KR101315274B1 - 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기공이 있는 중공사 흡음재로 인슐레이터를 제조하고, 이 인슐레이터를 자동차의 대쉬 패널 아웃터나 후드의 내측면 등에 장착함으로써, 흡음재에 형성된 중공(기공)을 통해 소음을 저감시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 공기층과 같은 현상으로 단열 효과도 동시에 얻을 수 있도록 한 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 흡음재의 중공의 크기를 미리 정해진 크기로 형성함으로써, 적용 차량에서 발생되는 소음을 저감시키는데 최적의 크기를 적용하여 소음저감 효과를 극대화활 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터를 제공하는데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 이처럼 중공의 형성으로 인슐레이터의 전체 중량을 줄이면서도 흡음효과를 높일 수 있고, 특히 이로 인하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

Description

흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터{IMPROVED SOUND ABSORPTION ENGINE ROOM INSULATOR CARPET FOR VEHICLE}

본 발명은 엔진룸의 내부, 예를 들어서 대쉬패널의 아웃터나 후드의 안쪽면 등에 설치되는 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡음 성능이 우수한 중공사 흡음재로 이루어진 인슐레이터를 구비함으로써, 기존의 인슐레이터가 갖는 기능과 함께 차량 외부로부터 실내로 유입되는 소음차단 및 단열성능을 향상시킬 수 있도록 한 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진룸에서는 주행을 위한 엔진의 가동이라든가 냉난방장치의 가동 등으로 인한 소음 뿐만 아니라 자동차 외부로부터 엔진룸측으로 유입되는 소음이 발생한다.

이렇게 생성된 소음은 자동차의 실내측으로 전달되어 승차감을 저하시키는 요인으로 작용한다. 이에, 엔진룸과 실내를 구획시켜 주는 격벽패널(또는 대쉬패널)의 바깥쪽에는 이러한 소음 등을 저감시켜 주기 위한 인슐레이터가 구비된다. 이러한 인슐레이터는 소음 뿐만 아니라 엔진으로부터 발생된 열 또한 자동차의 실내측으로 전달되는 것을 차단시켜 주는 역할을 한다. 또한, 엔진룸의 상부를 덮어주는 후드에도 이러한 인슐레이터를 구비하여 엔진룸 내부에서 발생된 소음 등이 후드 등을 통해 실내로 전달되지 않게 한다.

특허문헌1에는 이처럼 자동차의 엔진룸에 적용되는 인슐레이터가 개시되어 있다. 종래의 인슐레이터는, 차체 판넬의 상면에 쿠션층과 헤비층이 적층되어 구성되는 대시 인슐레이터에 있어서, 상기 쿠션층을 중량 대비, 재생 PET(Polethylene Terephatalate)를 10∼40%, 일반 PET 30∼60%, 저융점 PET 20∼30%로 구성함을 특징으로 한다.

이러한 쿠션층은 PET의 특성상 소음을 저감하는데는 우수하나, 흡음성능을 얻기 위하여 단순히 쿠션층의 두께나 중량을 통해서만 조정하였기 때문에 음향성능이나 흡음성능을 개선하는데는 한계가 있었다.

한국공개특허 제10-2000-0033419호(2000.06.15)

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 기공이 있는 중공사 흡음재로 인슐레이터를 제조하고, 이 인슐레이터를 자동차의 대쉬 패널 아웃터나 후드의 내측면 등에 장착함으로써, 흡음재에 형성된 중공(기공)을 통해 소음을 저감시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 공기층과 같은 현상으로 단열 효과도 동시에 얻을 수 있도록 한 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 흡음재의 중공의 크기를 미리 정해진 크기로 형성함으로써, 적용 차량에서 발생되는 소음을 저감시키는데 최적의 크기를 적용하여 소음저감 효과를 극대화활 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터를 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 이처럼 중공의 형성으로 인슐레이터의 전체 중량을 줄이면서도 흡음효과를 높일 수 있고, 특히 중량감소로 인하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 한 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터는, 자동차의 대쉬패널 아웃터나 후드의 내측면 등에 장착되는 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터에 있어서, 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 상부 펠트층; 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 하부 펠트층; 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩이 일정 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 형성된 충진재;를 포함하여 이루어진 중공사 흡음재로 이루어진 인슐레이터가 구비된 것을 특징으 한다.

