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KR102035976B1 - 원터치 결합 구조 및 풀림 방지 구조를 갖는 이음관 - Google Patents

원터치 결합 구조 및 풀림 방지 구조를 갖는 이음관 Download PDF

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Publication number
KR102035976B1
KR102035976B1 KR1020190061257A KR20190061257A KR102035976B1 KR 102035976 B1 KR102035976 B1 KR 102035976B1 KR 1020190061257 A KR1020190061257 A KR 1020190061257A KR 20190061257 A KR20190061257 A KR 20190061257A KR 102035976 B1 KR102035976 B1 KR 102035976B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
fixing
fixing cap
sealing member
cap
Prior art date
Application number
KR1020190061257A
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English (en)
Inventor
이혜정
이종태
황기웅
Original Assignee
피피아이평화 주식회사
피피아이 아메리카
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US16/585,072 priority patent/US11873923B2/en
Application granted granted Critical
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Priority to JP2019210879A priority patent/JP6912545B2/ja
Priority to ES20706047T priority patent/ES2953329T3/es
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이음관은, 연결 대상 파이프가 내부에 삽입되는 다수의 파이프 수용부 및 상기 다수의 파이프 수용부를 연결하는 연결부를 포함하는 본체, 상기 파이프 수용부의 단부에 형성되는 실링부재 수용부에 수용되며, 상기 파이프 수용부에 삽입되는 상기 연결 대상 파이프와 상기 파이프 수용부 사이를 실링하는 실링부재 및 일단에는 상기 연결 대상 파이프가 통과하는 통과공이 형성되며, 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합되어 상기 실링부재를 상기 연결 대상 파이프에 밀착되는 방향으로 가압하는 고정캡을 포함하고, 상기 파이프 수용부의 단부의 외주면에는 상기 고정캡이 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합될 때 상기 고정캡의 타단과 마주보는 고정캡 지지부가 형성되고, 상기 고정캡 지지부는 상기 고정캡의 타단을 향하는 방향으로 돌출되는 하나 이상의 고정돌기를 포함하는 고정캡 고정부를 포함하고, 상기 고정캡의 타단에는 상기 고정돌기를 수용하는 다수의 고정돌기 수용부가 형성된다.

Description

원터치 결합 구조 및 풀림 방지 구조를 갖는 이음관{PIPE FITTING HAVING ANTI-LOOSENING STRUCTURE}
본 발명은 원터치 결합 구조 및 풀림 방지 구조를 갖는 이음관에 관한 것이다.
파이프는 주로 유체(기체 또는 액체)나 분체의 수송에 사용된다. 파이프에 의해 구성되는 유체의 통로를 관로라 하고, 유체의 유량, 물성값, 마찰저항 등을 고려하여 관로를 설치하는 것을 배관이라 한다.
배관 작업 시에는 다수의 파이프들이 서로 연결되는데, 관로의 방향을 바꾸거나 관로를 분기하고자 할 때 이음관이 사용된다. 이음관은 파이프와 파이프를 연결하기 위한 배관 자재로서, 용도에 따라서 다양한 형상을 갖는다.
파이프와 이음관을 연결하기 위해서 다양한 연결 방식이 사용된다. 종래에는 본드와 같은 접착제를 이용하여 파이프를 이음관에 고정시키는 방식이 사용되었으며, 최근에는 파이프를 이음관에 삽입한 후 고정캡을 이음관의 단부에 나사 결합시킴으로써 파이프와 이음관을 고정하는 방식이 사용되고 있다.
그런데 종래 기술에 따르면 고정캡을 이음관의 단부에 나사 결합하여 파이프와 이음관을 고정시킨 상태에서 파이프나 이음관에 외부로부터 충격이 가해지거나 배관이 설치된 장소에 진동이 발생할 경우 고정캡이 풀리는 현상이 발생한다. 이처럼 고정캡이 풀리게 되면 파이프와 이음관 사이가 밀폐되지 못함으로써 파이프 내부를 유동하는 유체가 파이프와 이음관 사이의 연결 부위로 유출되는 문제가 있다.
또한 종래 기술에 따르면 파이프를 연결하기 위하여 고정캡을 이음관의 단부에 나사 결합할 때, 고정캡을 보다 단단하게 고정하기 위해서 사용자가 많은 힘을 가해야 하는 문제가 있다.
또한 종래 기술에 따르면 고정캡을 이음관의 단부에 나사 결합하여 파이프와 이음관을 고정시킬 경우 파이프의 길이나 무게, 파이프 내부를 유동하는 유체의 움직임이나 무게 등으로 인하여 파이프가 기울어지거나 이음관으로부터 이탈하는 현상이 나타나는 문제가 있다.
