KR20160079711A

KR20160079711A - 차량의 배기 장치

Info

Publication number: KR20160079711A
Application number: KR1020150186198A
Authority: KR
Inventors: 도시오 다나하시; 요지 가네하라; 고시 야마다
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-07-06
Also published as: EP3037638A1; JP6115559B2; JP2016125400A; US20160186639A1; US10196959B2; BR102015032657A8; KR101767786B1; CN105736110B; BR102015032657A2; EP3037638B1; RU2614399C1; CN105736110A

Abstract

차량에 있어서, 엔진의 배기계 부품이, 비도전성의 고무편(5)을 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있고, 차량 보디 및 엔진의 배기계 부품에는 정의 전하가 대전되다. 비도전성 벽면 상에 설치하면 설치 개소를 중심으로 한 한정된 범위 내의 비도전성 벽면 상의 대전 전하량을 저하시킬 수 있는 자기 방전식 제전기(10)를 구비하고 있다. 이 자기 방전식 제전기(10)가 비도전성의 고무편(5)에 설치되고, 그것에 의해 배기계 부품이 제전된다.

Description

차량의 배기 장치{VEHICLE ENGINE EXHAUST SYSTEM}

본 발명은 차량의 배기 장치에 관한 것이다.

차량의 엔진 또는 엔진과 관련되는 부재에 방전 안테나 등의 방전 장치를 설치하여, 엔진부에 발생하고 또는 축적되는 고압 전기, 정전기 등을 외부에 방전, 방출시키고, 그것에 의하여 연비를 향상시키도록 한 차량이 공지이다(예를 들어 일본 특허 공개 평 5-238438을 참조).

상기 일본 특허 공개 평 5-238438에 기재되어 있는 바와 같이, 차량에 정전기가 대전되는 것 및 이 차량에 대전된 정전기가 차량의 운전에 어떠한 영향을 미치고 있는 것은, 종래로부터 알려져 있다. 그러나, 차량에 대전된 정전기가 구체적으로 어떠한 이유에서 어떤 영향을 차량의 운전에 미치고 있는지는 잘 모르고 있으며, 차량에의 정전기의 대전에 대한 적절한 대처에 대해 검토의 여지가 있다.

본 발명은 엔진의 배기계 부품을 제전함으로써, 기관 출력을 향상시킴과 함께 차량의 운전 안정성을 향상시킬 수 있는 차량의 배기 장치를 제공한다.

즉, 본 발명에 따르면, 엔진의 배기계 부품이, 비도전성의 지지 부재를 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있고, 차량 보디 및 엔진의 배기계 부품에 정의 전하가 대전되는 차량에 있어서, 비도전성 벽면 상에 설치하면 설치 개소를 중심으로 한 한정된 범위 내의 비도전성 벽면 상의 대전 전하량을 저하시킬 수 있는 자기 방전식 제전기를 구비하고 있고, 자기 방전식 제전기를 비도전성의 지지 부재 상에 설치하고, 그것에 의해 배기계 부품을 제전하도록 하고 있다.

상기 자기 방전식 제전기를 비도전성의 지지 부재 상에 설치함으로써 엔진의 배기계 부품이 제전되고, 그것에 의해 기관 출력이 향상됨과 함께 차량의 운전 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예의 특성과, 이점과, 기술적 및 산업적인 의의는 동등한 부호가 동등한 요소를 나타내는 이하에 첨부하는 도면에 의해 설명된다.
도 1은 엔진의 배기 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시되는 지지 부재, 즉 고무편 주위의 확대 사시도.
도 3은 도 1에 도시되는 지지 부재, 즉 고무편의 단면도.
도 4a 및 4b는, 각각 지지 부재, 즉 고무편의 정면도 및 측면 단면도.
도 5a 및 5b는, 각각 소음기 내에 있어서의 배기류 및 소음기 주위의 공기류를 설명하기 위한 도면.
도 6a 및 6b는, 공기류의 변화를 설명하기 위한 도면.
도 7a, 7b 및 7c는, 자기 방전식 제전기를 도시하는 도면.
도 8a 및 8b는, 자기 방전식 제전기에 의한 제전 작용을 설명하기 위한 도면.
도 9a 및 9b는, 자기 방전 작용을 설명하기 위한 도면.

