KR101813742B1

KR101813742B1 - 유체분배밸브 및 이것을 구비한 유체공급 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101813742B1
Application number: KR1020137011372A
Authority: KR
Inventors: 모토하루 타카이; 미츠유키 와카바야시
Original assignee: 가부시키가이샤 니프코
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2017-12-29
Also published as: JPWO2012046264A1; US20140166109A1; JP5543608B2; CN103261762B; EP2626606A4; EP2626606A1; EP2626606B1; KR20130114669A; US9261086B2; CN103261762A; WO2012046264A1

Abstract

[과제] 펌프장치 등의 유체공급원을 복수개 필요로 하는 일 없이 간이한 구성에 의해 적어도 2개 이상의 유체공급경로에 대하여 유체를 선택적으로 공급 가능하게 한다. [해결 수단] 유체분배밸브(10)는 워셔펌프(5)에 연통하는 제1 및 제2 분기관(73, 83)과, 2개의 분기관 중 어느 한쪽을 선택적으로 폐쇄함과 함께, 제1 분기관이 폐쇄된 경우에 워셔펌프부터 제2 분기관으로의 유체의 유통을 허용하는 관통구멍(97)을 갖는 밸브 본체(63)를 구비하고, 밸브 본체가 그 초기 상태에 있어서, 제1 분기관을 폐쇄하는 한편, 워셔펌프원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 제1 분기관측과 제2 분기관측에서의 유체의 압력차에 따라 변위 또는 변형됨으로써, 제1 분기관을 개방함과 함께 상기 관통구멍을 폐쇄하는 구성으로 한다.

Description

유체분배밸브 및 이것을 구비한 유체공급 시스템 및 그 제어 방법{FLUID DISTRIBUTION VALVE, FLUID SUPPLY SYSTEM COMPRISING SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING THE FLUID SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 유체공급원으로부터 공급된 유체를 복수의 유로에 선택적으로 공급하는 유체분배밸브 및 이것을 구비한 유체공급 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히, 자동차에서의 윈도우 등의 세정에 이용되는 워셔펌프의 사용에 적합한 유체분배밸브 및 이것을 구비한 유체공급 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 자동차에 탑재되어 워셔탱크 내의 워셔액을 프론트 윈도우(front window) 및 리어 윈도우(rear window) 중 어느 쪽에 선택적으로 공급하는 워셔펌프 시스템이 존재한다.

이런 종류의 워셔펌프 시스템으로서, 예를 들면, 임펠러의 회전 방향을 따라 대소(大小) 관계가 역회전되는 토출 압력으로써 워셔액을 토출하는 2개의 토출구를 갖는 펌프장치와, 이들 각 토출구에 각각 연통되는 2개의 도출유로(導出流路)를 갖고, 토출 압력의 압력차에 따라 작동함으로써, 2개의 도출유로 중, 압력이 낮은 쪽의 도출유로를 폐쇄함과 함께 압력의 높은 쪽의 도출유로를 개방하는 밸브기구를 구비한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본특허공개 2004-224214호 공보

상기 종래 기술에서는, 펌프(임펠러)의 회전 방향을 변경하는 것만으로, 워셔액의 공급경로(프론트 윈도우 전용 또는 리어 윈도우 전용)를 용이하게 변경할 수 있다. 그러나, 상기 종래 기술에 있어서, 또 다른 공급처(예를 들면, 헤드 램프)에 워셔액을 공급하려고 하였을 경우(즉, 3개 이상의 유체공급경로에 대한 워셔액의 공급이 필요한 경우), 펌프의 1개의 토출구를 통하여 복수의 유체공급경로에 워셔액을 공급할 수 없기 때문에, 새로히 다른 워셔펌프를 준비할 필요가 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여 안출된 것이며, 펌프장치 등의 유체공급원을 복수개 필요로 하는 일 없이 간이(簡易)한 구성에 의해 적어도 2개 이상의 유체공급경로에 대하여 유체를 선택적으로 공급 가능하게 한 유체분배밸브 및 이것을 구비한 유체공급 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 제1 측면에 의하면, 유체공급원(5, 122, 132)으로부터 공급된 유체를 복수의 유로에 선택적으로 분배하는 유체분배밸브(10)로서, 상기 유체공급원에 연통하는 제1 및 제2 분기관(73, 83)과, 상기 2개의 분기관 중 어느 한쪽을 선택적으로 폐쇄함과 함께, 상기 제1 분기관이 폐쇄된 경우에 상기 유체공급원으로부터 상기 제2 분기관으로의 유체의 유통을 허용하는 관통구멍(97)을 갖는 밸브 본체(63)를 구비하고, 상기 밸브 본체는 그 초기 상태에 있어서, 상기 제1 분기관을 폐쇄하는 한편, 상기 유체공급원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 상기 제1 분기관측과 제2 분기관측에서의 상기 유체의 압력차에 따라 변위 또는 변형됨으로써, 상기 제1 분기관을 개방함과 함께 상기 관통구멍을 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 측면에 의하면, 상기 제1 분기관을 폐쇄하는 방향으로 상기 본체부를 밀어붙이는 밀어붙임 수단(101)을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제3 측면에 의하면, 상기 제1 분기관이 폐쇄 상태에 있는 경우에, 상기 유체공급원에 상기 관통구멍을 통하여 연통되는 저장공간(V1)을 갖는 어큐뮬레이터(accumulator)(155)를 더 구비하고, 상기 저장공간은 상기 유체공급원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 그 유체의 압력에 의해 확대되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제4 측면에 의하면, 상기 어큐뮬레이터는 상기 저장공간의 일부를 구성하는 컵형상의 탄성부재(141)를 갖고, 상기 탄성부재는 끝이 둥근 원추형상의 저부(底部)(151)와, 이 저부에 이어지는 링형상(環狀)의 개구 가장자리부(開口緣部)(152)를 갖고, 상기 탄성부재의 초기 상태에 있어서, 상기 저부가 상기 개구 가장자리부의 내측으로 접어진 상태에 있는 한편, 그 유체의 압력에 의해 상기 접어진 상태가 해소되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제5 측면에 의하면, 복수의 유체공급경로에 유체를 선택적으로 공급하는 유체공급 시스템(1)으로서, 상기 유체를 토출하는 펌프장치(5)와, 상기 펌프장치에 접속된 유체분배밸브(10)와, 상기 펌프장치의 토출 압력을 제어하는 펌프 제어장치(11)를 구비하고, 상기 유체분배밸브는 상기 펌프장치의 1개의 유로에 연통되는 제1 및 제2 분기관(73, 83)과, 이 제1 분기관측과 이 제2 분기관측에서의 상기 유체의 압력차에 따라 작동함으로써, 상기 2개의 분기관 중 어느 한쪽을 선택적으로 폐쇄하는 밸브 본체(63)를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제6 측면에 의하면, 상기 제5 측면에 관하여, 상기 밸브 본체는 상기 제1 분기관이 폐쇄된 경우에 상기 유체공급원으로부터 상기 제2 분기관으로의 유체의 유통을 허용하는 관통구멍(97)을 갖고, 그 초기 상태에 있어서, 상기 제1 분기관을 폐쇄하는 한편, 상기 유체공급원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 상기 제1 분기관측과 제2 분기관측에서의 상기 유체의 압력차에 따라 변위 또는 변형됨으로써, 상기 제1 분기관을 개방함과 함께 상기 관통구멍을 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제7 측면에 의하면, 상기 제6 측면에 관하여, 상기 펌프장치는 임펠러의 회전 방향을 따라 대소 관계가 역회전되는 토출 압력으로써 각각 유체를 토출하는 2개의 토출구(3, 4)를 갖고, 상기 각 토출구에 각각 연통되는 제1 및 제2 도출유로(6, 7)를 가짐과 함께, 상기 각 토출구로부터 토출되는 유체의 압력차에 따라, 상기 2개의 도출유로 중 저압측의 도출유로를 폐쇄함과 함께 고압측의 도출유로를 개방하는 밸브기구(8)를 더 구비하고, 상기 유체분배밸브는 상기 밸브기구에 접속되어 상기 제1 및 제2 분기관은 상기 제1 도출유로에 연통되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제8 측면에 의하면, 상기 제7 측면에 관한 유체공급 시스템의 제어 방법으로서, 상기 펌프 제어장치가 상기 임펠러의 회전 방향과, 적어도 한쪽의 회전 방향에서의 상기 임펠러의 회전 동작을 제어함으로써, 상기 제2 도출유로, 상기 제1 분기관, 및 상기 제2 분기관 중 어느 하나에 유체를 선택적으로 공급하는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제9 측면에 의하면, 상기 제8 측면에 관하여, 상기 펌프장치는 상기 임펠러를 회전 구동하는 전동모터를 갖고, 상기 펌프 제어장치는 상기 전동모터의 구동 전압을 조절함으로써, 상기 임펠러의 회전 속도를 제어하는 유체압력조정 단계를 더 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제10 측면에 의하면, 상기 제9 측면에 관하여, 상기 펌프 제어장치는 PWM 제어에 의해 상기 전동모터의 구동 전압을 조정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제11 측면에 의하면, 상기 제6 측면에 관한 유체공급 시스템의 제어 방법으로서, 상기 펌프 제어장치는 상기 펌프를 구동하는 전동모터를 가짐과 함께, 상기 전동모터에 인가하는 전압을 PWM 제어하고, 상기 유체의 공급을 개시(開始)할 때에, 상기 유체의 공급 압력을 제1 시간(T1) 내에 소정치까지 증대시킴으로써, 상기 제1 분기관을 개방함과 함께 상기 관통구멍을 폐쇄하는 한편, 상기 공급 압력을 상기 제1 시간보다 큰 제2 시간(T2)으로 소정치까지 점증(漸增)시킴으로써, 상기 제1 분기관의 폐쇄 상태를 유지하는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제12 측면에 의하면, 상기 제1 측면에 관한 유체분배밸브를 구비한 유체공급 시스템의 제어 방법으로서, 상기 유체공급 시스템(121, 131)은 상기 유체공급원(122, 132)과 상기 유체분배밸브(10)를 잇는 유로에 있어서, 분기유로로서 설치된 제1 및 제2 배관(123, 134)과, 상기 제1 배관에 설치된 스로틀밸브(125)와, 상기 제1 및 제2 배관의 상류측에 설치되어, 상기 유체공급원으로부터의 유체를 상기 제1 또는 제2 배관에 선택적으로 유통시키는 유로전환밸브(8)를 구비하고, 상기 유로전환밸브에 의해 상기 제2 배관에 유체를 유통시키는 경우에는, 상기 제1 분기관을 개방함과 함께, 상기 관통구멍을 폐쇄하는 한편, 상기 유로전환밸브에 의해 상기 제1 배관에 유체를 유통시키는 경우에는, 상기 스로틀밸브에 의해 상기 유체분배밸브에 공급되는 유체의 압력을 점증시킴으로써, 상기 제1 분기관의 폐쇄 상태를 유지하는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제1 측면에 의하면, 펌프장치 등의 유체공급원을 복수개 필요로 하는 일 없이 유체공급원으로부터 공급되는 유체의 압력(즉, 제1 분기관측과 제2 분기관측에서의 유체의 압력차)을 증감시키는 것만으로, 2개의 유로에 대하여 유체를 선택적으로 공급하는 것이 가능하다고 하는 뛰어난 작용 효과를 발휘한다.

