KR20120064824A

KR20120064824A - 파이프 결합용 플랜지

Info

Publication number: KR20120064824A
Application number: KR1020100126038A
Authority: KR
Inventors: 한중만; 박상규; 정동미; 한영흠; 김두훈
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-06-20
Also published as: KR101748200B1

Abstract

파이프의 비드와 플랜지의 비드 안착부 간의 접촉 면적을 증대시켜 파이프와 플랜지 간의 축 방향 고정력을 극대화시킨 파이프 결합용 플랜지가 개시된다. 파이프 결합용 플랜지는 파이프가 삽입되기 위한 삽입공이 형성된 파이프 결합용 플랜지에 있어서, 삽입공의 적어도 일 측 둘레에 형성되어 파이프에 형성된 비드가 압착 고정되기 위한 비드 안착부를 포함하며, 비드와 비드 안착부의 접촉면은 파이프의 길이 방향으로 높이차를 갖도록 굴곡지게 형성된다. 따라서, 플랜지에 파이프를 코킹 후 파이프와 플랜지 간의 축방향 고정력이 증대되며, 파이프가 플랜지의 삽입공에서 회전되는 현상이 방지된다.

Description

파이프 결합용 플랜지{FLANGE FOR COUPLING PIPE}

본 발명은 플랜지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 공조장치에 사용되는 냉매 파이프 등에 결합되어 연결부위 간의 결합력을 증대시키는 파이프 결합용 플랜지에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 공조장치의 냉매 사이클을 이루는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기 등의 구성요소 사이에는 유체가 연속적으로 흐를 수 있도록 냉매파이프가 연결되고, 이러한 구성요소와 냉매파이프 간의 결합력을 향상시키기 위해 냉매파이프의 단부에 플랜지가 체결된다.

도 1은 종래의 플랜지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따른 단면도이며, 도 3은 종래의 플랜지에 파이프가 결합된 것을 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 파이프 결합용 플랜지(200)에는 상하 양면을 관통하도록 삽입공(210)이 형성되고, 삽입공(210)에 파이프(290)가 삽입되어 결합된다. 이 경우, 파이프(290)는 플랜지(200)의 삽입공(210)에 삽입된 후 파이프(290)에 형성된 비드(250)가 플랜지(200)의 일면에 안착된 상태에서 플랜지(200)의 양면 중 적어도 하나의 면을 가압하는 코킹(Caulking) 작업을 거침으로써, 파이프(290)가 플랜지(200)에 결합된다.

또한, 삽입공(210)의 내주면에는 요철부(220)가 형성되어, 파이프(290)를 삽입공(210)에 삽입시킨 후에 파이프(290)를 내측으로부터 외측으로 확관하여 파이프(290)의 외주면이 요철부(220)에 압착됨으로써 파이프(290)의 축방향 회전이 방지된다.

아울러, 미설명된 부호 240은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기 등의 피결합부재와의 체결을 위한 결합공을 도시한 것이다.

하지만, 종래의 파이프 결합용 플랜지(200)는 파이프(290)의 비드(250)와 플랜지(200) 간의 안착면이 평면으로 이루어졌기 때문에, 파이프(290)와 플랜지(200) 간의 축 방향 고정력이 낮은 문제점이 있다.

또한, 종래의 파이프 결합용 플랜지(200)는 통상 플라스틱 사출 성형 소재로 이루어지는 것이기 때문에, 플랜지(200)에 파이프(290)를 코킹한 후 플랜지(200)와 파이프(290) 간의 미세 유격으로 인한 치수 오차가 발생하며, 이러한 미세 오차는 유로 내에서 파이프(290) 단부의 형성 위치를 변경시켜 유체의 흐름을 저해하는 요인이 될 수 있는 것이다.

이와 더불어, 종래의 파이프 결합용 플랜지(200)는 플라스틱 사출 성형 소재로 이루어질 경우, 파이프(290)의 가압력에 의해 요철부(220)가 뭉개질 수 있으며, 이로 인해 파이프(290)가 플랜지(200)의 삽입공(210) 내에서 회전되는 문제점이 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 파이프의 비드와 플랜지의 비드 안착부 간의 접촉 면적을 증대시켜 파이프와 플랜지 간의 축 방향 고정력을 극대화시킨 파이프 결합용 플랜지를 제공한다.

