KR101655691B1 - 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너 - Google Patents

탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너 Download PDF

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서용교
윤태민
곽승윤
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 에어클리너는 대기상의 외기를 내부 공간으로 도입하는 에어클리너 바디(10)에 수용된 부직포 일체형 필터(40)의 필터후크 슬롯(40-1)에 끼워져 부직포 일체형 필터(40)에 필터 고정력을 가하는 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)가 내벽면에 고정되고, 상기 외기를 배출하도록 상기 에어클리너 바디(10)와 결합되는 에어클리너 커버(20)를 포함함으로써 엔진의 흡기 부압에 의한 공기의 통기저항과 엔진 내열 및 진동내구에 의한 부직포 일체형 필터(40)의 기밀성 저하와 더불어 파손 현상이 방지되고, 특히 필터 설계의 변경없는 성능 개선으로 부직포 일체형 필터(40)의 가격 경쟁력을 그대로 유지하는 특징이 있다.

Description

탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너{Filter Integrated Non-Woven Fabric Elastic Press Force Fixing type Air Cleaner}
본 발명은 에어클리너에 관한 것으로, 특히 고 부압 시 공기의 통기저항에 의한 필터 들뜸을 차단함으로써 가격 경쟁력 장점을 유지한 채로 성능개선이 이루어진 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너에 관한 것이다.
일반적으로 차량 흡기계에 구비됨으로써 엔진이 깨끗한 외기를 공급받을 수 있도록 하는 에어클리너는 필터 종류에 따라 부직포 여지 필터타입 에어클리너, PAPER 여지 필터타입 에어클리너, 부직포 일체형 필터타입 에어클리너로 구분된다.
구체적으로, 상기 부직포 여지 필터타입 에어클리너는 부직포 여지가 별도 제조된 플라스틱 프레임에 담기고, 별도의 고무 씰로 기밀처리를 수행하며, 에어클리너 케이스의 내부로 수용된다. 상기 PAPER 여지 필터타입 에어클리너는 건식과 오일을 묻힌 습식으로 여지가 구분되고, 우레탄 씰이 여지를 둘러싼 테두리로 적용되어 기밀처리를 수행하며, 에어클리너 케이스의 내부로 수용된다. 상기 부직포 일체형 필터타입 에어클리너는 부직포 여지가 플라스틱 프레임과 일체로 사출 성형되고, 에어클리너 케이스의 내부 구조를 이용해 기밀 처리된다.
특히, 상기 부직포 일체형 필터는 기타 필터에 비해 가격경쟁력을 가짐으로써 상기 부직포 일체형 필터타입 에어클리너도 가격경쟁력을 갖는 장점이 있다.
국내등록특허공보 10-0764994(2007년10월01일)
하지만, 상기 부직포 일체형 필터타입 에어클리너는 가격경쟁력을 장점으로 하는 반면 결합 시 여지고정가이드로 삽입된 후 기밀성 확인을 필요로 함으로써 작업성이 낮고, 특히 기밀성이 취약하다는 단점도 공존한다.
취약한 기밀성의 한 예는 통기저항에 의한 것이다. 일례로, 상기 부직포 일체형 필터타입 에어클리너는 엔진 부압 과다 시 부압에 의한 필터 빠짐으로 에어클리너와 필터의 기밀성이 저하되고, 특히 터보 부압은 여지와 일체화된 일반 플라스틱 프레임 파손을 가져올 수 있다.
