KR20200079172A

KR20200079172A - 급격한 휨 기술을 사용한 금속 시일 끼워맞춤

Info

Publication number: KR20200079172A
Application number: KR1020190127235A
Authority: KR
Inventors: 에릭 케슬러; 라데크 마시케크; 파벨 세게타; 즈데넥 바할릭; 파벨 피텔; 라딤 체흐; 칼 코디; 마이클 테오도르; 라켈 에스트라다; 살바로드 과달라하라; 패트리샤 플린; 어거스틴 마키나크
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2020-07-02
Also published as: CN111350891A; MX2019014636A; JP2020101277A; JP6956773B2; EP3670990B1; EP3670990A1; KR102538871B1; KR20220042329A; CN111350891B; US20200200307A1

Abstract

블록 끼워맞춤 조립체는 관통하여 형성되는 제1 개구를 갖는 제1 블록, 시일링 요소, 및 관을 포함한다. 관은, 제1 블록의 제1 개구를 통해 연장하는 선형 연장 제1 세그먼트와, 제1 세그먼트에 대해 각도를 이루며 배치되는 선형 연장 제2 세그먼트를 포함한다. 관의 휨 부분은 제1 세그먼트를 제2 세그먼트에 연결한다. 관의 제1 세그먼트의 단부 부분은 시일링 요소와 맞물리기 위한 관의 시일 맞물림 표면을 형성한다. 관의 제1 세그먼트의 단부 부분은, 대응하는 제2 블록의 오목부에 수용하기 위해 구성되는 제1 블록의 돌출 부분의 적어도 일부분을 더 규정한다.

Description

급격한 휨 기술을 사용한 금속 시일 끼워맞춤{METAL SEAL FITTING WITH TIGHT BEND TECHNOLOGY}

본 특허 출원은 2018년 12월 21일에 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/783,763호를 우선권으로 청구하며, 이 가특허 출원의 전체 개시는 본 명세서에서 참조로서 인용된다.

본 발명은 일반적으로 유체 배관을 연결하기 위한 장치에 관한 것이며, 구체적으로 대응하는 유체 배관 중 하나가 그 제2 선형 부분에 대해 각도를 갖고 배치되는 제1 선형 부분을 포함하는, 유체 배관을 연결하기 위한 장치에 관한 것이다.

유체 시스템의 구성요소는 통상적으로 구성요소 사이에서 연장하는 유체 배관에 의해 서로에게 합쳐진다. 각각의 유체 배관의 각각의 구성요소로의 연결은, 유체 배관에 의해 운반되는 유체가 냉매 회로로부터 누출할 수 있거나 외부 오염물이 냉매에 바람직하지 않게도 도입될 수 있는 추가 지점을 도입한다. 각각의 유체 배관 연결에서의 적절한 시일의 결여는 냉매 회로를 형성하는 구성요소에 손상을 초래할 수 있거나 냉매 회로의 동작 효율을 감소시킬 수 있다.

그러한 유체 배관 연결은, 블록 끼워맞춤 조립체를 형성하는 수 시일 끼워맞춤 블록(이후 "수 블록")과 협력하는 암 시일 끼워맞춤 블록(이후 "암 블록") 사이에 공통적으로 형성된다. 수 블록과 암 블록 각각은 유체를 관통하여 연통시키도록 구성되는 한 쌍의 구성요소 중 하나와 관련될 수 있다. 수 블록은 돌출 부분을 포함하며, 암 블록은 돌출 부분을 수용하도록 구성되는 오목 부분을 포함한다. 돌출 부분과 오목 부분은, 그 사이에 유체를 연통시키는 정렬된 흐름 경로를 포함하며, 정렬된 흐름 경로 중 하나 또는 둘 모두는 관련된 구성요소 중 하나와 관련되는 관 세그먼트를 내부에 더 수용할 수 있다. 1차 시일링 요소가 통상적으로 돌출 부분과 오목 부분 사이에 압축되어, 정렬된 흐름 경로 및/또는 관 세그먼트로부터의 유체의 누출을 방지한다. 수 블록 및 암 블록은 통상적으로 나사산의 너트와 메이팅되도록 구성되는 나사산 스터드와 같이 패스너를 관통하여 수용하기 위한 정렬된 패스너 개구를 포함하며, 이때 정렬된 패스너 개구는 그 각각의 돌출 부분이나 오목 부분에 인접한 블록 각각의 중심 영역에 형성된다.

하나의 잠재적 문제가, 결합이 필요한 2개의 구성요소가 서로에 대해 각도를 이루며 배치될 때 발생한다. 그러한 블록 끼워맞춤 조립체가 서로에 대해 0도를 초과하는 각도를 이루며 배치되는 한 쌍의 유체 흐름 경로를 포함할 수 있다. 2개의 흐름 경로 사이의 각도를 이룬 관계는 결국, 흐름 경로가 만나는 블록 끼워맞춤 조립체의 일부분이 유체가 관통하여 흐르는 방향에서 급격한 변화와 뾰족한 코너를 갖는 복잡한 윤곽을 가질 수 있게 한다. 그러한 구성으로 인해 결국, 그러한 유체 연결을 형성하는 비용과 복잡도를 또한 실질적으로 증가시키면서도, 그러한 각도를 이룬 관계가 없는 흐름 경로의 정렬된 세트에 비교하여 유체는 증가한 압력 강하를 겪을 수 있다.

그러한 종래 기술 블록 끼워맞춤 조립체의 추가 단점은 협력하는 블록 끼워맞춤부를 결합하는데 사용되는 패스너의 크기를 제한하는 것, 완성된 블록 끼워맞춤 조립체의 전체 패키지 크기를 제한하는 것, 블록 끼워맞춤 조립체가 받게 될 수 있는 잠재적인 온도 범위를 제한하는 것 또는 블록 끼워맞춤 조립체를 통과하는 유체의 압력을 제한하는 것을 포함할 수 있다.

그러므로 그 제조 비용과 복잡도를 감소시키면서도, 서로 각도를 이루며 배치되는 2개의 구성요소를 결합하는 개선된 시일링 성능과 능력을 갖는 시일 끼워맞춤 조립체를 형성하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명과 호환 가능하며 맞는, 개선된 블록 시일 끼워맞춤 조립체가 놀랍게도 발견되었다.

본 발명의 일 실시예에서, 블록 시일 끼워맞춤 조립체가 관통하여 형성되는 제1 개구를 갖는 제1 블록, 시일링 요소, 및 제1 블록의 제1 개구를 통해 연장하는 제1 세그먼트와 제1 세그먼트에 각도를 이루며 배치되는 제2 세그먼트를 포함하는 관을 포함한다. 제1 세그먼트의 단부 부분은 시일링 요소와 맞물리기 위한 관의 시일 맞물림 표면을 형성한다.

