KR20060111683A - 대향 플랜지의 맞닿는 루프를 갖춘 슬롯이 형성된 파이프클램프 - Google Patents

대향 플랜지의 맞닿는 루프를 갖춘 슬롯이 형성된 파이프클램프 Download PDF

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Abstract

파이프 클램프는 개방 금속 밴드, 밴드의 개방 단부에 놓여있는 한 쌍의 대향 플랜지, 및 플랜지를 함께 당기기 위한 조임 기구를 포함한다. 각각의 플랜지는 밴드의 몸체 부분으로부터 밴드 재료의 일부분이 되접어 포개어짐으로써 형성된 루프까지 반경 방향으로 뻗어있다. 플랜지는 밴드를 조이기 위한 파스너를 수용하도록 루프와 몸체 부분의 중간 위치에 각각 구멍을 구비한다. 루프는 플랜지가 루프에서보다 구멍에서 더 큰 간격에 의해 분리되도록 서로 인접하여 배치된다. 플랜지의 하나 또는 양자 모두는 밴드의 원통형 몸체 부분 내에 뻗어있는 슬롯을 구비할 수 있으므로 슬롯이 형성된 플랜지는 다소 서로 독립적으로 조여질 수 있는 두 개의 플랜지 부분으로 이루어진다.
파이프 클램프, 플랜지, 루프, 금속 밴드, 파스너, 시트 재료

Description

대향 플랜지의 맞닿는 루프를 갖춘 슬롯이 형성된 파이프 클램프{SLOTTED PIPE CLAMP WITH OPPOSED FLANGE ENGAGEMENT LOOPS}
본 발명은 대체로 파이프 클램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 망원경식 또는 양단 맞대기 형태 중 하나로 파이프 또는 다른 관형 부재를 긴밀히 연결하기 위해 사용되는 밴드 클램프와 파이프 커플러 양자에 관한 것이다.
차량의 배기 시스템은 대체로 엔진 배기 가스의 급송을 제공하는 관 조립체 또는 파이프 조립체를 포함한다. 각각의 개별 파이프 부는 또 다른 파이프 부에 연결되어 완전한 배기 시스템 조립체를 형성한다. 이러한 연결은 대체로 망원경식 또는 양단 맞닿음 연결 중 하나이다. 이 파이프들 사이에 형성된 연결은 배기 가스 누출에 대해 적절한 유체기밀 밀폐를 제공해야만 효과적이다. 연결은 또한 고도의 기계적 강도를 가져야하며 유지 및 보수가 가능하도록 해체될 수 있어야한다.
파이프 커플러는 파이프 부가 양단 맞대기 형태로 축선 방향으로 연결 되는 경우인 배기 시스템에 자주 사용된다. 종래 파이프 커플러는 대체로 원형의 구조를 가지며 마주하는 연결 플랜지에서 종결하는 밴드를 포함한다. 플랜지는 그 사이에 제공된 반작용 부재와 함께, 볼트와 같은 파스너에 의해 연결된다. 파스너가 조여짐으로써, 플랜지는 파이프의 단부 상에 파이프 커플러를 기계적으로 밀폐하도 록 반작용 부재에 대하여 함께 당겨진다.
반작용 부재의 이점은 밴드가 조여짐에 따라 파이프 상에 원주력의 분배를 제공하게 하는 것이다. 또한, 반작용 부재는 적절한 유체기밀 밀폐를 유지하도록 밴드를 더욱 조이거나 풀기 위해 약간의 유연성을 갖는다. 2002년 2월 7일에 공고된 미국 특허 출원 공고 제2002/0014772 A1호는 반작용 블럭을 구비한 이러한 파이프 커플러의 일례이고, 그리고 그 공고된 출원의 모든 내용은 이하 참고로 포함되어 있다.
어떤 반작용 부재도 이용하지 않는 다른 파이프 커플러 설계가 있다. 예를 들면, McDowell에게 허여된 미국 특허 제4,473,246호는 플랜지들 사이에 어떤 반작용 부재도 없이 마주하는 연결 플랜지에서 종결하는 밴드를 구비한 파이프 커플러를 제공한다. 이 설계의 밴드 및 플랜지는 일체로 돌출 형성된다. 플랜지는 밴드가 조여질 때 서로 접촉하는 접합면을 갖는다. 하나의 접합면은 반원형이고 다른 하나의 접합면은 평평하다. 따라서, 접합면이 서로 접촉할 때, 이들 접합면은 지레 받침점을 형성하여 이 지레 받침점을 중심으로 평평한 접합면에 대해 반원 접합면이 회전하게 되고, 밴드에 장력을 부여하도록 밴드를 효과적으로 조이게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 파이프 커플러 설계에 있어서 반작용 부재를 사용하지 않고, 양단 맞대기 연결하는 파이프들을 우수한 밀폐상태로 기계적으로 잇는 파이프 커플러를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 경제적이고 제작이 수월 및 용이하며, 종래 기술의 단점을 보완하는 파이프 커플러를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양상에 따르면, 개방 금속 밴드, 밴드의 개방 단부에 놓여 있는 한 쌍의 대향 플랜지, 및 플랜지를 함께 당기기 위한 조임 기구를 포함하고 있는 파이프 클램프가 개시되어 있고, 대향 플랜지의 각각은 그 플랜지가 복수 층의 상기 시트 재료로 이루어지도록 밴드의 몸체 부분으로부터 밴드 재료의 일부분이 되접어 포개어짐으로써 형성된 루프까지 반경 방향으로 뻗어있다. 플랜지는 루프와 몸체 부분 중간 위치에서 시트 재료를 관통하는 구멍을 각각 구비하고있고, 루프는 플랜지가 루프에서보다 구멍에서 더 큰 간격에 의해 분리되도록 서로 인접하여 배치되어있다. 조임 기구는 대향 플랜지의 구멍을 통해 뻗어있는 적어도 하나의 파스너를 포함할 수 있다. 파스너를 플랜지 상의 루프가 서로 맞닿아 받침점으로 작용할 때까지 조이면 플랜지를 함께 당기고, 파스너를 더욱 조이면 파스너를 더욱 조이는 동안 플랜지의 하부가 함께 당겨지게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 개방 단부에서 대향 플랜지를 구비한 금속 밴드를 포함하는 파이프 커플러를 제공하고, 플랜지 중 적어도 하나는 슬롯을 구비하고 있고 그 슬롯은 플랜지를 두 플랜지 부분으로 분리하고 밴드의 몸체 부분과, 부분적으로 상기 밴드의 원주를 중심으로 뻗어있는 슬롯을 구비하고 있다. 파이프 커플러는 두 개의 플랜지를 한데 모으기 위한 조임 기구를 포함하고 있고 사용시에 인접한 파이프 단부를 밀폐하도록 밴드 내에 놓여있는 분할 슬리브를 포함하고 있다. 조임 기구는 적어도 두 개의 파스너를 포함하고 있고, 각각의 파스너는 플랜지 부분 중 하나를 다른 하나의 플랜지를 향해 끌어당기기 위해 플랜지들에 연결되어 대체로 다른 플랜지 부분이 조여지는 것과 독립적으로 각각의 플랜지 부분을 조일 수 있게 된다. 분할 슬리브는 갭에 의해 분리되는 한 쌍의 교접 단부를 가지고 있고, 그리고 슬리브는 밴드의 슬롯이 슬리브의 갭 위에 놓이지 않도록 밴드 내에서 배향되어있다.
