KR101277902B1

KR101277902B1 - 유체 커플링

Info

Publication number: KR101277902B1
Application number: KR1020100100155A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 아부라; 가츠야 이시베
Original assignee: 나가호리 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2013-06-21
Also published as: EP2383501A1; US8602057B2; KR20110120191A; US20110266790A1; JP2011231883A; TW201137266A; TWI414705B; CN102235560A; JP5669429B2; EP2383501B1; CN102235560B

Abstract

유체 커플링은 플러그(1)와 소켓(2)의 내부에, 밸브(41)와, 밸브(41)를 밸브 시트(4, 10)에 압접하도록 바이어스 하는 스프링(71)과, 스프링(71)을 위치 결정하고 유지하는 스프링 홀더를 수용(收容)한다. 플러그(1)를 소켓(2)에 삽입하였을 때, 밸브(41)가 서로 맞닿아서 후퇴하고, 플러그(1)와 소켓(2) 사이의 유로를 접속하도록 구성되어 있다. 밸브(41)는 플러그(1) 또는 소켓(2)의 내주면에 맞닿아서 축 방향의 위치 결정을 하는 최대 지름부(42)와, 최대 지름부(42)로부터 축의 양쪽 방향을 향해 원추 형상으로 지름이 축소되는 경사면(43)으로 이루어진다.

Description

유체 커플링{FLUID COUPLING}

본 발명은 소켓과 플러그로 이루어지는 유체 커플링에 관한 것이다.

도 13은 특허문헌 1에 기재되어 있는 것과 같은 종래의 유체 커플링의 플러그(1)와 소켓(2)을 조합한 상태, 도 14는 플러그(1)와 소켓(2)을 분리한 상태를 나타낸다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 플러그(1) 및 소켓(2)은 내면에 유로가 형성된 통 모양의 형상을 갖는다. 플러그(1)의 일단의 내면에 암 나사(3)가 형성되고, 여기에 한쪽 배관이 나사 결합에 의해 접속된다. 플러그(1) 외주(外周)의 중앙에는 강구(鋼球) 걸림 외주 홈(6)이 형성되어 있다.

소켓(2)은 도 13에 있어서 우측의 본체부(7)와, 좌측의 플러그 삽입부(8)로 구성되어 있다. 플러그(1)와 대칭적으로, 본체부(7) 일단의 내면에 암 나사(9)가 형성되고, 여기에 다른 쪽의 배관이 나사 결합에 의해 접속된다.

소켓(2)의 플러그 삽입부(8)의 개구단(開口端)(도 13에서 좌측 끝) 부근에는, 외면에 스토퍼(8a)가 형성되는 것과 더불어, 복수의 구멍(12)에 강구(13)가 수용(收容)되어 있다. 플러그 삽입부(8) 내면의 중앙에 형성된 내주(內周) 홈(14)에는 오링(O-ring)(15)이 장착되어 있다. 플러그 삽입부(8)의 외주면에는 슬리브(16)가 삽입되어, 스프링(17)에 의해 개방단(開放端)(도 13에서 좌측 끝)을 향해 바이어스(bias) 되어 있다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 상기 플러그(1) 내부에 수용된 밸브(19)는 플러그(1)의 밸브 시트(4)에 맞닿는 밸브 본체부(22)와, 이 밸브 본체부(22)로부터 플러그(1)의 개구단의 바깥쪽으로 돌출하는 돌출부(23)와, 상기 밸브 본체부(22)로부터 플러그(1)의 안쪽으로 돌출하는 밸브 가이드(24)로 되어 있다.

밸브 홀더(20)의 일부를 구성하는 원통부(28)의 내측에 밸브(19)의 밸브 가이드(24)가 삽입되어, 밸브(19)를 축 방향으로 미끄러질 수 있도록 지지하고 있다.

스프링(21)은 밸브(19)의 밸브 본체부(22)가 밸브 시트(4)에 맞닿도록 바이어스 되어 있다.

