KR20210054608A - 차량용 에어클리너 - Google Patents

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KR20210054608A
KR20210054608A KR1020190139868A KR20190139868A KR20210054608A KR 20210054608 A KR20210054608 A KR 20210054608A KR 1020190139868 A KR1020190139868 A KR 1020190139868A KR 20190139868 A KR20190139868 A KR 20190139868A KR 20210054608 A KR20210054608 A KR 20210054608A
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 에어클리너에 관한 것으로, 입구포트(130)를 통해 바디(110)내로 유입된 공기가 수평방향으로 이동하면서 필터조립체(200)를 통과하고, 필터조립체(200)의 통과시 공기속에 포함된 불순물이 걸러지고, 불순물이 걸러진 깨끗한 공기는 다시 수평방향으로 이동해서 출구포트(140)를 통해 배출되도록 된 것이다.

Description

차량용 에어클리너{AIR CLEANER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 에어클리너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입구포트를 통해 유입된 공기가 수평으로 이동하면서 필터에 의해 불순물이 여과된 후 출구포트를 통해 배출되도록 구성된 차량용 에어클리너에 관한 기술이다.
차량의 흡기시스템은 에어덕트(air duct)와 에어클리너(air cleaner) 및 에어호스(air hose)를 포함하여 이루어진다.
에어덕트는 주행 중 외부의 신선한 공기를 흡입하는 역할을 하는 것이고, 에어클리너는 흡입된 신기에 포함되어 있는 불순물(먼지 및 수분 등)을 필터(엘리먼트)를 통해 여과함과 더불어 흡기음을 줄이고 역화시에는 불길을 저지함으로써 실린더와 피스톤의 마멸 및 오일의 오염 등을 방지하는 역할을 하며, 에어호스는 불순물이 제거된 신기를 엔진의 연소실로 공급하는 역할을 하는 것이다.
에어클리너는 크게 바디와 커버로 구성된 케이스, 및 케이스내에 위치해서 불순물을 필터링하는 필터(엘리먼트)를 포함한다.
에어클리너는 주변 부품과의 간섭 및 설치구조를 고려하여 전체적인 크기가 작은 크기로 형성되는 추세이고, 이로 인해 에어클리너를 구성하는 케이스는 높이가 낮게 형성되는 추세이다.
따라서, 높이가 낮게 형성된 케이스를 구비한 에어클리너의 조건에서, 공기가 상하방향(이하 수직방향이라 한다)으로 이동하고, 이에 따라 수직방향으로 이동하는 이물질을 걸러내는 필터가 장착된 경우, 공기가 흡입된 후 배출되기까지 이동하는 과정에서 공기의 흐름이 급격히 변화하는 문제가 발생하고, 공기의 흐름이 급격히 변화하는 과정에서 공기의 유동저항이 증가하는 문제가 발생하고, 이로 인해 에어클리너의 성능저하를 초래하는 단점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
대한민국공개특허공보 제10-2018-0128146호
본 발명은, 케이스의 입구포트를 통해 유입된 공기가 케이스내에서 좌우방향(이하 수평방향이라 한다)으로 이동하고, 수평방향으로 이동하는 이물질을 걸러내는 필터가 장착되며, 불순물이 여과된 공기가 케이스의 출구포트를 통해 배출되는 구성을 갖춘 차량용 에어클리너로서, 공기가 이동하는 과정에서 흐름이 급격히 변화하는 현상을 없앨 수 있도록 하고, 이를 통해 공기의 유동저항을 줄임에 따라 성능향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 필터의 형상 및 구조를 개선해서 중량감소와 원가절감 및 제조공정의 단순화를 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 에어클리너는, 불순물이 포함된 공기가 유입되는 입구포트 및 불순물이 걸러진 공기가 배출되는 출구포트를 구비하고 입구포트에서 출구포트까지 공기가 수평방향으로 이동하도록 형성된 케이스; 및 상기 케이스내에 설치되고 공기중에 포함된 불순물을 필터링하는 필터를 구비한 필터조립체를 포함하고; 상기 필터는 수평방향으로 이동하는 공기중에 포함된 불순물을 필터링할 수 있도록 케이스에 대해 수직방향을 배치되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 케이스는 입구포트와 출구포트가 구비되고 필터조립체가 설치되는 내부공간이 형성된 바디; 및 상기 바디에 결합되는 커버를 포함하고; 상기 필터조립체의 상하단이 커버와 바디에 눌려짐에 따라 케이스내에 필터조립체가 고정되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 입구포트와 출구포트는 케이스의 수평방향으로 돌출되도록 케이스에 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 필터는 1차 필터 및 2차 필터로 구성되고; 상기 1차 필터는 입구포트를 회피해서 설치되고; 상기 2차 필터는 출구포트에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 필터는 1차 필터 및 2차 필터로 구성되고; 상기 1차 필터의 상하부에 일체로 결합된 상부캡 및 하부캡을 더 포함하고; 상기 상부캡과 하부캡에는 상하로 관통하는 중앙구멍이 형성되고; 상기 1차 필터는 중앙구멍을 회피해서 상부캡 및 하부캡과 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 상부캡과 하부캡은 우레탄 용액이 경화되면서 포밍화 된 우레탄폼인 것을 특징으로 한다.
