KR101465675B1 - 소켓 마운트 구조를 갖는 분리체 - Google Patents

소켓 마운트 구조를 갖는 분리체 Download PDF

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Abstract

분리체 어셈블리는 지지 구조에 의해 정의된 소켓 내에 배치된 탄성 어셈블리를 포함한다. 소켓은 전이부, 유지 리브 및 정지 리브를 정의한다. 탄성 어셈블리가 유지 리브 내로 움직이면서 압축되도록 전이부를 통해서 탄성 어셈블리가 미끄러지는 것에 의해서 탄성 어셈블리는 소켓 내에 위치한다. 정지 리브는 탄성 어셈블리가 소켓 내의 제대로 위치하면, 탄성 어셈블리의 끝단 표면에 체결된다.

Description

소켓 마운트 구조를 갖는 분리체{ISOLATOR HAVING SOCKET MOUNTING}
본 명세서에 개시된 발명 관련 내용은 차량 배기 시스템의 장착 배열에 관련된 것이다. 더욱 상세하게 본 명세서에 개시된 발명 관련 내용은 차량의 프레임 또는 하체에 직접 장착되어 브래킷, 볼트, 용접된 프레임 너트, 클립형으로 고정되는 프레임 너트 등이 필요없는 배기 분리체에 관련된 것이다.
본 배경기술 부분에서 언급된 내용은 단지 본 발명에 관련된 배경 정보만을 제공할 뿐이며 종래기술을 구성하지는 않는다.
전형적으로 승용차 및 트럭을 포함하여 자동차는, 적어도 변속기 및 차동장치에 연결되어 힘을 차량의 구동 바퀴들에 전달하는 내연기관을 구비한다. 전형적으로 배기 파이프, 촉매 변환기, 머플러, 및 꼬리 파이프를 포함하는 기관 배기 시스템은 기관에 연결되어 연소 과정을 진정시키고, 배기 가스를 제거하고 기관으로부터 연소 부산물을 제거한다. 배기 시스템은 배기 시스템과 프레임, 하체 또는 차체의 다른 지지 구조 사이에 위치하는 배기 마운트 또는 분리체에 의해서 지지 된다. 기관 이동 그리고/또는 진동이 차체로 전달되는 것을 방지하기 위해서, 배기 마운트 또는 분리체는 유연성 마운트 부재 또는 탄성 서스펜션 부재를 포함하여 차체를 배기 시스템으로부터 분리시킨다.
전형적인 종래의 배기 마운트 또는 분리체는 차량의 프레임 또는 차체의 다른 지지 구조에 부착된 상부 행거(upper hanger)를 포함한다. 상부 행거는, 탄성 분리체로부터 배기 시스템의 구성요소들 중 하나로 신장하는 하부 행거(lower hanger)를 수용하기 위해서 적절한 위치에 탄성 분리가 위치하도록, 지지 구조로부터 신장한다. 탄성 분리체는 상부 행거 및 하부 행거 사이의 특정 위치에 고정된다. 전형적으로, 상부 행거는 상부 마운트를 프레임 또는 다른 지지 구조에 고정하고 탄성 분리체를 상부 마운트에 고정하기 위한 스탬프 방식의 브래킷, 볼트, 용접 방식의 프레임 너트, 클립형으로 고정되는 프레임 너트 그리로/또는 성형 로드(rod) 같은 하드웨어 어셈블리를 포함한다. 이 하드웨어는 비용을 증가시키고 차량의 조립 및 구성에 필요한 노동력의 양을 증가시킨다.
본 발명은 기관 마운트 또는 분리체를 제공한다.
