KR19980070364A - 플렉시블 커넥터 시스템 - Google Patents

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KR19980070364A
KR19980070364A KR1019980000154A KR19980000154A KR19980070364A KR 19980070364 A KR19980070364 A KR 19980070364A KR 1019980000154 A KR1019980000154 A KR 1019980000154A KR 19980000154 A KR19980000154 A KR 19980000154A KR 19980070364 A KR19980070364 A KR 19980070364A
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exhaust manifold
exhaust
flexible connector
intermediate pipe
component
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KR1019980000154A
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English (en)
Inventor
스코트 씨윅
로이에스. 클레베이
매튜티. 오설리번
Original Assignee
윌리엄 코왈
시니어엔지니어링인베스트먼츠악티엔게젤샤프트
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Publication date
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Abstract

플렉시블 커넥터 시스템들은 차량 배기시스템의 두 부품들 예컨대 배기 매니폴드와 배기 하향파이프 사이의 진동은 분리시키기 위해 제공된다. 플렉시블 커넥터 시스템들은 다른 부품에 대해 한 부품의 피봇운동 뿐만 아니라 축방향 신장 및 수축을 조절할 수 있는 밀봉된 실질적으로 누설방지 연결을 제공하는 형태로 구성된다. 플렉시블 커넥터 시스템들은 현존 배기 매니폴드 형태를 거의 또는 전혀 변경시키지 않고 현존 배기 매니폴드 출구형태와 결합하도록 구성되는 결헙구조(mating structures)를 포함한다. 볼조인트 구조물 및/또는 탄성 설치 물질은 피봇운동을 조절하기 위해 사용된다. 벨로우즈들은 신장 및 수축을 조절하기 위해 사용되는 한편 배기가스를 수송하는 파이프 요소들의 밀봉 구조물을 제공한다.

Description

플렉시블 커넥터 시스템
1. 발명의 분야
본 발명은 내연기관용 배기시스템과 같은 유체수송시스템에 부품을 결합시키기 위한 커넥터에 관한 것으로, 커넥터는 축방향, 횡방향 및 굽힘 진동과 힘을 받을 것이다. 특히 본 발명은 파이프를 서로 또는 차량용 배기 시스템의 다른 구조물에 결합시키기 위한 커넥터에 관한 것이다.
2. 종래기술
차량 배기시스템에서 내연기관(즉 엔진)은 배기시스템에 상당량의 진동을 발생시킴은 널리 알려져 있다. 계속된 기간동안 연속으로 자동차의 작동은 특히 조화진동으로 공지된 것을 발생하고, 이 진동은 배기파이프의 연장된 길이에서 그리고 이와같은 파이프가 브라켓, 엔진 매니폴드 등과 같은 구조물에 장착되는 위치에서 상당한 변형을 일으킬 수 있다. 배기 파이프 시스템을 따라 반복 변형 및 진동은 차례로 시간이 지남에 따라 구조물을 취약하게 하고 결국 고장나게 한다. 더욱이 이와같은 조화진동은 또한 배기파이프를 통해 파이프 장착물로 전달될 수 있고 장착물의 헐거움을 촉진시키며 이는 잠재적인 인명 손상 및 장비의 손상을 갖는 배기 시스템의 하나 이상의 부품 이동을 초래할 수 있다.
차량의 엔진 작동에 의해 발생된 진동이외에 배기시스템은 또한 다양한 인장, 압축 및 굽힘력을 받으며 이들은 또한 차량작동중에 발생된다. 개개의 배기 시스템 부품이 더욱 강하고 피로파괴에 견디도록 더욱 크게 제조될 수 있을지라도, 그와같은 구조물은 중량 때문에 바람직하지 않다. 더욱이, 개개의 요소를 더욱 강하게 제조함으로써 진동은 배기시스템을 통해 장착물로 또는 기타 부품으로 단순히 전달될뿐 감소되거나 제거되지 않는다. 따라서, 배기시스템 또는 최소한 배기시스템의 부품을 이와같은 진동 및 힘과 절연(isolate)시키는 것이 바람직하다.
만일 배기시스템의 파이프 또는 기타 부품이 연속하여 연장될 길이 및/또는 강성 연결물로서 제조되기 보다는 오히려 비강성 연결물로 분할 및 분리되는 경우 엔진으로부터의 조화진동의 전개는 방지되거나 감소됨은 공지되어 있다. 이와같은 비강성 연결물은 엔진진동을 제외하고 그리고 포함하여 기타 인장, 압축 및 굽힘력들을 흡수하도록 이롭게 사용될 수 있다.
그러므로, 배기파이프를 다른 파이프에 또는 엔진 매니폴드와 같은 장착물에 결합시키기 위해 커넥터를 제공하는 것이 바람직하며, 이 커넥터는 부품을 비강성 방식으로 연결하고 인장, 압축 및 굽힘력을 한 배기 시스템 부품으로부터 다른 부품으로 전달시키지 않고 진동력뿐만 아니라 이들 힘을 흡수할 수 있다. 엔진부품과 배기매니폴드와 같은 엔진부품 사이의 그리고 배기시스템의 파이프들 사이의 진동을 방지하거나 진동전달을 감소시킬 수 있고 비강성인 연결을 제공하기 위한 한 방법은 매니폴드의 파이프 연결지점에 볼 조인트 구조물을 제공하는 것이다. 일반적으로, 그와같은 종래기술의 볼조인트 연결은 배기 매니폴드의 구멍을 둘러싸는 오목한 소켓구조물을 이용한다. 그다음 부속품(fitting)은 대응하는 구형 또는 볼형 구조물을 갖는 배기파이프의 단부에 제공되어서 피봇운동이 파이프 단부와 매니폴드 사이에서 가능해진다. 파이프와 매니폴드 사이에 빈틈없는 접촉(tight contact)을 유지하도록 하기위해, 일반적으로 조인트는 스프링 또는 기타 클램핑부재 형태의 예비부하(preload)가 제공되고 이 스프링 또는 클램핑 부재는 파이프 단부 구형부분을 매니폴드의 소켓부분과 상대적으로 빈틈없는 접촉으로 지지하기 쉬운 압축력을 작용시킨다.
그러나, 배기파이프들은 종종 인장력을 받으며 이 인장력은 배기 파이프에 또는 엔진 자체에 작용된 힘들로부터 발생될 수 있고 엔진자체는 조인트의 볼소켓부분을 분해시키기 쉽다. 볼소켓부분 사이에 발생될 수 있는 간극은 볼조인트로부터 배기가스의 누출을 허용한다. 이외에 일반적인 작동과정에서 작동시간동안 조인트는 엔진작동으로부터 고주파수, 저진폭 진동 및 파이프에 의한 그리고 매니폴드 수단에 관련된 단순한 피봇운동을 계속 받으며, 그래서 작으나 그럼에도 불구하고 한정된 간극이 연결부의 볼과 소켓부분 사이에 존재하여 또한 배기가스의 누출을 허용한다. 일반적으로 그와같은 볼소켓조인트는 배기가스의 누설방지를 보장하는 또다른 수단이 제공되지 않았다.
그러나 점증하는 정부 공해 규정들은 기술된 바와같은 우연한 배기배출과 같은 것을 포함하는 차량 배출의 또다른 감소에 더욱 더 중요성을 부여한다. 헤스(Hess)의 미국 특허 제 4,893,847호, 도우트(Doat)의 미국특허 제 4,911,482호, 프랑스 특허출원 제 2,644,552호, 영국 특허 제 1,101,074호 및 유럽 특허출원 제 EP 0,718,537호가 참고로 예시된 바와같이 밀봉된 볼조인트 커넥터 구조물을 제공하는 시도가 이루어졌을지라도, 이와같은 종래기술의 구조물은 일반적으로 인접하는 간단한 원통형 단부를 연결시키기 위해서만 구성되고 배기 매니폴드에 파이프를 직접 연결시키기에 적당하지 않거나 또는 이와달리 특정의 현존하는 매니폴드 구조물과 조화되도록 설계됐으나 현존하는 배기 매니폴드의 상이한 종류와 호환될 수 없었고, 또는 배기매니폴드의 형태가 변경되었다. 이외에 이와같은 종래기술의 밀봉된 플렉시블 커플링 구조물은 종종 특히 설치, 보수, 또는 유지가 곤란하다. 따라서, 내연기관을 갖는 차량의 배기시스템과 같은 유체수송시스템에 사용하기 위해, 배기시스템을 따라 엔진으로부터의 진동전달을 방지할 수 있을뿐만 아니라 또한 배기가스의 바람직하지 않은 누출에 대해 향상된 보호를 제공할 수 있는 플렉시블 커넥터 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 비밀봉시스템의 구조물과 형태가 다른 현존하는 또는 조금 변경된 매니폴드 구조물과 일체로 될 수 있는 이와같이 밀봉된 플렉시블 커넥터 시스템을 배기시스템을 위해 제공하는 것이 바람직하다.
더욱 용이하게 설치 및/또는 유지되는 플렉시블 커넥터 시스템을 제공하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 이들 및 기타 목적들은 특허청구의 범위 및 도면을 포함하는 본 명세서에 비추어 명백해질 것이다.
발명의 요약
본 발명은 부분적으로 내연기관용 배기 매니폴드와 조합되는 플렉시블 커넥터 시스템을 포함한다. 이 시스템은 적어도 하나의 출구구멍을 갖는 엔진 매니폴드, 및 부품연결구조물 ; 하향 배기 시스템 부품 ; 및 배기 매니폴드를 하향 배기시스템 부품과 연결하는 플렉시블 커넥터를 포함한다.
플렉시블 커넥터는 제 1단부와 제 2단부를 갖는 중간 파이프 부재를 포함한다. 중간 파이프 부재는 제 1단부와 제 2단부 중 하나에서 하향 배기시스템 부품에 부착하기 위해 작동되게 형성된다. 중간 파이프 부재는 적어도 하나의 출구구멍으로부터 하향배기시스템 부품으로 유체를 수송하기 위해 최소한 배기매니폴드의 한 출구구멍에 실질적으로 인접하게 위치가능하고 이에 정렬가능하게 더욱 형성된다.
