KR100191263B1 - 푸시온식 자동차용 필터 - Google Patents

푸시온식 자동차용 필터 Download PDF

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안토니 콘티 케네스
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크리스 로저 에이취.
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Abstract

필터 조립체는 베이스 및 베이스에 설치되는 필터 카트리지를 포함하고 있다. 필터 카트리지는 스냅링의 인접 양단부 사이에 위치하는 캠부재의 회전에 의해 팽창되는 반경방향으로 팽창가능하고 탄성이 있고 원주방향으로 뻗은 스냅링에 의해 베이스에 지지된다. 스냅링은 필터 카트리지를 베이스에 지지하기 위해 필터 카트리지에 있는 홈과 맞물리는 립을 포함하고 있다.

Description

푸시온식 자동차용 필터
제1도는 본 발명의 가르침에 따라 만들어진 필터 카트리지 및 필터 베이스를 관통해 취한 횡단면도이고,
제2도는 대체로 제1도의 2-2선을 따라 취한 횡단면도이고,
제3도는 대체로 제2도의 3-3선을 따라 취한 단면도이다.
본 발명은 푸시온식(밀어서 끼우는) 액체 필터에 관한 것이다.
예컨대 자동차 윤활유의 여과에 사용되는 현존하는 액체 필터는 보통 소위 스핀-온(spin-on, 돌려서 끼우는) 필터로서 필터 하우징에는 나삿니 출구가 있어 이 출구가 차량 엔진의 장착 표면으로부터 연장되어 있는 장착 스터드와 맞물린다. 필터에는 또한 가스켓이 있어 이 가스켓이 나삿니 개구에 외접하여 엔진의 장착 표면위로 압접되어 윤활유의 누출을 방지하는 시일을 형성한다.
소위 스핀온 필터는 누출방지를 위해 가스켓과 장착면의 밀봉결합에 의존하기 때문에 그런 설치시 액밀을 확실하게 하기 위해 필터를 지나치게 조이게 되는 경향이 있다. 따라서, 그런 가스켓은 장착면의 점착하는 경향이 있어 다음에 제거하기가 어렵게 된다. 필터는 장착면위로 적당하게 조여져야 하기 때문에 필터를 제거하고 설치하는데 필요이상 시간이 많이 걸린다.
또한 필터의 폐기부분에는 역류 방지 및 안전밸브가 포함되고 이들은 필터교환시마다 폐기된다. 그위에 나삿니가 있는 장착개구는 비교적 두꺼운 태핑판으로 만들어져야 하고 그것은 필터하우징의 잔부에 고정되어야 하며 그 때문에 제작비가 증가한다.
본 발명은 고정된 장착 베이스에 설치되는 드로우아웨이(폐기형) 필터를 제공한다. 필터는 태핑판이 없는 개방단을 가지며 반경방향(방사방향)으로 장착 베이스에 고정된다. 반경방향 시일이 하우징과 결합하고, 그리하여 가스켓을 장착 베이스에 압밀할 어려움을 회피하면서 액밀밀봉이 자동적으로 확보된다.
이와 유사한 필터가 선행기술 미국특허 제3,490,594호에 개시되어 있다.
그러나 이 필터의 설계는 필터를 제자리에 유지하기 위해서 비교적 복잡한 분할링에 의존하고 있으며, 필터에 외접하면서 필터 교환시에는 분할링의 조오를 필터로부터 강제로 분리시키는 공구를 필요로 한다.
본 발명은, 필터를 베이스에 제자리 유지시키는 간단하고, 연속된 스냅링을 사용한다. 스냅링 연속단부 사이에서 편심재를 회전시켜 스냅링을 벌림으로써 필터를 제거할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 필터의 제거 및 설치가 현존하는 스핀온 설계의 필터에 비해 보다 용이하고 또한 비교적 복잡한 선행기술 설계에는 불가피했던 높은 비용이 현저히 감소된다.
본 발명의 이들 및 기타 이점들은 첨부도면을 참고로 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
이제 도면에 있어서, 전체로서 번호 10으로 표시된 필터 조립체는 베이스(12)와 교환가능한 필터 카트리지 조립체(14)를 포함하고 있다.
