KR101181134B1 - 오일펌프용 릴리프밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 오일펌프용 릴리프밸브(1)는 플런저(2)를 이용해 엔진의 메인 갤러리에 연통된 하우징챔버(A)와 상기 하우징챔버(A)의 오일압력에 따라 메인 갤러리로 가는 오일중 일부 오일을 오일펌프나 오일팬으로 바이패스시키는 플런저챔버(B)로 구획하고, 상기 플런저(2)를 탄발지지하는 메인스프링(7a)과 서브스프링(7b)의 탄성율을 진공부압을 이용해 메인갤러리에 형성되는 오일압력에 따라 다르게 가변시켜줌으로써, 엔진의 냉간시동시 메인갤러리의 오일압력에 연동된 바이패스(Bypass)흐름으로 오일펌프의 피크압력(Peak Pressure)을 크게 낮춰 메인갤러리의 손상을 방지하고, 엔진의 웜업시엔 오일펌프의 토출압력을 최적으로 제어할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

오일펌프용 릴리프밸브{Relief Valve for Oil Pump}

본 발명은 오일펌프용 릴리프밸브에 관한 것으로, 특히 엔진의 메인 갤러리(Main Gallery)에 연동되어 메인 갤러리에 손상을 가하지 않도록 오일압력을 최적으로 제어하고 냉간시동시 피크압력(Peak Pressure)을 크게 낮출 수 있는 오일펌프용 릴리프밸브에 관한 것이다.

일반적으로 오일펌프는 오일팬에 저장된 오일을 흡입하여 윤활을 요구하는 윤활부위로 공급해주는 장치이다.

오일펌프로 펌핑되어진 오일은 오일펌프의 내부에서 고압으로 상승되고, 고압상태로 오일펌프에서 토출되는 오일은 오일필터나 윤활회로에 충격과 손상을 가할 수 있게 된다.

그러므로, 오일펌프의 오일토출구에는 펌핑되어진 오일의 압력을 적정한 압력으로 유지시켜주는 릴리프밸브가 구비되어진다.

상기와 같은 릴리프밸브는 오일펌프에서 엔진의 메인갤러리쪽으로 토출되는오일의 토출압력이 적정 압력이상으로 상승되는 경우, 오일펌프의 토출오일중 일부 오일을 오일펌프나 오일팬으로 다시 복귀시켜주는 바이패스(Bypass)흐름을 형성시켜줌으로써 오일펌프의 오일토출압력을 적정 압력으로 유지하고 특히 높은 오일토출압력으로 인한 메인갤러리쪽 손상을 방지하게 된다.

도 7은 일반적으로 컨벤셔널 릴리프밸브(Conventional Relief Valve)라 불리는 릴리프밸브의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 컨벤셔널 타입 릴리프밸브(200)는 오일펌프의 펌프하우징(100)에 형성되어 엔진의 메인갤러리쪽으로 오일을 토출하는 토출홀(101)의 경로에 직교해 토출 오일중 일부를 바이패스시키는 복귀홀(102)에 위치되어진 플런저(201)와, 상기 복귀홀(102)에 이격된 위치에서 대기에 노출된 에어벤트홀(204)을 형성한 스프링챔버(203)에서 상기 플런저(201)를 탄발지지하는 스프링(202)과; 상기 스프링챔버(203)에 나사결합되어 상기 스프링(202)을 지지하는 플러그(203);로 구성되어진다.

그러므로 컨벤셔널 타입 릴리프밸브(200)의 플런저(101)는 오일펌프에서 펌핑되어 토출홀(101)을 빠져나가는 오일의 토출압력을 직접받게 되고, 상기 오일의 토출압력이 크게 높아질 때 플런저(101)가 밀려남으로써 복귀홀(102)을 열어 줄 수 있게 된다.

상기와 같이 플런저(101)가 복귀홀(102)을 열어 주면, 토출홀(101)을 빠져나가려는 오일중 일부 오일이 복귀홀(102)로 바이패스되어 오일펌프나 오일팬쪽으로 다시 복귀될 수 있게 된다.

상기 복귀홀(102)을 이용한 바이패스에 따른 오일의 복귀작용으로 토출홀(101)로 빠져나가 엔진의 메인갤러리로 공급되는 오일의 토출압력이 항상 적정압력으로 유지될 수 있게 된다.

