KR20000052244A - 공기 안내 핀들이 형성된 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예를 들어 자동차 흡기 장치에서 소정 형상의 공기 유동 경로를 따라 공기가 유동되면서 발생되는 소음을 저감시키기 위한 장치에 관한 것이며, 특히, 공기 안내 핀들과 같은 소음 저감 수단이 형성된 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 스로틀 밸브와 공기 유입구와 공기 배출구를 포함하는 공기 유동로가 형성된 자동차 흡기 장치용 스로틀 보디에 있어서, 상기 공기 유동로의 공기 배출구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 스로틀 밸브의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분으로 분할하는 하나 이상의 공기 안내 핀을 포함하는 스로틀 보디가 제공된다. 본 발명의 다른 태양에 따르면, 공기가 공기 유입구로 유입되어 각 실린더로 분배되도록 된 공기 유동로가 형성된 자동차 흡기 장치용 흡기 매니폴드에 있어서, 상기 공기 유동로의 공기 유입구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 흡기 매니폴드의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분으로 분할하는 하나 이상의 공기 안내 핀을 포함하는 흡기 매니폴드가 제공된다.

Description

공기 안내 핀들이 형성된 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드 {Throttle Body and Air intake Manifold with Air Guide Fins Formed thereon}

본 발명은 예를 들어 자동차 흡기 장치에서 소정 형상의 공기 유동 경로를 따라 공기가 유동되면서 발생되는 소음을 저감시키기 위한 장치에 관한 것이며, 특히, 공기 안내 핀(air guide fin)들과 같은 소음 저감 수단이 형성된 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드에 관한 것이다.

자동차 흡기 장치에서, 공기(본 명세서에서, "공기"는 "공기-연료 혼합물"을 포함하는 의미로 사용되었다.)는 공기 청정기, 스로틀 보디, 그리고 흡기 매니폴드를 통해 각각의 실린더로 분배된다. 가장 문제가 되고 있는 자동차의 소음 원인 중 하나는, 흡기 장치의 특정 부품으로 공기의 유입시 그리고/또는 유입된 공기가 특정 부품을 통과시 발생되는 공기 러싱 소음(air rushing noise)이다. 이러한 공기 러싱 소음은, 공기 유동 경로 단면적의 변화, 급격한 유동 방향 변경, 공기 유동 경로 내의 장애물 등에 의해 발생된 난류에 의해 그리고/또는 엣지와 같은 장애물에 의한 공기의 파열음 등에 의해 발생된다. 이러한 공기 러싱 소음은 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드에서 대부분 발생된다.

또한, 근래에는 자동차의 경량화를 위해 많은 부품들이 플라스틱으로 제조되고 있다. 플라스틱의 밀도는 알루미늄 밀도의 약 50% 정도에 불과하여 전달 손실(transmission loss)이 작다. 따라서, 플라스틱으로 제조된 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드는 내부에서 발생된 소음이 투과되기 쉬워, 공기 러싱 소음이 더욱 커지게 된다.

종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 예를 들어, 소음 차단막 또는 공진기 등을 설치함으로써 공기 러싱 소음을 저감시키는 방법이 사용되었으나, 이러한 방법은 비용이 많이 들며 소음 감소 효과가 크지 않은 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상술된 문제점들을 해결하기 위해, 공기 유동로 상에 다수의 공기 안내 핀들을 형성함으로써 공기 러싱 소음을 저감시킬 수 있는 스로틀 보디를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술된 문제점들을 해결하기 위해, 공기 유동로 상에 다수의 공기 안내 핀들을 형성함으로써 공기 러싱 소음을 저감시킬 수 있는 흡기 매니폴드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 스로틀 밸브와 공기 유입구와 공기 배출구를 포함하는 공기 유동로가 형성된 자동차 흡기 장치용 스로틀 보디에 있어서, 상기 공기 유동로의 공기 배출구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 스로틀 밸브의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분으로 분할하는 하나 이상의 공기 안내 핀을 포함하는 스로틀 보디가 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 공기가 공기 유입구로 유입되어 각 실린더로 분배되도록 된 공기 유동로가 형성된 자동차 흡기 장치용 흡기 매니폴드에 있어서, 상기 공기 유동로의 공기 유입구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 흡기 매니폴드의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분으로 분할하는 하나 이상의 공기 안내 핀을 포함하는 흡기 매니폴드가 제공된다.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명으로부터 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.

도1은 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드가 장착된 자동차 흡기 장치의 일 예를 도시하는 도면.

도2는 공기 배출구쪽에 다수의 공기 안내 핀들이 형성된 본 발명에 따른 스로틀 보디의 일 실시예의 사시도.