특히, 상기 충진재는, 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폼칩은 폐펠트와 발포수지의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 폴리에스터 중공사는 섬도 6D의 폴리에스터 중공사와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사를 50:50 중량비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 흡음 성능을 저하시키지 않으면서도 중공사 흡음재의 전체 중량 감소로 인하여 인슐레이터 전체의 중량을 저감시킬 수 있게 되어 결국 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

2) 중공사 흡음재의 중공을 통해 자동차의 실내 뿐만 아니라 실외에서 실내로 유입되는 소음을 차단하여 흡음효과를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 이러한 중공사 흡음재의 중공은 마치 공기층과 같이 일정량의 공기를 보유하고 있기 때문에 단열 효과를 얻을 수 있다.

3) 중공의 크기를 다양하게 제작할 수 있기 때문에, 적용되는 차량마다 다르게 발생되는 소음에 대하여 적절한 크기로 중공사를 제작하여 사용함으로써 흡음 효과를 더욱 높일 수 있다.

4) 폐펠트로 이루어진 충진재로 이루어진 중공사 흡음재를 사용하기 때문에 제조비용을 크게 낮출 수 있다. 그리고, 버려지던 폐펠트를 재활용함으로써 이중의 원가절감 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 중공사 흡음재로 이루어진 인슐레이터를 엔진룸에 적용한 예를 보여주는 사진.
도 4는 본 발명에 따른 인슐레이터와 일반 견면 PET가 적용된 비교예의 흡음율을 보여주는 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(중공사 흡음재의 구성)

본 발명은 상부 펠트층과 하부펠트층 그리고 그 사이에 충진재로 구성된 중공사 흡음재로 인슐레이터를 제조함으로써, 중공(기공)을 통해 자동차의 실내나 실외로부터 실내로 유입되는 소음 등을 차단하는 효과와 함께 단열 기능도 함께 얻을 수 있도록 한 것이다.

이하, 이러한 중공사 흡음재의 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 중공사 흡음재는, 상부펠트층-충진재-하부펠트층의 3층 구조로 이루어진다. 이때, 상부펠트층과 하부펠트층은 동일한 재질로 제작된다.

상기 상부펠트층과 하부펠트층은 저융점 폴리에스터 섬유(예를 들어서, LM PET사)와 폴리에스터 중공사(예를 들어서, PET중공사)를 미리 정해진 비율로 혼합하여 제조한다.

저융점 폴리에스터 섬유는 폴리에스터 중공사를 결속시키는데 이용된다.

폴리에스터 중공사는 2종의 폴리에스터 중공사를 혼합하여 제조한다. 즉, 섬도 6D의 폴리에스터 중공사(일명, 블랙 화이버(Black Fiber))와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사(일명, 화이트 화이버(White Fiber))를 50:50 중량비율로 혼합하여 폴리에스터 중공사를 얻는다. 이는 섬도가 미세해 질수록 흡음 성능을 향상시킬 수 있으나, 섬도 6D 이하인 경우 생산속도가 느려 생산성이 떨어지고, 반대로 섬도 7D 이상인 경우 흠음성능이 떨어지기 때문이다.

이러한 저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사의 혼합비율은 30:70의 중량비율로 혼합하여 제조한다. 이를 위하여 저융점 폴리에스터 섬유가 용융되는 165℃±5℃에서 압력을 가하여 폴리에스터 중공사를 결속시켜 제조한다. 여기서, 상기 혼합비율은, 저융점 폴리에스터 섬유의 비율이 25% 이하이면 폴리에스터 중공사의 결속력을 떨어뜨리고, 반대로 45% 이상이면 결속력은 높아지나 폴리에스터 펠트가 딱딱해져서 흡음 성능이 떨어지게 된다. 이에, 저융점 폴리에스터 섬유는 최적의 결속력을 얻을 수 있는 비율로서 30%를 혼합한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 상부펠트층과 하부펠트층은 시트 형태로 만들어서, 여러장을 겹겹히 쌓아 하나의 층을 형성한다. 이때 각 시트는 중량 300g/㎡~600g/㎡으로 제조한다. 이는 자동차의 경우 전체 중량이 연비 등에 큰 영향을 미치기 때문에 중량대비 흡음효과를 높일 수 있도록 하기 위한 것이다.

충진재는 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 일정한 비율로 혼합하여 제조한다. 여기서, 저융점 폴리에스터는 상술한 LM PET사를 그대로 이용하며, 블랙 화이버와 폼칩을 결속시키는데 이용된다. 이때의 결속은 상술한 바와 같이, 저융점 폴리에스터 섬유를 165℃±5℃에서 용융시켜서 결속시켜 준다.

