KR20170142302A - 퀵 커플러 - Google Patents

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KR20170142302A
KR20170142302A KR1020160075521A KR20160075521A KR20170142302A KR 20170142302 A KR20170142302 A KR 20170142302A KR 1020160075521 A KR1020160075521 A KR 1020160075521A KR 20160075521 A KR20160075521 A KR 20160075521A KR 20170142302 A KR20170142302 A KR 20170142302A
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이경준
권지운
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재단법인 건설기계부품연구원
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Abstract

본 발명은 특히 특히 유체 관 내부 잔류압력이 유체의 누설 없이 제거될 수 있는 잔류압력 제거수단이 구비되는 퀵 커플러에 관한 것으로서, 내부에 유체 관로가 형성되는 제1하우징과, 제1하우징 내부에 설치되는 샤프트로 이루어지는 암 커플러와; 내부에 유체 관로가 형성되는 제2하우징과, 제2하우징 내부에 설치되어 상기 샤프트와 접촉되면서 가변되는 2단 가변 어셈블리로 이루어져, 제2하우징 단부가 제1하우징 단부에 삽입 가능한 수 커플러와; 암 커플러의 외주면에 가변 가능하게 결합되는 원통형의 커플링 하우징; 으로 구성되어 암 커플러와 수 커플러가 커플링 하우징의 슬라이딩 동작으로 체결 또는 해제됨으로써 두 개의 유체 관을 연결 또는 분리시키는 퀵 커플러에 있어서, 수 커플러 내부에는 수 커플러의 내경이 확장되는 1차 및 2차 확장구간이 병목구간을 사이에 두면서 나란하게 형성되고, 상기 2단 가변 어셈블리는 수 커플러와 암 커플러의 결합으로 1차 및 2차 확장구간을 차례로 개폐시키게 구성되되, 2단 가변 어셈블리에는 원호 형상의 관통 홈이 형성되어, 1차 및 2차 확장구간의 개방 전에 수 커플러 내부의 잔류 압력이 상기 원호 형상의 관통 홈을 통하여 신속하게 제거되는 퀵 커플러를 제공하고자 한다.

Description

퀵 커플러{Quick coupler}
본 발명은 유체가 흐르는 관이 서로 연결되는 지점에 설치되는 체결장치인 퀵 커플러에 관한 것으로, 특히 유체 관 내부 잔류압력이 유체의 누설 없이 제거될 수 있는 잔류압력 제거수단이 구비되는 퀵 커플러에 관한 것이다.
퀵 커플러는 유체가 흐르는 관이 서로 연결되는 지점에서 연결이 요구되는 유체 관의 양쪽 말단에 각각 설치되어 서로 조립 가능하게 구성됨으로써 두 개의 유체 관 사이의 연결 또는 연결의 해제가 유체의 누설 없이 이루어질 수 있게 해 주는 작용을 하는 장치이다.
이러한 퀵 커플러는 별도의 조립공구 없이 호스와 호스, 파이프와 파이프 등을 간단하게 연결할 수 있어서 유압 설비에 사용되는 배관의 연결 등에 많이 사용되고 있다.
그런데 두 개의 유체 관을 연결할 때 고압 쪽 관 내부에 잔류압력이 생성되어 유체 관의 연결에 상당한 힘이 소요되어 퀵 커플러의 내부 부품의 파손이 초래될 수 있으며, 유체 관의 연결 과정에서 유체의 누설이 발생될 수 있다.
따라서 유체 관을 연결할 때 이러한 잔류 압력을 완화시키기 위한 수단에 대한 연구가 종래부터 이루어져 왔다.
도 1에 도시된 종래기술에 따른 퀵 커플러의 단면도를 살펴보면 이러한 종래의 잔류 압력 제거수단의 구성을 살펴볼 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 퀵 커플러는 도면상에서 좌측의 암 커플러(10)와, 우측의 수 커플러(20)로 이루어진다.
