KR20210148513A - 차량용 에어브리더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어파이프를 샤프트 내부에 위치시켜 에어파이프를 통한 오일 누유를 방지하는 차량용 에어브리더에 관한 것으로, 본 발명에서는, 변속기 내부에 회전 가능하게 구비되고, 축방향을 따라 중공 형성된 샤프트; 변속기의 내외부를 관통하는 파이프 형상으로 구비되며, 일단이 굴곡진 형상으로 형성되어 샤프트 내부에 구비되고, 타단이 변속기 외부에 구비되어 변속기 내부의 공기를 외부로 배출하는 에어파이프;를 포함하여 구성되는 차량용 에어브리더가 소개된다.

Description

차량용 에어브리더{Air breather for vehicles}

본 발명은 에어파이프를 샤프트 내부에 위치시켜 에어파이프를 통한 오일 누유를 방지하는 차량용 에어브리더에 관한 것이다.

자동변속기는 복수의 유성기어세트의 조합으로 이루어진 다단 변속기 메커니즘으로 구성이 된다.

즉, 토크컨버터를 통해 엔진의 회전동력이 입력되면, 복수의 유성기어세트의 조합에 의해 변속이 이루어지게 되면서, 출력축으로 엔진 동력이 전달이 된다.

이에, 자동변속기의 내부에는 각 구성부품들이 원활히 작동하고 변속 성능을 발휘할 수 있도록 작동유체와 윤활유, 열매체유로서의 다양한 역할을 하는 변속기 오일이 충진된다.

한편, 변속기, 리어액슬 등의 동력전달장치에는 기어의 회전 마찰력에 의해 내부의 온도와 압력이 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위해 에어브리더(air breather)가 설치된다.

즉, 변속기 내부에서 과도한 압력이 발생한 경우에 에어브리더를 통해 변속기 내부의 공기를 외부로 배출시키게 되는 것으로, 기본적으로 에어브리더는 변속기 케이스의 내부부품 작동시에 외부로부터 빗물 등의 수분이 내부에 역유입되도록 않도록 하면서 변속기 내에서 상승한 공기압만을 빼내도록 설계된다.

그러나, 변속기에 설치되는 에어브리더의 위치 특성상, 차량의 강판주행이나 급선회주행시 ATF(오일)의 유면이 에어브리더에 가까워짐으로써, 오일 누유가 발생할 수 있는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

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본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 에어파이프를 샤프트 내부에 위치시켜 에어파이프를 통한 오일 누유를 방지하는 차량용 에어브리더를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 변속기 내부에 회전 가능하게 구비되고, 축방향을 따라 중공 형성된 샤프트; 변속기의 내외부를 관통하는 파이프 형상으로 구비되며, 일단이 굴곡진 형상으로 형성되어 샤프트 내부에 구비되고, 타단이 변속기 외부에 구비되어 변속기 내부의 공기를 외부로 배출하는 에어파이프;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

에어파이프의 일단이 하방을 향해 굴곡지게 형성될 수 있다.

에어파이프의 중단이 샤프트의 축방향을 따라 형성되고, 에어파이프의 일단이 하방을 향해 휘어진 호 형상으로 형성될 수 있다.

에어파이프의 중단이 샤프트의 축방향을 따라 형성되고, 에어파이프의 일단이 하향 경사지게 꺾어진 형상으로 형성될 수 있다.

일단이 변속기 내부에 오일을 공급하는 윤활유로의 토출구에 연결되고, 타단이 샤프트 내부에 구비되어 윤활유로에서 공급되는 오일을 샤프트 끝부분에 구비된 베어링에 공급하는 윤활파이프;를 더 포함할 수 있다.

샤프트의 외주면을 지지하는 베어링이 장착되고; 윤활파이프의 타단이 베어링을 향하도록 형성될 수 있다.

