KR100536560B1 - 밀착 특성이 개선된 고압 고무호스용 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 고압 고무호스용 커넥터는 고압 고무호스가 삽입될 인서트(1) 및 고무호스를 인서트 둘레에 고정시키는 로킹링(2)을 포함하고, 상기 인서트가, 자신의 외면 상의 실질적으로 중앙 영역에, 인서트의 출구 부분을 향하여 경사진 적어도 하나의 그루브(3)를 가져서 집중된 장력이 분배되도록 안내하여 호스 고무가 찢어지는 것이 방지된다.

Description

밀착 특성이 개선된 고압 고무호스용 커넥터 {CONNECTOR FOR HIGH-PRESSURE RUBBER HOSES HAVING IMPROVED TIGHTNESS CHARACTERISTICS}

본 발명은 밀착 특성이 개선된 고압 고무호스용 커넥터에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 나선형으로 꼬인 보강웨브(reinforcing web)를 가진 호스용 커넥터(connector)에 관한 것이다.

종래, 고압호스 분야에서는 고무 모재(rubber substrate)에 스틸 또는 섬유실(textile yarn)로 만들어진 보강라이닝을 부착하고 이 라이닝 위에 고무 피복(rubber sheath)을 추가로 배열하여 형성된 호스를 사용하는 것이 일반적이다.

고압호스는 연결될 호스가 단부에 삽입되는 인서트(insert), 및 슬리브처럼 인서트의 단부 위에 끼워져서 호스를 커넥터에 고정시킬 수 있는 로킹링(locking ring)으로 구성된 커넥터를 사용하여 상호간이나 또는 장치에 연결된다.

따라서, 예를 들어 오일과 같은 유체가 흐르는 고압호스 커넥터는 확실하게 호스에 고정되고 밀착되어야 한다. 실제로, 호스 내부를 흐르는 고압유체 흐름에 의하여 유발된 응력을 잘 견딜 수 있어야 모재와 인서트 사이에 유체가 스며드는 것이 방지되고, 결과적으로 오일이 외부로 누출되지 않는다.

또한, 인서트가 호스 내부의 압력으로 인하여 인서트에 삽입되어 있는 호스의 단부로부터 빠져 나올 수 있기 때문에, 치형 프로파일(toothed profile)을 내부에 가진 링을 제공하여 원주 클램핑(circumferential clamping)에 의하여 금속 또는 직물 보강재와 접촉시킴으로써 고정된다.

링의 치부(齒部)가 고압호스의 외측 고무 피복에 구멍을 내거나 또는 피복이 벗겨질 수도 있으므로 링의 치부는 금속 또는 직물로 제조된 보강재에 바로 맞대어 위치된다.

이러한 유형의 커넥터는 호스 내부를 흐르는 가압유체가 링의 접촉력을 극복할 수 있어서 고무와 인서트 사이를 통과하는 유체의 누출이 일어난다는 점이 제1의 단점이다.

일반적으로, 종래의 인서트는 자신의 외면 상에 배열된 4변형 그루브(quadrangular groove)를 가져서 고압호스의 고무 모재가 4변형 그루브에 의하여 형성된 캐비티(cavity)로 들어가서 O-링처럼 작용할 수 있다.

또 다른 단점은 외측 에지, 즉 그루브 연접부(blending portion) 상에서 파손이 일어나 억지할 수 없게 확대될 수 있다는 점이다.

밀착시키는 동안, 고무호스의 외측 피복 상에 가해지는 링의 압력으로 인하여 하측에 위치된 호스가 병진운동(translatory motion)하며, 고무가 비압축성이기 때문에, 부분적으로 돌출하게 됨으로써 모재에 견인응력(traction stress)이 발생하여 원주가 찢어질 수 있다.

인서트 외면의 그루브가 연결되지 않아 여기에 응력 및 변형력이 집중되어 결국 사용 중에 빨리 찢어질 수 있다.

또한, 압력의 영향으로 인하여 호스가 변형되어 인서트 바로 전방 영역에서 이동하여 인서트 하측에 끼워진다. 이것이 인서트의 그루브 에지 상에 추가적인 순환응력(cyclic stress)을 발생시켜 이미 존재하는 정적 성분(static component)에 동적 성분(dynamic component)을 추가한다.

