KR20090056428A - 오일쿨러 - Google Patents

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KR20090056428A
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한라공조주식회사
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

본 발명은 오일쿨러에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 라디에이터 탱크 내에 삽입 구비되는 수냉식 오일쿨러에 있어서, 플레어 너트와 헥스 너트의 안착면이 스토퍼 역할을 함으로써 부품 자체의 형상 및 구조에 의하여 밀폐되며, 이에 따라 틈새 부식 및 전위차 부식을 방지하는 오일쿨러를 제공함에 있다.
라디에이터 탱크(210)의 길이 방향으로 상기 라디에이터 탱크(210) 내에 고정 구비되며, 내부로 오일을 유통시키되 상기 라디에이터 탱크(210) 내의 냉각수와 열교환을 시켜 오일을 냉각시키는 본체(110)와 상기 본체(110)의 일측에 구비되며 상기 라디에이터 탱크(210)를 관통하여 외부로 연장 형성되어 상기 본체(110)로 오일을 유입 또는 배출시키는 입출구(120)를 포함하여 이루어지는 수냉식의 오일쿨러(100)에 있어서, 상기 입출구(120)는, 오일을 상기 본체(110)로 유통시키는 파이프(121); 상기 파이프(121)와 상기 본체(110)를 연결하는 보스(boss, 124); 상기 보스(124) 및 상기 파이프(121)를 결합하는 플레어 너트(flare nut, 122); 상기 보스(124) 및 상기 라디에이터 탱크(210)를 결합하는 헥스 너트(hex nut, 123); 를 포함하여 이루어지되, 상기 보스(124) 및 상기 플레어 너트(122)에는, 조립 시 틈새가 형성되지 않도록 견고하게 밀착됨으로써 상기 보스(124) 및 상기 플레어 너트(122)가 서로 나사 조립되는 부분이 외부로부터 밀폐되도록, 서로 면접하는 밀폐결합부(124f) 및 밀폐부(122d)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
라디에이터, 수냉식 오일쿨러, 보스, 플레어 너트, 헥스 너트, 밀폐, 실링, 나사산, 틈새 부식, 전위차 부식

Description

오일쿨러 {An Oil Cooler}
본 발명은 오일쿨러에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 라디에이터 탱크 내에 삽입 구비되는 수냉식 오일쿨러에 있어서, 탱크 외부와 오일쿨러를 연결하는 부분의 조립 및 제작 간소화 및 부식 방지를 달성하는 오일쿨러에 관한 것이다.
열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른쪽으로 열을 방출시키는 장치로서, 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 냉매를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브로 구성되는 일반적인 차량의 공조 시스템에 있어서 상기 증발기, 응축기 등이 대표적인 열교환기이다. 이와 같은 공조 시스템에서는, 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 냉매는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 냉매가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다. 상술한 바와 같이 액체 상태의 냉매가 주변에서 기화열만큼의 열량을 흡수하여 기화되는 증발기에 의해 실질적인 냉각이 일어나게 되며, 증발기 주변에서 냉각된 공기를 차량 실내로 불어넣음으로써 차량의 실내가 냉방될 수 있게 된다. 더불어, 전체적인 공조 시스템의 냉각 효율을 높이기 위해 응축기는 대개 차량의 최전방에 위치되는 것이 일반적이다.
또한, 차량에는 상술한 바와 같이 실내 냉방을 목적으로 한 공조 시스템 뿐 아니라, 오일쿨러(oil cooler)와 같은 냉각 시스템도 있다. 자동차의 엔진이나 변속기와 같은 부품에는 윤활작용 및 기밀유지를 위하여 오일이 충전되는데, 오일이 너무 뜨거워지면 오일의 점성이 낮아져서 상기 목적한 기능(즉 윤활작용 및 기밀유지)을 발휘할 수 없게 되며 특히 윤활이 잘 이루어지지 않음으로써 엔진 등의 부품이 손상될 우려가 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 상기 오일을 냉각하는 수단이 오일쿨러이다.
통상적으로 오일쿨러는 공냉식과 수냉식의 형태를 가진다. 도 1은 일반적인 수냉식 오일쿨러를 도시하고 있다. 라디에이터(200)는, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 라디에이터 튜브(220); 상기 복수 개의 라디에이터 튜브(220)의 양쪽에 구비되어 냉각수를 유통시키는 한 쌍의 라디에이터 탱크(210); 상기 라디에이터 튜브(220) 사이에 개재되고 상기 라디에이터 튜브(220) 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 라디에이터 핀(230); 으로 이루어지며, 공기 송풍 방향에 대하여 응축기의 하류측에 구비되는 열교환기인데, 수냉식 오일쿨러(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 라디에이터(200)의 탱크(210) 내부에 구 비된다. 상기 오일쿨러(100)에는 상기 라디에이터 탱크(210)의 외부까지 연장되어 오일을 유입시키거나 또는 배출시키는 입출구(120)가 구비된다.
