KR20080101703A

KR20080101703A - 서비스불가능한 유체 커플링

Info

Publication number: KR20080101703A
Application number: KR1020080044435A
Authority: KR
Inventors: 짐 케린; 스티븐 에이치. 군더슨; 레이 브라욱밀러
Original assignee: 티아이 그룹 오토모티브 시스템즈 엘엘씨
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2008-11-21
Also published as: EP1992860A3; CN101307850A; EP1992860B1; EP1992860A2; BRPI0801493A2; US7530604B2; CN101307850B; US20080284164A1; JP5777267B2; KR101505678B1; JP2008286395A

Abstract

서비스불가능한 커플링은 튜브 수용단부 보어 및 호스 수용단부 보어를 갖는 본체를 포함한다. 튜브는 튜브에 지지되는 스페이서 및 밀봉부를 갖는 방사방향 업셋을 포함한다. 튜브의 외측 원통형 표면은 커플링을 튜브에 연결하기 위해, 튜브 수용단부에서 직경감소 보어에 압입된다. 커플링 본체는 튜브 및 호스에 크림핑되어, 호스 및 튜브를 커플링에 고정한다. 튜브는 튜브 단부와 접촉하고 있는 환형 벽과 크림프 사이에서 축방향으로 억제된다. 다른 실시예에서, 업셋 외측의 제2밀봉부는 오염물의 인입을 방지하기 위해 사용된다.

호스, 튜브, 배럴, 커넥터, 조인트, 스페이서

Description

서비스불가능한 유체 커플링{NON-SERVICEABLE FLUID COUPLING}

본 발명은 가요성 호스를 금속 튜브에 접합하는 유체 커넥터 커플링에 관한 것이다.

차량용 유압 브레이크 시스템에는 통상적으로 서비스불가능한(non-serviceable) 조인트로서 알려진 것이 사용된다. 이러한 디자인은 다양한 유체 동적/정적 용도로 사용될 수 있다. 또한 차량 공조 시스템 및 냉장 시스템 등과 같은 기타 다른 유체 시스템에도 사용될 수 있다. 커넥터 커플링은 튜브가 커넥터 커플링에 로킹되기 때문에 서비스불가능한 조인트로서 간주된다.

고압 브레이크 및 기타 다른 유체 시스템을 위해 현재 통상적으로 사용되고 있는 호스와 튜브 사이의 인터페이스는 가공된 튜브 단부 및 형태를 필요로 한다. 가공된 단부 형태 디자인은 미국특허 제6.419.278호에 개시되어 있다. 이러한 단부 형태를 형성하기 위하여, 튜브는 여러번 조작되어 금속 튜브를 호스에 접합하는 단부를 형성해야만 한다.

미국 특허출원공보 제2005/0285392호에는 서비스불가능한 또 다른 조인트가 개시되어 있다. 이것은 가요성 호스내에서 중앙 지지부재로서 작용하는 금속 튜브 의 단부내에 밀봉되는 분리된 삽입체를 포함한다.

본 발명은 가요성 호스 및 금속 튜브를 고정하고 호스와 금속 튜브 사이에 누설없는 조인트를 제공하는 커넥터 커플링에 관한 것이다. 커넥터 커플링은 두개의 단부로 구성되어 있다. 커넥터 커플링의 각각의 단부는 관련의 호스 또는 튜브 인터페이스를 지지하도록 형성된다. 커넥터 커플링의 각각의 단부는 크림프 조인트에 의해 튜브 또는 호스를 움직이지 못하게 한다.

본 발명의 커플링은 튜브 단부 형태에 기계가공 동작을 사용하지 않고서도 금속 튜브가 엘라스토머 호스와 인터페이스되게 하며, 또한 밀봉 마모를 감소시키기 위해 단부 형태의 측부 부하 이동을 감소시키며, O링과 외측 스페이서 사이에 테프론 백업 링의 필요성을 감소시킨다. 상기 외측 스페이서는 이러한 디자인에서는 백업 링으로서 작용한다.

커플링의 베어링 벽에 대해 삽입된 수형 튜브 단부 형태 프레스에 의해, O링에 대한 압력량이 감소된다. 또한 본 발명은 밀봉을 보호하기 위해 오염물을 밀봉시키며, 부식의 영향을 감소시킨다.

