KR100275662B1 - 자동차 배기장치의 선택적 고정구조 - Google Patents

자동차 배기장치의 선택적 고정구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 배기장치의 선택적 고정구조에 관한 것으로, 특히 엔진의 배기 다기관에 연결되어 배기가스를 배출하는 통로를 제공하며 삼원촉매장치와, 프론트 머플러와, 리어 머플러 및 배기파이프 등으로 이루어지는 자동차의 배기장치의 외주연을 지지하며 차체 바닥면에 결합되는 행거를 포함하여 이루어지는 자동차배기장치의 고정구조에 있어서, 상기 행거는 차체 고정이 필요한 상기 배기장치의 특정 범위내에서 일정 거리 이격된 1차 행거와 2차 행거로 분리 구성되어 상기 배기장치를 지지하고, 상기 1차 행거와 2차 행거의 행거브라켓은 자성체로 형성되어서 그 각각이 차체의 바닥면에 고정 설치되는 제 1전자석 및 제 2전자석과 소정 간극을 가지도록 설치되며, ECU의 알피엠신호에 따라 상기 1차 행거와 2차 행거의 행거브라켓과 선택적으로 연결되게 상기 제 1전자석과 제 2전자석에서 선택적으로 자기장을 형성하도록 전원이 인가되게 하는 선택신호를 발생하는 선택제어부를 구비하는 자동차 배기장치의 선택적 고정구조를 제공함으로써, 자동차 운행 중에 사용하는 알피엠(RPM)에 따라 주파수가 변화하여 배기장치의 진동 모드가 변화하는 경우에도 이러한 진동 모드의 변화를 따라서 행거 위치가 진동모드의 마디(Nodal Point)가 되도록 함으로써 알피엠의 변화에 연동하여 배기장치의 진동량을 최소화시킬 수 있도록 하는 유용한 발명이다.

Description

자동차 배기장치의 선택적 고정구조
본 발명은 자동차 배기장치의 선택적 고정구조에 관한 것으로, 특히 엔진의 배기 다기관에 연결되어 배기가스를 배출하는 통로를 제공하며 삼원촉매장치와, 프론트 머플러와, 리어 머플러 및 배기파이프 등으로 이루어지는 자동차의 배기장치의 외주연을 지지하며 차체 바닥면에 결합되는 행거를 포함하여 이루어지는 자동차 배기장치의 고정구조에 있어서, 상기 행거는 차체 고정이 필요한 상기 배기장치의 특정 범위내에서 일정 거리 이격된 1차 행거와 2차 행거로 분리 구성되어 상기 배기장치를 지지하고, 상기 1차 행거와 2차 행거의 행거브라켓은 자성체로 형성되어서 그 각각이 차체의 바닥면에 고정 설치되는 제 1전자석 및 제 2전자석과 소정 간극을 가지도록 설치되며, ECU의 알피엠신호에 따라서 상기 1차 행거와 2차 행거의 행거브라켓과 선택적으로 연결되게 상기 제 1전자석과 제 2전자석에서 선택적으로 자기장을 형성하도록 전원이 인가되게 하는 선택신호를 발생하는 선택제어부를 구비하는 자동차 배기장치의 선택적 고정구조를 제공함으로써, 1차 행거와 2차 행거가 선택적으로 배기장치의 특정 부분을 지지하도록 함으로써 자동차 운행 중에 사용하는 알피엠(RPM)에 따라 주파수가 변화하여 배기장치의 진동 모드가 변화하는 경우에도 이러한 진동 모드의 변화를 따라서 행거 위치가 진동 모드의 마디(Nodal Point)가 되도록 함으로써 알피엠의 변화에 연동하여 배기장치의 진동량을 최소화시킬 수 있도록 하기 위한 발명이다.
일반적으로 자동차의 전면에 형성되는 엔진룸에 설치된 엔진의 배기 다기관으로부터 배출되는 자동차 배기가스는 첨부도면 제1도에 도시된 바와 같이 차체(2) 바닥면 하부에 설치되는 배기장치(1)를 통하여 자동차 후방으로 배출되는 구조를 가지는데, 이러한 배기장치(1)에는 배기가스 중에 포함된 유해물질 즉 일산화탄소나 탄화수소 및 질소산화물 등을 촉매로써 산화 또는 환원시켜서 인체에 무해한 이산화탄소 등으로 전환시키는 장치로서 삼원촉매장치(1a)와, 고온이며 그 속도도 거의 음속에 해당하는 배기가스를 대기 중에 그대로 방출하면, 급격히 팽창하여 격렬한 폭음을 내기 때문에 그 음압과 음속을 감쇄시키는 머플러(소음기)로서 통상의 경우에 프론트 머플러(1b)와 리어 머플러(1c) 등을 구비하고 있으며, 이들을 배기파이프(1d)에 의하여 연결시키는 구성을 가지고 있다.
