KR20020079212A - 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드에 관한 것으로서, 기존의 흡기 매니폴드의 강성을 증대시키기 위한 서지탱크의 두께 증대나 리브 적용, 또는 사출성형한 커버의 부착등을 배제하고, 대신에 상기 서지탱크를 일래스토머(elastmer)재료로 사출성형함으로써, 추가적인 재료와 작업 및 조립 공수가 제거되어 원가, 공정 등이 절감되고, 플라스틱 재료의 투과 손실 특성에 따른 소음을 저감시킬 수 있는 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드를 제공하고자 한다.

Description

자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드{Air intake manifold of overmoulding method for noise reduction of vehicle}

본 발명은 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드에 관한 것으로서, 기존의 매니폴드의 강성을 증대시키기 위한 서지탱크의 두께 증대나 리브 적용, 또는 사출성형한 커버의 부착등을 배제하고, 대신에 상기 서지탱크를 일래스토머(elastmer)재료로 사출성형함으로써, 추가적인 재료와 작업 및 조립 공수가 제거되어 원가, 공정 등이 절감되고, 플라스틱 재료의 투과 손실 특성에 따른 소음을 저감시킬 수 있는 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드에 관한 것이다.

일반적으로, 흡기 매니폴드는 엔진의 헤드측에 장착되어 실린더 내부에 엔진의 연소에 필요한 공기 및 연료를 공급하는 기능을 한다.

상기 흡기 매니폴드는 스로틀바디가 장착되어 이를통해 공기가 유입되고 유입된 공기량이 조절되는 공기유입구와, 유입된 공기가 머물 수 있도록 하기 위한 서지탱크와, 유입된 공기를 적절히 분배하여 각 실린더로 공급해 주는 런너등 크게 세부분으로 구성되어 있다.

보통 매니폴드의 런너는 3개 혹은 4개로 구성되어 있으며, 이 부분이 엔진의 헤드에 장착되어, 이를 통해 실린더 내부로 공기 및 연료가 공급된다.

흡기 매니폴드로 공기가 유입될때 발생하는 기류음은 주로 서지탱크의 상단부를 통해 투과되면서 외부 소음을 유발한다.

한편, 종래의 흡기 매니폴드의 소음저감을 위해 사용되고 있는 방법은 첫째, 엔진 진동이 매니폴드에 전달됨으로써 발생되는 진동 소음은 매니폴드의 강성을 증대시키기 위한 두께 증대나 리브 적용등의 설계적인 보강을 통해 해결하고 있으며, 둘째, 서지 탱크상부를 통해 투과되는 매니폴드 내부의 기류음은 두께 증대를 통해 면밀도를 높여 주거나, 이것만으로 소음저감 효과가 충분치 않을 경우 별도 사출성형한 커버나 방음재등을 사용하여 서지탱크 주위를 덮어 씌우는 방법을 사용한다.

그런데 종래의 흡기 매니폴드의 공정은 별도의 사출품을 성형하는 공정, 내측에 상기 사출품인 커버 내측에 방음재를 부착하는 공정, 매니폴드에 상기 커버나 방음재를 조립하는 공정등, 상기 공정에서 발생되는 작업 공수 및 재료비등의 원가 상승등의 문제점이 발생하고, 상기 매니폴드의 두께 증대 및 커버 적용에 따른 중량 상승이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 서지탱크를 일래스토머(elastmer)재료로 사출성형함으로써, 추가적인 재료와 작업 및 조립 공수가 제거되어 원가, 공정 등이 절감되고, 플라스틱 재료의 투과 손실 특성에 따른 소음을 저감시킬 수 있는 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드를 제공하는데 그 안출의 목적이 있다.

도 1은 음향투과 손실량 측정 시험장치를 나타내기 위해 도시한 개략도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 무향실11: 스피커

12 : 시험편 및 부품 13a : 제 1 마이크로폰

13b : 제 2 마이크로폰14 : 신호 분석기

15 : 제어장치

이하, 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

소음 저감 기능을 가진 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴드를 제작하는데 있어서, 서지탱크를 금형에 삽입한 후에 일래스토머 재료로 사출성형함으로써, 상기 서지탱크 전체와 런너의 일부를 이종재질의 이중 구조로 성형하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 일래스토머 재료는 폴리뷰틸렌테레프탈레이트(PBT)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지인 것을 특징으로 한다.

