KR100615917B1 - Ｏ링 시일 플랫 페이스 이음쇠 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수형 부분과 암형 부분을 구비하며, 상기 수형 부분에는 O링이 있고, 상기 암형 부분에는 소정 내경을 갖는 관과, 너트와, 그리고 연결재 부분이 있는 형태의 개선된 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠이다. 이 이음쇠는 상기 연장된 둘레 경계부를 지나 반경 방향으로 연장하는 부분이 있는 공극을 구비하는 상기 연결재 부분에 의해 개선된다.

Description

Ｏ링 시일 플랫 페이스 이음쇠{O-RING SEAL FLAT FACE FITTING}

본 발명은 일반적으로 유압 호스 이음쇠에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 O링 페이스 시일 이음쇠(O-ring face seal fitting)에 관한 것이다. 특히, 관 및 호스용 O링 시일 플랫 페이스 종결부의 개선된 암형 부분에 관한 것이다.

O링 시일 플랫 페이스 이음쇠는 공지되어 있다. 통상적으로, 암형 부분은 유압 호스를 기계, 설비, 또는 고정물에 연결하는 별도의 이음쇠 또는 커넥터의 일부를 형성하거나, 관을 기계, 설비, 또는 고정물에 연결하는 그 관의 일부에 부착되거나 그에 직접 형성된다.

암형 부분의 한 가지 형태에 있어서, 관의 단부는 그 관의 개방 단부에서 플랫 페이스의 환형부를 제공하는 지점으로 넓게 벌어진다. 상기 환형부는 환형부가 생성되는 관의 내경과 실질적으로 동일한 내경을 갖는다. 환형부는 칼라 또는 슬리브에 의해 지지되며, 이 칼라 또는 슬리브는 관으로부터 멀리 향하는 플랫 단부의 반대측 환형부에 대해 브레이징, 용접, 프레싱, 또는 당업계에 공지된 다른 방법으로 관에 부착된다(도 1 참조).

암형 부분을 수형 부분에 연결하기 위해, 너트를 관 위에, 그리고 환형부 및 칼라 또는 슬리브 둘레에 끼우게 되는 데, 상기 너트에는 그 내부의 일부분에 걸쳐 내나사와, 너트의 나머지 부분에 걸쳐 감소된 직경의 비(非)나사 형성부, 즉 견부가 있다. 수형 부분에는 O링을 수용하는 홈을 구비한 O링 페이스와, 그 내부의 O링과, 이 O링이 있는 상기 페이스에 근접한 외나사부가 있다. 연결시에, 너트는 수형 부분의 외나사부 위에 나사 결합된다. 나사를 죄는 작용은 O링 페이스와 너트의 견부 사이의 거리를 줄이게 된다. 견부의 내경이 지지 칼라 또는 슬리브의 적어도 일부분의 외경보다 작기 때문에, 축방향 구속 부분(도 1 및 도 2에서 도면 부호 29), 환형부, O링 페이스는 밀봉 접촉 상태로 된다.

O링 페이스 시일 이음쇠의 암형 부분의 다른 형태에 있어서, 플랫 단부면을 갖는 슬리브는 관의 단부에 브레이징, 용접, 또는 다른 방법으로 부착된다. 슬리브는 전술한 형태의 환형부 및 지지체의 조합과 실질적으로 유사한 전체 외형을 갖는다(도 2 참조).

이들 두 가지 형태 모두는 제조 및 작동 모두에 있어서 현저한 단점을 갖고 있다. 첫째로, 상기 두 형태는 별도의 슬리브를 제조하여 관에 부착시킬 것을 요구하고 있어, O링 시일 플랫 페이스 이음쇠의 암형 부분의 제조하는 데에 있어, 비용을 추가하며 더 복잡하게 만든다. 둘째로, 상기 형태의 이음쇠는 특정 조건하에서 느슨해지며, 누설이 일어나고, 그리고 손상되는 경향이 있다. 예를 들면, 이음쇠에 대한 충격 또는 진동의 영향하에서 암형 부분이 이음쇠의 수형 부분에 대해 비틀릴 경우, 암형 부분과 너트 사이의 마찰은 너트를 선회시켜 풀어지게 할 수 있다. 이러한 상황은 도 4에 도시한 바와 같이 관이 굴곡되어 있는 이음쇠에 두드러지게 관련된다. 이러한 구성에서, 이음쇠에 대한 측면 충격은 수형 부분과 암형 부분 연결되는 지점에서의 축선을 중심으로 한 모멘트를 발생시킨다. 이는 이어서 수형 부분에 대하여 암형 부분에 토크를 야기한다. 그러나, 비틀림의 가능성은 굴곡되어 있지 않은 관에도 나타날 수 있다.

