KR100410814B1 - 공차보완호스클램프구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 클램프 구조물은 예를들면 니플상에 호스를 단단하게 고정시킬 목적으로 사용될 수있는 클램프 밴드를 갖추고 있다. 그리고 이러한 클램프 밴드는 가소성변형에 의해서 잠겨지는 물체의 주위로 클램프 구조물을 조이기 위한 수단과, 적어도 하나의 파형부의 형태로 형성된 공차보완 수단을 포함하고 있다. 이러한 공차보완 수단은 조임력을 제공하는 조임 배열로부터 떨어져 있고 공차보완 수단이 조임수단의 고정 능력에 영향을 미치지 않고 조임수단과 조합하여 클램프 구조물의 탄성복원작용을 개선시키도록 구성되어 배열되어 있다.

Description

공차보완 호스 클램프 구조물{TOLERANCE-COMPENSATING HOSE CLAMP}

본 발명은 밴드 재료로 제조되고 적절한 길이로 절단된 이른바 "외티커"귀를 구비한 개방식 무단 호스(open stepless hose) 클램프 구조물에 관한 것이며, 보다 상세히 설명하면 호스형 부재와, 이 호스형 부재가 클램프 구조물에 의해서 고정설치된 물체로 구성된, 조립체와의 공차를 자동적으로 보완할 수 있는 클램프 구조물에 관한 것이다.

호스 클램프의 공차보완의 문제는 자주 인식되어 오고 있고, 이를 위해서 다양한 해결책이 제시되고 있다. 예를 들면, 미합중국 특허 제 1,705,895호에 따르면 밴드에 소정의 탄성을 부여하기 위해서 지그재그형의 절취부가 제공되어 있다. 샤우브(Schaub)에 의한 미합중국 특허 제 4,910,832호와 라스무쎈(Rasmussen)에 의한 독일연방공화국 특허 제 30 18 383호에는 종방향의 클램프 밴드에 소정의 탄성을 부여하기 위한 클램프 밴드의 다른 형상이 공개되어 있다. 소위, 귀가 없는(earless) 클램프에 관한 본원과 동일 발명자에 의한 미합중국 특허 제 4,987,651호에는 종방향의 클램프 밴드에 탄성을 부여하기 위해서 클램프 밴드내의 모래시계형 구멍 사이를 둘러싸는 오목형 측면 밴드부로 구성된 적어도 하나 이상의 단면이 제공되어 있다. 그밖에, 1989년 12월 6일자 "개선된 호스 클램프"의 명칭으로 출원된 미합중국 특허 제 07/446,729호에는 이른바 적어도 하나 이상의 "외티커" 귀를 가진 호스 클램프에 대해서 모래시계형 구멍 사이를 둘러싸는 오목형 측면 밴드부의 유사한 단면이 공개되어 있다. 이러한 방식의 모든 종래기술에 있어서 공통적인 것은 클램프 밴드의 단면이 평평함을 유지하도록 평평한 클램프 밴드에 절취부를 포함하고 있다는 점이다. 더욱이, 지금까지 종래기술에서는 공차보완을 제공하기 위해서 물결모양 및 파형부가 이미 제안되어 오고 있다. 예를 들면, 영국 특허 제 778,861호에는 이러한 보완부 아래의 구멍으로 인한 누출의 문제점을 감안하여 적어도 하나 이상의 활모양의 탄성보완부가 공개되어 있다. 이러한 누출을 방지하기 위해서 이 특허가 제시하고 있는 것은 활모양의 보완부가 클램프 밴드의 아래에 놓인 단부에 의해서 덮혀지거나, 또는 활모양의 보완부가 평평해지는 크기와 곡률로 상기 보완부가 제조되어, 클램프가 조여질 때 클램프 밴드가 호스와 양호하게 접촉하도록 하는 것이다. 또한, 프랑스 특허 제 2,470,275호에는 파형부 아래의 구멍이 밑에 놓인 밴드부에 의해서 덮혀지거나 또는 이러한 파형부에 누출을 방지하기 위해서 내부로 연장된 양각(embossment)이 제공된 것이 공개되어 있다. 파형부 아래의 구멍으로 인한 누출을 최소화하기 위해서 중앙 절취부의 맞은편상의 파형부를 상호 옵셋하는 영국 특허 제 1,064,048호를 채택한 것이 유럽 특허 제 0 296 918호에 제안되어 있다. 또한, 클램프 밴드의 파형부는 미합중국 특허 제 4,308,648호와 제 4,919,682호에 공개되어 있는데, 이러한 특허에는 특히 경질고무와 같은 경질재료로 제조된 부품 또는 호스를 사용하여 M형의 탄성 클램프 부재를 제조하기 위해서 종방향의 절취부 또는 슬릿이 제안되어 있다. 그러나, 클램프 밴드에 밴드의 종방향으로 소정의 탄성을 부여하는 것에 주로 관련된 이러한 종래기술의 호스 클램프는 종래의 "외티커"귀에 의해서 실현되는 클램프의 고정능력 향상과 공차보완을 명확하게 구별하지 않았을 뿐만 아니라, 호스에 의해서 운반되는 매질의 온도 및 압력의 변화에 따라서, 그리고 호스 재료의 노화에 따라서 클램프가 벌어진 이후에 소정의 조임력을 보장하도록 클램프를 고유의 치수로 복귀시키기기에 적합한 탄성력(탄성 복원운동)을 보장하기 위한 클램프의 전체적인 탄성 특성을 고려하지도 않았다. 이러한 모든 종래기술의 클램프 구조물은 이러한 여러 가지 특성과 상호작용을 고려하지 않았으며, 특히 파형부를 사용한 공차보완 배열과 통상적인 "외티커"귀의 조합에 의해서 성취되는 이로운 효과를 인식하지도 못했다.

