KR100921113B1 - 플라스틱 인매니의 강성 보강비드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱 인매니의 강성 보강비드 구조에 관한 것으로, 특히 플라스틱 인매니를 형성하는 각 셸의 결합부 중 응력 집중부에서의 강성이 증대되도록 한 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조에 관한 것이다.

본 발명의 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조는 진동 융착방법에 의해 플라스틱재 인매니를 형성하기 위해 분할된 인매니의 각 셸의 내측 접합부에 형성하는 비드 구조로서, 상기 분할된 인매니 셸의 내측 접합부에 비드를 형성하되, 응력집중부에보강비드를 추가로 형성하여 이중 구조의 비드를 형성하여 플라스틱 인매니의 강성이 증대되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱 인매니의 강성 보강비드 구조{RIGIDITY REINFORCING BEAD STRUCTURE OF PLASTIC INTAKE-MANIFOLD}

본 발명은 플라스틱 인테이크 매니폴드(Intake Manifold ; 이하 '인매니'라 함)의 강성 보강비드 구조에 관한 것으로, 특히 플라스틱 인매니를 형성하는 각 셸(Shell)의 결합부 중 응력 집중부에 보강비드를 추가하여 이중구조의 비드가 형성되도록 함으로써 강성이 증대되도록 한 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 동력을 발생하는 엔진은 외부로부터 공기를 유입시켜 연료와 함께 연소한 후 생성된 배기가스를 외부로 배출되도록 하며, 이러한 외부의 공기와 연료를 엔진의 연소실로 유입시키기 위해 통상, 각 연소실로 연결되는 러너(Runner)로 이루어진 인매니를 이용하게 된다.

이와 같은 인매니는 엔진의 실린더에 좌,우 양쪽으로 형성된 연소실로 이어지도록 좌,우측 러너로 이루어져, 에어크리너를 통해 유입된 외부에어와 스로틀바디를 통해 유입된 연료의 혼합기를 연소실로 유입시켜 엔진을 작동시키는 기능을 수행한다.

최근 자동차의 흡기 매니폴드는 종래의 알루미늄 재질에서 원가, 중량면에서의 장점으로 인해 플라스틱 재질로 만들어지고 있다. 재질의 플라스틱화로 그 제작공법도 종래의 중력 주조방법에서 플라스틱 사출후 진동 융착방법을 적용하는 방식으로 변했다.

상기 진동 융착법이란 3-4개로 구성된 인매니의 분할 셸을 접합시키는 방법으로 두개의 플라스틱 셸을 빠르게 마찰시켜 발생한 열로 일정 구간 플라스틱을 녹여서 접합시키는 방법이다.

그러나 인매니의 형상에 의해 필연적으로 인매니의 국부적인 부분에 파괴 허용응력 이상의 응력이 발생하게 되고, 이 응력집중도가 커지면 인매니는 낮은 파열압에서 파괴된다.

보통의 경우, 응력 집중도가 커지면 형상을 변경하면 되지만 그렇지 못한 경우는 새로운 방법이 필요하게 된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인매니 형성을 위해 접합되는 두개의 분할 셸의 내측 접합부상에 비드를 형성하되, 인매니의 구조상 응력 집중도가 큰 부위에 보강비드를 추가로 형성하여 이중 비드구조를 이루도록 하여 응력 집중부에서의 낮은 파열압에 의해 파괴되는 현상을 방지할 수 있는 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조는 진동 융착방법에 의해 플라스틱재 인매니를 형성하기 위해 분할된 인매니의 각 셸의 내측 접합부에 형성하는 비드 구조로서, 상기 분할된 인매니 셸의 내측 접합부에 비드를 형성하되, 응력 집중부에 보강비드를 추가로 형성하여 이중 구조의 비드를 형성함으로써, 플라스틱 인매니의 강성이 증대되도록 한 것이다.

본 발명의 보강비드는 응력집중부에 형성되는 원 비드의 내측으로 일정간격 이격되고, 상기 비드에 비해 각도가 큰 반지름를 갖는 보강비드가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 보강비드는 플라스틱 인매니의 구성중 플랜지 셸과 미드 셸의 내측 접합부상에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조에 의하면, 분할된 인매니의 각 셸의 내측 접합부에 비드를 형성하되, 응력집중부에 보강비드를 추가 형성하여 이중 구조의 비드구조를 형성함에 의해 인매니의 결합부에서의 강성을 증대시킬 수 있는 효과를 발휘한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 인매니의 외부 구조를 도시한 사시도이다.

상기 도시된 인매니(10)는 사이드 피드 타입(side feed type)의 3개의 셸이 결합된 형태의 인매니로서, 서지 탱크 주변부와 특히 탑 바디 네크(top body neck)와 4번 러너가 만나는 부분의 비교적 작은 각을 이루고 있는 부분에 응력집중이 많이 발생하게 된다.

상기 인매니(10)를 형성하는 3개의 셸은 사이드 셸과 미드 셸 및 플랜지 셸로서, 상기 분할된 각 셀의 결합부 중 사이드 셸과 접합되는 부위에서는 응력 집중부가 형성되지 않고, 플랜지 셸과 미드 셸의 접합부에서 주로 발생한다.