본 발명은 고정캡을 나사 결합하여 파이프가 연결된 상태에서 외부 충격이나 진동으로 인하여 고정캡이 풀리는 현상을 방지할 수 있는 이음관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 사용자가 보다 적은 힘을 사용하여 파이프 수용부의 단부에 고정캡을 용이하게 결합시킬 수 있는 이음관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 파이프가 연결된 상태에서 파이프가 이탈하거나 기울어지는 현상을 방지할 수 있는 이음관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이음관은, 연결 대상 파이프가 내부에 삽입되는 다수의 파이프 수용부 및 상기 다수의 파이프 수용부를 연결하는 연결부를 포함하는 본체, 상기 파이프 수용부의 단부에 형성되는 실링부재 수용부에 수용되며, 상기 파이프 수용부에 삽입되는 상기 연결 대상 파이프와 상기 파이프 수용부 사이를 실링하는 실링부재 및 일단에는 상기 연결 대상 파이프가 통과하는 통과공이 형성되며, 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합되어 상기 실링부재를 상기 연결 대상 파이프에 밀착되는 방향으로 가압하는 고정캡을 포함하고, 상기 파이프 수용부의 단부의 외주면에는 상기 고정캡이 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합될 때 상기 고정캡의 타단과 마주보는 고정캡 지지부가 형성되고, 상기 고정캡 지지부는 상기 고정캡의 타단을 향하는 방향으로 돌출되는 하나 이상의 고정돌기를 포함하는 고정캡 고정부를 포함하고, 상기 고정캡의 타단에는 상기 고정돌기를 수용하는 다수의 고정돌기 수용부가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 고정캡의 일단에는 상기 고정캡의 일단 방향으로 단차지게 연장되어 형성되는 파이프 지지부가 형성된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 고정캡의 일단에는 상기 통과공이 형성되는 링형상부 및 상기 링형상부의 가장자리로부터 상기 연결 대상 파이프의 삽입 방향을 따라서 연장되는 스커트부가 형성되고, 상기 링형상부의 내주면과 상기 스커트부의 내주면 사이에는 상기 링형상부의 내주면을 기준으로 미리 정해진 경사 각도로 경사지게 형성되는 가압부가 형성된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 실링부재가 상기 파이프 수용부의 단부에 형성되는 실링부재 수용부에 수용된 상태에서 상기 고정캡이 상기 파이프 수용부의 단부와 나사결합되면 상기 가압부가 상기 실링부재를 가압함으로써 상기 실링부재의 적어도 일부가 상기 연결 대상 파이프에 밀착되는 방향으로 휨 변형된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 가압부의 단부에는 상기 연결 대상 파이프의 삽입 방향으로 돌출되는 돌출가압부가 형성된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 경사 각도는 14° 내지 22° 사이로 설정된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 고정캡이 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합되면 상기 고정돌기가 상기 고정돌기 수용부 내부로 수용되어 상기 고정캡의 회전이 방지된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 파이프 수용부의 단부의 외주면에는 다수의 고정캡 고정부가 형성되고, 상기 다수의 고정캡 고정부는 서로 동일한 거리만큼 이격되도록 배치된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관에 연결 대상 파이프를 연결하는 방법은, 상기 실링부재를 상기 실링부재 수용부에 삽입하는 단계, 상기 고정캡을 상기 파이프 수용부의 단부에 올려놓는 단계, 상기 고정캡의 통과공을 통해 상기 연결 대상 파이프를 상기 파이프 수용부의 내부로 삽입하는 단계 및 상기 고정캡을 잠김 방향으로 회전시켜 상기 파이프 수용부와 나사 결합하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 이음관은 고정캡을 나사 결합하여 파이프가 연결된 상태에서 외부 충격이나 진동으로 인하여 고정캡이 풀리는 현상을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
또한 본 발명에 따른 이음관은 사용자가 보다 적은 힘을 사용하여 파이프 수용부의 단부에 고정캡을 용이하게 결합시킬 수 있는 장점을 갖는다.
또한 본 발명에 따른 이음관은 파이프가 연결된 상태에서 파이프가 이탈하거나 기울어지는 현상이 방지되는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관과 파이프가 결합된 상태를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관이 분리된 상태를 도시한다.
도 3은 도 2에 표시된 AA 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관을 구성하는 고정캡의 일단을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관을 구성하는 고정캡의 타단을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관을 구성하는 고정캡의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관의 실링부재 수용부에 실링부재가 삽입된 후 파이프 수용부의 단부에 고정캡이 올려진 상태를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관의 고정캡에 형성된 통과공을 통해 파이프가 이음관 내부로 삽입된 상태를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관 내부로 파이프가 삽입된 상태에서 고정캡을 회전시켜 고정캡을 파이프 수용부의 단부에 고정시킨 상태를 도시한다.
도 10은 도 9에 표시된 BB 부분의 확대도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정캡의 링형상부와 가압부가 이루는 각도를 도시한다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관과 파이프가 결합된 상태를 도시한다. 또한 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관이 분리된 상태를 도시하며, 도 3은 도 2에 표시된 AA 부분의 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관(100)은 본체(110), 실링부재(120, 121), 고정캡(130, 131)을 포함한다.
본체(110)는 연결 대상 파이프(10, 11)가 내부에 삽입되는 다수의 파이프 수용부(111, 112) 및 다수의 파이프 수용부(111, 112)를 연결하는 연결부(115)를 포함한다.
파이프 수용부(111, 112)는 연결부(115)의 각 단부에 연결되며, 연결 대상 파이프(10, 11)를 수용할 수 있도록 연결 대상 파이프(10, 11)와 동일한 파이프 형상을 갖는다. 파이프 수용부(111, 112)의 내경은 연결 대상 파이프(10, 11)의 외경과 동일하거나 더 클 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 연결 대상 파이프(10, 11)의 단부 중 일부가 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입되고, 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 결합됨으로써 연결 대상 파이프(10, 11)와 이음관(100)이 연결 및 고정된다.
