KR101912238B1 - 에어 커플러 - Google Patents

Abstract

사용자에 의해 파지되며 중공에 의한 제1유로가 형성되는 어댑터; 및 상기 어댑터와 결합되는 커플러본체;를 포함하되, 상기 커플러본체는 입구 측 외주면에 대향하는 절개면이 형성되는 바디부; 상기 바디부가 상기 어댑터와 결합되게 하는 소켓부; 상기 절개면에 배치되어 방사 방향으로 이동 가능하고, 내측면에 나사산이 형성되는 조우(jaw)부재; 상기 소켓부에 결합되는 필터부; 및 상기 커플러본체의 내부에 배치되되, 가스가 유입되는 니플부재와 연통되며, 상기 가스를 상기 필터부 측으로 안내하는 파이프 형상의 피스톤부싱을 포함하는 피스톤유닛;을 포함하는 에어 커플러를 제공한다.;

Description

에어 커플러{AIR COUPLER}

본 발명은 에어콘 가스 등의 유체를 공급하기 위한 시스템에서 분리된 배관 사이를 연결시키는 에어 커플러에 관한 것이다.

일반적으로 압축 공기를 취급하는 공압 기구는 에어 호스를 사용하는데, 에어 호스의 중간에는 에어 커플러가 설치되어 특히 서로 다른 배관 사이를 지나가는 고압 가스 등은 누출됨이 없이 한 쪽에서 다른 쪽으로 전달될 수 있다. 이를 위해 에어 커플러의 연결 부위에는 가스 등의 누출을 방지할 수 있는 구조 등이 형성되어 있다.

그러나, 종래 에어 커플러는 가스 등이 유입되는 니플부재와 견고하게 결합되지 못해 결합 후에 흔들림이 있거나, 가스 등의 누출 위험에 따른 문제점이 있었다. 이는, 니플부재를 고정 결합시키는 조우부재의 외경이 수평 방향으로 곧게 형성되어 니플부재에 형성되어 있는 나사산이 공차 범위 내에서 치수 차이가 발생하는 경우 양 자 사이에 안정적인 결합이 형성되지 못하는 점에 기인한다.

또한, 가스 등에 포함되는 이물질 등이 에어 커플러 내부에 배치되는 스프링 등의 부품들과 직접 접촉하여 부품들이 산화 등에 의해 수명이 단축되거나 그 작동을 방해하는 등의 문제점이 있었다.

또한, 에어 커플러에는 삽입 결합되는 니플부재에 대해 그 결합 방향을 안내하는 별개의 구성 요소가 부재하여 니플부재의 체결이 원활하지 못한 문제점이 있었다.

대한민국 공개실용신안 제20-2015-0003924호 (2015.10.27. 공개) 대한민국 등록실용신안 제20-0439123호 (2008.03.17. 등록) 대한민국 등록실용신안 제20-0465369호 (2013.02.07. 등록) 대한민국 공개실용신안 제20-2015-0002450호 (2015.06.24. 공개)

본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가스 등이 주입되는 니플부재와 흔들림 등이 발생하지 않도록 안정적으로 결합되어 가스 등의 누출 위험을 방지하고자 한다.

또한, 커플러본체의 내부에 배치되는 각 종 부품들이 주입되는 가스 등과 직접 접촉되는 것을 방지하고자 한다. 또한, 비교적 정확한 방향에 의한 체결을 요구하는 니플부재에 대해 그 체결을 용이하게 하고자 한다. 또한, 주입되는 가스 내에 포함되는 이물질을 효과적으로 걸러내고자 한다. 또한, 사용자가 니플부재의 현재 결합 상태를 간편하게 파악할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 사용자에 의해 파지되며 중공에 의한 제1유로가 형성되는 어댑터; 및 상기 어댑터와 결합되는 커플러본체;를 포함하되, 상기 커플러본체는 입구 측 외주면에 대향하는 절개면이 형성되는 바디부; 상기 바디부가 상기 어댑터와 결합되게 하는 소켓부; 상기 절개면에 배치되어 방사 방향으로 이동 가능하고, 내측면에 나사산이 형성되는 조우(jaw)부재; 상기 소켓부에 결합되는 필터부; 및 상기 커플러본체의 내부에 배치되되, 가스가 유입되는 니플부재와 연통되며, 상기 가스를 상기 필터부 측으로 안내하는 파이프 형상의 피스톤부싱을 포함하는 피스톤유닛;을 포함하는 에어 커플러를 제공한다.

