KR200311750Y1 - 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조에 관한 것으로서, 오일압에 따라 상하 슬라이딩 가능하게 밸브체(11) 내에 설치되는 플런저와 플러그(13)사이에 설치되어 플런저를 탄성 지지하는 압축스프링(14)으로 구성된 오일펌프측 연결관체(3)을 통해 바이패스관체(6)로 오일을 순환시키는 기어식 오일펌프용 압력조절 밸브(10)에 있어서, 상기 압력조절밸브(10)의 플런저는 일측이 개방된 몸체(15-1)의 중앙에 통공(15a)이 형성되고, 측면에 상기 바이패스관체(6)에 오일을 유통시킬 수 있는 오일순환공(15b)이 형성된 아웃터플런저(15)와, 상기 아웃터플런저(15) 내에 일측이 개방되고 타측이 밀폐된 체적을 갖는 몸체(16-1)가 안내 설치되고, 몸체(16-1)의 밀폐된 중앙에 상기 통공(15a)에 안내되는 안내돌부(16a)가 형성되며, 개방된 내측으로부터는 상기 압축스프링(14)이 일단이 지지 설치되는 인너플런저(16)로 구성된 것을 특징으로 하는 바, 기어 구동방식의 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 주요 구성요소인 플런저를 인너플런저와 아웃터플런저를 복합적으로 설치하여 동시 작동하여 과부하에 따른 오일을 순환시켜주고, 아웃터플러저의 오동시에는 인너플런저의 동작만으로 오일을 순환시켜 오일펌프 내에 걸리는 부하를 줄이면서 오일의 압송을 정상적으로 운행토록 함과 동시에 재차 동작에 따른 아웃터로터의 임시적인 고착불량을 해소할 수 있도록 하여 설정 값 이상의 오일압송으로 인해 엔진으로부터 발생할 수 있는 기타 부작용을 해소하여 엔진의 출력성능을 효율적으로 보조할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조{Pressure relief valve structure of oil pump for cars}

본 고안은 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 기어타입의 오일펌프에 있어, 오일 압력의 이송시 과부하에 따라 작동되는 압력조절밸브를 개선하여, 오동작을 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진블럭 측에 설치되어 엔진룸 내에 엔진오일을 순환시켜 윤활 및 냉각작용을 할 수 있도록 돕는 기어식 오일펌프는 2개의 기어(이하, 로터(Rotor)라 칭함)의 회전에 의해 흡입측으로 엔진오일 탱크로부터 오일을 흡입하여 엔진룸 내로 소정의 압으로 토출시켜 엔진의 작동에 따른 윤활작용과 함께 출력을 도와주는데 사용된다.

엔진의 회전 중에는 내부에 설치된 피스톤, 아암 등 많은 부품들이 상호 마찰을 갖게되고, 또 이들 중에는 상당한 하중이 걸리면서 고속으로 마찰을 일으키는 경우가 있다.

상기와 같이 마찰부분으로 인해 엔진 실린더의 팽창 행정에서 얻은 힘에 대한 저항이며, 손실이 되는 힘으로서 동력손실을 초래하고 부품끼리의 마찰로서 그 부품을 마모시켜 수명을 단축시켜 엔진의 성능을 단축시키는 원인을 제공하게 된다.

상기 엔진에는 이 윤활을 위하여 엔진 오일이 주입되어 있으며, 엔진오일은 실린더 블록 하부에 장착되는 오일팬에 수용한 후 그 오일팬 내의 엔진오일을 펌핑하여 크랭크축 베어링이나 캠축 베어링 등에 압송하여 공급하고 있다.

오일펌프는 크랭크축에 의해 직접 또는 기어나 체인 또는 타이밍벨트 등을경유해서 구동되는데 통상 차량의 엔진 오일 급송용으로는 트로코이드식, 크레센트식 및 기어식 오일펌프가 많이 사용되고 있다.

통상 기어식 오일펌프는 케이싱 내에 설치된 2개의 로터의 치형이 서로 맞물림과 동시에 일방향으로 오일을 압송할 수 있도록 한 외접식 오일펌프가 있고, 내경에 치형이 형성된 아웃로터 내측에 외측둘레에 치형이 형성된 인너로터가 위치하되, 인너로터는 회전에 따라 아웃터로터의 내부 치형과 함께 회전하면서, 오일 흡입구로부터 소정량의 오일을 흡입하여 출구측으로 압송하여 토출시키는 내접식 오일펌프 즉, 트로코이드 방식이 있다.

