KR101901126B1 - 파이프 연결구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 내측에 관통홀이 형성된 연결부; 일단부가 상기 관통홀의 내주면에 면밀착 하도록 관통 삽입된 파이프; 및 상기 파이프의 단부로부터 일체로 연장된 것으로, 상기 연결부의 적어도 일 측부를 구속하도록 절곡되어 상기 연결부와 파이프를 결속하는 결합부를 포함하는 파이프 연결구조체가 제공된다.
이와 같은 본 발명의 파이프 연결구조체에 의하면, 연결부의 관통홀 내주면과 파이프의 외주면은 서로 면접촉을 한 상태에서 결합부가 파이프와 연결부를 결속시키기 때문에 파이프와 연결부의 결합 부위가 파이프의 내부 압력에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서 작업자의 숙련도와 무관하게, 파이프와 연결부의 결합부위를 통한 내부 유체의 누설을 원천적으로 방지할 수 있다.

Description

파이프 연결구조체{Connecting structure of pipe}
본 발명은 파이프 연결구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파이프를 다른 대상체에 연결시키기 위하여 파이프의 단부에 결합하여 파이프와 대상체를 연결하는 연결구조체에 관한 것이다.
통상 내부 관로를 통해 유체(액체, 기체)가 유동하는 파이프는, 그 필요에 따라 다른 대상체에 연결하여 사용한다. 이와 같이 파이프와 대상체를 연결하기 위하여 파이프의 단부에는, 그 용도 및 형태에 따라 슬리브(Sleeve), 커넥터(Connector), 스템(Stem) 등과 같은 연결구조체가 결합되어 있다.
종래에 파이프와 연결구조체를 결합시키기 위한 방법으로는, 파이프의 내부를 유동하는 유체의 압력이 상대적으로 낮은 경우 가스용접(산소용접) 등을 이용하여 서로를 결합시킨다.
그러나 파이프 내부의 유체 압력이 높은 경우, 내부 유체의 누설 가능성이 높기 때문에 결합 부위를 확대하기 위하여 고주파 열처리기 이용한 은납(Silver solder) 방법을 사용하기도 한다.
도 1에는 종래 고주파 열처리기를 이용한 은납에 의해 파이프와 연결구조체를 결합하는 방법을 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 2a 내지 도 2c에는 도 1의 방법에 의해 결합된 파이프 및 그 연결구조체의 단면도로서, 도 2a는 슬리브(Sleeve), 도 2b는 커넥터(Connector), 도 2c는 스템(Stem)이 파이프의 단부에 각각 결합한 상태를 도시하였다.
도면을 참조하면, 고주파 열처리기(H)는 전자유도 현상에 의하여 코일에 열을 발생시킨 후, 이와 같이 발생한 열을 이용하여 은납 소재(S)를 용융시켜 파이프(P)와 연결구조체(F;F1,F2,F3)를 융착시킨다.
부연 설명하면, 파이프(P)와 연결구조체(F)의 결합부위 상단에 고리 형상의 은납 소재(S)를 배치한 후, 고주파 열처리기(H)에 의하여 상기 은납 소재(S)에 열을 가한다. 열을 전달받은 은납 소재(S)가 용융하면, 모세관 현상에 의하여 파이프(P)와 연결구조체(F) 접합면 사이로 흡수되며, 흡수된 용융상태의 은납 소재(S)가 굳으면서 파이프(P)와 연결구조체(F)는 서로 결합하게 된다.
상기한 바와 같은 종래 융착 결합을 이용한 파이프 및 그 연결구조체에 대해서는 대한민국 공개특허 제2003-0060561호 등에 개시되어 있다.
