KR101862841B1

KR101862841B1 - 가요성 도관 요소

Info

Publication number: KR101862841B1
Application number: KR1020157035596A
Authority: KR
Inventors: 우베 웨벨
Original assignee: 주식회사 에스제이엠
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: CN104471301A; KR20160018561A; US20160069059A1; EP2997291B1; CN104471301B; JP6326706B2; EP2997291A1; US9920509B2; JP2016522875A; WO2014183773A1; US20170152656A9

Abstract

본 발명은 내연기관 차량의 배기 시스템용 가요성 도관 수단으로서, 벨로우즈 부재(2); 상기 벨로우즈 부재를 둘러싸는 가요성 외측 브레이디드(braided) 또는 니티드(knitted) 부재(3); 탄성적으로 변형가능하고, 상기 외측 브레이디드 또는 니티드 부재에 대해 인접하도록 적어도 부분적으로 둘러싸는 탄성 부재(4)로서, 상기 벨로우즈 부재는 2개의 파형부(21), 상기 파형부들 사이의 연결부(24)를 포함하고, 상기 탄성 부재(4)는 상기 연결부를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 상기 연결부(24)는 그 축방향 단부에 형성되며 적어도 반경방향으로 연장되는 플랭크(25)를 포함하는, 상기 탄성 부재(4); 및 상기 플랭크 서로 연결하며 상기 탄성 부재(4)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 곡면부(26)를 포함하는, 가요성 도관 수단을 포함한다.

Description

가요성 도관 요소{FLEXIBLE CONDUIT ELEMENT}

본 발명은 내연기관 차량의 배기 시스템용 가요성 도관 수단에 관한 것이다. 가요성 도관 수단은 중공형 실린더 형상인 벨로우즈 부재, 상기 벨로우즈 부재를 적어도 부분적으로 둘러싸는 가요성 외측 부재, 탄성적으로 변형가능한 적어도 탄성 부재로서, 상기 가요성 부재를 적어도 부분적으로 둘러싸서 그에 대해 인접하는 한편, 상기 벨로우즈 부재는 상기 벨로우즈 부재의 축방향으로 환형으로 주름 형성되는 적어도 2개의 파형부를 포함하는, 상기 탄성 부재, 및 상기 벨로우즈 부재의 파형부들 사이에 축방향으로 형성되는 적어도 연결부로서, 상기 탄성 부재는 상기 연결부를 적어도 부분적으로 둘러싸는, 상기 연결부를 포함한다.

이와 같은 가요성 도관 수단은 EP 2 441 996호에 공지되어 있다. 가요성 도관 수단은 기계가공 산업에 통상적으로 이용된다. 이는 내연기관 내에 있을 때 엔진으로부터 안내되는 배기 파이프와 머플러 사이의 배기 시스템 내에 배치된다. 가요성 도관 수단은 배기 시스템과 기계류 사이에서 디커플러(decoupler)로서 기능한다. 가요성 도관 수단은, 엔진의 시동시 또는 가속 혹은 제동 동안에 또는 기어 변환 동안에 엔진 및 기계류의 작동 및 엔진 자체의 운동에 의해 야기되는 충격 하중뿐만 아니라, 열 및 진동 및 습도에 도출된다. 차량 내에 적용하는 경우에, 가요성 도관 수단은 진동 및 환경적 조건에도 노출된다.

공지된 가요성 도관 수단은 환형의 파형 형상을 갖는 금속제 벨로우즈를 도시한다. 금속제 벨로우즈 부재의 중간에는, 원형 형상의 원통 표면이 제공된다. 금속제 벨로우즈 부재는 완전한 길이부 위의 가요성 외측 메시에 의해 덮이고, 스프링 클램프에 의해 중간의 원통부에 고정된다. 또한, 가요성 메시는 금속제 벨로우즈 부재의 외측 단부에서 금속제 벨로우즈 부재에 고정된다. 빌트인 배기가스 시스템의 진동으로 인해, 금속제 벨로우즈 부재는 진동에 노출되므로, 움직이기 시작하여 소음을 형성한다. 이에 따라, 외측 가요성 메시는 금속제 벨로우즈 부재를 덮고, 메시와 금속제 벨로우즈 부재 사이에 마찰을 형성한다.

