KR100614452B1

KR100614452B1 - 4웨이 전동밸브

Info

Publication number: KR100614452B1
Application number: KR1020030099096A
Authority: KR
Inventors: 성석모; 최재선
Original assignee: 주식회사 유니온금속
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2003-12-29
Publication date: 2006-08-21
Also published as: KR20050068047A

Abstract

본 발명은 4웨이 전동밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스텝핑모터에 의해 회전되는 로터의 저면에 형성된 회전축을 중심으로 하는 동심원상에는 4개의 밸브체를 소정 간격으로 이격되게 설치하고, 상기 로터의 하단부가 삽입되는 밸브하우징의 밸브실에 형성된 축받이홈을 중심으로 하는 동심원상에는 3개의 출구포트를 소정 간격으로 이격되게 형성함으로써, 상기 스텝핑모터의 디지털 제어에 의해 상기 로터가 소정 각도로 회전함에 따라서 그 저면에 형성된 4개의 밸브체가 상기 밸브실에 형성된 3개의 출구포트를 선택적으로 개폐시키는 4웨이 전동밸브에 관한 것이다.

본 발명의 4웨이 전동밸브는, 하나의 입구포트와 3개의 출구포트가 형성된 밸브실과, 상기 밸브실 내에 회전가능하게 설치되고 스텝핑모터에 의해서 회전되는 로터를 포함하여 구성된 4웨이 전동밸브에 있어서, 상기 로터의 저면 중심에 수직하게 형성된 회전축과; 상기 밸브실의 중심에 형성되어 상기 로터의 저면에 형성된 회전축을 회전가능하게 지지하는 축받이홈과; 상기 축받이홈을 중심으로 하는 소정 지름의 동심원상에 등간격으로 형성된 3개의 출구포트와; 상기 로터의 저면에 형성되며 상기 밸브실에 형성된 3개의 출구포트와 대응되도록 상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 등간격으로 설치된 3개의 밸브체와; 상기 3개의 밸브체 사이의 등간격보다 두 배로 이격되게 상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 설치된 하나의 밸브체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

4웨이전동밸브, 4방, 냉매, 동심원, 밸브체, 스텝핑모터, 밸브실

Description

4웨이 전동밸브{4 Way stepping control valve}

도1은 종래 기술에 따른 4웨이 전동밸브의 일예를 보여주는 사시도,

도2는 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브를 보여주는 개략적인 평면도와 저면도로서, 좌측은 밸브하우징의 평면도이고 우측은 로터의 저면도이다.

도3은 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브의 분해 사시도,

도4는 도3에 도시된 4웨이 전동밸브의 부분 분해 단면도,

도5는 도3에 도시된 4웨이 전동밸브의 부분 확대 단면도,

도6은 본 발명에 따른 밸브하우징의 평면도,

도7은 본 발명에 따른 로터/마그네트의 저면도,

도8은 본 발명에 따른 밸브체의 다양한 실시예를 보여주는 로터의 저면도,

도9 및 도10은 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브의 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

2 : 입구포트 3,4,5 : 출구포트

7 : 축받이홈 10(13,14,14,16) : 밸브체

18 : 밀폐부 19 : 고정부

20 : 밸브하우징 21 : 밸브실

22 : 유입관 23,24,25 : 유출관

30 : 밸브/로터케이스 35 : 로터케이스

40 : 로터 42 : 가이드홀

43 : 코일 스프링 47 : 회전축

50 : 로터/마그네트 55 : 마그네트

본 발명은 4웨이 전동밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스텝핑모터에 의해 회전되는 로터의 저면에 형성된 회전축을 중심으로 하는 동심원상에는 4개의 밸브체를 소정 간격으로 이격되게 설치하고, 상기 로터의 하단부가 삽입되는 밸브하우징의 밸브실에 형성된 축받이홈을 중심으로 하는 동심원상에는 3개의 출구포트를 소정 간격으로 이격되게 형성함으로써, 상기 스텝핑모터의 디지털 제어에 의해 상기 로터가 소정 각도로 회전함에 따라 그 저면에 형성된 4개의 밸브체가 상기 밸브실에 형성된 3개의 출구포트를 선택적으로 개폐시키는 4웨이 전동밸브에 관한 것이다.

일반적으로 4웨이 전동밸브의 밸브실에는 하나의 입구포트와 3개의 출구포트가 형성되어 있다. 그리고 상기 3개의 출구포트는 스텝핑모터에 의해 회전되는 로터와 연동되어 있는 소정의 밸브수단에 의해서 선택적으로 개폐됨으로써 상기 입구포트를 통해 밸브실 내로 유입된 액체(냉매)를 서로 다른 곳으로 공급하게 된다.