플렉시블 터뷸러 벨로우즈 부재는 제 1단부와 제 2단부를 갖고, 중간 파이프부재 둘레에 배치되며, 최소한 간접으로 제 1단부와 제 2단부중 하나에서 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉으로 하부 배기시스템 부품에 고정가능하다. 제 1인터페이스 부재는 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 일부와 결합하기 위해 작동되게 형성되고, 제 1인터페이스 부재와 배기 매니폴드의 부품연결구조물 사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉으로 연결되며, 제 1인터페이스부재와 벨로우즈부재의 일단부 사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉으로 연결된다. 적어도 한 결합부재는 2개의 중간 파이프 부재, 제 1인터페이스부재와 배기 매니폴드 사이의 상대적인 각 운동을 조절하기 위해 2개의 중간파이프 부재, 제 1인터페이스부재와 배기매니폴드 사이에 작동가능한 결합을 위해 형성된다. 적어도 하나의 예비부하 부재는 적어도 하나의 결합부재를 배기 매니폴드의 부품연결 구조물과 경사 유발 경합(biased prompted engagement)으로 유지하기 위해 작동되게 형성된다.
배기매니폴드의 부품연결구조물은 실질적으로 편평한 부착면(flat attachment surface)을 포함하는 것이 바람직하고, 이 편평한 부착면은 배기 매니폴드로부터 외향으로 돌출하는 구조물을 현존하는 배기매니폴드 구조물에서 제거함으로써 형성된다.
이와달리 배기매니폴드의 부품연결 구조물은 실질적으로 편평한 부착면을 포함하는 것이 바람직하고, 이 부착면은 배기매니폴드를 제조하기 위해 현존하는 형태의 대응부분을 충전시킴으로써 형성되고, 부착면에서 돌출하는 외향 돌출구조물은 배기 매니폴드의 초기 제조시에 이와같은 돌출구조물의 형성을 방지하도록 생긴다.
본 발명은 또한 부분적으로, 결합된 부품에 작용하는 횡방향 및 굽힘력을 조절하면서 배기가스가 주위대기로 누출되는 것을 실질적으로 방지하기 위해, 한 부품으로부터 다른 부품으로 횡방향 및 굽힘력을 전달하는 것을 실질적으로 방지하기 위해 실질적으로 밀봉된 누설방지 연결을 제공하기 위해, 내연기관 동력차량용 배기시스템과 같은 유체수송 시스템의 부품 결합, 예컨대 적어도 하나의 출구구멍을 갖는 배기 매니폴드와, 부품연결 구조물을 하부 배기시스템 부품에 결합하기 위한 플렉시블 커넥터 장치를 포함한다.
플렉시블 커넥터 장치는 제 1단부와 제 2단부를 갖는 중간 파이프 부재를 포함하고, 이 중간 파이프부재는 제 1단부와 제 2단부 중 하나에서 하부 배기시스템 부품에 결합시키기 위해 작동되게 형성되며, 중간 파이프부재는 적어도 하나의 출구구멍으로부터 하부 배기 시스템부품으로 유체의 수송을 위해, 배기 매니폴드의 적어도 한 출구구멍에 실질적으로 인접하게 위치가능하고 이와 정렬되게 더욱 형성된다.
제 1단부와 제 2단부를 갖는 플렉시블 터뷸러부재는 중간 파이프부재 둘레에 배치되고, 적어도 간접으로 제 1단부와 제 2단부 중 하나에 실질적으로 누설방지 유체-기밀 밀봉으로 하부 배기시스템 부품에 고정가능하다.
제 1인터페이스부재는 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분과 제 1인터페이스부재 사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉을 형성하기 위해, 그리고 제 1인터페이스부재와 벨로우즈 부재의 일단부 사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉을 형성하기 위해, 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분과 결합시키기 위해 작동되게 형성된다. 적어도 한 결합부재는 중간파이프부재와 배기 매니폴드사이에 상대적인 각운동을 조절하기 위해 중간파이프 부재와 배기 매니폴드와 작동되게 결합시키기 위해 형성된다. 적어도 하나의 예비부하부재는 적어도 하나의 결합부재를 배기 매니폴드의 부품연결구조물과 경사 유발된 결합으로 유지하기 위해 작동되게 형성된다.
바람직하기는 결합부재가 중간파이프부재의 일단부에 작동되게 배치되고, 배기 매니폴드의 부품연결구조물 중 하나에 작동되게 배치된 소켓부분과 실질적으로 일치하고 이와 맞물리도록 작동되게 형성된 부속품 부재(fitting member) 및 배기 파이프 매니폴드 중 하나와 제 2인터페이스부재에 대해 중간파이프부재의 실질적으로 전(全)방향 피봇을 가능하게 하기 위해 플렉시블 터뷸러 벨로우즈 부재와 함께 작동되는 제 2인터페이스부재를 포함한다.
부속품 부재는 금속 메쉬물질로 제조되고 3차원 만곡 외측면을 가지는 환형 링 부재를 포함하고, 이 환형 링 부재의 구멍에 함유된 비마찰 분말물질을 갖는 것이 바람직하다.
인터페이스부재는 밀봉유체 기밀 방식으로 배기 매니폴드의 부품연결 구조물에 고정되도록 작동되게 형성된 판부재 포함하고, 이 판부재는 플렉시블 터뷸러 벨로우즈 부재의 제 1 및 제 2단부 중 다른것에 고정되도록 더욱 작동되게 형성된다. 판부재가 실질적으로 평면구조인 것이 바람직하다. 이와달리 판부재는 실질적으로 컵형태의 구조이다.
본 발명의 일실시예에서, 플렉시블 커넥터 장치는 소켓부분을 갖는 부품연결구조물을 갖는 배기 매니폴드와 협력하기 위해 형성되고, 부속품부재는 벨로우즈 부재가 적어도 간접으로 고정되는 단부 반대쪽에 있는 중간 파이프의 단부에 작동되게 배치된다.
본 발명의 일실시예에서 판부재는 부속품부재의 축방향으로 하향위치에 작동되게 배치되도록 그리고 적어도 간접으로 중간파이프부재에 고정되는 단부 반대쪽에 있는 벨로우즈 부재의 단부에 그리고 배기 매니폴드에 밀봉 고정으로 형성된다.
중간 파이프부재는 배기 매니폴드의 부품연결구조물에 적어도 간접으로 일단부에서 고정가능하며, 그래서 부속품부재는 적어도 간접으로 배기 매니폴드에 고정가능한 단부 반대쪽에 있는 중간 파이프부재의 단부에 수용되고, 제 2인터페이스부재는 거기에 소켓부분을 갖는다. 적어도 간접으로 하부배기시스템 부품에 고정가능한 벨로우즈 부재의 단부는 밀봉의 누설방지 방식으로 제 2인터페이스 부재에 직접 고정되고, 이는 차례로 하부 배기 시스템 부재에 실질적으로 직접 고정가능하다.
실시예에서 소켓부분은 부속품부재와 협력적인 결합을 위해 제 2인터페이스부재내에 배치된다.
벨로우즈부재는 단부에서 밀봉, 유체기밀 방식으로 제 1 및 제 2인터페이스부재에 고정된다. 다른 실시예에서, 중간 파이프 부재는 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 연속부품으로 형성되고, 그 결과 부속품부재는 부품연결구조물의 돌출단부에 수용되며, 여기에서 제 2인터페이스부재는 소켓부재를 갖는다. 하부 배기시스템 부품에 적어도 간접으로 고정되는 벨로우즈부재의 단부의 단부는 밀봉, 누설방지 방식으로 제 2인터페이스부재에 직접 고정되고, 이는 차례로 하부 배기시스템 부품에 실질적으로 직접 고정가능하다.
소켓부분은 부속품부재와 협력적인 결합을 위해 제 2인터페이스 부재내에 배치된다. 벨로우즈부재는 단부에서 밀봉, 유체기밀방식으로 제 1 및 제 2인터페이스부재에 구정된다. 적어도 하나의 예비부하 부재는 제 1인터페이스부재를 배기 매니폴드의 부품연결 구조물에 고정하기 위해 작동되게 형성된 적어도 하나의 고정부재 ; 및 제 2인터페이스 부재를 제 1인터페이스부재를 향해 축방향으로 유발시키기 위해 적어도 하나의 고정부재와 제 2인터페이스부재와 작동되게 결합된 적어도 하나의 경사부재(biasing member)를 포함한다.
이와달리, 제 2인터페이스부재는 제 1인터페이스부재에 밀봉되는 단부 반대쪽에 있는 벨로우즈 부재의 단부가 작동되는 결합을 위해 형성된다. 제 2인터페이스부재는 이에 상대적인 각 운동을 위해 제 1인터페이스 부재와 더욱 작동되게 결합된다.
결합부재가 제 1 및 제 2인터페이스부재 사이에 축방향으로 배치되고 인접 접촉되는 탄성 스페이서 부재를 포함하는 것이 바람직하다. 스페이서부재는 금속 메쉬 링을 포함한다.
다른 실시예에서 적어도 하나의 예비부하 부재는 제 1인터페이스 부재를 배기 매니폴드의 부품연결구조물에 고정하기 위해 작동되게 형성되 적어도 하나의 고정부재 ; 제 1인터페이스부재를 향해 축방향으로 제 2인터페이스 부재를 유발시키고 그 사이에 스페이서 부재를 압축시키기 위해 적어도 하나의 고정부재와 제 2인터페이스부재와 작동되게 결합된 적어도 하나의 경사부재를 포함하는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 결합부재는 배기매니폴드와 중간파이프부재의 다른 부분사이에 상대적인 각 운동을 조절하기 위해 중간 파이프 부재의 향상된 유연성(flexibility)을 위해 작동되게 형성된 중간파이프부재의 부분을 포함한다. 향상된 유연성을 가능하게 하기 위해 작동되게 형성된 중간파이프 부재의 부분은 중간파이프부재의 종축에 대해 원둘레 방향을 따라 호상부분으로 파이프 물질의 부분이 제거된 부분을 포함한다.
향상된 유연성을 가능하게 하기 위해 작동되게 형성된 중간파이프부재의 부분은 파이프 물질부분이 제거되고, 제 1 및 제 2중간파이프 부재를 형성하며, 교번하는 엇갈리게 축방향으로 중첩되는 태브부재(tab member)를 갖는 부분 ; 및
제 1 및 제 2중간파이프부재를 서로 유연하게 결합시키기 위해 교번하는 엇갈리게 축방향으로 중첩되는 태브 부재를 작동되게 에워싸는 적어도 하나의 묶음부재(binding member)를 포함한다.
본 발명은 또한 결합된 부품에 작용하는 횡방향 및 굽힘력을 조절하면서 주위 대기로 배출가스의 누설을 실질적으로 방지하기 위해, 한 부품으로부터 다른 부품으로 이와같은 횡방향 및 굽힘력의 전달을 실질적으로 방지하기 위해 실질적으로 밀봉된 누설방지 연결을 제공하기 위해 내연기관 동력차량용 배기시스템과 같은 유체수송시스템의 부품을 연결하기 위해 예컨대 적어도 하나의 출구구멍을 갖는 배기 매니폴드, 및 부품연결구조물의 결합을 위해 플렉시블 커넥터를 제공하는 방법을 포함한다.
