WO2017146399A1 - 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법 - Google Patents

핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법 Download PDF

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    • F01N2470/20—Dimensional characteristics of tubes, e.g. length, diameter

Definitions

  • the present invention relates to a bellows having a tweezers-like pleated portion and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a bellows having a tweezer-shaped pleated portion and a manufacturing method thereof in order to increase resistance to torsion and restoring force.
  • the vehicle increases the output of the engine, and the vibration caused by the engine roll increases when the vehicle starts, starts, brakes, and shifts gears when the engine starts.
  • vibration of the exhaust pipe occurs according to the condition of the road surface while driving.
  • an exhaust pipe having a muffler is connected to an engine of a vehicle, and an exhaust pipe coupling device (Decoupler) is used to absorb and cushion vibration displacement, impact load, and thermal deformation at the connection portion of the engine and the exhaust pipe. ) Is installed.
  • Diesel exhaust pipe coupling device
  • the exhaust pipe connecting device in such an installation position requires a small size while firmly supporting the entire exhaust pipe with its own small number of hanger mountings.
  • Such an exhaust pipe coupling device is a decoupling element for absorbing displacement caused by an engine roll or vibration transmitted from the road surface through the exhaust system.
  • Exhaust pipe couplings are short decoupling components, collectively referred to as bellows, ball joints, and decouplers where the decoupler's total length (total length) approximates 2D of the exhaust pipe diameter. Classified as (short decoupling element).
  • the short bellows used in the short decoupling component may not have sufficient flexibility of the bellows, causing early cracking of the bellows or joints of the bellows due to low frequency exhaust system resonance.
  • welded diaphragm bellows are formed by welding alternating inside and outside in a state where the diaphragms are overlapped, and early fatigue occurs due to heat curing of the weld, and welding a thin plate having a thickness of 0.2 mm It is difficult to secure a consistent quality, which causes a problem that the manufacturing cost is increased.
  • This welding diaphragm bellows has a problem that is difficult to apply to the vehicle due to the problem of productivity.
  • Formed diaphragm bellows are molded diaphragm bellows without welding, and unlike the welding method, it is possible to prevent early cracking due to heat hardening, which is required for automobile (vehicle) sectors requiring mass production. It is now possible to apply diaphragms that have not been available.
  • the vacuum device is largely composed of a vacuum pump, a vacuum line, an exhaust line.
  • One side of the vacuum line is connected to the semiconductor manufacturing equipment that requires a vacuum environment, the other side is connected to the vacuum pump, one side of the vacuum pump is connected to the exhaust line.
  • the vacuum line of the vacuum device connects the semiconductor manufacturing equipment and the vacuum pump, which requires a vacuum environment, and the piping of the semiconductor manufacturing equipment is complicated or the vacuum line of the vacuum equipment is horizontal or vertical depending on the installation location of the semiconductor manufacturing equipment and the vacuum apparatus.
  • Flexible and flexible bellows are used instead of pipes in parts where flexibility is not possible.
  • bellows are each coupled to the flange at both ends, it can be connected to the exhaust line, vacuum pump, semiconductor process chamber through the flange.
  • a bellows tube 60 formed of a metal material and having a corrugated tube shape having an acid and a valley is provided to be attached to a vacuum line connection part, and the bellows tube A pair of flanges 10 coupled to both ends of the pair 60, an interlock hose 20 to which both ends of the bellows tube 60 are inserted and coupled to the pair of flanges 10, and the pair Insertion grooves formed in the circumferential direction, respectively, and the insertion portion 45 of the interlock hose 20 is inserted into the insertion groove in the flange 10 of the, and the welded portion is exposed to corrosive exhaust gas to corrode or crack
  • the liner is welded outside of the flange 10 in which the flange 10 and the interlock hose 20 are outside of the exhaust passage with the insert 45 inserted into the insertion groove of the flange.
  • Being bellows Disclosed is a device.
  • Patent Document 2 has a step of enclosing the core pin and the separation rod in the split cavity and injection molding the elastic bellows portion around the core pin and the separation rod, the core pin and the separation rod has a longitudinal axis substantially coincide with each other, the elastic An injection molding step having a bellows portion having a substantially rigid first open end and an elastic second open end, opening the split cavity to separate the elastic bellows portion from the core pin, and radiating the elastic bellows portion from the core pin. Injecting the elastic bellows portion outwardly from the core pin, while expanding the elastic bellows portion outwardly from the core pin and pushing the first open end of the substantially rigid bellows portion to the separating rod to remove the elastic bellows portion from the core pin.
  • the elastic bellows from the It discloses how.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0132824 (Nov. 26, 2015 published)
  • Patent Document 2 Republic of Korea Patent Publication No. 2000-0257915 (2000.00.07 registration)
  • the bellows is formed as a spiral hose, and as shown in FIG. 2, there is a problem in that a cutting and assembly process is difficult as a spiral hose and material loss occurs. . That is, if the spiral is not easy to cut and it is difficult to maintain the airtightness of the cut surface itself, accordingly there was a problem to maintain the airtight by overlapping a number of acids.
  • An object of the present invention is to solve the problems described above, the bellows having a tweezers-like wrinkles that can increase the number of wrinkles (acids) of the bellows to increase the resistance and resilience to the torsion and its manufacture To provide a way.
  • Another object of the present invention is to provide a bellows having a tweezers-shaped pleat and a method of manufacturing the same, which can easily realize a cutting and assembly process when the bellows is applied.