상기한 바와 같은 자동차의 배기장치(1)는 자동차의 차체(2)의 바닥면에 고정 설치되는 바, 종래의 자동차 배기장치의 차체 고정구조를 개략도인 첨부 도면 제1도에 도시된 바에 따라서 상세히 살펴보면 다음과 같은 구조를 가지고 있다.
즉, 삼원촉매장치(1a)와, 프론트 머플러(1b)와, 리어 머플러(1c) 및 배기파이프(1d) 등으로 이루어지는 자동차의 배기장치(1)의 소정 위치의 외주연을 지지하며 차체(2) 바닥면에 고정 결합되는 다수개의 행거(3a,3b,3c,3d)에 의하여 배기장치(1)가 차체(2)에 고정 설치되는 구조를 가지고 있다.
예컨데, 삼원촉매장치(1a)의 전단부 외주연에 설치되는 제 1행거(3a)와, 프론트 머플러(1b)의 전단부 외주연에 설치되는 제 2행거(3b)와, 리어 머플러(1c)의 전단부 외주연에 설치되는 제 3행거(3c) 및 리어 머플러(1c)의 후단부 외주연에 설치되는 제 4행거(3d)를 각각 차체(2) 바닥면 즉 플로어패널 등에 고정 결합함으로써 배기장치(1)의 고정구조를 이루고 있으며, 이러한 고정구조의 설계 과정에서 행거(3a,3b,3c,3d)의 지지 위치가 엔진(1e)으로부터 토출되는 배기가스에 의한 배기장치(1)의 진동 모드에서 마디(Nodal Point)를 형성할 수 있도록 하는 경우에, 배기장치(1)에 연결된 행거(3a,3b,3c,3d)와 결합되는 차체(2)에 미치는 진동을 최소화할 수 있게 된다.
그런데, 이러한 종래의 자동차 배기장치의 고정구조에 따르면 행거(3a,3b,3c,3d)가 지지하는 배기장치(1)의 위치가 고정되어 있기 때문에, 자동차 운행 중에 사용하는 엔진(1e)의 알피엠(RPM)에 따라 주파수가 변화하여 배기장치(1)의 진동모드가 변화하는 경우에 이러한 진동 모드의 변화로 인하여 행거(3a,3b,3c,3d)의 고정된 위치가 항상 진동 모드의 마디(Nodal Point)가 되지 않음으로써 특정 영역의 알피엠에서는 배기장치(1)의 진동량이 작도록 행거(3a,3b,3c,3d)의 고정 위치를 설정할 수 있는 있으나 이런 경우에 결국 다른 영역의 알피엠에서는 진동량이 클수도 있는 문제점이 있으며, 따라서 배기장치(1) 고정 위치의 최적화를 위한 진동 해석 및 설계에서 진동 저감을 위한 대책에 일정한 한계를 가지게 되는 문제점을 가지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 자동차 배기장치의 고정구조에서, 일정 거리 이격된 위치에 설치되는 1차 행거와 2차 행거가 선택적으로 배기장치의 특정 부분을 지지하도록 함으로써, 자동차 운행 중에 사용하는 알피엠(RPM)에 따라 주파수가 변화하여 배기장치의 진동 모드가 변화하는 경우에도 이러한 진동 모드의 변화를 따라서 행거 위치가 진동 모드의 마디(Nodal Point)가 되도록 함으로써 알피엠의 변화에 연동하여 배기장치의 진동량을 최소화시킬 수 있도록 하는 수단을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제는 엔진의 배기 다기관에 연결되어 배기가스를 배출하는 통로를 제공하며 삼원촉매장치와, 프론트 머플러와, 리어 머플러 및 배기파이프 등으로 이루어지는 자동차의 배기장치의 외주연을 지지하며 차체 바닥면에 결합되는 행거를 포함하여 이루어지는 자동차 배기장치의 고정구조에 있어서, 상기 행거는 차체 고정이 필요한 상기 배기장치의 특정 범위내에서 일정 거리 이격된 1차 행거와 2차 행거로 분리 구성되어 상기 배기장치를 지지하고, 상기 1차 행거와 2차 행거의 행거브라켓은 자성체로 형성되어서 그 각각이 차체의 바닥면에 고정 설치되는 제 1 전자석 및 제 2전자석과 소정 간극을 가지도록 설치되며, ECU의 알피엠신호에 따라서 상기 1차 행거와 2차 행거의 행거브라켓과 선택적으로 연결되게 상기 제 1전자석과 제 2전자석에서 선택적으로 자기장을 형성하도록 전원이 인가되게 하는 선택신호를 발생하는 선택제어부를 구비하는 자동차 배기장치의 선택적 고정구조에 의하여 달성된다.
