KR19980014415A - 바이패스 필터 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 바이패스 유로내에서 유압 작동오일을 여과공급하기 위한 바이패스 필터 유니트에 관한 것이다.

본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 바이패스 필터 유니트 10은 모터 12로 구동되는 펌프 14와, 한 커버 18에 의해 폐쇄가능한 고정 필터 하우징 16과, 상기 필터 하우징 16내에 교체가능하게 삽입설치되는 필터 요소 34를 포함하는 바이패스 필터 유니트로서, 특히 상기 펌프구동모터 12와 펌프 14 및 필터 하우징 16이 서로 동축을 이루어 배치되고, 커버 18에 의해 폐쇄가능한 필터 하우징 16의 단부가 위를 향하도록 되어 있고, 필터 하우징 16이 펌프 14에 직접 연결설치되고, 필터 하우징 16이 필터 요소 34의 교체시 청정오일을 수용하는 용기를 구성하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바이패스 필터 유니트는 사용 필터 요소를 새로운 필터 요소로 교체 설치하는 작업을 청정오일을 오염시킬 염려없이 간편용이하게 이루어낼 수 있는 효과를 제공한다.

Description

바이패스 필터 유니트

본 발명은 바이패스 필터 유니트(bypass filter unit)에 관한 것으로, 특히 한 바이패스 유로내에서 유압 작동오일을 여과공급하기 위해 모터구동펌프와, 하나의 커버에 의해 폐쇄될 수 있고 하나의 교체가능한 필터 요소를 수용하는 필터 하우징을 포함하여 구성된 바이패스 필터 유니트에 관한 것이다.

서두에서 정의된 바이패스 필터 유니트는 많은 경우 유압 작동유체의 작동유로 바깥측에서 작동유체를 청정한 상태로 만들어 공급하기 위한 것으로 유압 시스템내의 공급 작동유체를 청정화시키는 용도로 사용된다. 작동유체, 특히 작동오일은 오일공급원으로부터 송출된 후 바이패스 필터 유니트를 통과이동하면서 청정한 오일상태로 여과되어 오일공급원으로 되돌아간다.

이러한 바이패스 필터 유니트는 유압 작동오일을 펌핑전송시키는(예를 들어, 오일통내의 오일을 유압 탱크내로 송출충전시키는) 데에도 사용될 수 있다.

교체가능한 필터 요소를 가지는 상술한 예의 기술에 더해 필터 요소 및 필터 하우징이 하나의 유니트를 이루는 소위 스핀-온 필터(spin-on filters)로 작동되는 또 다른 타입의 바이패스 필터 유니트도 제안 사용되어 왔다.

그러나, 이러한 양자 기술들에 있어서 필터교체상의 문제는 필터 요소에 적체된 불순물입자들이 청정한 오일쪽으로 되돌려지거나 혹은 필터 교체시 청정한 오일쪽 및 오염된 오일쪽의 양쪽에서 모두 다량의 작동유체가 방출되어야 한다는 면에서 만족스럽지 못한 방법으로 해결되어 왔다.

양자 경우 모두에 있어서 필터 요소의 교체취급은 그 필터 요소가 교체 가능한 타입의 것이든지 혹은 필터 요소 및 필터 하우징이 일체로 구성된 스핀-온 유니트 타입의 것이든지 많은 작업을 필요로 하고, 또한 종종 오일에 의한 주변오일을 일으키는 문제가 있다.

본 발명의 기술적인 과제는 그 필터 요소의 교체설치가 간단한 방법으로 이루어질 수 있고, 또한 청정한 오일쪽을 오염시킬 위험이 없이 이루어질 수 있는 그러한 바이패스 필터 유니트를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 바이패스 필터 유니트의 단면도;

도 1a은 필터 요소 지지부위의 평면도;

도 2는 도 1에 도시된 바이패스 필터 유니트의 Ⅱ-Ⅱ선 평단면도;

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 발췌단면도;

도 4는 회수 유로 연결부의 상세도;

도 5는 본 발명의 다른 선택 실시예에 따른 바이패스 필터 유니트의 단면도;

도 6은 본 발명의 또 다른 선택 실시예에 따른 바이패스 필터 유니트의 단면도;

도 7은 본 발명에 따른 바이패스 필터 유니트의 한 유로 구성도;

도 8은 본 발명에 따른 바이패스 필터 유니트의 다른 유로 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10,10',102,130,143...바이패스 필터 유니트

12,104...구동모터,14,106,134...펌프,

16,16',108...필터 하우징,18,114...커버,

20,20'...모터 하우징,22...레이디얼 시일,

24...모터축,26...펌프 블록,

28,28'...플랜지,30...기어세트,

32,32'...필터 하우징 저부,34,118,136...필터 요소,

36...오염 오일 흡입구,38...청정 오일 배출구,

40,42,46,72,116...구멍,44...압력차 스위치,

48,76,98,142,146....체크 밸브,50...림,

52,52'...필터 하우징 벽부,52,80...비드,

56,74,84,86...O-링,58...환상 칼라,

60...환상 요홈,62...필터 하우징 저부의 상향면,

66...내측 캔들 필터,68...외측 캔들 필터,

70...채널,77...케이지,

78...밀폐판,82...링체,

88...손잡이,90...니플,

92...결합공,94...원통형 공간,

96...환상 공간,100...요입부,

110...펌프 토출측,112...상승 라인,

132...오일 공급원,138...회수라인,

140...마노미터,144...압력차 게이지,

150...펌프 흡입측,152...탱크.

