KR101371896B1 - 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛에 관한 것으로서, 중앙에 중공부가 형성되고, 외주면에 블로우바이 가스 유입부 및 오일 배출부가 이격 형성된 캠 샤프트와; 상기 중공부에 삽입되어 상기 캠 샤프트와 일체로 회전되며, 상기 블로우바이 가스 유입부로 유입된 블로우바이 가스에 포함된 오일을 상기 오일 배출부로 배출시키는 오일 세퍼레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 캠 샤프트에 오일 세퍼레이터가 일체로 장착됨으로써 오일 분리 효율이 우수할 뿐만 아니라, 압력 손실이 거의 없어 엔진 흡기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛{OIL SEPARATOR UNIT INTEGRATED WITH CAM SHAFT OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 오일 세퍼레이터 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 캠 샤프트에 오일 세퍼레이터가 일체로 결합되어 캠 샤프트의 회전력을 이용하여 블로우바이 가스에 포함된 오일을 분리할 수 있는 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 오일 세퍼레이터는 블로우바이 가스에 포함된 오일을 분리하여 다시 크랭크 케이스로 리턴시키는 부품으로서, 임팩트형, 순환형, 레볼루션형, 원심형 등이 있다.

여기서, 오일 분리 효율 측면에서 분류하자면, 임팩트형 및 원심형 > 레볼류션형 > 원심형 순으로 미세한 입자의 오일이 분리된다.

종래 임팩트형 오일 세퍼레이터(101)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 블로우바이 가스가 이동하는 유로(110a)가 형성된 세퍼레이터 몸체(110)와, 세퍼레이터 몸체(110)에 설치되어 판면에 노즐홀(120a)이 다수개 형성된 다공성 플레이트(120)와, 다공성 플레이트(120)와 이격 설치되어 노즐홀(120a)을 통과한 블로우바이 가 스가 충돌하여 블로우바이 가스에 포함된 오일이 분리되기 위한 걸림 플레이트(122)를 포함하여 이루어진다.

이에, 블로우바이 가스는 좁은 노즐홀(120a)을 통과하면서 속도가 증가하게 되고, 이 속도로 진행하다가 걸림 플레이트(122)에 충돌하면서 블로우바이 가스에 포함된 오일이 분리될 수 있다.

그런데, 이러한 종래 임팩트형 오일 세퍼레이터(101)에 있어서는, 미세한 입자의 오일까지 분리되어 오일 분리 효율은 우수하나, 작은 구멍의 노즐홀(120a)을 통과하여야 하므로 압력 손실이 커서 엔진 흡기 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 원심형 오일 세퍼레이터는 빠른 속도로 회전되도록 구성되어 회전시 발생하는 원심력에 의해 블로우바이 가스로부터 오일이 분리되므로 상기 임팩트형 오일 세퍼레이터와 마찬가지로 오일 분리 효율은 우수하나, 회전되어야 하는 구성이므로 회전 공간이 확보되어야 하므로 레이아웃의 자유도가 떨어지고, 엔진의 크기가 커지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 오일 분리 효율이 우수할 뿐만 아니라, 압력 손실이 거의 없어 엔진 흡기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 차량의 오일 세퍼레이터 유닛을 제공하는 것이다.

또한, 회전 공간을 별도로 확보할 필요가 없으므로 레이아웃이 유리하고, 엔진의 크기를 컴팩트하게 구현하기에 유리한 차량의 오일 세퍼레이터 유닛을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명의 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛에 따라, 중앙에 중공부가 형성되고, 외주면에 블로우바이 가스 유입부 및 오일 배출부가 이격 형성된 캠 샤프트와; 상기 중공부에 삽입되어 상기 캠 샤프트와 일체로 회전되며, 상기 블로우바이 가스 유입부로 유입된 블로우바이 가스에 포함된 오일을 상기 오일 배출부로 배출시키는 오일 세퍼레이터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 오일 세퍼레이터는 상기 블로우바이 가스 유입부로 유입된 블로우바이 가스의 유동 방향을 변경하는 유로 변경부재와; 상기 유로 변경부재와 일체로 형성되어 상기 중공부에 형성된 슬롯에 안착되며, 상기 유로 변경부재에 의해 안내된 블로우바이 가스가 충돌하는 걸림 플레이트를 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 오일 세퍼레이터는 블로우바이 가스가 통과되기 위한 블로우바이 가스 통과홀이 형성되고, 오일이 피씨브이 밸브로 유입되는 것을 저지하도록 상 기 걸림 플레이트의 후단에 형성된 오일 안내판을 더 포함하는 것이 좋다.

