KR101219332B1 - 오일펌프용 릴리프 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일펌프용 릴리프 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1스프링에 의해 지지되는 플런저와, 플런저의 상단에 형성된 오일유입구와, 이를 개폐하는 오일개폐구와, 오일개폐구를 지지하는 제2스프링으로 구성되어, 오일압에 의해 플런저가 공진주파수로 진동하게 될경우 오일개폐구가 하강하여 오일유입구를 통해 유입된 오일이 플런저의 소착을 방지할 수 있도록 한 오일펌프용 릴리프 밸브에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 오일압력이 일정한 값 이상으로 상승하면 상기 오일압력에 의해 릴리프 홀을 열어 오일을 드레인시키는 플런저와; 상기 플런저의 하부를 지지하는 제1스프링과; 상기 플런저가 공진주파수로 진동하는 오일압력을 받게 되면 상기 오일이 하부로 드레인되도록 상기 플런저의 상단에 형성된 오일유입구와; 상기 오일유입구를 개폐하는 오일개폐구와; 상기 오일개폐구의 하부를 지지하는 제2스프링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프 밸브를 제공한다.

플런저, 스프링, 오일개폐구, 릴리프 홀

Description

오일펌프용 릴리프 밸브{Relief valve for oil pump}

도 1은 종래의 오일펌프를 나타내는 사시도이고,

도 2는 종래의 릴리프 밸브의 작동상태를 나타내는 단면도이고,

도 3은 종래의 냉시동시 시간에 따른 오일압 변화를 나타내는 그래프이고,

도 4는 본 발명에 따른 릴리프 밸브를 나타내는 분해사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 릴리프 밸브의 작동상태를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 플런저 11 : 제1스프링

12 : 가이드부 13 : 오일유입구

14 : 오일개폐구 15 : 제2스프링

16 : 릴리프 홀 17 : 스프링 장착부

본 발명은 오일펌프용 릴리프 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1스 프링에 의해 지지되는 플런저와, 플런저의 상단에 형성된 오일유입구와, 이를 개폐하는 오일개폐구와, 오일개폐구를 지지하는 제2스프링으로 구성되어, 오일압에 의해 플런저가 공진주파수로 진동하게 될경우 오일개폐구가 하강하여 오일유입구를 통해 유입된 오일이 플런저의 소착을 방지할 수 있도록 한 오일펌프용 릴리프 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 엔진의 윤활은 엔진 내부의 마찰저항을 저감함과 동시에 엔진 내부의 냉각에 대해서도 중요한 의미를 가지고 있다.

엔진에는 이 윤활을 위한 엔진 오일이 주입되어 있으며, 윤활 방식에는 오일펌프에 의한 압송과 주요운동부분의 비산(spresh)에 의한 것이 있다.

또 일반적으로는 엔진 오일을 엔진 하부의 오일 팬에 모아 이것을 오일 펌프로 주요부분에 보내는 습식 펌프방식이 사용되고 있다.

엔진 내부의 윤활은 주요운동부분은 물론, 밸브 장치에서 실린더까지 모든 것에 대해서 이루어지고 있다.

즉, 주요운동부분의 크랭크 축, 커넥팅로드, 피스톤에 대한 윤활의 마찰저항은 물론, 고온이 되는 피스톤과 실린더의 냉각이 큰 비중을 점하고 있으며, 피스톤과 실린더의 기밀성도 엔진 오일에 의해서 유지되고 있다.

오일펌프는 엔진오일을 크랭크 축 베어링이나 캠 축 베어링으로 압송하는 역할을 하고, 크랭크 축에 의해 직접 또는 기어나 체인, 이붙이 벨트 등에 의해 구동되고 있다.

오일펌프는 도 1에 도시한 바와 같이 인너 로터(2)와 아웃터 로터(3)로 구성 된 트로코이드식 오일펌프이며, 소형으로 고압이 얻어진다.

