KR20100102060A - 필터 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 눈 막힘 등에 의한 작동 유체의 부압의 증가를 방지할 수 있는 필터 장치를 제공하는 것이다.
입구부(10a)로부터 유입되는 작동 유체를, 불순물을 포착하는 필터(11)를 통과시켜 출구부(10b)로 유출시키는 오일 스트레이너(10)이며, 필터(11)는 신축 불가능한 소재에 의해 구성된 제1 필터(101)와, 신축 가능한 소재에 의해 구성된 제2 필터(102)를 구비한다.
입구부(10a)로부터 유입되는 작동 유체를, 불순물을 포착하는 필터(11)를 통과시켜 출구부(10b)로 유출시키는 오일 스트레이너(10)이며, 필터(11)는 신축 불가능한 소재에 의해 구성된 제1 필터(101)와, 신축 가능한 소재에 의해 구성된 제2 필터(102)를 구비한다.
Description
본 발명은, 자동차의 변속기 등에 이용되는 오일 스트레이너 등의 필터 장치에 관한 것으로, 특히 눈 막힘 등에 의한 작동 유체의 압력의 증가를 방지할 수 있는 필터 장치에 관한 것이다.
종래, 차량에 탑재되는 변속기에는, 작동 유체에 포함되는 불순물이 펌프나 유압 회로에 혼입되는 것을 방지하기 위해, 필터 장치로서 오일 스트레이너가 장착된다.
오일 스트레이너는, 불순물을 가능한 한 포착할 수 있는 동시에, 눈 막힘에 의해 유량이 저하되는 것에 의한 오일의 흡입 압력의 증가를 방지하는 것이 요구된다.
이러한 오일 스트레이너로서, 눈이 촘촘한 제1 여과 부재와 눈이 성긴 제2 여과 부재를 병렬로 설치하고, 오일 스트레이너의 유입측 공간의 유압이 상승하였을 때에 제1 여과 부재로부터 오일이 흐르도록 가동 구획판을 설치한 오일 스트레이너(특허 문헌 1 참조)가 개시되어 있다.
전술한 바와 같은 종래의 오일 스트레이너는, 유압이 상승하고 있지 않을 때는 제1 여과 부재에만 오일이 흐르므로, 유압이 상승하고 있지 않은 동안에는 필요한 여과 면적을 제1 여과 부재만 확보할 필요가 있다. 그리고 이 제1 여과 부재에 부가하여, 유압이 상승하였을 때에 대비하여 제2 여과 부재 및 가동 구획판을 더 설치하고 있다. 이로 인해, 여과 부재가 커져, 오일 스트레이너가 대형화된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 필터 장치를 대형화하는 일 없이, 눈 막힘 등에 의한 작동 유체의 압력의 증가를 방지할 수 있는 필터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 입구부로부터 유입되는 작동 유체를, 불순물을 포착하는 필터를 통과시켜 출구부로 유출시키는 필터 장치이며, 신축 불가능한 소재에 의해 구성된 제1 필터와, 신축 가능한 소재에 의해 구성된 제2 필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 통상시에는 제1 필터 및 제2 필터가 불순물을 포착하고, 작동 유체의 압력이 높아졌을 때에, 신축 가능한 제2 필터가 작동 유체의 유량을 변화시키므로, 필터 장치를 대형화하는 일 없이 눈 막힘 등에 의한 작동 유체의 압력의 증가를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너가 적용된 오일 흡입 회로의 설명도.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너의 설명도.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너의 설명도.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너의 변형예의 설명도.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너의 설명도.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너의 설명도.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너의 변형예의 설명도.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너(필터 장치)(10)는, 차량에 탑재되는 엔진의 회전 속도를 변속하는 변속기의 오일 흡입 회로에 구비된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너가 적용된 오일 흡입 회로(1)의 설명도이다.
변속기의 오일 팬(20)에는 작동 유체로서의 오일(또는 플루이드)이 저류되어 있다. 엔진 등에 의해 구동되는 오일 펌프(40)는, 오일 팬에 저류된 오일을 흡입하고, 흡입한 오일에 소정의 유압을 부여하여, 유로(30)를 경유하여 도시하지 않은 유압 회로에 공급한다. 유압 회로에 공급된 오일은, 그 후 오일 팬(20)으로 배출된다.
이 유로(30)에는 오일 스트레이너(10)가 구비된다. 오일 스트레이너(10)는, 흡입되는 오일에 포함된 불순물을 포착하기 위한 필터(11)가 구비된다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너(10)의 설명도이다.
또한, 도 2의 (a)는 오일 스트레이너(10)의 측면 단면도를 도시하고, 도 2 의 (b)는 오일 스트레이너(10)의 도 2의 (a)의 A-A 단면도를 도시한다.