암 커플러(10)는 제1하우징(11,13,14)과, 제1하우징(11,13,14) 내부의 샤프트(12) 및 제1하우징(11,13,14) 외주면을 감싸며 암 커플러(10)와 수 커플러(20)를 체결시키는 커플링 하우징(17)으로 이루어지고, 수 커플러(20)는 제2하우징(21)과, 제2하우징(21) 내부의 2단 가변 어셈블리(22,23,24)로 이루어진다.
제1하우징(11,13,14)은 고정 하우징(11)과, 고정 하우징(11) 내부에 삽입되는 원통형 하우징으로서 외주면에 형성되는 단차와 고정 하우징 내주면 단차와의 사이에 제1압축 스프링(15)이 개재되어 고정 하우징(11)에 대하여 탄성적으로 가변되는 내측 가변 하우징(13)과, 내측 가변 하우징(13) 외주면에 결합되어 내측 가변 하우징(13)과 함께 가변되는 원통형 하우징으로서 끝단이 고정 하우징(11)의 내주면 단차와 사이에 개재되는 제2압축스프링(16)으로 고정 하우징(11)에 대하여 탄성적으로 거동하는 외측 가변 하우징(14)으로 이루어진다.
제1하우징(11,13,14) 외주면에 결합되는 커플링 하우징(17)은 커플링 하우징 몸체(171)와, 커플링 하우징 몸체(171) 내주면의 단차와 고정 하우징(11) 외주면 단차 사이에 개재되는 체결 스프링(172)과, 커플링 하우징 몸체(171) 내주면에 구비되는 록킹 볼(173)로 이루어져서, 암 커플러(10)를 이루는 제1하우징(11,13,14) 외주면에 슬라이딩 가능하게 조립된다.
수 커플러(20)를 이루는 제2하우징(21)은 출구인 말단으로부터 내부 방향으로 확장구간이 두 번 형성된다. 이 두 번의 확장구간은 출구에서 가까운 쪽부터 먼 쪽으로 각각 1차 확장구간(21-1), 2차 확장구간(21-2)이 된다.
2단 가변 어셈블리(22,23,24)는 1차 확장구간(21-1)을 개폐시키는 제1개폐부재(22), 2차 확장구간(21-2)을 개폐시키는 제2개폐부재(23), 제1 및 제2개폐부재(21,22) 사이에 설치되는 제1스프링(28), 제2개폐부재(23)에 형성되는 관통공에 삽입 설치되며 일단이 제1개폐부재(22)와 접촉됨으로써 잔압 제거를 위한 미세 유로를 형성시키는 미세유로 개폐봉(24), 2차 확장구간(21-2)의 안쪽에 설치되는 고정부재(27)와 미세유로 개폐봉(24) 사이에 설치되는 제2스프링(26)으로 이루어진다.
여기서 암 커플러(10)와 수 커플러(20)의 결합은 먼저 암 커플러(10) 내부의 샤프트(12) 말단과 수 커플러(20) 내부의 제1개폐부재(22) 말단이 서로 접촉되면서 시작된다. 제2하우징(21)이 밀려들어오면서 가변 하우징(14)과 접촉이 이루어지고 제2하우징(21)이 더 밀려들어오면 가변 하우징(14)과 내측 가변 하우징(13)이 접촉이 이루어 진 후 제2하우징(21)이 가변 하우징(14)과 내측 가변 하우징(13)을 동시에 고정하우징(11)내부로 더 민다. 이로써 암 커플러(10) 내부에는 유로가 형성된다.
이와 동시에 샤프트(12)는 제1개폐부재(22)를 제2하우징(21) 내부로 조금씩 밀어 넣으면서 먼저 1차 확장구간(21-1)이 개방된다. 그리고 제1개폐부재(22)가 제2하우징(21) 내부로 밀려나면서 제1스프링(28)이 압축되고, 제2개폐부재(23)를 관통하여 제1개폐부재(22) 내부로 삽입된 미세유로 개폐봉(24)이 뒤로 밀려나면서 제2스프링(26)의 압축이 시작되고, 미세유로 개폐봉(24)이 제2스프링(26)의 탄성력을 받기 위해서 넓게 펼쳐지는 형상으로 형성되는 후미 부위와 제2개폐부재(23) 사이에 간격이 발생되면서 미세유로 개폐봉(24) 외주면을 따라 2차 확장구간(21-2)과 1차 확장구간(21-1)이 연결되는 미세유로가 형성됨으로써 2차 확장구간(21-2) 내의 유체가 미세유로를 따라 1차 확장구간(21-1)으로 확산되어 잔류압력이 제거된다.
