KR102531105B1 - 퀵-커넥트용 기계적 방향 제어 히터 호스 조립체 - Google Patents

퀵-커넥트용 기계적 방향 제어 히터 호스 조립체 Download PDF

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KR102531105B1
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에릭 케슬러
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Abstract

단부형 피팅이 개시된다. 상기 단부형 피팅은 튜브; 및 상기 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함한다. 상기 튜브와 상기 보조 구성 요소 사이의 상대 이동을 방지하기 위하여, 상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리게 한다. 상기 보조 구성 요소는 상기 튜브의 외주면과 맞물려 그 사이에 주름진 연결부를 형성하도록 구성된 표면 요철의 어레이를 포함한다. 상기 보조 구성 요소는 상보적인 단부형 피팅에 결합될 때 단부형 피팅의 회전 배향을 설정하기 위해 반경 방향 외측으로 연장되는 배향 구조를 포함하도록 형성된다.

Description

퀵-커넥트용 기계적 방향 제어 히터 호스 조립체{MECHANICAL ORIENTATION CONTROL HEATER HOSE ASSEMBLY FOR QUICK CONNECT}
본 발명은 일반적으로 튜브용 퀵-커넥트 단부형 피팅(quick-connect end-form fitting) 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 방향(orientation) 제어 특징을 갖는 퀵-커넥트 단부형 피팅을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
자동차 응용에 사용되는 호스 또는 튜브는 퀵-커넥트 단부형 피팅(quick-connect end-form fitting)을 통해 각각의 단부에서 관련 유체 시스템의 다양한 상이한 구성 요소들에 종종 결합된다. 이러한 퀵-커넥트 단부형 피팅은 일반적으로 호스 또는 튜브의 단부 부분에 의해 제공되는 수형(male) 구성 요소 및 호스 또는 튜브의 단부 부분을 수용하도록 구성된 대응하는 암형(female) 구성 요소로 구성된다. 암형 구성 요소는, 일반적으로 호스 또는 튜브의 단부 부분을 수용하기 위한 짝을 이루는 단부 형태 기하학적 구조(예: 자동차 기술학회/SAE 또는 독일 자동차 산업 협회/VDA 방식 튜브 단부-형태)를 정의하는 내부 개구부, 호스 또는 튜브의 단부 부분과의 밀봉 접촉을 만들기 위해 상기 내부 개구부 내에 배치된 방사형 밀봉 O-링, 및 상기 단부 부분과 밀봉 O-링과의 접촉 후 내부 개구부 내에서 내부 호스 또는 튜브의 단부 부분의 축 위치를 해제 가능하게 잠그는 잠금 특징부를 가지는 하우징으로서 구비된다.
잠금 특징부는 호스 또는 튜브의 단부 부분이 제 1 축 방향으로 중공 내부로 축 방향 진입을 허용하도록 구성된 스냅-핏(snap-fit) 연결부 또는 다른 해제 가능한 연결부일 수 있으며, 그 후 반대의 제2 축 방향으로 단부 부분이 제거되는 것을 방지한다. 잠금 특징부는 고리(collar), 플랜지(flange), 또는 미늘 형상의 플랜지 또는 환형 리브(rib)와 같은 호스 또는 튜브의 단부 부분에 형성된 다른 방사상 외측 돌출 특징부에 의해 결합 및 통과할 때, 방사상 외측으로 탄력적으로 변형되는 방사상 내측 돌출 구조에 의해 형성될 수 있으며, 그 후 방사상 내측 돌출 구조의 말단부 주위에서 방사상 내측으로 다시 스냅핑(snapping)하여 내부 개구로부터 호스 또는 튜브의 원하지 않는 축 방향 제거를 방지한다. 잠금 특징부는, 예를 들어 잠금 특징부를 작업자와의 상호 작용을 통해 다시 방사상 외측 방향으로 향하게 하여 단부 부분의 돌출 특징부의 잠금 특징부를 지나 다시 축 방향 통과를 허용함으로써 암형 구성 요소로부터 호스 또는 튜브의 축 방향 제거가 필요할 때, 잠금 특징부로부터 단부 부분의 돌출 특징부를 분리하기 위한 해제 특징부를 더 포함할 수 있다.
그러나 현재 기술에는 몇 가지 문제가 있다. 첫째, 호스 또는 튜브의 방향(orientation)이 보장되지 않으며 조립 라인 작업자가 호스 또는 튜브를 임의의 회전 각도로 설치할 수 있으며 이로 인해 협력 암수(male and female) 구성 요소들 사이에 부정확하고 원하치 않는 방향을 초래할 수 있다. 둘째, 입구 커넥터와 출구 커넥터는 일반적으로 동일한 크기와 일반적인 구성이다. 결과적으로, 이러한 커넥터들이 서로 대신 잘못 설치되어 연결 불량이 발생할 수 있다. 마지막으로, 호스 또는 튜브는 일반적으로 밀봉 O-링과의 밀봉 결합 후 완료된 연결을 중심으로 회전할 수 있다. 이 회전은 밀봉 O-링의 조기 마모 및 단부 부품 조립으로부터 궁극적 누출을 유발할 수 있다.
따라서, 조립된 구성에서 퀵-커넥트 단부형 피팅의 정렬 불량 및 회전을 방지하기 위해, 용이하게 제조되고 비용 효율적 방향 제어 특징을 갖는 호스 또는 튜브용 퀵-커넥트 단부형 피팅에 대한 요구가 당 업계에 존재한다.
본 개시 내용과 일치하는, 방향 제어 특징을 갖는 퀵-커넥트 단부형 피팅 및 이를 제조하는 방법이 놀랍게도 발명되었다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 단부형 피팅은 튜브 및 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함한다. 튜브 또는 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 보조 구성 요소가 튜브와 맞물리게 된다.
단부형 피팅을 제조하는 방법이 또한 개시된다. 이 방법은 튜브 주위에 환형 보조 구성 요소를 배치하는 단계 및 보조 구성 요소가 튜브와 맞물리도록 튜브 또는 보조 구성 요소 중 하나를 변형하는 단계를 포함한다.
상기 언급된 본 발명의 다른 특징과 목적, 그리고 그것들을 달성하는 방식은 더욱 명백해질 것이고, 본 발명 자체는 첨부된 도면과 함께 취해진 본 발명의 실시 예들의 다음 설명을 참조함으로써 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 퀵-커넥트 단부형 피팅을 형성하는데 사용되는 튜브 및 축 방향으로 이격된 보조 구성 요소의 분해 및 부분 단면 사시도이고, 부분 단면도는 내부를 설명하기 위해 제거된 튜브의 절반을 포함한다.
도 2는 튜브에 축 방향으로 수용된 보조 구성 요소를 나타내는 부분 단면 사시도이며, 부분 단면도는 제거된 튜브의 절반과 제거된 보조 구성 요소의 하나의 사분면을 포함한다.
도 3은 튜브에 보조 구성 요소를 결합한 후 방사상으로 내측으로 변형되는 튜브의 전방 단부를 도시하는 부분 단면 사시도이며, 부분 단면도는 제거된 튜브의 절반과 제거된 보조 구성 요소의 하나의 사분면을 포함한다.
도 4는 도 1 내지 도 3을 참조하여 예시한 제조 공정에 의해 제작된 퀵-커넥트 단부형 피팅을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1의 단면선 5-5의 관점으로 보조 구성 요소를 통해 취한 단면도이다.
도 6은 도 5에서 원(6)으로 둘러싸인 보조 구성 요소의 일부의 확대 부분 단면도이다.
도 7은 도 4의 단면선 7-7의 관점으로 퀵-커넥트 단부형 피팅을 통해 취한 단면도이다.
도 8은 상보적인 암형 구성 요소와 결합하기 전의 도 4의 퀵-커넥트 단부형 피팅을 도시하는 분해 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부품 조립체를 형성하기 위해 암형 구성 요소에 해제 가능하게 결합된 퀵-커넥트 단부형 피팅을 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 퀵-커넥트 단부형 피팅을 형성하는데 사용되는 튜브 및 축 방향으로 이격된 보조 구성 요소의 분해 및 부분 단면 사시도이고, 부분 단면도는 내부를 설명하기 위해 제거된 튜브의 절반을 포함한다.
도 11은 튜브에 축 방향으로 수용된 보조 구성 요소를 나타내는 부분 단면 사시도이며, 부분 단면도는 제거된 튜브의 절반과 제거된 보조 구성 요소의 하나의 사분면을 포함한다.
