KR20170120046A - 연결구 - Google Patents

Abstract

연결구는 일단부에서 개방된 통로(5)를 가진 몸체(1)를 포함한다. 통로 내의 어깨부(7)는 개방 단부를 향하며 오링(O-ring)을 지지한다, 통로의 개방 단부 내에 있는 콜릿(collet)(3)은 개방 단부로부터 멀어지게 몸체 내부로 연장되는 다수의 다리들(19)을 가지며, 각각의 다리는 몸체와 맞물리고, 사용 시에 통로 내에 튜브를 파지하기 위해 내측으로 향하는 치(tooth)(21)를 가진다. 몸체는 개방 단부로 연장된 다수의 핑거들(fingers)(11)을 가진다. 연결구는 몸체의 개방 단부 위에 맞춰지며 개방 단부로부터 반대쪽 단부를 향해 연장되는 캡(2)을 더 포함한다. 캡은 상기 개방 단부에 있는 벽에 다수의 리세스들(recesses)(14)을 가지며 각각의 리세스들 내부로 핑거가 스냅 핏(snap fit)에 의해 유지된다. 몸체(1)의 핑거들의 반경방향 내측으로 향하는 면들(13)은 개방 단부를 향해 내측으로 경사져서 콜릿(3)을 위한 캡 각도(cap angle)을 제공한다.

Description

연결구{A Connector}

본 발명은, 개방 단부에서 개방된 통로, 및 상기 개방 단부를 향하며 오링(O-ring)을 지지하는, 상기 통로 내의 어깨부(shoulder)를 가진 몸체; 상기 통로의 개방 단부 내에 있으며 상기 개방 단부로부터 멀어지게 상기 몸체 내부로 연장되는 다수의 다리들을 가진 콜릿(collet);을 포함하며, 각각의 다리는 상기 몸체와 맞물리고, 사용 시에 상기 통로 내에 튜브를 파지하기 위해 내측으로 향하는 치(tooth)를 가지는, 연결구에 관한 것이다. 여기서, 상기 몸체는 상기 개방 단부를 통해 연장된 다수의 핑거들(fingers)을 가지고; 상기 연결구는 상기 몸체의 개방 단부 위에 맞춰지며 상기 개방 단부로부터 반대쪽 단부를 향해 연장되는 캡을 더 포함하고, 상기 캡은 상기 개방 단부에 있는 벽에 다수의 리세스들(recesses)을 가지며 각각의 리세스들 내부로 핑거가 스냅 핏(snap fit)에 의해 유지된다. 이러한 연결구는 이후에 "설명된 유형의"로서 표현될 것이다. 설명된 유형의 연결구들은 본 출원인의 선출원인 EP 2860436호에 개시되어 있다. 유사한 연결구는 US 7,490,865호에 개시되어 있다.

종래의 연결구들은 2 부분 몸체 조립체를 가지며, 2 부분은 함께 용접된다. 이는, 용접 공정은 복잡한 장비들을 필요로 하며, 재료들은 양립되어야 하고 초음파 용접에 적합하여야 하며, 캡과 몸체는 용접을 허용하도록 충분히 두껍고 튼튼해야 한다는 점에서 많은 단점들을 가진다. 이 문제점은 두 개의 구성요소들이 함께 스냅-핏(snap fir)되는 설명된 유형의 연결구에 의해 해결된다. 스냅-핏을 제공하는 각각의 핑거들의 존재는 핑거들이 쉽게 편향될 수 있기 때문에 낮은 응력(stress) 구조를 제공한다. 또한, 스냅-핏은 개방 단부에 만들어지기 때문에, 연결구가 굽힘 하중(bending load)을 받을 때, 개방 단부에서 겪는 힘들은 반대쪽 단부에서 겪는 힘들보다 상당히 작다.

본 발명의 목적은 설명된 유형의 연결구보다 개선된 연결구를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 설명된 유형의 연결구는, 몸체의 핑거들의 반경 방향 내측으로 향하는 면들이 개방 단부를 향해 내측으로 경사져서 콜릿(collet)을 위한 캡 각도(cap angle)를 제공하는 것을 특징으로 한다.

