KR101931527B1

KR101931527B1 - 향상된 내구성과 복원력을 가지는 복합호스

Info

Publication number: KR101931527B1
Application number: KR1020170074589A
Authority: KR
Inventors: 김경일; 김희진; 황영일
Original assignee: 주식회사 상봉코포레이션
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2018-12-21
Also published as: CN110741196A; CN110741196B; WO2018230947A1; EP3640511A1; EP3640511A4; EP3640511B1

Abstract

향상된 내구성과 복원력을 가지는 복합호스가 개시된다. 본 발명에 따른 복합호스는, 나선형으로 감긴 내부와이어를 감싸는 형태로 피복층이 형성되고, 상호 인접하는 내부와이어 사이의 피복층의 부위에 스트랩이 설치된다. 그리고, 스트랩은 피복층을 피복층의 중심측으로 지지한다. 그러면, 피복층이 길이방향으로 신장되는 것이 억제되므로, 피복층의 중심을 향하는 내부와이어의 면이 피복층의 내면과 동일선상에 위치되는 것이 방지된다. 이로 인해, 내부와이어가 피복층으로부터 이탈되는 것이 방지되므로, 복합호스의 내구성이 향상되는 효과가 있을 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 복합호스는 인장력테스트를 실시한 결과 종래의 복합호스에 비하여 탄성력이 우수하다. 그러므로, 복원성이 우수한 효과가 있을 수 있다.

Description

향상된 내구성과 복원력을 가지는 복합호스 {COMPOSITE HOSE WITH ENHANCED DURABILITY AND FORCE OF RESTITUTION}

본 발명은 향상된 내구성과 복원력을 가지는 복합호스에 관한 것이다.

선박에서 석유화학 물질을 비롯한 액체 화물을 하역 할 때에는 통상 사용이 편리한 호스제품을 사용한다. 특히 천연가스 및 석유가스는 평상시 기체 상태에 놓여 있으므로, 부피가 크다. 이로 인해, 천연가스 및 석유가스를 액화시켜 부피가 작은 액체 상태의 액화천연가스(Liquefied Natural Gas) 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)로 만든 다음, 선박의 저장탱크에 저장하여 목적지로 운반하고, 목적지에서는 액화천연가스 및 액화석유가스를 재기화(Regasification)시켜 연료로 사용한다.

액화천연가스 및 액화석유가스 등과 같은 유체 화물은 복합호스(Composite Hose)를 사용하여 이송한다. 복합호스는 고압의 조건에서 사용되므로 강성(剛性)을 구비하여야 함과 동시에, 감아서 보관할 수 있도록 플렉시블(Flexible)하여야 한다.

도 1은 한국등록특허공보 제10-0274059호(2000년 12월 15일)에 개시된 종래의 콤포지트호스에 대한 내부 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 콤포지트호스(10)는 단면(斷面) 형상이 삼각형으로 형성되며 나선형으로 감긴 내나선륜(2), 내나선륜(2)을 감싸는 형태로 형성된 내포(內布)(4), 내포(4)를 감싸는 형태로 형성된 합성수지재의 적층체(3), 적층제(3)를 감싸는 형태로 형성된 외포(5) 및 외포(5)의 외주면에 나선형으로 감긴 단면 형상이 원형인 외나선륜(1)를 포함하며, 내포(4)의 내부를 유체가 통과한다.

콤포지트호스(10)의 내부를 강한 압력으로 흐르는 유체가 이동함에 따라, 유체는 내나선륜(2)과 마찰이 발생하는데, 이러한 지속적인 유체와의 마찰로 인해 일정한 간격으로 배치된 내나선륜(2)의 피치(Pitch)가 부위별로 상이하게 된다. 즉, 일 부분에서는 내나선륜(2)의 피치(Pitch)가 벌어지고, 다른 국소 부위의 내나선륜(2)은 피치가 좁아지는 현상이 발생된다. 내나선륜(2)은 상부에 감겨진 내포(4), 외포(5), 외나선륜(1)을 지지하는데, 내나선륜(2)의 피치가 벌어지면 내포(4) 및 외포(5)가 함몰되어 파손에 이르게 된다.