본 발명은 호스에 의해서 운반되는 매체의 온도 및 압력의 변화, 그리고 호스의 노화에 의해서 야기되는 변화의 존재시, 적절한 공차보완과 충분한 고정능력(조임작용)이 공차보완 수단과 소위 "외티커"귀의 조합에 의해서 항상 보장된다는 점에서 앞서 언급한 호스 클램프와는 다르다. 이러한 "외티커"귀는 브릿지부와 상호교차된, 외부로 연장된 다리부로 구성되고, 바람직하게는 소성 변형 이후에 요구되는 조임작용을 제공하는 보강수단이 제공된다. 본 발명의 공차보완 수단과 조합된 이러한 "외티커" 귀는 이러한 모든 변화에 대한 완벽하게 만족스러운 보완 뿐만 아니라 요구되는 조임력을 유지하기 위해서 클램프 구조물의 개선된 탄성작용에 관하여 상승적인 이을 고려할 때결과를 제공한다. 파형(undulation-form)의 공차보완 수단은 본 발명에 따라 특정의 호스형 재료에 적용되어, 개선된 스프링 복원운동으로 공차보완을 성취하는 한편, 클램프를 조이기 위한 "외티커"귀 본래의 소성 변형에 의해서 결정되는 특정의 조임력을 유지하는 이른바 "외티커"귀의 기능에 영향을 미치지 않는다.

이와 관련하여 공차보완 수단은 특히 탄성 복원운동의 양과 관련하여 최적의 공차보상과 클램프 구조물의 탄성 특성을 성취하기 위해서 호스의 재료와 특히 그 경도를 고려해야 한다. 고무와 같은 비교적 연질의 호스 재료에 대해서는 클램프 밴드 내에서, 심지어 파형부를 넘어서까지, 연장될 수 있는 적어도 하나 이상의 평행한 슬롯이 파형부에 제공된다. 비교적 경질의 호스 재료에 대해서는 파형부의 상부의 중앙구역에 바람직하게는 원형으로 형성된 구멍을 제공하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 이러한 파형부는 클램프 밴드의 두께 정도(order)의 비교적 작은 곡률반경으로 제조되고, 클램프 밴드의 내부면으로부터 그 상부의 외부면쪽으로 클램프 밴드의 두께의 약 2배 내지 3배에 달하는 높이를 가진다. 겹치는 밴드부의 기계적 연결은 밴드 재료로부터 압축되는 적어도 하나 이상의 냉간성형된 디이프드로잉 지지후크와, 클램프 밴드의 종방향으로 뻗은 축을 중심으로 밴드 재료로부터 압축된 종방향으로 연장된 탭형 후크를 포함한다. 공차보완 파형부 아래의 누출을 방지하기 위해서 이 파형부 아래의 구멍은 아래에 놓인 클램프 밴드의 단부의 전체 폭에 의해서 덮힘으로써 내부 및 외부의 클램프 밴드의 단부에는 단(step)의 형성, 어긋남(offset)또는 불연속이 없는 내부 클램프면을 보장하기 위한 수단이 제공된다.

본 발명의 이러한 여러 가지 목적들과 특징 및 잇점들은 예시적인 목적으로 본 발명에 따른 2개의 실시예를 도시한 첨부된 도면을 참조하여 아래에 상세하게 설명한다.

