KR20000001532A - 조합식 공기정화 및 공진 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 조합식 공기 정화 및 소음 감소 공진 장치는 호스 커플링 피팅에 가압되는 중공의 원통형 공기 정화 요소를 포함하는데, 이러한 피팅은 하우징의 캐비티에 공기 정화 필터 요소를 유지시키기 위해 하우징에 고정된다. 확장 챔버와 헬름홀쯔 공진 챔버는 모두 삽입 단편에 의해 하우징의 일부분으로서 한정되는데, 이러한 삽입 단편은 각 챔버와 유체 연통하는 공기 흐름 경로를 형성한다.

Description

조합식 공기정화 및 공진 장치
본 발명은 내연기관용 공기유도장치에 관한 것이다. 자동차 엔진은 엔진의 소음을 감소시키기 위해 공기유도장치 내에서 하나 이상의 공진 챔버와 결합하고 있다. 일반적으로, 각각의 공진 장치는 공기 정화 장치 및 스로틀 몸체(throttle body)에 연결되도록 호스와 클램프에 의해 공기유도장치에 연결되어야 하는 개별적인 요소를 포함하고 있다. 이는 현저한 노동력, 잉여 요소, 및 먼지의 유입을 허용하는 포텐셜 누설점을 포함한다.
공기유도장치를 단순화하고 가격을 낮추기 위해, 공기 정화 장치는 때때로 공기 정화 요소가 설치되는 하우징 내에 공진 챔버를 포함한다. 이러한 장치의 예가 1988년 12월 13일에 공고된 발명의 명칭이 "집적 요소를 구비한 소형 엔진 공기정화 장치"인 미국 특허 제 4,790,864 호에 개시되어 있다.
공진 장치는 각각 다른 주파수 범위에서 소음을 약화시키기 위해 설계된 확장 챔버와 헬름홀쯔(helmholtz) 공진기를 포함한다. 어떤 형태의 공진 장치는 공기 정화 하우징에 일체로 형성되지만, 일반적인 형태의 공진 장치는 종종 개별 요소로서 설치되는데, 이러한 양 형태가 개별 요소로서 일체화된 것이 1995년 6월 13일 미국 특허 제 5,424,494 호에 개시되어 있다.
계류중인 미국 출원(attorney docket No. 97P7659US)에는 공기 정화 장치와 스로틀 몸체 사이를 연결하는 연결 호스를 개시하고 있는데, 이러한 연결 호스는 연결 호스와 일체로 형성된 공진 장치를 구비하고 있다.
자동차용 공기 정화 요소들은 종종 직사각형의 형태를 가지며, 전체 둘레부 주위를 큰 직사각형 커버로 둘러 싸음으로서 시일된다. 공기 정화 하우징은 통상적으로 플라스틱으로 성형되며, 보다 크게 성형된 구조물이 약간 싸여져서, 먼지가 공기 필터를 우회하여 엔진으로 유입될 수 있는 누설점을 형성한다.
보다 강한 플라스틱 재료가 이러한 문제점을 해결하기 위해 사용되지만, 제조 비용을 증가시키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 확장 챔버와 헬름홀쯔 공진기 모두와 결합하는 공기 정화를 구비한 공기유도장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 커버 또는 필터 요소를 구비한 다른 하우징 부분의 완전한 시일링 결합되는 자동차 공기유도장치용 공기 정화 조립체를 제공하는 것이다.
도 1은 호스 피팅과 공기 스쿠프가 설치된 본 발명에 따른 조합식 공기정화 및 공진 장치의 부분 확대 사시도.
도 2는 내부 요소를 도시하기 위해 부분 파단된 도 1에 도시된 공기정화 및 공진 장치의 사시도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 공기정화 및 공진 장치의 종방향으로 절단한 단면도.
도 4는 공기정화 및 공진 장치 하우징 내에 배치된 삽입 단편의 사시도.
도 4a는 도 4에 도시된 삽입 단편을 거꾸로 회전시킨 사시도.
도 5는 공기 필터 요소와 호스 커플링 피팅의 단편 결합부를 길이방향으로 절단한 단면도.
도 6은 호스 커플링 피팅의 외측을 도시한 사시도.
도 7은 호스 커플링 피팅의 내측을 도시한 사시도.
도 8은 공기 정화 하우징의 일부로 형성된 커버를 거꾸로 회전시킨 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 조합식 공기 정화 필터 및 공진 장치의 선택적인 형태를 도시한 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 10A : 공기 정화 및 공진 장치 12 : 하우징
14, 14A : 커버 16 : 베이스
20 : 스쿠프(scoop) 22 : 공기 흡입 포트
24, 24A : 호스 커플링 피팅 26 : 호스
32 : 니플(nipple) 42 : 스프링 핑거
44 : 개구 45 : 리브
46 : 리지부(ridge) 48,54 : 단부캡
52, 52A : 필터 요소 56 : 삽입 단편
58 : 필터 요소 캐비티 92 : 캠 잠금 링
본 발명은 관형 공기 정화 요소를 포함하는데, 이러한 공기 정화 요소의 일단부는 단부캡으로 완전하게 폐쇄되어 있으며, 타단부는 공기를 엔진 스로틀 몸체로 흐르게 하는 호스의 일단부에서 커플링 피팅의 단부를 수용하는 시일링 링을 구비하고 있다.
