KR20040042194A - 자동차용 머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 머플러에 관한 것으로, 엔진의 배기측에 연결되어 배기가스의 유동을 안내하는 배기관(20)과, 일측에 상기 배기관이 유체 연통 가능하게 연통되며 타측에 배기구가 구비된 통형상의 케이스와, 상기 케이스 내부의 상기 배기관 출구측에 이동 가능하게 설치되는 유연성 플레이트(30)를 포함하여 이루어진다. 상기 유연성 플레이트는 배기관측이 개구되도록 대략 U형태로 벤딩된 구조이면서 상/하부가 코일스프링(22)을 통해 탄력 지지된다. 상기 유연성 플레이트의 전방측에는 완충공간이 구비된 이중구조의 완충벽(40)이 배치될 수 있다. 이에 의하여 배기가스의 유동압력에 의해 유연성 플레이트가 변형 및 이동하면서 배기가스의 유동압력이 감쇄되고, 유연성 플레이트에 가해지는 압력이 완충벽에 의해 흡수되어 배기가스의 배출에 따른 소음이 최소화될 수 있다.

Description

자동차용 머플러 {MUFFLER FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 머플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스의 운동에너지를 최소화하고, 분산시켜 방사소음을 최소화할 수 있는 자동차용 머플러에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진이 작동하기 위해서 실린더 내부로 혼합기가 흡입되어 연소되고, 연소한 후에 그 연소가스는 외부로 배출되는데, 이 배기가스는 고온(약 600 - 800℃) 및 고압(3 - 5kgf/cm2)이므로 그대로 외부에 방출하면 급격한 가스의 팽창 때문에 폭발음이 발생되고, 또 화재를 일으킬 위험성도 있으므로 이것을 방지하기 위하여 연소가스의 소음을 작게 저감시켜 배출되도록 하기 위하여 배기장치가 채용된다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 배기장치는, 엔진의 배기 매니폴드(미도시)에 연결되어 연소된 배기가스의 배출을 안내하는 배기 파이프(1) 및 배기 파이프(1) 도중에 설치되어 소음을 저감하는 하나 이상의 머플러(2)로 이루어질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 머플러(2)는 대략 원통형의 철판으로 용접 형성된 케이스(2a)와, 상기 케이스(2a) 내부에 배기가스의 음파 간섭을 하기 위해 내부공간을 분리하는 다수개의 칸막이(2b)와, 상기 칸막이(2b)를 관통하여 배기가스 통로가 도중에 길이가 다른 2개의 통로로 나누도록 형성한 배기관(2c)을 포함하여 이루어진다.

상기 머플러(2)에 의하면, 배기가스가 상기 칸막이(2b)를 지날 때마다 음파의 간섭 및 압력 변동의 감소, 그리고 배기 온도의 저하로 점차 폭음이 감쇄된다.

그러나, 배기 파이프(1)를 통해 머플러(2)에 유입되는 배기가스가 머플러 케이스(2a)에 부딪치면 머플러 케이스(2a)에 큰 충격이 전가되어 진동을 하게 되고, 이러한 진동현상은 방사소음 등의 중요한 원인이 되어 머플러로서의 효용성이 떨어진다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 머플러 케이스(2a)를 늘이는 방법 등으로 머플러 케이스(2a)에 소음저감부(2d)를 형성하여 배기가스의 유동에 의한 운동량을 크게 함으로써 운동량의 영향을 가급적 적게 받도록 하는 방법을 사용하고 있다. 이 방법에 따르면, 배기가스의 강한 유동으로부터 먼 거리에 케이스(2a)의 벽을 위치시킴으로써 유동 영향을 줄여주는 것이다. 이 방법은 직접적인 유동과의 거리를 늘여주는 방식으로 방사소음을 약간 줄여줄 수 있지만, 소음을 완전히 제거할 수 없는 단점이 있다. 특히, 케이스(2a)의 소음저감부(2d)를 형성하는 방법은 머플러의 형태가 납작한 경우에는 방사소음을 저감하는 효과를 얻지 못하고, 한편, 소음저감부(2d)에 배기가스가 부딪치면서 난류소음 및 진동이 발생되어 방사소음이 일어나는 단점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 배기가스의 유동 운동량에 의한 영향을 최소화하고, 에너지를 분산시킴으로써 방사소음을 효과적으로 줄일 수 있도록 한 자동차용 머플러를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 배기장치의 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 자동차용 머플러의 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 머플러의 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 머플러의 작용을 보인 종단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 머플러, 20 : 배기관