여러 도면에 걸쳐서 동일한 참조부호가 사용된 도면, 특히 제 1도 및 제 2도를 참조하면, 참조부호 (11)은 본 발명의 클램프 구조물에 사용되는 클램프 밴드를 가리키고 있다. 참조부호 (10)으로 지시된 클램프 구조물은 펀치 작업 및 프레스 작업 후에 존재하는 평평한 상태로 도시되어 있다. 클램프가 원형의 상태(제 3도 참조)로 조립될 때 서로간에 겹쳐지는 클램프 밴드(11)의 내부 단부(11a)와 외부 단부(11b)는 적절한 수단에 의해서 기계적으로 상호연결되는데, 바람직한 실시예에서 이러한 수단은 미합중국 특허 제 4,299,012호에 공개된 바와 같은 적어도 하나 이상의 디이프 드로잉 냉간성형된 지지후크(12)와 탭모양의 종방향으로 연장된 후크(13)를 포함한다. 이러한 후크(13)는 적절한 형상으로 절단된 후에 종방향으로연장된 축을 중심으로 클램프 밴드로부터 굽혀진다. 클램프 구조물을 축방향으로 설치하고자 할 경우에는 클램프 밴드(11)의 절취부가 제 6도에 도시된 바와 같이 바람직하게는 U자형으로 형성되고 탭형 부재(13)를 슬롯(15)내로 연장시킴으로써 클램프 구조물(10)을 원형으로 조립한 후에 고정된 사전 조립체(preassembly)를 제공하기 위해서 제 5도에 도시된 바와 같이 탭형 부재(13)가 위로 굽혀지는 것이 바람직하다. 그러나, 클램프 구조물(10)이 반경방향으로 설치되는 경우에는, 제 1도 및 6도에 도시된 탭형 부재(13)를 미합중국 특허 제 4,622,720호에 공개된 결합 안내 및 지지후크로 대체하는 것이 바람직할 수 있다. 내부 밴드부(11a)에 제공된 후크(12,13)는 장방형의 구멍(14)과 종방향으로 연장된 슬롯(15)을 체결하기에 적합하다. 이러한 구멍(14)과 슬롯(15)은 외부 밴드부(11b)에 이른바 "외티커" 귀(16)와 외부 단부(11b)의 자유단의 사이구역내에 각각 제공되어 있다. 이른바 "외티커" 귀는 본 발명의 클램프 구조물용의 조임수단을 구성하고, 클램프 밴드의 종방향으로 연장된 브릿지부(18)에 의해서 상호연결된 2개의 외부로 연장된 다리부(17a,17b)를 포함한다. 거의 장방향이며 다리부(17a,17b)에 대해서 직각으로 배열된 브릿지부(18)에는 보강수단(19)이 제공되어 있어서, 통상적인 집게형 도구에 의해서 적절한 소성 변형이 가능하고, 예를 들면 호스에 의해서 운반되는 매체의 온도 및 압력 변화 또는 호스 재료의 노화시에 소정의 고정력을 유지하는, "외티커" 귀에 대해 알려진 바와 같은, 수정 소성 변형(correct plastic deformation)에 의해서 클램프 구조물의 소정의 고정 능력을 보장한다. 이러한 보강수단(19)은 미합중국 특허 제 3,475,793호에 공개된 바와 같이 V형 홈의 형태로 형성될 수 있고, 또는 바람직하게는 미합중국 특허 제 5,282,295호에 공개된 바와 같은 조금 침하된 거의 장방형의 형태로 형성될 수 있으며, 또는 1990년 12월 18일자로 "클램프용 보강귀 구조물"의 명칭으로 출원된 계류중인 특허출원 제 07/629,716호에 공개된 형태로 형성될 수도 있다. 그밖에, 침하부(19a,19b)들의 면적의 합이 미합중국 특허 제 5,282,295호 및 계류중인 특허 제 07/629,716호에 명시된 바와 같은 단일 침하부의 면적을 충족하는 한, 브릿지(18')(제 9도 참조)에는 얕은 침하부(19) 대신에 적어도 2개 이상의 얕은 보강 침하부(19a,19b)가 제공될 수 있고, 이때 각각의 침하부는 바람직하게는 마지막으로 언급된 미합중국 특허 또는 특허출원에 공개된 바와 같이 구성될 수 있다. 구멍(14,15)에 후크(12,13)를 체결함으로써 기계적 연결이 수행되기만 하면, 단단하게 고정되는 호스의 위로 설치되는 클램프가 종래기술에 공개된 바와 같은 다소의 오메가 형상으로 "외티커"귀를 소성 변형시킴으로써 잠궈진다.

단의 형성, 어긋남 또는 불연속이 없는 클램프 구조물(10)의 내부 조임면을 보장하기 위해서 내부 및 외부 밴드부(11a,11b)에 겹쳐진 내부 밴드(11a)의 자유단에 단의 형성을 배제하기 위한 수단이 제공되어 있다. 이러한 수단은 양쪽의 측방향 밴드부(23a,23b) 사이에 존재하는 혀 수용통로(tongue-receiving channel)를 형성하는 중심으로 위치된 프레스 가공된(pressed-out) 밴드부(22)와 체결되기에 적합한 혀모양 연장부(21)를 포함한다. 이러한 측방향 밴드부(23a,23b)는 제 1 계단형부(24a,24b)의 외부 밴드부의 직경에 통합되는 한편, 통로형의 리세스(22)는, 미합중국 특허 제 4,299,012호에 공개된 바와 같이, 제 2 계단형부(25)에서 클램프밴드(11)의 수직(normal) 직경의 치수로 넘어간다. 제 1도 및 제 2도에 도시된 바와 같이, 타출된(stamped-out) 평평한 블랭크(blank)의 상태로, 중앙의 프레스 가공된 밴드부(22)는 제 3도의 조립된 상태에서, 혀 수용 통로가 제 3도에 도시된 것과 유사한 형상을 띤다.