도 1에 차량의 바닥 하부에 배치된 배기 장치의 사시도를 도시한다. 도 1에는, 촉매 컨버터(1), 촉매 컨버터(1)에 접속된 배기관(2), 접속부(2a)를 통해 배기관(2)에 접속된 소음기(3), 테일 파이프(4)를 각각 도시한다. 도 1에 도시하는 예에서는, 기관으로부터 배출된 배기 가스는 촉매 컨버터(1) 내에 보내지고, 계속해서 배기 가스는 배기관(2)을 통하여 소음기(3)에 보내지고, 계속해서 배기 가스는테일 파이프(4)로부터 대기 중으로 배출된다. 본 명세서에서는, 이들 촉매 컨버터(1), 배기관(2), 소음기(3) 및 테일 파이프(4)를, 엔진의 배기계 부품이라고 칭하고 있다. 또한, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 이 엔진의 배기계 부품에는, 차량의 바닥 하부에 배치되는 그 외의 배기 처리 장치나 열회수 장치가 포함된다.

이들 엔진의 배기계 부품은 비도전성의 지지 부재(5)를 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있다. 또한, 본 명세서에서는, 섀시도 포함하여 차량 보디라고 칭하고 있다. 이 지지 부재는 비도전성의 고무 재료로 형성되어 있다. 도 1에 도시되는 실시예에서는, 이 지지 부재(5)는 비도전성의 고무편으로 이루어지고, 이 고무편(5)의 상방부는 지지 막대(6)를 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있다. 한편, 이 고무편(5)의 하방부에 의해 배기계 부품, 즉 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)가 지지되어 있고, 따라서, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)는 이 고무편(5)을 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있게 된다.

도 2는 소음기(3)에 설치되어 있는 고무편(5)의 확대 사시도를 도시하고 있고, 도 3은 도 2의 종단면도를 도시하고 있고, 도 4a는 고무편(5)의 정면도를 도시하고 있고, 도 4b는 고무편(5)의 측면 단면도를 도시하고 있다. 도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 고무편(5)은 타원형 단면의 통 형상체를 이루고 있고, 고무편(5)은 간격을 두고 평행하게 연장되는 한 쌍의 관통 구멍(8a, 8b)을 구비하고 있다. 또한, 차량 보디에 의해 지지되어 있는 지지 막대(6)가 한쪽의 관통 구멍(8a) 내에 삽입되어 있고, 배기계 부품, 즉, 소음기(3)의 외벽에 고정된 지지 막대(7)가 다른 쪽의 관통 구멍(8b) 내에 삽입되어 있다. 또한, 고무편(5)에는 관통 구멍(8a, 8b) 사이에 슬릿(8c)이 형성되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 소음기(3)는 4개의 고무편(5)을 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있고, 또한 촉매 컨버터(1)도 4개의 고무편(5)(도 1에는 도시되어 있지 않음)을 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있다. 한편, 배기관(2)도 고무편(5)을 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있다.

차량을 주행시키면, 타이어의 각 부가 노면에 대해 접촉, 박리를 반복함으로써 정전기가 발생하고, 또한 엔진의 구성 부품이나 브레이크 장치의 구성 부품이 상대 운동하는 것에 의해서도 정전기가 발생한다. 또한, 차량의 주행 시에 공기가 차량의 외주면 상을 마찰 접촉하면서 흐르는 것에 의해서도 정전기가 발생한다. 이들 발생한 정전기에 의해 차량의 보디, 엔진 등에는 전하가 대전된다. 이때, 배기계 부품, 즉 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)에 정의 전하가 대전됨과 함께 고무편(5)에도 정의 전하가 대전되는 것이 확인되어 있고, 또한 촉매 컨버터(1), 배기관(2), 소음기(3) 및 고무편(5)의 벽면의 전압값은 1000v 이상의 고전압으로 되는 경우가 있는 것이 확인되고 있다.

그런데, 박육 벽의 표면의 전압값이 높아지면, 박육 벽의 표면을 따르는 공기의 흐름이 변화되는 것이 확인되어 있다. 따라서, 먼저 처음에, 박육 벽의 표면을 따르는 공기의 흐름이, 박육 벽의 표면의 전압값에 의해 어떻게 변화되는지에 대해, 실험에 의해 확인한 현상으로부터 설명을 행한다. 도 6a는 정의 전하가 대전되어 있는 박육 벽(9)의 표면을 따라 공기가 흐르고 있는 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 공기는 정으로 대전되는 경향이 있으므로, 도 6a는 정으로 대전된 공기가, 정의 전하가 대전되어 있는 박육 벽(9)의 표면을 따라 흐르고 있는 경우를 나타내고 있다. 도 6a에 있어서, 실선의 화살표는, 박육 벽(9)의 표면의 전압값이 낮은 경우를 나타내고 있고, 이 경우에는 공기는 박육 벽(9)의 표면을 따라 흐른다. 이에 대해, 파선의 화살표는, 박육 벽(9)의 표면의 전압값이 높은 경우를 나타내고 있고, 이 경우에는 공기는 박육 벽(9)의 표면이 하방을 향해 만곡된 곳에서, 즉 공기류가 박육 벽(9)의 표면으로부터 이격되기 쉬운 곳에서, 박육 벽(9)의 표면으로부터 이격되도록 흐른다.

