KR101210208B1 - 다방향 전환밸브 및 이를 이용한 차량의 파워트레인용 항온 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다방향 전환밸브에 관한 것이다. 본 발명은, 차폐된 원통의 형상을 갖고, 유체가 소통하는 구멍이 외주면을 따라 행과 열로 형성되어 외주면의 상부 및 하부에 복수의 상부공 및 하부공을 가지며, 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 중간 부분을 차폐하여 상기 상부공 및 하부공을 분할하고, 회전하면서 상부공 및 하부공을 개폐하는 스풀 및; 상기 스풀과 축 연결되어 스풀을 회전시키는 동력을 제공하는 구동부를 포함한다. 본 발명은, 유체가 하우징의 상부 외주면과 하부 외주면에 형성된 복수의 상부공 및 하부공들 중 일부의 상부공 및 하부공으로 유입된 후 스풀에 의해 혼합되지 않고 회전되는 스풀에 의해 다른 상부공이나 하부공을 통해 배출되므로 하나의 밸브만을 사용하여 유체의 흐름을 여러 방향으로 제어할 수 있다.

Description

다방향 전환밸브 및 이를 이용한 차량의 파워트레인용 항온 시스템{MULTI DIRECTION CHANGEOVER VALVE AND REGULAR TEMPERATURE SYSTEM FOR POWERTRAIN OF VEHICLES USING THE SAME}

본 발명은 다방향 전환밸브 및 이를 이용한 차량의 파워트레인용 항온 시스템에 관한 것으로, 공급되는 유체의 흐름 방향을 필요에 따라 여러 방향으로 전환시킬 수 있는 다방향 전환밸브와 상기 다방향 전환밸브를 이용하여 효율적으로 파워트레인의 온도를 최적화시키는 차량의 파워트레인용 항온시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 냉각수에 의해 엔진이 과냉되거나 과열되는 것을 방지하게 되는데, 상기 냉각수는 엔진에 의해 가열되거나 라디에이터에 의해 냉각됨으로써, 최상의 엔진 출력을 얻을 수 있도록 엔진 온도를 제어하게 된다.

이와 함께, 엔진의 출력 및 연비 향상을 위해 트랜스미션의 온도를 최적화시키는데도 냉각수가 활용된다. 즉, 냉각수는 엔진 및 트랜스미션으로 이루어진 파워트레인(Powertrain)의 온도를 최적화시키거나 또는 차량의 실내 온도를 히팅시킬 수 있다. 이를 도 1에 의하여 설명한다.

도 1은 일반적인 차량의 파워트레인용 항온시스템을 나타낸 개략도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 냉간 시동과 같은 차량의 엔진을 웜업할 경우 엔진에서 배출되는 냉각수를 서모스탯을 통해 순환라인(1)의 ①에서 ②로 순환시켜 엔진을 이상적인 출력을 얻기 위한 적정 온도로 가열한다.

또한, 차량의 엔진이 과열되는 경우 엔진에서 배출되는 냉각수를 서모스탯을 통해 냉각라인(2)으로 순환시켜 라디에이터로 공급한다. 이렇게, 상기 라디에이터로 공급된 냉각수는 열교환되고, 열교환된 냉각수는 엔진으로 공급되어 엔진이 과열되는 것을 방지하여 엔진의 온도를 최적의 상태로 유지시킨다.

한편, 차량의 냉간 시동 시에는 트랜스미션이 냉각된 상태를 유지하다가 차량이 어느 정도 주행하면서 트랜스미션에 충전된 오일이 가열된다. 즉, 트랜스미션은 차량의 주행시 내부의 기어들이 마찰함에 따라 발생되는 마찰열에 의해 오일이 가열되기 때문에 신속하게 가열되지 않고 매우 느리게 가열되기 때문에 차량의 냉간 시동 시에는 트랜스미션의 효율이 낮다.

따라서, 냉간 시동 시 트랜스미션의 효율을 향상시키기 위해서 엔진에서 배출되는 냉각수를 제 1 연결라인(3)을 통해 트랜스미션의 오일과 열교환하는 익스체인져로 공급하고, 익스체인져로 공급된 냉각수는 미션라인(5)을 통해 익스체인져를 순환하는 트랜스미션의 오일을 적정 온도로 가열한다.

또한 상기 트랜스미션의 오일이 과열되는 경우 라디에이터를 경유한 냉각수가 제 2 연결라인(4)을 통해 익스체인져로 공급된다. 이렇게, 상기 라디에이터를 경유하여 익스체인져로 공급된 냉각수는 미션라인(5)을 통해 익스체인져를 순환하는 트랜스미션의 오일을 적정 온도로 냉각한다. 그리고, 상기와 같이 트랜스미션을 가열 또는 냉각시킨 냉각수는 익스체인져에서 재공급라인(6)을 통해 순환라인(1)으로 재공급된다.

한편, 차량의 실내 온도를 상승시키기 위해 엔진에서 배출되는 냉각수를 히터라인(7)을 통해 실내히터로 공급한다. 실내히터로 공급된 냉각수는 실내히터와 열교환하여 차량의 실내 온도를 상승시키게 되며, 이렇게 실내히터와 열교환된 냉각수는 엔진으로 공급된다.

이처럼, 엔진 및 트랜스미션으로 이루어진 파워트레인의 온도를 최적화시켜 차량의 성능을 향상시키거나 또는 차량의 실내 온도를 상승시켜 운전자의 편의를 도모하는 냉각수의 흐름을 제어하기 위해서 제어밸브가 요구된다.

상기와 같은 제어밸브는 냉각수를 필요로 하는 라인마다 제각기 설치되어 냉각수의 흐름을 제어하기 때문에 앞서 설명한 일반적인 차량의 냉각수 제어 시스템에서는 제어밸브가 최소 7군데에 설치되어야 한다.

따라서, 상기와 같이 각각의 라인마다 제어밸브가 설치되면 차량의 구조가 복잡해 질 수밖에 없다. 즉, 상기 제어밸브와 라인이 연결되는 부분에 냉각수의 누수가 발생하지 않도록 각별한 주의가 필요하기 때문에 상기 제어밸브와 라인이 연결되는 부분에 냉각수의 누수를 방지할 수 있는 실링구조가 적용된다.

