KR920000660B1 - 급속연결 커플링 - Google Patents

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KR920000660B1
KR920000660B1 KR1019870011676A KR870011676A KR920000660B1 KR 920000660 B1 KR920000660 B1 KR 920000660B1 KR 1019870011676 A KR1019870011676 A KR 1019870011676A KR 870011676 A KR870011676 A KR 870011676A KR 920000660 B1 KR920000660 B1 KR 920000660B1
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엠. 초한 새티쉬
제이. 앤토쉬 제리
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더 게이쯔 루버 컴패니
에이취. 더블유. 오베르그, 쥬니어
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Abstract

내용 없음.

Description

급속연결 커플링
제1도는 본 발명에 따른 급속연결 커플링의 일실시예를 나타내는 부품의 분해 등각도.
제2도는 제1도의 부품의 조립된 상태를 도시하는 축방향 부분 측단면도.
제3도는 외부칼라를 가진 형태의 종래기술에 따른 수나사관 단부의 정면도.
제4도는 본 발명의 또다른 실시예로 2개의 0-링을 이용하여 수나사관 단부가 부착된 커플링을 도시하는 제2도 및 제3도와 유사한 도면.
제5도는 제2도의 커플링에서와 같이 단 1개의 0-링을 이용하는 제4도의 선 5-5을 따른 부분 확대단면도.
제6도는 제2도의 선 6-6의 부분의 확대부분도로 변형예를 나타낸 도면.
제7도는 제2도와 유사하나 또다른 실시예를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 암나사 커플링 12 : 수나사관 단부
14 : 외부칼라 18 : 하우징
20,22 : 제1,2구멍 24 : 0-링
26 : 환형 숄더 30 : 압축코일 스프링
36 : 리테이너 링 38 : 가변형 돌출부
34,48 : 와셔 62 : 지지링
본 발명은 관결합, 즉 급속연결 커플링에 관한 것으로써, 특히 0-링형 패킹을 스냅결합식 커플링에 관한 것이다.
이같은 종류의 종래의 급속연결 커플링은 요동형 너트로 함께 연결된 확경(flared), 비이드(bead), 테이퍼진 부착물이나 또는 관단부가 외부 호스클램프로 연결된 호스와 같은 형태의 유체 커플링으로 대치할 수 있다. 급속연결 커플링은 자동차등의 많은 분야에 사용되며, 이러한 연결을 행하고 유체 밀봉하기 위해서는 시간이 최소로 소요되는 것이 필요하다. 이러한 커플링은 0-링 형태의 커플링을 하우징의 구멍내에 구비하여 하우징과 수관단부사이를 밀봉하는 수단과 하우징과 수관단부의 급속결합하는 스냅끼워맞춤결합(snap fit connection)이 이용된다. 미합중국 특허 제4,423,892호; 제4,541,658호; 영국 특허출원 제2,166,509호; 유럽 특허출원 제168,223호에는 수관단부와 하우징부재사이의 적어도 하나의 0-링을 사용하는 급속연결 커플링의 예가 개시되어 있는데, 이러한 커플링을 보면, 0-링은 (1)수관단부의 외부직경(O.D.)부위의 원주길이, (2)하우징의 내부직경(I.D.)부위의 원주길이를 따라(즉, 각기 0-링의 내부직경 및 외부직경 부위를 따라) 유체압력에 의해 증강된 밀봉효과를 이룰 수 있다. 어떤 경우에는 지지링을 가진 여분의 0-링이 사용되는데, 그 이유는 밀봉작용이된 유체압력은 수관단부의 외부직경과 하우징의 내부직경에서 축적길이를 따라 밀봉을 효과적으로 하는데 필요하기 때문이다. 즉, 여분의 0-링은 커플링 하우징과 부착된 관단부사이의 상대운동이 있을시에 효과적이라는 것이 입증되었다. 미합중국 특허 제4,541,658호에 개시된 바와같은 일부 커플링은 커플링 하우징과 수관단부를 연결하는 정교한 형상의 스냅끼워맞춤 유지수단을 필요로 한다.
