KR101698733B1 - 배기 아이솔레이터 - Google Patents

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KR101698733B1
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Abstract

엔진 마운트 또는 배기 시스템을 위한 아이솔레이터는 차량의 지지 구조에 의해 정의된 홀로 직접 장착되도록 설계된다. 로드는 홀내에 배치된 엘라스토머릭 아이솔레이터 및 지지되어 있는 차량의 구성 요소와의 사이에 연장된다.

Description

배기 아이솔레이터{EXHAUST ISOLATOR}
본 개시는 차량의 배기시스템을 위한 설치 배열에 관련된 것이다. 특히 본 개시는 차량의 프레임 또는 언더바디(underbody)에 직접 설치되어, 브라킷, 볼트, 용접된 프레임 너트, 클립-인 프레임 너트 등의 필요성을 배제하는, 배기 아이솔레이터에 관한 것이다.
본 절에서의 진술은 단지 본 개시와 관련된 배경 정보를 제공하는 것으로 선행 기술을 구성하지 않을 것이다.
전형적으로, 차 및 트럭을 포함하는 자동 차량은 적어도 차량의 구동 바퀴에 파워(power)를 제공하기 위한 변속장치(transmission) 및 차동장치(differential)에 결합된 내부 연소 엔진을 갖는다. 배기 파이프, 촉매 변환 장치, 머플러 및 배기관을 포함하는 엔진 배기 시스템은 엔진에 부착되어 연소 과정을 조용하게 하고, 배기 가스를 정화하며, 엔진으로부터의 연소물의 경로를 정한다. 배기 시스템은 배기 시스템과 프레임의 사이에 위치된 배기 마운트 또는 아이솔레이터, 언더바디 또는 차량 바디의 다른 지지 구조에 의해 지지된다. 엔진 움직임 및/또는 진동이 차량의 바디로 전달되는 것을 방지하기 위하여, 배기 마운트 또는 아이솔레이터는 플렉시블 마운팅 부재 또는 탄성 서스펜션 부재를 결합하여 차량 바디를 배기 시스템으로부터 분리시킨다.
전형적인 선행 기술 배기 마운트 또는 아이솔레이터는 차량의 프레임 또는 차량 바디의 다른 지지 구조에 부착된 상부 행거(hanger)를 포함한다. 상부 부재는 지지 구조로부터 연장되고, 엘라스토머릭(elastomeric) 아이솔레이터를 적절한 위치에 위치시켜, 엘라스토머릭 아이솔레이터로부터 배기 시스템의 구성 요소 중의 하나로 연장하는 하부 행거를 수용하게 한다. 엘라스토머릭 아이솔레이터는 상부 행거 및 하부 행거 사이의 특정 위치에 고정된다. 전형적으로, 상부 행거는, 상부 마운트를 프레임 또는 다른 지지 구조에 고정하고 엘라스토머릭 아이솔레이터를 상부 마운트에 고정하는데 사용되는 타출된 브라킷, 볼트, 용접된 프레임 너트, 클립-인 프레임 너트 및/또는 형성된 로드와 같은 어셈블리 하드웨어를 포함한다. 이 하드웨어는 차량의 축조 및 조립을 위한 카본 필수품의 수량 및 비용을 증가시킨다.
본 개시는 차량의 프레임 또는 차량 바디의 다른 지지 구조에 직접 장착된 엔진 마운트 또는 아이솔레이터를 설명한다. 배기 마운트 또는 아이솔레이터의 직접적인 부착은 상부 브라킷 및 모든 관련 하드웨어의 필요성을 배제한다. 배기 마운트 또는 아이솔레이터는 지지 구조내에 형성된 홀내에 직접 끼워질 수 있다. 배기 마운트 또는 아이솔레이터의 엘라스토머릭 부분은 지지 로드를 수용하는 홀 또는 배기 시스템의 구성 요소에 부착되는 하부 행거를 포함한다. 지지 로드 또는 하부 행거는 배기 시스템의 구성 요소가 원하는 위치에 위치하도록 형성될 수 있다.
본 개시의 추가적인 응용 영역은 여기에 제공된 상세한 설명에 의하여 더 명확해질 것이다. 본 개시의 상세한 설명과 특정 실시예는 단지 설명의 목적일 뿐 본 개시의 범위를 한정하는 의도가 아닌 것으로 이해되어야 한다.
