KR100674125B1 - 흡기 덕트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 흡기 덕트에서 흡기 덕트의 적어도 일부분은 부직포 섬유의 주조 몸체로 형성된다. 부직포 섬유는 열가소성 수지 바인더를 포함한다.

흡기 덕트, 부직포 섬유, 열가소성 수지, 주조 몸체, 엔진, 자동차

Description

흡기 덕트{Suction Duct}

본 발명은 엔진에 공기를 공급하기 위한 통로로서의 흡기 덕트에 관한 것으로서, 특히 공기를 흡입할 때 소음이 적은 흡기 덕트에 관한 것이다.

자동차 엔진의 흡입 시스템에 있어서, 에어 클리너 호스, 흡기 덕트 등에 있어서 공기가 흡입될 때 소음이 발생되는 단점이 있다. 이러한 흡입 소음은 특히 낮은 엔진 속도에서 더 크다. 그러므로, 도 25에 도시된 바와 같이 흡기 덕트(200)내에 측지관(201) 및/또는 공명장치(202)가 구비되어 있으며, 이에 의해 헬름홀츠 이론 등에 기초하여 계산된 특정한 공명 주파수에서 소음이 감소된다.

그러나, 이러한 측지관(201)은 가장 긴것은 약 30cm가 되고, 공명장치(202)는 가장 큰 것이 14 리터의 체적을 가진다. 그러므로, 이러한 소음 흡수 장치에 의해 점유되는 엔진 룸의 공간이 증가하게 되고 다른 부품을 장착하는 자유도가 낮아지는 결과를 낳는다.

그러므로, JP-U-64-22866호는 흡기 덕트내에 배열된 구멍과 흡기를 감소시켜 흡기 소음을 감소시키는 방법이 개시되어 있다. 흡기 통로를 좁게함으로써, 음량은 저역 톤 영역의 흡기 소음이 감소시킬 수 있도록 증가한다.

또한, JP-U-3-43576호는 에어 클리너 케이스에 평행하게 연결된 두개의 흡기 덕트를 구비하며, 측지관은 각각 두개의 흡기 덕트로부터 분지되고, 모든 측지관은 공통의 공명장치에 결합되어 있는 흡기 소음 감소 장치가 개시되어 있다. 흡기 소음 감소 장치는 하나의 흡기 덕트내의 측지관 연결부의 상류측상에 구비되어 있고 운행 조건에 따라 선택적으로 개방되는 온-오프 밸브를 더 포함한다.

상기 JP-U-3-43576호에 개시된 장치에 따라서, 온-오프 밸브는 다수의 흡기 덕트가 하나 또는 둘에 스위치되도록 엔진 속도에 따라서 제어된다. 그러므로, 흡입된 공기량은 엔진 속도에 따라 제어가능하고, 흡기 소음을 감소시킬 수 있다.

그러나, 상기 방법에 있어서 흡기 통로가 좁다는 것은 흡입된 공기의 양이 높은 엔진 속도에서 충분하지 않다는 단점이 있고 이에 의해 엔진 출력이 낮아진다.

또한, 상기 JP-U-3-43576호에 개시된 장치에 있어서, 전자 제어 회로, 전자기 온-오프 밸브, 다이어프램 액츄에이터 등이 온-오프 밸브를 구동하는데 사용된다. 이들은 단가면에서 바람직하지 않다. 또한, 전자 제어 회로, 전자기 온-오프 밸브 등이 필요하고, 상기 장치는 복잡하고 단가가 비싸게 될 뿐만아니라 유지보수에 다수의 인력이 필요하게 된다.

본 발명은 이러한 상황을 감안하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 흡입 통로를 가늘게 하지 않으면서 전자 제어 회로, 전자기 온-오프 밸브 등을 가지지 않으면서 낮은 엔진 속도에서 흡기 소음을 간단하고 낮은 단가의 구조로 낮출 수 있으며, 고속 엔진 속도에서 공급되는 공기의 양을 충분하게 할 수 있는 흡기 덕트 를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 흡기 덕트는 덕트벽의 적어도 일부분이 엔진의 흡기 매니폴드와 자동차의 외측 공기 흡입측 사이에 배열된 흡기 덕트가 부직포 섬유로 주조된 몸체로 형성된 것을 특징으로 한다.

PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 섬유, PP(폴리프로필렌) 섬유 등은 상기 부직포 섬유를 구성하는 섬유로서 사용된다. 그러나, 섬유 변화, 질, 값 등의 관점에서 PET 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 98 Pa의 압력차를 가진 공기의 경우에 주조 몸체의 1 ㎡ 당 침투도는 상기 흡기 덕트에서는 6,000 ㎥/h 이하인 것이 바람직하다. 여기에서 "침투도"의 의미는 시편에 의해 흡입된 두개의 챔버 사이의 압력차가 98 Pa로 설정될 때 단위 시간당 및 단위 면적당 시편을 통하여 통과하는 공기의 양을 의미한다.

상기한 흡기 덕트는 덕트벽 전체가 주조 몸체로 형성되도록 구성되는 것이 바람직하고, 부직포 섬유는 융점을 달리하는 고융점 열경화성 수지로 된 고융점 섬유(제 1섬유)와 고융점 섬유보다 낮은 용융점을 가진 저융점 열경화성 수지를 포함하며, 부직포 섬유에 대한 저융점 섬유(제 2섬유)의 비율은 고융점 섬유보다 높다.

흡기 덕트가 압축 성형에 의해 주조된 경우에, 여기에서 "저융점" 이라는 의미는 용융점이 압축 성형 온도보다 낮은 것을 의미하며, 한편으로 "고융점"이라는 의미는 융점이 압축 성형 온도보다 높은 것을 의미한다.

또한, 흡기 덕트는 덕트벽이 주조된 몸체로 형성되도록 구성될 수도 있으며 부직포 섬유는 고융점 열경화성 수지로 구성된 코어 물질에 의해 구성된 열경화성 수지와 코어 물질의 표면상에 적용되고 코어 물질보다 낮은 용융점을 가진 저융점 열경화성 수지로 구성된 코팅층을 포함하고, 코팅층의 용적은 코어 물질보다 크다.

상기한 흡기 덕트의 주조된 몸체는 소정의 기능이 주어져 있는 기능층을 가진 부직포 섬유로 형성될 수도 있다. 바람직하게는 이러한 기능층은 방수층이다.

또한, 본 발명에 따라서, 실제적으로 반원원형인 단면 형상을 가지며 합성 수지로 제조된 몰드에 의해 구성된 제 1 세그먼트와 실제적으로 반원원형인 단면 형상을 가지며 부직포 섬유로 제조된 주형에 의해 구성된 제 2 세그먼트를 구비한 흡기 덕트가 형성되며, 여기에서 제 1 및 제 2 세그먼트는 서로 일체적으로 결합되어 있다.

본 발명의 발명자들은 흡기 덕트의 재료와 그 재료에서 발생되는 소음사이의 관계를 면밀히 연구하였다. 그 결과, 덕트벽이 소정의 침투성을 가진 침투성 재료로 형성될 때 흡입 소음이 현저하게 감소되도록 정재파가 발생하기 곤란하다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견에 기초하여 개발되었다.

공기를 흡입할 때 발생되는 소음은 흡기 덕트의 내측에서 발생되는 음향 정재파에 의해 야기된다. 정재파 주파수는 흡기 덕트의 길이, 직경 및 재질 등에 따라 다르다. 그러므로, 본 발명에 따라서, 흡기 덕트의 덕트벽의 적어도 일부분은 부직포 섬유로 된 주조 몸체로 형성된다.

부직포 섬유로 주조된 몸체로 형성된 덕트에 의해 흡입 소음이 어떻게 감소되는지 상세히 공지되지는 않았다. 그러나, 다음의 세가지 이유가 고려된다.

(i) 부직포 섬유가 탄성체이기 때문에 진동을 흡수하는 효과를 가지며, 이에 의해 음파가 덕트벽의 진동에 의해 발생되는 것이 제한된다.

(ii) 부직포 섬유의 섬유 사이의 틈으로 들어오는 다수 음파의 에너지가 갭들의 열전도와 점도 효과에 의해 약화된다. 또한, 섬유 자체가 음압의 파동에 공명되고 이에 의해 소리 에너지가 감쇠된다.

(iii) 적어도 덕트벽의 일부분이 어느 정도의 침투성을 가지고 있기 때문에,음파는 부분적으로 덕트벽을 통하여 통과하고 이 때문에 정재파가 발생되는 것이 제한된다.

흡입 소음은 이들 이유에 의한 상승 효과에 의해 감소된다고 생각된다.

