KR101944865B1 - 스토퍼 링 및 이를 이용한 관 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스토퍼 링 및 이를 이용한 관 연결장치는, 스토퍼 링이 압륜이 가압하는 힘에 의해 제 1 관 둘레에 압착되어, 제 2 관과 연결된 제 1 관이 빠지지 않도록 하는 것으로, 상기 압륜에 의해 상기 제 1 관 둘레에 압착되는 복수 개의 압자와, 상기 복수 개의 압자를 상호 연결하여 링 구조를 갖도록 하는 연결지를 포함하여 구성됨으로써, 스토퍼 링이 불균일화된 부분이 최소화된 상태에서 관 둘레에 압착되어 관 빠짐 등을 방지할 수 있고, 이에 따라 관 연결 구조의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

스토퍼 링 및 이를 이용한 관 연결장치{Stopper ring and pipe connecting device using the same}

본 발명은 압륜 및 스토퍼 링을 이용하여 강관, 주철관, 합성수지관 등 관을 연결하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 상수, 하수, 가스, 원유 등 유체의 수송을 목적으로 하는 관이나 전선, 통신선 등 케이블의 수용을 목적으로 하는 관으로는 강도가 우수하고 경량인 강관이 많이 사용되고 있다.

강관을 기계식으로 연결할 때는 통상 서로 연결할 두 강관 중 어느 한쪽 강관의 소켓에 다른 쪽 강관을 끼우는 식으로 상호 연결하여 배관을 구성하게 된다.

이러한 강관 연결 구조는 대한민국 등록특허 제10-0839968호 등에 공지되어 있다.

상기 등록특허 공보에 기재된 관 연결장치에 대한 기술을 살펴보면, 한쪽 강관이 소켓이 구비된 다른 쪽 강관에 삽입되고, 한쪽 강관에 압륜이 장착된 상태에서 소켓과 압륜을 후크 볼트 및 너트를 이용하여 조립하는 구조가 나타나 있다. 또, 압륜과 두 강관 사이의 연결부에는 밀봉링이 설치되고, 특히 압륜과 밀봉링 사이에는 소켓에 삽입된 강관이 빠지지 않도록 압착하는 스토퍼 링이 개시되어 있다.

그러나, 상기 등록특허 공보에 기재된 기술을 포함하여 종래 기술은, 스토퍼 링의 일부분이 끊어진 구조로 구성되기 때문에 끊어진 부분 쪽은 관에 대한 밀착력이 떨어져서 전체적으로 균일한 압력으로 관 둘레에 밀착되기 어렵고, 이로 인하여 관이 분리될 수 있는 등 관 연결장치의 신뢰성을 높이는데 한계가 있는 문제점이 있다.

즉, 관의 외면이 일정 두께로 코팅된 경우에 스토퍼 링의 내경 축소량이 더욱 커지게 되므로 스토퍼 링의 끊어진 양단부 사이의 거리가 충분히 확보되어야 한다. 예를 들면 스토퍼 링이 관 외면의 코팅면을 3mm 정도 파고 들어가는 경우에 스토퍼 링의 내경도 그만큼 축소되므로 양단부 사이의 간격은 최소한 18mm 정도 이격되어 있어야 한다. 이와 같이 내경 축소량을 고려하여 스토퍼 링의 양단부 사이가 크게 이격되는 경우에 상황에 따라서는 관 둘레에 압착되는 부분이 불균일해져서 관 연결장치의 신뢰성을 높이는데 한계가 발생하는 것이다.

한국 등록특허 제10-0839968호 한국 등록특허 제10-1185104호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스토퍼 링이 전체적으로 균일하게 관 둘레에 압착되어 관 빠짐 등을 방지할 수 있도록 구성함으로써 관 연결 구조의 신뢰성을 높일 수 있는 스토퍼 링 및 이를 이용한 관 연결장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 내주면 압착날을 계단 구조로 형성하여 음각으로 들어가는 부분이 없도록 구성함으로써 주물 등으로 보다 용이하게 제작할 수 있고, 제작비용도 절감할 수 있는 스토퍼 링 및 이를 이용한 관 연결장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 관 연결장치의 스토퍼 링은, 압륜이 가압하는 힘에 의해 제 1 관 둘레에 압착되어, 제 2 관과 연결된 제 1 관이 빠지지 않도록 하는 것으로, 상기 압륜에 의해 상기 제 1 관 둘레에 압착되는 복수 개의 압자와, 상기 복수 개의 압자를 상호 연결하여 링 구조를 갖도록 하는 연결지를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 압자는, 외주면에 상기 압륜의 경사진 가압면에 대응하도록 경사면이 형성되고, 내주면에 상기 제 2 관의 둘레에 밀착되는 압착날이 하나 이상 돌출된 압착면이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 압자는, 상대적으로 두께가 얇은 쪽의 원주 방향의 길이가 상대적으로 두께가 두꺼운 쪽의 원주 방향의 길이보다 작게 형성될 수 있다.

