KR100537777B1 - 원터치 튜브커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한번의 삽입으로 호스를 연결하는데 이용되는 원터치 튜브커넥터에 관한 것으로, 호스의 이탈을 방지하기 위한 콜렛척(62)을 지지하는 캡(70)을 기밀수단을 사이에 두고 커넥터몸체(40)와 나사 결합함으로써 튜브인서트(42)를 커넥터몸체(40)와 일체화시키는 것이 가능하도록 하여 원터치 튜브커넥터(100)의 가공과 조립을 용이하게 하고, 유체흐름을 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

원터치 튜브커넥터{One-touch tube connector}

본 발명은 한번의 삽입으로 호스를 연결하는데 이용되는 원터치 튜브커넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캡과 커넥터몸체를 분리형으로 함으로써 튜브인서트를 커넥터몸체와 일체화시키는 것이 가능하도록 하여 원터치 튜브커넥터의 가공과 조립을 용이하게 한 원터치 튜브커넥터에 관한 것이다.

일반적으로 원터치 튜브커넥터는 다른 공구의 도움 없이 호스를 원터치 커넥터에 삽입하는 것만으로 결합이 간단하게 이루어지기 때문에 조립이 간편하여 허용압력이 비교적 작은 유체이송라인에 많이 이용되고 있다.

이와 같은 종래 원터치 튜브커넥터의 일예를 첨부도면 도1에 도시하였으며, 이에 도시된 바와 같이 호스(10)의 내측구멍으로 끼워지는 중공형의 튜브인서트(12)가 커넥터몸체(22)에 압입되어 이 커넥터몸체(22)와 함께 중심에 유로를 형성하도록 되어 있었으며, 그 커넥터몸체(22)와 튜브인서트(12) 사이에는 호스(10)의 외주면과 커넥터몸체(22) 내주면 사이에 끼여서 기밀을 유지하는 오링(24)이 튜브인서트(12)와 틈을 이루도록 설치되어 있었다.

또한, 상기 커넥터몸체(22)의 앞부분에는 호스(10)가 커넥터몸체(22)로부터 이탈되려고 할 때 이를 잡아주기 위한 호스스토퍼(26)가 캡(28)에 끼워져서 축방향으로 약간의 유동성을 가지도록 설치되어 있었으며, 이 캡(28)은 커넥터몸체(22)에 코킹결합되어 있었다.

또, 상기 호스스토퍼(26)는 그 후단부에 슬라이드부(26a)가 형성되어 캡(28)으로부터 축방향으로 미끄러질 수 있도록 되어 있었으며, 그 선단부에는 호스(10)의 삽입에 의해 벌어지거나 캡(28)에 걸리어 반경방향으로 오므라들면서 호스(10)를 잡는 콜렛척(26b)이 형성되어 있었고, 그 콜렛척(26b)의 내측에는 호스(10)의 삽입을 허용하고, 그 반대방향으로는 호스(10)의 이탈을 방지하기 위한 일방향걸림턱(26c)이 형성되어 있었다.

이와 같은 종래 원터치 튜브커넥터(20)에 호스(10)를 연결하는 경우 먼저 호스(10)의 선단부를 호스스토퍼(26)의 중심에 형성된 구멍으로 밀어 넣게 되면, 호스(10)가 호스스토퍼(26)에 형성된 콜렛척(26b)의 일방향걸림턱(26c)을 통과하게 되는데, 이때 콜렛척(26b)은 호스(10)에 의해 반경방향으로 벌어지면서 호스(10)의 진입을 돕게 되며, 호스(10)의 선단부가 오링(24)과 튜브인서트(12)의 사이에 형성된 틈을 통과하여 커넥터몸체(22)에 이르게 되면, 원터치 튜브커넥터(20)와 호스(10)의 결합이 한번에 완료된다.