상기의 목적은 본 발명에 따라 구동펌프를 필터 하우징과 동축상에 배치시켜 구비하고, 커버에 의해 폐쇄가능한 필터 하우징 단부가 위를 향하도록 하고, 필터 하우징을 펌프에 직접 연결설치하고, 필터 하우징이 필터 요소 교체시 청정한 오일을 받아들이는 용기를 구성하도록 된 서두에서 언급한 타입의 바이패스 필터 유니트를 제공함으로써 달성된다.

본 바이패스 필터 유니트에 있어서는 단지 필터 하우징을 덮고 있는 커버만 벗겨낸 후 오염된 오일을 함포한 필터 요소를 새것으로 이루어 넣어 주면 된다. 필터 요소내에 있던 오염된 오일이 상기 필터 요소와 함께 제거되는 동안 청정한 오일은 하나의 용기를 구성하고 있는 필터 하우징내에 남아 있게 된다. 따라서, 필터 요소상에 적체되어 있던 불순물들이 오염된 오일과 함께 작동오일의 공급측으로 되돌려지는 것을 방지할 수 있다.

이 바이패스 필터 유니트의 구동 형태는 자유롭게 선택될 수 있지만, 기어펌프, 바람직하게는 내부 기어펌프나 혹은 선택적으로 베인-셀 펌프(vane-cell pump)와 같은 것이 그 구동펌프로서 바람직하다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예에 있어서, 유압전달 요소는 구동모터축에 직접, 즉 커플링의 개입없이 부착 설치되는 바, 이는 유니트 구성상의 구조적 간소화를 가져다 준다.

또한, 펌프 하우징은 이와 일체로 된 밸브 블록을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이는 구성요소들의 수효를 일층 줄여주고, 또 바이패스 필터 유니트의 구조적 높이를 최소화하여 준다.

펌프 하우징이 필터 하우징의 저부에 일체로 형성되어 있는 그러한 바이패스 필터 유니트 구성이 특히 바람직하다. 이 경우에 있어서는 필터 하우징의 저부가 그에 선택적으로 밸브 블록을 일체로 설치구비하는 펌프 블럭을 구성하게 되기 때문에 구동부와 필터 하우징간에 별도의 부품을 개입 설치해줄 필요가 없게 된다. 펌프 하우징을 구성하는 필터 하우징의 저부는 바람직하게는 모터축상에 직접 착설되는 유압전달요소를 수용하고, 모터상의 프랜지는 펌프 하우징의 단부를 구성하게 된다.

선택적으로, 펌프 하우징 및 펌프 블럭 각각은 구동모터의 부착 플랜지상에 배치될 수 있고, 그리하여 필터 하우징의 저부가 펌프실의 단부를 구성토록 할 수 있다. 펌프실의 필터 하우징의 저부내에 일체로 설치구비토록 하는 것은 필터 하우징 저부에 대한 고도의 정밀한 가공을 요하게 된다.

펌프실 및 펌프블럭이 각각 모터 플랜지내에서 구성되고 필터 하우징의 저부가 펌프실의 단부를 이루도록 할 경우 모터 플랜지는 특히 시일링(sealing) 자리의 면에서 정밀하게 가공되어야 한다. 여기에서 상기 시일링은 물론 펌프실을 모터축으로부터 밀봉처리하기 위한 축밀봉 링(shaft sealing ring)을 말한다.

특히, 한편으로는 모터 플랜지가 또 다른 한편으로는 필터 하우징 저부가 펌프실의 각 단부를 이루도록 할 경우 필터 하우징은 바람직하게는 구동모터의 플랜지에 직접 부착 설치된다.

선택적으로, 펌프 하우징은 구동모터의 플랜지와 필터 하우징의 저부사이에 설치되는 별도의 펌프 블럭내에 일체로 형성될 수 있다. 그럴 경우, 한편으로는 모터 플랜지가 또 다른 한편으로는 필터 하우징의 저부가 각각 펌프 하우징의 축방향 단부를 이룰 수 있게 된다.

본 발명의 한 선택된 실시예에 있어서는 필터 하우징의 저부가 상술한 그 기능에 관계없이 필터 하우징과 일체적 구성을 이루도록 마련된다. 특히, 하나의 알루미늄 압출체가 그러한 필터 하우징으로 적합한 것으로 나타났다. 잔류 오염 오일을 필터 요소내에 유지시키는 데에 매우 간단하고 효율적인 한가지 방법은, 필터 요소의 저부에, 바이패스 필터 유니트의 작동중에는 열려서 오염오일을 필터 요소쪽으로 통과시키고 필터 요소의 교체작업중에는 닫혀서 잔류 오염오일을 필터 요소내에 그 필터 요소내에 걸러져 있는 불순물과 함께 유지시키도록 하는 밸브를 설치해 주는 것이다.

