KR101317611B1 - 튜브 커넥터 - Google Patents

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Abstract

튜브 커넥터는 외면에 수형 부분 나사(11)를 갖는 수형 부분(10); 튜브 커넥터의 중심선(A-A)에 대해 대략 37°의 시트 각도(θ)로 배치된 제1 튜브 표면(32)을 갖는 한편, 수형 부분이 헐거운 끼워맞춤에 의해 결합되는 제1 튜브(30); 제2 튜브(40)와 헐거운 끼워맞춤에 의해 결합되는 너트(20)를 포함하며, 이 너트는 상기 수형 부분 나사와 맞물릴 수 있고, 제2 튜브는 (θ') = (θ + x)°범위의 시트 각도(θ')로 배치된 제2 튜브 표면(41)을 구비하고, 여기서 x = +0°내지 1°이며, 제1 튜브 표면은 너트와 수형 부분에 의해 상기 제2 튜브 표면에 대해 압착되어 제1 튜브 표면과 제2 튜브 표면 사이에 밀봉 맞물림을 형성한다.

Description

튜브 커넥터{TUBE CONNECTOR}
본 발명은, 너트와 맞물릴 수 있는 수형 부분(male portion)을 구비하고, 대략 37°의 시트 각도를 갖는 제1 튜브 표면이 너트와 수형 부분 사이에서 대응하는 제2 튜브 표면에 대해 압착되어 제1 튜브 표면과 제2 튜브 표면 간에 밀봉 맞물림을 생성하는 커넥터에 관한 것이다.
일반적으로, 튜브 조인트를 형성하기 위해서는 먼저 결합될 튜브의 외단부에 통상 브레이징 또는 용접을 통해 그 튜브의 외단부에 고정될 수 있는 통상 브레이징 또는 용접 스퍼드(spud)로 불리는 원통형 슬리브가 제공된다. 슬리브를 튜브에 고정시키는 데에 있어서 특히 튜브의 벽두께가 얇은 경우에 강도 감소 라인 또는 구역이 형성되지 않도록 하는 것이 필수적이다.
다른 연결로는 튜브에 먼저 플레어(flare)를 형성하게 되는 이음쇠를 포함한다. 플레어를 형성하기 전에 튜브의 단부는 수형 나사 형성부를 통해 삽입된다. 수형 나사 형성부는 플레어 형성 단부를 대응 표면에 대고 가압하여 밀봉부를 형성한다.
대표적인 종래 기술로는 유압 브레이크 시스템에서 플레어 형성 튜브를 나사 형성 포트에 연결하기 위한 수형 튜브 너트를 개시하는 SAE 국제 표준 규격 J1290(2002년 10월 수정판)이 있다.
필요로 한 것은, 너트와 맞물릴 수 있는 수형 부분을 구비하고, 대략 37°의 시트 각도를 갖는 제1 튜브 표면이 너트와 수형 부분 사이에서 대응하는 제2 튜브 표면 또는 커플링 표면에 대해 압착되어 제1 튜브 표면과 제2 튜브 표면 간에 밀봉 맞물림을 생성하는 커넥터이다. 본 발명은 그러한 필요성을 충족시킨다.
본 발명의 주요 양태는, 너트와 맞물릴 수 있는 수형 부분을 구비하고, 대략 37°의 시트 각도를 갖는 제1 튜브 표면이 너트와 수형 부분 사이에서 대응하는 제2 튜브 표면 또는 커플링 표면에 대해 압착되어 제1 튜브 표면과 제2 튜브 표면 또는 커플링 표면 간에 밀봉 맞물림을 생성하는 커넥터이다.
본 발명의 다른 양태는 후속하는 본 발명에 대한 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 드러나거나 명백해질 것이다.
본 발명은 튜브 커넥터를 포함하며, 이 튜브 커넥터는, 외면에 수형 부분 나사를 갖는 수형 부분; 튜브 커넥터의 중심선에 대해 대략 37°의 시트 각도(θ)로 배치된 제1 튜브 표면을 갖는 한편, 수형 부분이 헐거운 끼워맞춤에 의해 결합되는 제1 튜브; 제2 튜브와 헐거운 끼워맞춤에 의해 결합되는 너트를 포함하며, 이 너트는 수형 부분 나사와 맞물릴 수 있고, 제2 튜브는 (θ') = (θ + x)°범위의 시트 각도(θ')로 배치된 제2 튜브 표면을 구비하고, 여기서 x = +0°내지 1°이며, 제1 튜브 표면은 너트와 수형 부분에 의해 제2 튜브 표면에 대해 압착되어 제1 튜브 표면과 제2 튜브 표면 사이에 밀봉 맞물림을 형성한다.
