KR200187117Y1

KR200187117Y1 - 자동차 배기관용 플렉시블 연결구

Info

Publication number: KR200187117Y1
Application number: KR2020000002442U
Authority: KR
Inventors: 성기운
Original assignee: 성기운
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2010-01-28

Abstract

본 고안은 자동차 배기관용 플렉시블 연결구에 관한 것으로, 소정의 폭과 크기를 갖고 형성되며, 엔진측에서 발생되는 배기가스의 기밀을 유지하며, 신축 및 밴딩을 흡수하는 벨로즈(10)와;

상기 벨로즈(10)의 내측에 전면부에 위치되어, 벨로즈(10)를 보호하며, 고온의 배기가스가 내부로 통과되도록 하고, 몸체 전면 외측으로는 단턱지게 안착턱(21)이 구비되는 프론트 슬리브(20)와;

상기 프론트 슬리브(20)의 후측으로 형성되며, 몸체 전면부에는 단부에 스톱퍼(31)이 구비되어, 상기 프론트 슬리브(20)의 돌출부(22) 상부로 위치되는 리어 슬리브(30)와;

상기 리어 슬리브(30)의 외측으로 위치되는 인너 리테이너부재(40)와;

상기 프론트 슬리브(20)의 안착턱(21)에 위치되어 밴딩 충격시 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)과 접지되어 충격을 완충시키는 제 1 완충부재(50)와;

상기 인너 리테이너부재(40)의 절곡부(41) 내측에 위치되어 밴딩 충격을 완충시며, 몸체 외측부로는 스톱퍼(31)이 형성되는 제 2 완충부재(60)와;

상기 프론트 슬리브(20)와 일측은 고정되고, 타측은 인너 리테이너부재(40)와 소정의 간격을 갖고 위치되는 아우터 커버(80)로 구성된 것에 있어서;

상기 인너 리테이너부재(40)는 중심점(C)을 중심으로 반경(R)을 갖는 가이드부(41)가 호형으로 성형되고, 상기 아우터 커버(80)에는 상기 제 2 완충부재(60)의 끝단부를 보호하도록 절곡된 완충부재커버부(81)가 형성되어 밴딘 변위가 발생될 때 제 2 완충부재(60)와 가이드부(41)의 형성된 접촉면(70)에서 슬라이딩되며 변위를 흡수하도록 구성되는 것에 의해, 과도한 밴딩 발생시 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)이 밴딩방향에 대해 이동하면서, 제 1 완충부재(50)와 접촉하면서 밴딩 변위를 흡수할 수 있는 것이다.

또한, 인너리테이너부재(40)의 몸체 전면으로 형성되는 가이드부(41) 역시 중심점(C)로 부터 R값만큼 곡률반경으로 가공되어 있으므로, 밴딩 발생시 인너리테이너 부재(40)가 밴딩방향으로 이동되면서 제 2 완충부재(60)가 인너리테이너부재(40)의 가이드부(41)와 접촉되어 자연스럽게 슬라이드 되면서 밴딩변위를 흡수할 수 있는 것이다.

한편, 제2 완충부재(60)의 끝단부를 보호하도록 절곡된 완충부재커버부(81)에 의해 제2 완충부재(60)가 이탈되거나 외부 노출로 인한 부식 및 파손등의 손상을 줄일 수 있는 것이다.

그러므로, 제품의 내구성 향상 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Description

자동차 배기관용 플렉시블 연결구{Flexible decoupling element for exahust pipe of automobiles}

본 고안은 자동차 배기관용 플렉시블 연결구에 관한 것으로, 더 상세하게는 엔진진동 및 노면진동으로 부터 발생되는 밴딩 변위를 효과적으로 흡수하여 배기계 내구성 및 승차감을 향상시킬 수 있도록 고안된 것이다.

오늘날 개발되고 있는 자동차는 엔진의 출력 향상으로 엔진 시동시나 자동차 급출발, 급제동, 기어변속시 엔진 롤(Roll)진동이 커진다.