이와 같은 구성으로 된 수냉식의 오일쿨러(100)는, 상기 오일쿨러(100) 내부로 고온의 오일을 유통시키면서 (상기 오일쿨러(100)를 그 내부에 구비하는) 상기 라디에이터 탱크(210) 내부에 유통되며 오일에 비해 상대적으로 온도가 낮은 냉각수와 열교환을 일으킴으로써 고온의 오일을 냉각시키게 된다.
도 2는 이와 같은 수냉식의 오일쿨러 단면도이다. 오일쿨러(100)는 오일을 유통시키며 냉각하는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 일측에 구비되며 상기 라디에이터 탱크(210)의 외부까지 연장되어 오일을 유입시키거나 또는 배출시키는 입출구(120)를 포함하여 이루어진다. 상기 오일쿨러(100)의 본체(110)는, 상기 라디에이터 탱크(210) 내에 구비되고 내부에 오일이 유통될 수 있도록 긴 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우 도 2(A)에 도시된 바와 같은 중공관식 또는 도 2(B)에 도시된 바와 같은 이중관식과 같은 여러 가지 형태를 가질 수 있으며, 도 2(B)에 도시된 바와 같이 오일의 냉각 효율을 보다 높이기 위하여 내부 핀(130)이 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 본체(110)는 파이프 형상 뿐만 아니라 도 2(C)에 도시된 바와 같은 단면 형상을 가지도록 형성될 수도 있다.
이와 같은 수냉식 오일쿨러(100)에 있어서, 오일쿨러(100)의 입출구(120)는 상기 오일쿨러(100)의 본체(110)로 오일을 유통시킬 수 있도록 상기 라디에이터 탱크(210)의 외부까지 연장되기 위하여 상기 라디에이터 탱크(210)를 관통하는 형태로 형성된다. 따라서 상기 입출구(120)는 상기 본체(110) 및 상기 라디에이터 탱 크(210)와 각각 누출이 발생하지 않도록 견고하게 결합될 수 있는 형태와 구조를 갖추어야 함은 당연하다.
이와 같이 오일쿨러 입출구가 오일쿨러 본체 및 라디에이터 탱크 상에 견고하게 결합되도록 하기 위한 오일쿨러 입출구의 구조에 대한 기술들이 종래에 개시되어 왔다. 도 3은 일본특허공개 제1999-108585호(이하 선행기술)에 의한 종래의 오일쿨러 입출구를 도시한 것으로, 도 3(A)에는 단면도가, 도 3(B)에는 사시도가 도시되어 있다. 오일쿨러(100')의 본체(110)는, 도 3에서는 상기 도 2(C)와 같은 형태로 되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 물론 상기 도 2(A) 내지 도 2(C) 또는 그 외에 통상적으로 사용되는 어떤 형태이어도 무방하다.
도 3(A)에 도시된 바와 같이, 입출구(120')는 오일을 본체(110)로 유통시키는 파이프(121'), 상기 파이프(121')를 상기 본체(110)와 연결시키는 보스(boss, 124'), 상기 보스(124') 및 상기 파이프(121')를 결합시키도록 상기 보스(124') 및 상기 파이프(121') 사이에 구비되는 플레어 너트(flare nut, 122'), 상기 보스(124') 및 상기 라디에이터 탱크(210)를 결합시키도록 상기 보스(124') 및 상기 라디에이터 탱크(210) 사이에 구비되는 헥스 너트(hex nut, 123')를 포함하여 이루어진다. 상기 파이프(121')와 상기 보스(124') 사이의 틈새에는 밀폐를 위해 오링(O-ring, 125a')이 구비되며, 또한 상기 라디에이터 탱크(210) 및 상기 헥스 너트(123') 사이의 틈새에도 역시 밀폐를 위해 와셔(washer, 125b')가 구비된다.
도 3(C)는 도 3(A)의 S 부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 3(C)에 도시된 바와 같이, 상기 파이프(121')에는 돌출부(121a')가 구비되고 또한 상기 보스(124')에는 단차부(124a')가 형성되어 있어, 상기 보스(124')의 단차부(124a')에 상기 파이프(121')의 돌출부(121a')가 걸림으로써, 상기 단차부(124a')는 상기 파이프(121')가 소정의 깊이 이상으로 들어가지 못하도록 하는 스토퍼(stopper) 역할을 한다.
이와 같은 종래의 오일쿨러 입출구(120')의 구조에 있어서 여러 가지의 문제점들이 발견되어 왔다. 특히 도 3(A)의 A 부분에 보이는 바와 같이, 종래의 입출구(120')에서는 그 구조상 상기 플레어 너트(122')와 헥스 너트(123') 사이에 틈새가 발생하고, 이에 따라 상기 보스(124')도 노출될 수밖에 없게 된다. 그런데, 이와 같이 부품들 사이에 틈새가 있을 경우 틈새 부분(A)에 각종 이물질(수분, 오염물질 등)이 축적되며, 따라서 틈새 부분(A)에서 부식이 발생하는 것을 피할 수 없다. 틈새 부분(A)에서 부식이 시작되면 부식 범위가 넓어짐에 따라 나사산부로 진행되며, 따라서 나사산부의 결합력이 떨어져 파손 및 손상에 의한 고장이 발생하게 된다. 특히 틈새 부분(A)은, 파이프(121')의 결합력과 직결되는 보스(124')와 플레어 너트(122')의 결합부가 아무런 방책이 없이 노출되도록 하고 있다. 즉 종래의 구조는, 상기 틈새 부분(A)으로 이물질이 유입되어 나사산부가 부식되고, 이에 따라 파이프(121') 자체의 결합이 손상되어 큰 고장이 발생될 위험성이 매우 높다.