본 고안에서 다루고자 하는 오일펌프는 상기 오일펌프 중 트로코이드식(내접식 오일펌프)로서, 첨부된 도 1을 간단히 살피면, 인너로터(1A)와 아웃터로터(2A)로 이루어진 오일펌프(1)는 오일흡입구(2)측과 오일토출구(4)측의 설계에 있어, 내부로부터 오일압송시 과압력 발생시 오일을 다시 오일흡입구(2)측으로 순환(By-pass)시키는 바이패스관체(6)가 설치되어 있고, 이 바이패스관체(6)에는 과부하 오일압력에 의해 오일펌프(1)내에 발생되는 과부하 오일압을 상쇄시켜 주기 위한 압력조절밸브(Pressure relief valve)(10)가 설치되며, 바이패스관체(6)에는 오일펌프(1)측과 연결되는 연결관체(3)가 설치되어 있다.

상기 압력조절밸브(10)를 자세하게 살피면, 첨부된 도 2에서 도시된 바와 같이, 오일압이 바이패스 될 수 있도록 오일펌프(1)에 일단이 연결되어 통하고, 타단은 오일펌프(1)측으로부터 연결 설치되는 오일흡입구(2)측에 설치되도록 한 바이패스 관체(6)는 압력조절밸브(10)의 밸브체(11) 내부를 평상시 기밀시키기 위한 플런저(12)(Plunge)가 설치되며, 상기 플런저(12)는 일측으로부터 체결 설치되는 플러그 (13)측과 탄성 유지되도록 압축스프링(14)에 의해 지지하는 구조로 설치되어 있다.

상기 압력조절밸브(10)는 오일시스템 내의 압력을 규정하고 있는 설정 값 이하로 유지시켜 주어 엔진의 출력성능을 최대한 안정되도록 해주는 역할로서, 통상 엔진구동에 의한 엔진오일의 흐름에 있어, 오일펌프(1)의 내부 케이싱(도면에서 생략함) 내에는 엔진오일과 함께 작동 중에 발생되는 미세한 이물질에 의해 상기 플런저(12)가 고착되는 경우가 발생될 수 있다.

정상적으로는 과부하에 따른 오일 압송 압력이 순환라인을 따라 압력조절밸브(10)의 밸브체(11) 내에 압축스프링(14)에 의해 탄성 지지된 플런저(12)가 정상적으로 가압되어 첨부된 도 3에서와 같이, 오일을 오일순환라인으로 이송시켜 주어야 하나, 플런저의 고착현상으로 오동작되는 사례에 따라 엔진의 작동에 있어 여러 지점에 부작용을 발생시키는 원인제공을 하여 엔진의 출력성능을 저하시키는 요인이 되었다.

본 고안은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 오일펌프에 의해 인너로터와 아웃로터의 회전구동으로 엔진내부로 오일을 압송할 때 발생되는 과 압력시 기관에 무리를 주지 않도록 자동적으로 압력을 설정 값으로 조정해 주는 압력조절밸브의 플런저 고착현상을 없애 오일시스템을 보호하면서 엔진의 출력을 도울 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의하면, 오일압에 따라 상하 슬라이딩 가능하게 밸브체 내에 설치된 플런저와 플러그사이에 설치되어 플런저를 탄성 지지하는 압축스프링으로 구성된 오일펌프측 연결관을 통해 바이패스관체로 오일을 순환시키는 기어식 오일펌프용 압력조절 밸브에 있어서, 상기 압력조절밸브의 플런저는 일측이 개방된 몸체의 중앙에 통공이 형성되고, 측면에 상기 바이패스관체에 오일을 유통시킬 수 있는 오일순환공이 형성된 아웃터플런저와, 상기 아웃터플런저 내에 일측이 개방되고 타측이 밀폐된 체적을 갖는 몸체가 안내 설치되고, 몸체의 밀폐된 중앙에 상기 통공에 안내되는 안내돌부가 형성되며, 개방된 내측으로부터는 상기 압축스프링이 일단이 지지 설치되는 인너플런저로 구성된 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조가 제공된다.

도 1은 일반적인 오일펌프의 작동상태를 도시한 개략도,

도 2는 종래 오일펌프의 압력조절밸브를 도시한 종단면도,

도 3은 종래 압력조절밸브의 작동상태를 도시한 종단면도,

도 4는 본 고안인 오일펌프의 압력조절밸브를 도시한 정면도,

도 5는 본 고안에 따른 주요부분에 대한 분리사시도,

도 6 및 도 7은 본 고안에 따른 압력조절밸브의 작동상태를 도시한 종단면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎

10: 압력조절밸브 11: 밸브체

13: 플러그 14: 압축스프링

15: 아웃터플런저 15a: 통공

15b: 순환공 16: 인너플런저

16a: 안내돌부

이하, 첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 고안에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 4는 본 고안인 오일펌프의 압력조절밸브를 도시한 종단면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 주요부분에 대한 분해도이며, 도 6 및 도 7은 본 고안에 따른 압력조절밸브의 작동상태를 도시한 종단면도이다.