연결부(115)의 형상 또는 이음관(100)에 연결되는 연결 대상 파이프의 개수에 따라서 파이프 수용부의 개수는 달라질 수 있다.
연결부(115)는 파이프 수용부(111, 112) 사이에 배치되어 파이프 수용부(111, 112)를 연결한다. 연결부(115)는 연결 대상 파이프(10, 11)를 통해 유입되는 유체가 유동할 수 있도록 내부가 빈 중공 구조를 갖는다.
참고로 도면에는 "一"자 형상을 갖는 연결부(115)의 실시예가 도시되어 있으나, 연결부(115)의 형상은 실시예에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어 연결부(115)는 "ㄱ"자 형상, "Ｔ"자 형상, "Y"자 형상, "十"자 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 연결부(115)의 형상에 따라서 파이프 수용부의 개수도 달라질 수 있다.
또한 도면에는 연결부(115)의 외경이 파이프 수용부(111, 112)의 외경보다 작게 설정된 실시예가 도시되어 있으나, 연결부(115)의 외경은 파이프 수용부(111, 112)의 외경과 동일하게 설정될 수도 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 연결부(115)의 내경은 파이프 수용부(111, 112)의 내경보다 작게 설정될 수 있다. 이처럼 연결부(115)의 내경이 파이프 수용부(111, 112)의 내경보다 작게 설정됨으로써 연결부(115)와 파이프 수용부(111, 112)의 연결 부위에 파이프 지지부(150)가 형성된다.
파이프 지지부(150)는 연결부(115)와 파이프 수용부(111, 112)의 연결 부위 내부에서 연결부(115) 또는 파이프 수용부(111, 112)의 내부를 향해 돌출된 단턱 형상을 갖는다. 다시 말해서 파이프 지지부(150)는 연결부(115)와 파이프 수용부(111, 112) 내부를 단차지게 연결한다.
연결 대상 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입되면 파이프 지지부(150)가 연결 대상 파이프(10, 11)의 단부를 지지하게 된다. 따라서 연결 대상 파이프(10, 11)는 파이프 지지부(150)와 동일한 위치까지만 삽입될 수 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이 파이프 수용부(111, 112)의 단부에는 실링부재 수용부(160)가 형성된다. 실링부재 수용부(160)는 실링부재(120)를 수용할 수 있도록 연결 대상 파이프(10, 11)의 삽입 방향(I)을 향해 오목하게 형성된다. 이에 따라서 실링부재 수용부(160)는 실링부재(120)의 단부 형상과 대응되는 형상, 예컨대 "V"자 또는 "U"자 형상을 가질 수 있다.
실링부재(120)는 고무와 같이 탄성력을 갖는 소재로 이루어지며, 연결 대상 파이프(10, 11)와 대응되도록 링 형상을 갖는다. 실링부재(120)의 내경은 연결 대상 파이프(10, 11)의 외경보다 크게 설정된다. 이에 따라서 연결 대상 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112)의 내부로 삽입되면 실링부재(120)가 연결 대상 파이프(10, 11)의 외주면을 둘러싸게 된다.
한편, 실링부재(120)는 연결 대상 파이프(10, 11)의 삽입 방향(I)과 동일한 방향의 장축을 갖는 타원 형상의 단면을 가질 수 있다. 실링부재(120)가 실링부재 수용부(160)에 삽입되면 실링부재(120)의 장축 방향의 일단은 실링부재 수용부(160)와 접촉하고, 실링부재(120)의 장축 방향의 타단은 후술하는 고정캡(130, 131)의 가압부와 접촉한다.
후술하는 바와 같이 연결 대상 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112)의 내부에 삽입된 상태에서 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 나사 결함됨에 따라서 실링부재(120)의 장축 방향의 타단은 고정캡(130, 131)의 가압부에 의해서 파이프 수용부(111, 112)의 내부를 향하는 방향으로 가압된다. 이에 따라서 실링부재(120)의 장축 방향의 타단은 파이프 수용부(111, 112)의 내부를 향하는 방향으로 휨 변형된다.
이처럼 실링부재(120)의 장축 방향의 타단이 휨 변형되면 실링부재(120)가 연결 대상 파이프(10, 11)의 외주면에 밀착되면서 연결 대상 파이프(10, 11)와 고정캡(130, 131) 사이에 형성되는 공간을 밀폐하게 된다. 이로 인해 연결 대상 파이프(10, 11)와 이음관(100) 사이의 밀폐가 이루어진다. 또한 실링부재(120)와 연결 대상 파이프(10, 11)의 외주면 사이의 마찰력으로 인하여 연결 대상 파이프(10, 11)가 이음관(100)으로부터 이탈하는 현상이 방지된다.
한편, 실링부재(120)가 연결 대상 파이프(10, 11)의 삽입 방향(I)과 동일한 방향의 장축을 갖는 타원 형상의 단면을 가짐으로써, 연결 대상 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입될 때 연결 대상 파이프(10, 11)의 단부에 의해서 실링부재(120)가 파이프 수용부(111, 112) 내부 방향으로 밀리거나, 실링부재(120)가 연결 대상 파이프(10, 11)의 단부에 의해서 씹히는 현상이 현저하게 줄어드는 효과가 있다.