뿐만 아니라 나사산부에 부식이 발생하여 나사산부에서도 틈새가 발생하게 되면, 나사산부를 통하여 수분이나 오염물질 등과 같은 이물질이 파이프(121')까지 이르게 된다. 도 3(A)의 S 부분, 즉 도 3(C)을 보면, 보스(124')와 플레어 너트(122')를 결합시키는 나사산부를 따라 이물질이 유입되게 되면, 파이프(121')의 돌출부(121a')로 이물질이 직접 접촉할 수 있게 됨을 알 수 있다. 구조상 상기 돌출부(121a')는 상기 파이프(121')가 상기 입출구(120')에 고정되도록 하는 유일한 부분으로, 상기 돌출부(121a')가 없다면 상기 파이프(121')는 아무 고정력 없이 쉽게 상기 입출구(120')로부터 이탈하게 됨이 자명하다. 그런데 상술한 바와 같이 돌출부(121a')로 이물질이 유입되면, 돌출부(121a')에서 부식이 발생함으로써 변형 및 손상이 일어나게 되며, 이에 따라 상기 파이프(121')가 상기 입출구(120')로부터 이탈할 위험성이 매우 커지게 된다.
도 4는 또다른 종래의 오일쿨러 입출구의 단면도인데, 이와 같은 구조의 입출구(120'')에서도 역시 플레어 너트(122'')와 헥스 너트(123'') 사이에 틈새 부분(A)이 구조적으로 발생할 수밖에 없으며, 따라서 상술한 바와 같은 문제점을 전혀 해결하지 못한다.
한편, 최근에는 각 자동차용 부품들의 경량화 추세에 따라 오일쿨러 본체(110)가 알루미늄과 같은 가벼운 금속 소재로 제작되는 경우가 많다. 종래의 입출구(120')는 일반적으로 철(steel)로 이루어지는데, 종래의 입출구(120')를 그대로 사용할 경우 알루미늄 소재의 본체(110)와의 전위차가 매우 크며, 따라서 상술한 바와 같은 틈새 부식 외에도 전위차 부식이 발생하게 되어 파손, 손상 및 고장 가능성이 더욱 확산된다.
따라서 이와 같은 틈새 부식 및 전위차 부식을 방지할 수 있는 오일쿨러 입출구에 대한 요구가 꾸준히 있어 왔다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 라디에이터 탱크 내에 삽입 구비되는 수냉식 오일쿨러에 있어서, 플레어 너트와 헥스 너트의 안착면이 스토퍼 역할을 함으로써 부품 자체의 형상 및 구조에 의하여 밀폐되며, 이에 따라 틈새 부식 및 전위차 부식을 방지하는 오일쿨러를 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 오일쿨러 입출구를 알루미늄 소재로 제작하여 알루미늄 소재의 본체에 구비하도록 함으로써 전위차 부식을 더욱 효과적으로 방지하는 오일쿨러를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오일쿨러는, 라디에이터 탱크(210)의 길이 방향으로 상기 라디에이터 탱크(210) 내에 고정 구비되며, 내부로 오일을 유통시키되 상기 라디에이터 탱크(210) 내의 냉각수와 열교환을 시켜 오일을 냉각시키는 본체(110)와 상기 본체(110)의 일측에 구비되며 상기 라디에이터 탱크(210)를 관통하여 외부로 연장 형성되어 상기 본체(110)로 오일을 유입 또는 배출시키는 입출구(120)를 포함하여 이루어지는 수냉식의 오일쿨러(100)에 있어서, 상기 입출구(120)는, 오일을 상기 본체(110)로 유통시키는 파이프(121); 상기 파이 프(121)와 상기 본체(110)를 연결하는 보스(boss, 124); 상기 보스(124) 및 상기 파이프(121)를 결합하는 플레어 너트(flare nut, 122); 상기 보스(124) 및 상기 라디에이터 탱크(210)를 결합하는 헥스 너트(hex nut, 123); 를 포함하여 이루어지되, 상기 보스(124) 및 상기 플레어 너트(122)에는, 조립 시 틈새가 형성되지 않도록 견고하게 밀착됨으로써 상기 보스(124) 및 상기 플레어 너트(122)가 서로 나사 조립되는 부분이 외부로부터 밀폐되도록, 서로 면접하는 밀폐결합부(124f) 및 밀폐부(122d)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 입출구(120)는 상기 파이프(121)에는 외측으로 환형 돌출되는 걸림부(121a)가 형성되며, 상기 파이프(121) 쪽을 외측, 상기 본체(110) 쪽을 내측이라 할 때, 상기 보스(124)의 최외측단으로부터 상기 플레어 너트(122)의 최내측단까지의 거리(L1)보다, 상기 보스(124)의 최외측단으로부터 상기 파이프(121) 걸림부(121a)의 최외측단까지의 거리(L2)가 크게 형성되는 것(L1<L2)을 특징으로 한다.
