KR20110061200A - 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동차의 소음기 내에 와이어밸브를 배치하고, 상기 와이어밸브를 통하여 사전 설정된 압력에서만 배기가스가 유입되도록 제어함으로써, 밸브의 구조를 간단하게 하고, 제조비용을 줄일 수 있는 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조에 관한 것이다.

Description

와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조{Muffler Structure of vehicle Using wired Valve}

본 발명은 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동차의 소음기 내에 와이어밸브를 배치하고, 상기 와이어밸브를 통하여 사전 설정된 압력에서만 배기가스가 이동하도록 제어함으로써, 가스의 이동을 제어하는 밸브의 구조를 간단하게 하고, 제조비용을 줄일 수 있는 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 엔진의 말단에 배치되는 소음기(머플러, muffler)는 엔진의 구동에 의하여 배출되는 배기가스로부터 발생되는 배기음을 저감시키는 기능을 수행한다.

도 1은 선행 발명되어 있는 종래의 소음기 구조를 나타낸다. 도면을 참조하면, 종래의 소음기 구조는 엔진시스템으로부터 배출된 배기가스가 소음기의 입구로 흡기되어 배출되도록 하는 파이프들과, 상기 파이프들을 지지하며 배기가스의 흡음실과 공명실을 형성하는 구조를 이루는 배플판(baffle plate)과 상기 배플판에 설치되어 배기가스의 압력으로 토출량이 조절되는 가변밸브(100) 등으로 이루어진다.

따라서, 상기와 같은 구성의 소음기를 통하여 배기가스가 주입되면, 주입된 배기가스는 소음기 내의 개별적으로 형성된 하나 이상의 챔버를 거치며 팽창과 수축 및 간섭효과에 의하여 배기가스의 부밍을 저감시키고, 소음을 감소시키는 효과를 얻는다.

한편, 상기 종래의 소음기를 구성하는 가변밸브(100)는 상기 소음기의 흡기구를 통하여 흡입된 배기가스의 압력에 따라 개폐량이 가변적으로 조절되는 밸브로서, 예를 들어, 흡입되는 배기가스의 양이 적을 때는 게이트를 닫음으로써, 흡입되는 배기가스가 더 많은 공명실을 통과하도록 함으로써, 소음을 저감시키고, 흡입되는 배기가스의 양이 많을 때에는 흡입되는 배기가스의 양에 따라 게이트를 개방함으로써, 배기가스가 상대적으로 적은 공명실을 통과할 수 있도록 함으로써, 배기가스의 출력을 증대시키는 구조로 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 가변밸브(100)는 배기가스의 압력에 따라서 개방되도록 하기 위하여 도시된 바와 같이 하우징, 게이트, 게이트회전축, 스프링, 및 걸림턱을 포함하여 이루어진다.

따라서, 종래의 가변밸브(100)는 그 구조가 복잡하고, 제조시 사용되는 비용이 비싸며, 중량이 무거운 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 자동차의 소음기에 와이어밸브 배치하고, 상기 와이어밸브를 통하여 배기가스의 유입을 조절하도록 제어함으로써, 가스의 유입을 제어하는 밸브의 구조를 간단하게 하고, 제조비용을 줄일 수 있는 와이어밸브를 이용한 가변밸브 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

차량의 소음기 구조에 있어서, 소음기하우징; 상기 소음기하우징 내부에 하나 이상 설치되어 상기 소음기하우징의 내부를 구획하는 배플판; 상기 소음기하우징 내부에 배치되어 상기 배플판에 의하여 지지되고, 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 소음기하우징 내부로 유입시키는 흡입관; 상기 소음기하우징 내부에 배치되어 상기 배플판에 의하여 지지되고, 상기 소음기하우징 내부로 유입된 배기가스를 외부로 배출하는 배기관; 및 와이어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 와이어밸브는 상기 흡입관으로부터 배출되는 배기가스의 압력에 의하여 개폐량을 가변적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와이어밸브는 피치 간격이 좁은 코일스프링 형상으로 이루어진 와이어; 및 상기 와이어의 말단을 봉인하는 캡을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡입관의 선단에 하나 이상 형성되어 상기 흡입관을 통과하는 배기가스의 일부를 상기 소음기하우징의 내부로 배출시키는 유입구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배플판은 상기 소음기하우징 내에 두개 이상 배치되고, 상기 흡입관은 하나 이상의 배플판에 관통 결합되어 그 말단이 상기 배플판에 의하여 구획된 세개 이상의 챔버 중 중간에 위치하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기관은 U자 형상인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은,

자동차 소음기에 흡입되는 배기가스의 압력에 따라 코일 형상으로 이루어진 와이어가 늘어나도록 함으로써, 배기가스의 압력에 따라 가변적으로 배기가스가 원활하게 흡입되도록 하는 효과가 있다.

