되면 마모되도록 체결볼트의 나사산에 비해 작은 크기의 나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 조립식 관이탈 방지용 압륜은 체결볼트의 체결을 위한 나사산의 가공없이 별도의 가공과정을 거쳐 나사산이 형성된 체결부재 또는 너트를 반제품의 압륜에 조립하는 것으로 압륜을 제작할 수 있게 되어 생산공정의 단순화와 함께 생산기간을 단축할 수 있으며, 생산단가를 낮추어 경쟁력을 높일 수 있게 되었다.

또한 스파이크를 고정하기 위해 압륜에 체결되는 체결볼트가 직경변화없이 전체적으로 균일한 직경을 유지하여 체결볼트와 스파이크의 연결부분에서 체결볼트의 파단이 일어나는 것을 방지할 수 있게 되었다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압륜의 분해 사시도를 도시하고 있고, 도 3은 도 2의 'A'부 상세도를 도시하고 있으며, 도 4는 본 발명에 따른 설 치홈에 체결부재가 삽입된 상태를 나타낸 단면도를 도시하고 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 관이탈 방지용 압륜은 내륜(111)과 외륜(112)을 구비하며, 스파이크(120)의 설치를 위한 결합부(113)를 갖는 기존의 압륜에 삽입공(114)과 설치홈(115) 및 체결부재(130)가 더 구비된 것으로 구성된다. 이러한 관이탈 방지용 압륜은 압륜에 직접적으로 나사가공을 하지 않고 별도의 체결부재(130)를 설치홈(115)에 조립하는 것만으로 체결볼트(140)의 설치가 가능하도록 한 것으로, 이하 각각의 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.

앞서 설명된 바와 같이. 본 발명의 압륜 또한 기존의 압륜과 동일하게 내륜(111)과 외륜(112)을 구비하여 관의 외주면을 감싸도록 설치되고, 스파이크(120)가 삽입되는 다수개의 결합부(113)가 방사형의 구조로 형성되어 있다.

상기 삽입공(114)은 체결볼트(140)가 삽입되는 구멍을 형성하는 것으로, 압륜의 외주면으로부터 압륜에 형성된 각 결합부(113)의 내부로 관통하도록 형성되어 있다. 이러한 삽입공(114)은 기존 압륜의 체결공과 동일한 위치에서 동일한 구조로 형성되나, 나사산이 가공되지 않은 점에 차이가 있다.

상기 설치홈(115)은 체결부재(130)가 삽입되는 공간을 형성하는 것으로, 압륜의 측면으로부터 각각의 삽입공(114)으로 이어지도록 소정의 깊이로 형성되어 있다. 이때 설치홈(115)의 깊이는 체결부재(130)에 형성된 체결공(131)이 삽입공(114)과 일직선으로 연통될 수 있도록 충분한 깊이로 형성된다.

한편 상기 설치홈(115)은 좌우면(115a,115b)과 상하면(115c,115d)을 갖는 사각형의 단면모양을 갖도록 형성되며, 좌우면(115a,115b)이 체결부재(130)의 대향하 는 두 측면을 구속하여 체결볼트(140)와 함께 체결부재(130)가 회전하는 것을 방지하도록 구성된다. 또한 설치홈(115)의 좌우면(115a,115b)과 상하면(115c,115d)은 체결부재(130)의 양측면과 상하면으로부터 일정거리 이격되게 형성되어 체결부재(130)의 회전은 구속하되 체결부재(130)가 설치홈(115)의 내부에서 일정범위 유동하는 것은 수용하도록 여유공간(S)을 형성하게 된다. 이러한 여유공간(S)은 연결된 두 관의 이음부에 압력이 증가하거나 외력이 작용할 경우, 스파이크(120)와 체결볼트(140) 및 체결부재(130)가 일부 유동할 수 있게 함으로써 갑작스런 하중에 의해 스파이크(120) 또는 체결볼트(140)가 파손되는 것을 방지하는 기능을 제공하게 된다.

한편 설치홈(115)과 체결부재(130)의 사이에 형성되는 여유공간(S)에는 고무나 연질의 합성수지로 이루어지는 패드(116)를 삽입하여 체결부재(130)에 작용하는 진동이나 충격을 흡수하도록 구성할 수도 있다.

상기 체결부재(130)는 체결볼트(140)의 설치를 위한 체결공(131)을 제공하는 것으로, 체결볼트(140)의 체결을 위한 나사가 가공된 체결공(131)이 형성되어 있으며, 압륜에 형성된 설치홈(115)에 조립되어 설치가 이루어지도록 구성된다.

한편 체결부재(130)의 형상은 크게 제한되지 않으나, 설치홈(115)에 조립된 체결부재(130)가 체결볼트(140)의 회전시 함께 회전하는 것을 방지하도록 다각형의 단면구조를 갖도록 형성되며, 바람직하게는 사각 또는 육각으로 형성된다.