블록 시일 끼워맞춤 조립체를 제조하는 방법이 또한 개시된다. 이 방법은: 관을 휘어 제1 세그먼트와 제2 세그먼트를 형성하는 단계로서, 제1 세그먼트는 제2 세그먼트에 대해 각도를 이루며 배치되는, 형성 단계; 관의 제1 세그먼트를 블록 끼워맞춤부에 형성되는 개구에 삽입하는 단계; 및 관의 제1 세그먼트의 단부 부분을 시일 맞물림 표면에 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 장점은, 수반하는 도면을 참조하여 고려해 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 당업자에게 쉽게 자명하게 될 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 블록 시일 끼워맞춤 조립체의 분해 횡단 입면도이다.
도 2는, 관의 제1 세그먼트가 제1 블록 내에 수용될 때 관의 제2 세그먼트에 대한 관의 제1 세그먼트의 리프트 각도를 예시하는 횡단 입면도이다.
도 3은, 관의 제1 세그먼트에 대한 관의 제2 세그먼트의 각도 배향 범위를 예시하는 제1 블록의 저면 평면도이다.
도 4는, 제1 블록과 제2 블록이 서로에 결합되어 그 사이에 시일링 요소를 압축할 때 도 1의 블록 시일 끼워맞춤 조립체의 횡단 입면도이다.
도 5는, 관을 휜 다음 그리고 제1 블록 내에 수용하기 전의 관을 도시하는 분해 횡단 입면도이다.
도 6은, 관의 단부 부분 상에 제1 변형 단계를 실행하는데 적절한 관 단부 형성 장치를 예시하는 횡단 입면도이다.
도 7은, 관의 단부 부분 상에 실행되는 제2 변형 단계를 예시하는 횡단 입면도이다.
도 8은, 도 6 및 도 7의 제1 및 제2 변형 단계 다음에 제1 블록과 관을 예시하는 횡단 입면도이다.
도 9는 변경된 제1 블록 및 관의 횡단 입면도이며, 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 블록 내에 진입하기 전 관의 제1 세그먼트는 더 변형된다.
도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 시일 끼워맞춤 조립체의 횡단 입면도이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블록 시일 끼워맞춤 조립체의 횡단 입면도이다.

다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 여러 가지 실시예를 기재하며 예시한다. 이러한 상세한 설명과 도면은 당업자가 본 발명을 창작하여 사용하는 것을 가능케 하며, 본 발명의 범위를 어떤 식으로든 제한하고자 하지는 않는다. 개시한 방법에서, 제시된 단계는 본질적으로 예시적이며, 따라서, 단계의 순서는 필요하거나 중요한 것은 아니다.

도 1은, 이후 간략히 블록 조립체(1)로서 지칭되는 본 발명의 실시예에 따른 블록 시일 끼워맞춤 조립체(1)를 예시한다. 블록 조립체(1)는 2개의 상이한 구성요소를 서로에게 결합하는데 사용될 수 있으며, 2개의 구성요소와 관련되는 유체가, 이 유체가 구성요소 중 다른 하나의 구성요소에 진입하거나 다른 하나의 구성요소에서 배출될 때와 상이한 흐름 배향으로 구성요소 중 하나에 진입하거나 구성요소 중 하나에서 배출된다. 모든 경우에, 2개의 구성요소는, 비제한적인 예로서, 자동차의 HVAC 시스템, 냉각 시스템, 수소 연료 전지 시스템, 조향 시스템 또는 제동 시스템과 같은 임의의 타입의 유체 운반 시스템과 관련되는 임의의 2개의 구성요소일 수 있다. 블록 조립체(1)는, 비제한적인 예로서, 글리콜, 물, 에탄올, 메탄올, 가솔린, 디젤, 제트 연료, 여러 타입의 냉매 또는 냉각제, 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 타입의 유체를 받을 수 있다.

블록 조립체(1)는 제1 블록(10), 제2 블록(40), 시일링 요소(60), 패스너 조립체(70), 및 관(80)을 포함한다. 도시한 바와 같이, 제1 블록(10)은 수 구성요소를 형성하며, 제2 블록(40)은 블록 조립체(1)의 암 구성요소를 형성한다. 제1 블록(10)과 제2 블록(40)은 각각 단단한 소재로 형성된다. 단단한 소재는 알루미늄, 강 및 그 합금과 같은 금속 소재일 수 있다. 관(80)은 블록(10, 40)을 형성하기에 적절한 동일한 소재로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 블록(10, 40) 각각과 관(80)은 원하는 바에 따라 공통 소재로 형성된다.

제1 블록(10)은, 실질적으로 평면인 제1 메이팅 면(14)과 제1 메이팅 면(14)으로부터 실질적으로 수직으로 연장하는 돌출 부분(16)을 갖는 본체를 포함한다. 돌출 부분(16)은 실질적으로 원통 외표면을 포함할 수 있지만, 원하는 바에 따라 육각형 외표면 구성과 같은 돌출 부분(16)의 외표면의 다른 구성도 활용될 수 있다. 돌출 부분(16)은 제1 메이팅 면(14)과 교차하는 제1 단부(17)와, 돌출 부분(16)의 축방향으로 제1 메이팅 면(14)으로부터 이격되는 제2 단부(18)를 포함한다. 돌출 부분(16)의 제2 단부(18)는 돌출 부분(16)의 둘레 방향으로 연장하는 림의 형태로 제1 블록(10)의 조종(piloting) 특성부(20)를 규정한다. 조종 특성부(20)는 내부로 크기가 점점 줄어들어 이후에 설명할 바와 같이 돌출 부분(16)을 제2 블록(40)의 대응하는 부분 내로 더 쉽게 안내할 수 있다.

조종 특성부(20)는 돌출 부분(16)에 형성되는 실질적으로 원통형 제1 오목부(24)의 경계를 정한다. 제1 오목부(24)는 돌출 부분(16)의 축방향으로 그 제2 단부(18)로부터 그 제1 단부(17)를 향해 연장한다. 제1 오목부(24)는 돌출 부분(16)의 내주면(25)과 방사상 연장면(26)에 의해 규정된다. 내주면(25)은 보스(16)의 축방향으로 그 제2 단부(18)로부터 그 제1 단부(17)와 제2 단부(18) 중간의 위치로 연장하지만, 제1 오목부(24)의 대안적인 깊이가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있다.

방사상 연장면(26)은 내주면(25)으로부터 제1 블록(10)의 제1 개구(30)를 향해 방사상 내부로 연장한다. 제1 개구(30)는 원통 형상이며, 돌출 부분(16)의 제1 오목부(24)에 대해 동심으로 형성된다. 제1 개구(30)는, 제1 블록(10)의 제1 메이팅 면(14)에 수직인 돌출 부분(16)의 축방향으로 또한 연장한다. 제1 개구(30)는 제1 블록(10)의 전체에 걸쳐 연장하며, 그 내부에 관(80)을 수용하도록 구성된다. 방사상 연장면(26)과 제1 개구(30) 규정 표면은 그에 따라 돌출 부분(16)의 내주면(25)으로부터 방사상 내부로 이격되는 환상 쇼울더(22)를 형성한다. 환상 쇼울더(22)는, 원하는 바에 따라 방사상 연장면(26)을 제1 개구(30) 규정 본체 표면에 연결하기 위해 절두 원추 표면을 형성하는 면취부(chamfer)(27)를 또한 포함할 수 있다.

제1 블록(10)은 제1 패스너 애퍼쳐(38)와 레버리지 특성부(29)를 더 포함한다. 제1 패스너 애퍼쳐(38)는 제1 블록(10)을 통해 연장하여 제1 개구(30)로부터 측방향으로 이격되며 이와 평행하게 배치된다. 제1 패스너 애퍼쳐(38)는 실질적으로 원통 형상일 수 있으며, 패스너 조립체(70)의 나사산 패스너(72)를 수용하도록 구성될 수 있다. 레버리지 특성부(29)는 제1 패스너 애퍼쳐(38)에 인접한 제1 메이팅 면(14)의 단부에 형성될 수 있다. 레버리지 특성부(29)는, 제1 패스너 애퍼쳐(38)의 축방향으로 제1 메이팅 면(14)으로부터 멀리 연장하는 펄크럼(fulcrum) 형태를 가질 수 있다. 레버리지 특성부(29)의 외양은, 레버리지 특성부(29)가 제1 블록(10)의 제1 메이팅 면(14)으로부터 멀리 연장함에 따라 실질적으로 힐형(heel-like)일 수 있다.