21 : 슬라이딩홈, 22 : 코일스프링

30 : 유연성 플레이트, 31 : 배기구

32 : 슬라이딩부, 40 : 완충벽

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 머플러는, 엔진의 배기측과 연결되는 배기관과; 일측에 상기 배기관이 유체 연통 가능하게 연결되며 타측에는 배기구가 구비된 통형상의 케이스와; 상기 케이스 내부의 상기 배기관 출구측에 이동 가능하게 설치되며 배기가스의 유동압력에 의해 변형 및 이동되면서 배기가스의 유동압력을 감쇄시키는 유연성 플레이트;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 유연성 플레이트는, 상기 배기관측이 개구되도록 대략 U형태로 벤딩되면서 상/하부와 일측에 각각 적어도 하나 이상의 배기구가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 유연성 플레이트의 개구부측 양측 단부에는 슬라이딩부가 외향 형성되며, 상기 배기관에는 상기 슬라이딩부가 직선 이동 가능하게 삽입되는 슬라이딩홈이 형성되고, 상기 슬라이딩홈에는 상기 유연성 플레이트를 원위치로 복귀시키는 방향으로 상기 슬라이딩부를 탄력 지지하는 탄성부재가 설치될 수 있다.

상기 유연성 플레이트의 볼록부와 대응되는 곳에는 상기 유연성 플레이트로부터 가해지는 충격을 흡수하기 위하여 내부에 완충공간이 구비된 이중구조의 완충벽이 더 형성될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 머플러(10)는, 미도시된 엔진의 배기매니폴드에 연결되어 배기가스의 유동을 안내하는 배기관(20)과, 일측에는 상기 배기관(20)의 출구측이 유체 연통 가능하게 설치되며 타측에는 배기가스가 외부로 배출되도록 하는 통형상의 케이스(미도시)와, 상기 케이스의 내부에 이동 가능하게 설치되면서 배기가스의 유동 압력에 의해 이동 및 변형되면서 배기가스의 유동에 따른 운동에너지를 감쇄시켜 소음을 저감시키는 유연성 플레이트(30)를 포함하여 이루어진다.

상기 유연성 플레이트(30)는, 일측이 개구되면서 대략 U자형으로 벤딩된 형상이면서, 상/하부 및 일측에 하나 이상의 배기구(31a,31b,31c)가 구비되어 배기관(20)의 출구측에 설치될 수 있다.

유연성 플레이트(30)는 배기가스의 유동압력에 따라 직선 이동 가능하게 설치되며, 이때, 유연성 플레이트(30)가 탄력적으로 이동될 수 있도록 탄성부재를 통해 설치될 수 있다. 예컨대, 유연성 플레이트(30)의 개구부측 상/하단부에는 슬라이딩부(32)가 각각 외향 형성되며, 이 슬라이딩부(32)는 배기관(20)에 형성된 슬라이딩홈(21)에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 슬라이딩홈(21)에는 유연성 플레이트(30)를 원위치로 복귀시키기 위한 탄성부재가 설치된다. 상기 탄성부재는 코일스프링(22), 탄성력이 큰 고무 등이 사용될 수 있다.

유연성 플레이트(30)의 볼록부와 대향되는 곳에는 유연성 플레이트(30)로부터 가해지는 진동을 흡수하기 위하여 내부에 완충공간(41)이 구비된 이중 구조의 완충벽(40)이 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차용 머플러의 작용은 다음과 같다.

엔진이 작동을 개시하게 되면 실린더에서 연소된 연소가스는 배기 매니폴드를 통해 배기관(20)으로 배출되어 이 배기관(20)을 따라 머플러 케이스에 유입된다.

