KR102549731B1 - 재밀봉 가능한 멤브레인 밸브를 갖는 유체 커넥터 - Google Patents
재밀봉 가능한 멤브레인 밸브를 갖는 유체 커넥터 Download PDFInfo
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Abstract
O-링(22) 및 O-링에 연결된 재밀봉 가능한 멤브레인(24)을 포함하는 O-링 멤브레인 밸브(20)로서, 재밀봉 가능한 멤브레인은 제1 표면, 제2 표면, 및 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장되는 슬릿을 포함하는 O-링 멤브레인 밸브(20)이다. O-링 멤브레인 밸브는 유체 커넥터와 조립될 수 있으며, 유체 커넥터는 제1 관통 보어 및 제1 관통 보어 내에 원주 방향으로 배열된 제1 홈(50)을 갖는 본체(40)를 포함한다.
Description
본 개시는 유체 커넥터에 관한 것이며, 더 구체적으로, 재밀봉 가능한 멤브레인 밸브를 갖는 유체 커넥터에 관한 것이다.
유체 커넥터는 많은 적용예에서, 특히, 자동차 적용예에서 필수 구성요소이다. 자동차 시스템은 라디에이터, 변속기 및 엔진과 같은 다양한 구성요소로 만들어지기 때문에, 유체는 각 구성요소 내에서뿐만 아니라 각 구성요소들 사이에서도 이동할 수 있어야 한다. 구성요소들 사이에서 이동하는 유체의 예로는 변속기 유체가 있으며, 이 변속기 유체는 변속기 유체의 온도를 낮추기 위해 변속기로부터 변속기 오일 냉각기로 이동한다. 유체는 주로 가요성 호스나 강성 호스를 통해 구성요소들 사이를 움직이며, 이러한 호스는 유체 커넥터에 의해 각각의 구성요소와 연결된다. 일반적으로 이러한 유체 커넥터는, 튜브 단부 형태부가 유체 커넥터 내에 완전히 삽입되었을 때 튜브 단부 형태부의 돌출된 견부(shoulder) 뒤에 스냅 결합(snap)하도록 구성된, 고정 클립이나 스냅 링을 유체 커넥터에 포함하고 있다. 추가적으로, 유체 커넥터는 통상 구성요소 내에 유체를 보유(retain)하도록 하는(예를 들어, 변속기 유체가 변속기로부터 유출되는 것을 방지하는) 멤브레인을 포함한다. 튜브 단부 형태부가 유체 커넥터 내로 삽입될 때 멤브레인에는 구멍이 생겨, 유체가 튜브 단부 형태부 내로 흐를 수 있게 된다. 하지만, 튜브 단부 형태부를 제거하면 멤브레인이 재밀봉되지 않는다. 이와 유사하게, 그리스 플러그는 이들이 설치된 구멍이 쉽고 신속하게 재밀봉되는 것을 허용하지 않는다. 오히려, 그리스가 구성요소의 내부 및 외부로 흐르도록 허용하기 위해서는, 그리스 플러그가 설치된 구성요소로부터 그리스 플러그를 완전히 제거하여야 한다.
그러므로, 튜브 단부 형태부가 유체 커넥터로부터 제거되면 재밀봉되는 재밀봉 가능한 멤브레인을 가진 유체 커넥터에 대한 오랜 요구가 있었다.
본 명세서에서 설명된 양태에 따르면, O-링 및 O-링에 연결되는 재밀봉 가능한 멤브레인을 포함하고, 재밀봉 가능한 멤브레인은 1 표면, 제2 표면 및 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장되는 슬릿을 포함하는, O-링 멤브레인 밸브가 제공된다.
본 명세서에서 설명된 양태에 따르면, 유체 커넥터가 제공되는데, 이러한 유체 커넥터는 제1 관통 보어 및 제1 관통 보어 내에서 원주 방향으로 배열된 제1 홈을 포함하는 본체 및 제1 홈 내에 배열되는 O-링 멤브레인 밸브를 포함하고, O-링 멤브레인 밸브는 O-링 및 O-링에 연결된 재밀봉 가능한 멤브레인을 포함하며, 재밀봉 가능한 멤브레인은 슬릿을 갖는다.
본 명세서에서 설명된 양태에 따르면, 밀봉부 및 밀봉부에 연결된 재밀봉 가능한 멤브레인을 포함하는 밀봉 멤브레인 밸브가 제공되며, 재밀봉 가능한 멤브레인은 제1 표면, 제2 표면 및 제1 표면으로부터 제2 표면까지 연장되는 슬릿을 포함한다.
도면과 첨부된 청구 범위를 고려하여, 이하 본 개시의 상세한 설명을 검토한다면, 본 개시의 이들 목적, 특징 및 이점 그리고 다른 목적, 특징 및 이점은 쉽게 명백해질 것이다.
다양한 실시예는 단지 예로써, 대응 참조 부호가 대응 부품을 나타내고 있는 첨부된 개략도를 참조하여 개시된다.