도 1은 플랜지를 형성하는 시트 재료가 안쪽으로 감긴 방면을 도시한 본 발명의 파이프 커플러의 제 1 실시예의 투시도;
도 2는 도 1의 파이프 커플러의 측면도;
도 3은 플랜지를 형성하는 시트 재료가 바깥쪽으로 감긴 방면을 도시한 본 발명의 파이프 커플러의 제 2 실시예의 투시도;
도 4는 높이에 있어 서로 이격되어 마주하는 플랜지를 도시한 본 발명의 파이프 커플러의 제 3 실시예의 측면도; 및
도 5는 도 1의 것과 유사하나 한 플랜지의 슬롯이 커플러의 원주 둘레로 길게 뻗어있는 주요한 상이점을 갖은 본 발명의 파이프 커플러의 제 4 실시예의 투시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 네 개의 실시예가 특히 자동차의 엔진 배기 시스템에 사용하기 적합한 파이프 커플러의 형태로 도시되어 있다. 본 발명이 많은 여러 가지의 적용예와 다양한 실시예에서 유용하다는 것을 설명을 통하여 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 본 발명은 양단 맞대기 형태로 파이프를 연결시키는 파이프 커플러용뿐만 아니라, 대체로 한 쌍의 망원경식-연결 파이프 상에 고정되는 밴 드 클램프용에도 사용될 수 있다. 유용한 본 발명의 밴드 클램프 예가 2003년 1월 23일에 공고된 미국 특허 출원 공고 제2003/0015872 A1에 개시되어 있고, 그 모든 내용은 이하 참고로 포함되어 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "파이프 클램프"라는 용어는 파이프 커플러와 밴드 클램프 양자를 말하는 것으로 사용된다. 또한, 축선으로, 경사지게, 및 반경 방향으로라는 용어는 예시된 파이프 커플러의 원형상에 대한 방향들을 의미하여, 축선 방향은 이 원형상의 축을 따라 뻗어있고, 반지름 방향은 이 축으로부터 멀어지게 반경 방향으로 뻗어있고, 그리고 경사지게는 파이프의 원주 둘레에서 지점의 위치를 말한다.
본 발명의 제 1 실시예가 도 1에 투시도로 도시되어 있다. 커플러(10)는 축선 방향으로 정렬된 파이프(14, 16)를 그 각각의 단부(18, 20)에서 둘러싸는 분할 밀폐 슬리브(12)를 포함한다. 분할 밀폐 슬리브(12)의 외측에는 개방 밴드(22)가 놓여있고, 이 개방 밴드(22)는 원통형 몸체 부분(23)을 포함하고 마주하는 플랜지(24, 26)에서 종결한다. 플랜지(24, 26)는 원통형 몸체 부분(23)으로부터 플랜지의 반경 방향으로 최외측 부분에 있는 루프(28, 30)로 뻗어있다. 루프(28, 30)는 밴드(22)가 너트 및 볼트 파스너 또는 다른 조임 기구(36)에 의해 조여짐에 따라 서로 맞닿는 접합면(32, 34)을 포함한다. 플랜지(24, 26)는 파스너를 조임으로써 함께 당겨지고, 이는 밴드가 조여지는 결과를 야기한다. 이하에 설명될 바와 같이, 루프(32, 34)의 접합면은 파스너를 조이는 공정시 조기에 맞닿고 파스너를 더욱 조이는 중에 플랜지의 하단부가 함께 당겨지는 것을 야기하는 받침점으로써 작용한다.
파이프(14, 16)는 대체로 아연강 또는 고압 유체를 급송하기 위해 적합한 어떤 다른 적절한 재료로 만들어진다. 파이프(14, 16)는 자동차의 배기 파이프가 바람직하지만, 어떤 유체 또는 고체를 급송하기 위해 사용된 다른 형태의 파이프 또는 도관(예를 들면, 가스 라인, 파이프라인, 재료 이동수단 등)이 될 수 있고 유사하거나 아니면 상이한 횡단면 크기를 가질 수 있고 어떤 기하학적인 관 형상을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예시의 목적으로, 파이프(14, 16)는 횡단면이 대체로 원형이고 동일한 공칭의 외경을 가진다.