상기 압착면은 상기 경사면의 외경이 커지는 방향으로 내경도 커지도록 하나 이상의 단차를 갖도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 단차의 모서리부가 이루는 압착날의 내각은 45도 ~ 135도인 것이 바람직하다.

상기 연결지는 상기 압자의 압착면과 경사면 상단에 이르는 두께의 1/2지점 상부 영역에서 양쪽 압자에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 연결지가 복수개로 구성될 때, 상기 복수개의 연결지 중 적어도 어느 하나의 연결지는 다른 연결지와 연결 위치가 다르게 구성될 수 있다.

상기 연결지의 굵기는 상기 압자의 측면쪽 단면적 대비 1/10 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연결지는 상기 압자의 외주면에 연결되는 것도 가능하다.

상기 스토퍼 링은 링 구조에서 한 부분 이상 끊어진 구조로 형성될 수 있다.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 관 연결장치는, 제 2 관에 구성되어 제 1 관이 삽입되는 소켓과; 상기 제 1 관의 외주면과 상기 소켓 사이에 개재되어 틈새를 밀봉하는 밀봉링과; 상기 제 1 관의 둘레에 장착되는 압륜과;

상기 밀봉링과 상기 압륜 사이에서 상기 제 1 관 둘레에 위치되어 상기 압륜에 의해 상기 제 1 관에 압착되는 상기한 스토퍼 링을 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 관 연결장치는 상기 밀봉링과 상기 스토퍼 링 사이에서 제 1 관 둘레에 장착되어 상기 밀봉링을 가압하는 제 1 압륜을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 압륜과 상기 스토퍼 링이 밀착되는 면은 각각 경사면으로 형성되되, 적어도 어느 한쪽 경사면은 볼록하게 형성되게 구성될 수 있다.

상기 압륜과 상기 스토퍼 링이 밀착되는 면은 각각 경사면으로 형성되되, 상기 압륜의 경사면과 상기 제 1 관의 외주면 사이의 경사각을 a, 상기 스토퍼 링의 경사면과 상기 제 1 관의 외주면 사이의 경사각을 b라고 할 때, a ≤ b 로 형성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 스토퍼 링이 다수개의 압자와 이들을 연결하는 연결지로 구성되기 때문에 스토퍼 링이 관에 압착될 때 불균일한 부분이 분산되어 전체적으로 최소화할 수 있고, 이에 따라 보다 견고하게 관 둘레에 압착되어 관이 빠지지 않도록 함으로써 관 연결 구조의 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스토퍼 링의 내주면의 압착날을 계단 구조로 형성할 경우에, 음각으로 들어가는 부분이 없도록 구성되기 때문에 주물 등으로 보다 용이하게 제작할 수 있고, 제작비용도 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 이외에도 본 발명의 여러 실시예에 따라 다양한 효과를 제공하는 바, 이에 대해서는 아래에서 설명될 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'에서 추가로 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링을 이용한 관 연결장치가 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링을 이용한 관 연결장치의 주요부 상세 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링을 이용한 관 연결장치의 일부 절개 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링이 도시된 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링이 도시된 일부 절개 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링이 도시된 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스토퍼 링을 내주면 방향에서 본 절개 사시도이다.
도 8는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스토퍼 링이 도시된 횡단면도이다.
도 9은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스토퍼 링이 도시된 횡단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스토퍼 링이 도시된 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스토퍼 링이 도시된 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스토퍼 링의 사용 상태가 도시된 주요부 단면도로서,
도 12는 압륜 가압전 스토퍼 링의 상태를 보여주는 도면이고,
도 13은 압륜 가압후 스토퍼 링의 상태를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스토퍼 링과 다른 실시예의 압륜이 도시된 주요부 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 스토퍼 링이 복수개로 분할된 상태의 실시예가 도시된 정면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 스토퍼 링을 이용한 관 연결장치의 다른 실시예가 도시된 주요부 상세 단면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 스토퍼 링을 이용한 관 연결장치의 또 다른 실시예가 도시된 주요부 상세 단면도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

이하 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에서 관, 제 1 관, 제 2 관은 강관 등 금속 소재로 이루어진 금속관, PE 등 합성수지재로 이루어진 합성수지관 등 모든 종류의 관을 포함한다.

금속관인 경우에 외주면 또는 내주면에 부식 방지 등을 위해 일정 두께로 코팅되어 있는 코팅관일 수 있다.