상기 본 발명의 제2 측면에 의하면, 밸브 본체가 초기 상태에 있는 경우에 제1 분기관을 확실히 폐쇄하는 것이 가능하게 된다.

상기 본 발명의 제3 측면에 의하면, 제1 분기관이 개방될 때에, 제2 분기관으로의 의도하지 않는 유체의 유입을 방지할 수 있다.

상기 본 발명의 제4 측면에 의하면, 제1 분기관이 개방될 때에, 유체의 압력에 의해 저장공간을 확대하는 구성을 간이하게 실현할 수 있다.

상기 본 발명의 제5 측면에 의하면, 1개의 펌프장치를 이용한 간이한 구성에 있어서, 유체공급원으로부터 공급되는 유체의 압력(즉, 제1 분기관측과 제2 분기관측에서의 유체의 압력차)을 증감시키는 것만으로, 2개의 유로에 대하여 유체를 선택적으로 공급하는 것이 가능하게 된다.

상기 본 발명의 제6 측면에 의하면, 제1 및 제2 분기관 중 어느 한쪽을 선택적으로 폐쇄하는 밸브 본체를 간이한 구성에 의해 실현될 수 있다.

상기 본 발명의 제7 측면 및 제8 측면에 의하면, 1개의 펌프장치를 이용한 간이한 구성에 있어서, 임펠러의 회전 방향과, 한쪽의 회전 방향에서의 임펠러의 회전 동작(즉, 제1 도출유로로 안내되는 유체의 압력의 대소)을 제어함으로써, 3개의 유체공급경로(제2 도출유로, 제1 분기관, 및 제2 분기관)에 대하여 유체를 선택적으로 공급하는 것이 가능하게 된다.

상기 본 발명의 제9 측면에 의하면, 제1 도출유로로 안내되는 유체의 압력을 용이하게 조절할(즉, 제1 및 제2 분기관의 폐쇄 또는 개방을 선택할) 수 있다.

상기 본 발명의 제10 측면에 의하면, 전원으로부터 일정한 전원 전압이 공급되는 경우에 있어서도, 전동모터에 인가하는 전압을 용이하게 조절할 수 있다.

상기 본 발명의 제11 측면에 의하면, 펌프장치에 의한 유체의 공급 압력을 필요한 범위에서 증감할 수 없는 경우이어도, 유체의 공급 압력의 상승을 적정하게 제어함으로써, 간이한 구성에 의해 2개의 유체공급경로(제1 및 제2 분기관)에 대하여 유체를 선택적으로 공급하는 것이 가능하게 된다.

상기 본 발명의 제12 측면에 의하면, 코크(蛇口)나 압축기 등의 유체공급원을 복수개 필요로 하는 일 없이 유로전환밸브에 의해 유체를 유통시키는 배관을 전환하는 것만으로, 유체분배밸브의 하류측에 접속된 2개의 유로에 대하여 유체를 선택적으로 공급하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 유체분배밸브를 구비한 워셔펌프 시스템의 구성도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 밸브기구를 구비한 펌프장치의 측면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 유체분배밸브의 단면 사시도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 유체분배밸브의 밸브 본체의 상면측에서 본 사시도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 유체분배밸브의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 워셔펌프 시스템의 동작 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 워셔펌프 시스템의 동작의 변형예에 관한 펌프장치의 토출 압력의 시간 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른 유체분배밸브를 다른 유체공급 시스템에 적용한 예를 나타내는 구성도이다.
도 9는 제1 실시형태에 따른 유체분배밸브를 또 다른 유체공급 시스템에 적용한 예를 나타내는 구성도이다.
도 10은 제2 실시형태에 따른 유체분배밸브의 단면도이다.
도 11은 제2 실시형태에 따른 유체분배밸브의 컵형상 부재의 사시도이다.
도 12는 제2 실시형태에 따른 유체분배밸브의 주요부 단면 사시도이다.
도 13은 제2 실시형태에 따른 유체분배밸브에서의 어큐뮬레이터의 동작을 나타내는 단면도이다.
도 14는 제2 실시형태에 따른 어큐뮬레이터의 변형예를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 15는 제2 실시형태에 따른 탄성부재의 변형예를 나타내는 것으로, (A) 사시도 및 (B) 일부 파단 사시도이다.
도 16은 제3 실시형태에 따른 유체분배밸브를 구비한 워셔펌프 시스템의 사시 단면도이다.

