KR101137820B1 - 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드 - Google Patents

히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 공기를 수용하는 챔버를 가진 플레넘 및 이 플레넘과 소통하게 연결되는 복수의 런너를 가지고, 상기 플레넘의 일측에는 EGR가스를 도입시키는 EGR파이프가 연결되며, 상기 EGR 파이프의 단부가 상기 플레넘의 내측으로 도입되고, 상기 EGR파이프의 도입단부에 인접한 상기 플레넘의 내측에는 히트 프로텍터가 설치되며, 상기 히트 프로텍터에는 하나 이상의 조립리브가 돌출되고, 상기 조립리브의 단부가 상기 플레넘의 내벽에 인서트되어 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드{INTAKE MANIFOLD HAVING THE HEAT PROTECTOR}
본 발명은 흡기 매니폴드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡기 매니폴드 내로 EGR가스가 유입되는 부분에서 고온의 EGR가스에 의해 흡기 매니폴드가 손상됨을 방지하기 위한 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드에 관한 것이다.
널리 주지된 바와 같이, 차량용 엔진은 실린더 헤드 및 실린더 블록에 의해 형성된 하나 이상의 실린더를 가지고, 각 실린더 내에서 적정 비율의 연료와 공기가 혼합된 혼합기가 연소됨으로써 발생하는 운동에너지를 차량의 구동에 이용한다.
이러한 차량용 엔진의 실린더 헤드 측에는 흡기 매니폴드가 설치되고, 이 흡기 매니폴드를 통해 공기가 엔진의 실린더로 공급된다. 흡기 매니폴드는 그 일측에 구비된 플레넘(plenum, 또는 서지탱크) 및 플레넘에 소통되게 연결되는 복수의 런너를 가진다.
최근에는 엔진의 배기계를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 흡기계측으로 재순환시켜 질소산화물의 생성을 감소시키는 EGR 시스템이 널리 이용되고 있다. 이에 따라, 흡기 매니폴드의 플레넘 측에는 배기가스의 일부 즉, EGR 가스를 도입시키는 EGR 파이프가 연결되고, 이러한 EGR 파이프를 통해 고온의 EGR가스가 흡기 매니폴드의 플레넘 내로 도입된다.
한편, 흡기 매니폴드가 알루미늄, 스틸 등과 같은 금속 재질인 경우에는 EGR가스에 의한 열손상 문제가 크게 심하지 않다. 하지만, 최근에는 경량화 및 제조원가의 절감을 위하여 합성수지 재질로 제조된 흡기 매니폴드가 활용되고 있는 추세이고, 이와 같이 흡기 매니폴드가 합성수지 재질로 제조되는 경우 EGR가스의 열에 의해 흡기 매니폴드 측에 열손상이 발생할 수 있다. 이에 합성수지 재질의 흡기 매니폴드에는 EGR 파이프가 도입되는 부분에 히트 프로텍터(heat protector)를 설치하여 EGR가스의 열로부터 흡기 매니폴드의 손상을 방지하도록 구성되어 왔다.
