KR20160139959A - 슬라이딩튜브의 장착구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 소음기 케이스 내부의 일측벽면에 고정된 고정튜브에 일단이 개통되도록 연결되는 슬라이딩튜브의 장착구조에 있어서, 끝단의 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양을 갖는 제1테이퍼부가 형성된 슬라이딩튜브;와 상기 제1테이퍼부와 마주하는 측에서 끝단의 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양을 갖는 제2테이퍼부가 형성된 고정튜브; 및 탄성을 갖는 재질로 제조되며 링 모양으로 형성되어 제1테이퍼부와 제2테이퍼부 사이에 끼워지는 서스매트;를 포함하며, 상기 제1테이퍼부와 제2테이퍼부 둘 중 어느 하나가 점진적으로 직경이 확장된 모양으로 형성되면, 그 내부로 진입될 수 있도록 다른 하나는 점진적으로 직경이 축소된 모양을 갖는다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 슬라이딩튜브와 고정튜브가 테이퍼진(tapered) 모양으로 연결되며 그 사이에 서스매트가 장착되는 구조를 가지므로, 상기 서스매트의 고정장착이 이뤄질 수 있으며 상기 서스매트는 슬라이딩튜브의 활주방향에 따라 서스매트가 탄성변형되므로 이음 및 크랙 발생을 방지할 수 있다.

Description

슬라이딩튜브의 장착구조{Mounting structure of sliding-tube}
본 발명은 차량용 소음기 내에서 고정튜브와 개통되도록 장착되는 슬라이딩튜브의 장착구조에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 슬라이딩튜브의 끝단과 고정튜브의 끝단이 서로 연결가능한 테이퍼된(tapered) 모양으로 구성되고 그 사이에 서스매트가 장착되는 구조를 가짐으로써 소음 및 크랙의 발생을 억제할 수 있도록 발명된 슬라이딩튜브의 장착구조에 관한 것이다.
차량에 장착되는 배기장치는 엔진에서 생성된 배기가스를 외부로 배출시키되 배기 소음을 줄여주는 장치이다.
통상적인 차량용 배기장치는, 엔진의 각 실린더에 연결되는 배기다기관, 배기가스의 유해성분을 촉매 변환시키는 촉매컨버터(catalytic converter), 내부가 다수 개의 배플(baffle)로 구획되어 배기가스의 팽창을 유도함으로써 음파의 반사 또는 공명현상을 이용하여 배기음을 감쇄시키는 주소음기(머플러), 배기 소음계의 공명특성을 개선하기 위해 주소음기의 보조 역할을 수행하는 보조 소음기(sub silencer) 등을 포함하여 구성된다.
이중, 보조 소음기(1)는 일반적으로 촉매컨버터와 주소음기 사이에 배치되어 촉매변환기를 통과한 고온 고압의 배기가스가 주소음기로 유입되기 전에 저온 저압 상태가 되도록 유도시키는 기능을 하며, 도 1 에 도시된 바와 같이 원통형 케이스(2) 내에서 전방측 배기파이프와 연결되는 슬라이딩튜브(3)와 후방측 배기파이프와 연결되는 고정튜브(4)가 결합된 구조를 갖는다.
상기 슬라이딩튜브(3)는 배기 매니폴드로부터 배기가스가 유입되며, 상기 고정튜브(4)는 슬라이딩튜브(3)의 후방 끝단에 끼워지도록 결합된다. 그리고 상기 슬라이딩튜브(3)에는 내부에 유리 섬유 등이 채워지는 파이프커버(미도시) 등이 선택적으로 장착되며 상기 파이프커버가 장착되는 부분에는 배기가스가 출입할 수 있도록 표면에 다수 개의 홀들이 타공된다.
이와 같이 구성된 종래의 보조 소음기는 배기 매니폴드로부터 상기 슬라이딩튜브(3)로 공급된 배기 가스가 유리섬유에 의해 흡음되고 고정튜브(4)에서 감압된 후 주소음기 또는 촉매컨버터로 전달시킨다. 상기 슬라이딩튜브(3)를 통과하는 배기가스는 홀들을 통해 파이프커버 내부로 유입되고 유리섬유에 의해 음파가 흡수된다. 이때, 흡수되는 음파는 배기가스가 가지고 있는 저주파 대역의 음파이다.
