KR20070029167A - 배기 시스템용 인터로킹 플랜지 - Google Patents

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Abstract

배기 시스템(10)은 파우더 금속으로 제조된 다수의 동일한 플랜지 부분(34)을 가진 플랜지 조립체(18, 26)를 포함한다. 파우더 금속을 이용하여 동일한 플랜지 부분(34)으로부터 각각의 플랜지 조립체(18, 26)를 조립함에 따라 제조 비용이 감소된다.

Description

배기 시스템용 인터로킹 플랜지{INTERLOCKING FLANGE FOR AN EXHAUST SYSTEM}
본 발명은 배기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히 배기 파이프 섹션을 연결하기 위하여 전체 배기 시스템의 다수 위치에서 이용될 수 있는 대칭형 플랜지 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 배기 시스템은 몇몇 배기 파이프 섹션을 포함한다. 보통 각각의 배기 파이프 섹션에서 플랜지는 인접한 배기 파이프 섹션에 연결된다. 플랜지는 각각의 배기 파이프 섹션의 단부를 수용하는 원형 구멍과 직선 평면으로 형성된다. 일반적으로 플랜지는 시트 메탈(sheet metal)로부터 각인(stamp)된다. 상기 플랜지는 배기 파이프 섹션의 단부로 용접되고, 플랜지는 체결구(fastner)를 이용하여 부착된다.
크기 및 강도 요구사항으로 인해 플랜지는 제조 비용이 증가될 수 있다. 크기가 큰 프레스가 플랜지를 각인하기 위하여 요구된다. 플랜지의 비용은 전체 배기 시스템의 비용에 있어서 큰 부분을 차지한다.
따라서 배기 시스템을 위한 값싼 플랜지를 제공하는 것이 선호된다.
본 발명에 따르는 배기 시스템은 다수의 플랜지 부분으로 제조된 플랜지 조립체를 제공한다. 플랜지 부분은 파우더 금속으로 제조될 수 있으며, 동일하게 제조될 수 있다. 파우더 금속으로 제조된 플랜지 부분은 종래 기술보다 저렴한 제조 공정으로 제조될 수 있다. 동일한 플랜지 부분의 사용으로 인해 다양한 플랜지 부분을 사용할 때와는 다르게 전체 부품의 개수가 감소된다.
공개된 플랜지 부분은 각각의 원주 변부에 스텝(step)을 포함한다. 스텝은 텝은 플랜지 부분의 대략 1/2인 공칭 두께로 형성된다. 각각의 플랜지 부분의 원주 변부에서 스텝은 그 외의 플랜지 부분으로부터 대응하는 원주 변부와 중첩된다. 중첩된 상태로 배열된 스탭들은 배기 파이프 섹션에 플랜지 부분을 적절히 위치 설정하기 위한 신뢰성 있는 구조물을 제공한다.
플랜지 부분은 182°를 초과하여 연장된 원주 변부(peripheral edge)들 사이에 만곡된 원주 표면을 가진다. 따라서 스텝은 배기 파이프 섹션상에 플랜지 부분들을 배치시키고 고정하기 위하여 제공된다. 물론, 배기 파이프 섹션은 원형 이외의 형태를 가질 수 있으며, 플랜지 부분의 내부 원주 표면은 이에 따라 변형되어진다.
따라서 본 발명은 배기 시스템을 위한 종래의 플랜지에 대해 저비용의 대체물을 제공한다.
본 발명의 다양한 특징과 장점은 선호되는 실시예에 따르는 상세한 설명으로부터 명확해진다. 상세한 설명에 수반되는 도면은 간략히 언급된다.
도 1은 배기 시스템의 전개도.
도 2는 본 발명의 플랜지 부분을 도시하는 평면도.
도 3은 본 발명의 플랜지 부분을 도시하는 측면도.
도 4는 배기 파이프에 부착된 플랜지 조립체의 도면.
도 1은 배기 파이프 조립체(exhaust pipe assembly, 12)와 머플러 조립체(muffler assembly, 14)를 포함하는 배기 시스템(exhaust system, 10)을 도시한다. 특정 부품 장치가 도시된 실시예에 공개되었을 지라도 본 발명으로부터 그 외의 배기 시스템이 선호될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
배기 파이프 조립체(12)는 용접과 같은 것을 통하여 배기 파이프(16)의 단부 세그먼트(end segment, 20)에 장착된 플랜지 조립체(flange assembly, 18)와 배기 파이프(16)를 포함한다. 머플러 조립체(14)는 용접과 같은 것을 통하여 머플러 배기 파이프의 단부 세그먼트에 장착된 플랜지 조립체(26)와 머플러(24)와 머플러 배기 파이프(22)를 포함한다. 플랜지 조립체(18, 26)는 볼트(30)와 너트(32)와 같은 체결장치를 통하여 서로 부착된다. 리벳과 같은 그 외의 체결구가 이용될 수 있다.
