KR100432261B1 - 흡기 덕트 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서, 내연기관의 에어 클리너로 외기를 도입하는 흡기 덕트는 개구부를 갖는 덕트 본체와, 평면형상으로 형성됨과 동시에 상기 개구부를 덮도록 접합되는 부직포 성형체를 포함한다. 덕트 본체는 수지제의 주위벽을 포함하며, 개구부는 그 주위벽의 일부에 평면을 따라서 형성된다. 덕트 본체의 수지의 일부를 부직포 성형체의 내부에 침투시킴으로써 부직포 성형체를 덕트 본체에 고정시킨다.
Description
본 발명은, 예를 들면 차량 엔진 등의 내연기관의 에어 클리너에 외기를 도입하기 위한 흡기 덕트에 관한 것이다.
이러한 종류의 흡기 덕트는 통상적으로 중공의 통형상을 이루고, 그 덕트를 통하여 에어 클리너로 흡인되는 외기에 의해서, 공기 공명 등의 흡기 소음이 발생한다. 그래서, 이러한 흡기 소음을 저감하기 위해서, 예를 들면 특허공개공보 소와63-285257호 공보에 기재된 흡기 덕트에서는 통기성을 갖는 다공질재를 덕트 본체의 주위벽의 일부로서 설치하도록 하고 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 이러한 흡기 덕트(51)에서는 그 덕트 본체(52)의 일단에 외기를 흡입하는 흡기구(53)가 개구되어 있다. 또한, 덕트 본체(52)의 타단에는 도시하지 않은 사관(蛇管) 등을 개재하여 도시하지 않은 에어 클리너에 접속되는 접속구(54)가 개구되어 있다.
여기서, 덕트 본체(52)에 있어서의 흡기구(53)와 접속구(54)와의 사이의 주위벽(55)은 소정의 곡면형상을 이루고 있다. 그 주위벽(55)에는 개구부(56)가 형성되어 있고, 그 개구부(56)를 덮도록 다공질재(57)가 접합되어 있다. 상기 다공질재(57)는 덕트 본체(52)의 주위벽(55)을 따르도록 하는 형상으로 형성되고, 예를 들면 합성 수지 섬유 등의 섬유를 짜넣는 일없이 프레스 성형에 의해 형성한 부직포 성형체 등이 사용되고 있다.
이와 같이, 덕트 본체(52)의 주위벽(55)의 일부를 통기성이 있는 다공질재(57)로 구성함으로써, 상기 흡기구(53)로부터 흡입되는 외기량과 상기 다공질재(57)를 통해 흡입되는 외기량과의 밸런스가 조정된다. 이로써, 흡기 덕트(51)의 고유 진동수가 변화하고, 차량 엔진의 통상적인 사용영역에서의 공기 공명이 억제되어, 흡기 소음이 저감되도록 되어 있다.
이와 같이, 덕트 본체(52)의 주위벽(55)의 일부에 다공질재(57)를 적용하는 것으로, 상기 흡기음을 효과적으로 저감할 수 있다. 그런데, 상기 종래 구성에서는 다공질재(57)는 덕트 본체(52)의 주위벽(55)의 일부를 구성하고 있고, 상술한 바와 같이 다공질재(57)를 덕트 본체(52)의 주위벽(55)의 형상을 따르도록 성형할 필요가 있다. 따라서, 상기 종래 구성의 흡기 덕트(51)에서는 다공질재(57)를 상기 주위벽(55)의 형상을 따르도록 성형하는 공정이 필요함과 동시에, 덕트 본체(52)의 성형용의 형에 추가하여, 다공질재(57)를 성형하는 성형형(成形型)의 구조가 복잡화함과 동시에, 제조되는 흡기 덕트(51)마다 각각 성형형을 준비할 필요가 있었다. 이와 같이, 상기 종래 구성의 흡기 덕트(51)에서는 그 제조비용이 높아지는 문제가 있었다.
또한, 다공질재(57)와 덕트 본체(52)의 주위벽(55)과의 사이에 간극이 생기면, 상기 간극을 통해 덕트 본체(52)내에 외기가 흡입되어지게 된다. 이 상태에서는 상기 다공질재(57)를 통해 흡입되는 외기량과 다공질재(57)를 통하지 않고 흡입되는 외기량과의 밸런스가 붕괴되어, 차량 엔진의 통상적인 사용영역에서의 공기 공명의 억제가 곤란해질 우려가 있다. 따라서, 다공질재(57)의 형상을, 덕트 본체(52)에 대하여 정밀도 양호하게 접합하거나, 혹은 별도의 밀봉재(도시 생략)를 개재하여 접합할 필요가 있어서, 흡기 덕트(51)의 제조 비용이 대폭 증대하게 되는 문제가 있었다.