취약한 기밀성의 다른 예는 엔진 내열 및 진동내구에 의한 것이다. 일례로, 상기 부직포 일체형 필터타입 에어클리너는 열 및 진동으로부터 필터 고정 상태를 유지하지 못함으로써 에어클리너와 필터의 기밀성이 저하되고, 저하된 기밀성은 이물질을 엔진쪽으로 보내줌으로써 엔진 이물질 유입에 따른 실린더 블록 파손 우려를 가져오며, 특히 열에 의한 내구성을 위해선 일반 재질보단 특수 재질(예, LM 재질)을 적용할 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 엔진의 흡기 부압에 의한 공기의 통기저항이 발생하는 부직포 일체형 필터의 들뜸 현상을 에어클리너의 내부에서 가하는 가압력으로 잡아줌으로써 공기의 통기저항과 엔진 내열 및 진동내구에 의한 필터 기밀성 저하와 더불어 필터 파손 현상이 방지되고, 특히 부직포 일체형 필터의 구조변경 없이 에어클리너 바디나 커버 구조 변경 만으로 성능 개선이 이루어짐으로써 부직포 일체형 필터의 가격 경쟁력 장점을 그대로 유지할 수 있는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너는 대기상의 외기를 내부 공간으로 도입하고, 필터후크 슬롯의 간격으로 배열된 다수개의 여지를 갖춘 부직포 일체형 필터가 수용되는 에어클리너 바디; 상기 필터후크 슬롯에 끼워져 상기 부직포 일체형 필터에 필터 고정력을 가하는 필터후크가 내벽면에 고정되고, 상기 외기를 배출하도록 상기 에어클리너 바디와 결합되는 에어클리너 커버; 를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 필터후크는 판스프링 타입으로 이루어지고, 상기 에어클리너 커버와 인서트 사출 성형된다. 상기 판스프링은 상기 필터후크 슬롯에 끼워지는 길이로 고리모양의 수평 가압부를 형성하고, 상기 수평 가압부의 한쪽 끝단을 이루는 어퍼 엔드와 다른쪽 끝단을 이루는 로어 엔드는 각각 상기 에어클리너 커버의 내벽면에 고정되며, 상기 수평 가압부는 상기 로어 엔드로 이어지는 구간이 절곡된 수직 가압부를 형성하고, 상기 수직 가압부는 돌출부위로 상기 부직포 일체형 필터를 눌러준다.
상기 필터후크는 좌측 필터후크와 우측 필터후크로 구성되고, 상기 좌측 필터후크와 상기 우측 필터후크의 각각은 사출성형턱을 이용해 서로 마주보도록 형성되며, 상기 사출성형턱은 상기 에어클리너 커버의 내벽면을 단차진 4면으로 형성하고, 상기 좌측 필터후크와 상기 우측 필터후크의 각각은 일정한 간격으로 다수개 형성된다.
상기 에어클리너 바디는 테두리를 형성한 바디 연결 플랜지와 상기 부직포 일체형 필터보다 아래쪽 위치에서 상기 외기를 내부 공간으로 도입하는 흡기 도입관을 일체로 구비하며, 상기 에어클리너 커버는 테두리를 형성한 커버 연결 플랜지와 상기 외기를 외부로 배출하는 흡기 배출관을 일체로 구비하고, 상기 바디 연결 플랜지가 상기 커버 연결 플랜지로 끼워진다.
상기 에어클리너 바디는 종단면으로 테이퍼진 박스형상 바디로 이루어지고, 상기 박스형상 바디의 내주면에는 상기 부직포 일체형 필터가 안착되는 안착면을 형성한다.
상기 부직포 일체형 필터에는 상기 여지가 상기 필터후크 슬롯을 배열간격으로 담겨진 플라스틱 프레임이 포함된다.
이러한 본 발명의 에어클리너는 에어클리너 내부 구조를 이용한 가압방식 고정으로 부직포 일체형 필터의 고정력을 확보해줌으로써 다음과 같은 장점이 구현되는 효과가 있다.
첫째로, 본 발명의 에어클리너는 통기저항(부압)하에서도 향상된 내구로 성능개선이 이루어지고, 특히 사출로 제조되는 부직포 일체형 필터의 단점을 보안한다. 둘째로, 본 발명의 에어클리너는 에어클리너 커버에 일체 사출 성형된 판스프링으로 부직포 일체형 필터의 고정력을 확보해줌으로써 에어클리너 제작성을 향상 시키고, 특히 필터의 플라스틱 사출 공정 축소도 가능함으로써 생산량 증대가 가능하다. 셋째로, 본 발명의 에어클리너는 플라스틱 금형비 및 필터 사출 공정 절감에 의한 원가 절감이 가능함으로써 가격경쟁력이 더욱 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터가 고정되는 구조를 갖는 에어클리너의 내부 단면도이며, 도 2, 3은 본 발명에 따른 부직포 일체형 필터를 에어클리너의 내부에서 탄성 가압력으로 고정하는 필터후크의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 부직포 일체형 필터를 적용한 에어클리너의 조립도이며, 도 5는 본 발명에 따른 필터 후크가 통기저항의 작용하에서 부직포 일체형 필터의 탄성 가압력에 의한 고정력을 유지하는 내부 힘 균형 상태이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너의 내부 단면을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 에어클리너(1)는 에어클리너 바디(10), 에어클리너 커버(20), 좌,우측 필터후크(30-1,30-2), 부직포 일체형 필터(40)를 포함한다.