이렇게 잔류압력 제거가 가능한 미세유로가 형성되는 이유는 미세유로 개폐봉(24)이 제1 스프링(28)의 탄성력 보다 강한 힘으로 오른쪽으로 밀리게 되면, 미세유로 개폐봉(24)의 외주면과 제2개폐부재(23) 내부의 관통공 사이에 유체가 빠져나갈 수 있는 틈이 형성되기 때문이다. 즉 미세유로 개폐봉(24)의 단면 직경보다 제2개폐부재(23)에 형성된 관통공의 단면 직경이 더 크기 때문이다.
이로써 잔류압력이 제거되는 와중에 제2하우징(21)이 보다 더 제1하우징(11,13,14) 내부로 삽입되면 커플링 하우징(17)의 동작을 막고 있던 록킹 볼(33)이 제2하우징(21) 외주면에 형성되는 록킹 홈으로 빠져들면서 커플링 하우징(17)의 잠금이 해제되어 체결 스프링(32)의 탄성력으로 커플링 하우징 몸체(171)가 제2하우징(21)을 향하여 슬라이딩 방식으로 가변되어 제1하우징(11,13,14)과 제2하우징(21)이 체결된다.
이때 제1하우징(11,13,14) 내부의 샤프트(12)는 제1개폐부재(22)를 더욱 더 제2하우징(21) 내부로 밀어냄으로써 제1하우징(11,13,14)과 밀착된 미세유로 개폐봉(24)과 제2개폐부재(23)가 함께 제2하우징(21) 내부로 밀려나면서, 제2개폐부재(23)로 인하여 밀폐되어 있던 2차 확장구간(21-2)이 개방됨으로써 수 커플러(20)로 막혀 있던 튜브 내의 유체가 암 커플러(21)와 연결된 반대쪽 튜브를 향하여 흘러가게 된다.
그런데 상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 퀵 커플러에서는 미세유로 개폐봉(24)이 단면 직경이 크므로 제2하우징(21) 내측으로부터 압력을 가하는 고압의 유체에 대한 저항이 커서 미세유로 개폐봉(24)이 이동되는 데에 많은 힘이 소요되므로 결과적으로 암 커플러(10)와 수 커플러(20)의 체결에 많은 힘이 소요된다. 이에 따라 체결 과정에서 부품의 파손이 야기될 우려가 있다.
따라서 보다 신속하게 잔류 압력이 제거될 수 있고, 잔류압력 제거 과정에서 부품에 인가되는 압력이 분산될 수 있으면서도 잔류압력 제거를 위한 미세유로는 종래보다 더욱 확장될 수 있는 구조를 가지는 퀵 커플러의 개발이 요청된다.
