KR101119700B1 - 자동차의 흡기 소음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 흡기 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 자동차의 흡기 장치에서 발생하는 소음을 헬름 홀츠 공명 원리에 의해 저감시키는 흡기 소음 저감 장치에 있어서, 일측에 개구된 네크부(neck)가 형성되고 공명기 기능을 하도록 속이 빈 본체, 및 상기 본체의 네크부에 결합되고 중앙부에 개구부가 형성된 막 형태의 다이어프램을 포함하고, 저감되는 소음의 주파수 대역은 상기 다이어프램의 개구부의 단면적에 따라 변경되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 네크 단면적만을 조정하여 주파수 튜닝을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 소형의 다이어프램을 구비함으로써 제조시간 및 제조비용이 절감되는 효과가 있다. 또한, 부직포와 같은 경량의 재질로 형성되는 다이어프램을 구비함으로써 중량이 감소되는 효과가 있다.

흡기 소음, 공명, 다이어프램

Description

자동차의 흡기 소음 저감 장치{Device for Decreasing Intake Noise of Vehicle}

본 발명은 자동차의 흡기 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 흡기관에 연결되어 흡기 소음의 진동수와 차체의 고유진동수가 일치할 때 발생하는 공명현상에 따른 노이즈를 저감시키는 자동차의 흡기 소음 저감 장치에 관한 것이다.

요즈음 차량의 발전에 따라 소비자의 욕구는 한층 강화되어 가고 있는 경향을 보이고 있으며, 일 예로 차량의 고급화와 성능의 향상을 선호하는 것으로 나타나고 있는데, 특히 차량의 성능 중에서 차량의 고급화와 더불어 정숙성을 요구하는 경향도 함께 높아지고 있다.

이러한 차량의 정숙성에 영향을 주는 소음에는 엔진, 흡/배기장치, 노면가진 그리고 차량의 형태에 따른 외부유동에 의하여 발생하는 소음 등이 있으며 크게 공기기인 소음(Air-borne noise)과 구조기인 소음(Structure-borne noise)으로 분류할 수 있다.

상기 구조기인 소음은 엔진의 가진력 및 노면의 진동에 의하여 차체가 진동될 때 발생되는 소음이고, 공기기인 소음은 주 소음원인 엔진의 폭발음, 흡/배기장치의 유동에 의해 발생되는 것으로, 공기기인 소음 중 자동차 흡기장치에서 발생하는 소음의 진동수와 차체의 고유 진동수가 일치하는 경우 공명현상이 일어난다. 공명현상은 진동이 가능한 어떤 계(界)가 이 계의 고유 진동수와 같거나 거의 같은 진동수를 갖는 주기적인 충격의 작용을 받는 경우 충격을 받은 계가 비교적 커다란 진폭으로 진동하는 현상이다. 이와 같이 큰 진폭으로 진동하는 공명 현상에 의해 차체의 고유 진동수와 흡기장치에서 발생하는 소음이 일치하는 경우 커다란 소음을 발생시키게 된다. 이러한 공명현상에 의해 발생되는 소음이 실내로 전달되어 운전자 및 승객에게 불쾌감을 주는 문제점이 있다.

이에 따라, 종래에는 공명현상에 의한 소음을 방지할 수 있는 흡기 소음 저감 장치를 흡기장치에 설치하였다.

도 1은 종래의 자동차의 흡기 소음 저감 장치의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자동차의 흡기 소음 저감 장치는 일측에 네크(neck)가 형성되고 공명기 기능을 하도록 속이 빈 본체(1)로 구성되어, 본체(1)의 부피(V), 네크 길이(L) 및 네크 단면적(A)에 따라 헬름홀츠 공명공식에 의해 흡기 소음의 진동수(f)가 결정된다.

하지만, 이러한 종래의 자동차의 흡기 소음 저감 장치는 하나의 특정 주파수 대역에 대해서만 공명기 역할을 함으로써, 다른 주파수 대역에 대해서는 본체(1)의 부피(V), 네크 길이(L) 및 네크 단면적(A)을 변경하거나 흡기 소음 저감 장치를 더 추가하여 특정 주파수 영역을 맞추어야 한다.

