KR20160143124A

KR20160143124A - 차량용 공명기

Info

Publication number: KR20160143124A
Application number: KR1020150079276A
Authority: KR
Inventors: 이수윤; 이강욱
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2016-12-14
Also published as: KR102355002B1

Abstract

본 발명은, 공기의 소음을 저감하기 위한 챔버(500)를 구비하는 차량용 공명기(100)로서, 외형을 형성하는 외부 파이프(200), 상기 외부 파이프(200)의 내부 일측에 삽입되고 공기의 이동 통로인 복수의 슬릿(310)이 형성되는 제1 내부 파이프(300) 및 상기 외부 파이프(200)의 내부 타측에 삽입되고 상기 외부 파이프(200)와 결합하는 제2 내부 파이프(400)를 포함하는 차량용 공명기에 관한 것이다.

Description

차량용 공명기{Resonator for vehicle}

본 발명은 복수의 챔버가 형성되는 공명기에 관한 것으로서, 구체적으로 외부 파이프 내에 내부 파이프가 회전 융착 등의 방식으로 결합할 때, 상기 외부 파이프와 결합하는 상기 내부 파이프의 일 부분이 마찰열에 의해 마모되는 것을 방지하고 상기 외부 파이프와 상기 내부 파이프의 격벽 사이의 공간을 최소화하여 공기의 소음 저감 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 공명기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 흡기 시스템에는 에어 클리너(Air cleaner), 터보 챠저(Turbo-charger), 인터쿨러(Inter-cooler), 에어 덕트(Air duct) 및 엔진 메니폴더(Engine manifolder)가 구비되고, 상기 흡기 시스템에 의하여 내연기관으로 유입된 외부 공기는 팽창과 압축을 반복하면서 흡기 맥동이 발생하게 된다. 이러한 흡기 맥동 현상은 공기의 압력 변화에 따라 소음을 유발하고, 특히 차체 또는 차량의 실내 공간에서 공기의 공진 현상에 의해 더욱 큰 소음 유발의 원인이 되었다.

이러한 흡기 소음을 억제하기 위하여 에어 클리너와 흡기 매니폴드를 연결하는 흡기 호스에는, 흡기계를 특정 주파수로 튜닝(tunning)하기 위한 공명기(resonator)가 설치된다.

종래 기술에 따른 공명기의 일 예로서, 대한민국 공개특허공보 제2011-0113191호(2011. 10. 14. 공개)에 개시되는 공명기에 대한 내용을 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 공명기의 단면을 보여주는 도면이다.

도 1에 도시된 것처럼, 종래의 공명기는, 일측에 공기의 유입 통로인 유입 포트(2)가 형성되고, 타측에 공기의 유출 통로인 유출 포트(3)가 형성된다. 상기 유입 포트(2)와 상기 유출 포트(3) 사이에는 상기 공명기의 외관을 형성하는 외부 파이프(10)가 배치되고, 상기 외부 파이프(10)의 내부에는 공기의 이동 통로인 복수의 오리피스(22)가 구비되는 내부 파이프(20)가 형성된다.

상기 내부 파이프(20)는 상기 외부 파이프(10) 내에 삽입 가능하도록 상기 외부 파이프(10)에 비해 상대적으로 작은 직경을 가지도록 형성된다. 따라서, 상기 외부 파이프(10)의 내면과 상기 내부 파이프(20)의 외면 사이에는 소정의 크기를 가지는 챔버(30)가 형성되고, 상기 유입 포트(2)를 통해 상기 내부 파이프(20)에 유입된 공기가 상기 챔버(30)로 이동됨에 따라 공기의 소음이 저감되는 것이다.

상기 챔버(30)는, 상기 내부 파이프(20)의 일면으로부터 외측을 향하여 방사상으로 연장되는 격벽(21)에 의해 복수 개의 공간으로 구획된다. 즉, 상기 격벽(21)의 일측은 상기 내부 파이프(20)의 외면과 결합하고 상기 격벽(21)의 타측은 상기 외부 파이프(10)의 내면과 결합하여 복수의 챔버(30)를 형성하게 된다.

상기 공명기를 통과하는 공기의 이동 흐름에 대해 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 유입 포트(2)를 통해 상기 내부 파이프(20) 내로 유입된 공기는 상기 복수의 오리피스(22)를 따라 상기 챔버(30)로 이동하게 된다. 상기 챔버(30)는 상기 격벽(21)에 의해 복수 개의 공간으로 구획되어 각각 서로 다른 주파수의 공기를 튜닝할 수 있다.

