KR20130009732A - 조인트 및 조인트 제조방법 - Google Patents

조인트 및 조인트 제조방법 Download PDF

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가부시키가이샤온다세이사쿠쇼
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Abstract

플라스틱 파이프(11)용 삽입공간을 형성하는 내측 튜브부분(15)과 외측 튜브부분(16)은 조인트 몸체(13)와 일체로 형성된다. 상기 내측 튜브부분(15)의 외주면에 2개의 끼움홈(17)이 형성된다. 상기 삽입공간에 수용된 플라스틱 파이프(11)와 상기 내측 튜브부분(15) 사이의 간극에서 방수를 유지하기 위한 2개의 밀봉부재(18)는 대응하는 끼움홈(17)에 끼워진다. 끼움홈(17)과 이 끼움홈에 끼워진 밀봉부재들(18)을 외부에서 시각적으로 검사하기 위한 한 쌍의 관측창(25)이 외측 튜브부분(16)에 형성된다. 이 관측창(25)들은 대향위치들에 배열된다.

Description

조인트 및 조인트 제조방법 {JOINT AND METHOD FOR MANUFACTURING JOINT}
이 발명은 송수시스템 또는 온수공급시스템과 같은 배관시스템에 사용되는 조인트와 그 조인트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더 자세히 말하자면 이 발명의 조인트 및 조인트 제조방법에서, 파이프 삽입공간을 형성하는 내측 튜브부분과 외측 튜브부분이 조인트 몸체와 일체로 형성되고, 내측 튜브부분의 외주면에 형성된 끼움홈과 이 끼움홈에 끼워진 밀봉부재가 전부 눈으로 검사될 수 있게 되어있다.
통상적으로, 송수시스템이나 온수공급시스템과 같은 배관시스템에 사용되는 조인트에는 밀봉부재(예컨대, 패킹, O-링, 또는 밀봉링)가 있고, 이 밀봉부재는 조인트 몸체에 삽입된 파이프와 조인트 몸체 사이에 장착되어 방수를 유지한다. 방수를 유지하는 방법들 중에는 파이프의 외주면측이 밀봉되는 외주면 밀봉방법이 있고, 파이프의 내주면측이 밀봉되는 내주면 밀봉방법이 있다. 특히, 파이프는 보통 노출상태에서 저장되므로 파이프의 외주면에 이물질이나 손상이 있게 된다. 따라서, 외주면 밀봉방법에서는 파이프가 조인트에 연결될 경우 누수가 생길 수 있다. 이와 반대로, 내주면 밀봉방법의 경우에는 파이프의 내주면에 밀봉이 이루어지므로 그러한 누수는 발생하지 않는다. 특히, 내주면 밀봉방법에 채용된 조인트의 경우에는 외측 튜브부분과 내측 튜브부분 사이에 파이프 삽입공간이 형성되고 밀봉부재가 끼움홈에 끼워지며, 이 끼움홈은 내측 튜브부분의 외주면에 형성된다.
일본공개특허공보 2005-233363(특허문헌 1)는 내주면 밀봉방법용 파이프 조인트를 개시한다. 이 파이프 조인트는 전체적으로 통로를 형성하는 조인트 몸체와 이 조인트 몸체를 덥는 외측 쉘로 구성된다. 특히, 조인트 몸체는 사출성형으로 형성되고 몰드에 삽입된다. 그런 다음 외측 쉘을 형성하는 플라스틱이 몰드 안에 공급되어 조인트 몸체위에 외측 쉘을 형성한다. 다시 말하자면 조인트 몸체와 외측 쉘이 별개의 몸체로 형성된다. 조인트 몸체가 성형된 다음, 외측 쉘이 인서트 몰딩에 의해 조인트 몸체의 외주면에 형성된다. 그래서 파이프 조인트의 구성이 복잡해지고, 결국 파이프 조인트의 제조가 복잡해진다. 이런 문제를 해결하기 위해 조인트 몸체와 일체로 형성되는 내측 튜브부분과 외측 튜브부분을 구비한 단순한 구조의 조인트가 용이하게 제작될 필요가 있다.
일본공개특허공보 2008-95899(특허문헌 2)에 개시된 파이프 조인트가 그러한 조인트이다. 특히, 파이프의 내주면에 삽입되는 내측 튜브부분을 구비한 조인트 베이스는 내측 튜브부분을 덮는 외측 튜브부분과 일체로 형성된다. 내측 튜브부분은 방수 O-링과 산소불투과 O-링을 포함하고, 둘다 밀봉기능을 하며 병렬로 배열된다. 조인트 베이스는 파이프 리테이너가 조인트 베이스에서 분리되지 않게 하는 캡을 포함한다.
일본공개특허공보 2005-48916(특허문헌 3)는 파이프가 조인트에 삽입될 때 그리고 파이프가 조인트에 안치된 후 파이프의 상태를 체크하는 검사공을 지닌 파이프 조인트를 개시하고 있다. 이 파이프 조인트의 이중관 몸체구조는 내측 튜브몸체와 외측 튜브몸체를 포함한다. 이 내측 튜브몸체와 외측 튜브몸체 사이에는 조인트 파이프를 수용하는 파이프 삽입간극이 형성된다. 내측 튜브몸체의 외주면에 있는 밀봉링 홈에 밀봉링이 끼워진다. 밀봉링이 외부에서 보이는 위치에서 외측 튜브 몸체에 검사공이 형성된다. 검사공은 파이프 조인트의 축선방향으로 연장하는 기다란 구멍으로 형성된다.
특허문헌 1 : 일본공개특허공보 2005-233363호 특허문헌 2 : 일본공개특허공보 2008-95899호 특허문헌 3 : 일본공개특허공보 2005-48916호
조인트 몸체와 일체로 형성된 내측 튜브부분과 외측 튜브부분을 지닌 조인트에 있어서, 상기 외측 튜브부분은 상기 내측 튜브부분 주위에 위치한다. 이로써 밀봉부재가 상기 내측 튜브부분에 끼워진 후에 상기 밀봉부재의 설치상태를 상기 외측 튜브부분의 외부로부터 눈으로 검사할 수 있게된다. 특허문헌 2에 설명된 통상의 조인트에서, 방수 O-링과 산소불투과 O-링은 둘다 밀봉부재로 기능하는데 일단 내측 튜브부분에 설치되면, 외측 튜브부분은 외부에서 이 O-링들을 관찰하는 데 방해가 된다. 그 결과, 어째튼 내측 튜브부분에 밀봉부재를 설치하는 데 실패한 경우를 탐지하기 어렵다. 이런 경우 이 조인트에 연결된 파이프에 물이 보내질 때 물이 조인트에서 새어나오게 된다.
