KR101356007B1 - 완충장치 및 금속제 커버 - Google Patents

Abstract

이 발명은 안정하고 우수한 제진성을 갖춘 완충장치 및 완충장치를 이용하여 부착하는 금속제 커버를 제공한다.
진동원인 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트용 보스 34와 연결 대상인 열 절연체 3 사이에 배치되어, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트용 보스 34와 열 절연체 3 을 연결함과 동시에, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트용 보스 34로부터 열 절연체 3으로의 진동 전달을 완충하는 완충 장치 31을, 진동을 완충하는 나선형 소용돌이 스프링 32, 나선형 소용돌이 스프링 32와 열 절연체 3 을 결합하는 덧테쇠 33, 및 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트용 보스 34에 체결하는 취부 볼트 6과 나선형 소용돌이 스프링 32 사이에 개재시킨 칼러 부재 39로 구성하고, 나선형 소용돌이 스프링 32를 소용돌이 모양의 선재로 구성하였다.

Description

완충장치 및 금속제 커버{Buffer Apparatus AND Metal Cover}

본 발명은, 예를 들면, 진동을 발생하는 부재에 대해 커버류와 하우징 등을 장착하기 위해서 사용되는 완충 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 그런 커버류를 내연 기관의 배기 매니폴드 등에 설치하기 위하여 이용되는 완충 장치 및 그 완충 장치를 사용하여 설치되는 금속 커버에 관한 것이다.

예를 들어, 도 9와 같이 엔진 2의 측면에 설치된 배기 매니폴드 1은 엔진의 구동에 따라 압력과 온도가 맥동하는 연소 배기 가스가 내부를 통과하기 때문에 배기 매니폴드 1 자체가 진동 소음이 발생한다. 또한, 배기 매니폴드 1은 내부를 통과하는 고온의 연소 배기 가스에 의해 가열되고, 배기 매니폴드 1 자체가 열을 방출하게 된다. 이렇게, 배기 매니폴드 1에서 나오는 진동 소리와 열이 엔진 2 주변에 전파하는 것을 억제하기 위해, 배기 매니폴드 1 덮도록 열 절연체 3이 설치되고 있다.

그러나 열 절연체 3을 진동 배기 매니폴드 1과 엔진 2에 직접 설치하면 열 절연체 3이 함께 진동하여 열 절연체 3 자체가 진동원이 되어 소음이 커질 우려가 있었다.

그래서 특허 문헌 1에서는 위에서 설명한 바와 같이, 엔진 2 배기 매니폴드 1에 대해, 열 절연체 3을 설치하기 위한 플로팅 마운트 구조의 완충 장치 5가 제안되고 있다 (도 17 참조). 또한 도 17은 아래 특허 문헌에서 제안되고 있는 완충 장치 5의 단면을 보여주고 있다.

종래 기술의 완충 장치 5는 금속 섬유를 메쉬 형태로 뜨개질하고 그것을 평판 형태의 매트 모양으로 형성하여 구성하는 원형 고리 모양 완충 부재 8, 알루미늄 합금으로 형성되고 단면이 대략 S 자 모양의 결합 부재인 덧테쇠 9와 완충 부재 8 취부 볼트 6 사이에 배치되는 칼러(collar) 부재 10으로 구성되어 있다.

그리고 칼러 부재 10 완충 부재 8 사이에 취부 볼트 6 축선 방향 및 반경 방향의 간극 17을 형성하고 있다. 이 간극 17에 의해, 배기 매니폴드 1에서 입력된 진동의 칼러 부재 10으로부터 완충 부재 8로의 전달을 억제하는, 즉 뛰어난 방진성을 가진다고 되어있다.

상세하게는 칼러 부재 10으로부터 완충 부재 8로 전달되는 진동에 의해 완충 부재 8 자신이 굴곡 운동을 한다. 이러한 굴곡 운동에 의해 완충 장치 5는 칼러 부재 10으로부터 전달된 진동의 진동 에너지를 완충 부재 8의 굴곡 운동 에너지로 변환하고 열 절연체 3에 전달하는 진동을 억제할 수 있다고 되어있다.

그러나, 칼러 부재 10과 완충 부재 8 사이에 간극 17을 마련하는 것에 의해, 완충 부재 8이 칼러 부재 10 내에서 진동하기 때문에, 완충 부재 8이 칼러 부재 10에 충돌하게 된다. 완충 부재 8과 칼러 부재 10이 충돌하여 달그락 달그락하고 우는 소음이 발생할 우려가 있었다. 이 소음은 예를 들어, 150Hz 이하의 가청 주파수 대역에서 음압이 상당한 정도로 크고, 칼러 부재 10으로부터 완충 부재 8로 진동 전달을 억제하기 위한 간극 17은 칼러 부재 10과 완충 부재 8 사이의 놀이이며, 새로운 소음의 발생 요인이 될 수 있었다. 이렇게 소음이 생긴다는 것은 새로운 진동이 발생하고, 제진성을 저해하는 것으로 생각된다.

또한 금속 섬유를 메쉬 모양으로 뜨개질하여, 매트 모양으로 형성된 완충 부재 8은 금속 섬유의 소정 섬유 길이에 절단 치수가 불균일하기 쉽고, 완충 부재 8의 탄성에 영향을 주기 때문에, 완충 부재 8에 의해 완충 장치 5의 제진성에 불균일이 발생 우려가 있었다.

일본특허공개공보 2004-360496호

이 발명은 안정하고 뛰어난 제진성을 갖춘 완충 장치 및 그 완충 장치를 사용하여 설치된 금속 커버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 발명은, 진동원인 진동 측 대상 부재와 연결 대상인 연결 대상 부재 사이에 배치하고, 상기 진동 측 대상 부재와 상기 연결 대상 부재를 연결함과 동시에, 상기 진동 측 대상 부재에서 상기 연결 대상 부재에 진동의 전달을 완충하는 완충 장치로서, 상기 진동을 완충하는 완충 부재, 상기 완충 부재 및 상기 연결 대상 부재를 결합하는 결합 부재, 및, 상기 진동 측 대상 부재에 체결하는 체결 부재와 상기 완충 부재 사이에 개재시키는 칼러 부재로 구성되고, 상기 결합 부재를 상기 완충 부재를 외주함과 동시에, 상기 연결 대상 부재를 지름 외측에 유지하는 제 1 유지부, 상기 완충 부재를 지름 내측에 유지하는 제 2 유지부와, 상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 연결하는 연결부로 구성하고, 상기 완충 부재를 나선형 소용돌이 모양의 선재(線材)로 구성하고, 상기 칼러 부재의 장착을 허용하는 칼러 부재 장착부를 상기 나선형의 지름 방향 중심부에 갖춤과 동시에, 상기 제 2 유지부에 유지되는 피유지부(彼保持部)를 상기 나선형의 지름 방향 외측부에 갖추고, 상기 칼러 부재를 상기 체결 부재의 삽통(揷通)을 허용하는 체결 부재 삽통부를 지름 내측에 갖추고, 상기 칼러 부재 장착부를 유지하는 완충 부재 유지부를 지름 외측에 갖춘 것을 특징으로 한다.

상기 진동 측 대상 부재는, 예를 들어, 자동차 등의 엔진 본체와, 엔진에 장착되는 부분에서 배기관 (특히 배기 매니폴드)과 촉매 부분, 또는 차체를 구성하는 프레임 등으로 할 수 있다.

연결 대상 부재는, 상기 엔진 본체, 배기관과 촉매 부분 등에 연결하여 커버하는 열 절연체, 또는 차체 바닥을 커버하는 언더 커버 등으로 할 수 있다.

결합 부재는 이른바 덧테쇠라고 하는 부재로 할 수 있다.

체결 부재는, 예를 들어, 진동 측 대상 부재와 연결 대상 부재를 나사 결합하는 볼트와 너트, 또는 코킹에 의한 코킹 치구 등의 부재로 할 수 있다.

위의 소용돌이 모양은 평면시(平面視)에서 선회함에 따라 중심에서 멀어지는 이차원 곡선이다. 이른바 나선형 또는 중심에서 멀어짐에 따라 평면 크기가 커지게 되고, 연속하는 대략 다각형의 소용돌이로 할 수 있다.

상기 선재는, 억제하여야 할 진동주파수 대역이나 진폭, 사용하는 온도 등의 다양한 조건에 따라 적절하게 선택되는 선재이고, 둥근 모양, 타원형, 대략 구형 또는 기타 임의의 닫힌 곡면 형상의 선재로 할 수 있다.

상기 지름 내측은 상기 소용돌이 형상의 평면시 외측에 대한 대한 중심축으로 하고, 상기 지름 외측은 상기 소용돌이 형상의 중심에 대한 평면시 외측으로 한다.

이 발명은 안정하고 뛰어난 제진성을 얻을 수 있다.

자세하게는, 상기 완충 부재를, 소용돌이 모양의 선재로 구성하고, 상기 칼러 부재의 장착을 허용하는 칼러 부재 장착부를 상기 나선형의 지름 방향 중심부에 구비하고, 상기 칼러 부재 장착부를 유지하는 완충 부재 유지부를 상기 칼러 부재의 지름 외측에 설치했기 때문에, 칼러 부재에서 완충 부재에 전달되는 진동에 의해 소용돌이 모양의 선재로 구성된 완충 부재 자신이 굴곡 운동을 한다. 이러한 굴곡 운동에 의해 완충 장치는 칼러 부재에서 전달된 진동의 진동 에너지를 완충 부재의 굴곡 운동 에너지로 변환하여 상기 연결 대상 부재에 전달하는 진동을 억제할 수 있다.

또한, 상기 칼러 부재의 장착을 허용하는 칼러 부재 장착부를 상기 나선형의 지름 방향 중심부에 구비하고, 상기 칼러 부재 장착부를 유지하는 완충 부재 유지부를 상기 칼러 부재의 지름 외측에 구비했기 때문에, 완충 부재 및 칼러 부재와 충돌하지 않고 진동의 전달을 억제할 수 있다. 따라서, 완충 부재 및 칼러 부재와의 충돌에 의해 달그락 달그락하고 우는 소음이 발생하지 않고 칼러 부재에서 완충 부재에 진동 전달을 억제하는, 즉 뛰어난 제진을 얻을 수 있다.

또한, 완충 부재를 소용돌이 모양의 선재로 구성하고 있기 때문에, 금속 섬유 메쉬 모양으로 뜨개질하여, 매트 모양으로 형성한 완충 부재에 비해 제품 편차가 적다. 따라서 안정적인 탄성이 있는 완충 부재를 구성할 수 있다. 그러므로, 안정된 제진성을 가진 완충 장치를 구성할 수 있다.

자세하게는, 완충 부재를 나선형으로 성형된 선재로 구성하기 때문에, 미세한 무기 섬유를 취급할 필요가 없고, 무기 섬유를 소정 섬유 길이로 절단하는 공정에서 섬유 길이의 관리 및 최종 제품에 가공의 가공 공정 등에서 치수 정밀도의 높은 정밀도 관리의 어려움이 해소된다. 따라서 치수 정밀도가 향상되어 완충 장치의 제진성의 정밀도 및 안정성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 완충 장치를 상기의 구성으로 하는 것에 의해, 진동원인 진동 측 대상 부재와 연결 대상 부재를 진동을 전달하지 않고 연결할 수 있다.

