KR100598424B1 - 유체 분배용 어댑터 및 유체 충전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 작동식 시스템에 유체를 충전하는 유체 분배 장치의 어댑터에 관한 것으로, 유체를 충전하는 공정 완료 시에 과도하게 유체를 회수하지 않으면서 용이하게 시스템과 대기의 압력 균형을 맞출 수 있는 어댑터와 유체 충전 방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이러한 목적은 유체로 작동하는 유체 작동식 시스템을 진공화하고 작동 유체를 충전하는 유체 분배 장치에 탈착 가능하게 연결되고 유체 작동식 시스템의 작동 유체 주입구에 탈착 가능하게 결합되는 유체 분배용 어댑터로서, 상기 유체 분배 장치의 진공원 및 유체 공급원에 연결되어 유체 작동식 시스템을 흡인하여 진공화하거나, 상기 유체 분배 장치의 유체 공급원에 연결되어 유체 작동식 시스템에 작동 유체를 공급하는 유체 분배 통로를 갖춘 본체와, 유체의 흡인 및 충전시에 상기 본체를 상기 유체 작동식 시스템의 작동 유체 주입구에 고정하여 밀봉하는 클램핑 수단을 포함하고, 상기 클램핑 수단은, 상기 유체 작동식 시스템의 흡인 및 충전 시에는 상기 작동 유체 주입구 측으로 전진하여 밀봉하고 흡인 및 충전의 완료 시에는 작동 유체 주입구로부터 후퇴하여 이격되는 제1 클램핑 수단과, 상기 유체 주입구의 이면에서 이 유체 주입구를 지지하여 제1 클램핑 수단과 밀착에 따른 반력을 제공하며 제1 클램핑 수단과는 별개로 작동하는 제2 클램핑 수단으로 이루어지는 유체 분배용 어댑터에 의해 달성된다.

Description

유체 분배용 어댑터 및 유체 충전 방법{FLUID DISPENSING ADAPTER AND METHOD FOR CHARGING THE FLUID}

도 1 내지 도 3은 각각 종래 기술에 따른 어댑터의 구성의 일부를 나타내는 단면도이다.

도 4는 라디에이터 주입구의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 5 내지 도 8은 본 발명을 냉각수 충전 공정에 적용한 실시예에 따른 어댑터의 종단면도로서, 각각의 도면은 냉각수 분배 작업의 각 단계에 따라 달라지는 상태를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

40 : 유체 분배용 어댑터

41 : 상부 하우징

42 : 하부 하우징

63 : 제1 클램프

73 : 제2 클램프

81 : 클램프 레버

본 발명은 유체를 작동 매체로 하는 시스템을 진공 흡인하고 작동 유체를 충전하는 유체 분배 장치, 특히 그러한 유체 분배 장치와 유체를 충전하려는 시스템의 작동 유체 주입구를 연결하는 어댑터에 관한 것이다.

작동 매체로서 유체를 사용하는 시스템, 예컨대 자동차의 브레이크 시스템, 엔진 냉각 시스템, 동력 조향 시스템 또는 자동차나 건물의 각종 냉방 시스템 등에서는 브레이크액, 냉각수, 냉매 또는 오일 등을 작동 매체로 하여 시스템이 작동한다. 이러한 시스템은 가동 전에 장치 내의 주요 부품 및 작동 매체의 순환 경로를 작동 매체로 충전하여야 하며, 시스템의 사용 중에도, 예컨대 자동차에서 부동액이나 브레이크액을 교환하는 경우과 같이, 정기적 또는 부정기적으로 작동 매체를 교환할 필요성이 있다.

이와 같은 경우에는 먼저 충전 대상 시스템에서 공기 또는 작동 매체인 유체를 빼내어 시스템 내부를 진공 상태로 한 후에 새로운 유체를 충전하여야 하며, 그러한 작업을 위한 유체 분배 장치는 기본적으로 대상 시스템을 진공 상태로 만들기 위한 진공원과 시스템에 충전할 유체를 공급하는 유체 공급원 및 대상 시스템의 주입구에 결합되어 유체 분배 장치로의 공기 흡인 및 유체의 충전이 이루어지도록 해주는 유체 분배용 어댑터를 필요로 한다.

이러한 유체 분배용 어댑터는 종래로부터 여러 가지 형식의 것이 개발되어 사용되어 왔는데, 이것들은 대체로 진공원과 유체 공급원을 갖춘 유체 분배 장치로부터 진공 흡입과 유체 공급이 이루어지는 포트가 형성된 본체와, 이 포트를 유체 분배 대상 시스템에 연결하는 클램핑 수단을 갖추고 있다.

