KR101787971B1 - 차량용 워터 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 워터 밸브 조립체에 관한 것으로, 유체가 유입되는 유입 포트와 상기 유입 포트를 통해 공급된 유체를 배출하는 배출 포트와 유입 포트를 통해 공급된 유체를 우회시키는 바이패스 포트가 형성되는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 내부에 설치되며 회전에 따라 상기 배출 포트, 바이패스 포트의 개폐를 단속하는 밸브와, 상기 밸브 몸체의 외부에 설치되며 상기 밸브와 회전축으로 연결되어 밸브가 회전될 수 있게 동력을 전달하는 동력 전달부 및 상기 동력 전달부에 동력을 제공하되, 상기 유입 포트의 내부에 설치되어 유입 포트로 공급된 유체 온도에 따라 왁스가 팽창하여 피스톤을 직선이동시키는 동력을 발생시키는 서모스텟을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터 밸브 조립체가 개시된다.

Description

차량용 워터 밸브 조립체{WATER VALVE ASSEMBLY FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 워터 밸브 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 왁스의 팽창에 따라 볼 밸브가 개폐하는 구조를 갖는 차량용 워터 밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 밸브 조립체는 유체가 흐르는 유로에 설치되어 유체의 흐름 방향 및 유량을 제어하는 장치로서, 밸브 조립체를 구성하는 밸브의 종류로는 볼 밸브, 글로브 밸브, 플러그 밸브, 게이트 밸브 등이 있다.

특히, 볼 밸브(ball valve)는 밸브 몸체 내에 내부가 관통된 볼이 삽입된 것으로, 핸들의 조작에 의해 볼이 회전함으로써 유로를 개폐하는 구조로 이루어진다.

이러한 볼 밸브를 설계함에 있어서 수송 대상이 되는 유체의 누설을 방지해야하는 기밀성, 볼 밸브에 의한 밸브 시트의 마모를 방지해야 하는 내구성 이외에도 볼의 위치 조작에 의한 정확한 유체 유량을 제어할 수 있어야 하는 제어성 등을 고려해야 한다.

특히 자동차의 공조 및 냉각 시스템에 사용되며 볼 밸브로 이루어지는 3웨이 밸브 조립체는 3방향에 유체의 출입구를 구성하는 밸브로서, 주로 컨트롤 모터와 조합하여 유체의 유로 전환과 동시에 유량 조절을 하는 자동 제어 밸브이다.

이와 같은 통상의 3웨이 밸브 조립체는 히터 코어와 유로를 매개로 설치되어 자동차의 엔진을 순환한 냉각수의 흐름을 제어하여 히터 코어로 냉각수를 유입시키거나 히터 코어를 거치지 않고 바이패스 시켜 자동차의 실내 온도를 조절하도록 구성된다.

선행기술로, 한국공개특허공보 제2008-0106641호의 "워터 밸브"를 살펴보면, 내부가 중공된 몸체와, 상기 몸체를 밀폐하는 덮개와, 상기 몸체 내부의 중앙에 구동축이 연결되며 서로 연결된 제 1 연통부, 제 2 연통부, 제 3 연통부가 형성되어 회전에 의해 냉각수 유입부로 유입된 냉각수가 바이패스라인을 통해 배출되는 양 및 히터코어의 입구파이프로 유입되는 양을 조절하는 볼 밸브 및 상기 볼 밸브를 구동하는 구동수단으로 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 선행기술의 워터 밸브는 히터코어의 입구파이프에 별도의 온도센서를 설치하게 된다. 또한, 온도센서는 볼 밸브를 개폐시키는 구동모터와 같은 구동수단과 전기적으로 연결되어 온도센서에서 감지된 온도에 따라 구동수단이 볼 밸브를 작동시키는 이원화된 구조를 갖기 때문에 구조가 복잡하다.

특히, 온도센서에 의해 구동수단이 작동할 수 있도록 전기 에너지가 구동수단에 공급되어야 하며, 온도센서 또는 구동수단에 고장이 발생할 경우 볼 밸브를 작동시킬 수 없는 문제가 있다.