또한, 주행중 노면의 상태에 따라 배기관의 진동이 일어나게 된다.

따라서, 통상적으로 차량의 엔진에는 배기가스를 배출하기 위해 머플러를 구비한 배기관이 연결되는 데, 그 연결부위에는 진동변위나 충격하중, 열변형등을 흡수하고 완충시키기 위하여 배기관 연결구(Decoupling element)가 설치된다.

또한, 이러한 설치위치에서의 배기관 연결구는 적은수의 행거마운팅과 함께 배기관 전체를 자체지지(Self Supporting)할 수 있는 견고하면서도 콤팩트한 제품이 요구된다.

이러한 종류의 연결구로는 여러 종류가 알려져 있으나, 영국특허 GB 2,277,969A호에서는 밴딩에 대한 변위흡수가 보다 효과적으로 이루어 지도록 하기 위한 수단으로 밴딩변위의 중심점을 강제적으로 결정하기 위한 구조가 일반적으로 이용되고 있다.

즉, 도 4에서와 같이 양측의 슬리브(5)(6)들이 공간을 가지고 중첩되는 위치로 일측 슬리브(6)가 뾰족하게 확관 변형된 돌기부(7)에 의해 분리되어, 그 양측에서 2개의 포켓을 형성하고, 서로 분리된 완충부재(8)들을 이 포켓에 위치시키는 구조로 이루어져 있다.

그리고, 벨로즈(9)는 완충부재(8)들의 일측에 외부로 노출되게 슬리브(5)(6)들의 사이에 각각 고정되어 있다.

따라서, 분리된 슬리브(5)(6)들이 중첩되는 대략 중간위치에서 굴곡 및 신축이 가능한 하나의 변위중심부(C)가 형성되는 것이며, 엔진의 진동이나 주행중 발생되는 충격으로 부터 길이방향의 신축변위 및 배기관 연결구 전후의 중심축 각도가 교차되는 상태의 굽힘변위에 대하여 완충부재(8)들과 벨로즈(9)가 흡수하는 것이다.

이 구조에 의하면 벨로즈(9)가 외부에 노출되어 있어 주행중 도로의 돌등이 튀어 파손되거나, 부식에 의한 내구성이 저하된다.

또한, 밴딩의 변위중심부(C)가 완충부재(8)의 중간지점에 위치되어 완충과 밴딩을 흡수하기 때문에 순간적인 큰 변위를 갖는 충격이 가해질 경우 배기관측에 접속되는 인너측 슬리브(6)가 고온의 배기가스에 그대로 노출되기 때문에, 이 상태에서 충격하중을 반복하여 받게 되어 피로수명이 짧게 된다.

그리고, 벨로즈(9)가 밴딩시 순수한 각운동(Angular motion)이 아닌 강제적인 모멘트 밴딩이 이루어 지기 때문에 수명이 짧게 된다.

이를 보완하기 위하여, 벨로즈(9)의 주름갯수(산수)등을 증가시키므로 인해 전체적인 길이의 증가가 필수적이고 재질을 내구성 있는 고급으로 선택하는 것ㅇㄹ 강구해야 하기 때문에, 비경제적인 문제점이 있었다.

이와 같이 완충부재(8)들이 밴딩방향에 대한 변위를 기능적으로 흡수하지 못하는 결과로 큰 밴딩을 흡수하는 기능에는 부적합하기 때문에 전체적으로 배기관연결구(D)의 성능이 저하되고, 그 적용범위와 차종에 대하여 제한되는 등의 폐단이 있었던 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 연결구 중 일본 특개평 11 - 93657호에 의하면 인장모션시 아우터 커버부재에 의하여 스토퍼 기능이 유지되지만 압축시는 벨로우즈 및 벨로우즈 외측의 코일 스프링부재의 반력에 의하여 유지되어야 하는데 통상적으로 배기계를 압축하는 엔진모션이나 배기계 진동모션으로 부터 발생하는 힘은 상기 벨로우즈와 코일 스프링부재의 강도보다 강할 수 있는 것이다.

