KR20160119325A - 밸브 조립체 및 이를 구비한 가변오일펌프 시스템 - Google Patents

밸브 조립체 및 이를 구비한 가변오일펌프 시스템 Download PDF

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KR20160119325A
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Abstract

본 발명의 밸브 조립체는, 밸브챔버가 형성되고 상기 밸브챔버와 각각 연통된 입구포트 및 배출포트가 구비된 밸브몸체, 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 배출위치와 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 것을 차단하는 차단위치로 이동가능하도록 상기 밸브챔버 내에 구비된 스풀, 상기 스풀이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하는 탄성체, 상기 스풀이 배출위치로 위치하도록 구동력을 제공하는 구동체를 포함하는 밸브 조립체에 있어서, 상기 스풀은, 상기 입구포트의 외측에 대응하는 위치에 구비되어 상기 가압 유체가 상기 밸브챔버의 일측으로 흐르는 것을 차단하는 제1랜드부; 및 상기 배출포트에 대응하는 위치에 구비되어 상기 스풀이 배출위치로 이동한 경우에는 상기 배출포트를 개방시키고, 상기 스풀이 차단위치로 이동한 경우에는 상기 배출포트를 폐쇄하는 제2랜드부;를 포함하여 구성되고, 상기 제1랜드부의 단면적보다 상기 제2랜드부의 단면적이 크게 형성되고, 상기 제1랜드부와 상기 제2랜드부의 단면적 차이에 기인하여 상기 가압 유체가 상기 스풀을 배출위치로 이동시키는 이동력은 상기 탄성체의 탄성력보다 큰 것을 특징으로 한다.

Description

밸브 조립체 및 이를 구비한 가변오일펌프 시스템{VALVE ASSEMBLY AND SYSTEM FOR VARIABLE DISPLACEMENT OIL PUMP HAVING THE SAME}
본 발명은 밸브 조립체 및 이를 구비한 가변오일펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 밸브 조립체의 고장이나 가변오일펌프 시스템의 전기계통 오작동에 의한 밸브 조립체의 구동체가 작동 불능인 경우에도 가압 유체의 압력에 의해 밸브의 스풀을 작동시킬 수 있다는 이점이 있으며, 이를 통해 가변오일펌프 시스템은 운영 중 밸브 조립체의 고장이 발생되더라도 시스템 운영이 가능하도록 하는 밸브 조립체 및 이를 구비한 가변오일펌프 시스템에 관한 것이다.
오일펌프는 엔진의 원활한 작동을 위해 엔진의 각 부분에 오일을 공급하는 역할을 한다.
오일펌프는 전동기, 내연기관 또는 증기터빈 등과 같은 원동기의 기계적 에너지를 이용하여 오일에 압력을 가한 다음 엔진의 각 부분으로 이동시키도록 구성되어 있다.
오일펌프는 구조에 따라 기어형, 베인형 및 피스톤형이 있다.
그리고, 오일펌프는 부하변동에 따라 펌프의 토출량이 항상 일정한 정용량 펌프와 부하의 변동에 따라 토출량이 변하는 가변용량 펌프가 있다.
베인형으로서 부하의 변동에 따라 토출량이 변하는 가변용량 베인형 오일펌프는 본체, 구동축의 회전에 따라 회전하는 로터와, 상기 로터와 편심되게 설치되는 캠링, 상기 캠링을 탄력적으로 지지하되 상기 캠링과 로터가 서로 편심되게 위치된 상태를 유지하는 지지스프링 및 상기 캠링의 내주면에 접하면서 회전하여 외부로 오일을 압송하는 다수의 베인을 포함한다.
도 1은 종래의 가변용량 베인형 오일펌프 시스템을 도시한 구성도로서, 종래의 가변용량 베인형 오일펌프 시스템은, 제어 슬라이더(36) 상에 직접 작용하는 제어 챔버(68) 또는 제어 슬라이더(36) 상에 작용하는 제어 챔버(68) 및 제어 피스톤(44)일 수 있는 제1 제어 기구와, 제어 슬라이더(36) 상에 작용하는 제어 챔버(72) 및 제어 피스톤(44)인 제2 제어 기구를 포함하여 구성되며, 엔진 제어 유닛 또는 다른 적합한 제어 기구에 의해 작동된 제어 밸브(76)는 펌프 시스템의 출력이 기계식 시스템의 요구를 더 근접하게 맞추게 허용하기 위해서 제2 제어 기구에 가압 윤활 오일을 선택적으로 제공하도록 구성된다.
