KR200388849Y1 - 에어클리너 엘리먼트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어클리너의 상부하우징와 하부하우징 사이에 삽설되는 에어클리너 엘리먼트에 관한 것으로 더욱 상세하게는 우레탄 타입으로 최초 설계된 자동차의 에어클리너 박스 하우징에 부직포 사출타입의 에어클리너 엘리먼트를 사용할 수 있도록 하기 위하여 자동차의 엔진에 유입되는 공기에 함유되어 있는 이물질을 제거할 수 있도록 에어클리너 박스에 설치되는 부직포 사출 타입의 에어클리너 엘리먼트에 있어서, 상기 엘리먼트의 프레임 상측부 둘레를 따라 소정의 돌기가 일 측면당 2개 이상 형성되며, 상기 프레임의 상측부의 테두리부를 따라 외삽되는 실링수단의 내주면에는 상기 엘리먼트의 프레임과 기밀접촉되는 결합홈이 형성되고, 외주면은 상층과 하층으로 구성되어 하층은 수직으로 형성하되 하층의 하부에는 상기 프레임의 소정의 돌기에 대응하도록 홈이 형성되고, 상기 상층은 윗쪽으로 갈수록 넓게 벌어지도록 날개형상으로 유로 차단부를 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

에어클리너 엘리먼트 {Air Cleaner Element for Vehicle}

본 고안은 에어클리너의 실링구조에 관한 것으로써, 특히 자동차용 에어클리너의 상부하우징와 하부하우징 사이에 삽설되는 엘리먼트의 테두리부 부분에 적용되는 에어클리너 엘리먼트의 실링구조에 관한 것이다.

일반적으로, 에어클리너는 공기중에 함유되어 있는 모래나 먼지등을 제거 분리하며 깨끗한 공기가 엔진에 공급되도록 하고 공기가 흡입될때 발생하는 소음을 억제하며 역화시에 불길을 저지하기도 한다.

즉, 공기속의 모래나 먼지등의 엔진이 흡입되면 이것이 엔진의 연소실로 유입되어 실린더 내벽을 마모시킬 수 있을 뿐만 아니라 밸브, 베어링 등에 저항을 발생시키고 피스톤의 마모를 유발할 수 있으며 고무 실링 등을 파손시킬 수 있기 때문에 이러한 오염물질을 제거할 필요성이 있으며, 엔진의 회전수가 높아지게 되면 많은 양의 공기와 연료가 요구되는 바, 한꺼번에 많은 양의 공기가 유입될 경우 이로부터 발생하는 소음을 억제해야 하는 필요성이 존재한다. 또한 공기의 유속을 계산하여 인젝터를 통해 분출되는 연료의 분출타이밍 및 분출량을 조절해야 하는 바 이러한 용도에 적합하게 만들어진 것이 바로 에어클리너 엘리먼트다.

이러한 에어클리너 엘리먼트는 건식과 습식이 있는데 건식은 종이나 천으로 된 엘리먼트를 사용하며 공기가 엘리먼트를 통과할때 먼지등이 제거되어 흡수된다. 습식 에어클리너는 흡입시 먼저 공기가 유면에 접촉되어 흐름방향을 바꿀때 입자가 큰 모래나 먼지가 와류에 의해 오일에 떨어지고 작은 불순물은 오일이 묻어 있는 엘리먼트(Metal Wool)사이를 빠져나갈때 여과토록 하여 여과 성능이 좋다.

상술된 건식 및 습식 에어클리너의 몸체는 대체로 평면형상을 이루고 있다. 도 1은 종래의 기술에 따른 에어클리너 박스의 분해 사시도이다. 상부하우징(4)의 상면은 대체로 평면으로 이루어져 있고 하부하우징 (5) 역시 평탄한 저면을 지니고 있다. 상기 상부하우징(4)과 하부하우징(5)가 부착되어 이루는 내부공간에 엘리먼트(6)가 삽설되어 공기 여과기능을 수행하게 되는 것이다. 상기 엘리먼트(6)의 테두리(7)에는 실링수단(8)이 감싸며 제공되는바, 상기 실링수단(8)은 보통 고무 등의 재질로 이루어진 것으로 상부하우징(4)와 하부하우징(5)의 결합 상태에서 기밀을 유지토록 한다.