KR, A, 10-2008-0106641, (2008.12.09)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유체의 온도변화에 직관적으로 볼 밸브를 개폐할 수 있는 구조를 차량용 워터 밸브 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 전기 에너지를 별도로 공급받지 않고 유체의 온도변화에 따라 볼 밸브의 개폐시킬 수 있는 동력을 얻을 수 있는 구조를 갖는 차량용 워터 밸브 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 유체가 유입되는 유입 포트와 상기 유입 포트를 통해 공급된 유체를 배출하는 배출 포트와 유입 포트를 통해 공급된 유체를 우회시키는 바이패스 포트가 형성되는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 내부에 설치되며 회전에 따라 상기 배출 포트, 바이패스 포트의 개폐를 단속하는 밸브와, 상기 밸브 몸체의 외부에 설치되며 상기 밸브와 회전축으로 연결되어 밸브가 회전될 수 있게 동력을 전달하는 동력 전달부 및 상기 동력 전달부에 동력을 제공하되, 상기 유입 포트의 내부에 설치되어 유입 포트로 공급된 유체 온도에 따라 왁스가 팽창하여 피스톤을 직선이동시키는 동력을 발생시키는 서모스텟을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터 밸브 조립체에 의해 달성된다.

여기서, 상기 동력 전달부는 상기 서모스텟의 피스톤과 연결되어 직선 이동하는 래크와, 상기 밸브와 일체로 형성되고 상기 밸브 몸체의 외부로 연장되는 회전축 및 상기 회전축과 일체로 형성되며 상기 래크와 맞물리는 피니언을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 동력 전달부는 상기 밸브 몸체와 래크 사이에 개재되어 상기 래크를 복귀시키는 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 동력 전달부는 상기 서모스텟의 피스톤 작동 방향과 평행한 방향으로 래크에 형성된 장공 및 상기 장공을 관통하여 상기 밸브 몸체에 고정되는 스토퍼;로 구성되는 래크 가이드를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 서모스텟은 상기 유입 포트의 내부에 마련되며 왁스가 충전되는 왁스 챔버와, 상기 왁스가 팽창하는 것에 따라 상기 래크를 직선 이동시키는 피스톤 및 상기 왁스 챔버와 일체로 결속되고 상기 왁스의 팽창에 따른 피스톤의 이동을 안내하는 피스톤 가이드를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸브 몸체는 상기 배출 포트와 밸브의 기밀을 유지하는 실링 조절부를 포함하되, 상기 실링 조절부는 상기 밸브 몸체의 배출 포트에 설치되어 상기 밸브의 외면과 접촉하는 접촉 링과, 상기 접촉 링이 상기 밸브의 외면을 압박하도록 상기 접촉 링의 이면에 위치하는 금속 링 및 상기 밸브 몸체를 관통하여 나사 체결되고, 그 단부가 상기 금속 링의 외경과 접촉하는 조절부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 금속 링은 상기 조절부재의 단부와 접촉하는 외경에 경사면을 형성하되, 상기 경사면은 상기 접촉 링에서 멀어질수록 금속 링의 지름이 작아지는 경사를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체에 의하면, 유입 포트로 공급되는 유체의 온도변화에 따라 서모스텟이 직관적으로 작동하여 밸브를 개폐하는 구조를 갖게 되어 그 구조를 단순화시키는 동시에 밸브 작동에 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같이 서모스텟의 왁스가 팽창하는 것에 따라 피스톤을 직선 이동시켜 동력 전달부를 통해 밸브를 회전시킬 수 있는 동력을 얻을 수 있기 때문에 종래와 같은 밸브를 회전시키기 위한 구동모터가 불필요하여 제품의 단가를 낮출 수 있으며, 또한 구동모터를 작동시키기 위한 별도의 전력이 불필요하여 차량의 전력 계통을 단순화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선을 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체의 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 4의 A부를 나타낸 것으로 실링 조절부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체 중 실링 조절부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체 중 실링 조절부를 확대하여 나타낸 단면도이다.

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 1은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체를 나타낸 분해 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선을 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체는 유입 포트(110), 배출 포트(120), 바이패스 포트(130)가 형성된 밸브 몸체(100), 밸브 몸체(100)에 설치되어 배출 포트(120), 바이패스 포트(130)의 개폐를 단속하는 밸브(200), 밸브(200)가 회전될 수 있게 동력을 전달하는 동력 전달부(300), 유입 포트(110)의 유체 온도에 따라 팽창하여 동력 전달부(300)를 통해 밸브(200)가 회전될 수 있게 동력을 발생시키는 서모스텟(400)으로 구성된다.