관(80)은 제1 세그먼트(81), 제2 세그먼트(82) 및 제1 세그먼트(81)를 제2 세그먼트(82)에 연결하는 휨 부분(83)을 포함한다. 흐름 개구(84)가 제1 세그먼트(81), 휨 부분(83) 및 제2 세그먼트(82) 각각을 통해 연장한다. 제1 세그먼트(81)는 실질적으로 원통 형상이며 제1 개구(30)의 축방향으로 선형으로 연장하는 반면, 제2 세그먼트(82)는 실질적으로 원통 형상이며 제1 개구(30)와 제1 세그먼트(81)의 축방향에 대해 0도를 초과하며 90도 이하인 각도를 두고 배치되는 방향으로 선형으로 연장한다. 제1 세그먼트(81)와 제2 세그먼트(82) 사이에 형성되는 각도는 이후 관(80)의 리프트 각도로 지칭된다. 흐름 개구(84)는 관(80)의 길이를 따라 실질적으로 원형 또는 타원형 횡단면 형상을 포함하여, 관(80)을 횡단할 때 유체의 압력 강하를 최소화한다.

도 1은 제1 세그먼트(81)와 제2 세그먼트(82) 사이에 대략 90도인 것으로 존재하는 리프트 각도를 예시하며, 이때 제2 세그먼트(82)는 블록 조립체(1)의 패스너 조립체(70)로부터 먼 방향으로 연장한다. 그러나 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 세그먼트(82)는, 제2 세그먼트(82)가 나사산 패스너(72) 또는 블록 조립체(1)에 인접하게 배열되는 2차 구성요소와 같은 블록 조립체(1)의 일부분과 간섭하지 않는 한, 제1 세그먼트(81)에 대한 임의의 수의 가능 배향을 가질 수 있다.

예컨대, 도 2는, 관(80)의 제1 세그먼트(81), 제2 세그먼트(82) 및 휨 부분(83) 사이의 일반화된 관계를 또한 보여주면서 제1 세그먼트(81)와 제2 세그먼트(82) 사이에 존재하는 대략 45도의 대안적인 리프트 각도를 예시한다. 선택된 리프트 각도에 상관없이, 제1 세그먼트(81)의 중심 축(A)은, 관(80)의 휨 부분(83) 내에 배열되는 지점(C)에서 제2 세그먼트(82)의 중심 축(B)과 항상 교차한다. 지점(C)은 제1 블록(10)의 제1 개구(30) 외부에 더 배열되며, 제1 개구(30)의 축방향에 대한 메이팅 면(14) 반대편에 형성되는 제1 블록(10)의 외면(15)으로부터 이격된다. 휨 부분(83)은 또한 제1 세그먼트(81)를 제2 세그먼트(82)에 연결하면서 호형으로 연장한다. 휨 부분(83)을 따른 관(80)의 중심선 곡률반경은, 이 중심선 곡률반경이 중심 축(A)을 중심 축(B)에 연결할 때 바람직하게도 실질적으로 일정하여 흐름 개구(84)를 횡단하는 유체의 압력 강하를 감소시킨다. 관(80)의 휨 부분(83)을 따른 그 곡률반경은 또한, 제1 개구(30) 외부의 위치에서 관(80)에 휨 부분(83)을 여전히 형성하면서, 관(80)이 차지하는 패키징 공간을 감소시키기 위해 관(80)에 급격한 휨을 형성하도록 바람직하게 최소화된다. 예컨대, 도 1에서 관(80)의 휨 부분(83)은, 제2 세그먼트(82)가 제1 개구(30)의 축방향으로 제1 블록(10)으로부터 멀리 돌출하는 범위를 최소화하기 위해 최소화된 곡률반경을 포함하며, 이것은 이제 그 내부에 관(80)의 수용을 제공하기 위해 제1 개구(30)의 구조의 변경을 필요로 하지 않으면서 제1 개구(30)의 축방향으로 전체 블록 조립체(1)의 프로파일을 최소화한다.

도 3은, 도 1에 도시된 것 외에 제1 세그먼트(81)의 중심 축(A)에 대한 복수의 상이한 각도 배향을 또한 가질 수 있다. 예컨대, 도 3에서의 점선은, 나사산 패스너(72)가 제1 블록(10)의 제1 패스너 애퍼쳐(38)에 배열될 때 제2 세그먼트(82)와 나사산 패스너(72) 사이의 간섭을 방지하면서, 도 1에 도시된 90도의 리프트 각도와 같은 주어진 리프트 각도에 대해 제1 세그먼트(81)의 중심 축(A)에 대한 제2 세그먼트(82)의 잠재적 각도 배향 범위의 경계를 도시한다. 당업자에 의해 이해되어야 하는 바와 같이, 리프트 각도의 감소는 결국, 리프트 각도의 감소가 나사산 패스너(72)와의 간섭을 방지하는 방식으로 제2 세그먼트(82)를 재배향할 때 제1 세그먼트(81)에 대한 제2 세그먼트(82)의 잠재적 각도 배향의 더 큰 범위를 야기할 것이다.

관(80)은 단지 2개의 세그먼트(81, 82)를 포함하는 것으로 도시되지만, 관(80)은, 관련된 유체 시스템에 의해 제공되는 이용 가능한 패키징 공간을 제공하면서 관련된 유체 시스템의 인접한 구성요소에 블록 조립체(1)를 유체 결합하기 위해 제2 세그먼트(82)로부터 멀리 연장하는 관(80)의 일부분 내의 추가 휨을 포함할 수 있다. 도면 전반에 도시하지 않은 관(80)의 나머지는, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 유체를 관통하여 연통시키기에 적절한 임의의 구성을 실질적으로 그에 따라 포함할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 제1 세그먼트(81)는, 돌출 부분(16)의 오목부(24) 내에 배열되는 관(80)의 시일 맞물림 부분(85)으로부터 길이 방향으로 그 휨 부분(83)으로 연장한다. 시일 맞물림 부분(85)은 방사상 외부로 연장하는 관(80)의 단부 부분에 의해 형성되어 시일링 맞물림 부분(85)은 관(80)의 외부 연장 플랜지가 된다. 시일 맞물림 부분(85)의 밑면은 돌출 부분(16)의 쇼울더(22)와 내주면(25)에 맞물리며 형상이 부합하여, 그 사이의 조인트에서의 임의의 갭의 존재를 방지한다.

관(80)의 시일 맞물림 부분(85)은, 돌출 부분(16)의 내주면(25)과 제1 개구(30) 중간에 형성되는 적어도 하나의 맞물림 특성부(88)를 갖는 제1 시일 맞물림 표면(86)을 형성한다. 맞물림 특성부(88)는 제1 개구(30) 인근에 환상으로 연장하며, 시일링 요소(60)와 시일링에 의해 맞물리도록 구성된다. 맞물림 특성부(88)는, 제1 오목부(24) 내에 배열되는 시일링 요소(60)의 일부분 상에 국부화된 압축 응력을 부과하도록 구성되는 축방향 연장 돌출부 또는 리브를 형성한다.

맞물림 특성부(88)는 도 1에서 맞물림 특성부(88)의 원 단부에 형성되는 뾰족한 에지를 포함하는 실질적으로 V자형 횡단면 형상을 갖는 것으로 도시된다. 이 에지는 서로에 대해 각도를 두고 배열되는 한 쌍의 점점 작아지는 표면에 의해 형성될 수 있다. 맞물림 특성부(88)의 에지의 날카로움은 시일링 요소(60)의 일부분에 원하는 정도의 압축 응력을 부과하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 뾰족한 에지를 형성하는 협력 표면 사이에 형성되는 각도는 적어도 60도이며 90도 미만이도록 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 이 각도는 90도 초과이며 120도 이하일 수 있다. 당업자는, 맞물림 특성부(88)가 제1 오목부(24) 내에 배열되는 시일링 요소(60)의 일부분에 원하는 국부화된 압축 응력을 전하는데 적절한 하는, 맞물림 특성부(88)의 대안적인 구성이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있음을 인식해야 한다.

