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KR100396735B1 - 성형 호스 이음 조립체 - Google Patents

성형 호스 이음 조립체 Download PDF

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KR100396735B1
KR100396735B1 KR10-2000-7009914A KR20007009914A KR100396735B1 KR 100396735 B1 KR100396735 B1 KR 100396735B1 KR 20007009914 A KR20007009914 A KR 20007009914A KR 100396735 B1 KR100396735 B1 KR 100396735B1
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KR
South Korea
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hose
joint assembly
molded
hose joint
nylon
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KR10-2000-7009914A
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크라우스케이스엠
마리오트멜빈엘
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더 게이츠 코포레이션
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Abstract

본 발명은 성형 호스 이음 조립체, 예를 들어 유체 회로용 접속부, 분기 호스 및 유출 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하자면 자동차 및 공업용 냉각수 회로 조립체에 사용되는 성형 호스 이음 조립체에 관한 것으로, 이러한 조립체는 종래 기술의 구조에 비해 감소된 양의 성형 외부 덮개 요소를 포함하며, 이 외부 덮개 요소는 대체로 가요성의 호스 단부의 접속 지점을 대체로 강성이 있는 내부 접속 부재까지 거의 에워싼다. 외부 덮개 요소는 2개 이상의 호스 접속 지점의 둘레에 단일체 또는 상호 접속 링을 형성한다. 이러한 성형 호스 이음 조립체를 제조하기 위한 융통성 있는 제조 방법이 제공된다.

Description

성형 호스 이음 조립체{MOLDED HOSE JOINT ASSEMBLY}
호스 이음 조립체, 특히 자동차 및/또는 공업용의 유체 회로에 사용되는 호스 이음 조립체는 상당히 열악한 환경에서 작동된다. 조립체의 서로 다른 여러 지점에서의 압력 및 온도 변화와, 특정 회로의 서로 다른 호스의 직경 변화를 비롯하여 화학적 노출과 같은 요인들로 인하여 상당히 정밀한 호스 조립체를 필요로 한다. 호스 이음 조립체가 효과적으로 작동되도록 하기 위해서는, 호스와 내부 접속 부재 사이의 밀봉 접속부가 유밀(流密) 상태이어야 하며, 유압에 기인한 분리력에 저항할 수 있어야 한다. 이러한 분리 모드는 블로우 오프(blow-off)라고 알려져 있다. 또한, 환경 간섭의 결과 고정부로부터 호스가 분리될 수도 있는데, 이러한 분리 모드는 풀 오프(pull-off)로 알려져 있다.
분기 고무 호스는 효율적 및 경제적으로 대량 제조하기가 어려운 물품으로서, 그 호스 이음 조립체를 제조하기 위한 기존의 여러 가지 시도로 제조된 제품들은 사용 중의 누출에 대해 완전히는 신뢰할 수 없었다. 기지의 호스 이음 조립체는 일반적으로 고무 호스를 포함하는데, 이들 고무 호스의 단부는 밀봉 기구에 의해 대체로 강성인 내부 접속 부재에 밀봉된다. 예를 들어, T자형, Y자형, X자형 및 엘보우(elbows)형 등과 같은 조립체의 강성 내부 접속 부재를 가요성 호스 요소에 접속시키는 3가지 타입의 밀봉 기구는 금속 클램프, 수축 밴드 또는 클램프, 그리고 성형 기술을 포함한다.
금속 클램프형 밀봉 기구는 부식되기 쉽고, 풀 오프되기가 쉬우며, 클램프의 돌출부로 인해 설치하기가 어렵고, 부분적으로는 재료의 압축 변형으로 인해 블로우 오프되기 쉬우며, 또한 금속 클램프는 치수 변화에 대응할 수 없다는 다수의 결점 때문에 불리하다. 중합체 밴드가 호스 이음 조립체의 접속 지점 둘레에 배치되어 수축됨으로써 압축 접속을 달성하는 수축 밴드 기법은 일반적으로, 금속 클램프와 관련된 부식, 풀 오프 및 설치 문제를 해결한다. 그러나, 수축 밴드의 형성 및 보관과 관련한 추가의 제조 공정 및 비용으로 인해 이 수축 밴드 기법은 비교적 비용이 많이 든다. 열경화성 또는 플라스틱 재료를 조립체의 접속 지점 둘레에서 성형하고 응고 또는 경화하여, 호스 접속 지점 둘레에 압축 시일을 형성하는 성형 밀봉 방법은 밴드의 제조 및 보관을 위한 추가의 비용 및 공정을 배제한다. 이 성형 밀봉 방법에서는, 내부 접속 지점 둘레의 시일이 이음 조립체 자체에 직접 성형되며, 성형 재료는 기본적으로 내부 접속 부재와 호스 단부를 에워싸도록 형성된다. 그러나, 이 성형 밀봉 방법은 여전히 다소 번잡하고, 일반적으로 조립체의 전체 이음부를 에워싸려면 비교적 다량의 성형 재료가 사용되는데, 이 성형 재료의 양을 감소시켜 비용을 절감시킬 경우에는 시일의 완전성 또는 조립체의 안정성이 대체로 손상된다.
