KR101735238B1 - 흡기 매니폴드 - Google Patents

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KR101735238B1
KR101735238B1 KR1020160006309A KR20160006309A KR101735238B1 KR 101735238 B1 KR101735238 B1 KR 101735238B1 KR 1020160006309 A KR1020160006309 A KR 1020160006309A KR 20160006309 A KR20160006309 A KR 20160006309A KR 101735238 B1 KR101735238 B1 KR 101735238B1
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surge tank
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port
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KR1020160006309A
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김승현
최찬규
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말레동현필터시스템 주식회사
말레 인터내셔널 게엠베하
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Abstract

본 발명은 흡기 매니폴드에 관한 것으로서, 일측이 개구된 내부공간(S)을 갖는 서지 탱크(110); 및 상기 서지 탱크(110)의 개구(114)를 복개하고 러너(122a, 122b)를 갖는 포트 커버(120);를 포함하고, 상기 서지 탱크(110)는 일체로 형성되며, 상기 포트 커버(120)는 상기 서지 탱크(110)에 압입 체결될 수 있다. 이에 의하여, 부품의 수가 감소되고, 부품의 형상 및 구조가 단순화되며, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 이에 따라, 원가 및 중량이 절감되고, 공기 누설이 방지되며, 성능 저하와 엔진의 주변 부품과의 간섭 문제가 방지될 수 있다.

Description

흡기 매니폴드{INTAKE MANIFOLD}
본 발명은, 흡기 매니폴드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 엔진 실린더의 내부로 흡기를 공급할 수 있도록 한 흡기 매니폴드에 관한 것이다.
일반적으로, 흡기 매니폴드는 다(多)실린더 기관(이하, 엔진)의 흡기관을 몇 개 실린더마다 하나로 모은 것으로서, 흡기가 각 실린더에 골고루 분배되도록 설계된다.
즉, 흡기 매니폴드는 그 일측에 서지 탱크(surge tank) 및 그 서지 탱크로부터 분기되는 복수의 러너를 구비하여 구성되고, 스로틀밸브를 통과하여 공급되는 공기는 서지 탱크 내에서 혼합된 후에 복수의 러너를 통해 분배되어 엔진의 각 실린더로 공급된다.
이러한 흡기 매니폴드는, 대한민국 공개특허공보 10-2010-0090022호에 개시된 바와 같이, 복수의 쉘(shell)이 서로 조립되어 형성된다. 즉, 종래의 흡기 매니폴드는, 서로 분할된 복수의 쉘이 구비되고, 그 복수의 쉘 사이 접촉 부위에 서로 맞물리는 암수 한 쌍의 비드(bead)가 형성되며, 그 암수 한 쌍의 비드가 맞물린 상태에서 융착되어 형성된다.
그러나, 종래의 흡기 매니폴드에 있어서는, 부품의 수가 많고, 부품의 형상 및 구조가 복잡하며, 제조 공정이 복잡하여, 원가 및 중량이 상승되는 문제점이 있었다. 그리고, 부품 간 결합부위가 증가되어 공기 누설의 가능성이 증가되는 문제점이 있었다. 그리고, 비드의 폭이 좁게 형성되는 경우에는 강성 저하로 누설이 발생되고, 누설 방지를 위해 상기 비드의 폭이 넓게 형성되는 경우에는 서지 탱크의 벽 두께가 증가되는 문제점이 있었다. 벽 두께의 증가는 중량 및 원가의 악화를 야기하고, 흡기 매니폴드의 내부공간 축소에 따른 성능 저하를 야기하거나, 흡기 매니폴드의 외부 크기 증가에 따른 엔진의 주변 부품과의 간섭 문제를 야기한다.
대한민국 공개특허공보 10-2010-0090022호
따라서, 본 발명은, 원가 및 중량을 절감하고, 공기 누설을 방지하며, 성능 저하와 엔진의 주변 부품과의 간섭 문제를 방지할 수 있는 흡기 매니폴드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 일측이 개구된 내부공간을 갖는 서지 탱크; 및 상기 서지 탱크의 개구를 복개하고 러너를 갖는 포트 커버;를 포함하고, 상기 서지 탱크는 일체로 형성되며, 상기 포트 커버는 상기 서지 탱크에 압입 체결되는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드를 제공한다.
상기 포트 커버는, 파이프 형태로 형성되는 복수의 러너; 및 상기 복수의 러너로부터 그 복수의 러너 외측으로 연장되고, 상기 서지 탱크의 개구를 복개하는 격벽;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 러너는, 상기 격벽으로부터 상기 서지 탱크의 내부공간 측으로 연장 형성되고, 상기 서지 탱크의 내벽면과 이격되게 형성되며, 상기 서지 탱크의 내부공간을 그 서지 탱크로 유입되는 공기를 일시 저장하는 서지 공간 및 상기 서지 공간의 공기를 엔진의 실린더로 안내하는 러너 공간으로 구획할 수 있다.
상기 러너는 유입구가 토출구보다 크게 형성될 수 있다.
상기 러너는 그 러너의 내경이 상기 토출구 측으로부터 상기 유입구 측으로 갈수록 점진적으로 커지게 형성될 수 있다.
상기 복수의 러너 및 상기 격벽은 일체로 형성될 수 있다.
상기 러너의 벽 두께는 사전에 결정된 값보다 얇게 형성될 수 있다.
