KR20220072552A - 촉매컨버터 가장착구조 - Google Patents

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KR20220072552A
KR20220072552A KR1020200160298A KR20200160298A KR20220072552A KR 20220072552 A KR20220072552 A KR 20220072552A KR 1020200160298 A KR1020200160298 A KR 1020200160298A KR 20200160298 A KR20200160298 A KR 20200160298A KR 20220072552 A KR20220072552 A KR 20220072552A
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장천순
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 촉매컨버터 및 터보차저의 터빈을 연결하기 위하여 촉매컨버터를 상기 터빈의 출구와 인접한 실린더블록의 일부에 가장착하기 위한 촉매컨버터 가장착구조로서, 상기 촉매컨버터로부터 상기 실린더블록을 향해 연장된 안착구조; 및 상기 터빈의 출구와 인접한 실린더블록의 일부에 장착된 스테이;를 포함할 수 있다. 상기 촉매컨버터 및 상기 터빈의 출구를 연결할 때 상기 안착구조가 상기 스테이에 가장착되도록 구성될 수 있다.

Description

촉매컨버터 가장착구조{TEMPORARY MOUNTING STRUCTURE FOR CATALYTIC CONVERTER}
본 발명은 촉매컨버터 가장착구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터보차저에 연결되는 촉매컨버터를 안정적으로 가장착함으로써 일인의 작업자에 의해서도 터보차저 및 촉매컨버터를 연결하는 작업을 간편하게 수행할 수 있는 촉매컨버터 가장착구조에 관한 것이다.
최근의 내연기관 차량은 보다 큰 출력을 얻을 수 있도록 터보 차저(Turbo-charger)를 가진다. 터보 차저(Turbocharger)는 내연기관에서 필연적으로 발생하는 엔진의 배출가스 압력을 이용해 터빈을 돌린 후, 이 회전력을 이용해 흡입하는 공기를 대기압보다 강한 압력으로 밀어넣어 출력을 높이기 위한 기관이다. 공기를 압축하면 온도가 높아지는데, 이 때문에 효율이 떨어지는 우려가 있어 인터쿨러(Inter cooler)와 함께 사용되는 경우가 많다. 터보차저는 달팽이 모양의 용기 안에 터빈(turbin)과 압축기(compressor)가 하나의 축에 공통으로 연결된 구조로 이루어져 있다. 배기 매니폴드로부터 배출된 배기가스가 터빈의 입구로 유입되어 터빈의 날개가 회전하고, 이러한 회전력으로 압축기를 회전시키고, 압축기는 공기를 압축해 내연기관의 흡기매니폴드로 전달한다. 압축된 공기는 더 많은 연료와 혼합되고 이 혼합기가 내연기관의 연소실 내로 전달되어 엔진의 효율을 높일 수 있다.
웜업 촉매컨버터(WCC: Warm up Catalytic Converter) 등과 같은 촉매컨버터가 터보 차저의 터빈의 출구에 유체적으로 연결된다. 일반적으로, 촉매컨버터 및 터보 차저의 터빈은 V-클램프 등과 같은 클램프에 의해 기밀하게 연결된다. 이러한 촉매컨버터 및 터보 차저의 터빈 사이의 클램핑작업을 용이하게 하기 위해서는 촉매컨버터가 체결 정위치에 안정적으로 정지되어야 하므로 촉매컨버터의 가장착성이 충분히 확보될 필요가 있다.