그러나 위와 같은 종래의 고주파 열처리기를 이용한 은납 방법에서는, 작업자의 숙련도에 따라 결합 품질이 달라지고, 세척(Cleaning) 및 플럭스(Flux) 도포 등과 같은 소재의 전 처리 과정에서 발생된 공기가 결합부위로 유입되어 기포가 발생할 수 있다. 이 때문에 결합부위를 통해 종종 파이프 내의 유체가 누설되는 문제가 발생하며, 이와 같은 유체의 누설은 유압을 이용하는 산업용 차량(굴삭기, 지게차) 등에서 유압 손실로 인한 안전사고의 원인이 되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 파이프 내부의 유체 압력이 높은 경우에도 누설을 원천적으로 방지할 수 있도록 구조를 개선한 파이프 연결구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파이프 연결구조체는 내측에 관통홀이 형성된 연결부; 일단부가 상기 관통홀의 내주면에 면밀착 하도록 관통 삽입된 파이프; 및 상기 파이프의 단부로부터 일체로 연장된 것으로, 상기 연결부의 적어도 일 측부를 구속하도록 절곡되어 상기 연결부와 파이프를 결속하는 결합부를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연결부는 상기 관통홀의 직경이 외측으로 갈수록 단계적으로 확장된 제1수용부 및 제2수용부를 포함하고, 상기 파이프는 상기 제1수용부 및 제2수용부의 내측에 면접촉할 수 있도록 대응하여 단계적으로 확장된 직경을 갖는 제1확장부 및 제2확장부를 포함하며, 상기 제1확장부의 내측에 면접촉하도록 삽입 고정된 중공 원통형의 삽입링을 더 포함할 수 있다. 더욱이 상기 파이프 연결구조체는 상기 삽입링과 제2확장부의 사이에 삽입되는 실링재를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 파이프 연결구조체는, 상기 결합부로부터 일체로 연장된 것으로, 반경방향으로 확장된 단면을 갖는 턱부; 및 상기 턱부로부터 일체로 연장된 것으로, 외주면에 전조(Form rolling;轉造)에 의해 패턴이 형성된 전조부를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 파이프는 이음매가 없고(Seamless), 그 연신율은 25% 내지 35% 인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 파이프 연결구조체에 의하면, 연결부의 관통홀 내주면과 파이프의 외주면은 서로 면접촉을 한 상태에서 결합부가 파이프와 연결부를 결속시키기 때문에 파이프와 연결부의 결합 부위가 파이프의 내부 압력에 의해 영향을 받지 않는다.
따라서 작업자의 숙련도와 무관하게, 파이프와 연결부의 결합부위를 통한 내부 유체의 누설을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래 고주파 열처리기를 이용한 은납에 의해 파이프와 연결구조체를 결합하는 방법을 나타낸 사시도,
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 방법에 의해 결합된 파이프 연결구조체를 나타낸 것으로서, 순차적으로 파이프의 단부에 슬리브(Sleeve), 커넥터(Connector), 스템(Stem)이 각각 연결된 상태를 도시한 단면도들,
도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 파이프 연결구조체의 사시도,
도 3b은 도 3a의 단면도,
도 4는 도 3a 및 도 3b에 나타낸 결합부의 성형방법을 단계적으로 도시한 단면도들,
도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 파이프 연결구조체의 사시도,
도 5b는 도 5a의 단면도,
도 6a는 본 발명의 제3실시예에 따른 파이프 연결구조체의 사시도,
도 6b는 도 6a의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 파이프 연결구조체의 사시도이고, 도 3b은 도 3a의 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 파이프 연결구조체(10)는, 연결부(110), 파이프(120) 및 결합부(130)를 포함한다. 여기서 상기 연결구조체는, 그 용도 및 형태에 따라 슬리브(Sleeve), 커넥터(Connector), 스템(Stem)을 의미하지만, 이하(以下)에서는 통칭하여 "연결구조체"라 한다. 다만 첨부 도면에서는, 설명의 편의를 위해 상기 연결부(110)가 슬리브(Sleeve)인 경우를 예시하여 도시하였다.
상기 연결부(110)는, 그 내측에 관통홀(101)이 형성되어 있다. 이러한 관통홀(101)에는 상기 파이프(120)의 일단부가 삽입된다. 즉, 상기 파이프(120)의 일단부 외주면과 관통홀(101)의 내주면이 면접촉을 하도록 결합된다.
상기한 본 발명의 제1실시예에서, 상기 결합부(130)는 상기 파이프(120)의 단부로부터 일체로 연장된 후, 상기 연결부(110)의 측부(111)를 따라 절곡되어 상기 연결부(110)를 구속한다. 이와 같이 절곡된 결합부(130)에 의해 상기 연결부(110)와 파이프(120)는 서로 결속된다.
