KR101845987B1 - 로터리 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속으로 회전하는 회전체에 연결하면서 내부로 유동하는 유체가 새지 않는 구조의 로터리 조인트에서 배관 또는 기구 연결용 로터리 조인트 내의 유체 이동에 의한 부식을 방지하기 위해 로터리 조인트 내부의 유로 표면에 탈부착되는 부식방지용 연결부재를 구비하여 유체의 성질에 대응하면서 유속에 따른 위치고정을 집중하는 로터리 조인트에 관한 것으로서, 회전 샤프트, 씰 하우징, 실부재, 바디부, 베어링부, 장력조절부 및 제1, 2연결부재를 포함하여 이루지는 로터리 조인트에 있어 상기 회전 샤프트 제1유로의 일단에서 노출되어 원주형으로 돌출된 제1커버탭이 일단을 형성하면서 상기 제1커버탭에 연결되어 제1유로를 따라 연장되어 제1유로의 내주면에 밀착 고정되면서 회전 샤프트의 제1씰홈의 내주면에 밀착되되, 상기 실부재의 하나가 내주면에 밀착되도록 제1연결편을 형성하는 제1연결부재와, 상기 씰 하우징의 제2씰홈의 내주면에 밀착되되, 상기 실부재의 다른 하나가 내주면에 밀착되도록 제2연결편을 형성하여 연장되면서 제2유로와 제3유로의 내주면에 밀착 고정되며, 상기 씰 하우징의 제2몸체 단부와 바디부의 제2공간부 단부 사이에 끼움 밀착되도록 외주 일면에 외측으로 돌출된 제1돌출탭과 상기 바디부 제2유로의 타단에서 노출되어 원주형으로 돌출된 제2커버탭이 일체로 형성되는 제2연결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트를 제공한다.

Description

로터리 조인트{ROTARY JOINT}

본 발명은 로터리 조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속으로 회전하는 회전체에 연결하면서 내부로 유동하는 유체가 새지 않는 구조의 로터리 조인트에서 배관 또는 기구 연결용 로터리 조인트 내의 유체 이동에 의한 부식을 방지하기 위해 로터리 조인트 내부의 유로 표면에 탈부착되는 부식방지용 연결부재를 구비하여 유체의 성질에 대응하면서 유속에 따른 위치고정을 집중하는 로터리 조인트에 관한 것이다.

일반적인 로터리 조인트(Rotary Joint)는 상대적으로 회전하는 배관 또는 기기를 서로 접속시키는 관 이음 또는 그 이음쇠를 말하는 것으로, 통상 유체를 누수 하지 않고 고정 배관으로부터 각종 기계장치의 회전 부분에 공급하거나 회전 부분으로부터 배출할 때 사용되는 관 이음장치를 지칭한다.

즉, 고정되어 있는 배관과 회전하고 있는 회전체 사이를 연결하여 회전하고 있는 회전체에 냉각수, 절삭유 등의 유체를 공급하거나 배출하는 연결장치이다. 예를 들어, 선반, 밀링 그라인더와 같이 회전하는 축을 이용한 공작기계는 회전축 내부로 냉각수나 절삭유와 같은 유체를 통과시켜 회전축을 냉각시키거나, 회전축을 유체 이동 통로로 활용하고 있다. 이와 같이, 회전축 내부에 유체를 통과시키기 위해서는 고정된 배관과 회전체를 연결하면서 동시에 유체가 누출되지 않는 구조를 갖는 로터리 조인트가 필요하다.

종래에도 각종 회전체가 회전 가능하도록 고정체에 연결되고 동시에 유체를 유통시킬 수 있는 구조의 로터리 조인트가 다양하게 개발되었다. 로터리 조인트는 용도에 따라 다양한 구조가 개발되어 채용되었지만, 회전체를 고정체에 회전 가능하게 연결한다는 점에서 유체의 누출이 전혀 없는 구조의 개발이 용이하지는 않았다.

특히, 부식성이 강한 유체의 이동에 의해 로터리 조인트 내의 유로를 통과시 장기간 유체와의 마찰로 인해 부식성이 강한 유체에 의해 유로가 부식이 되면서 로터리 조인트와 배관 간의 결합력의 저하 및 변형과 손상이 발생되며, 더욱이 유로의 부식에 의한 이물질이 분리되어 유체의 오염 및 기구의 작동 저하를 초래하게 된다.

또한, 종래의 로터리 조인트는 금속재질로 이루어진 샤프트로 인해 부식에 따른 이물질의 부식량이 과다하여 실링부재의 내구성이 취약한 문제점이 있었다.

또한, 종래의 로터리 조인트는 금속재질로 이루어진 샤프트와 탄성 재질로 이루어진 실링부재 간의 마찰시 실링부재의 마모량이 과다하여 실링부재의 내구성이 취약한 문제점이 있었다.

