KR0119591Y1 - 배기관용 연결구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 배기관을 연결하기 위한 연결구에 관한 것으로, 서로 거리를 두고 떨어진 위치로 엔진측과 배기관측에 각각 연통되게 접속되며, 그 내측단에 각각 림(11)(21)이 절곡되는 관형상의 슬리브(10)(20)들과; 상기 슬리브(10)(20)들의 떨어진 위치를 연결하며, 상기 림(11)(21)들에 대향되게 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)을 각각 형성하도록 플랜지(31)가 성형되는 유니온슬리브(30)와; 상기 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 각각 채워지는 링형상의 완충부재(40)와; 상기 슬리브(10)(20)들의 양단에 각각 고정되어 배기가스의 기밀을 유지하며 신축을 흡수시키는 벨로즈(50)가 구비되어, 관절부가 2곳에서 각각 형성되는 결과로, 특히 굽힘변위를 더욱 크게 흡수할 수 있는 것이다.

또, 전단방향이나 비틀림 방향에 대하여도 보다 효과적으로 변위를 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 기구의 소형화가 가능하고, 엔진측에 근접하여 설치하여도 무방하여 그 설치위치에 제한이 없이 어떠한 차종에도 장착할 수 있는 등의 매우 유용한 고안인 것이다.

Description

배기관용 연결구

제1도 내지 제9도는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 것으로,

제1도 내지 제4도는 본 고안의 반단면도

제5도는 본 고안의 초기상태도

제6도는 본 고안의 인장변위에 대한 상태도

제7도는 본 고안의 굽힘변위에 대한 상태도

제8도는 본 고안의 전단변위에 대한 상태도

제9도는 본 고안의 비틀림변위 작용시 보호를 위한 완충구조의 횡단면도

제10도는 완충부재의 사시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20:슬리브 11, 21:림

30:유니온슬리브 31:플랜지

40:완충부재 50:벨로즈

60:가이드부재 70:브레이드

80, 81:외측커버

본 고안은 차량용 배기관을 연결하기 위한 연결구에 관한 것으로, 더 상세하게는 큰 각도의 굽힘은 물론, 특히 엔진의 상하 좌우진동등으로부터 생기는 전단변위에 대하여도 안전하게 흡수할 수 있어 그 기능이 우수하고 사용수명을 연장시키도록 고안된 것이다.

통상적으로 차량의 엔진에는 배기가스를 배출하기 위한 배기관이 연결되는데, 그 연결부위에는 진동이나 충격, 열변형등을 흡수하기 위하여 연결구가 설치된다.

이러한 종류의 연결구로는 여러 종류가 알려져 있으나, 비교적 소형구조의 연결구로써 미국특허 제5145215호가 활용되고 있다. 이 미국특허 배기관 연결구의 구조에 의하면, 엔진측과 배기관측에 각각 연결되는 속이 빈 원통형의 내외측 슬리브들의 끝단을 대향지게 절곡시켜 림을 형성하고, 이 내외측 슬리브의 중첩되는 위치인 림의 사이에 완충부재를 위치시킨다. 그리고, 배기가스의 누출을 방지함과 아울러, 길이 방향에 대한 변위를 흡수하도록 신축가능한 벨로즈를 상기 슬리브들의 양단에 각각 고정시키게 된다. 또한, 이 슬리브와 벨로즈가 고정되는 양단에는 외측으로 마감캡이 부착되기도 하며, 용도에 따라 벨로즈의 외부로는 직조형태로 된 브레이드가 감싸지는 구성으로 이루어져 있다. 따라서, 분리된 슬리브들이 중첩되는 대략 중간위치에서 굴곡 및 신축이 가능한 하나의 변위부가 형성되어, 엔진의 진동이나 주행중 발생되는 충격으로부터 길이방향의 신축변위 및 배기관 연결구 전후의 중심축 각도가 교차되는 상태의 굽힘변위에 대하여 림의 사이에 위치된 완충부재와 외부를 감싸는 벨로즈등이 흡수하는 것이다. 그러나, 이 구조에 의하면 신축에 대한 변위흡수능력은 양호하나, 굽힘이나 축선에 직각방향인 전단변위등에 대하여는 탄성적으로 그 변위를 흡수하도록 하는 관절부가 한 부분에서 이루어지는 것이 큰 취약점으로 나타나고 있다. 즉, 변위나 인장이나 압축의 형태가 아닌 다른 방향으로 작용될 때 림의 사이에 형성된 하나의 완충부재로는 이 변위를 충분하게 흡수할 수 있는 능력이 부족하다. 특히, 그 변위방향이 축방향과 일치되는 직선방향이 아닌 굽힙방향일 때는 슬리브들의 중첩부에 위치된 림들이 비교적 딱딱한 완충부재의 저항에 의해 크게 변위될 수 없어, 굴곡각도가 한정되는 단점을 가졌던 것이다. 따라서, 이 허용변위보다 큰 굽힘변위가 발생될 경우에는 내외측 슬리브들 끼리 서로 접촉하므로써 이때, 소음을 발생함과 아울러 심하게는 슬리브가 파손되어 정상적으로 사용할 수 없게 된다. 더 나아가서 엔진의 상하방향 성분의 거동이나, 로면 진동에 기인한 배기관의 수직진동, 즉 전단변위에 대하여는 변위흡수를 위한 기능을 전혀 할 수 없게 된다.

