KR102492440B1 - 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진 - Google Patents

Abstract

엔진오일의 배출을 위해 드레인 포트에 체결되는 드레인 플러그에 자성을 띄는 이물 포집 자석을 배치하여 엔진오일 내에 포함된 금속성 이물질을 포집하고, 이를 통해 엔진의 성능저하를 방지할 수 있는 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진을 개시한다.
이물 포집이 가능한 가솔린 엔진은 내부에 엔진오일이 수용되고, 일 측에 엔진오일이 배출되는 드레인 포트가 배치되는 크랭크 케이스, 드레인 포트에 탈착 가능하게 결합되어 드레인 포트를 선택적으로 개폐하도록 구성되는 드레인 플러그 및 드레인 플러그에 결합되어 크랭크 케이스의 내부에 배치되고, 자기력에 의해 엔진오일에 함유된 금속성 이물질을 포집하는 이물 포집 자석을 포함한다.

Description

이물 포집이 가능한 가솔린 엔진{Gasoline engine capable of collecting foreign matter}

본 발명은 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진에 관한 것이다.

일반적으로 예초기, 엔진톱, 비료살포기, 잔디깎이, 소형 원동기 등에는 차량에 적용되는 엔진에 비하여 상대적으로 가볍고 크기가 작은 2행정 엔진이 사용된다.

이와 같은, 소형 엔진은 가솔린 등과 같은 연료가 저장되는 연료탱크, 상부에 실린더 블록이 결합되고, 흡기 포트와 배기 포트를 가지는 크랭크 케이스, 그리고 크랭크 케이스의 내부에 배치되고 회전 및 승강 운동에 의해 연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 크랭크 및 피스톤 조립체를 포함한다.

이때, 크랭크 및 피스톤 조립체는 여러 부품들이 상호 맞물려 고속으로 회전하는 구조를 갖는다.

이에, 크랭크 및 피스톤 조립체가 구동되면 부품들의 마모로 인하여 금속성 이물질이 발생되고, 이 금속성 이물질은 크랭크 및 피스톤 조립체의 하부로 낙하되어 크랭크 케이스에 저장된 엔진오일에 침전된다.

그러나, 엔진오일에 침전된 금속성 이물질은 크랭크 및 피스톤 조립체의 구동 시 엔진오일과 함께 유동되면서 각 부품들의 표면에 달라붙게 되고, 이로 인해 부품들의 마모가 극대화됨은 물론, 엔진에 소음이 발생되거나, 엔진의 출력이 저하되는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2009-0098420호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진오일의 배출을 위해 드레인 포트에 체결되는 드레인 플러그에 자성을 띄는 이물 포집 자석을 배치하여 엔진오일 내에 포함된 금속성 이물질을 포집하고, 이를 통해 엔진의 성능저하를 방지할 수 있는 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 드레인 플러그를 통해 엔진오일을 순환시키면서, 지속적으로 엔진오일에 포함된 금속성 이물질을 포집할 수 있는 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진은 내부에 엔진오일이 수용되고, 일 측에 상기 엔진오일이 배출되는 드레인 포트가 배치되는 크랭크 케이스; 상기 드레인 포트에 탈착 가능하게 결합되어 상기 드레인 포트를 선택적으로 개폐하도록 구성되는 드레인 플러그; 및 상기 드레인 플러그에 결합되어 상기 크랭크 케이스의 내부에 배치되고, 자기력에 의해 상기 엔진오일에 함유된 금속성 이물질을 포집하는 이물 포집 자석;을 포함한다.

상기 드레인 플러그는 상기 크랭크 케이스에 수용된 상기 엔진오일을 순환시키도록 구성되고, 상기 이물 포집 자석은 상기 엔진오일이 유입되는 경로 및 상기 엔진오일이 배출되는 경로에 각각 배치되어 상기 금속성 이물질을 포집하도록 구성되며, 상기 드레인 플러그는, 상기 드레인 포트의 내면에 체결되어 상기 엔진오일이 유동되는 제1 플러그; 상기 제1 플러그의 전단부 중앙에 결합되어 상기 크랭크 케이스의 내부에 배치되고, 상기 크랭크 케이스에 수용된 상기 엔진오일을 상기 제1 플러그로 유입시키도록 구성되는 웨지(wedge) 형상의 호퍼; 상기 호퍼의 내부에 결합되고, 상기 호퍼로 유입되어 흐르는 상기 엔진오일을 안정화시키는 격자형상의 스트레이너; 상기 드레인 포트의 외면에 체결되어 상기 제1 플러그의 후방에서 상기 제1 플러그를 지지하고, 상기 제1 플러그와 연통되는 제2 플러그; 상기 제2 플러그의 외면에 체결되어 상기 제2 플러그의 후방에서 상기 제2 플러그를 지지하고, 상기 제2 플러그와 연통되는 제3 플러그; 및 상기 제3 플러그의 내부에 수용되고, 회전력을 발생시켜 상기 엔진오일을 일방향으로 유동시키도록 구성되는 펌프유닛;을 포함하고, 상기 이물 포집 자석은, 원통형상으로 형성되어 상기 제1 플러그에 수용되고, 상기 제1 플러그의 내부를 유동하는 상기 엔진오일에 접하여 상기 금속성 이물질을 포집하는 복수의 제1 이물 포집 자석; 및 원통형상으로 형성되어 상기 제2 플러그에 수용되고, 상기 제2 플러그의 내부를 유동하는 상기 엔진오일에 접하여 상기 금속성 이물질을 포집하는 복수의 제2 이물 포집 자석;을 포함할 수 있다.

