KR20090052257A - 자동차용 오일필터의 드레인 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 오일필터의 엘리먼트 교환시 바디 내의 오일을 자동으로 배출시켜주는 드레인 밸브에 관한 것이다.

본 발명은 캡의 열림 및 닫힘 조작과 연동되면서 개폐되는 드레인 센터 파이프 형태의 드레인 방식을 구현함으로써, 드레인 밸브의 전체적인 구조를 단순화할 수 있고, 사용시 완벽한 실링성을 확보할 수 있는 등 경제성과 기능성을 한층 향상시킬 수 있는 자동차용 오일필터의 드레인 밸브를 제공한다.

오일필터, 드레인 밸브, 드레인 센터 파이프

Description

자동차용 오일필터의 드레인 밸브{Drain valve of oil filter for vehicle}

본 발명은 자동차용 오일필터의 드레인 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일필터의 엘리먼트 교환시 바디 내의 오일을 자동으로 배출시켜주는 드레인 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진에는 실린더와 피스톤간의 접동 부분, 크랭크 샤프트 및 캠 샤프트와 같이 회전운동을 하는 부분 등의 마찰 부분은 금속끼리 직접 접촉하면서 마찰열이 발생하여 결국 접촉면이 마모되거나 눌러 붙는 현상이 일어나게 되므로, 이를 방지하고자 엔진의 각 마찰부나 습동부에 오일이 공급/순환된다.

엔진의 각 마찰부에 공급되는 오일은 엔진의 하부에 취부되는 오일 팬에 저장되고, 오일 팬에 저장된 오일은 엔진의 시동과 동시에 오일펌프의 펌핑 작동에 의해 엔진의 각 접촉부분으로 펌핑되어 순환 공급된다.

이때, 상기 오일펌프에서 펌핑되는 오일은 오일필터를 통과하면서 이물질이 제거된 다음에 엔진의 각 윤활부로 공급되는데, 이 과정에서 오일필터는 엔진의 각 접동부분에서 발생된 쇠가루나 연소과정에서 발생된 카본 등을 여과하게 된다.

이러한 오일필터는 크게 바디 및 캡과 엘리먼트로 구성되어 있으며, 최근에는 엘리먼트만을 교환하고 바디 및 캡은 계속 사용하는 엘리먼트 교환식 오일필터가 친환경적인 측면을 고려하여 많이 사용되고 있는 추세에 있다.

이와 같은 오일필터의 구성을 간략히 살펴보면 다음과 같다.

소정의 내체적을 갖는 바디가 엔진측에 장착되고, 이 바디의 내측에는 오일중에 포함된 이물질을 걸러주는 엘리먼트가 수용되며, 또한 상기 바디의 상부에는 엘리먼트의 탈장착을 위한 캡이 나사 체결되며, 상기 캡의 저부에 돌출 형성된 코어에 엘리먼트가 끼워져 캡과 엘리먼트가 함께 움직일 수 있도록 구속된다.

이에 따라, 바디에서 캡을 분리하게 되면, 엘리먼트도 캡과 함께 바디로부터 분리된다.

특히, 바디의 바닥부에는 오일팬쪽과 연통되는 오일 복귀통로가 형성되고, 이 오일 복귀통로의 입구에는 오일필터의 엘리먼트가 장착되면 닫히고 엘리먼트가 분리되면 열리는 드레인 밸브가 설치된다.

예를 들면, 엘리먼트를 교환하는 작업시, 드레인 밸브가 열리게 되어 오일필터의 바디 내부에 수용되어 있던 잔존 오일이 오일 복귀통로를 통하여 오일팬으로 복귀된다.

그러나, 기존 대부분의 드레인 밸브들은 그 부품수가 많아 장착 구조가 복잡할 뿐 아니라 제조단가가 고가인 단점이 있고, 오일 복귀통로측과의 끼워맞춤 공차를 관리하는 어려움이 있어 완벽한 실링성을 확보하는데 다소 미흡한 점이 있다.