도3은 도2의 화살표(A) 방향에서 본 스로틀 보디의 공기 배출구를 도시하는 도면.

도4의 (a) 내지 (d)는 도3과 유사한 도면으로서, 공기 배출구쪽에 다른 패턴으로 형성된 다수의 공기 안내 핀들을 갖는 스로틀 보디의 다른 실시예들을 도시하는 도면.

도5는 공기 유입구쪽에 다수의 공기 안내 핀들이 형성된 본 발명에 따른 흡기 매니폴드의 일 실시예의 사시도.

도6은 도5의 원(B) 부분의 확대도.

도7은 흡기 매니폴드의 공기 유입구 부분의 측면도.

도8은 도7의 화살표(C) 방향에서 본 흡기 매니폴드의 공기 유입구를 도시하는 도면.

도9의 (a) 내지 (d)는 도8과 유사한 도면으로서 공기 유입구쪽에 다른 패턴으로 형성된 다수의 공기 안내 핀들을 갖는 흡기 매니폴드의 다른 실시예들을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공기 청정기

2 : 공기 튜브

3 : 스로틀 보디

4 : 흡기 매니폴드

5, 6 : 공기 안내 핀

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 설명하기로 한다.

도1에, 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드가 장착된 자동차 흡기 장치의 일 예가 도시된다. 도1에서 도시된 바와 같이, 자동차로 흡입된 공기는, 공기 청정기(1) 및 공기 튜브(2)를 통해 스로틀 보디(3)를 통과하여 흡기 매니폴드(4)로 유입되도록 형성된 공기 유동로를 통해 유동된다. 스로틀 보디(3)는 도시되지 않은 가속 페달에 연결된 가속 케이블에 의해 작동되어, 흡기 매니폴드(4)로의 공기 유입량이 조절된다. 스로틀 보디(3) 내의 스로틀 밸브가 개방되면 보다 많은 공기가 스로틀 보디(3)를 통과하게 된다. 스로틀 보디(3)를 통과한 공기는 흡기 매니폴드(4)로 유입된다.

도2에는 공기 배출구쪽에 다수의 공기 안내 핀(5, air guide fin)들이 형성된 본 발명에 따른 스로틀 보디(3)의 일 실시예가 도시되며, 도3은 도2의 화살표(A) 방향에서 본 스로틀 보디(3)의 공기 배출구를 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 공기 안내 핀(5)들이 공기 유동 경로에 직접 형성된다. 양호하게는, 공기 안내 핀(5)들은 플라스틱 재질로 스로틀 보디 본체와 일체로 성형된다.

도면에서, 하나 이상(도3에서는 5개)의 공기 안내 핀(5)이 스로틀 보디(3) 내의 공기 유동로의 공기 배출구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 형성된다. 공기 안내 핀(5)은 스로틀 밸브의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분(도3에서는 6개의 부분)으로 분할한다. 양호하게는, 공기 안내 핀(5)의 개수는 세개 내지 열개이다.

도3에서 도시된 실시예에서는, 각각의 공기 안내 핀(5)들의 높이는 모두 다르나, 공기 안내 핀(5)은 그 단부들이 공기 유동로의 중심으로부터 소정 거리(x)만큼 이격되어 정렬되도록 배치된다. 양호하게는, 상기 소정 거리(x)는 공기 유동로의 직경(D)의 50% 이하이다. 도3에서 도시된 실시예에서, 공기 유동로의 하부에만 상하방향으로 공기 안내 핀(5)들이 형성되었으나, 도4의 (a)에서 도시된 바와 같이 공기 안내 핀(5)들이 공기 유동로의 상부 및 하부에 양쪽으로 형성될 수 있다. 공기 안내 핀(5)들은 예를 들어 도4의 (b), 도4의(c) 및 도4의(d)에서 도시된 바와 같이 공기 유동로의 좌우방향으로 형성될 수도 있다. 그러나, 공기 안내 핀(5)들의 형성 방향은 이에 한정되지 않으며, 공기 유동로의 중심으로 어느 방향으로도 회전되어 설치될 수 있다. 또한, 공기 안내 핀(5)들은 도시된 바와 같이 서로 평행하게 배치되지 않고, 방사상으로 배치될 수도 있다.

양호하게는, 공기 안내 핀의 두께는 0.5mm 내지 3.0mm이며, 공기 안내 핀의 길이는 공기 유동로 직경(D)의 80% 내지 150%이다.

도면에서는, 평판형 공기 안내 핀(5)들만이 도시되어 있으나, 공기 유동로가 휘어지게 형성된 경우 공기 안내 핀은 공기 유동로의 휘어진 방향과 대체로 동일한 방향으로 휘어진 곡면 구조를 가질 수도 있다.

