KR102047008B1 - 로터리 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 제1 유로 및 상기 제1 유로와 중심축을 공유하며 연통되고, 상기 제1 유로보다 작은 직경을 가지며 제1 배관이 연결되는 제2 유로가 형성되어, 상기 제1 및 제2 유로를 통해 유체가 이송되는 몸체; 일단의 외주면 일부 영역이 상기 몸체의 제1 유로의 내주면과 밀착된 채로 상기 몸체의 제1 유로 내측으로 삽입되며, 상기 제1 유로에 삽입된 상태로 상기 제2 유로와 연통되는 제3 유로를 가지는 플랜지; 상기 몸체에 결합되며, 상기 플랜지를 상기 플랜지의 타단방향으로 가압하는 가압부재; 일단이 상기 플랜지의 타단과 대향되게 배치되고, 일단에서 타단으로 상기 플랜지의 제3 유로와 대응되는 홀이 관통 형성된 링 형상의 실링부재; 및 내부에 일단에서 타단방향으로 유체가 이송되는 제4 유로가 형성되어, 일단이 상기 가압부재에 의해 가압된 상기 실링부재의 타단과 밀착되며, 타단은 유체가 이송되는 제2 배관과 결합되는 로터;를 포함하는 로터리 조인트를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 로터와 접촉되는 실링부재의 일면은 중심영역이 볼록하게 형성되어 있고, 실링부재의 볼록한 면과 접촉되는 로터의 일면은 실링부재의 볼록한 면에 대응되도록 오목하게 형성되어, 실링부재가 가압될 때 로터와 실링부재의 중심영역에서 높은 밀착이 가능해짐에 따라, 로터가 회전됨에도 내부의 형성된 유로를 통한 유체 이송의 기밀성이 유지될 수 있으며, 실링부재의 이탈에 따른 유체 이송 이상 발생을 억제할 수 있는 효과가 있고, 실링부재가 안티몬을 금속 함침한 링 형상의 카본으로 마련되고, 실링부재와 접촉되는 로터의 오목한 면은 경질 크롬 도금 처리된 형태로 마련됨에 따라, 배관과 함께 회전하는 로터에 의해 가장 많은 마찰이 발생되는 로터와 실링부재 간의 내마모성과 윤활성을 증진시킬 수 있으며 커버가 소정 간격 이격된 상태로 로터, 실링부재 및 플랜지를 감싸며, 일부 영역이 투과성 재질로 마련됨에 따라, 로터, 실링부재 또는 플랜지에 외력이 직접적으로 가해지거나, 이물질의 유입되어 작동이상이 발생되는 것을 최소화시키며, 작업자가 실링부재의 마모정도를 육안으로 확인할 수 있어, 실링부재의 교체주기 확인이 용이한 효과가 있다.

Description

로터리 조인트{ROTARY JOINT}

본 발명은 로터리 조인트에 관한 것이다.

특정 공정에서는 구동장치에 의해 회전하는 드럼, 실린더 등과 같은 회전체에 유체가 공급되어야하는 경우가 있다.

이러한 경우, 회전체가 회전상태가 유지되면서도 유체가 공급되어야하기 때문에 이에 적합한 별도의 부품이 요구된다.

로터리 조인트는 상술한 공정상에 적합한 부품으로, 회전체의 회전축에 결합되어, 일부가 회전체와 함께 회전하면서 내부의 유로를 통해 회전체에 유체를 공급할 목적으로 개발되었다.

로터리 조인트는 회전체의 배관에 연결되는 로터가 회전체와 함께 회전되면서도 내부에 형성된 유로를 통해 유체를 이송하여야하기 때문에, 회전과 동시에 기밀성 유지시켜야 하는 기술적 접근이 요구되며, 더욱이 회전체의 축 회전 중심방향으로 유체를 이송하는 경우에는 지속적인 마찰이 발생하는 가운데 유체가 이송되는 유로의 기밀성을 유지시키는 실링부재의 역할이 더 커질 수밖에 없다.

이와 관련된 종래 기술은, 유체가 이송되는 파이프 구조의 배관에 로터가 삽입되고, 삽입된 로터와 배관 내측에 베어링이 로터의 회전을 안내하면서, 별도의 실링부재를 통해 로터와 배관 내측의 간극을 줄임으로써 기밀성을 유지시키는 기술이 제시된 바 있다.