이에, 이러한 부식문제를 해결하기 위해 종래에는 각종 배관의 이음새 부분 및 배관 배부 또는 조인트의 유로 내부를 방식처리하는 대상이 늘어가는 추세이다. 그러나 방식처리가 된 로터리 조인트 유로의 경우 부식성이 강한 유체가 방식처리로 코팅된 유로와의 마찰로 인해 장기간 피로도의 집중으로 코팅처리가 손상 또는 부식되거나 고속의 유체 흐름에 따른 유체와의 마찰로 인해 코팅처리된 방식층이 손상되는 문제점이 발생한다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1309627호(발명의 명칭 : 로터리 조인트) 2. 대한민국 등록특허 제10-1081891호(발명의 명칭 : 로터리 조인트) 3. 대한민국 등록특허 제10-0953685호(발명의 명칭 : 이중 회전관용 로터리 조인트)

본 발명의 목적은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배관 또는 기구 연결용 로터리 조인트 내부의 유로를 부식 방지하기 위해 유로 내주면에 긴밀히 밀착된 부식방지용 연결부재를 설치하는 로터리 조인트를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 로터리 조인트의 유로에 긴밀히 밀착된 부식방지용 연결부재가 고속 유체에 의한 밀림방지 즉, 유로의 내주면에 긴밀히 밀착하면서 이동없이 정위치게 밀착된 상태를 유지하기 위해 밀림방지부를 포함하는 로터리 조인트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 로터리 조인트의 유로에 긴밀히 밀착하여 사후 교체가 용이한 구조를 가져 교체 및 설치공정이 간단하여 공정에 소요되는 비용의 최소화로 경제성이 탁월하면서 조인트 자체의 교체주기를 줄일 수 있는 부식방지용 로터리 조인트를 제공하는 데 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 일실시예는 일측 외주에 제1플랜지가 결속되면서 외주면이 경사진 제1테이퍼면이 형성된 링형의 부싱부가 상기 부싱부의 제1테이퍼면에 대응되는 제1플랜지의 제1결합홀 내주면에 밀착되어 일단에 연결되는 배관 또는 외부장치에 형성된 제2플랜지와 제2플랜지가 축형태로 결합되어 회전하며, 상기 외부장치로부터 배출되는 유체가 유입되는 제1유로가 내부에 형성되면서 상기 제1유로의 타단 내주면에 단차진 제1씰홈이 형성된 회전 샤프트; 상기 회전 샤프트의 타측에 마련되어 제1유로의 제1씰홈에 마주하면서 제1씰홈에 대응되는 일단의 내주면에 제2씰홈이 형성되어 외주면이 외측으로 돌출된 제1몸체와 상기 제1몸체의 타단에 연결되어 제1유로의 내경과 동일한 내경을 제2유로가 형성되는 제2몸체로 이루어진 씰 하우징; 상기 회전 샤프트의 제1씰홈과 씰 하우징의 제2씰홈에 각각 마련되어 상호 밀착되는 형태로 배치되는 실부재; 상기 제1플랜지와 회전 샤프트의 타단 사이의 회전 샤프트 일면 외주면에 링형으로 돌출된 단속탭 상부에 일단이 위치하면서 내부로 제1공간부와 상기 제1공간부에 연통되면서 씰 하우징을 수용하여 제1공간부의 내경에 비해 작은 내경을 가진 제2공간부가 형성되며, 상기 제2공간부에 연통되어 씰 하우징의 제2몸체의 외주면에 내주면이 면접하면서 제2공간부의 내경에 비해 작은 내경을 가진 제3공간부를 형성하며, 상기 제3공간부 단부에서 단차지게 연결되어 연통되면서 타측으로 관통되어 제2유로의 내경과 동일한 내경을 가진 제3유로가 형성되는 바디부; 상기 바디부의 제1공간부에 마련되어 회전 샤프트가 회전 가능하게 지지하면서 제1공간부 중앙에 위치한 회전 샤프트의 일면 외주면에 실링된 스페이스를 기준으로 양측에 각각 배치되는 베어링부; 및 상기 씰 하우징의 제1몸체에 형성된 다수 개의 제1결속홀과 상기 제1결속홀에 대응되는 위치의 바디부 제2공간부 단부 측면에 형성된 제2결속홀에 스프링과 상기 스프링을 결속하는 스프링 핀이 결합되는 장력조절부;로 구성되는 로터리 조인트에 있어서,

상기 로터리 조인트 제1유로의 일단에서 노출되어 원주형으로 돌출된 제1커버탭이 일단을 형성하면서 상기 제1커버탭에 연결되어 제1유로를 따라 연장되어 제1유로의 내주면에 밀착 고정되면서 로터리 조인트의 제1씰홈의 내주면에 밀착되되, 상기 실부재의 하나가 내주면에 밀착되도록 제1연결편을 형성하는 제1연결부재와,

상기 씰 하우징의 제2씰홈의 내주면에 밀착되되, 상기 실부재의 다른 하나가 내주면에 밀착되도록 제2연결편을 형성하여 연장되면서 제2유로와 제3유로의 내주면에 밀착 고정되며, 상기 씰 하우징의 제2몸체 단부와 바디부의 제2공간부 단부 사이에 끼움 밀착되도록 외주 일면에 외측으로 돌출된 제1돌출탭과 바디부 제2유로의 타단에서 노출되어 원주형으로 돌출된 제2커버탭이 일체로 형성되는 제2연결부재로 이루어지는 로터리 조인트를 제공한다.

한편, 상기 제1유로의 내주 일면에 단차진 원주형의 제1홈과 상기 제1홈과 대응되는 위치의 제1연결부재 외주 일면에 단차진 원주형의 제2홈이 형성되며, 이때 상기 제1홈과 제2홈에 연통 형성된 원주형의 공간에 밀착 고정되어 내부에 수평으로 이격된 다수 개로 링형의 탄성공이 형성되면서 상기 탄성공의 내부에 상/하측공간부로 구획되도록 수평으로 연결되는 지지격판이 형성되는 제1밀착방지부가 포함되는 로터리 조인트를 제공한다.

