KR20200082881A - 백업 실링부를 구비하는 유압 피팅 - Google Patents

백업 실링부를 구비하는 유압 피팅 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수개의 항공기 배관을 상호 연결하는 항공기 배관용 연결구에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 항공기 배관용 연결구는 도입부, 스웨이징부, 중간부로 구획된다. 상기 스웨이징부의 두께는 상기 도입부 및 중간부 보다 얇게 형성된다. 상기 중간부에는 복수개의 실링 영역이 형성된다. 항공기 배관이 상기 도입부와 상기 스웨이징부 및 상기 중간부의 상기 복수개의 실링 영역을 지나 삽입된 상태에서 상기 스웨이징부에 스웨이징이 이루어져 삽입된 배관과 함께 소성 변형된다.

Description

백업 실링부를 구비하는 유압 피팅 {Hydraulic fitting having backup sealing portion}
본 발명은 유압 배관을 연결하는데 이용되는 유압 피팅에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 백업 실링부를 구비해 실링성을 향상시킬 수 있도록 구성된 유압 피팅에 관한 것이다.
액체나 기체를 이송시키기 위해 이용되는 배관(파이프 또는 튜브)은 규격에 따라 소정의 길이로 제작되어 공급되기 때문에 원하는 길이 및 구조의 관로를 형성하기 위해서는 다수의 배관을 연결구(피팅; fitting)를 통해 서로 연결하여 이용하여야 하며, 이를 위해 다양한 재질 및 구조의 유압 피팅이 현재 개발되어 이용되고 있다.
이러한 유압 배관 및 유압 피팅에 있어서 가장 중요한 요소는 배관 내부를 유동하는 유체가 외부로 누설되지 않도록 유압 피팅에 신뢰성 있는 실링 구조를 형성하는 것이다.
특히, 항공용 부품과 같이 높은 안정성 및 작동 신뢰성이 요구되는 부품들의 경우에는 통상의 기계장치에 비해 더욱 엄격한 요건이 요구되기 때문에, 배관을 연결하는 유압 피팅에도 보다 높은 수준의 실링 기능이 요구되게 된다.
유압 배관 및 피팅을 강도 높은 재질로 두껍게 형성하고 연결부위를 용접 등으로 견고하게 결합하게 되면 유압 배관 및 피팅에 보다 신뢰성 있는 연결이 보장될 수 있겠지만, 경량화가 강하게 요구되는 항공용 부품들의 경우에는 이러한 방식으로 배관을 형성하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 보다 까다로운 요건이 요구되는 항공용 부품(예컨대, 항공용 유압 배관 및 피팅 등) 등에는 경량의 소재로 소형으로 제조가 가능하며 높은 신뢰성을 제공할 수 있는 제품을 형성하기 위한 다양한 기술들이 독자적으로 개발되고 있다.
일례로, 미국 특허 제3,556,568호(발명의 명칭: 도관 연결 수단) 등에는 항공용 유압 배관 사이에 신뢰성 있는 연결을 제공할 수 있는 유압 피팅 장치가 개시되어 있다.
그러나, 종래에 알려진 이러한 유압 피팅들은 구조가 매우 복잡하게 형성되어 있어 제조가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 설치 및 제거가 용이하지 않아 사용이 어려운 문제를 가지고 있다.
미국 특허 제3,556,568호(발명의 명칭: 도관 연결 수단)
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 항공용 부품 등에 이용될 수 있을 정도로 높은 신뢰성을 갖는 배관 연결 및 실링 기능을 제공할 수 있으며 보다 단순한 구조로 용이하게 제조할 수 있는 유압 피팅을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 배관을 연결하는데 이용되는 유압 피팅이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅은 일단에 위치하는 도입부와, 도입부의 내측에 위치하는 스웨이징부와, 스웨이징부의 내측에 위치하는 중간부와, 스웨이징부 또는 중간부 중 하나 이상의 내주면에 형성되는 백업 실링부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 백업 실링부는 유압 피팅의 내주면으로부터 함몰된 리세스 구조로 형성되며, 백업 실링부를 형성하는 리세스 구조의 측벽은 유압 피팅의 중심축에 대해 경사진 경사면으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압 피팅은 스웨이징부 및 백업 실링부가 형성되는 부분을 포함하는 영역을 스웨이징하여 유압 피팅 내부에 삽입된 배관을 유압 피팅에 결합하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 백업 실링부는 유압 피팅의 내주면에 하나 이상 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 백업 실링부를 형성하는 리세스 구조의 측벽은 유압 피팅의 중심축에 대해 40도 내지 50도 범위의 경사각을 갖는 경사면으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 백업 실링부의 일부 또는 전부에는 탄성 실링재가 충전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 탄성 실링재는 유압 피팅의 내주면보다 내측으로 돌출되도록 백업 실링부에 충진될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 백업 실링부에 충진된 탄성 실링재의 내측 표면은 유압 피팅의 중심축을 향해 볼록한 라운드 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 탄성 실링재는 실리콘일 수 있다.
