KR102522716B1 - 유체 공급용으로 사용되는 비회전식 커플러 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 유체 공급용으로 사용되는 비회전식 커플러를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비회전식 커플러는 유체 흐름을 기준으로 상류측에 위치하는 제1 파트; 및 상기 유체 흐름을 기준으로 하류측에 위치하며 상기 제1 파트(10)에 착탈식으로 결합되는 제2 파트(20);를 포함하며, 상기 제1 파트(10)는 복수의 구슬(14)을 포함하고, 상기 제2 파트(20)는 복수의 고정홈(22)을 포함하며, 상기 제1 파트(10)와 상기 제2 파트(20)가 결합될 때 상기 복수의 구슬(14)이 상기 복수의 고정홈(22)에 부분 삽입된다.

Description

유체 공급용으로 사용되는 비회전식 커플러{A non-rotatable coupler used for fluid supplying}

본 발명은 커플러에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 유체 공급용으로 사용되는 비회전식 커플러에 관한 것이다.

유체 공급 라인에서 부재 간 연결을 위해 커플러가 사용된다.

이러한 유체 공급용의 커플러는 일반적으로 상호 결합되는 두 개의 파트로 구성되며, 그 중 제1 파트는 유체 흐름을 기준으로 상류 측에 위치한 제1 호스에 연결되고 제2 파트는 하류 측에 위치한 제2 호스에 연결되는 방식으로 사용될 수 있다.

통상적으로 커플러는 제1 파트와 제2 파트가 상호 결합된 상태에서 상대 회전이 가능하도록 설계된다. 이를 통해 제1 및 제2 파트를 임의의 결합각으로 결합시킬 수 있는 이점과, 제2 파트에 연결된 제2 호스의 꼬임을 방지할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

하지만 제2 파트에 연결된 제2 호스를 고정적으로 배치시킬 필요가 있는 경우 그러한 상대 회전 설계는 바람직하지 않다.

예를 들어 커플러가 절삭유 공급 라인에 적용되고 제2 호스를 통해 가공부에 절삭유를 공급하는 방식으로 사용되는 경우, 가공부에 대한 정확한 절삭유 공급을 위해서는 제2 호스의 배치가 초기 셋팅 배치대로 유지되어야 하는데 제1 및 제2 파트가 상대 회전되는 커플러를 적용하면 유체 배출압에 따른 진동에 의해 호스의 배치가 고정되지 않아 정확한 절삭유 공급이 수행되기 어렵다. 또한 이와 같이 절삭유 공급 라인에 적용되는 커플러의 경우 제1 및 제2 파트를 분리시켜 내부로 유입된 절삭칩 등의 이물질을 청소한 후 제1 및 제2 파트를 재결합시키는 작업을 주기적으로 해주어야 하는데, 제1 및 제2 파트를 재결합시킬 때 초기 결합각과 어긋난 각도로 재결합되어 제2 호스의 배치가 초기 셋팅 배치와 달라지는 경우가 흔하게 일어난다.

이러한 문제점은 제1 및 제2 파트 간에 상대 회전이 일어나지 않는 비회전식 커플러를 적용함으로써 해결할 수 있다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 발명으로서, 제1 및 제2 파트 간에 상대 회전이 일어나지 않는 유체 공급용의 비회전식 커플러를 제공하고자 한다.

본 발명은 유체 흐름을 기준으로 상류측에 위치하는 제1 파트; 및 상기 유체 흐름을 기준으로 하류측에 위치하며 상기 제1 파트(10)에 착탈식으로 결합되는 제2 파트(20);를 포함하며, 상기 제1 파트(10)는 복수의 구슬(14)을 포함하고, 상기 제2 파트(20)는 복수의 고정홈(22)을 포함하며, 상기 제1 파트(10)와 상기 제2 파트(20)가 결합될 때 상기 복수의 구슬(14)이 상기 복수의 고정홈(22)에 부분 삽입되는 비회전식 커플러를 제공한다.