종래의 공명기를 제조하는 방식에 있어서, 상기 외부 파이프 내에 격벽을 구비하는 내부 파이프를 성형할 때 상기 외부 파이프의 내면과 상기 격벽의 단부가 접촉한 상태에서 회전 융착 방식으로 양 구성을 결합하는 방식이 사용되었다. 다만, 상기 격벽이 상기 외부 파이프의 내면과 접촉된 상태에서 회전이 이루어짐에 따라 상기 격벽의 단부에 마찰열이 발생하게 되고, 이러한 마찰열에 의해 상기 격벽의 단부에서 마모가 발생하게 된다.

이러한 마모 현상에 의해 상기 외부 파이프의 내면과 상기 격벽 사이에 소정 크기의 공간이 발생함에 따라 상기 복수의 챔버가 완벽하게 밀폐되지 못하는 문제가 있었다. 따라서, 상기 챔버의 공기 소음 저감 성능이 현격하게 저하될 뿐만 아니라 주파수가 서로 다른 공기를 적절하게 튜닝하지 못하는 문제가 있었다.

또한, 상기 외부 파이프와 상기 내부 파이프가 회전 융착 방식을 통하여 결합이 이루어질 때, 흔들림 또는 마모 등이 발생하게 되고, 이에 따라 양 구성의 위치가 완전히 고정되지 않은 상태에서 서로 결합이 이루어져서 내부 편심 등의 문제가 발생하게 되었다. 따라서, 양 구성의 성형시 조립 공차가 크게 발생하는 문제가 있었다.

또한, 상기 외부 파이프와 상기 내부 파이프의 융착 작업시, 사출 조건에 의해 상기 외부 파이프에 융착 돌기가 형성됨에 따라 상기 융착 돌기로부터 용융된 플라스틱이 외부로 흘러나와 제품에 불량을 야기하는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제2011-0113191호(2011. 10. 14. 공개) 참조.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계와 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 외부 파이프와 내부 파이프의 결합시 양 구성이 접촉하는 부분에서 마모가 발생하는 것을 사전에 차단하고 상기 내부 파이프의 회전에 의한 내부 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있는 차량용 공명기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 외부 파이프와 내부 파이프의 융착 작업시 가열이 이루어지는 융착 돌기가 내부 파이프에 형성됨에 따라 상기 융착 돌기로부터 용융된 플라스틱이 제품의 외부로 흐르는 현상을 방지할 수 있는 차량용 공명기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 공기의 소음을 저감하기 위한 챔버를 구비하는 차량용 공명기로서, 외형을 형성하는 외부 파이프, 상기 외부 파이프의 내부 일측에 삽입되고 공기의 이동 통로인 복수의 슬릿이 형성되는 제1 내부 파이프 및 상기 외부 파이프의 내부 타측에 삽입되고 상기 외부 파이프와 결합하는 제2 내부 파이프를 포함하는 차량용 공명기를 제공한다.

