KR20160006913A - 이탈 방지 압륜 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이탈 방지 압륜에 관한 것으로, 원통형 압륜몸체에 스파이크를 수용할 수 있는 스파이크 포켓을 방사 방향으로 형성하고, 압륜몸체 내부에 인접한 상수도 관의 수구와 삽구를 결합하고, 압착볼트에 의하여 스파이크를 삽구 표면에 밀착시켜 삽구가 수구로부터 이탈하지 못하도록 고정하는 이탈 방지 압륜에 있어서, 상기 스파이크 중심부에는 추진 방향의 탭을 형성하고, 상기 압착볼트를 무두(無頭) 볼트 형상으로 형성하고, 상기 압착볼트의 선단에는 상기 스파이크에 결합되어 스파이크를 추진하는 선단 나사부를 형성하고, 상기 압착볼트의 후단에는 상기 선단 나사부와 불연속적이고 상기 선단 나사부와 나산산 방향이 반대인 후단 나사부를 형성하고, 상기 후단 나사부의 전구간에는 2개의 너트를 체결하여 후단 나사부가 2개의 너트에 의하여 모두 가려지게 하되, 상기 후단 나사부에 체결되는 2개의 너트는 상기 후단 나사부 전구간을 내측에 수용할 수 있는 길이를 가지며 내부 전반부에는 상기 후단 나사부에 체결되는 탭이 형성되고 내부 후반부에는 상기 탭보다 직경이 확장된 둥근 중공부가 형성된 압착볼트 구동용 육각너트와, 상기 육각너트의 중공부 내에 삽입되는 둥근 외주면을 가지며 내측에는 상기 후반 나사부에 체결되는 탭이 형성되어 상기 육각너트의 중공부에 삽입 체결되는 원형너트로 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

이탈 방지 압륜{PRESS WHEEL FOR MECHANICAL JOINT}

본 발명은 이탈 방지 압륜에 관한 것으로, 더 상세하게는 인접한 상수도 관을 압륜에 의하여 메카니칼 이음(mechanical joint) 방식으로 연결함에 있어서, 압륜에 스파이크 및 압착볼트를 마련하여 삽구측 관을 고정함으로써, 삽구측 관이 수충격, 지진 등에 의한 진동, 관 설치 지점의 지반 변화 등이 발생해도 수구측 관으로부터 이탈하지 못하도록 고정하는 이탈 방지 압륜에 관한 것이다.

상수도 관망의 정수장이나 가압장 인근에는 수충격이 수시로 발생한다. 수충격이 발생할 경우 수압이 일시적으로 30Kgf/㎠-50Kgf/㎠까지 상승하여 상수도 배관 이음부에 영향을 준다. 상수도 배관 하부로의 토사 유입 또는 토사 유출, 배관 하부로의 지하수 유입 또는 지하수 배출, 배관 하부나 인근에서의 지하시설물 공사 등이 있을 경우, 상수도 배관 주변의 지반 융기나 지반 침하가 발생하고 이로 인해 상수도 배관이 기울어 지고 상수도 배관 이음부가 굴절된다. 지진이 발생할 경우, 상수도 배관의 이음부에 진동이 직접 작용한다. 상수도 배관을 연결함에 있어서는, 이와 같은, 수충격, 지반 융기 또는 지반 침하, 지진 등에 대비하기 위하여, 이음부에 어느 정도의 신축성이 있는 메카니칼 이음(mechanical joint)을 사용한다. 근래에는 주로 인접한 2개 관의 삽구(직관 형상)를 수구(소켓 형상)에 일정길이 삽입한 후 이들 사이에 개스킷을 압륜에 의하여 압입하여 이음부의 수밀을 확보하는 방식의 메카니칼 이음을 주로 사용한다. 이때, 압륜은 개스킷을 압착하는 내륜과 이음부의 외측을 감싸는 외륜이 일단에서 연속면에 의하여 연결되고(단면이 대략 ⊃형상을 가짐), 연결면에는 이음용 볼트 구멍이 형성된다. 수구의 소켓 외측에는 턱이 형성되고, 압륜과 수구를 체결함에 있어서는, 선단에 후크가 형성된 이음용 볼트(이하, "후크볼트"라고 한다)를 사용하여, 후크볼트의 후크를 수구의 상기 턱에 걸친 후 압륜 연결면의 이음용 볼트 구멍을 통과시켜, 너트로 체결한다(도 8 참조). 이와 같은 메카니칼 이음 구조에 있어서, 삽구와 수구를 이들 사이에 낀 개스킷의 압착에 의하여만 고정할 경우, 관 이음부에서의 굴절성은 어느정도 확보 되지만, 수충격, 지반 융기 또는 지반 침하, 지진 등이 발생할 경우, 삽구가 수구로부터 쉽게 이탈한다. 따라서, 메카니칼 이음에 있어서, 삽구가 수구로 부터 이탈하는 것을 방지하기 위해, 압륜에 삽구 외부를 압착하여 이탈을 방지할 수 있는 다양한 구조의 스파이크 및 압착볼트를 구비한다. 이러한 스파이크 및 압착볼트를 갖는 압륜을 업계에서는 통상 이탈 방지 압륜이라고 호칭하고 있다.

종래 이탈 방지 압륜에 사용되는 스파이크와 압착볼트는 큰 수충격, 지반 융기 또는 지반 침하, 지진 등이 발생할 경우에도 관이음부의 이탈을 막을 수 있는 구조 및 강도를 가져야 할 뿐만 아니라, 그 취급상 및 관이음 작업상의 문제점도 없어야 한다.

