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KR100509211B1 - 일체형 클램핑 부재를 갖춘 벨로우즈형 커버 부재 - Google Patents

일체형 클램핑 부재를 갖춘 벨로우즈형 커버 부재 Download PDF

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KR100509211B1
KR100509211B1 KR1019970019663A KR19970019663A KR100509211B1 KR 100509211 B1 KR100509211 B1 KR 100509211B1 KR 1019970019663 A KR1019970019663 A KR 1019970019663A KR 19970019663 A KR19970019663 A KR 19970019663A KR 100509211 B1 KR100509211 B1 KR 100509211B1
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KR
South Korea
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recess
clamping member
bellows
cover member
bellows type
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KR1019970019663A
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외티커 한스
Original Assignee
한스 외티커 아게 마쉬넨-운트 아파라테파브리크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

클램핑 부재가 안정적으로 일체화되어 사전 조립된 유닛을 구성하는 벨로우즈형 커버이다; 클램핑 부재를 수용하기에 적합한 벨로우즈형 커버(10)의 한 단부 부근의 홈형 리세스(20)는, 완전하게 조여질 때 클램핑 부재에 의해 맞물리도록 방사상 안쪽 둘레 방향으로 연장되는 바닥면(26) 및 클램핑 부재를 위한 임시 바닥을 구비하여, 바닥면(26)과 리세스(20)의 방사상의 외측 경계 사이에서 반경 거리에 있으며 폐쇄되었지만 아직 완전히 조여지지는 않은 클램핑 부재를 위해 해제될 수 있는 자체 지지 지지체를 제공하는 2단 위치의 배치를 가진다.

Description

일체형 클램핑 부재를 갖춘 벨로우즈형 커버 부재
본 발명은 고무 또는 플라스틱 물질과 같은 탄성물질로 제조되며 구동 샤프트 및 유니버설 조인트의 보호를 위해 사용되는 벨로우즈형 커버에 관한 것으로서, 이 경우 수축형 압축링 또는 호스 클램프와 같은 클램핑 부재(들)가 벨로우즈형 커버와 일체로 된다.
일반적으로 유니버설 조인트 또는 구동 샤프트용 액슬 부츠(axle boots)와 같이 아코디온형(accordion-like) 구조로 된 가요성 또는 탄성의 벨로우즈형 커버는, 윤활유를 보호하기 위하여 주의 깊게 밀봉되어야 한다. 이러한 벨로우즈형 커버는 자동차 산업에서 예를 들어 전륜 구동 차량에 널리 사용되어 왔다. 벨로우즈형 커버는 일반적으로 호스 클램프(hose clamps) 또는 수축형 압축링에 의해 액슬 스텁 샤프트(axle stub shafts)에 고정된다. 현재 유니버설 조인트 샤프트 또는 구동 샤프트 제조 분야에서는, "외티거(Oetiker)" 호스 클램프 또는 "외티거" 수축형 압축링의 형태의 클램핑 부재가 사전에 일체로 되어 있는, 그러한 벨로우즈형 커버가 요구되고 있다. 바꿔 말하면, 제조업자들은 클램핑 부재가 벨로우즈형 커버 내에 사전에 일체로 되어 있는 것을 원하는데, 이에 따르면 일체식 클램핑 부재가 제공되는 벨로우즈형 커버는 미리 조립된 부품으로서 공급될 수 있어, 현재와 같이 최종 조립 단계에서 클램핑 부재를 벨로우즈형 커버 위에 장착할 필요가 없기 때문에, 유니버설 조인트 또는 구동 샤프트의 자동 조립이 용이하게 된다.