상기 케이스는 필터조립체가 설치되는 바디 및 바디에 결합되는 커버를 포함하고; 상기 바디와 커버의 결합시 커버에 형성된 커버플랜지가 상부캡을 눌러서 가압하고 바디에 형성된 바디플랜지가 하부캡을 밑에서 지지함에 따라 케이스내에 필터조립체가 고정되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 1차 필터의 일측에 위치하면서 상단과 하단이 상부캡 및 하부캡과 연결되도록 결합된 프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 1차 필터는 일측으로 개구부를 갖는 U모양으로 형성되고; 상기 1차 필터의 개구부에 위치하면서 상부캡 및 하부캡과 결합되고 출구포트와 연통되게 결합된 연결포트를 구비한 필터가드를 더 포함하고; 상기 2차 필터는 연결포트를 가리도록 필터가드에 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 연결포트에는 2차 필터를 지지하면서 공기의 와류소음을 최소화하기 위한 에어플랩이 연결포트의 직경을 가로지르도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어클리너는, 높이가 낮게 형성된 케이스를 구비한 에어클리너의 조건에서 입구포트를 통해 바디내로 유입된 공기가 수평방향으로 이동하면서 필터조립체를 통과하고, 필터조립체의 통과시 공기속에 포함된 불순물이 걸러지고, 불순물이 걸러진 깨끗한 공기는 다시 수평방향으로 이동하면서 출구포트를 통해 배출되는 구성으로, 공기가 이동하는 과정에서 흐름이 급격히 변화하는 현상이 발생하지 않고, 이를 통해 공기의 유동저항을 줄일 수 있게 됨에 따라 에어클리너의 성능향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 1차 필터의 상하부에 결합된 상부캡과 하부캡이 우레탄 용액이 경화되면서 포밍됨에 따라 1차 필터와 일체로 결합되게 형성된 구조로, 상부캡과 하부캡을 제작하는 공정 및 1차 필터와의 결합공정을 단순화할 수 있고, 이를 통해 비용절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 필터조립체를 구성하는 상부캡과 하부캡의 중앙부에 상하로 관통하는 중앙구멍이 형성된 구성으로, 이를 통해 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 필터조립체를 구성하는 상부캡과 하부캡이 프레임을 통해 연결된 구성으로, 프레임을 통해 커버플랜지와 상부캡의 접촉력 및 바디플랜지와 하부캡의 접촉력을 한층 더 강화시킬 수 있게 되고, 이를 통해 커버플랜지와 상부캡의 접촉부의 기밀성능 및 바디플랜지와 하부캡의 접촉부의 기밀성능을 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 에어클리너의 사시도,
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 필터조립체의 사시도,
도 4는 본 발명에 따라 2차 필터가 결합된 필터가드의 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 에어클리너에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어클리너는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(100), 및 케이스(100)내에 위치해서 불순물을 필터링하는 필터조립체(200)를 포함한다.
케이스(100)는 소정크기의 바디(110), 및 바디(110)에 결합되어서 바디(110)를 커버링하는 커버(120)를 포함한다.