  • the bellows according to the present invention includes a first flat part having a flat cylindrical shape, a second flat part having a flat cylindrical shape, and provided at a side opposite to the first flat part, each of the first flat parts. And a wrinkle portion provided between the second flat portion and a tweezers shape, wherein each of the plurality of wrinkle portions is sequentially connected to each other.
  • each of the corrugations is formed in parallel with the first surface and the second surface provided in succession to the first surface, the first surface and the second surface is in close contact, the first surface and
  • the connecting portion of the second surface may protrude to form a circular protrusion, a third surface extending from the first surface and convex toward the outside, and a fourth surface extending from the second surface and convex toward the outside.
  • a concave portion having a convex portion provided with a concave portion extending from the third surface and concave toward the inside and a sixth surface extending from the fourth surface and concave toward the inside.
  • the parts are characterized in that they are connected to each other at portions of the recesses.
  • the distance between the third and fourth surfaces is greater than the distance between the fifth and sixth surfaces.
  • the wrinkles are characterized in that each formed sequentially in a hydro-forming (hydro-forming) method.
  • the method for manufacturing a bellows according to the present invention in order to achieve the above object is (a) inserting a bellows forming base material on the outside of the head, (b) the base material after maintaining the first flat surface for the base material (C) applying pressure toward a base material portion provided between the support device and the movable device, and (d) after the base material is formed to a predetermined size, Moving toward the support device to form the pleats, wherein the pleats are each sequentially formed in a hydro-forming manner.
  • the pleats are formed in parallel with the first surface and the second surface continuously provided on the first surface, and the first surface and the second surface are in close contact with each other.
  • the connecting portion between the surface and the second surface is a protrusion projecting in a circular shape, a third surface extending from the first surface and convex toward the outside, and a fourth surface extending from the second surface and convex toward the outside.
  • the inner peripheral side of the said support device is formed in the shape corresponding to the 1st surface of the protrusion part of the said corrugation part, the 3rd surface of the convex part, and the 5th surface of the recessed part,
  • the inner peripheral part of the said movable device The side is formed in the shape corresponding to the 2nd surface of the protrusion part of the said corrugation part, the 4th surface of the convex part, and the 6th surface of the recessed part.
  • the effect of increasing the resistance against torsion and the restoring force can be obtained by providing the tweezers having the tweezers shape.
  • a bellows having a tweezers-like pleated portion and a method of manufacturing the same, when the bellows is mounted on an apparatus such as an exhaust pipe by separating the flat portion and the pleated portion and forming them in a hydroforming order, The effect of simplifying and preventing the touch of the material is also obtained.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a conventional bellows device
  • Figure 2 is a photograph for explaining the problem of the bellows device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a bellows having a tweezers-shaped wrinkles according to the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a state in which the double interlock hose is provided in the bellows of FIG.
  • FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the wrinkle portion shown in FIG.
  • FIG. 6 is a view for explaining a manufacturing process of the bellows according to the present invention.
  • the half is made of a diaphragm bellows and the other half is made of the same shape as the general bellows.
  • FIG. 3 is a perspective view of a bellows having a tweezer-shaped crease according to the present invention
  • FIG. 4 is a view illustrating a state in which a double interlock hose is provided in the bellows of FIG. 3
  • FIG. 5 is a configuration of the crease illustrated in FIG. 3. It is a figure for demonstrating.
  • the bellows 100 may include a first flat part 110 having a flat cylindrical shape, a flat cylindrical shape, and a first provided on a side opposite to the first flat part 110.
  • the second flat part 120 each of which is provided between the first flat part 110 and the second flat part 120, is provided with a corrugation part 130 having a tweezers shape.
  • the bellows 100 according to the present invention may be used, for example, to connect a vacuum line between components of a commercial vehicle exhaust pipe connection or a component of a semiconductor manufacturing facility, to improve the flow of exhaust gas.
  • each is sequentially connected to each other to form a corrugated pipe having elasticity. That is, the pleats 130 according to the present invention are each sequentially formed in a hydro-forming method.
  • first flat part 110 may be inserted into a flange to be mounted to, for example, the inlet of the exhaust gas
  • the second flat part 120 may be inserted into a flange to be mounted to the discharge part of the exhaust gas.
  • the bellows provided in the form of a continuous corrugated portion formed by the spiral hose can be easily assembled by eliminating the problem of the cutting and assembly process.
  • the first flat portion 110 and the second flat portion 120 are not provided with corrugations, respectively, it is possible to prevent material loss of the base material, for example, stainless steel, as compared to the bellows shown in FIG. 2.
  • a double interlock hose 300 is provided, and a double interlock hose 300 is provided between the bellows 100 and the double interlock hose 300.
  • the wire mesh 300 is installed to mitigate the impact by the bellows 100 and the bellows 100, the double interlock hose 200, and the wire mesh 300 are connected by the coupling ring 400. Can be fixed.
  • the pleats 130 provided in the bellows 100 have a first surface 131 and a second surface 132 continuously formed in parallel with the first surface 131.
  • the first surface 131 and the second surface 132 are in close contact with each other, and the connecting portion of the first surface 131 and the second surface 132 is protruded to have a circular shape 137.
  • Convex having a third surface 133 extending from the first surface 131 and having a convex shape toward the outside and a fourth surface 134 extending from the second surface 132 and having a convex shape toward the outside.