본 발명을 요약하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 급속연결형태의 암나사 커플링은 외부칼라를 구비하는 수관단부를 연결하는데 사용되도록 제공된다. 커플링 하우징의 구멍에 놓여진 가압조정수단인 스프링은 커플링이 사용될시에 하우징과 관단부에 대해 밀봉하도록 0-링형 패킹을 가압조정하도록 되어 있다. 하우징의 구멍에 놓인 리테이너 링(retainer ring)은 커플링이 사용될시에 유지수단으로써 관단부의 외부칼라에 대해 스냅끼워맞춤되는 다수의 편향가능한 돌출부를 구비하고 있다.
본 발명의 목적은 관단부와 커플링 하우징사이의 유체기밀상태를 향상시키는 유체압력을 필요로하지 않는 급속커플링을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 영향을 받게되는 밀봉체의 합계크기, 즉 0-링형 패킹의 내부 및 외부직경을 따른 길이의 합을 최소화하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 0-링의 비틀림 및 노화(aging)를 보상하면서 유체밀봉효과를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 외부칼라를 갖는 관단부를 유지하기 위한 스냅끼워맞춤 연결방식을 단순화시키는 것이다.
본 발명의 목적과 다른 목적 또는 장점이 이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명된다.
첨부도면을 보면 암나사 커플링(10)은 외부칼라(14)와 만곡된 단부(16)으로 이루어진 수나사관 단부(12)에 급속히 연결하기 위한 형태로 되어 있다. 상기 커플링은 수나사관 단부를 수용하도록 되어 있는 적어도 2개의 동축구멍이 있는 하우징을 구비하고 있다. 제1구멍(20)의 크기는 수용되는 관단부보다는 약간 크고, 제1구멍(20)보다 큰 제2구멍(22)의 크기는 두 구멍과 동축으로 배향된 0-링(24)을 수용하도록 되어 있다. 두구멍의 직경사이의 차이로 인해 중간의 반경방향으로 뻗어있는 환형 숄더(shoulder)가 형성되며, 이 환형 숄더에 0-링의 측면부(28)가 배치된다. 압축코일 스프링(30)형태의 가압조정수단은 큰 직경의 구멍과 동축으로 구멍내에 배치되고 상기 수단의 제1단부(32)는 환형 숄더(26)에 대향하는 0-링의 측면부에 인접배치된다.
바람직하게도 와셔(48)이 지지링(34)은 가압조정수단인 스프링의 단부(32)와 0-링 사이에 놓여있는데, 이 스프링은 이하에 설명되듯이 0-링을 압축하여 숄더(26)에 밀봉결합시킨다.
관단부의 일부를 유지하는 유지수단은 하우징내에 배치되어 있으며, 리테이너 링(36)의 형태로 되어 있고 제2구멍(22)의 적어도 일부로 반경방향 내측으로 연장하는 다수의 편향가능한 편향돌출부(38)를 구비한다. 유지수단인 상기 리테이너 링(36)은 선택적으로 분할부(40)를 구비할 수 있어서 변형되어 관단부의 칼라의 후방으로부터 제거될 수 있다. 이 리테이너 링(36)은 하우징의 구멍들과 대략 동축으로 배향된 구멍(46)을 구비한 나사형성 패스너(44)의 형태와 같은 체결수단에 의해 하우징의 구멍(42)에 체결되거나 고정된다. 상기 구멍(46)은 외부칼라(14)보다 직경이 크고 편향돌출부(38)는 0-링의 방향으로 적어도 외부칼라(14)의 직경까지 편향가능하다. 바람직하게는 와셔인 지지링(34)은 편향돌출부(38)와 스프링의 제2단부(50)사이에 끼워진다. 또한, 이 와셔는 외부칼라(14)보다 큰 직경을 갖는 하우징의 동축구멍(52)에 배치된다.