상기 비회전식 커플러는 상기 제1 파트(10)에는 가이드돌기(19)가 형성되고, 상기 제2 파트(20)에는 상기 가이드돌기(19)가 삽입되는 가이드홈(27)이 형성된 것일 수 있다.

상기 비회전식 커플러는 상기 복수의 구슬(14)이 불균일한 간격을 갖도록 배치되고, 상기 복수의 고정홈(22)이 상기 복수의 구슬(14)의 배치에 대응되는 배치를 갖는 것일 수 있다.

상기 비회전식 커플러는 절삭유 공급용으로 사용되며, 상기 제2 파트(30) 내에는 버블생성부재가 수용된 것일 수 있다.

본 발명에 의하면 커플러의 제1 및 제2 파트가 결합된 상태에서 상대 회전이 일어나지 않으므로 커플러 사용 중에 그에 연결된 호스의 배치에 변화가 발생되지 않는다. 따라서 커플러에 연결된 호스의 배치 변화로 인해 유체 오공급의 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 커플러는 복수의 구슬과 복수의 고정홈이 정렬되는 각도에서 제1 파트와 제2 파트가 결합되는 구조를 가지므로 사용자가 초기 결합 각도를 맞춰 제1 파트와 제2 파트를 재결합시키기에 용이한 장점이 있다. 따라서 재결합 각도의 변경으로 인한 유체 오공급의 문제를 방지할 수 있다.

본 발명의 커플러는 초기 결합각과 일치하는 정확한 재결합 각도로 제1 파트와 제2 파트를 재결합하는 작업이 수월하게 진행될 수 있도록 가이드돌기 및 가이드홈이 마련된 구조 및 구슬들 및 고정홈들의 간격을 등간격으로 형성하지 않는 구조를 제시한다. 이러한 구조를 적용함으로써 커플러의 제1 파트와 제2 파트를 재결합시킬 때 초기 결합각에 맞춰 신속, 정확하게 재결합시킬 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 비회전식 커플러를 보이는 도면이다.
도 2는 도 1의 비회전식 커플러를 분해하여 보이는 도면이다.
도 3은 도 1의 비회전식 커플러의 단면도이다.
도 4는 도 1의 비회전식 커플러 내에 수용되는 버블생성부재의 실시예를 보이는 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 비회전식 커플러를 보이는 도면이다.
도 6은 도 5의 비회전식 커플러를 분해하여 보이는 도면이다.
도 7은 도 5의 비회전식 커플러의 단면도이다.
도 8은 도 5의 비회전식 커플러를 다른 각도에서 분해하여 보이는 도면이다.
도 9는 제2 실시예의 비회전식 커플러에 적용되는 구슬 및 고정홈의 배열을 보이는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

■ 비회전식 커플러의 제1 실시예

도 1은 제1 실시예에 따른 비회전식 커플러를 보이는 도면이고, 도 2는 도 1의 비회전식 커플러를 분해하여 보이는 도면이고, 도 3은 도 1의 비회전식 커플러의 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 제1 실시예의 비회전식 커플러(1A)는 유체 흐름을 기준으로 상류측에 위치하는 제1 파트(10)와, 유체 흐름을 기준으로 하류측에 위치하는 제2 파트(20)를 포함한다.

제1 파트(10)는 결합부(12)와 호스연결부(13)로 구성된 바디부(11)를 포함한다. 바디부(11)는 내부 중공 구조를 가짐으로써 그 내부 공간을 따라 유체가 흐를 수 있다.

제1 파트(10)는 복수의 구슬(14)을 포함한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 결합부(12)의 선단 측에 복수의 구슬수용홀(12a)이 구비되며, 복수의 구슬수용홀(12a)에 복수의 구슬(14)이 수용된다.

제1 파트(10)는 조작링(15) 및 스프링(16)을 포함한다.

