KR101752199B1 - 차량용 에어클리너 - Google Patents

Abstract

본 실시예에 따른 차량용 에어클리너는 에어클리너 몸체; 상기 에어클리너 몸체와 결합하는 커버부재; 상기 에어클리너 몸체 또는 상기 커버부재의 흡기측에 연결되는 에어덕트; 및 상기 에어덕트에 연결되고, 소음을 저감하도록 소음 저감재를 구비한 소음기;를 포함할 수 있다.

Description

차량용 에어클리너{Air cleaner for automobile}

본 발명은 차량의 흡기 시스템에 사용되는 에어클리너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 5,000Hz 이하 주파수 영역의 소음을 저감할 수 있는 소음기를 구비한 차량용 에어클리너에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 가솔린 또는 디젤엔진은 4행정 사이클로 이루어지며, 실린더 내에서 승하강되는 피스톤의 반복작용에 의해 부압을 형성하여 외부 공기를 흡입하고, 상기 공기가 흡입된 연소실로 연료를 분사하여 적정의 혼합기를 만든 후, 이를 점화시켜 엔진을 구동하게 된다.

흡입 공기는 피스톤이 흡입행정을 위해 하강할 때 흡기밸브가 열려짐으로써 흡기 시스템을 통해 유입되며, 이러한 흡기 시스템은 엔진의 흡기포트와 연결된 흡기 매니폴드, 이 흡기 매니폴드에 연결된 호스부, 호스부에 연결된 에어클리너, 그리고 에어클리너로 외기를 유입하는 에어덕트를 포함하여 이루어진다.

한편, 흡기 시스템 내에는 엔진의 회전으로 인한 흡기밸브의 개폐작용으로 흡기 시스템 내의 공기가 팽창 및 압축되면서 흡기 맥동이 발생하고, 이러한 흡기 맥동으로 인하여 흡기소음이 발생하게 되며, 특히 이 흡기소음은 차체 또는 차실내의 공간을 통해 갑자기 증폭되어 공진소음을 일으킨다.

또한, 엔진의 각 연소실로 유입되어 들어가는 공기는, 흡입행정에서 압축행정으로 엔진의 싸이클이 바뀔 때 순간적으로 차단되는 공기가 연소실 내벽이나 혹은 피스톤의 벽면에 부딪치면서 역류됨과 더불어, 공기유입에 대한 역방향으로 압력이 생기면서 맥동파가 발생되어 소음을 유발시키는 한편, 각 연소실로 연결되는 공기 통로를 개폐하는 밸브의 열고 닫힘에 의해 발생되는 소음이 흡기계통의 소음을 증폭시키는 현상이 있게 된다.

이와 같은 흡기소음을 저감시키기 위해 흡기시스템에 공명식 레조네이터(resonator)를 장착하게 되는데, 이 레조네이터는 엔진의 흡기행정과 배기행정 및 피스톤의 왕복운동에 따른 흡기소음 중 특정 주파수를 공진시켜 제거하게 된다.

다만, 에어덕트를 통해 흡기 매니폴드로 공급되는 흡기소음의 주파수 대역은 엔진의 동작환경, 즉 엔진 회전수(RPM)에 따라 가변되는 것으로 알려져 있으며, 예를 들어, 엔진 회전수가 증가하면 그에 비례하여 고주파수 대역의 소음이 발생되고, 엔진 회전수가 감소하면 그에 비례하여 저주파수 대역의 소음이 발생하게 되지만, 상술한 바와 같은 공명식 레조네이터는 미리 설정된 주파수에서만 그 효과가 발휘되는 문제점이 있었다.

본 발명은 5,000Hz 이하 주파수 대역의 흡기 소음을 저감할 수 있도록 구조가 개선된 차량용 에어클리너를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 실시예에 따른 차량용 에어클리너는, 에어클리너 몸체; 상기 에어클리너 몸체와 결합하는 커버부재; 상기 에어클리너 몸체 또는 상기 커버부재의 흡기측에 연결되는 에어덕트; 및 상기 에어덕트에 연결되고, 소음을 저감하도록 소음 저감재를 구비한 소음기;를 포함한다.

여기서, 상기 소음기는, 중공 원통형의 몸체를 포함하고, 상기 소음 저감재는, 중공 원통형이며 상기 몸체의 내측에 고정될 수 있다.

또한, 상기 몸체의 일측 단부는, 상기 소음 저감재의 일측이 끼워지도록 상기 몸체의 내측으로 연장되는 제1 끼움부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 몸체의 일측 단부는, 상기 에어덕트와 결합되도록 상기 몸체 외측으로 연장되는 제1 에어덕트 체결부가 형성될 수 있다.

한편, 상기 소음기는, 상기 몸체의 타단에 결합하는 제2 에어덕트 체결부를 포함할 수도 있다.