제1도는 종래 자동차 배기장치의 차체 고정구조 개략도.
제2도는 본 발명 자동차 배기장치의 선택적 고정구조의 개략도.
제3도는 본 발명 자동차 배기장치의 선택적 고정구조의 제어동작을 도시한 블록도.
제4도는 본 발명 자동차 배기장치의 선택적 고정구조의 요부 작동 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 배기장치 12 : 삼원촉매장치
13 : 프론트 머플러 14 : 리어 머플러
15 : 배기파이프 20 : 차체
31,32 : 제 1,2전자석 41,42 : 1,2차 행거
41a,42a : 행거브라켓 110 : ECU
112 : 알피엠신호 120 : 선택제어부
122 : 선택신호
본 발명의 자동차 배기장치의 선택적 고정구조를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부 도면 중에서 제2도는 본 발명 자동차 배기장치의 선택적 고정구조의 개략도이고, 제3도는 본 발명 자동차 배기장치의 선택적 고정구조의 제어동작을 도시한 블록도이며, 제4도는 본 발명 자동차 배기장치의 선택적 고정구조의 요부 동작을 도시한 작동상태도이다.
본 발명의 자동차 배기장치의 선택적 고정구조는 첨부 도면 제2도에 도시된 바와 같이, 엔진(11)의 배기 다기관에 연결되어 배기가스를 배출하는 통로를 제공하며 삼원촉매장치(12)와, 프론트 머플러(13)와, 리어 머플러(14) 및 배기파이프(15) 등으로 이루어지는 자동차의 배기장치(10)의 외주연을 지지하며 차체(20) 바닥면에 결합되는 행거(40)를 포함하여 이루어지는 자동차 배기장치의 고정구조에 있어서, 상기 행거(40)는 차체(20) 고정이 필요한 상기 배기장치(10)의 특정 범위내에서 일정 거리 이격된 1차 행거(41)와 2차 행거(42)로 분리되어 상기 배기장치(10)를 지지하고, 상기 1차 행거(41)와 2차 행거(42) 각각의 행거브라켓(41a,42a)은 자성체로 형성되어 각각 차체(20)의 바닥면에 고정 설치되는 제 1전자석(31) 및 제 2전자석(32)과 소정 간극을 가지도록 설치되게 된다.
여기에서 행거(40)가 1차 행거(41)와 2차 행거(42)로 분리되어 구성되는 것은, 예컨데 배기장치(10) 중에서 삼원촉매장치(12)와 프론트 머플러(13) 사이의 배기파이프(15)를 지지하도록 하되 이러한 특정 범위의 배기파이프(15)에 설치되는 행거(40)를 1차 행거(41)와 2차 행거(42)로 나누어서 소정 거리 이격되어 설치되게 하는 것이다.
다만 1차 행거(41)와 2차 행거(42)의 설치위치가 문제가 되는 바, 즉 배기파이프(15) 외주연의 지지위치를 선정함에 있어서, 예컨데 1차 행거(41)의 경우에는 프론트 머플러(13)에 근접한 위치에 두고서, 다양한 알피엠 변화에 따른 진동 모드를 해석하여서 특정 알피엠에서 나타나는 진동의 이상치를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 하는 위치를 2차 행거(42)의 설치위치로 정하게 되는 것이다.
그리고, 행거브라켓(41a,42a)과 제 1전자석(31) 및 제 2전자석(32)간의 간극은 제 1전자석(31) 또는제 2전자석(32)에 회로가 선택적으로 연결되고 전원이 인가되어 이들이 전자석으로서의 기능을 발휘하는 경우에, 행거브라켓(41a,42a)이 제 1전자석(31) 또는 제 2전자석(32)에 이끌려 상호 결합되어 연결될 수 있는 정도의 간극을 가지도록 설치되는 것이다.