하지만, 이러한 종래기술은 작업자가 실링부재의 마모정도의 확인을 위해서는 로터리 조인트를 분해하여 확인해야했기 때문에, 로터리 조인트가 적용된 공정상에서 로터리 조인트로 인한 이상 발생을 줄이기 위해서는 작업자가 공정 이전에 로터리 조인트를 분해하여 실링부재의 마모정도를 직접 확인 및 교체하여야 했기 때문에 공정 이전의 준비 단계에서 소요되는 시간이 증가하며, 로터의 회전에 의해 실링부재가 접촉되는 영역 또한 로터의 둘레 방향으로 제한됨에 따라 실링부재의 장기간 사용을 위해서는 실링부재의 두께 또한 추가적으로 증가하여야하기 때문에 로터리 조인트의 크기가 증가할 수밖에 없으며, 실링부재의 마모 및 변형을 방지하기 위한 그 어떠한 해결책도 제시하지 못하기 때문에, 로터리 조인트의 장시간 구동에 대해서 높은 신뢰도를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

한국등록특허 10-1580299 (등록일 2015. 12. 18) 한국공개특허 10-2017-0121599 (공개일 2017. 11. 02)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

본 발명은 작업자가 별도의 분해 없이도 실링부재의 마모량을 확인할 수 있는 로터리 조인트를 제공하는데 있다.

아울러, 본 발명은 로터의 회전에 의해 실링부재의 마모발생 시에도 기밀성이 유지되어 높은 구동 신뢰도를 가지는 로터리 조인트를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 로터리 조인트는, 내부에 제1 유로 및 상기 제1 유로와 중심축을 공유하며 연통되고, 상기 제1 유로보다 작은 직경을 가지며 제1 배관이 연결되는 제2 유로가 형성되어, 상기 제1 및 제2 유로를 통해 유체가 이송되는 몸체; 일단의 외주면 일부 영역이 상기 몸체의 제1 유로의 내주면과 밀착된 채로 상기 몸체의 제1 유로 내측으로 삽입되며, 상기 제1 유로에 삽입된 상태로 상기 제2 유로와 연통되는 제3 유로를 가지는 플랜지; 상기 몸체에 결합되며, 상기 플랜지를 상기 플랜지의 타단방향으로 가압하는 가압부재; 일단이 상기 플랜지의 타단과 대향되게 배치되고, 일단에서 타단으로 상기 플랜지의 제3 유로와 대응되는 홀이 관통 형성된 링 형상의 실링부재; 및 내부에 일단에서 타단방향으로 유체가 이송되는 제4 유로가 형성되어, 일단이 상기 가압부재에 의해 가압된 상기 실링부재의 타단과 밀착되며, 타단은 유체가 이송되는 제2 배관과 결합되는 로터;를 포함하며, 상기 플랜지와 로터는 사이에 배치되는 실링부재의 홀을 경유하여 제3 유로와 제4 유로는 상호 연통되고, 상기 가압부재는 상기 플랜지를 가압하여 상기 실링부재를 상기 로터의 일단에 밀착시키며, 상기 로터에 결합된 제2 배관이 중심축을 기준으로 축 회전될 때, 상기 로터는 제4 유로의 형성방향 중심축을 유지하면서 상기 제2 배관과 함께 회전하여, 상기 제3 및 제4 유로를 통해 유체가 이송되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 몸체는 외주면의 일영역이 소정의 높이로 돌출된 돌출영역을 가지며, 상기 가압부재는 상기 몸체의 제1 유로 형성방향의 중심축을 기준으로 소정의 각도 단위로 이격되어 상기 제1 유로와 평행을 이루며 일단이 상기 돌출영역에 고정되는 복수의 핀과 각 핀에 삽입되는 탄성스프링으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 플랜지는 상기 몸체에 고정된 각 핀에 대응되는 복수의 홀이 형성되고, 상기 핀과 상기 핀에 삽입된 탄성스프링에 의해 가압방향이 안내되어, 상기 플랜지의 타단 방향에 위치한 상기 실링부재를 가압하여, 상기 실링부재를 상기 로터의 일단에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터는 타단이 축 회전을 안내하는 베어링 구조체에 삽입 결합된 제2 배관에 결합되어, 위상이 유지된 채로 제2 배관과 함께 회전되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 실링부재와 맞닿는 상기 로터의 일면은 상기 제4 유로에 인접한 중심영역이 외곽영역보다 함몰된 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 로터와 맞닿는 상기 실링부재의 일면은 중심영역의 높이가 외각영역의 높이보다 높게 형성되어 길이방향으로 볼록한 형태로 마련되는 것을 특징으로 한다.

