KR100580705B1 - 오일펌프 일체형 원심분리식 보조 오일필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일펌프에 일체화 상태로 장착된 원심분리식 보조 오일필터에 관한 것으로, 오일펌프에 장착된 구동축의 자유단은 구동스프로켓의 반대측을 향해 본체에서 노출되도록 형성되는 연장부를 형성하고 있으며, 상기 구동축의 연장부 내부에는 중공상으로 형성되어 있으며, 본체의 오일토출측과 연통하도록 형성되어 엔진 오일의 유입을 허용하는 유입통로와, 본체 외부측으로 엔진 오일을 유출시키는 유출통로가 형성되어 있는 오일통로와; 상기 연장부의 끝단부분측에서부터 유출통로 전까지 감싸주는 상태로 설치되는 오일스크린과; 상기 연장부를 감싸고 있는 오일스크린 외주를 감싸줄 수 있도록 원통상으로 형성되며, 외주면에는 엔진 오일을 배출시키기 위하여 원주방향과 축방향을 향해 일정간격으로 다수의 오일배출공이 형성되어 있는 세파레이터와; 상기 세파레이터의 외주를 감싸주면서 본체에서 돌출된 연장부의 유출통로를 포함하여 상기 연장부 전체를 커버하도록 설치되며, 외측에는 엔진 오일을 오일팬으로 배출시키기 위한 오일토출공이 복수개 형성되어 있는 하우징;으로 이루어진 보조 오일필터를 상기 구동축과 함께 회전할 수 있도록 연장부에 일체로 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 발명이다.

엔진, 오일팬, 오일펌프, 구동축, 연장부, 오일스크린, 세파레이터, 하우징

Description

오일펌프 일체형 원심분리식 보조 오일필터{Auxiliary oil filter}

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 오일펌프에 보조 오일필터가 장착된 것을 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명의 보조 오일필터의 분해 사시도.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 보조 오일필터의 각 구성요소들의 사시도.

도 6은 본 발명의 조립 및 작동상태를 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명의 오일 윤활 회로도.

도 8은 종래 기술의 오일 윤활 회로도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 11 : 오일흡입부

12 : 오일토출부 2 : 구동스프로켓

3 : 구동축 31 : 연장부

32 : 오일통로 33 : 유입통로

34 : 유출통로 35 : 차단볼

4 : 오일스크린 5 : 세파레이터

51 : 오일배출공 52 : 지지관

53 : 플랜지 6 : 하우징

61 : 오일토출공 7 : 불순물 퇴적공간

본 발명은 자동차의 엔진의 윤활작용을 하는 엔진 오일을 펌핑 공급하는 오일펌프의 회전축에 일체형으로 장착되어 오일펌프에 의하여 재순환되는 엔진 오일의 일부를 연속적으로 필터링하기 위한 원심분리식 보조 오일필터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 오일팬에 장착된 오일펌프에서 토출된 엔진 오일은 엔진 내부를 윤활하고 다시 오일팬으로 귀환하는 작동을 반복하게 된다.

엔진 내부를 순환하는 엔진 오일은 크랭크축이나 캠축 등의 운활작용과 냉각작용을 하는 동시에 엔진 내부에 금속가루나 연소잔류물 등의 청정작용도 한다.

종래 기술에서의 엔진 오일이 순환하는 윤활 회로도는 도 8에 도시된 바와 같이 오일팬(100)에 저장된 엔진 오일은 오일펌프(200)에 의하여 토출되어 오일필터(300)를 거치고, 다시 오일쿨러(400)에서 냉각된 후 엔진 메인 갤러리(500)을 통하여 실러더블럭과 실린더헤드 등을 총괄하여 나타내는 엔진 윤활부(600)를 순환한 후 다시 오일팬(100)으로 귀환하는 과정을 반복하도록 구성되어 있다.