여기에 설명된 도면은 단지 설명의 목적일 뿐 본 개시의 범위를 한정하는 의도가 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 배기 아이솔레이터와 함께 차량의 지지 구조에 부착된 배기 시스템의 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 배기 아이솔레이터 중의 하나의 확대 사시도;
도 3은 도 1 및 2에 도시된 배기 아이솔레이터의 사시도;
도 4는 도 3에 도시된 배기 아이솔레이터의 단부를 나타낸 도면;
도 5는 조립된 지지 로드 또는 하부 행거가 있는 도 1-4에 도시된 배기 아이솔레이터의 단면도;
도 6은 도 2와 유사하지만 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기 아이솔레이터를 도시하는 확대 사시도; 및
도 7은 조립된 지지 로드 또는 하부 행거가 있는 도 1에 도시된 배기 아솔레이터의 단면도.
이하의 설명은 단지 예시적인 것이며, 본 개시와 응용 또는 사용예에 대한 제한으로 의도되지 않았다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 배기 마운팅 시스템은 참조 번호 10으로 식별된다. 배기 마운팅 시스템(10)은 배기 시스템(12)을 차량의 지지 구조(14)에 부착한다. 차량은 내부 연소 엔진(미도시), 휠 및 서스펜션 시스템(미도시)을 포함하는 비스프링 매스(unsprung mass), 및 지지 구조(14)에 의해 지지되는 차량 바디(미도시)를 포함하는 스프링 매스(sprung mass)를 포함한다. 배기 시스템(12)은 차량의 엔진에 연결되고, 배기 시스템(12)은 엔진 연소물의 경로를 차량의 후방으로 만들어 준다. 내부 연소 엔진은 변속장치(미도시)와 차동장치(미도시)를 통하여 차량의 휠(wheel)로 동력을 공급한다.
배기 시스템(12)은 중간 파이프(22), 머플러(24), 배기관(26) 및 복수개의 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)를 포함한다. 중간 파이프(22)는 전형적으로 촉매 변환장치(미도시)에 연결되고, 촉매 변환장치는 배기 파이프(미도시)에 연결되고,배기 파이프는 차량의 내부 연소 엔진의 구성 요소 중 하나인 배기 다기관(미도시)에 차례로 연결된다. 촉매 변환장치는 단일 배기 다기관으로 안내하는 단일 배기 파이프에 연결될 수 있거나, 또는 촉매 변환장치는 복수의 배기 다기관으로 안내하는 가지가 있는 배기 파이프에 부착될 수 있다. 또한, 중간 파이프(22)는 가지가 있는 중간 파이프(22)를 사용하는 머플러(24)에 도달하기에 앞서 서로 연결하는 복수개의 촉매 변환장치에 연결될 수 있거나, 또는 차량은 복수개의 배기 다기관을 갖고, 복수개의 배기 파이프에 연결되고, 복수개의 촉매 변환장치에 연결되고, 복수개의 중간 파이프에 연결되고, 복수개의 머플러에 연결되고, 복수개의 배기 파이프에 연결될 수 있다. 본 개시는 상기 설명된 배기시스템은 물론이고 본 기술에서 알려진 다른 배기 시스템에도 응용 가능하다.
배기 시스템(12)은 차량의 엔진으로부터 차량의 후방 영역으로의 배기 가스의 경로를 정하는데 사용된다. 엔진으로부터 배기 시스템(12)을 통하여 차량의 후방으로 여행하는 동안, 촉매 클리너는 배기 가스를 정화하고, 머플러(24)는 차량 엔진의 연소 과정에서의 소음을 제거한다. 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)는 차량 아래의 배기 시스템(12)의 지지를 위해 제공하고 그래서 그들은 엔진 움직임 및 진동이 차량의 바디로 전달되는 것을 막도록 동작한다. 추가로, 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)는 배기 시스템(12)의 조립 동안 및 차량의 조작 동안에 배기 시스템(12)을 위한 적절한 위치 및 정렬을 제공한다.