이후 호스(10)와 원터치 튜브커넥터(20)에 허용압력 이내의 압력유체가 공급되면, 호스(10)가 원터치 튜브커넥터(20)로부터 이탈하려는 방향으로 힘을 받게 되는데, 이때 호스(10)가 일방향걸림턱(26c)에 걸리면서 그 외측에 위치하는 콜렛척(26b)과 함께 축방향으로 약간 움직이다가 콜렛척(26b)이 캡(28)에 걸리게 되면, 이 콜렛척(26b)이 캡(28)에 의해 반경방향으로 오므라드는 동시에 일방향걸림턱(26c)이 호스(10)의 외주면을 강하게 파고들면서 잡게 되어 호스(10)가 원터치 튜브커넥터(20)로부터 이탈할 수 없는 상태로 된다.

이때 압력유체가 튜브인서트(12)와 호스(10) 사이로 누설되려고 하나 호스(10)와 커넥터몸체(22)에 위치한 오링(24)에 의해 밖으로 누설되지 못하고 호스(10)와 커넥터몸체(22)를 통해서 흐르게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 원터치 튜브커넥터(20)는 튜브인서트(12)가 커넥터몸체(22)보다 더 깊숙한 위치에 위치되어 있었기 때문에 선삭가공 중의 칩배출과 측정공구의 진입이 곤란하여 별도의 부품으로 제조할 수밖에 없는 단점을 지니고 있었으며, 이는 튜브인서트(12)를 커넥터몸체(22)에 결합하는 공정을 추가하여야 하기 때문에 제조공정이 복잡하게 되어 생산성을 떨어뜨리는 것은 물론이고, 제조원가를 상승시키는 문제점을 갖고 있었다.

또한, 튜브인서트(12)를 커넥터몸체(22)에 압입하는 과정에서 별도의 치공구가 필요하며, 호스(10) 삽입 후 맥동에 의해 튜브인서트(12)가 커넥터몸체(22)로부터 중심이 어긋나는 현상이 발생되어 기밀성이 떨어지고, 튜브인서트(12)와 커넥터몸체(22)의 결합부위에 턱(12a)을 형성하기 때문에 유체흐름에 저항을 주게 되는 문제점을 갖고 있었다.

더욱이 캡(28)을 커넥터몸체(22)에 코킹결합하도록 되어 있었기 때문에 이를 위해 별도의 지그(jig)를 필요로 하여 조립설비를 갖추는데 비용 부담이 있었으며, 캡(28)이 커넥터몸체(22)에 비해 충분한 강도를 갖고 있지 않으면 코킹과정 중에 가하는 강한 압력에 의해 캡(28)이 변형을 일으키게 되므로, 캡(28)의 재료 선정에 따른 설계상의 큰 제약이 따르게 되었다.

그리고, 종래에는 호스스토퍼(26)가 캡(28)에서 축방향으로 자유롭게 움직일 수 있도록 되어 있었기 때문에 밸브전환 시나 유체 이송 중에 발생될 수 있는 맥동이나 압력변화에 의해 호스(10)와 호스스토퍼(26)가 캡(28)의 안쪽을 향해 축방향으로 움직이는 경우 콜렛척(26b)이 탄성복원력에 의해 반경방향으로 벌어지면서 호스(10)를 잡고 있던 힘이 순간 크게 약화되어 유체의 누설이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 커넥터몸체의 선삭가공 부위로부터의 칩(chip) 배출과 측정공구의 진입이 가능하게 함으로써 튜브인서트를 커넥터몸체와 일체로 가공하는 것이 가능하고, 이에 따라 튜브인서트와 커넥터몸체의 조립공정을 배제할 수 있고, 부품의 조립과정에서 치공구의 도움이 필요치 않으며, 튜브인서트와 커넥터몸체의 중심을 보다 정밀하게 일치시킬 수 있는 동시에 튜브인서트와 커넥터몸체의 중심에 형성된 유로에서의 유체흐름을 원활하게 할 수 있고, 맥동이나 압력변화에 의한 호스와 호스스토퍼의 축방향 움직임을 최소로하여 밀폐력을 향상시킬 수 있으며, 캡과 커넥터몸체의 코킹결합을 배제함으로써 조립설비와 작업을 보다 간편하게 할 수 있고, 상대적인 강도를 고려한 캡과 커넥터몸체의 재료선정의 폭을 보다 넓힘으로써 설계를 보다 자유롭게 할 수 있는 원터치 튜브커넥터를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 캡과 커넥터몸체를 기밀수단을 사이에 두고 서로 나사 결합하여 원터치 튜브커넥터가 제공된다.