본 발명에 따른 파이프 결합용 플랜지는 파이프가 삽입되기 위한 삽입공이 형성된 파이프 결합용 플랜지에 있어서, 삽입공의 적어도 일 측 둘레에 형성되어 파이프에 형성된 비드가 압착 고정되기 위한 비드 안착부를 포함하며, 비드와 비드 안착부의 접촉면은 파이프의 길이 방향으로 높이차를 갖도록 굴곡지게 형성된 것을 특징으로 한다.

이 경우, 비드 안착부는 비드와 대응되는 면에 형성되는 고점부 및 고점부로부터 유선형으로 굴곡 연장되어 고점부에 비해 파이프의 길이 방향으로 낮은 높이를 갖는 저점부로 구성되고, 고점부와 저점부는 연속적인 폐곡면을 이루는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 고점부 및 저점부는 각각 두 개가 180°간격으로 형성되어 대칭을 이루는 것이 바람직하다.

또한, 비드 안착부는 적어도 하나의 단차부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 삽입공의 내주면에는 제1요철부가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 단차부에 제2요철부가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 파이프 결합용 플랜지는 비드와 비드 안착부 간의 접촉면이 굴곡 형상을 가져 접촉 면적이 증대됨에 따라, 플랜지에 파이프를 코킹 후 파이프와 플랜지 간의 축방향 고정력이 증대된다.

또한, 파이프의 길이 방향으로 파이프가 플랜지에 고정된 상태에서 굴곡면이 파이프의 축방향 회전을 방지하는 저항기능을 하여, 파이프가 플랜지의 삽입공에서 회전되는 현상이 방지된다.

이에 따라, 차량 공조장치용 냉매 사이클의 냉매 파이프에 적용에 있어, 파이프와 피결합부재 간의 결합 시 파이프의 단부 위치를 설계대로 정밀하게 제어할 수 있으며, 이러한 정밀한 제어에 의해 유체의 흐름을 의도대로 설계하는 것이 가능해진다.

도 1은 종래의 파이프 결합용 플랜지를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 A-A선을 따른 단면도이며,
도 3은 종래의 파이프 결합용 플랜지에 파이프가 결합된 것을 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프 결합용 플랜지의 사시도이며,
도 5는 도 4의 B-B선을 따른 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파이프 결합용 플랜지의 사시도이며,
도 7은 도 6의 C-C선을 따른 단면도이고,
도 8은 도 6의 변형 예에 따른 파이프 결합용 플랜지의 사시도이며,
도 9는 도 6의 다른 변형 예에 따른 파이프 결합용 플랜지의 사시도이고,
도 10은 도 7에서 고점부 및 저점부의 변형 예를 도시한 것이며,
도 11은 도 7에서 고점부 및 저점부의 다른 변형 예를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 파이프 결합용 플랜지의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프 결합용 플랜지의 사시도이며, 도 5는 도 4의 B-B선을 따른 단면도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프 결합용 플랜지(100)에는 삽입공(10)이 형성된다. 삽입공(10)은 파이프(90)가 삽입되기 위한 것으로, 플랜지(100)의 양면을 관통하여 형성된다. 이 경우, 플랜지(100)의 양면은 파이프(90)의 길이 방향을 의미한다.

파이프(90)는 차량 공조장치의 냉매 사이클을 이루는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기 등의 피결합부재에 연결되는 냉매 파이프일 수 있다. 이와 같이, 파이프(90)는 전술한 피결합부재와 연결되어 그 내부에 유체가 연속적으로 흐르는 것으로 단부 주위에 플랜지(100)가 결합되며, 플랜지(100)는 파이프(90)와 피결합부재 간의 결합력을 향상시키고 실링성을 향상시키는 등의 기능을 수행한다. 아울러, 플랜지(100)에는 피결합부재와의 체결을 위한 결합공(40)이 형성된다.

또한, 파이프(90)의 외주면에는 비드(50)가 형성되며, 플랜지(100)에는 비드(50)가 압착 고정되기 위한 비드 안착부(20)가 형성된다. 비드 안착부(20)는 삽입공(10)의 둘레에 형성되며, 삽입공(10)의 양측 중 일 측에 형성되거나 양측 모두에 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 비드 안착부(20)가 삽입공(10)의 일 측 즉, 플랜지(100)의 일면에만 형성된 예를 설명하기로 한다.