특허문헌 3에 기술된 파이프 조인트에 있어서, 밀봉링(밀봉부재)은 외측 튜브부분의 축선방향으로 검사공을 통해 전폭에 걸쳐 보인다. 그러나, 이 검사공의 길이가 외측 튜브부분의 반경방향으로 밀봉링의 길이보다 더 작기 때문에 밀봉링의 둘레 전체가 보이지는 않는다. 그래서, 밀봉링의 어떤 부위에 손상이 있는지 또는 밀봉링에 먼지나 때와 같은 이물질이 묻어있는지를 판단하기 위해 밀봉링의 둘레 전체를 눈으로 검사할 수는 없다. 또한, 밀봉링이 설치되기 전에 밀봉링홈(끼움홈)의 둘레 전체가 보이지 않는다. 이로써 밀봉링 홈의 전둘레에 걸쳐 몰딩 버르(molding burr)를 검사할 수 없다.
따라서, 이 발명의 목적은 밀봉부재가 내측 튜브부분에 설치된 후 외부에서 밀봉부재를 볼 수 있게 함으로써 밀봉부재의 설치를 확실히 하고 밀봉부재의 전둘레에 걸쳐 손상을 검사할 수 있고 밀봉부재가 끼움홈에 설치되지 않을 때에 끼움홈의 전둘레에 걸쳐 버르 검사를 가능하게 하는 조인트를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해 이 발명의 제1 양태에 따르면, 조인트는 조인트 몸체와 이 조인트 몸체와 일체로 형성된 내측 튜브부분 및 외측 튜브부분을 포함한다. 내측 튜브부분과 외측 튜브부분은 파이프를 수용하는 삽입공간을 형성한다. 내측 튜브부분은 외주면을 지닌다. 내측 튜브부분의 외주면에 끼움홈이 형성된다. 이 끼움홈에 밀봉부재가 끼워져 삽입공간에 수용된 파이프와 내측 튜브부분 사이의 간극에 방수를 유지한다. 1쌍의 관측창이 외측 튜브부분에 형성되어 마주보게 배열되어 있어 끼움홈과 이 끼움홈에 끼워진 밀봉부재를 외부에서 검사할 수 있게 한다. 관측창을 형성함에 있어서, 밀봉부재가 끼워지지 않은 경우에는 끼움홈의 전둘레와 전폭을 관찰할 수 있다.
상기 외측 튜브부분의 반경방향으로 끼움홈에 마주한 관측창 부분의 길이는 내측 튜브부분의 반경방향으로 상기 끼움홈의 길이보다 더 크거나 같은 것이 바람직하고, 상기 외측 튜브부분의 축선방향으로 상기 끼움홈과 마주한 관측창 부분의 폭이 상기 내측 튜브부분의 축선방향으로 상기 끼움홈의 폭보다 크거나 같은 것이 바람직하다.
관측창은 정면에서 보아 장방형 관통공이 바람직하다.
상기 외측 튜브부분은 바람직하게 외측단부를 구비하고, 각 관측창은 상기 외측 튜브부분의 외측단부로부터 축선방향 안쪽으로 연장하는 절개부인 것이 바람직하다.
상기 외측 튜브부분은 바람직하게 외측단부를 구비하고, 상기 끼움홈은 상기 외측 튜브부분의 외측단부에 대해 안쪽으로 배열되는 것이 바람직하다.
이 발명의 제2 양태에 따라, 상기 제1 양태에 따른 조인트를 제조하는 방법이 제공된다. 이 몰드는 상기 조인트 몸체의 외주면을 형성하는 1쌍의 분할 몰드부재들, 상기 분할 몰드부재들을 통과하여 상기 내측 튜브부분의 끼움홈들을 형성하는 인서트, 그리고 상기 내측 튜브부분 안쪽에 삽입공간과 통로를 형성하는 슬라이드코어를 포함한다. 상기 인서트는 1쌍의 인서트부재들로 구성된다. 상기 인서트부재들의 대향표면들에는 관측창들을 형성하는 돌출부분들이 형성된다. 이 돌출부분들 각각에는 반원통형 말단부가 있다. 상기 각 돌출부분의 말단부의 내주면에는 상기 끼움홈을 형성하는 돌기가 형성되어 상기 내측 튜브부분의 외주면에 상기 끼움홈을 형성한다. 이 방법은 상기 몰드를 클램핑하는 단계와 상기 몰드에 형성된 캐비티 안으로 용융 플라스틱을 사출하여 몰딩을 수행하는 단계를 포함한다.
이 발명의 제3 양태에 따라, 몰드를 사용하여 조인트를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 조인트는 조인트 몸체와 일체로 형성된 내측 튜브부분과 외측 튜브부분을 구비하고, 상기 튜브부분들은 파이프를 수용하는 삽입공간, 상기 내측 튜브부분의 외주면에 형성된 밀봉부재를 끼우는 끼움홈, 그리고 상기 끼움홈에 끼워질 밀봉부재를 눈으로 검사하도록 상기 내측 튜브부분에 형성된 관측창을 형성한다. 이 방법은 상기 조인트몸체의 외주면을 형성하는 한 쌍의 분할 몰드부재들을 서로 클램핑하는 단계; 상기 내측 튜브부분에 상기 끼움홈을 그리고 상기 끼움홈에 대응하는 위치에서 상기 외측 튜브부분에 상기 관측창을 형성하는 인서트를 상기 분할 몰드부재들에 클램핑하는 단계; 상기 내측 튜브부분 안쪽에 상기 삽입공간과 통로를 형성하는 슬라이드코어를 상기 분할 몰드부재들에 클램핑하는 단계; 그리고, 상기 몰드에 형성된 캐비티 안으로 용융플라스틱을 사출하여 상기 조인트몸체를 성형하는 단계를 포함한다.