본 발명이 제공하는 기관 마운트 또는 분리체는 차체 프레임 또는 차체의 다른 지지 구조에 직접 탑재된다. 배기 마운트 또는 분리체의 직접 부착으로 상부 행거 및 관련된 하드웨어 전부가 필요 없게 된다. 배기 마운트 또는 분리체는 지지 구조에 형성된 소켓 내에 직접 꼭 들어맞게 끼워질 수 있다. 배기 마운트 또는 분리체의 탄성부는 배기 시스템의 구성 요소에 부착하는 지지 로드 또는 하부 행거를 수용하는 구멍을 포함한다. 지지 로드 또는 하부 행거는 배기 시스템의 구성 요소를 원하는 위치에 놓도록 형성될 수 있다. 소켓은 지지 구조 안에 형성되고 배기 마운트 또는 분리체는 소켓 내에 삽입되고 유지되도록 디자인된다.
다른 응용 분야는 본 명세서에 제공된 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 명세서에 개시된 설명 및 특정 예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로서 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명에 따르면 기관 마운트 또는 분리체는 차체 프레임 또는 차체의 다른 지지 구조에 직접 탑재되어, 상부 행거 및 관련된 하드웨어 전부가 필요 없게 된다.
여기에 기술된 도면들은 단지 선택된 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 제공된 것으로 모든 가능한 구현 예들에 대한 것은 아니며, 본 발명의 범위를 제한하려고 한 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 배기 분리체들을 갖는 차량의 지지 구조에 부착된 배기 시스템의 투시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배기 분리체들 중 하나에 대한 확대 투시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 배기 분리체의 투시도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 배기 분리체의 단면에서의 끝단 투시도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 지지 구조에 대한 투시도이다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 분리체에 대한 투시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 분리체에 대한 단면도이다.
도면들에서 대응하는 참조번호들은 대응하는 부분을 가리킨다.
실시 예들이 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
이하의 설명은 단지 예시적인 것으로서 본 발명의 내용, 응용 또는 사용을 제한하는 것은 아니다. 도 1은 본 발명에 따른 배기 마운트 시스템을 도시하고 있으며, 이 배기 시스템은 일반적으로 참조번호 10으로 표시되었다. 배기 마운트 시스템(10)은 배기 시스템(12)을 차량의 지지 구조(14)에 부착한다. 차량은 내연기관(미도시), 스프링 하중량(바퀴 및 서스펜션 시스템(미도시))을 포함함) 및 스프링 상중량(지지 구조(14)에 의해 지지되는 차량(미도시)을 포함함)을 포함한다. 배기 시스템(12)은 차량의 기관에 연결되고 기관의 연소 산물을 차량의 후방으로 보낸다. 내연기관은 변속기(미도시) 및 차종장치(미도시)를 통해서 차량의 바퀴들을 구동한다.
배기 시스템(12)은 내부 파이프(22), 머플러(24), 꼬리 파이프(26) 및 다수의 배기 분리체 어셈블리(30)를 포함한다. 내부 파이프(22)는 전형적으로 차량의 내연기관의 구성요소들 중 하나인 배기 매니폴드(미도시)에 연결된 촉매 변환기(미도시)에 연결된다. 촉매 변환기는 단일 배기 파이프에 연결되어 단일 배기 매니폴드로 이어지거나 또는 가지 배기 파이프에 연결되어 다수의 배기 매니폴드로 이어질 수 있다. 또한, 내부 파이프(22)는 머플러(24)에 도달하기 전에 가지 내부 파이프(22)를 사용하여 서로 연결된 다수의 촉매 변환기에 연결될 수 있고 또는 차량은 다수의 배기 파이프, 다수의 촉매 변환기, 다수의 내부 파이프, 다수의 머플러, 다수의 배기 파이프에 연결된 다수의 배기 매니폴드를 구비할 수 있다. 본 발명은 전술한 배기 시스템에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 다른 배기 시스템들에도 적용될 수 있다.