한편, 상기 제1유로의 내주 일면에 단차진 원주형의 제1홈과 상기 제1홈과 대응되는 위치의 제1연결부재 외주 일면에 단차지면서 외주면에 돌출된 링형의 지지핀이 다수 개로 형성되는 원주형의 제2홈이 형성되며, 이때 상기 제1홈과 제2홈에 연통 형성된 원주형의 공간에 밀착 고정되어 제2홈의 지지핀에 대응되는 위치의 내주면에 결속홈과 상기 결속홈의 내측 단부에서 경사진 복원지지홈이 연결되어 형성되는 제2밀착방지부가 포함되는 로터리 조인트를 제공한다.

한편, 상기 로터리 조인트의 제1유로 중앙 내주 일면에 단차진 제3홈이 형성되면서 상기 제3홈에 대응되는 위치의 제1연결부재 외주 일면에 돌출된 제2돌출탭이 끼움 결합되는 로터리 조인트를 제공한다.

한편, 상기 제1연결부재의 제1연결편 외주면과 제2연결부재의 제2연결편 외주면에 각각 돌출되면서 이격된 한 쌍의 제3돌출탭이 형성되는 로터리 조인트를 제공한다.

본 발명은 배관 또는 기구를 연결하는 로터리 조인트 내의 유로 표면에 대한 부식을 방지하기 위해 로터리 조인트의 유로 내주면에 긴밀히 밀착하면서 유체의 유로를 형성하는 부식방지용 연결부재를 설치하고, 상기 연결부재는 유체의 유속 및 유재에 상관없이 로터리 조인트의 유로 내에 긴밀한 밀착성을 가지고 있으며, 고속으로 흐르는 유체에 대해 연결부재의 부동위치를 극대화하 기위해 밀림방지부를 설치하여 유속에 대응되는 결합적 안정성을 가지도록 유도하면서 연결부재 밀 밀림방지부 자체가 기계적, 물리적, 화학적 물성이 매우 우수하고 방식에 필요한 두께를 가질 뿐만 아니라 교체 및 설치에 따른 공정이 간단하여 공정에 소요되는 비용의 최소화로 경제성이 탁월한 각별한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트의 회전 샤프트 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트에서 회전 샤프트에 결합되는 제1플랜지와 부싱부 결합 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트의 씰 하우징의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트의 바디부의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트의 제1연결부재 단면도(a)와 제2연결부재 단면도(b).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트에서 제1밀착방지부가 포함된 로터리 조인트의 단면도.
도 8은 도 7의 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트에서 제1홈이 형성된 회전 샤프트의 단면도(a)와 제2홈이 형성된 제1연결부재의 단면도(b).
도 9는 도 7의 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트에서 제1밀착방지부의 사시도(a), 일부 절단 사시도(b) 및 단면도(c).
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트에서 제2밀착방지부가 포함된 로터리 조인트의 단면도.
도 11은 도 10의 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트에서 제2홈에 지지핀이 형성된 제1연결부재의 정면도(a) 및 단면도(b).
도 12는 도 10의 본 발명의 실시예에 따른 로터리 조인트에서 제2밀착방지부의 사시도(a), 일부 절단 사시도(b) 및 단면도(c).

