KR20230125779A - 호스용 커플링 - Google Patents

Abstract

호스 삽입 방향 A를 따라서, 호스(2) 외삽용의 통형상부와, 호스(2)의 선단 삽입용의 환형상 홈부와, 다른 부재의 부착부가 이 순서대로 형성된 니플(3)과, 호스(2)의 선단을 환형상 홈부에 삽입한 상태에서 니플(3)의 외주면 상에 나사 결합되는 나사부와 상기 나사부에 연속해서 형성되어 통형상부의 외주면 상에 위치하는 후육부를 갖는 너트(4)와, 통형상부와 후육부 사이에 개재된 슬리브(5)를 구비한 호스용 커플링(1)이며, 슬리브(5)는 내주면에 감육부(10)를 갖는다.

Description

호스용 커플링

본 발명은 예를 들면, 냉각을 목적으로 한 불소계 불활성 냉매 등을 순환시키는 배관에 사용하는 호스용 커플링에 관한 것이다.

일반적으로, 불활성 냉매 등을 순환시키는 배관에 사용되는 호스는, 비교적 연질이다. 이러한 호스에 사용하는 커플링으로서는, 호스 선단이 니플의 동부(胴部)에 장착된 상태에서, 호스 외주면에 슬리브를 개재해서 너트를 외삽하고, 너트를 체결함으로써 슬리브가 축경하여 호스가 압축되는 기구를 갖는 것이 알려져 있다(특허문헌 1).

이러한 종래의 커플링에서는 호스 압축 시, 호스의 압축 응력이 크기 때문에, 너트의 체결 토크가 커져버려, 너트의 체결 작업성이 나빠진다고 하는 문제가 있다. 또한, 너트의 체결 토크를 저감시키기 위해서, 호스의 압축률을 작게 설계한 경우, 호스의 내압성능이 저하해버린다. 여기에서, 호스의 압축률이란, 커플링장착 전의 호스에 대하여, 장착 후의 호스가 어느 정도 압축되어 있는지를 나타내고 있다.

일본 실용신안공보 평 6-27916호 공보

본 발명의 주된 과제는, 내압성능은 유지하면서, 너트의 체결 토크를 작게 한 호스용 커플링를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 호스용 커플링은, 통형상체로 구성되고, 호스 삽입 방향을 따라서, 호스 외삽용의 통형상부와, 호스 선단 삽입용의 환형상 홈부와, 다른 부재의 부착부가 이 순서대로 형성된 니플과, 호스가 삽입 통과하는 환형상체로 구성되고, 호스 선단을 환형상 홈부에 삽입한 상태에서 니플의 외주면 상에 나사 결합되는 나사부와, 상기 나사부에 연속해서 형성되어 통형상부의 외주면 상에 위치하는 후육부를 갖는 너트과, 통형상부와 후육부 사이에 개재된 슬리브를 구비한다. 슬리브는 내주면에 감육부를 갖는다.

본 발명에 의하면, 슬리브의 내주면에 감육부를 설치함으로써, 호스의 내압 성능을 유지하면서, 너트의 체결 토크를 작게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 커플링에 호스를 고정한 상태를 나타내는 일부 파단 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 커플링을 구성하는 니플을 나타내는 일부 파단 측면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 커플링을 구성하는 너트를 나타내는 일부 파단 측면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 커플링을 구성하는 슬리브를 나타내는 일부 파단 측면도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 슬리브에 슬릿을 설치하지 않는 슬리브를 나타내는 일부 파단 측면도이다.
도 6는 본 발명의 비교예인 감육부를 갖지 않은 슬리브를 사용한 경우의 커플링을, 호스를 고정한 상태에서 나타내는 일부 파단 측면도이다.

이하, 본 발명의 일실시형태에 따른 호스용 커플링을 도면에 근거해서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일실시형태에 따른 커플링(1)에 호스(2)를 고정한 상태를 나타내고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 커플링(1)은 니플(3)과, 너트(4)와, 슬리브(5)로 구성된다. 호스(2)로서는, 예를 들면, 불소계의 냉매 외, 냉각수나 순수 등의 유체의 이송에 사용되는 것이면, 특별히 제한되지 않는다. 호스(2)의 사용 온도 범위도, 예를 들면, 5℃∼40℃이면 된다. 이러한 호스(2)로서는, 예를 들면, 내층, 중간층, 보강층 및 외층을 이 순서대로 적층한 호스 등이 사용 가능하고, 단층의 수지 튜브 등도 사용 가능하다. 내층, 중간층 및 외층에는, 예를 들면, 폴리올레핀계 수지가 사용 가능하고, 보강층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지 등의 합성 섬유 블렌드가 사용 가능하다.

커플링(1)을 구성하는 니플(3)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 냉매 등의 액체 내지 기체가 흐르는 관통 구멍(6)을 갖는 통형상체로 구성되고, 호스 삽입 방향(화살표 A로 나타내는 방향)을 따라서, 호스(2)의 외삽용의 통형상부(31)와, 호스(2)의 선단 삽입용의 환형상 홈부(32)와, 도시하지 않은 다른 부재의 부착부(33)가 이 순서대로 형성되어 있다. 니플(3)은 금속 또는 합성 수지로 이루어진다.