제1 시일 맞물림 표면(86)은 그 내에 형성되는 적어도 하나의 공동(89)을 더 포함한다. 적어도 하나의 공동(89)은, 제1 시일 맞물림 표면(86)으로부터 돌출하는 맞물림 특성부(88)의 각각의 연장 방향 반대편의 방향으로 우묵한 제1 시일 맞물림 표면(86)의 함몰부를 형성한다. 도 1은, 맞물림 특성부(88)에 인접하며 방사상 외부로 형성되는 단일 환상 공동(89)을 포함하는 것으로 제1 시일 맞물림 표면(86)을 예시한다. 공동(89)은 실질적으로 사다리꼴 횡단면 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 다른 형상이 사용될 수 있다. 예컨대, 공동(89)은 비제한적인 예로서 반원 형상, 그 원 단부에서 상대적으로 작은 곡률반경을 갖는 점점 작아지는 삼각형 형상, 그 원 단부에서 상대적으로 큰 곡률반경을 갖는 점점 작아지는 삼각형 형상 또는 사각(oblique angled) 형상을 가질 수 있다. 공동(89)은, 제1 블록(10)과 제2 블록(40) 사이에 시일링 요소(60)를 압축하는 동안 시일링 요소(60)의 적어도 일부분을 그 내부에 수용하도록 구성된다.

제1 시일링 맞물림 표면(86)은 원하는 바에 따라 임의의 수의 맞물림 특성부(88)와 임의의 수의 공동(89)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 시일 맞물림 표면(86)은 원하는 바에 따라 공동(89) 각각과의 사이에 교번 형태로 끼어 있는 복수의 맞물림 특성부(88)를 포함한다. 맞물림 특성부(88)와 공동(89)의 임의의 적절한 구성이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있다.

제2 블록(40)은 실질적으로 평면인 제2 메이팅 면(44)을 갖는 본체를 포함한다. 본체는 제2 메이팅 면(44)에 수직 방향으로 이로부터 축방향으로 우묵한 제2 오목부(54)를 포함한다. 제2 오목부(54)는, 제1 블록(10)의 돌출 부분(16)의 외부 직경보다 약간 크며 실질적으로 같은 내부 직경을 갖는 축방향 연장 내주면(55)과 이 내주면(55)으로부터 방사상 내부로 연장하는 제2 시일 맞물림 표면(56)을 포함한다. 축방향 연장 환상 홈(59)이 내주면(55)과 제2 시일 맞물림 표면(56)의 교차부에 형성된다. 환상 홈(59)은 제1 블록(10)의 조종 특성부(20)를 그 내부에 수용하도록 구성된다.

제2 시일 맞물림 표면(56)은 환상 홈(59)으로부터 방사상 내부로 연장하며 제2 블록(40)의 제2 개구(46)에서 종료한다. 제2 개구(46)는 원통 형상이며 환상 연장 제2 오목부(54)에 대해 동심으로 형성된다. 제2 개구(46)는, 제2 블록(40)의 제2 메이팅 면(44)에 수직인 제2 오목부(54)의 축방향으로 연장한다. 제2 개구(46)는 제2 블록(40)을 통해 연장하며, 유체를 관통하여 운반하도록 구성된다. 제2 개구(46)는 (미도시된) 일정 길이의 관 등을 수용하거나 그 밖의 방식으로 이와 맞물리도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 제2 블록(40)은 관련된 유체 시스템의 구성요소의 일부분을 형성할 수 있으며, 제2 개구(46)는 원하는 바에 따라 이 구성요소의 동작 부분에 바로 유체를 연통시킬 수 있다. 제2 블록(40)의 제2 개구(46)는, 블록(10, 40)이 패스너 조립체(70)를 통해 서로에게 결합될 때, 제1 블록(10)의 제1 개구(30)와 동심 정렬되게 놓인다.

제2 시일 맞물림 표면(56)은 내주면(55)과 제2 개구(46) 중간에 형성되는 맞물림 특성부(58)를 포함한다. 이 맞물림 특성부(58)는 제2 개구(46) 인근에 환상으로 연장하며, 시일링 요소(60)의 적어도 일부분을 시일링에 의해 맞물리도록 구성된다. 맞물림 특성부(58)는, 오목부(54) 내에 배열되는 시일링 요소(60)의 일부분 상에 국부화된 압축 응력을 부과하도록 구성되는 축방향 연장 돌출부 또는 리브를 형성한다.

맞물림 특성부(58)는 도 1에서 맞물림 특성부(58)의 원 단부에 형성되는 뾰족한 에지를 포함하는 실질적으로 V자형 횡단면 형상을 갖는 것으로 도시된다. 이 에지는 서로에 대해 각도를 두고 배치되는 한 쌍의 점점 작아지는 표면에 의해 형성될 수 있다. 맞물림 특성부(58)의 에지의 날카로움은 시일링 요소(60)의 일부분에 원하는 정도의 압축 응력을 부과하도록 선택될 수 있다. 협력 표면 사이에 형성되는 각도는 관(80)의 맞물림 특성부(88)의 표면 사이에 형성되는 각도와 매칭하도록 선택될 수 있다. 당업자는, 맞물림 특성부(58)가 제2 오목부(54) 내에 배열되는 시일링 요소(60)의 일부분에 원하는 국부화된 압축 응력을 전하는데 적절한 하는, 맞물림 특성부(58)의 대안적인 구성이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있음을 인식해야 한다.

제2 시일 맞물림 표면(56)은 그 내에 형성되는 적어도 하나의 공동(69)을 더 포함한다. 적어도 하나의 공동(69)은, 제2 시일링 표면(56)의 맞물림 특성부(58) 각각의 돌출 방향 반대편의 방향으로 우묵한 제2 시일 맞물림 표면(56)의 함몰부를 형성한다. 도 1은, 맞물림 특성부(58)에 인접하며 그 밖에 형성되는 단일 환상 공동(69)을 포함하는 것으로 제2 시일 맞물림 표면(56)을 예시한다. 공동(69)은 실질적으로 사다리꼴 횡단면 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 관(80)의 공동(89)을 참조하여 기재한 것들과 같은 다른 형상이 사용될 수 있다. 공동(69)은, 이하에서 더 상세하게 설명될 바와 같이, 시일링 요소(60)의 적어도 일부분을 그 내부에 수용하도록 구성된다.

제2 시일링 맞물림 표면(56)은 원하는 바에 따라 임의의 수의 맞물림 특성부(58)와 임의의 수의 공동(69)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 시일 맞물림 표면(56)은 공동(69) 각각과의 사이에 교번 형태로 끼어 있는 복수의 맞물림 특성부(58)를 포함한다. 맞물림 특성부(58)와 공동(69)은 원하는 바에 따라 관(80)의 맞물림 특성부(88)와 공동(89) 중 대응하는 것들과 각 경우에 방사상 정렬되도록 선택될 수 있다. 맞물림 특성부(58)와 공동(69)의 임의의 적절한 구성이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있다.

제2 블록(40)은 제2 개구(46)로부터 이격되며 그에 평행하게 배치되는 제2 패스너 개구(48)를 더 포함한다. 제2 패스너 개구(48)는 실질적으로 원통 형상이며 대응하는 나사산 패스너(72) 상에 형성되는 나사산과 협력하도록 구성되는 나사산 내표면을 포함할 수 있다. 이해해야 하는 바와 같이, 제2 블록(40)의 제2 체결 애퍼쳐(48)는 블록 조립체(1)의 조립 동안 제1 블록(10)의 제1 체결 애퍼쳐(38)와 동심 정렬되어 위치지정된다.