구체적으로, 상기 에어클리너 바디(10)는 바디 연결 플랜지(11)로 테두리를 형성한 한쪽면이 개방된 직사각 박스형상 바디로 이루어지고, 직사각 박스형상 바디의 한쪽으로 박스형상 바디의 내부로 외기를 도입하도록 돌출된 흡기 도입관(15)을 구비한다. 특히, 상기 에어클리너 바디(10)에는 직사각 박스형상 바디의 내면으로 인서트 사출 성형된 부직포 일체형 필터(40)의 안착용 안착면(13)을 더 구비하고, 금형 빼기 각도를 고려하도록 직사각 박스형상 바디가 바디 연결 플랜지(11)에서 그 하부쪽으로 1.5도 기울여져 테이퍼진 종단면 형상을 이룸으로써 통상적인 사각 종단면 형상의 에어클리너 바디와 차이를 갖는다.
구체적으로, 상기 에어클리너 커버(20)는 커버 연결 플랜지(21)로 테두리를 형성한 한쪽면이 개방된 직사각 박스형상 바디로 이루어지고, 직사각 박스형상 바디의 한쪽으로 에어클리너 바디(10)에 도입된 외기를 외부로 배출하도록 돌출된 흡기 배출관(25)을 구비한다. 특히, 상기 에어클리너 커버(20)의 커버 연결 플랜지(21)에는 서로 대향되는 부위로 제1,2 바디 고정부(23-1,23-2)를 더 형성하고, 상기 제1,2 바디 고정부(23-1,23-2)는 상기 커버 연결 플랜지(21)에 끼워진 상기 바디 연결 플랜지(11)를 고정하도록 후크나 클립이 구비된다. 상기 후크나 상기 클립 고정구조는 상기 에어클리너 바디(10)와 상기 에어클리너 커버(20)에 적용된 통상적인 탈장착식 결합 구조이다.
구체적으로, 상기 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)는 탄성력을 갖는 유연한 재질로 이루어져 인서트 사출 성형됨과 더불어 고리모양을 이루는 판스프링의 탄성력으로 외력에 의해 부직포 일체형 필터(40)가 빠지는 현상을 방지한다. 특히, 상기 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)는 에어클리너 바디(10)의 박스형상 바디 내부로 안착된 부직포 일체형 필터(40)를 고정하는 필터 고정력을 형성하고, 상기 필터 고정력의 상하 좌우 방향 텐션(Tension)은 부직포 일체형 필터(40)를 측방향가압력과 수직방향가압력으로 잡아줌으로써 엔진의 과 부압 시에도 통기저항에 의한 부직포 일체형 필터(40)의 탈거 현상이 방지될 수 있다.
구체적으로, 상기 부직포 일체형 필터(40)는 부직포 여지가 플라스틱 프레임과 일체로 사출 성형되고, 에어클리너 바디(10)의 박스형상 바디내부에 형성된 안착면(13)을 이용해 조립됨으로써 흡기 도입관(15)보다 더 위쪽에 위치된다. 특히, 상기 부직포 일체형 필터(40)는 필터 여지가 필터후크 슬롯(40-1)으로 구획되고, 상기 필터후크 슬롯(40-1)에는 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)의 각각이 끼워짐으로써 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)의 탄성력에 의한 필터 고정력을 제공받는다.
한편, 상기 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)는 도 2와 도 3을 통해 가압방식 고정구조가 구체화된다.
구체적으로, 상기 에어클리너 커버(20)의 커버 연결 플랜지(21)에는 사출성형턱(21-1)이 더 형성되고, 상기 사출성형턱(21-1)은 커버 연결 플랜지(21)의 안쪽에서 커버 연결 플랜지(21)와 단차를 형성하면서 에어클리너 커버(20)의 내벽면을 단차진 4면으로 형성하도록 사출 성형된다. 그러므로, 상기 에어클리너 커버(20)에 에어클리너 바디(10)가 결합되면, 상기 에어클리너 바디(10)의 바디 연결 플랜지(11)는 상기 에어클리너 커버(20)의 커버 연결 플랜지(21)로 감싸인 상태에서 바디 연결 플랜지(11)의 상면이 사출성형턱(21-1)에 안착된다.