또한, 복잡하게 구성된 종래의 가변밸브를 간단한 구조의 와이어밸브로 대체함으로써, 구조의 단순화를 통하여 무게를 줄이고, 제조원가를 줄이는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있또록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 구성으로 구체화될 수도 있다.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조가 적용된 자동차의 소음기의 내부를 나타낸다.

도면을 참조하면, 상기 자동차의 소음기는 내부에 빈 공간을 형성하며 소음기의 외관을 형성하는 소음기하우징(10), 상기 소음기하우징(10)의 내부에 배치되는 배플판(20), 상기 배플판(20)에 의하여 지지되며 배기가스가 흡입되는 흡입관(30), 상기 흡입관(30)의 말단에 배치되는 와이어밸브(40), 상기 배플판(20)에 의하여 지지되며 배기가스를 배출하는 배출관(50)으로 이루어진다.

상기 배플판(20)은 상기 소음기하우징(10) 내부에 하나 이상 배치되어, 상기 소음기하우징(10)의 내부 공간을 부분적으로 구획하여 공진을 위한 챔버를 형성하는 수단으로서, 바람직하게는 상기 소음기하우징(10) 내부에 3개의 배플판(20), 즉 제1배플판(21), 제2배플판(22) 및 제3배플판(23)이 배치된다. 따라서, 상기 소음기 하우징(10)의 내부는 상기 배플판(20)에 의하여 4개의 챔버로 구획되며, 이하 설명의 편의를 위하여 상기 배플판(20)에 의하여 구획된 챔버를 선단에서부터 제1챔버(A), 제2챔버(B), 제3챔버(C) 및 제4챔버(D)로 명명하여 구분한다. 한편, 상기 배플판(20)은 판형상으로 이루어지며, 후술할 흡입관(30) 및 배출관(50)을 관통결합하여 지지할 수 있도록 형성된 홀을 구비하며, 또한, 배기가스가 통과할 수 있도록 형성된 하나 이상의 배기가스 홀을 더 구비하여 이루어진다.

상기 흡입관(30)은 자동차의 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 소음기하우징(10) 내로 흡입하는 통로로 사용되는 관으로서, 도시된 바와 같이, 소음기하우징(10) 내에서 소정구간 연장되어 흡입된 배기가스가 소음기의 내부공간에, 예를 들어, 제3챔버(C)에 유입될 수 있도록 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 흡입관(30)은 그 말단이 제3챔버(C) 내에 배치되도록 형성하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 흡입관(30)의 선단에는 상기 흡입관(30)을 통하여 흡입된 배기가스가 제1챔버(A)에 주입될 수 있도록 형성된 하나 이상의 유입구(31)가 형성되어 이루어진다. 상기와 같은 구성으로, 상기 흡입관(30)의 선단에 형성된 유입구(31)를 통하여 배기가스가 제1챔버(A)에 유입되면서 고주파대역의 거친 소리가 사전 감쇠될 수 있다.

와이어밸브(40)는 상기 흡입관(30)의 말단에 배치된다. 도 3은 상기 와이어밸브(40)를 상세하게 나타낸다. 상기 와이어밸브(40)는 상기 흡입관(30)에 대응되 는 지름을 가진 코일스프링 형상으로 이루어진 와이어(41)와 그 말단에 결합되어 말단부를 봉인하는 캡(42)을 포함하여 이루어지며, 상기 와이어(41)는 코일스프링 형상으로 이루어진 상태로 피치간격을 최대한 좁게 형성 하여 일종의 파이프 형상으로 이루어진다. 상기 와이어밸브(40)는 캡(42)에 의하여 봉해진 출구의 반대편, 즉, 입구를 상기 흡입관(30)의 말단에 연결하여 상기 흡입관(30)의 말단을 봉인한다.

상기 와이어밸브(40)는 상기 흡입관(30)의 말단으로 배출되는 배기가스의 압력에 따라서 개폐량이 가변적으로 조절될 수 있도록 하는 수단으로서, 배기가스의 압력에 따라 코일스프링 형상의 와이어(41)의 피치간격이 변형됨에 따라서 그 사이로 배기가스가 빠져나갈 수 있도록 구성된다.

