KR20120136861A - 차량용 플라스틱 머플러 소음기 - Google Patents

차량용 플라스틱 머플러 소음기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 플라스틱 머플러 소음기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 스틸 재질로 된 머플러 소음기를 플라스틱 재질로 새롭게 개선하여, 부식 및 이음 등이 발생되는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 한 차량용 플라스틱 머플러 소음기에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 기존의 스틸 재질로 된 머플러 소음기를 배기파이프에 조립되는 스틸 엔드 플레이트와 플라스틱 케이스로 이루어진 구조로 새롭게 개선하여, 머플러 소음기 표면에 부식이 발생되는 것을 방지하는 동시에 시동 오프시 이음이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 한 차량용 플라스틱 머플러 소음기를 제공하고자 한 것이다.

Description

차량용 플라스틱 머플러 소음기{Plastic muffler for vehicle}
본 발명은 차량용 플라스틱 머플러 소음기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 스틸 재질로 된 머플러 소음기를 플라스틱 재질로 새롭게 개선하여, 부식 및 이음 등이 발생되는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 한 차량용 플라스틱 머플러 소음기에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 차량 배기 시스템은 엔진으로부터 배출되는 고열의 배기가스를 외부로 여과시켜 배출시키기 위한 구성으로서 3원촉매컨버터를 비롯하여 배기파이프 및 머플러(muffler) 등을 포함하고 있다.
첨부한 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 머플러 소음기(30)는 엔진 배기가스의 배출시 발생되는 엔진 배기음 즉, 노이즈를 감소시키기 위하여 배기파이프(10)의 말단부에 장착되고 있으며, 그 외에 소음 감쇠 효과를 더 얻기 위하여 배기파이프의 중간 부분에 보조 머플러(32)를 더 설치하고 있다.
현재, 전세계적으로 모든 차량에 장착되는 머플러 소음기의 케이스 재질은 스틸 재질을 적용하고 있으며, 그 이유는 머플러가 엔진에서 연소된 배기가스의 배출통로이기 때문에 고온에 의한 열해를 방지하기 위함에 있다.
종래의 머플러 구조를 첨부한 도 5를 참조로 살펴보면, 배기파이프(10)를 감싸며 장착되는 스틸케이스(40)와, 배기파이프(10)와 스틸케이스(40)의 사이공간에 충진되는 흡음재(16)로 구성되어 있다.
보다 상세하게는, 상기 스틸케이스(40)는 배기파이프(10)의 외경면에 밀착되는 양측판(42)과, 타원형의 중공체(44)로 구성되며, 양측판(42)과 타원형의 중공체(44)는 서로 만나는 부분을 상호 절곡시켜 일체로 결합된다.
이때, 도 6에서 보듯이 배기열이 실내로 전달되는 것을 차단하기 위하여 차량의 바닥패널과 머플러 소음기의 상면 사이에는 별도의 차열판(46)이 더 설치된다.
이렇게 스틸 재질로 된 머플러 소음기의 경우, 스틸재의 특성상 비중이 높기 때문에 중량이 과다하게 나가는 단점이 있고, 특히 배기열이 실내로 전달되는 것을 차단하기 위한 차열판을 별도로 설치함에 따라, 원가 상승은 물론이고 차량의 중량 증대로 연비 저하 및 차량의 경쟁력을 악화시키는 요인이 되고 있다.
특히, 스틸 재질로 된 머플러 소음기의 경우, 그 외표면에 외부공기 및 수분이 닿고, 겨울철에는 염화칼슘 등이 닿게 되어, 결국 머플러 소음기의 외표면에 녹이 발생하여 미관을 떨어뜨리는 동시에 부식이 빠르게 진행되는 단점도 있다.
