KR101272507B1 - 자동차용 배기 매니폴드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프론트 파이프와 연결되는 배기 매니폴드의 아웃 플랜지 구조 및 소재를 개선한 것에 관한 것이다.

본 발명은 배기 매니폴드의 아웃 플랜지 소재를 SUS재 박판 플랜지와 SPHC재 스페이서의 조합형태로 개선함으로써, 고온 열피로에 의한 변형을 최소화하여 실링부의 기밀성을 유지시킬 수 있는 동시에 저렴한 비용으로도 제작할 수 있는 등 원가 절감과 기밀성 확보를 동시에 실현할 수 있는 자동차용 배기 매니폴드를 제공한다.

배기 매니폴드, 프론트 파이프, 아웃 플랜지, SUS 소재, SPHC 소재, 기밀성

Description

자동차용 배기 매니폴드{Exhaust manifold for vehicle}

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 배기 매니폴드에서 아웃 플랜지를 나타내는 사시도

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 배기 매니폴드에서 아웃 플랜지를 나타내는 정면도

도 3은 도 2의 A-A 선 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 아웃 플랜지 11 : SUS재 박판 플랜지

12 : SPHC재 스페이서 13 : 홈부

14 : 클린칭부 15 : 브라켓

본 발명은 자동차용 배기 매니폴드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프론트 파이프와 연결되는 아웃 플랜지의 구조와 소재를 개선한 새로운 형태의 아웃 플 랜지를 가지는 배기 매니폴드를 구현함으로써, 원가 절감과 기밀성 확보를 동시에 실현할 수 있는 자동차용 배기 매니폴드에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 실린더에서 연소된 가스는 배기 매니폴드를 통해 외부로 방출된다.

이때, 배기 매니폴드는 실린더에서 연소되어 엔진의 배기 포트를 통해 배출되는 고온의 연소가스 흐름을 안정되게 안내하는 역할을 한다.

따라서, 배기 매니폴드는 설계시 무엇보다도 배기가스의 유도 성능을 최적화 하여 설계되어야 한다.

보통 실린더에서 연료가 혼합된 혼합기가 연소되는 과정에서 연소가스가 발생되는데, 이 연소가스가 배출되기 위한 일련의 장치가 곧 배기계이다.

상기 배기계는 엔진의 배기 매니폴드, 배기 파이프, 촉매컨버터, 소음기 등을 포함한다.

엔진의 배기 매니폴드에는 배기 파이프, 예를 들면 프론트 파이프가 연결되고, 상기 배기 파이프의 도중에는 배기가스의 유해성분을 산화 및 환원시키기 위한 촉매컨버터가 설치되며, 상기 촉매컨버터의 후방으로는 촉매컨버터를 지난 배기가스의 유동소음을 줄이기 위한 소음기가 설치된다.

이러한 배기 파이프는 프론트 파이프, 센터 파이프, 리어 파이프 등으로 차량의 레이아웃에 맞도록 적정크기로 나누어지거나 절곡된 채로 형성된다.

그리고, 상기와 같이 나뉘어진 각각의 배기 파이프를 연결하거나 또 배기 파이프와 배기 매니폴드를 연결하기 위해서 각각의 파이프 끝 또는 배기 매니폴드 배 출단에는 플랜지가 형성되고, 이때의 플랜지를 통해 서로 결합되는 구조로 연결된다.

특히, 배기 매니폴드의 아웃 플랜지는 그 후단에 장착되는 프론트 파이프의 플랜지와 연결되어 배기가스의 누설없이 두 부품을 구조적으로 연결하는 역할을 담당하고 있다.