또한, 관은 그 형태가 직관에 한정되는 것이 아니고, 곡관, T형 관 등을 포함한 다양한 형태를 가지는 이형관 및 이외의 모든 연결 관류를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 관들을 서로 연결하기 위한 관 연결장치 및 이 관 연결장치에 이용되는 스토퍼 링의 여러 실시예들을 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링 및 이를 이용한 관 연결장치의 일 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 관 연결장치의 설치 단면도, 도 2는 관 연결장치의 주요부 상세 단면도, 도 3은 관 연결장치의 일부 절개 분해 사시도, 도 4는 스토퍼 링(60)의 사시도, 도 5는 스토퍼 링(60)의 일부 절개 사시도, 도 6은 스토퍼 링(60)의 횡단면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링을 이용한 관 연결장치는, 곡관 구조로 이루어진 제 1 관(10)과 소켓(22)을 갖는 제 2 관(20)을 연결하기 위해 구성된다.

참고로, 본 실시예에서는 제 1 관(10)이 곡관으로 이루어지고, 제 2 관(20)에 소켓(22)이 형성된 관들을 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 직관, 이형관 등을 상호 연결하거나 제 2 관(20)에 소켓(22)이 일체로 형성되지 않고 관 둘레에 소켓링을 장착한 관을 연결할 때도 적용하여 구성할 수 있다.

제 1 관(10)과 제 2 관(20)을 연결하는 관 연결장치는, 제 2 관(20)에 구성된 소켓(22), 밀봉링(30), 압륜(40) 및 후크 볼트(50) 등으로 이루어진 결합 부재, 그리고 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링(60)을 포함하여 구성된다.

이러한 각각의 구성 요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 소켓(22)은, 제 2 관(20)의 끝단에 제 1 관(10)이 삽입되도록 구성된 것으로, 외측 둘레에 결합 부재를 구성하는 후크 볼트(50)가 걸리도록 걸림턱(24)이 형성되고, 내측 둘레면은 제 1 관(10)이 삽입될 수 있을 정도의 내경을 갖도록 형성되며, 내측 끝단에는 제 1 관(10)과의 사이에 밀봉링(30)이 위치될 수 있도록 경사진 개재부(26)가 형성된다.

여기서, 개재부(26)는 경사 구조에 한정되지 않고, 타이튼 타입의 관 연결장치와 유사하게 밀봉링(30)이 삽입되는 홈 구조로 형성되는 것도 가능하다.

다음, 상기 밀봉링(30)은, 제 2 관(20)의 외주면과 소켓(22)의 개재부(26) 사이에 위치되어 누수되지 않도록 틈새를 밀봉하는 것으로, 환형 구조로 형성되고 단면은 경사진 개재부(26)의 형상에 대응하도록 대략 삼각 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

이러한 밀봉링(30)은 합성수지 또는 고무 소재 등으로 제작되어 구성될 수 있고, 형상과 구조는 제 1 관(10)과 소켓(22) 사이에서 누수를 방지할 수 있는 구조이면, 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

다음, 상기 압륜(40)은, 제 2 관(20)의 둘레에 장착되도록 환형 구조로 형성되고, 결합 부재를 구성하는 후크 볼트(50)들이 삽입되도록 볼트홀들이 형성된다.

특히, 압륜(40)의 내주면에는 스토퍼 링(60)을 관의 내측 방향과 밀봉링(30) 방향으로 가압할 수 있도록 경사지게 형성된 가압면(42)이 형성된다.

다음, 상기 결합 부재는, 압륜(40)을 관통하여 소켓(22)의 걸림턱(24)에 걸리는 후크 볼트(50)와 이 후크 볼트(50)를 압륜(40) 쪽에서 체결하여 소켓(22)과 압륜(40)을 상대 방향으로 가압시키는 체결 너트(55)로 이루어질 수 있다.

다음, 본 발명의 주요 구성 부분인 상기 스토퍼 링(60)에 대하여 도 3 내지 도 6 등을 참조하여 상세히 설명한다.

스토퍼 링(60)은, 압륜(40)이 가압하는 힘에 의해 제 1 관(10) 둘레에 압착되어, 제 2 관(20)과 연결된 제 1 관(10)이 빠지지 않도록 하기 위해 구성된다. 또한 스토퍼 링(60)은 밀봉링(30)을 가압하는 기능도 함께 구현하도록 구성될 수 있다.

이러한 스토퍼 링(60)은 압륜(40)에 의해 제 1 관(10) 둘레에 압착되는 복수 개의 압자(61)와, 이 복수 개의 압자(61)를 상호 연결하여 링 구조를 갖도록 하는 연결지(65)를 포함하여 구성된다.

스토퍼 링(60)은 복수개의 압자(61)가 연결지(65)를 통해 균일 간격으로 연결되어 전체적으로는 링 구조를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 이때 압자(61) 및 연결지(65)의 길이 및 개수는 실시 조건에 따라 적절하게 설정하여 구성할 수 있다.

