KR102542576B1 - 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 차량 냉매용 매니폴드 본체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제조하는 과정에서 냉매가 순환되는 유로를 형성함에 있어, 2개의 부품을 브레이징 용접하여 매니폴드 본체를 형성하는 것이 아니라 열간단조 공법에 의해 각각의 유로 금속 파이프가 인서트(insert) 되도록 함에 따라 냉매의 누출을 원천적으로 방지할 수 있도록 각각의 유로 사이에 분배를 위해 매니폴드 본체에 각각의 접속구 홀이 위치하도록 가공 형성되는 금형의 접속구 홀과 접속구 홀 사이의 각각의 유로에 각각의 유로 금속 파이프를 배치하는 단계; 상기 각각의 유로 금속 파이프가 배치된 금형에 상기 각각의 유로 금속 파이프가 매설되도록 반응고 금속 슬러리를 투입하는 단계; 및 상기 반응고 금속 슬러리가 투입된 직후 그 반응고 금속 슬러리의 내부로 상기 각각의 유로 금속 파이프가 인서트 되도록 열간단조 공법에 의해 매니폴드 본체로 가공 형성하는 단계;를 포함하는 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제공한다.
그에 따라 차량 냉매용 매니폴드에 대한 높은 신뢰성 확보는 물론 오랜 사용기간을 확보할 수 있는 효과를 가진다.

Description

차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 차량 냉매용 매니폴드 본체{Manufacturing method of manifold body for vehicle refrigerant and manifold body for vehicle refrigerant manufactured thereby}

본 발명은 차량 냉매용 매니폴드에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제조하는 과정에서 냉매가 순환되는 유로를 형성함에 있어, 2개의 부품을 브레이징 용접하여 매니폴드 본체를 형성하는 것이 아니라 열간단조 공법에 의해 각각의 유로 금속 파이프가 인서트(insert) 되도록 함에 따라 냉매의 누출을 원천적으로 방지할 수 있도록 한 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 차량 냉매용 매니폴드 본체에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 적용되는 매니폴드(manifold)는 내부에 배관 역할을 하는 통로인 유로가 형성되며, 외부에는 밸브 등과 같은 다수의 기기(機器) 접속구(接續口)를 형성되는 다기관(多岐管)을 말한다.

차량에 구비되는 냉매용 매니폴드는 차량의 사양이나 종류에 따라 다양한 형태로 제조된다.

상기와 같이 차량에 구비되는 냉매용 매니폴드와 관련된 선행기술은 다음과 같다.

먼저, 대한민국 등록특허공보 제10-0350945호 및 대한민국 등록특허공보 제10-0620122호에 게시된 바와 같이 매니폴드는 냉매가 순환될 수 있도록 통로인 유로가 형성되도록 가공된 한 쌍의 플레이트를 브레이징 용접 등에 의해 접합하는 기술이 제안된 바 있다(이하 '특허문헌 1'이라 한다).

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1413488호 및 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0108391호에 게시된 바와 같이 매니폴드는 유로가 형성되도록 성형 된 본체와, 상기 본체의 일면에 브레이징 용접 등에 의해 접합되는 커버를 포함하는 기술도 제안된 바 있다(이하 '특허문헌 2'라 한다).

상기한 각각의 매니폴드에는 밸브 등과 같은 다수의 기기(機器) 접속구(接續口)가 형성된다.

이렇게, 종래 차량에 구비되는 냉매용 매니폴드는 특허문헌 1과 같이 유로가 형성되도록 가공된 한 쌍의 플레이트를 접합하거나 또는 특허문헌 2와 같이 유로가 형성된 본체에 커버를 접합하여 제작된다.

그에 따라 종래 차량에 구비되는 냉매용 매니폴드는 각각의 플레이트나 본체 형성된 유로를 통하여 냉매가 순환되는 과정에서 2개의 각 부품이 접합 된 부분에 크랙(crack) 혹은 변형에 따른 이격됨으로 인해 냉매가 누출되는 문제점이 빈번하게 발생하는 단점을 가진다.

이는 차량의 성능에 크나큰 하자를 유발하는 원인이기도 하다.

또한, 2개의 부품을 각각 가공한 후 접합하는 과정을 거치게 됨에 따라 제조상에도 번거롭고 불편한 문제점도 가진다.