상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 실시예를 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 전체적인 구성 및 결합관계는 도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이 일측 외주에 제1플랜지(111)가 결속되면서 외주면이 경사진 제1테이퍼면(112-2)이 형성된 링형의 부싱부(112)가 상기 부싱부(112)의 제1테이퍼면(112-2)에 대응되는 제1플랜지(111)의 제1결합홀(111-1) 내주면에 밀착되어 일단에 연결되는 배관 또는 외부장치에 형성된 제2플랜지와 제2플랜지가 축형태로 결합되어 회전하며, 상기 외부장치로부터 배출되는 유체가 유입되는 제1유로(113)가 내부에 형성되면서 상기 제1유로(113)의 타단 내주면에 단차진 제1씰홈(114)이 형성된 회전 샤프트(110); 상기 회전 샤프트(110)의 타측에 마련되어 제1유로(113)의 제1씰홈(114)에 마주하면서 제1씰홈(114)에 대응되는 일단의 내주면에 제2씰홈(123)이 형성되어 외주면이 외측으로 돌출된 제1몸체(121)와 상기 제1몸체(121)의 타단에 연결되어 제1유로(113)의 내경과 동일한 내경을 제2유로(124)가 형성되는 제2몸체(122)로 이루어진 씰 하우징(120); 상기 회전 샤프트(110)의 제1씰홈(113)과 씰 하우징(120)의 제2씰홈(124)에 각각 마련되어 상호 밀착되는 형태로 배치되는 실부재(130); 상기 제1플랜지(111)와 회전 샤프트(110)의 타단 사이의 회전 샤프트(110) 일면 외주면에 링형으로 돌출된 단속탭(117) 상부에 일단이 위치하면서 내부로 제1공간부(141)와 상기 제1공간부(141)에 연통되면서 씰 하우징(120)을 수용하여 제1공간부(141)의 내경에 비해 작은 내경을 가진 제2공간부(142)가 형성되며, 상기 제2공간부(142)에 연통되어 씰 하우징(120)의 제2몸체(122)의 외주면에 내주면이 면접하면서 제2공간부(142)의 내경에 비해 작은 내경을 가진 제3공간부(143)를 형성하며, 상기 제3공간부(143) 단부에서 단차지게 연결되어 연통되면서 타측으로 관통되어 제2유로(124)의 내경과 동일한 내경을 가진 제3유로(144)가 형성되는 바디부(140); 상기 바디부(140)의 제1공간부(141)에 마련되어 회전 샤프트(110)가 회전 가능하게 지지하면서 제1공간부(141) 중앙에 위치한 회전 샤프트(110)의 일면 외주면에 실링된 스페이스(151)를 기준으로 양측에 각각 배치되는 베어링부(150); 및 상기 씰 하우징(120)의 제1몸체(121)에 형성된 다수 개의 제1결속홀(125)과 상기 제1결속홀(125)에 대응되는 위치의 바디부(140) 제2공간부(142) 단부 측면에 형성된 제2결속홀(145)에 스프링(161)과 상기 스프링(161)을 결속하는 스프링 핀(162)이 결합되는 장력조절부(160);로 구성되는 로터리 조인트(100)에 있어서, 상기 로터리 조인트(100)의 회전 샤프트(110) 제1유로(113) 일단에서 노출되어 원주형으로 돌출된 제1커버탭(210)이 일단을 형성하면서 상기 제1커버탭(210)에 연결되어 제1유로(113)를 따라 연장되어 제1유로(113)의 내주면에 밀착 고정되면서 회전 샤프트(110)의 제1씰홈(114)의 내주면에 밀착되되, 상기 실부재(130)의 하나가 내주면에 밀착되도록 제1연결편(220)을 형성하는 제1연결부재(200)와, 상기 씰 하우징(120)의 제2씰홈(123)의 내주면에 밀착되되, 상기 실부재(130)의 다른 하나가 내주면에 밀착되도록 제2연결편(320)을 형성하여 연장되면서 제2유로(124)와 제3유로(144)의 내주면에 밀착 고정되며, 상기 씰 하우징(120)의 제2몸체(122) 단부와 바디부(140)의 제2공간부(142) 단부 사이에 끼움 밀착되도록 외주 일면에 외측으로 돌출된 제1돌출탭(330)과 바디부(140) 제2유로(144)의 타단에서 노출되어 원주형으로 돌출된 제2커버탭(310)이 일체로 형성되는 제2연결부재(300)로 이루어지는 로터리 조인트(100)를 제공한다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 로터리 조인트(100)는 회전 샤프트(110), 씰 하우징(120), 실부재(130), 바디부(140), 베어링부(150), 장력조절부(160) 및 제1, 2연결부재(200)(300)를 포함하여 이루어진다.

상기 회전 샤프트(110), 씰 하우징(120) 및 바디부(140)는 로터리 조인트(100)의 기본 골격을 이루는 구성요소이며, 회전 샤프트(110)의 일단에 축 결합되는 배관 또는 기구(미도시)가 배치되며, 그리고 바디부(140)의 타단에 배관 또는 기구(미도시)가 연결되어 결합되어 회전 샤프트(110)의 일단에 연결된 배관 또는 기구에 의해 유입되는 유체가 회전 샤프트(110)의 제1유로(113), 씰 하우징(120)의 제2유로(124) 및 바디부(140)의 제3유로(144)를 통과하여 바디부(140)의 타단에 연결된 배관 또는 기구로 배출되게 된다.

이때, 상기 회전 샤프트(110)의 일단에 결합된 회전되는 배관 또는 기구에 의한 회전력이 회전 샤프트(110)에 전달되어 제1유로(113)의 유체 유입과 동시에 회전 샤프트(110)가 회전하게 되며, 이때 바디부(140)의 내주면과 회전 샤프트(110)의 외주면 사이에 베어링부(150)가 마련되어 회전 샤프트(110)가 회전 가능하게 지지하게 된다.

그리고, 도 1, 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 로터리 조인트(100)의 유체의 유입으로 제1유로(113)와 제2유로(124)를 통과시 제1유로(113)와 제2유로(124) 사이에 링형태의 한 쌍의 실부재(130)가 상호 면접되어 밀착된 구조를 가지며, 이때 회전 샤프트(110)의 회전으로 상호 실부재(130)가 마찰력에 의해 밀착력이 증가되면서 실링효과를 증대하게 되며, 이때 상호 실부재(130)의 밀착력을 증대하면서 실링효과의 증대를 위해 씰 하우징(120)의 링형태로 돌출된 제1몸체(121)에 수평의 홈인 제1결속홀(125)에 스프링 핀(162)이 결속되면서 상기 제1결속홀(125)에 대응되는 위치의 바디부(140) 제2공간부(142) 단부 측면에 형성된 제2결속홀(145)에 스프링(161)이 결속되어 상기 스프링 핀(162)에 결속된 스프링(161)에 압축으로 제1몸체(121)를 압박하여 씰 하우징(120) 전체가 회전 샤프트(110)의 제1씰홈(114)이 위치한 방향으로 압박하며, 동시에 제1몸체(121)의 제2씰홈(123)에 형성된 하나의 실부재(130)가 제1씰홈(114)에 형성된 다른 하나의 실부재(130)를 강하게 밀착하여 회전 샤프트(110)의 회전에 의한 상호 실부재(130)의 밀착력에 의해 유체의 누수를 방지하게 된다.

