KR101417458B1 - 자동차용 흡음 에어덕트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 흡음 에어덕트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부직포에 폴리우레탄 필름을 접착하는 등의 공정 단순화를 통하여 제작하여, 흡기계의 흡음 성능을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 흡음 에어덕트에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 필름부재 위에 접착제를 도포한 후, 그 위에 부직포를 접착하여, 부직포와 필름부재가 일체로 밀착되며 접착된 필름부재 일체형 부직포를 구비하고, 이를 나이론 와이어와 핫 멜트와 함께 에어덕트 형상으로 감아줌으로써, 엔진에서 발생되는 토출음 및 에어 흐름에 의한 소음을 용이하게 흡음시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부로부터 물이나 먼지 등의 이물질을 용이하게 차단시킬 수 있도록 한 자동차용 흡음 에어덕트 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 흡음 에어덕트 및 이의 제조 방법{Intake air duct and method for manufacturing the same}

본 발명은 자동차용 흡음 에어덕트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부직포에 폴리우레탄 필름을 접착하는 등의 공정 단순화를 통하여 제작하여, 흡기계의 흡음 성능을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 흡음 에어덕트에 관한 것이다.

첨부한 도 7에 도시된 바와 같이, 엔진으로 흡기를 공급하기 위한 흡기계 구성은 외기가 흡입되는 경로인 에어덕트(1)와, 에어덕트(1)에 유입된 공기를 정화하는 에어클리너(2)와, 서지탱크와 연결되는 흡기 매니폴드 등을 포함하고, 엔진에서 발생하는 토출 소음을 저감시키기 위한 레조네이터(3, resonator) 등이 에어덕트에 설치되고 있다.

이러한 흡기계에서 발생하는 엔진 토출음 등을 저감하기 위한 방법으로서, 에어덕트에 레조네이터를 설치하여 특정주파수의 엔진 토출음을 저감시키는 방법과, 에어덕트를 플라스틱 재질을 이용한 다공성 덕트 또는 방음용(Acoustic) 덕트로 채택하는 등의 방법이 적용되고 있다.

한편, 엔진 흡기밸브가 열리고 닫힘에 따라 생기는 압력 변화는 흡기계 전체로 흐르게 되고, 이때 흡기계의 각 부품은 특정 주파수를 가진 공진을 발생시킨다.

그러나, 플라스틱 재질로 만들어진 에어덕트의 경우, 도 8에서 보듯이 엔진 출력 노이즈 구간 중 튀어 오르는 부분(peak)이 승객의 귀에 거슬리는 소음으로 나타나고 있다.

이러한 점을 감안하여, 플라스틱 에어덕트의 특정부위에 구멍을 뚫으면 소음 피크(peak)가 제거된다는 사실을 기반으로, 소음 저감형 에어덕트 개발이 시도되고 있다.

좀 더 상세하게는, 도 9에서 A 부위는 에어덕트의 압력이 최대가 되는 부위(Pmax)로서, 플라스틱 에어덕트의 경우에 노이즈 그래프(noise graph)에서 피크(peak)를 형성하고, 이 부위에 구멍을 뚫게 되면 피크가 제거될 수 있는 점을 감안하여 소음 저감형 에어덕트 개발이 시도되고 있다.

그러나, 수 많은 피크(Pmax) 부위를 제거하기 위하여 에어덕트 자체에 수많은 기공이 필요하며, 기공에 의한 공명음 감소효과를 얻기 위해서 플라스틱 에어덕트에 수 많은 기공을 만들기는 불가능하다.

이에, 수 많은 기공을 가짐과 함께 다양한 기공 크기를 가지는 부직포 재질로 된 흡읍형 에어덕트는 엔진에서 발생되는 맥동음 및 에어 흐름에 의한 소음을 감소할 수 있는 것으로 각광받고 있다.

