KR102121840B1

KR102121840B1 - 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치

Info

Publication number: KR102121840B1
Application number: KR1020190035511A
Authority: KR
Inventors: 손인수; 김성욱
Original assignee: 동의대학교 산학협력단
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2039-03-28

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치에 관한 발명으로, 한 쌍의 파이프부가 양 단에서 각각 삽입이 가능한 중공부가 형성된 소켓부; 상기 소켓부와 상기 파이프부 사이에 위치되되, 상기 파이프부가 관통되는 푸셔부; 상기 푸셔부와 맞닿고, 길이 방향으로 압축이 가능한 헬리컬스프링부; 및 상기 소켓부의 양 단의 외측면에 결합되되, 상기 푸셔부 및 상기 헬리컬스프링부를 감싸는 캡부;를 포함하고, 상기 캡부가 상기 소켓부의 길이 방향으로 중심으로 이동될 때, 길이 방향으로 압축되는 상기 헬리컬스프링부의 내측이 상기 파이프부의 외측면과 맞닿아 상기 파이프부를 지지하는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해, 파이프부의 길이 방향의 팽창 및 폭 방향의 이탈을 방지할 수 있다.

Description

폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치{Polyethylene pipe coupling device}

본 발명은 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 길이방향으로 압축되는 헬리컬스프링부의 안지름의 치수가 감소하여 파이프부의 외측면과 접촉하여 파이프부를 가압하는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해, 파이프부의 길이 방향의 팽창 및 폭 방향의 이탈을 방지할 수 있다.

일반적으로 폴리에틸렌 파이프(Polyethylene Pipe)는 주로 급수관에 사용된다. 인장 강도가 약한 점이 있으나, 경량이고 내한성이 풍부하여 산업 현장에서 다양하게 사용되고 있다. 이러한 폴리에틸렌 파이프는 일반적으로 길게 연결되고, 설치된 구조물에 따라 변형되어 설치되기 때문에, 폴리에틸렌 파이프를 있는 연결체가 필요하다.

도 1은 종래의 폴리에틸렌 파이프 이음장치를 도시한 것이다.

종래의 폴리에틸렌 파이프 이음장치는 소켓(10), 오링(20), 푸셔(30), 홀더(40), 캡(50)으로 구성된다. 또한, 오링(20), 푸셔(30), 홀더(40) 및 캡(50)은 한 쌍으로 구비되어, 소켓(10)을 기준으로 양 단에 각각 결합되는 구조를 지니게 된다. 이때, 도 1에서는 하나의 오링(20), 푸셔(30), 홀더(40) 및 캡(50)을 기준으로 도시하였다.

작업자가 파이프(1b)에 캡(50), 홀더(40), 푸셔(30) 및 오링(20)을 순서대로 관통시킨 후, 캡(50)을 돌리면서 소켓(10)에 연결하여 각 부품들을 고정함과 동시에 파이프(1)를 잇게 되는 원리이다.

그러나, 종래의 폴리에틸렌 파이프 이음장치는 다음과 같은 문제점이 있다. 폴리에틸렌 파이프는 일반적으로 생산 운반을 위하여 롤 형식으로 말아서 출하되므로 외경이 일정하지 않게 된다. 이로 인해, 내부에 톱니를 지니고 있는 홀더(40)를 폴리에틸렌 파이프에 결합하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 기준 이상의 수압 발생 시 홀더(40)가 밀리면서 파이프(1)의 이탈 현상 및 파손 변형으로 누수가 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 캡(50)과 홀더(40)의 결합을 위해 캡(50)에 테이퍼 진 부분(51)을 형성하여야 하는데, 이로 인해 비용 상승 및 제작 시간 증가라는 문제가 발생하였다.