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도2 내지 도4b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원터치 튜브커넥터(100)는 크게 유로가 형성되어 있는 커넥터몸체(40)와, 호스(30)를 잡기 위한 콜렛척(62)을 갖는 호스스토퍼(60)와, 호스스토퍼(60)가 끼워지는 캡(70)과, 기밀을 위해 호스(30)의 외주면과 캡(70)의 내주면에 밀착하는 오링(50) 및 백업링(52)으로 구성된다.

여기서 커넥터몸체(40)에는 호스(30)의 내측구멍으로 끼워지고 커넥터몸체(40)로 이어지는 유로를 갖는 중공형의 튜브인서트(42)가 커넥터몸체(40)와 일체로 형성되어 있으며, 그 튜브인서트(42)의 외측에는 상기 캡(70)에 나사 결합되는 수나사부(44)가 형성되어 있고, 이 수나사부(44)와 튜브인서트(42)의 사이에는 호스(30)의 삽입을 위한 환형홈(46)이 형성되며, 튜브인서트(42)는 수나사부(44)보다 더 앞쪽으로 돌출되어 있다.

그리고, 커넥터몸체(40)를 예컨대, 엘보형태로 하였으나 꼭 이러한 커넥터의 형태에 한정하지 않고, 직선형, "Y"자, "T"자, "U"자 형태와 같은 다른 형태의 커넥터에도 적용할 수 있다.

상기 캡(70)은 기밀수단을 사이에 두고 상기 커넥터몸체(40)와 나사결합에 의해 결합될 수 있도록 구성되며, 그 내주면 후부에는 커넥터몸체(40)에 형성된 수나사부(44)에 나사결합되는 암나사부(74)가 형성되고, 그 내주면 앞부분에는 호스스토퍼(60)의 슬라이드부(64)와 록스프링(90)이 끼워져 안내되는 가이드부(77)가 형성되며, 그 내주면 중앙에는 호스스토퍼(60)의 콜렛척(62)이 걸리는 원추모양으로 된 일방향성의 환형턱(75)이 형성되고, 그 환형턱(75)과 암나사부(74)의 사이에는 상기 오링(50)과 백업링(52)이 자리 잡을 수 있도록 정밀하게 가공된 면을 갖는다.

여기에 기밀수단은 캡(70)의 후방측 단면에 형성된 환형시트(72)에 끼워진 채로 캡(70)과 커넥터몸체(40) 사이에 밀착하는 패킹(80)으로 구성될 수 있다.

또한, 캡(70)과 호스스토퍼(60) 사이에 록스프링(90)을 설치하여 이 록스프링(90)의 탄성력에 의해 콜렛척(62)에 상시(常時) 바깥쪽으로 탄성력을 가해줌으로써 콜렛척(62)이 항상 호스(30)를 잡고 있도록 하여 밸브전환 시나 유체 이송 중의 맥동이나 압력변화에 의해 호스스토퍼(60)가 축방향 움직이면 발생될 수 있는 콜렛척(62)의 벌어짐을 방지할 수 있도록 하였다.

상기 록스프링(90)은 예컨대, 압축코일스프링으로 구성하였으나 꼭 이러한 스프링의 종류에 한정하지 않으며, 접시스프링, 탄성고무와 같이 탄성복원력을 지니고 있는 것으로 구성할 수도 있다.

그리고, 상기 오링(50)과 백업링(52)은 캡(70)의 내주면과 호스(30)의 외주면에 밀착하며, 특히 백업링(52)은 테프론계열의 합성수지로 구성될 수 있고, 오링(50)과 콜렛척(62) 사이에 위치하여 오링(50)이 축방향으로 크게 유동하는 것을 방지하여 마모를 줄이는 동시에 오링(50)이 콜렛척(62)에 직접 접촉되는 것을 방지함으로써 오링(50)의 일부가 콜렛척(62)에 형성된 슬롯에 끼면서 발생될 수 있는 유체누설을 방지하도록 하였다.