그러한 어댑터의 일례로서는 공개특허공보 특1999-40161호에 개시된 '라디에이터 냉각수 주입용 어댑터'의 발명을 들 수 있다. 이러한 형식의 어댑터는, 도면 제1도에 도시된 것과 같이, 어댑터 본체(1)의 중앙에 피스톤 가이드(2)가 마련되고, 피스톤 가이드(2)에는 피스톤(3)이 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 피스톤(3)의 외면에는 복수 개의 와셔(4)와 O-링(5)이 끼워져 있다. 피스톤(3)의 하단에는 걸림턱(6)이 형성되어 와셔(4)와 O-링(5)의 이탈을 방지하고 있다. 라디에이터에 냉각수를 주입하기 위해서는, 먼저 어댑터 본체(1)를 레저버의 네크부(7)의 상단에 안착시키고, 어댑터 본체(1) 내부에 수납된 피스톤 가이드(2)에 유압이 공급되면 피스톤 가이드(2)가 위쪽으로 당겨지면서 걸림턱(6)이 와셔(4)와 O-링(5)을 위쪽으로 밀고, 이에 따라 O-링(5)이 찌그려저 네크부(7)의 내면에 압착되어 밀봉 상태로 된 후에, 라디에이터로부터의 공기의 흡인과 냉각수의 충전이 개시된다.

그러나, 이러한 구성의 라디에이터는 어댑터가 충전 대상 시스템의 주입구에 안착되어 어댑터 본체와 주입구 사이의 밀봉 상태를 효과적으로 형성하지만, 주입구와 어댑터 사이의 별도의 결합 수단이 없기 때문에, 라디에이터의 진공 흡인 및 냉각수 주입 과정에서 예기치 않게 어댑터가 주입구로부터 이탈될 우려가 있다.

이러한 이탈의 우려가 없도록 유체 주입구와 어댑터를 확고하게 결합시켜 주는 클랭핑 수단을 갖춘 어댑터가 미국 특허 제6,257,285호에 개시되어 있는데, 이러한 종류의 어댑터는 외부로부터 공급되는 공기압에 의해 작동하는 복수 개의 피 스톤을 본체 내에 갖추고 이들 피스톤의 작동에 따라 공기 흡인과 유체 충전이 절환되는 방식을 취하고 있으며, 대상 시스템의 주입구에 어댑터를 고정하는 클램핑 수단으로서는 도면 제2도에 도시된 구성을 갖추고 있다.

이 종래 기술의 어댑터는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(11) 아래측의 베이스부(12)의 중심부 선단에 O-링(14)이 개재된 주입 노즐(13)이 고정되고, 주입 노즐(13)의 외측에는 바깥측에 O-링(16)이 개재된 환형 슬리브(15)가 마련되고, 본체(11)의 중앙에는 말단에 후크(18)가 형성된 레버형 아암(17)이 피스톤(19, 20)에 의해 회동하도록 크로스핀(21)을 축으로 하여 장착되어 있다.

시스템을 충전하기 위하여 시스템의 충전 네크부(22)에 이러한 구성의 어댑터를 결합하는 경우에, 본체 베이스부(12)의 하면이 충전 네크부(22)의 상부 플랜지(23)에 맞닿도록 설치하면, 주입 노즐(13)이 충전 네크부(22)에 삽입되고 충전 네크부(22)의 원통부(24, 25)와 주입 노즐(13)의 O-링(14) 및 환형 슬리브(15)의 O-링(16)이 밀착되어 충전 네크부(22)와 주입 노즐(13) 사이의 밀봉이 이루어지고, 이 상태에서 본체 상측의 피스톤(19)이 포트(26)로부터 공급된 공기압에 의해 확장되면서 레버형 아암(17)이 회동하여 말단의 후크(18)가 충전 네크부(22)의 플랜지(23)의 하면에 밀착되어 어댑터 본체(11)가 충전 대상 시스템의 충전 네크부(22)에 결합된다.

이러한 구성의 미국 특허 제6,257,285호의 어댑터는 충전 대상 시스템의 주입구와 충분한 밀봉을 이루면서 주입구와 어댑터와의 확고한 결합이 가능하게 되므로, 돌발적인 외력 등이 작용하여도 어댑터가 주입구로부터 이탈될 우려가 없고, 주입 노즐을 주입구에 삽입한 후에 레버형 아암을 회동시키는 간단한 조작에 의해 주입구와 어댑터 사이의 밀봉 및 결합을 효과적으로 이룰 수 있다.

이탈의 우려 없이 유체 주입구에 확고하게 결합할 수 있는 어댑터의 또 다른 예가 도 3에 도시되어 있다.

도 3의 어댑터는 어댑터 본체(100)에 각종 유로가 형성되어 피스톤의 작동에 요하는 공압 및 유체의 공급이 이루어지며, 그 본체(100)의 중심부에는 충전 대상 시스템을 배기하고 주입구(130)에 유체를 공급하는 튜브(102)가 마련되어 있고, 그 외측에는 하부 하우징(101)과의 사이에 2개의 실린더(112, 122)가 형성되어, 이 실린더에 공급되는 공압에 따라 3개의 클램핑 수단이 작동하게 되어 있다.

하나의 클램핑 수단은 하부 하우징의 위쪽에 형성된 제1 실린더(112) 내에서 구동되는 피스톤(111)이 형성된 제1 클램프(110)로서, 이 제1 클램프 하단에는 밀봉재(113)가 부착되어, 제1 클램프(110)가 실린더(112)에 공급되는 공압에 의해 하향 이동하면 밀봉재가 주입구(130) 내측의 단(132)에 맞닿아 밀봉하도록 구성되어 있다.