바람직하게는 상기 인서트는 한 쌍의 인서트부재들을 포함하고, 이 인서트부재들 각각은 상기 관측창을 형성하는 돌출부분과 반원통형 단부를 포함한다. 바람직하게는 상기 끼움홈을 형성하는 궁형 돌출부가 상기 단부에 형성되고, 상기 두 인서트부재들의 상기 돌출부들은 상기 내측 튜브부분의 외주면에 상기 끼움홈을 형성하고, 상기 인서트부재들의 돌출부분들이 상기 관측창을 형성한다.
이 발명의 아래에 설명하는 효과를 낸다.
이 발명의 조인트에 의하면, 파이프를 수용하는 삽입공간을 형성하는 내측 튜브부분과 외측 튜브부분은 상기 조인트 몸체와 일체로 형성된다. 상기 끼움홈은 상기 내측 튜브부분의 상기 외주면에 형성된다. 상기 삽입공간에 삽입된 상기 파이프와 상기 내측 튜브부분 사이의 간극에 방수를 유지하는 상기 밀봉부재는 상기 끼움홈에 끼워진다. 상기 두 개의 관측창들은 상기 외측 튜브부분에 형성되고 대향위치에 배열된다. 상기 밀봉부재가 설치되지 않을 경우 상기 관측창을 통해 상기 끼움홈의 전둘레와 전폭을 관찰할 수 있다. 따라서, 상기 밀봉부재가 설치되어 있지 않은 경우, 상기 끼움홈 전체가 상기 관측창을 통해 주의깊게 관찰될 수 있다. 상기 밀봉부재가 설치되고 난후에는 상기 밀봉부재 전체가 상기 관측창을 통해 보인다. 그래서 설치가 끝난 밀봉부재를 정밀하게 조사할 수 있다.
그 결과, 이 발명의 조인트에 의하면, 상기 밀봉부재가 상기 내측 튜브부분에 설치되고 난 후 상기 외측 튜브부분의 외부에서 상기 밀봉부재가 보인다. 이런 방식으로 이 발명에 의하면 밀봉부재의 오설치를 효과적으로 방지할 수 있고 밀봉부재의 전둘레에 걸쳐 손상을 검사할 수 있다. 또한, 이 발명에 의하면 밀봉부재가 설치되지 않은 때 상기 끼움홈의 전둘레에 걸쳐 버르 검사를 효과적으로 할 수 있다.
도 1은 이 발명의 제1 실시예인 조인트를 보여주는 분해사시도
도 2는 도 1에 도시한 조인트의 조립사시도
도 3은 도 2에 도시한 조인트의 단면도
도 4는 도 3의 4-4선 단면도
도 5는 내측 튜브부분에 형성된 끼움홈에 끼워지고 외측 튜브부분에 형성된 관측창을 통해 볼수 있는 상태로 고정된 밀봉부재를 보여주는 정면도
도 6은 조인트를 성형하는 몰드를 보여주는 분해사시도
도 7은 삽입공간을 형성하는 제1 슬라이드코어와 통로를 형성하는 제2 슬라이드 코어가 조인트용 몰드의 분할 몰드부재들에 삽입되어 있는 것을 보여주는 정면도
도 8a는 조인트용 고정 분할몰드부재와 가동 분할몰드부재가 함께 체결된 것을 보여주는 단면도
도 8b는 제1 슬라이드코어가 도 8a 상태의 분할 몰드부재들 안으로 삽입되는 것을 보여주는 단면도
도9a는 도 8b 상태의 제1 슬라이드 코어와 분할 몰드부재들 안으로 제 2 슬라이드 코어가 삽입되는 것을 보여주는 단면도
도 9b는 도 9a 상태의 제 1 및 2 슬라이드코어와 분할 몰드부재들 안으로 끼움홈 성형용 인서트가 삽입되는 것을 보여주는 단면도
도 10은 몰드의 캐비티 안으로 용융 플라스틱이 사출되는 것을 보여주는 단면도
도 11은 이 발명 제 2 실시예의 조인트를 보여주는 사시도
도 12는 도 11에 도시한 조인트의 정면도
도 13은 이 발명 조인트의 변형을 보여주는 단면도
도 14는 도 13의 14-14선 단면도
도 15는 이 발명 조인트의 다른 변형을 보여주는 정면도
도 16은 이 발명 조인트의 또다른 변형을 보여주는 정면도
[제 1 실시예]
이 발명의 제1 실시예에 따른 조인트를 도 1 내지 도 10에 의거하여 상술한다.
도 1 및 도 2에 도시한 대로, 조인트(10)는 조인트 몸체(13)를 포함한다. 조인트 몸체(13)는 3방향으로 연장하는 3개의 파이프 조인트부분들(12)을 갖는다. 각 파이프 조인트부분들(12)은 원통형이고 플라스틱 파이프(11)가 조인트부분(12)에 결합된다. 조인트 몸체(13)는 고무를 병합한 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 플라스틱과 같은 고무병합 플라스틱으로 형성된다. 플라스틱 파이프(11)는 폴리올레핀(예컨대, 가교된 폴리에텔렌 및 폴리부텐)과 같은 플라스틱으로 형성된다. 파이프 조인트 부분들(12)은 모두 동일하므로 하나의 파이프 조인트부분(12)에 대해서만 설명한다.
도 1과 도 3을 참조하면, 상응하는 플라스틱 파이프(11)를 수납하는 삽입공간을 형성하는 내측 튜브부분(15)과 외측 튜브부분(16)은 조인트 몸체(13)와 일체로 형성된다. 1쌍의 끼움홈(17)이 내측 튜브부분(15)의 외주면에 형성되고 나란히 배열된다. 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체(EPDM)로 형성된 밀봉부재(18)가 끼움홈(17) 각각에 끼워진다. 플라스틱 파이프(11)가 삽입공간(14)안으로 삽입될 때 플라스틱 파이프(11)의 내주면과 내측 튜브부분(15)의 외주면 사이의 간격에서 밀봉부재(18)는 방수를 유지한다. 2개의 끼움홈(17)은 외측 튜브부분(16)의 외측단보다 내측단에 더 가까이 위치하고 있어, 조인트 몸체(13)의 길이를 감소시킨다. 내측 튜브부분(15)의 내부에 통로(19)가 있어 물과 같은 유체가 흐른다.