또, 도시한 예에서는 백업링(52)을 오링(50)과 콜렛척(62) 사이에 한개 설치하였으나 꼭 이러한 것에 한정하지 않고, 그 반대편에 백업링을 한개 더 설치할 수도 있다.

한편, 상기 호스스토퍼(60)는 일반적인 형태이며, 축방향안내를 위해 상기 캡(70)의 앞부분에 미끄럼결합되는 슬라이드부(64)와, 호스(30)를 잡기 위해 방사상의 슬롯이 등간격으로 형성된 콜렛척(62)과, 이 콜렛척(62)의 내주면에 형성되어 호스(30)를 삽입할 때는 호스(30)를 통과시키고, 호스(30)가 빠지려는 방향으로 이동할 때는 호스(30)의 외주면을 잡는 일방향걸림턱(62a)으로 구성된다.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도2 내지 도4b에 도시된 바와 같이 캡(70)이 커넥터몸체(40)와 분리된 형태로 제작하도록 구성되어 있기 때문에 튜브인서트(42)의 외부노출이 가능하게 되어 선삭공구 및 측정공구의 튜브인서트(42)로의 진입이 자유로워 튜브인서트(42)를 커넥터몸체(40)에 일체화시킨 상태에서 커넥터몸체(40)와 함께 가공하는 것이 가능하게 된다.

이후 별도로 제작된 커넥터몸체(40)와 캡(70)을 결합하는 경우 오링(50)과 백업링(52)을 캡(70)의 내부로 조심스럽게 삽입한 다음 패킹(80)을 캡(70)의 단면에 형성되어 있는 환형시트(72)에 끼우고, 캡(70)에 형성된 암나사부(74)를 커넥터몸체(40)에 형성된 수나사부(44)에 나사결합하게 되면, 캡(70)이 커넥터몸체(40)에 결합되면서 하나의 원터치 튜브커넥터(100)를 형성하게 된다.

이때 패킹(80)은 캡(70)과 커넥터몸체(40) 사이에 끼여 캡(70)과 커넥터몸체(40) 사이를 밀폐하는 작용을 하게 된다.

한편, 캡(70)에 호스스토퍼(60)를 결합하는 경우 캡(70)의 안쪽에 록스프링(90)을 끼운 다음 호스스토퍼(60)에 형성된 콜렛척(62)을 선두로 캡(70)의 중심에 형성된 구멍으로 밀어 넣게 되면, 호스스토퍼(60)의 슬라이드부(64)가 캡(70)에 형성된 가이드부(77)에 미끄럼결합되면서 끼워지면서 록스프링(90)이 압축되며, 호스스토퍼(60)를 계속 밀어 넣는 힘에 의해 록스프링(90)이 압축되면서 콜렛척(62)이 캡(70)의 내측에 형성된 환형턱(75)에 이르게 되면, 콜렛척(62)이 환형턱(75)의 경사면에 의해 반경방향으로 오므라들면서 환형턱(75)을 통과한 후 탄성복원력에 의해 다시 바깥쪽으로 벌어지면서 환형턱(75)에 걸린 상태로 결합된다.

이때 호스스토퍼(60)를 밀던 힘을 제거하게 되면, 캡(70)과 호스스토퍼(60) 사이에 위치한 록스프링(90)의 탄성복원력에 의해 호스스토퍼(60)가 바깥쪽으로 약간 밀려나오다가 콜렛척(62)이 캡(70)의 환형턱(75)에 걸려서 반경방향으로 약간 오므라든 상태로 멈추어 있게 된다.

이후, 원터치 튜브커넥터(100)에 호스(30)를 연결하는 경우 호스(30)의 선단을 호스스토퍼(60)의 중심에 형성되어 있는 구멍으로 밀어 넣게 되면, 호스(30)가 오므라들어 있던 콜렛척(62)의 일방향걸림턱(62a)에 걸리면서 호스스토퍼(60)와 함께 같은 방향으로 움직이고, 록스프링(90)은 압축된다.