플렉시블 커넥터를 제공하는 방법은, 제 1단부 및 제 2단부를 갖는 중간파이프부재를 형성하는 단계 ;
제 1 및 제 2단부 중 하나에서 하부 배기 시스템부품에 연결하기 위해 중간 파이프부재를 형성하는 단계,
적어도 하나의 출구구멍에서 하부 배기시스템부품으로 유체의 수송을 위해 배기 매니폴드의 적어도 하나의 출구구멍에 실질적으로 인접 배치되고 이에 정렬되도록 중간 파이프 부재를 더욱 형성하는 단계 ;
제 1단부와 제 2단부를 갖고, 중간파이프부재 둘레로 배치되며 적어도 간접으로 제 1 및 제 2단부 중 하나에서 실질적으로 누설방지 유체기밀밀봉으로 하부 배기가스시스템에 고정가능하게 플렉시블 터뷸러 벨로우즈 부재를 형성하는 단계 ;
제 1인터페이스부재와 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉을 형성하기 위해, 그리고 제 1인터페이스부재와 벨로우즈부재의 일단부 사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉을 형성하기 위해 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분과의 결합을 위해 작동되게 형성되는 제 1인터페이스 부재 ;
중간파이프부재와 배기 매니폴드 사이에 상대적인 각 운동을 조절하기 위해 중간파이프부재와 배기 매니폴드와 작동 결합하기 위해 형성된 적어도 하나의 결합부재를 제공하는 단계 ;
적어도 하나의 결합부재를 배기 매니폴드의 부품연결구조물과 경사유발결합으로 유지하기 위해 작동되게 형성된 적어도 하나의 예비부하 부재를 제공하는 단계로 구성된다.
플렉시블 커넥터를 제공하는 방법은 또한, 다음의 단계, 존재하는 경우 배기 매니폴드에서 돌출연결구조물을 제거하는 단계 및 배기 매니폴드에 돌출부품연결구조물의 형성을 방지하는 단계 중 하나를 수행함으로써 실질적으로 평면결합면을 배기 매니폴드에 부품결합구조물을 제공하는 단계를 더욱 포함한다.
배기 매니폴드에 돌출부품연결구조물의 형성을 방지하는 단계는 돌출부품연결구조물에 상응하는 배기 매니폴드용 금형 또는 다이의 부분에 충전하는 단계를 더욱 포함한다.
본 발명은 또한 배기 매니폴드를 하부 배기시스템에 결합시키기 위해 비밀봉 커넥터와 사용하기 위해 형성된 배기 매니폴드를 포함하는 내연기관용 배기시스템을 밀봉된 플렉시블 배기시스템으로 변환시키는 방법을 포함하고, 이 방법은,
존재하는 경우 배기 매니폴드에서 돌출부품 연결구조물을 제거하는 단계;
이와달리 배기 매니폴드에 돌출부품연결구조물의 형성을 방지하는 단계;
플렉시블 커넥터 장치를 배기 매니폴드에 밀봉된 플렉시블 연결로 고정하는 단계중 한 단계를 실행함으로써 실질적으로 평면 결합면을 갖는 배기 매니폴드에 부품연결구조물을 제공하는 단계를 포함한다.
배기 매니폴드에 돌출부품연결구조물의 형성을 방지하는 단계는 돌출부품연결구조물에 상응하는 배기 매니폴드용 금형 또는 다이의 부분에 충전하는 단계를 더욱 포함한다.
비록 본 발명이 여러 상이한 형태의 실시가 가능할지라도 본 발명의 설명의 본 발명의 원리를 설명하는 것으로 간주되고 예시된 실시예에 본 발명을 제한하는 것이 아님을 알고 다수의 특정실시예가 도면에 도시되고 상세히 기술될 것이다.
다수의 현존하는 내연기관 차량의 매니폴드 구조물은 각각의 배기파이프 구조물에 연결되게 제공되고, 이 배기파이프 구조물은 배기파이프 구조물을 따라 진동의 전파를 방지하기 위해 진동 및 운동을 흡수하도록 구성됐을지라도 매니폴드의 연결부분으로부터 배기파이프로 우연한 배기가스의 누설을 방지하도록 사전에 구성되지 않았다. 그러나 환경규정변화를 고려할 때 그와같은 치명적인 공기오염은 더 이상 허용될 수 없다. 본 발명은 그와같은 치명적인 또는 부수저인 차량배기오염을 없애는 플렉시블 커넥터 시스템에 관한 것이다.
종래 기술의 커넥터 시스템들 및 본 발명의 여러 실시예의 예에서 주변 구조물을 갖는 싱글 배기 매니폴드 출구가 몇가지 적용의 경우에서와 같이 도시됐을지라도 본 발명의 원리는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다수의 출구를 갖는 매니폴드구조물에 적용될 수 있음은 물론이다. 따라서, 복수개의 출구 매니폴드 구조물의 예시는 본 발명의 원리를 완전히 이해하는데 불필요한 것으로 생략됐다. 이외에 배기 매니폴드라는 용어는 본 출원의 목적을 위해, 본 발명의 플렉시블 연결장치(coupler apparatus)가 적절히 부착될 수 있는 배기 시스템 부품을 또한 나타내는 것이다.
도 1은 종래 기술의 파이프 커넥터 형태의 측단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블 커넥터 시스템의 측단면도.
도 3은 도 2의 플렉시블 커넥터 시스템에 사용된 판(plate)의 배면도.
도 4는 도 2의 플렉시블 커넥터 시스템의 파이프, 판 및 벨로우즈 부품의 측단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커넥터 시스템의 측단면도.
도 6은 도 5의 플렉시블 커넥터 시스템에 사용된 판의 배면도.
도 7은 도 5의 플렉시블 커넥터 시스템의 파이프, 판 및 벨루우즈 부품의 측단면도.
도 8은 종래 기술의 다른 커넥터 시스템의 측면도.
도 9는 볼조인트형 커넥터 시스템을 사용하는 현존 매니폴드 구조물을 밀봉된 플렉시블 커넥터 시스템에 적용시키기 위해 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커넥터 시스템의 측단면도.
도 10은 본 발명의 더욱 다른 실시예에 사용하기 위한 벨로우즈 및 판 구조물의 측단면도.
도 11은 밀봉된 볼조인트형 플렉시블 커넥터 시스템용으로 본 발명에 따라 특히 제조된 매니폴드로 구성된 도 10의 실시예에 따른 플렉시블 커넥터 시스템의 측단면도.
도 12는 소켓부 또는 특별히 구성된 메쉬 스페이서(mesh spacer)가 필요없이 볼조인트형 운동을 제공하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 커넥터 시스템의 측단면도.
도 13은 독립지지(self-supporting) 플렉시블 커넥터 시스템이 도시된 본 발명의 더욱 다른 실시예의 측단면도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예의 측단면도.
도 1은 내연기관차량을 위한 종래의 플렉시블 커넥터 구조물을 나타낸다. 차량 매니폴드(20) 부분은 구멍(24)을 둘러싸는 소켓부분(22)을 포함한다. 소켓부분(22)을 둘러싸는 플랜지(26)는 고정구멍(28)이 제공되고, 이 고정구멍들은 일반적으로 소켓부분(22) 둘레에 적어도 두 개의 원주상으로 이격된 위치에 위치된다. 도 1의 종래기술의 구조물에서, 두 개의 그와같은 고정구멍(28)들은 180°로 떨어져 있게 도시됐다. 배기파이프(30)의 부분은 방사상으로 돌출하는 융기부(32)가 제공된다. 판(plate)(34)은 융기부(32) 하부(downstream) 쪽의 배기파이프(30)를 둘러싼다. 판(34)은 구멍(36)을 갖고 이 구멍은 융기부(32) 하부의 배기파이프(30) 직경보다 단지 조금 더 큰 직경을 갖는 것이 바람직하고, 융기부(32)의 최대 직경보다 실질적으로 작다. 융기부(32) 상부의 배기파이프(30) 부분은 융기부(32) 하부의 직경보다 더 큰, 더 작은 또는 동일한 직경을 가질 수 있다.
실질적으로 원통형 중앙구멍(40), 및 소켓부분(22)의 내측면(44)에 실질적으로 상응하게 형성된 외측면(42)을 갖는 부속품(fitting)(38)이 배기파이프(30)의 상부단부에 조립된다. 부속품(38)은 배기파이프(30)의 단부에 강제 압입 끼워맞춤(force-fitted)될 수 있다. 이와달리 부속품(38)은 구속없이 배기 파이프(30)의 상부 단부를 따라 실질적으로 자유로이 움직일 수 있다. 이와같은 경우, 배기파이프(30)의 상부단부는 일반적으로 플렉시블 커넥터의 최대신장에서도 부속품(38)이 배기파이프(30)에서 완전히 분리되지 않을 정도로 충분한 길이가 제공될 것이다. 부속품(38)의 외측면(42)은 일반적으로 소켓부분의 내측면(44)의 형태와 정밀하게 일치하지 않는다. 부속품(38)은 일반적으로 압축 강철 메쉬물질(compressed steel mesh material)로 제조된다. 이 메쉬물질의 구멍(interstice)들은 대개 분말물질을 함유하고, 이 분말물질은 질석(vermiculite)과 흑연의 화합물일 수 있다. 이와같은 부속품은 상용으로 입수가능하고, 로드 아일런드(Rhode Island)의 운소켓(woonsocket)에 소재하는 에이씨에스 인더스트리즈, 인코포레이티드(ACS Industries, Inc.)와 같은 회사로부터 구입할 수 있다.
