KR101699467B1 - 마개 단부가 형성되어 있는 파이프 부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 밀봉 링(sealing ring)를 가지고 있는 소켓 단부 내로 삽입되도록 설계된 마개 단부(spigot end part: 2)가 형성되어 있는 파이프 부품(1)으로서,
외측 단부 구조(3)를 가지는 상기 마개 단부는, 원주 방향에서 교호적(alternating fashion)으로 내부측에 위치한 부분들(4), 이들 내부측에 위치한 부분들(4)에 대해 상대적으로 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 융기부들(protuberances: 5)을 포함하고 있다.

Description

마개 단부가 형성되어 있는 파이프 부품 {Pipe part provided with a spigot end part}

본 발명은 제 2 파이프 부품의 소켓 단부 내로 삽입되도록 설계된 마개 단부가 형성되어 있는 파이프 부품에 관한 것이다. 상기 소켓 단부는 가스켓 또는 밀봉 링(sealing ring) 과 같이 일반적으로 실링 수단으로서 내부에 형성되어 있다. 상기 마개 단부는 일반적으로 소켓 단부 내로 마개 단부를 삽입하는 동안 밀봉 링의 변형을 위해 바깥쪽에서 모서리가 깎인 사면(chamfer) 부위가 최단부에 형성되어 있다. 본 발명은 또한 그러한 파이프 부품과 같은 제품을 생산하는 방법에 관한 것이다.

US 2002/0038952 A1은 잘린 원추의 형태에 사면 부분의 외부 표면을 가진 파이프 부분을 보여준다. 이것은 밀봉 링이 형성되어 있는 소켓 단부 내부로 마개 단부가 삽입하는 동안, 종종 삽입력이 바람직하지 않게 큰 크기로 간주되는 단점이 있다. 이러한 큰 삽입력은 마개 단부에 삽입하는 동안 밀봉 링이 전체 둘레가 균일하게 변형되어야 하는 사실의 결과이다. 이 과정에서 밀봉 링의 내경은 탄성력에 대항하여 증가한다. 이것은 삽입력이 삽입 진행에 따라 증가하는 삽입력에 광범위하게 기여한다. 이것은 변형 과정으로서 더 강한 변형에 저항하는 밀봉 링의 대응 결과이다. 상기 마개 단부의 원추 형상의 외부 표면은 삽입력이 꾸준히 증가하여 삽입이 저조하고 열악한 관리 프로세스를 만들게 된다.

EP 1 589 272 A1 또한, 외부에 형성된 모따기 부분을 가진 파이프 부품을 형성한다. 상기 모따기 부분은 원주 주위에 균일하게 분포되고, 외부 표면이 반경 내측에 자리잡고 있는, 적어도 두 개의 영역으로 구성된다. 이런 방식에서, EP 1 589 272 A1에 따르면, 마개 단부가 삽입되는 동안, 밀봉 링은 구역별(sector by sector)로 변형되므로, 이러한 변형에 필요한 힘이 시간에 걸쳐 분산되는 방식으로 적용되고, 필요한 삽입력이 줄어든다.

발명의 목적은, 상기 설명한 바와 같이 소켓 단부 내로 삽입될 수 있고, 마개 단부로서 소켓 단부에 적어도 쉽게 삽입될 수 있는 마개 단부가 형성된 대체 파이프 부품을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 제 1 항에 정의된 바와 같이 파이프 부품에 의해 충족된다.

이러한 파이프 부품은 내부에 밀봉 링(sealing ring)를 가지고 있는 소켓 단부 내로 삽입되도록 설계된 마개 단부(spigot end part)가 형성되어 있다. 상기 마개 단부는, 원주 방향에서 교호적(alternating fashion)으로 내부측에 위치한 부분들, 이들 내부측에 위치한 부분들에 대해 상대적으로 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 융기부들(protuberances)을 포함하고 있어서, 적어도 축 방향으로 각도 회전이 자유롭다. 상기 융기부들 중 적어도 하나는 각각의 가상 원추(imaginary cone)의 형상과 불일치하는 융기 형상(protuberance-shape)을 가지며, 가상 원추는 파이프 부품의 축과 축을 공유하고, 파이프 부품을 가로지르는 기저(base)을 가지며, 각각의 융기부들과 적어도 하나의 지점에서 일치한다.

즉, 융기 형상을 가지는 적어도 하나의 융기부는 원추 형상이 그것의 전체와 일치하지 않는다. 다수의 실시예에 따르면, 융기부들 중 어느 것도 전체의 원추 형상과 일치되지 않는다.

이하에서, 삽입 방향은 말단 방향(distal direction)으로 칭하기도 한다. 반대 방향은 근위 방향(opposite direction)으로 칭하기도 한다.