내부 공간을 한정하는 공기 정화 하우징은 공기 정화 필터 요소를 하우징 내의 수용 공간으로 삽입할 수 있도록 개구를 포함하며, 호스 피팅은 공기 정화 요소가 정위치에 고정될 수 있도록 개구에 인접한 하우징 벽에 탈착가능한 잠금 요소를 포함하고 있다.
하우징은 또한 내부 공간 내에서 한정된 두 개의 다른 공진 장치를 구비하는데, 이러한 공진 장치는 확장 챔버와 헬름홀쯔 챔버를 포함하고 있다.
각 챔버는 맞춤 커버, 베이스, 및 삽입 단편에 의해 형성되며, 각 챔버는 마찰 용접되거나 단일 구조물로 서로 결합될 수 있는 플라스틱 부재로 성형된다. 확장 챔버는 흡입 경로 내로 형성된 슬롯에 대해 한정되고, 관은 하우징 내의 다른 영역에서 한정된 헬름홀쯔 챔버와 흡입 경로를 연결한다. 흡입 경로는 하우징 내부 공간 내에서 한정된 공기 정화 필터 요소 캐비티로 이어져 있다.
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
다음의 상세한 설명에서, 보다 명료한 이해를 위해 소정의 특정 전문 용어들이 사용될 것이며, 35 USC 112와 일치하는 특별한 실시예가 기술될 것이다. 그렇지만, 이러한 실시예로 본 발명은 한정되지 않으며, 본 발명의 범위 내에서 여러 형태로 개조될 수 있다.
본 발명에 따른 조합식 공기 정화 및 공진 장치(10)는 내부 공간을 한정하는 하우징(12)을 포함하고 있으며, 이러한 하우징(12)은 두 단편, 즉 커버(14)와 베이스(16)로 구성되는데, 하우징(12)이 단일체를 형성하도록 이들 두 단편들은 플랜지 돌출 에지부(18)를 따라 서로 마찰 용접되어 있다. 일체형 장착 탭(15)는 유닛의 장착 볼트가 차량의 강판 또는 엔진에 장착되도록 한다.
커버(14)와 베이스(16)는 나일론 또는 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 성형될 수도 있으며, 특별한 분야에 적용될 때에는 강화될 수도 있다.
청정 공기 유입 스쿠프(20)가 후드 아래에 공기 흡입 포트(22)가 위치되도록 하우징(12)의 전방 측부 상에 설치되어서 청정 공기가 베이스(16)의 공기 흡입 포트(30)로 흐르도록 한다.
호스 커플링 피팅(24)이 커버(14)의 측부 개구(44)에 끼워져서 하우징(12)이 엔진 스로틀 몸체(28)에 연결되고 흡입 매니폴드(도시되지 않음) 상에 장착된 호스(26)에 연결된다.
PCV에 연결시키는 니플(nipple, 32)이 호스 커플링 피팅(24)과 일체로 형성되어 있다. 호스(26)는 바람직하게는 호스 커플링 피팅(24)과 일체로 형성된 외부 돌출관(34)에 성형되기 때문에 클램프 연결을 필요로 하지 않으며, 따라서 호스(26)와 호스 커플링 피팅(24)은 단일 부재를 형성한다.
호스 커플링 피팅(24)은 플랜지(40)의 둘레를 따라 축선방향으로 돌출되어 있는 일련의 위치 고정 핑거(38)와 동심인 반대방향으로 돌출된 관(36)을 구비하고 있다. 한 쌍의 스프링 핑거(42)가 플랜지(40) 내의 슬롯으로 연장되어 있어서 호스 커플링 피팅(24)이 커버(14)의 측부의 개구(44)로 삽입될 때 리지부(ridge, 46)가 굽혀져서 개구(44)의 에지부와 결합하며, 스프링 핑거(42)가 다시 딸깍하고 닫힐 때 호스 커플링 피팅(24)이 커버(14)의 개구(44)로부터 빠지는 것을 방지한다.
내부 돌출관(36)은 중공의 원통형 필터 요소(52, 도 5)상의 탄성 시일링 단부캡(48)에 압력끼워맞춤되며, 융기된 테이퍼형 시일부(50)는 필터 요소(52)를 설치하기 위해 관(36)에 압력끼워맞춤된다.