또한, 각각의 라인마다 설치된 제어밸브를 동작시키기 위해 제어밸브마다 전기 에너지를 공급해야 한다. 이에 따라서, 제어밸브마다 전기 배선을 마련해야 하는 등 제어밸브의 설치 개수가 증가할수록 실링할 부분과 배선이 증가하기 때문에 차량의 구조가 복잡해 질 수밖에 없으며 이는 차량의 생산성을 하락시키고 생산비용을 상승시키는 주요한 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 간단한 구조를 갖고 유체의 흐름을 여러 방향으로 제어할 수 있는 다방향 전환밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 하나의 밸브만을 사용하여 엔진 및 트랜스미션으로 이루어진 파워트레인의 온도를 최적화시켜 차량의 성능을 향상시키거나 또는 차량의 실내 온도를 상승시켜 운전자의 편의를 도모하는 냉각수의 흐름을 여러 방향으로 제어할 수 있는 차량의 파워트레인용 항온 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 다방향 전환밸브는, 차폐된 원통의 형상을 갖고, 유체가 소통하는 구멍이 외주면을 따라 행과 열로 형성되어 외주면의 상부 및 하부에 복수의 상부공 및 하부공을 가지며, 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 중간 부분을 차폐하는 판상의 부재가 마련되어 상기 상부공 및 하부공을 분할하고, 하우징의 내부에서 회전하면서 상부공 및 하부공을 개폐하는 스풀; 및 상기 스풀과 축 연결되어 스풀을 회전시키는 동력을 제공하는 구동부;를 포함하고,
상기 상부공과 하부공은,
상기 하우징의 상부 외주면에 형성되는 제 1 상부공; 상기 제 1 상부공과 열을 맞추어 상기 하우징의 하부 외주면에 형성되는 제 1 하부공; 상기 제 1 상부공을 기준으로 제 1 상부공의 일측에 행을 맞추어 하우징의 외주면에 형성되는 제 2 상부공; 및 상기 제 1 하부공을 기준으로 제 1 하부공의 일측에 행을 맞추어 하우징의 외주면에 형성되는 제 2 하부공;을 포함하며,
상기 스풀은,
상기 제 1 상부공과 제 1 하부공 사이에 설치되어 상기 하우징 내부공간에서 제 1 상부공과 제 1 하부공을 분할상태로 구획하고 상기 구동부와 축으로 연결되는 분할판;
상기 분할판의 상면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 제 1 상부공과 제 2 상부공 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어하는 제 1 차폐벽; 및
상기 제 1 차폐벽이 상면에 형성된 상기 분할판의 하면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 제 1 하부공과 제 2 하부공 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어하는 제 3 차폐벽;을 포함한다.
이와 달리, 본 발명은, 차폐된 원통의 형상을 갖고, 유체가 소통하는 구멍이 외주면을 따라 행과 열로 형성되어 외주면의 상부 및 하부에 복수의 상부공 및 하부공을 가지며, 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 중간 부분을 차폐하는 판상의 부재가 마련되어 상기 상부공 및 하부공을 분할하고, 하우징의 내부에서 회전하면서 상부공 및 하부공을 개폐하는 스풀; 및 상기 스풀과 축 연결되어 스풀을 회전시키는 동력을 제공하는 구동부;를 포함하고,
상기 상부공과 하부공은,
상기 하우징의 상부 외주면에 형성되는 제 1 상부공;
상기 제 1 상부공과 열을 맞추어 상기 하우징의 하부 외주면에 형성되는 제 1 하부공;
상기 제 1 상부공을 기준으로 제 1 상부공의 일측과 타측에 행을 맞추어 하우징의 외주면에 형성되는 제 2 상부공과 제 3 상부공; 및
상기 제 1 하부공을 기준으로 제 1 하부공의 일측과 타측에 행을 맞추어 하우징의 외주면에 형성되는 제 2 하부공과 제 3 하부공;을 포함하며,
상기 스풀은,
상기 제 1 상부공과 제 1 하부공 사이에 설치되어 상기 하우징 내부공간에서 제 1 상부공과 제 1 하부공을 분할상태로 구획하고 상기 구동부와 축으로 연결되는 분할판;
상기 분할판의 상면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 제 1 상부공과 제 2 상부공 및 제 3 상부공 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어하는 제 1 차폐벽과 제 2 차폐벽; 및
상기 제 1 차폐벽과 제 2 차폐벽이 상면에 형성된 상기 분할판의 하면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 제 1 하부공과 제 2 하부공 및 제 3 하부공 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어하는 제 3 차폐벽;을 포함한다.
여기서, 상기 제 2 상부공은 제 1 상부공을 기준하여 제 1 상부공의 일측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되고, 상기 제 3 상부공은 상기 제 2 상부공을 기준하여 제 1 상부공의 타측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되며, 상기 제 2 하부공은 제 1 하부공을 기준하여 제 1 하부공의 일측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되고, 상기 제 3 하부공은 상기 제 1 하부공을 기준하여 제 1 하부공의 타측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 항온시스템은, 엔진 및 라디에이터를 순환하는 냉각수를 엔진, 트랜스미션에 연결된 익스체인져 및 실내의 히터에 제공하여 엔진과 트랜스미션 및 히터의 온도를 최적화시키는 차량의 파워트레인용 항온시스템에 있어서, 상기 엔진으로부터 가열된 냉각수를 공급받아 배출하는 배출라인; 상기 배출라인에서 배출되는 가열된 냉각수를 바이패스하여 상기 엔진에 재공급하는 바이패스라인; 상기 바이패스라인으로 배출되는 가열된 냉각수를 상기 라디에이터로 바이패스시키면서 엔진으로 재공급하여 라디에이터를 통해 냉각수를 냉각시키는 냉각라인; 상기 냉각라인에서 냉각되어 상기 엔진으로 유입되는 냉각수를 단속하는 서머스탯 밸브; 상기 서머스탯 밸브로 공급되는 상기 냉각라인의 냉각된 냉각수를 냉각라인에서 분기시키는 분기라인; 상기 트랜스미션의 온도조절을 위해 상기 분기라인의 냉각된 냉각수나 상기 바이패스라인의 가열된 냉각수를 상기 익스체인져로 바이패스시켜서 상기 엔진에 재공급하는 미션라인; 상기 히터의 가열을 위해 상기 배출라인으로 배출되는 가열된 냉각수를 히터로 바이패스시키면서 상기 엔진에 재공급하는 히터라인; 및 차폐된 원통의 형상을 갖고, 유체가 소통하는 구멍이 외주면을 따라 행과 열로 형성되어 외주면의 상부 및 하부에 복수의 상부공 및 하부공을 가지며, 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 중간 부분을 차폐하는 판상의 부재가 마련되어 상기 상부공 및 하부공을 분할하고, 하우징의 내부에서 회전하면서 상부공 및 하부공을 개폐하는 스풀; 및 상기 스풀과 축 연결되어 스풀을 회전시키는 동력을 제공하는 구동부를 갖는 상기 제1항에 의한 다방향 전환밸브;를 포함하며,
상기 상부공은 상기 하우징의 외주면 상부에 형성되는 제 1 상부공, 상기 제 1 상부공을 기준으로 제 1 상부공의 일측과 타측에 행을 맞추어 상기 하우징의 외주면 상부에 제각기 형성되는 제 2 상부공 및 제 3 상부공으로 구성되고,
상기 하부공은 상기 하우징의 외주면 하부에 형성되는 제 1 하부공, 상기 제 1 하부공을 기준으로 일측과 타측에 행을 맞추어 상기 하우징의 외주면 하부에 제각기 형성되는 제 2 하부공 및 제 3 하부공으로 구성되며,
상기 제 1 상부공 및 제 1 하부공은 상기 배출라인으로부터 가열된 냉각수가 제각기 유입되고, 상기 제 2 상부공은 제 1 상부공으로 유입된 냉각수를 상기 미션라인으로 공급하며, 상기 제 3 상부공은 상기 분기라인으로부터 냉각된 냉각수가 유입되고, 상기 제 2 하부공은 제 1 하부공으로 유입된 가열된 냉각수를 상기 바이패스라인으로 공급하며, 상기 제 3 하부공은 제 1 하부공으로 유입된 가열된 냉각수를 상기 히터라인으로 공급하고,
상기 스풀은,
상기 제 1 상부공 및 제 1 하부공 사이에 설치되어 상기 하우징의 내부공간에서 제 1 상부공 및 제 1 하부공을 분할상태로 구획하고, 상기 구동부와 축으로 연결되는 분할판;
상기 분할판의 상면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 상기 제 1 상부공과 제 2 상부공 및 제 3 상부공 중 적어도 어느 하나를 개폐하는 제 1 차폐벽과 제 2 차폐벽; 및
상기 제 1 차폐벽과 제 2 차폐벽이 상면에 형성된 상기 분할판의 하면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 상기 제 1 하부공과 제 2 하부공 및 제 3 하부공 중 적어도 어느 하나를 개폐하는 제 3 차폐벽;을 포함한다.
여기서, 상기 제 2 상부공은 제 1 상부공을 기준하여 제 1 상부공의 일측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되고, 상기 제 3 상부공은 상기 제 2 상부공을 기준하여 제 1 상부공의 타측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되며, 상기 제 2 하부공은 제 1 하부공을 기준하여 제 1 하부공의 일측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되고, 상기 제 3 하부공은 상기 제 1 하부공을 기준하여 제 1 하부공의 타측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되는 것이 바람직하다.