공개특허공보 제10-214-0043342호(공개일자: 2014. 04. 09)
이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 보다 신속하게 잔류 압력이 제거될 수 있고, 부품에 인가되는 압력을 받는 면적을 줄여서 압력이 분산됨으로써 작은 힘으로도 퀵 커플러의 체결이 가능하게 되어 내구성이 증가되고 보다 적은 힘으로 체결과 해체가 가능한 퀵 커플러를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 퀵 커플러는, 내부에 유체 관로가 형성되는 제1하우징과, 제1하우징 내부에 설치되는 샤프트및 암 커플러의 외주면에 가변 가능하게 결합되는 원통형의 커플링 하우징으로 이루어지는 암 커플러와, 내부에 유체 관로가 형성되는 제2하우징과, 제2하우징 내부에 설치되어 상기 샤프트와 접촉되면서 가변되는 2단 가변 어셈블리로 이루어져, 제2하우징 단부가 제1하우징 단부에 삽입 가능한 수 커플러로 구성되어 암 커플러와 수 커플러가 커플링 하우징의 슬라이딩 동작으로 체결 또는 해제됨으로써 두 개의 유체 관을 연결 또는 분리시키는 퀵 커플러에 있어서, 암 커플러 내부에는 암 커플러의 내경이 확장되는 1차 및 2차 확장구간이 병목구간을 사이에 두면서 나란하게 형성되고, 상기 2단 가변 어셈블리는 수 커플러와 암 커플러의 결합으로 1차 및 2차 확장구간을 차례로 개폐시키게 구성되되, 2단 가변 어셈블리에는 원호 형상의 관통 홈이 형성되어, 1차 및 2차 확장구간의 개방 전에 수 커플러 내부의 잔류 압력이 상기 원호 형상의 관통 홈을 통하여 제거되는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 2단 가변 어셈블리는 1차 확장구간을 개폐시키는 제1가변부재와, 2차 확장구간을 개폐시키며 상기 관통홈이 길이방향으로 형성되는 는 제2가변부재와, 제1가변부재와 제2가변부재 사이에 배치되는 제1스프링과, 제2가변부재를 탄성 지지하는 제2스프링과, 제2가변부재에 조립되어 가변되면서 미세유로를 형성시키는 미세유로 개폐부재로 이루어지며, 제1가변부재는 제2가변부재를 향하여 원호 형상으로 연장되어 상기 관통 홈의 일측으로 삽입되는 연장 삽입부가 형성되고, 제2가변부재에 형성되는 상기 관통 홈은 연장 삽입부의 형상에 대응되게 형성되며, 미세유로 개폐부재는 관통홈의 타측에 제1가변부재의 반대 측에서 상기 관통 홈에 삽입되어, 연장 삽입부가 관통 홈에 삽입됨에 따라 연장 삽입부의 끝단에 접촉되어 밀려나면서 상기 미세유로가 개방될 수 있다.
이 경우 상기 미세유로 개폐부재는 바람직하게는 관통 홈에 먼저 삽입되는 단부의 반대 단부에서 단부 두께가 증가되면서 단차가 형성됨으로써 단부 면적이 감소되어 작동유로부터 압력을 받는 면적이 감소되게 구성되는 헤드부를 더 포함하고, 상기 제2가변부재의 관통 홈은 제1가변부재의 반대 측 말단에 상기 헤드부가 수용되는 헤드 홈이 원형으로 형성된다.
이때 상기 제2스프링은 일단이 제2하우징 내부에 고정 지지되고, 타단은 상기 헤드부에 접촉되어 탄성력을 가함으로써 미세유로 개폐부재를 제2가변부재의 상기 관통 홈으로 삽입시키고, 미세유로 개폐부재와 제2가변부재를 밀어서 상기 2차 확장구간을 밀폐시킨다.
한편, 바람직하게는 제2가변부재의 헤드 홈에서 미세유로 개폐부재의 상기 단차와 접촉되는 면의 일정 부위에는 제2가변부재를 관통하여 형성되는 제2관통홈이 더 형성됨으로써, 제1가변부재의 연장 삽입부가 미세유로 개폐부재를 밀어서 상기 단차와 헤드 홈의 접촉이 해제되면 2차 확장구간 내의 유체가 관통홈과 제2관통홈을 따라 1차 확장구간으로 확산되면서 2차 확장구간 내의 잔류압력이 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 퀵 커플러는 보다 신속하게 잔류 압력이 제거될 수 있고, 잔류압력 제거 과정에서 압력이 증가된 유체로부터 부품에 인가되는 압력을 받는 면적이 감소되어 압력이 분산될 수 있는 구조를 가짐으로써 내구성이 증가될 수 있으면서도 미세유로는 더욱 확장되어 잔류압력이 보다 신속하게 제거되고, 보다 적은 힘으로 체결과 해체가 가능한 한편, 퀵 커플러의 해제 상태에서 기밀이 보다 더 철저하게 유지되고, 잔류압력 제거가 이중으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 퀵 커플러의 동작 상태를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 퀵 커플러에 내장되는 2단 가변 어셈블리의 단면도,
도 3은 도 2의 2단 가변 어셈블리의 사시도,
도 4는 도 3에서 제2개폐부재의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 퀵 커플러의 동작 상태를 나타내는 단면도,
도 6은 도 2의 2단 가변 어셈블리의 변형 실시예를 나타내는 단면도,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 앞서 배경기술 란에서 설명된 종래의 퀵 커플러에 내장되는 2단 가변 어셈블리가 종래에는 제1 및 제2개폐부재와 미세유로 개폐봉으로 구성되는 것과 달리 제1가변부재와 제2가변부재 및 미세유로 개폐부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
2단 가변 어셈블리를 이루는 상기 구성 외에는 종래기술과 동일하며, 이 경우 배경기술 란에 기재된 종래기술은 하나의 예시일 뿐이므로 본 발명에서 2단 가변 어셈블리를 제외한 나머지 구성이 반드시 배경기술 란에 기재된 종래기술로만 구성되는 것은 아니다.