덧붙여, 상기 실링부재는 안티몬(Antimony)을 금속 함침(含侵, Impregnation)한 링 형상의 카본(Carbon)으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 몸체에 결합되는 고정부와, 상기 고정부로부터 연장되어 상기 로터, 실링부재 및 플랜지의 외측을 감싸는 쉴드부를 가지며, 상기 실링부재의 배치위치에 대응되는 상기 쉴드부의 일부 영역 또는 전체가 투과성 재질로 마련되는 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면,

본 발명의 로터리 조인트는 로터와 접촉되는 실링부재의 일면은 중심영역이 볼록하게 형성되어 있고, 실링부재의 볼록한 면과 접촉되는 로터의 일면은 실링부재의 볼록한 면에 대응되도록 오목하게 형성되어, 실링부재가 가압될 때 로터와 실링부재의 중심영역에서 높은 밀착이 가능해짐에 따라, 로터가 회전됨에도 내부의 형성된 유로를 통한 유체 이송의 기밀성이 유지될 수 있으며, 실링부재의 이탈에 따른 유체 이송 이상 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 로터리 조인트의 실링부재가 안티몬을 금속 함침한 링 형상의 카본으로 마련되고, 실링부재와 접촉되는 로터의 오목한 면은 경질 크롬 도금 처리된 형태로 마련됨에 따라, 배관과 함께 회전하는 로터에 의해 가장 많은 마찰이 발생되는 로터와 실링부재 간의 내마모성과 윤활성을 증진시킬 수 있는 효과가 있다

아울러, 본 발명의 로터리 조인트의 커버가 소정 간격 이격된 상태로 로터, 실링부재 및 플랜지를 감싸며, 일부 영역이 투과성 재질로 마련됨에 따라, 로터, 실링부재 또는 플랜지에 외력이 직접적으로 가해지거나, 이물질의 유입되어 작동이상이 발생되는 것을 최소화시키며, 작업자가 실링부재의 마모정도를 육안으로 확인할 수 있어, 실링부재의 교체주기 확인이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로터와 실링부재와의 접촉면을 부분 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트의 브라켓 변형 예를 도시한 것이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 및 제2 배관에 적용된 로터리 조인트의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트(100)는, 유체가 이송되는 제1 배관(T1)과 베어링 구조체(B)에 삽입 고정되어 별도의 구동장치(미도시)를 통해 회전되는 제2 배관(T2)의 사이에 위치하여, 제2 배관(T2)의 회전상태를 유지하면서 유체를 공급하며, 몸체(110), 플랜지(120), 가압부재(130), 실링부재(140), 로터(150), 커버(160) 및 브라켓(170)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트(100)의 세부구성 설명에 앞서, 세부 구성의 설명의 편의를 위해 유체가 제1 배관(T1)으로부터 제2 배관(T2) 방향으로 이송되는 것에 한하여 설명하도록 하나, 이에 국한되지 않고, 다양한 유체 이송방향을 가지는 배관에 적용 가능한 것으로 이해되어져야 할 것 이다.

몸체(110)는 내부에 제1 유로(F1) 및 제1 유로(F1)와 중심축을 공유하며 연통되되 제1 유로(F1)보다 작은 직경을 가지며 제1 배관(T1)이 연결되는 제2 유로(F2)가 형성되어, 제1 및 제2 유로(F1, F2)를 통해 유체가 이송될 수 있다.

이때, 몸체(110)는 외주면의 일부영역이 소정의 높이로 돌출된 돌출영역(P)을 가는 튜브 형상으로 마련될 수 있다.

여기서, 몸체(110)의 내부에 형성된 제1 및 제2 유로(F1, F2)는 상호 중심축을 공유하면서 연통되되, 바람직하게, 제2 유로(F2)와 연결되는 제1 유로(F1)의 끝단의 내경이 점진적으로 증가하여 제2 유로(F2)의 내경과 같아지도록 연결될 수 있다.

이는, 제1 배관(T1)으로부터 제2 유로(F2)를 통해 유입된 유체를 후술될 몸체(110)의 제1 유로(F1) 내측에 삽입된 플랜지(120)에 형성된 제3 유로(F3)로의 공급하기 이전에 유체의 압력을 점진적으로 분산시켜 유체가 플랜지(120)를 밀어내어 실링부재(140)에 가해지는 압력을 줄임으로써, 유체 이송량을 일정하게 유지하면서 플랜지(120) 또는 로터(150)와 실링부재(140) 간의 마찰에 의한 마모발생을 최소화하기 위함이다.