부연하자면, 밸브 몸체(100)는 상부 몸체(100a)와 하부 몸체(100b)로 구성되는데, 상부 몸체(100a)는 일측에 유체가 유입되는 유입 포트(110)가 형성되며, 유입 포트(110)와 대향하는 상부 몸체(100a)의 타측에 유입 포트(110)를 통해 공급된 유체를 배출하는 배출 포트(120)가 형성된다.

또한, 유입 포트(110)와 배출 포트(120) 사이의 상부 몸체(100a)에 바이패스 포트(130)가 형성되며, 상부 몸체(100a)의 내부에 반구의 형상을 갖는 밸브(200)가 회전되는 공간이 마련되어 밸브(200)의 회전에 따라 배출 포트(120)와 바이패스 포트(130)가 개폐되어 유입 포트(110)를 통해 공급된 유체가 배출 포트(120)로 흐르게 되거나 바이패스 포트(130)로 흐르게 된다. 이때, 유입 포트(110)로 공급되는 유체는 냉각수와 같은 워터가 될 수도 있으나 경우에 따라서는 오일, 가스 등이 될 수 있다.

상부 몸체(100a)의 하부에는 하부 몸체(100b)가 조립되는데, 상부 몸체(100a)와 하부 몸체(100b)는 볼트와 같은 결속 수단에 의해 고정되어 상부 몸체(100a)와 하부 몸체(100b)의 결속에 의해 반구의 형상을 갖는 밸브(200)가 회전할 수 있는 공간을 형성하게 된다. 즉, 상부 몸체(100a)와 하부 몸체(100b)로 구성되는 밸브 몸체(100)는 그 내부에 형성된 공간에 밸브(200)를 설치할 때 조립의 편리성을 위해 구분될 뿐 필요에 따라 밸브 몸체(100)는 좌우 반체로 형성되고 그 사이에 밸브(200)가 개재되도록 형성될 수도 있다.

한편, 상기 밸브(200)는 앞서 설명한 바와 같이 반구의 형상을 갖는데, 밸브(200)의 상부와 하부는 지지축이 형성되어 상기 지지축을 중심으로 밸브(200)가 밸브 몸체(100)의 내부에 형성된 공간 내에서 회전하여 배출 포트(120)와 바이패스 포트(130)의 개폐를 단속하게 된다.

즉, 밸브(200)는 상부 지지축(221)과 하부 지지축(222) 사이에 반구의 형태를 갖는 곡면이 형성되며, 곡면의 내부에 소통 홀(210)이 형성되어 소통 홀(210)이 배출 포트(120) 또는 바이패스 포트(130)에 위치하는 것에 따라 유입 포트(110)로 공급된 유체의 흐름 방향이 결정된다.

예를 들어, 밸브(200)의 소통 홀(210)이 배출 포트(120)와 일치하게 되는 경우 유입 포트(110)를 통해 밸브 몸체(100)의 내부로 유입된 유체는 배출 포트(120)로 흐르게 되며, 소통 홀(210)이 바이패스 포트(130)와 대향하여 밸브 몸체(100)의 내측면을 향하는 경우 유입 포트(110)를 통해 밸브 몸체(100)의 내부로 유입된 유체는 바이패스 포트(130)로 흐르게 된다.

이렇게, 밸브 몸체(100)의 내부에서 회전하게 되는 밸브(200)는 앞서 설명한 상부 지지축(221)과 하부 지지축(222)을 중심으로 회전하게 되는데, 상부 몸체(100a)와 하부 몸체(100b)에는 각각 밸브(200)의 상부와 하부에 형성된 지지축을 지지하기 위한 보스(101)(102)가 형성되며, 상기 보스(101)(102)에 밸브(200)의 상부 지지축(221)과 하부 지지축(222)이 각각 끼워져 축을 중심으로 밸브(200)가 회전하여 배출 포트(120) 또는 바이패스 포트(130)를 개폐하여 유체의 흐름을 단속하게 된다.

