KR101085714B1

KR101085714B1 - 배관 고정장치

Info

Publication number: KR101085714B1
Application number: KR20100017319A
Authority: KR
Inventors: 신재윤; 김창배; 김호중
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-11-21
Also published as: KR20110097466A

Abstract

본 발명은 배관 고정장치에 관한 것으로서, 차량에 사용되는 호스, 파이프, 튜브와 같은 배관을 고정시킬때, 구비되는 인슐레이터의 형상을 개선하여 배관을 통해 전달되는 소음 및 진동을 저감시키고자 한 것이다.
본 발명은 배관에 브라켓을 통해 연결되고, 이 브라켓에 결합되면서 내부에 칼라와셔와 체결부재가 삽입되는 인슐레이터가 구비된 배관 고정장치에 있어서, 상기 인슐레이터는 중심부로부터 바깥방향으로 형성된 경사부와, 이 경사부로부터 바깥방향으로 연장되면서 브라켓의 삽입홈안에 끼워지도록 끼움홈이 형성된 수평부로 이루어진 배관 고정장치가 제공된다.
이러한 구조를 가지는 본 발명은 차량의 배관 고정시 사용되는 고정장치로서, 배관에 전달되는 진동으로 인해 고정장치를 통해 차체에 전달되는 전달율을 대폭 감소되도록 구성하여 차량 실내로 전달되어 발생되는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

배관 고정장치{Fitting Apparatus for Connecting Pipe}

본 발명은 배관 고정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 사용되는 호스, 파이프, 튜브와 같은 배관을 고정시킬때, 구비되는 인슐레이터의 형상을 개선하여 배관을 통해 전달되는 소음 및 진동을 저감시키고자 한 것이다.

일반적으로, 차량에는 각종 배관(예를 들어, 유압식 조향장치의 배관 또는 터보차져용 배관 등)들이 설치되어 있는데, 이러한 배관을 고정하기 위한 고정장치가 마련되어 있다.

예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배관(1)의 소정위치에 고정장치(10)가 설치되어 차량의 프레임 등에 고정되도록 한 것으로서, 종래의 고정장치(10)는 배관(1)에 절곡되어 연결되는 제 1연결편(11)과, 이 제 1연결편(11)의 하부에 구비되는 제 2연결편(12)과, 이 제 2연결편(12)의 하부로부터 연장되어 구비되는 브라켓(13)과, 제 1,2연결편(11)(12)과 브라켓(13)을 관통하여 결합되도록 하는 체결부재(14)와, 상기 브라켓(13)의 단부에 구비되는 인슐레이터(insulator)(15)와, 이 인슐레이터(15)의 내부에 삽입되는 칼라와셔(collar washer)(16)와, 이 인슐레이터(15)와 칼라와셔(16)를 관통하여 차량의 프레임(F)에 결합되는 체결부재(17)로 이루어진 구조이다.

상기 체결부재(14)(17)는 보울트와 너트이고, 이외에도 다른 체결을 위한 관용수단이 이용될 수 있다.

상기 인슐레이터(15)는 고무재로서, 원통형으로 형성되어 있고, 상기 브라켓(13)의 단부에 형성된 삽입홈(13a)안에 끼워지도록, 둘레면을 따라 끼움홈(15a)이 형성된 구조를 가진다.

또한, 상기 칼라와셔(16)는 상부에 형성되어 인슐레이터(15)의 상면에 접하도록 수평하게 형성되는 칼라부(16a)와, 이 칼라부(16a)의 중심으로부터 하부방향으로 연장되어 인슐레이터(15)안에 형성된 삽입공(15b)안에 삽입되는 바디부(16b)로 이루어진 구조이다.

이러한 구조를 가지는 종래의 배관 고정장치는, 배관(1)의 내부에 압력이 상승하여 배관(1)이 힘을 받을 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 브라켓(13)을 통해 전달되는 힘의 방향이 인슐레이터(15)를 압축하는 방향으로 작용하여 인슐레이터(15)가 압축,변형된다. 이 인슐레이터(15)는 고무재로서, 압축되어 압축 잔류응력이 상승하면, 고무재질의 비선형 특성상 접선방향(tangential)의 영률(young's modulus)이 급격히 높아지게되고, 접선방향의 영률이 커지면, 배관(1) 등에서 전달되는 진동의 차체로의 전달율이 높아지며, 이것은 차량 실내로 전달되어 소음 및 진동을 유발시켜서 차량에 탑승한 승객에게 피로감을 주는 등의 승차감을 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 배관에서 전달되는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있도록 한 배관 고정장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 배관에 브라켓을 통해 연결되고, 이 브라켓에 결합되면서 내부에 칼라와셔와 체결부재가 삽입되는 인슐레이터가 구비된 배관 고정장치에 있어서, 상기 인슐레이터는 중심부로부터 바깥방향으로 형성된 경사부와, 이 경사부로부터 바깥방향으로 연장되면서 브라켓의 삽입홈안에 끼워지도록 끼움홈이 형성된 수평부로 이루어진 배관 고정장치가 제공된다.