상기 바디부의 외주면에 전후 방향으로 이동 가능하게 배치되고, 위치에 따라 상기 조우부재를 가압하는 슬리브;를 더 포함할 수 있다.

상기 소켓부의 일단 외주면은 상기 어댑터의 내주면과 나사 결합되고, 상기 필터부는 일단이 상기 소켓부의 일단 내주면에 결합되고, 타단이 상기 제1유로에 위치하도록 배치될 수 있다.

상기 조우부재는 2단 구조로 형성되며, 각 단의 외주면에는 미리 설정된 각도로 경사지는 테이퍼구조가 형성될 수 있다.

상기 테이퍼구조는 각 단마다 서로 다른 경사 각도를 갖는 것이 바람직하다.

상기 피스톤유닛은 상기 피스톤부싱의 외주면 일부와 끼움 결합되는 피스톤; 상기 피스톤의 일단에 형성되어 접촉 결합되는 상기 니플부재 사이의 밀폐력을 증대시키는 패킹부재; 상기 피스톤부싱과 상기 피스톤 사이에 형성되는 빈 공간에 배치되는 피스톤스프링;을 더 포함할 수 있다.

상기 피스톤부싱은 일단이 상기 피스톤유닛의 입구 측으로 연장되며, 상기 피스톤부싱의 외주면은 상기 니플부재의 내주면에 끼움 결합될 수 있다.

상기 바디부의 외주면에는 원형홀;이 형성되고, 상기 커플러본체는 상기 원형홀을 통과하는 볼;을 더 포함할 수 있다.

상기 어댑터의 타단에 나사 결합되는 밸브본체;를 더 포함할 수 있다.

상기 커플러본체의 외주면에는 상기 니플부재와 상기 피스톤부싱 사이의 결합 상태를 디스플레이하는 표시부;가 형성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

일 실시예에 따른 에어 커플러는 내부에 필터부를 배치시켜 주입되는 가스 내에 포함되는 이물질을 효과적으로 걸러낼 수 있다. 또한, 에어 커플러는 파이프 형상의 피스톤부싱을 사용하여 가스 등의 유체가 커플러본체 내부에 배치되는 피스톤스프링 등의 부품들과 직접 접촉되지 않도록 하면서 안정적으로 이동시킬 수 있도록 한다. 또한, 피스톤부싱은 일단이 커플러본체 입구 측으로 돌출 형성되어 니플부재에 대한 체결에 있어 가이드 역할을 수행할 수 있다.

또한, 조우부재에 테이퍼구조를 형성하여 결합되는 커플러본체가 니플부재와 흔들림 없이 더욱 안정적으로 결합될 수 있도록 하며, 그 결합 부위에서 가스 등이 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 커플러본체에 니플부재와 피스톤부싱 사이의 결합 상태를 알려주는 표시부를 배치하여 사용자가 시각적으로 용이하게 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 커플러의 사시도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 방향 단면도.
도 3은 도 2의 조우부재 및 그 배치 상태를 보여주는 분해 사시도.
도 4는 도 2의 A 부분 확대도.
도 5는 도 2의 필터부에 대한 사시도.
도 6은 도 2의 피스톤유닛에 대한 분해 사시도.
도 7은 도 6의 피스톤부싱에 대한 단면도.
도 8은 밸브본체에 대한 분해 사시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 커플러의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 방향 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 에어 커플러는 어댑터(10)와 커플러본체(100)를 포함한다.

