KR20220028217A - 차량용 에어클리너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 에어클리너에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 엔진 부압을 이용하여 이물질을 원할하게 배출할 수 있는, 개선된 이물질 배출 구조를 구비하는 차량용 에어클리너에 관한 것이다.

Description

차량용 에어클리너{AIR CLEANER FOR AUTOMOBILE}

본 발명은 차량용 에어클리너에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 엔진 부압을 이용하여 이물질을 원할하게 배출할 수 있는, 개선된 이물질 배출 구조를 구비하는 차량용 에어클리너에 관한 것이다.

차량의 엔진 룸 내에는 에어클리너가 포함된다. 에어클리너는 엔진의 연소실에 흡입되는 공기로부터 먼지, 물, 모래 등의 이물질을 필터링하여 보다 깨끗한 공기가 연소실로 유입되도록 한다.

이를 위해 에어클리너에는 먼지, 물, 모래 등의 수집된 이물질을 배출하기 위한 배출 구조가 구비된다. 이와 같은 배출 구조는 일반적으로 이물질을 외부로 배출하기 위한 드레인 홀(drain hole)을 포함한다. 모래의 경우, 각 에어클리너의 드레인 홀의 크기에 따라 배출이 원활하게 이루어지지 않는 경우가 있다. 모래의 배출이 가능하더라도 드레인 홀의 크기가 충분히 크지 않은 경우에는 배출속도가 느려지고, 차량의 주행 중 에어클리너 내부가 모래로 가득 차게 된다. 이로 인하여 엔진으로 충분한 양의 공기가 공급되지 않고 동력 성능의 저하를 유발할 수 있다. 또한, 드레인 홀에는 차량 주행 시 엔진 룸 내의 뜨거운 공기가 에어클리너 내부로 유입되지 않도록 구성되어야 하는 설계상 제약도 존재한다.

따라서, 모래 등의 이물질을 원활하게 배출할 수 있으면서도 고온 공기 유입 방지 등의 설계상 제약을 만족시킬 수 있는 이물질 배출 구조를 갖는 차량의 에어클리너에 대한 개발이 필요하다.

등록특허공보 제10-0774689호 (등록일자: 2007.11.01)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

에어클리너에 축적되는 이물질을 원활하게 배출할 수 있는 구조를 포함하는 차량용 에어클리너를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은, 차량 주행 중에는 엔진 룸의 뜨거운 공기가 에어클리너 내로 유입되는 것을 방지할 수 있는, 개선된 이물질 배출 구조를 구비하는 차량용 에어클리너를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 주행 중 엔진 소음을 줄일 수 있는 차량용 에어클리너를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량용 에어클리너는, 본체; 상기 본체 내에서 차량의 엔진 부압에 의해 상하이동가능하게 장착되는 피스톤; 및 상기 피스톤의 이동에 연동하여 본체에 대하여 개폐가능하게 상기 본체의 하측에 기밀하게 장착되는 리드;를 포함한다.

본 발명에 따른 차량용 에어클리너는, 에어클리너에 축적되는 이물질을 원활하게 배출할 수 있는 구조를 포함한다.

본 발명에 따르면, 차량 주행 중에는 엔진 룸의 뜨거운 공기가 에어클리너 내로 유입되는 것을 방지할 수 있는, 개선된 이물질 배출 구조를 구비하는 차량용 에어클리너가 제공된다.

본 발명에 따르면, 주행 중 엔진 소음을 저감할 수 있는 차량용 에어클리너가 제시된다.

본 발명에 따른 차량용 에어클리너는 간소화된 구조로 상기한 효과를 성취할 수 있다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 에어클리너의 사시도를 도시하고,
도 2는 도 1의 A로 표시된 부분의 투과도이고,
도 3은 도 1의 A로 표시된 부분의 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 에어클리너의 이물질 배출구조의 분해도를 도시하고,
도 5는 차량의 주행 중 본 발명에 따른 에어클리너의 상태를 도시하고,
도 6은 차량의 정차 중 본 발명에 따른 에어클리너의 상태를 도시한다.