본 고안은 오일압에 따라 상하 슬라이딩 가능하게 밸브체(11) 내에 설치되는 플런저와 플러그(13)사이에 설치되어 플런저를 탄성 지지하는 압축스프링(14)으로 구성된 오일펌프측 연결관체(3)을 통해 바이패스관체(6)로 오일을 순환시키는 기어식 오일펌프용 압력조절밸브(10)에 있어서, 상기 압력조절밸브(10)의 플런저는 아웃터플런저(15)와 인너플런저(16)로 구성된다.

상기 아웃터플런저(15)는 일측이 개방된 몸체(15-1)의 중앙에 통공(15a)이 형성되고, 측면에 상기 바이패스관체(6)에 오일을 유통시킬 수 있는 오일순환공(15b)이 형성된다.

또한, 상기 인너플런저(16)는 아웃터플런저(15) 내에 일측이 개방되고 타측이 밀폐된 체적을 갖는 몸체(16-1)가 안에 설치되고, 몸체(16-1)의 밀폐된 중앙에 상기 통공(15a)에 안내되는 안내돌부(16a)가 형성되며, 개방된 내측으로부터는 상기 압축스프링(14)이 일단이 지지 설치되는 구조이다.

상기 아웃터플런저(15)의 몸체(15-1) 외측에는 안내홈(15c)이 형성되고, 압력조절밸브(10)의 밸브체(11) 직경 내에는 상기 안내홈(15c)을 삽입하기 위한 위치고정돌기(11a)가 형성됨이 바람직하다.

상기 안내돌부(16a)의 직경은 통공(15a)의 직경과 소정의 틈새를 갖도록 한다. 이는 인너플런저의 초기 슬라이딩 구동이 압력을 전달받기 위한 접촉면적과 인너플런저(16)의 중앙을 초기에 집중 가압하기 위함이다.

본 고안에서 다루고 있는 압력조절밸브(10)는 내접식 인너로터(1A)와 아웃터로터(2A)의 구동방식 오일펌프에 관한 것으로, 외접식 구동로터와 피동로터의 구동방식인 오일펌프에 적용될 수 있음을 밝히며, 이하, 설명에서는 내접식 기어 오일펌프에 한하여 설명하기로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안인 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조에 대한 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 엔진구동에 따른 크랭크축으로부터 동력 전달되어 회전되는 인너로터(16)와 아웃터로터(15)의 구동은 오일팬으로부터 오일을 흡입 하여 오일흡입구(2)를 통해 인너로터(16)와 아웃터로터(16)의 치형 교접에 따라 오일토출구(4)측으로 압송하여 엔진내부를 경유하게 한다.

상기와 같은 흐름에 있어, 엔진 구동이 이루어짐에 따라 운전자의 운행조작에 의한 급제동, 급출발이 이루어지는 경우, 오일압송이 설정 값 이하, 또는 그 이상으로 과부하가 걸리 수 있게 되는데, 오일펌프의 케이싱 내부에서 걸리는 오입압송의 고압력은 연결관체(3)측과 바이패스관체(6) 사이에 연결 설치된 압력조절밸브(10)에 의해 조정될 수 있다.

먼저 오일압이 연결관체(3)를 통해 부하를 전달하는 부분은 밸브체(11) 내에 설치된 아웃터플런저(15)와 인너플런저(16)의 일측면을 가압하고, 이때 가압되는힘에 의해 아웃터플런저(15)와 인너플런저(16)는 동시에 압축스프링(14)을 탄성 가압하면서 첨부된 도 6에서와 같이 작동되어 연결관체(3)로부터 이상 압력을 가진 오일을 바이패스관체(6)로 순환시키며, 이때 순환되는 오일은 다시 오일흡입구(2)측을 통해 오일펌프의 케이싱 내로 흡입된다.

즉, 상기와 같은 작동은 오일시스템 내의 압력을 규정하고 있는 설정 값 이하로 유지시켜 주어 오일펌프 내에서 이루어지는 오일 압송에 무리를 주지 않는 범위에서 순환케 하므로, 결국 엔진에 무리를 주지 않으면서 출력향상을 요할 수 있게 된다.