본 발명에 따른 클램프 구조물에서, "외티커" 귀(16)는 예정된 조임작용을 제공하고, 이것의 소성 변형에 의해서, 예를 들면 호스 내부에서 이동하는 매체의 온도 및 압력의 변동 또는 호스 재료의 노화의 경우에 대한 정상적인 보완기능을 제공하는데, 이러한 보완기능은 파형부(30) 모양으로 형성된 본 발명에 따른 공차보완 수단(30)에 의해서 지원을 받는다. 조립체 중에서 호스형 부재 뿐만 아니라 호스형 부재가 고정될 니플(nipple) 또는 다른 물체들이 사용자에 의해서 지정되는 바와 같은 임의의 공차 범위를 가진 치수로 제조되어야 하기 때문에 공차보완이 필요하다. 실제로, 이것은 호스형 부재 및 니플 또는 비교적 고정적인 부재가 각각 주어진 공차 범위내에서 최소 및 최대 치수를 가질 때 발생하는 최대 및 최소 치수에서 클램프 구조물이 지정된 압력을 가할 수 있는 경우에만 클램프 구조물에 의해서 니플 또는 비교적 고정적인 부재상에 호스형 부재를 단단하게 잠글 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 자동차의 연료호스에 사용되는 클램프 구조물의 사양은 최소의 고정력이 유지됨을 요구하기 때문에, 즉, 호스의 지정된 최소 압착력(pull-off force)이 실현되는 것을 요구하기 때문에, 이러한 응용의 경우에 적합하도록 클램프 구조물의 공차보완 범위를 증가시킬 필요가 있다는 실험결과가 나와 있다. 그밖에, 자동차 분야에서 지정된 고도의 고정력은 고도의 압착력에 견뎌내고 이러한 보다 높은 압착력을 유지하도록 호스가 니플상에 고정될 것을 요구한다. 본 발명에 따른 클램프를 시판되고 있는 통상적인 방식의 외티커 클램프(15.7 - 1,706R)와 비교할 때, 14.5mm의 최소 직경과 15.5mm의 최대 직경에 달하는 니플 및 호스 조립체의 보다 높게 지정된 공차 범위를 감안하기 위해서 클램프 구조물의 유효 조임 범위(effective clamping range)는 10mm로 증가되어야 한다. 본 발명에 따르면, 제 1단계로 귀의 길이, 즉 "외티커"귀의 종방향의 내부 치수(제 1도의 치수 "d")가 8.5mm의 기존 치수로부터 10mm로 증가되었다. "외티커" 귀의 이러한 변화는 직경에 대해서 클램프를 약 1.5mm 또는 약 0.5mm만큼 조일 때 원주둘레의 치수를 추가로 감소시킨다. 그밖에, 클램프 밴드에는 파형부(30) 형태의 공차보완부가 제공되어 있다. 또한, 보다 높게 지정된 고정력에 견디기 위해서 클램프 밴드의 폭은 7mm로부터 10mm로 확대되고, 그 두께는 0.6mm로 부터 0.8mm로 증가되었다. 10mm의 밴드폭과, 0.8mm 두께의 클램프 밴드와, 10mm의 "외티커"귀의 내부 치수와, 그리고 하기에서 보다 상세히 설명될 적어도 하나 이상의 펀치 작업으로 형성된 구멍을 가진 파형부(30)로 형성된 공차보완부를 가진 스테인레스강(AISI 304)으로 제조된 본 발명에 따른 클램프는, 직경 12.3mm 내지 15.5mm의 이론적 조임 범위를 제공할 뿐만 아니라 클램프의 고정 능력의 상당한 증가, 즉, 압착력을 약 12%만큼 증가시킬 수 있다.

그밖에, 제 8도에 도시된 바와 같이, 외부면에 원형 홈(51)을 형성하여 종래의 니플(50)을 원통형의 외부면으로 변경함으로써 압착력을 상당히 개선시킬 수 있다. 따라서, 이러한 홈들은 니플의 원주둘레를 중심으로 환형으로 연장되어 있다.홈이 없는 니플과 제 8도에 도시된 바와 같이 홈이 있는 니플로 얻어지는 결과를 비교할 때, 본 발명에 따른 클램프에 의한 압착력은 240N으로부터 520N으로 증가될 수 있다. 즉, 고정력의 2배 이상의 힘을 제공한다. 본 발명에 따른 니플, 호스 및 클램프 조립체를 주기적으로 실험한 후에 이와 유사한 개선이 실현되었다.

본 발명에 따른 다른 중요한 특징은 본 발명의 공차보완 수단(30)이 특수한 호스 재료에 적합해야 한다는 사실을 발견하는데 있다. 미합중국 특허 제 4,919,682호에 공개된 클램프와 비교해서, 온도보완 파형부(30)의 타원형 구멍(32a,32b)은 고무와 같은 연질 재료로 제조된 호스에 특히 적합하다는 점이 발견되었다. 펀치로 형성된 구멍(32a,32b)을 파형부(30) 너머로 종방향으로 연장시킴으로써, 3개의 좁은 클램프 밴드 스트립에 의해서 소량의 추가 공차보완이 실현될 수 있다. 상기 3개의 클램프 밴드 스트립은 클램프 밴드의 전체 폭보다 좁은 치수를 가진 구멍(32a,32b)의 너머로 있다. 제 1, 2도의 실시예에는 2개의 타원형 구멍(32a,32b)이 제공되어 있는데, 그 이유는 클램프 밴드의 횡방향으로 미리 결정된 최소의 폭을 가진, 중앙에 위치된 단일 구멍내로 혀모양 연장부(21)가 가압되거나 탈출하는 경우에는, 누출을 초래할 수 있어 상기 단일 구멍은 적합하지 않을 것이기 때문이다. 이러한 최소의 폭은 적어도 클램프 밴드의 다른 모든 구멍의 폭만큼 크거나 또는 이보다 더 커서, 클램프 밴드 재료의 소정의 탄성 신장이 공차보완 수단(30)의 잔여의 좁은 클램프 밴드부 구역내에서 발생하는 것을 보장하도록 해야 한다. 타원형 구멍(32a,32b)을 파형부(30)의 너머로 연장시킴으로써, 2개의 연장된 측방향 구멍(32a,32b) 사이와 이러한 2개의 구멍의 양쪽에 남아 있는 보다 좁은 밴드부의 약간의 탄성 신장에 의해서 파형부(30)가 거의 평평하게 신장된 이후에도 소량의 공차보완이 실현될 수 있다.