또 하나의 클램핑 수단은 하부 하우징 아래쪽에 튜브(102)의 외측과의 사이에 형성된 제2 실린더(122) 내에서 구동되는 피스톤(121)이 형성된 제2 클램프(120)로서, 이 제2 클램프의 하단 외측에는 후술하는 클램프 레버(140)를 가이드하는 레버 가이드(123)가 고정되고, 레버 가이드의 하단에는 밀봉재(124)가 부착되어, 제2 클램프(120)가 실린더(122)에 공급되는 공압에 의해 하향 이동하면 밀봉재(124)가 주입구(130)의 플랜지(133)에 맞닿아 주입구를 밀봉하게 된다.

한편, 또 다른 하나의 클램프로서는 클램프 레버(140)가 마련되어 있는데, 이 클램프 레버(140)의 상단은 하부 하우징(101)의 하단에 부착되어 실린더(122)의 하면을 형성하는 클램프 레버 부착부(105)에 핀(108)에 의해 회동 가능하게 부착되어 있고, 그 하단에는 후크(145)가 형성되어 클램프 레버(140)가 회동하면 주입구의 플랜지(133)의 저면을 지지하도록 되어 있다.

이 클램프 레버는 제2 클램프의 상하 이동에 따라 회동하게 되는데, 클램프 레버(140)에는 상측으로 갈수록 내측으로 기울어지는 핀 안내부(147)가 형성되어, 제2 클램프(120) 하단의 레버 가이드(123)에 부착된 핀(126)이 핀 안내부(147)에 활주 가능하게 삽입되어 있다.

이러한 구성에 따르면, 도 3에서는 클램프 레버(140)가 주입구의 플랜지(133) 하면을 지지하는 상태로 되어 있지만, 이 도시된 상태에서 제2 클램프(120)와 그 하단의 레버 가이드(123)가 상향 이동하면, 클램프 레버(140)의 핀 안내부(147)에 삽입된 레버 가이드의 핀(126)이 핀 안내부(147)에 구속된 상태로 활주하면서 클램프 레버(140)를 바깥쪽으로 밀게 되어, 클램프 레버(140)의 후크(145)는 주입구(130)의 플랜지(133) 하면으로부터 이탈하게 된다.

이러한 작동에 따르면, 제1 클램프(110)는 제2 클램프(120)와 별개로 작동할 수 있지만, 제2 클램프(120)와 클램프 레버(140)는 함께 작동하게 되어, 결국 제2 클램프(120)에 의해 주입구의 밀봉과 클램프 레버(140)에 의한 주입구의 지지가 동시에 이루어지게 되고, 그 해제 과정에 있어서도 제2 클램프에 의한 주입구 밀봉의 해제와 클램프 레버(140)에 의한 주입구의 지지 해제가 동시에 이루어지게 되는 것 이다.

그러나, 전술한 도 2 및 도 3의 종래 기술에 따른 어댑터는 시스템의 진공 흡인과 유체의 주입 과정에서는 효과적으로 작동하지만, 상당한 숙련된 기술자가 아니라면 유체의 주입을 완료하고 어댑터를 주입구로 분리하는 과정에서는 충전 대상 시스템의 충전 수위를 적절히 조절하는 것이 곤란하게 된다.

예컨대, 자동차 조립 공정에서 엔진 냉각 시스템에 냉각수를 충전하는 공정과 같은 유체 주입 공정에서는 냉각수 분배 장치에 연결된 어댑터를 라디에이터 등에 형성된 냉각수 주입구에 밀봉 상태로 결합하고 냉각 시스템을 진공 흡인한 후에 냉각수를 주입하게 된다.

적절한 레벨로 라디에이터 내에 냉각수의 주입이 완료되면 주입구와 어댑터의 유체 공급 통로에 남아 있는 여분의 냉각수를 회수하도록 어댑터에 형성된 별도의 회수 라인에 의한 흡인 동작이 이루어지고, 초기의 진공 상태로 인하여 대기압보다 낮게 형성된 냉각 시스템 내의 압력을 보충하도록 별도의 공기를 주입하면서, 레버 아암을 해제 위치로 회동하고 어댑터 본체를 상향 이동하여 주입 노즐을 주입구로부터 회수하여야 한다.

그러나, 이러한 일련의 동작은 냉각 시스템 내의 냉각수의 충전 상태에 맞추면서 주입구 및 주입 노즐에 남아 있는 냉각수가 자동차의 차체 등에 떨어지지 않도록 주의하면서 이루어져야 하지만, 일련의 주입 해제 과정에서는 냉각 시스템 내부의 압력을 보충하기 위한 작업과 냉각수 회수 작업이 동시에 이루어지는 관계로 고도의 숙련자가 아니라면 냉각 시스템의 냉각수 충전 수위를 적절히 맞추는 것은 매우 어려운 일이다.

