KR20200006396A - 차량용 공명기 및 단일융착공정에 의한 그 제조방법 - Google Patents

차량용 공명기 및 단일융착공정에 의한 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공명기 및 단일융착공정에 의한 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기 및 단일융착공정에 의한 그 제조방법은 공명기 바디; 상기 공명기 바디를 수용하는 공명기 하우징; 및 상기 공명기 하우징의 일측에 형성된 하우징 플랜지부; 상기 공명기는 상기 공명기 바디 및 상기 하우징 플랜지부가 각각 흡기 인테이크 호스와 진동융착에 의해서 기밀이 확보되도록 구성되어 원가, 중량, 부품수를 감소시켜 생산성 및 제조 공정성을 향상시키고, 간단한 구조로 외관을 개선하는 효과를 제공한다.

Description

차량용 공명기 및 단일융착공정에 의한 그 제조방법 {RESONATOR FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF BY SINGLE FUSION PROCESS}
본 발명은 차량용 공명기 및 이를 포함하는 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 협소한 공간에서도 공명기 부피를 확보하고 원가, 중량, 부품수를 감소시켜 생산성을 향상시키고 외관을 향상시킬 수 있는 구조의 차량용 공명기 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
차량 엔진의 동작시에는 연료의 폭발에 따른 소음이 발생하는데 이러한 폭발소음은 엔진 자체에 마련되어 있는 다양한 방음장치와 배기계통의 머플러 등에 의해 감쇄된다. 하지만 엔진으로부터 발생하는 소음의 일부는 흡기계통의 에어덕트와 에어크리너를 통해 역류하여 차체를 공진시켜 실내소음을 유발하는 요인이 되고 있다. 이에 더하여 상기 에어덕트에는 엔진으로 공급되는 공기의 유동에 따른 기류소음도 발생한다. 이러한 기류소음은 엔진의 회전수와 관련된 주파수를 가지며 상기한 역류소음과 함께 실내로 전달된다.
이러한 흡기 소음을 억제하기 위하여 상기 터보차저의 후단에 설치되는 흡기 호스에는 흡기계를 특정 주파수로 튜닝(tunning)하기 위한 공명기(resonator)가 배치된다.
이러한 공명기는 흡기 호스 외부에 설치되는 공명기와 흡기 호스 내부에 설치되는 공명기가 있다.
종래의 흡기 호스 외부 공명기는 엔진룸 공간이 협소하여 충분한 공명기의 공간 확보가 어렵다는 단점이 있다. 공명기의 공간 확보가 어려우므로 공명기 부피를 감소시켜야 되고 이는 공명기 성능 저하 및 타겟 주파수 튜닝이 어렵게 되고, 공명기의 체결시 원가, 중량 및 부품수가 증가하게 되는 문제가 있다.
한편 흡기 호스 내부 공명기는 이중 융착 구조를 가지게 되는데 2회 융착에 따른 융착 지그가 두세트가 필요하고 융착 공정도 2회가 필요하여 원가 상승 및 생산성을 저하시키는 문제가 있다.
대한민국 등록실용신안출원 제 20-0436775 호
본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 협소한 엔진룸 공간을 고려하여 공명기 부피를 확보하며 원가, 중량, 부품수를 감소시켜 생산성을 향상시키고 외관을 개선할 수 있는 차량용 공명기 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량용 공명기에 있어서, 공명기 바디; 상기 공명기 바디를 수용하는 공명기 하우징 및 상기 공명기 하우징의 일측에 형성된 하우징 플랜지부; 상기 공명기는 상기 공명기 바디 및 상기 하우징 플랜지부가 각각 흡기 인테이크 호스와 진동융착에 의해서 기밀이 확보될 수 있다.
상기 공명기 바디는 상측 플랜지부; 상기 상측 플랜지부로부터 연장되어 있는 본체 및 상기 본체의 하부에 위치하는 하측 플랜지부를 포함할 수 있다.
상기 본체에는 홀들이 천공되어 있는 구조일 수 있다.
상기 홀들은 격자 형상으로 천공되어 있는 구조일 수 있다.
상기 상측 플랜지부의 상면에는 제 1 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 하측 플랜지부의 하면에는 제 1 홈이 형성될 수 있다.
상기 상측 플랜지부는 하측 플랜지부보다 큰 직경을 가질 수 있다.
상기 공명기 하우징의 상측에는 하우징 플랜지부가 형성될 수 있다.
상기 하우징 플랜지부의 상면에는 돌출 융착부가 형성될 수 있다.
상기 공명기 하우징의 하측 내주부에는 제 2 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 제 1 홈과 제 2 돌출부는 끼워맞춤 되는 구조일 수 있다.
상기 흡기 인테이크 호스에는 상측 플랜지부와의 결합부위에 제 2 홈이 형성될 수 있다.
상기 흡기 인테이크 호스에는 하우징 플랜지부와의 결합부위에 결합 융착부가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 공명기 바디 및 상기 공명기 바디를 수용하는 공명기 하우징을 포함하는 차량용 공명기의 제조방법에 있어서, 상기 공명기 하우징의 하부와 상기 공명기의 하부를 돌출부-홈 결합구조로 끼워 결합하는 단계, 및 상기 공명기 바디의 상부 및 상기 공명기 하우징의 하우징 플랜지부를 인테이크 호스와 진동융착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 차량용 공명기 및 이를 포함하는 차량은 협소한 엔진룸 공간을 고려하여 공명기 부피를 확보하며 원가, 중량, 부품수를 감소시켜 생산성 및 제조 공정성을 향상시키고, 간단한 구조로 외관을 개선하는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기의 분해 모식도이다.
도 2는 도 1의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기의 결합 모식도이다.
도 3은 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기의 내부 구조를 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대 모식도이다.
도 5는 도 3의 B부분의 확대 모식도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기에서 진동 융착시 가해지는 힘의 방향을 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기의 효과를 나타내는 표와 그래프이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기의 분해 모식도이고, 도 2는 도 1의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기의 결합 모식도이며, 도 3은 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기의 내부 구조를 나타내는 모식도이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기(100)는 공명기 바디(110) 및 상기 공명기 바디(110)를 수용하고 흡기 인테이크 호스(10)와 진동 융착되는 공명기 하우징(120)을 포함하여 구성되어 있다.
