JP6031115B2 - オイルポンプコントロールバルブ - Google Patents

Description

本発明は、オイルポンプコントロールバルブに関し、より詳細には、オイルポンプから圧送されてエンジンに吐出されるオイルの圧力を一定に維持できるオイルポンプコントロールバルブに関する。

自動車のエンジンは、エンジンに装着された各種部品の潤滑及び冷却のためにオイルが循環するように設計される。このようなエンジンには、オイルを循環させるためのオイルポンプと、オイルポンプによって圧送されるオイルの圧力が過度に上昇することを防止するためのリリーフバルブとが設置される。

以下では、先行技術（例えば、特許文献１参照）を参照してオイルポンプについて説明する。図４に示したように、オイルポンプ１は、移送路１２が内部に形成されたハウジング１０と、移送路１２上に設置されたリリーフバルブ２０とを含んで構成される。上述した構成によると、ハウジング１０の下部に流入したオイルは、移送路１２に沿って移送され、その移送過程で所定の圧力で圧縮された後、ハウジング１０の側面を介して吐出される。このとき、移送路１２上に設置されたリリーフバルブ２０は、吐出されるオイルの圧力が過度に上昇する場合、移送されるオイルの一部を外部に排出させる。すなわち、吐出されるオイルの圧力が設定された圧力以上になると、リリーフバルブ２０が作動してドレインポート２２を開放することによって、オイルの一部を排出させる。

ところが、前記のような構造のオイルポンプ１はカム軸によって作動するので、エンジンの回転数（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ；ｒｐｍ）が上昇する場合、オイルポンプ１から吐出されるオイルの圧力も上昇するようになる。したがって、エンジンで循環されるオイルの圧力が一定に維持されないので、シリンダーヘッドやシリンダーブロックなどの各種部品の潤滑及び冷却を円滑に行うことができなく、特に、各種部品に過度な圧力を印加することによって、各種部品の耐久性が大きく低下する。
大韓民国特許公開公報第１０―２０１１―００５６８１１号明細書

本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためのものであって、オイルポンプから圧送されてエンジンに吐出されるオイルの圧力を一定に維持できるオイルポンプコントロールバルブを提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明に係るオイルポンプコントロールバルブは、流体（以下、オイルともいう）の出入りを制御するバルブと、前記バルブを作動させるソレノイドとを含む。

上述した構成要素のうち前記バルブは、一端に形成された流入ポートと中端に形成された制御ポートとが中空の内部を介して互いに連結される管状のホルダーと、前記ホルダーの中端内部に設置され、前記流入ポートと連結された流入口が一端に形成され、前記制御ポートと連結された吐出口が中端に形成された管状の第１のバルブシートと、前記第１のバルブシートの内部に設置され、前記流入口を開閉するボールバルブと、前記第１のバルブシートの開放された他端に結合される第２のバルブシートと、前記第２のバルブシートの内部に設置され、一端が前記第２のバルブシートを貫通して前記ボールバルブに接触するロッドとを含む。

また、前記ホルダーの他端に結合される前記ソレノイドは、外周面にコイルが巻かれたボビンと、前記ボビンの一端に設置されるヨークと、前記ボビンの他端に設置され、一部が前記ボビンの内部に挿入されたコアと、前記ボビンの内部に設置され、前記ロッドの他端が結合されるプランジャーと、前記プランジャーと前記コアとの間に設置され、前記プランジャーを弾性支持するスプリングとを含む。

上述した構成によると、ソレノイドに電源が印加されない場合、ソレノイドの内部に設置されたスプリングによってプランジャーとロッドが上昇し、ボールバルブを流入口に密着させる。したがって、流入ポートと制御ポートとの連結が遮断され、流入ポートを介して流入したオイルが制御ポートに排出されない。

