KR101438021B1 - 관 조인트 - Google Patents

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KR101438021B1
KR101438021B1 KR1020117015860A KR20117015860A KR101438021B1 KR 101438021 B1 KR101438021 B1 KR 101438021B1 KR 1020117015860 A KR1020117015860 A KR 1020117015860A KR 20117015860 A KR20117015860 A KR 20117015860A KR 101438021 B1 KR101438021 B1 KR 101438021B1
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시게유키 조
유스케 사이토
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

관 조인트(30)는 테이퍼 수나사(36)를 한쪽의 단부에 갖고, 다른쪽의 단부에 조인트부(46)와 연결되는 조인트 연결부(39)를 갖는다. 이 테이퍼 수나사(36)는 엔드 캡(32)에 형성된 테이퍼 암나사(34)에 대해서 체결 종료시에 그 전체 길이가 나사 삽입되는 길이를 가짐과 아울러 시일 부재(52)에 의해 효과를 달성한다.

Description

관 조인트{PIPE JOINT}
본 발명은 테이퍼 나사를 구비한 관 조인트에 관한 것으로서, 한층 더 상세하게는 일본 공업 규격에서 규정되는 테이퍼 나사에 대해서 수나사부분을 한층 더 짧게 해서 충분한 내압성을 가짐과 아울러 소형화에 적합한 테이퍼 나사를 구비한 관 조인트에 관한 것이다.
종래부터, 예를 들면 유체압 기기 등에 대해서 유체를 도입하거나 또는 도출하기 위해서 관 조인트를 걸어 장착하고, 이 관 조인트에 튜브를 접속하는 구조의 것이 광범위하게 채용되고 있다. 이 경우 유체압 기기 등에 테이퍼 형상의 암나사를 형성하고, 한편 관 조인트에는 상기 테이퍼 암나사에 적합한 테이퍼 형상의 수나사를 형성하여 상기 테이퍼 암나사에 상기 테이퍼 수나사를 나사 삽입하는 구조의 것이 있다. 본 출원인은 일본 공개 특허 제 평4-85호 공보에 개시된 바와 같이 이 테이퍼 나사를 갖는 관 조인트에 대해서 이미 제안하고 있다.
그런데, 일반적으로는 한층 더 기밀성이나 액밀성(液密性)을 확보하기 위해서 수나사부분에 시일 테이프를 권회하거나 또는 시일재를 도포해서 암나사부에 나사 결합시킨다.
이 종류의 테이퍼 나사의 구조를 도 6에 도시한다. 도 6에 있어서 참조 부호 2는, 예를 들면 공기압 실린더의 엔드 캡을 도시한다. 이 엔드 캡(2)에는 테이퍼 암나사(4)가 형성된다. 이 테이퍼 암나사(4)는 일본 공업 규격에 적용되는 관 조인트의 테이퍼 수나사를 나사 결합시키기 위한 암나사이다.
이 테이퍼 암나사(4)에 나사 결합되는 관 조인트를 참조 부호 6으로 도시한다. 관 조인트(6)는 금속제 재료로 이루어지고, 상세하게는 원통 형상의 본체(8)와, 상기 본체(8)를 상기 테이퍼 암나사에 나사 삽입할 때에 스패너 등을 이용하여 상기 관 조인트(6)를 회전시키기 위한, 예를 들면 육각형 형상의 체결부(10)와, 상기 본체(8)의 한쪽의 단부에 형성된 환상 홈(12)에 장착되는 O링(14)과, 상기 O링(14) 근방에 형성된 둘레 회전하는 예리한 돌기부(16)와, 상기 본체(8)의 타단부에 형성되어 상기 테이퍼 암나사(4)에 나사 삽입되는 테이퍼 수나사(18)를 갖는다. 또한, 본체(8)의 축선 방향으로 연장해서 유체를 도입하거나 도출하기 위한 관통된 통로(20)가 형성되어 있다.