요약한다면, 두 가지 상반되는 요구를 필요로 하는데, 즉 한편으로는 인서트에 깊은 그루브를 제공하여 최적의 밀착을 확보하는 것이 필요하지만, 다른 한편으로는 인서트를 실질적으로 매끈한 프로파일을 갖도록 하여 그루브의 에지, 특히 인서트 단부의 상류인 에지에 응력이 누적되지 않도록 하는 것이 바람직할 수 있다.DE-12 47 092 B에는 독립 청구항 1 및 7의 전제부에 정의된 커넥터 및 인서트가 개시되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 커넥터의 일부인 인서트의 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 커넥터의 일부인 링의 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 커넥터의 인서트 외면 상에 형성한 그루브 프로파일 에 대한 상세 확대도.

본 발명의 목적은 종래의 커넥터에 대하여 밀착 및 신뢰성 특성이 개선된 고압 고무호스용 커넥터를 제공하는 것이다.

상기 목적의 범위 이내에서, 본 발명의 목적은 호스 고무가 링이 압축되는 중에 축방향으로 용이하게 슬라이딩하여 이 고무가 잘 움직이지 않고, 끼워져서 찢어지는 것을 방지하는 고압 고무호스용 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 두 개의 연결되지 않은 인접한 그루브 중 하나를 제거하여 응력의 집중을 저감시킬 수 있는 고압 고무호스용 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인서트가 이상적으로 구성된 매끈한 인서트이기 때문에, 복수개의 상이한 링, 호스 및 밀착시스템에 맞을 수 있는 고압 고무호스용 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 링의 밀착으로 응력이 양호하게 분배될 수 있는 고압 고무호스용 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 신뢰성이 높고, 제조하기가 비교적 용이하며 가격 경쟁력을 가진 고압 고무호스용 커넥터를 제공하는 것이다.

상기 목적, 이들 목적 및 아래에서 명백하게 알 수 있는 다른 목적은 청구항 1에 정의된 커넥터, 청구항 7에 정의된 인서트 및 청구항 12에 정의된 링에 의하여 달성된다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부도면에 단지 예시적으로 도시한 바람직하지만 한정적인 것은 아닌 본 발명에 따른 커넥터의 실시예에 대한 후술하는 상세한 설명으로부터 명확하게 알 수 있을 것이다.

상기 도면에 있어서, 본 발명에 따른 커넥터는 도 1에 예시된 인서트(1) 및 도 2에 예시된 링(2)을 포함한다.

인서트(1)는, 자신의 외면 상에, 단부를 향하여 경사진 적어도 하나의 그루브(3)를 가져서 인서트(1)가 고무호스(도시되지 않음) 내에 삽입될 수 있는 실질적으로 원통형인 몸체로 구성된다.

바람직하게, 그루브(3)는 인서트의 크기에 따라 1개 ∼ 6개를 제공하는 것이 이상적으로 알려져 있지만, 사용하기 편리하다면 상이한 개수의 그루브를 제공할 수도 있다.

그루브(3)는 도 3에 상세하게 예시된 바와 같은 프로파일을 가진다. 즉, 그루브(3) 각각은, 인서트의 상류 영역으로부터 하류 영역을 향하여, 인서트(1)의 축과 평행인 제1 직선부(4), 제1 직선부(4)와 만곡된 프로파일을 따라 연접된 제1 경사부(5), 및 인서트(1)의 축과 또한 평행인 제2 직선부(7)와 만곡된 프로파일로 연접된 제2 경사부(6)를 가진다.

그루브(3)의 가장 깊은 지점은 그루브의 중앙선에 대하여 비대칭으로 배열된다.

제2 직선부(7)에 대한 제2 경사부(6)의 경사각 α는, 예를 들어 1 ∼ 30도 사이에서 변경될 수 있다.

그루브(3)는 고무호스에 삽입될 인서트(1) 부분의 중앙 영역에 배열되고, 상류 영역에는, 4변형 프로파일을 가진 종래의 마이크로그루브(microgroove)(12)가 복수개 배열되며, 하류 영역에는, 원뿔-원통형부(conical-cylindrical portion)(8)가 배열되어 고무호스의 이동성이 점진적으로 감쇠될 수 있다.