기본적으로, 벨로우즈형 커버와 일체로 이루어질 클램핑 부재에 대해서는 두가지 가능성이 있는데, 이는 (1)벨로우즈형 커버 안으로 가황처리(vulcanized)되는 클램핑 부재 또는 (2)벨로우즈형 커버 상에 장착되는 클램핑 부재를 위한 자체 지지 배치이다. 이들 2가지 가능성 중, 클램핑 부재를 벨로우즈형 커버 내로 가황처리되게 하는 것에 관한 첫 번째 해결책은 관심 대상이 아닌데, 이는 현재 클램핑 부재로서 사용되는 일반적인 호스 클램프나 압축링으로는 실질적으로 이러한 배치를 실시할 수 없기 때문이다. 예를 들어, 자동차 산업에서 액슬 부츠에 널리 사용되는, 미국 특허 제 4,299,012호에 개시된 형태의 무단 호스 클램프(stepless hose clamps)는, 만일 벨로우즈형 커버 내로 가황처리되어 들어간다면, "외티거" 이어(ear)를 변형시켜, 조여지기가 매우 힘들게 될 것이다. 가황처리 방법은 현저한 비용 증가 때문에도 수용되기 어렵다. 벨로우즈형 커버 안으로 가황처리되는 수축형 압축링은 현재 이용될 수 있는 도구에 의해서는 더 이상 수축될 수가 없는데, 이는 이들 도구는, 방사상 힘의 적용에 의해 압축링의 지름을 감소시키기 위해, 지름이 정해진 압축링의 외부면과, 수축 작용이 일어나는 동안, 형태 잠금(form-locking) 방식으로 결합되게끔 설계되기 때문이다. 가황처리된 수축형 압축링 위에 도포된 고무 또는 플라스틱 층은 압축링과 압축 도구 사이의 형상 잠금 연결을 방해한다. 클램핑 부재를 벨로우즈형 커버 내로 가황처리하여 넣음으로써, 일체식 호스 클램프 또는 압축링을 부식으로부터 보호한다는 것 역시 부적절한데, 이는 본 발명에 의해 스테인레스 강이나 알루미늄과 같은 클램핑 장치용의 적절한 재료를 사용함으로써 이러한 문제가 해결될 수 있기 때문이다. 더욱이, 클램핑 부재의 위치 및 안착 그리고 적절한 조임과 관련한 한, 클램핑 부재의 가황처리에 의하면, 클램핑 부재를 설치된 상태에서 시각적으로 조정할 수가 없다. 따라서 클램핑 부재의 제조자 및/또는 설치 일자의 표시를 눈으로 확인할 수도 없게 된다. 현재까지, 구동 샤프트 또는 유니버설 조인트 샤프트와 함께 사용되는 호스 클램프는, 조립일자 또는 제조업자가 관심을 갖는 다른 관련된 날짜가 예를 들어 스탬핑에 의해 클램핑 장치에 일체로 포함됨으로써, 정보 전달체로서 널리 사용되어 왔다. 그러한 시각적인 점검 및 조정은 클램핑 부재가 자유롭게 노출되는 경우에만 가능한데, 가황처리 방법에서는 그렇게 될 수 없다.
본 발명은, 클램핑 부재가 사전에 일체로 되어 있는 벨로우즈형 커버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면 사전에 조립된 유닛은, 용이하게 대량 생산될 수 있는 아이템인, 고무 또는 플라스틱 재료의 벨로우즈형 커버와 "외티거" 수축형 압축링 또는 금속 호스 클램프로 구성되는데, 현재까지 일반적인 바와 같이 클램핑 부재는, 벨로우즈형 커버의 양측 단부 즉 벨로우즈형 커버의 지름이 작은 부분뿐만 아니라 지름이 큰 부분에서 클램핑 부재를 수용하기 위해 외경 내에 형성된 홈형 리세스(grooved-shaped recess) 안에 설치된다. 현재까지는, 그러한 홈형 리세스는, 클램핑 부재를 완전히 설치된 상태에서 정확히 안내하는 데에만 활용되며, 벨로우즈형 커버 안에 일체로 된 압축링과 같이 사전 조립된 클램핑 부재를 위한 어떤 자체 지지(self-retain) 기능도 제공할 수는 없다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 클램핑 부재를 위한 홈형 리세스에는 클램핑 부재가 조여지고 수축되기 전에 리세스 내에 위치되면 그 둘레를 따라, 압축링을 자체 지지될 수 있는 방식으로 위치시키고 유지할 수 있는 적어도 하나이고 바람직하게는 여러 개인 멈춤쇠(detent elements)가 제공된다는 점에서 2단 구조(two-tier)라 할 수 있다. 압축링과 같은 클램핑 부재는 큰 힘을 사용해야만 벨로우즈형 커버로부터 다시 분리될 수 있다. 