한국 등록실용신안공보 20-0202096, 한국 공개실용신안공보 실2000-0005238, 한국 등록실용신안공보 20-0223610, 한국 등록실용신안공보 20-0181317, 한국 등록실용신안공보 20-179436, 한국 등록실용신안공보 20-202098 등에 개시된 바와 같이, 종래 이탈 방지 압륜의 압착볼트로는, 선단 부근에 스파이크에 결합하기 위한 원반형 머리와 얇은 목이 연속으로 형성되고, 후단에 압착볼트를 임팩트 전동공구 등에의하여 조이기 위한 육각머리가 볼트와 일체로 형성된 육각머리볼트를 주로 사용하여 왔다. 이러한 이탈 방지 압륜은 스파이크를 스파이크 하우징에 조립하기 위하여, 스파이크 하우징 외측에 탭을 형성하고, 이 탭에 육각머리볼트를 압륜 외측에서 내측으로 체결하여 육각머리볼트가 압륜 내측 깊숙히 진입하도록 돌린 후, 육각머리볼트 선단의 원반형 머리 및 목에 스파이크를 결합하고, 다시 육각머리볼트를 반대방향으로 돌려 압륜 외측으로 돌출시킴으로써 스파이크가 스파이크 하우징에 안착되게 한다. 따라서, 육각머리볼트의 나사구간이 매우 길어질 수 밖에 없고, 스파이크가 스파이크 하우징에 안착된 상태에서는 육각머리볼트의 나사의 많은 부분이 외부에 드러날 수 밖에 없다.

그러나, 상술한 구조를 갖는 종래의 이탈 방지 압륜은 다음과 같은 문제점이 있다.

위 선행기술 문헌들에 개시된 이탈 방지 압륜은 스파이크와 스파이크 하우징 모두 다각형(多角形) 단면을 가짐으로써 스파이크가 스파이크 하우징 내에서 전진 및 후진은 가능하지만 회전이 불가능하다. 따라서, 종래 이탈 방지 압륜의 스파이크 하우징 외측에는 탭을 형성하고, 이 탭을 통해 압륜 외측에서 육각머리볼트를 체결하여 스파이크와 결합한다. 스파이크를 전후진 시키기 위하여 육각머리볼트를 스파이크 하우징 외측에서 내측으로 나사 체결한 후, 육각머리볼트 선단을 스파이크의 후단과 회전가능하게 조립하고, 육각머리볼트를 임팩트 전동공구의 육각중공 소켓에 끼운 후 육각중공 소켓을 임팩트 전동공구로 외부에서 회전시킴으로써 스파이크를 전진 또는 후진 시키게 되는 것이다. 이때 육각머리볼트를 수작업으로 회전시키지 않고 육각중공 소켓 및 임팩트 전동공구를 사용하여 회전시키는 것은 이탈 방지 압륜에 부착된 모든 스파이크를 일정한 가압력으로 체결하고 체결 작업을 신속하게 하기 위해서이다. 상술한 바와 같이, 스파이크가 스파이크 하우징에 안착하기 위해서는 육각머리볼트를 최대한 외측으로 후진시켜야하고, 그 결과 육각머리볼트의 나사구간은 매우 길 수 밖에 없으며, 따라서 압륜의 보관, 운반 또는 시공에 육각머리볼트의 대부분이 압륜 외측에서 외부에 노출되어 있다. 특히, 이탈 방지 압륜은 보관 및 운반시 상하에 적층하여 보관하거나 운반하는 데, 이처럼 이탈 방지 압륜의 육각머리볼트를 외측으로 후진시킨 상태에서 적층할 경우, 적층된 압륜의 외륜 하단이 직하부에 적층된 압륜의 육각머리볼트의 몸체에 형성된 나사를 손상시킨다. 작업 과정에서도 설치 공구 등과 육각머리볼트의 나사가 충돌하기 쉬운데, 이때도 나사가 쉽게 손상된다. 이로 인하여, 관이음 현장에서 압륜을 체결하려고 할 때 임팩트 전동공구를 사용해도 육각머리볼트가 진행하지 않아 압륜 체결을 하지 못하는 경우가 매우 빈번하게 발생하고 있다. 뿐만 아니라, 육각머리볼트의 나사구간이 외부에 많이 노출되어 있을 경우, 시공 도중에 작업자가 나사산과의 접촉에 의하여 자상(刺傷) 등 신체 손상을 입기 쉽다. 즉, 종래 육각머리볼트를 사용하는 이탈 방지 압륜은 그 적정한 보관, 운반, 시공 등의 취급이 매우 어려운 것이다.