EP 2860436호와 US 7,490,865호의 연결구들에서는, 캡 각도(즉, 개방 단부를 향해 내측으로 경사진 면)를 제공하는 것은 캡이지 몸체의 핑거들이 아니다. 사용 시에, 튜브가 연결구 내부의 콜릿 내에 유지될 때, 콜릿이 다수의 치(teeth)를 통해 튜브를 파지하고 있기 때문에, 튜브를 연결구의 밖으로 당기는 경향이 있는 어떠한 움직임도 콜릿 또한 이동시킬 것이다. 캡 각도의 존재는, 콜릿 다리들을 내측으로 편향시켜 튜브의 제거를 방지하는 경사진 표면을 제공한다.

캡 대신에 몸체에 캡 각도를 제공하는 것은 많은 이익을 가진다. 튜브가 연결구 밖으로 당겨질 때 전술한 부하하에서, 콜릿으로부터의 압력은 몸체의 핑거들을 반경방향 외측으로 그래서 캡 내부로 확고하게 밀게 되므로, 핑거들이 캡 내에 항상 완전하게 맞물리도록 보장한다. 이는, 연결구가 응력하에 있을 때, 몸체와 캡 사이의 파지력(gripping force)이 증가하는 것을 보장한다. 또한, 핑거들의 각도는, 각각의 핑거가 개방 단부의 부근에서 자연스럽게 더 두꺼워진다는 것을 의미한다. 이는 전단 및 굽힘 모멘트 하에서 핑거의 강도를 증가시키며, 캡과 몸체 사이의 더 강한 연결로 이어진다.

바람직하게는, 상기 핑거들 사이에서 상기 캡의 내측으로 향하는 표면에 반대쪽 단부를 향하는 어깨부가 제공된다. 이 어깨부는 상기 콜릿 다리들 상의 상보적인 면과 맞물리는 정지부(stop)를 효과적으로 제공하며, 이는 특히 상기 콜릿 내에 튜브가 없는 이송 중에 상기 연결구가 상기 콜릿을 유지하는 능력을 향상시킨다. 이 정지부는 캡 각도를 제공하는 표면들로부터 분리되어 있기 때문에, 캡 각도는 튜브가 제 위치에 있는 상황을 위해 최적화되도록 설계될 수 있다.

상기 캡의 내면에, 상기 핑거들과 먼저 맞물리는 영역들의 부근에, 조립 공정 중에 상기 핑거들을 상기 캡과 정렬시키는 외측으로 벌어진 부분이 제공된다.

본 발명에 따른 연결구의 예가 이제 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 조립 이전의 콜릿, 캡 및 몸체의 사시도이며;
도 2는 도 1과 유사한 도면이지만, 콜릿, 캡 및 몸체의 일부가 절개되고 콜릿이 캡 내에 있는 도면이며;
도 3은 콜릿, 캡 및 몸체가 조립된 상태로 도시된 도 2와 유사한 도면이며,
도 4 내 6은 캡의 특징들과 몸체와의 상호작용이 더욱 명확하게 보이도록 콜릿이 제외된 상태로 도시된 도 1 내지 3과 유사한 도면들이다.

연결구는 전체적으로 세 개의 주된 구성요소들, 즉 몸체(1), 캡(2) 및 콜릿 링(collet ring)(3)으로 이루어진다. 도면들에 도시된 바와 같이, 상기 연결구는 2중 단부의 연결구로서 각각의 단부에 캡(2)을 가진다(도면들에서 오른쪽의 캡은 이미 연결되어 있다). 상기 연결구는 두 개의 튜브들을 함께 연결하는데 적합하다. 그러나, 본 발명은 튜브를 기초적인 구조에 연결하기 위한 하나의 단부를 가진 연결구에 적용될 수 있다. 대안으로서, 2중 구조의 연결구는 일단부에 본 발명에 따른 연결구를 갖추고 반대쪽 단부에는 다른 유형의 연결구를 갖출 수 있다. 연결구는 각이 지거나 또는 T-형상의 연결구일 수도 있다.