또한 이 때, 상기 입출구(120)는 상기 보스(124)가 내부에 통공이 형성된 환형 형상으로 형성되며, 내측 상에서 상기 파이프결합부(124d) 쪽으로 편향된 위치에 상기 걸림부(121a)가 걸리도록 형성되는 단차부(124a) 및 내측 상에서 상기 단차부(124a)가 형성된 반대쪽 위치에 상기 파이프(121)의 끝단을 안내하는 파이프안내부(124g)가 형성되는 본체측결합부(124c) 및 내부에 통공이 형성되며 상기 본체측결합부(124c)의 외곽지름보다 작은 외곽지름을 가지는 원기둥 형상으로 형성되며, 상기 본체측결합부(124c)와 동축 상에 적층 배치되어 결합되고, 상기 파이 프(121)가 삽입되는 쪽 끝단 내측에 단차진 형태로 밀폐결합부(124f)가 형성되고, 내측 일부 및 외측 일부에 각각 내측나사산부(124d) 및 외측나사산부(124e)가 형성되는 파이프측결합부(124b)로 이루어지며, 상기 플레어 너트(122)가 내부에 상기 파이프(121)의 외곽지름과 동일한 지름의 통공이 형성된 원기둥 형상으로 형성되며, 상기 파이프(121)가 삽입되는 쪽 반대쪽 외곽에 상기 보스(124)의 밀폐결합부(124f)와 맞물려 밀폐되도록 하는 밀폐부(122d)가 형성된 몸체(122a) 및 내부에 상기 파이프(121)의 외곽지름과 동일한 지름의 통공이 형성된 원기둥 형상으로 형성되며, 상기 몸체(122a)와 동축 상에 적층 배치되어 결합되고, 상기 파이프(121)와 상기 보스(124)의 상기 파이프측결합부(124b) 사이에 배치되되 상기 파이프측결합부(124b)의 내측나사산부(124d)와 조립되도록 외측 일부에 나사산부(122c)가 형성된 돌출부(122b)로 이루어지고, 상기 헥스 너트(123)가 내부에 통공이 형성된 환형 형상으로 형성되며, 상기 보스(124)의 상기 파이프측결합부(124b) 외측에 배치되되 상기 파이프측결합부(124b)의 상기 외측나사산부(124e)와 조립되도록 내측 일부에 나사산부(123a)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입출구(120)는 상기 파이프(121)의 걸림부(121a) 및 상기 보스(124)의 단차부(124a)가 서로 걸리는 부분과, 상기 파이프(121)의 끝단이 상기 보스(124)의 파이프안내부(124g)를 통과하는 부분 사이에 구비되는 오링(O-ring, 125a); 을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 입출구(120)는 상기 헥스 너트(124)와 상기 라디에이터 탱크(210) 사이에 구비되는 와셔(125b); 를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하 다.
더불어, 상기 입출구(120)는 상기 파이프(121), 상기 플레어 너트(122), 상기 헥스 너트(123) 및 상기 보스(124)가 알루미늄 소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래와 비교하여 부품 자체의 형상 및 구조에 의하여 완전한 밀폐가 이루어져 이물질에 의한 틈새 부식을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래의 오일쿨러 연결부는 철 또는 황동으로 이루어졌던 바, 알루미늄 소재의 오일쿨러에 채용될 경우 틈새 부식 뿐만 아니라 전위차 부식 등이 발생하였던 문제점을 해결하여, 본 발명에 의한 연결부는 알루미늄 소재로 이루어짐으로써 알루미늄 본체에 연결되어 사용될 경우 전위차 부식 역시 원천적으로 방지할 수 있는 큰 효과가 있다.
더불어, 본 발명에 의하면 부품의 형상이 훨씬 간소화됨으로써 조립 및 제작 공정이 훨씬 간편해지는 효과가 있다. 특히 본 발명에 의하면 종래의 입출구와 비교하였을 때 보스의 높이가 훨씬 줄어들게 되어, 오일쿨러 본체 및 보스의 결합체를 라디에이터 탱크에 삽입할 때 라디에이터 탱크 상의 구멍으로 보스가 빠져나오도록 조립하는 것이 엄청나게 간편해지는 효과가 있다. 이와 같이 조립 및 제작이 간편해짐에 따라 조립 중 불량품이 발생될 가능성이 크게 낮아지는 효과가 있으며, 물론 이에 따라 생산성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 오일쿨러를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 오일쿨러 입출구의 단면도이다. 본 발명에 의한 오일쿨러의 입출구(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이 오일을 상기 본체(110)로 유통시키는 파이프(121); 상기 파이프(121)와 상기 본체(110)를 연결하는 보스(boss, 124); 상기 보스(124) 및 상기 파이프(121)를 결합하는 플레어 너트(flare nut, 122); 상기 보스(124) 및 상기 라디에이터 탱크(210)를 결합하는 헥스 너트(hex nut, 123);를 포함하여 이루어진다. 상기 보스(124)의 내부에는 단차부(124a)가 형성되며, 상기 파이프(121)에는 외부로 돌출된 걸림부(121a)가 형성되어, 상기 단차부(124a)가 상기 걸림부(121a)가 걸쳐지는 스토퍼(stopper) 역할을 하게 된다. 또한, 상기 보스(124)와 상기 파이프(121) 사이에 상기 플레어 너트(122)가, 상기 보스(124)의 외측에 헥스 너트(123)가 조립된다. 이하 도 6에서 각 부품을 보다 상세하게 설명한다.