도 1은 본 발명의 흡기 덕트의 일실시예를 도시하는 분해 사시도.
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 흡기 덕트의 제조방법에 관한 설명도.
도 3의 a 및 b는 도 1의 부직포 성형체의 각 섬유의 서로 뒤얽힘 상태를 도시하는 모식도.
도 4a는 도 1의 부직포 성형체를 구성하는 바인더 섬유를 도시하는 확대 단면도.
도 4b는 동일하게 부직포 성형체를 구성하는 레귤러 섬유를 도시하는 확대 단면도.
도 5는 도 1의 개구부의 주변 가장자리 수지의 일부가 부직포 성형체의 내부에 침투한 상태를 도시하는 부분 단면도.
도 6은 종래의 흡기 덕트의 일례를 도시하는 분해 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11: 흡기 덕트 12:덕트 본체
13: 개구부 14: 부직포 성형체
17: 체결부 23: 주변 가장자리
26: 고융점 섬유 27: 저융점 섬유
따라서, 본 발명의 목적은 흡기 소음을 효과적으로 저감할 수 있음과 동시에, 비교적 저비용으로 제조할 수 있는 흡기 덕트 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의하면, 내연기관의 에어 클리너로 외기를 도입하는 흡기 덕트로서, 수지제의 주위벽을 포함하는 중공형상으로 형성되고, 그 주위벽의 일부에 대략 평면형상을 이루도록 개구부를 갖는 덕트 본체와, 상기 개구부를 덮도록 덕트 본체에 접합되는 부직포 성형체를 포함하는 흡기 덕트가 제공된다. 상기 덕트 본체의 수지의 일부를 상기 부직포 성형체의 내부에 침투시킴으로써 상기 부직포 성형체를 덕트 본체에 고정시킨다.
본 발명에 따르는 구성의 흡기 덕트에서는 덕트 본체의 개구부가 평면형상을 이루는 동시에, 부직포 성형체가 단순한 평판형상으로 형성되어 있다. 이로 인해, 부직포 성형체를 덕트 본체의 주위벽에 따른 곡면 등으로 성형할 필요가 없어지게 되어, 그 성형형의 구조를 대폭 간소화할 수 있음과 동시에, 흡기 덕트마다 성형형을 준비할 필요가 없다. 따라서, 흡기 덕트의 제조 비용을 대폭 저감할 수 있게 된다.
또한, 부직포 성형체가, 그 내부에 덕트 본체의 수지를 침투시킨 상태로 덕트 본체에 접합 고정되어 있다. 이 때문에, 부직포 성형체를 정밀도 양호하게 가공하거나, 밀봉재를 개재시키거나 하지 않고, 덕트 본체의 주위벽과 부직포 성형체와의 사이에 간극이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 흡기 덕트내에서, 부직포 성형체를 통해 흡입되는 외기량과, 부직포 성형체를 거치지 않고 흡입되는 외기량이, 소정의 밸런스로 유지되고, 내연기관의 통상 운전시에 있어서의 흡기 소음을 효과적으로 저감할 수 있다. 또한, 고정밀도의 가공이나 별도의 밀봉부재를 필요로 하지 않기 때문에, 흡기 덕트의 제조 비용을 보다 저감할 수 있게 된다.
이하에, 본 발명을 차량 엔진용 흡기 덕트 및 그 제조방법에 적용한 일실시예에 관해서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 흡기 덕트(11)는 차량의 엔진 룸내에서, 외기를 도시하지 않은 에어 클리너 내에 도입하기 위한 관로로서 설치되어 있다. 상기 흡기 덕트(11)는 대략 중공원통형상으로 형성된 덕트 본체(12)와, 그 덕트 본체(12)에 형성된 개구부(13)를 덮도록 접합 고정된 부직포 성형체(14)를 구비하고 있다.
상기 덕트 본체(12)는 예를 들면 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르(PET 등), 폴리스티렌(PS) 등의 열가소성 수지의 블로우 성형체로 이루어져 있다. 상기 덕트 본체(12)의 일단에는 외기를 도입하기 위한 흡기구(16)가 개구되어 있다. 한편, 덕트 본체(12)의 타단에는 도시하지 않은 사관(蛇管) 등을 개재하여 도시하지 않은 에어 클리너에 장착하기 위한 체결부(17)가 형성됨과 동시에, 접속구(18)가 개구되어 있다. 이들의 덕트 본체(12)의 양단부(12a)는 원통형상으로 형성되어 있다.
한편, 도 1 및 도 2d에 도시하는 바와 같이, 덕트 본체(12)의 중앙부(12b)는 그 주위벽(19)이 반원통부(20)와 사각통부(21)가 접속된 형상으로 되어 있다. 그리고, 덕트 본체(12)는 그 단면형상이 축방향 양단부(12a)와 중앙부(12b)와의 사이에서 원활하게 이행하도록 형성되어 있다.
