KR101335097B1 - 에어 브리더 - Google Patents

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KR101335097B1
KR101335097B1 KR1020070077850A KR20070077850A KR101335097B1 KR 101335097 B1 KR101335097 B1 KR 101335097B1 KR 1020070077850 A KR1020070077850 A KR 1020070077850A KR 20070077850 A KR20070077850 A KR 20070077850A KR 101335097 B1 KR101335097 B1 KR 101335097B1
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

본 발명은 건설기계의 작동유 탱크의 압력을 일정하게 유지하기 위한 에어 브리더에 관한 것으로서, 외부와 공기의 유출입이 가능한 케이스(110)의 내부에 설치되며, 내부에 작동유 탱크(1)와 연통되게 하측이 개방된 하우징 중공부(131)가 형성되고, 상기 케이스(110)를 통해 유출입되는 공기가 상기 하우징 중공부(131)로 유출입될 수 있도록 연통공(132)이 형성되며, 상기 하우징 중공부(131)에는 지지턱(133)이 형성된 하우징(130); 상기 연통공(132)과 연통되도록 상부와 하부가 개방된 제1밸브 중공부(143)가 형성되며, 상기 제1밸브 중공부(143)의 둘레에 상기 지지턱(133)에 하방으로 탄성 가압되게 지지되는 제1플랜지부(144)가 반경 방향으로 연장되어 형성된 유출용 밸브 유닛(140); 상기 지지턱(133)과 상기 제1플랜지부(144) 사이에 기밀을 유지되도록 개재되는 제1탄성실링부재(150); 상기 하우징(130)에 상기 제1플랜지부(144)에 탄성 가압하도록 지지되어 상기 제1밸브 중공부(143)를 선택적으로 개폐시키는 유입용 밸브 유닛(160); 및 상기 유입용 밸브 유닛(160)과 상기 제1플랜지부(144)의 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 개재되는 제2탄성실링부재(170)를 포함하며, 상기 제1탄성실링부재(150)의 지지턱(133)과 마주하는 면의 둘레에는 종단면 형상이 상향으로 경사진 제1경사면(153)이 형성되어 에어 브리더의 기밀성이 향상된다.
작동유, 에어 브리더, 탄성실링부재, 경사면, 기밀성, 편심 방지부

Description

에어 브리더 {AIR BREATHER}
본 발명은 건설기계 작동유 탱크의 내부 압력을 일정한 범위 내에서 유지하기 위한 에어 브리더에 관한 것이다.
굴삭기 등과 같은 건설기계는 각 작업기를 구동시키기 위한 유압 시스템을 구비한다. 이러한 유압 시스템은 작동유를 저장하는 작동유 탱크과, 작업기를 구동시키기 위한 액추에이터와, 엔진에 연결되어 상기 작동유 탱크의 작동유를 상기 액츄에이터에 전달하는 복수의 펌프 및 상기 작동유 탱크, 액추에이터 및 복수의 펌프를 연결하는 배관 등을 포함한다.
상기 유압 펌프는 상기 작동유 탱크에 저장된 작동유를 각 액츄에이터로 압송시키며, 상기 유압 펌프에 의해 압송되는 압유는 각종 밸브에 의해 흐름 방향이 제어되어 각 액츄에이터로 보내지고, 각 액츄에이터에서 구동에 사용된 압유는 작동유 탱크로 드레인된다. 따라서, 상기 작동유 탱크에 저장되는 오일의 양은 변하게 되고, 이에 의해 작동유 탱크의 압력은 일정하게 유지되지 않는다.
상기 작동유 탱크의 압력이 일정 압력보다 낮으면, 유압 펌프의 흡입 압력이 저하되어 유압 펌프의 부하가 증가한다. 반대로, 상기 작동유 탱크의 압력이 일정 압력보다 높으면, 작동유 탱크에 무리가 가게 된다.
이러한 이유로, 상기 작동유 탱크에는 내부의 압력이 일정한 범위에서 유지될 수 있도록 에어 브리더가 설치한다. 에어 브리더는 상기 작동유 탱크의 압력이 일정 범위의 압력보다 높으면, 작동유 탱크 내부의 공기를 외부로 방출하고, 작동유 탱크의 압력이 일정 범위의 압력보다 낮으면, 외부의 공기를 작동유 탱크의 내부로 유입시킨다.