그리고, 슬라이딩튜브(3)와 고정튜브(4) 사이에는 도시된 바와 같이 (링모양으로 형성되되 다수개의 금속재 와이어들이 엉켜져지도록 제조되어 소정의 탄성을 갖는) 금속재 서스매트(5)를 삽입한 상태에서 결합이 이뤄진다. 상기 서스매트(5)는 슬라이딩튜브(3)의 외주면과 고정튜브(4)의 내주면 사이에 끼워져 배기가스에 의해 가열되는 슬라이딩튜브(3)의 신축을 흡수하며 고정튜브(4)와 슬라이딩튜브(3)를 결합시키는 기능을 한다.
한편, 상기 서스매트(5)는 슬라이딩튜브(3)와 고정튜브(4) 사이의 간격에 의해 압입력이 정해진다. 하지만, 슬라이딩튜브(3)와 고정튜브(4) 사이의 간격이 작게 형성되어 압입력이 증가되면 슬라이딩튜브의 냉각 시 이음이 발생하고, 슬라이딩튜브(3)와 고정튜브(4) 사이의 간격이 크게 형성되어 압입력이 감소되면 (슬라이딩튜브의 신축을 서스매트가 효율적으로 흡수하지 못하고) 케이스(2)에 크랙이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래 구조의 문제점을 근본적으로 해소할 수 있는 슬라이딩튜브의 장착구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소음기 케이스 내부의 일측벽면에 고정된 고정튜브에 일단이 개통되도록 연결되는 슬라이딩튜브의 장착구조에 있어서, 끝단의 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양을 갖는 제1테이퍼부가 형성된 슬라이딩튜브;와 상기 제1테이퍼부와 마주하는 측에서 끝단의 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양을 갖는 제2테이퍼부가 형성된 고정튜브; 및 탄성을 갖는 재질로 제조되며 링 모양으로 형성되어 제1테이퍼부와 제2테이퍼부 사이에 끼워지는 서스매트;를 포함하며, 상기 제1테이퍼부와 제2테이퍼부 둘 중 어느 하나가 점진적으로 직경이 확장된 모양으로 형성되면, 그 내부로 진입될 수 있도록 다른 하나는 점진적으로 직경이 축소된 모양을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 서스매트는 제1테이퍼부와 제2테이퍼부 사이에서 내주면과 외주면이 각각 밀착될 수 있도록 일단에서부터 타단으로 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양으로 형성된다.
본 발명의 제1실시예에서, 상기 제1테이퍼부는 끝단으로 갈수록 점진적으로 직경이 축소된 모양이고, 상기 제2테이퍼부는 제1테이퍼부가 내부로 진입가능하게 끝단으로 갈수록 점진적으로 직경이 확장된 모양을 갖는다. 아울러, 상기 제1테이퍼부의 끝단에는 서스매트의 이탈을 방지하도록 꺽임부가 절곡형성된다.
아울러, 본 발명의 제2실시예로써, 상기 서스매트는 쐐기(wedge) 모양의 단면을 갖도록 슬라이딩튜브를 향하는 측의 두께(t1)는 상대적으로 더 두껍게 형성되고 고정튜브를 향하는 측의 두께(t2)는 상대적으로 더 얇게 형성된다. 이에 따라, 상기 제1테이퍼부와 제2테이퍼부는 상기 제1테이퍼부가 점진적으로 직경이 축소되는 기울기의 경사각도(α) 보다 상기 제2테이퍼부가 점진적으로 직경이 확장되는 기울기의 경사각도(β)가 더 크게 형성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 슬라이딩튜브와 고정튜브가 테이퍼진(tapered) 모양으로 연결되며 그 사이에 서스매트가 장착되는 구조를 가지므로, 상기 서스매트의 고정장착이 이뤄질 수 있으며 상기 서스매트는 슬라이딩튜브의 활주방향에 따라 서스매트가 탄성변형되므로(즉, 서스매트의 과도한 탄성변형 및 비정상적인 변형을 방지할 수 있으므로), 이음 및 크랙 발생을 방지할 수 있다.
