KR102432700B1 - 클램프 장치 및 이를 적용한 배관 연결 구조를 구비한 장비 - Google Patents

Abstract

클램프 장치 및 이를 적용한 배관 연결 구조를 구비한 장비에 관해 개시되어 있다. 개시된 클램프 장치는 원호 형상을 갖는 제1 클램프편, 상기 제1 클램프편과 마주하여 배치된 것으로 원호 형상을 갖고 상기 제1 클램프편과 함께 원형 구조를 이루는 제2 클램프편, 상기 제1 클램프편의 일단부 및 이와 대응하는 상기 제2 클램프편의 일단부를 구조적으로 연결하도록 구성되고 상기 제1 클램프편의 일단부 및 상기 제2 클램프편의 일단부가 회동 가능하게 결합된 연결부재, 상기 제1 클램프편의 타단부 및 이와 대응하는 상기 제2 클램프편의 타단부를 구조적으로 체결하거나 체결을 해제할 수 있도록 구성된 체결부재 및 상기 연결부재와 인접하여 배치된 것으로 선형적으로 왕복 운동할 수 있는 실린더 로드를 구비하는 액추에이터 유닛을 포함할 수 있다. 상기 연결부재에 상기 실린더 로드가 삽입될 수 있는 삽입영역이 구비될 수 있고, 상기 제1 클램프편의 타단부와 상기 제2 클램프편의 타단부가 상기 체결부재에 의해 체결된 상태에서, 상기 실린더 로드가 상기 삽입영역에 삽입됨에 따라 상기 체결된 상태가 고정되어 고정 상태가 될 수 있고, 상기 실린더 로드가 상기 삽입영역에서 탈거됨에 따라 상기 고정 상태가 해제될 수 있다.

Description

클램프 장치 및 이를 적용한 배관 연결 구조를 구비한 장비{Clamp apparatus and equipment including pipe connection structure using the same}

본 발명은 기계적 잠금/고정 장치 및 이를 적용한 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클램프 및 이를 적용한 장비에 관한 것이다.

클램프(clamp)는 대상물을 클램핑하여 고정하는 기구/장치로서, 다양한 종류의 클램프가 존재하며, 이들은 여러 분야에 널리 사용되고 있다. 특히, 배관에 적용되는 클램프는 배관의 외주면 형상을 따라 일반적으로 원형(링) 구조를 가지며, 원형 구조의 한쪽(일부)을 열고 닫으며 조일 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 두 개의 클램프편의 일단부(고정단)가 상호 회동 가능하게 연결되고, 상기 두 클램프편의 타단부(자유단)를 체결할 수 있도록 구성된다.

그런데, 기존의 배관용 클램프를 이용해서 두 배관을 연결할 때, 클램프의 구조와 관련해서, 작업성이 떨어지는 문제가 있다. 즉, 두 개의 클램프편이 각각 자유롭게 회동되므로, 작업자는 두 클램프편을 모두 잡아주어야 하고, 이와 함께 두 개의 배관과 두 개의 클램프편의 위치를 맞추면서 두 개의 클램프편의 자유단을 상호 체결해야 한다. 이로 인해, 작업이 어려워지고 작업 시간이 많이 소요될 수 있다. 또한, 작업의 정확성이 떨어질 수 있다. 예를 들어, 클램프가 배관의 플랜지 부분을 균일하게 감싸면서 클램핑하지 못하고 한쪽으로 치우쳐서 체결될 수 있고, 이 경우, 클램프의 조임력이 균일하지 못하여 배관의 유체가 누설되거나, 가스켓 또는 패킹 등의 부품이나 클램프편의 편마모, 변형 등 손상이 발생할 수 있다.

더욱이, 기존의 클램프의 경우, 클램프편의 자유단을 사람(작업자)이 직접 체결하고 해제하는 방식으로만 잠금/해제가 이루어지는데, 이 경우, 근본적으로 사람(작업자)의 조작 실수 등에 의해 원치 않는 상황에서 클램프의 잠금이 해제되는 등의 사고가 발생될 수 있다. 이는 작업자의 안전을 위협하는 요인이 될 뿐만 아니라, 생산 설비(장비)나 작업 중인 물질(유체)에도 상당히 심각한 문제를 유발할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사람(작업자)이 직접 체결하는 체결부 이외에 기계적/전자적 제어 시스템에 의해 클램프의 체결 상태를 고정하고 체결 상태를 모니터링할 수 있도록 구성된 클램프 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 클램핑 작업의 편의성을 크게 향상시킬 수 있고, 작업의 정확성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 클램프 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 클램프 장치를 적용한 배관 연결 구조를 구비한 장비를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 원호 형상을 갖는 제1 클램프편; 상기 제1 클램프편과 마주하여 배치된 것으로, 원호 형상을 갖고 상기 제1 클램프편과 함께 원형 구조를 이루는 제2 클램프편; 상기 제1 클램프편의 일단부 및 이와 대응하는 상기 제2 클램프편의 일단부를 구조적으로 연결하도록 구성되고, 상기 제1 클램프편의 일단부 및 상기 제2 클램프편의 일단부가 회동 가능하게 결합된 연결부재; 상기 제1 클램프편의 타단부 및 이와 대응하는 상기 제2 클램프편의 타단부를 구조적으로 체결하거나 체결을 해제할 수 있도록 구성된 체결부재; 및 상기 연결부재와 인접하여 배치된 것으로, 선형적으로 왕복 운동할 수 있는 실린더 로드(cylinder rod)를 구비하는 액추에이터 유닛;을 포함하고, 상기 연결부재에 상기 실린더 로드가 삽입될 수 있는 삽입영역이 구비되고, 상기 제1 클램프편의 타단부와 상기 제2 클램프편의 타단부가 상기 체결부재에 의해 체결된 상태에서, 상기 실린더 로드가 상기 삽입영역에 삽입됨에 따라 상기 체결된 상태가 고정되어 고정 상태가 되고, 상기 실린더 로드가 상기 삽입영역에서 탈거됨에 따라 상기 고정 상태가 해제되도록 구성된 클램프 장치가 제공된다.

상기 연결부재는 상기 제1 클램프편의 일단부에 연결된 제1 기어부재 및 상기 제2 클램프편의 일단부에 연결된 제2 기어부재를 포함할 수 있고, 상기 제1 기어부재는 제1 톱니부를 포함할 수 있고, 상기 제2 기어부재는 상기 제1 톱니부와 맞물리는 제2 톱니부를 포함할 수 있다. 상기 제1 클램프편 및 상기 제2 클램프편 중 어느 하나가 상기 연결부재에 대하여 회동하면 상기 제1 클램프편 및 상기 제2 클램프편 중 다른 하나도 상기 연결부재에 대하여 회동하도록 구성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 기어부재 중 어느 하나에 상기 삽입영역이 형성될 수 있고, 상기 삽입영역은 삽입홈 내지 삽입홀의 형태를 가질 수 있다.