어댑터(10)는 사용자에 의해 파지되며 중공에 의한 제1유로(12)가 형성되어 있다. 어댑터(10)는 파이프 형상이며, 사용자가 파지하기에 적합한 직경과 길이로 형성된다. 이런 어댑터(10)는 일단이 커플러본체(100)와 결합되고 타단이 밸브본체(20)와 결합된다. 이 때, 결합 방식은 예를 들어, 나사 결합 등에 의한다. 한편, 제1유로(12)는 어댑터(10)의 길이 방향과 나란한 직선으로 형성되며, 필터부(140)가 배치되는 부분의 유로 단면적은 필터부(140)의 형상에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.

커플러본체(100)는 바디부(110), 소켓부(120), 조우(jaw)부재(130), 필터부(140), 피스톤유닛(150), 슬리브(160), 볼(170) 등을 포함한다. 바디부(110)는 대략적으로 내부가 관통 형성되는 원통 형상으로, 입구 측 부근 외주면에는 대향하는 절개면(112)이 형성된다. 또한, 바디부(110)의 중간 부근 외주면에는 원형홀(113)이 형성된다.

소켓부(120)는 바디부(110)가 어댑터(10)와 결합되게 한다. 즉, 소켓부(120)는 바디부(110)와 어댑터(10) 사이에 개재되어 그 결합을 매개한다. 구체적으로, 소켓부(120)의 후단 외주면에는 나사산이 형성되어 어댑터(10)의 내주면과 나사 결합된다. 그리고, 소켓부(120)의 전단 외주면은 바디부(110)와 밀착 결합된다. 한편, 소켓부(120)에는 피스톤유닛(150)의 일 부분을 수용하는 피스톤유닛수용실이 형성되어 있다.

도 3은 도 2의 조우부재(130) 및 그 배치 상태를 보여주는 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 A 부분 확대도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 조우부재(130)는 전술한 절개면(112)에 배치되어 방사 방향으로 이동 가능하고, 내측면에 나사산이 형성되어 있다. 이런, 조우부재(130)는 절개면(112)에 각각 배치되어 한 쌍으로 구성된다. 이 때, 조우부재(130)는 2단 구조로 형성되며, 각 단의 외주면에는 미리 설정된 각도로 경사지는 테이퍼구조(132)가 형성된다.

이는, 니플부재(200)에 형성되어 있는 나사산이 공차 범위 이내에서 치수 차이가 있더라도 커플러본체(100)가 안정적으로 결합될 수 있도록 한다. 그 이유는 다음과 같다. 테이퍼구조(132)는 나사산의 치수에 따라 니플부재(200)의 외경이 다소 큰 경우에 갭(g)이 커지도록 하고, 그 반대의 경우에는 갭(g)이 작아지도록 하여 조우부재(130)가 니플부재(200)를 타이트하게 체결할 수 있도록 한다.

즉, 테이퍼구조(132)로 인해 조우부재(130)와 니플부재(200)의 각 대응하는 나사산 측면은 서로 일정한 접촉 상태를 유지할 수 있게 된다. 그 결과, 접촉에 따른 마찰면이 형성되고 이는 결합 부위에 미끄러짐이나 흔들림이 발생되는 것을 방지한다. 한편, 테이퍼구조(132)는 각 단마다 서로 다른 경사 각도를 갖을 수 있다.

커플러본체(100)는 바디부(110)의 외주면에 전후 방향으로 이동 가능하게 배치되는 슬리브(160)를 더 포함한다. 슬리브(160)는 그 위치에 따라 조우부재(130)를 가압할 수 있다. 슬리브(160)는 그 위치에 따라 조우부재(130)의 방사 방향의 이동을 구속한다.