  • the fifth surface 135 extending from the third surface 133 and having a concave shape toward the inside, and the sixth surface 136 extending from the fourth surface 136 and having a concave shape toward the inside, It consists of recesses provided.
  • the crease 130 has a corrugated pipe function of the bellows 100 by connecting the fifth surface 135 of one concave portion and the sixth surface 136 of the other concave portion adjacent to each other.
  • the pleats 130 according to the present invention have a fifth surface 135 and a sixth surface 136 having a recess between the third surface 133 and the fourth surface, which are convex portions. It is formed larger than the gap between it has a shape such as pincette (pincette).
  • the pleats 130 according to the present invention have a shape such as tweezers as shown in FIG. 5, for example, the recessed portion may be impacted by a sudden discharge of exhaust gas, an external impact applied to the vehicle, or the like. Even when receiving, the stiffness of the pleats 130 is increased by the support force and the restoring force by the convex portions, thereby preventing damage to the pleats 130 even when the impact applied to the bellows 100 is excessive.
  • the protruding portion is connected to the first surface 131 and the second surface 132 to protrude to form a circular shape 137, the wrinkle portion 130 of the bellows 100 is formed. It is possible to prevent breakage of the edge portion from the impact applied to the.
  • FIG. 6 is a view for explaining the manufacturing process of the bellows of the bellows according to the present invention
  • Figure 6a is a view showing that the base material is in a flat state
  • Figure 6b shows a state in which pressure is applied to the base material by hydroforming It is a figure
  • FIG. 6C is a figure which shows the state moved by the movable device.
  • the base material 101 formed in a cylindrical shape is supplied along the outer circumference of the cylindrical head 102.
  • the base material is, for example, using a stainless steel material, but is not limited thereto, it is sufficient that the material to which the bellows mounting target and the hydroforming can be applied.
  • the inner diameter of the cylindrical base material 101 uses, for example, ⁇ 103.7 to comply with the specifications of the exhaust pipe of a commercial vehicle, but is not limited thereto, and may be added or decreased corresponding to the outer diameter of the exhaust pipe of a device to be mounted.
  • the corrugated pipe 130 maintains a length corresponding to a portion of the cylindrical first flat portion 110, for example, a length of 23 mm of the first flat portion 110. Is generated.
  • a cylindrical first support ring 103 and a second support ring 105 are formed on the outer circumference of the head 102 at intervals corresponding to the lengths enough to form the corrugated pipe 130 by forming.
  • the support device 104 and the movable device 106 are attached to the first support ring 103 and the second support ring 105, respectively.
  • the support device 104 consists of a semi-circular arc-shaped first support device and a second support device, each of which can be moved up and down in the state shown in FIG. 6A, and fits the first support ring 103 with respect to the base material 101. It prevents the movement of the base metal 101 by touching.
  • the movable device 106 can move to the left after the hydroforming is performed on the base 101 after interfering with the second support ring 105 to prevent movement of the base 101 in the state shown in FIG. 6A. After the formation of the wrinkle portion 130 is mounted to be movable to the right.
  • the outer circumferential side of the support device 104 is formed in a flat surface to enable the withdrawable up and down between the preformed pleats 130 as shown in FIG. 6A, and the inner circumferential side is the pleats 130 shown in FIG. 5. Is formed in a shape corresponding to the first surface 131 of the protrusion, the third surface 133 of the convex portion, and the fifth surface 135 of the concave portion.
  • the inner circumferential side of the movable device 106 has a shape corresponding to the second surface 132 of the protruding portion of the pleated portion 130, the fourth surface 134 of the convex portion, and the sixth surface 136 of the concave portion shown in FIG.
  • the outer peripheral side is formed as a movable structure, and is not limited to a particular shape.
  • the head 102 is provided with a pressure supply hole 107 so that hydroforming is performed by applying a predetermined pressure, for example, pneumatic pressure or hydraulic pressure, to the base material 101.
  • a predetermined pressure for example, pneumatic pressure or hydraulic pressure
  • the state shown in FIG. 6A that is, the base material 101 is kept flat between the first support ring 103 and the second support ring 105, and the support device ( The head 102 and the base material 101 are kept in a closed state by the 104 and the movable device 106.
  • the base material 101 is formed by the head 102 of the head 102 according to the applied pressure. Foaming occurs in the circumferential direction. That is, hydroforming of the base material 101 is performed. Such hydroforming is performed only to the extent that the wrinkles 130 can be formed only in the portion formed when the movable device 106 moves to the left side.
  • the movable device 106 moves to the left in the state shown in FIG. 6B to maintain the state shown in FIG. 6C for a certain time.
  • Such movement of the base material 101, pressurization through the head 102, up and down movement of the support device 104, and left and right movement of the movable device 106 are the bellows shape information and material information preset in the control unit (not shown). Will be automatically executed.
  • the holding time of the state shown in FIG. 6C is prescribed
  • the first and second support devices After being formed in one wrinkle portion 130 as shown in FIG. 6C, the first and second support devices respectively move upward and downward in the state shown in FIG. 6C, and the base material 101 is preset. Supplied by the length, the movable device 106 moves to the right. Subsequently, the first and second support devices move downward and upward, respectively, in contact with the first support ring 103, and the movable device 106 contacts the second support ring 105 in the state of FIG. 6A. As described above, the wrinkles 130 are sequentially formed by advancing to the states of FIGS. 6B and 6C.