이때, 상부 지지축(221)은 그 중심에 결속 홀이 형성되고, 밸브 몸체(100)의 외부로 연장되는 회전축(320)의 하단이 상기 결속 홀과 결속되어 회전축(320)이 회전하는 것에 따라 밸브(200)가 동일하게 회전된다.

한편, 밸브(200)의 상부에 형성된 상부 지지축은 도면에 도시된 바와 같이 별도의 회전축(320)이 마련되어 밸브 몸체(100)의 외부로 연장되는 구조로 이루어질 수도 있지만 경우에 따라서는 회전축(320)이 밸브(200)와 동일체로 이루어져 단일 부품으로 형성될 수도 있을 것이다.

그리고, 회전축(320)이 원활하게 회전함과 동시에 회전축(320)을 지지할 수 있도록 밸브 몸체(100)에 베어링(321)이 설치되며, 밸브 몸체(100)의 내부로 공급된 유체가 밸브(200)의 상부에 형성된 상부 지지축(221)과 밸브 몸체(100) 사이로 유출되는 것을 방지하기 위해 실링부재가 축과 밸브 몸체(100) 사이에 마련된다.

한편, 유입 포트(110)에는 유체의 온도에 따라 팽창하여 밸브(200)를 회전시키는 동력을 제공하는 서모스텟(400)이 설치되며, 상기 서모스텟(400)과 밸브(200)의 회전축(320)은 동력 전달부(300)에 의해 연결되어 서모스텟(400)의 작동에 따라 발생하는 동력이 동력 전달부(300)를 통해 밸브(200)에 전해져 밸브(200)를 회전시키게 된다.

이러한, 동력 전달부(300)는 서모스텟(400)의 피스톤(410)과 연결되어 직선 이동하는 래크(310)와 밸브(200)와 일체로 형성되고 밸브 몸체(100)의 외부로 연장되는 회전축(320)과 상기 회전축(320)과 일체로 형성되며 래크(310)와 맞물려 회전하는 피니언(330)으로 구성된다.

즉, 피니언(330)은 밸브 몸체(100)의 외부로 연장되는 회전축(320)의 자유단에 설치되어 피니언(330)의 회전과 동일하게 회전축(320)을 회전시켜 밸브(200)에 형성된 소통 홀(210)의 위치를 조절하게 된다.

또한, 래크(310)는 밸브 몸체(100)의 일측에 위치하여 피니언(330)과 치합된 상태를 갖게 되는데, 래크(310)는 서모스텟(400)의 피스톤(410)과 연결되어 피스톤(410)이 직선 이동하는 것에 따라 밸브 몸체(100)의 일측에서 피스톤(410)의 이동과 동일하게 작동하여 피니언(330)을 회전시키게 된다.

또한, 동력 전달부(300)는 밸브(200)의 회전을 신속하게 복귀시킬 수 있도록 탄성부재(340)를 포함한다. 상기 탄성부재(340)는 예를 들어 코일 스프링으로 이루어질 수 있는데, 탄성부재(340)는 선단이 래크(310)에 지지되고 기단이 밸브 몸체(100)에 지지되어 서모스텟(400)에 의해 래크(310)가 전진하는 경우 압축된다.

이렇게 압축된 탄성부재(340)는 래크(310)를 전진시킨 피스톤(410)의 압력이 감소하는 것에 따라 래크(310)를 후퇴시키게 됨으로써, 배출 포트(120)로 유체가 흐르도록 회전된 밸브(200)를 유체가 바이패스 포트(130)로 흐를 수 있게 신속하게 복귀시키게 된다.

그리고, 동력 전달부(300)는 서모스텟(400)에 의해 피니언(330)을 회전시키도록 직선 이동하는 래크(310)가 안정적으로 직선 이동할 수 있게 래크 가이드(350)가 마련된다. 래크 가이드(350)는 서모스텟(400)의 피스톤(410) 작동 방향과 평행한 방향으로 래크(310)에 형성된 장공(351) 및 상기 장공(351)을 관통하여 상기 밸브 몸체(100)에 고정되는 스토퍼(352)로 구성된다.

이와 같이 동력 전달부(300)에 래크 가이드(350)가 마련되면, 서모스텟(400)에 의해 래크(310)가 직선 이동할 때 래크 가이드(350)가 래크(310)의 직선 이동을 안내하여 피니언(330)을 회전시키도록 래크(310)가 직선 이동하게 될 때 래크(310)의 직진성을 향상시켜 밸브(200)의 회전을 정밀하게 제어할 수 있게 되고, 이로부터 유체의 흐름을 정밀하게 단속할 수 있다.