플라스틱 호스와 같은 경질의 호스 재료가 사용되는 경우는, 구멍(32a,32b)이 생략되어야 하고, 그 대신에 제 7도에 도시된 바와같이 파형부(30)의 상단에 단일 구멍(38)이 제공된다. 실험 결과, 원형 구멍(38)은 예를 들면 물방울형의 구멍과 같은 다른 형상보다 우수한 결과를 제공하는 것으로 나타났다.

파형부(30) 및 타원형 구멍(32a, 32b)의 아래에 있는 내부 클램프 밴드부(11a) 영역에 구멍(32a, 32b) 보다 약간 길고 넓은 2개의 프레스 가공된 양각부(35a, 35b)가 제공되어, 클램프 구조물의 적절한 성능을 모든 측면에서 보장하도록 한다.

요구되거나 바라는 바에 따라, 그 치수가 변할 수 있는 본 발명에 따른 클램프 구조물의 비제한적인 실시예에서, 제 1도의 펀칭 가공된 블랭크의 전체 길이(a)는 91.5mm이고, 종래의 두께가 0.6mm인데 비해 클램프 밴드의 두께(b)는 0.8mm이며, 종래의 7mm의 폭에 비해 클램프 밴드의 폭(c)은 10mm이고, 기존의 클램프의 8mm의 길이에 비해 귀의 내부 길이(d)는 10mm이며, 파형부의 길이(e)는 2.5mm이고, 그리고 타원형 구멍(32a,32b)의 길이(f)는 8mm이다. 각각의 구멍(32a,32b)의 폭은 이러한 2개의 구멍의 전체 폭이 구멍(14)의 폭(o) 등의 클램프 밴드의 다른 모든 구멍의 폭보다 크도록 선택된다. 각각의 구멍(32a,32b)의 약 2mm의 폭(g)(제 2도)은 본 실시예의 클램프에 대해서 만족되는 것으로 확인되었다. 파형부(30)의 반경(R1)은 1.25mm인 반면, 외부 반경(R2)은 0.4mm이다. 혀모양 연장부(21)의 전체길이(h)는 13mm인 반면, 지지후크(12)의 접경면으로부터 외부 밴드부(11b)의 자유단 근처의 통공(14)의 단부면까지의 거리(i)는 55.2mm이다. 계단형부(24a,24b)의 단부로부터 외부 밴드부(11b)의 자유단 부근의 통공(14)의 단부면까지의 길이(k)는 30.5mm인 한편, 귀(16) 부근의 타원형 구멍(32a,32b)의 단부로부터 외부 밴드부(11b)의 자유단 부근의 구멍(14)의 단부면까지의 길이(I)는 20mm이다. 귀(16)의 중앙으로부터 외부 밴드부(11b)의 자유단 부근의 구멍(14)의 단부면까지의 길이(m)는 11mm이다. 구멍(14)의 길이(n)는 3.3mm이고, 틈새(14)이 폭(o)은 3.5mm이다. 탭형 후크(13)용의 구멍(15)의 길이(p)는 3.5mm이고, 통공(14)과 슬롯(15)의 인접한 단부면간의 간격(q)은 2mm이다. 지지후크(12)의 접경면의 끝 부분과 탭형 부재(13)의 인접한 단부 사이의 간격(r)은 2.3mm이고, 프레스 가공된 양각부(35a,35b)의 길이(s)는 9mm이며, 내부 밴드부(11a)의 단부면으로 부터의 간격(t), 즉, 혀모양 연장부(21)가 시작되는 횡방향 표면까지가 1mm이다. 프레스 가공된 각각의 양각부(35a,35b)의 전체 폭(s')은 약 3mm이고, 이러한 양각부가 약 1.5mm의 반경을 가진 반원형 단부의 양단까지 형성되어 있는 반면, 혀모양 연장부의 단부로부터 지지후크(12)의 맞은편 단부까지의 길이(u)는 28mm이다. 혀모양 연장부(21)의 폭(v)은 2.8mm이고, 클램프 밴드의 내부면으로부터 양각부(35a,35b)의 외부면까지의 프레스 가공된 양각부(35a,35b)의 높이(w)는 1.3mm이다. 지지후크(12)의 길이(x)는 2.8mm인 반면, 그 최대 높이(y)는 2.2mm이다. 보강 침하부(19)의 길이(z)는 2mm이고, 탭형 부재(13)의 길이(A)는 3mm이고, 그 최대 높이(B)는 3.2mm이다. 외부 밴드부(11b)의 자유단 부근의 통공(14)의 단부면으로부터 외부 밴드부의 단부까지의 길이(D)는 8.5mm이다. 귀(16)의 브릿지부(18)는 바람직하게는 비교적 작은 곡률반경을 가진 둥근 부분을 통해서 다리부(17a,17b) 위로 연결되는 한편, 다리부(17a,17b)는 비교적 작은 곡률반경을 가진 둥근 부분을 통해서 클램프 밴드(11) 위로 연결되는데, 이러한 비교적 작은 곡률반경은 예를 들면 약 0.4mm가 될 수 있다. 통로(22)의 폭(H)은 3mm이다.