또한, 이때 특히 배기계의 밴딩모션이 입력되면 완충부재 외측의 곡면을 따라 아우터 커버의 내측 곡면과 상호 미끄러지면서 밴딩을 흡수하여야 하나 압축되어 있는 상태에서는 원만한 밴딩을 장담할 수 없고 이상한 운동을 받게 되어 결국 내구성이 저하되고, 자동차의 진동 흡수 및 소음저감 효과마저 감소되는 폐단이 있었던 것이다.

본 고안의 목적은 배기관의 구조상 설치공간이 협소하고 불리한 장착 환경에서도 엔진진동 및 노면진동으로 부터 발생되는 밴딩 변위를 효과적으로 흡수하여 배기계 내구성 및 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 자동차 배기관용 플렉시블 연결구를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 임의의 원하는 각도만큼 굽힘운동을 원할히 수행할 수 있도록 한 자동차 배기관용 플렉시블 연결구를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 제품의 신뢰성 및 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차 배기관용 플렉시블 연결구를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안인 자동차 배기관용 플렉시블 연결구의 반단면도.

도 2는 본 고안인 자동차 배기관용 플렉시블 연결구의 밴딩 변위 흡수시 개념도.

도 3은 종래 자동차 배기관용 플렉시블 연결구의 구성을 보인 단면도.

*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 - 벨로즈 20 - 프론트 슬리브

21 - 안착턱 22 - 돌출부

30 - 리어 슬리브 31 - 스톱퍼

40 - 인너 리테이너부재 41 - 가이드부

50 - 제 1 완충부재 60 - 제 2 완충부재

70 - 접촉면 75 - 접지면

80 - 아우터 커버 81 - 완충부재커버부

이러한 본 고안의 목적은, 소정의 폭과 크기를 갖고 형성되며, 엔진측에서 발생되는 배기가스의 기밀을 유지하며, 신축 및 밴딩을 흡수하는 벨로즈(10)와;

상기 인너 리테이너부재(40)는 중심점(C)을 중심으로 반경(R)을 갖는 가이드부(41)가 호형으로 성형되고, 상기 아우터 커버(80)에는 상기 제 2 완충부재(60)의 끝단부를 보호하도록 절곡된 완충부재커버부(81)가 형성되어 밴딘 변위가 발생될 때 제 2 완충부재(60)와 가이드부(41)의 형성된 접촉면(70)에서 슬라이딩되며 변위를 흡수하도록 구성되는 것에 의해 달성된다.

따라서, 본 고안인 자동차 배기관용 플렉시블 연결구는 과도한 밴딩 발생시리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)이 밴딩방향에 대해 이동하면서, 제 1 완충부재(50)와 접촉하면서 밴딩변위를 흡수할 수 있는 것이다.

또한, 인너리테이너(80)의 몸체 전면으로 형성되는 가이드부(41) 역시 벨로즈(10)의 중심점(C)로 부터 소정의 곡률반경(R)으로 원호를 갖도록 가공되어 있으므로, 밴딩 발생시 인너리테이너 부재가(40)가 밴딩방향으로 이동되면서 제 2 완충부재(60)가 인너리터이너(40)의 가이드부(41)와 접촉되어 자연스럽게 슬라이드 되면서 밴딩변위를 흡수할 수 있는 것이다.

그러므로, 제품의 내구성 향상 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안인 자동차 배기관용 플렉시블 연결구의 내부 구성을 반단면도로 도시하고 있다.

도 2는 본 고안인 자동차 배기관용 플렉시블 연결구의 밴딩 변위 흡수시 개념도이다.

일반적으로 엔진은 수개의 마운팅수단에 의해 지지되며, 배기관의 배출구측에는 머플러를 구비하고 있으며, 배기관 연결구에 의해 엔진측과 배기관을 연결하고 있다.