제안되는 본 발명에 따르면, 외부 파이프 내에 삽입되는 내부 파이프를 두 개로 구성하고, 상기 두 개의 내부 파이프 중 하나의 내부 파이프만을 상기 외부 파이프에 결합함에 따라 회전 융착에 의하여 발생하는 마모 현상을 사전에 차단하고 내부 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 두 개의 내부 파이프 중 격벽이 형성되는 다른 하나의 내부 파이프에 실리콘 또는 오링과 같은 밀폐제를 코팅함에 따라 상기 내부 파이프와 외부 파이프 사이의 공간을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 슬릿을 제외한 부분이 완전히 밀폐되어 있는 챔버를 형성하는 것이 가능하므로 공기의 소음 저감 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 두 개의 내부 파이프 사이에 탄성 재질의 오링이 삽입될 수 있으므로, 회전 융착시 양 구성이 서로 이격한 상태를 유지할 수 있고, 회전 융착에 의해 전달되는 충격이 상기 오링과 같은 탄성부재에 의해 감소될 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 격벽이 형성되는 내부 파이프와 상기 외부 파이프는 후크 또는 돌기에 의해 서로 결합함에 따라 오링 등의 탄성체가 추가되지 않아도 양 구성의 위치가 일정하게 유지될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 공명기를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공명기가 구비된 흡기 호스를 보여주는 도면이다.
도 3a은 도 2의 A 부분을 보여주는 도면으로서, 도 2의 I-I' 부분을 절개하여 차량용 공명기의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 B 부분이 제조되는 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 4는 차량용 공명기의 제1 내부 파이프의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5a는 차량용 공명기의 제2 내부 파이프의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5b은 상기 제2 내부 파이프를 상측에서 바라본 모습을 보여주는 상면도이다.
도 6은 외부 파이프와 제1 내부 파이프의 결합 방식에 대한 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 외부 파이프와 제1 내부 파이프의 결합 방식에 대한 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공명기를 통과하는 공기의 이동 흐름을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 공명기의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공명기가 구비된 흡기 호스를 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 흡기 호스(50)의 일 단부에는 에어 클리너 등의 유체전달 부품을 연결하기 위한 제1 피스(51)가 설치되고, 상기 흡기 호스(50)의 타 단부에는 흡기 매니폴드 등의 유체전달 부품을 연결하기 위한 제2 피스(52)가 설치된다. 또한, 상기 제1 피스(51)와 상기 제2 피스(52) 사이에는 공기의 이동 통로인 관체가 설치된다. 상기 관체의 일측에는 체결 보어들을 가지는 홀더(53)가 구비되고, 상기 홀더(53)는 용접 등의 방식을 통해 상기 관체와 일체로 제조된다.

상기 관체의 일측에는 공기의 소음을 저감하기 위하여 상기 관체와 상기 제2 피스(52)의 직경에 비해 상대적으로 큰 직경을 가지는 차량용 공명기(100)가 설치된다. 구체적으로, 상기 차량용 공명기(100)는 일측이 상기 관체에 결합하고 타측이 상기 제2 피스(52)의 단부와 결합한다. 상기 차량용 공명기(100)의 직경이 상기 관체와 상기 제2 피스(52)의 직경에 비해 상대적으로 크게 형성됨에 따라 상기 공명기(100)로 유입된 공기의 소음을 저감하기 위한 공간(이하에서, 챔버로 명명됨)이 적절한 크기로 제공될 수 있다.

이하에서는, 상기 차량용 공명기(100)의 내부 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 3a은 도 2의 A 부분을 보여주는 도면으로서, 도 2의 I-I' 부분을 절개하여 차량용 공명기의 내부 구성을 보여주는 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 B 부분이 제조되는 과정을 보여주기 위한 도면이다. 그리고, 도 4는 차량용 공명기의 제1 내부 파이프의 모습을 보여주는 사시도이고, 도 5는 차량용 공명기의 제2 내부 파이프의 모습을 보여주는 사시도와 상면도이다.

도 3a 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공명기(100)는 외형을 형성하는 외부 파이프(200)를 포함한다. 또한, 상기 외부 파이프(200) 내에는 상기 관체에 인접하게 설치되는 제1 내부 파이프(300) 및 상기 제2 피스(52)에 인접하게 설치되는 제2 내부 파이프(400)가 삽입된다.

상기 제1 내부 파이프(300)는 공기의 이동 통로인 복수의 슬릿(310)이 형성되는 본체(301) 및 상기 본체(301)의 일면으로부터 방사상으로 연장되는 복수의 격벽(302)으로 구성된다. 상기 본체(301)와 상기 격벽(302)은 일체로 제조되고, 상기 격벽(302)은 상기 본체(301)의 연장 방향에 대해 수직한 방향으로 연장된다. 또한, 상기 격벽(302)은 상기 내부 파이프(300, 400)와 상기 외부 파이프(200) 사이에 형성되어 공기의 소음을 저감하는 챔버(500)를 복수 개로 구획한다.

도 3a에 도시된 공명기(100)를 예로 들어 설명하면, 상기 격벽(302)은 공기의 이동 방향을 기준으로, 제1 격벽(323), 제2 격벽(322) 및 제3 격벽(321)으로 구성될 수 있고, 이러한 복수 개의 격벽(302)들에 의해 상기 챔버(500)가 제1 내지 제4 챔버(510, 520, 530, 540)로 구획될 수 있다.

