KR20080031331A - 2개 몸체를 연결하면서 나사가 형성된 탄성변형 커팅링을구비한 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 속이 비어 내부공간을 갖는 원통형의 제1 몸체와 제2 몸체 사이에 배치되어 이들 몸체를 연결하기 위한 것으로서, 제2 몸체를 제1 몸체에 끼울 때 제2 몸체의 단부가 링에 형성된 다수의 탄성변형 돌출부 사이를 통과하는데, 이들 돌출부는 상기 링에 등간격으로 배치되어 있고, 돌출부의 선단부는 가상의 원주면에 놓여있으며, 상기 링은 회전대칭 형태로서 그 직경은 제2 몸체의 단부의 외경보다 작으면서 내부공간의 직경보다는 크며, 상기 단부를 끼울 때 돌출부들이 축선에 대해 각도를 이루면서 삽입방향으로 휘어지면서 돌출부 선단부가 단부의 바깥면을 긁어대며 홈을 형성하여, 단부를 어느정도 삽입한 뒤에는 축선방향으로 삽입방향의 역방향의 이동이 차단되는 커플링에 관한 것이다.

Description

2개 몸체를 연결하면서 나사가 형성된 탄성변형 커팅링을 구비한 커플링{COUPLING BETWEEN TWO BODIES COMPRISING AN ELASTICALLY DEFORMABLE CUTTING RING WITH A SCREW THREAD FORMING CUTTING LIPS}

본 발명은 속이 비어 내부공간을 갖는 원통형의 제1 몸체와 제2 몸체 사이에 배치되어 이들 몸체를 연결하기 위한 것으로서, 제2 몸체를 제1 몸체에 끼울 때 제2 몸체의 단부가 링에 형성된 다수의 탄성변형 돌출부 사이를 통과하는데, 이들 돌출부는 상기 링에 등간격으로 배치되어 있고, 돌출부의 선단부는 가상의 원주면에 놓여있으며, 상기 링은 회전대칭 형태로서 그 직경은 제2 몸체의 단부의 외경보다 작으면서 내부공간의 직경보다는 크며, 상기 단부를 끼울 때 돌출부들이 축선에 대해 각도를 이루면서 삽입방향으로 휘어지면서 돌출부 선단부가 단부의 바깥면을 긁어대며 홈을 형성하여, 단부를 어느정도 삽입한 뒤에는 축선방향으로 삽입방향의 역방향의 이동이 차단되는 커플링에 관한 것이다.

이런 커플링에 대해서 EP-A-0378035, EP-A-0212883, EP-A-0579194, EP-A-0294948, EP-A-0972981, DE-A-19723594에 소개되어 있다. 이런 종래기술에 비해, 본 발명의 목적은 특별한 분리작업과 분리공구 없이도 아주 쉽게 분리가 가능하면서도 결합상태에서는 아주 단단히 결합되어 겉으로는 분리가 불가능한 것 같이 결 합된 2개 몸체 사이의 커플링을 실현하는데 있다.

이런 목적들을 이루기 위해 본 발명에 따른 커플링은 아래와 같은 특징을 갖는다:

돌출부는 링의 일부로서 돌출 나사선을 이루고;

돌출부의 방향은 결합할 부품들의 배열 방향이며;

돌출부의 선단부들이 가상의 원통면상에 있으며, 돌출부의 양 측면이 이루는 각도가 예각이고;

제1 몸체에 연결된 슬리이브와 상기 링이 작용하여 링의 축방향 위치를 결정하며;

링에 절개부가 있고, 링이 탄성 변형하는 동안 절개부의 양 단면이 서로에 대해 움직일 수 있고;

링이 탄성 변형하는 동안에만 제2 몸체의 단부가 나사선을 따라 움직이면서 돌출부의 선단부가 제2 몸체의 단부에 압력을 가할 정도의 직경을 제2 몸체가 가지며;

상기 링이 잠금수단때문에 제1 몸체에 대해서는 회전하지 않고;

삽입 방향의 반대 방향으로 링과 제2 몸체 사이에 힘이 가해질 경우 돌출부의 선단부와 제2 몸체의 단부 사이에 압력을 더 일으키도록 제1 몸체에 연결된 압착수단이 있으며;

제2 몸체를 제1 몸체에 대해 돌리면 제2 몸체의 단부 표면을 돌출부가 긁으면서 축방향의 상대운동이 일어나고 제2 몸체의 단부를 제1 몸체에서 분리할 수 있다.