이러한 에어클리너 박스는 각 차종마다 상이하며 특히 각 차종별로 요구되는 흡입공기량이 상이하기 때문에 차종별, 배기량별로 모두 상이하다는 특징을 갖는다. 이러한 에어클리너 박스에 맞도록 제작되는 에어클리너 엘리먼트는 일반적으로 두가지 타입이 존재한다.

첫번째 타입은 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 에어클리너 필터 미디어의 상부 둘레가 PET 또는 PP 재질등의 실링수단으로 감싸지게 일체로 성형되어 구성된 것으로서 가장 널리 사용되는 제품들로서, 탄성의 특성을 지니는 TPE(THERMOPLASTIC ELASTOMER) 또는 TPR(THERMOPLASTIC RUBBER) 재질을 사출하여 필터 프레임으로 제작하여, 여과재를 지지하고 에어필터 형상을 유지시키는 필터 프레임의 역할과 에어클리너 하우징에 에어필터를 장착시킬때 실링성을 부여하기 위한 팩캥의 역할을 동시에 수행하도록 구성되며, 이때 필터 미디어는 주로 종이가 사용된다.

두번째 타입은 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이 부직포 사출타입으로서, 폴리프로필렌 등으로 필터의 프레임을 형성하고 형성된 프레임 내부로 필터미디어를 절곡, 형성하며, 상기 필터 프레임의 상측 둘레에 가스켓을 설치하여 에어클리너 박스에 설치하는 것으로서 첫번째 타입에 비해 형상의 변형이 적고 외부로부터의 충격 등에 더욱 강하다는 특성을 갖는다.

이러한 에어클리너 엘리먼트는 에어클리너 박스 하우징에 맞도록 설계되어야 하며, 하우징에 맞지 않을 경우 완벽한 밀폐성이 보장되지 않아 여과되지 않은 공기나 수분 또는 오염물질이 엔진의 연소실 내부로 유입될 수 있다는 문제가 있다. 그런데 에어클리너 박스 하우징은 완성차의 최초 설계시 특정타입으로 결정되어지는 바, 특히 상기 첫번째 우레탄 타입으로 결정된 상태에서는 추후 에어클리너 엘리먼트를 부직포 사출타입으로 변경하지 못한다는 문제가 있다.

그 이유는 일반적인 에어클리너 박스는 플라스틱 사출물로서 그 크기가 정밀하게 재단되지 못하고 엔진룸 내부에 설치됨으로 인해 엔진에서 발생하는 열 등으로 인한 변형이 발생하는 바, 우레탄의 경우 우레탄이라는 재질 자체가 가지는 탄성으로 이러한 변형에 충분히 대응할 수 있으나 부직포 사출타입의 경우 프레임을 형성하고 있는 재질 자체가 밀봉성이 없기 때문에 밀봉성을 부여하기 위해 둘레에 가스켓을 삽입하여 장착하는 구조로 적용되는 바, 가스켓의 두께 설정에 한계가 있어 우레탄 타입으로 설계된 에어클리너 박스에 사출타입을 적용할 경우 밀봉상태가 유지되기 어렵다는 문제가 있기 때문이다.

즉, 도 2는 종래의 기술에 따른 에어클리너의 결합상태에서 일측부의 단면도가 도시되어 있다. 엘리먼트(6)의 일측 테두리부(7)는 실링수단(8)이 감싸며 기밀상태를 유지하도록 되어 있다.