상기와 같은 구성으로 상기 흡입관(30)으로부터 소량의 배출가스가 주입되어 와이어밸브(40)에 도달하면, 상기 흡입관(30)의 말단은 상기 와이어밸브(40)에 의하여 봉인된 상태로 존재하여 배출가스가 흡입관의 말단으로 빠져나가지 못하도록 하며, 상기 흡입관(30)으로부터 대량의 배출가스가 강한 압력으로 주입되면, 상기 와이어밸브(40)를 구성하는 와이어(41)가 배기가스의 압력을 견디지 못하고 길이방향을 따라 늘어나며, 상기 와이어(41)가 늘어남에 따라 피치간격이 벌어지게 되어 도시된 바와 같이, 배기가스가 코일스프링 형상으로 이루어진 피치 사이로 빠져나갈 수 있게 된다. 따라서, 상기 와이어밸브(40)는 주입되는 배기가스의 압력이 크면 배기가스가 상기 흡입관(30)의 말단을 통하여 상기 흡입관(30)의 말단이 위치된 제3챔버(C)에 주입되도록 하는 기능을 한다. 상기 와이어밸브(40)의 강성은 배기가 스의 압력에 따른 요구되는 강성에 따라 조절될 수 있다.

상기 와이어밸브(40)는 상술한 예에서 흡입관(30)의 말단에 연결되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 본 발명의 다른 실시예에서는 배플판에 장착되는 구성으로 이루어질 수 있다.

배출관(50)은 도시된 바와 같이, U자 형상으로 이루어지며, 그 입구가 상기 제4챔버(D)에 연결되고, 그 관로가 상기 배플판(20)에 의하여 구획되는 소음기하우징(10)의 내부 공간을 따라서 우회하는 형상으로 이루어진다. 다시말해서, 상기 U자형의 배출관(50)은 상기 소음기하우징(10) 내부에 형성된 상기 제1챔버(A)내지 제4챔버(D)를 모두 관통하도록 그 관로가 형성되며, 출구는 상기 소음기하우징(10)의 일측에 결합됨으로써, 내부를 통과한 배기가스가 상기 소음기하우징(10)의 외부로 배출되도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조를 통과하는 배기가스의 압력이 낮을 경우에 배기가스의 진행 단계를 나타내는 단면도이다.

먼저 상기 흡입관(30)을 통하여 배기가스가 유입되면 유입된 배기가스중 소정량의 배기가스는 상기 흡입관(30)에 형성된 유입구(31)를 통과하여 상기 소음기하우징(10)에 형성된 제1챔버(A)에 유입된다. 이때, 상기 배기가스는 상기 유입구(31)를 통하여 제1챔버(A)에 유입되면서 상기 배기가스가 가지고 있는 고주파 대 역의 부밍이 저감된다.

또한, 상기 배기가스의 부밍은 이후에 설명할 U자형의 배추구를 통과하며, 최종적으로 원하는 단계까지 감소된다.

한편, 상기 유입구(31)를 통과하지 못한 나머지 배기가스는 상기 흡입관(30)을 따라 흡입관(30)의 말단까지 진행하고, 이에따라 상기 흡입관(30)의 말단에 연결된 와이어밸브(40)내의 압력은 유입되는 배기가스에 의하여 증가한다. 그러나, 상기 단계에서 배기가스의 압력이 상기 와이어밸브(40)를 개방할 만큼의 충분한 압력(사전 설정된 압력)을 가지지 않는다면, 유입되는 배기가스는 상기 와이어밸브(40)를 개방시키지 못하고, 상기 흡입관(30)에 형성된 유입구(31)로 빠지게 된다.

상기와 같이, 상기 흡입관(30)에 형성된 유입구(31)를 통하여 제1챔버(A)에 유입된 배기가스는 상기 배플판(20)에 형성된 배기가스홀을 따라 제1챔버(A), 제2챔버(B) 제3챔버(C) 및 제4챔버(D)를 차례로 통과하며 소음이 감소된다.

상기와 같이 소음이 감소되며 제4챔버(D)에 도달한 배기가스는 제 4챔버를 향하여 입구가 형성된 배출관(50)에 유입된다.

상기와 같이 배출관(50)에 유입된 배기가스는 U자 형태의 긴 길이의 배출관(50)의 관로를 따라 유동되어 통과하며 잔여 대역의 거친 소리와 저주파 소음을 최대한 저감시켜 상기 소음기하우징(10)의 외부로 배출시킨다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조를 통과하는 배기가스의 압력이 높은 상태의 진행 단계를 나타내는 단면도이다.

먼저 상기 흡입관(30)을 통하여 배기가스가 유입되면 유입된 배기가스중 소정량의 배기가스는 상기 흡입관(30)에 형성된 유입구(31)를 통과하여 상기 소음기하우징(10)에 형성된 제1챔버(A)에 유입된다.