또한, 천연가스(Natural Gas) 등을 이동하기 위한 작업 환경에서, 콤포지트호스(10)는 작업자에 의해 잦은 구부림과 펴짐이 반복되는데, 내나선륜(2)의 피치가 일정하지 않을 경우 잦은 구부림과 펴짐에 의해 내나선륜(2)의 피치는 더욱 쉽게 벌어져, 콤포지트호스(10)가 함몰 및 파손된다. 콤포지트호스(10)의 파손은 내부에 흐르는 인화성 유체를 외부로 유출시키고, 화재 발생시 폭발과 함께 막대한 인명사고를 초래한다.

한국등록특허공보 제10-0274059호는 내나선륜(2)의 피치가 일정하게 유지될 수 있도록, 삼각형 형태의 내나선륜(2)을 사용한다. 즉, 내나선륜(2)을 삼각형 형태로 사용하면, 유체가 흐르는 내측면을 이루는 내나선륜(2)과 내포(4)가 평평해져 내나선륜(2)의 피치 변화를 최소화할 수 있어 신뢰성을 높일 수 있다는 것이다.

그러나 한국등록특허공보 제10-0274059호의 삼각형 형태 내나선륜은 작업 환경에서 잦은 구부림과 펴짐의 반복에 의해 내륜나선이 조금씩 회전하게 되는데, 이 경우 오히려 유체 흐름의 더 큰 마찰을 받게 되어 내나선륜의 피치 변화를 유발한다. 또한, 삼각형 형태의 내나선륜은 내포(4)의 모서리 부위에서 내포(4)의 손상을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 복합호스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내구성과 복원력을 향상시킬 수 있는 복합호스를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 복합호스는, 나선형으로 감긴 내부와이어, 상기 내부와이어를 감싸는 형태로 형성된 피복층 및 상기 피복층에 외주면에 나선형으로 감긴 외부와이어를 포함하며, 상기 피복층은 상호 인접하는 상기 내부와이어 사이에 위치되게 나선형으로 감겨서 상기 피복층을 상기 피복층의 중심측으로 지지하는 역할을 수행하는 스트랩(Strap)을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 복합호스는, 나선형으로 감긴 내부와이어를 감싸는 형태로 피복층이 형성되고, 상호 인접하는 내부와이어 사이의 피복층의 부위에 스트랩이 설치된다. 그리고, 스트랩은 피복층을 피복층의 중심측으로 지지한다. 그러면, 피복층이 길이방향으로 신장되는 것이 억제되므로, 피복층의 중심을 향하는 내부와이어의 면이 피복층의 내면과 동일선상에 위치되는 것이 방지된다. 이로 인해, 내부와이어가 피복층으로부터 이탈되는 것이 방지되므로, 복합호스의 내구성이 향상된다.

그리고, 본 실시예에 따른 복합호스는 인장력테스트를 실시한 결과 종래의 복합호스에 비하여 탄성력이 우수하고, 복원성이 우수하다.

도 1은 종래 기술의 복합호스를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스의 사시도.
도 3은 도 2의 측단면도.
도 4는 도 3의 "P"부 확대도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스를 제조하기 위한 제조장치의 일부 분해 사시도.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 제조장치가 팽창된 상태를 보인 것으로, 도 5의 정단면도 및 평단면도.
도 7a 및 도 7b은 도 5에 도시된 제조장치가 수축된 상태를 보인 것으로, 도 5의 정단면도 및 평단면도.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및/또는 제3항목"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 또는 제3항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된다 또는 설치된다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 설치될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결된다 또는 설치된다"라고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 이웃하는"과 "∼에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 향상된 내구성과 복원력을 가지는 복합호스에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스의 사시도이고, 도 3은 도 2의 측단면도이며, 도 4는 도 3의 "P"부 확대도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 복합호스(100)는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas) 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 유체 화물을 이송하는데 사용할 수 있다. 본 실시예에 따른 복합호스(100)는 고압의 조건에서 사용되고, 감아서 보관할 수 있어야 하므로, 강성(剛性)을 구비하여야 함과 동시에 작업자에 의해 구부림과 펴짐이 반복될 수 있도록 플렉시블(Flexible)하여야 한다.

