KR101305133B1 - 자동차용 에어브리더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 에어브리더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변속기 및 리어액슬 내부에 발생한 부압을 조절하여 대기압 수준으로 보상할 수 있는 노말 클로즈드 타입의 에어브리더에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 에어브리더 장착 기기에 조립되어 그와 동일한 내부 압력을 형성하는 에어브리더 바디; 상기 에어브리더 바디에 내설되고, 에어브리더 바디의 내부 압력과 외부 압력 간 압력 차에 의해 형상이 변형되면서 오픈되는 버튼 플레이트; 상기 에어브리더 바디 내부에 이물질 및 수분 유입을 방지하기 위한 에어브리더 캡;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어브리더를 제공한다.

Description

자동차용 에어브리더 {Air breather for automatic}

본 발명은 자동차용 에어브리더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변속기 및 리어액슬 내부에 발생한 부압을 조절하여 대기압 수준으로 보상할 수 있는 노말 클로즈드 타입의 에어브리더에 관한 것이다.

일반적으로 변속기, 리어액슬 등의 동력전달장치에는 내부에서 발생된 압력을 외부로 배출시키기 위한 에어브리더가 설치된다.

상기 에어브리더는 압력 보상 기능을 주기능으로 하는 장치로서 변속기 및 리어액슬의 내부에서 발생된 정압 또는 부압을 대기압 수준으로 보상하는 역할을 하며, 또한 변속기, 리어액슬 등의 내부에 이물질/수분의 유입 및 내부 오일의 유출을 방지하는 역할도 한다.

보통 에어브리더는 노말 오픈 타입(Normal Open Type)과 노말 클로즈드 타입(Normal Closed Type)으로 분류할 수 있다.

도 1과 같은 노말 오픈 타입의 에어브리더는 압력 조절 기능이 우수하고 상단의 캡을 이용하여 빗물과 같이 수직으로 낙하하는 이물질 및 수분에 대해 유입 방지가 가능하나, 상시 열려 있는 구조로 이루어져 있어서 고압 세차 등과 같은 특수한 상황에서 이물질 및 수분의 유입/침투 가능성이 큰 단점이 있다.

반면, 도 2와 같은 노말 클로즈드 타입의 에어브리더는 상시 닫혀 있는 구조로 이루어져 있어서 이물질 및 수분의 침투 가능성이 적은 장점이 있으나, 장치 내부 압력이 정압인 경우만 압력 보상이 가능하여 압력 조절 기능이 한정적인 단점이 있다.

구체적으로 설명하면, 노말 클로즈드 타입의 에어브리더는 변속기 및 리어액슬 내부에서 온도 상승에 따른 정압 발생시 압력을 대기압 수준으로 보상하여 조절할 수 있으나, 운행 종료 후 냉각될 시 온도 하강에 따라 발생된 부압에 대해 압력 조절 기능을 수행하지 못하는 문제가 있다.

보통 변속기 및 리어액슬은 밀폐구조로 이루어져 있기 때문에 내부에서 발생된 부압이 지속적으로 유지되며, 이로 인해 내부 윤활 유체의 특성 변화를 초래할 수 있고, 또한 변속기의 경우 메인 샤프트의 프론트 및 리어 오일 씰(seal) 등 다른 씰 류의 이상마모를 촉진시키는 문제가 있다.

따라서, 변속기 및 리어액슬의 내부에 이물질 및 수분의 유입을 방지하기 위해 노말 클로즈드 타입의 에어브리더를 채택하는 경우 부압 보상 기능의 부재로 인한 상기의 문제점들을 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 변속기 및 리어액슬 등 에어브리더를 장착한 기기의 내부 압력과 대기압 간 압력 차에 의해 오픈되는 구조를 구성하여, 기기 내부에 발생한 정압뿐 아니라 부압을 대기압 수준으로 보상할 수 있는 노말 클로즈드 타입의 자동차용 에어브리더를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 에어브리더 장착 기기에 조립되어 그와 동일한 내부 압력을 형성하는 에어브리더 바디; 상기 에어브리더 바디에 내설되고, 에어브리더 바디의 내부 압력과 외부 압력 간 압력 차에 의해 형상이 변형되면서 오픈되는 버튼 플레이트; 상기 에어브리더 바디 내부에 이물질 및 수분 유입을 방지하기 위한 에어브리더 캡;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어브리더를 제공한다.

