KR20120034315A

KR20120034315A - 유압커플러

Info

Publication number: KR20120034315A
Application number: KR1020100095783A
Authority: KR
Inventors: 김형진
Original assignee: 김형진
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2012-04-12

Abstract

본 발명은 유로가 직각 또는 그와 유사한 각도로 구부러지는 관이음부에서 호스 또는 관체와 연결되는 연결방향이 변경 가능하도록 구성한 유압커플러를 제공하는 것이다. 이에 따라, 본 발명의 유압커플러는 일단에 접속공이 소정의 길이로 내측으로 형성되고, 상기 접속공의 길이방향과 직각을 이루도록 측면에 호스 또는 관이음의 연결부가 형성되며, 내부에서 상기 연결부와 상기 접속공이 연통되는 커플러바디; 일단에서 상기 접속공에 연통되도록 내부를 관통하는 유로와, 그 유로의 상기 일단 측에서 상기 유로를 중심으로 상기 접속공에 삽입되는 원기둥 형상으로 성형되되 상기 원기둥 형상의 원주면 둘레를 따라 환형홈이 설치된 접속플러그와, 상기 유로의 타단측에 형성되는 고정체결부와, 상기 접속플러그와 상기 고정체결부 사이에 위치하여 외측으로 돌출되어 있는 걸림돌출턱를 포함하는 회전볼트; 상기 회전볼트의 접속플러그가 상기 접속공에 삽입된 상태를 유지하도록 상기 걸림돌출턱에 걸림되는 상태에서 상기 커플러바디에 결합되는 고정너트체; 및 상기 환형홈에 안착되는 오링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

유압커플러{A hydraulic coupler}

본 발명은 유압커플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유로가 수직으로 구부러지는 부분에 설치되어 유로의 일단을 기준으로 유압호스가 접속되는 타단의 유로의 연장방향이 선회하여 변경 가능한 유압커플러에 관한 것이다.

일반적으로 유압호스가 연결되는 관로에서 유체의 흐름이 직각으로 꺾이는 부분에 설치되는 관이음으로 엘보(elbow)가 설치되고 있었다.

도 1은 종래 유압관로에 설치된 엘보의 일예를 간략히 도시하고 있다.

도 1을 참고하면, 상기 엘보(1)는 직각으로 구부러진 몸체를 구비하고 양단에서 유압구조체(3)와 유압호스(2)에 각각 접속되고 있다. 상기 접속은 그 단부의 내부 또는 외부에 나선을 형성하여 나선결합에 의해 접속되도록 구성된다.

상기와 같은 구성의 엘보(1)가 설치된 관이음부에는 기 설치된 엘보(1)가 유압구조체(3)에 나선결합되어 고정된 상태이므로 타측에 연결되는 유압호스(2)의 연결방향을 변경할 수 없는 구조이다.

이에 따라, 선박과 같이 좁은 공간에 많은 설비가 설치되어 작업공간이 협소해진 장소에서, 유압호스(2)가 연장되는 방향의 전환이 가능한 경우 그 방향을 적절히 조절하여 작업할 수 있을 것이나, 종래의 엘보(1)는 한 방향으로 고정됨에 따라 유압호스(2)의 교체작업이나 관이음부의 보수작업이 용이하지 않은 실정이고, 주위에 있는 타 설비(4)의 위치를 이동시켜 공간을 확보하여 작업이 이루어지는 문제점이 있었다.