그리고 도 1 내지 도 2에서 도시한 바와 같이 본 고안인 자동차 배기관용 플렉시블 연결구의 벨로즈(10)는 신축방향 내지 밴딩방향에 대하여 그 변위를 흡수하는 역할과 아울러, 각 슬리브부재 및 인너 리테이너부재(40)의 내부를 통과하는 배기가스의 누출을 방지하며, 신축 및 밴딩을 흡수하는 역할을 한다.

또한, 상기 벨로즈(10)는 도면에서와 같이 주름이 반복 성형되어 있어서 주로 길이방향 및 밴딩방향에 대한 변위등을 습수한 후 외력이 제거될 때 복원토록 한다.

한편, 상기 벨로즈(10)의 전면 내측으로는 벨로즈(10)를 보호하며, 고온의 배기가스가 내부로 통과되도록 접속되는 관형상의 프론트 슬리브(20)가 위치된다.

상기 프론트 슬리브(20)의 형상은 몸체 전면 외측으로는 단턱지게 안착턱(21)이 구비되며, 상기 안착턱(21)의 단부에는 돌출부(22)가 형성된다.

상기 몸체 전면 외측에서 내측으로 단턱지게 형성되는 안착턱(21)은 후술될 제 1 완충부재(50)를 위치시킬 수 있도록 형성되는 것이다.

그리고, 상기 안착턱(21)의 단부에는 외측방향으로 반원모양을 갖는 돌출부(22)가 형성된다.

상기 돌출부(22)는 밴딩발생시 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)과 상,하에서 용이하게 슬라이드 될 수 있도록, 반원단면을 갖도록 원주면을 따라 돌출 성형하는 것이다.

이는, 밴딩 발생시 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)이 프론트 슬리브(20)의 돌출부(22) 상부에서 밴딩 방향에 대해 이동되는 과정에서 면접촉이 아닌 선접촉에 의해 용이하게 이동될 수 있도록, 반원형으로 형성되는 것이다.

한편, 상기 프론프 슬리브제 1,2 완충부재(50)(60)의 전면에 형성되는 돌출부(22)의 상부에는 스톱퍼(31)이 단부에 형성된 리어 슬리브(30)가 위치된다.

상기 리어 슬리브(30)의 몸체 전면부에 형성되는 스톱퍼(31)은 프론트 슬리브(20)의 안착턱(21)에 위치된 제 1 완충부재(50)와 밴딩 발생시 접촉되어 밴딩변위를 흡수할 수 있도록 형성되는 것이다.

따라서, 상기 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)과 제 1 완충부재(50)의 외측에 형성된 접지면(75)은 축 중심으로 부터 수직하게 형성하여도 무방하나 허용변위의 각도를 크게하기 위해 소정의 기울기를 갖도록 경사지게 형성하는 것이 바람직 하다.

이는 상기 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)이 밴딩 발생에 의해 이동되는 상,하로 이동되는 과정에서도 제 1 완충부재(50)와 용이하게 접촉하면서, 변위마다 상이하게 설정되는 각도에 부응할 수 있도록 소정의 경사각을 갖도록 형성하는 것이 좋다.

그리고, 제 1 완충부재(50)는 압축 모션 제어용 스토퍼의 기능도 동시에 수행할 수 있다.

한편, 상기 리어 슬리브(30)의 외측으로는 몸체 전면부에는 가이드부(41)가 구비되는 인너 리테이너부재(40)가 고정된다.

상기 인너 리테이너부재(40)의 몸체 전면부에 소정의 경사를 가지고 형성되는 가이드부(41)는 후술될 제 2 완충부재(60)를 밴딩변위에 따라 이동되는 과정에서도 슬라이드될 수 있도록 형성되는 것이다.

그리고, 상기 인너 리테이너부재(40)의 가이드부(41) 내측에는 제 2 완충부재(60)가 접지된다.

상기 제 2 완충부재(60)와 가이드부(41)의 사이에는 몸체 내측으로 소정의 반경 (R)의 원호로 연장되는 곡면을 갖는 접촉면(70)이 형성된다.