이를 위하여, 본 실시예에 따른 복합호스(100)는 내부와이어(110), 피복층(130) 및 외부와이어(150)를 포함할 수 있다.

내부와이어(110)는 나선형으로 감길 수 있으며, 본 실시예에 따른 복합호스(100)의 내부 코어의 기능을 할 수 있다. 내부와이어(110)는 제조장치(200)의 커버(270)(도 5 내지 도 7b 참조)의 외주면에 나선형으로 감겨서 그 형태를 유지할 수 있으며, 탄소섬유재나 합성수지재나 금속재로 형성될 수 있다.

피복층(130)은 내부와이어(110)를 감싸는 형태로 형성될 수 있으며, 내피층(131), 보강층(133) 및 외피층(135)을 포함할 수 있다.

상세히 설명하면, 내피층(131)은 내부와이어(110)를 감싸는 형태로 형성될 수 있으며, 합성수지재의 필름, 패브릭(Fabric) 등으로 형성될 수 있다. 내피층(131)은 유체가 스며들지 않도록 비투수성(非透水性) 및 화염을 견뎌낼 수 있는 내화성을 가질 수 있다.

보강층(133)은 내피층(131)을 감싸는 형태로 형성될 수 있으며, 본 실시예에 따른 복합호스(100)가 강성(剛性)과 연성(延性)을 동시에 가지게 할 수 있다. 그리고, 보강층(133)은 패브릭으로 형성될 수 있다.

외피층(135)은 보강층(133)을 감싸는 형태로 형성될 수 있으며, 합성수지재 또는 고무재로 형성될 수 있다. 외피층(135)은 본 실시예에 따른 복합호스(100)의 커버의 기능을 할 수 있다.

외부와이어(150)는 외피층(135)에 나선형으로 감길 수 있으며, 탄소섬유재나 합성수지재나 금속재로 형성될 수 있다. 외부와이어(150)는 본 실시예에 따른 복합호스(100)의 외부 코어의 기능을 할 수 있다.

내부와이어(110) 및 외부와이어(150)는 소정의 장력을 가지고 있으므로, 내부와이어(110)는 피복층(130)의 내면에 적어도 일부가 파묻힌 형태가 되고, 외부와이어(150)는 피복층(130)의 외면에 적어도 일부가 파묻힌 형태를 가질 수 있다. 즉, 피복층(130)의 내면 및 외면에는 내부와이어(110) 및 외부와이어(150)가 각각 안치(安置)되는 안치홈(131a)(135a)이 형성된 형태가 되며, 이로 인해, 피복층(130)이 유동하지 않으면서, 그 위치와 상태를 유지할 수 있다.

피복층(130)은 플렉시블하므로, 이송되는 유체의 형태, 유체의 압력 및 사용 환경 등에 따라, 신장/수축 및 구부러짐/펴질 수 있다. 그런데, 피복층(130)이 길이방향으로 신장되면, 피복층(130)의 반경방향을 향하는 안치홈(131a)의 높이가 줄어들게 된다. 그러면, 피복층(130)의 외면을 향하는 내부와이어(110)의 면과 피복층(130)의 내면이 동일선상에 위치될 수 있고, 이러한 상태에서는 내부와이어(110)가 유동하여 내부와이어(110)의 부위별로 피치(Pitch)가 상이하게 될 수 있다. 그러면, 피치가 넓은 내부와이어(110) 부위에 위치된 피복층(130)은, 내부와이어(110)에 의하여 지지되지 못하므로, 피복층(130)의 중심측으로 함몰될 수 있다.

본 실시예에 따른 복합호스(100)는 피복층(130)이 길이방향으로 신장되는 것을 억제시켜, 피복층(130)의 외면을 향하는 내부와이어(110)의 면이 피복층(130)의 내면과 동일선상에 위치되는 것을 방지할 수 있다.

이를 위하여, 피복층(130)은 스트랩(Strap)(137)을 더 포함할 수 있으며, 스트랩(137)은 피복층(130)을 피복층(130)의 중심측으로 지지할 수 있다. 더 구체척으로 설명하면, 스트랩(137)은 상호 인접하는 내부와이어(110) 사이에 위치되게 나선형으로 감길 수 있으며, 스트랩(137)의 장력에 의하여 스트랩(137)이 감긴 피복층(130)의 부위가 피복층(130)의 중심측으로 지지될 수 있다. 상호 인접하는 내부와이어(110) 사이는 내부와이어(110)의 피치를 의미함은 당연하다.