또한, 체결수단은 제2도에 도시된 바와 같이 하우징의 위치에 스프링을 고정하는데 사용될 수 있고, 하우징의 일부는 코킹(caulking)등에 의해 제6도에 (54)로 표시된 바와 같이 와셔(48)에 인접하여 변형될 수 있다. 선택적으로, 체결수단은 반경방향 내부로 연장된 다수가 변형돌출부(38)로 고분자재로 만들어진 와셔(56)를 유지하기 위한 홈(55)을 포함할 수 있다. 상기 고분자재로 만들어진 와셔는 체결수단의 구멍과 동축으로 배치되고 가변형 돌출부는 커플링이 관단부에 사용될때 이물질이 하우징으로 유입되는 것을 방지하는 방지수단을 형성한다.
사용에 있어서, 커플링 및 관단부는 서로 가압되어 첫째, 외부칼라가 고분자재로 만들어진 편향돌출부를 편향시키고, 둘째, 리테이너 링 돌출부를 편향시키고, 셋째, 리테이너 링 편향돌출부를 넘어서 제4도에 도시된 위치에 도달한다. 외부칼라가 와셔(48)에 대해 가압됨에 따라 헬리컬 스프링은 추가로 압축된다. 리테이너 링의 편향가능한 돌출부는 관단부의 칼라의 뒤에 토글(toggle)형태로 스냅끼워맞춤된다. 또한, 제4도에는 제2지지링(62)으로 지지된 제2의 임의의 0-링(60)이 도시되어 있다.
제2의 0-링은 과잉밀봉을 제공하지만. 주밀봉은 제5도에 잘 도시된 단일의 0-링으로 효과가 있다. 따라서, 헬리컬 스프링(30)의 단부(32)는 지지와셔(34)를 가압하고 그로인해 0-링(24)을 가압하여 숄더(26)와 밀봉결합하게 한다. 또한, 0-링은 관단부(12)의 일부와 압축접촉하여 밀봉체(64)를 형성한다. 스프링의 가압조정력은 하우징과 관단부사이의 틈새(66)에 의해 형성된 환형 면적과 작동유체 압력과의 곱을 견디는데 충분해야만 된다. 본 발명의 0-링에 의한 밀봉체의 길이는 그 0-링이 관단부의 외부직경과 숄더(26)에 대해 밀봉되는데만 필요하기 때문에 상기한 종래의 시스템보다는 훨씬 작은것으로 알려졌다. 또한, 0-링(24)은 밀봉효과를 내도록 작동유체 압력에 의해 작동되지 않는다. 스프링인 가압조정수단은 계속해서 0-링을 적어도 -40°F ~ +25°의 온도범위에 걸쳐 효과가 있는 유체기밀효과를 내도록 0-링을 편향된 위치로 계속해서 변형시킨다.
본 발명에 따른 커플링의 유효성능을 실증하기 위하여, 1개의 0-링을 갖는 5/16인치(7.9mm)의 급속연결 커플링이 하기의 2개의 실시에에 기재된 바와 같은 고온 및 저온 시험된다.
[실시예 I]
[고온시험]
시험 필요조건 : 커플링이 1.5mm(0.060인치)의 진폭 ; 초당 30싸이클 ; 350KPa의 압력(50psi) ; 125℃(250°F)의 온도로 100시간 진동시험을 한후에 압력이 1035KPa(150psi)에서 공기누설이 없다. 시험완료후에 진폭을 0.5mm/시(0.019인치/시)의 속도로 1.5mm까지 증가시킨다. 누설이 발생하는 진폭을 보면 다음과 같다.
Figure kpo00001
[실시예 II]
[저온시험]
시험 필요조건 : -40℃, 70KPa, 초당 30싸이클, 진폭 1.5mm로 100시간동안 커플링을 진동한 후에 1035KPa에서 공기누설은 없다. 누설이 발생하는 진폭을 보면 다음의 기록과 같다.
Figure kpo00002
본 발명의 또다른 실시예가 제7도에 도시되어 있는데, 커플링(70)은 하우징(72)의 길이가 짧아지게 하는 제거가능한 유지수단을 갖지 않는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 실질적으로 동일하게 작용한다. 체결수단은 컵모양부재(74)로 구성되어 있으며, 이 컵모양부재의 하부(76)에는 하우징의 구멍과 일렬로 정열되어 있는 개구(78)가 구비되어 있다. 상기 컵모양부재의 측면부(79)는 하우징을 둘러싸고 있고 참조번호(82)로 표시된 바와 같이 스테이킹(staking), 즉 코킹(caulking)에 의해 컵모양부재를 하우징에 유지하게 된다. 상기 컵모양부재의 저부는 하우징에서 가압조정수단인 스프링(30)과 함께 리테이너 링(80)을 고정한다.
본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 특허청구범위에 의해 결정되는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고도 다양하게 변경 및 개조될 수 있다.