구체적으로, 상기 좌측 필터후크(30-1)는 고리모양을 이루는 판스프링 타입으로 에어클리너 커버(20)의 커버 연결 플랜지(21)의 4면 중 한쪽면에서 사출성형턱(21-1)을 이용해 일정한 간격으로 사출 성형되고, 상기 우측 필터후크(30-2)는 고리모양을 이루는 판스프링 타입으로 제1 필터고정부재(30-1)와 대향되는 면에서 사출성형턱(21-1)을 이용해 일정한 간격으로 사출 성형된다.
일례로, 상기 좌측 필터후크(30-1)와 상기 우측 필터후크(30-2)의 각각은 한쪽 끝단을 이루는 어퍼 엔드(31), 어퍼 엔드(31)에서 연장되어 고리모양으로 감아준 수평 가압부(32), 수평 가압부(32)에서 연장되어 돌출된 절곡구간을 형성한 수직 가압부(33), 수직 가압부(33)에서 연장되어 반대쪽 끝단을 이루는 로어 엔드(34)로 구분된다. 그러므로, 상기 좌측 필터후크(30-1)와 상기 우측 필터후크(30-2)는 동일한 구조로 이루어진다.
한편, 도 4를 참조하면, 에어클리너(1)는 부직포 일체형 필터(40)를 에어클리너 바디(10)의 내부로 수용하고, 에어클리너 커버(20)의 커버 연결 플랜지(21)가 에어클리너 바디(10)의 바디 연결 플랜지(11)를 감싼 상태로 결합되며, 상기 에어클리너 커버(20)의 제1,2 바디 고정부(23-1,23-2)가 후크나 클립을 이용해 바디 연결 플랜지(11)를 고정함으로써 에어클리너 바디(10)와 에어클리너 커버(20)가 조립되고, 조립된 에어클리너 바디(10)와 에어클리너 커버(20)의 내부에서 부직포 일체형 필터(40)가 외부로부터 차단된다. 그러므로, 상기 에어클리너(1)가 차량의 흡기계에 장착되면, 흡기 도입관(15)을 통해 에어클리너 바디(10)의 내부 공간으로 유입된 외기는 부직포 일체형 필터(40)를 지나면서 이물질이 걸러진 상태로 전환되고, 이어 에어클리너 커버(20)의 흡기 배출관(25)으로 배출됨으로써 외기가 이물질 제거된 흡기로 엔진에 공급된다.
한편, 도 5를 참조하면, 부직포 일체형 필터(40)는 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)가 부직포 일체형 필터(40)의 필터후크 슬롯(40-1)으로 각각 끼워짐으로써 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)의 탄성력에 의한 필터 고정력을 제공 받게 된다.
구체적으로, 상기 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)의 고리모양 수직 가압부(33)는 필터후크 슬롯(40-1)으로 끼워진 상태에서 에어클리너 바디(10)의 내벽면을 향해 부직포 일체형 필터(40)를 밀어주고, 상기 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)의 돌출된 수직 가압부(33)는 돌출부위를 이용해 기밀(sealing)형성함과 동시에 부직포 일체형 필터(40)의 상면을 밑으로 눌러준다. 그러므로, 상기 부직포 일체형 필터(40)는 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)가 가하는 측방향가압력과 수직방향가압력의 이중 고정력에 의한 필터 고정력으로 고정된다.