본 고안의 목적은 변위되는 굽힘각을 크게 허용할 수 있도록 된 배기관 연결구를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 굽힘이나 전단 및 신축등 각종 변위를 두 개의 완충부재 관절이 양분하여 흡수토록 하여 그 사용수명을 크게 연장할 수 있도록 한 배기관 연결구를 제공하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 연결구 자체가 비교적 작은 구조이면서도 큰 굴곡각도에 대하여 변위를 흡수할 수 있어, 엔진측에 근접 설치로 인해 어떠한 차종과 조건에서도 장착이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 배기관 연결구를 제공하는 데 있다.

본 고안의 구성은 서로 거리를 두고 떨어진 위치로 엔진측과 배기관측에 각각 연통되게 접속되며, 그 내측단에 각각 림(11)(21)이 절곡되는 관형상의 슬리브(10)(20)들과;

상기 슬리브(10)(20)들의 떨어진 위치를 연결하며, 상기 림(11)(21)들에 대향되게 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)을 각각 형성하도록 플랜지(31)가 성형되는 유니온슬리브(30)와;

상기 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 각각 채워지는 링형상의 완충부재(40)와;

상기 슬리브(10)(20)들의 양단에 각각 고정되어 배기가스의 기밀을 유지하며 신축을 흡수시키는 베로즈(50)가 구비되어서 구성된다.

따라서, 2개의 변위 가능한 관절부를 형성하는 것에 의해 굴곡에 대한 변위 각도를 크게 허용할 수 있어, 사용수명이 연장된다.

또, 길이방향에 대한 신축이나 전단에 대한 변위도 보다 효과적으로 흡수할 수 있어, 차종과 무관하게 그 사용범위를 넓힐 수 있는 것이다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 고안의 가장 기본형의 배기관 연결구를 도시하고 있다.

이 도면에 의하면, 양측에 속이 빈 관형상의 슬리브(10)(20)들이 거리를 두고 떨어진 상태로 그 외부를 감싸는 벨로즈(50)에 의해 연결되어 일측으로는 엔진쪽으로, 그리고 타측에는 배기관 파이프에 각각 접속할 수 있는 상태로 설치된다.

그리고, 거리를 두고 떨어진 슬리브(10)(20)들이 내측으로는 림(11)(21)이 각각 절곡되는 데, 이 도면에서는 내부 중심을 향해 플랜지 형상으로 확장된 상태로 형성되어 있다.

이와같이 서로 떨어진 슬리브(10)(20)들은 유니온슬리브(30)에 의해 내부 공간에서 원형으로 이어진 상태로 연결된다.

상기 유니온슬리브(30)는 짧은 관형상으로 그 내부로 배기가스가 관통할 수 있도록 함과 아울러, 양단 슬리브와의 중첩부되는 위치에서 각각 관절과 같은 굴곡 변위가 이루어지도록 자유롭게 변위하는 연결체이다.

