KR20160147237A - 파이프 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 연결을 용이하면서도 견고하게 실행할 수 있음은 물론 유체의 누출을 완벽하게 방지할 수 있도록 된 파이프 연결장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 파이프 연결장치는 유체를 유동하기 위한 파이프와 결합되거나, 파이프와 파이프를 결합하기 위한 파이프 연결장치에 있어서, 파이프가 삽입되는 삽입구가 구비되는 본체와, 상기 삽입구의 내측에 삽입됨과 더불어 중심 부분에 파이프를 삽입하기 위한 제1 관통공이 구비되는 조임 부재 및, 상기 본체의 삽입구에 체결됨과 더불어 중심 부분에 파이프가 삽입되는 되는 제2 관통공이 구비되는 캡 너트를 포함하여 구성되고, 상기 본체는 상기 삽입구의 내주면에 삽입구의 입구측으로부터 내측으로 갈수록 내경이 단조적으로 감소되는 테이퍼부가 형성되고, 상기 조임 부재는 외주면에 일단으로부터 타단으로 가면서 외경이 점차 넓어지는 경사면이 구비됨과 더불어 타단에는 단턱부가 형성되고, 상기 경사면에는 길이 방향을 따라 2개 이상의 절개홈이 형성되며, 상기 캡 너트는 본체에 체결될 때 조임 부재를 삽입구의 내측 방향으로 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 연결장치{PIPE COUPLING APPARATUS}

본 발명은 유체 등의 유동 통로로서 제공되는 파이프를 결합하기 위한 파이프 연결장치에 관한 것으로, 특히 파이프 연결을 용이하면서도 견고하게 실행할 수 있음은 물론 유체의 누출을 완벽하게 방지할 수 있도록 된 파이프 연결장치에 관한 것이다.

수돗물이나 가스 등과 같은 유체의 공급에는 통상 파이프라 칭하는 내부가 중공된 유동관이 채용되고 있다. 그리고 이러한 파이프와 더불어 유체의 흐름을 개폐하기 위한 밸브 등이 채용된다. 파이프와 파이프를 연결하거나 파이프와 밸브 등을 연결하는 부위에는 적절한 파이프 연결장치가 채용된다.

파이프 연결장치는 파이프 연결을 용이하게 실행할 수 있으면서도 연결 부위에서 발생될 수 있는 유체의 누출을 방지하고, 또한 파이프 연결부위로부터 파이프가 부적절하게 이탈되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 구조가 요구된다.

종래의 파이프 연결장치에 있어서는 파이프의 이탈을 방지하기 위해 적절한 조임 부재를 채용하고 있다. 조임 부재는 파이프를 체결할 때 내경이 축소되어 파이프의 외주면을 조임으로써 파이프가 조임 부재로부터 이탈되는 것을 방지하도록 된 것이다.

특허등록 10-0958816호(명칭: 파이프 연결장치) 및 특허등록 10-0315341호(명칭: 파이프 연결구조)에는 파절된 경사단부를 갖는 파절링 형상의 조임 부재와 코일 형상을 갖는 조임 부재가 개시되어 있고, 특허등록 10-0485948호(명칭: 농업용수 연결부재 파이프 결합구조)와 특허공개 10-2004-0041866호(명칭: 파이프 연결장치)에는 단면이 반원 형상을 가짐과 더불어 파이프의 길이 방향을 따라 연장되고, 내측면에는 파이프의 미끄러짐을 방지하기 위한 돌기가 구비되는 조임척 2개를 한 조로 하여 파이프의 외관을 감싸서 조이도록 구성된 조임 부재가 개시되어 있다.

또한 특허공개 특2002-0011000호(명칭 : 파이프 연결소켓의 협지링 구조)와 특허공개 10-2009-0035941호(명칭 : 파이프 연결구조), 특허등록 10-1329279호(명칭 : 파이프 연결구조 및 파이프 연결방법) 및 실용신안등록 20-0246583호(명칭: 플라스틱 관 연결구)에는 링 형상으로 이루어짐과 더불어 중간 부분에 절개부를 갖춘 조임 부재가 개시되어 있다.

도 1은 상기 특허공개 특2002-0011000호에 개시되어 있는 파이프 연결장치의 분리사시도이고, 도 2는 그 요부 단면도이다.

도면에서 파이프 연결장치는 연결 소켓(1)과 조임부재(7) 및 조임 너트(6)를 구비하여 구성된다. 상기 연결 소켓(1)은 일측에 제1 파이프(9)를 체결하기 위한 제1 나사부(2)가 형성되고, 타측에는 내부 접속관(4)과 파이프 삽입홈(5)이 구비됨과 더불어 조임 너트(6)를 체결하기 위한 제2 나사부(3)가 구비된다.

조임부재(7)는 링 형상으로 이루어짐과 더불어 절개부(8)가 구비되고, 내주면에는 돌기(7a)가 구비된다. 제2 파이프(10)는 조임 너트(6)와 조임 부재(7)의 내측을 통해서 연결 소켓(1)의 파이프 삽입홈(5)에 삽입되고, 이후 조임 너트(6)가 제2 나사부(3)에 체결된다. 특히 파이프 삽입홈(5)의 외측 모서리 부분과 조임 너트(6)의 내측에는 각각 경사면(5a, 6a)이 설치된다. 따라서 조임 너트(6)를 제2 나사부(3)에 체결하게 되면 그 체결 강도에 따라 조임 부재(7)가 내향 방향으로 압축되어 제2 파이프(10)에 대한 조임 부재(7)의 밀착력이 강해지게 되고, 또한 조임 부재(7)의 내측면에 구비되는 돌기(7a)가 제2 파이프(10)의 외주면으로 파고들면서 조임 부재(7)와 제2 파이프(10)의 밀착력이 더욱 증가됨으로써 제2 파이프(10)가 조임 부재(7), 즉 연결 소켓(1)으로부터 부적절하게 이탈되는 것이 방지되게 된다.