  • the pleats 130 according to the present invention are formed sequentially.
  • the base material 101 is simply supplied corresponding to the length of the second flat portion 120 and the first flat portion 110, and then the wrinkles continue.
  • a portion a plurality of bellows can be produced continuously. Therefore, in use, the first flat portion 110, the wrinkle portion 130 and the second flat portion 120 is provided by simply cutting between the second flat portion 120 and the first flat portion 110.
  • One bellows can be easily manufactured.
  • the resistance and restoring force against torsion applied to the crease can be increased.

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Abstract

토션에 대한 저항력 및 복원력을 증대하기 위해 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 평탄한 원통형으로 이루어진 제1 평탄부, 평탄한 원통형으로 이루어지고, 상기 제1 평탄부에 대향하는 측에 마련된 제2 평탄부, 각각이 상기 제1 평탄부와 제2 평탄부 사이에 마련되고 핀셋 형상으로 이루어진 주름부를 구비하고, 상기 다수의 주름부는 각각이 서로 순차적으로 연결된 구성을 마련하여, 토션에 대한 저항력 및 복원력을 증대시킬 수 있다.

Description

핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법
본 발명은 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 토션에 대한 저항력 및 복원력을 증대하기 위해 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 엔진의 출력 향상으로 엔진 시동 시 자동차의 급출발, 급제동, 기어변속 시 엔진 롤에 의한 진동이 커진다. 또 주행 중 노면의 상태에 따라 배기관의 진동이 일어나게 된다.
따라서 통상적으로 차량의 엔진에는 배기가스를 배출하기 위해 머플러를 구비한 배기관이 연결되는데, 엔진과 배기관의 연결부위에는 진동변위나 충격하중, 열 변형 등을 흡수하고 완충시켜주기 위하여 배기관 연결장치(Decoupler)가 설치된다.
이러한 설치 위치에서의 배기관 연결장치는 적은 수의 행거 마운팅과 함께 배기관 전체를 자체적으로 견고하게 지지하면서도 소형의 크기가 요구된다. 이러한 배기관 연결장치에는 엔진 롤(engine roll)에 의한 변위나 노면으로부터 배기계를 통해 전달되는 진동을 흡수하기 위한 디커플링 부품(decoupling element)이다. 배기관 연결장치는 파이프 직경에 디커플러(decoupler)의 전장(전체 길이)이 배기 파이프 직경의 2D에 근접하는 벨로우즈(bellows), 볼 조인트(ball joint), 디커플러(decoupler)를 통칭하여 숏 디커플링 부품(short decoupling element)으로 분류한다.
한편, 차량의 배기규제가 강화되면서 배기가스 후처리 장치의 용량도 같이 증가하게 되고, 배기계 내에 디커플링 부품(decoupling element)을 장착할 수 있는 직진 구간을 확보하기가 어렵다.
이와 같은 숏 디커플링 부품의 유용성은 커지고 있다. 그러나 전장이 짧아서 생기는 유연성(flexibility)은 소음(noise), 진동(vibration), 경도(hardness)에 따른 문제와 결합하면서 이음 및 공진에 의한 조기 파손 등의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 숏 디커플링 부품에 사용되는 숏 벨로우즈(short bellows)는 벨로우즈의 유연성이 충분하지 못하여 저주파 배기계 공진에 의한 벨로우즈의 조기 크랙(crack) 또는 벨로우즈의 이음 부분이 파손되는 경우가 발생하게 된다.
또 용접 다이어프램 벨로우즈(welded diaphragm bellows)는 다이어프램을 겹친 상태에서 내측과 외측을 번갈아 가면서 용접으로 형성한 것으로, 용접부의 열 경화에 의한 조기 피로가 발생되고, 두께 0.2㎜의 박판을 용접하므로 용접에 따른 일관된 품질을 확보하기가 어렵고, 이로 인해 제조 단가가 상승되는 문제점이 있었다. 이러한 용접 다이어프램 벨로우즈는 생산성의 문제로 인하여 차량에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 성형 다이어프램 벨로우즈(formed diaphragm bellows)는 용접 없이 성형만으로 다이어프램 벨로우즈를 성형한 것으로서, 용접 방식과 달리 열 경화에 의한 조기 크랙(crack)을 방지할 수 있어 대량 생산이 필요한 자동차(차량) 부문에 그 동안 사용할 수 없었던 다이어프램을 적용할 수 있게 되었다.
또한, 진공환경이 필요한 대부분의 반도체 제조설비에는 진공환경을 만들어주기 위한 진공장치가 설치되는데, 진공장치는 크게 진공펌프, 진공 라인, 배기 라인으로 구성된다. 진공 라인의 일 측은 진공환경이 필요한 반도체 제조설비에 연결되고, 타측은 진공펌프에 연결되며, 진공펌프의 일 측에는 배기 라인이 연결된다.
진공장치의 진공 라인은 진공환경이 필요한 반도체 제조설비와 진공펌프를 연결하는 것으로서, 반도체 제조설비의 배관이 복잡하거나, 반도체 제조설비와 진공장치의 설치 위치에 따라 진공장치의 진공 라인이 수평 혹은 수직으로만 연결될 수 없어 유연성이 요구되는 일부분에는 파이프 대신 신축성 및 유연성을 갖는 벨로우즈를 사용한다.