하지만, 웜업 촉매컨버터는 고정화효율 촉매장치로서 상대적으로 무겁고 큰 부피를 가지고, 웜업 촉매컨버터는 그 하우징의 출구 및 입구가 꺽여진 꺽임구조를 가지며, 내연기관 주변의 레이아웃 한계로 인해 일정각도로 경사지게 장착된다. 이로 인해, 웜업 촉매컨버터가 안정적으로 가장착되지 않을 경우 웜업 촉매컨버터 및 터보차저 사이의 클램핑작업 도중에 웜업 촉매컨버터가 처지거나 이탈할 수 있으므로 웜업 촉매컨버터를 잡아주는 별도의 작업자가 더 필요할 수 있다. 즉, 웜업 촉매컨버터 및 터보차저의 터빈 사이의 클램핑작업에 대해 최소 2인의 작업자가 소요될 수 있으므로 그 작업 효율이 극히 저하되는 단점 있었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 터보차저에 연결되는 촉매컨버터를 안정적으로 가장착함으로써 1인의 작업자에 의해서도 터보차저 및 촉매컨버터를 연결하는 작업을 간편하게 수행할 수 있는 촉매컨버터 가장착구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 촉매컨버터 및 터보차저의 터빈을 연결하기 위하여 촉매컨버터를 상기 터빈의 출구와 인접한 실린더블록의 일부에 가장착하기 위한 촉매컨버터 가장착구조로서, 상기 촉매컨버터로부터 상기 실린더블록을 향해 연장된 안착구조; 및 상기 터빈의 출구와 인접한 실린더블록의 일부에 장착된 스테이;를 포함할 수 있다. 상기 촉매컨버터 및 상기 터빈의 출구를 연결할 때 상기 안착구조가 상기 스테이에 가장착되도록 구성될 수 있다.
상기 안착구조는 상호 대칭적인 형상 및 구조로 이루어진 상측 안착부재 및 하측 안착부재를 포함하고, 상기 상측 안착부재는 상기 촉매컨버터에 고정된 상측 고정부 및 상기 상측 고정부로부터 상기 실린더블록을 향해 연장된 상측 안착부를 포함하며, 상기 하측 안착부재는 상기 촉매컨버터에 고정된 하측 고정부 및 상기 하측 고정부로부터 상기 실린더블록을 향해 연장된 하측 안착부를 포함할 수 있다.
상기 상측 안착부재는 상기 상측 고정부 및 상기 상측 안착부를 연결하는 상측 연결부를 더 포함하고, 상기 상측 연결부는 일정곡률로 커브질 수 있다.
상기 하측 안착부재는 상기 하측 고정부 및 상기 하측 안착부를 연결하는 하측 연결부를 더 포함하고, 상기 하측 연결부는 일정곡률로 커브질 수 있다.
상기 상측 안착부 및 상기 하측 안착부는 중첩 및 결합될 수 있다.
상기 상측 안착부는 상측 삽입홀을 가지고, 상기 하측 안착부는 하측 삽입홀을 가지며, 상기 상측 삽입홀 및 상기 하측 삽입홀은 서로 간에 일치하도록 구성될 수 있다.
상기 스테이는 상기 촉매컨버터를 상향으로 밀어내는 탄성력을 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 스테이는 상기 상측 안착부 및 상기 하측 안착부를 지지하는 지지판을 포함하고, 상기 지지판은 상기 상측 삽입홀 및 상기 하측 삽입홀에 삽입되는 삽입돌기를 가질 수 있다.
상기 스테이는 상기 실린더블록에 고정되는 고정부와, 상기 고정부 및 상기 지지판을 탄성적으로 연결하는 탄성연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성연결부는 일정곡률로 커브진 아크형상을 가질 수 있다.
상기 고정부는 복수의 체결공을 가지고, 볼트가 상기 고정부의 체결공 및 실린더블록의 체결공에 나사결합됨으로써 상기 고정부는 상기 실린더블록에 고정될 수 있다.
상기 촉매컨버터는 촉매담체를 수용한 촉매하우징과, 상기 촉매하우징의 일단에 장착된 입구캡과, 상기 촉매하우징의 타단에 장착된 출구캡을 포함할 수 있다. 상기 촉매컨버터의 입구캡이 상기 터보차저의 터빈의 출구에 기밀하게 연결되며, 상기 입구캡은 위치결정돌기를 가지며, 상기 터빈의 출구는 상기 위치결정돌기가 수용되는 위치결정홀을 가질 수 있다.
상기 스테이는 상기 안착구조를 지지하는 지지판과, 상기 실린더블록에 고정되는 고정부와, 상기 고정부 및 상기 지지판을 탄성적으로 연결하는 탄성연결부를 포함할 수 있다. 상기 촉매컨버터는 상기 터빈의 출구에 기밀하게 연결되는 입구캡을 가지며, 상기 입구캡은 상기 터빈의 출구를 향해 돌출한 위치결정돌기를 가지며, 상기 터빈의 출구는 상기 위치결정돌기가 수용되는 위치결정홀을 가질 수 있다.