조작링(15)은 사용자에 의해 조작되는 부재로서, 구슬가압부(15a)를 가지며, 스프링(16)에 의해 전방으로 탄성 지지된다. 조작링(15)은 제1 및 제2 파트(10, 20)가 결합된 상태에서는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 구슬(14)을 커플러의 중심축(X)을 향해 가압하며, 사용자에 의해 조작링(15)이 뒤로 젖혀지면 그 가압력이 해제됨으로써 제1 및 제2 파트(10, 20) 간의 결합도 해제된다. 제1 파트(10)로부터 제2 파트(20)를 분리하거나 제1 파트(10)에 제2 파트(20)를 결합시킬 때 사용자에 의해 조작링(15)이 일시적으로 뒤로 젖혀진다. 사용자가 뒤로 젖혀진 조작링(15)을 놓아주면 스프링(16)의 탄성력에 의해 조작링(15)은 도 3에 도시된 위치로 자동 복귀된다.

제1 파트(10)는 고정링(17) 및 씰링(18)을 포함한다.

고정링(17)은 조작링(15)의 전방 움직임 범위를 제한하여 조작링(15)이 바디부(11)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 씰링(18)은 결합부(12)의 내측 후단에 장착되며 제1 파트(10)와 제2 파트(20) 간의 결합 부위에 존재하는 틈새를 밀봉하는 역할을 한다.

제2 파트(20)는 내부 중공 구조를 가짐으로써 그 내부 공간을 따라 유체가 흐를 수 있다. 제2 파트(20)는 결합부(21), 연장부(23) 및 호스연결부(24)를 포함한다.

결합부(21)는 제1 파트(10)와 제2 파트(20)와 결합할 때 제1 파트(10)의 결합부(12) 안으로 투입되는 부분이다. 결합부(21)의 외주면에는 전술한 복수의 구슬(14)이 부분 삽입되는 복수의 고정홈(22)이 형성된다.

연장부(23)는 결합부(21)와 호스연결부(24) 사이에 연장된 부분으로서 그 내부에는 예를 들어 도 4에 도시된 버블생성부재(30)와 같은 기능성 부재가 수용될 수 있다.

이상 설명한 구조를 갖는 비회전식 커플러(1A)의 사용법 및 동작에 대해 좀 더 설명하면 다음과 같다.

제1 파트(10)와 제2 파트(20) 간의 결합은 조작링(15)을 뒤로 젖힌 상태에서 제1 파트(10)에 제2 파트(20)를 삽입시키고 복수의 구슬(14)과 복수의 고정홈(22)이 정렬된 배치에서 조작링(15)을 놓여주는 과정으로 진행된다.

제1 파트(10)와 제2 파트(20)가 결합된 상태에서 복수의 고정홈(22)에 복수의 구슬(14)이 부분 삽입되어 있으므로 제1 파트(10)와 제2 파트(20) 간의 상대 회전이 일어날 수 없다.

한편 제1 파트(10)와 제2 파트(20)의 분리는 조작링(15)을 뒤로 젖힌 상태에서 제1 파트(10)로부터 제2 파트(20)를 잡아당겨 분리시키는 과정으로 진행된다.

본 실시예에서 복수의 구슬(14) 및 복수의 고정홈(22)은 각각 12개씩 구비된다. 따라서 구슬 간의 각도 간격과 고정홈 간의 각도 간격은 각각 30˚로 일정하다. 본 실시예에서 구슬 및 고정홈의 개수는 12개이지만 이는 예시에 불과하며 그 개수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

제1 실시예의 비회전식 커플러(1A)는 제2 파트(20) 안에 도 4에 예시된 버블생성부재(30)를 구비하여 버블을 포함하는 절삭유를 가공부에 공급하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 이 경우 제1 파트(10)의 호스연결부(13)에는 절삭유 공급통 및 공급펌프와 연결된 제1 호스가 연결되고, 제2 파트(20)의 호스연결부(24)에는 가공부에 절삭유를 분사하는 제2 호스가 연결되어 사용될 수 있다.