その一方、ソレノイドに電源が印加される場合、コイルで発生した磁場によってプランジャーとロッドが下降し、ボールバルブを流入口から離隔させる。したがって、流入ポートと制御ポートとが連結され、流入ポートを介して流入したオイルは、一定圧力に制御された後で制御ポートに排出される。

上述した本発明は、電源の印加によってソレノイドが作動してロッドを昇降させることによって、流入ポートを介して流入したオイルが一定圧力に制御された後、制御ポートに排出されるので、エンジンの回転数が上昇し、オイルポンプから過度な圧力のオイルが供給されたとしても、エンジンに吐出されるオイルの圧力を一定に維持することができる。したがって、エンジンのシリンダーヘッドやシリンダーブロックなどに設置された各種部品の潤滑及び冷却を円滑に行うことができ、過度な圧力による各種部品の耐久性の低下を防止することができる。

本発明の一実施例に係るオイルポンプコントロールバルブの断面図である。 図１の一部を拡大した図である。 本発明の一実施例に係るオイルポンプコントロールバルブの作動状態図である。 従来技術に係る自動車用オイルポンプの断面図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明に係る実施例を詳細に説明する。本発明に係る実施例を説明するにおいて、そして、各図面の各構成要素に参照符号を付加するにおいて、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されている場合にも、可能な限り同一の符号を付加した。

図１に示したように、本発明の一実施例に係るオイルポンプコントロールバルブは、オイルの出入りを制御するバルブ１００と、バルブ１００を作動させるソレノイド２００とを含む。

上述した構成要素１００、２００のうちバルブ１００は、複数の流路を有するオイルポンプ（図４の符号１）のハウジング（図４の符号１０）に設置され、オイルポンプ１から供給されるオイルに所定の制御圧力を印加し、シリンダーヘッド（図示せず）やシリンダーブロック（図示せず）などに排出されるオイルが一定の圧力を有するようにする。

バルブ１００は、ホルダー１１０と、ホルダー１１０の内部に設置された第１のバルブシート１２０と、第１のバルブシート１２０の内部に設置されたボールバルブ１３０と、第１のバルブシート１２０の下部に設置された第２のバルブシート１４０と、第２のバルブシート１４０の内部に設置されたロッド１５０とを含んで構成される。

ホルダー１１０は、所定長さの管状に形成されており、その内側には内部空間１１２が形成されている。ホルダー１１０の上端面には流入ポート１１４が形成され、中端外周面には制御ポート１１６が形成され、下端外周面にはドレインポート１１８が形成される。また、ホルダー１１０の上端外周面と中端外周面には環状の装着溝１１９が形成される。

第１及び第２のバルブシート１２０、１４０が設置される内部空間１１２は、ホルダー１１０の長さ方向に沿って延びている。内部空間１１２の上端は流入ポート１１４と連結され、中端内壁には第１のバルブシート１２０が固定される固定突起１１２ａが形成され、下端内壁には第２のバルブシート１４０が固定される固定溝１１２ｂが形成される。

流入ポート１１４は、オイルタンク（図示せず）から供給されたオイルが流入する部分であって、上述したように、ホルダー１１０の上端面に形成されて内部空間１１２と連結される。制御ポート１１６は、ホルダー１１０から所定の圧力に制御されたオイルが排出される部分であって、ホルダー１１０の中端外周面に沿って放射状に多数形成されて内部空間１１２と連結される。また、ドレインポート１１８は、ロッド１５０の移動時に第２のバルブシート１４０とソレノイド２００の内部にオイルが流入したり、内部のオイルが外部に排出されるようにし、バルブ内部の残圧を除去するためのものである。このために、第２のバルブシート１４０の下端周囲には、オイルが出入りする出入孔１４９が形成される。