판(34)은 플랜지(26)의 고정구멍(28)과 정렬되도록 위치되는 구멍(46)이 제공된다. 코일스프링(48)은 볼트(50)에 결합되고, 볼트(50)는 다음에 구멍(46)을 통하여 고정구멍(28)으로 통한다. 어떤 구조물에서 고정구멍(28)의 내측면은 매끄럽고, 그 경우 볼트(50)는 고정구멍(28)을 통하도록 형성되며, 볼트(50)의 나사 단부(52)는 적당한 너트 또는 기타 고정장치(도시되지 않음)로 고정된다. 기타 구조물에서, 고정구멍(28)은 내부에 나사산이 형성될 수 있고, 이 경우 볼트(50)의 나사 단부는 고정구멍(28)의 내부 나사산과 결합되는 치수로 나사산이 만들어진다. 다른 구조물에서, 볼트(50)는 코일스프링(48)이 50-150파운드의 예비 정하중을 받게 될 정도로 고정된다. 그와같은 예비하중은 차량운전중에 부속품(38)을 소켓부분(22)으로 신속히 결합시키기 쉽다. 부속품(38)과 소켓부분(22)의 볼소켓 상호작용은 배기파이프(30)가 매니폴드(20)에 대해 피봇되게하고, 따라서 엔진의 진동 또는 배기 파이프 시스템 자체의 운동에 의해 유발될 수 있는 운동을 조절한다.
그러나, 차량운정중에 그와같은 종래기술의 플렉시블 커넥터 시스템이 받는 진동 주파수 및 크기는 부속품(38)과 소켓부분(22)의 내측면(44) 사이에 완벽한 밀봉(perfect seal) 형성을 방지하는 것이 발견됐다. 피봇운동은 가스가 조인트로부터 대기로 누설되게 힌다. 조인트에 극도의 축방향 인장이 발생되는 경우, 코일스프링(48)은 소켓부분(22)의 내측면(44)으로부터 부속품(38)을 상승시켜 떨어지게 할 수 있거나 떨어지게 하는 지점까지 압축될 수 있다. 부속품(38)은 일반적으로 비다공성 밀봉부재로 구성되지 않는다. 부속품(38)과 내측면(44) 사이에 항상 존재하는(특히 피봇운동 또는 내측면(44)으로부터 부속품(38)을 상승시켜 떨어지게 하는 동안) 작은 간극이 존재하기 때문에 가스는 부속품(38)과 내측면(44) 사이에서 누설될 수 있고 도 1에 도시된 바와같이 플랜지(26)와 판(34) 사이의 연결부분을 떠난다.
도 2-4는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블 커넥터 시스템을 보여준다. 도 1의 종래기술의 예로는 도시된 매니폴드(20)와 실질적으로 동일할 수 있는 현존하는 차량 엔진 매니폴드(60)는 구멍(64), 및 이 구멍(64) 둘레에 일반적으로 180°이격배치되는 고정구멍(68)을 갖춘 플랜지(66)와 소켓부분(62) 형태의 부품연결구조물을 포함한다.
파이프(70)(실제 배기파이프의 부분 또는 도시된 바와같이 짧은 파이프부분(short pipe section)일 수 있고, 이는 도 2에 도시된 바와같이 하부의 또다른 배기파이프 부재(71)에 차례로 연결되나 나머지 도면의 간략성을 위해 나머지 도면에 서 생략됨)는 환형 융기부(72)를 포함한다. 환형 융기부(72)의 상부(upstream)에 부속품(74)이 제공되고 도 1의 종래기술의 구조물인 파이프(30), 융기부(32) 및 부속품(38)에 대해 기술된 것과 마찬가지 방식으로 파이프(70)의 단부에 수용된다. 부속품(74)과 같은 것은 부속품(38)과 동일한 부속품이고(피봇운동중에 삐걱거리는 소리의 방지를 용이하게 하기 위해) 질석과 흑연의 혼합분말을 함유한 압축금속메쉬물질로 링형태로 제조되는 것이 바람직하다. 기타 삐걱거리는 소리(squeak) 감쇄물질(인코넬(Inconel)등)은 강철메쉬를 대체하도록 사용될 수 있다. 다시 부속품(74)은 파이프(70)의 단부에 강제 압입 끼워맞춤되거나 슬립끼워맞춤(slip-fitting)될 수 있다. 부속품(74)은 또한 내경(80) 및 일반적으로 매니폴드(60) 소켓부분(62)의 내측면(84)에 일치되는 외측면(82)을 갖는 것이 바람직하다.
파이프(70) 단부에 판(86), 벨로우즈 부재(88) 및 판(90)을 포함하는 커넥터 구조물이 고정된다. 판(86)은 중앙구멍(92)과 원통형 플랜지(93)와 제공되는 것이 바람직하다. 벨로우즈(88)는 실질적으로 원통형 단부(94,96)가 제공된다. 판(90)은 중앙구멍(98)이 제공된다. 벨로우즈 단부(94)는 파이프(70)의 외경보다 단지 조금 더 큰 내경을 가지나 이의 외경은 원통형 플랜지(93)의 내경보다 단지 조금 더 작은 것이 바람직하다. 판(86)의 플랜지(93)와 벨로우즈(88)의 단부(94)는 자체가 강제로 팽창될 수 있는 파이프(70)의 크기로 강제로 크기가 작아져서 도시된 바와같이 3부품이 기밀 밀봉을 발생하도록 결합되는 것이 바람직하다. 또한 용접 또는 납땜이 파이프와 벨로우즈 단부 사이에 그리고/또는 벨로우즈 단부와 판 플랜지 사이에 제공될 수 있다. 그와같은 부품을 연결하는 방법은 이 분야에 숙련된 사람들에게 알려져 있다.
벨로우즈(88)의 반대단부에서 벨로우즈 단부(96)는 용접 또는 납땜과 같은 종래기술로 판(90)의 구멍(98) 내측면에 외측면이 고정되는 것이 바람직하다. 벨로우즈 단부(96)와 판(90) 사이의 연결은 또한 기밀연결이어야 한다. 추가 밀봉 견고성(sealing strength)이 필요한 경우 벨로우즈 단부(96)에 가장 가까운 벨로우즈 주름면이 납땜 또는 용접에 의해 판(90)의 인접면에 고정될 수 있다.
판(90)은 플랜지(66)의 고정구멍(68)과 정렬가능한 구멍(100)이 제공된다. 판(86)은 마찬가지로 구멍(100) 및 고정구멍(68)과 정렬가능한 구멍(102)이 제공된다. 볼트(104)는 나사 단부(106)와 축(108)이 제공되는 것이 바람직하다. 나사 단부(106)는 어깨부(shoulder)(110)를 만들도록 축(108)보다 더 작은 직경을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 구멍(100)은 매끄러운 내측면을 갖고, 나사 단부(106)는 내측에 나사산이 형성된 나사산 고정구멍(68)내에 수용된다. 이와달리, 볼트(104)의 단부는 플랜지(66)의 상부측을 지나서 돌출하도록 연장될 수 있고 너트 또는 비슷한 고정구(도시되지 않음)로 고정된다. 볼트(104)가 제자리에 고정될 때 어깨부(110)는 판(90)을 플랜지(66)에 유체-기밀방식으로 지지된다. 원하는 경우 적당한 밀봉가스켓(도시되지 않음)이 플랜지(66)와 판(90) 사이의 밀봉을 향상시키도록 플랜지(66)와 판(90) 사이에 배치될 수 있다. 코일 스프링(112)은 볼트머리 및 와셔가 제공되는 경우 볼트머리(114) 및/또는 와셔(116)에 의해 판(86)의 하부측에 지지된다.
코일 스프링이 조립되면 코일스프링(112)은 50-150 파운드의 부하가 미리 제공되고, 그래서 플렉시블 커넥터는 커넥터를 신장시키는 힘에 견디고, 이 코일 스프링은 커넥터를 설치된 구조로 복귀시킬 것이다. 작동시에 힘이 파이프(70) 또는 매니폴드(60)에 대해 피봇(예컨대 화살표 참조)시키는 경우, 부속품(80)과 소켓부분(62)은 상대적인 피봇을 가능하게 한다. 그와같은 피봇을 통해 또는 내측면(82)으로부터 부속품(80)을 상승시켜 떼어내는 경우 부속품(80)과 내측면(82) 사이를 통과하는 가스는 다양한 부품사이의 밀봉연결에 의해 주위 대기로 누설되는 어떤 경오가 없이 파이프(70)와 판(90), 벨로우즈(88) 및 판(86) 사이에 갇혀진다. 벨로우즈(88)는 파이프(70) 둘레에 밀봉 폐쇄물을 유지하면서 피봇운동뿐만 아니라 축방향 신장 및 수축을 조절할 것이다.
상기 실시예는 종래의 비밀봉 볼조인트 커넥터용으로 구성된 현존하는 매니폴드 구조물을 현존하는 매니폴드 구조물의 실질적인 변경을 필요로하지 않는 밀봉된 실질적으로 누설방지된 플렉시블 커넥터로 변환시키는 역할을 한다.
도 5-7은 방금 기술된 실시예의 변형을 예시하며, 이 실시예는 더 작은 전반적으로 플렉시블 커넥터 패키지 사이즈가 바람직하거나 필요한 적용을 위해 구성된다. 도 2-4에 대하여 기술된 요소와 비슷한 구조 및/또는 작동을 갖는 요소들이 동일 도면부호로 제공된다.
현존하는 차량엔진 매니폴드(60)(도 5)는 실질적으로 도 2-4의 실시예의 매니폴드(60)와 동일한 형태를 갖고, 소켓부분(62), 구멍(64) 및 일반적으로 이 구멍(64) 둘레에 180°로 이격된 고정구멍(68)을 갖는 플랜지(66)를 포함한다.
파이프(70) (실제 배기파이프의 부분일 수 있고, 또는 도시되지 않은, 하부의 또다른 배기 파이프부재에 차례로 연결된 짧은 파이프 부분일 수 있으며)는 환형융기부(72)를 포함한다. 융기부(72)의 상부에 부속품(74)이 제공되고 이 부속품은 도 2-4의 실시예와 실질적으로 동일한 방식으로 제조되어 파이프(70)의 단부에 수용된다. 부속품(74)은 또한 내경(80) 및 매니폴드(60)의 소켓부분(62) 내측면(84)에 일반적으로 일치하는 외측면(82)을 갖는 것이 바람직하다.
파이프(70)의 단부에 컵(117), 벨로우즈 부재(88) 및 판(90)을 포함하는 커넥터 구조물이 고정된다. 컵(117)은 중앙구멍(118)과 원통형 플랜지(119)가 제공되는 것이 바람직하다. 벨로우즈(88)는 실질적으로 원통형 단부(94,96)가 제공된다. 판(90)은 중앙구멍(98)이 제공된다. 벨로우즈 단부(94)는 파이프(70) 외경보다 단지 조금 더 큰 내경을 가지나 외경은 원통형 플랜지(119)의 내경보다 단지 조금 더 작은 것이 바람직하다. 컵(117)의 플랜지(119) 및 벨로우즈(88)의 단부(94)는 파이프(70) 외경보다 단지 조금 더 큰 내경을 가지나 외경은 원통형 플랜지(119) 및 벨로우즈(88)의 단부(94)는 자체가 강제로 신장될 수 있는 파이프(70)의크기로 강제로 작아져서 도시된 바와같이 3부품이 기밀 밀봉을 형성하도록 결합되는 것이 바람직하다. 용접 또는 납땜은 또한 파이프와 벨로우즈 단부 사이에 그리고/또는 벨로우즈 단부와 판 플랜지 사이에 제공될 수 있다. 이와같은 부품을 결합시키는 이와같은 방법은 이 분야에 숙련된 사람에게 알려져 있다.
