KR20160057252A - 유압용 금구 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압 시스템에서 작동 유체의 공급 및/또는 회수를 위해 호스를 연결할 때 사용되는 금구 구조체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유압용 금구 구조체는 작동 유체가 내부로 유동하는 호스와, 상기 호스의 외주면을 지지하는 쉘 부재와, 상기 호스의 내주면을 지지하고 상기 쉘 부재와 체결되는 닛플 부재와, 상기 쉘 부재와 상기 호스를 둘러싸는 열 수축 튜브를 포함하고, 상기 열 수축 튜브는 상기 열 수축 튜브의 변형 온도 이상의 온도로 가열됨에 따라 상기 쉘 부재의 외부 표면의 형상 및 상기 호스의 외부 표면의 형상에 대응하는 형상으로 수축 변형되어 상기 쉘 부재의 외부 표면 및 상기 호스의 외부 표면 상에 밀착된다.

Description

유압용 금구 구조체{FITTING STRUCTURE FOR FLUID PRESSURE}

본 발명은 유압용 금구 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압 시스템에서 작동 유체의 공급 및/또는 회수를 위해 호스를 연결할 때 사용되는 금구 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 유압용 금구는 유압 시스템에서 작동 유체의 공급 및/또는 회수를 위한 호스를 연결하기 위해 사용되는 매개체로서 기능한다. 도 1a를 참조하면, 종래의 유압용 금구 조립체(1)는 너트(2)와, 닛플(3)과, 쉘(4)을 구비한다. 이와 같은 유압용 금구 조립체(1)를 통해 호스(5)가 연결 대상물(즉, 관련 설비 또는 장비)에 연결된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 종래의 유압용 금구 조립체(1)가 협소한 공간 에서 연결 대상물에 체결되는 경우, 금구 조립체(1)와 호스(5)의 연결부분에는 급격히 밴딩되는 절곡구간이 형성되는 경우가 많다. 이와 같이 작은 곡률 반경(r)을 갖는 호스(5)의 절곡구간에는 작동 유체의 유출입에 따른 진동 및 그로 인한 과도한 응력이 반복적으로, 그리고 집중적으로 발생한다. 그 결과 도 1c에 도시된 바와 같이, 호스(5)의 연결부분은 피로 파손에 따른 손상을 받게 되고, 그 손상 부위로부터 작동 유체가 유출된다는 문제가 있다.

종래의 유압용 금구 조립체(1)에서는 크롬 6가 아연 도금 또는 크롬 3가 아연 도금 등을 실시하여 그 외부 표면에 도금층을 형성시킴으로써, 금구 조립체(1)의 부식을 방지하고 있다. 그러나, 도 2의 사진에 나타난 바와 같이, 닛플과 셀을 조립하는 크림프 현상으로 인해 도금층의 깨짐 또는 박리 현상이 발생하며, 시간이 경과함에 따라 금구 조립체(1)에는 부식(예컨대, 흰녹 또는 적녹 등)이 발생한다.

금구 조립체(1)의 부식에 따라 금구 조립체(1)의 빈번한 교체로 인해 손실 비용이 발생한다. 종래에는 도금 처리 방식에 더하여 그 금구 조립체(1)의 외부 표면에 페인트, 윤활유 또는 그리스를 도포하는 방식이 사용되고 있으나, 이러한 방식은 비용 및 시간이 많이 소요되므로 근본적 해결방법은 아니다.

또한, 도 3의 사진에 나타나는 바와 같이, 종래의 유압용 금구 조립체(1)에는 그 설치 후 시간이 경과함에 따라 금구 조립체(1)와 호스(5) 사이의 간극을 통해 작동 유체가 새어 나오는 현상, 이른바 비침 현상이 발생하며, 그에 따라 금구 조립체(1)를 자주 교체해주어야 하는 문제가 있다.

도 4는 유압용 금구에 설치된 호스가 굴삭기의 아암에 연결된 상태를 나타낸 사진으로, 이와 같이 유압용 금구 조립체(1)에 설치된 호스(5)가 외부의 동적인 환경에 노출되는 경우, 즉 호스가 외부에서 주기적으로 회전 및/또는 병진 운동을 하는 경우, 외부에 노출된 호스(5)는 마모에 의한 손상을 받게 된다.