또한, 상기 실링수단(8)의 상측외부에는 상부하우징(4)의 플랜지(4')가 덮어주고 있으며, 상기 실링수단(8)의 하측외부에는 하부하우징(5)의 플랜지(5')가 덮어주고 있다. 상기 실링수단(8)이 제공됨으로써, 외부의 공기가 에어클리너의 내부로 들어가지 못하게 된 것인데, 이러한 실링수단으로 사용되는 가스켓이 에어클리너 박스의 변형에 미치지 못하고 유격이 발생하여 실링부재(8)의 외측면과 상기 플랜지(4', 5')의 내측면과의 사이에 미세한 틈새가 발생되어 외부의 공기 및 이 공기에 함유되어 있는 미세한 이물질이 에어클리너의 내부로 유입되어 결국에는 엔진내부까지 들어가게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상술한 문제점을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 고안의 목적은 실링부재의 외측면과 상기 플랜지의 내측면과의 사이에 미세한 틈새가 발생되지 않도록 함으로서 외부의 공기 및 이 공기에 함유되어 있는 미세한 이물질이 에어클리너의 내부로 유입되지 못하도록 하고, 아울러 상기 에어클리너의 내부로 도달된 엔진의 소음이 에어클리너의 외부로 유출되지 못하도록 하는 에어클리너의 실링수단을 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 우레탄 타입의 에어클리너 엘리먼트를 사용하도록 설계된 에어클리너 박스에 부직포 사출타입의 에어클리너 엘리먼트를 사용할 수 있도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 에어클리너의 실링수단은, 자동차의 엔진에 유입되는 공기에 함유되어 있는 이물질을 제거할 수 있도록 에어클리너 박스에 설치되는 부직포 사출 타입의 에어클리너 엘리먼트에 있어서, 상기 엘리먼트의 프레임 상측부 둘레를 따라 소정의 돌기가 일 측면당 2개 이상 형성되며, 상기 프레임의 상측부의 테두리부를 따라 외삽되는 실링수단의 내주면에는 상기 엘리먼트의 프레임과 기밀접촉되는 결합홈이 형성되고, 외주면은 상층과 하층으로 구성되어 하층은 수직으로 형성하되 하층의 하부에는 상기 프레임의 소정의 돌기에 대응하도록 홈이 형성되고, 상기 상층은 윗쪽으로 갈수록 넓게 벌어지도록 날개형상으로 유로 차단부를 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 에어클리너의 실링수단의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

에어클리너 엘리먼트(10)의 프레임부(17)의 일측 테두리부(19)에 실링수단(18)이 감싸며 기밀상태를 유지하도록 되어 있다. 즉, 상기 실링수단(18)의 상측외부에는 에어클리너 박스의 상부하우징(4)의 플랜지(4')가 덮어주고 있으며, 상기 실링수단(18)의 하측외부에는 하부하우징(5)의 플랜지(5')가 덮어주고 있다. 상기 실링수단(18)이 제공됨으로써, 외부의 공기가 에어클리너의 내부로 들어가지 못하게 되어 있다.

상기 실링수단(18)의 단면형상은 도 4에서 도시한 바와 같으며, 내주면에는 상기 엘리먼트의 프레임부의 일측 테두리부(19)와 기밀접촉되는 결합홈(13)이 형성되고, 외주면은 상층과 하층으로 구성되어 하층(14)은 수직으로 형성하되 하층의 하부, 프레임부 접촉면 중 프레임부의 돌기(12)와 대응하는 곳에는 홈(16)이 형성되고, 상층(15)는 윗쪽으로 갈수록 넓게 벌어지도록 날개형상으로 유로 차단부(20)가 형성되어 있다.

상기 실링부 프레임부는 실링결합부(21)는 일측 테두리부에 돌출되도록 형성되며, 일정한 단차를 가지고 있어 상기 실링수단(18)의 결합홈(13)과 밀착하고 상기 상부하우징(4)의 플랜지(4')의 내측면 및 상기 하부하우징(5)의 내측면(5')에 기밀접촉되어 있는바, 특히 소정의 탄성을 지니고 있어 자동차의 주행으로 인하여 발생되는 진동이 전달되더라도 어떠한 미세한 틈도 발생되지 않도록 하였다.

상기 프레임부 내부에 결합되는 에어클리너 미디어(11)는 부직포인 것이 바람직하나 재질을 한정하지는 않으며, 접촉면을 넓히기 위해 절곡 형성되어 프레임부와 용융 결합되어 있는 것이 바람직하다.

상기 돌기(12)는 타원형으로 형성되어 에어클리너 하부하우징(5)에 밀착 결합되며 제조과정에서 하부하우징의 크기가 일정한 오차를 갖더라도 그 오차로 인하여 에어클리너 엘리먼트가 유동하는 것을 방지하는 역할을 한다. 특히 상기 프레임부는 전체적으로 탄성이 있어 돌기로 인해 횡으로 압박이 가해져서 프레임 자체가 에어클리너 박스 하부 하우징과 공간이 발생하더라도 실링수단의 밀착에는 영향을 미치지 않아 안정적인 실링이 보장된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 에어클리너의 실링수단의 작용효과를 보면,