플랜지(120)는 일단의 외주면 일부 영역이 몸체(110)의 제1 유로(F1)의 내주면과 밀착된 채로 제1 유로(F1) 내측으로 삽입되며, 제1 유로(F1)에 삽입된 상태로 제2 유로(F2)와 연통되는 제3 유로(F3)를 가질 수 있다.

여기서, 플랜지(120)는 일단이 제1 유로(F1)의 내측에 위치하면서, 제1 유로(F1)의 형성방향과 평행하도록 움직일 수 있게 되며, 제1 유로(F1)와의 밀착력을 높이기 제1 유로(F1)에 삽입되는 플랜지(120)의 외주면 일영역에는 위한 홈과 홈에 삽입되는 씰 링(Seal-ring)이 포함된 형태로 마련될 수도 있다.

가압부재(130)는 몸체(110)에 결합되며, 플랜지(120)를 플랜지(120)의 타단방향으로 가압할 수 있다.

좀 더 상세하게, 가압부재(130)는 플랜지(120)를 후술될 제2 배관(T2)에 연결된 로터(150) 방향으로 가압할 수 있으며, 몸체(110)의 제1 유로(F1) 형성방향의 중심축을 기준으로 소정의 각도 단위로 이격되어 제1 유로(F1)와 평행하도록 일단이 몸체(110)의 돌출영역(P)에 고정되는 복수의 핀(132)과 각 핀(132)에 삽입되는 탄성스프링(134)으로 마련될 수 있다.

이때, 플랜지(120)는 후술될 가압부재(130)에 의해 제1 유로(F1)와 평행하게 가압되기 위해, 제1 유로(F1)에 삽입되지 않은 영역의 일부가 외주 방향으로 돌출되어 몸체(110)의 돌출영역(P)과 대응되는 영역과, 몸체(110)에 고정된 복수의 핀(132)이 삽입되는 홀이 형성되어, 플랜지(120)가 제1 유로(F1)와 평행되게 움직일 수 있으며, 각 핀(132)에 삽입된 탄성스프링(134)의 탄성에 의해 후술될 실링부재(140)를 로터(150)에 밀착시킬 수 있게 된다.

실링부재(140)는 일단이 플랜지(120)의 타단과 대향되게 배치되고, 일단에서 타단으로 플랜지(120)의 제3 유로(F3)와 대응되는 홀이 관통 형성된 링 형상으로 마련될 수 있다.

여기서, 실링부재(140)는 후술될 로터(150)와 플랜지(120)의 사이에 위치하여, 가압부재(130)에 의해 가압방향이 안내된 플랜지(120)에 의해 각각 로터(150)와 플랜지(120)와 밀착될 수 있다.

또한, 실링부재(140)는 로터(150)와 플랜지(120)와 밀착된 채로, 제2 배관(T2)에 의해 회전되는 로터(150)에 의해 높은 마찰이 발생되므로, 내마모성과 윤활성이 높이기 위해, 안티몬(Antimony)을 금속 함침(含侵, Impregnation)한 링 형상의 카본(Carbon)으로 마련될 수 있다.

로터(150)는 내부에 일단에서 타단방향으로 유체가 이송되는 제4 유로(F4)가 형성되어, 일단이 가압부재(130)에 의해 가압된 실링부재(140)의 타단과 밀착되며, 타단은 유체가 이송되는 제2 배관(T2)과 결합될 수 있다.

여기서, 로터(150)가 제2 배관(T2)에 연결 결합된다 함은, 제2 배관(T2)의 내측으로 밀착되게 삽입되는 것을 의미하며, 이때, 로터(150)는 유체가 제2 배관(T2)과 로터(150)의 간극으로 유출되는 것을 방지하기 위한 씰과 씰이 삽입되는 삽입홈 등이 포함될 수 있다.

그리고, 제2 배관(T2)은 별도의 구동장치(미도시)를 통해 축 회전될 수 있으며, 축 회전되는 제2 배관(T2)과 제2 배관(T2)에 결합된 로터(150)의 축 회전을 안내하기 위해, 제2 배관(T2)은 회전 가이드 수단과 연결될 수 있으며, 바람직하게는, 제2 배관(T2)이 베어링 구조체(B)에 삽입 결합될 수 있다.

이때, 베어링 구조체(B)에는 제2 배관(T2)의 일영역과 제2 배관(T2)에 연결되는 로터(150)의 연결영역이 포함될 수 있다.

