KR20120046447A - 릴리프밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압을 공급받는 대상 장치로부터 유압을 피이드백 받는 피이드백포트(1)와, 펌프의 입구측과 연결되는 입구포트(3) 및 상기 펌프의 출구와 연결되는 출구포트(5)가 형성된 하우징(7)과; 상기 피이드백포트(1)로부터 제공되는 유압에 의해 상기 하우징(7) 내에서 직선슬라이딩하여 상기 입구포트(3)와 출구포트(5)의 연통상태를 전환하도록 설치된 플런저(9)와; 상기 피이드백포트(1)로부터의 유압에 대응하는 방향으로 상기 플런저(9)를 가압하도록 구비된 제1탄성부재(11)와; 상기 제1탄성부재(11)의 탄성력을 가변시키도록 구비된 탄성력가변수단을 포함하여 구성되어, 상기 대상 장치로부터의 압력을 피이드백함으로써 유압의 최적 제어가 가능하도록 하면서도, 엔진의 냉시동시처럼, 펌핑되는 유체를 공급받는 대상 장치로부터 릴리프밸브로 피이드백되는 유압의 지연이 발생될 수밖에 없는 상황에서도 제공되는 유압의 피크압력을 낮추어 유압을 공급받는 대상 장치의 손상을 방지할 수 있도록 한 릴리프밸브를 제공한다.

Description

릴리프밸브{Relief Valve}

본 발명은 릴리프밸브에 관한 것으로서, 펌프에서 압송하는 유체의 압력이 지나치게 높아지게 되는 것을 방지하도록 하는 릴리프밸브의 구조에 관한 기술이다.

차량의 엔진이나 변속기 등과 같은 장치에는 일정한 수준의 압력으로 오일 등과 같은 유체를 공급해야 하며, 이를 위해서는 오일펌프 등과 같은 펌프를 구동하는데, 상기와 같은 펌프의 구동상황에 따라 토출되는 유체의 압력이 변화하게 되며, 상기와 같은 유체의 압력은 이러한 유체를 공급받는 대상 장치의 작동 및 성능 등에 영향을 주게 된다.

특히, 상기 펌프로부터 공급되는 유체의 압력이 지나치게 높게 되는 경우에는, 상기 유체를 공급받는 대상 장치의 파손 등도 우려되는 바, 예컨대 오일펌프로부터 과도한 유압이 공급되면, 오일필터나 오일쿨러 등의 손상을 초래하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 상황을 방지하기 위해 릴리프밸브가 구비되는데, 도 1은 종래의 릴리프밸브의 일 예를 예시하고 있다.

도 1의 릴리프밸브는 밸브하우징(500)의 내부에 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치된 플런저(502)에 제1공간(504)과 제2공간(506)이 구비되어 있고, 상기 제1공간(504)으로는 유체를 공급받는 대상 장치, 예컨대 엔진의 메인갤러리 등으로부터의 유압이 상기 플런저(502)와 상기 플런저(502)를 상기 밸브하우징(500) 내에 구속하는 플러그(508) 사이로 공급되도록 연결되고, 상기 제2공간(506)은 상기 유체를 펌핑하는 펌프의 입구단과 출구단을 연결하는 상태를 전환할 수 있도록 되어 있으며, 상기 플런저(502)를 상기 플러그(508) 쪽으로 탄성적으로 지지하는 스프링(510)을 구비하고 있다.

상기 릴리프밸브는, 유체를 공급받는 대상 장치로부터 피이드백되는 유압이 상기 제1공간(504)으로 유입되고, 그 압력이 상기 스프링(510)으로 설정된 압력보다 높으면 상기 스프링(510)을 압축시키면서 상기 플런저(502)가 하측으로 이동하여, 상기 펌프의 출구단을 입구단과 연통시킴으로써, 펌프로부터 송출되는 유체의 압력을 저하시키는 기능을 수행하게 된다.

그런데, 상기한 바와 같이 구성되어 작동되는 릴리프밸브는 차량의 냉시동시와 같이 상기 펌프로 점도가 높은 상태의 유체를 펌핑해야 하는 경우에는, 상기 유체를 공급받는 대상 장치로부터의 정확한 유압 피이드백이 늦어짐에 따라, 상기 릴리프밸브의 작동 응답성 저하 현상이 발생하고, 이 경우 상기 릴리프밸브 작동 전에 대상 장치에 지나치게 높은 유압이 제공되어 오일필터나 오일쿨러와 같은 대상 장치의 파손을 초래할 수 있다.