＜제1 실시형태＞

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유체분배밸브를 구비한 유체공급 시스템으로서의 워셔펌프 시스템에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 설명에 있어서, 방향을 나타내는 용어에 대하여는, 참조하는 도면의 표시에 따라 정하지만, 실용상의 각 구성요소의 배치는 이들에 한정되지 않는 것으로 한다. 또한, 도 1에 나타내는 워셔펌프(5) 및 밸브기구(8)의 단면은 도 2 중의 I-I 단면에 상당한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 워셔펌프 시스템(1)은 도시하지 않는 자동차에 탑재되어, 프론트 윈도우, 리어 윈도우, 및 헤드 램프에 대응하는 3방향의 공급경로에 대하여 워셔액(유체)의 공급을 가능하게 하는 것이다. 워셔펌프 시스템(1)은 회전 구동되는 임펠러(2)의 회전 방향을 따라 대소 관계가 역회전되는 토출 압력으로써 각각 워셔액을 토출하는 제1 및 제2 토출관(토출구)(3, 4)을 갖는 워셔펌프(펌프장치)(5)와, 각 토출관(3, 4)에 각각 연통되는 제1 및 제2 도출유로(6, 7)를 갖고, 각 토출관(3, 4)으로부터 토출된 워셔액의 압력차에 따라, 상기 2개의 도출유로(6, 7) 중 저압측의 도출유로를 폐쇄함과 함께 고압측의 도출유로를 개방하는 밸브기구(8)와, 이 밸브기구(8)에 배관(9)을 통하여 접속된 유체분배밸브(10)와, 임펠러(2)의 회전 동작을 제어하는 펌프 제어장치(11)를 주로 구비한다.

워셔펌프(5)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 전동모터(21)가 수용된 본체 케이스(22)를 갖고 있다. 본체 케이스(22) 내에는, 전동모터(21)의 회전축(21a)(도 1 참조)에 장착된 임펠러(2)가 수용된 펌프실(24)(도 1 참조)이 형성되어 있다. 펌프실(24)에는, 도시하지 않은 워셔액 탱크로부터 워셔액 공급관(25)을 통하여 워셔액이 공급된다. 또한, 펌프실(24)에 연통하는 제1 및 제2 토출관(3, 4)은 임펠러(2)의 축에 수직한 방향으로 대략 좌우 대칭으로 돌출 설치되어 있다.

이 워셔펌프(5)에서는, 임펠러(2)(즉, 전동모터(21))가 정회전(도 1 중에 화살표 A로 나타내는 반시계 회전 방향으로 회전)하는 경우에는, 제2 토출관(4)의 토출압이 제1 토출관(3)의 토출압보다 높아진다. 한편, 임펠러(2)가 역회전(도 1 중에 화살표 B로 나타내는 시계회전 방향으로 회전)하는 경우에는, 제1 토출관(3)의 토출압이 제2 토출관(4)의 압력보다 높아진다.

밸브기구(8)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 대략 좌우 대칭인 형상을 갖는 제1 및 제2 분할 하우징(31, 32)으로 구성됨과 함께, 좌우 양단(兩端)이 막힌 대략 통형상을 나타내는 하우징 본체(33)를 갖고 있다. 하우징 본체(33)에는, 그 축 방향(도 1 중의 좌우 방향)에 수직한 방향으로 둘레벽으로부터 제1 및 제2 유입관(35, 36)이 돌출 설치되어 있고, 이들 2개의 유입관(35, 36)은 워셔펌프(5)의 2개의 토출관(3, 4)에 각각 접속되어 있다. 또한, 하우징 본체(33)에는, 그 내측으로부터 좌우벽을 각각 관통하도록 하여 축 방향 외측에 연장 설치된 제1 및 제2 유출관(37, 38)이 돌출 설치되어 있다.

2개의 분할 하우징(31, 32)은 고무제의 다이아프램으로 이루어지는 막형상 밸브 본체(41)가 개재된 상태로 서로 끼워져 있다. 막형상 밸브 본체(41)는 분할 하우징(31, 32)의 끼워 맞춤부 사이에 협지되는 링형상의 외주부(41a)와, 대략 중심에 설치된 두껍고 비교적 경질(硬質)의 원판부(41b)와, 그들 외주부(41a)와 원판부(41b)를 연결하는 가요성을 갖는 링형상의 가요부(41c)를 갖는다. 원판부(41b)는 워셔액의 압력(보다 엄밀하게는, 토출관(3, 4)으로부터 토출되는 워셔액의 압력차)에 의해 가요부(41c)가 휨변형됨으로써, 축 방향(도 1 중의 좌우 방향)으로 변위 가능하게 되어 있다.

여기서, 제1, 제2 유출관(37, 38)의 내측에 위치하는 링형상의 끝 가장자리(37a, 38a)는 각각 막형상 밸브 본체(41)에 대한 밸브 자리로서 기능한다. 즉, 막형상 밸브 본체(41)의 원판부(41b)는 워셔액의 압력에 의해 우측 방향으로 변위됨으로써, 그 우측면이 끝 가장자리(37a)에 밀접하여 제1 유출관(37)을 폐쇄한다. 한편, 막형상 밸브 본체(41)는 원판부(41b)가 좌측 방향으로 변위됨으로써, 그 좌측면이 끝 가장자리(38a)에 밀접하여 제2 유출관(38)을 폐쇄한다.

밸브기구(8)에서는, 하우징 본체(33)의 둘레벽(끼워 맞춤부를 제외)과, 제1, 제2 유출관(37, 38)과의 사이에 링형상의 연통로(51, 52)가 형성되어 있다. 이들 연통로(51, 52)와, 제1, 제2 유입관(35, 36)과, 제1, 제2 유출관(37, 38)에 의해, 워셔액을 수송하는 제1 및 제2 도출유로(6, 7)가 규정되며, 도 1 중의 실선 화살표(C) 및 일점쇄선 화살표(D)로 각각 나타내는 흐름이 생긴다. 여기서, 제1 및 제2 도출유로(6, 7)는 연통로(51, 52) 및 제1, 제2 유출관(37, 38)에 의해 구성되는 부위가 막형상 밸브 본체(41)에 의해 좌우로 분리되어 있고, 이에 의해, 서로 독립한 유로로서 형성되어 있다. 또한, 여기에서는, 밸브기구(8)를 워셔펌프(5)와 별체로 설치하여 서로 연결한 예를 나타냈지만, 밸브기구(8)의 구성요소의 일부 또는 그 모두를 워셔펌프(5)와 일체로 설치한 구성도 가능하다.

유체분배밸브(10)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 분할 하우징(61)과, 이 제1 분할 하우징(61)의 일단측(여기에서는, 하측)에 연결된 제2 분할 하우징(62)과, 이들 2개의 분할 하우징(61, 62) 사이에 개재된 고무제의 다이아프램으로 이루어지는 막형상 밸브 본체(63)를 갖는다.

제1 분할 하우징(61)은 바닥이 있는(여기에서는, 상단이 폐쇄된) 원통형을 나타내는 본체부(71)와, 이 본체부(71)의 둘레면으로부터 수평 방향(축 방향과 수직인 방향)으로 연장 설치된 유입관(72)과, 본체부(71)의 내측으로부터 그 상벽의 중심을 관통하도록 하여 축 방향으로 연장 설치된 제1 분기관(73)과, 본체부(71)의 일단(여기에서는, 하단)으로부터 둘레 방향 외측으로 돌출하도록, 그 외주면의 전체 둘레에 걸쳐 형성된 플랜지 형상부(74)를 갖는다. 유입관(72)은 배관(9)(도 1 참조)을 통하여 밸브기구(8)의 제1 유출관(37)에 연통된다.