이 외에도, 본 발명에 따른 유압 피팅에는 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 다른 부가적인 구성이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스웨이징을 통해 용접 등을 이용하지 않고도 배관을 안정적으로 연결할 수 있으며 내부에 구비된 백업 실링부를 통해 실링성을 향상시킬 수 있도록 구성되어, 간단한 구조로도 안정적인 배관 연결 및 향상된 실링성을 제공할 수 있는 유압 피팅이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅의 구조를 예시적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅에 배관이 결합되는 모습을 예시적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 상태에서 스웨이징 공정을 통해 배관과 유압 피팅을 소성변형시켜 체결하는 모습을 예시적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅의 백업 실링부 구조를 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅의 백업 실링부에 탄성 실링재를 주입한 모습을 예시적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅의 백업 실링부에 탄성 실링재를 충진하는 주입 장치의 기본적 구조를 예시적으로 도시한다.
도 7은 도 6에 도시된 주입 장치의 제어부 구조를 개념적으로 도시한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)이 예시적으로 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)은 도입부(11), 스웨이징부(12) 및 중간부(13) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
도입부(11)는 도 1에 도시된 바와 같이 유압 피팅(10)의 단부에 위치하는 구성으로, 유압 피팅(10) 내로 배관(20)이 삽입되는 입구부를 형성하는 부분이다.
스웨이징부(12)는 후술하는 스웨이징 공정을 통해 유압 피팅(10)과 내부에 삽입된 배관(20)을 소성변형시켜 배관(20)을 유압 피팅(10) 내에 고정시키고 밀봉하는 부분으로, 스웨이징부(12)는 소성 변형을 통한 배관(20)의 연결을 용이하게 수행할 수 있도록 주위의 다른 부분들에 비해 보다 얇은 두께로 형성될 수 있다.
중간부(13)는 스웨이징부(12)보다 내측에 위치되어 유압 피팅(10)을 통해 연결되는 배관(20) 사이에 연결통로를 제공하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)은 다양한 구조로 배관을 연결할 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 도면에 도시된 실시예의 경우에는 도입부(11) 및 스웨이징부(12)가 중간부(13)를 중심으로 양측으로 구비되도록 구성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압 피팅(10)은 내부에 삽입된 배관(20)을 스웨이징 공정을 통해 유압 피팅(10)과 함께 소성변형시켜 유압 피팅(10) 내에 삽입된 배관(20)을 유압 피팅(10)에 고정시키도록 구성될 수 있으며, 소성변형을 통해 유압 피팅(10)과 배관(20)이 함께 찌그러져 변형되면서 유압 피팅(10)과 배관(20) 사이의 공간이 폐쇄되면서 스웨이징된 부위에서 실링이 수행되도록 구성되게 된다.
예컨대, 도 2 및 도 3을 참조하면, 스웨이징 공정을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)에 배관(20)을 연결하여 체결하는 모습이 예시적으로 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)은 유압 피팅(10)의 단부[도입부(11)]를 통해 유압 피팅(10) 내부로 배관(20)의 일단을 삽입한 상태에서(도 2 참조) 스웨이징 공정을 통해 유압 피팅(10)을 내부에 삽입된 배관(20)과 함께 변형시키게 되면 유압 피팅(10)이 배관(20)과 함께 찌그러져 일체화되면서 배관(20)이 유압 피팅(10)에 결합되고 외부와 실링된 상태를 형성하게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)은 배관(20) 및 유압 피팅(10) 내부에서 유동하는 유체를 보다 안정적으로 실링할 수 있도록 내주면에 백업 실링부(14)를 구비하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)은 스웨이징부(12) 또는 스웨이징부(12) 보다 내측에 위치하는 부분[예컨대, 스웨이징부(12) 보다 내측에 위치하는 중간부(13)]의 내주면에 백업 실링부(14)를 구비하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)은 내주면에 반경방향으로 함몰된 링형상의 리세스 구조로 백업 실링부(14)를 형성하고, 이러한 백업 실링부(14)에 탄성 실링재(15)를 충진해 백업 실링부(14)에 충진된 탄성 실링재(15)에 의해 보조적인 추가 실링이 수행하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 배관(20)을 유압 피팅(10)에 결합하기 위해 스웨이징을 실시할 때 백업 실링부(14)에 충진된 탄성 실링재(15)가 유압 피팅(10)의 내주면과 배관(20)의 외주면 사이에서 압착되어 유압 피팅(10)과 배관(20) 사이에서 백업 실링을 수행하게 된다.