이와 같이, 에어 브리더는 공기를 선택적으로 유출입시켜야 하기 때문에 각 밸브 등에는 각종 실링 부재가 개재된다. 그러나 각 실링 부재들은 선택적으로 접촉되는 면, 즉 실링면이 평면으로 형성되어 있어서 실링면의 일정 이상의 표면 조도를 가지지 못하는 경우, 실링 효과가 저하되어 리크 등이 발생하게 된다. 에어 브리더에 리크가 발생하는 경우, 작동유 탱크의 내부 압력이 적정치 있음에도 불구하고 에어 브리더는 작동유 탱크 내부의 공기를 방출하여 작동유 탱크의 압력을 너무 낮게 유지하게 된다. 작동유 탱크의 압력이 기준치 이상으로 낮아지면 유압 펌프에 부하가 커져 유압 펌프의 수명이 단축되는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 표면 조도에 관계없이 기밀성을 유지할 수 있도록 구조가 개선된 실링부재들을 구비한 에어 브리더를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어 브리더는 외부와 공기의 유출입이 가능한 케이스(110)의 내부에 설치되며, 내부에 작동유 탱크(1)와 연통되게 하측이 개방된 하우징 중공부(131)가 형성되고, 상기 케이스(110)를 통해 유출입되는 공기가 상기 하우징 중공부(131)로 유출입될 수 있도록 연통공(132)이 형성되며, 상기 하우징 중공부(131)로 돌출된 지지턱(133)이 형성된 하우징(130); 상기 연통공(132)과 연통되도록 상부와 하부가 개방된 제1밸브 중공부(143)가 형성되며, 상기 제1밸브 중공부(143)의 둘레에 상기 지지턱(133)에 하방으로 탄성 가압되게 지지되는 제1플랜지부(144)가 반경 방향으로 연장되어 형성된 유출용 밸브 유닛(140); 상기 지지턱(133)과 상기 제1플랜지부(144) 사이에 기밀을 유지되도록 개재되는 제1탄성실링부재(150); 상기 하우징(130)에 상기 제1플랜지부(144)에 탄성 가압하도록 지지되어 상기 제1밸브 중공부(143)를 선택적으로 개폐시키는 유입용 밸브 유닛(160); 및 상기 유입용 밸브 유닛(160)과 상기 제1플랜지부(144)의 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 개재되는 제2탄성실링부재(170)를 포함하며, 상기 제1탄성실링부재(150)의 지지턱(133)과 마주하는 면의 둘레에는 종단면 형상이 상향으로 경사진 제1경사면(153)이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제2탄성실링부재(170)의 상기 제1플랜지부(144)와 마주하는 면의 둘레에는 종단면 형상이 하향으로 경사진 제2경사면(173)이 형성된다.
상기 제1플랜지부(144)의 상기 지지턱(133)과 마주하는 면에는 원주방향으로 제1장착홈(145)이 형성되며, 상기 제1탄성실링부재(150)는 상기 제1장착홈(145)에 삽입되어 고정되는 제1삽입부(151); 및 상기 제1삽입부(151)로부터 반경 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 제1경사면(153)이 형성되는 제1경사부(152)를 포함하고, 상기 유입용 밸브 유닛(160)은, 상기 제1밸브 중공부(143)에 적어도 일부가 삽입되는 가이드부(163); 및 상기 가이드부(163)의 둘레에 반경 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 제1플랜지부(144)와 마주하는 면에는 제2장착홈(165)이 원주방향으로 형성된 제2플랜지부(164)를 포함하며, 상기 제2탄성실링부재(170)는 상기 제2장착홈(165)에 삽입되어 고정되는 제2삽입부(171); 및 상기 제2삽입부(171)로부터 반경 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 제2경사면(173)이 형성된 제2경사부(172)를 포함한다.
또한, 상기 에어 브리더는 상기 케이스(110)의 내부에 상기 하우징(130)이 결합된 채로 상기 케이스(110)의 하단에 결합되어 상기 케이스(110)와 상기 하우징(130)을 지지하며, 상기 작동유 탱크(1)에 결합될 수 있도록 복수의 결합공(121)이 형성된 지지 프레임(120); 및 상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130)의 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 개재되며, 중앙부에 중공부(181)가 형성된 실링용 패킹(180)을 포함하며, 상기 하우징(130)의 상기 지지 프레임(120)과 마주하는 면에는 상기 실링용 패킹(180)의 적어도 일부가 삽입되어 고정되는 패킹 장착홈(135)이 상측으로 함몰되게 원주 방향으로 형성되고, 상기 실링용 패킹(180)의 상기 지지 프레임(120)과 마주하는 면에는 상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130)의 결합력에 의해 변형되는 적어도 하나의 돌출리브(182)가 원주 방향으로 형성된다.
상기 하우징 중공부(131)내에서 상기 가이드부(163) 및 상기 제2플랜지부(164)가 기울어지는 것을 방지할 수 있도록 상기 하우징 중공부(131)의 내벽에 접촉되고, 상기 제2플랜지부(164)로부터 반경 방향으로 돌출되게 형성된 2개의 편심 방지부가 원주 방향으로 등간격 이격되게 배치된다.