위 선행문헌에 기재된 육각머리볼트는 보관, 운반, 시공 등의 취급상 단점 뿐만 아니라 제품 신뢰성 및 내구성에서 큰 문제점이 있다. 위 선행문헌에 기재된 육각머리볼트는, 상술한 바와 같이, 선단 부근에 스파이크에 결합하기 위한 원반형 머리와 이에 연속된 얇은 목이 형성되고, 이 원반형 머리와 목을 스파이크 상부에 형성된 체결홈 및 체결턱에 밀어 넣어 결합한다. 따라서, 보관, 운반, 시공 과정에서 스파이크가 육각머리볼트로부터 분리되어 떨어져 나가기 쉽다. 뿐만 아니라, 육각머리볼트의 원반형 머리 및 목은 스파이크의 상부 체결홈 및 체결턱에 결합하기 위해 얇게 형성할 수 밖에 없기 때문에, 스파이크에 가해지는 충격에 매우 취약하다. 특히, 정수장이나 가압장 인근에서 처럼 수충격이 수시로 발생하는 지점에서는 일시적으로 수압이 30Kgf/㎠-50Kgf/㎠까지 상승하기도 하는데, 이때는 스파이크와 육각머리볼트를 연결하는 목이 쉽게 부러진다. 또한, 배관 하부로의 토사 유입 또는 배출, 배관 하부로의 지하수 유입이나 배출, 지하시설물 공사 등에 의한 지반 융기나 지반 침하로 인하여 큰 굴곡이 발생하는 경우에도, 스파이크에 강한 압력이 작용하면 육각머리볼트를 연결하는 목이 쉽게 부러진다. 또한, 지진이나 수압변동에 따른 진동이 발생할 경우에도, 그 진동 세기가 임계치를 벗어나면, 스파이크와 육각머리볼트를 연결하는 목이 쉽게 부러진다. 이와 같이, 스파이크가 육각머리볼트로부터 분리되거나 육각머리볼트가 손상되어 스파이크가 이탈할 경우, 스파이크에 의한 삽구의 고정이 이루어지지 않아 삽구가 이탈하고 관이음 지점에서 누수가 발생하게 된다.

이러한 육각머리볼트와 스파이크의 결합구조가 갖는 단점을 해결하기 위한 발명이 다양하게 이루어지고 있고, 그 발명의 예가 공개특허공보 제10-2009-0092855호 및 제10-2011-0053067호에 개시되어 있다.

제10-2009-0092855호 발명은 선단에 날이 형성되고 후방에 나사구멍이 형성된 스파이크와, 상기 나사구멍에 결합하는 나사부와 걸림부와 볼트 머리 고정부가 일체로 형성된 볼트와, 상기 볼트 머리 고정부와 결합하는 결합구멍이 형성된 볼트 머리로 이루어진 압륜을 개시하고 있다. 제10-2009-0092855호 발명에서는 스파이크 하우징의 외측에 관통구멍을 천공하여 스파이크 하우징 내측으로부터 외측으로 볼트를 결합하고, 볼트의 나사부에는 스파이크를 좌나사에 의하여 나사결합하고, 볼트의 머리 고정부에는 볼트 머리를 억지 끼움 방식으로 결합한다. 그러나 이러한 구조에 갖는 제10-2009-0092855호 발명에 의하면, 육각중공 소켓을 볼트 머리에 삽입하고 앰팩트 전동공구에 의하여 볼트 머리 및 이에 억지 끼움된 볼트를 회전시킬 경우 볼트 머리가 쉽게 이탈하는 문제점이 있다. 볼트 머리가 이탈할 경우 볼트를 회전시킬 수 없게 되고 볼트를 회전시키지 못하면 스파이크를 배관에 체결하거나 해제할 수 없게 된다.

제10-2011-0053067호 발명도 스파이크와 가압볼트를 좌나사로 나사체결하는 점에서 제10-2009-0092855호 발명과 같으며, 다만 가압볼트 외측단부에 우나사인 나사산을 형성하고 이 우나사에 헤드부를 나사체결하여 우측으로 회전시키면 헤드부가 가압볼트의 외측단부에 결합되고 헤드부가 결합된 상태에서 헤드부를 계속 우측으로 돌리면 가압볼트가 회전하여 스파이크를 상수도관측으로 추진하도록 구성하고 있는 점에서 차이가 있다. 그러나, 제10-2011-0053067호 발명에 의하면, 스파이크를 후진시키기 위하여 헤드부를 반대방향으로 돌리면, 헤드부가 가압볼트로부터 이탈하게 되어, 스파이크가 일단 체결되면, 스파이크 체결을 해제하여 압륜을 교체하거나 체결상태를 수정할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 이탈 방지 압륜의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는 일단 압륜 내에 조립되면 스파이크를 추진하는 압착볼트의 나사가 외부에 전혀 노출되지 않아 압착볼트의 나사부가 손상될 염려가 전혀 없으면서 육각중공 소켓 및 임팩트 전동공구를 이용하여 스파이크를 볼트 머리나 헤드부의 이탈없이 전진 및 후진시킬 수 있는 이탈 방지 압륜을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제2과제는 배관 내에 작용하는 고압의 수충격에도 파손되지 않고 견디면서 관 이음 상태를 유지할 수 있는 이탈 방지 압륜을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제3과제는 관 이음부에서 배관 하부로의 토사 유입 또는 배출, 배관 하부로의 지하수 유입이나 배출, 지하시설물 공사 등에 의한 지반 융기나 지반 침하로 인하여 배관의 굴절이 발생하거나 배관이 기울어지는 경우에도 이에 추종하여 가압상태 및 관연결 상태를 지속적으로 유지할 수 있는 이탈 방지 압륜을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 제4과제는 관 이음부에 지진, 수압 변동 등에 의한 진동이 극심하게 작용하는 경우에도 파손되지 않고 견디면서 관 이음 상태를 유지할 수 있는 이탈 방지 압륜을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 과제들은, 원통형 압륜몸체에 스파이크를 수용할 수 있는 스파이크 포켓을 방사 방향으로 형성하고, 압륜몸체 내부에 인접한 상수도 관의 수구와 삽구를 결합하고, 압착볼트에 의하여 스파이크를 삽구 표면에 밀착시켜 삽구가 수구로부터 이탈하지 못하도록 고정하는 이탈 방지 압륜에 있어서, 상기 스파이크 중심부에는 추진 방향의 탭을 형성하고, 상기 압착볼트를 무두(無頭) 볼트 형상으로 형성하고, 상기 압착볼트의 선단에는 상기 스파이크에 결합되어 스파이크를 추진하는 선단 나사부를 형성하고, 상기 압착볼트의 후단에는 상기 선단 나사부와 불연속적이고 상기 선단 나사부와 나산산 방향이 반대인 후단 나사부를 형성하고, 상기 후단 나사부의 전구간에는 2개의 너트를 체결하여 후단 나사부가 2개의 너트에 의하여 모두 가려지게 하되, 상기 후단 나사부에 체결되는 2개의 너트는 상기 후단 나사부 전구간을 내측에 수용할 수 있는 길이를 가지며 내부 전반부에는 상기 후단 나사부에 체결되는 탭이 형성되고 내부 후반부에는 상기 탭보다 직경이 확장된 둥근 중공부가 형성된 압착볼트 구동용 육각너트와, 상기 육각너트의 중공부 내에 삽입되는 둥근 외주면을 가지며 내측에는 상기 후반 나사부에 체결되는 탭이 형성되어 상기 육각너트의 중공부에 삽입 체결되는 원형너트로 구성함으로써 해결할 수 있다.

