KR102375490B1 - 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트 - Google Patents

자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차에 설치되어 엔진 가동시 발생하는 저주파수 대역 흡기공명소음을 저감시키는 흡기 덕트로서, 상기 엔진에 연결되는 덕트 본체; 상기 덕트 본체의 일단을 이루며 상기 엔진에 연결되어 소음이나 진동을 흡입하는 흡입부; 상기 덕트 본체의 타단을 이루며 상기 흡입부를 통해서 흡입된 소음이나 진동을 배기하는 배기부; 및 상기 덕트 본체의 몸통을 이루면서 상기 흡입부와 배기부를 연결하며 주름이 형성된 벨로즈 형상으로 제작되어 진동과 소음을 완화하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트{Intake Duct For Reducing Automobile Engine Intake Resonance Noise}
본 발명은 자동차 엔진의 진동과 소음을 저감시키는 흡기 덕트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형상이나 모양의 변화를 통해서 자동차 엔진을 통해서 발생하는 진동이나 소음을 완화시키는 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 엔진에는 배기가스를 배출하기 위한 배기관이 연결되는데, 그 연결 부위에는 엔진진동 및 노면진동으로부터 발생되는 외력을 흡수하여, 배기관의 수명을 증대하고, 승차감을 향상시키기 위한 플렉시블 연결구(Flexible Coupling)가 설치된다.
그리고, 상기와 같이 자동차의 배기관에 연결되는 연결구는 엔진진동 및 노면진동으로부터 배기계의 움직임을 따라서 발생되는 인장, 압축, 굽힘변위를 일반적으로 흡수하며, 엔진의 설치조건 및 변위발생 방향과 배기관 전체의 설계 및 형상에 따라서 각 방향에서 발생되는 비틀림(Torsion)변위가 수반될 수 있다.
따라서, 자동차 배기관용 연결구의 핵심 역할인 기밀유지 및 진동변위 흡수능력을 향상시키기 위해서는 금속제 벨로우즈(Bellows)가 주로 사용된다.
또한, 상기 연결구는 EP 041089 A1호에서 밝혀지는 바와 같이 금속으로 원통형 주름이 반복되는 벨로우즈부재의 내측으로 축, 휨 등의 변형을 동시에 흡수하면서 벨로우즈부재의 탄성한도 내에서 변위를 제어하며, 배기가스의 안내관으로서 흐름을 원활하게 하고, 고온의 배기가스로부터 벨로우즈부재를 보호하는 인터록(Inter lock)부재를 구비하고 있다.
그리고, 벨로우즈부재의 외부를 브레이드(Braid)부재로 감싸지게 한 상태에서 이들의 양단을 캡과 함께 원주방향으로 압착한 후 스폿트 용접하여 마감하는 구조로 이루어져 있다.
즉, 일단은 엔진측으로 결합되고 타단은 배기관측으로 결합되어 배기가스는 중앙으로 통과시키고, 엔진과 배기관 사이에 작용되는 충격이나 변형 등에 대하여 상기 벨로우즈부재 및 인터록부재가 신축되며 흡수토록 하는 것이다.
여기에서, 현재 널리 사용되는 벨로우즈는 그 외경과 내경이 일정하여 모든 산들의 높이가 일정하거나, 첫골부의 높이만을 낮추어 형성되었기 때문에 엔진의 진동이나, 주행 중 노면으로 받는 배기계 진동에 의한 인장, 압축, 굽힘변위에 대한 제한수단으로는 부족한 문제점이 있었다.
따라서, 상기 플렉시블 연결구에 있어서, 벨로우즈의 수명을 연장하고 엔진진동 및 주행 중 발생되는 진동 및 응력을 전달 분산하기 위한 수단으로 종래 기술이 제시된 바 있다.
그러나, 종래 기술과 같은 벨로우즈부재는, 금속재의 재질로 산과 골부가 반복 성형되는 것으로, 산높이가 중앙부로 갈수록 점점 내측으로 증가되어 골부의 내경을 점점 감소시키도록 한 것으로, 재료비의 증가와 함께 제작에 어려움이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 벨로우즈의 중앙부 최소 내경이 양단부 직경보다 작아 배기가스가 배출될 때, 이 배기가스의 흐름이 중앙부에서 정체되어 엔진성능을 저하시키는 폐단이 발생되었다.
