KR100872553B1 - 내연기관용 와류기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 내연기관에 설치되어 연료의 완전연소를 돕는 내연기관용 와류기에 관한 것으로, 내연기관에 연통되는 원통하우징과 상기 원통하우징의 내경에 연결된 리브에 의하여 고정지지되는 중앙고정구를 구성하되, 상기 중앙고정구의 중앙으로는 고정홀을 형성한 와류기하우징과; 베어링의 외륜에 접촉되는 외륜고정돌기를 형성한 홈부를 양측에 구성한 중공형 베어링하우징과; 상기 베어링하우징의 외경에 사출되는 와류팬과; 상기 베어링하우징의 중공부에 끼워지는 축으로 구성되되, 상기 축의 일측으로는 와류기하우징의 고정홀에 결합되는 와류기하우징결합부와 베어링하우징의 일측에 결합된 베어링의 내륜에 접촉되는 제1내륜고정돌기를 구성한 진입한계턱을 형성하며, 타측으로는 캡결합부를 형성한 샤프트와; 상기 샤프트의 캡결합부에 결합되며, 베어링하우징의 타측에 결합된 베어링의 내륜에 접촉되는 제2내륜고정돌기를 구성한 캡으로 이루지며, 본 발명의 내연기관용 와류기를 이용하면, 별도 제작된 베어링하우징의 외경에 와류팬을 일체로 사출하기 때문에 회전동심원을 정확히 맞출 수 있어 제품의 수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 부품의 생산이 쉽고, 조립이 간편하여 생산성과 작업성의 증대를 이룰 수 있으며, 샤프트를 강철로 별도 제작하기 때문에 고속회전시에도 마찰에 따른 변형이나 파손이 발생하지 않아 작은 직경으로 만들 수 있고, 이에 따라 와류팬을 크게 제작할 수 있게 되어 흡입되는 공기의 와류현상을 활성화 시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 제품의 결합시 베어링하우징에 구성된 외륜고정돌기가 양측에 결합된 베어링의 외륜에 접촉되고, 샤프트와 캡에 구성된 제1, 2내륜고정돌기가 베어링의 내륜에 접촉되게 되어 베어링의 유격이 생기지 않게 되며, 이에 따라 내연기관의 순간적인 고압흡입에도 베어링의 움직임이 발생하지 않아 제품의 파손이 방지되는 장점이 있다.

내연기관, 자동차, 와류, 베어링, 강철

Description

내연기관용 와류기{AIR EDDY APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명의 내연기관용 와류기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어링하우징의 외경에 와류팬을 일체로 사출하기 때문에 회전동심원을 정확히 맞출 수 있어 제품의 수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 부품의 생산이 쉽고, 조립이 간편하여 생산성과 작업성의 증대를 이룰 수 있음은 물론, 작은 직경의 강철 샤프트에 의해 와류팬을 크게 제작하여 공기의 와류현상을 활성활 시킬 수 있으며, 제품의 결합시 베어링하우징에 구성된 외륜고정돌기가 양측에 결합된 베어링의 외륜에 접촉되고, 샤프트와 캡에 구성된 제1, 2내륜고정돌기가 베어링의 내륜에 접촉되게 되어 베어링의 유격이 생기지 않게 되며, 이에 따라 내연기관의 순간적인 고압흡입에도 베어링의 움직임이 발생하지 않아 제품의 파손이 방지되는 내연기관용 와류기에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 실리더 안에서 공기와 함께 연료를 흡입함으로써 동력을 발생시키는 장치로서 주로 자동차의 핵심구성으로 활용되고 있으며, 이러한 곳에 사용자 되는 자동차의 엔진은 에어크리너를 통하여 엔진내부로 공기가 흡입되 는 과정에서 단순히 엔진 자체의 흡입력에 의해 연소용 공기흡입이 이루어지도록 되어 있다.