상기 러너의 벽 두께는 상기 러너가 복수의 쉘이 융착되어 형성되는 경우보다 얇게 형성될 수 있다.
상기 서지 탱크와 상기 포트 커버 사이에는 실링부재가 개재될 수 있다.
본 발명에 의한 흡기 매니폴드는, 일측이 개구된 내부공간을 갖는 서지 탱크 및 상기 서지 탱크의 개구를 복개하고 러너를 갖는 포트 커버를 포함하고, 상기 서지 탱크가 일체로 형성되며, 상기 포트 커버가 상기 서지 탱크에 압입 체결되도록 형성됨에 따라, 부품의 수가 감소되고, 부품의 형상 및 구조가 단순화되며, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 이에 의하여, 원가 및 중량이 절감되고, 공기 누설이 방지되며, 성능 저하와 엔진의 주변 부품과의 간섭 문제가 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기 매니폴드를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 2의 포트 커버를 후방에서 바라본 사시도,
도 4는 도 2의 액추에이터, 동력전달기구, 플랩, 케이지 및 회전축 사이 연결 관계를 도시한 분해 사시도,
도 5는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서, 플랩이 공기통로를 개방한 상태를 도시한 단면도,
도 6은 도 5의 플랩이 공기통로를 폐쇄한 상태를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡기 매니폴드를 도시한 단면도로서, 플랩이 공기통로를 개방한 상태를 도시한 단면도,
도 8은 도 7의 플랩이 공기통로를 폐쇄한 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 흡기 매니폴드를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기 매니폴드를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 포트 커버를 후방에서 바라본 사시도이고, 도 4는 도 2의 액추에이터, 동력전달기구, 플랩, 케이지 및 회전축 사이 연결 관계를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서, 플랩이 공기통로를 개방한 상태를 도시한 단면도이며, 도 6은 도 5의 플랩이 공기통로를 폐쇄한 상태를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기 매니폴드는, 유입되는 공기를 일시 저장하는 서지 탱크(110)와 그 서지 탱크(110)에 연통되는 복수의 러너(122a, 122b)를 갖는 매니폴드 몸체(100) 및 상기 복수의 러너(122a, 122b) 중 적어도 하나를 개폐하는 유동강화기구(200)를 포함할 수 있다.
상기 매니폴드 몸체(100)는 상기 서지 탱크(110) 및 상기 복수의 러너(122a, 122b)를 갖는 포트 커버(120)가 결합되어 형성될 수 있다.
상기 서지 탱크(110)는 일측이 개구된 내부공간(S)을 갖도록 형성되고, 상기 개구(114)의 반대측에 상기 서지 탱크(110)의 내부공간(S)으로 공기를 안내하는 유입구(112)가 형성될 수 있다.
상기 유입구(112)는 스로틀밸브(미도시)와 연통되고, 상기 개구(114)는 엔진의 실린더 헤드(미도시) 측에 장착될 수 있다.
그리고, 상기 서지 탱크(110)의 개구(114) 측 내주면에는 후술할 실링부재(130)가 삽입되는 실링부재 삽입홈(116) 및 상기 실링부재 삽입홈(116)과 단차지게 형성되고 상기 포트 커버(120)가 삽입되는 포트 커버 삽입홈(118)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 서지 탱크(110)는 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 서지 탱크(110)는 하나의 피스(piece)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 서지 탱크(110)가 복수의 쉘(shell)의 융착에 의해 형성되는 경우에 비하여, 공기의 누설이 방지되고, 벽 두께가 사전에 결정된 값보다 얇게 형성되며, 원가 및 중량이 절감될 수 있다. 즉, 종래의 서지 탱크는, 서로 분할된 복수의 쉘이 구비되고, 그 복수의 쉘 사이 접촉 부위에 서로 맞물리는 암수 한 쌍의 비드(bead)가 형성되며, 그 암수 한 쌍의 비드가 맞물린 상태에서 융착되어 형성된다. 이에 따라, 종래의 서지 탱크는 구조 및 제조 공정이 복잡하여 원가가 상승된다. 그리고, 상기 비드의 폭이 좁게 형성되는 경우에는 강성 저하로 누설이 발생되고, 누설 방지를 위해 상기 비드의 폭이 넓게 형성되는 경우에는 서지 탱크의 벽 두께가 증가된다. 벽 두께의 증가는 중량 및 원가의 악화를 야기하고, 서지 탱크의 내부공간의 축소에 따른 성능 저하를 야기하거나, 서지 탱크의 외부 크기가 증가에 따른 엔진의 주변 부품과의 간섭 문제를 야기한다. 하지만, 본 실시예에 따른 서지 탱크(110)는 일체로 형성됨에 따라, 구조 및 제조공정이 단순하여 원가가 절감되고, 누설이 미연에 방지되며, 벽 두께가 종래에 경우보다 얇게 형성되어 원가 및 중량 절감뿐만 아니라 서지 탱크(110)의 내부공간(S) 축소에 따른 성능 저하 또는 서지 탱크(110)의 외부 크기 증가에 따른 간섭 문제를 미연에 방지할 수 있다.