이러한 벨로우즈는 양측단에 각각 플랜지가 결합되어 있어, 플랜지를 통해 배기라인, 진공펌프, 반도체 공정 챔버 등에 연결 설치할 수 있다.
이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 도 1에 도시된 바와 같이, 금속재로 형성되고, 산과 골을 갖는 주름진 관 형상으로 이루어진 벨로우즈 관(60), 진공 라인 연결부에 장착되기 위해 마련되고, 상기 벨로우즈 관(60)의 양측단에 결합된 한 쌍의 플랜지(10), 상기 벨로우즈 관(60) 내부에서 양측단이 상기 한 쌍의 플랜지(10)에 삽입되어 결합되는 인터록 호스(20), 상기 한 쌍의 플랜지(10)에 각각 원주 방향으로 형성된 삽입홈, 상기 삽입홈에 삽입되는 상기 인터록 호스(20)의 삽입부(45)를 포함하며, 용접 부분이 부식성을 갖는 배기가스에 노출되어 부식되거나 균열이 발생하는 것을 방지하도록, 상기 삽입부(45)가 상기 플랜지의 삽입홈에 삽입된 상태에서 상기 플랜지(10)와 인터록 호스(20)가 배기 통로의 외부인 상기 플랜지(10)의 외측에서 라이너 용접되는 벨로우즈 장치에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 코어핀과 분리봉을 스플릿 캐비티로 둘러싸고 상기 코어핀과 분리봉 둘레에 탄성 벨로우즈부를 사출성형하는 단계로, 상기 코어핀과 분리봉은 실질적으로 서로 일치하는 종축선을 가지며, 탄성 벨로우즈부는 실질적으로 강성인 제1 개방단 및 탄성적인 제2 개방단을 갖는 상기 사출성형 단계, 상기 탄성 벨로우즈부를 코어핀으로부터 분리할 수 있도록 상기 스플릿 캐비티를 개방하는 단계, 상기 탄성 벨로우즈부를 코어핀으로부터 반경방향 외측으로 팽창시키는 단계 및 상기 탄성 벨로우즈부를 코어핀으로부터 외측방향으로 팽창시키면서, 실질적으로 강성인 벨로우즈부의 상기 제1 개방단을 상기 분리봉으로 밀어 코어핀으로부터 탄성 벨로우즈부를 제거시키는 단계를 포함하는 사출몰드로부터 탄성 벨로우즈부를 분리시키는 방법에 대해 개시되어 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0132824호(2015.11.26 공개)
(특허문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제2000-0257915호(2000.00.07 등록)
그러나 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 벨로우즈가 나선형 호스(Spiral Hose)로 형성되어 도 2에 도시된 바와 같이, 나선형 호스(Spiral Hose)로 절단 및 조립과정이 난해하고 재료손실이 발생한다는 문제가 있었다. 즉, 나선형으로 되어 있으면 절단이 용이하지 않고 절단면 자체의 기밀성을 유지가 어려우며, 이에 따라 여러개의 산을 중첩시켜 기밀을 유지해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술에 따라 산(corrugation)의 부분을 용접하여 형성하는 경우, 용접부(Heat Affected Zone)에서 부식이 발생하여 벨로우즈의 기능을 상실하게 된다는 문제도 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 벨로우즈의 주름부(산)의 개수를 늘려 토션에 대한 저항력 및 복원력을 증대할 수 있는 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 벨로우즈의 적용시 절단 및 조립과정을 용이하게 실현할 수 있는 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 벨로우즈는 평탄한 원통형으로 이루어진 제1 평탄부, 평탄한 원통형으로 이루어지고, 상기 제1 평탄부에 대향하는 측에 마련된 제2 평탄부, 각각이 상기 제1 평탄부와 제2 평탄부 사이에 마련되고 핀셋 형상으로 이루어진 주름부를 구비하고, 상기 다수의 주름부는 각각이 서로 순차적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 벨로우즈에서, 각각의 주름부는 제1면과 상기 제1면에 연속하여 마련된 제2면이 평행하게 이루어지고, 상기 제1면과 제2면이 밀착되고, 상기 제1면과 제2면의 연결 부분은 돌출되어 원형으로 이루어진 돌출부, 상기 제1면에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제3면과 상기 제2면에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제4면을 구비한 볼록부, 상기 제3면에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제5면과 상기 제4면에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제6면을 구비한 오목부로 이루어지고, 상기 주름부는 상기 오목부의 부분에서 서로 연결된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 벨로우즈에서, 상기 제3면과 제4면 사이의 간격은 상기 제5면과 제6면 사이의 간격보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 벨로우즈에서, 상기 주름부는 하이드로 포밍(hydro-forming) 방식으로 각각이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 벨로우즈의 제조방법은 (a) 헤드의 외부에 벨로우즈 형성용 모재를 삽입하는 단계, (b) 상기 모재에 대해 제1 평탄면을 유지한 후 상기 모재를 지지 디바이스와 가동 디바이스로 지지하는 단계, (c) 상기 지지 디바이스와 가동 디바이스 사이에 마련된 모재 부분을 향해 압력을 부가하는 단계, (d) 상기 모재가 소정의 크기로 포밍된 후 상기 가동 디바이스가 지지 디바이스를 향해 이동하여 주름부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 주름부는 하이드로 포밍(hydro-forming) 방식으로 각각이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 벨로우즈의 형성방법에서, 상기 주름부는 제1면과 상기 제1면에 연속하여 마련된 제2면이 평행하게 이루어지고, 상기 제1면과 제2면이 밀착되고, 상기 제1면과 제2면의 연결 부분은 돌출되어 원형으로 이루어진 돌출부, 상기 제1면에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제3면과 상기 제2면에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제4면을 구비한 볼록부, 상기 제3면에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제5면과 상기 제4면에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제6면을 구비한 오목부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 벨로우즈의 형성방법에서, 상기 지지 디바이스의 내주 측은 상기 주름부의 돌출부의 제1면, 볼록부의 제3면, 오목부의 제5면에 대응하는 형상으로 형성되고, 상기 가동 디바이스의 내주 측은 상기 주름부의 돌출부의 제2면, 볼록부의 제4면, 오목부의 제6면에 대응하는 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법에 의하면, 핀셋 형상으로 이루어진 주름부를 마련하는 것에 의해 토션에 대한 저항력 및 복원력을 증대시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법에 의하면, 평탄부와 주름부를 분리하여 하이드로 포밍으로 순차 형성하는 것에 의해 벨로우즈를 배기관 등의 장치에 장착하는 경우, 조립과정을 단순화하고 재료의 손길을 방지할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 종래의 벨로우즈 장치의 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 벨로우즈 장치의 문제점을 설명하기 위한 사진.