베이스(12)는 돌출부(16)를 갖고 있고 이 돌출부를 통해 출구통로(20)가 뻗어있다. 입구통로(18)도 또한 베이스(12)를 통해 뻗어있다.
베이스(12)는 차량엔진의 일부로 제조될 수도 있지만, 베이스(12)는 선행기술 스핀온 오일 필터를 수용하기 위해 차량 엔진에 있는 이미 존재하는 장착 스터드에 설치할 개장장치(retrofit unit)로서 제공될 수도 있을 것이다.
이 경우, 출구개구(20)에는 통상적 엔진에 있는 장착 스터드(표시안됨)의 대응 나삿니와 결합할 나삿니(21)가 제공되고, 베이스에도 상술한 엔진의 장착면과 밀봉결합할 원주방향 배향 가스켓(표시안됨)이 배치될 것이다.
가스켓은 입구개구(18) 및 출구개구(20)를 둘러쌀 것이다.
베이스(12)는 엔진에 영구설치하도록 설계된 것이기 때문에, 가스켓은 완벽한 액밀 밀봉을 위해 장착 베이스위로 치밀 압축되어도 좋을 것이다.
베이스(12)는 한번 설치되면 정상적으로 차량으로부터 제거되지 않을 것이기 때문에 가스켓이 장착표면에 접착하는 것은 문제가 되지 않을 것이다.
입구통로(18)에는 역류방지(anti-drainback) 첵 밸브(22)가 장치되는 것이 바람직하다. 역류방지 첵 밸브(22)는 유체가 입구통로(18)를 지나 교환성 필터 카트리지 조립체(14)내로 유입할 수 있게는 하지만, 엔진 정지시 유체의 역방향 흐름을 방지하여 윤활유가 카트리지 밖으로 배출하는 것을 방지한다.
베이스(12)에는 또한 바이패스 안전밸브(릴리프 밸브)(24)가 있는데, 이 밸브에 의해, 필터 카트리지(14)가 폐색되었음을 나타내는, 입구통로(18)와 출구통로(20) 사이의 압력차가 충분히 클 때, 윤활유는 필터 카트리지(14)를 지나지 않고 입구통로(18)로부터 출구통로(20)로 직접 흐를 수 있게 된다.
그런 경우에는 엔진이 윤활유없이 운전되는 것을 방지하기 위해 비여과된 윤활유가 바이패스되게 하는 것이 바람직하다. 영구적으로 엔진에 설치되는 베이스(12)에 역류방지 첵 밸브(22) 및 안전밸브(24)의 양자를 설치해야 하는 것에 유의해야 할 것이다. 따라서 필터 카트리지(14)의 비용을 감소시킬 수 있고 밸브(22 및 24)를 현재 통상적으로 사용되는 것보다 고품질의 재료로 경제적으로 제작할 수 있다. 베이스(12)와 카트리지(14)는 출구통로(20)의 축에 대해 대칭이다.
베이스(12)는 원주방향으로 뻗은 홈(28)안에 배치된 원주방향으로 뻗은 0링 시일을 갖고 있다. 시일(26)은, 개방단(34)을 확정하는 컵모양의 하우징(32)의 내원주면(30)과 밀봉적으로 결합하기에 충분한 양만큼 홈(28)으로부터 반경방향으로 돌출해 있다. 개방단(34)은 하우징(32)의 절곡부(36)에 의해 한정되어, 절곡부(36)와 하우징(32)의 외면(40) 사이에 원주방향으로 뻗은 홈(38)을 형성한다. 하우징(32)의 개방단(34)은 베이스(12)에 형성된 원주방향 홈(42)내에 수납되어 있다. 홈(42)의 깊이는 충분히 커서 하우징(32)이 베이스(12)에 대해 제한된 축방향 이동을 할 수 있고 그리하여 후술하는 것처럼 필터 카트리지(14)를 설치 및 제거할 수 있다.