원통 스페이서(20)가 삽입공간(14)에 삽입되어, 이 삽입공간(14)이 플라스틱 파이프(11)를 수납할 때 스페이서(20)가 플라스틱 파이프(11) 주변에 배열된다. 스페이서(20)는 폴리아미드 플라스틱과 같은 투명 플라스틱으로 형성되어 내부가 보인다. 스페이서(20)로 인하여 이물질이 삽입공간(14) 안으로 들어가지 못하게 된다.
플라스틱 파이프(11)가 삽입공간(14)과 분리되지 않게 하는 리테이너 기구(21)는 스페이서(20)에 비하여 외측단에 근접한 위치에 형성된다. 리테이너 기구(21)의 부품인 리테이너 링(22)은 스테인리스강과 같은 금속으로 형성된다. 다수의 리테이너 피스(22a)가 리테이너 링(22)의 내주부분에서 대각선방향으로 돌출한다. 리테이너 피스(22a)는 삽입공간(14)에 수납된 플라스틱 파이프(11)의 외주부분에 물려들어가 리테이너 링(22)이 플라스틱 파이프(11)를 보지한다. 리테이너 링(2)은 외측 튜브부분(16) 둘레에 배열된 PPS로 형성된 캡(23)과 폴리옥시메틸렌(POM) 플라스틱으로 형성된 홀더 링(24) 사이에 보지된다. 홈부위(23a)가 캡(23)의 내주면에 형성되고, 외측 튜브부분(16)에 형성된 대응 돌기부(16a)와 맞물린다. 이로써 캡(23)이 외측 튜브부분(16)에 고정된다. 캡(23)이 투명 플라스틱으로 형성되므로, 밀봉부재(18)가 캡(23), 후술하는 관측창(25), 및 스페이서(20)를 통해 보인다.
PPS로 형성된 분할 링(26)이 리테이너 링(22)과 캡(23) 사이에 배열되어 리테이너 피스(22a)들 각각을 소정의 경사각으로 유지시킨다. 리테이너 링(22), 홀더 링(24), 캡(23), 그리고 분할 링(26)은 플라스틱 파이프(11)용 리테이너 기구(21)를 구성한다.
폴리프로필렌(PP) 플라스틱으로 형성된 삽입 가이드(27)는 플라스틱 파이프(11)의 말단부를 압박하여 플라스틱 파이프(11)의 삽입시에 플라스틱 파이프(11)를 안내하는 기능을 하며, 삽입공간(14)에 배열된다. 가변 직경을 지닌 삽입 가이드(27)의 직경은 선택적으로 가감된다. 스테인리스강으로 형성된 캡커버(28)는 캡(23)의 외주면에 장착된다. 캡 커버(28)는 캡(23)이 외측 튜브부분(16)에서 분리되지 않도록 한다.
도 4 및 도 5에 도시한 대로, 1쌍의 관측창(25)이 외측 튜브부분(16)에 형성되고, 180도 이격된 대향위치에 배열된다. 내측 튜브부분(15)의 끼움홈(17)이나 이 끼움홈(17)에 장착된 밀봉부재(18)는 관측창(25)을 통해 외측 튜브부분(16)의 외부로부터 보인다. 관측창(25) 각각은 정면에서 보면 장방형 관통공이다. 이 관측창(25)을 이용하면 밀봉부재(18)이 내측 튜브부분(15)의 끼움홈(17)에 장착되었는지를 알 수 있다. 또한 이 관측창(25)을 이용하여 밀봉부재(18)가 지정위치에 장착되었는지를 확인할 수 있다. 아울러 이 관측창(25)을 통해 밀봉부재(18)의 표면에 손상, 먼지, 오염이 있는지를 검사할 수 있다.
다시 말해서, 도 5를 참조하면, 외측 튜브부분(16)의 지름방향으로 끼움홈(17)에 마주한 각 관측창(25) 부분의 길이 Y1(정면에 바라본 길이)은 내측 튜브부분(15)의 지름방향 각 끼움홈(17)의 길이 Y2와 같거나 더 크다. 또한, 외측 튜브부분(16)의 축선방향으로 끼움홈(17)에 마주한 각 관측창(25) 부분의 폭 D1은 내측 튜브부분(15)의 축선방향 두 끼움홈(17) 각각의 폭 D2와 같거나 더 크다. 각 관측창(25)의 반경방향 길이 Y1과 축선방향 폭 D1이 전술한 바와 같이 설정되므로, 두 끼움홈(17)과 이 끼움홈(17)에 장착된 밀봉부재(18)가 전체 둘레와 전체 폭에 걸쳐 보이게 된다.
외측 튜브부분(16)의 내측단을 통해 검사공(29)이 나있어 플라스틱 파이프(11)가 삽입공간(14)에 삽입 완료되었는지를 검사공(29)을 통해 판단할 수 있다.
전술한 구성의 조인트(10)를 성형하기 위한 몰드를 이하 설명한다.
도 6에 도시한 대로, 몰드(30)는 1쌍의 분할 몰드부재(31)를 포함한다. 분할 몰드부재(31)는 서로 마주보는 고정 분할 몰드부재(31a)와 가동 분할 몰드부재(31b)를 포함한다. 분할 몰드부재(31a, 31b) 각각에는 3방향으로 연장하는 외측 튜브부분(16)의 외주면을 형성하는 리세스(32)가 있다. 2개의 분할 몰드부재(31a, 31b)는 함께 조여지고 용융 플라스틱이 리세스(32) 안으로 사출된다. 이런 방식으로 조인트 몸체(13)의 외측 튜브부분(16)의 외주면들이 형성된다.
삽입공간을 형성하는 제1 슬라이드코어(33)는 그 선단측에 위치한 평행사변형 베이스(34)와, 그 베이스(34)에 연결된 원통형 몸체(35)를 포함한다. 원통형 몸체(35)의 축선방향으로 연장하는 원형구멍(36)은 베이스(34)의 중앙부를 통해 연장한다. 이 원형구멍(36)은 원통형 몸체(35)의 공간과 통한다. 한 쌍의 길쭉한 구멍(37)들이 원통형 몸체(35)를 통해 연장하고 180도 이격된 위치들에 배열된다.
