KR102083871B1 - 에어 브리더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 에어 브리더에 관한 것으로, 동력전달계 부품이 작동함에 따라 기어케이스의 내부압력이 대기압 이상으로 상승하면 기어케이스 내의 공기를 외부로 신속하게 배출할 수 있게 됨으로써 기어케이스의 내부압력을 표준상태로 유지할 수 있게 되고, 기어케이스 내에 부압 발생시 외부의 공기를 신속하게 기어케이스 내로 유입시킴으로써 부압을 신속하게 제거할 수 있도록 된 것이다.

Description

에어 브리더{AIR BREATHER}

본 발명은 차량용 에어 브리더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기어케이스 내부압을 효과적으로 조절할 수 있는 차량용 에어 브리더에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 구동계 부품 또는 동력전달계 부품(일례로 변속기, 차동장치, PTU; Power Transfer Unit) 등에는 다수개의 회전기어들이 동력전달을 위해 서로 치합되어 있고, 기어가 치합된 기어케이스의 내부에는 기어의 원활한 회전을 위해 윤활 기능 및 냉각 기능을 담당하는 오일이 충진되어 있다.

한편, 구동계 부품 또는 동력전달계 부품의 크기가 큰 경우 기어케이스는 1개 이상으로 구성되고, 기어케이스 사이에는 기밀유지를 위해 씰링패드가 설치된다.

기어케이스 내에 존재하는 기어들이 동작을 하게 되면, 기어케이스 내에 충진된 오일은 온도가 상승하게 되고, 오일의 온도가 상승하면 기어케이스 내의 압력이 상승하게 되는 바, 따라서 오일이 충진된 기어케이스에는 내부압력을 일정하게 유지시켜 주기 위한 에어 브리더(air breather)가 대부분 설치된다.

그런데, 차량이 주행 중인 상황에서 침수로를 통과하는 등의 원인에 의해 케이스의 온도가 급격하게 하강하는 경우 기어케이스 내부는 순간적으로 부압이 발생되고, 기어케이스 내에 부압이 발생하면 기어케이스의 씰링패드가 기어케이스의 내부로 빨려 들어오는 상황이 발생할 수 있는 바, 이런 경우 기어케이스의 기밀유지가 안됨에 따라 외부의 이물질 또는 수분이 기어케이스의 내부로 유입됨으로써 구동계 부품 또는 동력전달계 부품은 내구성이 감소되고 더 나아가 고장이 발생하는 단점이 있다.

본 발명의 실시예들은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 도출된 것으로서, 차량이 주행 중인 상태에서 기어케이스 내에 부압이 발생하는 경우 외부 공기의 유입을 가능하게 함으로써 발생된 부압을 효과적으로 제거할 수 있도록 하고, 이를 통해 구동계 부품 또는 동력전달계 부품의 내구성 향상 및 고장 발생을 방지할 수 있는 차량용 에어 브리더를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면 에어 브리더에 있어서, 바디와; 상기 바디를 관통하는 공기통로와; 상기 바디의 일부분을 덮고 있는 캡과; 상기 바디의 상부에 놓여진 공기유출입부를 포함하고, 상기 공기유출입부는 마그네틱부와 개폐부를 포함하고, 상기 개폐부는 본체와 상부, 그리고 하부를 포함할 수 있다.

상기 본체는 플라스틱일 수 있다.

상기 상부와 상기 하부는 플레이트 형상을 갖을 수 있다.

상기 상부와 상기 하부 중 적어도 하나는 금속일 수 있다.

상기 상부와 상기 하부 모두 금속일 수 있다.

상기 개폐부의 여러 단면 중 적어도 하나의 단면에 대한 형상이 영문 알파벳 대문자 "I"자 형상일 수 있다.

상기 상부의 여러 일단부들 중 적어도 하나의 일단부가 절단될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 동력전달계 부품이 작동함에 따라 기어케이스의 내부압력이 상승하면 기어케이스 내의 공기를 외부로 신속하게 배출할 수 있게 됨으로써 기어케이스의 내부압력을 정상상태로 유지할 수 있게 되고, 이를 통해 오일의 누유도 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 에어 브리더는 기어케이스 내에 부압 발생시 외부의 공기를 신속하게 기어케이스 내로 유입시켜서 부압을 제거할 수 있는 구성으로, 이를 통해 기어케이스의 기밀을 유지하는 씰링패드의 기밀성을 향상시킬 수 있게 됨으로써 기어케이스의 내부로 이물질 또는 수분의 유입을 차단할 수 있게 되고, 더 나아가 구동계 부품 또는 동력전달계 부품의 내구성 향상과 고장 발생 방지 및 수명 연장을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 장착된 동력전달계 부품에 대한 실시예를 나타내는 사시도이다..
도 2는 표준상태에서의 본 발명의 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 정압상태에서의 본 발명의 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 부압상태에서의 본 발명의 살시예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 형태에 대한 실시예를 나타내는 단면도이다.