대한민국 등록특허공보 제10-0350945호 대한민국 등록특허공보 제10-0620122호 대한민국 등록특허공보 제10-1413488호 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0108391호

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제조하는 과정에서 냉매가 순환되는 유로를 형성함에 있어, 2개의 부품을 브레이징 용접하여 매니폴드 본체를 형성하는 것이 아니라 열간단조 공법에 의해 각각의 유로 금속 파이프가 인서트(insert) 되도록 함에 따라 냉매의 누출을 원천적으로 방지할 수 있도록 한 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 구체적인 기술적 해결과제는 인서트 되는 각각의 유로 금속 파이프가 열간단조 시에도 찌그러지거나 변형됨을 방지되도록 하는 데 있다.

상기와 같은 구체적인 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결수단은 각각의 유로 사이에 분배를 위해 매니폴드 본체에 각각의 접속구 홀이 위치하도록 가공 형성되는 금형 상에서 알루미늄에 의해 제조된 반응고 금속 슬러리를 이용하여 열간단조 공법에 의해 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제조하는 제조방법에 있어서, 상기 금형에 매니폴드 본체에 형성되는 접속구 홀과 접속구 홀 사이의 각각의 유로에 각각의 유로 금속 파이프를 배치하는 단계; 상기 각각의 유로 금속 파이프가 배치된 금형에 상기 각각의 유로 금속 파이프가 매설되도록 반응고 금속 슬러리를 투입하는 단계; 및 상기 반응고 금속 슬러리가 투입된 직후 그 반응고 금속 슬러리의 내부로 상기 각각의 유로 금속 파이프가 인서트 되도록 열간단조 공법에 의해 매니폴드 본체로 가공 형성하는 단계;를 포함한다.

상기 접속구 홀과 접속구 홀 사이에 배치되는 각각의 유로 금속 파이프의 각 끝단은 폐쇄되되, 상기 각 접속구 홀의 내면 보다 더 돌출되는 길이를 가지는 것을 포함한다.

상기 각각의 유로 금속 파이프는 열간단조 공법에 의해 가압시 그 가압되는 압력보다 더 높은 강성을 가지는 금속재질인 것을 포함한다.

상기 각각의 유로 금속 파이프는 스테인리스 재질인 것을 포함한다.

본 발명은 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제조하는 과정에서 냉매가 순환되는 유로를 형성함에 있어, 2개의 부품을 브레이징 용접하여 매니폴드 본체를 형성하는 것이 아니라 열간단조 공법에 의해 각각의 유로 금속 파이프가 인서트(insert) 되도록 함에 따라 냉매의 누출을 원천적으로 방지할 수 있도록 함으로써, 차량 냉매용 매니폴드에 대한 높은 신뢰성 확보는 물론 오랜 사용기간을 확보할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 인서트 되는 각각의 유로 금속 파이프가 열간단조 시에도 찌그러지거나 변형됨을 방지되도록 함으로써, 제품에 대한 더욱더 높은 신뢰성을 확보할 수 있은 효과와 함께 냉매의 순환 또한 원활하게 이루어질 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명의 제조방법을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 본 발명에 의해 가공된 매니폴드 본체를 도시한 사시도,
도 3은 도 2에 따른 평 단면도,
도 4는 도 2에 따른 종 단면도,
도 5는 본 발명에 의해 제조된 다른 형태의 매니폴드 본체를 도시한 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제조방법을 설명하기 위한 블록도이며, 도 2는 본 발명에 의해 가공된 매니폴드 본체를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 평 단면도이고, 도 4는 도 2에 따른 종 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의해 제조된 다른 형태의 매니폴드 본체를 도시한 평면도이다.

도시된 바와 같이 차량에 적용되는 종래의 냉매용 매니폴드(manifold)는 내부에 배관 역할을 하는 통로인 유로가 형성되며, 외부에는 밸브 등과 같은 다수의 기기 접속구가 형성된다.

이러한, 차량에 구비되는 냉매용 매니폴드는 차량의 사양이나 종류에 따라 다양한 형태로 제조된다.

그러나 종래 냉매용 매니폴드는 발명의 배경이 되는 기술에 기재한 바와 같이 유로가 형성되도록 가공된 한 쌍의 플레이트를 접합하거나 또는 유로가 형성된 본체에 커버를 접합하여 제작된다.