한편, 종래와 같이 오일펌프의 내부 케이싱 내에는 엔진오일과 함께 작동 중에 발생되는 미세한 이물질에 의해 상기 아웃터플런저가 임시 고착되는 경우가 발생될 수 있는데, 이때에는 첨부된 도 6에서 도시된 바와 같이, 인너플러저의 작동에 의해 오일을 바이패스할 수 있게 된다.

좀더 자세하게 설명하면, 임시적으로 고착되어 상하 동작 불가능한 아웃터플런저(15)의 몸체(15-1) 중앙에 형성된 통공(15a)으로 오일압은 집중되며, 이때 받는 오일압은 상기 통공(15a)측에 안내된 인너플런저(16)의 몸체(16-1)중앙에 형성된 안내돌부(16)를 밀어내면서 결국 인너플런저(16) 전체를 가압하게 된다.

이때에는 압축스프링(14)이 플러그(13)로부터 상대적으로 압축되고, 아웃터플런저(15)로부터 이격되는 인너플런저(16)의 일측을 통해 오일은 상기 아웃터플런저의 측면에 형성된 오일 순환공(15b)을 통해 바이패스관체(6)로 이송하게 되어 오일펌프 내에 발생된 압력상승을 자동적으로 상쇄시켜 주며, 오일압이 설정 값을 유지하는 상태의 정도가 되면, 다시 압축스프링(14)의 복원력으로 인너플런저(16)는 초기상태(안내돌부가 아웃터플런저의 통공에 위치되는 상태)로 복귀된다.

상기와 같이 복귀된 인너플런저(16) 동작에 따라서는 임시적으로 순간 고착된 아웃터플런저(15)의 작동을 복귀시켜 다음에는 상술한 바와 같이 동시에 정상적으로 동작되어 오일을 원활하게 바이패스시켜 줌으로써 오일시스템을 안정적으로 운영할 수 있는 것이다.

이에 따라 본 고안에서의 플런저는 아웃터플런저와 인너플런저를 구비함으로써, 아웃터플런저의 임시적인 고착현상에 따른 압력조절밸브의 오동작되는 사례를 없엠에 따라 엔진의 작동에 있어 여러 지점에 부작용의 원인제공을 해소할 수있다.

이상에서와 같이, 본 고안은 기어 구동방식의 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 주요 구성요소인 플런저를 인너플런저와 아웃터플런저를 복합적으로 설치하여 동시 작동하여 과부하에 따른 오일을 순환시켜주고, 아웃터플러저의 오동시에는 인너플런저의 동작만으로 오일을 순환시켜 오일펌프 내에 걸리는 부하를 줄이면서 오일의 압송을 정상적으로 운행토록 함과 동시에 재차 동작에 따른 아웃터로터의 임시적인 고착불량을 해소할 수 있도록 하여 설정 값 이상의 오일압송으로 인해 엔진으로부터 발생할 수 있는 기타 부작용을 해소하여 엔진의 출력성능을 효율적으로 보조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 오일압에 따라 상하 슬라이딩 가능하게 밸브체(11) 내에 설치되는 플런저와 플러그(13)사이에 설치되어 플런저를 탄성 지지하는 압축스프링(14)으로 구성된 오일펌프측 연결관체(3)을 통해 바이패스관체(6)로 오일을 순환시키는 기어식 오일펌프용 압력조절 밸브(10)에 있어서,

   상기 압력조절밸브(10)의 플런저는 일측이 개방된 몸체(15-1)의 중앙에 통공(15a)이 형성되고, 측면에 상기 바이패스관체(6)에 오일을 유통시킬 수 있는 오일순환공(15b)이 형성된 아웃터플런저(15)와,

   상기 아웃터플런저(15) 내에 일측이 개방되고 타측이 밀폐된 체적을 갖는 몸체(16-1)가 안내 설치되고, 몸체(16-1)의 밀폐된 중앙에 상기 통공(15a)에 안내되는 안내돌부(16a)가 형성되며, 개방된 내측으로부터는 상기 압축스프링(14)이 일단이지지 설치되는 인너플런저(16)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 아웃터플런저(15)의 몸체(15-1) 외측에는 안내홈(15c)이 형성되고, 압력조절밸브(10)의 밸브체(11) 직경 내에는 상기 안내홈(15c)을 삽입하기 위한 위치고정돌기(11a)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 안내돌부(16a)의 직경은 통공(15a)의 직경과 소정의 틈새를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프의 압력조절밸브 구조.