제2 분할 하우징(62)은 바닥이 있는(여기에서는, 하단이 폐쇄된) 원통형을 나타내는 본체부(81)와, 이 본체부(81)의 내측으로부터 그 하벽의 중심을 관통하도록 하여 수직 방향으로 연장 설치된 제2 분기관(83)과, 본체부(81)의 일단(여기에서는, 상단)으로부터 둘레 방향 외측으로 돌출하도록, 그 외주면의 전체 둘레에 걸쳐 형성된 플랜지 형상부(84)를 갖는다. 본체부(81)는 제1 분할 하우징(61)의 본체부(71)보다 작은 직경을 가짐과 함께, 이 본체부(71)와 동축(同軸)상에 배치되어 있다. 또한, 제2 분기관(83)은 제1 분기관(73)보다 작은 직경을 가짐과 함께, 제1 분기관(73)와 동축상에 배치되어 있다.

플랜지 형상부(74)에 있어서 아래쪽으로 돌출 설치된 외주연(外周緣)을 이루는 끼워 맞춤부(91)는 플랜지 형상부(84)에 있어서 위쪽으로 돌출 설치된 외주연을 이루는 끼워 맞춤부(92)의 내측에 끼워 맞춰져 있다. 막형상 밸브 본체(63)는 도 4에도 나타내는 바와 같이, 서로 연결된 플랜지 형상부(74, 84) 사이에 협지되는 링형상의 외주부(63a)와, 대략 중심에 설치된 두껍고 비교적 경질의 원판부(63b)와, 그들 외주부(63a)와 원판부(63b)를 연결하는 가요성을 갖는 링형상의 가요부(63c)를 갖는다. 막형상 밸브 본체(63)는 제1 분기관(73)과 제2 분기관(83) 사이를 구획하도록 배치되어 있기 때문에, 제1 분기관(73)측과 제2 분기관(83)측에서의 워셔액의 압력차에 따라 변위 또는 변형된다.

원판부(63b)는 유입관(72)으로 유입되는 워셔액의 압력에 의해 가요부(63c)가 휨변형됨으로써, 축 방향(도 3 중의 대략 상하 방향)으로 변위 가능하게 되어 있다. 또한, 가요부(63c)는 내주측의 평판부(95)와, 이 평판부(95)의 외주측에 이어지는 볼록 형상 단면을 갖는 만곡부(96)를 갖고 있다. 평판부(95)에는, 복수(여기에서는, 3개)의 관통구멍(97)이 서로 둘레 방향으로 균등한 간격을 두고 형성되어 있고, 또한 이들 관통구멍(97)의 둘레 가장자리에는, 원형 단면을 갖고 가요부(63c)의 상하로 돌출하는 살두께부(97a)가 형성되어 있다.

제2 분기관(83)의 외주에는, 축 방향으로 연재(延在)되는 압축 스프링(101)이 장착되어 있다. 이 압축 스프링(101)은, 그 하단부가 본체부(81)의 하벽 상면에 맞닿음과 함께, 그 상단부가 막형상 밸브 본체(63)의 원판부(63b)의 하부에 끼워 장착되어 있다. 여기서, 원판부(63b)의 하부는 압축 스프링(101)의 코일 직경과 대략 동일한 직경이 되도록 축경(縮徑)되어 있다.

여기서, 제1 및 제2 분기관(73, 83)의 내측에 위치하는 링형상의 끝 가장자리(73a, 83a)는 각각 막형상 밸브 본체(63)에 대응하는 밸브 자리로서 기능한다. 막형상 밸브 본체(63)는 도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 그 초기 상태에 있어서, 원판부(63b)의 상면이 끝 가장자리(73a)에 밀접하여 제1 분기관(73)을 폐쇄한다. 이 때, 원판부(63b)는 압축 스프링(101)에 의해 위쪽(끝 가장자리(73a)측)으로 밀어 붙여져 있기 때문에, 제1 분기관(73)을 확실히 폐쇄하는 것이 가능하게 되어 있다. 한편, 막형상 밸브 본체(63)는 유입관(72)으로 유입되는 워셔액의 압력(보다 엄밀하게는, 고압측으로 되는 제1 분기관(73)측과 저압측으로 되는 제2 분기관(83)측에서의 워셔액의 압력차)이 소정치를 초과하면, 이 압력(압력차)에 의해 원판부(63b)가 압축 스프링(101)에 저항하여 아래쪽으로 변위된다. 이에 의해, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 원판부(63b)의 하면이 끝 가장자리(83a)에 밀접하여 제2 분기관(83)을 폐쇄한다. 이 때, 막형상 밸브 본체(63)의 모든 관통구멍(97)은 그 둘레 가장자리의 살두께부(97a)가 플랜지 형상부(84)의 상면(84a)(폐쇄부)에 밀접함으로써 폐쇄된다.

유체분배밸브(10)에서는, 제1 분할 하우징(61)에서의 본체부(71)의 둘레벽과 제1 분기관(73) 사이에 링형상의 연통로(111)가 형성되어 있다. 그리고, 제1 분기관(73)이 폐쇄된 경우에는, 이 연통로(111)와, 제2 분기관(83)에 의해 구성되는 제2 분배유로(114)에는, 도 5(A) 중의 화살표 E로 나타내는 워셔액의 흐름이 생긴다. 이 때, 제1 분할 하우징(61)측으로부터 유입된 워셔액은 개방 상태에 있는 각 관통구멍(97)을 통하여 제2 분할 하우징(62)측으로 흐른다. 이와 같이, 관통구멍(97)의 구멍 직경과 수를 적절히 설정함으로써, 워셔액의 압력의 크기에 따라 제1 분기관(73)을 폐쇄함과 함께 제2 분기관(83)을 개방하는 기구를 보다 간이한 유로 구성에 의해 실현될 수 있다.

또한, 유체분배밸브(10)에서는, 제2 분기관(83)과 모든 관통구멍(97)이 폐쇄된 경우에는, 연통로(111)와, 제1 분기관(73)에 의해 규정되는 제1 분배유로(112)에는, 도 5(B) 중의 화살표 F로 나타내는 워셔액의 흐름이 생긴다. 이 때, 상술한 제2 분배유로(114)는 제2 분기관(83)의 폐쇄뿐만 아니라, 모든 관통구멍(97)의 폐쇄에 의해 이중으로 차단된 상태로 되어 있다. 또한, 제2 분할 하우징(62)에서의 본체부(81)의 둘레벽과 제2 분기관(83) 사이에 형성된 링형상로(環狀路)(113)에는, 압축 스프링(101)이 수용되어 있다.

이러한 구성에 의해, 유체분배밸브(10)에서는, 밸브기구(8)로부터 공급되는 워셔액의 압력의 크기(즉, 워셔펌프(5)의 공급 압력의 증감)에 따라 2개의 분배유로(112, 114) 중 어느 한쪽을 폐쇄함과 함께 어느 하나의 다른 쪽의 분배유로를 개방하는 기구를 용이하게 실현될 수 있다. 또한, 여기에서는, 유체분배밸브(10)가 배관(9)을 통하여 밸브기구(8)와 접속된 예를 나타냈지만, 유체분배밸브(10)의 구성요소의 적어도 일부(예를 들면, 유입관(72))를, 밸브기구(8)(예를 들면, 유출관(37))와 일체로 설치하는 구성도 가능하다.