도 12는 튜브에 보조 구성 요소를 결합한 후 변형되는 튜브의 전방 단부를 도시하는 부분 단면 사시도이며, 부분 단면도는 제거된 튜브의 절반과 제거된 보조 구성 요소의 하나의 사분면을 포함한다.
도 13은 도 10 내지 도 12를 참조하여 예시한 제조 공정에 의해 제작된 퀵-커넥트 단부형 피팅을 나타내는 사시도이다.
기술에 대한 다음 설명은 하나 이상의 발명의 요지, 제조 및 사용의 본질상 단지 예시 일뿐이며, 본 출원 또는 그로부터 발행된 특허에 대해 우선권을 주장하는 출원이 될 수 있으므로 본 출원 또는 이러한 다른 출원에서 청구된 특정 발명의 범위, 응용 또는 사용을 제한하려는 의도가 아니다. 개시된 방법과 관련하여, 제시된 단계의 순서는 본질적으로 예시적이고, 따라서 단계의 순서는 다양한 실시 예에서 다를 수 있다. 여기에 사용된 "한" 및 "하나"는 항목의 "적어도 하나"가 존재함을 나타내고; 가능한 경우 이러한 항목이 복수개가 존재할 수 있다. 달리 명시적으로 표시된 경우를 제외하고, 본 설명에서의 숫자로 표현되는 모든 수량은 "약(대략)"이라는 단어로 수정된 것으로 이해되어야 하며 모든 기하학적 및 공간적 기술어(구)는 기술의 가장 넓은 범위를 설명하는 데 있어서 "실질적으로"라는 단어로 수정된 것으로 이해되어야 한다. "약(대략)"이 수치에 적용되는 경우, 계산 또는 측정이 그 값에 있어서 약간의 부정확성(값의 정확성에 대한 접근 방식, 값에 거의 또는 합리적으로 근접, 거의)을 허용함을 나타낸다. 어떤 이유로 "약" 및/또는 "실질적으로"에 의해 제공된 부정확성이 이러한 일반적인 의미를 갖는 당업계에서 달리 이해되지 않는 경우, 여기서 사용된 "약" 및/또는 "실질적으로"는 적어도 이러한 매개 변수를 측정하거나 사용하는 일반적인 방법으로부터 발생할 수 있는 변화를 나타낸다.
본 상세한 설명에 인용된 특허, 특허 출원 및 과학 문헌을 포함한 모든 문서는 달리 명시적으로 표시되지 않는 한 참조로 본 출원에 포함된다. 참조에 의해 통합된 문서와 본 상세한 설명 사이에 상충 또는 모호성이 존재할 수 있는 경우, 본 상세한 설명이 우선한다.
본 명세서에서 언급되는 바와 같이, 범위의 개시는 달리 명시되지 않는 한, 끝점을 포함하고 전체 범위 내에서 모든 개별의 값들 및 추가로 분할된 범위를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "A에서 B까지" 또는 "약 A에서 약 B까지"의 범위는 A와 B를 포함한다. 특정 매개 변수에 대한 값 및 값 범위(예: 양, 중량 백분율 등)의 공개는 여기에서 유용한 다른 값 및 값 범위를 배제하지 않는다. 주어진 매개 변수에 대해 두 개 이상의 특정 예시값들이 매개 변수에 대해 청구될 수 있는 값들의 범위에 대한 끝점을 정의할 수 있다고 예상된다. 예를 들어, 매개 변수 X가 값 A를 가지는 것으로 본 명세서에서 예시되고 또한 값 Z를 가지는 것으로 예시된 경우, 매개 변수 X는 약 A 내지 약 Z의 값의 범위를 가질 수 있음이 예상된다. 유사하게, 매개 변수에 대한 값들의 2개 이상의 범위의 개시(이러한 범위들이 포개지거나, 겹치거나 또는 구별되는지의 여부)는 상기 개시된 범위들의 끝점을 사용하여 청구될 수 있는 값에 대한 범위의 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 예상된다. 예를 들어, 매개 변수 X가 1 내지 10, 2 내지 9 또는 3 내지 8의 범위의 값을 가지는 것으로 여기에서 예시된 경우, 매개 변수 X는 1 내지 9, 1 내지 8, 1 내지 3, 1 내지 2, 2 내지 10, 2 내지 8, 2 내지 3, 3 내지 10, 3 내지 9 등을 포함한 값의 다른 범위들을 가질 수도 있다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "있거나", "맞물리거나", "연결되거나", "결합되는" 것으로 언급되는 경우, 이는 다른 요소 또는 층에 직접 있거나, 맞물리거나 연결되거나 결합될 수 있다. 또는 개재 요소들 또는 층들이 존재할 수 있다. 대조적으로, 어떤 요소가 다른 구성 요소 또는 층에 "직접 있다", "직접 맞물리다", "직접 연결되다", 또는 "직접 결합되다" 라고 언급되는 경우, 개재 요소들이나 층들이 없을 수 있다. 요소들 사이의 관계를 설명하기 위해 사용된 다른 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예를 들어, "사이에" 대 "직접 사이에", "인접한" 대 "직접 인접한" 등). 본 명세서에 사용된 용어 "및/또는"은 관련된 열거 항목들의 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
제1, 제2, 제3 등의 용어는 본 명세서에서 다양한 요소들, 구성 요소들, 영역들, 층들 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 요소들, 구성 요소들, 영역들, 층들 및/또는 섹션들은 이 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다. 이 용어들은 하나의 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때 "제 1", "제 2" 및 다른 숫자 용어들과 같은 용어는 문맥상 명확하게 표시되지 않는 한 순서 또는 차례를 의미하지는 않는다. 따라서, 이하에서 논의되는 제 1 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션은 예시적인 실시의 예들의 내용을 벗어나지 않고 제 2 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
“내부의”, "외부의", "밑에", "아래에", "아래쪽의", "위에", "위쪽의"등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들은 도면들에 도시된 바와 같이 하나의 요소 또는 특징의 다른 요소(들) 또는 특징(들)과의 관계의 설명의 편의를 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 방향 이외에 이용 또는 동작 중인 장치의 상이한 방향들을 포함하도록 의도될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 장치가 뒤집히면, 다른 요소들 또는 특징들 "아래에" 또는 "밑에"로 기술된 요소들은 상기 다른 요소들 또는 특징들 "위"로 배향될 것이다. 따라서, "아래에"라는 예시적인 용어는 위로 및 아래로의 방향 모두를 포함할 수 있다. 상기 장치는 다르게 배향될 수 있고(90도 또는 다른 방향으로 회전), 여기에 이용된 공간적으로 상대적인 기술어(구)들은 이에 따라 해석될 수 있다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 퀵-커넥트 단부형 피팅(10)의 제조 방법을 도시한다. 퀵-커넥트 단부형 피팅(10)은 이하 간결함을 위해 부품(10)으로 지칭된다. 부품(10)은 호스 또는 튜브의 단부 부분을 연관된 유체 시스템의 다른 구성 요소에 결합하도록 구성된 부품 조립체(80)의 구성 요소를 형성한다. 부품 조립체(80)는 대응하는 암형 구성 요소(82)에 분리 가능 및 유체-기밀 결합되도록 구성된 수형 구성 요소로서 작용하는 부품(10)을 포함한다. 본 명세서에서 자동차 응용에 적합한 것으로 설명되었지만, 부품(10) 및 대응하는 부품 조립체(80)는 유체 시스템의 2 개의 상이한 유체 전달 구조의 연결에서 유체 기밀 밀봉을 요구하는 임의의 유형의 유체 시스템과 함께 이용될 수 있다. 부품 조립체(80)는 부품 조립체(80)와 관련된 빠른 연결 및 빠른 분리 특징으로 인해 부품(10)과 암형 구성 요소(82) 사이의 유체-기밀 연결을 용이하게 해제하는 것이 바람직한 상황에서 특히 유용할 수 있다.