특히, 비드(50)와 비드 안착부(20)의 접촉면은 파이프(90)의 길이 방향으로 높이차를 갖도록 굴곡지게 형성된다. 즉, 비드(50)와 비드 안착부(20)의 접촉면은 평면이 아닌 유선형의 굴곡면을 이룬다.

따라서, 비드(50)와 비드 안착부(20)의 접촉 면적이 증대되며, 결국 파이프(90)와 플랜지(100) 간의 파이프(90)의 축방향 고정력이 향상된다. 또한, 파이프(90)의 길이 방향으로 파이프(90)가 플랜지(100)에 고정된 상태에서 굴곡면이 파이프(90)의 축방향 회전을 방지하는 저항기능을 하여, 파이프(90)가 플랜지(100)의 삽입공(10)에서 회전되는 현상이 방지된다.

이와 같이 비드(50)와 비드 안착부(20)의 접촉면이 유선형의 굴곡면을 이룸으로써, 평면 형상으로 접촉하는 구조 또는 요철 형상으로 접촉하는 구조에 비해 큰 이점을 갖는다. 즉, 본 실시 예와 같은 굴곡면 접촉 구조는 평면 접촉 구조에 비해 접촉 면적이 증대되어 파이프의 축방향 고정력이 증대되며, 요철면 접촉 구조에 비해 코킹 작업 시 비드 안착부의 변형이 방지된다.

전술한 굴곡면 접촉 구조의 작용 효과는 플랜지(100)가 합성수지 소재의 사출 성형물일 경우 더욱 명확해진다. 결국, 본 실시 예에 따른 파이프 결합용 플랜지(100)는 합성수지 사출 성형물 소재로 적용될 경우에도, 결합력이 상승되고 비드 안착부의 변형이 방지됨에 따라 코킹 작업 후 파이프와 플랜지 간의 유격 발생이 현저히 줄어들며 파이프가 플랜지로부터 회전되지 않는다.

차량 공조장치용 냉매 사이클의 냉매 파이프에 적용되는 플랜지와 파이프 간의 결합 구조에 있어, 파이프와 플랜지 간의 결합력 강화는 큰 이점을 갖는다. 즉, 파이프와 피결합부재 간의 결합 시 파이프의 단부 위치를 설계대로 정밀하게 제어할 수 있으며, 이러한 정밀한 제어에 의해 유체의 흐름을 의도대로 설계하는 것이 가능해진다.

이 경우, 비드 안착부(20)는 고점부(21) 및 저점부(22)로 구성되고, 고점부(21)와 저점부(22)는 연속적인 폐곡면을 이룬다.

고점부(21)는 비드(50)와 대응되는 면에 형성된다. 그리고, 저점부(22)는 고점부(21)로부터 유선형으로 굴곡 연장되어 고점부(21)에 비해 파이프(90)의 길이 방향으로 낮은 높이를 갖는다. 결국, 고점부(21) 및 저점부(22)로 구성되는 비드 안착부(20)는 유선형으로 굴곡 형성된 물결 형상을 가지며, 플랜지(100)의 일면에 일체로 형성된다. 이러한 비드 안착부(20)는 플랜지(100)를 사출 성형함으로써 형성될 수 있다.

본 실시 예에서 설명된 비드(50)와 비드 안착부(20)의 굴곡 접촉 구조는 비드 안착부(20)가 비드(50)와 접촉되는 대응면을 굴곡 형상으로 형성함으로써 달성된 것이다. 하지만, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않고 그 밖의 굴곡 접촉 구조를 달성할 수 있는 다양한 방법이 적용될 수 있음이 자명하다. 즉, 비드 안착부(20)는 본 실시 예와 같이 사출 성형 등에 의해 플랜지(100)와 일체로 형성된 것일 수 있으나, 별도로 제작되어 플랜지(100)와 결합되는 실링 부재의 형태인 것도 가능한 것이다.

또한, 본 발명에서 설명된 모든 실시 예에서는 비드 안착부(20)가 굴곡면을 이루어 플랜지(100)와 일체로 형성된 구조를 나타내었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파이프 결합용 플랜지의 사시도이며, 도 7은 도 6의 C-C선을 따른 단면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 실시 예는 전술한 실시 예와 중복되는 구성에 대해 동일 부호를 사용하였다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 비드 안착부(20)는 단차부(23)를 구비하는 것이 바람직하다. 본 실시 예에서는 단차부(23)가 하나 구비되어 일단 절곡된 구조를 도시하였으나, 단차부(23)는 복수개 구비되어 다단으로 절곡된 구조도 채택 가능하다.