그러나, 종래의 가변용량 베인형 오일펌프 시스템은 펌프의 외부에 별도로 구성된 제어 밸브(76)에 의해 유체를 선택적으로 인가하거나 제어하도록 구성되는데, 상기 제어 밸브(76)의 작동 불능 시에는 오일의 순환 자체가 불가능하게 됨에 따라 상기 시스템의 작동이 전체적으로 불가능하게 되는 문제점이 있었다.
등록특허 제10-1320789호(등록일자 2013년 10월 15일)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 밸브 조립체의 고장이나 가변오일펌프 시스템의 전기계통 오작동에 의한 밸브 조립체의 구동체가 작동 불능인 경우에도 가압 유체의 압력에 의해 밸브의 스풀을 작동시킬 수 있다는 이점이 있으며, 이를 통해 가변오일펌프 시스템은 운영 중 밸브 조립체의 고장이 발생되더라도 시스템 운영이 가능하도록 하는 밸브 조립체 및 이를 구비한 가변오일펌프 시스템을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 밸브 조립체는, 내부에 밸브챔버가 형성되고 상기 밸브챔버와 각각 연통된 입구포트 및 배출포트가 구비된 밸브몸체, 적어도 제1랜드부와 제2랜드부가 구비되어 상기 밸브챔버에 내장된 스풀을 포함한 밸브 조립체로서, 상기 제1랜드부의 단면적보다 상기 제2랜드부의 단면적이 크게 형성된다.
바람직하게, 상기 스풀은 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 배출위치와 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 것을 차단하는 차단위치로 이동가능하도록 상기 밸브챔버 내에 구비되고, 상기 스풀이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하는 탄성체, 및 상기 스풀이 배출위치로 위치하도록 구동력을 제공하는 구동체를 더 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1랜드부는 상기 입구포트의 외측에 대응하는 위치에 구비되어 상기 가압 유체가 상기 밸브챔버의 일측으로 흐르는 것을 차단하도록 기능하고, 상기 제2랜드부는 상기 배출포트에 대응하는 위치에 구비되어 상기 스풀이 배출위치로 이동한 경우에는 상기 배출포트를 개방시키고, 상기 스풀이 차단위치로 이동한 경우에는 상기 배출포트를 폐쇄하도록 기능하며, 상기 제1랜드부와 상기 제2랜드부의 단면적 차이에 기인하여 상기 가압 유체가 상기 스풀을 배출위치로 이동시키는 이동력은 상기 탄성체의 탄성력보다 크게 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 밸브챔버는, 상기 입구포트와 연통되어 상기 제1랜드부가 왕복 이송되는 제1챔버부; 상기 배출포트와 일부가 연통되어 상기 제2랜드부가 왕복 이송되는 제2챔버부; 및 상기 배출포트와 나머지 일부가 연통되어 상기 제2랜드부가 왕복 이송되고, 상기 제2챔버부보다 확경된 제3챔버부;를 포함하여 구성되고, 상기 밸브몸체는, 상기 제3챔버부의 단부에서 확경된 체결너트홈; 및 상기 체결너트홈의 길이방향을 따라 위치이동이 가능하게 체결되고, 중앙부에 드레인포트가 형성된 커버체;를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 구동체는, 전자석 수단, 공압 발생 수단, 유압 발생 수단 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 탄성체는, 코일 스프링 또는 판 스프링 중 어느 하나 또는 둘 다를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 코일 스프링은 원추형 코일 스프링으로 구성되되, 상기 원추형 코일 스프링의 직경이 작은 측에서 중앙 측까지의 권수는 상기 원추형 코일 스프링의 직경이 큰 측에서 중앙 측까지의 권수보가 많도록 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 스풀은, 강철(steel), 알루미늄(aluminum), 구리(copper), 플라스틱(plastic), 탄소섬유강화복합재료(carbon fiber reinforced composite material) 중 적어도 어느 하나의 재질로 이뤄질 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가변오일펌프 시스템은, 오일을 흡입하는 흡입 포트와 상기 오일을 토출하는 토출 포트가 형성된 케이싱, 상기 케이싱의 내측에 구비된 피벗축을 기준으로 