KR101662510B1 - 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유리섬유가 내장된 케이스의 양측으로 장착홀이 각각 형성되고, 상기 장착홀에는 배기가스를 이송하는 파이프가 장착되되, 상기 유리섬유가 차폐되도록 파이프가 보조가드에 결합되어 체결되는 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조에 있어서, 상기 케이스는 장착홀의 테두리에서 스커트가 돌출되고 상기 스커트는 끝단이 파이프의 외주면을 향하도록 절곡되어 보조가드와 이격된 보호면을 형성하되, 상기 파이프가 관통하도록 보호면에 관통홀이 형성 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은, 케이스에 내장된 보조가드의 노출을 방지하여 외부 이물질의 유입을 차단하고 내구수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조{Structure for preventing foreign-body from entering into vehicle's muffler}

본 발명은 차량용 머플러의 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스틱 케이스로 구성되며 내부에 유리섬유재인 파이프가드를 내장하되 상기 파이프가드를 보호하도록 보조가드가 장착된 머플러 구조에 있어 보조가드가 수분 및 제설재 등과 같은 외부 이물질에 노출되지 않도록 구성된 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조에 관한 것이다.

일반적인 차량의 배기장치는 엔진의 배기가스를 엔진의 외부로 유도하는 배기매니폴드와, 일단이 상기 배기매니폴드에 연결되되 타단은 차체의 길이 방향을 따라 차체의 후방으로 연장되며 차체의 하부에 결착되는 배기파이프 및 상기 배기파이프의 연장 경로에 설치된 촉매컨버터(catalytic converter)와 머플러(muffler) 등을 포함하고 있다.

상기 머플러는 배기파이프의 소정 위치에 팽창실을 마련하여 내벽 간의 음파 반사나 공명 현상을 이용하여 배기소음을 감쇠하는 구조를 갖는다. 이러한 머플러는 배기가스의 유동시 음파와의 마찰에 의해 음향에너지를 줄이도록 흡음재가 장착되기도 한다.

도 1a 는 종래의 일반적인 금속재 머플러 구조의 단면도이다. 도면을 참조하면, 밀폐된 케이스(10)의 내부에는 다수의 배플(11)이 소정의 간격을 두고 일체로 부착되어 금속재 케이스(10)의 내부를 다수 개의 챔버(chamber)로 구획하되, 케이스(10)의 내부로 배기가스를 유입시키는 유입파이프(15)는 상기 케이스(10)로 일측에서 내설된다. 상기 유입파이프(15)를 통하여 유입된 배기가스는 전방 챔버(FC)에서 확산됨과 동시에 제1중앙챔버(CC1)로 분산됨으로서 소음이 부분적으로 흡수되어 저감된다. 이후 배기가스는 배플(11)들을 관통하며 제1중앙챔버(CC1)에서 포집되고, 중간파이프(14a)를 통하여 제2중앙챔버(CC2)로 이동하게 된다. 이때 일부 배기가스는 배플(11)들을 관통하여 후방챔버(RC)로 이동하되, 다시 배플(11)을 통하여 제2중앙챔버(CC2)로 이동함으로서 제1유출파이프(12)와 제2유출파이프(13)으로 각각 분리되어 배출된다.

상기와 같은 배기가스의 유동 과정에서 후방챔버(RC)는 공명실 역할을 하며 이를 통한 확장 및 공명을 통해 자동차의 배기소음은 저감된다. 그러나 종래의 메인 머플러를 구비할 경우에 배기가스의 배압이 증대되어 배기가스의 유동이 원활하지 못하게 되고, 이에 엔진의 출력 저하와 배기온도의 상승이 발생하게 된다. 그리고 내부에 배플을 구비하고 확장 및 공명의 효과를 얻기 위해서는 케이스가 일정 크기 이상으로 제작하여야 함으로 주변 부품과의 간섭을 발생시켰으며 배기가스의 고열은 주변 부품에 열해(熱害)를 발생시키기도 하였다.