본 발명에 의하면, 촉매컨버터의 안착구조가 스테이에 안정적으로 안착 내지 지지됨으로써 클램프, 가스켓, 실링 등을 통해 촉매컨버터 및 터빈의 출구 사이의 연결구조를 기밀하게 연결할 수 있다. 특히, 촉매컨버터가 안착구조 및 스테이를 통해 터빈의 출구에 근접한 위치에서 안정적으로 지지됨으로써 일인 작업자가 촉매컨버터 및 터빈의 출구 사이의 연결작업을 양손으로 수행할 수 있고, 이를 인건비를 절감하고, 작업성(작업시간 단축 및 조립품질 향상)을 개선하며, A/S 작업성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 촉매컨버터 가장착구조에 의해 촉매 컨버터가 터보차저의 터빈에 인접한 실린더블록에 가장착된 것을 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 촉매컨버터의 입구캡 및 터보차저의 터빈의 출구 사이의 연결구조를 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 촉매컨버터 가장착구조에 의해 촉매 컨버터가 터보차저의 터빈에 인접한 실린더블록에 가장착된 것을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 촉매컨버터로부터 연장된 안착구조를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 스테이를 도시한 사시도이다.
도 6은 촉매컨버터의 입구캡의 플랜지로부터 돌출한 위치결정돌기를 도시한 도면이다.
도 7은 터보차저의 터빈의 출구측 플랜지에서 함몰된 위치결정홀을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1을 참조하면, 촉매컨버터(10)는 그 내부에 촉매담체를 수용한 촉매하우징(11)과, 촉매하우징(11)의 일단에 장착된 입구캡(12)과, 촉매하우징(11)의 타단에 장착된 출구캡(13)을 포함할 수 있다.
입구캡(12)의 길이방향 축선은 촉매하우징(11)의 길이방향 축선에 대해 일정각도로 교차할 수 있고, 이에 입구캡(12)은 촉매하우징(11)에 대해 일정각도로 꺽인 구조로 구성될 수 있다. 입구캡(12)은 그 단부에서 외경방향으로 확장된 플랜지(17)를 가질 수 있다.
출구캡(13)의 길이방향 축선은 촉매하우징(11)의 길이방향 축선에 대해 일정각도로 교차할 수 있고, 이에 출구캡(13)은 촉매하우징(11)에 대해 일정각도로 꺽인 구조로 구성될 수 있다. 출구캡(13)에는 배기파이프가 밀봉적으로 연결될 수 있다.
내연기관의 배기매니폴드로부터 배출된 배기가스가 입구캡(12)을 통해 촉매하우징(11) 내로 유입되면, 배기가스는 촉매담체에 의해 정화될 수 있고, 정화된 배기가스는 출구캡(13)을 통해 배기파이프로 흘러갈 수 있다.
터보차저(15)는 내연기관의 실린더블록(1)에 지지될 수 있고, 터보차저(15)는 압축기(미도시) 및 터빈(16)을 포함할 수 있다. 압축기 및 터빈(16)은 하나의 축에 공통으로 연결될 수 있다. 내연기관의 배기매니폴드로부터 배출된 배기가스가 터빈(16)의 입구로 유입되어 터빈(16) 내의 터빈휠(turbin wheel)이 회전하고, 이 회전력에 의해 압축기 내의 압축기휠(compressor wheel)이 회전하며, 압축기휠의 회전에 의해 공기가 압축되고, 압축된 공기는 내연기관의 흡기매니폴드로 전달될 수 있다.
터빈(16)의 입구는 내연기관의 배기매니폴드에 연결될 수 있고, 터빈(16)의 출구(16a)는 V-클램프 등과 같은 클램프, 가스켓, 실링 등을 통해 촉매컨버터(10)의 입구캡(12)에 기밀하게 연결될 수 있다. 즉, 촉매컨버터(10)는 터보차저(15)의 터빈(16)의 출구(16a)에 직접적으로 연결된 웜업 촉매컨버터(warm up catalytic converter)일 수 있다. 구체적으로, 터빈(16)의 출구(16a)는 그 단부에 외경방향으로 연장된 출구측 플랜지(19)를 가질 수 있고, 입구캡(12)의 플랜지(17)가 클램프, 가스켓, 실링 등을 통해 터빈(16)의 출구측 플랜지(19)에 기밀하게 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 촉매컨버터(10)는 터보차저(15)의 터빈(16)에 대해 경사지게 연결될 수 있고, 이에 촉매컨버터(10)는 수직선에 대해 일정각도로 경사질 수 있다. 구체적으로, 촉매컨버터(10)의 촉매하우징(11)의 길이방향 축선이 터빈(16)의 길이방향 축선에 대해 일정각도로 교차하도록 연결됨으로써 촉매컨버터(10)는 터보차저(15)의 터빈(16)에 경사지게 연결될 수 있다.