회전가능하게 설치되고 내부에 로터리실이 형성된 아우터 캠링, 상기 아우터 캠링에 대하여 편심되도록 설치되고 구동축의 회전에 따라 연동하여 회전하며 외주면에 방사상으로 슬라이딩 가능하게 결합된 복수의 베인을 포함하는 로터, 일단은 상기 아우터 캠링의 외측면에 형성된 스프링지지부에 접촉되고 타단은 상기 케이싱의 내측면에 접촉되어 상기 아우터 캠링을 탄성지지하는 지지스프링, 상기 아우터 캠링과 상기 케이싱의 사이에 형성되어 상기 아우터 캠링의 편심정도를 변화시키는 레귤레이팅 챔버를 포함하여 구성된 가변오일펌프; 밸브챔버가 형성되고 상기 밸브챔버와 각각 연통된 입구포트 및 배출포트가 구비된 밸브몸체, 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 배출위치와 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 것을 차단하는 차단위치로 이동가능하도록 상기 밸브챔버 내에 구비된 스풀, 상기 스풀이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하는 탄성체, 상기 스풀이 배출위치로 위치하도록 구동력을 제공하는 구동체를 포함하여 구성된 상기의 밸브 조립체; 및 상기 가변오일펌프의 로터리실과 상기 밸브 조립체의 입구포트를 연결하는 제1순환라인, 상기 가변오일펌프의 레귤레이팅 챔버와 상기 밸브 조립체의 배출포트를 연결하는 제2순환라인을 포함하여 구성된 순환라인;을 포함하여 구성되며, 상기 밸브 조립체의 스풀이 차단위치로 이동한 경우에는 상기 순환라인을 통한 오일의 순환이 차단되고, 상기 밸브 조립체의 스풀이 배출위치로 이동한 경우에는 상기 순환라인을 통한 오일의 순환이 이뤄지도록 구성되되, 상기 구동체가 작동불능 상태에서 상기 가압 유체의 가압력만으로 상기 스풀이 상기 배출위치로 이동이 가능하도록 구성된다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 밸브 조립체의 고장이나 가변오일펌프 시스템의 전기계통 오작동에 의한 상기 밸브 조립체의 구동체가 작동 불능인 경우에도 가압 유체의 압력에 의해 밸브의 스풀을 작동시킬 수 있다는 이점이 있으며, 이를 통해 가변오일펌프 시스템은 운영 중 밸브 조립체의 고장이 발생되더라도 시스템 운영이 가능한 효과가 있다.
또한, 스풀이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하는 탄성체로서, 원추형 코일 스프링 또는 더블 원추형 코일 스프링을 적용함에 따라 가압 유체에 의한 초기 변형이 원활하게 일어날 수 있다는 이점이 있다.
또한, 스풀이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하는 탄성체로서, 판 스프링을 적용함에 따라 밸브 몸체의 길이를 줄일 수 있어 밸브 조립체의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래의 가변오일펌프 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 조립체를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 조립체가 적용된 가변오일펌프 시스템에서 구동체가 OFF인 상태(스풀에 구동력을 인가하지 않는 상태)를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 조립체가 적용된 가변오일펌프 시스템에서 구동체가 ON인 상태(스풀에 구동력을 인가한 상태)를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 조립체가 적용된 가변오일펌프 시스템에서 구동체가 작동불능인 상태가 되고, 가압 유체의 가압력에 의해 스풀이 이동한 상태를 도시한 구성도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 밸브 조립체(A)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브몸체(100), 스풀(200), 탄성체(300), 구동체(400)를 포함하여 구성된다.
상기 밸브몸체(100)는 내부에 밸브챔버(110)가 형성되고, 상기 밸브챔버(110)와 각각 연통된 입구포트(120) 및 배출포트(130)가 구비된다.
구체적으로, 상기 밸브챔버(110)는 원통형의 형상으로 형성되고,상기 입구포트(120)와 상기 배출포트(130)는 상기 밸브챔버(110)와 연통되도록 상기 밸브몸체(100)의 표면측으로 천공된 형태로 형성된다.