제 7도는 경질의 호스재료에 대한 제 1도 내지 제 6도의 클램프 구조물의 변형된 실시예로서, 여기서 타원형의 구멍(32a,32b)이 생략되고, 그 대신에 파형부(30)의 상단 구역에 원형의 구멍(38)이 제공되어 있다. 4mm의 직경을 가진 원형 구멍(38)을 갖추고, 그리고 귀를 폐쇄한 채 제 1, 2도에 도시된 것과는 다른 클램프를 비슷한 상태하에서 실험한 결과, 경질의 플라스틱 호스에 대해 사용할 때 제 7도에 도시된 클램프가 유사하게 만족스러운 결과를 발휘하는 것으로 입증되었다.

본 발명에 따른 클램프 구조물과 이에 상응하는 종래의 클램프 구조물간의 반경방향의 힘(daN)에 관련된 실험은 본 발명의 클램프 구조물에 의해서 반경방향의 힘이 55% 이상 증가되었음을 나타낸다.

14.5mm의 최소 직경과 15.5mm의 최대 직경의 지정된 공차범위 내에서 조립된 호스와 니플에 대해서 직경의 차이를 처리하기 위해서, 클램프는 귀(16)의 증가된 치수(d)에 의해서 얻어지는 10mm의 확대된 조임 범위를 가져야 한다. 귀(16)의 치수(d)의 8.5mm에서 10mm로의 증가는 조임작용중에 원주 둘레의 치수를 추가로 약 1.5mm 감소시키거나, 또는 직경으로는 약 0.5mm를 감소시킬 수 있게 한다. 근래의사양(specification)을 충족하기 위해서 클램프에는 추가의 공차보완부가 제공되어야 한다. 본 발명에 따른 클램프 구조물에서, 이것은 파형의 공차보완 수단(30)에 의해서 성취된다. 펀치 가공된 타원형의 구멍(32a,32b)에 의해서, 직경상 약 12.3mm 내지 약 15.5mm의 이론적 조임의 범위가 성취될 수 있다. 이러한 클램프 구조물은 폐쇄된 귀에 13.4mm의 내부 직경을 제공한다. 이와는 달리, 공차보완 수단(30)이 사용될 필요가 없는 경우에는, 폐쇄된 귀를 갖춘 본 발명에 따른 클램프 구조물은 12.3mm의 내부 직경을 가진다. 즉, 공차보완 수단(30)이 약 1.1mm의 내부 직경의 차이를 형성한다. 상당한 탄성 보완의 제공을 위해 "외티커" 귀가 요구되기 전에 공차보완부가 신장되기 때문에, 귀의 조임작용 또는 고정력은 본 발명에 따른 공차보완 수단에 의해서 영향을 받지 않는다. 다시 말해, 타원형 구멍(32a,32b), 원형 구멍(38), 또는 파형부(30) 내의 그러한 여러 수단이 존재함으로 인해서, 파형부(30)가 보강된 소성 변형된 귀(16)보다 변형에 대해서 적은 저항을 제공하기 때문에, 보완 수단(30)의 보완 능력이 거의 고갈될 때까지 "외터커" 귀의 조임작용은 어떤 보완을 제공하도록 요구되지 않는다.

그러나, 증가된 탄성복원력을 제공함에 있어서, "외티커" 귀와 본 발명에 따른 공차보완 수단의 조합의 상승작용은 다음의 도표화된 실험 결과로부터 알 수 있다. 이러한 실험 결과는 탄성복원 운동 거리의 증가로 나타나는 바와 같이, 이러한 조합의 증가된 탄성복원 작용을 증명한다. 이러한 모든 실험에서, 표본은 폭 및 두께 뿐만이 아니라 다른 지정된 특성면에서 동일한 클램프 밴드재료로 제조되었고, 0.5mm의 단위로 표본의 길이를 점진적으로 증가(신장)시키기 위해서 표시된인장력(Kp)을 받게 된다. 또한 인장력이 제거되었을 때 스프링의 복원경로(mm)도 나타내었다. 표본에 사용된 귀는 예를 들어 앞서 언급한 바와 같이 얕은 침하부가 보강된 통상적인 "외티커" 귀이다. 실험 6A, 6B 및 7A, 7B에서 물방울 모양의 구멍은 지정된 바와 같은 전체 길이를 가지고, 최대 폭의 구역에서는 반원형의 구멍을 가지며, 실험 6A, 7A에서 귀쪽 방향으로 뾰족한 최소의 폭까지 테이퍼져 있다. 클램프 밴드 재료의 폭 및 두께의 단위는 mm이다.