스로틀 보디(3)로 공기 유입구로 유입된 공기는 스로틀 보디(3)의 공기 배출구쪽에 위치된 다수의 공기 안내 핀(5)들에 의해 안내되어, 공기의 유동 방향이 일정하게 유지된다. 따라서, 유동 단면적이 급격한 변화되는 경우에도 공기의 유동이 안정되게 유지됨으로써, 스로틀 보디(3) 내의 공기 러싱 소음이 저감될 수 있다.

상술된 다수의 공기 안내 핀(5)들은 스로틀 보디(3) 내의 스로틀 밸브 근처에 형성될 수도 있다. 양호하게는, 스로틀 보디(3)의 입구에도, 도2에서 도시된 공기 안내 핀(5)과 마찬가지의 다수의 공기 안내 핀들이 형성될 수 있다.

도5에 공기 유입구쪽에 다수의 공기 안내 핀이 형성된 본 발명에 따른 흡기 매니폴드의 일 실시예가 도시된다. 도6은 도5의 원(B) 부분을 확대하여 도시하고 있다. 도7은 측면에서 본 흡기 매니폴드의 입구 부분을 도시한다. 도8은 도7의 화살표(C) 방향에서 본 흡기 매니폴드의 공기 유입구를 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 공기 안내 핀(6)들은 공기 유동 경로 내에 직접 형성된다. 양호하게는, 공기 안내 핀(6)들은 플라스틱 재질로 흡기 매니폴드와 일체로 성형된다.

도면에서, 하나 이상(도8에서는 5개)의 공기 안내 핀(6)이 흡기 매니폴드(4) 내의 공기 유동로의 공기 흡입구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 형성된다. 공기 안내 핀(6)은 스로틀 밸브의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분(도8에서는 6개의 부분)으로 분할한다. 양호하게는 공기 안내 핀(6)의 개수는 세개 내지 열개이다.

도8에서 도시된 실시예에서는, 각각의 공기 안내 핀(6)들의 높이는 모두 다르나, 공기 안내 핀(6)은 그 단부들이 공기 유동로의 중심으로부터 소정 거리(x)만큼 이격되어 정렬되도록 배치된다. 양호하게는, 상기 소정 거리(x)는 공기 유동로의 직경(D)의 50% 이하이다. 도3에서 도시된 실시예에서, 공기 유동로의 하부에만 상하방향으로 공기 안내 핀(6)들이 형성되었으나, 도9의 (a)에서 도시된 바와 같이 공기 안내 핀(9)들이 상부 및 하부에 양쪽으로 형성될 수 있다. 공기 안내 핀(6)들은 예를 들어 도9의 (b), 도9의(c) 및 도9의(d)에서 도시된 바와 같이 공기 유동로의 좌우방향으로 형성될 수도 있다. 그러나, 공기 안내 핀(6)들의 형성 방향은 이에 한정되지 않으며, 공기 유동로의 중심으로 어느 방향으로도 회전되어 설치될 수 있다. 또한, 공기 안내 핀(6)들은 도시된 바와 같이 서로 평행하게 배치되지 않고, 방사상으로 배치될 수도 있다.

양호하게는, 공기 안내 핀(6)의 두께는 0.5mm 내지 3.0mm이며, 공기 안내 핀(6)의 길이는 공기 유동로 직경(D)의 80% 내지 150%이다.

도면에서는, 평판형 공기 안내 핀(6)들만이 도시되어 있으나, 공기 유동로가 휘어지게 형성된 경우 공기 안내 핀(6)은 공기 유동로의 휘어진 방향과 대체로 동일한 방향으로 휘어진 곡면 구조를 가질 수도 있다.

스로틀 보디(3)를 통과한 공기는 흡기 매니폴드(4)로 유입된다. 흡기 매니폴드(4)의 공기 유입구로 유입된 공기는 흡기 매니폴드(4) 공기 유입구에 형성된 다수의 공기 안내 핀(6)들에 의해 그 흐름이 흩트러지지 않고 흡기 매니폴드(4) 내로 유입된다. 이러한 공기 안내 핀(6)들에 의해 흡기 매니폴드(4) 내에서 공기 흐름의 방향이 일정하게 유지됨으로써, 유동 단면적이 급격한 변화되는 경우에도 공기는 안정되게 유동될 수 있다. 공기 안내 핀(6)들은 난류의 발생을 억제하며, 따라서, 흡기 매니폴드(4) 내의 공기 러싱 소음이 저감된다. 흡기 매니폴드(4) 내로 유입된 공기는 각 실린더 내로 분배된다.