상기 연결부재는 상기 제1 및 제2 기어부재를 덮도록 구성된 기어 덮개부재를 더 포함할 수 있고, 상기 기어 덮개부재는 상기 제1 및 제2 기어부재의 위쪽에 배치되는 상판부재 및 상기 상판부재의 외측부로부터 아래쪽으로 연장되어 상기 제1 및 제2 기어부재의 측면을 둘러싸는 측벽부재를 포함할 수 있다. 상기 측벽부재는 상기 제1 및 제2 기어부재의 아래쪽에 배치되는 하판부재 상에 배치되거나 상기 하판부재와 결합되도록 구성될 수 있다.

상기 액추에이터 유닛은 상기 상판부재 상에 배치될 수 있고, 상기 상판부재에 관통홀이 형성될 수 있고, 상기 제1 기어부재에 상기 삽입영역이 형성될 수 있으며, 상기 관통홀의 중심과 상기 삽입영역의 중심은 동축 상에 배치될 수 있다. 상기 실린더 로드는 상기 관통홀을 통과하여 상기 삽입영역에 삽입되거나 상기 삽입영역으로부터 탈거되도록 구성될 수 있다.

상기 액추에이터 유닛은 공압 실린더 구조, 유압 실린더 구조 및 전동 실린더 구조 중 어느 하나를 가질 수 있다.

상기 제1 클램프편의 타단부에 걸림부가 구비될 수 있고, 상기 제2 클램프편의 타단부에 상기 체결부재가 회동 가능하게 결합될 수 있으며, 상기 체결부재는 상기 걸림부에 걸리는 걸쇠부를 갖는 레버부를 포함할 수 있다.

상기 제1 클램프편의 상기 걸림부에 잠금홀이 형성될 수 있고, 상기 체결부재에 잠금핀이 구비될 수 있으며, 상기 걸쇠부가 상기 걸림부에 걸림으로써 상기 제1 클램프편의 타단부와 상기 제2 클램프편의 타단부가 체결된 상태에서 상기 잠금핀을 상기 잠금홀 내에 삽입하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배관 연결 구조를 구비한 장비에 있어서, 단부에 제1 플랜지가 구비된 제1 배관; 상기 제1 배관의 단부에 연결된 것으로, 상기 제1 배관의 단부와 연결되는 단부에 제2 플랜지가 구비된 제2 배관; 및 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지를 감싸서 클램핑하는 것으로, 전술한 실시예에 따른 클램프 장치;를 포함하는 배관 연결 구조를 구비한 장비가 제공된다.

상기 제2 플랜지는 확장부를 포함할 수 있고, 상기 클램프 장치의 상기 연결부재는 상기 제2 플랜지의 상기 확장부에 결합되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 사람(작업자)이 직접 체결하는 체결부 이외에 기계적/전자적 제어 시스템에 의해 클램프의 체결 상태를 고정하고 체결 상태를 모니터링할 수 있도록 구성된 클램프 장치를 구현할 수 있다. 따라서, 사람(작업자)의 조작 실수 등에 의해 원치 않는 상황에서 클램프의 잠금이 해제되는 등의 사고를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 두 개의 클램프편이 기어에 의해 맞물려 상호 연동하여 회동하도록 구성함으로써, 클램핑 작업의 편의성을 크게 향상시킬 수 있고, 작업의 정확성 및 안전성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 작업 시간이 단축될 수 있고, 클램프의 조임력이 불균일해지는 문제나 부품이 편마모되거나 변형되는 등의 문제를 억제할 수 있다.

상기한 실시예들에 따른 클램프 장치는 다양한 장비에 유용하게 적용될 수 있다. 특히, 상기 클램프 장치는 배관 연결 구조를 구비한 장비에 적용될 수 있고, 이때, 작업성, 안전성, 연결 정확성 등이 크게 향상될 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치의 일부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치의 일부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치의 일부 구성이 분해된 상태를 보여주는 분해도이다.
도 6은 도 5에서 연결부재의 분해 구성을 별도로 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치에서 연결부재와 액추에이터 유닛의 배치 관계를 별도로 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치에서 액추에이터 유닛의 내부 구성을 예시적으로 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치에서 체결이 해제된 상태(a)와 체결이 완료된 상태(b)를 보여준다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치의 일부 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치에 적용될 수 있는 체결부재의 구체적인 구성 및 동작 방식을 예시적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치를 적용한 배관 연결 구조를 구비한 장비를 보여주는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

이하에서 설명할 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 명확하게 설명하기 위하여 제공되는 것이고, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태의 용어는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 언급한 형상, 단계, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 단계, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "연결"이라는 용어는 어떤 부재들이 직접적으로 연결된 것을 의미할 뿐만 아니라, 부재들 사이에 다른 부재가 더 개재되어 간접적으로 연결된 것까지 포함하는 개념이다.

아울러, 본원 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본원 명세서에서 사용되는 "약", "실질적으로" 등의 정도의 용어는 고유한 제조 및 물질 허용 오차를 감안하여, 그 수치나 정도의 범주 또는 이에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 제공된 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 영역이나 파트들의 사이즈나 두께는 명세서의 명확성 및 설명의 편의성을 위해 다소 과장되어 있을 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치를 보여주는 사시도이다. 도 1은 클램프 장치를 전방 측에서 바라본 것이고, 도 2는 클램프 장치를 후방 측에서 바라본 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 클램프 장치는 원형의 외주면을 갖는 대상물의 상기 외주면을 감싸며 죄어주는 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 클램프 장치는 두 개의 배관의 연결부를 감싸며 죄어주는 역할을 할 수 있다. 여기서, 상기 두 개의 배관은 서로 마주하는 단부에 플랜지(flange)(3, 5)를 구비할 수 있고, 상기 클램프 장치는 상기 플랜지들(3, 5)을 둘러싸면서 죄어줄 수 있다. 본 명세서에서 '배관'은 유체의 이동 통로가 되는 관(pipe)은 물론이고, 관이 아니더라도 단부에 플랜지를 가지고 다른 물체의 플랜지와 밀착하여 연결될 수 있는 물체라면 모두 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '플랜지'는 그 명칭이나 기능과 무관하게, 위와 같은 '배관'의 단부 테두리가 '배관'의 길이 방향에 수직한 반경 방향으로 소정 폭을 가지고 돌출된 부분 또는 그와 대응하는 부품이라면 모두 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 상기 클램프 장치에 의해 조여지는 대상물은 단부에 플랜지를 갖는 두 배관일 수 있지만, 이에 한정되지 아니하며, 원형의 외주면을 갖는 다양한 물체의 외주면을 죄어주는데 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클램프 장치는 원호(arc) 형상을 갖는 제1 클램프편(10a) 및 제1 클램프편(10a)과 마주하여 배치된 것으로 원호 형상을 갖고 제1 클램프편(10a)과 함께 원형 구조(또는, 대략적인 원형 구조)를 이루는 제2 클램프편(10b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 클램프편(10a, 10b) 각각의 내측면에는 두 배관의 플랜지(3, 5)를 수용할 수 있는 '플랜지 수용홈'이 형성될 수 있고, 상기 플랜지 수용홈 내에 플랜지들(3, 5)이 상호 마주하도록 수용된 상태에서 클램핑이 이루어질 수 있다. 상기 플랜지 수용홈은 클램프편(10a, 10b)의 내측에서 바깥쪽으로 향하는 방향으로 가면서 폭이 좁아지는 V자형 구조, U자형 구조 등을 가질 수 있다. 이 경우, 두 클램프편(10a, 10b)을 상호 체결할 때, 보다 용이하게 그리고 안정적으로 조임 작업을 수행할 수 있다. 한편, 앞서 언급한 바와 같이 상기 클램프 장치가 원형의 외주면을 갖는 단일한 물체의 외주면을 죄는데 사용되는 경우에는, 상기 플랜지 수용홈은 생략될 수 있고, 제1 및 제2 클램프편(10a, 10b)의 내주면은 평탄한 표면을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 클램프 장치는 제1 클램프편(10a)의 일단부 및 이와 대응하는(마주하는) 제2 클램프편(10b)의 일단부를 구조적으로 연결하도록 구성된 연결부재(20)를 포함할 수 있다. 제1 클램프편(10a)의 상기 일단부 및 상기 제2 클램프편(10b)의 상기 일단부는 연결부재(20)에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 제1 클램프편(10a) 및 제2 클램프편(10b)은 연결부재(20)를 기준으로 그 양측 방향으로 소정 범위 내에서 회동될 수 있다. 제1 클램프편(10a)의 상기 일단부 및 제2 클램프편(10b)의 상기 일단부는 일종의 '고정단'이라고 할 수 있다.