엔진이 저속일 경우에는 배기가스의 유동에 따른 운동에너지가 유연성 플레이트(30)의 자체 탄성력에 의해 소멸되면서 배기가스가 유연성 플레이트(30)의 상/하부 및 일측 볼록부에 각각 형성된 배기구(31a,31b,31c)를 통해 분산되어 배출된다.

엔진이 저속일 경우에는 코일스프링(22)과 완충벽(40)이 작용하지 않고 유연성 플레이트(30)에 의해서만 배기가스의 흐름을 제어하면서 소음을 최소화하고, 외부로 빠져 나가지 않도록 할 수 있다.

한편, 엔진의 고속 회전하게 되면, 배기가스의 흐름이 빨라져 유동 속도가 커지게 되고, 이렇게 되면 저속일 때와 배기가스의 흐름이 달라지게 된다.

즉, 도 4에서 보이는 바와 같이, 배기가스의 운동에너지가 커지게 되어 유동압력에 의해 유연성 플레이트(30)가 변형되면서 배기가스의 진행방향으로 이동하게 된다. 배가가스의 유동압력에 의해 코일스프링(22)의 탄성력을 이기면서 슬라이딩되는 슬라이딩부(32)의 안내를 받아 유연성 플레이트(30)가 전방으로 밀리게 되어 완충벽(40)에 부딪치면서 그 형상이 변하게 된다.

이와 같이 유연성 플레이트(30)가 밀리는 과정에서 코일스프링(22)의 탄성력에 의해 유연성 플레이트(30)의 밀림이 지연되어 배기가스의 유동압력이 감쇄되고, 유연성 플레이트(30)가 완충벽(40)에 부딪치면서 유연성 플레이트(30)에 가해지는 유동압력이 이중구조인 완충벽(40)에 의해 감쇄된다.

배기가스는 유연성 플레이트(30)의 개방된 상/하측 배기구(31a,31b)를 통해서 분산 배출된다. 즉, 배기가스가 유입방향인 직진을 계속하지 않고 상/하로 분산 유도됨으로써 진동 및 소음이 감쇄된다.

한편, 배기가스의 유동압력이 작아지게 되면, 코일스프링(22)의 탄성력에 의해 유연성 플레이트(30)가 원위치로 복귀되면서 그 자체 탄성력에 의해 그 형상 또한 원형으로 복귀된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 머플러에 의하면, 유연성 플레이트의 자체 탄성력 및 이 유연성 플레이트의 이동에 의해 배기가스의 유동압력을 감쇄시킴과 아울러, 유연성 플레이트의 배기구를 통해 배기가스의 진행방향이 분산되어 진동에 의한 소음을 최소화할 수 있으므로 머플러로서의 효용성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 엔진의 배기측과 연결되는 배기관과;

   일측에 상기 배기관이 유체 연통 가능하게 연결되며 타측에는 배기구가 구비된 통형상의 케이스와;

   상기 케이스 내부의 상기 배기관 출구측에 이동 가능하게 설치되며 배기가스의 유동압력에 의해 변형 및 이동되면서 배기가스의 유동압력을 감쇄시키는 유연성 플레이트;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 머플러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유연성 플레이트는 상기 배기관측이 개구되도록 대략 U자형으로 벤딩되면서 상/하부와 일측에 각각 적어도 하나 이상의 배기구가 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 머플러.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 유연성 플레이트의 개구부측 양측 단부에는 슬라이딩부가 외향 형성되며, 상기 배기관에는 상기 슬라이딩부가 직선 이동 가능하게 삽입되는 슬라이딩홈이 형성되고, 상기 슬라이딩홈에는 상기 유연성 플레이트를 원위치로 복귀시키는 방향으로 상기 슬라이딩부를 탄력 지지하는 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 머플러.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 유연성 플레이트의 볼록부와 대응되는 곳에는 상기 유연성 플레이트로부터 가해지는 충격을 흡수하기 위하여 내부에 완충공간이 구비된 이중구조의 완충벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 머플러.