예를 들어, 도1은 종래기술에 따른 4웨이 전동밸브의 일예를 보여주는 분해 사시도로서, 밸브하우징(111) 내에 고정되는 고정밸브판(120)의 중심에는 하나의 입구포트(121)와 3개의 출구포트(122)(123)(124)를 형성하고, 스텝핑모터(155)에 의해서 회전되는 회전밸브판(130)의 중심에는 유입통로(134)를 형성함과 아울러 상기 유입통로(134)를 중심으로 하는 동심원상에는 다양한 크기와 형상을 갖고 상기 유입통로(134)와 연통된 다수의 유출통로(132)(133)(134)(135)(136)(137)를 형성한 것이다. 그리고 상기 밸브하우징(111)에는 하나의 유입관(141)과 3개의 유출관(142)(143)(144)이 상기 고정밸브판(120)에 형성된 입구포트(121) 및 출구포트(122)(123)(124)와 연통되게 설치되어 있고, 상기 회전밸브판(130)의 외주면에는 링 형상의 메탈베이링(117)이 설치되어 있다.

따라서 상기 입구포트(121)와 유입통로(134)를 통해 유입된 유체(냉매)는 상기 스텝핑모터(155)에 의해 회전되는 회전밸브판(130)의 회전각도에 따라 이루어지는 다양한 유출통로 및 출구포트의 조합에 따라서 3개의 출구포트 중 어느 하나의 출구포트를 통해 공급되거나, 2개의 출구포트를 통해 동시에 배출되거나 또는 3개의 출구포트를 통해 동시에 공급되거나 아나면 어느 출구포트를 통해서도 공급되지 않게 된다. 그러므로 이러한 4웨이 전동밸브는 3개 저장실이 구비된 김치냉장고 등의 냉매를 제어하는데 유용하게 적용될 수 있었다.

그러나 종래기술에 따른 4웨이 전동밸브는 회전밸브판에 형성된 유입통로와 유출통로가 서로 연통되어야 하므로 회전밸브판의 구조가 복잡하여 가공 및 조립공정이 어렵고, 스텝핑모터에 의해서 회전되는 회전밸브판이 로터케이스(112)의 내주 면과 면접촉되거나 또는 메탈베어링(117)을 통해 회전되기 때문에 마찰저항이 커지는 문제점이 있었다.

또한 종래의 4웨이 전동밸브는 밸브하우징(111)과 로터케이스(112)가 서로 분리되어 있었다. 따라서 상기 밸브하우징(111)의 밸브실을 밀폐시키기 위해서는 상기 밸브하우징(111)과 로터케이스(112)를 납땜 용접시켜야 하므로 제조공정이 복잡한 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 스텝핑모터에 의해 회전되는 로터의 저면에 소정의 회전축을 형성하고 상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 다수의 밸브체를 설치함으로써 로터의 구조를 단순하게 하여 가공 및 조립공정을 용이하게 할 뿐만 아니라 상기 로터가 회전축을 중심으로 회전하도록 함으로써 마찰저항을 최소화시킬 수 있는 4웨이 전동밸브를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 밸브하우징의 밸브실의 중심에는 상기 로터의 회전축을 회전가능하게 지지하는 축받이홈을 형성하고 상기 축받이홈을 중심으로 하는 동심원상에 3개의 출구포트를 등간격으로 형성함으로써 스텝핑모터에 의해서 회전되는 로터가 소정 각도로 회전될 때 그 저면에 형성된 밸브체가 상기 3개의 출구포트를 선택적으로 개폐시킬 수 있는 4웨이 전동밸브를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 밸브실이 형성된 밸브하우징과, 로터와 마그네트 결합체가 회전가능하게 설치되는 로터케이스를 하나의 몸체로 형성함으로써 부품의 수를 줄 이고 제조공정 및 조립공정을 단순화시킬 수 있는 4웨이 전동밸브를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 4웨이 전동밸브는, 하나의 입구포트와 3개의 출구포트가 형성된 밸브실과, 상기 밸브실 내에 회전가능하게 설치되고 스텝핑모터에 의해서 회전되는 로터를 포함하여 구성된 4웨이 전동밸브에 있어서,