상기와 같은 체결부재(130)는 별도의 가공공정을 통해 제작하여 사용할 수도 있으나, 시중에서 흔히 구매할 수 있는 너트를 사용하게 되면, 더욱 단순한 공정으 로 압륜의 제작이 가능하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 체결볼트와 스파이크의 연결상태를 나타낸 단면도를 도시하고 있고, 도 6은 도 5의 'B'부 상세도를 도시하고 있다. 종래 체결볼트가 스파이크와의 결합을 위하여 직경이 상대적으로 작은 부분을 구비함에 따라 발생되는 체결볼트의 파단을 방지하기 위하여 본 발명의 체결볼트(140)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전체적으로 균일한 직경을 갖는 구조로써 일정구간만 나사산이 형성된 것이 아닌 끝단부까지 나사산(140a)이 형성되어 있다. 다시 말해 상기 체결볼트(140)는 볼트머리의 하단부에 나사산이 외면에 형성된 원형봉이 구비된 것으로 구성되어 있다.

또한 상기 체결볼트(140)의 끝단부가 삽입되어 체결되는 가체결용 체결홈(121)이 스파이크(120)의 상단부에 일정한 깊이로 형성되어 있다. 여기서 상기 가체결용 체결홈(121)은 체결볼트(140)의 체결을 위한 나사산(120a)이 형성되어 있으나, 가체결용 체결홈(121)에 형성된 나사산(120a)은 체결볼트(140)가 가체결용 체결홈(121)의 바닥까지 이동하도록 완전히 체결된 상태에서 강제적으로 회전시킬 경우, 나사산(120a)이 마모되도록 체결볼트(140)의 나사산(140a)에 비해 작은 크기의 나사산으로 이루어지게 된다. 이는 압륜의 결합부(113)로 삽입된 스파이크(120)의 가체결용 체결홈(121)에 체결볼트(140)의 끝단을 체결함으로서 스파이크(120)를 압륜에 고정할 수 있게 되나, 스파이크(120)를 이용한 관의 고정을 위하여 체결볼트(140)를 회전시킬 경우, 체결볼트(140)는 가체결용 체결홈(121)의 바닥까지는 정상적으로 회전하여 이동하게 되지만, 체결볼트(140)가 가체결용 체결홈(121)의 바닥에 닿는 순간 체결볼트(140)는 가체결용 체결홈(121)에 구속되어 더 이상의 회전이 불가능하게 된다. 이때 작업자가 체결볼트(140)를 강제적으로 회전시키게 되면, 체결볼트(140)의 나사산(140a)에 비해 상대적으로 작은 크기를 갖는 가체결용 체결홈(121)의 나사산(120a)이 마모되어 체결볼트(140)의 회전이 가능하게 되고, 이러한 체결볼트(140)의 회전에 의해 스파이크(120)가 이동하여 관을 눌러줌으로써 관의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같은 구조의 체결볼트(140)와 스파이크(120)는 시공이 이루어지고 난 후, 분해가 어려운 단점이 있으나, 실제로 한번 시공된 압륜을 분해하는 것은 매우 드문 경우로 사실상 시공된 압륜의 분해는 요구되지 않는다.

도 7은 본 발명에 따른 스파이크의 측단면도를 도시하고 있다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 스파이크(120)는 관의 표면에 구속되어 관의 이탈을 방지하는 2개의 날(122,123)이 구비되며, 구비된 두 날(122,123)은 상호 대칭구조를 이루도록 스파이크(120)의 전후단에 각각 형성된다. 보다 구체적으로 두 날 중 어느 한 날(122)은 스파이크(120)에 이웃한 위치에 형성되고, 나머지 한 날(123)은 스파이크(120)의 후면에 이웃한 위치에 형성된다. 이처럼 두개의 날(122,123)이 스파이크(120)의 전후단에 설치될 경우, 어느 한쪽에만 날이 형성되는 경우에 비해서 구속력을 고르게 전달하게 되므로 보다 견고히 관을 구속하여 관의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

한편 상기와 같이 스파이크(120)에 형성되는 날(122,123)은 관의 표면으로 과도히 깊숙이 파고들어가지 않도록 날(122,123)의 높이를 적정 수준으로 형성해야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 관이탈 방지용 압륜은 최초 주조공정을 통해 삽입공(114)과 설치홈(115)이 형성된 반제품의 압륜을 제작하게 되며, 마무리 가공과 도색공정을 거쳐 완성된 압륜의 삽입공(114)에 체결부재(130)를 조립한 뒤, 체결부재(130)의 설치로 인해 마련된 압륜의 체결공(131)에 체결볼트(140)를 체결하게 된다.

상기와 같은 체결볼트(140)의 체결시 스파이크(120)에 형성된 가체결용 체결홈(121)에 체결볼트(140)의 끝단이 체결되도록 스파이크(120)를 위치시킴으로써 하나의 제품으로 공급하게 된다.

