KR102137835B1 - 차량용 튜닝머플러 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 머플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과되는 머플러, 상기 머플러의 내부 체적을 확장시키도록 머플러의 일측에 형성되는 확장부, 상기 머플러의 내부와 확장부 사이를 분리시키며 다수의 통로가 형성되는 차단부, 상기 차단부에 형성된 다수의 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 설치되는 개폐밸브 및 상기 확장부에 결합되며, 확장부로 유입된 배기가스에 의해 진동되는 다수의 멤브레인을 구비하는 진동판; 을 포함하는 것을 특징으로 하여, 다양한 음색의 배기계 음질을 구현할 수 있는 차량용 튜닝머플러 구조에 관한 것이다.

Description

차량용 튜닝머플러 구조{STRUCTURE OF TUNING MUFFLER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 머플러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 머플러의 일측에 확장부를 형성하고 상기 확장부에 차단부, 개폐밸브, 진동판 등을 설치하여 사용자의 요구에 따라 다양한 음색을 구현할 수 있는 차량용 튜닝머플러 구조에 관한 것이다.

차량의 내부에 유입되는 소음은 엔진 구동, 노면 굴곡 또는 주행 중에 유입되는 바람 등 다양한 요인에 의해 발생되며, 이러한 소음을 저감하기 위해서 차량에는 다양한 장치가 사용되고 있다.

특히, 차량 엔진 내부에서 연소되는 배기가스는, 상당히 고온이고 그 속도도 거의 음속에 달해 그대로 대기중에 방출하면 급격히 팽창되어 격렬한 폭음을 내기 때문에 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키기 위해서 차량의 배기가스 통로 상에는 별도의 머플러(muffler, 소음기)가 장착된다.

이러한 머플러는 그 작동원리에 따라, 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 작게 하는 팽창식, 가는 관의 많은 구멍에서 넓은 공명실로 확산시켜 서로 음을 상쇄시키는 공명식, 스틸울(금속을 실 모양으로 한 것) 등에 흡수시키는 흡수식 및 앞의 세 가지 방식을 혼합한 격벽식으로 크게 나뉜다.

일반적으로 종래 차량용 머플러는, 그 내부가 다수의 배플에 의해 다수의 챔버로 구획되고, 배기가스 소음이 이러한 챔버를 통과하는 과정에서 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등으로 인해 저하되는 구조로 이루어진다.

종래 대부분의 머플러는 저주파수의 부밍(booming noise)과 고주파수의 기류음(flow noise)을 낮추는데 초점을 두고 튜닝된 내부구조를 가지지만, 스포츠카와 같이 역동성을 즐기는 차량의 경우 소음크기를 줄이는 대신 보다 거칠고 터프한 스포티 사운드 구현을 추구하고 있다.

그러나 종래 차량용 머플러는 차량의 종류에 따라 하나의 배기계 음질을 만들어낼 수는 있으나, 소비자들이 요구하는 다양한 음색의 배기계 음질을 만들어낼 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 소비자들이 요구하는 다양한 음색의 배기계 음질을 만들어내기 위해 머플러의 구조를 지나치게 변형시키는 경우, 과도한 개발비 또는 투자비가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다양한 형태로 이루어진 멤브레인을 구비하는 진동판을 배기가스로 진동시켜 다양한 음색의 배기계 음질을 구현할 수 있는 차량용 튜닝머플러 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 소비자들이 요구하는 다양한 음색의 배기계 음질을 하나의 머플러로 용이하게 구현함으로써, 차량의 상품성이 증대되는 차량용 튜닝머플러 구조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과되는 머플러; 상기 머플러의 내부 체적을 확장시키도록 머플러의 일측에 형성되는 확장부; 상기 머플러의 내부와 확장부 사이를 분리시키며 다수의 통로가 형성되는 차단부; 상기 차단부에 형성된 다수의 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 설치되는 개폐밸브; 및 상기 확장부에 결합되며, 확장부로 유입된 배기가스에 의해 진동되는 다수의 멤브레인을 구비하는 진동판; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 튜닝머플러 구조에서 상기 개폐밸브는, 상기 차단부에 인접하여 배치되며, 다수의 통로 중 일부 통로를 개방하고 나머지 통로를 폐쇄할 수 있도록 부채꼴 형태로 형성되는 플레이트; 및 상기 플레이트의 후방면에 연결되어 플레이트를 단계적으로 회전시키는 스텝모터; 를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 튜닝머플러 구조에서 상기 진동판은 차단부에 형성된 다수의 통로에 대응하여 다수의 구역으로 구획되고, 각각의 구역에는 다수의 멤브레인이 각각 다른 형태 또는 개수로 결합되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 튜닝머플러 구조에서 상기 확장부는 머플러에 일체로 형성되고, 상기 진동판은 확장부에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 튜닝머플러 구조는, 상기 머플러의 내부에 횡방향으로 결합되어 머플러의 내부를 제 1 챔버 내지 제 3 챔버로 구획하는 제 1 배플 및 제 2 배플; 을 더 포함하며, 상기 확장부는 머플러 내부의 제 1 챔버에 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 머플러에 형성된 확장부에 차단부, 개폐밸브, 멤브레인을 구비한 진동판을 설치하여 배기가스에 의해 멤브레인이 진동됨으로써, 다양한 음색의 배기계 음질을 구현하는 효과가 있다.