분할 밀폐 슬리브(12)는 밴드(22) 내부에 위치되고 반경 방향의 바깥쪽으로 뻗은 한 쌍의 플레어 축선 단부(35, 37)를 포함할 수 있어서 밴드(22)는 이러한 두 단부(35, 37) 사이의 슬리브(12)에 보유된다. 슬리프(12)는 또한 제 1 원주 단부 및 제 2 원주 단부(38, 40)를 구비하고 원주 단부(38, 40)는 그들 사이에 위치되어 축선 방향으로 또는 길이방향으로 뻗은 슬리브 갭(42)을 형성한다. 슬리브(12)의 이 축선 갭은 전술된 미국 특허 출원 공고 제 2002/0014772 A1호에 개시된 바와 같은 혀형상부 및 그루브 구조(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 슬리브 갭(42)이 플랜지(24, 26)들 사이에 형성된 개방 밴드 갭(48)과 개방 연통되게 겹쳐지지 않도록 슬리브 갭(42)은 밴드(22)에 대해 경사지게 오프셋되어있다. 밴드(22)가 조임 기구(36)에 의해 조여질 때, 원주 단부(38, 40)가 함께 폐쇄되는 것을 야기하여 밀폐 슬리브(12)가 폐쇄된다. 따라서, 갭(42)이 폐쇄되고 파이프(12, 14)의 단부(18, 20) 사이에 적절한 가스 밀폐가 형성된다.
밴드(22)는 밀폐 슬리브(12)를 에워싸고 파이프 단부(18, 20)에서 파이 프(14, 16)를 둘러싼다. 사이에 밴드 간격(48)을 두는 두 개의 마주하는 단부(44, 46)로부터 360도보다 약간 작게 원주방향으로 뻗은 원통형 몸체(23)와 함께 밴드(22)는 대체로 판금 재료(대체로 스테인레스 또는 아연 강)로 만들어진다. 밴드 간격(48)은 단부(44, 46)가 만나 서로 거의 닿을 수 있는 지점까지 밴드가 조여짐으로써 단부(44, 46)가 이동할 수 있는 대략의 원주형 간격을 형성한다.
밴드(22)의 단부(44, 46) 상에는 서로 마주하여 배열된 플랜지(24, 26)가 각각 형성된다. 플랜지(24, 26)는 판금 재료로 만들어지고 밴드(22)와 일체로 된 연장부로 단부(44, 46)에 형성된다. 대안으로, 플랜지의 둘 중 하나는 용접에 의한 것과 같이 몸체 부분(23)에 부착된 개별 부품으로 만들어질 수 있다. 플랜지(24, 26)는 단부(44, 46)로부터 수직으로 돌출되고 밴드 몸체(23)로부터 반경 방향의 바깥쪽으로 뻗어있다. 이 플랜지의 루프(28, 30)는 플랜지(24, 26)의 시트 재료를 되접어 포개고 그 접은 자리에 약간의 원통형 내부 빈공간을 둠으로써 형성된다. 감은 시트 재료는 비교적 평평한, 두 층으로 된 플랜지(24, 26)를 생성한다. 플랜지(24, 26)의 평평함에 의하여, 플랜지와 조임 기구 사이에 이격 바와 같은 추가 기계 부품을 필요로 하지 않는다. 예시된 실시예의 다른 상이한 구성요소뿐만 아니라, 플랜지를 형성하는데에 사용될 수 있는 기술을 만들어 내는 다양한 재료는 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다.
도 2에 잘 예시된 바와 같이, 플랜지(24, 26)의 시트 재료는 외측 다리부(50, 52)의 형태로 원통형 몸체(23)의 단부(44, 46)로부터 멀어지게 반경 방향의 바깥쪽으로 뻗어있다. 플랜지(24, 26)의 시트 재료는 루프(28, 30)를 형성하도록 외측 다리부(50, 52)의 가장자리로부터 안쪽으로 고리 모양이 된다. 내측 다리부(50, 52)는 루프(28, 30)로부터 외측 다리부(50, 52)를 따라 반경 방향의 안쪽으로 뻗어있고 플랜지 단부(58, 60)에서 종결한다. 즉, 루프(28, 30)는 플랜지(24, 26)의 외측 다리부(50, 52)로부터 서로를 향해 안쪽으로 감은 방향으로 플랜지(24, 26)의 시트 재료를 접어 포갬으로써 형성된다. 밴드(22)의 시트 재료가 원 형태로 형성된 후에 플랜지 및 루프가 형성된다고 말할 수는 없지만, 완료된 제품의 일부로 보여지는 이 실시예에서 층으로 된 플랜지의 감은 방향은 안쪽뿐이다. 플랜지 단부(58, 60)는 각각의 단부(44, 46) 아래로 뻗어있고 밴드(22)의 몸체 부분(23)의 아래에 놓인 위치에서 종결한다. 따라서, 시트 재료는 밴드(22)의 내면(62)에 두 단부(44, 46)에서 접어 겹쳐진다. 단부(58, 60)는 핀치, 용접, 또는 다른 적절한 금속 이음 기술에 의해 밴드(22)에 부착될 수 있다. 두 층의 시트 재료로 된 내측 및 외측 다리부(50, 52, 54, 56)는 기계식 이음, 스태킹 작업, 기타 등으로 함께 조여지는 것이 바람직하다. 따라서, 외측 다리부(50, 52)는 내측 다리부(54, 56)에 대해 비교적 움직일 수 없어, 플랜지(24, 26)를 견고히 한다.