바디(110)에는 불순물(먼지, 수분 등)이 포함된 공기(신기)가 유입되는 입구포트(130) 및 필터조립체(200)를 통과하면서 불순물이 걸러진 깨끗한 공기가 배출되는 출구포트(140)가 구비되고, 입구포트(130) 및 출구포트(140)와 연결되고 필터조립체(200)가 설치되는 내부공간(150)이 형성된다.
입구포트(130)를 통해 바디(110)내로 유입된 공기는 내부공간(150)을 따라 수평방향으로 이동하면서 필터조립체(200)를 통과하고, 필터조립체(200)의 통과시 공기속에 포함된 불순물이 걸러지고, 불순물이 걸러진 깨끗한 공기는 다시 수평방향으로 이동하면서 출구포트(140)를 통해 배출된다.
즉, 본 발명에 따른 에어클리너는 공기가 상하의 수직방향이 아닌 좌우의 수평방향을 따라 이동하면서 필터조립체(200)를 통과하여 불순물이 필터링되는 구성으로, 이를 위해 필터조립체(200)를 구성하는 필터(210)는 수평방향으로 이동하는 공기중에 포함된 불순물을 필터링할 수 있도록 케이스(100)에 대해 수직방향을 배치되게 설치된 구조가 특징이다.
따라서, 본 발명에 따른 에어클리너는 공기가 수평방향으로 이동함에 따라 공기가 이동하는 과정에서 흐름이 급격히 변화하는 현상이 발생하지 않고, 이를 통해 공기의 유동저항을 줄일 수 있게 됨에 따라 에어클리너의 성능향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
입구포트(130)를 통해 바디(110)내로 유입된 공기가 수평방향으로 이동해서 출구포트(140)를 통해 배출될 수 있도록 입구포트(130)와 출구포트(140)는 케이스(100)의 수평방향으로 돌출되도록 바디(110)에 구비된 구조가 된다.
케이스(100)를 구성하는 바디(110)와 커버(120)가 서로 조립될 때에 케이스(100)내에 위치한 필터조립체(200)는 상단과 하단이 커버(120) 및 바디(110)에 각각 눌려짐에 따라 케이스(100)내에 고정되게 설치된다.
필터조립체(200)를 구성하는 필터(210)는 크게 1차 필터(211) 및 2차 필터(212)로 구성되며, 1차 필터(211)는 종이재질의 여과재로서 케이스(100)의 입구포트(130)를 회피하도록 설치되고, 2차 필터(212)는 케이스(100)의 출구포트(140)에 위치하도록 설치된다.
본 발명에 따른 필터조립체(200)는 1차 필터(211)의 상하부에 일체로 결합된 상부캡(220) 및 하부캡(230)을 더 포함하고, 상부캡(220)과 하부캡(230)에는 상하로 관통하는 중앙구멍(240)이 형성되고, 1차 필터(211)는 중앙구멍(240)을 회피해서 상부캡(220) 및 하부캡(230)과 결합된 구조를 갖는다.
상부캡(220) 및 하부캡(230)은 우레탄폼으로, 1차 필터(211)의 상하부에 우레탄 용액을 부어서 도포하고, 우레탄 용액이 경화되면서 포밍됨에 따라 1차 필터(211)의 상하부에 일체로 결합된 구조가 된다.
종래의 상부캡과 하부캡은 폴리프로필렌(PP, Polypropylene)재질로서 사출 성형으로 제작한 후 히팅(가열)한 다음 1차 필터와 열융착으로 결합한 구조로, 상부캡과 하부캡을 제작하는 공정 및 1차 필터와의 결합공정이 과다하고 복잡한 단점이 있었다.
하지만, 본 발명은 1차 필터(211)의 상하부에 우레탄 용액을 부어서 우레탄 용액이 경화되면서 포밍됨에 따라 1차 필터(211)의 상하부에 일체로 결합된 상부캡(220) 및 하부캡(230)이 형성되는 구조로, 전술한 종래의 구조에 비해 상부캡(220) 및 하부캡(230)을 제작하는 공정 및 1차 필터(211)와의 결합공정을 단순화할 수 있고, 이를 통해 비용절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 필터조립체(200)는 상부캡(220)과 하부캡(230)의 중앙부에 상하로 관통하는 중앙구멍(240)이 형성된 구성으로, 이를 통해 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 장점이 있다.