이때 가공부로 분사된 절삭유는 절삭유 공급통에 회수되어 공급펌프를 통해 재사용될 수 있다. 이와 같이 절삭유가 재사용되는 시스템의 경우 가공부에서 발생된 작은 크기의 절삭칩이 본 실시예의 커플러(1A) 내에 축적되어 절삭유의 원활한 공급이 이루어지지 못할 수 있다. 절삭유 공급이 제대로 수행되지 않는 경우 공구의 손상 내지 고장 및 화재 발생으로 이어질 수 있다.

따라서 비회전식 커플러(1A)를 상술한 바와 같이 절삭유 공급용으로 사용하는 경우 제1 파트(10)로부터 제2 파트(20)를 분리한 후 커플러(1A) 내부를 에어건 등을 이용하여 청소하는 작업을 주기적으로 수행하여야 한다.

이러한 청소 작업 이후 제1 파트(10)에 제2 파트(20)를 재결합한 후 가공 작업을 재개하게 되는데, 이때 제2 파트(20)는 분리 이전의 초기 배치 그대로 제1 파트(10)에 결합되어야 하며 그렇지 않은 경우 제2 파트(20)에 연결된 제2 호스의 배치가 틀어져 절삭유 공급 지점에 오차가 발생하여 가공부에 대한 정확한 절삭유 공급이 이루어질 수 없다.

본 실시예의 비회전식 커플러(1A)에 의하면 제1 파트(10)와 제2 파트(20)가 임의의 각도로 결합되는 구조가 아니라 복수의 구슬(14)과 복수의 고정홈(22)이 정렬되는 각도에서 제1 파트(10)와 제2 파트(20)가 결합되는 구조이므로 사용자가 초기 결합 각도를 맞춰 제1 파트(10)와 제2 파트(20)를 재결합시키기에 용이한 장점이 있다. 따라서 재결합 각도의 변경으로 인한 절삭유 오공급의 문제를 방지할 수 있다.

또한 본 실시예의 비회전식 커플러(1A)에 의하면 제1 파트(10)와 제2 파트(20)가 상호 결합된 상태에서 두 구성(10, 20) 간의 상대 회전이 불가능하므로 제2 파트(20)의 회전이 전혀 일어날 수 없다. 가공 작업 중에 유체배출압에 의한 진동으로 제2 파트(20)가 회전되는 경우 그에 연결된 제2 호스(절삭유 배출호스)의 배치 변화로 인해 절삭유 공급 지점에 오차가 발생될 수 있지만, 본 실시예의 경우에는 제2 파트(20)가 회전됨 없이 완전히 고정되는 구조이므로 그러한 오차 발생이 완전히 방지된다.

■ 비회전식 커플러의 제2 실시예

도 5는 제2 실시예에 따른 비회전식 커플러를 보이는 도면이고, 도 6은 도 5의 비회전식 커플러를 분해하여 보이는 도면이고, 도 7은 도 5의 비회전식 커플러의 단면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 비회전식 커플러(1B)는 마찬가지로 제1 파트(10)와 제2 파트(20)를 포함한다.

제1 실시예와 비교하여 제2 파트(20)의 형태 면에서 차이가 있다. 제2 실시예에 따르면 제2 파트(20)는 결합부(21) 및 노출부(25)로 구성된다. 여기서 노출부(25)는 제1 파트(10) 안으로 삽입되지 않고 밖으로 노출되는 부분으로 호스와 같은 구성에 연결되거나 그러한 연결 없이 유체를 직접 분사하는 용도를 가질 수 있다.

도 8은 도 5의 비회전식 커플러를 다른 각도에서 분해하여 보이는 도면이다.