본 발명의 커넥터 커플링 조립체는 도면부호 8로 도시되어 있다. 이러한 조립체는 두개의 단부를 갖는 셀 또는 본체(9)와, 호스 단부(10)와, 튜브 단부(12)를 포함한다. 도2에 도시된 바와 같이, 커넥터 커플링(9)의 호스 단부(10)는 가요성 폴리머 또는 고무 호스(14)를 수용 및 고정한다. 튜브 단부(12)는 단단한 금속 튜브(13)를 수용 및 고정한다.

호스 단부(10)는 축방향 외측으로 연장되는 원통형 벽 또는 크림프 셀(115)을 포함하며, 이러한 셀은 중앙의 관형 부재 또는 배럴(16)을 둘러싸고 있다. 축방향으로 연장되는 환형 보어(11)는 셀(15)과 배럴(16) 사이에 형성된다. 중앙의 관형 부재 또는 배럴(16)은 호스(14)와 튜브(13) 사이에 유체연통을 제공하는 내부 통로를 포함한다.

호스(14)는 호스의 내부 중공 통로내에 배치되는 중앙의 관형 부재 또는 배럴(16)을 갖는 보어(11)의 내부에 배치된다. 중앙의 관형 부재(16)는 직경이 감소된 다수의 링 부분(19)을 갖는다. 직경이 감소된 이러한 링부분(19)은 외측의 환형 원통형 벽(15)의 크림핑에서 조인트를 커플링과 호스 사이에 지지하기 위해, 호스의 내부 통로의 표면과 협력한다.

커넥터 커플링(8)을 호스에 고정하기 위해 종래의 크림핑 기법이 사용된다. 도2에 도시된 바와 같이, 커넥터 커플링(8)의 축방향으로 연장되는 원통형 벽 또는 셀(15)은 종래의 크림핑 설비를 사용하여 종래 형태로 호스에 크림핑된다. 호스(14)는 호스에 커넥터 커플링 원통형 벽(15)의 단련가능한 물질을 원주방향으로 및 방사방향으로 변형시키기 위해, 중앙의 중공 관형 부재 또는 배럴(16)에 대해 압축된다. 중앙의 관형 부재 또는 배럴(16)은 호스(14)의 내부 통로내로부터 크림프를 지지한다.

호스(14)에 고정되는 튜브(13)는 그 자유단부(28)로부터 주어진 거리에 형성 되는 방사방향으로 지향된 확장된 플랜지 또는 업셋(26)과 외측의 원통형 표면(27)을 갖는 금속 튜브이다. 상기 튜브는 도시된 바와 같이 통상적으로 자동차 용도에 중요한 충격과 부식 및 기타 다른 저항을 제공하는, 나일론 등과 같은 폴리머 외층(29)으로 코팅된다. 이러한 코팅은 업셋(26)의 바로 외측에 자유단부(28)로부터 금속 표면을 제공하기 위해 튜브로부터 벗겨진다. 상기 튜브(13)는 중공이며, 커넥터 커플링(8)에 연결되었을 때 튜브(13)와 호스(14) 사이에 유체 통로를 제공하기 위해 호스 단부(10)의 중앙의 관형 부재 또는 배럴(16)의 내부 통로(17)와 유체연통된다.

커넥터 커플링 본체(9)의 튜브 단부(13)는 금속 튜브(13)와 인터페이스되도록 설계된다. 커넥터 커플링 본체(9)의 튜브 단부(13)는 단부(12)에 직경이 감소된 원통형 벽(21)을 갖는다. 즉, 튜브 수용단부 근처의 본체(9)의 일부는 본체의 나머지 부분 보다 작은 외경을 갖는다. 본체(9)는 축방향으로 연장되는 통로 또는 튜브 수용보어(18)를 형성하며; 이러한 수용보어는 튜브 수용단부(12)에 직경확장 보어 부분(20)과, 상기 직경확장 보어 부분(20)의 내측에 직경감소 보어 부분(22)을 갖는다. 여기서 사용하는 "내측" 또는 "내향" 이라는 단어는 튜브 단부(12)로부터 이격된 본체(9)의 내부를 의미한다.