자동차의 흡기 시스템에는 에어 클리너(Air cleaner), 터보차저(Turbo-charger), 인터쿨러(Intercooler), 에어 덕트(Air duct) 및 엔진 매니폴더(Engine manifolder)가 구비되는데 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 소음 유발의 원인이 되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 상기 공명기 바디(110)는 상측 플랜지부(111), 상기 상측 플랜지부(111)로부터 연장되어 있는 본체(113) 및 상기 본체(113)의 하부에 위치하는 하측 플랜지부(112)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 본체(113)는 원통형 형상으로 홀(114)이 천공되어 있되, 상기 홀(114)은 격자 형상으로 등간격 또는 비등간격으로 천공되어 있다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대 모식도이다.
도 4를 도 1 내지 도 3과 함께 참조하면, 공명기 바디(110)의 축방향을 기준으로 상측 플랜지부(111)의 상면에는 제 1 돌출부(111-1)가 형성되어 있고, 이와 결합되는 흡기 인테이크 호스(10)의 대면하는 결합면에는 제 2 홈(10-2)이 형성될 수 있다.
또한 공명기 하우징(120)의 상측에는 하우징 플랜지부(121)가 형성되어 있고, 상기 하우징 플랜지부(121)의 상면에는 돌출 융착부(121-1)가 형성되어 있으며, 이와 결합되는 흡기 인테이크 호스(10)의 대면하는 결합면에는 결합 융착부(10-1)가 형성되어 있어 상호 진동 융착이 이루어지게 된다.
즉, 공명기 바디(110)의 상측 플랜지부(111)와 공명기 하우징(120)의 상측에는 하우징 플랜지부(121)가 각각 흡기 인테이크 호스(10)와 동시 진동융착되어 기밀이 확보된다.
여기서 진동 융착은 상호 접합하고자 하는 작업 대상물, 즉 융착부재와 피융착부재를 맞대어 진동시키고, 이때 발생된 열로 융착부재와 피융착부재의 접촉부위를 녹여 융착에 의해 양 부재를 상호 부착시키는 융착 방법이다. 즉 진동 융착을 위한 하부지그와 상부지그에 각각 피융착부재와 융착부재를 안착시키고, 상부지그를 하강시켜 피융착부재의 융착면에 융착부재의 융착리브를 맞닿게 하고 진동을 가하면, 진동에 의한 마찰열로 피융착부재의 융착면 융착부재의 융착리브가 융착되어 양 부재가 일체화된다.
도 5는 도 3의 B부분의 확대 모식도이다.
도 5를 도 1 내지 도 3과 함께 참조하면, 본체(113)의 하측 플랜지부(112)의 하면에는 제 1 홈(112-1)이 형성되어 있으며, 상기 공명기 하우징(120)의 하측 내주부, 즉 하측 플랜지부(112)의 제 1 홈(112-1)이 형성되어 있는 면과 대면하는 면에는 제 2 돌출부(122-2)가 형성되어 있다. 상기 제 1 홈(112-1)과 제 2 돌출부(122-2)는 상호 끼워맞춤되는 구조이다.
여기서 상기 상측 플랜지부(111)는 하측 플랜지부(112)보다 큰 직경으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기에서 진동 융착시 가해지는 힘의 방향을 나타내는 모식도이다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기(100)는 공명기 바디(110) 및 상기 공명기 바디(110)를 수용하고 흡기 인테이크 호스(10)와 진동 융착되는 공명기 하우징(120)을 포함하여 구성되어 있되, 공명기 하우징(120)과 공명기 바디(110)를 인테이크 호스(10)와 진동 융착시키면 공명기 하우징(120)과 공명기 바디(110)의 양측 방향에서 힘이 가해져서 기밀성이 확보된다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 차량용 공명기의 효과를 나타내는 표와 그래프이다.
도 7을 참조하면, 투과 손실(Transmission Loss: TL) 측정 결과가 도시되어 있다. 소음기(Silencer)의 유무에 따르면 1250Hz 내지 2700Hz의 평균 투과 손실은 17.7dB와 1.6dB를 나타내고 최대 피크(Max Peak)는 1961Hz를 나타내고 있으며, 이는 기밀성이 확보되어 공명기의 성능이 확보되는 것을 알 수 있다.
도면들을 참조하여 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 작동 관계를 기술하면, 공명기 바디(110) 및 상기 공명기 바디(110)를 수용하고 흡기 인테이크 호스(10)와 진동 융착되는 공명기 하우징(120)을 포함하여 구성되어 있고, 상기 공명기 바디(110)는 상측 플랜지부(111), 상기 상측 플랜지부(111)로부터 연장되어 있는 본체(113) 및 상기 본체(113)의 하부에 위치하는 하측 플랜지부(112)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 공명기 하우징(120) 내에 공명기 바디(110)를 삽입하되, 공명기 바디(110)의 하측 플랜지부(112)에 형성되어 있는 제 1 홈(112-1)과 공명기 하우징(120) 하측 내주부에 형성되어 있는 제 2 돌출부(122-2)가 결합되도록 한다.
이어서, 공명기 바디(110)의 상측 플랜지부(111)에 형성되어 있는 제 1 돌출부(111-1)와 공명기 하우징(120)의 하우징 플랜지부(121)에 형성되어 있는 돌출 융착부(121-1)가 흡기 인테이크 호스(10)의 결합면에 형성되어 있는 제 2 홈(10-2)과 결합 융착부(10-1)에 각각 결합하도록 한 후에 진동 융착을 수행하게 된다.
상기 진동 융착 공정에 의해 기밀성 확보가 가능하고, 또한 상기 제 1 홈(112-1)과 제 2 홈(10-2)에 의해 홈 주위 부분이 이중 기밀 효과를 제공하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 공명기 및 이를 포함하는 차량은 협소한 엔진룸 공간을 고려하여 공명기 부피를 확보하며 원가, 중량, 부품수를 감소시켜 생산성 및 제조 공정성을 향상시키고, 간단한 구조로 외관을 개선하는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어가 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 순서는 반드시 시계열적인 순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.
10: 흡기 인테이크 호스 10-1: 결합 융착부
10-2: 제 2 홈 100: 차량용 공명기
110: 공명기 바디 111: 상측 플랜지부
111-1: 제 1 돌출부 112: 하측 플랜지부
112-1: 제 1 홈 113: 본체
114: 홀 120: 공명기 하우징
121: 하우징 플랜지부 121-1: 돌출 융착부
122-2: 제 2 돌출부