연결부재(20)는 제1 클램프편(10a)의 상기 일단부에 연결된 제1 기어부재(17a) 및 제2 클램프편(10b)의 상기 일단부에 연결된 제2 기어부재(17b)를 포함할 수 있고, 제1 기어부재(17a)와 제2 기어부재(17b)는 서로 맞물려서 상호 연동되어 움직일 수 있다. 연결부재(20)의 구체적인 구성 및 그 연결 관계에 대해서는 추후에 도 3 내지 도 6 등을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 클램프 장치는 제1 클램프편(10a)의 타단부 및 이와 대응하는(마주하는) 제2 클램프편(10b)의 타단부를 구조적으로 체결하거나 체결을 해제할 수 있도록 구성된 체결부재(30)를 포함할 수 있다. 체결부재(30)는 제1 및 제2 클램프편(10a, 10b)으로 플랜지들(3, 5)을 감싼 다음, 제1 및 제2 클램프편(10a, 10b)의 타단부들을 서로 체결하는 부재로서, 예를 들어, 후크 방식이나 볼트/너트 방식 등을 포함한 다양한 방식으로 두 클램프편(10a, 10b)의 타단부들을 체결할 수 있다. 체결부재(30)가 가질 수 있는 구체적인 구성 및 그 연결 관계에 대해서는 추후에 도 9 내지 도 11을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 클램프 장치는 연결부재(20)와 인접하여 배치된 액추에이터 유닛(40)을 더 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 액추에이터 유닛(40)은 선형 액추에이터(42)를 포함할 수 있고, 선형 액추에이터(42)는 선형적으로 왕복 운동할 수 있는 실린더 로드(cylinder rod)(45)를 구비할 수 있다.

연결부재(20)에는 실린더 로드(45)가 삽입될 수 있는 '삽입영역'이 구비될 수 있고, 제1 클램프편(10a)의 상기 타단부와 제2 클램프편(10b)의 상기 타단부가 체결부재(30)에 의해 체결된 상태에서, 실린더 로드(45)가 상기 삽입영역에 삽입됨에 따라 상기 체결된 상태가 고정되어 고정 상태가 될 수 있고, 실린더 로드(45)가 상기 삽입영역으로부터 탈거됨에 따라 상기 고정 상태가 해제될 수 있다. 실린더 로드(45)의 움직임(이동)은 중앙 제어 장치의 명령에 따라서 기계적/전자적으로 제어될 수 있다. 따라서, 상기한 액추에이터 유닛(40)을 사용함으로써, 사람(작업자)이 직접 체결하는 체결부재(30) 이외에 기계적/전자적 제어 시스템에 의해 클램프 장치의 체결 상태를 고정하거나, 고정 상태를 해제할 수 있고, 또한, 체결 상태를 모니터링할 수 있다. 상기한 액추에이터 유닛(40)의 구조 및 액추에이터 유닛(40)과 연결부재(20) 사이의 연관 관계에 대해서는 추후에 도 5 내지 도 8 등을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치의 일부 구성을 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 1의 구조에서 연결부재(20) 및 액추에이터 유닛(40)이 제거된 구조를 보여준다.

도 3을 참조하면, 제1 및 제2 클램프편(10a, 10b)이 플랜지들(3, 5)을 감싸면서 체결부재(30)에 의해 상호 체결된 상태를 보여준다. 여기서, 상부에 배치된 플랜지(3)를 '제1 플랜지'라 할 수 있고, 하부에 배치된 플랜지(5)를 '제2 플랜지'라 할 수 있다.

제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)에 제1-1 홀(13a)(일종의 관통홀)이 형성될 수 있고, 이와 유사하게, 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)에 제2-1 홀(13b)(일종의 관통홀)이 형성될 수 있다. 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)는 제1 클램프편(10a)의 나머지 영역의 상면부 보다 소정 깊이만큼 함몰(리세스)될 수 있고, 이와 유사하게, 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)는 제2 클램프편(10b)의 나머지 영역의 상면부 보다 소정 깊이만큼 함몰(리세스)될 수 있다. 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)와 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)는 소정 거리만큼 상호 이격되어 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a) 상에는 보조핀(P1)이 더 배치될 수 있다. 보조핀(P1)은 제1-1 홀(13a) 보다 제1 클램프편(10a)의 말단(일단의 끝부분)에 가깝게 배치될 수 있다.

도 3에서 참조번호 21은 제2 플랜지(5)로부터 그 일측으로 확장된 '확장부'일 수 있다. 확장부(21)는 일종의 '하판부재'라고 할 수 있다. 이하에서는, 확장부(21)를 하판부재(21)라고 지칭한다. 하판부재(21) 상에 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)와 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)가 배치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치의 일부 구성을 보여주는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 제2 플랜지(5)로부터 그 일측으로 확장된 하판부재(21)가 마련될 수 있고, 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)가 하판부재(21) 상에 배치될 수 있다. 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b) 상에 제2 기어부재(17b)가 배치될 수 있다. 제2 기어부재(17b)는 그 바깥쪽 단부의 측면에 마련된 제2 톱니부(16b)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 기어부재(17b)에는 제2-2 홀(18b)(일종의 관통홀)이 형성될 수 있다. 제2-2 홀(18b)의 중심과 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)에 형성된 제2-1 홀(도 3의 13b)의 중심은 동축 상에 배치될 수 있고, 이들을 관통하여 제2 핀부재(19b)가 삽입됨으로써, 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)와 제2 기어부재(17b)가 상호 연결될 수 있다. 부가적으로, 제2 기어부재(17b)에는 제2 보조홀(15b)이 더 형성될 수 있다. 그러나, 제2 보조홀(15b)은 형성되지 않을 수도 있다.