따라서, 암형 부분이 있으며, 관이 비틀림으로써 야기된 풀어짐에 의해 발생되는 누설에 대한 개선된 저항력을 갖는 단순화된 구조의 O-링 시일 플랫 페이스 이음쇠에 대한 필요성이 계속되어 왔다.

본 발명은, 암형 부분을 구비하며, 단순화된 구조를 갖는 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 암형 부분을 구비하며, 관의 비틀림 또는 진동에 의해 풀어짐으로써 발생되는 누설에 대해 개선된 저항력을 갖는 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 수형 부분과 암형 부분을 구비하며, 상기 수형 부분에는 O링이 있고, 상기 암형 부분에는 소정 내경을 갖는 관과, 이 내경에 대응하는 내경을 갖는 연장된 둘레 경계부와, 너트와, 그리고 연결재 부분이 있는 형태의 개선된 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠이다. 이 이음쇠는 상기 연장된 둘레 경계부를 지나 반경 방향으로 연장하는 부분이 있는 공극을 구비하는 상기 연결재 부분에 의해 개선된다.

명세서에 합체되어 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 하고, 도면에서는 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타낸다.

도 1은 종래의 유압 이음쇠의 암형 단부를 1/4를 절개하여 도시한 입면도이고,

도 2는 종래의 유압 이음쇠의 암형 단부를 1/4를 절개하여 도시한 입면도이며,

도 3은 바람직한 실시예의 O링 시일 플랫 페이스를 구비하는 유압 이음쇠의 암형 단부를 1/4를 절개하여 도시한 입면도이고,

도 4는 바람직한 실시예의 O링 시일 플랫 페이스를 구비하는 굴곡된 형상의 유압 이음쇠의 암형 단부를 1/4를 절개하여 도시한 입면도이며,

도 5a 내지 도 5e는 바람직한 실시예의 O링 플랫 페이스를 형성하는 과정을 나타내는, 1/2를 절개하여 도시한 입면도이고,

도 6은 성형 프레스를 1/2를 절개하여 도시한 입면도이며,

도 7은 성형될 관을 구비하는 성형 프레스의 1/2를 절개하여 도시한 입면도이고,

도 8은 제1 펀치의 입면도이며,

도 9는 제2 펀치의 입면도이고,

도 10은 제3 펀치의 입면도이며,

도 11은 제4 펀치의 입면도이다.

도 3에 있어서, O링 시일 플랫 페이스 이음쇠의 암형 부분(10)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. O링 시일 플랫 페이스 이음쇠의 암형 부분(10)은 연결재 부분(12)과, 관(14)과, 환형 또는 플랫 페이스(16)와, 너트(20)와, 보어(22)와, 공극(26)과, 그리고 호스 스템(24)을 구비하며, 상기 연결재 부분(12)에는 캐밍 부분(camming portion)(28)과 축방향 구속 부분(29)이 있고, 상기 호스 스템(24)에는 렌치 플랫(wrench flat)(30), 호스 멈춤부(32), 그리고, 돌출부(24)가 있다.

연결재 부분(12)은 당업계에 공지된 여러 가지 관 성형 방법으로 형성될 수 있다. 그러나, 도 3 및 도 4의 형상을 갖는 구성품과 같은 구성품을 제조하기에 적합하며, 체적 기준(volume basis)으로 행해지는 방법으로 프로그레시브 다이 성형법(progressive die forming)이 있다. 도 5 내지 도 11을 참조하여, 그 과정을 설명한다.

전체적인 프레스 기법 및 장비는 당업계에 공지되어 있으며, 본원에서 도시하거나 상세하게 기재하지는 않는다. 그러나, 본 발명의 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠(10)의 연결재 부분(12)을 제조하는 데에 있어서의 구체적인 세부 사항들은 후술한다. 프레스의 전체적인 구성은 다음과 같다. 상기 프레스는 6개의 수직 회전형 다이 스테이션을 구비하며, 그 중 하나의 스테이션의 다이(38)가 도 6에 도시되어 있다. 각 다이 스테이션은 상호 교환 가능한 다이(38)를 보유하고 있다. 각 다이(38)에는 일체형 방출 로드(도시 생략)가 있고, 이 방출 로드는 상기 구성품의 길이를 설정하고 완성된 구성품을 방출시키는 데에 사용된다. 상기 방출 로드는 고정된 길이를 갖거나 인서트를 사용하여 길이를 조절할 수 있다. 또한, 4개의 램(도시 생략)이 있으며, 각 램에 제1 내지 제4 펀치(54 내지 60)가 각각 장착되어 있다. 자동 윤활유 스프레이(도시 생략)는 적재 스테이션에 부착되어 있다.