특히, 상술한 본 발명의 제3과제는, 상기 스파이크 하우징에 상기 압착볼트를 유격을 두고 삽입할 수 있는 관통공을 형성하고, 상기 압착볼트의 내측 나사부 후단에는 상기 압착볼트를 스파이크 하우징의 내측으로부터 외측 방향으로 상기 관통공을 통해 삽입할 때 상기 내측 나사부가 관통공에 진입하지 못하도록 차단하는 턱을 형성하고, 상기 턱과 외측 나사부 사이에는 상기 관통공에 결합되어 회전할 수 있는 축부를 형성하되, 상기 턱의 후반부는 구면을 갖도록 형성하고, 상기 턱의 후반부와 접하는 상기 스파이크 하우징 내면의 관통공 주위도 상기 구면에 상응하는 구면을 갖도록 형성하여 상수도 관의 수구 또는 삽구가 움직일 때 상기 압착볼트가 상기 구면을 중심으로 롤링(rolling)할 수 있게 함으로써 더 효과적으로 해결할 수 있다.

상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 스파이크를 압착볼트의 내측 나사부에 완전히 체결한 상태에서, 육각너트 및 원형너트를 압착볼트의 외측 나사부에 결합하고, 육각너트 크기에 맞는 육각중공 소켓을 육각너트 외측에 삽입하여 임팩트 전동공구를 스파이크가 전진하는 방향으로 돌릴 때 처음에는 육각너트만 외측 나사부의 나사산을 따라 약간 앞으로 진행하다가 나사산 끝에 도달하면 육각너트가 더이상 진행하지 못하고, 육각너트 및 압착볼트 전체가 회전하면서 압착볼트의 내측 나사부가 스파이크를 육각너트가 처음 진행했던 방향과 동일한 방향으로 진행시키게 되고, 임팩트 전동공구를 스파이크가 후진하는 방향으로 돌릴 때 처음에는 육각너트만 외측 나사부의 나사산을 따라 약간 뒤로 진행하다가 육각너트가 원형너트에 접하게 되면 육각너트가 더 이상 뒤로 진행하지 못하고, 육각너트 및 압착볼트 전체가 회전하면서 압착볼트의 내측 나사부가 스파이크를 후진 방향으로 진행시키게 된다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 스파이크의 추진(推進)을 스파이크 하우징에 형성된 탭과 육각머리볼트의 전구간에 형성된 나사에 의하여 하는 것이 아니라, 스파이크 하우징 내부에서 압착볼트 내측 나사부와 스파이크에 형성된 탭에서 하기 때문에, 나사 손상으로 인한 스파이크의 체결 곤란 문제가 발생하지 않는다. 또한, 압착볼트의 외측 나사부 전구간은 육각너트 및 원형너트와 체결되어 나사가 외부로 노출되지 않으므로, 시공 작업자가 나사산과의 접촉하여 자상(刺傷) 등의 신체 손상을 입을 염려가 없다. 또한, 임팩트 전동공구에 의하여는 육각너트와 압착볼트만 구동되고 원형너트는 구동되지 않으므로, 임팩트 전동공구를 스파이크가 후진하는 방향으로 구동할 때 원형너트에 의하여 육각너트의 이탈이 방지된다. 또한, 본 발명에 의하면, 스파이크와 압착볼트를 연결하기 위해 압착볼트에 얇은 목을 형성할 필요가 없고, 스파이크 및 압착볼트 결합체가 압착볼트의 축부를 중심으로 스파이크 하우징의 관통공에서 일정 범위 내의 유동을 할 수 있고, 압착볼트에 형성된 턱과 스파이크 하우징 내면간의 접촉면에서 롤링(rolling)이 원활하게 이루어지기 때문에, 배관 내에 작용하는 고압의 수충격에도 파손되지 않고 수충격을 흡수하면서 관 이음 상태를 유지할 수 있고, 관 이음부에서 배관 하부로의 토사 유입 또는 배출, 배관 하부로의 지하수 유입이나 배출, 지하시설물 공사 등에 의한 지반 융기나 지반 침하로 인하여 배관 연결부의 굴절이나 배관의 기울어짐이 발생하는 경우에도 일정 범위 내에서 굴절이나 기울어짐에 추종하여 스파이크에 의한 삽구 파지 상태를 유지하면서 관이탈을 방지할 수 있으며, 관 이음부에 지진, 수압 변동 등에 의한 진동이 극심하게 작용하는 경우에도 이러한 진동을 일정 범위 내에서 흡수하면서 파손되지 않고 관 이음 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이탈 방지 압륜의 스파이크와, 압착볼트와, 육각너트와, 원형너트를 분해하여 도시한 부분 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이탈 방지 압륜의 분해된 스파이크와, 압착볼트와, 육각너트와 원형너트를 육각중공 소켓과 함께 도시한 부분 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스파이크와, 압착볼트와, 육각너트와, 원형너트를 결합하여 육각중공 소켓과 함께 도시한 부분 조립사시도이다.
도 4는 압륜 몸체에 도 1에 도시된 스파이크와, 압착볼트와, 육각너트와, 원형너트를 조립하는 방법을 보여주는 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이탈 방지 압륜의 조립사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 이탈 방지 압륜에서 스파이크를 임팩트 전동공구 및 육각중공 소켓을 이용하여 전진시킨 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 이탈 방지 압륜에서 스파이크를 임팩트 전동공구 및 육각중공 소켓을 이용하여 후진시킨 상태를 도시한 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 이탈 방지 압륜의 사용 상태도이다.

