KR101684120B1

KR101684120B1 - 오일 쿨러 바이패스 밸브

Info

Publication number: KR101684120B1
Application number: KR1020150075699A
Authority: KR
Inventors: 이홍열; 김원배
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2016-12-21

Abstract

본 발명의 오일 쿨러 바이패스 밸브는 이동홀이 형성된 이동슬리브와 이동슬리브 내부에 이동홀과 대응되는 위치에 형성된 고정홀을 구비한 고정슬리브; 및 오일의 온도에 따라 이동되는 스풀에 의해 상하로 이동할 수 있도록 고정슬리브 내부에 마련되어 스풀을 매개로 이동슬리브와 연결된 밸브;를 포함하되, 스풀이 이동에 따라 이동슬리브를 밀어 오일이 이동홀을 따라 누수되는 것을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

오일 쿨러 바이패스 밸브 {By-pass valve of oil cooler}

본 발명은 고정슬리브와 밸브가 소착될 경우에도 정상적으로 동작하도록 구성된 오일 쿨러 바이패스 밸브에 관한 것이다.

자동차의 엔진은 실린더 블록, 실린더 헤드, 피스톤, 크랭크 샤프트, 컨넥팅 로드, 캠 등과 같은 다수의 부품들로 구성되고 상기한 부품들이 고속으로 작동되는 과정에서 서로 마찰되는 부분에 고열이 발생되므로, 엔진 오일의 공급 등을 통한 윤활 및 냉각이 이루어져야 한다. 이와 같이 엔진의 각부를 냉각 및 윤활하는 과정에서 오일의 온도는 고열로 상승된다.

엔진을 순환하며 가열된 오일은 오일 팬 내에서 어느 정도의 방열이 이루어지기는 하지만, 고속 고부하 영역에서 운전되는 엔진의 경우에는 오일 팬에서의 방열만으로는 냉각이 불충분하게 이루어진다. 따라서, 엔진 오일을 적정수준으로 냉각시켜주기 위한 오일 쿨러가 필요하게 된다.

일반적으로 오일 쿨러와 오일필터 사이에는 엔진오일의 온도를 적정하게 유지하기 위해 바이패스 밸브가 적용된다. 즉, 오일이 저온일 때는 밸브를 열어서 오일이 바로 오일필터로 유입되도록 하고, 오일 온도가 고온인 경우에는 밸브를 닫아 오일이 오일 쿨러를 거쳐 오일필터로 유동하도록 하기 위해 바이패스 밸브를 사용하는 것이다.

도 1 내지 도 2에는 종래의 오일 쿨러 바이패스 밸브 구조가 도시되어 있다. 종래의 바이패스 밸브 구조는 오일 쿨러와 연결된 오일쿨러 유로(11)와 오일필터를 거쳐 메인갤러리와 연결된 바이패스 유로(12)가 형성된 하우징(10); 상기 하우징(10) 내부에 마련되고 스풀(40)의 이동에 따라 바이패스 유로(12)를 개폐하는 서모스탯 밸브(20); 및 상기 서모스탯 밸브(20)를 감싸도록 마련된 슬리브(30)를 포함한다. 즉, 오일의 온도가 저온일 경우에는 스풀(40)이 서모스탯 밸브(20) 내부로 이동하여 서모스탯 밸브(20)가 바이패스 유로(12)를 열도록 마련되고, 오일의 온도가 고온일 경우에는 스풀(40)이 서모스탯 밸브(20)로부터 멀어지는 방향으로 힘을 작용하여 서모스탯 밸브(20)를 이동시키고 이로 인해 도 2와 같이 바이패스 유로(12)를 닫을 수 있다.