그러나, 부직포 섬유 주조 몸체의 침투도가 너무 높으면 흡기 덕트내의 음파덕트벽을 관통하고 외측으로 누설되고 이에 의해 소음이 증가하는 단점이 있다. 그러므로, 98 Pa의 압력차를 가진 공기에 대한 1 ㎡ 당 공기 침투도는 6,000 ㎥/h 보다 크지 않은 것이 바람직하다. 단위 면적당 6,000 ㎥/h 이하인 공기 침투도는 물론 98 Pa의 압력차를 가진 공기의 경우에 대한 한정이다. 침투도의 한정치는 흡입 압력이 다르다면 다른 것은 물론이다.

부직포 섬유 주조 몸체 1 ㎡ 당 침투도가 6,000 ㎥/h 를 초과할 경우, 흡기 덕트의 덕트벽을 통하여 통과하는 음파는 관통 소음이 증가되기 때문에 증가한다. 이와는 반대로, 침투도가 0이라면, 소음은 200 Hz 이하의 낮은 주파수대에서 소음을 제한하는 효과가 낮음에 의해 종래 기술의 흡기 덕트보다 낮다. 부직포 섬유 주조 몸체가 0의 침투도를 가지도록 하기 위하여, 필름과 같은 표면층이 부직포 섬유 주조 몸체의 외표면에 형성하면 된다. 표피층이 내표면에 형성될 때 침투도를 0으 로 만들수 있을지라도 이러한 방법은 상기한 이유(ii) 때문에 소음을 감소시키기 곤란하기 때문에 바람직하지 않다. 결국, 98 Pa의 압력차를 가진 공기에 대하여 1㎡당 의 부직포 섬유 주조 몸체는 0보다 크고 4,200 ㎥/h 보다 작은 것이 바람직하며, 특히 0보다 크고 3,000 ㎥/h 보다 작은 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 흡기 덕트의 적어도 일부분은 부직포 섬유로 구성된 주조 몸체를 가진다. 이러한 부직포 섬유는 열경화성 섬유로 형성되는 것이 바람직하다. 열경화성 수지로 구성된 부직포 섬유가 사용된다면, 복잡한 구조를 가진 흡기 덕트용이하게 성형되고 가열 가압 성형(가열 가압주조) 등과 같은 방법에 의해 성형된다. 이러한 경우에 있어서, 열경화성 수지 섬유는 일부가 부직포 섬유로 구성 또는 전체가 부직포 섬유로 형성될 수 있다. 다르게는, 부직포 섬유는 열경화성 수지 바인더가 침지된 비열경화성 수지라면 가열 가압 성형에 의해 성형할 수 있고 같은 방법으로 부직포 섬유는 열경화성 수지 섬유로 형성된다. 그러므로, 흡기 소음은 상기한 바와 같은 방법으로 감소시킬 수 있다.

사실상, 부직포 섬유로 구성된 주조 몸체는 주조 몸체가 흡기 덕트의 덕트벽의 적어도 일부분내에 존재한다면 흡입 소음의 감축에 대한 어느 정도의 효과를 가진다. 그러나, 정재파는 부직포 섬유 이외에 비침투성 물질로 구성된 일부분에서 쉽게 발생된다. 그러므로, 흡기 덕트 전체가 부직포 섬유로 구성된 주조 몸체로 형성되는 것이 바람직하다.

그러나, 흡기 덕트 전체가 부직포 섬유로 구성된 주조 몸체로 형성된 경우에, 크랙 등과 같은 결함이 벽 표면에 발생되는 경우가 있으며 이에 의해 흡입 소 음은 흡기 덕트가 가열 가압 성형에 의한 작은 곡률반경을 가진 굴곡부 또는 깊게 압출된 부분을 가지도록 형성될 때 누설된다. 이러한 결함을 방지하기 위하여, 주조 몸체가 복잡한 세그먼트로 분할하고, 세그먼트는 소정의 형상으로 결합시키는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 있어서, 인력이 많이 증가되어 이에 의해 생산성이 저하되고 단가가 올라가는 단점이 있다.

그러므로, 전체의 덕트벽을 주조 몸체로 형성하고, 고융점 섬유보다 저융점을 가진 저융점 섬유와 고융점 섬유를 포함하도록 부직포 섬유로 구성되고, 부직포 섬유에 대한 저융점 섬유의 비율이 고융점 섬유보다 높은 것이 바람직하다.

이렇게 구성된 부직포 섬유가 가열 가압 성형된다면, 저융점 섬유는 유연화되고 양호하게 용융되고, 고융점 섬유는 소성적으로 또는 탄성적으로 변형된다. 끝으로, 유연화된 저융점 섬유는 냉각되고 고형화되며 이에 의해 부직포 섬유는 소정의 형상으로 성형된다. 그러므로, 성형시 섬유의 이동 자유도는 부직포 섬유가 작은 곡률 반경을 가진 굴곡부 또는 깊은 인발부분을 가진 형상으로 용이하게 성형되도록 높아야 한다. 크랙이 벽표면에 발생될지라도, 크랙은 접합되고 결합되도록 풍부하게 존재하는 용융 저융점 섬유로 채워진다. 그러므로, 상기한 문제점이 방지된다.

저융점 섬유의 용적이 고융점 섬유보다 크다면 저융점 섬유 대 부직포 섬유의 비율이 20 내지 50%가 바람직하다. 상기 비율이 20%보다 작다면, 상기한 효과는 나타나기 곤란하다. 이와는 반대로, 상기 비율이 50%보다 크다면, 주조 몸체는 내열성이 충분하지 않다.

결국, 저융점 섬유의 융점은 150 내지 170℃의 범위와 고융점 섬유의 융점은 220 내지 260℃ 범위가 바람직하다. 부직포 섬유는 고융점 섬유와 저융점 섬유 이외의 다른 섬유를 포함 할 수 있다. 이러한 다른 섬유가 특별히 한정되어 있지 않을지라도 방수 기능 등과 같은 특수한 기능을 가진 섬유를 사용하는 것도 또한 바람직하다.

또한, 부직포 섬유는 고융점 열가소성 수지로 구성된 코어 물질에 의해 구성된 열가소성 섬유와 코어 물질보다 낮은 융점을 가진 저융점 열가소성 수지로 구성되고 코팅층의 용적은 코어 물질보다 크며 코어 물질의 표면상에 적용된 코팅층을 포함하도록 구성된다.

이렇게 구성된 부직포 섬유로서, 코팅층은 가열가압성형시 유연화되고 용융되는 것이 바람직하며, 코어 물질은 가성적으로 및 탄성적으로 변형된다. 결국, 유연 코팅층은 부직포 섬유가 소정의 형상으로 형성되도록 냉각되고 굳어진다. 그러므로, 주조시 부직포 섬유보다 큰 섬유가 이동하는 자유도는 깊은 인발 부분 또는 작은 곡률 반경을 가진 굴곡부로 용이하게 형성할 수 있다. 크랙이 벽표면에 발생될지라도, 크랙은 용접되고 결합되도록 충분히 존재하는 용융 코팅층으로 채워진다. 그러므로, 상기한 단점이 방지된다.

코팅층이 코어 물질의 용적보다 크면, 열가소성 섬유 대 부직포 섬유의 비율은 20 내지 50% 범위가 바람직하다. 상기 비율이 20%보다 작다면, 상기한 효과는 나타나기 곤란하다. 이와는 반대로, 상기 비율이 50%보다 크다면, 주조 몸체는 내열성이 불충분하다. 결국, 코팅층의 융점은 150 내지 170℃범위가 바람직하고 코어 물질의 융점은 220 내지 260℃ 범위가 바람직하다.

부직포 섬유가 이중층 구조가 사용된 열가소성 섬유를 부분적으로 포함하는 경우에 있어서, 부직포 섬유가 이러한 열가소성 섬유를 적어도 20 내지 50%를 포함하는 것이 바람직하다. 열가소성 섬유의 용량이 20 용적%보다 작다면, 상기한 효과는 크랙이 주조 몸체에 남아 있을 수 있기 때문에 잘 나타나지 않는다.

본 발명에 따른 흡기 덕트에 있어서, 주조 몸체의 두께 또는 특성은 갱년 열화, 습기 침투 등에 따라 변화한다. 그 결과로서, 주조 몸체를 통하여 통과하는 관통 소음과 흡기 덕트의 전단부에서의 흡입구로부터 방사되는 흡입 소음 사이의 균형은 흡입 소음을 제한하는 성능이 변화되기 때문에 잃을 수 있다.