두 층의 시트 재료는 그에 대응되는 루프를 향해 반경 방향의 바깥쪽으로 뻗어있는 경계면을 따라 서로 접촉하게 한다. 도 2의 축선단 관점으로 보여지는 경우, 각 루프의 중심 구역이 그에 대응되는 두 층의 플랜지 사이의 경계면으로부터 경사지게 오프셋되도록 루프가 각각 형성된다. 각각의 루프를 위한 이러한 오프셋은 다른 루프를 향한 방향에 있으므로 루프 상의 접합면 사이 공간은 플랜지 상의 다른 위치에서의 플랜지 사이 간격(48)보다 작다. 외측 다리부가 그에 대응되는 루프 일부를 형성하도록, 두 루프(28, 30)의 상호 안쪽의 위치는 밴드의 몸체 부분(23)으로부터 멀어지게 내측 다리부(54, 56)보다 더 반경 방향으로 뻗어있는 외측 다리부(50, 52)를 구비함으로써 달성될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 루프(28, 30)는 대체로 서로 마주하여 놓여지고 밴드(22)의 단부(44, 46)가 함께 당겨진 채 각각의 접합면(32, 34)을 따라 접촉하는 라인에 적합하다. 특히, 루프(28, 30)는 압축될 수 있고 다소 탄력이 있어 루프는 밴드(22)가 처음으로 풀려진 직후 밴드(22)가 다시 조여질 때 적어도 부분적으로 그 본래의 형상으로 되돌아갈 수 있다. 루프(28, 30)는 횡단면이 대체로 원형이고 플랜지(24, 26)의 전체 길이를 따라 축선 방향으로 뻗어있다.
플랜지의 축선 길이를 따른 소정의 위치에서 플랜지(24, 26)를 통해 구멍이 제공된다. 구멍은 루프(28, 30)의 반경 방향의 안쪽 위치에서 파스너(36)를 수용하는데에 적합하다. 파스너(36)는 플랜지(24, 26)를 함께 당기도록 사용되어 밀폐 슬리브(12) 및 파이프(14, 16) 둘레로 밴드(22)를 조인다. 도 1에 도시된 바와 같이, 조임 기구(36)는 각각 너트 및 볼트 형태로 된 두 개의 파스너를 포함한다.
조임 기구(36)는 도 2에 잘 도시되어 있다. 볼트(64)는 섕크를 포함하고 섕크는 볼트 머리(68)가 플랜지(26)의 외측 다리부(52)에 고정된 상태로 두 연결 플랜지(24, 26)에 정렬된 구멍을 통과하게 된다. 그 후 너트(70)는 볼트(64)의 섕크(66)가 다른 플랜지(24)의 외측 다리부(50)에 대해 고정될 때까지 돌출시킨 섕크(66) 상에 끼워진다. 본 발명의 목적을 위해, 너트 및 볼트 조임 기구(36)는 볼트 머리(68)가 플랜지(24)의 외측 다리부(50)에 고정되고 너트(70)가 플랜지(26)의 외측 다리부(52)에 고정되는, 반대 상황에 놓여질 수 있다. 플랜지(24, 26)의 설계가 실질적으로 동일한 한 어느 한쪽의 배열이 사용될 것이다. 도시된 바와 같이, 볼트 머리(68) 또는 너트(70) 또는 양자 모두 중 어느 하나가 루프(28, 30)에 대하여 지지하므로 파스너를 조이는 동안 폐쇄력이 루프에 직접 가해진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 커플러(10)는 또한 플랜지(24, 26)중 어느 하나에 형성되고 밴드(22)의 일부로 뻗어있는 슬롯(72)를 포함한다. 슬롯(72)은 이음 파이프들이 상이한 횡단면 크기를 갖는 것을 가능케 하고, 단일 스핀들 너트 러너를 사용하여 너트가 개별로 멈추도록 하고, 대체로 커플러(10)의 두 절반들이 독립적으로 작용하도록 한다. 볼트 및 너트 조임 기구(36)에 있어서, 조임 기구를 조일 때 너트(도시하지 않음)를 구비한 플랜지는 더 큰 진동 및 변형을 가지기 때문에 슬롯(72)은 볼트 머리(68)가 고정된 플랜지 상에서 형성된다. 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 볼트 머리(68)는 플랜지(26)의 외측 다리부(2)에 대해 고정된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 슬롯(72)은 볼트 머리(68)가 고정되는 플랜지(26) 상의 전체 높이를 통해 형성되어, 플랜지(26)는 두 개의 플랜지 부분(74, 76)으로 분리되고, 그에 의해 두 개의 파스너(36)가 두 플랜지 부분을 통해 각각 뻗어있게 된다. 대체로, 슬롯(72)은 커플러가 파이프(14, 16)들 사이에 견고한 기계적 접착을 형성하여 적절한 유체기밀 밀폐를 달성하도록 한다.