그리고, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 회전 샤프트(110)의 일단에 연결되는 배관 또는 기구와의 결합시 상기 회전 샤프트(110)를 통과하여 회전 샤프트(110) 외주 일면에 결속되도록 제1결합홀(111-1)이 형성된 제1플랜지(111)와 회전 샤프트(110)의 배관 또는 기구(미도시)에 형성된 제2플랜지(미도시)가 상호 결합하여 배관 또는 기구의 회전력이 회전 샤프트(110)로 동력 전달되어 회전시키며, 이때 제1플랜지(111)가 회전 샤프트(110)로부터 쉽게 분리되면서 제2플랜지와의 견고한 조립을 위해 외주면이 경사진 제1테이퍼면(112-2)이 형성되면서 중앙에 양측으로 관통된 제2결합홀(112-1)이 형성된 링형의 부싱부(112)가 상기 제1플랜지(111)의 제1결합홀(111-1)에 결속되어 회전 샤프트(110)의 외주면에 긴밀히 결속되며, 이때 상기 부싱부(112)의 제1테이퍼면(112-2)에 대응되는 제2테이퍼면(111-2)이 내주면에 형성된 제1결합홀(111-1)을 가지며, 즉 부싱부(112)의 외주면 일단에서 타단으로 갈수록 외경이 점진적으로 작아지는 형태를 가진다면 제1플랜지(111)의 제1결합홀(111-1)의 내주면 일단에서 타단으로 갈수록 내경이 점진적으로 작아지는 형태를 가진다.

그리고, 도 1과 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 바디부는 회전 샤프트(110)의 제1플랜지(111)와 타단의 일면 외주면에 링형으로 돌출된 단속탭(117) 상부에 일단이 위치하며, 이때 상기 회전 샤프트(110)의 단속탭(117) 상부와 상기 단속탭(117)에 이격되게 위치한 바디부(140)의 일단 사이에는 원주형의 공간이 형성되면서 상기 바디부(140)의 일단에는 하향 절곡된 단턱이 형성되어 바디부(140)의 제2공간부(142)와 회전 샤프트(110)의 외주면 사이에 설치되는 베어링부(150)의 이탈을 방지하게 된다.

상기 바디부(140)의 제1, 2, 3공간부(141)(142)(143) 및 제3유로(144)는 바디부(140)의 내부로 관통된 원통형 공간을 형성하게 되며, 상기 제1, 2, 3공간부(141)(142)(143) 및 제3유로(144)는 서로 연계되어 바디부(140)를 상측 및 하측으로 관통되는 형태를 가진다.

게다가, 상기 바디부(140)의 내부로 제1공간부(141)와 상기 제1공간부(141)에 연통되면서 씰 하우징(120)을 수용하여 제1공간부(141)의 내경에 비해 작은 내경을 가진 제2공간부(142)가 형성되며, 상기 제2공간부(142)에 연통되어 씰 하우징(120)의 제2몸체(122)의 외주면에 내주면이 면접하면서 제2공간부(142)의 내경에 비해 작은 내경을 가진 제3공간부(143)를 형성하며, 상기 제3공간부(143) 단부에서 단차지게 연결되어 연통되면서 타측으로 관통되어 제2유로(124)의 내경과 동일한 내경을 가진 제3유로(144)가 형성되는 일체의 구조를 가진다.

그리고, 도 1과 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 제1연결부재(200)는 회전 샤프트(110)의 제1유로(113) 내주면 전체에 긴밀히 밀착되면서 유체가 통과할 수 있도록 내부가 양측을 관통하는 원통형의 관로를 가지며, 이때 관통된 관로를 통해 유체가 이동되며, 일단에 제1커버탭(210)과 타단에 제1연결편(220)을 가지는 일체의 구조를 가지며, 상기 제1커버탭(210)은 원주형으로 돌출되어 회전 샤프트(110)의 일단 측면에 밀착되는 형태로 상술한 배관 또는 기구(미도시) 단부의 결합으로 밀착되어 상호 실링역할 및 제1연결부재(200)의 지지역할을 한다.

상기 제1연결부재(200)의 제1연결편(220)은 회전 샤프트(110) 제1씰홈(114)의 내주면에 밀착되도록 단차지게 연결되어 형성되며, 이때, 상기 실부재(130)의 하나가 제1연결편(220) 내주면에 밀착되어 제1씰홈(114)의 내주면과 실부재(130)의 외주면 사이에 제1연결편(220)이 긴밀히 면접 밀착되는 형태를 가진다.

그리고, 도 1과 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 제2연결부재(300)는 씰 하우징(120)의 제2유로(124)와 바디부(140)의 제3유로(144)의 내주면 전체를 긴밀히 밀착하면서 내부에 양측을 관통하는 원통형의 관로를 가지며, 이때 관통된 관로를 통해 유체가 이동하게 되며 일단에 제2연결편(320)과 타단에 제2커버탭(310)을 가지는 일체의 구조를 가지며, 상기 제2연결편(320)은 씰 하우징(120)의 제2씰홈(123)의 내주면에 밀착되도록 단차지게 연결되어 형성되며, 이때, 상기 실부재(130)의 다른 하나가 제2연결편(320) 내주면에 밀착되어 제2씰홈(123)의 내주면과 실부재(130)의 외주면 사이에 제2연결편(320)이 긴밀히 면접 밀착되는 형태를 가진다.