그러므로, 주조 몸체는 소정의 기능이 주어진 기능층을 가진 부직포 섬유로 형성하는 것이 바람직하다. 방수층, 막힘 방지층 등은 이러한 기능층의 예이다. 이러한 주조 몸체는 부직포 섬유를 사용하여 용이하게 형성할 수 있으며 상기 섬유는 그들의 적절한 부분내에 혼합된 기능을 가진다. 다르게는, 그들의 자체 기능을 가진 필름은 사용시 부직포 섬유에 적층될 수도 있다.

본 원에서 상기한 "막힘 방지층"은 자유 공간이 흡기 덕트와 커버(도 26 참조)의 외표면 사이에 구비된 부직포 섬유로 구성된 덕트벽을 통하여 통과하는 공기를 방해하지 않게 충분한 사이즈를 가지도록 부직포 섬유로 구성된 흡기 덕트의 외표면을 덮는 막으로 된 커버를 의미한다. 상기 커버는 테이프 등으로 흡기 덕트의 외표면에 고정된다.

이러한 기능층의 위치는 주조 몸체의 두께 방향으로 설정하는 것이 바람직하 다. 예를 들면, 방수층이 사용될 경우에, 방수층은 주조 몸체의 중간층 또는 표면층에 구비되는 것이 바람직하다. 그러므로, 습기는 주조 몸체에 침투되는 것이 방지된다. 그 결과로서, 주조 몸체의 특성은 흡입 소음 감소 효과가 장기간 동안 유지되도록 변화가 방지된다. 또한, 물은 에어 크리너 엘레멘트의 침투성이 손실되어 야기되는 엔진 트러블을 방지하도록 에어 크리너로 침투되는 것이 방지된다.

결국, 흡기 덕트와 같은 원통형 몸체가 압축 성형으로 제조된 경우에 있어서, 실제적으로 반원형 단면 형상을 각각 가진 제 1 및 제 2 세그먼트와 같은 복수의 세그먼트가 통상적이며, 이들 세그먼트는 서로 일체적으로 결합된다. 또한, 세그먼트의 결합 강도를 증가시키기 위하여, 일반적으로 플랜지 부분 각 세그먼트의 양단에 형성되고, 세그먼트의 이들 플랜지 부분은 본딩 면적이 증가되도록 결합된다. 흡기 덕트가 부직포 섬유로 형성된 경우에 있어서, 유사한 방법이 채용되는 것이 바람직하고, 세그먼트의 대향 측면의 플랜지 부분은 서로 일체적으로 결합된다.

그러나, 이러한 방법으로 제조된 흡기 덕트에 있어서, 플랜지 부분이 서로 결합된 곳의 두께는 다른 보통 부분보다 약 두배의 두께가 되고, 이에 의해 강도가 증가한다. 그 결과로서, 흡기 덕트가 내구성과 진동 소음이 증가되어 사용중에 진동을 흡수하기 곤란해 진다고 생각된다.

또한, 플랜지 부분 이외의 다른 부분은 형상 보유력이 낮게 되도록 강도가 불충분하다. 그 결과로서, 이러한 부분은 커다란 부압 또는 외력이 작용할 때 좌굴되거나, 위치 정밀도는 흡기 덕트가 파트너 부재에 부착될 때 낮게 된다.

이러한 상황을 고려해 보면, 흡기 덕트는 고압축성을 가진 하드 부분과 저압 축성을 가진 소프트 부분을 가지는 것이 바람직하며, 이는 압축 성형에 의해 열가소성 수지 바인더를 포함하는 부직포 섬유로 형성되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기한 흡기 덕트에 있어서 하드 부분은 직선으로 형성되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기한 흡기 덕트에 있어서, 파트너 부재와 결합될 수 있는 결합 부분은 하드 부분으로 형성할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 흡기 덕트에 따라서, 복수의 세그먼트는 각각의 세그먼트가 각각 대향측면에 플랜지 부분을 가진 반원형 단면 형상을 가지도록 압축 성형에 의해 열가소성 수지 바인더를 포함하는 부직포로 형성된다. 세그먼트의 플랜지 부분은 세그먼트들이 실린더로 형성되고 변형가능한 가요성 부분이 플랜지 부분의 적어도 일부분에 구비되도록 서로 결합된다.

상기한 흡기 덕트에 사용된 부직포 섬유는 열가소성 수지 바인더를 포함한다. 즉, 비열가소성 섬유가 열가소성 수지 바인더에 침지되고 부직포 섬유가 바인더 등과 같은 열가소성 수지 섬유를 포함하는 부직포 섬유를 사용 가능하다. 열가소성 수지 섬유를 포함하는 부직포 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 열가소성 수지 섬유를 포함하는 부직포 섬유가 사용된다면, 복잡한 형상을 가진 흡기 덕트일지라도 용이하게 성형되고 주조할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 열가소성 수지 섬유는 부직포 섬유의 일부, 또는 부직포 섬유의 전체가 열가소성 수지 섬유로 형성될 수도 있다.

전체의 흡기 덕트가 부직포 섬유의 주조 몸체로 형성된 경우에 있어서, 세그 먼트의 대향 측면상의 플랜지 부분은 서로 일체적으로 결합되는 것이 바람직하다. 그러나, 플랜지 부분이 다른 보통 부분보다 두배의 두께로 결합되며 강도가 증가한다. 그 결과로서, 상기한 결점이 발생한다.

그러므로, 본 발명에 따른 흡기 덕트는 고압축성을 가진 하드 부분과 저압축성을 가진 소프트 부분을 가진다. 이러한 구성으로서, 소프트 부분은 변형되기 쉬운 유연성이 풍부하고 외력에 잘 따르도록 유연성이 좋다. 그러므로, 소프트 부분은 흡기 덕트가 사용될 때 진동을 흡수할 수 있으며, 이에 의해 내구성이 개선되고 진동에 의한 소음의 발생이 억제된다. 또한, 여러가지 특성은 소프트 부분과 하드 부분의 크기 또는 위치를 선택함으로서 흡기 덕트에 주어진다.

결국, 소프트 부분과 하드 부분 사이의 압축성에 약간의 차이가 있는 한 특별한 제한이 없다. 압축성의 차이는 적용, 사용 조건 등에 따라 바람직하게 설정할 수 있다.

하드 부분은 직선형으로 연장되는 것이 바람직하다. 그러므로, 하드 부분은 보강 리브로서 작용을 하고, 이 때문에 형상 보유력은 향상된다. 예를 들면, 하드 부분이 흡기 덕트의 외주 방향으로 형성되어 있다면, 흡기 덕트는 흡기 덕트에 과부압 또는 외력이 작용한다면, 좌굴이 방지된다. 또한, 하드 부분이 흡기 덕트가 연장된 방향으로 형성되어 있다면, 형상 보유력은 흡기 덕트가 파트너 부재에의 부착 정밀도가 향상되도록 증가된다.

하드 부분이 파트너 부재와 결합할 수 있는 결합부를 가지도록 형성되는 것이 또한 바람직하다. 결합 부분으로서 결합 걸쇠, 결합 플랜지 등이 예이다. 이러 한 결합부분이 하드 부분으로 형성된다면, 다른 부분은 불필요하다. 그 결과로서, 다수의 부품이 감소되고 이에 의해 다수의 인력이 감소될 수 있고, 단가를 낮출 수 있다. 또한, 재생 분리가 용이하게 되기 때문에 재생도가 향상된다. 결국, 결합 부분은 고 압축성을 가진 하드 부분으로 형성되기 때문에, 결합 부분의 강도는 충분하게 보장할 수 있다. 결합부의 압축성을 더 크게 형성하여도 바람직하다.

또한, 적어도 일부의 플랜지 부분이 변형가능한 가요성 부분을 구비하는 것도 바람직하다. 진동이 발생할 때, 가요성 부분은 진동을 흡수하도록 변형되고, 이 때문에 내구성이 향상되고 진동에 의한 소음을 억제할 수 있다.

이러한 가요성 부분의 형상과 같이, 산형부와 계곡부를 가진 톱니형상이 연속적으로 엇갈리는 것이 대표적인 예이다. 결국, 가요성부는 플랜지 부분에 구비될 뿐만 아니라 원통형 부분에도 구비된다. 그 결과로서, 흡기 덕트는 더 용이하게 변형되고 이 때문에 진동 댐핑 특성이 더욱 향상된다.