통로를 형성하는 제2 슬라이드코어(38)는 그 선단측에 형성된 베이스(39)와, 이 베이스(39)에 연결되고 베이스(39)에 수직한 방향으로 베이스(39)의 중앙부로부터 연장하는 기둥 몸체(40)을 포함한다. 제2 슬라이드코어(38)의 기둥몸체(40)은 제1 슬라이드코어(33)의 베이스 (34)의 원형 구멍(36)을 통과하도록 배열되고 원통형 몸체(35) 안으로 돌출한다.
끼움홈(17)을 형성하는 인서트(41)는 1쌍의 인서트부재들(41a, 41b)을 포함한다. 인서트부재들(41a, 41b)은 대응하는 분할 몰드부재들(31a, 32b)들과 마주보도록 배열된다. 각 인서트부재들(41a, 41b)은 끼움홈(17)과 관측창(25)를 형성하는 장방형 보드형상의 베이스(43)와 돌기부분(44)를 구비한다. 돌기부분(44)은 베이스(43)의 대응하는 측면으로부터 돌출한다. 2개의 끼움홈들을 형성하는 1쌍의 궁형 돌기들(45)은 돌출부분(44)의 말단부에 형성되고 소정간격 이격되어 있다. 검사공(29)을 형성하는 돌출부분(46)은 돌출부분(44)에 인접하게 돌출부분(44)에 평행하게 돌출되어 있다.
인서트부재(41a, 41b)들 각각의 돌출부분(44)과 돌출부분(46)은 고정 및 가동 분할 몰드부재들(31a, 31b)에 각각 형성된 삽입공(47) 및 삽입공(48) 안으로 삽입되고, 리세스(32)에 수용된다. 이 상태에서, 각각 궁형 형상인 삽입부재들(41a, 41b)의 돌출부분(44)은 서로 마주보고 접촉하여 원통형상을 형성한다. 이로써 돌출부분(44)은 내측 튜브부분(15)의 외주면에 환형 끼움홈(17)을 형성한다. 구체적으로, 관측창(25)이 돌출부분(44)에 의해 형성되고 끼움홈(17)은 해당 돌출부분(44)의 말단부로부터 안쪽으로 돌출하는 돌기들(45)에 의해 형성된다. 그 결과 각 관측창(25)의 반경방향 길이 Y1은 각 끼움홈(17)의 반경방향 길이 Y2보다 크고, 관측창(25)의 축선방향 폭 D1은 끼움홈(17)의 축선방향 폭 D2보다 크다.
두 돌출부분(44)들을 접촉시킴으로써 끼움홈(17)이 형성될 때, 그 접촉면들 사이에는 약간의 간격이 형성될 수 있다. 이런 경우 용융 플라스틱이 이 간격에 들어가 버르(burr)를 만들게 되고 내측 튜브부분(15)과 대응 밀봉부재(18) 사이의 간격에서 방수성을 저하시킨다. 이런 문제를 해결하기 위해 관측창(25)을 통해 끼움홈(17) 각각에 대해 전체적으로 버르 검사를 한다. 버르가 발견되면 관측창(25)을 통해 공구를 삽입하여 버르를 제거한다.
전술한 바와 같이 구성된 몰드(30)를 사용하여 조인트(10)를 제조하는 방법에 대하여 이하 설명한다.
도 8a이 도시한 대로 가동 분할 몰드부재(31b)가 이동하여 고정 분할 몰드부재(31a)에 클램핑되면 조인트 몸체(13)를 형성하는 캐비티(49)를 분할 몰드부재들(31a, 31b)에 형성한다. 이로써 외측 튜브부분(16)의 외주면이 형성된다. 이어서, 도 8b에 도시한 대로 제1 슬라이드코어(33)가 활주하여 클램핑되면 외측 튜브부분(16)과 내측 튜브부분(15) 사이에 삽입공간(14)이 형성될 것이다. 그런 다음, 도 9a를 참고하면, 제2 슬라이드코어(38)가 제1 슬라이드코어(33)의 원형 구멍(36) 안으로 삽입되어 클램핑된다. 이런 방식으로, 내측 튜브부분(15)에 통로(19)가 형성될 수 있다. 이 상태에서, 도 7에 도시한 대로, 제1 슬라이드코어(33)가 그런 위치에 도달해야하므로 길쭉한 구멍(37)이 내측 튜브부분(15)에 끼움홈(17)을 형성할 것이다.
이하, 도9b에 도시한 대로, 끼움홈(17)을 형성하는 인서트(41)의 돌출부분(44)과 돌출부분(46)이 대응 분할 몰드부재((31a, 31b)의 삽입공(47)과 삽입공(48) 안으로 각각 삽입되어 클램핑된다. 그 결과, 도 10에 도시한대로, 제1 슬라이드코어(33), 제2 슬라이드코어(38), 그리고 인서트부재(41a, 41b)가 함께 클램핑되어 캐비티(49)를 형성한다. 그 다음에, 게이트(57)를 통해 캐비티(49) 안으로 용융 PPS를 사출함으로써 조인트몸체(13)가 성형된다.
조인트몸체(13)가 성형되어 냉각된 후에 인서트부재(41a, 41b)들이 제거된다.그런 다음, 제2 슬라이드코어(38)와 제1 슬라이드코어(33)가 차례로 분리된다. 마지막으로 분할 몰드부재들(31a, 31b)를 서로 분리함으로써 조인트몸체(13)가 얻어진다.
전술한 조인트(10)의 동작을 이하 설명한다.
플라스틱 파이프(11)의 삽입공간(14)을 형성하는 내측 튜브부분(15)과 외측 튜브부분(16)은 사출성형을 통해 조인트몸체(13)와 일체로 형성된다. 이로써 각 내측 튜브부분(15)과 해당 외측 튜브부분(16) 사이에 조인트부분이 없어지므로 조인트(10)의 길이가 전체적으로 줄어든다. 또한, 조인트부분에 의해 야기되는 강도약화를 피할 수 있어 조인트(10)의 강도가 향상된다.
