KR20090092918A - 머플러 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 머플러 몸체에 출구관을 이음매 없이 일체로 성형하여 별도의 관을 용접하여 사용할 필요가 없는 머플러 제조방법에 관한 것이다.

Description

머플러 제조방법{method of making muffler}

본 발명은 머플러 몸체에 출구관을 이음매 없이 일체로 성형하여 별도의 관을 용접하여 사용할 필요가 없는 머플러 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공기조화기 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 외기와 열교환을 수행하는 냉매를 압축기(1)에서 기체상태의 냉매를 액화되기 쉬운 고온, 고압의 기체 상태로 압축하여 이를 응축기(2)로 이송하고, 기체 상태의 냉매는 응축기(2)를 거치면서 액체 상태로 상변화되어 팽창밸브(3)로 유입되며, 액체 상태로 상변화된 냉매는 팽창밸브(3)의 교축 작용에 의해 저온, 저압의 습포화 증기 상태로 변화되어 증발기(4)로 유입되고, 증발기(4)로 유입된 냉매는 주변의 공기로부터

증발에 필요한 열(증발잠열)을 흡수하여 스스로 증발함과 아울러 기체 상태로 변화한 다음 압축기(1)로 유입되는 사이클을 반복적으로 수행한다.

그리고, 상기 응축기(2)와 팽창밸브(3) 사이에는 상기 응축기(2)에서 미처 액상화되지 않는 기체 상태의 냉매를 분리/제거하거나 순환하는 냉매 중에 함유된 수분을 흡수하여 냉방효율을 높이도록 리시버 드라이어(5)가 설치된다.

한편, 상기 압축기(1)의 입구측에는 소음과 진동을 줄이기 위해 도 2에 도시한 바와 같은 머플러(10)가 설치되어 있다.

상기 머플러(10)의 일측에는 상기 증발기(4)의 출구측에 연결된 입구관(12)이 설치되고, 상기 머플러(10)의 타측에는 상기 압축기(1)의 냉매입구에 연결되는 출구관(14)이 설치된다. 상기 출구관(14)은 이음 플랜지(16)를 매개로 상기 압축기(1)의 냉매입구에 연결된다. 상기 머플러(10)의 출구측은 머플러 몸체(10a)에서 직경이 줄어져 출구(10b)를 이루는 성형품으로 되어 있으며, 상기 출구관(14)은 상기 출구(10b)에 끼워져 용접 고정된다.

따라서, 출구관(14)은 이음매 있는 형태로 출구(10b)에 용접되기 때문에, 용접 공정이 추가로 생길 뿐만 아니라 용접부의 용입 부족이나 부식과 같은 용접결함에 의해 이음매 부분에서 냉매가 누수될 우려가 매우 크다.

이를 해소하기 위하여, 등록실용신안 제436233호의 공보에 개시된 차량용 공기조화기의 머플러가 제안되어 있다. 이 머플러(30)는 그 내부의 공간에 의해 소음 및 진동을 줄이는 머플러 몸체(33)와, 상기 압축기의 냉매입구에 연결되는 출구관(34)으로 이루어지되, 머플러 몸체(33)와 출구관(34)은 일체로 성형된 하나의 성형품으로 되어 있다.

그러나, 머플러 몸체(33)와 출구관(34)이 이음매 없이 일체로 성형하는 제조는 실제로 못했다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 머플러 몸체에 출구관을 이음매 없이 일체로 성형할 수 있는 머플러 제조방법에 관한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항1에 기재된 머플러 제조방법은,

예비성형체를 클램핑하는 클램핑단계; 상기 클램핑한 예비성형체 일부의 외경을 축관하여 출구관을 성형하는 단계; 상기 출구관을 축관하여 길이를 늘이는 단계; 상기 출구관의 내경을 절삭하는 단계; 상기 내경을 절삭한 상기 출구관을 다시 축관하여 길이를 늘이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 방법에 의하면, 예비성형체를 축관과 내경 가공을 통해 머플러 몸체에 출구관을 이음매 없이 일체로 성형하여 조립공정이 간단하고 용접부에 따른 결함이 없는 머플러의 제조가 가능하다.

본 발명의 청구항2에 기재된 머플러 제조방법은,

상기 클램핑단계 이전에, 블랭크를 소성가공에 의해 원통관과 입구관이 일체로 성형된 예비성형체를 성형하는 예비성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 방법에 의하면, 미리 소성가공에 의해 이음매 없는 입구관이 성형된 예비성형체에 이음매 없는 출구관이 성형되어 양쪽의 파이프 접속에 대단히 편리하다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 예비성형체를 축관과 내경 가공을 통해서 머플러 몸체에 출구관을 이음매 없이 일체로 성형할 수 있는 제조 기술을 보유함으로써, 조립공정이 간단하고 용접부에 따른 결함이 없는 머플러의 제조가 가능하다.

