KR20210145460A - 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버 - Google Patents

경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버에 관한 것으로, 더욱 상세히게는 기존의 강화 플라스틱 사출에 의한 엔진커버를 섬유기반 엔진커버로 대체해 엔진커버 및 엔진커버 흡·차음재의 소재 특성으로 차체 경량화에 기여할 수 있으며, 이에 따른 연비 저감효과 및 운전자에게 안정감 있는 주행을 제공하기 위해 PET 보강혼합펠트 소재로 기재를 만들고 흡음재를 별도 제작하여 초음파 융착 공법으로 두 기재를 결합함으로써 흡음재 일체형 엔진커버로 이루어지는 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 엔진을 덮어 보호하는 엔진커버에 있어서,
PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 그리고 LM 화이바와 내열성(RM) LM 화이바 중 어느 하나의 이중구조로 이루어지는 PET 외형보강 혼합펠트층(10)으로 엔진커버(100)의 외부 형태를 갖도록 사출 성형해 독립되게 성형하고,
PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 극세사로 이루어지는 흡·차음재(20)와, 접착 필름(30) 및 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate)와 LM 화이바의 이중으로 이루어지는 PET 내피층(40)을 성형하며,
상기 PET 외형보강 혼합펠트층(10)과 흡·차음재(20), 접착 필름(30) 및 PET 내피층(40)을 공급해 초음파 융착 공법으로 엔진커버(100)를 일체형으로 성형하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버{Fiber engine cover using lightweight high-strength composite non-woven fabric}
본 발명은 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버에 관한 것으로, 더욱 상세히게는 기존의 강화 플라스틱 사출에 의한 엔진커버를 섬유기반 엔진커버로 대체해 엔진커버 및 엔진커버 흡·차음재의 소재 특성으로 차체 경량화에 기여할 수 있으며, 이에 따른 연비 저감효과 및 운전자에게 안정감 있는 주행을 제공하기 위해 PET 보강혼합펠트 소재로 기재를 만들고 흡음재를 별도 제작하여 초음파 융착 공법으로 두 기재를 결합함으로써 흡음재 일체형 엔진커버로 이루어지는 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버에 관한 것이다.
일발적으로, 자동차의 엔진룸에는 엔진을 비롯하여 자동차의 운행에 필요한 여러 장치들이 설치된다. 상기 엔진은 자동차의 구동력을 발생시키는 가장 중요한 기능을 하는 부분으로써, 복수의 보어가 형성된 실린더블럭과, 이 실린더블럭의 각 보어에 삽입되어 왕복되는 피스톤과, 상기 실린더블럭에 결합되어 그 내측에 각 보어와 대응되는 복수의 연소실을 형성하는 실린더헤드 및 상기 실린더블럭의 하부에 결합되며 상기 피스톤과 연결되어 피스톤의 왕복에 따라 회전되는 크랭크축이 장착된 크랭크케이스 등으로 구성된다.
또한, 상기 실린더헤드에는 각각의 연소실을 외부의 흡배기장치와 연통시키는 포트가 형성되고, 이 흡배기포트를 개폐시키기 위한 흡배기밸브가 설치되며, 상기 실린블럭과 실린헤드에는 서로 연통되는 냉각통로 및 오일통로가 형성되고, 가솔린엔진의 경우에는 복수의 점화플러그가 설치된다. 이처럼 대략적인 엔진의 구성만 살펴보더라도, 상기 실린더헤드는 그 내부에 구비되는 여러 가지 구성요소로 인해 외관 형상이 매우 복잡할 뿐만 아니라 이에 설치되는 여러 가지 기구가 외부로 노출되어 엔진룸의 외부 형태를 매우 복잡하게 한다.
이에 따라, 엔진룸의 형태 단순화하고 보는 이로 하여금 미려하게 보이도록 엔진의 실린더헤드 상부에는 통상적으로 엔진커버가 장착된다.
또한, 이러한 종래의 엔진커버는 대부분 단층으로 형성되어 실린더헤드를 덮을 수 있도록 저면에 오목한 공간이 형성된 덮개 형태로 이루어지며, 그 재질은 내열성 플라스틱으로 이루어지는 것이 일반적이다.