특히, 냉각수의 회수 작업은 레버 아암이 주입구에 결합되어 어댑터와 주입구가 밀봉을 이룬 상태에서 이루어질 수 밖에 없으므로, 과도한 회수 작업으로 인하여 냉각 시스템 내의 냉각수 충전 수위가 현격히 떨어지는 문제가 발생하고, 이러한 문제로 인하여 자동차 조립 공정 등의 양산 라인에서는 생산성이 상당히 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명은, 유체로 작동하는 시스템에 유체를 충전하는 유체 분배 장치의 어댑터에 있어서 시스템을 진공화하고 유체를 충전하는 공정이 완료되고 시스템으로부터 어댑터를 분리하는 단계에서 시스템 및 어댑터로부터 여분의 유체를 회수하면서 시스템과 대기의 압력 균형을 맞추는 작업이 원활히 수행될 수 있게 해주는 어댑터를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 유체로 작동하는 유체 작동식 시스템을 진공화하고 유체를 충전하는 유체 분배 장치에 탈착 가능하게 연결되고 유체 작동식 시스템의 유체 주입구에 탈착 가능하게 결합되는 유체 분배용 어댑터가 제공되는데, 이러한 본 발명의 어댑터는, 유체 분배 장치의 진공원 및 유체 공급원에 연결되어 유체 작동식 시스템을 흡인하여 진공화하고 유체 분배 장치의 유체 공급원에 연결되어 유체 작동식 시스템에 작동 유체를 공급하는 유체 분배 통로를 갖춘 본체와, 유체의 흡인 및 충전시에 상기 본체를 상기 유체 작동식 시스템의 작동 유체 주입구에 고정하여 밀봉하는 클램핑 수단을 포함하고, 상기 클램핑 수단은, 상기 유체 작동식 시스템의 흡인 및 충전 시에는 상기 작동 유체 주입구 측으로 전진하여 밀봉되고 흡인 및 충전의 완료 시에는 작동 유체 주입구로부터 후퇴하여 이격되는 제1 클램핑 수단과, 상기 유체 주입구의 이면에서 이 유체 주입구를 지지하여 제1 클램핑 수단과의 밀착에 따른 반력을 제공하며 제1 클램핑 수단과는 별개로 작동하는 제2 클램핑 수단으로 이루어지는 것이다.

이와 같은 본 발명의 어댑터는 제1 클램핑 수단의 전진 및 후퇴 동작에 따라 어댑터와 유체 주입구 사이의 밀봉이 이루어지면서, 유체 주입구의 이면을 지지하여 제1 클랭핑 수단의 밀착력에 대한 반력을 제공하는 제2 클램핑 수단이 제1 클램핑 수단과는 별개로 작동하므로, 이와 같은 어댑터를 사용하여 유체를 주입하는 공정에서는, 먼저 어댑터 본체를 유체 주입구에 맞닿게 놓은 상태에서 제2 클램핑 수단으로 유체 주입구를 지지하도록 한 후에 제1 클램핑 수단을 전진시킴으로써, 유체 주입구와 어댑터 본체 사이의 밀봉 및 체결을 이루고, 시스템의 진공 흡인 및 유체 충전이 완료된 후에는 제2 클램핑 수단이 유체 주입구를 지지하고 있는 상태에서 제1 클램핑 수단을 후퇴시키면, 별도의 공기 공급 라인을 갖추지 않아도 외부로부터 유체 주입구로 충분한 대기가 공급되면서 시스템과 대기 사이의 압력 균형이 달성되고, 유체 회수 라인에 의해 유체를 회수하거나 어댑터의 진공 흡인이 작동하여도 시스템의 유체 주입구로부터 과도한 유체가 회수되는 일이 없는 상태로 되며, 이러한 상태에서 제2 클램핑 수단을 해제하여 어댑터를 유체 주입구로부터 분리하면 모든 유체 분배 공정은 완료된다.

따라서, 본 발명에 따른 구성의 어댑터로 작동 유체의 분배 작업을 하는 경우에는 별도의 공기 공급 라인이 없어도 유체 충전이 완료된 후에 충전 대상 시스템과 대기 사이의 압력 균형이 달성되며, 숙련된 기술자에 의하지 않더라도 충전 대상 시스템으로부터 과도한 유체를 회수하는 일이 없게 된다.

또한, 유체 작동식 시스템의 작동 유체 주입구의 선단에 플랜지가 형성되어 있는 경우에는 상기 제2 클램핑 수단은 상기 본체의 하측에 지지점을 갖는 레버로 구성되고 이 레버의 일단이 상기 작동 유체 주입구의 상기 플랜지의 하면을 지지하도록 구성하면, 간단한 구성으로 주입구와 어댑터를 확고하게 체결할 수 있게 된다.

또한, 제2 클램핑 수단의 레버를 본체에 형성된 실린더 내에서 작동하는 피스톤에 의해 회동하도록 구성하면, 간단한 구성으로 제2 클램핑 수단이 원할히 작동할 수 있게 된다.

한편, 유체 작동식 시스템의 작동 유체 주입구의 선단에 플랜지가 형성된 경우에는 유체 분배용 어댑터의 본체에 상기 플랜지의 선단에 맞닿아 안착되는 안내 레버를 형성할 수 있다. 이러한 안내 레버의 구성에 따르면, 작동 유체 주입구에 유체 분배용 어댑터를 장착할 때 상기 안내 레버에 의해 어댑터와 작동 유체 주입구의 높이 방향 위치가 안내되어, 어댑터의 장착이 매우 용이하게 된다.

또한, 유체 주입구의 플랜지에 반경 방향의 개구가 형성되어 있는 경우에는, 상기 안내 레버의 일단이 이 개구에 삽입되도록 구성하면, 유체 분배용 어댑터를 주입구에 장착할 때 수평 방향의 위치를 안내되어 어댑터를 주입구에 장착하는 작 업이 매우 용이하게 된다.

