KR20240002463A - 파이프 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프와 파이프를 연결하기 위한 조인트에 관한 것으로 특히, 파이프 체결을 위해 파이프의 단부에 나사탭을 가공하는 등의 어떠한 가공작업이 없이 삽입하는 것으로 견고하면서 우수한 수밀성을 유지할 수 있는 파이프 조인트에 관한 것이다.

Description

파이프 조인트 {Pipe joint}

본 발명은 파이프와 파이프를 연결하기 위한 조인트에 관한 것으로 특히, 파이프 체결을 위해 파이프의 단부에 나사탭을 가공하는 등의 어떠한 가공작업이 없이 삽입하는 것으로 견고하면서 우수한 수밀성을 유지할 수 있는 파이프 조인트에 관한 것이다.

일반적으로 금속 파이프를 연결하는 방법으로는 선단부 외주면에 절개부가 형성된 큰 직경의 파이프에 작은 직경의 파이프를 삽입하고 절개부의 외 측을 커플링으로 감싼 채 커플링을 볼트와 너트로 조여주어 파이프를 연결한 상태를 유지시키는 방법과, 단순히 작은 직경의 파이프가 삽입되는 큰 직경의 파이프 외주 연에 너트를 용접한 후 볼트로 조이는 방법 등이 사용되고 있다.

그러나 전자의 경우 큰 직경의 파이프에 형성된 절개부를 커플링으로 조임할 때 힘이 많이 들어 완전한 조임이 어렵고, 큰 직경의 파이프에 밀착시킬 때 큰 직경의 파이프가 파손될 우려가 매우 크며, 아울러 커플링 조합 또는 너트 용접 공정이 필요하기 때문에 공임이 많이 들고 외관도 좋지못한 단ㄴ점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 실용신안등록 제220136호의 "파이프 연결구"가 제시되고 있다.

상기 선등록된 고안은 도 1에 도시한 바와 같이, 파이프(1)와 파이프(1)를 연결할 경우 파이프 연결구(2) 양측 끼움부(3)에 설치된 조오커플링(4)에 파이프(1)의 단부를 밀어 끼우면 결합이 이루어지고, 파이프 연결구(2)에서 파이프(1)를 분리시에는 조오커플링(4)을 내향으로 누르면 고정조오(5)가 파이프(1)를 고정한 상태를 해제하는 원터치식 파이프 연결구로서 배관작업이 용이한 이점이 있다.

그러나 상기와 같이 구성된 선등록고안은 시공 후 부주의 또는 실수로 조오커플링을 누르면 파이프 내부의 유체 압력에 의해 파이프가 분리되는 사고가 발생하기가 쉽고, 파이프가 축 방향으로 고정은 되지만 적은 힘 또는 반복된 진동에 의해 조금씩 파이프(1)가 이탈되는 문제점이 있다.

또한, 내부에 탄성이 있는 스프링을 삽입한 상태에서 나머지 구성요소를 삽입하여 체결하여야 하므로 조립이 까다롭고, 제조 공저 수가 많으며, 제조 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

문헌 1. 대한민국특허청 공개실용신안공보 제20-1994-0029533호, "파이프 배관용 조인트" 문헌 2. 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2020-0051366호, "배관파이프용 연결조인트" 문헌 3. 대한민국특허청 등록실용신안공보 제20-0457645호, "파이프 커플러" 문헌 4. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1365617호, "파이프 커플러의 고무링 지지구조"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 파이프 체결을 위해 파이프 단부에 어떠한 가공 없이 파이프를 삽입하는 간단한 작업만으로 파이프를 견고하게 체결할 수 있고, 우수한 수밀성을 유지할 수 있는 파이프 조인트를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

또한, 파이프 조인트 제작 비용에 많은 부분을 차지하고 있는 스프링의 구성을 생략함으로써, 제작 비용을 절감할 수 있고, 공정 수를 축소할 수 있으며, 대량 생산이 가능한 파이프 조인트를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 파이프 조인트는 파이프를 삽입, 체결하여 파이프를 연결하는 파이프 조인트에 있어서, 몸체(110)의 단부에 형성된 파이프 삽입구(111); 몸체(110)에서 내경이 넓어졌다가 상기 파이프 삽입구(111) 방향으로 내경이 점차 좁아지게 형성된 확관부(112); 일측에 확관부(112) 내면과 접하는 지지부(121)가 형성되고, 타측에 홀더(130)와 접하며 탄성 변형하는 탄성 변형부(122)가 형성된 제1 고무링(120); 링 형태의 몸체(131)와, 상기 몸체(131)에 방사상으로 조가 삽입되는 조 삽입구(132)가 형성되어 확관부(112) 내부에 삽입되는 홀더(130); 및 몸체(141) 양면에 각각 확관부 압착 투스(143) 및 복수의 파이프 압착 투스(142)가 형성되어 상기 홀더(130)의 조 삽입구(132)에 삽입되는 조(140);로 구성된다.