따라서, 기존의 홀더 역할을 대체함과 동시에 파이프의 이탈을 방지할 수 있는 고정력이 증대된 이음 장치의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-0374109호

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치는 한 쌍의 파이프부가 양 단에서 각각 삽입이 가능한 중공부가 형성된 소켓부; 상기 소켓부와 상기 파이프부 사이에 위치되되, 상기 파이프부가 관통되는 푸셔부; 상기 푸셔부와 맞닿고, 길이 방향으로 압축이 가능한 헬리컬스프링부; 및 상기 소켓부의 양 단의 외측면에 결합되되, 상기 푸셔부 및 상기 헬리컬스프링부를 감싸는 캡부;를 포함하고, 상기 캡부가 상기 소켓부의 길이 방향으로 중심으로 이동될 때, 길이 방향으로 압축되는 상기 헬리컬스프링부의 내측이 상기 파이프부의 외측면과 맞닿아 상기 파이프부를 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치의 상기 헬리컬스프링부는 상기 캡부와 상기 푸셔부 사이에 위치하여 상기 파이프부가 관통하되, 상기 헬리컬스프링부의 내측과 상기 파이프부의 외측면 사이의 틈새는 길이방향으로 향할수록 좁아지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치는 헬리컬스프링부를 전개했을 경우에, 일측에서 타측으로 향할수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치의 상기 헬리컬스프링부를 길이방향으로 전개하고, 길이방향 기준으로 수직방향으로 절단한 후의 단면은, 소정의 두께를 가지는 직사각형 형상의 제1 헬리컬스프링부; 상기 제1 헬리컬스프링부의 하부에서 연장되되, 상기 제1 헬리컬스프링부에서 멀어질수록 폭이 좁아지는 삼각형 형상을 가지는 제2 헬리컬스프링부;를 구비하여, 상기 제2 헬리컬스프링부의 단부는 상기 파이프부의 외측면을 향하여 위치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치는 상기 소켓부의 길이 방향의 중심에서 양 단으로 소정의 간격을 두고 이격되어 단차가 형성된 오링 고정단부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치는 상기 푸셔부와 상기 오링 고정단부 사이에 위치되어 상기 파이프부가 관통되는 오링부가 형성되는 것을 특징으로 한ㄷ.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치의 상기 오링부와 맞닿는 상기 푸셔부는, 상기 오링부를 수용하도록 상기 파이프부의 내단에서 외단 방향으로 라운드지게 함몰되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치는 상기 소켓부의 외측면과 상기 캡부의 내측면에는 상호 맞물리도록 나사산이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치의 상기 헬리컬스프링부는 금속재질인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 기존의 홀더 역할을 대신하는 나선형 형상의 헬리컬스프링부가 파이프부를 가압하는 구조로 인해, 파이프부의 폭 방향의 팽창 방지 및 길이 방향의 이탈 방지 효과가 증대되는 장점이 있다.

또한, 종래의 캡의 테이퍼진 부분이 불필요하여 원가 절감 및 제작 시간 절감의 효과가 발생된다.

또한, 구성 요소간 체결력이 증대되는 효과가 있으며, 푸셔부의 라운드 진 부분으로 인해 오링부의 기밀성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 나사산이 맞물리는 형태로 인해 소켓부와 캡부의 결합이 용이하며, 결합력이 증대되어 내구성이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 폴리에틸렌 파이프 이음장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치가 한 쌍의 파이프부를 이은 상태를 도시한 것이다.
도 3은 파이프 이음장치의 내부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소켓부를 도시한 도면이다.
도 5는 소켓부의 내부를 도시한 도면이다.
도 6은 하나의 캡부의 단면도를 도시한 것이다.
도 7은 어느 하나의 헬리컬스프링부를 도시한 것이다.
도 8은 헬리컬스프링부를 전개도이다.
도 9(a)은 본 발명에 따른 파이프 이음장치의 체결 전의 헬리컬스프링부의 확대 단면을 도시한 것이다.
도 9(b)는 본 발명에 따른 파이프 이음장치의 체결 후의 헬리컬스프링부의 확대 단면을 도시한 것이다.
도 10은 파이프부의 외측면과 관계를 설명하기 위한 본 발명에 따른 파이프 이음장치의 체결 후의 헬리컬스프링부의 확대 단면을 도시한 것이다.
도 11(a,b)는 도 12의 그래프를 설명하기 위해 본 발명에 따른 파이프 이음장치의 체결 전 및 후의 헬리컬스프링부의 확대 단면을 도시한 것이다.
도 12는 실제 실험 예에 따른 그래프를 도시한 것이다.
도 13은 라운드진 푸셔부를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 통상의 실시자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "길이 방향"이란, 도 2를 기준으로 x축 방향이며, 길이 방향의 양 끝을 '단'이라고 지칭한다. 또한, 내측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽을 의미한다. 외측이란 내측의 반대측을 의미한다.