실링부재(120)의 내경을 연결 대상 파이프(10, 11) 내경 이상으로 설정함과 동시에 실링부재(120)의 단면을 타원 형상으로 형성하면, 연결 대상 파이프(10, 11)를 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입할 때 연결 대상 파이프(10, 11)가 실링부재(120)와 접촉하는 순간 실링부재(120)가 연결 대상 파이프(10, 11)의 외주면 방향으로 밀려나면서 전술한 밀림 또는 씹힘 현상이 현저하게 감소한다. 이는 연결 대상 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112)에 삽입될 때, 연결 대상 파이프(10, 11)의 단부가 타원 형상의 단면을 갖는 실링부재(120)의 길이 방향 타측 단부와 접촉하는 대신에 실링부재(120)의 내측에 먼저 접촉하기 때문이다.
실제로 파이프를 이음관에 결합할 때 가장 빈번하게 발생하는 현상이 전술한 실링부재의 밀림 또는 씹힘 현상이다. 따라서 이를 해결하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 매우 중요한 과제이다. 실링부재의 밀림 또는 씹힘 현상으로 인하여, 시공자들은 파이프와 이음관의 결합 과정에서 파이프를 수차례 넣고 빼는 과정을 거쳐야만 한다. 또한 파이프를 삽입한 이후에도 실링부재가 밀려 있는 상태를 시공자가 인지하지 못하게 되면 시공 이후 파이프와 이음관의 연결 부위에서 유체가 새는 현상이 자주 발생한다.
그러나 전술한 실링부재(120)의 형상 및 고정캡(130, 131)의 가압부에 의한 실링부재(120)의 휨 변형으로 인하여, 실링부재(120)의 밀림 또는 씹힘 현상이 현저하게 감소한다. 이로 인하여 배관 시공에 소요되는 인력 및 시간이 대폭 줄어들고, 배관 시공 이후에도 실링 부재의 밀림 또는 씹힘 현상으로 인하여 파이프 내부를 흐르는 유체가 파이프와 이음관의 연결 부위에서 새는 현상을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 파이프 수용부(111, 112)의 단부의 외주면에는 나사면(170)이 형성된다. 나사면(170)은 고정캡(130, 131)의 내측면에 형성되는 나사면과 치합될 수 있다. 이러한 구조에 의해서 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 나사 결합될 수 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 파이프 수용부(111, 112)의 단부의 외주면에는 파이프 수용부(111, 112)의 단부의 외주면을 향하는 방향으로 돌출되는 고정캡 지지부(140, 141)가 형성된다. 고정캡 지지부(140, 141)는 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 나사 결합될 때 고정캡(130, 131)의 타단과 마주보도록 배치된다.
또한 고정캡 지지부(140, 141)는 고정캡(130, 131)의 타단을 향하는 방향으로 돌출되는 하나 이상의 고정돌기를 포함하는 고정캡 고정부(142a, 142b, 142c, 142d)를 포함한다.
예컨대 도 2에 도시된 AA 부분 및 도 3에 도시된 확대도를 참조하면, 고정캡 지지부(140)는 파이프 수용부(111, 112)의 단부의 외주면을 향하는 방향으로 돌출되는 고정캡 고정부(142b)를 포함한다. 또한 고정캡 고정부(142b)의 표면에는 고정캡(130, 131)의 타단을 향하는 방향, 즉 나사면(170)이 형성된 방향으로 돌출된 고정돌기(172a, 172b, 172c)가 형성된다.
고정돌기(172a, 172b, 172c)는 후술하는 고정캡(130, 131)에 형성되는 고정돌기 수용부에 수용되며, 고정돌기 수용부와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 고정돌기(172a, 172b, 172c)가 고정캡(130, 131)에 형성되는 고정돌기 수용부에 수용됨으로써, 고정캡(130, 131)이 외부 충격이나 진동으로 인하여 풀리는 현상이 방지된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관을 구성하는 고정캡의 구조가 상세히 설명된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관을 구성하는 고정캡의 일단을 도시하고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관을 구성하는 고정캡의 타단을 도시한다. 또한 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관을 구성하는 고정캡의 단면도이다.
도면을 참조하면, 고정캡(130)은 파이프 수용부(111, 112) 및 연결 대상 파이프(10, 11)의 단면과 대응되도록 링 형상을 갖는다. 고정캡(130)의 내부에는 파이프 수용부(111, 112)에 삽입되는 연결 대상 파이프(10, 11)가 통과되는 통과공(206)이 형성된다. 연결 대상 파이프(10, 11)는 고정캡(130)의 일단에서 타단 방향으로 삽입된다.
도시된 바와 같이, 고정캡(130)은 고정캡(130)의 입구 및 통과공(206)을 형성하는 링 형상의 링형상부(201)를 포함한다. 또한 고정캡(130)은 링형상부(201)의 타단으로부터 연결 대상 파이프(10, 11)의 삽입 방향(I)으로 연장되어 형성되는 스커트부(202)를 포함한다.
링형상부(201)의 일단에는 고정캡(130)의 일단 방향으로 단차지게 연장되어 형성되는 파이프 지지부(204)가 형성된다.