이 과정에서 축방향으로 움직이고 있던 호스스토퍼(60)의 콜렛척(62)이 캡(70)에 형성된 환형턱(75)으로부터 떨어지게 되면, 콜렛척(62)이 탄성복원력에 의해 반경방향으로 벌어지면서 함께 움직이던 호스(30)로부터 분리되어 호스스토퍼(60)는 정지하고 호스(30)만이 계속해서 삽입되며, 호스(30)가 튜브인서트(42)와 틈을 이루고 있는 백업링(52)과 오링(50)의 구멍을 통과하여 커넥터몸체(40)에 형성된 환형홈(46)으로 삽입되면, 튜브인서트(42)는 호스(30)의 내측 구멍으로 진입된 채로 호스(30)와 밀착되며, 호스(30)가 환형홈(46)의 안쪽 끝부분에 닿게 되면, 호스(30)는 더 이상 축방향으로 진행하지 못하고 정지하게 된다.

그 다음 호스(30)를 밀어 넣던 힘을 제거하게 되면, 압축되어 있던 록스프링(90)이 탄성 반발력에 의해 신장되면서 호스스토퍼(60)를 바깥쪽 축방향으로 밀어내게 되는데, 이때 호스스토퍼(60)는 가이드부(77)와 슬라이드부(64)의 직선안내에 의해 축방향으로 약간 움직이다가 콜렛척(62)이 캡(70)에 형성된 환형턱(75)에 걸리게 되면, 반경방향으로 오므라들면서 내주면에 형성되어 있던 일방향걸림턱(62a)이 호스(30)의 외주면을 파고들게 되어 호스(30)가 원터치 튜브커넥터(100)로부터 이탈할 수 없는 상태로 된다.

이때 호스(30)의 내측에 밀착되어 있는 튜브인서트(42)는 호스(30)의 외주면을 축의 직각방향으로 압박하고 있는 콜렛척(62)에 의한 압력을 지지하여 호스(30)가 찌그러드는 것을 방지하는 동시에 콜렛척(62)과 함께 안쪽에서 호스(30)를 잡는 작용을 하게 된다.

이와 같이 원터치 튜브커넥터(100)와 호스(30)가 결합된 상태에서 호스(30)와 원터치 튜브커넥터(100)를 통해 유체를 압송하게 되면, 밸브개폐나 부하변동 때에 충격성의 맥동이 호스(30)에 가해지기도 하는데, 이 경우 호스(30)를 원터치 튜브커넥터(100)로부터 이탈시키려는 방향으로 작용되는 축방향의 힘은 콜렛척(62)을 더욱 오므라들게 하기 때문에 허용압력 이내에서 호스(30)의 이탈은 없게 되며, 그 반대방향인 호스(30)를 원터치 튜브커넥터(100)로 밀어 넣는 방향으로 작용되는 축방향의 힘은 호스스토퍼(60)를 통해 록스프링(90)으로 전달되어 흡수되므로, 호스(30)의 축방향 이동은 매우 작아지게 되어 호스(30)의 유동은 극히 작게 된다.

그리고, 압력유체가 튜브인서트(42)와 호스(30) 사이로 약간 누설되어 캡(70)과 호스(30) 사이로 흐르는 경우 캡(70)과 호스(30) 사이에 위치하는 오링(50)과 백업링(52)에 의해 압력유체는 밖으로 누설되지 못하고 밀폐되어 커넥터몸체(40)와 호스(30)를 통해서만 흐르게 된다.

이 과정에서 오링(50)과 콜렛척(62) 사이에 위치한 백업링(52)은 오링(50)이 콜렛척(62)에 직접 접촉되는 것을 차단하여 오링(50)이 콜렛척(62)의 슬롯에 끼는 것을 방지하는 동시에 오링(50)이 캡(70)의 내주면에서 축방향으로 크게 움직이는 것을 막아 오링(50)의 마모를 줄이는 작용을 하게 된다.