이상의 본 발명의 구성에 따른 바람직한 실시예의 어댑터 구성을 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 유체 분배용 어댑터는 유체를 작동 매체로 하는 시스템이라면 어떠한 것에라도 이용될 수 있지만, 이하에서는 자동차 조립 라인에서 엔진 냉각 시스템에 냉각수를 충전하는 냉각수 충전 장치에 사용되는 어댑터에 본 발명이 적용되는 실시예에 대해 설명한다.

도 4는 여분의 냉각수를 저장하는 리저버 또는 라디에이터의 상단에 형성한 주입구(30)를 도시하고 있다.

이러한 주입구(30)는 여러 가지 구성의 것이 이용되고 있지만, 통상적으로 사용되는 것으로서는, 도 3에 도시한 대로 주입구가 선단부의 대원통부(31)와 그 아래의 소원통부(32)로 구성된 2단의 것이 주로 사용되고 있으며, 그 대원통부(31)의 상단에는 도시하지 않은 주입구 폐쇄용 캡을 체결하기 위한 것으로 통상 2곳의 개구(34)가 형성된 플랜지(33)가 마련되어 있다.

이러한 냉각 시스템의 주입구에 냉각수를 충전하는 데 사용되는 본 발명에 따른 유체 분배용 어댑터의 바람직한 실시예가 도 5 내지 도 8에 도시되어 있다.

도 5는 유체 공급원 및 진공원을 갖춘 유체 분배 장치(도시하지 않음)에 연결된 유체 분배용 어댑터(40)를 도시하고 있는데, 이러한 어댑터(40)는 유체 분배 장치로부터의 진공 및 유체의 공급 라인과 유체 회수 라인 및 각종 실린더를 작동하는 공압이 공급되는 포트를 갖추고 있고, 그러한 구성은 전술한 미국 특허 제 6,257,285호에서도 설명하고 있는 바와 같이 이미 알려진 통상의 것으로도 충분하고 본 발명에서 개선하고자 하는 대상도 아니므로, 도면에서는 설명의 편의상 이러한 구성의 도시를 생략하였고 이하에서도 그 설명을 생략하고자 한다.

도 5에 도시된 어댑터(40)의 본체는 도시하지 않은 유체 및 진공 공급 포트 및 손잡이가 형성되어 유체 분배 장치에 연결되는 원통형의 상부 하우징(41) 및 하부 하우징(42)이 결합되어 형성되는 것이다. 이들 하우징 내부에는 공간이 형성되고, 그 중앙에는 유체 분배 장치로부터 공급되는 진공 흡인 압력과 유체가 공급되는 통로인 주입 튜브(43)가 그 상단이 상부 하우징(41)에 고정된 상태로 장착되어 있고, 주입 튜브의 선단에는 라디에이터의 주입구(30)에 삽입되어 진공 흡인 및 유체 공급을 행하는 노즐(44)이 나사 결합되어 있다.

상부 하우징(41)의 주입 튜브(43)의 외측에는 제1 클램프 샤프트(62)가 주입 튜브(43)를 둘러싸는 상태로 장착되어 있는데, 이 제1 클램프 샤프트(62)의 상단 외측에는 공압으로 작동하는 피스톤(61)이 고정되고, 제1 클램프 샤프트(62)는 하부 하우징(42)을 관통하여 연장되는데, 그 하단에는 제1 클램프(63)가 고정되어 있고, 제1 클램프(63)의 외측 선단에는 O-링(64)이 게재되어 있다.

상부 하우징(41)의 내부 공간은 피스톤(61)이 상하 작동하는 제1 실린더(45)로 형성되는데, 이 제1 실린더(45)에는 도시하지 않은 포트를 통하여 유체 분배 장치로부터 공압이 공급되고, 이 공압에 의해 피스톤(61)이 상하로 이동하여 제1 클램프 샤프트(62)와 그 하단의 제1 클램프(63)가 상하 방향으로 가동된다.

한편, 하부 하우징(42)에는 중앙을 관통하는 주입 튜브(43)와 제1 클램프 샤 프트(62)의 외측에 이들을 둘러싸는 상태로 제2 클램프 샤프트(72)가 장착되어 있는데, 제2 클램프 샤프트(72)의 상단 외측에는 공압으로 작동하는 피스톤(71)이 고정되어 있고, 그 하단에는 제2 클램프(73)가 고정되어 있고, 제2 클램프(73)의 외측 선단에는 O-링(74)이 게재되어 있다.

하부 하우징(42) 내의 공간은 제2 클램프 샤프트에 장착된 피스톤(71)이 왕복 운동하는 제2 실린더(46)로 형성되는데, 이 피스톤(71)은 제1 클램프 샤프트(62)에 장착된 피스톤(61)과 마찬가지로 도시하지 않은 포트를 통하여 유체 분배 장치로부터 공급되는 공압에 의해 상하로 작동하여 제2 클램프(73)를 상하로 가동한다.

한편, 제1 클램프(63)와 제2 클램프(73) 및 이들을 가동하는 수단들은 제1 클램핑 수단을 형성하는 것으로서, 제1 클램프 샤프트(62)의 길이와 피스톤(61)의 행정은 도 6에 도시한 하향 이동 상태에서 그 하단의 제1 클램프(63)와 O-링(64)이 주입구(30)의 대원통부(32)와 소원통부(31) 사이에 형성되는 턱 부분에 안착되어 밀봉을 할 수 있는 치수로 형성된다.

