KR19990011616A - 오일 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량 엔진의 오일 필터에 관한 것이며, 오염 오일이 유입되고 오일의 이물을 응집시키는 믹서 하우징(11); 믹서 하우징(11)에 체결되어 오일에서 이물을 제거하는 여과 하우징(101); 및 여과 하우징(101)을 거친 오일을 엔진으로 보내는 오일 배출구 (203)가 형성되어 있고 믹서 하우징(11)을 관통 설치되는 하우징 고정 볼트(201)를 포함하고; 오일 믹서 하우징(11)은, 하우징 고정 볼트(201)의 둘레에 오일 유입구(35)가 형성된 커버(21), 및 하우징 고정 볼트(201)를 축으로 회전되는 임펠러(61)가 장착되어 있고 오일 유입구(35)와 연통되며 여과 하우징(101)과 연통하는 다수의 오일 통로(51)가 형성되어 있는 임펠러 하우징(41)을 포함하고; 여과 하우징(101)은, 여과실(103)에 상부로 돌출된 보스(121), 보스(121)를 중심으로 끼워져 여과실(103)을 외실(105)과 내실(107)로 구분하는 필터 엘리먼트(131), 영구자석(41), 바이패스 통로(151), 바이패스 통로(151)의 오일압이 소정치 이상에 이를 때 바이패스 통로(161) 하류에 설치되어 비실(107)의 오일압이 소정치 이하일 때 바이패스 통로(151)를 개방하는 고압 개폐로드(161), 및 고압 개폐로드(151)를 개방하는 저압 개폐로드(171)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 필터가 제공된다.
Description
(기술분야)
본 발명은 차량 엔진의 오일 필터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 엔진 순환 오일 중에 포함된 이물을 필터 엘리먼트에 의해 여과하여 제거함과 동시에 이물을 응집시켜 자석에 의해 제거하므로써 엔진의 윤활작용을 극대화하고, 필터 엘리먼트만을 교환할 뿐 나머지 부품은 반영구적으로 사용할 수 있는 오일 필터에 관한 것이다.
(종래기술)
본 발명자는 1995년 4월 26일 자로 출원된 특허출원 제95-9949호 (공고 번호 제 97-5792호)를 통해 내연 기관의 오일 필터를 제안한 바 있다. 본 오일 필터는, 도 3에 3 도시된 바와 같이, 필터 엘리먼트(305)와 회전 부재(307)를 포함하는 필터 하우징(303)과, 오염된 오일을 필터 하우징(303)으로 공급하고 오일 필터 엘리먼트(305)에 의해 여과된 오일을 필터 하우징(303)으로부터 받아 엔진의 윤활 계통으로 공급하는 오일 유출입 하우징(309)이 이격되어 호스(311,313)에 의해 서로 연결되어 있는 오일 필터이다.
보다 상세히 설명하면, 상기 오일 필터(301)는, 볼트(315)에 의해 탈착 가능한 상하 부재로 이루어진 필터 하우징(303)과 필터 하우징(303)에 호스(311,313)에 의해 연결되는 오일 유출입 하우징(309)을 포함하고, 필터 하우징(303)에는 그 외주면을 따라 회류하는 냉각 통로(319)에 다수의 냉각핀(317)이 형성된 오일 냉각수단; 필터 하우징(303)에 고정되는 고정 부재(321)와, 상기 고정 부재(321) 상에 볼트(327)에 의해 회전 가능하게 안착되고 임펠러(325)를 구비한 가동 부재(323)로 이루어지고, 오일 유출입 하우징(309)에서 호스(311)를 통해 필터 하우징(303)으로 유입되는 오일에 와류를 일으키고 오염된 오일 내의 불순물을 미립화시키는, 회전 부재(307)로 구성되는 오일 유입 및 분쇄 수단; 분쇄된 불순물을 여과하는 오일 필터 엘리먼트(305)를 구비하는 여과 수단; 및 여과 수단에 의해 포집된 불순물을 필터 하우징(303)으로부터 제거하는 제거 수단(329)이 포함되어 있는 구성으로 이루어져 있다.
이와 같은 구성의 특허출원 제 95-9949호의 오일 필터(301)는, 첫째 여과된 불순물이 엔진의 윤활 계통으로 재유입되는 것을 방지하므로써 엔진의 마모를 방지하여 그 수명을 연장시킬 수 있다는 점, 둘째 포집된 불순물을 용이하게 제거할 수 있어서 엔진 오일을 항상 청정한 상태로 유지할 수 있으므로 엔진 오일의 수명을 증가시킬 수 있다는 점, 셋째 필터 엘리먼트를 비롯한 오일 필터 구성물을 교환할 필요가 없어 자원 재활용과 환경 오염 방지에 유용하다는 점, 넷째 엔진의 초기 작동시나 속도에 관계없이 윤활 상태를 최상으로 유지하여 엔진의 출력을 향상시킬 수 있다는 점 등의 여러 가지 효과가 있다.
