WO2016003139A1 - 오일펌프 컨트롤 밸브 - Google Patents

오일펌프 컨트롤 밸브 Download PDF

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WO2016003139A1
WO2016003139A1 PCT/KR2015/006653 KR2015006653W WO2016003139A1 WO 2016003139 A1 WO2016003139 A1 WO 2016003139A1 KR 2015006653 W KR2015006653 W KR 2015006653W WO 2016003139 A1 WO2016003139 A1 WO 2016003139A1
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valve
valve seat
port
oil pump
holder
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Application number
PCT/KR2015/006653
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English (en)
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이창훈
문국찬
박지훈
김문학
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주식회사 유니크
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    • F01M1/02—Pressure lubrication using lubricating pumps
    • F01M2001/0292—Sealings

Definitions

  • the present invention relates to an oil pump control valve, and more particularly, it is possible to control the pressure of the oil linearly by relieving the internal residual pressure of the valve, and to be mounted on the outside of the cylinder block to improve workability during maintenance.
  • an oil pump control valve To an oil pump control valve.
  • the engine of an automobile is designed to circulate oil for lubrication and cooling of various parts mounted on the engine.
  • Such an engine is provided with an oil pump for circulating oil and a relief valve for preventing an excessive rise in the pressure of the oil pumped by the oil pump (hereinafter, also referred to as "hydraulic pressure").
  • Korean Patent Publication No. 2011-0056811 (2011.05.31.) Discloses an oil pump including a relief valve (20).
  • the transfer path 12 is configured to include a housing 10 formed therein, and a relief valve 20 installed on the transfer path (12).
  • the oil introduced into the lower portion of the housing 10 is transported along the conveying path 12, is compressed to a predetermined pressure in the conveying process and the side surface of the housing 10 Discharged through.
  • the relief valve 20 installed on the conveying path 12 discharges a part of the conveyed oil to the outside when the discharged hydraulic pressure excessively rises. That is, when the discharged hydraulic pressure is higher than the set pressure, the relief valve 20 is operated to open a drain port 22 to discharge a part of the oil.
  • the ball valve descends and opens the inlet connected to the inlet port, oil is introduced through the open inlet, and the introduced oil is controlled to a predetermined pressure and then discharged to the engine side through the control port.
  • the solenoid is stopped, the ball valve rises and closes the inlet, and the oil discharged to the engine is introduced into the valve through the control port.
  • the solenoid is stopped, the oil introduced into the valve is transferred to the drain port between the second valve seat and the rod.
  • the through hole of the second valve seat has a diameter slightly larger than the rod to guide the movement of the rod, the amount of oil discharged between the second valve seat and the rod is not large. Therefore, the residual pressure is always present inside the valve, and the ball valve cannot operate smoothly due to the residual pressure. In particular, when the operation of the ball valve is not smooth it can not finely adjust the hydraulic pressure discharged to the engine side.
  • the conventional oil pump control valve has a structure in which the drain port is located at the bottom of the valve.
  • an oil flow path must be formed at a position adjacent to the outer wall of the cylinder block.
  • the machining of the cylinder block is difficult, and the thickness of the corresponding area is reduced, which may reduce durability and cracks due to hydraulic pressure.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art can solve the internal residual pressure of the valve to control the pressure of the oil linearly, can be mounted on the outside of the cylinder block to improve the workability during maintenance
  • the purpose is to provide an oil pump control valve.
  • An oil pump control valve for achieving the above object includes a valve for regulating the entry and exit of oil, and a solenoid for operating the valve.
  • the valve has a tubular holder having an inlet port formed at the top, a control port formed at the upper end of the outlet, and a discharge port formed at the lower end of the valve, installed inside the holder and positioned between the inlet port and the control port.
  • An inlet connected to the inlet port and a first outlet connected to the control port are respectively provided with a tubular first valve seat formed at an upper end and a lower end, and movable in the first valve seat to open the inlet.
  • a ball valve for closing a tubular second valve seat installed at a lower portion of the first valve seat and communicating with an inside of the first valve seat, and connected to the discharge port, the second valve seat having a tubular shape; It is installed to be movable inside the second valve seat and is operated by the solenoid to move the ball valve, at least a portion of which is smaller than the inner diameter of the second valve seat. Generated and a load.
  • the oil pumped to the engine side through the valve during the operation of the solenoid is introduced back into the valve through the control port when the operation of the solenoid is stopped.
  • the ball valve is raised to close the inlet of the first valve seat, the introduced oil is discharged to the discharge port through the first valve seat, the second valve seat, and the second outlet, and then transferred to the oil tank side.
  • the solenoid is coupled to surround one end of the holder and one end of the second valve seat, the case is provided with an accommodating space therein, a bobbin installed in the accommodating space and in close contact with the flange and the coil wound around the outer surface;
  • a guide installed in the bobbin and having an upper end inserted into the second valve seat, a core coupled to a lower end of the bobbin and partially inserted into the guide, and movable in the guide;
  • the bottom of the plunger is inserted, and is installed between the core and the plunger includes a spring for elastically supporting the plunger.
  • the oil introduced through the control port when the operation of the solenoid is stopped is discharged to the oil tank side through the discharge port between the second valve seat and the rod. Therefore, there is no fear of residual pressure occurring inside the valve, it is possible to solve the malfunction caused by the residual pressure, it is possible to linearly control the pressure of the oil discharged to the engine side.
  • the present invention can easily form the oil flow path of the cylinder block because the discharge port has a structure formed in the middle of the valve.
  • the oil pump control valve of the present invention can be mounted from the outside of the cylinder block can improve the workability during maintenance, it can reduce the manpower and cost required for the operation.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an oil pump control valve according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 1.