촉매컨버터(10)가 터보차저(15)의 터빈(16)에 대해 경사진 상태를 유지하도록 촉매컨버터(10)는 안착구조(20) 및 스테이(30)를 통해 터보차저(15)에 인접한 실린더블록(1)의 일측에 대해 가장착 내지 지지될 수 있다. 안착구조(20)는 촉매컨버터(10)로부터 연장될 수 있고, 스테이(30)는 실린더블록(1)에 장착될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 안착구조(20)는 촉매컨버터(10)로부터 실린더블록(1)을 향해 연장될 수 있고, 상측 안착부재(21) 및 하측 안착부재(22)를 포함할 수 있다.
상측 안착부재(21)는 촉매컨버터(10)의 촉매하우징(11)에 고정되는 상측 고정부(21a) 및 상측 고정부(21a)으로부터 스테이(30) 및 실린더블록(1)을 향해 연장된 상측 안착부(21b)를 포함할 수 있다. 상측 고정부(21a)는 촉매하우징(11)의 원통형상의 외면에 부합하는 형상을 가질 수 있으며, 상측 고정부(21a)는 용접, 체결구 등을 통해 촉매하우징(11)의 외면에 고정될 수 있다. 상측 안착부(21b)는 평탄하게 구성될 수 있고, 상측 안착부(21b)는 상측 삽입홀(23)을 가질 수 있다.
상측 안착부재(21)는 상측 고정부(21a) 및 상측 안착부(21b)를 연결하는 상측 연결부(21c)를 포함할 수 있고, 상측 연결부(21c)는 일정곡률로 커브질 수 있다. 이에 상측 고정부(21a)는 상측 연결부(21c)를 통해 상측 안착부(21b)에 대해 일정각도로 절곡될 수 있다.
하측 안착부재(22)는 촉매컨버터(10)의 촉매하우징(11)에 고정되는 하측 고정부(22a) 및 하측 고정부(22a)으로부터 스테이(30) 및 실린더블록(1)을 향해 연장된 하측 안착부(22b)를 포함할 수 있다. 하측 고정부(22a)는 촉매하우징(11)의 원통형상의 외면에 부합하는 형상을 가질 수 있고, 하측 고정부(22a)는 용접, 체결구 등을 통해 촉매하우징(11)의 외면에 고정될 수 있다. 하측 안착부(22b)는 평탄하게 구성될 수 있고, 하측 안착부(22b)는 하측 삽입홀(24)을 가질 수 있다.
하측 안착부재(22)는 하측 고정부(22a) 및 하측 안착부(22b)를 연결하는 하측 연결부(22c)를 포함할 수 있고, 하측 연결부(22c)는 일정곡률로 커브질 수 있다. 이에 하측 고정부(22a)는 하측 연결부(22c)를 통해 하측 안착부(22b)에 대해 일정각도로 절곡될 수 있다.
상측 안착부재(21) 및 하측 안착부재(22)는 상호 대칭적으로 형상 및 구조로 이루어질 수 있고, 상측 안착부재(21)의 상측 안착부(21b) 및 하측 안착부재(22)의 하측 안착부(22b)는 서로 간에 완전히 중첩되고 결합될 수 있다. 특히 상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)는 용접 등을 통해 견고하게 고정될 수 있다.
상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)는 촉매하우징(11)의 길이방향 축선에 대해 일정각도로 교차하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)는 촉매하우징(11)의 길이방향 축선에 대해 직교하는 방향으로 연장될 수 있고, 이에 촉매하우징(11)이 터보차저(15)의 터빈(16)에 대해 경사지게 연결됨에 따라 상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)는 수직선 또는 수평선에 대해 일정각도로 경사질 수 있다.
