KR200150355Y1 - 자동차 배기관용 디커플러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler)에 관한 것으로, 속이 빈 원통형상으로 엔진의 배기구측에 부착되며 림(11)이 절곡되는 제1커버(10)와; 이 제1커버(10)에 대향되는 위치에 소정의 거리를 두고 떨어져 위치되며 배기 머플러에 접속되고, 림(21)이 절곡되는 제2커버(20)와; 상기 제1커버(10)및 제2커버(20)의 사이 내경에 각각 양단이 고정되어 엔진과 머플러 사이에 형성되는 진동 및 변형을 흡수토록 벨로우즈(30)와; 상기 제1커버(10) 및 제2커버(20)들의 떨어진 위치를 연결하며, 상기 림(11)(21)들에 대향되게 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)을 각각 형성하도록 플랜지(43)가 양단에 성형되는 유니온커버(40)와; 상기 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 각각 채워지며 변위에 대한 흡수기능을 갖는 링형상의 완충부재(50)가 구비되어, 완충부재(50)가 고온의 배기가스에 직접 노출되지 않아 열화 및 고온부식을 방지할 수 있다.

따라서, 그 내구성이 향상되고 변위에 대한 흡수효과가 증대된다.

또 보조완충부재(60)가 2개의 완충부재(50)들 사이로 개재되어 압축변위가 크게 작용될 때 제어기능을 발휘할 수 있도록 한다. 그리고, 완충구조가 벨로즈의 외부로 위치되는 배기가스가 통과되는 내경이 확대되어 배압(Back pressure)에 대한 부하가 해소되어 차량의 설치영역이 확대 될 수 있는 등의 매우 유용한 고안인 것이다.

Description

자동차 배기관용 디커플러(Decoupler)

본 고안은 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler)에 관한 것으로, 더 상세하게는 흡수변위를 증대하고, 댐퍼부재가 배기가스에 노출되지 않아 내구성과 제품의 신뢰성이 향상되도록 고안된 것이다.

일반적으로 엔진에는 배기가스를 배출하기 위한 배기관이 연결되는데, 그 연결부위에는 진동이나 충격, 열변형 등을 흡수하기 위하여 연결구가 설치된다.

이러한 종류의 연결구로는 여러 종류가 알려져 있으나, 비교적 소형구조의 연결구로써 미국특허 제5,145,215호가 활용되고 있다.

이 미국특허 배기관 연결구의 구조에 의하면, 엔진측과 배기관측에 각각 연결되는 속이 빈 원통형의 내외측 슬리브들의 끝단을 대향지게 절곡시켜 림을 형성하고, 이 내외측 슬리브의 중첩되는 위치인 림의 사이에 완충부재를 위치시킨다.

그리고, 배기가스의 누출을 방지함과 아울러, 길이 방향에 대한 변위를 흡수하도록 신축가능한 벨로즈를 상기 슬리브들의 양단에 각각 고정시키게 된다.

또한, 이 슬리브와 벨로즈가 고정되는 양단에는 외측으로 마감캡이 부착되기도 하며, 용도에 따라 벨로즈의 외부로는 직조형태로 된 브레이드가 감싸지는 구성으로 이루어져 있다.

따라서, 분리된 슬리브들이 중첩되는 대략 중간위치에서 굴곡 및 신축이 가능한 하나의 변위부가 형성되어, 엔진의 진동이나 주행중 발생되는 충격으로 부터 길이방향의 신축변위 및 배기관 연결구 전후의 중심축 각도가 교차되는 상태의 굽힘변위에 대하여 림의 사이에 위치된 완충부재와 외부를 감싸는 벨로즈 등이 흡수하는 것이다.

그러나, 이 구조에 의하면 신축에 대한 변위흡수능력은 양호하나, 굽힘이나 축선에 직각방향인 전단변위 등에 대하여는 탄성적으로 그 변위를 흡수하도록 하는 관절부가 한부분에서 이루어 지는 것이 큰 취약점으로 나타나고 있다.