도 2-5를 참조하면, 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)는 외부 하우징 또는 슬리브(40), 엘라스토머릭 아이솔레이터(42), 배기 로드(44) 및 내부 슬리브(46)를 포함한다. 외부 하우징 또는 슬리브(40) 및 내부 슬리브(46)는 둘 다 드로운 스틸 슬리브(drawn steel sleeve), 플라스틱 슬리브 또는 본 기술에서 알려진 다른 타입의 슬리브이다. 외부 하우징 또는 슬리브(40)는 차량으로 외부 하우징 또는 슬리브(40)의 가압 맞춤 또는 조립을 용이하게 하는 플랜지를 포함한다. 외부 하우징 또는 슬리브(40)는 차량의 지지 구조(14)(도 1,2에 도시된 바와 같은 크로스 부재)에 의해 정의된 개구부(52)내로 가압 맞춤되도록 설계된다. 지지 구조(14)에 의해 정의된 개구부(52)내로 외부 하우징 또는 슬리브(40)를 직접적으로 가압 맞춤하는 것은 선행 기술의 배기 아이솔레이터를 장착하는데 관련된 전형적인 하드웨어를 제거한다. 외부 하우징 또는 슬리브(40)는 기계적으로, 수력으로 또는 공기압으로 개구부(52)내로 가압될 수 있다. 이 가압 맞춤 조작은 차량 조립 동안 수행될 수 있고, 그것은 지지 구조(14)의 제조 동안 또는 차량의 제조시 편리한 어느 때에 수행될 수 있다. 외부 하우징 또는 슬리브(40)는 원형 실린더 형태로 도시되었지만, 외부 하우징 또는 슬리브(40)가 차량의 제조시 요구되는 어떤 형태를 갖는 것은 본 발명의 범주내이다.
엘라스토머릭 아이솔레이터(42)는 가압 맞춤이나 화학적 접합에 의해 외부 하우징 또는 슬리브(40)내에 배치되거나 또는 본 기술에서 알려진 다른 수단에 의해 외부 하우징 또는 슬리브(40)에 고정된다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(42)는 실리콘(고온 응용), EPDM(ethylene-propylene-diene-monomer)(중간 온도 응용), 천연 고무(저온 응용), 또는 응용 요구 조건을 만족하는 다른 엘라스토머로 형성될 수 있다. 내부 슬리브(46)는 전형적으로 엘라스토머릭 아이솔레이터(42)내로 몰드된다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(42)는 크기, 모양 및 위치에 있어서 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)의 동적율(dynamic rate), 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)를 위한 삽입력, 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)를 위한 시스템 내구성 조건뿐만 아니라 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)를 위한 다른 개발 및 성능 특성들을 제어하도록 설계된 복수개의 보이드(void)(56)를 정의한다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(42)는 배기 시스템(12)의 설치 동안 배기 로드(44)가 삽입되는 관통 구멍(58)을 정의한다.
배기 로드(44)는 합성 벤드(bend)를 포함할 수 있는 형성된 로드로, 제 1 단(60)은 구멍(58)에 축결합하게 위치되고 제 2 단(62)은 배기 시스템(12)의 구성 요소와 매치되어 고정되게 설계된다. 도시된 바와 같이, 다른 배기 로드(44)가 각 배기 아이솔레이터 어셈브리(30)를 위해 사용되지만, 특정 응용의 설계가 허락하는 만큼 많은 공통 배기 로드(44)가 사용되는 것은 본 발명의 범주내이다. 또한, 각 배기 로드(44)는 각 제 1 단(60)이 각 구멍(58)에 축결합하게 설계되고, 각 제 1 단(60)은 차량의 전/후 방향에서 그들 각각의 구멍(58)에 결합되게 설계된다. 모든 배기 로드(44)의 전/후 배열은 차량(10)으로의 배기 시스템(12)의 조립을 간단히 한다.
전형적으로, 배기 로드(44)는 배기 시스템(12)의 그들 각 구성 요소에 부착될 것이다. 배기 시스템(12)은 차량 아래 적절히 위치되고 각 배기 로드(44)는 그것의 각 구멍(58)에 개별적 또는 동시에 정렬된다. 배기 로드(44)는 구멍(58)내로 삽입되어 배기 시스템(12)을 차량에 조립하는 것을 완성한다. 모든 지지 로드(44)의 그 전/후 배열은 이런 조립 과정을 간단히 한다. 환상 바브(barb)(66)는 각 배기 로드(44)의 단부에 형성되어 배기 로드(44)가 각 구멍(58)으로부터 이탈하는 것을 막는다.