이상에서 설명한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 제1탄성실링부재 및 제2탄성실링부재에 각각 경사면을 형성하고 각 경사면이 탄성변형되어 기밀성을 유지함으로써, 제1탄성실링부재와 제2탄성실링부재는 표면 조도나 표면의 흠집 등에 관계없이 기밀을 유지할 수 있게 된다. 이와 같은 에어 브리더의 기밀성 향상에 의해 에어 브리더의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이를 달리 말하면, 제1탄성실링부재 및 제2탄성실링부재의 표면 조도 등의 관리가 필요하지 않아 제1탄성실링부재와 제2탄성실링부재의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1탄성실링부재의 제1삽입부와 제2탄성실링부재의 제2삽입부 각각이 제1플랜지부의 제1장착홈과 제2플랜지부의 제2장착홈에 삽입되어 고정됨으로써, 제 1탄성실링부재 및 제2탄성실링부재가 상기 제1플랜지부나 상기 제2플랜지부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 지지 프레임과 하우징의 사이에 기밀을 유지하도록 개재되는 일반 철재 재질의 실링용 패킹의 일면에 지지 프레임과 하우징의 결합력에 의해 변형되는 돌출 리브를 설치하여 실링용 패킹의 표면 조도에 관계없이 기밀성을 유지 또는 향상시킬 수 있다. 이를 달리 말하면, 돌출리브에 의해 실링용 패킹의 표면 조도를 관리하지 않더라도 필요한 기밀성능을 충분히 발휘할 수 있기 때문에 실링용 패킹의 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있게 된다.
또한, 하우징 중공부의 내벽에 접촉되는 복수의 편심 방지부가 마련되어 유입용 밸브 유닛이 기울어지는 것을 방지할 수 있고, 이에 의해, 유입용 밸브 유닛이 기울어짐 없이 상하 방향의 이동을 할 수 있어 불필요한 리크를 방지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 브리더에 대하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 작동유 탱크(1)에는 그 내부에 저장된 작동유(O)를 각 액츄에이터로 공급하기 위해 출구측 필터(2)와, 각 액츄에이터로 공급되어 구동에 사용된 작동유를 작동유 탱크(1)로 귀환시키기 위한 흡입측 필터(3)가 마련된다.
상기 작동유 탱크(1)의 내부는 작동유(O)의 공급 및 복귀의 양이 서로 다르므로 압력의 변동이 발생한다. 즉, 작동유(O)의 양에 따라 작동유(O)의 유면이 변하여 공기실(A)의 압력이 변하게 된다. 이와 같이 변동되는 작동유 탱크(1)의 압력 을 일정한 범위로 유지하기 위해 상기 작동유 탱크(1)에는 에어 브리더(100)가 설치된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 브리더는 케이스(110)와, 상기 케이스(110)의 하단 둘레에 결합되는 지지 프레임(120)과, 상기 케이스(110) 및 상기 지지 프레임(120) 내부에 설치되는 하우징(130)과, 상기 하우징(130)의 내부에 설치되어 작동유 탱크(1) 내부의 공기를 선택적으로 방출시키기 위한 유출용 밸브 유닛(140)과, 상기 유출용 밸브 유닛(140)과 상기 하우징(130) 사이에 개재되는 제1탄성실링부재(150)와, 상기 하우징(130)의 내부에 설치되어 외부의 공기를 상기 작동유 탱크(1)에 선택적으로 유입시키기 위한 유입용 밸브 유닛(160)과, 상기 하우징(130)과 상기 유입용 밸브 유닛(160) 사이에 개재되는 제2탄성실링부재(170)와, 상기 하우징(130)과 상기 지지 프레임(120) 사이에 개재되는 실링용 패킹(180)을 포함한다.
상기 케이스(110)에는 그 내부에 상기 각 구성들이 배치될 수 있도록 중공부가 형성된다. 상기 케이스(110)의 하단 둘레에는 상기 지지 프레임(120)이 고정되게 결합되며, 상기 케이스(110)와 상기 지지 프레임(120)의 결합 부위에는 상기 케이스(110) 외부의 공기가 상기 케이스(110)의 내부와 소통가능하게 간극(미도시)이 형성된다. 상기 지지 프레임(120)에는 상기 작동유 탱크(1)에 고정될 수 있도록 복수의 결합공(121)이 형성된다. 또한, 상기 지지 프레임(120)에는 상기 하우징(130)의 내부와 상기 작동유 탱크(1)를 연통시킬 수 있도록 하단 개구부(122)가 형성된다.
상기 하우징(130)은 상기 유출용 밸브 유닛(140) 및 상기 유입용 밸브 유닛(160)의 이동을 가이드 함과 아울러 상기 유출용 밸브 유닛(140) 및 상기 유입용 밸브 유닛(160)을 지지하기 위한 것으로서, 그 상단부는 상기 케이스(110)에 볼트(112)와 같은 체결수단에 의해 착탈가능하게 결합되며, 그 하단부는 상기 지지 프레임(120)에 기밀이 유지되도록 결합된다.