스트랩(137)은 폴리아미드 직물(Polyamide Fabric)로 형성되어 내피층(131)을 감싸는 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 보강층(133)에 의하여 감싸일 수 있고, 스트랩(137)은 바람직하게 내피층과 같은 재질로도 적용될 수 있다.

그리고, 내부와이어(110)의 피치(P)와 스트랩(137)의 폭(d)은 복합호스(100)의 사이즈에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 내부와이어(110)는 피치(P)는 29∼31mm일 경우, 스트랩(137)의 폭(d)은 15~17mm인 것이 내부에 흐르는 유체와의 마찰을 최소화하여 피치 간격의 변화를 최소화할 수 있다. 또한, 내부와이어(110)는 피치(P)는 29∼31mm일 경우, 스트랩의 두께(t)는 0.7∼0.9mm인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 스트랩의 두께가 0.7mm 미만인 경우 스트랩의 장력이 약하여 내부와이어(110)의 피치 변화가 발생되기 쉽고, 0.9mm를 초과할 경우 복합호스의 유연성이 떨어진다. 외부와이어(150)는 스트랩(137)의 위치와 대응되는 위치에 형성되어 스트랩(137)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 복합호스(100)는 상호 인접하는 내부와이어(110) 사이의 피복층(130)의 부위에 스트랩(137)이 설치되고, 스트랩(137)은 피복층(130)을 피복층(130)의 중심측으로 지지한다. 그러면, 피복층(130)이 길이방향으로 신장되는 것이 억제되므로, 피복층(130)의 외면을 향하는 내부와이어(110)의 면이 피복층(130)의 내면과 동일선상에 위치되는 것이 방지된다. 이로 인해, 내부와이어가 피복층으로부터 이탈되는 것이 방지되므로, 복합호스(110)의 내구성이 향상된다.

본 실시예에 따른 복합호스(100)에 대하여 실시한 수압테스트(Hydrostatic Test), 파열테스트(Burst Test) 및 인장력테스트(Stiffness Test)의 결과에 대하여 설명한다.

수압테스트

본 실시예에 따른 복합호스(100) 및 종래의 복합호스에 최대 작업 압력의 1.5배에 해당하는 수압을 5분 유지하여 누설 및 신장량을 각각 측정하였다.

그 결과, 본 실시예에 따른 복합호스(100) 및 종래의 복합호스는 모두 누설은 없었다. 그러나, 본 실시예에 따른 복합호스(100)는 최초의 길이 2,041mm에서 2,105mm로 길이가 3.14％의 신장되었고, 종래의 복합호스는 최초의 길이 2,165mm에서 2,250mm로 길이가 3.9％ 신장되었다.

본 실시예에 따른 복합호스(100)는 스트랩(137)으로 인하여 길이의 신장률이 감소되므로, 피복층(130)의 안치홈(131a)이 상대적으로 피복층(130)의 길이방향으로 덜 신장됨을 알 수 있다. 그러면, 피복층(130)의 반경방향을 향하는 안치홈(131a)의 높이가 덜 줄어들므로, 상대적으로 내부와이어(110)가 안치홈(131a)에 견고하게 삽입 지지될 수 있다.

파열테스트

본 실시예에 따른 복합호스(100) 및 종래의 복합호스가 파열되는 압력에 대하여 각각 측정하였다.

그 결과, 본 실시예에 따른 복합호스(100)는 54.0 bar에서 내부와이어(110)가 이탈되었으나, 종래의 복합호스는 52.3 bar에서 내부와이어가 이탈되었다. 그러므로, 본 실시예에 따른 복합호스(100)가 종래의 복합호스에 비하여 강성(剛性)이 우수함을 알 수 있다. 동일한 압력 범위에서, 본 실시예에 따른 복합호스는 스트랩이 내피층과 보강층 사이의 밀착력을 높이고 내부와이어와 내피층이 본래 위치에서 이탈되는 것을 억제하는 기능을 수행함으로써 복합호스의 온전한 내부 형상을 유지하나, 종래의 복합호스는 내압을 버티지 못하고 호스의 내측 방향으로 함몰되는 심각한 변형이 발생됨을 확인하였다.