상기한 오일펌프의 구성은 위에서 언급한 펌프커버(4), 인너 로터(2), 아웃터 로터(3), 릴리프 밸브(5), 오일실링(6) 및 오일펌프 바디(7)로 구성되어 있다.

상기한 오일펌프 바디(7)내측으로 크랭크 축이 끼워져 인너 로터(2)를 돌려줌으로서 오일의 펌핑작용을 하게 되는 것이다.

상기 릴리프 밸브(5)는 과도한 오일압이 생성되었을 때 플런저(8)와 스프링(9)의 작동에 의해 오일을 드레인시켜 일정 수준이하의 오일압을 유지하게 된다.

예를 들어, 상기 오일압이 0인 경우에는 플런저(8)가 상단에서 릴리프 홀(16)을 막고 있는 상태이고(도 2a), 상기 오일압이 10bar 이하인 경우에는 플런저(8)가 상단에서 하부로 약간 이동하고(도 2b), 상기 오일압이 10bar 이상인 경우에는 플런저(8)가 릴리프 홀(16)을 완전히 열어 오일이 드레인되도록 함으로써(도 2c), 일정 수준이하의 오일압을 유지할 수 있다.

그러나, 종래의 릴리프 밸브의 내부에 설치된 플런저는 오일펌프 가이드부와 직접 마찰 운동을 하기 때문에 엔진 오일압의 변화에 따라 상하방향으로 운동하게 된다.

상기 상하운동은 플런저와 가이드부 사이에 마모를 유발시켜 엔진 시동시나 혹한기 지역에서 오일압 급상승시 플런저의 작동이 지연되어 최고압으로 10bar 이상 상승해 오일필터 누유 및 유압기 계통에 치명적인 손상을 주는 문제점이 있다.

특히, 상기 플런저의 거동이 냉시동시 1초 간격에서 오일압이 최대 4 bar이상의 진폭으로 100회 이상 진동하여 공진 수준에 도달하게 되므로, 가이드부를 완 전히 마모시키거나 온도 상승으로 가이드부에 완전 소착되게 된다.

따라서, 상기 플런저가 가이드부에 소착되면 릴리프 밸브가 과도한 오일압을 일정 수준이하로 유지하지 못하므로, 과도한 오일압에 의해 엔진 기능이 정지되어 차량 및 운전자에 치명적인 손상을 초래하게 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 플런저 상면에 오일이 드레인될 수 있도록 가공된 오일유입구와, 상기 오일유입구를 개폐하는 오일개폐구와, 오일개폐구의 하부를 지지하는 제2스프링을 포함하여, 초기의 오일압 상승은 기존 스프링에 의해 플런저가 아래로 내려오고, 오일압 상승후 공진시 4 bar 진폭만큼의 유압에 의해 오일개폐구가 하방향으로 가압되어 오일이 드레인됨으로써, 공진에 의해 발생되는 플런저와 가이드부의 소착을 방지할 수 있도록 한 오일펌프용 릴리프 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오일펌프용 릴리프 밸브에 있어서,

오일압력이 일정한 값 이상으로 상승하면 상기 오일압력에 의해 릴리프 홀을 열어 오일을 드레인시키는 플런저와; 상기 플런저의 하부를 지지하는 제1스프링과; 상기 플런저가 공진주파수로 진동하는 오일압력을 받게 되면 상기 오일이 하부로 드레인되도록 상기 플런저의 상단에 형성된 오일유입구와; 상기 오일유입구를 개폐 하는 오일개폐구와; 상기 오일개폐구의 하부를 지지하는 제2스프링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 제2스프링은 제1스프링보다 스프링 상수값이 더 큰 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 제2스프링은 상기 오일개폐구의 하부를 지지하도록 제1스프링의 내부에 장착된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 릴리프 밸브를 나타내는 분해사시도이다.