본 발명의 목적은 공지된 가요성 도관 수단과, 감쇠를 위한 진동 거동을 더욱 개선하고, 가요성 도관 수단이 광범위한 적용 및 빌트인 상황(built-in situations)에 제공되게 하여 제조 비용을 감소시키는 것이다.

본 발명은, 전술한 타입의 내연기관 차량의 배기 시스템용 가요성 도관 수단으로서, 축방향으로 연장되는 벨로우즈 부재; 상기 벨로우즈 부재를 적어도 부분적으로 둘러싸는 가요성 외측 브레이디드(braided) 또는 니티드(knitted) 부재; 탄성적으로 변형가능하고, 상기 외측 브레이디드 또는 니티드 부재에 대해 인접하도록 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 탄성 부재로서, 상기 벨로우즈 부재는, 상기 벨로우즈 부재의 축방향으로 환형으로 주름 형성되는 적어도 2개의 파형부를 포함하는, 상기 탄성 부재; 상기 파형부의 외주부를 따라 릿지 및 리세스를 실질적으로 규칙적인 간격으로 교호하는, 상기 파형부; 및 상기 벨로우즈 부재의 상기 파형부들 사이에 축방향으로 형성된 적어도 하나의 연결부를 포함하고, 상기 탄성 부재는 상기 연결부를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 상기 연결부는 그 축방향 단부에 형성되며 적어도 반경방향으로 연장되는 플랭크를 포함하고, 상기 연결부 중간에는 상기 플랭크를 서로 연결하며 상기 탄성 부재에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 곡면 및/또는 원호부를 포함하며, 상기 연결부의 축방향 길이는 상기 파형부의 규칙적인 간격과 상이한, 가요성 도관 수단에 의해 그 목적을 해결한다.

곡면 형상을 갖는 이와 같은 연결부는 연결부의 곡면형 외부면을 안내하여 제조하기 용이하고 양호한 진동 흡수 특성을 가지고, 원통형 형상의 연결부에 비해 가요성 조절을 허용한다. 상기 연결부에 인접한 상기 파형부에 대한 상기 연결부의 형상 및 길이로 인해, 상기 벨로우즈 부재의 진동 거동이 개선될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 연결부의 가장 큰 외경은 인접한 상기 파형부의 외경보다 작다. 이로써, 상기 탄성 부재는 금속제 벨로우즈 부재의 축을 향해 상기 가요성 도관 수단의 외측 형상의 내측방향으로 배치되므로, 상기 가요성 도관 수단의 필요한 빌트인 공간이 감소될 수 있다. 상기 외측 가요성 부재가 상기 금속제 벨로우즈 부재와 상기 탄성 부재 사이에 클램핑되는 것이 아니라, 상기 탄성 부재에만 접촉을 갖기 때문에, 상기 외측 가요성 부재는 진동 또는 하중 조건으로 인해 상기 금속제 벨로우즈 부재의 양단부들 사이에서 균등하여, 상기 탄성 부재로부터 인가된 인장력에 의해 소정 위치에 보유될 수 있다. 이는 인장력이 상기 외측 가요성 부재에 완전히 인가됨에 따라 상기 외측 가요성 부재의 완전한 표면에 대한 더욱 높은 인장력을 안내한다.

또 다른 실시예에서, 상기 곡면 및/또는 원호부는 오목 및/또는 볼록 형태로 형성된다. 이와 같은 상이한 종류의 형상으로 인해, 진동 거동이 더욱 개선될 수 있다. 그 형상으로 인해, 하중 조건을 위한 뒤틀림(warping) 모멘트가 긍정적으로 조절될 수 있다. 곡면 및 곡면형 중공 바디가 원통형 형상보다 높은 뒤틀림 모멘트를 가짐으로써, 상기 연결부의 운동(movement) 및 여기(excitation)가 더욱 증가됨에 따라 상기 가요성 도관 수단의 진동 응답이 긍정적으로 영향을 받는다.