상기 구성을 구비한 종래의 유체 커플링을 결합하는 데에는, 우선, 도 14에 나타내는 바와 같이, 소켓(2)의 슬리브(16)를 화살표 A방향으로 이동시킨다. 이 상태로, 플러그(1)를 소켓(2)의 플러그 삽입부(8)에 꽂으면, 소켓(2)의 강구(13)가 슬리브(16)의 내주 홈(18)으로 후퇴하기 때문에, 플러그(1)는 소켓(2)의 플러그 삽입부(8)에 삽입될 수 있다. 플러그(1)를 소켓(2)의 플러그 삽입부(8) 안쪽까지 삽입하면, 플러그(1)의 밸브(19) 돌출부(23)가 소켓(2)의 밸브(19)의 돌출부(23)를 누른다. 이로 인하여, 도 13에 나타내는 바와 같이, 플러그(1)의 밸브(19)와 소켓(2)의 밸브(19)가 서로 밀어서 후퇴하여, 유체의 이동이 가능하게 된다. 슬리브(16)를 화살표 A방향과 반대 측으로 되돌리면, 강구(13)가 슬리브(16)의 내주 홈(18)으로부터 이탈하고, 슬리브(16)의 내주면에 눌려서 구멍(12)으로부터 소켓(2) 내면에 돌출하고, 플러그(1)의 외주면에 걸어 맞추어져서 고정된다. 이로 인하여, 플러그(1)가 소켓(2)의 플러그 삽입부(8)로부터 이탈되는 것이 저지된다.

플러그(1)와 소켓(2)의 결합을 해제하는 데에는 도 13에 나타내는 상태로부터, 슬리브(16)를 화살표 A방향으로 이동시키고, 플러그(1)를 떼어놓는 방향으로 당기면, 강구(13)가 슬리브(16)의 내주 홈으로 후퇴하여, 플러그(1)를 뽑아낼 수 있다. 플러그(1)가 소켓(2)으로부터 떨어지면, 플러그(1) 측과 소켓(2) 측의 밸브(19)가 각각 스프링(21)에 바이어스 되어서 전진하고, 밸브 시트(4, 10)에 압접(壓接)해서, 개구단이 수밀(水密)로 폐색(閉塞)됨과 더불어, 플러그(1)와 소켓(2) 사이의 오링(15)에 의한 밀봉도 개방되고, 그 결과, 플러그(1)는 소켓(2)으로부터 액 누출 없이 떼어낼 수 있다.

JP

2002-295770

A

배관계(配管系)의 유체 커플링에서는 유로 지름이 변화하지 않고, 동일 단면적을 갖고, 흐름 방향이 일정한 것이, 압력 손실을 발생시키지 않고 유량을 확보하는 데에 이상적이다. 그러나, 상기 종래의 유체 커플링에서는 도 15에 나타내는 바와 같이, 플러그(1)의 유입로(流入路) a로부터 유입된 유체는 플러그(1)의 밸브 홀더(20)(유로 b), 스프링(21)(유로 c), 밸브(19)의 외경부(外徑部)(유로 d), 밸브(19)의 협소부(狹小部)(유로 e), 플러그(1)와 소켓(2)의 경계부(유로 f)를 거쳐, 소켓(2)의 밸브(19)의 협소부(유로 g), 밸브(19)의 외경부(유로 h), 스프링(21)(유로 i), 밸브 홀더(20)(유로 j)를 통하여, 유출로 k로부터 유출된다. 이와 같은 복잡한 경로를 갖기 때문에, 단면적 및 흐름 방향이 변화하고, 압력 손실이 발생한다.

유체 커플링은 이러한 복잡한 유로를 갖기 때문에, 어느 정도의 압력 손실은 시인할 필요가 있지만, 시장에서는 각부의 유로 저항이 작고 더 큰 유량을 확보할 수 있는 압력 손실 저하형의 유체 커플링이 요망되고 있다.

그래서, 도 16에 나타내는 유체 커플링이 제안되고 있다. 이 유체 커플링에서는 밸브(33)와 밸브 홀더(31) 사이에, 플러그(1)의 밸브(33)와 소켓(2)의 밸브(33)가 서로 맞닿아서 스프링(32)이 압축되었을 때, 밸브(33)의 외경부와 밸브 홀더(31)의 외경부를 연결하는 선에 따른 원추 형상의 외경을 갖는 원추 코일 스프링(32)을 설치한다.

상기 구성에 의하여, 종래와 같은 유로의 단차(段差)에 의한 흐름의 축소나 확대가 없어지고, 유체의 충돌, 소용돌이의 발생이 없으며, 압력 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, 유효 개구 면적이 크고 플러그 및 소켓의 유로 저항이 대폭으로 감소하며, 동일한 유량을 흘렸을 경우 발생하는 압력 손실 저항을 감소시킬 수 있다.