필터 요소(52)는 호스 커플링 피팅(24)의 내측 상의 돌출 핑거(38) 내에 위치된다. 필터 요소(52)의 다른 단부에는 폐쇄된 단부캡(54)이 설치되어서, 필터 요소(52)가 피팅(24)과 호스(26)에 필수적으로 시일되도록 한다. 필터 요소(52)는 먼저 피팅(24) 상에 설치되고, 커플링 피팅(24)의 플랜지(40)가 커버(14)의 편평한 측부에 대항하여 접촉하고, 스프링 핑거가 커버의 측벽의 내측에 대항하여 고정될 때까지 필터 요소(52)는 개구(44)를 통해 전진한다.
도 3 내지 도 4a를 참조하면, 다양한 경로 및 공간이 커버(14), 베이스(16), 및 커버(14)와 베이스(16) 사이에 유지되는 성형된 플라스틱 삽입 단편(56)의 조합에 의해 둘러 싸인 내부 공간 내에서 한정되어 있음을 알 수 있다.
필터 요소(52)는 중공의 실린더이며, 삽입 단편(56)의 아치형 면(60) 위에 형성된 필터 요소 캐비티(58) 내에 배치되어 있다. 아치형 선반(64)에 인접한 수직 단부벽(62)은 필터 요소(52)의 폐쇄된 단부캡(54)을 수용하고 지지한다. 필터 요소(52)가 커버(14)의 측벽과 삽입 단편(56)의 아치형 면(60) 사이에 용이하게 유지되도록 압축가능한 핑거(66)가 단부캡(54) 내에서 형성될 수도 있다.
공기가 스쿠프(20)를 통해 공기 흡입 포트(30)로 유입되고, 삽입 단편(56)의 U형 부분(70)과 베이스(16)의 바닥부에 의해 한정된 유입 경로(68)로 유입된다. 슬롯은 U형 부분(70) 주위에서 연장하는 여러 단면(74A,74B,74C)을 구비하고 있는데, 이러한 U형 부분(70)은 삽입 단편(56), 커버(14), 및 베이스(16)의 단면에 의해 한정된 경로(68)의 상부 및 배부에 위치한 소정 부피를 갖는 확정 챔버(76)와 관통하도록 한다.
헬름홀쯔 관(78)이 슬롯(74A,74B,74C)을 넘어서 경로(68) 내로 삽입되어 있다.
소정의 부피를 갖는 헬름홀쯔 챔버(80)는 경로(68) 위에서 윈도우(82)를 통한 배부 공간과 면(60,61)에 의해 한정된 필터 요소 캐비티(58) 아래의 공간에 의해 한정되어 있으며, 이는 갭(88)과 연통한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 강성의 크로스 리브(45)의 패턴이 측벽 사이에서 커버(14)의 개방 영역의 내측으로 성형되어 있는데, 이러한 리브(45)는 베이스(16) 위에 설치되으며, 조합된 단일 구성물의 드럼과 같은 진동에 의해 발생하는 소음을 감소시키기에 충분한 강성을 갖는다.
이러한 구성은 직사각형 하우징 요소가 단지 신뢰성 있는 환형 시일만을 요구하면서 필터 요소(52)의 시일을 요구하지 않기 때문에 시일링 문제를 제거할 수 있다.
동시에, 확장 챔버 및 헬름홀쯔 챔버 모두는 공기 정화 요소 하우징에 제공되어 있다. 폐쇄된 공간은 커버(14), 베이스(16), 및 삽입 단편(56)에 의해 한정된 연통 영역으로서 각 챔버에 효율적으로 사용되어서, 용적을 줄일 수 있고, 각 요소를 주의 깊게 시일 연결할 필요성을 제거할 수 있다.
공진 챔버가 완전히 자가 시일된 공기 정화 요소의 상류에 위치하며, 이들 챔버의 외부 시일링은 모든 공기가 필터 요소(52)를 통과하기 때문에 중요하지 않다는 점을 주목해야 한다.
이러한 개념은 각 자동차의 공간 이용에 적용되는데, 이는 요소들이 용이하게 재구성될 수 있기 때문이다.
커버와 베이스의 형태와 크기는 후드 아래의 가용 공간에 밀접하게 일치하도록 고려되어야 한다.
도 9는 다른 형태의 공기 정화 및 공진 장치(10A)를 도시하고 있는데, 여기서는 필터 요소(52A)가 커버(14A)의 단부에 장착되어 있다.
캠 잠금 링(92)이 필터 요소(52A)를 설치한 후 상기한 구성과 동일하게 호스 커플링 피팅(24A) 상에 고정된다.
커버의 측부 상에 청정 공기 흡입 포트를 위치시키는 바와 같이 본 발명에 따른 장치를 여러 형태로 변형시킬 수 있다.