배기 시스템(12)은 배기 가스를 차량의 기관으로부터 차량의 후방으로 내보내는데 활용될 수 있다. 배기 가스가 배기 시스템(12)을 통해서 기관에서 차량의 후방으로 이동하지만, 촉매 정화기는 배기 가스를 정화하고, 머플러(24)는 차량 기관의 연소 과정과 관련된 소음을 진정시킨다. 배기 분리체 어셈블리(30)는 차량 아래 배기 시스템(12)의 지지를 제공하고 기관 이동 및 다른 진동이 차체로 전달되는 것을 방지하도록 작동한다. 또한, 배기 분리체 어셈블리(30)는 배기 시스템(12)의 조립 중에 그리고 차량의 운행 중에 배기 시스템(12)의 적절한 위치 및 배열을 제공한다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 배기 분리체 어셈블리(30)는 탄성 어셈블리(40) 및 행거 핀(hanger pin)(42)을 포함한다. 탄성 어셈블리(40)는 탄성체(48) 내로 성형되는(molded) 인서트(insert)(44)를 포함한다. 행거 핀(42)은 배기 시스템(12)의 구성요소들 중 하나에 고정되고 탄성 어셈블리(40)는 프레임 또는 차량의 지지 구조(14)에 부착된다. 따라서, 배기 시스템(12)은 탄성 어셈블리(40)를 통해서 차량에 고정된다. 탄성 어셈블리(40)는 또한 탄성 어셈블리(40)의 외부 표면으로부터 신장하는 한 쌍의 마운트 귀(mounting ear)(52)를 포함한다.
탄성체(48)는 외부 둘레 보이드(void)(56) 및 내부 둘레 보이드(58)를 정의한다. 보이드들(56, 58)이 구멍(50)에 대해서 비대칭으로 도시되었지만, 보이드들(56, 58)이 구멍(50)에 대해서 대칭으로 형성되는 것도 본 발명의 범위에 속한다. 보이드들(56, 58)의 디자인, 특히 그 벽 두께는 보이드들(56, 58)의 폐쇄로 인해 탄성 어셈블리의 속도가 증가할 때까지 이동 양을 결정할 것이다. 보이드들(56, 58)이 폐쇄할 때까지 방사방향 부하들은 부하 방향에 상관없이 탄성체(48)에서 순전단 응력을 야기한다.
탄성 어셈블리(40)의 부하 방향은 구멍(50) 둘레의 임의의 방사방향일 수 있다. 선택된 방향들에서 속도 및 휨(deflection)의 조정은 보이드들(56, 58)을 적절한 원형 섹터들에서 변경하는 것에 의해서 다른 방향들로부터 독립적으로 수행될 수 있다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 보이드(56)와 보이드(58)는 서로 중첩된다. 보이드들(56, 58) 사이의 간극이 크면 클수록, 탄성 어셈블리(40)를 위한 응력 및 강성은 작아진다. 최고 부하는 보이드들(56, 58)을 수축시키고(bottom out), 압축 응력을 행거 핀(42) 및 인서트(44)로부터 탄성체(48)로 전한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 인서트(44)는 탄성체(48)의 외부 영역 주위에 신장한다. 보이드들(56, 58)의 수축 및 이에 따른 탄성체(48)의 압축은 압축 응력이 확산하도록 하는데, 종래 기술에서는 바퀴살 또는 레그(leg) 단면에서 집중하였다. 이는 응력 부하를 더욱 좋은 유형으로 변경하는 것뿐만 아니라 응력 크기를 감소시킨다.
행거 핀(42)은 배기 시스템(12)의 장착 동안 구멍(50)을 관통하여 삽입된다. 행거 핀(42)은 제1 끝단이 축방향으로 구멍(50)에 체결되도록 위치하고 그 반대편인 제2 끝단이 배기 시스템(12)의 구성요소에 들어맞고 체결되도록 디자인 되도록 복합 굴곡부들(compound bends)을 포함할 수 있는 성형 로드(formed rod)이다. 도시된 바와 같이, 다른 행거 핀(42)이 각각의 배기 분리체 어셈블리(30)를 위해 사용되며, 특정 응용이 허용하는 것만큼 많은 공통의 행거 핀들(42)을 사용하는 것도 본 발명의 범위 내에 속한다. 환형 바브(barb)(60)가 구멍(50)에서 행거 핀(42)이 제거되는 것에 저항하기 위해 각 행거 핀(42)의 삽입 끝단에 형성된다.