상기 제1 플러그는, 외면에 상기 드레인 포트의 내면에 체결 가능한 제1 나사산이 형성되고, 내부에 상기 복수의 제1 이물 포집 자석이 수용되는 복수의 제1 자석 수용홈이 형성되는 바디; 상기 바디의 전단부 중앙에 돌출되어 상기 호퍼가 탈착 가능하게 결합되는 네크; 상기 바디의 외면에 배치되고, 상기 드레인 포트의 단부에 걸려 지지되어 상기 바디가 상기 드레인 포트의 내부로 과체결되는 것을 방지하는 플랜지; 상기 플랜지의 후방에 돌출되어 상기 바디와 연통되고, 상기 드레인 포트에 체결되는 상기 제2 플러그의 내부에 수용되어 상기 바디와 상기 제2 플러그를 연통시키는 헤드; 및 상기 바디와 상기 헤드 사이에 배치되어 상기 바디와 상기 헤드를 구획하고, 내부에 상기 복수의 제1 자석 수용홈과 상기 헤드의 내부를 연통시키는 복수의 연통홀이 형성되는 구획판;을 포함하고, 상기 제2 플러그는, 상기 드레인 포트가 수용되는 포트 수용홈; 상기 드레인 포트의 외면에 체결 가능한 제2-1 나사산; 상기 포트 수용홈과 연통되어 상기 헤드가 수용되는 헤드 수용홈; 상기 복수의 제2 이물 포집 자석이 수용되는 복수의 제2 자석 수용홈; 상기 헤드 수용홈과 상기 복수의 제2 자석 수용홈의 일부분을 연통시키고, 상기 제1 플러그를 통과한 상기 엔진오일이 유입되는 제1 유입로; 상기 헤드 수용홈과 상기 복수의 제2 자석 수용홈의 다른 일부분을 연통시키고, 상기 제3 플러그를 통과한 상기 엔진오일이 배출되는 복수의 제1 배출로; 및 상기 제3 플러그의 내면에 체결 가능한 제2-2 나사산;을 포함하며, 상기 제3 플러그는, 상기 제2 플러그에 탈착 가능하게 결합되고, 내부에 상기 펌프유닛이 수용되는 하우징; 상기 하우징의 후방에 탈착 가능하게 결합되어 상기 하우징의 후방을 선택적으로 개방하도록 구성되는 캡; 및 상기 캡의 전면에 배치되고, 상기 하우징에 수용된 상기 펌프유닛을 탄성적으로 지지하도록 구성되는 펌프 지지부;를 포함하고, 상기 하우징은, 상기 제2 플러그가 수용되는 플러그 수용홈; 상기 제2 플러그의 외면에 체결 가능한 제3-1 나사산; 상기 펌프유닛이 수용되는 펌프 수용홈; 상기 펌프 수용홈과 상기 제1 유입로를 연통시키고, 상기 제2 플러그를 통과한 상기 엔진오일이 유입되는 제2 유입로; 상기 펌프 수용홈과 상기 복수의 제1 배출로를 연통시키고, 상기 펌프 수용홈을 통과한 상기 엔진오일이 배출되는 복수의 제2 배출로; 및 상기 캡의 내면에 체결 가능한 제3-2 나사산;을 포함하며, 상기 펌프 수용홈은, 상기 제2 유입로 및 상기 복수의 제2 배출로와 연통되는 제1 수용홈; 상기 제1 수용홈의 후방에 배치되어 상기 제1 수용홈과 연통되는 제2 수용홈; 및 상기 제2 수용홈의 후방에 배치되어 상기 제2 수용홈과 연통되고, 상기 캡에 의해 개폐되는 제3 수용홈;을 포함하고, 상기 펌프유닛은, 상기 제1 수용홈에 수용되고, 회전력을 발생시켜 상기 제1 수용홈으로 유입된 상기 엔진오일을 상기 복수의 제2 배출로로 배출시키는 임펠러; 상기 제2 수용홈에 수용되고, 상기 임펠러를 회전시키도록 구성되는 기어박스; 및 상기 제3 수용홈에 수용되고, 상기 기어박스를 구동시키는 구동모터;를 포함할 수 있다.

