KR101734719B1

KR101734719B1 - 차량용 이종재질 에어호스

Info

Publication number: KR101734719B1
Application number: KR1020150177949A
Authority: KR
Inventors: 정재현; 정회조
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2017-05-11

Abstract

본 발명은 외기를 도입하는 부분과 엔진과 연결되는 부위가 서로 다른 재질로 이루어지는 차량용 이종재질 에어호스에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스는, 엔진으로 외기를 도입하기 위해 에어클리너(1)와 터보차저(2) 사이에 설치되는 에어호스에 있어서, 에어클리너(1)에 연결되는 호스본체(11)와, 상기 호스본체(11)와 다른 재질로 이루어지고, 상기 호스본체(11)와 상기 터보차저(2) 사이에 끼워지는 어댑터(12)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 이종재질 에어호스{AIR HOSE USING DIFFERENT MATERIALS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 엔진으로 외기를 도입하는 에어호스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외기를 도입하는 부분과 엔진과 연결되는 부위가 서로 다른 재질로 이루어지는 차량용 이종재질 에어호스에 관한 것이다.

차량에는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부로부터 차량의 엔진의 내부로 외기를 도입하기 위한 에어호스(10)가 설치된다.

상기 에어호스는 일단은 에어클리너에 연결되어 외기를 도입하고, 타단은 상기 엔진의 일측에 연결된다.

예컨대, 도 2에 도시된 바와 같은 형태로 에어호스(10)가 형성될 수 있고, 상기 에어호스(10)의 일단에는 에어클리너 연결부(111)를 통하여 에어클리너(1)에 연결되고, 타단은 터보 연결부(112)를 통하여 터보차저(2)의 단부, 즉 컴프레서 측에 연결되고, 도 1 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 클램프(3)를 통하여 고정될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 에어호스(10)는 단일재질로 이루어지기 때문에, 사용환경에 따른 신뢰성을 확보하는데 문제가 있었다.

즉, 외기가 도입되는 에어클리너 연결부(111)는 혹한 환경에서는 상기 에어클리너 연결부(111)로는 영하 수십℃의 차가운 공기가 유입되지만, 상기 터보 연결부(112)는 엔진으로부터 전달된 열에 의해 약 180℃ 이상의 조건에 노출된다. 상기 에어클리너 연결부(111)는 항상 진동을 받는 부분이므로 혹한환경에서도 내진동성이 확보되어야 하고, 터보 연결부(112)는 내열성능이 요구된다.

그러나, 상기 에어호스(10)가 단일 재질의 고무재로 이루어지기 때문에, 혹한 또는 고온 조건에서 내구 신뢰성을 확보하는데 문제가 있었다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '에어 인테이크 호스'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 10-1527025B

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 에어클리너와 연결되는 부위와 터보 차저에 연결되는 부위를 서로 다른 재질에 의해 제작되어, 각 부위에서 요구되는 성능이 발휘되도록 한 차량용 이종재질 에어호스를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스는, 엔진으로 외기를 도입하기 위해 에어클리너와 터보차저 사이에 설치되는 에어호스에 있어서, 에어클리너에 연결되는 호스본체와, 상기 호스본체와 다른 재질로 이루어지고, 상기 호스본체와 상기 터보차저 사이에 끼워지는 어댑터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 호스본체는 에피클로로히드린(Epichlorohydrine) 고무를 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 호스본체는 에피클로로히드린과 에틸렌옥사이드(ethylene oxide)의 공중합체를 재질로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 호스본체는 상기 에어클리너와 상기 어댑터를 연결하도록 휘어지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 어댑터는 불소고무 또는 실리콘 고무인 것을 특징으로 한다.

