KR100425264B1 - 흡음체 - Google Patents

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KR1019970700825A
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에두아르트 브뤼크
요하힘 오에트켄
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일브루크 게엠베하
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Abstract

흡음체(1)가 작은 상자나 컵형상의 중공챔버(4)를 갖되 챔버는 벽(5, 5', 6, 6')을 갖는 구조부(2)와 하부(3)를 갖는다. 하부(3)는 구조부(2)에, 예를들면 용접에 의해, 연결되며 중공챔버(4)는 일측이 개방된다. 흡음체의 제조 및 음향학적인 효과의 개선을 위해, 점 또는 선형 용접부(9, 9')가 하부(3)와 구조부(2)의 챔버벽(6, 6', 5, 5')사이의 중공챔버(4)영역에 배열되며, 흡음체(1)의 중공챔버(4)는 구조부와 하부(3)사이의 밀폐된 공통공간에 속한다. 중공챔버(4)는 부분적으로는 하부(3)에 용접되고 부분적으로는 하부(3)에 외팔보 연결되는 동일높이의 벽(5, 5', 6, 6')을 가져서 하부(3)와 챔버벽(5, 5', 6, 6')의 전방면 사이에 공극(a)이 남겨진다.

Description

흡음체
본 발명은 하부와 구조부를 갖는 흡음체(sound absorber)에 관한 것으로, 구조부에는 벽을 가지며 작은 상자나 컵처럼 형성된 중공챔버가 있고, 이 중공챔버는 외부에 대해 밀폐될 경우 구조부와 하부 사이에 에워싸인 공통공간에 속하도록 형성되며 하부는 용접과 같은 방법으로 구조부에 연결되어 있고, 중공챔버는 일측이 개방되어 있다.
이런 종류의 흡음체는 DE- OS 27 58 041 호에 공지되어 있다. 공지 흡음체에서, 구조부의 중공챔버는 하부역할을 하는 평평한 막으로 피복되어 있으며, 이 막은 각 중공챔버의 공기부피 각각을 기밀(air-tight)시킨다. 또한 DE-OS 40 11 705 호에 공지된 기술의경우, 구조부는 그 변부만이 하부에 연결된다. 이 연결은 탄성밀봉립수단어 의해 제공된다. 흡음체는 블로우 모울딩(blow moulding)방법으로 일체로 제조될 수 있다. 공지 실시예에서, 각 중공챔버는 하부에 연결되고 상부가 개방되며 헬름홀츠 공명기로 형성된다. DE-PS 32 33 654 호에 공지된 흡음체의 경우, 각 중공챔버가 형성되나 상부에 홈형상 구조부를 갖는다.
또 다른 공지기술로는 DE-OS 4035 177, DE-PS 42 41 518 및 DE-GM 92 15 132 호가 참조될 수 있다.
먼저 언급된 공지기술로부터 시작하면, 발명의 기술적 문제는 하부와 구조부를 갖는 흡음체제공에서 나타나는데, 흡음체는 고음향효과를 갖되 충분한 기계적안전성 및 경제적 생산이 가능해야 한다.
이런 종류의 흡음체는 청구항 제 1 항에 의해 실현되는데, 하부와 구조부사이의 중공챔버영역에 구조부와 하부의 챔버벽사이를 연결하는 용접부가 형성되되 이 용접부는 점 또는 선형으로 연장되고, 거의 동일한 높이로 뻗어있는 챔버벽은 일부는 하부에 용접되고 일부는 용접되지 않은 상태로 하부를 향해 뻗도록 하여서 챔버벽의 단부면과 하부사이에 공극이 남도록 중공챔버가 형성된다. 하부와 구조부사이에는 부분적으로 일체형을 이루는 변부천이부가 있을 수 있다.
이런 천이부(transition)는 블로우 모울딩 방법으로 튜브형태 블랭크로부터 일체로 흡음체를 만드는 것을 가능케한다. 이때 천이부는 다음공정에서 절삭될 수 있다. 구조부와 하부의 챔버벽 사이에 흡음체표면을 따라 분산된 용접부가 제공되어서 고안정성을 얻을 수 있다. 한편으로는 하부에 대해 구조부벽을 이격되게 하고 다른 한편으로는 중간의 용접부를 정확히 위치시켜서 비틀림(buckling)이 방지된다.