상기 포트 커버(120)는, 파이프 형태로 형성되는 복수의 러너(122a, 122b) 및 상기 복수의 러너(122a, 122b)로부터 그 복수의 러너(122a, 122b) 외측으로 연장되고 상기 서지 탱크(110)의 개구(114)를 복개하는 격벽(124)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 러너(122a, 122b)는 복수의 제1 러너(122a)와 복수의 제2 러너(122b)로 구분되고, 상기 복수의 제1 러너(122a) 중 하나와 상기 복수의 제2 러너(122b) 중 하나는 하나의 러너 군을 형성하며, 상기 러너 군은 엔진의 실린더 개수에 대응되는 수로 형성될 수 있다. 즉, 각 러너 군의 제1 러너(122a)와 제2 러너(122b)는 엔진의 동일한 실린더 측에 연통되게 형성될 수 있다. 그리고, 각 제1 러너(122a)의 단부에는 제1 포트(P1)가 형성되고, 각 제2 러너(122b)의 단부에는 제2 포트(P2)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 각 러너 군의 제1 포트(P1)와 제2 포트(P2)는 동일한 실린더에 함께 연통될 수 있다.
이러한 구성의 상기 복수의 러너(122a, 122b)는 일 방향으로 배열될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 러너(122a, 122b)는 상기 서지 탱크(110)의 내부공간(S)에 수용되어, 상기 서지 탱크(110)의 내부공간(S)을 그 서지 탱크(110)로 유입되는 공기를 일시 저장하는 서지 공간(S1) 및 상기 서지 공간(S1)의 공기를 엔진의 실린더로 안내하는 러너 공간(S2)으로 구획하게 형성될 수 있다. 즉, 각 러너(122a, 122b)는 상기 서지 탱크(110)의 내부공간(S) 측으로 연장 형성되어 그 내부공간(S)에 배치되고, 각 러너(122a, 122b)의 일단부가 상기 격벽(124)에 연결되어 그 격벽(124)을 기준으로 상기 서지 탱크(110)의 반대측으로 돌출되지 않으며, 각 러너(122a, 122b)의 타단부가 상기 서지 탱크(110)의 내부공간(S)의 내벽면에 이격되게 형성될 수 있다. 이러한 상기 복수의 러너(122a, 122b)는 상기 격벽(124)을 기준으로 상기 서지 탱크(110)의 반대측으로 돌출되지 않음에 따라 흡기 매니폴드의 전체 크기를 축소시켜 흡기 매니폴드의 탑재성을 향상시킬 수 있다.
한편, 각 러너(122a, 122b)는 그 러너(122a, 122b)의 유입구가 그 러너(122a, 122b)의 토출구(포트(P1, P2))보다 크게 형성될 수 있다. 바람직하게는, 본 실시예와 같이 상기 러너(122a, 122b)의 내경이 상기 러너(122a, 122b)의 토출구 측으로부터 상기 러너(122a, 122b)의 유입구 측으로 갈수록 점진적으로 커지게 형성될 수 있다. 이에 의하여, 공기가 상기 서지 공간(S1)으로부터 상기 러너 공간(S2)으로 공기가 유입될 때 상기 러너(122a, 122b)의 내벽면을 따라 유동될 수 있다. 즉, 공기가 상기 러너(122a, 122b)의 유입구 측에서 박리되어 흡입 손실 및 성능 저하가 발생되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 각 러너(122a, 122b)는 일체로 형성될 수 있다. 즉, 각 러너(122a, 122b)는 하나의 피스로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 러너(122a, 122b)가 복수의 쉘(shell)의 융착에 의해 형성되는 경우에 비하여, 공기의 누설이 방지되고, 벽 두께가 사전에 결정된 값보다 얇게 형성되며, 원가 및 중량이 절감될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 전술한 서지 탱크(110)가 일체로 형성됨에 따른 효과와 유사하므로 생략하기로 한다.
한편, 상기 복수의 러너(122a, 122b)는 진동에 의한 충돌로 소음이 발생되는 것을 방지하도록 서로 이격되고, 각 러너(122a, 122b)의 외주면이 상기 서지 탱크(110)의 내벽면에 이격되게 배치될 수 있다.
상기 격벽(124)은 상기 복수의 러너(122a, 122b)가 배열되는 방향으로 연장 형성되는 판상으로 형성되고, 일면에 케이지 안착홈(124a)이 형성되며, 배면에서 상기 복수의 러너(122a, 122b)와 연결될 수 있다. 여기서, 상기 격벽(124)은 그 격벽(124)과 상기 러너(122a, 122b) 사이에서 공기가 누설되는 것을 방지하고 그 포트 커버(120)의 제조를 용이하게 하기 위해 상기 러너(122a, 122b)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 포트 커버(120)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 케이지 안착홈(124a)은 후술할 케이지(250)의 환형부(252a, 252b) 및 후술할 플랩(240)의 원판부(242)가 삽입되는 제1 홈(124aa) 및 후술할 케이지(250)의 조립부(254) 및 후술할 플랩(240)의 힌지부(244)가 삽입되는 제2 홈(124ab)을 포함할 수 있다.
상기 제1 홈(124aa)은 복수로 형성되고, 상기 복수의 제1 홈(124aa)은 상기 복수의 러너(122a, 122b)에 대응되는 개수로 형성될 수 있다.
그리고, 각 제1 홈(124aa)은 상기 격벽(124)의 일면으로부터 원통형으로 음각지게 형성되고, 각 러너(122a, 122b)의 포트(P1, P2)와 연통되게 형성될 수 있다.
상기 제2 홈(124ab)은 서로 인접한 상기 제1 홈(124aa)을 서로 연통시키도록 상기 복수의 제1 홈(124aa)의 사이 마다 형성될 수 있다.