시일링 요소(60)는 제1 시일 부분(62)과 제2 시일 부분(64)을 포함한다. 제1 시일 부분(62)은 실질적으로 직사각형 횡단면 형상을 갖는 실질적으로 편평한 환상 링이다. 도시한 실시예에서, 제1 시일 부분(62)은 알루미늄, 구리 또는 그 합금과 같은 금속 소재로 제조된다. 제1 시일 부분(62)은 비제한적인 예로서 순수 주석이나 구리, 니켈, 코발트, 아연, 인듐, 납 또는 안티몬이 허용된 주석으로 더 코팅될 수 있다.

제2 시일 부분(64)은 제1 시일 부분(62)의 외주 에지로부터 방사상 외부로 연장한다. 환상 채널이 제2 시일 부분(64)의 방사상 내부 부분에 형성되어 제1 시일 부분(62)의 외부 에지를 수용한다. 제2 시일 부분(64)은, 예컨대 가황(vulcanizing), 열 용접, 프레스 끼워맞춤, 접착제 또는 기계적 부착 수단과 같은 임의의 종래의 체결 수단에 의해 제1 시일 부분(62)에 체결된다. 도시한 실시예에서, 제2 시일 부분(64)은 탄성중합체로 제조한다. 제2 시일 부분(64)은 비제한적인 예로서 나일론, 바이턴, 네오프렌, PEEK, NBR, HNBR, EPDM 및 PTFE, 및 그 관련 계열과 같은 임의의 종래의 소재로 제조될 수 있다.

패스너 조립체(70)는 나사산 패스너(72)와 너트(74)를 포함한다. 나사산 패스너(72)는, 제2 패스너 애퍼쳐(48)의 내부 나사산 표면과 맞물리도록 구성되는 나사산을 갖는 외표면을 포함한다. 나사산 패스너(72)는 도 1에 도시된 나사산 스터드일 수 있다. 대안적으로, 나사산 패스너(72)는, 블록(10, 40) 중 하나의 외면과 맞물리도록 구성되는 헤드를 포함하는 볼트일 수 있다. 너트(74)는 내부에 나사산이 있으며 나사산 패스너(72)의 외부 나사산과 맞물리도록 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 패스너 조립체(70)는 제1 블록(10)을 제2 블록(40)을 향해 압박하여 시일 맞물림 표면(56, 86) 사이에서 시일링 요소(60)를 압축하여, 제2 블록(40)의 제2 개구(46)와 관(80)의 협력에 의해 형성된 흐름 경로를 시일링한다. 먼저, 나사산 패스너(72)는 제2 패스너 애퍼쳐(48)의 내부 나사산과 맞물리도록 나사산을 끼운다. 다음에, 너트(74)를 나사산 패스너(72)에 대해 회전시켜 너트(74)가 제1 블록(10)의 외면(15)과 맞물릴 때까지 너트(74)를 나사산 패스너(72)를 따라 축방향으로 움직인다. 너트(74)를 계속 회전하여, 제1 블록(10)의 제1 메이팅 면(14)과 제2 블록(40)의 제2 메이팅 면(44) 사이에 존재하는 이격거리는, 제1 블록(10)의 레버리지 특성부(29)가 제2 블록(40)의 제2 메이팅 면(44)과 접촉할 때까지 감소한다. 시일링 요소(60)는, 관(80)의 제1 시일 맞물림 표면(86)과 제2 블록(40)에 의해 형성되는 제2 시일 맞물림 표면(56) 사이에 적절한 정도로 동시에 압축된다. 그러나 당업자는, 앞서 기재한 방식으로 제1 블록(10)을 제2 블록(40)을 향해 압박하는데 적절한 임의의 형태의 클램핑 특성부가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

도 5 내지 도 8은 블록 조립체(1)를 제조하는 방법을 예시하며, 더 구체적으로, 관(80)을 형성하고, 관(80)을 제1 블록(10)에 결합하며, 관(80)의 제1 세그먼트(81)의 단부 부분을 그 시일 맞물림 부분(85)으로 형성하는데 필요한 단계를 예시한다.

관(80)은, 원하는 바에 따라 실질적으로 일정한 내부 직경과 외부 직경을 갖는 일정 길이의 원통형 관으로서 원래 제시될 수 있다. 관(80)은 그 후 임의의 종래의 휨 공정이나 장치를 사용하여 휘어져 관(80)을 제1 세그먼트(81), 제2 세그먼트(82) 및 휨 부분(83)으로 나눈다. 제1 세그먼트(81)와 제2 세그먼트(82) 사이에 존재하는 리프트 각도는 블록 조립체(1) 인근의 구성요소의 패키징 배치를 제공하도록 선택될 수 있다.

도 5의 구성으로 구부리면, 관(80)의 제1 세그먼트(81)는 제1 개구(30)를 통해 수용되어 제1 세그먼트(81)의 단부 부분은 제1 개구(30)의 외부로 그리고 돌출 부분(16)에 의해 형성되는 제1 오목부(24) 내로 연장한다. 제2 세그먼트(82)는, 제2 세그먼트(82)가 제1 블록(10)의 외면(15)과 접촉할 때 제1 개구(30)에서 제1 세그먼트(81)의 축방향 삽입 범위를 구축하기 위한 멈춤 특성부를 형성할 수 있다. 대안적으로, 이후 더 상세하게 설명될 바와 같이, 관(80)의 제1 세그먼트(81)나 휨 부분(83)은, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 제1 개구(30) 내에서 제1 세그먼트(81)의 축방향 삽입의 범위를 구축하기 위해 멈춤 특성부를 제공하도록 더 변형될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 제1 개구(30)에 제1 세그먼트(81)를 수용한 다음에, 제1 개구(30) 외부로 연장하는 제1 세그먼트(81)의 단부 부분은 그 후 방사상 외부로 변형되어 제1 세그먼트(81)의 외부 연장 플랜지를 형성한다. 제1 세그먼트(81)의 단부 부분의 외부 변형은 복수의 변형 단계를 필요로 할 수 있다. 예컨대, 도 6 및 도 7은, 제1 세그먼트(81)의 단부 부분을 도 8에 도시한 형상과 구성으로 형성하기 위해 2개의 독립적인 변형 단계를 도시한다.

이 변형 단계들은, 대응하는 관의 단부 부분 내에 또는 그 주위에 축방향 수용하기 위해 구성되는 공구를 포함하는 램(ram) 타입 장치와 같은, 종래 기술에 알려져 있는 관 단부 형성 장치를 사용하여 실행될 수 있으며, 여기서 이 공구를 대응하는 관 내에 또는 그 주위에 "래밍(ramming)"하여 관을 변형한다.

도 6 및 도 7은, 제1 세그먼트(81)의 단부 부분의 원하는 변형을 실행하는데 적절한 일 예시적인 관 단부 형성 장치(500)를 예시한다. 이 장치(500)는 홀딩 구조(502)와, 한 쌍의 램 공구(504, 505) 중 하나를 포함한다. 도 6은 제1 변형 단계를 실행하기에 적절한 제1 램 공구(504)를 예시하는 반면, 도 7은 제2 변형 단계를 실행하기에 적절한 상이한 구조를 갖는 제2 램 공구(505)를 예시한다.

홀딩 구조(502)는 환상으로 연장하며, 램 공구(504, 505) 중 어느 것이든 미끄러지듯 수용하도록 구성되는 축방향 연장 공구 개구(503)를 포함한다. 장치(500)의 (미도시된) 구동 메커니즘은 대응하는 램 공구(504, 505)가 공구 개구(503) 내에서 선택적으로 왕복하게 한다. 구동 메커니즘은 또한, 관(80)을 형성하는 단단한 소재를 변형하기에 적절한 대응 램 공구(504, 505)에 축방향 힘을 가한다. 홀딩 구조(502)는, 제1 블록(10)의 외표면에 대응하는 형상과 크기를 갖는 그 단부에서 블록 개구(508)를 더 포함한다. 블록 개구(508)를 규정하는 홀딩 구조(502)의 표면은 그에 따라 제1 블록(10)과 맞물리며 앞서 언급한 변형 단계 각각 동안 제1 블록(10)의 위치와 구성을 유지한다.