모든 중공챔버가 구조부와 하부사이의 밀폐된 공통공간에 속하게 됨에도 불구하고, 음향학적으로 바람직한 구성이 제공된다. 상대적으로 단면이 작은 잔여연통개구(remaining communicsting openings)에의해 공통공간으로의 음향전달에 대한 눈에 띄는 마찰영향이 제공된다. 일실시예에서, 용접부는 섬처럼 연장된다. 이것이 바람직하지만, 각 변부에서 시작하여 흡음체 중앙영역까지 연장되는 선형의 용접부가기본적으로 제공될 수 있으며 용접부 또는 용접선은 서로 합체하지 않고 서로 이격되어 뻗는다. 특히 섬처럼 된 용접부의 경우, 용접부가 서로 이격되게 배열되는것이 바람직하다. 선형용접부는 서로 직각연장되나 만나지 않음이 원칙이다. 맛대기 이음(butt-joined)용접부도 가능하다. 섬형상 용접부 및 흡음체 변부로부터 시작하여 서로 이격하여 연장되는 용접부의 경우, 중공챔버는 하방으로 개방되는 것이 원칙이다. 즉 하부는 결코 중공챔버를 밀폐하지 않는다. 그러나 직사각형 또는 정사각형 중공챔버의 세곳의 측부는 용접으로 밀봉된다. 중공챔버는 크기가 다를 수 있다.
본 출원은 한편으로는 중공챔버의 수직방향 챔버벽사이의 공간에, 다른현편으로는 중공챔버의 높이에 관한 것이다.
중공챔버벽의 단부면과 대향하부사이의 잔여공극과 관련하여서는, 상대적으로 큰 중공챔버가 다수의 작은 중공챔버들로 둘러싸여지는 것이 바람직하다. 상부밀폐벽은 다른높이로 배열될 수 있다. 작은 중공챔버의 경우, 상부밀폐벽이 큰 중공챔버보다 낮은 높이에 동시에 배열되는 것이 바람직하다. 시작재료는 유리섬유와 혼합된 프로필렌이 될 수 있다. 또한 하부와 구조부사이의 일체형 천이부의 경우, 하부와 구조부는 서로다른 (초기)벽두께를 갖는다. 언급한 하부 및 구조부용 재료의 튜브형 초기형태의 경우, 튜브부분은 그 원주둘레로 다른 벽 두께를 갖는다. 이것은 압출방법으로 달성된다. 압출블로우 모울딩 방법으로 전 구성품이 제조되는것이 또한 중요하다. 제조시, 다른 고려사항없이 마무리 제품에서 항상 검출될 수 있는 것은 아니지만, 일체형 배열이 제공된다. 중공챔버는 주 종방향 또는 주 횡방향 또는 바람직하게는 흡음체의 어느 방향으로도 연속하는 절첩선(fold line)이 없도록 서로 이격배열되는 것이 또한 중요하다.
이런 배열은 전흡음체의 일체형 안정성에도 중요하다. 언급한 중공챔버의 벽은 하방으로 자유돌출하나 하부와 접촉하지 않는다. 이런 일체형 안정성은 엔진부품 피복체로 흡음체를 사용시 중요하다.
이와 관련된 가혹한 진동하중에서도 잔여공극의 음향학적인 최적의 소량화에 의해서 돌출챔버벽과 하부의 상호충돌이 일어나지 않는다. 구조부와 하부에 흡음체부 영역의 절첩을 위해 일치하는 절첩선이 형성되는 것이 중요하다. 이것은 엔진부품에 맞는 형상으로 흡음체의 일체적 형성으로 달성된다. 이때 각 부분의 공기부피는 서로 연결될 수 있다. 각 흡음체부가 고립공기부피를 갖도록 절첩선에 중절부(interruption)가 형성될 수 있다. 절첩선은 막힌지(film hinge)형태일 수 있다. 절첩된 흡음체부는 흡음체부의 다른 부분에 영구적으로 연결되는 것이 바람직하다. 중공챔버에는 서로 만나는 용접부가 형성될 수 있다. 또한 접착연결부 또는 나사연결도 가능하다. 상기 용접부의 경우, 용접부가 바람직하나 이들 각각은 구조부와 하부사이의 연결면에서 접착연결로 대치될 수 있다. 또한 언급된 하부는 캐리어부로 표시되기도 한다.