상기 로터의 저면 중심에 수직하게 형성된 회전축과; 상기 밸브실의 중심에 형성되어 상기 로터의 저면에 형성된 회전축을 회전가능하게 지지하는 축받이홈과; 상기 축받이홈을 중심으로 하는 소정 지름의 동심원상에 등간격으로 형성된 3개의 출구포트와; 상기 로터의 저면에 형성되며 상기 밸브실에 형성된 3개의 출구포트와 대응되도록 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 등간격으로 설치된 3개의 밸브체와; 상기 3개의 밸브체 사이의 등간격보다 두 배로 이격되게 상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 설치된 하나의 밸브체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 밸브실에 형성된 3개의 출구포트는 축받이홈을 중심으로 내각이 90°인 원호(1/4r)에 등간격(45°)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 로터의 저면에 형성된 3개의 밸브체는 회전축을 중심으로 내각이 90°인 원호(1/4r)에 등간격(45°)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 로터의 저면에 형성된 하나의 밸브체는 상기 3개의 밸브체로부터 회전축을 중심으로 내각이 90°인 원호(1/4r)만큼 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 밸브체는 상기 출구포트를 밀폐시킬 수 있는 정도의 직경을 갖는 밀폐부와, 로터의 저면에 형성된 가이드홀에 설치될 수 있도록 밀폐부의 상면으로부터 수직하게 돌설된 고정부와, 상기 가이드홀에 삽입되어 상기 밀폐부를 가압하는 코일 스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 밀폐부의 저면에는 상기 출구포트보다 큰 직경을 갖는 소정 깊이의 원형 폐쇄홈이 형성되어 있다.

또한 상기 3개의 밸브체는 밸브실에 형성된 3개의 출구포트를 밀폐시킬 수 있는 원호형상의 폐쇄홈이 형성된 하나의 원호형상의 밸브체인 것을 특징으로 한다.

상기 원호형상의 밸브체는 소정의 열결부를 통해 다른 하나의 밸브체와 연결되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 4웨이 전동밸브의 다른 실시예는, 하나의 입구포트와 3개의 출구포트가 형성되고 원형의 밸브실이 형성된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 상부에 수밀하게 결합되어 로터/마그네트 결합체를 회전가능하게 수용하는 로터케이스와, 상기 로터/마그네트 결합체의 저면에 설치되고 상기 밸브하우징의 밸브실 내에 설치되어 다수의 출구포트를 선택적으로 개폐시키는 다수의 밸브체와, 상기 로터케이스의 외주면에 결합되어 상기 로터/마그네트 결합체를 회전시키는 스테이터코일 조립체로 구성된 4웨이 전동밸브에 있어서,

상기 3개의 출구포트는 상기 밸브실 바닥면의 동심원상에 등간격으로 이격되게 형성되고, 상기 로터/마그네트 결합체의 저면에 설치된 3개의 밸브체는 상기 밸 브실 바닥면에 형성된 3개의 출구포트와 대응되도록 동일한 직경의 동심원상에 등간격으로 이격되게 설치되며, 나머지 하나의 밸브체는 상기 3개의 밸브체 사이의 등간격 보다 2배 이격되게 동일한 동심원상에 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 로터/마그네트 결합체의 저면에는 중심축이 수직하게 설치되고 상기 밸브실의 중심에는 상기 중심축을 회전가능하게 지지하는 축받이홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

먼저, 도2는 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브를 보여주는 개념도로서, 밸브하우징의 평면도와 로터의 저면도가 각각 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 밸브하우징(20)의 외주면에는 하나의 유입관(22)과 세 개의 유출관(23)(24)(25)이 설치되어 있고, 그 상면에는 원형의 밸브실(21)이 소정 깊이로 형성되어 있으며, 상기 밸브실(21)의 바닥에는 상기 유입관(22)과 연통되는 하나의 입구포트(2)와 상기 유출관(23)(24)(25)과 각각 연통되는 세 개의 출구포트(3)(4)(5)가 소정 간격으로 설치되어 있다.

한편, 상기 로터(40)는 상기 밸브하우징(20)의 밸브실(21)에 그 하단부가 삽입되어 회전가능하게 설치되는 것으로, 그 저면에는 상기 밸브실(21)에 설치된 세 개의 출구포트(3)(4)(5)를 밀폐시킬 수 있도록 네 개의 밸브체(13)(14)(15)(16)이 설치되어 있는데, 그 중 세 개의 밸브체(13)(14)(15)는 상기 밸브실(21)에 형성된 세 개의 출구포트(3)(4)(5)와 대응되도록 동심원상(S)에 등간격으로 이격되게 설치 되어 있고, 나머지 하나의 밸브체(16)는 세 개의 밸브체(13)(14)(15)와 보다 더 이격되도록 동일 직경의 동심원상(S)에 설치되어 있다.