또한, 흡기 덕트는 실제적으로 반원형 단면 형상을 각각 가진 제 1 및 제 2 세그먼트이며, 하나의 세그먼트는 주조 수지 몸체로 형성되어 있고, 다른 세그먼트는 부직포 섬유 주조 몸체로 형성되어 있다. 제 1 세그먼트는 높은 강도를 가진 수지 몸체로 형성되고, 이 때문에 흡기 덕트는 에어 크리너를 고정하기 위한 브래킷 부분 또는 결합 부분은 제 1 세그먼트에 일체적으로 형성될 수 있다. 그러므로, 많은 갯수의 부품이 감소되고 이 때문에 생산성이 향상된다. 또한, 조립성과 신뢰도도 또한 개선된다.

제 1 및 제 2 세그먼트는 별도로 준비되는 클립 등을 통하여 서로 일체적으 로 결합될 수 있다. 그러나, 이 경우에 있어서, 다수의 부품이 증가되는 결점이 있다. 그러므로, 제 1 및 제 2 세그먼트는 그들 자체에 의해 결합되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 세그먼트는 제 1 세그먼트에 형성된 결합 걸쇠와 같은 결합 수단을 통하여 기계적으로 결합되고; 제 1 및 제 2 세그먼트는 용접 등에 의해 결합된다. 제 1 세그먼트는 수지로 제조되기 때문에 충분한 강도를 가지며, 이에 의해 결합 걸쇠와 같은 결합 수단은 제 1 세그먼트와 일체적으로 형성될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시험예에서의 주파수 특성을 측정하기 위한 장치의 구성을 도시한 예시적인 도면이다.

도 2는 시험예에서 배출구 소리의 음압과 주파수간의 관계를 도시한 그래프이다.

도 3은 시험예에서 투과음 음압과 주파수간의 관계를 도시한 그래프이다.

도 4는 실시예 1에 따른 흡기 덕트의 사시도이다.

도 5는 실시예 1에 따른 흡기 덕트의 단면도이다.

도 6은 실시예 1, 2 및 비교예 1에 따른 흡기 덕트내에서 발생되는 흡입음의 음압과 주파수간의 관계를 도시한 그래프이다.

도 7은 실시예 1, 2 및 비교예 1에 따른 흡기 덕트내에서 발생되는 투과음의 음압과 주파수간의 관계를 도시한 그래프이다.

도 8은 실시예 4 에 따른 흡기 덕트내에서 사용되는 PET 섬유의 단면도이다.

도 9는 비교예 2에 따른 흡기 덕트내에 사용되는 PET 섬유의 단면도이다.

도 10은 비교예 5에 따른 흡기 덕트를 도시한 주요 부분의 부분 단면 사시도이다.

도 11은 주요부의 분해도를 포함하는 실시예 6에 따른 흡기 덕트의 단면도이다.

도 12는 실시예 12에 따른 흡기 덕트의 단면도이다.

도 13은 실시예 12에 따른 다른 양태를 도시한 주요부의 단면도이다.

도 14는 실시예 12에 따른 흡기 덕트의 다른 양태를 도시한 주요부의 단면도이다.

도 15는 제 1 및 제 2 세그먼트가 서로 결합되지 않은 실시예 12에 따른 흡기 덕트의 다른 양태를 도시한 주요부의 단면도이다.

도 16은 실시예 12에 따른 흡기 덕트의 다른 양태를 도시한 주요부의 단면도이다.

도 17은 에어 클리너와 함께 실시예 7에 따른 흡기 덕트를 도시한 단면도이다.

도 18은 본 발명의 실시예 8에 따른 흡기 덕트의 사시도이다.

도 19는 본 발명의 실시예 9에 따른 흡기 덕트의 사시도이다.

도 20은 본 발명의 실시예 10에 따른 흡기 덕트의 사시도이다.

도 21은 본 발명의 실시예 10에 따른 흡기 덕트의 사시도이다.

도 22는 본 발명의 실시예 11에 따른 흡기 덕트의 사시도이다.

도 23은 흡기 덕트가 파트너 부재에 결합되어 있는 본 발명의 실시예 11에 따른 흡기 덕트를 도시한 주요부의 단면도이다.

도 24는 돌출부를 단면으로 부분적으로 도시한 본 발명의 실시예 11에 따른 흡기 덕트의 다른 양태를 도시한 사시도이다.

도 25는 종래 기술에 따른 흡기 덕트의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 26은 막힘 방지층의 예시도이며, 도 26A는 흡기 덕트의 길이 방향에 수직인 방향으로 취한 단면도이며; 도 26B는 커버만을 단면도로 도시한 흡기 덕트의 측면도이다.

시험 실시예

여러가지 재질의 덕트의 소리 흡수 특성을 도 1에 도시된 장치로 시험하였다. 재질에 관하여, 다음의 세개의 재질이 사용되었으며 시편으로 사용되도록 60mm의 내경과 400mm의 길이를 가진 직선형 덕트로 형성되어 있다.

시편 A : 아크릴 수지

시편 B : PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 섬유 부직포 섬유(단위 중량 : 700 g/㎡, 두께 : 1.5 mm, 두께 : 3,500 ㎥/h·㎡)

시편 C :시편 B의 PET 섬유 부직포 섬유로 된 두장의 시트가 서로 적층되어 있다(침투도 :1,750 ㎥/h·㎡)

상기 테스트 장치에 있어서, 시편(1)의 한단부는 방음벽(3)을 통과하는 아크릴 수지 파이프(2)(내경 : 66mm)의 한단부에 접속되어 있으며, 한편 시편(1)은 방 음실내에 전체적으로 배열되어 있다. 스피커(4)는 파이프(2)의 다른 단부에 배열되어 있다. 마이크로폰(5)은 각각 시편(1)의 덕트벽으로부터 10mm 떨어진 위치에 배열되어 있고, 시편(1)의 덕트벽으로부터 100mm 떨어진 위치에 배열되어 있다.

그런 다음에, 백색 잡음이 스피커(4)로부터 발생되고, 시편(1)의 덕트벽을 통과하는 투과음과 시편(1)의 구멍으로부터 발생되는 배출음의 주파수 특성(주파수 대 음압)은 각각 마이크로폰(5)을 통하여 측정하였다. 그 결과가 도 2 및 도 3에 도시되어 있다.

도 2 및 도 3으로부터 정재파의 음압은 낮고 정재파의 발생이 아크릴 수지로 형성된 시편(A)의 것보다 부직포로 형성된 시편(B, C)에서 더욱 한정된다는 것을 알 수 있다. 투과음의 정재파의 음압은 후자의 것보다 형상에서 높은 배출음의 정재파의 음압을 통한 시편(B)에서 보다 시편(C)에서 낮다는 것을 알 수 있다. 시편(C)의 1㎡당 침투도는 어떤 음파가 덕트벽을 투과하는 것이 더욱 억제되도록 시편(B)보다 낮기 때문이다. 그러므로, 배출음과 투과음 사이의 균형은 1㎡ 당 침투도를 조절하여 조정할 수 있다.

결국, 시편(A)의 침투도가 0일지라도, 투과음은 도 3에 도시된 시편(B 또는 C)보다 높다. 이는 마이크로폰(5)이 배출 파이프 근처로 들어오는 음을 픽업하기 때문이다.

실시예 1

도 4는 실시예 1에 따른 흡기 덕트(6)의 사시도이며, 도 5는 흡기 덕트의 A-A선을 취한 단면도이다. 상기 흡기 덕트(6)에 있어서, 각각 작은 곡률 반경을 가진 분할 부분인 두 세그먼트는 서로 일체적으로 결합되어 있다. 세그먼트들은 분할된 반쪽 부재로 성형되어 있으며 서로 용접되어 있는 상부 및 하부 부재(60, 61)로 구성되어 있다. 상기 흡기 덕트(6)의 제조 방법은 그 구성의 상세한 설명을 이하에서 상세히 설명한다.

우선, 부직포 섬유는 PET 섬유로 형성되며 두께가 약 35 mm로 마련된다. 부직포 섬유에 있어서, 저융점 PET 섬유로 구성된 바인더 화인더는 30 용적% 만큼 포함되고 단위 중량은 700g/㎡ 이다. 다음으로, 상기 부직포 섬유는 가압 성형 몰드에 배열하고 바인더 섬유의 융점까지 가열하는 동안에 3 mm 두께가 되도록 가열가압 성형한다. 그러므로, 상부 및 하부 부재(60, 61)가 형성된다.

다음으로, 상부 및 하부 부재(60, 61)는 덕트와 같이 서로 결합되어 있고, 상기 둘은 초음파 용접에 의해 서로 일체적으로 결합되어 있다. 그러므로, 실시예 1에 따른 흡기 덕트(6)(덕트 길이 : 700 mm, 내경 : 66 mm)가 얻어진다. 흡기 덕트(6)의 덕트벽 1㎡당 두께 방향의 공기 침투도는 압력차가 98 Pa일때 3,900 ㎥/h이었다.