그러나, 특허출원 제95-9949호의 오일 필터는, 상기한 여러가지 장점에도 불구하고, 필터 하우징(303)과 오일 유출입 하우징(309)이 서로 이격되게 구성되어 있고 그 체적이 기존의 오일 필터에 비해 다소 커서 기존의 차량에 이를 설치함에 있어서 그 설치공간을 확보하는 데 어려움이 있다는 문제점을 내포하고 있다.
이에 따라, 본 발명자는 상기한 특허출원 제 95-9949호의 오일 필터에 사용된 회전 부재를 그대로 사용하면서도, 기존의 엔진룸의 배치를 변경하지 않고 오일 필터와 에어 클리너를 하나의 하우징에 통합하여 기존의 에어 클리너 설치 위치에 설치할 수 있는 에어 클리너 겸용 오일 필터를 1996년 12월 5일자로 출원된 특허출원번호 제 96-61974호에 의해 제안하였다.
상기 특허출원 제96-61974호의 에어 클리너 겸용 오일 필터는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부가 개구된 외통(505)과 내통(507)으로 구획되어 있고, 외통(505)과 내통(507) 사이의 공간은 오일 필터 엘리먼트(521)가 장착된 오일 여과실(509)이 형성되고, 상기 내통(507)의 내부 공간은 공기 필터 엘리먼트(523)가 장착된 공기 여과실(511)이 형성되고, 개구된 상부는 커버(525)에 의해 개폐되는, 필터 하우징(503); 상기 필터 하우징(503)의 오일 여과실(509)과 연통하도록 형성된 오일실(513)에 고정되게 설치되는 고정 부재(555)와, 상기 고정 부재(555)에 회전 가능하게 안착되고 유입되는 오일에 의해 회전되는 임펄러(559)가 형성된 가동 부재(557)와, 상기 가동 부재(557)의 회전 중심으로부터 공기 여과실(511)로 뻗어 형성되어 있고 상기 가동 부재(557)의 회전과 함께 회전하는 팬(561)을 포함하고, 상기 오일 여과실(509)로 유입되는 오일에 와류를 발생시키고 오일에 포함된 불순물을 분쇄하는 한편, 상기 공기 여과실(511)로 유입되는 공기에 와류를 발생시키는, 회전 부재(515); 및 상기 필터 하우징(503)의 오일실(513)과 호스를 통해 이격되게 연결되고 엔진의 오일 필터 장착부에 오일 유출입 하우징(517); 을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.
본 특허출원 제96-61974호의 에어 클리너 겸용 오일 필터(501)는 오일 필터 유닛과 에어 필터 유닛을 하나의 통합된 하우징 안에 설치되므로써, 엔진룸에서의 오일 필터 유닛이 차지하는 공간을 최소화할 수 있으면서도, 상기 특허출원 제 95-9949호의 오일 필터(301)의 여러 가지 장점을 그대로 지니고 있지만, 기존의 오일 필터를 대체하여 사용할 수 없다는 한계를 지니고 있다.
본 발명자는 특허출원 제 95-9949호의 오일 필터의 장점을 그대로 가지면서, 에어 클리너 겸용이 아닌 오일 필터로서 기존의 엔진에 장착하는 데 불편함이 없는 오일 필터를 계속 연구한 끝에, 본 발명의 오일 필터를 창안하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은, 엔진의 윤활 과정에서 엔진 오일에 유입 및 형성된 이물의 포집 능력을 향상시켜 엔진의 윤활작용을 원활히 하고 엔진의 출력을 증강시키고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 엔진의 시동과 동시에 엔진 오일을 즉시 엔진의 윤활 부위에 공급하여 오일 공급 지연에 따른 엔진의 초기 마모를 방지하므로써 엔진의 수명을 연장시키고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 동절기의 냉각 상태에서의 오일 점도 증가로 인해 길어지는 워밍업 시간을 단축시키고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필터 엘리먼트의 교환 시기를 경고함과 아울러 바이패스를 통해 항상 엔진에 충분한 엔진 오일이 공급되도록 하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 필터 엘리먼트를 제외한 다른 부품을 그대로 재사용함으로써 반영구적인 수명과 함께 폐기비용의 절감에 따른 경제적인 이점을 제공함과 아울러, 폐기물의 발생을 줄여 환경오염을 줄이고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 오일 필터의 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 오일 필터의 분해 사시도.
도 3은 종래의 오일 필터의 일 예를 보여주는 도면.