상기 밸브챔버(110)는, 상기 입구포트(120)와 연통되어 스풀(200)의 제1랜드부(210)가 왕복 이송되는 제1챔버부(111), 상기 배출포트(130)와 일부가 연통되어 스풀(200)의 제2랜드부(220)가 왕복 이송되는 제2챔버부(112), 상기 배출포트(130)와 나머지 일부가 연통되어 스풀(200)의 제2랜드부(220)가 왕복 이송되고 상기 제2챔버부(112)보다 확경된 제3챔버부(113)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 밸브몸체(100)는, 상기 제3챔버부(113)의 단부에서 확경된 체결너트홈(140), 및 상기 체결너트홈(140)의 길이방향을 따라 위치이동이 가능하게 체결되고 중앙부에 드레인포트(151)가 형성된 커버체(150)를 포함하여 구성된다.
상기 커버체(150)는 상기 체결너트홈(140)에 체결되는 회전횟수에 따라 상기 밸브몸체(100)의 내측 또는 외측으로 깊이 조절이 가능하며, 이를 통해 상기 탄성체(300)의 탄성력 조절이 가능하게 된다.
상기 스풀(200)은 배출위치와 차단위치로 왕복 이동이 가능하도록 상기 밸브챔버(110) 내에 구비된다.
구체적으로, 상기 스풀(200)은 상기 입구포트(120)로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트(130)로 배출되는 배출위치와 상기 입구포트(120)로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트(130)로 배출되는 것을 차단하는 차단위치로 이동이 가능하도록 구성되며, 제1랜드부(210)와 제2랜드부(220)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 스풀(200)은, 강철(steel), 알루미늄(aluminum), 구리(copper), 플라스틱(plastic), 탄소섬유강화복합재료(carbon fiber reinforced composite material) 중 적어도 어느 하나의 재질로 이뤄질 수 있다.
특히, 상기 스풀(200)이 구리로 이뤄진 경우에는, 상기 스풀(200)이 상기 밸브몸체(100)의 밸브챔버(110) 내에서 원활하게 왕복 이송할 수 있다는 장점이 있다.
상기 탄성체(300)는 상기 스풀(200)이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하고, 상기 구동체(400)는 상기 탄성체(300)의 탄성력을 이기고 상기 스풀(200)이 배출위치로 위치하도록 구동력을 제공한다.
상기 탄성체(300)는 전자석 수단, 공압 발생 수단, 유압 발생 수단 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 바람직하게, 상기 탄성체(300)는 코일 스프링 또는 판 스프링 중 어느 하나로 구성된다.
특히, 상기 코일 스프링은 원추형 코일 스프링 또는 더블 원추형 코일 스프링으로 구성될 수도 있다.
또한, 스풀(200)이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하는 탄성체(300)로서, 판 스프링을 적용함에 따라 밸브 몸체(100)의 길이를 줄일 수 있어 밸브 조립체(A)의 전체적인 사이즈를 줄일 수 있다는 이점이 있다.
한편, 상술한 바와 같이 밸브몸체(100), 스풀(200), 탄성체(300), 구동체(400)를 포함하여 구성된 밸브 조립체(A)에 있어서, 특히, 상기 스풀(200)은 상기 입구포트(120)의 외측에 대응하는 위치에 구비되어 상기 가압 유체가 상기 밸브챔버(110)의 일측으로 흐르는 것을 차단하는 제1랜드부(210), 상기 배출포트(130)에 대응하는 위치에 구비되어 상기 스풀(200)이 배출위치로 이동한 경우에는 상기 배출포트(130)를 개방시키고 상기 스풀(200)이 차단위치로 이동한 경우에는 상기 배출포트(130)를 폐쇄하는 제2랜드부(220)를 포함하여 구성된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구동체(400)가 구동력을 제공하지 않는 상태에서는, 상기 스풀(200)이 상기 탄성체(300)에 의해 도 3의 좌측인 차단위치로 이동하게 되고, 이때, 상기 제1랜드부(210)는 입구포트(120)를 통해 유입되는 가압 유체가 구동체(400) 측으로 흐르는 것을 차단하여 배출포트(130) 측으로만 가압 유체가 흐르도록 하고, 상기 제2랜드부(220)는 상기 배출포트(130)를 폐쇄한 상태가 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구동체(400)가 구동력을 제공하는 상태에서는, 상기 스풀(200)이 상기 구동체(400)의 구동력에 의해 상기 탄성체(300)의 탄성력을 이기고 도 3의 우측인 입구포트(120)로 이동하게 되고, 이때, 상기 제1랜드부(210)는 입구포트(120)를 통해 유입되는 가압 유체가 구동체(400) 측으로 흐르는 것을 차단하여 배출포트(130) 측으로만 가압 유체가 흐르도록 하고, 상기 제2랜드부(220)는 상기 배출포트(130)를 개방한 상태가 된다.