이때 상기 로터(40)의 저면에 설치되는 밸브체(10; 13,14,15,16)는 상기 출구포트(3)(4)(5)를 밀폐시킬 수 있는 크기를 갖고 하방으로 항상 가압되어 상기 출구포트를 완전히 밀폐시킬 수 있도록 되어 있다. 그리고 상기 로터(40)의 저면과 밸브실(21)의 바닥면 사이에는 소정 간격이 형성되어 입구포트(2)를 통해 유입된 액체(냉매)는 세 개의 출구포트(3)(4)(5)로 공급될 수 있도록 되어 있다. 따라서 사용자의 선택에 따라 상기 로터(40)를 소정 각도로 회전시키면 다수의 밸브체(13)(14)(15)(16)가 상기 출구포트(3)(4)(5)를 선택적으로 폐쇄시키므로 상기 입구포트(2)를 통해 유입된 액체는 개방된 출구포트를 통해서 외부로 공급되게 된다.

그리고 도3 및 도4는 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브의 바람직한 실시예를 보여주는 분해 사시도와 부분 단면도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 4웨이 전동밸브(1)는 크게 밸브/로터케이스(30)와, 로터/마그네트 결합체(50), 덮개(80) 및 스테이터코일 조립체(90)로 구성되어 있다. 먼저 도3을 참조하면, 상기 밸브/로터케이스(30)는 원형의 밸브실(21)이 형성되는 밸브하우징(20)과 상기 로터/마그네트 결합체(50)를 회전가능하게 수용하는 로터케이스(35)가 일체로 형성되어 있고, 상기 밸브하우징(20)의 외주면에는 하나의 유입관(22)와 3개의 유출관(23)(24)(25)이 형성되어 있다. 그리고 상기 로터/마그네트 결합체(50)는 로터(40)의 외주면에 원통형 마그네트(55)가 회전방향으로 고정되게 일체로 결합되어 있다. 또한 상기 덮 개(80)는 로터케이스(35)를 수밀하게 밀폐시킬 수 있도록 상부에 용접되고, 상기 스테이터코일 조립체(90)는 상기 로터/마그네트 결합체(50)를 구동시킬 수 있도록 상기 로터케이스(35)의 외주면에 밀착되게 설치된다. 그리고 상기 로터/마그네트 결합체의 저면에는 상기 밸브하우징의 밸브실 내에 설치되어 있는 다수의 출구포트를 선택적으로 개폐시키는 다수의 밸브체(10)가 설치되어 있다.

이어 도4를 참조하여 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 밸브하우징(20)의 상면에는 원형의 밸브실(21)이 소정 깊이로 형성되어 있고, 상기 밸브실(21) 바닥에는 하나의 입구포트(2)와 3개의 출구포트(3)(4)(5)가 소정 간격으로 이격되게 형성되어 있다. 그리고 상기 입구포트(2)에는 유입관(22)이 연통되게 결합되고 상기 3개의 출구포트(3)(4)(5)에는 유출관(23)(24)(25)이 각각 연통되게 결합되어 있다. 그리고 상기 로터(40)의 저면에는 상기 밸브실(21)에 형성된 3개의 출구포트(3)(4)(5)를 선택적으로 개폐시키는 4개의 밸브체(13)(14)(15)(16)가 소정 간격으로 이격되게 설치되어 있다. 그리고 상기 로터(40)의 저면 중앙에는 소정 길이의 회전축(47)이 수직하게 돌설되어 있고 상기 밸브실(21)의 중앙에는 상기 회전축(47)을 회전가능하게 지지하는 축받이홈(7))이 형성되어 있다.

이때 상기 밸브체(10;13,14,15,16)는 도시된 바와 같이, 밀폐부(18)와 고정부(19)로 이루어지고, 상기 밀폐부(18)는 출구포트(3)(4)(5)를 밀폐시킬 수 있는 정도의 직경을 갖고 그 저면에는 상기 출구포트(3)(4)(5)보다 큰 직경을 갖는 소정 깊이의 폐쇄홈(17)이 형성되어 있다. 또한 상기 로터(50)에 저면에 수직하게 형성 된 가이드홀(42)에는 소정의 코일 스프링(43)이 설치되어 있다. 따라서 상기 로터(40)의 가이드홀(42)에 상기 밸브체(10)를 삽입하여 설치하면 회전방향으로 고정되는 동시에 가이드홀(42)에 설치된 코일 스프링(43)에 의해 하방으로 항상 가압되게 된다. 그러므로 상기 밸브체(10)는 밸브실(21)의 저면에 밀접하게 접촉되어 출구포트(3)(4)(5)를 선택적으로 개폐시킬 수 있게 된다.