도 5 및 7을 참조하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 배기 아이솔레이터 어셈블리(130)가 도시되어 있다. 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)는 엘라스토머릭 아이솔레이터(142) 및 배기 로드(44)를 포함한다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(142)는, 엘라스토머릭 아이솔레이터(142)가 지지 구조(14)에 직접 고정되게 설계되어 외부 하우징 또는 슬리브(40)의 필요성을 배제한 것을 제외하고는, 엘라스토머릭 아이솔레이터(42)와 동일하다.
엘라스토머릭 아이솔레이터(142)는 개구부(52)내에 배치된다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(142)는 내부 슬리브(46)를 포함하고 그것은 개구부(52)를 형성하는 서라운딩 구조에 매치되는 환상 슬롯(160)을 정의한다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(42)는 개구부(52)내에 가압 맞춤되거나 지지 구조(14)에 화학적으로 접합되거나 또는 본 기술에서 알려진 다른 수단에 의해 지지 구조(14)에 고정될 수 있다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(142)는 실리콘(고온 응용), EPDM(ethylene-propylene-diene-monomer)(중간 온도 응용), 천연 고무(저온 응용), 또는 응용 요구 조건을 만족하는 다른 엘라스토머로 형성될 수 있다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(142)는 크기, 모양 및 위치에 있어서 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)의 동적율(dynamic rate), 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)를 위한 삽입력, 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)를 위한 시스템 내구성 조건뿐만 아니라 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)를 위한 다른 개발 및 성능 특성들을 제어하도록 설계된 복수개의 보이드(void)(56)를 정의한다. 엘라스토머릭 아이솔레이터(142)는 배기 시스템(12)의 설치 동안 배기 로드(44)가 삽입되는 관통 구멍(58)을 정의한다.
배기 아이솔레이터 어셈블리(130)는 배기 시스템(12)을 지지하는 어느 하나 또는 모든 위치에서 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)의 적소에 이용될 수 있다. 상술된 배기 아이솔레이터 어셈블리(30)의 성능과 장점은 또한 배기 아이솔레이터 어셈블리(130)에 적용된다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 설명은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 따라서 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 다양한 변형들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 변형예들은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나는 것으로 이해되어서는 아니된다.

Claims (7)

  1. 차량의 배기 시스템 및 그 차량의 차량 바디와 결합되어 있으며 지지구조와 조합하는 아이솔레이터에서,
    상기 지지 구조의 평탄한 벽에 의해 정의되는 서라운딩 구조의 개구부 내에 배치되되, 경방향 외측으로 절개부가 형성된 홀을 정의하는 중심부와, 상기 지지 구조를 결합하는 외곽부를 포함하며, 상기 홀의 중심으로부터 상기 홀의 최외곽 지점까지의 거리보다 큰 내경을 갖는 내부 슬리브가 상기 중심부에 몰드되는 엘라스토머릭 아이솔레이터; 및
    상기 엘라스토머릭 아이솔레이터의 상기 홀에 제 1 단이 연결되고, 제 2 단은 상기 배기 시스템의 구성 요소에 부착되며, 상기 제 1 단의 단부에 환상의 바브가 형성되어 있는 배기 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엘라스토머릭 아이솔레이터는 상기 내부 슬리브와 상기 외곽부 사이에 배치되는 복수개의 보이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 엘라스토머릭 아이솔레이터 및 상기 지지 구조의 사이에 배치된 외부 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 엘라스토머릭 아이솔레이터는 상기 내부 슬리브와 상기 외곽부 사이에 배치되는 복수개의 보이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 구조는 크로스 부재인 것을 특징으로 하는 아이솔레이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서라운딩 구조의 개구부는 상기 지지 구조의 하나의 구성 요소의 원형으로 에워싸는 가장자리에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 엘라스토머릭 아이솔레이터는 원통 실린더형 몸체를 가지고, 상기 서라운딩 구조의 개구부는 원형의 개구인 것을 특징으로 하는 아이솔레이터.
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