종래 기술에서는 엔진 내부를 반복적으로 순환하는 엔진 오일에 함유되어 있는 각종 불순물을 제거하는 기능을 오일필터(300)에서 담당하게 되는데, 상기한 오일필터(300)의 여과지 메시를 작게 하면 엔진오일을 깨끗이 여과할 수 있는 반면에 엔진 오일의 압력이 저하되는 현상이 발생되며, 이와는 반대로 엔진 오일의 압력저 하를 우려하여 여과지 메시를 크게 하게 되면 엔진 오일의 압력저하 현상은 막을 수 있겠지만 엔진 오일을 깨끗하게 여과할 수 없게 되어 엔진 오일에 불순물이 많아지게 된다. 따라서 오일필터의 여과지는 위와 같은 점을 감안하여 엔진 오일의 압력을 저하시키지 않으면서 불순물물을 제거하기 용이한 메시를 가진 것을 사용하고 있지만, 오일필터(300)는 일정기간이 경과한 후에는 반드시 교환해야 한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에서는 오일필터(300)에서만 엔진 오일에서 불순물을 여과하고 있기 때문에 오일필터의 사용수명이 짧다는 것이 단점으로 지적되고 있으며, 또한 오일필터의 설치를 위한 공간도 부족하여 불순물이 깨끗이 제거된 청정한 엔진 오일을 엔진 윤활부에 공급하는 것이 어렵다는 점으로 지적되고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 오일펌프 내부에 장착되어 주기적인 정비를 요하지 않으면서 오일필터로 토출되는 엔진 오일의 토출압에는 영향을 주지 않으면서 일부의 엔진 오일에 함유되어 있는 불순물을 원심분리식으로 여과 제거하므로서 엔진 오일의 사용수명을 증대시키고 또 오일필터의 사용수명을 증대시킬 수 있도록 하는 보조 오일필터를 제공함에 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

오일팬에 장착되어 엔진 오일을 흡입 및 토출하는 본체와, 상기 본체의 일측에 형성되어 회전동력을 전달받는 구동스프로켓과, 상기 구동스프로켓에 연결되어 오일펌프를 구동시키는 구동축으로 구성되는 오일펌프에 있어서,

상기 구동축의 자유단은 구동스프로켓의 반대측을 향해 본체에서 노출되도록 형성되는 연장부를 형성하고 있으며,

상기 구동축의 연장부 내부에는 중공상으로 형성되어 있으며, 본체의 오일토출측과 연통하도록 형성되어 엔진 오일의 유입을 허용하는 유입통로와, 본체 외부측으로 엔진 오일을 유출시키는 유출통로가 형성되어 있는 오일통로와;

상기 연장부의 끝단부분측에서부터 유출통로 전까지 감싸주는 상태로 설치되는 오일스크린과;

상기 연장부를 감싸고 있는 오일스크린 외주를 감싸줄 수 있도록 원통상으로 형성되며, 외주면에는 엔진 오일을 배출시키기 위하여 원주방향과 축방향을 향해 일정간격으로 다수의 오일배출공이 형성되어 있는 세파레이터와;

상기 세파레이터의 외주를 감싸주면서 본체에서 돌출된 연장부의 유출통로를 포함하여 상기 연장부 전체를 커버하도록 설치되며, 외측에는 엔진 오일을 오일팬으로 배출시키기 위한 오일토출공이 복수개 형성되어 있는 하우징;

으로 이루어진 보조 오일필터를 상기 구동축과 함께 회전할 수 있도록 연장부에 일체로 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 상기 보조 오일필터의 세파레이터의 내부에는 외주에 형성된 오일배출공과 연결된 채 오일스크린을 지지하도록 돌출되어 오일스크린에서 여과된 청정 엔진 오일을 배출시키기 위한 다수의 지지관이 형성되어 있으며, 또한 상기 세파레이터의 내측에는 유출통로를 통해 배출된 엔진 오일이 세파레이터 내부로의 유입을 유도하도록 하우징 내면과 접촉하는 플랜지가 형성되어 있는 특징으로 한다.

또한, 상기 연장부의 내부에 중공상으로 형성된 오일통로로 유입된 엔진 오일이 유출통로를 통해 하우징 내부로 유출될 수 있도록 상기 오일통로의 끝단을 구형의 차단볼로 폐구시킨 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 오일펌프에 보조 오일필터가 장착된 것을 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 보조 오일필터의 분해 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 보조 오일필터의 각 구성요소들의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 조립 및 작동상태를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 오일 윤활 회로도를 도시한 것이다.