벨로우즈(88)의 반대단부에서, 벨로우즈 단부(96)는 용접 또는 납땜과 같은 종래기술로 판(90)의 구멍(98) 내측면에 외측면이 고정되는 것이 바람직하다. 벨로우즈 단부(96)와 판(90) 사이의 연결은 또한 기밀 연결이어야 한다. 만일 추가적인 밀봉 견고성이 필요한 경우, 단부(96)에 가장 가까운 벨로우즈 주름면은 납땜 또는 용접에 의해 판(90)의 인접면에 고정될 수 있다.
판(90)은 구멍(100)이 제공되고 이 구멍은 플랜지(66)의 고정구멍(68)과 정렬가능하다. 컵(117)은 마찬가지로 구멍(120)이 제공되고 이 구멍은 구멍(100)과 고정구멍(68)과 정렬가능하다. 볼트(122)는 나사단부(124)와 축(126)이 제공되는 것이 바람직하다. 나사단부(124)는 어깨부(128)를 형성하도록 각 축(126)의 직경보다 더 작은 직경을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 구멍(100)은 매끄러운 내부면을 갖고 나사단부(124)는 내부에 나사가 형성된 고정구멍(68)내에 수용된다. 이와달리 볼트(122)의 단부는 플랜지(66)의 상부측을 지나서 돌출하도록 연장될 수 있고 너트 또는 유사한 고정구(도시되지 않음)에 의해 고정된다. 볼트(122)가 제자리에 고정되면, 어깨부(128)는 판(90)을 플내지966)에 유체기밀방식으로 지지한다. 원하는 경우, 적당한 밀봉 가스켓(도시되지 않음)은 플랜지(66)와 판(90) 사이의 밀봉을 향상시키도록 플랜지(66)와 판(90) 사이에 배치된다. 코일스프링(112)은 볼트 및 와셔가 제공되는 경우 볼트머리(130) 및/또는 와셔(132)로 판(86)의 하부측에 지지된다.
코일 스프링이 조립되면 코일스프링(112)은 50-150 파운드의 부하로 예비부하가 걸리고, 그래서 플렉시블 커넥터는 커넥터를 신장시키기 쉬운 힘에 견디고 코일스프링은 커넥터를 자체의 설치형태로 복귀시킨다. 작동시에 힘이 파이프(70)나 매니폴드(60)에 또는 파이프와 매니폴드에 작동되는 경우 이 힘은 파이프(70)를 매니폴드(60)에 대해 피봇(예컨대 화살표 참조)시키고, 부속품(80) 및 소켓부분(62)은 상대적으로 피봇을 가능하게 한다. 그와같은 피봇을 통해 또는 내측면(82)으로부터 부속품(80)을 상승시켜 떼어내는 경우에 부속품(80)과 내측면(82) 사이를 통과하는 가스는 다양한 부품의 밀봉연결에 의해 주위 대기로 누설되는 어느 경로없이 파이프(700, 판(90) 및 벨로우즈(88) 사이에 갇혀진다. 벨로우즈(88)는 파이프(70) 둘레에 밀봉 폐쇄물을 유지하면서 피봇운동뿐만 아니라 축방향 신장 및 수축을 조절할 것이다.
도 5-7의 플렉시블 커넥터 시스템의 작동은 도 2-4의 플렉시블 커넥터 시스템과 실질적으로 동일 방식으로 작동된다. 그러나 동일 공칭직경을 갖는 파이프(70)에 대해 판(90)의 상부면으로부터 컵(117) 및/또는 볼트(122)의 최하단부까지 도 5-7의 플렉시블 커넥터 시스템의 전길이는 판(90) 상부축으로부터 볼트(104)의 최하단부까지 거리보다 실질적으로 더 짧게 이루어질 수 있고, 이는 더 작은 차량에 또는 공간이 복잡한 기타 경우에 이롭다. 컵(117)은 또한 파편, 바위등으로부터 벨로우즈(88)에 대해 향상된 보호를 제공하고 조립중에 처리된 용이하게 한다.
기타 종래기술의 커넥터 시스템은 도 8에 도시된 바와같이 역(reverse) 볼조인트 구조물을 사용하고, 여기에서 매니폴드(131)의 부분은 플랜지(132)가 제공된다. 돌출 칼라 구조물(projecting collar structure)(133)은 어깨부(134)를 형성하는 편평한 환형부분과 원통형 부분(135)을 포함한다. 이미 기술된 종래기술의 시스템과 본 발명의 두 실시예에서 기술된 바와같이, 질석과 흑연이 함유된 일반적으로 압축 강철 메쉬로 형성되는 것이 바람직한 부속품(136)은 칼라 구조물(133)에 결합된다. 부속품(136)은 3차원으로 만곡된 외측면(137)을 가질 것이다. 판(138)은 부속품(136)의 외측면(137)과 실질적으로 일치하도록 구성된 내측면(140)을 갖는 소켓부분(139)을 갖는다. 볼트(144)로 제자리에 지지되고 일반적으로 나사단부(146)(고정구멍(151)의 나사 내측면과 결합됨)와 머리(148), 및 와셔(150)를 갖는 코일스프링(142)은 판(138)을 매니폴드(131)를 향해 눌러서 소켓부분(139)의 내측면(140)을 부속품(136)에 접촉되게 한다. 판(138)의 원통형 부분(152)은 일반적으로 파이프(도시되지 않음)에 직접 맞대기 용접으로 또는 파이프와 겹침용접으로 및 용접 또는 납땜과 다수의 종래 방법 중 하나에 의해 배기 하향 파이프에 부착될 것이다.
부속품(136)과 소켓부분(139)의 상호작용은 피봇운동을 조절한다. 스프링(142)은 판(138)이 부속품(136)과 접촉되게 유발시키면서 조인트의 축방향 신장을 가능하게 한다. 그러나 피봇중에 또는 축방향 신장이 판(138)을 부속품(136)으로부터 상향으로 이동되어 떨어지게 할 때 가스는 부속품(136)과 내측면(140) 사이로 누출될 수 있고, 그 다음 화살표로 표시된 바와같이 플랜지(136)와 판(138)로 나간다.
도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 커넥터 시스템은 도 8에 도시된 바와같이 매니폴드 구조물을 밀봉된 실질적으로 누설방지된 플렉시블 커넥터 시스템으로 용이하게 변경될 수 있도록 구성된다.
도 8의 종래기술의 시스템을 본 발명의 원리에 따른 시스템으로의 변경은 일반적으로 일반적으로 주조 또는 스탬핑(stamping)에 의해 일단 제조된 매니폴드 자체나 매니폴드용 금형 또는 다이에 약간의 제한된 변경이 필요하다. 변경될 제조된 매니폴드인 경우 그다음 칼라구조물(133)은 도 9에 예시된 바와같이 연마와 같은 적당한 방법으로 매니폴드(131)에서 제거된다. 변경될 매니폴드 금형 또는 다이인 경우 그다음 칼라구조물(133)에 상응하는 금형 또는 다이의 이들 부분은 공지의 금형 또는 다이 제조기술을 사용하여 충전된다. 양 절차의 결과는 새로운 매니폴드(154)를 발생시키고 이 매니폴드는 완전히 매끈한 면(155)을 갖는다. 매니폴드(154)는 이미 기술된 실시예에서와 같이 여젼히 고정구멍(157)을 갖춘 플랜지(156)를 갖는다.
도 9의 플렉시블 커넥터 시스템은 판(158), 파이프 부분(159)을 포함하고, 파이프부분은 용접과 같은 적당한 방법에 의해 판(158)의 중앙 내경(160)에 견고히 고정된다. 부속품(161)은 파이프부분(159)의 반대단부에 결합되고 부속품(161)이 파이프 부분(159)의 길이를 따라 미끄러지는 것을 방지하기 위해 부속품(161)의 상부 위치에 확대된 직경을 갖는다. 부속품(161)이 파이프(159)에 대해 단지 제한된 운동을 하는 것을 보장하도록 환형플랜지(174)는 파이프(159) 외측에 고정될 수 있고 부속품(161)은 환형 플랜지에 걸릴 것이다. 판(158)은 구멍(162)들을 포함하고 이 구멍들은 고정구멍(157)과 정렬된다. 판(163)은 소켓부분(164)과, 구멍(162) 및 고정구멍(157)과 정렬가능한 구멍(165)이 제공된다. 판(163)은 볼트(166)에 의해 부속품(161)에 지지되고 볼트는 축(167), 좁혀진 나사단부(168) 및 머리(169)를 포함한다. 코일스프링(170)은 판(163)의 하부면과 와셔(171) 및 볼트머리(169) 사이에 지지된다. 나사단부(168)는 고정구멍(157)의 나사가 형성된 내측면과 결합된다. 환형부재(172,173) 각각은 방사상 외향 개방부를 갖고 실질적으로 U형 단면형태이며, 각각 판(158,163)의 대향면에 용접된다. 벨로우즈(177)의 원통형 단부(175,176)는 각각의 외측면이 환형부재(172,173)에 각각 용접된다.
볼트(166) 어깨부(179)는 유체기밀 밀봉을 형성하도록 판(158)을 매니폴드(154)의 면(155)에 지지한다. 밀봉 가스켓(도시되지 않음)은 밀봉을 개선시키기 위해 매니폴드(154)의 면(155)과 판(158) 사이에 배치될 수 있다. 판(158)과 환형부재(172), 환형부재(172)와 벨로우즈 단부(175), 벨로우즈 단부(175)와 환형부재(173), 및 환형부재(173)와 판(163) 사이의 용접은 모두 각각의 위치에서 유체기밀 밀봉을 제공할 정도이다. 판(163)의 하부단부(180)는 유체기밀 연결을 갖는 또다른 배기 하향 파이프에 적당한 방식으로 차례로 고정될 것이다.