이러한 마모에 따른 호스(5)의 손상을 방지하기 위해, 종래에는 관 형상의 보호 슬리브를 호스(5)를 감싸도록 위치시킨 상태에서 보호 슬리브의 상단을 클램핑 기구에 의해 쉘(4)에 고정시키는 방식이 사용되었다. 그러나, 이러한 클램핑 기구는 보호 슬리브를 쉘(4)에 부착시키는 부착력이 크지 않기 때문에, 사용 중에 보호 슬리브가 유압용 금구 조립체(1)로부터 이탈된다는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 보호 슬리브의 부착을 위해서는 쉘(4)과 클램핑 기구의 사이에 보호 슬리브의 상단을 위치시킨 상태에서 볼트-너트 조임 방식으로 클램핑 기구의 양단을 조여야 하며, 클램핑 방향을 일치시켜야 하므로 부착이 복잡하다.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피로 파손에 따른 호스의 손상을 더욱 방지할 수 있고, 유압용 금구의 부식 현상 및 작동 유체의 비침 현상을 방지할 수 있는 유압용 금구 구조체를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유압용 금구 구조체는 작동 유체가 내부로 유동하는 호스와, 호스의 외주면을 지지하는 쉘 부재와, 호스의 내주면을 지지하고 쉘 부재와 체결되는 닛플 부재와, 쉘 부재와 호스를 둘러싸는 열 수축 튜브를 포함하고, 열 수축 튜브는 열 수축 튜브의 변형 온도 이상의 온도로 가열됨에 따라 쉘 부재의 외부 표면의 형상 및 호스의 외부 표면의 형상에 대응하는 형상으로 수축 변형되어 쉘 부재의 외부 표면 및 호스의 외부 표면 상에 밀착될 수 있다.

열 수축 튜브의 내주면에 도포되는 접착제를 더 포함하고, 접착제는 가열에 의해 고상에서 액상으로 변화되어, 쉘 부재와 호스 사이의 간극, 쉘 부재와 열 수축 튜브 사이의 간극 및 호스와 열 수축 튜브 사이의 간극을 기밀하게 밀폐시킬 수 있다.

호스가 탄성적으로 지지되어 직선 구간으로 유지되도록, 열 수축 튜브는 호스의 길이 방향을 따라 쉘 부재로부터 사전에 결정된 거리만큼 연장될 수 있다.

열 수축 튜브는 닛플 부재와 쉘 부재 간의 체결면까지 연장되고, 접착제는 닛플 부재와 쉘 부재 사이의 간극을 추가로 기밀하게 밀폐시킬 수 있다.

호스를 보호하는 관 형상의 보호 슬리브를 더 포함하고, 보호 슬리브의 일단부가 열 수축 튜브의 수축 변형 및 접착제의 접착에 의해 호스 상에 견고하게 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 유압용 금구 구조체는 열 수축 튜브의 탄성 지지를 통해 호스가 연결되는 부분을 직선 구간으로 유지시킬 수 있고, 그에 따라 급격히 밴딩되는 절곡 구간은 나타나지 않으며, 호스가 큰 곡률 반경을 유지하면서 만곡될 수 있다. 그 때문에, 본 발명에 따른 유압용 금구 구조체가 협소한 공간에 설치되는 경우에도, 작동 유체의 유출입에 따른 진동 및 그 진동에 따른 과도한 응력을 호스의 직선 구간 및 큰 곡률 반경을 갖는 만곡 구간의 전체에 걸쳐 고르게 분산시킬 수 있다. 그 결과, 호스가 연결되는 부분의 피로 파손에 따른 손상을 사전에 방지할 수 있고, 작동 유체가 그 손상 부위로부터 유출되는 것도 아울러 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 유압용 금구 구조체는 접착제를 통해 각 부품들 사이의 간극들을 기밀하게 밀폐시킬 수 있다. 그 때문에, 물과 습기 등의 부식 유발 물질이 금속 재질의 유압용 금구와 직접적으로 접촉하는 것을 차단시킬 수 있고, 그에 따라 본 발명에 따른 유압용 금구 구조체의 방청성, 즉 녹 방지 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있고, 작동 유체가 누유되는 것을 사전에 방지할 수 있다. 아울러, 그러한 간극들을 통해 작동 유체가 새어 나오는 현상, 즉 비침 현상 또한 사전에 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 유압용 금구 구조체는 열 수축 튜브 및 그의 내부에 도포된 접착제를 통해 간편하고 저렴한 방식으로 보호 슬리브를 호스에 더욱 견고하게 부착시킬 수 있다.