도 1은 유체 커넥터의 사시도이다;
도 2는 도 1에 도시된 유체 커넥터의 분해도이다;
도 3은 일반적으로 도 1의 선 3-3을 따라 취한 유체 커넥터의 단면도이다;
도 4는 튜브 단부 형태부와 결합한 유체 커넥터의 사시도이다;
도 5는 본체가 제거된 경우에 있어, 도 4에 도시된 튜브 단부 형태부를 갖추고 있는 유체 커넥터의 부분 사시도이다;
도 6은 일반적으로 도 4의 선 6-6을 따라 취한 튜브 단부 형태부를 갖추고 있는 유체 커넥터의 단면도이다;
도 7a는 도 1에 도시된 바와 같은 O-링 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 7b는 도 7a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 7c는 도 7a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 7d는 일반적으로 도 7a의 선 7D-7D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 8a는 O-링 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 8b는 도 8a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 8c는 도 8a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 8d는 일반적으로 도 8a의 선 8D-8D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 9a는 O-링 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 9b는 도 9a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 9c는 도 9a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 9d는 일반적으로 도 9a의 선 9D-9D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 10a는 O-링 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 10b는 도 10a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 10c는 도 10a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 10d는 일반적으로 도 10a의 선 10D-10D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 11a는 U-컵 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 11b는 도 11a에 도시된 U-컵 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 11c는 도 11a에 도시된 U-컵 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 11d는 일반적으로 도 11a의 선 11D-11D를 따라 취한 U-컵 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 12는 프로브의 사시도이다;
도 13a는 도 12에 도시된 프로브가 유체 커넥터와 결합하지 않은 경우의 단면도이다;
도 13b는 도 13a에 도시된, 프로브 및 유체 커넥터가 부분적으로 결합한 경우의 단면도이다; 그리고,
도 13c는 도 13a에 도시된, 프로브 및 유체 커넥터가 완전히 결합한 경우의 단면도이다.
도 1은 유체 커넥터의 사시도이다;
도 2는 도 1에 도시된 유체 커넥터의 분해도이다;
도 3은 일반적으로 도 1의 선 3-3을 따라 취한 유체 커넥터의 단면도이다;
도 4는 튜브 단부 형태부와 결합한 유체 커넥터의 사시도이다;
도 5는 본체가 제거된 경우에 있어, 도 4에 도시된 튜브 단부 형태부를 갖추고 있는 유체 커넥터의 부분 사시도이다;
도 6은 일반적으로 도 4의 선 6-6을 따라 취한 튜브 단부 형태부를 갖추고 있는 유체 커넥터의 단면도이다;
도 7a는 도 1에 도시된 바와 같은 O-링 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 7b는 도 7a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 7c는 도 7a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 7d는 일반적으로 도 7a의 선 7D-7D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 8a는 O-링 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 8b는 도 8a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 8c는 도 8a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 8d는 일반적으로 도 8a의 선 8D-8D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 9a는 O-링 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 9b는 도 9a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 9c는 도 9a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 9d는 일반적으로 도 9a의 선 9D-9D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 10a는 O-링 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 10b는 도 10a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 10c는 도 10a에 도시된 O-링 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 10d는 일반적으로 도 10a의 선 10D-10D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 11a는 U-컵 멤브레인 밸브의 사시도이다;
도 11b는 도 11a에 도시된 U-컵 멤브레인 밸브의 측면 입면도이다;
도 11c는 도 11a에 도시된 U-컵 멤브레인 밸브의 정면 입면도이다;
도 11d는 일반적으로 도 11a의 선 11D-11D를 따라 취한 U-컵 멤브레인 밸브의 단면도이다;
도 12는 프로브의 사시도이다;
도 13a는 도 12에 도시된 프로브가 유체 커넥터와 결합하지 않은 경우의 단면도이다;
도 13b는 도 13a에 도시된, 프로브 및 유체 커넥터가 부분적으로 결합한 경우의 단면도이다; 그리고,
도 13c는 도 13a에 도시된, 프로브 및 유체 커넥터가 완전히 결합한 경우의 단면도이다.
시작에 앞서, 서로 다른 도면에 있는 같은 도면 부호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 구조 요소를 나타낸다는 것을 이해해야 한다. 청구 범위는 개시된 양태에 제한되지 않음을 이해해야 한다.
나아가, 본 개시 내용은 설명된 특정한 방법론, 재료 및 변경에 국한되지 않고, 물론 달라질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 특정 양태를 설명하기 위한 것일 뿐, 청구 범위를 제한하기 위한 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.
달리 규정된 바가 없는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 과학적 용어 및 기술적 용어는 본 개시 내용이 속하는 업계의 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미를 갖는다. 예시적 실시예의 실시 또는 시험에 있어, 본 명세서에서 설명한 바와 동일하거나 유사한 임의의 방법, 장치 또는 재료가 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
"실질적으로(substantially)"라는 용어는 "거의(nearly)," "매우 거의(very nearly)," "약(about)," "대략(approximately)," "근처의(around)," "경계상의(bordering on)," "근접하여(close to)," "본질적으로(essentially)," "이웃한(in the neighborhood of)," "부근(in the vicinity of)" 등과 같은 용어와 동의어이며, 이와 같은 용어는 명세서 및 청구항에 등장하는 바와 같이 상호 교환적으로 사용될 수 있음을 이해해야 한다. "근접한(proximate)"이란 용어는 "근처의(nearby)," "가까운(close)," "인접한(adjacent)," "이웃한(neighboring)," "바로 인접한(immediate)," “붙어있는(adjoining)” 등과 같은 용어와 동의어이며, 이와 같은 용어는 명세서 및 청구 범위에 등장하는 바와 같이 상호 교환적으로 사용될 수 있음을 이해해야 한다. "대략(approximately)"이란 용어는 특정 값으로부터 10% 이내의 값을 의미하려는 목적으로 쓰였다.