  • 3 and 4 is an operating state of the oil pump control valve according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a cross-sectional view of the oil pump for a vehicle according to the prior art.
  • valve 110 holder
  • bracket 400 connector
  • an oil pump control valve includes a valve 100 for controlling oil in and out, a solenoid 200 for operating the valve 100, and an oil pump control. Bracket 300 for fixing the valve to the cylinder block (not shown), and the connector 400 for applying power to the solenoid 200.
  • the valve 100 may include a holder 110 inserted into a cylinder block (not shown) when the oil pump control valve is installed, a first valve seat 120 installed inside the holder 110, and a first valve seat ( The ball valve 130 is installed inside the 120, the second valve seat 140 is provided in the lower portion of the first valve seat 120, and the rod 150 is installed in the second valve seat 140 do.
  • Holder 110 is a hollow pipe shape having a predetermined length.
  • An inlet port 111 is formed on the top surface of the holder 110, and a control port 112 and a discharge port 113 are formed on the outer peripheral surface of the stop.
  • the inlet port 111 is a port into which the oil supplied from the oil pump (not shown) is introduced
  • the control port 112 is a port through which the oil controlled at a predetermined pressure is discharged to the engine side from the valve 100
  • a discharge port ( 113 is a port through which oil returned from the engine side is discharged to the oil tank side.
  • the control port 112 is located above the middle of the holder 110
  • the discharge port 113 is located below the middle of the holder (110).
  • the reason why the discharge port 113 is formed in the middle of the holder 110 is to separate the oil flow path formed in the cylinder block (not shown) from the outer wall so as to improve workability and prevent breakage by hydraulic pressure.
  • the reason why the discharge port 113 is positioned adjacent to the control port 112 is that the oil introduced through the control port 112 is easily discharged to the discharge port 113 so that the residual pressure inside the valve 100 is maintained. This is to prevent this from happening.
  • a partition 114 having a predetermined thickness is formed between an upper portion of the inner wall of the holder 110, more specifically, the inflow port 111 and the control port 112, and the partition 114 has a first valve seat 120.
  • the mounting hole 115 is installed for the installation.
  • a mounting groove 116 for installing the second valve seat 140 is formed at a lower portion of the inner wall of the holder 110.
  • the inlet port 111, the control port 112, the discharge port 113 is provided with filters (117a ⁇ 117c) for filtering foreign matter contained in the oil.
  • the filter 117a installed in the inlet port 111 is a plate-shaped filter inserted into the upper end of the holder 110, and the filters 117b and 117c installed in the control port 112 and the discharge port 113 are holders ( 110 is an annular filter surrounding the outer circumferential surface.
  • an outer circumferential surface of the holder 110 is formed with an annular groove 118a, and the groove 118a is provided with an annular o-ring 118b.
  • the o-ring 118b is for preventing oil from leaking between the oil pump control valve and the cylinder block (not shown).
  • a portion of the oil flowing from the oil pump (not shown) or the engine (not shown) is to prevent abnormal flow of oil flowing into the port other than the corresponding port.
  • the groove 118a and the O-ring 118b are between the inflow port 111 and the control port 112, between the control port 112 and the discharge port 113, between the discharge port 113 and the flange 119. Are each provided in.
  • the first valve seat 120 is installed between the inflow port 111 and the control port 112.
  • the first valve seat 120 includes a small diameter pipe 121 inserted into the mounting hole 115 and a large diameter pipe 122 formed below the small diameter pipe 121.
  • An inlet 123 connected to the inlet port 111 is formed in the small diameter tube 121.
  • An operating space 124 in which the ball valve 130 is installed is formed in the large diameter tube 122, and a first outlet 125 connected to the control port 112 is formed on the outer circumferential surface thereof.
  • the first valve seat 120 is installed to be inserted into the mounting hole 115 of the partition 114, and a packing 126 is interposed between the first valve seat 120 and the partition 114. .
  • the packing 126 is for preventing oil from leaking between the holder 110 and the first valve seat 120.
  • the ball valve 130 is installed to be movable in the operating space 124 of the first valve seat 120 to open or close the inlet 123.
  • the ball valve 130 is manufactured in a perfect sphere so that the inlet 123 when the contact with the first valve seat 120 can be securely sealed.
  • the first seating groove 127 and the second seating groove 142 are formed at the lower end of the inlet 123 and the upper end of the protrusion 141 which are in contact when the ball valve 130 moves.
  • the second valve seat 140 is a multi-stage tubular shape that the diameter increases toward the lower end.
  • the upper end of the second valve seat 140 is a protrusion 141 having a smaller diameter than the middle and lower ends thereof, and a second seating groove 142 in which the ball valve 130 is seated is formed on an upper surface of the protrusion 141.
  • a second outlet 143 connected to the discharge port 113 is formed, and on the lower outer peripheral surface, the holder 110 of the valve 100 and the bobbin 220 of the solenoid 200 are formed.
  • the flange 144 is formed between the ().
  • a mounting protrusion 145 inserted into the mounting groove of the holder 110 is formed at the outer circumferential surface between the second outlet 143 and the flange 144.
  • the inner spaces 146a to 146c of the second valve seat 140 are formed in multiple stages whose diameters increase toward the lower end thereof.
  • the upper end 146a of the inner space is a portion through which the small diameter portion 154 of the rod 150 penetrates, and has a diameter larger than that of the small diameter portion 154 so that the discharge path 147 is provided between the small diameter portion 154 and the small diameter portion 154. do.
  • the interruption 146b of the internal space serves to guide the movement of the rod 150 and is formed to a diameter that can contact the large diameter portion 152.