편의상, 도 4에서는 제2 클램프편(10b) 및 그 일단부(E1b) 상에 배치되는 제2 기어부재(17b)를 도시하였지만, 이와 유사하게, 제1 클램프편(도 5의 10a) 및 그 일단부(도 5의 E1a) 상에 배치되는 제1 기어부재(도 5의 17a)도 구비될 수 있다. 상기 제1 클램프편(도 5의 10a) 및 제1 기어부재(도 5의 17a)의 배치는 제2 클램프편(10b) 및 제2 기어부재(17b)의 배치와 대칭을 이루면서 대응될 수 있으므로, 아래에서 설명할 도 5 등으로부터 용이하게 이해될 수 있다. 또한, 도 4에서 하판부재(21)의 구성에 대해서도 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치의 일부 구성이 분해된 상태를 보여주는 분해도이다. 편의상, 도 5에서는 제1 플랜지(3)를 다른 구성요소들과 다른 색상으로 표시하였다.

도 5를 참조하면, 제1 클램프편(10a)의 내측면에 제1 플랜지 수용홈(11a)이 마련될 수 있고, 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)에 제1-1 홀(13a)이 형성될 수 있다. 제2 클램프편(10b)의 내측면에 제2 플랜지 수용홈(11b)이 마련될 수 있고, 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)에 제2-1 홀(13b)이 형성될 수 있다. 제1 클램프편(10a)과 제2 클램프편(10b)은 제1 및 제2 플랜지(3, 5)를 감싸면서 이들을 연결하도록 조여질 수 있다. 이때, 제1 및 제2 플랜지(3, 5)의 둘레부는 플랜지 수용홈(11a, 11b) 내에 수용될 수 있다.

제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)와 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)를 구조적으로 연결하기 위한 연결부재(20)가 마련될 수 있다. 연결부재(20)에 의해 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)와 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)가 회동 가능하게 결합될 수 있다.

연결부재(20)는 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a) 상에 배치되는 제1 기어부재(17a) 및 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b) 상에 배치되는 제2 기어부재(17b)를 포함할 수 있다. 제1 기어부재(17a)는 제1 톱니부(16a)를 포함할 수 있고, 제2 기어부재(17b)는 제1 톱니부(16a)와 맞물리는 제2 톱니부(16b)를 포함할 수 있다. 제1 톱니부(16a)는 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)에 대하여 제1 기어부재(17a)의 바깥쪽 단부의 측면에 형성될 수 있고, 이와 유사하게, 제2 톱니부(16b)는 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)에 대하여 제2 기어부재(17b)의 바깥쪽 단부의 측면에 형성될 수 있다.

제1 기어부재(17a)에는 제1-2 홀(18a)이 형성될 수 있다. 제1-2 홀(18a)의 중심과 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)에 형성된 제1-1 홀(13a)의 중심은 동축 상에 배치될 수 있고, 이들을 관통하여 제1 핀부재(19a)가 삽입됨으로써, 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)와 제1 기어부재(17a)가 상호 연결될 수 있다. 부가적으로, 제1 기어부재(17a)에는 제1 보조홀(15a)이 더 형성될 수 있다. 경우에 따라, 제1 보조홀(15a)은 형성되지 않을 수도 있다.

제2 기어부재(17b)에는 제2-2 홀(18b)이 형성될 수 있다. 제2-2 홀(18b)의 중심과 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)에 형성된 제2-1 홀(13b)의 중심은 동축 상에 배치될 수 있고, 이들을 관통하여 제2 핀부재(19b)가 삽입됨으로써, 제2 클램프편(10b)의 일단부(E1b)와 제2 기어부재(17b)가 상호 연결될 수 있다. 부가적으로, 제2 기어부재(17b)에는 제2 보조홀(15b)이 더 형성될 수 있다. 경우에 따라, 제2 보조홀(15b)은 형성되지 않을 수도 있다.

제1 기어부재(17a) 및 제2 기어부재(17b) 중 어느 하나에는 소정의 삽입영역(N1)이 더 형성될 수 있다. 삽입영역(N1)은 도 2에서 설명한 엑추에이터 유닛(40)의 실린더 로드(45)가 삽입되는 영역일 수 있다. 삽입영역(N1)은 삽입홈 내지 삽입홀의 형태를 가질 수 있고, 원형 구조를 가질 수 있다. 도 2에서 설명한 엑추에이터 유닛(40)의 실린더 로드(45)가 삽입영역(N1) 내에 삽입되면, 클램프 장치의 잠금 상태(즉, 체결 상태)가 고정되어 고정 상태가 될 수 있고, 실린더 로드(45)가 삽입영역(N1)으로부터 탈거되면, 상기 고정 상태가 해제될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결부재(20)는 제1 및 제2 기어부재(17a, 17b)를 덮도록 구성된 기어 덮개부재(27)를 더 포함할 수 있다. 기어 덮개부재(27)는 제1 및 제2 기어부재(17a, 17b)의 위쪽에 배치되는 상판부재(25) 및 상판부재(25)의 외측부로부터 아래쪽으로 연장되어 제1 및 제2 기어부재(17a, 17b)의 측면을 둘러싸는 측벽부재(23)를 포함할 수 있다.

상판부재(25)에 관통홀(H1)이 형성될 수 있다. 관통홀(H1)의 중심은 제1 기어부재(17a)에 형성된 삽입영역(N1)의 중심과 동축 상에 배치될 수 있다. 따라서, 관통홀(H1)은 상판부재(25)의 중심에 형성되지 않고, 중심으로부터 한쪽 방향(길이 방향에 따른 한쪽 방향)으로 치우쳐서 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 관통홀(H1)이 제1 기어부재(17a)가 배치된 쪽으로 치우쳐서 형성된 경우를 보여준다. 도 2에서 설명한 선형 액추에이터(42)는 상판부재(25) 상에 배치될 수 있고, 선형 액추에이터(42)의 실린더 로드(45)는 관통홀(H1)을 통해서 이동(상하 이동)하여 삽입영역(N1)에 삽입되거나 삽입영역(N1)으로부터 탈거될 수 있다. 관통홀(H1)의 직경은 삽입영역(N1)의 직경 보다 크거나 같을 수 있다.