도 9의 플렉시블 커넥터 시스템의 형태는 특히 현존하는 비밀봉된 소위 역볼조인트 커넥터를 밀봉된 실질적으로 누서방지된 플렉시블 역볼조인트 커넥터로 간단하고 상대적으로 값싸게 변경시킬 수 있는 것이 장점이다. 변경은 현존하는 제조된 매니폴드에서 예컨대 연삭으로 물질을 간단히 제거하거나 최종 가공된 매니폴드에서 돌출물을 제거하도록 현존하는 매니폴드 금형 또는 다이의 부분을 충전시키는 것을 포함하며, 이는 최종 가공된 매니폴드에 새로운 돌출물을 형성하도록 금형 또는 다이에서 물질을 첨가 또는 제거하거나 새로운 금형 또는 다이를 제조하는 것보다 실질적으로 용이하게 그리고 값싸게 신속히 달성되는 점에서 상대적으로 간단하다.
이와달리 매니폴드(154)는 도 8의 매니폴드(131)와 실질적으로 동일 형태를 갖도록 변경되지 않을 수 있다. 판(158)과 파이프부분(159)은 현존하는 칼라구조물(133')에 일치되어 끼워맞춤되도록 구성될 수 있다. 그와같은 형태는 제조하기에 약간 다소 비쌀지라도 변경된 매니폴드 구조와 실질적으로 동일 방식으로 작동되고 또한 본 발명의 범위내에 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예를 예시하며, 이는 또한 역 볼조인트 형태를 사용한다. 도 10은 환형부재(172)를 제거하도록 변형된 판과 벨로우즈 구조물을 예시하고, 환형부재는 도 9의 실시예에 존재하였다. 대신에 벨롱즈(178)의 상부단부는 판(158)의 중앙구멍(18)을 통과하고, 방사상 외향으로 향한 U형 단면을 갖는 환형부분을 한정하도록 외측으로 만곡되고, 그다음 도 10 및 도 11의 도면부호 182로 표시된 바와같이 방사상 외측으로 향한면이 판(158)의 방사상 내측면과 인접면들에 용접된다. 외향만곡은 용접을 사용하지 않고 밀봉이 이루어지게 한다. 도면부호 182에서 벨로우즈 단부의 외향만곡은 본 발명의 다른 실시예에 또한 적용될 수 있다. 도 11의 실시예에서, 매니폴드(190)는 연장된 돌출칼라구좀루(192)을 갖고, 어깨부(193)와 원통형부분(194)을 갖게 제조된다. 어깨부(193)와 원통형 부분(194)은 부속품(195)을 수용하고, 이 부속품은 이전 실시예에서와 같이 분말함유 금속 메쉬로 제조된다.
볼트(197), 특히 나사부가 좁혀진 단부(198)는 판(158)을 매니폴드(190)의 플랜지(200)와 밀봉접촉되게 지지하도록 구멍(162)을 통해 나사 고정구멍(199)으로 들어간다. 다른 실시예에서와 같이, 적당한 물질로 제조된 밀봉가스켓(도시되지 않음)은 판(158)과 플랜지(200) 사이에 배치될 수 있다.
볼트(197)는 축(201), 머리(202), 및 어깨부(203)를 포함하고, 이 어깨부는 판(158)을 플랜지(200)에 지지시킨다. 머리(202)와 와셔(204)는 스프링(205)을 판(163)에 강제로 눌러서 도 9의 플렉시블 커넥터 시스템의 판과 비슷한 방식으로 판(163)이 부속품(195)을 누르게 한다. 벨로우즈(178)는 단부에서 판(158)에 그리고 환형부재(173)에 각각 밀봉되게 용접되고, 환형부재(173)는 연결부의 완전한 밀봉구조물을 형성하도록 판(163)에 밀봉되게 용접된다.
도 12는 본 발명의 더욱 다른 실시예를 예시하고, 이 실시예는 볼조인트형 운동범위를 제공하나 본 발명의 이전 실시예에서와 같이 소켓부분 또는 특별한 형태의 와이어 메쉬 부속품들에 대한 필요성이 없다. 도 9의 실시예에서 처럼 도 12의 플렉시블 커넥터 시스템은 현존하는 매니폴드 구조물 및/또는 동일 구조물용 금형 또는 다이와 사용하기 위해 구성되는 것이 바람직하고, 매니폴드는 볼조인트형 금속 메쉬 부속품을 수용하기 위해 외향 돌출 칼라구조물을 갖도록 원래 설계됐다.
매니폴드(208)는 현존하는 매니폴드 구조물이고, 외향 돌출 칼라구조물(209)을 가지며, 환형 어깨부(210)와 원통형부분(211)을 포함한다. 본 발명의 이와같은 실시예에 따라, 칼라구조물(209)은 예컨데 연삭에 의해 현존하는 매니폴드에서 제거되거나 매니폴드(208)형성용 금형 또는 다이가 충전되어서 칼라구조물(209)이 형성되지 않고 단지 편평한 면(212)을 남긴다. 플랜지(213)는 고정구멍(214)을 포함하고, 이 고정구멍은 내부에 나사가 형성되는 것이 바람직하다. 볼트(215)의 어깨부(217)는 판(216)을 매니폴드(208)의 면(212)에 지지한다. 파이프(218)는 일단부에서 벨로우즈(220)의 원통형단부(219) 내측면에 고정된다. 벨로우즈(220)의 원통형 단부(219) 외측면은 차례로 판(216)의 구멍(221) 내측면에 유체-기밀 방식으로 고정된다. 파이프(218)의 하부단부는 자유로이 남겨지고 컵(224)의 단부(223)와 벨로우즈(220)의 단부(222)는 배기 하향 파이프(도시되지 않음)에 고정된다. 벨로우즈(220)의 하부 원통형 단부(222)는 컵(224)의 하부단부(223) 내측면에 고정된다. 유체-기밀 밀봉은 단부(222)와 하부 배기 시스템 부품(231)사이에 용접과 같은 것에 의해 형성될 것이다. 컵(224)의 상부 단부는 방사상 외향 연장플랜지(225)에서 끝난다. 플랜지(225)와 판(216) 사이에 환형 금속 메쉬 스페이서부재(227)가 금속메쉬 스페이서부재(227)가 위치된다. 스페이서부재(227)는 대략 50-150파운드의 축방향 압축부하 상태에서 약간 탄성 및 압축가능하도록 구성된다. 스페이서부재(227)는 코일스프링, 벨레빌(Belleville)스프링, 웨이브(wave)스프링, 또는 비슷한 경사 탄성쿠션부재와 같은 스프링으로 대체될 수 있다.
볼트머리(228)와 와셔(229)는 스프링(230)을 제자리에 지지하고 압축력을 플랜지(225)에 작용시키며, 차례로 플랜지(225)가 스페이서부재(227)에 눌려지게 한다. 스페이서부재(227)는 탄성압축으로 배기가스를 따라 축방향 진동의 전파를 감소시키거나 제거하기 쉬운 축방향 압축부하를 조절할 것이다. 이외에, 굽힘력이 파이프(218)에 작용되는 경우 스페이서부재(227)의 압축성은 굽힘력에 굴복하고 점차적으로 견디는 볼조인트 구조물과 비슷한 작용을 할 것이다. 판, 벨로우즈 및 하향 배기 시스템 부품 사이의 밀봉 연결로 파이프와 벨로우즈 사이로 통과하는 가스는 주위 대기로 누출될 기회없이 거기에 갇혀진다.
도 13은 플렉시블 커넥터 시스템의 볼조인트형의 볼소켓 구조물을 일부 대체할 구조를 갖는 본 발명의 다른 실시예를 예시한다. 다시 도 9 및 도 12의 예와같이 도 13의 플렉시블 커넥터 시스템은 현존하는 매니폴드 구조물 및/또는 동일 구조물용 금형 또는 다이와 사용하기 위해 구성되는 것이 이롭고, 매니폴드는 볼조인트형 금속 메쉬 부속품을 수용하기 위해 외향 돌출 칼라 구조물을 갖도록 본래 설계되었다.
매니폴드(232)는 현존하는 매니폴드 구조물이고 외향 돌출 칼라구조물(233)을 가지며, 이 칼라 구조물(233)은 환형 어깨부(234)와 원통형 부분(235)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라 칼라구조물(233)은 예컨대 연삭에 의해 현존 매니폴드에서 제거되거나 매니폴드(232)를 형성하기 위한 금형 또는 다이가 충전되어서 칼라구조물(233)이 형성되지 않고 단지 편평한 면(236)을 남긴다.
플랜지(237)는 고정구멍(238)을 포함하고, 이 고정구멍은 내부에 나사가 형성된다. 간단한 볼트(도시되지 않음)는 판(239)을 매니폴드(232)의 면(236)에 지지한다. 적당한 가스켓(도시되지 않음)은 판(239)과 매니폴드(232) 사이의 유체기밀 밀봉을 향상시키도록 원하는 경우 판(239)과 매니폴드(232) 사이에 위치될 수 있다. 파이프(240)는 벨로우즈(242)의 원통형 단부(241) 내측면에 일단부가 고정된다. 벨로우즈(242)의 원통형 단부(241) 외측면은 차례로 판(239)의 구멍(243) 내측면에 유체-기밀 방식으로 고정된다. 벨로우즈(242)의 하부단부(245) 내측면은 유체기밀방식으로 파이프(240)에 고정된다. L형 단면을 가질 수 있는 환형칼라(247)는 벨로우즈(242)와 파이프(240) 사이의 유체기밀 밀봉을 강화시키도록 제공될 수 있다. 파이프(240)의 하부단부는 보통방식으로 다른 배기하향 파이프에 고정된다.
볼조인트구조 또는 도 12의 탄성 환성금속메쉬링을 사용하는 대신에, 파이프(240)(도 13)는 커트(cut)(244,246)등이 제공되고, 각 커트는 파이프(240) 둘레주위로 90°-300°의 호로 연장되는 것이 바람직하다. 각 연속커트는 전후 커트에 대해 30°-180°로 파이프 둘레로 회전되어야 한다. 커트들은 적어도 0.25인치에서 최대 2인치 이격되어야 한다. 각 커트는 공칙폭이 1-4인치인 파이프(240)에 대해 0.060-1.0인치의 길이를 가져야 한다. 커트(244,246)등은 자체를 지지할 수 있는 파이프를 여전히 제공하는 한편 대부분의 통상의 배기시스템 적용에서 파이프의 굽힘저항을 조금 감소시킴으로써 파이프(240)에 제한된 양의 유연성(a limited amount of flexibility)을 제공한다. 도 13의 실시예는 그자체가 축방향 신장 또는 수축을 조절하는 것이 미흡할지라도 그와같은 응력은 기타 종래의 구조물에 의해 도 13의 플렉시블 커넥터 시스템의 바로 하부에서 조절될 수 있다.