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본 발명에 따른 다방향 전환밸브는, 유체가 하우징의 상부 외주면과 하부 외주면에 형성된 복수의 상부공 및 하부공들 중 일부의 상부공 및 하부공으로 유입된 후 스풀에 의해 혼합되지 않고 회전되는 스풀에 의해 다른 상부공이나 하부공을 통해 배출되므로 하나의 밸브만을 사용하여 유체의 흐름을 여러 방향으로 제어할 수 있다.

특히, 상부공을 제 1 상부공과 제 2 상부공 및/또는 제 3 상부공으로, 하부공을 제 1 하부공과 제 2 하부공 및/또는 제 3 하부공으로, 그리고 스풀을 분할판과 제 1 차폐벽 및/또는 제 2 차폐벽과 제 3 차폐벽으로 구성할 경우, 상부공 및 하부공들을 통해 다양한 방향으로 유체의 흐름을 제어할 수 있다.

또한, 상기 하우징의 내부공간에서 스풀이 구동부에 의해 일정 각도씩 회전하며 유체의 흐름을 여러 방향으로 제어하기 때문에 그 구조가 간단하고 작동이 단순하기 때문에 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품 설치 후 발생되는 유지 및 보수가 용이하다.

그리고, 상기 상부공과 하부공의 개폐를 제어하는 스풀이 45도씩 회전하며 상부공 및 하부공을 개방하거나 폐쇄하기 때문에 스풀을 회전시키기 위해 동력을 전달하는 구동부의 제어가 간단하다.

또한, 본 발명에 따른 다방향 전환밸브가 적용된 차량의 파워트레인용 항온 시스템은, 하나의 밸브만을 사용하여 차량의 상태에 따라 엔진 웜업모드와, 실내 히팅모드와, 실내/트랜스미션 히팅모드와, 트랜스미션 냉각모드를 수행할 수 있으므로, 냉각수의 흐름을 제어하기 위한 제어밸브의 설치 개수가 감소되고, 이로부터 차량의 구조가 단순해져 차량의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 차량의 생산성을 향상시키고 생산비용을 감소시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 차량의 파워트레인용 항온시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다방향 전환밸브를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브에서 제 1 하부공에서 제 2 하부공으로만 유체가 소통되는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브에서 제 1 하부공에서 제 3 하부공으로만 유체가 소통되는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브에서 제 1 상부공에서 제 2 상부공으로, 제 1 하부공에서 제 3 하부공으로만 유체가 소통되는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 다방향 전환밸브에서 제 3 상부공에서 제 2 상부공으로, 제 1 하부공에서 제 3 하부공으로만 유체가 소통되는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브가 차량의 파워트레인용 항온 시스템에 적용된 상태를 나타낸 것으로,
도 10은 엔진 웜업모드일 때 다방향 전환밸브의 개도 및 냉각수의 흐름을 나타낸다.
도 11은 실내 히팅모드일 때 다방향 전환밸브의 개도 및 냉각수의 흐름을 나타낸다.
도 12는 실내/트랜스미션 히팅모드일 때 다방향 전환밸브의 개도 및 냉각수의 흐름을 나타낸다.
도 13은 트랜스미션 냉각모드일 때 다방향 전환밸브의 개도 및 냉각수의 흐름을 나타낸다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 다방향 전환밸브를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브를 나타낸 분해 사시도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 다방향 전환밸브(100)는, 차폐된 원통의 형상을 갖고, 유체가 소통하는 구멍이 외주면을 따라 행과 열로 형성되어 외주면의 상부 및 하부에 복수의 상부공(112) 및 하부공(114)을 가지며, 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된 하우징(110); 상기 하우징(110)의 내부 중간 부분을 차폐하는 판상의 부재가 마련되어 상기 상부공(112) 및 하부공(114)을 분할하고, 하우징의 내부에서 회전하면서 상부공(112) 및 하부공(114)을 개폐하는 스풀(120) 및; 상기 스풀(120)과 축 연결되어 스풀(120)을 회전시키는 동력(130)을 제공하는 구동부(130)로 구성된다.

상기 하우징(110)은, 원통의 형상을 갖고 상면이 개방되고, 하면이 폐쇄된 컵 형태로 이루어져 그 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된다. 또한 상기 하우징(110)은 개방된 상면에 커버(111)가 설치되는데, 상기 커버(111)와 하우징(110)은 도면에 도시된 바와 같이 커버(111)의 연부를 관통하여 하우징(110)의 상면 연부에 체결되는 체결볼트(10)에 의해 기밀하게 체결된다.

이때, 상기 하우징(110)의 내부에서 유체가 소통될 때 커버(111)와 하우징(110)이 접하는 틈 사이로 유체가 세어나오지 않도록 커버(111)와 하우징(110) 사이에 가스켓(미도시)이 더 포함될 수 있다.

그리고, 상기 커버(111)의 상면에는 하우징(110)의 내부에 장착된 스풀(120)을 회전시키는 구동부(130)가 마련된다. 상기 구동부(130)는 전기 에너지를 회전력으로 변환시키는 것으로 상기 구동부(130)는 스풀(120)과 축(132)으로 연결된다.

이때, 상기 하우징(110)의 상면에 설치되는 커버(111)는 구동부(130)와 스풀(120)을 연결하는 축(132)이 관통되는 관통홀(미도시)이 마련되며, 상기 축(132)은 스풀(120)의 분할판(122)에 형성된 고정홀(121)에 삽입된 상태에서 키(132a) 고정된다.

이와 같은, 상기 구동부(130)는 회전각도를 용이하게 제어할 수 있는 모터로 구성하는 것이 바람직하다. 이에 따라서, 상기 스풀(120)이 구동부(130)의 회전에 따라 하우징(110)의 내부공간에서 일정 각도만큼 회전하며 상부공(112)과 하부공(114)을 개폐하게 된다.

미설명 부호 132b는 구동부(130)에 전기 에너지를 공급하기 위한 커넥터이다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 하우징(110)의 외주면에는 유체가 유입되거나 배출되는 상부공(112)과 하부공(114)이 형성되며, 상기 상부공(112)과 하부공(114)을 개폐하는 스풀(120)이 하우징(110)의 내부공간에 장착된다. 이를 전술한 도 3, 그리고 도 4 및 도 5에 의거하여 설명한다.