이상, 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예가 설명되었으나, 본 기술 분야에서 숙련된 자들은 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않으면서, 본 발명을 변경하거나 변형시킬 수 있을 것이다. 따라서, 상술된 설명 및 도면은 예시적인 것으로 이해되어야 하며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따르면, 공기 유동로 상에 다수의 공기 안내 핀들을 형성함으로써 공기 러싱 소음을 저감시킬 수 있는 스로틀 보디가 제공된다.

본 발명에 따르면, 공기 유동로 상에 다수의 공기 안내 핀들을 형성함으로써 공기 러싱 소음을 저감시킬 수 있는 흡기 매니폴드가 제공된다.

본 발명에 따른 공기 안내 핀들이 형성된 스로틀 보디 및 흡기 매니폴드를 사용하면, 스로틀 보디를 통해 흡기 매니폴드로 공기가 유입되면서 공기 유동 경로의 급작스런 단면적 변화, 공기 유동 방향의 변경 및 장애물 등에 의한 소음 발생원인을 공기 유동 경로에 형성된 다수의 공기 안내 핀들에 의해 어느 정도 제거함으로서, 소음을 저감시킬 수 있다.

Claims (21)

1. 스로틀 밸브와 공기 유입구와 공기 배출구를 포함하는 공기 유동로가 형성된 자동차 흡기 장치용 스로틀 보디에 있어서,

   상기 공기 유동로의 공기 배출구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 스로틀 밸브의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분으로 분할하는 하나 이상의 공기 안내 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기 안내 핀은 공기 배출구를 향해 스로틀 밸브에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
3. 제1항에 있어서, 상기 공기 유동로의 공기 유입구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 스로틀 밸브의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분으로 분할하는 하나 이상의 공기 안내 핀을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 안내 핀은 평판 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
5. 제4항에 있어서, 상기 공기 안내 핀은 그 단부들이 공기 유동로의 중심으로부터 소정 거리(x)만큼 이격되어 정렬되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
6. 제5항에 있어서, 상기 소정 거리(x)는 공기 유동로의 직경(D)의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
7. 제6항에 있어서, 상기 공기 안내 핀은 그 단부들이 공기 유동로의 중심으로부터 양 쪽으로 소정 거리만큼 이격되어 정렬되도록 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
8. 제4항에 있어서, 상기 공기 안내 핀의 두께는 0.5mm 내지 3.0mm이인 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
9. 제4항에 있어서, 상기 공기 안내 핀의 길이는 공기 유동로 직경(D)의 80% 내지 150%인 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 안내 핀들 중 하나 이상은 상기 공기 유동로의 휘어진 방향과 대체로 동일한 방향으로 휘어진 곡면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 안내 핀들은 플라스틱 재질로 스로틀 보디 본체와 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 스로틀 보디.
12. 공기가 공기 유입구로 유입되어 각 실린더로 분배되도록 된 공기 유동로가 형성된 자동차 흡기 장치용 흡기 매니폴드에 있어서,

    상기 공기 유동로의 공기 유입구쪽에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 흡기 매니폴드의 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분으로 분할하는 하나 이상의 공기 안내 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
13. 제12항에 있어서, 상기 공기 안내 핀은 평판 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
14. 제13항에 있어서, 상기 공기 안내 핀은 그 단부들이 공기 유동로의 중심으로부터 소정 거리(x)만큼 이격되어 정렬되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
15. 제14항에 있어서, 상기 소정 거리(x)는 공기 유동로의 직경(D)의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
16. 제15항에 있어서, 상기 공기 안내 핀은 그 단부들이 공기 유동로의 중심으로부터 양 쪽으로 소정 거리만큼 이격되어 정렬되도록 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
17. 제13항에 있어서, 상기 공기 안내 핀의 두께는 0.5mm 내지 3.0mm이인 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
18. 제13항에 있어서, 상기 공기 안내 핀의 길이는 공기 유동로 직경(D)의 80% 내지 150%인 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
19. 제12항에 있어서, 상기 공기 안내 핀들 중 하나 이상은 상기 공기 유동로의 휘어진 방향과 대체로 동일한 방향으로 휘어진 곡면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
20. 제12항에 있어서, 상기 공기 안내 핀들은 플라스틱 재질로 스로틀 보디 본체와 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드.
21. 공기 청정기, 흡기 호스, 스로틀 보디, 흡기 매니폴드를 포함하는 자동차용 흡기 장치에 있어서,

    상기 부품들에 의해 형성된 공기 유동로에 공기 유동 방향과 대체로 같은 방향으로 공기 유동로의 중심축에 수직한 횡단면을 서로 연결된 두 개 이상의 부분으로 분할하는 공기 안내 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 흡기 장치.