따라서, 로터(150)는 ,도 1에서와 같이, 제2 배관(T2) 또는 제2 배관(T2)과 베어링 구조체(B)에 의해 제2 배관(T2)에 결합되어 회전되면서도 유체 이송방향과 평행을 이루면서 그 위상이 유지될 수 있게 되며, 가압부재(130)에 의해 실링부재(140)가 로터(150)에 접촉될 때에도, 실링부재(140)에 의해 밀리지 않고 실링부재(140)와 밀착될 수 있게 된다.

여기서, 로터(150)는 실링부재(140)와 맞닿는 일면이 제4 유로(F4)에 인접한 중심영역이 외곽영역보다 함몰된 형태로 마련될 수 있다.

이때, 실링부재(140)의 로터(150)와 맞닿는 일면 또한 면은 중심영역의 높이가 외각영역의 높이보다 높게 형성되어 길이방향으로 볼록한 형태로 마련될 수 있다.

따라서, 실링부재(140)와 맞닿는 로터(150)의 일면은 오목하게 형성되고, 실링부재(140)는 로터(150)의 오목한 면과 밀착되는 면이 볼록하게 형성됨으로써, 제2 배관(T2)의 회전에 의해 로터(150)에 발생되는 진동 등에도, 실링부재(140)에 형성된 홀이 로터(150)의 제4 유로(F4)와 플랜지(120)의 제3 유로(F3)로 이어지는 가상의 선상에서 이탈되지 않고 밀착력이 유지될 수 있게 된다.

덧붙여, 실링부재(140)와 맞닿는 로터(150)의 오목한 면은 내마모성과 윤활성을 증진시키기 위해 경질 크롬 도금(Hard chromium plating)처리 된 형태로 마련될 수 있다.

한편, 실링부재(140)는 로터(150) 또는 플랜지(120) 둘 중, 어느 곳에도 고정되어 있지 않고, 가압부재(130)로부터 가압력을 제공받은 플랜지(120)의 가압을 통해 밀착하여 위치하기 때문에, 로터(150)의 회전 시에, 실링부재(140)는 플랜지(120)와 밀착되어 고정될 수 있고, 때로는 로터(150)를 따라서 함께 회전할 수도 있다. 따라서, 실링부재(140)와 맞닿는 플랜지(120)의 접촉면에도 경질 크롬 도금이 추가적으로 이루어질 수 있다.

또한, 로터(150)의 오목한 면에 접촉되는 실링부재(140)의 볼록면은 로터(150)의 오목한 면에 비해 낮은 높이를 가지며 완만하게 형성될 수 있으며, 도2를 참조하여 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로터와 실링부재와의 접촉면을 부분 확대한 단면도이다.

도2를 참조하면, 실링부재(140)는 볼록한 면이 로터(150)의 오목한 면에 접촉된 형태로 로터(150)와 플랜지(120)의 사이에 배치될 수 있으며, 로터(150)가 베어링 구조체(B)에 지지된 제2 배관(T2)의 회전에 의해 회전될 때, 로터(150)와 마찰되어 회전되거나, 플랜지(120)와 마찰되어 고정될 수 있다.

좀 더 상세히 설명하자면, 실링부재(140)는 제2 배관(T2)의 회전 시에 로터(150)와 함께 회전하거나 회전하지 않은 상태로 상호 밀착될 수 있으며, 이때, 실링부재(140)의 회전여부는 플랜지(120) 측에 접촉되는 면인 제2 접촉영역(C2)과 로터(150)의 오목면에 접촉되는 제1 접촉영역(C1)의 크기에 좌우될 수 있다.

다시 말해, 로터(150) 측을 향하는 실링부재(140)의 볼록면 높이는 로터(150)의 오목면의 높이에 비해 높이가 낮기 때문에, 로터(150)와의 접촉 시에 실링부재(140)의 볼록면 외곽영역만이 로터(150)의 오목한 면에 접촉되며, 실링부재(140)의 양 단면 중 로터(150)와 접촉되는 제1 접촉영역(C1)이 플랜지(120)에 접촉되는 제2 접촉영역(C2)보다 작으며, 실링부재(120)와 접촉하는 로터(150)의 오목면과 플랜지(120)의 접촉면이 동일 재질로 마련되기 때문에, 접촉면적에 비례하는 마찰력에 의해 제2 배관(T2)과 함께 로터(150)가 회전할 때에도, 실링부재(140)는 보다 큰 영역이 접촉되는 플랜지(120)에 마찰 고정된 형태로 로터(150)와 플랜지(120)의 기밀성을 유지시킬 수 있다.