도 1a는 종래의 유압용 금구 조립체를 도시한 도면이고, 도 1b는 그 유압용 금구 조립체가 협소한 공간에 설치된 상태를 나타낸 사진이고, 도 1c는 그 유압용 금구에 연결된 호스의 연결부분의 손상을 나타낸 사진이다.
도 2는 도금 처리된 종래의 유압용 금구 조립체가 시간이 경과함에 따라 흰녹이 발생된 유압용 금구 조립체를 나타낸 사진이다.
도 3은 작동 유체의 비침 현상이 호스에 발생된 종래의 유압용 금구 조립체를 나타낸 사진이다.
도 4는 호스를 감싸는 보호 슬리브가 금구 조립체 부착되어 외부의 동적인 환경에 노출된 상태를 나타낸 사진이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유압용 금구 구조체의 분해 사시도이고, 도 5b는 그 유압용 금구 구조체의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유압용 금구 구조체의 동작 상태도이다.
도 7a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유압용 금구 구조체의 분해 사시도이고, 도 7b는 그 유압용 금구 구조체의 단면도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

(제1 실시예)

도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유압용 금구 구조체의 분해 사시도이고, 도 5b는 그 유압용 금구 구조체의 단면도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 유압용 금구 구조체(10)는 호스를 유압 관련 설비 또는 장비 등의 연결 대상물에 연통시키기 위해 사용되는 부품으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유압용 금구 구조체(10)는 너트 부재(20)와, 닛플 부재(30)와, 쉘 부재(40)와, 호스(50)와, 열 수축 튜브(60)를 구비한다.

너트 부재(20)는 양단이 개방된 원통 형상의 부재로서, 그의 내주에 나사산(21)이 형성되어 그 연결 대상물에 나사 결합 방식으로 체결되고, 그의 외부 표면은 다각 형상으로 형성된다.

닛플 부재(30)는 양단이 개방된 원통 형상의 부재로서, 그의 일측이 너트 부재(20)에 체결되고, 그의 타측이 쉘 부재(40)와 체결된다. 닛플 부재(30)의 외부 표면은 너트 부재와 마찬가지로 다각형 형상으로 형성된다. 닛플 부재(30)는 호스(50)의 길이 방향으로 연장되어 호스(50)의 내주면을 지지하는 내측 지지부(31)를 구비한다.

앞서, 너트 부재(20)가 연결 대상물에 체결되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 닛플 부재(30)의 전방부에 나사산이 형성되어 연결 대상물에 나사 결합 방식으로 체결될 수도 있으며, 플랜지 결합 방식 및 돌출 스탠드 파이프 결합 방식이 적용되는 것도 가능하다.

쉘 부재(40)는 양단이 개방된 원통 형상의 부재로서, 닛플 부재(30)의 타측에 연결된다. 쉘 부재(40)는 호스(50)의 길이 방향으로 연장되어 호스(50)의 외주면을 지지하는 외측 지지부(41)를 구비한다.

호스(50)는 닛플 부재(30)의 내측 지지부(31)와 쉘 부재(40)의 외측 지지부(41) 사이의 공간에 끼워져 체결된다. 이때, 닛플 부재(30)의 내측 지지부(31)의 외부 표면 및 쉘 부재(40)의 외측 지지부(41)의 내부 표면의 각각에 다수의 돌출부(32, 42)를 돌출 형성시킴으로써 유압용 금구 구조체(10)에 대한 호스(50)의 체결을 더욱 견고히 할 수 있다.

열 수축 튜브(60)는 양단이 개구된 원통 형상을 가지고, 그 재질은 가교된 폴리올레핀(cross-linked polyolefin)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하고, 예를 들어 인장력 및 내구성이 우수한 폴리에스테르계 수지, 폴레올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지 또는 폴리염화비닐리덴계 수지 중 어느 하나가 단독으로 또는 그들 중 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

열 수축 튜브(60)의 내주면에는 접착제(61)가 전체적으로 고르게 도포된다. 접착제(61)는 금속 재질의 금구와 고무 재질의 호스 모두에 대해 우수한 접착력을 발휘하는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

이제, 도 5를 참조하여 열 수축 튜브(60)를 유압용 금구에 부착시키는 공정에 대해 설명한다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 쉘 부재(40)와 닛플 부재(30) 사이에 호스(50)가 설치된 상태에서, 열 수축 튜브(60)를 그 외측에 위치시킨다.