본 명세서에 포함되어 그 일부를 이루는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1은 종래 기술의 단면도이다.
도 2는 벽두께가 두꺼운 튜브를 이용한 개선된 커플링의 단면도이다.
도 3은 벽두께가 얇은 튜브를 이용한 개선된 커플링의 단면도이다.
도 1은 종래 기술의 단면도이다. 당업계에 공지된 37°"JIC"(Joint Engineering Council) 커넥터(A)가 튜브 또는 커플링(C)에 연결된 것이 도시되어 있다. 나사 형성 너트(B)가 JIC 커넥터(A) 상의 대응하는 나사(E)와 맞물린다. 튜브(C)와 커넥터(A) 간에 위치(D)에서 서로 협동하는 표면들은 커넥터 중심선 A-A에 대해 대략 37°의 시트 각도(θ)로 배치된다. 나사 형성부(E)는 암형의 너트(B)와 맞물리는 수형 구조를 갖는다.
이러한 종래 기술의 커넥터는 커넥터(A)의 소켓 단부(G)에 튜브(F)를 별도로 연결할 것을 요구한다. 그 연결은 통상 누설 방지 연결이 이루어지도록 브레이징 또는 용접에 의해 달성된다. 튜브(F)는 튜브 또는 커플링(C)과 접촉한다거나 기타 방식으로 맞물린다거나 하지 않는다. 그 연결은 JIC 커넥터(A)와 튜브 또는 커플링(C) 간의 접촉에 의해 밀봉된다.
도 2에서는 벽두께가 두꺼운 튜브를 이용한 개선된 커플링의 단면도를 도시하고 있다.
커넥터(100)는 수형 커넥터부(10), 암형 너트부(20), 튜브(30), 및 튜브(40)를 포함한다. 그 커넥터의 용도는 튜브(30)와 튜브(40) 간에 고압 연결을 형성하는 것이다.
수형 커넥터부(10)는 그 외면에 암형 너트부(20)의 내면 상의 나사(21)와 협동하여 맞물리는 나사(11)를 포함한다. 수형 커넥터부(10)는 튜브(30)의 외경(OD1)보다 약간 더 큰 내경(ID1)을 가져, 수형 커넥터부(10)와 튜브(30) 간에 미끄럼 끼워맞춤을 생성하는 클리어런스(14)가 형성된다. 암형 너트부(20)와 튜브(40) 사이에는 반경 방향 클리어런스(23)가 존재하여, 수형 커넥터부(10) 상에 설치하는 중에 튜브(40)를 튜브(30)에까지 끌어당킬 때에 암형 너트부(20)를 회전시킬 수 있게 된다.
대안적으로, 튜브(30)가 당업계에 공지된 방법을 이용하여 수형 커넥터부(10) 내에서 기계적으로 팽창되어, 너트(20)에 회전력을 가할 때에 튜브(30)에 대한 수형 커넥터부(10)의 회전을 방지할 수도 있다. 대안적으로, 수형 커넥터부(10)는 동일 결과가 얻어지도록 튜브(30) 위에 죄어 고정시키거나 압착될 수 있다. 기타 체결 방식으로는 브레이징, 용접, 솔더링, 접착제 접합, 또는 억지 끼워맞춤이 있다.
튜브(30)의 단부(31)는 플레어 형성 표면(32)을 포함한다. 이 표면(32)은 커넥터 중심선 A-A에 대해 대략 37°내지 39°의 시트 각도(θ)로 배치된다.
튜브 또는 커플링(40)의 단부(43)는 플레어가 형성되거나 기계 가공된다. 견부(42)의 외경(OD42)은 튜브(40)의 외경(OD40)보다 크다(도 3 참조). 튜브(40)의 표면(41)은 표면(32)을 협동적으로 수용하여 맞물리도록 대략 37°내지 39°의 시트 각도(θ)를 갖는다. 너트(20)의 견부(22)는 커넥터가 조립될 때에 튜브(40)의 견부(42)와 기계적으로 맞물린다.
대안적인 실시예에서, 표면(32)과 표면(41)은 약 45°내지 47°범위의 시트 각도(θ)를 갖는다.
단부(43)는 또한 당업계에 각각 공지되어 있는 바와 같은 SAE 듀얼 앵글 구조(dual angle design) 또는 SAE 유니버셜 구조(universal design)를 포함할 수 있다.