본 발명에서는 한층 더 압력 손실을 낮출 수 있으면서, 구조를 간단하게 할 수 있는 유체 커플링을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며,

서로 수밀로 접합되는 플러그와 소켓의 각각 내부에,

밸브와,

상기 밸브를 상기 플러그 또는 소켓의 내주면에 형성된 밸브 시트에 압접하도록 바이어스 하는 스프링과,

상기 스프링을 위치 결정하여 유지하는 스프링 홀더를, 각각 수용해서 이루어지고,

상기 플러그를 상기 소켓에 삽입하였을 때, 상기 플러그의 밸브와 상기 소켓의 밸브가 서로 맞닿아서 상기 스프링의 바이어스력(bias force)에 대항해서 후퇴하고, 상기 플러그와 상기 소켓 사이의 유로를 접속하도록 구성되고,

상기 밸브는,

상기 플러그 또는 소켓의 내주면에 맞닿아서 축 방향의 위치 결정을 하는 최대 지름부와,

상기 최대 지름부로부터 축의 양쪽 방향을 향해 원추 형상으로 지름이 축소되는 경사면으로 이루어지는 것이다.

상기 구성에 의해 종래와 같은 밸브 가이드를 설치하지 않기 때문에, 밸브의 전체 길이를 짧게 하고 소켓의 스프링 홀더와 플러그의 스프링 홀더와의 사이의 거리, 즉, 저항 발생 구간을 짧게 하여, 유로 내에 발생하는 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 플러그 및 소켓의 전체 길이를 단축할 수 있으므로, 유체 커플링 설치 장소에 대해 공간을 절감함과 더불어, 유체 커플링을 구성하는 재료를 삭감하여 자원도 절감할 수 있다.

상기 스프링은 일단(一端)이 상기 스프링 홀더에 지지되고, 다른 단부(端部)가 상기 밸브에 설치된 스프링 장착 구멍에 수용되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 스프링은 밸브를 밸브 시트를 향해 바이어스 할 수 있다.

상기 밸브와 상기 스프링 홀더 사이에 설치된 스프링은 상기 플러그의 밸브와 상기 소켓의 밸브가 서로 맞닿아서 상기 스프링이 압축되었을 때, 상기 밸브 내부에 수용되는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하여, 종래와 같이 스프링에서 발생하고 있는 저항을 삭제할 수 있다. 또한, 플러그를 소켓에 장착한 상태로, 플러그의 스프링 홀더와 소켓의 스프링 홀더와의 사이에서 2개의 밸브가 간극이 없는 연속한 유로를 형성함으로써 유로의 저항이 감소되는 것과 동시에, 밸브를 축 방향으로 안정되게 위치 결정할 수 있다.

상기 스프링은 상기 스프링 장착 구멍에 내접하는 외경을 갖는 것이 바람직하다.

이에 따라, 스프링이 신축하여도 밸브를 중심축에 유지할 수 있다.

상기 플러그의 밸브와 상기 소켓의 밸브가 대향하는 각각의 단부 중, 어느 한쪽의 단부에 오목부가 형성되고, 다른 쪽 단부에 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 소켓에 플러그가 장착될 때, 플러그의 밸브와 소켓의 밸브가 확실하게 맞물리고, 밸브에 중심이 어긋나는 일이 발생함에 따른 유체 통과시의 불필요한 저항 증대를 방지할 수 있다.

상기 오목부는 상기 플러그의 밸브 단부에 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 플러그와 소켓을 분리한 상태로는 통상, 소켓은 배관에 장착되어 있는 경우가 많지만, 플러그는 호스 등에 접속되기 때문에 밸브 선단에 위치하는 플러그 측 맞닿음부는 다른 부재와 충돌하는 경우가 있으며, 특히 밸브 선단이 돌기 형상이라면 흠집이 생기기 쉽다. 밸브 선단에 흠집이 생기면, 플러그를 소켓에 장착하였을 때, 밸브 간의 끼워 맞춤이 불안정하게 되고, 단차 또는 간극 등이 발생하여 유체의 흐름에 있어서 저항으로 된다. 따라서, 플러그 측 맞닿음부를 오목부에 형성함으로써, 다른 부재와 충돌해서 흠집이 생기는 것을 방지하고, 밸브 간의 끼워 맞춤을 확실하게 하여 유체 흐름의 저항이 되는 것을 방지할 수 있다.

상기 스프링 홀더는,

상기 플러그 및 소켓의 내주면에 설치된 단부(段部)에 걸리는 기부(基部)와,

상기 기부의 양쪽 가장자리에 세워진 벽과,

상기 벽에서 상기 소켓 및 플러그의 중심축과 동심원 위에 상기 밸브를 향해 돌출하여, 상기 스프링을 지지하는 돌기로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하여, 스프링 홀더의 축 방향 길이를 단축하기 때문에, 한층 더 소켓의 스프링 홀더와 플러그의 스프링 홀더 사이의 저항 발생 구간을 짧게 하여, 유로 내에 발생하는 저항을 감소시키는 것과 동시에 플러그 및 소켓의 전체 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 밸브와 스프링 홀더의 구성을 간단하게 함으로써 유체 커플링의 제조 비용을 삭감할 수 있다.