본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치는 소켓부(100), 푸셔부(200), 헬리컬스프링부(300), 캡부(400) 및 오링부(500)를 포함한다. 도 2는 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치가 한 쌍의 파이프부(1)를 이은 상태를 도시한 것이며, 도 3은 파이프 이음장치의 내부를 도시한 단면도이다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치를 설명하도록 한다.

소켓부(100)는 한 쌍의 파이프부(1)가 양 단에서 각각 삽입이 가능하도록 중공부(102)가 형성된다.

이때, 도 4 및 도 5를 참조하도록 한다. 도 4는 본 발명에 따른 소켓부(100)를 도시한 도면이며, 도 5는 소켓부(100)의 내부를 도시한 도면이다. 소켓부(100)의 길이 방향의 중심에는 소켓부(100)의 내측면을 따라 파이프 고정단부(103)가 형성되는 것이 바람직하다. 파이프 고정단부(103)의 양 단에 각각 파이프부(1a, 1b)의 단부가 맞닿게 된다. 이러한 구조로 인해, 한 쌍의 파이프부(1)가 파이프 고정단부(103)에 의해 견고하게 지지되는 구조가 형성되어 한 쌍의 파이프부(1)의 이탈 가능성이 낮아지는 장점이 있게 된다. 이로 인해 파이프 이음장치의 수명이 증대되는 장점이 있다.

또한, 소켓부(100)의 길이 방향의 중심인 파이프 고정단부(103)에서 양 단으로 소정의 간격을 두고 이격되되, 단차가 형성된 오링 고정단부(104)가 형성되는 것이 바람직하다. 오링 고정단부(104)에는 후술할 오링부(500)가 위치되고, 오링부(500)의 내단이 오링 고정단부(104)에 지지되고, 외단이 후술할 푸셔부(200)에 의해 지지되어 양 단이 모두 지지되는 구조가 형성된다. 이로 인해, 오링부(500)의 이탈 가능성이 낮아지는 장점이 있고, 파이프 이음장치의 수명이 증대되는 장점이 있다.

푸셔부(200)는 소켓부(100)와 파이프부(1a, 1b) 사이에 위치된다. 또한, 파이프부(1, 1a)가 관통된다. 푸셔부(200)는 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다. 중복 설명을 방지하기 위해 하나의 푸셔부(200)를 기준으로 설명하도록 한다.

푸셔부(200)는 일 예로 외단이 외측면 방향으로 돌출된 원통 형상인 것이 바람직하나, 반드시 이러한 예에 국한되는 것은 아니다. 또한, 푸셔부(200)의 외단은 후술할 헬리컬스프링부(300)와 맞닿고, 푸셔부(200)의 내단은 오링부(500)와 맞닿는다. 이러한 구조로 인해, 푸셔부(200)는 헬리컬스프링부(300), 오링부(500), 소켓부(100)에 의해 지지되어 고정되는 구조가 형성된다.

헬리컬스프링부(300)는 길이 방향으로 압축이 가능한 구조가 바람직하다. 이에 따라, 헬리컬스프링부(300)가 후술할 캡부(400)에 의해 푸셔부(200)로 압축되는 경우, 파이프부(1a, 1b)의 외측면과 맞닿아 파이프부(1a, 1b)를 지지하게 된다. 이에 관한 상세한 구성 및 효과는 후술하도록 한다.

헬리컬스프링부(300)는 금속 재질인 것이 바람직하며, 압축이 가능한 금속 재질인 것이 바람직하다. 이로 인해, 후술하겠지만 파이프부(1a, 1b)를 지지할 수 있게 되며, 금속 재질로 인한 내구성 확보가 가능하다.