인장력테스트

본 실시예에 따른 복합호스(100) 및 종래의 복합호스를 수직상태로 고정시켜 로드 셀과 연결한 다음, 수직방향으로 당겨서 길이 변화에 따른 인장하중과 외형의 변화를 측정하였다.

그 결과, 동일한 힘에 대하여 본 실시예에 따른 복합호스(100)가 종래의 복합호스에 비하여 길이의 변화가 작았다. 그리고, 동일한 테스트를 반복하였을 때, 본 실시예에 따른 복합호스(100)가 우수한 탄성력으로 인하여 복원성이 우수하였다.

본 실시예에 따른 복합호스(100)를 제조할 때, 내부와이어(110)의 피치(P)가 균일하여야 한다. 이를 위하여, 본 출원인은 본 실시예에 따른 복합호스(100)를 제조하기 위한 제조장치(200)를 개발하였다. 이를, 도 5 내지 도 6b를 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 제조장치(200)는 맨드릴(Mandril)(210), 지지프레임(230), 롤러(250) 및 커버(270)를 포함할 수 있다.

맨드릴(210)은 중공체(中空體)의 원통형상으로 형성되어 회전 가능하게 설치될 수 있다.

지지프레임(230)은 링형상으로 형성되어, 맨드릴(210)의 원주방향을 따라 맨드릴(210)의 외주면에 설치될 수 있다. 지지프레임(230)은 2개 이상 복수개 설치될 수 있으며, 맨드릴(210)과 함께 회전할 수 있다.

롤러(250)는 각 지지프레임(230)에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 각 지지프레임(230)에 각각 복수개 설치될 수 있다. 그리고, 롤러(250)의 일측은 지지프레임(230)의 외측으로 돌출될 수 있다.

커버(270)는 맨드릴(210)과 대응되는 원통형상으로 형성되어 맨드릴(210)을 감싸는 형태로 설치될 수 있으며, 맨드릴(210)과 동심을 이룰 수 있다. 그리고, 커버(270)의 내주면은 롤러(250)의 외주면과 접촉하고, 커버(270)의 외주면에는 형성하고자 하는 복합호스(100)가 감긴다. 커버(270)의 내주면이 롤러(250)의 외주면에 접촉 지지되므로, 커버(270)는 맨드릴(210)과 함께 운동한다.

롤러(250)의 폭방향은 맨드릴(210)의 길이방향과 수직을 이루며, 이로 인해 롤러(250)가 회전하면 롤러(250)는 맨드릴(210)의 길이방향 일단부측에서 타단부측으로 이동하거나, 맨드릴(210)의 길이방향 타단부측에서 일단부측으로 이동할 수 있다.

맨드릴(210)이 자신의 길이방향을 따라 이동하여 롤러(250)를 이동시키면, 롤러(250)의 외주면과 접촉하는 커버(270)의 내주면 부위는 변경된다. 이때, 롤러(250)가 이동하면서 커버(270)의 내주면과 접촉하는 부위가 변경됨에 따라, 커버(270)는 맨드릴(210)의 중심 외측으로 팽창(도 6a 참조)되거나, 맨드릴(210)의 중심측으로 수축(도 7a 참조)될 수 있다. 즉, 커버(270)는 직경이 커지는 형태로 팽창될 수 있고, 직경이 작아지는 형태로 수축될 수 있다.

상세히 설명하면, 커버(270)는 동일하게 형성된 호(弧) 형상의 복수의 커버편(片)(271)을 포함할 수 있으며, 도면에서는 커버편(271)이 제1커버편(272)과 제2커버편(273) 및 제3커버편(274)을 가지는 것을 예로 들어 설명한다.

