KR101826923B1 - 유량 제어 밸브 및 유량 제어 밸브 장치 - Google Patents

유량 제어 밸브 및 유량 제어 밸브 장치 Download PDF

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KR101826923B1 KR1020170115309A KR20170115309A KR101826923B1 KR 101826923 B1 KR101826923 B1 KR 101826923B1 KR 1020170115309 A KR1020170115309 A KR 1020170115309A KR 20170115309 A KR20170115309 A KR 20170115309A KR 101826923 B1 KR101826923 B1 KR 101826923B1
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조재균
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지엠비코리아(주)
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Abstract

본 발명에서는 복수의 유통경로 중 하나 이상의 특정 유통경로를 통해 유체가 통과되도록 하거나 또는 차단되도록 하는 유량 제어 밸브를 구성함에 있어서, 밸브를 중앙볼과 추가볼로 구성하고, 중앙볼과 추가볼의 형상에 의해 그 크기가 축소되며, 중앙볼과 추가볼을 통해 다양한 경로의 공급유로가 연결됨에 따라 다방향으로 유체의 흐름이 조절되는 유량 제어 밸브가 소개된다.

Description

유량 제어 밸브 및 유량 제어 밸브 장치 {FLOW CONTROL VALVE AND FLOW CONTROL VALVE APPARATUS}
본 발명은 복수의 유체 유통경로를 개방 또는 폐쇄하기 위한 유량 제어 밸브 및 유량 제어 밸브 장치에 관한 것이다.
통상적으로 유량 제어 밸브는 플랜트, 발전소, 선박, 차량 등 다양한 분야에 전반적으로 사용되고 있다.
이러한 유량 제어 밸브의 다양한 적용예 중 차량의 경우, 차량 시동시 엔진과 벨트로 연결된 워터펌프가 강제 구동됨에 따라 불필요한 냉각수의 흐름이 발생되는데, 냉각수가 엔진 순환시 엔진 워밍업이 방해되어 열에너지의 손실이 발생된다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 냉각수의 흐름을 제어하기 위한 밸브가 구비된다. 이러한 밸브는 보통 써모스텟이 사용되는데, 써모스텟의 경우 온도에 반응하여 동작됨에 따라 제어가 불가능하고, 엔진, 라디에이터 등 다양한 부품을 순환하는 냉각수의 흐름을 정밀하게 제어하지 못한다.
이에 따라, 최근에는 냉각수 흐름을 제어하기 위한 밸브 구조가 개발되고 있는데, 냉각수를 필요로 하는 기계 부품에 선택적으로 순환시키기 위해서는 그 구조가 복잡해지고, 전체 사이즈가 커져 레이아웃상 설치 공간이 커지는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2010-0102939 A (2010.09.27)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 복수의 유통경로 중 하나 이상의 특정 유통경로에 유체가 통과되도록 하거나 또는 차단되도록 하는 유량 제어 밸브를 구성함에 있어서, 밸브 구조가 단순화되고 사이즈가 축소되는 유량 제어 밸브 및 유량 제어 밸브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 유량 제어 밸브는 볼 형상이고, 회전축을 따라 관통된 중공이 형성되며, 측면에 중공과 연통되는 개구홀이 형성된 중앙볼; 및 볼의 일부가 회전축과 교차하는 면을 기준으로 잘려진 형상이고, 회전축을 따라 관통된 관통공이 형성되며, 중앙볼의 양측단 중 어느 한쪽측단 또는 양측단에 결합되어 관통공과 중공이 연통되고, 측면에 관통공과 연통되는 개통홀이 형성된 추가볼;을 포함한다.
추가볼은 볼의 일부가 잘려진 형상을 갖음에 따라 양 단부가 각각 원형 테두리를 갖되 일단측 원형 테두리의 직경이 타단측 원형 테두리의 직경보다 크게 형성되고, 타단측 원형 테두리가 중앙볼의 양측단에 결합된 것을 특징으로 한다.
중앙볼과 추가볼이 가지는 구의 중심은 회전축의 연장 라인상에 배치된 것을 특징으로 한다.