발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 에어클리너는 본체(20), 리드(40) 및 피스톤(60)을 포함한다.

본체(20)는 차량의 엔진 룸에 수용된다. 본체(20)의 하측에는 개폐가능한 개구(120)가 형성된다. 개구(120)와 인접한 본체(20)의 내부 하측 부분에는 수용홈(220)이 형성된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 수용홈(220)은 본체(20) 내 하측 표면으로부터 함몰하여 형성된다.

본체(20)에는 리드(40)가 결합되고, 리드(40)는 본체(20)에 대하여 개폐가능하게 장착된다. 즉, 리드(40)는 개구(120)를 폐쇄가능하게 본체(20)에 장착된다. 리드(40)는 개방됨으로써 본체(20) 내부에 쌓인 모래 등의 이물질을 배출한다. 본 발명의 구현예에 따르면, 리드(40)는 힌지부(140)에 의해 회동가능하게 본체(20)에 결합되고, 리드(40)가 본체(20)에 대하여 회동하여 개폐된다.

리드(40)에는 제1 장착요소(240)가 형성된다. 제1 장착요소(240)는 리드(40)의 내측면에 형성된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 제1 장착요소(240)는 고리 형상의 링 후크일 수 있다. 다만, 제1 장착요소(240)는 이러한 형상에 제한되지 않으며, 후술하는 연결부재(80)의 일 단부가 장착될 수 있는 형태라면 다른 형태를 취할 수 있다.

리드(40)는 기밀하게 본체(20)에 장착된다. 이를 위하여 본 발명의 구현예에 따르면, 리드(40)의 내측면에 결합되는 씰링부재(340)를 더 포함한다. 씰링부재(340)는, 리드(40)가 개구(120)를 닫을 때 본체(20) 내부를 외부로부터 기밀하게 유지한다. 본 발명의 구현예에 따르면, 씰링부재(340)는 고무 재질일 수 있다.

씰링부재(340)는 리드(40)가 개구(120)를 닫은 상태에서 외부 이물질의 유입을 최소화할 수 있다. 보다 구체적으로는, 씰링부재(340)는 리드(40)가 닫힌 상태인 경우 엔진에서 발생한 소음이 새어 나가지 않게 하고, 엔진 룸 내부의 뜨거운 공기가 본체(20) 내부로 유입되지 않도록 한다.

리드(40)는 본체(20) 내부에 형성되는 피스톤(60)의 운동에 연동하여 개폐되도록 구성된다. 피스톤(60)은 본체(20) 내에서 엔진 부압에 의해 상하이동 가능하게 구성된다. 피스톤(60)의 이동방향 가이드를 위하여, 본 발명의 구현예에 따르면, 차량용 에어클리너는 가이드하우징(50)을 더 포함할 수 있다.

가이드하우징(50)은 본체(20) 하측 내부에 장착되고, 피스톤(60)의 상하이동을 안내하도록 피스톤(60)을 내부에 수용한다. 본 발명의 구현예에 따르면, 가이드하우징(50)은 상부 하우징(150) 및 하부 하우징(250)을 포함한다.

하부 하우징(250)은 본체(20) 내측면에 직접적으로 장착되고, 하부 하우징(250)의 상 측에 상부 하우징(150)이 결합된다. 상부 하우징(150) 및 하부 하우징(250)은 관(tube) 형태로 형성되어 상부 하우징(150) 및 하부 하우징(250)의 내부에서 피스톤(60)이 상하운동할 수 있고, 상부 하우징(150) 및 하부 하우징(250)에 의하여 상하방향 외에 다른 방향으로의 피스톤(60)의 운동은 제한된다.

하부 하우징(250)에는 끼움부(1250)가 형성된다. 끼움부(1250)는 본체(20)의 수용홈(220)에 끼움가능하게 형성되고, 수용홈(220)의 형상과 대응하는 형상으로 마련된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 하부 하우징(250) 내지는 가이드하우징(50)은 본체(20)로부터 탈착가능하게 형성된다. 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 하부 하우징(250)은 본체(20)와 일체로 형성된다.