이 링은 재료의 특성상 2개 몸체 사이를 연결할 때 탄성 변형이 일어나도록 되어 있고, 링의 돌출부의 선단부가 제2 몸체의 표면을 긁는다. 돌출부의 방향 때문에 후진방향의 이동은 차단된다. 그럼에도 불구하고 2개 몸체를 돌려서 나사식으로 커플링을 분리할 수 있는데, 즉 링의 자유단부 선단부가 커팅기능이나 변형에 의해 2개 몸체가 나사와 같은 움직임으로 분리될 수 있는 것이다.

링은 어떤 재료도 가능하지만, 본 발명의 전술한 기능을 위해서는 돌출부가 재질적으로 충분한 강도를 가지면서도 제2 몸체의 표면에 대해 적절한 형상을 가져야 한다. 직진에 의한 후진운동은 불가능하고, 오로지 나사운동에 의한 회전에 의해서만 후진운동이 가능하다.

링은 스틸이나 알루미늄을 포함한 금속으로 이루어지는 것이 좋지만, ABS나 POM을 포함한 플라스틱으로 이루어질 수도 있는데, 이 경우 사출성형으로 링을 제작한다.

제2 몸체의 단부가 플라스틱, 콘크리트, 목재, 또는 철, 구리, 알루미늄을 포함한 금속으로 이루어진다. 중요한 것은, 전술한 바와 같이 제2 몸체와 협력하도록 돌출부의 재료를 선택하는 것이다.

본 발명에 있어서, 압착수단이 회전대칭 압력면을 포함하는데, 이 압력면은 슬리이브의 일부분이면서 링과 작용하고 압력면의 직경은 축 방향으로 변하여 절두원추형이며, 삽입방향의 반대 방향으로 링과 제2 몸체 사이에 힘이 작용하는 동안 압력면이 링을 탄성변형시켜 돌기가 제2 몸체에 가하는 압력이 증가하는 것을 특징으로 한다. 이런 경우, 후진방향의 힘이 증가할수록 돌출부가 제2 몸체의 축방향 후진을 효과적으로 차단하게 된다.

잠금수단으로는 어떤 것도 가능하지만, 돌기와 대응 홈으로서, 돌기와 홈이 링과 슬리이브에 각각 형성된 것이 바람직하다.

본 발명은 경우에 따라 서로 결합될 2개 몸체들 사이에 밀봉링을 배치하기도 한다. 이를 위해, 결합수단을 통해 슬리이브에 부시를 결합하고, 슬리이브와 부시 사이에 밀봉링을 배치해 제2 몸체에 대해 부시를 밀봉하도록 한다. 이 경우, 슬리이브에 형성된 암나사와 부시에 형성된 숫나사가 결합수단을 이룬다.

경우에 따라서는, 결합수단이 스냅수단으로서 슬리이브나 부시의 어느 한쪽에는 돌기가 형성되고 다른 쪽에는 이 돌기에 맞물리는 홈이 형성된 것일 수도 있다.

또, 어떤 경우에는 부시에 단턱이 형성되고, 제1 몸체나 제2 몸체의 축방향 최종위치가 단턱에 의해 결정될 수도 있다. 이렇게 되면, 제1 몸체의 내부공간에 제2 몸체의 단부를 축방향으로 약간 힘을 주어 끼워넣기만 해도 아주 간단하게 결합이 이루어지고, 이때 축방향 삽입길이가 상기 단턱에 의해 결정된다. 이런 축방향 단턱은 내벽면에 환형으로 형성되어 제2 몸체의 단부의 선단부가 단턱에 걸린다.

한편, 제1 몸체는 튜브일 수 있다.

본 발명의 커플링은 2개의 튜브를 결합하는데 사용될 수 있다. 양면 커플링 슬리이브를 사용해 결합하기도 하는데, 이런 슬리이브는 외측 슬리이브이거나 내측 슬리이브이다. 외측 슬리이브인 경우, 2개 튜브의 자유단부를 서로 맞대게 하여 결합할 수 있다. 예를 들어 외측 슬리이브의 안쪽면에 밀봉링을 배치하면 완전밀봉을 이룰 수 있다.

본 발명은 튜브의 결합은 물론, 내부공간이 있는 몸체와 내부공간이 없는 몸체를 서로 결합하는데에도 사용된다. 따라서, 본 발명에 의한 커플링은 나무기둥에 우편함을 연결하는데에도 사용될 수 있다. 또, 본 발명의 커플링을 이용해 구멍이 뚫린 테이블에 다리를 연결할 수도 있다. 또, 망치머리에 자루를 연결하는데에도 이용된다.