  • the lower end 146c of the inner space is formed to have a larger diameter than the middle 146b, and the upper portion of the guide 240 to be described later is inserted.
  • the lower end of the above-described second valve seat 140 that is, the lower end where the flange 144 is formed may be positioned above the bobbin 220 to serve as a yoke that is a fixed iron core.
  • the magnetic force generated around the bobbin 220 may be strengthened to reliably control the movement of the movable plunger 260.
  • the rod 150 has a multi-stage rod shape including a large diameter portion 152 contacting the second valve seat 140 and a small diameter portion 154 spaced apart from the second valve seat 140. The lower end of the large diameter portion 152 is inserted into the plunger 260 and moves together with the plunger 260 during operation of the solenoid 200.
  • the solenoid 200 is inserted into the case 210, the bobbin 220 installed inside the case 210, the coil 230 wound around the outer circumferential surface of the bobbin 220, and the bobbin 220.
  • a spring 270 is inserted into the case 210, the bobbin 220 installed inside the case 210, the coil 230 wound around the outer circumferential surface of the bobbin 220, and the bobbin 220.
  • the case 210 has a cup shape in which an upper part is opened and a lower part is closed.
  • An accommodation space 212 is formed in the case 210, and the storage space 212 includes a bobbin 220, a coil 230, a guide 240, a core 250, a plunger 260, and a spring 270. ) Is installed.
  • the upper end of the case 210 is caulking (caulking) to surround the lower end of the holder (110).
  • the valve 100 is pressed to the solenoid 200 side to close the parts 220 to 270 installed inside the case 210. Therefore, it is possible to prevent the flow of the parts (220 ⁇ 270) installed in the case 210, it is possible to prevent the foreign matter flowing into the upper portion of the case (210).
  • the bobbin 220 has a hollow spool shape having flanges at the top and the bottom thereof.
  • the second valve seat 140 is positioned on the upper part of the bobbin 220, the core 250 is coupled to the lower part of the bobbin 220, and a coil 230 that generates a magnetic field is wound on the outer circumferential surface thereof.
  • the bobbin 220 is made of an insulator so as to electrically cut between the coil 230 and the core 250 and between the coil 230 and the plunger 260.
  • the second valve seat 140 positioned on the upper part of the bobbin 220 may serve as a fixing iron core together with the core 250.
  • the coil 230 is a conductive wire that generates a magnetic field around the bobbin 220 when a power is applied, and forms a cylindrical shape wound tightly and uniformly on the outer circumferential surface of the bobbin 220.
  • the magnetic field generated by the coil 230 when the power is applied is induced by the core 250 to lower the plunger 260.
  • the strength of the magnetic field is proportional to the strength of the current flowing along the coil 230 and the number of coils 230 wound on the bobbin 220. Therefore, since a strong magnetic field is generated as a strong current is applied to the coil 230 or the coil 230 is wound more, the movement of the plunger 260 can be reliably controlled.
  • the guide 240 is tubular having a predetermined length and is inserted to penetrate the bobbin 220.
  • the upper portion of the guide 240 protrudes through the bobbin 220 and is inserted into the lower end 146c of the inner space provided in the second valve seat 140.
  • the guide 240 guides the movement of the plunger 260 and simultaneously prevents deformation of the solenoid 200 when an external force is applied.
  • the core 250 is a fixed iron core for moving the plunger 260 which is a movable iron core when power is applied.
  • the core 250 is formed in a multi-stage disc shape, and a part thereof is coupled to be inserted into the bobbin 220. As shown in FIG. 2, when the core 250 is formed in a multi-stage disc shape, a magnetic field generated in the coil 230 is concentrated on the core 250 side. Therefore, when the power is applied, the plunger 260 which is a movable iron core can be easily moved toward the core 250.
  • the plunger 260 is a metal rod that moves up and down inside the bobbin 220 by the magnetic field generated by the coil 230.
  • the large diameter portion 152 of the rod 150 is inserted into the upper surface of the plunger 260, the flow groove 262 is formed on the outer peripheral surface.
  • the flow groove 262 is for minimizing the operating resistance of the plunger 260 and is a passage through which the fluid filled in the guide 240 is moved when the plunger 260 moves.
  • the spring 270 elastically supports the plunger 260 upward with a conventional coil spring. That is, the spring 270 elastically supports the plunger 260 which is normally not powered to the solenoid 200 upwards to maintain the ball valve 130 in an elevated state.
  • FIG. 3 illustrates a state in which power is applied to the solenoid 200.
  • the magnetic field generated in the coil 230 pulls the plunger 260, so that the rod 150 also descends and is spaced apart from the ball valve 130.
  • the ball valve 130 is lowered and the inlet 123 is opened by the pressure of the oil P supplied from the inlet port 111.
  • the lowered ball valve 130 is seated in the second seating groove 142 to close the discharge path (147). Therefore, the oil P supplied from the inlet port 111 is introduced into the first valve seat 120 through the inlet 123 and then discharged to the control port 112 via the first outlet 125.
  • the spring 270 raises the plunger 260 to push up the ball valve 130, and the ball valve 130 is the first seating groove. Seated at 127 to close the inlet 123 to block the supply of oil through the inlet port 111.