도 4는 종래의 오일 필터의 다른 예를 보여주는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 오일 필터, 11 : 믹서 하우징, 21 : 커버, 35 : 오일 유입구, 41 : 임펠러 하우징, 51 : 오일 통로, 61 : 임펠러, 101 : 여과 하우징, 103 : 여과실, 105 : 외실, 107 : 내실, 121 : 보스, 131 : 필터 엘리먼트, 141 : 영구자석, 151 : 바이패스 통로, 161 : 고압 개폐로드, 171 : 저압 개폐로드, 181 : 센서, 191 : 히터, 201 : 하우징 고정 볼트, 203 : 오일 배출구
상기한 본 발명의 목적은, 엔진으로부터의 오염된 오일이 유입되고 오일 중에 포함된 이물을 응집시키는 믹서 하우징; 상기 막서 하우징에 체결되어 믹서 하우징으로부터의 오일에서 이물을 제거하는 상부가 개구된 여과 하우징; 및 상기 여과 하우징을 거친 오일을 엔진으로 보내는 오일 배출구가 형성되어 있고 상기 믹서 하우징을 관통하여 설치되는 하우징 고정 볼트를 포함하고;
상기 오일 믹서 하우징은, 하우징 고정 볼트의 둘레에 오일 유입구가 형성된 커버, 및 상기 하우징 고정 볼트를 축으로 회전되는 임펠러가 장착되어 있고 상기 오일 유입구와 일점에서 연통되며 상기 여과 하우징과 연통하는 다수의 오일 통로가 형성되어 있는 상기 커버의 하부에 체결되는 임펠러 하우징을 포함하고;
상기 여과 하우징은, 여과실 의하면 중앙에 상부로 돌출된 보스, 상기 보스를 중심으로 끼워지고 상기 믹서 하우징의 하면에 오일 통로의 내측에 유밀하게 접하여 여과실을 외실과 내실로 구분하는 필터 엘리먼트, 상기 외실에 장착된 영구자석, 상기 외실에서부터 상기 보스를 통해 상기 내실로 연통된 바이패스 통로, 상기 보스의 바이패스 통로 상류에 탄성적으로 설치되어 바이패스 통로의 오일압이 소정치 이상에 이를 때 바이패스 통로를 개방하는 고압 개패로드, 및 상기 바이패스 통로의 고압 개패로드 하류에 탄성적으로 설치되어 상기 내실의 오일압이 소정치 이하일 때 바이패스통로를 개방하는 저압 개폐로드가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 필터에 의해 달성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오일 필터를 상세히 설명한다.
이하의 구체예는 본 발명에 따른 오일 필터를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 오일 필터의 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 오일 필터의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오일 필터(1)는 예를 들어 알루미늄으로 형성되는, 믹서 하우징(11), 여과 하우징(101)및 하우징 고정 볼트(201)로 구성되어 있다.
믹서 하우징(11)은 엔진을 순환한 오염된 오일을 오일 필터(1)로 유입시키고, 오일 중에 포함된 엔진의 각 접동부에서 발생한 강재 파편, 연료나 오일의 불완전 연소에 의해 발생된 카본, 오일의 열화 또는 노화에 의해 발생된 산화물, 흡기 중에 포함되어 엔진을 통해 오일로 유입된 먼지 등의 이물을 응집시키는 작용을 한다. 여과 하우징(101)은 믹서 하우징(11)의 하부에 체결되어 믹서 하우징(11)을 거쳐 내부의 오일실에 유입된 오일에서 영구자석과 팔터 엘리먼트에 의해 이물을 제거하는 작용을 한다. 그리고 하우징 고정 볼트(201)는 여과 하우징(101)을 거친 오일을 다시 엔진으로 보내며, 오일 필터(1)를 엔진에 장착하는 작용을 한다.
각각의 구성을 구체적으로 살펴보면, 먼저 믹서 하우징(11)은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 커버(21)와 커버(21)에 체결되는 임펠러 하우징(41)으로 구성되어 있다. 커버(21)는, 상벽(23)과 하벽(25)이 약간의 공간(27)을 두고 측벽(29)으로 일체로 연결되어 있는 이중 구조로 되어 있다. 하벽(25)의 중앙에는 하우징 고정 볼트(201)가 회전 가능하게 삽설되는 축공(31)이 형성되어 있고, 상벽(23)에는 상기 축공(31)보다 더 큰 직경으로 개구(33)되어 있다. 그리고 상벽(23)에는 패킹(39)이 장착되어 본 오일 필터(1)를 엔진의 장착부에 설치했을 때 누유를 방지하고 있다.
하우징 고정 볼트(201)가 상기 축공(31)에 삽설되어 하벽(25)에 안착된 상태에서 하우징 고정 볼트(201)의 헤드(211)의 외주와 상벽의 개구부(33) 둘레 사이에 틈새(35)가 형성되며, 이 틈새가 오일 유입구(35)로 되어 엔진으로부터의 오염된 오일이 유입된다. 유입된 오일은 상기 상벽(23)과 하벽(25) 사이의 공간(27)을 거쳐 하벽(25)의 일점에 형성된 오일 통로(37)를 통해 하부의 임펠러 하우징(41)에 형성된 오일 믹서실(43)로 유입된다.
상기 커버(21)는 상부가 개방된 원통 형상의 임펠러 하우징(41)의 상부에 체결되어 오일 믹서실(43)을 형성한다. 커버(21)와 임펠러 하우징(41)은, 도1과 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 스크루(45)에 의해 체결할 수도 있고, 또는 커버(21)와 임펠러 하우징(41)의 원주면에 나사를 형성하여 직접 체결할 수도 있다.
임펠러 하우징(41)의 중심에는 축공(47)이 형성되어 있어서 하우징 고정 볼트(201)가 회전 가능하게 삽설되며, 이 하우징 고정 볼트(201)에는 임펠러(61)가 베어링을 매개하여 회전 가능하게 장착된다.