조인트 몸체(13)의 외측 튜브부분(16) 각각은 관측창(25)을 구비한다. 밀봉부재(18)가 해당 내측 튜브부분(15)의 끼움홈(17)에 설치되기 전에, 끼움홈(17)이 외측 튜브부분(16)의 관측창(25)을 통해 관찰된다. 전술한 바와 같이, 각 관측창(25)의 반경방향 길이 Y1은 각 끼움홈(17)의 반경방향 길이 Y2보다 크고, 관측창(25)의 축선방향 폭 D1은 끼움홈(17)의 축선방향 폭 D2보다 크다. 이로써 2개의 관측창(25)을 통해 외부에서 끼움홈(17) 전체를 시각적으로 검사할 수 있어 끼움홈(17)에 버르가 있는지 검사할 수 있다. 버르가 있는 경우 관측창(25)을 통해 삽입된 공구를 사용하여 제거된다.
이어서, 밀봉부재(18)가 끼움홈(17)에 설치되고 각 외측 튜브부분(16)의 관측창(25)을 통해 관찰된다. 각 관찰창(25)이 전술한 바와 같이 반경방향 및 축선방향으로 각 끼움홈(17)보다 크기 때문에 끼움홈(17)에 설치된 밀봉부재(18) 전체가 관측창(25)을 통해 용이하고 신속하게 관찰된다. 그래서, 각 밀봉부재(18)가 지정된 위치에 설치되었는지 그리고 밀봉부재(18)의 표면에 흠이나 먼지, 또는 오염이 있는지를 판단할 수 있다.
추후에, 조인트(10)의 삽입공간(14) 안으로 플라스틱 파이프(11)가 삽입된다. 각 플라스틱 파이프(11)의 내측 단부가 대응하는 삽입가이드(27)로 안내되고 수용되어 리테이너기구(21)가 플라스틱 파이프(11)를 보지한다. 이와 같이, 도 2 및 3에 도시한 대로, 3개의 플라스틱 파이프(11)들은 3방향으로 연장하는 조인트(10)의 파이프 조인트부분(12)에 연결된다.
제1 실시예는 다음과 같은 장점을 지닌다.
(1) 제1 실시예의 조인트(10)에서, 플라스틱 파이프(11)의 삽입공간(14)을 형성하는 내측 튜브부분(15)과 외측 튜브부분(16)은 조인트 몸체(13)와 일체로 형성된다. 2개의 끼움홈(17)이 각 내측 튜브부분(15)의 외주면에 형성되고, 2개의 밀봉부재(18)가 대응 끼움홈(17)에 설치된다. 2개의 관측창(25)가 각 외측 튜브부분(16)에 형성되고 마주보는 위치에 배열된다. 그 결과, 밀봉부재(18)가 각 내측 튜브부분(15)의 끼움홈(17)에 끼워지지 않을 경우, 각 끼움홈(17)은 외주면 전체 그리고 폭 전체에 걸쳐 볼 수 있다. 밀봉부재(18)가 끼워진 경우 밀봉부재(18)는 각 외측 튜브부분(16)의 관측창(25)을 통해 볼수 있다. 그래서 밀봉부재(18)가 잘 설치되었는지 판단할 수 있다.
그래서, 제1 실시예의 조인트(10)에 의하면, 밀봉부재(18)는 각 내측 튜브부분(15)에 설치된 후 외부에서 관찰된다. 이로써 밀봉부재(18)의 설치에 실수가 없어진다. 또한, 각 밀봉부재(18)의 주변 전체를 검사할 수 있어 밀봉부재(18)의 표면 손상을 검출할 수 있다. 또한, 밀봉부재(18)가 설치되지 않은 경우 끼움홈의 둘레 전체에 대해 버르 검사를 수행할 수 있어 조인트(10)로부터 누수를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 각 외측 튜브부분(16) 양측에는 2개의 관측창(25)이 위치해 있다. 이로써 내측 튜브부분(15)의 끼움홈(17)을 형성하는 인서트(41)의 구성이 단순화되어 몰딩이 용이해진다.
(2) 외측 튜브부분(16)의 반경방향으로 끼움홈(17)과 마주한 관측창 (25) 부분의 길이 Y1은 내측 튜브부분(15)의 반경방향 각 끼움홈(17)의 길이 Y2보다 크거나 같다. 외측 튜브부분(16)의 축선방향으로 끼움홈(17)과 마주한 관측창(25) 부분의 폭 D1은 내측 튜브부분(15)의 축선방향 끼움홈(17)의 폭 D2보다 크거나 같다. 그 결과 끼움홈(17)이 대응하는 2개의 관측창(25)을 통해 원주방향 전체 그리고 폭방향 전체에 걸쳐 용이하게 관찰된다. 또한, 밀봉부재(18)가 끼움홈(17)에 설치될 경우, 관측창(25)을 이용하여 밀봉부재(18)를 전체적으로 관찰할 수 있게 된다.
(3) 각 관측창(25)은 정면에서 보아 장방형 관통공으로 되어 있다. 이로써 절개부에 비해 해당 외측 튜브부분(16)의 기계적 강도가 유지된다.
(4) 끼움홈(17)은 해당 외측 튜브부분(16)의 외측단부보다 내측단부에 더 가까이 위치한다. 이로써 조인트(10)의 치수가 전체적으로 감소되어, 조인트(10)가 내주면 밀봉방법을 채용하더라도 조인트(10)에서 압력손실이 저감되고 통로(19)의 직경이 작아진다.
(5) 조인트(10)를 제작하기 위해, 조인트 몸체(13)의 외주면을 형성하는 2개의 분할 몰드부재들(31a, 31b)을 포함하는 몰드(30), 내측 튜브부분(15)의 끼움홈(17)을 형성하는 인서트(41), 그리고 삽입공간(14)과 통로(19)를 형성하는 슬라이드코어(33, 38)가 함께 고정되고, 용융플라스틱이 캐비티(49)안으로 사출된다. 이로써 조인트(10)의 용이한 일시 성형(one-time)이 가능하고, 여기서 내측 튜브부분(15)과 대응하는 외측 튜브브분(16)이 일체로 형성된다.