아울러, 상기 서스매트는 쐐기 모양의 단면을 가짐으로써 슬라이딩튜브의 열팽창시 끝부분(도 7 에서 원으로 표시된 부분)에서 압입력이 극대화 될 수 있으며, 일측의 두께가 얇아지는 형상으로 제조되어 소재 투입량을 감소킬 수 있다(생산 원가를 절감할 수 있다).
도 1 은 종래의 보조소음기 내부 모습을 투시하여 나타낸 투시도와 서스매트가 장착된 부분을 확대하여 나타낸 단면도가 도시된 도면,
도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬라이딩튜브와 고정튜브 및 서스매트가 결합된 상태를 각각 다른 각도에서 바라본 모습들(a, b)을 도시한 도면,
도 3 은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬라이딩튜브와 고정튜브 및 서스매트가 분리된 모습을 도시한 도면,
도 4 는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬라이딩튜브와 고정튜브 및 서스매트가 결합된 상태에서의 단면 모습을 나타내되 슬라이딩튜브의 열팽창 전(냉간 시)의 단면 모습과 슬라이딩튜브의 열팽창 후(주행 시)의 단면 모습을 각각 도시한 도면,
도 5 는 본 발명의 제2실시예에 따른 슬라이딩튜브와 고정튜브 및 서스매트가 결합된 상태를 각각 다른 각도에서 바라본 모습들(c, d)을 도시한 도면,
도 6 은 본 발명의 제2실시예에 따른 서스매트를 각각 다른 각도에서 바라본 모습들을 도시한 도면,
도 7 은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬라이딩튜브와 고정튜브 및 서스매트의 결합 전후 상태에서 각각의 단면 모습들을 나타낸 도면.
본 발명은 소음기 케이스 내부의 일측벽면에 고정된 고정튜브에 일단이 개통되도록 연결되는 슬라이딩튜브의 장착구조에 관한 것으로써 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 더욱 상세히 설명한다.
도 2 내지 4 를 참조하여 본 발명의 제1실시예를 설명하면, 슬라이딩튜브(10)와 고정튜브(20)는 서로 마주하는 끝단들에는 제1테이퍼부(11)와 제2테이퍼부(21)가 각각 형성된다.
상기 제1테이퍼부(11)와 제2테이퍼부(21)는 끝단에서부터 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양을 갖되, 둘 중 어느 하나가 점진적으로 직경이 확장된 모양으로 형성되면 그 내부로 진입될 수 있도록 다른 하나는 점진적으로 직경이 축소된 모양을 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 제1테이퍼부(11)는 끝단으로 갈수록 점진적으로 직경이 축소된 모양이고, 상기 제2테이퍼부(21)는 제1테이퍼부(11)가 내부로 진입가능하게 끝단으로 갈수록 점진적으로 직경이 확장된 모양을 갖는다.
상기 제1테이퍼부(11)와 제2테이퍼부(21) 사이에는 슬라이딩튜브(10)의 열팽창을 흡수할 수 있도록 탄성을 갖는 재질로 제조되며 (도 3 에 도시된 바와 같이) 링 모양으로 형성된 서스매트(30)가 끼워진다. 상기 서스매트(30)는 제1테이퍼부(11)와 제2테이퍼부(21) 사이에서 내주면과 외주면이 각각 밀착될 수 있도록 일단에서부터 타단으로 내경과 외경이 동일한 비율로써 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양 즉, 속이 빈 절두형원뿔((Truncated cone shape) 모양으로 형성된다.
상기 슬라이딩튜브(10), 고정튜브(20) 및 서스매트(30)는 도 4 와 같이 결합이 이뤄지되, 조립 시에는 냉간 시 이음 발생 문제를 해소할 수 있도록 상기 서스매트(30)는 상대적으로 압입력이 낮게 설정된다.
그리고, 주행 시에는 배기 가스에 의해 슬라이딩튜브(10)가 (길이방향으로) 열팽창함에 의해 슬라이딩튜브(10)와 고정튜브(20) 사이의 공간은 줄어들게 된다. 이에 따라, 서스매트(30)를 가압하는 압입력은 증대 되기 때문에(케이스의 크랙 발생을 억제할 수 있으므로) 종래 구조에서의 내구성 문제는 해결이 가능하다. 즉, 실제적인 차량의 내구 주행 조건은 배기가스의 흐름이 발생하는 고온 조건이기 때문에 주행 시에는 슬라이딩튜브(10)의 열팽창의 의해 서스매트(30) 의 압입력은 항상 높아지므로 내구성 문제가 발생하지 않는다. 한편, 참조적으로 서스매트(30)가 가압될 때, 상기 제1테이퍼부(11)의 끝단에는 서스매트(30)의 이탈을 방지하도록 꺽임부(12)가 절곡형성될 수 있다.