탄성 어셈블리(40)는 지지 구조(14)에 의해 정의된 성형 소켓(66) 내로 조립되도록 디자인된다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 소켓(66)은 한 쌍의 굽은 플랜지(68), 즉 제1 굽은 플랜지 및 제2 굽은 플랜지 및 보강 리브(stiffening rib)(70)를 포함한다. 탄성 어셈블리(40)는 보강 리브(70) 내로 신장하는 탭(72)을 정의한다.
굽은 플랜지들(68), 즉 제1 굽은 플랜지 및 제2 굽은 플랜지 각각은 전이부(74), 유지 리브(76) 및 정지 리브(78)를 포함한다. 전이부(74)는 탄성 어셈블리(78)를 굽은 플랜지들(68), 즉 제1 굽은 플랜지 및 제2 굽은 플랜지 사이의 소켓(66) 내로 유도하는 깔때기(funnel)를 정의한다. 유지 리브(76)는 탄성 어셈블리(40)의 길이를 따라 신장하고 유지 리브(76)는 탄성체(48)가 두 유지 리브(76) 사이에서 압축되도록 크기를 가진다. 탄성체(48)의 압축은 탄성 어셈블리(40)가 조립된 후에 탄성 어셈블리(40)를 소켓(68) 내에 유지하는 수단으로 작용한다. 정지 리브(78)는 유지 리브(76)보다 더 안쪽으로 신장한다. 정지 리브(78)는, 탄성 어셈블리(40)가 소켓(66) 내에 삽입되고 탄성 어셈블리(40)가 굽은 플랜지들(68), 즉 제1 굽은 플랜지 및 제2 굽은 플랜지 사이의 적절한 위치에 위치할 때, 탄성 어셈블리(40)의 끝단 표면을 위한 경성 정지체(hard stop)로 작용을 한다.
소켓(66) 내로의 탄성 어셈블리(40)의 조립은 전이부들(74)에서 시작하고 정지 리브들(78)에서 끝난다. 탄성 어셈블리(40)는, 각 마운트 귀(52)를 대응하는 전이부(74)에 체결하고 탭(72)을 보강 리브(70)에 체결하면서, 먼저 전이부들(74) 내로 삽입된다. 탄성 어셈블리(40)는 전이 부들(74)을 통해서 밀려지고 정지 리브(78) 쌍을 향해 밀려진다. 탄성 어셈블리(40)가 정지 리브들(78)에 체결되면, 탄성 어셈블리(40)는 장착 위치가 된다. 이 장착 위치에서, 마운트 귀들(52)은 두 유지 리브(76) 사이에 위치하고, 전이부들(74)에서 정지 리브들(78)로의 이동 중에 탄성체(48)의 특정 양의 압축은 탄성 어셈블리(40)를 소켓(66) 내에 유지하도록 하는 수단으로 작용한다. 전이부(74)는 탄성 어셈블리(40)를 소켓(66) 내에 삽입하고 탄성체(48)를 압축하는 것을 단순화한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 인서트(44)는 플라스틱 또는 강철로 제조되고, 인서트(44)는 탄성체(48)의 외부 영역 또는 주변 영역의 둘레에, 마운트 귀들(52)의 외부 영역 또는 주변 영역의 둘레에 신장하고 탭(72) 내로 신장하여 탄성 어셈블리(40)에 강성을 제공한다. 각 마운트 귀(52)는 조립 기계 및 조립 프레스 툴을 위한 접근성을 제공함으로써 탄성 어셈블리(40)를 소켓(66) 내로 조립하는 것을 도울 수 있는 개구(aperature)를 정의한다.