상기 접촉면(70)은 상기 인너 리테이너(40)의 몸체 전면으로 형성되는 가이드부(41)와 밴딩발생시 용이하게 접촉하면서 슬라이드될 수 있도록, 소정의 곡면을 갖고 형성되는 것이다.

또한 상기 가이드부(41)역시 벨로즈(10)의 운동중심점(C)를 기준으로 인너리테이너 부재(40)가 밴딩변위에 따라 이동될 경우 상호 접지되어 슬라이드되면서, 밴딩충격을 흡수할 수 있도록 소정의 곡률반경(R)을 갖도록 형성되는 것이다.

즉, 벨로즈(10)의 몸체 중심으로 설정되는 운동중심점(C)를 기준으로 제 2 완충부재(60)의 접촉면(70)과 인너리테이너부재(40)의 가이드부(41)가 대응되는 경사도를 갖고 형성되므로, 밴딩발생시 아우터커버(80)가 이동하면서, 동시에 제 2 완충부재(60)는 인너 리테이너부재(40)의 가이드부(41)를 타고 슬라이딩 되면서 밴딩변위를 흡수 및 완화시킬 수 있는 것이다.

한편, 여기서 밴딩 중심점을 벨로즈(10) 운동중심점(C)로 하는 것은 벨로즈(10)를 순수한 각운동(Angular Motion)으로 유도하면서 응력을 가장 낮게 유도하여 장수명의 내구성을 갖을 수 있도록 상기와 같이 설정하는 것이다.

그리고, 상기 프론트 슬리브(20)와 인너 리테이너부재(40)의 외측으로는 각 구성품들을 외측에서 보호하는 아우터 커버(80)가 설치된다.

상기 아우터 커버(80)는 상기 프론트 슬리브(20)와 일측은 고정되고, 타측은 인너 리테이너부재(40)와 소정의 간격을 갖고 위치된다.

상기 아우터 커버(80)가 인너 리테이너부재(40)와 소정의 간격을 두고 위치되는 이유는 밴딩 발생에 의해 인너리테이너 부재(40)가 이동될 수 있는 이동각을 확보할 수 있도록, 인너 리테이너부재(40)와 소정의 간격을 두고 위치되는 것이다.

또한, 상기 아우터 커버(80)의 몸체 후측부에 형성되는 완충부재커버부(81)는 밴딩 충격시 제 2 완충부재(60)가 밴딩변위에 따라 이동되는 과정에서도 견고히 위치 고정시킬 수 있도록 형성된다.

따라서, 밴딩발생시 인너 리테이너부재(40)가 밴딩방향에 대해 이동되면, 인너 리테이너부재(40)의 하측에 위치 고정된 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)은 제 1 완충부재(50)와 접촉되면서 밴딩충격을 흡수할 수 있는 것이고, 아우터 커버(80)에 위치 고정된 제 2 완충부재(60) 역시 인너리테이너(40)의 가이드부(41)와 면접촉 되면서 슬라이드 되어 밴딩충격을 완하시킬 수 있는 것이다.

상기에서 언급한 제 1,2 완충부재(50)(60)는 엔진의 진동 또는 주행중 로면 진동으로 부터 오는 충격과 더불어 길이방향의 신축변위 및 밴딩변위등을 탄성적으로 흡수할 수 있도록 하는 탄성재이다.

따라서, 상기 제 1,2 완충부재(50)(60)는 어느 방향으로도 압축된 후 다시 복원하려는 탄성을 반영구적으로 갖는 특성과, 보다 성형이 손쉬운 특성을 감안하여 통상적으로 가는 철사로 직조된 망체를 압축하여 링형상으로 성형하는 것이 바람직 하다.

이때, 본 고안에서 제 1,2 완충부재(50)(60)의 접촉면(70)은 밴딩시 마찰이 수없이 반복되므로 내구성을 위해 접촉면(70)에 리테이너부재와 원할한 운동과 미끄럼시 마찰음 저감, 마모의 방지를 위하여 적절한 흑연 코팅이나 인슐레이션 코팅 등 적당한 표면처리수단등으로 윤활 코팅처리하는 것도 모두 포함한다.

