KR100199864B1 - 가요성 연결장치 - Google Patents

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KR100199864B1
KR100199864B1 KR1019910001538A KR910001538A KR100199864B1 KR 100199864 B1 KR100199864 B1 KR 100199864B1 KR 1019910001538 A KR1019910001538 A KR 1019910001538A KR 910001538 A KR910001538 A KR 910001538A KR 100199864 B1 KR100199864 B1 KR 100199864B1
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더블유.쉐퍼드 마이클
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부르세 엠. 조리크
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Abstract

신규의 표면 처리된 파티클 보오드 및 그의 표면 처리방법에 관한 것으로, 파티클 보오드 기재상에 접착제,티탄페이퍼,폴리에스테론 수지로 구성되는 표면마감제, 및 폴리비닐 알코올 필림으로 구성되는 마감 보호제를 순차적으로 적층시킴에 의해 제조된다.

Description

가요성 연결장치
제1도는 내연기관의 배기장치내부의 가요성 연결장치(flexible connector)의 개략도.
제 2도는 가요성 연결장치의 종방향 단면도.
제 3도는 제 1도에 도시된 것 처럼 변위발생이 이루어진 연결장치의 종방향 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 가요성 연결장치 12 : 벨로우즈
14 : 라이너(liner) 16,18 : 단부
17,19 : 커플링 24,25 : 주름단부
26 : 중앙부분 28 : 보강부
30,36 : 딤플 32,34 : 단부면
38 : 원형공동 40 : 보호장치
본 발명은 다양한 작동상태를 수용하기 위해 내측의 강성부재 및 관절구조의 조인트(joint)를 포함한 가용성 연결장치(flexible connector)에 관련된다.
연소엔진의 배기장치에서 이용되는 가요성 연결장치내에 가요성 튜브(flexible tube)에는 탄성을 가진 보강수단이 제공된다. 전형적으로 기다란 모양의 주름구조부재는 주름부분을 보호하기 위해 실을 꼬아서 만든 슬리브(sleeve)가 덮혀지고, 토퍼(Toepper)씨의 미국특허 제 3,627,354 호에 공개된 것처럼, 꼬아서 만든재료 또는 탄성의 연한재료로 만든 내부 라이너(liner)를 가진다. 상기 방법은 장치의 중량 및 비용을 증가시키고, 구성을 복잡하게 만든다.
본 발명에 따르면, 가요성 연결장치는 유체전달을 위하여 유체공급원과 유체방출구를 연결한다. 좀더 구체적으로 설명하면, 라이너(liner)가 연결장치를 통해 유동하는 가스를 벨로우즈(bellows)로 부터 격리시키도록, 연결장치는 관모양을 가진 금속제의 벨로우즈, 내부에 위치하고 관모양을 가진 금속제의 라이너 및 벨로우즈의 양쪽단부에 위치한 커플링(coupling)으로 구성되고, 상기 라이너와 커플링사이에는 관절구조의 조인트들이 구성된다.
본 발명의 또다른 특징에 의하면, 차량의 배기장치에 이용될때, 라이너를 통해 유동하는 고온 배기가스 와 벨로우즈사이에서 열적격리기능을 제공하는 두 개의 부재들사이에 원형공동이 형성된다. 열적격리층과 연결된 라이너의 불침투성(impermeability)에 의해, 벨로우즈는 손상온도에 노출되는 것이 방지되므로, 벨로우즈는 비용이 적게 들고 강성이 더 적은 재료로 국성가능하다.
본 발명의 또다른 특징에 의하면, 배기가스유동의 배압(backpressure)이 감소되고, 유체공급이 더욱 고효율로 작동가능하도록, 관모양의 라이너에 의해 연결장치의 내측을 따라 유동저항마찰이 감소된다. 본발명의 다른 특징 및 장점들이 하기 설명 및 도면들로 부터 명백해진다.