그 결과로서, 홈형 리세스 내의 벨로우즈형 커버 상에 장착된 후 자동적으로 지지되는 압축링과 같은 클램핑 부재는 벨로우즈 커버와 일체가 되는 유닛을 형성하고, 이러한 벨로우즈형 커버 및 클램핑 부재가 일체로 된 유닛이 추가로 처리될 수 있다. 멈춤쇠를 사용하면 클램핑 부재를 수용하는 2단 구조를 제공하는 이점이 있는데, 이 2단 구조에서는, 클램핑 부재를 벨로우즈형 커버 내에 일체형 부품으로서 견고하게 그러나 임시로 유지하는 방사상 바깥쪽 위치에 의해, 미리 정해진 조이는 힘의 존재 하에서, 임시의 방사상 바깥쪽 위치를 해제함으로써 클램핑 부재가 완전하게 그리고 신뢰성 높게 조여질 수 있다. 본 명세서에서 "클램핑 부재" 라는 용어는 미국 특허 제 5,001,816호 및 5,185,908호 모두에 개시된, "외티커" 퍼즐 록 압축링과 같이 수축 가능한 압축링과, 벨로우즈형 커버와 함께 현재 사용되는 "외티커" 무단 클램프와 같은 종래의 클램프를 의미한다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 단지 설명의 목적으로 본 발명에 따른 실시예를 도시하는 첨부도면을 참조할 때 이후의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 여러 도면에 나타난 구성요소 중 같은 구성요소에 대해서는 같은 도면부호를 사용하였다. 도면 부호 10은 공지의 구조를 가질 수 있는, 고무 또는 플라스틱 재료와 같은 탄성 물질로 된 벨로우즈형 커버를 나타낸다. 벨로우즈형 커버(10) 중 예를 들어 큰 단부에 설치되는 2단 배치는 보통 부호 11로 표시되며, 이에는 둘레 방향으로 연장되며 클램핑 부재가 2단계로 위치할 수 있게 하는, 20으로 표시된 홈형(groove-shaped) 리세스가 제공된다. 리세스(20)에는 축 방향(axially)으로 거리 c(도 4)만큼 서로 떨어져 있는 측벽 (21a, 21b)이 제공되는데, 이 거리 c는 부호 40으로 표시된 클램핑 부재의 폭 보다 약간 더 크다. 따라서 방사상 깊이 d는 클램핑 부재(40)의 두께보다 약간 크다. 2단 구조의 방사상 바깥쪽은, 적어도 한 쌍 또는 여러 쌍인 것이 바람직한 멈춤쇠(23a 및 23b)의 적어도 대략 수평으로 연장되는 면(22a 및 22b)에 의해 형성되며, 멈춤쇠(23a, 23b)는 리세스(20) 내에서 서로를 향해 연장된다. 단면이 삼각형인 멈춤쇠(23a 및 23b)의 하부면(24a 및 24b)은 측면(21a 및 21b)을 향해 바깥쪽 아래를 향해 각도를 가지고 연장된다. 정상면(22a 및 22b)과 경사진 하부면(24a 및 24b) 사이의 연결부는 부호 25a 및 25b에서 라운딩되는 것이 바람직하다. 멈춤쇠형 부재(23a 및 23b)는 벨로우즈형 커버(10)의 큰 단부(11)와 일체로 되어 있고, 따라서 휘어질 수 있는(yieldable) 같은 탄성재료로 만들어진다. 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍, 바람직하게는 세 쌍이나 네 쌍의 멈춤쇠형 부재로 구성되는 멈춤쇠형 부재(23a 및 23b)는 "외티거(Oetiker)" 퍼즐 록크(puzzle-lock) 압축링과 같은 클램핑 부재(40)를 사전 조립된 상태로 유지하며, 사전 조립된 상태에서 클램핑 부재(40)는 벨로우즈형 커버(10)에 일체로 견고하게 유지되는데, 이는 멈춤쇠헝 부재(23a, 23b)의 방사상 바깥쪽으로 배치되는 홈형 리세스(20) 상부의 자체 지지 기능 때문이다. 조이는 힘을 가함에 따라, 돌출된 입술형 구성요소를 형성하는 멈춤쇠형 부재(23a 및 23b)가 휘어져서, 클램핑 부재(40)는 홈형 리세스(20)의 방사상 안쪽으로 들어가 조여지고, 각 멈춤쇠형 부재의 지름이 수축됨으로써 홈형 리세스의 바닥(26)에 견고하게 자리를 잡게 된다. 그러면, 탄성 멈춤쇠(23a 및 23b)는 도 3에 부호 23a' 및 23b'로 도시된 형상으로, 클램핑 부재(40)의 방사상 외부면 위로 다시 돌출되도록 복귀(spring back)할 수 있다.