도 6b는, 도 6a에 있어서 박육 벽(9)의 표면을 따라 흐르는 공기의 주류의 유속 U_∞와, 박육 벽(9)의 표면으로부터 거리 S만큼 이격된 위치에서의 유속 U의 속도비 U/U_∞의 X 지점(도 6a)에 있어서의 실측값을 나타내고 있다. 또한, 도 6b에 있어서 흑색의 마름모형으로 나타내어지는 각 점은, 박육 벽(6)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있지 않은 경우를 나타내고 있고, 도 6b에 있어서 흑색의 사각형으로 나타내어지는 각 점은, 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있는 경우를 나타내고 있다. 도 6b로부터, 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있는 경우에는 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있지 않은 경우에 비해, 속도 경계층이 박육 벽(9)의 표면으로부터 이격되고, 따라서 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있는 경우에는, 도 6a에 있어서 파선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 공기가 박육 벽(6)의 표면으로부터 이격되도록 흐르고 있는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 공기는 정으로 대전되는 경향이 있고, 따라서 공기의 일부는 정의 공기 이온(동그라미 안에 ＋로 표시)으로 되어 있다. 따라서, 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있으면 정의 공기 이온과 박육 벽(9)의 표면 사이에는 척력이 작용하기 때문에, 도 6a에 있어서 파선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 공기는 박육 벽(9)의 표면이 하방을 향해 만곡된 곳에서, 즉 공기류가 벽면(9)의 표면으로부터 이격되기 쉬워진 곳에서, 박육 벽(9)의 표면으로부터 이격되도록 흐르게 된다. 이와 같이 박육 벽(9)의 표면에의 정의 전하의 대전에 의해 박육 벽(9)의 표면을 따라 흐르는 공기류가 박육 벽(9)의 표면으로부터 이격되는 것은 실험에 의해 확인되어 있고, 이 경우, 박육 벽(9)의 표면의 전압값이 높아질수록, 박육 벽(9)의 표면을 따라 흐르는 공기류가 박육 벽(9)의 표면으로부터 이격되는 것을 알 수 있다.

또한, 박육 벽(9)의 표면 형상이 공기류의 박리를 발생시키기 쉬운 형상을 갖고 있는 경우에 있어서, 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있지 않을 때에는 공기류의 박리가 발생하지 않지만, 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되면, 공기류의 박리가 발생하는 경우가 있는 것이 확인되어 있다. 또한, 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있는 경우에는 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되어 있지 않은 경우에 비해, 공기류의 박리의 크기가 증대하는 것도 확인되어 있다. 이와 같이, 박육 벽(9)의 표면에 정의 전하가 대전되면, 전기적인 반발력에 기초하여, 공기류가 박육 벽(9)의 표면으로부터 이격되고, 또는 공기가 박리를 발생시키는 것이 확인되어 있다.

전술한 바와 같이, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압값은 1000v 이상의 고전압으로 되는 경우가 있는 것이 확인되어 있다. 이 경우, 도 6a 및 6b에 나타내어지는 실험 결과로부터 판단하면, 이 고전압에 의해 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3) 내를 흐르는 배기 가스의 흐름이 변화되어 있고, 그것에 의해 배기 작용에 영향을 미치고 있다고 추측된다. 또한, 도 6a 및 6b에 나타내어지는 실험 결과로부터 판단하면, 이 고전압에 의해 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 주위를 흐르는 공기의 흐름이 변화되어 있고, 그것에 의해 차량의 운전에 영향을 미치고 있다고 추측된다.

따라서, 배기 작용에 대해 실험을 행한 결과, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압값이 고전압으로 되면 배압이 높아지고, 그 결과, 기관 출력이 저하되는 것이 판명된 것이다. 또한, 차량의 운전에의 영향에 대해 실험을 행한 결과, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압값이 고전압으로 되면 차량의 운전이 불안정해지는 것이 판명된 것이다.