또 다른 실시예에서, 상기 곡면 및/또는 원호부는 바람직하게 상이한 반경으로 이루어진 복수의 곡면부 또는 굴곡부를 포함한다. 본 실시예에 의해, 상기 금속제 벨로우즈 부재 내에 상이한 형상 및/또는 아치부가 구현될 수 있다. 상이한 반경으로 인해, 상기 가요성 도관 수단은 상이한 적용을 위해 유리하게 조절될 수 있고, 유용한 설계 공간이 최적으로 이용될 수 있다. 다수의 곡면을 갖는 상이한 반경을 이용함으로써, 상기 가요성 도관 수단은 곡면들이 보다 높은 뒤틀림 모멘트와, 그에 따른 상기 진동 거동에 영향을 미치는 더욱 높은 굴곡 강도를 대체로 제공함에 따라 의도된 진동 거동 및 하중 하의 응답에 정확하게 조절될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 연결부는 상기 금속제 벨로우즈 부재의 외측부를 향해 그리고 그 내측부를 향해 적어도 부분적으로 만곡 및/또는 아치 형성된다. 본 설계에 의해, 상기 금속제 벨로우즈 부재는 오목 및/또는 볼록 형상을 반드시 가질 필요가 있는 것이 아니라, 불규칙 또는 대칭 형상을 가질 수도 있다. 그 형상으로 인해, 상기 외측 가요성 부재가 상기 벨로우즈 부재 둘레에 조여짐으로써 조절가능할 수 있다. 또한, 상기 가요성 도관 수단이 예컨대 의도된 빌트인 공간보다 작음에 의해 축방향으로 압축되는 경우에, 상기 외측 가요성 부재는 진동 거동을 위해 긍정적인 상기 연결부의 기하학적 형상으로 인해 선접촉만을 가질 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 탄성 부재의 프로파일은 상기 벨로우즈 부재의 축방향을 따라 적어도 부분적으로 연장된다. 본 설계에 의해, 상기 탄성 부재는 스탬핑 또는 드로잉에 의해 감소된 비용으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 가요성 도관 수단의 조립이 단순화된다. 이러한 설계의 경우, 상기 탄성 부재는 소정의 축방향 위치에서 상기 외측 가요성 부재와 접촉함으로써, 그 조립이 그 위치설정에서만 있을 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 탄성 부재는 상기 연결부의 축방향 형상과 적어도 실질적으로 유사한 곡면 프로파일을 갖는다. 본 설계에 의해, 상기 탄성 부재는 상기 벨로우즈 부재의 외부 형상을 따르도록 가능함으로써, 상기 탄성 부재는 진동에 의한 운동을 감소시키기 위해 상기 연결부의 형상에 매우 근접하게 따르도록 할 수 있다. 상기 탄성 부재는 그 표면을 따라 상기 벨로우즈 부재의 표면에 동일한 거리를 가짐으로써, 상기 외측 가요성 부재가 조여지고, 상기 탄성 부재는 상기 벨로우즈 부재와 접촉하지 않음으로써 진동 접촉이 방지된다. 또한, 이는 상기 탄성 부재가 상기 연결부에 더욱 근접하게 이동하므로 필요한 직경 및 원주가 감소됨에 따라 제공된 설계 공간에 대한 이용을 개선시킬 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 탄성 부재는 상기 연결부에 대해 상기 가요성 외측 브레이디드 또는 니티드 부재를 가압한다. 이에 따라, 상기 외측 가요성 부재는 상기 탄성 부재로부터의 인장력에 의해 소정 위치에 보유될 뿐만 아니라, 상기 탄성 부재와 상기 연결부 사이의 마찰에 의해서도 소정 위치에 보유된다. 이는 높은 마찰력을 가져서 상기 외측 가요성 부재를 소정 위치에 보유하지만, 동시에 상기 외측 가요성 부재의 나머지 부분에서 인장력을 감소시키는데 이용될 수 있다. 이는 상기 연결부를 제외하고, 상기 가요성 도관 수단의 다른 부분에서 상기 외측 가요성 부재와 상기 벨로우즈 부재 사이의 마찰을 감소시킬 것이다. 이러한 특징에 의해, 상기 외측 가요성 부재 내의 인장력은 명확하고 국부적으로 조절될 수 있고, 또한 축방향 운동이 회피될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 가요성 외측 브레이디드 또는 니티드 부재와 상기 연결부 사이의 접촉은 상기 연결부의 외부면 원주를 따른 실질적인 선접촉이다. 상기 선접촉으로 인해, 면접촉에 비해 접촉 영역이 작음에 따라 상기 외측 가요성 부재와 상기 연결부 사이의 매우 높은 표면 압력이 구현된다. 이에 따라, 상기 외측 가요성 부재의 축방향 운동에 대한 높은 저항성이 더욱 보장된다. 추가로, 상기 선접촉이 상기 탄성 부재의 감소된 스프링력을 허용하는 높은 압력을 제공함에 따라 재료 강도에 관한 상기 탄성 부재의 탄성력이 감소될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 가요성 외측 브레이디드 또는 니티드 부재와 상기 연결부 사이의 접촉은 상기 벨로우즈 부재의 축방향을 따라 그리고 상기 연결부의 외부면 원주를 따라 실질적으로 연장되는 면접촉이다. 본 실시예에 의해, 상기 외측 가요성 부재와 상기 연결부 사이의 접촉은 표면적을 증가시켜서 상기 외측 가요성 부재와 상기 연결부 사이의 마찰 영역을 증가시킴으로써 개선될 수 있다. 특히 상기 접촉 영역의 아크형 또는 곡면형 형상으로 인해, 상기 마찰은 평범한 원통형 형상에 비해 증가된다. 곡면형 면접촉으로 인해, 상기 외측 가요성 부재의 축방향 운동은, 상기 탄성 부재의 스프링력 및 그에 따른 인장력이 수명 동안에 또는 재료의 부착 또는 일반적인 노화로 인해 감소하더라도 방지된다.