특히, 인터록부재와 벨로우즈부재 사이에는 갭(Gap)을 충분히 두어 진동 등에도 상호 간섭이 발생되어 벨로우즈부재가 파손 또는 간섭에 의한 이음발생이 되는 것을 방지하였으나, 이는 벨로우즈부재의 산높이가 줄어드는 단점이 있어 내구력이 감소 또는 이음이 발생되는 문제점이 있었다.
즉, 자동차 배기계에서 플렉시블 튜브에 가해지는 진동은 중앙부의 진동이 양단부보다 특히 심하여 인터록부재와 벨로우즈부재 사이에 충분한 갭을 갖도록 하나, 상기에 설명한 벨로우즈는 중앙부의 내경이 기존 벨로우즈부재와 동일하여 진동이 심한 중앙부는 진동 등에 인터록부재와 벨로우즈부재와의 간섭발생을 방지할 수 없는 폐단이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1570921호
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 흡기 덕트의 모양과 재질에 변화를 주어 자동차 엔진에서 발생하는 소음이나 진동을 흡수하거나 완화시키는 기능이 구비된 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 자동차에 설치되어 엔진 가동시 발생하는 저주파수 대역 흡기공명소음을 저감시키는 흡기 덕트로서, 상기 엔진에 연결되는 덕트 본체; 상기 덕트 본체의 일단을 이루며 상기 엔진에 연결되어 소음이나 진동을 흡입하는 흡입부; 상기 덕트 본체의 타단을 이루며 상기 흡입부를 통해서 흡입된 소음이나 진동을 배기하는 배기부; 및 상기 덕트 본체의 몸통을 이루면서 상기 흡입부와 배기부를 연결하며 주름이 형성된 벨로즈 형상으로 제작되어 진동과 소음을 완화하는 연결부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결부는 복합원단을 이용하여 다층으로 제작될 수 있다.
또한, 상기 연결부의 주름은 설정된 개수로 설정된 간격을 이루면서 이격된 상태로 제작될 수 있다.
또한, 상기 연결부의 피치와 주름너비를 설정된 크기로 제작하여 와류를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 연결부는, 서로 상이한 소재의 원단을 상층부재, 중간부재 및 하층부재로 3단 적층하여 제작될 수 있다.
또한, 상기 상층부재는, 상기 연결부의 외측을 이루며 폴리에스테르를 Stitching 제직공법으로 제작될 수 있다.
또한, 상기 중간부재는, 상기 상층부재의 하부에 부착되며 TPU 필름으로 제작될 수 있다.
또한, 상기 하층부재는, 상기 연결부의 내측을 이루며 상기 중간부재의 하부에 부착되고 폴리에스테르 부직포로 제작될 수 있다.
또한, 상기 연결부 단면의 주름 형상은 U자 형, 나선 형 및 Ω 형 중에서 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 연결부의 인자 중 주름너비가 변화될 경우 다른 인자들보다 더 많은 영향을 유동에 미칠 수 있는데, 연결부의 주름수가 증대될 경우 전체 연결부 길이가 늘어나 와류로 인하여 압력손실이 커지고 유동이 불안정해질 수 있다.
또한, 나선형 연결부의 주름너비가 커질수록 주름수가 늘어나도 급격한 유동변화를 방지하고, 주름 길이는 짧을수록 유동에 영향이 적으며, U형 연결부에 비해 낮은 난류전단응력 특성을 낼 수 있는데, 이는 나선형 특유의 이어진 연결부의 특성에 기인한다.
또한, 나선형 연결부는 피치와 주름너비가 커질수록 연결부 부분의 와류가 더 많이 발생하고, U형 연결부와 거의 동일한 유동 소음 및 압력강하, 소음을 저감시키며, 피치와 주름너비가 늘어날수록 일반 파이프에 비해 저감성능이 증가하는 효과가 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트의 사시도이다.
도 2는 상기 흡기 덕트의 다층으로 적층된 연결부의 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 상기 연결부의 매개 변수 설정(a) 및 주름수 변화에 따른 압력손실을 나타낸 그래프(b)이다.
도 4는 상기 연결부의 주름수 변화에 따른 압력 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 상기 연결부의 주름수 변화에 따른 Case별 속도 벡터를 나타낸 도면이다.
도 6은 상기 연결부의 주름이 나선형인 모습(a)과 U자형 주름과 나선형 주름의 난류에너지를 나타낸 도면(b)이다.