한편, 종래의 다른 한 종류의 릴리프밸브는 유압을 제공받는 대상 장치로부터 피이드백되는 유압으로 작동되는 것이 아니라, 펌프에서 토출되는 압력에 의해 바로 작동되도록 된 것이 있는데, 이 경우에는 실제 유압을 제공받는 대상 장치에서 유압을 피이드백할 수 없어서 적절한 유압의 확보 및 유지가 어려우며, 오일필터의 막힘 현상 등에 의하여 펌프에서 토출되는 유체의 유동 경로에 저항이 커지면, 대상 장치로 공급되는 오일압이 저하될 수밖에 없고, 대상장치로 공급되는 유압을 충분한 수준으로 확보하기 위해서는 충분한 릴리프마진의 확보로 인하여 펌프의 용량이 증대되고, 펌프의 구동토크 상승으로 에너지의 과다 손실이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유체를 공급받는 대상 장치로부터의 압력을 피이드백함으로써 유압의 최적 제어가 가능하도록 하면서도, 엔진의 냉시동시처럼, 펌핑되는 유체를 공급받는 대상 장치로부터 릴리프밸브로 정확한 유압의 피이드백이 지연될 수밖에 없는 상황에서도, 상기 대상 장치로 제공되는 유압의 피크압력을 적절히 낮추어 유압을 공급받는 상기 대상 장치의 손상을 방지할 수 있도록 한 릴리프밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 릴리프밸브는

유압을 공급받는 대상 장치로부터 유압을 피이드백 받는 피이드백포트와, 펌프의 입구측과 연결되는 입구포트 및 상기 펌프의 출구와 연결되는 출구포트가 형성된 하우징과;

상기 피이드백포트로부터 제공되는 유압에 의해 상기 하우징 내에서 직선슬라이딩하여 상기 입구포트와 출구포트의 연통상태를 전환하도록 설치된 플런저와;

상기 피이드백포트로부터의 유압에 대응하는 방향으로 상기 플런저를 가압하도록 구비된 제1탄성부재와;

상기 제1탄성부재의 탄성력을 가변시키도록 구비된 탄성력가변수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 유체를 공급받는 대상 장치로부터의 압력을 피이드백함으로써 유압의 최적 제어가 가능하도록 하면서도, 엔진의 냉시동시처럼, 펌핑되는 유체를 공급받는 대상 장치로부터 릴리프밸브로 피이드백되는 유압의 지연이 발생될 수밖에 없는 상황에서도 제공되는 유압의 피크압력을 낮추어 유압을 공급받는 대상 장치의 손상을 방지할 수 있도록 한다. 또한 상기 유체가 엔진의 오일인 경우, 오일압을 최적으로 제어할 수 있어서 차량의 연비 향상 효과가 탁월하게 발휘될 수 있도록 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 릴리프밸브의 구성을 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 릴리프밸브를 설명한 도면,
도 3은 도 2의 분해사시도,
도 4는 도 2의 탄성력가변수단을 상세히 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 유압을 공급받는 대상 장치로부터 유압을 피이드백 받는 피이드백포트(1)와, 펌프의 입구측과 연결되는 입구포트(3) 및 상기 펌프의 출구와 연결되는 출구포트(5)가 형성된 하우징(7)과; 상기 피이드백포트(1)로부터 제공되는 유압에 의해 상기 하우징(7) 내에서 직선슬라이딩하여 상기 입구포트(3)와 출구포트(5)의 연통상태를 전환하도록 설치된 플런저(9)와; 상기 피이드백포트(1)로부터의 유압에 대응하는 방향으로 상기 플런저(9)를 가압하도록 구비된 제1탄성부재(11)와; 상기 제1탄성부재(11)의 탄성력을 가변시키도록 구비된 탄성력가변수단을 포함하여 구성된다.

본 실시예에서, 상기 제1탄성부재(11)는 코일스프링으로 구성하였으며, 동일한 조건에서 종래에 사용되던 일반적인 릴리프밸브에서 플런저(9)를 가압하도록 설치된 스프링보다 그 탄성력이 낮게 설정되어, 상대적으로 낮은 유압에서도 플런저(9)를 이동시킬 수 있도록 구성된다.