상기 개구부(13)는 덕트 본체(12)의 중앙부(12b)에서의 상기 반원통부(20)와 대향하는 사각통부(21)의 평면부(22)에, 평면 직사각형을 이루도록 개구되어 있다. 상기 개구부(13)의 주변 가장자리(23)는 개구부의 주위를 이루는 상기 평면부(22)로부터 외측 방향을 향해서 소정의 높이만큼 돌출하도록 형성되어 있다. 또한, 개구부(13)의 주변 가장자리(23)는 그 선단면이 전체 주위에 걸쳐서 거의 동일 평면형상으로 위치하도록 형성되어 있다.
상기 부직포 성형체(14)는 도 3 내지 도 5에 도시하는 바와 같이, 2종류의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유를 짜넣지 않고 적층하며, 또한 니들 펀치 처리한 부직포 원반을, 열간 프레스 성형에 의해 소정의 두께가 되도록 평판형상으로형성된 것으로 되어 있다. 또한, 상기 부직포 성형체(14)는 형 제거에 의해 평면직사각형을 이루도록 트리밍되어 있다.
상기 2종류의 PET 섬유는 도 4b에 도시하는 고융점 섬유로서의 레귤러섬유(regular fiber; 26)와, 도 4a에 도시하는 저융점 섬유로서의 바인더 섬유(27)로 이루어져 있다. 상기 레귤러 섬유(26)는 고융점 열가소성 수지로서의 고융점의 PET 수지로 이루어지는 코어재(28)의 주위에, 예를 들면 불소계, 실리콘계 등의 발수제로 이루어지는 소정 두께의 발수 기능층(29)이 형성된 것으로 되어 있다. 상기 코어재(28)를 이루는 고융점의 PET 수지의 융점은 220 내지 260℃의 범위가 바람직하다. 또한, 상기 레귤러 섬유(26)의 외경은 10 내지 100μm의 범위가 바람직하며, 30 내지 50μm의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 상기 부직포 원반에 있어서의 레귤러 섬유(26)의 배합 중량 비율은 50 내지 90%의 범위가 바람직하며, 65 내지 75%의 범위가 보다 바람직하다.
한편, 상기 바인더 섬유(27)는 상기 레귤러 섬유(26)와 마찬가지의 코어재(28)의 주위에 저융점 열가소성 수지로서의 저융점의 PET 수지로 이루어지는 바인더층(30)이 형성된 것으로 되어 있다. 상기 바인더층(30)을 이루는 저융점의 PET 수지의 융점은 그 PET 수지가 결정성인 경우에는 120 내지 190℃의 범위가 바람직하며, 140 내지 170℃의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 그 PET 수지가 비결정성인 경우에는 그 융점은 100 내지 190℃의 범위가 바람직하며, 120 내지 170℃의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 상기 바인더 섬유(27)는 상기 레귤러 섬유(26)와 비교하여 미세하게 형성되어 있고, 그 외경은 10 내지 100μm의 범위가 바람직하며, 15 내지 25μm의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 상기 부직포 원반에 있어서의 바인더 섬유(27)의 배합 중량 비율은 10 내지 50%의 범위가 바람직하며, 25 내지 35%의 범위가 보다 바람직하다.
이러한 부직포 성형체(14)는 상술과 같이, 열간 프레스 성형에 의해, 200℃ 정도로 가열한 성형형을 사용하여, 부직포 원반을 소정의 두께가 되도록 압축하여 형성되어 있다. 상기 열간 프레스 성형에 의해, 상기 부직포 원반 중에 포함되는 바인더 섬유(27)의 바인더층(30)이 용융 상태로 되어, 레귤러 섬유(26)와 바인더 섬유(27)가 그 접촉점에 있어서 서로 용착된다. 이것에 의해, 부직포 성형체(14)의 내부에 있어서, 부직포 원반의 니들 펀치 처리에 의해 형성된 삼차원적 그물코 구조가 고정된다. 즉, 레귤러 섬유(26)와 바인더 섬유(27)는 삼차원적으로 서로 뒤얽힌 상태로 고정되어 있다.
상기 부직포 성형체(14)는 상기 덕트 본체(12)의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)에 대하여, 후술하는 열판 용착법에 의해 접합 고정되어 있다. 상기 열판 용착법에 의해, 상기 덕트 본체(12)에 있어서의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)의 열가소성 수지가, 부직포 성형체(4)의 표면으로부터 소정의 깊이만큼 침투한 상태에서 응고된다. 이로써, 침투한 상기 수지가, 상기 삼차원적 그물코 구조를 갖는 부직포 성형체(14)에 대하여 삼차원적으로 서로 뒤얽힌 상태로 고정되어 있다.