여기서, 상기 제2 에어덕트 체결부는, 상기 몸체의 타단을 감싸도록 형성되는 안착부; 상기 안착부에서 상기 몸체 외측으로 연장되어 에어덕트가 결합되는 덕트 결합부; 상기 소음 저감재의 타측이 끼워지도록 상기 안착부에서 상기 몸체 내측으로 연장되는 제2 끼움부;를 포함할 수 있다.

상기 소음 저감재는, 상기 제1 끼움부와 상기 제2 끼움부 사이에서 노출되도록 구성되며, 그 재질은 스폰지 패드로 구성될 수 있다.

이상과 같은 본 실시예에 따르면, 에어덕트의 내측에 설치되는 스폰지 패드를 구비한 소음기를 이용함으로써, 5,000Hz이하 주파수 대역의 흡기소음을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에어클리너의 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어클리너에 구비된 소음기를 절개한 사시도이다.

이하, 본 실시예에 따른 차량용 에어클리너를 도면을 참고하여 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에어클리너의 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어클리너에 구비된 소음기를 절개한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 에어클리너(10)는 에어클리너 몸체(11), 커버부재(12)로 구성되며, 흡기 유로상에 다공성 플레이트(131)를 구비한 소음기(100)를 포함할 수 있다.

에어클리너 몸체(11)는 함체로 마련될 수 있으며, 그 내부에는 착탈 가능하게 필터부재(미도시)가 설치될 수 있다. 이때, 상기 에어클리너 몸체(11)는 커버부재(12)와 일체로 구성되어 외부와 완전 밀폐될 수도 있고, 실링부재의 개재하에 커버부재(12)와 결합되어 구성될 수도 있다. 에어클리너 몸체(11)는 플라스틱과 같은 수지 재질로 형성될 수 있다.

커버부재(12)는 별도의 록킹유닛에 의해 록킹 및 언록킹 될 수 있다. 또한, 커버부재(12)는 에어클리너 몸체(11)와 상보적인 형상으로 마련될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 상자 형태로 마련될 수 있다.

에어클리너 몸체(11)의 일단에는 엔진룸 측과 연결되는 호스부재(30)가 연결된다. 또한, 커버부재(12)의 흡기측에는 에어덕트(23)이 연결된다. 여기서, 에어덕트(23)는 도 1과는 달리, 에어클리너 몸체(11)에 연결되고, 호스부재(30)는 커버부재(12)에 연결되도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 에어클리너(10)의 흡기 측에는 레조네이터(미도시)가 설치되어, 흡기소음을 줄일 수 있다. 레조네이터(미도시)는 0 내지 500Hz 대역의 주파수를 가지는 흡기소음을 저감할 수 있도록 마련되며, 소정의 유로를 형성하도록 구성된 덕트 파이프와 연통되는 상자 형태의 공명 함체로 구성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 소음기(100)는 에어클리너(10)의 에어덕트(21,23)에 양 단부가 연결되고, 5000Hz 이하대 주파수 영역의 소음을 저감하는 소음 저감재(130)를 구비한다.

소음기(100)는, 중공 원통형의 몸체(120)와, 몸체(120)의 일측 단부에 에어덕트(21)와 결합되도록 몸체(120) 외측으로 연장되는 제1 에어덕트 체결부(125)가 구비된다. 상기 몸체(120)의 타측단에는 제2 에어덕트 체결부(110)가 결합된다.

또한, 소음기(100)는, 중공 원통형의 소음 저감재(130)가 몸체(120)의 내측에 고정된다.

몸체(120)는 실린더형의 벽면부(121)와, 벽면부(121)의 외측에서 복수개가 형성되어 몸체(120)를 체결수단에 의해 고정하도록 체결홀(123a)이 구비된 지지대(123)가 포함된다.

소음 저감재(130)는 일정 두께를 가지고, 그 자체의 소재특성 등을 이용하여, 유동하는 공기에서 발생되는 소음의 소정 주파수 대역을 흡수하여 흡기소음을 줄일 수 있다. 소음 저감재(130)의 재질은 주파수 분석을 통해 획득된 흡기소음의 진동주파수에 대응하여, 적절한 재질로 가변될 수 있다. 예를 들면, 소음 저감재(130)는 스폰지 패드로 구성되는 흡음재질을 사용하는 것도 가능하다.

소음 저감재(130)는 다양한 방식에 의해 몸체(120)에 설치될 수 있다. 예를 들면 접착제를 사용하거나 초음파 융착방식을 사용할 수도 있다.

또다른 설치방식으로서, 본 발명의 일실시예에 의한 차량용 에어클리너는, 몸체(120)의 일측 단부에 몸체(120)의 내측으로 연장되는 제1 끼움부(127)가 형성됨으로써 소음 저감재(120)의 일측단이 삽입되도록 구성된다. 또한, 제2 에어덕트 체결부(110)는, 몸체(120)의 타단을 감싸도록 형성되는 안착부와, 소음 저감재(120)의 타측단이 삽입되도록 상기 안착부에서 몸체(120) 내측으로 연장되는 제2 끼움부(117)를 포함할 수 있다.