一方、流入ポート１１４が形成されたホルダー１１０の上端面と制御ポート１１６が形成されたホルダー１１０の中端外周面には、第１のフィルター１６２と第２のフィルター１６４がそれぞれ設置される。このフィルター１６２、１６４は、流入ポート１１４と制御ポート１１６を介して出入りするオイルに含まれた異物を除去するためのものである。このうち第１のフィルター１６２は、ホルダー１１０の上端面に付着し得る平板に製作され、第２のフィルター１６４は、ホルダー１１０の外周面を覆うように環状に製作される。

装着溝１１９は、ホルダー１１０の外周面に沿って形成された四角断面の環状であり、上述したように、ホルダー１１０の上端と中端にそれぞれ形成される。装着溝１１９には環状のＯリング１７０が設置されるが、このＯリング１７０は、オイルポンプコントロールバルブとオイルポンプハウジング（図４の符号１０）との間にオイルが漏れることを防止するためのものである。すなわち、Ｏリング１７０は、オイルポンプコントロールバルブが設置された状態でオイルポンプハウジング（図４の符号１０）の設置孔（図示せず）に密着し、流入ポート１１４及び制御ポート１１６を介して出入りするオイルがオイルポンプコントロールバルブとオイルポンプハウジング（図４の符号１０）との間に漏れることを防止する。特に、流入ポート１１４に流入するオイルの一部が制御ポート１１６に流入したり、制御ポート１１６から排出されたオイルの一部が流入ポート１１４に流入するなど、オイルの非正常的な流動を追加的に防止することができる。

第１のバルブシート１２０は、小径部と大径部からなる多段の管状である。第１のバルブシート１２０の内部には、ボールバルブ１３０が設置される作動空間１２２が形成される。また、第１のバルブシート１２０の小径部には、流入ポート１１４と連結された流入口１２４が小径部を貫通するように形成され、大径部の外周面には、制御ポート１１６と連結された吐出口１２６が形成される。このとき、作動空間１２２と連結された流入口１２４の下端周囲には、ボールバルブ１３０が当接する第１の載置溝１２８が形成される。また、ホルダー１１０の固定突起１１２ａの下端と第１のバルブシート１２０の上端との間には、吐出口１２６を介して排出されるオイルが流入ポート１１４側に排出されることを防止するためのＯリング１２９が設置される。

ボールバルブ１３０は、第１のバルブシート１２０に形成された流入口１２４を開放または閉鎖することによって、流入ポート１１４と制御ポート１１６とを連結したり、流入ポート１１４と制御ポート１１６との連結を遮断するためのものである。このようなボールバルブ１３０は、完全な球状に形成され、上昇時には第１の載置溝１２８に挿入されて流入口１２４を閉鎖し、下降時には後述する第２の載置溝１４４に挿入されて流入口１２４を開放する。

第２のバルブシート１４０は、所定長さを有し、上部が密閉された管状である。第２のバルブシート１４０の上面には、第１のバルブシート１２０の開放された下端に挿入される突出部１４２が形成され、上端面には、ボールバルブ１３０が載せられる第２の載置溝１４４が形成される。また、密閉された上部中央には、ロッド１５０が貫通する貫通孔１４６が形成され、下端外周面には、ホルダー１１０の固定溝１１２ｂに挿入される固定具１４８が突出し、第２のバルブシート１４０の下端周囲、すなわち、固定具１４８の下部には、オイルが出入りする出入孔１４９が形成される。

ロッド１５０は、上部直径が下部直径より小さい多段で形成される。直径の小さいロッド１５０の上部は、第２のバルブシート１４０及び第１のバルブシート１２０を貫通してボールバルブ１３０に接触する。このようなロッド１５０は、ソレノイド２００の作動時にボールバルブ１３０を移動させ、流入口１２４を開放又は閉鎖する。

ソレノイド２００は、ケース２１０と、ケース２１０の内部に設置されたボビン２２０と、ボビン２２０の外周面に巻かれたコイル２３０と、ボビン２２０の上部に結合されたヨーク２４０と、ボビン２２０の下部に結合されたコア２５０と、ヨーク２４０及びコア２５０の内部で上下に移動可能に設置されたプランジャー２６０と、コア２５０とプランジャー２６０との間に設置されるスプリング２７０とを含む。