또한 실용신안등록 20-0120330호(명칭: 원터치 삽입식 관연결구)에는 링 형상으로 이루어짐과 더불어 양측 단부에 다수의 요(凹)홈이 형성된 조임 부재에 대해 개시되어 있다.

도 3은 상기 실용신안등록 20-0120330호에 개시되어 있는 관 연결구의 일부 단면 분해도이고, 도 4는 도 3에서 조임 부재(40)의 외관 형상을 나타낸 사시도이다. 또한 도 5는 관 연결구에 파이프를 체결한 경우의 요부 단면 구성을 나타낸 단면도이다.

도면에서 관 연결구는 소켓 본체(20)와 캡 너트(30) 및 조임 부재(40)를 구비하여 구성된다. 여기서 소켓 본체(20)는 L형, T형 등의 관 접속구에 나사 결합되는 나사 접속부(20a)와 캡 너트(30)가 나사 결합되는 나사 접속부(20b)가 구비되고, 나사 접속부(20b)가 구비되는 삽입구에는 캡 너트(30)와 조임 부재(40)의 내측을 통해서 파이프(50)가 삽입된다.

조임 부재(40)는 폭이 넓은 링 형상으로 구성된다. 조임 부재(40)의 외주면은 중앙부(40a)를 기점으로 하여 양단 측으로 가면서 중심측으로 경사지는 경사면(40b, 40c)이 형성되고, 양단부에는 다수의 요홈(41, 42)이 형성된다. 그리고 내주면에는 오링홈(43)이 형성된다.

소켓 본체(20)의 파이프 삽입구와 캡 너트(30)의 내측에는 조임 부재(40)의 경사면(40b, 40c)에 대응하여 경사면(21, 31)이 설치된다. 따라서 소캣 본체(20)와 캡 너트(30)의 사이에 조임 부재(40)를 배치한 상태에서 캡 너트(30)를 나사 접속부(20b)에 체결하게 되면 그 체결 강도에 따라 경사면(21, 31)이 조임 부재(40)의 경사면(40b, 40c)을 따라 슬라이딩 이동하면서 조임 부재(40)를 내향 방향으로 가압하게 된다. 이에 따라 조임 부재(40)는 내향 방향으로 압축되면서 그 내측에 배치되는 파이프(50)와 일정 이상의 압력으로 밀착되어 파이프(50)가 소켓 본체(20)로부터 부적절하게 이탈되는 것을 방지하게 된다.

그런데 상술한 종래의 파이프 연결장치에 있어서는 관 접속구나 소켓 본체와 여기에 결합되는 파이프 사이의 밀폐력이 부족하여 연결 부위를 통해 유체가 누출되는 문제가 발생할 수 있다.

예를 들어, 도 1 및 도 2에 나타낸 종래 구성에 있어서는 파이프(9, 10)를 통해 유동되는 유체가 제1 파이프(9)와 제1 나사부(2)의 체결 부위를 통해 외부로 누출되거나, 파이프 삽입홈(5)과 제2 파이프(10) 사이의 접촉면과 조임 부재(7)와 경사면(5a)의 접촉면을 통해서 조임 너트(6)의 내측으로 누출된 후 다시 조임 부재(7)와 경사면(6a) 사이의 접촉면 및 제2 나사부(3)와 조임 너트(6)의 체결 부위를 통해서 외부로 누출될 수 있게 된다.

또한 도 3 내지 도 5에 나타낸 종래 구성에 있어서는 파이프(50)를 통해 유동되는 유체가 소켓 본체(20)의 경사면(21)과 조임 부재(40)의 경사면(40b) 사이의 접촉면과, 캡 너트(30)와 파이프(50) 사이의 접촉면 및, 캡 너트(30)와 나사 접속부(20b)의 체결부위를 통해 외부로 누출될 수 있게 된다.

또한 상술한 종래의 파이프 연결장치에 있어서 파이프 연결장치에 대한 파이프의 결합력은 조임 부재(7, 40)와 파이프(10, 50)의 마찰력에 의해 결정된다. 그러나 통상 금속 재질로 구성되는 조임 부재(7, 40)와 파이프(10, 50)가 접촉되는 경우 제한된 접촉 면적내에서 상기 마찰력을 일정 레벨 이상 높이는데 한계가 있게 된다. 그리고 상기 마찰력을 일정 레벨 이상으로 제고하기 위해서는 조임 부재(7. 40)의 조임력, 즉 조임 너트(6)와 캡 너트(30)의 체결력을 일정 이상으로 높여야 하므로 파이프 연결장치의 작업 효율이 저하되는 문제가 있게 된다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 파이프 연결장치와 파이프 사이의 밀폐력을 향상시켜 그 연결 부위에서 발생될 수 있는 유체의 누출 문제를 확실하게 방지할 수 있도록 된 파이프 연결장치를 제공함에 기술적 목적이 있다