여기서, 각 압자(61)의 최대 길이는 관을 중심으로 90도 이하의 길이가 되도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 압자(61)는 90도 이하로 4개 이상으로 개수로 이루어져 연결지(65)를 통해 상호 연결되도록 구성되는 것이 바람직한 바, 이렇게 압자(61)를 90도 이하의 길이가 되도록 구성할 경우에 압륜(40)이 압자(61)를 가압할 때 연결지(65)를 중심으로 회전 모멘트 발생이 쉽게 되어 관에 외면에 밀착되는 정도가 높아지므로 보다 견고하게 관을 연결하여 구성할 수 있게 된다.

이와 같은 스토퍼 링(60)을 구성하는 압자(61) 및 연결지(65)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

압자(61)는 대략 삼각 단면 구조를 갖도록 형성되는데, 외주면은 도 6 등을 참조하면, 일측이 상기 압륜(40)의 경사진 가압면(42)에 대응하도록 경사면(62)이 형성되고, 내주면은 제 1 관(10)의 둘레에 밀착되는 압착날(64)이 하나 이상 돌출된 압착면(63)이 형성된다. 그리고 경사면(62)의 반대쪽 측면(67)은 밀봉링(30)을 가압할 수 있도록 압착면(63)에 대하여 수직면에 가깝게 형성되는 것이 바람직하다.

압착면(63)에 형성된 압착날(64)은 관 둘레에 밀착되도록 실시 조건에 따라 다양하게 형성할 수 있는데, 본 실시예에서는 원주 방향으로 돌출되는 압착날(64) 3개가 일정 간격으로 형성된 구조를 예시하고 있다.

한편, 압자(61)는, 도 4를 참조하면, 상대적으로 두께가 얇은 쪽의 원주 방향의 길이(L1)가 상대적으로 두께가 두꺼운 쪽의 원주 방향의 길이(L2)보다 작게 형성될 수 있다. 이는 상대적으로 두께가 얇은 압륜(40) 쪽 부분이 상대적으로 두께가 두꺼운 밀봉링(30) 쪽 부분 보다 압륜(40)이 가압할 때 변형 정도가 다르기 때문에 상대적으로 변형 정도가 더 커서 내경이 더 작아지는 압륜(40)쪽 부분의 원주 방향 길이(L1)를 작게 하여 압자(61)들이 전체적으로 균일한 간격으로 관 둘레에 밀착되어 보다 견고한 압착력을 형성하도록 하기 위한 것이다.

그리고, 연결지(65)는 압자(61)와 압자(61) 사이를 연결하는 구성 부분으로서, 본 실시예에서는 4각 단면을 갖는 연결지(65)를 예시하고 있으나, 형상 및 굵기는 실시 조건에 따라 적절하게 설정하여 구성할 수 있다.