실험 1A

실험 1B

실험 2A

실험 2B

실험 3A

실험 3B

실험 4A

실험 4B

실험 5A

실험 5B

실험 6A

실험 6B

실험 7A

실험 7B

실험 7C

실험 8A

실험 8B

실험 9A

실험 9B

지금까지 본 발명에 따른 2가지 실시예만을 설명했지만, 본 발명은 여기에한정되지 않고 당업자에게 공지된 바와같이 본 발명에 대해서 많은 수정이 가해질 수 있다. 따라서, 본 발명은 필요한 조임범위와 조임작용을 제공하는 조임수단에 별도의 공차보완 수단이 병합되어 유지되는 경우라면 다른 종류의 클램프 구조물에도 응용될 수 있다. 예를 들면, 지름이 상이한 호스에 클램프 구조물을 제공하기 위해서 단일 귀 클램프 구조물의 사이즈와 그 치수가 바뀔 수 있다. 더욱이, 각각의 치수들은 수요자의 특수한 필요성과 특성에 부합하거나 겹쳐진 밴드부에서 다른 기계적 결합의 요구에 부합하도록 치수가 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면, 후크의 수나 종류는 특정의 클램프 구조물의 사이즈 및 요건에 따라서 달라질 수 있다. 그밖에, 본 발명은 하나 이상의 귀 및/또는 적어도 2개 이상의 부품들을 갖춘 클램프 구조물에도 응용될 수 있다. 클램프 구조물을 조이기 위한 수단은 조임 범위에 특정의 요건에 부합되는 조임력을 갖춘 조임 범위를 제공하는 탄성작용을 제공하기만 하면 또한 변경가능하다. 이것은 공차보완 수단 및 클램프 밴드의 두께와 폭에 대해서도 마찬가지이므로, 특정의 요건이 본 발명에 따른 방식으로 충족되기만 하면 변경가능하다. 예를 들면, 미합중국 특허 제 4,315,348호 또는 제 4,237,584호에 공개된 바와 같이, 또는 제 5,283,931호의 제 6 내지 11도에 도시된 바와 같이 단의 형성, 어긋남 또는 불연속이 없는 내부 조임면을 보장하기 위한 수단도 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명은 특정의 실시예 및 앞서 기술된 치수에 한정되지 않고, 유사한 문제점을 가진, 본 발명에 의해서 공개된 바와 같은 기준에 부합되는 다른 종류의 변형된 클램프 구조물에도 응용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 앞서 설명한 상세한 설명에 제한되지 않고 첨부된 청구의 범위내에서 포함되는 바와 같은 모든 변경과 수정을 포괄하도록 의도된다.

제 1도는 본 발명에 따른 이른바 외티커("Oetiker") 귀를 갖춘 공차보완 클램프의 평평하고 구멍뚫린 상태를 도시한 측면도.

제 2도는 제 1도의 공차보완 클램프의 평면도.

제 3도는 제 1도 및 제 2도의 공차보완 클램프의 등글게 조립된 상태를 도시한 축방향도.

제 4도는 본 발명의 공차보완 클램프에 사용되는 "외티커"귀를 상세하게 도시한 확대도.

제 5도는 제 3도의 선 V-V를 따라서 절단한 횡단면도.

제 6도는 탭형상 부재 영역을 확대해서 도시한 부분 상세도.

제 7도는 본 발명에 따른 공차보완 클램프의 변형된 일실시예를 도시하며 제 2도와 유사한 부분 평면도.

제 8도는 니플 호스 클램프 조립체용의 비교적 높은 압착력을 얻기 위해서 본 발명에 따른 클램프 구조물과 함께 사용하기에 특히 적합한 니플 구조물을 통해서 도시한 축방향의 부분 횡단면도.

제 9도는 본 발명의 클램프 구조물에 사용하기 위한 강화 "외티커"귀의 변형된 실시예를 도시하며 제 2도와 유사한 부분 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 클램프 구조물 11 : 클램프 밴드

11a : 내부 단부 11b : 외부 단부

12,13 : 후크 14 : 장방형 구멍

15 : 슬롯 16 : "외티커" 귀

17a,17b : 다리부 18 : 브릿지 부

19 : 보강수단 21 : 혀모양 연장부

22 : 리세스 23a,23b : 측방향 밴드부

24a,24b : 제 1 계단형부 25 : 제 2 계단형부

30 : 파형부 32a, 32b : 타원형 구멍

35a,35b : 양각부 38 : 원형 구멍

50 : 니플(nipple) 51 : 홈

Claims (15)

1. 클램프 구조물로서,

   클램프 밴드(11)와,

   조이고자 하는 물체에 상기 클램프 구조물의 설치를 가능하게 하는 상기 클램프 밴드 내의 수단과, 상기 클램프 구조물을 상기 물체에 대해 조이고 조임력 및 공차 보완을 제공하도록 상기 클램프 밴드(11)의 일단부에 근접하게 위치된 조임 수단(16)을 포함하고,

   상기 조임 수단(16)과 떨어져서 상기 조임 수단(16)과 상기 클램프 밴드(11)의 타단부 사이에 위치된 추가의 공차 보완 수단(30)으로서, 상기 클램프 구조물의 복원 스프링 작용을 증가시키기 위해 상기 클램프 밴드(11) 내에 파형부를 포함하고, 상기 파형부(30)에 하나 이상의 구멍(38)을 포함하는 추가의 공차 보완 수단(30)을 포함하는 클램프 구조물에 있어서,