실시예 2

폴리에틸렌으로 제조된 키친랩을 실시예 1에 따른 상기한 흡기 덕트(6)의 전체 외표면을 둘러싸서 10㎛의 두께가 되도록 하였다. 그러므로, 실시예 2에 따른 흡기 덕트가 얻어진다. 상기 흡기 덕트의 덕트벽 1 ㎡ 당 공기 침투도는 압력차가 98Pa일 때 0이었다.

비교예 1

도 25에 도시된 종래의 흡기 덕트(200)를 비교예 1로 사용하였다. 상기 흡기 덕트(200)는 내경이 66 mm이고 덕트 길이가 700 mm가 되도록 고밀도 폴리에텔렌으로 취입성형하여 형성되었다. 덕트벽의 길이방향으로의 공기 침투도는 압력차가 98Pa일 때 0이었다.

시험/평가

각각의 상기한 흡기 덕트는 시험예에서와 같은 동일한 시험 장치에 배열하였으며, 흡기 소음에 대한 그들의 주파수 특성은 같은 방법에 의해 측정하였다. 두 종류의 흡기 소음, 즉 흡기 덕트의 유입구로부터 발생하는 배출음과 덕트벽으로부터 발생된 투과음이 측정되었다. 배출음의 결과가 도 6에 도시되어 있고, 투과음의 결과가 도 7에 도시되어 있다.

도 6으로부터 배출음은 비교예 1 의 종래의 흡기 덕트와 비교하여 실시예 1 및 2에 따른 흡기 덕트에서 대폭 감소된다는 것을 알 수 있다. 이는 흡기 덕트가 소정의 침투도를 가진 부직포 섬유로 주조된 몸체를 사용한 효과라는 것이 명백하다.

도 7로부터 투과음은 비교예 1과 비교하여 실시예 1 및 2에 따른 흡기 덕트에서 증가한다는 것을 알 수 있다.

흡입 소음은 배출음과 투과음에 의해 구성된다. 따라서, 실시예 1 및 2와 비교예 1이 도 6 및 도 7에 의해 평가한다면, 배출음이 극도로 큰 비교예 1은 흡입 소음면에서 가장 나쁘다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 6으로부터는 실시예 1에 따른 흡기 덕트가 침투도가 0인 실시예 2 에 따른 것보다 낮은 주파수대에서 음압 레벨이 낮다는 것을 알 수 있다. 그러므로, 배출음에 대해서는 0보다 높은 침투도를 가지도록 만드는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

실시예 3

160 ℃의 융점을 가진 저융점 PET 섬유가 30 용적%가 포함되고 220 내지 260 ℃ 범위의 융점을 가진 고융점 PET 섬유를 70 용적% 포함하는 부직포 섬유(단위 중량 : 1,400 g/㎡, 두께 : 3 mm)가 준비된다. 상기 부직포 섬유가 가압 성형 몰드내에 배열되고, 저융점 PET 섬유가 융점까지 가열되는 동안에 3 mm 두께가 되도록 가열가압 주조된다. 그러므로, 상부 및 하부 부재가 흡기 덕트의 분할 반쪽 부재로 성형되고 이는 도 4의 것과 동일한 형상을 가지나 비분할 구조를 가지며, 실시예 1과 동일한 방법으로 형성된다.

그런 다음에, 상부 및 하부 부재는 덕트와 같이 서로 부착되고, 대향측의 플랜지 부분은 초음파 용접으로 일체적으로 결합된다. 그러므로, 실시예 3에 따른 흡기 덕트(덕트 길이 : 700 mm, 내경 : 66 mm)가 얻어진다. 상기 덕트의 덕트벽 1㎡ 당 두께 방향의 침투도는 압력차가 98 Pa일 때 1,000 ㎥/h 이었다.

얻어진 흡기 덕트에 있어서, 곡률반경이 작은 부분이 있으나, 형상의 정밀도가 우수함에도 불구하고 크랙의 발생 등이 발견되지 않았다. 또한, 실시예 1 및 2 의 특성들 사이의 중간 특성은 흡기 소음(배출음 및 투과음)에 관하여 얻어진다.

실시예 4

흡기 덕트는 실시예 3과 같은 방법으로 제조되었으나 도 8에 도시된 바와 같 이 코어 물질(10)의 외주를 둘러싸고 160 ℃의 융점을 가지는 저융점 PET 섬유로 구성된 약 12 ㎛의 두께를 가진 코팅층과 220 내지 260 ℃ 범위의 융점을 가지는 고융점 PET로 구성된 약 7 ㎛의 직경을 가진 코어 물질(10)로 각각 구성된 10 데니어의 PET 섬유로 형성된 부직포 섬유를 사용한다. 흡기 덕트의 덕트벽 1 ㎡당의 두께 방향으로의 공기 침투도는 압력차가 98 Pa 일 때 900 ㎥/h 이었다. 또한, 코팅층(11)의 용적은 코어 물질(10)의 용적보다 약 18배 이었다.

얻어진 흡기 덕트에 있어서, 곡률반경이 작은 부분이 있으나, 형상 정밀도가 우수할지라도 크랙의 발생 등이 발견되지 않았다. 또한, 실시예 3과 실제적으로 동일한 특성이 흡입 소음에 관하여 나타났다.

참조예

흡기 덕트는 실시예 3과 같은 방법으로 제조되었으나 도 9에 도시된 바와 같이 코어 물질(10)의 외주를 둘러싸고 160 ℃의 융점을 가지는 저융점 PET 섬유로 구성된 약 4 ㎛의 두께를 가진 코팅층(11)과 160 ℃ 범위의 융점을 가지는 고융점 PET로 구성된 코어 물질(10)로 각각 구성된 2 데니어의 PET 섬유로 형성된 부직포 섬유를 사용한다. 흡기 덕트의 덕트벽 1 ㎡당의 두께 방향으로의 공기 침투도는 압력차가 98 Pa 일 때 3,000 ㎥/h 이었다. 또한, 코팅층(11)의 용적은 코어 물질(10)의 용적보다 약 3배 이었다.

비교예의 흡기 덕트에 있어서, 크랙이 가열 가압 성형시 작은 곡률 반경을 가진 부분에 일어나고, 이 때문에 흡기 덕트는 흡입 소음이 누설된다.

실시예 5

도 10은 실시예 5에 따른 흡기 덕트의 주요부를 도시한 사시도이다. 상기 흡기 덕트는 실시예 3과 상부 및 하부 부재(12, 13)의 플랜지 부분(14, 15)이 재봉에 의해 결합된 것을 제외하고는 유사하다. 결국, 이것들은 재봉에 의해 결합되어 있지 않고 스테이플러에 의해 결합되어 있다.

결합에 재봉 또는 스테이플러가 사용되었다면, 소량의 배치 제조를 위하여 가장 적절하도록 용접기와 같은 큰 장치가 필요하지 않다.

실시예 6

도 11은 실시예 6에 따른 흡기 덕트의 단면도이다. 상기 흡기 덕트는 방수층(16)이 분할된 반쪽 부재로 성형된 상부 및 하부 부재(12, 13)의 표면에 형성된 것을 제외하고는 실시예 3의 것과 유사하다.

흡기 덕트는 실시예 3과 같은 방법으로 제조되었으나 실리콘 수지층(18)을 가진 PET 섬유(17)로 코팅하여 얻어진 방수 섬유(20)가 표면층내에 배열되어 있는 부직포 섬유(21)가 사용된다.

상기 흡기 덕트에 따라서, 습기는 방수층(16)이 표면에 형성되어 있기 때문에 덕트벽으로 침입되는 것이 억제된다. 그 결과로서, 덕트벽의 두께는 수분의 침투에 따른 변화가 억제되고, 이 때문에 주조 몸체를 관통하는 투과음과 흡기 덕트의 전방단부의 공기 흡입 유입구로부터 방사되는 흡입 소음사이의 균형은 안정되게 유지할 수 있다. 또한, 물이 에어 클리너로 침입하는 것이 억제된다.

흡기 덕트의 외표면에 방수층(16)을 구비하는 것이 가장 바람직 할지라도, 방수층(16)의 위치는 이에 한정되는 것이 아니나 상기 층(16)은 외표면의 어느 한 위치에 위치할 수 있으며, 내표면과 중간층은 복수의 위치에 구비될 수도 있다. 또한, 고르게 분산된 방수층 섬유(20)는 방수층을 전체적으로 형성하기 위하여 부직포 섬유가 사용될 수도 있다.