또한, 상기 칼라와셔는 인슐레이터의 상면에 접하도록 하는 칼라부와, 이 칼라부의 중앙으로부터 하부방향으로 연장되면서 인슐레이터의 삽입공안으로 삽입되는 바디부로 이루어지고, 상기 칼라부는 인슐레이터의 중심부로부터 연장되어서 경사부에 접하도록 하는 수평면과 경사면으로 이루어진 구조를 가진다.

또한, 상기 인슐레이터는, 상기 칼라와셔가 끼워지도록 수직하게 형성되는 중심부와, 이 중심부로부터 바깥방향으로 상향 및 하향 경사진 상향 경사부 및 하향 경사부와, 이 상,하향 경사부로부터 바깥방향으로 연장되어 브라켓에 끼워지는 수평부로 이루어진 구조를 가진다.

이와 같이 본 발명은 차량의 배관 고정시 사용되는 고정장치로서, 배관에 전달되는 진동으로 인해 고정장치를 통해 차체에 전달되는 전달율을 대폭 감소되도록 구성하여 차량 실내로 전달되어 발생되는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있는 것이다.

도 1은 종래의 배관 고정장치의 연결모습을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 배관 고정장치의 설치상태 단면도이다.
도 3은 종래의 배관 고정장치의 인슐레이터가 변형된 모습을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 배관 고정장치의 일 실시예를 도시한 결합 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 배관 고정장치의 다른 실시예를 도시한 결합 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배관 고정정치의 또 다른 실시예를 도시한 결합 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인슐레이터의 변형상태를 도시한 결합 단면도이다.

이하. 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 상세한 설명은 생략하며, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 부호를 부여하여 상세하게 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 배관(1)에 연결되는 고정장치로서, 브라켓(13)을 통해 연결되는데, 이 브라켓(13)에 결합되면서 내부에 칼라와셔(16)와 체결부재(17)가 삽입되는 인슐레이터(20)는, 중심부(21)로부터 바깥방향으로 형성된 경사부(22)와, 이 경사부(22)로부터 바깥방향으로 연장되면서 브라켓(13)의 삽입홈(13a)안에서 끼워지도록 끼움홈(23a)이 형성된 수평부(23)로 이루어진 구조를 가진다.

물론, 본 발명에 따른 인슐레이터(20)도 종래와 마찬가지로 고무재로 형성된다.

또한, 칼라와셔(16)의 칼라부(16a)는 인슐레이터(20)의 중심부(21) 상면에 접하도록 수평되게 형성되어 있는 구조이다.

또한, 도 4에 도시된 고정장치의 구조에서는 인슐레이터(20)의 중심부(21)에칼라와셔(16)가 삽입되도록 하는 삽입공(20a)이 형성되어 있다.

한편, 다른 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 인슐레이터(20)안에 끼워지는 칼라와셔(30)는, 인슐레이터(20)의 상면에 접하도록 하는 칼라부(31)와, 이 칼라부(31)의 중앙으로부터 하부방향으로 연장되면서 인슐레이터(20)의 삽입공(20a)안으로 삽입되는 바디부(32)로 이루어지는데, 상기 칼라부(31)는 인슐레이터(20)의 중심부(21)로부터 연장되어서 경사부(22)에 접하도록 하면서 수평면(31a)과 경사면(31b)이 형성된 구조이다.

상기 칼라부(31)가 수평면(31a)과 경사면(31b)으로 형성되어 있어 인슐레이터(20)를 더욱 눌러주게되어 브라켓(13)으로부터 빠지지 않도록 해주는 것이다.

