KR20170105258A - 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어클리너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어클리너에 압축성형 패브릭(PF2) 재질을 적용하여 내부 압력을 조절함으로써 주파수 변경이 가능하여 레조네이터의 제거 시에도 저주파 감쇠가 가능한 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너에 관한 발명이다.

Description

압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너{Air cleaner with compression modeling fabric}

본 발명은 차량 내부에 설치되는 에어클리너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어클리너에 압축성형 패브릭(PF2) 재질을 적용하여 내부 압력을 조절함으로써 주파수 변경이 가능하여 레조네이터의 제거 시에도 에어클리너의 용량 증대 없이 저주파 감쇠가 가능한 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너에 관한 발명이다.

일반적으로 차량의 에어클리너는 엔진으로 유입되는 공기의 먼지나 이물질 등을 걸러내는 기능을 한다. 에어클리너는 내장된 종이나 부직포 등과 같은 필터재가 오일과 함께 사용되는지 여부에 따라 건식 및 습식으로 구분되고, 기본적으로 유입된 공기가 필터재를 통과하며 정화되도록 구성된다.

레조네이터는 흡기 및 배기 시 소음을 저감시키기 위한 장치로서 차량의 흡기관 및 배기관 측에 장착된다. 레조네이터는 공명 현상을 응용하여 특정 주파수의 음을 감쇄시키도록 디자인된다. 즉, 차량에 있어서는 특정 음을 소거하는 용도로 사용되며, 통상적으로 레조네이터라는 명칭은 주로 흡기계통의 흡입 잡음을 최소화할 목적으로 부설되는 속이 빈 박스형 부품을 일컫는다.

상기 레조네이터는 헬름홀츠의 공명이론에 따라 통의 체적, 입구의 단면적, 음파의 속도, 압력의 변화 등 다양한 변수가 사용된 관계식에 의해 공명 주파수를 결정하고, 이러한 공명 주파수를 이용하여 특정 주파수의 음을 저감시키도록 설계된다.

따라서, 상기 레조네이터는 엔진으로 유입될 공기가 반드시 통과하게 되는 에어클리너와 결합된 형태로 차량에 장착되는 것이 일반적이다.

특히, 엔진룸의 공간이 협소한 소형 및 경승용 차량의 경우 도 1에 도시된 바와 같이, 에어클리너 및 레조네이터가 개별적으로 제조된 후 에어클리너의 일측으로 레조네이터가 조립되는 구조를 갖는 것이 일반적이었다. 즉, 에어클리너에서 정화된 공기는 엔진 내부로 유입되되, 공기의 유동에 따른 소음은 레조네이터의 공명 현상을 통해 저감되는 구조였다.

그러나 차량 디자인의 다양화는 엔진룸 레이아웃 설계에 있어서 제약적 요소로 작용하기도 하였다. 가령 차량의 전방 헤드램프의 크기가 증가하면 이에 따라 엔진룸 내부의 정션박스(junction box) 및 배터리 등의 장착 위치가 변경되어야 했으며, 이에 따라 레조네이터 및 에어클리너의 설치 위치가 변경되거나 축소되어야 할 필요가 있었다.

따라서, 엔진룸 공간을 더욱 효율적으로 이용할 수 있도록 더욱 컴팩트화 된 에어클리너 및 레조네이터의 개발이 요구되고 있다.

한국 등록특허공보 제0901599호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 에어클리너에 압축성형 패브릭(PF2) 재질을 적용하여 내부 압력을 조절함으로써 주파수 변경이 가능하여 레조네이터를 제거 시에도 저주파 소음 감쇠가 가능한 에어클리너를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너에 있어서,

차량 내부로 연결되는 토출구가 형성되며 하단이 개방된 상부 하우징;

공기가 흡입되는 흡입구가 형성되며 상단이 개방되어 상기 상부 하우징과 결합되는 하부 하우징;

상기 하부 하우징은 바디부와 패브릭부로 나누어지고, 상기 패브릭부는 압축성형 패브릭(PF2) 재질로 구성되어 에어클리너 내부 압력을 조절함으로써 에어클리너 내부에서 저주파 대역의 소음을 저감하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 에어클리너에 압축성형 패브릭(PF2) 재질을 적용하여 내부 압력을 조절함으로써 주파수 변경이 가능하므로, 동일 용량의 에어클리너로 더 낮은 주파수 대역의 소음까지 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 에어클리너 만으로도 저주파 소음 감쇠가 가능하여 레조네이터의 제거가 가능하기 때문에 레조네이터에 관련된 부품수가 줄어들게 되어 엔진룸 내부 설계 효율이 증대되고, 중량이 저감되며, 원가 또한 저감될 수 있는 효과가 있다.