이 유니온슬리브(30)에는 양측 슬리브(10)(20)들의 중첩부에서 2개의 상기 완충부재(40)를 수용하기 위하여, 슬리브(10)(20)에 형성된 림(11)(21)의 방향으로 대향지게 플랜지(31)를 일체로 확장하는 형식으로 성형하여, 이 양측 플랜지(31)와 림(11)(21)들의 사이에서 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)이 각각 형성되도록 한다.

상기 완충부재(40)는 상기 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 각각 채워져 엔진의 진동 또는 주행중 로면진동으로부터 오는 충격과 더불어 길이방향의 신축변위 및 굴곡변위등을 탄성적으로 흡수할 수 있도록 하는 탄성재이다.

이 완충부재(40)는 제10도에서 도시한 바와같이 상기 유니온슬리브(30)의 외경과 슬리브(10)(20)들의 내경 사이로 끼워지는 링형상으로 성형되는 데, 그 재질로는 어느 방향으로도 압축된 후 다시 복원하려는 탄성을 반영구적으로 갖는 특성과, 보다 성형이 손쉬운 특성을 감안하여, 통상적으로 가는 철사로 직조된 망체를 압축하여 링형상으로 성형하게 되는 바, 그 역할과 재질 구성은 종래의 것과 동일하므로, 더 상세한 설명은 생략하기로 한다.

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

상기 벨로즈(50)는 신축방향 내지 굴곡방향에 대하여 그 변위를 흡수하는 역할과 아울러, 슬리브(10)(20)들 및 유니온슬리브(30)의 내부를 통과하는 배기가스의 누출을 방지하도록 그 외부에 길이 방향으로 고정 설치된다.

이 벨로즈(50)는 도면에서와 같이 주름이 반복 성형되어 주로 길이방향 및 굽힘방향에 대한 변위등을 흡수한 후 외력이 제거될 때 복원토록 한다.

한편, 벨로즈(50)의 부착방법은 통상 슬리브(10)(20)의 양단과 용접에 의해 고정 부착되는 데, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 어떠한 고정수단으로도 영구적인 고정이 이루어 지도록 하는 수단은 모두 포함될 것이다.

그리고, 이 벨로즈(50)의 양단 고정위치 외측으로는 마감캡(51)을 각각 위치시켜 옹접작업시에 동시 고정 설치토록 하는 것이 견고성면에서 좋다.

제5도는 이와같이 구성되는 본 고안의 초기 조립상태를 도시하고 있다.

이 도면에서와 같이 양측의 림(11)(21)과 플랜지(31)의 사이에 형성된 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)은 이에 채워지는 완충부재(40)의 폭에 비하여 신축 또는 굽힘변위 흡수시 완충부재로 하여금 변위흡수를 용이하게 하도록 다소 큰 여유공간을 갖게 됨을 볼 수 있다.

제6도는 엔진과 배기구측에 인장력이 작용되는 상태로써, 이에 각각 접속되는 양측의 슬리브(10)(20)들이 길이방향으로 벌어져서 림(11)(21)이 플랜지(31)의 방향으로 완충부재(40)들을 각각 압축시키는 것을 볼 수 있다.

따라서, 인장방향으로 변위가 작용될 때 유니온슬리브(30)의 양측에서 각각 양분한 상태로 완충부재(40)들에 의해 흡수가 이루어진 후 외력이 제거될 때는 다시 제5도의 초기상태로 복원될 것이다.

그리고, 도시하지는 않았지만 거의 발생되지 않는 인장의 반대방향인 압축방향으로 외력이 가해질 때는 그 변위를 벨로즈(50)가 흡수하게 된다.

제7도는 배기관과 엔진측의 사이에 굽힘방향으로 변형이 발생되어 굴절된 상태를 도시하고 있다.

이 도면에서와 같이 유니온슬리브(30)의 양측에서 2개의 관절을 보유하는 결과로 그 중심의 변위각도가 각각 2단계로 형성됨을 볼 수 있다.

즉, 일측의 슬리브(10)에 대하여 유니온슬리브(30)가 굴곡되어 형성된 변위각(θ1)과, 이 유니온슬리브(30)로부터 변형된 위치에서 다시 타측의 슬리브(20)가 각도 변위되어서 제2의 변위각(θ2)을 얻을 수가 있는 것이다.