즉, 변위가 인장이나 압축의 형태가 아닌 다른 방향으로 작용될 때 림의 사이에 형성된 하나의 완충부재로는 이 변위를 충분하게 흡수할 수 있는 능력이 부족하다.

특히, 그 변위방향이 축방향과 일치되는 직선방향이 아닌 굽힘방향일 때는 슬리브들의 중첩부에 위치된 림들이 비교적 딱딱한 완충부재의 저항에 의해 크게 변위될 수 없어, 굴곡각도가 한정되는 단점을 가졌던 것이다.

따라서, 이 허용변위보다 큰 굽힘변위가 발생될 경우에는 내외측 슬리브들 끼리 서로 접촉하므로써 이때, 소음을 발생함과 아울러 심하게는 슬리브가 파손되어 정상으로 사용할 수 없게 된다.

더 나아가서 엔진의 상하방향 성분의 거동이나, 로면 진동에 기인한 배기관의 수직진동, 즉 전단변위에 대하여는 변위흡수를 위한 기능을 전혀할 수 없게 된다.

한편, 이러한 문제점을 해소하기 위해 본원 고안의 출원인이 국내 실용신안등록출원 제95-24415호에서는 양측 슬리브들을 분리하여 그 사이로 유니온커버(40)를 위치시켜 연결부에 완충부재가 채워져 완충과 관절기능을 갖도록 한 것이 제안된 바 있다.

따라서, 관절부가 2곳에서 각각 형성되는 결과로, 특히 굽힘변위를 더욱 크게 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 전단방향에 대하여도 보다 효과적으로 그 변위를 흡수할 수 있는 유용한 효과를 가지고 있었다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래 자동차 배기관용 디커플러구조에 의하면, 유니온슬리브 및 2개의 완충부재가 각각 벨로즈의 내경부에 노출상태로 설치된다.

따라서, 고온의 배기가스가 엔진측에 접속된 슬리브로 부터 내부로 통과될 때 직접적으로 배기가스에 접촉되어 유니온슬리브 및 특히, 완충부재가 열화와 부식되는 것에 의해 그 완충성능과 내구성이 크게 저하되는 등의 폐단이 있었던 것이다.

본 고안의 목적은 열화 및 고온부식을 방지하여 흡수효과와 내구성을 증대할 수 있도록 한 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler)를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 배기가스가 통과될 수 있는 내경부를 확대하여 배기효과가 우수하도록 된 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler)를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 보다 큰 압축변위에 대한 제어가 가능하도록 된 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler)를 제공하는 데 있다.

제1도는 본 고안의 구조를 보인 반단면도.

제2도 내지 제4도는 본 고안의 다른 실시예를 보인 반단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제1커버 11 : 림

20 : 제2커버 21 : 림

30 : 벨로우즈 40 : 유니온커버

41 : 제1포켓 42 : 제2포켓

50 : 완충부재 60 : 보조완충부재

70 : 가이드부재

이러한 본 고안의 목적은, 속이 빈 원통형상으로 엔진의 배기구측에 부착되며 림(11)이 절곡되는 제1커버(10)와; 이 제1커버(10)에 대향되는 위치에 소정의 거리를 두고 떨어져 위치되며 배기 머플러에 접속되고, 림(21)이 절곡되는 제2커버(20)와; 상기 제1커버(10) 및 제2커버(20)의 사이 내경에 각각 양단이 고정되어 엔진과 머플러 사이에 형성되는 진동 및 변형을 흡수토록 하는 벨로우즈(30)와; 상기 제1커버(10)및 제2커버(20)들의 떨어진 위치를 연결하며, 상기 림(11)(21)들에 대향되게 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 형성하도록 플랜지(43)가 양단에 성형되는 유니온커버(40)와; 상기 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 각각 채워지며 변위에 대한 흡수기능을 갖는 링형상의 완충부재(50)가 구비되는 것에 의해 달성된다.