우선, 도 8 내지 도 10를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 이탈 방지 압륜은, 인접한 관의 수구(29) 내부에 삽구(31)를 삽입 연결하고, 압착볼트에 의하여 스파이크(1)를 삽구(31) 표면에 압착시켜 삽구(31)가 수구(29)로부터 이탈하지 못하도록 고정시키는 데 사용한다. 또한, 도 4 및 도 5을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 압륜 몸체(19)는 개스킷(도 8의 부호 30)을 가압하는 내륜(25)과 이음용 볼트 구멍(21)이 형성된 외륜(27)과, 내륜(25) 및 외륜(27) 사이에 방사 방향으로 형성되어 상기 스파이크(1)와 압착볼트(7)를 내부에 수용할 수 있는 스파이크 하우징(15)을 포함한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스파이크(1) 중심부에는 추진 방향의 탭(LS2)을 형성한다. 상기 탭(LS2)은 도면에서 처럼 관통 탭으로 형성할 수도 있고, 날(3a ~ 3d)측은 막힌 비관통 탭으로 형성할 수도 있다. 상기 스파이크(1)에는 압착볼트(7)가 결합되고, 상기 압착볼트(7)를 강제로 회전시켜 상기 스파이크(1)가 스파이크 하우징(도 4의 부호 15) 내에서 전진 또는 후진하게 한다.

본 발명의 특징 중 하나는, 상기 압착볼트(7)를 무두(無頭) 볼트 형상으로 형성하고, 상기 압착볼트(7)의 선단에는 상기 스파이크(1)에 결합되어 스파이크(1)를 추진하는 내측 나사부(LS1)를 형성하고, 상기 압착볼트(7)의 후단에는 상기 내측 나사부(LS1)와 불연속적인 외측 나사부(RS1)를 형성하고, 상기 외측 나사부(RS1)의 전구간에는 2개의 너트(13, 14)를 체결하여 외측 나사부가 2개의 너트(13, 14)에 의하여 모두 감싸지게 한 데 있다. 본 발명의 다른 특징은, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 후단 나사부(RS1)에 체결되는 2개의 너트(13, 14)를 상기 후단 나사부(RS1) 전구간을 내측에 수용할 수 있는 길이를 가지며 내부 전반부에는 상기 후단 나사부에 체결되는 탭(RS2)이 형성되고 내부 후반부에는 상기 탭(RS2)보다 직경이 확장된 둥근 중공부가 형성된 압착볼트 구동용 육각너트(13)와, 상기 육각너트(13)의 중공부 내에 삽입되는 둥근 외주면을 가지며 내측에는 상기 후반 나사부에 체결되는 탭(RS3)이 형성되어 상기 육각너트(13)의 중공부에 삽입 체결되는 원형너트(14)로 구성한 데 있다. 이때, 육각너트(13)가 회전할 때 원형너트(14)가 마찰에 의하여 의하여 함께 회전하는 것을 방지하기 위해서, 상기 육각너트(13)의 중공부 내면과 상기 원형너트(14) 외면은 이들이 완전히 체결된 상태에서 원형너트(14)의 선단면 이외에는 서로 접촉이 발생하지 않는 크기로 형성한다. 또한, 원형너트(14)의 선단면의 면적을 최소화하기 위해 원형너트(14) 외면을 선단으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성한다. 원형너트(14)의 외면에는 공구를 삽입할 수 있는 공구홈(16)을 형성하고, 이 공구홈(16)에 롱노즈 등의 공구를 삽입하여 육각너트(13)의 중공부에 체결한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스파이크(1)의 탭(LS2)은 왼나사 탭이고, 상기 압착볼트(7)의 내측 나사부(LS1)는 왼나사이고, 상기 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)는 상기 내측 나사부(LS1)와 반대 방향의 나사인 오른나사일 경우, 이탈 방지 압륜 설치 작업자는 육각너트(13)의 외부에 육각중공 소켓(103)을 삽입하고 임팩트 전동공구(101)에 의하여 육각중공 소켓(103)를 오른쪽으로 돌리면서 스파이크(1)를 전진시켜 관을 고정할 수 있고, 육각중공 소켓(103)을 왼쪽으로 돌리면서 스파이크(1)를 후진시켜 스파이크(1)를 관으로부터 해제할 수 있다. 이때, 상기 육각너트(13)는 상기 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)에 결합되므로 오른나사 구멍(RS2)이 형성되고, 상기 원형너트(14)도 상기 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)에 결합되므로 오른나사 구멍(RS3)이 형성된다. 상술한 바와 같이 스파이크를 해제할 때 상기 원형너트(14)와 상기 육각너트(13)간에는 원형너트(14)의 선단부를 제외하고는 약간의 간극이 발생하도록 육각너트(13)의 중공부 및 원형너트(14)의 외륜 크기를 조절하여 상기 원형너트(14)가 상기 육각너트(13)가 회전할 때 함께 회전하는 것을 방지한다. 육각중공 소켓(103)이 회전할 때 육각너트(13)만 육각중공 소켓(103)과 함께 회전하고 원형너트(14)는 회전하지 않게 하는 것이다.