따라서, 종래의 자동차의 흡기 소음 저감 장치는 다양한 엔진의 음원의 변화에 의하여 주파수 대역이 넓어지거나 넓은 범위의 주파수 대역에 대한 소음 저감을 필요로 하는 경우, 전체 패키지를 설계부터 변경해야 함으로써 제조시간 및 제조비용이 증가하는 문제점이 있고, 또는 흡기 소음 저감 장치를 추가로 장착함으로써 중량이 증대되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 네크 단면적을 조정함으로써 넓은 범위의 주파수 대역에 대한 소음 저감을 할 수 있는 자동차의 흡기 소음 저감 장치를 제공하는 것이다.

그리고, 소형으로 제작되고 공간을 적게 차지하는 다이어프램을 구비하는 자동차의 흡기 소음 저감 장치를 제공하는 것이다.

또한, 플라스틱 재질뿐만 아니라 부직포와 같은 유연하고 가벼운 재질로 형성가능한 다이어프램이 구비된 자동차의 흡기 소음 저감 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 흡기 소음 저감 장치는 자동차의 흡기 장치에서 발생하는 소음을 헬름 홀츠 공명 원리에 의해 저감시키는 흡기 소음 저감 장치에 있어서, 일측에 개구된 네크부(neck)가 형성되고 공명기 기능을 하도록 속이 빈 본체, 및 상기 본체의 네크부에 결합되고 중앙부에 개구부가 형성된 막 형태의 다이어프램을 포함하고, 저감되는 소음의 주파수 대역은 상기 다이어프램의 개구부의 단면적에 따라 변경되는 것을 특징으로 한다.

상기 다이어프램의 개구부의 지름은 20~30mm인 것이 바람직하다.

상기 다이어프램의 두께는 2~5mm인 것이 바람직하다.

상기 다이어프램은 플라스틱으로 형성될 수 있다.

상기 다이어프램은 부직포로 형성되는 것이 좋다.

상기와 같이 본 발명은 넓은 주파수 대역의 자동차 흡기 토출 소음을 저감하기 위해 네크 단면적만을 조정함으로써, 주파수 튜닝을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 소형의 다이어프램을 구비함으로써 제조시간 및 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 부직포와 같은 경량의 재질로 형성되는 다이어프램을 구비함으로써 중량이 감소되는 효과가 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 자동차의 흡기 소음 저감 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차의 흡기 소음 저감 장치를 나타낸 개략도이고, 도 3은 도 2에 도시된 자동차의 흡기 소음 저감 장치의 부분 사시도를 나타낸 것이다.

도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 흡기 소음 저감 장치는 일측에 개구된 네크부(neck)(11)가 형성되고 공명기 기능을 하도록 속이 빈 본체(10)와, 본체(10)의 네크부(11)에 결합되는 다이어프램(20)을 포함하며, 본체(10)의 부피(V), 네크부(11)의 길이(L) 및 네크부(11)의 입구 단면적(A)에 따라 헬름홀츠 공명 공식인 f=

에 의해 흡기 소음의 진동수(f)가 결정된다.

상기 헬름홀츠 공명 공식에서 c는 음속으로서, 일반적으로 340 m/sec로 계산된다.

본체(10)의 네크부(11)는 자동차의 엔진에 연결되는 흡기관(50)에 연결되어, 엔진으로부터 흡기관(50)을 통해 유동하던 소음파는 흡기 소음 저감 장치의 네크부(11)를 통해 본체(10)로 유입되고 공명현상에 의해 소음이 저감된다.

다이어프램(20)은 중앙부에 개구부(21)가 형성된 도넛 형태이고, 두께가 2~5mm인 막 형태로 형성되며 바람직하게는 3mm인 것이 좋다. 개구부(21)의 지름은 20~30mm이며, 특히 25mm인 것이 가장 바람직하다. 또한, 다이어프램(20)은 플라스틱 또는 부직포로 제조될 수 있으며, 부직포로 제조되면 흡기 소음 저감 장치의 전체적인 중량이 크게 증가되지 않는 장점이 있다.