본 발명의 태양으로, 상기 완충 부재를, 소용돌이 방향에 따라 높이 방향으로 서서히 변화하는 나선형 소용돌이 모양으로 형성하고, 상기 진동 측 대상 부재에 대해 상기 피유지부가 상기 칼러 부재 장착부로부터 멀어지는 방향으로 배치할 수 있다.

위의 소용돌이 방향에 따라 높이 방향으로 서서히 변화하는 나선형 소용돌이 모양은 선회하면서 선회 면에 수직 성분을 가지는 방향으로 움직이는 3차원 곡선이며, 이른바 릭스로 할 수 있다.

이 구성에 의해 완충 장치의 제진성을 향상시킬 수 있다.

상세하게는, 완충 부재를 나선 소용돌이 모양으로 형성함으로써 평면 방향의 탄성뿐만 아니라 높이 방향의 탄성을 조정할 수 있다. 즉, 완충 부재의 제진성에 큰 영향을 미치는 완충 부재의 탄성을 3 차원으로 조정할 수 있다.

또한, 상기 진동 측 대상 부재에 대해 상기 피유지부가 상기 칼러 부재 장착부로부터 멀어지는 방향으로 완충 부재를 배치하는 것에 의해, 나선형 소용돌이 모양의 완충 부재의 지름 내측의 칼러 부재 장착부로부터, 지름 외측의 상기 피유지부가 진동 측 대상 부재로부터 떨어지게 된다. 즉, 피유지부를 제 2 유지부에서 유지하는 연결 부재의 제 1 유지부에서 유지된 연결 대상 부재가, 칼러 부재 장착부에 장착된 칼러 부재로부터 진동 측 대상 부재에서 떨어져 배치된다.

따라서, 칼러 부재 및 완충 부재를 통해 전달된 진동에 의해, 연결 대상 부재 자체가 진동하는 경우에도 칼러 부재가 연결 대상 부재로부터 진동 측 대상 부재에서 떨어져 배치되는 경우와 비교하여 연결 대상 부재 자체가 진동 측 대상 부재와 충돌 우려를 줄일 수 있다. 따라서 연결 대상 부재 자체가 진동 측 대상 부재와의 충돌에 의한 소음의 발생을 억제할 수 있다.

따라서 완충 장치를 위의 구성으로 하는 것에 의해 제진성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 태양으로, 상기 나선형 소용돌이 모양의 피치각 각도를 5도 이하로 형성할 수 있다.

상기 피치각는, 나선형 소용돌이 모양에서, 소용돌이 방향에 따라 서서히 변화하는 높이 방향으로 직교하는 수평 방향에 대한 감는 모양의 선재의 각도이다.

이 발명에 의해 삼차원 방향에서 적당한 탄성을 갖춘 완충 장치를 구성할 수 있다. 상세하게는, 피치각 각도를 크게 설정하면 나선형 소용돌이 모양의 높이가 높아, 높이 방향의 탄성력을 향상시킬 수 있다. 반면, 수평 방향의 탄성이 감소하게 된다. 즉, 나선형 소용돌이 모양의 완충 부재의 3차원 방향에서 탄성 밸런스가 무너지고, 탄성지지 상태에서 떨림이 커져, 충분한 방진 효과를 얻을 수 없게 된다. 따라서, 상기 나선형 소용돌이 모양의 피치각 각도를 5도 이하에서 형성함으로써 상술한 바와 같이 완충 부재를 나선 소용돌이 모양으로 형성된 데 따른 효과를 얻으면서, 입체 방향의 탄성의 균형을 유지하고 충분한 방진 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 태양으로, 상기 칼러 부재 장착부 및 상기 피유지부를 원호 모양으로 형성하고, 상기 완충 부재 유지부를 상기 원통 모양 측면에서 상기 칼러 부재 장착부의 감착을 허용하는 결합 오목부로 형성할 수 있다.

이 발명에 의해, 쉽게 완충 부재 및 칼러 부재를 감착시키는 동시에, 제 2 유지부로 상기 피유지부를 유지할 수 있다.

상세하게는, 상기 칼러 부재 장착부 및 피유지부를 원호 모양으로 형성함과 동시에, 상기 완충 부재 유지부를 상기 원통 모양 측면에서 상기 칼러 부재 장착부의 감착을 허용하는 결합 오목부로 형성하기 때문에, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부를 상기 원통모양으로 형성한 칼러 부재 측면의 결합 오목부에 감착하는 것으로, 쉽게 완충 부재 및 칼러 부재를 감착시킬 수 있다. 또한, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부와, 상기 원통모양 측면에 형성된 결합 오목부를 감착하기 때문에, 칼러 부재에 대한 원주 방향의 위치를 불문하고 쉽게 완충 부재 및 칼러 부재를 감착시킬 수 있다.

또한, 피유지부를 원호 모양으로 형성했기 때문에, 원주 방향의 위치를 불문하고 제 2 유지부로 유지할 수 있다.

이렇게, 쉽게 완충 부재 및 칼러 부재를 감착시키는 동시에, 제 2 유지부로 상기 피유지부를 유지할 수 있기 때문에, 완충 장치의 조립성을 향상시킬 수 있다.

또한 예를 들어, 완충 부재의 칼러 부재 장착부를, 다른 부재를 사용하여, 칼러 부재의 완충 부재 유지부에 장착하는 경우와 비교하여, 원호 모양으로 형성 칼러 부재 장착부를 상기 원통 모양으로 형성한 칼러 부재 측면의 결합 오목부에 감착하는 것에 의해, 부품 수를 줄일 수 있다. 따라서 완충 장치의 경량화 및 저 비 용화를 도모할 수 있다.

또한 본 발명의 태양으로, 상기 완충 부재 유지부와 상기 칼러 부재 장착부 사이, 상기 제 2 유지부와 피유지부와의 사이에 간극(間隙)을 둘 수 있다.

이 구성에 의해, 완충 장치의 방진성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상세하게는, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부 및 피유지부를 결합 오목부 및 제 2 유지부로 유지하는 상태에서 간극를 형성하고 있기 때문에, 칼러 부재 장착부와 결합 오목부 및 피유지부와 제 2 유지부에서 충돌 소리가 발생하지 않고 칼러 부재를 통해 입력된 진동을 간극에서 흡수할 수 있다. 또한 간극은 열 전달을 차단할 수 있다.

또한 본 발명의 태양으로, 상기 칼러 부재 장착부 및 피유지부를 중심 각도가 240도 이상 300도 이하의 원호 형상으로 형성할 수 있다.

위의 중심 각도가 240도 이상 300도 이하인 원호 모양은, 나선형의 완충 부재의 단부로부터 소용돌이 방향에 따라 소정 각도로 형성된 지름이 변화하지 원호이다.

이 구성에 의해, 제진성 높은 완충 장치의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 상세하게는, 상기 칼러 부재 장착부 및 피유지부를, 중심 각도가 240도 이상 300도 이하의 원호 형상으로 형성함으로써, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부 및 피유지부를, 결합 오목부 및 제 2 유지부에서 간극를 설치하면서 유지하는 상태에서 실수로 빠지는 것을 방지할 수 있다. 따라서 안정적인 방진성을 확보할 수 있다.

또한 본 발명의 태양으로, 상기 완충 부재를, Al 함량 2 ~ 12 중량 %, 나머지의 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 합금을 소성 가공하고, 소성 가공한 합금을 냉간 압연 가공하고, 냉간 압연 가공 후의 합금을 소둔하는 것에 의해, 평균 결정 입경이 250μm 이하가 되도록 제조되는 탄성을 갖는 Fe - Al 제진 합금으로 이루어진 선재로 구성할 수 있다.

이 구성에 의해, 보다 제진성이 높은 완충 장치를 쉽게 가공할 수 있다. 상세하게는, 완충 부재를 기존의 제진 금속보다 크게 진동의 감쇠 계수가 큰 Fe - Al 제진 합금으로 구성하기 때문에, 칼러 부재에서 완충 부재에 전달되는 진동은 제진 합금 자신의 큰 진동 감쇠 계수에 따라 진폭을 감쇠할 수 있다. 따라서 제진 합금 스스로 큰 제진 작용을 실현할 수 있다.

또, Fe - Al 제진 합금은, 우수한 가공성, 절연성, 투자성(透磁性), 제진성, 높은 강도를 가지기 때문에, 쉽게 소용돌이 모양으로 가공하여, 절연성이 높은 완충부재를 형성할 수 있다. 따라서, 보다 제진성이 높은 완충장치를 용이하게 가공할 수 있다.

또, 본 발명의 태양으로, 상기 칼러 부재, 상기 완충 부재, 상기 결합 부재 및 상기 연결 대상 부재 각각을, 전해부식의 발생을 방지하기 위해 서로 이온화 경향이 근접한 재료로 구성할 수 있다.

이 구성에 의해, 제진성 높은 완충 장치 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 상세하게는, 칼러 부재, 완충 부재, 결합 부재 및 연결 대상 부재는 서로 이온화 경향이 근접하고 있는 재료로 구성하기 때문에, 이온화 경향이 큰 다른 재료 사이에서 발생하는 이종 금속 간의 부식 이른바 전해 부식의 발생을 방지할 수 있다. 즉 완충 장치의 내식성을 향상시킬 수 있고, 완충 장치의 장수명화를 도모할 수 있다.

따라서 부식에 의한 유지부의 지지력 저하나 완충 부재의 탄성 저하 등의 완충 장치의 방진에 영향을 줄 우려가 있는 기능 저하를 방지할 수 있으며, 완충 장치 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상호 교차하는 방향으로 각각 연장하는 콜게이트 형상이 형성된 1 장 또는 여러 장의 알루미늄 합금 판으로 구성되고, 입체 형상을 이루는 금속 커버이며, 압괴 대상 부위의 상기 콜게이트 형상을 눌러 찌그러뜨려 대략 평판 형상으로 형성하고, 상기 서로 교차하는 방향 중 하나의 방향이 상기 입체 형상을 구성하는 주요 능선 해당 부위에 대해 교차하는 방향으로 정해지고, 상기 완충 장치를 이용하여 상기 진동 측 대상 부재를 내연 기관 및/ 또는 그 배기 경로로 구성하고, 상기 제 1 유지부로 상기 압괴 대상 부위를 유지하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의해, 예를 들면, 자동차 등의 내연 기관 및/또는 배기 경로에서 발열량 및 진동 전달을 억제할 수 있는 금속 커버를 구성할 수 있다.

