KR101025223B1 - 관절 스위벨 - Google Patents

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Abstract

관절 스위벨이 개시된다. 관절 스위벨은 그 길이 방향에 대해 경사지게 절단된 제 1 경사면을 갖는 제 1 관로부재와 제 1 경사면에 접하는 제 2 경사면을 갖는 제 2 관로부재를 구비한다. 제 2 관로부재는 제 1 관로부재에 대해 면접촉 상태로 상대 회전 가능하다. 제 1 관로부재는 그 내부에 제 1 경사면에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성된 제 1 관로 및 그 단부가 제 1 관로부재의 중심부측을 향하도록 제 1 관로로부터 연장형성된 제 2 관로를 구비하고, 제 2 관로부재는 그 내부에 제 2 경사면에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성된 제 3 관로 및 그 단부가 제 2 관로부재의 중심부측을 향하도록 제 3 관로로부터 연장 형성된 제 4 관로를 구비한다. 이 때 제 1 관로부재의 연장 방향상의 중심축선과 제 2 관로부재의 연장 방향상의 중심축선의 교차점이 제 1 관로의 중심축선상에 위치된다. 이에 의하면, 관로부재에 결합된 호스 등에 의한 관로부재간의 접합면에서의 모멘트 발생이 없어 작업자의 손목등에 가해지는 비틀림이 없어지게 되며, 관로부재간의 기밀의 유지가 보다 용이하다. 또한, 관로부재간 내부 유로가 급격히 변화되지 않아 스위벨을 관통하는 유체의 압력이 일정하게 유지된다.
Figure R1020080090278
스위벨, 관로, 모멘트

Description

관절 스위벨{swivel joint}
본 발명은 스위벨에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 스위벨에 연결되는 호스의 꼬임 및 비틀림 방지, 호스에 의한 모멘트 발생 방지 및 이로 인한 스위벨 내부에서의 누기 방지를 위한 스위벨에 관한 것이다.
일반적으로 관 또는 호스 등을 상호 연결하는 경우 연결부위에 관 또는 호스의 비틀리거나 꼬이는 현상 방지를 위해 스위벨이 사용된다. 도 1은 종래에 사용되는 스위벨의 단면도를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 스위벨(100)은 몸체(30)와, 몸체(30)의 내부에 설치되는 가스관로(80)를 포함한다.
몸체(30)는 호스(22)에 연결된 제1 몸체(40)과, 노즐(24)에 연결된 제2 몸체(60), 및 제1 몸체(40)과 제2몸체(60)을 연결하는 제3 몸체(50)을 포함한다. 이와 같은 몸체(30)는 내부에 제1 연결관로(22a)가 형성된 호스(22)와, 내부에 제2 연결관로(24a)가 형성된 노즐(24) 사이에 결합된다.
몸체(30)의 제1 몸체(40)은 일단부(40a)가 호스(22)에 연결되고, 제2 몸체(60)은 일단부(60a)가 노즐(24)에 연결되며, 제3 몸체(50)은 제1몸체(40)의 타단 부(40b)와 제2 몸체(60)의 타단부(60b)를 연결한다.
제1 몸체(40)과 제2 몸체(60) 각각의 타단부(40b)(60b) 외면은 제3 몸체(50)의 양단부 내면과 서로 형합가능하도록 형성되며, 제3몸체(50)의 양단부 내측으로 제1 몸체(40)의 타단부(40b)와 제2 몸체(60)의 타단부(60b)가 삽입되어 제3 몸체(50)이 제1,2 몸체(40)(60)의 타단부(40b)(60b)와 결합되는데 이와 같은 제1 몸체(40)과 제2 몸체 (60)은 제3 몸체(50)에 대해 회전가능하도록 결합하게 된다.