펌프 제어장치(11)는 마이크로프로세서나 스위칭 소자 등으로 구성되는 인버터 회로(도시하지 않음)를 내장하고, PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 의해, 전동모터(21)의 전원의 ON/OFF에 관한 듀티비(duty ratio)를 변경하여 전동모터(21)의 회전 속도를 제어한다. 이 펌프 제어장치(11)에 의해, 워셔펌프 시스템(1)에서는, 제1 도출유로(6)로 안내되는 워셔액의 압력을 조절하는(즉, 제1 및 제2 분배유로(112, 114)의 폐쇄 또는 개방을 선택하는) 것이 용이하게 된다. 또한, 전원으로부터 일정한 전원 전압이 공급되는 경우에 있어서도, 전동모터(21)에 인가하는 전압을, 듀티비를 변화시킴으로써 용이하게 조절할 수 있다는 이점도 있다. 또한, 전동모터(21)에 인가하는 전압의 조정은 상기 PWM 제어에 한정되지 않으며, 예를 들면, 전동모터(21)와 전원 사이에 가변 저항기를 설치하는 것에 의해 행하여도 좋다. 또한, 도 2에서는, 펌프 제어장치(11)는 워셔펌프(5)에 부설되어 있지만, 워셔펌프(5)와 별체로 하여 설치해도 좋다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 제1 실시형태에 따른 워셔펌프 시스템(1)의 제어 방법에 관하여 설명한다.

먼저, 오퍼레이터(여기에서는, 자동차의 운전자)가 워셔액을 공급하기 위한 스위치 조작을 행하면, 펌프 제어장치(11)는, 그 스위치 조작에 따라 생성된 실행 지령이 리어 윈도우, 프론트 윈도우, 및 헤드 램프 중 어느 하나에 대한 것인지를 판정한다. 그 실행 지령이 리어 윈도우에 대한 것인 경우(S101：예), 펌프 제어장치(11)는 전동모터(21)를 저속으로 정회전(도 1 중의 화살표 A의 방향으로 회전)시키도록 제어한다(S102). 이 때, 도 1 중의 화살표 D로 나타내는 바와 같이, 저압(예를 들면, 압력 150kPa)의 워셔액이 제2 도출유로(7)를 통하여 리어 윈도우를 향하여 공급된다.

또한, 실행 지령이 리어 윈도우에 대한 것이 아니라(S101：아니오), 프론트 윈도우에 대한 것인 경우(S104：예), 펌프 제어장치(11)는 전동모터(21)를 저속으로 역회전(도 1 중의 화살표 B의 방향으로 회전)시키도록 제어한다(S105). 이 때, 도 1 중의 화살표(C)로 나타내는 바와 같이, 저압(예를 들면, 압력 150kPa)의 워셔액이 제1 도출유로(6)을 통하여 유체분배밸브(10)를 향하여 공급된다. 이 때, 유체분배밸브(10)에서는, 제1 분기관(73)측과 제2 분기관(83)측에서의 워셔액의 압력차가 소정치(막형상 밸브 본체(63)를 변위 또는 변형시키는데 필요한 값)를 초과하지 않기 때문에, 제1 분배유로(112)는 폐쇄된 채로 되어, 도 5(A) 중의 화살표 E로 나타내는 바와 같이, 저압의 워셔액이 제2 분배유로(114)를 통하여 프론트 윈도우를 향하여 공급된다.

또한, 실행 지령이 리어 윈도우에 대한 것도 프론트 윈도우에 대한 것도 아닌 경우(S101：아니오, S104：아니오), 펌프 제어장치(11)는 전동모터(21)를 고속으로 역회전(도 1 중의 화살표 B의 방향으로 회전)시키도록 제어한다(S107). 이 때, 도 1 중의 화살표 D로 나타내는 바와 같이, 고압(예를 들면, 압력 200kPa)의 워셔액이 제1 도출유로(6)를 통하여 유체분배밸브(10)를 향하여 공급된다. 이 때, 유체분배밸브(10)에서는, 제1 분기관(73)측과 제2 분기관(83)측에서의 워셔액의 압력차가 소정치를 초과하기 때문에, 막형상 밸브 본체(63)가 변위 또는 변형되어 제2 분배유로(114)가 폐쇄되고, 도 5(B) 중의 화살표 F로 나타내는 바와 같이, 고압의 워셔액이 제1 분배유로(112)를 통하여 헤드 램프를 향하여 공급된다. 또한, 헤드 램프에 대하여는, 워셔액의 압력만으로 진흙(泥) 등을 떨어뜨릴 필요가 있기 때문에, 리어 윈도우나 프론트 윈도우에 비해 고압이면서 대유량의 워셔액에 의한 세정이 유효하다.

워셔액의 공급경로(제1 분배유로(112), 제2 분배유로(114))를 선택하기 위하여, 상술한 바와 같이 펌프 제어장치(11)가 공급되는 워셔액의 공급 압력(150kPa 또는 200kPa)을 변경하는 방법 대신에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 워셔액의 공급 압력을 소정의 값(여기에서는, 압력 200kPa)까지 상승시키는 속도를 변경하는 방법을 이용해도 좋다.

예를 들면, 워셔펌프(5)가 워셔액의 공급을 개시할 때, 도 7 중의 실선으로 나타내는 바와 같이, 펌프 제어장치(11)가 워셔액의 공급 압력을 제1 시간(T1) 내(순간)에 소정치(200kPa)까지 증대시킴으로써, 막형상 밸브 본체(63)를 변위 또는 변형시켜서, 제1 분배유로(112)를 개방함과 함께 제2 분배유로(114)를 폐쇄하는 것이 가능하다.

그 한편으로, 워셔펌프(5)가 워셔액의 공급을 개시할 때에, 제1 분기관(73)측과 제2 분기관(83)측에서의 워셔액의 압력차이가 소정치(막형상 밸브 본체(63)를 변위 또는 변형시키는데 필요한 값)를 초과하지 않도록, 도 7 중의 파선으로 나타내는 바와 같이, 펌프 제어장치(11)가 PWM 제어에 의해 워셔액의 공급 압력을 제1 시간(T1)보다 큰 제1 시간(T2)(여기에서는, 약 1sec) 사이에 소정치(200kPa)까지 점증시킴으로써, 최종적으로는 높은 공급 압력으로 됨에도 불구하고 제1 분배유로의 폐쇄 상태를 유지하는 것이 가능하다.

이와 같이 워셔펌프(5)에 의한 워셔액의 공급 압력을 필요한 범위에서 증감할 수 없는 경우이라도, 워셔액의 공급 압력의 상승을 적정하게 제어함으로써, 간이한 구성에 의해 2개의 유체공급경로(제1 분배유로(112), 제2 분배유로(114))에 대하여 워셔액을 선택적으로 공급하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 제1 실시형태에 따른 워셔펌프 시스템(1)에서는, 워셔펌프(5)와 함께, 워셔액의 압력의 크기에 따라 작동하는 유체분배밸브(10)를 설치하였기 때문에, 1개의 워셔펌프(5)를 이용한 간이한 구성에 있어서, 임펠러(2)의 회전 방향과, 한쪽의 회전 방향에서의 임펠러(2)의 회전 동작을 제어함으로써, 3개의 유체공급경로(리어 윈도우, 프론트 윈도우, 및 헤드 램프 전용)에 워셔액을 선택적으로 공급하는 것이 가능하게 된다. 제1 실시형태에서는, 유체분배밸브(10)는 제1 유출관(37)측에 접속되는 구성으로 하였지만, 제2 유출관(38)측에 접속하는 것도 가능하다. 또한, 제1, 제2 유출관(37, 38)의 양쪽 모두에 각각 접속되는 2개의 유체분배밸브를 설치함으로써, 4개의 유체공급경로에 워셔액을 선택적으로 공급하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 유체분배밸브(10)의 사용은, 워셔펌프 시스템(1)에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지의 유체공급 시스템에 적용 가능하다. 또한, 유체분배밸브(10)에 의해, 분배하는 유체는 액체에 한정되지 않고 기체라도 좋으며, 유체공급원에 대하여도 펌프장치에 한정되지 않고 주지(周知)의 공급수단을 임의로 이용할 수 있다.