상기 스프링 홀더의 기부에 개구를 설치하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 스프링 홀더의 유로 방향의 표면적이 작아지고, 스프링 홀더(61)에 의한 압력 손실이 감소되며, 유로 내의 유량을 증가시킬 수 있다.

상기 스프링 홀더의 벽의 단부가 상기 플러그와 소켓의 내주면과 맞닿는 것이 바람직하다.

이에 따라, 스프링 홀더를 플러그와 소켓의 내주면에 위치 결정하고, 스프링 홀더와 플러그 및 소켓의 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

상기 스프링 홀더의 가장자리부가, 상기 소켓 및 플러그 내주면에 맞닿도록 만곡되어 있는 것이 바람직하다.

따라서, 스프링 홀더와 플러그 및 소켓의 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

상기 플러그 내부의 유로 상류 측으로 설치된 상기 스프링 홀더의 벽은 상기 기부로부터 하류 방향을 향해 세워지는 것이 바람직하다.

이에 따라, 벽이 상류를 향해 세워지는 경우와 비교해서, 압력 손실이 큰 유로 입구측에서의 스프링 홀더에 의한 저항을 감소시키고, 유로 내의 압력 저항을 일정하게 해서 저항 균형을 확보할 수 있다.

본 발명에 있어서, 밸브가 최대 지름부를 갖고, 이 최대 지름부로부터 축의 양쪽 방향을 향해 지름이 축소되는 경사면으로 이루어지기 때문에, 종래와 같은 밸브 가이드를 필요로 하지 않는다. 따라서, 밸브의 전체 길이를 짧게 해서 소켓의 스프링 홀더와 플러그의 스프링 홀더 사이의 저항 발생 구간을 짧게 하여, 유로 내에 발생하는 저항을 감소할 수 있다. 또한, 플러그 및 소켓의 전체 길이를 단축할 수 있으므로, 유체 커플링의 설치 장소의 공간을 절감함과 더불어, 유체 커플링을 구성하는 재료를 삭감하여 자원도 절감할 수 있다.

스프링 홀더는 플러그 및 소켓의 내주면에 설치된 단부(段部)에 걸리는 기부와, 기부의 양쪽 가장자리에서 세워진 벽과, 벽에서 소켓 및 플러그의 중심축과 동심원 위에 상기 밸브를 향해 돌출하여, 스프링을 지지하는 돌기로 이루어진다. 따라서, 스프링 홀더의 축 방향 길이를 단축하기 때문에, 한층 더 소켓의 스프링 홀더와 플러그의 스프링 홀더 사이의 저항 발생 구간을 단축하여, 유로 내에 발생하는 저항이 감소되는 것과 더불어, 플러그 및 소켓의 전체 길이를 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 유체 커플링의 분리시의 측면도.
도 2는 도 1의 본 발명의 실시형태에 의한 유체 커플링의 분리시의 단면도.
도 3은 도 2의 본 발명의 실시형태에 의한 유체 커플링을 결합하는 도중의 단면도.
도 4는 도 2의 실시형태에 의한 유체 커플링의 결합시의 단면도.
도 5는 도 4의 유체 커플링을 다른 각도로부터 본 단면도.
도 6은 밸브가 플러그의 밸브 시트와 맞닿는 상태를 나타내는 부분 확대 단면도.
도 7은 도 2의 유체 커플링에 설치된 스프링 홀더를 나타내는 V-V선 단면도.
도 8은 도 7의 스프링 홀더의 평면도, 정면도 및 측면도.
도 9는 도 7의 스프링 홀더의 부분 확대 평면도.
도 10은 도 2의 유체 커플링의 소켓을 조립하는 초기 단계의 단면도.
도 11은 도 2의 유체 커플링의 소켓을 조립하는 최종 단계의 단면도.
도 12는 본 발명과 종래의 유체 커플링에서의 유량과 이것에 의해 생기는 압력 손실과의 관계를 나타내는 그래프.
도 13은 종래의 유체 커플링의 결합시의 단면도.
도 14는 도 13의 종래의 유체 커플링의 분리시의 단면도.
도 15는 도 13의 종래의 유체 커플링의 유로를 나타내는 단면도.
도 16은 다른 종래의 유체 커플링의 결합시의 단면도.

이하, 첨부 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태인 플러그(1)와 소켓(2)의 측면도, 도 2는 유체 커플링의 플러그(1)와 소켓(2)을 분리한 상태, 도 3은 플러그(1)와 소켓(2)을 조합하는 도중의 상태, 도 4는 플러그(1)와 소켓(2)을 조합한 상태의 단면도를 나타낸다.