도 2, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 육각너트(13)와 상기 원형너트(14)를 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)에 순차적으로 체결하고, 육각중공 소켓(103)을 상기 육각너트(13)의 외주(外周)에 삽입하여 조임 방향(①)으로 돌릴 경우, 육각너트(13)가 외측 나사부(RS1) 나사산을 따라 약간 회전하다가 외측 나사부(RS1)가 끝나는 지점에 도달하면, 더이상 외측 나사부(RS1)의 나사산을 따라 회전하지 못하고 임팩트 전동공구(101)의 회전력을 그대로 압착볼트(7)에 전달하여 육각너트(13)와 압착볼트(7)가 동시에 조임 방향(①)으로 회전하게 되고, 이에 따라 내측 나사부(LS1)에 결합된 스파이크(1)가 조임 방향(①)으로 이동하면서 날(3a ~ 3d)로 삽구(31) 외면을 압착하게 된다.

도 2, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 육각너트(13)와 원형너트(14)를 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)에 순차적으로 체결하고, 육각중공 소켓(103)을 상기 육각너트(13)의 외주에 삽입하여 풀림 방향(②)으로 돌릴 경우, 육각너트(13)가 외측 나사부(RS1) 나사산을 따라 약간 회전하다가 상기 원형너트(14)와 접촉하는 지점에 도달하면, 상기 원형너트(14)에 막혀 더이상 외측 나사산(RS1)을 따라 회전하지 못하고 임팩트 전동공구(101)의 회전력을 그대로 압착볼트(7)에 전달하여 육각너트(13)와 압착볼트(7)가 동시에 풀림 방향(②)으로 회전하게 되고, 이에 따라 내측 나사부(LS1)에 결합된 스파이크(1)가 풀림 방향(②)으로 이동하면서 날(3a ~ 3d)이 삽구(31) 외면으로부터 해제 된다.

도 4 및 도 8을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 또 다른 특징은, 상기 스파이크 하우징(15)에 상기 압착볼트(7)를 유격(裕隔)을 두고 삽입할 수 있는 관통공(23)을 형성하고, 상기 압착볼트(7)의 내측 나사부(LS1) 후단에는 상기 압착볼트(7)를 스파이크 하우징(15)의 내측으로부터 외측 방향으로 상기 관통공(23)을 통해 삽입할 때 상기 내측 나사부(LS1)가 상기 관통공(23)에 진입하지 못하도록 차단하는 턱(9)을 형성하고, 상기 턱(9)과 상기 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1) 사이에는 상기 관통공(23)에 결합되어 회전할 수 있는 축부(11)를 형성하되, 상기 턱(9)의 후반부는 구면(球面)(18)을 갖도록 형성하고, 상기 턱(9)의 후반부와 접하는 상기 스파이크 하우징(15) 내면의 관통공(23) 주위도 상기 턱(9)의 구면(球面)(18)에 상응하는 구면(球面)을 갖도록 형성하여 지반 융기 및 침하, 진동, 수충격 등에 의하여 상수도 관의 수구(29) 또는 삽구(31)가 움직일 때 상기 압착볼트(7)가 상기 구면(球面)(18)을 중심으로 롤링(rolling)할 수 있게 한 데 있다.

이와 같이 턱(9)의 후반부 뿐만 아니라 이에 접하는 스파이크 하우징(15) 내면에도 구면을 형성할 경우, 압착볼트(7)의 롤링시 압착볼트의 턱(9)과 스파이크 하우징 (15)의 내면 사이에 점접촉이나 선접촉이 아닌 면접촉이 이루어져 접촉면에서 매우 원활하게 롤링이 이루어진다. 상기 압축볼트의 턱(9)에 형성된 구면에는 고체윤활제와, 동분말과, 철분말을 포함한 소결층을 형성하여, 롤링시 구면에서의 마찰을 더욱 줄일 수 있다. 다른 선택으로, 상기 압축볼트의 턱(9)의 구면에 작은 원주형 구멍을 다수 형성하고 이 구명에 작은 원주형 고체윤활제를 충전하여, 롤링시 구면에서의 마찰을 더욱 줄일 수 있다. 상기 고체윤활제로는 그라파이트(graphite)를 사용할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스파이크(1)와, 압착볼트(7)를 상기 스파이크 하우징(15)에 조립함에 있어서는, 먼저 스파이크(1)의 탭(LS2)에 상기 압착볼트(7)의 내측 나사부(LS1)를 나사 체결한 후, 압착볼트(7)부터 스파이크 하우징(15) 내측에서 외측으로 밀어 넣을 수도 있다. 이 경우에, 상기 압착볼트(7)의 축부(23)는 상기 스파이크 하우징(15)의 관통공(23)에 안착되고, 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)만 관통공(23) 외측으로 돌출된다. 돌출된 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)에 상기 육각너트(13) 및 원형너트(14)를 차례로 체결함으로써 조립이 완성된다.