본 발명이 일 실시예만을 나타낸 첨부도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 흡음체의 사시도,
도 2는 도 1의 흡음체의 단면도,
도 3은 용접선을 갖는 흡음체 개략도,
도 4는 도 1의 흡음체를 위한 개시요소로서 튜브부분을 보여주는 단면도,
도 5는 도 4의 튜브부분이 모울드 밀폐전 블로우 모울드에 삽입된 부분단면도,
도 6은 튜브부재가 삽입된 채로 밀폐된 도 5의 상응 단면도,
도 7은 불로윙 작업종료후 모울드로부터 제거전의 상태를 보여주는 도5, 6의 상응 단면도,
도 8은 흡음체의 또 다른 실시에의 평면도,
도 9는 준비된 절첩선을 갖는 흡음체의 단면도,
도 10은 절첩부를 갖는 도 9의 상응 흡음체 단면도.
도 1을 참조하면, 흡음체(1)는 구조부(2)와 하부(3)로 구성된다(도 2와 비교할 것). 구조부(2)에는 하부(3)를 향해 개방된 중공챔버(4)가 형성되고 중공챔버는 챔버벽(5, 6)을 갖는다(이와 관련하여서는 도 2 참조). 중공챔버(4)는 이 실시예의 경우 완전한 상자 또는 컵형태이다. 각 중공챔버(4)는 평평한 상면(10) 및 평평한 수직배열된 챔버벽(5, 6)을 갖는다. 하부(3)는 일체형 천이부에 의해 두 변부영역(7, 8)에서 단부변부가 용접에 의해 서로 횡방향으로 연장되도록 구조부(2)에 연결된다. "하부", "구조부" 는 중공형태가 형성됨을 표시하기 위해 사용될 뿐이다. 구조부와 하부의 상호작용에 의해 적재기능(carrying function)이 얻어진다. 하부의 보다 큰 벽두께는 이 목적을 위해 필연적인 것은 아니나 이런 상태가 바람직하다.
실시예에서, 구조부와 하부사이의 중공챔버(4)영역에 두 용접부(9, 9')가 형성됨이 도 2로부터 명백할 것이다. 용접부는 선형으로 배열된다. 챔버벽(5, 6)은두 챔버벽(5', 6')및 하부(3) 사이에서 하부(3)를 향한 면이나 점 또는 단부천이부(5", 6")를 따라 용접된다. 또한 스포트-타입(spot-type) 용접부가 제공될 수도 있다. 중공챔버(4)의 일측 챔버벽(5)에는 용접부가 형성되지 않아서, 챔버벽(5, 5')사이의 점 또는 단부천이부(5", 6")들은 공극(a)에 의해 전 챔버벽(5)을 따라 하부(3)로부터 이격된다. 음향학적인 효과를 위해, 이 공극(a)은 약 30 - 40 mm 의 "큰" 중공챔버(4) 높이에 비해 약 1 - 4 mm의 크기를 갖는다. 바람직한 공극은 약 2 mm이다. 공극은 중공챔버(4)의 높이와 연계되지 않으나, 대기마찰에 의해 영향을 받는다. 영역(3-7)의 공극은 중공챔버의 높이(b)에 대해 총높이의 약 50 %가 바람직하다.
또한 도 1에 도시된 것처럼, 용접부(x)는 섬처럼 연장되며, 도3에 도시된 것처럼 각 변부영역(7, 8)으로부터 시작하여 빗처럼 서로 맛물리나 서로 연결되지 않는(대향변부로부터 시작하는 용접부면에서)용접부(y,z)가 연장될 수도 있다. 용접부(y,z)가 연장되는 변부영역(7', 8')은 어느경우는 용접되는 것이 바람직하다.