또한, 엘보(1)에 연결되는 유압호스(2)의 연결방향이 고정되어 있으므로 타 작업에 방해되거나 미관상의 문제로 그 연장방향을 다른 방향으로 변경하고자 할 때, 그 변경에 곤란을 겪는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유로가 직각 또는 그와 유사한 각도로 구부러지는 관이음부에서 호스 또는 관체와 연결되는 연결방향이 자유롭게 변경 가능하도록 구성한 유압커플러를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유압커플러는, 일단에 접속공이 소정의 길이로 내측으로 형성되고, 상기 접속공의 길이방향과 직각을 이루도록 측면에 호스 또는 관이음의 연결부가 형성되며, 내부에서 상기 연결부와 상기 접속공이 연통되는 커플러바디; 일단에서 상기 접속공에 연통되도록 내부를 관통하는 유로와, 그 유로의 상기 일단 측에서 상기 유로를 중심으로 상기 접속공에 삽입되는 원기둥 형상으로 성형되되 상기 원기둥 형상의 원주면 둘레를 따라 환형홈이 설치된 접속플러그와, 상기 유로의 타단측에 형성되는 고정체결부와, 상기 접속플러그와 상기 고정체결부 사이에 위치하여 외측으로 돌출되어 있는 걸림돌출턱를 포함하는 회전볼트; 상기 회전볼트의 접속플러그가 상기 접속공에 삽입된 상태를 유지하도록 상기 걸림돌출턱에 걸림되는 상태에서 상기 커플러바디에 결합되는 고정너트체; 및 상기 환형홈에 안착되는 오링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 연결부는 암나사가 형성된 구멍이고, 상기 고정체결부는 상기 유로를 중심으로 하는 수나사의 형태인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 오링은 상기 환형홈의 깊이보다 큰 치수의 단면지름을 가지고, 상기 환형홈에서 상기 오링의 후측에는 유압작용 시 상기 오링을 지지하는 백업링이 안착되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 접속플러그가 상기 접속공에 삽입되는 방향에서, 상기 환형홈의 폭은 상기 오링 및 상기 백업링의 두께의 합보다 더 크도록 여유폭을 가지는 것을 다른 특징으로 한다. 상기 여유폭은 오링의 내경의 6% 폭인 것이 바람직하다. 또한, 상기 백업링의 재질은 테프론인 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 따라, 본 발명의 유압커플러는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 유압커플러는 직각을 이루는 유로의 일단이 유압구조체에 고정된 상태에서 유로의 타단이 상기 일단의 유로의 방향을 기준으로 그 주위를 선회할 수 있으므로 유로의 타단에 결합되는 호스나 관체의 연결방향이 자유롭게 변경될 수 있다. 따라서, 상기 유압커플러의 설치장소가 협소하더라도 유지보수를 위한 작업이 가능한 방향으로 호스나 관체의 연결방향을 변경한 후 작업할 수 있다.

둘째, 본 발명의 유압커플러에 연결되어 있는 호스나 관체로 인해 타 작업이 방해되거나 미관상의 이유로 그 방향을 변경해야 하는 경우, 고정되어 있는 유압커플러의 일단을 기준으로 선회시킴으로써 타 작업에 방해되지 않거나 미관이 양호한 방향으로 변경해 둘 수 있다.

셋째, 본 발명의 유압커플러는 오링이 장착되는 환형홈에 여유폭이 형성됨으로써 강한 밀착을 위해 상대적으로 큰 변형이 발생하는 오링의 변형공간을 확보함으로써 파손을 방지함과 함께, 유압의 작용 시에는 오링의 높이를 따라 전체적으로 측면에 유압이 작용하도록 하여 환형홈 내의 상하방향으로 변형량이 증가하도록 한다. 이에 따라, 상하방향으로 밀려 변형되는 오링이 보단 긴밀한 밀폐부를 형성할 수 있다.

도 1은 종래 유압관로에 설치된 엘보의 일예를 간략히 도시하는 설치상태도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압커플러의 분해사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유압커플러가 설치되어 있는 상태의 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압커플러가 설치되어 있는 상태에서 회전이 발생하는 작용을 설명하는 작용설명도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유압커플러에서 오링 및 백업링의 작용을 설명하는 작용설명도

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유압커플러의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유압커플러가 설치되어 있는 상태의 단면도를 도시하고 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 유압커플러는 일단에 접속공(15)이 소정의 길이로 내측으로 형성되고, 상기 접속공(15)의 길이방향과 직각을 이루도록 측면에 호스 또는 관이음의 연결부(11)가 형성되며, 내부에서 상기 연결부(11)와 상기 접속공(15)을 연통시키고 있는 커플러바디(10)와; 일단에서 커플러바디(10)의 접속공(15)에 연통되도록 내부를 관통하는 유로(25)와, 그 유로(25)의 상기 일단 측에서 상기 유로(25)를 중심으로 상기 접속공(15)에 삽입되는 원기둥 형상으로 성형되되 상기 원기둥 형상의 원주면 둘레를 따라 환형홈(23)이 설치된 접속플러그(22)와, 상기 유로의 타단측에 형성되어 유압구조체(60)와 체결되는 고정체결부(24)와, 상기 접속플러그(22)와 상기 고정체결부(24) 사이에 위치하여 외측으로 돌출되어 있는 걸림돌출턱(26)를 포함하는 회전볼트(20)와; 상기 회전볼트(20)의 접속플러그(22)가 상기 접속공(15)에 삽입된 상태를 유지하도록 상기 걸림돌출턱(26)에 걸림되는 상태에서 상기 커플러바디(10)에 결합되는 고정너트체(30)와; 상기 환형홈(23)에 안착되는 오링(40)을 포함한다.