임펠러(61)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 원주를 따라 다수의 오일 통로(67)가 규칙적으로 형성된 회전판(65)에, 블레이드(69)가 오일 통로 (67) 사이마다 형성되어 있는 구성으로 이루어지며, 상기 커버(21)의 하벽(25)에 형성된 오일 통로(37)로 유입되는 오일의 압력에 의해 회전된다. 그리고 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에는 상기 임펠러(61)의 오일통로(69)에 대응하는 위치에 오일 통로(51)가 형성되어 있다.
따라서, 커버의 오일 유입구(35)로 유입된 오일은 하벽(25)의 오일 통로(37)를 통해 오일 믹서실(43)로 유입되면서 임펠러(61)를 회전시키고, 임펠러 회전판(65)의 오일 통로(67)를 통해 나가면서 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)과 회전판(65)의 이면 사이에서 믹스된 후에 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에 형성되어 있는 오일 통로(51)를 통해 여과 하우징(101)의 여과실(외실; 105)로 유입된다.
임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)과 회전판(65)의 이면 사이에서 오일이 믹스될 때, 오일 중에 함유된 각종 이물들은 서로 섞이면서 응집하게 된다. 이때 임펠러(61)가 회전하는 동안 응집되는 이물 슬러지는 알루미늄으로 된 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)과 회전판(65)의 이면에 엉겨 붙을 염려가 있다. 이런 현상을 없애기 위해 상기 회전판(65)의 이면 또는 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에 기계 구조용 탄소강(예, S45C)으로 된 원판(53)을 부착하는 것이 바람직하다. 도 2는 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에 원판(53)을 부착한 예를 도시한 것이며, 이 원판(53)에도 축공(55)과 오일 통로(57)가 형성되어 있다. 도면 부호 59는 원판(53)을 하우징(41)의 바닥면 (49)에 체결하기 위한 나사공이다.
믹서 하우징(11)의 하부에 체결되는 여과 하우징(101)은, 상부가 개구되어 있고 외부 둘레에 냉각핀(109)이 형성된 원통 형상으로 되어 있으며, 필터 엘리먼트(131)와 영구자석(141)이 장착되는 여과실(103)을 구성한다.
여과 하우징(101)의 내부 바닥면(111), 즉 여과실 (103)의 하면 중앙에는 상부로 돌출된 보스(121)가 체결되어 있다. 보스(121)는 예를 들어 그 플랜지부(123)를 스크루(125)를 사용하여 여과 하우징(101)의 바닥면(111)에 체결하여 고정시킨다.
여과실(103)에는 보스(121)를 중심으로 필터 엘리먼트(131)가 끼워져 장착된다. 필터 엘리먼트(131)로는, 예를 들어 합성섬유와 여과지 등으로 구성된 여과 엘리먼트(132)를 접어 원통 형상으로 구성하여 표면에 여과망(134)을 피복한 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게 도 2에 도시된 바와 같이, 보스(121)에 끼워져 보스(121)의 플랜지부(123) 상에 지지되는 하부 지지판(133)과 상기 하부 지지판(133)에 연결되고 보스(121)에 끼워지는 망(135)과 상부 지지판(137)으로 이루어진 필터 엘리먼트 지지 구조에 장착된 상태로 보스(121)에 끼워진다.
필터 엘리먼트(131)가 여과실(103)에 장착됨에 따라, 여과실(103)은 필터 엘리먼트(131)를 중심으로 외실(105)과 내실(107)로 분리되게 된다. 외실(105)은 상기 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에 형성된 오일 통로(51)에 연통되어 오염된 오일이 유입되는 여과실이며, 내실(107)은 필터 엘리먼트(131)를 통과한 여과된 오일이 다시 엔진으로 보내지기에 앞서 머무르는 여과실이다.
상기 필터 엘리먼트(131)의 하부 지지판(133)은 보스(121)의 플랜지(123)와 유밀하게 밀착되어 있고, 상기 상부 지지판(137)은 여기에 끼워지는 오일링(139)이 상기 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에 의해 가압되어 유밀을 유지하고 있으므로 외실(105)과 내실(107)은 필터 엘리먼트(131)와 후술하는 바이패스 통로(151)에 의해서만 연통될 뿐 유밀을 유지하게 된다. 상기 오일링(139)은 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에 형성된 오일 통로(51)의 안쪽에 위치하고 있기 때문에 오일 통로 (51)로 흐르는 오일은 여과실(103)의 외실(105)로만 유입된다.
상기 여과실 (103)의 외실(105)에는 예를 들어 여과 하우징(101)의 내측면, 바람직하게 여과 하우징(101)의 안쪽 바닥면(111)에 영구자석(141)이 장착되어 있다. 영구자석(141)은 오염된 오일 중에 포함된 철 성분을 자력에 의해 포집하는 작용을 한다. 앞서 설명한 믹서 하우징(11)을 통과한 오염된 오일에 포함되어 있는 철분, 카본, 산화물 등은 임펠러(61)의 작용에 의해 서로 믹스되어 응집상태로 되어 있기 때문에, 자성을 가지지 아니하는 이물들도 철 성분과 함께 영구자석(141)에 포집되게 된다. 상기 보스(121)의 플랜지(123)에는영구자석(141)을 장착할 수 있는 공간을 확보하기 위해 홀(127)을 형성하는 것이 바람직하다.