이러한 성형 호스 이음 조립체의 안정성 또는 시일의 완전성을 손상시키지 않고 성형 호스 이음 조립체의 비용을 감소시키려는 종래의 여러 시도들은 다양한 성공을 거두었다. 어떤 한가지 시도는 하나의 호스 접속 지점 둘레의 하나의 밴드를 다른 호스 접속 지점 둘레의 다른 밴드와 접속시키는 영구적인 외부 러너(runner) 또는 외부 브리지를 사용함으로써, 이음 조립체를 에워싸는 데에 필요한 성형 재료의 일부를 배제하는 것에 관한 것이다. 호스 접속 지점 사이의 외부 러너 또는 브릿지는 성형 공정 중에 내부 접속 지점의 중간부 또는 본체부를 에워싸는 일이 없이, 즉 전체 이음부를 에워싸는 일이 없이, 성형 재료가 하나의 호스 접속 지점으로부터 다른 호스 접속 지점으로 흐를 수 있게 한다. 그러나, 이 방법의 결점은 종래 기술의 구조에 비해 서로 다른 호스들이 각각 독립적으로 회전할 가능성이 커지며, 외부 덮개 요소가 내부 접속 부재의 호스 접속 지점과 전체 본체부를 캡슐화하는 완전 캡슐화 성형에 의해 제공되는 안정성을 외부 러너 또는 브릿지가 제공하지는 못한다는 것이다. 또한, 성형 재료는 대체로 좁은 외부 러너를 통하여 강제로 진행되어야 하기 때문에, 성형 작업이 비교적 고압 및 고온에서 이루어져야 하며, 따라서 생산비가 증가된다. 또한, 고온으로 인해 플라스틱 성형 재료의 냉각 기간이 길어져, 제조 시간이 보다 더 길어지게 되며, 제조 효율이 떨어지게 된다. 또한, 호스 접속 지점 사이의 대체로 영구적인 외부 러너 또는 브릿지는 환경 간섭, 즉 조립체 부근에서 다른 물체와의 엉킴 가능성을 내포한다.
따라서, 개개의 호스 부재의 독립적인 회전에 저항하며, 제조하기에 효율적이고 경제적이며 용이한 수명이 길고 내구성이 있는 성형 호스 이음 조립체가 요구된다.
본 발명은 호스 이음 조립체, 예를 들어 유체 회로용의 접속부, 분기 호스 및 유출 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하자면 자동차 및 공업용 냉각수 회로 조립체에 사용되는 그러한 호스 이음 조립체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 호스 이음 조립체의 구성을 보여주기 위하여 부분 절취 상태로 도시되어 있는 T자형 호스 이음 조립체 형태의 본 발명에 따른 실시예의 사시도.
도 2는 T자형 내부 접속 부재 형태의 본 발명에 따른 하나의 실시예의 내부 접속 부재의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 T자형 내부 접속 부재의 평면도.
도 4는 본 발명의 방법의 하나의 실시예에 유용한 성형 장치의 구성을 보여주기 위하여 부분 절취 상태로 도시되어 있는 성형 장치 내의 T자형 호스 이음 조립체를 보여주는 평면도.
도 5는 도 4의 선 b-b를 따라 취한 측단면로서 본 발명의 하나의 실시예에 따른 합류 공동 및 그에 따라 형성되는 접속부를 보여주는 도면.
따라서, 본 발명의 주 목적은 제조하기에 효율적이며 경제적이고 용이하면서, 다수의 호스 부재의 독립적인 회전 위험을 최소화하는 성형 호스 이음 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자동차 및/또는 공업용 냉각수 회로 시스템에서 사용될 수 있는 그러한 성형 호스 이음 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 호스의 풀 오프 및 블로우 오프 문제가 적절하게 처리되는 그러한 성형 호스 이음 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술의 방법과는 달리 비교적 적은 비용으로 그러한 성형 호스 이음 조립체를 제조하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 전술한 목적 및 기타의 다른 목적을 달성하기 위하여, 그리고 본 명세서 중에 폭넓게 기술된 바와 같은 본 발명의 목적에 따라, 2개 이상의 호스 접속 포트와 본체부를 구비한 실질적으로 강성인 내부 접속 부재를 포함하는 성형 호스 이음 조립체가 제공된다. 또한, 이 조립체는 2개 이상의 가요성 호스를 포함하며, 각 호스의 한쪽 단부는 호스 접속 포트에서 내부 접속 부재에 연결되어 호스 접속 지점을 형성한다. 또한, 이 호스 이음 조립체는 호스를 내부 접속 부재에 충분히 밀봉시키기 위해, 호스 접속 지점에서 각 호스의 적어도 일부와 결합하는 외부 밀봉 밴드 또는 외부 덮개 요소를 포함한다. 호스 이음 조립체는 외부 덮개 요소가 외부 러너 또는 브릿지가 없는 상태에서 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레에 상호 접속 밴드 형태의 단일체를 형성하여, 하나 이상의 호스 접속 지점 교차 영역을 형성하는 반면, 이 호스 접속 지점 교차 영역과는 별개인 내부 접속 부재의 본체부는 실질적으로 덮개 요소 없이 남겨져 비교차 영역을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 자동차 또는 공업용 냉각수 시스템에 사용되는 그러한 성형 호스 이음 조립체가 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 융통성 있는 제조 방법의 사용을 포함하는 본 발명의 성형 호스 이음 조립체 형성 방법이 제공된다.
명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면과, 본 발명의 예시적인 바람직한 실시예의 설명은 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 다수의 도면에서, 유사한 도면 부호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1을 참조하면, T자형 호스 이음 조립체 형태의 본 발명의 하나의 실시예가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 호스 이음 조립체(10)는 호스 접속 포트(14, 16)를 형성하는 2개 이상의 단부를 구비한 실질적으로 강성인 내부 접속 부재(12)를 포함하는데, 이 내부 접속 부재는 도시된 실시예에서 스템(18) 형태의 추가 포트를 구비한다. 내부 접속 부재(12)는 본체부(20)를 포함한다. 호스 이음 조립체는 2개 이상의 가요성 호스(22, 24, 26)를 더 포함하고, 각 호스의 단부는 호스 접속 포트(14, 16, 18)에서 내부 접속 부재(12)에 연결되어 호스 접속 지점(28, 30, 32)을 형성한다.