따라서, 압축성형 패브릭(PF2) 재질이 적용된 에어클리너가 흡음 역할을 하고, 동일 용량으로도 저주파 소음 감쇠를 가능하게 함으로써 엔진 성능이 향상되고 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래에 따른 에어클리너와 레조네이터의 결합 구조 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 에어클리너의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 에어클리너의 하부 하우징 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 에어클리너 하부 하우징의 단면도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 차량 내부에 설치되는 에어클리너에 관한 발명으로, 종래의 레조네이터(4)와 에어클리너(2)의 결합구조에서 상기 레조네이터(4)를 제거하고, 상기 에어클리너(2)의 용량 증대없이 상기 에어클리너(2)의 재질을 압축성형 패브릭(PF2)으로 변경하여 구성함으로써 저주파 소음을 감쇠할 수 있는 에어클리너에 관한 발명이다.

엔진룸 내부 레이아웃 변경에 대처하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 에어클리너(2)와 레조네이터(4)의 결합 구조에서 상기 레조네이터(4)를 삭제하게 되면 상기 레조네이터(4)에서 이루어지던 저주파 소음 감쇠를 대신할 구조물이 필요해진다. 종래의 플라스틱 재질로 형성된 에어클리너(2)는 팽창비에 의한 소음 저감 효과만 있으므로 저주파 소음을 감쇠하기 위해서는 용량 증대 외에는 다른 인자가 없다. 따라서 플라스틱 재질로 이루어진 상기 에어클리너(2)의 용량을 증대시켜 저주파 소음을 감쇠하게 되면 상기 레조네이터(4)의 삭제 이유가 사라지게 된다.

따라서, 상기 레조네이터(4)의 제거 시에도 상기 에어클리너(2)의 용량 증대 없이 저주파 소음을 감쇠시키기 위해 본 발명은 다음과 같이 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 에어클리너의 사시도를 도시하고 있고, 도 3은 본 발명에 따른 에어클리너의 하부 하우징 사시도를 도시하고 있으며, 도 4는 본 발명에 따른 에어클리너 하부 하우징의 단면도를 도시하고 있다.

본 발명의 에어클리너(10)는, 차량 내부로 연결되는 토출구가 형성되며 하단이 개방된 상부 하우징(12)과, 공기가 흡입되는 흡입구(24)가 형성되며 상단이 개방되어 상기 상부 하우징(12)과 결합되는 하부 하우징(14)으로 이루어지며, 전체적인 형상은 대략 직사각형의 속이 빈 박스형태로 형성된다.

상기 흡입구에 연결된 흡기 매니폴드는 상기 상부 하우징에 형성된 상기 토출구와 평행하도록 형성된다. 하지만 이는 일 실시 예일 뿐이며, 상기 토출구는 상기 흡기 매니폴드에 대해 비스듬하게 형성될 수도 있다.

상기 하부 하우징(14)은 바디부(16)와 패브릭부(18)로 나누어진다. 상기 바디부(16)와 상기 패브릭부(18)는 상기 하부 하우징(14)의 중간 높이에서 나누어지는 것으로, 상기 흡입구(24)의 대각선 측에서 상기 흡입구(24) 측을 향해 사선으로 절단되어 나뉘어진다.

상기 패브릭부(18)는 압축성형 패브릭(PF2) 재질로 구성되어 에어클리너(10) 내부 압력을 조절함으로써 레조네이터의 제거 시에도 에어클리너의 용량 증대 없이 에어클리너 내부에서 저주파 대역의 소음을 저감할 수 있게 된다.

종래의 플라스틱 재질이 적용된 에어클리너(2)는 공기가 통하지 않아 내부 압력 조절이 미흡했지만, 본 발명의 압축성형 패브릭(PF2)이 적용된 에어클리너(10)는 공기가 통하는 패브릭의 성질을 이용하여 내부 압력 조절이 효과적으로 이루어 질 수 있게 된다.

상기 패브릭부(18)는 내벽면의 질감에 비해 외벽면의 질감이 딱딱하도록 구성된다. 압축성형 패브릭(PF2)은 여러 장의 패브릭(fabric)이 압축되어 형성되는 것으로, 부드러운 질감의 패브릭 여러 장을 내벽면 쪽을 향하도록 위치시키고, 딱딱한 질감의 패브릭 여러 장을 외벽면 쪽을 향하도록 위치시켜 부드러운 질감의 패브릭과 딱딱한 질감의 패브릭을 압축함으로써 내부는 부드럽고 외부는 딱딱한 질감의 압축성형 패브릭(PF2)이 만들어지는 것이다.