따라서, 2개의 관절부에서 각각 각도 변위되는 것에 의해 보다 큰 변위량을 얻을 수가 있는 것이며, 엔진측에 근접될 경우 발생되기 쉬운 큰 굽힘각도에 대한 변위를 수용가능케 하는 것이다.

이는, 본 고안에 의한 배기구 연결구를 엔진측에 근접하여 설치하므로써 작은구조에서도 여러 형태의 엔진진동으로부터 오는 변위들을 흡수하는 데 우수함을 의미하는 것이다.

제8도는 축직각방향의 전단력이 작용되는 경우에 대한 변위 흡수상태를 도시하고 있다.

즉, 일측 슬리브(10)에 대해 타측(도면에서 우측)의 슬리브(20)가 축직각방향으로 이동되려는 외력이 작용될 때, 내측의 변위 가능한 유니온슬리브(30)가 임의의 경사각도로 기울게 되며 힘이 작용되는 좌측 제1포켓(41)에 위치된 완충부재(40)의 하단부를 압축함과 아울러, 우측의 제2포켓(42)에 위치된 완충부재(40)의 상부측에 압착되는 것에 의해 그 전단변형에 대하여도 변위흡수가 가능하게 되는 것을 알 수 있다.

이와같이 본 고안의 2중 관절구조에 의하면, 인장방향은 물론 굽힘방향, 그리고 전단방향에 이르기 까지 모든 변위를 각각 대응하여 흡수할 수가 있는 것이다.

또, 제9도는 본 고안의 횡단면도에 대한 하나의 실시예를 도시한 것으로, 상기 슬리브(10)(20)들 및 유니온슬리브(30)에 형성된 제1포켓과 제2포켓(42)에 원주방향으로 간헐적인 압입홈(12)(22)(32)들을 각각 형성하는 것을 도시하고 있다.

통상적으로 제10도와 같이 완충부재(40)에 이러한 압입홈(12)(22)(32)들을 적용하지는 않으나, 이 압입홈(12)(22)(32)들을 원주방향으로 성형하는 경우는 배기관의 설치구조상 비틀림 모우멘트를 크게 받아 벨로즈(50)에 치명적인 손상을 줄 염려가 있어 그로부터 보호할 필요가 있을 때 적용하며, 이 압입홈(12)(22)(32)이 완충부재(40)를 원주방향으로 유동되지 못하도록 압입하는 것에 의해 배기관 연결구 양단에 접속되는 배기관의 비틀림 변위에 대하여 저항할 수 있도록 하므로써 전체 배기관 연결구의 수명을 연장시키는 수단이 되는 것이다.

한편, 제1도에서와 같이 엔진측에 접속되는 슬리브(10)에는 배기가스가 통과될 때 유니온슬리브(30)의 플랜지(31) 외경사이 틈새로 완충부재(40)에 직접적으로 열과 가스가 전달되는 것을 방지하기 위해 가이드부재(60)를 설치하는 것이 좋다.

이 가이드부재(60)는 배기관 연결구를 통과하는 배기가스의 흐름을 유입측에서 중앙측으로 원활하게 유도하는 역할을 하며, 또한 완충부재(40)에 대한 고온의 배기가스에 의한 부식이나 열경화등을 방지하는 역할을 수행한다.

제2도는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 림(11)(21)이 내측에서 부터 외부로 향하도록 하고, 유니온슬리브(30)가 양측 슬리브(10)(20)들의 외경에서 부터 설치되어, 플랜지(31)가 내부를 향하는 구조로 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)이 각각 형성되는 것을 도시하고 있다.

이 경우 제1도에 의한 실시예에서와 같이 신축이나 굽힘, 그리고 전단에 대한 변위흡수상태는 동일할 것이다.

그리고, 상기 엔진측 슬리브(10) 내지 타측의 슬리브(20)에 각각 축관(縮管) 또는 확관(擴管)하는 수단에 의해 경사부를 형성하게 되면, 제1도의 가이드부재(60)와 같이 배기가스가 완충부재(40)에 접하지 않고 통과하도록 유도역할을 수행하게 되므로, 보다 바람직하다.