또한, 드레인 밸브를 구성하는 부품수가 많고 구조가 복잡하기 때문에 드레인 밸브 자체의 고장이 빈번하게 초래되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 캡의 열림 및 닫힘 조작과 연동되면서 개폐되는 드레인 센터 파이프 형태의 드레인 방식을 구현함으로써, 드레인 밸브의 전체적인 구조를 단순화할 수 있고, 사용시 완벽한 실링성을 확보할 수 있는 등 경제성과 기능성을 한층 향상시킬 수 있는 자동차용 오일필터의 드레인 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 드레인 밸브는 바디의 축선을 따라 동심원상으로 위치되면서 하단부 드레인 홀을 개폐하는 드레인 센터 파이프를 포함하며, 상기 드레인 센터 파이프는 캡의 릴리프 밸브측과 접동되는 동시에 스프링의 탄성력을 받아 상하 동작할 수 있도록 되어 있으며, 따라서 엘리먼트 교환을 위해 캡을 열거나, 새로운 엘리먼트 장착 후 캡을 닫음에 따라 드레인 센터 파이프가 자동으로 상하 위치되면서 드레인 홀을 개폐할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 드레인 밸브는 2개의 스프링에 의한 압축력으로 오일 배출구에 대한 밀폐가 완벽하게 이루어질 수 있으며, 결국 드레인 밸브 고유의 개 폐(열림/닫힘) 동작이 원할하게 이루어질 수 있는 장점이 있고, 기존의 드레인 밸브들에 비하여 그 구조가 간단하여 원가절감 및 조립 장착성 향상에 기여할 수 있는 장점이 있으며, 구조의 단순화로 인해 고장의 우려가 전혀 없는 장점이 있다.

따라서, 캡만 바디에서 분리하는 경우 동시에 엘리먼트도 분리되고, 또한 드레인 홀도 열려 필터의 교체가 아주 간편하며, 드레인 밸브 역할을 하는 셧-오프 밸브는 엘리먼트와 상관없이 동작하므로 그 정확도가 높은 장점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 드레인 밸브를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a,1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 필터의 드레인 밸브를 나타내는 단면도로서, 1a는 닫힌 상태를 보여주고, 1b는 열린 상태를 보여준다.

도 1a,1b에 도시한 바와 같이, 필터 챔버로서 필터링 전의 오일 입구, 필터링 후의 오일 출구, 드레인 홀 등을 포함하는 바디(10)는 엔진측 블럭(100)에 설치되고, 블럭(100)에 구비되어 있는 오일 유입구(110) 및 오일 배출구(120)는 바디(10)의 외곽영역 및 중심영역과 각각 연통되어 엔진측에서 오는 오일이 오일필터를 거쳐 여과된 후 재차 오일팬으로 회수되는 오일의 순환경로가 만들어진다.

여기서, 위와 같은 오일의 순환경로를 설계하는 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

상기 바디(10)를 마감하는 개폐가능한 캡(11)에는 릴리프 밸브 하우징(13a) 과 릴리프 밸브 로워 바디(13b)로 구성되는 릴리프 밸브(13)가 체결구조로 조립되고, 엘리먼트(12)는 이러한 릴리프 밸브(13)를 코어로 이용하여 끼워지는 형태로 장착된다.

이에 따라, 바디(10)로부터 캡(11)을 열면 릴리프 밸브(13) 및 엘리먼트(12)가 함께 딸려 나올 수 있고, 혹시 엘리먼트(12)가 릴리프 밸브(13)로부터 빠져서 남아 있더라도 손으로 쉽게 빼낼 수 있다.

상기 엘리먼트(12)는 반경방향으로 오일을 필터링하며, 캡(11)측과 결합된 상태오 바디(10) 내에 위치하고, 바디(10)를 필터링 전 챔버와 필터링 후 챔버로 구분하는 교환가능한 환형의 엘리먼트로 되어 있다.

위와 같은 기본적인 오일필터의 구조에서 드레인 밸브는 릴리프 밸브(13)의 아래쪽에서부터 바디(10)의 하단부위에 걸쳐 형성되고, 릴리프 밸브(13)를 포함하는 캡(11) 전체의 움직임과 연동되는 형태로 동작한다.

즉, 캡(11)을 열면 윗쪽으로 움직여 오일의 드레인을 가능하게 해주고, 캡(11)을 닫으면 아래쪽으로 눌려지면서 오일의 드레인을 막아주는 역할을 한다.