본 발명의 구현예에 따르면, 하부 하우징(250)의 외면에는 안착부(2250)가 마련된다. 안착부(2250)는 둘레를 따라 하부 하우징(250)의 표면으로부터 돌출한다. 안착부(2250)는 상부 하우징(150)이 하부 하우징(250)이 안착될 수 있도록 구성된다.

하부 하우징(250) 내지는 가이드하우징(50)에는 가이드홀(3250)이 마련된다. 가이드홀(3250)은 하부 하우징(250)을 관통하는 구멍일 수 있고, 후술하는 바와 같이 리드(40)와 피스톤(60)을 연결하는 연결부재(80)를 통과시킨다.

엔진 부압에 의해 피스톤(60)이 운동할 수 있도록 가이드하우징(50)의 내부와 가이드하우징(50)의 외부는 유체연통하게 구성된다. 이를 위하여 본 발명의 구현예에 따르면, 가이드하우징(50)의 상부면 또는 상부 하우징(150)의 상부면에는 복수의 통공(350)이 형성된다. 통공(350)은 도 4에 도시된 바와 같이 일정 크기의 관통공일 수도 있고, 상부면에 무수히 많은 수의 미세한 구멍을 갖는 막 또는 그물 등의 형태를 취할 수도 있다. 즉, 가이드하우징(50)의 상부면에 구비되는 통공(350)은 가이드하우징(50) 내부 및 외부로 공기를 유동시킬 수 있는 구성이면 족하고, 형태에 있어 특별한 제한은 없다.

피스톤(60)은 가이드하우징(50) 내에 수용되고, 가이드하우징(50)의 내면을 따라 이동가능하게 구성된다. 피스톤(60)은 차량의 엔진 부압에 의해 상하이동 가능하게 구성된다. 보다 구체적으로, 엔진 부압이 발생하는 차량의 주행 중에는 피스톤(60)은 가이드하우징(50)을 따라 상측으로 이동하고, 엔진 부압이 발생하지 않는 차량의 주정차 중에는 가이드하우징(50)을 따라 하측으로 이동한다.

피스톤(60)은 안정성 향상을 위하여 두 개의 판이 연결된 형상으로 구성될 수 있다. 본 발명의 구현예에 따르면, 피스톤(60)은 상부 디스크(160) 및 하부 디스크(260)를 포함한다. 상부 디스크(160) 및 하부 디스크(260)는 일정 간극(G) 이격된 상태에서 축(360)에 의해 연결된다. 도면에서 피스톤(60)을 원형으로 도시하고 있으나 이에 반드시 국한되는 것은 아니고 원형의 피스톤(60)과 동등한 기능을 수행할 수 있다면 다른 형태도 채용될 수 있다.

피스톤(60)은 제2 장착요소(460)를 포함한다. 제2 장착요소(460)는 후술하는 연결부재(80)의 단부를 피스톤(60)에 연결하는 기능을 수행한다. 본 발명의 구현예에 따르면, 제2 장착요소(460)는 피스톤(60)의 하측면 내지는 하부 디스크(260)의 하측면에 형성된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 제2 장착요소(460)는 고리 형상의 링 후크일 수 있다. 다만, 제2 장착요소(460)는 이러한 형상에 반드시 제한되는 것은 아니며, 후술하는 연결부재(80)의 단부가 장착될 수 있는 형태라면 다른 형태를 취할 수 있다. 한편, 제1 장착요소(240)와 제2 장착요소(460)는 동일한 형태로 형성될 수도 있고, 필요에 따라 다른 형태로 구성될 수 있다.