도 1로부터 알 수 있는 것처럼, 중공챔버(4)는 다른 크기를 가질 수 있다. 이것은 한편으로는 중공챔버의 저부 크기가 다르고 다른 한편으로는 하부(3)로부터의 다른 크기의 공극(b, b')(도 2 참조)을 갖는 중공챔버(4)의 상면(10)의 결합 또는 양자중 하나에 의해 달성된다.
사용된 재료는 열가소성의 용접가능 재료이다. 예를 들면 유리섬유가 혼합된 프로필렌일 수 있다.
도 3으로부터 알 수 있는 것처럼, 흡음체(1)는 후술될 블로우 모울딩 방법으로 압출튜브부분(11)으로부터 제조될 수 있다. 튜브부분(11)은 그 주연부를 따라 상이한 벽두께(d1, d2)를 갖는다. 튜브부분은 압출될 수 있다.
도 5-7에서 알 수 있는 것처럼, 튜브부분(11)은 도 1의 흡음체 제조를 위해 블로우 모울드(12)내로 전체가 도입된다. 이때 상부모울드(13)와 하부모울드(14)에 두 챔버벽(5, 5')사이의 공극에 해당하는 벽부재(15)가 제공된다. 벽부재(15')가 상부모울드에 제공되는 도 5 대신, 벽부재(16)가 보다 큰 높이를 갖는 하부모울드에 제공될 수 있다. 흡음체(1)의 하부 역시 이렇게 구성될 수 있다.
도 6, 7의 비교시, 모울드 밀폐후 튜브부분(11)의 얇은 부분 및 두꺼운 부분사이로 공기를 취입하여 상부모울드와 하부모울드의 결합이 달성됨을 알 수 있을 것이다. 모울드 밀폐시 서로 밀폐되는 벽부재(16, 15')의 영역에는 구조부와 하부사이의 용접부가 있게 된다.
도 8의 실시예의 경우, 또 다른 흡음체의 상면도로서, 변부영역은 절삭되어서 구조부와 하부사이에 일체형 천이부가 제공되지 않으나 구조부(2)와 하부(3)는 재질면에서 일체로 연관되어 있다.
또한 흡음체의 주요 축을 따라 연속하는 절첩선이 존재하지 않도록 중공챔버(4, 4', 4" 등)들이 서로 이격해 있음이 도 8의 실시예에서 알 수 있을 것이다. 두 대향 챔버벽(5, 5')의 수평방향으로, 벽(5)에 대해 횡방향으로 연장되는 또 다른 중공챔버(4)의 챔버벽(6)이 배열된다. 이로인해 흡음체의 높은 일체적 안정성이 달성된다. 동시에, 하부(3)로부터의 각 챔버벽 공극(a) 및 상호 이격 배열에 의해 적극적인 음향학적인 효과가 생성된다. 언급된 공극은 중공챔버(4)의 크기와 연관되어 주파수관련 "비동조(detuning)"를 위한 공극(a)의 미세조정 또는 흡음체(1)의 정밀조정을 위해 이용될 수 있다.
상호 이격된 중공챔버(4)의 이격 배열 및 각 중공챔버(4)의 상이한 크기는 전체로서 흡음체의 높은 안전성을 초래한다. 이 구성은 하부(3)에 대향하는 중공챔버(4)의 각 벽의 부분돌출 형성을 용이하게 한다. 상기한 작은 공극에도 불구하고, 진동하중 존재시에도 공극(a)의 작아짐이 일어나, 바람직하지 않은 소음을 발생시키게 되는, 흡음체(1)의 변형이 발생되는 것을 방지한다.