본 발명은 엔진 오일을 엔진 하부의 오일 팬에 모아 이것을 엔진 내부의 주요부분에 공급하는 오일펌프의 릴리프 밸브에 관한 것이다.

상기 오일펌프는 크랭크축에 연결되어 크랭크축의 구동에 의해 압력을 형성하고, 릴리프 밸브는 오일펌프에 의해 과도한 오일압이 생성되었을 경우 플런저(10)와 스프링의 작동에 의해 오일을 드레인시켜 일정 수준 이하의 오일압을 유지하게 된다.

본 발명은 종래의 오일펌프 케이스측 가이드부(12)와 직접 마찰되어 소착되는 플런저(10)의 문제점을 해결한 점에 주안점이 있다.

종래의 플런저(8)는 오일펌프 케이스측 가이드부(12)와 직접 마찰운동을 하기 때문에 엔진의 오일압 변화에 따라 섭동을 하게 된다. 이러한 섭동운동은 플런저(8)와 가이드부(12) 사이의 마모를 유발시키게 되므로, 엔진 시동시 또는 혹한기 지역에서 오일압 급상승 시 플런저(8)의 작동이 지연되어 오일압이 최고압인 10bar 이상 상승해 오일필터의 누유 및 유압기 계통에 치명적인 손상을 초래한다.

즉, 냉시동시 1초 간격에서 오일압이 최대 4bar 이상의 진폭으로 100회 이상 진동하여 플런저(8)의 거동이 공진 수준으로 되면 섭동시 가이드부(12)를 완전 마모시키거나 온도 상승으로 인한 가이드부(12)와 완전 소착되게 된다.

이러한 플런저(8)의 소착은 엔진 기능을 정지시켜 차량 및 운전자에게 치명적인 손상을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 플런저(10)의 소착을 방지하기 위해 플런저(10)의 상단에 오일유입구(13)를 가공하고, 오일압이 상승하여 플런저(10)의 섭동이 공진에 도달되면, 오일개폐구(14)가 하방향으로 이동하여 오일유입구(13)를 통해 오일이 유입되는 릴리프 밸브를 제공한다.

본 발명은 오일압의 변화에 따라 상하방향으로 이동하는 플런저(10)와, 플런저(10)를 탄성지지하는 제1스프링(11)과, 플런저(10)의 상단에 형성된 오일유입구(13)와, 오일유입구(13)를 개폐하는 오일개폐구(14)와, 오일개폐구(14)를 탄성지지하는 제2스프링(15)으로 구성된다.

상기 플런저(10)는 오일펌프 케이스측 가이드부(12)의 내부에서 오일압에 의해 상하방향으로 이동하고, 플런저(10)가 이동하면서 가이드부(12)의 양측에 형성된 릴리프 홀(16)을 개폐하게 된다.

또한, 상기 플런저(10)는 제1스프링(11)에 의해 지지되고, 제1스프링(11)의 하단부는 케이스측에 설치된 스프링장착부(17)에 고정되며, 스프링장착부(17)는 플런저(10)의 하부에 일정한 간격으로 설치되어 있다.

여기서, 상기 플런저(10)의 상단에는 오일유입구(13)가 형성되고, 이 오일유입구(13)는 오일압력이 일정한 값 이상으로 올라가는 경우에만 열리게 되어, 오일유입구(13)를 통해 유입된 오일이 하부로 스며들어 제1스프링(11)과 플런저(10) 사이 그리고 가이드부(12)와 플런저(10) 사이에서 윤활작용을 하게 된다.

예를 들어 오일의 압력이 6bar 미만인 경우에는 플런저(10)가 가이드부(12)에 소착될 염려가 없고, 릴리프 밸브가 일정수준이하로 유지하고자 하는 오일의 최고압력이 10bar라고 한다면, 6~10 bar의 범위로 상승하는 경우에 상기 오일유입구(13)가 열리게 된다.