그리고 도5는 본 발명에 따른 밸브하우징(20)과 로터/마그네트 결합체(50)를 보다 구체적으로 보여주는 분해 사시도로서, 도시된 바와 같이, 밸브하우징(20)의 중앙에 형성된 밸브실(21)의 중심에는 로터(40)의 저면에 형성된 회전축(47)을 회전가능하게 지지하는 축받이홈(7)이 형성되어 있고, 상기 밸브실(21)의 바닥면에는 입구포트(2)와 세 개의 출구포트(3)(4)(5)가 형성되어 있다. 그리고 상기 밸브실(21)의 둘레에는 로터(40)의 저면과 접촉되는 소정 높이의 환형돌부(27)가 단턱지게 형성되어 있고, 상기 환형돌부(27)에는 로터(40)의 회전을 제한하거나 기준점을 설정하기 위한 스토퍼 핀(28)이 돌설되어 있다. 또한 상기 환형돌부(27)의 가장자리를 따라 로터/마그네트 결합체(50)를 회전가능하게 수용하는 로터케이스(35)가 수직하게 연장되어 있다. 그리고 상기 밸브하우징(20)의 외주면에는 상기 입구포트(2)와 연통되는 유입관(22)과, 상기 출구포트(3)(4)(5)와 각각 연통되는 유출관(23)(24)(25)이 설치되어 있다.

이어 도6과 도7은 본 발명에 따른 밸브하우징의 상면을 보여주는 평면도와, 상기 로터/마그네트 결합체의 저면을 보여주는 저면도로서, 본 발명에 따른 밸브실의 상면에 형성되어 있는 다수의 출구포트와, 로터/마그네트 결합체의 저면에 형성 된 밸브체의 배치를 보다 구체적으로 보여준다. 먼저 도6을 참조하면, 상기 밸브실(21)의 중심에는 축받이홈(7)이 형성되어 있고, 상기 축받이홈(7)을 중심으로 하는 동심원(S)상에는 세 개의 출구포트(3)(4)(5)가 등간격으로 이격되게 설치되어 있다. 이때 상기 세 개의 출구포트(3)(4)(5)는 내각이 90°인 원호(1/4r) 내에 등간격으로 형성되므로 각 출구포트(3)(4)(5)는 내각이 45°인 동심원상의 원호(1/8r)만큼 서로 이격되어 있다. 그리고 입구포트(2)는 상기 출구포트(3)(4)(5)가 형성되는 동심원(S)상에서 떨어져 밸브실(21)의 가장자리 일측에 형성되어 있다.

이어 도7을 참조하면, 상기 로터/마그네트 결합체(50)의 중앙에는 상기 밸브실(21)의 중심에 형성된 축받이홈(7)에 회전가능하게 삽입되는 회전축(47)이 형성되어 있고, 상기 회전축(47)을 중심으로 하는 동심원(S)상에는 네 개의 밸브체(13)(14)(15)(16)가 소정 간격으로 이격되게 설치되어 있다. 이때 상기 동심원(S)은 상기 밸브실(21)에 형성된 동심원(S)과 동일한 직경을 갖는다. 한편, 상기 밸브체(10) 중 세 개의 밸브체(13)(14)(15)는 내각이 90°인 동심원(S)상의 원호(1/4r) 내에 등간격으로 형성되어 상기 밸브실(21)에 형성된 세 개의 출구포트(3)(4)(5)와 대응되게 형성되어 있고, 나머지 하나의 밸브체(16)는 동심원(S)상에 형성된 세 개의 밸브체(13)(14)(15)로부터 내각이 90°인 동심원상(S)의 원호(1/4r)만큼 이격되게 형성되어 있다. 즉, 세 개의 밸브체(13)(14)(15) 사이의 이격거리(1/8r)보다 2배 더 멀리(1/4r) 떨어져 형성되어 있다.