제1커버편(272) 내지 제3커버편(274)의 양단면(兩端面)은 커버(270)의 길이방향을 향하고, 제1커버편(272) 내지 제3커버편(274)의 양측면은 커버(270)의 원주방향을 향한다. 그러므로, 상호 인접하는 제1커버편(272)의 측면과 제2커버편(273)의 측면, 제2커버편(273)의 측면과 제3커버편(274)의 측면 및 제3커버편(274)의 측면과 제1커버편(272)의 측면은 상호 대향한다.

제1커버편(272) 내지 제3커버편(274)의 양단면에는 탄성부재(281)가 각각 설치될 수 있다. 각 탄성부재(281)의 일단부측은, 상호 인접하는 제1커버편(272)과 제2커버편(273), 제2커버편(273)과 제3커버편(274) 및 제3커버편(274)과 제1커버편(272)중, 제1커버편(272)과 제2커버편(273) 및 제3커버편(274)에 각각 지지 설치되고, 타단부측은 제2커버편(273)과 제3커버편(274) 및 제1커버편(272)에 각각 지지 설치될 수 있다. 그리하여, 각 탄성부재(281)는 상호 인접하는 제1커버편(272)의 측면과 제2커버편(273)의 측면, 제2커버편(273)의 측면과 제3커버편(274)의 측면 및 제3커버편(274)의 측면과 제1커버편(272)의 측면이 상호 접촉하도록 탄성 지지할 수 있다.

탄성부재(281)의 탄성력 보다 큰 외력에 의하여 커버편(271)들이 커버(270)의 외측으로 밀려서, 제1커버편(272)의 측면과 제2커버편(273)의 측면, 제2커버편(273)의 측면과 제3커버편(274)의 측면 및 제3커버편(274)의 측면과 제1커버편(272)의 측면이 상호 비접촉하면(도 6a 참조), 커버(270)의 직경이 커지므로, 커버(270)가 팽창된다.

그리고, 탄성부재(281)에 의하여 제1커버편(272)의 측면과 제2커버편(273)의 측면, 제2커버편(273)의 측면과 제3커버편(274)의 측면 및 제3커버편(274)의 측면과 제1커버편(272)의 측면이 상호 접촉하면(도 7a 참조), 커버(270)의 직경이 작아지므로, 커버(270)가 수축된다.

커버편(271)의 양단면에는 탄성부재(281)가 안정되게 설치될 수 있도록 지지하는 지지홈(271a)이 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 롤러(250)가 이동하여, 롤러(250)와 접촉하는 커버(270)의 내주면 부위가 변경됨에 따라, 커버(270)가 수축 및 팽창되는데, 이를 설명한다.

롤러(250)가 위치된 커버(270)의 내주면에는 커버(270)의 길이방향을 따라 내경(內徑)이 선형적(線形的)으로 변하는 경사면(271b)이 형성될 수 있고, 롤러(250)는 경사면(271b)과 접촉할 수 있다. 경사면(271b)은 커버(270)의 내주면측에서 외주면측으로 점점 함몰된 형태로 형성될 수 있으며, 경사면(271b)이 형성된 커버(270) 부위는 두께가 상이하다.

그리하여, 맨드릴(210)의 이동에 의하여, 두께가 두꺼운 커버(270)의 경사면(271b) 부위에 롤러(250)가 접촉(도 6b 참조)하면, 커버(270)는 커버편(271)을 외측으로 미는 롤러(250)에 의하여 팽창(도 6a 참조)될 수 있고, 두께가 얇은 커버(270)의 경사면(271b) 부위에 롤러(250)가 접촉(도 7b 참조)하면, 커버(270)는 탄성부재(281)의 탄성력에 의하여 수축(도 7a 참조)될 수 있다.

롤러(250)는 맨드릴(210)에 의하여 이동하므로, 맨드릴(210)의 이동거리를 제한하면, 롤러(250)의 이동거리가 제한되어, 롤러(250)가 경사면(271b)과 그 부근에서만 이동할 수 있다.

맨드릴(210)의 이동거리를 제한하기 위하여, 커버(270)의 커버편(271)의 내주면에는 커버(270)의 길이방향을 따라 소정 길이를 가지는 걸림홈(271c)이 형성될 수 있다. 그리고, 상호 인접하는 지지프레임(230)과 지지프레임(230)는 복수의 연결바(240)에 의하여 상호 연결되고, 연결바(240)에는 걸림홈(271c)에 삽입되는 스토퍼(241)가 형성될 수 있다.