다만 설명의 편의를 위하여 2단 가변 어셈블리를 제외한 나머지 구성은 일단 배경기술 란에 기재된 종래기술과 동일한 것으로 이후에서 설명하기로 한다. 앞서 배경기술과 중복된 설명이 있으나 이는 본 발명을 보다 자세하게 설명하기 위한 것이므로 한번 더 반복하기로 한다.
본 발명에 따른 퀵 커플러는 도 5에 도시된 바와 같이 도면상에서 좌측의 암 커플러(10)와, 우측의 수 커플러(20)로 이루어진다.
여기서 암 커플러(10)는 제1하우징(11,13,14)과, 제1하우징(11,13,14) 내부의 샤프트(12) 및 제1하우징(11,13,14) 외주면을 감싸며 암 커플러(10)와 수 커플러(20)를 체결시키는 커플링 하우징(17)으로 이루어지고, 수 커플러(20)는 제2하우징(21)과, 제2하우징(21) 내부의 2단 가변 어셈블리(100,200,300)로 이루어진다.
제1하우징(11,13,14)은 고정 하우징(11)과, 고정 하우징(11) 내부에 삽입되는 원통형 하우징으로서 외주면에 형성되는 단차와 고정 하우징 내주면 단차와의 사이에 제1압축 스프링(15)이 개재되어 고정 하우징(11)에 대하여 탄성적으로 가변되는 내측 가변 하우징(13)과, 내측 가변 하우징(13) 외주면에 결합되어 내측 가변 하우징(13)과 함께 가변되는 원통형 하우징으로서 끝단이 고정 하우징(11)의 내주면 단차와 사이에 개재되는 제2압축스프링(16)으로 고정 하우징(11)에 대하여 탄성적으로 거동하는 외측 가변 하우징(14)으로 이루어진다.
제1하우징(11,13,14) 외주면에 결합되는 커플링 하우징(17)은 커플링 하우징 몸체(171)와, 커플링 하우징 몸체(171) 내주면의 단차와 고정 하우징(11) 외주면 단차 사이에 개재되는 체결 스프링(172)과, 커플링 하우징 몸체(171) 내주면에 구비되는 록킹 볼(173)로 이루어져서, 암 커플러(10)를 이루는 제1하우징(11,13,14) 외주면에 슬라이딩 가능하게 조립된다.
수 커플러(20)를 이루는 제2하우징(21)은 출구인 말단으로부터 내부 방향으로 확장구간이 두 번 형성된다. 이 두 번의 확장구간은 출구에서 가까운 쪽부터 먼 쪽으로 각각 1차 확장구간(21-1), 2차 확장구간(21-2)이 된다.
2단 가변 어셈블리(100,200,300)는 1차 확장구간(21-1)을 개폐시키는 제1가변부재(100), 2차 확장구간(21-2)을 개폐시키는 제2가변부재(300), 제1 및 제2가변부재(100,300) 사이에 설치되는 제1스프링(28), 제2가변부재(300)에 형성되는 관통홈(350)에 삽입 설치되며 일단이 제1가변부재(100)와 접촉됨으로써 잔류압력 제거를 위한 미세 유로를 형성시키는 미세유로 개폐부재(200), 2차 확장구간(21-2)의 안쪽에 설치되는 고정부재(27)와 미세유로 개폐부재(200) 사이에 설치되는 제2스프링(26)으로 이루어진다.