이제 도면을 보게 되면, 도 1은 유체 커넥터(10)의 사시도이다. 도 2는 유체 커넥터(10)의 분해도이다. 도 3은 일반적으로 도 1의 선 3-3을 따라서 취한 유체 커넥터(10)의 단면도이다. 유체 커넥터(10)는 일반적으로 O-링 멤브레인 밸브(20), 본체(40) 및 스냅 링(70)을 포함한다. 이하 설명은 도 1-3을 고려하여 읽어야 한다.
O-링 멤브레인 밸브(20)는 O-링(22)과 멤브레인(24)을 포함한다. O-링(22)은 토러스(torus) 형상을 한 기계적 개스킷(gasket)으로; 이는 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80)의 조립 중에 압축되고 홈(50) 안에 안착하도록 설계된, 둥근 횡단면을 갖는 탄성중합체 루프인데, 이하에서 보다 상세히 논의될 것이다. 하지만 O-링(22)은, 본체(40)와 함께, 유체 밀봉 상태를 제공하기에 적합한 이상, 난형(ovular), 정사각형, 직사각형, 삼각형, 타원형(ellipsoidal) 등 어떤 임의의 기하적 형태를 띠는 밀봉부로라도 구상될 수 있음을 이해하여야 할 것이다. O-링(22)은 용어의 정의 그 자체처럼 "O-링(O-ring)"일 필요는 없고, 오히려 멤브레인(24)이 연결되는 경계 밀봉부일 수 있다. 멤브레인(24)은 O-링(22)으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된다. 멤브레인(24)은 대체로 원추형 형상을 하고, 정점(26)을 포함한다. 멤브레인(24)은 정점(26)에 배열된 슬릿(28)을 추가적으로 포함한다. 일부 실시예에서, 슬릿(28)은 선형이고 밀봉이 가능하다. 일부 실시예에서, 슬릿(28)은 비선형이다. 일부 실시예에서, 멤브레인(24)은 복수의 슬릿들을 포함한다.
본체(40)는 단부(42)로부터 단부(44)까지 연장되는 관통 보어(41), 반경 방향 내향 표면(46), 반경 방향 내향 표면(48), 홈(50), 반경 방향 외향 표면(52), 육각 헤드(58) 및 반경 방향 외향 표면(60)을 포함한다. 본체(40)는 유체로 충전된 구성요소에 연결될 수 있도록 배열된다. 예를 들어, 본체(40)는 반경 방향 외향 표면(60)을 통해 변속기에 연결될 수 있는데, 반경 방향 외향 표면(60)은 외부 나사산을 포함할 수 있다. 본체(40)는 육각 헤드(58)를 통해 변속기의 나사 구멍과 나사 결합할 수 있고(예를 들어, 렌치를 이용하여), 후에 변속기 유체로 충전될 수 있다. 엔진 블록은 유체 커넥터(10), 구체적으로 본체(40)가 장착될 수 있는 다른 구성요소이다. 이러한 실시예에서 유체 커넥터(10), 구체적으로 O-링 멤브레인 밸브(20)는 엔진 블록 내의 엔진오일을 유지한다. 유체 커넥터(10)는 유체가 수용되는 다른 다양한 구성 요소, 조립체 및 부분 조립체에 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. O-링 멤브레인 밸브(20)는 본체(40) 내에 배열된다. 구체적으로, O-링(22)은 홈(50) 내에 배열된다. 멤브레인(24)은 단부(42)를 향해서 축 방향(AD1)으로 연장된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(50)가 유체로 충전된 구성요소, 예를 들어 변속기 유체로 충전된 변속기에 고정될 때 구성요소 내 유압으로 인해 표면(24B)에는 힘(F)이 가해진다. 힘(F)은 슬릿(28)을 밀봉해 유체가 멤브레인(24)을 통해서 축 방향(AD2)으로 흐르는 것을 방지한다.
스냅 링(70)은 본체(40)의 홈(54) 내에 배열된다. 일반적으로 스냅 링(70)은 반경 방향 안쪽으로 연장되는 하나 이상의 돌출부를 포함하는 고정 링이다. 도시된 실시예에서, 스냅 링(70)은 돌출부들(72A-C)을 포함한다. 돌출부들(72A-C)은 홈(54)의 구멍들(56A-C) 각각을 통해서 반경 방향 안쪽으로 연장된다. 돌출부들(72A-C)은 견부(87), 구체적으로 견부 표면(88)과 결합하도록 배열된다.
도 4는 튜브 단부 형태부(80)가 내부에 결합한 유체 커넥터(10)의 사시도이다. 도 5는 본체(40)가 제거된 상태의, 도 4에 도시된 유체 커넥터(10) 및 튜브 단부 형태부(80)의 부분 사시도이다. 도 6은 일반적으로 도 4의 선 6-6을 따라 취해진 튜브 단부 형태부(80)를 갖춘 유체 커넥터(10)의 단면도이다. 이하 설명은 도 4-6을 고려하여 읽어야 한다.