또한, 이와 같이 열판 용착법에 의해, 부직포 성형체(14)를 상기 개구부(13)의 주변 가장자리(23)에 접합 고정할 때에, 그 주변 가장자리(23)의 내주면에는 용융한 주변 가장자리(23)의 수지의 일부가 부풀어올라 단차 완화부(31)(도 2d 참조)가 형성된다. 이것에 의해, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 내주면과 평판형상의 부직포 성형체(14)의 내표면이 원활하게 접속되어 있다.
이상과 같이 구성한 흡기 덕트(11)에서는 차량 엔진이 기동되어 에어 클리너측이 감압 상태가 됨에 따라서, 흡기구(16)로부터, 또한 부직포 성형체(14)를 통해 외기가 흡입된다. 그리고, 그 흡기구(16)로부터 흡입되는 외기량과 부직포 성형체(14)를 통해 흡입되는 외기량과의 흡기 밸런스가 조정되어 있다. 이것은 흡기 덕트(11)가 갖는 고유 진동수를 변화시켜, 차량 엔진의 통상적인 사용영역에 있어서의 공기 공명의 발생을 억제함으로써, 흡기 소음을 저감시키기 때문이다.
여기서, 흡기구(16)로부터 흡입되는 외기량과 부직포 성형체(14)를 통해 흡입되는 외기량과의 흡기 밸런스는 상기 부직포 성형체(14)의 통기성 및 배치에 의해 제어되어 있다. 상기 부직포 성형체(14)의 통기성 및 배치는 흡기 덕트(11)의 형상이나 길이, 또한 접속되는 에어 클리너의 용량, 차량 엔진의 배기량 등의 특성을 고려하여, 효과적으로 흡기 소음을 저감할 수 있도록 적당히 설정되어 있다.
여기서, 부직포 성형체(14)의 통기성은 그 부직포 성형체(14)의 두께에 의존하고 있다. 상기 실시예에 있어서의 부직포 성형체(14)의 1m3당 통기량은 압력차가 98Pa의 공기인 경우, 990 내지 2050m3/h의 범위가 바람직하며, 1250 내지 2050 m3/h의 범위가 보다 바람직하다.
상기 흡기 덕트(11)에서는 그 부직포 성형체(14)에 있어서의 상기 통기량이 990㎥/h에 차지 않은 경우, 부직포 성형체(14)를 통해 흡입되는 외기량이 부족한 편이 되어, 상기 흡기 밸런스가 붕괴되어, 흡기 소음의 효과적인 저감이 곤란하게 된다. 한편, 그 부직포 성형체(14)에 있어서의 상기 통기량이 2050㎥/h를 초과하는 경우, 부직포 성형체(14)를 통해 흡입되는 외기량이 지나치게 되고, 마찬가지로 상기 흡기 밸런스가 붕괴되어, 흡기 소음의 효과적인 저감이 곤란하게 된다.
다음에, 상기 덕트 본체(12)의 제조방법에 관해서, 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한다.
우선, 예비 성형에 의해, 덕트 본체(12)를 대략 중공원통형상으로 성형한다. 상기 블로우 성형시에, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 덕트 본체(12)의 중앙부(12b)에는 그 사각통부(21)의 평면부(22)로부터 외측 방향으로 팽출하는 자루부(34)를 형성한다. 이어서, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 그 자루부(34)를, 상기 평면부(22)로부터 소정 간격을 둔 부분에서, 커터(35)에 의해 그 절단면이 거의 평면을 이루도록 절단한다. 이로써, 덕트 본체(12)의 평면부(22)에 개구부(13)와, 그 평면부(22)로부터 소정의 높이만큼 돌출한 주변 가장자리(23)가 형성된다.
이어서, 상기 주변 가장자리(23)에 열판 용착법에 의해, 부직포 성형체(14)를 접합 고정한다. 상기 열판 용착법은 다음과 같은 순서에 따른다.
즉, 도 2c에 도시하는 바와 같이, 상기 주변 가장자리(23)의 선단면에, 덕트 본체(12)를 구성하는 열가소성 수지를 용융 가능한 온도로 가열한 열판(36)을 압접시킨다. 이 때, 열판(36)을 상기 주변 가장자리(23)로부터 이간시켰을 때에 실 인출이 생기는 것을 억제하기 위해서, 불소수지 시트(37)를 열판(36)과 주변 가장자리(23)와의 사이에 개재시킨다. 상기 열판(36)의 압접에 의해, 상기 주변 가장자리(23)의 선단 부근이 용융된다.
