KR200153520Y1 - 배기계 파이프의 플랜지 용접구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차의 배기계에서 배기개스의 흐름을 안정시켜 주면서 용접 강도를 증가 시켜 주기 위하여 이그조스트 파이프에 플랜지를 용접하고, 플랜지를 통해 이그조스트 파이프를 결합하여 배기계를 구성하는 이그조스트 파이프의 플랜지 접합 구조에 있어서, 상대 구조물 결합부를 기준으로 플랜지 내경의 일부를 절삭하여 이그조스트 파이프의 외경보다 큰 확장 절삭면을 형성하고, 상기 절삭면에서 연장시켜 이그조스트 파이프 외경과 접촉되는 접촉면을 형성하여 상기 절삭면에 용접 비드가 형성되도록 한 배기계 파이프의 플랜지 용접 구조임.

Description

배기계 파이프의 플랜지 용접구조{Weld structure Flange of Exhanst pipe}

본 고안은 차의 배기계에서 배기개스의 흐름을 안정시켜 주면서 용접 강도를 증가 시켜 주기 위한 배기계 파이프의 용접 구조에 관한 것이다.

차의 배기계를 구성하는 배기 파이프는 배기 매니폴드에서 나오는 배기개스를 외부로 방출하는 강관이며, 배기개스 열의 일부를 발산 시키는 역할을 하고, 또 소음기의 수나 촉매 컨버터 등의 부착에 따라 앞, 중간, 뒷 파이프등 몇 개로 나누어 진다.

도 1은 배기계 구성을 보인 것으로 주요 부분은 이그조스트 매니폴드(1)에 연결된 프론트 이그조스트 파이프(2), 기관의 구동 진동을 이그조스트 파이프에서 소화 시키기 위해 프론트 이그조스트 파이프(2)와 결합된 플렉시블 벨로우즈(3), 플렉시블 벨로우즈(3)측에 파이프(4)로 연결되어 유해 배기개스를 촉매 시키는 촉매 컨버터(5), 촉매 컨버터(5)에 커넥팅 파이프(6)로 연결되어 촉매 컨버터(5)를 지난 배기개스 유동 소음을 줄이는 보조 머플러(7), 배기개스를 차체 후미부측으로 유도하는 리어 이그조스트 파이프(8) 및 여기에 결합되어 배기소음을 줄이는 디퓨져(10)가 있는 메인 머플러(9) 등이다.

상기 배기계 구조에서 이그조스트 매니폴드(1)에서 보내지는 배기개스 유동은 프론트 이그조스트 파이프(2), 플렉시블 벨로우즈(3)를 차례로 지나 촉매 컨버터(5)를 경유 하고 이후 보조 머플러(7), 리어 이그조스트 파이프(8), 메인 머플러(9)를 통해 배기된다.

도 2의 단면 구조는 이그조스트 매니폴드(1)와 프론트 이그조스트 파이프(2)의 연결 구조를 보인 것으로 이그조스트 매니폴드(1)에 플랜지(11)를 두고, 이 플랜지(11)에 대응되는 프론트 이그조스트 파이프(12)측 플랜지(13)를 맞대어 개스켓(14)을 끼워 결합하는 방법이 적용 되었다.

상기 프론트 이그조스트 파이프(12)와 플랜지(13)의 결합은 플랜지(13) 내경에 프론트 이그조스트 파이프(12)의 선단을 끼운 상태에서 플랜지(13)와 파이프(12)의 외벽 접촉면을 약 45°각도로 용접하여 플랜지(13)를 이그조스트 파이프(2)에 용접하여 이그조스트 메니폴드(1)측 플랜지(11)에 결합 시키고 있다.

또 다른 이그조스트 파이프(2)의 플랜지(13) 결합 구조는 도 3과 같이 프랜지(13)를 프론트 이그 조스트 파이프(2) 외경에 약 1/2쯤 끼운 상태에서 안쪽 접촉부에서 용접 하는 방법을 사용한다.

위의 경우 안쪽 플랜지(13) 접촉부에 용접 비드(15)가 형성된다.

한편, 도 2와 같은 이그조스트 파이프(2)의 플랜지(13) 결합은 용접을 외부측에서 진행 시킴으로서 용접 작업성이 향상되는 잇점이 있으나 취부 강도가 떨어지는 단점이 있고, 이그조스트 파이프(2)가 플랜지(13) 내경을 좁히는 결합 구조를 보여 실제 이그조스트 파이프(2) 사이즈 L이 L'로 좁아지는 원인이 된다.

이에 대하여 도 3의 플랜지 결합 구조는 도 2의 용접 방법에 비해 용접 강도는 좋아지나 작업성이 떨어 지는 단점이 있고, 플랜지 내경에서 용접 비드(15)가 돌출된 형태로 형성 됨으로서 이그조스트 파이프(2)의 직경을 좁히는 원인을 제공한다.