상기 부직포 재질을 기반으로 하는 에어덕트는 기존 플라스틱 흡음덕트와는 달리, 덕트 자체에 흡음 성능을 부여한 덕트로서, 에어덕트의 형상 유지를 위하여 나이론(Nylon) 와이어와 폴리에틸렌테레프탈레이드(일명 PET) 재질의 핫 멜트(Hot-melt) 등이 사용된다.

여기서, 기존의 부직포 기반의 흡음 에어덕트의 제조 방법을 첨부한 도 3 및 도 4를 참조로 간략히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기와 같은 부직포, 나이론 와이어, 핫 멜트를 준비한다.

이어서, 에어튜브 제조를 위한 원형지그(미도시됨)에 내측 부직포(11)를 감고, 그 위에 나이론 와이어(13)로 감은 다음, 다시 외측 부직포(12)를 감아줌으로써, 2장의 부직포(11,12)가 나이론 와이어(13)를 사이에 두고 적층된 단면 구조를 이루게 된다.

특히, 부직포(11,12)를 감아줄 때, 오버랩(overlapping)되는 부위에는 핫멜트(14)가 함께 감아져서 부직포를 접착 고정시키고, 이때 핫멜트는 굳어진 후에 원형의 에어덕트 형상을 유지시켜주는 기능을 하게 된다.

다음으로, 부직포의 강성 및 기공도 조절을 위한 외부 부직포의 외면에 발수 코팅액을 분사시켜 코팅층(15)을 형성하는 공정이 진행됨으로써, 부직포 기반의 흡음 에어덕트가 완성된다.

이렇게 부직포 기반의 에어덕트 제조 후, 외부로부터 물 유입을 방지하기 위하여 도 4에서 보듯이 PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름 커버(16)를 별도로 덕트 외부에 부착하는 공정이 더 진행된다.

즉, 부직포 기반의 에어덕트 표면에 부착되는 PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름 커버(16)는 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이, 에어덕트 표면에 코팅된 것과 같이 완전히 밀착되지 않고, 팔에 토시를 끼우듯이 에어덕트를 커버하는 상태가 된다.

이때, 상기 코팅액을 부직포 표면에 코팅하여 코팅층(15)을 형성하는 것과, PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름 커버(16)을 부착하는 것 중 하나만을 선택할 수 있다.

그러나, 부직포 기반의 흡음 에어덕트가 차량내에 장착되어 실제 사용될 때, PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름이 찢어지는 등의 파손이 발생할 위험이 많고, 파손시 외부의 물이나 먼지 등의 오염 물질이 덕트내로 유입될 수 있으며, PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름 커버 사용에 따른 공정 추가로 원가 상승의 원인이 되는 단점이 있다.

또한, 부직포에 기공도 조절을 위한 발수 코팅을 한 경우에는 부직포의 기공을 통하여 물이나 먼지 등의 오염 물질이 덕트 내부로 유입될 수 있는 단점이 있다.

이렇게 부직포 기반의 흡음 에어덕트의 손상은 흡음 성능 저하를 초래하고, 외기 유입량이 많아 지게 되면 엔진쪽으로 물 유입이 되어 차량의 심각한 손상이 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름과 같은 필름부재 위에 접착제를 도포한 후, 그 위에 부직포를 접착하여, 부직포와 필름부재가 일체로 밀착되며 접착된 필름부재 일체형 부직포를 구비하고, 이를 나이론 와이어와 핫 멜트와 함께 에어덕트 형상으로 감아줌으로써, 엔진에서 발생되는 토출음 및 에어 흐름에 의한 소음을 용이하게 흡음시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부로부터 물이나 먼지 등의 이물질을 용이하게 차단시킬 수 있도록 한 자동차용 흡음 에어덕트 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 필름부재와; 필름부재 위에 접착제를 도포한 후, 그 위에 외표면이 접착되는 외측 부직포와; 와이어를 사이에 두고 외측 부직포의 내면에 적층되는 내측 부직포와; 외측 및 내측 부직포가 에어덕트 형상으로 감길 때, 오버랩되는 부분에 함께 감겨서 외측 및 내측 부직포를 접합시키는 핫멜트; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음 에어덕트를 제공한다.