튜브 단부 형태부(80)는 단부(82), 섹션(83), 견부(87), 섹션(89), 단부(94) 및 관통 보어(96)를 포함한다. 관통 보어(96)는 단부(82)로부터 단부(94)까지 튜브 단부 형태부(80)를 통해 연장된다. 섹션(83)은 단부(82)와 견부(87) 사이에 배열되며 반경 방향 외향 표면(84)을 포함한다. 반경 방향 외향 표면(84)은 실질적으로 일정한 직경을 갖는다. 견부(87)는 섹션(83)과 섹션(89) 사이에 배열되고 반경 방향 외향 표면(86)을 포함한다. 반경 방향 외향 표면(86)은 선형 원추 형상이고, 축 방향(AD2)을 따라 직경이 증가한다. 도면에 도시된 것과 같이, 반경 방향 외향 표면(86)은 홈(92) 부근에서 원추형이 아닌 부분을 가질 수 있다. 섹션(89)은 견부(87)와 단부(94) 사이에 배열되고 반경 방향 외향 표면(90)을 포함한다. 반경 방향 외향 표면(90)은 실질적으로 일정한 직경을 갖는다. 홈(92)은 축 방향으로 견부(87)와 반경 방향 외향 표면(90) 사이에서 배열된다. 견부(87)는 견부 표면(88)을 통해 홈(92)에 연결된다. 튜브 단부 형태부(80)는, 구체적으로 단부(82)가 먼저 유체 커넥터(10) 내에 삽입될 수 있게 배열된다. 튜브 단부 형태부(80), 구체적으로 견부(87)는 직선 램프(즉, 일정한 선형 램프) 또는 가변적인 직경의 램프 프로파일을 이용할 수 있고, 이는 스냅 링(70)이 견부(87)에 스냅 결합할 때까지 유체 커넥터(10)에 삽입된다. 튜브 단부 형태부(80)는, 유체 커넥터 내에서 스냅 링 또는 와이어 클립을 이동시켜 튜브 단부 형태부를 유체 커넥터 내에 고정하기 위해서 튜브 단부 형태부의 바깥쪽 표면상에서 반경 방향 바깥쪽으로 그리고 축 방향으로 연장되는 램프 프로파일을 포함하는, 임의의 전통적인 튜브 단부 형태부일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도면에 도시된 바와 같이, 튜브 단부 형태부(80)는 유체 커넥터(10) 내로 삽입된다. 튜브 단부 형태부(80)가 축 방향(AD1)으로 이동하고 단부(82)는 멤브레인(24), 구체적으로는 표면(24A)과 접촉함에 따라, 단부(82)는 멤브레인(24)을 반경 방향(RD1)으로 이동시킨다(도 5 및 6 참조). 멤브레인(24)의 반경 방향(RD1)으로의 이동은 구성요소 내의 유체를, 예를 들어 변속기 내의 변속기 유체를, 구성요소로부터 흘러나와 튜브 단부 형태부(80) 내로 축 방향(AD1)으로 흐르게 한다. 구체적으로, 유체 커넥터(10) 내로 튜브 단부 형태부(80)를 삽입하면 슬릿(28)이 개방된다. 추가적으로, 섹션(83)과 O-링 멤브레인 밸브(20)가 결합함에 따라, 반경 방향 외향 표면(84)은 O-링(22)을 반경 방향(RD1)으로 탄성 변형 시킨다. 구체적으로 O-링(22)은 홈(50)과 반경 방향 외향 표면(84) 사이에서 압착되고, 이에 따라 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80) 사이에 유체 밀봉부를 생성한다. 즉, 개스킷으로 작용하는 둥근(round) 또는 원형의(circular) 단면을 갖는 O-링 그리고 튜브 단부 형태부들 및 다른 충전/배출 프로브들의 삽입 및 제거를 가능하게 하는 재밀봉 가능한 멤브레인의 조합이 아마 본 발명의 가장 중요한 특징이라고 볼 수 있다(도 8-9c를 참조하여 보다 상세히 설명됨).
일부 실시예에서, 튜브 단부 형태부(80)의 삽입으로 인해 멤브레인(24)의 소성 변형이 일어난다. 이는 튜브 단부 형태부(80)가 유체 커넥터(10)에 완전히 삽입되고 연결된 후에 튜브 단부 형태부(80)를 제거하면, 멤브레인(24)이 소성 변형되어 재밀봉될 수 없게 된다는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 튜브 단부 형태부(80)의 삽입으로 인한 멤브레인(24)의 소성 변형이 일어나지 않는다. 튜브 단부 형태부(80)는 멤브레인(24)을 최소한으로 탄성 변형시킴으로써, 튜브 단부 형태부(80)가 제거된 후에 멤브레인(24)이 재밀봉되도록 설계된다. 통상의 기술자는 도 8-9c에 도시된 프로브(110)와 유사한 설계를 갖는 튜브 단부 형태부를 구상할 수 있을 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 튜브 단부 형태부(80)는 유체 커넥터(10) 내에 완전히 결합된다. 돌출부들(72A-C)은 홈(92) 내에 결합되고, 반경 방향 외향 표면(86)은 반경 방향 내향 표면(48)에 근접하여 배열되고, O-링(22)은 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80) 사이의 유체 밀봉부를 제공하고, 그리고 멤브레인(40)은 반경 방향 외향 표면(40) 근처로 이동한다.