또한 본 발명은 파이프 연결장치와 파이프 사이의 결합력을 향상시켜 파이프가 연결장치로부터 부적절하게 이탈되는 것을 확실하게 방지할 수 있도록 된 파이프 연결장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 파이프 연결장치는 유체를 유동하기 위한 파이프와 결합되거나, 파이프와 파이프를 결합하기 위한 파이프 연결장치에 있어서, 파이프가 삽입되는 삽입구가 구비되는 본체와, 중심 부분에 파이프가 삽입되는 제1 관통공이 구비되고 상기 삽입구의 내주면과 파이프의 외주면 사이에 배치되는 조임 부재 및, 상기 본체의 삽입구에 체결됨과 더불어 중심 부분에 파이프가 삽입되는 되는 제2 관통공이 구비되는 캡 너트를 포함하여 구성되고, 상기 본체는 삽입구 내측에 조임 부재의 진입을 차단하기 위한 단턱부가 구비되고, 상기 조임 부재는 선단부에 내향 방향으로 경사지는 경사면이 구비되고, 선단부 내주면에는 원주 방향으로 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조임 부재의 선단부에는 1개 이상의 절개홈이 형성되고, 상기 절개홈은 경사면으로부터 시작해서 홈에 도달되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조임 부재의 외주면에 제1 오링이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2 관통공의 내주면에 제2 오링이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 오링의 후단에 제1 단차부가 형성되고, 상기 캡 너트의 선단부에는 상기 제1 단차부를 통해서 제1 오링을 가압하기 위한 제1 가압 돌기가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2 오링의 전단에는 제2 단차부가 형성되고, 상기 조임 부재의 후단부에는 상기 제2 단차부를 통해 제2 오링을 가압하기 위한 제2 가압 돌기가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 파이프 연결수단에 대한 파이프의 결합 및 해제가 용이하고, 본체에 결합되는 파이프가 임의적으로 이탈되는 것이 확실하게 방지되며, 본체와 파이프 사이의 결합 부위를 통해 유체가 누출되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 파이프 연결장치를 구현할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 파이프 연결장치의 분리 사시도.
도 2는 도 1에 나타낸 파이프 연결장치의 요부 단면도.
도 3은 종래 기술에 따른 관 연결구의 일부 단면 분해도.
도 4는 도 3에서 조임 부재(40)의 외관 형상을 나타낸 사시도.
도 5는 관 연결구에 파이프를 체결한 경우의 요부 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 파이프 연결장치의 분해 사시도.
도 7은 도 6의 단면 사시도.
도 8은 도 6의 단면도.
도 9는 파이프 연결장치에 파이프를 결합한 상태에서의 단면도.
도 10은 제1 실시 예의 제1 변형 예에 따른 분해 단면도.
도 11은 도 10에서 파이프 연결장치에 파이프를 결합한 상태에서의 단면도.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 파이프 연결장치의 일부 단면 분해도.
도 13은 도 12에 대응하는 분해 단면도.
도 14는 도 12에서 조임 부재(220)의 일부 단면 사시도.
도 15는 도 12에서 가압 부재(230)의 일부 단면 사시도.
도 16은 파이프 연결장치에 파이프를 결합한 상태에서의 단면도.
도 17은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 파이프 연결장치의 일부 단면 분해도.
도 18은 도 17에서 조임 부재(320)의 일부 단면 사시도.
도 19는 파이프 연결장치에 파이프를 결합한 상태에서의 단면도.
도 20은 제3 실시 예에서의 조임 부재의 변형 구성 예를 나타낸 일부 단면 사시도.
도 21은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 파이프 연결장치의 일부 단면 분해도.
도 22는 도 21에서 조임 부재(420)의 일부 단면 사시도.
도 23은 도 21에서 조임 부재(420)의 평면도.
도 24는 파이프 연결장치에 파이프를 결합한 상태에서의 단면도.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 다만 이하에서 설명하는 실시 예는 본 발명의 바람직한 구현 예를 예시적으로 나타낸 것으로서, 이러한 실시 예의 예시는 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

또한 본 명세서에서 파이프 연결장치의 의미는 파이프 연결에 사용되는 T형, L형 및 십자형 등을 포함하는 일체의 파이프 연결구나, 이들 파이프 연결구와 파이프의 체결에 추가적으로 채용되거나 파이프 사이의 연결에 채용될 수 있는 일체의 소켓 구조를 포함하는 것으로서, 본 발명의 파이프 연결장치는 파이프의 결합에 채용될 수 있는 일체의 기구 및 구조를 포함하는 것이다.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 파이프 연결장치의 구조를 나타낸 도면으로서, 도 6은 파이프 연결장치의 분해 사시도, 도 7은 분해 단면 사시도, 도 8은 분해 단면도, 도 9는 파이프 연결장치에 파이프를 결합한 상태에서의 단면도이다.

또한 본 실시 예는 파이프(100)가 결합되는 삽입구가 3개 구비되면서 이들 삽입구가 내부적으로 서로 연통되도록 구성되는 T형 파이프 연결구에 본 발명을 적용시킨 경우를 예로 들어 나타낸 것이다. 또한 본 실시 예에서 3개의 파이프 삽입구에 대한 각각의 파이프 연결 구조는 실질적으로 동일하므로 하나의 파이프 삽입구에 대한 연결구조에 대해서만 구체적으로 설명한다.

도면에서 본 실시 예에 따른 파이프 연결장치는 본체(110)와 조임 부재(120) 및 캡 너트(130)를 구비하여 구성된다.

본체(110)는 파이프(100)가 삽입되는 삽입구의 외주면에 나사부(111)가 형성되고, 상기 삽입구의 내주면에는 테이퍼부(112)가 형성된다. 테이퍼부(112)는 삽입구의 입구측으로부터 내측으로 갈수록 내경이 단조적으로 감소되는 형상으로 이루어진다.

또한 삽입구의 내주면에서 테이퍼부(112)의 양측에는 각각 오링(113, 114)이 설치된다. 이때 오링(113, 114)의 설치 위치에는 바람직하게 오링홈이 마련된다. 오링(113)은 파이프 삽입구에 있어서 테이퍼부(112) 안쪽의 내주면에 설치되고, 오링(114)은 테이퍼부(112)의 경사면, 바람직하게는 테이퍼부(112)의 내경이 가장 큰 위치에 설치된다. 도 9에서 보다 명확하게 이해될 수 있는 바와 같이, 오링(113)은 파이프(100)를 통해 유동되는 유체가 본체(110)의 내주면과 파이프(100)의 외주면 사이를 통해 외부로 누출되는 것을 차단하기 위한 것이다. 오링(114)은 본체(110)와 파이프(100) 사이의 밀폐력을 보다 확실하게 보장하기 위한 것이다. 오링(114)은 만일 오링(113)을 통해 유체가 누출되더라도 이 유체가 본체(110)의 내주면과 이후에 설명할 조임 부재(120)의 외주면을 통해 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 것이다.