또한, 호스 이음 조립체는 호스(22, 24, 26)를 내부 접속 부재(12)에 대해 실질적으로 밀봉하기 위해 호스 접속 지점(28, 30, 32)에서 각 호스(22, 24, 26)의 적어도 외주부와 결합하는 외부 덮개 요소(34)를 포함한다. 호스 이음 조립체(10)는 외부 덮개 요소(34)가 2개 이상의 호스(22, 24, 26) 둘레에 호스 접속 지점(28, 30, 32)에서 단일체를 형성하여, 하나 이상의 호스 접속 지점 교차 영역(36)을 형성하는 것을 특징으로 하며, 그러한 교차 영역은 도 1에 도시되어 있다. 단일체는 상호 접속된 밴드(35, 37, 39)의 형태이다. 각 밴드(35, 37, 39)는 호스 접속 지점(28, 30, 32) 둘레에 원주 방향 링을 형성한다. 또한, 각 밴드(35, 37, 39)는 접속부(72)와 합류하거나 접속부를 포함하여 이들 밴드 사이의 접점에서 하나 이상의 다른 밴드와 합류한다. 이들 밴드간의 접속부는 본 발명의 외부 덮개 요소의 단일체 특징부를 형성한다. 내부 접속 부재(12)의 본체부(20) 중 교차 영역(36) 이외의 부분 또는 교차 영역과는 별개인 부분은 실질적으로 외부 덮개 요소(34) 없이 유지되어, 무밀봉 영역 또는 비교차 영역(38)을 형성한다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 유용한 내부 접속 부재가 T자형 내부 접속 부재(12) 형태로 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 실질적으로 강성인 내부 접속 부재(12)는 2개 이상의 호스 접속 포트(14, 16)를 구비하는 것으로 도시되어 있으며, 도시된 실시예에서는 스템(18) 형태의 추가의 포트를 포함한다. 또한, 내부 접속 부재(12)는 본체부(20)를 포함한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 내부 접속 부재(12)는 대체로 원주 방향으로 돌출하는 하나 이상의 리브를 포함하며, 이 리브는 본체부(20)와 호스 접속 포트(14, 16, 18) 사이에서 내부 접속 부재(12)로부터 원주 방향으로 연장하는 호스 정지부(40, 42, 44)를 형성한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 호스 접속 포트가 호스의 단부 내로 삽입되어, 호스(22, 24, 26)의 단부가 호스 정지부(40, 42, 44)에 접촉함으로써, 외부 덮개 요소의 성형 이전에 호스 이음 조립체를 보다 안정적으로 만들며 호스 이음 조립체의 제조가 용이해지도록 한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 돌출 리브 형태의 호스 정지부는 통상의 성형 호스 이음 조립체에 사용되는 계단형 호스 정지부와 구별되는 것으로, 종래의 계단형 호스 정지부는 내부 접속 부재보다 더 많은 재료를 필요로 하므로 본체부의 제조비가 보다 많이든다.
도 2와 도 3의 바람직한 실시예에는 호스 정지부(40, 42, 44)와 호스 접속 포트(14, 16, 18)의 말단 사이에 다수의 추가의 원주 방향 리브(46, 48, 50)가 도시되어 있으며, 이 제2 리브(46, 48, 50)는 호스 정지부(40, 42, 44)보다 높이가 낮은 것이 바람직하고, 선택적으로 내부 접속 부재(12)의 본체부(20)의 반대 방향으로 약간 각지게 형성되거나 피쉬 테일형(fish-tailed)으로 형성될 수도 있는 것으로 도시되어 있지만, 이들 리브 또한 본체부를 향해 각지게 형성될 수도 있다. 리브(46, 48, 50)는 전술한 어느 형상으로도 형성될 수 있으며, 내부 접속 부재(12)에 대한 호스의 결합을 증대시키도록 설계된다. 도 1 내지 도 3에 본 발명의 T자형의 실시예가 도시되어 있긴 하지만, 당업자라면 본 발명이 적절한 기타 형상을 갖는 호스 이음 조립체에 적용될 수 있으며, 2개 이상의 호스 접촉 지점이 서로 충분히 가까이 배치됨으로써 전술 및 후술한 바와 같은 호스 접속 지점 교차 영역(36)이 구성될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 구성은 X자형, Y자형, 엘보우형 등의 호스 이음 조립체를 포함하지만, 이것으로만 제한되는 것은 아니다.
도 2와 도 3에 도시된 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 2개의 원형이 아닌 돌출 리브형 호스 정지부(40, 42)는 이들이 스템 호스 정지부(44)와 교차하는 지점에서 실질적으로 평탄해져, 즉 스템 호스 정지부(44)와 합류하는 영역에서 불완전한 링을 형성한다. 그러나, 스템 호스 정지부(44)는 도 3에 도시된 실시예에서 분명하게 알 수 있는 바와 같이 스템(18) 둘레에서 완전한 링을 형성한다.