상기와 같은 오일의 토출압력제어는 오일펌프의 오일압력이 상대적으로 높게 형성되는 엔진의 냉간시동(Cold Start)시에도 오일필터와 오일쿨러의 손상을 방지할 수 있고, 특히 오일펌프의 회전수 상승시에도 엔진의 메인갤러리쪽 오일압력이 과도하게 상승되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

전술된 상기 컨벤셔널 타입 릴리프밸브(200)는 토출홀(101)로 빠져나가는 오일의 토출압력을 빠른 응답성으로 제어할 수 있는 장점을 갖는다.

하지만, 상기 컨벤셔널 타입 릴리프밸브(200)의 빠른 응답성을 위해선 릴리프 마진(Relief Margin)을 충분히 확보해주어야만 엔진의 메인 갤러리의 오일압력을 적정하게 유지할 수 있는 즉, 윤활안정성을 유지할 수 있게 된다.

상기와 같은 윤활안정성이 유지되려면 오일펌프의 용량을 증대시켜야만 되고, 이러한 오일펌프의 용량증대는 구동토크의 상승을 초래하므로 필연적으로 연비의 손실을 발생시킬 수밖에 없게 된다.

한편, 낮은 온도에서 점성이 상승되는 오일의 특성을 나타낸 도 8과 같이, 냉간시동(Cold Start)이나 웜업(Worm Up)시와 같이 상대적으로 오일온도가 낮은 상태에서는 상기 컨벤셔널 타입 릴리프밸브(200)를 통한 메인 갤러리의 적정한 오일압력 유지에 어려움이 있게 된다.

또한, 상기 컨벤셔널타입 릴리프밸브(200)는 오일필터의 시간 경과로 인한 막힘에 따른 오일압력 저하를 적절히 제어하지 못하는 한계도 가질 수밖에 없게 된다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 엔진의 메인갤러리쪽 오일압력의 직접적인 작용으로 바이패스통로를 형성해 오일펌프의 토출압력을 제어함으로써, 메인갤러리쪽에 비해 오일펌프의 오일토출압력이 상대적으로 높은 냉간시동(Cold Start)시 메인갤러리쪽 오일압력에 연동되어진 신속한 바이패스(Bypass)흐름으로 피크압력(Peak Pressure)값을 크게 낮춰 메인갤러리 손상을 방지하고, 웜업(Warm Up)시나 웜업후에도 오일의 토출압력제어를 최적으로 구현할 수 있는 오일펌프용 릴리프밸브를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오일펌프용 릴리프밸브는 오일펌프의 릴리프공간을 메인갤러리와 연통시키는 하우징챔버와, 상기 메인갤러리로 오일을 토출시키는 상기 오일펌프의 토출구에 연통되고 상기 메인갤러리로 토출되는 일부오일의 복귀를 위해 바이패스시키는 플런저챔버로 구획시켜주는 플런저와;

엔진의 웜업상태에 비해 상대적으로 낮은 상기 메인갤러리의 오일압력에서 압축되는 탄성율을 갖고, 상기 플런저를 탄발지지하는 탄성부재와;

상기 탄성부재의 좌면위치변화로 탄성율이 가변되도록 상기 탄성부재를 지지하는 로케이터와;

상기 릴리프공간의 아래쪽으로 결합되어 상기 로케이터를 지지하는 플러그와;

상기 플러그에 연결되어 상기 로케이터의 높낮이를 변화시켜주도록 상기 로케이터에 진공부압을 형성시키는 부압공급기; 를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 플런저는 상기 릴리프공간으로 삽입되는 플런저바디의 위에서 상기 하우징챔버를 형성하고, 상기 플런저바디에 뚫려진 적어도 1개 이상의 오일통로를 이용해 상기 플런저챔버를 형성하게 된다.

상기 오일통로는 서로 대칭되는 위치에 쌍으로 형성되어진다.

상기 탄성부재는 상기 플런저에 형성되어진 스프링홈으로 그 일부가 삽입되면, 상기 스프링홈은 상기 릴리프공간으로 삽입되는 상기 플런저의 플런저바디의 하부에 형성되어진다.