본 발명에 따르면, 파이프 부품은, 초기에 일부 위치에서 밀봉 링이 다른 위치에서 변형되는 범위보다 큰 범위로 변형되도록, 밀봉 링의 부분 변형을 위한 소켓 단부에서 마개 단부의 삽입을 가능하게 한다. 밀봉 링의 높은 변형은 융기부들과의 접촉 위치에서 발생할 가능성이 높다. 그러므로, 상기 밀봉 링은 단순히 마개 단부와 소켓 단부의 내부 사이에서 균일하게 압축되는 것이 아니라, 밀봉 링의 다양한 소재 특성들이 의도적으로 여러 방향으로 발현되도록 비균일하게 압축된다. 이는 밀봉 링이 소켓 단부에서 마개 단부의 삽입에 유연하게 반응할 수 있게 한다.

더욱이, 상기 밀봉 링은 소켓 단부와 마개 단부의 외측 단부 구조의 내부에 의해 형성된 고리 형상에 맞는 형상으로 되어 있다. 다른 부분에서 다른 밀봉 링의 국부적 변형은 소켓 단부에서 마개 단부를 삽입하는 사람에게 피드백을 제공할 수 있다. 특히, 사람이 소켓 단부에 마개 단부를 삽입하는 경험이 있을 때, 조작이 필요한지 아니면 이미 진행중인 것을 계속 할 수 있는지 여부가 분명하게 될 것이다. 이는 삽입 과정을 도와준다.

또한, 다른 위치에서 이러한 다른 변형들은 시간에 걸쳐 반드시 분산될 필요는 없다. 물론, 외측 단부 구조가 소켓 단부에 마개 단부를 삽입하는 사람에게 피드백을 제공하기 위해 삽입시 밀봉 링에 대한 변형이 시간에 걸쳐 분산되도록 하는 것도 가능하다. 삽입의 진행을 위해 필요한 삽입력은 도달한 단계에 대한 정보를 나타낸다.

가상 원추 모양과 융기 형상의 불일치는, 소켓 단부에 마개 단부를 삽입하는 사람에게 피드백과 그에 따른 가이던스를 더 제공할 수도 있는 추가적인 특성의 융기부를 제공한다. 필요한 삽입력은 밀봉 링을 통해 마개 단부의 삽입에 대한 단계들을 "모니터링" 하는 것을 가능하게 하는 융기 형상에서 유래된 "정보를 포함"할 것이다.

본 발명으로 인해 마개 단부에 대한 설계 가능성이 크게 개선되었음을 인식하게 될 것이다. 종래의 선행 기술에 기반할 때, 이전에는, 마개 단부의 디자인에 사용 가능한 (반경 방향에서 작고 파이프 벽의 두께에 의해 제한되며, 축 방향에서 작고 연결을 작게 유지하고자 하는 일반적인 소망으로 인해 제한되는) 물리적 공간이 곧바로 마개 단부의 형상을 규정하는 것으로 인식되어 왔다. 본 발명에서 제공하는 식견에 따르면, 다른 디자인들이 사용뿐만 아니라 이러한 파이프 부품을 제조에 이점들을 제공하면서 파이프 부품에 대해 가능하다.

본 발명에 따른 파이프 부품의 바람직한 실시예들은 이후 청구항에 개시되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 부품은, 초기에 일부 위치에서 밀봉 링이 다른 위치에서 변형되는 범위보다 큰 범위로 변형되도록, 밀봉 링의 부분 변형을 위한 소켓 단부에서 마개 단부의 삽입을 가능하게 한다. 그러므로, 상기 밀봉 링은 단순히 마개 단부와 소켓 단부의 내부 사이에서 균일하게 압축되는 것이 아니라, 밀봉 링의 다양한 소재 특성들이 의도적으로 여러 방향으로 발현되도록 비균일하게 압축된다. 이는 밀봉 링이 소켓 단부에서 마개 단부의 삽입에 유연하게 반응할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마개 단부를 포함하는 파이프의 투시도를 모식적으로 제공한다;
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 측면도를 모식적으로 보여준다;
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 상부 평면도를 모식적으로 보여준다;
도 4는 도 3에 도시된 라인A-A 에 따른 횡단면도를 모식적으로 보여준다;
도 5는 도 3에 도시된 라인B-B에 따른 횡단면도를 모식적으로 보여준다;
도 6은 도 2에 도시된 파이프 부품이 형성되어 있는 삽입 슬리브의 측면도를 보여준다;
도 7은 도 4에 도시된 파이프 부품과 함께 삽입 슬리브의 단면도를 모식적으로 보여준다;
도 8은 도 5에 도시된 파이프 부품과 함께 삽입 슬리브의 단면도를 모식적으로 보여준다;
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마개 단부가 형성되어 있는 파이프 부품의 투시도를 모식적으로 제공한다;
도 10은 도 9에 도시된 실시예의 측면도를 모식적으로 보여준다;
도 11은 도 9에 도시된 실시예의 상부 평면도를 모식적으로 보여준다;
도 12는 도 11에 도시된 라인A-A 에 따른 횡단면도를 모식적으로 보여준다;
도 13은 도 11에 도시된 라인B-B에 따른 횡단면도를 모식적으로 보여준다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1은 내부에 밀봉 링(도시하지 않음)을 가지고 있는 소켓 단부(도시하지 않음) 내로 삽입되도록 설계된 마개 단부(2)가 형성되어 있는 파이프 부품(1)의 투시도를 보여준다. 외측 단부 구조(3)를 가지는 마개 단부(2)는, 원주 방향에서 내부측에 위치한 부분들(4), 뿐만 아니라, 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 융기부들(5)을 포함하고 있다. 융기부들(5)은 상대적으로 내부측에 위치한 부분들(4)에 대해 반경 방향에서 바깥쪽을 향한다. 외측 단부 구조(3)는 원주방향에서 교호적으로 내부측에 위치한 부분들(4)과 바깥쪽으로 향하는 융기부들(5)을 포함한다. 융기부들(5)은 적어도 축 방향에서 각진 전환에 구애 받지 않음을 보여준다.