직경감소 부분(22)은 중앙의 관형 부재의 중공 내부 통로(17)와 연결된다. 직경감소 부분(22)은 하기에 상세히 서술되는 바와 같이 튜브(13)의 외측 원통형 표면 보다 약간 작은 직경을 갖는다. 축방향으로 최내측에 있는 환형 벽(23)은 내부 통로 또는 보어(18)의 종착지이다. 방사방향의 환형 벽(24)은 보어(18)의 확장 된 부분 및 직경이 감소된 부분(20, 22)을 분리시킨다. 튜브 단부(12)로부터 최내측 환형 벽(23)까지의 보어(18)의 축방향 거리는 튜브(13)의 자유단부로부터 업셋(26)을 지나 튜브의 표면(29)까지의 거리 보다 길다.

튜브(13)의 외측 원통형 표면(27)은 커넥터 커플링(8)의 튜브 수용보어(18)의 직경감소 부분(22)의 내부에 배치된다. 이러한 외측 표면은 직경감소 보어 부분(22)에 파일럿된다. 튜브(13)의 자유단부(28)는 축방향 최내측의 환형 벽(23)과 접촉한다. 이렇게 배치되었을 때, 직경이 감소된 외측벽은 업셋(26)을 지나 튜브(13)의 표면(27)에 놓인다.

상기 업셋(26)은 방사방향의 환형 벽(24)과 이격된 상태로 확장된 보어 부분(20)의 내부에 수용되어, 벽(24)과 업셋(26) 사이에 밀봉 또는 글랜드(gland) 포켓을 형성한다.

엘라스토머 O링 밀봉부(30) 형태의 밀봉 부재는 업셋(26)으로부터 이격되어 튜브(13)의 외측 원통형 표면(27)을 둘러싸면서 배치된다. O링 밀봉부의 외경 및 내경은 튜브의 외측 원통형 표면(27)과 확장된 보어 부분(20)의 내측 원통형 표면과 유체 밀착밀봉을 제공하는 크기를 갖는다.

외측 스페이서(32)는 O링 밀봉부(30)와 업셋(26) 사이에 튜브(13)의 외측 원통형 표면(27)을 둘러싸면서 배치된다. 이것은 환형으로서, 내향의 환형 표면(33)과 외향의 환형 표면(34)을 갖는다. 이것은 튜브의 외측 표면과 확장된 보어 부분(20)의 내부에 미끄럼가능하게 수용되는 크기를 갖는다.

스페이서(32)는 단단한 물질로 제조된다. 이것은 수지일 수도 있고, 금속일 수도 있다. 이것은 전방의 환형 표면(33)과 방사방향의 환형 벽(24) 사이에 O링(30)을 포함할 수 있는 크기를 갖는다. 후방의 환형 표면(34)은 업셋(26)에 안착된다.

외측 스페이서(32)는 확장된 보어 부분(20)에 삽입되어, O링 글랜드 포켓 영역을 형성한다. 상기 외측 스페이서는 최외측 O링 글랜드 영역을 형성 및 유지하며, 최내측 방사방향 벽을 형성하며; 이러한 최내측 방사방향 벽은 단부 형태 또는 업셋(26)의 리드면과 접촉하며, 수형 튜브 단부 형태를 위한 베어링 지지 표면이 된다.

튜브는 튜브(13)의 외측 원통형 표면(27)에 스페이서(32) 및 O링 밀봉부(30)를 배치하므로써 먼저 예비조립된다. 그후, 튜브 자유단부(28)는 자유단부(28)가 축방향 최내측 환형 벽(23)과 접촉할 때까지, 튜브 수용보어(18)에 삽입된다. 튜브(13)의 외측 원통형 표면(27)은 보어(18)의 직경감소 부분(22)의 내부에 파일럿되며; O링 밀봉부(30)는 튜브(13)의 외측 원통형 표면(27)과, 튜브 수용보어(18)의 확장된 보어 부분(20)의 내측 표면과, 보어(18)의 방사방향 환형 벽(24)과, 외측 스페이서(32)의 전방 환형 표면(33)과 유체밀착된다.

단부(12)에 인접한 커넥터 커플링(8)의 본체(9)는 직경이 감소된 벽 부분(21)으로의 천이부에 의해 형성된다. 튜브(13)를 튜브 수용보어(18)에 삽입한 후, 직경이 감소된 원통형 벽 부분(21)은 튜브(13)를 튜브 수용보어(18)의 내부에 고정하는 종래 크림핑 기법에 의해 튜브(13)에 크림핑된다. 크림핑중, 튜브 업셋(26)의 외측에서 가장 작은 단면으로부터 벤딩 모멘트가 전개된다. 두꺼운 셀 또는 본체(9)에 비해 얇은 벽 부분(21)에 의해, 물질은 업셋의 외측 표면상에 과도한 압력이나 응력을 배치하지 않고서도 이를 정위치에 로킹하는 업셋(26)을 지나 흐르게 된다.