기어 덮개부재(27)의 측벽부재(23)는 제1 및 제2 기어부재(17a, 17b)의 아래쪽에 배치되는 하판부재(21) 상에 배치되거나 하판부재(21)와 결합되도록 구성될 수 있다. 여기서, 하판부재(21)는 제2 플랜지(5)로부터 확장된 확장부일 수 있다. 하판부재(21)가 제2 플랜지(5)로부터 확장된 확장부인 경우, 하판부재(21) 상에 제1 및 제2 기어부재(17a, 17b)와 기어 덮개부재(27)를 배치하고 조립하면서 제2 플랜지(5)와 연결부재(20)를 구성하는 구성요소들 사이에 정확한 위치/정렬을 맞춰주기가 보다 용이할 수 있다. 그러나, 경우에 따라, 하판부재(21)는 제2 플랜지(5)와 별개로(분리되어) 구비될 수도 있다. 하판부재(21)는 연결부재(20)에 포함된 구성으로 여길 수도 있다.

하판부재(21)에는 제1 하부홀(22a) 및 제2 하부홀(22b)이 형성될 수 있고, 아울러, 복수의 체결홀(22h)이 더 형성될 수 있다. 제1 하부홀(22a)의 중심은 제1-2 홀(18a) 및 제1 핀부재(19a)의 중심과 동축 상에 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제1 핀부재(19a)의 중공부를 관통하여 배치된 제1 중심핀이 더 구비될 수 있고, 상기 제1 중심핀의 하단이 제1 하부홀(22a)에 배치될 수 있다. 상기 제1 중심핀의 상단은 상판부재(25)의 하면에 형성된 제1 홈부에 접하도록 배치될 수 있다. 제2 하부홀(22b)의 중심은 제2-2 홀(18b) 및 제2 핀부재(19b)의 중심과 동축 상에 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제2 핀부재(19b)의 중공부를 관통하여 배치된 제2 중심핀이 더 구비될 수 있고, 상기 제2 중심핀의 하단이 제2 하부홀(22b)에 배치될 수 있다. 상기 제2 중심핀의 상단은 상판부재(25)의 하면에 형성된 제2 홈부에 접하도록 배치될 수 있다. 하판부재(21)에 형성된 복수의 체결홀(22h)을 통해서 체결용 핀(미도시)이나 나사(미도시)가 아래에서 위쪽으로 삽입되어 측벽부재(23)에 형성된 대응하는 홀부에 삽입될 수 있고, 이를 통해서, 측벽부재(23)가 하판부재(21)에 분리 가능하게 체결(결합)될 수 있다. 이 경우, 연결부재(20)가 제2 플랜지(5)에 결합됨으로써, 클램프 장치와 배관 간의 위치 정렬이 더 용이해질 수 있기 때문에, 작업성이 더욱 향상될 수 있다.

부가적으로, 제1 기어부재(17a)에 형성된 제1 보조홀(15a) 내에 보조핀(P1)이 삽입될 수 있다. 또한, 제1 클램프편(10a)의 일단부(E1a)에는 제1 보조홀(15a)에 대응하는 위치에 제1 보조홀(15a) 보다 작은 직경을 갖는 서브홀(h1)이 더 구비될 수 있다. 보조핀(P1)은 서브홀(h1) 내에 삽입되지 않고, 서브홀(h1) 상에 배치될 수 있다. 경우에 따라, 제1 보조홀(15a)과 보조핀(P1) 및 서브홀(h1)은 구비되지 않을 수도 있다.

한편, 제1 클램프편(10a)의 타단부(E2a) 및 제2 클램프편(10b)의 타단부(E2b) 중 어느 하나, 예컨대, 제2 클램프편(10b)의 타단부(E2b)에는 체결부재(도 1의 30)가 결합(연결)되는 결합부(12)가 마련될 수 있다. 또한, 제1 클램프편(10a)의 타단부(E2a) 및 제2 클램프편(10b)의 타단부(E2b) 중 다른 하나, 예컨대, 제1 클램프편(10a)의 타단부(E2a)에는 체결부재(도 1의 30)를 체결하기 위한 걸림부(14)가 구비될 수 있다. 걸림부(14)는 측방으로 형성된 후크(hook) 구조를 가질 수 있다. 또한, 걸림부(14)에는 추후에 설명할 잠금핀(도 11의 36)이 삽입될 수 있는 잠금홀(15)이 형성될 수 있다. 그러나, 여기에 도시된 결합부(12)와 걸림부(14) 등의 구조는 예시적인 것이고, 다양하게 변화될 수 있다.

도 6은 도 5에서 연결부재(20)의 분해 구성을 별도로 보여주는 사시도이다. 도 6으로부터 기어 덮개부재(27)를 구성하는 상판부재(25)와 측벽부재(23)의 구조를 보다 잘 확인할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치에서 연결부재(20)와 액추에이터 유닛(40)의 배치 관계를 별도로 보여주는 사시도이다. 도 7의 구조는 도 1 내지 도 6 및 그 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치에서 액추에이터 유닛(40)의 내부 구성을 예시적으로 보여주는 사시도이다.

도 8을 참조하면, 액추에이터 유닛(40)은 선형 액추에이터(42)를 포함할 수 있고, 선형 액추에이터(42)는 선형적으로 왕복 운동할 수 있는 실린더 로드(45)를 구비할 수 있다. 액추에이터 유닛(40)은, 예를 들어, 공압 실린더 구조, 유압 실린더 구조 또는 전동 실린더 구조를 포함할 수 있다. 다시 말해, 선형 액추에이터(42)는 공압 실린더 구조, 유압 실린더 구조 또는 전동 실린더 구조를 가질 수 있다. 실린더 로드(45)는 도 5에서 설명한 상판부재(25)에 형성된 관통홀(H1)을 통해서 이동(상하 이동)하여 제1 기어부재(17a)에 형성된 삽입영역(N1)에 삽입되거나 삽입영역(N1)으로부터 탈거될 수 있다. 실린더 로드(45)가 삽입영역(도 5의 N1) 내에 삽입되면, 클램프 장치의 잠금 상태(즉, 체결 상태)가 고정되어 고정 상태가 될 수 있고, 실린더 로드(45)가 삽입영역(도 5의 N1)으로부터 탈거되면, 상기 고정 상태가 해제될 수 있다. 실린더 로드(45)의 움직임(이동)은 중앙 제어 장치의 명령에 따라서 기계적/전자적으로 제어될 수 있다. 따라서, 액추에이터 유닛(40)을 사용함으로써, 사람(작업자)이 직접 체결하는 체결부재(도 1의 30) 이외에 기계적/전자적 제어 시스템에 의해 클램프 장치의 체결 상태를 고정하거나, 고정 상태를 해제할 수 있고, 아울러, 체결 상태를 모니터링할 수 있다.