또한, 또 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 다른 구조의 인슐레이터(40)가 결합되는데, 이 인슐레이터(40)는 칼라와셔(50)가 끼워지도록 수직하게 형성되는 중심부(41)와, 이 중심부(41)로부터 바깥방향으로 상향 및 하향 경사진 상향 경사부(42a) 및 하향 경사부(42b)와, 이 상,하향 경사부(42a)(42b)로부터 바깥방향으로 연장되어 브라켓(13)에 끼워지는 수평부(43)로 이루어진 구조이다.

상기 인슐레이터(40)의 수평부(43) 둘레에는 상기 브라켓(13)의 삽입홈(13a)내에서 끼워지도록 하는 끼움홈(43a)이 형성되고, 중앙에는 칼라와셔(50)가 삽입되도록 하는 삽입공(40b)이 형성된 구조이다.

또한, 상기 인슐레이터(40)의 중심부(41)는 바깥방향으로 하향 경사진 경사부(42)로 인해 브라켓(13)이 끼워진 위치에서 상,하로 대칭되게 형성된 구조이고, 다시 말해서, 수평부(43)의 중간 수평선을 중심으로 상,하 부분이 서로 대칭되는 구조를 가진다.

따라서, 중심부(41)의 높이가 가장 높게 형성된 구조를 가진다.

그러나, 상기 인슐레이터(40)는 브라켓(13)을 기준으로 상,하 대칭되지 않고 비대칭으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 칼라와셔(50)는 인슐레이터(40)의 상면에 접하는 칼라부(51)와, 인슐레이터(40)의 중심부(41)안으로 삽입되도록 수직하게 형성되는 바디부(52)로 이루어진 구조이다.

한편, 도 4에 도시된 고정장치의 구조에서는, 삽입공(20a)의 반경(R0)과, 삽입공(20a)의 중심으로부터 중심부(21)까지의 반경(R1)과, 삽입공(20a)의 중심으로부터 경사부(22)까지의 반경(R2)와, 인슐레이터(2)의 경사부(22)의 높이(h)와, 이 높이(h)의 1/2지점간의 두께(t)를 설정할때, 과도한 압축하중에 의한 영률의 과도한 상승을 억제하기 위해서는, 집중하중을 받을 수 있는 압축면적보다 전단하중을 받는 전단면의 면적이 더 커야 하기 때문에, 다음 조건의 수학식 1을 만족해야 한다.

[수학식 1]

(R2+R1)t≥(R1²-R0²)/2

또한, 도 6에 도시된 고정장치의 구조에서는, 삽입공(40b)의 반경(R3)과, 삽입공(40b)의 중심으로부터 중심부(41)까지의 반경(R4)과, 삽입공(40b)의 중심으로부터 경사부(42)까지의 반경(R5)과, 인슐레이터(40)의 하부면으로부터 경사부(42)의 끝단부이면서 수평부(43)의 저면까지의 높이 즉, 상향 경사부(42a)의 높이(h1)와, 인슐레이터(40)의 상부면으로부터 하향 경사진 하향 경사부(42b)의 끝단부이면서 수평부(43)의 상면까지의 높이 즉, 하향 경사부(42b)의 높이(h2)와, 상기 높이(h1)(h2)에 각각 1/2간의 두께(t1)를 설정할때, 과도한 압축하중에 의한 영률의 과도한 상승을 억제하기 위해서는, 집중하중을 받을 수 있는 압축면적보다 전단하중을 받는 전단면의 면적이 더 커야 하기 때문에, 다음 조건의 수학식 2를 만족해야 한다.

또한, 상기 상,하향 경사부(42a)(42b)의 높이(h1)(h2)는 서로 동일 또는 다르게 형성될 수 있다.

[수학식 2]

(R5+R4)t1≥(R4²-R3²)/2

이러한 구조를 가지는 본 발명은, 종래의 고정장치의 문제점 즉, 브라켓(13)의 한쪽 끝이 배관(1)과 연결되어 힘을 받게되므로, 인슐레이터(15)의 일부분에서만 과도한 변형을 하게되어 국부적인 잔류응력이 커지고, 또한 이곳의 영률도 과도하게 증가할 수 있는 것을 해소할 수 있도록 한 것으로서, 본 발명의 인슐레이터(20)는 모든 부분에서 하중을 받게되어 잔류응력이 과도하게 커지게 되는 부분이 없으며, 영률의 과도한 증가도 발생하지 않는다.

따라서, 종래의 인슐레이터(15)의 변형 상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 상당히 많이 압축변형되는 모습을 나타내지만, 본 발명의 인슐레이터(20)는 도 7에 도시된 바와 같이, 약간의 압축변형 상태만을 보여준다.