그에 따라 종래 차량에 구비되는 냉매용 매니폴드는 각각의 플레이트나 본체 형성된 유로를 통하여 냉매가 순환되는 과정에서 2개의 각 부품이 접합 된 부분에 크랙(crack) 혹은 변형에 따른 이격됨으로 인해 냉매가 누출되는 문제점이 빈번하게 발생하는 단점을 가진다.

이는 차량의 성능에 크나큰 하자를 유발하는 원인이기도 하다.

또한, 2개의 부품을 각각 가공한 후 접합하는 과정을 거치게 됨에 따라 제조상에도 번거롭고 불편한 문제점도 가진다.

본 발명은 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제조하는 과정에서 냉매가 순환되는 유로를 형성함에 있어, 2개의 부품을 브레이징 용접하여 매니폴드 본체를 형성하는 것이 아니라 열간단조 공법에 의해 각각의 유로 금속 파이프가 인서트(insert) 되도록 함에 따라 냉매의 누출을 원천적으로 방지할 수 있도록 한 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법 및 그에 의해 제조된 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 차량 냉매용 매니폴드 본체(1)를 제조하는 방법은 다음과 같다.

본 발명의 제조방법은 각각의 유로 사이에 분배를 위해 매니폴드 본체에 형성되는 각각의 접속구 홀이 위치하도록 가공 형성되는 금형(도시하지 않음) 상에서 알루미늄에 의해 제조된 반응고 금속 슬러리를 이용하여 열간단조 공법에 의해 제조된다.

상기에서, 도시되지 않은 금형은 차량의 사양이나 종류에 따라 다양한 형태로 가공된다.

먼저, 상기 금형에 매니폴드 본체에 형성되는 접속구 홀(1A)과 접속구 홀(1A) 사이의 각각의 유로에 각각의 유로 금속 파이프(10)를 배치하는 단계(S1)를 수행한다.

상기에서, 각각의 유로 금속 파이프(10)는 금형에 형성되는 각각의 유로와 대응되는 형태로 원형 관은 물론 다각 형태로도 형성될 수 있으며, 절단이나 밴딩 가공, 용접 등에 의해 다양한 형태의 매니폴드 본체에 형성되는 각각의 유로와 대응되는 형태로 가공된다.

그런 다음, 상기 각각의 유로 금속 파이프(10)가 배치된 금형에 상기 각각의 유로 금속 파이프(10)가 매설되도록 상기 반응고 금속 슬러리를 투입하는 단계(S2)를 행한다. 상기 반응고 금속 슬러리는 공지된 가공방식인 알루미늄의 용탕을 세미 솔리드 공법에 의해 형성된다.

마지막으로, 상기 반응고 금속 슬러리가 투입된 직후 그 반응고 금속 슬러리의 내부로 상기 각각의 유로 금속 파이프(10)가 인서트 되도록 열간단조 공법에 의해 매니폴드 본체(1)로 가공 형성하는 단계(S3);를 포함한다.

다시 말해서, 본 발명은 매니폴드 본체의 내부에 냉매가 순환될 수 있도록 각각의 유로 금속 파이프가 내장되도록 가공됨으로써, 냉매가 순환 또는 공급되는 과정에서 누출되는 것을 원천적으로 방지할 수 있음은 물론 오랜 사용기간을 확보할 수 있는 조건을 구축할 수 있다.

더욱이, 각각의 유로 금속 파이프는 반응고 금속 슬러리의 내부에 인서트 되도록 열간단조 공법에 의해 노출되지 않게 가공됨으로써, 냉매의 누출을 원천적으로 방지함은 물론 하자 발생 또한 방지할 수 있는 조건 또한 가진다.

아울러, 상기와 같은 각각의 유로 금속 파이프가 인서트 되도록 열간단조 공법에 의해 매니폴드 본체가 가공된 후에는 각각의 접속구 홀이나 표면 등에 버어(burr) 등을 제거하기 위한 선삭 가공이나 황삭 가공 등을 행한다.

또한, 각각의 접속구 홀에는 냉매의 분배를 위한 각각의 밸브(도시하지 않음) 등이 장착 고정되며, 테두리 측 플랜지나 각각의 접속구 홀 사이의 내측 플랜지에 홀 가공 등을 통하여 장착 공 또는 설치 공 등을 형성함으로써, 차량 냉매용 매니폴드로서의 가공이 완료된다.