부품(10)은 본 발명의 방법에 따라 튜브(20) 및 튜브(20)에 견고하게 결합된 보조 구성 요소(50)에 의해 형성된다. 튜브(20)는 필요에 따라 대안적으로 호스, 도관 등으로 지칭될 수 있다. 튜브(20)는 부품 조립체(80)를 이용하는 해당하는 유체 시스템의 임의의 유체 전달 구조를 나타낼 수 있다. 보조 구성 요소(50)는 부품(10)이 암형 구성 요소(82) 내에 축 방향으로 수용될 때 부품 조립체(80)의 암형 구성 요소(82)에 대해 부품(10)을 회전 지향하게 하는 데에 도움을 주도록 구성된 부품(10)의 방향 특징부를 제공한다. 암형 구성 요소(82)의 해당 암형 잠금 특징부로의 해제 가능한 결합을 위해 구성된 수형 잠금 특징부를 형성하는데 있어서 보조 구성 요소(50)는 또한 튜브(20)의 플랜지 부분(30)과 협력할 수 있다.
튜브(20)는 초기에 원주벽(21)에 의해 정의된 긴 원통형 구조물로서 구비될 수 있다. 원주벽(21)은 튜브(20)의 제1 단부(23)로부터 이에 대향하는 제2 단부(24)까지 길이 방향으로 연장된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 튜브가 보조 구성 요소(50) 내에 축 방향으로 수용될 때 전방 단부(23)가 튜브(20)의 선단부인 방식으로 인해 제 1 단부(23)는 대안적으로 튜브(20)의 전방 단부(23)로 지칭된다. 유사하게, 제 2 단부(24)는 대안적으로 튜브(20)의 후방 단부(24)로 지칭된다. 튜브(20)의 후방 단부(24)는 호스, 튜브 또는 도관(도시되지 않음)의 다른 세그먼트에 결합될 수 있는 반면, 해당하는 부품 조립체(80)의 암형 구성 요소(82)에 대한 부품(10)의 축 방향 전방 움직임의 결과로서 튜브(20)의 전방 단부(23)는 암형 구성 요소(82) 내에 수용되도록 구성된다.
튜브(20)의 축 방향은 튜브의 전방 및 후방 단부(23, 24) 사이에 정의된 길이 방향과 일치한다. 추가적으로, 보조 구성 요소(50)의 중심축과 부품(10)의 중심축은 또한 튜브(20)의 중심축과 일치하므로, 부품(10), 튜브(20) 또는 보조 구성 요소(50)의 축 방향에 대한 모든 참조는 튜브(20)의 길이 방향을 지칭한다. 여기서 사용된 바와 같이, 전방 축 방향은 튜브(20)의 후방 단부(24)로부터 전방 단부(23)를 향해 연장되는 부품(10)의 축 방향을 지칭하는 반면 후방 축 방향은 튜브(20)의 전방 단부(23)로부터 후방 단부(24)를 향해 연장되는 부품(10)의 축 방향을 지칭한다. 부품(10), 튜브(20) 및 보조 구성 요소(50) 중 어느 하나의 반경 방향에 대한 추가 참조는 부품(10), 튜브(20) 및 보조 구성 요소(50) 각각이 공유하는 중심축에 수직으로 배열되고 통과하는 방향을 지칭한다.
원주벽(21)은 내주면(25) 및 대향 배열된 외주면(26)을 정의한다. 내주면(25)은 튜브(20)를 통한 유동 개구를 정의하는 반면, 외주면(26)은 부품 조립체(80)가 결합된 구성에 있는 경우 보조 구성 요소(50) 및 암형 구성 요소(82)의 대응 구조와 결합하도록 구성된다. 원주벽(21)은 전방 단부(23)에서 후방 단부(24)까지 일정한 단면 형상을 초기에 포함하도록 구비될 수 있으며, 각각의 표면(25, 26)은 일정한 원형 형상을 가진다.
튜브(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 초기에 튜브(20)의 구성으로 변형된 원시 원통형 구조로서 초기에 제공될 수 있다. 특히, 튜브(20)의 변형은 플랜지 부분(30)을 튜브(20)로 도입하는 것을 포함할 수 있다. 플랜지 부분(30)는 전방 단부(23)로부터 이격된 튜브(20)상의 축 방향 위치에 배치되어, 튜브(20)를 전방 단부(23)와 플랜지 부분(30) 사이에 배치된 전방부(27) 및 후방 단부(24)와 플랜지 부분(30) 사이에 배치된 후방부(28)로 축 방향으로 분할한다. 임의의 원하는 튜브 형성 공정이 플랜지 부분(30)을 형성하기 위해 이용될 수 있으며, 튜브(20)의 내부로부터 내주면(25)에 가해지는 반경 방향 외향 힘을 통해 튜브(20)를 반경 방향 외측으로 확장시키는 것을 포함한다. 그러나, 튜브(20)가 변형되어 후술하는 바와 같이 보조 구성 요소(50)와 상호 작용하기 위한 특징부를 포함하는 한, 임의의 형성 공정 또는 동작은 다른 원통형 튜브(20)를 변형시키기 위해 이용되어 원하는 대로 플랜지 부분(30)을 포함할 수 있다.
플랜지 부분(30)은 원주벽(21) 주위에서 환형으로 연장하고 튜브(20)의 인접한 전방부 및 후방부(27, 28)로부터 반경 방향 외측으로 돌출한다. 제공된 실시 예에서, 플랜지 부분(30)은 플랜지 부분(30)의 방사상 최외측 배치 팁(tip)(33)에서 테이퍼진(tapered) 세그먼트(32)와 교차하는 방사형 세그먼트(31)를 포함하는 삼각형 또는 V자형 단면을 가지는 것으로 도시된다. 방사형 세그먼트(31)는 후방부(28)의 전방 단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출하고 테이퍼진 세그먼트(32)는 전방부(27)의 후방 단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출한다. 테이퍼진 세그먼트(32)의 외경은 플랜지 부분(30)의 팁(33)을 향해 축 방향으로 진행할 때 증가한다. 부품(10)이 조립된 구성에 있는 경우 보조 구성 요소(50)의 표면과 결합하도록 구성된 정지면을 형성하기 위하여 방사형 세그먼트(31)는 튜브(20)의 축 방향을 가로 질러 배열된다. 예시된 실시 예에서, 방사형 세그먼트(31)는 튜브(20)의 축 방향에 수직으로 배열되지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 플랜지 부분(30)를 형성하는데 90도 미만의 다른 가로각이 이용될 수 있다.
도 1 내지 도 7의 실시 예의 플랜지 부분(30)은 미늘 형상으로 인해 미늘 플랜지라고도 한다. 이러한 미늘 플랜지는 부품(10)이 VDA 방식 단부형 피팅 조립체의 암형 구성 요소와 함께 사용하도록 구성되는 경우 이용될 수 있다. 그러나, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 플랜지 부분(30)이 해제 가능한 방식으로 대응하는 암형 구성 요소(82)의 상호 보완적 특징부와 협력하도록 형상화되는 한, 다른 단면 형상들은 플랜지 부분(30)을 형성하는데 이용될 수 있다.
플랜지 부분(30)의 대안적인 단면 형상들은 부품(10)이 SAE 방식 단부형 피팅 조립체와 함께 사용하도록 구성된 경우와 같이 튜브(20)에 환형 비드(bead)가 형성되면 실질적으로 반원 형상 또는 실질적으로 반 타원 형상을 포함할 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 플랜지 부분(30)은 부품(10)을 갖는 부품 조립체(80)의 잠금 특징부의 스냅-핏 (snap-fit) 유형 연결부의 일부로서 작용하도록 구성될 수 있으며, 플랜지 부분(30)의 테이퍼링(tapering)은, 부품(10)을 암형 구성 요소 (82)에 해제 가능하게 결합할 때, 스냅-핏 유형 연결부의 형성에 중요하다. 이와 같이, 튜브(20)의 후방 축 방향으로 계속 진행하는 경우 플랜지 부분(30)이 먼저 방사상 외측으로 테이퍼진 다음 방사상 내측으로 테이퍼링되는 임의의 적절한 단면 형상을 플랜지 부분(30)은 실질적으로 가질 수 있다. 이러한 테이퍼링은 실질적으로 볼록하고 원주 방향으로 연장되는 표면의 형성을 초래한다.
튜브(20)의 변형은 또한 튜브(20)의 후방부(28) 내의 위치에서 플랜지 부분(30)의 방사상 세그먼트(31)의 바로 후방에 배치된 튜브(20) 내로 두꺼운 부분(35)을 도입하는 것을 포함할 수 있다. 방사상 세그먼트(31)의 베이스와 인접하고 교차하여 배치된 후방부(28)의 일부를 따라 튜브(20)의 원주 주위에 반경 방향 내측으로 만입된 튜브(20)의 내주면(25)을 포함한다. 두꺼운 부분(35)은 두꺼운 부분(35)에 인접하게 배치된 원주벽(21)의 나머지 부분보다 큰 방사형 두께를 포함한다.