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Abstract

본 발명은 밸브의 내부 잔압을 해소하여 오일의 압력을 선형적으로 제어할 수 있고, 실린더블록의 외부에 장착이 가능하여 유지보수 시 작업성을 향상시킬 수 있는 오일펌프 컨트롤 밸브에 관한 것이다. 그 구성을 살펴보면, 오일의 출입을 단속하는 밸브와, 상기 밸브를 작동시키는 솔레노이드를 포함한다. 상기 밸브는, 유입포트가 상단에 형성되고 제어포트가 중단 상부에 형성되며 배출포트가 중단 하부에 형성된 관 형상의 홀더와, 상기 홀더의 내부에 설치되고 상기 유입포트와 상기 제어포트 사이에 위치되며 상기 유입포트와 연결되는 입구 및 상기 제어포트와 연결되는 제1출구가 상단 및 하단에 각각 형성된 관 형상의 제1밸브시트와, 상기 제1밸브시트의 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 입구를 개방 또는 폐쇄하는 볼밸브와, 상기 제1밸브시트의 하부에 설치되고 상기 제1밸브시트의 내부와 상통하며 상기 배출포트와 연결되는 제2출구가 중단에 형성된 관 형상의 제2밸브시트와, 상기 제2밸브시트의 내부에 이동 가능하게 설치되고 상기 솔레노이드에 의해 작동하여 상기 볼밸브를 이동시키며 적어도 일부가 상기 제2밸브시트의 내경보다 작게 형성된 로드를 포함한다.

Description

오일펌프 컨트롤 밸브
본 발명은 오일펌프 컨트롤 밸브에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 밸브의 내부 잔압을 해소하여 오일의 압력을 선형적으로 제어할 수 있고, 실린더블록의 외부에 장착이 가능하여 유지보수 시 작업성을 향상시킬 수 있는 오일펌프 컨트롤 밸브에 관한 것이다.
자동차의 엔진은, 엔진에 장착된 각종 부품들의 윤활 및 냉각을 위하여 오일이 순환하도록 설계된다. 이러한 엔진에는 오일을 순환시키기 위한 오일펌프와, 오일펌프에 의해 압송되는 오일의 압력(이하, ‘유압’이라고도 함)이 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위한 릴리프밸브가 설치된다.
대한민국특허공개공보 제2011-0056811호(2011.05.31.)에는 릴리프밸브(20)를 포함하는 오일펌프에 대해 게재되어 있다.
도 5를 참조하여 종래의 오일펌프(1)에 대해 살펴보면, 이송로(12)가 내부에 형성된 하우징(10)과, 이송로(12) 상에 설치된 릴리프밸브(20)를 포함하여 구성된다. 이러한 오일펌프(1)의 구조에 따르면, 하우징(10)의 하부로 유입된 오일이 이송로(12)를 따라 이송되고, 그 이송과정에서 소정의 압력으로 압축된 후 하우징(10)의 측면을 통해 토출된다. 이때, 이송로(12) 상에 설치된 릴리프밸브(20)는 토출되는 유압이 과도하게 상승할 경우 이송되는 오일의 일부를 외부로 배출시킨다. 즉, 토출되는 유압이 설정된 압력 이상이 되면 릴리프밸브(20)가 작동하여 드레인 포트(22)를 개방함으로써 오일의 일부를 배출시킨다.
그런데, 상기한 바와 같은 구조의 오일펌프(1)는 캠축에 의해 작동되므로 엔진의 회전수(revolutions per minute; rpm)가 상승할 경우 오일펌프(1)에서 토출되는 유압 또한 상승하게 된다. 따라서 엔진에서 순환되는 유압이 일정하게 유지되지 못하므로 실린더헤드나 실린더블록 등의 각종 부품들의 윤활 및 냉각이 원활히 이루어지지 않으며, 특히 각종 부품에 과도한 압력을 인가하여 내구성을 크게 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.
본 출원인은 상술한 문제를 해결하기 위하여, 오일펌프에서 압송되어 엔진으로 토출되는 유압을 일정하게 유지할 수 있는 오일펌프 컨트롤 밸브(대한민국등록특허공보 제1167505호(2011.07.16.))를 출원한 바 있다.
종래의 오일펌프 컨트롤 밸브에 의한 유압제어과정을 살펴보면 다음과 같다.
솔레노이드가 작동하면 볼밸브가 하강하며 유입포트와 연결된 유입구를 개방하고, 개방된 유입구를 통해 오일이 유입되며, 유입된 오일은 소정의 압력으로 제어된 후 제어포트를 통해 엔진 측으로 배출된다. 반면, 솔레노이드의 작동이 정지되면 볼밸브가 상승하며 유입구를 폐쇄하고, 엔진 측으로 배출된 오일이 제어포트를 통해 밸브의 내부로 유입된다. 이때, 솔레노이드의 정지 시 밸브 내부로 유입된 오일은 제2밸브시트와 로드 사이를 통해 드레인포트로 이송된다.
그런데 제2밸브시트의 관통공은 로드의 이동을 안내할 수 있도록 로드보다 약간 큰 직경으로 가지므로, 제2밸브시트와 로드 사이로 배출되는 오일의 양은 많지 않다. 따라서 밸브의 내부에 잔압이 항상 존재하게 되고, 잔압으로 인해 볼밸브가 원활하게 작동할 수 없다. 특히, 볼밸브의 작동이 원활하지 못할 경우 엔진 측으로 배출되는 유압을 미세하게 조절할 수 없다.