그런데, 먼저 처음에, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압값이 고전압으로 되면 기관 출력이 저하되는 이유에 대해, 소음기(3)의 벽면의 전압값이 고전압으로 된 경우를 예로 들어, 도 5a를 참조하면서 간단하게 설명한다. 또한, 도 5a는 소음기(3)의 내부의 일부를 도해적으로 도시하고 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 소음기(3)의 내부에는, 배기 가스 유통구(B)를 갖는 복수의 격벽(A)이나 복수의 배기 가스 유통관(C)이 배치되어 있고, 기관 운전 시에는, 이들 배기 가스 유통구(B) 및 배기 가스 유통관(C) 내를 배기 가스가 흐른다. 도 5a에 있어서 실선의 화살표는, 소음기(3)의 벽면의 전압이 낮을 때의 배기 가스의 흐름을 나타내고 있다. 이때에는, 배기 가스는 실선의 화살표로 나타내는 바와 같이 배기 가스 유통구(B)의 내주벽면을 따라 흐르고, 배기 가스 유통관(C)의 내주벽면을 따라 흐른다.

이에 대해, 정전기의 대전에 의해 소음기(3)의 벽면의 전압이 높아지면, 도 5a에 있어서 파선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 배기 가스 유통구(B)의 내주벽면을 따라 흐르는 배기 가스는, 배기 가스가 정으로 대전되는 경향이 있으므로, 전기적인 반발력에 의해, 배기 가스 유통구(B)의 내주벽면으로부터 분리되고, 그 결과, 배기 가스는 배기 가스 유통구(B)의 내주벽면으로부터 이격된 곳을 흐를 수 밖에 없게 된다. 또한, 정전기의 대전에 의해 소음기(3)의 벽면의 전압이 높아지면, 도 5a에 있어서 파선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 배기 가스 유통관(C)의 내주벽면을 따라 흐르는 배기 가스는, 전기적인 반발력에 의해, 배기 가스 유통관(C)의 내주벽면으로부터 분리되고, 그 결과, 배기 가스는 배기 가스 유통관(C)의 내주벽면으로부터 이격된 곳을 흐르를 수 밖에 없게 된다.

배기 가스가 배기 가스 유통구(B)의 내주벽면 및 배기 가스 유통관(C)의 내주벽면으로부터 이격된 곳을 흐를 수 밖에 없게 되면, 배기 가스의 유로 단면이 축소됨으로써, 배기 저항이 증대한다. 그 결과, 배압이 상승하고, 기관 출력이 저하되게 된다. 벽면의 전압이 높아지면, 촉매 컨버터(1) 및 배기관(2)에 있어서도 마찬가지로 배기 저항이 증대한다. 따라서, 이 경우, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압이 저하되면, 도 5a에 있어서의 실선의 화살표로부터 알 수 있는 바와 같이 배기 가스의 유로 단면이 증대하고, 기관 출력이 향상되게 된다.

이어서, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압값이 고전압으로 되면 차량의 운전이 불안정해지는 이유에 대해, 소음기(3)의 벽면의 전압값이 고전압으로 된 경우를 예로 들어, 도 5b를 참조하면서 간단하게 설명한다. 또한, 도 5b는 소음기(3)의 단면을 도해적으로 도시하고 있고, 또한 도 5b에 있어서 실선의 화살표는, 소음기(3)의 벽면의 전압이 낮을 때의 공기의 흐름을 나타내고 있다. 이때에는, 공기는 실선의 화살표로 나타내어지는 바와 같이 소음기(3)의 외주 벽면을 따라 흐른다. 또한, 이와 같이 공기가 소음기(3)의 외주 벽면을 따라 흐르면, 소음기(3)의 외주 벽면 상의 압력이 저하되고, 이때 소음기(3)에는 소음기(3)를 압력이 저하된 측으로 끌어당기는 힘이 작용한다. 이 힘은 소음기(3)를 통해 차량에 작용한다.