필터 엘리먼트(131)가 정상적으로 기능을 발휘하는 상태에서, 외실(105)의 오염된 오일은 필터 엘리먼트(131)를 관통하여 지나가면서 영구자석 (141)에 포집되지 않은 이물이 여과된 후에 내실(107)로 흐르게 되고, 내실(107)에 모인 여과 오일은 하우징 고정 볼트(201)에 형성된 오일 배출구(203)를 통해 엔진으로 재유입된다.
그러나, 필터 엘리먼트(131)를 장기간 사용하는 경우에는 필터 엘리먼트(131)가 불순물에 의해 폐쇄되어 오일이 통과하기 어려울 정도의 저항 모멘트가 발생하게 되고, 결국 엔진의 윤활 계통에 적절한 오일이 제공되지 않아 엔진에 손상을 입히고 출력을 저하시킬 수 있다. 이와 같은 비상 상태를 대비하여 오일이 필터 엘리먼트(131)를 통과하지 않고 그대로 엔진의 윤활 계통으로 보낼 수 있도록 하는 바이패스 통로를 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 목적에 따라, 본 발명의 오일 필터(1)는 상기 외실(105)에서부터 상기 보스(121)를 통해 상기 내실(107)로 연통된 바이패스 통로(151)가 형성되어 있다. 즉 여과 하우징(101)의 바닥면(111)에 체결된 보스(121)의 플랜지부(123)에 바이패스 통로(151)를 외실(105)과 연통하게 형성하고 이 바이패스 통로 (151)를 보스(121)로 연장하여 내실(107)과 통하도록 구성한다.
상기 보스(121)의 바이패스 통로(151)에는 정상 오일압력 하에서는 바이패스 통로(151)를 폐쇄하고 있고 일정 오일 압력 이상에서는 바이패스 통로(151)를 개방하는 밸브 작용을 하는 두 개의 개폐로드(167,171)가 설치되어 있다.
바이패스 통로(151)의 상류에 설치되는 고압 개폐로드(161)는 외실(105)의 오일 압력이 소정치 이상에 이를 때 바이패스 통로(151)를 개방하는 바이패스 밸브로서 스피링(163)에 의해 바이패스 통로(151)를 폐쇄하는 쪽으로 로드(165)가 압력을 받도록 설치 나사(167)에 의해 장착되어 있고, 상기 바이패스 통로(151)의 고압 개폐로드(161)의 하류에 설치되는 저압 개폐로드(171)는 내실(107)의오일 압력이 소정치 이하일 때 바이패스 통로(151)를 보스(121)로 연장하여 내실(107)과 통하도록 구성한다.
상기 보스(121)의 바이패스 통로(151)에는 정상 오일압력 하에서는 바이패스 통로(151)를 폐쇄하고 있고 일정 오일 압력 이사에서는 바이패스 통로 (151)를 개방하는 밸브 작용을 하는 두 개의 개폐로드(161,171)가 설치되어 있다.
바이패스 통로(151)의 상류에 설치되는 고압 개폐로드(161)는 외실(105)의 오일 압력이 소정치 이사에 이를 때 바이패스 통로(151)를 개방하는 바이패스 밸브로서 스프링(163)에 의해 바이패스 통로(151)를 폐쇄하는 쪽으로 로드(165)가 압력을 받도록 설치 나사(167)에 의해 장착되어 있고, 상기 바이패스 통로(151)의 고압 개폐로드(161)의 하류에 설치되는 저압 개폐로드(171)는 내실(107)의오일 압력이 소정치 이하일 때 바이패스 통로(151)를 개방하는 바이패스 밸브로서 스프링(173)에 의해 바이패스 통로 (151)를 폐쇄하는 쪽으로 로드(175)가 압력을 받도록 장착되어 있다. 저압 개폐로드(171)의 로드(175)는 그 상하 변위에 따라 바이패스 통로(151)와 선택적으로 연통되는 오일 통로(176)가 형성되어 있다. 즉, 로드(175)가 하방에 위치할 때에는 로드(175)에 의해 바이패스 통로(151)가 폐쇄되고 상방에 위치할 때에는 바이패스 통로(151)가 오일 통로(176)와 연통된다.
따라서 필터 엘리먼트(131)가 막히게 되면, 바이패스 통로(151)로 가해지는 오일의 압력이 증가하게 되고, 이 압력이 소정치 이상에 이르면 오일압이 스프링(163)의 탄성을 능가하여 고압 개폐로드(161)가 개방되게 된다. 한편, 필터 엘리먼트(131)가 막히면 오일이 외실(105)에서 내실(107)로 여과되는 양이 감소되기 때문에 내실(107)의 오일 압력이 낮아지게 되는 바, 내실(107)의 오일압이 소정치 이하에 이르면, 상기 스프링(173)의 탄성이 내실(107)의 오일압을 능가하게 되어 저압 개폐로드(171)가 바이패스 통로 (151)를 개방하는 쪽으로 이동하게 된다.