헬리컬스프링부(300)는 외단이 캡부(400)와 맞닿고, 내단이 푸셔부(200)와 맞닿는다. 또한, 헬리컬스프링부(300)는 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다. 중복 설명을 방지하기 위해 하나의 헬리컬스프링부(300)를 기준으로 설명하였다.

캡부(400)는 소켓부(100)의 외측면과 결합된다. 또한, 캡부(400)는 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다. 중복 설명을 방지하기 위해 하나의 캡부(400)를 기준으로 설명하도록 한다.

도 6은 하나의 캡부(400)의 단면도를 도시한 것이다. 캡부(400)의 내측면에는 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 이격되는 캡부 나사산(401)이 형성되는 것이 바람직하다. 이에 대응하여, 도 5를 참조하면, 소켓부(100)의 외측면에는 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 이격되는 소켓부 나사산(101)이 형성되는 것이 바람직하다.

캡부 나사산(401)과 소켓부 나사산(101)은 상호 맞물려 결합이 가능하게 되며, 캡부(400)를 외단에서 내단 방향으로 밀면서 돌리게 되면, 캡부(400)가 소켓부(100)와 결합된 상태에서 길이 방향으로 외단에서 내단 방향으로 이동되게 된다. 이러한 구조로 인해, 캡부(400)와 소켓부(100)의 결합력이 증대되는 장점이 있으며, 수명이 증대되는 장점이 있다. 또한, 별도의 결합기구 필요없이 작업자의 소정의 힘만을 사용하여 간단하게 조립 가능함으로 작업시간이 줄어들어 작업효율성이 증대되는 효과가 있다. 또한, 한 쌍의 파이프부(1)의 이탈 가능성을 낮추게 되는 장점이 있다.

오링부(500)는 전술한 바와 같이, 푸셔부(200)와 오링 고정단부(104) 사이에 위치되어 파이프부(1a, 1b)가 관통된다. 오링부(500)는 한 쌍으로 구비되는 것이 바람직하다. 중복 설명을 방지하기 위해 하나의 오링부(500)를 기준으로 설명하도록 한다. 오링(o-ring)은 기밀성을 높이기 위한 부품으로, 일 예로 고무 재질인 것이 바람직하다.

이때, 도 13을 참조하면, 오링부(500)와 맞닿는 푸셔부(200)는 오링부(500)의 일부가 수용되도록 내단에서 외단 방향으로 라운드지게 함몰되는 것이 바람직하다(도면부호 201 참조). 푸셔부(200)의 내단이 평면이고, 오링부(500)의 외단이 라운드지게 되면 접촉 면적이 적어 기밀성이 낮아지는 문제점이 있다. 그러나 본 발명에 따르면, 푸셔부(200)와 오링부(500)의 접촉 면적을 최대화하여 기밀성을 극대화시킬 수 있게 되는 장점이 있다.

도 7 내지 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 헬리컬스프링부(300)를 좀 더 상세히 설명하도록 한다. 도 7은 어느 하나의 헬리컬스프링부(300)를 도시한 것이며, 도 8은 헬리컬스프링부(300)를 전개한 형상을 도시한 것이며, 도 9(a)은 본 발명에 따른 파이프 이음장치의 체결 전의 헬리컬스프링부(300)의 확대 단면을, 도 9(b)는 본 발명에 따른 파이프 이음장치의 체결 후의 헬리컬스프링부(300)의 확대 단면을 도시한 것이다. 도 10은 파이프부(1a, 1b)의 외측면과 관계를 설명하기 위한 본 발명에 따른 파이프 이음장치의 체결 후의 헬리컬스프링부(300)의 확대 단면을, 도 11(a), 11(b)는 도 12의 그래프를 설명하기 위해 본 발명에 따른 파이프 이음장치의 체결 전 및 후의 헬리컬스프링부의 확대 단면을, 도 12는 실제 실험 예에 따른 그래프를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 헬리컬스프링부(300)는 나선형으로 감은 스프링의 형상(spiral spring)을 포함하고, 한 쌍으로 구비되어 파이프부(1a, 1b)를 관통하는 것이 바람직하다. 중복설명을 방지하기 위해 하나의 헬리컬스프링부(300)를 기준으로 설명하도록 한다. 헬리컬스프링부(300)를 전개한 형상은 도 8과 같다.