구체적으로 상기 진동판은 다수의 구역으로 구획되고 각각의 구역에는 다양한 형태의 멤브레인이 결합되며, 개폐밸브가 차단부에 형성된 다수의 통로 중 일부 통로를 개방하여 일부 구역에 배치된 멤브레인만 진동되도록 함으로써, 다양한 음색의 배기계 음질이 구현되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 다양한 배기계 음질을 구현하기 위해 머플러의 구조를 과도하게 변형하지 않으므로, 차량의 개발비, 투자비 및 생산원가 등이 상대적으로 절감되는 효과가 있다.

나아가, 본 발명은 소비자가 기분이나 상황에 따라 다양한 음색의 배기계 음질을 모드(mode)별로 원하는 대로 자유롭게 구현할 수 있으므로, 차량의 상품성이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 튜닝머플러 구조의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 확장부의 모습을 도시한 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개폐밸브의 모습을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차단부의 모습을 도시한 정면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진동판의 모습을 도시한 정면도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 튜닝머플러 구조의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 확장부의 모습을 도시한 확대 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 튜닝머플러 구조는, 차량의 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과되는 머플러(10), 상기 머플러의 내부 체적을 확장시키도록 머플러의 일측에 형성되는 확장부(20), 상기 머플러의 내부와 확장부 사이를 분리시키며 다수의 통로가 형성되는 차단부(30), 상기 차단부에 형성된 다수의 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 설치되는 개폐밸브(40) 및 상기 확장부에 결합되며, 확장부로 유입된 배기가스에 의해 진동되는 다수의 멤브레인(52)을 구비하는 진동판(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 머플러(10)는, 엔진(미도시)으로부터 배출된 배기가스가 유입되는 유입파이프(11) 및 머플러(10)를 통과한 배기가스를 외부로 배출시키는 배출파이프(12)를 포함한다.

상기 유입파이프(11) 및 배출파이프(12)는 내부로 고온의 배기가스가 유동될 수 있도록 원통형의 파이프로 형성되고, 유입파이프(11)의 외주면에는 다수의 통공이 형성되어 배기가스 중 일부를 머플러(10) 내부로 바로 배출할 수도 있다.

상기 머플러(10)의 내부에는 순차적으로 제 1 배플(14a) 및 제 2 배플(14b)이 상호 평행하게 간격을 이루면서 횡방향으로 결합되며, 상기 제 1 배플(14a) 및 제 2 배플(14b)에 의해 소음기의 내부는 제 1 챔버(15a), 제 2 챔버(15b) 및 제 3 챔버(15c)로 구획된다.

상기 제 1 배플(14a)에는 제 1 챔버(15a)와 제 2 챔버(15b) 사이를 연통시켜주는 연결파이프(13)가 결합되며, 유입파이프(11)로 유입된 배기가스는 연결파이프(13)를 통해 배출파이프(12)로 전달된 후, 차량의 외부로 배출된다.

이때, 상기 머플러(10) 내부에 형성된 제 1 챔버(15a)의 일측(도시된 실시예에서 좌측)에는 머플러(10)의 내부 체적을 확장시키는 확장부(20)가 형성되며, 머플러(10)의 내부와 확장부(20) 사이는 다수의 통로(32)가 형성된 차단부(30)에 의해 분리된다.

상기 차단부(30)에 형성된 다수의 통로(32)는 개폐밸브(40)에 의해 개방 또는 폐쇄되며, 확장부(20)의 일측(도시된 실시예에서 좌측)에는 확장부(20)로 유입된 배기가스에 의해 진동되는 진동판(50)이 결합된다.

이때, 상기 확장부(20)는 머플러(10)의 일측에 용접에 의해 접합되거나 다른 부품을 이용하여 조립될 수도 있으나, 머플러(10)와 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 진동판(50)은 확장부(20)의 일측에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 머플러(10), 확장부(20) 및 진동판(50)은 일체로 형성된 하나의 하우징으로 이루어지는 것이 바람직하며, 종래 머플러의 하우징을 변형 없이 또는 조금만 변형하여 활용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개폐밸브의 모습을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차단부의 모습을 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진동판의 모습을 도시한 정면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 개폐밸브(40)는, 상기 차단부(30)에 인접하여 배치되며, 다수의 통로(32) 중 일부 통로를 개방하고 나머지 통로를 폐쇄할 수 있도록 부채꼴 형태로 형성되는 플레이트(42) 및 상기 플레이트(42)의 후방면에 연결되어 플레이트(42)를 단계적으로 회전시키는 스텝모터(44)를 포함한다.