이와 다른 방법으로, 상기 압착볼트(7)와 스파이크(1)를 압륜 몸체(19)에 조립할 때는, 상기 압착볼트(7)를 상기 스파이크 하우징(15) 내측에서 외측 방향으로 상기 관통공(23)을 통해 상기 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)가 외측에 돌출할 수 있게 삽입 설치한 후, 상기 스파이크 하우징(15) 내측에 상기 스파이크(1)를 배치하고 상기 압착볼트(7)를 돌려 상기 압착볼트(7)의 내측 나사부(LS1)를 스파이크의 탭(LS2)에 나사체결하고, 마지막으로 육각너트(13) 및 원형너트(14)를 각각 외측 나사부(RS1)에 차례로 체결할 수도 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 스파이크(1)를 압착볼트(7)의 내측 나사부(LS1)에 결합하고 외측 나사부(RS1)에 육각너트(13)와 원형너트(14)를 체결한 상태에서, 육각너트(13)를 임팩트 전동공구(101)에 의하여 돌리 때 처음에는 육각너트(13)가 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)를 따라 약간 회전하면서 조임 방향(①)으로 진행하지만 외측 나사부(RS1) 나사가 끝나는 지점에 도달하면 육각너트(13)가 더이상 진행하지 못하고, 이 상태에서 육각너트(13)를 강하게 계속 돌리면, 압착볼트(7) 전체가 육각너트(13)와 함께 회전하면서 압착볼트(7)의 내측 나사부(LS1)가 스파이크(1)를 조임 방향(①)으로 진행시키게 된다. 이때 육각중공 소켓은 원형너트(14)의 외주에서는 회전력을 전달하지 못하기 때문에, 임팩트 전동공구의 회전력은 육각너트(13)에만 직접 전달되고, 원형너트(14)에는 전달되지 않는다. 도 7에 도시된 바와 같이, 스파이크(1)를 풀림 방향으로 진행시키기 위해서 상기 육각너트(13)를 임팩트 전동공구(101)에 의하여 조임시와 반대방향으로 돌릴 때, 처음에는 육각너트(13)가 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1)를 따라 약각 회전하면서 풀림 방향(②)으로 진행하지만, 육각너트(13)와 원형너트(14)의 선단면이 접촉하게 되면 육각너트(13)가 더이상 진행하지 못하고, 이 상태에서 육각너트(13)를 강하게 계속 돌리면, 압착볼트(7) 전체가 육각너트(13)와 함께 회전하면서 압착볼트(7)의 내측 나사부(LS1)가 스파이크(1)를 풀림 방향(②)으로 진행시키게 된다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 스파이크의 추진(推進)을 스파이크 하우징에 형성된 탭과 육각머리볼트의 전구간에 형성된 나사에 의하여 하는 것이 아니라, 스파이크 하우징(15) 내부에서 압착볼트 내측 나사부(LS1)와 스파이크(1)에 형성된 탭(LS2)에서 하기 때문에, 나사 손상으로 인한 스파이크의 체결 곤란 문제가 처음부터 발생하지 않는다. 또한, 압착볼트(7)의 외측 나사부(RS1) 전구간은 육각너트(13) 및 원형너트(14)와 체결되어 나사가 외부로 노출되지 않으므로, 시공 작업자가 나사산과의 접촉하여 자상(刺傷) 등의 신체 손상을 입을 염려가 없다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 스파이크(1)와 압착볼트(7)를 연결하기 위해 압착볼트(7)에 얇은 목을 형성할 필요가 없고, 스파이크(1) 및 압착볼트 결합체가 압착볼트의 축부(11) 및 턱(9)의 구면(18)를 중심으로 자유롭게 유동을 하기 때문에, 배관 내에 작용하는 고압의 수충격에도 파손되지 않고 수충격을 흡수하면서 관 이음 상태를 유지할 수 있고, 관 이음부에서 배관 하부로의 토사 유입 또는 배출, 배관 하부로의 지하수 유입이나 배출, 지하시설물 공사 등에 의한 지반 융기나 지반 침하로 인하여 배관 연결부를 중심으로 큰 굴절이 발생하는 경우에도 일정 범위 내에서 굴절을 흡수하면서 파손되지 않고 관 이음 상태를 유지할 수 있으며, 관 이음부에 지진, 수압 변동 등에 의한 진동이 극심하게 작용하는 경우에도 이러한 진동을 일정 범위 내에서 흡수하면서 파손되지 않고 관 이음 상태를 유지할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 이탈 방지 압륜의 취급성, 작업성, 안전성, 진동흡수성, 내굴절성, 내수충격성, 내구성 등이 개선 된다.