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 측면도이다. 가상 원추(6)는 보는 바와 같이 시각화 될 수 있다. 원추(6)는 파이프 부품(1)의 축과 축을 공유한다. 가상 원추(6)의 기저(7)은 파이프 부품(1)을 가로지른다.

도 3의 라인 B-B에 따른 횡단면도인 도 5에서 보다 명료하게 보는 바와 같이, 각각의 융기부들(5)은 적어도 하나의 지점에서 가상 원추(6)와 일치한다. 앞서 언급한 세 가지 조건 (예를 들어, 원추(6)는 파이프 부품(1)의 축과 축을 공유)에 만족하는 많은 가상 원추들은 파이프 부품(1)을 가로지르는 기저를 가지고 적어도 하나의 지점에서 그것들과 일치한다. 명확한 근거를 위해, 단 두 개의 가상 원추(6, 6')를 보여줄 것이다. 그러나, 본 명세서에서 "상기" 또는 "가상 원추"에 대한 참조가 있는 경우, 이는 앞서 언급한 세 가지 조건들을 만족시키는 모든 가상 원추들에 동일하게 적용될 것임이 당업자에게 명료할 것이다.

가상 원추와 일치하는 포인트의 개수는 융기 형상뿐만 아니라, 특히 가상 원추의 꼭대기 위치와 크기에 따라 달라진다.

단지 가상 원추(6)와 일치하는 융기부(5)의 지점을 가지는 것 보다, 융기부들(5) 중 적어도 하나는 가상 원추(6)와 공통적으로 적어도 하나의 부분 (예를 들어, 단지 하나의 지점보다 많은)을 가지는 것이 종종 적용될 것이다. 이러한 부분은 함께 결합되는 다수의 지점일 수 있다. 함께 결합되는 다수의 지점은 한 영역에 형성될 수 있다. 또는, 상기 지점이 라인을 형성할 수도 있다. 다수의 실시예들에 따르면, 이러한 라인은 융기부들(5) 중에 적어도 하나가 각각의 가상 원추(6)와 공통점을 가질 수 있다.

횡단면인 도 5는 부분 도면에서 융기부(5)가 도시된 가상 원추(6)과 두 지점에서 일치하는 것을 보여주고 있지만, 융기부(5)가 한 지점에서 일치하는 것에 의해 한 지점이 점선(6')에 의해 간략하게 보여지는 가상 원추의 가능성을 직시하기 어렵지는 않을 것이다. 융기(5) 형태는 쉽게 예상 가능하듯이, 다수의 지점들이 가상 원추(6)와 일치하는 개수로 결정된다. 예를 들어, 융기부는 반경 방향에서 바깥쪽과 마주한 물결 형상 표면을 가질 수 있다. 이러한 물결 형상 융기부의 표면은 가상 원추의 표면에 다수 교차한다.

도 5에서 보는 바와 같이, 융기부(5)는 가상 원추 모양(6또는 6')과 불일치한 융기 형상을 가지고 있다. 즉, 도 5에서 보는 바와 같이, 융기부(5)는 도시된 가상 원추(6)와 일치하지 않은 적어도 하나의 부분을 가진다 (또는, 앞서 언급한 세 조건을 만족하는 다른 가상 원추(6')중 어느 것). 비록 그것이 가상 원추 (6, 또는 6')와 융기 형상이 불일치는 융기부(5)의 오직 하나에 해당하지만, 바람직한 실시예에서 각각의 융기부(5)는 가상 원추(6, 또는 6')의 형상과 불일치하는 융기 형상을 갖는다.

도 2에서, 특히 도 3의 라인A-A 횡단면도를 보여주는 도 4를 참조하면, 그것은 실시예에서 보는 바와 같이, 부분들(4)은 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 융기부들(5)에 상대적으로 반경 방향에서 내측에 위치하지만, 그것은 또한, 부분들(4)이 가상원추(6 또는 6')의 하나 이상의 지점과 일치할 가능성이 있음을 나타낸다. 그러나, 상기 부분들(4)은 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 하나 이상의 가상 원추(6)에 상대적으로 반경 방향에서 내측에 위치하고 상기 가상 원추들과 모두 일치하는 지점이 없다는 점이 마찬가지로 가능하다.