이때 본 발명에서 제2가변부재(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 원통 형상으로 형성되고 내부에는 원호 형상의 관통홈(350)이 제2가변부재(300)의 길이 방향으로 형성된다. 이 관통홈(350)이 바로 잔류 압력 제거를 위한 미세유로로 형성되는 공간이 된다.
일단 본 발명의 특징인 2단 가변 어셈블리(100,200,300)의 구성을 설명하기 전에 본 발명에 따른 퀵 커플러의 전체 구성 및 작동 구조를 먼저 설명한 다음 2단 가변 어셈블리(100,200,300)에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이 여기서 암 커플러(10)와 수 커플러(20)의 결합은 먼저 암 커플러(10) 내부의 샤프트(12) 말단과 수 커플러(20) 내부의 제1가변부재(100)의 일면이 서로 접촉되면서 시작된다. 이때 내측 가변 하우징(13)은 제2하우징(21) 말단으로 삽입되고, 제2하우징(21) 말단인 단부 면은 외측 가변 하우징(14)의 단부 면과 접촉되면서 제2하우징(21)이 외측 및 내측 가변 하우징(13,14)을 점점 밀어내면서 제2하우징(21)이 제1하우징(11,13,14) 내부로 점점 삽입된다.
이와 동시에 샤프트(12)는 제1가변부재(100)를 제2하우징(21) 내부로 조금씩 밀어 넣으면서 먼저 1차 확장구간(21-1)이 개방된다. 그리고 제1가변부재(100)가 제2하우징(21) 내부로 밀려나면서 제1스프링(28)이 압축되고, 제2가변부재(300)를 관통하여 제1가변부재(100) 내부로 삽입된 미세유로 개폐부재(200)가 뒤로 밀려나면서 제2스프링(26)의 압축이 시작되고, 미세유로 개폐부재(200)가 제2스프링(26)의 탄성력을 받을 수 있는 면적의 형성과 동시에 철저한 기밀 유지를 위하여 형성되는 헤드부(220)와 제2가변부재(300)의 헤드부 수용공간(340) 사이에 간격이 발생되면서 미세유로 개폐부재(200)를 이루는 관통홈 삽입부(210)의 내주면 및 외주면을 따라 2차 확장구간(21-2)과 1차 확장구간(21-1)이 연결되는 미세유로가 형성됨으로써 2차 확장구간(21-2) 내의 유체가 상기 미세유로를 따라 1차 확장구간(21-1)으로 확산되어 잔류압력이 제거된다.
이렇게 잔류압력 제거가 가능한 미세유로가 형성되는 이유는 미세유로 개폐봉(24)이 제1 스프링(28)의 탄성력 보다 강한 힘으로 오른쪽으로 밀리게 되면, 미세유로 개폐봉(24)의 외주면과 제2개폐부재(23) 내부의 관통공 사이에 유체가 빠져나갈 수 있는 틈이 형성되기 때문이다. 즉 미세유로 개폐봉(24)의 단면 직경보다 제2개폐부재(23)에 형성된 관통공의 단면 직경이 더 크기 때문이다.
이로써 잔류압력이 제거되는 와중에 제2하우징(21)이 보다 더 제1하우징(11,13,14) 내부로 삽입되면 커플링 하우징(17)의 동작을 막고 있던 록킹 볼(33)이 제2하우징(21) 외주면에 형성되는 록킹 홈으로 빠져들면서 커플링 하우징(17)의 잠금이 해제되어 체결 스프링(32)의 탄성력으로 커플링 하우징 몸체(171)가 제2하우징(21)을 향하여 슬라이딩 방식으로 가변되어 제1하우징(11,13,14)과 제2하우징(21)이 체결된다.