상기 커플러바디(10)는 원형단면의 접속공(15)이 일단에서 내측으로 소정 길이로 형성되고, 상기 접속공(15)이 형성된 외측면에는 나선부(14)가 형성되어 고정너트체(30)의 내측 나선부(32)와 결합된다.

또한, 상기 커플러바디(10)의 측면에는 관이음 또는 호스와 결합될 수 있는 연결부(11)가 형성된다. 상기 연결부(11)는 내주면에 암나사(12)가 형성된 구멍의 형태가 바람직하며, 경우에 따라서는 커플러바디(10)의 외측으로 돌출되는 수나사의 형태로 형성되고 관이음 또는 호스의 암나사 형상과 결합되도록 구성할 수 있다.

상기 접속공(15)과 연결부(11)의 중심선은 서로 직각을 이루고 있으며, 상기 접속공(15)에서 연장되는 유로와 상기 연결부(11)에서 연장되는 유로가 직각으로 만나 연통되고 있다.

한편, 회전볼트(20)는 유로(25)와, 접속플러그(22)와, 고정체결부(24) 및 걸림돌출턱(26)을 포함한다.

상기 유로(25)는 회전볼트(20)를 일단에서 타단까지 관통하는 것으로, 상기 접속플러그(22)와 고정체결부(24)의 중심부를 관통하고 있다. 따라서, 상기 접속플러그(22)가 커플러바디(10)의 접속공(15)에 삽입되면 회전볼트(20)의 유로(25)와 커플러바디(10)의 연결부(11)가 연통될 수 있다.

상기 접속플러그(22)는 커플러바디(10)의 접속공(15)에 삽입되도록 접속공(15)의 지름보다 약각 작은 지름으로 짧은 원기둥의 형상을 가진다.

접속플러그(22)에는 원기둥 형상의 원주면 둘레를 따라 환형홈(23)이 설치됨으로써 오링(40)이 안착될 수 있다. 상기 환형홈(23)의 단면은 사각의 단면을 가지는 것이 바람직하며, 그 안에 사각단면의 백업링(45)과 원형단면의 오링(40)이 안착되는 것이 바람직하다.

상기 오링(40)은 환형홈(23)에 안착된 상태에서 접속플러그(22)의 원주면보다 전체적으로 더 외측으로 돌출되도록 환형홈(23)의 깊이보다 큰 치수의 단면지름을 가진다. 상기 오링(40)의 후측에는 백업링(45)이 상기 환형홈(23)에 안착되어 오링(40)을 지지하고 있다.

한편, 상기 환형홈(23)은 접속플러그(22)가 커플러바디(10)의 접속공(15)에 삽입되는 방향의 폭이 상기 오링(40) 및 상기 백업링(45)의 두께의 합보다 더 크도록 여유폭(Δb)을 가진다. 상기 여유폭(Δb)은 10mm 내경의 오링(40)(P10규격)을 채용하는 경우 대략 0.6mm의 여유폭(Δb)을 가짐이 바람직하다. 즉, 오링(40)의 내경에 대하여 대략 6% 폭으로 설계된다.

상기 백업링(45)은 오링(40)을 지지하고 오링(40)에 유압의 작용 시 자체적인 변형에 의해 오링(40)을 안정적으로 지지하기 위해 설치되는 것으로, 마찰계수가 낮고 화학적으로 안정적인 테프론 재질로 성형되다.

한편, 고정체결부(24)는 유압구조체(60) 또는 유압관체 등에 체결되어 고정되는 부분으로 유로(25)가 중심에 관통되고 그 외주면에 나선이 형성된 수나사의 형태가 바람직하다. 그러나, 경우에 따라서, 도2 및 도 3의 연결부(11)와 같이 암나사의 형태로 구성되어 유압구조체(60)의 수나사 형상과 결합되는 것도 가능하다.