도 7a는 O-링 멤브레인 밸브(20)의 사시도이다. 도 7b는 O-링 멤브레인 밸브(20)의 측면 입면도이다. 도 7c는 O-링 멤브레인 밸브(20)의 정면 입면도이다. 도 7d는 일반적으로 도 7a의 선 7D-7D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브(20)의 단면도이다. 이하 설명은 도 7a-7d를 고려하여 읽어야 한다.
전술한 바와 같이, O-링 멤브레인 밸브(20)는 O-링(22) 및 멤브레인(24)을 포함한다. O-링(22)은 둥근 횡단면 또는 원형의 횡단면을 가지며 기계적 개스킷의 역할을 한다. O-링(22)은 조립 중에 홈(50) 내에 안착하고 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80) 사이에서 압축되도록 배열되어, 경계면에서 밀봉부를 생성한다. 멤브레인(24)은 구성요소의 유체에 노출되는 표면(24A), 그리고 튜브 단부 형태부(80) 또는 프로브(110)와 접촉하도록 배열된 표면(24B)을 포함한다(도 8-9c를 참조하여 더 상세히 설명됨). 멤브레인(24)은 대체로 원추형이고, 정점(26) 및 슬릿(28)을 추가적으로 포함한다. 슬릿(28)은 대체로 정점(26)에서의 멤브레인(24) 내 구멍이고, 표면(24A)에 가해진 유압으로 인한 힘(F)에 의해 밀봉되도록 설계된다. 일부 실시예에서, O-링 멤브레인 밸브(20)는 탄성중합체를 포함한다. 그러나 O-링 멤브레인 밸브(20)는 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80) 사이 밀봉부를 생성하면서, 이전에 논의한 바와 같이, 구성 요소 내 유체를 보유하기에 적절한 임의의 재료를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, O-링 멤브레인 밸브(20)는 탄화플루오린, 에틸렌 아크릴산 고무(AEM), 실리콘, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 또는 임의의 다른 적절한 탄성 변형 가능한 재료를 포함할 수 있다.
도 8a는 O-링 멤브레인 밸브(220)의 사시도이다. 도 8b는 O-링 멤브레인 밸브(220)의 측면 입면도이다. 도 8c는 O-링 멤브레인 밸브(220)의 정면 입면도이다. 도 8d는 일반적으로 도 8a의 선 8D-8D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브(220)의 단면도이다. O-링 멤브레인 밸브(220)는 O-링(222) 및 멤브레인(224)을 포함한다. O-링(222)은 토러스 형상을 한 기계적 개스킷으로; 이는 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80)의 조립 중에 압축되고 홈(50) 안에 안착하도록 설계되며 둥근 횡단면을 갖는 탄성중합체 루프이다. 멤브레인(224)은 O-링(222)으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된다. 멤브레인(224)은 대체로 풀무(bellows)처럼 형성되고, 즉 하나 이상의 원추형 영역을 포함하여 팽창 및 수축할 수 있도록 주름지게 설계되고, 정점(226)을 포함한다. 예를 들어 멤브레인(224)은, O-링 멤브레인 밸브(220)가 본체(40)에 조립되는 동안 O-링(222)의 외경이 압착될 때, 슬릿(328)을 닫힌 상태로 유지하는 원추형 섹션들(225A-C)을 가질 수 있다. 멤브레인(224)은 정점(226)에 배열된 슬릿(228)을 추가적으로 포함한다. 일부 실시예에서, 슬릿(228)은 선형이고 밀봉 가능하다. 일부 실시예에서, 슬릿(228)은 비선형이다. 일부 실시예에서, 멤브레인(224)은 복수의 슬릿들을 포함할 수 있다.
도 9a는 O-링 멤브레인 밸브(320)의 사시도이다. 도 9b는 O-링 멤브레인 밸브(320)의 측면 입면도이다. 도 9c는 O-링 멤브레인 밸브(320)의 정면 입면도이다. 도 9d는 일반적으로 도 9a의 선 9D-9D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브(320)의 단면도이다. O-링 멤브레인 밸브(320)는 O-링(322) 및 멤브레인(324)을 포함한다. O-링(322)은 토러스 형상을 한 기계적 개스킷으로; 이는 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80)의 조립 중에 압축되고 홈(50) 안에 안착하도록 설계되며 둥근 횡단면을 갖는 탄성중합체 루프이다. 멤브레인(324)은 O-링(322)으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된다. 멤브레인(324)은 대체로 원추형의 눈물방울 형상, 즉 지수적(비선형) 곡률을 갖는 원추 형상으로 형성되며, 정점(326)을 포함한다. 멤브레인(324)은 정점(326)에 배열된 슬릿(328)을 추가적으로 포함한다. 일부 실시예에서, 슬릿(328)은 선형이고 밀봉 가능하다. 일부 실시예에서, 슬릿(328)은 비선형이다. 일부 실시예에서, 멤브레인(324)은 복수의 슬릿들을 포함할 수 있다.