이때, 상기 유입구(31)를 통과하지 못한 나머지 배기가스는 상기 흡입관(30)을 따라 흡입관(30)의 말단까지 진행하고, 이때 상기 흡입관(30)의 말단에 연결된 와이어밸브(40) 내의 압력은 유입되는 배기가스에 의하여 증가한다. 그리고, 상기 단계에서 배기가스의 압력이 와이어밸브(40)를 개방할 만큼의 충분한 압력을 가진다면 상기 배기가스는 상기 와이어밸브(40)를 개방시키고 제3챔버(C)로 유입된다.

따라서, 상기와 같이, 상기 흡입관(30)에 형성된 유입구(31)를 통하여 제1챔버(A)에 유입된 배기가스는 상기 배플판(20)에 형성된 배기가스홀을 따라 제1챔버(A), 제2챔버(B) 제3챔버(C) 및 제4챔버(D)를 차례로 통과하며 소음이 감소되고, 압력에 의하여 상기 와이어밸브(40)를 개방시키고 제3챔버(C)에 유입된 배기가스는 상기 배플판(20)에 형성된 배기가스홀을 통과하여 제4챔버(D)로 유입된다. 상기 경우에서 상기 흡입관(30)을 통하여 유입되는 배기가스의 양이 많아지면 압력이 높아지기 때문에, 배기가스가 제3챔버(C) 및 제4챔버(D)만을 통과하도록 설계함으로써, 입력되는 배기가스의 양이 많아질 경우 효율적으로 배기가스를 빨리 배출할 수 있 는 효과가 있다.

한편, 상기 와이어밸브(40)의 강도는 사전에 사용자가 요구하는 강도에 따라 제조되도록 함으로써, 사용자가 원하는 바 대로 배기가스의 배출량을 제어할 수 있다.

상기와 같이 제4챔버(D)에 도달한 배기가스는 제4챔버(D)를 향하여 입구가 형성된 배출관(50)에 유입된다.

상기와 같이 배출관(50)에 유입된 배기가스는 U자 형태의 긴 길이의 배출관(50)의 관로를 따라 유동되어 통과하며 잔여 대역의 거친 소리와 저주파 소음을 최대한 저감시켜 상기 소음기하우징(10)의 외부로 배출된다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조가 적용된 자동차의 소음기 장치는 와이어밸브(40)를 이용하여 주입되는 배기가스의 양에 따라 소음의 감소를 처리할 수 있기 때문에, 자동차의 저속 주행으로부터 고속 주행으로 변동되면서 야기되는 가변적인 소음 및 배압을 효율적으로 저감시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1은 선행 발명되어 있는 종래의 소음기 구조를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조가 적용된 자동차의 소음기의 내부를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어밸브를 상세하게 나타낸다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조를 통과하는 배기가스의 압력이 낮을 경우에 배기가스의 진행 단계를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조를 통과하는 배기가스의 압력이 높은 상태의 진행 단계를 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *

10: 소음기하우징 20: 배플판

30: 흡입관 31: 유입구

40: 와이어밸브 41: 와이어

42: 캡 50: 배출관

100: 종래의 가변밸브

Claims (5)

1. 차량의 소음기 구조에 있어서,

   소음기하우징(10);

   상기 소음기하우징(10) 내부에 하나 이상 설치되어 상기 소음기하우징(10)의 내부를 구획하는 배플판(20);

   상기 소음기하우징(10) 내부에 배치되어 상기 배플판(20)에 의하여 지지되고, 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 상기 소음기하우징(10) 내부로 유입시키는 흡입관(30);

   상기 소음기하우징(10) 내부에 배치되어 상기 배플판(20)에 의하여 지지되고, 상기 소음기하우징(10) 내부로 유입된 배기가스를 외부로 배출하는 배기관;

   및 와이어밸브(40)를 포함하는 것을 특징으로 하며,

   상기 와이어밸브(40)는 상기 흡입관(30)으로부터 배출되는 배기가스의 압력에 의하여 개폐량을 가변적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 와이어밸브(40)는 피치 간격이 좁은 코일스프링 형상으로 이루어진 와이어; 및

   상기 와이어의 말단을 봉인하는 캡을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 흡입관(30)의 선단에 하나 이상 형성되어 상기 흡입관(30)을 통과하는 배기가스의 일부를 상기 소음기하우징(10)의 내부로 배출시키는 유입구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 배플판(20)은 둘 이상 배치되고,

   상기 흡입관(30)은 하나 이상의 배플판(20)에 관통 결합되어 그 말단이 상기 배플판(20)에 의하여 구획된 세개 이상의 챔버 중 중간에 위치하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 배기관은 U자 형상인 것을 특징으로 하는 와이어밸브를 이용한 차량의 소음기 구조.

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