중앙볼과 추가볼은 구의 중심에서 회전축과 교차하는 방향의 반경이 동일한 길이를 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
중앙볼의 중앙에는 회전축을 감싸는 고정리브가 구비되고, 고정리브의 외주면에서 연장되어 중앙볼의 내주면과 추가볼의 내주면에 결합되는 연결리브가 구비된 것을 특징으로 한다.
고정리브는 중앙볼이 가지는 구의 중심에서 회전축과 교차하는 방향의 가상선상을 기준으로 회전 동력이 입력되는 측에 편중되게 배치된 것을 특징으로 한다.
회전축의 외주면에는 둘레방향으로 돌출된 고정돌기가 형성되고, 고정리브에는 회전축을 감싼 상태에서 고정돌기가 삽입되는 삽입홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.
연결리브는 고정리브의 외주면에서 방사상으로 복수개 연장된 것을 특징으로 한다.
고정리브의 측방향 길이는 중앙볼 및 추가볼의 전체 길이보다 작게 형성되고, 연결리브는 고정리브의 양끝단에서 중앙볼과 추가볼의 양끝단 또는 양측 추가볼의 양끝단을 향해 사선으로 연장된 것을 특징으로 한다.
중앙볼의 개구홀과 추가볼의 개통홀은 측면의 둘레를 따라 연장된 장공으로 형성되고, 연결리브는 평면 단면으로 형성되며 개구홀 및 개통홀을 가로지르도록 측방향으로 연장된 것을 특징으로 한다.
중앙볼의 개구홀과 추가볼의 관통공에는 연결리브와 이격되게 배치된 보조리브가 형성되고, 보조리브는 개구홀 및 개통홀을 가로지르도록 측방향으로 연장된 것을 특징으로 한다.
중앙볼은 중공이 측방을 향해 직선상으로 연장되어 원통형을 이루고, 추가볼은 관통공이 볼 형상에 따른 측면의 곡률을 따라 연장되어 구형을 이루는 것을 특징으로 한다.
추가볼의 관통공은 곡률을 가지도록 형성되되 끝단이 언더컷을 갖지 않도록 형성된 것을 특징으로 한다.
중앙볼의 두께는 추가볼의 두께보다 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 유량 제어 밸브 장치는 회전축에 회전 동력을 전달하는 모터가 구비되고, 다수의 공급유로가 구비된 하우징; 및 하우징 내부에 마련되고, 볼 형상이며 회전축을 따라 관통된 중공이 형성되고, 측면에 중공과 연통되며 특정 공급유로와 유통되는 개구홀이 형성된 중앙볼 및 볼의 일부가 회전축과 교차하는 면을 기준으로 잘려진 형상이고, 회전축을 따라 관통된 관통공이 형성되며, 중앙볼의 양단에 각각 결합되어 관통공과 중공이 연통되고, 측면에 관통공과 연통되며 다른 공급유로와 유통되는 개통홀이 형성된 추가볼로 이루어진 유량제어밸브;를 포함한다.
중앙볼의 중앙에는 회전축을 감싸는 고정리브가 구비되고, 고정리브의 외주면에서 연장되어 중앙볼의 내주면과 추가볼의 내주면에 결합되는 연결리브가 구비된 것을 특징으로 한다.
하우징에는 모터에 연결된 회전축을 감싸는 연장단부가 형성되고, 연장단부는 고정리브에 인접하게 연장된 것을 특징으로 한다.
연장단부와 회전축 사이에는 베어링부재가 개재되고, 연장단부와 고정리브 사이에는 씰 부재가 마련된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 유량 제어 밸브 및 유량 제어 밸브 장치에 따르면, 복수의 유통경로 중 하나 이상의 특정 유통경로를 통해 유체가 통과되도록 하거나 또는 차단되도록 하는 유량 제어 밸브를 구성함에 있어서, 밸브를 중앙볼과 추가볼로 구성하고, 중앙볼과 추가볼의 형상에 의해 그 크기가 축소되며, 중앙볼과 추가볼을 통해 다양한 경로의 공급유로가 연결됨에 따라 다방향으로 유체의 흐름이 조절된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 제어 밸브를 나타낸 도면.
도 2 내지 4는 도 1에 도시된 유량 제어 밸브를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일시예에 따른 유량 제어 밸브 장치를 나타낸 도면.