이하에서 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 이탈 방지 압륜의 사용 방법을 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이탈 방지 압륜에 의하여 상수도 관을 연결할 경우, 압륜 내부에서 삽구(31)를 수구(29) 내에 삽입하고, 개스킷(30)을 수구(29)와 삽구(31) 사이에 밀어 넣은 후, 후크볼트(33)를 채워 너트(35)로 고정한다. 너트(35)를 강하게 체결하면, 압륜의 내륜이 개스킷을 삽구(31)와 수구(29) 사이에 강하게 밀어 넣어 이음부의 수밀을 확보하게 된다. 이때 스파이크(1)는 압착볼트(7)의 내측 나사부(LS1)를 따라 풀림 방향으로 후진되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 후크볼트(33)에 의한 관이음이 끝나면, 육각너트(13)를 스파이크(1)의 날(3a ~ 3d)이 삽구(31) 외면을 강하게 압착할 때까지 돌려, 삽구(31)가 수구(29)로부터 이탈하지 않게 한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 배관의 연결부를 중심으로한 경사 발생, 고압의 수충격, 지진 등에 의하여 관이 움직일 때에도, 스파이크 하우징(15)의 관통공(23) 부근의 구면을 중심으로 스파이크(1)가 삽구(31)에 밀착된 채 함께 움직이면서, 관 압착상태를 유지하여 효과적으로 관이탈을 방지하게 된다.

도 1 내지 도 10에는 통상 80mm 관에 사용되는 이탈 방지 압륜으로, 스파이크 하우징이 3개인 경우를 예시적으로 설명하였지만, 탈 방지 압륜이 사용되는 관의 지름이 커질 경우, 스파이크 하우징 및 이에 체결되는 스파이크, 압착볼트, 육각너트 및 원형너트의 개수는 얼마든지 늘릴 수 있다.

1 : 스파이크 3a,3b,3c,3d : 날
5 : 스파이크 몸체 7 : 압착볼트
9 : 턱 11 : 축부
13 : 육각너트 14 : 원형너트
15 : 스파이크 하우징 17 : 가이드
18 : 구면(球面) 19 : 압륜몸체
21 : 이음용 볼트 구멍 23 : 관통공
25 : 내륜 27 : 외륜
29 : 수구 30 : 패킹
31 : 삽구 33 : 후크볼트
35 : 너트 101 : 임팩트 전동공구
103 : 육각중공 소켓 LS1,LS2 : 왼나사
RS1, RS2, RS3 : 오른나사

Claims (3)

1. 원통형 압륜몸체에 스파이크를 수용할 수 있는 스파이크 포켓을 방사 방향으로 형성하고, 압륜몸체 내부에 인접한 상수도 관의 수구와 삽구를 결합하고, 압착볼트에 의하여 스파이크를 삽구 표면에 밀착시켜 삽구가 수구로부터 이탈하지 못하도록 고정하는 이탈 방지 압륜에 있어서,
   상기 스파이크 중심부에는 추진 방향의 탭을 형성하고, 상기 압착볼트를 무두(無頭) 볼트 형상으로 형성하고, 상기 압착볼트의 선단에는 상기 스파이크에 결합되어 스파이크를 추진하는 선단 나사부를 형성하고, 상기 압착볼트의 후단에는 상기 선단 나사부와 불연속적이고 상기 선단 나사부와 나산산 방향이 반대인 후단 나사부를 형성하고, 상기 후단 나사부의 전구간에는 2개의 너트를 체결하여 후단 나사부가 2개의 너트에 의하여 모두 가려지게 하되,
   상기 후단 나사부에 체결되는 2개의 너트는 상기 후단 나사부 전구간을 내측에 수용할 수 있는 길이를 가지며 내부 전반부에는 상기 후단 나사부에 체결되는 탭이 형성되고 내부 후반부에는 상기 탭보다 직경이 확장된 둥근 중공부가 형성된 압착볼트 구동용 육각너트와, 상기 육각너트의 중공부 내에 삽입되는 둥근 외주면을 가지며 내측에는 상기 후반 나사부에 체결되는 탭이 형성되어 상기 육각너트의 중공부에 삽입 체결되는 원형너트로 구성한 것을 특징으로 하는 이탈 방지 압륜.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 육각너트의 중공부의 내경과 이에 삽입 체결되는 원형너트의 외경은 선단으로부터 일정 길이까지 지름이 점진적으로 크게 형성한 것을 특징으로 하는 이탈 방지 압륜.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스파이크 포켓에는 관통공을 형성하고, 상기 압착볼트는 상기 스파이크 포켓 내측에서 외측으로 상기 압착볼트의 후단 나사부가 외측에 돌출할 수 있게 삽입 설치한 후 상기 압착볼트를 돌려 상기 스파이크를 상기 압착볼트에 나사체결하고, 상기 압착볼트의 선단 나사부와 후단 나사부 사이에는 상기 관통공에 결합되어 회전할 수 있는 축부를 형성하고, 상기 축부와 상기 선단 나사부 사이에는 압착볼트가 일정 범위 이상 상기 관통공측으로 진입하는 것을 차단할 수 있는 턱을 형성하되, 상기 턱의 후반부는 구면을 갖도록 형성하고, 상기 턱의 후반부와 접하는 상기 스파이크 포켓 내면도 상기 구면에 상응하는 구면을 갖도록 형성한 것을 특징으로 하는 이탈 방지 압륜.
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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