상기 제2커버탭(310)은 원주형으로 돌출되어 바디부(140)의 타단 측면에 밀착되는 형태로 상술한 배관 또는 기구(미도시) 단부의 결합으로 밀착되어 상호 실링역할 및 제2연결부재(300)의 지지역할을 한다.

그리고, 상기 제1, 2연결부재(200)(300)는 부식성이 강한 유체에 대항하도록 내약품성 및 내부식성이 강한 재질로 이루어진 고무, 합성수지재 또는 금속재로 이루어질 수 있다.

또한, 도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 상술한 제1연결부재(200) 및 제2연결부재(300) 내부로 유입되는 유체의 유속에 따른 제1, 2연결부재(200)(300)의 변형 또는 탄성에 대응되는 반발력 및 지지력 강화를 위해 제1밀착방지부(400a)가 더 포함된다.

상기 제1유로(113)의 내주 일면에 단차진 원주형의 제1홈(115)과 상기 제1홈(115)과 대응되는 위치의 제1연결부재(200) 외주 일면에 단차진 원주형의 제2홈(240)이 형성되며, 이때 상기 제1홈(115)과 제2홈(240)에 연통 형성된 원주형의 공간에 밀착 고정되어 내부에 수평으로 이격된 다수 개로 링형의 탄성공(410)이 형성되면서 상기 탄성공(410)의 내부에 상/하측공간부로 구획되도록 수평으로 연결되는 지지격판(411)이 형성되는 원통형의 제1밀착방지부(400a)가 포함되는 로터리 조인트(100)를 제공한다.

상기 제1밀착방지부(400a)는 제1유로(113)의 제1홈(115)과 제1연결부재(200)의 제2홈(240) 사이에 형성된 공간에 밀착 고정되는 형태를 가지며, 이때 상기 제1밀착방지부(400a) 내부에 원주방향으로 다수 개의 탄성공(410)이 이격되게 형성되며, 이때 상기 탄성공(410)이 원형 또는 타원형의 빈 공간으로 형성되어 상기 탄성공(410) 내부를 수평으로 가로질러 연결되는 지지격판(411)이 형성되어 상기 지지격판(411)을 기준으로 탄성공(410)의 상측공간부와 하측공간부로 구획된다.

상기 제1연결부재(200) 내부로 통과하는 유체의 유속으로 인해 유속방향으로 제1연결부재(200)의 내압이 발생되며 동시에 변형력이 발생된다. 이로 인해 제1연결부재(200)의 응력에 따른 변형에 대항하기 위해 상기 제1밀착방지부(400a)가 설치되며, 이때 배관 또는 기구(미도시)가 연결되는 회전 샤프트(110)의 일측 내주면에 응력이 집중되어 제1연결부재(200)의 일측 내측면에 집중되는 응력에 대항하도록 제1밀착방지부(400a)가 마련되며, 상기 제1연결부재(200) 내측면에 발생된 응력이 제1밀착방지부(400a)로 전달되면서 제1밀착방지부(400a) 내주에 형성된 탄성공(410)이 변형되면서 응력을 흡수하여 감쇄되며, 이때 탄성공(410)의 지지격벽(411)이 탄성공(410)의 변형력을 반발 및 지지하여 탄성공(410)의 형태를 유지 및 빠른 복원력에 의해 제1밀착방지부(400a)로 전달되는 외압을 저하시켜 제1연결부재(200)의 형태를 지속적으로 유지하게 된다.

또한, 도 10 내지 도 12에 나타낸 바와 같이 상기 제1유로(113)의 내주 일면에 단차진 원주형의 제1홈(115)과 상기 제1홈(115)과 대응되는 위치의 제1연결부재(200) 외주 일면에 단차지면서 외주면에 돌출된 링형의 지지핀(241)이 다수 개로 형성되는 원주형의 제2홈(240)이 형성되며, 이때 상기 제1홈(115)과 제2홈(240)에 연통 형성된 원주형의 공간에 밀착 고정되어 제2홈(240)의 지지핀(241)에 대응되는 위치의 내주면에 결속홈(420)과 상기 결속홈(420)의 내측 단부에서 경사진 복원지지홈(421)이 연결되어 형성되는 원통형의 제2밀착방지부(400b)가 포함되는 로터리 조인트(100)를 제공한다.

상기 제2밀착방지부(400b)는 제2홈(240)의 외주면에 형성된 지지핀(241)에 결속되도록 내주면에 원주형의 결속홈(420)이 형성되면서 상기 결속홈(420)에 연통되어 경사진 복원지지홈(421)이 형성되는 일체의 구조를 가지는 것이며, 상기 회전 샤프트(110) 내로 유입되는 유체의 유속에 의해 발생되는 외압에 의해 제1연결부재(200)의 변형을 최소화 또는 방지하기 위해 제2밀착방지부(400b)가 구비되며, 이때 제1연결부재(200) 내주면에 발생되는 외압이 제2밀착방지부(400b)로 전달되어 제1연결부재(200) 제2홈(240)에 형성된 지지핀(241)이 제2밀착방지부(400b)의 결속홈(420) 내부를 압박하여 지지하게 되며, 이때 결속홈(420)에 연통된 탄성지지홈(421)으로 외압의 방향 및 힘이 전달되어 신축되려는 결속홈(420) 또는 탄성지지홈(421)에 의해 흡수되면서 결속홈(420)에 위치한 지지핀(241)이 이동되려는 힘이 경사진 탄성지지홈(421)의 반발력 및 신축력에 의해 차단되어 제2밀착방지부(400b)에 의해 제1연결부재(200)의 변형을 감소시키게 된다.