한편, 정전기의 대전에 의해 소음기(3)의 벽면의 전압이 높아지면, 도 5b에 있어서 파선의 화살표로 나타내어지는 바와 같이, 공기류는, 전기적인 반발력에 의해, 소음기(3)의 외주 벽면으로부터 박리된다. 이와 같이 공기류가 소음기(3)의 외주 벽면으로부터 박리되면, 공기의 흐름 방향이 불안정해지기 때문에, 소음기(3)의 외주 벽면 상에 있어서의 압력의 저하량이 변동되고, 소음기(3)를 압력의 저하측으로 끌어당기는 힘이 변동된다. 그 결과, 소음기(3)를 통해 차량에 작용하는 힘이 변동되고, 차량의 운전이 불안정해진다. 벽면의 전압이 높아지면, 촉매 컨버터(1) 및 배기관(2)에 있어서도 마찬가지로 촉매 컨버터(1) 및 배기관(2)의 외벽면 상에 있어서 공기의 박리를 발생시킨다. 따라서, 이 경우, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압이 저하되면, 도 5a에 있어서의 실선의 화살표로 나타내어지는 바와 같이 공기의 흐름이 안정되고, 그것에 의해 차량의 운전 안정성이 향상되게 된다.

이와 같이 배기계 부품, 즉 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압을 저하시키면, 기관 출력을 향상시킬 수 있음과 함께 차량의 운전 안정성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 배기계 부품의 지지 부재, 즉 고무편(5)에 대전되어 있는 전하를 감소시키면, 즉 고무편(5)을 제전하면, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압을 저하시킬 수 있다.

고무편(5)을 제전하면 고무편(5)의 벽면의 전압이 저하된다. 고무편(5)의 벽면의 전압이 저하되면, 고무편(5)을 통해 지지되어 있는 배기계 부품, 즉 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압이 저하된다. 따라서, 고무편(5)을 제전하면, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압이 저하되고, 그것에 의하여 기관 출력을 향상시킬 수 있음과 함께 차량의 운전 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

자기 방전식 제전기를 사용함으로써, 배기계 부품의 지지 부재, 즉 고무편(5)을 간편하게 제전할 수 있다. 이 자기 방전식 제전기의 일례가 도 7a 내지 도 7c에 도시되어 있다. 또한, 도 7a 및 도 7b는, 대표적인 자기 방전식 제전기(10)의 평면도 및 측면 단면도를 각각 도시하고 있고, 도 7c는 다른 자기 방전식 제전기(10)의 측면 단면도를 도시하고 있다.

도 7a 및 도 7b에 도시되는 예에서는, 이 자기 방전식 제전기(10)는 가늘고 긴 직사각 형상의 평면 형상을 이룸과 함께, 제전해야 하는 비도전성 부재(15)의 비도전성 벽면 상에 도전성 접착제(12)에 의해 접착되는 금속박(11)으로 이루어진다. 한편, 도 7c에 도시되는 예에서는, 이 자기 방전식 제전기(10)는 제전해야 하는 비도전성 부재(15)의 비도전성 벽면 상에 일체적으로 형성된 도전성 박막으로 이루어진다. 본 발명에서는, 이 자기 방전식 제전기(10)를 사용하여, 배기계 부품의 지지 부재, 즉 고무편(5)을 제전하도록 하고 있다. 또한, 이 배기계 부품의 제전 방법에 대해 설명을 행하기 전에, 본 발명에 의한, 자기 방전식 제전기(10)를 사용한 기본적인 제전의 방법에 대해, 자기 방전식 제전기(10)에 의해 비도전성 부재(15)의 비도전성 벽면[이하, 간단히 비도전성 부재(15)의 벽면이라고 함]을 제전하는 경우를 예로 들어, 먼저 설명한다.

도 8a는, 도 7a 및 7b에 도시되는 자기 방전식 제전기(10)를 비도전성 부재(15)의 벽면 상에 설치한 경우를 도시하고 있다. 이와 같이 자기 방전식 제전기(10)를 비도전성 부재(15)의 벽면 상에 설치하면, 도 8b에 도시된 바와 같이, 자기 방전식 제전기(10)의 설치 개소를 중심으로 한 파선으로 나타내는 한정된 범위 내의 비도전성 부재(15)의 벽면의 대전 전하량이 저하되고, 그 결과 도 8b에 있어서 파선으로 나타내는 한정된 범위 내의 비도전성 부재(15)의 벽면의 전압이 저하되는 것이 확인되어 있다.

이 경우, 자기 방전식 제전기(10)에 의해 비도전성 부재(15)의 벽면의 제전이 행해질 때의 제전 메커니즘에 대해서는 명백하지 않지만, 자기 방전식 제전기(10)로부터의 정의 전하의 방전 작용에 의해 자기 방전식 제전기(10)의 설치 개소 주위의 비도전성 부재(15)의 벽면의 제전 작용이 행해지고 있는 것으로 추측된다. 이어서, 도 8a에 도시되는 자기 방전식 제전기(10)의 확대 단면도를 도시하는 도 9a와, 도 9a에 나타내는 자기 방전식 제전기(10)의 단부의 확대도를 도시하는 도 9b를 참조하면서, 비도전성 부재(15)의 벽면에 있어서 행해지고 있다고 추측되는 제전 메커니즘에 대해 설명한다.