상기 바디부(16)의 두께는 상기 패브릭부(18)의 두께보다 얇게 형성된다.

상기 바디부(16)의 하단에서 일정 높이까지는 상기 패브릭부(18)와 같은 두께로 형성된다. 이는 상기 바디부(16)와 상기 패브릭부(18)의 인서트 사출을 위한 것으로, 상기 바디부(16)의 하단에는 상기 패브릭부(18) 쪽으로 개방된 요철 형태의 삽입홈(20)이 형성되고, 상기 패브릭부(18)의 상단에는 상기 삽입홈(20)과 같은 길이인 5mm의 삽입부(22)가 돌출되어 형성되어, 상기 삽입부(22)가 상기 삽입홈(20)에 밀착되어 삽입된 후, 인서트 사출됨으로 인해 상기 바디부(16)와 상기 패브릭부(18)가 결합되는 것이다.

상기 삽입부(22)는 상기 패브릭부(18)에서 상기 삽입부(22)를 제외한 부분 보다 고압으로 압축되어 형성되는 것으로, 본 발명에서는 상기 삽입부(22)의 두께를 2T로, 상기 패브릭부(18)에서 상기 삽입부(22)를 제외한 부분을 5T로 구성하였지만, 이는 일 실시예에 불과하며 변형 가능하다.

또한, 상기 삽입부(22)와 상기 삽입홈(20)의 길이가 5mm로 구성된 것은 일 실시예에 불과한 것으로, 변형될 수 있음은 물론이다.

상기 바디부(16)와 상기 패브릭부(18)가 인서트 사출되기 위해서 상기 바디부(16)는 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 폴리우레탄(polyurethane) 재질로 구성된다.

만약 상기 바디부(16)에 유리 섬유(glass fiber) 재질이 혼합되어있을 경우 상기 바디부(16)와 상기 패브릭부(18)는 진동 융착(vibration welding) 방식을 이용하여 결합되어진다.

이상에서 설명된 본 발명의 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

2 : 종래의 에어클리너
4 : 종래의 레조네이터
10 : 에어클리너
12 : 상부 하우징
14 : 하부 하우징
16 : 바디부
18 : 패브릭부
20 : 삽입홈
22 : 삽입부
24 : 흡입구

Claims (13)

1. 차량에 적용되는 에어클리너에 있어서,
   차량 내부로 연결되는 토출구가 형성되며 하단이 개방된 상부 하우징;
   공기가 흡입되는 흡입구가 형성되며 상단이 개방되어 상기 상부 하우징과 결합되는 하부 하우징;
   상기 하부 하우징은 바디부와 패브릭부로 나누어지고, 상기 패브릭부는 압축성형 패브릭(PF2) 재질로 구성되어 에어클리너 내부 압력을 조절함으로써 에어클리너 내부에서 저주파 대역의 소음을 저감하는 것
   을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 하우징의 상기 패브릭부는 내벽면의 질감에 비해 외벽면의 질감이 딱딱하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
3. 제1항에 있어서,
   상기 바디부와 상기 패브릭부는 상기 하부 하우징의 중간 높이에서 나누어지는 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
4. 제1항에 있어서,
   상기 흡입구에 연결된 흡기 매니폴드는 상기 상부 하우징에 형성된 상기 토출구와 평행하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
5. 제1항에 있어서,
   상기 바디부의 두께는 상기 패브릭부의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
6. 제5항에 있어서,
   상기 바디부의 하단에는 상기 패브릭부 쪽으로 개방된 요철 형태의 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
7. 제6항에 있어서,
   상기 패브릭부의 상단에는 상기 삽입홈과 같은 길이의 삽입부가 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
8. 제7항에 있어서,
   상기 삽입부는 상기 패브릭부에서 상기 삽입부를 제외한 부분보다 고압으로 압축되는 것으로, 상기 삽입부의 두께는 상기 패브릭부에서 상기 삽입부를 제외한 부분보다 얇은 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
9. 제8항에 있어서,
   상기 바디부와 상기 패브릭부는 상기 삽입부가 상기 삽입홈에 삽입된 후 인서트 사출되어 결합되는 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
10. 제9항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 상기 바디부 재질은 폴리프로필렌(polypropylene)인 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
11. 제9항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 상기 바디부 재질은 폴리우레탄(polyurethane)인 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 상기 바디부 재질에는 유리 섬유(glass fiber)가 혼합되는 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
13. 제12항에 있어서,
    상기 유리 섬유가 혼합된 상기 바디부와 상기 패브릭부는 진동 융착(vibration welding)되어 결합되는 것을 특징으로 하는 압축성형 패브릭이 적용된 에어클리너.
    
    
    

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