상세하게는, 예를 들어, 적절한 내열 성능을 갖는 재료로 구성하는 금속 커버를 제진성이 높은 상기 완충 장치 설치하기 때문에, 열원인 내연 기관 및/또는 배기 경로로부터 열 발산을 방지하고, 진동원이기도 한 내연 기관 및/또는 배기 경로로부터 진동을 금속 커버에 전달하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 예를 들면, 진동원으로부터 들어온 진동에 대해 금속 커버 자체가 공진하는 경우와 비교하여 제진성이 높은 상태로 금속 커버를 설치할 수 있다.

또한, 금속 커버를 상호 교차하는 방향으로 각각 연장 콜게이트 형상이 형성된 1 장 또는 여러 장의 알루미늄 합금 판으로 구성하기 때문에, 변형 가공성이 높은 금속 커버를 구성할 수 있다. 따라서, 예를 들면 복잡한 형상의 내연 기관 및/또는 배기 경로에도 그러한 형상에 따른 금속 커버를 형성할 수 있다. 또, 그 형상에 따른 금속 덮개를 설치하므로 내연 기관 및/또는 배기 경로에서 열 발산을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 태양으로, 상기 서로 교차하는 방향을 직교하는 제 1 방향과 2 방향으로 함과 동시에, 상기 콜게이트 형상을, 각각 상기 제 1 방향에 따라 연장되는 융기부와 곡부(谷部)가 상기 제 2 방향으로 교대로 반복되고, 상기 융기부는 상기 제 1 방향에 따라 제 1 기립부와 제 2 기립부가 상기 곡부로부터 올려 세워져 교대로 배열되고, 상기 곡부는 상기 제 1 방향에 따라 평탄부와 오목부가 교대로 배열되고, 상기 제 1 기립부는 상기 곡부로부터 대략 역사다리꼴 모양으로 올려 세워지는 한 쌍의 측벽 및 상기 측벽 선단이 서로 연결되어 형성되는 비교적 평탄한 정상부로 구성하고, 상기 제 1 기립부는 안으로 구부러져(內曲) 있고, 상기 제 1 기립부의 기단부(基壇部)보다 선단부 쪽이 넓은 폭으로 이루어지고, 상기 제 2 기립부는 평탄 부로부터 각각 올려 세워지는 한 쌍의 측벽과 측벽의 선단을 서로 연결한 凹 모양의 오목부로 구성되고, 상기 제 1 기립부 및 상기 오목부, 및 상기 제 2 기립부 및 평탄부가 상기 제 2 방향에 따라 각각 간헐적으로 이어지도록 형성할 수 있다.

이 구성에 의해, 금속 커버의 형상 가공성이 더욱 향상되므로, 설치 대상인 내연 기관 및/또는 배기 경로의 형상에 맞는 형상을 쉽게 형성할 수 있다. 따라서 내연 기관 및/또는 배기 경로에서 열 방출을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

이 발명에 의해, 안정하고 뛰어난 제진성을 갖춘 완충 장치 및 그 완충 장치를 사용하여 설치한 금속 커버를 제공할 수 있다.

도 1은 완충장치의 사시도
도 2는 완충장치의 설명도
도 3은 완충장치의 평면도
도 4는 완충장치의 평면방향 단면도
도 5는 칼러 부재의 설명도
도 6은 나선형 소용돌이 스프링의 설명도
도 7은 덧테쇠의 설명도
도 8은 완충 장치의 장착 상태에 대한 단면도
도 9는 완충 장치 31의 장착 상태에 대한 개략 정면도
도 10은 열 절연체를 구성하는 콜게이트판에 대한 설명도
도 11은 왜진폭(歪振幅)과 손실 계수의 관계를 나타내는 그래프
도 12는 Fe - Al 제진 합금의 온도에 대한 감쇠 성능 분포를 나타내는 그래프
도 13은 완충 장치의 특성을 나타내는 그래프
도 14는 완충 장치의 다른 특성을 나타내는 그래프
도 15는 완충 장치의 또 다른 특성을 나타내는 그래프
도 16은 완충 장치의 또 다른 특성을 나타내는 그래프
도 17은 종래기술의 완충장치의 장착상태에 대한 단면도
도 18은 종래기술의 완충원리를 설명하는 모식도
도 19는 종래기술의 제 1 문제점을 설명하는 그래프
도 20은 종래기술의 제 2 문제점을 설명하는 그래프
도 21은 실시예와 비교예의 결과를 나타내는 표

본 발명의 한 실시 형태를 다음 도면과 함께 설명한다.

도 1은 본 실시예의 완충 장치 31 사시도이고, 도 2는 완충 장치 31의 설명도를 나타내고, 도 3은 완충 장치 31의 평면도를 나타내고 도 4는 완충 장치 31의 평면 방향 단면도를 나타내고 있다. 또, 도 2 (a)는 완충 장치 31 정면도를 나타내고 도 2 (b)는 완충 장치 31의 단면도를 나타내고 있다.

또한, 도 5는 칼러 부재 39의 설명도이고, 도 6은 나선형 소용돌이 스프링 32의 설명도, 도 7은 덧테쇠 33의 설명도를 나타내고 있다.

또, 도 5 (a)는 완충 장치 31의 칼러 부재 39의 평면도를 나타내고 도 5 (b)는 칼러 부재 39의 단면도를 나타내고 도 5 (c)는 칼러 부재 39의 분해 단면도를 나타내고있다. 또, 도 6 (a)는 완충 장치 31의 나선형 소용돌이 스프링 32의 평면도, 도 6 (b)는 나선형 소용돌이 스프링 32의 정면도, 도 6 (c)는 나선형 소용돌이 스프링 32의 단면도를 나타내고 있다. 또한 도 7 (a)는 덧테쇠 33의 평면도, 도 7 (b)는 덧테쇠 33의 단면도, 도 7 (c)는 덧테쇠 33의 저면도를 나타내고 있다.

도 8은 완충 장치 31의 장착 상태에 대한 단면도를 나타내고, 도 9는 완충 장치 31의 장착 상태에 대한 개략 정면도를 나타내고, 도 10은 열 절연체 3을 구성 하는 콜게이트 시트 120에 대한 설명도를 나타내고 있다.

또한, 도 10 (a)는 콜게이트 시트 120의 사시도, 도 10 (b)는 도 10 (a)에서 I - I 단면도, 도 10 (c)는 도 10 (a)에서 II - II 단면도, 도 10 (d)는 도 10 (a)에서 III - III 단면도를 나타낸다.

또, 도 11은 왜진폭(歪振幅)과 손실 계수의 관계를 나타내는 그래프, 도 12는 Fe - Al 제진 합금의 온도에 대한 감쇠 성능 분포를 나타내는 그래프, 도 13은 완충 장치 31의 특성을 나타내는 그래프, 도 14 내지 16은 완충 장치 31의 다른 특성을 나타내는 그래프를 도시한 것이다.

배경 기술에서 설명했듯이, 자동차 등 차량의 엔진 2에는 배기 매니폴드 1이, 연소 배기 가스를 배출하기 위해 엔진 2의 측면에 설치된다(도 9 참조). 그리고, 이 배기 매니폴드 1에, 이 배기 매니폴드 1을 덮는 열 절연체 3가 설치되고 있다. 열 절연체 3 등에 대해서는 배경 기술의 설명과 유사하기 때문에 다시 설명은 생략한다.

본 발명의 완충 장치 31은 열 절연체 3을 배기 매니폴드 1에 설치하기 위한 플로팅 마운트 구조의 완충 장치이며, 진동을 완충하는 나선형 소용돌이 스프링 32, 덧테쇠 33 및 칼러 부재 39로 구성되어 있다.

칼러 부재 39는 지름에 대해 높이가 낮은 원통형이며, SPCC 등의 철계 재료로 구성된다. 또한 칼러 부재 39는 도 5 (a)와 같이 평면시 중앙에 취부 볼트 6의 삽통을 허용하는 볼트 구멍 40을 갖추고, 측면에는, 후술하는 나선형 소용돌이 스프링 32의 칼러 부재 장착부 32a의 결합 오목부(嵌着)을 허용하는 결합 오목부 41을 갖추고 있다.

칼러 부재 39는 위쪽으로 볼록한 아래쪽 칼러 39a와 위쪽 칼러 39b와 결합 하여 코킹으로 구성되어 있다. 상세하게는 아래 칼러 39a는 윗면의 지름 외측에 원주 모양의 원주 홈 41a을 갖춘 원환((圓環) 모양의 플랜지부 39aa와 플랜지부 39a 내주연으로부터 위쪽으로 돌출하는 원통 모양의 웹부 39ab가 일체로 구성되어 있다.

위쪽 칼러 39b는 밑면의 원주 홈 41a에 해당하는 지름 외측에 원부 모양의 원주 홈 41b와 내주부에 상기 웹부 39ab의 감착을 허용하는 결합 개구 39ba를 갖춘 환상의 원반 모양으로 형성하고 있다. 또한 원주 홈 41a, 41b은 아래 나선 소용돌이 스프링 32의 단면 반경보다 약간 큰 깊이를 형성하고 있다.

이렇게 구성한 아래쪽 칼러 39a와 위쪽 칼러 39b를, 플랜지부 39aa의 윗면과 위쪽 칼러 39b의 저면을 대향시키고, 결합 개구 39ba에 삽입한 웹 부 39ab를 지름 외측 방향으로 코킹하는 것에 의해, 아래쪽 칼러 39a와 위쪽 칼러 39b를 일체화하고 있다. 그리고, 이 때, 아래 칼러 39a의 원주 홈 41a와 위쪽 칼러 39b의 원주 홈 41b에 의해, 평면시 원주 모양으로, 원주 모양 칼러 부재 39 측면에서 지름 내측 방향으로 凹 모양의 결합 오목부 41을 구성하고 있다. 또한 결합 오목부 41은 나선 소용돌이 스프링 32의 단면 반경보다 약간 깊은 깊이의 원주 홈 41a, 41b을 대향시켜 구성하고 있기 때문에, 나선 소용돌이 스프링 32의 단면 직경보다는 경미하게 높이가 높은 평면시 원주 모양의 오목부를 구성하고 있다.

나선형 소용돌이 스프링 32는, 소용돌이 모양의 원형 단면 선재로 구성되고, 칼러 부재 39의 장착을 허용하는 칼러 부재 장착부 32a를 나선형의 지름 방향 중심부에 작추고, 뒷부분 덧테쇠 33의 연결부 38에 유지되는 피유지부 32b를 나선형의 지름 방향 외부 측부에 갖추고 있다.

자세하게는, 나선형 소용돌이 스프링 32은, 소용돌이 방향에 따라 높이 방향 (도 6 (b)의 상하 방향)으로 서서히 변화하여 도 6 (c) e 부 확대 단면과 같은 피치각 P가 5도의 나선 소용돌이 모양으로 형성되어 있다. 또, 피치각 P는 수평면에 대한 나선형 선재의 배치 각도이다. 도 6 (b)와 같이, 나선형 소용돌이 스프링 32는 지름 외측의 피유지부 32b가 지름 내측의 칼러 부재 장착부 32a보다 높게 되는 을 4 번 감긴 나선형 소용돌이 모양으로 형성되어 있다.