도 6은 도 5에 도시된 유량 제어 밸브 장치를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량 제어 밸브 및 유량 제어 밸브 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 제어 밸브를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 4는 도 1에 도시된 유량 제어 밸브를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일시예에 따른 유량 제어 밸브 장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 유량 제어 밸브 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 유량 제어 밸브는 도 1에 도시된 바와 같이, 볼 형상이고, 회전축(30)을 따라 관통된 중공(12)이 형성되며, 측면에 중공(12)과 연통되는 개구홀(14)이 형성된 중앙볼(10); 및 볼의 일부가 회전축(30)과 교차하는 면을 기준으로 잘려진 형상이고, 회전축(30)을 따라 관통된 관통공(22)이 형성되며, 중앙볼(10)의 양측단 중 어느 한쪽측단 또는 양측단에 결합되어 관통공(22)과 중공(12)이 연통되고, 측면에 관통공(22)과 연통되는 개통홀(24)이 형성된 추가볼(20);을 포함한다.
이와 같이, 본 발명의 유량 제어 밸브는 중앙볼(10)과 추가볼(20)로 구성된다. 여기서, 중앙볼(10)의 경우 볼 형상으로 형성되고, 중앙볼(10)에 결합되는 추가볼(20)의 경우 반구 형상으로 형성됨으로써 추가볼(20)의 크기가 축소됨에 따라 유량 제어 밸브의 전체 크기가 축소된다.
상세하게, 중앙볼(10)은 볼 형상으로 형성되고, 내부에 중공(12)이 형성되며, 측면에 중공(12)과 연통되는 개구홀(14)이 형성된다. 이로 인해, 중앙볼(10)의 측면에 형성된 개구홀(14)을 통해 유체의 유입시 내부 중공(12)을 통해 유체가 이동됨으로써 하나의 유체이동경로를 구성할 수 있다. 아울러, 중앙볼(10)의 경우 중공(12)을 관통하는 회전축(30)과 함께 회전됨으로써 개구홀(14)을 통해 유체가 유입되거나 또는 개구홀(14)을 통해 유체가 유입되지 못하도록 할 수 있다. 이는, 유량 제어 밸브가 내장되는 하우징(50)과 연결 관계에 의해 구현되는 것으로, 도 6을 참고하여 보면, 중앙볼(10)의 개구홀(14)이 공급유로(54)에 대응되게 위치되는 경우 개구홀(14)을 통해 유체가 유통될 수 있고, 측면이 개구홀(14)에 대응되게 위치될 경우 공급유로(54)가 폐쇄됨에 따라 유체의 이동이 차단되도록 할 수 있다.
한편, 중앙볼(10)의 양측단 중 어느 한쪽측단 또는 양측단에 결합되는 추가볼(20)은 볼의 일부가 회전축(30)과 교차하는 면을 기준으로 잘려진 형상으로 형성되고, 내부에 관통공(22)이 형성되며, 측면에 관통공(22)과 연통되는 개통홀(24)이 형성된다. 이로 인해, 추가볼(20)의 측면에 형성된 개통홀(24)을 통해 유체의 유입시 내부의 관통공(22)을 통해 유체가 이동됨으로써 추가적인 유체이동경로를 구성할 수 있다. 이러한 추가볼(20)은 중앙볼(10)과 동일하게 회전축(30)과 함께 회전됨으로써 개통홀(24)을 통해 유체가 유입되거나 차단되게 할 수 있으며, 중앙볼(10)과 함께 유체이동경로를 구성함에 따라 다수의 공급유로(54)에서 이동되는 유체가 선택적으로 유통되게 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 중앙볼(10) 및 추가볼(20)로 이루어진 유량 제어 밸브를 통해 복수의 유체이동경로를 선택적으로 개폐 조절할 수 있고, 추가볼(20)이 반구 형태로 이루어짐에 따라 전체 크기가 축소되어 레이아웃 상으로도 유리하다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 추가볼(20)은 볼의 일부가 잘려진 형상을 갖음에 따라 양 단부가 각각 원형 테두리를 갖되 일단측 원형 테두리(20a)의 직경이 타단측 원형 테두리(20b)의 직경보다 크게 형성되고, 타단측 원형 테두리(20b)가 중앙볼(10)의 양측단에 결합될 수 있다.