구체적으로 도시된 실시예에서 상기 차단부(30)에는 4개의 통로(32)가 형성되고, 상기 플레이트(42)는 4개의 통로(32) 중 하나의 통로(도시된 실시예에서 우상단에 배치된 통로, ②통로)를 개방하고 나머지 3개의 통로(①, ③, ④통로)를 폐쇄할 수 있도록 중심각의 크기가 270°인 부채꼴 형태로 형성된다.

상기 스텝모터(44)에 의해 플레이트(42)는 90°, 180°, 270°, 360° 단위로 회전되어 개방 또는 폐쇄하게 되며, 이에 따라 개방된 통로(32)를 통해 배기가스가 확장부(20)로 유입된다.

사용자가 차량의 배기계 음질을 변경하기 위해 차량 내부에 설치된 별도의 버튼 등을 작동시키면, ECU(Electroninc Control Unit)에서 발생된 신호에 의해 스텝모터(44)는 작동하게 된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 진동판(50)은 차단부에 형성된 다수의 통로(32)에 대응하여 다수의 구역으로 구획되고, 각각의 구역에는 다수의 멤브레인(52)이 각각 다른 형태 또는 개수로 결합되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 진동판(50)은 차단부에 형성된 4개의 통로(32)에 대응하여 4개의 구역으로 구획되어 있으며, 차단부(30)의 우상단에 배치된 통로(②통로)가 개방되면 진동판(50)의 우상단 구역(②구역)에 배치된 멤브레인(52)이 배기가스에 진동되는 방식으로 작동한다.

도시된 실시예에서 상기 진동판(50)에 형성된 구역 중 좌상단 구역(①구역)에는 작은 크기로 이루어진 다수의 멤브레인(52)이 촘촘히 결합되어 있으며, 우상단 구역(②구역)에는 중간 크기로 이루어진 4개의 멤브레인(52)이 결합된다.

또한, 상기 진동판(50)에 형성된 구역 중 좌하단 구역(③구역)에는 작은 크기로 이루어진 멤브레인(52)과 중간 크기로 이루어진 멤브레인(52)이 섞여서 배치되고, 우하단 구역(④구역)에는 큰 크기로 이루어진 멤브레인(52)이 듬성듬성 결합되어 있다.

따라서, 상기 차단부(30)에 형성된 통로(32) 중 개방된 통로에 대응하여 배기가스는 각기 다른 형태의 멤브레인(52)에 의해 진동되고, 이에 따라 사용자는 다양한 소리를 모드별로 구현할 수 있게 되는 것이다.

전술한 것과 같은, 상기 진동판(50)에 형성된 4개의 구역 및 멤브레인(52)의 형태는 하나의 예시에 불과하며, 머플러의 설계자는 다양한 방식으로 배기가스의 주파수를 튜닝하여 다양한 음색의 배기계 음질을 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 : 머플러
11 : 유입파이프
12 : 배출파이프
13 : 연결파이프
14a : 제 1 배플
14b : 제 2 배플
15a : 제 1 챔버
15b : 제 2 챔버
15c : 제 3 챔버
20 : 확장부
30 : 차단부
32 : 통로
40 : 개폐밸브
42 : 플레이트
44 : 스텝모터
50 : 진동판
52 : 멤브레인

Claims (5)

1. 차량의 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과되는 머플러(10)와, 상기 머플러(10)의 내부 체적을 확장시키도록 머플러의 일측에 형성되는 확장부(20) 를 구비한 차량용 튜닝머플러 구조에 있어서,
   상기 머플러(10)의 내부와 확장부(20) 사이를 분리시키며 다수의 통로가 형성되는 차단부(30);
   상기 차단부(30)에 형성된 다수의 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 인접하여 배치되며, 다수의 통로 중 일부 통로를 개방하고 나머지 통로를 폐쇄할 수 있도록 부채꼴 형태로 형성되는 플레이트(42); 및
   상기 플레이트(42)의 후방면에 연결되어 플레이트(42)를 단계적으로 회전시키는 스텝모터(44);를 포함한 개폐밸브(40); 및
   상기 확장부(20)에 결합되며, 확장부(20)로 유입된 배기가스에 의해 진동되는 다수의 멤브레인(52)을 구비하는 진동판(50);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 튜닝머플러 구조.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 진동판(50)은 차단부(30)에 형성된 다수의 통로에 대응하여 다수의 구역으로 구획되고,
   각각의 구역에는 다수의 멤브레인(52)이 각각 다른 형태 또는 개수로 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 튜닝머플러 구조.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 확장부(20)는 머플러에 일체로 형성되고, 상기 진동판(50)은 확장부(20)에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 튜닝머플러 구조.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 머플러의 내부에 횡방향으로 결합되어 머플러의 내부를 제 1 챔버(15a) 내지 제 3 챔버(15c)로 구획하는 제 1 배플(15a) 및 제 2 배플(15b); 을 더 포함하며,
   상기 확장부(20)는 머플러 내부의 제 1 챔버(15a)에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 튜닝머플러 구조.

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