구체적으로, 슬리브(160)는 니플부재(200)가 삽입되는 방향으로 잡아 당겨지면 그 위치에서 잠금되고, 그 상태에서 니플부재(200)를 삽입 체결한 후 다시 슬리브(160)를 좀 더 잡아당기면 그 잠금 상태가 해제되면서 원래 위치로 되돌아가는 원터치 방식으로 작동된다. 이를 위해, 슬리브(160)는 슬리브(160)가 이동하는 방향으로 배치되어 슬리브(160)에 탄성 복원력을 제공하는 슬리브스프링(161)을 더 포함한다. 또한, 조우부재(130)의 외주면과 접촉되는 슬리브(160)의 내주면은 전술한 테이퍼구조(132)에 대응되어 동일한 경사 각도를 갖도록 형성된다.

도 5는 도 2의 필터부(140)에 대한 사시도이다 도 5를 참조하면, 필터부(140)는 소켓부(120)에 결합된다. 특히, 필터부(140)는 일단이 소켓부(120)의 후단 내주면에 결합되고, 타단이 제1유로(12)에 위치하도록 배치된다. 조립 상태의 에어 커플러에서 필터부(140)는 어댑터(10) 내부 중공에 배치하게 된다. 한편, 이런 필터부(140)는 금속 소결법에 의해 형성될 수 있다. 필터부(140)는 유입되는 가스 등에 포함된 이물질을 걸러내는 역할을 한다.

도 6은 도 2의 피스톤유닛(150)에 대한 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 피스톤부싱(154)에 대한 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 피스톤유닛(150)은 커플러본체(100)의 내부에 배치되되, 가스가 유입되는 니플부재(200)와 연통되며 가스를 필터부(140) 측으로 안내하는 파이프 형상의 피스톤부싱(154)을 포함하는 피스톤유닛(150)을 포함한다. 피스톤유닛(150)은 니플부재(200)가 삽입 체결되거나, 체결 이후 분리 이탈되는 과정에서 전후 방향으로 소정 거리 이내에서 움직일 수 있다.

구체적으로, 피스톤유닛(150)은 피스톤부싱(154)의 외주면 일부와 끼움 결합되는 피스톤(151)과, 피스톤(151)의 일단에 형성되어 접촉 결합되는 상기 니플부재(200) 사이의 밀폐력을 증대시키는 패킹부재(152)와, 피스톤부싱(154)과 상기 피스톤(151) 사이에 형성되는 빈 공간에 배치되는 피스톤스프링(153)을 포함한다.

한편, 피스톤부싱(154)은 피스톤(151) 내부를 관통하여 양 측으로 돌출되는 파이프 형상이며, 구체적으로 전단이 피스톤유닛(150)의 입구 측으로 연장되고, 후단이 소켓부(120) 측으로 연장되는 형태를 갖는다.

그 결과, 피스톤(151) 내부에 배치되는 피스톤스프링(153) 등의 각 종 부품들은 피스톤유닛(150)으로 유입되는 고압 가스 등에 노출되지 않게 되어 산화 현상에 따른 내구성 저하나 가스 등에 포함되는 이물질에 의해 발생하는 작동 이상 등의 발생이 효과적으로 방지된다.

또한, 피스톤부싱(154)은 전단이 피스톤유닛(150)의 입구 측으로 연장 형성된다. 그 결과, 니플부재(200)가 커플러본체(100)에 삽입 체결될 때, 피스톤부싱(154)의 외주면은 니플부재(200)의 내주면에 삽입되어 밀착 결합될 수 있다.

동시에, 이는 삽입 결합되는 니플부재(200)에 대해 그 결합 방향을 제시하는 가이드 역할을 한다. 양 측에서 조우부재(130)가 가압하는 방식을 갖는 나사 결합은 조금이라도 어느 일 측으로 기울어지게 되면 결합 불량이 발생하기 쉽다.