결과적으로, 제3 몸체(50)에 대해 제1 몸체(40)과 제2 몸체(60)이 회전가능하도록 구성됨으로써, 호스(22)와 노즐(24)이 서로에 대해 회전하게 된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 스위벨은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 즉, 종래의 스위벨은 호스(22)에 연결되는 제1 몸체(40)이 제3 몸체(50)에 대해 회전 가능하도록 구성되어 있으나, 제1 몸체(40)과 제2 몸체(60)의 접합면에 대해 제1 몸체(40)에 연결되는 호스(22)의 하중에 의한 모멘트가 여전히 발생하고 있어 제1 몸체(40)과 제2 몸체(60)의 접합면에서의 고압 유체의 누설이 발생하는 문제점이 있다. 또한 작업자는 몸체(30)부분을 파지한 상태에서 작업을 하게 되는데 종래 스위벨의 사용으로 인해 호스의 꼬임 등은 방지 가능하나 호스의 하중에 의해 발생하는 모멘트가 작업자의 손목 등에 직접 가해지므로 여전히 손목 등 관절에 무리가 가는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스위벨을 구성하는 각 관로부재의 회전 접합면에서의 모멘트를 없앰으로 인한 관로부재간의 기밀의 유지를 보다 용이하게 하고, 작업자의 손목에 가해지는 비틀림의 방지를 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관절 스위벨은 그 길이 방향에 대해 경사지게 절단된 제 1 경사면을 구비하는 제 1 관로부재 및 그 길이 방향에 대해 경사지게 절단되며 상기 제 1 경사면에 접하는 제 2 경사면을 구비하고, 상기 제 2 경사면이 상기 제 1 경사면에 접하도록 상기 제 1 관로부재에 결합되어 상기 제 1 관로부재에 대해 면접촉 상태로 상대 회전 가능한 제 2 관로부재를 포함하며, 상기 제 1 관로부재는, 그 내부에 상기 제 1 경사면에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성된 제 1 관로, 및 그 단부가 상기 제 1 관로부재의 중심부측을 향하도록 상기 제 1 관로로부터 연장 형성된 제 2 관로를 구비하고, 상기 제 2 관로부재는, 그 내부에 상기 제 2 경사면에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성된 제 3 관로, 및 그 단부가 상기 제 2 관로부재의 중심부측을 향하도록 상기 제 3 관로로부터 연장형성된 제 4 관로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 경사면에 대해 제 1 관로부재와 제 2 관로부재가 서로 면접촉 상태로 회전함에 따라 제 1 관로부재 또는 제 2 관로부재에 연결된 외부 호스등이 꼬 이거나 비틀리는 것이 해소된다. 또한 제 1 관로 및 제 3 관로가 경사면에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성되어 상기 제 1 관로부재와 상기 제 2 관로부재가 면접촉 상태로 상대 회전 시에 상기 제 1 관로와 상기 제 3 관로가 일직선을 유지할 수 있어 유로 저항이 감소되는 장점이 있다.
상기 제 1 관로부재는 상기 제 1 경사면으로부터 돌출형성되며 상기 제 2 관로부재의 상기 제 3 관로에 삽입되어 결합되는 연결관로부를 구비하도록 제작될 수 있다. 이런 경우 상기 제 1 관로는 상기 연결관로부 내에 형성되어진다. 이와 같이 제작되어 상기 제 1 관로부재와 상기 제 2 관로부재가 경사면에 대해 결합되어 상대 회전 가능하게 되면, 또한 이와 같은 형상으로 인해 제 1 관로부재가 제 2 관로부재에 대해 상대 회전 시에도 기밀 유지가 보다 용이하게 된다.
상기 제 2 관로부재의 상기 제 3 관로측 내벽면과 상기 연결관로부의 외측면 사이에 개재되는 베어링을 포함하여 제작될 수 있다. 이로서 상기 제 1 관로부재가 상기 제 2 관로부재에 삽입된 상태에서 원할히 회전가능하게 된다
상기 제 2 관로부재에는 상기 연결관로부가 상기 제 2 관로부재에 결합된 상태에서 상기 베어링을 삽입하기 위한 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제 2 관로부재의 상기 제 3 관로측 내벽면과 상기 연결관로부의 외측면 사이에 개재되는 오링을 포함하여 상기 제 1 관로부재와 상기 제 2 관로부재 사이의 기밀이 유지가 된다.