상기 본체(301)에는 상기 각각의 챔버(500)로 공기가 이동할 수 있는 통로로서 각각의 슬릿(310)이 형성된다. 구체적으로, 상기 슬릿(310)은 공기의 이동 방향을 기준으로, 제1 슬릿(314), 제2 슬릿(313), 제2 슬릿(312) 및 제4 슬릿(311)으로 구성된다.

상기 각각의 격벽(302)의 단부는 상기 외부 파이프(200)의 내면과 소정 거리 이격한 상태로 상기 외부 파이프(200) 내에 삽입된다. 종래의 공명기는 내부 파이프에 형성된 격벽과 외부 파이프의 내면이 서로 접촉한 상태로 융착이 이루어져서 상기 격벽의 단부에 마모가 발생하는 문제가 있었다. 이에 비해, 본 발명에서는 상기 격벽(302)의 단부가 상기 외부 파이프(200)와 이격하게 배치됨에 따라 융착에 의한 마모 문제를 사전에 차단할 수 있다.

다만, 상기 복수의 챔버(500)는 상기 슬릿(310)을 제외한 부분이 모두 밀폐되어야 공기의 소음 저감 성능이 효율적으로 발휘될 수 있다. 따라서, 상기 격벽(302)의 단부와 상기 외부 파이프(200)의 내면 사이에 발생하는 공간을 밀폐하기 위해, 상기 각각의 격벽(302)의 단부에는 밀폐제(330)가 코팅된다. 상기 밀폐제(330)는 제2 내부 파이프(400)와 상기 외부 파이프(200)가 융착에 의해 서로 결합이 이루어진 후에 상기 격벽(302)의 단부에 코팅되는 것이 바람직하지만, 상기 밀폐제(330)의 코팅 순서가 이에 구속되는 것은 아니다.

구체적으로, 상기 제2 내부 파이프(400)와 상기 외부 파이프(200)가 서로 결합한 후에 상기 격벽(302)의 단부에 상기 밀폐제(330)를 코팅하는 방식은, 상기 제1 내부 파이프(300)를 먼저 조립하고, 그 이후에 상기 격벽(302)의 단부에 스프레이로 실리콘 등을 도포하고, 그 다음 상기 제2 내부 파이프(400)를 조립하는 방식으로 이루어진다.

예를 들어, 상기 제2 내부 파이프(400)와 상기 외부 파이프(200)가 융착되기 전에도 상기 격벽(302)의 단부와 상기 외부 파이프(200)의 내면 사이에 발생하는 공간의 크기가 산출될 수 있다면, 상기 격벽(302)의 단부에 상기 밀폐제(330)가 코팅된 이후에 융착 작업이 이루어질 수도 있다. 상기 밀폐제(330)는 실리콘 또는 오링 등의 탄성력을 가지는 재질로 구성된다. 따라서 상기 제2 내부 파이프(400)의 회전 융착 작업이 이루어지더라도 상기 제1 내부 파이프(300)는 회전되지 않은 상태로 상기 외부 파이프(200) 내에 안정적으로 안착될 수 있는 것이다.

상기 제1 내부 파이프(300)는 일측이 상기 외부 파이프(200)에 결합한 상태로 상기 외부 파이프(200) 내에 안착된 상태를 유지할 수 있다. 상기 제1 내부 파이프(300)와 상기 외부 파이프(200) 사이의 결합 방식으로는 도 3a에 도시된 것과 같이 걸림 결합 방식이 사용될 수 있다.

구체적으로, 상기 외부 파이프(200)에는 상기 제1 내부 파이프(300)의 외면을 따라 연장되는 돌출부(209)가 형성된다. 상기 돌출부(209)에는 일면으로부터 내측으로 함몰되어 있는 홈(250)이 형성되고, 상기 제1 내부 파이프(300)에는 일면으로부터 외측으로 돌출되어 상기 홈(250)에 삽입할 수 있는 후크(350)가 형성된다. 즉, 상기 후크(350)가 상기 홈(250)에 걸림 결합함에 따라 상기 외부 파이프(200)에 대한 상기 제1 내부 파이프(300)의 위치가 고정될 수 있다. 상기 제1 내부 파이프(300)에는 상기 후크(350)의 탄력적인 움직임이 이루어지도록 상기 후크(350)의 양측에 함몰영역(351)이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 후크(350)는 서로 대칭되는 부분에 두 개가 설치될 수 있다. 다만, 상기 후크(350)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 실시 예에서는, 상기 후크(350)가 상기 제1 내부 파이프(300)에 형성되고, 상기 홈(250)이 상기 외부 파이프(200)에 형성되는 것으로 설명하였으나, 상기 제1 내부 파이프(300)에 홈이 형성되고, 상기 외부 파이프(200)에 후크가 형성되는 것도 가능하다. 이에 대한 다른 예로서, 도 6에 도시된 것처럼, 상기 제1 내부 파이프(300)와 상기 외부 파이프(200) 각각에 돌기가 형성되어 상기 각 돌기가 서로 걸림 결합하는 것도 가능하다.

