KR101792946B1 - 누유 방지가 가능한 에어 브리더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품 조립 시 제품 조립 자세에 관계없이 공기 순환 기능을 유지하면서도 누유 방지가 가능한 에어 브리더에 관한 것으로, 본 발명은 작동유체를 수용하고 있는 케이스의 공기 유통로를 관통하여 설치되는 중공체의 제1 케이싱;과, 상기 제1 케이싱의 내부 및 상기 케이스의 내부와 각각 연통되도록 상기 제1 케이싱의 일측에 결합되는 제2 케이싱;과, 상기 제1 케이싱의 내부에 설치되는 스프링;과, 상기 제1 케이싱의 타측에 결합되며, 상기 스프링과 연결되는 밸브 핀; 및 상기 제2 케이싱의 내부에 회전 가능하게 설치되어, 회전에 의해 상기 제1 케이싱의 내부와 연통되도록 하는 연통홀을 선택적으로 개폐하는 회전식 개폐밸브;를 포함하는 누유 방지가 가능한 에어 브리더를 제공한다.

Description

누유 방지가 가능한 에어 브리더 {Air breather capable of preventing leakage of oil}

본 발명은 누유 방지가 가능한 에어 브리더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제품 조립 시 제품 조립 자세에 관계없이 공기 순환 기능을 유지하면서도 누유 방지가 가능한 에어 브리더에 관한 것이다.

일반적으로 에어 브리더(Air breather)는 변속기와 감속기를 비롯하여 액슬 등과 같이 일정한 공간을 형성하는 케이스의 내부에 작동 유체에 해당하는 오일을 저장하고 있는 장치에서 필수적으로 구비되는 부품에 해당한다.

예를 들어, 차량의 기어 박스 등에는 공기 뿐만 아니라 윤활을 위한 오일도 채워져 있는데, 기어가 장시간 운전하게 되면 기어의 마찰열에 의해서 내부의 온도가 상승하고 이에 따라서 오일 및 공기가 열팽창을 일으켜 기어 박스의 내압이 증가하게 된다.

이에 따라, 에어 브리더는 케이스의 내부에 정압이 발생하거나 작동 유체의 온도 하강으로 인해 부압이 발생할 경우, 대기와의 유동을 통해 온도 및 압력의 변화로부터 기인하는 케이스 내부의 압력 변화를 일정 수준으로 보상하는 기능을 수행한다.

또한, 에어 브리더는 압력 보상 기능과 함께 케이스의 내부로 외부의 이물질과 수분이 유입되는 것과 내부 오일이 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다.

일반적으로 노멀 클로즈드 타입의 에어 브리더는 에어 브리더에 의해 케이스의 내부가 기본적으로 외부와 차단된 상태이고, 케이스의 내부 압력이 상승하거나 상대품이 조립될 경우 에어 브리더의 밸브가 열려서 케이싱의 내부 압력을 외부로 배출시킬 수 있도록 구성된다.

하지만, 상기와 같은 에어 브리더에서 케이스의 내부 공기가 외부로 방출될 때에 공기와 함께 내부 윤활유도 방출된다는 문제점이 존재한다.

일례로, 종래의 에어 브리더는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스의 내부와 유동 가능한 통로를 갖춘 브리더 몸체(10) 및 상기 브리더 몸체(10)의 상단에 조립되어 수분 등의 이물질에 대한 유입을 차단하고 외부와의 자유로운 유동을 허용하는 브리더 덮개(20)를 포함하여 구성된다.

이 때, 상기와 같은 종래의 에어 브리더는 케이스의 내부 온도와 압력의 상승 시 발생되는 유증기를 상기 브리더 몸체(10)의 내부통로(15)와 상기 브리더 덮개(20)의 내부 상단의 저면부를 경유하여 외부로 배출시키는 구조로 되어 있기 때문에, 유증기 중 포함된 내부 오일 성분이 과도하게 외부로 유출된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제품 조립 시 제품 조립 자세에 관계없이 공기 순환 기능을 유지하면서도 누유 방지가 가능한 에어 브리더를 제공하는 것에 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 작동유체를 수용하고 있는 케이스의 공기 유통로를 관통하여 설치되는 중공체의 제1 케이싱;과, 상기 제1 케이싱의 내부 및 상기 케이스의 내부와 각각 연통되도록 상기 제1 케이싱의 일측에 결합되는 제2 케이싱;과, 상기 제1 케이싱의 내부에 설치되는 스프링;과, 상기 제1 케이싱의 타측에 결합되며, 상기 스프링과 연결되는 밸브 핀; 및 상기 제2 케이싱의 내부에 회전 가능하게 설치되어, 회전에 의해 상기 제1 케이싱의 내부와 연통되도록 하는 연통홀을 선택적으로 개폐하는 회전식 개폐밸브;를 포함하는 누유 방지가 가능한 에어 브리더를 제공한다.