본 발명에 따라 다수의 서로다른 실시예들로 구성가능하지만, 첨부된 도면의 실시예는 본 발명의 예로서 고려될 뿐이며, 본 발명은 도면에 도시된 실시예에 국한되지 않는다.
차량의 배기장치에 이용되는 가요성 연결장치(flexible connectors)가 제1도에 도시된다. 가요성 연결장치의 한 쪽단부가 엔진(engine)에 부착되고, 다른 한 쪽단부가 엔진다음에 위치하는 배기가스방출장치에 연결된다. 서로다른 차량의 차량하부는 다양한 형태를 가지며, 진동을 발생시키는 엔진운동에 기인하여, 상기 가요성 연결장치는 다수의 작동상태를 수용할 정도로 충분한 가요성을 가져야 한다.
본 발명을 따르는 가요성연결장치(10)가 제 2도에 도시된다. 가요성 연결장치(10)는 내부에 위치한 라이너(liner)(14)를 둘러싸고 관모양을 가지는 금속제의 벨로우즈(12)를 가진다. 상기 벨로우즈(12)의 한쪽 단부(16)에 커플링(17)이 제공되고, 벨로우즈(12)의 마주보는 다른 한쪽단부(18)에 커플링(19)이 제공된다. 관절구조의 조인트(joint)(20,22)에 의해 라이너(14)가 각각의 커플링(17,19)에 가요성을 가지고 연결된다. 보호덮개(40)가 벨로우즈(12)들을 덮게된다.
주름단부(24,25)를 가지고 기다란 모양을 가지는 금속제 관으로 벨로우즈(12)가 구성되며, 주름구조가 없는 중앙부분(26)에 의해 주름단부(24,25)들이 방향으로 이격된다. 내측주름부(24a) 및 외측 주름면(24b)을 형성하기 위해 주름구조부(24c)를 가진다. 내측주름면(25a) 및 외측주름면(25b)을 형성하기 위해, 주름단부(25)는 주름구조부(25c)를 가진다. 중앙부분(26)은 내부면(26a) 및 외부면(26b)을 가진다. 중앙부분(26)의 내부면(26a)상에 원주방향의 보강부(28) 및 다수의 딤플(dimple)(30)이 배열된다.
라이너(14)는 단부면(32,34)을 가지고 기다란 모양의 금속제 관으로 구성된다. 딤플(30)의 상호구속작용에 의해, 라이너(14) 및 벨로우즈(12)의 축방향 상대변위가 방지되도록,외측의 벨로우즈(12)에 구성된 딤플(30)들 내부에 라이너(14)의 표면에 구성된 복수개의 딤플(36)들이 수용된다.
커플링(17,19)은 원형단면을 가진 각각의 내향연장관(17a,19a)들로 구성된다. 커플링((17)은 내향연장관(17a)과 인접하여 내측에서 아크(arc)모양의 아크모양부(17c)를 가지며, 커플링(19)은 내향연장관(19a)과 인접한 내측에 아크모양의 아크모양부(19c)를 가지고, 상기 아크모양부(17c,19c)는 전형적으로 구형단면을 가진다.
라이너(14)의 단부면(32)과 커플링(17)의 아크모양부(17c)가 결합하여 관절구조의 조인트(20)가 형성된다. 라이너(14)의 단부면(34)과 커플링(19)의 아크모양부(19c)가 결합하여 관절구조의 조인트(22)가 형성된다. 관절구조의 조인트(20,22)에 의해, 각각의 커플링(17,19)과 강성의 라이너(14)에는 가요성 연결이 형성된다.