상기 탄성부재는 상기 플런저와 상기 로케이터사이를 탄발지지하는 메인스프링과, 상기 로케이터와 상기 플러그사이를 탄발지지하는 서브스프링으로 구성되어진다.

상기 메인스프링과 상기 서브스프링은 서로 다른 탄성율을 갖도록 구성되어진다.

상기 로케이터는 상기 탄성부재의 서브스프링을 수용하고 진공부압공간을 형성하는 스토퍼와, 상기 탄성부재의 메인스프링을 지지하고 상기 스토퍼의 움직임으로 압축과 인장되어 상기 스토퍼의 상하높이변화를 가능하게 하는 튜브로 구성되어진다.

상기 스토퍼의 상하높이변화는 상기 릴리프공간의 하부에 동심원으로 확장된 스토퍼실린더부위를 매개로 제한되어진다.

상기 튜브는 신축자재한 고무재질의 벨로우즈(Bellows)타입으로 이루어진다.

상기 부압공급기는 온/오프(On/Off)조작되는 스위치와, 상기 플러그의 축중심에 뚫려진 축홀을 통해 상기 로케이터에 진공부압을 발생시켜주는 진공탱크와, 상기 진공탱크의 진공부압을 일방향으로 만 흐르게 하는 밸브로 구성되어진다.

이러한 본 발명의 릴리프밸브는 오일펌프의 토출압력을 엔진의 메인갤러리쪽 오일압력의 직접적인 작용으로 제어하므로, 오일펌프와 메인갤러리의 상대적인 압력차에서도 안정적으로 토출압력을 제어할 수 있는 효과가 있게 된다.

특히, 본 발명의 릴리프밸브는 오일펌프의 토출압력이 메인갤러리에 비해 상대적으로 높은 냉간시동(Cold Start)시 메인갤러리쪽 오일압력에 연동되어진 신속한 바이패스(Bypass)흐름으로 피크압력(Peak Pressure)값을 크게 낮춰 메인갤러리 손상을 방지하고, 웜업(Warm Up)시나 웜업후에도 오일의 토출압제어를 최적으로 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 오일펌프용 릴리프밸브의 구성도이고, 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 릴리프밸브의 단면구성도이며, 도 4내지 도6은 본 발명에 따른 릴리프밸브의 작동상태도이고, 도 7은 일반적인 컨벤셔널 릴리프밸브(Conventional Relief Valve)의 구성도이며, 도 8은 도 7에 따른 컨벤셔널 릴리프밸브의 성능선도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 오일펌프용 릴리프밸브의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 릴리프밸브(1)는 엔진의 메인갤러리쪽에서 공급되는 오일압력의 작용으로 움직여 오일펌프의 토출압력을 낮추는 플런저(2)와, 상기 플런저(2)를 탄발지지하는 탄성부재(7)와, 스위치(10)의 온오프로 상기 코일스프링(7)의 좌면위치 높낮이를 조정하여 탄성율을 가변시켜주는 로케이터(8)와, 상기 로케이터(8)의 위치를 잡아주는 플러그(9)와, 상기 플러그(9)를 통해 상기 로케이터(8)에 진공압을 형성시켜주는 부압공급기(10)로 구성되어진다.

상기 플런저(2)는 원통형상으로 이루어진 플런저바디(3)와, 상기 플런저바디(3)를 관통하도록 뚫려진 오일통로(4)와, 상기 플런저바디(3)의 하부에서 뚫려진 스프링홈(5)과, 상기 플런저바디(3)의 상부에서 돌출되어진 간격유지보스(6)로 이루어진다.

상기 오일통로(4)는 적어도 1개 이상으로 형성되며, 바람직하게는 90도 간격으로 대칭되는 4개로 형성되어진다.

상기 탄성부재(7)는 플런저(2)와 로케이터(8)사이를 탄발지지하는 메인스프링(7a)과, 로케이터(8)와 플러그(9)사이를 탄발지지하는 서브스프링(7b)으로 구성되어진다.

상기 메인스프링(7a)과 서브스프링(7b)은 각각 다른 탄성율을 가지며, 상기 메인스프링(7a)의 탄성율은 엔진의 메인갤러리 정상오일압력(Pb)보다 더 낮은 오일압력(Pa)하에서도 플런저(2)를 하방향으로 이동시킬수 있는 정도의 값으로 설정된다.