특히, 상기 케이스 재질로 주로 사용하는 SUS439L 소재와 같은 스테인레스 강판은 열전도도가 높아서 메인 머플러 인근에 장착된 연료탱크나 차체 하단부에 별도의 방열판을 추가가 필요하였다.

또한, 스테인레스 재질의 케이스는 동절기에 제설재로 사용되는 염화칼슘이나 염화나트륨에 노출될 경우 외부 부식 및/또는 발청(rust)이 발생할 가능성이 있었으며, 고온의 배기가스 통과 후 다시 냉각되면 메인 머플러 내부에서 응축되는 산성의 응축수에 의해 관통부식이 발생할 수도 있었다. 이에 따라. 머플러의 내구 성능이 저하되는 문제가 있다. 이를 방지하기 위해선 메인 머플러의 주기적인 교체가 필요하였다.

이러한 문제점을 해결하고자, 본원의 출원인은 머플러 구조의 지속적인 개발을 통하여 특허 출원 10-2009-0111728 호(발명의 명칭: 차량용 소음기)를 2009. 11. 18 자로 출원한 바 있다. 상기 선출원에서는 경량화를 위해 케이스를 플라스틱(합성수지재)으로 구성하고, 케이스 내부에는 도 1b 에 도시된 바와 같이, 다수 개의 소형파이프가 표면에서 돌출되도록 연결된 직관형의 내부파이프; 및 유리섬유로 이뤄진 이중 구조의 파이프가드들(제1파이프가드, 제2파이프가드);이 내장된 머플러 구조가 기재되었다. 상기와 같은 머플러 구조는 배압을 효과적으로 감소시켜 엔진에서 발생하는 배기소음을 저감하고 엔진의 출력을 향상시킬 수 있었다.

상기 내부파이프는 종래의 분리된 구조와는 달리 유입파이프 및 유출파이프가 별도로 나눠지지 않고 일체로 형성되어 케이스를 관통하는 구조이되, 플라스틱 케이스는 내부파이프와 직접적으로 접촉되는 것을 회피하기 위하여 내부파이프가 끼워질 수 있도록 케이스에 형성된 장착홀에 (단열 및 지지 기능을 목적으로) 도우넛 형상을 갖는 보조가드를 장착되는 구조를 갖는다. 상기 보조가드는 직조된 유리섬유로 제작되어 도 1c 에 도시된 바와 같이, 배기가스를 차단하도록 실리콘링이 끼워져 케이스 내부에 장착되되, 제1파이프가드 및 제2파이프가드와는 금속판을 사이에 두고 이격되어 장착되었다. 상기 보조가드는 플라스틱 케이스와 내부파이프 간의 진동의 전도를 억제하며 외부로 열이 발산되는 것을 억제하였다.

하지만, 상기와 같은 구조의 머플러는 보조가드가 도 1b, 1c 에 도시된 바와 같이 외부에 직접 노출되는 구조로서 차체진동이나 외부 충격에 의해 보조가드를 구성하는 유리섬유의 일부가 이탈되거나 파손될 수 있는 문제점이 있었다. 이와 같은 유리섬유의 노출은 미관상 이득이 되지 않으므로 상품성을 저하시킬 수 있었으며, 유리섬유의 가루 또는/및 분진은 차량 조립라인의 작업환경을 저해시킬 우려가 있었다.

아울러, 빗물이나 제설제가 유입되면 보조 가드의 유리섬유는 점차적으로 노화가 촉진되었고, 단열과 흡음성능의 저하를 가져올 수 있었다. 그리고, 이렇게 유입된 수분과 이물질에 의해 머플러 내부는 수분이 누적되어 출렁임 등과 같은 부차적인 문제를 유발할 가능성도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서 외부로부터 수분이나 이물질 유입을 방지함으로서 단열재 및 방음재 기능을 하는 보조가드가 제 기능을 원활히 수행할 수 있도록 개선된 차량용 머플러 구조를 제공하는데 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유리섬유가 내장된 케이스의 양측으로 장착홀이 각각 형성되고, 상기 장착홀에는 배기가스를 이송하는 파이프가 장착되되, 상기 유리섬유가 차폐되도록 파이프가 보조가드에 결합되어 체결되는 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조에 있어서, 상기 케이스는 장착홀의 테두리에서 스커트가 돌출되고 상기 스커트는 끝단이 파이프의 외주면을 향하도록 절곡되어 보조가드와 이격된 보호면을 형성하되, 상기 파이프가 관통하도록 보호면에 관통홀이 형성 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 스커트는 관(管, pipe) 형상이고, 하단에는 드레인홀이 형성된다.