선택적으로, 필터 요소에 있어서 오염된 오일의 수용공간에는 그 필터 요소의 한 구성부품을 이루고 필터 요소와 함께 교체되는 한 오일상승 라인을 설치하여 이를 통해 오염된 오일이 상기 공간내에 공급되도록 할 수 있다.

이와 같이 하면, 필터 요소의 교체작업중에 그 필터 요소의 오염오일쪽으로부터 나온 오염된 오일이 필터 요소내에 걸러져 있는 불순물과 함께 작동오일의 공급측으로 되흘러 들어가게 되는 것을 막을 수 있다.

바이패스 필터 유니트의 작동중에 혹은 필터 요소내의 필터가 포화상태를 이룬 경우 지나친 고압이 형성되어 바이패스 필터 유니트의 부품들이 손상되는 것을 방지하기 위해 한 바이패스 밸브가 설치제공된다.

상기 바이패스 밸브는 어떤 설정된 압력에서 자동적으로 개방되어 펌프의 압력측을 흡입측으로 연결시켜 줌으로써 오일이 순환되도록 만든다. 이와 같이 함으로써 오염된 오일이 여과되지 않은 상태로 작동오일의 공급측으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 배치는, 불순물을 가지고 있는 외부 용기로부터 유압시스템의 작동유체 공급원으로 작동유체를 펌핑급송하는 경우 특히 중요하다.

바이패스 라인은 본 발명에 따라 필터 하우징의 저부에 배치하는 것이 바람직하다.

필터 하우징을 덮어 폐쇄하는 커버는 그 몸통이 필터 하우징내로 진입한 상태로 하우징을 폐쇄토록 하는 것이 좋다. 이는 필터 요소의 교체작업중에 하우징내의 오일이 외부로 유출되어 바이패스 필터 유니트의 외부를 오염시키게 되는 것을 매우 효과적으로 방지할 수 있다.

그 디자인에 관계없이 상기 커버에는 필터 요소를 위한 지지요소가 구비될 수 있으며, 필터 요소 자체는 그에 회전가능하게 지지되는 것이 좋다.

본 발명의 특히 바람직한 한 실시예에 있어서, 상기 지지요소는 필터 요소의 오염된 오일이 유입되는 반대쪽 단부를 기밀하게 폐쇄하는 상태로 필터 요소를 기밀하게 결합지지하도록 되어 있고, 이와 같이 함으로서 필터 요소의 교체작업중에 필터 요소내의 오염된 오일은 외부로 누출됨이 없이 필터 요소내에 그대로 머물러 있게 된다.

상기 지지요소는 바람직하게는 필터 하우징의 좁아진 부위내로 삽입될 수 있도록 설계된다.

상기 커버의 더욱 유리한 설계형태는, 이를 볼록한 형태로 만드는 것이다.

이는, 예컨대 커버를 그와 같은 형태로 함으로써 만들어지는 외부로부터 접근가능한 후퇴요부 또는 그와 유사한 요입부내에 손잡이를 일체로 설치해줄 수 있는 이점이 있다.

필터 하우징의 대응 내부 나사산에 나사결합될 수 있는 외부 나사산을 가지는 커버 형태는 오염방지의 면에 있어서 특히 유리하다.

새 필터 요소를 필터 하우징내에 삽입 설치할 때 오일이 필터 하우징 외부로 쏟아져 나와 유실되는 것을 방지하기 위한 바람직한 방책으로서는 커버 또는 필터 하우징에 차단 요소, 예컨대 단지 커버를 그 하우징에 대한 폐쇄경로의 최종부분에서 지연 이동시키는 나사부를 두도록 하는 것이다.

이는 하우징 내부를 향한 커버의 폐쇄이동의 마지막 부분과 필터의 삽입이동이 천천히 이루어지도록 만들어주어서 사용 필터 요소의 제거후 필터 하우징내에 남아 있던 오일이 위로 급작스럽게 상승하여 하우징 외부로 유실되는 것을 막아준다.

본 발명의 또 다른 선택 실시예에 있어서는, 필터 요소가 약간의 스프링 탄력을 받는 밸브를 설치 구비하는데, 이 밸브는 필터 요소의 삽입설치시 청정한 오일측에 낮은 배압이 형성될 경우 열려서 필터 요소의 청정한 오일측으로부터 오염된 오일측으로 통하여 통로를 형성하게 된다. 이러한 방법으로, 사용 필터 요소의 교체시 필터 하우징내에 머물러 있던 청정한 오일이 새로운 필터 요소가 하우징 내부로 삽입될때 그 새로운 필터 요소의 빈 공간으로 유입되어서 필터 요소가 삽입되는 동안 필터 하우징 내부의 청정 오일의 수위가 현저히 완만하게 상승되도록 만들 수 있다.