하지만, 종래의 흡기 매니폴드는 히트 프로텍터를 복수의 나사 등으로 체결함으로써 설치함에 따라 그 설치 및 조립이 복잡하고, 또한 나사 등과 같은 체결구의 풀림 및 이완 등이 발생하여 히트 프로텍터의 고정이 견고하지 못하고, 이로 인해 효과적인 열손상 방지기능을 수행하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 히트 프로텍터의 조립 및 설치가 매우 용이하고, 히트 프로텍터의 견고하게 결합되는 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 공기를 수용하는 챔버를 가진 플레넘 및 이 플레넘과 소통하게 연결되는 복수의 런너를 가진 흡기 매니폴드로서,
상기 플레넘의 일측에는 EGR가스를 도입시키는 EGR파이프가 연결되고, 상기 EGR 파이프의 단부가 상기 플레넘의 내측으로 도입되며, 상기 EGR파이프의 도입단부에 인접한 상기 플레넘의 내측에는 히트 프로텍터가 설치되고,
상기 히트 프로텍터에는 하나 이상의 조립리브가 돌출되고, 상기 조립리브의 단부가 상기 플레넘의 내벽에 인서트되어 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 히트 프로텍터는 상기 플레넘의 내벽과 일정간격으로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 플레넘은 그 가장자리가 용접에 의해 상호 결합되는 상부 셀 및 하부 셀을 포함하고, 상기 히트 프로텍터는 상기 EGR파이프의 도입단부를 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 히트 프로텍터의 측면에는 적어도 한 쌍의 조립리브가 대칭적으로 돌출하고, 상기 조립리브는 상기 히트 프로텍터의 외측면에서 돌출되는 평탄부 및 평탄부의 단부에 절곡되어 연결되는 절곡단부를 가지며, 상기 조립리브는 상기 상부 셀의 가장자리측에 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 셀의 저면 가장자리 및 하부 셀의 상면 가장자리에는 상호 대응하는 제1 및 제2 결합테두리가 각각 형성되고, 상기 제1결합테두리의 일측에는 한 쌍의 조립홈이 형성되며, 상기 히트 프로텍터의 조립리브가 상기 조립홈에 각각 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 조립홈은 가이드부 및 끼움부가 단턱지게 형성되고, 상기 가이드부는 상기 끼움부를 향해 경사지며, 상기 끼움부는 상기 조립리브의 절곡단부에 대응하는 구조로 형성된다.
상기 히트 프로텍터는 그 일측에 상기 EGR 파이프의 도입단부가 관통하는 관통공을 가지고, 상기 EGR 파이프의 도입단부의 측면에는 하나 이상의 토출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 히트 프로텍터의 외측면에서 돌출되는 조립리브가 플레넘의 내벽면에 인서트된 상태로 결합됨으로써 히트 프로텍터의 고정이 매우 견고해지고, 이를 통해 EGR가스의 고열에 의해 흡기 매니폴드의 열손상이 효과적으로 방지될 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 플레넘이 상부 셀 및 하부 셀이 용접 또는 열융착을 통해 고정되는 구조로 구성됨에 따라 히트 프로텍터의 조립리브가 상부 셀 및 하부 셀 사이에 인서트되어 견고하게 결합되어 그 조립성이 매우 향상되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기 매니폴드를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기 매니폴드를 도시한 분해사시도로서, 상부 셀이 뒤집어진 상태로 분리되어 있다.
도 3은 본 발명에 의한 흡기 매니폴드에 따른 상부 셀의 저면 사시도로서, 상부 셀에서 히트 프로텍터 및 EGR 파이프가 분리된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 상부 셀의 A-A선 및 하부 셀의 A-A선을 따라 도시한 결합단면도이다.
도 5는 도 1의 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4의 C-C선을 따라 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 화살표 D방향에서 바라본 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드를 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 흡기 매니폴드는 플레넘(10), 이 플레넘(10)에 소통되게 연결되는 복수의 런너(18)를 포함한다.
플레넘(10)은 그 내부에 공기를 수용하는 챔버(10a)가 형성되고, 이 플레넘(10)의 챔버(10a)측에 복수의 런너(18)가 소통되며, 이에 플레넘(10)을 통해 공기가 각 런너(18)측으로 분배된다.
플레넘(10)는 상부 셀(11) 및 하부 셀(12)로 구성되고, 상부 셀(11)과 하부 셀(12) 각각은 그 내부에 공동(11a, 12a)이 형성되며, 이에 상부 셀(11) 및 하부 셀(12)의 결합에 의해 각 공동(11a, 12a)이 챔버(10a)로 통합된다.
상부 셀(11)의 저면 가장자리에는 제1결합테두리(11b)가 형성되고, 하부 셀(12)의 상면 가장자리에는 제2결합테두리(12b)가 형성되며, 이에 상부 셀(11)의 제1결합테두리(11b)와 하부 셀(12)의 제2결합테두리(12b)가 용접 또는 열융착 등을 통해 견고하게 결합되어 챔버(10a) 내부의 밀폐성을 확보할 수 있다.
하부 셀(12)의 공동(12a)에는 복수의 런너(18)들이 일체로 연결되고, 각 런너(18) 내의 통로(18a)들은 하부 셀(12)의 공동(12a)과 소통하도록 분기되어 있다. 이에 플레넘(11)의 챔버(11a)로부터 복수의 런너(18)측으로 공기가 분배되어 엔진의 각 실린더측으로 흡기된다.