통형상부(31)는, 일부가 환형상 홈부(32)를 구성하고 있지만, 본 발명에서는 환형상 홈부(32)로부터 돌출되어 있는 부위를 통형상부(31)라고 한다. 환형상 홈부(32)의 외주면에는, 너트(4)와 나사 결합하는 나사 홈(7)이 형성되어 있다. 또한, 다른 부재의 부착부(33)의 외주면에도, 다른 부재와 나사 결합하는 나사 홈(8)이 형성되어 있다.

너트(4)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 호스(2)가 삽입 통과하는 환형상체로 구성되고, 호스(2)의 선단을 니플(3)의 환형상 홈부(32)에 삽입한 상태에서, 니플(3)의 외주면에 형성된 나사부(7)에 나사 결합하는 나사부(41)가 내주면에 형성되어 있다.

또한, 나사부(41)에 인접하고, 후육부(42)가 나사부(41)와 일체로 형성되어 있다. 후육부(42)는 호스(2)의 선단을 니플(3)의 환형상 홈부(32)에 삽입한 상태에서, 니플(3)의 통형상부(31)의 외주면 상에 위치한다(도 1 참조). 후육부(42)는 내주면에 호스(2)의 삽입 방향을 따라서 내경이 커지는 경사면(9)을 갖고 있고, 그 경사 각도는 호스(2)의 삽입 방향을 기준으로 해서 20°∼25°인 것이 좋다. 너트(4)는 금속 또는 합성 수지로 이루어진다.

슬리브(5)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 니플(3)의 통형상부(31)와, 너트(4)의 후육부(42) 사이에 개재되도록 배치되어 있다. 슬리브(5)는 재질이 수지인 것이 바람직하고, 예를 들면, 폴리아세탈(POM), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌설파이드(PPS) 등의 수지로 형성되는 것이 좋다. 슬리브(5)의 경도는, 너트(4) 체결 시에 지나치게 소성 변형되지 않도록 록웰 경도(JIS K7202-2)로 HRM 70∼90인 것이 바람직하다.

슬리브(5)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 환형상체이며, 둘레 방향에 복수의 축경용의 슬릿(11)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 너트(4)의 체결에 의해 슬릿(11)이 변형해서 축경하여 호스(2)에 압접하고, 호스(2)를 고정 유지할 수 있다.슬릿(11)은 양측의 개구에 전체 둘레에 걸쳐 교대로 형성되어 있다. 슬릿(11)의 수는, 축경이 용이하고, 또한 축경 후의 형상이 될 수 있는 한 진원에 가깝게 되어서 충분한 시일성이 얻어지도록 6개 이상 10개 이하인 것이 좋다.

또한, 각 슬릿(11)의 폭이나 길이는, 슬리브(5)의 축경의 용이함이나, 호스(2)의 유지력 등을 고려해서 설정하면 된다.

슬리브(5)의 소경측의 선단 외경은, 너트(4)의 체결 개시 시에 너트(4)의 경사면(9)과 접하는 치수로 되어 있고, 체결이 진행됨과 아울러, 이 경사면(9)을 따라서 슬리브(5)가 축경된다.

도 5에 나타내는 슬릿(11)을 설치하지 않은 슬리브(51)의 체적에 대한 도 4에 나타내는 바와 같은 복수의 슬릿(11)을 설치한 슬리브(5)의 체적의 비율을 나타내는 점유율은, 50% 이상 70% 이하인 것이 슬리브(5)가 축경되기 쉬워지므로 바람직하다.

또한, 슬리브(5)는 외주면에 너트(4)의 후육부(42)에 형성된 경사면(9)에 대응하는 경사면(12)을 갖는다. 즉, 슬리브(5)의 경사면(12)는 호스(2)의 삽입 방향에 대하여 너트(4)의 경사면(9)과 같은 경사 각도를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 슬리브(5)와 너트(4)의 위치 관계를 고정할 수 있다.

슬리브(5)의 내주면에는, 감육부(10)(노치부)가 형성되어 있다. 감육부(10)는 예를 들면, 환형상 홈부(32)측의 슬리브(5)의 내주면을 절삭 등으로 노치해서 형성되어 있다. 감육부(10)를 설치함으로써, 너트(4)에 의한 체결 시에, 압축된 호스(2)를 풀어주는 공간을 확보할 수 있고, 호스(2)의 압축 응력을 작게 할 수 있다. 또한, 도 4에서는, 감육부(10)는 슬리브(5)의 전체 둘레에 걸쳐서 설치되어 있지만, 둘레 방향의 일부에 형성되어 있어도 좋다. 축경 시의 감육부(10)의 내경(R)은 호스 외경과 동등 또는 그 이상인 것이 좋다. 또한, 감육부(10)를 둘레 방향의 일부에 형성하는 경우는, 슬리브(5)의 주위에 균등한 간격으로 배치되어 있는 것이 좋다.