상기 정상오일압력(Pb)이란 엔진이 완전히 웜업(Worm-Up)된 상태에서 메인갤러리에 형성되는 오일압력이고, 더 낮은 오일압력(Pa)이란 엔진이 완전히 웜업(Worm-Up)되기전과 냉간시동(Cold-Start)시 메인갤러리에 형성되는 오일압력이다.

상기 더 낮은 오일압력(Pa)은 오일펌프의 토출압력보다 더 낮은 압력값을 갖는다.

상기 로케이터(8)는 진공부압공간을 형성하는 스토퍼(8a)와, 상기 스토퍼(8a)의 움직임으로 압축과 인장되어 스토퍼(8a)의 상하높이변화를 가능하게 하는 튜브(8b)로 구성되어진다.

상기 튜브(8b)는 신축자재한 고무재질의 벨로우즈(Bellows)타입으로 이루어진다.

상기 플러그(9)는 한쪽에서 돌출되어진 안착보스(9b)와 반대쪽에서 돌출되어진 연결단(9c)을 형성한 원형의 플러그바디(9a)로 이루어지고, 상기 안착보스(9b)를 형성한 플러그바디(9a)의 면에는 상기 안착보스(9b)와 동심원을 이루는 단차면이 형성되어진다.

상기 플러그(9)에는 그 중심을 관통하는 축홀(9d)이 뚫려진다.

상기 부압공급기(10)는 온/오프(On/Off)조작되는 스위치(10a)와, 진공부압을 발생시켜주는 진공탱크(10c)와, 상기 진공탱크(10c)의 진공부압을 일방향으로 만 흐르게 하는 밸브(10b)로 구성되어진다.

상기 진공탱크(10c)의 진공부압은 진공라인을 이용해 플러그(9)쪽으로 전달되어진다.

도 2는 본 실시예에 따른 탄성부재(7)와 로케이터(8) 및 플러그(9)의 결합관계를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 탄성부재(7)의 서브스프링(7b)은 플러그(9)의 안착보스(9b)에 결합되고, 상기 플러그(9)의 안착보스(9b)는 로케이터(8)의 스토퍼(8a)에 수용되어지며, 상기 로케이터(8)의 스토퍼(8a)에 결합되어진 튜브(8b)는 상기 안착보스(9b)의 바깥으로 동심원을 형성한 단차면에 밀착되어져 플러그(9)와 기밀을 형성하게 된다.

상기 로케이터(8)와 상기 플러그(9)가 튜브(8b)를 이용해 기밀을 형성함으로써, 상기 로케이터(8)에 걸리는 진공부압으로 이동되는 스토퍼(8a)의 움직임이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

도 3은 본 실시예에 따른 릴리프밸브의 오일펌프 하우징내 조립단면도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 오일펌프의 하우징(20)에는 펌핑된 오일을 엔진의 메인갤러리쪽으로 토출하는 토출구에 연통되어 높은 토출압력시 일부 오일을 바이패스(Bypass)시켜주는 릴리프공간이 형성되며, 상기 릴리프공간으로 릴리프밸브(1)를 설치하게 된다.

상기와 같은 릴리프공간은 엔진의 메인갤러리이 오일압력이 작용되는 연동홀(21)과, 오일펌프에서 엔진의 메인갤러리쪽으로 공급되는 오일펌프의 토출압력이 작용되는 복귀홀(22)과, 상기 복귀홀(22)로 유입된 오일을 오일펌프나 오일팬쪽으로 바이패스(Bypass)시켜 오일펌프의 토출구 압력을 낮추는 바이패스홀(23)과, 릴리프밸브(1)를 수용하는 릴리프공간을 이루고 상기 연동홀(21)과 상기 복귀홀(22) 및 상기 바이패스홀(23)을 형성시킨 하우징실린더(24)로 구성된다.

상기 복귀홀(22)은 연동홀(21)과 바이패스홀(23)의 사이로 위치되며, 상기 연동홀(21)과 상기 바이패스홀(23)의 수직길이는 플런저(2)의 오일통로(4)의 수직길이보다 길게 형성되고, 상기 연동홀(21)과 복귀홀(22)의 수직길이는 플런저(2)의 오일통로(4)의 수직길이보다 짧게 형성되어진다.