이처럼, 추가볼(20)은 볼의 일부가 잘려진 형상으로 이루어짐에 따라 양 단부가 원형 테두리를 갖도록 구성된다. 즉, 추가볼(20)은 볼의 양 단부가 잘려짐에 따라 서로 다른 직경의 일단측 원형 테두리(20a)와 타단측 원형 테두리(20b)를 가지는 형태로 형성되고, 타단측 원형 테두리(20b)를 통해 중앙볼(10)에 결합됨으로써 중앙볼(10)과 추가볼(20)이 자연스러운 곡률을 가지고 연결될 수 있다. 또한, 추가볼(20)의 일단측 원형 테두리(20a)가 끝단에 위치됨에 따라 회전축(30)의 연장방향인 측방향으로 길이가 축소되는 효과가 있다.
한편, 중앙볼(10)과 추가볼(20)이 가지는 구의 중심은 회전축(30)의 연장 라인상에 배치될 수 있다. 또한, 중앙볼(10)과 추가볼(20)은 구의 중심에서 회전축(30)과 교차하는 방향의 반경이 동일한 길이를 가지도록 형성될 수 있다.
즉, 중앙볼(10)과 추가볼(20)은 구의 중심이 회전축(30)의 연장 라인상에 배치되어 회전축(30)의 연장방향을 따라 나열되게 형성되고, 중앙볼(10)과 추가볼(20)은 반경이 동일한 길이를 가지도록 형성됨으로써 회전축(30)을 중심으로 회전되는 중앙볼(10)과 추가볼(20)에 발생되는 관성이 불특정 방향으로 발생되지 않도록 할 수 있다. 또한, 중앙볼(10)과 추가볼(20)이 동일 회전축(30)상에서 동일 반경으로 가지도록 형성됨에 따라 중앙볼(10) 및 추가볼(20)의 전체 형상에 맞추어 하우징(50) 내부 형상을 구성하기가 용이하다.
한편, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 중앙볼(10)의 중앙에는 회전축(30)을 감싸는 고정리브(40)가 구비되고, 고정리브(40)의 외주면에서 연장되어 중앙볼(10)의 내주면과 추가볼(20)의 내주면에 결합되는 연결리브(42)가 구비될 수 있다.
이러한 고정리브(40)와 연결리브(42)는 중앙볼(10) 및 추가볼(20)과 회전축(30)이 연결되도록 하기 위한 것으로, 고정리브(40)에는 회전축(30)이 결합되고, 고정리브(40)에서 연장된 연결리브(42)가 중앙볼(10)과 추가볼(20)에 연결됨에 따라 회전축(30)과 함께 중앙볼(10) 및 추가볼(20)이 회전되도록 한다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전축(30)의 외주면에는 둘레방향으로 돌출된 고정돌기(34)가 형성되고, 고정리브(40)에는 회전축(30)을 감싼 상태에서 고정돌기(34)가 삽입되는 삽입홈부(44)가 형성됨으로써 회전축(30)과 고정리브(40)가 결합 상태가 견고히 유지되도록 할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 연결리브(42)는 고정리브(40)의 외주면에서 방사상으로 복수개 연장됨으로써 연결리브(42)에 의해 결합되는 고정리브(40)와 중앙볼(10) 및 추가볼(20)이 견고하게 고정되고, 그에 따라 전체 내구성이 향상된다.
한편, 고정리브(40)는 중앙볼(10)이 가지는 구의 중심에서 회전축(30)과 교차하는 방향의 가상선상을 기준으로 회전 동력이 입력되는 측에 편중되게 배치될 수 있다.
물론, 고정리브(40)의 경우 중앙볼(10)이 가지는 구의 중심에 마련될 수 있다. 그러나 본 발명에서는 회전축(30)의 어느 한쪽 끝단에서 회전 동력이 입력되기 때문에, 회전 동력이 입력되는 지점과 고정리브(40) 간의 거리가 커질 경우 회전축(30)에 발생되는 회전 관성에 의해 회전축(30)의 휨이 발생될 수 있다. 또한, 고정리브(40)가 중앙볼(10)이 가지는 구의 중심에 마련될 경우 중앙볼(10)의 개구홀(14)을 통해 유입되는 유체가 고정리브(40)에 간섭되어 유체의 흐름에 방해가 발생될 수 있는바, 유체 흐름에 방해되지 않도록 고정리브(40)의 위치를 회전 동력이 입력되는 측으로 편중되게 설치함이 바람직하다.