ケース２１０は、上部及び下部が開放された円筒状に形成され、その内部には、上述したボビン２２０、コイル２３０、ヨーク２４０、コア２５０、プランジャー２６０及びスプリング２７０が設置される。このとき、ケース２１０の上端と下端は、図1に示したように、ホルダー１１０の下端とコア２５０の下端を覆うようにコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）されるが、これは、バルブ１００とソレノイド２００とを一体に形成すると同時に、ケース２１０の内部に設置された上述した構造部品２２０〜２７０の流動を防止するためである。

ボビン２２０には、上部と下部を介してヨーク２４０とコア２５０の一部が挿入されており、コイル２３０が巻かれる中空のスプール（ｓｐｏｏｌ）状に形成されている。電源印加時、つまり、コイル２３０に通電した時に磁場が発生する。このようなボビン２２０は、絶縁体であって、コイル２３０とヨーク２４０との間、そして、コイル２３０とコア２５０との間で電気が導通することを防止する。

ヨーク２４０とコア２５０は、電源が印加される場合、可動鉄心であるプランジャー２６０を移動させる固定鉄心である。このとき、ヨーク２４０は平板状に形成され、コア２５０は、ガイド２８０の内部に挿入される多段形状に形成されるが、これは、電源印加時にコイル２３０で発生する磁場をヨーク２４０よりコア２５０側に集中させるためである。すなわち、電源印加時に可動鉄心であるプランジャー２６０をコア２５０側に容易に移動させるためである。また、ヨーク２４０を平板状に形成する場合、製作が容易であり、製作コストを削減することができる。

プランジャー２６０は、コイル２３０で発生した磁場によってボビン２２０の内部で上下に移動する金属棒である。このとき、プランジャー２６０には、ロッド１５０の下端一部が挿入・結合される。すなわち、プランジャー２６０の移動時にロッド１５０も共に移動する。

スプリング２７０は、通常のコイルスプリングであって、プランジャー２６０を上向きに弾性支持する。すなわち、ソレノイド２００に電源が印加されていない平常時のプランジャー２６０とロッド１５０は、スプリング２７０の弾性によって上向きに支持され、ボールバルブ１３０を上昇させることによって流入口１２４を閉鎖する。

一方、ボビン２２０、コア２５０及びプランジャー２６０の間にはガイド２８０がさらに設けられる。このガイド２８０は、プランジャー２６０の移動を案内すると同時に、外力の作用によるソレノイド２００の変形を防止するためのものである。

以下では、図１乃至図３を参照して本発明の一実施例に係るオイルポンプコントロールバルブの作動過程を説明する。

図１及び２は、ソレノイド２００に電源が印加されていない状態を示す。このように電源が印加されていない状態では、ソレノイド２００の内部に設置されたスプリング２７０の弾性によってプランジャー２６０とロッド１５０が上向きに支持される。すなわち、ロッド１５０によってボールバルブ１３０が第１の載置溝１２８に密着することによって、流入口１２４を閉鎖する。この状態では流入ポート１１４と制御ポート１１６との連結が遮断されるので、流入ポート１１４を介してオイルＰが供給されたとしても、オイルＣが制御ポート１１６に排出されない。

一方、上述した状態でソレノイド２００に電源が印加されると、コイル２３０で磁場が発生し、発生した磁場によってプランジャー２６０が移動してロッド１５０を下降させる。そして、第１の載置溝１２８に密着していたボールバルブ１３０がそこから離隔して、第２の載置溝１４４に載置されることによって流入口１２４が開放され、流入ポート１１４と制御ポート１１６とが互いに連結される。したがって、流入ポート１１４を介して流入したオイルＰが第１のバルブシート１２０を経る過程で所定の圧力に制御された後、制御ポート１１６を介してオイルＣが排出される（図３参照）。