이와 같이 구성되는 관 조인트(6)에는 원터치 커플링(one-touch coupling)(22)이 연결된다. 원터치 커플링(22)은 합성 수지재로 이루어지는 굴곡된 본체(24)와, 그 한쪽의 단부에 장착되는 조인트부(26)를 갖는다. 조인트부(26)는 척, 콜릿, 릴리스 부시, 시일 링(seal ring) 등으로 이루어지는 종래 기술에 속하는 것이며, 따라서 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.
그래서, 엔드 캡(2)의 테이퍼 암나사(4)에 관 조인트(6)를 장착하기 위해서는 미리 테이퍼 수나사(18)의 주위에 시일 테이프를 권회하거나 또는 시일재를 충분하게 도포시킨다. 그리고, 체결부(10)에 스패너를 맞물리게 해서 이 관 조인트(6)를 시계 방향으로 회전시킨다. 그에 따라, 테이퍼 암나사(4)에 관 조인트(6)가 서서히 나사 삽입되게 되고, 소정 거리 나사 삽입되면 도 6에 도시하는 바와 같이 체결부(10)의 회전 동작을 종료한다.
즉, 이 종류의 테이퍼 나사에서는 체결부(10)의 하면이 엔드 캡(2)의 표면에 도달하지는 않고 테이퍼 수나사(18)가 외부에 드러나 있는 상태가 시인된다. 이것은 일본 공업 규격에 의한 제약 때문이다.
이어서, 상기 관 조인트(6)에 원터치 커플링(22)이 걸어 장착된다. 즉, 원터치 커플링(22)의 다른쪽의 단부를 상기 관 조인트(6)의 O링(14)측에 삽입한다. 이에 따라, 예리한 돌기부(16)로 이루어지는 맞물림부가 합성 수지재로 이루어지는 본체(24)의 내벽 부분에 맞물려 원터치 커플링(22)이 관 조인트(6)와 일체화되어 유체의 도입·도출이 행하여진다.
상기 관 조인트(6)와 엔드 캡(2)의 일체화와 같이, 테이퍼 수나사와 테이퍼 암나사의 나사 결합에 관해서 일본 공업 규격에 의하면, 예를 들면 테이퍼 암나사(4)와 테이퍼 수나사(18)가 매우 충분한 길이를 갖지 않으면 안된다. 따라서, 테이퍼 수나사(18)를 테이퍼 암나사(4)에 나사 삽입해도 체결부(10) 하단면이 엔드 캡(2)의 상면에 도달할 수 없어 그 일부가 외부에 드러난다.
또한, 실제로 테이퍼 암나사(4)에 대해서 테이퍼 수나사(18)가 충분하게 조여서 끼워맞춰져 기밀 또는 액밀 상태를 확보하였는지의 여부의 확인 작업이 곤란하고 또한 번잡하다.
또한, 시일 테이프 또는 시일재를 테이퍼 수나사(18)에 권회하거나 또는 도포해서 기밀성 또는 액밀성을 확보하려고 하면 작업 공수가 증가하고, 이들 시일 테이프나 시일재의 비용도 제품 가격에 반영되기 때문에 전체적인 비용 상승 요인이 된다.
또한, 일본 공업 규격에 의해 테이퍼 암나사(4)의 길이 및 테이퍼 수나사(18)의 길이가 정해져 있기 때문에 소형화를 하는 것이 곤란하다. 그리고, 상기한 바와 같이 시일 테이프 또는 시일재를 사용하려고 하면 그 나사 회전 작업 중에 이들 시일 테이프 또는 시일재가 유체 유로 내에 그 파편으로서 혼입되고, 그 결과 엔드 캡(2)으로부터 실린더실측에 그들의 분말이 혼입되어 실린더 본래의 동작에 지장을 초래하는 것이 염려된다.
또한, 시일 테이프 또는 시일재를 일단 사용하면 엔드 캡(2)으로부터 관 조인트(6)를 분리했을 때에 이들 시일 테이프 또는 시일재를 다시 사용하는 것이 곤란하게 되고, 또한 엔드 캡(2)에 대해서 관 조인트(6)를 재장착할 때에는 새로운 시일 테이프나 시일재를 준비할 필요가 생겨 번잡하다.