한편, 도8은 본 발명에 따른 밸브체의 다른 실시예를 보여주는 것으로서, A는 세 개의 밸브체(13)(14)(15)를 하나로 일체화하여 원호형상의 밸브체(210)로 한 것이다. 이때 상기 원호형상의 밸브체(210)의 저면에는 세 개의 밸브체(13)(14)(15)를 모두 포함할 수 있는 원호형상의 폐쇄홈(217)이 형성되어 있다. 그리고 B는 세 개의 밸브체(13)(14)(15)를 하나로 일체화한 원호형상의 밸브체(217)와 하나의 밸브체(16)를 소정의 결합부(211)로 연결시켜 일체화한 것이다. 예를 들어, 상기 밸브체(217)는 내구성이 강한 플라스틱을 이용하여 일체로 사출성형할 수 있다. 이와 같이 다수의 밸브체를 일체화 함으로써 제조 및 조립공정을 단순화시킬 수 있게 된다. 그리고 C는 원호형상의 밸브체(217)와 하나의 밸브체(17)를 두 개의 결합부(211)(212)를 이용하여 링 형상으로 일체화한 것(230)이다. 이와 같이 링 형상으로 일체화함으로써 로터(40)의 회전 시 밸브체에 가해지는 마찰력을 균등하게 분배시켜 한쪽으로 들뜨거나 편마모되는 것을 방지한다. 한편, 본 발명에 따른 밸브체는 상술한 실시예에 도시된 것으로 한정되지 않고 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 세 개의 밸브체(13)(14)(15)를 등간격으로 형성하되, 세 개의 밸브체(13)(14)(15)는 밸브실에 형성된 세 개의 출구포트를 동시에 폐쇄시킬 수 있으며 나머지 하나의 밸브체(17)는 세 개의 밸브체 보다 두 배로 이격되게 동일 직경의 동심원상에 배치하는 한 다양한 형태로 변형하는 것이 가능하다.

이어 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브의 작용을 상세히 설명한다. 도9와 도10은 본 발명에 따른 밸브실에 형성된 3개의 출구포트와 로터/마그네트 결합체의 저면에 형성된 4개의 밸브체의 관계를 보여주는 설명도로서, 도9는 상기 로터/마그네트 결합체를 시계방향으로 소정 각도 회전시킨 경우를 보여주는 것이고, 도10은 상기 로터/마그네트 결합체를 반시계방향으로 회전시킨 경우를 보여주는 것이다.

먼저 도9를 참조하면, 초기 위치(기준점 0°)에서는 3개의 출구포트(3)(4)(5)와 네 개의 밸브체(13)(14)(15)(16)가 서로 떨어져 있으므로 모든 출구포트(3)(4)(5)가 개방되어 있다. 따라서 입구포트를 통해 유입된 유체(냉매)는 3개의 출구포트(3)(4)(5)를 통해서 외부(냉장실)로 공급된다. 이어 상기 로터/마그네트 결합체를 시계방향으로 45°회전시키면, 밸브체(13)가 출구포트(5)를 밀폐시켜 유입포트를 통해 유입된 냉매는 2개의 출구포트(3)(4)를 통해 외부로 공급된다. 또한 상기 로터/마그네트 결합체를 기준점을 중심으로 시계방향으로 90°회전시키면, 두 개의 밸브체(13)(14)가 두 개의 출구포트(4)(5)를 밀폐시켜 유입포트를 통해 유입된 냉매는 하나의 출구포트(3)를 통해 외부로 공급된다. 또한 상기 로터/마그네트 결합체를 기준점을 중심으로 시계방향으로 135°회전시키면, 세 개의 밸브체(13)(14)(15)가 각각 세 개의 출구포트(3)(4)(5)를 모두 밀폐시켜 유입된 냉매는 외부로 배출되지 않게 된다. 또한 상기 로터/마그네트 결합체를 기준점을 중심으로 시계방향으로 180°회전시키면, 두 개의 밸브체(14)(15)가 두 개의 출구포트(3)(4)를 밀폐시켜 유입된 냉매는 하나의 출구포트(5)를 통해서 외부로 배출되게 된다.