이러한 백업 실링부(14)에 탄성 실링재(15)를 주입하여 충진하는 방법에 대해서는 도 6 및 도 7에 도시된 주입 장치(30)를 이용해 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 백업 실링부(14)는 유압 피팅(10)의 내주면에 하나 이상 형성될 수 있으며, 배관이 연결되는 유압 피팅(10)의 일측 또는 양측에 형성되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도면에 도시된 실시에의 경우에는 배관(20)이 삽입될 수 있는 유압 피팅(10)의 양측에 각각 2개의 백업 실링부(14)가 구비되도록 구성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 백업 실링부(14)는 소정의 경사각(α)을 갖는 경사면으로 리세스의 측면이 형성되도록 구성될 수 있다. 백업 실링부(14)를 형성하는 리세스의 측면은 바람직하게는 유압 피팅(10)의 중심축에 대해 대략 40도 내지 50도의 경사각을 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 백업 실링부(14)를 형성하는 리세스의 측면을 경사면 구조로 형성하게 되면 백업 실링부(14) 내로 실리콘 등의 탄성 실링재를 용이하게 충전할 수 있게 되고, 스웨이징 과정에서 백업 실링부(14) 내부에 충전된 탄성 실리콘이 백업 실링부(14) 외부로 보다 원활하게 배출되면서 압착되어 유압 피팅(10)과 배관(20) 사이의 실링성이 더욱 향상될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 백업 실링부(14)에 주입되어 충진되는 탄성 실링재(15)는 백업 실링부(14)를 전부 채울 수 있도록, 바람직하게는 백업 실링부(14)가 형성되는 유압 피팅(10)의 내주면을 넘어서 과충진되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)은 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성 실링재(15)가 백업 실링부(14)가 형성되는 유압 피팅(10)의 내주면으로부터 소정의 깊이(h)만큼 돌출되도록 구성될 수 있으며, 유압 피팅(10)의 내주면으로부터 돌출되는 부분의 표면은 소정의 곡률(R)로 라운딩된 구조로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 탄성 실링재(15)가 리세스 내에 과충진되어 있어 스웨이징 공정시 탄성 실링재(15)가 보다 원활히 압착되어 유압 피팅(10)과 배관(20) 사이에서 보다 신뢰성 있는 실링을 제공할 수 있고, 소정의 곡률(R)를 갖는 표면 구조로 인해 탄성 실링재(15)가 과충진된 상태에서도 배관(20) 삽입이 원활하게 수행될 수 있게 된다. 한편, 탄성 충진재(15)는 유압 피팅(10)에 형성된 백업 실링부(14) 중 일부에만 충진될 수도 있고 모든 백업 실링부(14)에 충진되도록 구성될 수도 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)에서 내부의 백업 실링부(14)에 실리콘 등의 탄성 실링재(15)를 주입하여 충전하는 주입 장치(30)가 예시적으로 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 탄성 실링재 주입 장치(30)는 내부에 탄성 충진재를 수용할 수 있는 본체부(32)에 본체부(32)에 수용된 탄성 실링재(15)를 백업 실링부(14)로 전달하는 니들부(34)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 니들부(34)는 유압 피팅(10)의 일측 단부로부터 백업 실링부(14)의 위치까지 삽입되어 탄성 실링재(15)의 충전을 수행할 수 있도록 가늘고 길게 형성된 튜브형 구조로 형성될 수 있으며, 끝단이 일측으로 절곡된 구조로 형성되어 유압 피팅(10)의 내주면에 형성된 리세스 구조의 백업 실링부(14)에 탄성 실링재(15)를 충진할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유압 피팅(10)은 수직으로 세워진 상태로 회전 지그(40)에 장착된 상태에서 주입 장치(30)를 니들부(34)의 끝단이 유압 피팅(10)의 내주면에 형성된 탄성 실링부(14)에 위치되도록 배치한 다음, 회전 지그(40)로 유압 피팅(10)을 회전시키면서 주입 장치(30)를 통해 탄성 실링재(15)를 주입해 탄성 실링부(14)에 탄성 실링재(15)가 충진될 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되어 있지는 않으나 주입 장치(30)는 제어부(50)를 구비해 제어부(50)를 통해 주입 속도, 주입 시간 등을 조절하면서 탄성 실링재(15)의 주입을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 제어부(50)는 원활한 주입을 구현하기 위해 주입 장치(30)의 주입 조건과 함께 회전 지그(40)의 회전속도 등도 동시에 제어하도록 구성될 수 있다.