따라서 상기 파이프(120)와 상기 연결부(110)의 결합부위가 상기 파이프(120)의 내부 압력에 영향을 받지 않는다. 이에 따라 상기 파이프(120)와 상기 연결부(120)의 결합부위를 통한 내부 유체의 누설을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 4의 (a)에는 상기 파이프 연결구조체(10)의 결합부(130)를 1차 성형하는 방법을 나타낸 단면도가 도시되어 있고, 도 4의 (b)에는 상기 결합부(130)를 2차 성형하는 방법을 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 상기 결합부(130)는 상기 파이프(120)의 단부로부터 일체로 연장된 부위를 펀치(Punch)를 이용해 2차에 걸쳐 대략 수직이 되도록 절곡시켜 성형할 수 있다. 부연하면, 1차로 상기 파이프(120)의 단부로부터 연장된 부위를 제1펀치(P1)를 이용하여 소정의 각도로 절곡시켜 예비적인 결합부(130a)를 성형한 다음, 제2펀치(P2)를 이용하여 2차로 대략 수직이 되도록 절곡시켜 상기 연결부(110)의 측부(111)와 면 밀착되도록 한다. 즉 상기 결합부(130)를 성형하기 위해, 절곡 각도를 단계적으로 증대시켜 1차 및 2차로 나누어 성형함으로써, 과도한 절곡으로 인한 크랙(Crack)을 방지하고 스프링 백(Spring back) 현상에 의한 불완전한 성형을 방지할 수 있다. 다만 여기서는 상기 결합부(130)를 성형하기 위해 2회에 걸쳐는 절곡하는 것으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 필요에 따라 1회 또는 3회 이상의 절곡 성형을 실시하여 완성할 수도 있다.
한편 상기 결합부(130)를 성형하기 위해 펀치(P1,P2)를 삽입하여 절곡시키는 경우, 내부 확장으로 인한 연신에 의해 상기 결합부(130)에 소위 "터짐"등과 같은 크랙이 발생할 우려가 있다. 따라서 상기 파이프(120)는 절곡으로 인한 결합부(130)의 크랙 가능성을 최소화하기 위해 이음매가 없으며(Seamless), 25% 내지 35%의 연신율을 가지는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 파이프 연결구조체를 설명하도록 한다. 도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 파이프 연결구조체의 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 단면도로서, 상기 연결부(210)가 커넥터(Connector)인 경우를 나타낸다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 파이프 연결구조체(20)도, 연결부(210), 파이프(220) 및 결합부(230)를 포함한다. 그리고 상기 연결부(210)의 내측에는 관통홀(201)이 형성되어 있고, 이러한 관통홀(201)에는 상기 파이프(220)의 일단부가 삽입되어 면밀착 한다.
여기서 상기 결합부(230)는 상기 파이프(220)의 단부로부터 일체로 연장된 후, 상기 연결부(210)의 측부(211)를 따라 대략 수직으로 절곡되어 연결부(210)를 구속한다. 이와 같이 절곡된 결합부(230)에 의해 상기 연결부(210)와 파이프(220)는 서로 결속된다.
상기한 본 발명의 제2실시예에서, 상기 연결부(210)는 상기 관통홀(201)의 직경이 외측으로 갈수록 단계적으로 확장된 제1수용부(212) 및 제2수용부(213)를 구비할 수 있다.
또한 상기 파이프(220)는, 상기 연결부(210)의 제1수용부(212) 및 제2수용부(213)에 대응하기 위하여 상기 제1수용부(212) 및 제2수용부(213)의 내측에 면접촉할 수 있도록 대응하여 단계적으로 확장된 직경을 갖는 제1확장부(222) 및 제2확장부(223)를 구비할 수 있다. 따라서 상기 제1확장부(222)및 제2확장부(223)의 각 외주면은 상기 제1수용부(212) 및 제2수용부(213)의 내측면에 각각 맞닿아 면접촉될 수 있다.
더욱이 본 발명의 제2실시예에서는, 상기 제1확장부(222)의 내측에 면접촉하도록 삽입 고정된 중공 원통형의 삽입링(240)이 더 구비될 수 있다. 그리고 상기 삽입링(240)과 제2확장부(223)의 사이에는 오-링(O-Ring)과 같은 실링재(250)를 삽입하여, 상기 결합부(230)와 면접촉할 대상체(미도시) 사이의 기밀을 유지할 수 있다.
한편, 여기서도 상기 파이프(220)는 절곡으로 인한 결합부(230)의 크랙 가능성을 없애기 위해 이음매가 없으며(Seamless), 25% 내지 35%의 연신율을 가지는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 제3실시예에 따른 파이프 연결구조체를 설명하도록 한다. 도 6a는 본 발명의 제3실시예에 따른 파이프 연결구조체의 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 단면도로서, 상기 연결부(310)가 스템(Stem)인 경우를 나타낸다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 파이프 연결구조체(30)도, 연결부(310), 파이프(320) 및 결합부(331,332)를 포함한다. 그리고 상기 연결부(310)의 내측에는 관통홀(301)이 형성되어 있고, 이러한 관통홀(301)에는 상기 파이프(320)의 일단부가 삽입되어 면밀착 한다.