바람직한 실시예에서, 상기 플랭크 각각은 적어도 부분적인 원통부에 의해 축방향으로 다음 부분에 연결된다. 본 실시예에 의해, 상기 벨로우즈 부재를 따라 툴링을 위한 특정 영역이 제공될 수 있고, 상기 플랭크는 감소된 비용으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 파형부의 주기적인 반복이 불연속적이므로, 상기 원통부가 강도를 개선하는 상기 파형부보다 높은 뒤틀림 모멘트를 가짐으로써 상기 진동 거동이 개선된다.

또 다른 실시예에서, 연결부를 둘러싸는 상기 파형부들 사이의 축방향 길이는 상기 파형부의 규칙적인 간격보다 적어도 2배 내지 7배, 바람직하게 3배 내지 6배 더 길다. 상기 연결부의 길이로 인해, 상기 뒤틀림 모멘트와 상기 강도가 조절된다. 상기 파형부의 규칙적인 간격의 길이와 상기 연결부의 길이 사이의 관계는 상기 가요성 도관 수단의 공명 거동을 방지하는데 이용될 수 있는 것으로 알려져 있다. 상기 연결부가 상기 규칙적인 간격 길이의 2배 내지 7배의 범위에 있음으로써, 상기 뒤틀림 모멘트와 상기 강도는 소음, 진동, 불쾌감(NVH)을 긍정적으로 감쇠시킨다.

바람직한 실시예에서, 상기 연결부의 플랭크들 사이의 축방향 길이는, 상기 원통부에 연결되는 인접한 상기 파형부들 사이의 축방향 길이의 적어도 30 내지 80%, 바람직하게 40 내지 70%이다. 본 실시예에 의해, 상기 파형부의 축방향 거리와 상기 연결부 사이의 관계가 더욱 긍정적으로 조절됨으로써, 상기 연결부의 진동 거동이 상기 가요성 도관 수단의 공명을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 원통부는 상기 연결부의 곡면부 및/또는 아치부보다 축방향으로 더욱 짧고, 상기 연결부의 유효 반경이 증가되어 상기 뒤틀림 모멘트를 증가시킨다.