제1 램 공구(504)는 원통형이며, 축방향 연장 스템(511), 스템(511) 단부 인근의 환상의 방사상 연장 표면(512), 및 스템(511)을 이 방사상 연장 표면(512)에 연결하는 환상의 호형 표면(513)을 포함한다. 도 6 대 도 7의 비교에 의해 도시한 바와 같이, 제1 램 공구(504)의 형상으로 인해, 제1 램 공구(504)가 제1 세그먼트(81) 내에 축방향으로 삽입될 때, 결국 제1 세그먼트(81)의 단부 부분이 제1 램 공구(504)의 형상에 따라 방사상 외부로 폭이 넓어지게 된다.

제2 램 공구(505)는 원통형이며 축방향으로 연장하는 스템(521)과, 스템(521)의 베이스로부터 방사상 외부로 연장하는 환상의 방사상 연장 표면(522)을 포함한다. 도 7 대 도 8의 비교에 의해 볼 수 있는 바와 같이, 제2 램 공구(505)의 형상으로 인해, 제1 세그먼트(81)의 단부 부분은 방사상 외부로 더 변형되어 제1 세그먼트(81)의 단부 부분은 제1 블록(10)의 외표면의 대응 부분에 형상이 부합하게 되는 반면, 제1 세그먼트(81)의 축방향 단부는 실질적으로 평면으로 배치되며 제1 세그먼트(81)의 축방향에 수직이다.

도 8에 도시한 구성으로 형성되면, 제1 세그먼트(81)의 단부 부분은 도 1에 도시된 시일 맞물림 표면(86)의 구성을 형성하도록 더 기계 가공될 수 있다. 이러한 기계 가공은, 적절한 밀링 공정과 같이, 관(80)을 형성하는 소재를 제거하여, 시일 맞물림 표면(86)의 환상 연장 맞물림 특성부(88)나 공동(89)을 형성하기 위해 적절한 절단 공정을 포함할 수 있다. 그러나 다른 기계 가공 공정이 본 발명의 범위에서 반드시 벗어나지 않고 사용될 수 있다.

관(80)은, 그 일 단부에서 시일 맞물림 부분(85)과 그 반대편 단부에서 제2 세그먼트(82)가 존재하므로 제1 개구(30)로부터 축방향으로 제거되는 것이 방지된다. 그러나 관(80)은, 제1 블록(10)에, 그 사이에 상대적인 움직임을 방지하며, 또한 제1 개구(30)를 규정하는 제1 블록(10)의 표면과 관(80) 사이의 임의의 누출을 방지하도록 더 결합될 수 있다.

일부 실시예에서, 관(80)은 제1 블록(10)의 제1 개구(30)에 수용될 때 억지끼워맞춤(interference fit) 또는 프레스 끼워맞춤 관계를 갖도록 형성되어, 공격적인 금속 접합 공정과 같은 2차 결합 방법에 대한 필요를 제거할 수 있다. 제1 개구(30)를 규정하는 표면과 관(80)의 제1 세그먼트(81)의 외표면 사이에 존재하는 직경 방향 유격은 적어도 0.01mm이며 최대 0.35mm일 수 있다. 관(80)과 제1 블록(10) 사이에 형성되는 그러한 조인트는 원하는 바에 따라 불소가 없도록 또한 형성될 수 있다.

다른 실시예에서, 관(80)은 제1 개구(30)를 규정하는 표면에서 제1 블록(10)에 납땜 또는 용접될 수 있으며 그 사이에 유격이 형성될 것이다. 납땜 소재나 용접 소재를 수용하기 위해 제1 개구(30)를 규정하는 표면과 관(80)의 제1 세그먼트(81)의 외표면 사이에 존재하는 직경 방향 유격이 적어도 0.2mm이며 최대 0.75mm일 수 있다. 용접이 사용된다면, 용접은 원하는 바에 따라 레이저 용접, 음파 용접, 진동 용접, 마찰 용접 또는 GMAW 용접 중 임의의 하나일 수 있다.

또 다른 실시예에서, 관(80)은 적절한 접착제를 통해 제1 개구(30)에서 제1 블록(10)에 부착될 수 있다. 접착제는 에폭시 또는 2액형(two-part) 에폭시일 수 있다. 접착제는 UV 경화, 열-경화, 광-경화, 혐기성(anaerobic) 경화될 수 있다. 접착제를 수용하기 위해 제1 개구(30)를 규정하는 표면과 관(80)의 제1 세그먼트(81)의 외표면 사이에 존재하는 직경 방향 유격은 적어도 0.2mm이며 최대 0.75mm일 수 있다. 접착제는 원하는 바에 따라 관(80)과 제1 블록(10) 사이의 축임(dampening) 기능을 제공하는 듀로미터(durometer)를 또한 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 관(80)의 제1 세그먼트(81)와 제1 블록(10)의 제1 개구(30)는 협력하는 나사산을 포함할 수 있으며, 이러한 나사산은 제1 블록(10)에 대한 관(80)의 회전을 통해 제1 개구(30)를 통한 제1 세그먼트(81)의 통과를 촉진한다. 나사산은 비제한적인 예로서 ACME, SAE, DIN 또는 휘트워쓰(Whitworth)를 포함하는 임의의 타입의 나사산일 수 있다. 나사산의 피치는 0.5mm 이상이며 3.0mm 이하일 수 있다. 나사산 조인트는 앞서 기재한 접착제 중 하나를 더 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 관(80)과 제1 블록(10)은, 제1 세그먼트(81)가 제1 개구(30) 내에 수용될 때 서로와 맞물리게 놓이는 돌기면(knurled surfaces)을 포함할 수 있다. 돌기면으로 인해, 서로 맞물리게 놓일 때 돌기면이 생성한 마찰력의 결과로서, 관(80)의 제1 블록(10)에 대한 움직임을 방지한다. 돌기면은 원하는 바에 따라 그 사이의 조인트에서 접착제를 더 포함할 수 있다.

관(80)은 앞서 기재한 부착 방법 중 임의의 방법에 따라 더 "볼리징될(ballized)" 수 있다. 볼리징된 조인트 공정은 원하는 바에 따라 관 소재를 뒤틀 수 있어서, 차지 포트 또는 센서 스템과 같은 관(80)에의 추가 특성을 확보할 수 있다.

관(80)은 6.0mm와 110mm 사이의 외부 직경과 0.8mm 이상의 벽 두께를 가질 수 있다. 관(80)의 휨 부분(83)을 따른 관(80)의 중심 휨 반경은 3.0mm 이상이며 55mm 이하일 수 있다. 관(80)의 외부 직경에 대한 관(80)의 길이의 비율은, 냉매가 관(80)을 통해 운반될 때 8 이상이며 600 이하일 수 있다. 대조적으로, 관(80)의 외부 직경에 대한 관(80)의 길이의 비율은, 가스 유체가 관(80)에 운반될 때 1.3 이상이며 600 이하일 수 있다. 관(80)은, 통과하는 유체에 대해, 5 이상이며 800,000 이하인 레이놀즈 수(Reynolds number)를 포함하도록 형성될 수 있다. 관(80)은 20g/sec의 공기에서 10mbar 미만의 유체 압력 손실을 포함하도록 형성될 수 있다.