Claims (14)

  1. 칼라(14)를 갖는 수관단부(12)를 수용하기 위한 적어도 2개의 동축구멍(20), (22)을 구비하며 한쪽구멍(22)의 직경이 다른쪽 구멍(20)의 직경보다 크게되어 있어 단이 형성되는 하우징(18)을 구비하며, 적어도 1개의 0-링(24)이 그 축선이 상기 구멍(20), (22)들과 동축으로 되어 하우징(18)내에 배치되어 상기 하우징(18)과 칼라(14)를 갖는 수관단부(12) 사이를 밀봉하며, 상기 하우징(18)내에 칼라(14)를 갖는 수관단부(12)의 일부를 유지하는 리테이너 링(36)이 설치되어 있으며, 상기 칼라(14)는 적절한 반경방향 높이 및 축방향 두께를 갖는 급속연결 커플링(10)에 있어서, 상기 하우징(18)의 큰 구멍(22)의 직경은 상기 0-링(24)을 반경방향으로의 간극이 없이 수용할 수 있는 크기이고, 또한 양 구멍(20, 22)들 사이에서 반경방향으로 연장된 환형 숄더(26)를 가지며; 압축코일 스프링(30)은 하우징(18)내에 위치하여 0-링(24)을 상기 환형 숄더(26)에 대해 압압하여 0-링(24)을 변형시키고 환형 숄더의 부분에 대해 밀봉을 행하며, 상기 압축코일 스프링(30)은 0-링(24)과 인접위치하는 단부와 적정 칼라두께와 동일하게 축방향으로 변형될 수 있는 반대측 단부(50)를 가지며; 상기 리테이너 링(36)은 압축코일 스프링(30)의 변형자재한 단부(50)에 인접위치하는 편향자재한 돌출부(38)를 가지며, 상기 편향자재한 돌출부(38)는 상기 칼라(14)에 부합되도록 적정 칼라 높이와 동일한 크기로 변형되어, 수관단부(12)를 보유하도록 수관단부의 칼라(14)와 결합되는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축코일 스프링(30)은 큰 직경의 구멍(22)과 동축으로 배향된 압축코일 스프링을 포함하고, 상기 스프링은 환형 숄더(26)와 대향되는 0-링(24)의 일측면부와 인접배치된 제1단부(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  3. 제2항에 있어서, 큰 직경의 구멍(22)에서 하우징(18)의 일부(54)는 스프링(30)의 제2단부와 인접되는 위치로 반경방향 내부로 변형되어 상기 큰 직경의 구멍(22)에 스프링(30)을 보유하기 위한 수단을 형성하는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  4. 제2항에 있어서, 상기 0-링(24)과 상기 스프링의 제1단부(32) 사이의 큰 직경의 구멍(22)에는 제1지지링(34)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1지지링(34)과 상기 스프링(30)의 제1단부(32) 사이의 하우징(18)에는 제2의 0-링(60)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2의 0-링(60)가 상기 스프링(30)의 제1단부(32) 사이의 큰 직경의 구멍(22)에는 제2지지링(62)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  7. 제2항에 있어서, 상기 리테이너 링(36)은 하우징(18)에 놓여지고, 상기 구멍(20, 22)들과 동축으로 배향되고 상기 스프링(30)의 제2단부와 인접되게 상기 하우징(18)내에 배치되며, 상기 리테이너 링(36)은 수관단부(12)의 일부와 결합하여 효과적으로 유지할 수 있도록 큰 직경의 구멍(22)의 적어도 일부에서 그 내부로 연장되는 편향가능한 다수의 돌출부(38)를 구비하는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  8. 제7항에 있어서, 상기 리테이너 링(36)은 분할되는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  9. 제7항에 있어서, 하우징(18)에 리테이너 링(36)을 고정하기 위한 패스너(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  10. 제9항에 있어서, 상기 패스너(44)는 리테이너 링(36)과 인접배치된 하우징(18)의 나사형성부에 부착된 제거가능한 나사형성 패스너로 구성되고, 상기 나사형성 패스너는 하우징의 구멍들(20,22)과 동축으로 배향된 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  11. 