사용에 있어서, 파이프(14, 16)는 파이프 커플러(10)가, 접하는 파이프 단부 상에 중심을 두면서 양단 맞대기 이음으로 연결된다. 처음에, 플랜지는 접합면(32, 34)이 따로 약간 이격된 상태로 간격(48)에 의해 분리된다. 플랜지(24, 26)들이 서로 접근함에 따라, 루프(28, 30)가 먼저 접촉하게 된다. 파스너(36)를 조이는 것은 밴드(22)가 접촉하여 슬리브(12) 상에 원주력 및 방사력(radial force)을 가하는 것을 야기한다. 다음에, 슬리브(12)가 접촉하여 파이프(12, 14)의 단부(18, 20)들을 함께 고정한다. 밴드(22)가 조여질 시, 루프(28, 30)는 접합면(32, 34)들이 닿을 때까지 서로 접근한다. 플랜지의 시트 재료에 사용되는 재료 및 두께에 좌우하여, 밴드를 더욱 조이는 것은 루프가 그에 가해진 대향 접촉력을 수용하여 변형되는 것을 야기할 수 있다. 루프(28, 30)의 부분 압축성은 밴드를 완전히 조이지 않았을 경우 단부(44, 46)들이 그 이후의 사용을 위해 루프(28, 30)를 파괴하지않고 닿도록 밴드(22)가 슬리브(12) 및 파이프(14, 16) 둘레에서 폐쇄되는 것을 가능케 한다. 또한, 압축할 수 있는 루프는 밴드(22) 폐쇄의 충격력을 흡수하므로 플랜지(24, 26)는 비교적 서로 평행하게 유지된다. 이는 플랜지(24, 26)가 전체 커플링 공정 동안 단부(44, 46)에 대해 수직으로 있도록 한다. 특히, 조임 기구(36)가 조여짐에 따라, 플랜지(24, 26) 상에 가해진 힘의 결과로, 증가된 원주 장력이 밴드(22)에 부여된다. 루프(28, 30)는 받침점을 같이 형성하는 그 각각의 접합면(32, 34)에서 서로 접촉하고, 플랜지(24, 26)는 그 접합면을 중심으로 피벗운동하거나 회동한다. 따라서, 플랜지(24, 26)는 서로를 향해 회전될 수 있어, 밴드(22)가 원주방향으로 조여지는 것을 야기한다. 플랜지(24, 26)의 이러한 스윙 운동으로 인하여, 플랜지(24, 26)의 결함이 거의 발생하지않고, 이는 적절한 유체-기밀 밀폐를 생성할 뿐만 아니라 파이프(14, 16)들 사이의 기계적 접착을 견고히 한다. 결과로써, 본 발명의 커플러(10)에는 어떤 반작용 부재도 필요하지 않 고, 이는 다른 파이프 커플링 시스템에 일반적으로 사용된다.
도 3에 도시되어 있는 본 발명의 제 2 실시예에서, 커플러(100)는 플랜지(124, 126) 상에 루프(128, 130)를 형성하는 데에 사용되는 시트 재료의 감은 방향이 상이한 것을 제외하고, 실질적으로 도 1 및 2에 도시된 제 1 실시예의 커플러(10)와 동일한 구조와 기능을 가진다. 커플러(100)는 축선 방향으로 정렬된 파이프(14)를 그 각각의 단부에서 둘러싸는 분할 밀폐 슬리브(12)를 포함한다. 분할 밀폐 슬리브(12)의 외측에는 개방 밴드(122)가 배치되고, 개방 밴드는 원통형 몸체(123)로 형성되고 마주하는 플랜지(124, 126)에서 종결한다. 플랜지(124, 126)는 각각 플랜지 팁을 형성하는, 접합면(132, 134)을 포함하는 루프(128, 130)를 구비한다. 루프(128, 130)는 밴드(122)가 조임 기구(36)에 의해 조여짐에 따라 접합면(132, 134)의 접촉시 압축된다. 제 1 실시예와 같이, 플랜지(124, 126)는 파스너(36)를 조임으로써 함께 당겨져, 결과로 밴드(122)가 밀폐 슬리브(12) 및 파이프 둘레에서 조여지는 것을 야기한다.
도 3에 도시된 제 2 실시예는 루프(128, 130)가 제 1 실시예의 감은 방향과 상이한 감은 방향을 사용하여 형성되는 방법을 실증한다. 제 2 실시예에서, 플랜지(124, 126)의 시트 재료는 내측 다리부(154, 156)의 형태로 원통형 몸체(123)의 단부(144, 146)로부터 멀어지게 반경 방향의 바깥쪽으로 뻗어있다. 플랜지(124, 126)의 시트 재료는 루프(128, 130)를 형성하도록 내측 다리부(154, 156)로부터 둘레 바깥쪽으로 고리 모양이 되고, 루프는 외측 다리부(150, 152)에서 종결한다. 외측 다리부(150, 152)는 내측 다리부(154, 156)를 따라 루프(128, 130)로부터 반 경 방향의 안쪽으로 뻗어있고, 플랜지 단부(158. 160)에서 종결한다. 즉, 루프(128. 130)는 플랜지(124, 126)의 내측 다리부(154, 156)로부터 서로 멀어지게 바깥쪽으로 감은 방향으로 플랜지(124, 126)의 시트 재료를 접어 포갬으로써 형성된다. 외측 및 내측 다리부의 시트 재료(150, 152, 154, 156)는 토글 잠김, 스태킹 작업, 기타 등으로 함께 조여지는 것이 바람직하다. 따라서, 외측 다리부(150, 152)는 내측 다리부(154, 156)에 대해 비교적 움직일 수 없어, 그에 의해 플랜지(124, 126)를 견고히 한다.
제 2 실시예의 기계적 밀폐 효과는 제 1 실시예의 것과 주로 동일하다. 어느 한쪽으로 감은 방향은 축선 방향으로 배열된 파이프들 사이에 적절한 이음이 형성되게 한다. 그러나, 이 실시예에서, 두 층의 시트 재료의 플랜지 단부(158, 160)는 몸체 부분(123)의 하측으로 뻗어있지 않다. 정확하게는, 플랜지 단부(158, 160)는 플랜지와 몸체 부분 사이의 접합부에서 종결하고, 그리고 파스너가 조여짐에 따라 시트 재료의 이 종결 에지는 이 접합부에서 밴드를 따라 축선 방향으로 힘을 균등히 분배하게 한다. 또한, 너트면 상의 외측 다리부(150)는 내측 다리부(154)를 지지하는 하중을 보호하는 희생층(sacrificial layer)으로써 작용한다.
도 4에 도시되어 있는 본 발명의 제 3 실시예에서, 커플러(200)는 Y 치수로 나타난 플랜지 높이의 미리 결정된 차이를 제외하고, 도 3에 도시된 제 2 실시에의 커플러(100)와 유사한 구조와 기능을 갖는다. 여기서, 플랜지(224, 226)의 시트 재료는 제 2 실시예의 것과 동일한 방향으로 감겨 반경 방향으로 오프셋되어 마주하는 루프(228, 230)를 형성한다. 하지만, 이 감은 방향은 제 1 실시예를 참조로 전술된 바와 동일할 수 있음을 이해할 수 있다.