하지만, 상기 엔진커가 장착되는 실린더헤드는 운행시 연료의 연소에 의해 고온의 열이 발생되는 부분이다.
따라서, 이러한 연소열을 적절히 식혀주는 것이 매우 중요한데, 종래의 엔진커는 엔진 상부를 덮어 외부와의 공기 소통을 차단하는 기능을 하게 되므로, 실린더헤드의 냉각을 저해하여 엔진의 과열을 유발하게 한다.
따라서, 이러한 엔진과열을 방지하기 위해서는 냉각장치의 냉각부하가 필여 이상으로 커지게 되며, 엔진커버 자체도 고열에 따른 열변형에 의해 뒤틀림이 발생되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 엔진커버는 엔진의 운전시 발생되는 소음을 흡음 또는 차음하는 별도의 차음부재가 구비되지 않아 엔진룸의 외부로 엔진소음이 그대로 방출되어 운전자 및 차에 근접해 있는 사람들에게 청각적으로 불쾌감을 주는 문제점이 있었다.
이러한 결점을 방지하기 위해, 현재 많은 차량에 적용하고 있는 엔진커버는 통상적으로 PA6, PA16에 G/F5∼15%에 MD, MF 등의 구성으로 이루어지는 복합 플라스틱으로 이루어지게 되며, 이러한 엔진커버는 열가소성수지를 이용한 복합 플라스틱으로 엔진커버의 형태를 갖도록 사출 성형한 후, 상기 열가소성수지의 내부에 유리섬유 및 PU 폼의 흡음 또는 차음재를 공급하여 일체형이 되도록 하는 2차 성형을 수행하게 되므로, 엔진커버의 무게가 무거워 차체를 무겁게 하는 원인이 되어 설계 및 투자비의 소모가 많아지는 원인과 재활용 불가 소재 사용 및 고중량 제품으로 인한 연비 저하 등의 환경적 문제가 발생하며 장기간 사용시 흡음재의 황변, 부스러짐 등의 문제가 발생하였다.
[특허문헌 1] 특허공개번호 제2009-0062024호(2009. 06. 17. 공개) [특허문헌 2] 특허등록번호 제1445536호(2014. 09. 23. 등록) [특허문헌 3] 특허등록번호 제1392235호(2014. 04. 29. 등록) [특허문헌 4] 특허공개번호 제2009-0120787호(2009. 11. 25. 공개)
따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 해결과제는, 섬유기반 엔진커버로 대체해 엔진커버 흡·차음재의 특성으로 차체 경량화에 기여하고, 이에 따른 연비 저감효과 및 흡·차음 성능의 향상으로 운전자에게 안정감 있는 주행을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 엔진을 덮어 보호하는 엔진커버에 있어서,
PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 그리고 LM 화이바와 내열성(RM) LM 화이바 중 어느 하나의 이중구조로 이루어지는 PET 외형보강 혼합펠트층으로 엔진커버의 외부 형태를 갖도록 사출 성형해 독립되게 성형하고,
PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 극세사로 이루어지는 흡·차음재와, 접착 필름 및 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate)와 LM 화이바의 이중으로 이루어지는 PET 내피층을 성형하며,
상기 PET 외형보강 혼합펠트층과 흡·차음재, 접착 필름 및 PET 내피층을 공급해 초음파 융착 공법으로 엔진커버를 일체형으로 성형하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 엔진커버 기재를 PET 외형보강 혼합펠트층으로 먼저 성형하고, 흡·차음층을 별도로 제작하여, 초음파 공법으로 PET 외형보강 혼합펠트층과 흡·차음층을 결합함으로써 일체형 엔진커버를 성형해 차양의 운행시 소음을 줄이고 승차감을 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 분리상태 단면도
도 2 는 본 발명의 PET 외경보강 혼합펠트층의 하측을 일체형으로 성형한 상태의 단면도
도 3 은 본 발명의 엔진커버에 대한 성형상태 단면도
도 4 는 본 발명의 PET 외경보강 혼합펠트층과 흡·차음 PET 내피층을 성형한 상태의 사시도
도 5 는 본 발명의 발포용 금형에 대한 정면도
본문에 게시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예 들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "설치되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 설치되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(說示)된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 분리상태 단면도이고, 도 2는 본 발명의 PET 외경보강 혼합펠트층의 하측을 일체형으로 성형한 상태의 단면도, 도 3은 본 발명의 엔진커버에 대한 성형상태 단면도, 도 4는 본 발명의 PET 외경보강 혼합펠트층과 흡·차음 PET 내피층을 성형한 상태의 사시도를 나타낸 것이다.