도 8을 참조하면, 비회전식 커플러(1B)는 제1 파트(10)에 형성된 가이드돌기(19) 및 제2 파트(20)에 형성된 가이드홈(27)을 포함한다. 도 8에 도시된 바와 같이 가이드돌기(19)는 제1 파트(10)의 결합부(12)의 내주면에 형성되고 가이드홈(27)은 제2 파트(20)의 결합부(21)의 외주면에 형성될 수 있다.

제1 파트(10)와 제2 파트(20)를 결합시킬 때 가이드홈(27)에 가이드돌기(19)가 삽입되도록 맞춰주어야 한다. 이러한 가이드돌기(19) 및 가이드홈(27)이 구비됨으로써 제1 파트(10)와 제2 파트(20)는 정해진 하나의 결합각으로만 상호 결합될 수 있다. 제1 파트(10)와 제2 파트(20)는 가이드홈(27)에 가이드돌기(19)가 정렬되는 각도로만 결합될 수 있기 때문이다. 이러한 구성(19, 27)이 구비됨으로써 제1 파트(10)에 제2 파트(20)를 재결합할 때 초기 결합각과 일치하는 정확한 재결합 각도로 제1 파트(10)에 제2 파트(20)를 재결합하는 것이 수월하게 진행될 수 있다.

도 9는 제2 실시예의 비회전식 커플러에 적용되는 구슬 및 고정홈의 배열을 보이는 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 비회전식 커플러(1B)에 동일한 개수의 구슬(14) 및 고정홈(22)이 적용되되 구슬(14) 및 고정홈(22)의 간격은 등간격으로 형성되지 않는다. 이와 같이 구슬(14) 및 고정홈(22)의 간격이 일정하지 않기 때문에 제1 파트(10)와 제2 파트(20)는 복수의 구슬(14)과 복수의 고정홈(22)이 정렬되는 단지 하나의 결합각도를 갖는다. 따라서 제1 파트(10)에 제2 파트(20)를 재결합할 때 제1 파트(10)와 제2 파트(20) 간의 재결합 각도를 초기 결합각과 정확하게 일치시키는 것이 수월해진다.

1A, 1B : 비회전식 커플러
10 : 제1 파트
11 : 바디부
12 : 결합부
13 : 호스연결부
14 : 구슬
15 : 조작링
16 : 스프링
17 : 고정링
18 : 씰링
19 : 가이드돌기
20 : 제2 파트
21 : 결합부
22 : 고정홈
23 : 연장부
24 : 호스연결부
25 : 노출부

Claims (4)

1. 유체 흐름을 기준으로 상류측에 위치하며, 조작링(15)을 포함하는 제1 파트; 및
   상기 유체 흐름을 기준으로 하류측에 위치하며 상기 제1 파트(10)에 착탈식으로 결합되는 제2 파트(20);를 포함하며,
   상기 제1 파트(10)는 복수의 구슬(14)을 포함하고, 상기 제2 파트(20)는 복수의 고정홈(22)을 포함하며, 상기 제1 파트(10)와 상기 제2 파트(20)가 결합될 때 상기 복수의 구슬(14)이 상기 복수의 고정홈(22)에 부분 삽입되며, 상기 조작링(15)이 사용자에 의해 뒤로 젖혀질 때 상기 제1 파트(10)와 상기 제2 파트(20) 간의 결합이 해제 가능한
   비회전식 커플러.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 파트(10)에는 가이드돌기(19)가 형성되고, 상기 제2 파트(20)에는 상기 가이드돌기(19)가 삽입되는 가이드홈(27)이 형성된
   비회전식 커플러.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 구슬(14)은 불균일한 간격을 갖도록 배치되고, 상기 복수의 고정홈(22)은 상기 복수의 구슬(14)의 배치에 대응되는 배치를 갖는
   비회전식 커플러.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 비회전식 커플러는 절삭유 공급용으로 사용되며, 상기 제2 파트(20) 내에는 버블생성부재(30)가 수용되는
   비회전식 커플러.

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