따라서, 에어클리너(1)에 엔진 부압이 작용하고, 에어클리너(1)로 유입된 후 빠져나가는 외기의 공기유동방향이 에어클리너(1)의 내부에서 통기저항을 발생하며, 통기저항이 부직포 일체형 필터(40)에 작용하더라도 부직포 일체형 필터(40)는 필터 고정력으로 탈거가 방지되고 동시에 에어클리너(1)의 기밀성이 유지된다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에어클리너는 대기상의 외기를 내부 공간으로 도입하는 에어클리너 바디(10)에 수용된 부직포 일체형 필터(40)의 필터후크 슬롯(40-1)에 끼워져 부직포 일체형 필터(40)에 필터 고정력을 가하는 좌,우측 필터후크(30-1,30-2)가 내벽면에 고정되고, 상기 외기를 배출하도록 상기 에어클리너 바디(10)와 결합되는 에어클리너 커버(20)를 포함함으로써 엔진의 흡기 부압에 의한 공기의 통기저항과 엔진 내열 및 진동내구에 의한 부직포 일체형 필터(40)의 기밀성 저하와 더불어 파손 현상이 방지되고, 특히 필터 설계의 변경없는 성능 개선으로 부직포 일체형 필터(40)의 가격 경쟁력을 그대로 유지할 수 있다.
1 : 에어클리너 10 : 에어클리너 바디
11 : 바디 연결 플랜지 13 : 안착면
15 : 흡기 도입관
20 : 에어클리너 커버 21 : 커버 연결 플랜지
21-1 : 사출성형턱 23-1,23-2 : 제1,2 바디 고정부
25 : 흡기 배출관
30-1,30-2 : 좌,우측 필터후크
31 : 어퍼 엔드 32 : 수평 가압부
33 : 수직 가압부 34 : 로어 엔드
40 : 부직포 일체형 필터 40-1 : 필터후크 슬롯

Claims (11)

  1. 대기상의 외기를 내부 공간으로 도입하고, 필터후크 슬롯의 간격으로 배열된 다수개의 여지를 갖춘 부직포 일체형 필터가 수용되는 에어클리너 바디;
    상기 필터후크 슬롯에 끼워져 상기 부직포 일체형 필터에 필터 고정력을 가하는 필터후크가 내벽면에 고정되고, 상기 외기를 배출하도록 상기 에어클리너 바디와 결합되는 에어클리너 커버;를 포함하고,
    상기 필터후크는 상기 필터후크 슬롯에 끼워지는 길이로 고리모양의 수평 가압부를 형성하고, 상기 수평 가압부의 한쪽 끝단을 이루는 어퍼 엔드와 다른쪽 끝단을 이루는 로어 엔드는 각각 상기 에어클리너 커버의 내벽면에 고정된
    것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 필터후크는 판스프링 타입으로 이루어지고, 상기 에어클리너 커버와 인서트 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 수평 가압부는 상기 로어 엔드로 이어지는 구간이 절곡된 수직 가압부를 형성하고, 상기 수직 가압부는 돌출부위로 상기 부직포 일체형 필터를 눌러주는 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 필터후크는 좌측 필터후크와 우측 필터후크로 구성되고, 상기 좌측 필터후크와 상기 우측 필터후크의 각각은 사출성형턱을 이용해 서로 마주보도록 형성되며, 상기 사출성형턱은 상기 에어클리너 커버의 내벽면을 단차진 4면으로 형성하는 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 좌측 필터후크와 상기 우측 필터후크의 각각은 일정한 간격으로 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 에어클리너 바디는 바디 연결 플랜지로 테두리를 형성하고, 상기 에어클리너 커버는 커버 연결 플랜지로 테두리를 형성하며, 상기 바디 연결 플랜지가 상기 커버 연결 플랜지로 끼워지는 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 에어클리너 바디는 종단면으로 테이퍼진 박스형상 바디로 이루어지고, 상기 박스형상 바디의 내주면에는 상기 부직포 일체형 필터가 안착되는 안착면을 형성한 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 에어클리너 바디에는 상기 외기를 내부 공간으로 도입하는 흡기 도입관이 일체로 구비되고, 상기 에어클리너 커버에는 상기 외기를 외부로 배출하는 흡기 배출관이 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 흡기 도입관은 상기 부직포 일체형 필터보다 아래쪽으로 위치된 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 부직포 일체형 필터에는 상기 여지가 상기 필터후크 슬롯을 배열간격으로 담겨진 플라스틱 프레임이 포함된 것을 특징으로 하는 탄성 가압력을 이용한 부직포 일체형 필터 고정타입 에어클리너.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0828376A (ja) * 1994-07-11 1996-01-30 Nippondenso Co Ltd 内燃機関用エアクリーナ
KR100764994B1 (ko) 2006-05-11 2007-10-09 현대자동차주식회사 에어클리너 엘리먼트

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