その一方、ソレノイド２００に印加されていた電源が遮断されると、ソレノイド２００の内部に設置されたスプリング２７０によってプランジャー２６０とロッド１５０が上昇し、ボールバルブ１３０を第１の載置溝１２８に密着させることによって流入口１２４を閉鎖する。したがって、流入ポート１１４と制御ポート１１６との連結が遮断されるので、流入ポート１１４を介してオイルＰが供給されたとしても、オイルＣは制御ポート１１６に排出されない（図１及び２参照）。

以上では、本発明を望ましい実施例によって説明したが、上述した実施例は、本発明の技術的思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な変化が可能であることは、この分野で通常の知識を有する者であれば理解可能であろう。したがって、本発明の保護範囲は、特定の実施例ではなく、特許請求の範囲に記載した事項によって解釈しなければならなく、それと均等な範囲内にある全ての技術的思想も本発明の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。

Claims (1)

1. 流体の出入りを制御するバルブと、前記バルブを作動させるソレノイドと、を含むオイルポンプコントロールバルブにおいて、
   前記バルブは、
   一端に形成された流入ポートと中端に形成された制御ポートとが中空の内部を介して互いに連通する管状のホルダーであって、下端内壁に固定溝が形成された管状のホルダーと、
   前記ホルダーの中端内部に設置され、前記流入ポートと連結された流入口が一端に形成され、前記制御ポートと連結された吐出口が中端に形成された管状の第１のバルブシートと、
   前記第１のバルブシートの内部に設置され、前記流入口を開閉するボールバルブと、
   前記第１のバルブシートの開放された他端に結合され、下端外周面に前記固定溝に挿入される固定具が突出して形成された第２のバルブシートと、
   前記第２のバルブシートの内部に設置され、一端が前記第２のバルブシートを貫通して前記ボールバルブに接触するロッドとを含み、
   前記ソレノイドは、
   外周面にコイルが巻かれたボビンと、
   前記ボビンの一端に設置されるヨークと、
   前記ボビンの他端に設置され、一部が前記ボビンの内部に挿入されたコアと、
   前記ボビンの内部に設置され、前記ロッドの他端が結合されるプランジャーと、
   前記プランジャーと前記コアとの間に設置され、前記プランジャーを弾性支持するスプリングとを含むとともに、前記ホルダーの他端に結合されており、
   前記ボビンと前記プランジャーとの間には、前記プランジャーの移動を案内するガイドが設置されており、
   前記ソレノイドの作動時に前記ロッドによって前記ボールバルブが移動し、前記流入口を開放し、
   前記第１のバルブシートは、小径部及び大径部からなる多段の管状であって、前記流入口が前記小径部に形成され、前記吐出口が前記大径部に形成されており、
   前記流入口には、前記ボールバルブが当接する第１の載置溝が形成されており、
   前記第２のバルブシートの一端には、前記第１のバルブシートの開放された他端に挿入される突出部が形成され、前記突出部には、前記ボールバルブが載せられる第２の載置溝が形成されており、
   前記流入ポートは、前記ホルダーの一端面に形成され、前記制御ポートは、前記ホルダーの中端外周面に形成され、前記流入ポートと前記制御ポートにフィルターが設置されており、
   前記制御ポートは複数で構成され、前記制御ポートは前記ホルダーの中端外周面に沿って放射状に配置され、前記制御ポートが形成された前記ホルダーの中端外周面には環状のフィルターが設置されており、
   前記ホルダーの外周面に環状の装着溝が形成され、前記装着溝にＯリングが設置されており、
   前記装着溝と前記Ｏリングは、前記ホルダーの一端と前記制御ポートとの間、前記制御ポートと前記ホルダーの他端との間に設けられ、
   前記ホルダーの他端にドレインポートが形成されていることを特徴とするオイルポンプコントロールバルブ。
   

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