여기서, 바람직한 연결지(65)의 굵기는 압자(61)의 측면쪽 단면적 대비 1/10 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 압륜(40)이 가압하여 압자(61)가 제 1 관(10) 둘레에 압착될 때, 연결지(65)로 연결되어 있는 압자(61)가 회전 모멘텀을 받아 일정 정도 회전되면서 제 1 관(10) 둘레에 압착된다. 즉, 압자(61)의 압착면(63)이 제 1 관(10)의 길이 방향으로 평행한 상태에서 압륜(40)이 가압하게 되면 스토퍼 링(60)에서 압자(61)의 두께가 얇은 부분부터 제 1 관(10) 둘레에 압착되면서 압자(61)가 연결지(65)를 중심으로 일정 정도 회전하게 된다. 따라서 연결지(65)는 압자(61)가 제 1 관(10) 둘레에 압착될 때 회전이 용이하도록 변형(비틀림) 또는 파괴가 쉽게 일어날 수 있을 정도의 굵기와 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 연결지(65)의 연결 위치는, 도 6을 참조하면, 압자(61)의 내주면인 압착면(63)과 경사면(62) 상단에 이르는 두께(t)의 1/2지점(t/2)의 상부 영역(Z)에서 양쪽 압자(61)에 연결되게 구성되는 것이 바람직하다. 이는 압륜(40)이 압자(61)를 가압하게 되면, 스토퍼 링(60)의 내주면이 전체적으로 작아지면서 제 1 관(10)의 둘레에 압착되는데, 압자(61)에서 경사면(62) 끝단의 두께가 얇은 부분의 내경이 가장 작아지면서 제 1 관(10) 둘레에 압착되고 반대로 두께가 두꺼운 부분이 원주 변화가 작으므로, 압착면(63)에서 가장 먼쪽 부분에 연결지(65)가 연결되게 구성하는 것이 바람직하다. 따라서 연결지(65)는 압자(61)의 압착면(63)에서는 멀고 경사면(62)에서는 가장 두꺼운 부분 쪽에 연결되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 압자(61)와 연결지(65)로 연결되어 구성되는 스토퍼 링(60)은 도 3 및 도 4에서와 같이 한 부분만 끊어진 구조로 형성될 수 있다. 이때 스토퍼 링(60)의 끊어진 부분(양단부 사이)의 각도는 전체 원에서 7도 이하 정도 벌어지도록 설정되는 것이 바람직하다. 이는 스토퍼 링(60)이 제 1 관(10) 둘레에 밀착된 상태에서 양단부 사이의 각도가 7도 이상인 경우에는 양단부로부터 제 1 관(10)을 압착되는 정도가 취약해지므로 스토퍼 링(60)의 양단부 사이의 각도를 7도 이하로 설정하여, 제 2 관(20)이 빠지지 않도록 하는 지지력을 높이기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스토퍼 링(60)은 다수개의 압자(61)와 이들을 연결하는 연결지(65)로 구성되므로 전체적으로 균일한 압착력으로 제 1 관(10) 둘레에 압착되고, 이에 따라 제 1 관(10)이 빠지지 않도록 하는 압착력 및 지지력이 강화되어 전체적으로는 관 연결장치의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른 스토퍼 링에 대하여 설명한다. 참고로, 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예를 설명함에 있어서 본 발명의 제 1 실시예와 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 7은 스토퍼 링(60B)의 내주 방향의 절개 사시도, 도 8는 스토퍼 링(60B)의 횡단면도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 스토퍼 링(60B)은 앞서 설명한 제 1 실시예의 스토퍼 링(60)과 기본적으로 동일 유사하게 구성되나, 압자(61)들을 연결하는 연결지(65)의 연결 위치가 상이하게 구성된다.

즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 스토퍼 링(60B)의 압자(61)를 연결하는 연결지(65a)(65b)가 압자(61)에서 상대적으로 두께가 두꺼운 쪽 상부와 압자(61)에서 상대적으로 두께가 얇은 쪽에 번갈아가며 연결되게 구성되는 것이다.

도 9는 제 3 실시예에 따른 스토퍼 링(60C)의 횡단면도로서, 제 2 실시예와 같이 연결지(65)의 연결 위치가 다르게 구성되나, 하나의 압자(61)를 중심으로 한쪽 연결지(65a)는 압자(61)에서 두께가 두꺼운 쪽의 외주면 쪽에, 다른 연결지(65c)는 압자(61)에서 두께가 두꺼운 쪽의 내주면 쪽에 번갈아가며 연결되는 구성을 보여준다.

상기와 같은 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예의 스토퍼 링(60B)(60C)은 압자(61)들을 연결하는 연결지(65)의 연결 위치를 다르게 구성함으로써 연결할 관의 소재, 규격, 코팅 유무 및 코팅 두께, 스토퍼 링(60)의 형상 및 구조 등에 따라 연결지(65)의 위치를 적절하게 설정하여 스토퍼 링(60)(60B)(60C)을 구성할 수 있을 것이다.

도 10을 참조하여, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스토퍼 링에 대하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 스토퍼 링이 도시된 사시도이다.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 스토퍼 링(600)은 앞서 설명한 제 1 실시예의 스토퍼 링(60)과 기본적으로 동일 유사하게 구성되나, 압자(61)들을 연결하는 연결지(65)의 구성이 상이하게 이루어진다.

즉, 스토퍼 링(600)의 압자(61)를 연결하는 연결지(65d)가 압자(61)의 외주면 쪽에 연결되게 구성된다. 보다 구체적으로는 도 10에 예시된 바와 같이 압자(61)의 경사면이 끝나는 외주면(61a) 일측에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

이때, 연결지(65d)는 도면에 예시된 바와 같이 'U' 자형 곡면 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 연결지(65d)를 'V' 자형 등 다른 형상으로 구성하는 것도 가능하다.

이와 같이 압자(61)의 외주면에 연결지(65d)를 연결하여 구성하는 경우에, 원주 방향으로 탄성을 갖게 되므로 반경 방향으로 수축 및 확장이 용이하여 스토퍼 링(600)을 절단된 부분 없이 완전한 원형 구조로 구성하는 것이 가능하다.

도 11 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 스토퍼 링 및 이를 이용한 관 연결장치에 대하여 설명한다. 여기서도, 본 발명의 제 5 실시예를 설명함에 있어서 본 발명의 제 1 실시예와 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 도면에 동일한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 반복 설명은 생략한다.

도 11은 스토퍼 링(60A)의 사시도, 도 12 및 도 13은 스토퍼 링(60A)의 사용 상태 도면, 다른 실시예의 압륜(40)이 적용된 주요부 단면도이다.