상기 하우징(130)의 내부에는 상기 지지 프레임(120)의 하단 개구부(122)를 통해 작동유 탱크(1)와 연통되는 하우징 중공부(131)와, 상기 하우징 중공부(131)를 상기 케이스(110)와 상기 지지 프레임(120) 사이의 간극과 연통시키는 연통공(132)이 형성된다. 이와 같은 구성에 의해, 작동유 탱크(1)는 하우징 중공부(131), 연통공(132) 및 상기 케이스(110)와 상기 지지 프레임(120) 사이의 간극을 포함하는 유로에 의해 에어 브리더의 외부와 연통된다. 그리고 상기 유로는 상기 유출용 밸브 유닛(140) 및 상기 유입용 밸브 유닛(160)에 의해 개폐된다.
한편, 상기 하우징(130)에는 상기 유출용 밸브 유닛(140)을 지지하기 위한 제1지지턱(133)과, 상기 유입용 밸브 유닛(160)을 지지하기 위한 제2지지턱(134)이 상기 하우징 중공부(131)로 돌출되게 형성된다. 또한, 상기 하우징(130)의 상기 지지 프레임(120)과 마주하는 하면에는 상기 실링용 패킹(180)의 일부가 삽입되는 패킹 장착홈(135)이 상방으로 함몰되게 원주 방향으로 형성된다.
상기 유출용 밸브 유닛(140)은 작동유 탱크(1) 내부의 공기를 선택적으로 외부에 방출시키기 위한 것으로서, 제1스프링(141)과 제1밸브 몸체(142)를 포함한다.
상기 제1스프링(141)은 그 상단이 상기 하우징(130)의 상단부에 지지되고, 하단은 상기 제1밸브 몸체(142)에 지지되어 상기 제1밸브 몸체(142)를 하방으로 탄성 가압한다.
상기 제1밸브 몸체(142)는 중앙에 형성된 제1밸브 중공부(143)와, 상기 제1밸브 중공부(143)의 둘레에 형성된 제1플랜지부(144)를 포함한다.
상기 제1밸브 중공부(143)는 상부와 하부가 개방되어 상기 연통공(132)과 연통되고, 상기 제1밸브 중공부(143)의 하부는 상기 유입용 밸브 유닛(160)에 의해 개폐된다.
상기 제1플랜지부(144)는 상기 제1밸브 중공부(143)의 둘레에 반경 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 하우징 중공부(131)의 내벽과 일정 간극 이격된다. 따라서, 상기 제1플랜지부(144)와 상기 하우징 중공부(131)의 내벽 사이의 간극을 통해 작동유 탱크(1)의 공기가 연통공(132)으로 배출된다. 상기 제1플랜지부(144)의 상면은 상기 제1스프링(141)의 일단이 지지되며, 상기 제1플랜지부(144)의 하면은 상기 제1지지턱(133)에 제1탄성실링부재(150)를 매개로 지지된다. 상기 제1플랜지부(144)의 하면에는 상기 제1탄성실링부재(150)의 일부가 삽입되어 고정되는 제1장착홈(145)이 상방으로 함몰되게 원주 방향으로 형성된다.
상기 제1탄성실링부재(150)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1지지턱(133)과 상기 제1플랜지부(144) 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 개재된다. 보다 구체적으로, 상기 제1탄성실링부재(150)는 종단면 형상이 대략 'ㄴ'자 형상을 가지며, 상기 제1장착홈(145)에 삽입되는 제1삽입부(151)와, 상기 제1삽입부(151)로부터 반경 방향으로 연장되어 형성된 제1경사부(152)를 포함한다.
상기 제1삽입부(151)는 상기 제1장착홈(145)에 가압되게 삽입되거나 접착제 등과 같은 접착 수단을 매개로 제1장착홈(145)에 고정된다. 이에 의해 상기 제1삽입부(151)는 상기 제1밸브 몸체(142)가 상하 방향으로 이동되더라도 상기 제1탄성실링부재(150)가 상기 제1플랜지부(144)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 상기 제1삽입부(151)가 상기 제1장착홈(145)에 삽입되어 고정됨으로써 상기 제1밸브 몸체(142)의 이동에 따른 공기 배출량을 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
상기 제1경사부(152)에는 종단면 형상이 상향으로 경사진 제1경사면(153)이 형성된다. 따라서, 상기 제1밸브 몸체(142)의 위치에 따라 상기 제1탄성실링부재(150)는 선접촉된다. 보다 구체적으로, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1밸브 몸체(142)가 상방으로 이동된 상태에서는 제1탄성실링부재(150)는 제1지지턱(133)은 상호 이격되어 있다. 그리고 상기 제1밸브 몸체(142)가 제1스프링(141)의 탄성력에 의해 하측으로 이동하면, 도 8b와 같이, 제1경사면(153)의 일단 모서리가 제1지지턱(133)에 선접촉하며, 상기 제1밸브 몸체(142)가 하측으로 더 이동하면, 상기 제1탄성실링부재(150)는 상기 제1지지턱(133)에 가압되어 탄성변형되고, 이에 의해 제1지지턱(133)과 면접촉을 하게 된다.