이때 제1하우징(11,13,14) 내부의 샤프트(12)는 제1개폐부재(22)를 더욱 더 제2하우징(21) 내부로 밀어냄으로써 제1하우징(11,13,14)과 밀착된 미세유로 개폐부재(200)와 제2가변부재(300)가 함께 제2하우징(21) 내부로 밀려나면서, 제2가변부재(300)로 인하여 밀폐되어 있던 2차 확장구간(21-2)이 개방됨으로써 수 커플러(20)로 막혀 있던 튜브 내의 유체가 암 커플러(21)와 연결된 반대쪽 튜브를 향하여 흘러가게 된다.
이상에서 본 발명에 따른 퀵 커플러의 동작을 간단하게 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 특징을 이루는 2단 가변 어셈블리(100,200,300)의 특징과 작용을 도 2 내지 4를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1가변부재(100)는 원호 형상으로 연장되는 연장 삽입부(140)가 형성되고, 제2가변부재(200)의 관통홈(350)은 이에 대응되게 원호 형상으로 형성된다. 이때 미세유로 개폐부재(200)를 이루는 관통홈 삽입부(210)도 이에 대응되게 원호 형상으로 형성된다. 이 경우 연장 삽입부(140)와 관통홈 삽입부(210)는 서로 반대 방향에서 관통홈(350)에 삽입되며, 도 2에 도시된 바와 같이 제1가변부재(100)가 도 2에서 오른쪽으로 진행될 때 제2가변부재 수용면(130)이 제2가변부재(300)와 접촉되기 전에 연장 삽입부(140)의 끝단이 관통홈 삽입부(210)의 끝단과 먼저 접촉되어 미세유로 개폐부재(200)를 밀어냄으로써 미세유로가 개방된다.
이 경우 미세유로 개폐부재(200)는 제1가변부재(100)를 향하는 방향의 반대 방향에 두께가 급증하여 헤드부(220)가 형성된다. 헤드부(220)가 관통홈 삽입부(210)와 결합된 부분에는 단차가 형성되어 도 2에 도시된 바와 같이 헤드부(220)의 단차가 제2가변부재(300)와 밀착될 때에는 미세유로가 밀폐되어 기밀이 유지된다.
이처럼 본 발명에서는 관통홈(350)으로 인하여 형성되는 유로가 종래처럼 봉 주위를 둘러싸는 형상이 아니라 원통 형상의 일부를 이루는 원호 형상으로 형성됨으로써 유로의 단면적이 훨씬 증가되므로 잔류 압력의 제거 과정이 훨씬 신속하게 일어날 수 있다. 특히 관통홈(350)에 삽입되는 관통홈 삽입부(210)와 연장 삽입부(140)는 외주면 뿐만 아니라 내주면에도 관통홈(350)과의 사이에 공간이 형성되므로 미세유로는 종래보다 비약적으로 증가되고 미세유로의 범위가 넓어져서 잔류압력 제거는 그만큼 신속하게 발생된다.
