KR102109973B1 - 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치 - Google Patents

Abstract

밸브의 실링 및 냉각 효율이 향상된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치에 관한 것이다. 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치는 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 유입포트와, 냉각수가 배출되는 배출구가 형성된 배출포트를 적어도 하나 이상 구비한 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 상기 밸브 하우징에 회전 가능하게 결합되며 상기 유입포트와 상기 배출포트 가운데 적어도 하나를 선택적으로 개폐하는 밸브; 적어도 일부분이 상기 밸브 하우징에 일체로 결합 또는 일체로 형성되고, 냉각수를 흡입 및 토출하는 펌프; 및 상기 밸브의 타 측과 기설정된 간격으로 이격된 상태로 상기 밸브 타 측의 적어도 일부분을 둘러싸고, 상기 밸브가 일정 범위 이상 이탈되는 것을 방지하거나, 상기 밸브의 타 측 적어도 일부분이 접촉된 상태로 지지하는 예비 지지부재;를 포함할 수 있다.

Description

차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치{INTEGRAL MULTI VALVE DEVICE WITH A WATER PUMP FOR VEHICLE}

본 발명은 엔진의 냉각수 흐름을 제어하는 멀티밸브 하우징과 펌프가 일체로 결합되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브 하우징과 펌프 하우징이 일체로 결합되면서 밸브 하우징 내에서 회전하는 밸브가 일정 각도 이상 기울어지거나 뒤틀리는 문제 및 펌프 하우징 내부의 냉각수가 밸브 하우징 쪽으로 역류하는 것에 의하여 발생하는 냉각수의 유량손실을 방지함으로써 실링, 냉각 효율 및 펌프 효율이 향상된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치에 관한 것이다.

내연기관 엔진에 의해 구동되는 차량은 내부에 다양한 종류의 밸브장치를 가진다. 차량에 내장되는 밸브장치는 일반적으로, 엔진 냉각, 실내 온도의 냉/난방, 배기가스의 재순환(EGR 시스템) 등과 같은 용도에 따라 다양한 종류의 유체의 흐름, 분배, 제어 내지 단속을 위해 마련된다.

차량용 밸브장치 가운데, 유체의 유로를 2방향 이상으로 제어할 수 있는 밸브장치가 내연기관의 엔진 유체 순환 회로에 주로 적용되며, 이러한 밸브장치를 다방향 전환 밸브장치 또는 멀티밸브 장치라고도 한다.

이러한 차량용 멀티밸브 장치는 라디에이터에서 냉각된 냉각수를 엔진으로 공급하기 위하여 냉각수 유로에 설치되며, 냉각수 온도 변화에 따라 통로를 개폐하여 냉각수 온도를 적절하게 조절한다.

구체적으로, 차량용 멀티밸브 장치는 냉각수 유로와 연통되는 포트를 구비한 밸브 하우징과, 밸브 하우징 내에 회전 가능하게 설치되어 포트를 개폐하는 밸브와, 밸브의 상부에 연결되어 밸브를 회전시키는 액추에이터를 포함한다.

한편, 멀티밸브 장치는 냉각수의 순환을 돕기 위하여 냉각수를 흡입 및 토출하는 워터펌프를 일 측에 별도로 구비할 수 있다. 이처럼 멀티밸브 장치와 워터펌프가 분리되어 설치됨에 따라, 냉각수 유로에 멀티밸브 장치와 펌프를 각각 배치시켜야 하므로 설치 면적 및 무게가 증가하는 문제가 있다.

또한, 멀티밸브 장치와 워터펌프를 연결하기 위한 호스가 필요 이상으로 설치되어 제조 비용이 증가하는 문제가 있었다.

한국등록특허 제10-1567434호

본 발명의 과제는 밸브 하우징과 펌프 하우징이 일체로 결합되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치에 있어서, 밸브의 주변에 예비 지지부재를 설치하여 밸브가 일정 범위 이상 이탈되는 것을 방지하도록 예비적 또는 선택적으로 지지되도록 형성함으로써, 냉각수의 압력에 의해 밸브의 회전축이 뒤틀리거나 흔들리지 않아 밸브와 복수의 포트들 사이에 틈이 발생하는 것을 방지하여 실링 및 냉각 효율이 향상된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 밸브 하우징과 펌프 하우징 사이에 형성된 중공의 공간에 예비 지지부재를 배치하여 펌프 임펠러의 회전 시의 압력차로 인해 냉각수가 임펠러 흡입구로 빨려 들어가는 등의 이유로 냉각수의 유량이 손실되는 것이 방지하여 펌프의 효율이 향상된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치는 밸브 하우징과, 밸브와, 펌프, 및 예비 지지부재를 포함한다. 밸브 하우징은 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 유입포트와, 냉각수가 배출되는 배출구가 형성된 배출포트를 적어도 하나 이상 구비한다. , 밸브는 밸브 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 밸브 하우징에 회전 가능하게 결합되며 유입포트와 배출포트 가운데 적어도 하나를 선택적으로 개폐한다. 펌프는 적어도 일부분이 밸브 하우징에 일체로 결합 또는 일체로 형성되고, 냉각수를 흡입 및 토출한다. 예비 지지부재는 밸브의 타 측과 기설정된 간격으로 이격된 상태로 밸브 타 측의 적어도 일부분을 둘러싸고, 밸브가 일정 범위 이상 이탈되는 것을 방지하거나, 밸브의 타 측 적어도 일부분이 접촉된 상태로 지지한다.

일 실시예에 따르면, 밸브 하우징의 일 측에는 밸브에 구동력을 제공하는 액추에이터가 구비되고, 밸브 하우징의 타 측에는 펌프가 결합된다.