아울러, 본 발명에서는 서스매트의 끝단에서 압입력이 극대화될 수 있는 제2실시예를 추가적으로 제공한다.
도 5 내지 7 을 참조하여 본 발명의 제2실시예를 설명하면, 제2실시예에 따른 서스매트(60)는 'V' 형의 쐐기(wedge) 모양의 단면을 갖도록 구성된다. 즉, 상기 서스매트(60)는 슬라이딩튜브(40)를 향하는 측의 두께(t1)가 상대적으로 더 두껍게 형성되고, 고정튜브(50)를 향하는 측의 두께(t2)는 상대적으로 더 얇게 형성된다.
이에 따라, 슬라이딩튜브(40)의 제1테이퍼부(41)와 고정튜브(50)의 제2테이퍼부(51)는 쐐기 모양의 단면을 갖는 서스매트(60)를 수용할 수 있도록 구성된다. 즉, 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 제1테이퍼부(41)가 점진적으로 직경이 축소되는 기울기의 경사각도(α) 보다 상기 제2테이퍼부(51)가 점진적으로 직경이 확장되는 기울기의 경사각도(β)가 더 크게 형성된다.
이와 같은 구성을 갖는 구조에서 상기 서스매트(60)는 쐐기 모양의 단면을 가짐으로써 슬라이딩튜브(40)의 열팽창시 끝부분(도 7 에서 원으로 표시된 부분)에서 압입력이 극대화 될 수 있다. 아울러, 일측의 두께가 얇아지는 형상으로 제조되어 소재 투입량을 감소킬 수 있다.
이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10, 40 : 슬라이딩튜브
11, 41 : 제1테이퍼부
20, 50 : 고정튜브
21, 51 : 제2테이퍼부
30, 60 : 서스매트

Claims (5)

  1. 소음기 케이스 내부의 일측벽면에 고정된 고정튜브에 일단이 개통되도록 연결되는 슬라이딩튜브의 장착구조에 있어서,
    끝단의 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양을 갖는 제1테이퍼부가 형성된 슬라이딩튜브;와
    상기 제1테이퍼부와 마주하는 측에서 끝단의 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양을 갖는 제2테이퍼부가 형성된 고정튜브; 및
    탄성을 갖는 재질로 제조되며 링 모양으로 형성되어 제1테이퍼부와 제2테이퍼부 사이에 끼워지는 서스매트;를 포함하며,
    상기 제1테이퍼부와 제2테이퍼부 둘 중 어느 하나가 점진적으로 직경이 확장된 모양으로 형성되면, 그 내부로 진입될 수 있도록 다른 하나는 점진적으로 직경이 축소된 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 슬라이딩튜브의 장착구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 서스매트는 제1테이퍼부와 제2테이퍼부 사이에서 내주면과 외주면이 각각 밀착될 수 있도록 일단에서부터 타단으로 직경이 점진적으로 확장되거나 점진적으로 축소되는 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 슬라이딩튜브의 장착구조.
  3. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1테이퍼부는 끝단으로 갈수록 점진적으로 직경이 축소된 모양이고, 상기 제2테이퍼부는 제1테이퍼부가 내부로 진입가능하도록 끝단으로 갈수록 점진적으로 직경이 확장된 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 슬라이딩튜브의 장착구조.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 서스매트는 쐐기(wedge) 모양의 단면을 갖도록 슬라이딩튜브를 향하는 측의 두께는 상대적으로 더 두껍게 형성되고 고정튜브를 향하는 측의 두께는 상대적으로 더 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 슬라이딩튜브의 장착구조.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1테이퍼부가 점진적으로 직경이 축소되는 기울기의 경사각도 보다 상기 제2테이퍼부가 점진적으로 직경이 확장되는 기울기의 경사각도가 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 슬라이딩튜브의 장착구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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