구체적으로, 도 6을 참조하면, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제1 내부 파이프(300)가 서로 접촉하는 부분에 각각 돌기(280, 380)가 형성될 수 있다. 상기 돌기(280, 380)는 일 예로 나사산 형상으로 구성될 수 있다. 상기 돌기(280, 380)의 나사 결합에 의해 상기 외부 파이프(200)와 상기 제1 내부 파이프(300)의 결합이 이루어질 수 있다.

상기 돌기(280, 380)는 상기 외부 파이프(200)의 내면과 상기 제1 내부 파이프(300)의 외면을 따라 둘레 방향으로 나사산 형태로 각각 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 내부 파이프(300)와 접촉하는 상기 외부 파이프(200)의 내면에는 둘레 방향을 따라 나사산 형태의 내부 돌기(280)가 설치되고, 상기 외부 파이프(200)와 접촉하는 상기 제1 내부 파이프(300)의 외면에도 둘레 방향을 따라 나사산 형태의 외부 돌기(380)가 설치될 수 있다.

상기 내부 돌기(280)는 상기 외부 파이프(200)의 내면 둘레 전체 또는 일부에 형성될 수 있고, 상기 외부 돌기(380)는 상기 내부 돌기(280)의 위치에 대응되도록 상기 제1 내부 파이프(300)의 외면 둘레 전체 또는 일부에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 돌기(280, 380)는 상측, 하측, 좌측 및 우측에 총 네 개가 설치되어 양 구성을 결합시킬 수 있다. 이러한 예시에 따르면, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제1 내부 파이프(300)의 결합시 좌우 직선 운동을 통해 양 구성을 용이하게 결합시킬 수 있고, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제1 내부 파이프(300)의 분리시 회전 운동을 통해 파손의 위험 없이 양 구성을 분리시킬 수 있다.

다른 예로서, 상기 내부 돌기(280)는 상기 외부 파이프(200)의 내면의 둘레 방향을 따라 전체적으로 형성되고, 상기 외부 돌기(380)는 상기 제1 내부 파이프(300)의 외면의 둘레 방향을 따라 전체적으로 형성된다. 이에 따라, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제1 내부 파이프(300)의 결합이 더욱 견고하게 이루어질 수 있고, 양 구성의 결합력을 더욱 높일 수 있다.

한편, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제1 내부 파이프(300) 사이에 후크 또는 돌기 등의 결합부재가 없더라도 상기 외부 파이프(200)에 대한 상기 제1 내부 파이프(300)의 위치가 안정적으로 유지될 수 있는 예가 도 7에 도시되어 있다.

도 7을 참조하면, 상기 제1 내부 파이프(300)는 상기 외부 파이프(200)에 끼움 결합할 수 있다. 구체적으로, 상기 외부 파이프(200)의 일측에는 상기 제1 내부 파이프(300)의 내면을 따라 삽입 가능한 돌출부(209)가 형성되고, 상기 제1 내부 파이프(300)가 상기 돌출부(209)의 외면을 따라 배치되어 양 구성의 끼움 결합이 이루어진다.

이러한 경우에, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제1 내부 파이프(300)는 서로 고정된 상태가 아니므로 융착 작업시 양 구성이 분리될 수도 있다. 따라서, 상기 제1 내부 파이프(300)의 다른 일측과 상기 제2 내부 파이프(400) 사이에는 소정의 탄성력을 가지는 탄성체(600)가 삽입 설치된다. 상기 탄성체(600)는 일 예로 실리콘 또는 오링일 수 있다. 상기 오링(600)에 의해 상기 제1 내부 파이프(300)가 상기 외부 파이프(200)에 끼움 결합한 상태를 유지할 수 있고, 융착 작업시 양 구성에 전달되는 충격을 완화할 수 있다.