하지만, 슬리브(30)와 서모스탯 밸브(20) 사이에서 소착이 발생하면 서모스탯 밸브(20)가 슬리브(30)에 고정되어 움직이지 못하는바 오일의 온도가 고온임에도 불구하고 바이패스 유로(12)가 닫히지 못하는 현상이 발생할 수 있다. 이로 인해 고온의 오일이 엔진에 유입되어 엔진 손상 및 파손이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

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

KR

10-2013-0044882

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고정슬리브와 밸브가 소착될 경우에도 오일의 온도가 고온일 경우 바이패스 유로를 차단할 수 있도록 구성함으로써 오일의 온도가 과다하게 상승하는 것을 방지하는 오일 쿨러 바이패스 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오일 쿨러 바이패스 밸브는 이동홀이 형성된 이동슬리브와 상기 이동슬리브 내부에 상기 이동홀과 대응되는 위치에 형성된 고정홀을 구비한 고정슬리브; 및 오일의 온도에 따라 이동되는 스풀에 의해 상하로 이동할 수 있도록 상기 고정슬리브 내부에 마련되어 상기 스풀을 매개로 이동슬리브와 연결된 밸브; 를 포함하되, 상기 스풀이 이동에 따라 이동슬리브를 밀어 오일이 상기 이동홀을 따라 누수되는 것을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 밸브와 고정슬리브 사이가 소착된 경우, 상기 스풀 이동시 상기 밸브는 스풀을 매개로 이동슬리브를 상방으로 미는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 밸브와 고정슬리브가 정상일 경우, 상기 스풀 이동시 상기 밸브는 스풀에 의해 하방으로 이동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 이동슬리브 상단에는 지지부가 마련되고, 상기 지지부 하단에는 스풀을 매개로 밸브가 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 지지부 상단과 플러그 사이에는 제1 스프링이 연결되고, 상기 밸브 하단에는 제2 스프링이 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1 스프링은 제2 스프링보다 스프링 상수가 큰 것을 특징으로 할 수 있다.

내부에 상기 이동슬리브가 마련되고, 오일이 오일쿨러로 토출되도록 형성된 오일쿨러 유로와 오일이 오일필터로 토출되도록 형성된 바이패스 유로가 마련된 하우징; 을 더 포함할 수 있다.

상기 이동홀 및 고정홀은 바이패스 유로에 대응하는 위치에 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 오일 쿨러 바이패스 밸브에 따르면 고정슬리브와 밸브가 소착되더라도 정상적으로 바이패스 밸브가 동작함으로써 오일 온도가 과다하게 상승하는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 엔진으로 공급되는 온도를 적정하게 유지할 수 있어 엔진의 손상 또는 파손 문제를 방지할 수 있다.

또한, 오일 온도 센서를 사용하지 않더라도 오일 쿨러 바이패스 밸브의 페일 세이프티를 구현할 수 있어 원가를 절감시킬 수 있다.

도 1 내지 도 2는 종래의 오일 쿨러 바이패스 밸브의 구조를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 쿨러 바이패스 밸브를 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일 쿨러 바이패스 밸브에 대하여 살펴본다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 쿨러 바이패스 밸브를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 오일 쿨러 바이패스 밸브(100)는 이동홀(113)이 형성된 이동슬리브(110)와 상기 이동슬리브(110) 내부에 상기 이동홀(113)과 대응되는 위치에 형성된 고정홀(123)을 구비한 고정슬리브(120); 및 오일의 온도에 따라 이동되는 스풀(133)에 의해 상하로 이동할 수 있도록 상기 고정슬리브(120) 내부에 마련되어 상기 스풀(133)을 매개로 이동슬리브(110)와 연결된 밸브(130); 를 포함하되, 상기 스풀(133)이 이동에 따라 이동슬리브(110)를 밀어 오일이 상기 이동홀(113)을 따라 누수되는 것을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 이동슬리브(110)는 원통형상으로 마련되어 밸브(130)의 스풀(133) 이동에 따라 이동가능하며, 상기 고정슬리브(120)는 이동슬리브(110)와는 별개로 고정상태를 유지하도록 마련될 수 있다.

상기 밸브(130)는 내부에 스풀(133)가 이동가능하도록 왁스(미도시)를 포함한다. 왁스는 오일 온도가 증가할수록 팽창하는 것을 특징으로 하여 팽창 시 스풀(133)을 상방으로 밀어낸다. 즉, 오일 온도 증가/감소에 따라 스풀(133)은 밸브(130)로부터 상하방향으로 이동하고 이에 따라 밸브(130)도 고정슬리브(120) 내부에서 상하방향으로 이동하게 되는 것이다. 이때, 스풀(133)은 이동슬리브(110)에도 연결된 바, 밸브(130)가 고정슬리브(120)에 고정된 경우에는 밸브(130)가 아닌 이동슬리브(110)를 이동시킨다.