이어서, 도 2d에 도시하는 바와 같이, 그 용융 상태의 주변 가장자리(23)의 선단면에, 부직포 성형체(14)를 도시하지 않은 가압 지그 등을 사용하여 가압한다.그리고, 가압 상태에서 소정 시간 유지함으로써, 주변 가장자리(23)의 선단부를 충분히 냉각하여, 그 주변 가장자리(23)의 열가소성 수지의 일부를 부직포 성형체(14)내에 침투시킨 상태로 응고시킨다. 이로써, 부직포 성형체(14)가, 덕트 본체(12)의 개구부(13)의 주변 가장자리(23) 상에 접합 고정된다.
또한, 상기 부직포 성형체(14)의 가압 동작에 의해, 용융한 주변 가장자리(23)의 수지의 일부가 그 내주면에 부풀어올라 단차 완화부(31)가 자동적으로 형성된다. 이것에 의해, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 내주면과 평판형상의 부직포 성형체(14)의 내표면이 원활하게 접속된다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 상기 흡기 덕트(11)에서는 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 일부에 개구부(13)가 형성되어 있고, 그 개구부(13)의 주변 가장자리(23)의 선단이 평면형상을 이루도록 형성되어 있다. 그 개구부(13)를 덮도록 평판형상을 이루는 부직포 성형체(14)가 접합 고정되어 있다. 여기서, 상기 주변 가장자리(23)의 열가소성 수지의 일부가, 상기 부직포 성형체(14)의 내부에 침투되고, 그리고 응고되어 있다.
이로 인해, 부직포 성형체(14)를, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)에 따른 곡면등에 성형할 필요가 없어져, 그 성형형의 구조를 대폭 간소화할 수 있음과 동시에, 제조되는 흡기 덕트(11)마다 각각 성형형을 준비할 필요가 없다. 따라서, 흡기 덕트(11)의 제조 비용을 대폭 저감할 수 있다.
또한, 부직포 성형체(14)가, 그 내부에 덕트 본체(12)에 있어서의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)의 열가소성 수지의 일부를 침투시킨 상태로 접합고정되어 있다. 따라서, 부직포 성형체(14)를 정밀도 양호하게 가공하거나, 별도 밀봉재를 개재시키거나 하지 않고, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)과 부직포 성형체(14)와의 사이에 간극이 생기는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 흡기 덕트(11)내에 있어서, 부직포 성형체(14)를 통해 흡입되는 외기량과, 부직포 성형체(14)를 통하지 않고 흡입되는 외기량과의 흡기 밸런스가 소정의 범위내에 유지되고, 차량 엔진의 통상적인 운전시에의 흡기 소음을 효과적으로 저감할 수 있다. 또한, 고정밀도의 가공이나 별도의 밀봉부재를 필요로 하지 않기 때문에, 흡기 덕트(11)의 제조 비용을 보다 저감할 수 있다.
이와 같이, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 일부가 통기성을 갖는 다공질의 부직포 성형체(14)로 이루어지고, 흡기 소음의 저감 효과가 높은 흡기 덕트(11)를, 보다 저비용으로 제조할 수 있다.
(2) 상기 흡기 덕트(11)에서는 덕트 본체(12)에 있어서의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)가, 그 개구부(13)의 주위의 평면부(22)로부터 외측 방향으로 돌출하도록 형성되어 있다.
이로 인해, 부직포 성형체(14)의 접합 고정에 앞서서, 열판(36)에 의해 개구부(13)의 주변 가장자리(23)를 용융시킬 때에 있어서, 덕트 본체(12)의 평면부(22)등의 주위벽(19)에 열판(36)이 접촉하는 것을 피할 수 있다. 따라서, 개구부(13)의 주변 가장자리(23) 이외의 주위벽(19)에 대한 가열의 영향이 저감되어, 그 주위벽(19)에 준비되지 않은 변형이 생기거나 하는 것을 억제할 수 있다.
(3) 상기 흡기 덕트(11)에서는 덕트 본체(12)에 있어서의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)의 내측 자장자리면에, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 내측 벽면과 부직포 성형체(14)의 내측면을 원활하게 연속시키는 단차 완화부(31)가 형성되어 있다.
따라서, 평판형상의 부직포 성형체(14)의 접합에 의해, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 일부가 평면형상으로 형성되어 있음에도 불구하고, 흡기 덕트(11)내의 흡기압 손실의 증대가 억제된다. 이로써, 흡기 덕트(11)내에 있어서, 흡입된 외기의 원활한 흐름을 확보할 수 있다.
(4) 상기 흡기 덕트(11)에서는 부직포 성형체(14)가 고융점의 레귤러 섬유(26)와, 저융점의 바인더 섬유(27)로 이루어짐과 동시에, 양섬유(26, 27)가 열간 프레스 성형에 의해 그 접촉점에서 서로 용착되어 있다.