도 7은 상기 연결부 나선형 주름의 각각 케이스 설정 수치를 나타낸 표이다.
도 8은 도 7에 따른 각각의 상기 나선형 주름 연결부의 유선을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7에 따른 각각의 케이스별 Transmission loss를 나타낸 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트의 사시도이고, 도 2는 상기 흡기 덕트의 다층으로 적층된 연결부의 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 상기 연결부의 매개 변수 설정(a) 및 주름수 변화에 따른 압력손실을 나타낸 그래프(b)이고, 도 4는 상기 연결부의 주름수 변화에 따른 압력 변화를 나타낸 도면이며, 도 5는 상기 연결부의 주름수 변화에 따른 Case별 속도 벡터를 나타낸 도면이고, 도 6은 상기 연결부의 주름이 나선형인 모습(a)과 U자형 주름과 나선형 주름의 난류에너지를 나타낸 도면(b)이며, 도 7은 상기 연결부 나선형 주름의 각각 케이스 설정 수치를 나타낸 표이고, 도 8은 도 7에 따른 각각의 상기 나선형 주름 연결부의 유선을 나타낸 도면이며, 도 9는 도 7에 따른 각각의 케이스별 Transmission loss를 나타낸 그래프이다.
도 1에서 도 9에 도시된 바에 같이, 자동차에 설치되어 엔진 가동시 발생하는 저주파수 대역 흡기공명소음을 저감시키는 흡기 덕트로서, 덕트 본체(100), 흡입부(110), 배기부(120) 및 연결부(130)를 포함할 수 있다.
덕트 본체(100)는 엔진(30)에 연결될 수 있다.
흡입부(110)는 덕트 본체(100)의 일단을 이루며 엔진(30, 미도시)에 연결되어 소음이나 진동을 흡입할 수 있다.
배기부(120)는 덕트 본체(100)의 타단을 이루며 흡입부(110)를 통해서 흡입된 소음이나 진동을 배기할 수 있다.
연결부(130)는 덕트 본체(100)의 몸통을 이루면서 흡입부(110)와 배기부(120)를 연결하며 주름이 형성된 벨로즈 형상으로 제작되어 진동과 소음을 완화할 수 있다.
연결부(130)는 복합원단을 이용하여 다층으로 제작될 수 있다.
연결부(130)는 서로 상이한 소재의 원단을 상층부재(132), 중간부재(134) 및 하층부재(136)로 3단 적층하여 제작될 수 있다.
상층부재(132)는 연결부(130)의 외측을 이루며 폴리에스테르를 Stitching 제직공법으로 제작될 수 있다. 구체적으로, 상층부재(132)는 연결부(130)의 외측을 이루며 High Melting 폴리에스테르를 Stitching 하여 제작될 수 있는데, 0.6mm×44inch, 150g/㎡ 인 High Melting Polyester 80%와 6데니어, 150g/㎡인 Low Melting Polyester를 20% 혼합될 수 있다.
중간부재(134)는 상층부재(132)의 하부에 부착되며 TPU 필름으로 제작될 수 있다. 구체적으로, TPU 필름은 물유입 차단 40g/㎡으로 이소시아네이트와 폴리올의 반응으로 형성된 선형 폴리머를 열가소성 폴리우레탄이라고 하며 일반적인 소재의 특성은 다음과 같다. 내마모성, 내굴곡 피로성, 내한성, 내유성, 내용제성이 우수하고, 기계적 강도 및 내하중성이 우수하며, 탄성 및 탄성 회복률이 우수하다.
하층부재(136)는 연결부(130)의 내측을 이루며 중간부재(134)의 하부에 부착되고 폴리에스테르 부직포로 제작될 수 있다.
전술한 바와 같이, 연결부(136)는 3차 복합원단으로 제조하여 소음이나 진동 차단 성능을 극대화할 수 있으며, 또한, 원사간의 공극을 증대시키키 위해 하층부재의 원단을 2층으로 분리하여 적층할 수 있다. 구체적으로, 하층부재는 2 층으로 구성될 수 있는데, 1 층부재는 고융점 폴리에스테르(High Melting Polyester) 6데니어, 150g/㎡ 가 80%와 저융점 폴리에스테르(Low Melting Polyester) 9데니어, 150g/㎡가 20%로, 2 층부재는 고융점 폴리에스테르(High Melting Polyester) 9데니어, 150g/㎡ 가 100%로 구성될 수 있다.