따라서, 2개의 변위 가능한 관절부를 형성하는 것에 의해 굴곡에 대한 변위각도를 크게 허용할 수 있을 뿐만 아니라, 길이방향에 대한 신축이나 전단에 대한 변위도 보다 효과적으로 흡수할 수 있다.

또, 완충부재(50)가 배기가스와 차단된 상태로 외부에서 작용되므로 배기가스에 의한 열화 및 고온부식을 예방하게 된다.

그리고, 배기가스가 통과될 수 있는 내경부를 확대하여 배기능력을 증대하고, 보다 큰 압축변위에 대한 제어가 가능하게 되는 것이다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

도 1과 도 2는 본 고안의 기본형 구성을 반단면도로 도시하고 있다.

이 도면에 의하면, 양측에 속이 빈 관형상의 제1커버(10)와 제2커버(20)들이 거리를 두고 떨어진 상태로 그 내경에 벨로우즈(30) 양단을 각각 고정시켜 연결상태를 갖도록 하고, 일측 제1커버(10)는 엔진쪽으로, 그리고 타측 제2커버(20)는 배기관 파이프에 각각 접속할 수 있는 상태로 설치된다.

그리고, 거리를 두고 떨어진 제1커버(10)와 제2커버(20)들의 내, 외측으로는 림(11)(21)들이 각각 절곡되는데, 도 1에서는 외측에서 내부 중심을 향해 플랜지 형상으로 절곡성형시키고, 도 2에서는 내측에서 외부를 향해 플랜지 형상으로 절곡성형시키는 것을 예시하고 있다.

도 1에서와 같이 양측의 림(11)(21)들이 내측으로 절곡되는 경우에는 서로 떨어진 제1커버(10)와 제2커버(20)들을 연결하기 위한 유니온커버(40)가 내측에 위치된다.

이 유니온커버(40)는 외부를 향해 프랜지(43)가 원형의 테형상으로 성형되어 림(11)(21)의 사이에 제1포켓(41)과 제2포켓(42)을 형성한 상태로 제1커버(10)와 제2커버(20)가 이어진 상태로 연결시키게 된다.

따라서, 상기 유니온슬리브(30)는 짧은 관형상으로 양측 제1커버(10)와 제2커버(20)의 중첩 위치에서 각각 관절과 같은 굴곡 변위가 이루어 지도록 자유롭게 변위하는 연결체기능을 갖는데, 상기 완충부재(50)를 수행하기 위하여, 제1커버(10)와 제2커버(20)에 림(11)(21)의 방향으로 대향지게 플랜지(43)를 일체로 확장하는 형식으로 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)이 각각 형성되도록 한다.

상기 완충부재(50)는 상기 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 각각 채워져 엔진의 진동 또는 주행중 로면진동으로 부터 오는 충격과 더불어 길이방향의 신축변위 및 굴곡변위 등을 탄성적으로 흡수할 수 있도록 하는 탄성재이다.

이 완충부재(50)는 링현상으로 성형되는 데, 그 재질로는 어느 방향으로도 압축된 후 다시 복원하려는 탄성을 반영구적으로 갖는 특성과, 보다 성형이 손쉬운 특성을 감안하여, 통상적으로 가는 철사로 직조된 망체를 압축하여 링형상으로 성형하게 되는 바, 그 역할과 재질 구성은 종래의 것과 동일하므로, 더 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서 이러한 구조에 의해서 배기관의 자체지지(SELF SUPPORTING) 기능도 가능케 할 수 있는 것이다.

상기 제1커버(10)와 제2커버(20)의 내경 위치되어 그 양단에서 고정되는 벨로우즈(30)는 신축방향 내지 굴곡방향에 대하여 그 변위를 흡수하는 역할과 아울러, 제1커버(10)와 제2커버(20)의 내부를 통과하는 배기가스의 누출을 방지하도록 씰링을 유지한 상태로 길이 방향으로 고정 설치된다.