예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 유체분배밸브(10)는 살수 시스템(121)에 적용하는 것이 가능하다. 이 살수 시스템(121)은 유체공급원으로서의 코크(122)와, 그 하류측에 설치된 유로전환밸브(밸브기구)(8)와, 이 유로전환밸브(8)로 전환되는 분기유로를 규정하는 제1, 제2 배관(123, 124)과, 제1 배관(123)에 설치된 스로틀밸브(125)를 구비한다. 제1, 제2 배관(123, 124)의 합류부에는, 유체분배밸브(10)의 유입관(72)이 접속되어 있다. 또한, 유체분배밸브(10)의 제1 분기관(73) 및 제2 분기관(83)의 하류단(下流端)에는, 각각 2개의 살수 노즐(N)이 장착되어 있다.

살수 시스템(121)에서는, 유로전환밸브(8)에 의해 스로틀밸브(125)가 설치된 제1 배관(123)과, 제2 배관(124)을 선택하는 것이 가능하다. 이 경우, 제2 배관(124)을 선택함으로써, 유체분배밸브(10)를 통하여 제1 유체공급경로(제1 분기관(73)측에 상당)에 선택적으로 물을 공급할 수 있다. 한편, 제1 배관(123)을 선택한 경우에는, 스로틀밸브(125)의 개도(開度)를 적절히 설정하여 둠으로써, 상술한 도 7(파선 참조)의 경우와 마찬가지로, 유체분배밸브(10)에 유입되는 물의 압력을 점증시키는 것이 가능하게 되어, 유체분배밸브(10)를 통하여 제2 유체공급경로(제2 분기관(83)측에 상당)에 선택적으로 물을 공급할 수 있다.

또한, 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 유체분배밸브(10)는 에어 블로우 시스템(131)에 적용하는 것이 가능하다. 이 에어 블로우 시스템(131)은 압축기(132)를 이용하여 물 대신에 공기를 공급하는 점, 또한, 에어 노즐(N)을 이용하여 공기를 분사하는 점을 제외하면, 도 8에 나타낸 살수 시스템(121)과 대략 같은 구성이다. 이 에어 블로우 시스템(131)에 있어서도, 유로전환밸브(8)에 의해 스로틀밸브(125)가 설치된 제1 배관(123)과, 제2 배관(124)을 선택하는 것이 가능하고, 2개의 유체공급경로에 대하여 공기를 선택적으로 공급하는 것이 가능하다.

＜제2 실시형태＞

다음으로, 도 10∼도 15를 참조하면서 본 발명의 제2 실시형태에 따른 워셔펌프 시스템에 대하여 설명한다. 이 제2 실시형태에서는, 이하에서 특별히 언급하는 사항을 제외하고, 제1 실시형태의 워셔펌프 시스템과 같은 구성을 갖는 것으로 한다. 또한, 도 10∼도 15에서는, 제1 실시형태와 같은 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

유체분배밸브(10)에 있어서, 제1 분할 하우징(61)의 본체부(71)의 하부로부터 아래쪽으로 돌출 설치된 끼워 맞춤부(91)는 제2 분할 하우징(62)의 본체부(81)의 상부로부터 위쪽으로 돌출 설치된 끼워 맞춤부(92)의 내측에 끼워 맞춰져 있다. 막형상 밸브 본체(63)의 외주부(63a)는 끼워 맞춤부(91)의 내측에 위치하고, 제1 분할 하우징(61)의 본체부(71)의 하면과, 제2 분할 하우징(62)의 본체부(81)의 상면 사이에 협지되어 있다. 제2 분할 하우징(62)의 본체부(81)의 하부는 개방되어 있고, 그 하부 개구를 폐쇄하도록, 컵형상의 탄성부재(141) 및 이것을 수용하는 컵형상의 수용부재(142)가 장착되어 있다. 탄성부재(141)의 중심은 제1 분기관(73)의 중심축상에 위치되어 있다.

탄성부재(141)는 변형 용이한 고무제의 부재로 이루어지고, 도 11에도 나타내는 바와 같이, 끝이 둥근 원추형상 혹은 회전 방물면(方物面) 형상을 나타내는 저부(底部)(151)와, 그 저부(151)에 이어지는 링형상의 개구 가장자리부(152)를 갖고, 초기 상태에서는, 저부(151)가 개구 가장자리부(152)의 내측으로 접어진 상태로 되어 있다.

수용부재(142)의 개구 가장자리부(142a)에는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 분할 하우징(62)의 본체부(81)의 하부가 끼워 넣어져 있다. 또한, 수용부재(142)에 대하여 개구 가장자리부(142a)의 하측에 이어지는 링형상의 고정부(142b)의 내주면과, 제2 분할 하우징(62)의 본체부(81)의 하부로부터 아래쪽으로 돌출 설치된 끼워 맞춤부(153)의 외주면 사이에는, 탄성부재(141)의 개구 가장자리부(152)가 협지되어 있다.

상기 구성을 갖는 유체분배밸브(10)에는, 제2 분할 하우징(62)의 본체부(81)(링형상로(113))와 탄성부재(141)에 의해 구성되는 공간을 저장공간(V1)으로 한 어큐뮬레이터(155)가 형성되어 있다. 저장공간(V1)은 도 12에 나타내는 바와 같이, 개구(157)를 통하여 압축 스프링(101)이 수용되는 링형상로(113)와 연통되어 있다. 또한, 저장공간(V1)은 제1 분기관(73)이 폐쇄 상태에 있는 경우에는, 제2 분기관(83)과 연통됨과 함께, 개방 상태에 있는 막형상 밸브 본체(63)의 관통구멍(97)을 통하여 유입관(72)측(즉, 워셔펌프(5))과 연통된다. 또한, 수용부재(142)의 저부에는, 연통구멍(156)이 설치되어 있고, 이에 의해, 탄성부재(141)와 수용부재(142) 사이에 구성되는 완충 스페이스(V2)가 외부와 연통되어 있다.

또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 분기관(83)에 연통되는 하류측의 배관(171)에는, 그 하류단에 설치된 프론트 윈도우용 노즐(도시하지 않음)로부터의 미사용시의 워셔액의 누설을 방지하기 위한 체크밸브(172)가 설치되어 있다. 또한, 여기에서는, 체크밸브(172)를 이용하고 있지만, 적어도 미사용시의 워셔액의 누설을 방지하기 위하여 소정 이상의 유체의 압력으로 유로(배관(171))를 개방 가능한 구성을 갖는 것이라면, 다른 주지의 유로 개폐 수단을 이용할 수도 있다.

다음으로, 도 13을 참조하여, 제2 실시형태에 따른 유체분배밸브(10)에서의 어큐뮬레이터(155)의 동작에 관하여 설명한다.