이로 인해, 부직포 성형체(14)에 있어서, 상기 열간 프레스 성형에 앞서서는 부직포 원반의 니들 펀치 처리로 형성된 삼차원적인 그물코 구조가 고정된다. 그리고, 상기 삼차원적 그물코 구조를 갖는 부직포 성형체(14)가, 그 내부에 덕트 본체(12)에 있어서의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)의 열가소성 수지의 일부가 침투하여 서로 뒤얽힌 상태로 접합 고정되어 있다. 따라서, 부직포 성형체(14)를, 덕트 본체(12)에 대하여 견고하게 접합 고정할 수 있다.
(5) 상기 부직포 성형체(14)에서는 레귤러 섬유(26)의 표면에 발수(撥水) 기능층(29)이 설치되어 있다.
이로 인해, 부직포 성형체(14)에 발수성이 부여되고, 부직포 성형체(14)의내부에 물과 함께 먼지 등이 침입하는 것이 억제된다. 이로써, 그 부직포 성형체(14)가 막힘이 생기기 어려운 것으로 된다. 그리고, 흡기 덕트(11)내에서의 흡기구(16)로부터 흡입되는 외기량과, 부직포 성형체(14)를 통해 흡입되는 외기량과의 흡기 밸런스가, 보다 장기에 걸쳐 소정의 범위에 유지된다. 따라서, 흡기 덕트(11)에 있어서의 흡기 소음의 저감 효과를 보다 장기에 걸쳐 지속시킬 수 있다.
(6) 상기 부직포 성형체(14)는 부직포 원반에 대하여 열간 프레스 성형을 실시함으로써 평판형상으로 형성되어 있다.
이로 인해, 부직포 원반으로부터 소정의 두께를 갖는 부직포 성형체(14)를 용이하게 성형할 수 있다. 더구나, 프레스 성형시에 있어서, 압력을 제거하여 형 분리시킨 후도, 부직포 성형체(14)를 구성하는 각 섬유(26, 27)의 탄성에 의해, 형성된 부직포 성형체(14)가 준비없이 팽창되거나 하지 않는다. 따라서, 부직포 성형체(14)를, 소정의 두께로 유지할 수 있어, 그의 통기성을 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 형성된 부직포 성형체(14)를, 덕트 본체(12)의 개구부(13)의 형상에 따라서 트리밍할 때에도, 그 경도가 유지되고 있기 때문에, 형 분리에 의해서 잡아뜯거나하여 절단면이 거칠어지지 않는다. 따라서, 부직포 성형체(14), 나아가서는 흡기 덕트(11)의 외관을 우수한 것으로 할 수 있다.
(7) 상기 흡기 덕트(11)의 제조시에 있어서, 우선 중공 통형 형상으로 형성된 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 일부에 개구부(13)가 형성된다. 이어서, 그 개구부(13)의 주변 가장자리(23)를 용융시키고, 그 용융 상태의 주변 가장자리(23)에평판형상을 이루는 부직포 성형체(14)를 가압하면서 접합시키게 되어 있다.
이와 같이 용융 상태의 덕트 본체(12)의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)에 부직포 성형체(14)를 가압하면서 접합시킴으로써, 용융 상태의 주변 가장자리(23)의 열가소성 수지의 일부를 부직포 성형체(14)의 내부에 용이하게 침투시킬 수 있다. 또한, 개구부(13)의 주변 가장자리(23)만을 가열하면 되고, 덕트 본체(12)의 전체를 가열할 필요가 없기 때문에, 덕트 본체(12)의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 부직포 성형체(14)를 용융 상태의 주변 가장자리(23)에 가압함으로써, 그 주변 가장자리(23)의 내주면에 거의 자동적으로 열가소성 수지의 부풀어오름으로 이루어지는 단차 완화부(31)가 형성된다. 이로써, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 내벽면과 평판형상의 부직포 성형체(14)의 내측면이 원활하게 연속된다.
이와 같이, 간단한 구성으로, 상기 (1) 및 (3)에 기재된 효과를 실현할 수 있다.
(8) 상기 흡기 덕트(11)의 제조시에 있어서, 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 일부에 자루부(34)를 팽출시키고, 그 자루부(34)를 그 주위의 평면부(22)로부터 소정간격을 둔 부분에서 절단함으로써, 개구부(13)가 형성되어 있다.
이로 인해, 평면형상을 이루는 개구부(13)의 주변 가장자리(23)를, 그 주위의 평면부(22)로부터 돌출한 상태에서, 용이하게 형성할 수 있다. 그리고, 간단한 구성으로, 상기 (2)에 기재된 효과를 실현할 수 있다.