또한, 나선형 소용돌이 스프링 32은 상술한 바와 같이 나선형 소용돌이 모양의 지름 방향 중심부에 원호 모양의 칼러 부재 장착부 32a을 갖추고, 나선 소용돌이 모양의 지름 방향 외측부에 원호 모양의 피유지부 32b를 갖추고 있다.

칼러 부재 장착부 32a 및 피유지부 32b는, 단부에서 4분의 3원인 270도의 중심각도 r로, 형성되어 있다(도 6 (a) 참조). 또, 칼러 부재 장착부 32a의 내주원은 상기 칼러 부재 39에서 결합 오목부 41의 내측 원 41c보다 약간 큰 직경으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 약 0.2mm 크기의 직경으로 형성되어 있다. 따라서, 칼러 부재 장착부 32a의 내주와, 결합 오목부 41의 내측원 41c 사이에 간극 s가 형성된다(도 2 (b) a부 확대도, 도 4c부 확대도 참조).

또, 나선형 소용돌이 스프링 32는, Al 함유량 2-12 중량 %, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 합금을 소성가공하고, 소성가공한 합금을 냉간압연가공하고, 냉간압연가공 후의 합금을 소둔하는 것에 의해 평균 결정 입경이 250㎛ 이하가 되도록 제조되는 탄성을 갖는 Fe-Al 제진합금으로 이루어지는 선재로 구성되어 있다.

또한 나선형 소용돌이 스프링 32를 원형 단면 선재로 4번 감긴 나선 소용돌이 모양으로 구성했지만, 억제해야 할 진동 주파수 대역과 진폭, 사용하는 온도 등 각종 사용 조건에 따라 타원 형태로든 대략 구형이든, 기타 임의의 닫힌 곡면 형상의 단면 선재로 구성해도 좋고, 선재의 직경 및 재료 혹은 권수도 함께 적절하게 선정하면 된다.

덧테쇠 33은 열 절연체 3을 유지하는 제 1 유지부 36, 나선형 소용돌이 스프링 32를 유지하는 제 2 유지부 37과, 제 1 유지부 36 및 제 2 유지부 37을 연결하는 연결부 38로, 평면시 중앙에 삽통 구멍 35가 있고 파단면이 대략 S 자형 모양이 되는 원환 모양으로 구성되어 있다.

상세하게는, 열 절연체 3을 지름 외측에서 유지하는 제 1 유지부 36은, 원환모양의 금속판의 외주 가장자리에서 내주 측의 소정의 반경 방향 길이 부분을 도 7의 위쪽에서 아래쪽으로 향해 지름 방향 내주 측에서 외주 측으로 다시 구부러지도록 지름 바깥 방향으로 뒤집어진 J 자형 모양을 형성하고 있다. 또한 제 1 유지부 36은 하기 열 절연체 3을 끼워 넣는 두께로 형성되어 있다.

또, 나선형 소용돌이 스프링 32를 지름 내측에서 유지하는 제 2 유지부 37은, 고리 모양의 금속판 내주 가장자리로부터 외주 측의 소정의 반경 방향 길이부분을, 도 7의 아래쪽으로부터 위쪽으로 향해 지름 방향 외주 측으로부터 내주 측으로 구부러져 지름 안쪽으로 뒤집어진 J자 모양으로 형성되어 있다. 또, 제 2 유지부 37은, 상기 나선형 소용돌이 스프링 32를 끼워 넣는 두께로 형성되어 있다. 또한, 나선형 소용돌이 스프링 32의 피유지부 32b 외주원과, 거꾸로 J자 모양의 제 2 유지부 37의 안쪽 사이에 작은 간극 s를 형성하고 있다(도 2(b) b부 확대도, 도 4 d부 확대도 참조)

연결부 38은, 제 1 유지부 36과 제 2 유지부 37에 결쳐 구부러져 형성되고, 지름 바깥쪽으로 뒤집어진 J자 모양으로 형성된 제 1 유지부 36의 지름 내측의 아래쪽 단부와 제 2 유지부 37의 윗쪽 단부를 서로 연결하는 구성이다. 이러한 제 2 유지부 37, 연결부 38 및 제 1 유지부 36은, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트용 보스(boss) 34로부터 이 순서로 배열된다.

상술한 바와 같이 완충 장치 31은, 상기 구성의 칼러 부재 39, 나선형 소용돌이 스프링 32, 그리고 덧테쇠 33을 조립하여 구성하고 있다. 상세하게 설명하면, 칼러 부재 39의 결합 오목부 41에 나선 소용돌이 스프링 32의 칼러 부재 장착부 32a를 감착시켜, 칼러 부재 39와 나선형 소용돌이 스프링 32을 조립한다. 이 때, 위에서 언급한 바와 같이 결합 오목부 41의 안쪽 원 41c와 나선형 소용돌이 스프링 32 칼러 부재 장착부 32a의 내주 측 사이에 간극 s가 설치되는 동시에, 칼러 부재 장착부 32a는 내부 원 41c의 원주면에 대해 3/4 범위를 휘감을 수 있다 (도 4 참조).

또한 덧테쇠 33의 제 2 유지부 37에 나선 소용돌이 스프링 32의 피유지부 32b를 감착시켜, 덧테쇠 33과 나선형 소용돌이 스프링 32을 조립한다. 이 때, 위에서 언급한 바와 같이, 덧테쇠 33의 제 2 유지부 37 내주면과 나선 소용돌이 스프링 32의 피유지부 32b의 외주 사이에 간극 s가 설치되는 동시에, 피유지부 32b는 제 2 유지부 37 내주면에 대해 3/4 범위로 배치된다 (도 4 참조).

또한 도 2 (b)에 나타낸 바와 같이, 지름 외측의 피유지부 32b가 지름 내측의 칼러 부재 장착부 32a보다 높게 되도록 나선형 소용돌이 스프링 32를 뎃테쇠 33 및 칼러 부재 39 사이에 배치하기 때문에, 결합 오목부 41에서 칼러 부재 장착부 32a를 감착하는 칼러 부재 39는, 피유지부 32b를 유지하는 제 2 유지부 37은, 높은 위치 (도 2 (b)에서 위쪽)로 되도록 조립된다.

이렇게 구성된 완충 장치 31은, 도 8과 같이, 열 절연체 3에 형성된 장착 구멍 3a에 장착되어, 배기 매니폴드 1에 형성된 볼트 보스 34에 끼워진 취부볼트 6에의해, 볼트용 보스 34에 고정된다.

열 절연체 3은, 도 9와 같이, 엔진 2의 측면에 설치된 배기 매니폴드 1을 덮도록 형성되고, 배기 매니폴드 1에 설치된 여러 개의 볼트 보스 34에 대해, 완충 장치 31을 통해 취부 볼트 6에 의해 고정된다.

이렇게 배기 매니폴드 1을 덮는 열 절연체 3은 옛날에는 알루미늄 도금 강판이 사용되고 있었지만, 최근에는 알루미늄을 서로 교차하는 두 방향으로 각각 콜게이트 가공한 경금속으로 구성된 콜게이트 시트 120을 소정 형상으로 형상 가공하여 사용하고 있다 (도 10 참조).

상세하게는, 콜게이트 시트 120은, 도 10 (b), (c)와 같이, 융기부 121과 곡부 122가 교대로 연속하여 X 방향으로 이어지는 동시에, Y 방향에서 각 융기부 121과 곡부 122의 높이가, 각각 도 10 (d)와 같이, 일정한 간격으로 정상부(121a, 122a)과 바닥부(121b, 122b)를 반복하여 형성된 콜게이트 형상의 알루미늄 판이다.

또한 융기부 121과 곡부 122은, X 방향에서 일정한 간격으로 넓은과 좁은 폭을 일정 간격마다 번갈아 위의 콜게이트 형상을 형성하고 있다.

더 자세히 설명하면, 콜게이트 시트 120의 콜게이트 형상은 각각이 Y 방향을 따라 연장되는 융기부 121과 곡부 122가 X 방향으로 교대로 반복되고 있다.

융기부 121은, Y 방향을 따라, 정상부 121a와 바닥부 121b가 곡부 122로부터 세워 올려져 교대로 배열되고, 곡부 122는, Y 방향을 따라, 정상부인 평탄부 122a 와 바닥부인 오목부 122b가 교대로 배열되어 있다.

정상부 121a는, 곡부 122로부터 대략 역사다리꼴 형상으로 세워 올려지는 한쌍의 측벽과, 측벽의 선단이 서로 연결되어 형성되는 비교적 평탄한 정상부로 구성되고, 정상부 121a는 안으로 구부러져 있고, 정상부 121a의 기단부보다 선단부의 폭이 넓게 되어 있다.

오목부 122b는, 바닥부 121b로부터 각각 세워 내려지는 한쌍의 측벽과, 측벽의 선단을 서로 연결한 오목부로 구성되고, 정상부 121a 및 평탄부 122a, 그리고 바닥부 121b 및 오목부 122b가 X 방향을 따라 각각 간헐적으로 이어지도록 형성되어 있다.

그리고, 이 콜게이트 시트 120을 소정 형상으로 형상 가공한 열 절연체 3에서, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에 대응하는 부분에 장착 구멍 3a를 형성함과 동시에, 장착 구멍 3a 주변의 콜게이트 형상을 눌러 대략 평판 형상으로 형성하는 압괴부 3b를, 제 1 유지부 36으로 유지하고 있다.

또한 입체 형상으로 형성된 열 절연체 3은, 상기 콜게이트 형상에서 서로 교차하는 중 하나의 방향이 입체 형상을 구성하는 주요 능선 해당 부위에 대해 교차하는 방향으로 정해져 있다.

더 자세히 설명하면, 열 절연체 3은 상기한 바와 같이 배기 매니폴드 1의 입체적인 외관 형상에 따른 입체 형상으로 형성되므로, 열 절연체 3에는 굴곡 부위인 하나 또는 여러 개의 능선 해당 부위가 형성된다. 본 실시예에서는 콜게이트 형상의 길이 방향이 이러한 여러 능선 해당 부위 중 주요 능선 해당 부위에 교차하는 방향이되도록 입체 형상에 프레스 가공을 실시하고 있다.

여기서 주요 능선 해당 부위는 열 절연체 3의 전체적인 형상을 특징짓는 비교적 큰 곡률을 가진 절곡 부위가 연속하는 부위이다. 즉, 열 절연체 3에 형성된 크고 작은 다양한 절곡 부위 중, 열 절연체 3의 외관 형상을 실질적으로 결정 짓는 비교적 길게 연장된 절곡 부위이다.

열 절연체 3이 배기 매니폴드 1에 장착되면, 배기 매니폴드 1로부터 진동의 전달에 의해 열 절연체 3도 진동한다. 이 진동에 의해 열 절연체 3이 진동하면 주요 능선 해당 부위를 중심으로 그 양쪽 열 절연체 3 부위가 나비의 날개처럼 크게 진동한다. 이러한 진동이 발생하면 열 절연체 3의 능선 해당 부위 부근의 부위가 반복 굴곡에 의해 금속 피로를 발생시켜 균열을 발생하기 쉬워진다.