다시 도 3a 내지 도 5를 참조하여 상기 공명기(100)의 내부 구성을 설명하면, 일반적으로, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제2 내부 파이프(400)는 회전 융착 방식에 의해 서로 결합하게 된다.

도 3b를 참조하여 상기 외부 파이프(200)와 상기 제2 내부 파이프(400)의 결합 방식을 설명하면, 종래에는 가열에 의해 용융되는 융착 돌기가 상기 외부 파이프(200)에 형성되었다. 이러한 경우, 상기 용융된 플라스틱이 외부로 흘러나와 제품에 악영향을 주는 문제가 있었다. 다만, 본 발명에서는 상기 융착 돌기(202)가 상기 제2 내부 파이프(400)에 형성하여 이러한 문제점을 해결하였다.

구체적으로, 상기 제2 내부 파이프(400)의 일측에는 좌우 방향으로 연장되는 융착 돌기(202)가 형성되고, 상기 외부 파이프(200)에는 상기 융착 돌기(202)의 가열에 의해 발생하는 용융된 플라스틱의 이동 경로를 제한하는 가이드부(201)가 형성된다. 즉, 상기 융착 돌기(202)와 상기 외부 파이프(200)의 마찰에 의해 발생하는 용융된 플라스틱은 상기 가이드부(201)와 상기 외부 파이프(200)에 의해 형성되는 공간에 수용된다. 이에 따라, 용융된 플라스틱의 내부 또는 외부 유출 없이도 상기 외부 파이프(200)와 상기 제2 내부 파이프(400)의 융착이 원활하게 이루어질 수 있다.

상기 제2 내부 파이프(400)의 구성에 대하여 구체적으로 설명하면, 상기 제2 내부 파이프(400)는 측면과 상면이 상기 외부 파이프(200)와 결합하는 외측 융착부(410), 상기 외측 융착부(410)에 비해 상대적으로 작은 직경을 가지고 상기 외측 융착부(410)의 일면에 안착되며 측면이 상기 외부 파이프(200)에 결합하는 내측 융착부(415) 및 상기 내측 융착부(415)의 일면에 안착되고 상기 제1 챔버(540)를 구획하는 연장부(420)를 포함한다. 상기 외측 융착부(410), 내측 융착부(415) 및 상기 연장부(420)는 일체로 제조된다.

상기 제2 내부 파이프(400)의 일면에는 회전 융착이 수행될 때, 마찰력 또는 원심력에 의해 상기 제2 내부 파이프(400)가 파손되는 것을 방지하기 위한 복수의 리브(430)가 설치된다. 구체적으로, 상기 복수의 리브(430)는 상기 제2 내부 파이프(400)의 일면으로부터 방사상으로 연장된다. 그리고, 상기 복수의 리브(430)의 일측은 상기 내측 융착부(415)의 일면에 안착되어 상기 제2 내부 파이프(400)의 강도를 보강할 수 있다.

상기 차량용 공명기(100)의 제조 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 외부 파이프(200) 내에 상기 제1 내부 파이프(300)와 상기 제2 내부 파이프(400)를 삽입한다. 그리고, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제1 내부 파이프(300)는 후크 방식의 결합을 통해 일측을 서로 결합시킨다. 이 때, 상기 제1 내부 파이프(300)는 상기 격벽(302)이 상기 외부 파이프(200)와 일정 거리 이격하도록 배치한다.

이러한 상태에서, 상기 외부 파이프(200)와 상기 제2 내부 파이프(400)의 일부를 접촉시킨 후 회전 융착을 수행한다. 이러한 회전 융착 작업에 의해 상기 제2 내부 파이프(400) 중 상기 외측 융착부(410)의 측면과 상면 및 상기 내측 융착부(415)의 측면이 마찰열에 의해 상기 외부 파이프(200)에 결합하게 된다. 이 때, 상기 제1 내부 파이프(300)는 회전이 이루어지지 않으므로, 상기 외부 파이프(200) 내의 공간에서 안정적으로 그 위치를 유지할 수 있고, 회전 융착에 따른 마모 등의 현상이 발생하지 않게 된다.