또한, 본 발명은 첨부 도면 제3도에 도시된 바와 같이 엔진(11)의 일측에 장착되는 ECU(110)로부터 출력되는 엔진 회전수 측정치, 즉 알피엠신호(112)에 따라서 상기 1차 행거(41)와 2차 행거(42)의 행거브라켓(41a,42a)과 선택적으로 연결되게 상기 제 1전자석(31) 또는 제 2전자석(32)이 자기장을 형성하도록 전원이 인가되게 하는 선택신호(122)를 발생하는 선택제어부(120)를 구비하고 있다.
본 발명의 자동차 배기장치의 선택적 고정구조의 작용을 첨부 제3도 및 제4도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
엔진의 일측에 장착되는 ECU(110)로부터 출력되는 알피엠신호(112)에 따라서 상기 선택제어부(120)는 상기 제 1전자석(31) 또는 제 2전자석(32)이 자기장을 형성하도록 전원이 인가되게 하는 선택신호(122)를 발생하게 된다.
따라서, 예컨대 ECU(110)로부터의 알피엠신호(112)가 1500 알피엠 이상이 되면 상기 선택제어부(120)는 상기 제 2전자석(32)만이 자기장을 형성하도록 전원이 인가되게 하는 선택신호(122)를 발생하고, 차체(20)의 바닥면에 고정 설치된 제 2전자석(32)에 자기장이 형성되면 자성체로 형성된 2차 행거(42)의 행거브라켓(42a)이 상기 제 2전자석(32)에 이끌려서 결합됨으로써 2차 행거(42)는 차체(20)의 바닥면에 고정되고, 반대로 제 1전자석(31)에서는 자기장이 사라져 1차 행거(41)는 자중에 의하여 처짐으로써 차체(20)의 바닥면으로부터 분리되게 된다.
반면에, ECU(110)로부터의 알피엠신호(112)가 1500 알피엠 미만이 되면 상기 선택제어부(120)는 상기 제 1전자석(31)이 자기장을 형성하도록 전원이 인가되게 하는 선택신호(122)를 발생하게 되고, 따라서 1차 행거(42)만이 차체(20)의 바닥면에 고정되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 자동차 배기장치의 선택적 고정구조에 따르면, 일정 거리 이격된 위치에 설치되는 1,2차 행거가 선택적으로 배기장치의 특정 부분을 지지하도록 하기 때문에, 자동차 운행 중에 사용하는 알피엠(RPM)에 따라 주파수가 변화하여 배기장치의 진동 모드가 변화하는 경우에도 이러한 진동모드의 변화를 따라서 행거 위치가 진동 모드의 마디(Nodal Point)가 되도록 함으로써 알피엠의 변화에 연동하여 배기장치의 진동량을 최소화시킬 수 있도록 하는 배기장치의 고정구조를 이룰 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

Claims (1)

  1. 엔진의 배기 다기관에 연결되어 배기가스를 배출하는 통로를 제공하고 삼원촉매장치와, 프론트 머플러와, 리어 머플러 및 배기파이프 등으로 이루어진 자동차의 배기장치의 외주연을 지지하며 차체 바닥면에 결합되는 행거를 포함하여 이루어지는 자동차 배기장치의 고정구조에 있어서, 상기 행거(40)는 상기 차체(20) 고정이 필요한 상기 배기장치(10)의 특정 범위내에서 일정 거리 이격된 1차 행거(41) 및 2차 행거(42)로 분리 구성되어 상기 배기장치(10)를 지지하게 되고, 상기 1차 행거(41) 및 2차 행거(42)의 행거브라켓(41a,42a)은 자성체로 형성되어 각각이 상기 차체(20)의 바닥면에 고정 설치되는 제 1전자석(31) 및 제 2전자석(32)과 소정 간극을 가지도록 설치되며, ECU(110)의 알피엠신호(112)에 따라 상기 1차 행거(41) 및 2차 행거(42)의 상기 행거브라켓(41a,42a)과 선택적으로 연결되게 상기 제 1전자석(31)과 제 2전자석(32)에서 선택적으로 자기장을 형성하도록 전원이 인가되게 하는 선택신호(122)를 발생하는 선택제어부(120)를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차 배기장치의 선택적 고정구조.
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