본 발명에 따른 고정캡(130)의 일단에 형성되는 파이프 지지부(204)는 연결 대상 파이프(10, 11)가 통과공(206)을 통과하여 파이프 수용부(111, 112)와 결합될 때 연결 대상 파이프(10, 11)와 고정캡(130) 간의 접촉 면적을 넓히는 역할을 한다.
연결 대상 파이프(10, 11) 또는 이음관(100)의 제조 시 공차로 인하여 연결 대상 파이프(10, 11)의 외경과 고정캡(130)에 형성되는 통과공(206)의 내경이 서로 일치하지 않을 수 있다. 이에 따라서 고정캡(130)과 연결 대상 파이프(10, 11) 사이에 유동 공간이 발생할 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면 연결 대상 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112)와 결합된 상태에서 파이프 지지부(204)가 연결 대상 파이프(10, 11)를 추가적으로 지지함으로써 전술한 유동 공간 및 연결 대상 파이프(10, 11)의 유동 범위가 현저하게 감소한다. 따라서 연결 대상 파이프(10, 11) 자체의 무게, 파이프 내부를 유동하는 유체의 움직임이나 무게 등으로 인하여 연결 대상 파이프(10, 11)가 기울어지거나 이음관으로부터 이탈하는 현상이 현저하게 감소한다.
링형상부(201)는 통과공(132)이 내측에 관통되게 형성되는 링 형태로 마련된다. 고정캡(130)이 파이프 수용부(111, 112)와 결합될 때, 링형상부(201)의 내측면은 파이프 수용부(111, 112)의 내측을 향하며, 링형상부(201)의 외측면은 파이프 수용부(111, 112) 및 고정캡(130)의 외측을 향하게 된다. 그리고 스커트부(202)는 링형상부(201)의 외측 가장자리로부터 삽입 방향(I)을 따라 연장되는 형태로 형성된다. 스커트부(202)는 그 내주면이 링형상부(201)의 직경방향을 따라 통과공(206)보다 외측에 위치하도록 형성된다.
또한 고정캡(130)의 내측에는 링형상부(201)의 내주면과 스커트부(202)의 내주면 사이를 경사지게 연결하는 가압부(212)가 형성된다.
가압부(212)는 스커트부(202)의 내주면 측으로 갈수록 통과공(206)의 중심을 향한 방향으로 상대적으로 덜 돌출되고, 링형상부(201)의 내주면 측으로 갈수록 통과공(132)의 중심을 향한 방향으로 상대적으로 더 돌출되도록 형성되는 경사면을 형성한다.
다르게 표현하면, 가압부(212)는 스커트부(202)의 내주면 측으로 갈수록 링형상부(201)의 내측면으로부터 삽입 방향(I) 측으로 더 돌출되고, 통과공(206) 측으로 갈수록 링형상부(201)의 내측면으로부터 삽입 방향(I) 측으로 상대적으로 덜 돌출되도록 형성되는 경사면을 형성한다.
후술하는 바와 같이 가압부(212)는 고정캡(130)이 파이프 수용부(111, 112)를 향해 회전하여 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 결합됨에 따라서 실링부재(120)의 일단을 통과공(206)의 내부를 향하는 방향으로 가압한다. 이에 따라서 실링부재(120)는 통과공(206)의 내부를 향하는 방향으로 휨 변형되어 통과공(206)을 통과하는 연결 대상 파이프(10, 11)의 외주면과 밀착된다.
또한 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 스커트부(202)의 내주면에는 나사면(210)이 형성된다. 사용자가 고정캡(130)을 파이프 수용부(111, 112)의 단부에 올려 놓은 상태에서 고정캡(130)을 잠김 방향으로 회전시킴에 따라서 스커트부(202)의 내주면에 형성되는 나사면(210)이 도 2에 도시된 파이프 수용부(111, 112)의 단부의 외주면에 형성되는 나사면(170)과 치합되어 고정캡(130)과 파이프 수용부(111, 112)의 단부가 결합된다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 고정캡(130)의 타단, 즉 스커트부(202)의 타단에는 다수의 고정돌기 수용부(208)가 형성된다. 고정돌기 수용부(208)는 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 파이프 수용부(111, 112)의 외주면에 형성되는 고정캡 지지부(140, 141)에 형성되는 고정돌기(172a, 172b, 172c)를 수용할 수 있도록 고정돌기(172a, 172b, 172c)와 대응되는 크기 및 형상을 가질 수 있다.