도 3은 본 발명에 따른 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈의 사시도,
도 4는 도 3의 벨로우즈 내에 이중 인터록 호스가 마련된 상태를 나타내는 도면,
도 5는 도 3에 도시된 주름부의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 벨로우즈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈의 특성에 대해 설명한다.
다이어프램 벨로우즈의 경우 필요 이상으로 플렉시블하여 예를 들어 차량의 주행 중 공진에 의한 크랙이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 반은 다이아프램 벨로우즈로 제작하고 나머지 반은 일반 벨로우즈와 동일한 형상으로 제작하였다. 이에 따라 큰 복원력을 얻을 수 있는 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈를 마련한 것이다.
이하, 본 발명의 구성을 도 3 내지 도 5에 따라 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈의 사시도 이고, 도 4는 도 3의 벨로우즈 내에 이중 인터록 호스가 마련된 상태를 나타내는 도면이며, 도 5는 도 3에 도시된 주름부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 벨로우즈(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 평탄한 원통형으로 이루어진 제1 평탄부(110), 평탄한 원통형으로 이루어지고, 상기 제1 평탄부(110)에 대향하는 측에 마련된 제2 평탄부(120), 각각이 상기 제1 평탄부(110)와 제2 평탄부(120) 사이에 마련되고 핀셋 형상으로 이루어진 주름부(130)를 구비한다.
본 발명에 따른 벨로우즈(100)는 예를 들어 상용차용 배기관 연결장치 또는 반도체 제조 설비의 구성요소 사이에서 진공 라인 연결에 사용하여 배기가스의 유동을 향상시키기 위해, 상기 다수의 주름부(130)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 각각이 서로 순차적으로 연결되어 탄성을 갖는 주름관으로 형성한다. 즉, 본 발명에 따른 주름부(130)는 하이드로 포밍(hydro-forming) 방식으로 각각이 순차적으로 형성된다.
상기 제1 평탄부(110)는 예를 들어 배기가스의 유입부에 장착될 플랜지에 삽입되고, 제2 평탄부(120)는 배기가스의 배출부에 장착될 플랜지에 삽입될 수 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 나선형 호스에 의해 연속적인 주름부가 형성된 형태로 마련된 벨로우즈에서 절단 및 조립 과정의 문제점을 해소하여 간단하게 조립할 수 있다. 또, 제1 평탄부(110) 및 제2 평탄부(120)에는 각각 주름부가 마련되어 있지 않으므로, 도 2에 도시된 벨로우즈의 형태에 비해 모재, 예를 들어 스테인리스 재의 재료 손실을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 벨로우즈(100) 내에는 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 이중 인터록 호스(300)가 마련되고, 벨로우즈(100)와 이중 인터록 호스(300) 사이에는 이중 인터록 호스(300)가 벨로우즈(100)와 접속에 의해 충격 등을 완화시키기 위한 와이어메시(300)가 장착되며, 벨로우즈(100), 이중 인터록 호스(200) 및 와이어메시(300)는 결합 링(400)에 의해 고정될 수 있다.
본 발명에 따라 벨로우즈(100)에 마련된 주름부(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1면(131)과 상기 제1면(131)에 연속하여 마련된 제2면(132)이 평행하게 이루어지고, 상기 제1면(131)과 제2면(132)이 밀착되고, 제1면(131)과 제2면(132)의 연결 부분은 돌출되어 원형(137)으로 이루어진 돌출부, 상기 제1면(131)에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제3면(133)과 상기 제2면(132)에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제4면(134)을 구비한 볼록부, 상기 제3면(133)에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제5면(135)과 상기 제4면(136)에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제6면(136)을 구비한 오목부로 이루어진다.
상기 주름부(130)는 하나의 오목부의 제5면(135)과 인접하는 다른 하나의 오목부의 제6면(136)이 서로 연결되는 것에 의해 벨로우즈(100)의 주름 관 기능을 구비하게 된다.