이후, 가열을 통해 열 수축 튜브(60)를 변형 온도인 대략 120℃ 이상으로 가열시킨다. 열 수축 튜브(60)가 변형 온도 이상으로 가열되면, 반경 방향 및 길이 방향으로 수축 변형이 진행되면서, 쉘 부재(40)의 외부 표면의 형상 및 호스(50)의 외부 표면의 형상에 대응하는 형상으로 변형되어 쉘 부재(40) 및 호스(50) 상에 밀착된다. 이때, 열 수축 튜브(60)의 내주면에 고르게 도포된 접착제(61)는 가열에 의해 고상에서 액상으로 변화되고, 그에 따라 쉘 부재(40)와 호스(50) 사이의 간극, 쉘 부재(40)와 열 수축 튜브(60) 사이의 간극 및 호스(50)와 열 수축 튜브(60)의 간극을 모두 기밀하게 밀폐시킬 수 있다.

열 수축 튜브(60)는 닛플 부재(30)와 쉘 부재(40)의 체결면까지 연장될 수 있다. 이 경우 열 수축 튜브(60)에 도포된 접착제(61)는 닛플 부재(30)와 쉘 부재(40) 사이의 간극을 추가로 기밀하게 밀폐시킬 수 있다.

마지막으로, 열 수축 튜브(60)의 수축 변형 및 접착제(61)의 기밀 접착이 완료되면, 열 수축 튜브(60) 및 접착제(61)를 상온에서 냉각시킴으로써 부착 공정은 모두 종료된다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유압용 금구 구조체의 동작 상태도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 열 수축 튜브(60)는 호스(50)의 길이 방향을 따라 쉘 부재(40)로부터 사전에 설정된 거리(L)만큼 연장된다. 따라서, 호스(50)의 연결부분은 그의 외주에 밀착된 열 수축 튜브(60)에 의해 탄성적으로 지지됨으로써 소정 거리만큼의 직선구간으로 유지될 수 있다. 그 때문에, 본 발명에 따른 유압용 금구 구조체(10)는 협소한 공간에 설치되는 경우에도, 도 1b에 도시된 바와 같은 급격히 밴딩되는 절곡구간은 나타나지 않으며, 호스(50)는 상대적으로 큰 곡률 반경(R)을 유지하면서 만곡될 수 있다. 따라서, 작동 유체의 유출입에 따른 진동 및 그 진동으로 인한 응력은 직선구간 및 큰 곡률 반경(R)을 갖는 만곡구간 전체에 걸쳐 고르게 분산될 수 있다. 그 결과, 호스(50)의 연결부분의 피로 파손에 따른 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그 손상에 따른 작동 유체의 유출 문제 또한 전혀 발생되지 않는다.

본 발명에 따른 유압용 금구 구조체(10)에 따르면, 열 수축 튜브(50)의 내주면에 도포된 접착제(61)는 가열에 의해 고상으로부터 액상으로 변화되면서, 쉘 부재(40)와 호스(50) 사이의 간극, 쉘 부재(40)와 열 수축 튜브(60) 사이의 간극, 호스(50)와 열 수축 튜브(60)의 간극 및 닛플 부재(30)와 쉘 부재(40) 사이의 간극을 모두 기밀하게 밀폐시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 유압용 금구 구조체(10)는 각 부품들 사이의 여러 간극들을 모두 기밀하게 밀폐시킬 수 있기 때문에, 그 간극들을 통해 물과 습기 등의 부식 유발 물질이 금구의 내부로 침투되는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 금속 재질의 유압용 금구에 대한 물과 습기 등의 부식 유발 물질의 접촉을 사전에 차단할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 유압용 금구 구조체(10)의 방청성은 획기적으로 향상될 수 있고, 그에 따라 유압용 금구의 부식에 따른 유압용 금구의 빈번한 교체를 줄일 수 있다. 아울러, 각 부품들 사이의 여러 간극들을 기밀하게 밀폐시킴으로써, 그러한 간극들을 통해 작동 유체가 새어 나오는 비침 현상 또한 사전에 방지될 수 있다.

(제2 실시예)

이하, 본 발명의 제2 실시예에 대해서는 전술된 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하고, 각 도면에 나타난 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명하되 그에 대한 중복된 설명은 생략된다.

도 7a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유압용 금구 구조체의 분해 사시도이고, 도 7b는 그 유압용 금구 구조체의 단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유압용 금구 구조체(10)는 관 형상으로 형성된 보호 슬리브(70)를 더 구비한다.