상기 오일유입구(13)는 오일개폐구(14)에 의해 개폐되고, 오일개폐구(14)는 제2스프링(15)에 의해 지지되게 되며, 오일압에 따라 상하방향으로 이동하여 오일유입구(13)를 실질적으로 개폐하게 된다.

이때, 상기 제2스프링(15)은 제1스프링(11)의 안쪽에 설치되고, 제2스프링(15)의 하단부는 스프링장착부(17)에 고정되며, 제2스프링(15)의 스프링 상수값(k2)은 일정한 압력에 견딜 수 있도록 조절하되, 제1스프링(11)의 스프링 상수값(k1)보다 커야한다.

왜냐하면, k2 값이 k1보다 커야만 오일압력이 일정한 값이상에서 오일개폐구(14)가 열리기 때문이다. 만약 k2와 k1 값이 같다면 오일개폐구(14)가 플런저(10)와 동일하게 움직여서 오일개폐구(14)가 열리지 않고, k2값이 k1보다 작으면 플런저(10)가 오일압에 의해 하강하는 것보다 오일개페구(14)가 먼저 열려 오일압에 대한 응답속도가 늦어지게 된다.

상기 스프링 장착부(17)에는 오일유입구(13)를 통해 유입된 오일이 배출될 수 있도록 드레인 홀이 형성되어 있다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 오일펌프용 릴리프 밸브의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 릴리프 밸브의 작동상태를 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 릴리프 밸브는 오일압이 6~10bar 사이에서 4bar의 진폭으로 플런저(10)가 100회 이상 진동하여 공진주파수로 도달하는 경우에 플런저(10)가 가이드부(12)에 소착되는 것을 방지하게 된다.

먼저 오일압이 증가함에 따라 플런저(10)가 하강하게 되고, 플런저(10)를 지지하고 있던 제1스프링(11)이 압축되며, 플런저(10)의 상단에 형성된 오일유입구(13)는 오일개폐구(14)에 의해 닫힌 상태로 플런저(10)의 상단부가 오일개폐구(14)를 가압하게 된다.

오일압이 6bar이상 올라가게 되면 제1스프링(11)에 의해 플런저(10)가 지지된 채로 제2스프링(15)이 더욱 압축되면서 오일개폐구(14)가 하강하여 오일유입구(13)가 열리고 오일이 하부로 유입되고, 오일유입구(13)를 통해 유입된 오일은 드레인 홀을 통해 배출되게 된다.(도 5b 참조)

오일압이 10bar이상 올라가게 되면 플런저(10)의 하단부가 스프링장착부(17)에 닿게 되고, 가이드부(12)의 양측에 형성된 릴리프 홀(16)이 완전히 열리면서 오일이 드레인된다. (도 5c 참조)

이와 같은 작동상태에 의해 플런저, 제1 및 제2스프링에 의해 일정수준이하 로 오일압을 유지할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 오일펌프용 릴리프 밸브에 의하면, 오일압에 의해 플런저가 공진주파수로 진동하는 경우에 오일유입구를 통해 오일이 유입되도록 함으로써, 플런저가 가이드부에 소착되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 오일펌프용 릴리프 밸브에 있어서,

   오일압력이 일정한 값 이상으로 상승하면 상기 오일압력에 의해 릴리프 홀을 열어 오일을 드레인시키는 플런저;

   상기 플런저의 하부를 지지하고 그 하단부는 스프링장착부에 고정되는 제1스프링;

   상기 플런저가 공진주파수로 진동하는 오일압력을 받게 되면 상기 오일이 하부로 드레인되도록 상기 플런저의 상단에 형성된 오일유입구;

   상기 오일유입구를 개폐하는 오일개폐구;

   상기 오일개폐구의 하부를 지지하고 그 하단부는 스프링장착부에 고정되며 제1스프링의 안쪽에 설치되는 제2스프링;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프 밸브.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2스프링은 제1스프링보다 스프링 상수값이 더 큰 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프 밸브.
3. 삭제

Images