부가적으로, 도 8의 참조번호 46은 링부재(46)를 나타낸다. 링부재(46)는 도 5에서 설명한 관통홀(H1) 내에 배치될 수 있다. 실린더 로드(45)는 관통홀(H1) 내에 배치된 링부재(46)의 중앙홀을 통해서 이동할 수 있다. 링부재(46)는 일종의 너트부재이거나 너트부재와 유사한 형상을 가질 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치에서 체결이 해제된 상태(a)와 체결이 완료된 상태(b)를 보여준다. 편의상, 도 9에는 기어 덮개부재(도 5의 27) 및 액추에이터 유닛(도 1의 40)은 생략되었다. 한편, 도 9에서 참조번호 2는 배관(제1 배관)을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 제1 클램프편(10a)과 제2 클램프편(10b) 각각의 일단부(고정단)는 서로 맞물리는 기어부재(17a, 17b)에 의해 상호 연결될 수 있다. 따라서, 작업자가 어느 하나의 클램프편, 예컨대, 제2 클램프편(10b)을 잡고 제2 핀부재(도 5의 19b)를 중심으로 회동시키면, 제1 클램프편(10a) 또한 제1 핀부재(도 5의 19a)를 중심으로 동일한 각도 만큼 반대 방향으로 대칭적으로 회동할 수 있다. 제1 기어부재(17a)와 제2 기어부재(17b)가 서로 맞물려서 연동되어 움직일 수 있기 때문에, 작업자가 제1 클램프편(10a)과 제2 클램프편(10b) 중 어느 하나만 잡고 주요 작업을 수행하는 것이 가능할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 클램프 장치에서는 제1 클램프편(10a)과 제2 클램프편(10b)이 동시에 동일한 각도만큼 대칭적으로 회동할 수 있으므로, 작업자는 한 손으로 두 클램프편(10a, 10b)을 동시에 회동시킬 수 있고, 나머지 한 손으로 체결부재(30)를 조작하거나 배관(ex, 2)을 붙잡을 수 있는 등 작업성이 크게 향상될 수 있다. 또한, 제1 클램프편(10a)과 제2 클램프편(10b)이 동시에 동일한 각도만큼 대칭적으로 회동할 수 있으므로, 두 클램프편(10a, 10b)이 플랜지(3, 5)의 둘레를 균일한 힘으로 안정적으로 조여줄 수 있다.

한편, 제1 클램프편(10a)의 타단부(자유단)와 제2 클램프편(10b)의 타단부(자유단)가 체결부재(30)에 의해 체결된 상태에서, 도 8을 참조하여 설명한 실린더 로드(45)가 도 5를 참조하여 설명한 삽입영역(N1)에 삽입됨에 따라 상기 체결된 상태가 고정되어 고정 상태가 될 수 있고, 실린더 로드(45)가 삽입영역(N1)으로부터 탈거됨에 따라 상기 고정 상태가 해제될 수 있다.

따라서, 상기한 액추에이터 유닛(도 1의 40)을 사용함으로써, 사람(작업자)이 직접 체결하는 체결부재(30) 이외에 기계적/전자적 제어 시스템에 의해 클램프 장치의 체결 상태를 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있고, 아울러, 체결 상태를 모니터링할 수 있다. 이에, 사람(작업자)의 조작 실수 등에 의해 원치 않는 상황에서 클램프의 잠금이 해제되는 등의 사고를 방지할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치의 일부 구성을 보여주는 분해 사시도이다.

도 10을 참조하면, 제1 클램프편(10a)의 타단부 및 제2 클램프편(10b)의 타단부 중 어느 하나, 예컨대, 제2 클램프편(10b)의 타단부에 체결부재(30)가 결합(연결)되는 결합부(12)가 마련될 수 있다. 또한, 제1 클램프편(10a)의 타단부 및 제2 클램프편(10b)의 타단부 중 다른 하나, 예컨대, 제1 클램프편(10a)의 타단부에는 체결부재(30)를 체결하기 위한 걸림부(14)가 구비될 수 있다. 걸림부(14)는 측방으로 형성된 후크 구조를 가질 수 있다. 또한, 걸림부(14)에는 소정의 잠금핀(도 11의 36)이 삽입될 수 있는 잠금홀(15)이 형성될 수 있다.

체결부재(30)는 본체부(31)를 포함할 수 있다. 본체부(31)는, 예컨대, 'ㄷ'자형의 단면 구조를 가질 수 있고, 그 내부에 수용 공간(S)이 정의될 수 있다. 본체부(31)의 일단에는 제2 클램프편(10b)의 결합부(12)에 결합될 수 있는 결합요소부(32)가 연결되어 구비될 수 있고, 본체부(31)의 타단에는 제1 클램프편(10a)의 걸림부(14)에 걸릴 수 있는 걸쇠부(34)를 갖는 레버부(33)가 회동 가능하게 구비될 수 있다. 레버부(33)는 본체부(31)의 개방된 단부(상기 타단)에 구비될 수 있고, 결합요소부(32)는 본체부(31)의 반대쪽 단부(상기 일단)에 연결될 수 있다. 한편, 본체부(31)의 상면에는 그 위로 돌출된 형태의 노브(knob)(37)가 배치될 수 있다. 노브(37)를 조작함으로써, 노브(37)와 연결된 잠금핀(도 11의 36)의 위치를 이동시킬 수 있다.

제1 클램프편(10a)의 걸림부(14)가 수용 공간(S) 내에 수용된 상태에서 레버부(33)를 돌려서 그 끝에 구비된 걸쇠부(34)를 걸림부(14)에 걸어줌으로써, 제1 클램프편(10a)과 제2 클램프편(10b)을 상호 체결할 수 있다. 또한, 제1 클램프편(10a)과 제2 클램프편(10b)을 체결한 상태에서 노브(37)를 조작하여 노브(37)와 연결된 잠금핀(도 11의 36)을 아래로 이동시켜 잠금홀(15)에 삽입시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치에 적용될 수 있는 체결부재(30)의 구체적인 구성 및 동작 방식을 예시적으로 설명하기 위한 단면도이다.

도 11을 참조하면, 체결부재(30)는 본체부(31)를 포함할 수 있고, 본체부(31)는 'ㄷ'자형의 단면 구조를 가질 수 있으며, 그 내부에 수용 공간(S)이 정의될 수 있다. 본체부(31)의 일단에는 제2 클램프편(도 10의 10b)의 결합부(도 10의 12)에 결합될 수 있는 결합요소부(32)가 연결되어 구비될 수 있고, 본체부(31)의 타단에는 제1 클램프편(도 10의 10a)의 걸림부(14)에 걸릴 수 있는 걸쇠부(34)를 갖는 레버부(33)가 회동 가능하게 구비될 수 있다. 레버부(33)는 전체적으로 막대 형상을 가질 수 있고, 레버부(33)의 중간 기둥부(35)가 본체부(31)의 타단부(도면상 우측단부)에 회동 가능하게 결합될 수 있으며, 레버부(33)의 일단부(도면상 좌측단부)에 걸쇠부(34)가 구비될 수 있고, 걸쇠부(34)의 반대쪽 단부(도면상 우측단부)는 일종의 손잡이 부분이 될 수 있다.