도 4는 도 2의 A-A선 단면도이며, 도 5는 도 2의 B-B선 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 상부공(112)은 도 4에 도시된 바와 같이 여러 방향으로 유체가 소통(유입이나 배출)되도록 도시된 바와 같이 제 1 상부공(112a), 제 2 상부공(112b) 및 제 3 상부공(112c)으로 구성된다. 이때, 상기 제 2 상부공(112b)과 제 3 상부공(112c)은 제 1 상부공(112a)을 기준으로 일측과 타측에 행을 맞추어 하우징(110)의 외주면에 형성된다. 따라서, 제 1 상부공(112a), 제 2 상부공(112b) 및 제 3 상부공(112c)은 하우징(110)의 상부 외주면에 형성된다.

여기서, 전술한 제 2 상부공(112b)과 제 3 상부공(112c)은 필요에 따라 어느 하나가 생략될 수 있다. 즉, 상부공(112)은 필요에 따라 2개나 3개로 설계될 수 있다.

전술한 상기 하부공(114)은 유체가 여러 방향으로 소통되도록 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 하부공(114a), 제 2 하부공(114b) 및 제 3 하부공(114c)으로 구성된다. 이때, 제 2 하부공(114b) 및 제 3 하부공(114c)은 제 1 하부공(114a)을 기준으로 일측과 타측에 행을 맞추어 하우징(110)의 외주면에 형성된다. 따라서, 제 1 하부공(114a), 제 2 하부공(114b) 및 제 3 하부공(114c)은 하우징(110)의 하부 외주면에 형성된다.

여기서, 전술한 제 2 하부공(114b) 및 제 3 하부공(114c)은 필요에 따라 어느 하나가 생략될 수 있다. 즉, 하부공(114)은 필요에 따라 2개나 3개로 설계될 수 있다.

한편, 스풀(120)은 도시된 바와 같이 상기 하우징(110)에 내장되어 하우징(110)의 내주면에 밀착된 상태로 회전하면서 상부공(112)과 하부공(114)을 개폐한다. 이러한 스풀(120)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 판상의 부재를 구성하는 수평형태의 분할판(122)과, 상기 분할판(122)의 상면에 수직형태로 형성된 제 1 차폐벽(124)과 제 2 차폐벽(126) 및 상기 분할판(122)의 하면에 수직형태로 형성된 제 3 차폐벽(128)으로 구성된다.

상기 분할판(122)은, 상기 하우징(110)의 외주면에 형성된 제 1 상부공(112a)과 제 1 하부공(114a) 사이에 설치되어 상기 하우징(110) 내부공간에서 제 1 상부공(112a)과 제 1 하부공(114a)을 분할상태로 구획하여 하우징(110)의 내부공간을 상부와 하부로 구분하는 것으로 하우징(110)의 내주면에 밀착된 상태로 회전되는 원판의 형상을 갖는다.

이에 따라, 상기 제 1 상부공(112a)과 제 1 하부공(114a)을 통해 하우징(110)의 내부공간으로 제각기 유입된 유체는 분할판(122)에 의해 차단되어 하우징(110)의 내부공간에서 교류하지 않고 상부와 하부로 구분된 상태를 갖게 된다.

그리고, 상기 분할판(122)의 상면 연부에는 분할판(122)의 회전에 따라 하우징(110)의 상부 외주면에 형성된 제 1 상부공(112a)과 제 2 상부공(112b) 및 제 3 상부공(112c) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 개폐하는 제 1 차폐벽(124)과 제 2 차폐벽(126)이 형성된다.

이때, 상기 제 1 차폐벽(124)과 제 2 차폐벽(126)은 도시된 바와 같이 간극으로 이격상태를 이루면서 돌출형성되어, 하우징(110)의 내주면에 밀착상태로 회전하면서 제 2 상부공(112b) 및 제 3 상부공(112c)을 개폐할 수 있는 형상을 갖는다. 즉, 제 1 차폐벽(124)과 제 2 차폐벽(126)은 3개의 상부공(112a, 112b, 112c)들 중 하나만 개폐하는 형상으로 이루어지거나, 두개를 동시에 개폐할 수 있는 형상으로 이루어진다.

또한, 상기 분할판(122)의 하면 연부에는 하우징(110)의 하부 외주면에 형성된 제 1 하부공(114a)과 제 2 하부공(114b) 및 제 3 하부공(114c) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 개폐하는 제 3 차폐벽(128)이 형성되는 바, 상기 제 3 차폐벽(128)은 하우징(110)의 내주면에 밀착되면서 회전하여 제 1 하부공(114a)과 제 2 하부공(114b) 및 제 3 하부공(114c) 중 적어도 어느 하나를 개폐할 수 있는 형상을 갖는다. 즉, 제 3 차폐벽(128)은 3개의 하부공(114a, 114b, 114c)들 중 하나만 개폐하는형상으로 이루어지거나, 두개를 동시에 개폐할 수 있는 형상으로 이루어진다.

결론적으로, 스풀(120)은 회전각도에 따라 복수로 구성된 상부공(112) 및 하부공(114)들을 제각기 개폐할 수 있다.

이를 위해, 상기 제 2 상부공(112b)은 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 상부공(112a)을 기준하여 제 1 상부공(112a)의 일측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징(110)의 외주면에 형성되고, 상기 제 3 상부공(112c)은 상기 제 2 상부공(112b)을 기준하여 제 1 상부공(112a)의 타측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징(110)의 외주면에 형성되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 제 2 상부공(112b)은 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 상부공(112a)의 일측으로 90도 각도에 해당하는 하우징(110)의 외주면에 형성되고, 상기 제 3 상부공(112c)은 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 상부공(112a)의 타측으로 45도 각도에 해당하는 하우징(110)의 외주면에 형성되어 제 2 상부공(112b)로부터 135도의 각도를 갖도록 형성되는 것이 가장 바람직하다.

한편, 상기 제 1 상부공(112a)과 제 2 상부공(112b) 및 제 3 상부공(112c)의 개폐를 제어하는 제 1 차폐벽(124)과 제 2 차폐벽(126)은 도 4에 도시된 바와 같이 제각기 제 1 상부공(112a)과 제 2 상부공(112b) 및 제 3 상부공(112c)을 개방하거나 폐쇄하는 회전범위 내에서 분할판(122)의 상면에 형성된다.

이를 위해, 상기 제 2 하부공(114b)은 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 하부공(114a)을 기준하여 제 1 하부공(114a)의 일측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징(110)의 외주면에 형성되고, 상기 제 3 하부공(114c)은 상기 제 1 하부공(114a)을 기준하여 제 1 하부공(114a)의 타측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징(110)의 외주면에 형성되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 제 2 하부공(114b)은 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 하부공(114a)의 일측으로 135도 각도에 해당하는 하우징(110) 외주면에 형성되고, 상기 제 3 하부공(114c)은 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 하부공(114a)의 타측으로 90도 각도에 해당하는 하우징(110)의 외주면에 형성되는 것이 가장 바람직하다.

이에 따라서, 상기 제 1 하부공(114a)과 제 2 하부공(114b) 및 제 3 하부공(114c)의 개폐를 제어하는 제 3 차폐벽(128)은 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 하부공(114a)과 제 2 하부공(114b) 및 제 3 하부공(114c)을 개방하거나 폐쇄하는 회전범위 내에서 분할판(122)의 하면에 형성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 다방향 전환밸브의 동작에 따라 유체가 소통되는 상태를 도 6 내지 도 9에 의거하여 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브에서 제 1 하부공에서 제 2 하부공으로만 유체가 소통되는 상태를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 유체가 하우징(110)의 하부 외주면에 형성된 제 1 하부공(114a)을 통해 제 2 하부공(114b)으로 배출되도록 하우징(110)의 내부공간에 설치된 스풀(120)이 구동부(130)에 의해 회전된다.