또한, 종래의 오일펌프 컨트롤 밸브는 드레인포트가 밸브의 하단에 위치된 구조를 갖는다. 이러한 구조의 오일펌프 컨트롤 밸브를 실린더블록의 외부에 장착하기 위해서는 실린더블록의 외벽과 인접한 위치에 오일유로를 형성해야 한다. 하지만, 오일유로를 외벽에 근접하게 위치시킬 경우 실린더블록의 가공이 힘들고, 해당 부위의 두께가 얇아져 내구성이 떨어질 뿐만 아니라 유압으로 인한 크랙이 발생할 수도 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 밸브의 내부 잔압을 해소하여 오일의 압력을 선형적으로 제어할 수 있고, 실린더블록의 외부에 장착이 가능하여 유지보수 시 작업성을 향상시킬 수 있는 오일펌프 컨트롤 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 오일펌프 컨트롤 밸브는, 오일의 출입을 단속하는 밸브와, 상기 밸브를 작동시키는 솔레노이드를 포함한다.
상기 밸브는, 유입포트가 상단에 형성되고 제어포트가 중단 상부에 형성되며 배출포트가 중단 하부에 형성된 관 형상의 홀더와, 상기 홀더의 내부에 설치되고 상기 유입포트와 상기 제어포트 사이에 위치되며 상기 유입포트와 연결되는 입구 및 상기 제어포트와 연결되는 제1출구가 상단 및 하단에 각각 형성된 관 형상의 제1밸브시트와, 상기 제1밸브시트의 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 입구를 개방 또는 폐쇄하는 볼밸브와, 상기 제1밸브시트의 하부에 설치되고 상기 제1밸브시트의 내부와 상통하며 상기 배출포트와 연결되는 제2출구가 중단에 형성된 관 형상의 제2밸브시트와, 상기 제2밸브시트의 내부에 이동 가능하게 설치되고 상기 솔레노이드에 의해 작동하여 상기 볼밸브를 이동시키며 적어도 일부가 상기 제2밸브시트의 내경보다 작게 형성된 로드를 포함한다.
상술한 구성에 따르면, 솔레노이드의 작동 시 밸브를 거쳐 엔진 측으로 압송된 오일은, 솔레노이드의 작동이 정지될 경우 제어포트를 통해 밸브의 내부로 다시 유입된다. 이때, 볼밸브가 상승하여 제1밸브시트의 입구를 폐쇄하므로, 유입된 오일은 제1밸브시트, 제2밸브시트, 제2출구를 거쳐 배출포트로 배출된 후 오일탱크 측으로 이송된다.
상기 솔레노이드는, 상기 홀더의 일단과 상기 제2밸브시트의 일단을 감싸도록 결합되고 내부에 수용공간이 마련된 케이스와, 상기 수용공간에 설치되고 상기 플랜지에 밀착되며 외주면에 코일이 감긴 보빈과, 상기 보빈의 내부에 설치되고 상단이 상기 제2밸브시트에 삽입된 가이드와, 상기 보빈의 하단에 결합되고 상기 가이드의 내부로 일부가 삽입된 코어와, 상기 가이드의 내부에 이동 가능하게 설치되고 상기 로드의 하단이 삽입된 플런저와, 상기 코어와 상기 플런저 사이에 설치되어 상기 플런저를 탄성 지지하는 스프링을 포함한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 솔레노이드의 작동 정지 시 제어포트를 통해 유입된 오일이 제2밸브시트와 로드 사이를 거쳐 배출포트를 통해 오일탱크 측으로 배출되는 구조이다. 따라서 밸브의 내부에 잔압이 발생할 우려가 없고, 잔압으로 인한 작동불량을 해결할 수 있으며, 엔진 측으로 배출되는 오일의 압력을 선형적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 배출포트가 밸브의 중단에 형성된 구조를 가지므로 실린더블록의 오일유로를 용이하게 형성할 수 있다. 특히, 본 발명인 오일펌프 컨트롤 밸브를 실린더블록의 외부에서 장착할 수 있으므로 유지보수 시 작업성을 향상시킬 수 있으며, 작업에 소요되는 인력 및 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프 컨트롤 밸브의 단면도.
도 2는 도 1의 “A”부분을 확대한 도면.
도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프 컨트롤 밸브의 작동상태도.
도 5는 종래기술에 의한 자동차용 오일펌프의 단면도.
100: 밸브 110: 홀더
120: 제1밸브시트 130: 볼밸브
140: 제2밸브시트 150: 로드
200: 솔레노이드 210: 케이스
220: 보빈 230: 코일
240: 가이드 250: 코어
260: 플런저 270: 스프링
300: 브래킷 400: 커넥터
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프 컨트롤 밸브는, 오일의 출입을 단속하는 밸브(100)와, 밸브(100)를 작동시키는 솔레노이드(200)와, 오일펌프 컨트롤 밸브를 실린더 블록(미도시)에 고정하기 위한 브래킷(300)과, 솔레노이드(200)에 전원을 인가하는 커넥터(400)를 포함한다.
밸브(100)는, 오일펌프 컨트롤 밸브의 설치 시 실린더 블록(미도시)에 삽입되는 홀더(110)와, 홀더(110)의 내부에 설치된 제1밸브시트(120)와, 제1밸브시트(120)의 내부에 설치된 볼밸브(130)와, 제1밸브시트(120)의 하부에 설치된 제2밸브시트(140)와, 제2밸브시트(140)의 내부에 설치된 로드(150)로 구성된다.
홀더(110)는 소정 길이를 가진 중공의 관(pipe) 형상이다. 홀더(110)의 상단면에는 유입포트(111)가 형성되고, 중단 외주면에는 제어포트(112)와 배출포트(113)가 형성된다. 유입포트(111)는 오일펌프(미도시)에서 공급된 오일이 유입되는 포트이고, 제어포트(112)는 밸브(100)에서 소정 압력으로 제어된 오일이 엔진 측으로 배출되는 포트이며, 배출포트(113)는 엔진 측에서 돌아온 오일이 오일탱크 측으로 배출되는 포트이다. 이때, 제어포트(112)는 홀더(110)의 중단 상부에 위치되고, 배출포트(113)는 홀더(110)의 중단 하부에 위치된다.