유체분배밸브(10)에서는, 유입관(72)으로부터 저압(예를 들면, 압력 150kPa)의 워셔액이 공급되면, 제1 분기관(73)측과 제2 분기관(83)측에서의 워셔액의 압력차가 소정치(막형상 밸브 본체(63)를 변위 또는 변형시키는데 필요한 값)를 초과하지 않기 때문에, 도 13(A)에 나타내는 바와 같이, 제1 분기관(73)은 도 10에 나타낸 초기 상태와 마찬가지로 폐쇄된 채로 된다. 이에 의해, 유입관(72)으로부터 유입된 워셔액은 개방 상태에 있는 각 관통구멍(97)을 통하여 제2 분할 하우징(62)의 제2 분기관(83) 내를 흐른다. 이 때, 어큐뮬레이터(155)에 있어서는, 관통구멍(97)을 통과한 유체에 의해, 저장공간(V1)에는, 탄성부재(141)의 접힌 상태를 해소하는데 필요한 압력이 생겨, 도 10에 나타낸 초기 상태로부터 탄성부재(141)가 탄성변형됨으로써 그 접힌 상태가 해소된다. 이 경우, 탄성부재(141)의 접힌 상태를 해소하는데 필요한 압력은 체크밸브(172)의 밸브 개방압 이하로 설정되어 있으면 좋다.

또한, 워셔액의 공급이 정지되어 저장공간(V1)의 압력이 다시 저하되면, 상기 탄성부재(141)는 복원력에 의해 다시 도 10에 나타내는 초기 상태(접힌 상태)로 되돌아간다. 이 때, 축소된 저장공간(V1) 내의 워셔액은 역류되도록, 각 관통구멍(97)을 통하여 대기 개방된 워셔펌프(5)(도 1 참조)측으로 이송된다.

한편, 유입관(72)으로부터 고압(예를 들면, 압력 200kPa)의 워셔액이 공급되면, 제1 분기관(73)측과 제2 분기관(83)측에서의 워셔액의 압력차가 소정치를 초과하기 때문에, 도 13(B)에 나타내는 바와 같이, 막형상 밸브 본체(63)가 변위 또는 변형되어 관통구멍(97)이 폐쇄됨과 함께 제2 분기관(83)이 폐쇄된다. 이 때, 어큐뮬레이터(155)에 있어서는, 관통구멍(97)이 폐쇄될 때까지의 사이에 그 관통구멍(97)을 통과한 유체에 의해, 저장공간(V1)에는, 탄성부재(141)의 접힌 상태를 해소하는데 필요한 압력이 생겨, 도 10에 나타낸 초기 상태로부터 탄성부재(141)가 탄성변형됨으로써 그 접힌 상태가 해소된다. 그 결과, 도 13(B)에 나타내는 바와 같이, 저장공간(V1)이 확대되어 제2 분기관(83)으로의 의도하지 않는 유체의 유입을 방지할 수 있다.

이 경우, 탄성부재(141)의 접힌 상태는 반드시 도 13(B)에 나타내는 바와 같이 완전하게 해소될 필요는 없고, 적어도 제2 분기관(83)으로 유체의 유입을 방지 가능한 정도로 저장공간(V1)이 확대되면 좋다. 또한, 어큐뮬레이터(155)는 제2 분할 하우징(62)의 본체부(81)의 하부에 설치되어 있기 때문에, 저장공간(V1)의 압력의 변화에 대하여 탄성부재(141)의 접힌 상태를 용이하게 해소할 수 있다는 이점이 있다.

상기와 같은 탄성부재(141)의 초기 상태에의 복원을 용이하고 확실하게 하기 위하여, 예를 들면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 수용부재(142)에는, 그 저부를 접도록 하여 탄성부재(141)를 향하여 돌출시킨 돌출부(171)를 형성할 수 있다. 즉, 이 돌출부(171)가 탄성부재의 저부(151)에 맞닿음으로써, 저부(151)의 아래쪽으로의 변위가 소정 범위 내로 제한되기(즉, 탄성부재(141)의 접힌 상태가 완전하게 해소되지 않기) 때문에, 탄성부재(141)의 복원이 용이하게 된다.

또한, 탄성부재(141)의 형상에 대하여는, 여러 가지의 변경이 가능하고, 예를 들면, 도 15(A), (B)에 나타내는 바와 같이, 복수(여기에서는, 3개)의 융기부(151a)를 저부(151)에 형성함으로써, 탄성부재(141)의 초기 상태로의 복원력을 증대시킬 수 있다.

＜제3 실시형태＞

다음으로, 도 16을 참조하여 본 발명의 제3 실시형태에 따른 워셔펌프 시스템(1)에 관하여 설명한다. 이 제3 실시형태에서는, 이하에서 특별히 언급하는 사항을 제외하고, 제2 실시형태의 워셔펌프 시스템과 같은 구성(제2 실시형태에 대하여 설명을 생략한 제1 실시형태의 구성을 포함)을 갖는 것으로 한다. 또한, 도 16에서는, 제2 실시형태와 같은 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

유체분배밸브(10)에서는, 플랜지부(161)는 밸브기구(8)의 제2 분할 하우징(32)에 볼트 체결됨으로써 제1 실시형태에서의 제1 분할 하우징(31)과 마찬가지로 기능한다. 또한, 유입관(72)은 제1 분할 하우징(31)에서의 제1 유출관(37)과 마찬가지로 기능한다. 이에 의해, 유체분배밸브(10)는 밸브기구(8)와 일체로 설치되며, 배관(9)(도 1 참조)은 생략된다.

유체분배밸브(10)에 있어서, 유입관(72)의 유로(72a)는 수평 방향(좌우 방향)에 대하여 워셔펌프(5)측이 보다 높아지도록 경사져서 형성되어 있다. 또한, 제1 분할 하우징(61)에서의 연통로(111)의 상벽(111a)은 유입관(72)에서의 유로(72a)의 상측 가장자리의 하류측에 이어지고, 워셔펌프(5)측이 보다 높아지도록 경사져 있다. 이러한 구성에 의해, 유체분배밸브(10) 내에 공기가 혼입된 경우이라도, 연통로(111)로부터 유입관(72)을 통하여 워셔펌프(5)측으로 공기가 배출된다. 또한, 워셔펌프(5)측에서는, 제1 및 제2 도출유로(6, 7)가 연통로(51, 52)의 최상부에 개구되어 있기 때문에, 유입관(72)으로부터 배출된 공기는 제1 및 제2 도출유로(6, 7)을 통하여 워셔액의 저장탱크(도시하지 않음)로 이송된다.

이와 같이, 제3 실시형태에 따른 워셔펌프 시스템(1)에서는, 워셔액의 유로 내에 공기를 체류시키지 않는 구성으로 하였기 때문에, 워셔액의 압력의 저하나 불안정화를 방지할 수 있다.

본 발명을 특정의 실시형태에 의거하여 상세히 설명하였지만, 상기 실시형태는 어디까지나 예시이며, 본 발명은 이러한 실시형태에 의해 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명에 따른 워셔펌프 시스템 및 그 제어 방법은 상술한 바와 같은 리어 윈도우, 프론트 윈도우, 및 헤드 램프 전용뿐만 아니라, 3개 또는 4개의 임의의 유체공급경로에 워셔액을 선택적으로 공급하는 용도에 사용 가능하다.