그런데, 비도전성 부재(15)에 전하가 대전되는 경우에는, 전하는 비도전성 부재(15)의 내부에 대전되지 않고, 비도전성 부재(15)의 벽면 상에 대전된다. 한편, 도 1에 도시되는 고무편(5)은 비도전성 고무 재료로 형성되어 있고, 따라서 도 1에 도시되는 고무편(5)은 비도전성 부재로 이루어진다. 따라서, 고무편(5)에 전하가 대전되면, 전하는 고무편(5)의 벽면에 대전되게 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 도 1에 도시되는 배기계 부품, 즉 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)에는 정의 전하가 대전되는 것이 확인되어 있고, 또한 고무편(5)의 벽면에는 정의 전하가 대전되는 것이 확인되어 있다.

본 발명에 의한 실시예에서는, 배기계 부품, 즉 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)를 제전하기 위해, 고무편(5)의 벽면을 제전한다. 따라서 고무편(5)의 벽면을 제전하는 경우를 상정하여, 도 9a에는, 비도전성 부재(15)의 벽면에 정의 전하가 대전되어 있는 경우가 도시되어 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 자기 방전식 제전기(10)는 도전성 접착제(12)에 의해 비도전성 부재(15)의 벽면 상에 접착된 금속박(11)으로 이루어진다. 금속박(11) 및 도전성 접착제(12)는 모두 도전성이며, 따라서, 금속박(11)의 내부, 즉 자기 방전식 제전기(10)의 내부에는 정의 전하가 대전되게 된다.

그런데, 자기 방전식 제전기(10)의 전압은 자기 방전식 제전기(10)의 주위의 비도전성 부재(15)의 벽면의 전압과 거의 동등하게 되어 있고, 따라서 자기 방전식 제전기(10)의 전압은 상당히 높게 되어 있다. 한편, 전술한 바와 같이, 공기는 정으로 대전되는 경향이 있고, 따라서 공기의 일부는 정의 공기 이온(동그라미 안에 ＋로 표시)으로 되어 있다. 이 경우, 공기 이온의 전위와 자기 방전식 제전기(10)의 전위를 비교하면, 자기 방전식 제전기(10)의 전위 쪽이 공기 이온의 전위에 비해 상당히 높아지고 있다. 따라서, 공기 이온이 도 9b에 도시된 바와 같이, 예를 들어 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13)에 접근하면, 공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13) 사이의 전계 강도가 높아지고, 그 결과, 공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13) 사이에서 방전이 발생하게 된다.

공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13) 사이에서 방전이 발생하면, 도 9b에 도시된 바와 같이, 공기 이온의 전자의 일부가 자기 방전식 제전기(10) 내로 이동하기 때문에, 공기 이온의 정의 대전량이 증대하고(동그라미 안에 ＋＋로 표시), 자기 방전식 제전기(10) 내로 이동한 전자에 의해 자기 방전식 제전기(10)에 대전되어 있는 정의 전하가 중화된다. 일단, 방전이 행해지면 방전이 발생하기 쉬워져, 다른 공기 이온이 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13)에 접근하면 공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13) 사이에서 즉시 방전이 발생하게 된다. 즉, 자기 방전식 제전기(10)의 주위의 공기가 이동하고 있으면, 공기 이온이 잇따라 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13)에 접근하고, 따라서 공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13) 사이에서 계속적으로 방전이 발생하게 된다.

공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13) 사이에서 계속적으로 방전이 발생하면, 자기 방전식 제전기(10)에 대전되어 있는 정의 전하가 잇따라 중화되고, 그 결과 자기 방전식 제전기(10)에 대전되어 있는 정의 전하량이 감소한다. 자기 방전식 제전기(10)에 대전되어 있는 정의 전하량이 감소하면, 자기 방전식 제전기(10)의 주위의 비도전성 부재(15)의 벽면에 대전되어 있는 정의 전하가 자기 방전식 제전기(10) 내로 이동하고, 따라서 자기 방전식 제전기(10)의 주위의 비도전성 부재(15)의 벽면에 대전되어 있는 정의 전하도 감소한다. 그 결과, 자기 방전식 제전기(10) 및 자기 방전식 제전기(10)의 주위의 비도전성 부재(15)의 벽면의 전압이 서서히 저하되어 가게 된다. 이와 같은 자기 방전식 제전기(10) 및 자기 방전식 제전기(10)의 주위의 비도전성 부재(15)의 벽면의 전압의 저하 작용은, 자기 방전식 제전기(10)의 전압이 낮아져 방전 작용이 정지할 때까지 계속되고, 그 결과, 도 8b에 도시된 바와 같이, 자기 방전식 제전기(10)의 설치 개소를 중심으로 한 파선으로 나타내는 한정된 범위 내의 비도전성 부재(15)의 벽면의 전압이 저하되게 된다.