즉, 제1연결부재(200)의 변형에 대응되는 지지핀(241)의 굽힘변형이 되려는 변형력에 대항하도록 1차적으로 제2밀착방지부(400b)의 결속홈(420)이 지지핀(241)의 지지하여 변형력에 대한 반발력을 발휘하여 유속의 유속방향 및 회전 샤프트(110)의 회전방향의 제1연결부재(200) 변형에 대하여 밀림에 대한 응력을 흡수하고, 동시에 회전 샤프트(110)의 회전으로 발생되는 원심력에 의해 지지핀(241)이 압박 및 신장에 의해 결속홈(420)에 밀착으로 견고한 지지력을 발휘하며, 이때 탄성지지홈(421)이 유체의 유속방향으로 지지핀(241) 및 결속홈(420)이 당겨지려는 힘에 반발력을 발휘하여 결속홈(420)의 정위치를 유도하면서 지지핀(241)이 결속홈(420)에 긴밀한 결속 및 밀착력을 증대시켜 제1연결부재(200)의 밀림 및 변형을 방지하게 된다.

또한, 상기 탄성지지홈(421)의 경사진 방향은 제1연결부재(200)의 내부인 관로를 통과하는 유체의 흐름 방향과 같은 방향으로 탄성지지홈(421)의 경사방향을 가져 제1연결부재(200)에 발생되는 외력에 대항하여 지지핀(241) 및 결속홈(420)의 굽힘변형에 대한 탄성 및 복원성을 가진 탄성지지홈(421)이 지지핀(241) 및 결속홈(420)을 정위치로 유지 또는 복귀를 유도하도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1, 2밀착방지부(400a)(400b)는 제1연결부재(200)에 설치되는 것을 실시예로 설멸하였으나, 도면에 미도시되었지만 상기 제2유로(124) 또는 제3유로(144)에 위치한 제2연결부재(300)에 설치될 수 있음을 밝힌다.

또한, 도 1, 도 2 및 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 로터리 조인트(100)의 제1유로(113) 중앙 내주 일면에 원주형으로 단차진 제3홈(116)이 형성되면서 상기 제3홈(116)에 대응되는 위치의 제1연결부재(200) 외주 일면에 원주형으로 돌출된 제2돌출탭(230)이 끼움 결합되는 로터리 조인트(100)를 제공한다.

상술한 바와 같이 제1연결부재(200)의 변형 및 밀림방지를 위해 제1연결부재(200) 외주면에 형성된 제2돌출탭(230)이 회전 샤프트(110)의 제1유로(113)에 형성된 제3홈(116)에 끼움 결합되게 된다.

또한, 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 제1연결부재(200)의 제1연결편(220) 외주면과 제2연결부재(300)의 제2연결편(320) 외주면에 각각 돌출되면서 이격된 한 쌍의 제3돌출탭(221)(321)이 원주형으로 형성되는 로터리 조인트(100)를 제공한다.

상기 회전 샤프트(110)의 회전력에 의해 한 쌍의 실부재(130)의 밀착력에 따른 제1연결부재(200)의 제1연결편(220) 및 제2연결부재(300)의 제2연결편(320) 각각의 대응 면접되는 제1, 2씰홈(114)(123)과의 밀착력 및 실링효과를 증대를 위해 상기 제1, 2연결편(220)(320) 외주면에 이격된 한 쌍의 제3돌출탭(221)(321)이 링형태로 형성되어 실부재(130)의 밀착력에 따른 확대력 또는 원심력에 의해 제3돌출탭(221)(321)이 제1, 2씰홈(114)(123)의 내주면을 긴밀히 밀착하게 된다.

또한, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 제3돌출탭(221)(321)에 대응되는 위치의 제1, 2씰홈(114)(123)에 링형의 요홈이 형성되어 상기 요홈에 제3돌출탭(221)(321)이 수용될 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

로터리 조인트 10 회전 샤프트 110 제1플랜지 111
부싱부 112 제1유로 113 제1씰홈 114
제1홈 115 제3홈 116 단속탭 117
씰 하우징 120 제1몸체 121 제2몸체 122
제2씰홈 123 제2유로 124 실부재 130
바디부 140 제1공간부 141 제2공간부 142
제3공간부 143 제3유로 144 베어링부 150
장력조절부 160 스프링 161 스프링 핀 162
제1연결부재 200 제1커버탭 210 제1연결편 220
제2돌출탭 230 제2홈 240 지지핀 241
제2연결부재 300 제2커버탭 310 제2연결편 320
제1돌출탭 330 제1밀착방지부 400a 제2밀착방지부 400b
탄성공 410 지지격판 411 결속홈 420
탄성지지홈 421