상기 회전식 개폐밸브는, 자중에 의해 회전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전식 개폐밸브가 회전함에 따라 접촉되는 상기 제2 케이싱의 내주면에 형성되는 스토퍼;를 더 포함할 수 있다.

상기 회전식 개폐밸브의 회전 범위는 상기 제2 케이싱의 폭에 의해 결정될 수 있다.

상기 회전식 개폐밸브는, 상기 연통홀이 지면과 대향할 때 연통홀을 닫히도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전식 개폐밸브는, 회전 중심부로부터 먼 단부로 갈수록 폭이 더 넓게 형성될 수 있다.

상기 밸브 핀의 외주면과 상기 제1 케이싱의 일측면 사이에 공기 배출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 에어 브리더에 따르면, 회전식 개폐밸브를 포함함으로써 에어 브리더가 수직 방향으로 세워진 상태에서 작동유체를 수용하고 있는 케이스의 조립을 하는 경우에도 오일이 누출되는 것을 방지할 수 있다.

이에 따라, 케이스의 이동 및 보관 시 자세에 구애받지 않아 편의성이 증대되며, 케이스의 조립 시에도 자세에 구애받지 않아 생산 효율이 증대될 수 있다.

또한, 회전식 개폐밸브가 자중에 의해 회전 가능함으로써 별도의 구동력이 필요하지 않다는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 에어 브리더를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 에어 브리더가 차량 부품에 장착된 상태를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 브리더가 수직 방향으로 위치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 에어 브리더가 수평 방향으로 위치된 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 누유 방지가 가능한 에어 브리더에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

도 3은 본 발명의 에어 브리더가 차량 부품에 장착된 상태를 도시한 측면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 브리더가 수직 방향으로 위치된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 4의 에어 브리더가 수평 방향으로 위치된 상태를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 에어 브리더(Air breather)는 변속기와 감속기를 비롯한 액슬 등의 차량 부품과 같이 일정한 공간을 형성하는 케이스의 내부에 작동 유체에 해당하는 오일을 저장하고 있는 장치에 적용될 수 있다.

특히, 본 발명의 에어 브리더는 도 3에 도시된 바와 같이 에어 브리더가 수평하게, 즉 지면과 평행하게 위치한 상태로 사용하게 되는 차량 부품 등에 적용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 에어 브리더(Air breather)는 압력 보상 기능을 주기능으로 하는 장치로서, 케이스의 내부에서 발생된 정압 또는 부압을 대기압 수준으로 보상하는 역할과 함께 케이스 내부로의 이물질과 수분의 유입 및 내부 오일의 유출을 방지하는 역할을 한다.

도 4 및 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 브리더를 구체적으로 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 에어 브리더(1)는, 개략적으로 제1 케이싱(100)과, 제2 케이싱(200)과, 스프링(120)과, 밸브 핀(300) 및 회전식 개폐밸브(400)를 포함한다.

상기 제1 케이싱(100)은 작동유체를 수용하고 있는 케이스의 공기 유통로를 관통하여 설치되는 것으로, 작동유체를 수용하고 있는 케이스란 내부에 오일을 저장하고 있는 변속기, 감속기 등의 차량 부품일 수 있다. 상기 제1 케이싱(100)은 내부에 공기를 유동시키고 후술할 스프링(120)을 포함하기 위해 중공체로 형성되며, 중공을 갖는 원통형상으로 형성될 수 있다.

상기 제1 케이싱(100)의 일측, 구체적으로 상기 제1 케이싱(100)의 양단부 중 케이스의 내측으로 위치하는 일측 단부에는 제2 케이싱(200)이 결합된다. 이 때, 상기 제2 케이싱(200)은 상기 제1 케이싱(100)의 내부와 연통될 수 있도록 연통홀(220)을 형성한다. 상기 연통홀(220)은 너무 크지 않고 공기가 유동될 수 있을 정도의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 일 실시예에서 상기 연통홀(220)의 직경은 상기 제2 케이싱(200)의 폭의 대략 1/6 정도의 길이로 형성되었다.

또한, 상기 제2 케이싱(200)은 작동 유체가 수용된 케이스의 내부와도 연통된다. 이에 따라, 케이스 내의 공기는 상기 제2 케이싱(200)의 내부로 유입된 후, 상기 연통홀(220)을 통해 상기 제1 케이싱(100)의 내부까지 유입될 수 있다.