한편, 도 4 및 도 6에서 볼 수 있듯이, 고정리브(40)의 측방향 길이는 중앙볼(10) 및 추가볼(20)의 전체 길이보다 작게 형성되고, 연결리브(42)는 고정리브(40)의 양끝단에서 중앙볼(10)과 추가볼(20)의 양끝단 또는 양측 추가볼(20)의 양끝단을 향해 사선으로 연장될 수 있다.
이처럼, 고정리브(40)는 측방향 길이가 중앙볼(10) 및 추가볼(20)의 전체 측방향 길이보다 작게 형성됨으로써 고정리브(40)와 중앙볼(10) 및 추가볼(20)에 연결되는 연결리브(42)에 의한 유체 흐름의 간섭이 최소화되도록 하고, 연결리브(42)의 크기도 감소될 수 있다. 또한, 본 발명에서 추가볼(20)은 중앙볼(10)의 한쪽측단 또는 양측단에 마련될 수 있는바, 연결리브(42)는 고정리브(40)의 양끝단에서 중앙볼(10)과 추가볼(20)의 양끝단 또는 양측 추가볼(]20)의 양끝단을 향해 사선으로 연장될 수 있다. 이로 인해, 연결리브(42)를 통해 고정리브(40)와 중앙볼(10) 및 추가볼(20)의 견고한 연결상태가 유지됨과 더불어, 연결리브(42)가 사선방향으로 연장됨에 따라 두께가 감소되어 전체 무게가 감소된다.
또한, 중앙볼(10)의 개구홀(14)과 추가볼(20)의 개통홀(24)은 측면의 둘레를 따라 연장된 장공으로 형성되고, 연결리브(42)는 평면 단면으로 형성되며 개구홀(14) 및 개통홀(24)을 가로지르도록 측방향으로 연장될 수 있다.
즉, 중앙볼(10)의 개구홀(14)과 추가볼(20)의 개통홀(24)은 회전축(30)과 함께 중앙볼(10) 및 추가볼(20)의 회전시 유체의 이동을 허용하거나 폐쇄하도록 이루어지는데, 개구홀(14)과 개통홀(24)이 장공으로 연장 형성됨으로써 중앙볼(10) 및 추가볼(20)의 회전 위치에 따라 특정 공급유로(54)에서 유동되는 유체의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 개구홀(14)과 개통홀(24)의 위치 및 장공의 길이가 상이하게 형성되도록 하여, 서로 다른 공급유로(54)를 통해 유동되는 유체의 유량을 상이하게 설정할 수 있다. 이러한 개구홀(14)과 개통홀(24)의 형상은 유량 조절 밸브가 설치되는 기계 설비가 요구하는 사양에 따라 설정될 수 있다.
여기서, 연결리브(42)는 도 1에서볼 수 있듯이, 평면 단면을 가지도록 형성되어 자체적인 내구성이 확보되도록 한다. 아울러, 연결리브(42)가 평면 단면으로 형성됨에 따라 중앙볼(10) 및 추가볼(20) 내부를 통과하는 유체가 연결리브(42)에 의해 회전축(30)의 연장방향으로 원활히 유동되도록 가이드할 수 있다.
한편, 중앙볼(10)의 개구홀(14)과 추가볼(20)의 개통홀(24)에는 연결리브(42)와 이격되게 배치된 보조리브(46)가 형성되고, 보조리브(46)는 개구홀(14) 및 개통홀(24)을 가로지르도록 측방향으로 연장될 수 있다.
즉, 중앙볼(10)의 개구홀(14)과 추가볼(20)의 개통홀(24)에는 연결리브(42)가 가로지르도록 연장됨에 따라 중앙볼(10) 및 추가볼(20)의 전체 내구성이 확보되는데, 개구홀(14)과 개통홀(24)에서 연결리브(42) 사이에 보조리브(46)를 더 형성함으로써 중앙볼(10)과 추가볼(20)의 강성이 더 증가되도록 할 수 있다. 일례로, 중앙볼(10)의 개구홀(14) 및 추가볼(20)의 개통홀(24)에는 유체가 통과됨에 따라 변형이 발생될 수 있는데, 연결리브(42)와 함께 보조리브(46)가 개구홀(14) 및 개통홀(24)을 잡아줌에 따라 중앙볼(10)과 추가볼(20)의 전체 강성이 증가되어 변형 발생을 최소화할 수 있다.