또 다른 실시예에서, 상기 연결부의 가장 큰 외경은 인접한 상기 파형부 중 적어도 하나의 평균 직경보다 크다. 상기 평균 직경은 상기 파형부의 가장 큰 직경과 가장 작은 직경 사이의 관계와 유사하다. 상기 연결부의 큰 직경은 굴곡 지점이 외측방향으로 더욱 이동됨에 따라 상기 진동 거동을 개선하는데 더욱 조력함으로써, 상기 연결부의 여기가 더욱 증가되고, 상기 연결부의 강도가 더욱 개선된다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 연결부의 가장 작은 직경은 인접한 상기 파형부 중 적어도 하나의 가장 작은 내경보다 크다. 상기 가장 작은 직경이 상기 연결부의 또 다른 외측방향 영역 상에 있는 경우, 상기 연결부의 강도가 더욱 개선되어, 상기 연결부의 유효 직경이 확대되어 상기 뒤틀림 모멘트가 더욱 증가됨에 따라 상기 연결부의 만곡 및 진동 저항성이 증가된다.

본 발명은 하기의 도 1 내지 3에 의해 더욱 설명될 것이다.

도 1은 제1 실시예의 부분 절결 단면도,
도 2는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면,
도 3은 제3 실시예의 가요성 도관 금속 수단의 개략도.

도 1에서, 가요성 도관 수단의 제1 실시예에 대한 부분적인 축방향 단면도가 도시된다. 가요성 도관 수단(1)은 그 중앙의 내측 벨로우즈 부재(2), 인접한 외측 가요성 부재(3) 및 그 외측 상의 탄성 부재(4)를 포함한다. 도시한 벨로우즈 부재(2)는 그 축방향 좌측부 및 우측부 상의 파형부(21)를 포함하며, 연결부(24)는 그들 사이에서 축방향으로 형성된다. 벨로우즈 부재(2)는 도 3에 도시한 바와 같이 칼라 부재(11)를 갖는 축방향 외측 단부 상의 외측 가요성 부재에 고정식으로 연결된다.

벨로우즈 부재(2)는, 벨로우즈 부재(2)의 축방향 길이를 따라 축방향 외측부 및 내측부를 향해 벨로우즈 부재(2)를 굴곡시킴으로써 형성된 릿지 및 리세스(23)를 갖는 파형부(21)를 포함하고 있다. 이로써, 파형부(21)는 내경 및 외경을 가지며 규칙적인 간격(28)에 의해 반복되는 축방향 표면을 따라 환형 링을 갖는다.

연결부(24)는 파형부(21)들 사이에 축방향으로 있다. 도 1에서, 연결부(24)와 인접한 파형부(21) 각각은 그들 사이의 원통부(27)를 둘러싼다. 원통부(27)는 각 측부 상에 파형부(21)와 연결부(24)에 연결된 반경을 갖는다. 2개의 원통부(27)들 사이에는, 반경방향으로 배향되며 곡면부 또는 아치부(26)에 의해 연결되는 플랭크(25)를 포함하는 연결부(24)가 있다. 또한, 플랭크는 부분적인 반경방향으로만 가질 수 있다. 플랭크(25)에 의해, 연결부(24)의 길이가 형성된다. 또한, 연결부가 반원 형상 또는 타원 형상을 여전히 가져야 한다면, 상기 플랭크는 연결부(24)를 벨로우즈 부재(2)와 연결할 필요가 있다. 이에 따라, 연결부(24)는, 연결부(24)가 더욱 적절해지는 제1 및 최종 플랭크(25)에 의해 형성된다.

연결부(24)의 아치부 또는 곡면부는 반경 또는 연속적으로 만곡된 표면 형상을 갖는 임의의 형상을 가질 수 있다. 만곡된 곡면 또는 아크 형상에 의해, 연결부의 뒤틀림 모멘트가 증가된다는 점에서 진동 거동이 긍정적으로 영향을 받는다. 그 증가와 함께, 요동 운동(wobbling movement) 또는 진동이 감소되므로, 인접한 부품에 대한 진동 전달이 줄어든다. 또한, 가요성 도관 수단 자체로부터의 소음 발생이 감소된다. 곡면부 또는 아크부는 임의의 형상을 가질 수 있으며, 날카로운 굴곡부 또는 버클부가 없어지도록 연속적인 만곡 표면으로서 설계될 수 있다. 도 1에서, 아치부 또는 곡면부(26)는 2개의 플랭크(25)들 사이에 완전한 축방향 거리에서 스팬된다. 연결부(24)의 가장 큰 외경(29)은 파형부(21)의 가장 큰 외경보다 작다. 금속제 벨로우즈 부재(2)의 반경방향으로의 더욱 외측에는 외측 가요성 부재(3)가 있으며, 이는 파형부(21), 벨로우즈 부재(2) 및 연결부(24) 위로 스팬된다.