조임 부재(120)는 예컨대 고강도 및 고탄력성을 갖는 스프링강으로 이루어진다. 조임 부재(120)는 중앙 부분에 파이프가 삽입되는 관통공(121)이 구비되고, 외주면에는 경사면(122)과 단턱부(123)가 형성된다. 상기 경사면(122)은 본체(110)의 테이퍼부(112)에 대응하는 것으로서, 경사면(122)은 선단부, 즉 본체(110)의 삽입구로 먼저 삽입되는 부분으로부터 후단으로 갈수록 외경이 점차 넓어지도록 구성되고, 경사면(122)에는 바람직하게는 2개 이상의 절개홈(122a)이 형성된다.

절개홈(122a)은 경사면(122)의 길이 방향을 따라 연장되어 형성되는데, 바람직하게 상기 절개홈(122a)은 조임 부재(120)의 회전에 따라 경사면(122)이 보다 용이하게 내측으로 조여질 수 있도록 길이 방향에 대해 일정한 경사각을 갖도록 형성된다. 또한 상기 절개홈(122a)은 내부 관통공(121)을 통해 삽입되는 파이프(100)를 보다 용이하면서도 긴밀하게 조일 수 있도록 경사면(122)의 길이 방향을 따라 최대한 연장되면서 형성되고, 그 연장 길이는 조임 부재(120)를 본체(110)의 삽입구 측으로 삽입한 경우에 오링(114)을 벗어나지 않는 범위 내로 제한된다. 이는 절개홈(122a)을 통해 내부로부터 유체가 누출되더라도 그 누출되는 유체가 오링(114)에 의해 차단될 수 있도록 하기 위한 것이다.

단턱부(123)는 조임 부재(120)가 본체(110)의 삽입구 내측으로 일정 이상 삽입되는 것을 방지하고, 조임 부재(120)가 이후에 설명할 캡 너트(130)의 관통공(132)을 통해 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다. 그리고 상기 관통공(121)에서 경사면(122)에 대응하는 내주면에는 예컨대 톱니 형상의 스토퍼(124)가 형성되고, 단턱부(123)에 대응하는 내주면에는 오링(126)이 구비된다. 오링(126)의 설치 위치에는 바람직하게 오링홈이 구비된다.

상기 스토퍼(124)는 경사면(122)이 내향 방향으로 압축될 때 스토퍼(124)의 톱니 부분이 파이프(100)의 외주면을 강하게 압박하거나 파고듦으스로써 조임 부재(120)와 파이프(100) 사이의 밀착력을 증가시키기 위한 것이다. 또한 상기 오링(126)은 조임 부재(120)의 내주면과 파이프(100)의 외주면 사이를 통해 유체가 외부로 누출되는 것을 보다 확실하게 방지하기 위한 것이다.

캡 너트(130)는 조임 부재(120)를 본체(110)의 삽입구 내측에 체결하기 위한 것이다. 캡 너트(130)의 일측 내주면에는 캡 너트(130)를 본체(110) 나사부(111)에 체결하기 위한 나사부(131)가 형성되고, 타측에는 파이프(100)가 관통되면서 삽입되는 관통공(132)이 구비된다. 그리고 이 관통공(132)의 내주면에는 선택적으로 오링(133)이 구비된다. 이 경우에도 오링(133)의 설치 위치에는 바람직하게 오링홈이 형성된다. 오링(132)은 캡 너트(130)와 파이프(100)를 통해서 유체가 누출되는 것을 보다 확실하게 방지하기 위한 것이다.

상기한 파이프 연결장치에 파이프(100)를 체결하는 경우에는 캡 너트(130)의 내측에 조임 부재(120)를 배치한 상태에서 캡 너트(130)의 나사부(131) 선단측을 본체(110)의 나사부(111)에 결합시킨다. 그리고 캡 너트(130)와 조임 부재(120)의 관통공(132, 121)을 통해 파이프(100)를 삽입시킨다. 파이프(100)의 삽입은 파이프(100)의 선단부가 본체(110)의 오링(113) 위치에 도달될 때까지 실행된다. 이후 캡 너트(130)를 조여서 캡 너트(130)를 본체(110)의 나사부(111)에 견고하게 체결한다.

캡 너트(130)를 나사부(111)에 체결하게 되면 캡 너트(130)의 체결이 진행되면서 조임 부재(120)의 경사면(122)이 본체(110)의 테이퍼부(112)를 따라 슬라이드 이동되면서 경사면(122)이 내향 방향으로, 즉 파이프(100)의 외주면 방향으로 가압된다.

도 3 내지 도 5에 나타낸 종래 구성에 있어서는 조임 부재(40)가 폭이 넓은 링 형상으로 이루어짐과 더불어 양 단부에 요홈(41, 42)이 형성된다. 주지된 바와 같이 요홈(41, 42)은 조임 부재(40)의 내경이 축소되어야 하는 것을 고려한 것이다. 그러나 상기한 조임 부재(40)는 양 단부에만 요홈(41, 42)이 형성되므로 외력을 이용하여 조임 부재(40)의 내경을 축소키시는 경우 구조적으로 중앙부(40a)의 내경은 그대로 유지되면서 양 단부의 내경만이 축소될 것이다. 그리고 이를 위해서는 조임 부재(40)에 전체적으로 뒤틀림 현상이 발생되어야 한다. 다시 말하면 종래의 조임 부재(40)는 그 내경을 축소시키기 위해서는 조임 부재(40)를 전체적으로 뒤틀면서 내향 방향으로 압축해야 하므로 조임 부재(40)를 압축할 때 상당히 큰 조임력이 요구된다. 즉, 나사 접속부(20b)에 캡 너트(30)를 체결하는데 큰 힘이 요구된다. 그리고 이는 작업자의 작업 효율을 저하시킴은 물론 조임 부재(40)와 파이프 사이의 결합력을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.