이에 대해 본 실시예의 열 절연체 3은 열 절연체 3에 형성되어 있는 콜게이트 형상의 한 방향이, 주요 능선 해당 부위에 대해 교차하는 방향, 바람직하게는 직교하는 방향이 되도록 에 정해져 있기 때문에, 콜게이트 형상이 능선 해당 부위를 중심으로 하는 진동에 대해 리브의 작용을 제공한다. 이것에 의해, 열 절연체 3 의 진동을 억제할 수 있고, 열 절연체 3의 크랙의 발생을 방지할 수 있으며, 열 절연체 3의 품질을 크게 향상시킬 수 있다.

이렇게 구성하는 것에 의해, 열 절연체 3은 도 8과 같이, 열 절연체 3에 형성된 장착 구멍 3a에 장착된 완충 장치 31을 통해, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에 고정시킬 수있다.

상술한 바와 같이, 완충 장치 31은 진동 원인 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34와 연결 대상인 열 절연체 3 사이에 배치되어, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에 열 절연체 3을 연결하고, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에서 열 절연체 3으로의 진동의 전달을 완충하는 장치이며, 아래 설명하는 바와 같이, 완충 장치 31은 안정하게 우수한 제진성을 제공할 수 있다.

상세하게는, 완충 장치 31은 진동을 완충하는 나선형 소용돌이 스프링 32, 나선형 소용돌이 스프링 32 및 열 절연체 3을 결합하는 덧테쇠 33, 및, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에 체결하는 취부 볼트 6과 나선 소용돌이 스프링 32 사이에 개재시키는 칼러 부재 39로 구성되어 있다.

그리고 덧테쇠 33은 나선형 소용돌이 스프링 32를 외주함과 동시에, 열 절연체 3을 지름 외측에 유지하는 제 1 유지부 36과, 나선형 소용돌이 스프링 32를 지름 내측에 유지하는 제 2 유지부 37과, 제 1 유지부 36 및 제 2 유지부 37을 연결하는 연결부 38로 구성되어 있다.

또한 나선형 소용돌이 스프링 32는, 소용돌이 모양의 선재로 구성되고, 칼러 부재 39의 장착을 허용하는 칼러 부재 장착부 32a를 나선형의 지름 방향 중심부에 갖추고, 제 2 유지부 37가 유지하는 피유지부 32b를 나선형의 지름 방향 외부 측부에 갖추고 있다.

또한 칼러 부재 39는 취부 볼트 6의 삽통을 허용하는 볼트 구멍 40을 지름 내측에 갖추고, 칼러 부재 장착부 32a를 유지하는 결합 오목부 41을 지름 외측에 갖추고 있다.

이처럼 나선 소용돌이 스프링 32를, 소용돌이 모양의 선재로 구성하고, 칼러 부재 39의 장착을 허용하는 칼러 부재 장착부 32a를 나선형의 지름 방향 중심부에 갖추고, 칼러 부재 장착부 32a를 유지하는 결합 오목부 41을 칼러 부재 39의 지름 외측에 제공했기 때문에, 칼러 부재 39에서 나선형 소용돌이 스프링 32으로 전달된 진동에 의해, 소용돌이 모양의 선재로 구성된 나선 소용돌이 스프링 32 자신이 굴곡 운동을 한다.

이러한 굴곡 운동에 의해, 완충 장치 31은 칼러 부재 39에서 전달되는 진동의 진동 에너지를 나선 소용돌이 스프링 32의 굴곡 운동 에너지로 변환하고 열 절연체 3에 전달하는 진동을 억제할 수 있다 .

또한, 칼러 부재 39의 장착을 허용하는 칼러 부재 장착부 32a를 나선형의 지름 방향 중심부에 갖추고, 칼러 부재 장착부 32a를 유지하는 결합 오목부 41칼러 부재 39의 지름 외측에 제공했기 때문에, 나선형 소용돌이 스프링 32와 칼러 부재 39가 충돌하지 않고 진동의 전달을 억제하는 것이다. 따라서, 상술한 종래 기술의 완충 장치 5와 같은 나선형 소용돌이 스프링 32와 칼러 부재 39와의 충돌에 의한 달그락 하는 소음이 발생하지 않고 칼러 부재 39에서 나선형 소용돌이 스프링 32에 진동 전달을 억제하는 즉, 우수한 제진성을 제공할 수 있다.

상세하게는, 기존의 완충 장치 5는 도 17과 같이, 금속 섬유를 메쉬 형태로 편직해서, 그것을 평면 매트 모양으로 형성하고 구성하는 원형 고리 모양의 완충 부재 8과, 알루미늄 합금으로 형성된 단면이 대략 S 자 모양의 결합 부재인 덧테쇠 9와, 완충 부재 8과 취부 볼트 6 사이에 배치되는 칼러 부재 10로 구성되어 있다.

또, 칼러 부재 10은 둥근 고리 모양의 완충 부재 8과, 취부 보스 18에 돌려 끼워지는 취부 볼트 6 사이에 배치되어 있다.

칼러 부재 10은, 통 14와 통부 14의 축선 방향 양쪽에 일체로 각각 형성된 플랜지 부 15,16로 구성되고, 칼러 부재 10과 완충 부재 8 사이에 취부 볼트 6의 축선 방향 및 반경 방향의 간극 17을 형성하고 있다.

덧테쇠 9를 통해 완충 장치 5가 장착된 열 절연체 3을, 완충 장치 5가 배기 매니폴드 1의 취부 보스 18에 대응하는 위치가 되도록 배기 매니폴드 1에 배치한다. 그리고 취부 볼트 6을 취부 보스 18에 끼워넣는 것에 의해 완충 장치 5를 통해 열 절연체 3을 배기 매니폴드 1에 설치할 수 있다.

이 전통 기술의 완충 장치 5는 상기 간극 17을 마련하고 있기 때문에, 칼러 부재 10 안에서 완충 부재 8이 진동한다. 그 원리에 대해 도 18에 나타내는 모식도를 사용하여 설명한다.

우선, 배기 매니폴드 1에서 진동이 직접 전달되는 칼러 부재 10을 포함하는 진동물을 도 18에서 충돌체 m으로 한다. 충돌체 m의 진동에는 진동에 대한 저항 요소 k와 전기적인 캐패시터에 상당하는 평준화 요소 c가 설정된다.

진동에 의해 칼러 부재 10이 충돌하는 완충 부재 8을, 도 18의 피충돌체로 한다. 이러한 도식화에 의해, 진동 현상의 공식화가 실현될 수 있다.

위의 구성에서, 상기 간극 17에 의해, 배기 매니폴드 1에서 발생하여 칼러 부재 10으로부터 완충 부재 8로 전달되는 진동을 억제할 수 있다. 또한 칼러 부재 10에서 완충 부재 8로 전달되는 진동에 의해 완충 부재 8 자신이 굴곡 운동을 한다.

이와 같이, 완충 장치 5는 칼러 부재 10으로부터 전달된 진동의 진동 에너지를 완충 부재 8의 굴곡 운동 에너지로 변환하고 열 절연체 3에 전달되는 진동을 억제할 수 있다.

또한, 본 종래 기술의 완충 장치 5는 상기 간극 17을 마련하는 것으로, 완충 부재 8과 칼러 부재 10의 접촉을 줄이고, 금속 섬유로 구성된 완충 부재 8 섬유 직경을 작게 하는 것으로, 칼러 부재 10에서 완충 부재 8로 열전달에 관한 열전달 면적의 감소를 도모하고 있다. 또, 완충 부재 8의 표면적 증대에 의한 완충 부재 8로부터의 방열을 촉진하고 있다. 따라서 칼러 부재 10 및 완충 부재 8을 통해 배기 매니폴드 1로부터 열 절연체 3에 전달하는 열량의 저감을 도모하고 있다.

또, 상기 간극 17에 의해, 칼러 부재 10 내에서 완충 부재 8가 진동한다. 이 완충 부재 8의 진동에 의해, 완충 부재 8이 칼러 부재 10에 상시 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 칼러 부재 10으로부터 완충 부재 8로 전달하는 열량, 칼러 부재 10 및 완충 부재 8을 통해 배기 매니폴드 1로부터 열 절연체 3에 전달하는 열량의 저감을 도모할 수 있도록 되어있다.

그러나, 완충 부재 8이 칼러 부재 10 내에서 진동하는 것은, 완충 부재 8이 칼러 부재 10에 충돌하는 것을 의미한다. 따라서, 진동에 따른 완충 부재 8과 칼러 부재 10의 충돌에 의한 달그락 하는 소음이 발생할 우려가 있었다. 이 소음은, 예를 들어 150Hz 이하의 가청 주파수 대역에서 음압이 상당한 정도로 큰 것이며, 방진성이 불충분하였다.

또, 완충 부재 8은 금속 섬유를 메쉬 형태로 편직하여 매트 모양으로 형성하여 구성되지만, 그 금속 섬유를 소정 섬유 길이로 절단하는 치수가 불균일하기 쉬워, 완충 부재 8의 탄성을 불균일하게 하여, 완충 장치 5의 완충 성능, 즉 완충 장치 5의 제진성에 편차가 발생할 우려가 있었다. 이 현상은 본 발명의 측정 결과를 나타내는 도 19의 그래프에 의해, 치수 편차가 인장 강도에 영향을 미칠 수 있는 것이 확인되었다.

또한, 원형 고리 모양의 완충 부재 8의 구멍 치수가 불균일한 경우도 완충 부재 8의 탄성에 영향을 주므로 완충 장치 5의 완충 성능에 차이를 일으킬 수 있었다. 이 현상은 본 발명의 같은 측정 결과를 나타내는 도 20의 그래프에 의해, 크기 편차가 인장 강도에 영향을 미칠 수 있는 것이 확인되었다. 따라서 완충 장치 5의 제진성이 불안정하게 될 우려가 있었다.

또, 완충 부재 8은 위에서 언급한 바와 같이 금속 섬유를 메쉬 형태로 편직하는데, 이것은 메리야스 편직으로 행해진다. 그리고는 원형 고리 모양으로 가공하여 완충 부재 8을 생산한다. 상기 메리야스 편직 공정 및 원형 고리 모양의 가공의 각 공정에서 가공에 많은 시간을 요하고 있었다.

이에 반해 완충 장치 31에서는 기존 기술의 완충 장치 5의 완충 부재 8에 해당하는 나선형 소용돌이 스프링 32을 소용돌이 모양의 선재로 구성하고 있기 때문에, 금속 섬유 메쉬 모양으로 편직, 매트 모양으로 형성 한 완충 부재 8 (도 14 참조)에 비해 제품 편차가 적다. 따라서 탄성이 안정된 나선 소용돌이 스프링 32를 구성할 수 있다. 그리고 안정된 제진성을 갖는 완충 장치 31을 구성할 수 있다.