즉, 상기 스풀(120)의 하면에 돌출 형성된 제 3 차폐벽(128)은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 하부 외주면에 형성된 제 3 하부공(114c)을 차폐하게 된다. 이에 따라서, 유체가 상기 하우징(110)의 하부 외주면에 형성된 제 1 하부공(114a)을 통해 제 2 하부공(114b)으로 소통할 수 있게 된다.

이때, 상기 스풀(120)의 상면에 돌출 형성된 제 2 차폐벽(126)은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 상부 외주면에 형성된 제 1 상부공(112a) 및 제 3 상부공(112c)을 차폐하여 유체가 제 1 상부공(112a)을 통해 하우징(110)의 내부공간으로 소통되는 것을 차단하게 된다.

한편, 하우징(110)은 하부에 형성된 제 1 하부공(114a)을 통해 내부로 유입되는 유체가 분할판(112)에 의해 상부로 유입되지 않는다. 따라서, 하우징(110)의 상부에 형성된 제 2 상부공(112b)은 유체가 공급되지 않으므로 유체가 소통되지 않는다. 즉, 제 2 상부공(112b)은 제 1 차폐벽(124)나 제 2 차폐벽(126)에 차폐되지 않아도 유체가 공급되지 않으므로 유체의 소통이 방지된다.

도 7은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브에서 제 1 하부공에서 제 3 하부공으로만 유체가 소통되는 상태를 나타낸 단면도이다. 즉, 도 7은 제 1 하부공(114a) 및 제 3 하부공(114c)의 유체 소통상태를 도시한 도면이다.

도면을 참조하여 설명하면, 스풀(120)은 도 6의 상태에서 반시계 방향으로 45도 회전한다. 이때, 스풀(120)의 하면에 형성된 제 3 차폐벽(128)은 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 하부 외주면에 형성된 제 2 하부공(114b)을 차폐한다. 따라서, 유체는 상기 하우징(110)의 하부 외주면에 형성된 제 1 하부공(114a)을 통해 제 3 하부공(114c)으로 소통할 수 있게 된다.

한편, 상기 스풀(120)의 상면에 돌출 형성된 제 2 차폐벽(126)은 스풀(120)의 회전에 의해 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 상부에 형성된 제 1 상부공(112a) 및 제 3 상부공(112c)을 차폐한다. 그리고, 제 1 차폐벽(124)은 도시된 바와 같이 제 2 상부공(112b)을 차폐한다. 따라서, 제 1 상부공(112a), 제 2 상부공(112b) 및 제 3 상부공(112c)은 동시에 모두 차폐되면서 유체의 소통을 차단한다.

도 8은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브에서 제 1 상부공에서 제 2 상부공으로, 제 1 하부공에서 제 3 하부공으로만 유체가 소통되는 상태를 나타낸 단면도이다. 즉, 도 8은 제 1 상부공(112a) 및 제 2 상부공(112b)의 소통상태와 제 1 하부공(114a) 및 제 3 하부공(114c)의 소통상태를 도시한 도면이다.

도면을 참조하여 설명하면, 스풀(120)은 전술한 도 7의 상태에서 반시계 방향으로 45도 회전한다. 이때, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 스풀(120)의 상면에 형성된 제 1 차폐벽(124)은 제 2 상부공(112b)을 벗어나면서 제 2 차폐벽(126) 사이의 간극을 통해, 즉 이격된 틈새를 통해 제 2 상부공(112b)을 개방한다. 따라서, 유체는 제 1 상부공(112a)을 통해 제 2 상부공(112b)으로 소통한다.

한편, 상기 스풀(120)의 하면에 돌출 형성된 제 3 차폐벽(128)은 스풀(120)의 회전에 의해 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 하부공(114b)을 차폐하여 유체를 제 1 하부공(114a)에서 제 3 하부공(114c)으로 소통시킨다.

도 9는 본 발명에 따른 다방향 전환밸브에서 제 3 상부공에서 제 2 상부공으로, 제 1 하부공에서 제 3 하부공으로만 유체가 소통되는 상태를 나타낸 단면도이다. 즉, 도 9는 제 3 상부공(112c) 및 제 2 상부공(112b)의 소통상태와 제 1 하부공(114a) 및 제 3 하부공(114c)의 소통상태를 도시한 도면이다.

도면을 참조하여 설명하면, 스풀(120)은 전술한 도 8의 상태에서 반시계 방향으로 45도 회전한다. 이때, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 스풀(120)의 상면에 형성된 제 1 차폐벽(124)은 제 1 상부공(112a)을 차폐한다. 그리고, 제 2 차폐벽(126)은 제 3 상부공(112c)을 개방한다. 따라서, 유체는 제 3 상부공(112c)에서 제 2 상부공(112b)으로 소통한다.

한편, 상기 스풀(120)의 하면에 돌출 형성된 제 3 차폐벽(128)은 스풀(120)의 회전에 의해 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 하부공(114b)을 차폐한다. 따라서, 유체는 제 1 하부공(114a)을 통해 제 3 하부공(114c)으로 소통된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브(100)는, 유체가 하우징(110)의 상부 외주면과 하부 외주면에 형성된 복수의 상부공(112) 및 하부공(114)들 중 일부의 상부공(112) 및 하부공(114)으로 유입된 후 스풀(120)에 의해 혼합되지 않고 회전되는 스풀(120)에 의해 다른 상부공(112)이나 하부공(114)을 통해 배출되므로 하나의 밸브만을 사용하여 유체의 흐름을 여러 방향으로 제어할 수 있다.

특히, 상부공(112)을 제 1 상부공(112a)과 제 2 상부공(112b) 및/또는 제 3 상부공(112c)으로, 하부공(114)을 제 1 하부공(144a)과 제 2 하부공(114b) 및/또는 제 3 하부공(114c)으로, 그리고 스풀(120)을 분할판(122)과 제 1 차폐벽(124) 및/또는 제 2 차폐벽(126)과 제 3 차폐벽(128)으로 구성할 경우, 상부공(112) 및 하부공(114)들을 통해 다양한 방향으로 유체의 흐름을 제어할 수 있다.

또한, 상기 하우징(110)의 내부공간에서 스풀(120)이 구동부(130)에 의해 일정 각도씩 회전하며 유체의 흐름을 여러 방향으로 제어하기 때문에 그 구조가 간단하고 작동이 단순하기 때문에 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품 설치 후 발생되는 유지 및 보수가 용이하다.