방수층(16)이 실시예 6의 방수 섬유(20)를 포함하는 부직포 섬유로 형성되어 있을지라도, 방수층은 부직포 섬유위에 실리콘 수지막, 플로우르 수지막 등을 적층하여 형성할 수도 있다. 또한, 이 경우에 있어서, 방수층이 외표면의 어느 위치에 위치할 수도 있으며, 내부표면과 중간층이 복수의 위치에 구비된다.

실시예 7

본 발명에 따른 흡기 덕트가 칼럼 공명을 효과적으로 억제한다고 할지라도, 엔진 속도 등과 같은 칼럼 공명 이외의 요인에 의해 야기된 80 내지 100 Hz의 낮은 주파수 밴드내에서의 소음을 억제하기는 곤란하다. 이러한 소음을 억제하기 위하여, 흡기 덕트의 공기 유입구측의 구멍 직경이 감소되고 공기 배출측 구멍쪽으로 점차적으로 직경이 증가되는 형상을 가지는 것이 효과적이다. 그러나, 공기 유입구측 구멍의 직경을 크게 감소시킬 필요가 있다. 이러한 경우에 있어서, 엔진 출력은 많은 양의 공기가 필요한 높은 엔진 속도 영역에서 낮아지는 단점이 있다.

실시예 7에 있어서, 도 17에 도시한 바와 같이, 흡기 덕트(7)의 직경은 실시예 1에서와 같은 방법으로 공기 유입구측 직경은 작으나 공기 유입구측 직경으로부터 공기 배출구 직경 쪽으로 점진적으로 크게 형성되어 있다. 배출측 구멍(70)은 에어 클리너(8)의 제 1 공기 유입구(80)와 결합되어 있다.

한편, 제 1 공기 유입구(80)보다 큰 직경을 가진 제 2 공기 유입구(81)가 에 어 클리너(8)내에 형성되어 있다. 또한, 밸브(82)는 제 2 공기 유입구(81)내에 선회가능하게 구비된 도시되지 않은 구동수단에 의해 구동된다.

이러한 흡입 장치에 있어서, 밸브(82)는 낮은 엔진 속도에서는 밀접하고, 이 때문에 흡입 공기는 흡기 덕트(7)로부터 에어 클리너(8)내로 공급된다. 그런 다음에, 중/고 주파수 밴드에서의 흡입 소음은 부직포 섬유로 제조된 흡기 덕트(7)의 특성에 의해 감소된다. 또한, 낮은 주파수 밴드에서의 흡입 소음은 흡기 덕트(7)(공기 유입구측 구멍의 직경이 감소된)의 형상에 의해 감소된다.

엔진 속도가 소정값까지 증가될 때, 밸브(82)는 도시되지 않은 구동 수단에 의해 구동되고, 이 때문에 제 2 공기 유입구(81)가 개방된다. 그 결과로서, 흡입 공기는 제 1 공기 유입구(80)와 제 2 공기 유입구(81)로부터 에어 클리너(8)로 유동하고, 이 때문에 고속 엔진 속도에 필요한 공기량이 보장된다.

실시예 8

도 18은 실시예 8에 따른 흡기 덕트의 사시도이다. 상기 흡기 덕트는 반쪽부재로 분할, 즉 제 1 세그먼트(101)와 제 2 세그먼트(102)로 구성된다. 세그먼트(101, 102)는 그들의 대향측상에 플랜지 부분(110, 120)을 가진다. 서로 대향된 플랜지 부분(110, 120)은 서로 일체적으로 결합된다. 또한, 다른 부분에 관하여 팽창되어 있는 저압축 소프트 부분은 제 1 및 제 2 세그먼트(101, 102) 부분내에 형성되고, 톱니 형상의 가요성 부분(112, 122)은 각각 소프트 부분(11, 121)을 따라 플랜지 부분(110, 120)내에 형성된다. 흡기 덕트의 제조 방법은 그 구성에 대하여 상세히 설명한다.

우선, PET 섬유로 형성되고 약 35 mm 두께의 부직포 섬유 시트가 준비된다. 부직포 섬유 시트에 있어서, 저융점 PET 섬유로 구성된 바인더 섬유는 30%의 용적으로 포함되어 있고 단위 중량이 1,400 g/㎡이었다. 다음으로, 부직포 섬유 시트는 가압 성형 주조내에 배열되고, 바인더 섬유의 융점까지 가열되는 동안에 보통 부분이 3mm 두께가 되도록 가열가압 성형된다. 그러므로, 제 1 및 제 2 세그먼트(101, 102)가 형성된다.

이 때에, 가압 성형 몰드의 소정 부분의 거리는 각각 5 mm의 두께를 가진 소프트 부분(111, 121)를 형성하도록 다른 부분보다 더 연장되고, 소정 부분의 몰드 표면은 가요성 부분(112, 122)을 형성하도록 소정의 톱니형으로 형성된다.

다음으로, 제 1 및 제 2 세그먼트(101, 102)는 서로 플랜지 부분(110, 120)이 서로 대향되도록 서로 결합된다. 플랜지 부분(110, 120)은 초음파 용접에 의해 서로 일체적으로 결합된다. 그러므로, 실시예 8에 따른 흡기 덕트(덕트 길이 : 700 mm, 내경 : 66 mm)가 얻어진다.

흡기 덕트에 있어서, 소프트 부분(111, 121)은 그 압축성이 다른 어떤 부분보다 작기 때문에 유연하다. 또한, 소프트 부분(111, 121)은 각각 가요성부분(112, 122)을 가진다. 따라서, 가요도는 소프트 부분(111, 121)과 가요성부분(112, 122)이 있는 경우에 높다. 그 결과로, 진동이 사용중에 흡기 덕트에 주어지더라도 소프트 부분(111, 121)과 가요성부분(112, 122)은 진동을 흡수하고, 그 때문에 내구성이 높고 소음의 발생이 억제된다. 또한, 소프트 부분(111, 121) 이외의 부분은 고 압축성을 가진 하드 부분으로서의 역할을 한다.

실시예 9

도 19에 도시된 실시예 9에 따른 흡기 덕트는 소프트 부분(113, 123)이 소프트 부분(111, 121)의 위치에 더 형성된 것을 제외하고는 실시예 8의 구성과 유사하다. 흡기 덕트에 있어서, 가요성부분(113, 123)은 소프트 부분(111, 121)과 같은 방법으로 작용하고, 이 때문에 실시예 8에 따른 흡기 덕트와 유사한 작용을 하며 유사한 효과를 나타낸다.

실시예 10

도 20 및 도 21에 도시된 실시예 10에 따른 흡기 덕트는 실시예 8과 유사한 부직포 섬유 시트를 사용하여 형성된다. 흡기 덕트는 실시예 8과 동일한 방법으로 각각 그들의 플랜지 부분(130, 140)을 통하여 서로 결합된 제 1 및 제 2 세그먼트(103, 104)로 구성된다. 각각 1.5 mm 두께의 요홈 트렁크 부분(131, 141)은 각각 플랜지부분(130, 140)에 평행하게 형성되어 있고, 1.5 mm 두께의 브랜치 부분(132, 142)은 각각 흡기 덕트의 외주 방향으로 트렁크 부분(131, 141)에 수직으로 연장되도록 형성된다. 트렁크 부분(131, 141)과 브랜치 부분(132, 142) 이외의 모든 부분은 실시예 8에서 소프트 부분(111, 121) 이외의 부분은 3mm 두께로 형성된다. 그러므로, 트렁크 부분(131, 141)과 브랜치 부분(132, 142)은 특별히 단단하도록 고 압축도를 가진다. 즉, 각각의 트렁크 부분은 흡기 덕트의 축/길이 방향으로 연장된 보강부분으로서의 역할을 하며, 각각의 브랜치 부분은 흡기 덕트의 외주 방향으로 연장된 보강부로서의 역할을 한다.

그러므로, 실시예 10의 흡기 덕트에 따라서, 굴곡 성형 보유도는 하드 트렁 크 부분(131, 141)과 플랜지 부분(130, 140)에 의해 우수하게 되고, 이 때문에, 설치하기 위한 인력이 흡기 덕트의 변형에 따라 증가하는 것이 방지된다. 또한, 내경 보유도는 하드 브랜치 부분(132, 142)에 의해 우수해지며, 이에 의해 이에 작용하는 외력 또는 부압이 과도하다면 흡기 덕트는 좌굴이 방지된다. 그러므로, 항상 공기의 안정적인 양이 보장되는 것이 가능하다.

