KR100644340B1 - 고압호스용 금구 체결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압호스용 금구 체결구조에 있어서, 특히 고압 고무호스의 금속 체결부를 구성하고 있는 니플에 연속하는 홈과 확관부를 더 형성함으로써, 고무호스를 통해 전달되는 오일의 누유되는 것을 막는 것을 특징으로 하는 고압호스용 금구 체결구조에 관한 것으로,

슬리브(sleeve)와 니플(nipple) 사이에 호스를 삽입하고, 슬리브를 2단 및 3단 죠(jaw)로 스웨이징(swaging) 가공하여 호스와 금구를 체결한 금구체결부 구조에 있어서, 국부적으로 압축된 슬리브의 체결 포인트 지점에 위치하는 니플의 체결 포인트 지점에 적어도 2개 이상의 연속하는 홈을 형성하고, 상기 홈 사이에 내면으로부터 돌출된 확관부를 형성하여 이루어진 것이 특징이며;

본 발명의 니플 형상의 경우, 2단 및 3단 죠 스웨이징 금구체결에서 문제가 되는 보강사층의 높은 인장탄성계수로 인한 요철없는 일정한 변형을 자연스럽게 스웨이징 형상을 따라 변형하게끔 유도할 수 있고, 따라서 금구 체결부의 구조에서 고무노화 후의 파괴현상을 막고, 또한 누유 및 호스이탈을 차단토록 하는데 효과를 제공한다.

고압호스, 금구 체결구조

Description

고압호스용 금구 체결구조{A High Pressure Hose Assembly}

도 1a는 종래 금구 체결구조의 제 1 실시예도.

도 1b는 종래 금구 체결구조의 제 2 실시예도.

도 2는 본 발명의 구성도.

도 3은 본 발명의 니플 요부 구성도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 니플 12, 13: 니플 홈

14: 니플 확관부 20: 슬리브

30: 고무호스 31: 보강사층

32: 내면고무층 33: 외면고무층

본 발명은 고압호스용 금구 체결구조에 관한 것으로, 특히 고압 고무호스의 금속 체결부를 구성하고 있는 니플에 연속하는 홈과 확관부를 더 형성함으로써, 고무호스를 통해 전달되는 오일의 누유되는 것을 막는 것을 특징으로 하는 고압호스용 금구 체결구조에 관한 것이다.

일반적인 고압호스용 금구 체결부 구조는 슬리브(sleeve)와 니플(nipple) 사이에 호스를 삽입하고 2단 및 3단 죠(jaw)로 스웨이징(swaging) 가공하여 호스와 금구를 체결하는 것으로, 체결후 니플과 슬리브로 구성된 금구와 고무호스의 내면 및 외면은 서로 밀착된 상태를 유지한다.

여기서, 금구와 고무호스 사이의 누유를 방지하는 기밀성은 스웨이징 공정에 의한 금구체결시 슬리브를 압축하면 이에 따라 압축변형된 고무호스가 본래의 형상으로 되돌아가려는 탄성력에 의해 하부로 팽창힘이 전달되면서 고무호스의 내면과 니플의외면 그리고 고무호스의 외면과 슬리브의 내면이 서로 밀착하게 되어 유지된다.

결국, 고압호스의 기밀성은 고무호스의 탄성계수, 경도와 같은 기계적 특성값, 고무호스의 스웨이징 공정후 압축정도와 압축형상과 관계되는 금구와 호스의 치수, 스웨이징 정도를 나타내는 체결경, 니플의 외주면 및, 슬리브의 내주면의 형상에 의해 결정된다.

또한, 고압호스의 금구 체결부의 기밀성은 사용환경에서의 고무의 노화 및 내면고무의 파괴에 의해 약화될 수 있으며 이로 인해 호스이탈 현상이 발생할 수도 있다.

이하에서 도면을 통해 종래기술을 보다 상세히 설명하기로 한다.

이하에서 언급하는 종래의 금구 체결부는 2단 죠(jaw)를 사용하여 고압호스를 체결하는 것이다.

먼저, 니플(10) 외면에 특정한 가공형상이 없는 도 1의 a와 같은 금구체결형상의 기밀성은 호스재료의 기계적 특성값 및 체결경에 의해 결정되며, 금구 체결형상에서 호스(30)의 보강사층(31)의 변형 형상은 보강사층의 높은 인장탄성계수로 인해 슬리브(20)의 변형 형상을 따라가지 않고 두 체결 포인트 사이에서 일정하게 압축된 형상을 갖게 되며, 보강사층(31) 아래의 내면고무층(32)은 외면고무층(33)의 두 체결포인트에서 높은 압축정도에 비해 비교적 낮고 균일하게 압축된다.