전체적으로 번호(44)로 표시된 필터요소가 하우징(32)내에 수용되어 있다. 필터요소(44)는, 전체로서 번호(46)로 표시된, 반경방향으로 좁아지는 주름들이 원주방향으로 뻗은 통상적인 주름열로 구성되어 있는 보통의 주름잡힌 여과종이로 되어 있다. 주름체(46)의 상변은 통상적인 상단 캡(48)으로 밀봉되어 있는데, 이 캡은 부분(50)에서 주름체(46)의 외원주면(52)을 지나 반경방향으로 돌출하여 컵모양의 하우징(32)의 내원주면(30)과 결합하고, 그리하여 요소(44)를 반경방향으로 하우징(32)내에 위치시키고 있다. 구멍(54)이 부분(50)에 형성되어 있어, 여과되는 액체는 화살표(A)로 표시된 것처럼 입구통로(18)로부터 유입하여 요소(44)를 이루는 주름체의 상변(52)으로부터 그 내변(56)의 방향으로 요소(44)를 통과하고 그런 다음 출구통로(20)를 통해 유출할 수 있다. 상단캡(48)은 돌출부(16)에 있는 밀봉면(58)에 밀봉압착되어 있다. 밀봉면(58)은 출구통로(20)를 둘러싼다. 주름체의 하단(제1도를 볼때)은 하단 캡(59)으로 밀폐되어 있다.
베이스(12)에는 리테이닝 링(62)과 협동작용하는 개방부분(60)이 있고, 리테이닝링은 베이스(12)의 연장부(64)에 고정되어 반경방향으로 돌출하고 원주방향으로 뻗은 홈(66)을 형성시키고, 이 홈(66)은 반경방향으로 팽창할 수 있고 탄성이 있고 원주방향으로 뻗은 스냅링(68)을 미끄럼 가능하게 수납하고 있다. 홈(66)의 반경방향 깊이는 스냅링(68)이 반경방향으로 팽창될 수 있게 하기에 충분하고 그리하여 나중에 설명할 것이지만 하우징(32)이 제거(발출)될 수 있다. 스냅링(68)의 내원주면은 립(70)으로 끝나있고 이 립(70)은 홈(38)에 맞물려 있어, 이 홈(38)과 립(70)은, 스냅링이 제1도에 예시된 수축위치에 있을 때 카트리지(14)가 스냅링을 지나 베이스로부터 빠지는 것을 방지하는 상호협동 저지수단을 이룬다. 원주방향으로 뻗은, 탄성을 가진 오염방지 커버(72)는 리테이닝 링(62)에 고정되어 스냅링(68)을 환경오염으로부터 보호한다.
스냅링(68)은 원주방향으로 떨어져 인접한 양단부(74,76) 사이에서 연속적으로 뻗어 있다. 캠부재(78)가 인접하는 양단부(74,76)사이에서 베이스(12)에 회전가능하게 장착되어 있다. 캠부재(78)는 편심로브(80)를 갖고 있는데, 이 로브는 제1도에 도시된 링 수축위치로부터 인접 양단부(74,76)가 편심로브(80)에 의해 벌어지는 링팽창 위치로 회전될 때 양단부(74,76)를 벌어트린다. 캠부재(78)의 하단에는 적당한 요부(82)가 형성되어 있고, 이 요부는 캠부재(78)를 회전시키기 위한 소켓렌치 등의 적당한 공구를 수납하기에 적합하게 되어 있다. 캠부재(78)는 스프링 하중되어 도면에 표시된 링 수축위치로 된다.