본 실시예에서 릴리프밸브(1)가 상기 하우징실린더(24)의 릴리프공간으로 삽입되어 위치되면, 상기 릴리프밸브(1)를 구성하는 플런저(2)의 구조로 인해 상기 릴리프공간은 2개의 챔버공간으로 구획되어진다.

즉, 상기 릴리프공간의 위쪽으로는 상기 플런저(2)의 위쪽부위를 이용하는 하우징챔버(A)가 형성되고, 상기 하우징챔버(A)를 형성하지 않는 릴리프공간의 나머지 공간에는 플런저챔버(B)가 형성되어진다.

상기 하우징챔버(A)에는 연동홀(21)이 위치되고, 상기 플런저챔버(B)에는 플런저바디(3)의 오일통로(4)에 연통되는 복귀홀(22)과 바이패스홀(23)이 형성되어진다.

그러므로, 상기 하우징챔버(A)에는 플런저(2)에 가해지는 엔진의 메인갤러리쪽의 오일압력이 작용하고, 상기 플런저챔버(B)에는 메인 갤러리쪽으로 토출되는 오일펌프의 토출구쪽 오일을 유입해 오일펌프나 오일팬쪽으로 복귀되는 바이패스흐름이 형성되며 상기 하우징챔버(A)쪽 압력에 대응해 플런저(2)에 가해지는 탄성부재(7)의 탄발지지력이 작용되어진다.

본 실시예는 상기 하우징실린더(24)의 아래쪽으로 하우징실린더(24)에 동심원으로 확장된 스토퍼실린더(25)가 더 형성되며, 상기 스토퍼실린더(25)는 로케이터(8)를 수용하는 공간을 제공하고 동시에 로케이터(8)의 최대 이동거리를 제한하는 스토퍼로서 작용되어진다.

도 3은 오일펌프 하우징(20)의 릴리프공간에 조립된 릴리프밸브(1)가 작동되지 않는 즉, 오일압력이 작용되지 않고, 스위치(10)의 오프(Off)로 로케이터(8)에 진공부압의 작용이 없는 상태를 나타낸다.

이로 인해, 상기 릴리프밸브(1)의 플런저(2)에는 탄성부재(7)의 메인스프링(7a)의 탄성력만이 작용되고, 상기 메인스프링(7a)의 탄성력으로 플런저(2)의 위치가 확립되어진 상태이다.

이때, 로케이터(8)에는 상기 탄성부재(7)의 서브스프링(7b)의 탄성력만이 작용되어진다.

릴리프밸브(1)가 상기와 같은 상태이면, 하우징챔버(A)는 연동홀(21)로 메인갤러리쪽과 연통되고 플런저챔버(B)는 복귀홀(22)로 오일펌프의 토출구와 연통되지만, 바이패스홀(23)은 플런저(2)로 인해 막힌 상태를 이루게 된다.

도 4는 엔진의 냉간시동(Cold Start)시 본 실시예에 따른 릴리프밸브의 작동상태도를 나타낸다.

이러한 냉간시동시에는 온(On)상태의 스위치(10a)로 인해 진공탱크(10c)의 진공부압이 로케이터(8)에 작용되어 튜브(8b)는 압축되고, 상기 튜브(8b)를 고정한 스토퍼(8a)가 플러그(9)쪽으로 내려가 상기 로케이터(8)를 스토퍼실린더(25)로부터 이격시켜준 상태로 전환된다.

이러한 작용은 상기 로케이터(8)의 스토퍼(8a)의 이동으로 스토퍼(8a)의 내부공간에 수용된 탄성부재(7)의 서브스프링(7b)이 압축변형됨에 기인되어진다.

즉, 상기와 같이 하방향으로 내려간 로케이터(8)는 스토퍼(8a)의 상면에 위치되어진 메인스프링(7a)을 함께 내려 탄성부재(7)의 초기 좌면위치를 변화시켜줌으로써, 상기 로케이터(8)는 스토퍼실린더(25)로부터 이격되고 상기 탄성부재(7)는 초기에 비해 더 낮아진 좌면위치로 인한 탄성율 변화를 갖게된다.