도면부호 1은 오일펌프의 본체를 나타내는 것으로, 상기 본체(1)에는 오일팬(도시 없음)에 저장되어 있는 엔진 오일을 흡입하기 위한 오일흡입부(11)와, 흡입된 엔진 오일을 토출하기 위한 오일토출부(12)가 형성되어 있으며, 또한 본체(1)의 일측에는 엔진의 동력을 전달받는 구동스프로켓(2)이 설치되어 있으며, 상기 구동스프로켓(2)은 본체(1) 내부에 장착된 구동축(3)을 회전시키게 된다.

상기 구동축(3)은 본체(1)의 내부를 가로질러 구동스프로켓(2)의 반대측으로 돌출되는 연장부(31)를 형성하고 있으며, 상기 연장부(31)의 내부에는 중공상으로 된 오일통로가(32)가 형성되어 있다.

또한 상기 연장부(31)의 오일통로(32)의 일단은 본체(1)의 내부까지 진입된 상태로 형성되어 있으며, 본체(1) 내부로 진입된 오일통로에는 본체에서 펌핑된 엔 진 오일을 토출시키는 토출통로와 연통하는 상태로 형성되어 상기한 토출통로를 통해 엔진으로 순환하는 엔진 오일의 일부를 오일통로로 유입되게 하는 것을 유도하는 유입통로(33)가 형성되어 있으며, 또 본체(1)를 벗어난 곳에는 상기한 유입통로를 통해 오일통로(32)로 유입된 엔진 오일을 배출시키는 유출통로(34)가 형성되어 있고, 또 상기 구동축(3)의 연장부(31)에 형성된 오일통로(32)의 끝단은 구형의 차단볼(35)에 의하여 폐구되어 있다.

상기 본체(1)의 외측으로 돌출된 연장부(31)의 외주에는 엔진 오일을 여과하기 위한 오일스크린(4)이 설치되는데, 상기 오일스크린(4)은 유출통로(34)와 구형의 차단볼(35) 사이의 연장부(31) 외주를 감싸면서 연장부(31)와 함께 회전구동하도록 설치되어 있다.

상기 오일스크린(4)의 외주에는 원통형으로 된 세파레이터(5)가 설치되는데, 상기 세파레이터(5)의 외주에는 원주방향과 축방향을 향해 엔진 오일을 배출시키기 위한 오일배출공(51)이 다수 형성되어 있으며, 또한 상기 세파레이터(5)의 내부에는 다수의 각 오일배출공(51)과 연결되는 지지관(52)들이 돌출된 상태에서 오일스크린(4)을 지지하도록 설치되어 있는데, 상기한 각 지지관(52)들은 오일스크린(4)에서 여과된 엔진 오일을 오일배출공(51)을 통해 세파레이터(5) 외측으로 배출시키게 된다.

상기 세파레이터(5)의 외주에는 원통상으로 된 하우징(6)이 설치되는데, 상기 하우징(6)은 유출통로(34)를 포함한 연장부(31) 전체를 감싼 채 연장부(31)와 함께 회전하도록 설치되어 있으며, 상기 세파레이터(5)의 플랜지(53)는 유출통로 (34)를 통해 유출되는 엔진 오일이 하우징(6)의 내부로 유입시킬 수 있는 위치에서 하우징(6)의 내면에 밀착된 상태로 설치되어 있다. 따라서 다수의 지지관(52)들이 오일스크린(4)을 지지함과 동시에 플랜지(53)는 하우징(6)의 내면에 밀착되게 설치된 세파레이터(5) 역시 오일스크린(4) 및 하우징(6)과 함께 연장부(31)와 같이 회전하게 된다.

또한 상기 세파레이터(5)의 내부로 돌출되어 오일스크린(4)을 지지하는 다수의 지지관(52)들에 의하여 오일스크린(4)과 세파레이터(5) 사이에는 엔진 오일이 유입되는 통로가 형성되는 동시에 오일스크린에 의해 여과된 불순물이 머물게 되는 불순물 퇴적공간(7)이 형성된다.