소정의 실시예에서 공기 필터 요소는 커플링 피팅(24)의 스프링 핑거를 풀거나 또는 캠 잠금 링(92)을 회전시킴으로서 용이하게 작동되며, 피팅(24,24A)를 가지고 필터 요소(52,52A)를 잡아당길 수 있다. 필터 요소는 공기 필터 요소(52,52A)의 개방 단부 내로 삽입된 피팅(24,24A)의 관 단부를 단순히 분리시킴으로써 교체될 수 있다. 필터 요소(52,52A)는 개구(44) 내로 삽입되며, 스프링 핑거가 재세팅되거나 캠 잠금 링(92)이 피팅(24A)을 정위치에 고정시키기 위해 회전된다.
상기한 본 발명에 따른 조합식 공기 정화- 공진 장치는 확장 챔버와 헬름홀쯔 공진기 모두와 결합하고, 커버 또는 필터 요소를 구비한 하우징과 완전하게 시일링 결합됨으로써, 먼지가 공기 필터를 우회하여 엔진으로 유입될 수 있는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 자동차 엔진의 공기유도장치용 공기 정화 장치에 있어서,
    내부 공간을 한정하며 상기 내부 공간 내로 삽입된 청정 공기 유입 포트를 구비한 하우징과,
    개방 단부를 갖는 중공의 공기 정화 필터 요소와, 그리고
    상기 공기 정화 필터 요소의 개방 단부와 시일식으로 결합되는 호스 커플링 피팅을 포함하며,
    상기 호스 커플링 피팅과 상기 공기 정화 필터 요소는 상기 하우징의 내부 공간 내의 공기 정화 필터 요소 캐비티에 수용되도록 상기 하우징의 개구를 통해 삽입가능하며, 상기 호스 커플링 피팅은 상기 공기 정화 필터 요소 캐비티 내에 상기 공기 청정기 필터 요소를 고정시키기 위해 상기 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 공기 정화 필터 요소는 한단부가 폐쇄되어 있고 다른 단부가 개방되어 있는 중공의 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 하우징 내에서 상기 공기 정화 필터 요소 캐비티와 상기 공기 흡입 포트를 연결하는 공기 흐름 경로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 공기유도장치는 상기 엔진 안으로의 공기 흐름을 조절하는 스로틀 몸체와, 상기 호스 커플링 피팅과 상기 스로틀 몸체로부터 연장하는 연걸 호스를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 연결 호스는 상기 호스 커플링 피팅의 외부 돌출 관형부에 시일식으로 성형되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 하우징의 내부 공간에서 한정되어서 상기 공기 흐름 경로와 연통하는 하나 이상의 공진 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 하우징의 내부 공간에서 한정되며, 각각이 상기 공기 흐름 경로와 유체 연통되는 확장 챔버와 헬름홀쯔 공진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 공진 챔버는 상기 공기 흐름 경로와 연통하는 확장 챔버를 포함하며, 상기 공기 흐름 경로는 상기 확장 챔버 내로 연장하는 슬롯형 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 확장 챔버에 인접하는 상기 하우징의 내부 공간에서 한정된 헬름홀쯔 공진 챔버와, 상기 헬름홀쯔 공진 챔버와 상기 공기 흐름 경로 사이의 관형 유체 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 하우징 내에 배치되어서 상기 공기 정화 필터 요소 캐비티와 상기 하나 이상의 공진 챔버의 일부를 한정하는 플라스틱으로 성형된 삽입 단편을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 하우징은 플라스틱으로 성형된 커버와 플라스틱으로 성형된 베이스를 포함하며, 이들 각각은 서로 결합하여 단일 구성을 형성하도록 돌출된 둘레 에지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
  12. 자동차 엔진의 공기유도장치용 공기 정화 및 공진 장치에 있어서,
    유도된 유입 공기를 수용하는 공기 흡입 개구와 상기 엔진의 스로틀 몸체에 연결된 공기 배출 개구를 구비하며, 내부 공간을 둘러 싸는 하우징과,
    상기 하우징의 상기 내부 공간에 한정된 공기 정화 필터 요소 캐비티와, 상기 캐비티에 위치하여서 상기 흡입 개구로부터 유입된 공기를 수용하고 이를 여과하며 여과된 공기를 상기 배출 개구로 배출하는 공기 정화 필터 요소를 포함하는 다수의 분리된 공간을 상기 하우징과 함께 한정하며, 상기 하우징의 내부 공간에 위치한 삽입 단편과,
    상기 공기 정화 필터 요소 캐비티와 상기 흡입 포트를 연결하는 흐름 경로와,
    확장 챔버에 인접하여 이와 연통하도록 슬롯형으로 형성된 공기 흐름 경로와,
    상기 하우징과 상기 삽입 단부에 의해 한정되고 상기 공기 흐름 경로와 이에 인접하는 헬름홀쯔 공진 챔버를 연결하는 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 공진 장치.
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