도 13의 플렉시블 커넥터 시스템은 볼조인트형 커넥터 시스템에 상응하는 피봇유연성을 제공하는 한편 그리고 횡방향 진동을 분리시키는 밀봉된 실질적으로 누설방지를 제공하면서 종래기술에 대해서 뿐만아니라 이미 기술된 기타 실시예에 대해 실질적으로 자체지지(self-supporting)(이 용어는 이 분야에서 알 수 있음)되는 것이 장점이다.
도 12 및 도 13의 실시예는 또한 현재 기술된 이 분야에 일반적인 기술을 갖는 사람에 의해 판(216)과 파이프(218) 사이에 또는 판(239)과 파이프(240) 사이에 단면 형태 및 연결을 적용함으로써 변경되지 않은 매니폴드구조를 사용하는 것이 제공될 수 있다. 따라서 이와같이 변경되지 않은(unmodified) 형태등도 본 발명의 범위내에 있는 것으로 간주될 수 있다.
도 2-7 및 도 9-12의 장치가 배기 매니폴드와 조합으로 기술될지라도 다른 상부 및 하부 부품들이 실질적인 변경없이 파이프와 촉매 변환기등의 두 파이프에 연결될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예를 예시하고, 여기에서 플랜지(250)는 매니폴드 또는 기타 구조물의 부분일 수 있다. 플랜지(250)의 구멍(251) 내측면은 엔드 캡(end cap)(252)의 외측면 또는 인접 배기부품을 둘러싸고 이에 밀봉되게 고정되는 것이 바람직하다. 엔드 캡(252)의 내측면은 벨로우즈(254)의 원통형 단부(253)를 차례를 둘러싸고 이에 밀봉되게 고정되는 것이 바람직하다. 엔트 캡(252)의 내측면은 벨로우즈(254)의 원통형 단부(253)를 차례를 둘러싸고 이에 밀봉되게 고정되는 것이 바람직하다. 벨로우즈(254)의 원통형 단부(253)는 차례로 입구/출구 튜우브(255)의 단부에 밀봉되게 고정되는 것이 바람직하다. 입구/출구 튜우브(256), 벨로우즈(254)의 원통형단부(257) 및 엔드 캡(258) 각각은 마찬가지로 서로 고정된다. 튜우브(255,256)는 튜우브(255,256)에서 교번 방식으로 발생되는 프롱(prong)(262,263)등을 한정하도록 노치(259)와 같은 교번 노치를 갖게 마주보는 단부에서 절단된다. 도 14에 도시된 실시예에서, 튜우브(255,256) 각각은 더 많은 또는 더 적은 수의 프롱이 사용될 수 있을지라도 인접단부에 형성된 4개의 프롱을 갖는다. 와이어 짐프(wire gimp)(265)는 튜우브(255)를 튜우브(256)에 부착시킨다. 와이어 짐프(265)가 얼마나 견고히 감기는지 그리고 태브(tab)에 겹침량이 얼마인지에 좌우되고, 축방향 운동량은 변화될 수 있다. 또한 메쉬링과 같은 다른 구조물이 와이어 짐프대신에 사용될 수 있다.
도 13 및 도 14의 실시예의 플렉시블 커플러 장치가 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 배기 매니폴드 포트이외의 위치에 사용될 수 있음을 용이하게 알 수 있다. 예컨대 도 13 또는 도 14의 구조물은 실질적인 변경없이 2개의 인접 파이프 단부를 연결시키도록 사용될 수 있다.
상기 설명 및 도면들은 단지 본 발명의 설명하고 예시하는 것이며 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위에 제한된 것을 제외하고 이에 제한되지 않고, 이 분야에 숙련된 사람들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변경 및 변형을 시킬 수 있을 것이다.

Claims (37)

  1. 적어도 하나의 출구 구멍을 갖는 엔진 매니폴드 및 부품연결구조물;
    하부 배기시스템 부품;
    배기 매니폴드를 하부 배기시스템 부품에 연결하며, 중간 파이프 부재를 포함하고 제 1단부 및 제 2단부를 갖는 플렉시블 커넥터;
    내연기관용 배기 매니폴드와 조합되는 플렉시블 커넥터 시스템에 있어서, 제 1 및 제 2단부중 하나에서 하부 배기시스템 부품에 고정하기 위해 작동되게 구성되는 중간 파이프부재;
    적어도 하나의 출구 구멍으로부터 하부 배기시스템 부품으로 유체의 수송을 위해 배기 매니폴드의 적어도 한 출구구멍과 정렬가능하게 그리고 이에 실질적으로 인접 위치되게 더욱 구성되는 중간 파이프 부재;
    제 1단부 및 제 2단부를 갖고, 중간 파이프 부재둘레에 배치되고 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉으로 적어도 간접적으로 제 1 및 제 2단부 중 하나에서 하부 배기시스템에 고정가능한 플렉시블 터뷸러 벨로우즈 부재;
    배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분과 결합을 위해 작동되게 구성되고, 제 1인터페이스부재와 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉으로 연결되며, 제 1인터페이스 부재와 벨로우즈 부재의 일단부 사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉으로 연결되는 제 1인터페이스 부재;
    2개의 중간 파이프 부재, 제 1인터페이스부재 및 배기 매니폴드 사이에 적어도 상대적인 각운동을 조절하기 위해 2개의 중간 파이프부재, 제 1인터페이스부재 및 배기 매니폴드 사이에 작동되게 결합시키기 위해 구성되는 적어도 하나의 결합부재; 및
    적어도 하나의 결합 부재를 배기 매니폴드의 부품연결구조물과 경사지게 유발된 결합으로 유지시키기 위해 작동되게 구성된 적어도 하나의 예비부하부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 배기 매니폴드의 부품연결구조물은 실질적으로 편평한 부착면을 포함하고, 이 편평한 부착면은 배기 매니폴드에서 외향으로 돌출하는 구조물인 현존 배기 매니폴드 구조물에서 제거함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 배기 매니폴드의 부품연결구조물은 실질적으로 편평한 부착면을 포함하고, 이 편평면은 배기 매니폴드를 제조하기 위해 현존하는 형태의 대응 부분을 충전시킴으로써 형성되고, 이와달리 편평한 부착면에서 돌출되는 외향 돌출구조물은 배기 매니폴드의 최초 제조시에 이와같은 돌출구조물의 형성을 방지하도록 제조되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 시스템.
  4. 결합된 부품에 작용하는 횡방향 굽힘력을 조절하면서 주위 대기로 배기가스가 누출되는 것을 실질적으로 방지하기 위해, 한 부품으로부터 다른 부품으로 이와같은 횡방향 굽힘력의 전달을 실질적으로 방지하는 실질적으로 밀봉된 누설방지 연결을 제공하기 위해 적어도 하나의 출구 구멍을 갖는 배기 매니폴드, 및 부품연결구조물을 하부 배기시스템에 연결하는 내연기관 동력차량용 배기시스템과 같이 유체수송시스템에 부품을 결합시키기 위한 플렉시블 커넥터 장치에 있어서,
    제 1단부 및 제 2단부를 갖는 중간 파이프부재;
    제 1단부와 제 2단부 중 하나에서 하부 배기시스템부품에 결합시키기 위해 작동되게 구성되는 중간 파이프 부재;
    적어도 하나의 출구구멍으로부터 하부 배기시스템부품으로 유체의 수송을 위해 배기 매니폴드의 적어도 한 출구구멍에 실질적으로 인접 위치될 수 있고 이에 정렬되도록 더욱 구성되는 중간 파이프 부재;
    제 1단부와 제 2단부를 갖고 중간 파이프부재 둘레에 배치되며, 적어도 간접적으로 적어도 제 1단부와 제 2단부중 하나에서 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉으로 하부 배기시스템 부품에 고정가능한 플렉시블 터뷸러 벨로우즈부재;
    제 1인터페이스부재와 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉을 형성하기 위해, 그리고 제 1인터페이스부재와 벨로우즈부재의 일단부 사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉을 형성하기 위해, 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분과의 결합을 위해 작동되게 구성되는 제 1인터페이스부재;
    중간 파이프부재와 배기 매니폴드사이의 적어도 상대적인 각운동을 조절하기 위해, 중간 파이프 부재와 배기 매니폴드와 작동가능한 결합을 위해 구성되는 적어도 하나의 결합부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 적어도 하나의 결합부재를 배기 매니폴드의 부품연결구조물과 경사 유발 결합으로 유지하기 위해 작동되게 구성되는 적어도 하나의 예비부하 부재를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  6. 제 4항에 있어서, 결합 부재는, 배기 파이프 매니폴드와 제 2인터페이스 부재 중 하나에 대응하는 중간 파이프 부재를 실질적으로 전 방향으로 회전시키기 위해, 중간 파이프 부재의 일단부에 작동되게 장착되고, 플렉시블 터뷸러 벨로우즈 부재에 작동되게 연결된 제 2인터페이스 부재와 배기 매니폴드의 부품연결구조물 중 하나에 작동되게 장착된 소켓 지역과 일치하고 실질적으로 적합하도록 작동되게 구성되는 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 고정 부재는 3차원으로 만곡된 외부면을 갖고 금속 메쉬로 제조되는 애뉼러 링 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 고정 부재는 애뉼러 링 부재의 간극내로 주입된 마찰감소 분말 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 인터페이스 부재는 배기 매니폴드의 부품 연결 구조물에 유체기밀 밀봉 방법으로 부착되도록 작동되게 구성되고, 플렉시블 터뮬러 벨로우즈 부재의 제 1 및 제 2단부의 또다른 것에 부착되도록 작동되게 더 구성되는 판부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 판부재는 실질적으로 2차원 구성인 것을 특징으로 하는 플렉시클 커넥터 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 판부재는 실질적으로 컵 형상의 구성인 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  12. 제 9항에 있어서, 소켓지역을 갖는 부품연결부재를 갖는 배기 매니폴드를 돕기 위해 구성되는 고정부재는 중간 파이프의 단부와, 벨로우즈 부재가 적어도 간접적으로 부착되는 중간 파이프의 타단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  13. 제 9항에 있어서, 판부재는 고정부재의 축 하부위치에 작동되게 장착되도록 구성되고, 중간 파이프 부재에 적어도 간접적으로 부착되는 벨로우즈 부재의 타단과, 벨로우즈 부재의 일단과, 배기 매니폴드에 밀봉 부착되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  14. 