도 8과 같이, a에서 b지점으로 향할수록 헬리컬스프링부(300)의 폭방향의 길이가 짧아지는 것이 바람직하다. 이와 같은 형상의 헬리컬스프링부(300)를 나선형으로 감기면 내측의 지름이 일측에서 타측을 향할수록 감소하게 된다. 이에 대한 효과는 후술하도록 한다.

또한, 도 8에서 헬리컬스프링부(300)를 전개하고, B-B'와 같이 절단된 B-B' 단면도를 참조하면, 헬리컬스프링부(300)는 제1 헬리컬스프링부(310) 및 제2 헬리컬스프링부(320)로 구비된다. 제1 헬리컬스프링부(310)는 소정의 두께를 가지는 직사각형 형상으로 구비된다. 제2 헬리컬스프링부(310)는 제1 헬리컬스프링부(310)의 하부에 연장 형성되고, 제1 헬리컬스프링부(310)로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 삼각형 형상의 단면을 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같은 형상으로, 제2 헬리컬스프링부(310)의 단부는 뾰족한 꼭지로 형성되어 나선형으로 감겨 체결될 시 파이프부(1a, 1b)의 외측면을 따라 위치하게 된다. 이에 대한 기능 및 효과는 다음과 같이 상세하게 설명하도록 한다.

도 8에서의 전개된 헬리컬스프링부(300)가 나선형 형상으로 감겨졌을 경우에, 도 7 및 도 9의 헬리컬스프링부(300)과 같이 형성되며, 설명의 편의를 위해, 도 9에서 헬리컬스프링부(300)의 단면을 경사부(310)로 지칭하여 설명하도록 한다. 여기서, 체결된다 함은 헬리컬스프링부(300)의 외단이 캡부(400)와 내단이 푸셔부(200)와 맞닿은 상태에서 캡부(400)가 소켓부(100)의 길이 방향으로 중심으로 이동하는 것을 말한다.

본 발명에 따른 파이프 이음장치가 체결되지 않은 상태에서는 도 9(a)와 같이, 복수 개의 경사부(310)는 길이방향으로 소정의 간격을 두고 이격된다. 이때, 서술한 바와 같이 제2 헬리컬스프링부(320)의 뾰족한 꼭지로 형성되는 단부가 파이프부(1a)의 외측면을 감싸며 위치되는 것이 바람직하다.

따라서, 도 9(b)와 같이 본 발명에 의한 파이프 이음장치가 체결된 후의 경사부(310)가 파이프부(1a)의 외측면과 맞닿을 때 평면 형상으로 파이프부(1a)의 외측면과 맞닿는 것 보다 경사면을 형성하여 마찰이 감소함에 따라 지지력이 증대되는 장점이 있다.

또한, 도 8과 같이, 헬리컬스프링부(300)의 a에서 b지점으로 향할수록 폭길이가 짧아지는 형상으로 인해 압축되어 푸셔부(200) 방향으로 밀릴 때, 도 10에서 각각의 경사부(310)는 파이프부(1a)의 외측면에서 폭방향으로의 상이한 간격을 구비하게 된다.

즉, 도 10과 같이 제1 경사부(311) 내지 제3 경사부(313)는 파이프부(1a)의 외측면에서 각각 상이한 간격을 가지면서 체결되고, 제1 경사부(311)의 제1 경사면(3111)만이 파이프부(1a)의 외측면과 맞닿아 파이프부(1a)를 지지하게 된다. 이에 따라, 복수 개의 제1 경사부(311) 내지 제3 경사부(313)의 제1 경사면(3111) 내지 제3 경사면(3131)이 동일하게 파이프부(1a)의 외측면에 맞닿음을 방지하고, 파이프부(1a)의 외측면에 맞닿는 순간 이동이 불가능해지는 단점을 보완할 수 있다.