보조 구성 요소(50)는 고리(collar)(51), 한 쌍의 정반대 배향 구조(52) 및 한 쌍의 간격 블록(53)을 포함한다. 각 간격 블록(53)은 배향 구조들(52) 중 하나에 대응하도록 배치된다. 고리(51)는 실질적으로 원통형이고 고리(51)의 주변에 환형으로 연장된 실질적으로 직사각형인 단면 형상을 포함한다. 직사각형 단면 형상은 내주면(55), 내주면(55)의 반대편에 형성된 외주면(56), 전방 축 방향으로 향하는 제 1 또는 전방 단부면(57), 및 전방 단부면(57)에 대향하고 후방 방향을 향하도록 형성된 제 2 또는 후방 단부면(58)의 협력에 의해 형성된다. 각각의 원주면(55, 56)은 실질적으로 원통형 형상이고, 각각의 단부면(56, 57)은 튜브(20)의 축 방향을 가로 질러 배열된다. 구체적으로, 각각의 단부면(56, 57)은 튜브(20)의 축 방향에 수직으로 배열되는 정의된 평면을 가지는 구성에 있어서 실질적으로 평면일 수 있다. 다른 실시 예에서, 단부면들(56, 57) 중 하나 또는 둘 모두는 원하는 대로 테이퍼질 수 있다.
각각의 배향 구조(52)는 고리(51)의 외주면(56)으로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 돌출부로서 형성된다. 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 배향 구조(52)는 보조 구성 요소(50)의 축 방향에서 바라볼 때 실질적으로 직사각형 단면 형상을 포함할 수 있다. 그러나 대안적인 단면 형상이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이용될 수 있다. 아무튼, 각각의 배향 구조(52)의 단면 형상은 부품 조립체(80)를 형성할 때 부품(10)과 함께 사용하도록 구성된 암형 구성 요소(82)를 통해 형성된 중앙 개구(84)으로부터 방사상 외측으로 돌출하는 해당 배향 개구(85)의 단면 형상에 대응하도록 선택된다. 부품 조립체(80)가 결합된 구성에 있는 경우 암형 구성 요소(82)에 대한 부품(10)의 회전을 방지하기 위한 회전 간섭을 야기하는 한, 배향 구조(52) 및 방향 개구(85)는 임의의 상보적인 프로파일 형상(profile shape)을 포함하도록 선택될 수 있다.
각각의 간격 블록(53)은 고리(51)의 전방 단부면(57)으로부터 떨어진 전방 축 방향으로 연장된다. 각 간격 블록(53)의 전방 단부면(58)은 고리(51)의 단부면(57)으로부터 멀리 이격되고 본 발명에 따른 방법을 설명할 때 이후에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 보조 구성 요소(50)가 튜브(20)에 수용되는 경우 보조 구성 요소(50)의 플랜지 부분(30) 너머의 추가적인 축 방향 이동을 방지하기 위한 정지면을 형성한다. 또한, 각각의 간격 블록(53)은 각 간격 블록(53)의 전방 단부면(57)이 방사형 세그먼트(31)와 접촉하는 경우 플랜지 부분(30)의 방사형 세그먼트(31)로부터 원하는 축 거리만큼 고리(51)의 전방 단부면(57)을 이격시키도록 추가로 구성된다.
각각의 간격 블록(53)은 보조 구성 요소(50)의 방사형 내측 방향으로 해당하는 전방 단부면(58)으로부터 멀리 연장되는 테이퍼진 표면(59)을 더 포함할 수 있다. 각 테이퍼진 표면(59)은 보조 구성 요소(50)의 후방 축 방향으로 진행할 때 보조 구성 요소(50)의 중심축에 대해 감소하는 반경을 포함하도록 테이퍼질 수 있다.
각각의 배향 구조(52)는 각각의 간격 블록(53)의 전방 단부면(57)을 넘어 전방 축 방향으로 연장되는 돌출부(62)를 더 포함할 수 있다. 부품(10)이 완전히 조립될 때 튜브(20)의 전방 단부(23)에 더 가깝게 각 배향 구조(52)의 선단면을 위치시키기 위해 보조 구성 요소(50)가 튜브(20)에 수용되는 경우 돌출부(62)는 플랜지 부분(30)의 팁(33)을 넘어 축 방향으로 전방으로 연장할 수 있다. 각각의 배향 구조(52)의 선단면은 또한 보조 구성 요소(50)의 반경 방향으로 연장하는 축 주위로 만곡하는 볼록한 아치형 표면(63)으로서 제공될 수 있다. 각각의 아치형 표면(63)은 대응하는 암형 구성 요소(82)의 배향 개구(85)에 배향 구조(52)가 접근할 때 각각의 배향 구조(52)의 파일럿 특징부로서 작용하도록 제공될 수 있다.
보조 구성 요소(50)가 한 쌍의 배향 구조(52)와 한 쌍의 간격 블록(53)을 포함하는 것으로 도시되고 설명되었지만, 보조 구성 요소(50)는 본 발명의 범위 내에서 배향 구조들(52) 중 하나만 그리고 간격 블록들(53) 중 하나만 포함하도록 형성될 수 있음이 명백하다. 또한, 임의의 개수의 배향 특징부(52) 및 임의의 개수의 간격 블록(53)이 고리(51)의 둘레 주위에 원주 방향으로 이격된 간격으로 배치될 수 있으며, 동일한 또는 상이한 원주 공간들이 인접 배향 특징부(52)와 해당 간격 블록(53) 사이에 존재할 수 있다. 예시된 실시 예에서, 배향 구조(52) 중 하나 및 해당 간격 블록(53) 중 하나의 각 세트는 실질적으로 동일한 구조를 포함하지만, 대향하는 세트들은 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이 서로 다른 원주 폭을 가지는 것으로 도시된다. 대향하는 세트들 사이의 이러한 폭의 차이는 암형 구성 요소(82) 내에 수용될 때 부품(10)의 하나의 특정 회전 배향을 보장하도록 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 원하는 대로, 부품(10)은 서로 동일한 구조를 가지는 배향 구조(52) 및 간격 블록(53) 각각 모두를 포함할 수 있다.
고리(51)의 내주면(55)은 내부에 형성된 표면 요철(70)의 환형 어레이를 포함한다. 도시된 바와 같이, 표면 요철(70)은 내주면(55)의 주름진 프로파일을 형성하는 축 방향으로 연장되는 스플라인(spline)으로 제공된다. 그러나, 널링(knurled) 표면, 이격된 융기부의 어레이 및 이격된 만입부의 어레이와 같은 다른 표면 요철이 비 제한적인 예로서 사용될 수 있음을 알 수 있다.
도 5 및 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 표면 요철(70)은 내주면(55)에 형성된 만입부(72)의 환형 어레이로서 제공될 수 있으며, 각각의 만입부(72)는 보조 구성 요소(50)의 반경 방향 외측으로 함몰된다. 만입부(72)는 동일한 원주 간격으로 서로 원주 방향으로 이격되어 내주면(55)을 복수의 원통형 표면 세그먼트(74) 및 복수의 만입부(72)로 분할한다. 각각의 원통형 표면 세그먼트(74)는 인접한 만입부들(72) 사이에 개재된다. 만입부(72)와 원통형 표면 세그먼트(74) 각각은 고리(51)의 전방 단부면(57)으로부터 그 후방 단부면(58)까지 보조 구성 요소(50)의 축 방향으로 연장된다. 내주면(55)의 각 만입부(72)의 존재는 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 튜브(20)와 상호 작용하도록 구성된 반경 방향 내향 연장 스플라인을 형성하는 각 원통형 표면 세그먼트(74)를 초래한다.
각 원통형 표면 세그먼트(74)는 보조 구성 요소(50)의 중심축으로부터 측정된 곡률 반경을 가지는 원통형 표면의 세그먼트의 형상을 가지어 원통형 표면 세그먼트(74)가 협력하여 원주 방향으로 이격된 복수의 만입부(72)의 존재에 의해 주기적으로 차단되는 실질적인 원통형 표면을 형성하게 한다. 인접한 만입부들(72) 사이에 존재하는 원주 간격이 인접한 원통형 표면 세그먼트들(74) 사이에 존재하는 원주 간격과 동일하도록 각 만입부(72) 및 각각의 원통형 표면 세그먼트(74)는 내주면(55)의 원주 방향에 대해 동일한 거리를 연장할 수 있다.