상기 유로 변경부재는 원추 형상으로 이루어진 것이 좋다.

한편, 상기 걸림 플레이트는 상기 유로 변경부재의 후단에 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 것이 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 캠 샤프트에 오일 세퍼레이터가 일체로 장착됨으로써 오일 분리 효율이 우수할 뿐만 아니라, 압력 손실이 거의 없어 엔진 흡기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛이 제공된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛이 피씨브이 밸브에 결합된 상태를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2를 앞에서 바라본 상태를 도시한 정면도이고, 도 4는 도 2의 오일 세퍼레이터를 도시한 사시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛은 크게 중앙에 중공부(11)가 형성된 캠 샤프트(10)와, 중공부(11)에 삽입되어 캠 샤프트(10)와 일체로 회전하는 오일 세퍼레이터(20)를 포함하여 이루어진다.

캠 샤프트(10)의 전단측 외주면에는 블로우바이 가스가 유입되기 위한 블로우바이 가스 유입부(12)가 형성되어 있고, 후단측 외주면에는 오일 세퍼레이터(20) 에 의해 분리된 오일이 배출되기 위한 오일 배출부(13)가 형성되어 있다.

한편, 중공부(11)의 내측면에는 후술할 오일 세퍼레이터(20)의 걸림 플레이트(22)가 삽입되기 위한 슬롯(11a)이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 함몰 형성되어 있다.

오일 세퍼레이터(20)는 블로우바이 가스에 포함된 오일을 분리하기 위한 것으로서, 캠 샤프트(10)와 일체로 결합되어 캠 샤프트(10)의 회전력을 이용하여 오일을 분리하게 된다.

이러한 오일 세퍼레이터(20)는 플라스틱 재질로 몰드 성형되는데, 블로우바이 가스 유입부(12)로 유입된 블로우바이 가스의 유동 방향을 변경하는 유로 변경부재(21)와, 유로 변경부재(21)와 일체로 형성되어 슬롯(11a)에 안착되는 걸림 플레이트(22)와, 걸림 플레이트(22)의 후단에 일체로 형성되어 분리된 오일을 오일 배출부(13)로 안내하는 오일 안내판(23)으로 구성된다.

유로 변경부재(21)는 원추 형상으로 이루어져 블로우바이 가스 유입부(12)로부터 유입된 블로우바이 가스가 중공부(11)의 내측벽을 따라 이동되도록 유로 방향을 변경하는 기능을 한다. 여기서, 블로우바이 가스 유입부(12)로부터 유입된 블로우바이 가스에는 오일이 함유되어 있다.

걸림 플레이트(22)는 슬롯(11a)에 삽입되어 오일 세퍼레이터(20)가 캠 샤프트(10)와 일체로 결합되도록 하는 역할을 하는 동시에, 유로 변경부재(21)를 거친 블로우바이 가스가 충돌하여 오일이 분리되는 곳이다.

즉, 캠 샤프트(10)는 엔진 회전수에 비례하여 회전하게 되는데, 이 때 걸림 플레이트(22)는 캠 샤프트(10)와 일체로 회전하여 유로 변경부재(21)를 거친 블로우바이 가스가 충돌하면서 오일이 분리된다. 이와 같이, 분리된 오일은 원심력에 의해 큰 사이즈의 오일로 성장하면서 블로우바이 가스의 유동 관성에 의해 걸림 플레이트(22)의 후단부에 포집되고, 이 포집된 오일은 오일 안내판(23)에 안내되어 원심력에 의해 오일 배출부(13)로 배출될 수 있게 된다.

여기서, 걸림 플레이트(22)는 슬롯(11a)과 대응하여 형성되는데, 유로 변경부재(21)의 후단에 원주 방향을 따라 90도 간격으로 형성되어 있다. 이 때, 걸림 플레이트(22) 및 슬롯(11a)의 개수는 블로우바이 가스의 유동을 저지하지 않는 범위 내라면 다양하게 변화될 수 있음은 물론이다.