자동차의 엔진 상부를 덮어 보호하는 엔진커버(100)는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 그리고 LM 화이바와 내열성(RM) LM 화이바 중 어느 하나의 이중구조로 이루어지는 PET 외형보강 혼합펠트층(10)으로 엔진커버(10)의 외부 형태를 갖도록 사출 성형해 기재를 제조하는 것이다.
상기 PET와 LM 화이바 그리고 LM 화이바와 내열성(RM) 화이바 중 어느 하나의 이중 구조로 이루어지는 PET 외형보강 혼합펠트층(10)은 장착을 위한 마운팅 보스를 경질 폴리우레탄(PU) 폼(Foam) 발포 공법으로 성형하며, 이를 위하여 발포용 금형에서 발포 성형하는 것이다.
그리고 내열성이 우수한 흡·차음재(20)는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 극세사 흡음재로 극세사를 니들펀칭에 의해 성형하는 것이며, 하측으로 접착 필름(30)을 공급한 후 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 그리고 LM 화이바의 이중으로 이루어지는 PET 내피층(40)을 공급하는 것이다.
상기 흡·차음재(20)와 접착 필름(30) 및 PET 내피층(40)을 결합하여 흡·차음 PET 내피층(200)으로 성형하는 것이다.
상기 PET 외형보강 혼합펠트층(10)에 흡·차음재(20)와 접착 필름(30) 및 PET 내피층(40)으로 이루어지는 흡·차음 PET 내피층(200)을 공급해 초음파 융착 공법으로 엔진커버(100)를 일체형으로 성형하는 것이다.
도 5는 본 발명의 발포용 금형에 대한 정면도를 나타낸 것으로, 엔진커버(100) 성형을 위한 마운팅 보스 PU 폼(Boss PU Foam) 발포용 상형 금형(1)의 양쪽으로 오픈/크로스용 실린더(5)가 연결되어 개폐시키도록 하고, 상기 상형 금형(1)의 하측에 성형용 실린더(2)와 하형 금형(3)이 위치하며, 하형 금형(3)의 하측에는 업/다운 실린더(4)가 공급된 후 라바 공급부(6)에서 마운팅 보스 결합이 이루어지도록 하는 것이다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 도면을 통하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 그리고 LM 화이바와 내열성(RM) LM 화이바 중 어느 하나의 이중구조로 이루어지는 PET 외형보강 혼합펠트층(10)으로 엔진커버(100)의 외부 형태를 갖도록 사출 성형해 독립되게 성형하는 것이다.
상기 PET와 LM 화이바 그리고 LM 화이바와 내열성(RM) 화이바 중 어느 하나의 이중 구조로 이루어지는 PET 외형보강 혼합펠트층(10)은 장착을 위한 마운팅 보스를 경질 폴리우레탄(PU) 폼(Foam) 발포 공법으로 성형하며, 이를 위하여 상형 금형(1)을 개방한 후 고온 컨베이어 오븐기에서 예열해 공급한 상태에서 소정의 온도와 시간을 유지해 마운팅 보스 PU 폼을 발포에 의해 일체형이 되도록 인서트 사출성형한 후 상형 금형(1)을 개방한 후 탈형을 통해 공급하는 것이다.
그리고 내열성이 우수한 흡·차음재(20)는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 극세사 흡음재로 극세사를 니들펀칭에 의해 성형하는 것이며, 하측으로 접착 필름(30)을 공급한 후 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 그리고 LM 화이바의 이중으로 이루어지는 PET 내피층(40)을 공급함으로써 PET 외형보강 혼합펠트층(10)과 일체형으로 성형하기 위한 준비를 수행하는 것이다.