이때, 로터(150)의 회전에 의한 로터(150)의 오목면과 실링부재(140)의 볼록면의 마찰발생으로, 실링부재(140)의 볼록면이 닳아져(혹은 마모되어) 오목면의 형상과 같아질 경우엔, 이전과는 반대로 플랜지(120)에 접촉되는 실링부재(140)의 제2 접촉영역(C2)이 제1 접촉영역(C1)보다 작아지게 되어, 실링부재(140)는 더 높은 마찰을 발생시키는 로터(150)와 함께 회전하게 되면서, 플랜지(120)와 접촉되는 실링부재(140)면이 닳게(혹은 마모) 된다.

만약, 본 발명의 로터리 조인트(100)에 기존의 실링(Seal-ring)과 같이, 중심축을 관통하는 중공이 형성된 원기둥형상이 적용될 경우, 실링이 작동 중에 어느 한쪽 면이 치우쳐지게 닳음(혹은 마모됨)으로 인해 내부 기밀성 저하와 그로 인한 내구성 감소 등의 문제를 유발시킬 수 있다.

하지만, 본 발명의 일실시예에 따른 실링부재(140)는 볼록면의 형성높이를 로터(150)의 오목면의 형성높이보다 낮게 함으로써, 결과적으로, 실링부재(140)의 양 접촉면이 고르게 닳게 되어 내구성과 기밀성을 유지시켜 로터리 조인트(100)의 신뢰 동작 시간을 향상시킬 수 있게 된다.

커버(160)는 몸체(110)에 결합되는 고정부(162)와, 고정부(162)로부터 연장되어 소정 간격 이격된 상태로 로터(150), 실링부재(140) 및 플랜지(120)의 외측을 감싸는 쉴드부(164)를 가지며, 실링부재(140)의 배치위치에 대응되는 쉴드부(164)의 일부 영역이 투과성 재질로 마련될 수 있다.

이때, 커버(160)는 로터(150), 실링부재(140) 및 플랜지(120)가 가압부재(130)에 의해 상호 밀착된 형태를 유지하기 때문에, 외력에 의해 밀착 상태에 이상이 발생되거나 이물질이 유입되어 작동이상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 커버(160)는 실링부재(140)의 배치위치에 대응되는 영역이 투과성 재질로 마련됨에 따라, 작업자가 육안으로 실링부재(140)의 마모 상태를 용이하게 확인할 수 있으며, 투과성 재질 영역에 실링부재의 마모상태와 교체주기를 쉽게 확인할 수 있도록, 실링부재(140)가 닳는 정도에 따라 플랜지(120)와 로터(150) 사이간격이 줄어드는 점을 이용하여, 플랜지(120)의 가압방향으로의 전진 길이에 따른 눈금이 표시되어있거나 ‘양호’, ‘교체요구’ 등의 정보가 표시된 형태로 마련될 수도 있다.

이때, 커버(160)의 투과영역 상에서, 작업자의 실링부재(140) 마모정도 확인에 대한 시인성을 높이기 위해, 상술한 정보가 표시된 투과영역 상에 위치하는 플랜지(120)의 일영역에 음각 또는 양각 형태로 시인성이 높은 색상으로 기준선, 화살표 등의 부호가 표시될 수 있다.

도 1에서는, 쉴드부(164)가 로터리 조인트(100)의 상측 또는 하측 방향에 위치한 것처럼 도시되어 투과영역 또한 상측 또는 하측에 제한된 것처럼 표현되었으나, 단면도 상에 표시하기 위하여 쉴드부(164)의 투과 영역을 상측에 위치한 것처럼 도시한 것일 뿐이며, 본 발명의 로터리 조인트(100)의 설치 위치 및 방향에 상관없이 실링부재(140)의 마모정도를 확인할 수 있도록, 쉴드부(164) 전체 영역 상에 투과 영역이 소정의 간격단위로 분포 배치되어 있거나 쉴드부(164) 전체가 투과성재질로 마련되는 것으로 이해되어져야 할 것이다.

브라켓(170)은 제2 배관(T2)에 결합된 로터(150)의 제4 유로(F4)와 몸체(110)의 내측에 삽입된 플랜지(120)의 제3 유로(F3)의 중심이 동일선상에 위치되도록 몸체(110)를 고정시킬 수 있으며, 도3을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트의 브라켓 변형 예를 도시한 것이다.