그리고, 각 제2 홈(124ab)은 상기 격벽(124)의 일면으로부터 음각지게 형성되고, 그 제2 홈(124ab)의 저면은 후술할 플랩(240)의 힌지부(244) 일측을 회전 가능하게 지지하도록 곡면으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 격벽(124)의 중심부 측(후술할 한 쌍의 케이지(250) 사이 중 어느 하나의 위치)에는 후술할 동력전달기구(220)가 수용되는 동력전달기구 수용공간(V)을 이루는 함몰부(124b)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 함몰부(124b)에는 후술할 작동로드(214)가 관통하는 격벽 측 제1 관통공(124c)이 형성될 수 있다. 상기 동력전달기구 수용공간(V)은, 상기 복수의 제1 홈(124aa)과 상기 복수의 제2 홈(124ab)을 관통하는 후술할 회전축(230)이 그 동력전달기구 수용공간(V)에 수용되는 동력전달기구(220)를 관통할 수 있도록, 상기 복수의 제2 홈(124ab) 중 어느 하나와 연통되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 격벽(124)의 양 측부에는 후술할 회전축(230)이 삽입되는 격벽 측 제2 관통공(124d)이 형성될 수 있다.
이러한 구성의 상기 포트 커버(120)는 상기 격벽(124)이 상기 서지 탱크(110)의 포트 커버 삽입홈(118)에 삽입되어 그 서지 탱크(110)에 체결될 수 있다. 이때, 상기 포트 커버(120)는 상기 격벽(124)의 외주면이 상기 서지 탱크(110)의 포트 커버 삽입홈(118) 내주면에 압입되는 방식으로 상기 서지 탱크(110)와 체결될 수 있다. 이에 의하여, 상기 포트 커버(120)와 상기 서지 탱크(110)를 융착으로 체결하는 경우에 비하여 공기의 누설이 방지되고, 벽 두께가 사전에 결정된 값보다 얇게 형성되며, 원가 및 중량이 절감될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 전술한 서지 탱크(110)가 일체로 형성됨에 따른 효과와 유사하므로 생략하기로 한다.
한편, 상기 서지 탱크(110)와 상기 격벽(124) 사이에는 그 서지 탱크(110)과 상기 격벽(124) 사이를 통해 공기가 누설되는 것이 더욱 방지되도록 실링부재(130)가 개재될 수 있다.
상기 실링부재(130)는 상기 서지 탱크(110)와 상기 격벽(124) 사이 체결부위를 따라 연장되는 환형의 부재로 형성되고, 상기 서지 탱크(110)의 실링부재 삽입홈(116)에 삽입되며, 상기 서지 탱크(110)의 내주면과 상기 격벽(124)의 외주면 사이에 개재될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 흡기 매니폴드는, 일체로 형성되는 서지 탱크(110) 및 러너(122a, 122b)와 일체로 형성되는 포트 커버(120)가 서로 압입 체결됨에 따라, 부품의 수가 감소되고, 부품의 형상 및 구조가 단순화되며, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 특히, 종래와 달리, 비드가 삭제되고, 융착 공정이 삭제될 수 있다. 이에 의하여, 원가 및 중량이 절감되고, 공기 누설이 방지되며, 성능 저하와 엔진의 주변 부품과의 간섭 문제가 방지될 수 있다.
또한, 러너(122a, 122b)가 서지 탱크(110)의 내부공간(S)에 구비됨에 따라, 흡기 매니폴드의 전체 크기가 더욱 감소하여 엔진의 주변 부품과의 간섭 문제가 더욱 효과적으로 방지될 수 있다.
상기 유동강화기구(200)는, 상기 복수의 러너(122a, 122b)의 포트(P1, P2) 측에 각각 연통되는 복수의 공기통로(H1, H2)를 갖는 케이지(250), 상기 케이지(250)와 상기 매니폴드 몸체(100) 중 적어도 하나에 회전 가능하게 설치되는 회전축(230), 직선왕복운동하는 작동로드(214)를 갖는 액추에이터(210), 상기 작동로드(214)의 직선왕복운동을 상기 회전축(230)의 회전운동으로 전환시키는 동력전달기구(220) 및 상기 회전축(230)에 결합되어 그 회전축(230)과 함께 회전되고 상기 케이지(250)의 복수의 공기통로(H1, H2) 중 적어도 하나를 개폐하여 상기 복수의 러너(122a, 122b) 중 적어도 하나를 개폐하는 적어도 하나의 플랩(240)을 포함할 수 있다.
상기 케이지(250)는, 상기 공기통로(H1, H2)를 형성하도록 환형으로 형성되는 복수의 환형부(252a, 252b) 및 상기 복수의 환형부(252a, 252b)를 연결하는 복수의 조립부(254)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 환형부(252a, 252b)는 복수의 제1 환형부(252a)와 복수의 제2 환형부(252b)로 구분되고, 상기 복수의 제1 환형부(252a) 중 하나와 상기 복수의 제2 환형부(252b) 중 하나는 하나의 환형부 군을 형성하며, 상기 환형부 군은 엔진의 실린더 개수에 대응되고 상기 러너 군에 대응되는 수로 형성될 수 있다.
즉, 각 환형부 군의 제1 환형부(252a)와 제2 환형부(252b)는 엔진의 동일한 실린더 측에 연통되게 형성될 수 있다. 그리고, 각 제1 환형부(252a)에는 상기 제1 포트(P1)와 연통되는 제1 공기통로(H1)가 형성되고, 각 제2 환형부(252b)에는 상기 제2 포트(P2)와 연통되는 제2 공기통로(H2)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 각 환형부 군의 제1 공기통로(H1)와 제2 공기통로(H2)는 동일한 실린더에 함께 연통될 수 있다.