따라서, 상술한 대안으로 필터 하우징내의 청정 오일이 아직 열린 상태로 있거나 완전히 닫히지 않은 하우징 외부로 넘쳐 유실되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 선택된 실시예에 있어서는 압력라인이 바람직하게는 필터 하우징의 저부에 일체로 설치되는 한 체크 밸브를 포함한다. 상기 압력 라인이 바이패스 필터 유니트보다 높은 위치에 배치된 유압 탱크에 연결될 경우 이 압력라인내에 설치된 체크 밸브는 작동 오일이 높은 위치에 자리한 탱크로부터 바이패스 필터 유니트의 용기내부로 되흘러들 수 없도록, 그리하여 필터 요소 교체시 커버가 열린 용기 외부로 유출될 수 없도록 하여준다.

필터의 사용상태를 체크하기 위해 필터 하우징의 저부에 한 마노미터(manometer)를 오염된 오일측에 연결시켜 설치한다. 이 마노미터를 통해 압력측의 압력을 읽어낼 수 있다. 필터의 여과능력이 소진되었을 경우에는 항시 상기 압력이 현저히 상승하게 된다. 따라서 상기 마노미터는 필터 요소의 오염정도를 알려주게 된다.

교체가능한 표준 필터 요소하에서 보통 예상되는 작동압력과 필터오염시 일어나는 압력증가가 알려져 있기 때문에 마노미터상에는 필터 요소가 오염되어 교체되어야 함을 관련 작업자에게 직접 알려줄 수 있는 표시가 만들어질 수 있다.

상기에 대한 대안 또는 보완책으로서, 필터의 유입측 및 유출측간의 압력차가 설정치를 초과할 경우 그 압력차를 측정하고, 그 값이 주어진 압력차 값을 넘어서면 특히 바이패스 필터 유니트의 작동을 중지시키도록 하는 데에 사용될 수 있는 전기신호를 발하는 압력차 스위치가 설치제공될 수 있다.

각각의 구성요소들을 서로 밀봉처리하기 위해, 그리고 특히 필길터의 오염 오일측을 청정 오일측으로부터 밀봉하기 위해 바람직하게는 레이디얼 시일(radial seal)들이 사용된다.

예컨대 이러한 시일들은 필터 요소를 필터 하우징으로부터 밀봉처리하기 위해, 또는 커버를 필터 하우징으로부터 밀봉처리하기 위해 사용된다. 레이디얼 시일들은, 필터 요소 및 필터 하우징간, 그리고 커버 및 필터 하우징간의 밀봉접촉이 상이한 나합높이상에서 이루어질 수 있고 그리하여 긴밀한 밀봉자리의 제공과 관련한 제작상의 정밀도가 덜 중요하게 되는 이점이 있다.

이하에서 본 발명을 첨부 도면들에 의거하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 그 전체가 부호 10으로 지칭된 한 바이패스 필터 유니트를 보여주는 데, 이 바이패스 필터 유니트는 구동모터 12와, 이 구동모터에 연결된 펌프 14와, 필터 하우징 16 및 이 필터 하우징의 개방단부를 폐쇄하는 커버 18을 가진다. 구동모터 12는 레이디얼 시일 22를 통해 모터 하우징 20에 대하여 밀봉처리된 모터축 24를 포함한다. 모터축 24는 모터 하우징 20으로부터 돌출하여 펌프 14의 펌프블럭 26 내부로 연장되어 있다. 펌프 14의 펌프블럭 26은 모터축 24와 동축상에 배치되고 모터 하우징 20의 플랜지 28을 통해 모터 12에 연결설치된다. 펌프 블록 26은 기어펌프 14의 한 세트의 기어들을 수용하기 위한 챔버를 형성한다. 펌프블록 26은 그 상단부에서 모터와 동심축상에 배치되는 하우징 16의 저부 32에 의해 폐쇄되고 펌프 블럭은 모터에 부착된다.

필터 하우징 16에 있어서 그 저부 32 반대측의 단부는 커버 18에 의해 폐쇄가능하다. 커버 18을 제거하여 필터 하우징 16을 열면 그 내부에 자리한 필터 요소 24를 필터 하우징으로부터 빼내어서 새 필터 요소로 교체할 수 있다.

본 발명의 상기 실시예에 있어서는 별도로 구성된 펌프 블럭 26이 제공되어 바이패스 필터 유니트의 나머지 구성요소들 즉, 하우징 16 및 펌프 14가 펌프 14 및 필터 하우징 16의 구성을 변경시키지 않고도 구동모터들을 선택적으로 결합 제공받을 수 있도록 되어 있다. 사용되어질 구동모터들의 선행조건은 단지 그 목적축 24가 구동모터의 하우징 20으로부터 적절한 연장길이로 돌출하여야 하고, 또 기어세트 30과 적합하게 연결되도록 설계되어야 한다는 것 뿐이다. 펌프 블록 26의 모터 하우징 20의 조립 플랜지 28에 대한 결합은 플랜지 28의 설계가 그 구동모터의 형태에 의해 특정되지 않을 수 있다면 비교적 간단히 이루어질 수 있다.