후술하는 바와 같이 고정캡(130)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 완전히 결합되면, 고정캡(130)의 타단에 형성된 고정돌기 수용부(208)에 고정돌기(172a, 172b, 172c)가 수용된다. 이처럼 고정돌기 수용부(208)에 고정돌기(172a, 172b, 172c)가 수용되어 고정돌기 수용부(208)와 고정돌기(172a, 172b, 172c)가 서로 맞물린 상태가 되면 고정돌기(172a, 172b, 172c)의 움직임이 고정돌기 수용부(208)의 양 측벽에 의해서 차단됨으로 인해서 고정캡(130)과 파이프 수용부(111, 112)의 단부 사이의 결합력이 증대된다. 따라서 외부로부터 충격이나 진동이 가해지더라도 고정캡(130)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부로부터 저절로 풀리는 현상이 현저히 감소한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관에 연결 대상 파이프를 결합하는 과정이 구체적으로 설명된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관의 실링부재 수용부에 실링부재가 삽입된 후 파이프 수용부의 단부에 고정캡이 올려진 상태를 도시하고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관의 고정캡에 형성된 통과공을 통해 파이프가 이음관 내부로 삽입된 상태를 도시한다. 또한 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관 내부로 파이프가 삽입된 상태에서 고정캡을 회전시켜 고정캡을 파이프 수용부의 단부에 고정시킨 상태를 도시하고, 도 10은 도 9에 표시된 BB 부분의 확대도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이음관에 연결 대상 파이프를 결합하고자 하는 사용자는 먼저 도 7에 도시된 바와 같이 실링부재(120)를 실링부재 수용부(160)에 삽입한다. 실링부재(120)가 실링부재 수용부(160)에 삽입되면 실링부재(120)의 일단은 파이프 수용부(111)의 단부 바깥 방향으로 노출된다.
또한 도 7에 도시된 바와 같이, 실링부재(120)를 실링부재 수용부(160)에 삽입한 후, 사용자는 고정캡(130)을 파이프 수용부(111)의 단부에 올려 놓는다.
다음으로, 고정캡(130)이 파이프 수용부(111)와 나사 결합되지 않은 상태에서 사용자는 도 8에 도시된 바와 같이 연결 대상 파이프(10)를 삽입 방향(I)으로 파이프 수용부(111)에 삽입한다.
연결 대상 파이프(10)를 파이프 수용부(111)에 삽입한 후, 사용자는 고정캡(130)을 잠김 방향으로 회전시킨다. 이에 따라서 고정캡(130)은 삽입 방향(I)을 따라서 파이프 수용부(111)와 점차적으로 결합된다. 고정캡(130)의 회전이 완료되면 도 9에 도시된 바와 같이 고정캡(130)은 파이프 수용부(111)와 완전히 결합된다.
이처럼 본 발명에 따른 이음관과 연결 대상 파이프(10)를 결합할 때에는 실링부재(120)를 실링부재 수용부(160)에 삽입한 후 고정캡(130)이 풀려 있는 상태에서 연결 대상 파이프(10)를 파이프 수용부(111)에 삽입하고 이어서 고정캡(130)을 결합시킨다. 또한 연결 대상 파이프(10)와 파이프 수용부(111)가 결합된 상태에서는 고정캡(130)을 회전시켜 고정캡(130)을 파이프 수용부(111)와 분리시키면 연결 대상 파이프(10)를 매우 쉽게 파이프 수용부(111)로부터 분리할 수 있다. 이와 같은 실링부재(120) 및 고정캡(130)을 이용한 이음관과 연결 대상 파이프(10)의 결합 구조는 "원터치 결합 구조"로 지칭될 수 있다.
요컨대 본 발명에 따른 이음관을 사용하면 보다 적은 힘을 사용하여 연결 대상 파이프(10)와의 결합 및 분리를 손쉽게 수행할 수 있다.
한편, 도 8과 같이 연결 대상 파이프(10)를 파이프 수용부(111)에 삽입한 상태에서 고정캡(130)을 파이프 수용부(111)와 점차 결합시키면, 고정캡(130)의 링형상부(201)와 스커트부(202) 사이에 형성되는 가압부(212)가 실링부재(120)의 일단과 점차 가까워진다. 결국 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 고정캡(130)이 파이프 수용부(111)와 완전히 결합되면 파이프 수용부(111)의 단부 바깥 방향으로 노출되었던 실링부재(120)의 일단은 가압부(212)에 의해서 가압되어 휨 변형된다.
도시된 바와 같이 가압부(212)의 경사면에 의해서 실링부재(120)의 일단은 연결 대상 파이프(10)의 삽입 방향(I)을 향하는 방향의 힘 및 연결 대상 파이프(10)를 향하는 방향의 힘을 동시에 받게 된다. 이에 따라서 실링부재(120)는 휨 변형되어 연결 대상 파이프(10)를 향하는 방향으로 밀착된다.
이처럼 실링부재(120)가 가압부(212)에 의해서 연결 대상 파이프(10)를 향하는 방향으로 밀착되도록 휨 변형됨으로써, 파이프 수용부(111)의 단부, 고정캡(130)의 스커트부(202) 및 가압부(212), 그리고 연결 대상 파이프(10) 사이에 형성되는 빈 공간이 실링부재(120)에 의해서 밀폐된다. 이러한 실링 작용으로 인하여 연결 대상 파이프(10) 내부를 유동하는 유체가 파이프 수용부(111)의 단부, 고정캡(130)의 스커트부(202) 및 가압부(212), 그리고 연결 대상 파이프(10) 사이에 형성되는 빈 공간을 통해 유출되는 현상이 현저하게 감소한다.