전술한 바와 같이, 벨로우즈형 커버 단부의 외부면에 홈형 리세스를 사용하는 것은 공지되어 있다. 그러나 지금까지 그것들은 주로 완전하게 설치된 상태에서 클램핑 부재를 안내할 목적으로만 제공되었다. 방사상의 외측 위치에서도 자체 지지 특징이 달성되는 2단 배치를 제공하는 문제는 멈춤쇠형 부재(23a 및 23b)를 사용하지 않고는 해결될 수 없다. 이는 보다 깊은 리세스라 하더라도 클램핑 부재를 벨로우즈형 커버에 일체화된 부분으로서 형성하는데 필요한 자체 지지 작용을 충분히 제공하지는 않을 것이기 때문인데, 이는 클램핑 부재의 한쪽이 홈형 리세스 내로 들어가 리세스의 바닥에 접할 때, 클램핑 부재가 벨로우즈형 커버로부터 분리될 가능성이 있고, 이 경우 반대쪽이 리세스의 에지로부터 미끄러져 나올 것이기 때문이다. 따라서 서로를 향해 연장되는 입술 모양 탄성 돌출부 형태의 멈춤쇠는, 완전한 자체 지지 기능에 의해 2단 배치의 방사상 외측 위치를 임시로 제공하여 필요한 일체화가 이루어지게 하고, 클램핑 부재가 일체로 된 벨로우즈형 조립체를 견고하게 하는데 필요하다. 따라서 벨로우즈형 커버(10) 외측 단부의 외부면(12)은, 자체 지지 배치의 홈형 리세스 내에서 클램핑 링의 중앙 설정 및 장착을 돕도록, 직선으로 둘러싸여(rectilinearly) 위쪽으로 기울어져 연장되는 플랭크(flank)를 형성하도록 경사진다.
다음은 본 발명에 따른 2단 배치의 전형적인 한 실시예이지만, 이 실시예는 예시적인 것이며, 당업자가 변형할 수 있는 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
벨로우즈형 커버(10)는, 예를 들어 히트렐(Hytrell; 등록상표)로 만들어지고, 전술한 2건의 미국 특허에 설명되어 있는 바와 같이 퍼즐형 압축링인 "외티거(Oetiker)" 와 같은 수축되는 압축링에 의해 금속 액슬 스텁 위에 고정된다. 압축링의 공칭 지름은 88mm이며 수축하여 85mm로 되는데, 이는 리세스(11) 바닥(26)의 지름과 일치하는 규격이다. 측벽(21a, 21b)에 의해 형성되는 홈형 리세스(11)의 방사상 외측부의 폭(c)은 9.6mm이고, 입술형 멈춤쇠(23a 및 23b)의 선단(tips) 사이의 축간 거리(e)는 7.85mm이고, 라운딩된 부분(25a 및 25b)의 곡률 반경은 0.3mm이고, 방사상 방향에 대해 아래로 경사진 면(24a 및 24b)의 각은 45°이고, 표면(24a 및 24b)과 리세스(11) 측벽 교차부의 폭은 10mm이고, 벨로우즈형 커버의 큰 단부의 전체 크기(g)는 15mm이고, 홈형 리세스(20)의 깊이(d)는 3mm이며, 상부 지지면(22a 및 22b)에 의해 방사상의 외측으로 형성되는 리세스의 깊이(d')는 1.5mm이다. 리세스(11)의 전체 두께(k)는 4.5mm이며, 바람직하게는 리세스(11)에 대해 중심이 맞춰져 방사상 안쪽으로 연장되는 둘레 방향 돌출부(27)는 0.5mm의 방사상 내측 연장부(m)와, 5mm의 축 길이(1)를 가지며, 곡률 반경(R1)은 0.5 mm이다.