이와 같이, 제1 경사부(311)의 제1 경사면(3111)이 파이프부(1a)와 맞닿게 되면, 파이프부(1a)를 지지하여 수압에 의한 파이프부(1a)의 폭 방향의 팽창 및 길이 방향의 이탈을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 제1 경사면(3111)의 경우 뾰족한 꼭지의 형상으로 파이프부(1a)를 가압하면 응력집중이 발생되고, 강한 압력이 발생되어 파이프부(1a)를 지지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따르면, 최초 설계자는 헬리컬스프링부(300)의 길이방향의 축소 길이, 헬리컬스프링부(300)의 압축각도, 헬리컬스프링부(300)의 내측면과 파이프부(1a, 1b)의 틈새의 3개의 인자를 통해 헬리컬스프링부(300)의 치수를 결정할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 헬리컬스프링부(300)의 압축각도는 도 11에서 제1 경사부(311)가 파이프부(1a, 1b)의 중심축에서 수직하는 축 기준으로의 기울기 각도를 나타낸다. 3개의 인자 간 상관관계가 존재하기 때문이다. 도 12를 참조하여 설명하도록 한다. 도 12의 위의 그래프는 헬리컬스프링부(300)의 파이프부(1a, 1b)와의 틈새 간격에 따라 헬리컬스프링부(300)의 압축각도가 얼마인지를 그래프로 나타낸 실제 실험 예이며, 아래의 그래프는 헬리컬스프링부(300)의 길이방향의 축소 길이에 따른 헬리컬스프링부(300)의 압축각도가 얼마인지를 그래프로 나타낸 실제 실험 예이다.

파이프 이음장치의 체결 전 헬리컬스프링부(300)의 길이방향의 길이를 'A'라 하면, 헬리컬스프링부(300)의 길이방향의 축소길이는 'A-A''이다.

또한, 파이프 이음장치의 체결 전 헬리컬스프링부(300)의 내측단(도 11에서 제1 경사면(3111))과 파이프부(1a)의 외측면 사이의 틈새의 길이를 'h'라고 하고, 체결 후의 헬리컬스프링부(300)의 내측단(도 11에서 제1 경사면(3111))과 파이프부(1a)의 외측면 사이의 틈새 길이는 0을 지향하도록 한다. 또한, 헬리컬스프링부(300)의 압축각도는 'α'이다.

먼저, 도 12의 아래의 그래프를 참조하여, 파이프 이음장치의 체결을 될 때, 캡부(400)가 소켓부(100)의 길이 방향으로 중심으로 이동하면서 헬리컬스프링부(300)가 길이방향으로 압축되는 길이(A)를 설정할 수 있다. 다음으로, 압축되는 길이(A)를 설정 후 y축 방향으로 이동하여 그래프의 선과 맞닿는 지점이 x축 방향으로 이동하였을 때 만나는 지점을 기반으로 헬리컬스프링부(300)의 압축각도(α)를 결정할 수 있고, 도 12의 아래의 그래프에서 결정된 압축각도를 도 12의 위의 그래프에 적용하여, 헬리컬스프링부(300)의 내측단(도 11에서 제1 경사면(3111))과 파이프부(1a)와의 틈새 길이(h)를 결정할 수 있다.

또한, 이와 반대로 파이프부(1a)와 헬리컬스프링부(300)와의 틈새 간격(h)을 미리 안다고 가정하고, 헬리컬스프링부(300)의 길이방향으로 압축되는 길이(A)를 결정할 수 있다.

일 예로, 만약 설계자가 헬리컬스프링부(300)의 길이방향으로 압축되는 길이(A)를 15로 설정하면, y축 방향으로 이동하여 그래프의 선과 맞닿는 지점이 x축 방향으로 이동하였을 때 만나는 지점을 기반으로 헬리컬스프링부(300)의 압축각도(α)를 34로 설정할 수 있다.

이와 같은 원리로, 도 12의 아래의 표를 참조하여 설정된 34인 압축 각도(α)를 기반으로 도 12의 위의 표를 참조하여 헬리컬스프링부(300)의 내측단(도 11에서 제1 경사면(3111))과 파이프부(1a)와의 틈새 길이(h)를 결정할 수 있다.