여기서 상기 결합부(331,332)는 상기 파이프(320)의 단부로부터 일체로 연장된 것으로, 상기 연결부(310)의 양 측부(311,312)를 따라 절곡되어 연결부(310)를 구속한다. 이와 같이 절곡된 결합부(331,332)에 의해 상기 연결부(310)와 파이프(320)는 서로 결속된다. 여기서 상기 결합부(331,332)는 상기 연결부(310)의 양 측부(311,312)를 구속하는 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로서 필요에 따라서는 연결부(310)의 선택된 일 측부만을 구속할 수도 있다.
상기한 본 발명의 제3실시예에서는, 상기 결합부(331)로부터 일체로 연장된 것으로 반경방향으로 확장된 단면을 갖는 턱부(340)와, 이러한 턱부(340)로부터 일체로 연장된 것으로 외주면에 전조(Form rolling) 에 의해 패턴이 형성된 전조부(350)가 더 구비될 수 있다.
부연하면, 종래에는 도 1c와 같이 연결구조체(F3)에 턱부와 전조부를 형성하였으나, 본 발명의 제3실시예에서는 파이프(320)로부터 일체로 연장된 결합부(311)로부터 일체로 연장시킨 다음, 연장된 부분에 턱부(340)를 마련하고, 전조공정(Form rolling)을 통해 전조부(350)를 형성한다.
한편, 여기서도 상기 파이프(320)는 절곡 및 전조공정으로 인한 결합부(331,332) 및 전조부(350)의 크랙 가능성을 없애기 위해 이음매가 없으며(Seamless), 25% 내지 35%의 연신율을 가지는 것이 바람직하다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 따른 파이프 연결구조체(10,20,30)에 의하면, 연결부(110,210,310)의 관통홀(101,201,301) 내주면과 파이프(120,220,320)의 외주면은 서로 면접촉을 한 상태에서 결합부(130,230,331,332)가 파이프(120,220,320)와 연결부(110,210,310)를 결속시키기 때문에 파이프(120,220,320)와 연결부(110,210,310)의 결합 부위가 파이프(120,220,320)의 내부 압력에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서 작업자의 숙련도와 무관하게, 파이프(120,220,320)와 연결부(110,210,310)의 결합부위를 통한 내부 유체의 누설을 원천적으로 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10,20,30 : 파이프 연결구조체
101,201,301 : 관통홀 110,210,310 : 연결부
111,211,311,312 : 측부 120,220,320 : 파이프
130,230,331,332 : 결합부 212,213 : 제1 및 제2수용부
222,223 : 제1 및 제2확장부 240 : 삽입링
250 : 실링재 340 : 턱부
350 : 전조부 F(F1,F2,F3) : 연결구조체
H : 고주파 열처리기 P : 파이프
P1,P2 : 펀치 S : 은납 소재

Claims (6)

  1. 내측에 관통홀(201)이 형성되고, 상기 관통홀(201)의 직경이 외측으로 갈수록 단계적으로 확장된 제1수용부(212) 및 제2수용부(213)를 포함하는 연결부(210);
    일단부가 상기 관통홀(201)의 내주면에 면밀착 하도록 관통 삽입되고, 상기 제1수용부(212) 및 제2수용부(213)의 내측에 면접촉할 수 있도록 대응하여 단계적으로 확장된 직경을 갖는 제1확장부(222) 및 제2확장부(223)를 포함하는 파이프(220);
    상기 파이프(220)의 단부로부터 일체로 연장된 것으로, 상기 연결부(210)의 적어도 일 측부(211)를 구속하도록 절곡되어 상기 연결부(210)의 측부와 면 밀착함으로써, 상기 연결부(210)와 파이프(220)를 결속하는 결합부(230); 및
    상기 제1확장부(222)의 내측에 면접촉하도록 삽입 고정된 중공 원통형의 삽입링(240)을 포함하는 파이프 연결구조체(20).
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 삽입링(240)과 제2확장부(223)의 사이에 삽입되는 실링재(250)를 더 포함하는 파이프 연결구조체(20).
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 파이프(220)는 이음매가 없는(Seamless) 것을 특징으로 하는 파이프 연결구조체(20).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 파이프(220)의 연신율은 25% 내지 35% 인 것을 특징으로 하는 파이프 연결구조체(20).
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JP2004291072A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Calsonic Kansei Corp 配管の端部の加工方法及びフランジ付配管継手の製造方法

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