본 실시 예에 있어서는 조임 부재(120)의 경사면(122)이 전체적으로 일방향으로 경사지게 형성되고, 경사면(122)을 따라 전체적으로 절개홈(122a)이 형성된다. 따라서 경사면(122)을 내향 방향으로 압축하는 경우 특별히 큰 외력이 요구되지 않는다. 특히 절개홈(122a)이 길이 방향에 대해 일정한 경사각을 갖도록 형성되므로 조임 부재(120)의 회전에 따라 경사면(122)은 더욱 용이하면서 긴밀하게 내향 방향으로 압축될 수 있게 된다. 그리고 경사면(122)이 내향 방향으로 압축되면서 경사면(122)의 내주면에 설치되는 스토퍼(124)가 파이프(100)의 외주면을 강하게 압박하게 되므로 조임 부재(120)와 파이프(100)가 매우 강하게 결합되게 된다.

또한 상기 실시 예에서는 본체(110)의 삽입구 내측에 오링(113)이 설치되므로 파이프(100)를 통해 유동되는 유체가 파이프(100)와 본체(110)와의 결합면을 통해 외부로 누출되는 것이 일차적으로 차단된다.

또한 오링(114)은 본체(110)의 테이퍼부(112)에 형성된다. 테이퍼부(112)는 캡 너트(130)를 체결할 때 조임 부재(120)의 경사면(122)을 압박하여 내향 방향으로 조임력을 가하게 된다. 따라서 상기 오링(144)은 테이퍼부(112)가 조임 부재(120)를 압박할 때 조임 부재(120)의 외주면에 최대한 압박되어 밀착되므로 오링(113)을 통해서 유체의 누출이 발생되더라도 그 유체가 본체(110)의 내주면과 조임 부재(120)의 외주면 사이를 통해 외부로 누축되는 것이 완벽하게 차단되게 된다.

또한 상기 실시 예에서 조임 부재(120)의 내주면과 캡 너트(130)의 내주면에 각각 오링(126, 133)이 설치되므로 오링(113)을 통해서 유체의 누출이 발생되더라도 그 유체가 파이프(100)의 외주면과 조임 부재(120) 및 캡 너트(130)의 내주면을 통해서 외부로 유출되는 것이 완벽하게 차단되게 된다.

도 10과 도 11은 상술한 제1 실시 예의 변형 실시 예에 따른 파이프 연결장치의 구조를 나타낸 도면으로서, 도 10은 파이프 연결장치의 분해 단면도, 도 11은 파이프 연결장치에 파이프를 결합한 상태에서의 단면도이다. 또한 도면에서 상술한 실시 예와 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예에서는 조임 부재(120)와 캡 너트(130)의 사이에 압박링(140)이 구비된다. 그리고 조임 부재(120)에는 캡 너트(130)와의 결합 방향으로 상기 압박링(140)을 오링(126)과 연통되도록 결합하기 위한 제1 결합공(121a)이 구비되고, 캡 너트(130)에는 조임 부재(120)와의 결합 방향으로 상기 압박링(140)을 오링(133)과 연통되도록 결합하기 위한 제2 결합공(132a)이 구비된다.

본 실시 예에 있어서는 본체(110)에 조임 부재(120)와 캡 너트(130)를 체결할 때 조임 부재(120)와 캡 너트(130)의 사이에 압박링(140)을 배치하게 된다. 압박링(140)은 조임 부재(120)와 캡 너트(130)의 제1 및 제2 결합공(121a, 132a)에 안착된다. 상기 압박링(140)은 본체(110)에 조임 부재(120)와 캡 너트(130)가 체결되었을 때 오링(126, 133)을 충분히 압박할 수 있을 정도로 그 폭이 설정된다. 압박링(140)이 오링(126, 133)을 수평 방향으로 압박하게 되면 오링(126, 133)은 수직 방향, 즉 내향 방향으로 신장되면서 내경이 좁아지게 된다. 따라서 본 실시 예에서는 오링(126, 133)과 파이프(100) 사이의 밀착력이 대폭 상승함으로써 조임 부재(120) 및 캡 너트(130)의 내주면과 파이프(100)의 외주면 사이의 기밀력이 더욱 향상되게 된다.

도 12 내지 도 16은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 파이프 연결장치의 구조를 나타낸 도면으로서, 도 12는 파이프 연결장치의 일부 단면 분해 사시도, 도 13은 도 12에 대응하는 분해 단면도, 도 14는 도 12에서 조임 부재(220)의 외관 형상을 나타낸 일부 단면 사시도, 도 15는 도 12에서 가압 부재(230)의 일부 단면 사시도, 도 16은 파이프 연결장치에 파이프를 결합한 상태에서의 단면도이다.

또한 본 실시 예는 파이프(100)가 결합되는 삽입구가 3개 구비되면서 이들 삽입구가 내부적으로 서로 연통되도록 구성되는 T형 파이프 연결구에 본 발명을 적용시킨 경우를 예로 들어 나타낸 것이다. 또한 본 실시 예에서 3개의 파이프 삽입구에 대한 각각의 파이프 연결 구조는 실질적으로 동일하므로 하나의 파이프 삽입구에 대한 연결구조에 대해서만 구체적으로 설명한다.

도면에서 본 실시 예에 따른 파이프 연결장치는 본체(210)와 조임 부재(220), 가압 부재(230) 및 캡 너트(240)를 구비하여 구성된다.

본체(210)는 파이프(100)를 삽입하기 위한 적어도 1개의 삽임구(211)를 구비한다. 삽입구(211)의 안쪽 내주면에는 이후에 설명할 조임 부재(220)를 내향 방향, 즉 파이프(100)의 외주면 방향으로 가압하기 위한 제1 경사부(212)가 구비되고, 삽입구(211)의 입구?P 내주면에는 캡 너트(240)를 체결하기 위한 나사부(213)가 구비된다.