이상의 설명은 어디까지나 예를 든 것일 뿐이다. 중요한 것은, 2개의 몸체에 반대 방향으로 인장력을 가해서는 한번 결합된 커플링을 분리할 수 없다는 것이다. 본 발명의 커플링에 의한 연결은 전술한 바와 같이 몸체를 돌려야만 분리될 수 있다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1A는 본 발명의 제1 실시예의 커플링의 전개측면도;

도 1B는 도 1A의 I-I선 단면도;

도 1C는 도 1A~B의 사시도;

도 2A는 본 발명의 제2 실시예의 커플링의 전개측면도;

도 2B는 도 2A의 II-II선 단면도;

도 2C는 도 2A~B의 사시도.

도 1은 본 발명의 첫번째 실시예의 3가지 전개도이다.

커플링은 부시(5), 튜브(1), 슬리이브(2), 돌출부(8)가 달린 커팅링(3) 및 제1 밀봉링(4)을 포함한다.

튜브(1)와 부시(5)를 결합하기 전에, 제1 밀봉링(4)을 먼저 환형 홈(17)에 끼운 다음, 커팅링(3)을 둘러싸면서 슬리이브(2)를 부시(5)에 스냅연결로 끼운다. 스냅연결은 부시(5)의 환형 돌기(14)와 슬리이브(2)의 안쪽 홈(15)의 결합으로 이루어진다.

제1 밀봉링(4)의 직경은 튜브(1)가 탄성변형을 일으키면서 통과하여 효과적으로 밀봉작용을 할 정도이다.

슬리이브(2)의 구멍(18)을 통해 변형된 부품(2,3,4,5)에 튜브(1)를 끼우면, 커팅링(3)을 통과한다. 커팅링의 안쪽면에는 돌출부(8)가 나선(7) 형태로 배열되어 있다. 도 1B를 보면 알 수 있겠지만, 돌출부(8)의 방향은 본 발명의 부품들의 배열 방향이다. 돌출부(8)는 단면이 삼각형으로서, 양 측면이 이루는 꼭지점의 각도는 60도 정도의 예각을 이룬다. 도면에서 우측으로 돌출부가 기울어져 있어, 튜브(1)를 커팅링(3)에 끼울 때 튜브 표면이 돌출부에 긁히면서 튜브에 의해 커팅링(3)이 벌어지게 된다. 이는 커팅링(3)에 절개부(9)가 있기 때문이며, 절개부로 인해 커팅링을 압축하거나 벌릴 수 있다. 무엇보다도, 돌출부(8)의 정점으로 이루어진 가상의 원통보다 큰 직경을 갖는 튜브(1)를 커팅링(3)에 끼우면 커팅링이 벌어지지 않 을 수 없다. 커팅링(3)이 벌어지면서 튜브(1)는 도면에서 우측으로 커팅링을 통과하고, 이때 돌출부(8)가 튜브(1)의 바깥면을 긁는다. 이런 움직임은 어떤 경우에도 제1 밀봉링(4)을 지날 때까지 계속되어야 한다.

돌출부의 기울기 때문에 튜브의 후진이 차단된다. 이런 일방향 운동이 경우에 따라서는 충분하지 않으므로, 슬리이브(2)의 테이퍼형 안쪽면(12)과 커팅링(3)의 테이퍼형 바깥면(13)의 공동 작용에 의해 일방향 운동을 보강한다. 후진을 할 때 안쪽면(12)이 커팅링(3)에 가하는 힘에 의해 커팅링이 압축되면서 돌출부(8)의 선단부가 튜브를 점점 강하게 맞물게 된다.

이렇게 되면 여러 부품(2,3,4,5)의 결합상태에서 튜브(1)를 후진 방향으로 분리하기가 불가능하다. 유일한 분리 방법은 튜브를 서로 반대로 회전시켜 돌출부(8)가 튜브(1) 바깥면을 나사 운동으로 긁어대면서 움직이는 것인데, 이렇게 되면 튜브 바깥면이 일부 손상은 된다. 분리된 튜브(1)를 다시 재결합할 수 있다. 중요한 것은, 제1 밀봉링(4)이 삽입방향으로 커팅링(3)의 하류에 위치하는 것이다. 이렇게 되면 튜브(1)의 바깥면이 손상된 뒤에 제1 밀봉링과 맞물리면서 밀봉작용을 하게되는데, 경우에 따라 이런 상태가 이상적이 아닐 수도 있다.