상기 헤드는, 상기 복수의 연통홀을 통해 상기 복수의 제1 이물 포집 자석과 연통되는 복수의 밸브 수용홈;을 포함하고, 상기 제1 플러그는, 상기 복수의 밸브 수용홈에 삽입되고, 상기 제2 플러그가 상기 제1 플러그에 체결되면 유로를 개방하여 상기 복수의 제1 이물 포집 자석과 상기 복수의 제2 이물 포집 자석을 연통시키고, 상기 제2 플러그가 상기 제1 플러그로부터 분리되면 상기 유로를 폐쇄하여 상기 복수의 제1 이물 포집 자석과 상기 복수의 제2 이물 포집 자석을 차단하는 탄성체 재질의 복수의 탄성밸브;를 더 포함하며, 상기 제2 플러그는, 상기 헤드 수용홈에 배치되고, 상기 헤드가 상기 헤드 수용홈에 수용되면 상기 복수의 밸브 수용홈에 삽입되면서 상기 복수의 탄성밸브를 축방향으로 가압하여 상기 유로를 개방하는 복수의 밸브 가압부;를 더 포함하고, 상기 복수의 탄성밸브는, 상호 접하여 상기 유로를 폐쇄한 상태에서, 축방향으로 압력이 가해져 압착되면 반경방향으로 이격되면서 상기 유로를 개방하는 탄성개폐돌기;를 포함할 수 있다.

상기 제2 플러그는, 상기 복수의 제2 자석 수용홈의 단부에 배치되는 복수의 웨지홈;을 더 포함하고, 상기 하우징은, 상기 플러그 수용홈에 배치되고, 상기 제3 플러그가 상기 제2 플러그에 결합되면 상기 복수의 웨지홈에 결합되는 복수의 웨지돌기; 및 상기 복수의 웨지돌기에 삽입되고, 상기 복수의 웨지돌기가 상기 복수의 웨지홈에 결합되면 상기 복수의 제2 자석 수용홈에 수용된 상기 복수의 제2 이물 포집 자석에 자기력을 통해 결합되는 복수의 결합자석;을 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 제1 이물 포집 자석은, 각각, 상기 복수의 제1 자석 수용홈에 결합되는 관형의 제1 자석; 및 상기 제1 자석의 내부에 축방향을 따라 슬라이드 결합되어 상기 제1 자석의 내부를 복수의 공간으로 구획하는 복수의 제2 자석;을 포함하고, 상기 복수의 제2 자석은, 각각, 상기 제1 자석의 내부에 배치되는 판형의 제1 평판부; 상기 제1 평판부에 평행하도록 상기 제1 평판부로부터 이격 배치되는 판형의 제2 평판부; 원호 형상으로 절곡되어 상기 제1 평판부의 일단부와 상기 제2 평판부의 타단부를 연결하는 절곡부; 상기 제1 평판부의 타단부에 배치되고, 상기 제1 자석의 축방향을 따라 상기 제1 자석의 내면에 슬라이드 결합되는 제1 결합레일; 및 상기 절곡부의 일부분에 배치되고, 상기 제1 자석의 축방향을 따라 상기 제1 자석의 내면에 슬라이드 결합되는 제2 결합레일;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 엔진오일의 배출을 위해 드레인 포트에 체결되는 드레인 플러그에 자성을 띄는 이물 포집 자석이 배치되므로, 엔진오일 내에 포함된 금속성 이물질을 포집하고, 이를 통해 엔진의 성능저하를 방지할 수 있다.

또한, 드레인 플러그는 엔진오일을 순환시키고, 이물 포집 자석은 엔진오일이 유입 및 배출되는 경로에 각각 배치되어 금속성 이물질을 포집하므로, 지속적으로 엔진오엘에 포함된 금속성 이물질을 포집할 수 있고, 이를 통해 이물 포집 성능을 극대화할 수 있다.

또한, 드레인 플러그가 조립 및 분해 가능한 모듈 형태로 형성되므로, 이물 포집 자석의 교체가 용이하고, 드레인 플러그, 이물 포집 자석 및 펌프유닛 중 어느 하나가 손상될 경우에도 부품을 전체적으로 교체하지 않고, 해당 파츠만을 교체하여 사용 가능하므로 제품의 사용수명을 증대시킴은 물론, 비용을 절감할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진의 일부분을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진의 일부분을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드레인 플러그를 개략적으로 나타낸 분해도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성밸브가 개방되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 이물 포집 자석의 종단면을 나타낸 단면도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진의 일부분을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진(1000)(이하 '가솔린 엔진(1000)'이라 함)은 엔진오일 내에 포함된 금속성 이물질을 포집하고, 이를 통해 엔진의 성능저하를 방지할 수 있는 것으로서, 크랭크 케이스(1), 드레인 플러그(2) 및 이물 포집 자석(3)을 포함한다.

크랭크 케이스(1)는 내부에 엔진오일(O)이 수용되고, 일 측에 엔진오일(O)이 배출되는 드레인 포트(11)가 배치된다.