이어 도10을 참조하면, 초기 위치(기준점 0°)에서는 3개의 출구포트(3)(4)(5)와 네 개의 밸브체(13)(14)(15)(16)가 서로 이격되어 모든 출구 포트(3)(4)(5)가 개방되어 있는 상태이다. 그러나 상기 로터/마그네트 결합체를 기준점을 중심으로 반시계방향으로 45°회전시키면, 밸브체(16)가 출구포트(3)를 밀폐시켜 유입포트를 통해 유입된 냉매는 2개의 출구포트(4)(5)를 통해 외부로 공급된다. 또한 상기 로터/마그네트 결합체를 기준점을 중심으로 반시계방향으로 90°회전시키면, 밸브체(16)가 출구포트(4)를 밀폐시켜 유입된 냉매는 2개의 출구포트(3)(5)를 통해 외부로 공급된다. 또한 상기 로터/마그네트를 기준점을 중심으로 반시계방향으로 135°회전시키면, 두 개의 밸브체(16)(15)가 두 개의 출구포트(3)(5)를 밀폐시키고, 기준점을 중심으로 반시계방향으로 180°회전시키면, 두 개의 밸브체(14)(15)가 두 개의 출구포트(3)(4)를 밀폐시켜 두 개의 출구포트를 통해 냉매를 외부로 공급하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브는 상기 로터/마그네트 결합체(50)의 회전 각도에 따라 상기 밸브실(21)에 형성된 출구포트(3)(4)(5)를 선택적으로 개폐시키기 때문에 상기 밸브실(21)의 입구포트를 통해 유입되는 유체(냉매)를 3개의 출구포트를 통해 외부(냉장실)로 공급하거나 그 중 어느 하나 또는 두 개의 출구포트만을 통해서 공급하거나 아니면 모든 출구포트를 밀폐시켜 냉매의 공급을 차단할 수도 있다. 그러므로 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브는 3개 저장실이 구비된 김치냉장고 등의 냉매를 제어하는데 유용하게 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 4웨이 전동밸브는 스텝핑모터에 의해 회전되는 로터의 저면에 회전축을 형성하고 상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 다수의 밸브체를 설치함으로써 로터의 구조를 단순하게 하여 가공 및 조립공정을 용이하게 할 뿐만 아니라 상기 로터가 회전축을 중심으로 회전하도록 함으로써 마찰저항을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 밸브하우징의 밸브실의 중심에 상기 로터의 회전축을 회전가능하게 지지하는 축받이홈을 형성하고 상기 축받이홈을 중심으로 하는 동심원상에 3개의 출구포트를 등간격으로 형성함으로써 스텝핑모터에 의해서 소정각도로 회전되는 로터의 저면에 형성된 4개의 밸브체가 상기 3개의 출구포트를 선택적으로 개폐시켜 유입포트를 통해 유입된 액체(냉매)를 세 개의 출구포트 중 어느 하나의 출구포트를 통해 선택적으로 공급하거나, 두 개의 출구포트를 통해 동시에 공급하거나 또는 세 개의 출구포트를 통해 동시에 공급하거나 아니며 공급을 차단할 수 있으므로 3개의 저장실로 이루어진 김치냉장고의 냉동사이클을 효율적으로 제어할 수 있다.

또한 본 발명은 밸브실이 형성된 밸브하우징과, 로터와 마그네트 결합체가 회전가능하게 설치되는 로터케이스를 하나의 몸체로 형성함으로써 부품의 수를 줄이고 제조공정 및 조립공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

하나의 입구포트와 3개의 출구포트가 형성된 밸브실과, 상기 밸브실 내에 회전가능하게 설치되고 스텝핑모터에 의해서 회전되는 로터를 포함하여 구성된 4웨이 전동밸브에 있어서,

상기 로터의 저면 중심에 수직하게 형성된 회전축과;

상기 밸브실의 중심에 형성되어 상기 로터의 저면에 형성된 회전축을 회전가능하게 지지하는 축받이홈과;

상기 축받이홈을 중심으로 하는 소정 지름의 동심원상에 등간격으로 형성된 3개의 출구포트와;

상기 로터의 저면에 형성되며 상기 밸브실에 형성된 3개의 출구포트와 대응되도록 상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 등간격으로 설치된 3개의 밸브체와;

상기 3개의 밸브체 사이의 등간격보다 두 배로 이격되게 상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 설치된 하나의 밸브체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
제1항에 있어서,

상기 밸브실에 형성된 3개의 출구포트는 축받이홈을 중심으로 내각이 90°인 원호(1/4r)에 등간격(45°;1/8r)으로 형성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
제1항에 있어서,

상기 로터의 저면에 설치된 3개의 밸브체는 회전축을 중심으로 내각이 90°인 원호(1/4r)에 등간격(45°;1/8r))으로 형성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
제1항에 있어서,

상기 로터의 저면에 설치된 하나의 밸브체는 상기 3개의 밸브체로부터 회전축을 중심으로 내각이 90°인 원호(1/4r)만큼 이격되어 동심원상에 설치된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
제1항에 있어서,

상기 밸브체는 상기 출구포트를 밀폐시킬 수 있는 정도의 직경을 갖는 밀폐부와, 로터의 저면에 형성된 가이드홀에 삽입될 수 있도록 밀폐부의 상면에 수직하게 돌설된 고정부와, 상기 가이드홀에 삽입되어 상기 밀폐부를 가압하는 코일 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
제5항에 있어서,