이와 같이, 배출포트(113)를 홀더(110)의 중단에 형성한 이유는, 실린더블록(미도시)에 형성된 오일유로를 외벽에서 이격시킴으로써 가공성을 향상시키고 유압에 의한 파손을 방지하기 위한이다. 또한, 배출포트(113)를 제어포트(112)와 인접하게 위치시킨 이유는, 제어포트(112)를 통해 유입된 오일이 배출포트(113)로 쉽게 배출되도록 하여 밸브(100)의 내부에 잔압이 발생하지 않도록 하기 위함이다.
홀더(110)의 내벽 중 상부, 좀 더 상세하게는 유입포트(111)와 제어포트(112) 사이에는 소정 두께의 칸막이(114)가 형성되고, 칸막이(114)에는 제1밸브시트(120)의 설치를 위한 장착공(115)이 형성된다. 또한, 홀더(110)의 내벽 중 하부에는 제2밸브시트(140)의 설치를 위한 장착홈(116)이 형성된다.
한편, 유입포트(111), 제어포트(112), 배출포트(113)에는 오일에 포함된 이물질을 걸러내기 위한 필터(117a~117c)가 설치된다. 이 중에서, 유입포트(111)에 설치된 필터(117a)는 홀더(110)의 상단에 삽입되는 판형 필터이고, 제어포트(112)와 배출포트(113)에 설치된 필터(117b,117c)는 홀더(110)의 외주면을 감싸는 환형 필터이다.
다른 한편, 홀더(110)의 외주면에는 환형의 홈(118a)이 형성되고, 홈(118a)에는 고리형상의 오링(118b)이 설치된다. 오링(118b)은, 오일펌프 컨트롤 밸브와 실린더블록(미도시) 사이로 오일이 누출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 오일펌프(미도시) 또는 엔진(미도시)에서 유입되는 오일의 일부가 해당 포트가 아닌 다른 포트로 유입되는 오일의 비정상적인 유동을 방지하기 위한 것이다. 이때, 홈(118a)과 오링(118b)은, 유입포트(111)와 제어포트(112) 사이, 제어포트(112)와 배출포트(113) 사이, 배출포트(113)와 플랜지(119) 사이에 각각 마련된다.
도 2에 참조하면, 제1밸브시트(120)는 유입포트(111)와 제어포트(112) 사이에 설치된다. 제1밸브시트(120)는, 장착공(115)에 삽입되는 소경관(121)과, 소경관(121)의 하부에 형성된 대경관(122)으로 이루어진다. 소경관(121)의 내부에는 유입포트(111)와 연결되는 입구(123)가 형성된다. 대경관(122)의 내부에는 볼밸브(130)가 설치되는 작동공간(124)이 형성되고, 외주면에는 제어포트(112)와 연결되는 제1출구(125)가 형성된다.
상술한 바와 같이, 제1밸브시트(120)는 칸막이(114)의 장착공(115)에 삽입되도록 설치되되, 제1밸브시트(120)와 칸막이(114) 사이에는 패킹(126)이 개재된다. 이 패킹(126)은 홀더(110)와 제1밸브시트(120) 사이로 오일이 누출되는 것을 방지하기 위한 것이다.
볼밸브(130)는 제1밸브시트(120)의 작동공간(124)에 이동 가능하게 설치되어 입구(123)를 개방 또는 폐쇄한다. 이러한 볼밸브(130)는 제1밸브시트(120)와의 접촉 시 입구(123)를 확실하게 밀폐할 수 있도록 완전한 구형으로 제작된다. 볼밸브(130)의 이동 시 접촉되는 입구(123)의 하단과 돌출부(141)의 상단에는 제1안착홈(127)과 제2안착홈(142)이 각각 형성된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2밸브시트(140)는 하단으로 갈수록 직경이 커지는 다단의 관 형상이다. 제2밸브시트(140)의 상단은 중단 및 하단에 비해 직경이 작은 돌출부(141)이며, 돌출부(141)의 상면에는 볼밸브(130)가 안착되는 제2안착홈(142)이 형성된다. 제2밸브시트(140)의 중단 외주면에는 배출포트(113)와 연결되는 제2출구(143)가 형성되고, 하단 외주면에는 밸브(100)의 홀더(110)와 솔레노이드(200)의 보빈(220) 사이에 개재되는 플랜지(144)가 형성된다. 또한, 제2출구(143)와 플랜지(144) 사이의 외주면에는 홀더(110)의 장착홈에 삽입되는 장착돌기(145)가 형성된다.
제2밸브시트(140)의 내부 공간(146a~146c)은 하단으로 갈수록 직경이 커지는 다단으로 형성된다. 내부 공간의 상단(146a)은 로드(150)의 소경부(154)가 관통되는 부분이며, 소경부(154)와의 사이에 배출로(147)가 마련되도록 소경부(154)보다 큰 직경으로 형성된다. 내부 공간의 중단(146b)은 로드(150)의 이동을 안내하는 역할을 하며, 대경부(152)와 접촉될 수 있는 직경으로 형성된다. 내부 공간의 하단(146c)은 중단(146b)보다 큰 직경으로 형성되며, 후술할 가이드(240)의 상부가 삽입된다.
상술한 제2밸브시트(140)의 하단, 즉 플랜지(144)가 형성된 하단은 보빈(220)의 상부에 위치되어 고정철심인 요크의 역할을 할 수 있다. 이처럼 제2밸브시트(140)의 하단이 요크의 역할을 수행할 경우, 보빈(220)의 둘레에 발생하는 자기력이 강화되어 가동철심인 플런저(260)의 이동을 확실하게 제어할 수 있다.