제 9항에 있어서, 중간 파이프 부재는 배기 매니폴드의 부품연결구조물에 하나의 단부가 적어도 간접적으로 부착될 수 있어, 고정 부재가 배기 매니폴드에 적어도 간접적으로 부착될 수 있는 중간 파이프 부재의 일단과 타단에 수용되고, 제 2인터페이스 부재는 소켓지역을 갖는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 소켓지역은 고정부재와 함께 맞물리기 위해 제 2인터페이스 멤버내에 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  16. 제 14항에 있어서, 벨로우즈 부재는 제 1 및 제 2인터페이스 부재에 유체기밀 방법으로 밀봉된 상태에서 그 단부가 부착되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  17. 제 12항에 있어서, 중간 파이프 부재가 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 접촉부분으로 형성되어, 고정부재가 부품연결구조물의 접촉부분으로 형성되어, 고정부재가 부품연결구조물의 돌출단부에 수용되고, 제 2인터페이스 부재는 소켓 지역을 갖고, 벨로우즈 부재의 단부는 제 2인터페이스 부재에 누수방지 방법인 밀봉으로 직접 부착되는 하부 배기시스템 요소에 적어도 간접적으로 부착될 수 있고, 다음 제 2인터페이스 부재는 하부 배기시스템 요소에 실질적으로 직접 부착될 수 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 소켓지역은 고정부재와 함께 맞물리기 위해 제 2인터페이스 부재내에 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 벨로우즈 부재는 제 1 및 제 2 인터페이스 부재에 유체기밀 방법인 밀봉으로 단부가 부착되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  20. 제 5항에 있어서, 적어도 하나의 예비부하 부재는 배기 매니폴드의 부품연결소자에 제 1인터페이스 부재를 부착하기 위해 작동되게 구성되는 적어도 하나의 파스너 부재와, 제 1인터페이스 부재를 향해 축방향으로 제 2인터페이스 부재를 유발시키기 위해, 적어도 하나의 파스너 부재와 제 2인터페이스 부재에 작동되게 연결되는 적어도 하나의 바이어싱 부재를 포함하는 것으로 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  21. 제 4항에 있어서, 제 1인터페이스 부재에 밀봉되는 벨로우즈 부재의 타단부에 대립하는 벨로우즈 부재의 일단부에 작동되게 연결하기 위해 구성되는 제 2인터페이스 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 제 2인터페이스 부재는 상대각운동을 위해 제 1인터페이스 부재에 더 작동되게 연결되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 결합부재는 접촉 지지되는 상태이고 제 1 및 제 2인터페이스 부재 사이에서 축방향으로 장착된 탄성 스페이서 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  24. 제 23항에 있어서, 스페이서 부재는 금속 메쉬링을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  25. 제 23항에 있어서, 적어도 하나의 예비부하 부재는 배기 매니폴드 부품연결구조물에 제 1인터페이스 부재를 부착시키기 위해 작동되게 구성되는 적어도 하나의 파스너 부재와;
    제 1인터페이스 부재를 향해 축방향으로 제 2인터페이스 부재를 유발시키기 위해, 적어도 하나의 파스너 부재와 제 2인터페이스 부재에 작동되게 연결되고, 스페이서 부재를 가압하는 적어도 하나의 바이어싱 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  26. 제 4항에 있어서, 적어도 하나의 결합부재는 배기 매니폴드와 중간 파이프 부재의 다른 지역 사이의 상대각운동을 조절하기 위해, 중간 파이프 부재의 유연성이 향상되도록 작동되게 구성되는 중간 파이프 부재의 한 지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  27. 제 26항에 있어서, 유연성이 향상되도록 작동되게 구성되는 중간 파이프 부재의 지역은 중간 파이프 부재의 길이방향 축에 대하여 원주방향을 따라 아치형의 세그먼트가 분리되는 파이프 재료의 부분인 지역을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  28. 제 27항에 있어서, 유연성이 향상될 수 있도록 작동되게 구성되는 중간 파이프의 지역은 파이프 재료의 부분들이 제거되고, 제 1 및 제 2중간 파이프 부재를 형성하고, 거기서 방사하는 교대로 엇갈린 축방향으로 겹쳐지는 탭 부재를 가지는 지역과; 및
    또다른 것에 제 1 및 제 2 중간 파이프 부재를 유연하게 묶기위해 축방향으로 번갈아 엇갈리며 겹쳐지는 탭 부재를 작동되게 둘러싸는 적어도 하나의 묶음부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 장치.
  29. 결합된 부품에 작용하는 횡방향 및 굽힘력을 조절하면서 주위 대기로 배출가스의 누설을 실질적으로 방지하기 위해, 한 부품으로서 다른 부품으로 이와같은 횡방향 및 굽힘력의 전달을 실질적으로 방지하기 위해, 실질적으로 밀봉된 누설방지 연결을 제공하기 위해 내연기관 동력차량용 배기시스템과 같은 유체수송시스템의 부품을 연결하기 위해 예컨대 적어도 하나의 출구구멍을 갖는 배기 매니폴드, 및 부품연결구조물을 하부 배기시스템 부품에 결합을 위해 플렉시블 커넥터를 제공하는 방법에 있어서,
    제 1단부 및 제 2단부를 갖는 중간 파이프 부재를 형성하는 단계,
    제 1 및 제 2단부중 하나에서 하부 배기시스템 부품에 연결하기 위해 중간 파이프 부재를 형성하는 단계,
    적어도 하나의 출구구멍에서 하부 배기시스템 부품으로 유체의 수송을 위해 배기 매니폴드의 적어도 하나의 출구구멍에 실질적으로 인접 배치되고 이에 정렬되도록 중간 파이프 부재를 더욱 형성하는 단계;
    제 1단부와 제 2단부를 갖고, 중간 파이프 부재 둘레로 배치되며 적어도 간접으로 제 1 및 제 2단부중 하나에서 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉으로 하부 배기가스시스템 부품에 고정가능하게 플렉시블 터뷸러 벨로우즈 부재를 형성하는 단계;
    제 1인터페이스부재와 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉을 형성하기 위해, 그리고 제 1인터페이스 부재와 벨로우즈 부재의 일단부 사이에 실질적으로 누설방지 유체기밀 밀봉을 형성하기 위해 배기 매니폴드의 부품연결구조물의 부분과의 결합을 위해 작동되게 형성되는 제 1인터페이스 부재를 제공하는 단계;
    중간 파이프 부재와 배기 매니폴드 사이에 적어도 상대적인 각운동을 조절하기 위해 중간 파이프 부재와 배기 매니폴드와 작동결합하기 위해 형성된 적어도 하나의 결합부재를 제공하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 제공방법.
  30. 제 29항에 있어서, 적어도 하나의 결합부재를 배기 매니폴드의 부품연결구조물과 경사유발결합으로 유지하기 위해 작동되게 형성된 적어도 하나의 예비부하 부재를 제공하는 단계를 더욱 포함하는 것으로 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 제공방법.
  31. 제 29항에 있어서, 존재하는 경우 배기 매니폴드에서 돌출연결구조물을 제거하는 단계 및 배기 매니폴드에 돌출부품연결구조물의 형성을 방지하는 단계중 하나를 수행함으로써 실질적으로 평면 결합면을 배기 매니폴드에 부품결합구조물을 제공하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 제공방법.
  32. 제 31항에 있어서, 배기 매니폴드에 돌출부품연결구조물의 형성을 방지하는 단계는 돌출부품연결구조물에 상응하는 배기 매니폴드용 금형 또는 다이의 부분에 충전하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커넥터 제공방법.
  33. 배기 매니폴드를 하부 배기시스템에 결합시키기 위해 비밀봉 커넥터와 사용하기 위해 형성된 배기 매니폴드를 포함하는 내연기관용 배기시스템을 밀봉된 플렉시블 배기시스템으로 변환시키는 방법에 있어서,
    존재하는 경우 배기 매니폴드에서 돌출부품연결구조물을 제거하는 단계;
    이와달리 배기 매니폴드에 돌출부품연결구조물의 형성을 방지하는 단계;
    풀렉시블 커넥터 장치를 배기 매니폴드에 밀봉된 플렉시블 연결로 고정하는 단계중 한 단계를 실행함으로써 실질적으로 평면 결합면을 갖는 배기 매니폴드에 부품연결구조물을 제공하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 변환방법.
  34. 배기 매니폴드를 하부 배기시스템에 결합시키기 위해 비밀봉 커넥터와 사용하기 위해 형성된 배기 매니폴드를 포함하는 내연기관용 배기시스템을 밀봉된 플렉시블 배기시스템으로 변환시키는 방법에 있어서,
    존재하는 경우 배기 매니폴드에서 돌출부품연결구조물을 우회시키는 단계;
    플렉시블 커넥터 장치를 배기 매니폴드에 밀봉된 플렉시블 연결로 고정시키는 단계중 한 단계를 실행함으로써 실질적으로 평면 결합면을 갖는 배기 매니폴드에 부품연결구조물을 제공하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 변환방법.
  35. 배기 매니폴드를 하부 배기시스템에 결합시키기 위해 비밀봉 커넥터와 사용하기 위해 형성된 배기 매니폴드를 포함하는 내연기관용 배기시스템을 밀봉된 플렉시블 배기시스템으로 변환시키는 방법에 있어서,
    존재하는 경우 배기 매니폴드에서 돌출부품연결구조물을 집적시키는 단계;
    플렉시블 커넥터 장치를 배기 매니폴드에 밀봉된 플렉시블 연결로 고정시키는 단계중 한 단계를 실행함으로써 실질적으로 평면 결합면을 갖는 배기 매니폴드에 부품연결구조물을 제공하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 변환방법.
  36. 배기 매니폴드를 하부 배기시스템에 결합시키기 위해 비밀봉 커넥터와 사용하기 위해 형성된 배기 매니폴드를 포함하는 내연기관용 배기시스템을 밀봉된 플렉시블 배기시스템으로 변환시키는 방법에 있어서,
    배기 매니폴드에 돌출부품연결구조물의 형성을 방지하는 단계;
    플렉시블 커넥터 장치를 배기 매니폴드에 밀봉된 플렉시블 연결로 고정시키는 단계중 한 단계를 실행함으로써 실질적으로 평면 결합면을 갖는 배기 매니폴드에 부품연결구조물을 제공하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 변환방법.
  37. 제 33항에 있어서, 배기 매니폴드에 돌출구성연결구조물의 형성을 방지하는 단계가 돌출부품연결구조물에 상응하는 배기 매니폴드용 금형 또는 다이의 부분에 충전하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 변환방법.
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