상기 메인스프링(7a)의 좌면위치변화는 엔진이 완전히 웜업(Worm - Up)된 메인갤러리의 정상압력(Pb)보다 낮은 압력하에서도 압축변형될 수 있다.

엔진의 냉간시동 후 메인갤러리의 오일압력은 점진적으로 증가되고, 이로 인해 하우징챔버(A)에 형성되는 압력이 연동홀(21)을 통해 유입되는 메인갤러리의 오일압력(Pa)에 따라 점진적으로 증가되어 플런저(2)에 작용되지만, 플런저챔버(B)에는 상기 플런저(2)를 탄발지지하는 메인스프링(7a)의 탄성지지력만이 작용되어진다.

그러므로, 플런저(2)는 메인갤러리의 오일압력 상승으로 높아지는 하우징챔버(A)의 압력이 메인스프링(7a)의 탄발지지력 보다 크게 작용될 때에 만 움직임이 일어나므로, 상기 하우징챔버(A)의 압력이 메인스프링(7a)의 탄발지지력 보다 크지 않은 상태에선 릴리프밸브(1)의 작용이 일어나지 않게 된다.

하지만, 오일펌프의 지속적인 오일 송출로 메인갤러리에 메인스프링(7a)의 탄성율을 이겨내는 오일압력(Pa)이 형성되면, 상기 오일압력(Pa)이 하우징챔버(A)쪽으로 형성됨으로써 플런저(2)는 메인스프링(7a)을 압축하면서 플런저챔버(B)쪽으로 내려가는 움직임을 형성하게 된다.

상기와 같은 하우징챔버(A)의 오일압력상승에 따른 플런저(2)의 이동으로 플런저챔버(B)는 복귀홀(22)을 지나 바이패스홀(23)까지 연장되어진다.

이러한 상태로 전환되면, 오일펌프의 토출구를 빠져나가는 오일은 메인갤러리로 공급되는 오일흐름과 함께 복귀홀(22)을 통해 플런저챔버(B)로 유입된 후 바이패스홀(23)로 빠져나가는 오일흐름이 함께 형성되어진다.

이때, 상기 바이패스홀(23)로 빠져나가는 오일은 오일펌프나 오일팬쪽으로 다시 복귀되어진다.

이와 같이 릴리프밸브(1)는 메인갤러리의 오일압력이 메인스프링(7a)의 탄성율을 이겨내는 오일압력(Pa)까지 높게 형성될 때, 메인스프링(7a)을 압축하면서 움직이는 플런저(2)의 이동으로 오일펌프의 토출구를 빠져나가는 오일중 일부 오일을 오일펌프나 오일팬으로 복귀시켜주는 작용을 하게 된다.

오일펌프는 이러한 바이패스흐름으로 오일펌프를 빠져나가는 오일의 토출압력을 낮출 수 있게 된다.

그러므로, 엔진의 냉간시동시에 작동하는 릴리프밸브(1)는 진공부압을 형성하는 로케이터(8)를 통한 좌면위치 변화된 메인스프링(7a)의 탄성율을 이용해 메인갤러리의 오일압력상승에 연동하는 바이패스흐름을 형성해줌으로써, 냉간시동시 상대적으로 높게 형성되는 오일펌프의 토출압력을 적정하게 낮추어 메인갤러리쪽 손상을 방지하고, 특히 오일펌프의 피크압력(Peak Pressure)도 크게 낮출 수 있게 된다.

도 5는 엔진의 냉간시동후 웜업(Warm Up)되어 메인갤러리도 정상오일압력(Pb)이 형성되는 상태로서, 이때는 스위치(10)의 오프(Off)로 로케이터(8)에 진공부압이 형성되지 못한 로케이터(8)의 비활성화 상태이다.

상기와 같은 스위치(10a)의 오프(Off)로 로케이터(8)를 끌어 당겼던 진공부압이 없어짐으로써, 서브스프링(7b)의 인장복원력을 받는 스토퍼(8a)는 초기 상태로 복귀되는 튜브(8b)와 함께 올라가 플러그(9)에서 이격됨과 더불어 스토퍼실린더(25)에 접촉되는 초기상태로 전환된다.