예를 들어, 크랭크 케이스(1)의 상부에는 실린더 블록이 배치될 수 있다. 그리고, 크랭크 케이스(1)의 내부에는 크랭크축 및 피스톤 등이 배치될 수 있다. 본 실시예에 따른 가솔린 엔진(1000)은 예초기, 원동기, 잔디깎이 등에 적용되는 통상의 2행정 소형 가솔린 엔진과 동일한 구조로 형성될 수 있다.

드레인 플러그(2)는 드레인 포트(11)에 탈착 가능하게 결합되어 드레인 포트(11)를 선택적으로 개폐하도록 구성된다.

예를 들어, 드레인 플러그(2)는 외면에 나사산이 형성되고, 단부에 육각형상의 헤드가 구비된 볼트 형태로 형성될 수 있다.

이물 포집 자석(3)은 드레인 플러그(2)의 단부에 결합되어 크랭크 케이스(1)의 내부에 배치된다. 그리고, 이물 포집 자석(3)은 자기력에 의해 엔진오일(O)에 함유된 금속성 이물질(S)을 포집한다.

이에, 작업자는 드레인 플러그(2)를 드레인 포트(11)로부터 분리할 때, 이물 포집 자석(3)에 포집된 금속성 이물질(S)을 제거할 수 있다.

예를 들어, 이물 포집 자석(3)은 원형의 디스크 혹은 막대 혹은 관 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 이물 포집 자석(3)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상으로 변경될 수 있다.

이때, 드레인 플러그(2)에는 이물 포집 자석(3)을 고정시키고, 이물 포집 자석(3)의 위치를 가변시킬 수 있는 자석 고정 구조가 적용될 수 있다.

예를 들어, 드레인 플러그(2)는 드레인 포트(11)의 내면에 나사 결합되는 관형의 아우터 자켓과, 아우터 자켓의 내면에 나사 결합되어 아우터 자켓의 축방향을 따라 이동가능하고, 내부에 이물 포집 자석(3)이 수용되어 이물 포집 자석(3)의 일부분이 외부로 돌출되도록 구성되는 이너 자켓과, 이너 자켓의 내부에 수용되어 이물 포집 자석(3)을 탄성적으로 가압 및 지지하는 가압부재와, 이너 자켓의 내부에 축방향을 따라 슬라이드 이동 가능하게 배치되고, 이물 포집 자석(3)의 외면을 지지하여 이물 포집 자석(3)의 중심축을 이너 자켓의 중심축에 정렬시키는 슬라이드 클램프를 포함할 수 있다. 이때, 이물 포집 자석(3)은 소정의 길이를 가지는 막대형상으로 형성되고, 이물 포집 자석(3)의 외면에는 축 방향으로 슬라이드 클램프가 걸려 지지되는 걸림턱이 형성될 수 있다.

따라서, 작업자는 이너 자켓을 아우터 자켓의 내부에 수용하거나, 아우터 자켓의 외부로 돌출시켜 이물 포집 자석(3)의 위치를 조절하고, 이를 통해 이물 포집 자석(3)이 다양한 위치에 배치되도록 하여 금속성 이물질(S)의 포집 성능을 더 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진(1000)에 대하여 설명한다.

참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진(1000)을 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 가솔린 엔진(1000)을 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하고, 동일하거나 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진의 일부분을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드레인 플러그를 개략적으로 나타낸 분해도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진(1000)(이하 '가솔린 엔진(1000)'이라 함)은 드레인 플러그(2)를 통해 엔진오일(O)을 순환시키면서, 지속적으로 엔진오일(O)에 포함된 금속성 이물질(S)을 포집하도록 구성된다.

드레인 플러그(2)는 크랭크 케이스(1)에 수용된 엔진오일(O)을 순환시키도록 구성된다.

드레인 플러그(2)는 제1 플러그(21), 호퍼(22), 스트레이너(23), 제2 플러그(25), 제3 플러그(26) 및 펌프유닛(27)을 포함할 수 있다.

제1 플러그(21)는 드레인 포트(11)의 내면에 체결되고, 내부에 엔진오일(O)이 유동될 수 있도록 엔진오일(O)이 수용된 크랭크 케이스(1)와 연통되는 관형상으로 형성될 수 있다.

호퍼(22)는 엔진오일(O)이 유입되는 방향을 따라 내경의 크기가 점진적으로 감소되는 웨지(wedge) 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 호퍼(22)는 제1 플러그(21)의 전단부 중앙에 결합되어 크랭크 케이스(1)의 내부에 배치되고, 크랭크 케이스(1)에 수용된 엔진오일(O)을 제1 플러그(21)로 유입시키도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 호퍼(22)의 후단부에는 제1 플러그(21)의 전단부에 나사 결합될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다.