가상 원추가, 예를 들어, 도 5에서 점선에 의해 도시된 바와 같은 원뿔을 포함한다면, 내부측에 위치한 부분들(4)은 이러한 원추(6')와 어느 지점과도 일치하지 않을 것이다. 이 경우, 상기 부분들(4)은 원추(6')에 상대적으로 내부측에 위치할 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 융기 형상의 일부는 원통형 표면(CS)을 가질 수 있다. 도 4로부터 반경의 단면에서, 그것은 내부측에 위치한 부분들(4) 의 근위를 나타내며, 마개 단부(2)는 원통형 표면(CS)의 일부를 포함할 수 있다. 상기 표면은 실린더의 일부일 수 있다.

도 3(상부 평면도)으로부터 파이프 부품(1)의 축 방향을 가로질러 취한 융기부(5)의 단면은 원형의 일부를 포함할 수 있다. 이것은 도 3에서 화살표 RR에 의해 표시된다. 도 1 내지 5 각각에서 바람직하게 보이는 바와 같이, 외측 단부 구조(3)의 근위에서 마개 단부(2)는 상기 파이프 부품의 일부를 형성하는 긴 파이프의 외측 단부 구조와 일치시킬 수 있는 원통형 표면을 포함한다. 또는, 상기 파이프 부품(1)은 삽입을 촉진하고, 긴 파이프의 둥근 단부를 유지하도록, 긴 파이프로 삽입하기 위한 지지 슬리브의 일부를 형성할 수 있다. 전체 지지 슬리브들은 도 6 내지 도 8에 도시되어 있다. 상기 원통형 표면은 삽입시 밀봉 링이 통과하는 원통형의 일부일 수 있다.

근위방향에서, 상기 마개 단부(2)는 점진적으로 원통형, 바람직하게는 원형의 외부면(outer surface)을 가진다. 상기 외부면이 실린더 형상을 가지고 있다면, 응력-변형 상황은 밀봉 링 내에 균일하게 분포된다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 마개 단부(2) 또한, 마개 단부로 상기 파이프를 제공하는 것과 같이, 파이프 단부에 삽입될 수 있는, 소위 지지 또는 삽입 슬리브의 일부를 확인할 수 있다. 그러나, 파이프의 단부에 마개 단부를 "조각(sculpturing)"함으로써 파이프 부품에 마개 단부 부위를 형성하는 것이 가능하다. 도면 1, 2, 4 및 5에서 점선 T는 이러한 변형에서 파이프의 외벽(또는 튜브)가 될 위치를 보여준다. 이러한 실시예에서, 마개 단부는 파이프의 일체화된 부위일 수도 있다.

도 1 내지 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파이프 부품(1)에서 각각의 융기부(5)는 형태가 동일하다. 이것은 밀봉 링의 일부가 다른 융기부들 중 밀봉 링과 상호 작용하는 위치에서보다 더 심한 기계적 응력-변형 상황을 받은 융기부(5)와 접촉되지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, 적어도 두 개의 융기부들(5)이 상호 다른 형상인 것도 가능하다. 이러한 실시예를 위해 밀봉 링의 한 위치에서 기계적 응력 - 변형 상황은 마개 단부의 삽입에 대한 해당 위치에 다른 저항을 제공하는 유일한 것이며, 그것은 소켓 단부에서 마개 단부를 삽입하는 사람에 의해 느낄 수 있다. 이것은 삽입의 진행(또는 그것의 결여)시 사람에게 피드백을 제공한다.

도 1 내지 4에서 도시한 바와 같이, 마개 단부의 실시예에서 각각의 반경 방향에서 내측에 위치한 부분들(4)은 평면(flat surface)을 포함한다. 물론, 이것이 하나 또는 반경 내측에 위치한 부분들(4)의 몇몇에 적용되는 것도 가능하다.

반경 방향에서 내측에 위치한 부분들(4)에 평면이 반드시 형성되어 있어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 그것은 하나 또는 그 이상의 부분들(4), 또는 실제로 모든 부분들(4)이 원주 방향 및/또는 축 방향에서 보는 바와 같이, 반경 방향으로 내부측, 또는 외부측에서 곡면(curved surface)를 가지는 것이 가능하다.

또 다른 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 반경 방향에서 내측에 위치한 부분들은 개구(through-opening)를 포함한다. 이는, 마찰되는 밀봉 소재용 개구에 소재가 없으므로, 외측 단부 구조(3)와 밀봉 링 사이의 마찰은 적어도 이들 위치에 줄어드는 것을 의미한다.