상기와 같은 로케이터(8)의 초기 상태 복귀는 스토퍼(8a)의 상면에 지지되어진 메인스프링(7a)도 함께 올려 좌면위치를 상승시켜줌으로써, 상기 메인스프링(7a)은 내려갔을 때에 비해 상대적으로 높은 스프링상수 값을 갖는 상태로 전환되어진다.

이로 인해 상기 메인스프링(7a)을 압축변형시키는 하우징챔버(A)의 오일압력은 냉간시동시 오일압력보다 더 높게 형성되어진다.

도 5에서 실선화살표는 하우징챔버(A)의 오일압력이 플런저(2)를 탄발지지하는 메인스프링(7a)의 탄성력을 이겨내지 못해 플런지(2)의 움직임이 없는 상태를 나타낸다.

이러한 상태에서 메인갤러리에는 오일펌프로부터 지속적으로 오일을 공급받는 상태이며, 이는 메인갤러리에 정상오일압력(Pb)이 형성될 때까지 이루어진다.

하지만, 도 5에서 파선화살표와 같이 정상오일압력(Pb)을 초과하는 메인갤러리의 오일압력이 연동홀(21)을 통해 하우징챔버(A)로 작용하면, 상기 하우징챔버(A)의 오일압력을 받는 플런저(2)는 메인스프링(7a)과 서브스프링(7b)을 압축하면서 이동되어 복귀홀(22)을 지나 바이패스홀(23)까지 플런저챔버(B)를 연장시키게된다.

이러한 상태로 전환되면, 오일펌프의 토출구를 빠져나가는 오일은 메인갤러리로 공급되는 오일흐름과 함께 복귀홀(22)을 통해 플런저챔버(B)로 유입된 후 바이패스홀(23)로 빠져나가는 오일흐름이 함께 형성되어진다.

이때, 상기 바이패스홀(23)로 빠져나가는 오일은 오일펌프나 오일팬쪽으로 다시 복귀되어진다.

이와 같이 릴리프밸브(1)는 메인갤러리의 오일압력이 좌면위치가 변화된 메인스프링(7a)과 서브스프링(7b)의 탄성율을 이겨내는 정도로 높게 형성될 때, 상기 스프링(7a,7b)을 압축하면서 움직이는 플런저(2)의 이동으로 오일펌프의 토출구를 빠져나가는 오일중 일부 오일을 오일펌프나 오일팬으로 복귀시켜주는 작용을 하게 된다.

오일펌프는 이러한 바이패스흐름으로 오일펌프를 빠져나가는 오일의 토출압력을 낮출 수 있게 된다.

그러므로, 엔진의 웜업시에 작용하는 릴리프밸브(1)는 로케이터(8)의 비활성화로 변화된 좌면위치를 갖는 메인스프링(7a)과 서브스프링(7b)의 탄성율을 이용해 정상오일압력(Pb)보다 높은 메인갤러리의 오일압력상승에 대처하여 바이패스흐름을 형성해줌으로써, 오일펌프의 높은 토출압력으로 인한 메인갤러리쪽 손상을 방지할 수 있게 된다.

도 6은 엔진의 완전한 웜업(Warm Up)상태에서 본 실시예에 따른 릴리프밸브의 작동상태도를 나타낸다.

도시된 상태는 전술한 웜업시를 나타낸 도 5와 같이 스위치(10a)의 오프(Off)로 로케이터(8)를 끌어 당겼던 진공부압이 없어짐으로써, 서브스프링(7b)의 인장복원력을 받는 스토퍼(8a)는 초기 상태로 복귀되는 튜브(8b)와 함께 올라가 플러그(9)에서 이격됨과 더불어 스토퍼실린더(25)에 접촉되는 초기상태로 전환되어진다.

그러므로, 도 6과 같이 엔진의 완전한 웜업상태는 완전히 웜업되지 않은 도 5에서 하우징챔버(A)로 작용되는 메인갤러리의 오일압력(Pc)만 차이날 뿐 모든 작동 조건과 그 작용 및 효과도 동일하게 구현되어진다.

상기와 같이 본 실시예에 따른 릴리프밸브(1)는 메인갤러리의 오일압력과 연동되고 진공부압으로 작용되는 로케이터(8)로 메인스프링(7a)과 서브스프링(7b)의 좌면위치를 낮추거나 높여 그 탄성율을 가변함으로써, 엔진의 구동조건에 따라 달라지는 메인갤러리의 오일압력을 안정적이고 최적으로 제어할 수 있게 된다.