(6) 인서트(41)는 2개의 인서트부재들(41a, 41b)로 형성된다. 돌출부분(44)이 인서트부재(41a, 41b)의 대향 표면들로부터 돌출한다. 각 돌출부분(44)의 말단부는 반원통형이다. 돌기(45)는 돌출부분(44)의 내주면에서 돌출하여 내측 튜브부분(15)의 외주면에 끼움홈(17)을 형성한다. 그래서, 단순구성의 몰드에 의해 끼움홈(17)이 각 내측 튜브부분(15)에 형성되고 관측창(25)이 각 외측 튜브부분(16)에 제공되어 대응하는 끼움홈(17)과 마주한다. 이로써 끼움홈(17)의 둘레 전체와 폭 전체를 관측할 수 있게된다.
[제2 실시예]
도 11과 도 12를 참조하여 이하 이 발명의 제2 실시예에 의한 조인트를 설명한다. 아래의 설명은 제2 실시예와 제1 실시예의 차이점에 집중한다.
도 11 및 도 12에 도시한 대로 각 관측창(25)은 정면에서 보아 외측 튜브부분(16)의 외측단부로부터 축선방향으로 연장하는 장방형의 절개부로 구성된다. 이 절개부(cutout)의 축선방향 폭 D1은 두 끼움홈(17)에 대응하는 거리에 해당하는 폭 D2보다 더 크다. 절개부의 반경방향 길이 Y1은 각 끼움홈(17)의 반경방향 길이 Y2보다 더 크다. 그 결과, 밀봉부재(18)가 끼움홈(17)에 끼워질 때 관측창(25)을 이용하여 끼움홈(17) 전체와 밀봉부재(18) 전체를 관찰할 수 있다.
제2 실시예의 조인트(10)를 제조하기 위하여, 제1 실시예의 조인트(10)를 제조하는 방법에서 사용된 분할 몰드부재(31a, 31b)에 형성된 삽입공(47)이 분할 몰드부재(31a, 31b)의 축방향 단부까지 뻗어있다. 또한, 제1 슬라이드코어 (33)의 기다란 구멍(37)의 축선방향 치수가 증가된다. 몰드(30)를 클램핑하고 몰드(30)에 형성된 캐비티 안으로 용융 플라스틱을 사출시킴으로써 관측창(25)이 절개부들로 형성된 조인트(10)가 형성된다.
제2 실시예에서, 각 관측창(25)은 개방단부를 지닌 절개부로 형성된다. 따라서, 제1 실시예의 장점에 추가되는 제2 실시예의 장점은 외측 튜브부분(16)의 외측단부에 해당하는 측면에서 절개부들을 통해 축선방향으로 그리고 반경방향으로 끼움홈(17)과 밀봉부재(18)를 볼 수 있다는 것이다. 이로써 끼움홈(17)과 밀봉부재(18)의 가시성이 개선된다. 또한, 제2 실시예에 의하면 끼움홈(17)에서 버르 제거, 밀봉부재(18)의 위치 교정, 밀봉부재(18)의 표면으로부터 먼지나 때제거, 그리고 밀봉부재(18) 표면 기름바르기가 용이해진다.
상기 예시된 실시예들은 후술하는 바와 같이 변형될 수 있다.
도 13에 예시한 대로, 조인트(10)은 제1 단부에 배치된 조인트 몸체(13)와, 제2 단부에 배치된 조인트 어댑터(50)로 구성된다. 조인트 어댑터(50)는 수도꼭지 부위에 연결된 외부 나사산(51)을 포함한다. 구체적으로 튜브형의 조인트 어댑터(50)는 조인트 링(54)을 통해 조인트(10)의 제2 단부에 연결된다. 조인트 링(54)은 조인트 몸체(13)의 외주면에 형성된 환형홈 (52)과, 조인트 어댑터(50)에 형성된 리세스(53)에 맞물린다. 조인트 어댑터(50)의 내부튜브(50a)의 내주면에 환형 홈(55)이 형성된다. 이 환형 홈(55)에 O-링(56)이 끼워져 조인트 몸체(13)와 조인트 어댑터(50) 사이의 간격에 방수를 유지시킨다. 도시된 실시예에서 도 14를 참조하면, 조인트 몸체(13)의 외측 튜브부분(16)에는 밀봉부재(18)를 관측하는 관측창(25)이 있고, 이 밀봉부재(18)는 대응하는 내측 튜브부분(15)의 끼움홈(17)에 끼워진다.
도 15에 도시한 대로, 제2 실시예의 관측창(25)을 형성하는 절개부의 축선방향으로 연장하는 대향표면들은 테이퍼 면(60)들로 되어 있어 이 테이퍼면들(60) 사이의 간격이 외측 튜브부분(16)의 외측단부를 향해 감소한다. 이런 경우에, 각 관측창(25)의 폭은 외측 튜브부분(16)의 내측단부를 향해 증가한다. 이로써 내측단부에 더 가까이 위치한 끼움홈(17)과 이 끼움홈(17)에 설치된 밀봉부재(18)의 가시성이 개선된다.
도 16을 참고하면, 제2 실시예의 관측창을 형성하는 절개부의 축선 방향으로 연장하는 대향 표면들은 끼움홈(17)과 일치하게 궁형 단면을 지닌 한 쌍의 리세스(61)를 갖는다. 이로써, 정면에서 볼 때 끼움홈(17)의 상단부와 하단부 그리고 밀봉부재(18)의 가시성이 개선된다.
조인트(10)의 조인트 부분(12) 개수는 필요에 따라 변할 수 있다. 예컨대 파이프 조인트부분(12)은 2방향 또는 4방향으로 연장할 수 있다.
스페이서(20)가 생략될 수 있다. 이 경우에 제1 슬라이드코어(33)의 원통형 몸체(35)의 두께가 감소되어야 한다. 그래서 원통형 몸체(35)는 충분히 큰 기계적 강도를 갖도록 설계될 필요가 있다.