본 발명의 제 5 실시예에 따른 스토퍼 링(60A)은 앞서 설명한 제 1 실시예의 구성과 대부분 동일 유사하게 구성되나, 압자(61)의 압착면(63A)의 구성이 다르게 이루어진다.

본 실시예의 스토퍼 링(60A)은 압착면(63A)이 압륜(40)의 밀착되는 경사면(62)의 외경이 커지는 방향으로 내경도 커지도록 하나 이상의 단차를 갖도록 형성되고, 이 단차를 통해 압착날(64A)을 구성할 수 있도록 이루어진다. 달리 표현하면, 압착면(63A)은 압자(61)의 두께가 얇은 쪽 보다 두께가 두꺼운 쪽의 내경이 커지도록 계단 구조로 복수개의 단차를 갖도록 형성되고, 이러한 단차 구조를 통해 압착날(64A)을 형성하는 것이다.

이때, 압착면(63A)의 압착날(64A)을 구성하는 단차의 내각(α)은 45도 ~ 135도로 형성되는 것이 바람직하다. 45도보다 작게 되면, 압착날(64A)의 강도가 약해질 수 있고, 135도보다 크게 되면, 관 표면에 밀착되는 압착날(64A)의 압착 정도가 약해질 수 있기 때문이다.

또한, 밀봉링(30)을 가압하는 측면(67)은 일정 각도 경사지게 형성되어 관(10) 둘레에 완전히 압착되면, 도 13에서와 같이 대략 수직으로 세워지면서 상기 밀봉링(30)을 가압할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 스토퍼 링(60A)의 내주면 쪽 압착면(63A)을 단차 구조로 형성할 경우에 스토퍼 링(60A)을 주물, 사출 등의 방법으로 제작할 때, 스토퍼 링(60A)을 중심으로 좌우 양쪽 금형을 간편하게 분리할 수 있게 되어 제작이 용이하게 된다. 즉, 스토퍼 링(60)의 압착날(64)이 도 9에서와 같이 삼각 단면 구조로 돌출되면, 압착날(64)을 중심으로 어느 한쪽에 음각 부분이 형성되므로 금형 구조가 복잡해지고, 제작도 쉽지 않게 되나, 본 실시예에서와 같이 스토퍼 링(60A)의 압착면(63A)을 계단 구조로 형성할 경우에 좌우 금형을 간편하게 분리하여 제작할 수 있게 되므로 제작이 원활해지고 제작비용도 절감할 수 있게 된다.

이제, 도 12 및 도 13을 참조하여 압착면(63A)이 단차 구조로 형성된 스토퍼 링(60A)이 압륜(40)에 의해 관 둘레에 압착되는 과정을 살펴본다.

압륜(40)이 스토퍼 링(60A)을 가압하게 되면, 가압 초기에는 스토퍼 링(60A)을 이루는 압자(61)의 압착면(63A) 또는 모든 압착날(64A)이 제 1 관(10)과 평행한 상태가 되도록 압자(61)가 일정 정도 회전(도면에서 반시계방향)하게 되며, 이후에는 압륜(40)이 더욱 가압하게 되면 반대로 스토퍼 링(60A)에서 압자(61)의 두께가 얇은 부분부터 제 1 관(10) 둘레에 압착되면서 압자(61)가 연결지(65)를 중심으로 일정 정도 회전하고, 이후 모든 압착날(64A)이 제 1 관(10) 둘레의 코팅층(15)에 파고 들어가 제 1 관(10)을 압착하면서 관 연결 후에 제 1 관(10)이 빠지지 않도록 지지하게 된다.

이와 같은 스토퍼 링(60A)의 압착 작용이 보다 원활하게 이루어지도록 압륜(40)과 압자(61)의 경사각이 다음과 같이 설정되는 것이 바람직하다.

압륜(40)의 가압면(42)과 제 1 관(10)의 외주면 사이의 경사각을 a, 압자(61)들의 경사면(62)과 제 1 관(10)의 외면 사이의 경사각을 b라고 할 때, 압륜(40)과 압자(61)의 경사각은 a ≤ b 인 것이 바람직하다.

이러한 각도 설정은 압자(61)의 경사각 a를 압자(61)의 경사각 b와 같거나 더 작도록 구성하여 도 13에서와 같이 압륜(40)이 압자(61)를 가압할 때 상기한 바와 같이 단차에 의해 형성되는 모든 압착날(64A)이 제 1 관(10) 둘레의 코팅층(15)을 파고 들어가도록 함으로써 압착면(63A)이 전체적으로 충분한 압착력이 확보되도록 하여 제 1 관(10)이 빠지지 않도록 압착하면서 지지할 수 있도록 구성되는 것이다.