이하 본 발명에 대해 실시예를 바탕으로 설명한다.

에어 브리더(100)에 있어서 바디(110)는 기어케이스(12)에 고정되게 설치되고 에어 브리더(100)의 몸체부에 해당하며, 상기 바디(110)를 공기통로(120)가 관통하여 지나간다. 상기 공기통로(120)를 통해 기어케이스(12)의 공기가 배출될 수 있고, 경우에 따라서는 동력전달계 부품(10) 밖의 공기가 들어올 수도 있다.

도 2에 나타난 실시예는 바디(110)에서 기어케이스(12)의 외부로 노출된 일부분을 캡(130)이 덮고 있고, 공기유출입부(140)가 바디(110)의 상부에 높여있다. 상기 공기유출입부(140)는 마그네틱부(142)와 개폐부(150)를 포함하고, 상기 개폐부(150)는 본체(154),상부(152a), 그리고 하부(152b)를 포함한다.

상기 마그네틱부(142)는 자성을 이용하여 바디(110)와 개폐부(150)에 밀착된다. 또한 상기 마그네틱부(142)의 형상은 다양할 수 있으나, 도2 내지 도5에 나타나는 마그네틱부(142)는 원형의 모습을 갖는다. 이에 따라 후술하게 될 표준상태, 정압 및 부압상태에서 바디(110)와 마그네틱부(142) 및 개폐부(150)가 일정상태를 유지할 수 있게된다. 상기 일정상태에 대해서는 후술한다.

정압틈새(160)는 도 3에 나타난 실시예와 같이 정압상태에서의 공기유출입부(140)와 바디(110) 사이의 틈새로, 정압상태에서 기어케이스(12)의 공기가 배출될 수 있는 공간이다.

부압틈새(170)는 도 4에 나타난 실시예와 같이 부압상태에서의 개폐부(150)와 마그네틱부(142) 사이의 틈새로, 부압상태에서 동력전달계 부품(10) 밖의 공기가 유입될 수 있는 공간이다. 상기 도 4의 경우, 부압틈새(170)의 상측과 하측에 검은선이 도시되어 상기 부압틈새(170)가 막힌 것으로 보일 수 있으나, 상기 검은선은 마그네틱부(142)의 단면 중 지면으로부터 먼쪽에 위치한 마그네틱부(142)를 도시함에 따라 생긴 것이다.

개폐부(150)의 본체(154)에 있어서 재질은 다양할 수 있으나, 마그네틱부(142)의 자성으로부터 영향을 받지 않기 위해서 플라스틱 재질이 바람직하다. 표준상태, 정압, 부압 상태에 따라 개폐부(150)가 움직여야 하기 때문이다.

개폐부(150)의 상부(152a)와 하부(152b)의 형상은 구, 삼각뿔, 원뿔 등으로 다양할 수 있으나, 일반적으로 플레이트 형상을 사용한다. 상기 플레이트 형상은 판의 형태를 의미하며, 원이나 네모, 세모 등의 형태를 제한하지는 않는다.

또한, 상기 상부(152a)와 상기 하부(152b)의 크기차이가 발생할 수 있고 그 크기차이 범위에는 제한이 없으나, 일반적으로 상기 상부(152a)와 상기 하부(152b)의 크기는 동일하다.

개폐부(150)의 상부(152a)와 하부(152b)의 재질은 마그네틱부(142)의 자성에 의한 밀착을 고려하여 금속재질인 것이 바람직하다. 경우에 따라서는 마그네틱부(142)와 밀착하는 부분만을 금속으로 하고, 그 이외의 부분은 플라스틱이나 나무 등의 다양한 재질을 사용하여 상부(152a) 및 하부(152b)를 제작할 수도 있다.