샤프트의 양단 외주면을 지지하도록 전방 베어링 및 후방 베어링이 각각 장착되고; 윤활파이프의 타단이 윤활유로의 토출구와 상대적으로 먼 위치에 장착된 전방 베어링을 향하도록 형성될 수 있다.

윤활파이프와 에어파이프가 나란한 방향으로 형성될 수 있다.

윤활파이프가 에어파이프 하부에 나란하게 배치될 수 있다.

윤활파이프의 타단이 에어파이프의 일단보다 샤프트 내부에서 더 길게 형성될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 에어파이프 일단의 공기흡입구가 샤프트 내부에 위치됨으로써, 샤프트 내부에 오일이 유입되는 것을 차단하여 에어파이프에 오일이 유입되는 것을 차단하게 되고, 이에 에어파이프를 통해 오일이 누유되는 것을 방지하여 누유 강건성을 향상시키는 효과가 있다.

더불어, 에어파이프 일단이 굴곡지게 형성되어 공기흡입구 부분의 길이가 길고 복잡하게 형성됨으로써, 에어파이프의 전체 통로길이가 일자형 대비 길어지게 되어, 에어파이프를 통한 누유 가능성을 더욱 확실하게 낮출 수 있는 효과도 있다.

또한, 윤활파이프가 샤프트 내부에 삽입되고, 윤활파이프의 끝부분이 전방의 베어링을 향하도록 형성함으로써, 윤활파이프에서 토출되는 오일에 의해 전방의 베어링을 윤활하여 베어링의 윤활성능을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어파이프와 윤활파이프가 설치된 제1실시예 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 에어파이프와 윤활파이프가 설치된 제2실시예 구조를 도시한 도면.
도 3은 도 1 및 도 2를 위에서 바라본 형상을 도시한 도면.
도 4는 기존 변속기 구조에서 베어링의 윤활작용을 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 에어브리드의 장착 구조를 예시한 것으로, 샤프트(10)와, 에어파이프(20)를 포함하여 구성이 된다.

도면을 참조하여 살펴보면, 변속기 내부에 회전 가능하게 구비되고, 축방향을 따라 중공 형성된 샤프트(10); 변속기의 내외부를 관통하는 파이프 형상으로 구비되며, 일단이 굴곡진 형상으로 형성되어 샤프트(10) 내부에 구비되고, 타단이 변속기 외부에 구비되어 변속기 내부의 공기를 외부로 배출하는 에어파이프(20);를 포함하여 구성이 된다.

예컨대, 샤프트(10)는 변속기 내에 구비된 아웃풋샤프트일 수 있는 것으로, 상기 아웃풋샤프트가 중공축으로 형성되어 프런트 변속기케이스(1a)와 리어 변속기케이스(1b) 사이에 전후 길이방향으로 설치된다.

그리고, 상기 에어파이프(20)의 중단이 리어 변속기케이스(1b)를 관통하여 구비되는데, 상기 에어파이프(20)의 중단에 마운팅플랜지(부호생략)가 구비되어, 리어 변속기케이스(1b)의 내벽면에 볼팅 고정될 수 있다.

또한, 상기 에어파이프(20) 일단의 공기흡입구(22)가 아웃풋샤프트의 내부 공간 상에 삽입되어 위치하고, 타단의 공기배출구(24)가 변속기 외부에 위치하게 된다.

특히, 에어파이프(20)의 공기흡입구(22)가 굴곡진 형상으로 형성됨으로써, 일자 형상으로 형성된 공기흡입구(22)에 대비하여 공기흡입구(22)의 길이가 상대적으로 길어지게 된다.

상기한 구성에 따르면, 에어파이프(20) 일단의 공기흡입구(22)가 샤프트(10) 내부에 위치됨으로써, 샤프트(10)가 회전됨에 따라 변속기 내부의 오일(작동유체)이 공기흡입구(22)에 유입되는 것을 차단하게 되고, 이에 에어파이프(20)를 통해 오일이 누유되는 것을 방지하여 누유 강건성을 향상시키게 된다.