본 발명의 일반적인 목적은 소형화에 적합하고 시일 테이프나 시일재가 불필요한 관 조인트를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 대상물에 형성된 테이퍼 암나사에 나사 삽입되는 테이퍼 수나사를 갖는 관 조인트로서, 상기 관 조인트는 원통 형상의 본체와, 상기 본체의 일단부에 형성된 테이퍼 수나사를 나사 회전시키는 체결부와, 상기 본체의 타단부측에 있어서 조인트부와의 사이에서 제 1 시일 부재를 협지하는 내주면을 구비한 조인트 연결부와, 상기 체결부 하방에 있어서 상기 대상물과의 사이에서 시일을 행하는 제 2 시일 부재가 착좌되는 착좌부를 갖고, 상기 체결부의 체결 종료시에 상기 테이퍼 수나사는 상기 대상물의 테이퍼 암나사에 그 전체 길이가 나사 삽입되는 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 관 조인트와 원터치 커플링과 엔드 캡을 도시하는 전체 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 관 조인트의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 관 조인트와 원터치 커플링과 엔드 캡의 전체 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 관 조인트와 원터치 커플링과 엔드 캡의 전체 종단면도이다.
도 5는 도 4의 관 조인트를 엔드 캡에 장착하기 전의 상태를 도시하는 체결부 근방의 확대 단면도이다.
도 6은 종래 기술에 의한 관 조인트의 전체 단면도이다.
이 관 조인트(30)는 대상물인, 예를 들면 실린더의 엔드 캡(32)에 나사 삽입된다. 상기 엔드 캡(32)은 그 축선 방향에 직교해서 테이퍼 암나사(34)를 갖고, 한편 관 조인트(30)는 그 한쪽의 단부에 상기 테이퍼 암나사(34)에 나사 삽입되는 테이퍼 수나사(36)가 형성된 환상의 본체(38)를 갖는다. 본체(38)의 타단부측에는 도 6에 참조 부호 22로 도시되는 원터치 커플링(22)이 장착된 조인트부(46)가 직결되는 조인트 연결부(39)가 설치된다.
본체(38)는 그 축선 방향으로 관통하는 통로(40)를 갖고, 상기 테이퍼 수나사(36)의 반대측에 O링과 같은 제 1 시일 부재(42)를 착좌시키기 위한 경사 내주면(44)을 갖는다. 또한, 도 6의 종래 기술에서 도시되는 바와 같은 조인트부(46)와 맞물리기 위한 환상 돌기부(48)를 그 내부에 형성하고 있다. 환상 돌기부(48)에 대응하는 관 조인트(30)의 외주면에 스패너 등을 이용해서 이 관 조인트(30)를 나사 회전시키기 위한 체결부(50)가 형성되어 있다.
체결부(50)의 하단부 외주는 둘레 회전하는 만곡면 형상이며, 이 만곡면과 테이퍼 수나사(36)의 시단부(始端部) 사이에서 제 2 시일 부재(52)를 착좌시키기 위한 단면이 굴곡된 착좌부(54)가 형성되어 있다. 상기 착좌부(54)와 엔드 캡(32)의 테이퍼 암나사(34)의 시단측에 형성된 테이퍼면(56) 사이에서 제 2 시일 부재(52)가 협지되게 된다.
본 발명의 제 1 실시형태에 의한 관 조인트(30)는 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이며, 이어서 그 작용 효과에 대해서 설명한다.
굴곡된 형상의 조인트부(46)를 관 조인트(30)에 제 1 시일 부재(42)를 통해서 걸어 장착한다. 이 때, 관 조인트(30)의 환상 돌기부(48)가 조인트부(46)의 빠짐을 저지하는 역할을 한다.