로드(150)는, 제2밸브시트(140)에 접촉되는 대경부(152)와, 제2밸브시트(140)와 이격되는 소경부(154)로 이루어진 다단의 봉 형상이다. 대경부(152)의 하단은 플런저(260)에 삽입되어 솔레노이드(200)의 작동 시 플런저(260)와 함께 이동한다.
도 1을 참조하여 솔레노이드(200)를 살펴보면 다음과 같다.
솔레노이드(200)는, 케이스(210)와, 케이스(210)의 내부에 설치되는 보빈(220)과, 보빈(220)의 외주면에 감긴 코일(230)과, 보빈(220)의 내부에 삽입된 가이드(240)와, 보빈(220)의 하단에 결합된 코어(250)와, 가이드(240)의 내부에 이동 가능하게 설치된 플런저(260)와, 코어(250)와 플런저(260) 사이에 설치된 스프링(270)을 포함한다.
케이스(210)는 상부가 개방되고 하부가 밀폐된 컵(cup) 형상이다. 케이스(210)의 내부에는 수납공간(212)이 형성되고, 수납공간(212)에는 보빈(220), 코일(230), 가이드(240), 코어(250), 플런저(260), 스프링(270)이 설치된다. 이때, 케이스(210)의 상단은 홀더(110)의 하단을 감싸도록 코킹(caulking) 처리된다. 케이스(210)의 상단을 코킹 처리할 경우 밸브(100)가 솔레노이드(200) 측으로 압착되어 케이스(210)의 내부에 설치된 부품(220~270)을 밀착시킨다. 따라서 케이스(210)의 내부에 설치된 부품(220~270)의 유동을 방지할 수 있으며, 케이스(210)의 상부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
보빈(220)은 상단과 하단에 플랜지가 형성된 중공의 스풀(spool) 형상이다. 보빈(220)의 상부에는 제2밸브시트(140)가 위치되고, 하부에는 코어(250)가 결합되며, 외주면에는 자기장을 발생시키는 코일(230)이 감긴다. 보빈(220)은 코일(230)과 코어(250) 사이, 그리고 코일(230)과 플런저(260) 사이를 전기적으로 차단할 수 있도록 절연체로 제작된다. 이때, 보빈(220)의 상부에 위치된 제2밸브시트(140)는 코어(250)와 함께 고정철심의 역할을 할 수 있다.
코일(230)은, 전원이 인가될 경우 보빈(220)의 주위에 자기장을 발생시키는 도선이며, 보빈(220)의 외주면에 촘촘하고 균일하게 감겨 원통 형상을 이룬다. 전원 인가시 코일(230)에서 발생된 자기장은 코어(250)에 의해 유도되어 플런저(260)를 하강시킨다. 이때, 자기장의 세기는 코일(230)을 따라 흐르는 전류의 세기와 보빈(220)에 감긴 코일(230)의 수에 비례한다. 따라서 코일(230)에 강한 전류를 인가하거나 코일(230)을 많이 감을수록 강한 자기장이 발생하므로 플런저(260)의 이동을 확실하게 제어할 수 있다.
가이드(240)는 소정 길이를 갖는 관 형상이며, 보빈(220)을 관통하도록 삽입된다. 가이드(240)의 상부는 보빈(220)를 관통하여 돌출되어, 제2밸브시트(140)에 마련된 내부 공간의 하단(146c)에 삽입된다. 이러한 가이드(240)는 플런저(260)의 이동을 안내함과 동시에 외력의 작용시 솔레노이드(200)의 변형을 방지한다.
코어(250)는 전원 인가시 가동철심인 플런저(260)를 이동시키는 고정철심이다. 코어(250)는 다단의 원판 형상으로 형성되고, 그 일부가 보빈(220)의 내부로 삽입되도록 결합된다. 도 2에 도시된 것처럼, 코어(250)를 다단의 원판 형상으로 형성할 경우 코일(230)에서 발생하는 자기장이 코어(250) 측에 집중된다. 따라서 전원 인가시 가동철심인 플런저(260)가 코어(250) 측으로 쉽게 이동할 수 있다.
플런저(260)는 코일(230)에서 발생한 자기장에 의해 보빈(220)의 내부에서 상하로 이동하는 금속 막대이다. 플런저(260)의 상면에는 로드(150)의 대경부(152)가 삽입되고, 외주면에는 유동홈(262)이 형성된다. 상기 유동홈(262)은 플런저(260)의 작동저항을 최소화하기 위한 것으로, 플런저(260)의 이동 시 가이드(240)의 내부에 충전된 유체가 이송되는 통로이다.
스프링(270)은 통상의 코일스프링으로 플런저(260)를 상향으로 탄성 지지한다. 즉, 스프링(270)은 솔레노이드(200)에 전원이 인가되지 않은 평상시 플런저(260)를 상향으로 탄성 지지하여 볼밸브(130)가 상승된 상태로 유지되도록 한다.
도 3과 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 오일펌프 컨트롤 밸브의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 솔레노이드(200)에 전원이 인가된 상태를 도시한다. 전원이 인가되면 코일(230)에서 발생한 자기장이 플런저(260)를 당기므로 로드(150)도 함께 하강하며 볼밸브(130)에서 이격된다. 그와 동시에, 유입포트(111)에서 공급된 오일(P)의 압력에 의해 볼밸브(130)가 하강하며 입구(123)를 개방하게 된다. 이때, 하강한 볼밸브(130)는 제2안착홈(142)에 안착되어 배출로(147)를 폐쇄한다. 따라서 유입포트(111)에서 공급된 오일(P)은 입구(123)를 통해 제1밸브시트(120)의 내부로 유입된 후 제1출구(125)를 거쳐 제어포트(112)로 배출된다.