이때, 상기 제1 고무링(120)의 탄성 변형부(122) 탄성 변형량은 지지부(121)의 탄성 변형량보다 크게 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 고무링(120)의 지지부(121) 단면 형상은 반원 형태이고, 탄성 변형부(122)의 단면 형상은 삼각 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조(140)의 확관부 압착 투스(143)는 파이프 삽입구(111) 방향으로 경사지게 돌출되고, 파이프 압착 투스(142)는 그 반대 방향으로 경사지게 돌출된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파이프 압착 투스(142)의 파이프 삽입구(111)측 투스는 몸체(110)측 투스보다 낮게 돌출되게 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 파이프에 어떠한 가공을 할 필요없이 파이프를 조인트에 삽입하는 작업만으로 파이프를 견고하게 체결할 수 있고, 우수한 수밀성을 유지할 수 있다.

또한, 파이프 조인트 제작 비용에 많은 부분을 차지하고 있는 스프링의 구성을 생략함으로써 제작 비용을 절감할 수 있고, 공정 수를 축소하여 생산 비용을 절감할 수 있으며, 대량 생산에 매우 유리한 효과가 있다.

도 1은 종래의 파이프 조인트를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 파이프 조인트를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 파이프 조인트 구조를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 파이프 조인트를 구성하는 제1 고무링을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 파이프 조인트를 구성하는 홀더를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 파이프 조인트를 구성하는 조를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 파이프 조인트를 구성하는 조를 도시한 정면도.
도 8은 본 발명에 의한 파이프 조인트에 파이프를 삽입한 상태를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명에 의한 파이프 조인트에 파이프를 삽입, 체결하고 파이프에 유체 압력이 작용한 상태를 도시한 단면도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 파이프 조인트에 파이프를 삽입하였을 때 조의 움직임을 도시한 단면도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "상부", "하부", "저부", "전방", "후방", "아래" 등의 용어는 단지 설명을 용이하게 하기 위한 것으로 도면에 도시되어 있는 바와 같은 구성요소의 배향을 지칭한다.

본 발명의 파이프 조인트는 십자 형태, T 형태, Y 형태 등 여러 가지로 성형될 수 있으나, 설명의 편의를 위해 도 2와 같이 일자 형태의 조인트를 대상으로 하여 설명한다.

본 발명에 의한 파이프 조인트(100)는 도 2 및 도 3과 같이 일자 형태의 몸체(110)의 양측에는 몸체(110)의 내경이 증가하였다가 점차 감소되는 형태의 확관부(112)가 형성되고, 상기 확관부(112)의 단부에는 에 체결 대상 파이프가 삽입되는 파이프 삽입구(111)가 형성된다.

몸체(110) 양측에 형성된 확관부(112)는 도 3에 도시한 바와 같이, 몸체(110)의 내경보다 급격하게 내경이 커지면서 단부로 갈수록 내경이 점차 작아지는 형태로 성형된다.

상기 확관부(112)의 내부에는 제1 고무링(120)과, 링 형태의 홀더(130)와, 상기 홀더(130)에 체결되는 조(140)와, 제2 고무링(150)이 순차적으로 삽입되어 본 발명의 파이프 조인트가 구성된다.

도 4에 도시한 바와 같이 제1 고무링(120)은 링 형태로 성형되는데, 그 단면 형상은 일측에 지지부(121)가 형성되고, 타측에 탄성 변형부(122)가 형성된다.

제1 고무링(120)의 지지부(121)는 확관부(122)가 시작되는 부분의 내면 형태와 대응(밀착)되도록 반원 형태로 성형되고, 탄성 변형부(122)는 상기 확관부(122)보다 탄력이 작으면서 몸체(110)의 축 방향으로 탄성 변형이 크게 발생할 수 있도록 구성되는데, 도 4와 같이 지지부(121)의 단면 형성은 반원형이고 탄성 변형부(122)의 단면 형상은 삼각형이 되도록 성형하는 것이 바람직하다.

조(140)는 도 6에 도시한 바와 같이, 판 형태의 몸체(141)의 상부에 소정 개수의 확관부 압착 투스(143)가 형성되고, 몸체(141)의 하부에 소정 개수의 파이프 압착 투스(142)가 형성되며, 몸체(141)의 양측에 플랜지(144)가 돌출된다.

홀더(130)는 도 5에 도시한 바와 같이 소정 폭을 갖는 링 형태의 몸체(131)에 방사상으로 천공된 구멍 형태로 조 삽입구(132)가 소정 개수 형성되고, 상기 조 삽입구(132) 양측에는 걸림턱 형태로 지지편(133)이 형성된다.