본 발명의 소음 저감재(130)는, 제1 끼움부(127)와 제2 끼움부(117)와 사이에서 노출되도록 구성하고, 상기 노출부를 통해 소음을 흡수하도록 구성한다. 이러한 노출부의 면적이나 형상은 다양한 변형이 가능하다.

한편, 제2 에어덕트 체결부(110)는, 안착부에서 몸체 외측으로 연장되어 에어덕트(23)가 결합되는 덕트 결합부(115)가 구비된다.

여기서, 안착부는 덕트 결합부(115)의 외주면에서 수직으로 연장되는 연장부(111)와, 연장부(111)의 끝단에서 절곡되며 몸체(120)의 타단과 결합하는 절곡부(113)을 포함하여 에어덕트(23)가 소음기(100)의 일단과 체결되도록 구성된다.

도 2에서는 제1 에어덕트 체결부(125)와 제1 끼움부(127)가 일체로 형성되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 각각 별도의 부품으로 제작될 수 있다.

예를 들면, 제1 에어덕트 체결부(125)는, 도 2에 도시된 제2 에어덕트 체결부(110)과 같은 구성으로 안착부, 에어덕트 결합부(133)를 포함하여 착탈 가능한 별도의 부품으로 구성할 수도 있다.

소음 저감재(130)를 2개의 끼움부(117,127)에 사이에 용이하게 삽입하기 위해서는 상기 제1 에어덕트 체결부(125)나 제2 에어덕트 체결부(110) 중 적어도 하나를 착탈 가능한 구조로 구성하는 것이 바람직한데, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 도 2에서와 같이 제2 에어덕트 체결부(110)이 착탈가능하도록 구성하거나 제1 및 제2 에어덕트 체결부(125, 110)를 모두 착탈가능하도록 구성할 수도 있다.

이상과 같은 본 실시예에 따른 차량용 에어클리너의 동작을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

소음기(100) 전단에 연결된 에어덕트(21)를 통해 흡입 유로에서 발생된 소음이 소음기(100)로 전달된다. 또한, 소음기(100) 후단에 연결된 에어덕트(23)를 통해 엔진실 등에서 발생된 소음이 유입된다.

소음기(100)로 유입된 소음은 소음기(100) 내에 설치된 스폰지 패드로 구성된 소음 저감재(130)와 맞닿는다.

이 때, 5000Hz 이하 주파수 영역의 소음이 소음 저감재(130)에 의해 흡수되면서 저감되게 된다.

특히, 2000~5000Hz 주파수 대역의 흡기소음이 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어클리너에 구비된 소음기(100)를 이용하여 효과적으로 제거될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10; 에어클리너
11; 에어클리너 몸체
12; 커버부재
21,23; 에어덕트
30; 호스부재
100; 소음기
130; 소음 저감재

Claims (8)

1. 에어클리너 몸체;
   상기 에어클리너 몸체와 결합하는 커버부재;
   상기 에어클리너 몸체 또는 상기 커버부재의 흡기측에 연결되는 에어덕트; 및
   상기 에어덕트에 연결되고, 소음을 저감하도록 소음 저감재를 구비한 소음기;를 포함하되,
   상기 소음기는,
   중공 원통형의 소음기 몸체와, 상기 소음기 몸체의 타단에 결합하는 제2 에어덕트 체결부를 포함하고,
   상기 소음기 몸체의 일측 단부는,
   상기 소음 저감재의 일측이 끼워지도록 상기 소음기 몸체의 내측으로 연장되는 제1 끼움부가 형성되고,
   상기 소음 저감재는,
   중공 원통형이며 상기 소음기 몸체의 내측에 고정되고,
   상기 제2 에어덕트 체결부는,
   상기 소음기 몸체의 타단을 감싸도록 형성되는 안착부;
   상기 안착부에서 상기 소음기 몸체 외측으로 연장되어 에어덕트가 결합되는 덕트 결합부; 및
   상기 소음 저감재의 타측이 끼워지도록 상기 안착부에서 상기 소음기 몸체 내측으로 연장되는 제2 끼움부;를 포함하고,
   상기 소음 저감재는,
   상기 제1 끼움부와 상기 제2 끼움부 사이에서 노출되도록 구성되는, 차량용 에어클리너.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 소음기 몸체의 일측 단부는,
   상기 에어덕트와 결합되도록 상기 소음기 몸체 외측으로 연장되는 제1 에어덕트 체결부가 형성되는, 차량용 에어클리너.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 소음 저감재는,
   스폰지 패드로 구성되는, 차량용 에어클리너.

Images