특히 도 6에 도시된 바와 같이 제2관통홈(370)이 형성되면 제1가변부재(100)의 연장 삽입부(140)가 미세유로 개폐부재(200)를 밀어서 상기 단차와 헤드 홈(340)의 접촉이 해제되면 2차 확장구간(21-2) 내의 유체가 관통홈(350)과 제2관통홈(370)을 따라 1차 확장구간으로 동시에 확산됨으로써 잔류압력 제거는 현저하게 신속하게 이루어진다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10: 암 커플러 11: 고정 하우징
12: 샤프트 13: 내측 가변 하우징
14: 외측 가변 하우징 15: 제1압축 스프링
16: 제2압축 스프링 17: 커플링 하우징
20: 수 커플러 21: 제2하우징
21-1: 1차 확장구간 21-2: 2차 확장구간
22: 제1개폐부재 23: 제2개폐부재
24: 미세유로 개폐봉 26: 제2스프링
27: 고정부재 28: 제1스프링
100: 제1가변부재 110: 제1가변부재 몸체
120: 제1가변부재 헤드 130: 제2가변부재 수용면
140: 연장 삽입부 171: 커플링 하우징 몸체
172: 체결 스프링 173: 록킹 볼
200: 미세유로 개폐부재 210: 관통홈 삽입부
220: 헤드부 300: 제2가변부재
310: 제2가변부재 몸체 320: 제2가변부재 헤드
330: 제2가변부재 연장부 340: 헤드부 수용공간
350: 관통홈 370: 제2관통홈

Claims (5)

  1. 내부에 유체 관로가 형성되는 제1하우징과, 제1하우징 내부에 설치되는 샤프트 및 암 커플러의 외주면에 가변 가능하게 결합되는 원통형의 커플링 하우징으로 이루어지는 암 커플러와;
    내부에 유체 관로가 형성되는 제2하우징과, 제2하우징 내부에 설치되어 상기 샤프트와 접촉되면서 가변되는 2단 가변 어셈블리로 이루어져, 제2하우징 단부가 제1하우징 단부에 삽입 가능한 수 커플러;로 구성되어 암 커플러와 수 커플러가 커플링 하우징의 슬라이딩 동작으로 체결 또는 해제됨으로써 두 개의 유체 관을 연결 또는 분리시키는 퀵 커플러에 있어서,
    수 커플러 내부에는 수 커플러의 내경이 확장되는 1차 및 2차 확장구간이 병목구간을 사이에 두면서 나란하게 형성되고,
    상기 2단 가변 어셈블리는 수 커플러와 암 커플러의 결합으로 1차 및 2차 확장구간을 차례로 개폐시키게 구성되되, 2단 가변 어셈블리에는 원호 형상의 관통 홈이 형성되어, 1차 및 2차 확장구간의 개방 전에 수 커플러 내부의 잔류 압력이 상기 원호 형상의 관통 홈을 통하여 제거되는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2단 가변 어셈블리는 1차 확장구간을 개폐시키는 제1가변부재와, 2차 확장구간을 개폐시키며 상기 관통홈이 길이방향으로 형성되는 제2가변부재와, 제1가변부재와 제2가변부재 사이에 배치되는 제1스프링과, 제2가변부재를 탄성 지지하는 제2스프링과, 제2가변부재에 조립되어 가변되면서 미세유로를 형성시키는 미세유로 개폐부재로 이루어지며,
    제1가변부재는 제2가변부재를 향하여 원호 형상으로 연장되어 상기 관통 홈의 일측으로 삽입되는 연장 삽입부가 형성되고, 관통 홈은 연장 삽입부의 형상에 대응되게 형성되며, 미세유로 개폐부재는 관통홈의 타측에 삽입되어, 연장 삽입부가 관통 홈에 삽입됨에 따라 연장 삽입부의 끝단에 접촉되어 밀려나면서 상기 미세유로가 개방되는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미세유로 개폐부재는 관통 홈에 먼저 삽입되는 단부의 반대 단부에서 단부 두께가 증가되면서 단차가 형성되어 이루어지는 헤드부를 더 포함하고, 상기 제2가변부재의 관통 홈은 제1가변부재의 반대 측 말단에 상기 헤드부가 수용되는 헤드 홈이 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2스프링은 일단이 제2하우징 내부에 고정 지지되고, 타단은 상기 헤드부에 접촉되어 탄성력을 가함으로써 미세유로 개폐부재를 제2가변부재의 상기 관통 홈으로 삽입시키고, 미세유로 개폐부재와 제2가변부재를 밀어서 상기 2차 확장구간을 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  5. 제3항에 있어서,
    제2가변부재의 헤드 홈에서 미세유로 개폐부재의 상기 단차와 접촉되는 면의 일정 부위에는 제2가변부재를 관통하여 형성되는 제2관통홈이 더 형성됨으로써, 제1가변부재의 연장 삽입부가 미세유로 개폐부재를 밀어서 상기 단차와 헤드 홈의 접촉이 해제되면 2차 확장구간 내의 유체가 관통홈과 제2관통홈을 따라 1차 확장구간으로 확산되면서 2차 확장구간 내의 잔류압력이 제거되는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
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