따라서, 상기 입구포트(120)로 유입된 가압 유체는 상기 배출포트(130)를 통해 배출될 수 있게 된다.
특히, 상기 스풀(200)의 상기 제1랜드부(210)의 단면적보다 상기 제2랜드부(220)의 단면적이 크게 형성되고, 상기 제1랜드부(210)와 상기 제2랜드부(220)의 단면적 차이에 기인하여 상기 가압 유체가 상기 스풀(200)을 배출위치로 이동시키는 이동력은 상기 탄성체(300)의 탄성력보다 크게 형성된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 조립체(A)의 구동체(400)가 고장 또는 전기적인 신호의 오류 등과 같은 이유로 작동 불능이 되는 경우에도, 입구포트(120)로 유입되는 가압 유체의 압력에 의해 스풀(200)을 배출위치로 이동시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 탄성체(300)가 원추형 코일 스프링 또는 더블 원추형 코일 스프링으로 구성됨에 따라 상기 가압 유체에 의해 상기 탄성체(300)가 가압됨에 있어서, 초기 가압이 원활하게 이뤄질 수 있다는 장점이 있다.
특히, 상기 탄성체(300)가 원추형 코일 스프링으로 형성됨에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 원추형 코일 스프링(300)의 직경이 작은 소직경 부분에서 중앙 측까지의 코일의 권수가 상기 원추형 코일 스프링(300)의 직경이 큰 대직경 부분에서 중앙 측까지의 권수보다 많게 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 소직경 부분에서 중앙 측까지의 스프링 계수가 대직경 부분에서 중앙 측까지 스프링 계수보다 작게될 수 있고, 이를 통해, 가압 유체에 의한 초기 가압이 원활하게 이뤄짐에 따라 스풀(200)의 이동이 원활하게 이뤄질 수 있다.
상술한 바와 같은 밸브 조립체(A)가 구비된 가변오일펌프 시스템에 대하여 설명하도록 한다.
상기 가변오일펌프 시스템은, 가변오일펌프(B), 밸브 조립체(A), 순환라인(2100, 2200)을 포함하여 구성된다.
상기 가변오일펌프(B)는, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 오일을 흡입하는 흡입 포트(1110)와 상기 오일을 토출하는 토출 포트(1120)가 형성된 케이싱(1100), 상기 케이싱(1100)의 내측에 구비된 피벗축(P)을 기준으로 회전가능하게 설치되고 내부에 로터리실(RS)이 형성된 아우터 캠링(1200), 상기 아우터 캠링(1200)에 대하여 편심되도록 설치되고 구동축의 회전에 따라 연동하여 회전하며 외주면에 방사상으로 슬라이딩 가능하게 결합된 복수의 베인(1310)을 포함하는 로터(1300), 일단은 상기 아우터 캠링(1200)의 외측면에 형성된 스프링지지부(1210)에 접촉되고 타단은 상기 케이싱(1100)의 내측면에 접촉되어 상기 아우터 캠링(1200)을 탄성지지하는 지지스프링(1400), 상기 아우터 캠링(1200)과 상기 케이싱(1100)의 사이에 형성되어 상기 아우터 캠링(1200)의 편심정도를 변화시키는 레귤레이팅 챔버(1500)를 포함하여 구성되며, 다양한 종류의 가변오일펌프(B)가 적용될 수 있다.
상기 밸브 조립체(A)는, 상기에서 설명한 바와 같은 밸브 조립체(A)가 적용된다.