그리고, 상기 보조가드와 보호면 사이에는 파이프가 관통하는 차단부재가 장착되되, 상기 차단부재는 외경(external diameter)이 관통홀의 내경(inside diameter) 보다 더 크게 형성된다.

아울러, 상기 차단부재는 링 형상이되 테두리 끝단은 보호면을 향하여 절곡되어 방지턱이 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 케이스에 내장된 유리섬유의 노출을 방지하며 외부 이물질의 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 보조가드의 주재료인 유리섬유를 외부에 노출시키지 않고 비산을 방지함으로서 작업환경의 개선을 도모할 수 있고, 아울러, 머플러의 내구 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다. 또한, 주변 부품으로의 열 전도 차단 효과를 기대할 수 있으므로 열해에 따른 문제점 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 플라스틱 케이스가 적용된 차량용 흡음형 머플러 본연의 기능을 충분히 수행할 수 있다.

도 1a 는 종래의 일반적인 머플러 구조를 도시한 단면도,
도 1b 는 본원 출원인이 선출원한 바 있는 종래의 머플러 구조의 사시도와 A-A 단면도 및 실시품의 촬영 사진,
도 1c 는 본원 출원인이 선출원한 바 있는 종래의 머플러 구조의 단면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조,
도 3 은 본 발명에 따른 차단부재의 사시도 및 B-B 단면도.

본 발명에 따른 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조는, 배기가스가 원활하게 유동될 수 있는 단순한 흡음 구조로 구성되어 배기가스의 배압을 감소시킴으로서 엔진의 출력 향상을 도모하고, 부피 및 중량을 저감시켜 장착성을 개선하며, 주변 부품으로의 열전달을 차단하여 주변 부품의 열해를 방지하도록 플라스틱 케이스가 적용되되, 내구성능을 개선하고 상품성을 향상시키며 조립환경을 개선하도록 보호가드를 차폐하는 스커트가 케이스에 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 머플러의 구조는 케이스(100);와 직관 형상으로서 배기가스를 유동시키며 상기 케이스에 내설되어 케이스의 양측을 관통하되 표면에 복수의 타공홀이 형성되고 상기 타공홀에 소형파이프(51)들이 장착된 파이프(50);와 유리섬유 재질로서 상기 파이프(50) 및 소형파이프(51)의 외부를 감싸도록 장착된 제1내부파이프가드(60);와 유리섬유 재질로서 상기 제1내부파이프가드(60)를 감싸도록 장착된 제2내부파이프가드(70); 및 상기 케이스(100)의 장착홀을 차폐하도록 장착되되, 직조된 유리섬유로 제조되고 상기 제1파이프가드(60) 및 제2파이프가드(70)와 격리되도록 금속판(32) 및 실리콘링(31)과 함께 장착되는 보조가드(30)를 포함하며 스커트(10)가 추가적으로 구성된다. 이와 같이 구성된 머플러는 배기가스의 유동시 흡음 및 단열 기능을 제공한다. (한편, 도면상에서는 제1파이프가드와 제2파이프가드가 문자로만 기재되었으나 도 1b 의 A-A 단면도와 같이 파이프를 이중으로 감싸며 케이스 내부에서 충만하게 채워진 상태이다.)