한편, 유입 포트(110)에 설치되어 유체의 온도에 따라 동력 전달부(300)를 통해 밸브(200)를 회전시키도록 동력을 발생시키는 서모스텟(400)은 왁스 챔버(420), 피스톤(410), 피스톤 가이드(430)로 구성되는데, 왁스 챔버(420)는 유입 포트(110)의 내부에 설치되어 유입 포트(110)로 공급된 유체와 열교환하게 되며, 내부에 왁스가 충전되는 수용부를 형성한다.

이러한 왁스 챔버(420)는 일단이 개방된 원통의 형상을 갖고 그 내부에 왁스가 충전되며 일단의 외주면으로 유입 포트(110)와 고정되기 위한 플랜지가 형성되어 볼트와 같은 체결수단에 의해 유입 포트(110)와 왁스 챔버(420)가 체결되어 고정된다.

그리고, 왁스 챔버(420)의 개방된 일단에 피스톤 가이드(430)가 설치되는데, 피스톤 가이드(430)는 왁스가 팽창하여 피스톤(410)이 래크(310)를 이동시키도록 왁스 챔버(420)의 외부로 이동하게 될 때 피스톤(410)의 직진성을 향상시키게 된다. 이때, 왁스 챔버(420)와 피스톤 가이드(430)가 체결될 때 기밀을 유지하기 위한 오-링이 왁스 챔버(420)와 피스톤 가이드(430) 사이에 개재된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체의 작동 상태를 도 5 및 도 6에 의거하여 설명한다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체의 작동 상태를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 도 5의 (A)와 같이 서모스텟(400)이 작동하기 전에는 피스톤(410)이 왁스 챔버(420)의 내부에 인입한 상태이기 때문에 래크(310)가 서모스텟(400)에 인접하게 위치하게 된다.

또한, 상기와 같은 상태에서는 도 5의 (B)와 같이 밸브(200)의 소통 홀(210)이 바이패스 포트(130)와 대향하여 밸브 몸체(100)의 내측면을 향하게 됨으로써, 유입 포트(110)를 통해 밸브 몸체(100)의 내부로 유입된 유체는 바이패스 포트(130)로 흐르게 된다.

이와 같은 상태에서 유입 포트(110)로 공급되는 유체가 고온인 경우 유입 포트(110)의 내부에 설치된 서모스텟(400)이 승온되면서 왁스가 팽창하게 된다. 이렇게 왁스가 팽창하는 것에 따라 도 6의 (A)와 같이 피스톤(410)이 왁스 챔버(420)의 외부를 향해 이동하게 되어 동력 전달부(300)의 래크(310)를 전진시켜 피니언(330)을 회전시키게 된다. 이때, 동력 전달부(300)의 탄성부재(340)는 래크(310)의 전진에 따라 압축된다.

이렇게 피니언(330)이 회전하게 되면 피니언(330)과 연결된 회전축(320)이 회전하여 밸브(200)를 회전시키게 되는데, 이때 밸브(200)는 도 6의 (B)와 같이 소통 홀(210)과 배출 포트(120)가 일치하도록 회전하여 밸브 몸체(100)로 유입된 유체는 밸브(200)의 소통 홀(210)을 통해 배출 포트(120)로 흐르게 되며, 바이패스 포트(130)는 밸브(200)에 의해 폐쇄되어 유체가 바이패스 포트(130)로 흐르는 것을 차단하게 된다.

이와는 반대로, 유입 포트(110)로 공급되는 유체가 저온인 경우 팽창되었던 서모스텟(400)의 왁스가 수축되어 래크(310)를 가압하고 있던 피스톤(410)의 압력이 감소하게 된다.