그러나, 도 1a와 같은 금구체결형상에서는 높은 기밀성을 유지하기 위해서 작은 체결경으로 스웨이징하여야 하며, 이는 많은 경우 오버 스웨이징(over swaging)에 의한 내면, 외면고무층(33)의 파괴 또는 니플함몰로 인한 누유를 유발하는 문제점이 있으며, 이와 반대로 큰 체결경으로 스웨이징하는 경우에는 내면고무층(32)의 낮은 압축정도 때문에 누유가 발생할 수 있다.

또한, 이런 금구체결형상은, 호스내 유압부가시 발생하는 x방향의 힘에 대해 이를 지탱하는 체결력이 작아 금구(10, 20)에서 호스(30)가 이탈하기 쉽다.

한편, 도 1b의 금구체결형상은 두 체결 포인트 사이에 놓이는 니플(10) 표면에 호스(30) 내경보다 큰 확관부(11)를 두어 이탈방지 성능을 크게 개량하였고, 보강사층(31)의 확관부에서의 변형을 통하여 내면고무층(32)의 체결 포인트 및 확관부에서의 압축정도를 향상시켜 기밀성도 크게 개량하였다.

그러나, 압축정도가 높아진 만큼 고무의 높은 포아송비에 의해 니플(10) 표 면을 따라 내면고무(32)는 높은 인장 변형률을 가지게 되어 결국, 호스(30)에 반복적으로 높은 유압이 가해지고 내면고무(32)가 노화됨에 따라 낮은 파괴인장 변형률을 가지게 되고 동시에 높은 인장 변형률을 가지게 되며, 반복적인 높은 유압에 의해 높은 응력이 반복적으로 가해지는 A부에서는 내면고무의 파괴가 발생하여 누유 및 호스이탈로 이어진다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로,

금구 체결부의 구조에서 고무노화 후의 파괴현상을 막고, 또한 누유 및 호스이탈을 차단토록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 슬리브(20)와 니플(10) 사이에 호스(30)를 삽입하고, 상기 슬리브(20)를 2단 및 3단 죠로 스웨이징 가공하여 호스(30)와 금구(10, 20)를 체결한 금구체결부 구조에 있어서,
슬리브(20) 상에서 원주방향을 따라 압축된 체결 포인트 지점이 길이방향을 따라 적어도 2개 이상 연속적으로 형성되고,
각 체결 포인트 지점에 대응되는 니플(10)의 각 체결 포인트 지점에 홈(12, 13)이 형성되고, 그리고
홈(12, 13) 사이에는 내면으로부터 돌출된 확관부(14)를 형성되며,
확관부(14)의 두께(h2)는 내면호스 두께의 1/2 - 1/9이고, 확관부(14)의 폭(w2)은 니플 홈의 폭(w1, w3)의 1/4 - 1배인 것을 특징으로 하는 고압호스용 금구 체결구조가 제공된다.

또한, 니플 홈의 단면은 사각형, 사다리꼴, 타원중 어느 하나의 형상으로 구성되고, 확관부는 사각형, 사다리꼴, 타원중 어느 하나의 형상으로 구성된 것이 특징이다.

또한, 니플 홈의 깊이(h1, h3)는 니플 두께(t)의 1/5 - 1/9이고, 니플 홈의 폭(w1, w3)은 죠의 압입부 폭의 1/2 - 3/2배인 것이 특징이다.

삭제

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 구성도.

도 3은 본 발명의 니플 요부 구성도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예도로서, 도시한 바와 같이 본 발명은 니플(10) 표면의 두 체결포인트 위치에 두개의 홈(12, 13)을 형성하고 두 홈(12, 13)사이에 확관부(14)를 형성하여 이루어진다.

즉, 슬리브(sleeve, 20)와 니플(nipple, 10) 사이에 호스(30)를 삽입하고, 슬리브(20)를 2단 및 3단 죠(jaw)로 스웨이징(swaging) 가공하여 호스와 금구를 체결한 금구체결부 구조에 있어서, 국부적으로 압축된 슬리브(20)의 체결 포인트 지 점에 위치하는 니플의 체결 포인트 지점에 적어도 2개 이상의 연속하는 홈(12, 13)을 형성하고, 상기 홈(12, 13) 사이에 내면으로부터 돌출된 확관부(14)를 형성하여 이루어진 것이다.

또한, 상기에서 니플 홈(12, 13)의 단면은 사각형, 사다리꼴, 타원중 어느 하나의 형상으로 구성되고, 확관부(14)는 사각형, 사다리꼴, 타원중 어느 하나의 형상으로 구성할 수 있는바, 도 3은 니플 홈 및 확관부의 단면이 사각형인 것을 예시하고 있고, 도 4는 니플 홈 및 확관부의 단면이 사다리꼴인 것을 예시하고 있으며, 도 5는 니플 홈 및 확관부의 단면이 타원형인 것을 예시하고 있다.