Claims (5)

1. 일측 외주에 제1플랜지가 결속되면서 외주면이 경사진 제1테이퍼면이 형성된 링형의 부싱부가 상기 부싱부의 테이퍼면에 대응되는 제1플랜지의 제1결합홀 내주면에 밀착되어 일단에 연결되는 배관 또는 외부장치에 형성된 제2플랜지와 제2플랜지가 축형태로 결합되어 회전하며, 상기 외부장치로부터 배출되는 유체가 유입되는 제1유로가 내부에 형성되면서 상기 제1유로의 타단 내주면에 단차진 제1씰홈이 형성된 회전 샤프트;,
   상기 회전 샤프트의 타측에 마련되어 제1유로의 제1씰홈에 마주하면서 제1씰홈에 대응되는 일단의 내주면에 제2씰홈이 형성되어 외주면이 외측으로 돌출된 제1몸체와 상기 제1몸체의 타단에 연결되어 제1유로의 내경과 동일한 내경을 제2유로가 형성되는 제2몸체로 이루어진 씰 하우징;,
   상기 회전 샤프트의 제1씰홈과 씰 하우징의 제2씰홈에 각각 마련되어 상호 밀착되는 형태로 배치되는 실부재;,
   상기 제1플랜지와 회전 샤프트의 타단 사이의 회전 샤프트 일면 외주면에 링형으로 돌출된 단속탭 상부에 일단이 위치하면서 내부로 제1공간부와 상기 제1공간부에 연통되면서 씰 하우징을 수용하여 제1공간부의 내경에 비해 작은 내경을 가진 제2공간부가 형성되며, 상기 제2공간부에 연통되어 씰 하우징의 제2몸체의 외주면에 내주면이 면접하면서 제2공간부의 내경에 비해 작은 내경을 가진 제3공간부를 형성하며, 상기 제3공간부 단부에서 단차지게 연결되어 연통되면서 타측으로 관통되어 제2유로의 내경과 동일한 내경을 가진 제3유로가 형성되는 바디부;,
   상기 바디부의 제1공간부에 마련되어 회전 샤프트가 회전 가능하게 지지하면서 제1공간부 중앙에 위치한 회전 샤프트의 일면 외주면에 실링된 스페이스를 기준으로 양측에 각각 배치되는 베어링부;,
   상기 씰 하우징의 제1몸체에 형성된 다수 개의 제1결속홀과 상기 제1결속홀에 대응되는 위치의 바디부 제2공간부 단부 측면에 형성된 제2결속홀에 스프링과 상기 스프링을 결속하는 스프링 핀이 결합되는 장력조절부;,
   상기 회전 샤프트 제1유로의 일단에서 노출되어 원주형으로 돌출된 제1커버탭이 일단을 형성하면서 상기 제1커버탭에 연결되어 제1유로를 따라 연장되어 제1유로의 내주면에 밀착 고정되면서 회전 샤프트의 제1씰홈의 내주면에 밀착되되, 상기 실부재의 하나가 내주면에 밀착되도록 제1연결편을 형성하는 제1연결부재; 및,
   상기 씰 하우징의 제2씰홈의 내주면에 밀착되되, 상기 실부재의 다른 하나가 내주면에 밀착되도록 제2연결편을 형성하여 연장되면서 제2유로와 제3유로의 내주면에 밀착 고정되며, 상기 씰 하우징의 제2몸체 단부와 바디부의 제2공간부 단부 사이에 끼움 밀착되도록 외주 일면에 외측으로 돌출된 제1돌출탭과 상기 바디부 제2유로의 타단에서 노출되어 원주형으로 돌출된 제2커버탭이 일체로 형성되는 제2연결부재;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1유로의 내주 일면에 단차진 원주형의 제1홈과 상기 제1홈과 대응되는 위치의 제1연결부재 외주 일면에 단차진 원주형의 제2홈이 형성되며, 이때 상기 제1홈과 제2홈에 연통 형성된 원주형의 공간에 밀착 고정되어 내부에 수평으로 이격된 다수 개로 링형의 탄성공이 형성되면서 상기 탄성공의 내부에 상측공간부 및 하측공간부로 구획되도록 수평으로 연결되는 지지격판이 형성되는 제1밀착방지부가 포함되는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1유로의 내주 일면에 단차진 원주형의 제1홈과 상기 제1홈과 대응되는 위치의 제1연결부재 외주 일면에 단차지면서 외주면에 돌출된 링형의 지지핀이 다수 개로 형성되는 원주형의 제2홈이 형성되며, 이때 상기 제1홈과 제2홈에 연통 형성된 원주형의 공간에 밀착 고정되어 제2홈의 지지핀에 대응되는 위치의 내주면에 결속홈과 상기 결속홈의 내측 단부에서 경사진 복원지지홈이 연결되어 형성되는 제2밀착방지부가 포함되는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
4. 제1항 내지 제3항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 샤프트의 제1유로 중앙 내주 일면에 단차진 제3홈이 형성되면서 상기 제3홈에 대응되는 위치의 제1연결부재 외주 일면에 돌출된 제2돌출탭이 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
5. 제1항 내지 제3항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서, 상기 제1연결부재의 제1연결편 외주면과 제2연결부재의 제2연결편 외주면에 각각 돌출되면서 이격된 한 쌍의 제3돌출탭이 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.

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