스트레이너(23)는 호퍼(22)의 내부에 결합되고, 호퍼(22)로 유입되어 흐르는 엔진오일(O)을 안정화시키도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 스트레이너(23)는 호퍼(22)의 내부에 결합되어 지지되는 링부와, 링부의 내부에 배치되어 호퍼(22)로 유입되는 엔진오일(O)을 다수로 분할시키면서 가이드하여 엔진오일(O)의 흐름을 안정화시키는 격자형상의 안정화 필터를 포함할 수 있다.

제2 플러그(25)는 드레인 포트(11)의 외면에 체결되어 제1 플러그(21)의 후방에서 제1 플러그(21)를 지지하고, 제1 플러그(21) 및 제3 플러그(26)와 연통되도록 구성될 수 있다.

제3 플러그(26)는 제2 플러그(25)의 외면에 체결되어 제2 플러그(25)의 후방에서 제2 플러그(25)를 지지하고, 제2 플러그(25)와 연통되도록 구성될 수 있다.

펌프유닛(27)은 제3 플러그(26)의 내부에 수용되고, 회전력을 발생시켜 엔진오일(O)을 일방향으로 유동시키도록 구성될 수 있다.

또한, 본 가솔린 엔진(1000)은 복수의 구간에서 금속성 이물질(S)을 포집하도록 구성된다.

이물 포집 자석(3)은 엔진오일(O)이 유입되는 경로 및 엔진오일(O)이 배출되는 경로에 각각 배치되어 금속성 이물질(S)을 포집하도록 구성된다.

이물 포집 자석(3)은 복수의 제1 이물 포집 자석(31) 및 복수의 제2 이물 포집 자석(32)을 포함할 수 있다.

복수의 제1 이물 포집 자석(31)은 원통형상으로 형성되어 제1 플러그(21)에 수용되고, 제1 플러그(21)의 내부를 유동하는 엔진오일(O)에 접하여 금속성 이물질(S)을 포집할 수 있다.

복수의 제2 이물 포집 자석(32)은 원통형상으로 형성되어 제2 플러그(25)에 수용되고, 제2 플러그(25)의 내부를 유동하는 엔진오일(O)에 접하여 금속성 이물질(S)을 포집할 수 있다.

제1 플러그(21), 제2 플러그(25), 제3 플러그(26) 및 펌프유닛(27)에 대하여 보다 상세히 설명한다.

제1 플러그(21)는 바디(211), 네크(212), 플랜지(213), 헤드(214) 및 구획판(215)을 포함할 수 있다.

바디(211)는 관형태로 형성되어 외면에 드레인 포트(11)의 내면에 체결 가능한 제1 나사산(211A)이 형성될 수 있다. 그리고, 바디(211)의 내부에는 복수의 제1 이물 포집 자석(31)이 수용되는 복수의 제1 자석 수용홈(211B)이 형성될 수 있다.

네크(212)는 바디(211)의 전단부 중앙에 돌출되어 호퍼(22)가 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 네크(212)의 외면에는 호퍼(22)가 나사결합될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다.

플랜지(213)는 바디(211)의 외면에 배치되어, 바디(211)가 드레인 포트(11)의 내면에 완전히 결합되면 드레인 포트(11)의 단부에 걸려 지지될 수 있다. 이에, 플랜지(213)는 바디(211)가 드레인 포트(11)의 내부로 과체결되는 것을 방지할 수 있다.

헤드(214)는 플랜지(213)의 후방에 돌출되고, 관형태로 형성되어 바디(211)와 연통될 수 있다. 그리고, 헤드(214)는 드레인 포트(11)에 체결되는 제2 플러그(25)의 내부에 수용되어 바디(211)와 제2 플러그(25)를 연통시킬 수 있다.

구획판(215)은 바디(211)와 헤드(214) 사이에 배치되어 바디(211)와 헤드(214)를 구획할 수 있다. 그리고, 구획판(215)의 내부에는 복수의 제1 자석 수용홈(211B)과 헤드(214)의 내부를 연통시키는 복수의 연통홀(215A)이 형성될 수 있다.

제2 플러그(25)는 관형상으로 형성되어 일부분은 드레인 포트(11)에 체결되면서 제1 플러그(21)를 수용하도록 구성되고, 다른 일부분은 제3 플러그(26)에 체결되도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 제2 플러그(25)는 드레인 포트(11)가 수용되는 포트 수용홈(251), 드레인 포트(11)의 외면에 체결 가능한 제2-1 나사산(252) 및 포트 수용홈(251)과 연통되어 헤드(214)가 수용되는 헤드 수용홈(253)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 플러그(25)는 복수의 제2 이물 포집 자석(32)이 수용되는 복수의 제2 자석 수용홈(255)과, 헤드 수용홈(253)과 복수의 제2 자석 수용홈(255)의 일부분을 연통시키고, 제1 플러그(21)를 통과한 엔진오일(O)이 유입되는 제1 유입로(256)를 포함할 수 있다.