또한, 제2 클램프 샤프트(72)의 길이와 피스톤(71)의 행정은 하향 이동 상태에서 그 하단의 제2 클램프(73)와 O-링(74)이 주입구(30)의 플랜지(33) 내측에 안착되어 밀봉을 행할 수 있는 치수로 형성된다.

하부 하우징(42)의 외벽측에는 제2 클램핑 수단으로서 클램프 레버(81)가 작동 가능하게 부착되어 있다. 하부 하우징(42)의 아래쪽 외벽의 둘레에는 원통형의 가이드 하우징(48)이 부착되고, 이 가이드 하우징(48) 하측 외벽에는 지지홈(54)이 형성되어, 이 지지홈(54)에서 막대 형상의 클램프 레버(81)가 피벗되게 지지되어 있고, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 클램프 레버(81)가 라디에이터 주입구(30)의 플랜지(33)의 하면을 지지하도록 클램프 레버(81)의 하단부에는 내측으로 구부러진 형태로 후크(85)가 형성되어 있다.

한편, 플랜지(33)에는 주입구 폐쇄용 캡이 체결되기 때문에, 플랜지(33)의 하면은 이 캡이 적절히 체결될 수 있도록 그 높이가 조절되고, 양측의 클램프 레버(81)의 길이도 이에 맞추어 후크(85)가 플랜지(33)의 하면에 접하도록 서로 다르게 조절할 수 있으며, 이와 같은 경우에 유체 주입구에 대한 어댑터의 장착 상태가 안정되는 장점이 있다.

클램프 레버(81)는 하부 하우징(42)의 외벽측에 마련되는 클램프 레버의 구동 수단에 의해 회동을 하게 되는데, 이 구동 수단은 레버 피스톤(82)과 이 레버 피스톤의 하단에 나사 결합된 클램프 레버 가이드(83)로 구성되는데, 레버 피스톤(82)은 원통형으로 형성되어 상부측의 얇은 원통부(84)가 하부 하우징(42)의 외벽 및 이 외벽에 고정된 피스톤 커버(51) 사이의 공간에 삽입되어 상하 이동이 안내된다. 레버 피스톤(82)의 내측으로는 공압으로 상하 가동되는 피스톤(86)이 돌출 형성되어, 레버 피스톤(82)과 하부 하우징(42) 및 가이드 하우징(48)으로 둘러싸인 공간으로 형성된 레버 실린더(47) 내에서 도시하지 않은 포트를 통하여 공급되는 공압에 의해 피스톤(86)이 가동하면서 레버 피스톤(82) 자체가 상하 이동하게 되어 있다.

레버 피스톤(82)의 하단에 나사 결합된 클램프 레버 가이드(83)는 원통형으 로 형성되고, 그 하단은 내측으로 볼록한 윤곽을 가지고 있는데, 이 윤곽은 클램프 레버(81)의 상단부와 캠 작동식으로 협동하도록 형성됨으로서, 클램프 레버 가이드(83)가 상향 이동하면 클램프 레버(81)의 상단부가 클램프 레버 가이드(83) 하단의 상기 윤곽에 의해 내측으로 압박되면서 클램프 레버(81)가 하부 하우징(42)의 지지홈(54)을 중심으로 회동하여 그 하단의 후크(85)가 외측으로 벌어지고, 클램프 레버 가이드(83)가 하향 이동하면 지지홈(54)의 아래 부분의 클램프 레버(81)가 압박되면서 그 하단의 후크(85)가 주입구(30)의 플랜지(33)을 하면을 지지하는 위치로 이동하게 된다.

도 6은 어댑터의 종단면도로서, 도 5와는 다른 원주상의 각도에서 어댑터를 절단한 상태를 도시하고 있다. 도 6에는 하부 하우징(42) 외측의 가이드 하우징(48)에 고정된 2개의 안내 레버(87)가 도시되어 있는데, 이 안내 레버(87)는 라디에이터 주입구(30)의 플랜지 사이의 개구(34)에 삽입되도록 그 하단이 내측으로 볼록하게 형성되고, 그 하단의 볼록한 부분의 위쪽에는 개구(34) 양측의 플랜지(33) 상면에 안착되도록 안착 날개(88)가 (도 6의 지면에 수직한 방향으로) 양측으로 돌출하여 형성되어 있다.

이 안내 레버(87)는 그 하단이 주입구 플랜지(33)의 개구(34)에 삽입되어, 어댑터를 주입구(30)에 장착할 때, 주입구에 대한 어댑터의 원주 방향의 결합 위치를 안내하고, 안착 날개(88)가 플랜지(33)의 상면에 안착되어, 주입구(30)에 대한 어댑터의 상하 방향의 결합 위치를 안내하는 기능을 한다. 또한, 뒤에서 어댑터의 작동에 관하여 설명하겠지만, 충전 대상 시스템의 유체 충전이 종료하는 시점, 즉 제1 클랭핑 수단이 후퇴하고 제2 클램핑 수단만 작동하여 클램프 레버(81)가 플랜지(33)의 하면을 지지한 상태에서, 어댑터의 제1 클램핑 수단, 특히 제1 클램프(63)와 O-링(64)이 주입구(30)와 충분한 간격을 유지하도록, 안내 레버(87)의 안착 날개(88)가 어댑터의 하향 이동을 방지함으로써 충전 대상 시스템과 대기 사이의 압력 균형이 달성되는 것을 도와준다.