흡기 소음 저감 장치의 형상에 따른 진동수는 상기 헬름홀츠 공명 공식에 따라 정해지므로 소음이 발생하는 것을 방지하기 위해 공명현상을 일으키는 특정 주 파수 대역을 설정하고 이 주파수 대역을 벗어날 수 있는 진동수를 맞추기 위해 상기 진동수를 결정하는 요소인 흡기 소음 저감 장치의 본체(10)의 부피(V), 네크부(11)의 길이(L) 및 네크부(11) 입구의 단면적(A) 중에서 네크부(11) 입구의 단면적(A)만을 변경하여 진동수를 변화시키므로써 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 자동차의 흡기 소음 저감 장치는 다이어프램(20)만을 교체함으로써 네크 단면적(A)을 용이하게 변경할 수 있으며, 네크 단면적(A)만을 조절함으로써 저감되는 소음의 주파수 대역을 용이하게 맞출 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 자동차의 흡기 소음 저감 장치의 작동을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

엔진으로부터 흡기관(50)을 통해 유동되던 소음파는 흡기 소음 저감 장치의 네크부(11)를 통해 본체(10)로 유입된다. 이때, 본체(10)의 내부공간에서는 일정 주파수 대역의 소음이 공명 현상에 의해 소멸된다.

이때, 엔진의 음원 변화 등 주파수 대역이 넓어지거나 넓은 범위의 주파수 대역에 대한 소음 저감을 필요로 하는 경우, 다이어프램(20)을 교체하여 개구부(21)의 지름을 변경한다. 네크부(11) 입구의 단면적(A)이 변경됨으로써 진동수가 변화되어 넓은 범위의 소음파의 발생하는 것을 방지할 수 있다.

종래 자동차의 흡기 소음 저감 장치에서는 다양한 엔진의 음원의 변화에 의하여 주파수 대역이 넓어지거나 넓은 범위의 주파수 대역에 대한 소음 저감을 필요로 하는 경우, 전체 패키지를 설계부터 변경해야 함으로써 제조시간 및 제조비용이 증가하는 문제점이 있었고, 또는 흡기 소음 저감 장치를 추가로 장착함으로써 중량이 증대되는 문제점이 있었다.

하지만 본 발명의 실시 예에 따르면 네크부의 단면적만을 조정하여 주파수 튜닝을 용이하게 할 수 있고, 소형의 다이어프램을 구비함으로써 제조시간 및 제조비용이 절감되며, 부직포와 같은 경량의 재질로 형성되는 다이어프램을 구비함으로써 중량이 감소될 수 있도록 하였다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 자동차의 흡기 소음 저감 장치의 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동차의 흡기 소음 저감 장치를 나타낸 개략도,

도 3은 도 2에 도시된 자동차의 흡기 소음 저감 장치의 부분 사시도를 나타낸 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체 11 : 네크부

20 : 다이어프램 21 : 개구부

50 : 흡기관

Claims (6)

1. 자동차의 흡기 장치에서 발생하는 소음을 헬름 홀츠 공명 원리에 의해 저감시키는 흡기 소음 저감 장치에 있어서,

   상기 흡기 소음 저감 장치는

   일측에 개구된 네크부(neck)(11)가 형성되고 공명기 기능을 하도록 속이 빈 본체(10); 및

   상기 본체(10)의 네크부(11)에 결합되고 상기 네크부(11)의 개구보다 작은 개구부(21)가 중앙부에 형성된 막 형태의 다이어프램(20)을 포함하고,

   저감되는 소음의 주파수 대역은 상기 다이어프램(20)의 개구부(21)의 단면적에 따라 변경되고, 그리고

   상기 다이어프램(20)은 크기가 상이한 개구부(21)를 갖는 다른 다이어프램들과 교체 가능한 것을 특징으로 하는,

   자동차의 흡기 소음 저감 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 다이어프램(20)의 개구부(21)의 지름은 20~30mm인 것을 특징으로 하는,

   자동차의 흡기 소음 저감 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 다이어프램(20)의 두께는 2~5mm인 것을 특징으로 하는,

   자동차의 흡기 소음 저감 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 다이어프램(20)은 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는,

   자동차의 흡기 소음 저감 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 다이어프램(20)은 부직포로 형성된 것을 특징으로 하는,

   자동차의 흡기 소음 저감 장치.

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