튜브 수용단부(12)에서 커넥터 커플링 직경감소 원통형 벽 부분(21)은 방사방향으로 크림핑되어, 튜브에서 커넥터 커플링 직경감소 벽 부분(21)을 폐쇄한다. 커넥터 커플링(9)의 벽 부분(21)은 튜브에서 하방으로 가압되어, 업셋(26)을 포함하는 수형 튜브를 튜브 수용보어(18)의 내부에 로킹한다. 상기 수형 튜브는 커플링 보어(18)의 내부에서는 움직이지 않는데, 그 이유는 직경감소 원통형 벽 부분(21)의 방사방향 크림프와 튜브 단부(28)와 접촉하고 있는 최내측 환형 벽(23) 사이에 포획되기 때문이다. 튜브는 커넥터 커플링 또는 튜브가 길이방향 축선 주위로 회전하거나 축방향으로 이동하는 것을 허용하지 않는 위치로 로킹된다. 또한 이러한 연결은 이러한 조인트에서 체적팽창과, 고압 브레이크 라인에서 이미 경험한 상태를 방지한다. 또한, 크림프는 튜브의 외측 표면과 벽 부분(21) 사이로 오염물의 인입을 방지하기 위해, 튜브(13)에서 폴리머층(29)에 밀봉되도록 설계된다.

또 다른 중요한 관계는 튜브 수용보어(18)의 직경감소 보어 부분(22)이 튜브(13)의 외측 원통형 표면(27)과의 간섭삽입을 형성할 수 있는 크기를 갖는다는 점이다. 즉, 튜브 수용보어(18)의 직경감소 보어 부분(22)의 직경은 튜브(13)의 원통형 표면(27)의 외경 보다 작은 수천분의 1인치 이다. 튜브(13)를 커넥터 커플링(9)에 조립하기 위해서는 간섭삽입을 극복할 수 있는 축방향 힘을 인가할 필요가 있다. 커플링(8)은 직경감소 보어 부분(22)의 내부에 외측 원통형 표면(27)의 간 섭 삽입에 의해 튜브(13)의 단부에 고정된다.

직경감소 보어 부분(22)의 내측 표면과 튜브(13)의 외측 원통형 표면의 외경 사이의 관계는 극도의 베어링 부하를 허용하고, O링 밀봉부(30)에 방사방향 로딩을 관리하기 위해 커플링의 크림핑된 벽을 지지한다. 보어(22)의 내부에 압입진 수형 튜브 원통형 표면(27)은 O링(30)에 대한 유압의 양을 최소화시켜, 스페이서(32)의 방사방향 표면(33)에 대해 O링상의 축방향 부하를 최소화시킨다.

도3의 실시예에서는 조립체에 연합된 부가적 밀봉 부재를 갖는, 도1 및 도2의 실시예와 유사한 배열이 제공된다. 엘라스토머 O링 형태의 밀봉 부재는 업셋(26)의 외측에 배치된다. O링(36)은 업셋의 튜브 외측을 둘러싸며, 직경감소 원통형 벽 부분(21)의 크림프에 의해 압축된다. 본체(9)의 직경감소 원통형 벽 부분(21)이 튜브(13)에 크림핑되었을 때, O링(36)은 튜브의 외측면에 대해 밀봉되어, 오염물 또는 부식유체의 인입에 대한 저항을 개선시킨다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

도1은 본 발명에 따라 튜브가 삽입된 커넥터 커플링의 측단면도.

도2는 튜브 및 호스에 크림프된 커넥터 커플링의 셀을 도시하는 도1의 커넥터 커플링의 측단면도.

도3은 본 발명에 따라 도1 및 도2의 커넥터 커플링의 변형된 형태에 대한 측단면도.

도4는 커넥터 커플링 본체의 측면도.

도5는 도4의 커넥터 커플링 본체의 단면도.

도6은 도4의 커넥터 커플링 본체의 측단면도.

도7은 외측 스페이서의 측단면도.

도8은 도7의 외측 스페이서의 단면도.