필터 하우징 16은 그 저부 32를 통해 펌프 블록 26에 직접 연결되고 오염된 오일의 흡입구 36과 청정한 오일의 배출구 38을 저부 32내에 설치 구비한다. 오염된 오일의 흡입구 36은 하우징 저부 32내에 신장모양으로 형성되어 있는 긴 구멍 40을 통해 펌프블록 26의 흡입챔버에 연결되어 있다.

한편, 상기 구멍 40에 평행하게 배치된 긴 구멍 42는 구멍 42a들을 거쳐 펌프 블록 26의 압력측(토출측)을 필터 요소 34를 수용하는 필터 16 내부로 연결시킨다(도 2 및 도 3참조).

하우징 저부 32내에는 또한, 환상의 칼라 58 내부 및 청정한 오일의 배출구 38을, 필터 요소 34의 사용상태를 모니터하는 압력차 스위치 44가 배치되어 있는 하우징 저부 주위로 연결시키는 구멍들이 제공되어 있다. 하우징 저부 32는 또한 필터 하우징 16내부로 열려 있고, 그 다른쪽 단부는 오염된 오일의 흡입구 36으로 연통되어 있는 한 구멍을 구비한다. 바이패스 필터 유니트 10이 조립 완성된 상태에서 구멍 46내에는 체크 밸브 48이 설치되어 있게 되는데, 이 체크 밸브는 필터 하우징 16내에 과도한 압력증가가 있을 경우 열려서 오염 오일의 흡입구 36과 직접적인 연통을 이루게 되고 이로써 필터 요소 34의 여과능력이 소진되었을때 하나의 단축된 순환유로가 형성되어 펌프로부터의 송출오일이 청정 오일측으로부터 오염 오일측으로 직접 전송순환되어진다. 따라서, 오염된 오일이 여과되지 않은 상태로 작동오일 공급측으로 유입되는 것이 방지된다.

하우징 저부 32의 상측 외주연부에는 상향돌출한 림 50이 형성되어 있고, 이 림에 원통상의 하우징 벽부 52가 결합되어진다. 하우징 벽부 52는 림 50상에 비드 54를 통해 기계적으로 결합지지되고, 또한 통상적인 방법과 같이 림 50에 접착 연결된다. 림 50의 자유단부에는 또한 하우징 벽부 52와 하우징 저부 32간의 더욱 기밀한 시일링을 위해 O-링 5이 배치제공된다. 필터 하우징 저부 32에는 또한 림 50 내측의 동심상의 위치에 자리하는 환상의 칼라 58이 형성되어 있다. 환상 칼라 58 내측에는 환상의 요홈 60이 형성되어 있는데, 이 요홈은 하우징 저부 32의 상향면 62보다 돌출한 위치에 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서 필터 요소 34는 내측 캔들 필터 66 및 외측 캔들 필터 68을 포함하는 이중의 필터 요소이며, 이는 그 외측 캔들 필터 68의 하단면이 하우징 저부 32의 상향면 62상에 지지되고 그 반대쪽 단부는 커버 18의 저부에 지지되어 설치된다.

따라서, 필터 하우징의 폐쇄상태에서 커버 18은 필터 요소 34를 그 커버자체와 하우징 저부 32의 상향면 62 사이에서 협지해주게 되어서 상기 필터 요소를 접착연결시켜 설치할 필요가 없도록 만든다.

필터 요소 34는 그 하단 중앙부위에 내향돌출한 채널 70을 가지는데, 이 채널은 환상 요홈 60과 동심원상으로 배치되어 상기 요홈 60과 함께 환상의 통로를 형성한다. 이와 같이 형성된 환상의 통로는 수직 구멍 72를 통해 청정오일 배출구 38와 연통된다.

필터 요소 34 하단의 채널 70 내측에는 O-링 74가 수용설치되는 요홈이 마련되고, 상기 O-링 74는 필터 요소 34의 하단부와 환상의 칼라 58 외면과의 사이에 기밀한 접촉이 이루어지도록 하여 준다.

환상 칼라 58 안쪽의 중심부에서 필터 요소 34는 하우징 저부 32와 근접한 그 단부에 하나의 체크 밸브 76을 설치구비하는데, 이 밸브는 그 주요구성요소로서 밀폐판 78을 케이지 77내에 설치구비한다. 상기 체크 밸브는 평상시의 상태(예컨대 도 1에 도시된 상태)에서는 닫힌 상태로 있게 되어서 필터 요소 34의 내부가 하우징 저부 32의 환상 칼라 58 내부와 직접 연통되지 않도록 하여 준다.

그러나, 상기 체크 밸브 76은 비교적 작은 스프링 탄력을 받고 있도록 되어 있기 때문에 새로운 필터 요소 34를 바이패스 필터 유니트 10의 하우징 16내로 끼워 넣을때, 상기 필터 요소 34가 하우징 16내에 잔류해 있던 청정오일과 처음 접촉한 이후로 체크 밸브 76가 열려서 하우징 16내에 있던 청정오일이 상기 새로운 필터 요소 34 내부로 흘러들 수 있도록 하여 주게 되고, 이로서 하우징내의 청정오일이 필터 요소 34 및 하우징 벽부 52 사이에 형성되는 나머지 작은 공간을 통해 급작 상승되지 않도록 하여 준다.