상기 순환라인은 상기 가변오일펌프(B)의 로터리실(RS)과 상기 밸브 조립체(A)의 입구포트(120)를 연결하는 제1순환라인(2100), 상기 가변오일펌프(B)의 레귤레이팅 챔버(1500)와 상기 밸브 조립체(A)의 배출포트(130)를 연결하는 제2순환라인(2200)을 포함하여 구성된다.
상술한 바와 같은 구성의 가변오일펌프 시스템은, 상기 밸브 조립체(A)의 스풀(200)이 차단위치로 이동한 경우에는 상기 순환라인을 통한 오일의 순환이 차단되고, 상기 밸브 조립체(A)의 스풀(200)이 배출위치로 이동한 경우에는 상기 순환라인을 통한 오일의 순환이 이뤄지도록 구성되며, 특히, 상기 구동체(400)가 작동불능 상태에서 상기 가압 유체의 가압력만으로 상기 스풀(200)이 상기 배출위치로 이동이 가능하게 된다.
구체적으로, 상기 토출 포트(1120)에서 토출되는 유체의 압력이 일정 압력 미만인 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밸브 조립체(100)의 스풀(200)이 차단위치로 이동하게 되고, 상기 토출 포트(1120)에서 토출되는 유체의 압력이 일정 압력 이상으로 높아진 경우에는, 상기 밸브 조립체(100)의 스풀(200)이 배출위치로 이동하게 된다.
따라서, 상기 토출 포트(1120)에서 분기된 제1순환라인(2100)을 통해 가압 유체가 밸브 조립체(100)의 입구포트(120)로 유입된 후 배출포트(130)를 통해 배출되어 상기 레귤레이팅 챔버(1500)로 공급되고, 레귤레이팅 챔버(1500)의 압력이 높아짐에 따라 아우터 캠링(1200)은 로터(1300)와 편심이 작아지는 방향으로 회전하게 되며, 이를 통해 토출 포트(1120)에서 토출되는 유체의 이송량이 적어짐으로 인해 압력이 낮아지도록 한다.
한편, 토출되는 유체의 이송량이 적어짐으로 인해 압력이 낮아짐에 따라 상기 밸브 조립체(100)의 스풀(200)은 다시 차단위치로 이동하게 되고, 상기 레귤레이팅 챔버(1500) 내의 유체는 제2순환라인(2200) 및 배출포트(130)를 통해 밸브챔버(110)의 제3챔버부(113)로 유입된 후 드레인포트(151)를 통해 오일팬(미도시)으로 유출된다.
미설명 부호 1350은 '인너링'으로서, 아우터 캠링(1200)과 동일한 편심 위치에 있도록 구비되며, 복수의 베인(1310)이 아우터 캠링(1200)의 내측면에 밀착되도록 기능한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100:밸브몸체 110:밸브챔버
111:제1챔버부 112:제2챔버부
113:제3챔버부 120:입구포트
130:배출포트 140:체결너트홈
150:커버체 151:드레인포트
200:스풀 210:제1랜드부
220:제2랜드부 300:탄성체
400:구동체 1100:케이싱
1110:흡입 포트 1120:토출 포트
1200:아우터 캠링 1210:스프링지지부
1300:로터 1310:베인
1350:인너링 1400:지지스프링
1500:레귤레이팅 챔버 2100:제1순환라인
2200:제2순환라인 A:밸브조립체
B:가변오일펌프 P:피벗축
RS:로터리실

Claims (9)

  1. 내부에 밸브챔버가 형성되고 상기 밸브챔버와 각각 연통된 입구포트 및 배출포트가 구비된 밸브몸체, 적어도 제1랜드부와 제2랜드부가 구비되어 상기 밸브챔버에 내장된 스풀을 포함한 밸브 조립체로서,
    상기 제1랜드부의 단면적보다 상기 제2랜드부의 단면적이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스풀은 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 배출위치와 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 것을 차단하는 차단위치로 이동가능하도록 상기 밸브챔버 내에 구비되고,
    상기 스풀이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하는 탄성체, 및 상기 스풀이 배출위치로 위치하도록 구동력을 제공하는 구동체를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1랜드부는 상기 입구포트의 외측에 대응하는 위치에 구비되어 상기 가압 유체가 상기 밸브챔버의 일측으로 흐르는 것을 차단하도록 기능하고,