또 본 발명에 따른 주름부(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 볼록부인 제3면(133)과 제4면 사이의 간격이 오목부인 제5면(135)과 제6면(136) 사이의 간격보다 크게 형성되어 핀셋(pincette)과 같은 형상으로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 주름부(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 핀셋과 같은 형상으로 이루어지므로, 예를 들어 배기가스의 급격한 배출, 차량에 인가되는 외부 충격 등에 의해 오목부 부분이 충격을 받아도 돌출부에 의해 지지력과 볼록부에 의한 복원력에 의해 주름부(130)의 강성이 증가하여 벨로우즈(100)에 인가되는 충격이 과다하여도 주름부(130)의 파손을 방지하게 한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 돌출부가 상기 제1면(131)과 제2면(132)의 연결 부분은 돌출되어 원형(137)으로 이루어지므로, 벨로우즈(100)의 주름부(130)에 인가되는 충격으로부터 에지 부분의 파손을 방지할 수 있다.
다음에, 도 5에 도시된 바와 같은 주름부(130)의 형성과정에 대해 도 6에 따라 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 벨로우즈의 주름부의 제조 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6a는 모재가 평탄한 상태로 있는 것을 나타내는 도면이고, 도 6b는 하이드로 포밍에 의해 모재에 압력이 인가된 상태를 나타내는 도면이고, 도 6c는 가동 디바이스에 의해 이동된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 벨로우즈(100)의 제조에서는 도 6a에 도시된 바와 같이 먼저, 원통형으로 형성된 모재(101)가 원통형의 헤드(102) 외주 둘레에 따라 공급된다. 상기 모재는 예를 들어 스테인리스 재를 사용하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 벨로우즈의 장착 대상과 하이드로 포밍을 적용할 수 있는 재질이면 충분하다. 또 원통형 모재(101)의 내경은 예를 들어 상용차의 배기관의 규격에 적합하도록 Ø103.7을 사용하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 장착되는 장치의 배기관의 외경에 대응하여 가감될 수 있다.
본 발명에 따른 주름관(130)은 도 6a에 도시된 바와 같이, 원통형의 제1 평탄부(110)의 부분에 대응한 길이, 예를 들어 제1 평탄부(110)의 길이 23mm를 유지한 후 생성된다. 이를 위해 헤드(102)의 외주에는 포밍에 의해 주름관(130)을 형성할 수 있을 정도의 길이에 대응한 간격을 두고 형성된 원통형의 제1 지지 링(103)과 제2 지지 링(105)이 마련되고, 이 제1 지지 링(103)과 제2 지지 링(105)에는 각각 지지 디바이스(104)와 가동 디바이스(106)이 장착된다. 지지 디바이스(104)는 도 6a에 도시된 상태에서 각각이 상하로 이동 가능한 반원호 형상의 제1 지지 디바이스와 제2 지지 디바이스로 이루어지고 모재(101)에 대해 제1 지지 링(103)과 맞닿아서 모재(101)의 이동을 저지한다. 가동 디바이스(106)는 도 6a에 도시된 상태에서 제2 지지 링(105)과 맞닿아서 모재(101)의 이동을 저지한 후 모재(101)에 대해 하이드로 포밍이 실행된 후 좌측으로 이동 가능하고, 주름부(130)의 형성 후 우측으로 이동 가능하게 장착된다.
상기 지지 디바이스(104)의 외주 측은 도 6a에 도시된 바와 같이 기형성된 주름부(130) 사이에서 상하 이동 가능한 인출이 가능하게 평탄면으로 형성되고, 내주 측은 도 5에 도시된 주름부(130)의 돌출부의 제1면(131), 볼록부의 제3면(133), 오목부의 제5면(135)에 대응하는 형상으로 형성된다. 또 가동 디바이스(106)의 내주 측은 도 5에 도시된 주름부(130)의 돌출부의 제2면(132), 볼록부의 제4면(134), 오목부의 제6면(136)에 대응하는 형상으로 형성되고, 외주 측은 이동 가능한 구조로서 특별한 형상에 한정되는 것은 아니다.
또한, 헤드(102)에는 모재(101)에 일정 압력, 예를 들어 공압, 유압 등을 인가하여 하이드로 포밍이 실행되도록 압력 공급 구멍(107)이 마련된다.
본 발명에 따른 벨로우즈(100)의 제조에서는 도 6a에 도시된 상태, 즉 모재(101)가 제1 지지 링(103)과 제2 지지 링(105) 사이에서 평탄한 상태를 유지하고, 지지 디바이스(104)와 가동 디바이스(106)에 의해 헤드(102)와 모재(101) 사이가 밀폐된 상태로 유지된다.
이러한 상태에서, 도 6b에 도시된 바와 같이 헤드(101)의 압력 공급 구멍(107)으로 소정이 압력(화살표 방향)이 인가되면, 모재(101)는 이 인가된 압력에 따라 헤드(102)의 외주 방향으로 포밍이 발생하게 된다. 즉, 모재(101)에 대한 하이드로 포밍이 실행된다. 이와 같은 하이드로 포밍은 가동 디바이스(106)가 좌측으로 이동시 포밍된 부분에서만 주름부(130)가 형성될 수 있을 정도만 실행된다.
다음에, 도 6b에 도시된 상태에서 가동 디바이스(106)가 좌측으로 이동하여 도 6c에 도시된 상태를 일정 시간 동안 유지한다.