일 실시예에 따르면, 펌프는 밸브 하우징과 일체로 결합되는 펌프 하우징과, 펌프 하우징 내부에 회전 가능하게 설치되는 임펠러를 포함한다. 그리고, 임펠러의 일부분은 예비 지지부재의 하부에 배치되고, 임펠러 일부분과 예비 지지부재 사이에는 기설정된 간격만큼의 간극이 형성된다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재의 저면은 임펠러의 상부의 일부와 서로 마주하고, 예비 지지부재의 저면과 임펠러의 상부의 일부는 일정 간격 유지한 상태로 서로 평행하게 연장된다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재의 저면은 경사면으로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 임펠러는 냉각수 흡입구가 형성되는 냉각수 흡입부와, 내부에 수용된 블레이드를 커버하는 임펠러 커버를 포함한다. 그리고, 예비 지지부재의 측면은 냉각수 흡입부의 적어도 일부를 기설정된 간격 이격된 상태로 둘러싸고, 예비 지지부재의 저면과 임펠러 커버 사이에는 기설정된 간격만큼의 간극이 형성된다.

일 실시예에 따르면, 밸브는 내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성되는 밸브 바디부와, 밸브 바디부의 일 측으로 돌출 형성되고, 액추에이터로부터 구동력을 전달받는 회전축, 및 밸브 바디부의 타 측으로 돌출 형성되고 예비 지지부재의 내측에 배치되어 예비 지지부재에 의하여 선택적으로 지지되는 밸브 돌출부를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 밸브 바디부의 측면에는 유입포트와 선택적으로 연통되는 밸브 유입구가 형성되고, 밸브 돌출부의 내측에는 밸브 바디부에 유입된 냉각수가 배출되는 돌출 냉각수 연통홀이 형성된다.

일 실시예에 따르면, 밸브 하우징 및 펌프 하우징 사이에는 냉각수가 연통하는 냉각수 연통부가 형성되고, 밸브 돌출부의 적어도 일부는 냉각수 연통부의 내측에 수용된다.

일 실시예에 따르면, 임펠러에는 냉각수 흡입구가 형성되는 냉각수 흡입부가 돌출 형성되며, 예비 지지부재는 냉각수 흡입부와 냉각수 연통부의 내주면 사이의 공간에 배치된다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재는 내부에 밸브의 일부분이 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성되는 원통 형상으로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재의 내주면에는 기설정된 각도의 중심각을 갖는 호의 형상으로 가이드 홈부가 함몰 형성되고, 밸브 돌출부에는 예비 지지부재의 가이드 홈부에 삽입되는 스토퍼가 돌출 형성된다.

본 발명에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치는 밸브 하우징과, 밸브와, 펌프 하우징과, 임펠러, 및 예비 지지부재를 포함한다. 밸브 하우징은 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 유입포트와, 냉각수가 배출되는 배출구가 형성된 배출포트를 적어도 하나 이상 구비한다. 밸브는 밸브 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 밸브 하우징의 일 측에 회전 가능하게 결합되며 유입포트와 배출포트 가운데 적어도 하나를 선택적으로 개폐한다. 펌프 하우징은 서로 냉각수가 연통될 수 있는 상태로 밸브 하우징의 타 측에 일체로 결합 또는 일체로 형성된다. 임펠러는 펌프 하우징 내부에 회전 가능하게 구비된다. 예비 지지부재는 밸브의 타 측에 인접하게 배치되고, 밸브가 기설정된 범위 이상 움직이는 경우에 밸브를 직접 지지하거나, 밸브의 타 측의 적어도 일부를 슬라이드 가능하게 지지한다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재는 밸브 하우징과 펌프 하우징 사이에 구비되고, 펌프 하우징 내부의 냉각수가 밸브 하우징 쪽으로 역류되는 것을 방지한다.

일 실시예에 따르면, 임펠러에는 냉각수 흡입구가 형성되고, 예비 지지부재는 냉각수 흡입구의 주변의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된다.

일 실시예에 따르면, 밸브 하우징 및 펌프 하우징 사이에는 냉각수가 연통하는 냉각수 연통부가 형성된다. 그리고, 임펠러에는 냉각수 흡입구가 형성되는 냉각수 흡입부가 돌출 형성되며, 예비 지지부재는 냉각수 흡입부와 냉각수 연통부의 내주면 사이의 공간에 배치된다.

일 실시예에 따르면, 임펠러는 내부의 블레이드를 커버하는 임펠러 커버를 구비하고, 임펠러 커버는 예비 지지부재의 하부에 배치되고, 임펠러와 예비 지지부재 사이에는 기설정된 간격만큼의 간극이 형성된다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재의 저면은 임펠러의 상부와 서로 마주하고, 예비 지지부재의 저면과 임펠러의 상부는 일정 간격 유지한 상태로 서로 평행하게 연장된다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재의 저면은 경사면으로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 밸브는 내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성되는 밸브 바디부, 및 밸브 바디부의 일 측으로 돌출 형성되고, 밸브 하우징의 일 측에 구비되는 액추에이터로부터 구동력을 전달받는 회전축을 포함한다. 그리고, 밸브 바디부의 타 측에는 냉각수 연통부와 연통되는 냉각수 연통홀이 형성된다.

일 실시예에 따르면, 밸브 바디부의 타 측에는 냉각수 연통홀이 형성되는 밸브 돌출부가 돌출 형성되고, 밸브 돌출부의 적어도 일부는 냉각수 연통부의 내측에 수용된다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재는 밸브의 타 측과 기설된 간격만큼 이격된 상태로 밸브 타 측의 적어도 일부분을 둘러싸고, 예비 지지부재는 밸브가 일정 범위 이상 기울어지는 것을 방지한다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재는 내부에 밸브 돌출부가 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성되는 원통 형상으로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 예비 지지부재의 내주면에는 기설정된 각도의 중심각을 갖는 호의 형상으로 가이드 홈부가 함몰 형성되고, 밸브 돌출부에는 예비 지지부재의 가이드 홈부에 삽입되는 스토퍼가 돌출 형성된다.

본 발명에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치는 밸브 하우징과, 밸브와, 펌프 하우징과, 임펠러, 및 냉각수 유실 방지부재를 포함한다. 밸브 하우징은 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 유입포트와, 냉각수가 배출되는 배출구가 형성된 배출포트를 적어도 하나 이상 구비한다. 밸브는 밸브 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 밸브 하우징의 일 측에 회전 가능하게 결합되며 유입포트와 배출포트 가운데 적어도 하나를 선택적으로 개폐한다. 펌프 하우징은 서로 냉각수가 연통될 수 있는 상태로 밸브 하우징의 타 측에 일체로 결합 또는 일체로 형성된다. 임펠러는 펌프 하우징 내부에 회전 가능하게 구비된다. 냉각수 유실 방지부재는 밸브 하우징과 펌프 하우징 사이에 구비되고, 펌프 하우징 내부의 냉각수가 밸브 하우징 쪽으로 역류되는 것을 방지한다.