선정된 하나 이상의 호스 정지부가 다른 호스 정지부와 합류하는 지점에서 선택적이지만 바람직하게 평탄하게 또는 평평하게 처리됨으로써, 여러 호스 접속 지점이 서로 충분히 가깝게 위치할 수 있게 되어, 바람직한 실시예에서는 외부 러너 또는 브릿지를 필요로 하지 않고, 외부 덮개 요소를 형성하는 성형 재료가 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레에 단일체, 즉 접선에서 상호 접속되는 밴드를 형성할 수 있다. 이를 위해, 외부 덮개 요소의 성형에 유용한 몰드(들)가 마련되는데, 이들 몰드에는 성형 공정 중에 성형 재료가 하나의 호스 접속 지점으로부터 다른 호스 접속 지점으로 흐르게 하는 내부 유동로 또는 "합류 공동"이 존재하도록 형성될 수 있다. 상기 유동로는 인접한 호스 접속 지점이 만나는 곳의 접점에 위치한다. 도 2와 도 3에 도시된 바람직한 실시예에서, 2개 이상의 인접한 호스 접속 지점이 만나는 영역은 인접한 호스 정지부가 합류하는 영역과 실질적으로 동일하다. 일반적으로, 이들 영역은 호스 접속 지점 교차 영역 또는 호스 접속 지점 교차부를 형성한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 성형 재료는 본체부의 교차 영역 내에 위치한 부분만 덮고 본체부의 나머지 부분은 외부 덮개 요소 없이 유지된다. 이러한 현상이 도 1 내지 도 3에 잘 도시되어 있으며, 이것은 재료비를 상당히 절감할 수 있음을 나타낸다. 도 1에 도시된 실시예에서, 스템(18) 둘레의 덮개 요소(34)가 내부 접속 부재(12)의 본체부(20) 상의 임의의 지점까지 호스 접속 지점(32)을 에워싸지만, 나머지 2개의 호스 접속 지점(28, 30)의 호스 정지부(40, 42)까지만 연장하는 형태로부터, 각 덮개 요소의 몰드의 합류 공동의 위치를 분명히 알 수 있다.
첨부된 도면 및 첨부 설명을 검토함으로써 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 통상의 구조에 비해 내부 접속 부재의 본체부 영역에서 외부 덮개 요소를 상당량 배제함으로써 성형 호스 이음 조립체와 관련된 제조비를 크게 감소시킬 수 있다. 외부 러너 또는 브릿지의 필요성을 배제함으로써, 호스의 풀 오프 가능성을 보다 더 감소시킬 수 있다. 특히, 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레에 단일체 또는 접선에서 상호 접속되는 밴드를 형성함으로써, 다수의 호스 부재의 독립적인 회전 가능성을 종래 기술의 구조에서보다 상당히 감소시킬 수 있다. 또한, 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레에 상호 접속 밴드와 같은 외부 덮개 요소를 마련함으로써, 호스 접속 지점 교차 영역에서 하나 이상의 호스 정지부를 선택적으로 평탄화 처리함에도 불구하고 호스 이음 조립체의 고도의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 호스 이음 조립체는 부분적으로는 본 발명의 내부 접속 부재와 외부 덮개 요소의 독특한 공간적인 위치 관계로 인해, 그리고 부분적으로는 전술한 호스 정지부의 독특한 구조로 인해, 제조 융통성이 향상되며 제조 효율이 증대되고 제조비가 보다 저렴해진다. 바람직한 실시예에서, 본 발명의 내부 접속 부재 및/또는 외부 덮개 요소는 사출 성형 방법 및 도 4에 도시된 바와 유사한 성형 장치를 사용하여 성형된다. 이 사출 성형 방법에 따르면, 개개의 호스 접속 지점의 외부 덮개 요소를 형성하는 데에 몰드가 사용된다. 성형 호스 이음 조립체를 형성하기 위하여, 호스가 이미 장착되어 있는 내부 접속 부재를 구비한 사출 성형 장치에 외부 덮개 요소용 몰드를 설치한다. 외부 덮개 요소용 몰드는 개개의 호스 접속 지점을 몰드의 적절한 대응부가 둘러싸도록 설계된다. 몰드는 대체로 그 내부의 호스 접속 지점들 사이에 위치하는 하나 이상의 내부 유동로 또는 합류 공동을 포함하며, 상기 위치에서 몰드 재료는 하나의 호스 접속 지점으로부터 하나 이상의 다른 호스 접속 지점으로 유동하여 호스 접속 지점 교차 영역을 형성한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 독특한 구조의 호스 정지부에 의해 개개의 호스 접속 지점이 서로 충분히 가깝게 위치하여, 최소한도의 성형 재료로 성형 공정을 성공적으로 수행할 수 있게 된다.