따라서, 이러한 구조에 의해서 배기관의 자체지지(SELF SUPPORTING)기능도 가능케 할 수 있는 것이다.

그러므로, 본 고안인 자동차 배기관용 플렉시블 연결구는 밴딩 발생시 인너 리테이너부재(40)가 밴딩방향에 대해 이동하면서, 인터 리테이너부재(40)의 하측으로 위치 고정된 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)이 제 1 완충부재(50)와 접촉되면서, 밴딩충격을 완충시킬 수 있는 것이고, 상부방향에서는 인너리테이너(80)의 몸체 전면으로 형성되는 가이드부(81)와 제 2 완충부재(60)의 접촉면(70)이 면접촉 상태에서 슬라이딩 되면서 밴딩충격을 완화시킬 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 고안에 의하면 과도한 밴딩 발생시 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)이 밴딩방향에 대해 이동하면서, 제 1 완충부재(50)와 접촉하면서 밴딩변위를 흡수하며, 동시에 인너 리테이너 부재(40)의 몸체 전면으로 형성되는 가이드부(41) 역시 벨로즈(10)의 중심점(C)로 부터 소정의 값만큼 곡률반경(R)으로 곡면 가공되어 있으므로, 밴딩 발생시 인너리테이너 부재(40)가 밴딩방향으로 이동되면서 제 2 완충부재(60)가 인너리테이너(40) 부재의 가이드부(41)와 접촉되어 자연스럽게 슬라이드 되면서 밴딩변위를 흡수할 수 있는 것이다.

Claims

소정의 폭과 크기를 갖고 형성되며, 엔진측에서 발생되는 배기가스의 기밀을 유지하며, 신축 및 밴딩을 흡수하는 벨로즈(10)와;

상기 벨로즈(10)의 내측에 전면부에 위치되어, 벨로즈(10)를 보호하며, 고온의 배기가스가 내부로 통과되도록 하고, 몸체 전면 외측으로는 단턱지게 안착턱(21)이 구비되는 프론트 슬리브(20)와;

상기 프론트 슬리브(20)의 후측으로 형성되며, 몸체 전면부에는 단부에 스톱퍼(31)이 구비되어, 상기 프론트 슬리브(20)의 돌출부(22) 상부로 위치되는 리어 슬리브(30)와;

상기 리어 슬리브(30)의 외측으로 위치되는 인너 리테이너부재(40)와;

상기 프론트 슬리브(20)의 안착턱(21)에 위치되어 밴딩 충격시 리어 슬리브(30)의 스톱퍼(31)과 접지되어 충격을 완충시키는 제 1 완충부재(50)와;

상기 인너 리테이너부재(40)의 절곡부(41) 내측에 위치되어 밴딩 충격을 완충시며, 몸체 외측부로는 스톱퍼(31)이 형성되는 제 2 완충부재(60)와;

상기 프론트 슬리브(20)와 일측은 고정되고, 타측은 인너 리테이너부재(40)와 소정의 간격을 갖고 위치되는 아우터 커버(80)로 구성된 것에 있어서;

상기 인너 리테이너부재(40)는 중심점(C)을 중심으로 반경(R)을 갖는 가이드부(41)가 호형으로 성형되고, 상기 아우터 커버(80)에는 상기 제 2 완충부재(60)의 끝단부를 보호하도록 절곡된 완충부재커버부(81)가 형성되어 밴딘 변위가 발생될 때 제 2 완충부재(60)와 가이드부(41)의 형성된 접촉면(70)에서 슬라이딩되며 변위를 흡수하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 배기관용 플렉시블 연결구.
제 1 항에 있어서, 상기 프론트 슬리브(20)에는 안착턱(21)의 단부에 돌출부(22)가 외부를 향하여 원주면을 따라 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 배기관용 플렉시블 연결구.