따라서, 연료의 완전연소를 통한 연비향상과 매연감소, 수명연장 및 소음의 감소 등의 다양한 효과를 얻을 수 있도록 에어크리너를 통하여 유입된 공기를 내연기관 속으로 보다 원활하게 유입시키기 위한 방법이 계속해서 개발되는 실정이다.

이하에서는 본 출원인이 선출원하여 등록받은 등록실용신안 "20-0397631"를 참고하여 종래의 내연기관용 와류기를 설명한다.

도 1은 일반적인 내연기관 시스템을 도시한 개략도이고, 도 2는 종래의 내연기관용 와류기의 요부 단면을 포함한 분해사시도이며, 도 3은 종래의 내연기관용 와류기를 도시한 단면도이다.

종래의 내연기관용 와류기(200)는 에어크리너(A)로부터 내연기관(N)에 연통된 고무호스(G)의 내경에 일치하는 원통체(110)와, 상기 원통체(110)의 내경에 연결된 리브(120)에 의하여 고정되는 중앙고정체(130)와, 상기 중앙고정체(130)에 끼워져 스냅링(141a) 결합되는 샤프트(141)에 지지 되면서 와류를 제공하는 와류팬(142)을 갖는 회전체(140)를 포함하여 이루어진 내연기관용 와류기(200)에 있어서, 상기 중앙고정체(130)는 그 일측에 턱(141b)이 진 상기 샤프트(141)가 끼워지는 제1베어링(151), 부싱(153) 및 제2베어링(152)을 연이어 안착시키면서 수용하는 대직경홀(131)을 구비하며 그 타측에 상기 대직경홀(131)의 크기보다 작게 연통되면서 상기 샤프트(141)를 받아들이는 소직경홀(132)을 갖는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기와 같은 종래의 내연기관용 와류기(200)를 사용하면, 대직경 홀(131)이 중앙고정체(130)에 구비되어 있어 제1, 2베어링(151, 152)의 축방향 위치공차를 줄일 수 있음과 더불어 작업성과 생산성을 증대시킬 수 있었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 내연기관용 와류기를 이용하면, 고무호스(G)의 크기에 맞추어진 제한된 원통체(110)의 직경 속에서 와류팬(142)의 크기를 보장해야 하기 때문에 대직경홀(131)과 소직경홀(132)을 작게 만들어야 했고, 이에 따른 더욱 작은 직경의 샤프트(141)의 사용으로 인하여 회전체(140)의 고속회전에 대한 내구성이 크게 떨어질 수밖에 없는 단점이 있었다.