상기 탄성력가변수단은 상기 제1탄성부재(11)에 접촉한 상태로 상기 플런저(9)의 직선슬라이딩방향을 따라 상기 하우징(7) 내에서 직선슬라이딩 가능하도록 설치된 가동시트(13)와, 상기 가동시트(13)를 상기 제1탄성부재(11) 쪽으로 가압하도록 설치된 제2탄성부재(15)와, 상기 가동시트(13)가 상기 제2탄성부재(15)의 탄성력을 극복하고 당겨질 수 있도록 자기력을 제공할 수 있도록 구비된 전자석(17)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 탄성력가변수단은 상기 가동시트(13)가 상기 제2탄성부재(15)와 상기 전자석(17)에 의해 이동하면서 상기 제1탄성부재(11)를 가압하는 정도가 변화하도록 함에 의해 상기 제1탄성부재(11)의 탄성력을 가변시키도록 한 것이다.

물론, 상기 제2탄성부재(15)의 탄성력은 상기 제1탄성부재(11)의 탄성력 보다 커서, 상기 가동시트(13)로 상기 제1탄성부재(11)를 수축시킬 수 있도록 한다.

상기 하우징(7)에는 상기 플런저(9)와 제1탄성부재(11) 및 상기 가동시트(13)가 차례로 삽입된 공간을 밀폐하도록 플러그(19)가 결합되며, 상기 전자석(17)은 상기 플러그(19)에 고정된 구조이다.

즉, 상기 플러그(19)는 상기 하우징(7) 내에 상기 플런저(9)와 제1탄성부재(11) 및 상기 가동시트(13) 등을 차례로 삽입한 후, 상기 하우징(7)을 밀폐하는 기능을 함과 아울러 상기 전자석(17)을 고정함으로써, 상기 탄성력가변수단의 일부를 구성하는 기능을 겸하여 수행하는 것이다.

상기 플러그(19)에는 상기 가동시트(13)의 직선슬라이딩 운동을 가이드하는 가이드핀(21)이 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 제2탄성부재(15)는 상기 가이드핀(21)을 감싸면서 삽입된 코일스프링으로 이루어진다.

본 실시예에서, 상기 가동시트(13)는 비자성체로 구성되고, 상기 전자석(17)을 향한 면에 자성체(23)가 일체로 구비된다.

물론, 상기 가동시트(13) 자체가 자성체로 구성될 수도 있으나, 보다 질량이 가벼운 비자성체로 가동시트(13)의 대부분을 구성하고, 상기와 같이 자성체를 일부에 구비하면 가동시트(13)의 관성력 저감으로 그 기동성이 보다 향상되는 효과를 얻을 수 있을 것이다.

상기 하우징(7)에는 상기 가동시트(13)가 상기 플런저(9)를 향해 이동할 수 있는 범위를 제한하는 스토퍼(25)가 구비된다.

즉, 상기 가동시트(13)는 상기 전자석(17)에 전기가 공급되지 않는 동안에는 상기 제2탄성부재(15)에 의해 상기 스토퍼(25)에 의해 멈춰지는 위치까지 상기 플런저(9)를 향해 이동해 있고, 상기 전자석(17)에 전기가 제공되는 동안에만, 상기 전자석(17) 쪽으로 밀착하도록 이동되는 것이다.

본 실시예에서, 상기 가동시트(13)는 상기 플런저(9)보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 스토퍼(25)는 상기 가동시트(13)가 직선슬라이딩 가능하도록 상기 하우징(7) 내에 형성된 공간이 상기 플런저(9)가 직선슬라이딩하도록 형성된 공간과 만나면서 형성되는 걸림턱으로 이루어짐으로써, 스토퍼를 형성하기 위한 별도의 부수적인 부품을 요구하지 않는다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

엔진의 냉시동시와 같이 펌핑되는 유체의 점도가 커서 유압을 공급받는 메인갤러리와 같은 유압을 공급받는 대상 장치로부터 충분한 피이드백 유압이 도달하지 않은 동안에는, 도시되지 않은 별도의 컨트롤러가 상기 전자석(17)을 구동하여 상기 가동시트(13)를 당김으로써, 상기 제1탄성부재(11)의 탄성력이 작아지게 된다.