도 5 내지 도 8에 도시된 단계에 의해 도시되지 않을지라도, 제1 개구(30) 내에 수용하도록 구성되는 제1 세그먼트(81)의 축방향 연장 길이는, 제1 개구(30) 내에 제1 세그먼트(81)를 수용하기 전이나 그 다음에 더 변형되거나 그 밖의 방식으로 변경될 수 있다. 제1 개구(30) 내의 수용 전 제1 세그먼트(81)의 변형은, 제1 세그먼트(81)가 제1 개구(30)에 수용될 때 제1 개구(30)에 대한 그 축방향 위치를 구축하기 위해 제1 세그먼트(81)의 위치 결정 또는 멈춤 특성부를 형성하기 위해 제공될 수 있다. 위치 결정 또는 멈춤 특성부는, 제1 세그먼트(81)가 제1 개구(30) 내에 축방향으로 삽입될 때, 제1 블록(10)의 외면(15)과 맞물리도록 구성되는 관(80)의 외표면에 형성되는, 환상으로 연장하며 방사상 외부로 연장하는 리브나 비드 형태일 수 있다. 대안적으로, 제1 세그먼트(81)는, 관(80)의 구조가 제1 블록(10)의 구조에 상보적으로 남아 있으면서, 유체를 관통해 보내기 위해 제1 세그먼트(81)의 원하는 횡단면이나 벽 두께를 구축하기 위해, 임의의 원하는 방식으로 팽창될 수 있거나, 수축될 수 있거나, 점점 줄어들 수 있거나 그 밖의 방식으로 방사상 변형될 수 있다. 당업자는, 여러 상이한 메커니즘과 공정이, 본 명세서에서 기재한 것들과 유사한 메커니즘과 공정을 포함하여, 제1 세그먼트(81)의 길이를 따라 원하는 횡단면 형상을 형성하기 위해 활용될 수 있음을 인식할 것이다.

제1 세그먼트(81)는, 제1 개구(30)를 규정하는 표면에 대해 제1 세그먼트(81)를 변형하기 위해 제1 개구(30) 내에 배열되면서 또한 변형될 수 있다. 예컨대, 공구(504, 505)와 유사한 공구가, 관(80)을 방사상 외부로 팽창시켜 제1 개구(30)를 규정하는 표면과 맞물리기 위해 관(80)의 흐름 개구(84) 내에 축방향으로 삽입될 수 있다. 제1 개구(30) 내에 수용될 때 관(80)의 변형은 제1 블록(10)에 대한 관(80)의 축방향 위치를 고정하는데 활용될 수 있다.

도 9는, 제1 세그먼트(81)의 축방향 길이가 변경된 제1 개구(330) 내에 수용되기 전 변형되는 일 예를 예시한다. 변경된 제1 개구(330)는 외면(15)에 인접한 내부로 점점 줄어드는 부분(333)과 제1 블록(10)의 쇼울더(22)에 인접한 축방향 연장 부분(334)을 포함한다. 관(80)의 제1 세그먼트(81)는 내부로 점점 줄어드는 부분(97)과 인접한 축방향 연장 부분(98)을 유사하게 포함하도록 변형된다. 제1 세그먼트(81)의 점점 줄어드는 부분(97)은 그에 따라 제1 세그먼트(81)를 제1 개구(30)에 축방향 삽입하는 동안 관(80)의 멈춤 특성부를 형성한다.

이제 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 조립체(101)를 개시한다. 블록 조립체(101)는 제1 블록(110)과 관(180)을 포함하며, 이러한 블록(110)과 관(180)은 블록 조립체(1)의 제1 블록(10)과 관(80)과 비교하여 각각 변경되어 있다. 시일 끼워맞춤 조립체(101)의 제2 블록(40), 시일링 요소(60) 및 패스너 조립체(70)는 블록 조립체(1)에 관해 개시한 것들과 동일하므로, 추가 기재는 생략한다.

제1 블록(110)은 제1 블록(110)의 제1 개구(130)를 에워싸며 부분적으로 규정하는 환상 돌출부(116)를 포함한다. 돌출부(116)는, 돌출부(116)의 방사상 연장 표면(126)과 제1 개구(130)를 규정하는 제1 블록(110)의 표면의 협력에 의해 형성되는 쇼울더(122)를 포함한다. 쇼울더(122)는, 방사상 연장 표면(126)과 제1 개구(130)를 규정하는 표면의 교차부에서 환상 절두 원추 표면을 제공하는 면취부(127)를 더 포함할 수 있다.

관(180)은 블록 조립체(1)의 관(80)과 유사한 방식으로 제1 세그먼트(181), 제1 세그먼트(181)에 대해 각도를 이룬 제2 세그먼트(182) 및 제1 세그먼트(181)를 제2 세그먼트(182)에 연결하는 휨 부분(183)을 포함한다. 관(180)은, 제1 블록(110)의 돌출부(116)와 맞물리기 위해 구성되는 제1 세그먼트(181)의 단부 부분을 변경하는 것을 제외하고, 관(80)과 실질적으로 동일하다. 제1 세그먼트(181)의 단부 부분은 제1 블록(110)의 시일 맞물림 부분(185)과 조종 특성부(192) 각각을 규정하도록 변경된다. 시일 맞물림 부분(185)은 방사상 외부로 연장하여 관(180)의 플랜지 부분을 형성하며, 조종 부분(192)은 시일 맞물림 부분(185)의 방사상 최외곽 부분으로부터 축방향으로 돌출한다. 시일 맞물림 부분(185)은, 제1 블록(110)과 제2 블록(40)이 서로에 결합될 때 시일링 요소(60)와 맞물리도록 구성되는 관(180)의 시일 맞물림 표면(186)을 규정한다. 시일 맞물림 표면(186)은 조종 특성부(192)로부터 방사상 내부로 배열되며, 원하는 국부화된 압축력을 시일링 요소(60)에 가하기 위해 관(80)의 제1 시일 맞물림 표면(86) 참조하여 앞서 기재한 특성부들 각각을 포함한다. 도 1의 블록 조립체(1)를 도 10의 블록 조립체(101)에 비교하여 도시한 바와 같이, 돌출 부(116)와 관(180)의 조합이, 돌출 부분(16)과 관(80)의 조합에 의해 형성되는 제1 블록(10)의 수 구조 특성부와 실질적으로 동일한 형상과 구성을 갖는 제1 블록(110)의 수 구조 특성부를 형성한다.

블록 조립체(101)는 블록 조립체(1)에 유사한 방식으로 동작한다. 제1 블록(110)은 패스너 조립체(70)를 사용하여 제2 블록(40)을 향해 당겨져, 관(180)에 의해 형성되는 시일 맞물림 표면(186)과 제2 블록(40)에 의해 형성되는 시일 맞물림 표면(56) 사이에서 시일링 요소(60)를 압축한다.

블록 조립체(101)는, 시일 맞물림 부분(185) 외에 조종 특성부(192)를 형성하는 것이 제1 개구(130) 내에 제1 세그먼트(181)를 수용한 다음에 제1 세그먼트(181)의 단부 부분에 추가 변형 및 기계 가공 공정이 실행되는 것을 필요로 할 수 있다는 점을 제외하고, 블록 조립체(1)를 참조하여 앞서 기재한 바와 실질적으로 동일한 공정을 사용하여 또한 제조된다. 더 나아가, 더 긴 길이의 제1 세그먼트(181)의 단부 부분이 제1 개구(130) 외부로 연장할 수 있어 관(180)의 조종 특성부(192)를 형성하는데 사용되는 추가 소재를 제공할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블록 시일 끼워맞춤 조립체(201)의 제1 블록(210)과 관(280)을 예시하며, 제1 블록(210)과 관(280)은, 도 1 내지 도 4의 블록 조립체(1)를 참조하여 앞서 개시한 바와 같이 다시 한번 제2 블록(40), 시일링 요소(60) 및 패스너 조립체(70)와 협력하도록 구성된다.