한편, 전술한 바와 같이, 공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13) 사이에서 방전이 발생하면, 도 9b에 도시된 바와 같이, 정의 대전량이 증대한 공기 이온(동그라미 안에 ＋＋로 표시)이 생성되고, 이 정의 대전량이 증대한 공기 이온은 주위의 공기 중에 비산한다. 이 정의 대전량이 증대한 공기 이온의 양은, 자기 방전식 제전기(10)의 주위를 유동하는 공기의 양에 비하면 극히 소량이다. 또한, 자기 방전식 제전기(10)의 주위의 공기가 정체되어 있고, 공기 이온이 이동하지 않는 경우에는, 계속해서 방전이 발생하지 않고, 비도전성 물체(15)의 표면의 전압은 저하되지 않는다. 즉, 비도전성 물체(15)의 표면의 전압을 저하시키기 위해서는, 자기 방전식 제전기(10)의 주위의 공기를 유동시키는 것이 필요해진다.

공기 이온과 자기 방전식 제전기(10) 사이의 방전은, 공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 코너부(13) 사이, 또는 공기 이온과 자기 방전식 제전기(10)의 주변부의 첨단부(14) 사이에서 발생한다. 따라서, 공기 이온과 자기 방전식 제전기(10) 사이에서 방전을 발생시키기 쉽게 하기 위해서는, 자기 방전식 제전기(10)의 주변부에 코너부(13) 외에, 다수의 첨단부(14)를 형성해 두는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 따라서, 자기 방전식 제전기(10)를 작성할 때에는, 큰 치수의 금속박을 절단함으로써 금속박(11)을 작성할 때에, 절단면에 첨단부(14)와 같은 버어가 발생하도록, 금속박을 절단하는 것이 바람직하게 된다.

도 7a 및 7b에 도시되는 자기 방전식 제전기(10)의 금속박(11)은 연성 금속, 예를 들어 알루미늄 또는 구리로 이루어지고, 본 발명에 의한 실시예에서는 금속박(11)은 알루미늄박으로 이루어진다. 또한, 본 발명에 의한 실시예에 있어서 사용되고 있는 알루미늄박(11)의 길이 방향의 길이는 50㎜ 내지 100㎜ 정도이고, 두께는 0.05㎜ 내지 0.2㎜ 정도이다. 이 경우, 도 8b에 있어서 전압이 저하되는 파선으로 나타내는 한정된 범위의 직경 D는, 150㎜ 내지 200㎜ 정도로 된다. 또한, 자기 방전식 제전기(10)로서, 알루미늄박(11)에 도전성 접착제(12)의 층이 형성되어 있는 알루미늄 테이프를 절단하여 사용할 수도 있다. 또한, 자기 방전식 제전기(10)는 도 7c에 도시된 바와 같이, 비도전성 물체(15)의 표면 상에 일체적으로 형성된 도전성 박막으로 구성할 수도 있다. 이 경우에도, 도전성 박막의 주변부에는, 도 9b에 도시된 바와 같은 코너부(13) 외에, 다수의 첨단부(14)를 형성해 두는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 실시예에서는, 도 2 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 고무편(5)의 외주면 상에 자기 방전식 제전기(10)가 설치된다. 이와 같이 고무편(5)의 외주면 상에 자기 방전식 제전기(10)가 설치되면, 자기 방전식 제전기(10)에 의한 제전 작용에 의해, 자기 방전식 제전기(10)를 중심으로 한 일정 범위 내의 대전 전하가 제거되기 때문에, 고무편(5)의 외주 벽면 전체가 제전된다. 그 결과, 고무편(5)의 외주 벽면 전체의 전압이 저하된다. 고무편(5)의 외주 벽면 전체의 전압이 저하되면, 고무편(5)을 통해 지지되어 있는 배기계 부품, 즉 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압이 저하된다. 그 결과, 기관 출력을 향상시킬 수 있음과 함께 차량의 운전 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에서는, 자기 방전식 제전기(10)를 배기계 부품의 지지 부재, 즉 고무편(5) 상에 설치함으로써 배기계 부품, 즉 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)를 제전하고, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압을 저하시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 엔진의 배기계 부품이, 비도전성의 지지 부재를 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있고, 차량 보디 및 엔진의 배기계 부품에 정의 전하가 대전되는 차량의 배기 장치에 있어서, 비도전성 벽면 상에 설치하면 설치 개소를 중심으로 한 한정된 범위 내의 비도전성 벽면 상의 대전 전하량을 저하시킬 수 있는 자기 방전식 제전기를 구비하고 있고, 이 자기 방전식 제전기를 비도전성의 지지 부재 상에 설치하고, 그것에 의해 배기계 부품을 제전하도록 하고 있다.