이상과 같이 조인트부(46)와 일체화된 관 조인트(30)는 이어서 엔드 캡(32)에 형성된 테이퍼 암나사(34)에 나사 삽입된다. 즉, 테이퍼 수나사(36)를 상기 테이퍼 암나사(34)에 나사 삽입시켜 시계 방향으로 회전한다. 그 결과, 착좌부(54)에 개재된 제 2 시일 부재(52)가 서서히 테이퍼면(56)에 의해 압박되고, 결국에는 상기 관 조인트(30)의 나사 회전 동작이 종료된다. 이 동안 테이퍼 수나사(36)의 나사 본체 부분이 테이퍼 암나사(34)에 그 전체 길이가 나사 삽입되고, 체결 종료시에 체결부(50) 하단부는 제 2 시일 부재(52)를 압박함과 아울러 그 둘레 가장자리 부가 엔드 캡(32)의 테이퍼면(56)에 압접한다.
이에 따라, 관 조인트(30)가 충분하게 엔드 캡(32)의 테이퍼 암나사(34)에 나사 삽입된 것이 시인 가능하다. 그래서, 조인트부(46)측으로부터, 예를 들면 압축 공기 등을 송급하면 압축 공기는 외부에 누설되지 않고 엔드 캡(32)으로부터 도시되지 않은 실린더의 내부로 침입할 수 있다.
이 때, 테이퍼 수나사(36)는 테이퍼 암나사(34)에 충분하게 나사 삽입되고, 또한 제 2 시일 부재(52)의 시일 효과에 의해 이 제 2 시일 부재(52)로부터 외부로 압축 공기가 빠져나갈 일은 없다. 또한, 본 실시형태에 의하면 엔드 캡(32)에 관 조인트(30)를 나사 삽입할 때 시일 테이프나 시일재를 사용하는 경우가 없기 때문에 작업 공수도 적고 비용도 저감된다. 또한, 시일 효과는 충분하게 확보된다.
또한, 압축 공기와 같은 압력 매체에 의하면 충분하게 강도가 확보되어 있기 때문에 상대적으로 관 조인트(30)를 소형화할 수 있다는 이점이 있다.
이어서, 제 2 실시형태에 의한 관 조인트(100)를 도 3에 도시한다. 또한, 상술한 제 1 실시형태에 의한 관 조인트(30)와 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 부여해서 그 상세한 설명을 생략한다.
이 제 2 실시형태에 의한 관 조인트(100)에서는 본체(102)의 체결부(104)가 관 조인트(30)에 대해서 반경 외측 방향으로 확경되어 형성됨과 아울러 상기 체결부(104)의 하면에는 엔드 캡(32)에 면하도록 형성된 환상 홈(106)에 제 2 시일 부재(108)가 장착되는 점에서 제 1 실시형태에 의한 관 조인트(30)와 상위하다.
체결부(104)는 본체(102)의 축선 방향과 직교하도록 확경되고, 그 하면(104a)에 형성되는 환상 홈(106)은 단면이 대략 직사각형상으로 상기 체결부(104)를 따라 형성된다. 제 2 시일 부재(108)는, 예를 들면 단면 원형 형상의 O링으로 이루어지고, 상기 환상 홈(106)에 장착된 상태에서 체결부(104)의 하면(104a)으로부터 약간만 돌출되도록 설치된다.
그리고, 본체(102)를 포함하는 관 조인트(100)를 엔드 캡(32)에 나사 결합할 때에 제 2 시일 부재(108)가 상기 엔드 캡(32)의 상면에 슬라이딩 접촉하면서 회전하고, 상기 제 2 시일 부재가 상기 엔드 캡(32)에 대해서 완전하게 접촉함으로써 상기 엔드 캡(32)과 본체(102) 사이를 통한 압축 공기의 누설이 확실히 방지된다.
이어서, 제 3 실시형태에 의한 관 조인트(120)를 도 4 및 도 5에 도시한다. 또한, 상술한 제 2 실시형태에 의한 관 조인트(100)와 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 부여해서 그 상세한 설명을 생략한다.
이 제 3 실시형태에 의한 관 조인트(120)에서는 본체(102)에 있어서의 체결부(104)에 형성된 환상 홈(106)에 단면이 대략 T자 형상인 제 2 시일 부재(122)가 장착되는 점에서 제 2 실시형태에 의한 관 조인트(100)와 상위하다.