각각의 플랜지 조립체(18, 26)는 파우더 금속을 제조되고, 동일한 플랜지 부분(34)으로부터 조립된 것으로 공개된다. 그 외의 적절한 파우더 금속이 이용될 수 있을 지라도 스테인리스 스틸 파우더 금속이 이용되는 것이 선호된다. 물론 각각의 플랜지 부분(34)은 조립된 플랜지 조립체(18, 26)보다 작다. 상대적으로 작은 크기와 파우더 금속 성분으로 인해 플랜지 부분(34)은 상대적으로 작은 톤수의 프레스(tonnage press)로 제조될 수 있어서 제조비용이 감소된다. 즉 플랜지 부분(34)은 종래의 단일의 플랜지보다 제조하는데 있어서 보다 경제적이다. 게다가 각각의 플랜지 부분(34)이 동일하기 때문에, 배기 시스템(10)당 부품의 개수가 증가되지 않는다.
도 2에 관하여 언급하면, 단일의 플랜지 부분(34)이 도시된다. 일반적으로 각각의 플랜지 부분(34)은 직선으로 구성되며, 한 쌍의 체결 구멍(38, 40)과 부분적으로 원형인 파이프 구멍(36)이 형성된다. 또한 인덱스 마크(index mark, 42)가 플랜지 부분(34)의 한 측부를 따라 위치되는 것이 선호된다. 인덱스 마크(42)는 조립체 식별 기능으로 제공되며, 용접 지그(welding jig)(도시되지 않음)에서 각각의 플랜지 부분(34)의 방향 설정(orientation)에 도움이 된다.
도 2 및 도 3으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 각각의 플랜지 부분(34)은 다른 위치에서 플랜지 부분(34)의 공칭 두께(nominal thickness)의 대략 1/2인 스텝(step, 46)을 가진다. 스텝(46)은 플랜지 부분(34)의 각각의 원주 변부(50)에 형성된다. 도 4로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 2개의 짝을 이루는 플랜지 부분(34)에서 스텝(46)은 배기 파이프(16)에 플랜지 부분(34)을 고정하고 위치 설정 하는데 도움이 된다.
도 4에 따라서, 플랜지 조립체(18)는 조립된 상태로 도시된다. 비록 플랜지 조립체(18)만이 도 4에 도시될지라도 그 외의 플랜지 조립체 뿐만 아니라 플랜지 조립체(26)가 이와 유사하게 구성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
평면(A)은 배기 파이프(16)의 개방된 단부(48)를 양분하는 것으로 도시된다. 2개의 플랜지 부분(34)으로부터 부분적으로 원형인 파이프 구멍(36)이 배기 파이프(16)를 둘러싸는 완전한 구멍을 형성하도록 하나의 플랜지 부분(34)은 평면(A)의 각각의 측부 상에서 조립된다. 각각의 플랜지 부분(34)의 각각의 단부 표면(52)에서 스텝(46)은 그 외의 플랜지 부분(34)으로부터 짝을 이루는 스텝(mating step, 46)과 중첩된다. 도시된 바와 같이, 부분적으로 원형인 파이프 구멍(36)에 의해 형성된 만곡된 내부 원주 표면(54)은 180°를 초과하여 연장된다. 이와 같은 방법으로, 스텝(46)은 평면(A)과 교차하여 배기 파이프(16)에서 각각의 플랜지 부분(34)을 고정하기 위하여 내부를 향해 만곡되어지는 표면을 가진다. 즉 스텝(46)이 180°를 초과하여 연장되기 때문에, 원주 변부(50)에 인접하게 상방된 방향으로 만곡되어질 것이다. 이에 따라, 배기 파이프(16) 상에서 플래지 부분(34)을 고정하는데 도움이 된다.
플랜지 부분(34)은 적절한 용접 저그 내에 위치되고, 용접을 하는 동안 배기 파이프(16)에 고정된다. 바람직하게, 용접 조인트(W)는 배기 파이프(16)의 전체 주변에 대해 플랜지 부분(34)을 배기 파이프(16)로 고정시킨다. 물론 부분적인 용접 조인트가 이용될 수 있다. 각각의 플랜지 부분(34)상에서 인덱스 마크(42)는 평 면(A)에 대해 서로 대각선으로 횡단하도록 배치된다. 각각의 플랜지 부분(34)상에서 인덱스 마크(42)는 용접 지그 내에 플랜지 부분(34)을 적절히 위치 설정하는데 도움이 된다.
플랜지 부분(34)이 배기 파이프(16)를 완전히 둘러싸는 것으로 도시되지만 본 발명은 배기 파이프(16)를 완전히 둘러쌀 필요가 없는 파우더 금속으로 형성된 다수의 플랜지 부분을 이용할 수 있다. 게다가 플랜지 조립체(18)를 형성하는 2개의 플랜지 부분(34)이 동일하게 도시되지만 본 발명은 동일하지 않은 다수의 플랜지 부분으로 형성된 플랜지 조립체를 이용할 수 있다. 추가적으로, 2개의 플랜지 부분(34)이 플랜지 조립체(18)를 제공하는 것으로 도시되지만 2개의 플랜지 부분보다 많은 수의 플랜지 부분이 이용될 수 있다.
상기 기술 내용은 제한점으로 형성되는 것보다는 실례로 도시된다. 본발명의 다수의 변형물과 변조물은 상기 기술 내용 대신에 이용될 수 있다. 본 발명의 선호되는 실시예가 기술되지만 종래 기술의 당업자는 특정 변형물이 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서 첨부된 청구항의 범위 내에서 본 발명은 기술된 것과는 상이하게 실시될 수 있다. 이에 따라 첨부된 청구항은 본 발명의 내용과 진실된 범위를 결정하는데 이용된다.