이것은 도 6에 도시된 다른 실시예의 고정장치에서도 마찬가지이다.

다시 말해서, 종래에는 브라켓(13)이 상부에서 힘을 받는 경우, 인슐레이터(15)의 원형면에 압축응력이 발생하는데, 본 발명에서는 전단응력이 발생한다. 따라서, 종래의 인슐레이터(15)의 경우, 인슐레이터(15)의 영률이 급격한 증가로 브라켓(13)에서 차체로의 진동전달 방지 성능이 급격히 감소하는 반면에, 본 발명에서의 인슐레이터(20)(40)는 영률이 완만하여 진동전달 방지 성능의 급격한 감소를 방지할 수 있는 것이다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능하며, 이러한 변형 및 수정은 특허청구범위에 속함은 자명한 사실이다.

1 : 배관
10 : 고정장치
11 : 제 1연결편
12 : 제 2연결편
13 : 브라켓
13a : 삽입홈
14 : 체결부재
15 : 인슐레이터
15a : 끼움홈
15b : 삽입공
16 : 칼라와셔
16a : 칼라부
16b : 바디부
17 : 체결부재
20 : 인슐레이터
20a : 삽입공
21 : 중심부
22 : 경사부
23 : 수평부
23a : 끼움홈
30 : 칼라와셔
31 : 칼라부
31a : 수평면
31b : 경사면
40 : 인슐레이터
40a : 삽입공
41 : 중심부
42 : 경사부
42a : 상향 경사부
42b : 하향 경사부
43 : 수평부
43a : 끼움홈
50 : 칼라와셔
51 : 칼라부
52 : 바디부

Claims

배관에 브라켓을 통해 연결되고, 이 브라켓에 결합되면서 내부에 칼라와셔와 체결부재가 삽입되는 인슐레이터가 구비된 배관 고정장치에 있어서,
상기 인슐레이터는 중심부로부터 바깥방향으로 형성된 경사부와, 이 경사부로부터 바깥방향으로 연장되면서 브라켓의 삽입홈안에 끼워지도록 끼움홈이 형성된 수평부로 이루어진 것을 특징으로 하는 배관 고정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 칼라와셔는 인슐레이터의 상면에 접하도록 하는 칼라부와, 이 칼라부의 중앙으로부터 하부방향으로 연장되면서 인슐레이터의 삽입공안으로 삽입되는 바디부로 이루어지고,
상기 칼라부는 인슐레이터의 중심부로부터 연장되어서 경사부에 접하도록 하는 수평면과 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배관 고정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 인슐레이터는,
상기 칼라와셔가 끼워지도록 수직하게 형성되는 중심부와, 이 중심부로부터 바깥방향으로 상향 및 하향 경사진 상향 경사부 및 하향 경사부와,
이 상,하향 경사부로부터 바깥방향으로 연장되어 브라켓에 끼워지는 수평부로 이루어진 것을 특징으로 하는 배관 고정장치.
청구항 1에 있어서,
인슐레이터의 중심부에 형성된 삽입공의 반경(R0)과, 삽입공의 중심으로부터 인슐레이터의 중심부까지의 반경(R1)과, 삽입공의 중심으로부터 경사부까지의 반경(R2)과, 인슐레이터의 경사부의 높이(h)와, 이 높이(h)의 1/2지점간의 두께(t)를 설정할때, 다음 조건의 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 배관 고정장치.
[수학식 1]
(R2+R1)t≥ (R1²-R0²)/2
청구항 3에 있어서,
상기 인슐레이터의 중심부에 형성된 삽입공의 반경(R3)과, 삽입공의 중심으로부터 인슐레이터의 중심부까지의 반경(R4)과, 삽입공의 중심으로부터 경사부까지의 반경(R5)과, 인슐레이터의 하부면으로부터 경사부의 끝단부이면서 수평부의 저면까지의 높이인 상향 경사부의 높이(h1)와, 인슐레이터의 상부면으로부터 하향 경사진 하향 경사부의 끝단부이면서 수평부의 상면까지의 높이인 하향 경사부)의 높이(h2)와, 상기 높이에 각각 1/2간의 두께(t1)를 설정할때, 다음 조건의 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 배관 고정장치.
[수학식 2]
(R5+R4)t1≥ (R4²-R3²)/2