그리고 상기 하우징(6)의 외측에는 세파레이터(5)의 오일배출공(51)으로 배출되는 청정 엔진 오일을 오일팬으로 되돌려주는 오일토출공(61)이 복수개 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

상기 오일펌프는 오일팬 내부에 장착되어 엔진 구동시 함께 구동하게 되는데, 엔진동력을 전달받는 구동스프로켓(2)이 회전함에 따라 본체(1)에 장착된 구동축(3)이 회전하게 되며, 이에 따라 구동축(3)에 설치된 팬은 오일팬에 저장되어 있는 엔진 오일을 오일흡입부(11)를 통해 흡입하여 오일토출부(12)로 토출하게 되는 것인데, 상기 구동축(3)이 회전하게 되면 구동축과 일체로 형성된 채 본체(1)의 외측으로 돌출된 연장부(31)도 함께 회전하게 되며, 또 상기 연장부(31)가 회전하게 되면 보조 오일펌프도 함께 회전하게 된다.

상기와 같이 연장부(31)와 그에 장착된 보조 오일펌프가 구동축(3)과 동일한 회전수로 회전하게 되면 보조 오일펌프의 내부에는 회전원심력이 작용하게 되며, 이러한 회전원심력에 의해 연장부(31) 내부의 오일통로(32)에는 흡입력이 발생하게 되며, 그 흡입력은 본체(1) 내부의 오일토출통로와 연결된 상태로 형성되어 있는 유입통로(33)에 작용하게 되며, 이에 따라 구동축(3)의 회전구동에 의해 오일흡입부(11)로 흡입되어 오일토출부(12)로 토출되는 엔진 오일의 일부는 유입통로(33)로 흡입되는 작동이 계속적으로 발생되는 것이다.

상기와 같이 유입통로(33)를 통해 연장부(31)의 오일통로(32)로 유입된 엔진 오일은 회전원심력에 의해 유출통로(34)를 통해 하우징(6) 내부로 유출되며, 하우징(6)으로 유입된 엔진 오일은 세파레이터(5)의 플랜지(53)에 의해 세파레이터의 외주로 이동하지 못하고 다수의 지지관(52)에 의해 형성된 불순물 퇴적공간(7)으로 유입되는데, 이와 같이 분순물 퇴적공간(7)으로 유입된 엔진 오일은 각 지지관(52)들에 의해 곧바로 오일배출공(51)으로 배출되지 못하고 오일스크린(4) 내부로 유입된 후 상기 오일스크린(4) 내부에서 지지관(52)을 통해 오일배출공(52)으로 배출되는 것인데, 바로 이러한 작용에 의해 엔진 오일에 포함되어 있는 금속가루 등의 불순물은 비중 차이에 의해 오일스크린(4)에 걸러지고 불순물이 제거된 깨끗한 엔진 오일만 지지관(52)을 통해 오일배출공(51)으로 배출되는 것이다. 즉, 금속가루 등의 불순물은 엔진 오일보다 비중이 무겁기 때문에 횐전원심력의 작용을 많이 받게 되어 비중이 무거운 금속가루 등은 세파레이터(5) 내벽쪽으로 몰리게 되는 현상에 의해 세파레이터(5) 내부에서 불순물이 일차적으로 걸러지게 되며, 또 비중이 가벼 운 엔진 오일은 오일스크린(5)을 통과하는 과정에서 이차적으로 여과되므로서 오일스크린(4)을 통과하여 각 지지관(52)을 통해 배출되는 엔진 오일에는 불순물이 깨끗이 여과된 상태가 되는 것이며, 상기 오일스크린(4)에서 여과되어 하우징(6)의 오일배출공(51)으로 배출된 엔진 오일은 하우징(6)에 형성된 오일토출공(61)을 통해 오일팬으로 토출되는 것이다.

또한, 상기에서 세파레이터(5) 내부로 유입된 후 비중 차이로 인하여 엔진 오일과 분리되는 금속가루 등의 불순물은 불순물 퇴적공간(7)에 퇴적된 상태로 있게 되는 것이다.