또한, 제2 플러그(25)는 헤드 수용홈(253)과 복수의 제2 자석 수용홈(255)의 다른 일부분을 연통시키고, 제3 플러그(26)를 통과한 엔진오일(O)이 배출되는 복수의 제1 배출로(257) 및 제3 플러그(26)의 내면에 체결 가능한 제2-2 나사산(258)을 포함할 수 있다.

제3 플러그(26)는 하우징(261), 캡(262) 및 펌프 지지부(263)를 포함할 수 있다.

하우징(261)은 제2 플러그(25)에 탈착 가능하게 결합되고, 내부에 펌프유닛(27)이 수용되도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 하우징(261)은 제2 플러그(25)가 수용되는 플러그 수용홈(261A), 제2 플러그(25)의 외면에 체결 가능한 제3-1 나사산(261B) 및 펌프유닛(27)이 수용되는 펌프 수용홈(261C)을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(261)은 펌프 수용홈(261C)과 제1 유입로(256)를 연통시키고, 제2 플러그(25)를 통과한 엔진오일(O)이 유입되는 제2 유입로(261D), 펌프 수용홈(261C)과 복수의 제1 배출로(257)를 연통시키고, 펌프 수용홈(261C)을 통과한 엔진오일(O)이 배출되는 복수의 제2 배출로(261E) 및 캡(262)의 내면에 체결 가능한 제3-2 나사산(261F)을 포함할 수 있다.

이때, 펌프 수용홈(261C)은 제2 유입로(261D) 및 복수의 제2 배출로(261E)와 연통되는 제1 수용홈(261C1), 제1 수용홈(261C1)의 후방에 배치되어 제1 수용홈(261C1)과 연통되는 제2 수용홈(261C2) 및 제2 수용홈(261C2)의 후방에 배치되어 제2 수용홈(261C2)과 연통되고, 캡(262)에 의해 개폐되는 제3 수용홈(261C3)을 포함할 수 있다.

캡(262)은 하우징(261)의 후방에 탈착 가능하게 결합되어 하우징(261)의 후방을 선택적으로 개방하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 캡(262)의 단부 가장자리에는 하우징(261)의 외면에 나사결합 될 수 있도록 내주면에 나사산이 형성된 고리형상의 결합구가 배치될 수 있다.

펌프 지지부(263)는 캡(262)의 전면에 배치되고, 캡(262)이 하우징(261)에 체결되면 하우징(261)에 수용된 펌프유닛(27)을 탄성적으로 지지하여 펌프유닛(27)을 고정시킴과 동시에, 펌프유닛(27)에서 발생되는 진동을 완충시킬 수 있다.

예를 들어, 펌프 지지부(263)는 일부분은 캡(262)의 외부로 돌출되어 펌프유닛(27)의 후면에 접하고, 다른 일부분은 캡(262)의 내부에 배치되어 캡(262)의 단부에 걸려 지지되는 가압디스크와, 캡(262)의 내부에 배치되고, 가압디스크를 펌프유닛(27) 측을 향하여 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

펌프유닛(27)은 임펠러(271), 기어박스(272) 및 구동모터(273)를 포함할 수 있다.

임펠러(271)는 제1 수용홈(261C1)에 수용되고, 회전력을 발생시켜 제1 수용홈(261C1)으로 유입된 엔진오일(O)을 복수의 제2 배출로(261E)로 배출시킬 수 있다.

기어박스(272)는 제2 수용홈(261C2)에 수용되어 임펠러(271)와 연결되고, 구동모터(273)에 의해 구동되어 임펠러(271)를 회전시킬 수 있다.

구동모터(273)는 제3 수용홈(261C3)에 수용되어 기어박스(272)와 연결되고, 전원이 인가되면 미리 설정된 제어 명령에 따라 구동되면서 기어박스(272)를 구동시킬 수 있다.

한편, 제1 플러그(21)는 복수의 탄성밸브(24)를 더 포함할 수 있다.

이때, 헤드(214)에는 복수의 연통홀(215A)을 통해 복수의 제1 이물 포집 자석(31)과 연통되고, 복수의 탄성밸브(24)가 수용되는 복수의 밸브 수용홈(214A)이 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성밸브가 개방되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 복수의 탄성밸브(24)는 외형의 변형이 가능한 탄성체 재질로 형성되어 복수의 밸브 수용홈(214A)에 삽입되고, 외력이 가해지면 유로(F)를 개방하고, 외력이 해제되면 유로(F)를 폐쇄할 수 있다.

구체적으로, 복수의 탄성밸브(24)는 외형의 변형이 가능한 탄성체 재질로 형성되고, 축방향을 따라 내부가 절개된 관형 구조로 형성될 수 있다. 이에, 제2 플러그(25)가 제1 플러그(21)에 체결되면 복수의 탄성밸브(24)는 제2 플러그(25)에 가압되어 축방향을 따라 수축되고, 이와 동시에 반경방향으로 팽창하여 내부에 형성된 유로(F)를 개방할 수 있다. 반대로, 제2 플러그(25)가 제1 플러그(21)로부터 분리되면 복수의 탄성밸브(24)는 제2 플러그(25)로부터 가해지는 압력이 해제되어 축방향을 따라 신장되고, 이와 동시에 반경방향으로 수축하여 내부에 형성된 유로(F)를 폐쇄할 수 있다.