보호덮개(40)가 벨로우즈(12)주위에 고정된다. 확장구조의 덮개요소(40a)의 좁은 단부가 커플링(17)과 인접한 부분에 고정되고, 확장구조의 덮개요소(40b)의 좁은 단부가 커플링(19)과 인접한 부분에 고정되도록, 가요성연결장치를 따라 이격된 두 개의 덮개요소(40a,40b)가 보호덮개(40)에 구성된다. 상기 덮개요소(40a,40b)들은 베로우즈(12)의 중앙부분(26)을 향해 내부로 그리고 축방향으로 연장구성되고, 각각의 주름단부(24,25)를 보호하면서 둘러싼다.
본 발명의 세부 적용예가 제 3도에 도시된다. 가요성연결장치(10)의 다수의 작동상태에 의하여, 가요성 연결장치(10)가 항상 커플링(17)의 내향연장관(17a)과 커플링(19)의 내향연장관(19a)이 동심축을 이루는 방향으로 작동하는 것은 아니다. 제 3도의 실시예에서, 벨로우즈912)의 주름단부(24,25) 및 조인트(20,22)의 관절구조형상에 의해, 회전운동과 관련한 가요성연결장치(10)의 탄성이 제공된다. 커플링(17,19)들의 축들이 상대적으로 편심을 이루게 되면, 벨로우즈의 주름단부(24,25)들이 굴곡을 형성하며 방향변화를 수용한다. 라이너(14)가 강성을 가지더라도, 라이너(14)가 벨로우즈의 방향변화에 자유롭게 적응하고, 매끄러운 상호작용이 이루어지도록, 각각의 커플링(17,19)에 구성되고 연결가능한 아크모양부(17c,19c)와 라이너(14)의 단부면(32,34)이 가요성을 가지고 연결된다. 라이너(14)의 표면상에 구성된 딤플(36)과, 벨로우즈(12)의 중앙부분(26)에 서 상호구속되는 딤플(30)에 의하여,라이너(14)는 벨로우즈(12)에 대해 축방향으로 이동하는 것이 방지된다.
상기 방법에 의해, 벨로우즈의 주름구조내측면으로 유동배기가스의 유입이 방지되고 가요성을 가진 저가의 덮개가 강성의 라이너에 구성되어, 주름구조부의 진동에 기인한 소음이 감소된다.
고온 배기가스가 연결장치를 통해 유동하는 적용예에 있어서, 라이너의 내측부가 받게 되는 고온으로 부터 벨로우즈의 탄성재료를 격리시키는 것이 바람직하다. 상기 설명과 같이, 커플링(17,19)들이 벨로우즈(12) 및 라이너(26a) 사이에 원형공동(38)이 형성된다. 원형공동(38)에 의해 벨로우즈 및 라이너사이에는 열적격리층이 형성되어, 벨로우즈가 고온에 노출되는 것이 감소된다. 벨로우즈에 대한 고온노출이 가소되므로, 벨로우즈재료는 가혹한 열을 견딜 필요가 없으며, 비용이 적게 드는 재료로 구성 가능하다.
연결장치가 외측에서 보호되는 것이 바람직한 작동환경에서 보호덮개(40)는 벨로우즈의 외측부손상을 방지하고, 또한 가열된 베로우즈와 돌발적으로 접촉하여 발생되는 심각한 손상 또는 화재의 위험을 제거한다. 각각의 외측단부(40a',40b')에서 커플링(17,19)상에 장착되고 확장구조를 형성하는 두 개의 덮개요소(40a,40b)가 보호덮개(40)에 구성된다. 벨로우즈의 주름단부(24,25)주위를 따라 상기 확장구조의 덮개요소(40a,40b)가 연장구성되고, 상기 덮개요소들은 공간적으로 이격된 내측단부(40a,40b)들은 벨로우즈의 중앙부분(26)을 감싸게 되고 외측단부(40a',40b')보다 더 큰 직경을 가진다. 연결장치가 변형될때, 벨로우즈와 덮개요소(40a,40b)사이의 간섭현상이 덮개요소(40a,40b)의 확장구조에 의해 방지된다. 두 개의 덮개요소(40a,40b)들은 연결장치를 완전히 포함하지 않기 때문에, 보호덮개(40)에 의해 벨로우즈주위에서 냉각공기의 순환이 가능하다.