한편, 중앙볼(10)은 중공(12)이 측방을 향해 직선상으로 연장되어 원통형을 이루고, 추가볼(20)은 관통공(22)이 볼 형상에 따른 측면의 곡률을 따라 연장되어 구형을 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 6에서 볼 수 있듯이, 중앙볼(10)은 중공(12)이 측방향을 향해 직선상으로 연장되게 형성됨으로써 내부가 원통형을 이룬다. 이로 인해, 중앙볼(10)의 중공(12)을 통과하는 유체는 회전축(30)이 연장된 측방향으로 원활히 이동되게 할 수 있다. 또한, 추가볼(20)은 관통공(22)이 볼 형상에 따른 측면의 곡률을 따라 연장되게 형성됨으로써 관통공(22)은 회전축(30)과 멀어지는 방향으로 벌어지게 형성된다. 이렇게, 추가볼(20)은 측면과 함께 관통공(22)이 곡률을 그리면서 연장되게 형성됨으로써 개통홀(24)도 곡률의 반경을 따라 비스듬하게 형성되어 유체의 유입방향이 사선으로 유입되게 할 수 있다.
일례로, 도 6을 참고하여 보면, 중앙볼(10) 및 추가볼(20)을 통해 유입된 유체가 일측 방향으로 배출되는 구조에서, 일측 추가볼(20)의 개통홀(24)을 통해 유입되는 유체는 일측으로 비스듬하게 유입됨에 따라 일측으로 바로 배출되도록 하고, 타측 추가볼(20)의 개통홀(24)을 통해 유입되는 유체는 타측으로 비스듬하게 유입됨에 따라 유속이 저하되어 중앙볼(10)의 개구홀(14)로 유입되는 유체와 간섭이 최소화되도록 할 수 있다.
특히, 관통공(22)의 경우 곡률을 가지도록 형성되되 끝단이 언더컷을 갖지 않도록 형성될 수 있다.
본 발명에서 중앙볼(10)과 추가볼(20)은 사출 성형을 통해 제조된다. 여기서, 추가볼(20)은 관통공(22)이 곡률을 그리면서 연장되도록 형성되는데, 원의 중심에서 수직하게 절단된 가상선상보다 더 연장되게 형성될 경우 폭이 다시 좁아지는 "C" 형태로 형성된다. 이러한 경우 사출 성형시 금형이 관통공(22)에서 빠져나오지 못함에 따라 사출 성형의 제한이 발생된다. 따라서, 추가볼(20)의 관통공(22)의 경우 끝단이 언더컷을 갖지 않도록 원의 중심에서 수직하게 절단된 가상선상을 넘어가지 않는 범위인 반구 형태로 형성됨에 따라 사출 성형시 금형이 관통공(22)에서 빠져나와 원활한 사출 성형 제작이 수행될 수 있다.
한편, 중앙볼(10)의 두께는 추가볼(20)의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 이렇게, 중앙볼(10)의 두께를 양측 추가볼(20)의 두께보다 더 두껍게 형성함으로써 상대적으로 중앙볼(10)의 무게가 증가됨에 따라 중앙볼(10)을 기준으로 안정적인 회전동작이 수행될 수 있다. 또한, 중앙볼(10)의 두께가 확보됨에 따라 내구도가 확보된다.
한편, 본 발명에 따른 유량 제어 밸브 장치는 도 5 내지 6에 도시된 바와 같이, 회전축(30)에 회전 동력을 전달하는 모터(52)가 구비되고, 다수의 공급유로(54)가 구비된 하우징(50); 및 하우징(50) 내부에 마련되고, 볼 형상이며 회전축(30)을 따라 관통된 중공(12)이 형성되고, 측면에 중공(12)과 연통되며 특정 공급유로(54)와 유통되는 개구홀(14)이 형성된 중앙볼(10) 및 볼의 일부가 회전축(30)과 교차하는 면을 기준으로 잘려진 형상이고, 회전축(30)을 따라 관통된 관통공(22)이 형성되며, 중앙볼(10)의 양단에 각각 결합되어 관통공(22)과 중공(12)이 연통되고, 측면에 관통공(22)과 연통되며 다른 공급유로(54)와 유통되는 개통홀(24)이 형성된 추가볼(20)로 이루어진 유량제어밸브;를 포함한다.