즉, 샤프트(141)의 직경이 작기 때문에 샤프트(141)상에 제작되는 회전체(140)의 회전동심원의 편심이 발생하게 되며, 이에 따라 회전체(140)의 고속회전시 작은 크기의 제1, 2베어링(151, 152)에 많은 부하가 걸려 쉽게 파손되거나 샤프트(141) 및 중앙고정체(130)가 빈번하게 뒤틀리는 현상이 발생되어 제품의 수명이 오래가지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 스냅링(141a)을 이용하여 결합을 하도록 되어 있기 때문에 스냅링(141a) 체결을 위한 별도의 과정이 필요함은 물론, 번거로운 조립과정이 늘어나 생산성이 줄어드는 단점이 있었을 뿐만 아니라, 강철 샤프트(141)의 길이방향으로 제1, 2베어링(151, 152)이 움직이는 유격이 발생되기 때문에 내연기관의 순간적인 고압의 흡입력에 의해 일측 베어링(152)의 강철사프트(141)의 턱(141b)에 부딪치는 충격을 피할 수 없어 와류기(200)의 잦은 파손이 발생하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내연기관용 와류기는 내연기관에 연통되는 원통하우징과 상기 원통하우징의 내경에 연결된 리브에 의하여 고정지지되는 중앙고정구를 구성하되, 상기 중앙고정구의 중앙으로는 고정홀을 형성한 와류기하우징과; 베어링의 외륜에 접촉되는 외륜고정돌기를 형성한 홈부를 양측에 구성한 중공형 베어링하우징과; 상기 베어링하우징의 외경에 사출되는 와류팬과; 상기 베어링하우징의 중공부에 끼워지는 축으로 구성되되, 상기 축의 일측으로는 와류기하우징의 고정홀에 결합되는 와류기하우징결합부와 베어링하우징의 일측에 결합된 베어링의 내륜에 접촉되는 제1내륜고정돌기를 구성한 진입한계턱을 형성하며, 타측으로는 캡결합부를 형성한 샤프트와; 상기 샤프트의 캡결합부에 결합되며, 베어링하우징의 타측에 결합된 베어링의 내륜에 접촉되는 제2내륜고정돌기를 구성한 캡으로 이루어진 것에 특징이 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 내연기관용 와류기를 사용하면, 별도 제작된 베어링하우징의 외경에 와류팬을 일체로 사출하기 때문에 회전동심원을 정확히 맞출 수 있어 제품의 수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 부품의 생산이 쉽고, 조립이 간편하여 생산성과 작업성의 증대를 이룰 수 있으며, 샤프트를 강철로 별도 제작하기 때문에 고속회전시에도 마찰에 따른 변형이나 파손이 발생하지 않아 작은 직경으로 만들 수 있고, 이에 따라 와류팬을 크게 제작할 수 있게 되어 흡입되는 공기의 와류현상을 활성화 시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 제품의 결합시 베어링하우징에 구성된 외륜고정돌기가 양측에 결합된 베어링의 외륜에 접촉되고, 샤프트와 캡에 구성된 제1, 2내륜고정돌기가 베어링의 내륜에 접촉되게 되어 베어링의 유격이 생기지 않게 되며, 이에 따라 내연기관의 순간적인 고압흡입에도 베어링의 움직임이 발생하지 않아 제품의 파손이 방지되는 유용한 발명이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 내연기관용 와류기를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 내연기관용 와류기를 도시한 분리사시도이며, 도 6은 본 발명의 내연기관용 와류기를 도시한 단면도로서 같이 설명한다.

본 발명의 내연기관용 와류기(100)는 일반적인 차량에 장착된 내연기관에 설치되어 연료의 완전연소를 돕도록 함으로써 연비향상과 매연감소, 수명연장 및 소음의 감소 등의 다양한 효과를 내는 것으로, 와류기하우징(10)과, 베어링하우징(20)과, 와류팬(30)과, 샤프트(40)와, 캡(50)으로 구성된다.

먼저, 와류기하우징(10)은 내연기관에 연통되는 원통하우징(11)과 상기 원통하우징(11)의 내경에 연결된 리브(12)에 의하여 고정지지되는 중앙고정구(13)로 구성되며, 상기 중앙고정구(13)의 중앙으로는 샤프트(40)에 고정결합되는 고정홀(14)을 형성한다.

여기서, 상기 리브(12)는 통상적인 팬 형상으로 다수 형성된 것으로, 흡입되는 공기의 와류현상을 더욱 활성화시킴으로써 연료의 완전연소율을 더욱 높이는 통상적인 구성이다.

또한, 베어링하우징(20)은 관통형성되어 내부에 중공부(23)를 구성한 것으로, 양측으로는 통상의 베어링(B)이 결합되는 홈부(22)를 구성하고 있으며, 상기 홈부(22)에는 결합된 베어링(B)의 외륜(B1)이 접촉되는 외륜고정돌기(21)를 형성하고 있다.

그리고, 상기 베어링하우징(20)의 사출된 와류팬(30)이 베어링하우징(20)으로부터 분리되는 것이 방지되도록 이원화방지홈(24)을 더 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 이원화방지홈(24)은 등 간격으로 이격시켜 다수로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 와류팬(30)은 상기 베어링하우징(20)의 외경에 사출됨으로써 베어링하우징(20)과 일체로 형성되는 것으로, 흡입되는 공기의 와류현상을 활성화 시켜 연료의 완전연소율을 높이도록 등 간격으로 형성된 다수의 날개(31)로 구성된다.