또한, 차량 주행시 및 주행 후, 시동을 오프시킬 때, 또는 아이들상태에서 알피엠을 올려 순간적인 부하가 걸릴때, 스틸 재질로 된 머플러 소음기에서 머플러 공진음의 일종인 방사음 및 소위 "띵띵~" 하는 이음이 발생하는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 기존의 스틸 재질로 된 머플러 소음기를 배기파이프에 조립되는 스틸 엔드 플레이트와 플라스틱 케이스로 이루어진 구조로 새롭게 개선하여, 머플러 소음기 표면에 부식이 발생되는 것을 방지하는 동시에 시동 오프시 이음이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 한 차량용 플라스틱 머플러 소음기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배기파이프에 직접 닿으며 소정 거리로 이격 장착되는 스틸 재질의 엔드플레이트와; 상기 엔드플레이트의 외측단에 조립되는 내열 플라스틱 케이스와; 상기 배기파이프와 내열 플라스틱 케이스의 사이공간에 충진되는 흡음재; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 플라스틱 머플러 소음기를 제공한다.
바람직하게는, 상기 엔드플레이트의 외측단과 내열 플라스틱 케이스의 양측단부는 서로 밀착되어 리벳 또는 볼트로 상호 조립되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 엔드플레이트의 외측단과 내열 플라스틱 케이스의 양측단부 간의 경계부에 열차단용 가스켓이 삽입되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 흡음재는 글래스 울 직조 타입으로서 20t 두께로 적용된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔드플레이트는 배기파이프의 배기열이 플라스틱 케이스에 직접 전달되지 않도록 바깥쪽에서 안쪽방향으로 경사지게 형성되는 동시에 경사진 구간에 절곡부가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 머플러 소음기의 케이스 재질을 기존의 스틸 대신 플라스틱 재질을 적용함으로써, 머플러 소음기의 중량을 줄일 수 있고, 중량 저감을 통한 연비 개선을 도모할 수 있다.
또한, 머플러 소음기의 흡음재를 최적 두께로 적용하여, 머플러 소음기의 외면 온도를 저하시킬 수 있으므로, 기존에 소음기 상방향쪽 차체에 별도로 장착하던 차열판을 배제하여 추가적인 중량 저감을 얻을 수 있다.
특히, 플라스틱 재질로 머플러 소음기의 케이스를 구성함에 따라, 외부공기 및 수분에 의한 부식을 방지할 수 있고, 원천적으로 녹이 발생하지 않으므로 미관을 개선할 수 있다.
또한, 기존 스틸 재질로 된 머플러 소음기는 방사음 또는 이음 등이 발생하였지만, 플라스틱 재질로 머플러 소음기의 케이스를 구성함에 따라, 이음이 전혀 발생되지 않아 감성품질을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 플라스틱 머플러 소음기를 나타내는 단면도,
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 차량용 플라스틱 머플러 소음기의 흡음재 두께에 따라 플라스틱 케이스에 열해가 미치는 여부를 시험한 결과 도면,
도 5는 종래의 머플러 소음기를 나타내는 단면도,
도 6은 머플러 소음기의 설치 위치를 나타내는 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 배기파이프에 직접 닿는 부분은 스틸 재질의 엔드플레이트를 적용하고, 엔드플레이트의 외측단부에 내열 플라스틱 재질로 된 타원통 형상의 플라스틱 케이스를 조립함으로써, 머플러 소음기의 중량 저감, 이음 발생 방지, 부식 방지 등의 효과를 얻을 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이 배기파이프(10)의 소정 위치에 스틸 재질로 만들어진 한 쌍의 엔드플레이트(12)가 이격 장착되는 바, 각 엔드플레이트(12)의 내측단부가 용접 등의 접합 방법에 의하여 배기파이프의 표면에 직접 밀착되며 접합 고정된다.
이때, 상기 엔드플레이트(12)에는 타원형 중공 형상으로 된 내열성 플라스틱 케이스(14)가 조립된다.