이처럼, 하우징(50)에는 모터(52)가 구비되고, 모터(52)에는 회전축(30)이 연결됨으로써 모터(52) 동작시 회전축(30)이 회전된다. 이러한 회전축(30)에는 중앙볼(10) 및 추가볼(20)로 이루어진 유량제어밸브가 연결됨으로써 회전축(30)의 회전 상태에 따라 중앙볼(10)에 형성된 개구홀(14)과 추가볼(20)에 형성된 개통홀(24)이 개폐되어 유체의 이동을 제어할 수 있다.
여기서, 중앙볼(10) 및 추가볼(20)이 회전축(30)과 연결되기 위해, 중앙볼(10)의 중앙에는 회전축(30)을 감싸는 고정리브(40)가 구비되고, 고정리브(40)의 외주면에서 연장되어 중앙볼(10)의 내주면과 추가볼(20)의 내주면에 결합되는 연결리브(42)가 구비될 수 있다.
한편, 하우징(50)에는 모터(52)에 연결된 회전축(30)을 감싸는 연장단부(56)가 형성되고, 연장단부(56)는 고정리브(40)에 인접하게 연장될 수 있다. 여기서, 연장단부(56)와 회전축(30) 사이에는 베어링부재(B)가 개재되고, 연장단부(56)와 고정리브(40) 사이에는 씰 부재(S)가 마련될 수 있다.
이렇게, 하우징(50)에서 연장된 연장단부(56)가 회전축(30)을 감싸고, 연장단부(56)와 회전축(30) 사이에 베어링부재(B)가 개재됨으로써 회전축(30)의 위치가 고정됨과 더불어 원활한 회전 동작이 수행되게 할 수 있다. 또한, 연장단부(56)가 고정리브(40)에 인접하게 연장되고, 연장단부(56)와 고정리브(40) 사이에 씰 부재(S)가 개재됨으로써 고정리브(40)가 연장단부(56)에 지지됨에 따라 회전축(30)이 초기 위치에서 틀어지지 않도록 고정하며, 씰 부재(S)에 의해 중앙볼(10) 및 추가볼(20) 내부로 유입된 유체가 회전축(30)에 연결된 모터(52) 측으로 유입되지 않도록 차단할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 유량 제어 밸브 및 유량 제어 밸브 장치에 따르면, 복수의 유통경로 중 하나 이상의 특정 유통경로를 통해 유체가 통과되도록 하거나 또는 차단되도록 하는 유량 제어 밸브를 구성함에 있어서, 밸브를 중앙볼과 추가볼로 구성하고, 중앙볼과 추가볼의 형상에 의해 그 크기가 축소되며, 중앙볼과 추가볼을 통해 다양한 경로의 공급유로가 연결됨에 따라 다방향으로 유체의 흐름이 조절된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10:중앙볼 12:중공
14:개구홀 20:추가볼
20a:일단측 원형 테두리 20b:타단측 원형 테두리
22:관통공 24:개통홀
30:회전축 34:고정돌기
40:고정리브 42:연결리브
44:삽입홈부 46:보조리브
50:하우징 52:모터
54:공급유로 56:연장단부

Claims (18)

  1. 볼 형상이고, 회전축을 따라 관통된 중공이 형성되며, 측면에 중공과 연통되는 개구홀이 형성된 중앙볼; 및
    볼의 일부가 회전축과 교차하는 면을 기준으로 잘려진 형상이고, 회전축을 따라 관통된 관통공이 형성되며, 중앙볼의 양측단 중 어느 한쪽측단 또는 양측단에 결합되어 관통공과 중공이 연통되고, 측면에 관통공과 연통되는 개통홀이 형성된 추가볼;을 포함하며,
    추가볼은 볼의 일부가 잘려진 형상을 갖음에 따라 양 단부가 각각 원형 테두리를 갖되 일단측 원형 테두리의 직경이 타단측 원형 테두리의 직경보다 크게 형성되고, 타단측 원형 테두리가 중앙볼의 양측단에 결합된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    중앙볼과 추가볼이 가지는 구의 중심은 회전축의 연장 라인상에 배치된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  4. 청구항 1에 있어서,
    중앙볼과 추가볼은 구의 중심에서 회전축과 교차하는 방향의 반경이 동일한 길이를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  5. 청구항 1에 있어서,
    중앙볼의 중앙에는 회전축을 감싸는 고정리브가 구비되고,