상기와 같이 구성된 홀더(130)의 조 삽입구(132)에 조(140)가 삽입되는데, 조(140)의 플랜지(144)가 걸림턱 형태의 지지편(133)에 접하면서 조(1400가 조 삽입구(132)에 삽입된 상태로 고정된다.

제2 고무링(150)은 단면이 원형 또는 타원형태로 성형된 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 확관부(112)의 내부에 제1 고무링(120)을 삽입하여 제1 고무링(120)의 지지부(121)가 확관부(112)의 내면과 밀착되도록 한다.

그리고 조 삽입구(132)에 조(140)가 삽입 고정된 홀더(130)를 확관부(112)에 삽입한다.

조(140)의 플랜지(144)가 조 삽입구(132)에 형성된 지지편(133)에 걸려 고정된 상태이므로, 홀더(130)가 확관부(112)에 삽입된 상태에서 조(140)가 홀더(130)로부터 분리되지 않고 고정된다.

그리고 마지막으로 확관부(112) 내부에 제2 고무링(150)을 삽입함으로써, 본 발명에 의한 파이프 조인트(100)가 구성된다. 도 2와 같이 확관부(112)의 단부는 파이프 삽입구(111)의 중심 방향(내측 방향)으로 꺽임부(미부호)가 형성되므로 확관부(112)에 삽입된 제1,2 고무링(120, 150)과 홀더(130)가 확관부(112) 밖으로 빠지지 않는다.

본 발명에 의한 파이프 조인트(100)는 양측 파이프 삽입구(111)에 파이프(10)를 삽입하는 것만으로 파이프(10)가 연결되어 파이프를 유동하는 유체가 연결된다.

도 8은 본 발명에 의한 파이프 조인트(100)의 파이프 삽입구(111)에 파이프(10)를 삽입하였을 때를 도시한 단면도이다.

파이프 삽입구(111)에 파이프(10)를 삽입하면 도 8과 같이 확관부(112) 내부의 홀더(130)가 파이프(10) 삽입하는 방향으로 밀리면서 제1 고무링(120)을 압착하고, 제1 고무링(120)의 탄성 변형부(122)가 압착되면서 탄성 변형된다.

이때, 탄성 변형부(122) 뿐만 아니라 지지부(121)도 탄성 변형하지만 탄성 변형부(122)의 단면적이 지지부(121)의 단면적보다 작으므로 지지부(121)의 탄성 변형량은 탄성 변형부(122)의 탄성 변형량 보다 작다.

파이프 삽입구(111)에 파이프(10)를 삽입하는 힘을 제거하면, 도 9에 도시한 바와 같이 제1 고무링(120)의 탄성 변형부(122)의 탄성 복원하며 홀더(130)를 밀어내고, 홀더(130)를 밀어내는 힘에 의해 조(140)의 상부에 형성된 확관부 압착 투스(143)가 확관부(112)의 내면에 압착되고, 조(140)의 하부에 형성된 파이프 압착 투스(142)가 파이프(10)의 외면에 압착된다.

상기와 같이 제1 고무링(120)의 지지부(121)는 탄성 변형부(122)가 안정적으로 탄성 변형할 수 있도록 지지하면서 확관부(112) 내면과 밀착하여 수밀을 유지한다.

이때, 도 3 및 도 7과 같이 조(140)의 확관부 압착 투스(143)는 파이프 삽입구(111) 방향으로 경사지게 형성되고, 조(140)의 파이프 압착 투스(142)는 몸체(110) 방향으로 경사지게 형성되며, 확관부(112)는 단부로 갈수록 내경이 좁아지도록 형성되므로, 파이프(10)에 고압의 유체가 유동하면서 파이프(10)가 빠지려는 방향으로 힘이 작용할수록 확관부 압착 투스(143)가 확관부(112) 내면을 더욱 강한 힘으로 압착하고, 파이프 압착 투스(142)는 파이프(10) 외면을 더욱 강한 힘으로 압착하므로 고압이 작용하여도 파이프(10)가 조인트(100)에서 분리되지 않는다.

도 7에 도시한 바와 같이 조(140)의 파이프 압착 투스(142)는 여러 개가 연속 형성되는데, 파이프 삽입구(111) 측의 파이프 압착 투스(142)의 돌출 높이가 가장 낮고, 몸체(110) 방향으로 갈수록 파이프 압착 투스(142)의 돌출 높이가 점차 높아지게 형성함으로써, 최외측 투스는 도 7과 같이 Δt 만큼의 높이 차가 발생한다.

이와 같이 조(140)의 파이프 압착 투스(142)의 높이 차에 의해 제1 고무링(120)의 적은 탄성 복원량에도 조(140)가 확관부(112) 내면과 파이프(10) 외면을 빠르게 압착함으로써, 파이프(10)가 빠르게 고정될 수 있도록 한다.