표면(41, 32)들은 커넥터의 유체 밀봉을 담당하는 밀봉면이다. 암형 너트부(20)는 수형 커넥터부(10) 상에 나사 체결되어 견부(22)가 견부(42)를 압박한다. 견부(15)가 표면(13)을 통해 표면(41) 및 견부(42)에 대고 단부(31) 및 표면(32)을 압박하여, 압력 밀봉을 생성한다. 그러한 밀봉을 최적화하기 위해, 표면(41)의 각도는 표면(32)의 각도보다 대략 +0°내지 +1°범위로 약간 더 크게 함으로써 표면(32)의 각도와 일치하지 않도록 될 수 있다. 달리 표현하지면, 표면(41)의 각도는, (θ' ) = (θ + x)°범위일 수 있고, 여기서, x = +0°내지 1°이다.
또한, 그러한 연결을 완전히 죄일 때에, 단부(31)와 단부(43)는 어느 정도 제한된 유연성을 가져, 커넥터가 밀봉면(41, 32)에서의 제조 결함은 물론 서로에 대한 배향을 어느 정도 완화시키도록 될 수 있다. 이는 공차를 조절할 필요성을 감소시킴으로써 커넥터의 제조 비용을 감소시키는 데에 도움을 준다.
표면(13)과 표면(33)이 커넥터 중심선 A-A에 대해 실질적으로 직교하는 반경 방향으로 연장하는 것으로 도시되어 있지만, 대안적인 실시예에서 표면(33)과 표면(13)은 대략 30°내지 50°의 범위의 각도(φ)로 연장할 수도 있다.
암형 너트부(20)는 커넥터 중심선 A-A에 대해 수직한 단면으로 보았을 때에 렌치와 맞물리는 육각형 형상부를 포함한다. 커넥터를 죄이도록 육각형 단부(12)가 렌치에 이용될 수도 있다.
본 실시예에서, 노치(34)는 최소한으로 되거나 존재하지 않는다. 이는 벽두께가 두꺼운 튜브의 상대적 벽두께(T)로 인한 것으로, 플레어 형성 공정의 결과이다. 플레어 단부(31)를 형성하는 중에, 벽두께가 두꺼운 튜브의 견부(35)의 재료는 상당한 노치(34)의 형성을 방지하기에 충분하도록 다소 압착된다. "벽두께가 두꺼운" 튜브라 함은 2인치 튜브의 경우에 0.5인치에 이르는 벽두께(T)를 갖는 튜브를 지칭한다.
도 3에서는 벽두께가 얇은 튜브를 이용한 개선된 커플링의 단면도를 도시하고 있다. "벽두께가 얇은" 튜브라 함은 2인치 튜브의 경우에 0.2 인치에 이르는 벽두께(T2)를 갖는 튜브를 지칭한다.
이러한 대안적인 실시예에서, 그 커넥터는 다음의 사항을 제외하면 도 2에서 설명한 바와 같다. 두께(T2)는 통상 벽두께가 얇은 튜브에 대한 것으로, 다시 말하자면 T2 < T이다. 노치(34)는 단부(31)를 플레어 형성 가공하고 롤링(rolling) 가공할 때에 형성된다. 플레어 부분(310)은 튜브의 플레어가 형성되지 않은 부분과 동일한 두께(T2)를 갖는다.
보다 얇은 단면으로 인해, 단부(310)는 커넥터가 죄여질 때에 단부(310)가 커넥터 중심선 A-A를 향해 내측으로 굴곡됨으로써 약간 변형될 수 있도록 어느 정도 유연성을 갖는다. 표면(320)이 표면(41)과 맞물리게 하는 힘은 또한 단부(310)의 스프링 상수에 좌우된다. 이 스프링 상수는, 단부(310)의 두께(T2) 및 외팔보(cantilevers)적 특성과 표면(41)과 표면(420) 간의 접촉에 좌우된다. 도 2에 대해 언급한 바와 같이, 그러한 연결을 완전히 죄일 때에, 단부(310)와 단부(43)는 어느 정도 제한된 유연성을 가져, 커넥터가 밀봉면(41, 320)에서의 제조 결함 및/또는 서로에 대한 배향을 어느 정도 완화시키도록 될 수 있다. 이는 커넥터의 제조 비용을 감소시키는 데에 도움을 준다.