따라서, 상기 릴리프밸브의 피이드백포트(1)로 전달되는 대상 장치로부터의 낮은 피이드백 압력에 의해서도, 상기 플런저(9)는 상기 제1탄성부재(11)를 압축시키면서 하측으로 이동하여, 상기 입구포트(3)와 출구포트(5) 사이를 연결함으로써, 상기 펌프로부터 상기 유압을 공급받는 대상장치로 공급되는 유압의 피크 압력을 줄일 수 있게 되며, 이에 의해 오일필터나 오일쿨러등과 같은 대상장치에 피크 압력이 작용하여 손상이 발생하게 되는 경우를 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 충분한 웜업이 이루어져서, 유체의 점도가 문제되지 않게 되면, 상기 전자석(17)을 오프상태로 하여, 상기 제2탄성부재(15)의 탄성력으로 상기 가동시트(13)를 상기 스토퍼(25)까지 전진시켜서, 상기 제1탄성부재(11)를 가압함에 의해 상기 제1탄성부재(11)의 탄성력이 강해지도록 한다.

이 상태에서는 상기 대상 장치로부터 피이드백되는 유압이 정상적으로 대상 장치에서의 유압 상태를 원활하고 신속하게 상기 릴리프밸브로 반영하므로, 상기 릴리프밸브는 상기 대상 장치의 유압 변화에 따라 신속하게 작동되어 상기 대상 장치의 유압을 최적으로 제어할 수 있도록 한다.

1; 피이드백포트
3; 입구포트
5; 출구포트
7; 하우징
9; 플런저
11; 제1탄성부재
13; 가동시트
15; 제2탄성부재
17; 전자석
19; 플러그
21; 가이드핀
23; 자성체
25; 스토퍼

Claims (7)

1. 유압을 공급받는 대상 장치로부터 유압을 피이드백 받는 피이드백포트와, 펌프의 입구측과 연결되는 입구포트 및 상기 펌프의 출구와 연결되는 출구포트가 형성된 하우징과;
   상기 피이드백포트로부터 제공되는 유압에 의해 상기 하우징 내에서 직선슬라이딩하여 상기 입구포트와 출구포트의 연통상태를 전환하도록 설치된 플런저와;
   상기 피이드백포트로부터의 유압에 대응하는 방향으로 상기 플런저를 가압하도록 구비된 제1탄성부재와;
   상기 제1탄성부재의 탄성력을 가변시키도록 구비된 탄성력가변수단;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 릴리프밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 탄성력가변수단은
   상기 제1탄성부재에 접촉한 상태로 상기 플런저의 직선슬라이딩방향을 따라 상기 하우징 내에서 직선슬라이딩 가능하도록 설치된 가동시트와;
   상기 가동시트를 상기 제1탄성부재 쪽으로 가압하도록 설치된 제2탄성부재와;
   상기 가동시트가 상기 제2탄성부재의 탄성력을 극복하고 당겨질 수 있도록 자기력을 제공할 수 있도록 구비된 전자석;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 릴리프밸브.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 하우징에는 상기 플런저와 제1탄성부재 및 상기 가동시트가 차례로 삽입된 공간을 밀폐하도록 플러그가 결합되며;
   상기 전자석은 상기 플러그에 고정된 것
   을 특징으로 하는 릴리프밸브.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 플러그에는 상기 가동시트의 직선슬라이딩 운동을 가이드하는 가이드핀이 적어도 하나 이상 구비되고;
   상기 제2탄성부재는 상기 가이드핀을 감싸면서 삽입된 코일스프링으로 이루어진 것
   을 특징으로 하는 릴리프밸브.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 가동시트는 비자성체로 구성되고, 상기 전자석을 향한 면에 자성체가 일체로 구비된 것
   을 특징으로 하는 릴리프밸브.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 하우징에는 상기 가동시트가 상기 플런저를 향해 이동할 수 있는 범위를 제한하는 스토퍼가 구비된 것
   을 특징으로 하는 릴리프밸브.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 가동시트는 상기 플런저보다 큰 직경으로 형성되고;
   상기 스토퍼는 상기 가동시트가 직선슬라이딩 가능하도록 상기 하우징 내에 형성된 공간이 상기 플런저가 직선슬라이딩하도록 형성된 공간과 만나면서 형성되는 걸림턱으로 이루어진 것
   을 특징으로 하는 릴리프밸브.

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