케이스(100)를 구성하는 바디(110)와 커버(120)가 서로 조립될 때에 케이스(100)내에 위치한 필터조립체(200)는 상단과 하단이 커버(120) 및 바디(110)에 각각 눌려짐에 따라 케이스(100)내에 고정되게 설치되며, 보다 상세하게 설명하면 커버(120)에 형성된 커버플랜지(121)가 필터조립체(200)의 상부캡(220)을 눌러서 가압하고 바디(110)에 형성된 바디플랜지(111)가 필터조립체(200)의 하부캡(230)을 밑에서 지지함에 따라 케이스(100)내에 필터조립체(200)가 고정되게 설치된 구조가 된다.
커버플랜지(121)와 상부캡(220)의 접촉부 및 바디플랜지(111)와 하부캡(230)의 접촉부는 각가 커버플랜지(121)의 가압력 및 바디플랜지(111)의 지지력에 의해 기밀이 유지되는 구조가 되며, 따라서 입구포트(130)를 통해 바디(110)내로 유입된 공기는 필터조립체(200)의 중앙구멍(240)으로 바로 이동하지 못하고, 반드시 1차 필터(211)를 통과한 후 중앙구멍(240)을 통해 2차 필터(212)로 이동하는 수평이동경로를 따라 이동하게 된다.
본 발명에 따른 실시예는 1차 필터(211)의 일측에 위치(중앙구멍쪽에 위치)하면서 상단과 하단이 상부캡(220) 및 하부캡(230)과 연결되도록 결합된 복수개의 프레임(250)을 더 포함한다.
프레임(250)을 통해 커버플랜지(121)와 상부캡(220)의 접촉력 및 바디플랜지(111)와 하부캡(230)의 접촉력을 한층 더 강화시킬 수 있게 되고, 이를 통해 커버플랜지(121)와 상부캡(220)의 접촉부의 기밀성능 및 바디플랜지(111)와 하부캡(230)의 접촉부의 기밀성능을 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 1차 필터(211)는 일측으로 개구부를 갖는 U모양으로 형성되고, U모양으로 형성된 1차 필터(211)의 개구부에는 필터가드(260)가 위치해서 필터가드(260)가 상부캡(220) 및 하부캡(230)과 초음파 융착으로 결합된다.
필터가드(260)에는 연결포트(270)가 구비되고, 연결포트(270)의 통로는 필터가드(260)를 관통하게 형성되며, 연결포트(270)는 케이스(100)의 출구포트(140)속으로 삽입되어서 출구포트(140)와 연통되게 결합되며, 2차 필터(212)는 연결포트(270)를 가리도록 필터가드(260)에 결합된다.
필터가드(260)의 사출 제작시 2차 필터(212)를 인서트하여 2차 필터(212)가 일체로 결합된 필터가드(260)를 제작한다.