Claims (21)

  1. 마주보는 두 개의 주름단부(24,25)를 가지는 관모양의 베로우즈(12)로 구성되고, 상기 벨로우즈(12)는 각각의 두 개의 주름단부(24,25)들과 인접하게 배열된 벨로우즈부분을 가지며, 상기 벨로우즈(12)의 한쪽단부에 위치하는 유입측의 커플링(19)과,상기 벨로우즈(12)의 다른 한쪽단부에 위치하는 유출측의 커플링(17)으로 구성되며, 유입측 및 유출측의 상기 커플링(17,19)들사이에서 유체의 상호작용이 가능하도록, 상기 커플링들사이에 작동 가능하게 배열되고 마주보는 단부들을 가진 관모양의 라이너(14)로 구성되고, 상기 라이너(14)는 상기 벨로우즈(12)의 내부에 배열되고 동심축을 형성하며, 상기 라이너(14)의 각각의 단부에 위치하는 관절주조의 두 개의 조인트(20,22)들이 구성되고, 상기 관절구조의 조인트(20,22)들 중한 개의 조인트(22)에 의해, 상기 라이너(14)의 한쪽 단부가 상기 유입측의 커플링(19)에 작동가능하게 연결되고, 다른 한 개의 조인트(20)에 의해 라이너(14)의 다른 한쪽단부가 상기 유출측의 커플링(17)에 작동가능하게 연결되며, 유입측의 상기 커플링(19)의 종방향축이 유출측의 상기 커플링(17)의 종방향축과 선택적으로 교차되는 위치 또는 교차되지 않는 위치를 형성하도록 상기 커플링(17,19)들은 상기 라이너(14)의 종방향에 대해서 뿐만아니라 서로에 대해서 구속되지 않는 각운동이 가능하도록 각각의 상기 조인트들이 작동가능하게 배열되며, 다수의 서로다른 관모양을 수용하고, 가요성을 가지며 회전가능한 구성에 의해 소음및 진동을 흡수하기 위한 가요성 연결장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 관절구조의 조인트(20,22)들은 원형단면을 가지고, 관형구조를 가지며 금속으로 구성되는 두 개의 구성요소들로 구성되며, 마주보는 결합면들을 가지고, 한쪽의 결합면은 상기 라이너(14)의 내부면에 배치되고, 다른 한쪽의 결합면은 각각의 입력측 및 출력측의 커플링(19,17)단부의 외부면에 배치되며, 커플링(17,19) 및 라이너(14)사이의 운동을 수용하도록 구형의 아크모양부(17c,19c)가 구성되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  3. 제1항에 있어서, 관형구조의 상기 벨로우즈(12) 및 상기 라이너(14)의 축방향 상대변위를 제한하는 수단이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 벨로우즈(12)의 상기 주름단부(24,25)들이 주름구조가 없는 중앙부분(26)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  5. 제1항에 있어서, 한 개이상의 상기 커플링(17,19)들은 상기 라이너(14)에 대해 제한된 축방향운동을 하고, 상기 커플링(17,19)들중 한쪽의 커플링이 다른 한쪽의 커플링에 대해 제한된 축방향운동이 가능하도록, 관절구조의 상기 조인트(20,22)들중 한개이상이 작동가능하게 배열되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  6. 제1항에 있어서, 가요성 연결장치를 통해 유체가 통과하도록 상기 벨로우즈(12)를 열적으로 격리시키기 위한 수단이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 라이너(14)의 상기 내부면과 피봇회전운동이 가능하게 접촉하도록, 외측으로 돌출구조를 이루고 불록한 구형면을 가진 부분이 상기 유입측 및 유출측에 위치하는 커플링(19,17)의 아크모양부(19c,17c)들에 구성되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 벨로우즈(12) 및 상기 라이너(14)의 축방향 상대운동을 제한하는 수단은 벨로우즈 및 라이너상에 배열되고 상호구속이 이루어지는 한 쌍이상의 딤플(30,36)들로 구성되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  9. 제8항에 있어서,벨로우즈(12) 및 라이너(14)주위에서 원주방향으로 서로 이격되고 대칭을 이루며 배열되는 세쌍의 딤플들로 상기 한쌍이상의 딤플들이 구성되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 세쌍의 딤플이 벨로우즈(12) 및 라이너(14)를 따라 축방향으로 이격되게 배열되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 중앙부분(26)에 강성을 주는 수단이 상기 벨로우즈(12)위에 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 가요성연결장치.