보다 상세하게는, 상기 내열성 플라스틱 재질을 이용하여 타원형 중공 케이스 형상으로 성형된 내열성 플라스틱 케이스(14)를 구비하여, 그 양측단부를 각 엔드플레이트(12)의 외측단부에 밀착시켜 리벳 또는 볼트(18)로 조립하게 된다.
이렇게 상기 각 엔드플레이트(12)의 외측단에 내열 플라스틱 케이스(14)를 조립함에 따라, 배기파이프(10)의 외경부와 내열 플라스틱 케이스(14)의 내경부 사이에는 일정한 공간이 마련되는 바, 이 공간 내에 배기음을 흡음하는 흡음재(16)가 충진된다.
바람직하게는, 상기 흡음재(16)는 글래스 울 직조 타입으로서 20t 두께로 적용되며, 그 이유는 하기의 시험예를 통하여 이해될 수 있는 바와 같이 배기파이프로부터 전달되는 열이 플라스틱 케이스(14)를 열해시키는 것을 방지하기 위함에 있다.
특히, 상기 리벳 또는 볼트(18)에 의하여 상호 조립되는 엔드플레이트(12)의 외측단과 내열 플라스틱 케이스(14)의 양측단부 간의 경계부에는 열차단용 가스켓(20)을 더 삽입시킴에 따라, 배기파이프(10)의 배기열이 스틸 재질의 엔드플레이트(12)를 통하여 플라스틱 케이스(14)로 전달되는 것을 용이하게 차단할 수 있다.
한편, 상기 엔드플레이트(12)에 경사부(24) 및 절곡부(22)를 두어서, 엔드플레이트(12)의 바깥쪽 배기파이프(10)로부터 발산되는 배기열이 플라스틱 케이스(14)에 직접 전달되지 않도록 한다.
보다 상세하게는, 상기 각 엔드플레이트(12)의 내측단 및 외측단 사이 구간 즉, 배기파이프(10)와 접합된 내측단부에서 플라스틱 케이스(14)와 조립된 외측단부까지의 구간이 바깥쪽에서 안쪽방향으로 경사진 경사부(24)로 형성되는 동시에 경사진 구간에는 바깥쪽으로 뽀족한 절곡부(22)가 더 형성되도록 함으로써, 엔드플레이트(12)의 바깥쪽 배기파이프(10)로부터 발산되는 배기열(첨부한 도 1에 화살표로 지시됨)이 엔드플레이트(12)의 경사부(24) 및 절곡부(22)에 의하여 차단되어 플라스틱 케이스(14)에 직접 전달되지 않게 됨으로써, 플라스틱 케이스(14)가 열에 의하여 녹게 되는 등의 열해를 용이하게 방지할 수 있다.
또한, 상기와 같이 배기파이프(10)의 배기열이 스틸 재질의 엔드플레이트(12)를 통하여 플라스틱 케이스(14)로 전달되는 것을 열차단용 가스켓(20)에서 차단함에 따라, 플라스틱 케이스(14)가 열에 의하여 녹게 되는 등의 열해를 보다 용이하게 방지할 수 있다.
여기서, 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예1
첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예1로서 외부파이프를 내열온도 220℃를 갖는 플라스틱 케이스로 적용하고, 배기파이프(내부파이프)와 외부파이프 사이에 흡음재로서 글래스 울 직조 타입의 단열재를 20t 두께로 충진하였다.
실시예2
첨부한 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예2로서 외부파이프를 내열온도 220℃를 갖는 플라스틱 케이스로 적용하고, 배기파이프(내부파이프)와 외부파이프 사이에 흡음재로서 글래스 울 직조 타입의 단열재를 20t 두께로 충진하였고, 배기파이프에 타공홀로서 3.5Φ×1,000개(EA)를 형성하였다.
비교예1
첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 비교예1로서 외부파이프를 내열온도 220℃를 갖는 플라스틱 케이스로 적용하고, 배기파이프(제1내부파이프)와 제2내부파이프 사이에 5t의 에어갭을 두는 동시에 제2내부파이프와 외부파이프 사이에 흡음재로서 글래스 울 직조 타입의 단열재를 10t 두께로 충진하였다.