본 발명에 따르면, 차량의 냉각수 순환을 위한 펌프의 적용 개수를 줄일 수 있으며, 펌프와 멀티밸브 하우징과의 일체화를 통해 차량의 냉각수 순환 부품장치의 크기 및 중량을 줄일 수 있다.

또한, 밸브 하우징에 펌프가 일체로 형성됨에 따라, 밸브와 펌프를 연결하기 위한 호스 및 연결부품이 감소하므로조립성 및 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있고, 제작이 편리하며 고장이 감소할 수 있다.

또한, 밸브 하우징에 펌프가 일체로 형성됨에 따라, 설치 면적 및 무게가 줄어 차량의 주행거리 향상 및 레이아웃 공간 확보을 도모할 수 있게 된다.

또한, 멀티밸브 장치에서 누수가 발생할 수 있는 여지를 원천적으로 차단하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 회전 구동하는 밸브의 상부는 액추에이터에 지지되고 하부는 예비 지지부재에 지지됨에 따라, 냉각수의 압력에 의해 회전축이 뒤틀리거나, 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 밸브의 회전축이 안정 범위 내에서 회전할 수 있게 되므로, 밸브와 실링부재 간에 유격이 생기는 것을 방지하여 밸브의 실링 및 냉각 효율을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

또한, 임펠러 흡입구 측면에 발생하는 잉여공간을 예비 지지부재로 채워서, 펌프의 임펠러 흡입구로 펌프 하우징 내부의 유량이 빨려 들어가서 냉각수 유량손실이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 예비 지지부재의 저면과 임펠러 상부 사이의 간극에 대한 최적의 수치범위를 도출하여형성함으로써, 임펠러의 회전 시 공동현상 및 와류가 발생하는 문제점을 해소하여 펌프의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 펌프 하우징 내부에서 손실되는 냉각수 유량을 줄여 펌프의 출력 손실을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 분해도.
도 3은 도 1에 도시된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 밸브를 발췌하여 도시한 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 예비 지지부재를 발췌하여 도시한 사시도.
도 6(a)는 도 1에 있어서, 예비 지지부재의 유무에 따른 토출포트의 압력을 그래프화한 도면.
도 6(b)는 도 1에 있어서, 예비 지지부재의 유무에 따른 펌프의 효율을 그래프화한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 단면 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 단면도.
도 9는 도 7에 도시된 밸브를 발췌하여 도시한 사시도.
도 10은 도 7에 도시된 예비 지지부재를 발췌하여 도시한 사시도.
도 11은 도 10의 단면도.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 분해도이고, 도 3은 도 1에 도시된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 단면도이다. 그리고, 도 4는 도 3에 도시된 밸브를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 예비 지지부재를 발췌하여 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치(100)는 밸브 하우징(110)과, 밸브(120)와, 펌프(130), 및 예비 지지부재(140)를 포함한다.

밸브 하우징(110)은 냉각수가 흐르는 유로에 설치되며, 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 유입포트(111)와, 냉각수가 배출되는 배출구가 형성된 배출포트를 적어도 하나 이상 구비한다.

일반적인 밸브 하우징에는 밸브 하우징의 외주면에 배출포트가 별도로 돌출 형성되지만, 본 실시예의 밸브 하우징(110)은 후술할 밸브 돌출부(123)가 배출포트의 역할을 하기 때문에 유입포트(111)와 같이 외주면에 돌출된 배출포트는 형성되지 않을 수 있다.

밸브 하우징(110)은 스테인리스 스틸, 황동 등과 같이 부식에 강한 금속 재질 또는 엔지니어링 플라스틱으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서의 밸브 하우징(110)은 내부에 밸브(120)를 수용할 수 있는 공간이 형성되며, 전체적으로 원통형의 형상을 갖는 것으로 도시하였으나, 그 형상은 한정되지 않는다.

밸브 하우징(110)의 유입포트(111)는 엔진(ENG)을 경유하여 열교환된 냉각수가 입력되는 유로일 수 있다.

유입포트(111)에는 냉각수가 누출되는 것을 방지하기 위하여 실링부재(113)가 설치될 수 있다. 실링부재(113)는 내마모성이 우수한 테프론 등의 재질로 형성될 수 있으나, 재질은 이에 한정되지는 않는다.

도 3을 참조하면, 밸브 하우징(110)의 유입포트(111)는 수평 방향으로 형성되고, 유입포트(111)를 통하여 밸브 하우징(110) 내의 밸브(120)로 유입된 냉각수는 밸브 돌출부(123)를 통하여 후술할 펌프 하우징(131) 내부로 배출되는 방식으로 밸브 하우징(110)과 펌프 하우징(131)은 서로 연통될 수 있다. 다시 말해, 밸브 하우징(110)은 밸브 돌출부(123)를 통하여 펌프(130) 내부와 연통되고, 밸브 하우징(110) 내부의 냉각수는 밸브 돌출부(123)를 통하여 펌프(130)의 내부로 유입될 수 있다. 그리고, 본 실시예에서 밸브 하우징(110)의 유입포트(111)는 2개 구비되고, 밸브 돌출부(123)는 배출포트의 역할을 할 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 유입포트(111)의 형성 및 배치 방법, 밸브 돌출부(123) 이외의 배출포트의 형성 여부 및 냉각수의 흐름 방향 등은 필요에 따라 다양하게 변경 가능하다.

밸브(120)는 밸브 하우징(110) 내부에 구비되고, 일 측이 밸브 하우징(110)에 회전 가능하게 결합되어 유입포트(111)를 선택적으로 개폐한다.