   상기 구멍(38)은 호스 재료의 경도(hardness)를 고려하여 상기 파형부(30)의 상단부에 위치되고 원형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 클램프 구조물.
2. 제 1항에 있어서, 각 파형부(30) 내에 둘 이상의 구멍(38)이 제공되고, 이들은 2개의 횡방향 파형부 및 한 개의 중앙 파형부를 포함하는 3개의 파형부가 형성되도록 클램프 밴드의 횡방향으로 서로 이격되어 있는 클램프 구조물.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 각 파형부(30) 아래에 형성된 간극의 길이가 상기 클램프 밴드(11) 두께의 2 내지 3배인 클램프 구조물.
4. 제 1항 또는 2항에 있어서, 각 파형부(30)의 높이가 상기 클램프 밴드(11)두께의 2 내지 4배인 클램프 구조물.
5. 제 1항 또는 2항에 있어서, 각 파형부(30)가 적어도 상기 클램프 밴드(11)의 두께에 대응하는 반지름으로 그 외부가 볼록하게 라운딩된 클램프 구조물.
6. 제 5항에 있어서, 상기 라운딩된 반지름이 상기 클램프 밴드(11)두께의 1 내지 2배인 클램프 구조물.
7. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 클램프 밴드(11)는 상기 클램프가 조립된 상태에서 상기 구멍(38)의 아래 영역에 2개의 프레스 가공된 양각부(35a, 35b)를 포함하고, 각 양각부의 영역은 상기 구멍(38)의 영역과 적어도 동일하고, 동일 공간으로 뻗어 있는(co-extensive) 클램프 구조물.
8. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 조임 수단(16)은 조이고자 하는 물체에 대해 상기 클램프 구조물을 조이기 위한 스프링 작용을 제공하고, 상기 클램프 구조물에 의해 상기 물체에 가해지는 소정의 조임력을 제공 및 유지하기 위한 조임 작동 가능하며, 상기 추가의 공차 보완 수단(30)은 상기 추가 공차 보완 수단(30)의 공차 보완의 전범위에 걸쳐 상기 조임 수단(16)의 조임력이 영향받지 않도록 작동 가능하고 동시에 상기 조임 수단(16)과 협력하여 증가된 스프링 복원 운동을 발생시키는 클램프 구조물.
9. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 조임 수단은, 상기 클램프 밴드(11)의 종방향으로 연장되는 브릿지부(18)와 교차되는 외측으로 연장된 다리부(17a, 17b)를 포함하고 보강 수단(19)이 제공된 소성변형 가능한 귀(16)인 클램프 구조물.
10. 제 9항에 있어서, 상기 보강 수단은 하나 이상의 얕은 침하부(19)에 의해 형성되고, 상기 침하부(19)는 상기 보강 수단(16)을 형성하기 이전에 상기 브릿지부(18)의 전체 면적의 30%이상을 덮는 클램프 구조물.
11. 제 9항에 있어서, 상기 보강 수단(16')은 그 전체 영역이 상기 브릿지부(18')의 전체 영역의 30%이상을 덮는, 상기 브릿지부 내에 나란히 배열된 2개의 종방향으로 연장된 침하부에 의해 형성되는, 클램프 구조물.
12. 제 1항 또는 2항에 있어서, 클램프 구조물은 겹쳐지는 밴드부(11a, 11b)를 갖는 개방형이고, 상기 클램프 구조물의 설치를 가능하게 하는 상기 수단은 상기 밴드부 중의 하나(11b)에 하나 이상의 구멍(14)을 구비한 기계적 연결수단(12...15)을 포함하고, 상기 구멍(38)의 클램프 밴드 횡방향 폭은 상기 구멍의 클램프 밴드 횡방향 폭과 적어도 동일한, 클램프 구조물.
13. 제 12항에 있어서, 상기 기계적 연결 수단은 하나의 접경면을 제공하기 위해 횡방향으로 연장된 절취부를 따라 상기 클램프 밴드(11)로부터 프레스된, 하나 이상의 디이프-드로잉되고 냉간 변형된, 외측으로 연장되는 지지 후크(12)를 포함하고, 상기 하나 이상의 구멍(14)은 상기 지지 후크(12)가 관통 연장하여 그 접경면이 횡방향으로 연장되는 엣지 중 하나와 맞물리도록 하기에 충분한 폭을 갖는 장방형 형상인, 클램프 구조물.
14. 제 13항에 있어서, 상기 기계적 연결 수단은, 상기 클램프 밴드 종방향으로 연장되고 역시 클램프 밴드 종방향으로 연장되는 축 선에 대해 상기 클램프 밴드(11)로부터 구부러진 탭형상 후크(13)를 더 포함하고, 슬롯 형상의 다른 통공(15)이 상기 클램브 밴드(11)의 두께 보다 큰 폭을 가지고 상기 클램프 밴드 종방향으로 연장되며, 상기 탭 형상 후크(13)는 외측으로 돌출하는 단부에 대해 구부러짐으로써 상기 클램프 구조물의 사전 조립체가 가능하도록 하는 높이 치수를 갖는 클램프 구조물.
15. 제 1항 또는 2항에 있어서, 매끄러운 내부 클램핑면을 보장하기 위한 부가 수단을 더 포함하고, 내부 및 외부 밴드부 중의 하나(11a)에 혀모양 수단(21)을 포함하고, 상기 내부 및 외부 밴드부 중 다른 하나(11b)에 혀수용 수단(22)을 포함하며, 상기 혀수용 수단은 상기 다른 하나의 밴드부(11b)에서 계단 형상 영역에 의해 일부가 형성되는 클램프 구조물.