본 발명에 따른 하나의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 당업자에게 알려진 바와 같이 다양한 변화가 가능하다. 임의의 적절한 탄성재료로 만들어진 임의의 2단 배치가 사용될 수 있으며, 이에 따라 멈춤쇠는, 벨로우즈형 커버에 대해 사용된 재료를 고려하여 바람직한 탄성을 제공하고, 일체로 된 클램핑 부재의 일시적인 방사상 외부 위치를 해제할 수 있도록 휘어질 수 있게 설계된다. 더욱이 멈춤쇠는 축의 중심을 향하는 방향으로 서로 마주하도록 홈형 리세스 내에 배치될 수도 있지만, 엇갈리는 관계(staggered relationship)로 배치되어, 한쪽 면의 멈춤쇠가 리세스 다른 쪽의 다음 멈춤쇠에 의해 둘레 방향으로 엇갈리도록 될 수도 있다. 추가로, 플랭크면(12)은 직선일 필요는 없으며, 임의의 적절한 곡선 형상을 가질 수도 있다. 따라서 본 발명은 이상 설명된 것에만 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위 내의 모든 변화 및 변형도 포함한다.
이상 설명한 바와 같이 본원 발명에 의하면, 클램핑 부재가 사전에 일체로 되어 있는 벨로우즈형 커버가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 벨로우즈형 커버의 단부의 축을 따른 부분 단면도;
도 2는 일체로 사전 조립된 상태의 압축링 형태인 클램핑 부재를 나타내는, 도 1의 벨로우즈형 커버의 한 단부의 축을 따른 부분 확대 단면도;
도 3은 수축 작용 후 완전하게 설치된 상태의 클램핑 부재를 도시하는, 도 2와 유사한, 축을 따른 부분 확대 단면도;
도 4는 몇몇 치수가 표시된 벨로우즈형 부재의 일부를 나타내는 정면도;
도 5는 도 4의 평면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 벨로우즈형 커버 20: 홈형 리세스
21a, 21b: 측벽 23a, 23b: 멈춤쇠
26: 바닥 27: 돌출부
40: 클램핑 부재

Claims (9)

  1. 사전 조립된 유닛을 형성하기 위해 일체화될 수 있는 클램핑 부재(40)를 위한 벨로우즈형 커버 부재(10)로서,
    상기 클램핑 부재를 수용하기 위해 홈형 리세스(20)를 내부에 포함하며,
    상기 리세스가, 완전히 설치된 위치(B)에서 상기 클램핑 부재에 의한 결합을 위해 방사상 안쪽으로 둘레 방향으로 연장되는 바닥면(26)을 구비하는, 벨로우즈형 커버 부재에 있어서,
    상기 리세스(20) 내에서 상기 리세스(20)의 바닥면(26)으로부터 이격된 사전 조립 위치(A)에서 상기 클램핑 부재(40)를 지지하기 위해, 상기 리세스의 방사상 외측 경계와 상기 바닥면(26) 사이의 상기 리세스(20) 레벨에서 임시 바닥을 형성하는 휘어질 수 있는 멈춤쇠(23a, 23b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    벨로우즈형 커버 부재.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 클램핑 부재(40)가 상기 사전 조립 위치(A)로부터 완전히 설치된 위치(B)까지 이동하게 할 수 있도록, 방사상 안쪽으로 향하는 힘의 존재 하에서, 상기 멈춤쇠(23a, 23b)가 상기 임시 바닥을 해제하도록 작동하는,
    벨로우즈형 커버 부재.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 리세스(20)의 둘레를 따라 여러 쌍의 멈춤쇠(23a, 23b)가 제공되는,
    벨로우즈형 커버 부재.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 멈춤쇠(23a, 23b)가 상기 리세스(20)의 마주하는 측벽(21a, 21b)들로부터 서로를 향해 연장되는 한 쌍의 탄성 립(elastic lips)에 의해 형성되는,
    벨로우즈형 커버 부재.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 멈춤쇠(23a, 23b)는 단면이 삼각형이고, 대체로 축의 중심을 향하는 방향으로 연장되어 상기 임시 바닥을 형성하는 정상면(23a, 23b)을 갖는,
    벨로우즈형 커버 부재.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 멈춤쇠(23a, 23b)의 상기 정상면(22a, 22b)이 상기 리세스(20)의 약 절반 정도 깊이에 위치하는,
    벨로우즈형 커버 부재.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 멈춤쇠(23a, 23b)는 상기 리세스(20)의 측면(21a, 21b)을 향하여 방사상의 내측으로 예각으로 연장되는 경사진 하부면(24a, 24b)을 구비하는,
    벨로우즈형 커버 부재.
  8. 제 1항에 있어서, 경사진 외부면(12)을 갖춘,
    벨로우즈형 커버 부재.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 리세스(20) 내에 일체화된 부품으로서의 상기 클램핑 부재(40)를 포함하는,
    벨로우즈형 커버 부재.
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