이하에서는, 이와 같은 구성을 갖춘 어댑터를 이용하여 자동차의 조립 공정에서 라디에이터의 주입구를 통하여 엔진 냉각 시스템에 냉각수를 충전하는 방법에 대해 설명한다.

자동차 조립 라인에서 조립이 완성된 자동차가 냉각수의 충전 공정으로 진입하면 작업자는 냉각수 충전 장치에 연결된 어댑터를 라디에이터 상단의 주입구에 결합하여 어댑터와 주입구를 밀봉한 상태에서 냉각수 충전 장치를 가동하여야 한다.

이러한 결합 작업은 어댑터를 도 6에 도시된 상태와 같이 안내 레버(87)의 하단을 주입구(30)의 플랜지 사이의 개구에 삽입하고 안내 레버(87)의 안착 날개(88)를 플랜지(33)의 상면에 안착시킴으로써 어댑터(40)와 주입구(30)가 결합 위치에 놓이면서 개시된다.

이 상태에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 클램프(63) 및 제2 클램프(73)는 후퇴 상태로 어댑터(40)의 하부 하우징(42)에 밀착하여 배치되어 있고, 레버 피스톤(82)도 후퇴 상태로 되어 클램프 레버(81)는 확장된 상태로 배치되어 있다.

이 상태에서 충전 작업을 개시하면, 레버 실린더(47)에 공압이 공급되어 피 스톤(86)이 하향 이동하여 레버 피스톤(82)과 클램프 레버 가이드(83)도 하향 이동한다. 이에 따라 클램프 레버 가이드(83)의 말단부가 클램프 레버(81)를 밀어 클램프 레버(81) 하단의 후크(85)가 주입구 플랜지(33)의 하면을 지지하는 상태로 놓이게 된다. 이러한 상태가 도 7에 도시되어 있다.

이와 같이 클램프 레버(81)가 주입구(30)를 아래측으로부터 지지하고 안착 날개(88)가 주입구(30)의 상면을 지지한 상태에서 어댑터의 상부 하우징(41)의 제1 실린더(45)와 하부 하우징(42)의 제2 실린더(46)에 공압이 공급되면, 피스톤(61, 71)이 하향 이동하고, 이에 따라 제1 및 제2 클램프 샤프트(62, 72)와 이에 장착된 제1 및 제2 클램프(63, 73)가 하향 이동하여, 클램프 레버(81)와 제1 및 제2 클램프(63, 73) 사이에 주입구(30)가 끼워 넣어진 상태로 되어 고정되고, O-링(64, 74)에 의해 주입구(30)가 이중으로 밀봉된다.

이러한 상태는 도 8에 도시되어 있는데, 이 상태에서 먼저 냉각수 주입 장치에 마련된 진공원과 주입 튜브(43)가 연결되어 라디에이터 및 냉각 시스템 전체로부터 공기를 흡입하여 냉각 시스템의 진공화가 미리 설정한 수준에 이르게 되면, 냉각수 주입 장치에서 주입 튜브(43)로 냉각수를 공급하여 냉각 시스템에 냉각수가 충전된다.

미리 설정한 압력까지 냉각수가 충전되면, 냉각수 주입 장치로부터의 냉각수 공급이 종료되고, 도시하지 않은 회수 라인으로부터의 흡인에 의해 주입 튜브(43)로부터의 흡인 동작이 개시되는데, 이러한 단계에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 상하부 하우징(41, 42)의 제1 및 제2 실린더(45, 46)에 공압이 공급되어 피스톤 (61, 71)이 상향 이동하여 제1 및 제2 클램프(63, 73)가 상향 이동함으로써 주입구(30)의 밀봉이 해제된다.

따라서, 주입구에는 외부로부터 공기가 공급되어 대기와 냉각 시스템 내의 압력이 평형을 이루는 상태에서 주입 튜브(43)에 잔류하는 냉각수와 주입구(30)에 있는 여분의 냉각수가 흡인되어 회수된다.

한편, 이 경우에 플랜지(33)의 상면에는 안내 레버(87)의 안착 날개(88)가 놓여 있는 상태에서 제1 및 제2 클램프(63, 73)의 상향 이동에 따른 반력을 지지하므로, 제1 클램프 및 제2 클램프의 상향 이동에 따른 반력에 따라 어댑터가 하향 이동하는 일은 없게 되고, 이로써, 충전 대상 시스템과 대기 사이의 충분한 유통으로 압력 균형이 촉진된다.

회수 공정이 완료되면, 하부 하우징(42)의 레버 실린더(47)에 공압이 공급되어 레버 피스톤이 상향 이동하면서 클램프 레버(81)가 확장되어 주입구(30)의 플랜지(33)가 지지 상태로부터 해제되고, 이로써 어댑터(40)와 주입구(30)의 결합 상태는 해제되고 냉각수의 주입 공정은 완료된다.