    상기 제2랜드부는 상기 배출포트에 대응하는 위치에 구비되어 상기 스풀이 배출위치로 이동한 경우에는 상기 배출포트를 개방시키고, 상기 스풀이 차단위치로 이동한 경우에는 상기 배출포트를 폐쇄하도록 기능하며,
    상기 제1랜드부와 상기 제2랜드부의 단면적 차이에 기인하여 상기 가압 유체가 상기 스풀을 배출위치로 이동시키는 이동력은 상기 탄성체의 탄성력보다 큰 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밸브챔버는,
    상기 입구포트와 연통되어 상기 제1랜드부가 왕복 이송되는 제1챔버부; 상기 배출포트와 일부가 연통되어 상기 제2랜드부가 왕복 이송되는 제2챔버부; 및 상기 배출포트와 나머지 일부가 연통되어 상기 제2랜드부가 왕복 이송되고, 상기 제2챔버부보다 확경된 제3챔버부;를 포함하여 구성되고,
    상기 밸브몸체는,
    상기 제3챔버부의 단부에서 확경된 체결너트홈; 및 상기 체결너트홈의 길이방향을 따라 위치이동이 가능하게 체결되고, 중앙부에 드레인포트가 형성된 커버체;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 구동체는,
    전자석 수단, 공압 발생 수단, 유압 발생 수단 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 탄성체는,
    코일 스프링 또는 판 스프링 중 어느 하나 또는 둘 다를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코일 스프링은 원추형 코일 스프링으로 구성되되, 상기 원추형 코일 스프링의 직경이 작은 측에서 중앙 측까지의 권수는 상기 원추형 코일 스프링의 직경이 큰 측에서 중앙 측까지의 권수보다 많은 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스풀은, 강철(steel), 알루미늄(aluminum), 구리(copper), 플라스틱(plastic), 탄소섬유강화복합재료(carbon fiber reinforced composite material) 중 적어도 어느 하나의 재질로 이뤄진 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  9. 오일을 흡입하는 흡입 포트와 상기 오일을 토출하는 토출 포트가 형성된 케이싱, 상기 케이싱의 내측에 구비된 피벗축을 기준으로 회전가능하게 설치되고 내부에 로터리실이 형성된 아우터 캠링, 상기 아우터 캠링에 대하여 편심되도록 설치되고 구동축의 회전에 따라 연동하여 회전하며 외주면에 방사상으로 슬라이딩 가능하게 결합된 복수의 베인을 포함하는 로터, 일단은 상기 아우터 캠링의 외측면에 형성된 스프링지지부에 접촉되고 타단은 상기 케이싱의 내측면에 접촉되어 상기 아우터 캠링을 탄성지지하는 지지스프링, 상기 아우터 캠링과 상기 케이싱의 사이에 형성되어 상기 아우터 캠링의 편심정도를 변화시키는 레귤레이팅 챔버를 포함하여 구성된 가변오일펌프;
    밸브챔버가 형성되고 상기 밸브챔버와 각각 연통된 입구포트 및 배출포트가 구비된 밸브몸체, 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 배출위치와 상기 입구포트로 유입되는 가압 유체가 상기 배출포트로 배출되는 것을 차단하는 차단위치로 이동가능하도록 상기 밸브챔버 내에 구비된 스풀, 상기 스풀이 차단위치로 위치하도록 탄성력을 제공하는 탄성체, 상기 스풀이 배출위치로 위치하도록 구동력을 제공하는 구동체를 포함하여 구성된 청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 밸브 조립체; 및
    상기 가변오일펌프의 로터리실과 상기 밸브 조립체의 입구포트를 연결하는 제1순환라인, 상기 가변오일펌프의 레귤레이팅 챔버와 상기 밸브 조립체의 배출포트를 연결하는 제2순환라인을 포함하여 구성된 순환라인;을 포함하여 구성되며,
    상기 밸브 조립체의 스풀이 차단위치로 이동한 경우에는 상기 순환라인을 통한 오일의 순환이 차단되고, 상기 밸브 조립체의 스풀이 배출위치로 이동한 경우에는 상기 순환라인을 통한 오일의 순환이 이뤄지도록 구성되되, 상기 구동체가 작동불능 상태에서 상기 가압 유체의 가압력만으로 상기 스풀이 상기 배출위치로 이동이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 가변오일펌프 시스템.
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