파이프(10)가 삽입될 때 파이프(10)가 조(140)에 이르기 전에는 도 10과 같이 확관부 압착 투스(143)는 확관부(112) 내면과 이격된 상태인데, 파이프(10)가 계속 삽입되어 마지막 파이프 압착 투스(142)를 통과할 때는 상술한 파이프 압착 투스(142)의 높이 차(Δt)에 의해 조(140)가 들어올려 지면서 회전하여 도 11과 같이 확관부 압착 투스(143)가 빠르고 확관부(112) 내면에 밀착된다.

만일, 파이프 압착 투스(142)의 높이 차가 없다면 제1 고무링(120)의 탄성 변형에 의해 조(140)가 파이프 삽입구(111) 방향으로 슬라이드 이동하면서 확관부 압착 투스(143)가 확관부(112) 내면에 밀착되는데, 제1 고무링(120)의 많은 탄성 변형량이 필요하고, 많은 탄성 변형량을 위해서는 제1 고무링의 크기가 커져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 파이프 압착 투스(142)에 높이 차(Δt)를 구성함으로써, 제1 고무링(120)의 적은 탄성 변형량으로도 조(140)의 확관부 압착 투스(143)가 확관부(112) 내면에 빠르게 밀착되어 파이프(10)가 빠르게 체결, 고정된다.

파이프(10)에 고압의 유체가 유동할 때 확관부(112)는 단부로 갈수록 내경이 좁아지게 형성되므로 조(140)가 경사진 확관부(112) 내면에 의해 파이프(10) 외면을 강하게 압착하여 파이프를 고정하면서 파이프(10)가 견고하게 체결, 고정되고, 제1 고무링(120)과 제2 고무링(150)이 경사진 확관부(112) 내면에 의해 파이프(10) 외면을 강하게 압착하면서 우수한 수밀성을 유지한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 파이프에 어떠한 가공을 할 필요없이 파이프를 조인트에 삽입하는 작업만으로 파이프를 견고하게 체결할 수 있고, 우수한 수밀성을 유지할 수 있다.

또한, 파이프 조인트 제작 비용에 많은 부분을 차지하고 있는 스프링의 구성을 생략함으로써 제작 비용을 절감할 수 있고, 공정 수를 축소하여 생산 비용을 절감할 수 있으며, 대량 생산에 매우 유리한 효과가 있다.

이상 상술한 실시 예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시 예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.

또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.

첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시 예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시 예에 국한되지 아니한다.

100 : 조인트
110 : 몸체
111 : 파이프 삽입구
112 : 확관부
120 : 제1 고무링
121 : 지지부
122 : 탄성 변형부
130 : 홀더
131 : 몸체
132 : 조 삽입구
133 : 지지편
140 : 조
141 : 몸체
142 : 파이프 압착 투스
143 : 확관부 압착 투스
144 : 플랜지
150 : 제2 고무링
Δt : 파이프 압착 투스의 높이 차

Claims (5)

1. 파이프를 삽입, 체결하여 파이프를 연결하는 파이프 조인트에 있어서,
   몸체(110)의 단부에 형성된 파이프 삽입구(111);
   몸체(110)에서 내경이 넓어졌다가 상기 파이프 삽입구(111) 방향으로 내경이 점차 좁아지게 형성된 확관부(112);
   일측에 확관부(112) 내면과 접하는 지지부(121)가 형성되고, 타측에 홀더(130)와 접하며 탄성 변형하는 탄성 변형부(122)가 형성된 제1 고무링(120);
   링 형태의 몸체(131)와, 상기 몸체(131)에 방사상으로 조가 삽입되는 조 삽입구(132)가 형성되어 확관부(112) 내부에 삽입되는 홀더(130); 및
   몸체(141) 양면에 각각 확관부 압착 투스(143) 및 복수의 파이프 압착 투스(142)가 형성되어 상기 홀더(130)의 조 삽입구(132)에 삽입되는 조(140);로 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 조인트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 고무링(120)의 탄성 변형부(122) 탄성 변형량은 지지부(121)의 탄성 변형량보다 크게 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 조인트.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 고무링(120)의 지지부(121) 단면 형상은 반원 형태이고, 탄성 변형부(122)의 단면 형상은 삼각 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 조인트.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 조(140)의 확관부 압착 투스(143)는 파이프 삽입구(111) 방향으로 경사지게 돌출되고, 파이프 압착 투스(142)는 그 반대 방향으로 경사지게 돌출된 것을 특징으로 하는 파이프 조인트.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 파이프 압착 투스(142)의 파이프 삽입구(111)측 투스는 몸체(110)측 투스보다 낮게 돌출되게 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 조인트.
   

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