외측 가요성 부재(3)는 연결부(24)의 영역에서 외측 가요성 부재(3)와 접촉하는 탄성 부재(4)에 의한 운동에 대해 소정 위치에 보유된다. 탄성 부재(4)의 외경이 외측 가요성 부재(3)의 외경과 적어도 동일한 사이즈임으로써, 가요성 도관 수단(1)의 외부 형상은 외측 가요성 부재(3)의 외경 위상으로 연장되지 않는다. 탄성 부재는 가요성 도관 수단(1)의 축방향에 평행하게 형성된 외측 가요성 부재(3)로의 접촉면을 가짐으로써, 실질적으로 원통형 형상을 갖는다. 탄성 부재(4)는 가요성 도관 수단의 축을 향한 반경방향 탄성력에 의해 외측 가요성 부재(3)를 보유하여 외측 가요성 부재(3) 상에 인장력을 제공함으로써, 외측 가요성 부재(3)는 파형부(21)로의 이동가능한 접촉을 가지고, 외측 가요성 부재(3)와 파형부(21) 사이의 마찰력이 보장된다.

연결부(24)의 축방향 영역에서는, 탄성 부재(4)와 외측 가요성 부재(3)가 연결부(24)와 접촉하지 않음으로써, 탄성 부재(4)는 외측 가요성 부재(3) 상에 탄성력을 인가하는 자유로운 반경방향 플레이를 가지고, 탄성 부재(4) 및 외측 가요성 부재(3)의 정확한 조절을 환경 및 진동 조건에 허용하는 연결부(24)에 의해 차단되지 않고서 탄성 부재(4)가 완전한 힘의 양을 인가할 수 있음이 보장될 수 있다. 또한, 이는 완전한 축방향 길이가 탄성 부재(4)에 의해 끌어 당겨짐에 따라 외측 가요성 부재(3)에 인가된 인장력이 외측 가요성 부재(3)의 완전한 길이에 작용하고 있음을 보장한다. 외측 가요성 부재가 칼라 부재(11)에 의해 그 단부 상에 보유됨으로써, 외측 가요성 부재로의 인장력이 그 표면 위에 고르게 분포된다.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 그 구성은 도 1에 도시한 바와 기본적으로 동일하다. 그러나, 도 2의 실시예는 연결부(24)의 상이한 배열 및 외측 가요성 부재(3)의 사용에 대한 상이한 배열을 도시한다.

또한, 연결부(24)는 플랭크(25)에 의해 형성된다. 그러나, 플랭크(25)들 사이에 있는 오목 곡면부(26)는 벨로우즈 부재(2) 내부를 향해 만곡된다. 본 구성에 의해서, 도 2에 따른 실시예는 연결부(24)가 벨로우즈 부재(2)의 내부를 향해 만곡되므로, 연결부(24)의 표면과 유사하다는 점에서, 도 1의 실시예와 상이하다.

연결부(24)의 영역에서, 탄성 부재(4)는 외측 가요성 부재(3)와 접촉하고, 연결부(24) 및 그 만곡된 오목 곡면부(26) 상의 외측 가요성 부재(3)를 가압하여, 면접촉이 제공된다. 연결부(24)의 만곡 형상과, 탄성 부재(4)의 유사한 만곡 형상으로 인해, 외측 가요성 부재(3)와 연결부(24)의 접촉면의 영역은 통상의 원통 형상의 영역에 비해 더욱 증가되고, 외측 가요성 부재(3)와 연결부(24)의 마찰을 증가시킴으로써, 탄성 부재(4)의 표면 압력은 가요성 부재와 연결부(24) 사이의 보다 높은 마찰 영역에 의해 더욱 지지된다.