1 : 워셔펌프 시스템(유체공급 시스템)
2 : 임펠러
3 : 제1 토출관(토출구)
4 : 제2 토출관(토출구)
5 : 워셔펌프(펌프장치, 유체공급원)
6 : 제1 도출유로
7 : 제2 도출유로
8 : 밸브기구
10 : 유체분배밸브
11 : 펌프 제어장치
21 : 전동모터
35 : 제1 유입관
36 : 제2 유입관
37 : 제1 유출관
38 : 제2 유출관
63 : 막형상 밸브 본체
63a : 외주부
63b : 원판부
63c : 가요부
72 : 유입관
73 : 제1 분기관
83 : 제2 분기관
97 : 관통구멍
101 : 압축 스프링(밀어붙임 수단)
112 : 제1 분배유로
114 : 제2 분배유로
141 : 탄성부재
151 : 저부
152 : 개구 가장자리부
155 : 어큐뮬레이터　
V1 : 저장공간

Claims

유체공급원으로부터 공급된 유체를 복수의 유로에 선택적으로 분배하는 유체분배밸브로서,
상기 유체공급원에 연통하는 제1 및 제2 분기관과,
상기 2개의 분기관 중 어느 한쪽을 선택적으로 폐쇄함과 함께, 상기 제1 분기관이 폐쇄된 경우에 상기 유체공급원으로부터 상기 제2 분기관으로의 유체의 유통을 허용하는 관통구멍을 갖는 밸브 본체를 구비하고,
상기 밸브 본체는 그 초기 상태에 있어서, 상기 제1 분기관을 폐쇄하는 한편, 상기 유체공급원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 상기 제1 분기관측과 제2 분기관측에서의 상기 유체의 압력차에 따라 변위 또는 변형됨으로써, 상기 제1 분기관을 개방함과 함께 상기 관통구멍을 폐쇄하고,
상기 제1 분기관이 폐쇄 상태에 있는 경우에, 상기 유체공급원에 상기 관통구멍을 통하여 연통되는 저장공간을 갖는 어큐뮬레이터를 더 구비하고,
상기 저장공간은 상기 유체공급원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 그 유체의 압력에 의해 확대되고,
상기 어큐뮬레이터는 상기 저장공간의 일부를 구성하는 컵형상의 탄성부재를 갖고,
상기 탄성부재는 끝이 둥근 원추형상의 저부(底部)와 이 저부에 이어지는 링형상의 개구 가장자리부(開口緣部)를 갖고,
상기 탄성부재의 초기 상태에 있어서, 상기 저부가 상기 개구 가장자리부의 내측으로 접어진 상태에 있는 한편, 상기 유체공급원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 상기 유체의 압력에 의해 상기 접어진 상태가 해소되는 것을 특징으로 하는 유체분배밸브.
제1항에 있어서,
상기 제1 분기관을 폐쇄하는 방향으로 상기 밸브 본체를 밀어붙이는 밀어붙임 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 유체분배밸브.
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복수의 유체공급경로에 유체를 선택적으로 공급하는 유체공급 시스템으로서,
상기 유체를 토출하는 펌프장치와,
상기 펌프장치에 접속된 유체분배밸브와,
상기 펌프장치의 토출 압력을 제어하는 펌프 제어장치를 구비하고,
상기 유체분배밸브는 상기 펌프장치의 1개의 유로에 연통되는 제1 및 제2 분기관과, 상기 제1 분기관측과 상기 제2 분기관측에서의 상기 유체의 압력차에 따라 작동함으로써, 상기 2개의 분기관 중 어느 한쪽을 선택적으로 폐쇄하는 밸브 본체를 갖고,
상기 제1 분기관이 폐쇄 상태에 있는 경우에, 유체공급원에 관통구멍을 통하여 연통되는 저장공간을 갖는 어큐뮬레이터를 더 구비하고,
상기 저장공간은 상기 유체공급원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 그 유체의 압력에 의해 확대되고,
상기 어큐뮬레이터는 상기 저장공간의 일부를 구성하는 컵형상의 탄성부재를 갖고,
상기 탄성부재는 끝이 둥근 원추형상의 저부(底部)와 이 저부에 이어지는 링형상의 개구 가장자리부(開口緣部)를 갖고,
상기 탄성부재의 초기 상태에 있어서, 상기 저부가 상기 개구 가장자리부의 내측으로 접어진 상태에 있는 한편, 상기 유체공급원으로부터 유체가 공급되었을 때에, 상기 유체의 압력에 의해 상기 접어진 상태가 해소되는 것을 특징으로 하는 유체공급 시스템.
제5항에 있어서,
상기 밸브 본체는 상기 제1 분기관이 폐쇄된 경우에 상기 유체공급시스템으로부터 상기 제2 분기관으로의 유체의 유통을 허용하는 관통구멍을 갖고, 그 초기 상태에 있어서, 상기 제1 분기관을 폐쇄하는 한편, 상기 유체공급시스템으로부터 유체가 공급되었을 때에, 상기 제1 분기관측과 제2 분기관측에서의 상기 유체의 압력차에 따라 변위 또는 변형됨으로써, 상기 제1 분기관을 개방함과 함께 상기 관통구멍을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 유체공급 시스템.
제6항에 있어서,
상기 펌프장치는 임펠러의 회전 방향을 따라 대소 관계가 역회전되는 토출 압력으로써 각각 유체를 토출하는 2개의 토출구를 갖고,
상기 각 토출구에 각각 연통되는 제1 및 제2 도출유로(導出流路)를 가짐과 함께, 상기 각 토출구로부터 토출되는 유체의 압력차에 따라, 상기 2개의 도출유로 중 저압측의 도출유로를 폐쇄함과 함께 고압측의 도출유로를 개방하는 밸브기구를 더 구비하고,
상기 유체분배밸브는 상기 밸브기구에 접속되어 상기 제1 및 제2 분기관은 상기 제1 도출유로에 연통되는 것을 특징으로 하는 유체공급 시스템.
제7항에 기재한 유체공급 시스템의 제어 방법으로서,
상기 펌프 제어장치가 상기 임펠러의 회전 방향과, 적어도 한쪽의 회전 방향에서의 상기 임펠러의 회전 동작을 제어함으로써, 상기 제2 도출유로, 상기 제1 분기관, 및 상기 제2 분기관 중 어느 하나에 유체를 선택적으로 공급하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 유체공급 시스템의 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 펌프장치는 상기 임펠러를 회전 구동하는 전동모터를 갖고,
상기 펌프 제어장치는 상기 전동모터의 구동 전압을 조절함으로써, 상기 임펠러의 회전 속도를 제어하는 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 유체공급 시스템의 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 펌프 제어장치는 PWM 제어에 의해 상기 전동모터의 구동 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 유체공급 시스템의 제어 방법.
제6항에 기재한 유체공급 시스템의 제어 방법으로서,
상기 펌프 장치는 펌프를 구동하는 전동모터를 가지며, 상기 펌프제어장치는 전동모터에 인가하는 전압을 PWM 제어하고,
상기 유체의 공급을 개시(開始)할 때에, 상기 유체의 공급 압력을 제1 시간내에 소정치까지 증대시킴으로써, 상기 제1 분기관을 개방함과 함께 상기 관통구멍을 폐쇄하는 한편, 상기 공급 압력을 상기 제1 시간보다 큰 제2 시간에 소정치까지 점증(漸增)시킴으로써, 상기 제1 분기관의 폐쇄 상태를 유지하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 유체공급 시스템의 제어 방법.
제1항에 기재한 유체분배밸브를 구비한 유체공급 시스템의 제어 방법으로서,
상기 유체공급 시스템은,
상기 유체공급원과 상기 유체분배밸브를 잇는 유로에 있어서, 분기유로로서 설치된 제1 및 제2 배관과,
상기 제1 배관에 설치된 스로틀밸브와,
상기 제1 및 제2 배관의 상류측에 설치되어, 상기 유체공급원으로부터의 유체를 상기 제1 또는 제2 배관에 선택적으로 유통시키는 유로전환밸브를 구비하고,
상기 유로전환밸브에 의해 상기 제2 배관에 유체를 유통시키는 경우에는, 상기 제1 분기관을 개방함과 함께, 상기 관통구멍을 폐쇄하는 한편, 상기 유로전환밸브에 의해 상기 제1 배관에 유체를 유통시키는 경우에는, 상기 스로틀밸브에 의해 상기 유체분배밸브에 공급되는 유체의 압력을 점증시킴으로써, 상기 제1 분기관의 폐쇄 상태를 유지하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 유체공급 시스템의 제어 방법.