실시예 11

도 22에 도시된 실시예 11에 따른 흡기 덕트는 실시예 8과 유사한 부직포 섬유를 사용하여 형성된다. 흡기 덕트는 실시예 8과 동일한 방법으로 각각 그들의 플랜지 부분(150, 160)을 통하여 서로 결합된 제 1 및 제 2 세그먼트(105, 106)로 구성된다. 하드 결합 걸쇠(151, 161)는 각각 제 1 및 제 2 세그먼트(106)의 단부 부분에 형성되고, 돌출부(152, 162)는 각각 다른 단부 부분에서 플랜지 부분(150, 160)상에 형성된다. 돌출부(152, 162)는 흡기 덕트를 파트너 부재에 결합시키기 위한 브래킷으로서의 기능을 하도록 서로 일체적으로 적층된다.

결합 걸쇠(151, 161)는 각각 도 23에 도시된 단면형상을 가지며, 파트너 부재(107)의 결합 구멍(170)과 결합되도록 형성되어 있다. 또한, 결합 걸쇠(151, 161)는 고압축도를 가지도록 1.5 mm 두께를 가지고 보통 부분과 비교하여 단단한 3mm 의 두께를 가진다. 그러므로, 결합 걸쇠(151, 161)는 탄성 변형에 의해 결합 구멍(170)과 결합하고 파트너 부재가 결합된 후에 분리되는 것이 방지되도록 원래의 형상을 회복한다.

결국, 세그먼트 걸쇠(151, 161)는 각각 그들의 단면 형상으로 반원통 부분으 로서 제 1 및 제 2 세그먼트(105, 106)와 일체로 우선 형성되고 각각 제 1 및 제 2 세그먼트(105, 106)를 절단하여 소정의 폭을 가지도록 형성된다.

또한, 돌출부(152, 162)는 두께가 3mm인 보통 부분보다 높은 압축도를 가지도록 각각 1.5 mm두께를 가지도록 제조된다. 그러므로 충분한 강도가 보장된다. 결국, 리브(152, 162)는 도 24에 도시된 바와 같이 각각 돌출부(152, 162)의 표면상에 형성된다. 그 결과로, 돌출부(152, 162)는 브래킷으로서의 충분한 강도를 보장하도록 강도가 더욱 향상된다.

그러므로, 실시예 11에 따른 흡기 덕트는 파트너 부재를 부착하기 위한 결합 부와 브래킷을 가지기 때문에 다른 부품이 필요없이 파트너 부재에 부착할 수 있고, 이 때문에 단가가 감소한다. 또한, 흡기 덕트는 또한 재활용도가 또한 우수하다.

실시예 12

도 12는 실시예 12에 따른 흡기 덕트의 단면을 도시한다. 흡기 덕트는 제 1 및 제 2 세그먼트(30, 40)에 의해 구성된다.

제 1 세그먼트(30)는 플랜지 부분이 대향하여 왼쪽 및 오른쪽에 형성되도록 사출성형에 의해 폴리프로필렌으로 형성된다. 각각의 플랜지 부분(31)에 있어서, 복수의 결합 돌출부(32)는 일정한 간격으로 플랜지 부분(31)과 일체적으로 배열되어 있다. 또한, 브래킷(33)은 플랜지 부분(31)의 일부에 일체적으로 형성된다.

제 2 세그먼트(40)는 실시예 1과 같은 동일한 방법으로 가열 가압 성형에 의해 PET 섬유로 제조된 부직포 섬유로 형성되고, 플랜지 부분(41)은 왼쪽 및 오른 쪽에 대향되게 형성된다. 또한, 이들 플랜지 부분(41)의 각 플랜지 부분과, 복수의 관통 구멍(42)은 일정한 간격으로 배열된다. 이들 관통 구멍(42)은 플랜지 부분(41) 근처의 불필요한 부분이 제 2 세그먼트(40)가 주조된 후에 펀치되는 동시에 형성된다.

실시예 12에 따른 흡기 덕트에 있어서, 결합돌기(32)는 제 1 및 제 2 세그먼트(30, 40)가 서로 일체적으로 결합되도록 각각의 관통 구멍(42)에 결합되어 있다. 그러므로, 제 1 세그먼트(30)의 강도가 흡기 덕트에서 크기 때문에, 흡기 덕트는 결합 브래킷과 같은 다른 부품이 필요없이 브래킷을 통하여 파트너 부재와 결합될 수 있다. 또한, 결합 돌기(32)의 강도가 크기 때문에 충분한 결합 강도가 보장된다. 또한, 제 2 세그먼트(40)가 부직포 섬유로 제조되어 있기 때문에, 약간의 침투도를 가진다. 그 결과, 실시예 1 및 2의 특성들 사이의 중간 특성은 실시예 12에 따른 흡기 덕트에서 흡입 소음(배출음과 투과음)에 대하여 얻어진다.

결합 돌기(32)와 관통 구멍(42)에 기초한 기계적인 결합 수단이 실시예 12에서 서로 제 1 및 제 2 세그먼트(30, 40)를 결합하기 위하여 사용될지라도, 열간 코킹이 사용될 수도 있는데, 여기에서 제 1 세그먼트(30)의 플랜지 부분(31)으로부터 돌출하는 돌출부(34)는 관통 구멍(42)내로 삽입되고, 돌출부(34)의 헤드는 용융되고 도 13에 도시된 바와 같이 플랜지 돌출부(41)와 결합된다.

다르게는, 도 14에 도시된 바와 같이, 제 2 세그먼트(40)는 몰드내에 배열되고, 제 2 세그먼트(40)와 일체적으로 결합되고 관통 구멍(42)을 관통하는 결합부(35)는 주입 성형에 의해 형성된다. 그 다음에, 제 1 세그먼트(30)는 제 2 세그먼트(40)상에 놓여지고 제 1 및 제 2 세그먼트(30, 40)가 결합부(35)를 통하여 서로 결합될 수 있도록 진동 용접에 의해 결합부(35)에 용접된다.

이와는 달리, 도시되지는 않았지만, 서로 연통하는 관통 구멍은 제 1 및 제 2 세그먼트(30, 40)가 서로 결합될 때 플랜지 부분(31, 41)내에 형성되어 있으며, 결합은 관통 구멍에 클립 등을 삽입하여 이루어 진다.

더욱이, 커플링 구조는 도 16에 도시된 바와 같은 구조가 채용되는 것이 바람직하다. 상기 커플링 구조에 있어서, 제 1 세그먼트(30)의 플랜지부(31)로 돌출되는 복수의 가요성 핀 보스(36)는 도 15에 도시된 바와 같이 간격을 두고 형성되어 있다. 또한, 돌출 스트립(37)과 결합 구멍(38)은 플랜지부(31)의 전방 단부부분에 형성되어 있다. 또한, 힌지 부분(39)은 핀 보스(36)와 결합 구멍(38) 사이에 형성된다. 핀 보스(36)가 관통 구멍(42)에 삽입된 후에, 플랜지 부분(31)의 전방 단부는 결합 구멍(38)이 핀 보스(36)와 결합되도록 힌지 부분(39)에서 180°외측으로 굴곡되어 있다. 그 결과, 제 2 세그먼트(40)의 플랜지 부분(41)은 제 1 세그먼트(30)의 플랜지 부분(31)에 의해 외측으로 지지되어 있고, 이 때문에 제 1 및 제 2 세그먼트(30, 40)는 서로 결합된다.

커플링 구조에 따라서, 돌출 스트립(37)은 커플링의 타이트도가 향상되도록 플랜지 부분(31)상에 플랜지 부분(41)을 가압하도록 작용하고, 플랜지 부분(31)은 제 2 세그먼트(40)의 플랜지 부분(41)의 단부 표면을 완전히 덮을 수 있다. 그러므로, 제 1 및 제 2 세그먼트(30, 40)사이의 경계를 통하여 흡기 덕트로 물이 침투하는 것을 확실하게 방지 할 수 있다.

흡기 덕트의 일부분이 실시예 12에서와 같은 부직포 섬유로 형성되어 있는 경우에 있어서, 부직포 섬유에 의해 점유된 면적 대 흡기 덕트의 전체에 대한 비율은 흡기 덕트 길이의 1/4 이하와 흡기 덕트 외주 길이의 1/4 이하로 만드는 것이 바람직하다. 또한, 부직포 섬유에 의해 점유된 면적은 복수의 부분내에 구비될 수도 있다. 이 경우에 있어서, 흡기 덕트가 제 1 세그먼트와 복수의 제 2 세그먼트에 의해 구성되어 있고, 복수의 제 2 세그먼트에 의해 점유된 각 면적의 합이 덕트의 길이 방향 및 외주 방향으로의 상기한 조건을 만족한다면 양호하다.