따라서 필터 요소 34를 필터 하우징 16내로 급속 삽입하더라도 작동오일이 바이패스 필터 유니트 10 외부로 넘쳐 유실됨과 동시에 주변을 오염시키게 되는 것이 방지된다.

필터 하우징 16의 원통형 벽부 52 상단부에는 링체 82가 비드 80을 통해 기계적으로 결합고정되어 설치된다. 링체 82는 그 내측에 나사산이 형성되어 있어 이를 통해 상기 링체의 내측 나사산에 대응하는 외측 나사산을 가진 커버 18이 나사결합될 수 있도록 되어 있다.

하우징 16 내부를 향한 그 하단부에서 상기 링체 82는 O-링 84를 통해 하우징 벽부 52와의 사이에 밀봉상태를 이룬다. 또한, 커버 18은 그 외측 나사산이 형성된 부위의 상단부에 이 커버의 외벽부 및 링체 82간의 밀봉을 이루는 O-링 86을 자체 구비한다.

커버 18은 볼록한 형태로 되어 있고, 이와 같은 형태에 따라 그 상부에 형성된 요입부 위쪽에 이 커버 18를 파지하고 회전조작하기 위한 손잡이 88이 부착설치된다. 커버 18의 저부 중앙에는, 필터 요소 34 상부에 제공되어 있는 대응 결합공 92 내부로 삽착괘지될 수 있는 니플 90이 하향 돌출하여 형성되어 있고(도 1a참조), 이로써 상기 커버 18은 하우징 16에 대한 커버로서의 기능과 동시에 필터 요소 34를 위한 손잡이로서의 기능도 함께 제공한다.

커버 18을 필터 요소 34와 함께 필터 하우징 16으로부터 벗겨낸 상태에서는 니플 90이 결합공 92의 넓은 부위쪽으로 이동되도록 조작하여 커버 18을 필터 요소 34로부터 분리시킬 수가 있다.

본 바이패스 필터 유니트 작동중에 일어나는 작동오일의 흐름을 도 1, 도 2, 도 3에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

오염 오일은 처음에 오염 오일의 흡입구 36을 통해 바이패스 필터 유니트 10내로 유입되고 펌프 블록 26에 의해 형성된 압력실내에서 기어세트 30에 의해 이동되어 축방향 구멍 42a들을 거쳐 환상 칼라 58내의 환상공간내로 유입되어진다.

여기에서 상기 오염 오일은 케이지 77내의 밀폐판 78을 밀어 올리면서 필터 요소 34 내부로 흘러든다. 거기에서 오일은 내측 필터 카트리지를 거쳐 내부의 원통형 공간 94내로 흘러들고, 또 외측 필터 카트리지를 거쳐서는 필터 요소 및 하우징 벽부 52간의 환상 공간 96내로 각각 흘러든다. 환상공간 94로부터 오일은 커버 18 및 필터 요소 34 상단부간의 통로를 통해 흘러서 환상 공간 96내로 들어가고 거기에서 채널 70 및 환상 요홈 60간에 형성되어 있는 환상의 통로를 통해 하우징 저부 32를 향해 흘러 구멍 72를 거쳐 청정오일 배출구 38로 유입된다.

필터 요소 34의 지나친 오염으로 환상 요홈 60내의 압력이 과도해지면 체크 밸브 48이 열려서 오염 오일이 필터 요소 34내로 유입되기 전에 이 오염 오일의 단축된 순환유로를 형성하게 된다.

전술한 압력차 스위치 44는 바이패스 필터 유니트의 불필요한 작동을 피하기 위해 사용된다. 필터 요소 34의 과도한 사용과 상응하여 오염 오일측 및 청정오일측간의 압력차가 설정된 크기를 넘어서면 상기 압력차 스위치 44는 한 전기적 신호를 발하게 되고, 이 신호는 특히 바이패스 필터 유니트의 작동을 중지시키도록 하는데에 사용될 수 있다.

높은 곳에 자리한 유압 탱크를 가지는 유압 시스템에서 필터 요소 34를 교체시킬때, 그 작동오일이 청정오일 배출구 38을 통해 환상 공간 96내로 역유입되어 열린 상태의 필터 하우징 벽부 52 외부로 유실되는 것을 방지하기 위한 체크 밸브 98가 청정오일 배출구 38내에 장치되는데, 이 체크 밸브 98은 도 4에 상세히 도시되어 있는 바와 같이 무압력의 상태에서 청정오일 배출구 38을 내부를 향해 폐쇄하도록 설치된다.

도 5는 본 발명의 제2실시예를 도시한 것인데, 이는 도 1에 도시된 바이패스 필터 유니트와 기능적인 면에서는 상사하나 구조가 다르게 되어 있다.

도 5의 실시예에 있어서는, 필터 하우징 16'의 원통형 벽부 52'와 일체로 구성되어 있는 필터 하우징 저부 32'가 모터 하우징 20'에 직접 연결설치된다. 그 내부구조, 특히 필터 하우징 저부 32'내의 구멍들의 위치 및 크기 등은 도 1의 필터 하우징 저부 32의 것과 본질적으로 상사하며, 따라서 여기에서 도 1의 것과 기능적으로 상사한 분들 및 구역들은 도 1과 동일한 부호로 지칭하였다.