도 1 내지 도 4에 있어서, 플러그(1) 및 소켓(2)은 유로의 일부 형상을 제외하고, 도 13, 14에 나타내는 종래의 유체 커플링의 플러그 및 소켓과 실질적으로 동일하며, 대응하는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 이하, 플러그(1) 내부의 밸브(41), 스프링 홀더(61), 스프링(71)에 대해 설명하지만, 소켓(2) 내부의 것도 플러그(1) 측과 동일 형상이며, 대칭으로 배치되기 때문에, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 또한, 유체는 도 4 중의 화살표 방향으로 플러그(1) 및 소켓(2)의 내부를 흐른다고 가정하지만, 반대의 방향으로 흘러도 좋다.

밸브(41)는 중앙에 플러그(1) 또는 소켓(2)의 내주면을 향해 지름이 확대되는 최대 지름부(42)와, 이 최대 지름부(42)로부터 축의 양쪽 방향을 향해 지름이 축소되는 원추 형상의 경사면(43)을 갖는다. 도 6에 나타내는 바와 같이 최대 지름부(42)는 플러그(1) 또는 소켓(2)의 내주면에 맞닿을 수 있어서, 후술하는 스프링(71)이나 내압에 의해 플러그(1) 또는 소켓(2)으로부터 빠져나오는 것을 방지하고 있다. 또한, 경사면(43)의 최대 지름부(42) 부근에는 외주 홈(48)이 설치되고, 이 외주 홈(48)에 밸브 패킹(49)이 장착되어 있다. 이 밸브 패킹(49)은 플러그(1)의 밸브 시트(4)와 맞닿음으로써, 플러그(1)의 내부를 밀봉하여 액이 누출되는 것을 방지한다.

플러그(1)에 수용된 밸브(41)의 한쪽의 단부, 즉, 소켓(2)의 밸브(41)와 맞닿는 플러그 측 맞닿음부(44)에는 중심축(35)과 동심원 상에 오목부(46)가 형성되어 있다. 밸브(41)의 다른 쪽의 단부에는 스프링 장착 구멍(47)이 중심축(35)과 동심원 상에 형성되어 있다.

소켓(2)에 수용된 밸브(41)를 구성하는 경사면(43)의 한쪽 단부, 즉, 상기 플러그 측 맞닿음부(44)와 맞닿는 소켓 측 맞닿음부(51)에는 중심축(35)과 동심원 상에 플러그 측 맞닿음부(44)의 오목부(46)가 걸려서 맞추어질 수 있는 돌출부(52)가 형성되어 있다.

스프링 홀더(61)는 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 대략 직사각형 형상의 기부(64)와, 이 기부(64)의 양쪽 가장자리로부터 세워서 형성된 한 쌍의 벽(66)과, 이 벽(66)으로부터 돌출하는 돌기(63)를 구비하고 있다. 기부(64)에는 평면으로 보아 반경 방향 외부 쪽으로 연장되는 긴 구멍 형상의 개구(67)가 형성되어 있다. 기부(64)는 플러그(1)의 단부(段部)(56)에 유로와 직교하도록 지지되어 있다. 또한, 벽(66)은 유로의 하류 방향으로 향하고 있다(도 5 참조). 돌기(63)는 스프링(71)의 종단부(72b)의 내주면에 끼워져 삽입되어, 스프링(71)을 중심축(35) 주변에 유지하고 있다.

도 9를 참조하면, 플러그(1)에 장착된 스프링 홀더(61)는 벽(66)의 단부(68a와 69b)가 플러그(1)의 내주면에 맞닿아 있다. 또한, 기부(64)의 가장자리부(69)가, 플러그(1)의 내주면에 맞닿도록 만곡되어 있다.

스프링(71)은 공지된 탄성 부재이며, 밸브(41)와 스프링 홀더(61) 사이에 축 방향으로 설치되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 종단부(72a)는 밸브(41)의 스프링 장착 구멍(47)에 끼워져 삽입되고, 다른 쪽의 종단부(72a)는 스프링 홀더(61)에 형성된 돌기(63)에 바깥으로 삽입되어 있다.