비교예2
첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 비교예2로서 외부파이프를 내열온도 220℃를 갖는 서로 다른 직경의 제1 및 제2플라스틱 케이스를 5t의 에어갭으로 이격시키고, 배기파이프(내부파이프)와 제1플라스틱 케이스 사이에 흡음재로서 글래스 울 직조 타입의 단열재를 10t 두께로 충진하였다.
시험예
실시예1 및 실시예2, 그리고 비교예1 및 비교예2에 따른 머플러 소음기에 대한 열 충격 시험을 아래의 시험 조건하에 실시하였다.
* 시험조건
- 배기가스 온도 : 700℃
- 온도 측정 부위 : 배기파이프 및 최외곽 외부파이프 표면
- 측정 시간 : 약 60분후(단열재 에이징 후)
- 시험 장비 : 열충격 시험기
이러한 시험예1에 따른 결과는 아래의 표 1에 기재된 바와 같다.
Figure pat00001
위의 표 1에 기재된 바와 같이, 실시예1에서 흡음재 즉, 단열재 두께를 20t로 적용한 경우, 배기파이프 온도는 666℃로 측정되었고, 외부파이프(플라스틱 케이스)의 표면온도는 211℃로 측정되었다.
이렇게, 흡음재의 두께를 20t로 적용한 경우에는 외부파이프(플라스틱 케이스)의 표면온도가 플라스틱 케이스의 내열온도인 220℃보다 낮은 211℃이므로, 배기열로부터 플라스틱 케이스의 열해를 용이하게 방지할 수 있음을 알 수 있었다.
또한, 실시예2에 따른 머플러 소음기에 대한 열 충격 시험 결과, 첨부한 도 4의 그래프에서 보는 바와 같이 외부파이프(플라스틱 케이스)의 표면온도가 239℃로 측정되었는 바, 비록 플라스틱 케이스의 내열온도인 220℃보다 높게 측정되었지만, 타공 갯수를 축소하는 동시에 흡음재 두께를 다소 증가시킨다면 외부파이프(플라스틱 케이스)의 표면온도를 플라스틱 케이스의 내열온도인 220℃보다 낮은 수준으로 조절할 수 있으므로, 내열 플라스틱 열해 문제는 없을 것으로 판단할 수 있다.
10 : 배기파이프
12 : 엔드플레이트
14 : 내열 플라스틱 케이스
16 : 흡음재
18 : 리벳 또는 볼트
20 : 열차단용 가스켓
22 : 절곡부
24 : 경사부

Claims (4)

  1. 배기파이프(10)에 직접 닿으며 소정 거리로 이격 장착되는 스틸 재질의 엔드플레이트(12)와;
    상기 엔드플레이트(12)의 외측단에 조립되는 내열 플라스틱 케이스(14)와;
    상기 배기파이프(10)와 내열 플라스틱 케이스(14)의 사이공간에 충진되는 흡음재(16);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 플라스틱 머플러 소음기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔드플레이트(12)의 외측단과 내열 플라스틱 케이스(14)의 양측단부는 서로 밀착되어 리벳 또는 볼트(18)로 상호 조립되는 것을 특징으로 하는 차량용 플라스틱 머플러 소음기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 엔드플레이트(12)의 외측단과 내열 플라스틱 케이스(14)의 양측단부 간의 경계부에 열차단용 가스켓(20)이 삽입된 것을 특징으로 하는 차량용 플라스틱 머플러 소음기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔드플레이트(12)는 배기파이프(10)의 배기열이 플라스틱 케이스(14)에 직접 전달되지 않도록 바깥쪽에서 안쪽방향으로 경사지게 형성되는 동시에 경사진 구간에 절곡부(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 플라스틱 머플러 소음기.
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