조임 부재(220)는 예컨대 스프링강으로 이루어진다. 도 14에서 보다 명확하게 이해될 수 있는 바와 같이 조임 부재(220)는 링 형상으로 이루어짐과 더불어 중간 부분에 절개부(221)가 구비된다. 이 절개부(221)에 의해 조임 부재(220)는 외부 압력에 의해 용이하게 압축되어 내경이 축소된다. 조임 부재(220)의 외주면에는 중앙부(222)를 기준으로 하여 양단부로 갈수록 내향 방향으로 경사지는 경사면(223, 224)이 구비된다. 이들 경사면(223, 224)은 상기 제1 경사부(212)와 이후에 설명할 제2 경사부(232)에 대응하는 것이다. 경사면(223, 224)은 각각 제1 및 제2 경사부(212, 232)와 서로 접촉되고, 제2 경사부(232)가 수평 방향, 즉 파이프(100)의 길이 방향을 따라 삽입구(211) 내측으로 이동되면 제1 및 제2 경사부(212, 232)의 경사면을 따라 내향 방향, 즉 파이프(100)의 외주면 방향으로 슬라이드 이동하게 된다. 이에 따라 조임 부재(220)는 내향 방향으로 압축된다.

또한 조임 부재(220)의 내주면에는 예컨대 톱니 형상의 스토퍼(225)가 설치된다. 이 스토퍼(225)는 제1 실시 예와 마찬가지로 조임 부재(220)가 내향 방향으로 압축될 때 스토퍼(225)의 톱니 부분이 파이프(100)의 외주면을 강하게 압박하거나 파고듦으로써 조임 부재(220)와 파이프(100) 사이의 밀착력을 증가시키게 된다. 본 실시 예에서 스토퍼(225)의 구조는 특정한 것에 한정되지 않고 조임 부재(220)와 파이프(100) 사이의 밀착력을 향상시킬 수 있는 어떠한 구조도 동일한 방식으로 채용할 수 있다.

가압 부재(230)는 조임 부재(220)와 캡 너트(240)의 사이에 배치된다. 가압 부재(230)는 도 15에서 보다 명확하게 이해할 수 있는 바와 같이 중심 부분에 파이프(100)를 삽입하기 위한 관통공(231)이 설치되고, 선단부에는 제2 경사부(232)가 구비된다. 제2 경사부(232)는 조임 부재(220)의 경사면(224)에 대응하여 선단 측으로 가면서 외향 방향, 즉 파이프(100)의 외주면 측과 반대 방향으로 경사지는 형상으로 이루어진다.

가압 부재(230)의 외주면에는 오링홈(233)이 설치되고, 여기에 오링(233a)이 설치된다. 오링(233a)은 가압 부재(230)의 상면과 삽입구(211)의 내주면 사이를 기밀하기 위한 것이다. 그리고 오링홈(233)의 후단에는 단차부(234)가 형성된다. 이 단차부(234)는 삽입구(211)의 내주면과 함께 가압 부재(230)의 후단으로부터 오링(233a)으로 연통되는 가이드홈을 구성하게 된다. 이후에 설명하는 바와 같이 이 단차부(234)에는 캡 너트(240)의 제2 가압 돌기(243)가 진입된다. 그리고 관통공(231) 내주면 후단에는 제1 가압 돌기(235)가 형성된다. 제1 가압 돌기(235)는 캡 너트(240)의 오링(244a)을 가압하기 위한 것이다.

캡 너트(240)는 중심 부분에 파이프(100)를 삽입하기 위한 관통공(241)이 형성되고 외주면에는 캡 너트(240)를 본체(210)에 체결하기 위한 나사부(242)가 구비된다. 이 나사부(242)는 본체(210)의 나사부(213)와 체결된다. 캡 너트(240)의 선단측에는 가압 부재(230)의 오링(233a)을 가압하기 위한 제2 가압 돌기(243)가 구비된다.

또한 관통공(241)의 내주면에는 오링홈(244)이 설치된다. 이 오링홈(244)에는 오링(244a)이 설치된다. 오링(244a)은 관통공(241)의 내주면과 파이프(100)의 외주면 사이를 기밀하기 위한 것이다. 그리고 오링(244a)의 선단측에는 단차부(245)가 형성된다. 이 단차부(245)는 파이프(100)의 외주면과 함께 캡 너트(240)의 전단으로부터 오링(244a)으로 연통되는 가이드홈을 구성하게 된다. 이 가이드홈에는 가압 부재(230)의 제1 가압 돌기(235)가 진입된다.

이어 본 실시 예에 따른 파이프 연결장치를 이용하여 파이프(100)를 체결하는 동작을 설명한다.

파이프 연결장치에 파이프(100)를 체결하는 경우에는 파이프(100)의 외측에 캡 너트(240)와 가압 부재(230) 및 조임 부재(220)를 순차적으로 배치한 상태에서 파이프(100)의 선단부를 본체(210)의 삽입구(211)에 삽입한 후 캡 너트(240)의 나사부(242)를 본체(210)의 나사부(213)에 체결하게 된다. 캡 너트(240)를 체결함에 따라 조임 부재(220)와 가압 부재(230)는 삽입구(211)의 내측 방향으로 이동하게 된다. 이러한 이동에 의해 조임 부재(220)의 경사면(223)이 본체(210)의 제1 경사부(212)와 접촉하게 되면 조임 부재(220)의 선단부가 제1 경사부(212)를 따라 내향 방향으로 슬라이드 이동하게 되고, 또한 가압 부재(230)의 제2 경사부(232)가 조임 부재(220)의 경사면(224)을 따라 외향 방향으로 슬라이드 이동하게 됨으로써 조임 부재(220)는 내향 방향으로 가압된다,

조임 부재(220)가 가압되면 절개부(221)의 절개 폭이 축소되면서 조임 부재(220)의 내경이 작아지게 되고, 이에 따라 조임 부재(220)는 파이프(100)의 외주면에 강한 조임력을 가하게 된다. 그리고 이에 따라 조임 부재(220) 내주면에 구비되는 스토퍼(225)의 톱니 부분이 파이프(100)의 외주면을 강하게 압박하거나 파고듦으스로써 조임 부재(220)와 파이프(100)가 강하게 결합된다.