밸브(41), 스프링 홀더(61) 및 스프링(71)을 떼어낸 상태로부터, 플러그(1)와 소켓(2) 내부에 조립하는 순서는 동일하지만, 여기서는 소켓(2)에 대해 설명한다. 소켓(2)을 조립하는 데에는 우선, 도 10에 나타내는 바와 같이, 소켓(2)의 도면에 있어서 우측의 개구단으로부터 밸브(41)를 삽입하고, 소켓(2)의 밸브 시트(10)에 밸브(41)의 최대 지름부(42)를 맞닿게 함으로써 소켓(2)에 밸브(41)를 장착한다. 이 밸브(41)의 스프링 장착 구멍(47)에 스프링(71)을 한쪽의 종단부(72a)로부터 끼워 넣는다. 다음으로, 스프링 홀더(61)를 경사지게 한 상태로 스프링 홀더(61)의 돌기(63)를 상기 스프링(71)의 다른 쪽에 위치하는 종단부(72b)의 내주면에 끼워 맞추어, 스프링 홀더(61)를 밸브(41)를 향해 누른다.

스프링 홀더(61)의 양단이 소켓(2)의 단부(段部)(56)를 통과하여 스프링 홀더(61)가 단부(段部)(56)보다도 밸브(41) 측으로 위치한 상태로, 도 11에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 단부(端部)를 단부(段部)(56)에 걸고, 이어서 다른 쪽의 단부(端部)를 스프링(71)의 바이어스력을 이용해서 단부(段部)(56)에 건다. 이때, 벽(66)의 단부(68)가 소켓(2)의 내주면과 맞닿기 때문에, 스프링 홀더(61)를 소켓(2)의 내주면에 위치 결정하여 스프링 홀더(61)와 소켓(2)의 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기부(64)의 가장자리부(69)가 소켓(2)의 내주면을 따라 만곡하여 맞닿고 있으므로, 스프링 홀더(61)와 소켓(2)의 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 이상과 같이, 소켓(2)을 간단하고 확실하게 조립할 수 있다.

상기와 같이 조립한 플러그(1)와 소켓(2)을 접속하기 위해 플러그 삽입부(8)에 플러그(1)를 삽입해 나가면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 플러그 측 밸브(41)의 플러그 측 맞닿음부(44)에 형성된 오목부(46)와 소켓 측 밸브(41)의 소켓 측 맞닿음부(51)에 형성된 돌출부(52)가 맞물린다. 이에 따라, 밸브(41)가 중심축에 위치 결정되기 때문에, 중심에 어긋남이 발생하는 것을 방지하고, 중심이 어긋남에 따른 유체 통과시의 불필요한 저항 증대를 방지할 수 있다.

또한, 플러그(1)를 삽입해 나가면, 스프링(71)은 스프링 장착 구멍(47)의 내주면에 미끄러져 맞닿으면서 수축한다. 따라서, 스프링(71)이 수축하여도 밸브(41)는 중심축(35)에 유지될 수 있다.

플러그(1)와 소켓(2)의 접속이 완료되면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스프링(71)은 스프링 장착 구멍(47) 내부에 수용된다. 이에 따라, 종래와 같이 스프링(17)에서 발생하는 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 플러그(1)의 스프링 홀더(61)와 소켓(2)의 스프링 홀더(61) 사이에서 2개의 밸브(41)가 간극이 없는 연속된 유로를 형성함으로써 유로의 저항을 삭감함과 동시에, 밸브(41)를 축 방향으로 안정되게 위치 결정할 수 있다.

밸브(41)는 스프링 장착 구멍(47)의 내주면이 스프링(71)의 외주에 접촉해서 중심이 어긋나는 일이 생기지 않기 때문에, 종래와 같은 밸브 가이드(24)를 필요로 하지 않는다. 따라서, 밸브(41)의 전체 길이가 짧아지고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 플러그(1)를 소켓(2)에 접속한 상태로 소켓(2)의 스프링 홀더(61)와 플러그(1)의 스프링 홀더(61) 사이의 저항 발생 구간(L1)이 짧아지기 때문에, 유로 내에 발생하는 저항을 감소시킬 수 있다.

또한, 스프링 홀더(61)가 단부(段部)(56)에 걸리는 기부(64)로 이루어지기 때문에, 스프링 홀더(61)의 중심축(35) 방향의 길이가 짧아지고, 한층 더 상기 저항 발생 구간(L1)을 짧게 할 수 있다. 여기서, 예를 들면, 도 16에 나타내는 종래의 유체 커플링의 저항 발생 구간(L11)의 치수가 74mm인 것에 대하여, 도 4에 나타내는 본 발명의 저항 발생 구간(L1)은 47mm까지 짧게 되어 있다.