이와 같이, 실험 예를 기반으로, 설계자가 파이프 이음장치가 작동될 수 있는 헬리컬스프링부(300)의 치수를 미리 결정할 수 있게 되는 장점이 있다.

본 발명의 효과를 정리하자면 다음과 같다. 먼저, 기존의 홀더(40) 역할을 대신하는 길이방향으로 압축가능한 형태의 헬리컬스프링부(300)가 파이프부(1)를 가압하는 구조로 인해, 파이프부(1)의 폭 방향의 팽창 방지 및 길이 방향의 이탈 방지 효과가 증대되는 장점이 있다.

또한, 종래의 캡의 테이퍼진 부분(51)이 불필요하여 원가 절감 및 제작 시간 절감의 효과가 발생된다.

또한, 구성 요소간 체결력이 증대되는 효과가 있으며, 푸셔부(200)의 라운드 진 부분으로 인해 오링부(500)의 기밀성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 나사산이 맞물리는 형태로 인해 소켓부(100)와 캡부(400)의 결합이 용이하며, 결합력이 증대되어 내구성이 증대되는 효과가 있다.

설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100 : 소켓부, 200 : 푸셔부,
300 : 헬리컬스프링부, 400 : 캡부,
500 : 오링부.

Claims

한 쌍의 파이프부가 양 단에서 각각 삽입이 가능한 중공부가 형성된 소켓부;
상기 소켓부와 상기 파이프부 사이에 위치되되, 상기 파이프부가 관통되는 푸셔부;
상기 푸셔부와 맞닿고, 길이 방향으로 압축이 가능한 헬리컬스프링부; 및
상기 소켓부의 양 단의 외측면에 결합되되, 상기 푸셔부 및 상기 헬리컬스프링부를 감싸는 캡부;를 포함하고,
상기 캡부가 상기 소켓부의 길이 방향으로 중심으로 이동될 때, 길이 방향으로 압축되는 상기 헬리컬스프링부의 내측이 상기 파이프부의 외측면과 맞닿아 상기 파이프부를 지지하는 것을 특징으로 하고,
상기 헬리컬스프링부는 상기 캡부와 상기 푸셔부 사이에 위치하여 상기 파이프부가 관통하되,
상기 헬리컬스프링부의 내측과 상기 파이프부의 외측면 사이의 틈새는 길이방향으로 향할수록 좁아지는 것을 특징으로 하는
폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 헬리컬스프링부를 전개했을 경우에,
일측에서 타측으로 향할수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는
폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치.
제3항에 있어서,
상기 헬리컬스프링부를 길이방향으로 전개하고, 길이방향 기준으로 수직방향으로 절단한 후의 단면은,
소정의 두께를 가지는 직사각형 형상의 제1 헬리컬스프링부;
상기 제1 헬리컬스프링부의 하부에서 연장되되, 상기 제1 헬리컬스프링부에서 멀어질수록 폭이 좁아지는 삼각형 형상을 가지는 제2 헬리컬스프링부;를 구비하여,
상기 제2 헬리컬스프링부의 단부는 상기 파이프부의 외측면을 향하여 위치되는 것을 특징으로 하는
폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치.
제4항에 있어서,
상기 소켓부의 길이 방향의 중심에서 양 단으로 소정의 간격을 두고 이격되어 단차가 형성된 오링 고정단부가 형성되는 것을 특징으로 하는
폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치.
제5항에 있어서,
상기 푸셔부와 상기 오링 고정단부 사이에 위치되어 상기 파이프부가 관통되는 오링부가 형성되는 것을 특징으로 하는
폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치.
제6항에 있어서,
상기 오링부와 맞닿는 상기 푸셔부는, 상기 오링부를 수용하도록 상기 파이프부의 내단에서 외단 방향으로 라운드지게 함몰되는 것을 특징으로 하는
폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치.
제7항에 있어서,
상기 소켓부의 외측면과 상기 캡부의 내측면에는 상호 맞물리도록 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는
폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치.
제8항에 있어서,
상기 헬리컬스프링부는 금속재질인 것을 특징으로 하는
폴리에틸렌 수도용 파이프 이음장치.