상기 제 1 관로부재 및 상기 제 2 관로부재 중 적어도 어느 하나는, 상기 제 2 관로 또는 상기 제 4 관로의 단부로부터 연장 형성되며 상기 제 1 관로부재 또는 상기 제 2 관로부재의 길이 방향을 따라 형성되는 제 5 관로를 구비하도록 형성되어진다. 또한, 이런 경우 상기 제 1 관로부재의 연장 방향상의 중심축선과 상기 제 2 관로부재의 연장 방향상의 중심축선의 교차점이 상기 제 1 관로의 중심축선상에 위치된다.
이로 인해 상기 제 1 관로부재와 제 2 관로부재의 접합면에 대해서 제 1 관로부재에 연결되는 호스의 하중에 의해 발생되는 모멘트를 없앨 수 있게 되는 장점이 있다. 이로 인해 상기 접합면에서의 기밀의 유지가 보다 용이하며, 사용자의 손목 등에 가해지는 비틀림을 방지할 수 있게 된다.
상기 제 1 경사면 및 상기 제 2 경사면 중 적어도 어느 하나의 경사각은 상기 제 1 관로부재 또는 상기 제 2 관로부재의 길이 방향에 대해 45°로 제작될 수 있다. 이로 인해 제 1 관로부재가 제 2 관로부재에 대해 수평 또는 수직 방향으로 놓여질 수 있게 된다.
또한, 상기 관절 스위벨은 상기 제 2 관로부재의 상기 제 4 관로측에 상기 제 2 관로부재의 연장 방향을 회전 축선으로 하여 회전 가능하게 결합되며, 상기 제 4 관로와 연통되는 제 6 관로를 구비하는 제 3 관로부재를 더 포함하도록 제작될 수 있다. 이로 인해 제 3 관로부재 외부에 연결되는 호스 등의 꼬임 및 비틀림이 방지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 관로부재에 결합된 호스등에 의한 관로부재간의 접합면에서의 모멘트 발생이 없어 작업자의 손목 등에 가해지는 비틀림이 없어지게 되며, 관로부재간의 기밀의 유지가 보다 용이하다. 또한, 본 발명에 따르면, 스위벨 내부 유로가 급격히 변화되지 않아 스위벨을 관통하는 유체의 압력이 일정하게 유지되는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 관절 스위벨의 단면도이고, 도 3은 도 2의 관절 스위벨의 일단이 회전한 상태를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 관절 스위벨은 제 1 관로부재(10), 제 2 관로부재(20) 및 제 3 관로부재(30)로 구성되어 있다.
제 1 관로부재(10)는 그 길이 방향에 대해 경사지게 절단된 제 1 경사면(11)을 구비한다. 제 1 관로부재(10)는, 그 내부에 제 1 경사면(11)에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성된 제 1 관로(13)를 구비한다. 또한, 그 단부가 제 1 관로부재(10)의 중심부측을 향하도록 상기 제 1 관로(13)로부터 연장 형성된 제 2 관로(15)를 구비한다.
제 2 관로부재(20)는 상기 제 1 경사면(11)에 접하는 제 2 경사면(21)을 구비한다. 제 2 관로부재(20)는, 그 내부에 제 2 경사면(21)에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성된 제 3 관로(23)를 구비한다. 또한, 그 단부가 제 2 관로부재(20)의 중심부측을 향하도록 제 3 관로(23)로부터 연장형성된 제 4 관로(25)를 구비한다.
제 3 관로부재(30)는 제 2 관로부재(20)의 제 4 관로(25)측에 제 2 관로부재(20)의 연장 방향을 회전 축선으로 하여 회전 가능하게 결합되며, 제 4 관로(25)와 연통되는 제 6 관로(35)를 구비한다.
제 1 관로부재(10)는 상기 제 1 경사면(11)으로부터 돌출형성되며 제 2 관로부재(20)의 제 3 관로(23)에 삽입되어 결합되는 연결관로부(27)를 구비한다. 이 때 제 1 관로(13)는 연결관로부(27) 내에 형성되어진다. 또한, 제 2 관로부재(20)의 제 3 관로(23)측 내벽면과 연결관로부(27)의 외측면 사이에 베어링(40)을 포함하여 제작된다. 제 2 관로부재(20)에는 연결관로부(27)가 제 2 관로부재(20)에 결합된 상태에서 베어링(40)을 삽입하기 위한 삽입공(45)이 형성되어 있다. 도 2에서는 제 2 관로부재(20)와 제 2 관로부재(20)와 결합되는 제 3 관로부재(30) 사이에 삽입공(45)이 도시되어 있으며, 동일한 형태의 삽입공(45)이 제 2 관로부재(20)에 형성될 수 있다. 또한, 제 2 관로부재(20)의 제 3 관로(23)측 내벽면과 연결관로부(27)의 외측면 사이에 오링(60)을 포함한다.