도 10a는 O-링 멤브레인 밸브(420)의 사시도이다. 도 10b는 O-링 멤브레인 밸브(420)의 측면 입면도이다. 도 10c는 O-링 멤브레인 밸브(420)의 정면 입면도이다. 도 10d는 일반적으로 도 10a의 선 10D-10D를 따라 취한 O-링 멤브레인 밸브(420)의 단면도이다. O-링 멤브레인 밸브(420)는 O-링(422) 및 멤브레인(424)을 포함한다. O-링(422)은 토러스 형상을 한 기계적 개스킷으로; 이는 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80)의 조립 중에 압축되고 홈(50) 안에 안착하도록 설계된, 둥근 횡단면을 갖는 탄성중합체 루프이다. 멤브레인(424)은 O-링(422)으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된다. 멤브레인(424)은 대체로 돔 형상이며 정점(426)을 포함한다. 멤브레인(424)은 정점(426)에 배열된 슬릿(428)을 추가적으로 포함한다. 일부 실시예에서, 슬릿(428)은 선형이고 밀봉 가능하다. 일부 실시예에서, 슬릿(428)은 비선형이다. 일부 실시예에서, 멤브레인(424)은 복수의 슬릿들을 포함할 수 있다.
도 11a는 U-컵 멤브레인 밸브(520)의 사시도이다. 도 11b는 U-컵 멤브레인 밸브(520)의 측면 입면도이다. 도 11c는 U-컵 멤브레인 밸브(520)의 정면 입면도이다. 도 11d는 일반적으로 도 11a의 선 11D-11D를 따라 취한 U-컵 멤브레인 밸브(520)의 단면도이다. U-컵 멤브레인 밸브(520)는 U-컵(522) 및 멤브레인(524)을 포함한다. U-컵(522)은 홈(groove) 형상을 한 기계적 개스킷으로; 이는 본체(40)와 튜브 단부 형태부(80)의 조립 중에 압축되고 홈(50) 안에 안착하도록 설계되며 홈 형상의 횡단면을 갖는 탄성중합체 루프이다. 멤브레인(524)은 U-컵(522)으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된다. 멤브레인(524)은 대체로 원추형의 눈물방울 형상, 즉 지수적(비선형) 곡률을 갖는 원추 형상으로 형성되며, 정점(526)을 포함한다. 멤브레인(524)은 정점(526)에 배열된 슬릿(528)을 추가적으로 포함한다. 일부 실시예에서, 슬릿(528)은 선형이고 밀봉 가능하다. 일부 실시예에서, 슬릿(528)은 비선형이다. 일부 실시예에서, 멤브레인(524)은 복수의 슬릿들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 부재는 U-컵 단면 대신에 "X-형상(X-shaped)" 단면을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 부재는 U-컵 단면 대신에 "K-형상(K-shaped)" 단면을 가질 수 있다.
도 12은 프로브(110)의 사시도이다. 도 13a는 유체 커넥터(10)와 결합하지 않은 프로브(110)의 단면도이다. 도 13b는 도 13a에 도시된 바와 같이, 부분 결합한 프로브(110) 및 유체 커넥터(10)의 단면도이다. 도 13c는 도 13a에 도시된 바와 같이, 완전히 결합한 프로브(110) 및 유체 커넥터(10)의 단면도이다. 이하 설명은 도 12-13c를 고려하여 읽어야 한다.
프로브(110)는 유체 커넥터(10)가 설치되는 구성요소를 충전 및/또는 배출시키는 데에 사용된다. 프로브(110)는 대체로 단부(112), 반경 방향 외향 표면(114), 반경 방향 외향 표면(116), 표면(118), 반경 방향 외향 표면(120), 단부(122) 및 관통 보어(124)를 포함한다. 관통 보어(124)는 단부(122)로부터 단부(112)까지 연장된다. 반경 방향 외향 표면(114)은 대체로 원추대형이다. 단부(112)와 반경 방향 외향 표면(114)은 멤브레인(24), 구체적으로 표면(24B)과 접촉하도록 배열된다. 반경 방향 외향 표면(114)은 멤브레인(24)을 탄성적으로 이동시키도록 배열됨으로써, 슬릿(28)을 개방하여, 유체를 축 방향(AD1)으로 구성요소 내로 펌핑(즉, 구성요소를 충전)하거나, 유체를 축 방향(AD2)으로 구성요소로부터 방출(즉, 구성요소를 배출)하도록 한다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 프로브(110)가 멤브레인(24)과 결합하기 전, 슬릿(28)은 완전히 폐쇄되어 밀봉부를 생성한다. 도 13b에서, 프로브(110)는 멤브레인(24)과 부분적으로 결합한다. 도시된 바와 같이, 단부(112) 및/또는 반경 방향 외향 표면(114)은 표면(24B)과 맞닿음으로써 슬릿(28)이 벌어지게 하여, 최대 유량 미만의 유체를 축 방향(AD1)으로 구성요소 내로 펌핑(즉, 구성요소를 충전)하거나 유체를 축 방향(AD2)으로 구성요소로부터 방출(즉, 구성요소를 배출)하도록 한다. 도 13c에서, 프로브(110)는 유체 커넥터(10)와 완전히 결합한다. 표면(118)은 단부(44)에 접하고, 단부(112) 및/또는 반경 방향 외향 표면(114)은 표면(24B)에 접하여 슬릿(28)을 완전히 벌어지게 하여, 최대 유량의 유체를 축 방향(AD1)으로 구성요소 내로 펌핑(즉, 구성요소를 충전)하거나 축 방향(AD2)으로 구성요소로부터 방출(즉, 구성요소를 배출)하도록 된다.