이와 같이, 상기 제1탄성실링부재(150) 상면의 표면 조도가 기준치 이하로 떨어지거나 흠집 등이 발생하더라도, 제1경사면(153)의 탄성 변형에 의해 상기 제1플랜지부(144)와 상기 제1지지턱(133) 사이는 기밀을 유지할 수 있게 된다. 즉, 상기 제1경사면(153)을 구비한 상기 제1탄성실링부재(150)에 의해 에어 브리더의 기 밀성 향상에 의해 신뢰성을 확보할 수 있게 된다. 이를 달리 말하면, 상기 제1탄성실링부재(150)의 표면 조도 등의 관리가 필요하지 않아 제1탄성실링부재(150)의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 유입용 밸브 유닛(160)은 상기 제2지지턱(134)에 지지되는 지지부(168)와, 상기 하우징 중공부(131)를 개폐시키는 제2밸브 몸체(162)와, 상기 지지부(168)와 상기 제2밸브 몸체(162)에 압축된 상태로 개재되어 상기 제2밸브 몸체(162)를 상기 제1밸브 몸체(142)에 탄성 가압하는 제2스프링(161)을 포함한다.
상기 지지부(168)는 상기 제2지지턱(134)과 접촉되는 평면부(168b)와, 상기 평면부(168b)로부터 상향 돌출되는 돌출부(168a)를 포함한다. 상기 평면부(168b)에는 작동유 탱크(1) 내부의 공기가 상기 하우징 중공부(131)의 내부로 유입될 수 있도록 복수의 통공(168c)이 형성된다.
상기 제2밸브 몸체(162)는 상기 제1밸브 중공부(143)에 적어도 일부가 삽입되는 가이드부(163)와, 상기 가이드부(163)의 둘레에 반경방향으로 연장되게 형성된 제2플랜지부(164)와, 상기 하우징 중공부(131)의 내벽에 접촉되게 상기 제2플랜지부(164)로부터 반경 방향으로 돌출되게 형성된 복수의 편심 방지부(166)를 포함한다.
상기 가이드부(163)는 원뿔대 형상을 가지는 것을 예시하였으나, 상기 제1밸브 중공부(143)의 내부에 일부가 삽입되어 제1밸브 몸체(142)의 자세를 가이드할 수 있는 한 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
상기 제2플랜지부(164)는 상기 가이드부(163)로부터 반경 방향으로 연장되게 형성되며, 그 상면에는 상기 제2탄성실링부재(170)의 일부가 삽입되는 제2장착홈(165)이 원주 방향으로 형성된다.
한편, 상기 제2밸브 몸체(162)에는 중공부(167)가 형성되며, 상기 중공부(167)에는 상기 돌출부(168a)가 삽입되어 상기 제2밸브 몸체(162)의 이동을 가이드한다.
상기 편심 방지부(166)는 상기 가이드부(163)와 함께 상기 제2밸브 몸체(162)의 이동과 자세를 가이드하기 위한 것으로서, 상기 제2플랜지부(164)의 외주면에 반경 방향으로 돌출되게 형성된다. 상기 편심 방지부(166)는 상기 제2밸브 몸체(162)가 기울어지는 것을 방지하기 위한 것이기 때문에 적어도 3개가 원주 방향으로 등간격 이격되게 형성된다. 따라서, 본 실시예에서는 4개가 90도 간격으로 상기 제2플랜지부(164)의 외주면에 배치되는 것을 예시하였으나, 3개 또는 5개 이상의 편심 방지부(166)를 등간격 이격되게 원주방향으로 설치할 수도 있다.
상기 제2탄성실링부재(170)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1플랜지부(144)와 상기 제2플랜지부(164)의 사이에 개재되어 기밀을 유지하기 위한 것으로서, 제1탄성실링부재(150)와 유사한 형상을 가진다. 즉, 상기 제2탄성실링부재(170)는 종단면 형상이 대략 'ㄱ'자 형상을 가지며, 상기 제2장착홈(165)에 삽입되는 제2삽입부(171)와, 상기 제2삽입부(171)로부터 반경 방향으로 연장되어 형성된 제2경사부(172)를 포함한다.
상기 제2삽입부(171)는 상기 제2장착홈(165)에 가압되게 삽입되거나 접착제 등과 같은 접착 수단을 매개로 제2장착홈(165)에 고정된다. 이에 의해 상기 제2삽 입부(171)는 상기 제2밸브 몸체(162)가 상하 방향으로 이동되더라도 상기 제2탄성실링부재(170)가 이탈되는 것을 방지할 수 있게 되고, 이에 의해 상기 제2밸브 몸체(162)의 이동에 따른 공기 유입량을 보다 정밀하게 조절할 수 있게 된다.