따라서, 용융 성형 재료가 성형 장치에 주입되면, 성형 재료가 내부 유동로 또는 합류 공동을 통해 몰드의 한 부분으로부터 다른 부분으로 이동되어, 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레에 단일체 또는 상호 접속 밴드를 형성하며, 이들 각 단일체는 호스 접속 지점 교차부 또는 교차 영역으로서 형성된다. 따라서, 몰드는 내부 접속 부재의 본체부가 외부 덮개 요소가 없는 상태로 호스 접속 지점 교차부로부터 떨어져 있도록 설계될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 개개의 호스 부재의 독립적인 회전을 보장하는 것 외에도, 종래 기술의 구조에 비해 재료비가 상당히 감소되며, 또한 "융통성 있는 제조 방법"의 사용을 통해 제조 효율을 보다 더 향상시킬 기회를 제공한다. 상기 "융통성 있는 제조 방법"이란 용어는 본 명세서에서 시스템을 규정하기 위해서 사용되고 있는 것으로서, 호스 이음 조립체를 소정의 모든 크기, 형태 및 구성으로 형성하기 위한 지정 몰드에 의존하는 대신, 다수의 독특한 타입의 호스 이음 조립체를 형성하기 위해 단일 몰드 장치를 사용할 수도 있다. 이 보다 바람직한 실시예에서는, 개개의 호스 접속 지점의 외부 덮개 요소를 성형하는 데 별개의 몰드가 사용된다. 이들 개개의 몰드는 도 4에 예시된 바와 같이, "모듈식 삽입 몰드 블록" 또는 단순히 "몰드 블록"으로서, 도면 부호 52, 54, 56으로 편리하게 나타낼 수도 있다. 본 발명의 이 실시예에 따르면, 성형 호스 이음 조립체를 형성하기 위하여, 상기 개개의 몰드 블록(52, 54, 56)이 사출 성형 장치에 설치되며, 이 경우에 사출 성형 장치는 몰드 블록(52, 54, 56)을 지지하는 몰드 기부(58)와, 주입 포트(63)로부터 성형 장치까지 성형 재료를 유도하는 하나 이상의 탕도(60), 그리고 이 탕도(60)로부터 하나 이상의 몰드 블록까지 성형 재료가 용이하게 흐르도록 하는 하나 이상의 탕구(62, 62')를 포함한다. 호스(22, 24, 26)가 부착되어 있는 내부 접속 부재(12)는, 몰드 블록(52, 54, 56)이 각 호스 접속 지점을 둘러싸고 2개 이상의 몰드 블록의 일부가 소망하는 호스 접속 지점 교차 영역에서 서로 접촉하도록 사출 성형 장치 내에 장착된다. 몰드 블록(52, 54, 56)은 다른 몰드 블록과의 교차 지점 또는 접합 지점에 합류 공동(64, 66)을 포함하여, 성형 재료가 소정의 호스 접속 지점 교차부에서 하나의 몰드 블록으로부터 인접한 몰드 블록으로 성형 재료가 보다 용이하게 흐르도록 한다. 이러한 특징부는 도 4의 선 b-b을 따라 취한 도 5에 잘 나타내어져 있으며, 이 특징부에 의해 2개의 인접한 원주 방향 링(37, 39) 사이에 외부 덮개 요소의 접속부(72)가 형성된다. 따라서, 용융 성형 재료가 성형 장치로 주입될 경우, 성형 재료는 하나의 몰드 블록으로부터 다른 몰드 블록으로 이동되어, 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레에 상호 접속 링 형태의 단일체 또는 캡슐을 형성하고, 호스 접속 지점 교차 영역을 형성한다. 그러나, 이렇게 해서 내부 접속 부재의 본체부 중 호스 접속 지점 교차 영역 이외의 부분은 외부 덮개 요소 없이 유지된다.
본 발명의 보다 바람직한 실시예는, 다양한 몰드 블록의 조합체가 단일 성형 장치에서 조립되어 각종 형태 및 크기의 본 발명의 호스 이음 조립체를 성공적으로 형성하도록, 개개의 또는 모듈식의 삽입 몰드 블록을 설계한 다음 이러한 몰드 블록의 내부 유동로 또는 "합류 공동"의 위치 및 크기를 설정함으로써, 서로 다른 타입의 호스 이음 조립체가 동일한 성형 장치 상에서 형성될 수도 있도록 하는 기구를 제공한다. 그러한 다수의 몰드 블록의 설계에 있어서, 설계자는 개개의 몰드 블록의 내부 공동 또는 탕구가 인접한 몰드 블록의 대향하는 탕구와 충분히 잘 맞춰져 몰드 블록 또는 내부 접속 부재의 기타 치수와 무관하게 성형 재료가 하나의 호스 접속 지점으로부터 이웃한 호스 접속 지점으로 흐를 수 있도록 되어야 함을 염두해 두어야 한다. 따라서 비제한적인 예로서, 유사한 형태의 호스 이음 조립체는 각기 호칭 내경이 서로 다른 상이한 호스의 조합을 구비하지만, 먼저 서로 다른 호스 접속 지점에 대해 적절하게 정렬되는 금형 블록을 형성한 후에 다른 통상의 성형 장치 내에 배치함으로써, 동일한 성형 장치 상에서 형성될 수도 있으며, 모든 다른 사항과 아래의 일반적인 성형 방법은 당업계에 잘 알려져 있다.
청구된 본 발명의 바람직한 용례는, 특히 풀 오프 및 블로우 오프 뿐만 아니라 총효율 및 경제성의 관점에서 호스 이음 조립체의 완전성이 가장 중요한 인자인 자동차 및/또는 공업용 냉각수 회로 분야이다.
본 발명에 유용한 내부 접속 부재가 열경화성 재료, 플라스틱 및 금속을 비롯한 주어진 용례에 적당한 재료로 형성될 수도 있으며, 당업계에 잘 알려진 통상의 보강 재료를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 자동차 또는 공업용 냉각수의 호스 이음 조립체의 사출 성형과 관련한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 내부 접속 부재는 나일론 6, 나일론 4/6, 나일론 6/6, 나일론 6/12, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합물을 비롯한 적당한 플라스틱 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 마찬가지로 본 발명의 실시에 유용한 호스는 주어진 용례에 적당한 재료로 형성될 수도 있지만, 자동차 또는 공업 냉각수의 호스 이음 조립체와 관련한 바람직한 실시예에서는 탄성중합체계 호스이며, 특히 에틸렌-알파-올레핀 공중합체 또는 테르폴리머형 탄성중합체로 형성된 호스가 바람직하다. 작동 압력이, 예를 들어 자동차 용례를 지시하는 경우, 이러한 호스는, 예를 들어 금속, 플라스틱, 섬유 및/또는 당업계에 알려진 기타 다른 타입의 보강재로 적당히 보강되는데, 이러한 보강재는 씨실 또는 날실의 구성을 취할 수도 있고, 꼬임 방식으로 또는 당업계에 잘 알려진 통상의 기타 다른 구성으로 형성될 수도 있다.