더불어, 에어파이프(20) 일단이 굴곡지게 형성되어 공기흡입구(22) 부분의 길이가 길어지게 됨으로써, 에어파이프(20)의 전체 통로길이가 일자형 대비 길어지게 되어, 에어파이프(20)를 통한 누유 가능성을 더욱 확실하게 낮출 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 에어파이프(20)와 윤활파이프(30)가 설치된 제1실시예 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 에어파이프(20)와 윤활파이프(30)가 설치된 제2실시예 구조를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 에어파이프(20)의 일단이 하방을 향해 굴곡지게 형성된 구조가 된다.

즉, 상기 에어파이프(20) 일단의 공기흡입구(22)가 하방을 향하도록 형성됨으로써, 오일이 공기흡입구(22)에 도달하게 되더라도, 오일이 공기흡입구(22)를 타고 올라가지 못하게 되므로 에어파이프(20)를 통한 오일 누유 현상을 방지하게 된다.

도 1을 참조하여 에어파이프(20)의 제1실시예 구조에 대해 조금 더 구체적으로 살펴보면, 에어파이프(20)의 중단이 샤프트(10)의 축방향을 따라 형성되고, 에어파이프(20)의 일단이 하방을 향해 휘어진 호 형상으로 형성된 구조가 된다.

예컨대, 에어파이프(20)의 공기흡입구(22)가 'U'형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 에어파이프(20)의 중단 부분이 직선형상으로 형성되다가, 일단의 공기흡입구(22) 부분에서 U형상으로 휘어지면서 형성됨으로써, 공기흡입구(22) 끝부분이 공기배출구(24)를 향하도록 형성될 수 있다. 물론, 공기흡입구(22) 끝부분을 하방을 향하도록 형성하여 공기흡입구(22) 내에 오일이 유입되는 것을 보다 확실하게 차단할 수도 있다.

계속해서, 도 2를 참조하여, 에어파이프(20)의 제2실시예 구조에 대해 조금 더 구체적으로 살펴보면, 에어파이프(20)의 중단이 샤프트(10)의 축방향을 따라 형성되고, 에어파이프(20)의 일단이 하향 경사지게 꺾어진 형상으로 형성된 구조가 된다.

예컨대, 에어파이프(20)의 공기흡입구(22)가 중단의 어느 한 부분에서 하방을 향해 꺾어진 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 에어파이프(20)의 중단 부분이 직선형상으로 형성되다가, 일단의 공기흡입구(22) 부분에서 하향 경사지게 형성됨으로써, 공기흡입구(22) 끝부분이 하방을 향하도록 형성되고, 이에 공기흡입구(22) 내에 오일이 유입되는 것을 보다 확실하게 차단할 수 있게 된다.

이처럼, 본 발명은 에어파이프(20)의 공기흡입구(22) 부분이 U형상과 같이 휘어지게 형성되거나 꺾어져 형성됨으로써, 공기흡입구(22) 부분의 길이가 길어지는 것은 물론 복잡하게 형성되는바, 에어파이프(20)를 통한 누유 가능성을 확실하게 낮출 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 샤프트(10)에 내부에 윤활 오일을 공급하는 윤활파이프(30)를 더 구비할 수 있다.

도 3은 윤활파이프(30)가 설치된 변속기 내부를 위에서 바라본 형상을 도시한 도면으로, 도면을 참조하면, 윤활파이프(30)의 일단이 변속기 내부에 오일을 공급하는 윤활유로(32)의 토출구(34)에 연결되고, 윤활파이프(30)의 타단이 샤프트(10) 내부에 구비되어 윤활유로(32)에서 공급되는 오일을 샤프트(10) 끝부분에 구비된 베어링(12a)에 공급하는 구조가 된다.