상기 복수의 조립부(254)는 상기 복수의 환형부(252a, 252b) 사이 마다 개재되어 그 조립부(254)의 양측에 위치되는 2개의 환형부(252a, 252b)가 연결되도록 형성될 수 있다. 그리고, 후술할 플랩(240)의 힌지부(244)와 접촉되는 상기 조립부(254)의 일면은 후술할 플랩(240)의 힌지부(244) 일측을 회전 가능하게 지지하도록 곡면으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 케이지(250)는 한 쌍으로 구비되고, 상기 한 쌍의 케이지(250)는 상기 동력전달기구(220)가 그 한 쌍의 케이지(250) 사이에 개재되도록 서로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 복수의 환형부(252a, 252b) 중 적어도 하나의 공기통로(H1, H2)에는 상기 플랩(240)이 회전 가능하게 설치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 플랩(240)은 4개로 구비되고, 상기 제2 공기통로(H2)에 각각 회전 가능하게 설치되어 흡기 매니폴드의 제2 포트(P2)를 개폐할 수 있다. 이에 의하여, 상기 제1 포트(P1)는 항상 개방된 상태로 유지되고, 상기 제2 포트(P2)는 상기 플랩(240)에 의해 선택적으로 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제2 포트(P2)는 엔진의 저속/저부하 상태의 경우 상기 플랩(240)에 의해 폐쇄되어 비활성화되고, 엔진의 고속/고부하 상태의 경우 상기 플랩(240)에 의해 개방되어 활성화될 수 있다. 상기 플랩(240)이 상기 제2 포트(P2)를 폐쇄하는 경우에는, 상기 러너 군의 공기흐름단면(흡기되는 공기의 유량)이 감소됨으로써 발생되는 강한 부압으로 스월 또는 텀블이 발생되고, 이에 따라 실린더 내에서의 공기 및 연료의 혼합이 향상되어 연소효율이 향상되고 배기가스가 저감될 수 있다. 상기 플랩(240)이 상기 제2 포트(P2)를 개방하는 경우에는, 상기 러너 군의 공기흐름단면(흡기되는 공기의 유량)이 증가되어 엔진의 출력 및 연비가 향상될 수 있다.
이러한 상기 플랩(240)은 상기 액추에이터(210)에서 발생되는 구동력을 상기 동력전달기구(220) 및 상기 회전축(230)을 통해 전달받아 구동될 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 플랩(240)은 상기 공기통로(H1, H2)를 개폐하는 원판부(242) 및 상기 원판부(242)의 양측으로 돌출되는 한 쌍의 힌지부(244)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 힌지부(244)는 원통형으로 형성되고, 그 힌지부(244)의 외주면 양측이 각각 상기 포트 커버(120)의 제2 홈(124ab)과 상기 케이지(250)의 조립부(254)에 지지되어, 그 포트 커버(120)와 케이지(250) 사이에서 회전 가능하게 지지될 수 있다.
그리고, 상기 원판부(242) 및 상기 힌지부(244)에는 그 원판부(242) 및 힌지부(244)를 관통하여 형성되는 플랩 측 관통공(246)이 형성될 수 있다.
상기 플랩 측 관통공(246)에는 상기 회전축(230)이 삽입 체결될 수 있다.
상기 회전축(230)은 상기 복수의 플랩(240)이 동시에 회전되도록 그 복수의 플랩(240)을 연결하는 부재로서, 일 방향으로 연장 형성되고, 상기 격벽 측 제2 관통공(124d) 및 상기 플랩 측 관통공(246)에 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 회전축(230)은 그 양단부가 상기 격벽 측 제2 관통공(124d)에 회전 가능하게 지지될 수도 있고, 상기 플랩(240)의 힌지부(244)를 통해 상기 케이지(250)의 조립부(254) 및 상기 포트 커버(120)의 제2 홈(124ab)에 회전 가능하게 지지될 수도 있다.
여기서, 상기 플랩(240)과 상기 회전축(230)이 함께 회전되도록(플랩(240)과 회전축(230)이 상대적으로 공회전되지 않도록), 상기 플랩 측 관통공(246)은 그 플랩 측 관통공(246)의 관통 방향에 수직하는 단면 상 다각형으로 형성되고, 상기 회전축(230)은 그 회전축(230)의 연장방향에 수직하는 단면 상 다각형으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 플랩 측 관통공(246)과 상기 회전축(230)의 단면은 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 회전축(230)의 중단부 측(더욱 정확히는, 한 쌍의 케이지(250) 사이 이격공간에 위치되는 부위)에는 상기 동력전달기구(220)가 체결될 수 있다.
상기 동력전달기구(220)는, 상기 회전축(230)과 함께 회전되는 제1 연결부재(222) 및 상기 작동로드(214)에 회동 가능하게 결합되고 상기 제1 연결부재(222)에 왕복운동 가능하게 결합되는 제2 연결부재(224)를 포함할 수 있다.