슬리이브(2)에 대해 커팅링(3)이 회전하지 않도록 하는 것이 아주 중요하다. 이를 위해, 슬리이브 안쪽면(12)에 축방향으로 돌기(10)를 형성하고, 커팅링(3) 바깥면의 축방향 홈(11)에 맞물리게 한다. 이렇게 되면 커팅링(3)에 대한 튜브(1)의 회전이 차단된다. 따라서, 튜브(1)와 슬리이브(2) 사이에 회전력이 작용하여, 둘중 하나를 원하는대로 회전시킬 수 있다.

한편, 슬리이브(2)와 부시(5)를 스냅식으로 연결하여 부시 바깥에 슬리이브(2)를 배치하므로, 적당한 공구를 사용해 튜브(1)에 대해 슬리이브를 회전시킬 수 있다. 이렇게 슬리이브를 돌리면, 튜브(1)가 점차 바깥쪽으로 이동하여 돌출부(8)에서 분리된다.

도 1을 보면 부시(5)가 대칭형이어서, 두번째 밀봉링(6)을 끼울 두번째 홈(19)이 형성된어 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 부시의 우측에 두번째 커팅링과 슬리이브와 튜브를 배치해 연결할 수 있다. 이런 구조에서는 본 발명에 따른 2개의 커플링을 효과적으로 사용할 수 있다.

커팅링(3)은 알루미늄이나 스틸을 포함한 금속으로 이루어지거나 POM이나 ABS와 같은 플라스틱 안에 내장될 수 있다. 튜브(1)는 커팅링(3)과 원하는 동작을 할 수 있는 PVC나다른 재료로 이루어진다.

도 1C를 보면, 부시(5)를 튜브에 단단히 연결하거나 튜브의 일부분이 되도록 하여, 본 발명에 따른 커플링 하나만 필요할 수 있다. 그러나, 도 1B의 커플링이 좀더 일반적이며 여러개의 튜브를 서로 연결하는데 효과적이다.

서로 연결할 튜브의 직경이 반드시 동일할 필요는 없다. 부시(5)의 양쪽에 직경이 서로 다른 튜브를 각각 끼울 수 있다. 이 경우, 밀봉링(6)과 커팅링과 슬리이브의 직경도 적절히 조절할 수 있다.

도 1과 대조적으로, 도 2에서는 슬리이브(20)가 안쪽면에 형성된 암나사(21)에 의해 부시(23)에 연결되는데, 이 나사는 부시(23)의 바깥면에 형성된 숫나사(25)와 맞물린다.

제1 밀봉링(4)은 도 1의 경우와 같이 홈에 끼워지지 않고, 부시(23) 내부의 환형 단턱(16)과 튜브(1)의 단부(26) 사이에 둘러싸인다.

커팅링(22)은 도면과 같이 슬리이브(20) 내부에 위치하고, 제1 밀봉링(4)이 부시(23)와 커팅링(22) 사이에 배치되며, 이 상태에서 슬리이브(20)를 부시(23)에 나사결합한다. 도 1의 커팅링(3)과는 달리, 커팅링(22)에는 플랜지(24)가 달려있다.

도 2의 실시예에서는, 커팅링(22)을 마찰 이외의 방식으로 회전방지하는 조치가 없다. 튜브(1)를 돌려 분리할 때 커팅링(22)이 회전하지 않도록 커팅링(22)에 충분한 마찰력을 가한다. 이를 위해 도 1과 같은 돌기와 홈을 이용할 필요는 없다. 재료에 따라 원치않는 회전이 일어나 튜브(1)를 분리할 수 없거나 어려울 경우에는 도 1과 같은 회전방지수단을 강구할 수 있겠다. 필요하면 커팅링을 접착제로 접착하기도 한다. 이 경우, 본 발명에 따른 커팅링의 변형 특성에 영향을 주지 않도록 해야 한다.

도 1~2는 2개 튜브를 연결하는 커플링의 예를 든 것일 뿐이다. 부시(23)의 우측에 좌측과 같은 구조, 즉 밀봉링, 커팅링, 슬리이브 및 두번째 튜브를 배치할 수 있다.

도 1의 실시예와 마찬가지로, 도 2의 튜브에도 숫나사(25)가 달린 부시(23)를 사용한다. 물론, 튜브의 직경이 서로 다른 것도 가능하다.