예를 들어, 복수의 탄성밸브(24)는 상호 접하여 유로(F)를 폐쇄한 상태에서, 축방향으로 압력이 가해져 압착되면 반경방향으로 이격되면서 유로(F)를 개방하는 탄성개폐돌기(241)를 포함할 수 있다.

따라서, 복수의 탄성밸브(24)는 제2 플러그(25)와 제1 플러그(21)의 체결 시에는 복수의 제1 이물 포집 자석(31)과 복수의 제2 이물 포집 자석(32)을 연통시키고, 제2 플러그(25)와 제1 플러그(21)의 분리 시에는 복수의 제1 이물 포집 자석(31)과 복수의 제2 이물 포집 자석(32)을 차단시킬 수 있다.

이때, 제2 플러그(25)는 헤드 수용홈(253)에 배치되고, 헤드(214)가 헤드 수용홈(253)에 수용되면 복수의 밸브 수용홈(214A)에 삽입되면서 복수의 탄성밸브(24)를 축방향으로 가압하여 유로(F)를 개방하는 복수의 밸브 가압부(254)를 더 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 하우징(261)은 복수의 제2 이물 포집 자석(32)에 완전히 밀착되어 복수의 제2 이물 포집 자석(32)과 연통되도록 구성될 수 있다.

하우징(261)은 복수의 웨지돌기(261G) 및 복수의 결합자석(261H)을 더 포함할 수 있다.

복수의 웨지돌기(261G)는 플러그 수용홈(261A)에 배치되고, 제3 플러그(26)가 제2 플러그(25)에 결합되면, 복수의 제2 자석 수용홈(255)의 단부에 배치되는 복수의 웨지홈(259)에 결합되면서 복수의 제2 이물 포집 자석(32)에 밀착될 수 있다. 예를 들어, 복수의 웨지돌기(261G)와, 복수의 웨지홈(259)은 상호 대응되는 웨지 형상으로 형성될 수 있다.

복수의 결합자석(261H)은 복수의 웨지돌기(261G)에 각각 삽입되고, 복수의 웨지돌기(261G)가 복수의 웨지홈(259)에 결합되면 복수의 제2 자석 수용홈(255)에 수용된 복수의 제2 이물 포집 자석(32)에 자기력을 통해 결합될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 이물 포집 자석의 종단면을 나타낸 단면도이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 복수의 제1 이물 포집 자석(31)은, 각각, 내부에 흐르는 엔진오일(O)과의 접촉면적이 최대화되는 구조를 가질 수 있다.

복수의 제1 이물 포집 자석(31)은, 각각, 복수의 제1 자석 수용홈(211B)에 결합되는 관형의 제1 자석(311) 및 제1 자석(311)의 내부에 축방향을 따라 슬라이드 결합되어 제1 자석(311)의 내부를 복수의 공간으로 구획하는 복수의 제2 자석(312)을 포함할 수 있다.

여기서, 복수의 제2 자석(312)은, 각각, 제1 자석(311)의 내부에 배치되는 판형의 제1 평판부(312A), 제1 평판부(312A)에 평행하도록 제1 평판부(312A)로부터 이격 배치되는 판형의 제2 평판부(312B), 원호 형상으로 절곡되어 제1 평판부(312A)의 일단부와 제2 평판부(312B)의 타단부를 연결하는 절곡부(312C), 제1 평판부(312A)의 타단부에 배치되고, 제1 자석(311)의 축방향을 따라 제1 자석(311)의 내면에 슬라이드 결합되는 제1 결합레일(312D) 및 절곡부(312C)의 일부분에 배치되고, 제1 자석(311)의 축방향을 따라 제1 자석(311)의 내면에 슬라이드 결합되는 제2 결합레일(312E)을 포함할 수 있다.

이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진오일(O)의 배출을 위해 드레인 포트(11)에 체결되는 드레인 플러그(2)에 자성을 띄는 이물 포집 자석(3)이 배치되므로, 엔진오일(O) 내에 포함된 금속성 이물질(S)을 포집하고, 이를 통해 엔진의 성능저하를 방지할 수 있다.

또한, 드레인 플러그(2)는 엔진오일(O)을 순환시키고, 이물 포집 자석(3)은 엔진오일(O)이 유입 및 배출되는 경로에 각각 배치되어 금속성 이물질(S)을 포집하므로, 지속적으로 엔진오엘에 포함된 금속성 이물질(S)을 포집할 수 있고, 이를 통해 이물 포집 성능을 극대화할 수 있다.