상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)가 중첩 및 결합됨에 따라 상측 안착부(21b)의 상측 삽입홀(23) 및 하측 안착부(22b)의 하측 삽입홀(24)은 서로 간에 일치(정렬)할 수 있다. 상측 안착부(21b)의 두께 및 하측 안착부(22b)의 두께는 서로 간에 동일할 수 있고, 특히 상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)의 변형을 허용하도록 상측 안착부(21b)의 두께 및 하측 안착부(22b)의 두께는 상대적으로 얇게 구성될 수 있다. 예컨대, 상측 안착부(21b)의 두께 및 하측 안착부(22b)의 두께는 1.2mm 정도일 수 있다.
촉매컨버터(10)의 안착구조(20)가 스테이(30)에 안착될 때 상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)의 변형이 허용됨에 따라 촉매컨버터(10) 및 터보차저(15)의 터빈(16) 사이의 연결구조 등에서 발생한 공차를 충분히 흡수할 수 있다.
도 2를 참조하면, 스테이(30)는 삽입돌기(35)를 가진 지지판(31)을 포함할 수 있고, 지지판(31)은 안착구조(20)의 상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)를 직접적으로 지지하도록 구성될 수 있다. 지지판(31)은 안착구조(20)의 상측 안착부(21b) 및 하측 안착부(22b)에 대응하도록 수직선 또는 수평선에 대해 일정각도로 경사질 수 있다. 지지판(31)은 실린더블록(1)의 일측에 장착될 수 있다. 촉매컨버터(10)의 안착구조(20)가 실린더블록(1)의 스테이(30)에 안착될 때 스테이(30)의 삽입돌기(35)가 상측 안착부(21b)의 상측 삽입홀(23) 및 하측 안착부(22b)의 하측 삽입홀(24)에 삽입됨으로써 촉매컨버터(10)의 안착구조(20)는 실린더블록(1)의 스테이(30)에 견고하게 지지될 수 있다.
촉매컨버터(10)의 안착구조(20)가 실린더블록(1)의 스테이(30)에 안착 및 지지됨에 따라 수직상향의 외력(F)이 촉매컨버터(10)에 작용할 수 있다. 촉매컨버터(10) 및 터보차저(15)의 터빈(16) 사이의 연결부에 작용하는 수직상향의 외력(F)은 제1분력(Fy) 및 제2분력(Fx)으로 나누어질 수 있다. 제1분력(Fy)은 입구캡(12)의 플랜지 및 터빈(16)의 출구(16a)의 플랜지 사이에서 입구캡(12) 및 출구(16a)의 길이방향을 따라 작용하는 힘의 성분일 수 있고, 제2분력(Fx)은 입구캡(12)의 플랜지 및 터빈(16)의 출구(16a)의 플랜지 사이에서 입구캡(12) 및 출구(16a)의 직경방향을 따라 작용하는 힘의 성분일 수 있다. 특히, 촉매하우징(11)의 입구캡(12)의 플랜지(17)는 제1분력(Fy)에 의해 터빈(16)의 출구(16a)의 플랜지(19)에 밀착될 수 있으므로, 촉매컨버터(10)의 가장착이 안정적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 촉매컨버터(10)의 안착구조(20)가 실린더블록(1)의 스테이(30)에 안착 및 지지될 때 촉매컨버터(10)를 상향으로 밀어올리는 외력을 제공하기 위하여 스테이(30)는 촉매컨버터(10)를 상향으로 밀어내는 탄성력을 제공하는 구조로 구성됨이 바람직하다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 스테이(30)는 삽입돌기(35)를 가진 지지판(31)과, 실린더블록(1)에 고정되는 고정부(33)와, 고정부(33) 및 지지판(31)을 탄성적으로 연결하는 탄성연결부(32)를 포함할 수 있다.
고정부(33)는 실린더블록(1)의 일 측면에 부합하도록 수직으로 연장될 수 있고, 고정부(33)는 복수의 체결공(33a, 33b)을 가질 수 있다. 고정부(33)의 체결공(33a, 33b)들이 실린더블록(1)의 체결공들에 개별적으로 정렬된 이후에 볼트가 고정부(33)의 체결공(33a, 33b) 및 실린더블록(1)의 체결공에 나사결합됨으로써 고정부(33)는 실린더블록(1)에 고정될 수 있다.