내측 튜브부분(15)은 단일 끼움홈(17)과 단일 밀봉부재(18)를 가질 수 있다.대안으로, 3개 이상의 끼움홈(17)과 3개 이상의 밀봉부재(18)들이 배열될 수 있다. 또한, 각 끼움홈(17)은 더 큰 폭의 밀봉부재(18)를 수용할 수 있도록 폭이 확대될 수 있다. 이런 경우에, 각 관측창(25)의 반경방향 폭 Y1은 각 끼움홈(17)의 반경방향 길이 Y2보다 크거나 같고, 관측창(25)의 축선 방향 폭 D1은 끼움홈(17)의 축선방향 폭 D2보다 크거나 같다(또는 이 축선방향 폭은 끼움홈17에 대응하는 거리를 포함한다).
제1 실시예의 관측창(25)은 정면에서 보아 타원형이나 다각형을 포함한 다른 형상으로 형성될 수 있다.
조인트 몸체(13)와 같은 플라스틱으로 형성된 부품들은 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리프탈라미드(PPA), 및 폴리페닐설폰(PPSU)을 포함하는 가공 플라스틱으로 형성될 수 있다.
플라스틱 파이프(11) 대신에 동파이프 같은 연금속 파이프가 파이프로서 사용될 수 있다.
리테이너 기구(21)나 캡(23)이 조인트(10)로부터 생략될 수 있다.
조인트(10)는 송수시스템 또는 온수공급시스템이 아닌 바닥가열파이프나 도로가열파이프를 연결하는 데 사용될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 조인트 몸체 및, 상기 조인트 몸체와 일체로 형성되어 파이프를 수용하는 삽입공간을 형성하는 내측 튜브부분과 외측 튜브부분을 포함하는 조인트에 있어서,
    상기 내측 튜브부분에는 외주면이 있고,
    상기 내측 튜브부분의 상기 외주면에는 끼움홈이 형성되고,
    상기 끼움홈에 밀봉부재가 끼워져 상기 삽입공간에 수용된 파이프와 상기 내측 튜브부분 사이의 간극에 방수를 유지시키고,
    상기 외측 튜브부분에 한 쌍의 관측창이 형성되고 대향위치들에 배열되어 외부로부터 상기 끼움홈을 눈으로 검사하고 상기 끼움홈에 상기 밀봉부재의 끼움상태를 눈으로 검사하도록 하며, 상기 밀봉부재가 끼워지지 않은 상태에서 상기 끼움홈의 전둘레와 전폭이 보일 수 있도록 상기 관측창이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조인트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측 튜브부분의 반경방향으로 상기 끼움홈과 마주한 상기 각 관측창 부분의 길이는 상기 내측 튜브부분의 반경방향으로 상기 끼움홈의 길이보다 크거나 같고, 상기 외측 튜브부분의 축선방향으로 상기 끼움홈과 마주한 상기 각 관측창 부분의 폭은 상기 내측 튜브부분의 축선방향으로 상기 끼움홈의 폭보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 조인트.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 각 관측창은 정면에서 보아 장방형 관통공인 것을 특징으로 하는 조인트.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 외측 튜브부분은 외측단부를 구비하고, 상기 각 관측창은 상기 외측 튜브부분의 외측단부로부터 축선방향 안쪽으로 연장하는 절개부인 것을 특징으로 하는 조인트.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 외측 튜브부분은 외측단부를 구비하고, 상기 끼움홈은 상기 외측 튜브부분의 외측단부에 대해 안쪽으로 배열된 것을 특징으로 하는 조인트.
  6. 몰드를 사용하여 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 조인트를 제조하는 방법으로서,
    상기 몰드는
    상기 조인트 몸체의 외주면을 형성하는 한 쌍의 분할 몰드부재들;
    상기 분할 몰드부재들을 통과하여 상기 내측 튜브부분에 상기 끼움홈을 형성하는 인서트; 및
    상기 내측 튜브부분 내측에 상기 삽입공간과 통로를 형성하는 슬라이드코어;를 포함하고,
    상기 인서트는 한 쌍의 인서트부재들로 구성되고, 상기 관측창을 형성하는 돌출부분들은 상기 인서트부재들의 대향표면들에 형성되고, 상기 돌출부분들 각각은 반원통형 말단부를 구비하고, 상기 끼움홈을 형성하는 돌출부는 상기 각 돌출부분의 말단부의 내주면에 형성되어 상기 내측 튜브부분의 외주면에 상기 끼움홈을 형성하는 조인트 제조방법에 있어서,
    상기 몰드를 클램핑하는 단계; 및
    상기 몰드에 형성된 캐비티 안으로 용융플라스틱을 사출하여 몰딩을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조인트 제조방법.
  7. 몰드를 사용하여 조인트를 제조하는 방법으로서, 상기 조인트는 조인트 몸체와 일체로 형성된 내측 튜브부분과 외측 튜브부분을 구비하고, 이 튜브부분들은 파이프를 수용하는 삽입공간, 상기 내측 튜브부분의 외주면에 형성된 밀봉부재를 끼우는 끼움홈, 그리고 상기 끼움홈에 끼워질 상기 밀봉부재를 시각적으로 검사하도록 상기 내측 튜브부분에 형성된 관측창을 형성하는 조인트 제조방법에 있어서,
    상기 조인트 몸체의 외주면을 형성하는 한 쌍의 분할 몰드부재들을 서로 클램핑하는 단계;
    상기 내측 튜브부분에 상기 끼움홈을, 그리고 상기 끼움홈에 대응하는 위치에서 상기 외측 튜브부분에 상기 관측창을 형성하는 인서트를 상기 분할 몰드부재들에 클램핑하는 단계;
    상기 내측 튜브부분 안쪽에 상기 삽입공간과 통로를 형성하는 슬라이드코어를 상기 분할 몰드부재들에 클램핑하는 단계; 및
    상기 몰드에 형성된 캐비티 안으로 용융플라스틱을 사출하여 상기 조인트몸체를 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조인트 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 인서트는 한 쌍의 인서트부재들을 포함하고, 이 인서트부재들 각각은 상기 관측창과 반원통형 단부를 형성하는 돌출부분을 구비하고, 상기 끼움홈을 형성하는 궁형 돌출부가 상기 단부에 형성되고, 상기 두 인서트부재들의 상기 돌출부들은 상기 내측 튜브부분의 외주면에 상기 끼움홈을 형성하고, 상기 인서트부재들의 돌출부분들이 상기 관측창을 형성하는 것을 특징으로 하는 조인트 제조방법.
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