도 2에서의 연결부(24)의 설계는 탄성 부재(4)를 연결부(24)와 접촉하게 한다. 따라서, 외측 가요성 부재(3)에 인가되는 인장력은 탄성 부재(4)의 접촉이 외측 가요성 부재(3) 상에 인가된 인장력을 제한함으로써 정확하게 조절될 수 있다. 이는, 도 1의 실시예에 비해, 탄성 부재(4)가 면접촉으로 외측 가요성 부재(3)를 확고하게 고정함에 따라 파형부(21)의 영역에서 벨로우즈 부재(2)와 더욱 느슨한 마찰 접촉하는 외측 가요성 부재(3)를 갖는 것이 가능해진다.

도 3은 또 다른 실시예에 따른 가요성 도관 수단(1)을 도시한다. 도시한 가요성 도관 수단(1)은 그 외측부 상에 외측 가요성 부재(3)를 갖는 벨로우즈 부재(2)로 이루어진다. 외측 가요성 부재(3)는 클램핑 또는 용접에 의해 고정되는 칼라 링(11)과 함께 그 축방향 단부 상에 벨로우즈 부재(2)에 고정된다. 벨로우즈 부재(2)는 진동 또는 운동에 대한 벨로우즈 부재(2)의 가요성을 증가시키는 그 축방향 길이를 따라 환형의 파형부(21)를 포함한다. 벨로우즈 부재(2)는 외측 가요성 부재(3)와 접촉함으로써, 외측 가요성 부재(3)와 벨로우즈 부재(2) 사이의 마찰이 보장된다. 이러한 마찰로 인해, 가요성 도관 수단(1)의 소음 및 진동 거동이 감쇠되므로, 소음 또는 진동 발생이 감소된다.

도 3은 외측 가요성 부재(3)가 브레이디즈 또는 니티드 구조, 바람직하게 니티드 구조를 실제로 갖는다. 외측 가요성 부재(3)와 벨로우즈 부재(2) 사이에 양호한 마찰을 보장하기 위해, 외측 가요성 부재(3)는 힘에 의해 가요성 도관 수단(1)의 단부에 고정됨으로써, 벨로우즈 부재(2)의 파형부(21)의 표면에 대해 외측 가요성 부재(3)를 끌어당기는 외측 가요성 부재(3)에 축방향 인장력이 인가된다. 벨로우즈 부재(2) 상의 외측 가요성 부재(3)의 마찰을 개선하기 위해, 연결부(24)의 축방향 영역에서 벨로우즈 부재(2)를 둘러싸는 탄성 부재(4)가 제공된다. 본 실시예에서, 탄성 부재(4)는 축방향으로 오목 형상인 와이어로 이루어져 있다.

탄성 부재(4)는 외측 가요성 부재(3) 상에 반경방향력을 제공함으로써, 외측 가요성 부재(3)가 클램핑되어 탄성 부재(4)와 연결부(24) 사이에 보유된다. 외측 가요성 부재(3)는 주로 오목 형상으로 곡면부(26)를 갖는 연결부(24)와 접촉하고 있다. 접촉 영역의 형상에 의해, 마찰력이 곡면 형상에 의해 더욱 개선됨으로써, 가요성 도관 수단(1)의 진동 하중 하에서, 외측 가요성 부재(3)는 축방향 운동에 대해 소정 위치에 보유된다. 그 형상으로 인해, 반경방향으로의 탄성 부재(4)의 힘이 외측 가요성 부재(3)를 소정 위치에 보유할 뿐만 아니라, 접촉 영역의 곡률 반경의 저항성이 축방향을 따라 운동 저항성을 증가시킨다. 또한, 연결부(24)를 다수의 곡면 형상으로 가지는 것이 가능하다.