이를 위하여, 바디(10)에는 속이 빈 원통형태의 코어 로워 바디(16)가 체결 조립되고, 그 내측에는 바닥이 뚫린 캡 모양의 드레인 센터 파이프(15)와 그 윗쪽으로 코어 어퍼 바디(17)가 차례로 조립된다.

이때, 코어 어퍼 바디(17)는 걸림턱(22a)을 통해 코어 로워 바디(16)의 슬라이드 홀(23) 내에 끼워지는 형태로 조립되어 위아래로 움직일 수 있는 동시에 탈거되는 것이 방지될 수 있는 한편, 조립시 그 윗쪽으로 위치되는 릴리프 밸브(13)의 로워 바디(13b)와 접촉하면서 눌려질 수 있도록 되어 있다.

마찬가지로 드레인 센터 파이프(15) 역시 걸림턱(22b)을 이용하여 코어 로워 바디(16)의 슬라이드 홀(23) 내에 끼워짐에 따라 위아래로 움직일 수 있는 한편, 이때의 드레인 센터 파이프(15)는 드레인 홀(14)이 있는 바디(10)의 바닥쪽까지 길게 연장되는 형태로 위치되어 그 곳에서 드레인 홀(14)을 개폐하는 역할을 수행한다.

즉, 드레인 센터 파이프(15)의 하단부에는 러버 캡(21)이 부착되고, 바디(10)에 있는 드레인 홀(14)의 바로 윗쪽 내벽 둘레에는 캡 안착부(20)가 형성되므로서, 드레인 센터 파이프(15)의 닫힘 상태에서 러버 캡(21)은 캡 안착부(20) 내에 안착되면서 밀착되고, 결국 드레인 홀(14)로 오일이 빠져나가는 것을 막아줄 수 있다.

상기 드레인 센터 파이프(15)는 2개의 스프링에 의한 탄력 지지를 받으면서 동작할 수 있도록 되어 있다.

이를 위하여, 드레인 센터 파이프(15)의 상단부와 코어 어퍼 바디(17)의 내측 사이에는 드레인 파이프 스프링(18)이 설치되고, 드레인 센터 파이프(15)의 상단부 플랜지부분과 코어 로워 바디(16)의 내측 사이에는 리턴 스프링(19)이 설치된다.

상기 드레인 파이프 스프링(18)은 코어 어퍼 바디(17)가 눌려질 때 압축되면서 드레인 센터 파이프(15)를 아래쪽으로 눌러주는 스프링이고, 상기 리턴 스프링(19)은 드레인 센터 스프링(18)의 힘이 거의 사라졌을 때 드레인 센터 파이 프(15)를 윗쪽으로 올려주는 스프링이다.

이때의 드레인 센터 스프링(18)은 리턴 스프링(19) 보다 탄성계수가 큰 스프링으로 되어 있어서 코어 어퍼 바디(17)에 의해 눌려질 때 문제없이 드레인 센터 파이프(15)를 아래쪽으로 눌러줄 수 있게 되고, 캡 오픈시에는 드레인 센터 스프링(18)의 압축력이 거의 소멸된 상태이므로 리턴 스프링(19)의 힘만으로 문제없이 드레인 센터 파이프(15)를 위로 올려줄 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 드레인 밸브의 작동관계에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 필터의 드레인 밸브에서 엘리먼트 교환시 드레인 밸브의 상태를 나타내는 사시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 조립 완제품 상태에서 캡(11)을 풀면 릴리프 밸브(13) 및 코어 어퍼 바디(17)에 의해 눌려졌던 드레인 파이프 스프링(18)의 압축력이 해제되고, 리턴 스프링(19)의 복원력에 의해 드레인 센터 파이프(15)가 상방향으로 이동하게 되며, 이에 따라 러버 캡(21)과 캡 안착부(20)로부터 떨어지면서 엔진 오일이 드레인 홀(14)을 통해 오일팬으로 빠져나가게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 필터의 드레인 밸브에서 필터 어셈블리 조립시 드레인 밸브의 상태를 나타내는 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 캡(11)에 새 엘리먼트(12)를 조립한 후, 바디(10)에 캡(11)을 닫으면 릴리프 밸브(13)의 로워 바디(13b)가 코어 어퍼 바디(17)를 밀게 되고, 계속해서 드레인 파이프 스프링(18)에 의해 드레인 센터 파이프(15)의 러 버 캡(21)이 캡 안착부(20)에 안착되면서 드레인 홀(14)측이 차단된다.