그리고, 상기 상부공(112)과 하부공(114)의 개폐를 제어하는 스풀(120)이 45도씩 회전하며 상부공(112) 및 하부공(114)을 개방하거나 폐쇄하기 때문에 스풀(120)을 회전시키기 위해 동력을 전달하는 구동부(130)의 제어가 간단하다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워트레인용 항온 시스템은 전술한 다방향 전환밸브(100)가 적용된다. 이러한 항온 시스템을 첨부된 도 10 내지 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 10의 (b)에 유압회로도로 도시된 바와 같이, 차량의 파워트레인용 항온 시스템은 엔진으로부터 가열된 냉각수를 공급받아서 배출하는 배출라인(1a)과, 상기 배출라인(1a)에서 배출되는 가열된 냉각수를 바이패스하여 상기 엔진에 재공급하는 바이패스라인(1b)과, 상기 바이패스라인(1b)으로 배출되는 가열된 냉각수를 라디에이터를 통해 냉각수를 냉각시키는 냉각라인(2)과, 상기 냉각라인(2)에서 냉각되어 상기 엔진으로 유입되는 냉각수를 단속하는 서모스탯 밸브와, 상기 서모스탯 밸브로 공급되는 상기 냉각라인의 냉각된 냉각수를 냉각라인에서 분기시키는 분기라인(4)과, 트랜스미션의 온도조절을 위해 상기 분기라인(4)의 냉각된 냉각수나 상기 바이패스라인(1b)의 가열된 냉각수를 익스체인져로 바이패스시켜서 상기 엔진에 재공급하는 미션라인(3)과, 상기 히터의 가열을 위해 상기 배출라인(1a)으로 배출되는 가열된 냉각수를 히터로 바이패스시키면서 상기 엔진에 재공급하는 히터라인(7) 및 상기 배출라인(1a), 바이패스라인(1b), 미션라인(3), 분기라인(4), 히터라인(7)과 연결되어 냉각수를 단속하는 전술한 실시예에 의한 다방향 전환밸브(100)로 구성된다.

특히, 상기 다방향 전환밸브(100)는 하우징(110)의 제 1 상부공(112a) 및 제 1 하부공(114a)이 전술한 배출라인(1a)에 연결되고, 제 2 상부공(112b)이 미션라인(3)에 연결되며, 제 3 상부공(112c)이 분기라인(4)에 연결된다. 그리고, 다방향 전환밸브(100)는 제 2 하부공(114b)이 바이패스라인(1b)에 연결되고, 제 3 하부공(114c)이 히터라인(7)과 연결된다.

따라서, 제 1 상부공(112a) 및 제 1 하부공(114a)은 상기 배출라인(1a)에 연결됨에 따라 배출라인(1a)으로부터 가열된 냉각수를 제각기 유입한다. 그리고, 제 2 상부공(112b)은 상기 미션라인(3)에 연결됨에 따라 제 1 상부공(112a)으로 유입된 가열된 냉각수를 미션라인(3)으로 공급하거나, 분기라인(4)을 통해 제 3 상부공(112c)으로 유입된 냉각된 냉각수를 미션라인(3)으로 공급한다. 또, 제 3 상부공(112c)은 상기 분기라인(4)에 연결되어 라디에이터로부터 냉각된 냉각수를 유입한다. 또한, 제 2 하부공(114b)은 상기 바이패스라인(1b)에 연결됨에 따라 제 1 하부공(114a)으로 유입된 가열된 냉각수를 바이패스라인(1b)으로 공급한다. 아울러, 제 3 하부공(114c)은 히터라인(7)에 연결됨에 따라 제 1 하부공(114a)으로 유입된 가열된 냉각수를 히터라인(7)으로 공급한다.

이와 같은 항온시스템은 상기 배출라인(1a), 바이패스라인(1b), 미션라인(3), 분기라인(4) 및 히터라인(7)이 다방향 전환밸브(100)와 연결됨으로써, 하나의 밸브만을 사용하여 차량의 상태에 따라 엔진 웜업모드, 실내 히팅모드, 실내/트랜스미션 히팅모드, 트랜스미션 냉각모드를 수행시킬 수 있다. 이를 첨부된 도면을 참조하여 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 10은 엔진 웜업모드일 때 다방향 전환밸브의 개도 및 냉각수의 흐름을 나타낸다. 도면을 참조하여 설명하면, 엔진의 이상적인 출력을 신속하게 얻기 위해 냉간 시동 시 엔진에서 배출된 냉각수를 냉각시키지 않고 그 상태로 엔진에 공급하는 엔진 웜업모드가 실시된다.

이때, 전술한 다방향 전환밸브(100)의 구동부(130)는, 차량의 전자제어장치(ECU)에서 보내는 신호에 따라 스풀(120)을 회전시키게 되는데, 상기 엔진 웜업모드일 때에는 도면의 (a)에 도시(하우징 전개도)된 바와 같이 상기 제 1 하부공(114a)과 제 2 하부공(114b)을 제외한 모든 상부공(112)과 하부공(114)이 폐쇄되도록 스풀(120)이 회전하게 된다.

이에 따라서, 도면의 (b)에 도시(유압회로도)된 바와 같이 상기 엔진에서 배출되는 가열된 냉각수가 배출라인(1a)을 통해 상기 제 1 하부공(114a)으로 유입된다. 그리고, 도면의 (d)에 도시(하우징 하부 투시도)된 바와 같이, 상기 제 3 하부공(114c)은 제 3 차폐벽(128)에 막힌 상태이므로 상기 제 1 하부공(114a)을 통해 하우징(110)의 내부로 유입된 냉각수는 제 2 하부공(114b)을 통해 바이패스라인(1b)으로 배출되어, 상기 엔진이 적정온도까지 가열될 수 있도록 냉각수를 순환시키게 되어 엔진 웜업모드가 수행된다.

이때, 도면의 (c)에 도시(하우징 상부 투시도)된 바와 같이 제 1 상부공(112a)은 제 2 차폐벽(126)에 막혀 냉각수의 흐름이 차단된 상태이다.

도 11은 실내 히팅모드일 때 다방향 전환밸브의 개도 및 냉각수의 흐름을 나타낸다. 도면을 참조하여 설명하면, 겨울철과 같은 차량의 외부온도가 차량의 실내온도보다 낮은 경우 운전자의 편의를 도모하기 위해 차량의 실내온도를 가열하는 실내 히팅모드가 실시된다.

이때, 전술한 다방향 전환밸브(100)의 구동부(130)는 차량의 전자제어장치(ECU)에서 보내는 신호에 따라 스풀(120)을 회전시키게 되는데, 상기 실내 히팅모드일 때에는 도면의 (a)에 도시(하우징 전개도)된 바와 같이 상기 제 1 하부공(114a)과 제 3 하부공(114c)을 제외한 모든 상부공(112)과 하부공(114)을 폐쇄시키도록 스풀(120)이 회전하게 된다.

이에 따라서, 도면의 (b)에 도시(유압회로도)된 바와 같이 상기 엔진에서 배출되는 가열된 냉각수가 배출라인(1a)을 통해 상기 제 1 하부공(114a)으로 유입된다.

그리고, 도면의 (d)에 도시(하우징 하부 투시도)된 바와 같이, 상기 제 2 하부공(114b)은 제 3 차폐벽(128)에 막힌 상태이므로 상기 제 1 하부공(114a)을 통해 하우징(110)의 내부로 유입된 냉각수는 제 3 하부공(114c)을 통해 히터라인(7)으로 배출되고, 상기 히터라인(7)으로 배출된 냉각수는 실내 히터와 열교환하여 실내 온도를 상승시킨 후 엔진으로 재공급됨으로써, 실내 히팅모드가 수행된다.

이때, 도면의 (c)에 도시(하우징 상부 투시도)된 바와 같이 제 1 상부공(112a)은 제 2 차폐벽(126)에 막혀 냉각수의 흐름이 차단된 상태이다.