Claims (13)

  1. 배기 파이프 조립체에 있어서, 상기 배기 파이프 조립체는
    -제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연장되고 외측 원주 표면을 가지는 배기 파이프 섹션;
    -상기 제 1 단부에 인접한 상기 외측 원주 표면에 장착된 제 1 플랜지 부분; 및
    -상기 제 1 단부에 인접한 상기 외측 원주 표면에 장착된 제 2 플랜지 부분을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 파우더 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 플랜지 부분은 상기 제 2 플랜지 부분과 동일한 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 플랜지 부분과 상기 제 2 플랜지 부분은 상기 외측 원주 표면은 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 공칭 두께를 가지며, 각각의 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 원주 변부들 사이에서 연장된 만곡된 내부 원주 표면을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 각각의 상기 원 주 변부에 형성된 스텝을 포함하고, 상기 스텝은 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분의 상기 공칭 두께보다 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분의 상기 원주 변부는 상기 배기 파이프 섹션의 중앙 축에 대해 180°보다 크게 이격되는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 배기 파이프 섹션은 상기 제 2 단부에서 머플러에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  7. 배기 파이프 조립체에 있어서, 상기 배기 파이프 조립체는
    -제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연장되고 외측 원주 표면을 가지는 배기 파이프 섹션;
    -상기 제 1 단부에 인접한 상기 외측 원주 표면에 장착된 제 1 플랜지 부분; 및
    -상기 제 1 단부에 인접한 상기 외측 원주 표면에 장착된 제 2 플랜지 부분을 포함하고, 상기 제 1 플랜지 부분은 상기 제 2 플랜지 부분과 동일하고, 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 파우더 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 플랜지 부분과 상기 제 2 플랜지 부분은 상기 외측 원주 표면을 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  9. 제 7 항에 있어서, 각각의 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 공칭 두께를 가지며, 각각의 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 원주 변부들 사이에서 연장된 만곡된 내부 원주 표면을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 각각의 상기 원주 변부에 형성된 스텝을 포함하고, 상기 스텝은 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분의 상기 공칭 두께보다 작은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분의 상기 원주 변부는 상기 배기 파이프 섹션의 중앙 축에 대해 180°보다 크게 이격되는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 배기 파이프 섹션은 상기 제 2 단부에서 머플러에 연결되는 것을 특징으로 하는 배기 파이프 조립체.
  12. 배기 시스템에 있어서, 상기 배기 시스템은
    -제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연장되고 제 1 외측 원주 표면을 가지는 제 1 배기 파이프 섹션, 상기 제 1 배기 파이프 섹션의 제 1 단부에 인접한 상기 제 1 외측 원주 표면에 장착된 제 1 플랜지 부분을 가지는 제 1 플랜지 조립체 및 상기 제 1 배기 파이프 섹션의 상기 제 1 단부에 인접한 상기 제 1 외측 원주 표면에 장착된 제 2 플랜지 부분을 포함하는 제 1 배기 파이프 조립체와
    -제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 연장되고 제 2 외측 원주 표면을 가지는 제 2 배기 파이프 섹션, 상기 제 2 배기 파이프 섹션의 상기 제 1 단부에 인접한 상기 제 2 외측 원주 표면에 장착된 제 1 플랜지 부분을 가지는 제 2 플랜지 조립체 및 상기 제 2 배기 파이프 섹션의 상기 제 1 단부에 인접한 상기 제 2 외측 원주 표면에 장착된 제 2 플랜지 부분을 포함하는 제 2 배기 파이프 조립체를 포함하며,
    상기 제 1 플랜지 조립체는 상기 제 2 플랜지 조립체에 고정되고, 상기 제 1 및 제 2 플랜지 조립체의 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 파우더 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 플랜지 조립체의 상기 제 1 및 제 2 플랜지 부분은 동일한 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
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