본 실시예에서 스토퍼 링(60A)의 압자(61)를 연결하는 연결지(65)는 제 1 실시예와 동일한 구조를 예시하였으나, 제 2 및 제 3 실시예와 같이 연결지(65)를 서로 다른 위치에 구성하는 것도 가능하다.

한편, 본 실시예서와 같이 압착면(63A)을 계단 구조로 구성할 경우에 도 14에서와 같이 압륜(40)의 가압면(42)을 볼록하게 구성하는 것도 가능하다.

압륜(40)의 가압면(42)을 볼록하게 구성할 경우에 스토퍼 링(60A)의 압자(61)를 두께가 얇은 쪽에서 두꺼운 쪽으로 가압하면서, 결국 전체적으로 균일하게 가압하여 줌으로써 스토퍼 링(60A)이 전부분에서 충분한 압착력을 확보할 수 있게 된다.

한편, 도 15는 본 발명에 따른 스토퍼 링(60D)이 3개로 분할된 상태가 도시된 정면도로서, 실시 조건에 따라 스토퍼 링(60)을 2개, 3개, 그 이상의 개수로 분할하여 구성하는 것도 가능하다.

스토퍼 링(60D)의 분할 개수를 제외한 구성은 앞서 설명한 본 발명의 제 1,2,3,4,5 실시예의 구성과 동일 또는 유사하게 구성할 수 있으므로 도면에 동일한 도면 부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도 16 및 도 17은 도 1 및 도 2를 중심으로 설명하였던 관 연결장치와 다른 구성을 갖는 관 연결장치의 실시예들을 보여주는 도면들로서, 앞서 설명한 제 1, 2, 3, 4 실시예의 스토퍼 링 중 하나를 적용하여 구성할 수 있으므로 관 연결장치의 다른 구성 부분을 중심으로 설명한다.

도 16은 본 발명에 따른 스토퍼 링을 이용한 관 연결장치의 다른 실시예가 도시된 주요부 상세 단면도이다.

본 실시예의 관 연결장치는 밀봉링(30)과 스토퍼 링(60) 사이에 와셔 링(70)이 구성된다. 이때 와셔 링(70)은 일정한 두께를 갖는 링 구조로 형성되어 스토퍼 링(60)의 일부가 끊어져 있거나 분할되어 구성되더라도 전체적으로 균일한 압력으로 밀봉링(30)을 가압하기 위해 구성된다.

이러한 와셔 링(70)은 공지된 구성이므로, 형상 및 구조에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 16에서 미설명 도면 부호는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하였던 구성 부분이므로, 동일한 도면 부호를 부여하고 그에 대한 설명은 생략한다.

도 17은 본 발명에 따른 스토퍼 링을 이용한 관 연결장치의 또 다른 실시예가 도시된 주요부 상세 단면도이다.

도 17에 도시된 관 연결장치는 두 개의 압륜(410)(420)을 이용하여 밀봉링(30)과 스토퍼 링(60)을 각각 가압하도록 구성된다.

즉, 밀봉링(30)과 스토퍼 링(60) 사이에는 제 1 관(10) 둘레에 장착되어 밀봉링(30)을 가압하는 제 1 압륜(410)이 구성되고, 스토퍼 링(60)의 후방에는 제 1 관(10) 둘레에 장착되어 스토퍼 링(60)을 가압하는 제 2 압륜(420)이 구성되는 것이다.

그리고, 제 1 압륜(410)과 소켓(22) 사이에는 제 1 후크 볼트(510) 및 너트로 이루어진 결합 부재가 연결되어 제 1 압륜(410)을 소켓(22) 방향으로 가압하도록 구성되고, 제 1 압륜(410)과 제 2 압륜(420) 사이에는 제 2 후크 볼트(520) 및 너트로 이루어진 결합 부재가 연결되어 제 2 압륜(420)을 제 1 압륜(410) 방향으로 가압하도록 구성된다.

제 1 압륜(410)에서 앞쪽 측면(411)은 밀봉링(30)을 가압하도록 일정 정도 돌출된 구조로 구성되고, 스토퍼 링(60)이 밀착되는 뒤쪽 측면에는 조립시에 스토퍼 링(60)의 위치를 잡아주어 용이하게 조립할 수 있도록 스토퍼 링(60)의 일부가 삽입되어 안착되는 안착홈(415)이 형성되는 것이 바람직하다.