또, 나선형 소용돌이 스프링 32를, 소용돌이 모양으로 성형된 선재로 구성하므로, 미세한 무기 섬유를 취급할 필요가 없고, 무기 섬유를 소정 섬유 길이로 절단하는 공정에서 섬유 길이의 관리 및 최종 제품으로 가공하는 가공 공정 등에서 치수 정밀도 높은 정밀도 관리의 어려움이 해소된다. 따라서 치수 정밀도가 향상되어 완충 장치 31의 제진성의 정확성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 완충 장치 31을 상기의 구성으로 하는 것에 의해 진동원인 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에 열 절연체 3을 진동을 전달하지 않고 연결할 수 있다.

또, 칼러 부재 39에서 들어온 열은 나선 소용돌이 스프링 32을 통해 덧테쇠 33 및 열 절연체 3 전달되지만, 나선형 소용돌이 스프링 32를 나선형 소용돌이 모양의 선재로 구성하고 있기 때문에, 열전도성이 낮고 나선 소용돌이 스프링 32을 통해 덧테쇠 33 및 열 절연체 3에 열전도를 억제할 수가 있다.

또, 나선형 소용돌이 스프링 32를, 소용돌이 방향에 따라 높이 방향으로 서서히 변화하는 나선형 소용돌이 모양으로 형성하고, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에 피유지부 32b가 칼러 부재 장착 부 32a보다 떨어진 방향으로 배치되어 있기 때문에, 완충 장치 31의 방진성을 향상시킬 수 있다.

상세하게는, 나선형 소용돌이 스프링 32을 나선형 소용돌이 모양으로 형성함으로써 평면 방향의 탄성뿐만 아니라 높이 방향의 탄성력을 조정할 수 있다. 즉, 나선형 소용돌이 스프링 32의 제진성에 큰 영향을 미치는 나선 소용돌이 스프링 32의 탄성을 3 차원으로 조정할 수 있다.

또, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에 피유지부 32b가 칼러 부재 장착부 32a보다 떨어진 방향으로 나선형 소용돌이 스프링 32을 배치하는 것에 의해, 나선형 소용돌이 모양의 나선형 소용돌이 스프링 32의 지름 내측의 칼러 부재 장착부 32a보다 지름 외측의 피유지부 32b가 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34로부터 멀어지게 된다.

즉, 피유지부 32b를 제 2 유지부 37에서 유지하는 덧테쇠 33의 제 1 유지부 36으로 유지된 열 절연체 3이, 칼러 부재 장착부 32a에 끼워지는 칼러 부재 39보다 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 용 보스 34에서 떨어져 배치되게 된다.

따라서, 칼러 부재 39 및 나선형 소용돌이 스프링 32를 통해 전달되는 진동에 의해, 열 절연체 3 자체가 진동하는 경우에도, 칼러 부재 39가 열 절연체 3보다 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에서 떨어져 배치되는 경우와 비교하여, 열 절연체 3 자체가 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34와 충돌할 우려를 줄일 수있다. 따라서, 열 절연체 3 자체가 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34와의 충돌로 인한 소음의 발생을 억제할 수 있다.

이렇게 완충 장치 31을 상기와 같이 구성하는 것에 의해, 충돌에 의한 새로운 진동을 발생하지 않고 방진성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또, 나선형 소용돌이 모양의 피치각 P를 5도 이하로 형성함으로써, 삼차원 방향에서 적당한 탄성을 갖춘 완충 장치 31을 구성할 수 있다. 상세하게는, 피치각 P를 크게 설정하면 나선형 소용돌이 모양의 높이가 높아, 높이 방향의 탄성력을 향상시킬 수 있다.

반면, 수평 방향의 탄성이 감소하게 된다. 즉, 나선형 소용돌이 모양의 나선형 소용돌이 스프링 32의 삼차원 방향의 탄성 밸런스가 무너지고, 탄성 지지 상태에서 떨림이 커져, 충분한 방진 효과를 얻을 수 없게 된다. 따라서 나선형 소용돌이 모양의 피치각 P를 5도 이하로 형성함으로써, 상술한 바와 같은 나선형 소용돌이 스프링 32를 나선형 소용돌이 모양으로 형성된 데 따른 효과를 나타내면서 3차원 방향의 탄성의 균형을 유지하고 충분한 방진 효과를 얻을 수 있다.

또, 칼러 부재 장착부 32a 및 피유지부 32b를 원호 모양으로 형성하고, 원통형 측면에서 칼러 부재 장착부 32a의 감착을 허용하는 결합 오목부 41을 형성함으로써, 쉽게 나선 소용돌이 스프링 32와 칼러 부재 39를 감착시키는 동시에 제 2 유지부 37에서 피유지부 32b를 유지할 수 있다.

상세하게는, 칼러 부재 장착부 32a 및 피유지부 32b를 원호 모양으로 형성하고, 원통형의 칼러 부재 39의 측면에서 칼러 부재 장착부 32a의 감착을 허용하는 결합 오목부 41을 형성하기 때문에, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부 32a를 원통형으로 형성한 칼러 부재 39의 측면의 결합 오목부 41에 감착하는 것으로, 쉽게 나선 소용돌이 스프링 32와 칼러 부재 39를 감착시킬 수 있다.

또, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부 32a와 원통형의 측면에 형성된 결합 오목부 41를 감착하기 때문에, 칼러 부재 39에 대한 원주 방향의 위치를 불문하고 쉽게 나선 소용돌이 스프링 32 및 칼러 부재 39를 감착시킬 수 있다.

또, 피유지부 32b를 원호 모양으로 형성했기 때문에 원주 방향의 위치를 불문하고 제 2 유지부 37에 유지할 수 있다.

이렇게, 쉽게 나선형 소용돌이 스프링 32를 칼러 부재 39와 감착시키는 동시에 제 2 유지부 37에서 피유지부 32b를 유지할 수 있기 때문에, 완충 장치 31의 조립성을 향상시킬 수 있다.

또한 예를 들어, 나선형 소용돌이 스프링 32의 칼러 부재 장착부 32a을 다른 부재를 사용하여 칼러 부재 39에 장착하는 경우와 비교하여, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부 32a를 원통형으로 형성한 칼러 부재 39 측면의 결합 오목부 41에 감착하여 부품 수를 줄일 수 있다. 따라서 완충 장치 31의 경량화와 저 비용화를 도모할 수 있다.

또, 결합 오목부 41과 칼러 부재 장착부 32a 사이, 제 2 유지부 37과 피유지부 32b 사이에 간극 s를 설치하는 것에 의해, 완충 장치 31의 제진성을 더욱 행상시킬 수 있다. 상세하게는, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부 32a 및 피유지부 32b를, 결합 오목부 41 및 제 2 유지부 37로 유지한 상태에서 간극 s를 형성하고 있기 때문에, 칼러 부재 장착부 32a와 결합 오목부 41 및 피유지부 32b와 제 2 유지부 37에서 충돌음이 생기지 않고, 칼러 부재 39를 통해 들어온 진동을 간극 s로 흡수할 수가 있다.

또, 칼러 부재 장착부 32a 및 피유지부 32b를, 중심각도가 240 도 이상 300도 이하인 270도의 원호 모양으로 형성하는 것에 의해, 제진성이 높은 완충장치 31의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상세하게는, 칼러 부재 장착부 32a 및 피유지부 32b를, 중심각도가 240 도 이상 300도 이하의 원호 모양으로 형성하는 것에 의해, 원호 모양으로 형성한 칼러 부재 장착부 32a 및 피유지부 32b를, 결합 오목부 41 및 제 2 유지부 37로, 간극 s를 설치하면서 유지하는 상태로, 부주의로 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로는, 칼러 부재 장착부 32a의 중심 각도가 240도보다 작은 경우, 칼러 부재 장착부 32a가 칼러 부재 39의 안쪽 원 41c를 구속하는 구속력이 저하하고, 칼러 부재 39와 나선형 소용돌이 스프링 32가 실수로 빠질 우려가 있다. 또한 칼러 부재 장착부 32a의 중심 각도가 300도보다 크면 나선형 소용돌이 모양의 충분한 피치각 각도 P을 확보할 수 없다. 위에서 설명한 바와 같이, 칼러 부재 장착부 32a를 중심 각도가 240도 이상 300도 이하의 원호 형상으로 형성함으로써 충분한 설치 강도를 확보하면서 소정의 피치각 각도 P의 나선형 소용돌이 모양의 나선형 소용돌이 스프링 32를 형성할 수 있다. 따라서 안정적인 제진성을 확보할 수 있다.

또, 나선형 소용돌이 스프링 32를, Al 함유량 2~12 중량%, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 합금을 소성가공하고, 소성가공한 합금을 냉간압연가공하고, 냉간압연가공 후의 합금을 소둔하는 것에 의해 평균 결정 입경이 250㎛ 이하로 되도록 제조되는 탄성을 갖는 Fe-Al 제진합금으로 된 선재로 구성하는 것에 의해, 보다 제진성이 높은 완충장치 31을 용이하게 가공할 수 있다.

상세하게는, 나선형 소용돌이 스프링 32를 기존의 제진 금속보다 훨씬 진동의 감쇠 계수가 큰 Fe-Al 제진 합금으로 구성하므로, 칼러 부재 39에서 나선형 소용돌이 스프링 32로 전달된 진동은 Fe-Al 제진 합금 자신의 큰 진동 감쇠 계수에 의해 진폭을 감쇠시킬 수 있다. 또, 이것에 의해, 제진합금 자신으로, 큰 제진 작용을 실현할 수가 있다.

일반적으로, 위에서 언급한 소용돌이 스프링 등과 같이, 탄성이 필요한 부위에는, SUS304 등 스테인레스 탄성 강이 사용된다. 그러나, SUS304는 350℃ 부근으로 승온하면 응력 부식 균열을 발생하기 쉽다. 나선형 소용돌이 스프링 32에 쉽게 균열이 발생하면 차량 엔진 룸에서 열 절연체가 배기 매니폴드 1에서 탈락할 우려가 있다.

이에 대해, 본 실시예의 나선형 소용돌이 스프링 32를 구성하는 Fe-Al 제진 합금은, 감쇠 계수가 높고, 비교적 고온에서 기계적 강도가 유지 가능하며, 이러한 Fe-Al 제진 진동 합금을 이용하는 것으로, 후술하는 바와 같이 기존의 제진 금속보다 훨씬 큰 제진 작용을 나타낼 수 있다.

또한, 상기 독특한 구성으로 이루어진 Fe - Al 제진 합금이, 가공성이 우수한지를 확인하기 위한 효과 확인 시험에 대해 아래에서 설명한다.

먼저 Al 함유량 : 8 중량%가 되도록, 순수 철과 99.9 중량%의 Al를 소정량 무게를 측정하고 ,고주파 진공 용해하였다(최종 조성; Al; 7.78 중량%, C; 0.004 중량%, Si; 0.02중량 %, Mn; 0.05중량 %, P; 0.005 중량%, S; 0.002 중량%, Cr; 0.02 중량%, Ni : 0.05 중량% 및 Fe : 나머지).