바람직하게는, 상기 필름부재는 PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름으로 채택된 것임을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 필름부재 위에 접착제를 도포하는 단계와; 외측 부직포의 외표면을 접착제 위에 접착하여, 필름부재와 일체화시키는 단계와; 에어튜브 제조를 위한 원형지그에 내측 부직포를 감아주되, 오버랩되는 부분에 핫멜트를 적용하여 함께 감아주는 단계와; 내측 부직포 위에 나이론 와이어를 감은 다음, 필름부재와 일체화 된 외측 부직포를 내측 부직포 위에 감아주되, 오버랩되는 부분에 핫멜트를 적용하여 함께 감아주는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음 에어덕트 제조 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 필름부재는 PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름으로 채택되고, 그 위에 그라비어 포팅 방식으로 접착제가 도포되는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름과 같은 필름부재 위에 접착제를 도포한 후, 그 위에 부직포를 접착한 필름부재 일체형 부직포를 미리 구비하여, 이를 나이론 와이어와 핫 멜트와 함께 에어덕트 형상으로 감아줌으로써, 기존 플라스틱 및 부직포 에어덕트 대비 엔진에서 발생되는 토출음 및 에어 흐름에 의한 소음을 용이하게 흡음시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 부직포의 외표면에 필름부재가 마치 코팅층과 같이 일체로 형성됨에 따라, 외부로부터 물이나 먼지 등이 에어덕트의 내부로 침투하는 것을 용이하게 차단시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 흡음 에어덕트 및 그 제조 방법을 설명하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 흡음 에어덕트를 나타낸 시제품 사진,
도 3은 종래의 자동차용 흡음 에어덕트 및 그 제조 방법을 설명하는 도면,
도 4는 종래의 자동차용 흡음 에어덕트를 보여주는 사진,
도 5 및 도 6은 본 발명의 흡음 에어덕트와 종래의 흡음 에어덕트의 흡음성능을 비교한 측정 그래프,
도 7은 차량의 흡기계 구성을 나타낸 개략도,
도 8 및 도 9는 플라스틱 에어덕트의 노이즈 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 기존의 부직포를 이용한 에어덕트 대비 흡음 성능 뿐만 아니라 이물질 차단 효과를 크게 향상시킬 수 있도록 가장 외부에 위치되는 외측 부직포의 외표면에 필름부재를 일체화시킨 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 필름부재(20)와 외측 부직포(12)를 일체화시키는 작업이 선행된다.

상기 필름부재(20)는 PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름으로 채택되며, 이물질 차단 및 흡음을 위한 어떠한 필름도 사용 가능하다.

따라서, 상기 필름부재(20) 즉, PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름 위에 접착제(21)를 도포한 후, 접착제(21) 위에 외측 부직포(12)를 접착시킴으로써, 외측 부직포(12)의 외표면에 필름부재(20)가 일체로 접착되는 상태가 된다.

보다 상세하게는, 상기 필름부재(20) 즉, PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름 위에 그라비어 인쇄 방식과 같은 그라비어 포팅 방식으로 접착제(21)를 균일하게 도포하고, 접착제(21) 위에 외측 부직포(12)의 외표면을 접착시킴으로써, 필름부재(20)가 일체화 된 외측 부직포(12)가 구비된다.

이렇게 필름부재(20)가 일체화 된 외측 부직포(12)와 함께, 나이론 와이어(13), PET 핫멜트(14), 필름부재가 접착되지 않은 내측 부직포(11)를 구비하면, 에어덕트 제조를 위한 재료 준비가 완료된다.

이어서, 에어튜브 제조를 위한 공지의 원형지그(미도시됨)에 내측 부직포(11)를 감아주는 동시에 내측 부직포(11)가 감길 때 오버랩되는 부분에 핫멜트(14)를 함께 감아준다.