단차부(23)는 플랜지(100)의 일면으로부터 수직으로 절곡된 수직면 및 수직면으로부터 다시 수평으로 절곡된 수평면으로 이루어진 하나의 단차면을 형성한다. 단차부(23)는 비드(50)의 형상과 대응되는 형상을 가지며, 삽입공(10)의 둘레에 플랜지(100)의 일면으로부터 요입되게 형성된다.

이 경우, 전술한 고점부(21) 및 저점부(22)는 단차부(23)의 수평면에 형성된다. 따라서, 파이프(90)가 삽입공(10)에 삽입될 시 비드(50)의 저면은 비드 안착부(20)의 고점부(21) 및 저점부(22)에 접촉 지지되며, 비드(50)의 측면은 단차부(23)의 수직면에 접촉 지지된다.

따라서, 파이프(90)는 플랜지(100)에 견고히 안착되며 둘 사이의 결합력은 더욱 향상된다.

이와 같이 구성되는 플랜지(100)에 파이프(90)를 결합하는 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다.

먼저, 비드(50)가 형성된 파이프(90) 및 비드 안착부(20)가 형성된 플랜지(100)를 준비한다. 이 경우, 비드 안착부(20)는 고점부(21) 및 저점부(22)를 갖는 굴곡 형상으로 이루어진다.

이후에, 파이프(90)를 삽입공(10)에 삽입한다. 이 경우, 비드(50)는 단차부(23) 및 비드 안착부(20)에 안착된다.

다음으로, 플랜지(100)를 기준으로 비드(50)가 위치된 측과 이에 대향되는 측 중 어느 일 측을 가압하여 파이프(90)가 플랜지(100)에 고정된다. 이와 같은 가압 과정에서, 비드(50)가 비드 안착부(20)에 접촉되어 비드(50)와 비드 안착부(20)의 접촉면이 굴곡면을 이룬다.

도 8은 도 6의 변형 예에 따른 파이프 결합용 플랜지의 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 삽입공(10)의 내주면에는 제1요철부(15)가 형성될 수 있다. 제1요철부(15)는 삽입공(10)의 내주면으로부터 내측 방향으로 돌출 부위와 요입 부위가 반복되면서 삽입공(10)의 내측 둘레를 따라 형성된다. 제1요철부(15)는 삽입공(10)의 내측 둘레 전체에 걸쳐 형성되나, 부분적으로 형성되는 것도 가능하다.

이와 같이 삽입공(10)의 내주면에 제1요철부(15)가 형성됨으로써, 파이프(90)가 삽입공(10)에 삽입 후 파이프(90)가 축방향으로 회전되는 현상이 감소된다. 결국, 제1요철부(15)는 파이프(90)와 플랜지(100) 간의 결합력을 강화시키는 보조수단으로 작용한다.

한편, 제1요철부(15)는 요철 부위가 톱니 형상으로 삼각, 사각 등의 다각형 단면을 가진 각진 요철면으로 이루어지거나 포물선 형상의 유선형 요철면으로 이루어질 수 있다.

도 9는 도 6의 다른 변형 예에 따른 파이프 결합용 플랜지의 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 단차부(23)에는 제2요철부(16)가 형성될 수 있다. 도 9에서는 제2요철부(16)가 단차부(23)의 수직면에 부분적으로 형성된 것을 도시하였다. 하지만, 제2요철부(16)는 단차부(23)의 수직면 전체에 형성될 수 있고, 단차부(23)의 수평면 전체에 또는 부분적으로 형성될 수 있다. 아울러, 제2요철부(16)는 단차부(23)의 수직면 및 수평면 모두에 형성되는 것도 가능하다.

이와 같이 단차부(23)에 제2요철부(16)가 형성됨으로써, 파이프(90)가 삽입공(10)에 삽입 후 파이프(90)가 축방향으로 회전되는 현상이 감소된다. 결국, 제2요철부(16)는 파이프(90)와 플랜지(100) 간의 결합력을 강화시키는 보조수단으로 작용한다.

한편, 제2요철부(16)는 요철 부위가 톱니 형상으로 삼각, 사각 등의 다각형 단면을 가진 각진 요철면으로 이루어지거나 포물선 형상의 유선형 요철면으로 이루어질 수 있다.