용해 후 1100 ℃에서 200×100× 4000mm로 열간 가공을 행하고, 여기서 일부를 잘라, 다시 4mm 두께까지 1100 ℃에서 열간압연을 했다. 이어 700 ℃에서 1시간 소둔 처리를 행한 후, 상온까지 공기 냉각했다. 냉각 후 Fe-Al 제진 합금에 대해 20 ℃에서 단면 감소율이 50 %가 되는 각각의 가공 조건에서 냉간 압연 가공을 실시했다. 이어 800 ℃에서 1 시간 소둔 처리를 실시한 후, 냉각 속도 1℃/분으로 600 ℃까지 냉각하고, 공기 냉각했다.

이렇게 얻은 Fe-Al 제진 합금을 사용하여, 200℃에서 고속 가공하여 프라이팬 모양으로 성형했다. 그 결과, 균열 등의 불편 없이 프라이팬 모양의 가공을 쉽게 할 수 있었다. 이에 대해 위와 같은 구성에서 냉간 가공을 하지 않고 조제한 Fe - Al 제진 합금(두께 2mm)을 사용하여 같은 조건에서 고속 가공하여 프라이팬 모양으로 성형했는데, 가공 제품에 균열이 생겼다.

또, 이렇게 얻은 Fe-Al 제진 합금을 200℃의 온도 조건에서 인장 시험기에서 파쇄 때까지 끌어당겨 그 파쇄 단면을 현미경으로 관찰한 결과, 파쇄 단면에 딤플의 존재가 관찰되었다. 이것으로, 위의 Fe-Al 제진 합금은 가공성이 뛰어나고, 약 200℃의 가공에서 강한 가공이 가능하다는 것을 확인했다.

다음으로, 상기의 방법으로 조제한 Fe-Al 제진 합금의 강도를 확인한 강도 확인 시험에 대해 설명한다. 또, 본 확인 시험에서는 Fe-Al 제진 합금의 강도를 평가하기 위해 인장 강도 및 연신율을, 인스트론 디지털 만능 재료 시험기 (5582 형, 인스트론사 제품)를 사용하여 -30℃, 26 ℃ 및 160 ℃의 온도 조건에서 인장 강도와 연신율을 측정하였다(n = 2).

또, 비교예 1로, 냉간 압연 가공을 하지 않고, 900 ℃에서 1 시간 소둔을 실시한 후, 1℃/분으로 500 ℃까지 냉각하고, 실온까지 방냉하는 것을 제외하고는 본 강도 측정 때와 같은 방법으로 Fe-Al 제진 합금을 제조하였다. 이 강도 측정시 Fe-Al 제진 합금의 26 ℃에서의 인장 강도와 연신율을 측정했다.

얻은 결과를 도 21의 표에 나타낸다. 이 결과로부터 본 Fe-Al 제진 합금은 -30~160℃의 광범위한 온도에서도 높은 인장 강도를 나타내고 있으며, 우수한 강도를 가지고 있는 것을 확인했다. 특히 이 Fe-Al 제진 합금은 연신율에 있어서 비교예 1의 합금에 비해 현저히 우수한 것으로 확인했다.

이어서, 냉간압연 후 소둔처리 후의 냉각속도를 5℃/분으로(냉각조건 1) 또는 1℃/ 분 (냉각조건 2)로 방냉 조건하에서 냉각하는 것 이외는 상기의 방법으로 조제한 Fe-Al 제진 합금의 제진성을 확인한 제진성 확인시험에 대해 설명한다.

본 확인 시험에서는, 비교를 위해, 위의 Fe-Al 제진 합금과 같은 조성이며, 열간 압연 후 900 ℃에서 1 시간 소둔 처리를 행해, 노냉(爐冷)하여 제조한 Fe-Al 제진 합금 (비교 합금)에 대해서도 마찬가지로 방진성을 평가하였다.

제진성의 평가는 횡진동법을 이용하여 행했다. 구체적으로는, Fe-Al 제진 합금 시트 (0.8 × 30 × 300mm)의 한쪽(끝에서 130mm)에 스트레인 게이지를 부착하고 이를 변형 측정계에 연결했다. 이 Fe-Al 제진 합금 시트의 다른 쪽 끝을 바이스로 고정하고 자유로운 길이 150mm의 외팔보로 하여, 이것에 자유 진동을 발생시켜, 상기 스트레인 게이지에서 변형을 감지하고 변형 감쇠 곡선을 구했다. 또한 가속도계도 설치하고 가속도의 감쇠 곡선을 구했다.

얻은 결과를 도 11에 나타내었다. 이 결과에서 소둔 후의 냉각 속도가 느린만큼 뛰어난 제진 특성을 갖춘 것을 확인했다. 또한, 본 발명의 Fe-Al 제진 합금은 냉간 압연을 실시하지 않고 900 ℃에서 어닐링 처리한 Fe - Al 제진 합금 (비교 합금)에 비해 우수한 제진 특성을 갖추고 있음을 확인했다.

또한 Fe-Al 제진 합금은 합금 자체가 기존의 제진 금속보다 훨씬 진동의 감쇠 계수가 큰 것으로 알려져 있다. 따라서 칼러 부재 39에서 나선형 소용돌이 스프링 32에 전달된 진동은 제진 합금 자신의 큰 진동 감쇠 계수에 따라 진폭이 감쇠된다. 이것에 의해, 제진 합금 자신이 직접 큰 제진 작용을 실현할 수 있다.

이렇게, 뛰어난 가공성, 절연성, 투자성(透磁性), 제진성, 고강도 등을 가진 Fe- Al 제진 합금으로 선재를 형성하고, 소용돌이 모양의 나선형 소용돌이 스프링 32을 제조하는 것이 가능하고, 뛰어난 제진성을 가지 완충 장치 31을 실현할 수 있다.

다음에서, 위와 같은 뛰어난 가공성, 절연성, 투자성, 제진성, 고강도 등을 가지는 Fe-Al 제진 합금의 나선형 소용돌이 스프링 32을 갖춘 완충 장치 31의 진동 감쇠 성능에 대해 도 12 ~ 도 16을 함께 참조하여 설명한다.

본 실시예의 완충 장치 31의 진동 감쇠 성능은 아래 식 1로 표시된다. 단, τ : 전단 응력, T : 비틀림 모멘트, d : 나선형 소용돌이 스프링 32 선경, G : 가로 탄성 계수, L : 나선형 소용돌이 스프링 32의 축선 방향 길이이다.

τ = 16T/πd3 = φdG/2L · · · (1)

또, 본 실시예의 나선형 소용돌이 스프링 32의 온도-감쇠 특성을 측정한 결과를 나타내는 도 12에서 알 수 있듯이, 본 실시예의 Fe-Al 제진 합금은 분위기 온도가 상승해도 감쇠 특성은 큰 감소를 보이지 않고 거의 동일한 수준을 유지하고 있다.

또한 일본 국내의 자동차 메이커 A 사, B 사, C 사, D 사, E 사의 회사에서 요구하는 제진 조건은 도 13~도 16의 각 엔진 회전수 및 진동 변위 양의 상관 관계 분포도로 표시된다. 도 13~도 16의 엔진 회전수 및 진동 변위량과의 상관 관계는 A 사의 조건 분포 위치를 흰색 다이아몬드 기호로 나타내고, B 사의 조건 분포 위치를 흰색 사각 기호로 나타내고, C 사의 조건 분포 위치를 위로 향하는 흰색 삼각 기호로 나타내고, D 사의 조건 분포 위치를 아래로 향하는 흰색 삼각 기호로 나타내고, E 사의 조건 분포 위치를 빈 원 기호로 각각 나타낸다.

도 13~ 도 16에 표시된 것처럼, 모든 자동차 메이커에서 일반적으로 사용되는 엔진 회전수 2000 ~ 4000rpm, 고속 회전에도 약 6000rpm 부근에서 진동 감쇠 성능이 크게 기대되는 것으로 이해된다.

또한 나선형 소용돌이 스프링 32는, Fe-Al 제진 합금으로 구성된 선재를 나선 모양으로 성형하여 구성되므로, 배경 기술에서 설명한 것처럼 미세한 무기 섬유를 취급할 필요가 없고, 무기 섬유를 소정 섬유 길이로 절단하는 공정에서 섬유 길이의 관리 및 최종 제품으로 가공하는 가공 공정 등에서 치수 정밀도 등 높은 정밀도 관리의 어려움이 해소된다. 따라서 치수 정밀도가 향상되어 완충 장치 31의 제진성의 정밀도 및 안정성의 향상을 도모할 수 있다.

또, Fe-Al 제진 합금으로 형성되는 나선형 소용돌이 스프링 32는, Fe-Al 제진 합금 자체가 기존의 제진 금속보다 훨씬 진동의 감쇠 계수가 크기 때문에 칼러 부재 39에서 나선형 소용돌이 스프링 32로 전달된 진동은 제진 합금 자신의 큰 진동 감쇠 성능에 따라 진폭이 감쇠된다. 이것에 의해, 제진 합금이 직접 큰 제진 작용을 실현할 수 있다.

이상과 같이, 제진성을 향상시킬 수 있으며, 제진성이 불균일해 지지 않고 안정화시킬 수 있는 완충 장치 31을 사용하여, 상호 교차하는 방향으로 각각 연장되는 콜게이트 형상이 형성된 1 장 또는 여러 장의 알루미늄 합금 판으로 구성하고, 입체 형상을 이루는 열 절연체 3을 진동 원인 배기 매니폴드 1의 볼트 보스 34에 설치하는 것에 의해, 열의 발산 및 진동 전달을 억제할 수 있는 열 절연체 3을 구성할 수 있다.

상세하게는, 콜게이트 형상을 눌러 대략 평판 형상의 압괴부 3b를 형성하고, 상호 교차하는 하나의 방향이 입체 형상을 구성하는 주요 능선 해당 부위에 대해 교차하는 방향으로 정해진 열 절연체 3의 압괴부 3b를 제 1 유지부 36으로 유지하고, 완충 장치 31의 볼트 보스 34에 설치하여 자동차 등의 엔진 2 및 배기 매니폴드 1의 열 방출과 진동의 전달을 억제 할 수 있는 열 절연체 3을 구성할 수 있다.

또, 열 절연체 3을, 제진성이 높은 상기의 완충 장치 31로 설치하기 때문에, 엔진 2 및 배기 매니폴드 1의 열 방출을 방지함과 동시에 진동원인 엔진 2 및 배기 매니폴드 1로부터의 진동을 열 절연체 3에 전달하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 예를 들면, 진동원에서 들어온 진동에 대해 열 절연체 3 자체가 함께 진동하는 경우와 비교하여 제진성이 높은 상태에서 열 절연체 3을 설치할 수 있다.