제 1 관로부재(10) 및 제 2 관로부재(20)는, 제 2 관로(15) 또는 제 4 관로(25)의 단부로부터 연장 형성되며 제 1 관로부재(10) 또는 제 2 관로부재(20)의 길이 방향을 따라 형성되는 제 5 관로(17)를 구비하도록 형성된다. 이 때 제 1 관로부재(10) 또는 제 2 관로부재(20) 중 어느 하나만에 대해서 제 5 관로(17)가 형성되도록 제작될 수 있다.
제 1 관로부재(10)와 제 2 관로부재(20)가 상기와 같이 형성되어 결합되어진 경우 제 1 관로부재(10)의 연장 방향상의 중심축선과 제 2 관로부재의 연장 방향상 의 중심축선의 교차점이 제 1 관로(13)의 중심축선상에 위치된다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 관절 스위벨의 동작은 다음과 같다.
제 1 관로부재(10)의 제 5 관로(17)에 호스등이 연결되어 유체가 유입되는 경우 제 5 관로(17), 제 2 관로(15) 및 제 1 관로를 차례로 통과하여 제 2 관로부재(20)의 제 3 관로(23)와 제 4 관로(25)를 통과하게 된다. 이 때 제 4 관로(25)를 통과한 유체는 제 2 관로부재(20)의 제 4 관로(25)와 연통되는 제 6 관로(35)를 구비하는 제 3 관로부재(30)를 통과하여 제 6 관로(35)와 연결되는 관 또는 호스 등을 통하여 배출된다.
상기와 같이 본 발명에 의하는 경우 경사면에 대해 제 1 관로부재(10)와 제 2 관로부재(20)가 서로 면접촉 상태로 회전함에 따라 제 1 관로부재(10) 또는 제 2 관로부재(20)에 연결된 외부 호스등이 꼬이거나 비틀리는 것이 해소된다. 또한 제 1 관로(13) 및 제 3 관로(23)가 경사면에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성되어 제 1 관로부재(10)와 제 2 관로부재(20)가 면접촉 상태로 상대 회전 시에 제 1 관로(13)와 제 3 관로(23)가 일직선을 유지할 수 있어 스위벨 내부 유로가 급격히 변화되지 않아 스위벨을 관통하는 유체의 압력이 일정하게 유지되는 장점이 있다.
제 1 관로부재(10)가 제 1 경사면(11)으로부터 돌출형성되어 제 2 관로부재(20)의 제 3 관로(23)에 삽입되어 결합되므로 제 1 관로부재(10)와 제 2 관로부재(20)가 경사면에 대해 결합되어 상대 회전 시에도 기밀 유지가 보다 용이하게 된다. 또한, 베어링(40)에 의해 제 1 관로부재(10)가 제 2 관로부재(20)에 삽입된 상태에서 원할히 회전가능하게 된다. 오링(60)에 의해서는 제 1 관로부재(10)와 제 2 관로부재(20) 사이의 기밀이 유지가 된다.
제 1 관로부재(10)의 연장 방향상의 중심축선과 제 2 관로부재(20)의 연장 방향상의 중심축선의 교차점이 제 1 관로(13)의 중심축선상에 위치되므로 인해 제 1 관로부재(10)와 제 2 관로부재(20)의 접합면에 대해서 제 1 관로부재(10)에 연결되는 호스의 하중에 의해 발생되는 모멘트를 없앨 수 있게 되는 장점이 있다. 이로 인해 제 1 관로부재(10)와 제 2 관로부재(20) 사이의 기밀의 유지가 보다 용이하며, 본 발명의 관절 스위벨을 사용하는 사용자의 손목등에 가해지는 비틀림을 방지할 수 있게 된다.