각각의 만입부(72)는 내주면(55) 내로 만입된 오목한 반원 형상을 가진다. 전이 표면(75)은 만입부(72) 중 하나와 원통형 표면 세그먼트(74) 중 하나의 각 교차점에서 형성되어 내주면(55) 내의 날카로운 모서리의 형성을 회피할 수 있다. 각각의 전이 표면(75)은 오목한 형상의 만입부(72) 각각의 곡률 반경보다 작은 곡률 반경을 가지는 볼록면으로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 만입부(72)는 약 0.5 mm의 곡률 반경을 포함하도록 구비될 수 있는 반면, 각각의 전이 표면(75)은 하나의 비 제한적인 예로서 약 0.15 mm의 곡률 반경을 포함하도록 구비될 수 있다. 각각의 인접 전이 표면(75)의 곡률 반경과 비교하여 각각의 만입부(72)의 곡률 반경의 유사한 비율은 각각의 만입부(72)를 형성하기 위해 상이한 치수들이 선택되는 경우 원하는 대로 선택될 수 있다.
일 실시 예에서, 본 발명의 방법에 따라 부품(10)이 조립되는 경우, 보조 구성 요소(50) 내의 튜브(20)의 원하는 보유를 위해 내주면(55) 내에 형성될 다수의 만입부(72)는 다음의 수학식에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112021019546923-pat00001
여기서, N은 내주면(55)에 형성된 만입부(72)의 원하는 개수이고, D는 정반대로 대향하는 원통형 표면 세그먼트들(74) 사이에서 측정되는 고리(51)의 내경이고, w는 전방 단부면(57) 및 후방 단부면(58) 사이에 축 방향으로 측정되는 고리(51)의 폭(이는 또한 각 만입부(72) 및 표면 요철(70)을 형성하는 원통형 표면 세그먼트(74)의 축 방향 치수에 대응함)이고, C 1 , C 2 , C 3 는 각각 상수 계수이다. 계수 C 1 은 20 내지 25의 범위 내에 있을 수 있고, 계수 C 2 는 0.5 내지 0.9의 범위 내에 있을 수 있으며, 계수 C 3 은 0.3 내지 0.7의 범위 내에 있을 수 있다. C 1 = 23, C 2 = 0.7, C 3 = 0.5 일 때, 유리한 결과를 얻었다. 각각의 만입부(72)의 개수 및 대응하는 구조적 구성은 튜브(20)와 보조 구성 요소(50) 사이의 결과적인 연결이 튜브(20)를 원시 상태로 비틀기 위해 필요한 토크 또는 50 Nm 중 더 낮은 하나를 초과하는 인가된 토크를 견디는 케이블이 되도록 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 부품(10)의 제조 방법은 다음과 같다. 먼저, 튜브(20) 및 보조 구성 요소(50)는 각각 상기 도 1을 참조하여 도시되고 설명된 구성으로 독립적으로 형성된다. 튜브(20)를 개시된 구성으로 형성하는 것은 먼저 플랜지 부분(30) 및 두꺼운 부분(35)을 포함하도록 후속적으로 변형되는 배관의 원통형 부분의 형성을 포함할 수 있다. 상기 변형은 설명된 변형을 튜브(20)에 도입하기 위해 구성된 단부-형성 천공 다이(punch die)와 같은 유압식, 전동식 또는 심지어 수동식 단부-형성 세공(end-forming tooling)을 이용하는 적절한 튜브 단부-형성 공정을 통해 수행될 수 있다. 설명된 특징은 튜브(20)를 원하는 구성으로 점진적으로 형성하는 단부-형성 세공과 관련된 일련의 "천공(punch)"을 통해 튜브(20)에 형성된다. 튜브(20)는 금속 재료와 같은 단단한 재료로 형성될 수 있다. 적합한 금속 재료는 비 제한적인 예로서 알루미늄, 다양한 강철 합금, 청동 또는 구리를 포함할 수 있다. 금속 재료의 사용은 변형될 구성 요소의 추가적인 가열을 요구하지 않고 냉간 상태에서 수행될 수 있는 체적 단일 방향 단부 형성 공정을 용이하게 할 수 있다. 튜브(20)는 대안적으로 일정한 온도에서 제공된 플라스틱 재료와 같은 다른 유연한 중합체 재료로 형성될 수 있거나 그렇지 않으면 여기에 설명된 방식으로 플라스틱 재료를 소성 변형시키기에 적합한 상태로 형성될 수 있다.
보조 구성 요소(50)는 여기에 도시되고 설명된 구성을 가지는 결과적인 보조 구성 요소(50)와 함께 다이캐스팅(die-casting) 또는 다른 성형 공정으로 형성될 수 있다. 보조 구성 요소(50)는 튜브(20)를 형성하는데 적합하다고 설명된 것과 같은 금속 재료로 형성될 수 있다. 보조 구성 요소(50)에 불필요한 손상을 일으키지 않고 보조 구성 요소(50)를 향한 튜브(20)의 필요한 변형을 수행하는 데 필요한 힘을 견디도록 (예를 들어 적절한 세공에 의해) 보조 구성 요소(50)가 보강되는 한, 보조 구성 요소(50)는 대안적으로 적절한 플라스틱 재료와 같은 중합체 재료로 형성될 수 있다.
도 1의 화살표로 도시된 바와 같이, 보조 구성 요소(50)는 부품(10)을 조립하는 방법의 다른 단계에 따라 전방 축 방향으로 이동하면서 튜브(20)의 후방 단부(24)에 수용된다. 내주면(55)에 의해 정의된 보조 구성 요소(50)의 중앙 개구는 튜브(20)의 후방부(28)를 따라 튜브(20)의 외주면(26)의 외부 직경보다 약간 큰 최소 내부 직경(정반대로 대향하는 원통형 표면 세그먼트들(74)을 가로 질러 측정됨)을 포함하여 튜브(20) 위로 보조 구성 요소(50)의 축 방향 수용을 허용한다. 보조 구성 요소(50)는 그 각각의 간격 블록(53)의 전방 단부면(57)이 플랜지 부분(30)의 방사형 세그먼트(31)와 접촉할 때까지 튜브(20) 위로 축 방향으로 수용된다. 이 구성은 고리(51)의 내주면(55)과 동일한 축 방향 위치에 튜브(20)의 두꺼운 부분(35)을 배치하고, 그에 따라 그 안에 형성된 각 표면 요철(70)을 배치한다.
다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 튜브(20) 또는 보조 구성 요소(50) 중 하나를 튜브(20) 또는 보조 구성 요소(50) 중 나머지 하나 쪽으로 변형하여 튜브(20)를 보조 구성 요소(50)에 단단히 결합시키는 단계를 포함한다. 보다 구체적으로, 일부 실시 예에서 튜브(20)는 표면 요철(70)을 정의하는 고리(51)의 고정 내주면(55)을 향해 두꺼운 부분(35)을 따라 반경 방향 외측으로 확장될 수 있는 반면, 다른 실시 예에서는 고리(51) 및 그 안에 형성된 대응하는 표면 요철(70)은 두꺼운 부분(35)을 따라 튜브(20)의 외주면(26)을 향해 반경 방향 내측으로 압축되고 수축될 수 있다. 튜브(20)의 반경 방향 외향 확장이 이용되는 경우, 공정은 유압식, 전동식 또는 심지어 수동식(적절한 기계적 이점 가정) 튜브 확장 메커니즘에 의해 수행될 수 있다. 대조적으로, 보조 구성 요소(50)의 반경 방향 내측으로의 압축이 이용되는 경우, 공정은 유압식, 전동식 또는 심지어 수동식(적절한 기계적 이점 가정) 튜브 압축 또는 스테이킹(staking) 메커니즘을 포함할 수 있다.