각 다이(38)는 상부 다이 쉘(40), 성형 인서트(42), 상부 관 인서트(44), 압축 관(46), 하부 다이 쉘(48), 하부 관 인서트(50)를 구비한다. 각 다이는 동일하며, 교환 가능한 구성 요소[즉, 각 다이의 성형 인서트(42)는 교환 가능함]를 갖는다. 상부 다이 쉘(40), 상부 관 인서트(44), 압축 관(46), 하부 다이 쉘(46), 그리고 하부 관 인서트(50)는 다이의 비(非)성형 영역이다. 이들 영역은 삽입되는 관(14)보다 약간 더 큰 치수를 갖는다. 관(14)은 성형 공정 중에 상기한 더 큰 치수의 영역을 채우도록 팽창하며 상보적으로 짧아질 것이다. 도 7에서 관(14)이 성형 인서트(42)를 지나 얼마나 연장하는 가를 주의해야 한다.

제1 스테이션에서, 관(14)이 다이(38)에 적재된다. 그 후의 4개의 스테이션에서는 제1 내지 제4 펀치(54, 56, 58, 60)를 각각 구비하고 있고, 각각 25톤의 힘을 가할 수 있다. 스테이션 1 및 스테이션 2는 각각 성형 후에 각 펀치(54 내지 60)로부터 관(14)을 분리하기 위한 스트리퍼 플레이트(stripper plate)(도시 생략)를 구비하고 있다.

작업 시에, 각 치수의 관은 소정 길이로 절단되고, 와이어 브러시로 버어가 제거되며, 그리고 외래의 금속 입자를 제거하기 위해 세척된 후에, 프레스로 도입된다. 상기 프레스는 정확한 크기의 다이(38), 제1 내지 제4 펀치(54 내지 60), 스트리퍼 플레이트, 방출 로드(도시 생략), 그리고 로더 봉(도시 생략)이 장착된 상태로 마련된다. 자동 로더는 상응하는 크기의 관을 위해 조절된다. 절단되고 버어가 제거된 관(14)은 다이(38) 위에 배치된다. 소량의 성형 오일이 관(14) 위에 분사된다. 관(14)은 방출 로드에 의해 이송이 멈춰질 때까지 다이(38) 내에 박히게 된다. 로더 봉을 후퇴시킨다. 다이(38)를 제1 펀치(54) 아래로 회전시킨다. 이는 도 5b에 도시한 바와 같이 관(14)이 주로 개구 근처에서 팽창되지만, 캐밍 부분(28)도 생성하는 스테이션 2이다. 제1 펀치(54)를 고정 멈춤부와 접촉할 때까지 전진시킨다. 제1 펀치(54)를 후퇴시킨다. 다이(38)를 제2 펀치(56) 아래로 회전시킨다. 이는 관(14)의 캐밍 부분(28)이 도 5c에 도시한 바와 같이 형성되는 스테이션 3이다. 제2 펀치(56)를 고정 멈춤부와 접촉할 때까지 전진시킨다. 제2 펀치(56)를 후퇴시킨다. 다이(38)를 제3 펀치(58) 아래로 회전시킨다. 이는 관(14)의 연결재 부분(12)이 도 5d에 도시한 바와 같이 스테이션 1에 의해 팽창된 영역에서 45도 이상으로 접혀지는 스테이션 4이다. 제3 펀치(58)를 다이(38)에 바닥이 닿을 때까지 전진시킨다. 제3 펀치(58)를 후퇴시킨다. 다이(38)를 제4 펀치(60) 아래로 회전시킨다. 이는 폴딩 가공을 계속하여 플랫 페이스(16)를 형성하는 스테이션 5이다. 플랫 페이스(16)의 내경은 동시에 성형된다. 제4 펀치(60)를 다이(38)에 바닥이 닿을 때까지 전진시킨다. 제4 펀치(60)를 후퇴시킨다. 다이(38)를 방출 실린더(도시 생략) 위로 회전시킨다. 이는 관을 방출시키는 최종 스테이션이다. 방출 실린더가 전진하여, 소정 신호가 수신될 때까지 방출 로드와 성형된 구성품을 전진시킨다. 성형된 구성품은 이제 다이(38)의 외부에 노출된다. 블로우오프(blow-off)(도시 생략)를 작동시켜, 노출되어 있는 성형된 구성품을 깨 끗이 한다. 방출 실린더를 후퇴시킨다. 다이를 적재 스테이션 아래로 회전시킨다.

전술한 작업은 1개의 다이 스테이션에 대해 기재한 것이다. 모두 6개의 다이 스테이션을 원형으로 배치하고, 각 다이 스테이션을 회전시킴에 따라 모든 나머지 스테이션이 동시에 회전한다. 4개의 펀치(54 내지 60)는 각각 4개의 다이 스테이션에서 동시에 전진하는 한편, 적재와 방출도 동시에 수행된다.

성형된 구성품이 다른 공정으로 보내지기 전에, 성형된 구성품은 진동 매체를 통과해 보내진다. 진동 매체는 성형된 구성품의 표면에 해머링된(hammering) 무광택 다듬질면을 생성하며, 모든 외부 잔류 플래쉬(flash)를 제거한다.