특히 미리 이음매 없는 입구관이 형성된 예비성형체를 축관과 내경 가공을 통해서 머플러 몸체에 출구관을 이음매 없이 일체로 성형하여 양쪽 파이프의 접속이 대단히 편리하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 머플러를 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 머플러를 제조하는 공정도.

도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 머플러를 도시한 사시도.

도 4는 도 3의 머플러를 제조하는 공정도.

도 5는 일반적인 차량의 공기조화기 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도.

도 6은 종래 차량용 공기조화기의 머플러를 나타내는 사시도(플랜지 결합상태).

도 7은 종래 다른 차량용 공기조화기의 머플러를 나타내는 사시도(플랜지 결합상태).

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 300 : 머플러 110,310 : 입구관

120 : 관통공 130,330 : 출구관

320' : 원통관

PM,PM' : 예비성형체 CP : 클램프

T : 테이퍼부

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 종래의 것과 같은 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

또한 테이퍼부(T)는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 T1~T5로 부여하고 있지는데, 이것은 테이퍼 경사 길이가 조금씩 늘어나는 것을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 머플러를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 머플러를 제조하는 공정도이다.

본 일 실시예의 머플러(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 바닥이 있는 머플러 몸체(110)와, 이 머플러 몸체(110)의 일부에서 이음매 없이 돌출 형성된 출구관(130)과, 테이퍼부(T)로 이루어진다.

머플러 몸체(110)는 출구관(130)에 비해 대경으로 구성하여 있다.

또한, 머플러 몸체(110)의 외주면에는 입구관(12) 등이 용접 고정될 관통공(120)이 가공 형성되어 있다.

이하 이음매 없는 출구관(130)이 형성된 머플러(100)의 제조 방법은 도 2를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 2의 (a)에 도시한 예비성형체(PM)를 준비한다.

예비성형체(PM)는 피가공재료를 압출하여 소정의 길이만큼 자른 원통체를 컵 형상으로 소성가공을 행한 것이 바람직하다.

즉, 예비성형체(PM)는 단조나 드로잉과 같은 소성가공을 통해 바닥이 있는 관체로 이루어진 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 냉간 단조를 행하여 예비성형체(PM)를 준비한다.

또한, 예비성형체(PM)의 길이(L)는 출구관(130)의 길이가 일체로 뽑아내야 만큼 종래의 길이(머플러 몸체+출구)보다 길게 예컨대 1.5배 정도 길게 하는 것이 바람직하다.

이 예비성형체(PM)는 도 2의 (a)와 같이 바닥이 아래로 향하도록 클램프(CP)에 클램핑하여 고정한다.

클램프(CP)로는 예비성형체(PM)의 머플러 몸체(110)를 이루는 부분을 수용하는 다이에 고정하거나, 바이스에 물려 고정하거나 할 수 있다.

클램프(CP)에 고정된 예비성형체(PM)의 외경보다 작은 내경을 갖는 펀치가 하강하면서 가압하면, 도 2의 (b)와 같이 축관이 행해진다.

이 축관 가공은 대경부의 머플러 몸체(110)와 소경부의 출구관(130-1), 그리고 테이퍼부(T1)의 형상이 나타나는 제1차 축관 작업이다. 이 제1차 축관이 행해지면 출구관(130-1)의 길이(또는 높이)는 예비성형체(PM)의 길이(또는 높이)보다 L1만큼 약간 늘어나면서 출구관(130-1)의 외경도 작아진다. 테이퍼부(T1)는 경사 길이가 짧다.

제1차 축관이 행해진 후 출구관(130-1)의 길이를 더 늘이기 위해 도 2의 (c) 내지도 (e)에 도시한 바와 같이 출구관(130-1)의 외경보다 작은 내경을 갖는 펀치로 제2, 제3, 제4의 축관하여 출구관(130-2~130-4)의 외경은 점차 작아지지만 그 길이는 점차 늘어난다(L2~L4).

또한, 제2 내지 제4의 축관이 행해지면서, 테이퍼부(T1)는 경사 길이가 약간씩 늘어나는 테이퍼부(T2~T4)로 진행한다.

도 2의 (e)와 같이 제4의 축관이 행해지면, 출구관(130-4)의 내경이 좁아지기 때문에, 도 2의 (f)와 같이 △１만큼의 내경을 절삭한다. 내경 절삭은 보오링 가공에 의해 행해지는 것이 바람직하다. 이때에는 테이퍼부(T4)의 길이는 변하지 않는다.

제1차 내경 절삭이 행해진 후 도 2의 (g)와 같이 제5의 축관을 행한다.