도 9는 흡음체(1)의 또 다른 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다. 여기서는 대조적으로 구조부(2)와 하부(3)에 의한 절첩선(17, 18)이 형성된다. 이는 앞서 기술한 구조와는 달리, 필요한 한개의 절첩선이 형성되며, 이 절첩선은 중첩된 구조부(2)와 하부(3)가 이들 양측으로부터 뻗어있는 웨지(wedge)의 단면처럼 두께가 감소되어 형성되고 이에따라 막-힌지(film hinge)와 같은 천이부가 형성된다. 두께가 감소한 양측부상에는 절첩시 충돌이 없는(collision-free) 간격을 유지하도록 구조부(2)와 하부(3)의 중첩부가 형성된다(도 10).
연귀절단(mitre-cut)형태로 인해, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 절첩될 수 있다. 흡음체의 일 영역(19)은 흡음체의 나머지영역(20)에 대해 직각으로 절첩된다. 또한, 도 10 에 나타낸 절첩형태는 용접 또는 나사연결로 고정될 수 있다. 또한 상세히 도시되진 않았지만, 챔버사이의 접착연결, 용접부 또는 중공챔버(4)의 결합이 제골될 수 있다.
개시된 모든 특성들이 본 발명에 관계된 것이다. 출원서의 개시내용에서, 본출원의 특허청구범위에 후술서류의 특성들을 포함할 수 있도록 관련/첨부우선권서류(선출원 부분)의 개시내용이 모두 여기에 포함되어 있다.

Claims (11)

  1. 하부(3)와 구조부(2)를 갖되, 구조부(2)에는 작은 상자나 컵들처럼 형성되며 챔버벽(5, 5', 6, 6')을 갖는 중공챔버(4)가 형성되고, 이 중공챔버는 외측으로 밀폐시 구조부(2)와 하부(3)사이의 밀폐된 공통공간에 속하는 흡음체(1)에 있어서, 하부(3)와 구조부(2)사이의 중공챔버(4)영역에서 구조부(2)와 하부(3)의 챔버벽(6, 6', 5, 5')사이로 용접부(9, 9')가 형성되되, 용접부(9, 9')는 점 또는 선형으로 연장되며, 외측으로 밀폐시 흡음체(1)된 모든 중공챔버(4)는 구조부(2)와 하부(3)사이의 밀폐된 공통공간에 속하며, 높이가 같은 챔버벽(5, 5', 6, 6')이 부분적으로 하부(3)에 용접되고 부분적으로는 하부(3)를 향해 돌출하여서 챔버벽(5, 5', 6, 6')이 부분적으로 하부(3)에 용접되고 부분적으로는 하부(3)를 향해 돌출하여서 챔버벽(5, 5',6, 6')의 단부면 형태의 단부천이부(5", 6")와 하부(3)사이에 공극(a)이 남도록 중공챔버(4)가 형성된 것을 특징으로 하는 흡음체.
  2. 제 1항에 있어서, 구조부(2)와 하부(3)사이에 일체형의 변부천이부가 형성된 것을 특징으로 하는 흡음체
  3. 제 1 향에 있어서, 용접부(9, 9')가 섬처럼 연장된 것을 특징으로 하는 흡음체.
  4. 제 1 항에 있어서, 용접부(9, 9')가 상호 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 흡음체.
  5. 제 1 항에 있어서, 선형 용접부(9, 9')가 상호 직각으로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 흡음체.
  6. 제 1 항에 있어서, 중공챔버(4)가 다른 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 흡음체.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 중공챔버(4)가 다른 높이를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 흡음체.
  8. 제 1 항에 있어서, 하부(3)와 구조부(2)가 다른 벽두께를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 흡음체.
  9. 제 1 항에 있어서, 구조부(2)와 하부(3)에, 흡음체의 한 영역(19)을 절첩하도록, 일치하는 절첩선(17, 18)이 형성된 것을 특징으로 하는 흡음체.
  10. 제 9 항에 있어서 절첩선(17, 18)이 막-힌지처럼 형성된 것을 특징으로 하는 흡음체.
  11. 제 9 항에 있어서, 절첩된 흡음체의 한 영역(19)이 또 다른 영역(20)에 영구적으로 연결된 것을 특징으로 하는 흡음체.
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