도 7을 참조하면 도 6의 탄성 실링재 주입 장치의 제어부(50) 구조가 예시적으로 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제어부(50)는 주입 장치(30) 및/또는 회전지그(40)를 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어 장치(50)에 의한 주입 장치(30)의 제어는 일정한 속도로 탄성 실링재를 주입하면서 토출 시간(주입 시간)을 제어함으로써 탄성 실링재의 주입을 제어하도록 구성될 수 있으며, 회전 지그(40)의 제어는 유압 피팅(10)이 장착된 회전 지그(40)의 회전속도를 제어하는 방식으로 수행될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 피팅(10)에서 내부의 백업 실링부(14)를 충진하는데 이용되는 주입 장치(30)에는 도포된 탄성 실링재(15)를 보다 빠르게 경화시키기 위해 열공급 장치를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 이러한 열공급 장치는 가열된 공기를 주입된 탄성 실링재(15) 근방에 공급하는 방식으로 구성될 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 유압 피팅
11: 도입부
12: 스웨이징부
13: 중간부
14: 백업 실링부
15: 탄성 실링재
20: 배관
30: 주입 장치
32: 수용 공간
34: 니들부
40: 회전 지그
50: 제어부

Claims (7)

  1. 복수의 배관을 연결하는데 이용되는 유압 피팅(10)이며,
    일단에 위치하는 도입부(11)와,
    상기 도입부(11)의 내측에 위치하는 스웨이징부(12)와,
    상기 스웨이징부(12)의 내측에 위치하는 중간부(13)와,
    상기 스웨이징부(12) 또는 중간부(13) 중 하나 이상의 내주면에 형성되는 백업 실링부(14)를 포함하고,
    상기 백업 실링부(14)는 상기 유압 피팅(10)의 내주면으로부터 함몰된 리세스 구조로 형성되며,
    상기 백업 실링부(14)를 형성하는 리세스 구조의 측벽은 상기 유압 피팅(10)의 중심축에 대해 경사진 경사면으로 형성되고,
    상기 유압 피팅(10)은 상기 스웨이징부(12) 및 상기 백업 실링부(14)가 형성되는 부분을 포함하는 영역을 스웨이징하여 유압 피팅(10) 내부에 삽입된 배관(20)을 유압 피팅(10)에 결합하도록 구성되는,
    유압 피팅.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백업 실링부(14)는 상기 유압 피팅(10)의 내주면에 하나 이상 형성되는,
    유압 피팅.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 백업 실링부(14)를 형성하는 리세스 구조의 측벽은 상기 유압 피팅(10)의 중심축에 대해 40도 내지 50도 범위의 경사각을 갖는 경사면으로 형성되는,
    유압 피팅.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 백업 실링부(14)의 일부 또는 전부에는 탄성 실링재(15)가 충전되는,
    유압 피팅.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탄성 실링재(15)는 상기 유압 피팅(14)의 내주면보다 내측으로 돌출되도록 상기 백업 실링부(14)에 충진되는,
    유압 피팅.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 백업 실링부(14)에 충진된 탄성 실링재(15)의 내측 표면은 상기 유압 피팅(10)의 중심축을 향해 볼록한 라운드 형상으로 형성되는,
    유압 피팅.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성 실링재(15)는 실리콘인,
    유압 피팅.
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