연결부(130)의 주름은 설정된 개수로 설정된 간격을 이루면서 이격된 상태로 제작될 수 있다. 구체적으로, 도 3을 참조하면, 각 케이스 별 압력 손실을 그래프로 보여주고 있는데, 대체적으로 주름 수가 많아질수록 압력손실이 높아지는 경향을 보이고 있다.
연결부(130)의 피치와 주름너비를 설정된 크기로 제작하여 와류를 발생시킬 수 있다. 구체적으로, 주름너비가 2mm에서는 주름수가 늘어날 때 약 1.5 배씩 압력손실이 증가하는 결과를 나타내었고 최대 162 Pa까지 상승한다. 즉, 주름수가 같을 때 주름너비가 더 작을수록 압력 손실이 더 크게 나타난다.
도 5를 참조하면, 연결부(130) 내의 속도 벡터를 보여 주고 있는데 압력손실과 마찬가지로 주름 수가 동일 할 때 주름너비가 더 작을수록 영향을 크게 받는 것을 알 수 있다.
주름수가 12개 일 때는 주름너비에 큰 영향을 받지 않지만 주름수가 늘어날수록 너비에 의한 영향도 커졌다. 주된 원인은 연결부(130)의 주름으로 인해 내부 유동에 와류를 만들게 되고 그로 인해 본래에 영향이 많이 없던 중간부의 유동까지 영향을 주기 때문이다.
주름수가 많아질수록 와류에 의한 영향을 더 많이 받기 때문에 연결부(130)의 출구 부근서 더 빠른 속도 변화를 보여주는 것으로 사료된다.
주름너비가 2mm 일 때 주름너비가 5mm인때 보다 좀 더 불안정한 유동을 많이 보이는데 이는 더 좁아진 주름너비로 인하여 형상이 복잡하게 생성되고 이로 인해 원활한 유동이 이루어지지 않기 때문이다. 즉, 더 많은 와류가 발생하여 연결부(120)의 출구 부근에서 더 빠른 속도와 더 불안정한 유동으로 나타나게 되며 이 와류들이 압력손실도 더 많이 발생시키게 되는 요인 중 하나라고 사료된다.
즉, 연결부의 주름에 관한 해석내용을 종합해보면, 연결부(130)의 인자 중 주름너비가 변화될 경우 다른 인자들보다 더 많은 영향을 유동에 끼칠수 있고, 주름수가 증대될 경우 전체 연결부(130) 길이가 늘어나 와류로 인하여 압력손실이 커지고 유동이 불안정해지며, 주름너비가 커질수록 주름수가 늘어나도 급격한 유동변화를 보이지 않고, 주름 길이는 짧을수록 유동에 영향이 적다.
연결부(130) 단면의 주름 형상은 U자 형, 나선 형 및 Ω 형 중에서 어느 하나일 수 있다. 구체적으로, 도 6 내지 도 9를 참조하여 U자 형과 나선형 주름의 연결부(130)를 비교해보면, 난류운동에너지의 값에서 약간의 차이가 발생했는데 U형 연결부(130)는 연결부(130) 끝의 상하단에서 모두 에너지가 누적되고 연결부(130)를 통과할수록 에너지가 나선형 연결부(130)에 비해 점차 누적되는 것을 확인 할 수 있다.
반면 나선형 연결부(130)에서는 상대적으로 낮은 응력이 연결부(130) 주변에서 발생하고 에너지 집중은 연결부(130)의 끝 상단부에서만 발생하는 것을 확인 할 수 있었다. 압력강하는 피치와 비례하여 증가하였으며 이는 피치와 주름너비가 넓어짐으로 인해 연결부(130)의 부피가 증가하여 발생된 결과라고 판단된다.
또한, 와류의 발생도 두드러지게 차이가 발생했는데 연결부(130)의 입구를 정면에서 볼 경우 피치와 주름너비가 낮을수록 와류발생이 적고 커질수록 와류 발생이 많아지는 것을 확인 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 연결부(130)의 인자 중 주름너비가 변화될 경우 다른 인자들보다 더 많은 영향을 유동에 미칠 수 있는데, 연결부(130)의 주름수가 증대될 경우 전체 연결부 길이가 늘어나 와류로 인하여 압력손실이 커지고 유동이 불안정해질 수 있다.