개폐부(150)의 형상은 다양할 수 있으나, 다양한 각도에서 바라본 개폐부(150)의 여러 단면 중 적어도 하나의 단면은 영어 알파벳 대문자 "I"자 형상을 갖는다. 상기 "I"자 형상을 도 5에 나타난 실시예에서 예시한다. 다만, "I"자 형상의 경우 부압상태에서 공기의 유입이 용이하지는 않을 것이다. 후술할 상부(152a)의 일부가 절단된 개폐부(150)를 포함하지 않기 때문이다.

개폐부(150)의 상부(152a)에 있어서, 상기 상부(152a)의 여러 일단부들 중 적어도 하나의 일단부가 절단될 수 있다. 상부(152a)의 적어도 하나의 일단부가 절단된 개폐부(150)의 형상을 도 2 내지 도 4에 나타난 실시예들에서 예시한다. 상부의 일단부가 절단됨에 따라 후술할 부압상태에서 동력전달계 부품(10) 밖의 공기가 절단된 일단부로 인해 생긴 부압틈새(170)를 통해 유입될 수 있다.

이하 기어케이스 내부 압력상태 변화에 따른 본 발명의 실시예들을 설명한다.

도 2에 나타난 실시예는 기어케이스(12) 내부압이 대기압과 같은 표준상태로서, 공기유출입부(140)가 마그네틱부(142)에 의해 바디(110)에 밀착된 상태를 나타낸다.

도 3에 나타난 실시예는 기어케이스(12) 내부압이 대기압보다 높은 정압상태로서, 기어케이스(12) 내부 공기가 공기유출입부(140)를 밀어, 상기 공기유출입부(140)는 바디(110)로부터 떨어지게 된 상태를 나타낸다. 정압상태는 동력전달계 부품(10)의 작동으로 기어케이스(12) 내 온도가 상승함에 따라 발생한다. 이에 따라 상기 공기유출입부(140)와 바디(110) 사이에 정압틈새(160)가 발생하고, 상기 정압틈새(160)를 통해 기어케이스(12) 내부 공기가 배출된다.

상기 실시예에서는 마그네틱부(142)의 자력을 0.1bar로 세팅하여, 기어케이스(12) 내부압과 대기압의 차이가 0.1bar를 초과할 경우 공기유출입부(140)가 바디(110)로부터 떨어진다.

도 4에 나타난 실시예는 기어케이스(12) 내부압이 대기압보다 작은 부압상태로서, 공기유출입부(140)가 바디(110)에 밀착되고 개폐부(150)가 공기통로쪽으로 밀려들어와 상부(152a)가 마그네틱부(142)에 밀착된 상태를 나타낸다. 부압상태는 동력전달계 부품(10)의 냉각으로 기어케이스(12) 내 온도가 하강함에 따라 발생한다. 이에 따라, 외부공기가 개폐부(150)의 상부(152a) 일단부가 절단된 부분을 거쳐 부압틈새(170)를 통해 기어케이스(12) 내부로 유입된다.

상기 서술한 바에 따른 공기 유출입으로 인해 기어케이스(12) 내부압은 일정압력을 유지할 수 있게된다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10 : 동력전달계 부품 12, 14 : 기어케이스
100 : 에어 브리더 110 : 바디
120 : 공기통로 130 : 캡
140 : 공기유출입부 142 : 마그네틱부
150 : 개폐부 152a : 상부
152b : 하부 154 : 본체
160 : 정압틈새 170 : 부압틈새

Claims (7)

1. 에어 브리더에 있어서, 바디와; 상기 바디를 관통하는 공기통로와; 상기 바디의 일부분을 덮고 있는 캡과; 상기 바디의 상부에 놓여진 공기유출입부를 포함하고,
   상기 공기유출입부는 마그네틱부와 개폐부를 포함하고,
   상기 개폐부는 본체와 상부, 그리고 하부를 포함하며,
   상기 마그네틱부와 상기 본체 사이에는, 부압상태에서 공기가 유입되는 부압틈새가 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 본체는 플라스틱인 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 상부와 상기 하부는 플레이트 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 상부와 상기 하부 중 적어도 하나는 금속인 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 상부와 상기 하부 모두 금속인 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 개폐부의 여러 단면 중 적어도 하나의 단면에 대한 형상이 영문 알파벳 대문자 "I"자 형상으로 된 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
7. 제1 항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부의 여러 일단부들 중 적어도 하나의 일단부가 절단된 것을 특징으로 하는 에어 브리더.
   

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