도 4에 도시된 것처럼, 솔레노이드(200)에 인가되던 전원이 차단되면, 스프링(270)이 플런저(260)를 상승시켜 볼밸브(130)를 밀어올리고, 볼밸브(130)가 제1안착홈(127)에 안착되어 입구(123)를 폐쇄하여 유입포트(111)를 통한 오일의 공급을 차단한다.
한편, 볼밸브(130)가 상승하여 제1안착홈(127)에 안착되면 배출로(147)가 개방된다. 따라서 제어포트(112)에서 배출되었던 오일(R)이 제어포트(112)를 통해 다시 유입되고, 제1출구(125)를 통해 제1밸브시트(120)로 유입된다. 유입된 오일(R)은 배출로(147)를 통해 제2밸브시트(140)로 이송된 후 제2출구(143)를 거쳐 배출포트(113)를 통해 외부로 배출된다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 오일의 출입을 단속하는 밸브와, 상기 밸브를 작동시키는 솔레노이드를 포함하는 오일펌프 컨트롤 밸브에 있어서,
    상기 밸브는,
    유입포트가 상단에 형성되고, 제어포트가 중단 상부에 형성되며, 배출포트가 중단 하부에 형성된 관 형상의 홀더;
    상기 홀더의 내부에 설치되고, 상기 유입포트와 상기 제어포트 사이에 위치되며, 상기 유입포트와 연결되는 입구 및 상기 제어포트와 연결되는 제1출구가 상단 및 하단에 각각 형성된 관 형상의 제1밸브시트;
    상기 제1밸브시트의 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 입구를 개방 또는 폐쇄하는 볼밸브;
    상기 제1밸브시트의 하부에 설치되고, 상기 제1밸브시트의 내부와 상통하며, 상기 배출포트와 연결되는 제2출구가 중단에 형성된 관 형상의 제2밸브시트;
    상기 제2밸브시트의 내부에 이동 가능하게 설치되고, 상기 솔레노이드에 의해 작동하여 상기 볼밸브를 이동시키며, 적어도 일부가 상기 제2밸브시트의 내경보다 작게 형성된 로드를 포함하고,
    상기 볼밸브가 상승하여 상기 입구를 폐쇄할 경우, 상기 제어포트를 통해 유입된 오일이 상기 제1밸브시트, 상기 제2밸브시트, 상기 제2출구를 거쳐 상기 배출포트를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  2. 상기 로드는, 상기 제2밸브시트에 접촉되는 대경부와, 상기 제2밸브시트와 이격되는 소경부로 이루어진 다단의 봉 형상이고,
    상기 제2밸브시트와 상기 소경부 사이에 배출로가 형성된 것을 특징으로 하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2밸브시트의 상단에는 상기 제1밸브시트에 삽입되는 돌출부가 형성되고, 하단에는 상기 밸브와 상기 솔레노이드 사이에 개재되는 플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 홀더의 내벽 중 상기 유입포트와 상기 제어포트 사이에는 칸막이가 마련되고, 상기 칸막이에는 장착공이 형성되며,
    상기 제1밸브시트는, 상기 장착공에 삽입되는 소경관과, 상기 소경관의 하부에 형성된 대경관으로 이루어지며,
    상기 소경관의 내부에 상기 입구가 형성되고, 상기 대경관의 외주면에 상기 출구가 형성된 것을 특징으로 하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 입구의 하단에 제1안착홈이 형성되고, 상기 돌출부의 상단에 제2안착홈이 형성되며,
    상기 볼밸브가 상승할 경우 상기 제1안착홈에 일부 삽입되고, 상기 볼밸브가 하강할 경우 상기 제2안착홈에 일부 삽입되는 것을 특징으로 하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유입포트는 상기 홀더의 상단면에 형성되고, 상기 제어포트와 상기 배출포트는 상기 홀더의 외주면에 형성되며,
    상기 홀더의 상단에는 판형 필터가 설치되고, 상기 홀더의 외주면에는 환형 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 홀더의 외주면에 환형의 홈이 형성되고, 상기 홈에 밀봉을 위한 오링이 설치되며,
    상기 홈과 상기 오링은, 상기 유입포트와 상기 제어포트 사이, 상기 제어포트와 상기 배출포트 사이, 상기 배출포트와 상기 홀더의 하단 사이에 각각 마련된 것을 특징으로 하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  8. 청구항 3 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔레노이드는,
    상기 홀더의 일단과 상기 제2밸브시트의 일단을 감싸도록 결합되고, 내부에 수용공간이 마련된 케이스;
    상기 수용공간에 설치되고, 상기 플랜지에 밀착되며, 외주면에 코일이 감긴 보빈;
    상기 보빈의 내부에 설치되고, 상단이 상기 제2밸브시트에 삽입된 가이드;
    상기 보빈의 하단에 결합되고, 상기 가이드의 내부로 일부가 삽입된 코어;
    상기 가이드의 내부에 이동 가능하게 설치되고, 상기 로드의 하단이 삽입된 플런저; 및
    상기 코어와 상기 플런저 사이에 설치되어 상기 플런저를 탄성 지지하는 스프링을 포함하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 플런저의 외주면에 유동홈이 형성된 것을 특징으로 하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 케이스의 외주면에 마련되어 상기 솔레노이드를 실린더블록에 고정하는 브래킷을 더 포함하는 오일펌프 컨트롤 밸브.
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