이 제 2 시일 부재(122)는 도 5에 도시하는 바와 같이 단면 직사각형 형상으로 형성된 베이스부(124)와, 상기 베이스부(124)에 대해서 하방으로 돌출된 돌기부(126)로 이루어지고, 상기 베이스부(124)가 환상 홈(106)에 대해서 장착됨과 아울러 상기 돌기부(126)가 상기 베이스부(124)의 하면에 형성된다. 또한, 이 돌기부(126)는 베이스부(124)의 하면에 있어서의 대략 중앙부에 형성되도록 하여도 좋고, 상기 대략 중앙부로부터 상기 베이스부(124)에 있어서의 반경 내측 또는 반경 외측에 형성되도록 하여도 좋다. 상기 돌기부(126)의 단부는 도 5에서 보듯이, 곡면 형상이며, 상기 돌기부(126)는 체결부(104)의 하면(104a)으로부터 하단으로 돌출되어 있다.
그리고, 본체(102)를 포함하는 관 조인트(120)를 엔드 캡(32)에 나사 결합할 때에 상기 본체(102)가 서서히 상기 엔드 캡(32)측으로 접근하고, 우선 제 2 시일 부재(122)의 돌기부(126)만이 상기 엔드 캡(32)의 상면에 슬라이딩 접촉하면서 하강한다. 그 때문에, 관 조인트(120)를 엔드 캡(32)에 대해서 나사 결합할 때에 제 2 시일 부재(122)가 전면적으로 엔드 캡(32)의 상면에 대해서 접촉할 경우와 비교하여 돌기부(126)를 형성함으로써 상기 제 2 시일 부재(122)와 상기 엔드 캡(32)의 접촉 면적을 저감시킬 수 있다.
그 결과, 관 조인트(120)를 장착할 때에 제 2 시일 부재(122)와 엔드 캡(32) 사이에 생기는 접촉 저항을 저감시키는 것이 가능하게 되고, 상기 관 조인트(120)를 보다 한층 원활하게 장착하여 상기 엔드 캡(32)과 본체(102) 사이를 통한 압축 공기의 누설을 확실히 방지할 수 있음과 아울러 관 조인트(120)의 장착시에 있어서의 제 2 시일 부재(122)의 비틀어짐을 억제할 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 대상물에 형성된 테이퍼 암나사에 나사 삽입되는 테이퍼 수나사를 갖는 관 조인트로서:
    상기 관 조인트(100, 120)는 원통 형상의 본체(38)와,
    상기 본체(38)의 일단부에 형성된 테이퍼 수나사(36)를 나사 회전시키는 체결부(104)와,
    상기 본체(38)의 타단부측에 있어서 조인트부(46)와의 사이에서 제 1 시일 부재(42)를 협지하는 내주면을 구비한 조인트 연결부(39)와,
    단면이 T자 형상이고, 직사각형 형상의 단면을 갖는 베이스부(124)와 상기 베이스부(124)로부터 하방으로 돌출된 돌기부(126)로 이루어지며, 상기 대상물(32)을 향하도록 상기 체결부(104)의 하면(104a)에 형성된 환상 홈(106)에 상기 베이스부(124)가 장착되고, 상기 돌기부(126)는 단부가 곡면 형상으로, 체결부(104)의 하면(104a)으로부터 하단으로 돌출되어 상기 대상물(32)과의 사이에서 시일을 행하는 제 2 시일 부재(122)를 갖고;
    상기 체결부(104)의 체결 종료시에 있어서 상기 테이퍼 수나사(36)는 상기 대상물(32)의 테이퍼 암나사(34)에 그 전체 길이가 나사 삽입되는 길이를 가짐과 아울러, 상기 제 2 시일 부재(122)는 환상으로 형성되고, 또한 상기 대상물(32)에 형성된 테이퍼면(56)에 대하여 반경 외측 방향으로 이간된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 관 조인트.
  4. 삭제
  5. 삭제
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