상기 제1 케이싱(100)의 타측, 즉 상기 제1 케이싱(100)의 양단부 중 상기 제2 케이싱(200)이 결합되는 측의 반대측에는 밸브 핀(300)이 결합된다. 상기 밸브 핀(300)은 상기 제1 케이싱(100)의 중공을 통해 핀의 일부가 제1 케이싱(100)의 내부에 위치하도록 결합되며, 상기 제1 케이싱(100)의 내부에 설치된 스프링(120)에 연결되어있다. 이에 따라, 상기 밸브 핀(300)은 상기 스프링(120)이 압축 또는 복원됨에 따라 함께 움직일 수 있도록 상기 제1 케이싱(100)에 결합되어진다.

이 때, 상기 밸브 핀(300)의 외주면과 상기 제1 케이싱(100)의 일측면 사이에는 상기 제1 케이싱(100) 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있는 공기 배출구(140)가 형성될 수 있다.

상기 제2 케이싱(200)의 내부에는 회전식 개폐밸브(400)가 회전 가능하게 설치된다. 상기 회전식 개폐밸브(400)는 회전에 의해 상기 연통홀(220)을 선택적으로 개폐할 수 있어, 상기 개폐밸브(400)가 연통홀(220)을 막을 때에는 상기 제1 케이싱(100)의 내부와 연통되지 않으며, 상기 개폐밸브(400)가 연통홀(220)을 막지 않을 때에는 상기 제1 케이싱(100)의 내부와 연통될 수 있다. 상기 개폐밸브(400)가 상기 연통홀(220)을 막을 때에는 상기 제2 케이싱(200) 내부의 공기가 상기 제1 케이싱(100)의 내부로 유동될 수는 있을지라도, 상기 제2 케이싱(200) 내부의 작동 유체가 상기 제1 케이싱(100)의 내부로 유동될 수는 없다.

상기 회전식 개폐밸브(400)는 상기 연통홀(220)이 지면과 대향할 때, 즉 본 발명의 에어 브리더(1)가 도 4에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 세워진 위치에 있을 때, 상기 연통홀(220)을 닫히도록 한다. 이에 따라, 본 발명의 에어 브리더(1)가 수직 방향으로 세워진 위치에서 작동 유체를 수용하고 있는 케이스가 다른 상대 부품과 조립되는 경우에도, 상기 제2 케이싱(200) 내부의 작동 유체가 중력에 의해 상기 연통홀(220)을 통해 상기 제1 케이싱(100) 내부로 유입되어 상기 밸브 핀(300)과 상기 제1 케이싱(100)의 일측면 사이에 생기는 틈을 통해 유출되는 것을 방지할 수 있다. 이는 아래에서 자세히 설명하도록 한다.

이 때, 상기 회전식 개폐밸브(400)는 별도의 구동장치를 포함하여 구동장치가 제공하는 전기적 또는 기계적인 힘에 의해 회전될 수도 있으나, 자중에 의해 회전되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 별도의 구동력이 필요하지 않다는 장점을 얻을 수 있다.

구체적으로 상기 회전식 개폐밸브(400)는 상기 제2 케이싱(200)의 중심부에 설치된 회전축(420)에 결합되어, 상기 회전축(420)을 중심으로 회전한다. 따라서, 상기 케이스의 위치가 변함에 따라 상기 개폐밸브(400)가 중력을 받는 방향으로 회전이 일어나며 개폐밸브(400)의 위치 또한 변하게 된다.

상기 회전식 개폐밸브(400)가 회전할 수 있는 범위는 상기 제2 케이싱(200)의 폭에 의해 결정될 수 있다. 이 때, 상기 제2 케이싱(200)의 폭은 상기 개폐밸브(400)가 상기 연통홀(220)을 개폐할 수 있을 정도의 최소한의 범위 내에서 회전할 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다. 본 일 실시예에서 상기 개폐밸브(400)는 상기 연통홀(220)을 막는 위치를 기준으로 좌, 우로 각각 약 45°만큼 회전 가능하게 설정된다.

상기 회전식 개폐밸브(400)가 회전함에 따라 접촉되는 상기 제2 케이싱(200)의 내주면에는 스토퍼(240)가 형성될 수 있다. 본 발명의 에어 브리더(1)의 위치가 도 4와 같이 수직 방향으로 위치된 상태에서 도 5와 같이 수평 방향으로 위치된 상태로 급격히 바뀔 경우, 상기 회전식 개폐밸브(400)가 회전하는 힘에 의해 접촉, 충돌되는 상기 제2 케이싱(200)의 내주면이 손상되는 것을 방지하기 위해서이다.