이상 본 발명에 따른 구성의 어댑터를 이용하여 본 발명에 따른 유체 충전 방법에 따라 자동차의 엔진 냉각 시스템에 냉각수를 충전하는 실시예에 대해 설명하였다.

자동차의 조립 공정 등에서는 여러가지 부품을 조립하여 자동차의 조립이 완료되면, 브레이크 시스템, 동력 조향 시스템 및 엔진 냉각 시스템 등에 작동 유체 인 브레이크액, 파워 오일, 부동액을 함유한 냉각수를 충전하여야 하며, 본원 발명에 따른 구성의 어댑터를 이용하는 경우에 각 시스템의 부품 형태 등에 따라 본원 발명에 따른 어댑터를 설계 변경하여 유체 충전 작업을 원할하게 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 구성의 어댑터와 이 어댑터를 이용하는 유체 충전 방법에 따르면, 제1 클램핑 수단의 전진 및 후퇴 동작에 따라 어댑터와 유체 주입구 사이의 밀봉이 이루어지고, 제2 클램핑 수단은 유체 주입구의 이면을 지지하여 제1 클랭핑 수단의 밀착력에 대한 반력을 제공하므로, 이와 같은 어댑터를 사용하여 유체를 주입하는 경우에는 별도의 공기 공급 라인을 갖추지 않아도 유체 충전의 완료 시에 외부로부터 유체 주입구로 충분한 대기가 공급되면서 유체 충전 대상 시스템과 대기 사이의 압력 균형이 달성되고, 유체 회수 라인에 의해 시스템으로부터 과도한 유체가 회수되는 일이 없이 충전 작업을 완료할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 유체로 작동하는 유체 작동식 시스템을 진공화하고 유체를 충전하는 유체 분배 장치에 탈착 가능하게 연결되고 유체 작동식 시스템의 유체 주입구에 탈착 가능하게 결합되는 유체 분배용 어댑터로서,

   상기 유체 분배 장치의 진공원 및 유체 공급원에 연결되어 유체 작동식 시스템을 흡인하여 진공화하고 상기 유체 분배 장치의 유체 공급원에 연결되어 유체 작동식 시스템에 작동 유체를 공급하는 유체 분배 통로를 갖춘 본체와,

   유체의 흡인 및 충전 시에 상기 본체를 상기 유체 작동식 시스템의 작동 유체 주입구에 고정하여 밀봉하는 클램핑 수단을 포함하고,

   상기 클램핑 수단은, 상기 유체 작동식 시스템의 흡인 및 충전 시에는 상기 작동 유체 주입구 측으로 전진하여 밀봉하고 흡인 및 충전의 완료 시에는 작동 유체 주입구로부터 후퇴하여 이격되는 제1 클램핑 수단과, 상기 유체 주입구의 이면에서 이 유체 주입구를 지지하여 제1 클램핑 수단과의 밀착에 따른 반력을 제공하며 제1 클램핑 수단과는 별개로 작동하는 것인 제2 클램핑 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 분배용 어댑터.
2. 제1항에 있어서, 상기 유체 작동식 시스템의 작동 유체 주입구의 선단에는 플랜지가 형성되고, 상기 제2 클램핑 수단은 상기 본체의 하측에 지지점을 갖는 레버로 구성되고, 이 레버의 일단이 상기 작동 유체 주입구의 상기 플랜지의 하면을 지지하는 것을 특징으로 하는 유체 분배용 어댑터.
3. 제2항에 있어서, 상기 레버는 상기 본체에 형성된 실린더 내에서 작동하는 피스톤에 의해 회동하는 것을 특징으로 하는 유체 분배용 어댑터.
4. 제1항에 있어서, 상기 유체 작동식 시스템의 작동 유체 주입구의 선단에는 플랜지가 형성되고, 상기 어댑터를 상기 작동 유체 주입구에 장착할 때 상기 어댑터와 상기 작동 유체 주입구의 높이 방향 위치를 안내하도록 상기 본체에는 상기 플랜지의 선단에 맞닿아 안착되는 안내 레버가 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 분배용 어댑터.
5. 제4항에 있어서, 상기 플랜지에는 반경 방향의 개구가 형성되고, 상기 어댑터를 상기 주입구에 장착할 때 수평 방향의 위치를 안내하도록 상기 안내 레버의 일단이 상기 개구에 삽입되는 것을 특징으로 하는 유체 분배용 어댑터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 유체 분배용 어댑터로 상기 유체 작동식 시스템에 작동 유체를 분배하는 방법으로서,

   상기 유체 분배용 어댑터를 상기 작동 유체 주입구에 근접하여 배치하는 단계와,

   상기 제2 클램핑 수단으로 상기 유체 주입구의 이면을 지지하는 단계와,

   상기 제1 클램핑 수단을 전진시켜 상기 작동 유체 주입구를 밀봉하는 단계와,

   상기 유체 주입구로부터 공기를 흡인하여 진공화하고, 작동 유체를 주입하는 단계와,

   상기 제1 클램핑 수단을 후퇴시켜 밀봉을 해제하는 단계와,

   상기 제2 클램핑 수단에 의한 상기 작동 유체 주입구의 지지 상태를 해제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 유체의 분배 방법.

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