이에 더해, 밸브(130)는 고정된 상태의 고정슬리브(120) 내부에 마련되고 고정슬리브(120)를 따라 상하로 이동하여 고정홀(123)을 닫거나 여는 구성으로 마련된다. 이에 더해 고정슬리브(120) 외주면에 이동슬리브(110)를 더 마련함으로써, 밸브(130)가 고정홀(123)을 닫지 못하는 상황이더라도 이동슬리브(110)가 고정홀(123)을 닫을 수 있도록 하여 고온의 오일이 오일필터를 통해 메인 갤러리 측으로 바이패스되는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어, 상기 밸브(130)와 고정슬리브(120) 사이가 소착된 경우, 상기 스풀(133) 이동시 상기 밸브(130)는 스풀(133)을 매개로 이동슬리브(110)를 상방으로 미는 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 밸브(130)와 고정슬리브(120) 사이의 소착현상으로 인해 밸브(130)가 고정슬리브(120)에 고정된 상태이더라도 스풀(133)은 이동하려는 특성을 유지하는바, 도 5와 같이 스풀(133)의 이동에 의해 이동슬리브(110)가 상방으로 이동하여 고정홀(123)을 닫음으로써 오일이 고정홀(123)과 이동홀(113)을 따라 바이패스 되는 것을 막을 수 있다.

반면, 상기 밸브(130)와 고정슬리브(120)가 정상일 경우, 상기 스풀(133) 이동시 밸브(130)는 스풀(133)에 의해 하방으로 이동하는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 밸브(130)와 고정슬리브(120) 사이의 소착현상이 없는 정상상태일 경우에 밸브(130)는 고정슬리브(120)를 따라 이동가능하다. 따라서, 도 4와 같이 오일의 온도가 고온일 경우에 밸브(130)는 스풀(133)의 이동에 의해 하방으로 이동하여 이동홀(113) 및 고정홀(123)을 막음으로써 오일이 오일필터로 바이패스되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 밸브(130)와 고정슬리브(120)간의 소착과 같은 고장상황으로 인하여 밸브(130)가 고정슬리브(120)를 따라 이동할 수 없는 경우, 이동슬리브(110)가 고정홀(123)를 막을 수 있도록 설계됨으로써 오일이 오일쿨러 측으로 바이패스되는 것을 방지하여 정상적으로 바이패스 기능을 수행할 수 있다. 또한, 오일 쿨러 바이패스 밸브(100)이 고장상황에서도 오일 바이패스를 제어할 수 있도록 설계되는바, 상품성이 향상될 수 있다.

한편, 상기 이동슬리브(110) 상단에는 지지부(115)가 마련되고, 상기 지지부(115) 하단에는 스풀(133)을 매개로 밸브(130)가 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 밸브(130)는 스풀(133)을 매개로 이동슬리브(110)의 지지부(115)에 고정연결되며 지지부(115)를 기준으로 하방으로 이동이 가능하다. 하지만, 고정슬리브(120)에 의해 밸브(130)가 하방으로 이동이 불가한 경우, 스풀(133)이 지지부(115)를 밀어내어 이동슬리브(110)를 상방으로 이동시킨다.

여기서, 지지부(115) 상단과 플러그(140) 사이에는 제1 스프링(117)이 연결되고, 상기 밸브(130) 하단에는 제2 스프링(135)이 연결된 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 제1 스프링(117)은 제2 스프링(135)보다 스프링 상수가 크게 설정될 수 있다.

예를 들어, 밸브(130)가 고정슬리브(120) 내부에서 정상적으로 이동가능한 경우에는 오일이 고온으로 증가할 때 밸브(130)가 고정슬리브(120)를 따라 하방으로 이동하여야 한다. 따라서, 제1 스프링(117)을 제2 스프링(135)보다 스프링 상수가 크게 설계함으로써 밸브(130)가 제2 스프링(135)을 압축하면서 하방으로 이동되도록 마련할 수 있다. 이때, 이동슬리브(110)는 제1 스프링(117)가 압축되지 않는바 고정된 상태를 유지한다.