예를 들어, 밸브(120)가 기설정된 각도로 회전하면 유입포트(111)가 개방되어 냉각수가 유입포트(111)를 통하여 밸브(120) 내부로 유입될 수 있고, 유입된 냉각수는 밸브 돌출부(123)를 통하여 밸브 하우징(110) 외부로 배출될 수 있다. 반대로, 밸브(120)가 다른 각도로 회전하면 적어도 하나의 유입포트(111)가 차폐되어 유입포트(111)로부터 밸브(120) 내부에 유입된 냉각수가 밸브 돌출부(123)로 배출되는 것을 차단할 수 있다. 만약, 도 3에 도시된 바와 같이 유입포트(111)가 2개 구비된 경우에는 밸브(120)의 회전에 따라 하나의 유입포트(111)만 개방하거나, 2개의 유입포트(111) 모두를 개방 또는 폐쇄함으로써 밸브 돌출부(123)로 공급되는 냉각수의 흐름을 단속할 수 있게 된다.

밸브 하우징(110)의 일 측에는 밸브(120)와 연결되는 액추에이터(150)가 설치되어 있어, 밸브(120)는 액추에이터(150)로부터 구동력을 제공받아 회전할 수 있게 된다. 여기서, 액추에이터(150)는 밸브 하우징(110)의 일 측, 일례로 밸브 하우징(110)의 상부에 구비되고, 후술할 회전축(122)과 결합될 수 있다. 그리고, 액추에이터(150) 구동축은 회전축(122)과 동일 선상에 위치할 수 있다.

밸브 하우징(110)은 펌프 하우징(131)과 일체로 형성될 수 있는데, 밸브 하우징(110)과 펌프 하우징(131)이 일체로 형성되는 방식은 후술하도록 한다.

밸브(120)는 밸브 바디부(121)와, 회전축(122), 및 밸브 돌출부(123)를 포함한다. 밸브 바디부(121), 회전축(122) 및 밸브 돌출부(123)는 한 몸으로 형성된 하나의 몸체일 수 있다. 구체적으로 밸브(120)는 합성수지를 사출 성형하는 방식으로 제작하여 밸브 바디부(121), 회전축(122) 및 밸브 돌출부(123)는 한 몸으로 형성될 수 있다.

밸브 바디부(121)는 구형상으로 형성되고, 내부에는 냉각수가 흐르는 유로가 형성될 수 있다. 밸브 바디부(121)가 구형상, 즉 볼 밸브로 형성되는 경우 소형화 및 실링에 유리할 수 있다. 다만, 밸브 바디부(121)의 형상은 구 형상에 한정되지 않고, 원통형으로 형성될 수 있음은 물론이다.

밸브 바디부(121)의 내부에 형성되는 유로는 밸브 바디부(121) 내부에 형성되는 빈 공간으로서, 냉각수가 흐를 수 있는 공간을 제공할 수도 있고, 냉각수가 일시적으로 수용될 수 있는 공간을 제공할 수도 있다.

밸브 바디부(121)의 측면에는 유입포트(111)와 선택적으로 연통되는 밸브 유입구(121a)가 형성될 수 있다. 이러한 밸브 유입구(121a)는 바디부의 일면을 소정 형상으로 절개하여 형성할 수 있으며, 유입포트(111)의 유입구와 대응되는 형태로 이루어질 수 있다.

회전축(122)은 밸브 바디부(121)의 일 측으로 돌출 형성되고, 액추에이터(150)로부터 구동력을 전달받을 수 있다. 즉, 밸브 바디부(121)는 회전축(122)을 통해 액추에이터(150)의 구동축과 연결되어, 액추에이터(150)로부터 동력을 전달받아 회전할 수 있게 되는 것이다. 회전축(122)은 액추에이터(150)의 구동축과 결합하기 위하여, 외주면에 이빨이 형성된 기어 형태의 연결부재(122a)를 구비할 수 있다.

밸브 돌출부(123)는 내부가 비어 있는 중공의 원기둥 형태로 형성될 수 있으며, 예비 지지부재(140)의 내측에 배치될 수 있다.

밸브 돌출부(123)는 밸브 바디부(121)의 타 측으로 돌출 형성되고, 예비 지지부재(140)와 기설정된 간격(d1) 이격된 상태로 예비 지지부재(140)에 의하여 둘러 싸여질 수 있다. 이 밖에도 밸브 돌출부(123)는 일부분이 예비 지지부재(140)에 접촉된 상태로 지지될 수 있다. 여기서, 밸브 바디부(121)의 타 측이라 함은 회전축(122)의 반대측, 즉 밸브 바디부(121)의 하부를 의미할 수 있다. 또는, 밸브 바디부(121)의 타 측은 밸브 돌출부(123)가 형성된 부분을 의미할 수 있다.

밸브 바디부(121)의 하부에는 밸브 하우징(110)과 펌프(130)가 일체로 결합되어 있으므로, 밸브(120)는 밸브 하우징(110)에 회전축(122) 쪽만 결합될 수 있다. 즉, 밸브 하우징(110)에는 밸브(120)의 회전축(122) 쪽만 결합되고, 그 반대쪽인 밸브 돌출부(123)는 밸브 하우징(110)의 어느 곳에도 고정되지 않게 되고, 후술하는 예비 지지부재(140)에 의하여 예비적으로 또는 적어도 일부분이 슬라이드 되도록 지지된다. 여기서, 밸브(120)의 타 측은 액추에이터(150)가 설치된 쪽의 반대쪽을 말한다.

다시 말해, 밸브(120)는 회전축(122)이 수평면에 대하여 수직으로 연장되는 상태를 유지하다가, 밸브 바디부(121)에 가해지는 냉각수 등의 압력에 의하여 밸브(120)가 뒤틀리거나, 밸브(120)의 회전축이 기울어지더라도 밸브 돌출부(123) 주위를 감싸고 있는 예비 지지부재(140)에 의하여 일정 범위 이상 기울어지는 것을 방지할 수 있다.