상기 제2경사부(172)에는 종단면 형상이 하향으로 경사진 제2경사면(173)이 형성된다. 따라서, 상기 제2밸브 몸체(162)의 위치에 따라 상기 제2탄성실링부재(170)는 선접촉된다. 보다 구체적으로, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제2밸브 몸체(162)가 하측으로 이동된 상태에서는 제2탄성실링부재(170)는 제1플랜지부(144)와 이격된 상태가 된다. 그리고 상기 제2밸브 몸체(162)가 제2스프링(161)의 탄성력에 의해 상측으로 이동하면, 도 10b와 같이, 제2경사면(173)의 일단 모서리가 제1플랜지부(144)에 선접촉하며, 상기 제2밸브 몸체(162)가 하측으로 더 이동하면, 상기 제2탄성실링부재(170)는 상기 제1플랜지부(144)에 가압되어 탄성변형되고, 이에 의해 제1플랜지부(144)와 면접촉을 하게 된다. 이와 같이, 상기 제2탄성실링부재(170)의 상면 표면 조도가 기준치 이하로 떨어지거나 상면에 흠집 등이 발생하더라도, 제2경사면(173)의 탄성 변형에 의해 상기 제2플랜지부(164)와 상기 제1플랜지부(144) 사이는 기밀을 유지할 수 있게 된다. 즉, 상기 제2경사면(173)을 구비한 상기 제2탄성실링부재(170)에 의해 에어 브리더의 기밀성을 향상시킬 수 있으며, 이에 의해 에어 브리더의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다. 이를 달리 말하면, 상기 제2탄성실링부재(170)의 표면 조도 등의 관리가 필요하지 않아 제2탄성실링부재(170)의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 실링용 패킹(180)은 상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130)의 사이 에 기밀을 유지할 수 있도록 개재되며, 중앙부에 중공부(181)가 형성된다. 종래에 상기 실링용 패킹(180)은 상면과 하면이 평면으로 형성되도록 일반 철재를 프레스 가공하여 제작하였다. 따라서, 상기 실링용 패킹(180)의 상면과 하면의 표면 조도에 실링 특성이 의존적이었다. 그러나 본 실시예에서는 상기 실링용 패킹(180)의 상기 지지 프레임(120)과 마주하는 면에 적어도 하나의 돌출리브(182)를 원주 방향으로 형성하였다. 상기 돌출리브(182)는 상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130)이 결합하는 과정 동안 가압되어 변형된다. 즉, 상기 돌출리브(182)는 상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130)의 결합력에 의해 변형되어 상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130)의 기밀을 유지하게 된다. 이러한 돌출리브(182)는 2개 이상 형성되는 바람직하다.
이와 같이 지지 프레임(120)과 하우징(130)의 결합력에 의해 변형되기 때문에 상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130) 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 즉, 돌출리브(182)에 의해 상기 실링용 패킹(180)의 표면 조도를 관리하지 않더라도 필요한 기밀성능을 충분히 발휘할 수 있기 때문에 실링용 패킹(180)의 생산성을 향상시키고 원가를 절감할 수 있게 된다.
이하, 이상에서 설명한 바와 같은 구성을 가지는 에어 브리더의 동작에 대하여 상세히 설명한다.
우선, 도 7을 참조하여 에어 브리더가 작동유 탱크(1) 내부의 공기를 외부로 배출시키는 과정을 살펴본다.
작동유 탱크(1)의 유면이 상승하여 공기실(A)의 압력이 상승하면, 공기실(A) 의 압력은 평면부(168b)의 통공(168c)을 통해 제1플랜지부(144)와 제2플랜지부(164)에 작용한다. 상기 제1플랜지부(144) 및 제2플랜지부(164)에 작용하는 힘이 제1스프링(141)의 탄성력보다 크면, 상기 제1밸브 몸체(142)와 상기 제2밸브 몸체(162)는 상측으로 이동하게 된다. 이때, 작동유 탱크(1)의 공기는 복수의 편심 방지부(166)의 사이와 제1지지턱(133)과 제1탄성실링부재(150) 사이를 통과하여 연통공(132)으로 배출되고, 상기 연통공(132)으로 배출된 공기는 상기 케이스(110)와 상기 지지 프레임(120) 사이의 간극을 통해 외부로 배출된다.
일정량의 공기가 외부로 배출되면, 상기 제1플랜지부(144) 및 제2플랜지부(164)에 작용하는 압력은 상기 제1스프링(141)의 탄성력보다 작아져서, 도 8a와 같은 상태의 제1밸브 몸체(142)는 하방으로 이동한다. 그러면, 도 8b와 도시된 바와 같이, 제1탄성실링부재(150)의 제1경사면(153) 일단 모서리가 제1지지턱(133)에 선접촉하게 되고, 상기 제1밸브 몸체(142)가 하측으로 더 이동하면, 도 8c에 도시된 바와 같이, 제1탄성실링부재(150)가 제1지지턱(133)에 압착되어 면접촉하게 된다.