도 4에 도시한 구성에 있어서, 관(14)은 굴곡되어 있다. 너트(20)는 관(14)의 둘레에 배치된다. 호스 스템(24)은 플랫 페이스(16)의 반대측 단부에서 관에 브레이징되어 있다.

각 펀치(54 내지 60)는 각각 별도의 형상을 가지며, 성형 공정 중에 관(14)과 접촉하는 중요 성형 영역에 교환 가능한 구성 요소를 구비한다.

가요성 호스(도시 생략)에 대한 부착을 수반하지 않은 용례에 있어서, 호스 스템(24)은 생략할 수 있다. 그러한 경우, 관(14)은 가요성 호스에 의해 이루어 졌을 소정 거리를 연장하게 된다.

본 발명의 연결재 부분(12)을 생성하는 것에는 별도의 칼라 또는 슬리브(18)를 생성 및 부착하는 것이 포함되지 않으며, 이로 인해 비용이 덜 들고 덜 복잡해진다는 것을 유념해야 한다.

그러나, 보다 중요하게는 공극(26)이 생성된다. 이 공극(26)은 연장된 둘레 경계부(A)와 연결재 부분(12)의 내부면 사이의 체적을 차지한다. 연장된 둘레 경계부(A)는, 연결재 부분(12)의 형성 또는 관(14)의 굴곡에 의해 변형되지 않은 관(14)의 부분에서부터 선형적으로 연장하는 개념적 표면이다. 공극(26)은 암형 부분(10)이 이음쇠의 수형 부분에 대해 비틀릴 경우 너트(20)의 반응을 변경시킨다. 특히, 도 4의 굴곡된 형상에서 암형 부분(20)이 수형 부분에 대해 비틀리도록 충돌하거나 진동하는 경우, 공극(26)이 없다면 너트(20)가 수형 부분으로부터 풀어지는 경향이 있다. 풀어짐이 충분하게 진행된다면, 이음쇠는 누설이 일어날 수 있다. 이와 같이, 연결부는 손상을 겪게된다. 공극(26)은 그러한 풀어지려는 경향을 감소시킨다. 공극(26)이 어느 정도의 유연성을 허용하며, 나아가 그러한 조건하에서 관(14)과 너트(20)의 마찰을 감소시키는 것으로 여겨진다. 마찰의 감소는 너트(20)가 전술한 조건하에서 풀어지려는 경향을 감소시킨다.

O링 시일 플랫 페이스 이음쇠의 최종적인 결과로는, 제조하는 데에 있어 비용 및 복잡함 모두를 감소시키며, 작동 환경에서 이음쇠의 비틀림을 야기할 수 있는 충격, 진동 또는 다른 사고로 인한 풀어짐과, 그리고 이음쇠의 궁극적인 누설 및 손상에 대해 개선된 저항력을 나타낸다는 점이다.

본 발명의 전술한 상세한 설명 및 예시적인 실시 형태는 도면에 도시되어 있으며, 다양한 수정예 및 변형례로 상세하게 기재하였다. 그러나, 본 발명의 전술한 예는 단지 대표적인 것이며, 본 발명의 보호 범위는 종래 기술의 측면에서 해석할 때 단지 청구 범위에 의해서만 한정된다는 것을 이해할 것이다. 게다가, 본 명 세서에 예시적으로 개시된 본 발명은 본 명세서에서 구체적으로 개시하지 않은 임의의 구성 요소 없이도 적절히 실시할 수 있다.

Claims (6)

1. 수형 부분과 암형 부분을 구비하는 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠(10)로서, 상기 암형 부분에는 소정 내경을 갖는 관(14)과, 이 내경에 대응하는 내경을 갖는 연장된 둘레 경계부(A)와, 너트(20)와, 플랫 페이스(16)와, 그리고 연결재 부분(12)이 있고, 상기 연결재 부분(12)은 캐밍 부분(28)과 축방향 구속 부분(19)를 구비하며, 상기 플랫 페이스(16)와 연결재 부분(12)은 일체로 형성되며, 상기 연결재 부분(12)은 상기 연장된 둘레 경계부(A)를 지나 반경 방향으로 연장하는 부분이 있는 공극을 구비하는 것인 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠.
2. 제1항에 있어서, 상기 축방향 구속 부분(29)은 관(14)의 축선에 대체로 평행하게 연장하는 평탄면의 외면과, 상기 축선에 대해 횡방향으로 연장하는 견부를 구비하는 것인 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠.
3. 제2항에 있어서, 상기 너트(20)는 축방향 구속 부분(29)의 횡방향으로 연장하는 견부와 접촉하도록 되어 있는 것인 O링 시일 플랫 페이스 이음쇠.
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