상기 니플(10)의 기본형상은 홈(12, 13)의 깊이(h1, h3), 폭(w1, w3) 그리고 확관부(14)의 높이(h2), 폭(w2)으로 표현하고 있으며, 홈(12, 13)의 깊이는 니플(10)의 두께(t)를 기준으로 두께의 1/5 - 1/9배 사이에서 결정하는 것이 좋으며, 대체로 1/7 정도를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 니플(10)의 국부적 강성저하로 인한 스웨이징 공정에서의 니플 함몰을 방지하면서 유효한 효과를 얻을 수 있다.

홈(12, 13)의 폭은 전적으로 슬리브(20)의 스웨이징 형상 및 슬리브(20) 내측의 홈(12, 13)가공 형상 그리고 죠의 형상과 관련되는바, 이러한 홈(12, 13)의 폭은 체결 포인트를 형성시키는 죠의 압입부 폭의 0.5 - 1.5배 사이에서 결정하며, 대체로 1.0배 정도가 적절하다.

확관부(14)의 높이는 호스(30) 내경 및 내면고무(32)의 두께와 관련하여 결정되는바, 호스(30) 내경을 기준으로 호스삽입시 호스 내경이 확관부(14)에 의해 1.0 - 1.1배 확관시키도록 결정되도록 하고, 대체로, 확관부(14)에서의 호스(30) 내경 확관량은 1.05배가 적절하며, 내면고무(32)의 두께 기준으로는 내면호스 두께의 1/2 - 1/9 사이에서 결정하는 것이 좋으며, 1/7배 정도가 적절하다. 이때, 내면고무(32) 두께에 비해 확관부(14)의 높이가 너무 높으면 내면고무(32)의 파괴를 유발 할 수 있어 상기와 같은 치수 정도의 적절한 두께가 요구된다.

확관부(14)의 폭은 홈의 폭을 기준으로 1/4 - 1배 사이에서 결정하며, 대체로 1/2배 정도로 사용한다.

상기와 같이 구성하는 본 발명의 니플(10) 형상의 경우, 2단 및 3단 죠 스웨이징 금구체결에서 문제가 되는 보강사층(31)의 높은 인장탄성계수로 인한 요철없는 일정한 변형을 자연스럽게 스웨이징 형상을 따라 변형하게끔 유도할 수 있다.

또한, 고무의 높은 포아송 비에 의한 니플(10) 표면방향으로의 높은 인장변형을 B, C부가 댐 역할을 하여 내면고무의 밀림을 방지함으로써 방지할 수 있다.

즉, 두 체결포인트 사이에 체적압축(volumetric compression) 영역을 만들 수 있는 것이다.

또한, 체적압축이 되는 경우 상대적으로 낮은 압축정도에서도 고무는 높은 응력상태가 되어 높은 기밀성을 유지할 수 있고, 호스(30)내에 고압부가시 x 방향으로 작용하는 힘에 대해 금구가 저항하는 면적이 증가하여 호스이탈을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 국부적으로 압축된 슬리브의 체결 포인트 지점에 위치하는 니플의 체결 포인트 지점에 적어도 2개 이상의 연속하는 홈을 형성하고, 상기 홈 사이에 내면으로부터 돌출된 확관부를 형성하기 때문에 금구 체결부의 구조에서 고무노화 후의 파괴현상을 막고, 또한 누유 및 호스이탈을 차단토록 하는데 효과를 제공한다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (4)

1. 슬리브(20)와 니플(10) 사이에 호스(30)를 삽입하고, 상기 슬리브(20)를 2단 및 3단 죠로 스웨이징 가공하여 호스(30)와 금구(10, 20)를 체결한 금구체결부 구조에 있어서,

   상기 슬리브(20) 상에서 원주방향을 따라 압축된 체결 포인트 지점이 길이방향을 따라 적어도 2개 이상 연속적으로 형성되고,

   상기 각 체결 포인트 지점에 대응되는 상기 니플(10)의 각 체결 포인트 지점에 홈(12, 13)이 형성되고,

   상기 홈(12, 13) 사이에는 내면으로부터 돌출된 확관부(14)를 형성되며, 그리고

   상기 확관부(14)의 두께(h2)는 내면호스 두께의 1/2 - 1/9이고, 상기 확관부(14)의 폭(w2)은 상기 니플 홈의 폭(w1, w3)의 1/4 - 1배인 것을 특징으로 하는 고압호스용 금구 체결구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 니플 홈(12, 13)의 단면은 사각형, 사다리꼴, 타원중 어느 하나의 형상으로 구성되고, 그리고,

   상기 확관부(14)는 사각형, 사다리꼴, 타원중 어느 하나의 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 고압호스용 금구 체결구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 니플 홈(12, 13)의 깊이(h1, h3)는 니플 두께(t)의 1/5 - 1/9이고, 상기 니플 홈의 폭(w1, w3)은 상기 죠의 압입부 폭의 1/2 - 3/2배인 것을 특징으로 하는 고압호스용 금구 체결구조.
4. 삭제

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