본체부(31)의 상면에는 그 위로 돌출된 형태의 노브(knob)(37)가 배치될 수 있다. 노브(37)를 조작함으로써, 노브(37)와 연결된 잠금핀(36)의 위치를 이동시킬 수 있다. 잠금핀(36)은 노브(37)의 회전 운동을 왕복 운동(직선적 상하 운동)으로 바꿔줄 수 있는 부싱(bushing)(38) 내에 배치될 수 있다. 부싱(38)은 상부에 경사면을 가질 수 있고, 외주면의 일부에 나사산이 형성될 수 있다. 부싱(38) 내부의 통로를 통해 잠금핀(36)이 이동할 수 있다. 참조번호 39는 부싱(38)을 본체부(31)의에 고정하기 위한 너트부재를 나타낸다. 너트부재(39)는 상기한 나사산에 결합되어 조여질 수 있다.

도 11의 (a)와 같이, 노브(37)가 부싱(38)의 경사면의 높은 위치에 위치하면, 잠금핀(36)이 잠금홀(14) 내에 삽입되지 않고 잠금 해제 상태가 될 수 있다. 반면, 도 11의 (b)와 같이, 노브(37)가 부싱(38)의 경사면의 낮은 위치에 위치하면, 잠금핀(36)이 잠금홀(14) 내에 삽입되어 잠금 상태가 될 수 있다. 노브(37), 부싱(38), 잠금핀(36) 및 잠금홀(14) 등은 일종의 '잠금수단'을 구성한다고 할 수 있다. 그러나, 상기한 잠금수단의 구체적인 구성은 예시적인 것이고, 다양하게 변형될 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에 따른 클램프 장치를 이루는 클램프편(10a, 10b), 연결부재(20) 및 체결부재(30)는 마모와 부식에 강한 스테인리스강, 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있으며, 클램핑 대상인 배관의 재질에 따라 폴리프로필렌(polypropylene)이나 폴리에틸렌(polyethylene) 등의 폴리올레핀계(polyolefin-based) 수지 또는 테프론(Teflon)(상표명)과 같은 불소 수지 등의 합성수지로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 클램프 장치를 이루는 각 구성요소는 동일한 재질로 이루어질 수도 있고, 서로 다른 재질로 이루어질 수도 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프 장치를 적용한 배관 연결 구조를 구비한 장비를 보여주는 단면도이다. 상기 배관 연결 구조를 구비한 장비는 반도체 공정에서 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing)(CMP)용 슬러리(slurry)와 같은 유체에 포함된 불순물을 걸러내기 위한 필터링 장비(시스템)이거나 그 일부일 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 필터링 장비는 배관 형태를 갖는 필터 하우징(2, 4) 내에 설치된 필터(F)를 구비할 수 있다. 필터(F)는, 예를 들어, 중공 원통형 구조를 가질 수 있다. 상기 필터 하우징(2, 4)은 베이스 프레임(1) 상에 설치된 하부 하우징(4) 및 하부 하우징(4) 상에서 하부 하우징(4)과 연결되는 상부 하우징(2)을 포함할 수 있다. 상부 하우징(2) 및 하부 하우징(4)은 일종의 배관 형태를 갖거나, 배관과 유사한 기능을 가질 수 있다. 이와 같은 필터링 장비에서 하부 하우징(4)에 형성된 유체 유입구(4i)로 유입된 유체는 필터(F)의 중심부로 유입되고 필터(F)의 반경 방향으로 유출되면서 불순물이 걸러질 수 있고, 불순물이 걸러진 유체는 유체 유출구(4o)를 통해 저장 탱크 또는 후속 공정을 위한 별도의 장치로 보내질 수 있다. 한편, 하부 하우징(4)의 바닥에 형성된 배수구(4d)는 필터(F)의 교체시나 필터 하우징(2, 4) 내부의 세척시에 하우징 내부의 잔존 유체나 세척수 등을 배수하는 역할을 할 수 있다.

이러한 필터링 장비(시스템)에 적용되는 본 발명의 실시예에 따른 배관 연결 구조에서, 연결되는 두 배관은 각각 상부 하우징(2) 및 하부 하우징(4)이 될 수 있다. 또한, 두 배관의 플랜지는 각각 상부 하우징(2) 및 하부 하우징(4)에 분리 가능하게 결합되는 플랜지(3, 5)일 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 상부 하우징(2)은 제1 플랜지(3)의 아래쪽에서 위쪽으로 관통하여 제1 플랜지(3)와 결합될 수 있고, 제2 플랜지(5)는 하부 하우징(4)의 상단 외주부에 형성된 나사산에 나사 결합될 수 있다.

배관(2, 4)과 플랜지(3, 5)가 서로 분리 가능하게 결합되는 경우, 배관(2, 4)과 플랜지(3, 5), 나아가 클램프 장치의 주요 구성요소는 동일한 재질 또는 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 배관(2, 4)은 화학 약품 등의 유체에 상대적으로 안정한 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 수지나 테프론과 같은 불소 수지로 이루어질 수 있고, 플랜지(3, 5)는 상대적으로 강도가 높은 스테인리스강이나 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 클램프 장치의 주요 구성요소도 스테인리스강이나 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있다. 또는, 금속에 비해 상대적으로 무른 합성수지로 이루어지는 배관(2, 4)의 마모나 손상을 막기 위해 플랜지(3, 5)와 클램프 장치의 주요 구성요소도 배관(2, 4)과 동일하거나 그와 유사한 강도의 합성수지로 이루어질 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 배관 연결 구조를 적용한 장비에서 두 배관, 즉, 상하부 하우징(2, 4)은 플랜지(3, 5)의 개재 하에 전술한 클램프 장치에 의해 연결될 수 있다. 즉, 전술한 클램프 장치의 두 클램프편(10a, 10b)이 두 플랜지(3, 5)의 외주면을 함께 죄면서 체결됨으로써, 두 배관(2, 4)이 서로 밀착되어 연결될 수 있다. 부가해서, 상부 하우징(2)과 하부 하우징(4)이 만나는 위치에는 원주 방향을 따라 오링(O-ring)(6)을 배치하여 상부 하우징(2)과 하부 하우징(4) 사이를 실링(sealing) 할 수 있다.