제10항에 있어서, 상기 패스너(44)는 패스너의 구멍과 동축배향된 고분자재로 만들어진 유연한 와셔(56)를 포함하고, 상기 와셔는 이물질이 하우징으로 들어가는 것을 방지하기 위한 방지수단으로써 반경방향 내부로 연장된 다수의 편향돌출부(58)을 구비하는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  12. 제9항에 있어서, 상기 패스너(44)는 컵모양부재(74)로 구성되며, 이 부재의 저부(76)에는 하우징(18)의 구멍과 일렬로 정렬된 개구(78)가 구비되어 있고 상기 부재의 측면부(79)는 하우징을 둘러싸서 상기 부재를 하우징에 코킹에 의해 연결하는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  13. 수관단부(12)를 수용하기 위한 적어도 2개의 동축구멍(20, 22)을 구비하여 한쪽구멍의 직경이 다른쪽 구멍의 직경보다 크게 되어 있어 단이져있는 하우징(18)을 구비하며, 적어도 1개의 0-링(24)이 그 축선을 상기 구멍들(20, 22)과 동축으로 하여 하우징내에 배치되어 상기 하우징과 수관단부(12) 사이를 밀봉하며, 상기 하우징내에 칼라(14)를 갖는 수관단부(12)의 일부를 유지하는 유지수단이 설치되어 있으며, 상기 칼라(14)는 적절한 반경방향 높이 및 축방향 두께를 갖는 급속연결 커플링(10)에 있어서, 상기 하우징(18)은 양구멍(20, 22) 사이에서 반경방향으로 연장하는 환형 숄더(26)를 구비하며, 상기 0-링(24)을 환형 숄더(26)의 일부에 대해 가압조정하여 환형 숄더(26)의 일부가 밀봉되도록 하는 가압조정수단을 포함하며, 상기 가압조정수단은 0-링(24)의 측면부와 접하는 제1지지링(34)과 큰 직경의 구멍(22)과 동축으로 배향되어 있는 압축코일 스프링(30)을 포함하며, 상기 스프링의 제1단부(32)는 지지링(34)에 대해 압축결합되며, 반대측 제2단부(50)는 칼라(14)의 적정두께와 동일한 크기로 축방향으로 변위되며, 상기 유지수단은 스프링(30)의 제2단부(50)에 인접하여 상기 구멍(20, 22)들에 동축배향되어 하우징에 배치된 리테이너 링(36)으로 구성되며, 상기 리테이너 링(36)은 큰 직경(22)의 적어도 일부의 내부로 연장하는 편향가능한 다수의 가변돌출부(38)를 구비하며, 상기 돌출부(38)들은 칼라(14)의 적정높이와 동일한 크기로 편향되어 수관단부(12)의 칼라상으로 활주되어 칼라와 결합되어 관단부(12)를 유지하도록 하며, 상기 리테이너 링(36)을 하우징(18)에 유지하는 패스너(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
  14. 제13항에 있어서, 하우징(18)내에 배치된 제2의 0-링(60)과 제2지지링(62)을 구비하며, 상기 제2의 0-링의 축선은 상기 구멍(20, 22)들과 동축으로 배향되고 그 제1측면부는 제1지지링(34)과 접하고 제2측면부는 가압조정수단쪽으로 면하며, 상기 제2지지링(62)은 제2측면부와 접하고 제2의 0-링(62)와 압축코일 스프링(30)의 제1단부사이에 개재하고 있는 것을 특징으로 하는 급속연결 커플링(10).
KR1019870011676A 1986-10-23 1987-10-21 급속연결 커플링 KR920000660B1 (ko)

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US922482 1986-10-23
US06/922,482 US4802696A (en) 1986-10-23 1986-10-23 Quick connect coupling

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Publication Number Publication Date
KR880005396A KR880005396A (ko) 1988-06-29
KR920000660B1 true KR920000660B1 (ko) 1992-01-20

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ID=25447099

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