이와 같이 피스톤(410)의 압력이 감소하게 되면, 동력 전달부(300)의 압축된 탄성부재(340)가 원래의 상태로 복원되려는 탄성 반발력이 발휘되어 래크(310)를 서모스텟(400)과 인접하게 후퇴시키게 된다. 이와 같이 래크(310)가 후퇴하는 것에 따라 밸브(200)는 배출 포트(120)를 폐쇄시켜 밸브 몸체(100)로 유입된 유체를 바이패스 포트(130)로 흐르도록 회전하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체는 유입 포트(110)로 공급되는 유체의 온도변화에 따라 서모스텟(400)이 직관적으로 작동하여 밸브(200)를 개폐하는 구조를 갖게 되어 그 구조를 단순화시키는 동시에 밸브(200) 작동에 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같이 서모스텟(400)의 왁스가 팽창하는 것에 따라 피스톤(410)을 직선 이동시켜 동력 전달부(300)를 통해 밸브(200)를 회전시킬 수 있는 동력을 얻을 수 있기 때문에 종래와 같은 밸브를 회전시키기 위한 구동모터가 불필요하여 제품의 단가를 낮출 수 있으며, 또한 구동모터를 작동시키기 위한 별도의 전력이 불필요하여 차량의 전력 계통을 단순화시킬 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.

예를 들어, 배출 포트(120)를 밸브(200)가 폐쇄하여 밸브 몸체(100)로 유입된 유체가 바이패스 포트(130)로 흐르도록 할 때 배출 포트(120)와 밸브(200)의 기밀성을 향상시키도록 실링 조절부(140)가 마련될 수 있다. 이를 도 7 및 도 8에 의거하여 설명한다.

도 7은 도 4의 A부를 나타낸 것으로 실링 조절부를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체 중 실링 조절부를 확대하여 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 밸브 몸체(100)는 배출 포트(120)와 밸브(200)의 기밀을 유지하는 실링 조절부(140)가 마련된다. 실링 조절부(140)는 밸브 몸체(100)의 배출 포트(120)에 설치되어 밸브(200)의 외면과 접촉하는 접촉 링(141), 접촉 링(141)이 밸브(200)의 외면을 압박하도록 접촉 링(141)의 이면에 위치하는 금속 링(142), 밸브 몸체(100)를 관통하여 나사 체결되고, 그 단부가 금속 링(142)의 외경과 접촉하는 조절부재(143)로 구성된다. 이때, 접촉 링(141)은 마모성과 내구성이 뛰어난 소재로 선정될 수 있는데, 접촉 링(141)은 예를 들어 테프론(TEFLON)이 될 수 있다.

이러한 조절부재(143)는 금속 링(142)의 둘레를 따라 일정한 간격을 두고 복수로 마련되는데, 바람직하게 조절부재(143)는 금속 링(142)의 둘레를 따라 120도의 간격을 두고 구비된다.

또한, 금속 링(142)은 조절부재(143)의 단부와 접촉하는 외경에 경사면(142a)을 형성하되, 경사면(142a)은 접촉 링(141)에서 멀어질수록 금속 링(142)의 지름이 작아지는 경사를 형성한다.

이와 같은 구성을 갖는 실링 조절부(140)에 의하면, 밸브(200)의 회전에 따라 접촉 링(141)에 마모가 발생하여 접촉 링(141)과 밸브(200)의 외면 사이에 틈새가 형성되어 누수가 발생하는 경우 조절부재(143)를 회전 조작하는 것에 따라 조절부재(143)가 금속 링(142)을 가압하게 된다.

이와 같이 조절부재(143)의 단부가 금속 링(142)의 경사면(142a)을 가압하게 되면, 금속 링(142)은 접촉 링(141)을 밸브(200)를 향해 이동시키게 되고, 따라서, 접촉 링(141)은 밸브(200)의 외면에 밀착되어 유체가 누수되는 것을 방지하게 된다.

또한, 경우에 따라서는 실링조절부의 조절부재가 금속 링을 가압하는 탄성력이 발휘되도록 마련될 수 있다. 이를 도 9에 의거하여 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 차량용 워터 밸브 조립체 중 실링 조절부를 확대하여 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 조절부재(143)가 탄성력을 발휘하여 금속 링(142)을 가압할 수 있도록 조절부재(143)는 밸브 몸체(100)를 관통하여 나사 체결되고 그 내부에 탄성부재(143b)가 마련된 조절몸체(143a), 조절몸체(143a)의 단부에 위치하여 금속 링(142)의 외면과 접촉하며 탄성부재(143b)로부터 발휘되는 탄성력에 의해 금속 링(142)을 가압하는 헤드(143c)로 구성된다.