Claims (13)

  1. 차량용 공명기에 있어서,
    공명기 바디;
    상기 공명기 바디를 수용하는 공명기 하우징; 및
    상기 공명기 하우징의 일측에 형성된 하우징 플랜지부;
    상기 공명기는 상기 공명기 바디 및 상기 하우징 플랜지부가 각각 흡기 인테이크 호스와 진동융착에 의해서 기밀이 확보되는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공명기 바디는,
    상측 플랜지부;
    상기 상측 플랜지부로부터 연장되어 있는 본체; 및
    상기 본체의 하부에 위치하는 하측 플랜지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 본체에는 홀들이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 홀들은 격자 형상으로 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 상측 플랜지부의 상면에는 제 1 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 하측 플랜지부의 하면에는 제 1 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 상측 플랜지부는 하측 플랜지부보다 큰 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공명기 하우징의 상측에는 하우징 플랜지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징 플랜지부의 상면에는 돌출 융착부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공명기 하우징의 하측 내주부에는 제 2 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  11. 제 6 항 및 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 홈과 제 2 돌출부는 끼워맞춤 되는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡기 인테이크 호스에는 하우징 플랜지부와의 결합부위에 결합 융착부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공명기.
  13. 공명기 바디 및 상기 공명기 바디를 수용하는 공명기 하우징을 포함하는 차량용 공명기의 제조방법에 있어서,
    상기 공명기 하우징의 하부와 상기 공명기의 하부를 돌출부-홈 결합구조로 끼워 결합하는 단계, 및
    상기 공명기 바디의 상부 및 상기 공명기 하우징의 하우징 플랜지부를 인테이크 호스와 진동융착하는 단계,
    를 포함하는 단일융착에 의한 차량용 공명기의 제조방법.
KR1020180080080A 2018-07-10 2018-07-10 차량용 공명기 및 단일융착공정에 의한 그 제조방법 KR102097947B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001263185A (ja) * 2000-03-17 2001-09-26 Tennex Corp 内燃機関の吸気消音器
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