이 벨로우즈(30)는 도면에서와 같이 주름이 반복 성형되어 주로 길이방향 및 굽힘방향에 대한 변위 등을 흡수한 후 외력이 제거될 때 복원토록 한다.

한편, 이 벨로우즈(30)의 부착방법은 통상 제1커버(10)와 제2커버(20)의 양단과 용접에 의해 고정 부착되는 데, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 어떠한 고정수단으로도 영구적인 고정이 이루어 지도록 하는 수단은 모두 포함될 것이다.

그리고, 이 벨로우즈(30)의 양단 내지 일단에 내경으로는 배기가스의 배출시 저항없이 이동하도록 가이드하기 위한 가이드부재(70)를 위치시켜 제1커버(10)와의 고정작업시에 동시 용접되도록 설치하게 된다.

이때, 이 가이드부재(70)는 제1커버(10)와 제2커버(20)에 각각 부착하여도, 무방하나, 도 1내지 도 4에서 각각 도시한 바와같이 배기가스의 도입부에 배출방향으로 엔진측에 접속되는 제1커버(10)에만 부착하는 것이 효과적이다.

도 2는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 제1커버(10)와 제2커버(20)의 외측에 유니온커버(40)가 설치된 상태를 예시한다.

즉, 상기 제1커버(10)와 제2커버(20)에 형성된 림(11)(21)들이 외측을 향해 돌출시키고 완충부재(50)를 림(11)(21)의 사이에 제1포켓(41)과 제2포켓(42)의 사이로 수용하기 위한 유니온커버(40)가 외측에 위치된 상태에서 내경을 향해 프랜지(43)가 성형되는 것이다.

따라서, 도 1의 실시예와 상기 유니온커버(40) 및 완충부재(50)의 설치위치가 제1커버(10)와 제2커버(20)의 내경부에서 외경부로 설치되는 것이 상이하기는 하나, 벨로우즈(30)에 의해 배기가스로 부터 내외부를 차단하여 얻어지는 열화 및 고온부식을 방지하는 효과는 동일하게 얻을 수 있는 것이다.

또, 2개의 제1포켓(41)과 제2포켓(42)에 의해 형성된 관절부에 의해 굴곡에 대한 변위각도를 크게 허용할 수 있을 뿐만 아니라, 길이방향에 대한 신축이나 전단에 대한 변위도 보다 효과적으로 흡수할 수 있는 것이다.

한편, 도 3은 도 1의 실시예에서 제1커버(10)와 제2커버(20)에 형성된 림(11)(21)의 사이 공간으로 보조완충부재(60)를 설치하여 압축방향에 대한 변위 제어기능 및 완충기능을 보완하게 되는 것이다.

이때 보조완충부재(60)의 이탈을 방지하기 위해 제1커버(10) 내지 제2커버(20)중 어느 일측에는 보조완충부재(60)의 트여진 외부를 커버하기 위한 커버부재(61)가 용접의 방법으로 부착된다.

또, 도 4는 도 2의 실시예에서 림(11)(21)의 사이 공간에 링형상의 보조완충부재(60)를 개재하여 압축방향에 대한 변위를 제어할 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 완충부재(50)와 보조완충부재(60) 및 벨로우즈(30)가 인장이나 압축, 굽힘 및 전단과 같은 모든방향으로 변위가 작용될 때 응동하여 흡수가 이루어진 후 외력이 제거될 때는 다시 초기상태로 복원되도록 하는 것이다.

그리고, 특히 유니온커버(40)의 양측에서 2개의 관절을 보유하는 결과로 각 관절부에서 각각 각도 변위되는 것에 의해 보다 큰 변위량을 얻을 수가 있는 것이며, 엔진측에 근접될 경우 발생되기 쉬운 큰 굽힘각도에 대한 변위를 수용가능케 하는 것이다.

이는, 본 고안에 의한 배기관 연결구를 엔진측에 근접하여 설치하므로써 작은구조에서도 여러 형태의 엔진진동으로 부터 오는 변위들을 흡수하는 데 우수함을 의미하는 것이다.