Claims (11)

1. 속이 비어 내부공간을 갖는 원통형의 제1 몸체와 제2 몸체 사이에 배치되어 이들 몸체를 연결하기 위한 것으로서, 제2 몸체를 제1 몸체에 끼울 때 제2 몸체의 단부가 링에 형성된 다수의 탄성변형 돌출부 사이를 통과하는데, 이들 돌출부는 상기 링에 등간격으로 배치되어 있고, 돌출부의 선단부는 가상의 원주면에 놓여있으며, 상기 링은 회전대칭 형태로서 그 직경은 제2 몸체의 단부의 외경보다 작으면서 내부공간의 직경보다는 크며, 상기 단부를 끼울 때 돌출부들이 축선에 대해 각도를 이루면서 삽입방향으로 휘어지면서 돌출부 선단부가 단부의 바깥면을 긁어대며 홈을 형성하여, 단부를 어느정도 삽입한 뒤에는 축선방향으로 삽입방향의 역방향의 이동이 차단되는 커플링에 있어서:

   상기 돌출부가 링의 일부로서 돌출 나사선을 이루고;

   돌출부의 방향이 결합할 부품들의 배열 방향이며;

   돌출부의 선단부들이 가상의 원통면상에 있으며, 돌출부의 양 측면이 이루는 각도가 예각이고;

   제1 몸체에 연결된 슬리이브와 상기 링이 작용하여 링의 축방향 위치를 결정하며;

   링에 절개부가 있고, 링이 탄성 변형하는 동안 절개부의 양 단면이 서로에 대해 움직일 수 있고;

   링이 탄성 변형하는 동안에만 제2 몸체의 단부가 나사선을 따라 움직이면서 돌출부의 선단부가 제2 몸체의 단부에 압력을 가할 정도의 직경을 제2 몸체가 가지며;

   상기 링이 잠금수단때문에 제1 몸체에 대해서는 회전하지 않고;

   삽입 방향의 반대 방향으로 링과 제2 몸체 사이에 힘이 가해질 경우 돌출부의 선단부와 제2 몸체의 단부 사이에 압력을 더 일으키도록 제1 몸체에 연결된 압착수단이 있으며;

   제2 몸체를 제1 몸체에 대해 돌리면 제2 몸체의 단부 표면을 돌출부가 긁으면서 축방향의 상대운동이 일어나고 제2 몸체의 단부를 제1 몸체에서 분리할 수 있는 것을 특징으로 하는 커플링.
2. 제1항에 있어서, 상기 링이 스틸이나 알루미늄을 포함한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커플링.
3. 제1항에 있어서, 상기 링이 ABS나 POM을 포함한 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커플링.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 하나에 있어서, 제2 몸체의 단부가 플라스틱, 콘크리트, 목재, 또는 철, 구리, 알루미늄을 포함한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 커플링.
5. 제1항 내지 제4항의 어느 하나에 있어서, 상기 압착수단이 회전대칭 압력면을 포함하는데, 이 압력면은 슬리이브의 일부분이면서 링과 작용하고 압력면의 직경은 축 방향으로 변하여 절두원추형이며, 삽입방향의 반대 방향으로 링과 제2 몸체 사이에 힘이 작용하는 동안 압력면이 링을 탄성변형시켜 돌기가 제2 몸체에 가하는 압력이 증가하는 것을 특징으로 하는 커플링.
6. 제1항 내지 제5항의 어느 하나에 있어서, 상기 잠금수단이 돌기와 대응 홈으로서, 돌기와 홈이 링과 슬리이브에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 커플링.
7. 제1항 내지 제6항의 어느 하나에 있어서, 결합수단을 통해 슬리이브에 부시를 결합하고, 슬리이브와 부시 사이에 밀봉링을 배치해 제2 몸체에 대해 부시를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 커플링.
8. 제7항에 있어서, 상기 결합수단이 슬리이브에 형성된 암나사와 부시에 형성된 숫나사인 것을 특징으로 하는 커플링.
9. 제7항에 있어서, 상기 결합수단이 스냅수단으로서 슬리이브나 부시의 어느 한쪽에는 돌기가 형성되고 다른 쪽에는 이 돌기에 맞물리는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 커플링.
10. 제1항 내지 제9항의 어느 하나에 있어서, 상기 부시에 단턱이 형성되고, 제1 몸체나 제2 몸체의 축방향 최종위치가 상기 단턱에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 커플링.
11. 제1항 내지 제10항의 어느 하나에 있어서, 상기 제1 몸체가 튜브인 것을 특징으로 하는 커플링.

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