1: 가요성 도관 수단
11: 칼라 링
2: 벨로우즈 부재
21: 파형부
23: 릿지/리세스
24: 연결부
25: 플랭크
26: 곡면/아치부
27: 원통부
28: 규칙적인 간격
29: 연결부의 가장 큰 외경
30: 파형부들 사이의 축방향 길이
31: 플랭크들 사이의 축방향 길이
3: 외측 가요성 부재
4: 탄성 부재

Claims

내연기관 차량의 배기 시스템용 가요성 도관 수단(1)에 있어서,
축방향으로 연장되는 벨로우즈 부재(2);
상기 벨로우즈 부재(2)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 가요성 외측 브레이디드(braided) 또는 니티드(knitted) 부재(3); 및
탄성적으로 변형가능하고, 상기 외측 브레이디드 또는 니티드 부재(3)에 대해 인접하도록 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 탄성 부재(4)
를 포함하며,
상기 벨로우즈 부재(2)는,
상기 벨로우즈 부재(2)의 축방향으로 환형으로 주름 형성되는 적어도 2개의 파형부(corrugated portions)(21)로서, 상기 파형부(21)의 외주부를 따라 릿지 및 리세스(23)를 규칙적인 간격(28)으로 교호하는, 상기 파형부(21); 및
상기 벨로우즈 부재(2)의 상기 파형부(21)들 사이에 축방향으로 형성된 적어도 하나의 연결부(24)
를 포함하고,
상기 탄성 부재(4)는 상기 연결부(24)를 적어도 부분적으로 둘러싸고,
상기 연결부(24)는 그 축방향 단부에 형성되며 적어도 반경방향으로 연장되는 플랭크(25)를 포함하고, 상기 연결부(24) 중간에는 상기 플랭크(25)를 서로 연결하며 상기 탄성 부재(4)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 아치부(26)를 포함하며,
상기 연결부(24)의 축방향 길이는 상기 파형부(21)의 규칙적인 간격(28)과 상이하고,
상기 아치부(26)는 오목 또는 볼록 형태로 형성되고,
상기 플랭크(25) 각각은 적어도 부분적인 원통부(27)에 의해 축방향으로 인접한 파형부(21)에 연결되고,
상기 연결부(24)의 플랭크(25)들 사이의 축방향 길이(31)는, 상기 원통부(27)에 연결되는 인접한 상기 파형부(21)들 사이의 축방향 길이(30)의 적어도 30 내지 80%이고,
상기 원통부(27)는 상기 연결부(24)의 아치부(26)보다 축방향으로 더 짧은
것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항에 있어서,
상기 연결부(24)의 가장 큰 외경(29)은 인접한 상기 파형부(21)의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 아치부(26)는 상이한 반경으로 이루어진 복수의 곡면부 또는 굴곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탄성 부재(4)의 프로파일은 상기 벨로우즈 부재(2)의 축방향을 따라 적어도 부분적으로 연장되는 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제4항에 있어서,
상기 탄성 부재(4)는 상기 연결부(24)의 축방향 형상에 적어도 상응하는 곡면 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탄성 부재(4)는 상기 연결부(24)에 대해 상기 가요성 외측 브레이디드 또는 니티드 부재(3)를 가압하는 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가요성 외측 브레이디드 또는 니티드 부재(3)와 상기 연결부(24) 사이의 접촉은 상기 연결부(24)의 외부면 원주를 따른 선접촉인 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가요성 외측 브레이디드 또는 니티드 부재(3)와 상기 연결부(24) 사이의 접촉은 상기 벨로우즈 부재(2)의 축방향을 따라 그리고 상기 연결부(24)의 외부면 원주를 따라 연장되는 면접촉인 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항에 있어서,
연결부(24)를 둘러싸는 상기 파형부(21)들 사이의 축방향 길이(30)는 상기 파형부(21)의 규칙적인 간격(28)보다 적어도 2배 내지 7배 더 긴 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제9항에 있어서,
연결부(24)를 둘러싸는 상기 파형부(21)들 사이의 축방향 길이(30)는 상기 파형부(21)의 규칙적인 간격(28)보다 적어도 3배 내지 6배 더 긴 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항에 있어서,
상기 연결부(24)의 플랭크(25)들 사이의 축방향 길이(31)는, 상기 원통부(27)에 연결되는 인접한 상기 파형부(21)들 사이의 축방향 길이(30)의 적어도 40 내지 70%인 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연결부(24)의 가장 큰 외경(29)은 인접한 상기 파형부(21) 중 적어도 하나의 평균 직경보다 큰 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연결부(24)의 가장 작은 직경은 인접한 상기 파형부(21) 중 적어도 하나의 가장 작은 내경보다 큰 것을 특징으로 하는,
가요성 도관 수단.
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