오일 스트레이너(10)는, 상자형의 케이스(103)와, 케이스(103)의 내부에 구비되는 필터(11)에 의해 구성된다. 필터(11)는, 제1 필터(101)와 제2 필터(102)에 의해 구성된다.
또한, 오일 스트레이너(10)에는, 그 내부에 오일이 유입되는 입구부(10a)와, 내부로부터 오일이 유출되는 출구부(10b)가 구비된다. 입구부(10a)는 케이스(103)의 한쪽 면에, 출구부(10b)는 입구부(10a)가 구비된 면과 마주보는 면에 각각 구비된다.
또한, 입구부(10a)는 유로(30)를 통해 오일 팬(20)에 연통된다. 출구부(10b)는 유로(30)를 통해 오일 펌프(40)에 연통된다.
케이스(103)는 입구부(10a)측의 제1 케이스(103a)와, 출구부(10b)측의 제2 케이스(103b)로 구성된다. 제1 필터(101) 및 제2 필터(102)는, 이들 제1 케이스(103a)와 제2 케이스(103b)에, 그 외주가 끼움 지지된다.
케이스(103)의 내부에는, 제1 필터(101) 및 제2 필터(102)가, 입구부(10a) 및 출구부(10b)가 구비된 면과 대략 평행하게 구비된다. 이들 제1 필터(101) 및 제2 필터(102)는, 케이스(103)의 내부를, 입구부(10a)측과 출구부(10b)측으로 이분한다. 또한, 입구부(10a)는 케이스(103)의 면의 대략 중앙에 구비된다. 또한, 출구부(10b)는 제1 필터(101)측으로 오프셋된 위치에 구비된다.
제1 케이스(103a) 및 제2 케이스(103b)는, 예를 들어 프레스에 의해 형성된다. 이때, 후술하는 벽부(104)를 제1 케이스(103a)의 내측에 프레스에 의해 형성해도 좋다. 이와 같이 형성된 제1 케이스(103a) 및 제2 케이스(103b)를, 제1 케이스(103a) 및 제2 케이스(103b)를 끼워 넣은 후에 접합함으로써, 오일 스트레이너(10)가 형성된다.
이러한 구성에 의해, 입구부(10a)로부터 유입된 오일은, 이들 제1 필터(101) 및 제2 필터(102)를 통과하여 출구부(10b)로부터 유출된다. 이때, 오일에 포함되는 불순물이, 이들 제1 필터(101) 또는 제2 필터(102)에 포착된다.
또한, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 필터(101)의 면적은, 제2 필터(102)의 면적보다도 크게 구성된다. 이것은, 후술하는 바와 같이, 통상시는 주로 제1 필터(101)가 오일 중의 불순물을 포착하기 위함이다.
제1 필터(101)는, 금속 재질(예를 들어, 스테인리스)의 메쉬재(예를 들어, 능직 철망)에 의해 구성된다. 이 제1 필터는, 통과하는 오일의 불순물을 포착하는 데 적합한 크기의 눈금으로 구성된다.
또한, 제2 필터는, 신축 가능한 재질[예를 들어, 폴리아미드 수지(나일론)]의 메쉬재(예를 들어, 평직 섬유망)에 의해 구성된다. 이 제2 필터는, 메쉬재가 변형되지 않는 상태에서는, 제1 필터(101)와 동일하거나, 더욱 작은 눈금으로 구성된다.
또한, 이 제2 필터의 메쉬는, 오일의 흡입 부압이 큰 경우에 오일의 흐름 방향으로 신장하여, 눈금이 변화되도록 구성된다.
제1 케이스(103a)에는, 입구부(10a)와 동일한 면에, 케이스(103)의 내측을 향해 기립하는 벽부(104)가 구비된다. 이 벽부(104)의 단부에 대향하는 위치에, 제1 필터(101)와 제2 필터(102)의 경계부(106)가 구비된다. 이 경계부(106)에는, 제1 필터(101) 및 제2 필터(102)가 접합된다.
도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 이 벽부(104)는 입구부(10a)와 접하는 위치에 구비된다. 그리고 이 벽부(104)와 경계부(106)의 사이의 공극에 의해, 유량 제한부(105)가 형성된다.
이 유량 제한부(105)는 입구부(10a)로부터 제2 필터(102)에 오일이 유통하는 단면적을 작게 한다. 이러한 구성에 의해 통상은, 유통하는 오일의 대부분은 제1 필터(101)를 통과하지만, 그 일부만이 제2 필터(102)를 통과한다.
다음에, 이와 같이 구성된 오일 스트레이너(10)의 작용을 설명한다.
오일 스트레이너(10)는, 통과하는 오일에 포함되는 불순물을 내부에 구비되는 필터(11)에 의해 포착함으로써, 오일 펌프(40) 또는 유압 회로에 문제가 발생하는 것을 예방한다.