제3도는 본 고안의 또 다른 실시예로 벨조즈(50)의 외부를 브레이드(70)로 감싼 상태를 도시한다.

이 브레이드(70)는 금속와이어를 직조하여서 구성된 것으로, 어느정도의 인장 및 압축, 그리고 굽힘력을 수용할 수 있으며, 자동차의 주행중에 생기는 외부의 환경으로 부터 벨로즈(50)를 보호하게 된다.

제4도는 벨로즈(50)를 보호하는 브레이드(70)를 대신하여 대략 중앙에서 길이 방향으로 내외측에 일정한 간격을 두고 중첩되는 한쌍의 외측커버(80)(81)들을 설치하는 하나의 실시예이다.

이 외측커버(80)(81)들은 열등에 의해 변형되지 않는 금속재로 일측의 외측커버(80) 보다 약간 직경이 작게 타측의 외측커버(81)를 성형하여, 상기 슬리브(10)(20)가 외력에 의해 길이방향으로 신축, 또는 굽힘변형을 받을 때 상호 접촉되지 않고 교차가능하게 설치된 상태에서, 벨로즈(50)를 보호하는 것이다.

즉, 외측커버(80)(81)는 브레이드(70)에 비하여 주행중, 보다 가혹한 외부환경등으로 부터 벨로즈(50)를 보호할 수 있으므로, 보다 견고한 보호구조가 필요로 하는 용도에 적합하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 각 방향의 변위를 흡수하기 위한 관절부가 2곳에서 각각 형성되는 결과로, 특히 굽힘변위를 더욱 크게 흡수할 수 있는 것이다.

또, 전단방향에 대하여도 보다 효과적으로 변위를 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 배기관 연결구의 소형화가 가능하고, 엔진측에 근접하여 설치하면, 그 기능의 장점을 최대한 활용할 수 있으며, 어떠한 차종에도 장착할 수 있는 등의 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (8)

1. 서로 거리를 두고 떨어진 위치로 엔진측과 배기관측에 각각 연통되게 접속되며, 그 내측단에 각각 림(11)(21)이 절곡되는 관형상의 슬리브(10)(20)들과; 상기 슬리브(10)(20)들의 떨어진 위치를 연결하며, 상기 림(11)(21)들에 대향되게 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)을 각각 형성하도록 플랜지(31)가 성형되는 유니온슬리브(30)와; 상기 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 각각 채워지는 링형상의 완충부재(40)와; 상기 슬리브(10)(20)들의 양단에 각각 고정되어 배기가스의 기밀을 유지하며 신축을 흡수시키는 벨로즈(50)가 구비되어서 구성됨을 특징으로 하는 배기관용 연결구.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬리브(10)(20)들에 형성되는 림(11)(21)은 내부를 향하고, 유니온슬리브(30)의 플랜지(31)는 외부를 향하게 성형됨을 특징으로 하는 배기관용 연결구.
3. 제1항에 있어서, 상기 슬리브(10)(20)들에 형성되는 림(11)(21)은 외부를 향하고, 유니온슬리브(30)의 플랜지(31)는 내부를 향하게 성형됨을 특징으로 하는 배기관용 연결구.
4. 제1항 내지 제2항에 있어서, 상기 엔진측 슬리브(10)에는 내측으로 가이드부재(60)가 설치됨을 특징으로 하는 배기관용 연결구.
5. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 벨로즈(50)의 양단 외측에는 마감캡(51)이 고정 부착됨을 특징으로 하는 배기관용 연결구.
6. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 벨로즈(50)의 외측에는 브레이드(70)가 감싸지게 설치됨을 특징으로 하는 배기관용 연결구.
7. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 벨로즈(50)의 외측에는 대략 중앙에서 길이 방향으로 내외측에 일정한 간격을 두고 중첩되는 한쌍의 외측커버(80)(81)들이 설치됨을 특징으로 하는 배기관용 연결구.
8. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 슬리브(10)(20)들과 유니온슬라이브(30)에는 원주방향으로 압입홈(12)(22)(32)들이 반복 성형됨을 특징으로 하는 배기관용 연결구.