상기 회전식 개폐밸브(400)의 형상에는 제한이 없으나 긴 막대 형상으로 형성되는 것이 일반적이며, 상기 회전축(420)으로부터 먼 단부로 갈수록 개폐밸브의 폭이 더 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 개폐밸브(400)가 상기 연통홀(220)을 막을 수 있어야 하므로 개폐밸브(400)의 단부의 폭이 상기 연통홀(220)의 직경보다는 크게 형성되어야 하지만, 상기 개폐밸브(400)의 자중이 너무 크게 형성되면 그만큼 회전하는 힘이 커져 부품 손상 등의 위험이 있기 때문이다. 본 일 실시예에서는, 상기 개폐밸브(400)가 ㅗ자의 형상으로 형성되어 있다.

다음으로는, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 브리더(1)가 적용된 차량 부품에 다른 상대품이 조립되는 경우를 위치에 따라 살펴보도록 한다.

우선, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 에어 브리더(1)가 수직 방향으로 위치된 상태에서 상대품(50)이 조립되는 경우를 살펴보면, 상기 회전식 개폐밸브(400)가 자중에 의해 마찬가지로 수직 방향으로 위치되며, 이에 따라 상기 연통홀(220)을 막게 된다.

따라서, 상기 제2 케이싱(200) 내부의 오일 등의 작동 유체가 상기 제1 케이싱(100)의 내부로 유동될 수 없으며, 하측에 위치한 상대품(50)에 조립하는 과정에서 상기 스프링(120)이 압축되며 상기 밸브 핀(300)이 상측으로 이동하여 밸브 핀(300)과 제1 케이싱(100) 사이에 틈이 발생하는 경우 틈을 통해 또는 상기 공기 배출구(140)를 통해 오일이 배출되는 것이 방지될 수 있다.

이에 따라, 오일이 수용된 케이스의 이동 및 보관 시 자세에 구애받지 않아 편의성이 증대되며, 에어 브리더가 수직 방향으로 위치한 경우에도 오일이 누출될 염려가 없어 케이스의 조립 시에도 자세에 구애받지 않아 생산 효율이 증대될 수 있다.

또한, 상기와 같이 상대품(50)과 조립을 완료한 후, 도 5에 도시된 바와 같이 부품의 사용을 위해 에어 브리더(1)를 수평 방향으로 위치시키면, 상기 회전식 개폐밸브(400)가 자중에 의해 상기 연통홀(220)을 막지 않는 위치로 회전하게 되며, 상기 제2 케이싱(200) 내부의 공기가 상기 연통홀(220)을 통해 상기 제1 케이싱(100)의 내부로 유동되어 상기 공기 배출구(140)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 내부와 외부의 공기 순환을 통한 압력 조절 기능은 그대로 유지될 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

1 : 에어 브리더 100 : 제1 케이싱
120 : 스프링 140 : 공기 배출구
200 : 제2 케이싱 220 : 연통홀
240 : 스토퍼 300 : 밸브 핀
400 : 회전식 개폐밸브 420 : 회전축

Claims (7)

1. 작동유체를 수용하고 있는 케이스의 공기 유통로를 관통하여 설치되는 중공체의 제1 케이싱;
   상기 제1 케이싱의 내부 및 상기 케이스의 내부와 각각 연통되도록 상기 제1 케이싱의 일측에 결합되는 제2 케이싱;
   상기 제1 케이싱의 내부에 설치되는 스프링;
   상기 제1 케이싱의 타측에 결합되며, 상기 스프링과 연결되는 밸브 핀; 및
   상기 제2 케이싱의 내부에 회전 가능하게 설치되어, 회전에 의해 상기 제1 케이싱의 내부와 연통되도록 하는 연통홀을 선택적으로 개폐하는 회전식 개폐밸브;를 포함하며,
   상기 회전식 개폐밸브는, 자중에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 누유 방지가 가능한 에어 브리더.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전식 개폐밸브가 회전함에 따라 접촉되는 상기 제2 케이싱의 내주면에 형성되는 스토퍼;를 더 포함하는 누유 방지가 가능한 에어 브리더.
4. 제3항에 있어서,
   상기 회전식 개폐밸브의 회전 범위는 상기 제2 케이싱의 폭에 의해 결정되는 누유 방지가 가능한 에어 브리더.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전식 개폐밸브는, 상기 연통홀이 지면과 대향할 때 연통홀을 닫히도록 하는 것을 특징으로 하는 누유 방지가 가능한 에어 브리더.
6. 제1항에 있어서,
   상기 회전식 개폐밸브는, 회전 중심부로부터 먼 단부로 갈수록 폭이 더 넓게 형성되는 누유 방지가 가능한 에어 브리더.
7. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 핀의 외주면과 상기 제1 케이싱의 일측면 사이에 공기 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 누유 방지가 가능한 에어 브리더.
   

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