연결부재(80)는 피스톤(60)과 리드(40)를 연결한다. 보다 구체적으로는, 연결부재(80)의 일 측은 리드(40)에 연결되고, 연결부재(80)의 타 측은 가이드홀(3250)을 통해 가이드하우징(50) 내부에서 피스톤(60)에 결합된다. 즉, 연결부재(80)는 피스톤(60)의 이동에 의해 리드(40)를 개폐하도록 구성된다. 따라서, 피스톤(60)이 가이드하우징(50)의 최하측에 위치할 때는 연결부재(80)에 의해 리드(40)는 개방된 상태로 유지되고, 피스톤(60)이 가이드하우징(50)을 따라 상승하면서 리드(40)는 폐쇄되기 시작하며 피스톤(60)이 가이드하우징(50)의 최상측에 도달하면 리드(40)는 폐쇄된 채로 유지된다.

본 발명의 구현예에 따르면, 연결부재(80)는 나일론 등의 연질의 소재로 형성될 수 있다. 피스톤(60)의 상하운동 성분을 리드(40)의 회전운동 성분으로 변환할 수 있도록 하기 위하여 연질 소재 등이 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 주행 시에는 리드(40)는 폐쇄 상태를 유지하여 동력 성능을 저하시킬 수 있는 엔진 룸 내 고온의 공기가 본체(20) 내부로 유입되지 않도록 할 뿐만 아니라 엔진에서 발생되는 소음이 외부로 나가지 않도록 한다.

본 발명은 이물질의 배출을 위해 액추에이터 등 동력이 필요한 수단을 사용하지 않으므로 원가 절감이나 중량 감소에 유리하다.

종래기술 중에는 에어클리너 내에 수집되는 퇴적물의 무게에 의하여 도어가 개방되도록 하는 기계적인 수단을 채용한 에어클리너가 있다. 본 수단 하에서는 퇴적물이 특정 무게에 도달하기만 하면 주행 중이라도 도어가 개방되어 퇴적물을 배출하도록 구성된다. 다만 이러한 경우 엔진 룸 내부의 고온의 공기가 에어클리너 내로 유입될 수 있고, 이로 인해 연비와 토크 성능 저하가 생길 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 에어클리너 내부의 공기 온도가 상승하면, 공기 밀도가 저하된다. 이러한 경우 흡입 공기량이 감소하며, 이는 결국 엔진 효율의 저하와 연비 및 토크 성능 저하로 연결된다. 본 발명은 엔진 부압을 이용하는 바 차량의 주행 중에는 리드가 개방되지 않고 차량의 주정차 시에만 리드가 개방되게 하므로 상기한 문제점을 회피할 수 있다.

도 5에는 차량의 주행 중 에어클리너의 상태가, 도 6에는 정차 중 에어클리너의 상태가 도시되어 있다. 도 5 및 6을 참조하여, 본 발명에 따른 에어클리너의 이물질 배출 구조의 작용효과에 대하여 설명한다.

차량의 주행 중에는 엔진 부압이 발생한다. 엔진 부압에 의해 가이드하우징(50) 내의 피스톤(60)이 최상측으로 이동한다. 연결부재(80)에 의해 피스톤(60)과 연결되는 리드(40)는 피스톤(60)의 상방이동에 따라 폐쇄상태 측으로 당겨지고, 폐쇄된 상태를 유지한다. 이때 이물질이 도 5의 화살표(I) 방향으로 유입되어 본체(20) 하측의 영역(R)에 쌓이게 된다.

반면, 차량의 정차 중 엔진 부압이 제거되면, 피스톤(60)은 가이드하우징(50)을 따라 하방으로 이동하고, 가이드하우징(50)의 최하측까지 이동한다. 피스톤(60)이 하강함에 따라 연결부재(80)에 의해 리드(40)가 밀려서 개방상태가 된다. 이때 도 6의 화살표(O) 방향을 따라 본체(20)의 영역(R)에 축적되었던 이물질을 배출된다. 도 6에는 화살표(O)의 표시를 위하여 연결부재(80)의 일부를 생략하였으나 도 4 등과 같이 연결부재(80)에 의해 리드(40)가 연결된다.