보호 슬리브(70)는 양단이 개방된 관 형상으로 형성된 내마모성 보강재이다. 보호 슬리브(70)는, 호스(50)가 외부의 동적인 환경에 노출된 경우, 즉 호스(50)가 외부에서 주기적으로 회전 및/또는 병진 운동을 하는 환경에 노출되는 경우 호스(50)의 마모 손상을 방지하기 위해, 호스(50)의 외주를 감싸면서 보호한다.

이러한 보호 슬리브(70)는 본 발명의 열 수축 튜브(60) 및 접착제(61)를 통해 호스(50)에 견고하게 부착된다. 도 7을 참조하여 보호 슬리브(70)의 부착 공정을 설명하면 다음과 같다.

보호 슬리브(70)를 쉘 부재(40)로부터 소정의 거리만큼 이격된 위치에 위치시킨 후, 열 수축 튜브(60) 및 접착제(61)를 가열시킨다. 그 가열에 따라 열 수축 튜브(60)는 수축 변형되면서 보호 슬리브(70)의 일단부 상에 밀착되고, 접착제(61)의 접착에 의해 보호 슬리브(70)의 호스(50)에 견고하게 부착된다.

이와 같이 열 수축 튜브(60)와 접착제(61)를 통해 보호 슬리브(70)를 호스(50)에 부착하는 방식은, 종래의 클램핑 기구에 의해 쉘에 보호 슬리브를 고정시키는 방식과 비교하여, 보다 강한 부착력을 제공하여 보호 슬리브(70)가 호스(50)로부터 이탈되지 않도록 한다. 뿐만 아니라, 별도의 클램핑 기구를 필요로 하지 않기 때문에, 보호 슬리브(70)의 부착 방식이 간편하다.

이때, 호스(50)의 연결부분에 대한 보호는 열 수축 튜브(60)에 의해 이루어지기 때문에, 본 발명에 따른 열 수축 튜브(60)는 호스(50)의 연결부분을 직선 구간을 유지시키기 위해 탄성적으로 지지하는 기능 및 그 호스(50)의 연결부분을 마모 손상으로부터 보호하는 기능을 함께 발휘한다.

앞서 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 수정하거나 변경할 수 있을 것이고, 이러한 수정이나 변경 또한 본 발명의 권리 범위에 속한다는 것을 알 수 있을 것이다.

10: 유압용 금구 구조체
20: 너트 부재
30: 닛플 부재
40: 쉘 부재
50: 호스
60: 열 수축 튜브
61: 접착제

Claims (5)

1. 작동 유체가 내부로 유동하는 호스;
   상기 호스의 외주면을 지지하는 쉘 부재;
   상기 호스의 내주면을 지지하고 상기 쉘 부재와 체결되는 닛플 부재; 및
   상기 쉘 부재와 상기 호스를 둘러싸는 열 수축 튜브를 포함하고,
   상기 열 수축 튜브는 상기 열 수축 튜브의 변형 온도 이상의 온도로 가열됨에 따라 상기 쉘 부재의 외부 표면의 형상 및 상기 호스의 외부 표면의 형상에 대응하는 형상으로 수축 변형되어 상기 쉘 부재의 외부 표면 및 상기 호스의 외부 표면 상에 밀착되는
   유압용 금구 구조체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열 수축 튜브의 내주면에 도포되는 접착제를 더 포함하고,
   상기 접착제는 상기 가열에 의해 고상에서 액상으로 변화되어, 상기 쉘 부재와 상기 호스 사이의 간극, 상기 쉘 부재와 상기 열 수축 튜브 사이의 간극 및 상기 호스와 상기 열 수축 튜브 사이의 간극을 기밀하게 밀폐시키는
   유압용 금구 구조체.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 호스가 탄성적으로 지지되어 직선 구간으로 유지되도록, 상기 열 수축 튜브는 상기 호스의 길이 방향을 따라 상기 쉘 부재로부터 사전에 결정된 거리만큼 연장되는
   유압용 금구 구조체.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 열 수축 튜브는 상기 닛플 부재와 상기 쉘 부재 간의 체결면까지 연장되고,
   상기 접착제는 상기 닛플 부재와 상기 쉘 부재 사이의 간극을 추가로 기밀하게 밀폐시키는
   유압용 금구 구조체.
   
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 호스를 보호하는 관 형상의 보호 슬리브를 더 포함하고,
   상기 보호 슬리브의 일단부가 상기 열 수축 튜브의 수축 변형 및 상기 접착제의 접착에 의해 상기 호스 상에 견고하게 부착되는
   유압용 금구 구조체.
   

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