상기 제1 연결부재(222)는, 일 방향으로 연장 형성되는 레버 암(222a)(lever arm), 상기 레버 암(222a)의 일단부에 형성되고 상기 회전축(230)이 삽입되는 제1 삽입공(222b) 및 상기 레버 암(222a)의 타단부에 형성되고 상기 제2 연결부재(224)가 삽입되는 제2 삽입공(222c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 삽입공(222b)은, 상기 레버 암(222a)과 상기 회전축(230)이 함께 회전되도록(레버 암(222a)과 회전축(230)이 상대적으로 공회전되지 않도록), 그 제1 삽입공(222b)의 관통 방향에 수직한 단면 상 다각형으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 삽입공(222b)과 상기 회전축(230)의 단면은 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 연결부재(222)는, 상기 제1 삽입공(222b)과 상기 회전축(230)의 단면이 서로 대응되는 형상으로 형성됨에 따라 그 제1 연결부재(222)가 상기 플랩(240)과 분리 형성될 수도 있으나, 본 실시예의 경우 상기 제1 연결부재(222), 상기 플랩(240) 및 상기 회전축(230)이 더욱 확실하게 동시 회전되도록 상기 제1 연결부재(222)가 상기 복수의 플랩(240) 중 하나와 일체로 형성될 수 있다.
상기 제2 삽입공(222c)은 상기 제2 연결부재(224)가 그 제2 삽입공(222c)을 따라 왕복운동 가능하도록 일 방향으로 연장되는 장공으로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제2 삽입공(222c)은 상기 회전축(230)의 회전반경방향으로 연장 형성될 수 있다.
상기 제2 연결부재(224)는, 상기 제2 삽입공(222c)의 연장방향을 따라 왕복운동 가능하게 그 제2 삽입공(222c)에 삽입되는 슬라이딩부(224a) 및 상기 슬라이딩부(224a)로부터 돌출되고 상기 작동로드(214)에 힌지결합되는 돌기부(224b)를 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩부(224a)는 그 슬라이딩부(224a)와 상기 제2 삽입공(222c) 사이 마모를 방지하도록 상기 제2 삽입공(222c)에 면 접촉되게 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 제2 삽입공(222c)은 상기 회전축(230)의 회전반경방향으로 연장 형성됨에 따라 한 쌍의 장변부(222ca)가 서로 평행한 평면으로 형성되고, 상기 슬라이딩부(224a)는 이러한 한 쌍의 장변부(222ca)와 면 접촉되도록 상기 한 쌍의 장변부(222ca)에 각각 접촉되는 한 쌍의 슬라이딩 면(224aa)이 서로 평행한 평면으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 동력전달기구(220)는, 상기 제2 연결부재(224)가 상기 작동로드(214)에 대해 상기 돌기부(224b)를 기준으로 회전운동되면서 상기 제1 연결부재(222)에 대해 상기 제2 삽입공(222c)의 연장방향을 따라 왕복운동되고, 상기 제1 연결부재(222)가 상기 제2 연결부재(224)에 대해 상대운동되면서 상기 회전축(230)을 기준으로 회전운동됨으로써, 상기 작동로드(214)의 직선왕복운동을 상기 회전축(230)의 회전운동으로 전환시킬 수 있다. 이때, 상기 제2 연결부재(224)가 상기 제2 삽입공(222c)의 내부에서 왕복운동됨에 따라, 상기 작동로드(214)의 직선왕복운동이 원활하게 상기 회전축(230)의 회전운동으로 전환될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 작동로드(214)와 상기 동력전달기구(220) 사이 힌지결합부위(제2 연결부재(224)의 돌기부(224b))는 상기 작동로드(214)의 직선운동궤적을 따라 이동되면서, 상기 제2 삽입공(222c)의 회전운동궤적을 따라 이동되어야 한다. 그런데, 상기 제2 연결부재(224)가 삭제되는 대신 상기 작동로드(214)에 돌기가 형성되고, 상기 작동로드(214)의 돌기가 삽입되는 상기 제2 삽입공(222c)이 원형 단면으로 형성되어, 상기 작동로드(214)와 상기 동력전달기구(220)(제1 연결부재(222))가 서로 상대 회전운동만 가능하게 형성되는 경우(대한민국 공개특허공보 10-2012-0026759호의 경우)에는, 상기 작동로드(214)의 직선운동궤적과 상기 제2 삽입공(222c)의 회전운동궤적이 중첩되지 않는 범위가 존재하게 된다. 즉, 상기 작동로드(214)와 상기 동력전달기구(220)(제1 연결부재(222)) 사이 힌지결합부위가 상기 작동로드(214)의 직선운동궤적과 상기 제2 삽입공(222c)의 회전운동궤적을 동시에 따르면서 이동될 수 없는 범위가 존재하게 된다. 이에 따라, 이 경우(대한민국 공개특허공보 10-2012-0026759호의 경우)에는 로킹(locking)이 발생되어 상기 작동로드(214)의 직선왕복운동이 원활하게 상기 회전축(230)의 회전운동으로 전환될 수 없다. 하지만, 본 실시예의 경우, 상기 제2 삽입공(222c)이 장공으로 형성되고, 상기 제2 연결부재(224)가 상기 제2 삽입공(222c)의 내부에서 왕복운동되면서 상기 작동로드(214)에 대해 회전운동되게 형성됨에 따라, 상기 작동로드(214)의 직선운동궤적과 상기 제2 삽입공(222c)의 회전운동궤적이 중첩되게 형성될 수 있다. 이에 의하여, 상기 작동로드(214)와 상기 동력전달기구(220) 사이 힌지결합부위(제2 연결부재(224)의 돌기부(224b))가 상기 작동로드(214)의 직선운동궤적을 따라 이동되면서 상기 제2 삽입공(222c)의 회전운동궤적을 따라 이동될 수 있고, 결과적으로 로킹 발생 없이 상기 작동로드(214)의 직선왕복운동이 원활하게 상기 회전축(230)의 회전운동으로 전환될 수 있다. 그리고, 상기 제2 삽입공(222c)이 상기 회전축(230)의 회전반경방향으로 연장 형성됨에 따라, 상기 제2 삽입공(222c)의 회전운동궤적의 범위가 극대화되어, 상기 작동로드(214)의 직선운동궤적과 상기 제2 삽입공(222c)의 회전운동궤적이 더욱 용이하게 중첩될 수 있다. 이에 따라, 상기 작동로드(214)의 직선왕복운동이 더욱 원활하게 상기 회전축(230)의 회전운동으로 전환될 수 있다.