도 6(A)는 상기 보스(124)를 도시하고 있는데, 상기 보스(124)는 내부에 통공이 형성된 원기둥 및 환형 형상이 동축 상에 적층 배치되어 결합되어 있는 형태로 형성된다. 원기둥 형상으로 된 일측은 상기 라디에이터 탱크(210)를 관통하여 외부까지 연장되며 이 부분에 형성된 통공으로 상기 파이프(121)가 삽입되므로 파이프측결합부(124b)라 칭하고, 환형 형상으로 된 타측은 상기 본체(110)에 부착되므로 본체측결합부(124c)라 칭한다. 상기 본체측결합부(124c)의 외곽지름은 상기 파이프측결합부(124b)의 외곽지름보다 크게 형성되어, 상기 본체측결합부(124c)가 상기 라디에이터 탱크(210) 면에 걸림으로써 상기 보스(124)가 상기 라디에이터 탱크(210) 외부로 이탈하지 못하도록 한다. 상기 본체측결합부(124c)의 외측 끝단은 상기 본체(110)와 브레이징 접합 등의 방법에 의하여 결합되며, 따라서 상기 본체측결합부(124c)는 상기 라디에이터 탱크(210) 내부에 배치된다. 반면, 상기 파이프측결합부(124b)는 상기 라디에이터 탱크(210)에 형성된 구멍을 통해 외부로 돌출되게 된다.
상기 본체측결합부(124c)의 내측 통공에는 단차부(124a) 및 파이프안내부(124g)가 형성되어 있다. 상기 단차부(124a)는, 상기 단차부(124a)의 내부지름이 도 5(B)에 도시된 바와 같이 상기 파이프(121) 외측으로 돌출된 걸림부(121a)의 외부지름보다 작게 형성됨으로써, 상기 걸림부(121a)가 상기 단차부(124a) 상에 걸쳐져 상기 파이프(121)가 소정 깊이 이상으로 삽입되지 못하도록 방지하는 역할을 한다. 또한 상기 파이프안내부(124g)는 상기 파이프(121)의 외부지름과 비슷한 크기로 형성되어, 상기 파이프(121)의 끝단이 상기 파이프안내부(124g)를 통과함으로써 상기 파이프(121)가 정위치에 배치될 수 있도록 상기 파이프(121) 끝단을 안내한다.
상기 파이프측결합부(124b)의 내측면 일부에는 내측나사산부(124d)가 형성되 어 상기 플레어 너트(122)와 결합되며, 외측면 일부에는 외측나사산부(124e)가 형성되어 상기 헥스 너트(123)와 결합된다.
도 6(B)는 상기 플레어 너트(122)를 도시하고 있다. 상기 플레어 너트(122)는, 몸체(122a) 및 상기 도 5(B)에 도시되어 있는 바와 같이 상기 라디에이터 탱크(210) 외부에서 상기 파이프(121)와 상기 보스(124)의 상기 파이프측결합부(124b) 사이에 끼워져 결합되는 부분인 돌출부(122b)로 이루어져 있다.
상기 몸체(122a)는 내부에 상기 파이프(121)의 외곽지름과 동일한 지름의 통공이 형성된 원기둥 형상으로 형성되어, 상기 몸체(122a)에 형성된 통공으로 상기 파이프(121)가 통과된다. 상기 몸체(122a)의 하부 즉 상기 돌출부(122b)와 연결되는 쪽의 외곽에는 밀폐부(122d)가 형성되어, 도 5(B)에 도시되어 있는 바와 같이 상기 보스(124)의 밀폐결합부(124f) 외곽과 딱 맞아서 밀폐될 수 있게 된다. 이와 같이 상기 플레어 너트(122)가 상기 보스(124)와 완전 밀폐 결합되도록 하는 구조를 가짐으로써 상기 플레어 너트(122)와 상기 보스(124)의 결합 부분에 틈새가 발생하지 않는다.
상기 돌출부(122b)는 상기 몸체(122a)와 마찬가지로 내부에 상기 파이프(121)의 외곽지름과 동일한 지름의 통공이 형성되며 상기 몸체(122a)의 외곽지름보다 작은 외곽지름을 가지는 원기둥 형상으로 형성되어, 상기 몸체(122a)와 동축 상에 적층 배치되어 결합된다. 상기 돌출부(122b)의 내부 통공으로는 상기 파이프(121)가 통과되며, 상기 돌출부(122b)는 도 5(B)에 도시된 바와 같이 상기 파이 프(121)와 상기 보스(124)의 상기 파이프측결합부(124b) 사이에 배치된다. 특히, 상기 보스(124)의 상기 파이프측결합부(124b) 내측에 형성된 내측나사산부(124d)와 조립되도록 상기 돌출부(122b)의 외측 일부에도 나사산부(122c)가 형성된다.