이러한 회전 융착 작업이 완료되어 상기 제2 내부 파이프(400)와 상기 외부 파이프(200)가 결합하면, 상기 격벽(302)과 상기 외부 파이프(200)의 내면 사이에 형성되는 공간에 실리콘 또는 오링 등의 탄성 재질을 가지는 밀폐제(330)를 코팅한다. 다만, 상기 밀폐제(330)는 탄성 재질을 가지므로 코팅된 밀폐제(330)와 상기 외부 파이프(200)가 접촉한 상태로 상기 제2 내부 파이프(400)의 회전 융착이 이루어지더라도 상기 제1 내부 파이프(300)는 회전되지 않는다. 따라서 상기 밀폐제(330)가 상기 격벽(302)의 단부에 코팅된 상태에서 상기 제1 내부 파이프(300)가 상기 외부 파이프(200) 내에 삽입되는 방식도 가능할 것이다.

이하에서는, 상기 공명기(1)를 통과하는 외부 공기의 이동 경로와, 흡기 소음이 저감되는 방식에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공명기를 통과하는 공기의 이동 흐름을 보여주는 도면이다.

도 8을 참조하면, 공명기(100) 내로 유입된 공기의 일부는 상기 제1 슬릿(314)을 통과하여 제1 챔버(540)로 이동되고, 상기 공명기(100) 내로 유입된 공기의 다른 일부는 상기 제1 내부 파이프(300)의 내부 공간으로 이동된다. 상기 제1 챔버(540)로 유입되는 공기는 일 예로 높은 주파수를 가지는 공기일 수 있다. 즉, 상기 제1 챔버(540)는 높은 주파수를 가지는 공기를 튜닝하여 소음을 저감시키는 공명실일 수 있다.

이와 마찬가지로, 상기 제1 내부 파이프(300)를 따라 이동되는 공기의 일부는 제2 슬릿(313), 다른 일부는 제3 슬릿(312), 또 다른 일부는 제4 슬릿(311)을 통과하여 각각 제2 챔버(530), 제3 챔버(520) 및 제4 챔버(510)로 이동된다. 상기 제2 챔버(530)로 유입되는 공기는 상기 제1 챔버(540)로 유입된 공기에 비해 상대적으로 낮은 주파수를 가지는 공기일 수 있다. 동일한 원리로, 제3 챔버(520)로 유입되는 공기는 상기 제2 챔버(530)로 유입된 공기에 비해 상대적으로 낮은 주파수를 가지는 공기이고, 제4 챔버(510)로 유입되는 공기는 상기 제3 챔버(520)로 유입된 공기에 비해 상대적으로 낮은 주파수를 가지는 공기일 수 있다. 따라서, 공기의 주파수에 따라 상기 제1 내지 제4 챔버(510, 520, 530, 540)로 이동되고, 상기 상기 제1 내지 제4 챔버(510, 520, 530, 540)에서 주파수의 튜닝이 수행되므로 흡입 공기는 소음이 저감된 상태로 외부로 배출된다.

본 실시 예에서는 상기 공명기(100) 유입된 공기가 외부로 배출됨에 따라, 공기의 주파수 영역이 감소하는 방향, 즉, 고 주파수 영역에서 저 주파수 영역으로 공기의 주파수를 튜닝하여 소음을 저감하는 방식을 설명하였다. 하지만 다른 예로서, 상기 공명기(100)의 치수 변화를 통해 공기의 주파수 영역이 증가하는 방향, 즉, 저 주파수 영역에서 고 주파수 영역으로 공기의 주파수를 튜닝하여 소음을 저감하는 것도 가능하다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 공명기의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.

도 9에 도시된 실시 예는 도 3a를 통해 도시된 실시 예와 비교하여 볼 때, 상기 내부 파이프(300, 400)의 구조만이 달라졌으므로 양 실시 예에 있어서 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시 예에 따른 제2 내부 파이프(400)는 외측 융착부(410) 및 내측 융착부(415)를 포함한다. 즉, 이전 실시 예와 비교하여 볼 때, 상기 제2 내부 파이프(400)의 구성 중 연장부(420)가 생략된 구조로 이해할 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 상기 외부 파이프(200)에 대해 상기 제2 내부 파이프(400)가 회전 융착이 이루어지더라도 상기 제2 내부 파이프(400)의 파손이 발생할 위험이 크게 감소하므로 강도 보강을 위한 리브(430)가 생략될 수 있다.