상기 걸림돌출턱(26)은 회전볼트(20)의 외측으로 돌출되는 환형테의 형상으로 구성된다. 이에 따라, 고정너트체(30)의 이탈방지턱(33)에 걸림되어 회전볼트(20)의 접속플러그(22)가 커플러바디(10)의 접속공(15)에서 이탈되지 않도록 제한하고 있다.

한편, 상기 고정너트체(30)는 내주면에 나선부(32)가 형성되는 너트(nut) 형상으로 상기 나선부(32)는 커플러바디(10)의 접속공(15) 외측면에 형성된 나선부(14)에 체결된다. 또한, 고정너트체(30)의 나선부(32) 후단에는 이탈방지턱(33)이 내측으로 돌출되어 형성됨으로써 나선부(32)가 커플러바디(10)에 나선결합되면, 커플러바디(10)로부터 회전볼트(20)가 후퇴하지 않도록 걸림돌출턱(26)이 걸리도록 구성된다. 고정너트체(30)가 커플러바디(10)에 완전히 나선결합되더라도 이탈방지턱(33)과 걸림돌출턱(26)은 접촉하지 않도록 약간의 간격을 둠으로써 커플러바디(10)와 고정너트체(30)가 회전볼트(20)에 대하여 상대회전 시 마찰없이 회전되도록 한다.

미설명도면부호 34는 고정너트체(30)가 커플러바디(10)의 나선부(14)에서 풀리지 않도록 고정하는 고정나사이다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 유압커플러의 작용을 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압커플러가 타 설비(62)가 인접한 유압구조체(60)에 부착되어 공간이 협소한 영역에 설치되어 있는 상태를 도시하고 있다. 유압커플러의 커플러바디(10)에 연결되어 있는 유압호스(64)는 “A"위치와 같이 하향설치하여 타 설비(62)와의 사이 공간에 정리되는 것이 일반적이고, 그렇게 함으로써 다수의 유압호스가 설치되는 장소에서 설치환경이 정리될 수 있다.

그와 같은 상태에서 유압호스(64)의 교체 또는 호스연결부의 보수를 위해서는 유압호스(64)를 잡아 선회시킴으로써 유압호스(64)의 체결방향이 “B"위치와 같이 변경될 수 있고, 작업공간이 확보되고 작업이 보다 용이할 수 있는 방향에서 교체 또는 보수작업이 이루어질 수 있다.

또한, 유압호스(64)의 정리 등 미관상의 필요에 따라 유압호스(64) 및 그것이 결합된 커플러바디(10)를 선회시킴으로써 유압호스의 체결방향이 쉽게 변경되어 유압호스(유압배관)의 배치환경을 정리할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 커플러바디(10)가 선회되는 동작은 커플러바디(10)와 그것에 나선결합된 고정너트체(30)가 일체로 회전하게 되고, 커플러바디(10)의 접속공(15) 내주면과 회전볼트(20)의 접속플러그(22) 외주면 사이에 발생하는 틈을 오링(40)이 밀폐함으로써 유체의 누출을 차단하고 있다.

상기에서 회전볼트(20)의 환형홈(23)의 바닥부와 오링(40)의 접촉면의 마찰이 크지 않을 경우, 오링(40)이 함께 회전할 수 있고 상기 오링(40)이 회전하는 경우, 그것과 접촉하는 백업링(45)이 함께 회전하게 된다. 그와 같이 마찰계수가 작고, 오링보다 경질의 소재 예컨대, 테프론 소재의 백업링(45)이 오링(40)의 일면에 접촉하여 같이 회전하는 경우, 오링(40)이 환형홈(23)의 측벽과 직접 마찰되는 경우와 비교하여 마찰이 감소되어 오링(40)의 회전이 원활히 진행된다. 또한, 오링(40)이 환형홈(23)의 측벽과의 마찰에 의해 찢어지는 등의 파손을 방지하게 된다.

도 5는 접속플러그(22)의 환형홈(23)에 안착된 오링(40)과 백업링(45)의 작용을 도시하고 있다. 도 5의 (a)는 접속플러그(22)가 커플러바디(10)의 접속공(15)에 삽입된 상태로서, 그 상태에서 오링(40)은 접속공(15)의 내주면에 의해 압착되어 접속플러그(22)가 삽입되는 방향으로의 폭이 늘어나게 된다. 이 폭의 증가량은 환형홈(23)의 여유폭(Δb)이 흡수할 수 있으며, 여유폭(Δb)이 없을 경우, 접속플러그(22)가 강한 힘으로 억지 끼움되므로 오링(40)이 찢어지는 등의 파손이 발생한다.