그러나, 도 12를 참조하여 설명한 배관 연결 구조를 구비한 장비는 예시적인 것이고, 필터링 장비(시스템) 이외에 다양한 장비에 본 발명의 실시예들에 따른 클램프 장치를 적용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 사람(작업자)이 직접 체결하는 체결부 이외에 기계적/전자적 제어 시스템에 의해 클램프의 체결 상태를 고정하고 체결 상태를 모니터링할 수 있도록 구성된 클램프 장치를 구현할 수 있다. 따라서, 사람(작업자)의 조작 실수 등에 의해 원치 않는 상황에서 클램프의 잠금이 해제되는 등의 사고를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 두 개의 클램프편이 기어에 의해 맞물려 상호 연동하여 회동하도록 구성함으로써, 클램핑 작업의 편의성을 크게 향상시킬 수 있고, 작업의 정확성 및 안전성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 작업 시간이 단축될 수 있고, 클램프의 조임력이 불균일해지는 문제나 부품이 편마모되거나 변형되는 등의 문제를 억제할 수 있다. 상기한 실시예들에 따른 클램프 장치는 다양한 장비에 유용하게 적용될 수 있고, 이때, 작업성, 안전성, 연결 정확성 등이 향상될 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 예들 들어, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명한 실시예들에 따른 클램프 장치 및 이를 적용한 배관 연결 구조를 구비한 장비는 다양하게 변형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
2, 4 : 배관 3, 5 : 플랜지
10a : 제1 클램프편 10b : 제2 클램프편
11a : 제1 플랜지 수용홈 11b : 제2 플랜지 수용홈
12 : 결합부 13a, 13b : 홀
14 : 걸림부 15 : 잠금홀
15a : 제1 보조홀 15b : 제2 보조홀
16a : 제1 톱니부 16b : 제2 톱니부
17a : 제1 기어부재 17b : 제2 기어부재
18a, 18b : 홀 19a, 19b : 핀부재
20 : 연결부재 21 : 하판부재
22a, 22b : 하부홀 22h : 체결홀
23 : 측벽부재 25 : 상판부재
27 : 기어 덮개부재 30 : 체결부재
31 : 본체부 32 : 결합요소부
33 : 레버부 34 : 걸쇠부
35 : 중간 기둥부 36 : 잠금핀
37 : 노브 38 : 부싱
40 : 액추에이터 유닛 42 : 선형 엑추에이터
45 : 실린더 로드 46 : 링부재
H1 : 관통홀 N1 : 삽입영역

Claims (10)

1. 원호 형상을 갖는 제1 클램프편;
   상기 제1 클램프편과 마주하여 배치된 것으로, 원호 형상을 갖고 상기 제1 클램프편과 함께 원형 구조를 이루는 제2 클램프편;
   상기 제1 클램프편의 일단부 및 이와 대응하는 상기 제2 클램프편의 일단부를 구조적으로 연결하도록 구성되고, 상기 제1 클램프편의 일단부 및 상기 제2 클램프편의 일단부가 회동 가능하게 결합된 연결부재;
   상기 제1 클램프편의 타단부 및 이와 대응하는 상기 제2 클램프편의 타단부를 구조적으로 체결하거나 체결을 해제할 수 있도록 구성된 체결부재; 및
   상기 연결부재와 인접하여 배치된 것으로, 선형적으로 왕복 운동할 수 있는 실린더 로드(cylinder rod)를 구비하는 액추에이터 유닛;을 포함하고,
   상기 연결부재는 상기 제1 클램프편의 일단부에 연결된 제1 기어부재 및 상기 제2 클램프편의 일단부에 연결된 제2 기어부재를 포함하고,
   상기 제1 기어부재는 제1 톱니부를 포함하고, 상기 제2 기어부재는 상기 제1 톱니부와 맞물리는 제2 톱니부를 포함하며,
   상기 연결부재는 상기 제1 및 제2 기어부재를 덮도록 구성된 기어 덮개부재를 더 포함하고, 상기 기어 덮개부재는 상기 제1 및 제2 기어부재의 위쪽에 배치되는 상판부재를 포함하되, 상기 상판부재에는 관통홀이 형성되며,
   상기 연결부재에 상기 실린더 로드가 삽입될 수 있는 삽입영역이 구비되고, 상기 제1 클램프편의 타단부와 상기 제2 클램프편의 타단부가 상기 체결부재에 의해 체결된 상태에서, 상기 실린더 로드가 상기 관통홀을 통해 상기 삽입영역에 삽입됨에 따라 상기 체결된 상태가 고정되어 고정 상태가 되고, 상기 실린더 로드가 상기 삽입영역에서 탈거됨에 따라 상기 고정 상태가 해제되도록 구성된, 클램프 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 클램프편 및 상기 제2 클램프편 중 어느 하나가 상기 연결부재에 대하여 회동하면 상기 제1 클램프편 및 상기 제2 클램프편 중 다른 하나도 상기 연결부재에 대하여 회동하도록 구성된 클램프 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 기어부재 중 어느 하나에 상기 삽입영역이 형성되고,
   상기 삽입영역은 삽입홈 내지 삽입홀의 형태를 갖는 클램프 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 기어 덮개부재는 상기 상판부재의 외측부로부터 아래쪽으로 연장되어 상기 제1 및 제2 기어부재의 측면을 둘러싸는 측벽부재를 포함하고,
   상기 측벽부재는 상기 제1 및 제2 기어부재의 아래쪽에 배치되는 하판부재 상에 배치되거나 상기 하판부재와 결합되도록 구성된 클램프 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 액추에이터 유닛은 상기 상판부재 상에 배치되고,
   상기 상판부재에 관통홀이 형성되고, 상기 제1 기어부재에 상기 삽입영역이 형성되며, 상기 관통홀의 중심과 상기 삽입영역의 중심은 동축 상에 배치되고,
   상기 실린더 로드는 상기 관통홀을 통과하여 상기 삽입영역에 삽입되거나 상기 삽입영역으로부터 탈거되도록 구성된 클램프 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 액추에이터 유닛은 공압 실린더 구조, 유압 실린더 구조 및 전동 실린더 구조 중 어느 하나를 갖는 클램프 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 클램프편의 타단부에 걸림부가 구비되고,
   상기 제2 클램프편의 타단부에 상기 체결부재가 회동 가능하게 결합되며,
   상기 체결부재는 상기 걸림부에 걸리는 걸쇠부를 갖는 레버부를 포함하는 클램프 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제1 클램프편의 상기 걸림부에 잠금홀이 형성되고,
   상기 체결부재에 잠금핀이 구비되며,
   상기 걸쇠부가 상기 걸림부에 걸림으로써 상기 제1 클램프편의 타단부와 상기 제2 클램프편의 타단부가 체결된 상태에서 상기 잠금핀을 상기 잠금홀 내에 삽입하도록 구성된 클램프 장치.
9. 배관 연결 구조를 구비한 장비에 있어서,
   단부에 제1 플랜지가 구비된 제1 배관;
   상기 제1 배관의 단부에 연결된 것으로, 상기 제1 배관의 단부와 연결되는 단부에 제2 플랜지가 구비된 제2 배관; 및
   상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지를 감싸서 클램핑하는 것으로서, 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 클램프 장치;를 포함하는, 배관 연결 구조를 구비한 장비.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 플랜지는 확장부를 포함하고,
    상기 클램프 장치의 상기 연결부재는 상기 제2 플랜지의 상기 확장부에 결합되도록 구성된 배관 연결 구조를 구비한 장비.

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