예비 지지부재(140)가 밸브 돌출부(123)와 기설정된 간격 이격되어 배치됨에 따라 밸브(120)의 회전축(122)이 수평면에 대하여 수직으로 연장되는 경우에는 예비 지지부재(140)는 밸브 돌출부(123)에 접촉되지 않고, 이에 따라 밸브(120)는 예비 지지부재(140)와 마찰 없이 회전될 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이 밸브 바디부(121)에 가해지는 냉각수 등의 압력에 의하여 밸브(120)가 뒤틀리거나, 밸브(120)의 회전축이 일정 간격 이상 기울어지는 경우에 비로소 밸브 돌출부(123)는 예비 지지부재(140)에 접촉하게 되고, 예비 지지부재(140)에 의해 밸브 돌출부(123)가 지지되어 밸브(120)가 일정 범위 이상 기울어지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 예비 지지부재(140)가 평소에는 밸브 돌출부(123)와 기설정된 간격 이격되어 배치되어 밸브 돌출부(123)에 예비 지지부재(140)에 의하여 직접 지지되지 않다가, 밸브 바디부(121)에 가해지는 냉각수 등의 압력에 의하여 밸브(120)가 뒤틀리거나, 밸브(120)의 회전축이 일정 간격 이상 기울어지는 경우에 비로소 밸브 돌출부(123)는 예비 지지부재(140)에 접촉 및 예비 지지부재(140)에 의하여 지지될 수 있기 때문에 밸브 돌출부(123)는 예비 지지부재(140)에 의하여 예비적으로 지지될 수 있는 것이다.

이와 다르게, 예비 지지부재(140)는 밸브 돌출부(123)와 적어도 일부분이 항상 접촉된 상태로 지지할 수 있으며, 이러한 경우에는 예비 지지부재(140)는 적어도 일부분이 밸브 돌출부(123)에 슬라이드 가능하게 접촉된 상태로 밸브 돌출부(123)를 지지할 수도 있다. 따라서, 이와 같이 예비 지지부재(140)가 밸브(120)의 회전축이 수평면에 대하여 수직으로 연장되는 자세에서 적어도 일부분을 슬라이드 가능하게 지지하므로, 냉각수 등의 압력에 의하여 밸브(120)가 뒤틀리거나, 밸브(120)의 회전축이 일정 간격 이상 기울어지는 것을 방지할 수 있는 것이다. 여기서는 예비 지지부재(140)가 밸브 돌출부(123)를 지지하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 밸브 돌출부(123)가 아닌 밸브 바디부(121)를 지지할 수도 있음은 물론이다.

밸브 돌출부(123)의 내측에는 밸브 바디부(121)에 유입된 냉각수가 배출되는 유로가 형성되고, 밸브 돌출부(123)의 하단부에는 냉각수가 배출되는 돌출 냉각수 연통홀(121b)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 밸브 바디부(121)가 회전하여 유입포트(111)와 밸브 유입구(121a)가 연통되면 냉각수는 유입포트(111) 및 밸브 유입구(121a)를 지나 밸브 바디부(121) 내부로 유입되고, 유입된 냉각수는 돌출 냉각수 연통홀(121b)을 통해 후술되는 펌프(130)로 배출될 수 있다.

펌프(130)는 밸브 하우징(110)에 일체로 결합되고, 냉각수를 흡입 및 토출한다. 펌프(130)는 밸브 하우징(110)에 일체로 결합되는 펌프 하우징(131)과, 펌프 하우징(131) 내부에 회전 가능하게 설치되는 임펠러(132)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 펌프 하우징(131)은 펌프 하우징(131)의 상부를 형성하고, 밸브 하우징(110)과 일체로 형성되는 상부 케이스(1311)와, 상부 케이스(1311)의 하부에 결합되는 하부 케이스(1312)를 포함할 수 있다.

펌프 하우징(131)의 상부 케이스(1311)는 밸브 하우징(110)과 일체형 사출 등의 방법으로 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상부 케이스(1311)에는 펌프(130)의 냉각수 연통부(1311a)와 토출포트(1311b)가 형성될 수 있다.

일반적인 펌프 하우징에는 펌프 하우징의 외주면에 흡입포트가 별도로 돌출 형성되지만, 본 실시예의 펌프 하우징(131)에는 밸브 하우징(110)과 일체로 형성되는 구성으로 인하여 토출포트(1311b)와 같이 외주면에 돌출된 흡입포트는 형성되지 않을 수 있다.

그 대신, 밸브 하우징(110)과 일체로 형성되는 부분에 냉각수가 연통될 수 있는 냉각수 연통부(1311a)가 형성될 수 있다. 냉각수 연통부(1311a)는 밸브 하우징(110)과 펌프 하우징(131)의 사이에 형성되고, 냉각수 연통부(1311a)의 내측에 형성된 공간을 통하여 냉각수가 유동될 수 있다. 구체적으로, 냉각수 연통부(1311a)는 밸브 하우징(110)과 펌프 하우징(131)의 일체형 사출물의 내측, 보다 상세하게는 펌프 하우징(131)의 상부 케이스(1311)에 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예에서 냉각수는 냉각수 연통부(1311a)의 내주면을 직접 타고 흐르는 것이 아니라, 냉각수 연통부(1311a)의 내측에 배치된 밸브 돌출부(123) 및 후술할 임펠러(132)의 냉각수 흡입부(132a)를 통하여 냉각수가 밸브 하우징(110) 측에서 펌프 하우징(131) 측으로 유동될 수 있다.

본 실시예에서는 상술한 밸브 돌출부(123)의 돌출 냉각수 연통홀(121b)이 냉각수 연통부(1311a)에 배치되어 밸브 하우징(110)의 냉각수가 펌프 하우징(130)으로 유입될 수 있다. 다만, 냉각수의 흐름 및 펌프 하우징에서의 토출포트 및 흡입포트의 형성 여부는 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양하게 변경 가능하다.

펌프 하우징(131)의 토출포트(1311b)는 밸브 돌출부(123)를 통하여 펌프 하우징(131) 내부로 배출된 냉각수를 라디에이터(RAD)로 보내는 유로일 수 있다.