(9) 상기 부직포 성형체(14)의 바인더 섬유(27)는 그 내부에 고융점의 코어재(28)를 갖고, 그 코어재(28)가 저융점의 바인더층(30)으로 피복되어 있다.
이로 인해, 부직포 원반을 열간 프레스 성형할 때에, 성형형의 온도를 바인더층(30)의 융점 이상으로, 코어재(28)의 융점을 초과하지 않는 범위로 설정함으로써, 바인더층(30)만을 용융시킬 수 있다. 따라서, 바인더 섬유(27) 전체가 용융하지 않고, 부직포 성형체(14)에 있어서, 열간 프레스 성형에 앞서서는 니들 펀치 처리로 형성된 삼차원적인 그물코 구조를 유지하면서 고정할 수 있다.
(10) 상기 흡기 덕트(11)에서는 덕트 본체(12)의 개구부(13)와 부직포 성형체(14)가, 각각 평면 대략 직사각형으로 형성되어 있다.
이로 인해, 형상이 다른 흡기 덕트(11)에 대하여 부직포 성형체(14)의 공용화를 꾀할 수 있다. 또한, 부직포 성형체(14)에 있어서의 트리밍 부분을 적게 할 수 있어, 부직포 성형체(14)의 제품 비율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 흡기 덕트(11)의 제조 비용을 한층더 저감할 수 있다.
변경예
또한, 본 발명의 실시예는 아래와 같이 변경하여도 된다.
상기 실시예에 있어서, 덕트 본체(12)를, 예를 들면 유리섬유, 탄소섬유 금속섬유, 각종 와이스커(whisker), 석면 등의 무기 필러 또는 유기 필러를 충전한 열가소성 수지로 형성하여도 된다.
상기 실시예에서는 흡기 덕트(11)를 대략 중공 원통형상으로 형성하였지만, 예를 들면 그 단면을 타원형이나 긴원형으로 하거나, 덕트 본체(12)를 굴곡된 관으로 하거나, 또는 덕트 본체(12)의 양단부(12a)의 단면을 다른 형으로 하는 등, 그 흡기 덕트(11)의 형상은 임의로 변경하여도 된다. 덕트 본체(12)의 주위벽(19)의일부에 평면형상의 선단을 이루는 주변 가장자리(23)를 갖는 개구부(13)가 형성되고, 그 개구부(13)를 덮도록 부직포 성형체(14)를 접합 고정하도록 구성하면, 흡기 소자의 저감 효과가 높은 차량용 흡기 덕트(11)를, 비교적 저비용으로 제조할 수 있다.
상기 실시예에서는 열판(36)으로부터의 열전달에 의해 덕트 본체(12)의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)를 용융시켰지만, 예를 들면 바이브랙터로부터의 진동 전달, 초음파 발생 장치로부터의 초음파 전달, 고주파 발생 장치로부터의 고주파 전달에 의해 발열시켜 상기 주변 가장자리(23)를 용융시켜도 된다.
상기 실시예에서는 덕트 본체(12)의 개구부(13)의 주변 가장자리(23)를 미리 용융시킨 상태에서, 그 주변 가장자리(23)에 부직포 성형체(14)를 가압시켜 접합고정하였다. 이에 반해, 부직포 성형체(14)를 상기 개구부(13)의 주변 가장자리(23)에 가압시킴과 동시에 가열하여, 그 부직포 성형체(14)의 내부에 상기주변 가장자리(23)의 열가소성 수지를 침투시켜도 된다.
상기 실시예에서는 레귤러 섬유(26)의 표면에만 발수 기능층(29)을 형성하였지만, 바인더 섬유(27)의 표면에도 발수 기능층(29)을 설치하여도 된다. 또한, 레귤러 섬유(26)의 표면에 바인더층(30)을 형성하여도 된다.
상기 실시예에서는 PET 수지의 레귤러 섬유(26)와 바인더 섬유(27)로 이루어지는 부직포 성형체(14)를 채용하였다. 이에 반해, 예를 들면 PP, PE, PA 등의 다른 열가소성 수지 섬유로 이루어지는 부직포 원반, 몰트프렌, 펠트, 석면 시트, 글래스 울 등의 프레스 성형체로 이루어지는 부직포 성형체를 채용하여도 된다.
상기 실시예에서는 본 발명을 차량 엔진용 흡기 덕트에 적용하였지만, 예를 들면 선박 엔진, 항공기용 엔진 , 발전기용 엔진 등, 그 밖의 내연기관의 흡기 덕트에 적용하여도 된다.