또한 가압 부재(230)가 조임 부재(220)를 가압하는 상태에서는 캡 너트(240)의 제2 가압 돌기(243)가 가압 부재(230)의 단차부(234)와 삽입구(211) 내주면이 형성하는 가이드홈을 따라 오링(233a)을 수평 방향, 즉 파이프 길이방향으로 가압하게 되므로 오링(233a)이 수평 방향으로 압축되고, 이어 오링(233a)의 수평 방향의 폭이 좁아지면서 수직 방향으로 두께가 증가하게 된다. 따라서 가압 부재(230)의 외주면과 삽입구(211) 내주면 사이의 기밀력이 대폭 증가하게 된다.

그리고 이와 더불어 가압 부재(220)의 제1 가압 돌기(235)가 캡 너트(240)의 단차부(245)와 파이프(100) 외주면이 형성하는 가이드홈을 따라 오링(244a)을 수평 방향으로 가압하게 되므로 오링(244a)의 수직 방향으로의 두께가 증가되어 캡 너트(240)의 내주면과 파이프(100)의 외주면 사이의 기밀력이 대폭 증가하게 된다.

또한, 상기한 과정을 통해 체결된 파이프(100)를 본체(210)로부터 분리하는 경우에는 본체(210)에 대해 캡 너트(240)를 해제 방향으로 회전시켜 조임 부재(220)에 가해지는 가압력을 해제하게 된다. 조임 부재(220)는 가압 부재(230)에 의한 가압력이 제거되면 자체 탄성력에 의해 경사면(223)이 제1 경사부(212)를 상술한 동작과 역방향으로 슬라이드 이동하면서 내경이 원래의 크기로 복원되게 된다. 따라서 조임 부재(220)와 파이프(100) 사이의 결합력이 해제됨으로써 파이프(100)를 본체(210)로부터 용이하게 이탈시킬 수 있게 된다.

본 실시 예에 있어서는 우선 조임 부재(220)에 절개부(221)가 구비되므로 약간의 가압력만으로 조임 부재(220)의 내경을 용이하게 축소시킬 수 있게 된다. 따라서 캡 너트(240)를 본체(210)에 체결하는데 큰 힘이 요구되지 않으므로 작업자의 작업 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 가압 부재(230)에 의해 조임 부재(220)가 가압되는 상태에서는 가압 부재(230)의 외주면에 구비되는 오링(233a)과 캡 너트(240)의 내주면에 구비되는 오링(244a)이 파이프(100)의 길이 방향을 따라 압축되어 오링(233a, 244a)의 수직 방향으로의 두께가 최대한도로 확대되므로 본체(210)와 파이프(100) 사이의 기밀력이 대폭 향상된다.

도 17 내지 도 19는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 파이프 연결장치를 나타낸 도면으로서, 도 17은 그 일부 단면 분해 사시도이고, 도 18은 도 17에서 조임 부재(320)의 일부 단면 사시도, 도 19는 파이프 연결장치에 파이프(100)를 체결한 경우의 단면도이다. 또한 도면에서 상술한 실시 예와 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예에서 파이프 연결장치는 상술한 실시 예와 마찬가지로 본체(210)와 조임 부재(320), 가압 부재(230) 및 캡 너트(240)를 구비하여 구성된다. 여기서 본체(210)와 가압 부재(230) 및 캡 너트(240)는 상술한 실시 예와 실질적으로 동일하다.

본 실시 예에서 조임 부재(320)는 상술한 실시 예와 마찬가지로 링 형상으로 이루어짐과 더불어 중간 부분에 절개부(321)가 구비된다. 조임 부재(320)는 강한 탄성력과 높은 강도를 갖는 재질, 예컨대 스프링강으로 이루어진다. 그리고 조임 부재(320)의 외주면에는 중앙부(322)를 기준으로 하여 양단부로 갈수록 내향 방향으로 경사지는 경사면(323, 324)이 구비된다.

한편 본 실시 예에서 조임 부재(320)의 내주면에는 원호 방향을 따라 홈(325)이 형성된다. 그리고 이 홈(325)의 양측에는 원호 방향을 따라 스토퍼(326)가 형성된다. 본 실시 예에서 스토퍼(326)는 단면이 예컨대 블레이드 형상으로 이루어진다.

도 19에서 본체(210)의 삽입구(211)에 파이프(100)를 삽입한 후 캡 너트(240)를 본체(210)에 체결하게 되면 상술한 실시 예와 마찬가지로 조임 부재(320)는 내향 방향으로 큰 압축력을 받게 된다. 그리고 이러한 압축력에 의해 조임 부재(320)는 내향 방향으로 가압되면서 스토퍼(326)가 파이프(100)의 외주면을 강하게 압박하거나 파고 듦으로써 조임 부재(320)와 파이프(100)가 강하게 결합되게 된다. 특히 조임 부재(320)의 중심 부분에는 내주면 측으로 개구되는 홈(325)이 구비된다. 조임 부재(320)가 내향 방향으로 가압되면 홈(325)은 폭이 넓어지는 방향, 즉 확장 방향으로 힘을 받게 되고, 역으로 홈(325)은 이러한 확장 방향과 역방향, 즉 파이프(100)의 외주면 방향으로 탄성력을 제공하게 된다.

따라서 본 실시 예에서는 조임 부재(320)가 내향 방향으로 가압됨과 더불어 그러한 가압력이 홈(325)에 의한 탄성력에 의해 항상 높은 상태로 유지됨으로써 파이프(100)에 대한 조임 부재(320)의 조임력이 매우 높게 발휘되게 된다.