펌프 하우징(131)의 상부 케이스(1311) 및 밸브 하우징(110)은 상술한 바와 같이 일체형 사출을 통하여 일체로 형성될 수도 있고, 융착 방법을 통해 접합될 수 있다. 이를 위하여, 펌프(130)와 밸브 하우징(110)이 접촉되는 면에는 융착물이 개재되거나, 펌프(130) 또는 밸브 하우징(110)의 일면에는 융착 돌기가 형성될 수 있다. 이에 따라, 펌프(130)와 밸브 하우징(110) 사이에 용착물 또는 융착 돌기가 개재된 상태에서, 융착물 또는 융착 돌기를 용융 및 가압하면 펌프(130)와 밸브 하우징(110)은 일체로 결합될 수 있게 된다. 일례로, 펌프 하우징(131) 및 밸브 하우징(110)은 전기 융착, 초음파 융착, 열 융착 등의 방식으로 일체로 접합될 수 있다.

펌프(130)는 밸브 하우징(110)의 타 측에 결합되어 밸브 바디부(121)의 유로를 통과한 냉각수를 공급받을 수 있다. 여기서, 밸브 하우징(110)의 타 측이라 함은 회전축(122)과 액추에이터(150)가 결합된 부위의 반대측인 밸브 하우징(110)의 하부를 의미한다. 즉, 펌프(130)는 회전축(122)과 액추에이터(150)가 결합된 부위의 반대측인 밸브 하우징(110)의 하부에 결합될 수 있다.

펌프 하우징(131)의 하부 케이스(1312)는 상부 케이스(1311)에 결합될 수 있다. 하부 케이스(1312)는 상부 케이스(1311)에 체결부재 등에 의하여 체결될 수도 있고, 융착 등의 방법으로 일체로 결합될 수도 있다. 하부 케이스(1312)는 내부에 빈 공간이 형성되고 상부가 개방된 원통형으로 형성될 수 있으며, 내부에 임펠러(132)가 수용될 수 있다. 임펠러(132)는 펌프 하우징(131) 내부에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 여기서, 임펠러(132)는 펌프 하우징(131) 내에서 원심력에 의하여 냉각수의 속도와 압력을 높여주기 위해 설치될 수 있다. 이에 따라, 임펠러(132)가 회전하면 밸브 하우징(110) 내부와 펌프 하우징(131) 내부 사이에 압력차가 발생하여 냉각수 연통부(1311a)를 통하여 밸브 하우징(110) 내의 냉각수는 펌프 하우징(131) 내로 공급될 수 있게 된다.

임펠러(132)는, 돌출 냉각수 연통홀(121b)에서 배출된 냉각수가 흡입되는 냉각수 흡입부(132a)와, 블레이드(미도시)의 상부를 커버할 수 있는 임펠러 커버(132c)를 포함할 수 있다.

임펠러(132)의 냉각수 흡입부(132a)는 임펠러(132)의 상부의 가운데 부분에 돌출 형성될 수 있고, 냉각수 흡입부(132a)의 상단에는 냉각수 흡입구(132b)가 형성될 수 있다. 냉각수 흡입부(132a)는 냉각수 연통부(1311a)의 내측에 배치될 수 있다.

냉각수 흡입부(132a)의 상단부는 밸브 돌출부(123)의 하단부와 일정 간격 이격된 상태로 일렬로 배치되며, 냉각수 흡입부(132a)의 냉각수 흡입구(132b)와 밸브 돌출부(123)의 돌출 냉각수 연통홀(121b)는 서로 마주할 수 있다. 따라서, 돌출 냉각수 연통홀(121b)에서 배출된 냉각수는 냉각수 흡입구(132b)를 통하여 임펠러(132) 내부로 흡입될 수 있다.

임펠러 커버(132c)는 임펠러(132)의 내부에서 회전하는 블레이드를 커버할 수 있고, 임펠러(132)의 상부를 형성할 수 있다. 임펠러 커버(132c)는 냉각수 흡입부(132a)의 주변을 둘러싸고, 냉각수 흡입부(132a)에서 반경 방향으로 멀어질수록 하향 경사지게 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 임펠러 커버(132c)는 냉각수 흡입부(132a)의 주변에 평평하게 형성될 수도 있다.

예비 지지부재(140)는 냉각수 흡입부(132a)의 주변을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 예비 지지부재(140)의 하부는 냉각수 흡입부(132a)와 기설정된 간격(d2) 이격된 상태로 냉각수 흡입부(132a)의 주변을 둘러싸고, 예비 지지부재(140)의 상부는 밸브 돌출부(123)와 기설정된 간격(d1) 이격된 상태로 밸브 돌출부(123)를 둘러쌀 수 있다(도 3 참조).

또한, 예비 지지부재(140)는 냉각수 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이에 삽입될 수 있다. 예비 지지부재(140)는 밸브 하우징(110) 및 상부 케이스(1311)의 일체형 사출물에 억지끼움 방식으로 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 펌프 하우징(131)의 냉각수 연통부(1311a)의 내주면에 예비 지지부재(140)가 삽입되어 억지끼움 방식으로 결합될 수 있다.

예비 지지부재(140)가 냉각수 흡입구(132b)보다 낮은 위치에서 냉각수 흡입구(132b)보다 높은 위치까지 연장되고, 냉각수 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이에 배치됨에 따라, 펌프 하우징(130) 내부의 냉각수가 냉각수 흡입부(132a)의 측면과 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이의 공간으로 유입 또는 역류되어 냉각수의 유량이 손실되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 예비 지지부재(140)가 밸브(120)의 밸브 돌출부(123)와 펌프 하우징(131)의 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이 및 임펠러(132)의 냉각수 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이에 배치됨에 따라, 임펠러(132)의 회전 시에 밸브(120)의 밸브 돌출부(123)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이 및 임펠러(132)의 냉각수 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이의 공간으로 역류되는 냉각수가 예비 지지부재(140)의 저면에 의해 막히게 된다.

보다 상세히, 펌프(130)의 임펠러(132)가 냉각수를 외부로 토출하면서 임펠러(132)에 형성된 블레이드 팁에서 발생된 압력차로 인하여 임펠러(132)의 냉각수 흡입구(132b)로 펌프 하우징(131) 내부의 냉각수가 빨려 들어가는 현상이 발생할 수 있는데, 예비 지지부재(140)가 냉각수 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이에 배치됨에 따라 이러한 현상을 방지할 수 있다.