삽입된 필터 요소 34 및 커버 18도 상기와 마찬가지이다.

그러나, 도 5의 실시예의 경우에 있어서는, 모터 하우징 20'와 선택적으로 일체로 구성되고, 또 그 중앙부에 펌프 14의 기어세트 30이 수용설치되는 요입부 100을 가진 플랜지 28'가 모터 하우징 20'의 단부를 이루도록 되어 있다. 따라서, 이 실시예에 있어서는 도 1의 경우와 같은 별도의 펌프 블록 26이 불필요하고, 모터 하우징 20'가 필터 하우징 16'에 필터 하우징 저부 32'를 통해 직접 연결설치된다.

상기의 실시예에 있어서는 물론 도 1의 실시예에서와 같이 이중 필터 요소 34 대신에 단일 필터 요소를 사용할 수도 있으며, 따라서 내측 캔들 필터 66의 사용을 생략할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 선택 실시예를 보여주는데, 여기에서 바이패스 필터 유니트 102는 도 1 및 도 5의 실시예들에서와 같이 서로 동심을 이루어 수직한 방향으로 배치된 펌프 106의 구동모터 104 및 필터 하우징 108을 구비하고 있다.

상기 실시예에 있어서는 오염 오일 흡입구 및 청정오일 배출구를 볼 수 없다. 처음에 오염된 오일측으로부터 오일은 펌프 106에 의해 그 토출측 110으로 흐른 후 하우징 108의 저부내의 중앙 구멍을 통해 상승 라인 112 내부로 흘러든다. 상기 상승 라인은 하우징 108의 상단부에까지 수직으로 연장되어 하우징 108을 상단부에서 덮어 폐쇄하는 커버 114에 나사결합 연결된다. 상승 라인 112의 위에서 1/3지점에는 구멍 116들이 횡방향으로 연통형성되어 있는데, 라인 112 내부를 통해 상승한 오염 오일은 상기 구멍 116들을 통해 필터 요소 118의 내부로 흘러든다.

필터 요소 118을 통과하여 나온 청정한 오일은 필터 요소 118 및 하우징 108의 벽부사이의 공간내로 모여든 후 여기에 도시되지 않은 청정오일 배출구를 통해 흘러 나간다. 상승 라인 112를 커버 114에 연결설치함으로써, 커버 114를 열어 필터 요소 118을 교체할때 불순물 입자들을 포함한 채 필터 요소 118내에 남아 있던 오염된 오일이 하우징 108 내부로 역유입될 수 없도록 하는 것이 보장된다. 필터 요소 118은 한편으로는 커버 114에, 다른 한편으로는 그 하단부로 상승라인 112에 기밀하게 지지된다. 상승 라인 112는 동시에 커버 114를 하우징 108의 저판에 대해 결합 고정시키는 수단으로서의 역할도 하게 되는데, 이는 상기 상승라인의 하단부에 하우징 108의 바닥판 중앙의 내부 나사산에 대응 결합되는 외부 나사산을 형성제공함으로서 이루어진다.

마지막으로, 도 7 및 도 8에는 본 발명에 따른 바이패스 필터 유니트의 유로에 대한 가능한 구성예들이 도시되어 있는 바, 도 7에 도시된 것이 가장 간단한 구성예이다.

여기에서, 바이패스 필터 유니트 130은 오일 공급원 132로부터 오일을 펌프 134에 의해 필터 요소 136으로 펌핑이동시키고 필터 요소를 거친 오일은 회수 라인 138을 통해 오일 공급원 132로 회수된다.

필터 요소 136의 사용상태는, 필터 요소 136 입구측의 압력을 모니터하는 마노미터 140을 통해 알아낼 수 있다. 필터 요소 136 입구측의 압력이 정상적인 크기를 넘어서면, 이는 필터가 지나치게 사용되어 그 여과능력이 소진되었음을 가리키는 것이므로 필터를 교체해주어야 한다. 그럴 경우, 필터의 파손 및/또는 펌프 134의 과부하를 피하기 위해 펌프 134의 토출측을 흡입측 150에 직접 연결시키는 체크 밸브 142가 제공되어 있다. 그와 같은 경우, 오염된 오일의 순환은 펌프의 토출측으로부터 흡입측 150으로 직접 이어진다.

도 8은 좀더 복잡한 바이패스 필터 유니트 143의 유로 구성예를 보여주는데, 여기에서 도 7의 것과 동일한 요소들은 도 7과 동일한 부호로 지칭되었다.