제5의 축관에 의한 출구관(130-6)도 다른 축관과 마찬가지로 출구관(130-5)의 외경보다 작지만 그 길이는 늘어난다(L5). 이때 테이퍼부(T4)는 테이퍼부(T5)로 경사 길이가 늘어난다.

이와 같은 출구관(130-6)의 길이를 더 늘리려면, 도 2의 (h)와 같이 △２만큼 제2차 내경 절삭을 행한 후(이때의 테이퍼부(T5) 길이는 변하지 않는다), 출구관(130-7)을 재차 축관한다.

제6의 축관에 의해, 출구관(130-7)의 외경은 줄면서 길이가 늘어나(L6) 도 2의 (i)에 도시한 바와 같은 최종 머플러(100)가 성형된다. 물론, 출구관의 길이에 따라 다시 내경을 절삭한 후 축관을 행하여 제품 사양에 맞는 최종 형상을 얻을 수 있다. 이때에는 최종 제품의 긴 길이를 갖는 테이퍼부(T)가 형성된다.

이와 같이, 축관을 행하면 출구관의 길이와 테이퍼부의 길이가 점차 늘어나는 형태로 진행을 보인다.

또한, 위와 같이 복수의 축관을 행한 후 내경 절삭을 행하거나, 축관과 내경 절삭을 번갈아가면서 행할 수 있다.

특히 내경 절삭은 내경의 크기가 커져서 상대적으로(처음 상태보다) 두께가 얇아지는 효과를 가져 오기 때문에 축관하는 데 큰 힘을 들이지 않고 용이하게 가공하여 가공효율과 에너지 효율이 높다.

또한, 축관은 출구관의 내면에 코어나 멘드렐과 같은 심(芯)을 대지 않고 자유표면 상태에서 행하기 때문에, 축관 후 내면에 미세한 균열이 생기나 거칠 수 있는데, 내경 절삭은 이 미세한 균열을 제거하거나 다듬질하여 기계적 강도와 유체 흐름을 향상시킨다.

최종 형성을 얻은 머플러 몸체(110)의 외주면에는 드릴링 등의 가공에 의해 관통공(120)을 형성한다.

또한, 출구관(130)은 접속 방향에 따라 벤딩하여 사용할 수 있다.

이상과 같이, 예비성형체(PM)의 개구 상부의 외경을 축소하는 축관을 행하여 출구관을 성형한 후, 축관을 행하여 출구관의 길이를 더욱 늘린 후 출구관의 내경을 절삭한 후 다시 축관을 행하면, 이음매 없는 출구관을 머플러 몸체에 성형할 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 다른 실시예에 따른 머플러(300)는 전술한 머플러(100)와는 원통관(310')과 입구관(320)이 미리 성형된 예비성형체(PM')에 이음매 없는 출구관(330)과 테이퍼부(T)를 성형하는 것 이외에는 그 제조방법이 동일하다.

도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 머플러를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 머플러를 제조하는 공정도이다.

본 다른 실시예의 머플러(300)는 도 3에 도시한 바와 같이, 원통관 형태의 머플러 몸체(310)와, 이 머플러 몸체(310)의 하부에 소성가공에 의해 형성된 이음매 없는 입구관(320)과, 머플러 몸체(310)의 상부에 축관과 내경절삭에 의해 형성된 이음매 없는 출구관(330)과, 테이퍼부(T)로 이루어진다.

머플러 몸체(310)는 출구관(330)과 입구관(320)에 비해 대경으로 구성하여 있다.

이하 이음매 없는 출구관(330)이 형성된 머플러(300)의 제조 방법은 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 4의 (a)에 도시한 예비성형체(PM')를 준비한다.

예비성형체(PM')는 블랭크(피가공재)를 단조나 드로잉과 같은 소성가공하여 원통관(310')과 입구관(320)이 일체로 형성된 것이 바람직하다. 이것은 원통관(310')의 상하가 뚫린 형태이기 때문에 입구관(320)을 미리 일체로 성형 가능하다.

또한, 예비성형체(PM')의 길이(L)는 출구관(330)의 길이가 일체로 뽑아내야 만큼 종래의 길이(머플러 몸체+출구)보다 길게 예컨대 1.5배 정도 길게 하는 것이 바람직하다.

이 예비성형체(PM')는 도 4의 (a)와 같이 입구관(320)이 아래로 향하도록 원통관(310')을 클램프(CP)에 클램핑하여 고정한다.

클램프(CP)에 고정된 예비성형체(PM')는 위 예비성형체(PM)와 마찬가지로 예비성형체(PM')의 외경보다 작은 내경을 갖는 펀치가 하강하면서 가압하면, 도 4의 (b)와 같이 축관이 행해진다.