또한, 드레인 플러그(2)가 조립 및 분해 가능한 모듈 형태로 형성되므로, 이물 포집 자석(3)의 교체가 용이하고, 드레인 플러그(2), 이물 포집 자석(3) 및 펌프유닛(27) 중 어느 하나가 손상될 경우에도 부품을 전체적으로 교체하지 않고, 해당 파츠만을 교체하여 사용 가능하므로 제품의 사용수명을 증대시킴은 물론, 비용을 절감할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

1000. 가솔린 엔진
1. 크랭크 케이스
11. 드레인 포트
2. 드레인 플러그
21. 제1 플러그
211. 바디
211A. 제1 나사산
211B. 복수의 제1 자석 수용홈
212. 네크
213. 플랜지
214. 헤드
214A. 복수의 밸브 수용홈
215. 구획판
215A. 복수의 연통홀
22. 호퍼
23. 스트레이너
24. 복수의 탄성밸브
241. 탄성개폐돌기
F. 유로
25. 제2 플러그
251. 포트 수용홈
252. 제2-1 나사산
253. 헤드 수용홈
254. 복수의 밸브 가압부
255. 복수의 제2 자석 수용홈
256. 제1 유입로
257. 복수의 제1 배출로
258. 제2-2 나사산
259. 복수의 웨지홈
26. 제3 플러그
261. 하우징
261A. 플러그 수용홈
261B. 제3-1 나사산
261C. 펌프 수용홈
261C1. 제1 수용홈
261C2. 제2 수용홈
261C3. 제3 수용홈
261D. 제2 유입로
261E. 복수의 제2 배출로
261F. 제3-2 나사산
261G. 복수의 웨지돌기
261H. 복수의 결합자석
262. 캡
263. 펌프 지지부
27. 펌프유닛
271. 임펠러
272. 기어박스
273. 구동모터
3. 이물 포집 자석
31. 복수의 제1 이물 포집 자석
311. 제1 자석
312. 복수의 제2 자석
312A. 제1 평판부
312B. 제2 평판부
312C. 절곡부
312D. 제1 결합레일
312E. 제2 결합레일
32. 복수의 제2 이물 포집 자석
O. 엔진오일
S. 금속성 이물질

Claims (3)

1. 내부에 엔진오일이 수용되고, 일 측에 상기 엔진오일이 배출되는 드레인 포트가 배치되는 크랭크 케이스;
   상기 드레인 포트에 탈착 가능하게 결합되어 상기 드레인 포트를 선택적으로 개폐하도록 구성되는 드레인 플러그; 및
   상기 드레인 플러그에 결합되어 상기 크랭크 케이스의 내부에 배치되고, 자기력에 의해 상기 엔진오일에 함유된 금속성 이물질을 포집하는 이물 포집 자석;을 포함하고,
   상기 드레인 플러그는 상기 크랭크 케이스에 수용된 상기 엔진오일을 순환시키도록 구성되고,
   상기 이물 포집 자석은 상기 엔진오일이 유입되는 경로 및 상기 엔진오일이 배출되는 경로에 각각 배치되어 상기 금속성 이물질을 포집하도록 구성되며,
   상기 드레인 플러그는,
   상기 드레인 포트의 내면에 체결되어 상기 엔진오일이 유동되는 제1 플러그;
   상기 제1 플러그의 전단부 중앙에 결합되어 상기 크랭크 케이스의 내부에 배치되고, 상기 크랭크 케이스에 수용된 상기 엔진오일을 상기 제1 플러그로 유입시키도록 구성되는 웨지(wedge) 형상의 호퍼;
   상기 호퍼의 내부에 결합되고, 상기 호퍼로 유입되어 흐르는 상기 엔진오일을 안정화시키는 격자형상의 스트레이너;
   상기 드레인 포트의 외면에 체결되어 상기 제1 플러그의 후방에서 상기 제1 플러그를 지지하고, 상기 제1 플러그와 연통되는 제2 플러그;
   상기 제2 플러그의 외면에 체결되어 상기 제2 플러그의 후방에서 상기 제2 플러그를 지지하고, 상기 제2 플러그와 연통되는 제3 플러그; 및
   상기 제3 플러그의 내부에 수용되고, 회전력을 발생시켜 상기 엔진오일을 일방향으로 유동시키도록 구성되는 펌프유닛;을 포함하고,
   상기 이물 포집 자석은,
   원통형상으로 형성되어 상기 제1 플러그에 수용되고, 상기 제1 플러그의 내부를 유동하는 상기 엔진오일에 접하여 상기 금속성 이물질을 포집하는 복수의 제1 이물 포집 자석; 및
   원통형상으로 형성되어 상기 제2 플러그에 수용되고, 상기 제2 플러그의 내부를 유동하는 상기 엔진오일에 접하여 상기 금속성 이물질을 포집하는 복수의 제2 이물 포집 자석;을 포함하는, 이물 포집이 가능한 가솔린 엔진.
2. 삭제
3. 삭제

Images