제 2 압륜(420)의 내주면에는 스토퍼 링(60)의 압자(61)들을 가압할 수 있도록 경사지게 형성된 가압면(422)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 제 1 관 15 : 코팅층
20 : 제 2 관 22 : 소켓
24 : 걸림턱 30 : 밀봉링
40 : 압륜 42 : 가압면
50 : 후크 볼트 60 : 스토퍼 링
61 : 압자 62 : 경사면
63 : 압착면 64 : 압착날
65 : 연결지 70 : 와셔 링
410 : 제 1 압륜 420 : 제 2 압륜

Claims (14)

1. 끼우는 방식으로 상호 연결되는 두 관 사이의 밀봉링과 상기 두 관 중 제 1 관의 둘레에 장착되는 압륜 사이에서 상기 압륜이 가압하는 힘에 의해 상기 제 1 관의 둘레에 압착되어 상기 두 관 중 제 2 관에 끼워진 상기 제 1 관이 빠지지 않도록 하는 것으로,
   외주에 상기 압륜의 경사진 가압면에 대응하는 경사면이 형성되어 상기 압륜에 의해 상기 제 1 관의 둘레에 압착되고 내주에 상기 제 1 관의 둘레에 밀착되는 압착면이 형성된 복수 개의 압자와;
   상기 복수 개의 압자를 상호 연결하여 링 구조를 갖도록 하는 연결지를 포함하고,
   상기 연결지는 상기 압자에서 상기 압착면으로부터 상기 경사면의 상단에 이르는 두께의 1/2 지점 이상의 위치에 연결되어 상기 압착면으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 압자는 상기 압착면에 압착날이 하나 이상 돌출된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 압자는, 상대적으로 두께가 얇은 쪽의 원주 방향의 길이가 상대적으로 두께가 두꺼운 쪽의 원주 방향의 길이보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 압착면은 상기 경사면의 외경이 커지는 방향으로 내경도 커지도록 하나 이상의 단차를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 단차의 모서리부가 이루는 압착날의 내각은 45도 ~ 135도인 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결지는 상기 압착면으로부터 상기 경사면의 상단에 이르는 두께의 1/2 지점 상부 영역에서 양쪽 압자에 연결된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
7. 끼우는 방식으로 상호 연결되는 두 관 사이의 밀봉링과 상기 두 관 중 제 1 관의 둘레에 장착되는 압륜 사이에서 상기 압륜이 가압하는 힘에 의해 상기 제 1 관의 둘레에 압착되어 상기 두 관 중 제 2 관에 끼워진 상기 제 1 관이 빠지지 않도록 하는 것으로,
   외주에 상기 압륜의 경사진 가압면에 대응하는 경사면이 형성되어 상기 압륜에 의해 상기 제 1 관의 둘레에 압착되고 내주에 상기 제 1 관의 둘레에 밀착되는 압착면이 형성된 복수 개의 압자와;
   상기 복수 개의 압자를 상호 연결하여 링 구조를 갖도록 하는 연결지를 포함하고,
   상기 연결지는 복수개로 구성되며,
   상기 복수개의 연결지 중 적어도 어느 하나 이상의 연결지는, 다른 연결지와 연결 위치가 다르게 구성되고, 상기 압자에서 상기 압착면으로부터 상기 경사면의 상단에 이르는 두께의 1/2 지점 이상의 위치에 연결되어 상기 압착면으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결지의 굵기는 상기 압자의 측면쪽 단면적 대비 1/10 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결지는 상기 압자의 외주면에 연결된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼 링은 링 구조에서 한 부분 이상 끊어진 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 스토퍼 링.
11. 제 2 관에 구성되어 제 1 관이 삽입되는 소켓과;
    상기 제 1 관의 외주면과 상기 소켓 사이에 개재되어 틈새를 밀봉하는 밀봉링과;
    상기 제 1 관의 둘레에 장착되는 압륜과;
    상기 밀봉링과 상기 압륜 사이에서 상기 제 1 관 둘레에 위치되어 상기 압륜에 의해 상기 제 1 관에 압착되는 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 항에 기재된 스토퍼 링을 포함한 것을 특징으로 하는 관 연결장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 관 연결장치는 상기 밀봉링과 상기 스토퍼 링 사이에서 제 1 관 둘레에 장착되어 상기 밀봉링을 가압하는 제 1 압륜을 더 포함한 것을 특징으로 하는 관 연결장치.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 스토퍼 링을 구성하는 압자들의 경사면과 상기 압자들의 경사면에 대응하는 상기 압륜의 경사진 가압면 중 적어도 어느 하나는 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 관 연결장치.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 스토퍼 링을 구성하는 압자들의 경사면과 상기 압자들의 경사면에 대응하는 상기 압륜의 경사진 가압면 중, 상기 압륜의 가압면과 상기 제 1 관의 외주면 사이의 경사각을 a라 하고, 상기 압자들의 경사면과 상기 제 1 관의 외주면 사이의 경사각을 b라 할 때,
    a ≤ b 인 것을 특징으로 하는 관 연결장치.

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