필터를 도면에 예시된 것처럼 베이스(12)에 설치하고 유체를 입구통로(18)를 통해 또한 여재(46)를 통해 유통시켜 필터를 가압하면, 하우징(32)이 가압되어 제1도에 있어서 하우징은 하향으로 밀린다. 따라서 립(70)은 (부착된 듯이) 요부(38)에 수납되어 있기 때문에 또한 하우징(32)에서의 압력으로 인해 하우징은 상향으로 밀리는 것이 방지되기 때문에 리테이닝 링(68)은 팽창되는 것이 불가능하다. 따라서 엔진이 시동되고 하우징(32)이 가압될때는 링(68)은 팽창될 수 없고, 그리하여 이런 구성적 특징이 엔진이 작동되고 있을 때 필터의 제거를 방지하는 안전수단 역할을 한다. 엔진이 작동중지될때는, 하우징(32)을 홈(42)의 상부내로 상향으로 밀어 립(70)을 요부(38)로부터 분리(탈리)함으로써 하우징을 제거할 수 있다. 그런데 평판 스냅링을 사용해도 제대로 기능을 발휘할 수 있을 것이지만 립(70)이 중요한 안전특징을 제공하고 따라서 보다 바람직하다. 그런다음 캠부재(78)를 조작하여 링(68)을 팽창시켜 두 인접단부(74,76) 사이를 벌어트리고 그리하여 링(68)이 제1도에서 보아 반경방향 외측으로 밀려날 수 있게 한다. 따라서 하우징(32)은 돌출부(16)로부터 제거되고 새로운 필터 카트리지가 설치될 수 있다. 이제 캠부재(78)를 해방하면, 링(68)은 그 탄성 때문에 도면에 표시된 수축위치로 자동적으로 이행된다. 그런다음 새 카트리지를 설치하려할때는, 그 힘으로 링은 반경방향 외측으로 밀려서 드디어 절곡부(36)는 립(70)을 통과하게 되고, 그럼으로써 링은 다시 그 탄성 때문에 자동적으로 도면에 도시된 수축위치로 옮게지게 되어, 새로운 필터 카트리지를 설치시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 베이스(12) 및 이 베이스(12)에 설치될 필터 카트리지(14)를 갖고 있으며, 상기 카트리지(14)는 하우징(32) 및 이 하우징(32)내에 위치하는 여재(46)를 포함하고 있고, 상기 하우징(32)은 개구(34)를 획정하는 원주방향으로 뻗은 부분을 갖고 있고, 상기 베이스(12)는 상기 하우징(32)의 개구(34)와 밀봉적으로 밀접하는 돌출부분(16) 및 상기 하우징(32)내 여재(46)와 연통하는 상기 돌출부분(16)을 관통하여 뻗은 출구수단(20)과 입구수단(18)을 갖고 있는, 필터 조립체에 있어서, 베이스(12)에 의해 지지된, 반경방향으로 팽창가능하고 탄성이 있고 원주방향으로 뻗은 스냅링(68)은, 상기 하우징(32) 주위에 원주방향으로 뻗어있고, 상기 하우징(32)을 상기 돌출부분(16)에 방출(분리) 가능하게 지지하며, 상기 스냅링(68)은 원주방향으로 이격한 인접 양단부(74,76) 및 그 양단부(74,76) 사이에 연속하여 뻗은 부분을 갖고 있으며, 또한 상기 스냅링(68)을 반경방향으로 팽창 및 수축시켜 각각 상기 하우징(32)을 제거 및 유지하기 위해 상기 양단부(74,76)를 수축 및 팽창위치간에서 벌리기 위한 상기 양단부(74,76) 사이에 위치되는 수동조작수단(78)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수동조작수단(78)은 캠부재(78)의 회전에 의해 스냅링(68)을 팽창 및 수축시킬 수 있도록 상기 베이스(12)에 대해 회전될 수 있고 스냅링(68)의 인접 양단부(74,76) 사이에 장착된 캠부재(78)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 하우징(32) 및 상기 스냅링(68)은, 스냅링(68)이 수축위치에 있을 때 하우징(32)이 스냅링(68)을 따라 상기 베이스(12)로부터 제거되는 것을 방지하기 위한 상호 협동 저지수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하우징(32) 및 상기 스냅링(68)은, 스냅링(68)이 수축위치에 있을 때 하우징(32)이 스냅링(68)을 지나 상기 베이스(12)로부터 제거되는 것을 방지하기 위한 상호 협동 저지수단(38,70)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 저지수단(38,70)은 상기 스냅링(68)에 있는 원주방향으로 뻗은 테(70) 및 상기 테를 수납하는 하우징(32)에 있는 원주방향으로 뻗은 홈(38)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 홈(38)은 하우징의 개방단에 있어 상기 하우징(32)의 절곡부에 의해 확정되는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  7. 제5항에 있어서, 저지부재의 분리를 위한 상기 스냅링(68)의 팽창전에 하우징(32)이 베이스(12)에 관해 축방향 이동될 수 있도록 하기 위해, 상기 베이스(12)는, 하우징(32)의 원주방향 연장부분 주위로 원주방향으로 뻗어 있고, 상기 하우징의 원주방향 연장부분에 대해 축방향으로 돌출해 있는 공동(42)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 베이스(12)는, 상기 링(68)을 수납하기 위해 하우징(32)의 원주방향 연장부분에 외접하는, 원주방향으로 뻗고 반경방향으로 돌출하는 홈(66)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 필터조립체.
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