한편, 상기 동력전달기구(220)는 상기 제1 연결부재(222)와 상기 제2 연결부재(224)가 그 동력전달기구(220)의 외관을 형성할 수 있다. 즉, 상기 동력전달기구(220)는 별도의 케이스나 밀봉부재 없이 구비될 수 있다. 이에 의하여, 상기 동력전달기구(220)의 구조가 단순화 되고, 부품수가 감소됨에 따라, 원가 및 중량이 절감될 수 있다.
상기 액추에이터(210)는, 상기 동력전달기구(220)(더욱 정확히는, 제2 연결부재(224))와 힌지결합되는 상기 작동로드(214) 및 유압, 공압, 전원 등으로 상기 작동로드(214)를 직선왕복운동시키는 구동력발생장치(212)를 포함할 수 있다.
상기 구동력발생장치(212)는 상기 서지 탱크(110)를 기준으로 상기 동력전달기구(220) 의 반대측에 배치되고, 바람직하게는 상기 동력전달기구(220), 상기 서지 탱크(110) 및 상기 구동력발생장치(212)는 일렬로 배치될 수 있다.
상기 작동로드(214)는 상기 구동력발생장치(212)로부터 연장되고, 상기 서지 탱크(110)의 내부공간(S)을 관통하며, 상기 격벽 측 제1 관통공(124c)을 관통하여, 상기 동력전달기구(220)(더욱 정확히는, 제2 연결부재(224))에 힌지결합될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 흡기 매니폴드는, 상기 액추에이터(210)의 구동력발생장치(212)가 서지 탱크(110)를 기준으로 상기 동력전달기구(220)의 반대측에 배치되고, 상기 동력전달기구(220)가 상기 한 쌍의 케이지(250) 사이 (복수의 러너 사이 중 어느 하나)에 배치되며, 상기 액추에이터(210)의 작동로드(214)가 상기 서지 탱크(110) 및 상기 포트 커버(120)를 관통하여 상기 동력전달기구(220)에 연결됨에 따라, 유동강화기구를 구동하는 작동 구조물(구동력발생장치(212), 작동로드(214), 동력전달기구(220))이 흡기 매니폴드의 측부 또는 상부로 돌출되는 것이 방지될 수 있다. 이에 의하여, 유동강화기구를 구동하는 작동 구조물이 엔진의 주변 부품과 간섭되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 전술한 실시예의 경우 상기 동력전달기구(220)는 상기 제1 연결부재(222)와 상기 제2 연결부재(224)를 포함하나, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 연결부재(222)만 포함할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 따른 실시예에 따른 흡기 매니폴드를 도시한 단면도로서 플랩이 공기통로를 개방한 상태를 도시한 단면도이고, 도 8은 도 7의 플랩이 공기통로를 폐쇄한 상태를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡기 매니폴드의 작동로드(214)에는 상기 제1 연결부재(222)와 결합되는 돌기(214a)가 형성되고, 동력전달기구(220)는 회전축(230)과 함께 회전되고 작동로드(214)에 대해 상대 회전운동 및 상대 왕복운동되는 제1 연결부재(222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 연결부재(222)는, 일 방향으로 연장 형성되는 레버 암(222a), 상기 레버 암(222a)의 일단부에 형성되고 상기 회전축(230)이 삽입되는 제1 삽입공(222b) 및 상기 레버 암(222a)의 타단부에 형성되고 상기 작동로드(214)의 돌기(214a)가 삽입되는 제2 삽입공(222c)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 연결부재(222)의 제2 삽입공(222c)은 전술한 실시예와 같이 일 방향으로 연장되는 장공으로 형성되고, 상기 작동로드(214)의 돌기(214a)는 원형 단면을 갖는 원통형으로 형성될 수 있다. 이에 의하여, 상기 작동로드(214)의 돌기(214a)는 상기 제2 삽입공(222c)의 내부에서 회전운동 가능하고 상기 제2 삽입공(222c)의 연장방향을 따라 왕복운동 가능하게 그 제2 삽입공(222c)에 삽입될 수 있다.
본 실시예에 따른 흡기 매니폴드의 구성과 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 본 실시예의 경우 상기 동력전달기구(220)는 상기 제1 연결부재(222)가 그 동력전달기구(220)의 외관을 형성할 수 있다. 즉, 상기 동력전달기구(220)는 전술한 실시예보다 그 동력전달기구(220)의 구조가 더욱 단순화되고, 부품수가 더욱 감소됨에 따라, 원가 및 중량이 더욱 절감될 수 있다. 또한, 상기 작동로드(214)의 돌기(214a)와 상기 제2 삽입공(222c)이 서로 선 접촉됨에 따라 그 작동로드(214)와 제2 삽입공(222c) 사이 마찰이 감소될 수 있다.