상기와 같이 하나의 제품으로 완성되어 공급되는 본 발명의 압륜은 기존의 압륜과 동일하게 관이음부에 설치되며, 관을 고정하기 위해 체결볼트(140)를 회전시키게 되면, 체결볼트(140)의 끝단이 가체결용 체결홈(121)의 바닥에 닿기 전에는 체결볼트(140)의 정상적인 회전이 이루어지게 되고, 이후 체결볼트(140)를 강제적으로 회전시킴에 따라 가체결용 체결홈(121)에 형성된 나사산(120a)이 마모되면서 체결볼트(140)가 이동하여 스파이크(120)를 이동시킴으로서 관을 구속하게 된다.

상기와 같이 관이음부에 설치된 본 발명의 압륜은 통상의 압륜과 마찬가지로 관의 이탈을 방지하게 되며, 관이음부의 내부 압력이 증가하거나 또는 외력이 작용하여 관의 거동이 발생될 경우, 설치홈(115)에 구비된 여유공간(S)의 범위 내에서 체결부재(130)가 일부 이동하여 스파이크(120) 및 체결볼트(140)에 순간적으로 큰 하중이 작용하는 것을 방지함으로써 보다 신뢰도가 높은 관이음부의 구성이 가능하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 은 종래 압륜의 구조를 나타낸 사시도,

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 압륜의 분해 사시도,

도 3 은 도 2의 'A'부 상세도,

도 4 는 본 발명에 따른 설치홈에 체결부재가 삽입된 상태를 나타낸 단면도,

도 5 는 본 발명에 따른 체결볼트와 스파이크의 연결상태를 나타낸 단면도,

도 6 은 도 5의 'B'부 상세도,

도 7 은 본 발명에 따른 스파이크의 측단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(111) : 내륜 (112) : 외륜

(113) : 결합부 (114) : 삽입공

(115) : 설치홈 (116) : 패드

(120) : 스파이크 (121) : 가체결용 체결홈

(122)(123) : 날 (130) : 체결부재

(140) : 체결볼트

Claims (6)

1. 내륜(111)과 외륜(112)을 구비하여 관의 외주면을 감싸도록 설치되고, 관의 표면에 국부적으로 강한 압력을 가하여 관의 이탈을 방지하기 위한 스파이크(120)가 설치되는 다수개의 결합부(113)가 방사형의 구조로 형성된 관이탈 방지용 압륜에 있어서,

   상기 압륜의 외주면으로부터 상기 각 결합부(113)의 내부로 관통하도록 형성되어 체결볼트(140)가 삽입되는 공간을 형성하는 삽입공(114);

   상기 압륜의 측면으로부터 상기 각 삽입공(114)으로 이어지도록 소정의 깊이로 형성된 설치홈(115); 및

   상기 체결볼트(140)의 체결을 위한 나사산이 형성된 체결공(131)이 구비되고, 구비된 체결공(131)이 상기 삽입공(114)과 연통하여 체결볼트(140)의 체결이 가능하도록 상기 설치홈(115)에 조립되는 체결부재(130);를 구비하는 것을 특징으로 하는 조립식 관이탈 방지용 압륜.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 체결부재(130)는 너트로 구성된 것을 특징으로 하는 조립식 관이탈 방지용 압륜.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 설치홈(115)은 좌우면(115a,115b)과 상하면(115c,115d)을 갖는 사각형의 단면모양을 갖도록 형성되어 체결부재(130)의 대향하는 두 측면을 구속함으로써 체결부재(130)의 회전을 구속하도록 구성되고,

   상기 설치홈(115)의 좌우면(115a,115b)과 상하면(115c,115d)은 체결부재(130)의 양측면과 상하면으로부터 일정거리 이격되게 형성되어 설치홈(115)과 체결부재(130)의 사이에 체결부재(130)의 유동을 일정범위내에서 수용하는 여유공간(S)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 조립식 관이탈 방지용 압륜.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 설치홈(115)과 체결부재(130)의 사이에 형성된 여유공간(S)에는 체결부재(130)에 작용하는 진동이나 충격의 흡수를 위한 패드(116)가 더 설치됨을 특징으로 하는 조립식 관이탈 방지용 압륜.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 스파이크(120)는 관의 표면에 국부적으로 강한 압력을 가하여 관의 이탈 방지 하는 2개의 날(122,123)이 구비되며, 구비된 두 날(122,123)은 상호 대칭구조를 갖도록 스파이크(120)의 전후단에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 관이탈 방지용 압륜.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 체결볼트(140)는 볼트머리의 하단부에 나사산이 외면에 형성된 원형봉이 구비된 것으로 구성되고,

   상기 스파이크(120)에는 체결볼트(140)의 끝단이 삽입되어 체결되는 가체결용 체결홈(121)이 구비되며,

   상기 가체결용 체결홈(121)은 체결볼트(140)가 완전히 체결된 상태에서 강제회전을 하게 되면 마모되도록 체결볼트(140)의 나사산(140a)에 비해 작은 크기의 나사산(120a)이 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 관이탈 방지용 압륜.

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