따라서, 피스톤부싱(154)이 갖는 이런 구조적 특성은 조우부재(130)에 의한 니플부재(200)의 안정적인 결합을 보조할 수 있다. 또한, 이런 구조는 니플부재(200)에서 커플러로 주입되는 가스 등이 외부로 새어나가는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

다음으로, 패킹부재(152)는 예를 들어, 고무 재질 등으로 형성되어 탄성 변형을 할 수 있다. 패킹부재(152)는 피스톤유닛(150)이 니플부재(200)의 선단과 밀착 접촉될 수 있도록 하여 그 결합 부위에서 가스 등이 누출되는 것을 방지한다.

한편, 피스톤유닛(150)은 바디부(110)와 소켓부(120)에 전체적으로 걸쳐지는 형태로 배치된다. 구체적으로, 피스톤(151)은 소켓부(120)의 전단에 삽입되며, 그 결합 구조로 인해 그 이동 거리가 제한된다. 또한, 피스톤스프링(153)의 일단은 소켓부(120)에서 중간 부근에 위치하는 소켓허브의 내경에 형성되는 스프링홈(123)에 배치된다.

한편, 커플러본체(100)는 전술한 원형홀(113)을 통과하는 볼(170)을 포함한다. 볼(170)은 슬리브(160)를 잡아당기는 과정에서 슬리브(160)가 미리 설정된 간격만큼 후진하게 되면 그 위치에서 걸리면서 잠금 상태 즉, 락킹이 되도록 한다. 이에 대응하여 슬리브(160)의 내주면에는 볼(170)이 수용되는 볼홈이 더 형성된다.

도 8은 밸브본체(20)에 대한 분해 사시도이다. 도 8을 참조하면, 에어 커플러는 어댑터(10)의 타단에 나사 결합되는 밸브본체(20)를 더 포함한다. 밸브본체(20)는 어댑터(10)의 제1유로(12)를 통해 이동하는 가스 등의 유체가 다른 배관 등으로 주입될 수 있도록 한다. 구체적으로, 밸브본체(20)는 패킹이 가능한 밸브(21)와 밸브(21)에 배치되어 밸브(21)의 전후 이동을 구속하는 밸브스프링(22), 그리고 밸브(21)의 전후 이동을 가이드 하는 밸브가이더(23)를 포함한다.

또한, 커플러본체(100)의 외주면에는 니플부재(200)와 피스톤부싱(154) 사이의 결합 상태를 디스플레이하는 표시부(미도시)가 더 형성될 수 있다. 표시부는 예를 들어, 색깔 구분에 의해 니플부재(200)와 피스톤부싱(154) 사이의 결합 정도를 시각적으로 알려줄 수 있다. 이는, 사용자가 그 내부 결합 상태를 확인할 수 없는 상황에서, 니플부재(200)가 피스톤부싱(154)에 대해 올바르게 결합이 이루어졌는지에 대한 정보를 제공한다.

이하, 니플부재(200)를 커플러본체(100)에 체결하는 과정을 설명한다. 먼저 사용자는 어댑터(10)를 파지한 후, 슬리브(160)를 잡아 당겨 조우부재(130)가 방사 방향으로 이동하면서 벌어지도록 한다. 이 때, 슬리브(160)는 볼(170)에 의한 걸림으로 당겨진 위치에서 잠금 상태에 있게 된다.

그러면, 사용자는 니플부재(200)를 커플러본체(100) 측으로 결합시킬 수 있다. 이 때, 사용자는 커플러본체(100) 입구 측으로 돌출 형성되어 있는 피스톤부싱(154)을 확인한 후, 니플부재(200)의 결합 방향을 고려하여 피스톤부싱(154)이 니플부재(200) 내부로 정확하게 삽입 체결되도록 한다. 이 때, 피스톤유닛(150)은 니플부재(200)의 선단이 패킹부재(152)와 밀착 접촉될 수 있도록 니플부재(200)를 삽입시키는 과정에서 니플부재(200)에 의해 그 삽입 방향으로 가압될 수 있다. 이 때, 사용자는 표시부를 통해 그 결합 상태를 시각적으로 확인할 수 있다.