도 2 및 도 3의 실시예들 모두에 있어서, 튜브(30)는 표면(32 또는 320) 및 표면(41)에서 각각 직접 튜브(40)와 접촉하여 압력 경계를 형성한다. 이는 커넥터(10)의 소켓 단부에 튜브(30)를 부착하는 데에 브레이징을 이용하는 것[예를 들면, 도 1의 도면 부호 (F), (G), 및 (A) 참조]을 피할 수 있는 즉시 사용 가능한 커넥터를 가능하게 한다.
또한, 적절한 밀봉을 위해 엄밀한 제조 공차를 요구하는 표면들이 표면(32 또는 320; 41)으로 제한되고, 이에 의해 각도(θ)도 제한된다. 수형 커넥터부(10)와 튜브(30) 간의 결합과 암형 너트부(20)와 튜브(40) 간의 결합은 단지 나사 체결 연결에 적합한 느슨한 헐거운 끼워맞춤이면 된다. 이러한 간단한 구조는 제조 시간 및 비용을 감소시킨다.
본 발명의 실시예에 대해 본 명세서에서 설명하였지만, 당업자라면 본 명세서에서 기술하는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 부품들의 구조 및 관계에 있어서 변형이 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 튜브 커넥터로서,
    외면에 수형 부분 나사(11)를 갖는 수형 부분(10);
    튜브 커넥터의 중심선(A-A)에 대해 37°의 시트 각도(θ)로 배치된 제1 튜브 표면(32)을 갖는 한편, 상기 수형 부분이 헐거운 끼워맞춤에 의해 결합되는 제1 튜브(30);
    제2 튜브(40)와 헐거운 끼워맞춤에 의해 결합되는 너트(20)
    를 포함하며, 상기 너트(20)는 상기 수형 부분 나사와 맞물릴 수 있고,
    상기 제2 튜브는 튜브 커넥터의 중심선(A-A)에 대해 (θ') = (θ + x)°범위의 시트 각도(θ')로 배치된 제2 튜브 표면(41)을 구비하고, 여기서 x 는 0°초과 1°이하의 범위를 갖고,
    상기 제1 튜브 표면은 너트와 수형 부분에 의해 상기 제2 튜브 표면에 대해 압착되어 제1 튜브 표면과 제2 튜브 표면 사이에 밀봉 맞물림을 형성하는 것인 튜브 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수형 부분은 30°내지 50°범위의 각도(φ)를 갖는 수형 부분 견부를 더 포함하는 것인 튜브 커넥터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 너트는 제2 튜브와 맞물리는 너트 견부를 더 포함하는 것인 튜브 커넥터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수형 부분은 렌치와 맞물리는 육각형부를 포함하는 것인 튜브 커넥터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 너트는 렌치와 맞물리는 육각형부를 포함하는 것인 튜브 커넥터.
  6. 튜브 커넥터로서,
    외면에 수형 부분 나사(11)를 갖는 수형 부분(10);
    튜브 커넥터의 중심선(A-A)에 대해 45°의 시트 각도(θ)로 배치된 제1 튜브 표면(32)을 갖는 한편, 상기 수형 부분이 헐거운 끼워맞춤에 의해 결합되는 제1 튜브(30);
    제2 튜브(40)와 헐거운 끼워맞춤에 의해 결합되는 너트(20)
    를 포함하며, 상기 너트는 상기 수형 부분 나사와 맞물릴 수 있고,
    상기 제2 튜브는 튜브 커넥터의 중심선(A-A)에 대해 (θ') = (θ + x)°범위의 시트 각도(θ')로 배치된 제2 튜브 표면(41)을 구비하고, 여기서 x 는 0°초과 1°이하의 범위를 갖고,
    상기 제1 튜브 표면은 너트와 수형 부분에 의해 상기 제2 튜브 표면에 대해 압착되어 제1 튜브 표면과 제2 튜브 표면 사이에 밀봉 맞물림을 형성하는 것인 튜브 커넥터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수형 부분은 30°내지 50°범위의 각도(φ)를 갖는 수형 부분 견부를 더 포함하는 것인 튜브 커넥터.
  8. 제6항에 있어서, 상기 너트는 제2 튜브와 맞물리는 너트 견부를 더 포함하는 것인 튜브 커넥터.
  9. 제6항에 있어서, 상기 수형 부분은 렌치와 맞물리는 육각형부를 포함하는 것인 튜브 커넥터.
  10. 제6항에 있어서, 상기 너트는 렌치와 맞물리는 육각형부를 포함하는 것인 튜브 커넥터.
KR1020117022388A 2009-03-05 2010-03-01 튜브 커넥터 KR101317611B1 (ko)

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