도 6(C)는 상기 헥스 너트(123)를 도시하고 있다. 상기 헥스 너트(123)는, 내부에 통공이 형성된 환형 형상으로 형성되며, 상기 보스(124)의 상기 파이프측결합부(124b) 외측에 배치된다. 또한, 상기 헥스 너트(123)에는, 상기 라디에이터 탱크(210) 외부에서 상기 파이프측결합부(124b)의 상기 외측나사산부(124e)와 조립되도록 내측 일부에 나사산부(123a)가 형성된다.
이와 같은 부품들로 이루어지는 상기 입출구(120)의 조립 단계를 간단히 설명한다. 먼저 상기 보스(124)와 상기 오일쿨러 본체(110)가 브레이징 접합 등에 의해 결합된 후, 상기 보스(124) 및 본체(110)의 결합체가 상기 라디에이터 탱크(210)의 내부에 넣어지면서 상기 라디에이터 탱크(210) 상에 형성된 구멍으로 상기 보스(124)가 삽입 돌출되게 한다. 이 때, 도 3 및 도 4에 도시된 종래의 입출구와 비교하였을 때, 종래의 보스(124', 124'')에 비해 본 발명에 의한 보스(124)는 훨씬 높이가 낮다. 따라서 라디에이터 탱크(210) 상의 구멍으로 상기 보스(124)가 삽입 돌출되게 하는 공정이 훨씬 간편해지며, 따라서 이 과정에서 발생되는 불량률을 크게 줄일 수 있다.
상기 보스(124)가 상기 라디에이터 탱크(210) 상의 구멍으로 돌출되면, 상기 파이프(121)가 상기 보스(124)의 통공을 통하여 삽입된다. 이 때, 상기 보스(124)의 본체측결합부(124c) 내측에 형성된 단차부(124a)에 의하여, 상기 파이프(121) 외측으로 돌출 형성된 걸림부(121a)가 걸리게 되며, 따라서 상기 파이프(121)는 상기 보스(124) 내로 소정 깊이까지만 삽입된다. 즉 상기 보스(124)의 단차부(124a)는 상기 파이프(121)에 대하여 스토퍼(stopper) 역할을 하는 것이다.
이와 같이 파이프(121)와 보스(124)가 결합된 상태에서, 상기 파이프(121)와 상기 보스(124) 사이에는 빈 공간이 생긴다. 상기 플레어 너트(122)는, 내부 통공에 의하여 상기 파이프(121)에 끼워지며, 상기 플레어 너트(122)의 돌출부(122b)가 상기 파이프(121)와 상기 보스(124) 사이의 빈 공간에 끼워지게 된다. 상기 플레어 너트(122)의 내부 통공 벽면은 상기 파이프(121)를 타고 쉽게 미끄러질 수 있도록 굴곡이 없는 면으로 되어 있고, 상기 플레어 너트(122) 돌출부(122b)의 외측 일부에 형성된 나사산부(122c)가 상기 보스(124)의 내측나사산부(124d)와 조립되게 된다.
이 때 도 5(B)를 참조하여, 상기 파이프(121) 쪽을 외측, 상기 본체(110) 쪽을 내측이라 할 때, 상기 보스(124)의 최외측단으로부터 상기 플레어 너트(122)의 최내측단까지의 거리(L1)보다, 상기 보스(124)의 최외측단으로부터 상기 파이프(121) 걸림부(121a)의 최외측단까지의 거리(L2)가 크게 형성되는 것(L1<L2)이 바람직하다. 이하에서 보다 상세히 설명한다. 물론 L1과 L2가 완전하게 동일하게 형성되면 상기 플레어 너트(122)의 최내측단이 상기 걸림부(121a)를 정확한 위치에 고 정시킴과 동시에 상기 플레어 너트(122)와 상기 보스(124)가 만나는 부분은 완전하게 면접시킬 수 있게 되어 가장 이상적이다. 그러나 실제 생산 과정에서는 제작 오차가 발생할 가능성이 있기 때문에 실제로 L1과 L2가 완전하게 동일하게 형성되기는 어렵다. 그런데, 만일 L1보다 L2가 작게 형성될 경우, 상기 플레어 너트(122)의 최내측단이 상기 걸림부(121a)를 정확한 위치에 고정시키는 대신, 상기 플레어 너트(122)와 상기 보스(124)가 만나는 부분이 서로 면접하지 못하고 틈새가 발생할 위험성이 있다. 반대로 L1보다 L2가 크게 형성될 경우에는, 단지 상기 걸림부(121a)가 완전히 하나의 위치에 고정되지 않게 된다는 사소한 문제가 있을 뿐, 상기 플레어 너트(122) 및 상기 보스(124)가 틈새 없이 면접하게 되어 틈새 부식을 방지하는 효과를 온전하게 얻을 수 있게 된다. 따라서 L1보다 L2가 크게 형성되는 것(L1<L2)이 바람직하다.