또한, 샤프트(40)는 상기 베어링하우징(20)의 중공부(23)에 끼워지는 축(41)으로 구성되는 것으로, 상기 축(41)의 일측 끝단으로는 와류기하우징(10)의 고정홀(14)에 결합되는 와류기하우징결합부(42)를 형성하고 있으며, 타측 끝단으로는 캡결합부(45)를 형성한다.

그리고, 상기 와류기하우징결합부(42)가 형성된 축(41)의 일측에는 와류기하우징(10)에 결합되는 부분과 베어링하우징(20)에 끼워지도록 하는 부분을 경계하는 진입한계턱(44)이 구성되어 있으며, 상기 진입한계턱(44)에는 베어링하우징(20)의 일측에 결합된 베어링(B)의 내륜(B2)에 접촉되는 제1내륜고정돌기(43)가 구성되어 있다.

여기서, 상기 샤프트(40)의 축(41)은 고속회전에 따른 마찰과 파손을 방지함은 물론, 와류팬(30)의 크기확보를 위해 강철로 제작되는 것이 바람직하다.

또한, 캡은 상기 샤프트(40)의 타측 끝단에 구성된 캡결합부(45)에 결합되는 것으로, 베어링하우징(20)의 타측에 결합된 베어링(B)의 내륜(B2)에 접촉되는 제2내륜고정돌기(51)를 구성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 내연기관용 와류기의 결합방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 베어링하우징(20)의 외경에 와류팬(30)을 사출형성하고, 와류기하우징(10)과, 샤프트(40)와, 캡(50)을 준비한다.

여기서, 상기 와류기하우징(10)은 비철재질의 소재로 다이캐스팅 방식을 이용함으로써 대량생산을 용이하게 할 수 있고, 내연기관 속에서 고속으로 회전되는 와류팬(30)의 마찰과 변형은 강철로 제작된 샤프트(40)로서 극복할 수 있으며, 이로써 작은 직경의 샤프트(40)를 사용하여 와류팬(30)의 크기를 확보함으로써 흡입되는 공기의 와류현상을 활성화 시킬 수 있다.

상기와 같이 부품의 준비를 한 후에는, 샤프트(40)의 와류기하우징결합부(42)를 와류기하우징(10)에 형성된 고정홀(14)에 결합시켜 샤프트(40)의 진입한계턱(44)이 와류기하우징(10)의 중앙고정구(13)에 밀착되게 한다.

다음에는, 와류팬(30)이 일체로 형성된 베어링하우징(20)의 양측 홈부(22)에 베어링(B)을 각각 결합시켜 베어링(B)의 외륜(B1)이 베어링하우징(20)의 홈부(22)에 구성된 외륜고정돌기(21)에 접촉하게 한 상태로 상기 베어링하우징(20)을 상기 와류기하우징(10)에 결합된 샤프트(40)에 끼운다.

그러면, 상기 샤프트(40)의 진입한계턱(44)에 구성된 제1내륜고정돌기(43)가 베어링하우징(20)의 일측에 구성된 베어링(B)의 내륜(B2)에 접촉한 상태로 결합되게 되며, 그 후에는 캡(50)을 샤프트(40)의 캡결합부(45)에 결합시켜 제2내륜고정돌기(51)가 베어링하우징(20)의 타측에 구성된 베어링(B)의 내륜(B2)에 접촉되도록 결합함으로써 본 발명의 내연기관용 와류기(100)의 결합을 완료할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 내연기관용 와류기의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

전술한 바와 같이 결합을 완료하면, 베어링하우징(20)의 양측에 홈부(22)에 결합된 베어링(B)의 외륜(B1)이 베어링하우징(20)의 홈부(22)에 구성된 외륜고정돌기(21)에 접촉함과 동시에 베어링(B)의 내륜(B2)은 샤프트(40)와 캡(50)의 제1, 2내륜고정돌기(43, 51)에 각각 접촉되게 되어 샤프트(40)의 길이방향으로 베어링(B)의 유격이 전혀 생기지 않게 되며, 상기 베어링하우징(20)의 회전시 베어링(B)의 간섭이 발생하지 않기 때문에 용이하게 회전할 수 있게 된다.