탄성연결부(32)는 지지판(31)과 고정부(33)의 하단을 직접적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 특히, 탄성연결부(32)는 일정곡률로 커브진 아크형상을 가질 수 있고, 탄성연결부(32)는 그 아크형상에 의해 변형이 용이해짐에 따라 지지판(31)에 대해 탄성력을 인가할 수 있다. 이에 의해 지지판(31)은 탄성연결부(32)를 통해 고정부(33)에 탄성적으로 연결될 수 있고, 지지판(31)은 탄성연결부(32)의 변형에 의해 수직상향으로 탄성력을 제공할 수 있다.
도 2를 참조하면, 촉매컨버터(10)의 안착구조(20)가 실린더블록(1)의 스테이(30)에 안착 및 지지될 때, 스테이(30)의 탄성연결부(32)가 탄성적으로 변형됨에 따라 스테이(30)의 지지판(31)은 탄성연결부(32)의 탄성력에 의해 수직상향의 외력(F)을 촉매컨버터(10)에 인가할 수 있다.
도 3을 참조하면, 스테이(30)의 지지판(31)의 초기위치(P2)는 정위치(P1) 보다 일정간격으로 상향으로 높게 위치할 수 있다. 지지판(31)의 초기위치(P2)는 탄성연결부(32)가 변형되기 전(촉매컨버터(10)의 안착구조(20)가 스테이(30)에 안착되기 전)의 위치일 수 있고, 정위치(P1)는 촉매컨버터(10)가 터보차저(15)의 터빈(16)에 완전히 연결될 때 결정된 촉매컨버터(10)의 안착구조(20)의 위치일 수 있다.
도 6을 참조하면, 촉매컨버터(10)의 입구캡(12)은 위치결정돌기(41)를 가질 수 있다. 도 7을 참조하면, 터보차저(15)의 터빈(16)의 출구(16a)는 위치결정돌기(41)를 수용하는 위치결정홀(42)을 가질 수 있다. 위치결정돌기(41)는 입구캡(12)의 플랜지(17)로부터 터빈(16)을 향해 돌출할 수 있고, 위치결정홀(42)은 터빈(16)의 출구(16a)의 출구측 플랜지(19)에 함몰되게 형성될 수 있다. 촉매컨버터(10)의 안착구조(20)가 실린더블록(1)의 스테이(30)에 안착 및 지지될 때, 위치결정돌기(41)는 위치결정홀(42)에 수용됨으로써 촉매컨버터(10)의 입구캡(12)은 터빈(16)의 출구(16a)에 대해 정확하게 위치결정될 수 있다. 위치결정돌기(41)가 위치결정홀(42)에 삽입된 상태에서 촉매컨버터(10) 및 터빈(16)의 출구(16a) 사이에서 힘이 작용하더라도 촉매컨버터(10)의 위치가 정위치에서 밀리지 않을 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 촉매컨버터(10)의 안착구조(20)가 스테이(30)에 안정적으로 안착 내지 지지됨으로써 클램프, 가스켓, 실링 등을 통해 촉매컨버터(10) 및 터빈(16)의 출구(16a) 사이의 연결구조를 기밀하게 연결할 수 있다. 특히, 촉매컨버터(10)가 안착구조(20) 및 스테이(30)를 통해 터빈(16)의 출구(16a)에 근접한 위치에서 안정적으로 지지됨으로써 일인 작업자가 촉매컨버터(10) 및 터빈(16)의 출구(16a) 사이의 연결작업을 양손으로 수행할 수 있고, 이를 인건비를 절감하고, 작업성(작업시간 단축 및 조립품질 향상)을 개선하며, A/S 작업성을 향상할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 실린더블록 10: 촉매컨버터
11: 촉매하우징 12: 입구캡
13: 출구캡 15: 터보차저
16: 터빈 20: 안착구조
21: 상측 안착부재 21a: 상측 고정부
21b: 상측 안착부 21c: 상측 연결부
22: 하측 안착부재 22a: 하측 고정부
22b: 하측 안착부 22c: 하측 연결부
30: 스테이 31: 지지판
32: 탄성연결부 33: 고정부

Claims (13)

  1. 촉매컨버터 및 터보차저의 터빈을 연결하기 위하여 촉매컨버터를 상기 터빈의 출구와 인접한 실린더블록의 일부에 가장착하기 위한 촉매컨버터 가장착구조로서,
    상기 촉매컨버터로부터 상기 실린더블록을 향해 연장된 안착구조; 및
    상기 터빈의 출구와 인접한 실린더블록의 일부에 장착된 스테이;를 포함하고,