이와 같이 파이프(121), 보스(124) 및 플레어 너트(122)까지 조립되면, 상기 파이프(121), 보스(124) 및 플레어 너트(122)의 결합체와 상기 본체(110)의 연결은 견고하게 완성된다. 이 상태에서는 상기 라디에이터 탱크(210)와 상기 입출구(120)가 고정되지 못하고 상기 라디에이터 탱크(210) 안쪽으로 빠질 수 있으므로, 상기 헥스 너트(123)를 조립한다. 상기 헥스 너트(123)의 나사산부(123a)와 상기 보스(124)의 외측에 형성된 외측나사산부(124e)가 조립되면, 상기 헥스 너트(123)에 의하여 상기 파이프(121), 보스(124) 및 플레어 너트(122)의 결합체가 상기 라디에이터 탱크(210) 안쪽으로 빠지지 못하게 견고히 고정된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 입출구(120)는, 상기 보스(124) 및 상기 플레어 너트(122)가 맞닿는 부분이 완전 밀폐되어 도 5(B)에 도시된 바와 같이 틈새가 전혀 발생하지 않는다. 따라서 상기 보스(124)의 내측나사산부(124d) 및 상기 플레어 너트(122)의 나사산부(122c) 결합 부분에 틈새 부식이 침투하게 될 가능성이 배제되며, 따라서 부식에 의한 제품의 파손 및 손상을 방지하는 큰 효과를 얻을 수 있다.
나사산부의 밀폐 뿐만 아니라 냉매, 냉각수 등의 누출을 방지하기 위한 밀폐를 보강하기 위하여, 상기 입출구(120)에는 오링(125a) 또는 와셔(125b) 등과 같은 실링(sealing) 부재가 더 구비될 수 있다. 보다 상세히 설명하자면, 상기 파이프(121)의 걸림부(121a) 및 상기 보스(124)의 단차부(124a)가 서로 걸리는 부분과, 상기 파이프(121)의 끝단이 상기 보스(124)의 파이프안내부(124g)를 통과하는 부분 사이에 도 5(B)에 도시된 바와 같이 빈 공간이 발생하게 되는데, 상기 빈 공간으로 이물질이 스며들거나 냉매가 누출되지 않도록 상기 빈 공간 상에 오링(O-ring, 12a)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 헥스 너트(124)와 상기 라디에이터 탱크(210) 사이에, 밀폐 및 결합이 보다 견고하게 이루어지도록 와셔(125b)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 입출구(120)는 알루미늄 소재로 이루어진다. 따라서 알루미늄 소재로 된 본체(110)와 연결되었을 때 전위차가 전혀 발생하지 않기 때문 에, 전위차 부식이 일어날 가능성을 원천적으로 배제할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 본 발명의 입출구(120)가 알루미늄으로 이루어지는 경우 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 알루미늄은 상대적으로 무른 금속이기 때문에, 알루미늄으로 만들어진 부품들을 강하게 체결하게 되면 체결력에 의해 미세한 변형이 일어나 인접한 부재들이 틈이 없이 하나의 부재처럼 연결되게 된다. 본 발명의 입출구(120)에서 상기 보스(124) 및 상기 플레어 너트(122)의 경우, 각 부재의 나사산부가 강하게 체결되면, 상기 보스(124)의 밀폐결합부(124f)와 상기 플레어 너트(122)의 밀폐부(122d)가 면접하는 부분이 서로 미세한 변형이 일어나 틈새가 없이 하나의 부재처럼 연결되게 된다. 따라서 상기 면접하는 부분을 통해 오염 물질이나 수분 등과 같은 이물질이 전혀 침투할 수 없게 되며, 따라서 각 부재의 나사산부로의 이물질 유입이 원천적으로 차단되게 되는 것이다.
즉 요약하자면, 본 발명의 입출구(120)에 알루미늄을 사용함으로써 재질에 의하여 전위차 부식 가능성을 원천적으로 차단할 뿐만 아니라, 알루미늄의 무른 성질에 의하여 체결 시 틈새가 없이 완전 밀폐가 이루어지게 되기 때문에 나사산부로의 이물질 유입이 완전 차단되어 틈새 부식 가능성 역시 완벽하게 배제할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 일반적인 라디에이터 및 수냉식 오일쿨러.
도 2는 일반적인 수냉식 오일쿨러의 단면도.
도 3은 종래의 오일쿨러 입출구의 단면도.