  12. 제11항에 있어서,중앙부분에 강성을 주는 수단은 상기 중앙부분(26)위에 위치한 원주방향의 보강부(28)로 구성되는 것을 특징으로 하는 가용성 연결장치.
  13. 제4항에 있어서, 추가로 종방향으로 이격된 두개의 덮개요소(40a,40b)들을 포함하는 보호덮개(40)가 추가로 구성되고, 상기 덮개요소(40a,40b)들은 벨로우즈(12)의 주름단부(24,25)들과 인접한 부분들로 부터 상기 중앙부분(26)을 향해 내향으로 연장구성되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  14. 제13항에 있어서, 각각의 덮개요소들은 외측단부(40a
    Figure kpo00005
    ,40b
    Figure kpo00006
    ) 및 내측단부(40a,40b)를 가지며, 상기 외측단부들로 부터 내측단부까지 길이방향으로 직경이 증가하는 확장형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 덮개요소들의 내측단부(40a,40b)들은 주름구조가 없는 상기 중앙부분(26)을 둘러싸며, 상기 덮개요소들의 외측단부들(40a',40b')은 상기 커플링(17,19)과 연결되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  16. 제6항에 있어서, 상기 라이너(14) 및 벨로우즈(12)사이에서 상기 라이너(14)의 주위에서 원주방향으로 연장구성되고, 상기 유입측의 커플링(19)으로 부터 상기 유출측의 커플링(17)까지 상기 가요성 연결장치를 따라 축방향을 향해 연속적으로 연장구성되는 원형공기간격에 의해 상기 벨로우즈(12)를 열적으로 격리시키는 수단이 구성되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  17. 마주보는 주름단부(24,25)들을 가지는 관모양의 벨로우즈(12)로 구성되고, 상기 주름단부들은 중앙부분(26)에 의해 분리되며, 상기 주름단부들은 축방향으로 이격되고, 마주보는 단부들을 가지고, 상기관모양의 벨로우즈(12)내에서, 상기벨로우즈(12)와 축방향으로 작동가능하게 배열되며, 상기 주름단부(24,25)까지 연장구성되는 관모양의 라이너(14)로 구성되고, 상기 벨로우즈(12)의 상기 주름단부(24,25)와 인접하게 위치하여 작동가능하게 배치되는 커플링(17,19)으로 구성되며, 상기 관모양의 라이너(14), 관모양의 벨로우즈(12) 및 상기 커플링(17,19)들사이에 원형공동(38)이 형성되고, 상기 벨로우즈(12) 및 상기 라이너(14)의 축방향상대운동을 제한하는 수단이 구성되며, 상기 라이너(14)의 각각의 단부에 위치하는 관절구조의 두 개의 조인트(20,22)들이 구성되고, 상기 관절구조의 조인트들중 한 개의 조인트에 의해, 상기 라이너(14)의 한쪽단부가 상기 커플링(17,19)들중 한쪽의 커플링에 작동가능하게 연결되고, 다른 한 개의 조인트에 의해, 라이너(14)의 다른 한쪽단부가 커플링들중 다른 한쪽의 커플링에 작동가능하게 연결되며, 한쪽 커플링의 종방향축이 다른 한쪽 커플링의 종방향축과 선택적으로 교차되는 위치 또는 교차되지 않는 위치를 형성하도록, 상기 커플링(17,19)들은 상기라이너(14)의 