상기 어댑터는 상기 터보차저의 단부로부터 상기 호스본체의 단부를 향하도록 축중심이 직선으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 호스본체는 상기 어댑터보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 호스본체와 상기 어댑터가 연결되는 부위에는, 상기 호스본체의 하단에 상기 어댑터의 단부를 수용하는 연결부가 형성되고, 상기 어댑터에는 상기 연결부에 삽입되는 접속부가 형성되며, 상기 호스본체 연결부의 내측면과 상기 어댑터 접속부의 외측면 사이에 위치하고 상기 어댑터의 둘레에 끼워지는 링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연결부의 내측면과 상기 접속부의 외측면 사이와 상기 링부재의 내측면과 상기 어댑터의 외측면 사이에는 각각 접착제가 도포되는 것을 특징으로 한다.

상기 접착제는 에폭시를 재질로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 링부재는 금속재를 재질로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 어댑터는 상기 접속부로부터 연장되게 형성되고 상기 접속부의 외경보다 작은 내경을 갖도록 형성된 체결부의 외측에 조이게 설치되는 클램프에 의해 상기 터보차저의 단부에 연결되고, 상기 링부재는 상기 체결부와 상기 터보차저의 단부로부터 이격된 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결부의 내측면과 상기 접속부의 외측면 사이에서 상기 링부재가 설치되지 않는 구간에는 상기 연결부의 내측면과 상기 접속부의 외측면이 서로 이격된 방열틈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 링부재의 내부에 상기 링부재의 둘레방향을 따라 중공부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 링부재는 일측이 개방되게 형성되어 상기 링부재의 단면이 'U'자 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 링부재에서 상기 에어클리너를 향하는 일측이 개방되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스에 따르면, 에어호스에서 에어클리너에 연결되는 부위와 터보차저에 연결되는 부위의 재질을 서로 다른 재질로 이루어지도록 함으로써, 각 부위에서 요구되는 성능을 발휘할 수 있다.

즉, 에어호스가 에어클리너와 연결되는 부위는 내진동성이 우수한 재질로 이루어지고, 터보차저와 연결되는 부위는 내열성이 우수한 재리로 이루어짐에 따라, 혹한 환경에서도 에어클리너와 연결되는 부위에서 발생하는 진동을 감소시킬 수 있고, 터보차저에 연결되는 부위에서는 고온이 되더라도 열해가 방지된다.

또한, 서로 다른 재질이 연결되는 부위에서는 열과 진동이 전달되는 것을 차단할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 에어호스가 엔진룸에 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 에어호스를 도시한 사시도.
도 3은 도 1에서 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스가 엔진룸에 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스에서 일부를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 이종재질 에어호스에서 4의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 이종재질 에어호스에서 이종재질이 연결되는 부위의 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 이종재질 에어호스에서 링부재의 부재시 이종재질이 연결되는 부위에서 열해로 변형되는 상태를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 이종재질 에어호스에서 4의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 이종재질 에어호스에서 이종재질이 연결되는 부위의 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스는 차량의 엔진룸에서 에어클리너(1)와 터보차저(2)사이에 설치되는 에어호스(10)를 서로 다른 이종(異種) 재질로 제작하여, 상기 에어클리너(1)와 연결되는 부위에서 요구되는 성능과 상기 터보차저(2)와 연결되는 부위에서 요구되는 성능을 만족하도록 한다.

이를 위해, 에어호스(10)는 상기 에어클리너(1)에 연결되는 호스본체(11)와, 상기 터보차저(2)에 연결되는 어댑터(12)로 제작한 후, 상기 호스본체(11)와 상기 어댑터(12)를 조립하여 상기 에어호스(10)가 되도록 한다.

한편, 상기 호스본체(11)와 상기 어댑터(12)를 이루는 재질에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

호스본체(11)는 외부로부터 도입되는 공기의 온도에 상관없이 일정한 내진동성을 확보할 수 있고, 차량의 주행환경에 따라 폭 넓은 온도범위에 대하여 변형이 적은 재료로 이루어지도록 한다.

예컨대, 상기 호스본체(11)는 ECO고무, 즉 에피클로로히드린(Epichlorohydrine) 고무를 재질로 하여 이루어 질 수 있다. 상기 에피클로로히드린(Epichlorohydrine) 고무는 에피클로로히드린과 에틸렌옥사이드(Ethylene oxide)의 공중합체로서, 저온에서도 우수한 반발탄성과 유연성을 갖는 고무재질이다.