상기 PET 외형보강 혼합펠트층(10)과 흡·차음재(20), 접착 필름(30) 및 PET 내피층(40)을 공급해 초음파 융착 공법으로 엔진커버(100)를 일체형이 되도록 성형하는 것이다.
그리고 흡·차음재(20), 접착 필름(30) 및 PET 내피층(40)을 공급해 흡·차음 PET 내피층(200)을 먼저 일체형으로 성형한 후 PET 외형보강 혼합펠트층(10)을 공급해 초음파 융착 공법으로 엔진커버(100)를 일체형이 되도록 성형하는 것도 가능하다.
따라서 차량 운행시 소음을 줄이고 승차감을 향상시킬 수 있는 것으로서, 내열 온도가 100℃ 정도로 주행 중 엔진룸 평균온도인 150∼180℃ 온도에서는 사용이 불가 하므로 PET 극세사 소재의 흡음재를 사용하여 이를 가능토록 하였으며, PET 외형보강 혼합펠트층(10)과 흡·차음재(20)를 별도로 성형함으로써 PET 외형보강 혼합펠트층(10)의 중량과 흡·차음재(20)의 중량가지 줄일수 있고, 엔진커버(100) 전체의 중량을 기존 대비 약 25% 이상 감쇠시켜 자동차 차체 중량감소 및 연비 증대효과를 기대할 수 있는 것이다.
PET 외형보강 혼합펠트층(10)과 흡·차음재(20)의 원소재를 기존의 열경화성 수지가 아니라 PET 등의 열가소성 수지를 사용하기 때문에 소재의 재활용이 가능하며, 기존 대비 약 20% 이상 소재 및 공정상 원가절감이 가능한 것이다.
본 발명은 엔진커버를 섬유기반 엔진커버로 대체해 엔진커버 및 엔진커버 흡·차음재의 특성으로 차체 경량화에 기여하고, 연비 저감효과 및 운전자에게 안정감 있는 주행을 제공하기 위해 PET 보강혼합펠트 소재로 기재를 만들고 흡음재를 별도 제작하여 초음파 융착 공법으로 두 기재를 결합함으로써 흡음재 일체형 엔진커버를 제공하는 매우 유용한 발명이다.
10 : PET 외형보강 혼합펠트층 20 : 흡·차음재
30 : 접착 필름 40 : PET 내피층
100 : 엔진커버 200 : 흡·차음 PET 내피층

Claims (4)

  1. 엔진을 덮어 보호하는 엔진커버에 있어서,
    PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 그리고 LM 화이바와 내열성(RM) LM 화이바 중 어느 하나의 이중구조로 이루어지는 PET 외형보강 혼합펠트층(10)으로 엔진커버(100)의 외부 형태를 갖도록 사출 성형해 독립되게 성형하고,
    PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 극세사로 이루어지는 흡·차음재(20)와, 접착 필름(30) 및 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate)와 LM 화이바의 이중으로 이루어지는 PET 내피층(40)을 성형하며,
    상기 PET 외형보강 혼합펠트층(10)과 흡·차음재(20), 접착 필름(30) 및 PET 내피층(40)을 공급해 초음파 융착 공법으로 엔진커버(100)를 일체형으로 성형하는 것을 특징으로 하는 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흡·차음재(20)는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트, Polyethylene Terephthalate) 극세사 흡음재로 극세사를 니들펀칭에 의해 성형하는 것을 특징으로 하는 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 흡·차음재(20), 접착 필름(30) 및 PET 내피층(40)을 결합하여 흡·차음 PET 내피층(200)으로 성형하고,
    상기 흡·차음 PET 내피층(200)과 PET 외경보강 보강혼합펠트층(10)을 초음파 융착 공법으로 일체형의 엔진커버(100)를 성형하는 것을 특징으로 하는 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 PET 외형보강 혼합펠트층(10)은 장착을 위한 마운팅 보스를 경질 폴리우레탄(PU) 폼(Foam) 발포 공법으로 발포용 금형에서 일체형으로 발포 성형하는 것을 특징으로 하는 경량형 고강도 복합 부직포를 이용한 섬유 엔진커버.
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