이 축관 가공은 대경의 머플러 몸체(310)와 출구관(330-1), 테이퍼부(T1)의 형상이 나타나는 제1차 축관 작업이다. 이 제1차 축관이 행해지면 출구관(330-1)의 길이(또는 높이)는 예비성형체(PM')의 길이(또는 높이)보다 L1만큼 약간 늘어나면서 출구관(330-1)의 외경도 작아진다. 테이퍼부(T1)는 경사 길이가 짧다.

제1차 축관이 행해진 후 출구관(330-1)의 길이를 더 늘이기 위해 도 4의 (c) 내지도 (e)에 도시한 바와 같이 출구관(330-1)의 외경보다 작은 내경을 갖는 펀치로 제2, 제3, 제4의 축관하여 출구관(330-2~330-4)의 외경은 점차 작아지지만 그 길이는 점차 늘어난다(L2~L4).

또한, 제2 내지 제4의 축관이 행해지면서, 테이퍼부(T1)는 경사 길이가 약간씩 늘어나는 테이퍼부(T2~T4)로 진행한다.

도 4의 (e)와 같이 제4의 축관이 행해지면, 출구관(330-4)의 내경이 좁아지기 때문에, 도 4의 (f)와 같이 △１만큼의 내경을 절삭한다. 내경 절삭은 보오링 가공에 의해 행해지는 것이 바람직하다. 이때에는 테이퍼부(T4)의 길이는 변하지 않는다.

제1차 내경 절삭이 행해진 후 도 4의 (g)와 같이 제5의 축관을 행한다.

제5의 축관에 의한 출구관(330-6)도 다른 축관과 마찬가지로 출구관(330-5)의 외경보다 작지만 그 길이는 늘어난다(L5). 이때 테이퍼부(T4)는 테이퍼부(T5)로 경사 길이가 늘어난다.

이와 같은 출구관(330-6)의 길이를 더 늘리려면, 도 5의 (h)와 같이 △２만큼 제2차 내경 절삭을 행한 후(이때의 테이퍼부(T4) 길이는 변하지 않는다), 출구관(330-7)을 재차 축관한다.

제6의 축관에 의해, 출구관(330-7)의 외경은 줄면서 길이가 늘어나(L6) 도 4의 (i)에 도시한 바와 같은 최종 머플러(300)가 성형된다. 물론, 출구관의 길이에 따라 다시 내경을 절삭한 후 축관을 행하여 제품 사양에 맞는 최종 형상을 얻을 수 있다. 이때에는 제품과 같은 긴 길이를 갖는 테이퍼부(T)가 형성된다.

이와 같이, 축관을 행하면 출구관의 길이와 테이퍼부의 길이가 점차 늘어나는 형태로 진행을 보인다.

또한, 위와 같이 복수의 축관을 행한 후 내경 절삭을 행하거나, 축관과 내경 절삭을 번갈아가면서 행할 수 있다.

특히 내경 절삭은 내경의 크기가 커져서 상대적으로(처음 상태보다) 두께가 얇아지는 효과를 가져 오기 때문에 축관하는 데 큰 힘을 들이지 않고 용이하게 가공하여 가공효율과 에너지 효율이 높다.

또한, 축관은 출구관의 내면에 코어나 멘드렐과 같은 심(芯)을 대지 않고 자유표면 상태에서 행하기 때문에, 축관 후 내면에 미세한 균열이 생기나 거칠 수 있는데, 내경 절삭은 이 미세한 균열을 제거하거나 다듬질하여 기계적 강도와 유체 흐름을 향상시킨다.

또한, 입구관(320)과 출구관(330)은 접속 방향에 따라 벤딩하여 사용할 수 있다.

이상과 같이, 예비성형체(PM')의 개구 상부의 외경을 축소하는 축관을 행하여 출구관을 성형한 후, 축관을 행하여 출구관의 길이를 더욱 늘린 후 출구관의 내경을 절삭한 후 다시 축관을 행하면, 이음매 없는 출구관을 머플러 몸체에 성형할 수 있다.

본 다른 실시예의 머플러(300)에서 입구관(320)과 출구관(330)이 출구관(320)과 입구관(330)으로 반대로 사용되어도 무방함은 자명하다 할 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다.

본 발명은 컵 또는 원통관에 소정의 출구관을 이음매 없이 성형하는 데 적용할 수 있다.

Claims (2)

1. 예비성형체를 클램핑하는 클램핑단계;

   상기 클램핑한 예비성형체 일부의 외경을 축관하여 출구관을 성형하는 단계;

   상기 출구관을 축관하여 길이를 늘이는 단계;

   상기 출구관의 내경을 절삭하는 단계;

   상기 내경을 절삭한 상기 출구관을 다시 축관하여 길이를 늘이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 머플러 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 클램핑단계 이전에, 블랭크를 소성가공에 의해 원통관과 입구관이 일체로 성형된 예비성형체를 성형하는 예비성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 머플러 제조방법.