또한, 본 발명에 따라 연결포트(270)에는 2차 필터(212)를 지지하면서 공기의 와류소음을 최소화하기 위한 복수개의 에어플랩(280)이 연결포트(270)의 직경을 가로지르도록 형성된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예의 에어클리너는, 높이가 낮게 형성된 케이스(100)를 구비한 에어클리너의 조건에서 입구포트(130)를 통해 바디(110)내로 유입된 공기가 수평방향으로 이동하면서 필터조립체(200)를 통과하고, 필터조립체(200)의 통과시 공기속에 포함된 불순물이 걸러지고, 불순물이 걸러진 깨끗한 공기는 다시 수평방향으로 이동하면서 출구포트(140)를 통해 배출되는 구성으로, 공기가 이동하는 과정에서 흐름이 급격히 변화하는 현상이 발생하지 않고, 이를 통해 공기의 유동저항을 줄일 수 있게 됨에 따라 에어클리너의 성능향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 1차 필터(211)의 상하부에 결합된 상부캡(220)과 하부캡(230)이 우레탄 용액이 경화되면서 포밍됨에 따라 1차 필터(211)와 일체로 결합되게 형성된 구조로, 상부캡(220)과 하부캡(230)을 제작하는 공정 및 1차 필터(211)와의 결합공정을 단순화할 수 있고, 이를 통해 비용절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 필터조립체(200)를 구성하는 상부캡(220)과 하부캡(230)의 중앙부에 상하로 관통하는 중앙구멍(240)이 형성된 구성으로, 이를 통해 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 필터조립체(200)를 구성하는 상부캡(220)과 하부캡(230)이 프레임(250)을 통해 연결된 구성으로, 프레임(250)을 통해 커버플랜지(121)와 상부캡(220)의 접촉력 및 바디플랜지(111)와 하부캡(230)의 접촉력을 한층 더 강화시킬 수 있게 되고, 이를 통해 커버플랜지(121)와 상부캡(220)의 접촉부의 기밀성능 및 바디플랜지(111)와 하부캡(230)의 접촉부의 기밀성능을 한층 더 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 - 케이스 110 - 바디
111 - 바디플랜지 120 - 커버
121 -커버플랜지 130 - 입구포트
140 - 출구포트 150 - 내부공간
200 - 필터조립체 210 - 필터
211 - 1차 필터 212 - 2차 필터
220 - 상부캡 230 - 하부캡
240 - 중앙구멍 250 - 프레임
260 - 필터가드 270 - 연결포트
280 - 에어플랩

Claims (10)

  1. 불순물이 포함된 공기가 유입되는 입구포트 및 불순물이 걸러진 공기가 배출되는 출구포트를 구비하고 입구포트에서 출구포트까지 공기가 수평방향으로 이동하도록 형성된 케이스; 및
    상기 케이스내에 설치되고 공기중에 포함된 불순물을 필터링하는 필터를 구비한 필터조립체를 포함하고;
    상기 필터는 수평방향으로 이동하는 공기중에 포함된 불순물을 필터링할 수 있도록 케이스에 대해 수직방향을 배치되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스는 입구포트와 출구포트가 구비되고 필터조립체가 설치되는 내부공간이 형성된 바디; 및
    상기 바디에 결합되는 커버를 포함하고;
    상기 필터조립체의 상하단이 커버와 바디에 눌려짐에 따라 케이스내에 필터조립체가 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 입구포트와 출구포트는 케이스의 수평방향으로 돌출되도록 케이스에 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터는 1차 필터 및 2차 필터로 구성되고;
    상기 1차 필터는 입구포트를 회피해서 설치되고;
    상기 2차 필터는 출구포트에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터는 1차 필터 및 2차 필터로 구성되고;
    상기 1차 필터의 상하부에 일체로 결합된 상부캡 및 하부캡을 더 포함하고;
    상기 상부캡과 하부캡에는 상하로 관통하는 중앙구멍이 형성되고;
    상기 1차 필터는 중앙구멍을 회피해서 상부캡 및 하부캡과 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 상부캡과 하부캡은 우레탄 용액이 경화되면서 포밍화 된 우레탄폼인 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 케이스는 필터조립체가 설치되는 바디 및 바디에 결합되는 커버를 포함하고;
    상기 바디와 커버의 결합시 커버에 형성된 커버플랜지가 상부캡을 눌러서 가압하고 바디에 형성된 바디플랜지가 하부캡을 밑에서 지지함에 따라 케이스내에 필터조립체가 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 1차 필터의 일측에 위치하면서 상단과 하단이 상부캡 및 하부캡과 연결되도록 결합된 프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 1차 필터는 일측으로 개구부를 갖는 U모양으로 형성되고;
    상기 1차 필터의 개구부에 위치하면서 상부캡 및 하부캡과 결합되고 출구포트와 연통되게 결합된 연결포트를 구비한 필터가드를 더 포함하고;
    상기 2차 필터는 연결포트를 가리도록 필터가드에 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 연결포트에는 2차 필터를 지지하면서 공기의 와류소음을 최소화하기 위한 에어플랩이 연결포트의 직경을 가로지르도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어클리너.
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