그리하여, 두께가 두꺼운 커버(270)의 경사면(271b) 부위에 롤러(250)가 접촉되도록, 맨드릴(210)을 이동(도 6b 참조)시키면, 커버편(271)이 롤러(250)에 의하여 탄성부재(281)의 탄성력을 이기고 커버(270)의 중심 외측으로 이동한다. 이로 인해, 상호 인접하는 커버편(271)들의 측면은 상호 비접촉하므로, 커버(270)가 팽창된 상태(도 6a 참조)가 된다.

커버(270)가 팽창된 상태가 되면, 맨드릴(210)을 회전시키면서 커버(270)의 외주면에 내부와이어(110)를 나선형으로 감고, 내부와이어(110)를 감싸는 형태로 내피층(131), 스트랩(137), 보강층(133) 및 외피층(135)을 순차적으로 감아서 피복층(130)을 형성한다. 그후, 상기 보강층의 외주면에 나선형으로 외부와이어를 감아서, 복합호스(100)를 제조한다.

그 후, 복합호스(100)가 제조되면, 두께가 얇은 커버(270)의 경사면(271b) 부위에 롤러(250)가 접촉되도록, 맨드릴(210)을 이동(도 7b 참조)시킨다. 그러면, 탄성부재(281)의 탄성력에 의하여 커버편(271)이 커버(270)의 중심측으로 이동하므로, 상호 인접하는 커버편(271)의 측면은 상호 접촉한다. 따라서, 커버(270)가 수축된 상태(도 7a 참조)가 된다.

커버(270)가 수축된 상태가 되면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 복합호스(100)의 내주면과 커버(270)의 외주면 사이에는 간극이 생기므로, 복합호스(100)를 커버(270)로부터 용이하게 빼낼 수 있다.

즉, 복합호스(100)의 내부와이어(110)와 내피층(131)을 커버(270)와 마찰 없이 분리할 수 있으므로, 내부와이어(110)의 피치(P)가 균일할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 내부와이어
130: 피복층 131: 내피층
131a, 135a: 안치홈
133: 보강층 135: 외피층
137: 스트랩
150: 외부와이어
200: 제조장치
210: 맨드릴 230: 지지프레임
240: 연결바 250: 롤러
270: 커버 271: 커버편
272: 제1커버편 273: 제2커버편
274: 제3커버편

Claims

단면이 원형 형태이고, 나선형으로 감긴 내부와이어;
상기 내부와이어를 감싸되 내부와이어가 안치되는 안치홈이 형성된 피복층;
상기 피복층에 외주면에 나선형으로 감긴 외부와이어를 포함하는 복합호스이고,
상기 피복층의 내측에는 스트랩이 배치되되,
상기 스트랩은 피복층의 일면을 피복층의 내측에서 외측방향으로 가압하여 나선형태로 감김으로써, 상호 인접하는 상기 내부와이어의 사이에 상기 스트랩이 밀착되어 배치되고,
피복층이 길이방향으로 연장 시, 상기 스트랩은 상기 피복층을 상기 피복층의 중심측인 호스의 반지름 방향 외측으로 지지하여 상기 안치홈에서 상기 내부와이어가 이탈하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 복합호스.
제1항에 있어서,
상기 피복층은, 상기 내부와이어를 감싸는 형태로 형성된 내피층, 상기 내피층을 감싸는 형태로 형성된 보강층 및 상기 보강층을 감싸는 형태로 형성되며 상기 외부와이어가 감기는 외피층을 더 포함하고,
상기 스트랩은 상기 내피층을 감싸는 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 복합호스.
제1항에 있어서,
상기 내부와이어의 피치는 29∼31mm이고,
상기 스트랩의 폭 및 두께는 각각 15∼17mm 및 0.7∼0.9mm인 것을 특징으로 하는 복합호스.
제1항에 있어서,
상기 스트랩은 폴리아미드 직물(Polyamide Fabric)로 형성된 것을 특징으로 하는 복합호스.
제1항에 있어서,
상기 외부와이어는 상기 스트랩의 위치와 대응되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 복합호스.