다음으로, 도 9를 참조하여, 외부의 공기가 작동유 탱크(1) 내부로 유입되는 과정에 대하여 설명한다.
작동유 탱크(1)의 유면이 하강하여 작동유 탱크(1)의 압력이 일정 범위보다 낮아지면, 대기압이 형성된 제1밸브 중공부(143)에 삽입된 가이드부(163)는 그 상면에 대기압에 의한 힘이 하측으로 작용하며, 상기 가이드부(163) 상면에 작용하는 힘이 상기 제2스프링(161)의 탄성력보다 크면, 상기 가이드부(163)는 하방으로 이 동하게 된다. 그러면, 상기 케이스(110)와 상기 지지 프레임(120) 사이의 간극과 연통공(132)을 통해 제1밸브 중공부(143)로 도입된 외부 공기는 제2탄성실링부재(170)와 제1플랜지부(144)의 사이를 통해 작동유 탱크(1)의 내부로 도입된다.
외부의 공기가 유입됨에 따라 상기 제2스프링(161)의 탄성력이 상기 가이드부(163)에 하방으로 작용하는 힘보다 크게 되면, 제2밸브 몸체(162)가 상승하여 도 10a와 같은 상태의 제2탄성실링부재(170)는 그 제2경사면(173)의 일단부가, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1플랜지부(144)와 선접촉하게 된다. 상기 제2밸브 몸체(162)가 더 상방으로 이동하면, 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 제2탄성실링부재(170)는 제1플랜지부(144)에 압착되어 면접촉하게 된다.
이때, 상기 제2밸브 몸체(162)는 등간격으로 이격되게 제2플랜지부(164)의 외주면에 돌출되게 형성된 편심 방지부(166)가 하우징 중공부(131)의 내벽을 따라 이동함으로써, 상기 제2밸브 몸체(162)가 기울어지는 것을 방지하게 된다. 또한, 상기 가이드부(163)는 상기 제1밸브 중공부(143)에 삽입되어 상기 제2밸브 몸체(162)를 자세를 일정하게 유지한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 브리더가 작동유 탱크에 장착된 상태를 개략적으로 나타낸 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 에어 브리더를 절개하여 개략적으로 나타낸 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 제1탄성실링부재를 절개하여 개략적으로 나타낸 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 제2탄성실링부재를 절개하여 개략적으로 나타낸 사시도,
도 5는 도 2에 도시된 실링용 패킹을 개략적으로 나타낸 저면 사시도,
도 6은 도 2에 도시된 유입용 밸브 유닛을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 7은 도 2에 도시된 에어 브리더가 공기를 방출하는 상태를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 8a 내지 도 8c는 도 2에 도시된 제1탄성실링부재가 지지턱에 안착되는 동작을 설명하기 위한 단면도,
도 9는 도 2에 도시된 에어 브리더가 공기를 유입하는 상태를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 10a 내지 도 10c는 도 2에 도시된 제2탄성실링부재가 제1플랜지부에 안착되는 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
1; 탱크 100; 에어 브리더
110; 케이스 120; 지지 프레임
130; 하우징 131; 하우징 중공부
132; 연통공 133; 제1지지턱
134; 제2지지턱 140; 유출용 밸브 유닛
143; 제1밸브 중공부 144; 제1플랜지부
145; 제1장착홈 150; 제1탄성실링부재
151; 제1삽입부 152; 제1경사부
153; 제1경사면 160; 유입용 밸브 유닛
163; 가이드부 164; 제2플랜지부
165; 제2장착홈 166; 편심 방지부
170; 제2탄성실링부재 171; 제2삽입부
172; 제2경사부 173; 제2경사면
180; 실링용 패킹 182; 돌출리브

Claims (6)

  1. 외부와 공기의 유출입이 가능한 케이스(110)의 내부에 설치되며, 내부에 작동유 탱크(1)와 연통되게 하측이 개방된 하우징 중공부(131)가 형성되고, 상기 케이스(110)을 통해 유출입되는 공기가 상기 하우징 중공부(131)로 유출입될 수 있도록 연통공(132)이 형성되며, 상기 하우징 중공부(131)로 돌출된 지지턱(133)이 형성된 하우징(130);
    상기 연통공(132)과 연통되도록 상부와 하부가 개방된 제1밸브 중공부(143)가 형성되며, 상기 제1밸브 중공부(143)의 둘레에 상기 지지턱(133)에 하방으로 탄성 가압되게 지지되는 제1플랜지부(144)가 반경 방향으로 연장되어 형성된 유출용 밸브 유닛(140);
    상기 지지턱(133)과 상기 제1플랜지부(144) 사이에 기밀을 유지되도록 개재되는 제1탄성실링부재(150);
    상기 하우징(130)에 상기 제1플랜지부(144)에 탄성 가압하도록 지지되어 상기 제1밸브 중공부(143)를 선택적으로 개폐시키는 유입용 밸브 유닛(160); 및
    상기 유입용 밸브 유닛(160)과 상기 제1플랜지부(144)의 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 개재되는 제2탄성실링부재(170)를 포함하며,