본 발명의 외부 덮개 요소로서 사용되는 성형 재료는 열경화성 재료와 플라스틱 등 주어진 용례에 적합한 임의의 재료로 형성될 수도 있으며, 당업계에 잘 알려진 통상의 보강 재료를 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다. 자동차 또는 공업용 냉각수의 호스 이음 조립체의 사출 성형과 관련한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 내부 접속 부재는 나일론 6, 나일론 4/6, 나일론 6/6, 나일론 6/12, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합물을 비롯한 적당한 플라스틱 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 작동 압력이, 예를 들어 자동차 용례를 지시하는 경우, 하나 이상의 내부 접속 부재 또는 외부 덮개 요소는, 예를 들어 유리와, 칼슘 카보네이트와, 유리 섬유와, 에틸렌 프로필렌 디에네 테르폴리머, 플루오르화 열가소성 재료를 포함하지만 이것으로만 제한되는 것은 아닌 열경화성 재료와, 바람직하게는 나일론 등의 플라스틱을 포함하지만 이것으로만 제한되는 것은 아닌 흡습성 재료(hygroscopic material), 또는 이들의 조합물로 적당하게 보강되는 것이 바람직하다. 외부 덮개 요소의 치수는 이들 용례에 있어서 바람직하게는 약 0.1 mm 내지 약 10.0 mm, 보다 바람직하게는 약 0.2 mm 내지 약 7.0 mm, 가장 바람직하게는 약 0.5 mm 내지 약 5.0 mm 이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 인접한 호스 접속 지점 사이의 합류 공동은, 첫째로 성형 재료가 하나의 몰드 블록으로부터 다른 몰드 블록으로 흐를 수 있도록 충분히 큰 단면적을 갖도록 설계되며, 둘째로 호스 이음 조립체에 대해 추가의 구조적 지지 또는 안정성을 제공하는 접속부를 형성하도록 설계되는 것이 바람직하다. 그러나, 특히 주어진 용례에 있어서 이러한 안정성이 필요하지 않거나, 및/또는 선택 성형 재료의 점도가 비교적 낮은 경우, 합류 공동은 비교적 작게 설계될 수도 있다. 당업자라면 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 주어진 합류 공동에 요구되는 단면적은 사용 융용 성형 재료의 점도, 전체 호스 접속 부재의 크기 및 그 구성 요소의 각각의 치수, 완성 부재의 사용 용도, 그리고 쉽게 식별 가능한 기타 요인에 크게 좌우되어 결정된다. 비제한적인 예로서, T자형의 자동차 라디에이터의 호스 이음 조립체에 대한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 본체부는 1.50 인치(3.81 cm)의 정격 호스 내경을 가지며, 스템부는 0.75 인치(1.91 cm)의 정격 호스 내경을 가지고, 외부 덮개 요소에 사용된 성형 재료는 나일론 6/6이며, 외부 덮개 요소의 치수는 약 0.200 인치(0.51 cm)이고, 성형 작업은 약 350℉(177℃)의 사출 온도에서 수행되며, 합류 공동과 그에 따라 형성되는 접속부는 평평한 기부(도 5에 도시된 바와 같이)를 갖는 대체로 초승달 형태이고, 최대 높이가 약 0.15 인치 내지 약 0.075 인치, 바람직하게는 약 0.100 인치 내지 약 0.090 인치, 가장 바람직하게는 약 0.095 인치(0.241 cm)인 것을 특징으로 한다. 또한, 접속부는 가장 넓은 지점에서의 폭이 약 0.90 인치 내지 약 0.10 인치, 보다 바람직하게는 0.75 인치 내지 약 0.35 인치, 가장 바람직하게는 약 0.640 인치(1.63 cm)이다. 접속부는 총 단면적이 A=½[rl-c(r-h)]라는 식으로 대체로 정의되는 것을 특징으로 하며, 상기 식에서 기호 A는 단면적을, 기호 r은 호스의 본체부의 반경을, 기호 l은 2개의 인접한 합류 공동이 만나는 지점에 형성되는 호의 길이를, 기호 c는 접속부의 가장 폭이 넓은 지점에서의 폭을, 그리고 기호 h는 높이가 가장 높은 지점에서의 접속부의 높이를 나타낸다. 전술한 바람직한 실시예에서, 접속부의 단면적은 약 0.0304 in2(0.1961 cm2)이다.