따라서, 상기 호스본체(11)를 에피클로로히드린 고무를 재질로 하여 제작하면, 혹한환경에서도 상기 호스본체(11)의 반발탄성과 유연성이 우수해져 내진동성이 향상된다.

또한, 호스본체(11)를 상기 에어클리너(1)와 어댑터(12)를 연결하도록 휘어지도록 용이하게 성형할 수 있다. 상기 에어클리너(1)는 상기 터보차저(2)보다 상부에 위치하므로, 상기 에어호스(10)가 상기 에어클리너(1)와 상기 터보차저(2)를 연결하기 위해서는 휘어지게 형성해야 하는데, 상기 호스본체(11)를 휘어지도록 성형함으로써, 상기 에어호스(10)가 상기 에어클리너(1)와 상기 터보차저(2)를 연결하도록 한다.

상기 호스본체(11)의 상단은 상기 에어클리너(1)에 연결되고, 상기 호스본체(11)의 하단은 어댑터에 연결되도록 나머지 부분보다 내경이 크게 형성된 연결부(11a)가 된다.

어댑터(12)는 터보차저(2)의 단부에 연결되므로, 상기 터보차저(2)의 작동에 의해 상기 터보차저(2)의 온도 상승으로 인한 열해를 극복할 수 있는 재료로 이루어진다.

상기 어댑터(12)는 예컨대, 불소고무(FKM) 또는 실린콘고무(VMQ)를 재질로 하여 이루어짐으로써, 약 180℃ 이상으로 상승하는 터보차저(2)에 의한 열해를 방지하도록 한다.

상기 불소고무(FKM)은, 고무재료중 가장 내열성이 우수한 재료의 하나로서, 약 230정도의 고온까지 사용 가능한 재질이다.

또한, 실리콘 고무(VMQ)는 사용온도범위가 넓은 고무재료로서, 약 200의 고온에서도 사용가능 한 재질이다.

따라서, 상기 어댑터(12)를 상기 불소고무 또는 실리콘 고무를 재질로 하여 제작함으로써, 열해를 방지할 수 있다.

다만, 상기 불소고무와 상기 실리콘 고무는 사출성형이 어려워, 상기 호스본체(11)를 상기 터보차저(2)에 연결하는 용도로 사용된다. 상기 호스본체(11)보다 짧은 길이로 형성되고, 상기 터보차저(2)의 단부로부터 상기 호스본체(11)의 단부, 즉 연결부(11a)를 향하도록 중심축이 직선으로 형성된다.

상기 어댑터(12)는 상기 호스본체(11)의 연결부(11a)에 연결되는 접속부(12a)와, 상기 접속부(12a)로부터 연장되어 상기 터보차저(2)의 단부에 클램프(3)를 통하여 체결되는 체결부(12b)로 이루어진다. 상기 접속부(12a)와 상기 체결부(12b)는 내경이 서로 실질적으로 동일하지만, 외경은 클램프(3)의 체결이 용이하고 두께를 얇게하여 방열이 유리하도록 상기 체결부(12b)가 작게 형성된다.

상기 호스본체(11)와 상기 어댑터(12)를 조립함에 있어서, 상기 호스본체(11)와 상기 어댑터(12) 만으로 조립할 수 있으나, 이러한 경우에는 상기 어댑터(12)로부터 열이 외부로 충분히 발생되지 않아 상기 터보차저(2)의 열이 상기 호스본체(11)로 전달되어 상기 호스본체(11)가 열해를 입어 상기 호스본체(11)와 상기 어댑터(12)가 연결되는 부위가 변형될 우려가 있다(도 8 참조).

따라서, 상기 호스본체(11)의 연결부(11a)와 상기 어댑터(12)의 접속부(12a) 사이에는 링부재(13)를 설치하고, 상기 호스본체(11)의 연결부(11a)는 상기 체결부(12b)와 이격된 위치에서 상기 접속부(12a)에 연결되도록 한다.