도1을 참조하면, 브라켓(170)은 일 측이 몸체(110)의 돌출영역(P)에 결합되고, 타 측이 베어링 구조체(B)가 고정된 구조물(S)에 고정되어, 제2 배관(T2)에 결합된 로터(150)의 제4 유로(F4)의 중심과 몸체(110)의 내측에 삽입된 플랜지(120)의 제3 유로(F3)의 중심이 동일선상에 위치될 수 있도록 돕는다.

또한, 브라켓(170)은 도3과 같이, 일 측이 몸체(110)의 돌출영역(P)에 결합되고, 타 측이 베어링 구조체(B)에 고정되는 형태로 마련될 수도 있으며, 이때, 브라켓(170)은 양단에 고정영역을 가지면서 몸체(110)의 일부가 내측에 삽입된 형태로 고정되는 튜브 형상을 가지며 둘레를 따라서 소정 간격 단위로 삭제된 영역을 가짐으로써, 작업자가 삭제된 영역과 쉴드부(164)를 통해 육안으로 실링부재(140)의 상태를 확인할 수 있게 된다.

이때, 브라켓(170)은 제2 배관(T2)의 중심축이 지면과 평행한지 또는 수직을 이루는지와 고정 가능한 구조물이 인접하게 위치하였는지의 여하에 따라 달라질 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트(100)는 유체가 이송되는 제1 배관(T1)과 제1 배관(T1)으로부터 이송되어, 별도의 구동장치를 통해 중심축을 기준으로 회전 되는 제2 배관(T2) 사이에 배치되며, 제2 배관(T2)과 연결 결합되는 가압부재(130)에 의해 가압 방향이 안내된 플랜지(120)가 링 형상의 실링부재(140)를 로터(150)에 가압 밀착시켜 로터(150)가 제2 배관(T2)을 따라 회전하면서도 유체가 몸체(110), 플랜지(120), 실링부재(140)를 경유하여 로터(150)에 이송되어, 제1 배관(T1)으로부터 이송되는 유체를 중심축을 따라 회전중인 제2 배관(T2)에 공급할 수 있게 된다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트(100)의 로터(150)와 접촉되는 실링부재(140)의 일면은 중심영역이 볼록하게 형성되어 있고, 실링부재(140)의 볼록한 면과 접촉되는 로터(150)의 일면은 실링부재(140)의 볼록한 면에 대응되도록 오목하게 형성됨에 따라, 가압부재(130)로부터 가압력을 제공받은 플랜지(120)가 실링부재(140)를 로터(150)에 가압 밀착시킬 때, 각각 로터(150)와 실링부재(140)의 중심영역에 가압력이 집중되어 실링부재(140)를 통한 제3 유로(F3)와 제4 유로(F4) 간의 높은 밀착이 가능해짐에 따라, 로터(150)가 플랜지(120) 또는 실링부재(140)와 직접적으로 결합되지 않고 제2 배관(T2)과 함께 회전됨에도 로터리 조인트(100) 내부에 형성된 유로(F1, F2, F3, F4)를 통한 유체 이송의 기밀성이 유지될 수 있다.

그리고, 플랜지(120)로부터 제공되는 가압력과 실링부재(140)가 오목한 로터(150)와의 접촉면을 통해 접촉 위치가 유지됨에 따라, 제2 배관(T2)의 회전에 의해 로터(150)에 마찰 또는 진동 등이 발생하여도 실링부재(140)가 로터(150)와 플랜지(120) 사이에서 쉽게 이탈되지 않고 밀착력이 유지될 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트(100)의 가압부재(130)와 플랜지(120)에 의해 실링부재(140)를 유체 이송의 수평 방향으로 가압함에 따라, 실링부재(140)의 마모에 의해 발생되는 로터(150)와 실링부재(140)의 간극을 균등한 압력을 가하여 극복(제거)함으로써, 실링부재(140)가 마찰에 의해 일부가 마모된다 하더라도 높은 밀착력이 유지될 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트(100)의 실링부재(140)가 안티몬을 금속 함침한 링 형상의 카본으로 마련되고, 실링부재(140)와 접촉되는 로터(150)의 오목한 면은 경질 크롬 도금 처리된 형태로 마련됨에 따라, 제2 배관(T2)을 따라 회전하는 로터(150)에 의해, 로터리 조인트(100) 상에 가장 많은 마찰이 발생되는 로터(150)와 실링부재(140) 간의 내마모성과 윤활성을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 로터리 조인트(100)의 커버(160)가 소정 간격 이격된 상태로 로터(150), 실링부재(140) 및 플랜지(120)를 감싸며, 일부 영역이 투과성 재질로 마련됨에 따라, 로터(150), 실링부재(140) 또는 플랜지(120)에 외력이 직접적으로 가해지는 것을 방지하고 이물질의 유입을 최소화 시키며, 작업자가 실링부재(140)의 마모정도를 육안으로 확인할 수 있어, 실링부재(140)의 교체주기 확인이 용이한 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