상기 몸체(1)는 일단부(4)에서 개방되며 상기 연결구를 관통하여 연장된 축방향 통로(5)를 가진다. 상기 통로(5)는 단차가 형성된 구멍(bore)으로서 튜브의 내경과 대략적으로 대응되는 직경을 가진 좁은 직경 부분(6)을 가진다. 이 부분(6)은 개방 단부(4)를 향하는 제1 어깨부(shoulder)(7)에서 끝나는데, 사용 시에, 이 어깨부(7)에 튜브가 맞닿게 된다. 제2 어깨부(8)는 상기 구멍에 대해 외측으로 추가적인 단차를 제공하며, 오링(O-ring)(9)을 수용하도록 구성되는데, 사용 시에, 상기 오링은 튜브에 대해 밀봉한다. 또한, 이러한 영역의 부근에 외측으로 연장된 환형 환형 플랜지(annular flange)(10)가 있으며, 이는 상기 캡(2)을 위한 단부 정지부(end stop)를 제공한다.

상기 몸체의 개방 단부(4)를 향해 네 개의 핑거들(fingers)(11)이 연장되는데, 이들은 축 둘레에 균일하게 이격된다. 비록 네 개가 도시되어 있지만, 실제로는 이보다 더 많거나 더 적을 수 있으며, 이들은 반드시 균일하게 이격될 필요는 없다. 각각의 핑거는 개방 단부(4)에 제공되고 반경방향 외측으로 돌출된 미늘(barb)(12)을 가진다. 각각의 핑거의 내면(13)은 상기 개방 단부를 향해 내측으로 경사져서 상기 콜릿이 개방 단부를 향해 이동할 때 콜릿 다리들(collet legs)이 접촉지지되는 캡 각도(cap angle)를 제공한다.

내측으로 경사진 핑거들을 만들기 위해, 몰딩 공정에서 테이퍼진 코어 핀(tapered core pin)이 요구된다. 상기 핑거들(11)이 유연하기 때문에, 이러한 테이퍼진 코어 핀을 빼낼 수 있으며, 이때 상기 핑거들(11)은 외측으로 휘어질 것이다. 대안으로서, 상기 핑거들(11)을 형성하는 코어 핀의 외측으로 연장된 나팔 모양의 부분들이 빼내기 전에 상기 핑거들(11) 사이의 위치로 회전되도록, 코어 핀은 회전할 수 있다. 그러나, 이는 핑거들 사이의 간격들이 핑거들 자체보다 더 큰 반경방향 크기를 가져야 한다는 것을 의미한다.

단부 캡(2)은 일반적으로 환형의 형상을 가진다. 상기 단부 캡은 상기 핑거들(11)을 수용하기 위해 네 개의 리세스들(recesses)(14)을 가진다.

각각의 리세스 내에 개방 단부(4)를 향하도록 상기 캡의 반경방향 최외측 부분에 어깨부(16)가 제공된다. 각각의 핑거(11) 사이에 내측으로 향하는 제2 어깨부(17)(도 5에 가장 잘 도시되어 있음)가 제공되며, 이는 콜릿 링(3)과 맞물려 콜릿을 위한 정지부(stop)를 제공한다. 상기 콜릿은 단부 링(end ring)(18)을 가지며, 단부 링으로부터 다수의 탄성 다리들(19)이 개방 단부로부터 멀어지도록 연장된다. 상기 다리들의 단부는 반경방향 외측으로 연장되어 어깨부(20)를 형성한다. 상기 콜릿이 상기 캡과 몸체 내부로 삽입됨으로써, 상기 다리들(19)은 상기 콜릿 상의 어깨부(20)가 상기 어깨부(17)를 통과할 때까지 반경방향 내측으로 편향된다.

사용 중에, 상기 연결구에 삽입된 튜브가 연결구 밖으로 당기는 경향이 있는 방향으로 당겨질 때, 상기 콜릿 다리들(19)의 내면상의 치(teeth)(21)가 튜브의 외면을 파지한다. 당기는 힘은 상기 어깨부(20)가 상기 내면(13)과 맞물리게 하여 다리들(19)의 내측 편향을 초래하여 튜브에 대한 파지력을 증가시킨다. 상기 어깨부(17)는 특히 튜브가 제 위치에 없는 경우에 상기 콜릿을 유지한다. 이것이 없으면, 튜브가 제 위치에 없을 때, 상기 콜릿에 가해지는 축방향 힘이 콜릿 다리들을 경사진 면들(13)의 위로 그리고 몸체의 밖으로 당길 수 있는 위험이 있다.