또한, 도 1에 도시되는 실시예에서는, 촉매 컨버터(1)와 배기관(2)은 접속부(1a)를 통해 서로 접속되어 있고, 배기관(2)과 소음기(3)는 접속부(2a)를 통해 서로 접속되어 있다. 그러나, 이와 같은 접속부(1a, 2a)가 존재하면, 촉매 컨버터(1)와 배기관(2) 사이 및 배기관(2)과 소음기(3) 사이에 있어서의 전기적인 연결이 약해지고, 예를 들어 소음기(3)의 벽면의 전압의 변화가, 인접하는 배기관(2)의 전압에 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 이와 같은 경우에도, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 벽면의 전압을 저하시킬 수 있도록, 도 1에 도시되는 실시예에서는, 촉매 컨버터(1), 배기관(2) 및 소음기(3)의 각각이 대응하는 고무편(5)을 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있고, 각 고무편(5)의 외주벽면 상에 각각 자기 방전식 제전기(10)가 설치되어 있다.

Claims

배기계 부품(1, 2, 3, 4)과 비도전성의 지지 부재(5)를 구비하고, 배기계 부품이, 비도전성의 지지 부재를 통해 차량 보디에 의해 지지되어 있고, 차량 보디 및 엔진의 배기계 부품에 정의 전하가 대전되는, 차량의 엔진의 배기 장치이며, 상기 배기 장치는,
비도전성 벽면 상에 설치하면 상기 설치 개소를 중심으로 한 한정된 범위 내의 비도전성 벽면 상의 대전 전하량을 저하시키는 자기 방전식 제전기이며, 상기 비도전성의 지지 부재 상에 설치됨으로써 배기계 부품을 제전하도록 하는 자기 방전식 제전기(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 엔진의 배기 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지 부재가 고무 재료로 이루어지는, 차량의 엔진의 배기 장치.
제2항에 있어서,
상기 지지 부재가 고무편으로 이루어지고,
상기 고무편의 상방부가 차량 보디에 의해 지지되어 있고, 상기 고무편의 하방부에 의해 배기계 부품이 지지되어 있고,
상기 자기 방전식 제전기가 상기 비도전성의 지지 부재의 벽면 상에 설치되어 있는, 차량의 엔진의 배기 장치.
제3항에 있어서,
상기 고무편이 간격을 두고 평행하게 연장되는 한 쌍의 관통 구멍(8a, 8b)을 구비하고 있고,
차량 보디에 의해 지지되어 있는 제1 지지 막대(6)가 한쪽의 관통 구멍(8a) 내에 삽입되어 있고, 배기계 부품에 고정된 제2 지지 막대(7)가 다른 쪽의 관통 구멍(8b) 내에 삽입되어 있는, 차량의 엔진의 배기 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진의 배기계 부품은, 소음기(3), 촉매 컨버터(1) 및 배기관(2) 중 적어도 1개를 포함하는, 차량의 엔진의 배기 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기 방전식 제전기는, 상기 지지 부재의 벽면 상에 도전성 접착제(12)에 의해 접착된 금속박(11)으로 이루어지는, 차량의 엔진의 배기 장치.
제6항에 있어서,
상기 자기 방전식 제전기는, 자기 방전을 발생시키기 위한 코너부(13)를 갖고 있는, 차량의 배기 장치.
제6항에 있어서,
상기 자기 방전식 제전기는, 가늘고 긴 직사각 형상의 평면 형상을 갖고 있는, 차량의 엔진의 배기 장치.
제1항에 있어서,
상기 자기 방전식 제전기는, 상기 지지 부재의 벽면 상에 일체적으로 형성된 도전성 박막으로 이루어지는, 차량의 엔진의 배기 장치.