또한 실링부재(120)가 가압부(212)에 의해서 연결 대상 파이프(10)를 향하는 방향으로 밀착되도록 휨 변형됨으로써, 실링부재(120)와 연결 대상 파이프(10) 사이의 마찰력이 발생한다. 아울러 가압부(212)에 의해서 가해지는 압력으로 인하여 실링부재(120)는 연결 대상 파이프(10)에 삽입 방향(I)을 향하여 밀어내는 힘을 가하게 된다. 이러한 마찰력 및 힘의 방향으로 인하여 연결 대상 파이프(10)와 파이프 수용부(111)가 서로 단단하게 고정되므로, 외부 충격이나 진동으로 인하여 연결 대상 파이프(10)가 파이프 수용부(111)로부터 이탈하는 현상이 현저하게 감소한다.
한편, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 고정캡(130)이 파이프 수용부(111)와 완전히 결합되면, 파이프 수용부(111)의 외주면에 형성되는 고정돌기(172)가 고정캡(130)의 타단에 형성되는 고정돌기 수용부(208)에 수용된다. 이처럼 고정돌기(172)가 고정돌기 수용부(208)에 수용되면 고정돌기(172)의 움직임이 고정돌기 수용부(208)의 측벽에 의해 차단된다. 이에 따라서 고정캡(130)이 파이프 수용부(111)와 보다 단단하게 결합되므로, 외부 충격이나 진동으로 인하여 고정캡(130)이 파이프 수용부(111)로부터 저절로 풀리는 현상이 현저하게 감소한다.
또한 도 10에 도시된 바와 같이, 가압부(212)의 단부에는 연결 대상 파이프(10)의 삽입 방향(I)으로 돌출되는 돌출가압부(230)가 형성된다. 고정캡(130)이 파이프 수용부(111)와 완전히 결합되면 돌출가압부(230)가 실링부재(120)를 연결 대상 파이프(10)를 향하는 방향으로 가압한다. 특히 도면에 도시된 바와 같이 돌출가압부(230)의 단부는 끝으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가지므로, 돌출가압부(230)에 의해 실링부재(120)에 가해지는 힘이 커진다. 이에 따라서 고정캡(130)과 연결 대상 파이프(10) 사이의 결합력이 보다 증대되는 효과가 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정캡의 링형상부와 가압부가 이루는 각도를 도시한다.
앞서 설명된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정캡(130)은 링형상부(201)와 스커트부(202) 사이를 경사지게 연결하는 가압부(212)를 포함한다. 여기서 도 11에 도시된 바와 같이, 링형상부(201)의 내주면(L1)과 가압부(212)의 경사면(L2)이 이루는 각도를 가압부(212)의 경사 각도(W)로 정의한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고정캡(130)은 나사 결합 방식으로 파이프 수용부(111)와 결합된다. 고정캡(130)을 파이프 수용부(111)와 결합하기 위해서 사용자는 고정캡(130)을 잠김 방향으로 회전시켜야 한다. 이 때 사용자가 고정캡(130)을 잠김 방향으로 회전시키기 위하여 고정캡(130)에 가하는 힘이 클수록 현장에서 시공에 소요되는 인력과 시간이 증가하는 문제가 있다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 고정캡(130)의 내부에 형성되는 가압부(212)의 경사면에 의해서 실링부재(212)가 가압되면서, 사용자가 고정캡(130)을 잠김 방향으로 회전시키기 위하여 고정캡(130)에 가하는 힘이 줄어드는 효과가 있다.
예컨대 가압부(212)의 경사 각도(W)가 90°로 설정될 경우, 가압부(212)와 접촉하는 실링부재(212)의 탄성력이 고정캡(130)을 회전하는데 있어서 저항력으로 작용하므로, 사용자는 고정캡(130)을 회전시키는 데에 보다 많은 힘을 가해야 한다. 그러나 가압부(212)의 경사 각도(W)를 90°보다 작은 값으로 설정하면 가압부(212)가 실링부재(212)를 연결 대상 파이프를 향하는 방향으로 가압하면서, 실링부재(212)의 탄성력으로 인한 저항이 줄어든다.
[표 1]은 실험을 통해 측정된 가압부(212)의 경사 각도(W)에 따른 고정캡(130)의 조임 성능을 나타낸다. 여기서 고정캡(130)의 조임 성능은 사용자가 고정캡(130)을 파이프 수용부(111)와 완전히 결합시키는데 요구되는 힘(토크)의 크기를 의미하며, 단위는 N.m이다. 고정캡(130)의 조임 성능 값이 낮을수록 고정캡(130)의 조임 성능은 우수하다.
[표 1]
Figure 112019053497046-pat00001
[표 1]에 나타난 바와 같이 가압부(212)의 경사 각도(W)가 클수록 고정캡(130)을 파이프 수용부(111)와 완전히 결합시키는데 요구되는 힘은 더 커진다. 실험 결과 고정캡(130)의 조임 성능 값이 60 이하로 유지되어야 사용자가 고정캡(130)을 파이프 수용부(111)와 용이하게 결합시킬 수 있는데, 가압부(212)의 경사 각도(W)가 22°이하일 때 조임 성능 값이 60 이하임을 확인할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 고정캡(130)이 파이프 수용부(111)와 결합될 때 고정캡(130)의 가압부(212)는 실링부재(212)를 연결 대상 파이프(10)의 삽입 방향(I) 및 연결 대상 파이프(10) 방향으로 각각 가압함으로써 실링부재(212)를 연결 대상 파이프(10)에 밀착시키는 역할을 한다. 이에 따라서 실링부재(212)가 연결 대상 파이프(10)를 반지름 방향으로 조이게 되어 연결 대상 파이프(10)가 이음관으로부터 이탈하는 현상이 현저하게 감소한다.