따라서, 원뿔-원통형부로 인하여 고무호스의 순환수축(cyclic contraction)이 점진적으로 감쇠될 수 있다.

보다 종래의 프로파일을 가진 마이크로그루브(12)를 배열하는 목적은 주로 노후화가 진행된 상태에서 효력을 발생하는 추가적인 래버린스형 실(labyrinth type seal)을 제공하려는 것이다.

대신에, 링(2)은 최종 그루브(3)에 배열될 영역(9)으로부터 인서트(1)의 플랜지(11)와 맞닿게 될 영역(10)으로 외경이 증가되는 환형부를 갖는 프로파일을 구비하는 형상으로 된다.

또한, 그루브(3) 각각의 경사부(6)는, 인서트(1) 위에 끼워진 고압호스에 링(2)이 가하는 반경방향 압축이 경사면 상에 작용함으로써 인서트(1)를 고무호스로부터 빠져나오게 할 수 있는 축방향 성분(axial component)을 발생하기 때문에, 유체가 스며들지 않도록 밀착성을 증가시키며; 계속되는 수축으로 유체가 스며드는 것이 방지되고, 이로써 경사면과 직각인 합력(resultant)이 반경방향 성분보다 크게 되어 인서트(1) 프로파일 상에 호스 고무의 밀봉 효과가 증가된다.

실제로, 본 발명에 따른 커넥터는 외측 링에 의하여 가해진 클램핑 작용으로 인서트 둘레에 고무호스의 밀착성이 증가될 수 있기 때문에 의도하는 목적이 충분히 달성되는 것으로 판명되었다.

오목한 프로파일(negative profile)을 가지며 인서트의 출구 영역을 향하여 경사진 그루브로 인하여, 호스 내부에 고압유체가 흐를 때, 호스 고무에 가해진 응력이 감소되어 고무호스가 인서트 상에서 이동하고 따라서 그루브 에지 상에 고무가 끼워져서 손상될 수 있으므로 확실한 밀착이 필요하다.

상기 방식으로, 본 발명에 따른 인서트 상에 형성된 그루브가 응력 감소부재(reduction element)로 작용한다. 또한, 이 응력은 링에 의하여 가해진 압축력이 인서트의 출구 영역을 향하여 길게 연장된 비압축성의 호스 고무 상에 작용하고, 즉 인서트의 출구 부분을 향하여 직경이 감소되는 링의 원형 단면-섹션, 및 인서트 출구 부분의 원통-원뿔형 구성에 의하여 인서트에 지지된 상태로 인서트를 따라 재분배되기 때문에 로킹링과의 결합에 의하여 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 커넥터의 다른 장점은 종래 유형의 인서트에 대하여 상기 호스가 이동함에 따라 인서트로부터 고무호스에 전달된 응력이 크게 변함이 없어서 인서트의 프로파일과 링의 프로파일을 일치시키는 것이 별로 곤란하지 않고 즉 인서트의 규격화 가능성이 상당히 증대되어, 상기 커넥터를 상이한 유형의 링 및 밀착 시스템을 가진 다수의 호스에 사용할 수 있다는 점이다.

이로써 생산비가 절감되고 재고 보유량을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 커넥터는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 여러 가지로 변형 및 변경될 수 있다.

즉, 예를 들어 4변형 프로파일(12)을 가진 종래의 그루브 대신에 밀착성을 증가시킬 수 있는 복수의 마이크로그루브를 제공할 수 있다.

최종적으로, 모든 세부사항은 기술적으로 균등한 다른 부재로 대체될 수 있다.

실제로, 사용된 재료 뿐만 아니라 그 치수는, 이들이 소정 용도에 적합한 경우, 필요 조건 및 기술 상태에 따라 임의의 것이 될 수 있다.