참고적으로, 상기 케이스는 용융점이 300℃ 이상인 고내열 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루지며 일반적인 사출성형방식으로 제작되는 것이 바람직하다. 그리고, 고온의 배기가스 유동시 파이프의 표면온도는 400℃ 이상이므로 케이스의 열해를 방지하고자 케이스 양측의 장착홀에 끼워져 파이프가 관통하는 상기 보조가드는 글라스울(glass wool) 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 케이스(100)는 내부에서 제1내부파이프(60)가드와 제2내부파이프가드(70)가 이중으로 파이프(50)를 감싼 상태로 장착되되, 보조가드(30)가 끼워진 장착홀에서 상기 장착홀의 테두리를 따라 스커트(10)가 연장되어 돌출형성되거나 또는 별도로 제작되어 결합된다. 상기 스커트(10)는 파이프(50) 보다 직경이 확장된 관(pipe) 형상이되, 끝단이 파이프(50)의 외주면을 향하도록 절곡되어 보조가드(30)와 이격되어 마주하게되는 보호면(11)을 형성한다. 상기 파이프(50)가 보호면(11)을 관통할 수 있도록 보호면(11)의 중앙에는 관통홀(12)이 형성된다.

그리고, 상기 보호면(11)과 보조가드(30) 사이에는 도 3 에 도시된 바와 같은 차단부재(20)가 장착된다. 상기 차단부재(20)는 파이프(50)에 끼워질 수 있는 링(ring)형상이되, 관통홀(12)과 파이프 사이에 형성된 간극(間隙)을 통하여 유입될 수 있는 수분 및 이물들을 더 효율적으로 차단할 수 있도록 그 외경이 관통홀(12)의 내경보다 더 크게 형성된다. 아울러, 이물의 유입을 더 효율적으로 차단할 수 있도록 차단부재(20)의 끝단은 테두리를 따라 보호면을 향하도록 절곡되어 방지턱(21)이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 관통홀(12)을 통하여 유입된 수분 및 이물들이 스커트(10) 아래로 배출될 수 있도록 스커트(10)의 하부면에는 드레인홀(drain hole)(13)이 가공된다. 상기 드레인홀(13)은 차단부재(20)와 보조가드(30) 사이에 형성되는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 드레인홀(13)이 형성된 위치에서 보조가드(30)가 향하게 되는 방향에는 이물 및 수분이 보조가드(30)에 접촉하지 못하도록 보호턱(14)이 돌출형성되거나 추가적으로 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 차단부재(20)는 파이프(50)와 동일재질로서 파이프(50)에 용접 등으로 고정된 상태로 장착되는 것이 바람직하다. 그리고, 스커트(10)는 케이스(100)와 별도로 제작되어 파이프(50)가 결합된 후 케이스(100)에 추가적으로 결합되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성을 갖는 본 발명의 머플러는, 외부 이물 및 수분이 보조가드에 접촉되는 것을 방지하여 보조가드의 기능저하를 원천적으로 차단한다. 이에 따라, 머플러의 내구수명을 향상시키는 효과가 있다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 스커트
20 : 차단부재
30 : 보조가드
50 : 파이프
60 : 제1파이프가드
70 : 제2파이프가드
100 : 케이스

Claims (5)

1. 유리섬유가 내장된 케이스의 양측으로 장착홀이 각각 형성되고, 상기 장착홀에는 배기가스를 이송하는 파이프가 장착되되, 상기 유리섬유가 차폐되도록 파이프가 보조가드에 결합되어 체결되는 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조에 있어서,
   상기 케이스는 장착홀의 테두리에서 스커트가 돌출되고 상기 스커트는 끝단이 파이프의 외주면을 향하도록 절곡되어 보조가드와 이격된 보호면을 형성하되, 상기 파이프가 관통하도록 보호면에 관통홀이 형성되고,
   상기 보조가드와 보호면 사이에는 파이프가 관통하는 차단부재가 장착된 것을 특징으로 하는 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스커트는 관(管) 형상이고, 하단에는 드레인홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 차단부재의 외경(external diameter)은 관통홀의 내경(inside diameter) 보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 차단부재는 링 형상이되 테두리 끝단은 보호면을 향하여 절곡되어 방지턱이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 머플러의 이물 유입 방지 구조.
   

Images