한편, 필터(11)에 불순물이 많이 포착된 경우, 이에 의해 오일의 통과 저항이 증가하여, 출구부(10b)측의 오일의 부압이 상승한다. 또한, 오일의 온도가 낮은 경우나 오일의 종류에 따라 오일의 점성 저항이 높은 경우에도, 출구부(10b)측의 오일의 부압이 상승한다. 이것에 의해, 오일 펌프(40)의 흡입 압력이 상승하여, 오일 펌프(40) 또는 유압 회로의 동작에 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제에 대해, 본 발명의 실시 형태는, 이하에 설명하는 것과 같은 구성에 의해 출구부(10b)측의 오일의 부압의 상승을 억제하도록 구성하였다.
전술한 바와 같이, 통상시[출구부(10b)측의 오일의 부압이 상승하고 있지 않은 경우] 입구부(10a)로부터 유입된 오일의 대부분은 제1 필터(101)를 통과한다. 또한, 제2 필터(102)로는 유량 제한부(105)에 의해 오일의 일부만이 통과한다. 이에 의해, 불순물의 대부분은 제1 필터(101)에 포착된다.
여기서, 제1 필터(101)에 다량의 불순물이 포착되어 제1 필터의 눈이 막힌 경우, 또는 오일의 점성 저항이 높은 경우에는, 오일 스트레이너(10)의 출구부(10b)측의 오일의 부압이 상승한다. 이에 의해, 오일 펌프(40)의 흡입 압력이 증가한다.
이때, 출구부(10b)측의 오일의 부압의 변화에 의해, 제2 필터(102)의 휨량이 변화된다. 이에 의해, 제2 필터(102)의 메쉬재가 신장하여, 눈 크기가 변화된다.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 오일 스트레이너(10)의 설명도이며, 제2 필터(102)의 눈 크기가 변화된 상태를 도시한다.
이 도 3에 도시하는 바와 같이, 출구부(10b)측의 오일의 부압의 증가에 의해, 제2 필터(102)의 메쉬재가 오일의 흐름 방향으로 신장된다. 이에 의해, 제2 필터(102)의 눈 크기가 확대된다. 눈 크기의 확대에 의해 제2 필터(102)를 통과하는 오일의 유량이 증가하므로, 출구부(10b)측의 오일의 부압의 상승이 억제된다.
이때, 제2 필터(102)는 눈 크기가 확대되지만, 필터로서의 기능은 상실되어 있지 않으므로, 오일 중의 불순물을 포착한다고 하는 기능은 상실되지 않는다. 또한, 통상시는 제2 필터(102)를 통과하는 오일의 유량은 적기 때문에, 불순물의 포착량은 적다. 그로 인해, 눈 크기가 변화된 경우에도, 유로(30)에 유출되는 불순물은 적다.
또한, 이 제2 필터(102)의 눈 크기는, 출구부(10b)측의 오일의 부압에 따라서 변화된다. 즉, 부압이 크면 클수록, 제2 필터(102)의 휨량이 보다 커져, 눈 크기가 보다 커진다.
종래, 필터의 눈 크기가 변화되는 것은, 불순물의 포착이라고 하는 필터 본래의 목적이 손상될 가능성이 있기 때문에, 눈 크기는 부주의하게 변화되지 않도록 구성하고 있었다. 한편, 본 발명의 실시 형태는, 이 눈 크기의 변화를 적극적으로 이용함으로써, 오일의 압력의 상승을 억제하는 것에 특징이 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시 형태에서는, 오일 중의 불순물을 포착하는 필터(11)를 구비하는 오일 스트레이너(10)에 있어서, 필터(11)는 눈 크기가 불변인 제1 필터(101)와 눈 크기가 가변인 제2 필터(102)를 병렬로 구비하도록 구성하였다. 이러한 구성에 의해, 오일의 점성 저항이 높을 때나, 불순물의 포착에 의한 눈 막힘 등, 오일 펌프(40)의 흡입 부하가 높아진 경우에, 제2 필터(102)의 눈 크기가 변화되어, 제1 필터(101)와 제2 필터(102)의 오일의 유량의 분배를 변화시켜, 오일 스트레이너(10) 전체적인 오일 유량을 확보하므로, 흡입 부하의 상승을 억제할 수 있다.