Claims (14)

1. 고압 고무호스가 삽입될 인서트(insert), 및 고무호스를 인서트 둘레에 고정시키는 로킹링(locking ring)―여기서 인서트는, 자신의 외면 상의 실질적으로 중앙 영역에, 인서트의 출구 부분을 향하여 경사진 적어도 하나의 비대칭 그루브(asymmetric groove)(3)를 가져서 집중된 장력(localized tension)이 분배되도록 안내하여 호스의 탄성 모재(elastomeric substrate)가 찢어지는 위험을 방지함―을 포함하는 고압 고무호스용 커넥터에 있어서,

   상기 적어도 하나의 그루브(3)는, 제2 경사부(inclined portion)(6)와 연접되며 또한 제2 직선부(straight portion)(7)와 연접되는 제1 경사부(5)와, 만곡부(curved portion)를 따라, 연접되는 제1 직선부(4)를 포함하는 프로파일을 가지고, 상기 제2 경사부는 상기 제1 경사부에 대하여 비대칭이며 상기 제1 및 제2 직선부가 상기 인서트의 종축과 평행인

   고압 고무호스용 커넥터.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그루브(groove)(3)는 바닥이 둥근(rounded bottom) 캐비티를 형성하는 프로파일(profile)을 가지며, 상기 프로파일의 가장 깊은 지점이 상기 그루브의 중앙선에 대하여 축방향으로 오프셋되는 고압 고무호스용 커넥터.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 인서트(1)가, 상기 적어도 하나의 그루브(3) 상류 영역에, 4변형 프로파일(quadrangular profile)을 가진 복수개의 그루브(12)를 가지는 고압 고무호스용 커넥터.
5. 제1항에 있어서, 상기 인서트(1)가, 상기 적어도 하나의 그루브(3) 상류 영역에, 복수개의 마이크로그루브(microgroove)(12)를 가지는 고압 고무호스용 커넥터.
6. 제1항에 있어서, 상기 인서트(1)가, 상기 적어도 하나의 그루브(3) 하류 영역에, 원통형-원뿔부(cylindrical-conical portion)(8)를 가지는 고압 고무호스용 커넥터.
7. 제1항에 있어서, 상기 링(2)이 상기 인서트의 출구를 향하는 부분(9)으로부터 상기 인서트의 쇼울더(11)와 맞닿게 될 부분(10)으로 직경이 증가하는 링에 의하여 형성된 실질적으로 원통형의 몸체로 구성되는 고압 고무호스용 커넥터.
8. 고무호스 내에 삽입될 영역을 가진 실질적으로 원통형의 몸체를 포함하며, 자신의 외면 상의 중앙 영역에, 인서트의 출구 부분을 향하여 경사진 적어도 하나의 그루브(3)를 포함하여 집중된 장력이 분배되도록 안내하여 탄성 모재가 찢어지는 것을 방지하는 고압 고무호스의 커넥터용 인서트(1)에 있어서,

   상기 적어도 하나의 그루브(3)는 제1 직선부를 포함하는 프로파일을 가지고, 상기 제1 직선부는 제2 경사부(6)와 연접되며 또한 제2 직선부(7)와 연접되는 제1 경사부(5)와 만곡부를 따라 연접되고, 상기 제1 및 제2 직선부는 상기 인서트의 종축과 평행인

   고압 고무호스 커넥터용 인서트.
9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그루브(3)가 바닥이 둥근 캐비티를 형성하는 프로파일을 가지며, 상기 프로파일의 가장 깊은 지점이 상기 그루브의 중앙선에 대하여 축방향으로 오프셋되는 고압 고무호스 커넥터용 인서트.
10. 삭제
11. 제8항에 있어서, 상기 인서트(1)가, 상기 적어도 하나의 그루브(3) 상류 영역에, 4변형 프로파일을 가진 복수개의 그루브(12)를 가지는 고압 고무호스 커넥터용 인서트.
12. 제8항에 있어서, 상기 인서트(1)가, 상기 적어도 하나의 그루브(3) 상류 영역에, 복수개의 마이크로그루브(12)를 가지는 고압 고무호스 커넥터용 인서트.
13. 제8항에 있어서, 상기 인서트(1)가, 상기 적어도 하나의 그루브(3) 하류 영역에, 원뿔-원통형부(8)를 가지는 고압 고무호스 커넥터용 인서트.
14. 실질적으로 원통형인 몸체로 이루어지는 고압호스의 커넥터용 링(2)에 있어서,

    상기 링은 상기 링이 위치될 인서트(1)의 출구를 향하는 영역(9)으로부터 상기 인서트(1)의 플랜지(11)와 맞닿게 될 영역으로 직경이 증가하는 환형부에 의하여 형성되는

    고압호스 커넥터용 링.