도 1 내지 4에서 보는 바와 같이, 실시예에 따라 반경 방향에서 내측에 위치한 각각의 부분들(4)은 말단 방향에서 안쪽 반경 방향으로 확장된 면을 포함한다. 이는, 적어도 내측에 위치한 부분(4)의 위치에서, 소켓 단부에서 마개 단부의 삽입을 용이하게 하여, 삽입력이 처음에 최소화될 것이다. 이는 또한, 마개 단부가 밀봉 링에 동축으로 접근하고 밀봉 링이 정위치에서 되지 않도록, 마개 단부가 스스로 중심을 잡는다는 의미에서, 소켓 단부에서 마개 단부의 "움직임(wiggling)"을 허용한다.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 파이프 부품(1)의 축 방향 A를 따라 취한 융기 형상의 단면은 원형의 일부를 포함한다. 이것은 도 5에서 화살표 R에 해당한다. 이는, 융기부의 일부가 밀봉 링에 처음에 접촉하게 되고, 밀봉 링의 소재를 관통하지 않고, 밀봉 링을 변형시키면서 슬라이딩 링을 따라 슬라이딩 되는 것을 보장한다. 또한, 도 4에서 보는 바와 같이, 내측에 위치한 부분(4)의 위치에서 파이프 부품의 축 방향을 따라 취한 단면은 원형의 일부를 포함한다. 이것은 도 4에서 화살표 R'에 해당한다. 즉, 이러한 위치에서 마개 단부가 밀봉 링을 관통하는 것을 피할 수 있고, 밀봉 링을 (약간) 변형하면서 밀봉 링을 따라 움직일 수 있다. 바람직하게는, 도 4의 화살표 R'과 도 5의 화살표 R이 보여주는 위치에서 곡률은, 완전한 원주를 따라 반경이 있도록 원주 방향에서 점진적으로 그러나 부드럽게 서로 대응하고 있으며, 수치 값에서 약간 변화한다.

또한 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 이 부분이 상기 밀봉 링을 관통할 것 같지는 않지만, 매우 동일한 방식이 마개 단부의 내측 가장자리에 적용된다.

밀봉 링을 때리는 구조의 제 1 부분이 될 외측 단부 구조의 매끄럽거나(smoothing) 또는 둥근(rounding off) 부위는, 삽입시 마개 단부가 달라 붙게 되는 가능성을 감소시키기 때문에 바람직하다. 또한, 외부 단부 구조의 부위들이 매끄럽거나 둥글 때, 밀봉 링의 바람직하지 않은 배열이 발생할 가능성이 적다. 각진 전환(angular transitions)은 밀봉 링 소재의 관통, 마개 단부의 삽입 차단을 초래할 수 있고, 밀폐가 더 이상 보장되지 않을 정도로 밀봉 링을 손상시킬 수도 있다.

어떠한 이론에 구속되지 않는다는 전제하에, 본 발명에 따른 마개 단부의 제 1 실시예의 삽입은 하기에 대략적으로 특징지을 수 있는 삽입력을 필요로 한다. 우선, 반경 R을 가진 융기부들(5)의 부위는, 밀봉 링이 처음에 큰 변형을 겪어야 하는 이들 위치에서, 삽입력에 대부분을 기여한다. 만약 삽입력이 전혀 필요하지 않다면, 반경 R'를 갖는 내측에 위치한 부분(4)의 일부에서 밀봉 링의 변형은 상대적으로 작을 것이다. 따라서, 삽입력은 마개 단부의 원주를 따라 처음에 변화될 것이다. 반경 R을 가진 융기부들(5)의 부위가 밀봉 링을 일단 통과하면, 융기부들(5)와 밀봉 링 사이의 접촉면은 더 이상 형태가 변형되지 않는다. 이후 융기부들(5)와 접촉되는 밀봉 링의 국부적인 적응은 더 이상 필요하지 않다.

그러나, 삽입시 내부측에 위치한 부분들(4)은 점차적으로 더 많은 적응을 필요로 한다. 따라서 이 단계에서, 전체 삽입력은 마개 단부의 원주를 따라 해당 위치들에서 증가하는 힘의 결과인 것으로 느껴진다. 힘이 증가하는 위치들은, 삽입 초기 단계에서 가장 큰 힘이 적용될 수 있는 위치들과 비교할 때, 다르다고 생각된다.

어떠한 단계에서 보다 깊이 삽입시, 밀봉 링과 접촉해 있는 마개 단부의 일부는 더 이상 그것의 원주를 따라 어떠한 변화도 나타나지 않는다. 이는 또한, 가능한 한 최종적이고 실질적으로 일정한 값으로, 삽입력에서 변화를 초래할 것이다.

따라서, 도 1 내지 5에 따라 마개 단부(2)가 삽입되는 동안, 시간과 위치의 측면에서 힘을 변화시키는 3개의 구별되는 단계들이 있다. 예를 들어, 삽입시 더욱 구별되는 단계들이 확인될 수 있도록 융기부들(5)을 만드는 것이 가능함을 쉽게 상상할 수 있다. 예를 들어, 상기 융기부들(5)의 "물결(wavy)" 외측면은, 마개 단부를 삽입하는 사람이 필요한 삽입력으로 "웨이브들을 계산할 수(count the waves)" 있게 하며, 그로 인해 삽입의 어느 단계에 도달했는지를 안다. "단일 물결(single wave)"이 도 5 및 도 13에서 보는 바와 같이 반경 R에 의해 제공되어, 정보-발생-설계(information-generating-design)가 연장하는 동안 축 길이를 바람직하게는 한정적으로 유지한다.