또한, 출구부(10b)가 제1 필터(101)측으로 오프셋되고, 또한 제2 필터(102)에는 제2 필터(102)로의 오일의 유량을 제한하는 유량 제한부(105)를 구비하였으므로, 출구부(10b)측의 오일의 부압이 낮은 통상시에는, 오일은 제1 필터(101)를 주로 흐르고, 제2 필터(102)는 일부의 오일만이 흐른다. 즉, 제2 필터(102)는 오일의 흡입 부하의 증대시에 대비하는 것이기는 하지만, 통상시에도 불순물을 포착한다고 하는 필터(11)의 기능의 일부를 담당하고 있다. 이에 의해, 제1 필터(101)의 면적을 작게 할 수 있는 동시에, 제2 필터(102)의 면적도 최소한이면 되므로, 오일 스트레이너(10)가 대형화되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제2 필터(102)는 출구부(10b)측의 오일의 부압에 따라서 눈 크기가 변화되므로, 부압에 대응하여 동작하는 기구를 구비할 필요가 없어, 종래 주지의 오일 스트레이너(10)에 대해 구조 변경이 소규모이며, 오일 스트레이너(10)의 제조 비용을 억제할 수 있다.
또한, 제2 필터(102)로의 유량을 제한하는 유량 제한부(105)를 구비하였으므로, 출구부(10b)측의 오일의 부압이 작은 통상시에는, 오일의 대부분은 제1 필터(101)에 흐르므로, 제2 필터(102)가 포착하는 불순물의 양은 근소하다. 그로 인해, 제2 필터(102)의 눈 크기가 크게 변화된 경우에도, 이미 포착된 불순물이 유로로 유출되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 케이스(103a)를 프레스 형성할 때에, 동시에 벽부(104)를 프레스 형성할 수 있으므로, 오일 스트레이너(10)의 제조 비용을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 제1 필터(101)는 눈 크기가 불변인 금속제 메쉬재를 이용한다고 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 필터(102)보다도 신축성이 작고, 눈 크기가 거의 변화되지 않는 나일론제의 메쉬재를 이용해도 좋다.
또한, 제2 필터(102)의 재질은 나일론제의 메쉬재를 예시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 신축성을 갖고, 부압에 의해 눈 크기가 변화되는 소재이면, 금속이나 수지 성형물 등, 어떠한 것이라도 좋다.
또한, 유량 제한부(105)는 제1 케이스(103a)의 내부에 벽부(104)를 설치하여, 제2 필터(102)로의 유량을 제한하도록 구성하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4에 도시하는 바와 같이, 벽부(104)와, 제1 필터(101)와 제2필터(102)의 경계부(106)를 일체로 형성하여, 이 벽부(104)에 형성한 슬릿을 유량 제한부(105)로 해도 좋다. 또한, 오리피스 등, 제2 필터(102)로의 오일 유량을 제한할 수 있는 것이면, 어떠한 구조라도 좋다.
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 기술적 사상의 범위 내에서 이룰 수 있는 다양한 변경, 개량이 포함되는 것은 물론이다.
1 : 오일 흡입 회로
10 : 오일 스트레이너
10a : 입구부
10b : 출구부
20 : 오일 팬
30 : 유로
40 : 오일 펌프
101 : 제1 필터
102 : 제2 필터
103 : 케이스
104 : 벽부
105 : 유량 제한부
10 : 오일 스트레이너
10a : 입구부
10b : 출구부
20 : 오일 팬
30 : 유로
40 : 오일 펌프
101 : 제1 필터
102 : 제2 필터
103 : 케이스
104 : 벽부
105 : 유량 제한부
Claims (6)
- 입구부로부터 유입되는 작동 유체를, 불순물을 포착하는 필터를 통과시켜 출구부로 유출시키는 필터 장치이며,
상기 필터는, 신축 불가능한 소재에 의해 구성된 제1 필터와, 신축 가능한 소재에 의해 구성된 제2 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치. - 입구부로부터 유입되는 작동 유체를, 불순물을 포착하는 필터를 통과시켜 출구부로 유출시키는 필터 장치이며,
상기 필터는,
눈 크기가 대략 불변인 제1 필터와,
상기 제1 필터에 병렬로 구비되고, 상기 제1 필터의 눈 막힘 또는 상기 작동 유체의 점성 저항의 증가에 의해 상기 출구부측의 상기 작동 유체의 부압이 증가하였을 때에, 눈 크기를 확대하여, 상기 작동 유체의 유량을 증가시키는 제2 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 필터는, 상기 출구부측의 상기 작동 유체의 부압에 따라서, 눈 크기가 변화되는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 필터의 면적은, 상기 제2 필터의 면적보다도 큰 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 필터로의 상기 작동 유체의 유량을 제한하는 유량 제한부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
- 제5항에 있어서, 케이스 내에 기립한 벽부를 구비하고,
상기 유량 제한부는, 상기 벽부에 구비되는 동시에, 상기 제2 필터로의 작동 유체의 유량을, 상기 제1 필터로의 작동 유체의 유량보다 작게 하는 것을 특징으로 하는, 필터 장치.
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