    고정리브의 외주면에서 연장되어 중앙볼의 내주면과 추가볼의 내주면에 결합되는 연결리브가 구비된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    고정리브는 중앙볼이 가지는 구의 중심에서 회전축과 교차하는 방향의 가상선상을 기준으로 회전 동력이 입력되는 측에 편중되게 배치된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  7. 청구항 5에 있어서,
    회전축의 외주면에는 둘레방향으로 돌출된 고정돌기가 형성되고, 고정리브에는 회전축을 감싼 상태에서 고정돌기가 삽입되는 삽입홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  8. 청구항 5에 있어서,
    연결리브는 고정리브의 외주면에서 방사상으로 복수개 연장된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  9. 청구항 5에 있어서,
    고정리브의 측방향 길이는 중앙볼 및 추가볼의 전체 길이보다 작게 형성되고, 연결리브는 고정리브의 양끝단에서 중앙볼과 추가볼의 양끝단 또는 양측 추가볼의 양끝단을 향해 사선으로 연장된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  10. 청구항 5에 있어서,
    중앙볼의 개구홀과 추가볼의 개통공은 측면의 둘레를 따라 연장된 장공으로 형성되고,
    연결리브는 평면 단면으로 형성되며 개구홀 및 개통홀을 가로지르도록 측방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  11. 청구항 10에 있어서,
    중앙볼의 개구홀과 추가볼의 관통공에는 연결리브와 이격되게 배치된 보조리브가 형성되고, 보조리브는 개구홀 및 개통홀을 가로지르도록 측방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  12. 청구항 1에 있어서,
    중앙볼은 중공이 측방을 향해 직선상으로 연장되어 원통형을 이루고,
    추가볼은 관통공이 볼 형상에 따른 측면의 곡률을 따라 연장되어 구형을 이루는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  13. 청구항 12에 있어서,
    추가볼의 관통공은 곡률을 가지도록 형성되되 끝단이 언더컷을 갖지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  14. 청구항 1에 있어서,
    중앙볼의 두께는 추가볼의 두께보다 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
  15. 회전축에 회전 동력을 전달하는 모터가 구비되고, 다수의 공급유로가 구비된 하우징; 및
    하우징 내부에 마련되고, 볼 형상이며 회전축을 따라 관통된 중공이 형성되고, 측면에 중공과 연통되며 특정 공급유로와 유통되는 개구홀이 형성된 중앙볼 및 볼의 일부가 회전축과 교차하는 면을 기준으로 잘려진 형상이고, 회전축을 따라 관통된 관통공이 형성되며, 중앙볼의 양단에 각각 결합되어 관통공과 중공이 연통되고, 측면에 관통공과 연통되며 다른 공급유로와 유통되는 개통홀이 형성된 추가볼로 이루어진 유량제어밸브;를 포함하며,
    유량제어밸브의 추가볼은 볼의 일부가 잘려진 형상을 갖음에 따라 양 단부가 각각 원형 테두리를 갖되 일단측 원형 테두리의 직경이 타단측 원형 테두리의 직경보다 크게 형성되고, 타단측 원형 테두리가 중앙볼의 양측단에 결합된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    중앙볼의 중앙에는 회전축을 감싸는 고정리브가 구비되고,
    고정리브의 외주면에서 연장되어 중앙볼의 내주면과 추가볼의 내주면에 결합되는 연결리브가 구비된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    하우징에는 모터에 연결된 회전축을 감싸는 연장단부가 형성되고, 연장단부는 고정리브에 인접하게 연장된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    연장단부와 회전축 사이에는 베어링부재가 개재되고, 연장단부와 고정리브 사이에는 씰 부재가 마련된 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브 장치.
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