도 12는 실내/트랜스미션 히팅모드일 때 다방향 전환밸브의 개도 및 냉각수의 흐름을 나타낸다. 도면을 참조하여 설명하면, 실내 히팅모드와 함께 트랜스미션을 적정온도로 가열시켜 트랜스미션의 효율을 향상시키기 위해 실내/트랜스미션 히팅모드가 실시된다.

이를 위해, 전술한 다방향 전환밸브(100)의 구동부(130)는 차량의 전자제어장치에서 보내는 신호에 따라 스풀(120)을 회전시키게 되는데, 상기 실내/트랜스미션 히팅모드일 때에는 도면의 (a)에 도시(하우징 전개도)된 바와 같이 상기 제 3 상부공(112c)과 제 2 하부공(114b)을 제외한 모든 상부공(112)과 하부공(114)을 개방시키도록 스풀(120)이 회전하게 된다.

이에 따라서, 도면의 (b)에 도시(유압회로도)된 바와 같이 상기 엔진에서 배출되는 가열된 냉각수가 배출라인(1a)을 통해 상기 제 1 하부공(114a)으로 유입된다. 이때, 도면의 (c)에 도시(하우징 상부 투시도)된 바와 같이 상기 제 2 차폐벽(126)은 제 3 상부공(112c)를 막아 상기 제 1 상부공(112a)을 통해 하우징(110)의 내부로 유입된 냉각수를 제 2 상부공(112b)을 통해 미션라인(3)으로 배출한다. 따라서, 상기 미션라인(3)으로 배출된 냉각수는 익스체인져를 거쳐 트랜스미션의 오일을 가열한 후 엔진으로 재공급됨으로써, 트랜스미션 히팅모드를 수행한다.

한편, 도면의 (d)에 도시(하우징 하부 투시도)된 바와 같이, 상기 제 2 하부공(114b)은 제 3 차폐벽(128)에 차폐된다. 이때, 제 1 하부공(114a)은 개방되어 하우징(110)의 내부로 냉각수를 유입하여 제 3 하부공(114c)을 통해 히터라인(7)으로 배출된다. 따라서, 상기 히터라인(7)으로 배출된 냉각수는 실내 히터와 열교환하여 실내 온도를 상승시킨 후 엔진으로 재공급됨으로써, 실내 히팅모드를 수행한다.

도 13은 트랜스미션 냉각모드일 때 다방향 전환밸브의 개도 및 냉각수의 흐름을 나타낸다. 도면을 참조하여 설명하면, 트랜스미션의 오일이 과열된 경우 트랜스미션 냉각모드가 실시된다.

이를 위해, 전술한 다방향 전환밸브(100)의 구동부(130)는 차량의 전자제어장치에서 보내는 신호에 따라 스풀(120)을 회전시키게 되는데, 상기 트랜스미션 냉각모드일 때에는 도면의 (a)에 도시(하우징 전개도)된 바와 같이 상기 제 1 상부공(112a)과 제 2 하부공(114b)을 제외한 모든 상부공(112)과 하부공(114)을 개방한다.

이렇게, 상기 제 1 상부공(112a)과 제 2 하부공(114b)이 폐쇄되면, 도면의 (b)에 도시(유압회로도)된 바와 같이 라디에이터에서 냉각된 차가운 냉각수는 분기라인(4)을 통해 제 3 상부공(112c)으로 공급된다. 그리고, 도면의 (c)에 도시(하우징 상부 투시도)된 바와 같이 제 1 차폐벽(124)에 의해 제 1 상부공(112a)가 막힘에 따라 상기 제 3 상부공(112c)으로 공급된 차가운 냉각수는 상기 제 2 상부공(112b)을 통해 미션라인(3)으로 배출된다. 따라서, 제 2 상부공(112b)을 통해 미션라인(3)으로 배출된 라디에이터에서 냉각된 차가운 냉각수는 익스체인져를 거쳐 트랜스미션의 오일을 냉각시킨 후 엔진으로 재공급되어 트랜스미션을 냉각시킴으로써, 트랜스미션 냉각모드를 수행한다.

한편, 바이패스라인(1a)에서 배출되는 가열된 냉각수는 도면의 (d)에 도시(하우징 하부 투시도)된 바와 같이 제 2 하부공(114b)이 제 3 차폐벽(128)에 막힘에 따라 제 1 하부공(112b)으로 유입된다. 이러한 가열된 냉각수는 제 3 하부공(114c)을 통해 히터라인(7)으로 배출되어 실내 히터를 통해 실내 온도를 상승시킨 후 엔진으로 재공급된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 다방향 전환밸브(100)가 적용된 차량의 파워트레인용 항온 시스템은, 하나의 밸브만을 사용하여 차량의 상태에 따라 엔진 웜업모드와, 실내 히팅모드와, 실내/트랜스미션 히팅모드와, 트랜스미션 냉각모드를 수행할 수 있으므로, 냉각수의 흐름을 제어하기 위한 제어밸브의 설치 개수가 감소되고, 이로부터 차량의 구조가 단순해져 차량의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 차량의 생산성을 향상시키고 생산비용을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

1a : 배출라인 1b : 바이패스라인
2 : 냉각라인 3 : 미션라인
4 : 분기라인
7 : 히터라인 100 : 다방향 전환밸브
110 : 하우징 111 : 커버
112 : 상부공 112a : 제 1 상부공
112b : 제 2 상부공 112c : 제 3 상부공
114 : 하부공 114a : 제 1 상부공
114b : 제 2 상부공 114c : 제 3 하부공
120 : 스풀 122 : 분할판
124 : 제 1 차폐벽 126 : 제 2 차폐벽
128 : 제 3 차폐벽 130 : 구동부
132 : 커넥터

Claims (8)