필터 엘리먼트(131)가 막혔을 때 외실(105)의 오일압 증가와 내실(107)의 오일압 감소는 약간의 시차를 두고 거의 동시적으로 발생하므로 고압 개폐로드(161)와 저압 개폐로드(171)는 필터 엘리먼트(131)가 막혔을 때 거의 동시적으로 작동하여 바이패스 통로(151)를 개방하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 오일 필터(1)에서 바이패스 통로(151)에 바이패스 밸브(개폐로드)를 이중으로 장착하고 있는 것은, 외실(105)의 오일압 증가에 의해서만 바이패스 통로(151)를 개방하도록 하는 경우 필터 엘리먼트(131)가 막히지 않은 상태에서 일시적으로 외실(105)의 압력이 증가하는 것만으로 바이패스 통로(151)가 열리게 되는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 보스(121)에는 바이패스 통로(151)가 개방되는 것을 감지하여 필터 엘리먼트(131)의 교환 시기를 운전자에게 경고해 주기 위한 센서(181)가 여과 하우징(101)의 바닥면(111)쪽에 설치되어 있다. 센서(181)는 고압 개폐로드(161) 또는 저압 개폐로드(171) 가 변위할 때 스위치(183)의 접점이 접속되는 구조로 이루어지며, 스위치(183)가 온되면 운전석에 설치된 경고 수단 (램프 또는 벨; 도시되지 않음)이 작동하여 운전자에게 필터 엘리먼트(131)의 교환을 경고한다. 도 1은 저압 개폐로드(171)에 센서(181)가 설치된 예가 도시되어 있다.
한편, 동절기의 엔진 냉간 상태에서는 엔진 오일이 극단적으로 높은 점도 상태에 있기 때문에, 엔진의 충분한 워밍업이 이루어져 오일의 점도가 어느 정도 낮아질 때까지는 실질적으로 엔진의 접동부에 오일이 공급되지 못하여 윤활유로서의 기능을 발휘하지 못하게 된다. 이로써 엔진은 무리한 작동을 하게 되고 결국 엔진의 수명 단축 및 출력 저하의 원인이 된다.
이를 방지하기 위해 본 발명의 오일 필터(1)는 상기 여과 하우징(101)에 오일의 온도를 감지하여 오일을 가열하는 히터(191)가 설치되어 있다. 히터(191)는 엔진 냉간 상태 동안에 시속히 엔진 오일의 점도를 정상 점도로 유지시키는 기능을 수행한다. 예컨대 히터(191)는 전열체를 엔진의 냉각 정도를 감지하는 온도 감지센서에 의해 작동하는 스위치를 매개하여 배터리에 연결시킨 구조로 되어 있으며, 이로써 상기 온도 감지센서에 의해 측정된 오일의 온도가 소정치 이하일 때 스위치의 접점이 연결되어 전열체가 가열되고, 오일의 온도가 소정치 이상에 이르면 접점이 떨어져 전열체의 전원 공급이 중단된다. 히터(191)는 오일을 가열할 수 있는 위치라면 특히 제한되지 않으나, 도에 도시된 바와 같이 보스(12)에 설치하는 것이 바람직하다, 상기 온도 센서로는 엔진의 온도를 측정하는 기존의 센서를 이용할 수도 있고, 오일 온도를 직접적으로 측정하는 센서를 오일 필터(1)의 여과 하우징(101)내에 설치할 수도 있다.
상기와 같은 히터(191)의 구성에 따라, 동절기의 엔진 냉간시에 시동을 걸면, 상기 히터(191)가 오일을 신속히 가열하여 점도를 낮추게 되고, 엔진이 충분히 가열된 후에 자동으로 히터(191)의 작동이 정지하게 되므로, 동절기의 오일 냉각에 따른 엔진 출력 저하와 수명 단축을 예방할 수 있다.
필터 엘리먼트(131)를 통과하여 여과실(103)의 내실(107)에 이른 오일은, 믹서 하우징(11)을 관통하여 여과 하우징(101)으로 돌출되게 설치되는 하우징 고정 볼트(201)를 통해 엔진 쪽으로 보내지게 된다. 하우징 고정 볼트(201)는, 제2도에 도시된 바와 같이, 중앙에 오일 배출구(203)가 관통되게 형성된 볼트 형상으로 되어 있으며, 상기 오일 배출구(203)는 여과 하우징(101)을 거친 오일을 다시 엔진으로 보내는 통로를 형성한다.
하우징 고정 볼트(201)는 오일 배출구로서의 작용과 함께 전술한 임펠러(61)의 회전축으로서의 기능을 하고, 이에 추가하여 본 발명의 오일 필터(1)를 엔진에 체결하는 작용과 선택적으로 여과 하우징(101)에 믹서 하우징(11)을 고정시키는 작용을 한다.