상기 링부재(13)는 스틸(steel)과 같은 금속재로 이루어지고, 상기 접속부(12a)의 외측에 끼워진다. 상기 링부재(13)가 상기 접속부(12a)의 외측에 끼워지므로, 상기 링부재(13)는 상기 호스본체(11)의 내측면과 상기 어댑터(12)의 외측면 사이에 위치한다. 특히, 상기 링부재(13)가 상기 어댑터(12)에서 상기 접속부(12a)의 외측면에 끼워지는 바, 상기 링부재(13)는 상기 연결부(11a)의 내측면과 상기 접속부(12a)의 외측면 사이에 설치된다.

상기 호스본체(11)와 상기 어댑터(12)는 서로 다른 재질이므로, 접착이 용이하지 않은데, 상기 연결부(11a)의 내측면과 상기 어댑터(12)의 외측면에 접착제(14)를 도포함으로써, 상기 호스본체(11)와 상기 어댑터(12)가 분리되지 않도록 한다. 특히, 상기 연결부(11a)의 내측면과 상기 어댑터(12)의 외측면 사이에 상기 링부재(13)가 개재되어 있으므로, 상기 접착제(14)는 상기 링부재(13)의 외측면과 내측면에 도포될 수 있다. 즉, 상기 접착제(14)는, 상기 호스본체(11) 연결부(11a)의 내측면과 상기 링부재(13)의 외측면 사이와 상기 링부재(13)의 내측면과 상기 어댑터(12) 접속부(12a)의 외측면 사이에 도포된다. 여기서, 상기 접착제(14)는 에폭시를 재질로 하는 접착제가 적용될 수 있다.

아울러, 상기 호스본체(11)와 상기 어댑터(12)가 연결되는 부위, 즉, 상기 연결부(11a)와 상기 접속부(12a) 사이에는 상기 링부재(13)가 설치되는 구간을 제외한 나머지 구간에 방열을 위한 방열틈(15)이 형성된다. 상기 연결부(11a)의 내측면과 상기 접속부(12a)의 외측면 사이가 서로 이격되도록 간격을 형성하여 방열틈(15)이 형성되도록 함으로써, 상기 터보차저(2)로부터 상기 어댑터(12)로 전해진 열이 상기 호스본체(11)로 전달되지 않도록 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스의 작용에 대하여 살펴보기로 한다.

도 4에는 본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스가 차량의 엔진룸에 설치된 상태가 도시되어 있고, 도 5에는 상기 에어호스(10)가 터보차저(2) 쪽에 연결되는 부위의 단면도가 도시되어 있다.

한편, 도 6에는 도 5의 A부분을 확대한 도면이 도시되어 있다.

차량의 엔진이 구동하면, 상기 터보차저(2)의 온도가 계속해서 상승하게 되다.

이때, 상기 터보차저(2)의 단부에 체결된 접속부(12a)는 상기 터보차저(2)의 단부에 직접 접촉되어 있으므로, 약 180℃ 이상으로 상승한다. 그러나, 상기 체결부(12b)는 상기 접속부(12a)보다 외경이 작게 형성되어 있어서, 상기 터보차저(2)로부터 전달된 열을 외부로 신속하게 방열시켜 상기 체결부(12b)를 신속하게 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 연결부(11a)와 상기 링부재(13)는 상기 어댑터(12)에서 상기 터보차저(2) 및 상기 체결부(12b)로부터 이격된 위치에서 상기 연결부(11a)가 연결되어 있으므로, 상기 체결부(12b)로부터 열이 전달되는 것을 억제한다. 아울러, 상기 접속부(12a)와 상기 체결부(12b)의 외경의 차이로 인하여, 상기 접속부(12a)와 상기 체결부(12b)사이에 단턱이 형성되는 바, 이에 의해서도 열의 전달을 억제한다.

한편, 도 9 및 도 10에는 본 발명에 따른 차량용 이종재질 에어호스의 다른 실시예에 대하여 도시되어 있다.

본 실시예에서 기본적인 구성은 앞서 살펴본 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 상기 링부재(13)의 내부에 중공부(13a)가 형성되도록 한다.