1. 차폐된 원통의 형상을 갖고, 유체가 소통하는 구멍이 외주면을 따라 행과 열로 형성되어 외주면의 상부 및 하부에 복수의 상부공 및 하부공을 가지며, 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된 하우징;
   상기 하우징의 내부 중간 부분을 차폐하는 판상의 부재가 마련되어 상기 상부공 및 하부공을 분할하고, 하우징의 내부에서 회전하면서 상부공 및 하부공을 개폐하는 스풀; 및
   상기 스풀과 축 연결되어 스풀을 회전시키는 동력을 제공하는 구동부;를 포함하고,
   상기 상부공과 하부공은,
   상기 하우징의 상부 외주면에 형성되는 제 1 상부공;
   상기 제 1 상부공과 열을 맞추어 상기 하우징의 하부 외주면에 형성되는 제 1 하부공;
   상기 제 1 상부공을 기준으로 제 1 상부공의 일측에 행을 맞추어 하우징의 외주면에 형성되는 제 2 상부공; 및
   상기 제 1 하부공을 기준으로 제 1 하부공의 일측에 행을 맞추어 하우징의 외주면에 형성되는 제 2 하부공;을 포함하며,
   상기 스풀은,
   상기 제 1 상부공과 제 1 하부공 사이에 설치되어 상기 하우징 내부공간에서 제 1 상부공과 제 1 하부공을 분할상태로 구획하고 상기 구동부와 축으로 연결되는 분할판;
   상기 분할판의 상면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 제 1 상부공과 제 2 상부공 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어하는 제 1 차폐벽; 및
   상기 제 1 차폐벽이 상면에 형성된 상기 분할판의 하면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 제 1 하부공과 제 2 하부공 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어하는 제 3 차폐벽;을 포함하는 다방향 전환밸브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 차폐된 원통의 형상을 갖고, 유체가 소통하는 구멍이 외주면을 따라 행과 열로 형성되어 외주면의 상부 및 하부에 복수의 상부공 및 하부공을 가지며, 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된 하우징;
   상기 하우징의 내부 중간 부분을 차폐하는 판상의 부재가 마련되어 상기 상부공 및 하부공을 분할하고, 하우징의 내부에서 회전하면서 상부공 및 하부공을 개폐하는 스풀; 및
   상기 스풀과 축 연결되어 스풀을 회전시키는 동력을 제공하는 구동부;를 포함하고,
   상기 상부공과 하부공은,
   상기 하우징의 상부 외주면에 형성되는 제 1 상부공;
   상기 제 1 상부공과 열을 맞추어 상기 하우징의 하부 외주면에 형성되는 제 1 하부공;
   상기 제 1 상부공을 기준으로 제 1 상부공의 일측과 타측에 행을 맞추어 하우징의 외주면에 형성되는 제 2 상부공과 제 3 상부공; 및
   상기 제 1 하부공을 기준으로 제 1 하부공의 일측과 타측에 행을 맞추어 하우징의 외주면에 형성되는 제 2 하부공과 제 3 하부공;을 포함하며,
   상기 스풀은,
   상기 제 1 상부공과 제 1 하부공 사이에 설치되어 상기 하우징 내부공간에서 제 1 상부공과 제 1 하부공을 분할상태로 구획하고 상기 구동부와 축으로 연결되는 분할판;
   상기 분할판의 상면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 제 1 상부공과 제 2 상부공 및 제 3 상부공 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어하는 제 1 차폐벽과 제 2 차폐벽; 및
   상기 제 1 차폐벽과 제 2 차폐벽이 상면에 형성된 상기 분할판의 하면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 제 1 하부공과 제 2 하부공 및 제 3 하부공 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어하는 제 3 차폐벽;을 포함하는 다방향 전환밸브.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제 2 상부공은 제 1 상부공을 기준하여 제 1 상부공의 일측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되고,
   상기 제 3 상부공은 상기 제 2 상부공을 기준하여 제 1 상부공의 타측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되며,
   상기 제 2 하부공은 제 1 하부공을 기준하여 제 1 하부공의 일측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되고,
   상기 제 3 하부공은 상기 제 1 하부공을 기준하여 제 1 하부공의 타측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 다방향 전환밸브.
6. 삭제
7. 엔진 및 라디에이터를 순환하는 냉각수를 엔진, 트랜스미션에 연결된 익스체인져 및 실내의 히터에 제공하여 엔진과 트랜스미션 및 히터의 온도를 최적화시키는 차량의 파워트레인용 항온시스템에 있어서,
   상기 엔진으로부터 가열된 냉각수를 공급받아 배출하는 배출라인;
   상기 배출라인에서 배출되는 가열된 냉각수를 바이패스하여 상기 엔진에 재공급하는 바이패스라인;
   상기 바이패스라인으로 배출되는 가열된 냉각수를 상기 라디에이터로 바이패스시키면서 엔진으로 재공급하여 라디에이터를 통해 냉각수를 냉각시키는 냉각라인;
   상기 냉각라인에서 냉각되어 상기 엔진으로 유입되는 냉각수를 단속하는 서머스탯 밸브;
   상기 서머스탯 밸브로 공급되는 상기 냉각라인의 냉각된 냉각수를 냉각라인에서 분기시키는 분기라인;
   상기 트랜스미션의 온도조절을 위해 상기 분기라인의 냉각된 냉각수나 상기 바이패스라인의 가열된 냉각수를 상기 익스체인져로 바이패스시켜서 상기 엔진에 재공급하는 미션라인;
   상기 히터의 가열을 위해 상기 배출라인으로 배출되는 가열된 냉각수를 히터로 바이패스시키면서 상기 엔진에 재공급하는 히터라인; 및
   차폐된 원통의 형상을 갖고, 유체가 소통하는 구멍이 외주면을 따라 행과 열로 형성되어 외주면의 상부 및 하부에 복수의 상부공 및 하부공을 가지며, 내부에 유체가 소통되는 내부공간이 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 중간 부분을 차폐하는 판상의 부재가 마련되어 상기 상부공 및 하부공을 분할하고, 하우징의 내부에서 회전하면서 상부공 및 하부공을 개폐하는 스풀; 및 상기 스풀과 축 연결되어 스풀을 회전시키는 동력을 제공하는 구동부를 갖는 상기 제1항에 의한 다방향 전환밸브;를 포함하며,
   상기 상부공은 상기 하우징의 외주면 상부에 형성되는 제 1 상부공, 상기 제 1 상부공을 기준으로 제 1 상부공의 일측과 타측에 행을 맞추어 상기 하우징의 외주면 상부에 제각기 형성되는 제 2 상부공 및 제 3 상부공으로 구성되고,
   상기 하부공은 상기 하우징의 외주면 하부에 형성되는 제 1 하부공, 상기 제 1 하부공을 기준으로 일측과 타측에 행을 맞추어 상기 하우징의 외주면 하부에 제각기 형성되는 제 2 하부공 및 제 3 하부공으로 구성되며,
   상기 제 1 상부공 및 제 1 하부공은 상기 배출라인으로부터 가열된 냉각수가 제각기 유입되고, 상기 제 2 상부공은 제 1 상부공으로 유입된 냉각수를 상기 미션라인으로 공급하며, 상기 제 3 상부공은 상기 분기라인으로부터 냉각된 냉각수가 유입되고, 상기 제 2 하부공은 제 1 하부공으로 유입된 가열된 냉각수를 상기 바이패스라인으로 공급하며, 상기 제 3 하부공은 제 1 하부공으로 유입된 가열된 냉각수를 상기 히터라인으로 공급하고,
   상기 스풀은,
   상기 제 1 상부공 및 제 1 하부공 사이에 설치되어 상기 하우징의 내부공간에서 제 1 상부공 및 제 1 하부공을 분할상태로 구획하고, 상기 구동부와 축으로 연결되는 분할판;
   상기 분할판의 상면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 상기 제 1 상부공과 제 2 상부공 및 제 3 상부공 중 적어도 어느 하나를 개폐하는 제 1 차폐벽과 제 2 차폐벽; 및
   상기 제 1 차폐벽과 제 2 차폐벽이 상면에 형성된 상기 분할판의 하면에 돌출 형성되어 분할판의 회전에 따라 상기 제 1 하부공과 제 2 하부공 및 제 3 하부공 중 적어도 어느 하나를 개폐하는 제 3 차폐벽;을 포함하는 차량의 파워트레인용 항온시스템.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제 2 상부공은 제 1 상부공을 기준하여 제 1 상부공의 일측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되고,
   상기 제 3 상부공은 상기 제 2 상부공을 기준하여 제 1 상부공의 타측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되며,
   상기 제 2 하부공은 제 1 하부공을 기준하여 제 1 하부공의 일측방향으로 둔각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되고,
   상기 제 3 하부공은 상기 제 1 하부공을 기준하여 제 1 하부공의 타측방향으로 예각 이내의 각도에 해당하는 하우징의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 파워트레인용 항온시스템.

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