후자의 두 가지 기능은 각각 하우징 고정 볼트(201)의 오일 배출구(203) 상부에 형성된 암나사(205)와 하우징 고정 볼트(201)의 하단에 형성된 수나사(207)에 의해 이루어진다. 즉, 하우징 고정 볼트(201)에 형성된 오일 배출구(203)의 상부에는 엔진의 오일 필터 장착부의 수나사(일반적으로 중앙에 오일 통로가 형성되어 있어서 오일 필터로부터 여과된 오일을 받아들임)에 대응하는 암나사(205)가 형성되어 있어서, 오일 필터(1)를 엔진에 장착할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 하우징 고정 볼트(201)의 하단에 수나사(207)를 형성하고 이 수나사(207)를 보스(121)의 상단에 형성된 암나사(129)에 체결하면, 오일 믹서 하우징(11)이 여과 하우징(101)에 체결되게 된다. 이는 앞서 언급한 오일 믹서 하우징(11)과 여과 하우징(101)을 그 외주의 나사 결합으로 체결하는 방식의 대안으로 사용할 수 있는 방법이다. 도면 부호 209는 하우징 고정 볼트(201)의 오일 배출구(203)가 내실 (107)과 연통되도록 형성된 측공이다.
이상에서 설명한 본 발명의 오일 필터(1)는, 상기 하우징 고정 볼트(201)의 오일배츨구(203) 상부에 형성된 암나사(205)를 엔진의 오일 필터 장착부의 수나사에 체결하므로써 엔진에 장착된다. 엔진을 작동하면, 엔진을 순환한 오염된 오일은 믹서 하우징(11)의 오일 유입구(35)와 오일 통로(37)를 거쳐 임펠러 하우징(41)으로 유입된다. 이때 오일은 임펠러 하우징(41)의 일측으로 통하는 오일 통로(37)로 유입되기 때문에 믹서실(43)의 임펠러(61)가 회전하게 되며, 오일은 임펠러(61)의 회전판(65)에 형성된 오일 통로 (67)와 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에 형성된 오일 통로(51)를 통해 지나면서 임펠러(61)와 바닥면(49) 사이에서 믹스되어 오일중의 철 성분과 다른 슬러지가 응집하게 된다.
오일 통로(51)를 통해 여과 하우징(101)의 외실(105)에 유입된 오일은 영구자석(141)에 의해 철 성분 응집물이 일차적으로 포집된 다음, 필터 엘리먼트(131)를 통과하면서 이차적으로 이물이 여과된다. 이때 임펠러 하우징(41)에서의 임펠러(61)의 작용으로 응집된 철 성분을 포함한 이물이 영구자석(141)에 의해 포집되므로 오일 중에 포함된 이물 중 상당량이 필터 엘리먼트(131)를 통과하기 전에 사전에 제거된다. 이로써 필터 엘리먼트(131)에 가해지는 여과 하중을 그만큼 감소시킬 수 있으며, 따라서 필터 엘리먼트(131)가 이물에 의해 막히게 되는 현상을 상당히 지연시킬 수 있어서 필터 엘리먼트의 수명이 연장된다. 필터 엘리먼트(131)를 통과한 여과된 오일은 내실(107)을 거쳐 하우징 고정볼트(201)의 오일 배출구(203)를 통해 다시 엔진으로 순환한다.
한편, 필터 엘리먼트(131)가 장기간 사용으로 막힌 경우, 외실(105)의 오일압이 증가하게 되며, 오일압이 소정치 이상에 이르면 보스(121)에 형성된 바이패스 통로(151)의 고압 개폐로드(161)가 열리고 이어서 내실(107)의 오일압이 소장치 이하에 이르면 저압 개폐로드(171)가 열려 오일은 필터 엘리먼트(131)를 통과하지 아니하고 바로 외실(105)에서 내실(107)로 흘러 엔진으로 공급되게 된다. 이때 상기 저압 개폐로드(171)의 변위를 센서(181)가 감지하여 운전석의 경고 수단을 작동시키므로써 필터 엘리먼트(131)가 교환되어야 함을 알려준다.
한편 겨울철 냉간 상태에서 시동을 거는 때와 같이 오일의 온도가 낮아 점도가 떨어져 있을 때에는 온도 센서를 구비한 히터(191)가 작동하여 오일을 가열시켜 주므로 워밍업 시간을 단축시켜 준다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 오일 필터에 의하면, 첫째 엔진의 윤활 과졍에서 엔진 오일에 유입 및 형성된 이물을 일차로 영구자석에 의해 포집하고 이차로 필터 엘리먼트에 의해 제거하므로, 오일 필터의 이물 제거 능력이 향상되어 엔진의 윤활작용이 원활하게 되고 엔진의 출력이 증강되며, 필터 엘리먼트의 수명을 연장시킬 수 있다.
둘째, 엔진의 시동과 동시에 엔진 오일을 즉시 엔진의 윤활 부위에 공급되므로 오일 공급 지연에 따른 엔진의 초기 마모가 방지되어 엔진의 수명이 연장된다.