즉, 엔진의 냉간시동시 메인갤러리의 오일압력에 연동된 바이패스(Bypass)흐름으로 오일펌프의 피크압력(Peak Pressure)을 크게 낮춰 메인갤러리의 손상을 방지하고, 엔진의 웜업시엔 오일펌프의 토출압력을 최적으로 제어할 수 있게 된다.

1 : 릴리프밸브 2 : 플런저
3 : 플런저바디
4 : 오일통로 5 : 스프링홈
6 : 직경축소보스 7 : 탄성부재
7a : 메인스프링 7b : 서브스프링
8 : 로케이터 8a : 스토퍼
8b : 튜브 9 : 플러그
9a : 플러그바디 9b : 안착보스
9c : 연결단 9d : 축홀
10 : 부압공급기 10a : 스위치
10b : 밸브 10c : 진공탱크
20 : 하우징 21 : 연동홀
22 : 복귀홀 23 : 바이패스홀
24 : 하우징실린더 25 : 스토퍼실린더
A : 하우징챔버 B : 플런저챔버

Claims (11)

1. 오일펌프의 릴리프공간을 메인갤러리와 연통시키는 하우징챔버와, 상기 메인갤러리로 오일을 토출시키는 상기 오일펌프의 토출구에 연통되고 상기 메인갤러리로 토출되는 일부오일의 복귀를 위해 바이패스시키는 플런저챔버로 구획시켜주는 플런저와;
   엔진의 웜업상태에 비해 상대적으로 낮은 상기 메인갤러리의 오일압력에서 압축되는 탄성율을 갖고, 상기 플런저를 탄발지지하는 탄성부재와;
   상기 탄성부재의 좌면위치변화로 탄성율이 가변되도록 상기 탄성부재를 지지하는 로케이터와;
   상기 릴리프공간의 아래쪽으로 결합되어 상기 로케이터를 지지하는 플러그와;
   상기 플러그에 연결되어 상기 로케이터의 높낮이를 변화시켜주도록 상기 로케이터에 진공부압을 형성시키는 부압공급기; 를 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 플런저는 상기 릴리프공간으로 삽입되는 플런저바디의 위에서 상기 하우징챔버를 형성하고, 상기 플런저바디에 뚫려진 적어도 1개 이상의 오일통로를 이용해 상기 플런저챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 오일통로는 서로 대칭되는 위치에 쌍으로 형성되어진 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 플런저에 형성되어진 스프링홈으로 그 일부를 삽입한 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 스프링홈은 상기 릴리프공간으로 삽입되는 상기 플런저의 플런저바디의 하부에 형성되어진 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 플런저와 상기 로케이터사이를 탄발지지하는 메인스프링과, 상기 로케이터와 상기 플러그사이를 탄발지지하는 서브스프링으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 메인스프링과 상기 서브스프링은 서로 다른 탄성율을 갖는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
8. 청구항 1에 있어서, 상기 로케이터는 상기 탄성부재의 서브스프링을 수용하고 진공부압공간을 형성하는 스토퍼와, 상기 탄성부재의 메인스프링을 지지하고 상기 스토퍼의 움직임으로 압축과 인장되어 상기 스토퍼의 상하높이변화를 가능하게 하는 튜브로 구성되어진 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
9. 청구항 8에 있어서, 상기 스토퍼의 상하높이변화는 상기 릴리프공간의 하부에 동심원으로 확장된 스토퍼실린더부위를 매개로 제한되는 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
   
10. 청구항 8에 있어서, 상기 튜브는 신축자재한 고무재질의 벨로우즈(Bellows)타입으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.
    
11. 청구항 1에 있어서, 상기 부압공급기는 온/오프(On/Off)조작되는 스위치와, 상기 플러그의 축중심에 뚫려진 축홀을 통해 상기 로케이터에 진공부압을 발생시켜주는 진공탱크와, 상기 진공탱크의 진공부압을 일방향으로만 흐르게 하는 밸브로 구성되어진 것을 특징으로 하는 오일펌프용 릴리프밸브.

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