튜브(20)의 두꺼운 부분(35)은 보조 구성 요소(50)에 형성된 표면 요철(70)을 향한 튜브(20)의 외향 확장을 포함하는 공정에서 사용하기 위해 도 1에 도시된다. 도1에 도시된 바와 같이 두꺼운 부분(35)의 반경 방향 내향 만입은, 튜브(20)의 내주면(25)의 실질적으로 일정한 단면을 유지하면서, 고리(51)의 내주면(55)에 형성된 만입부(72)로 원주벽(21)을 변형시키기 위한 필수 재료를 제공한다. 예를 들어, 도 1 및 도 2 사이의 비교에 의해 알 수 있듯이, 두꺼운 부분(35)의 반경 방향 내향 만입은 변형 단계 이후에 반대 구성으로 대체되며, 튜브(20)의 내주면(25)은 고리(51)의 축 방향 연장을 가로 질러 일정한 내경을 포함한다.
도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 보조 구성 요소(50)의 고리(51)를 향한 튜브(20)의 확장은 튜브(20) 내에 복수 개의 방사상 외측으로 연장되는 돌출부(42)의 형성을 초래하며, 각각의 돌출부(42)는 고리(51)에 형성된 만입부들(72) 중 하나로 연장된다. 튜브(20)와 보조 구성 요소(50) 사이에 형성된 주름진(스플라인) 연결부는 튜브(20)와 보조 구성 요소(50) 사이의 회전을 방지하기 위한 회전 추론 특징부를 형성한다. 또한, 튜브(20)가 만입부(72)로 변형되고 그 결과로 튜브(20)의 외주면(26)이 원통형 표면 세그먼트(74)에 대해 가압되면 튜브(20)와 보조 구성 요소(50) 사이의 축 방향 상대 이동을 방지하기 위하여 튜브(20)와 보조 구성 요소(50) 사이에 마찰 끼워 맞춤이 형성된다. 보조 구성 요소(50)를 반경 방향 안쪽으로 변형시키는 대안적인 공정이 이용되는 경우에도 동일하다. 이러한 공정에서, 원통형 표면 세그먼트(74)는 튜브(20)의 외주면(26)을 반경 방향 내측으로 변형시켜 그 사이에 주름진 연결부를 형성하는 반경 방향 내향 연장 스플라인 또는 톱니를 형성할 수 있다. 다른 실시 예에서, 표면 요철(70)은 주름진 튜브(20)의 프로파일 형상과 일치하도록 변형된 보조 구성 요소(50)와 함께 튜브(20)에 형성될 수 있다. 아무튼, 튜브(20)와 보조 구성 요소(50) 사이에 간섭 및 마찰 압입 연결을 형성하기 위해 방사 방향으로 향하는 힘이 이용되도록 허용하여 튜브(20)를 반경 방향 외측으로 보조 구성 요소(50)를 향해 변형시키거나, 보조 구성 요소(50)를 반경 방향 내측으로 튜브(20)를 향해 변형시키는 제조 공정은 본 발명의 방법에 따라 튜브(20)와 보조 구성 요소(50)의 결합에 사용하기에 적합할 수 있다.
방법의 추가적인 단계는 도 3에 도시된 바와 같이 튜브(20)의 전방 단부(23)를 반경 방향 내측으로 형성된 노즈(nose)(38)를 포함하도록 변형시키는 것을 포함할 수 있다. 노즈(38)의 단부는 원주벽(21)의 반경 방향 내향 휨으로 인해 튜브(20)의 내주면(26)의 나머지 부분보다 작은 내경을 가지는 유동 개구를 정의한다. 노즈(38)는 암형 구성 요소(82)의 대응하는 중앙 개구(84)에 부품(10)을 축 방향으로 보다 용이하게 삽입하기 위한 파일럿 특징부로서 제공될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 완전히 조립된 구성일 때, 부품(10)은 고리(51)의 전방 단부면(57), 플랜지 부분(30)의 바로 후방에 있는 외주면(26)의 일부 및 플랜지 부분(30)의 방사형 세그먼트 (31)의 협력에 의하여 형성된 적어도 하나의 잠금 홈(67)을 포함한다. 본 실시 예에서, 부품(10)은 대향하는 한 쌍의 잠금 홈(67)을 포함하고, 각각의 잠금 홈(67)은 대향하는 배향 구조들(52) 사이의 부품(10) 주위로 원주 방향으로 연장된다.
이제 도 8 및 도 9를 참조하면, 부품(10)과 함께 사용하기에 적합한 암형 구성 요소(82)의 대표적인 예를 참조하여 부품(10)의 사용 방법이 개시된다. 도시된 암형 구성 요소(82)는 잠금 특징부로서 스냅-핏 (snap-fit) 유형 연결부를 가지는 일반 VDA 방식 단부-부품을 나타낸다. 도시된 실시 예에서, 암형 구성 요소(82)는 플라스틱 재료로 형성되지만 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 재료가 사용될 수 있음을 알 수 있다. 암형 구성 요소(82)의 관련된 다른 예는 NORMA 그룹에 의해 제조되고 https://www.normagroup.com/ejt/en-am/prod6-app7/에서 찾을 수 있으며, 그 전체 내용은 참조로서 본 출원에 포함된다. 암형 구성 요소(82)의 또 다른 예는 ARaymond에 의해 제조되고, https://www.araymond-automotive.com/sites/default/files/medias/document/2017/Quick-Connectors-Product-catalog-Automotive.pdf에서 찾을 수 있으며, 그 전체 내용은 참조로서 본 출원에 포함된다. 앞서 언급한 바와 같이, 부품(10)의 구조는 SAE 방식 단부형 피팅과 같은 VDA 방식 단부형 피팅에 반대되는 암형 구성 요소(82)의 대안적인 구성에 대응하도록 조정될 수 있다.
암형 구성 요소(82)는 중앙 개구(84)을 정의하는 하우징(83)을 포함하는 것으로 도시된다. 하우징(83)은 중앙 개구(84)의 정반대로 대향하는 면에서 한 쌍의 배향 개구(85)를 추가로 정의한다. 각각의 배향 개구(85)는 암형 구성 요소(82)의 축 방향 단부(86)로부터 하우징(83) 내로 축 방향으로 연장되는 슬롯으로서 제공될 수 있다. 암형 구성 요소(82)의 축 방향 단부(86)는 중앙 개구(84) 및 도 7에 도시된 바와 같이 부품(10)의 프로파일 형상에 형상 및 치수에 있어서 실질적으로 대응하는 프로파일 형상을 가지는 한 쌍의 배향 개구(85)의 협력에 의해 형성된 개구를 포함한다.
한 쌍의 암형 잠금 특징부(92)는 중앙 개구(84)을 정의하는 하우징(83)의 내주면을 따라 제공되며, 잠금 특징부(92)는 서로 정반대로 배열된다. 예시된 실시 예에서, 각각의 잠금 특징부(92)는 탄성적으로 가요성인 탭(tab)으로 도시되는데, 탭은 중앙 개구(84)의 중심축을 향해 반경 방향 내향으로 돌출하고 탭의 반경 방향 최내측 표면을 형성하는 말단 모서리(93)를 가진다. 그러나, 암형 구성 요소(82)는 본 발명의 범위 내에서 부품(10)과 암형 구성 요소(82) 사이에 해제 가능한 연결을 형성하기 위한 임의의 반대 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위에서 언급한 VDA 방식 단부형 피팅의 다른 예는 부품(10)을 암형 구성 요소(82)에 해제 가능하게 결합하기 위해 튜브(20)의 플랜지 부분(30)을 지나 클립 또는 핀의 통과 후 클립 또는 핀을 원래 위치로 되돌리는 스프링력 또는 탄성력을 유사하게 경험하는 클립 또는 핀을 대신 사용한다.
암형 구성 요소(82)는 암형 잠금 특징부(92) 및 배향 개구(85)를 넘어 중앙 개구(84) 내에 축 방향으로 배치된 O-링(94)을 더 포함한다. 부품(10)과 암형 구성 요소(82)는 서로 결합되어 부품 조립체(80)를 형성하는 때에 O-링(94)은 튜브(20)의 전방부(27)와 맞물리도록 구성된다.