    상기 촉매컨버터 및 상기 터빈의 출구를 연결할 때 상기 안착구조가 상기 스테이에 가장착되도록 구성된 촉매컨버터 가장착구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안착구조는 상호 대칭적인 형상 및 구조로 이루어진 상측 안착부재 및 하측 안착부재를 포함하고,
    상기 상측 안착부재는 상기 촉매컨버터에 고정된 상측 고정부 및 상기 상측 고정부로부터 상기 실린더블록을 향해 연장된 상측 안착부를 포함하며,
    상기 하측 안착부재는 상기 촉매컨버터에 고정된 하측 고정부 및 상기 하측 고정부로부터 상기 실린더블록을 향해 연장된 하측 안착부를 포함하는 촉매컨버터 가장착구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상측 안착부재는 상기 상측 고정부 및 상기 상측 안착부를 연결하는 상측 연결부를 더 포함하고,
    상기 상측 연결부는 일정곡률로 커브진 촉매컨버터 가장착구조.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 하측 안착부재는 상기 하측 고정부 및 상기 하측 안착부를 연결하는 하측 연결부를 더 포함하고,
    상기 하측 연결부는 일정곡률로 커브진 촉매컨버터 가장착구조.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 상측 안착부 및 상기 하측 안착부는 중첩 및 결합되는 촉매컨버터 가장착구조.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 상측 안착부는 상측 삽입홀을 가지고, 상기 하측 안착부는 하측 삽입홀을 가지며,
    상기 상측 삽입홀 및 상기 하측 삽입홀은 서로 간에 일치하도록 구성된 촉매컨버터 가장착구조.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이는 상기 촉매컨버터를 상향으로 밀어내는 탄성력을 제공하도록 구성된 촉매컨버터 가장착구조.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 스테이는 상기 상측 안착부 및 상기 하측 안착부를 지지하는 지지판을 포함하고,
    상기 지지판은 상기 상측 삽입홀 및 상기 하측 삽입홀에 삽입되는 삽입돌기를 가지는 촉매컨버터 가장착구조.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 스테이는 상기 실린더블록에 고정되는 고정부와, 상기 고정부 및 상기 지지판을 탄성적으로 연결하는 탄성연결부를 더 포함하는 촉매컨버터 가장착구조.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 탄성연결부는 일정곡률로 커브진 아크형상을 가지는 촉매컨버터 가장착구조.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 고정부는 복수의 체결공을 가지고, 볼트가 상기 고정부의 체결공 및 실린더블록의 체결공에 나사결합됨으로써 상기 고정부는 상기 실린더블록에 고정되는 촉매컨버터 가장착구조.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 촉매컨버터는 촉매담체를 수용한 촉매하우징과, 상기 촉매하우징의 일단에 장착된 입구캡과, 상기 촉매하우징의 타단에 장착된 출구캡을 포함하고,
    상기 촉매컨버터의 입구캡이 상기 터보차저의 터빈의 출구에 기밀하게 연결되며,
    상기 입구캡은 위치결정돌기를 가지며, 상기 터빈의 출구는 상기 위치결정돌기가 수용되는 위치결정홀을 가지는 촉매컨버터 가장착구조.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이는 상기 안착구조를 지지하는 지지판과, 상기 실린더블록에 고정되는 고정부와, 상기 고정부 및 상기 지지판을 탄성적으로 연결하는 탄성연결부를 포함하고,
    상기 촉매컨버터는 상기 터빈의 출구에 기밀하게 연결되는 입구캡을 가지며, 상기 입구캡은 상기 터빈의 출구를 향해 돌출한 위치결정돌기를 가지며, 상기 터빈의 출구는 상기 위치결정돌기가 수용되는 위치결정홀을 가지는 촉매컨버터 가장착구조.
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