또 다른 큰 장점이 놀라웁게도 본 발명의 실시예를 실시하는 중에 발견되었다. 이 장점을 발견하기 전까지는, 블로우 오프 문제를 적절하게 처리하기 위해서는 비교적 고압 환경에서 호스 단부의 내경이 내부 접속 부재 포트의 외경과 실질적으로 동일하여야 한 것으로 일반적으로 받아들여져 왔다. 따라서, 내부 접속 부재에 이러한 호스 단부를 부착시키는 데에 이른바 휘발성 유기 화합물 또는 "VOCs"등의 윤활제가 통상 사용되어 왔다. 그러나 본 발명의 경우에는, 놀라웁게도 호스 블로우 오프 위험을 크게 증가시키는 일이 없이 호스 단부의 내경을 내부 접속 부재 포트의 외경에 비해 실제로 증가시킬 수 있어, 대부분의 경우에 호스 접속 지점 둘레의 외부 덮개 요소에 의해 형성되는 시일의 완전성이 상당히 증대됨을 발견하였다. 이 놀라운 발견은 본 발명의 자동차 냉각수의 호스 이음 조립체의 검사 과정 중에 이루어진 것으로서, 그 호스 이음 조립체는 긴 유리 섬유로 보강된 나일론 6/6 내부 접속 부재에 부착되는 종래와는 다른 에틸렌 프로필렌 디에네 테르폴리머에 의해 보강된 자동차 냉각수의 호스와, 나일론 6/6으로 형성된 외부 덮개 요소로 형성되어 있으며, 호스 단부를 호스 접속 포트에 부착할 때에, 예를 들어 휘발성 유기 화합물 등의 윤활제를 거의 또는 전혀 사용하지 않도록 되어 있다. 본 발명의 경우에는, 호스 단부의 내경을 내부 접속 부재의 벽 치수의 약 4배 내지 약 1/10배, 바람직하게는 약 3배 내지 약 1/2배, 가장 바람직하게는 약 2배 내지 약 1½배까지 증가시킬 수 있으며, 대체로 열악한 조건에서 적절한 블로우 오프 저항을 여전히 유지할 수 있음이 발견되었다. 이러한 특징은 호스(22)가 호스 접속 포트(16) 둘레에서 제1 내경(68)과 이보다 큰 제2 내경(70)을 가지는 것으로 도시되어 있는 도 4에 나타내어져 있다.
호스 이음 조립체 성형 방법은 당업계에 널리 알려져 있다. 그러한 하나의 방법은 예컨대 미국 특허 제5,033,775호에 개시되어 있으며, 이 방법과 관련한 내용은 본원에 참조로 인용되어 있다. 일반적으로 이러한 성형 방법은, 호스 단부를 내부 접속 부재의 호스 접속 포트에 부착하여 호스 접속 지점을 형성하는 단계와, 이렇게 형성된 조립체를 성형 장치 내에 배치하는 단계와, 성형 재료에 적절한 압력 및 온도에서 외부 덮개 부재를 조립체에 부착하여 호스를 배치하는 단계로서 열경화성 재료가 성형 재료로서 사용되는 경우 성형 재료를 경화시키며 플라스틱 재료가 성형 재료로서 사용된 경우에는 성형 재료를 냉각시키는 그러한 단계, 그리고 이렇게 성형된 호스 이음 조립체를 성형 장치로부터 취출하는 단계를 포함한다.
융통성 있는 제조 방법에 따라 호스 이음 조립체에 외부 덮개 요소를 사출 성형하는 것과 관련된 본 발명의 바람직한 실시예에서, 조립체는 우선 호스 단부를 내부 접속 부재의 호스 접속 포트에 부착하여 2개 이상의 호스 접속 지점을 형성하고; 이렇게 형성된 조립체를 성형 장치 내에 배치하며; 적절하게 설계된 모듈식 삽입 몰드 블록을 성형 장치 내에, 각 몰드 블록이 호스 접속 지점을 둘러싸고 2개 이상의 몰드 블록의 합류 공동이 서로 접촉하도록 배치하고; 주어진 성형 재료에 적절한 온도 및 압력에서 플라스틱 성형 재료를 하나 이상의 몰드 블록에 주입하며; 성형 재료가 하나의 몰드 블록으로부터 합류 공동을 통해 다른 몰드 블록으로 흐르도록 하고; 성형 재료가 냉각 되도록 한 다음; 이렇게 형성된 호스 이음 조립체를 성형 장치로부터 취출함으로써 형성된다. 이 방법에 따라, 긴 유리 섬유로 보강된 나일론 6/6계 내부 접속 부재와, 보강된 탄성중합체 호스, 그리고 나일론 6/6계 성형 외부 덮개 요소로 형성되는 본 발명의 호스 이음 조립체는 하나의 유닛당 약 30 내지 약 50초의 주기로 성형되며, 이 주기는 현재 처리 자동화 증대에 의해 하나의 유닛당 약 15초 내지 30초 미만까지 이를 것으로 예상된다.
통상의 구조에 비해 내부 접속 부재의 본체부 영역의 외부 덮개 요소를 상당량 배제함으로써, 본 발명은 통상의 성형 호스 이음 조립체와 관련된 제조비를 감소시킬 수 있다. 본 발명의 독특한 구조로 인해 전체 호스 이음 조립체의 안정성을 희생시키지 않고서도 제조 효율을 증대시킬 수 있으며, 외부 러너 또는 브릿지의 필요성을 배제함으로써 호스 풀 오프 가능성을 보다 더 감소시킬 수 있다. 특히, 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레에 단일체 또는 상호 접속 링을 형성함으로써, 다수의 호스 부재의 독립적인 회전 가능성이 종래 기술의 구조보다 상당히 감소된다. 더욱이, 본 발명은 융통성 있는 제조 방법을 활용함으로써 단일 성형 장치 및 다수의 상보적인 모듈식 삽입 몰드 블록을 사용하여 각종 형상 및 크기의 호스 이음 조립체를 형성할 수 있다. 이러한 가능성은 부분적으로는 본 발명의 하나의 실시예의 호스 정지부 구성의 독특한 구조에 의해 촉진된다. 이러한 개선은 다수의 지정 몰드의 필요성을 배제함으로써 잠재적으로 상당한 비용을 절감할 가능성을 보여준다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명의 방법에 의하면 내부 접속 부재의 외경에 비해 호스 단부의 내경을 크게할 수 있으며, 이에 따라 최종 조립체의 블로우 오프 저항에 큰 영향을 미치지 않고서도 본 발명의 호스 이음 조립체의 구성에 있어서 위험하면서 비용이 많이드는 휘발성 유기 화합물을 비롯한 윤활제를 전혀 또는 거의 사용하지 않도록 된다.