본 발명에 따른 흡기 덕트에 있어서, 간단하고 값싼 구조로 흡입 소음을 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 쓰로틀 등이 사용되지 않기 때문에, 고속 엔진 속도에서 충분한 양의 공기를 공급할 수 있다.

더욱이, 전체의 흡기 덕트가 가열 가압 성형에 의해 부직포 섬유로 형성될 때, 흡기 덕트는 덕트가 복잡한 3차원 형상을 가질지라도 단일 성형 공정으로 제조할 수 있다. 그 결과, 흡기 덕트는 외경 치수가 정확하게 되고, 단가가 저렴하고 중량이 가볍다. 더욱이, 내부 외표면은 주조로 성형 할 수 있다. 그 결과, 내부 외표면의 표면 거칠기의 정도는 매우 미세하고 공기 침투 저항이 증가하는 결함이 없다.

또한, 강도는 소프트 및 하드 부분의 위치 또는 사이즈를 변경하여 자유롭게 조정할 수 있고, 이 때문에 흡기 덕트는 본 발명의 목적에 따른 특성을 가지도록 제공된다.

더욱이, 강도는 가요성 부분의 위치 또는 사이즈를 변경하여 자유롭게 조정할 수 있으며, 이 때문에 흡기 덕트는 본 발명의 목적에 따른 특성을 가지도록 제공된다.

Claims (29)

1. 자동차의 외측 공기 흡입구와 엔진의 흡입구 매니폴드 사이에 배열된 흡기 덕트에 있어서,

   상기 흡기 덕트가 덕트벽을 가지며, 상기 흡기 덕트벽의 적어도 일부분이 통기성을 갖는 부직포로 이루어지는 섬유의 주조 몸체(성형체)로 형성되고, 상기 덕트벽은 자체 침투도(permeability)를 가지며,

   상기 주조 몸체 1 ㎡당 침투도는 98 Pa의 압력차를 가진 공기의 경우에 6,000 ㎥/h 이하인 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주조 몸체 1 ㎡당 침투도는 98 Pa의 압력차를 가진 공기의 경우에 4,200 ㎥/h 이하인 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 주조 몸체 1 ㎡당 침투도는 98 Pa의 압력차를 가진 공기의 경우에 0 ㎥/h 보다 크고 3,000 ㎥/h 이하인 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 부직포 섬유는 열가소성 수지 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 덕트벽의 전체는 상기 주조 몸체로 형성된 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 덕트벽의 전체는 상기 주조 몸체로 형성되고, 상기 부직포 섬유는 융점을 달리하는 고융점 섬유(제 1섬유) 보다 낮은 융점을 가진 저융점 열가소성 수지인 저융점 섬유(제 2섬유)와 고융점 열가소성 수지를 포함하고, 상기 저융점 섬유 대 상기 부직포 섬유의 비율은 상기 고융점 섬유보다 높은 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 저융점 섬유 대 상기 부직포 섬유의 용적비는 20 내지 50%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 저융점 섬유의 융점은 150 내지 170℃의 범위이고, 상기 고융점 섬유의 융점은 220 내지 260℃의 범위인 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 덕트벽의 전체는 상기 주조 몸체로 형성되고, 상기 부직포 섬유는 고융점 열가소성 수지의 코어 물질로 구성된 열가소성 수지를 포함하고 상기 코어 물질보다 낮은 융점을 가진 저융점 열가소성 수지와 상기 코어 물질의 표면상에 적용된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 저융점 섬유의 융점은 150 내지 170℃의 범위이고, 상기 고융점 섬유의 융점은 220 내지 260℃의 범위인 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
12. 삭제
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 주조 몸체(성형체)에는 방수층인 기능층을 구비한 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 주조 몸체(성형체)에는 막힘 방지층인 기능층을 구비한 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
15. 자동차의 외측 공기 흡입구와 엔진의 흡입구 매니폴드 사이에 배열된 흡기 덕트에 있어서,

    합성 수지로 형성된 주조 몸체로 구성된 제 1 세그먼트와,

    통기성을 갖는 부직포 섬유로 형성된 주조 몸체에 의해 구성된 제 2 세그먼트를 구비하고,

    상기 제 1 및 제 2 세그먼트는 실린더를 형성하도록 서로 일체적으로 결합되며,

    상기 제 2 세그먼트의 주조 몸체 1 ㎡당 침투도는 98 Pa의 압력차를 가진 공기의 경우에 6,000 ㎥/h 이하인 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 제 1 세그먼트는 결합 돌기를 가지고,

    상기 제 2 세그먼트는 관통 구멍을 가지며,

    상기 결합 돌기는 상기 제 1 및 제 2 세그먼트가 서로 일체적으로 결합되도록 관통 구멍에 결합된 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 제 1 세그먼트는 돌출부를 가지며,

    상기 제 2 세그먼트는 관통 구멍을 가지며,

    상기 돌출부는 상기 관통 구멍내에 삽입되고, 상기 돌출부의 헤드는 상기 돌출부가 상기 관통 구멍과 결합되도록 제조되도록 용융되고, 상기 제 1 및 제 2 세 그먼트는 서로 일체적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 제 2 세그먼트는 관통 구멍을 가지며, 수지로 제조된 결합 부분은 상기 관통 구멍을 관통하도록 구비되고, 상기 결합 부분과 상기 제 1 세그먼트는 상기 제 1 및 제 2 세그먼트가 서로 일체적으로 결합되도록 서로 용접된 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
19. 제 15 항에 있어서,

    상기 제 1 세그먼트는 유연성을 가진 핀보스와, 힌지 부분과, 결합 구멍과 상기 힌지 부분의 외측에 형성된 돌출 스트립을 가지며,

    상기 제 2 세그먼트는 관통 구멍을 가지며,

    상기 핀보스는 상기 관통 구멍을 통하여 통과하고, 상기 힌지 부분은 상기 핀보스가 상기 결합 구멍에 결합되도록 굴곡지어 있고, 여기에서 상기 돌출 스트립은 상기 제 1 및 제 2 세그먼트가 서로 일체적으로 결합되도록 상기 제 1 세그먼트상에 상기 제 2 세그먼트를 가압하는 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
20. 자동차의 외측 공기 흡입구와 엔진의 흡입구 매니폴드 사이에 배열된 흡기 덕트에 있어서,

    상기 흡기 덕트가 형상 유지성을 갖는 하드 부분과 진동을 흡수하는 소프트 부분을 구비하고, 상기 부분들은 압축 성형에 의해 열가소성 수지 바인더를 포함하는 통기성을 갖는 부직포 섬유로 형성되며, 상기 부직포 섬유는 1 ㎡당 침투도는 98 Pa의 압력차를 가진 공기의 경우에 6,000 ㎥/h 이하인 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 부직포 섬유는 열가소성 수지 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
22. 제 20 항에 있어서,

    상기 하드 부분은 직선으로 연장된 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 하드 부분은 상기 흡기 덕트가 연장된 방향에 실제적으로 수직인 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
24. 제 22 항에 있어서,

    상기 하드 부분은 상기 흡기 덕트가 연장된 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
25. 제 20 항에 있어서,

    파트너 부재와 결합할 수 있는 결합 부분은 상기 하드 부분내에 형성된 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 결합 부분의 압축도가 더 높은 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
27. 자동차의 외측 공기 흡입구와 엔진의 흡입구 매니폴드 사이에 배열된 흡기 덕트에 있어서,

    상기 흡기 덕트는 복수의 세그먼트를 구비하고, 통기성을 갖는 부직포로 이루어진 상기 각각의 세그먼트는 대향하는 측면상에 플랜지 부분을 가진 실제적으로 반원형 단면 형상을 가지도록 압축 성형에 의해 열가소성 수지 바인더를 포함하고, 상기 세그먼트의 상기 플랜지 부분은 상기 세그먼트가 실린더로 형성되도록 서로 결합되고, 변형 가능한 부분(flexible portion)은 상기 플랜지 부분의 적어도 일부분내에 구비되며,

    상기 통기성을 갖는 부직포는 1 ㎡당 침투도는 98 Pa의 압력차를 가진 공기의 경우에 6,000 ㎥/h 이하인 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 변형 가능 부분은 톱니형 형상으로 형성되고 여기에서 산형상과 계곡 형상이 연속적으로 교번하는 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.
29. 제 27 항에 있어서,

    상기 변형 가능 부분은 상기 플랜지 부분 이외의 다른 부분에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 흡기 덕트.

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