그 다음, 사용자는 잠금 상태를 해제하기 위해 슬리브(160)를 조금 더 잡아당긴다. 그러면 조우부재(130)는 니플부재(200)를 가압하면서 니플부재(200)와 서로 맞물리는 나사 결합을 하게 된다. 여기서, 조우부재(130)의 외주면에 형성된 테이퍼구조(132)로 인해 나사 결합되는 각 나사산의 측면은 서로 면 접촉 상태를 유지할 수 있다. 이는, 안정적이고 타이트한 나사 결합을 제공하여 결합 부위에 발생하는 공차에 따른 이격이나 흔들림 등의 발생을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 어댑터 100: 커플러본체
110: 바디부 120: 소켓부
130: 조우부재 140: 필터부
150: 피스톤유닛 160: 슬리브
170: 볼 20: 밸브본체
12: 제1유로 112: 절개면
132: 테이퍼구조 151: 피스톤
152: 패킹부재 153: 피스톤스프링
154: 피스톤부싱 113: 원형홀
g: 갭 114: 부싱
21: 밸브 22: 밸브스프링
23: 밸브가이더 123: 스프링홈
200: 니플부재 161: 슬리브스프링

Claims (10)

1. 사용자에 의해 파지되며 중공에 의한 제1유로가 형성되는 어댑터; 및 상기 어댑터와 결합되는 커플러본체;를 포함하되,
   상기 커플러본체는
   입구 측 외주면에 대향하는 절개면이 형성되는 바디부;
   상기 바디부가 상기 어댑터와 결합되게 하는 소켓부;
   상기 절개면에 배치되어 방사 방향으로 이동 가능하고, 내측면에 나사산이 형성되는 조우(jaw)부재;
   상기 소켓부에 결합되는 필터부; 및
   상기 커플러본체의 내부에 배치되되, 가스가 유입되는 니플부재와 연통되며, 상기 가스를 상기 필터부 측으로 안내하는 파이프 형상의 피스톤부싱을 포함하는 피스톤유닛;을 포함하는 에어 커플러.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 바디부의 외주면에 전후 방향으로 이동 가능하게 배치되고, 위치에 따라 상기 조우부재를 가압하는 슬리브;를 더 포함하는 에어 커플러.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 소켓부의 일단 외주면은 상기 어댑터의 내주면과 나사 결합되고,
   상기 필터부는 일단이 상기 소켓부의 일단 내주면에 결합되고, 타단이 상기 제1유로에 위치하도록 배치되는 에어 커플러.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 조우부재는 2단 구조로 형성되며, 각 단의 외주면에는 미리 설정된 각도로 경사지는 테이퍼구조가 형성되는 에어 커플러.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 테이퍼구조는 각 단마다 서로 다른 경사 각도를 갖는 에어 커플러.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤유닛은
   상기 피스톤부싱의 외주면 일부와 끼움 결합되는 피스톤;
   상기 피스톤의 일단에 형성되어 접촉 결합되는 상기 니플부재 사이의 밀폐력을 증대시키는 패킹부재;
   상기 피스톤부싱과 상기 피스톤 사이에 형성되는 빈 공간에 배치되는 피스톤스프링;을 더 포함하는 에어 커플러.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤부싱은 일단이 상기 피스톤유닛의 입구 측으로 연장되며,
   상기 피스톤부싱의 외주면은 상기 니플부재의 내주면에 끼움 결합되는 에어 커플러.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 바디부의 외주면에는 원형홀;이 형성되고,
   상기 커플러본체는 상기 원형홀을 통과하는 볼;을 더 포함하는 에어 커플러.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 어댑터의 타단에 나사 결합되는 밸브본체;를 더 포함하는 에어 커플러.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 커플러본체의 외주면에는 상기 니플부재와 상기 피스톤부싱 사이의 결합 상태를 디스플레이하는 표시부;가 형성되는 에어 커플러.

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