또한, 열 절연체 3을 상호 교차하는 방향으로 각각 연장하는 콜게이트 형상이 형성된 1 장 또는 여러 장의 알루미늄 합금 판으로 구성하므로, 변형 가공성이 높은 열 절연체 3 구성할 수 있다. 따라서, 예를 들면 복잡한 형상의 엔진 2 및 배기 매니폴드 1에도 그 모양에 따른 형상의 열 절연체 3을 형성할 수 있다. 또한 그 모양에 따른 형상의 열 절연체 3를 설치하므로 엔진 2 및 배기 매니폴드 1으로부터의 열 방출을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또, 서로 교차하는 방향을 직교하는 Y 방향과 X 방향으로 하고, 콜게이트 형상을 각각 Y 방향을 따라 연장되는 융기부 121와 곡부 122가 X 방향으로 교대로 반복되고, 융기 부 121은, Y 방향을 따라 정상부 121a와 바닥부 121b가 곡부 122로부터 올려세워져 교대로 배열되고, 곡부 122는 Y 방향을 따라 평탄 부 122a와 오목부 122b가 교대로 배열되고, 정상부 121a는 곡부 122로부터 대략 반대 사다리꼴 모양으로 올려세워지는 한 쌍의 측벽과 측벽의 끝이 서로 연결되어 형성되는 비교적 평탄한 정상부로 구성되고, 정상부 121a는 안으로 굽혀지고, 정상부 121a의 기단부 보다 선단부 쪽이 넓게 구성되고, 오목부 122b는 바닥부 121b로부터 각각 세워내려지는 한 쌍의 측벽과, 측벽 끝을 서로 연결한 오목부로 구성되고, 정상부 121a 및 평탄부 122a, 그리고 바닥부 121b 및 오목부 122b가 X 방향을 따라 각각 간헐적으로 이어지도록 형성하는 것에 의해, 열 절연체 3의 형상 가공성을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 설치 대상인 엔진 2 및 배기 매니폴드 1의 형상에 맞는 형상을 쉽게 형성할 수 있다. 따라서, 엔진 2 및 배기 매니폴드 1으로부터의 열 방출을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

또, 본 실시예의 변형 예로서, 칼러 부재 39, 나선형 소용돌이 스프링 32, 덧테쇠 33 및 열 절연체 3의 재료로 부식 발생을 방지하기 위해 상호 이온화 경향이 근접하고 있는 재료로 구성할 수 있다. 이러한 구성으로도 위의 작용 효과와 동일한 작용 효과 이외에, 완충 장치 31의 내식성을 향상시킬 수 있고, 완충 장치 31의 장수명화를 도모할 수 있다.

상세하게는, 칼러 부재 39, 나선형 소용돌이 스프링 32, 덧테쇠 33 및 열 절연체 3은 서로 이온화 경향이 근접하고 있는 재료로 구성하므로, 이온화 경향이 큰 다른 재료 사이에서 발생하는 이종 금속 간의 부식, 이른바 전식(電食)의 발생을 방지할 수 있다. 즉 완충 장치 31의 내식성을 향상시킬 수 있고, 완충 장치 31의 장수명화를 도모할 수 있다.

따라서, 부식에 의한 유지부의 지지력 저하나 나선형 소용돌이 스프링 32의 탄성 저하 등의 완충 장치 31의 제진에 영향을 줄 우려가 있는 기능 저하를 방지할 수 있으며, 완충 장치 31의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예의 완충 장치 31은 자동차의 엔진 2에 장착되는 배기 매니폴드 1용 열 절연체 3과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라 예를 들어, 차체 바닥을 커버하는 언더 커버 등 자동차의 다른 부위에 장착되는 다양한 용도의 커버류 설치에 실시해도 좋다. 또한 자동차 이외의 다양한 용도의 커버류 설치에 실시할 수 있는 것이다.

이상, 이 발명의 구성 및 상기 실시 형태와 대응에서, 이 발명의

진동 측 대상 부재는, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34에 대응하고,

이하 마찬가지로,

연결 대상 부재 및 금속 커버는 열 절연체 3에 대응하고,

완충 부재는 나선형 소용돌이 스프링 32에 대응하고,

결합 부재는 덧테쇠 33에 대응하고,

체결 부재는 취부 볼트 6에 대응하고,

체결 부재 삽통부는 볼트 구멍 40 에 대응하고,

완충 부재 유지부와 결합 오목부는 결합 오목부 41에 대응하고,

내연 기관은 엔진 2에 대응하고,

배기 경로는, 배기 매니폴드 1에 대응하고

압괴 대상 부위는 압괴부 3b에 대응하여

제 1 방향은 Y 방향으로 대응하고,

제 2 방향은, X 방향으로 대응하고,

제 1 기립부는 정상부 121a에 대응하여

제 2 기립부는 바닥부 121b에 대응하며,

이 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 본 실시 형태에서는 칼러 부재 39에서 제 2 유지부 37, 연결"부 38 및 제 1 유지부 36은, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34 측면에서부터 이 순서로 배치했지만, 배기 매니폴드 1에 설치된 볼트 보스 34의 측면에서부터 제 1 유지부 36 연결부 38 및 제 2 유지부 37를 배치해도 좋다.

본 발명은 자동차의 배기 매니폴드의 열 절연체 부착용 플로팅 구조를 가지는 마운트로 이용 가능하다.

１…배기 매니폴드
２…엔진
３…열 절연체
3b…압괴부
６…취부 볼트
31…완충 장치
32…나선형 소용돌이 스프링
32a…칼러 부재 장착부
32b…피유지부
33…덧테쇠
34…볼트용 보스
36…제 1 유지부
37…제 2 유지부
38…연결부
39…칼러 부재
40…볼트 구멍
41…결합 오목부
121…융기부
122…곡부
121a…정상부
121b…바닥부
122a…평탄부
122b…오목부
P…피치각
s…간극

Claims (10)

1. 진동원인 진동 측 대상 부재와 연결 대상인 연결 대상 부재 사이에 배치하고, 상기 진동 측 대상 부재와 상기 연결 대상 부재를 연결함과 동시에, 상기 진동 측 대상 부재에서 상기 연결 대상 부재로 진동의 전달을 완충하는 완충 장치로서, 상기 진동을 완충하는 완충 부재, 상기 완충 부재 및 상기 연결 대상 부재를 결합하는 결합 부재, 및, 상기 진동 측 대상 부재에 체결하는 체결 부재와 상기 완충 부재 사이에 개재시키는 칼러 부재로 구성되고,
   상기 결합 부재를
   상기 완충 부재를 외주함과 동시에,
   상기 연결 대상 부재를 지름 외측에 유지하는 제 1 유지부,
   상기 완충 부재를 지름 내측에 유지하는 제 2 유지부와,
   상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부를 연결하는 연결부로 구성하고,
   상기 완충 부재를 나선형 소용돌이 모양의 선재(線材)로 구성하고,
   상기 칼러 부재의 장착을 허용하는 칼러 부재 장착부를 상기 나선형 의 지름 방향 중심부에 갖춤과 동시에, 상기 제 2 유지부에 유지되는 피유지부(彼保持部)를 상기 나선형의 지름 방향 외측부에 갖추고,
   상기 칼러 부재를
   상기 체결 부재의 삽통(揷通)을 허용하는 체결 부재 삽통부를 지름 내측에 갖추고, 상기 칼러 부재 장착부를 유지하는 완충 부재 유지부를 지름 외측에 갖추고,
   상기 완충 부재를,
   소용돌이 방향에 따라 높이 방향으로 서서히 변화하는 나선형 소용돌이 모양으로 형성하고,
   상기 진동 측 대상 부재에 대해 상기 피유지부가 상기 칼러 부재 장착부로부터 멀어지는 방향으로 배치한 것을 특징으로 하는 완충장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 나선형 소용돌이 모양의 피치각 각도를 5도 이하로 형성한 것을 특징으로 하는 완충 장치.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 칼러 부재 장착부 및 상기 피유지부를 원호 모양으로 형성하고,
   상기 제 2 유지부를 평면시 원형으로 형성하고,
   상기 칼러 부재를 원통으로 형성함과 동시에、상기 완충부재 유지부를 상기 원통의 측면에서 상기 칼러 부재의 감착을 허용하는 결합 오목부로 형성한 것을 특징으로 하는 완충 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 완충부재 유지부와 상기 칼러 부재 장착부 사이, 상기 제 2 유지부와 상기 피유지부 사이에 간극을 설치한 것을 특징으로 하는 완충 장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 칼러 부재 장착부 및 상기 피유지부를 중심각도 240도 이상 300도 이하의 원호 모양으로 형성한 것을 특징으로 하는 완충 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 완충부재를,
   Al 함량 ２~12중량％, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 합금을 소성가공하고, 소성가공한 합금을 냉간 압연가공하고, 냉간 압연 가공 후의 합금을 소둔하는 것으로 평균 결정 입경이 250㎛ 이하가 되도록 제조되는 탄성을 갖는 Fe-Al 제진합금으로 이루어지는 선재로 구성하는 것을 특징으로 하는 완충 장치.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 칼러 부재, 상기 완충부재, 상기 결합부재 및 상기 연결 대상 부재 각각을
   전식(電食) 발생을 방지하도록 서로 이온화 경향이 근접한 재료로 구성한 것을 특징으로 하는 완충 장치.
   
9. 서로 교차하는 방향으로 각각 연장되는 콜게이트 형상이 형성된 1 장 또는 여러 장의 알루미늄 합금 판으로 구성하고, 입체 형상을 이루는 금속 커버에 있어서,
   압괴 대상 부위의 상기 콜게이트 형상을 눌러 평판 형상으로 형성하고,
   상기 서로 교차하는 하나의 방향이 상기 입체 형상을 구성하는 주요 능선 해당 부위에 대해 교차하는 방향으로 결정되며,
   제 1 항에 기재된 완충 장치를 이용하여,
   상기 진동측 대상 부재를 내연 기관 또는 배기 경로로 구성하고, 상기 제 1 유지부로 상기 압괴 대상 부위를 유지하는 구성으로 하는 금속제 커버.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 서로 교차하는 방향을 직교하는 제 1 방향과 2 방향으로 하고,
    상기 콜게이트 형상을,
    각각 상기 제 1 방향에 따라 연장되는 융기부와 곡부가 상기 제 2 방향으로 교대로 반복되고,
    상기 융기부는 상기 제 1 방향에 따라, 제 1 기립부와 제 2 기립부가 상기 곡부에서 세워 올려져 교대로 배열되고,
    상기 곡부는 상기 제 1 방향에 따라, 평탄부와 오목부가 교대로 배열되고,
    상기 제 1 기립부는, 상기 곡부에서 반대 사다리꼴 모양으로 세워 올려지는 한 쌍의 측벽, 및 상기 측벽의 끝이 서로 연결되어 형성되는 비교적 평탄한 정상부로 구성되고, 상기 제 1 기립부는 안으로 굽어 있으며, 상기 제 1 기립부의 기단부보다 선단부 쪽이 폭이 넓고,
    상기 제 2 기립부는, 평탄부에서 각각 세워 올려지는 한 쌍의 측벽과 측벽 끝을 서로 연결한 凹 모양의 오목부로 구성되고,
    상기 제 1 기립부 및 상기 오목부, 그리고 상기 제 2 기립부 및 평탄부가 상기 제 2 방향에 따라 각각 간헐적으로 이어지도록 형성한 것을 특징으로 하는 금속제 커버.
    
    
    

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