도 8 및 도 9의 비교에 의해 도시된 바와 같이, 우선 튜브(20)의 전방 단부(23)는 배향 구조(52)가 각각의 배향 개구(85)와 축 방향으로 정렬되도록 회전 지향된 부품(10)과 함께 중앙 개구(84) 내로 유입된다. 일단 이렇게 지향되면, 플랜지 부분(30)의 테이퍼진 세그먼트(32)가 처음에 각각의 암형 잠금 특징부(92)의 말단 모서리(93)와 결합할 때까지 그 전방 축 방향으로 계속 이동될 수 있다. 말단 모서리(93)가 플랜지 부분(30)의 팁(33)을 일단 넘어서 지나갔으면 각 탭의 말단 모서리(93)가 그 원래의 구성을 향해 탄력적으로 되돌아올 수 있을 때까지 부품(10)의 암형 구성 요소(82)로의 지속 전방 진행은 암형 잠금 특징부(92)를 형성하는 탄력적으로 가요성인 탭으로 하여금 탭이 테이퍼진 세그먼트(32) 위로 진행함에 따라 반경 방향 바깥쪽으로 구부러지게 한다. 각각의 암형 잠금 특징부(92)의 말단 모서리(93)는 반경 방향 안쪽으로 되돌아와 잠금 홈들(67) 중 하나 내에 수용됨으로써 암형 구성 요소(82)에 대한 부품(10)의 원하지 않는 축 방향 이동을 방지할 수 있다. 암형 잠금 특징부(92)의 튜브(20)의 플랜지 부분(30)을 넘어서는 위치로의 축 방향 이동은 또한 O-링(94)의 반경 방향 외측으로의 약간의 압축으로 인해 부품(10)과 암형 구성 요소(82) 사이에 유체 기밀 밀봉을 형성하도록 O-링(94)과 밀봉하여 맞물리는 튜브(20)의 전방부(27)를 초래한다.
부품(10)의 구조는 배향 구조(52)의 사용을 통해 대응하는 암형 구성 요소(82)에 대해 설정되는 부품(10)의 적절한 회전 배향을 유리하게 허용한다. 또한, 부품(10)을 제조하는 개시된 방법은 비교적 간단하고 비용 효율적이고 확장 가능하므로, 이전에 언급한 VDA 및 SAE 방식 구성과 같은 암형 단부 부품 구성과 함께 사용하기에 적합한 단부 부품을 형성하는 이전 방법을 개선한다.
이제 도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 퀵-커넥트 단부형 피팅(110)의 제조 방법이 개시된다. 부품(110)은 부품(10)에 대해 많은 면에서 실질적으로 유사하고 대응하는 부품 조립체(80)의 암형 구성 요소(82)와 상호 작용할 때 실질적으로 동일한 방식으로 작동한다. 형태와 기능이 부품(10)의 형태와 기능과 유사한 부품(110)의 이러한 특징 또는 구성 요소는 부품(10)에 부여된 해당하는 참조 번호에 100을 더하여 유도된 참조 번호로 표시된다. 예를 들어, 부품(110)은 튜브(120)(튜브(20)에 대응) 및 보조 구성 요소(150)(보조 구성 요소(50)에 대응)를 포함한다. 부품들(10, 110) 사이에 존재하는 유사성으로 인해, 부품(110)에 대한 논의는 부품(10)의 제조 방법과 비교하여 부품(110)의 제조 방법에 대한 수정을 초래하는 부품들(10, 110) 사이에 존재하는 구별에 대부분 초점을 맞추고 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 튜브(120)는 제 1 또는 전방 단부(123)로부터 대향하는 제 2 또는 후방 단부(124)까지 길이 방향 및 축 방향으로 연장된다. 튜브(120)는 제 1 내경을 가지는 전방부(127), 제 1 내경보다 큰 제 2 내경을 가지는 후방부(128) 및 전방부(127)를 후방부(128)에 연결하는 전이부(129)를 포함하도록 구비되거나 형성된다. 전이부(129)는 부품(110)의 전방 축 방향으로 진행할 때 내경이 지속적으로 감소하도록 테이퍼진다. 이에 의해, 잘린 원추형 형상을 가지는 전이부(129)가 생성된다.
보조 구성 요소(150)는 환형 고리(151), 고리(151)로부터 반경 방향 외측으로 돌출하는 한 쌍의 배향 구조(152) 및 고리(151)와 단일체로 형성된 플랜지 부분(130)을 포함하도록 형성된 단일 구조로 형성된다. 플랜지 부분(130)은 플랜지 부분(130)의 팁(133)을 향해 점진적으로 증가하는 직경을 가지는 테이퍼진 표면(132)을 포함한다. 잠금 홈(167)은 보조 구성 요소(150)의 고리(151) 및 그 플랜지 부분(130)으로의 분할에서 보조 구성 요소(150)의 외주면 내로 반경 방향 내측으로 만입된다.
보조 구성 요소(150)의 내주면(155)은 보조 구성 요소(150)와 유사한 방식으로 복수의 표면 요철(170)을 포함한다. 그러나, 내주면(155)은 결합부(171) 및 환형으로 연장되는 경사면(177)으로 축 방향 분할된다. 결합부(171)는 일반적으로 부품(110)의 축 방향에 평행하게 배열되고 그 내부에 형성된 표면 요철(170)을 포함한다. 경사면(177)은 결합부(171)로부터 후방으로 연장되고, 결합부(171)로부터 멀어지게 부품(110)의 후방 축 방향으로 진행될 때 증가하는 내경을 가지도록 테이퍼진다.
결합부(171)에 형성된 표면 요철(170)은 원통형 표면 세그먼트(174)와 만입부(172)의 교대 패턴으로서 다시 한번 제공된다. 경사면(177)의 존재로 인해 내주면(155) 전체에 걸쳐서 연장되지 않는 표면 요철(170)로 인해 각 만입부(172) 및 각 원통형 표면 세그먼트(174)의 축 방향 길이에 대응하는 결합부(171)의 축 방향 치수를 변수 w가 나타낼 수 있다 할지라도 내주면(155)의 결합부(171)에 형성된 다수의 만입부(172)는 이전에 개시된 방정식에 의해 다시 한번 결정될 수 있다.
각 배향 구조(152)는 각 배향 구조가 보조 구성 요소(150)의 플랜지 부분(130) 및 고리(151) 각각과 합쳐지도록 축 방향으로 연장된다는 점을 제외하고는 이전에 개시된 배향 구조들(52) 중 하나와 실질적으로 유사하다.
부품(110)의 제조 방법은 다음과 같다. 먼저, 튜브(120) 및 보조 구성 요소(150)는 도 10을 참조하여 도시되고 설명된 구성으로 제공된다. 튜브(120)는 순수 원통형 튜브에서 튜브(20)를 초기에 변형시키는 데 적합한 것으로 설명된 동일한 튜브 형성 공정 및 메커니즘을 사용하는 전이부(129)를 포함하는 도 10의 구성으로 변형될 수 있다. 보조 구성 요소(150)는 또한 보조 구성 요소(150)를 형성하는데 적합하다고 설명된 동일한 공정 및 메커니즘을 사용하여 제조될 수 있다. 튜브(120) 및 보조 구성 요소(150)는 각각 튜브(20) 및 보조 구성 요소(50)을 형성하기에 적합한 것으로 설명된 동일한 재료로 형성될 수 있다.
일단 도 10에 개시된 구성으로 제공되면, 보조 구성 요소(150)는 튜브(120)의 전방 단부(123)에 수용되고 테이퍼진 경사면(177)이 튜브(120)의 대응하여 테이퍼진 전이부(129)와 접촉할 때까지 후방 축 방향으로 이동된다. 따라서, 전이부(129)는 튜브(120)에 대한 보조 구성 요소(150)의 축 방향 위치를 설정하기 위한 정지면을 형성한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 따라서 내주면(155)의 결합부(171)는 전이부(129)에 바로 인접한 튜브(120)의 전방부(127)를 향하도록 위치된다.
그 다음, 부품(10)을 참조하여 설명된 바와 같이 그 사이에 주름진 연결부를 형성하기 위해 튜브(120) 또는 보조 구성 요소(150) 중 하나에 대해 변형 단계가 수행된다. 변형 단계는 튜브(20)를 확장하기에 적합한 것으로 설명된 임의의 공정을 사용하여 튜브(120)를 보조 구성 요소(150)를 향해 반경 방향 외측으로 확장하는 것을 포함할 수 있다. 또는 보조 구성 요소(150)는 보조 구성 요소(50)를 압축하는 데 적합한 것으로 설명된 임의의 공정을 사용하여 튜브(120)를 향해 반경 방향 내측으로 압축될 수 있다.