제 1 경사면(11) 및 제 2 경사면(21)의 경사각은 제 1 관로부재(10) 또는 제 2 관로부재(20)의 길이 방향에 대해 45°로 제작될 수 있다. 이로 인해 제 1 관로부재(10)가 제 2 관로부재(20)에 대해 수평 또는 수직 방향으로 놓여질 수 있으며, 수직방향으로 놓여진 경우 제 1 관로부재(10)에 연결되는 호스의 하중에 의해 발생되는 모멘트를 없앨 수 있게 되는 장점이 있다. 도 3에 도시된 것은, 제 1 관로부재(10)가 제 2 관로부재(20)에 대하여 소정각도만 회전한 것을 도시한 것이다.
제 3 관로부재(30)는 제 2 관로부재(20)의 제 4 관로(25)측에 제 2 관로부재(20)의 연장 방향을 회전 축선으로 하여 회전 가능하게 결합되며 이로 인해 제 3 관로부재(30) 외부에 연결되는 호스 등의 꼬임 및 비틀림이 방지될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 대해서 도시하고 설명하고 있으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론, 그러한 변 형은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래 스위벨 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관절 스위벨의 단면도.
도 3은 도 2의 관절 스위벨의 일단이 회전한 상태를 나타낸 단면도.

Claims (10)

  1. 그 길이 방향에 대해 경사지게 절단된 제 1 경사면을 구비하는 제 1 관로부재; 및
    그 길이 방향에 대해 경사지게 절단되며 상기 제 1 경사면에 접하는 제 2 경사면을 구비하고, 상기 제 2 경사면이 상기 제 1 경사면에 접하도록 상기 제 1 관로부재에 결합되어 상기 제 1 관로부재에 대해 면접촉 상태로 상대 회전 가능한 제 2 관로부재;를 포함하며,
    상기 제 1 관로부재는, 그 내부에 상기 제 1 경사면에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성된 제 1 관로, 및 그 단부가 상기 제 1 관로부재의 중심부측을 향하도록 상기 제 1 관로로부터 연장형성된 제 2 관로를 구비하고,
    상기 제 2 관로부재는, 그 내부에 상기 제 2 경사면에 대해 실질적으로 수직방향으로 형성된 제 3 관로, 및 그 단부가 상기 제 2 관로부재의 중심부측을 향하도록 상기 제 3 관로로부터 연장형성된 제 4 관로를 구비하고,
    상기 제 2 관로부재의 상기 제 4 관로측에 상기 제 2 관로부재의 연장 방향을 회전 축선으로 하여 회전 가능하게 결합되며, 상기 제 4 관로와 연통되는 제 6 관로를 구비하는 제 3 관로부재;를 더 포함하고,
    상기 제 2 관로부재는, 상기 제 3 관로부재와의 결합부위에 상기 제 2 관로부재와 상기 제 3 관로부재가 결합된 상태에서 베어링을 삽입하기 위한 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 관로부재 및 상기 제 2 관로부재 중 적어도 어느 하나는, 상기 제 2 관로 또는 상기 제 4 관로의 단부로부터 연장 형성되며 상기 제 1 관로부재 또는 상기 제 2 관로부재의 길이 방향을 따라 형성되는 제 5 관로를 구비하는 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 관로부재는 상기 제 1 경사면으로부터 돌출형성되며 상기 제 2 관로부재의 상기 제 3 관로에 삽입되어 결합되는 연결관로부를 구비하는 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 관로는 상기 연결관로부 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 관로부재의 연장 방향상의 중심축선과 상기 제 2 관로부재의 연장 방향상의 중심축선의 교차점이 상기 제 1 관로의 중심축선상에 위치되는 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 경사면 및 상기 제 2 경사면 중 적어도 어느 하나의 경사각은 상기 제 1 관로부재 또는 상기 제 2 관로부재의 길이 방향에 대해 45°인 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 관로부재의 상기 제 3 관로측 내벽면과 상기 연결관로부의 외측면 사이에 개재되는 베어링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 관로부재에는 상기 연결관로부가 상기 제 2 관로부재에 결합된 상태에서 상기 베어링을 삽입하기 위한 삽입공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 관로부재의 상기 제 3 관로측 내벽면과 상기 연결관로부의 외측면 사이에 개재되는 오링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관절 스위벨.
  10. 삭제
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