바람직하게, 상기 버튼 플레이트는 적어도 하나 이상의 절개라인을 갖는 판형의 탄성체로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버튼 플레이트의 상하면에 각기 부착 조립되어 버튼 플레이트의 개폐 시점을 조절하는 어퍼 스프링과 로워 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버튼 플레이트 하방으로 로워 스프링을 지지하는 다공 금속판이 구비되고, 상기 다공 금속판에는 공기 유동을 위해 다수의 통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 에어브리더를 이용함에 의해 변속기 및 리어액슬 등 에어브리더를 장착한 기기 내부에 이물질 및 수분의 유입을 방지할 수 있음은 물론, 기기 내부에 발생한 정압과 부압을 모두 대기압 수준으로 보상하여 조절할 수 있다.

도 1은 종래 노말 오픈 타입의 에어브리더를 도시한 도면
도 2는 종래 노말 클로즈드 타입의 에어브리더를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 에어브리더를 도시한 분해 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 에어브리더를 도시한 결합 사시도 및 절개 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 버튼 플레이트의 작동상태를 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 일실시예의 작동상태를 도시한 도면

본 발명은 노말 클로즈드 타입의 에어브리더에 관한 것으로, 변속기 및 리어액슬 등과 같이 에어브리더를 장착한 기기(이하, 에어브리더 장착 기기라고 함)의 내부 부압 조건을 해제할 수 있는 구성의 에어브리더를 개시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 에어브리더는 에어브리더 바디(10)와 캡(14), 상기 에어브리더 바디(10)에 내설되는 버튼 플레이트(15)와 다공 금속판(13) 및 상기 버튼 플레이트(15) 위아래로 설치되는 어퍼 스프링(17)과 로워 스프링(18)을 포함하여 구성된다.

상기 에어브리더 바디(10)는 파이프 형상으로 이루어지고, 변속기 및 리어액슬 등과 같은 에어브리더 장착 기기에 조립되어 그와 동일한 내부 압력을 형성하게 된다.

상기 에어브리더 바디(10)의 하부에는 외주면에서 돌출된 구조의 걸림턱(11)이 형성되며, 상기 에어브리더 바디(10)는 걸림턱(11) 아래쪽 하단부가 에어브리더 장착 기기의 하우징 내측으로 삽입됨과 동시에 걸림턱(11)이 상기 하우징 외측에 안착된 형태로 에어브리더 장착 기기에 장착되게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 에어브리더 바디(10)의 내측에는 에어브리더 바디(10)의 내부 압력과 외부 압력 간 압력 차에 의해 오픈 작동되는 버튼 플레이트(15)가 설치된다.

상기 에어브리더 바디(10)는 상단부에 내주면을 따라 연장되는 링 형상의 장착홈(12)이 형성되고, 상기 장착홈(12)에 버튼 플레이트(15)를 끼워서 장착하게 된다.

상기 버튼 플레이트(15)의 상부 공간은 에어브리더 바디(10)와 캡(14) 사이 공간으로 외부와 연결되어 대기압 수준을 유지하게 되고, 하부 공간은 에어브리더 장착 기기 내부와 연결되어 에어브리더 장착 기기의 내부 압력과 동등한 수준의 압력을 유지하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 버튼 플레이트(15)는 직각으로 교차하는 두 개의 절개라인(16)을 갖는 금속재질의 얇은 디스크 형상으로 이루어지고, 그에 작용하는 하중에 의해 상기 절개라인(16)을 중심으로 개폐될 수 있는 판형 탄성체로서 형성된다.