이와 같은 모재(101)의 이동, 헤드(102)를 통한 가압, 지지 디바이스(104)의 상하 이동, 가동 디바이스(106)의 좌우 이동은 제어부(미도시)에 미리 설정된 벨로우즈의 형상 정보, 재질 정보에 따라 자동으로 실행된다. 또 도 6c에 도시된 상태의 유지 시간은 모재(101)의 금속성 성질에 의해 규정되는 것으로서, 특별한 시간을 한정하는 것은 아니다.
도 6c에 도시된 바와 같이 하나의 주름부(130)에 형성된 후, 제1 지지 디바이스와 제2 지지 디바이스가 각각 도 6c에 도시된 상태에서 상부 및 하부로 이동하고, 모재(101)가 미리 설정된 길이만큼 공급되고, 가동 디바이스(106)가 우측으로 이동한다. 이어서 제1 지지 디바이스와 제2 지지 디바이스가 각각 하부 및 상부로 이동하여 제1 지지 링(103)에 접하고, 가동 디바이스(106)가 제2 지지 링(105)에 접하는 것에 의해 도 6a의 상태로 되고, 상술한 바와 같이 도 6b, 도 6c의 상태로 진행하는 것에 의해 순차적으로 주름부(130)가 형성된다.
즉, 연속적으로 형성되는 종래의 벨로우즈와 달리, 본 발명에 따른 주름부(130)는 순차적으로 형성된다.
본 발명에 따른 벨로우즈의 장착 기구에 대응하여 일정 개수의 주름부를 형성한 후, 모재(101)를 단순 공급하여 제2 평탄부(120)를 마련하는 것에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 벨로우즈가 완성된다.
또 본 발명에 따르면, 소정 개수의 주름부(130)를 형성한 후 제2 평탄부(120)와 제1 평탄부(110)의 길이에 대응하여 모재(101)를 단순 공급하고, 계속하여 주름부를 형성하는 것에 의해 다수의 벨로우즈를 연속하여 생산할 수 있다. 따라서 사용 시, 단순하게 제2 평탄부(120)와 제1 평탄부(110) 사이를 절단하는 것에 의해 제1 평탄부(110), 주름부(130)와 제2 평탄부(120)를 구비한 벨로우즈를 용이하게 제조할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 핀셋 형상의 주름부를 구비한 벨로우즈 및 그 제조방법를 사용하는 것에 의해 주름부에 인가되는 토션에 대한 저항력 및 복원력을 증대할 수 있다.

Claims (5)

  1. 평탄한 원통형으로 이루어진 제1 평탄부,
    평탄한 원통형으로 이루어지고, 상기 제1 평탄부에 대향하는 측에 마련된 제2 평탄부,
    각각이 상기 제1 평탄부와 제2 평탄부 사이에 마련되고 핀셋 형상으로 이루어진 주름부를 구비하고,
    상기 다수의 주름부는 각각이 서로 순차적으로 연결되고,
    각각의 주름부는 제1면과 상기 제1면에 연속하여 마련된 제2면이 평행하게 이루어지고, 상기 제1면과 제2면이 밀착되고, 상기 제1면과 제2면의 연결 부분은 돌출되어 원형으로 이루어진 돌출부, 상기 제1면에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제3면과 상기 제2면에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제4면을 구비한 볼록부, 상기 제3면에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제5면과 상기 제4면에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제6면을 구비한 오목부로 이루어지고,
    상기 주름부는 상기 오목부의 부분에서 서로 연결된 것을 특징으로 하는 벨로우즈.
  2. 제1항에서,
    상기 제3면과 제4면 사이의 간격은 상기 제5면과 제6면 사이의 간격보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 벨로우즈.
  3. 제1항에서,
    상기 주름부는 하이드로 포밍(hydro-forming) 방식으로 각각이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 벨로우즈.
  4. (a) 헤드의 외부에 벨로우즈 형성용 모재를 삽입하는 단계,
    (b) 상기 모재에 대해 제1 평탄면을 유지한 후 상기 모재를 지지 디바이스와 가동 디바이스로 지지하는 단계,
    (c) 상기 지지 디바이스와 가동 디바이스 사이에 마련된 모재 부분을 향해 압력을 부가하는 단계,
    (d) 상기 모재가 소정의 크기로 포밍된 후 상기 가동 디바이스가 지지 디바이스를 향해 이동하여 주름부를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 주름부는 하이드로 포밍(hydro-forming) 방식으로 각각이 순차적으로 형성되고,
    상기 주름부는 제1면과 상기 제1면에 연속하여 마련된 제2면이 평행하게 이루어지고, 상기 제1면과 제2면이 밀착되고, 상기 제1면과 제2면의 연결 부분은 돌출되어 원형으로 이루어진 돌출부, 상기 제1면에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제3면과 상기 제2면에서 연장되어 외측을 향해 볼록 형상으로 이루어진 제4면을 구비한 볼록부, 상기 제3면에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제5면과 상기 제4면에서 연장되어 내측을 향해 오목 형상으로 이루어진 제6면을 구비한 오목부로 이루어진 것을 특징으로 하는 벨로우즈의 형성방법.
  5. 제4항에서,
    상기 지지 디바이스의 내주 측은 상기 주름부의 돌출부의 제1면, 볼록부의 제3면, 오목부의 제5면에 대응하는 형상으로 형성되고, 상기 가동 디바이스의 내주 측은 상기 주름부의 돌출부의 제2면, 볼록부의 제4면, 오목부의 제6면에 대응하는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 벨로우즈의 형성방법.
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