    상기 제1탄성실링부재(150)의 지지턱(133)과 마주하는 면의 둘레에는 종단면 형상이 상향으로 경사진 제1경사면(153)이 형성된 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2탄성실링부재(170)의 상기 제1플랜지부(144)와 마주하는 면의 둘레에는 종단면 형상이 하향으로 경사진 제2경사면(173)이 형성된 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1플랜지부(144)의 상기 지지턱(133)과 마주하는 면에는 원주방향으로 제1장착홈(145)이 형성되며,
    상기 제1탄성실링부재(150)는,
    상기 제1장착홈(145)에 삽입되어 고정되는 제1삽입부(151); 및
    상기 제1삽입부(151)로부터 반경 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 제1경사면(153)이 형성되는 제1경사부(152)를 포함하고,
    상기 유입용 밸브 유닛(160)은,
    상기 제1밸브 중공부(143)에 적어도 일부가 삽입되는 가이드부(163); 및
    상기 가이드부(163)의 둘레에 반경 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 제1플랜지부(144)와 마주하는 면에는 제2장착홈(165)이 원주방향으로 형성된 제2플랜지부(164)를 포함하며,
    상기 제2탄성실링부재(170)는,
    상기 제2장착홈(165)에 삽입되어 고정되는 제2삽입부(171); 및
    상기 제2삽입부(171)로부터 반경 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 제2경사면(173)이 형성된 제2경사부(172)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이스(110)의 내부에 상기 하우징(130)이 결합된 채로 상기 케이스(110)의 하단에 결합되어 상기 케이스(110)와 상기 하우징(130)을 지지하며, 상기 작동유 탱크(1)에 결합될 수 있도록 복수의 결합공(121)이 형성된 지지 프레임(120); 및
    상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130)의 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 개재되며, 중앙부에 중공부(181)가 형성된 실링용 패킹(180)을 포함하며,
    상기 하우징(130)의 상기 지지 프레임(120)과 마주하는 면에는 상기 실링용 패킹(180)의 적어도 일부가 삽입되어 고정되는 패킹 장착홈(135)이 상측으로 함몰되게 원주 방향으로 형성되고, 상기 실링용 패킹(180)의 상기 지지 프레임(120)과 마주하는 면에는 상기 지지 프레임(120)과 상기 하우징(130)의 결합력에 의해 변형되는 적어도 하나의 돌출리브(182)가 원주 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유입용 밸브 유닛(160)은,
    상기 제1밸브 중공부(143)에 적어도 일부가 삽입되는 가이드부(163);
    상기 가이드부(163)의 둘레에 반경 방향으로 연장되게 형성된 제2플랜지 부(164); 및
    상기 하우징 중공부(131)내에서 상기 가이드부(163) 및 상기 제2플랜지부(164)가 기울어지는 것을 방지할 수 있도록 상기 하우징 중공부(131)의 내벽에 접촉되고, 상기 제2플랜지부(164)로부터 반경 방향으로 돌출되게 형성되며, 원주 방향으로 등간격 이격되게 배치된 적어도 3개의 편심 방지부(166)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
  6. 외부와 공기의 유출입이 가능한 케이스(110)의 내부에 설치되며, 내부에 작동유 탱크(1)와 연통되게 하측이 개방된 하우징 중공부(131)가 형성되고, 상기 케이스(110)를 통해 유출입되는 공기가 상기 하우징 중공부(131)로 유출입될 수 있도록 연통공(132)이 형성되며, 상기 하우징 중공부(131)로 돌출된 지지턱(133)이 형성된 하우징(130);
    상기 연통공(132)과 연통되도록 상부와 하부가 개방된 제1밸브 중공부(143)가 형성되며, 상기 제1밸브 중공부(143)의 둘레에 상기 지지턱(133)에 하방으로 탄성 가압되게 지지되는 제1플랜지부(144)가 반경 방향으로 연장되어 형성된 유출용 밸브 유닛(140);
    상기 지지턱(133)과 상기 제1플랜지부(144) 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 개재되는 제1탄성실링부재(150);
    상기 제1밸브 중공부(143)를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 상기 제1플랜지부(144)에 탄성 가압되게 지지되는 유입용 밸브 유닛(160); 및
    상기 유입용 밸브 유닛(160)과 상기 제1플랜지부(144)의 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 개재되는 제2탄성실링부재(170)를 포함하며,
    상기 제2탄성실링부재(170)의 상기 제1플랜지부(144)와 마주하는 면의 둘레에는 종단면 형상이 하향으로 경사진 제2경사면(173)이 형성된 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
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