또한 본 실시 예에서 조임 부재(320)에 구비되는 스토퍼(326)는 특정한 구성의 것에 한정되지 않고 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다. 예를 들어 도 20은 조임 부재(320)의 다른 변형 예를 나타낸 단면도이다. 본 예에 있어서는 상기 실시 예와 마찬가지로 조임 부재(330)의 내주면 방향으로 홈(325)이 형성되고, 이 홈(325)의 양측에는 원호 방향을 따라 스토퍼(336)가 구비된다. 한편, 도 18의 실시 예에 있어서는 스토퍼(326)가 단일의 블레이드로 구성되어 있는데 대하여, 본 변형 예에서는 스토퍼(326)가 이중의 블레이드로 구성되어 있다. 그리고 그 밖의 부분은 상술한 실시 예와 동일하므로, 상기 실시 예와 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 21 내지 도 24는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 파이프 연결장치를 나타낸 도면으로서, 도 21은 그 일부 단면 분해 사시도이고, 도 22는 도 21에서 조임 부재(420)의 일부 단면 사시도, 도 23은 도 21에서 조임 부재(420)의 평면도, 도 24는 파이프 연결장치에 파이프(100)를 체결한 경우의 단면도이다. 또한 도면에서 상술한 실시 예와 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 예는 상술한 실시 예에서의 조임 부재와 가압 부재를 일체로 구성한 것이다. 본 실시 예에서 파이프 연결장치는 본체(210)와 조임 부재(420) 및 캡 너트(240)를 구비하여 구성된다.

조임 부재(420)는 중심 부분에 파이프(100)를 삽입하기 위한 관통공(421)이 구비된다. 그리고 선단부에는 경사면(422)이 설치됨과 더불어 내주면에 원호방향으로 홈(423)이 형성된다. 또한 선단부에는 적어도 1개 이상의 절개홈(422a)이 형성된다. 이 절개홈(422a)은 경사면(422)으로부터 시작해서 홈(423)에 도달되도록 형성된다. 절개홈(422a)은 경사면(422)이 홈(423) 방향으로 보다 용이하게 압축될 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한 본 실시 예에서 본체(210)의 삽입구(211) 내측에는 제2 및 제3 실시 예에서의 제1 경사부(212) 대신에 단턱부(215)가 설치된다.

또한 상기 실시 예에서의 가압 부재(230)와 동일한 방식으로 조임 부재(420)의 외주면에는 오링홈(424)이 설치되고, 여기에 오링(424a)이 설치된다. 오링(424a)은 조임 부재(430)의 외주면과 본체(210)의 내주면 사이를 기밀하기 위한 것이다. 또한 오링홈(424)의 후단에는 단차부(425)가 형성되고, 후단부에는 제3 가압 돌기(426)가 형성된다. 제3 가압 돌기(426)는 상술한 제1 가압 돌기(235)와 마찬가지로 캡 너트(240)의 오링(244a)을 가압하기 위한 것이다.

본 실시 예에서는 본체(210)에 캡 너트(240)를 체결하여 조임 부재(420)에 수평 방향, 즉 파이프 길이 방향으로 일정 이상의 압력이 가해지게 되면 가압력이 조임 부재(420)의 경사면(422) 선단부에 집중되게 된다. 따라서 조임 부재(420)의 홈(423)이 압축되면서 경사면(422)의 경사 각도가 커지는 방향으로 외력이 가해지게 된다. 경사면(422)의 경사 각도가 커지게 되면 경사면(422)의 수직 방향으로의 길이가 커지게 되는데, 이때 조임 부재(420)의 외주면은 본체(210)의 내주면에 의해 지지되므로 경사면(422)의 선단부가 파이프(100)의 외주면을 압박하면서 외주면을 파고들게 된다. 이에 따라 조임 부재(420)와 파이프(100)의 결합력이 상승하여 파이프(100)가 본체(210)로부터 용이하게 이탈되는 것이 방지되게 된다. 그리고 그 밖의 동작은 상술한 실시 예와 동일하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 파이프 연결장치의 본체에 대한 파이프의 결합 및 해제가 용이하고, 본체에 결합되는 파이프가 임의적으로 이탈되는 것이 확실하게 방지되며, 본체와 파이프 사이의 결합 부위를 통해 유체가 누출되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 파이프 연결장치를 구현할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

110, 210 : 본체, 120, 220, 320, 420 : 조임 부재,
130, 240 : 캡 너트, 230 : 가압 부재.

Claims (6)

1. 유체를 유동하기 위한 파이프와 결합되거나, 파이프와 파이프를 결합하기 위한 파이프 연결장치에 있어서,
   파이프가 삽입되는 삽입구가 구비되는 본체와,
   중심 부분에 파이프가 삽입되는 제1 관통공이 구비되고 상기 삽입구의 내주면과 파이프의 외주면 사이에 배치되는 조임 부재 및,
   상기 본체의 삽입구에 체결됨과 더불어 중심 부분에 파이프가 삽입되는 되는 제2 관통공이 구비되는 캡 너트를 포함하여 구성되고,
   상기 본체는 삽입구 내측에 조임 부재의 진입을 차단하기 위한 단턱부가 구비되고,
   상기 조임 부재는 선단부에 내향 방향으로 경사지는 경사면이 구비되고, 선단부 내주면에는 원주 방향으로 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조임 부재의 선단부에는 1개 이상의 절개홈이 형성되고, 상기 절개홈은 경사면으로부터 시작해서 홈에 도달되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 조임 부재의 외주면에 제1 오링이 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 관통공의 내주면에 제2 오링이 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1 오링의 후단에 제1 단차부가 형성되고,
   상기 캡 너트의 선단부에는 상기 제1 단차부를 통해서 제1 오링을 가압하기 위한 제1 가압 돌기가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제2 오링의 전단에는 제2 단차부가 형성되고,
   상기 조임 부재의 후단부에는 상기 제2 단차부를 통해 제2 오링을 가압하기 위한 제2 가압 돌기가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.

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