특히, 본 실시예에 따른 하부 셀(12)에는 복수의 런너(18)들이 일체로 소통가능하게 연결됨에 따라, 흡기 매니폴드의 조립 작업이 매우 간편하게 진행될 수 있고, 또한 공기의 누설이 효과적으로 방지될 수 있는 장점이 있다.
그리고 상부 셀(11)의 일단에는 제1 및 제2 플랜지(13, 14)가 일체로 형성되고, 제1 및 제2 플랜지(13, 14)는 그 축선이 일정각도로 교차하도록 형성된다. 제1플랜지(13)에는 스로틀기구(미도시)가 장착되고, 제2플랜지(14)에는 EGR 파이프(21)가 장착된다.
제2플랜지(14)측에 장착되는 EGR 파이프(21)는 그 단부(22)가 플레넘(10)의 챔버(10a) 내로 도입된다. 이러한 도입단부(22)의 측면에는 하나 이상의 토출구(22b)가 형성된다. 이러한 토출구(22b)를 통해 EGR가스의 일부가 스로틀기구에 의해 흡입되는 신선한 외부 공기의 흐름방향으로 토출됨으로써 EGR가스와 신선한 외부 공기와의 혼합을 효과적으로 유도할 수 있다.
플레넘(10)의 EGR 파이프(21)에 인접하는 내측에는 히트 프로텍터(30)가 설치되고, 히트 프로텍터(30)는 EGR 파이프(21)의 도입단부(22)를 감싸는 구조로 설치되어 EGR 파이프(21)를 통해 도입되는 EGR가스의 열로부터 흡기 매니폴드에 열손상이 발생됨을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 히트 프로텍터(30)는 그 일측에 EGR파이프(21)의 도입단부(22)가 통과하는 관통공(32)이 형성되고, 이에 도입단부(22)의 개구(22a) 및 토출구(22b)에서 토출되는 EGR가스가 플레넘(11)의 내벽과 직접적으로 접촉함을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 히트 프로텍터(30)는 양단이 개방된 관형 구조로 형성되고, 이 히트 프로텍터(30)는 플레넘(11)의 내벽 형상에 대응하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 히트 프로텍터(30)의 외측면에는 하나 이상의 조립리브(31)가 돌출되고, 조립리브(31)의 단부가 플레넘(11)의 내벽에 인서트되어 결합됨에 따라 히트 프로텍터(30)의 설치 및 조립이 간편할 뿐만 아니라 히트 프로텍터(30)의 고정이 견고하게 이루어져 고온의 EGR가스로부터 흡기 매니폴드를 효과적으로 보호할 수 있다. 특히, 한 쌍의 조립리브(31)가 히트 프로텍터(30)의 좌우 양측에서 각각 돌출되고, 각 조립리브(31)가 플레넘(11)의 내벽에 인서트되어 결합될 수 있으며, 이에 히트 프로텍터(30)는 플레넘(11)의 내벽에 보다 견고하고 안정적으로 고정될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 플랜지(13, 14)와 인접한 상부 셀(11)의 제1결합테우리(11b) 부분에는 조립홈(15)이 형성되고, 조립홈(15)은 제1결합테두리(11b)의 내측방향에 위치하며, 조립홈(15)에는 조립리브(31) 단부가 끼움결합된다.
본 발명의 조립리브(31)는 히트 프로텍터(30)의 외측면에서 돌출된 평탄부(31a) 및 평탄부(31a)에 절곡되게 연결된 절곡단부(31b)를 가진다.
평탄부(31a)는 히트 프로텍터(30)의 외면이 플레넘(11)의 내벽에 대해 일정간격으로 이격될 수 있도록 일정길이를 가짐이 바람직하다. 즉, 평탄부(31a)의 길이는 히트 프로텍터(30)와 플레넘(11)의 이격 간격에 대응한다.
절곡단부(31b)는 평탄부(31a)의 단부에 일정각도로 절곡되어 연결되고, 절곡단부(31b)는 상부 셀(11)의 조립홈(15)에 끼워짐으로써 히트 프로텍터(30)는 상부 셀(11) 측에 가결합될 수 있다.