또, 도시하지는 않았지만, 제1커버(10)와 제2커버(20)들 및 유니온커버(40)에 의해 형성된 제1포켓(41)과 제2포켓(42)에 원주방향으로 간헐적인 압입홈들을 각각 완충부재(50)를 향해 돌출성형하여 이 압입홈들이 완충부재(50)를 원주방향으로 유동되지 못하도록 압입하는 것에 배기관 연결구 양단에 접속되는 배기관의 비틀림 변위에 대하여 저항할 수 있도록 하므로써 전체 배기관 연결구의 수명을 연장시키는 수단이 되는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 구성에 의하면, 완충부재(50)가 고온의 배기가스에 직접 노출되지 않아 열화 및 고온부식을 방지할 수 있다.

따라서, 그 내구성이 향상되고, 변위에 대한 흡수효과가 증대된다.

또, 보조완충부재(60)가 2개의 완충부재(50)들 사이로 개재되어 압축변위가 크게 작용될 때 제어기능을 발휘할 수 있도록 한다.

그리고, 완충구조가 벨로즈의 외부로 위치되는 결과로 배기가스가 통과되는 내경이 확대되어 배압(Back pressure)에 대한 부하가 해소되어 배기기능이 확대될 수 있는 등의 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (6)

1. 속이 빈 원통형상으로 엔진의 배기구측에 부착되며 림(11)이 절곡되는 제1커버(10)와; 이 제1커버(10)에 대향되는 위치에 소정의 거리를 두고 떨어져 위치되며 배기 머플러에 접속되고, 림(21)이 절곡되는 제2커버(20)와; 상기 제1커버(10) 및 제2커버(20)의 사이 내경에 각각 양단이 고정되어 엔진과 머플러 사이에 형성되는 진동 및 변형을 흡수토록 하는 벨로우즈(30)와; 상기 제1커버(10)및 제2커버(20)들의 떨어진 위치를 연결하며, 상기 림(11)(21)들에 대향되게 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)을 각각 형성하도록 플랜지(43)가 양단에 성형되는 유니온커버(40)와; 상기 제1포켓(41)과, 제2포켓(42)에 각각 채워지며 변위에 대한 흡수기능을 갖는 링형상의 완충부재(50)가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler).
2. 제1항에 있어서, 상기 완충부재(50) 및 유니온커버(40)는 제1커버(10)및 제2커버(20)의 내측에 벨로우즈(30)의 사이로 위치되도록 제1커버(10) 및 제2커버(20)에 형성되는 림(11)(21)은 외부에서 내부로 향해 절곡되고, 유니온커버(40)의 프랜지(43)는 내부에서 외부를 향해 테형상으로 절곡 성형되어서 구성됨을 특징으로 하는 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler).
3. 제1항에 있어서, 상기 완충부재(50) 및 유니온커버(40)는 제1커버(10)및 제2커버(20)의 외측에 위치되도록 제1커버(10) 및 제2커버(20)에 형성되는 림(11)(21)은 내부에서 외부를 향해 절곡되고, 유니온커버(40)의 프랜지(43)는 외부에서 내부를 향해 테형상으로 절곡 성형되어서 구성됨을 특징으로 하는 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler).
4. 제2항에 있어서, 상기 제1커버(10)와 제2커버(20)에 형성된 림(11)(21)의 사이 공간으로는 보조완충부재(60)를 설치하고 그 트여진 외부를 커버부재(61)로 감싸지게 설치함을 특징으로 하는 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler).
5. 제3항에 있어서, 상기 제1커버(10)와 제2커버(20)에 형성된 림(11)(21)의 사이 공간으로는 보조완충부재(60)를 설치하는 것을 특징으로 하는 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler).
6. 제1항내지 제5항중 어느 한 항에 있어서 상기 제1커버(10)의 내경에는 배기가스의 배출을 유도하는 가이드부재(70)가 고정 부착됨을 특징으로 하는 자동차 배기관용 디커플러(Decoupler).