Claims

가요성 호스를 단단한 튜브에 연결하는 커넥터 커플링 본체에 있어서,

호스 수용보어를 형성하는 호스 단부와,

튜브 수용보어를 형성하는 튜브 단부와,

상기 호스 수용보어의 중공 배럴을 포함하며,

상기 튜브 수용보어는 튜브 수용단부에 인접한 직경확장 보어 부분과, 상기 직경확장 보어 부분의 내측에서 상기 중공 배럴과 유체연통되는 직경감소 보어 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링 본체.
제1항에 있어서, 상기 호스 수용보어는 배럴을 둘러싸는 환형 벽을 포함하며, 상기 본체는 튜브 수용단부에 인접한 직경감소 외측 환형 벽 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링 본체.
제2항에 있어서, 상기 커플링 본체는 직경감소 보어 부분 및 직경확장 보어 부분을 분리시키는 방사방향의 환형 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링 본체.
제3항에 있어서, 상기 직경감소 보어 부분은 직경감소 보어 부분과 직경확장 보어 부분을 분리시키는 환형 벽의 축방향 최내측 환형 벽에서 종료되며, 상기 직 경감소 보어 부분은 최내측 환형 벽에서 중공 배럴과 유체연통되는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링 본체.
가요성 호스를 단단한 금속 튜브에 연결하는 커넥터 커플링에 있어서,

단부를 갖는 중공의 가요성 호스와,

자유단부와, 상기 자유단부로부터 이격된 업셋과, 상기 자유단부와 업셋 사이에서 연장되는 외측의 원통형 표면을 갖는 단단한 금속 튜브를 포함하며,

상기 커플링은 호스 수용보어를 형성하는 호스 단부와, 튜브 수용보어를 형성하는 튜브 단부와, 상기 호스 수용보어의 중공 배럴을 갖는 본체를 포함하며; 상기 튜브 수용보어는 튜브 수용단부에 인접한 직경확장 보어 부분과, 상기 중공 배럴과 유체연통되며 직경확장 보어 부분의 내측에 있는 직경감소 보어 부분을 포함하며; 상기 호스는 호스 수용보어에 배치되는 호스 단부를 갖는 호스는 배럴에 배치되며; 상기 튜브는 간섭삽입에 의해 고정된 외측 원통형 표면을 갖는 직경감소 보어 부분에서 자유단부를 갖는 튜브 수용보어에 배치되며, 상기 업셋은 직경확장 보어 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제5항에 있어서, 커플링 본체의 호스 수용보어는 배럴을 둘러싸는 환형 벽을 포함하며, 상기 튜브 수용단부는 튜브 수용단부에 인접한 직경감소 환형 벽 부분을 포함하며; 상기 커플링의 호스 단부의 환형 벽은 호스에 크림핑되고, 상기 튜브 단부에서의 직경감소 벽 부분은 튜브에 크림핑되는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플 링.
제6항에 있어서, 상기 커플링은 직경감소 보어 부분과 직경확장 보어 부분을 분리시키는 방사방향 환형 벽을 포함하며, 직경감소 보어 부분은 단단한 금속 튜브를 간섭삽입에 의해 수용하는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제7항에 있어서, 상기 직경확장 보어 부분은 튜브에 업셋을 수용할 수 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제7항에 있어서, 상기 직경감소 보어 부분은 직경감소 보어 부분과 직경확장 보어 부분을 분리시키는 환형 벽으로부터 이격된 축방향 최내측 환형 벽에서 종료되며, 상기 튜브 단부는 상기 최내측 환형 벽 부분과 접촉하는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제9항에 있어서, 상기 튜브는 크림프와 상기 최내측 환형 벽 부분 사이에서 축방향 이동이 억제되는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제9항에 있어서, 상기 축방향 최내측 환형 벽 부분으로부터 상기 환형 벽 부분까지의 직경감소 보어 부분의 길이는 튜브의 자유단부로부터 업셋까지의 길이 보다 작고, 상기 커플링은 환형 벽 부분 사이에서 튜브에 배치되는 밀봉 부재를 포함 하는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제11항에 있어서, 상기 커플링은 밀봉 부재와 튜브 업셋 중간에서 상기 튜브의 외측 원통형 표면을 둘러싸는 환형 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제12항에 있어서, 본체의 직경감소 환형 벽 부분의 크림프와 업셋 사이에서 튜브에 제2밀봉 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제12항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 O링 밀봉부인 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.
제13항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 O링 밀봉부인 것을 특징으로 하는 커넥터 커플링.