저항 발생 구간(L1)을 짧게 함으로써, 플러그(1) 및 소켓(2)의 접속 후의 전체 길이(L2)까지 짧게 할 수 있기 때문에, 유체 커플링의 설치 장소에 대해 공간 을 절감하는 것과 동시에, 유체 커플링을 구성하는 재료를 삭감하여 자원을 절감할 수 있다. 여기서, 예를 들면, 종래의 유체 커플링의 전체 길이(L12)가 105mm인 것에 대하여, 본 발명의 전체 길이(L2)는 83mm까지 짧게 되어 있다.

플러그(1)와 소켓(2)을 분리한 상태에서는 통상, 소켓(2)은 배관에 장착되어 있는 경우가 많지만, 플러그(1)는 호스 등에 접속된다. 이 때문에, 플러그(1)의 밸브(41) 선단에 위치하는 플러그 측 맞닿음부(44)는 다른 부재와 충돌하는 경우가 있으며, 특히, 밸브 선단이 돌기 형상이라면 흠집이 생기기 쉽다. 밸브 선단에 흠집이 생기면 플러그(1)를 소켓(2)에 장착하였을 때, 밸브 간의 끼워 맞춤이 불안정하게 되어 단차 또는 간극 등이 발생하여 유체의 흐름에 있어서 저항이 된다. 따라서, 본 발명과 같이, 플러그 측 맞닿음부(44)를 오목부(46)에 형성함으로써 다른 부재와 충돌 등으로 인해 흠집이 생기는 것을 방지하고, 밸브 간의 끼워 맞춤을 확실하게 하고 유체 흐름의 저항이 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 밸브(41)와 스프링 홀더(61)의 구성이 상술한 바와 같이 단순화되어 있으므로, 유체 커플링의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

스프링 홀더(61)의 기부(62)에 개구(67)를 설치하였으므로, 스프링 홀더(61)의 유로 방향의 표면적이 작고, 스프링 홀더(61)에 의한 압력 손실이 감소되며, 유로 내의 유량을 증가시킬 수 있다.

스프링 홀더(61)는 플러그(1) 또는 소켓(2) 내부의 유로와 직교 방향으로 설치되는 직사각형 형상의 기부(64)와 기부(64)의 가장자리에서 세워지는 벽(66)으로 이루어지기 때문에, 스프링 홀더(61)의 강도를 향상시킬 수 있다.

플러그(1) 내부의 상류 측으로 설치된 기부(64)의 벽(66)이 기부(64)로부터 하류 방향을 향해 세워지기 때문에 상류를 향해 세워지는 것과 비교하여, 압력 손실이 큰 유로 입구 측에서의 스프링 홀더(61)에 의한 저항을 감소시킬 수 있다. 따라서, 유로 내의 압력 저항을 일정하게 하여 저항 균형을 확보할 수 있다.

도 12에 특허문헌 1에 기재된 종래의 유체 커플링 a, 도 16에 나타내는 종래의 유체 커플링 b, 본 발명에 의한 유체 커플링 c의 각각 양단을 파이프로 접속하여 유로를 구성한 회로에 유체를 흘리고, 유체 커플링의 양단에서 계측한 압력 값으로부터 유체 커플링 내에서 발생하고 있는 압력 손실과, 그때에 흐르는 유량 값의 관계를 나타낸다.

동일 유량으로 대비하면, 상기 회로에 100L／min의 유체를 흘렸을 경우에 발생하는 유체 커플링의 압력 손실은 유체 커플링 a에서 약 0.24MPa, 유체 커플링 b에서 약 0.064MPa, 본 발명에 의한 유체 커플링 c에서 약 0.017MPa이다. 따라서, 그래프 a의 유체 커플링에서의 압력 손실을 100％로 하면, 유체 커플링 b의 압력 손실은 27％로, 본 발명에 의한 유체 커플링 c에서는 약 7％가 되어, 압력 손실이 감소되어 유체를 압송하기 위해 필요로 하는 에너지의 삭감이 가능하다는 것을 알 수 있다.

또한, 허용되는 압력 손실이 0.1MPa로 한 경우, 유체 커플링 a에 흘려보낼 수 있는 유량은 약 62L／min, 유체 커플링 b에 흘려보낼 수 있는 유량은 약 130L／min, 본 발명에 의한 유체 커플링 c에서 약 205L／min의 유량 확보가 가능하게 된다. 따라서, 유체 커플링 a와 비교해서 본 발명에 의한 유체 커플링 c에서 흘려보낼 수 있는 유량은 약 330％가 되어, 펌프 및 배관의 변경이 곤란한 경우에 유량의 증가를 원할 때 매우 유용하고, 이에 따라 불필요한 투자를 억제할 수도 있다.

본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 여러 가지 변형이 가능하다.