즉, 오링(50)이 콜렛척(62)에 직접 접촉되면, 콜렛척(62)에 형성된 슬롯에 끼면서 이상 변형을 일으켜 오링(50)의 수명이 크게 단축되는 것은 물론이고, 누설이 발생되는데, 백업링(52)이 이를 저지하는 작용을 하게 된다.

또, 튜브인서트(42)와 호스(30) 사이로 누설된 압력유체는 캡(70)과 커넥터몸체(40)의 나사결합부를 통해 누설되려고도 하는데, 이때 캡(70)과 커넥터몸체(40) 사이에 개재되어 있는 패킹(80)에 의해 누설이 저지된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 커넥터몸체와 캡이 나사결합할 수 있는 분리형으로 구성되어 있기 때문에 튜브인서트가 외부로 노출되어 커넥터몸체와 튜브인서트의 선삭가공 중에 공구의 진입이 가능하고 칩(chip)의 배출이 용이할 뿐만 아니라 측정공구에 의한 튜브인서트의 정밀측정 작업이 용이하게 되어 튜브인서트를 커넥터몸체와 일체화시키는 것이 가능하게 되며, 이에 따라 튜브인서트와 커넥터몸체의 조립공정을 배제할 수 있는 효과가 있고, 튜브인서트와 커넥터몸체의 중심을 보다 정밀하게 일치시킬 수 있는 동시에 튜브인서트와 커넥터몸체의 중심에 형성된 유로에서의 유체흐름을 보다 원활하게 할 수 있으며, 록스프링에 의해 유체의 압송 중에 발생될 수 있는 맥동에 의한 호스와 호스스토퍼의 축방향 움직임을 최소로 하여 밀폐력을 유지할 수 있는 효과가 있고, 캡과 커넥터몸체의 코킹결합이 배제됨으로써 조립설비와 작업을 보다 간편하게 할 수 있으며, 캡과 커넥터몸체가 나사결합에 의해 결합되기 때문에 캡과 커넥터몸체의 재료선정의 폭을 보다 자유롭게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 원터치 튜브커넥터를 보인 단면도

도 2는 본 발명에 따른 원터치 튜브커넥터를 보인 부분단면도

도 3은 본 발명에 따른 원터치 튜브커넥터를 보인 분해사시도

도 4a는 본 발명에 따른 원터치 튜브커넥터에 호스를 밀어 넣어서 조립하는 과정을 보인 단면도

도 4b는 본 발명에 따른 록스프링과 콜렛척에 의해 호스가 물린 것을 보인 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

30 : 호스 40 : 커넥터몸체

42 : 튜브인서트 50 : 오링

52 : 백업링 60 : 호스스토퍼

62 : 콜렛척 70 : 캡

80 : 패킹 90 : 록스프링

Claims (5)

1. 호스(30)의 내측구멍으로 끼워지는 중공형의 튜브인서트(42)를 갖고, 호스(30)의 외주면에 밀착하는 오링(50)이 구비되며, 호스(30)를 잡기 위한 콜렛척(62)을 갖는 호스스토퍼(60)가 캡(70)에 결합되어 있는 원터치 튜브커넥터에 있어서,

   상기 캡(70)을 기밀수단을 사이에 두고 커넥터몸체(40)에 나사 결합하여 구성한 것을 특징으로 하는 원터치 튜브커넥터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브인서트(42)는 상기 커넥터몸체(40)에 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 원터치 튜브커넥터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기밀수단은 상기 커넥터몸체(40)와 캡(70) 사이에 개재되는 패킹(80)인 것을 특징으로 하는 원터치 튜브커넥터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 오링(50)과 콜렛척(62) 사이에 캡(70)과 호스(30)에 밀착되는 백업링(52)을 추가로 설치한 것을 특징으로 하는 원터치 튜브커넥터.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 캡(70)과 호스스토퍼(60) 사이에서 반발하는 록스프링(90)을 추가로 구비하여 이 록스프링(90)의 탄성력에 의해 상기 콜렛척(62)이 상시(常時) 호스(30)를 잡고 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 원터치 튜브커넥터.