또한, 나선형 연결부(130)의 주름너비가 커질수록 주름수가 늘어나도 급격한 유동변화를 방지하고, 주름 길이는 짧을수록 유동에 영향이 적으며, U형 연결부(130)에 비해 낮은 난류전단응력 특성을 낼 수 있는데, 이는 나선형 특유의 이어진 연결부(130)의 특성에 기인한다.
또한, 나선형 연결부(130)는 피치와 주름너비가 커질수록 연결부(130) 부분의 와류가 더 많이 발생하고, U형 연결부(130)와 거의 동일한 유동 소음 및 압력강하, 소음을 저감시키며, 피치와 주름너비가 늘어날수록 일반 파이프에 비해 저감성능이 증가하는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10 : 흡기 덕트
30 : 엔진
100 : 덕트 본체
110 : 흡입부
120 : 배기부
130 : 연결부
132 : 상층부재
134 : 중간부재
136 : 하층부재

Claims (9)

  1. 자동차에 설치되어 엔진 가동시 발생하는 저주파수 대역 흡기공명소음을 저감시키는 흡기 덕트로서,
    상기 엔진에 연결되는 덕트 본체;
    상기 덕트 본체의 일단을 이루며 상기 엔진에 연결되어 소음이나 진동을 흡입하는 흡입부;
    상기 덕트 본체의 타단을 이루며 상기 흡입부를 통해서 흡입된 소음이나 진동을 배기하는 배기부; 및
    상기 덕트 본체의 몸통을 이루면서 상기 흡입부와 배기부를 연결하며 주름이 형성된 벨로즈 형상으로 제작되어 진동과 소음을 완화하는 연결부;를 포함하고,
    상기 연결부는 복합원단을 이용하여 다층으로 제작되되, 서로 상이한 소재의 원단을 상층부재, 중간부재 및 하층부재로 3단 적층하여 제작되며,
    상기 상층부재는,
    상기 연결부의 외측을 이루며 폴리에스테르를 Stitching 제직공법으로 제작되고,
    상기 중간부재는,
    상기 상층부재의 하부에 부착되며 TPU 필름으로 제작되며,
    상기 하층부재는,
    상기 연결부의 내측을 이루며 상기 중간부재의 하부에 부착되고 폴리에스테르 부직포로 제작되며 2층으로 구성되되,
    고융점 폴리에스테르(High Melting Polyester)와 저융점 폴리에스테르(Low Melting Polyester)로 혼합 구성되는 1층부재; 및
    고융점 폴리에스테르(High Melting Polyester)로 구성되는 2층부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부의 주름은 설정된 개수로 설정된 간격을 이루면서 이격된 상태로 제작되는 것을 특징으로 하는 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부의 피치와 주름너비를 설정된 크기로 제작하여 와류를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부 단면의 주름 형상은 U자 형, 나선 형 및 Ω 형 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차엔진 흡기공명소음 저감을 위한 흡기 덕트.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002106761A (ja) * 2000-10-04 2002-04-10 Excel Kk 蛇腹ダクト
JP2003343373A (ja) * 2002-03-19 2003-12-03 Nihon Sekiso Industries Co Ltd 吸気ダクト
KR101570921B1 (ko) 2014-01-22 2015-11-20 주식회사 에스제이엠 자동차 배기관용 플렉시블 튜브
KR101573614B1 (ko) * 2014-06-17 2015-12-01 현대자동차주식회사 인터쿨러 파이프
KR20200064257A (ko) * 2018-11-28 2020-06-08 현대자동차주식회사 방수펠트 덕트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방수펠트 덕트

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002106761A (ja) * 2000-10-04 2002-04-10 Excel Kk 蛇腹ダクト
JP2003343373A (ja) * 2002-03-19 2003-12-03 Nihon Sekiso Industries Co Ltd 吸気ダクト
KR101570921B1 (ko) 2014-01-22 2015-11-20 주식회사 에스제이엠 자동차 배기관용 플렉시블 튜브
KR101573614B1 (ko) * 2014-06-17 2015-12-01 현대자동차주식회사 인터쿨러 파이프
KR20200064257A (ko) * 2018-11-28 2020-06-08 현대자동차주식회사 방수펠트 덕트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 방수펠트 덕트

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