도 4는 또다른 종래의 오일쿨러 입출구의 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 오일쿨러 입출구의 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 오일쿨러 입출구의 각 부품의 상세 단면도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100: 오일쿨러 110: (오일쿨러) 본체
120: (오일쿨러) 입출구 121: 파이프
122: 플레어 너트 122a: (플레어 너트) 몸체
122b: (플레어 너트) 돌출부 122c: (플레어 너트) 나사산부
122d: (플레어 너트) 밀폐부
123: 헥스 너트 123a: (헥스너트) 나사산부
124: 보스 124a: (보스) 단차부
124b: (보스) 파이프측결합부 124c: (보스) 본체측결합부
124d: (보스) 내측나사산부 124e: (보스) 외측나사산부
124f: (보스) 밀폐결합부 124g: (보스) 파이프안내부
125a: 오링 125b: 와셔
200: 라디에이터 210: 라디에이터 탱크
220: 라디에이터 튜브 230: 라디에이터 핀

Claims (6)

  1. 라디에이터 탱크(210)의 길이 방향으로 상기 라디에이터 탱크(210) 내에 고정 구비되며, 내부로 오일을 유통시키되 상기 라디에이터 탱크(210) 내의 냉각수와 열교환을 시켜 오일을 냉각시키는 본체(110)와 상기 본체(110)의 일측에 구비되며 상기 라디에이터 탱크(210)를 관통하여 외부로 연장 형성되어 상기 본체(110)로 오일을 유입 또는 배출시키는 입출구(120)를 포함하여 이루어지는 수냉식의 오일쿨러(100)에 있어서,
    상기 입출구(120)는, 오일을 상기 본체(110)로 유통시키는 파이프(121); 상기 파이프(121)와 상기 본체(110)를 연결하는 보스(boss, 124); 상기 보스(124) 및 상기 파이프(121)를 결합하는 플레어 너트(flare nut, 122); 상기 보스(124) 및 상기 라디에이터 탱크(210)를 결합하는 헥스 너트(hex nut, 123); 를 포함하여 이루어지되,
    상기 보스(124) 및 상기 플레어 너트(122)에는, 조립 시 틈새가 형성되지 않도록 견고하게 밀착됨으로써 상기 보스(124) 및 상기 플레어 너트(122)가 서로 나사 조립되는 부분이 외부로부터 밀폐되도록, 서로 면접하는 밀폐결합부(124f) 및 밀폐부(122d)가 형성되는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 입출구(120)는
    상기 파이프(121)에는 외측으로 환형 돌출되는 걸림부(121a)가 형성되며, 상기 파이프(121) 쪽을 외측, 상기 본체(110) 쪽을 내측이라 할 때,
    상기 보스(124)의 최외측단으로부터 상기 플레어 너트(122)의 최내측단까지의 거리(L1)보다, 상기 보스(124)의 최외측단으로부터 상기 파이프(121) 걸림부(121a)의 최외측단까지의 거리(L2)가 크게 형성되는 것(L1<L2)을 특징으로 하는 오일쿨러.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 입출구(120)는
    상기 보스(124)가 내부에 통공이 형성된 환형 형상으로 형성되며, 내측 상에서 상기 파이프결합부(124d) 쪽으로 편향된 위치에 상기 걸림부(121a)가 걸리도록 형성되는 단차부(124a) 및 내측 상에서 상기 단차부(124a)가 형성된 반대쪽 위치에 상기 파이프(121)의 끝단을 안내하는 파이프안내부(124g)가 형성되는 본체측결합부(124c) 및
    내부에 통공이 형성되며 상기 본체측결합부(124c)의 외곽지름보다 작은 외곽지름을 가지는 원기둥 형상으로 형성되며, 상기 본체측결합부(124c)와 동축 상에 적층 배치되어 결합되고, 상기 파이프(121)가 삽입되는 쪽 끝단 내측에 단차진 형태로 밀폐결합부(124f)가 형성되고, 내측 일부 및 외측 일부에 각각 내측나사산부(124d) 및 외측나사산부(124e)가 형성되는 파이프측결합부(124b)로 이루어지며,
    상기 플레어 너트(122)가 내부에 상기 파이프(121)의 외곽지름과 동일한 지름의 통공이 형성된 원기둥 형상으로 형성되며, 상기 파이프(121)가 삽입되는 쪽 반대쪽 외곽에 상기 보스(124)의 밀폐결합부(124f)와 맞물려 밀폐되도록 하는 밀폐부(122d)가 형성된 몸체(122a) 및
    내부에 상기 파이프(121)의 외곽지름과 동일한 지름의 통공이 형성된 원기둥 형상으로 형성되며, 상기 몸체(122a)와 동축 상에 적층 배치되어 결합되고, 상기 파이프(121)와 상기 보스(124)의 상기 파이프측결합부(124b) 사이에 배치되되 상기 파이프측결합부(124b)의 내측나사산부(124d)와 조립되도록 외측 일부에 나사산부(122c)가 형성된 돌출부(122b)로 이루어지고,
    상기 헥스 너트(123)가 내부에 통공이 형성된 환형 형상으로 형성되며, 상기 보스(124)의 상기 파이프측결합부(124b) 외측에 배치되되 상기 파이프측결합부(124b)의 상기 외측나사산부(124e)와 조립되도록 내측 일부에 나사산부(123a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 입출구(120)는
    상기 파이프(121)의 걸림부(121a) 및 상기 파이프(121)의 끝단이 상기 보스(124)의 파이프안내부(124g)를 통과하는 부분 사이에 구비되는 오링(O-ring, 125a);
    을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 입출구(120)는
    상기 헥스 너트(124)와 상기 라디에이터 탱크(210) 사이에 구비되는 와셔(125b);
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서, 상기 입출구(120)는
    상기 파이프(121), 상기 플레어 너트(122), 상기 헥스 너트(123) 및 상기 보스(124)가 알루미늄 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오일쿨러.
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