또한, 고점부(21) 및 저점부(22)는 각각 두 개가 180°간격으로 형성되어 대칭을 이루는 것이 바람직하다.

고점부(21) 및 저점부(22)의 개수가 늘어날수록 비드(50)와 비드 안착부(20) 간의 접촉면의 굴곡이 늘어나며, 이에 따라 접촉 면적도 증대된다. 하지만, 고점부(21) 및 저점부(22)의 개수가 지나치게 많은 경우, 굴곡 형상이 마치 요철의 형상과 유사해 지기 때문에 플랜지(100)에 파이프(90)를 코킹 후 가압력에 의해 굴곡면이 뭉개지는 현상이 발생될 수 있다.

따라서, 고점부(21) 및 저점부(22)의 개수는 파이프(90)와 플랜지(100) 간의 축방향 결합력을 충분히 증대시키면서 비드 안착부(20)의 변형이 발생되지 않는 범위에서 채택하는 것이 바람직하다. 고점부(21) 및 저점부(22)가 각각 180°간격으로 형성되면, 파이프(90)와 플랜지(100) 간의 축방향 결합력을 충분히 증대시키면서 비드 안착부(20)의 변형이 발생되지 않는 최적의 설계가 될 수 있다.

도 10은 도 7에서 고점부 및 저점부의 변형 예를 도시한 것이며, 도 11은 도 7에서 고점부 및 저점부의 다른 변형 예를 도시한 것이다.

도 10을 참조하면, 고점부(21) 및 저점부(22)는 각각 단일개로 구비될 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 것처럼, 고점부(21) 및 저점부(22)는 각각 4개가 구비되고 각각 90°간격으로 배치되는 것도 가능하다.

또한, 파이프 결합용 플랜지(100)는 금속 재질인 파이프(90)보다 강도가 약한 수지 재질로 성형된다.

아울러, 고점부(21) 및 저점부(22)는 완만한 곡선형으로 이루어져 비드(50)와 면접촉되도록 한다.

따라서, 금속 재질의 파이프(90)의 비드(50)를 수지 재질의 비드 안착부(20)에 압착할 때, 비드 안착부(20)의 고점부(21) 및 저점부(22)가 뭉개지는 현상이 방지된다.

지금까지 본 발명에 따른 파이프 결합용 플랜지는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 삽입공 20 : 비드 안착부
21 : 고점부 22 : 저점부
40 : 결합공 50 : 비드
90 : 파이프 15 : 제1요철부
16 : 제2요철부 23 : 단차부
100 : 플랜지

Claims

파이프(90)가 삽입되기 위한 삽입공(10)이 형성된 파이프 결합용 플랜지(100)에 있어서,
상기 삽입공(10)의 적어도 일 측 둘레에 형성되어 상기 파이프(90)에 형성된 비드(50)가 압착 고정되기 위한 비드 안착부(20)를 포함하며,
상기 비드(50)와 상기 비드 안착부(20)의 접촉면은 상기 파이프(90)의 길이 방향으로 높이차를 갖도록 굴곡지게 형성되어 상호 면접촉하도록 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 결합용 플랜지.
청구항 1에 있어서,
상기 비드 안착부(20)는:
상기 비드(50)와 대응되는 면에 형성되는 고점부(21); 및
상기 고점부(21)로부터 유선형으로 굴곡 연장되어 상기 고점부(21)에 비해 상기 파이프(90)의 길이 방향으로 낮은 높이를 갖는 저점부(22)로 구성되고,
상기 고점부(21)와 상기 저점부(22)는 연속적인 폐곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 파이프 결합용 플랜지.
청구항 2에 있어서,
상기 고점부(21) 및 상기 저점부(22)는 각각 두 개가 180°간격으로 형성되어 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 파이프 결합용 플랜지.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비드 안착부(20)는 적어도 하나의 단차부(23)를 구비한 것을 특징으로 하는 파이프 결합용 플랜지.
청구항 1에 있어서,
상기 파이프 결합용 플랜지(100)는 금속 재질인 상기 파이프(90)보다 강도가 약한 수지 재질로 성형된 것을 특징으로 하는 파이프 결합용 플랜지.
청구항 2에 있어서,
상기 고점부(21) 및 상기 저점부(22)는 완만한 곡선형으로 이루어져 상기 비드(50)와 면접촉되도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 결합용 플랜지.