전과 같이, 커플러(200)는 축선 방향으로 정렬된 파이프(14)들을 그 각각의 단부에서 둘러싸는 분할 밀폐 슬리브(12)를 포함한다. 분할 밀폐 슬리브(12)의 외측에는 개방 밴드(222)가 배치되고, 개방 밴드는 원통 몸체(223)로 형성되고 마주하는 플랜지(224, 226)에서 종결한다. 커플러(200)는 두 플랜지(224, 226)의 반경 방향 높이의 오프셋을 제외하고, 도 3의 커플러(100)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
보다 상세하게는, 이 실시예에 있어서 한 플랜지(224)는 다른 플랜지(226)보다 반경 방향으로 길게 형성되므로 Y로 도시된 바와 같이 플랜지들 사이에 반경 방향의 치수 차가 있게 된다. 바람직하게, 그 차이는 크기 또는 치수에 있어서, 루프(228, 230)의 외경에 대략 대응된다. 따라서, 밴드(222)가 파스너(36)에 의해 조여짐에 따라, 루프(228, 230)는 반경 방향으로 오프셋되고, 한 루프(228)의 접합면(232)의 밑부분은 다른 플랜지(230)의 접합면(234)의 윗부분과 접촉한다. 파스너(36)를 더욱 조이면 하측 루프(230)가 마주하는 플랜지(224)의 내측 다리부(254)와 접촉할 때까지 루프(228, 230)가 압착되고 서로에 대해 미끄러지거나 또는 굴려지는 것을 야기한다. 따라서 상측 루프가 내측 다리(254)를 만나는 경우에 하측 루프(230)는 궁극적으로 상측 루프(228)의 아래에 포개 넣어진다.
이 3 실시예는 단부(244, 246)가 서로를 향해 이동할 수 있는 대략의 원주형 간격을 형성하는 밴드 간격(248)을 한층 더 폐쇄하도록 한다. 즉, 제 3 실시예는 단부(244, 246)가 긴밀히 폐쇄될 수 있는 지점까지 밴드(222)가 단단히 조여지도록 한다.
이제 도 5를 보면, 슬롯(372)이 플랜지(326)를 제 1 실시예의 슬롯(72)이 뻗어있는 것보다 더 밴드(322)의 몸체 부분 둘레로 상당히 뻗어있는 두 개의 플랜지 부분으로 나누는 것을 제외하고, 도 1의 제 1 실시예와 유사한 제 4 실시예(300)가 도시되어 있다. 이 증가된 슬롯의 원주방향 길이는 밴드(322)의 두 절반을 보다 크게 독립적으로 조이도록 한다. 이는 커플러(300)가 외경이 다소 상이한 원주에 있어, 연결된 두 파이프들 사이에 향상된 밀폐를 이루도록 한다. 이러한 차이는 동일한 공칭의 치수를 갖는 파이프에서도 제조 오차 때문에 발생할 수 있다. 모든 경우에 있어 슬롯은 밴드 몸체 부분의 원주를 중심으로 적어도 부분적으로 뻗어있고, 그리고 내측 분할 슬리브(312)의 교접 단부 사이로 뻗은 갭(342) 위에 놓이기까지 뻗지않는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해, 갭(342)이 슬롯(372)과 플랜지(324, 326)에서의 밴드의 개방 단부 사이에 놓여지도록 밴드(322) 내에 슬리브(312)가 배향된다. 도 1의 실시예와 같은 몇몇 실시예에서, 슬롯은 몸체 부분 주위에 짧은 길이만 뻗어있고, 도 5에 도시된 바와 같은 다른 경우에서, 슬롯은 더 많이 뻗을 수 있다. 바람직하게는, 긴 슬롯이 사용되는 경우에 있어, 슬롯은 45도와 270도 사이의 각도 거리만큼 뻗어 있고, 밴드의 몸체 부분의 원주의 대략 절반만큼(예를 들면, 180도) 뻗어있는 것이 훨씬 더 바람직하다. 슬롯은 응력 지점 및 밴드의 인열을 최소화하도록 도시된 바와 같이 반경 단부에서 종결하는 것이 바람직하다. 슬롯의 폭은 중요치 않으며 도시된 것보다 넓거나 좁을 수 있다.
모든 전술된 실시예는 대부분의 종래 기술 매커니즘에서 잘 알려진 분리 반작용 부재 및/또는 이격 바를 필요로 하지않으면서 배기 파이프(14, 16) 둘레의 밀폐 슬리브를 밀봉하는 파이프 클램프를 제공하는 것을 당업자에 의해 이해될 것이다.
상기 내용은 본 발명 자체의 설명이 아니라, 본 발명의 하나 이상의 바람직한 실시예임을 알 수 있다. 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 국한되는 것이 아니라, 오히려 아래의 청구항에 의해 국한된다. 또한, 특정 실시예에 대해 상기한 내용에 포함된 서술은 용어 또는 문장이 명백하게 한정되는 경우나 서술이 명확히 "본 발명"을 언급하는 경우를 제외하고, 본 발명에 대한 제한 또는 청구항에 사용된 용어의 정의에 대한 제한으로 해석되지 않는다. 다양한 다른 실시예와 개시된 실시예에 대한 다양한 변형 및 수정이 당업자에게는 자명한 사항이다. 이러한 다른 실시예, 변형예, 수정예 모두는 첨부된 청구항의 범위 내에 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구항에 사용된 바와 같이, 예를 들면" 및 "이와 같이"라는 용어와 "구성되다", "구비하다", "포함하다"라는 동사 및 이의 다른 동사 형태는, 하나 이상의 구성요소 또는 다른 부재의 목록과 함께 사용될 때, 상기 목록들이 다른 부가적인 구성요소 또는 부재를 배제하는 것이 아닌 확장가능 개념으로 각각 해석된다. 그 밖의 용어가 다른 해석을 필요로 하는 문맥에 사용되지 않는다면 용어는 가장 폭넓은 의미를 사용하는 것으로 해석된다.