한편, 도 5의 (b)는 유압이 작용하는 경우로서, 강한 압력의 유체가 오링(40)에 작용하면, 오링(40)은 백업링(45)이 있는 후측으로 밀착되되 유체가 여유폭(Δb)이 존재하는 부분을 모두 채움으로써 오링(40)의 전체 높이에 걸쳐 고르게 압력(p)이 작용할 수 있다. 이에 따라 유압작용 시 접속플러그(22)가 삽입되는 방향으로의 오링(40)의 폭이 다시 좁혀지면서 상하방향으로 더 밀착되어 밀폐력이 향상될 수 있다.

상기 백업링(45)은 오링(40)의 후측에서 오링(40)의 압착력을 받아 자체적인 탄성력에 의해 약간 변형된 상태로 오링(40)을 지지함으로써, 환형홈(23)의 측벽에 오링(40)이 직접 압착되는 것에 비해 보다 안정적으로 오링(40)을 지지하고, 환형홈(23)의 측벽에서 강한 압력 및 마찰에 의해 오링(40)이 찢어지는 등의 파손을 방지한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

10; 커플러바디 11; 연결부
12; 암나사 14; 나선부
15; 접속공 20; 회전볼트
22; 접속플러그 23; 환형홈
24; 고정체결부 25; 유로
26; 걸림돌출턱 30; 고정너트체
32; 나선부 33; 이탈방지턱
34; 고정나사 40; 오링
45; 백업링 50; 관이음
60; 유압구조체 62; 타 설비

Claims

일단에 접속공(15)이 소정의 길이로 내측으로 형성되고, 상기 접속공(15)의 길이방향과 직각을 이루도록 측면에 호스 또는 관이음의 연결부(11)가 형성되며, 내부에서 상기 연결부(11)와 상기 접속공(15)이 연통되고 있는 커플러바디(10);
일단에서 상기 접속공(15)에 연통되도록 내부를 관통하는 유로와, 그 유로의 상기 일단 측에서 상기 유로를 중심으로 상기 접속공(15)에 삽입되는 원기둥 형상으로 성형되되 상기 원기둥 형상의 원주면 둘레를 따라 환형홈(23)이 설치된 접속플러그(22)와, 상기 유로의 타단측에 형성되는 고정체결부(24)와, 상기 접속플러그(22)와 상기 고정체결부(24) 사이에 위치하여 외측으로 돌출되어 있는 걸림돌출턱(26)를 포함하는 회전볼트(20);
상기 회전볼트(20)의 접속플러그(22)가 상기 접속공(15)에 삽입된 상태를 유지하도록 상기 걸림돌출턱(26)에 걸림되는 상태에서 상기 커플러바디(10)에 결합되는 고정너트체(30); 및
상기 환형홈(23)에 안착되는 오링(40)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유압커플러
제1항에 있어서,
상기 연결부(11)는 암나사가 형성된 구멍이고,
상기 고정체결부(24)는 상기 유로를 중심으로 하는 수나사의 형태인 것을 특징으로 하는 유압커플러
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 오링(40)은 상기 환형홈(23)의 깊이보다 큰 치수의 단면지름을 가지고, 상기 환형홈(23)에서 상기 오링(40)의 후측에는 유압작용 시 상기 오링(40)을 지지하는 백업링(45)이 안착되어 있는 것을 특징으로 하는 유압커플러
제3항에 있어서,
상기 접속플러그(22)가 상기 접속공(15)에 삽입되는 방향에서, 상기 환형홈(23)의 폭은 상기 오링(40) 및 상기 백업링(45)의 두께의 합보다 더 크도록 여유폭(Δb)을 가지는 것을 특징으로 하는 유압커플러
제4항에 있어서,
상기 여유폭(Δb)은 오링(40)의 내경의 6% 폭인 것을 특징으로 하는 유압커플러
제4항에 있어서,
상기 백업링(45)의 재질은 테프론인 것을 특징으로 하는 유압커플러