즉, 드레인 파이프 스프링의 힘으로 실링이 이루어진다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 필터의 드레인 밸브를 나타내는 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 위의 일 실시예에서 보여주고 있는 러버 캡을 이용한 기밀구조를 대신하여 테이퍼(24)와 실링면(25)을 이용한 기밀구조를 보여준다.

이를 위하여, 드레인 센터 파이프(15)의 하단부에는 둘레를 따라 경사진 모양이 이어지는 형태의 실링면(25)이 형성되고, 바디(10)에 있는 드레인 홀(14)의 바로 윗쪽 내벽 둘레에는 테이퍼(24)가 형성되므로서, 드레인 센터 파이프(15)의 닫힘 상태에서 실링면(25)은 테이퍼(24)에 안착되면서 밀착되고, 결국 드레인 홀(14)로 오일이 빠져나가는 것을 막아줄 수 있다.

물론, 드레인 센터 파이프(15)의 열림 상태(상방향으로 이동된 상태)에서는 실링면(25)과 테이퍼(24)가 떨어지면서 엔진 오일이 드레인 홀(14)을 통해 오일팬으로 빠져나갈 수 있다.

도 1a,1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 필터의 드레인 밸브를 나타내는 단면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 필터의 드레인 밸브에서 엘리먼트 교환시 드레인 밸브의 상태를 나타내는 사시도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 필터의 드레인 밸브에서 필터 어셈블리 조립시 드레인 밸브의 상태를 나타내는 사시도

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 필터의 드레인 밸브를 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 바디 11 : 캡

12 : 엘리먼트 13 : 릴리프 밸브

14 : 드레인 홀 15 : 드레인 센터 파이프

16 : 코어 로워 바디 17 : 코어 어퍼 바디

18 : 드레인 파이프 스프링 19 : 리턴 스프링

20 : 캡 안착부 21 : 러버 캡

22a,22b : 걸림턱 23 : 슬라이드 홀

24 : 테이퍼 25 : 실링면

Claims (4)

1. 바디(10) 및 캡(11), 엘리먼트(12), 캡(11)측에 조립되는 릴리프 밸브(13) 등을 포함하는 자동차용 오일필터의 드레인 밸브에 있어서,

   상기 바디(10)의 축선을 따라 동심원상으로 위치되면서 하단부 드레인 홀(14)을 개폐하는 드레인 센터 파이프(15)를 포함하며, 상기 드레인 센터 파이프(15)는 캡(11)의 릴리프 밸브(13)측과 접동되는 동시에 스프링의 탄성력을 받아 상하 동작하면서 캡이 바디에 결합될 때 하강하여 드레인 홀을 닫아주고, 캡이 바디에서 이탈될 때 상승하여 드레인 홀을 열어주도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 오일필터의 드레인 밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 드레인 센터 파이프(15)는 바디(10)측에 조립되면서 드레인 센터 파이프(15)의 상단부를 슬라이드가능하게 수용하는 코어 로워 바디(16)와, 상기 코어 로워 바디(16)측에 슬라이드가능하게 조립되면서 릴리프 밸브(13)의 하단측과 접촉하는 코어 어퍼 바디(17)와, 상기 코어 어퍼 바디(17)와 드레인 센터 파이프(15) 사이에 개재되어 코어 어퍼 바디 하향 이동시 그 탄성력을 드레인 센터 파이프(15)측에 제공하는 드레인 파이프 스프링(18)과, 상기 드레인 센터 파이프(15)에 복원력을 제공하는 리턴 스프링(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 오일필터의 드레인 밸브.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 드레인 센터 파이프(15)는 바디(10)의 드레인 홀(14) 윗쪽으로 형성되어 있는 캡 안착부(20)에 밀착가능한 하단부의 러버 캡(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 오일필터의 드레인 밸브.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 드레인 센터 파이프(15)는 바디(10)의 드레인 홀(14) 둘레에 형성되어 있는 테이퍼(24)에 밀착가능한 하단부의 경사진 실링면(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 오일필터의 드레인 밸브.

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