한편, 전술한 실시예의 경우 상기 액추에이터(210) 및 상기 동력전달기구(220)는 상기 서지 탱크(110) 및 상기 포트 커버(120)를 구비하여 구성되는 본 발명에 의한 매니폴드 몸체(100)에 적용되나, 대한민국 공개특허공보 10-2012-0026752호 또는 대한민국 공개특허공보 10-2012-0026759호의 매니폴드 몸체에도 적용될 수 있다. 즉, 종래의 매니폴드 몸체에서, 상기 동력전달기구(220)가 복수의 러너 사이 중 어느 하나에 배치되고, 상기 액추에이터(210)의 구동력발생장치(212)가 서지 탱크를 기준으로 상기 동력전달기구(220)의 반대측에 배치되며, 상기 액추에이터(210)의 작동로드(214)가 서지 탱크를 관통하여 상기 동력전달기구(220)에 연결됨에 따라, 유동강화기구(200)를 구동하는 작동 구조물(구동력발생장치(212), 작동로드(214), 동력전달기구(220))이 흡기 매니폴드의 측부 또는 상부로 돌출되는 것이 방지될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 의한 매니폴드 몸체(100)의 효과(매니폴드 몸체(100)의 부품수 감소, 부품 형상 및 구조 단순화, 제조 공정 단순화, 원가 및 중량 절감, 공기 누설 방지, 성능 저하 방지, 간섭 문제 방지)를 얻을 수는 없지만, 본 발명에 의한 액추에이터(210) 및 동력전달기구(220)의 효과(유동강화기구(200)를 구동하는 작동 구조물의 간섭 문제 방지, 동력전달기구(220)의 구조 단순화, 부품수 감소, 원가 및 중량 절감, 원활한 동력전달)을 도모할 수 있다.
한편, 전술한 실시예의 경우 흡기 매니폴드는 매니폴드 몸체(100) 및 유동강화기구(200)를 구비하여 구성되나, 매니폴드 몸체(100)만 구비하여 구성될 수도 있다. 즉, 상기 유동강화기구(200)가 구비되지 않을 수 있다.
100: 매니폴드 몸체 110: 서지 탱크
114: 개구 120: 포트 커버
122a, 122b: 러너 124: 격벽
130: 실링부재 200: 유동강화기구
210: 액추에이터 212: 구동력발생장치
214: 작동로드 214a: 돌기
220: 동력전달기구 222: 제1 연결부재
222a: 레버 암 222b: 제1 삽입공
222c: 제2 삽입공 222ca: 장변부
224: 제2 연결부재 224a: 슬라이딩부
224aa: 슬라이딩 면 224b: 돌기부
230: 회전축 240: 플랩
S: 내부공간 S1: 서지 공간
S2: 러너 공간

Claims (9)

  1. 일측이 개구된 내부공간(S)을 갖는 서지 탱크(110); 및
    상기 서지 탱크(110)의 개구(114)를 복개하고 러너(122a, 122b)를 갖는 포트 커버(120);를 포함하고,
    상기 서지 탱크(110)는 일체로 형성되며,
    상기 포트 커버(120)는 상기 서지 탱크(110)에 압입 체결되고, 상기 포트 커버(120)의 주변부에서 상기 서지 탱크(110)에 결합되고,
    상기 포트 커버(120)는,
    파이프 형태로 형성되는 복수의 러너(122a, 122b); 및
    상기 복수의 러너(122a, 122b)로부터 그 복수의 러너(122a, 122b) 외측으로 연장되고, 상기 서지 탱크(110)의 개구(114)를 복개하는 격벽(124);을 포함하고,
    상기 복수의 러너(122a, 122b)는,
    상기 격벽(124)으로부터 상기 서지 탱크(110)의 내부공간(S) 측으로 연장 형성되고, 상기 서지 탱크(110)의 내벽면과 이격되게 형성되는 흡기 매니폴드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 러너(122a, 122b)는,
    상기 서지 탱크(110)의 내부공간(S)을 그 서지 탱크(110)로 유입되는 공기를 일시 저장하는 서지 공간(S1) 및 상기 서지 공간(S1)의 공기를 엔진의 실린더로 안내하는 러너 공간(S2)으로 구획하는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 러너(122a, 122b)는 유입구가 토출구보다 크게 형성되는 흡기 매니폴드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 러너(122a, 122b)는 그 러너(122a, 122b)의 내경이 상기 토출구 측으로부터 상기 유입구 측으로 갈수록 점진적으로 커지게 형성되는 흡기 매니폴드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 러너(122a, 122b) 및 상기 격벽(124)은 일체로 형성되는 흡기 매니폴드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 러너(122a, 122b)의 벽 두께는 사전에 결정된 값보다 얇게 형성되는 흡기 매니폴드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 러너(122a, 122b)의 벽 두께는 상기 러너(122a, 122b)가 복수의 쉘이 융착되어 형성되는 경우보다 얇게 형성되는 흡기 매니폴드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 서지 탱크(110)와 상기 포트 커버(120) 사이에는 실링부재(130)가 개재되는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003515027A (ja) * 1999-11-12 2003-04-22 シーメンス カナダ リミテッド 一体型渦流制御弁

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