에어클리너의 주요 기능으로는 여과기능뿐만 아니라 소음저감 기능이 있다. 주행 시 엔진에서 발생하는 소음이 외부로 새어 나가지 않게 에어클리너의 기밀성을 확보하는 것이 NVH(Noise, Vibration, and Harshness) 관점에서 유리하다. 본 발명에 따르면, 주행 시에 발생하는 엔진 부압으로 피스톤(60)이 상방으로 이동하고 피스톤(60)에 연결되는 연결부재(80)가 리드(40)를 당겨 폐쇄 상태를 유지하므로 NVH 성능을 확보할 수 있다.

다만 이 경우 에어클리너 내부에 이물질이 퇴적되고, 배출이 되지 않고 퇴적만이 이루어질 경우 흡압 상승으로 동력 성능이 저하된다. 이에 본 발명은 정차 시 엔진 부압이 제거되면 리드(40)가 개방되도록 구성함으로써 이물질이 원활하게 배출될 수 있고 상기한 문제점을 피할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

20: 본체 40: 리드
50: 가이드하우징 60: 피스톤
80: 연결부재 120: 개구
140: 힌지부 150: 상부 하우징
160: 상부 디스크 220: 수용홈
240: 제1 장착요소 250: 하부 하우징
260: 하부 디스크 340: 씰링부재
350: 통공 360: 축
460: 제2 장착요소 1250: 끼움부
2250: 안착부 3250: 가이드홀

Claims (15)

1. 본체;
   상기 본체 내에서 차량의 엔진 부압에 의해 상하이동가능하게 장착되는 피스톤; 및
   상기 피스톤의 이동에 연동하여 본체에 대하여 개폐가능하게 상기 본체의 하측에 기밀하게 장착되는 리드;
   를 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 리드는 상기 본체에 힌지 결합되는 것인 차량용 에어클리너.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 리드에 결합되고 상기 리드를 본체에 기밀하게 장착하는 씰링부재;
   를 더 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 피스톤의 상하이동을 안내하도록 상기 피스톤을 내부에 수용하고, 내부와 외부가 유체연통하게 구성되는 가이드하우징;
   을 더 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 가이드하우징의 상부면은 복수의 통공을 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 피스톤 및 리드를 연결하는 연결부재;
   를 더 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 연결부재는 나일론을 포함하는 연질의 소재로 형성되는 것인 차량용 에어클리너.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 피스톤은,
   상부 디스크; 및
   상기 상부 디스크와 일정 간극을 두고 상부 디스크와 연결되는 하부 디스크;
   를 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
9. 청구항 6에 있어서, 상기 리드는 연결부재의 일 단부가 결합되는 제1 장착요소를 포함하고,
   상기 피스톤은 연결부재의 타 단부가 결합되는 제2 장착요소를 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
10. 청구항 4에 있어서, 상기 가이드하우징은 본체로부터 탈착가능하게 결합되는 것인 차량용 에어클리너.
11. 청구항 4에 있어서, 상기 가이드하우징은 본체와 일체로 형성되는 것인 차량용 에어클리너.
12. 청구항 4에 있어서, 상기 본체의 내부 하측면에는 표면으로부터 함몰 형성되는 수용홈이 형성되고,
    상기 가이드하우징은 상기 수용홈에 끼움가능한 끼움부를 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
13. 청구항 4에 있어서,
    상기 피스톤 및 리드를 연결하는 연결부재를 더 포함하고,
    상기 가이드하우징에는 상기 연결부재가 통과화는 가이드홀이 마련되는 것인 차량용 에어클리너.
14. 청구항 4에 있어서, 상기 가이드하우징은,
    상기 본체 내부 하측면에 결합되는 하부 하우징; 및
    상기 하부 하우징에 분리가능하게 결합되는 상부 하우징;
    을 더 포함하는 것인 차량용 에어클리너.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 상부 하우징이 안착되도록 하부 하우징의 외면에는 둘레를 따라 표면으로부터 돌출하는 안착부가 형성되는 것인 차량용 에어클리너.

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