예컨대, 상기 윤활유로(32)는 리어 변속기케이스(1b) 내부에 형성된 것으로, 밸브바디에서 토출되는 오일이 윤활유로(32)에 유입된다. 그리고, 토출구(34)가 리어 변속기케이스(1b)의 내벽면에 형성되고, 윤활파이프(30)가 토출구(34)에 연결될 수 있다.

즉, 밸브바디에서 토출되는 오일이 상기 윤활유로(32) 내에 유입되면, 윤활유로(32)에 유입되는 오일이 토출구(34)를 통해 윤활파이프(30) 내에 유입되고, 윤활파이프(30)에서 토출되는 오일이 샤프트(10) 끝부분에 위치한 베어링(12a)에 공급됨으로써, 베어링(12a)을 윤활하게 된다.

아울러, 상기 베어링(12a, 12b)은 샤프트(10)의 외주면을 지지하는 베어링으로서, 상기 베어링(12a, 12b)은 변속기케이스와 샤프트(10) 사이에 지지된다.

그리고, 상기 윤활파이프(30)에서 공급되는 오일을 이용하여 베어링(12a)을 윤활함으로써, 윤활파이프(30)의 타단이 베어링(12a)을 향하도록 형성될 수 있다.

바람직하게는, 윤활파이프(30)에서 공급되는 오일을 이용하여 샤프트(10) 전방에 위치한 전방 베어링(12a)을 윤활하도록 구성할 수 있다.

이를 위해, 본 발명에서는 샤프트(10)의 양단 외주면을 지지하도록 전방 베어링(12a) 및 후방 베어링(12b)이 각각 장착된다.

그리고, 윤활파이프(30)의 타단이 윤활유로(32)의 토출구(34)와 상대적으로 먼 위치에 장착된 전방 베어링(12a)을 향하도록 형성된 구조가 된다.

즉, 도 4는 기존의 변속기 구조에서 샤프트를 지지하는 베어링의 윤활작용을 설명하기 위한 도면으로, 윤활유로(32)의 토출구(34)와 샤프트가 일정 간격 이격되어 설치됨으로써, 윤활유로(32)에서 토출되는 오일에 의해 샤프트 후방의 베어링은 윤활이 가능하지만, 샤프트 전방의 베어링은 윤활이 어려운 문제가 있다.

이에, 본 발명에서는 윤활파이프(30)가 샤프트(10) 내부에 삽입되고, 윤활파이프(30)의 끝부분이 전방의 베어링(12a)을 향하도록 형성함으로써, 윤활파이프(30)에서 토출되는 오일에 의해 전방의 베어링(12a)을 윤활할 수 있게 된다. 참고로, 후방 베어링(12b)의 경우는 변속기 내부의 오일에 의한 자연윤활을 통해 윤활이 가능하게 된다.

아울러, 도 3을 참조하면, 본 발명은 상기 윤활파이프(30)가 에어파이프(20)와 나란한 방향으로 형성된 구조가 된다.

즉, 에어파이프(20)의 중단부분이 샤프트(10)의 축방향을 따라 직선방향으로 형성되고, 상기 윤활파이프(30) 역시 샤프트(10)의 축방향을 따라 직선방향으로 형성될 수 있다.

이때에, 상기 윤활파이프(30)와 에어파이프(20)가 좌우방향으로 나란하게 배치되거나, 상하방향으로 나란하게 배치될 수 있다.

상하방향으로 나란하게 배치되는 경우, 윤활파이프(30)가 에어파이프(20) 하부에 배치될 수 있고, 이로 인해 윤활파이프(30)에서 오일이 토출되더라도 토출된 오일이 에어파이프(20)에 유입되는 것을 방지하게 된다.

더불어, 본 발명은 윤활파이프(30)의 타단이 에어파이프(20)의 일단보다 샤프트(10) 내부에서 더 길게 형성된 구조가 된다.

즉, 에어파이프(20)의 공기흡입구(22) 끝부분보다 윤활파이프(30)의 토출구(34) 끝부분이 전방 베어링(12a)을 향해 더 길게 연장 형성됨으로써, 윤활파이프(30)에서 토출되는 오일이 전방 베어링(12a)에 더욱 확실하게 공급될 수 있게 된다.