따라서, 자동차의 시공에 따라 순간적으로 고압흡입력이 발생하여도 와류팬(30)이 일체로 형성된 베어링하우징(20)이 샤프트(40)의 길이방향으로 끌어 당겨지는 현상 없이 회전운동을 용이하게 이룰 수 있으며, 이에 따라 제품의 파손을 방 지할 수 있게 됨과 동시에 흡입되는 공기의 와류현상이 활성화되어 연료의 완전연소율을 높일 수 있게 되는 것이다.

아울러, 상술한 실시 예는 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 일반적인 내연기관 시스템을 도시한 개략도.

도 2는 종래의 내연기관용 와류기의 요부 단면을 포함한 분해사시도.

도 3은 종래의 내연기관용 와류기를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 내연기관용 와류기를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 내연기관용 와류기를 도시한 분리사시도.

도 6은 본 발명의 내연기관용 와류기를 도시한 단면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

B : 베어링 B1, B2 : 외륜, 내륜

10 : 와류기하우징 11 : 원통하우징

12 : 리브 13 : 중앙고정구

14 : 고정홀 20 : 베어링하우징

21 : 외륜고정돌기 22 : 홈부

23 : 중공부 24 : 이원화방지홈

30 : 와류팬 31 : 날개

40 : 샤프트 41 : 축

42 : 외류기하우징결합부 43 : 제1내륜고정돌기

44 : 진입한계턱 45 : 캡결합부

50 : 캡 51 : 제2내륜고정돌기

100 : 내연기관용 와류기

Claims (3)

1. 내연기관에 연통되는 원통하우징(11)과 상기 원통하우징(11)의 내경에 연결된 리브(12)에 의하여 고정지지되는 중앙고정구(13)를 구성하되, 상기 중앙고정구(13)의 중앙으로는 고정홀(14)을 형성한 와류기하우징(10);

   베어링(B)의 외륜(B1)에 접촉되는 외륜고정돌기(21)를 형성한 홈부(22)를 양측에 구성한 중공형 베어링하우징(20);

   상기 베어링하우징(20)의 외경에 사출되는 와류팬(30);

   상기 베어링하우징(20)의 중공부(23)에 끼워지는 축(41)으로 구성되되, 상기 축(41)의 일측으로는 와류기하우징(10)의 고정홀(14)에 결합되는 와류기하우징결합부(42)와 베어링하우징(20)의 일측에 결합된 베어링(B)의 내륜(B2)에 접촉되는 제1내륜고정돌기(43)를 구성한 진입한계턱(44)을 형성하며, 타측으로는 캡결합부(45)를 형성한 샤프트(40);

   상기 샤프트(40)의 캡결합부(45)에 결합되며, 베어링하우징(20)의 타측에 결합된 베어링(B)의 내륜(B2)에 접촉되는 제2내륜고정돌기(51)를 구성한 캡(50)으로 이루어진 것에 특징이 있는 내연기관용 와류기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 베어링하우징(20)의 외경에는 사출되는 와류팬(30)이 베어링하우징(20)으로부터 분리되는 것을 방지하기 위한 이원화방지홈(24)이 더 포 함되어 구성된 것에 특징이 있는 내연기관용 와류기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 샤프트(40)의 축(41)은 강철로 제작된 것에 특징이 있는 내연기관용 와류기.

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