또한, 감육부(10)로부터 슬리브(5)의 타단까지의 영역은, 호스(2)를 압축하는 압축부(P)가 된다. 감육부(10)를 설치함으로써 압축부(P)의 길이는 짧아지기 때문에 호스(2)의 압축 면적이 작아진다. 그 결과, 호스(2)의 압축에 필요한 응력을 저감할 수 있고, 호스의 내압 성능을 유지하면서, 너트(4)의 체결 토크를 작게 할 수 있다. 구체적으로는, 파괴 압력 4MPa 이상 확보하면서, 너트 체결 토크를 저감하기 위해서, 압축부(P)는 슬리브(5)의 전체 길이(L)에 대하여 약 40% 이상 70% 이하인 것이 좋다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 감육부(10)를 설치하는 것에 의해 단부(段部)(13)가 형성되고, 이 단부(13)에 호스(2)가 록킹되므로 호스(2)의 빠짐을 방지할 수 있다고 하는 이점도 있다.

다음에, 슬리브(5)에 감육부(10)를 설치한 경우와, 설치하지 않은 경우의 성능 비교를 행했으므로, 그 결과를 설명한다.

도 6은, 감육부(10)를 설치하지 않은 슬리브(51)를 사용한 호스용 커플링(100)을 나타내고 있다. 이 호스용 커플링(100)은, 상기 슬리브(51)를 사용한 것 이외는, 도 1에 나타내는 호스용 커플링(1)과 같으므로, 도 1과 같은 부재에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

또한, 니플(3) 및 너트(4)는 금속제이며, 슬리브(5, 51)는 수지제이다. 또한, 시험한 호스(2)는 내경이 15.0mm, 외경이 22.0mm이고, 내층, 중간층, 섬유 보강층 및 외층을 이 순서대로 적층한 것이다. 내층, 중간층 및 외층은 폴리올레핀계 수지로 이루어지고, 섬유 보강층은 PET 섬유로 이루어진다.

(1) 호스 압축률

호스 압축률은 하기 식으로부터 구했다.

식: 호스 압축률(%)={(T₀-T₁)/T₀}×100

식 중, T₀는 커플링(1, 100)에의 장착 전의 호스 두께, T₁은 커플링(1, 100)에의 장착 후의 호스 두께를 각각 나타내고 있다.

(2) 너트 체결 토크 시험

커플링(1, 100)에 각각 호스(2)를 접속하고, 너트(4)를 체결할 때의 체결 토크를 계측했다.

(3) 파괴 압력 시험

커플링(1, 100)에 각각 호스(2)를 접속한 상태에서, 호스(2)에 수압을 가하고, 호스(2)가 파괴될 때의 압력을 확인했다. 그리고, 호스(2)의 파괴 압력이 4MPa이상일 때를 합격 「○」으로 했다.

시험 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1로부터 명확한 바와 같이, 본 발명에 따른 커플링(1)은, 비교예인 커플링(100)과 비교하여 호스 압축률 및 파괴 압력 시험에 큰 차이는 없지만, 너트 체결 토크가 크게 저감되어 있는 것이 확인된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명의 호스용 커플링는, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경이나 개선이 가능하다.

1, 100 커플링
2 호스
3 니플
31 통형상부
32 환형상 홈부
33 다른 부재의 부착부
4 너트
41 나사부
42 후육부
5 슬리브
6 관통 구멍
7, 8 나사부
9 경사면
10 감육부
11 슬릿
12 경사면
A 호스 삽입 방향
P 압축부
R 감육부 내경
L 전체 길이

Claims (7)

1. 통형상체로 구성되고, 호스 삽입 방향을 따라서, 호스 외삽용의 통형상부와, 호스 선단 삽입용의 환형상 홈부와, 다른 부재의 부착부가 이 순서대로 형성된 니플과,
   상기 호스가 삽입 통과하는 환형상체로 구성되고, 상기 호스 선단을 상기 환형상 홈부에 삽입한 상태에서 상기 니플의 외주면 상에 나사 결합되는 나사부와, 상기 나사부에 연속해서 형성되어 상기 통형상부의 외주면 상에 위치하는 후육부를 갖는 너트와,
   상기 통형상부와 상기 후육부 사이에 개재된 슬리브를 구비하고,
   상기 슬리브는 내주면에 감육부를 갖는 것을 특징으로 하는 호스용 커플링.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 후육부는 내주면에 호스 삽입 방향을 따라 내경이 커지는 경사면을 갖고 있고, 상기 슬리브는 외주면에 상기 후육부의 경사면에 대응하는 경사면을 갖는 호스용 커플링.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 감육부는 상기 환형상 홈부측의 상기 슬리브의 내주면에 형성되어 있는 호스용 커플링.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 감육부는 상기 슬리브의 전체 둘레 또는 둘레 방향의 일부에 형성되어 있는 호스용 커플링.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬리브는 둘레 방향에 복수의 축경용의 슬릿이 형성되어 있는 호스용 커플링.
6. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬리브는 수지로 이루어지는 호스용 커플링.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 슬리브의 경도는 HRM 70∼90인 호스용 커플링.