많은 실시예들에서, 각각의 가상 원추와 적어도 하나의 융기부의 일치는 단지 라인에 의해 형성된다. 이러한 라인은 본질적으로 원주 방향으로 연장될 수도 있다.

도 9는 본 발명에 따른 마개 단부(2)가 형성되어 있는 파이프 부품(1)의 제 2 실시예의 투시도를 보여준다. 이 경우, 상기 외측 단부 구조(3)에는, 소켓(도시하지 않음) 내부로 마개 단부(2)의 삽입이 최종 단계에 도달할 때 사람에게 촉각 및/또는 청각 피드백을 제공하기 위한 적어도 하나의 말기 표시기(end-stage indicator: 9)가 형성되어 있다. 도 9에서 보는 실시예에서, 상기 각각의 말기 표시기(9)는 축 방향으로의 돌출부(9)를 포함한다. 상기 말기 표시기(9)는 바람직하게는 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 융기부(5)가 위치되는 원주 방향에 따른 부위에 형성된다. 그러나, 내측에 위치하는 부분(4)이 형성되는 부위에서 삽입 표시기(9)가 원주 방향을 따라 위치되는 것을 상상할지 못할 바는 아니다.

도 10은 도 9에 도시된 실시예의 측면도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 2와 비교할 때, 대응하는 도 2와는 달리, 도 10은 축 방향으로의 돌출부를 포함하는 삽입 표시기(9)를 나타낸다. 도 9에 도시된 실시예의 상부 평면도인 도 11를 참조하면, 상기 도 3에서 설명한 것과 같은 형상들은 도 11에 동일하게 적용된다. 유사하게, 도 12와 도 4를 비교할 때, 도 4의 설명은 도 12의 설명에 동일하게 적용된다. 마지막으로, 도 13과 도 5를 비교할 때, 도 5의 설명은 도 13의 설명에 대해 동일하게 유효하다.

하기에서 설명한 바와 같이, 말기 표시기(9)는 소켓 내부로 마개 단부(2)의 삽입이 최종 단계에 도달할 때 사람에게 촉각 및/또는 청각 피드백을 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 삽입의 예정된 최종 단계를 더욱 잘 정의하고 촉각 및/또는 청각 피드백을 최적화하기 위해 소켓에 배열을 가지는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 파이프 부품(1)은 특정 소켓과 관련된 것을 목적으로 한다. 이러한 소켓은 그 소켓의 소켓 단부에 마개 단부의 삽입을 위해 설계되었다. 내부에서, 이러한 소켓 단부에는 밀봉 링이 형성되어 있다. 소켓의 내부는 또한 그것의 성능을 최적화하기 위해 말기 표시기(9)와 기계적으로 저촉되도록 구성될 수 있다. 말기 표시기를 사용하여, 마개 단부가 소켓 단부에 완전히 삽입될 때를 사람이 판단할 수 있게 설계된 마개 단부와 소켓 단부의 조합은 WO 96/17200에 설명되어 있고, 이는 삽입 표시기의 측면에서 말기 표시기(9)를 언급한다.

말단 표시기가 관련 소켓과 상호 작용하는 가능한 방식들에 대한 더욱 자세한 설명을 보려면, 독자는 본 발명으로부터 유래된 WO 96/17200를 참조할 수 있다.

이제 우리는 본 발명, 특히 제 2 실시예 작동 방식으로 되돌아온다. 앞서 지시한 바와 같이, 상기 제 2 실시예는 기본적으로 제 1 실시예와 동일하며, 단지 제 2 실시예가 측 방향으로 돌출된 돌출부를 형성하는 말기 표시기(9)를 포함하는 것이 제 1 실시예와 다르다. 예시된 실시예에서, 돌출부(5)가 반경 RR의 부분을 가진 위치까지 반경 방향으로 연장되어 있어서, 돌출부(9)의 위치와 크기는 일부 간섭이 삽입의 초기 단계 내에 일어날 수 있도록 되어 있다. 즉, 본 실시예에서, 돌출부(9)의 위치와 크기는 그것이 소켓에서 밀봉 링의 (약간의) 변형을 요하도록 되어 있다. 따라서, 필요한 삽입력은 말기 표시기(9)의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다. 이는, 삽입의 초기 단계를 위해, 필요한 삽입력에 반영된 추가 단계를 제공할 수 있다.

그러나, 밀봉 링과의 더 이상의 현저한 간섭이 없고 결과적으로 돌출부(9)가 삽입력에 영향이 없도록 되어 있는 돌출부(9)를 가지는 것 또한 가능하다.