블랙 화이버는 일종의 폴리에스터 중공사로서, 생산성과 흡음성능을 향상을 위하여 섬도 6D인 폴리에스터 중공사를 이용한다.

폼 칩은 폐펠트와 발포수지를 혼합하여 제조한다. 이때 폐펠트는 중공사 흡음재를 재단하면서 발생되어 버려지던 것을 이용하는 것이 바람직하며, 발포수지로는 폴리에틸렌 폼이라든가 스폰지 등을 이용할 수 있다.

이와 같이 이루어진 상기 충진재는, 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량비율로 혼합하여 제작한다. 이에 충진재 더 나아가서는 중공사 흡음재의 탄성과 흡음성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 줄일 수 있다. 그리고 발포수지의 경우 성형성과 내열성이 우수하여 흡음성과 단열성을 높일 수 있게 되는 것이다.

(인슐레이터의 적용)

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 중공사 흡음재로 이루어진 인슐레이터를 엔진룸에 적용한 예를 보여주는 사진이다.

도 1은 본 발명에 따른 인슐레이터를 대쉬 패널의 아웃터, 즉 엔진룸의 안쪽에서 대쉬 패널에 부착한 예를 보여주고 있는 것으로, 인슐레이터의 장착 위치는 도면에서 붉은 색의 점선으로 표시한 박스 부분이다. 그리고, 그 하부에 화살표로 인출된 것은 실제 대쉬 패널의 아웃터에 장착되는 인슐레이터의 예시적인 형상을 보여준다. 이러한 인슐레이터의 형상은 차종에 따라 달라지는 대쉬패널의 전체적인 형상 등에 따라 다양한 형태로 제작된다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 인슐레이터를 각각 2개의 다른 차종의 후드 안쪽면에 장착한 상태를 보여준다. 사진에서, 검게 보이는 부분이 인슐레이터로서 그 형상은 후드라든가 엔진룸에 엔진 등의 배치 등에 따라 다양한 형태로 변형되게 된다.

(흡음율 비교)

도 4는 본 발명에 따른 인슐레이터와 일반 견면 PET가 적용된 비교예의 흡음율을 보여주는 그래프이다.

도면에서, 붉은색 그래프는 본 발명에 따른 중공사 흡음재로 이루어진 인슐레이터의 흡음율을 나타내고, 파란색은 기존의 견면 PET를 흡음재로 한 기존 인슐레이터의 흡음율을 나타낸다.

그래프는 간이 잔향실을 통해 실시예(붉은 선)와 비교예(파란선)의 흡음율을 측정한 것으로, 면밀도와 두께를 동일하게 하여 측정한 결과이다. 그 결과는 실시예가 비교예에 비하여 고른 주파수 대역(1/3 Octave Center Frequency)에서 전반적으로 흡음율이 높게 나타나는 것을 볼 수 있으며, 특히 전체적으로 실시예가 0.1%정도의 높은 흡음율을 나타내고 있음을 알 수 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명은, 중공을 통해 흡음 성능과 함께 단열 효과를 높이면서도 중량감소로 연비를 향상시킬 수 있으면서도, 버려지던 폐펠트를 재활용하여 원가절감효과와 함께 제조비용을 낮출 수 있게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 자동차의 대쉬패널 아웃터나 후드의 내측면 등에 장착되는 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터에 있어서,
   저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 상부 펠트층;
   저융점 폴리에스터 섬유와 폴리에스터 중공사를 미리 정해진 비율로 혼합한 흡음펠트를 300g/㎡~600g/㎡의 중량으로 겹겹이 쌓아 이루어진 하부 펠트층;
   저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩이 일정 비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 상부펠트층과 하부펠트층 사이에 형성된 충진재;를 포함하여 이루어진 중공사 흡음재로 이루어진 인슐레이터가 구비되되,
   상기 충진재는 저융점 폴리에스터 섬유와 블랙 화이버와 폼칩을 30:20:50의 중량 비율로 혼합하여 이루어지며,
   상기 폼칩은 폐펠트와 폴리에틸렌 폼이라든가 스폰지같은 발포수지를 혼합하여 제조하되, 이때 폐펠트는 중공사 흡음층을 재단하면서 발생되어 버려지던 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 폴리에스터 중공사는 섬도 6D의 폴리에스터 중공사와, 섬도 3D~5D이고 중공율 10~15%인 폴리에스터 중공사를 50:50 중량비율로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 흡음성능이 개선된 자동차용 엔진룸 인슐레이터.

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