또한, 윤활파이프(30)가 더 길게 형성됨으로써, 윤활파이프(30)에서 토출되는 오일이 에어파이프(20)의 공기흡입구(22)를 거치지 않게 되는바, 에어파이프(20)에 오일이 유입되는 것을 더욱 확실하게 방지하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 에어파이프(20) 일단의 공기흡입구(22)가 샤프트(10) 내부에 위치됨으로써, 샤프트(10) 내부에 오일이 유입되는 것을 차단하여 에어파이프(20)에 오일이 유입되는 것을 차단하게 되고, 이에 에어파이프(20)를 통해 오일이 누유되는 것을 방지하여 누유 강건성을 향상시키게 된다.

더불어, 에어파이프(20) 일단이 굴곡지게 형성되어 공기흡입구(22) 부분의 길이가 길고 복잡하게 형성됨으로써, 에어파이프(20)의 전체 통로길이가 일자형 대비 길어지게 되어, 에어파이프(20)를 통한 누유 가능성을 더욱 확실하게 낮출 수 있게 된다.

또한, 윤활파이프(30)가 샤프트(10) 내부에 삽입되고, 윤활파이프(30)의 끝부분이 전방의 베어링(12a)을 향하도록 형성함으로써, 윤활파이프(30)에서 토출되는 오일에 의해 전방의 베어링(12a)을 윤활하여 베어링의 윤활성능을 향상시키게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

1a : 프런트 변속기케이스
1b : 리어 변속기케이스
10 : 샤프트
12a : 전방 베어링
12b : 후방 베어링
20 : 에어파이프
22 : 공기흡입구
24 : 공기배출구
30 : 윤활파이프
32 : 윤활유로
34 : 토출구

Claims (10)

1. 변속기 내부에 회전 가능하게 구비되고, 축방향을 따라 중공 형성된 샤프트;
   변속기의 내외부를 관통하는 파이프 형상으로 구비되며, 일단이 굴곡진 형상으로 형성되어 샤프트 내부에 구비되고, 타단이 변속기 외부에 구비되어 변속기 내부의 공기를 외부로 배출하는 에어파이프;를 포함하는 차량용 에어브리더.
2. 청구항 1에 있어서,
   에어파이프의 일단이 하방을 향해 굴곡지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.
3. 청구항 1에 있어서,
   에어파이프의 중단이 샤프트의 축방향을 따라 형성되고, 에어파이프의 일단이 하방을 향해 휘어진 호 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.
4. 청구항 1에 있어서,
   에어파이프의 중단이 샤프트의 축방향을 따라 형성되고, 에어파이프의 일단이 하향 경사지게 꺾어진 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.
5. 청구항 1에 있어서,
   일단이 변속기 내부에 오일을 공급하는 윤활유로의 토출구에 연결되고, 타단이 샤프트 내부에 구비되어 윤활유로에서 공급되는 오일을 샤프트 끝부분에 구비된 베어링에 공급하는 윤활파이프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.
6. 청구항 5에 있어서,
   샤프트의 외주면을 지지하는 베어링이 장착되고;
   윤활파이프의 타단이 베어링을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.
7. 청구항 5에 있어서,
   샤프트의 양단 외주면을 지지하도록 전방 베어링 및 후방 베어링이 각각 장착되고;
   윤활파이프의 타단이 윤활유로의 토출구와 상대적으로 먼 위치에 장착된 전방 베어링을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.
8. 청구항 5에 있어서,
   윤활파이프와 에어파이프가 나란한 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.
9. 청구항 5에 있어서,
   윤활파이프가 에어파이프 하부에 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.
10. 청구항 5에 있어서,
    윤활파이프의 타단이 에어파이프의 일단보다 샤프트 내부에서 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어브리더.

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