위의 두 경우를 예로들면 프론트 이그조스트 파이프(2)는 이그조스트 매니폴드(1)측에 결합될 때 용접 단계에서 파이프 직경이 즐어드는 결과를 초래하여 배기효율을 고려한 파이프 직경이 최초 설정 두께보다 작아져 배기 효율이 떨어져 엔진 성능을 저하 시키는 문제가 있다.

본 고안은 배기계에서 배기개스의 흐름에 영향을 주지 않으면서 접합 강도를 증가 시키는 배기계 파이프의 플랜지 접합 구조를 제공 하는 것이다.

도 1은 일반적인 배기계의 구성을 보인 도면.

도 2는 종래 이그조스트 파이프 플랜지 결합 단면도.

도 3은 종래 또 다른 이그조스트 파이프 플랜지 결합 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 이그조스트 파이프 플랜지 결합 단면도.

도 5는 도 4의 A 부 상세도.

도 6은 본 고안의 다른 실시예를 보인 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 이그조스트 매니폴드 2,2a : 이그조스트 파이프(EXHAUST PIPE)

16 : 플랜지 17 : 경사면

18 : 접촉면 19 : 용접비드(BEAD)

20 : 둔턱

프론트 이그조스트 파이프(2a)에 플랜지(16)를 용접하고, 이 플랜지(16)를 이그조스트 매니폴드에 결합하여 배기계를 구성하는 플랜지 접합 구조에 있어서 본 고안은 도 4와 같이 상대 구조물 결합부를 기준으로 플랜지(16) 내경의 일부를 절삭하여 파이프(2a)의 외경보다 큰 확장 절삭면(17)을 형성하고 상기 절삭면(17)에서 연장시켜 이그조스트 파이프(2a) 외경과 접촉되는 접촉면(18)을 형성하여 상기 절삭면(17)에 용접 비드(19)가 형성되도록한 것을 특징으로 하는 배기계 파이프의 플랜지 용접 구조에 있다.

상기 플랜지(16)에 형성되는 절삭면(17)의 각도는 접촉면(18) 기준으로 예각으로 형성하거나 도 6과 같이 둔턱(20)이 있는 직각, 또는 2단 둔턱 예각/직각을 포함한다.

본 고안은 도 4와 같이 용접 강도가 좋은 플랜지(16) 안쪽 용접 방법을 적용한다.

용접 방법은 먼저 플랜지(16) 내경에 이그조스트 파이프(2a) 선단을 삽입하여 접촉면(18)에 맞춰 끼우고, 반대방향에서 절삭면(17)에 용접비드(19)가 형성되도록 플랜지(16)를 이그조스트 파이프(2a)에 접합 한다.

이때 절삭면(17)을 기준으로 형성되는 용접 비드(19)는 프론트 이그조스트 파이프(2a)의 내경을 초과 하지 않는 범위내에서 형성되어 프론트 이그조스트 파이프(2a) 직경을 좁히는 현상이 생기지 않는다.

그러면서도 플랜지(16)와 이그조스트 파이프(2a)의 접합 강도는 외경 접촉에 비해 용접강도가 커지는 결과가 나타난다.

도 6의 플랜지 접합 단면은 직각의 절삭면(17)에 비드(19)가 형성된 경우로서 이 경우 비드(19)는 프론트 이그조스트 파이프(2a)의 내경을 초과하지 않는다.

따라서 위의 플랜지 접합 구조의 경우 플랜지와 이그조스트 파이프 접합시 나타나는 용접 비드에 의한 이그조스트 파이프 직경의 사이즈 변화를 방지하면서도 접합 강도가 우수한 안쪽 용접이 가능하다.

본 고안은 배기계를 구성하는 이그조스트 파이프의 플랜지 용접 구조를 개선하여 용접 강도를 충분히 유지하면서도 이그조스트 파이프 직경 변화를 없애 제작단계에서 배기관 사이즈에 관계되어 나타나는 엔진 성능 저하를 방지하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 상대 구조물 결합부를 기준으로 플랜지(16) 내경의 일부를 절삭하여 이그조스트 파이프의 외경(2a)보다 큰 확장 절삭면(17)을 형성하고, 상기 절삭면(17)에서 연장시켜 이그조스트 파이프 외경(2a)과 접촉되는 접촉면(18)을 형성하여 상기 절삭면(18)에 용접비드(19)가 형성되도록 한 이그조스트 파이프의 플랜지 접합구조에 있어서,

   상기 절삭면(17)에 둔턱(20)을 형성하고, 상기 둔턱(20)은 용접비드(19)의 형성을 용이하도록 2단둔턱(20)으로 형성하며, 이 2단둔턱(20)에는 용접비드(19)의 형성을 안내하는 수평/수직 안내면(21)을 형성한 것을 특징으로 하는 배기계 파이프의 플랜지 용접구조.