도 2a 와 도 2b 는 본 발명의 기술이 적용된 플라스틱 인매니의 분할된 셸의 내측 접합부위에 비드가 형성된 상태를 도시한 도면이고,

도 3a 는 상기 도 2a 의 A 부, 도 3b 는 상기 도 2b 의 B 부를 각각 확대 도시한 도면이다.

상기 도시된 예는 인매니(10)를 형성하는 세 개의 분할 셸 중, 플랜지 셸(10a)과 미드 셸(10b)의 구조를 도시한 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 통상 인매니(10)는 사이드 셸과 미드 셸 및 플랜지 셸의 세 개의부재가 결합된 구성으로 이루어지며, 상기 분할된 각 셀의 결합부 중 사이드 셸과 접합되는 부위에서는 사이드 셸의 구조상 응력 집중부가 형성되지 않는다.

따라서 상기 도면에 예시된 경우는, 인매니(10)의 구성부재중 플랜지 셸(10a)과 미드 셸(10b)의 접합부에 비드(30)가 형성된 상태를 예시한 것이다.

상기 예시된 플랜지 셸(10a)과 미드 셸(10b)의 내측 결합부에는 플라스틱 진동 융착방법에 의해 두 부재를 결착하기 위한 비드(30)가 형성된다. 본 발명에서는 상기 비드(30)를 형성하는 것과 함께, 특히 응력이 집중되는 부위, 예컨대 상기 도면상에 A 부와 B 부에서, 원래 형성되어 있는 비드(30a) 이외에 보강비드(30b)를 추가로 설치하고 있다. 따라서 상기 응력 집중부(A,B 부)에서는 두개의 비드(30a,30b)가 형성된 이중비드 구조를 이루고 있어, 이 부위에서의 결합 강성이 크게 증대된다.

도 3b 의 C 는 응력 집중이 생기는 부위로서 소 둔각부를 형성하고 있으며, 이 부위에 종래의 형성되는 원 비드(30a)가 위치해 있다.

상기 도면에서, 도면부호 (50)은 트랩(trap)으로서, 이 트랩(50)은 용접할 때 소재가 녹아 인매니의 안쪽으로 넘어들어오지 않도록 하는 벽이다.

본 발명에서와 같이 두개의 비드(30a,30b)를 형성해야 하는 이유는 만약, 비드구조가 이중이 아닌 한개의 비드(30a) 폭만을 증가하였을 경우, 상기 트랩(50)과 비드(30a) 사이의 간극을 넓게 해 주어야 한다. 왜냐하면, 한개의 비드(30a) 폭 이 증가하게 되면, 이에 따라 용융된 소재 양의 증가로 상기 트랩(50)을 넘어 용융 소재가 인매니 안쪽으로 녹아 들어갈 수 있기 때문이다.

또한, 상기 트랩(50)과 비드(30a) 사이의 간극(d)이 커질수록 인매니 내측으로부터의 압력 작용시, 모멘트의 증가로 강성이 약화되는 결과를 초래할 수 있다.

따라서 한개의 비드(30a)의 폭을 증대시키는 대신 본 발명에서와 같이, 이중 구조의 비드(30a,30b)를 형성함으로써, 트랩(50)과 비드(30a) 사이의 간극을 유지하여 용융 소재가 인매니의 내측으로 흘러들어 가지 않도록 하면서, 강성까지 증대시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 두 셸(10a,10b)의 결합부에 형성되는 비드(30)는 진동 융착방법에 의해 접합이 이루어지는 것을 감안하여, 인매니 본체부에서 대략 2mm - 3mm 정도 돌출되어 나오고, 폭은 4mm - 5mm 정도 되는 형태로 형성되게 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명의 보강비드를 추가로 형성하여 이중의 비드 구조를 응력 집중부에 형성함에 의해 인매니의 응력 집중부에서의 낮은 파열압에 의해 파괴되는 현상을 막을 수 있게 된다.

도 1 은 플라스틱 인매니의 외부 구조를 도시한 사시도이고,

도 2a 와 도 2b 는 본 발명의 기술이 적용된 플라스틱 인매니의 분할된 셸의 내측 접합부위에 비드가 형성된 상태를 도시한 도면이며,

도 3a 는 상기 도 2a 의 A 부, 도 3b 는 상기 도 2b 의 B 부를 각각 확대 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인매니 10a : 플랜지 셸

10b : 미드 셸 30 : 비드

30a,30b : 이중구조의 비드 50 : 트랩(trap)

Claims (3)

1. 진동 융착방법에 의해 플라스틱 인매니를 형성하기 위해 분할된 인매니의 각 셸의 내측 접합부에 형성하는 비드 구조로서,

   상기 분할된 인매니 셸의 내측 접합부에 비드를 형성하되, 응력집중부에 보강비드를 추가로 형성하여 이중 구조의 비드를 형성함으로써, 플라스틱 인매니의 강성이 증대되도록 한 것을 특징으로 하는 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 보강비드는 응력집중부에 원래의 형성되어 있는 비드의 각도에 비해 내측으로 더 큰 반지름을 갖는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조.
3. 청구항 1 에 있어서,

   상기 보강비드는 플라스틱 인매니의 구성중 플랜지 셸과 미드 셸의 내측 접합부상에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 인매니 강성보강 비드 구조.

Images