본 실시예에서 상기 버튼 플레이트(15)는 두 개의 절개라인(16)을 갖음으로써 압력 작용시 상기 절개라인(16)을 기준으로 네 갈래로 나뉘어서 상방 혹은 하방으로 벌어지게 되나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

다시 말해, 본 발명에서 상기 버튼 플레이트(15)는 적어도 하나 이상의 절개라인(16)을 갖는 판형 탄성체로 구성 가능하며, 에어브리더 장착 기기의 내부압과 대기압의 압력 차에 의해 형상이 변형되면서 에어브리더를 개폐하게 된다.

즉, 버튼 플레이트(15)를 기준으로 상부 공간과 하부 공간 사이의 압력 차에 의해 버튼 플레이트(15)의 상면 또는 하면에 변형 하중이 작용하게 되고, 압력 차에 따른 변형 하중을 받은 버튼 플레이트(15)가 상기 절개라인(16)을 중심으로 바깥쪽(에어브리더 바디 측)을 향해 상방 혹은 하방으로 휘어지면서 변형되어 공기 이동을 위한 통로를 개방하게 된다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 평상시, 즉 버튼 플레이트(15)의 상부 공간과 하부 공간 사이 압력 차가 '0'인 경우 닫힌 상태인 버튼 플레이트(15)는 에어브리더 바디 내부에서 외부 공기(즉, 대기)의 유입 및 내부 공기의 배출을 차단하는 격벽 역할을 하고, 에어브리더 장착 기기 내부에 정압 또는 부압 발생시 절개라인을 통해 오픈된 버튼 플레이트(15)는 외부 공기의 유입 또는 내부 공기의 배출을 가능하게 하여 에어브리더 장착 기기의 내부 압력을 조절한다.

상기와 같이, 에어브리더 장착 기기 내부에 정압 또는 부압이 발생하지 않은 정상 상태에서는 버튼 플레이트(15)를 수평하게 누워있는 플랫(flat) 상태로 유지하고, 기기 내부에 정압 혹은 부압이 발생한 상태에서는 버튼 플레이트(15)를 상방 또는 하방으로 휘어 변형되도록 하기 위해, 상기 버튼 플레이트(15)의 상하면에 각기 어퍼 스프링(17)과 로워 스프링(18)이 부착 조립된다.

상기 어퍼 스프링(17)은 버튼 플레이트(15)의 상단면과 에어브리더 캡(14) 사이에 설치되고, 상기 로워 스프링(18)은 버튼 플레이트(15)의 하단면과 다공 금속판(13) 사이에 설치된다.

상기 어퍼 스프링(17) 및 로워 스프링(18)은 버튼 플레이트(15) 상하 양측의 압력 차에 의한 버튼 플레이트(15)의 변형을 보조한다,

즉, 어퍼 스프링(17) 및 로워 스프링(18)은 각각의 스프링 상수를 변경 조절함으로써 상하 양측에서 버튼 플레이트(15)를 눌러주는 외력을 조정하여 버튼 플레이트(15)의 개폐 시점을 조절 및 제어할 수 있다.

특히, 버튼 플레이트(15)를 기준으로 상부 압력과 하부 압력 간에 압력 차가 '0'인 경우, 버튼 플레이트(15)가 압력 차에 의한 변형이 발생하지 않는 압력 평형 상태를 유지할 수 있도록 보조하는 역할을 한다.

한편, 상기 버튼 플레이트(15)의 하방에는 로워 스프링(18)의 하단을 지지하는 다공 금속판(13)이 설치되어 있다.

상기 다공 금속판(13)은 금속 재질의 판으로서 에어브리더 바디(10) 내부에 조립되며, 에어브리더 장착 기기의 오일 누유를 1차적으로 방지하기 위해 다수의 통공이 형성되어 있을 뿐만 아니라, 에어브리더 바디(10) 내부에 일체형으로 조립된다.