여기에서는, 마노미터 140 대신에 압력차 게이지 144가 사용되었다. 상기 압력차 게이지 144는 필터 요소 136의 입구측 및 출구측간의 압력차를 모니터하여 그 압력차가 설정치를 초과할 경우 한 전기적 신호를 발하고, 이 신호는 또한 특히 펌프 134의 모터를 작동중지시키도록 하는 데에 사용될 수 있다. 회수 라인 138내에는 높은 곳에 자리한 탱크 152로부터 오일이 회수 라인 138을 통해 필터 요소 136으로 역유입되는 것을 방지하도록 하는 체크 밸브 146가 부가제공되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 바이패스 필터 유니트 10은 모터 12로 구동되는 펌프 14와, 한 커버 18에 의해 폐쇄가능한 고정 필터 하우징 16과, 상기 필터 하우징 16내에 교체가능하게 삽입설치되는 필터 요소 34를 포함하는 바이패스 필터 유니트로서, 특히 상기 펌프구동모터 12와 펌프 14 및 필터 하우징 16이 서로 동축을 이루어 배치되고, 커버 18에 의해 폐쇄가능한 필터 하우징 16의 단부가 위를 향하도록 되어 있고, 필터 하우징 16이 펌프 14에 직접 연결설치되고, 필터 하우징 16이 필터 요소 34의 교체시 청정오일을 수용하는 용기를 구성함으로써, 사용 필터 요소를 새로운 필터 요소로 교체 설치하는 작업을 청정오일을 오염시킬 염려없이 간편용이하게 이루어낼 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 아주 수월하게 필터 요소의 교체 설치가 가능하면서 청정한 오일을 오염시키지 않도록 하여 주는 바이패스 필터 유니트를 제공하고자 함을 그 목적으로 한다.

Claims (25)

1. 모터로 구동되는 펌프와 한 커버에 의해 폐쇄가능하고 내부에 교체가능한 필터 요소를 수용하는 고정 필터 하우징을 포함하는, 특히 유압 작동오일을 여과공급하기 위한 바이패스 필터 유니트로서, 펌프의 구동모터와 펌프 및 필터 하우징이 커버에 의해 폐쇄가능한 필터 하우징 단부가 위를 향하도록 하여 서로 동축을 이루어 수직방향으로 배치되고, 필터 하우징이 펌프에 직접 연결설치되며, 필터 요소의 교체작업중에 필터 하우징이 청정오일을 수용하는 용기를 이루도록 하여 구성된 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 펌프가 구동모터의 모터축에 직접 부착설치되는 유압전달 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 펌프의 펌프 하우징내에 한 밸브 블록이 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
4. 제3항에 있어서,

   상기 펌프 하우징이 필터 하우징 저부에 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
5. 제4항에 있어서,

   상기 필터 하우징이 구동모터의 플랜지에 직접 부착설치되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
6. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 펌프 하우징이 구동모터를 필터 하우징에 결합시키는 플랜지내에 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
7. 선행항들중 어느 한 항에 있어서,

   상기 필터 하우징 및 필터 하우징 저부가 일체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
8. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 펌프 하우징이 구동모터 및 필터 하우징간에 설치되는 한 펌프 블록에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
9. 선행항들중 어느 한 항에 있어서,

   상기 필터 하우징 저부가 흡입측 및 토출측 연결구조를 가지는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
10. 선행항들중 어느 한 항에 있어서,

    상기 필터 요소가 필터 요소내의 오염 오일을 필터 요소 교체중에 그대로 유지시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
11. 제10항에 있어서,

    상기 오염 오일 유지수단이 필터 요소의 저부에 배치된 밸브인 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
12. 제10항에 있어서,

    상기 오염 오일 유지수단이 필터 요소내에 설치된 오일 상승 라인인 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
13. 선행항들중 어느 한 항에 있어서,

    하우징이 하우징 저부 반대측의 하우징 단부내로 진입해 들어가는 커버에 의해 폐쇄될 수 있도 록 되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
14. 선행항들중 어느 한 항에 있어서,

    상기 커버가 필터 요소를 위한 지지요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
15. 제14항에 있어서, 상기 지지 요소가 필터 하우징상에 기밀하게 지지되는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서,

    상기 지지 요소가 필터 하우징의 좁아진 부위내로 삽입가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
17. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 커버가 볼록한 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
18. 제17항에 있어서,

    상기 커버가 후퇴요부내에 설치된 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
19. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 커버가 필터 하우징의 대응 내부 나사산에 나사결합되는 외부 나사산을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
20. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 커버 또는 필터 하우징이 하우징에 대한 커버의 폐쇄이동의 마지막 부분에서 커버의 이동을 지연시키는 차단 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
21. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 필터 요소가 필터 요소의 삽입설치도중 청정오일측에 작용하는 낮은 압력에 열려서 필터 요소의 청정오일측 및 오염 오일측간에 통로를 형성하는, 작은 스프링력을 받는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
22. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    압력 라인이 바람직하게는 필터 하우징 저부에 설치된 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
23. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 필터 하우징 저부의 오염 오일측 유로에 마노미터가 연결설치되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
24. 선행항들중 어느 한 항에 있어서,

    설정된 압력차값이 초과되었을때 전기적 신호를 발하는 압력차 스위치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.
25. 선행항들중 어느 한 항에 있어서,

    상기 필터 요소가 필터 하우징에 레이디얼 시일 수단을 통해 기밀하게 결합지지되는 것을 특징으로 하는 바이패스 필터 유니트.