전술한 본 발명의 실시 예들에 대한 설명은 단지 설명 및 이해의 목적을 위해 제공된 것으로 본 발명을 제한하거나 본 발명의 실시 예를 모두 망라한 것은 아니다. 어느 특정 실시 예의 개별 요소들 또는 특징들은 그 특정 실시 예에만 한정된 것은 아니며, 적용가능하다면 서로 교환될 수 있고, 비록 도시되거나 설명되지 않았지만, 선택된 실시 예에 사용될 수 있다. 동일한 것이 다양한 방식으로 변경될 수 있다. 이 같은 변형들은 본 발명의 개시 내용에서 벗어나는 것은 아니며 그 같은 모든 변형들은 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 차량의 배기 시스템 및 차량의 차체의 지지 구조와 결합한 분리체 어셈블리로서,
    상기 배기 시스템 및 상기 지지 구조 사이에 배치된 탄성 어셈블리; 그리고,
    제1 굽은 플랜지 및 제2 굽은 플랜지를 포함하고 상기 지지 구조에 의해 정의되는 소켓을 포함하며,
    상기 탄성 어셈블리는 상기 제1 굽은 플랜지 및 상기 제2 굽은 플랜지 사이에 배치되고,
    상기 제1 굽은 플랜지는 제1 전이부, 제1 유지 리브 및 제1 정지 리브를 정의하고, 상기 탄성 어셈블리는 상기 제1 정지 리브에 직접 체결되는 분리체 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전이부는 상기 제1 유지부로 이어지는 깔때기를 정의하는 분리체 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 어셈블리의 끝단 표면은 상기 제1 정지 리브에 직접 체결되는 분리체 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조는 보강 리브를 정의하고, 상기 탄성 어셈블리는 상기 보강 리브 내에 배치된 탭을 정의하는 분리체 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 굽은 플랜지는 제2 전이부, 제2 유지 리브 그리고 제2 정지 리브를 정의하고, 상기 탄성 어셈블리는 상기 제1 유지 리브 및 상기 제2 유지 리브에 직접 체결되는 분리체 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성 어셈블리는 탄성체를 포함하고, 상기 탄성체는 상기 제1 유지 리브 및 상기 제2 유지 리브에 직접 체결되는 분리체 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 제1 유지 리브 및 상기 제2 유지 리브 사이에 배치될 때 소정 양으로 압축되는 분리체 어셈블리.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전이부 및 상기 제2 전이부는 상기 제1 유지 리브 및 상기 제2 유지 리브로 이어지는 깔때기를 정의하는 분리체 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탄성 어셈블리는 탄성체를 포함하고, 상기 탄성체는 상기 제1 유지 리브 및 상기 제2 유지 리브와 직접 체결되는 분리체 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 제1 유지 리브 및 상기 제2 유지 리브 사이에 배치될 때 소정 양으로 압축되는 분리체 어셈블리.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 탄성 어셈블리의 끝단 표면은 상기 제1 정지 리브 및 상기 제2 정지 리브에 직접 체결되는 분리체 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탄성 어셈블리는 탄성체를 포함하고, 상기 탄성체는 상기 제1 유지 리브 및 상기 제2 유지 리브에 직접 체결되는 분리체 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 탄성체는 상기 제1 유지 리브 및 상기 제2 유지 리브 사이에 배치될 때 소정 양으로 압축되는 분리체 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 지지 구조는 보강 리브를 정의하고, 상기 탄성 어셈블리는 상기 보강 리브 내에 배치된 탭을 정의하는 분리체 어셈블리.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 어셈블리에 의해 정의된 구멍 내에 배치된 행거 핀을 더 포함하고,
    상기 행거 핀은 상기 배기 시스템에 부착되는 분리체 어셈블리.
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