만약, 밸브(130)가 고정슬리브(120)에 소착된 경우에는, 밸브(130)가 고정슬리브(120)에 고정되어 제2 스프링(135)을 압축할 수 없는 바, 오일이 고온으로 증가하면 밸브(130)는 스풀(133)을 통해 이동슬리브(110)를 상방으로 밀어내면서 제1 스프링(117)을 압축시킨다. 이에 따라 이동슬리브(110)가 상방으로 이동하면서 고정슬리브(120)의 고정홀(123)을 막을 수 있다.

또한, 오일 쿨러 바이패스 밸브(100)는 내부에 상기 이동슬리브(110)가 마련되고, 오일이 오일 쿨러로 토출되도록 형성된 오일쿨러 유로(153)와 오일이 오일필터로 토출되도록 형성된 바이패스 유로(155)가 마련된 하우징(150);을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이동홀(113) 및 고정홀(123)은 바이패스 유로(155)에 대응하는 위치에 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 하우징(150) 내부로 유입된 오일은 바이패스 유로(155)의 개폐여부에 따라 바이패스 유로(155) 또는 오일쿨러 유로(153)로 유동하게 된다.

예를 들어, 밸브(130)가 고정슬리브(120) 내부에서 정상적으로 이동가능한 경우에 오일의 온도가 고온으로 형성되면 바이패스 유로(155) 측에 마련된 이동홀(113)과 고정홀(123)을 밸브(130)가 막음으로서 바이패스 유로(155)로 오일이 공급되는 것을 방지한다. 반대로 밸브(130)가 고정슬리브(120)에 소착된 경우에 오일의 온도가 고온으로 형성되면 바이패스 유로(155) 측에 마련된 이동홀(113)이 이동슬리브(110)의 이동으로 인해 상방으로 이동하고 이동슬리브(110)가 바이패스 유로(155)를 막아 오일이 오일필터로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 이동슬리브(110)의 하단은 고정홀(123)의 길이보다 길게 형성됨으로써 이동슬리브(110)가 상방으로 이동하였을 때, 오일이 고정홀(123)을 통해 바이패스 유로(155) 측으로 유동하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 오일 쿨러 바이패스 밸브 110 : 이동슬리브
113 : 이동홀 115 : 지지부
117 : 제1 스프링 120 : 고정슬리브
123 : 고정홀 130 : 밸브
133 : 스풀 135 : 제2 스프링
140 : 플러그 150 : 하우징
153 : 오일쿨러 유로 155 : 바이패스 유로

Claims

이동홀이 형성된 이동슬리브와 상기 이동슬리브 내부에 상기 이동홀과 대응되는 위치에 형성된 고정홀을 구비한 고정슬리브; 및
오일의 온도에 따라 이동되는 스풀에 의해 상하로 이동할 수 있도록 상기 고정슬리브 내부에 마련되어 상기 스풀을 매개로 이동슬리브와 연결된 밸브; 를 포함하되,
상기 스풀이 이동에 따라 이동슬리브를 밀어 오일이 상기 이동홀을 따라 누수되는 것을 방지하고,
상기 밸브와 고정슬리브 사이가 소착된 경우, 상기 스풀 이동시 상기 밸브는 스풀을 매개로 이동슬리브를 상방으로 미는 것을 특징으로 하는 오일 쿨러 바이패스 밸브.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 밸브와 고정슬리브가 정상일 경우, 상기 스풀 이동시 상기 밸브는 스풀에 의해 하방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 오일 쿨러 바이패스 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 이동슬리브 상단에는 지지부가 마련되고,
상기 지지부 하단에는 스풀을 매개로 밸브가 연결된 것을 특징으로 하는 오일 쿨러 바이패스 밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 지지부 상단과 플러그 사이에는 제1 스프링이 연결되고,
상기 밸브 하단에는 제2 스프링이 연결된 것을 특징으로 하는 오일 쿨러 바이패스 밸브.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 스프링은 제2 스프링보다 스프링 상수가 큰 것을 특징으로 하는 오일 쿨러 바이패스 밸브.
청구항 1에 있어서,
내부에 상기 이동슬리브가 마련되고, 오일이 오일쿨러로 토출되도록 형성된 오일쿨러 유로와 오일이 오일필터로 토출되도록 형성된 바이패스 유로가 마련된 하우징; 을 더 포함하는 오일 쿨러 바이패스 밸브.
청구항 7에 있어서,
상기 이동홀 및 고정홀은 바이패스 유로에 대응하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 오일 쿨러 바이패스 밸브.