밸브(41)에 관해서는 본 실시형태에서는 최대 지름부(42)가 밸브(41)의 중앙에 설치되었지만, 밸브(41)가 플러그(1) 또는 소켓(2)의 밸브 시트(4, 10)와 맞닿도록 구성되는 한, 중앙에 한정되지 않는다. 또한, 경사면(43)은 본 실시형태에서는 측면에서 보아 직선으로 이루어지지만, 곡선으로 구성되어도 동등한 효과를 얻을 수 있다.

스프링 홀더(61)에 관해서는, 본 실시형태에서는 직사각형 형상의 기부(64), 벽(66) 및 돌기(63)로 이루어지지만, 밸브(41) 및 스프링(71)을 지지하여 위치 결정하는 한, 형상은 특별히 한정되지 않는다.

1: 플러그 2: 소켓
41: 밸브 42: 최대 지름부
43: 경사면 44: 플러그 측의 맞닿음부
46: 오목부 47: 스프링 장착 구멍
51: 소켓 측의 맞닿음부 52: 오목부
56: 단부(段部) 61: 스프링 홀더
63: 돌기 64: 기부(基部)
66: 벽 67: 개구
68: 단부(端部) 69: 가장자리부
71: 스프링

Claims

서로 수밀로 접합되는 플러그와 소켓의 각각 내부에,
밸브와,
상기 밸브를 상기 플러그 또는 소켓의 내주면에 형성된 밸브 시트에 압접하도록 바이어스 하는 스프링과,
상기 스프링을 위치 결정하여 유지하는 스프링 홀더를, 각각 수용해서 이루어지고,
상기 플러그를 상기 소켓에 삽입하였을 때, 상기 플러그의 밸브와 상기 소켓의 밸브가 서로 맞닿아서 상기 스프링의 바이어스력에 대항하여 후퇴하고, 상기 플러그와 상기 소켓 사이의 유로를 접속하도록 구성되고,
상기 밸브는,
상기 플러그 또는 소켓의 내주면에 맞닿아서 축 방향의 위치 결정을 하는 최대 지름부와,
상기 최대 지름부로부터 축의 양쪽 방향을 향해 원추 형상으로 지름이 축소되는 경사면으로 이루어지고,
상기 스프링은 일단이 상기 스프링 홀더에 설치된 돌기에 지지되고, 다른 단부(端部)가 상기 밸브에 설치된 스프링 장착 구멍에 수용되고,
상기 스프링은 상기 스프링 장착 구멍에 내접하는 외경(外徑)을 가지며, 상기 스프링 홀더에 설치된 돌기에 끼워 맞추어지는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 밸브와 상기 스프링 홀더 사이에 설치된 스프링은 상기 플러그의 밸브와 상기 소켓의 밸브가 서로 맞닿아서 상기 스프링이 압축되어, 상기 밸브가 개방될 때, 상기 플러그와 상기 소켓의 상기 스프링 홀더 사이에 상기 밸브가 끼워진 상태로, 상기 밸브 내부에 완전히 수용되어, 유로에 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 플러그의 밸브와 상기 소켓의 밸브가 대향하는 각각의 단부(端部) 중, 어느 한쪽의 단부(端部)에 오목부가, 다른 쪽의 단부(端部)에 돌출부가 형성되고, 상기 오목부가 상기 돌출부에 걸어 맞추어져서 상기 플러그의 밸브의 단부와 상기 소켓의 밸브의 단부가 서로 맞닿는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
청구항 5에 있어서,
상기 오목부는 상기 플러그의 밸브 단부(端部)에 형성된 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
청구항 1에 있어서,
상기 스프링 홀더는,
상기 플러그 및 소켓의 내주면에 설치된 단부(段部)에 걸리는 기부(基部)와,
상기 기부의 양쪽 가장자리에서 세워진 벽으로 이루어지고,
상기 돌기는, 상기 벽으로부터 상기 소켓 및 플러그의 중심축과 동심원 위에 상기 밸브를 향해 돌출하고, 상기 스프링을 지지하고,
상기 벽은 상기 단부에 걸리는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
청구항 7에 있어서,
상기 스프링 홀더의 기부에 개구를 설치한 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
청구항 7에 있어서,
상기 스프링 홀더의 벽의 단부(端部)가, 상기 플러그와 소켓의 내주면과 맞닿고, 상기 스프링 홀더의 기부의 가장자리부가, 상기 소켓 및 플러그의 내주면에 맞닿도록 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
삭제
청구항 7에 있어서,
상기 플러그 내부의 유로 상류 측에 설치된 상기 스프링 홀더의 벽은 상기 기부로부터 하류 방향을 향해 세워진 것을 특징으로 하는 유체 커플링.