본 발명이 예시를 위해 상세히 설명되긴 하였지만, 이러한 상세한 설명은 단지 예시를 위한 것으로 당업자라면 청구의 범위로만 제한되는 본 발명의 범위 및 정신을 벗어남이 없이 본 발명의 범위 내에서 그 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 명세서에 기술된 본 발명은 본 명세서에 특정하게 기술되어 있지 않은 임의의 구성 요소 없이 적절하게 실시될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 2개 이상의 호스 접속 포트와 본체부를 구비한 강성 내부 접속 부재와; 각기 이 내부 접속 부재의 호스 접속 포트 중 하나에 배치되어 각각의 호스 접속 지점을 형성하는 2개 이상의 가요성 호스 부재와; 상기 호스 접속 지점에서 2개 이상의 가요성 호스 부재의 각각의 외주부에 결합하여 상기 내부 접속 부재에 상기 호스 부재를 밀봉시키는 외부 덮개 요소를 포함하는 성형 호스 이음 조립체에 있어서, 상기 외부 덮개 요소는 2개 이상의 상기 호스 접속 지점 둘레에서 외주부를 형성하며, 이 외주부는 상호 접속되어 호스 접속 지점 교차 영역을 형성하고, 상기 내부 접속 부재의 본체부 중 교차 영역 이외의 부분은 상기 덮개 요소 없이 유지되며 비교차 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상호 접속된 상기 외주부는 2개 이상의 상기 호스 부재의 독립적인 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 호스 접속 포트는 그 외주부의 둘레에 내부 접속 부재로부터 축방향 외측으로 연장하여 호스 정지부를 형성하는 플랜지를 포함하며, 상기 외부 덮개 요소는 호스 접속 지점 둘레에서 상기 비교차 영역의 상기 플랜지에 가까운 지점까지 연장하는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 내부 접속 부재는
    a. T자형,
    b. Y자형,
    c. X자형,
    d. 하나 이상의 스템을 갖는 엘보우형
    으로 구성된 군으로부터 선택된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 내부 접속 부재는
    (a) 열경화성 재료,
    (b) 플라스틱 재료,
    (c) 금속,
    (d) 이들의 조합물
    로 구성된 군으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 내부 접속 부재는 플라스틱 재료로 형성되며, 이 플라스틱 재료는
    (a) 나일론 6,
    (b) 나일론 4/6,
    (c) 나일론 6/6,
    (d) 나일론 6/12,
    (e) 폴리프로필렌,
    (f) 이들의 조합물
    로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 외부 덮개 요소는
    (a) 열경화성 재료,
    (b) 플라스틱 재료,
    (c) 이들의 조합물
    로 구성된 군으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 외부 덮개 요소는 플라스틱 재료로 형성되며, 이 플라스틱 재료는
    (a) 나일론 6,
    (b) 나일론 4/6,
    (c) 나일론 6/6,
    (d) 나일론 6/12,
    (e) 폴리프로필렌,
    (f) 이들의 조합물
    로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 내부 접속 부재와 외부 덮개 요소 중 하나 이상은 나일론 6/6으로 형성되며, 이 나일론 6/6은
    (a) 유리,
    (b) 칼슘 카보네이트,
    (c) 유리 섬유,
    (d) 열경화성 재료,
    (e) 플루오르화 열가소성 수지,
    (f) 흡습성 재료,
    (g) 이들의 조합물
    로 구성된 군으로부터 선택된 재료로 보강되는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 내부 접속 부재와 외부 덮개 요소 중 하나 이상은 나일론 6/6으로 형성되며, 이 나일론 6/6은 긴 유리 섬유로 보강되는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  11. 제9항에 있어서, 자동차 냉각수 회로의 호스 이음 조립체 형태로 형성되며, 상기 외부 덮개 부재의 치수는 약 0.2 mm 내지 약 7.0 mm인 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  12. 제2항에 있어서, 상기 호스 부재와 추가로 결합하도록 상기 호스 정지부와 접속 포트의 말단 사이에 외측으로 연장하는 원주 방향 리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 호스 단부 중 하나 이상은 호스 접속 포트의 외경보다 큰 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체.
  14. 제1항의 호스 이음 조립체의 제조 방법으로서,
    (a) 2개 이상의 호스 접속 지점을 형성하도록 내부 접속 부재에 2개 이상의 호스 단부의 위치를 설정하는 단계와,
    (b) 이렇게 형성된 예비 조립체를 성형 장치에 배치하는 단계와,
    (c) 2개 이상의 호스 접속 지점을 둘러싸는 형상으로 형성되며 상기 호스 접속 지점과 교차하는 하나 이상의 합류 공동을 구비하는 하나 이상의 몰드 블록을 성형 장치 내에 배치하는 단계와,
    (d) 적절한 압력 및 온도에서 성형 장치에 의해 상기 몰드 블록 내에 플라스틱 성형 재료를 주입하고 호스 단부를 배치하는 단계와,
    (e) 성형 재료가 교차부에서 상기 몰드 블록 내부로부터 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레로 동시에 흐르게 하여, 2개 이상의 호스 접속 지점 둘레에 상호 접속된 외주부를 형성하는 단계와,
    (f) 성형 재료를 냉각시키는 단계와,
    (g) 이렇게 형성된 성형 호스 이음 조립체를 성형 장치로부터 취출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 호스 단부 중 하나 이상이 상기 호스 접속 포트의 외경보다 큰 내경을 갖도록 크기를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 윤활제 없이 내부 접속 부재 상에서 호스 단부의 위치를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 호스 이음 조립체 제조 방법.
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