예컨대, 상기 다공 금속판(13)은 공기의 유동은 용이한 반면 오일의 유동이 어려운 사이즈의 통공을 갖는 구조로 형성되고, 그 외주면과 에어브리더 바디(10) 내주면을 씰링하거나 혹은 다공 금속판(13)을 에어브리더 바디(10)와 일체형으로 사출 제작함으로써 그 사이로 오일이 누유되는 현상을 방지할 수 있다.

이에 따라, 에어브리더 장착 기기 내부에 정압 발생시 공기 배출과 함께 발생할 수 있는 오일 누유를 방지한다.

또한, 상기 에어브리더 바디(10)의 상단에는 도시된 바와 같이 어퍼 스프링(17)과 연결된 에어브리더 캡(14)이 설치된다.

상기 에어브리더 캡(14)은 에어브리더 바디(10) 내부에 유입될 수 있는 이물질 및 수분을 차단하기 위한 구성요소로, 에어브리더 바디(10)의 개구된 상단을 덮어주어 수직하게 낙하하는 이물질의 유입을 방지할 뿐만 아니라, 그 하단 단면이 이물질 및 수분의 유입을 효과적으로 방지하도록 'ㄴ'자 형상으로 절곡되어 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 에어브리더의 작동상태를 도 5 및 도 6을 참조로 하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 버튼 플레이트(15)의 상부 압력과 하부 압력 간 압력 차가 '0'인 평형 상태의 경우, 버튼 플레이트(15)는 어퍼 스프링(17) 및 로워 스프링(18)에 의해 변형 없이 수평한 플랫 상태를 유지한다.

그리고, 에어브리더 장착 기기 내부에 정압이 발생하는 경우, 버튼 플레이트(15)의 하부 압력이 상부 압력보다 큰 값을 갖게 되어, 버튼 플레이트(15)의 하면에 작용하는 압력 하중에 의해 상방으로 벌어지게 변형되면서 공기 이동 통로를 개방하여 내부 공기를 배출할 수 있도록 한다.

또한, 에어브리더 장착 기기 내부에 부압이 발생하는 경우, 버튼 플레이트(15)의 상부 압력이 하부 압력보다 큰 값을 갖게 되어, 버튼 플레이트(15)의 상면에 작용하는 압력 하중에 의해 하방으로 벌어져 변형되면서 공기 이동 통로를 개방하여 외부 공기가 유입될 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 자동차용 에어브리더는 이물질 및 수분의 유입 방지 효과가 우수한 노말 클로즈드 타입의 에어브리더로서, 에어브리더 장착 기기 내부에 발생한 정압 상태는 물론 부압 상태 역시 해제할 수 있는 구성으로 이루어진다.

10 : 에어브리더 바디
11 : 걸림턱
12 : 장착홈
13 : 다공 금속판
14 : 에어브리더 캡
15 : 버튼 플레이트
16 : 절개라인
17 : 어퍼 스프링
18 : 로워 스프링

Claims (4)

1. 에어브리더 장착 기기에 조립되어 그와 동일한 내부 압력을 형성하는 에어브리더 바디;
   상기 에어브리더 바디에 내설되고, 에어브리더 바디의 내부 압력과 외부 압력 간 압력 차에 의해 형상이 변형되면서 오픈되는 버튼 플레이트;
   상기 에어브리더 바디 내부에 이물질 및 수분 유입을 방지하기 위한 에어브리더 캡;
   을 포함하여 구성되고,
   상기 버튼 플레이트의 상하면에 각기 부착 조립되어 버튼 플레이트의 개폐 시점을 조절하는 어퍼 스프링과 로워 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어브리더.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 버튼 플레이트는 적어도 하나 이상의 절개라인을 갖는 판형의 탄성체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어브리더.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 버튼 플레이트 하방으로 로워 스프링을 지지하는 다공 금속판이 구비되고, 상기 다공 금속판에는 공기 유동을 위해 다수의 통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어브리더.
   

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