파이프 단부의 소켓이 삽입의 연속성을 방지하도록 배열되어 있는 내부 "스토퍼 구조"를 보통 가지는 점을 주목해야 한다. 이 구조는 소켓 내부에 하나 이상의 평면 받침대를 포함할 수 있다. 또한, 마개 단부의 (완만한 또는 급격한) 협소함에 의해 소켓 단부의 추가 삽입이 불가능하도록 소켓이 내부적으로 깔때기 같은 모양의 구조를 가지는 것을 인식하지 못할 바는 아니다.

상기 돌출부(9)는 삽입의 최종 단계에서 소켓의 내부 "스토퍼 구조"와 접촉하게 된다. 상기 소켓 내로 마개 단부를 삽입하는 사람이 소켓에 대해 상대적으로 마개 단부를 회전하는 경우, 상기 돌출부(9)가 접촉하면 소리가 날 수 있다. 상기 소켓의 내부 "스토퍼 구조"와 돌출부(9)의 이러한 상호 작용은 축 방향으로 삽입이 불가능하고, 예를 들어, 삽입이 완료된 것과 같이 삽입의 마지막 단계에 도달했다는 신호로서 인지할 수 있도록 느껴지고 확인되는 것 또한 가능하다. 상기 돌출부(9)는 소켓 내에 마개 단부 회전시 발생하는 "스틱-슬립(stick-slip)" 현상에 의해 진동을 생성할 수 있다. 또한 이러한 현상은 촉각 및/또는 청각 피드백을 제공할 수 있다.

흥미롭게도, 말기 표시기(9) 또한 돌출부(9) 대신, 또는 추가적으로 만입부(표시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 만입부는 또한, 축 방향일 수 있으며, 상기 만입부가 이러한 돌출부 사이에 형성되도록, 서로 인접하지 않고 원주 방향에서 더 큰 범위로 확장되는 돌출부(9)에 의해 실질적으로 형성될 수도 있다. 도 1 내지 8에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에서 상기 만입부는 특히, 그것으로부터 하나 또는 그 이상의 돌출부들에 실제로 형성되고, 마개 단부(2)의 근위 방향으로 연장될 수 있다. 소켓 단부 내에서 "스토퍼-구조"에 도달시, 만입부의 존재는 촉각 및/또는 청각 피드백을 야기할 수 있다. 예를 들어, 이러한 만입부에서 만입부의 결과 및/또는 소리의 공명으로서, 소켓 내에서 회전시 마찰이 부족은 삽입 완료에 대한 피드백을 제공할 수 있다.

물론, 앞서 언급한 바와 같이, 삽입할 수 있는 마개 단부(2) 내부에 소켓은 삽입의 마지막 단계를 용이하게 설정하고 촉각 및/또는 청각 피드백이 적합하도록 바람직하게는 내부 구조를 가지고 있다. WO 96/17200는 이러한 구조 및 말기 표시기(9)의 수행에 적합한 이러한 방법의 예들을 제공한다.

본 발명에 따른 마개 단부의 제 2 실시예에서 도시한 바와 같이, 돌출부(9)는 소망하는 모양으로 형성될 수도 있다. 돔 형상의 돌출부(9)뿐만 아니라, 더 많이 각진 돌출부(9)도 가능하다. 돌출부(9)의 위치와 치수, 및 개수는 도시된 실시예와 다를 수 있다. 그것을 또한, 오직 하나 또는 다수의 융기부들(5)은 돌출부가 형성될 수 있다. 보다 자세한 지침은, WO 96/17200를 참조할 수 있다.

본 발명에 따른 마개 단부(2)는 파이프 부품의 가공에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 놀랍게도 그것은 또한, 접혀있거나 구부러진 시트 형상의 금속의 외측 단부 구조(3)를 만들 수 있다. 이러한 시트 형상의 금속은 금속 튜브와 같이, 연장된 시트일 수 있다. 또한, 시트 형상의 금속은 몰드-가압에 의해 외측 단부 구조(3)을 만들 수도 있다. 일반적으로, 상기 외측 단부 구조(3)는 시트 형상의 금속은 형상화(shaping)에 의해 만들 수도 있다.

도 6 내지 8에 도시한 바와 같이, 완전한 마개 단부(2)는 시트 형상의 금속을 형상화 함으로서 만들어질 수도 있으며, 실제로, 본 발명에 따른 완전한 파이프 부품(1) 또는 지지 슬리브는 형상화한 시트 형상의 금속에 의해 형성될 수도 있다. 이것은 비교적 쉽고 저렴한 생산 공정을 거친다.

바람직하게는 이러한 형상화 방법은 자연스럽게 둥근 모서리를 가진 외측 단부 구조(3)를 제공한다. 가공 과정으로 이러한 둥근 모서리를 얻기 위해서는 별도의 주의와 많은 비용을 필요로 한다.