상기 링부재(13)가 상기 어댑터(12)의 외측 둘레를 따라 형성되는 바, 그 내부에 형성되는 중공부(13a)도 상기 어댑터(12)의 둘레방향을 따라 형성된다.

상기 중공부(13a)는 바람직하게는 일측이 개방되게 형성되어, 상기 링부재(13)는 그 단면이 'U'자 형태가 되도록 한다. 바람직하게는 상기 중공부(13a)에서 상기 에어클리너(1)를 향하는 일측이 개방되도록 형성될 수 있다.

상기 상기 링부재(13)에 중공부(13a)가 형성되어 있으므로, 상기 연결부(11a)로부터 상기 접속부(12a)로 전달되는 진동이나, 그 반대방향으로 전달되는 진동을 상기 링부재(13)가 차단할 수 있다.

1 : 에어클리너 2 : 터보차저
3 : 클램프 10 : 에어호스
11 : 호스본체 11a : 연결부
12 : 어댑터 12a : 접속부
12b : 체결부 13 : 링부재
14 : 접착제 15 : 방열틈
16 : 중공부 110 : 에어호스
111: 에어클리너 연결부 112 : 터보 연결부

Claims

엔진으로 외기를 도입하기 위해 에어클리너와 터보차저 사이에 설치되는 에어호스에 있어서,
에어클리너에 연결되는 호스본체와,
상기 호스본체와 다른 재질로 이루어지고, 상기 호스본체와 상기 터보차저 사이에 끼워지는 어댑터를 포함하고,
상기 호스본체와 상기 어댑터가 연결되는 부위에는, 상기 호스본체의 하단에 상기 어댑터의 단부를 수용하는 연결부가 형성되고, 상기 어댑터에는 상기 연결부에 삽입되는 접속부가 형성되며,
상기 호스본체 연결부의 내측면과 상기 어댑터 접속부의 외측면 사이에 위치하고 상기 어댑터의 둘레에 끼워지는 링부재를 더 포함하고,
상기 링부재의 내부에 상기 링부재의 둘레방향을 따라 중공부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제1항에 있어서,
상기 호스본체는 에피클로로히드린(Epichlorohydrine) 고무를 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제2항에 있어서,
상기 호스본체는 에피클로로히드린과 에틸렌옥사이드(Ethylene oxide)의 공중합체를 재질로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제2항에 있어서,
상기 호스본체는 상기 에어클리너와 상기 어댑터를 연결하도록 휘어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제1항에 있어서,
상기 어댑터는 불소고무(FKM) 또는 실리콘 고무(VMQ)인 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제1항에 있어서,
상기 어댑터는 상기 터보차저의 단부로부터 상기 호스본체의 단부를 향하도록 축중심이 직선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제1항에 있어서,
상기 호스본체는 상기 어댑터보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 연결부의 내측면과 상기 접속부의 외측면 사이와 상기 링부재의 내측면과 상기 어댑터의 외측면 사이에는 각각 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제9항에 있어서,
상기 접착제는 에폭시를 재질로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제1항에 있어서,
상기 링부재는 금속재를 재질로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제1항에 있어서,
상기 어댑터는 상기 접속부로부터 연장되게 형성되고 상기 접속부의 외경보다 작은 내경을 갖도록 형성된 체결부의 외측에 조이게 설치되는 클램프에 의해 상기 터보차저의 단부에 연결되고,
상기 링부재는 상기 체결부와 상기 터보차저의 단부로부터 이격된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제1항에 있어서,
상기 연결부의 내측면과 상기 접속부의 외측면 사이에서 상기 링부재가 설치되는 않는 구간에는 상기 연결부의 내측면과 상기 접속부의 외측면이 서로 이격된 방열틈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
삭제
제1항에 있어서,
상기 링부재는 일측이 개방되게 형성되어 상기 링부재의 단면이 'U'자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.
제1항에 있어서,
상기 링부재에서 상기 에어클리너를 향하는 일측이 개방되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 이종재질 에어호스.