오일 안내판(23)은 오일 배출부(13)에 인접하게 위치하여 걸림 플레이트(22)에 충돌하여 분리된 오일이 피씨브이 밸브(30)로 유입되지 않고 오일 배출부(13)로 용이하게 배출될 수 있도록 안내하는 역할을 한다.

한편, 오일 안내판(23)의 중앙에는 오일이 분리된 블로우바이 가스가 피씨브이 밸브(30)로 유입되도록 블로우바이 가스 통과홀(23a)이 관통 형성되어 있다.

피씨브이 밸브(30)는 오일 세퍼레이터(20)에 의해 오일이 분리된 블로우바이 가스가 일정압 이상이 되면 개방되어 블로우바이 가스를 흡기계로 안내하는 기능을 한다. 여기서, 피씨브이 밸브(30)는 캠 샤프트(10)의 후단에 바로 장착되어 흡기계 호스로 연결되므로, 실린더 헤드 커버(40)에 벤틀레이션과 관련하는 다른 장치를 설치할 필요가 없으므로 레이아웃이나 엔진 크기면에서 유리할 수 있다.

이 때, 피씨브이 밸브(30)와 캠 샤프트(10) 사이는 씰링부재(35)로 밀착 결 합되어 오일 세퍼레이터(20)를 통과한 블로우바이 가스가 새는 것이 방지될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 오일 세퍼레이터(20)가 고속으로 회전하는 캠 샤프트(10)와 일체로 회전하기 때문에 블로우바이 가스가 오일 세퍼레이터(20)에 큰 충격량으로 충돌하므로, 블로우바이 가스에 함유된 오일이 분리되는 효율이 매우 우수하고, 오일이 원심력에 의해 배출되기 때문에 자연 배수되는 구조에 비해 성능이 우수한 이점이 있다.

또한, 임팩트형의 경우와는 달리 블로우바이 가스가 작은 크기의 노즐홀을 통과하지 않는 구조이므로 압력 손실이 작은 이점이 있다.

한편, 오일 세퍼레이터(20)가 캠 샤프트(10)의 내부에 일체로 구성되어 오일 세퍼레이터(20)가 회전될 수 있는 별도의 공간이 필요없으므로 레이아웃이 유리하고, 엔진 크기를 컴팩트하게 구현할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 차량의 임팩트형 오일 세퍼레이터를 개략적으로 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛이 피씨브이 밸브에 결합된 상태를 도시한 단면도.

도 3은 도 2를 앞에서 바라본 상태를 도시한 정면도.

도 4는 도 2의 오일 세퍼레이터를 도시한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 캠 샤프트 11 : 중공부

12 : 블로우바이 가스 유입부 13 : 오일 배출부

20 : 오일 세퍼레이터 21 : 유로 변경부재

22 : 걸림 플레이트 23 : 오일 안내판

Claims (5)

1. 삭제
2. 중앙에 중공부가 형성되고, 외주면에 블로우바이 가스 유입부 및 오일 배출부가 이격 형성된 캠 샤프트와;

   상기 중공부에 삽입되어 상기 캠 샤프트와 일체로 회전되며, 상기 블로우바이 가스 유입부로 유입된 블로우바이 가스에 포함된 오일을 상기 오일 배출부로 배출시키는 오일 세퍼레이터를 포함하며,

   상기 오일 세퍼레이터는 원추 형상으로 이루어지며, 상기 블로우바이 가스 유입부로 유입된 블로우바이 가스의 유동 방향을 변경하는 유로 변경부재와; 상기 유로 변경부재와 일체로 형성되어 상기 중공부에 형성된 슬롯에 안착되며, 상기 유로 변경부재에 의해 안내된 블로우바이 가스가 충돌하는 걸림 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 오일 세퍼레이터는

   블로우바이 가스가 통과되기 위한 블로우바이 가스 통과홀이 형성되고, 오일이 피씨브이 밸브로 유입되는 것을 저지하도록 상기 걸림 플레이트의 후단에 형성된 오일 안내판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛.
4. 삭제
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 걸림 플레이트는 상기 유로 변경부재의 후단에 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 캠 샤프트 일체형 오일 세퍼레이터 유닛.

Images