본 발명은 주로 차량의 배기 시스템, 특히 엔진 배기 가스의 급송을 제공하 는 튜브의 조립체 또는 파이프의 조립체 등에 이용된다.

Claims (24)

  1. 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비하고 대체로 원통형 몸체 부분으로 형성된 금속 밴드;
    상기 밴드의 상기 단부들에서 시트 재료로 형성된 한 쌍의 대향 플랜지; 및
    파스너를 포함하는 조임 기구;를 포함하고 있고,
    상기 대향 플랜지의 각각은 상기 플랜지가 복수 층의 상기 시트 재료를 이루어지도록 상기 원통형 몸체 부분으로부터 상기 시트 재료의 일부분이 되접어 포개어짐으로써 형성된 루프까지 반경 방향으로 뻗어있고, 상기 루프와 상기 원통형 몸체 부분의 중간 위치에서 상기 시트 재료를 관통한 구멍을 각각 구비하고 있으며, 그리고 상기 루프는 상기 플랜지가 상기 루프에서보다 상기 구멍에서 더 큰 간격으로 분리되도록 서로 인접하여 배치되고 있고,
    상기 파스너는 상기 밴드가 파이프 둘레로 조여질 수 있도록 상기 밴드의 단부들을 함께 당기기 위해 상기 대향 플랜지의 상기 구멍을 통해 뻗어있어서, 상기 밴드를 조이면 상기 플랜지의 상기 루프가 서로 맞닿게 되어있고, 상기 밴드를 더욱 조이면 상기 밴드를 더욱 조이는 동안 상기 원통형 몸체 부분에 있는 상기 플랜지의 하부가 함께 당겨지는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밴드의 상기 원통형 몸체 부분은 상기 플랜지가 상기 원통형 몸체 부분과 일체로 된 연장부로 이루어지도록 상기 시트 재료로 만들어 지는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 플랜지의 각각의 상기 시트 재료는 상기 간격으로부터 바깥쪽으로 접어 포개어져서 상기 플랜지와 상기 원통형 몸체 부분의 연결부에서 종결되어있어서 상기 시트 재료의 단부 에지가 상기 파스너를 조이는 동안 상기 연결부와 맞닿게 되어 상기 밴드의 축 방향의 길이 전체에 걸쳐서 조임력을 균등히 분배하는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 플랜지의 각각의 상기 시트 재료는 상기 간격의 안쪽으로 접혀 포개져서 상기 밴드의 원주 부분의 아래에 있는 위치에서 종결되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 플랜지의 상기 층들 중 적어도 하나는 대체로 평탄한 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 플랜지 중 적어도 하나의 제 1 플랜지의 상기 층들은 서로 접촉하여 상기 층 사이에 경계면을 형성하고 있고, 상기 제 1 플랜지의 상기 루프의 중심 구역이 상기 루프의 다른 구역을 향한 방향으로 상기 경계면으로부터 둘레방향으로 오프셋되어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 대향 플랜지 중의 적어도 하나의 플랜지는 상기 원통형 몸체 부분 내에 뻗어있는 슬롯에 의해 두 부분으로 분리되어 있고, 상기 두 부분의 각각은 파스너를 수용하기 위한 구멍을 포함하고 있어서 상기 두 부분의 각각은 다른 부분과 독립적으로 조여질 수 있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 대향 플랜지 부분 중 하나는 상기 대향 플랜지 부분 중 다른 하나보다 반경 방향으로 길어서 상기 대향 플랜지 부분 중 상기 하나의 루프는 상기 대향 플랜지 부분의 상기 다른 하나의 루프에 대해 반경 방향으로 오프셋되어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  9. 양단 맞대기 이음으로 관형 부재를 연결하는 데에 사용하기 위한 파이프 클램프로서:
    상기 관형 부재 둘레에 끼워 맞추어지는 원통형 몸체 부분으로 이루어지고, 대향 플랜지에서 종결하는 밴드; 및
    관형 부재 둘레에 있는 상기 밴드를 조이기 위한 상기 플랜지를 통해 삽입되는 파스너를 포함하는 적어도 하나의 조임 기구;를 포함하고 있고,
    상기 대향 플랜지의 각각은 시트 재료를 접어 포갬으로써 형성되는 내측 다리부, 외측 다리부 및 루프를 포함하고 있고, 각 플랜지의 상기 내측 다리부와 외측 다리부는 서로 접촉하여 상기 다리부들 사이에 경계면을 형성하고 있고, 그리고 상기 루프의 각각은 상기 루프 중 하나를 향한 방향으로 상기 루프의 각각에 대응 되는 경계면으로부터 둘레방향으로 오프셋되어있는 중심 구역을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 루프는 외측 다리부를 형성하도록 상기 플랜지의 내측 다리부에 대해 상기 시트 재료를 바깥쪽으로 감음으로써 그리고 상기 밴드의 반경 방향으로 상기 원통형 몸체 부분의 바깥쪽으로 종결함으로써 형성되어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 루프는 내측 다리부를 형성하도록 상기 플랜지의 내측 다리부에 대해 상기 시트 재료를 안쪽으로 감음으로써 형성되어있고, 상기 시트 재료는 외측 다리부를 따라 뻗어 있어 부분적으로 상기 밴드의 상기 원통형 몸체 부분 아래에 놓여있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 루프는 상기 밴드가 조여질 때 서로 접촉하는 접합면을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 플랜지는 상기 파스너를 수용하기에 적합한 정렬된 구멍을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 루프는 상기 원통형 몸체 부분의 반경 방향으로 바 깥쪽에 위치되어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 플랜지 중 하나에 형성되어 상기 원통형 몸체 부분의 일부분으로 뻗어있는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 파이프 클램프는 밴드 클램프인 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  17. 