따라서, 본 발명은 복잡한 기술적 구성을 가지는 것이 아니라 간단한 기술적 원리에 의해 차량 냉매용 매니폴드를 제조함에 있어, 냉매가 순환되는 통로를 각각의 유로 금속 파이프가 인서트 되도록 함으로써, 냉매가 누출되는 것을 원천적으로 방지할 수 있음은 물론 그로 인한 높은 신뢰성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 오랜 사용기간을 확보할 수 있는 것이며, 하자 발생 또한 방지할 수 있는 조건을 가진다.

한편, 상기와 같이 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제조하는 과정에서, 상기 접속구 홀(1A)과 접속구 홀(1A) 사이의 각각의 유로에 배치되는 각각의 유로 금속 파이프(10)의 각 끝단은 폐쇄되되, 상기 각 접속구 홀(1A)의 내면 보다 더 돌출되는 길이를 가지는 것을 포함한다. 상기 각각의 유로 금속 파이프의 폐쇄는 통상적인 캡 등을 이용하여 폐쇄할 수 있음은 물론 플레이트 등을 용접하여 폐쇄할 수 있다.

다시 말해서, 상기 각각 유로 금속 파이프는 반응고 금속 슬러리가 투입된 후 열간단조 공법에 의해 가압 됨으로써, 상기 반응고 금속 슬러가 각각의 유로 금속 파이프 내로 유입되지 않도록 가공시에는 폐쇄 시키는 것이다.

상기 각각의 유로 금속 파이프의 폐쇄된 각 끝단은 가공이 완료된 후 접속구 홀 내에서 돌출된 부분을 절단함으로써, 개방되는 것이며 접속구 홀에 필요로 하는 밸브를 장착함에 따라 개폐될 수 있다.

아울러, 상기 각각의 유로 금속 파이프(10)는 열간 단조공법에 의해 가압시 그 가압되는 압력보다 더 높은 강성을 가지는 금속재질인 것을 포함하며, 상기 각각의 유로 금속 파이프(10)는 스테인리스 재질인 것이 바람직하다.

즉, 열간단조 공법에 의해 가공시 상기 각각의 유로 금속 파이프가 찌그러지거나 변형되는 것을 방지하기 위해 열간단조 공법에 의해 가압시 그 가압되는 압력보다 더 높은 강성의 금속재질을 사용하는 것이 바람직한 것이다.

1 : 냉매용 매니폴드 본체
1A : 접속구 홀 10 : 유로 금속 파이프

Claims (5)

1. 각각의 유로 사이에 분배를 위해 매니폴드 본체에 각각의 접속구 홀이 위치하도록 가공 형성되는 금형 상에서 알루미늄에 의해 제조된 반응고 금속 슬러리를 이용하여 열간단조 공법에 의해 차량 냉매용 매니폴드 본체를 제조하는 제조방법에 있어서,
   상기 금형에 매니폴드 본체에 형성되는 접속구 홀과 접속구 홀 사이의 각각의 유로에 각각의 유로 금속 파이프를 배치하는 단계;
   상기 각각의 유로 금속 파이프가 배치된 금형에 상기 각각의 유로 금속 파이프가 매설되도록 반응고 금속 슬러리를 투입하는 단계; 및
   상기 반응고 금속 슬러리가 투입된 직후 그 반응고 금속 슬러리의 내부로 상기 각각의 유로 금속 파이프가 인서트 되도록 열간단조 공법에 의해 매니폴드 본체로 가공 형성하는 단계;를 포함하는 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접속구 홀과 접속구 홀 사이에 배치되는 각각의 유로 금속 파이프의 각 끝단은 폐쇄되되, 상기 각 접속구 홀의 내면 보다 더 돌출되는 길이를 가지는 것을 포함하는 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 각각의 유로 금속 파이프는 열간단조 공법에 의해 가압시 그 가압되는 압력보다 더 높은 강성을 가지는 금속재질인 것을 포함하는 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 각각의 유로 금속 파이프는 스테인리스 재질인 것을 포함하는 차량 냉매용 매니폴드 본체의 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조된 차량 냉매용 매니폴드 본체.
   

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