[표 2]는 실험을 통해 측정된 가압부(212)의 경사 각도(W)에 따른 고정캡(130)의 결합 성능을 나타낸다. 여기서 고정캡(130)의 결합 성능은 고정캡(130)이 파이프 수용부(111)와 완전히 결합된 상태에서, 연결 대상 파이프(10)가 파이프 수용부(111)로부터 완전히 분리되기까지 연결 대상 파이프(10)의 삽입 방향(I)과 반대 방향으로 10mm/min의 속도로 가해지는 하중의 크기를 의미하며, 단위는 kgf이다. 고정캡(130)의 결합 성능 값이 높을수록 고정캡(130)의 결합 성능은 우수하다.
[표 2]
Figure 112019053497046-pat00002
[표 2]에 나타난 바와 같이 가압부(212)의 경사 각도(W)에 따라서 고정캡(130)의 결합 성능 값이 달라진다. 실험 결과 고정캡(130)의 결합 성능 값이 120 이상으로 유지되어야 연결 대상 파이프(10)가 파이프 수용부(111)로부터 쉽게 이탈하지 않는데, 가압부(212)의 경사 각도(W)가 14°이상일 때 고정캡(130)의 결합 성능 값이 120 이상임을 확인할 수 있다.
이상의 실험 결과를 통해 알 수 있듯이, 사용자가 고정캡(130)을 파이프 수용부(111)와 완전히 결합시키는데 요구되는 힘을 60N.m 이하로 유지하면서 고정캡(130)의 결합 성능 값을 120kgf 이상으로 유지하기 위해서, 가압부(212)의 경사 각도(W) 범위는 14° 내지 22°로 설정되는 것이 가장 바람직하다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (9)

  1. 연결 대상 파이프가 내부에 삽입되는 다수의 파이프 수용부 및 상기 다수의 파이프 수용부를 연결하는 연결부를 포함하는 본체;
    상기 파이프 수용부의 단부에 형성되는 실링부재 수용부에 수용되며, 상기 파이프 수용부에 삽입되는 상기 연결 대상 파이프와 상기 파이프 수용부 사이를 실링하는 실링부재; 및
    일단에는 상기 연결 대상 파이프가 통과하는 통과공이 형성되며, 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합되어 상기 실링부재를 상기 연결 대상 파이프에 밀착되는 방향으로 가압하는 고정캡을 포함하고,
    상기 파이프 수용부의 단부의 외주면에는 상기 고정캡이 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합될 때 상기 고정캡의 타단과 마주보는 고정캡 지지부가 형성되고,
    상기 고정캡 지지부는 상기 고정캡의 타단을 향하는 방향으로 돌출되는 하나 이상의 고정돌기를 포함하는 고정캡 고정부를 포함하고,
    상기 고정캡의 타단에는 상기 고정돌기를 수용하는 다수의 고정돌기 수용부가 형성되고,
    상기 고정캡은
    상기 통과공이 형성되는 링형상부;
    상기 링형상부의 가장자리로부터 상기 연결 대상 파이프의 삽입 방향을 따라서 연장되는 스커트부; 및
    상기 링형상부의 내주면과 상기 스커트부의 내주면 사이에 상기 링형상부의 내주면을 기준으로 미리 정해진 경사 각도로 경사지게 형성되는 가압부를 포함하고,
    상기 가압부의 단부에는 상기 연결 대상 파이프의 삽입 방향으로 돌출되는 돌출가압부가 형성되는
    이음관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정캡의 일단에는 상기 고정캡의 일단 방향으로 단차지게 연장되어 형성되는 파이프 지지부가 형성되는
    이음관.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재가 상기 파이프 수용부의 단부에 형성되는 실링부재 수용부에 수용된 상태에서 상기 고정캡이 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합되면 상기 가압부가 상기 실링부재를 가압함으로써 상기 실링부재의 적어도 일부가 상기 연결 대상 파이프에 밀착되는 방향으로 휨 변형되는
    이음관.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경사 각도는
    14° 내지 22° 사이로 설정되는
    이음관.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정캡이 상기 파이프 수용부의 단부와 나사 결합되면 상기 고정돌기가 상기 고정돌기 수용부 내부로 수용되어 상기 고정캡의 회전이 방지되는
    이음관.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파이프 수용부의 단부의 외주면에는 다수의 고정캡 고정부가 형성되고,
    상기 다수의 고정캡 고정부는 서로 동일한 거리만큼 이격되도록 배치되는
    이음관.
  9. 제1항, 제2항, 제4항, 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 이음관에 연결 대상 파이프를 연결하는 방법에 있어서,
    상기 실링부재를 상기 실링부재 수용부에 삽입하는 단계;
    상기 고정캡을 상기 파이프 수용부의 단부에 올려놓는 단계;
    상기 고정캡의 통과공을 통해 상기 연결 대상 파이프를 상기 파이프 수용부의 내부로 삽입하는 단계; 및
    상기 고정캡을 잠김 방향으로 회전시켜 상기 파이프 수용부와 나사 결합하는 단계를 포함하는
    연결 대상 파이프의 연결 방법.
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