제 9 항에 있어서, 상기 파이프 클램프는 파이프 커플러이고 상기 원통형 몸체 부분 내에 관형 슬리브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  18. 제 9 항에 있어서, 상기 대향 플랜지 중 하나는 상기 대향 플랜지 중 다른 하나보다 반경 방향으로 길어서 상기 대향 플랜지 중 상기 하나의 루프는 상기 대향 플랜지의 상기 다른 하나의 루프에 대해 반경 방향으로 오프셋되어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  19. 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비하고 대체로 원통형 몸체 부분으로 형성된 금속 밴드;
    상기 밴드의 상기 단부들에서 시트 재료로 형성된 한 쌍의 대향 플랜지; 및
    파스너를 포함하는 조임 기구;를 포함하고 있고,
    상기 대향 플랜지의 각각은 상기 플랜지가 복수 층의 상기 시트 재료로 이루어지도록 상기 원통형 몸체 부분으로부터 상기 시트 재료의 일부분이 되접어 포개어짐으로써 형성된 루프까지 반경 방향으로 뻗어있고, 상기 루프와 상기 원통형 몸체 부분의 중간 위치에서 상기 시트 재료를 관통한 구멍을 각각 구비하고 있고, 그리고 상기 플랜지 중 적어도 하나의 상기 층은 내층 및 외층을 포함하고 있고, 상기 외층은 상기 내층보다 반경 방향으로 더 뻗어있어 상기 루프의 일부를 형성하고 있고,
    상기 파스너는 상기 밴드의 단부들을 함께 당기기 위해 상기 대향 플랜지의 상기 구멍을 통해 뻗어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  20. 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비하고 대체로 원통형 몸체 부분으로 형성된 금속 밴드;
    시트 재료로 형성되어 상기 밴드의 상기 단부 중 하나에서 각각 서로 인접하여 놓여진 제 1 플랜지 및 제 2 플랜지; 및
    파스너를 포함하는 조임 기구;를 포함하고 있고,
    상기 플랜지의 각각은 상기 플랜지가 복수 층의 상기 시트 재료로 이루어지도록 상기 원통형 몸체 부분으로부터 상기 시트 재료의 일부분이 되접어 포개어짐으로써 형성된 루프까지 반경 방향으로 뻗어있고, 상기 제 1 플랜지는 상기 제 2 플랜지보다 반경 방향으로 더 길게 되어서 상기 제 1 플랜지의 상기 루프가 상기 제 2 플랜지의 상기 루프보다 상기 원통형 몸체 부분으로부터 더 반경 방향으로 놓 이게 되고,
    상기 파스너는 상기 플랜지의 상기 구멍을 통해 뻗어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  21. 제 1 단부에서 제 2 단부로 뻗어있는 대체로 원통형 몸체 부분을 구비하고, 상기 단부들에서 반경 방향으로 뻗은 대향 플랜지들을 포함하는 금속 밴드;
    적어도 두 개의 파스너를 포함하는 조임 기구; 및
    상기 밴드 내에 놓여있고, 상기 밴드 내에서 제 1 교접 단부로부터 제 2 교접 단부에 원주방향으로 뻗은 분할 슬리브;를 포함하고 있고,
    각각의 상기 플랜지는 상기 원통형 몸체 부분과 일체로 된 연장부로 형성되고 다른 플랜지에 마주하여 배치되어 있고, 상기 플랜지 중 적어도 제 1 플랜지는 슬롯을 포함하고 있고 그 슬롯은 상기 플랜지를 두 플랜지 부분으로 분리하고 상기 원통형 몸체 부분과 부분적으로 상기 밴드의 원주 둘레로 뻗어있고,
    상기 각각의 파스너는 상기 제 1 플랜지의 상기 플랜지 부분 중 하나를 다른 하나의 플랜지를 향해 끌어당기기 위해 상기 플랜지들에 연결되어 대체로 다른 플랜지 부분이 조여지는 것과 독립적으로 각각의 플랜지 부분을 조일 수 있고,
    상기 교접 단부들은 상기 밴드가 조여지는 동안 적어도 부분적으로 폐쇄될 수 있는 갭에 의해 분리되어있고, 상기 슬롯이 상기 갭 위에 놓이지 않도록 상기 밴드내에서 회전 배향되어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 대향 플랜지 및 상기 밴드의 원통형 몸체 부분은 상기 밴드의 상기 단부들에서 시트 재료로 형성되어있고, 상기 대향 플랜지의 각각은 상기 플랜지가 복수 층의 상기 시트 재료로 이루어지도록 상기 원통형 몸체 부분으로부터 상기 시트 재료의 일부분이 되접어 포개어짐으로써 형성된 루프까지 반경 방향으로 뻗어있고, 상기 루프와 상기 몸체 부분의 중간 위치에서 상기 시트 재료를 관통한 구멍을 각각 구비하고 있고, 그리고 상기 루프는 상기 플랜지가 상기 루프에서보다 상기 구멍에서 더 큰 간격에 의해 분리되도록 서로 인접하여 배치되어있고, 및
    상기 조임 기구는 상기 밴드의 단부들을 함께 당기기 위해 상기 대향 플랜지의 상기 구멍들의 각각을 통해 뻗어있는 상기 파스너 중 하나를 포함하여, 상기 밴드를 조이면 상기 플랜지의 상기 루프가 서로 맞닿게 되고, 상기 밴드를 더욱 조이면 상기 밴드를 더욱 조이는 동안 상기 원통형 몸체 부분에 있는 상기 플랜지의 하부가 함께 당겨지는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 슬롯은 45도와 270도 사이의 각도 거리만큼 상기 밴드 둘레에 뻗어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 슬롯은 상기 밴드의 원주의 대략 절반만큼 형성되어있는 것을 특징으로 하는 파이프 클램프.
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