상기와 같이 조절부재(143)가 조절몸체(143a), 탄성부재(143b), 헤드(143c)로 구성되면, 조절몸체(143a)의 내부에 마련된 탄성부재(143b)에 의해 헤드(143c)가 금속 링(142)을 가압하게 되고, 이러한 가압된 금속 링(142)은 접촉 링(141)을 밸브(200)의 외면에 밀착시켜 더욱 견고한 상태로 실링을 유지할 수 있다.

또한, 조절몸체(143a)는 헤드(143c)와 대향하는 일측에 일자형태의 홈이 형성되어 필요에 따라 일자 드라이버와 같은 공구를 이용해 조절몸체(143a)를 회전시켜 밸브 몸체(100)를 향해 이동시킬 수 있고, 이로부터 헤드(143c)의 가압력을 조절할 수 있다.

100 : 밸브 몸체 100a : 상부 몸체
100b : 하부 몸체 110 : 유입 포트
120 : 배출 포트 130 : 바이패스 포트
140 : 실링 조절부 141 : 접촉 링
142 : 금속 링 142a : 경사면
143 : 조절부재 143a : 조절몸체
143b : 탄성부재 143c : 헤드
200 : 밸브 210 : 소통 홀
300 : 동력 전달부 310 : 래크
320 : 회전축 321 : 베어링
330 : 피니언 340 : 탄성부재
350 : 래크 가이드 351 : 장공
352 : 스토퍼 400 : 서모스텟
410 : 피스톤 420 : 왁스 챔버
430 : 피스톤 가이드

Claims (4)

1. 유체가 유입되는 유입 포트와 상기 유입 포트를 통해 공급된 유체를 배출하는 배출 포트와 유입 포트를 통해 공급된 유체를 우회시키는 바이패스 포트가 형성되는 밸브 몸체;
   상기 밸브 몸체의 내부에 설치되며 회전에 따라 상기 배출 포트, 바이패스 포트의 개폐를 단속하는 밸브;
   상기 밸브 몸체의 외부에 설치되며 상기 밸브와 회전축으로 연결되어 밸브가 회전될 수 있게 동력을 전달하는 동력 전달부; 및
   상기 동력 전달부에 동력을 제공하되, 상기 유입 포트의 내부에 설치되어 유입 포트로 공급된 유체 온도에 따라 왁스가 팽창하여 피스톤을 직선이동시키는 동력을 발생시키는 서모스텟;을 포함하고,
   상기 밸브 몸체는 상기 배출 포트와 밸브의 기밀을 유지하는 실링 조절부를 포함하되,
   상기 실링 조절부는 상기 밸브 몸체의 배출 포트에 설치되어 상기 밸브의 외면과 접촉하는 접촉 링과, 상기 접촉 링이 상기 밸브의 외면을 압박하도록 상기 접촉 링의 이면에 위치하는 금속 링 및 상기 밸브 몸체를 관통하여 나사 체결되고, 그 단부가 상기 금속 링의 외경과 접촉하는 조절부재를 포함하고,
   상기 금속 링은
   상기 조절부재의 단부와 접촉하는 외경에 경사면을 형성하되,
   상기 경사면은 상기 접촉 링에서 멀어질수록 금속 링의 지름이 작아지는 경사를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터 밸브 조립체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 동력 전달부는
   상기 서모스텟의 피스톤과 연결되어 직선 이동하는 래크;
   상기 밸브와 일체로 형성되고 상기 밸브 몸체의 외부로 연장되는 회전축; 및
   상기 회전축과 일체로 형성되며 상기 래크와 맞물리는 피니언;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터 밸브 조립체.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 동력 전달부는
   상기 밸브 몸체와 래크 사이에 개재되어 상기 래크를 복귀시키는 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터 밸브 조립체.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 서모스텟은
   상기 유입 포트의 내부에 마련되며 왁스가 충전되는 왁스 챔버;
   상기 왁스가 팽창하는 것에 따라 상기 래크를 직선 이동시키는 피스톤; 및
   상기 왁스 챔버와 일체로 결속되고 상기 왁스의 팽창에 따른 피스톤의 이동을 안내하는 피스톤 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터 밸브 조립체.

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