O-링 멤브레인 밸브(20)의 주된 목적은 유체 커넥터(10)가 설치되는, 조립체나 구성요소(예를 들어, 변속기) 내 유체를 유지하는 것이다. 이는 제조자가 미리 유체(예를 들어, 변속기 유체)로 충전된 구성요소나 조립체를 조립 공장에 출하할 수 있게 하거나, 조립 공장에서 차량 내로의 설치 이전에 부분 조립체를 미리 충전할 수 있도록 한다. O-링 멤브레인 밸브(20)의 슬릿-밸브 설계는, 충전 후에 멤브레인(24)이 유체를 수용할 수 있도록 재밀봉 가능하게 하면서도, 조립 공장에서 프로브(110)를 이용해 유체 커넥터(10) 및 멤브레인(24), 구체적으로 슬릿(28)을 통해 부분 조립체를 충전할 수 있도록 한다. 부분 조립체 제조자 또는 조립 공장 중 어느 주체이든, 차량 내로의 최종 조립 전에 부분 조립체를 누설 검사하고자 하는 경우가 많을 것이다. 본 발명의 슬릿-밸브 설계는 또한, 시스템의 누설 검사를 위해 충전/배출 프로브를 사용하여 시스템에 압력을 가하면서도, 테스트 후에는 유체를 수용할 수 있도록 충전 유체에 의한 멤브레인 재밀봉을 가능하게 한다.
전술한 개시 내용의 다양한 양태 그리고 다른 특징 및 기능 또는 그 대안들은, 수많은 다른 상이한 시스템 또는 적용 예와 바람직하게 조합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 현재 예측되지 않고, 예기치 못한 다양한 대안, 수정, 변형 또는 그 개선은, 기술 분야의 통상의 기술자에 의해서 추후에 이루어질 수 있을 것인데 이 또한 다음의 청구 범위에 포함하려는 의도임을 밝힌다.
10 유체 커넥터
20 O-링 멤브레인 밸브
22 O-링
24 멤브레인
24A 표면
24B 표면
26 정점
28 슬릿
40 본체
41 관통 보어
42 단부
44 단부
46 반경 방향 내향 표면
48 반경 방향 내향 표면
50 홈
52 반경 방향 외향 표면
54 홈
56A 구멍
56B 구멍
56C 구멍
58 육각 헤드
60 반경 방향 외향 표면
70 스냅 링
72A 돌출부
72B 돌출부
72C 돌출부
80 튜브 단부 형태부
82 단부
83 섹션
84 반경 방향 외향 표면
86 반경 방향 외향 표면
87 견부
88 견부 표면
89 섹션
90 반경 방향 외향 표면
92 홈
94 단부
96 관통 보어
110 프로브
112 단부
114 반경 방향 외향 표면
116 반경 방향 외향 표면
118 표면
120 반경 방향 외향 표면
122 단부
124 관통 보어
210 유체 커넥터
220 O-링 멤브레인 밸브
222 O-링
224 멤브레인
224A 표면
224B 표면
225A 원추형 섹션
225B 원추형 섹션
225C 원추형 섹션
226 정점
228 슬릿
310 유체 커넥터
320 O-링 멤브레인 밸브
322 O-링
324 멤브레인
324A 표면
324B 표면
326 정점
328 슬릿
410 유체 커넥터
420 O-링 멤브레인 밸브
422 O-링
424 멤브레인
424A 표면
424B 표면
426 정점
428 슬릿
510 유체 커넥터
520 U-컵 멤브레인 밸브
522 U-컵
524 멤브레인
524A 표면
524B 표면
526 정점
528 슬릿
F 힘
AD1 축 방향
AD2 축 방향
RD1 반경 방향
RD2 반경 방향
20 O-링 멤브레인 밸브
22 O-링
24 멤브레인
24A 표면
24B 표면
26 정점
28 슬릿
40 본체
41 관통 보어
42 단부
44 단부
46 반경 방향 내향 표면
48 반경 방향 내향 표면
50 홈
52 반경 방향 외향 표면
54 홈
56A 구멍
56B 구멍
56C 구멍
58 육각 헤드
60 반경 방향 외향 표면
70 스냅 링
72A 돌출부
72B 돌출부
72C 돌출부
80 튜브 단부 형태부
82 단부
83 섹션
84 반경 방향 외향 표면
86 반경 방향 외향 표면
87 견부
88 견부 표면
89 섹션
90 반경 방향 외향 표면
92 홈
94 단부
96 관통 보어
110 프로브
112 단부
114 반경 방향 외향 표면
116 반경 방향 외향 표면
118 표면
120 반경 방향 외향 표면
122 단부
124 관통 보어
210 유체 커넥터
220 O-링 멤브레인 밸브
222 O-링
224 멤브레인
224A 표면
224B 표면
225A 원추형 섹션
225B 원추형 섹션
225C 원추형 섹션
226 정점
228 슬릿
310 유체 커넥터
320 O-링 멤브레인 밸브
322 O-링
324 멤브레인
324A 표면
324B 표면
326 정점
328 슬릿
410 유체 커넥터
420 O-링 멤브레인 밸브
422 O-링
424 멤브레인