흡기 매니폴드는 광의의 개념으로 서지탱크를 포함하는 부재로 설명되며, 협의로는 각기 독립된 구성임을 지칭한다.

상기 서지탱크를 금형에 삽입한 후에 서지탱크와 런너를 투과 손실 효과가 뛰어난 일래스토머 재질로 사출성형한다.

이때, 상기 일래스토머의 원료 수지는 폴리뷰틸렌테레프탈레이트(PBT)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지이다.

도 1에 도시된 바와 같은 시험장치를 통해 음향의 투과 손실량을 측정하여 표 1과 같은 측정 결과값이 출력된다.

다음에는 이러한 음향의 투과손실량을 측정할 수 있는 시험장치의 구성에 대해 설명하기로 한다.

무향실(10) 내의 스피커(11)에서 소음원을 만드는데, 이 소음은 시험편 및 부품(12)을 통해서 외부로 전달되게 된다.

이때 제 1 마이크로폰(13a)은 상기 무향실(10) 내에 설치되고, 제 2 마이크로폰(13b)은 상기 시험편 및 부품(12)과 근접한 소정의 위치에 설치된다.

이후, 상기 마이크로폰(13a, 13b)의 비교 소음량을 신호 분석기(14)에서 분석하여 제어장치(15)에서 판단할 수 있도록 한다.

[표 1]

상기 시험편과 부품의 측정 결과는 표 1에 나타낸 바와 같이, 측정영역은 1k∼6.4k Hz이고, 투과전 소음은 86.0dB이다.

비교예 1과 2는 종래의 소음저감용 흡기 매니폴드를 나타내고, 실시예 1과 2는 본 발명과 다른 재료를 사용한 시험편과 부품을 나타내는 실시예이며, 실시예 3이 본 발명에 따른 일래스토머 재료의 시험편 및 부품과, 상기 일래스토머 재료를 사용하여 서지탱크등을 사출성형한 실시예이다.

비교예 1은 소음 커버를 장착하지 않은 흡기 매니폴드 부품으로, 투과전 소음과 비교해서 투과후 소음이 약 14dB이 감소하고, 비교예 2는 폴리프로필렌 수지의 소음커버를 장착한 흡기 매니폴드 부품으로 투과전 소음과 비교해서 투과후 소음이 약 21.5dB이 감소한다.

또한, 실시예 1인 폴리아마이드66 수지와 유리섬유가 35% 함유된 시험편은 약 19.2dB이 감소하고, 상기한 재료로 서지탱크 등을 사출성형한 부품은 약 22.3dB이 감소한다.

실시예 2인 폴리아마이드 66 수지, 유리섬유 10%와 무기첨가제 28% 함유된 시험편은 약 19.5dB이 감소하고, 상기한 재료로 서지탱크 등을 사출성형한 부품은 약 23.2dB이 감소한다.

한편, 본 발명에 따른 실시예 3인 일래스토머 수지의 시험편은 25.0dB이 감소하고, 상기한 재료로 서지탱크 등을 사출성형한 부품은 약 25.5dB이 감소한다.

이와같이, 일래스토머 수지를 사용하여 사출성형한 흡기 매니폴드는 서지탱크의 두께 증대나 리브 적용, 또는 사출성형한 커버의 부착등의 방법과 비교할 때, 상대적으로 높은 소음 저감 효과가 나타난다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드는 추가공정 및 비용 발생없이 우수한 소음 저감을 기대할 수 있으므로 원가절감 면에서 유리하고, 추가부재료가 삭제되는 만큼의 경량화 효과를 기대할 수 있으며, 이종재료(고무 발포재)를 사용하지 않고 열가소성 수지 복합 재료를 사용함으로써, 리사이클링성에서 매우 유리한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 소음 저감 기능을 가진 자동차용 플라스틱 흡기 매니폴드를 제작하는데 있어서, 서지탱크를 금형에 삽입한 후에 일래스토머 재료로 사출성형함으로써, 상기 서지탱크와 런너를 이종재질의 이중 구조로 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 일래스토머 재료는 폴리뷰틸렌테레프탈레이트(PBT)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지인 것을 특징으로 하는 자동차용 소음저감을 위한 사출성형 공법의 흡기 매니폴드.