이때, 상기 핫멜트(14)는 내측 부직포(11)의 오버랩 부분을 접합시키는 역할 뿐만 아니라, 응고후 에어덕트 형상(예를 들어, 원통형)을 유지시키는 역할을 한다.

다음으로, 상기 내측 부직포(11) 위에 에어덕트 형상 유지 및 보강을 위한 나이론 와이어(13)를 감아주되, 내측 부직포(11)의 길이방향을 따라 등간격으로 감아준다.

이어서, 상기와 같이 구비된 필름부재와 일체화 된 외측 부직포(12)를 내측 부직포(11) 및 와이어(13) 위에 감아주는 동시에 마찬가지로 외측 부직포(12)가 감길 때 오버랩되는 부분에 핫멜트 함께 감아줌으로써, 핫멜트에 의하여 내측 및 외측부직포(11,12)가 접합되는 상태가 되어, 본 발명의 흡음 에어덕트가 완성된다.

이와 같이 완성된 본 발명의 흡음 에어덕트(필름부재와 부직포 일체형 덕트)와, 기존의 플라스틱 기반의 다공성 덕트와 기존의 필름부재가 없는 부직포 기반의 덕트에 대한 엔진 토출소음 및 방사소음에 대한 흡음 성능을 측정하였는 바, 그 결과는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같다.

도 5에서 보듯이, 본 발명의 흡음 에어덕트는 엔진 토출음에 대하여 기존의 다공성 덕트와 동등 수준의 흡음 성능을 나타냄을 알 수 있었다.

또한, 도 6에서 보듯이 본 발명의 흡음 에어덕트는 기존의 플라스틱 기반의 다공성 덕트와 필름부재가 없는 부직포 기반의 덕트에 비하여, 엔진 방사음에 대한 흡음 성능이 약 9db 우수함을 알 수 있었다.

이와 같이, 본 발명의 흡음 에어덕트를 필름부재 일체형 부직포를 이용하여 제조함으로써, 엔진에서 발생되는 토출음 및 에어 흐름에 의한 소음을 용이하게 흡음시킬 수 있을 뿐만 아니라, 필름부재에 의하여 물이나 먼지 등과 같은 이물질이 에어덕트의 내부로 침투되는 것을 용이하게 차단시킬 수 있다.

11 : 내측 부직포
12 : 외측 부직포
13 : 와이어
14 : 핫멜트
15 : 코팅층
16 : PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름 커버
20 : 필름부재

Claims (4)

1. PVC 필름 또는 폴리우레탄 필름으로 이루어진 필름부재(20)와;
   상기 필름부재(20) 위에 그라비어 포팅 방식으로 접착제를 도포한 후, 그 위에 외표면이 접착되는 외측 부직포(12)와;
   와이어(13)를 사이에 두고 외측 부직포(12)의 내면에 적층되는 내측 부직포(11)와;
   외측 및 내측 부직포(12,11)가 에어덕트 형상으로 감길 때, 오버랩되는 부분에 함께 감겨서 외측 및 내측 부직포(12,11)를 접합시키는 핫멜트(14);
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음 에어덕트.
   
2. 삭제
3. VC 필름 또는 폴리우레탄 필름으로으로 이루어진 필름부재(20) 위에 그라비어 포팅 방식으로 접착제를 도포하는 단계와;
   외측 부직포(12)의 외표면을 접착제 위에 접착하여, 필름부재(20)와 일체화시키는 단계와;
   에어튜브 제조를 위한 원형지그에 내측 부직포(11)를 감아주되, 오버랩되는 부분에 핫멜트(14)를 적용하여 함께 감아주는 단계와;
   내측 부직포(11) 위에 나이론 와이어를 감은 다음, 필름부재(20)와 일체화 된 외측 부직포(12)를 내측 부직포(11) 위에 감아주되, 오버랩되는 부분에 핫멜트(14)를 적용하여 함께 감아주는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡음 에어덕트 제조 방법.
   
4. 삭제

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