임펠러(132)의 냉각수 흡입구(132b)로 펌프 하우징(131) 내부의 냉각수가 빨려 들어가는 현상이 발생하면, 펌프 하우징(140) 내부의 냉각수의 유량손실이 발생할 뿐만 아니라, 공동현상 및 와류가 발생하여 최종적으로는 펌프의 효율을 떨어뜨리는 문제가 발생할 수 있으며, 예비 지지부재(140)를 냉각수 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이에 배치함에 따라 이러한 문제의 발생을 방지할 수 있다.

이와 같이, 예비 지지부재(140)는 밸브(120)가 일정 각도 이상 기울어지는 것을 방지하면서, 펌프(130) 내부의 냉각수가 유실되는 것을 방지하는 역할까지 할 수 있으므로 냉각수 유실 방지부재로 칭할 수도 있다.

또한, 예비 지지부재(140)의 저면은 임펠러 커버(132c)와 일정 간격만큼의 간극(160)을 형성하면서 연장될 수 있다. 예비 지지부재(140)의 저면(145)은 임펠러 커버(132c)의 상부와 서로 마주하고, 서로 일정한 간격을 유지한 상태로 서로 평행하게 연장될 수 있다.

도 3을 참조하면, 임펠러 커버(132c)가 경사지게 형성됨에 따라, 예비 지지부재(140)의 저면(145)도 경사면으로 형성되는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 예비 지지부재(140)의 저면(145)과 임펠러 커버(132c)가 서로 일정한 간격을 유지한 상태로 서로 평행하게 연장되는 것은, 임펠러 커버(132c)와 예비 지지부재(140) 사이의 간격을 최소로 유지하여 펌프 하우징(130) 내부의 냉각수가 임펠러 커버(132c)의 상부로 유출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 예비 지지부재(140)의 저면(145)이 외측으로 갈수록 하향 경사지게 형성됨에 따라 예비 지지부재(140)의 저면(145)에 의하여 유출이 차단된 냉각수가 예비 지지부재(140)의 저면을 따라 반경방향으로 흘러 내릴 수 있게 된다.

예비 지지부재(140)와 임펠러(132) 사이에 형성된 간극(160, "슈라우드 간극"이라고도 한다)을 기설정된 크기로 형성할 수 있다.

구체적으로, 이러한 예비 지지부재(140) 하단과 임펠러(132) 사이에 형성된 간극(160)의 크기는 0.3mm 내지 0.7mm로 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 간극(160)이 0.3mm 내지 0.7mm의 경우에 냉각수 흡입구(132b)로 냉각수가 빨려 들어가서 발생되는 냉각수의 유량 손실이 최소화되기 때문이다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 예비 지지부재(140)의 외측면 하부에는 둘레를 따라 외측 단턱부(141b)가 형성되어 있고, 냉각수 연통부(1311a)의 내측면에는 외측 단턱부(141b)가 삽입되는 삽입 홈부(1311c)가 형성되어 있어, 예비 지지부재(140)가 냉각수 연통부(1311a)에 용이하게 결합될 수 있다. 이러한 외측 단턱부(141b)는 예비 지지부재(140)가 펌프 하우징(131)에 삽입될 때, 스토퍼 역할을 할 수 있다. 즉, 지지부재(140)가 펌프 하우징(131)에 삽입될 때, 외측 단턱부(141b)의 일면이 삽입 홈부(1311c)의 단턱에 걸림으로써 지지부재(120)의 이동 거리를 제한하는 것이다. 이에 따라, 예비 지지부재(140)와 임펠러(131) 사이에 형성된 간극(160)의 거리를 일정하게 유지할 수 있게 된다. 한편, 예비 지지부재(140)의 내측면 하부에도 내측 단턱부(141a)가 형성될 수 있는데, 이는 밸브 돌출부(123)와, 밸브 돌출부(123)의 하부에 배치된 냉각수 흡입부(132a)의 직경 차이에 기인한 것이다. 다시 말해, 예비 지지부재(140)의 상부는 밸브(120)의 밸브 돌출부(123)와 기설정된 간격만큼 이격되고, 예비 지지부재(140)의 하부는 임펠러(132)의 냉각수 흡입부(132a)와 기설정된 간격만큼 이격되며, 본 실시예에서 냉각수 흡입부(132a)의 직경이 밸브 돌출부(123)의 직경에 비하여 작으므로 예비 지지부재(140)의 하부가 상부에 비하여 더 돌출될 수 있다. 이에 따라 예비 지지부재(140)의 내측면 하부에는 내측 단턱부(141a)가 형성될 수 있다.

예비 지지부재(140)의 내부에는 밸브(120)의 일부분 및 임펠러(132)의 일부분이 삽입될 수 있도록 원통 형상의 빈 공간이 형성될 수 있다. 구체적으로, 예비 지지부재(140)는 밸브 돌출부(123) 및 냉각수 흡입부(132a)가 삽입될 수 있도록 내부에 빈 공간이 형성된 원통 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 예비 지지부재(140)는 펌프(130)의 냉각수 연통부(1311a)의 내주면에 결합될 수 있다. 예비 지지부재(140)는 상술한 바와 같이 밸브(120)를 예비적으로 지지하거나, 밸브(120)를 슬라이드 가능하게 지지한 상태로 냉각수 연통부(1311a)에 고정될 수 있다.

도 6(a)는 도 1에 있어서, 예비 지지부재의 유무에 따른 토출포트의 압력을 그래프화한 도면이고, 도 6(b)는 도 1에 있어서, 예비 지지부재의 유무에 따른 펌프의 효율을 그래프화한 도면이다. 여기서, Model-1은 예비 지지부재(140)가 설치된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치이고, Model-2는 예비 지지부재(140)가 설치되지 않은 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치이다.

도 6(a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명과 같이 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치(Model-1)에 예비 지지부재(140)가 설치되면, 예비 지지부재(140)가 설치되지 않은 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치(Model-2)와 비교하여 토출포트(1311b)에 작용하는 압력이 증가하고, 이러한 압력 증가 및 토출포트(1311b)로 배출되는 냉각수의 유량 증가에 의하여 펌프(130)의 효율이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 단면 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 단면도이다. 그리고, 도 10은 도 7에 도시된 밸브를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10의 단면도이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치(200)는 밸브 하우징(110)과, 밸브(120)와, 액추에이터(150)와, 펌프(130), 및 예비 지지부재(140)를 포함한다.