제1 블록(210)은 축방향으로 관통하여 연장하는 제1 개구(230)를 포함한다. 쇼율더(222)가 제1 블록(210)의 실질적인 평면(214)과 제1 개구(230)를 규정하는 표면의 교차부에 형성된다. 쇼울더(222)는, 평면(214)과 제1 개구(230)를 규정하는 표면의 교차부에 환상 절두 원추 표면을 제공하는 면취부(227)를 더 포함할 수 있다. 관(280)은, 제1 블록 조립체(101)의 관(180)에 유사한 방식으로 제1 세그먼트(281), 제1 세그먼트(281)에 대해 각도를 이룬 제2 세그먼트(282), 및 제1 세그먼트(281)를 제2 세그먼트(282)에 연결하는 휨 부분(283)을 포함한다. 제1 세그먼트(281)의 단부 부분은 시일 맞물림 표면(286)을 갖는 시일 맞물림 부분(285)과 축방향 돌출 조종 특성부(292) 각각을 형성하도록 방사상 외부로 변형된다. 제1 세그먼트(281)의 단부 부분은 그에 따라, 제2 블록(40)의 제2 오목부(54) 내에 수용하기 위해 관(280)의 돌출 부분 전체를 형성하는데 사용되는 관(280)의 단부 부분의 축방향 길이가 증가하는 것을 제외하고 제1 세그먼트(181)의 단부 부분과 실질적으로 유사하다.

관(280)은 다시 한번 관(80, 180)을 참조하여 기재한 것과 실질적으로 동일한 공정에 의해 형성될 수 있다. 그러나 관(180)을 참조하여 기재된 바와 같이, 관(280)은, 관(280)의 돌출 부분을 형성하는데 사용되는 추가 소재를 제공하도록 제1 개구(230) 외부로 연장되는 더 긴 길이의 제1 세그먼트(281)를 필요로 할 수 있다. 더 나아가, 추가 변형 및 기계 가공 단계가 원하는 바에 따라서 관(280)의 단부 부분의 추가 윤곽을 형성하는데 필요할 수 있음을 이해해야 한다.

당업자는, 블록 조립체(101, 201)가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 원하는 바에 따라 블록 조립체(1)를 참조하여 앞서 기재하였던 도시 또는 기재된 특성부들 중 임의의 특성부를 포함하도록 조정 또는 변경될 수 있음을 인식해야 한다.

본 명세서에서 개시한 블록 시일 끼워맞춤 조립체는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체 각각의 컴팩트성이 증가하고 중량이 감소함으로 인해 블록 시일 끼워맞춤 조립체 각각의 패키징의 용이성과 조립의 용이성을 개선하는 것을 포함한 수많은 장점을 제공한다. 개시한 구조는 또한, 블록 시일 끼워맞춤 조립체 각각의 시일링 성을 개선하면서 블록 시일 끼워맞춤 조립체 각각을 제조하는 제조 비용을 감소시킨다. 개시한 관 각각의 길이를 따라서 매끄럽고 실질적으로 원형인 흐름 개구를 사용하여, 개시된 관 각각을 통과할 때 대응하는 유체가 겪는 압력 강하를 감소시킨다. 여러 상이한 관 구성은 또한 블록 시일 끼워맞춤 조립체 각각의 각각의 조인트에서 공격적인 결합 방법을 피하게 한다. 개시된 구성은 또한, 외부로 변형된 관 부분의 각각의 구조로 인해 블록 시일 끼워맞춤 조립체 각각의 관 보관 성능을 또한 개선하면서, 블록-관 합침 공정에 의해 생긴 왜곡을 보상하는 성능을 개선한다.

앞선 상세한 설명으로부터 당업자는 본 발명의 핵심 특징을 쉽게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않고도, 본 발명에 여러 변화와 변경을 할 수 있어서 본 발명을 여러 용도와 조건에 맞출 수 있다.

Claims

블록 시일 끼워맞춤 조립체로서,
관통하여 형성되는 제1 개구를 갖는 제1 블록;
시일링 요소; 및
상기 제1 블록의 제1 개구를 통해 연장하는 제1 세그먼트와, 상기 제1 세그먼트에 각도를 이루며 배치되는 제2 세그먼트를 포함하는 관을 포함하며, 상기 제1 세그먼트의 단부 부분이 상기 시일링 요소와 맞물리는 상기 관의 시일 맞물림 표면을 형성하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트 사이의 각도는 0도를 초과하며 90도 이하인, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서,
상기 관의 호형 휨 부분이 상기 제1 세그먼트를 상기 제2 세그먼트에 연결하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 세그먼트의 중심 축이 상기 제1 블록의 제1 개구 외부에 배열되는 위치에서 상기 제2 세그먼트의 중심 축과 교차하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 블록은 상기 제1 개구의 단부에서 환상 쇼울더(shoulder)를 포함하며, 상기 제1 세그먼트의 단부 부분은 상기 환상 쇼울더 위에서 방사상 외부로 연장하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 세그먼트의 단부 부분은 상기 관의 축방향 돌출 조종(piloting) 특성부를 더 형성하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서, 상기 제1 세그먼트의 시일 맞물림 표면은 상기 제1 블록의 제1 개구 외부에 배열되는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서,
상기 시일 맞물림 표면은, 상기 시일링 요소와 맞물리도록 구성되는 축방향 돌출 맞물림 특성부를 포함하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제1 블록의 돌출 부분이 상기 관의 시일 맞물림 표면에 의해 적어도 부분적으로 규정되는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제9항에 있어서,
상기 제1 블록의 돌출 부분을 내부에 수용하도록 구성되는 오목부를 갖는 제2 블록을 더 포함하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제10항에 있어서,
상기 제2 블록은 상기 시일링 요소와 맞물리도록 구성되는 시일 맞물림 표면을 포함하며, 상기 제2 블록의 상기 시일 맞물림 표면은 상기 관의 시일 맞물림 표면을 향해 면하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
제1항에 있어서,
상기 시일링 요소는 환상 형상이며, 금속 부분과 탄성 중합체 부분을 포함하는, 블록 시일 끼워맞춤 조립체.
블록 시일 끼워맞춤 조립체를 제조하는 방법으로서,
관을 휘어 제1 세그먼트와 제2 세그먼트를 형성하는 단계로서, 상기 제1 세그먼트는 상기 제2 세그먼트에 대해 각도를 이루며 배치되는, 상기 형성 단계;
상기 관의 제1 세그먼트를 블록 끼워맞춤부에 형성되는 개구에 삽입하는 단계; 및
상기 관의 제1 세그먼트의 단부 부분을 시일 맞물림 표면으로 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 세그먼트의 단부 부분은 상기 형성 단계 동안 상기 개구 외부로 연장하는, 방법.
제13항에 있어서,
상기 형성 단계는 방사상 외부로 상기 관의 제1 세그먼트의 단부 부분을 변형하는 단계를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서,
상기 관의 제1 세그먼트의 단부 부분을 변형하는 단계는 상기 단부 부분의 외표면이 상기 제1 블록의 대응하는 표면의 형상에 부합하게 하는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 블록의 대응하는 표면은 상기 개구의 단부에 배열되는 상기 제1 블록의 쇼울더인, 방법.
제15항에 있어서,
상기 형성 단계는 상기 시일 맞물림 표면을 형성하도록 상기 변형 단계 다음에 상기 관의 제1 세그먼트의 단부 부분을 절단하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제18항에 있어서,
상기 단부 부분을 절단하는 단계는 상기 시일 맞물림 표면에 축방향 돌출 맞물림 특성부를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
제13항에 있어서,
상기 관의 제1 세그먼트의 단부 부분에 축방향 돌출 조종 특성부를 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.