한편, 상부 셀(11)의 조립홈(15)은 경사진 가이드부(15a) 및 가이드부(15a)에 연결된 끼움부(15b)로 구성되고, 가이드부(15a)는 끼움부(15b)를 향해 경사지게 형성되며, 끼움부(15b)는 조립리브(31)의 절곡단부(31b)에 대응하는 형상 및 사이즈를 가진다. 이에, 히트 프로텍터(30)를 상부 셀(11)의 조립홈(15)측에 가조립할 때, 조립리브(31)의 절곡단부(31b)를 가이드부(15a)를 통해 가이드하면서 끼움부(15b)측으로 간편하게 끼워넣을 수 있다.
이와 같이, 히트 프로텍터(30)가 그 조립리브(31)를 통해 상부 셀(11)측에 가결합된 후에 상부 셀(11)의 제1결합테두리(11b)와 하부 셀(12)의 제2결합테두리(12b)가 용접 또는 융착을 통해 결합되면 조립리브(31)는 상부 셀(11)의 내측테두리(11c) 및 하부 셀(12)의 내측 테두리(12c) 사이에 인서트된 상태가 고정되므로, 히트 프로텍터(30)의 고정이 매우 견고해지는 장점이 있다.
히트 프로텍터(30)의 외표면에는 하나 이상의 접촉돌기(33)가 엠보싱 등을 통해 형성될 수 있고, 이에 히트 프로텍터(30)는 접촉돌기(33)를 통해 플레넘(11)의 내벽에 안정적으로 지지될 수 있다. 특히, 접촉돌기(33)는 히트 프로텍터(30)의 상면/저면, 또는 좌측면/우측면 등에 각각 대칭적으로 형성되어 히트 프로텍터(30)를 플레넘(11)의 내벽에 안정적으로 지지할 수도 있다.
10: 플레넘 11: 상부 셀
12: 하부 셀 13: 제1플랜지
14: 제2플랜지 18: 런너
21: EGR 파이프 22: 도입단부
30: 히트 프로텍터 31: 조립리브
33; 접촉돌기

Claims (7)

  1. 내부에 공기를 수용하는 챔버를 가진 플레넘 및 이 플레넘과 소통하게 연결되는 복수의 런너를 가진 흡기 매니폴드로서,
    상기 플레넘의 일측에는 EGR가스를 도입시키는 EGR파이프가 연결되고, 상기 EGR 파이프의 단부가 상기 플레넘의 내측으로 도입되며, 상기 EGR파이프의 도입단부에 인접한 상기 플레넘의 내측에는 히트 프로텍터가 설치되고,
    상기 히트 프로텍터에는 하나 이상의 조립리브가 돌출되고, 상기 조립리브의 단부가 상기 플레넘의 내벽에 인서트되어 결합되는 것을 특징으로 하는 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히트 프로텍터는 상기 플레넘의 내벽과 일정간격으로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플레넘은 그 가장자리가 용접에 의해 상호 결합되는 상부 셀 및 하부 셀을 포함하고, 상기 히트 프로텍터는 상기 EGR파이프의 도입단부를 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 히트 프로텍터의 측면에는 적어도 한 쌍의 조립리브가 대칭적으로 돌출하고, 상기 조립리브는 상기 히트 프로텍터의 외측면에서 돌출되는 평탄부 및 평탄부의 단부에 절곡되어 연결되는 절곡단부를 가지며, 상기 조립리브는 상기 상부 셀의 가장자리측에 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 상부 셀의 저면 가장자리 및 하부 셀의 상면 가장자리에는 상호 대응하는 제1 및 제2 결합테두리가 각각 형성되고, 상기 제1결합테두리의 일측에는 한 쌍의 조립홈이 형성되며, 상기 히트 프로텍터의 조립리브가 상기 조립홈에 각각 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조립홈은 가이드부 및 끼움부가 단턱지게 형성되고, 상기 가이드부는 상기 끼움부를 향해 경사지며, 상기 끼움부는 상기 조립리브의 절곡단부에 대응하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 히트 프로텍터는 그 일측에 상기 EGR 파이프의 도입단부가 관통하는 관통공을 가지고, 상기 EGR 파이프의 도입단부의 측면에는 하나 이상의 토출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 히트 프로텍터를 가진 흡기 매니폴드.
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