상기 리세스들(14) 사이의 상기 캡(2)의 내면(22)에 (도 5에 도시된 바와 같이) 상기 핑거들(11)의 형상에 맞춰진 형상화된 표면이 제공된다. 이러한 형상은 네 개의 넓은 입구의 안내로들(wide mouth guideways)(23)을 특징으로 하며, 각각의 핑거(11)를 위해 하나씩 마련된다.

상기 캡이 몸체 상에 배치되었을 때, 상기 핑거들(11)과 안내로들(23) 사이의 어떠한 오정렬도 넓은 입구에 의해 수용될 수 있으며, 이는 상기 핑거들(11)이 안내로들(23)과 직선이 될 때까지 상기 캡이 몸체 내부 밀리기 때문에 몸체(1)와 캡(2) 사이의 반경방향 정렬을 변경시킬 것이다.

상기 캡(2)이 제 위치로 밀릴 때, 상기 핑거들(11)은 내측으로 편향될 것이다. 상기 핑거들은 (환형의 어깨부와 비교하여) 얇은 구성요소들이기 때문에, 그들은 재료에 과도한 응력을 초래하지 않으면서 작은 양의 내측 편향을 쉽게 수용할 수 있다. 도 3과 6에 도시된 바와 같이, 상기 캡이 상기 몸체와 완전히 맞물리는 위치에 도달하였을 때, 상기 핑거들(11)의 단부의 상기 미늘들(12)이 상기 어깨부들(16)에 걸려서 상기 캡을 제 위치에 유지한다. 비교적 좁은 핑거(11)가 제 위치에 걸리는 충격력은 종래 기술의 환형 어깨부가 제 위치에 걸리는 힘의 일부이다. 상기 미늘들(12)은 상기 캡의 단부에서 볼 수 있어서, 조립자는 상기 캡이 몸체 내부의 정확한 위치에 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 조립 공정은 매우 용이하고 신뢰성이 있으며 상기 몸체(1) 또는 캡(2)에 과도한 응력을 가하지 않는다.

만약 굽힘력(bending force)이 연결구 내에 삽입된 튜브에 가해지면, 그 굽힘력은 개방 단부(4)의 둘레에 효과적으로 중심을 맞추고, 따라서 그 지점에서 굽힘력은 개방 단부로부터 더 멀리 있는 위치에서의 굽힘력보다 더 낮을 것이다. 따라서, 비록 굽힘응력이 개방 단부 반대쪽의 캡의 단부가 몸체로부터 분리되게 하는 어떤 경향을 가질지라도, 이는 이 단부에는 고정된 부분이 없으므로 견딜 수 있다. 개방 단부에서의 고정은 이러한 힘에 의해 크게 영향을 받지 않고 유지된다.

Claims (3)

1. 개방 단부에서 개방된 통로, 및 상기 개방 단부를 향하며 오링(O-ring)을 지지하는, 상기 통로 내의 어깨부를 가지는 몸체; 상기 통로의 개방 단부 내에 있으며 상기 개방 단부로부터 멀어지게 상기 몸체 내부로 연장되는 다수의 다리들을 가진 콜릿(collet);을 포함하며, 각각의 다리는 상기 몸체와 맞물리고, 사용 시에 상기 통로 내에 튜브를 파지하기 위해 내측으로 향하는 치(tooth)를 가지는, 연결구로서,
   상기 몸체는 상기 개방 단부로 연장된 다수의 핑거들(fingers)을 가지고; 상기 연결구는 상기 몸체의 개방 단부 위에 맞춰지며 상기 개방 단부로부터 반대쪽 단부를 향해 연장되는 캡을 더 포함하고, 상기 캡은 상기 개방 단부에 있는 벽에 다수의 리세스들(recesses)을 가지며 각각의 리세스들 내부로 핑거가 스냅 핏(snap fit)에 의해 유지되고; 상기 몸체의 핑거들의 반경방향 내측으로 향하는 면들은 상기 개방 단부를 향해 내측으로 경사져서 상기 콜릿을 위한 캡 각도(cap angle)를 제공하는 것을 특징으로 하는, 연결구.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 핑거들 사이에서 상기 캡의 내측으로 향하는 표면에 상기 반대쪽 단부를 향하는 어깨부가 제공되는, 연결구.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 캡의 내면에, 상기 핑거들과 먼저 맞물리는 영역들의 부근에, 조립 공정 중에 상기 핑거들을 상기 캡과 정렬시키는 외측으로 벌어진 부분이 제공되는, 연결구.

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