본 발명에 따르는 구성의 흡기 덕트에서는 덕트 본체의 개구부가 평면형상을 이루는 동시에, 부직포 성형체가 단순한 평판형상으로 형성되어 있다. 이로 인해, 부직포 성형체를 덕트 본체의 주위벽에 따른 곡면 등에 성형할 필요가 없어지게 되어, 그 성형형의 구조를 대폭 간소화할 수 있음과 동시에, 흡기 덕트마다 성형형을 준비할 필요가 없다. 따라서, 흡기 덕트의 제조 비용을 대폭 저감할 수 있게 된다.
또한, 부직포 성형체가, 그 내부에 덕트 본체의 수지를 침투시킨 상태로 덕트 본체에 접합 고정되어 있다. 이 때문에, 부직포 성형체를 정밀도 양호하게 가공하거나, 밀봉재를 개재시키거나 하지 않고, 덕트 본체의 주위벽과 부직포 성형체와의 사이에 간극이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 흡기 덕트내에서, 부직포 성형체를 통해 흡입되는 외기량과, 부직포 성형체를 거치지 않고 흡입되는 외기량이, 소정의 밸런스로 유지되고, 내연기관의 통상 운전시에 있어서의 흡기 소음을 효과적으로 저감할 수 있다. 또한, 고정밀도의 가공이나 별도의 밀봉부재를 필요로 하지 않기 때문에, 흡기 덕트의 제조 비용을 보다 저감할 수 있게 된다.
Claims (9)
- 내연기관의 에어 클리너로 외기를 도입하는 흡기 덕트(11)에 있어서,수지제의 주위벽(19)을 포함하는 중공형상으로 형성되고, 그 주위벽의 일부에 대략 평면형상을 이루도록 형성된 개구부(13)를 갖는 덕트 본체(12)와,상기 개구부를 덮도록 상기 덕트 본체(12)에 접합되는 부직포 성형체(14)를 포함하고,상기 덕트 본체의 수지의 일부를 상기 부직포 성형체의 내부에 침투시킴으로써 상기 부직포 성형체를 덕트 본체에 고정시키는 흡기 덕트.
- 제 1 항에 있어서,상기 덕트 본체(12)의 주위벽(19)은 개구부(13)로 구획 지정하는 주변 가장자리(23)를 포함하며, 상기 주변 가장자리는 개구부의 주변의 주위 벽부분으로부터 외측 방향으로 돌출하는 흡기 덕트.
- 제 2 항에 있어서,상기 개구부(13)의 주변 가장자리(23)는 그 내측 주위면에 형성되는 단차 완화부(31)를 포함하며, 상기 단차 완화부는 상기 덕트 본체(12)의 내측 벽면과 부직포 성형체의 내측면을 원활하게 연속시키는 흡기 덕트.
- 제 1 항에 있어서,상기 부직포 성형체는 고융점 열가소성 수지제의 고융점 섬유(26)와, 그 고융점 섬유보다 융점이 낮은 저융점 열가소성 수지제의 저융점 섬유(27)를 포함하며, 이러한 고융점 섬유와 저융점 섬유는 그 접촉점에서 용착하는 흡기 덕트.
- 제 4 항에 있어서,상기 고융점 섬유(26)와 저융점 섬유(27)의 적어도 한쪽 표면에 발수(潑水) 기능층(30)을 설치하는 흡기 덕트.
- 제 1 항에 있어서,상기 부직포 성형체(14)는 열간 프레스 성형에 의해 평판형상으로 형성된 것인 흡기 덕트.
- 내연기관의 에어 클리너로 외기를 도입하는 흡기 덕트의 제조방법에 있어서,수지제의 주위벽(19)을 포함하는 중공형상으로 형성된 덕트 본체(12)를 준비하는 단계와,상기 덕트 본체의 주위벽의 일부에 개구부(13)를 형성하는 단계와,상기 개구부의 주변 가장자리(19)를 용융시키는 단계와,그 용융 상태의 개구부(13)의 주변 가장자리(19)에 부직포 성형체(14)를 가압시켜 부직포 성형체를 덕트 본체에 접합시키는 단계를 포함하며,상기 주변 가장자리는 개구부를 둘러싸는 주위벽부분으로 이루어지는 흡기 덕트의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 개구부를 형성하는 단계는,덕트 본체(12)의 주위벽(19)의 제 1 부분을 자루부로 팽출시켜 자루부(34)를 형성하는 보조 단계와,자루부를 둘러싸는 주위벽의 제 2 부분으로부터 간격을 둔 평면을 따라서 상기 자루부(34)를 절단하는 보조 단계를 포함하고, 따라서 주위벽의 일부로서의 돌출부를 형성하여 개구부(13)의 주변 가장자리(23)로 하는 흡기 덕트의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 부직포 성형체(14)는 부직포 원반에 대하여 열간 프레스 성형에 의해 평판형상으로 형성하는 흡기 덕트의 제조방법.
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