또한, 상기 제1 내부 파이프(300)를 구성하는 격벽(302)으로서 상기 제2 내부 파이프(400)와 인접하게 배치되는 추가 격벽(324)이 설치된다. 또한 상기 제1 내부 파이프(300)는 상기 추가 격벽(324)으로부터 이격한 위치에 절곡부(323a)가 형성되고, 상기 절곡부(323a)의 일측은 상기 제2 내부 파이프(400)와 결합한다.

본 실시 예에 따르면, 상기 제1 내부 파이프(300)에 형성되는 슬릿과 챔버가 이전 실시 예에 비해 한 개가 더 추가된다. 구체적으로, 상기 슬릿(310)에는 추가 챔버(550)와 연통하는 추가 슬릿(315)이 구비된다. 상기 추가 슬릿(315)은 추가 챔버(550)에 연통하여 공기의 이동을 안내한다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 외부 파이프 내에 삽입되는 내부 파이프를 두 개로 구성함에 따라 회전 융착에 의하여 발생하는 마모 현상을 사전에 차단하고 내부 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되고, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 차량용 공명기 200: 외부 파이프
300: 제1 내부 파이프 301: 본체
302: 격벽 310: 슬릿
330: 밀폐제 400: 제2 내부 파이프
500: 챔버 600: 탄성부재

Claims

공기의 소음을 저감하기 위한 챔버(500)를 구비하는 차량용 공명기(100)로서,
외형을 형성하는 외부 파이프(200);
상기 외부 파이프(200)의 내부 일측에 삽입되고 공기의 이동 통로인 복수의 슬릿(310)이 형성되는 제1 내부 파이프(300); 및
상기 외부 파이프(200)의 내부 타측에 삽입되고 일측이 상기 외부 파이프(200)와 결합하는 제2 내부 파이프(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 내부 파이프(300)와 상기 제2 내부 파이프(400) 사이의 이격된 공간에는 탄성부재(600)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 내부 파이프(300)에는 일면으로부터 내측으로 돌출되는 후크(350)가 형성되고, 상기 외부 파이프(200)에는 상기 후크(350)를 수용하는 홈(250)이 형성되며,
상기 홈(250)에 상기 후크(350)가 삽입됨에 따라 상기 제1 내부 파이프(300)와 상기 외부 파이프(200)가 서로 결합하는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 내부 파이프(300)에는 상기 외부 파이프(200)와 접촉하는 내부 돌기(380)가 형성되고 상기 외부 파이프(200)에는 상기 제1 내부 파이프(300)와 접촉하는 외부 돌기(280)가 형성되며,
상기 내부 돌기(380)와 상기 외부 돌기(280)가 서로 걸림 결합함에 따라 상기 제1 내부 파이프(300)와 상기 외부 파이프(200)가 서로 결합하는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 내부 파이프(300)는, 상기 복수의 슬릿(310)이 형성되는 본체(301) 및 상기 본체(301)와 일체로 제조되고 상기 챔버(500)를 복수 개로 구획하는 격벽(302)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 5 항에 있어서,
상기 격벽(302)의 단부에는, 상기 외부 파이프(200)와 상기 격벽(302) 사이의 공간을 밀폐하기 위하여 밀폐제(330)가 코팅되는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 6 항에 있어서,
상기 밀폐제(330)는, 실리콘 또는 오링인 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 내부 파이프(400)는,
상면과 측면이 상기 외부 파이프(200)와 회전 융착 방식으로 결합하는 외측 융착부(410) 및 상기 외측 융착부(410)에 비해 상대적으로 작은 크기로 형성되고 측면이 상기 외부 파이프(200)와 회전 융착 방식으로 결합하는 내측 융착부(415)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 8 항에 있어서,
상기 제2 내부 파이프(400)는, 상기 내측 융착부(415)의 일면에 안착되는 연장부(420)를 더 포함하고,
상기 연장부(420)의 일면에는, 회전 융착시 상기 제2 내부 파이프(400)의 강도를 보강하기 위하여 외측을 향하여 방사상으로 연장되는 복수의 리브(430)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 내부 파이프(400)에는 상기 외부 파이프(200)를 향하여 돌출되는 융착 돌기(202)가 형성되고, 상기 외부 파이프(200)에는 상기 융착 돌기(202)로부터 발생하는 용융된 플라스틱을 수용하기 위한 가이드부(201)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.