셋째, 동절기의 냉간 상태에서의 시동시 히터에 의해 오일의 점도를 신속히 정상 점도로 유지시키므로 워밍업 시간을 단축시킬 수 있다.
넷째, 필터 엘리먼트의 노화시 바이패스를 통해 항상 엔진에 충분한 엔진 오일이 공급되고 필터 엘리먼트의 노화를 감지하여 운전자에게 경고하므로, 필터 엘리먼트의 노화로 인한 오일의 윤활작용 저하에 신속히 대철할 수 있다.
다섯째 필터 엘리먼트를 제외한 다른 부품을 그대로 재사용함으로써 오일 필터를 반영구적으로 사용할 수 있으므로, 폐기비용의 절감과 폐기물에 의한 환경오염을 줄일 수 있다.
Claims (5)
- 엔진으로부터의 오염된 오일이 유입되고 오일 중에 포함된 이물을 응집시키는 믹서 하우징(11); 상기 믹서 하우징(11)에 체결되어 믹서 하우징(11)으로부터의 오일에서 이물을 제거하는 상부가 개구된 여과 하우징(101); 및 상기 여과 하우징(101)을 거친 오일을 엔진으로 보내는 오일 배출구(203)가 형성되어 있고 상기 믹서 하우징(11)을 관통하여 설치되는 하우징 고정 볼트(201)를 포함하고;상기 오일 믹서 하우징(11)은, 하우징 고정 볼트(201)의 둘레에 오일 유입구(35)가 형성된 커버(21), 및 상기 하우징 고정 볼트(201)를 축으로 회전되는 임펠러(61)가 장착되어 있고 상기 오일 유입구(35)와 일점에서 연통되며 상기 여과 하우징(101)과 연통하는 다수의 오일 통로(51)가 형성되어 있는 상기 커버(21)의 하부에 체결되는 임펠러 하우징(41)을 포함하고;상기 여과 하우징(101)은, 여과실(103)의 하면 중앙에 상부로 돌출된 보스(121), 상기 보스(121)를 중심으로 끼워지고 상기 믹서 하우징(11)의 하면에 오일 통로(51)의 내측에 유밀하게 접하여 여과실(103)을 외실(105)과 내실(107)로 구분하는 필터 엘리먼트(131), 상기 외실(105)에 장착된 영구자석(141), 상기 외실(105)에서부터 상기 보스 (121)를 통해 상기 내실(107)로 연통된 바이패스 통로(151), 상기 보스(121)의 바이패스 통로(151) 상류에 탄성적으로 설치되어 바이패스 통로(151)의 오일압이 소정치 이상에 이를 때 바이패스 통로(151)를 개방하는 고압 개폐로드(161), 및 상기 바이패스 통로(151)의 고압 개폐로드(161) 하류에 탄성적으로 설치되어 상기 내실(107)의 오일압이 소정치 이하일 때 바이패스 통로(151)를 개방하는 저압 개폐로드(171)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 필터.
- 제 1항에 있어서, 상기 여과 하우징(101)에는 상기 바이패스 통로(151)의 개폐에 따라 필터 엘리먼트(131)의 교환 시기를 감지하는 센서(181) 및 오일의 온도를 감지하여 오일을 가열하는 히터(191)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 필터.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 믹서 하우징 (11)과 상기 여과 하우징(101)의 체결은, 상기 하우징 고정 볼트(201)의 하단에 형성된 수나사(207)를 상기 보스 (121)의 상단에 형성된 암나사(129)에 체결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오일 필터.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 임펠러(61)는, 원주를 따라 다수의 오일 통로(67)가 규칙적으로 형성된 회전판(65)에 블레이드(69)가 오일 통로(67) 사이마다 형성되어 있는 구성으로 이루어지며, 상기 회전판(65)의 이면 또는 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에는 기계 구조용 탄소강으로 된 원판(53)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 오일 필터.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 필터 엘리먼트(131)는 보스(121)에 끼워져 보스(121)의 플랜지부(123) 상에 지지되는 하부 지지판(133)과 상기 하부 지지판(133)에 연결되고 보스(121)에 끼워지는 여과망(135)과 상부 지지판(135)으로 이루어진 필터 엘리먼트 지지 구조에 장착되고, 상기 상부 지지판(135)에는 상기 임펠러 하우징(41)의 바닥면(49)에 의해 가압되어 유밀을 유지하는 오일링(139)이 상기 오일 통로(51)의 안쪽 위치에 삽입되는 것을 특징으로 하는 오일 필터.
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|---|---|---|---|
| KR1019970034771A KR100230726B1 (ko) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 오일 필터 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019970034771A KR100230726B1 (ko) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 오일 필터 |
Publications (2)
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|---|---|
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| KR100230726B1 KR100230726B1 (ko) | 1999-11-15 |
Family
ID=19515532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019970034771A KR100230726B1 (ko) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 오일 필터 |
Country Status (1)
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100482850B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2005-04-14 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 연료필터 구조 |
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1997
- 1997-07-24 KR KR1019970034771A patent/KR100230726B1/ko not_active IP Right Cessation
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