상기와 같은 보조 오일 필터는 도 7의 도시와 같이 오일펌프로 흡입되어 기존의 오일필터로 토출되는 엔진 오일 중 일부를 흡입하여 여과한 후 다시 오일팬으로 되돌려주는 작용을 반복하게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 엔진 구동시 오일팬에 저장된 엔진 오일이 오일펌프에 의해 펌핑되어 오일필터로 토출되는 엔진 오일 중 일부를 오일펌프 본체의 외부에 설치된 보조 오일 필터로 흡입하여 엔진 오일에 함유되어 있는 금속가루 등의 불순물을 여과한 후 정화된 청정 엔진 오일을 오일팬으로 되돌려보내는 작용으로 엔진 오일의 사용수명을 증대시킬 수 있을 뿐 아니라 보조 오일필터에 의해 불순물이 제거된 청정 엔진 오일을 오일필터로 보내게 되므로서 오일필터의 사용수명도 증대시킬 수 있는 효과가 있으며, 또한 보조 오일필터의 추가 설치에 의하여 기존의 오일필터를 축소시킬 수 있을 뿐 아니라 여과구조도 간소화시킬 수 있어 엔진부 위에 오일필터의 설치공간 확보에도 효과를 가져다주는 등의 이점을 제공한다.

Claims (4)

1. 오일팬에 장착되어 엔진 오일을 흡입 및 토출하는 본체와, 상기 본체의 일측에 형성되어 회전동력을 전달받는 구동스프로켓과, 상기 구동스프로켓에 연결되어 오일펌프를 구동시키는 구동축으로 구성되는 오일펌프에 있어서,

   상기 구동축의 자유단은 구동스프로켓의 반대측을 향해 본체에서 노출되도록 형성되는 연장부를 형성하고 있으며,

   상기 구동축의 연장부 내부에는 중공상으로 형성되어 있으며, 본체의 오일토출측과 연통하도록 형성되어 엔진 오일의 유입을 허용하는 유입통로와, 본체 외부측으로 엔진 오일을 유출시키는 유출통로가 형성되어 있는 오일통로와;

   상기 연장부의 끝단부분측에서부터 유출통로 전까지 감싸주는 상태로 설치되는 오일스크린과;

   상기 연장부를 감싸고 있는 오일스크린 외주를 감싸줄 수 있도록 원통상으로 형성되며, 외주면에는 엔진 오일을 배출시키기 위하여 원주방향과 축방향을 향해 일정간격으로 다수의 오일배출공이 형성되어 있는 세파레이터와;

   상기 세파레이터의 외주를 감싸주면서 본체에서 돌출된 연장부의 유출통로를 포함하여 상기 연장부 전체를 커버하도록 설치되며, 외측에는 엔진 오일을 오일팬으로 배출시키기 위한 오일토출공이 복수개 형성되어 있는 하우징;

   으로 이루어진 보조 오일필터를 상기 구동축과 함께 회전할 수 있도록 연장부에 일체로 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 오일펌프 일체형 원심분리식 보조 오일펌프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조 오일필터의 세파레이터의 내부에는 외주에 형성된 오일배출공과 연결된 채 오일스크린을 지지하도록 돌출되어 오일스크린에서 여과된 청정 엔진 오일을 배출시키기 위한 다수의 지지관이 형성되어 있으며, 또한 상기 세파레이터의 내측에는 유출통로를 통해 배출된 엔진 오일이 세파레이터 내부로의 유입을 유도하기 위하여 하우징 내면과 접촉하는 플랜지가 형성되어 있는 특징으로 하는 오일펌프 일체형 원심분리식 보조 오일필터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연장부의 내부에 중공상으로 형성된 오일통로로 유입된 엔진 오일이 유출통로를 통해 하우징 내부로 유출될 수 있도록 상기 오일통로의 끝단을 구형의 차단볼로 폐구시킨 것임을 특징으로 하는 오일펌프 일체형 원심분리식 보조 오일필터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 오일스크린과 세파레이터 사이에는 원심분리에 의해 엔진 오일과 분리된 불순물을 모아주는 불순물 퇴적공간이 형성되어 있는 것임을 특징으로 하는 오일펌프 일체형 원심분리식 보조 오일펌프.

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