부품(110)의 제조 방법은 튜브(120)의 전방부(127)를 도 11에 도시된 구성으로부터 도 12에 도시된 구성으로 변형시키는 단계를 더 포함한다. 특히, 튜브(120)의 이전에 더 작은 직경의 전방부(127)는 반경 방향 외측으로 확장되어 전방부(127)의 원통형 세그먼트(137)를 따라 후방부(128)의 직경과 일치한다. 또한, 튜브(120)의 전방 단부(123)는 또한 반경 방향 내측으로 형성되어 튜브(120)의 노즈(nose)(138)를 형성하는 반면, 원통형 세그먼트(137)의 외측 확장은 튜브(120)가 보조 구성 요소(150)의 플랜지 부분(130)의 전단 모서리와 맞물리는 테이퍼진 세그먼트(139)의 형성을 야기한다.
도 13은 최종 형태의 부품(110)을 도시한다. 도 4 및 도 13사이의 비교에서 분명히 알 수 있듯이, 부품(110)은 부품(110)의 플랜지 부분(130)이 튜브(120)가 아닌 보조 구성 요소(150)의 구조에 통합된다는 점을 제외하고는 부품(10)과 실질적으로 유사한 구조를 포함한다. 잠금 홈(167)은 또한 튜브(20) 및 보조 구성 요소(50)의 대응하는 표면들 사이에 형성되지 않고 보조 구성 요소(150) 내에 배타적으로 형성된다. 부품(10)과 비교하여 부품(110)의 거의 동일한 외부 구조는 부품(110)이 부품(10)과 실질적으로 동일한 방식으로 작동하게 한다. 따라서, 부품(110)의 사용 방법에 대한 설명 및 예시는 여기서 생략된다.
도 10 내지 도 13에 따른 부품(110)의 제조 방법은 각 개시된 공정이 튜브(120)에서 수행되는 동안 튜브(120)가 한 번 위치에 고정(클램핑)되는 것을 유리하게 허용할 수 있다. 예를 들어, 튜브(120)를 그 후방 단부(124)에 장착하는 것은 튜브(120)의 전방부, 후방부 및 전이부(127, 128, 129)의 형성, 후방 축 방향으로 튜브(120)에 보조 구성 요소(150)의 수용, 튜브(120)에 보조 구성 요소(150)의 잠금, 및 이러한 모든 동작은 튜브(120)의 전방 단부(123)에 접근함으로써 수행될 수 있기 때문에 튜브(120)를 재배치하거나 재배향 할 필요 없이 튜브(120)의 전방부(127)를 최종 구성으로 후속 변형시키는 것을 허용한다.
단부형 피팅들(10, 110)을 사용함으로써, 설치 및 조립 오류가 최소화되고, 따라서 종래 기술과 관련하여 여기에서 확인된 문제가 제거된다. 따라서, 효율성이 최적화되고 비용이 최소화된다.
전술한 설명으로부터 당업자는 본 발명의 본질적인 특징을 쉽게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 용도 및 조건에 적응하기 위해 본 발명에 다양한 변경 및 수정을 할 수 있다.

Claims (20)

  1. 단부형 피팅에 있어서, 상기 단부형 피팅은
    튜브; 및
    상기 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함하고,
    상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리게 되고,
    주름진 연결부가 존재하고, 상기 보조 구성 요소는 튜브와 맞물리는,
    단부형 피팅.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 구성 요소는 배향 구조를 포함하는,
    단부형 피팅.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보조 구성 요소는 상기 튜브를 감싸도록 구성된 환형 고리를 포함하고,
    상기 배향 구조는 상기 고리로부터 반경 방향 외측으로 돌출하는,
    단부형 피팅.
  4. 삭제
  5. 단부형 피팅에 있어서, 상기 단부형 피팅은
    튜브; 및
    상기 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함하고,
    상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리게 되고,
    상기 튜브는 반경 방향 외측으로 변형되어 상기 보조 구성 요소의 내주면에 형성된 적어도 하나의 표면 요철과 맞물리는,
    단부형 피팅.
  6. 단부형 피팅에 있어서, 상기 단부형 피팅은
    튜브; 및
    상기 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함하고,
    상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리게 되고,
    상기 보조 구성 요소는 반경 방향 내측으로 변형되어 상기 보조 구성 요소의 내주면에 형성된 적어도 하나의 표면 요철이 상기 튜브의 외주면과 맞물리도록 하는,
    단부형 피팅.
  7. 단부형 피팅에 있어서, 상기 단부형 피팅은
    튜브; 및
    상기 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함하고,
    상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리게 되고,
    상기 보조 구성 요소는 상기 튜브를 감싸도록 구성된 환형 고리를 포함하고, 잠금 홈이 상기 보조 구성 요소의 상기 고리 및 상기 튜브의 반경 방향 외향 플랜지 부분 사이에 형성되는,
    단부형 피팅.
  8. 단부형 피팅에 있어서, 상기 단부형 피팅은
    튜브; 및
    상기 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함하고,
    상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리게 되고,
    상기 보조 구성 요소는 상기 튜브를 감싸도록 구성된 환형 고리, 상기 고리로부터 축 방향으로 이격된 플랜지 부분, 및 상기 고리 및 상기 플랜지 부분 사이에 형성된 잠금 홈을 포함하는,
    단부형 피팅.
  9. 단부형 피팅에 있어서, 상기 단부형 피팅은
    튜브; 및
    상기 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함하고,
    상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리게 되고,
    상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되고, 상기 튜브에 상기 보조 구성 요소를 부착하기 위하여 상기 튜브와 상기 보조 구성 요소 사이에 마찰 연결이 형성되는,
    단부형 피팅.
  10. 단부형 피팅에 있어서, 상기 단부형 피팅은
    튜브; 및
    상기 튜브 주위에 배치된 보조 구성 요소를 포함하고,
    상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나가 변형되어 상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리게 되고,
    복수의 스플라인(spline)이 상기 보조 구성 요소의 내주면에 형성되는,
    단부형 피팅.
  11. 단부형 피팅 제조 방법으로서, 상기 단부형 피팅 제조 방법은
    튜브 주위에 환형 보조 구성 요소를 배치하는 단계; 및
    상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리도록 상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나를 변형하는 단계를 포함하고,
    상기 보조 구성 요소의 내주면은 상기 변형 단계 동안 상기 튜브와 맞물리도록 구성된 표면 요철의 어레이를 포함하는,
    단부형 피팅 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 변형 단계는 상기 보조 구성 요소를 향해 상기 튜브를 반경 방향 외측으로 확장하는 단계를 포함하는,
    단부형 피팅 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 변형 단계는 상기 튜브를 향해 상기 보조 구성 요소를 반경 방향 내측으로 압축하는 단계를 포함하는,
    단부형 피팅 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 튜브 주위에 상기 보조 구성 요소를 배치하기 전에 상기 튜브에 반경 방향 외향 플랜지 부분을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    단부형 피팅 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 배치 단계는
    상기 보조 구성 요소가 상기 튜브의 상기 반경 방향 외향 플랜지 부분과 맞물릴 때까지 상기 보조 구성 요소를 상기 튜브에 대해 축 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는,
    단부형 피팅 제조 방법.
  16. 단부형 피팅 제조 방법으로서, 상기 단부형 피팅 제조 방법은
    튜브 주위에 환형 보조 구성 요소를 배치하는 단계; 및
    상기 보조 구성 요소가 상기 튜브와 맞물리도록 상기 튜브 또는 상기 보조 구성 요소 중 하나를 변형하는 단계를 포함하고,
    상기 튜브 주위에 상기 보조 구성 요소를 배치하기 전에 작은 직경 부분, 큰 직경 부분, 및 상기 작은 직경 부분을 상기 큰 직경 부분에 연결시키는 테이퍼를 가지는 전이부를 포함하도록 상기 튜브를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    단부형 피팅 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 배치 단계는
    상기 보조 구성 요소가 상기 튜브의 상기 전이부와 맞물릴 때까지 상기 보조 구성 요소를 상기 튜브에 대해 축 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는,
    단부형 피팅 제조 방법.
  18. 삭제
  19. 제11항에 있어서,
    상기 표면 요철은 상기 보조 구성 요소의 상기 내주면에 형성된 반경 방향 외측으로 연장되는 만입부의 환형 어레이로서 구비되는,
    단부형 피팅 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 변형 단계는 상기 보조 구성 요소 및 상기 튜브 사이에 주름진 연결부를 형성하기 위하여 상기 보조 구성 요소의 상기 만입부로 변형되는 상기 튜브의 외주면을 포함하는,
    단부형 피팅 제조 방법.
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