상기 밀폐부의 저면에는 상기 밸브실에 형성된 출구포트보다 큰 직경을 갖는 소정 깊이의 폐쇄홈이 형성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
하나의 입구포트와 3개의 출구포트가 형성된 밸브실과, 상기 밸브실 내에 회전가능하게 설치되고 스텝핑모터에 의해서 회전되는 로터를 포함하여 구성된 4웨이 전동밸브에 있어서,

상기 로터의 저면 중심에 수직하게 형성된 회전축과;

상기 밸브실의 중심에 형성되어 상기 로터의 저면에 형성된 회전축을 회전가능하게 지지하는 축받이홈과;

상기 축받이홈을 중심으로 하는 소정 지름의 동심원상에 등간격으로 형성된 3개의 출구포트와;

상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 위치하도록 상기 로터의 저면에 설치되며 그 저면에는 상기 밸브실에 형성된 3개의 출구포트를 밀폐시킬 수 있는 크기의 폐쇄홈이 형성된 하나의 원호형상의 밸브체와;

상기 3개의 출구포트 사이의 등간격보다 두 배로 이격되어 상기 회전축을 중심으로 하는 동심원상에 위치하도록 상기 로터의 저면에 설치되며 하나의 출구포트를 밀폐시킬 수 있는 크기의 폐쇄홈이 형성된 하나의 밸브체를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
하나의 입구포트와 3개의 출구포트가 형성되고 원형의 밸브실이 형성된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 상부에 수밀하게 결합되어 로터/마그네트 결합체를 회전가능하게 수용하는 로터케이스와, 상기 로터/마그네트 결합체의 저면에 설치되고 상기 밸브하우징의 밸브실 내에 설치되어 다수의 출구포트를 선택적으로 개폐시키는 다수의 밸브체와, 상기 로터케이스의 외주면에 결합되어 상기 로터/마그네트 결합체를 회전시키는 스테이터코일 조립체로 구성된 4웨이 전동밸브에 있어서,

상기 3개의 출구포트는 상기 밸브실 바닥면의 동심원상에 등간격으로 이격되게 형성되고, 상기 로터/마그네트 결합체의 저면에 설치된 3개의 밸브체는 상기 밸브실 바닥면에 형성된 3개의 출구포트와 대응되도록 동일한 직경의 동심원상에 등간격으로 이격되게 설치되며, 나머지 하나의 밸브체는 상기 3개의 밸브체 사이의 등간격 보다 2배 이격되게 동일한 동심원상에 설치된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
제8항에 있어서,

상기 로터/마그네트 결합체의 저면에는 중심축이 수직하게 설치되고 상기 밸브실의 중심에는 상기 중심축을 회전가능하게 지지하는 축받이홈이 형성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
제8항에 있어서,

상기 밸브체는 상기 출구포트를 밀폐시킬 수 있는 정도의 직경을 갖는 밀폐부와, 로터의 저면에 형성된 가이드홀에 삽입될 수 있도록 밀폐부의 상면에 수직하게 돌설된 고정부와, 상기 가이드홀에 삽입되어 상기 밀폐부를 가압하는 코일 스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
제10항에 있어서,

상기 밀폐부의 저면에는 상기 밸브실에 형성된 출구포트보다 큰 직경을 갖는 소정 깊이의 원형 폐쇄홈이 형성된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.
하나의 입구포트와 3개의 출구포트가 형성되고 원형의 밸브실이 형성된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 상부에 수밀하게 결합되어 로터/마그네트 결합체를 회전가능하게 수용하는 로터케이스와, 상기 로터/마그네트 결합체의 저면에 설치되고 상기 밸브하우징의 밸브실 내에 설치되어 다수의 출구포트를 선택적으로 개폐시키는 다수의 밸브체와, 상기 로터케이스의 외주면에 결합되어 상기 로터/마그네트 결합체를 회전시키는 스테이터코일 조립체로 구성된 4웨이 전동밸브에 있어서,

상기 3개의 출구포트는 상기 밸브실 바닥면의 동심원상에 등간격으로 이격되게 형성되고, 상기 로터/마그네트 결합체의 저면에 설치된 하나의 원호형상의 밸브체는 그 저면에 상기 밸브실 바닥면에 형성된 3개의 출구포트를 밀폐시킬 수 있는 크기의 폐쇄홈이 형성되며, 나머지 하나의 밸브체는 상기 3개의 출구포트 사이의 등간격 보다 2배 이격되게 동일한 동심원상에 설치된 것을 특징으로 하는 4웨이 전동밸브.