본 발명은 상기에서 설명한 실시예에 한정되지 않는다. 많은 변형이 가능하다. 상기 파이프 부품은 플라스틱 또는 금속, 또는 그것의 조합으로 소재를 만들 수 있다. 세라믹 소재 역시 제외되지 않는다. 상기 외측 단부 구조(3)는 시트 형상의 금속으로 만들어지는 것이 바람직하지만, 가공, 몰딩, 주조, 또는 이러한 기술의 조합에 따라 본 발명에 따른 파이프 부품의 생산하도록 채용되는 것이 불가능한 것은 아니다.

융기부들(5)와 내부측에 위치한 부분(4)의 개수는 자유롭게 선택될 수 있다. 크기는 일반적인 공학기술 고려사항을 기초하여 각 목적에 최적화할 수 있다. 도 6 내지 8에 대한 참조는 완전한 삽입 슬리브의 일부로서 파이프 부품을 보여준다. 바람직한 크기는 도면에서 제공된다. 특정한 적용을 위해, 제공된 크기, 또는 특정 크기의 비율이 선호될 수도 있다.

그러나, 소켓 단부의 크기뿐만 아니라, 파이프 단부 부품 (예를 들어 삽입되는 삽입 슬리브)에 대한 파이프 벽의 두께는 소망하는 크기와 차이가 발생할 수 있다.

일반적으로, 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 융기부들은 적어도 축 방향에서 각진 전환에 구애 받지 않는다. 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 융기부들(5)로부터 외측 단부 구조의 또 다른 부위로의 전환은 각진 것일 수도 있다. 도 1로부터 표현되는 에서 내부측에 위치한 부분들(4)로부터 융기부들(5)의 전환은 도 1에서 각지게, 즉, 다소 급격한 것으로 나타나 있다. 그러나, 이러한 전환은 점진적하고 부드럽게 할 수도 있다.

상기 융기부들 자체는 도면과 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 소켓 단부에 마개 단부를 수동적으로 삽입하는 사람에게 보다 정확한 피드백이 전해지도록 각지지 않은 단차(non-angular step)가 융기 형상에 합체될 수도 있다.

이러한 각각의 변형과 다양함은 청구의 범위 내에서 벗어나서 이해된다.

Claims (15)

1. 내부에 밀봉 링(sealing ring)를 가지고 있는 소켓 단부 내로 삽입되도록 설계된 마개 단부(spigot end part: 2)가 형성되어 있는 파이프 부품(1)으로서,
   외측 단부 구조(3)를 가지는 상기 마개 단부는, 원주 방향에서 교호적(alternating fashion)으로 내부측에 위치한 부분들(4), 이들 내부측에 위치한 부분들(4)에 대해 상대적으로 반경 방향에서 바깥쪽을 향하는 융기부들(protuberances: 5)을 포함하고 있으며,
   융기부들(5) 중 적어도 하나는 각각의 가상 원추(imaginary cone: 6)의 형상과 불일치하는 융기 형상(protuberance-shape)을 가지며, 가상 원추(6)는 파이프 부품(1)의 축과 축을 공유하고, 파이프 부품(1)을 가로지르는 기저(base)을 가지며, 각각의 융기부들(5)은 적어도 하나의 지점에서 일치하고,
   상기 융기부들(5)은 축 방향에서의 어떠한 각진 전환 없이 매끄러운 구조를 가지며,
   상기 융기 형상의 일부는 원통형 표면(CS)을 가지고,
   상기 외측 단부 구조(3)의 근위에서 마개 단부(2)는 실린더 형상을 가진 외부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 융기부들(5)은 각각의 가상 원추 모양(6)과 불일치한 융기 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파이프 부품(1)의 축 방향을 가로질러 취한 융기 형상의 단면이 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 파이프 부품(1)의 축 방향을 따라 반경 방향으로(radially) 취한 융기 형상의 단면이 곡선을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
6. 삭제
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 융기부들(5)은 형상이 동일한 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반경 방향에서 내측에 위치한 부분들(4) 중 적어도 하나는 개구(through-opening)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반경 방향에서 내측에 위치한 부분들(4) 중 적어도 하나는 말단 방향에서 안쪽 반경 방향으로 확장된 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반경 방향에서 내측에 위치한 부분들(4) 중 적어도 하나는 평면(flat surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반경 방향에서 내측에 위치한 부분들(4) 중 적어도 하나는 곡면(curved surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외측 단부 구조(3)에는, 소켓 내부로 마개 단부(2)의 삽입이 최종 단계에 도달할 때 사람에게 촉각, 청각, 또는 촉각 및 청각 피드백을 제공하기 위한 적어도 하나의 말기 표시기(end-stage indicator: 9)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 말기 표시기(end-stage indicator: 9)는 적어도 하나의 축 방향으로의 돌출부 또는 만입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외측 단부 구조(3)는 접혀있거나 구부러진 시트 형상의 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 파이프 부품.
15. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 파이프 부품(1)를 제조하기 위한 방법으로서, 외측 단부 구조(3)를 만들기 위해 시트 형상의 금속을 형상화(shaping) 하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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