종방향축에 대해서 뿐만아니라 서로에 대해서 구속되지 않는 각운동이 가능하도록 각각의 조인트(20,22)들이 작동가능하게 배열되며, 내연기관에 의해 가요성연결장치에 의해 수용되고, 회전가능하고 가요성을 가진 구성에 의해 가요성연결장치가 서로다른 배기장치구성을 수용하도록, 내연기관으로 부터 배출수단까지 배기가스를 편향시키는 가용성 연결장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 원형공동(38)에 의해 상기 라이너(14)를 통해 유동하는 배기가스로 부터 상기 벨로우즈(12)가 열적으로 격리되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  19. 제17항에 있어서, 한 개이상의 상기 커플링(17,19)들이 상기 라이너(14)에 대해 제한된 축방향운동이 가능하고 상기 커플링들중 한 쪽의 커플링이 다른 한쪽의 커플링에 대해 제한된 축방향운동이 가능하도록, 관절구조의 상기 조인트(20,22)들중 한개이상의 조인트가 작동가능하게 배열되는 것을 특징으로 하는 가요성 연결장치.
  20. 마주보는 주름단부들을 가진 관모양의 벨로우즈(12)로 구성되고, 상기 주름단부들은 중앙부분(26)에 의해 분리되며,상기 주름단부들은 축방향으로 이격되고, 마주보는 단부들을 가지고, 상기 관모양의 벨로우즈(12)내에서 상기 벨로우즈(12)와 축방향으로 작동가능하게 배열되며, 상기 벨로우즈(12)와 동일한 크기를 가지며 연장구성되는 관모양의 라이너(14)로 구성되며,상기 라이너를 통과하여 충돌하는 차량배기가스 및 가용성 연결장치의 외측부사이에서, 상기 라이너(14) 및 커플링(17,19)에 의해 개선된 소음격리작용이 제공되도록, 상기 벨로우즈(12)의 주름단부와 인접하게 커플링이 작동가능하게 배열되고 상기 벨로우즈(12) 및 상기 라이너(14)의 축방향상대운동을 제한하는 수단이 구성되며, 상기 라이너(14)의 각각의 단부에 위치하는 관절구조의 두 개의 조인트(20,22)들이 구성되고, 상기 관절구조의 조인트들중 한개의 조인트에 의해, 상기 라이너(14)의 한쪽단부가 상기 커플링(17,19)들중 한쪽의 커플링에 작동가능하게 연결되고, 다른 한 개의 조인트에 의해, 라이너(14)의 다른 한쪽단부가 커플링들중 다른 한쪽의 커플링에 작동가능하게 연결되며, 한쪽 커플링의 종방향축이 다른 한쪽 커플링의 종방향과 선택적으로 교차되는 위치 또는 교차되지 않는 위치를 형성하도록, 상기 커플링들은 상기 라이너(14)의 종방향축에 대해서 뿐만아니라 서로에 대해서 구속되지 않는 각운동이 가능하도록 각각의 조인트들이 작동가능하게 배열되며, 회전가능하고 가요성을 가진 구성에 의해 서로 다른 차량배기장치구성을 수용하고 소음 및 진동을 흡수하는 가요성 연결장치.
  21. 제16항에 있어서, 한 개이상의 상기 커플링(17,19)이 상기 라이너(14)에 대해 제한된 축방향운동이 가능하고 상기 커플링들중 한쪽의 커플링이 다른 한쪽의 커플링에 대해 제한된 축방향운동이 가능하도록, 관절구조의 상기 조인트들중 한 개이상의 조인트가 작동 가능하게 배열되는 것을 특징으로 하는 가요성연결장치.
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