그러나, 기존 배기 매니폴드의 아웃 플랜지에는 SUS 주강, SPHC 등의 소재가 적용되는데, SUS 주강은 고온 강도 확보는 유리한 반면, 소재 가격, 가공 추가 등으로 원가상승 요인이 있고, SPHC는 저렴한 반면 고온조건에서의 변형으로 인한 배기가스 누설이 우려되는 문제점을 안고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 배기 매니폴드의 아웃 플랜지 소재를 SUS재 박판 플랜지와 SPHC재 스페이서의 조합형태로 개선함으로써, 고온 열피로에 의한 변형을 최소화하여 실링부의 기밀성을 유지시킬 수 있는 동시에 저렴한 비용으로도 제작할 수 있는 등 원가 절감과 기밀성 확보를 동시에 실현할 수 있는 자동차용 배기 매니폴드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프론트 파이프와 연결되는 아웃 플랜지(10)를 포함하는 배기 매니폴드에 있어서, 상기 아웃 플랜지(10)는 페라이트계 SUS재 박판 플랜지(11)와 SPHC재 스페이서(12)를 결합시킨 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 SUS재 박판 플랜지(11)와 SPHC재 스페이서(12)는 프레스 공정을 통해 형상 제작 후 박판 플랜지를 클린칭(Clinching)하여 스페이서를 고정시킨 형태로 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 SPHC재 스페이서(12)는 SUS재 박판 플랜지(11)의 홈부(13) 내에 수용된 상태에서 적어도 2곳의 클린칭부(14)에 의해 고정되는 형태로 결합되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 미설명 부호 15는 배기 매니폴드 배출부를 고정하기 위한 브라켓을 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 배기 매니폴드를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 배기 매니폴드에서 아웃 플랜지를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 배기 매니폴드에서 아웃 플랜지를 나타내는 정면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 선 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 배기 매니폴드는 새로운 소재와 형태로 이루어진 아웃 플랜지(10)를 포함한다.

즉, 가격이 비싼 동시에 추가 가공을 필요로 했던 기존의 SUS 주강을 페라이트계 SUS재의 박판 플랜지(11)로 대체하여 고온에서의 우수한 기계적 성질을 확보하고, 또 SPHC재 스페이서(12)를 추가하여 강성을 보강한 새로운 소재 및 형태의 아웃 플랜지(10)를 포함한다.

이러한 아웃 플랜지(10)는 페라이트계 SUS재의 박판 플랜지(11)와 SPHC재 스페이서(12)를 조합한 형태로 이루어지는데, 예를 들면 프레스 공정을 통해 형상 제작 후 박판 플랜지를 클린칭(Clinching)하여 스페이서를 일체식으로 결합시킨 형태로 이루어진다.

이를 위하여, 상기 SUS재의 박판 플랜지(11)에는 후면쪽으로 홈부(13)가 형성되고, 이때의 홈부(13)에 SPHC재 스페이서(12)가 수용되는 형태로 안착되며, 최종적으로 SUS재의 박판 플랜지(11)가 가지는 적어도 2개의 클린칭부(14)에 의해, 즉 스페이서 이면쪽으로 구부려 접혀지는 부분에 의해 SUS재의 박판 플랜지(11)와 SPHC재 스페이서(12)는 일체식으로 결합된 형태를 이룰 수 있게 된다.

이렇게 SUS재의 박판 플랜지(11)와 SPHC재의 스페이서(12)를 조합한 형태로 이루어진 아웃 플랜지(10)는 배기 매니폴드의 후단 배출부상에 용접 등의 방법으로 고정설치될 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 구현예에서는 페라이트계 SUS 소재의 경우 두께가 2mm의 것을 적용하고 SPHC 소재의 경우 두께가 8mm의 것을 적용한 아웃 플랜지를 제공한다.

따라서, 페라이트계 SUS재는 SPHC재에 비해 고온에서의 기계적 성질이 우수하기 때문에 고온 열피로에 의한 변형을 최소화하여 실링부의 기밀성을 유지시킬 수 있고, SPHC재의 스페이서는 차량 주행시 가해지는 진동 응력에 의한 변형을 추가적으로 막는 강성 보강 역할을 할 수 있으므로, 결국 원가 상승 요인을 초래하는 SUS 주강을 배제하고 또 고온에서의 우수한 기계적 성질을 발휘하는 페라이트계의 SUS 소재를 적용함에 따라 원가절감과 기밀성 확보를 동시에 실현할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 SUS재 박판 플랜지와 SPHC재 스페이서를 조합한 형태의 아웃 플랜지를 포함하는 새로운 형태의 배기 매니폴드를 구현함으로써, 원가 절감 효과와 우수한 기밀성 확보 효과를 기대할 수 있는 등 부품의 품질 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 프론트 파이프와 연결되는 아웃 플랜지(10)를 포함하는 배기 매니폴드에 있어서,

   상기 아웃 플랜지(10)는 페라이트계 SUS재 박판 플랜지(11)와 SPHC재 스페이서(12)를 결합시킨 형태로 이루어지고,

   상기 SUS재 박판 플랜지(11)와 SPHC재 스페이서(12)는 박판 플랜지를 클린칭(Clinching)하여 스페이서를 고정시킨 형태로 결합되며,

   상기 SPHC재 스페이서(12)는 SUS재 박판 플랜지(11)의 홈부(13) 내에 수용된 상태에서 적어도 2곳의 클린칭부(14)에 의해 고정되는 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기 매니폴드.
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