자동차의 엔진룸내에 상기와 같이 구성된 실링수단이 내장되어 있는 에어클리너가 설치되어 있는 상태에서 엔진이 가동되면 외부의 공기는 상기 에어클리너를 경유하여 엔진으로 유입된다. 이때에 상기 상부하우징(4)의 플랜지(4')와 하부하우징(5)의 플랜지(5')의 틈사이로 공기가 유입되는 경우에 상기 공기는 상기 실링수단(18)의 하층(14)에 의해 일차적으로 차단되고, 만일 어떠한 원인에 의하여 상기 공기가 상기 하층(14)을 통과하는 경우라도 상기 실링수단(18)의 상층에 위치하는 날개형상의 유로차단부(20)가 완벽하게 상기 유입된 공기를 차단하게 되는 것이다. 즉, 상기 실링수단의 하층부와 상층부가 외부의 공기가 에어클리너의 측면을 통해서는 에어클리너의 내부로 유입되지 못하도록 2중의 차단막의 기능을 수행하게 되는 것이다.

또한, 엔진에서 발생된 소음이 상기 에너클리너의 내부까지 도달되더라도 상기 유로차단부(20)에 의하여 차단됨으로써 에어클리너의 측부를 통하여 소음이 유츨되는 현상이 방지되었다.

또한 전술한 바와 같이 우레탄 타입의 에어클리너 엘리먼트 대신에 부직포 사출타입의 에어클리너 엘리먼트를 사용할 경우 발생할 수 있는 하우징과 에어클리너 엘리먼트의 크기의 상이함으로 인한 실링의 약화는 상기 돌기(12)에 의해 해결될 수 있는 것이다.

이러한 본 고안에 따를 경우 우레탄 타입의 에어클리너 엘리먼트 대신에 부직포 사출타입의 에어클리너 엘리먼트를 사용하더라도 완벽한 실링이 보장되어 사용자는 최초 자동차의 설계와 상관없이 애프터마켓에서 자유롭게 자신의 취향에 맞는 에어클리너 엘리먼트를 장착할 수 있다는 장점이 있고, 이렇게 이종의 에어클리너 엘리먼트를 장착하더라도 외부의 공기 및 이 공기에 함유되어 있는 미세한 이물질이 에어클리너의 내부로 유입되지 못하게 됨으로써, 엔진의 수명을 연장할 수 있게 되었고, 아울러 상기 에어클리너의 내부로 도달된 엔진의 소음이 에어클리너의 외부로 유출되지 않아 자동차의 정숙성을 유지할 수 있도록 하는데 일조할 수 있게 된다는 매우 실용적인 효과가 있게 되는 것이다.

도 1은 에어클리너의 분해 사시도.

도 2는 종래의 기술에 따른 우레탄 타입의 에어클리너 엘리먼트

도 3은 종래의 기술에 따른 부직포 사출타입의 에어클리너 엘리먼트의 단면도

도 4은 본 고안의 일 실시예에 따른 실링수단이 적용된 에어클리너 엘리먼트의 단면도

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 에어클리너 엘리먼트의 프레임

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

4 : 상부하우징 4' : 상부플랜지

5 : 하부하우징 5' : 하부플랜지

6, 10 : 에어클리너 엘리먼트 7, 17 : 프레임부

8, 18 : 실링수단

11 : 에어클리너 미디어 12 : 돌기

13 : 결합홈 14 : 하층부

15 : 상층부 16 : 홈

19 : 일측 테두리부 20 : 유로차단부

21 : 실링결합부

Claims (1)

1. 자동차의 엔진에 유입되는 공기에 함유되어 있는 이물질을 제거할 수 있도록 에어클리너 박스에 설치되는 부직포 사출 타입의 에어클리너 엘리먼트에 있어서, 상기 엘리먼트의 프레임 상측부 둘레를 따라 소정의 돌기가 일 측면당 2개 이상 형성되며, 상기 프레임의 상측부의 테두리부를 따라 외삽되는 실링수단의 내주면에는 상기 엘리먼트의 프레임과 기밀접촉되는 결합홈이 형성되고, 외주면은 상층과 하층으로 구성되어 하층은 수직으로 형성하되 하층의 하부에는 상기 프레임의 소정의 돌기에 대응하도록 홈이 형성되고, 상기 상층은 윗쪽으로 갈수록 넓게 벌어지도록 날개형상으로 유로 차단부를 형성한 것을 특징으로 하는 에어클리너 엘리먼트