424A 표면
424B 표면
426 정점
428 슬릿
510 유체 커넥터
520 U-컵 멤브레인 밸브
522 U-컵
524 멤브레인
524A 표면
524B 표면
526 정점
528 슬릿
F 힘
AD1 축 방향
AD2 축 방향
RD1 반경 방향
RD2 반경 방향
Claims (20)
- 유체 커넥터이며:
본체로서:
제1 관통 보어;
상기 제1 관통 보어 내에 원주 방향으로 배열되는 제1 홈;
제2 홈을 갖는 제1 반경 방향 외향 표면; 및
상기 제2 홈 내에 배열된 스냅 링을 포함하는, 본체; 및
O-링 멤브레인 밸브로서:
상기 제1 홈 내에 배열된 O-링; 및
상기 O-링에 연결되고, 슬릿을 갖는 재밀봉 가능한 멤브레인을 포함하는, O-링 멤브레인 밸브를 포함하고,
제2 반경 방향 외향 표면을 포함하는 튜브가 상기 제1 관통 보어 내로 삽입되도록 배열되고,
상기 O-링은 본체와 튜브 사이에 밀봉부를 생성하도록 제1 홈과 제2 반경 방향 외향 표면 사이에서 압착되는, 유체 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 재밀봉 가능한 멤브레인은
제1 표면; 및
제2 표면을 추가로 포함하고,
상기 슬릿은 제1 표면으로부터 상기 제2 표면까지 연장하는, 유체 커넥터. - 제2항에 있어서,
상기 재밀봉 가능한 멤브레인은 원추형이고 정점을 포함하는, 유체 커넥터. - 제3항에 있어서,
상기 슬릿은 선형이고 상기 정점 상에 적어도 부분적으로 배열되는, 유체 커넥터. - 제2항에 있어서,
상기 O-링 및 상기 재밀봉 가능한 멤브레인은 탄성중합체를 포함하는, 유체 커넥터. - 제5항에 있어서,
상기 O-링은 U-컵 단면을 갖는, 유체 커넥터. - 제5항에 있어서,
상기 O-링은 토러스의 기하학적 구조를 갖는, 유체 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 O-링은 제1 홈 밖으로 그리고 제1 관통 보어 내로 연장하는, 유체 커넥터. - 제2항에 있어서,
상기 제1 표면이 유압에 의해 생성된 힘에 노출될 때, 상기 슬릿은 밀봉 상태인, 유체 커넥터. - 제9항에 있어서,
상기 튜브가 상기 본체 내부에 삽입되어 상기 제2 표면과 결합할 때, 상기 재밀봉 가능한 멤브레인은 탄성 변형되며 상기 슬릿은 밀봉되지 않은 상태가 되는, 유체 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 재밀봉 가능한 멤브레인은 원추형이고 정점을 포함하며, 상기 슬릿은 상기 정점 상에 적어도 부분적으로 배열되는, 유체 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 O-링은 둥근 단면을 갖는, 유체 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 O-링은 토러스의 기하학적 구조를 갖는, 유체 커넥터. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 O-링은 직경을 가지고, 제1 홈은 깊이를 가지며, 직경은 깊이 보다 큰, 유체 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 본체는, 제2 홈으로부터 제1 관통 보어까지 연장하는 적어도 하나의 구멍을 추가로 포함하고,
상기 스냅 링은 적어도 하나의 구멍을 통해 제1 관통 보어 내로 연장하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는, 유체 커넥터. - 제16항에 있어서,
적어도 하나의 돌출부는 상기 튜브의 견부와 결합하도록 작동식으로 배열되는, 유체 커넥터. - 유체 커넥터이며:
본체로서:
제1 관통 보어; 및
상기 제1 관통 보어 내에 원주 방향으로 배열되는 제1 홈; 및
제2 홈 내에 배열되고 복수의 돌출부를 포함하며, 복수의 돌출부는 제1 관통 보어 내로 연장하는, 스냅 링을 포함하는, 본체; 및
O-링 멤브레인 밸브로서:
상기 제1 홈 내에 배열되고, 토러스의 기하학적 구조를 포함하는 O-링; 및
상기 O-링에 연결되고, 슬릿을 갖는 재밀봉 가능한 멤브레인을 포함하는, O-링 멤브레인 밸브를 포함하고,
제1 반경 방향 외향 표면을 포함하는 튜브가 상기 제1 관통 보어 내로 삽입되도록 배열되고,
상기 O-링은 본체와 튜브 사이에 밀봉부를 생성하도록 제1 홈과 제1 반경 방향 외향 표면 사이에서 압착되는, 유체 커넥터. - 삭제
- 삭제
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