100 : 로터리 조인트
110 : 몸체
120 : 플랜지
130 : 가압부재
132 : 핀
134 : 탄성스프링
140 : 실링부재
150 : 로터
160 : 커버
162 : 고정부
164 : 쉴드부
170 : 브라켓
F1 : 제1 유로
F2 : 제2 유로
F3 : 제3 유로
F4 : 제4 유로
P : 돌출영역
B : 베어링 구조체
S : 구조물
C1 : 제1 접촉영역
C2 : 제2 접촉영역
T1 : 제1 배관
T2 : 제2 배관

Claims (8)

1. 내부에 제1 유로 및 상기 제1 유로와 중심축을 공유하며 연통되되 상기 제1 유로보다 작은 직경을 가지며 제1 배관이 연결되는 제2 유로가 형성되어, 상기 제1 및 제2 유로를 통해 유체가 이송되는 몸체;
   일단의 외주면 일부 영역이 상기 몸체의 제1 유로의 내주면과 밀착된 채로 상기 몸체의 제1 유로 내측으로 삽입되며, 상기 제1 유로에 삽입된 상태로 상기 제2 유로와 연통되는 제3 유로를 가지는 플랜지;
   상기 몸체에 결합되며, 상기 플랜지를 상기 플랜지의 타단방향으로 가압하는 가압부재;
   일단이 상기 플랜지의 타단과 대향되게 배치되고, 일단에서 타단으로 상기 플랜지의 제3 유로와 대응되는 홀이 관통 형성된 링 형상의 실링부재; 및
   내부에 일단에서 타단방향으로 유체가 이송되는 제4 유로가 형성되어, 일단이 상기 가압부재에 의해 가압된 상기 실링부재의 타단과 밀착되며, 타단은 유체가 이송되는 제2 배관과 결합되는 로터;를 포함하며,
   상기 플랜지와 로터는 사이에 배치되는 실링부재의 홀을 경유하여 제3 유로와 제4 유로는 상호 연통되고, 상기 가압부재는 상기 플랜지를 가압하여 상기 실링부재를 상기 로터의 일단에 밀착시키며, 상기 로터에 결합된 제2 배관이 중심축을 기준으로 축 회전될 때, 상기 로터는 제4 유로의 형성방향 중심축을 유지하면서 상기 제2 배관과 함께 회전하여, 상기 제3 및 제4 유로를 통해 유체가 이송되고,
   상기 몸체는 외주면의 일영역이 소정의 높이로 돌출된 돌출영역을 가지며, 상기 가압부재는 상기 몸체의 제1 유로 형성방향의 중심축을 기준으로 소정의 각도 단위로 이격되어 상기 제1 유로와 평행을 이루며 일단이 상기 돌출영역에 고정되는 복수의 핀과 각 핀에 삽입되는 탄성스프링으로 마련되되,
   상기 몸체에 결합되는 고정부와, 상기 고정부로부터 연장되어 상기 로터, 실링부재 및 플랜지의 외측을 감싸는 쉴드부를 가지며, 상기 실링부재의 배치위치에 대응되는 상기 쉴드부의 일부 영역 또는 전체가 투과성 재질로 마련되는 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지는 상기 몸체에 고정된 각 핀에 대응되는 복수의 홀이 형성되고, 상기 핀과 상기 핀에 삽입된 탄성스프링에 의해 가압방향이 안내되어, 상기 플랜지의 타단 방향에 위치한 상기 실링부재를 가압하여, 상기 실링부재를 상기 로터의 일단에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 로터는 타단이 축 회전을 안내하는 베어링 구조체에 삽입 결합된 제2 배관에 결합되어, 위상이 유지된 채로 제2 배관과 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재와 맞닿는 상기 로터의 일면은 상기 제4 유로에 인접한 중심영역이 외곽영역보다 함몰된 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 로터와 맞닿는 상기 실링부재의 일면은 중심영역의 높이가 외각영역의 높이보다 높게 형성되어 길이방향으로 볼록한 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는 안티몬(Antimony)을 금속 함침(含侵, Impregnation)한 링 형상의 카본(Carbon)으로 마련되는 것을 특징으로 하는 로터리 조인트.
   
8. 삭제

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