구체적으로, 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치(200)의 예비 지지부재(140)는 밸브(120)의 타 측에 인접하게 배치되고, 밸브(120)가 기설정된 범위 이상 움직이는 경우에 밸브(120)를 직접 지지하거나, 밸브(120)의 타 측의 적어도 일부를 슬라이드 가능하게 지지할 수 있다. 즉, 예비 지지부재(140)는 밸브 돌출부(123)와 기설정된 간격 이격되어 밸브(120)가 일정 범위 이상 기울어지는 것을 방지하거나, 밸브(120)의 타 측이 회전 가능하도록 밸브(120)의 타 측을 슬라이드된 상태로 지지할 수 있음은 상술한 실시예와 같다.

본 실시예에서도, 예비 지지부재(140)가 밸브(120)의 밸브 돌출부(123)와 펌프 하우징(131)의 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이 및 임펠러(132)의 냉각수 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이에 배치됨에 따라, 임펠러(132)의 회전 시에 밸브(120)의 밸브 돌출부(123)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이 및 임펠러(132)의 냉각수 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이의 공간으로 역류되는 냉각수가 예비 지지부재(140)의 저면에 의해 막히게 된다.

또한, 본 실시예에서도, 상술한 실시예와 같이 예비 지지부재(140)의 저면(145)은 임펠러 커버(132c)의 상부와 서로 마주하고, 서로 일정한 간격을 유지한 상태로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 임펠러 커버(132c)가 경사지게 형성됨에 따라, 예비 지지부재(140)의 저면(145)도 경사면으로 형성될 수 있는 것도 상술한 실시예와 같다.

이와 같이, 예비 지지부재(140)는 밸브(120)가 일정 각도 이상 기울어지는 것을 방지하면서, 펌프(130) 내부의 냉각수가 유실되는 것을 방지하는 역할까지 할 수 있는 것은 상술한 실시예와 같다.

본 실시예에 의한 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치와 상술한 실시예와의 차이점은 밸브 돌출부(123)에 돌출된 스토퍼(123a) 및 예비 지지부재(140)의 가이드 홈부(141)의 상호 작용에 의하여 밸브(120)의 회전 각도가 제한 및 조절된다는 점이다.

예비 지지부재(140)의 내주면에는 둘레를 따라 일정 길이로 함몰된 가이드 홈부(141)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 가이드 홈부(141)는 지지부재(140)의 내주면에 기설정된 각도의 중심각을 갖는 호의 형상으로 함몰 형성될 수 있다. 그리고, 밸브 돌출부(123)에는 예비 지지부재(140)의 가이드 홈부(141)에 삽입되는 스토퍼(123a)가 돌출 형성될 수 있다.

이에 따라, 밸브(120)의 회전 시 스토퍼(123a)가 예비 지지부재(140) 내의 가이드 홈부(141) 내에서만 회전 이동할 수 있게 된다. 즉, 가이드 홈부(141)의 길이 및 중심각을 적절히 조절하면 밸브(120)의 회전 각도를 조절할 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치의 단면도이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치(300)는 밸브 하우징(110)과, 밸브(120)와, 펌프 하우징(131)과, 임펠러(132), 및 예비 지지부재(340)를 포함한다.

본 실시예에서는, 밸브(120)의 하부에 형성된 밸브 돌출부(123)의 길이를 짧게 형성할 수 있다. 이처럼 밸브 돌출부(123)의 길이가 짧게 형성된 경우에는 예비 지지부재(340)의 길이를 상술한 실시예보다 길게 형성하여, 예비 지지부재(340)의 상측 일부만 밸브 돌출부(123)를 감싸도록 형성될 수 있다. 이 때에도 예비 지지부재(340)는 밸브 돌출부(123)와 이격 배치되거나, 밸브 돌출부(123)와 적어도 일부분이 항상 접촉된 상태로 밸브 돌출부(123)를 지지하여 밸브(120)가 일정 각도 이상 기울어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서도 임펠러 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이의 공간에 예비 지지부재(340)가 배치되고, 예비 지지부재(340)가 임펠러 커버(132c)의 상부와 서로 마주하고, 서로 일정한 간격을 유지한 상태로 서로 평행하게 연장됨에 따라 펌프 하우징(131) 내부의 냉각수가 임펠러 흡입부(132a)의 측면에 형성되는 공간으로 유량이 유실되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 밸브 돌출부(123)의 길이가 짧게 형성되더라도 예비 지지부재(340)는 밸브 돌출부(123)의 적어도 일부를 둘러싸기 위해서 길게 형성될 수 있고, 이에 따라 밸브(120)가 일정 각도 이상 기울어지는 것을 방지하면서, 펌프(130) 내부의 냉각수가 유실되는 것을 방지하는 역할까지 할 수 있는 것은 상술한 실시예와 같다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치(400)의 밸브(120)는 밸브 돌출부(123)의 구성을 생략할 수도 있다. 이러한 경우에, 도면부호 440는 밸브(120)를 기설정된 간격 이격되어 둘러싸거나, 밸브(120)의 적어도 일부분에 슬라이드 가능하게 결합되는 것이 아니므로, 밸브(120)가 일정 각도 이상 기울어지거나, 일정 범위 이상 이탈되는 것을 방지하는 지지부재로서의 역할은 할 수 없다.

그 대신, 펌프 하우징(131) 내부의 냉각수가 임펠러 흡입부(132a)의 측면에 형성되는 공간으로 유량이 유실되는 것을 방지하는 냉각수 유실 방지부재(440)로서의 역할만 수행할 수 있게 된다.

구체적으로, 임펠러 흡입부(132a)와 냉각수 연통부(1311a)의 내주면 사이의 공간에 냉각수 유실 방지부재(440)가 배치되고, 냉각수 유실 방지부재 (440)가 임펠러 커버(132c)의 상부와 서로 마주하고, 서로 일정한 간격을 유지한 상태로 서로 평행하게 연장됨에 따라 펌프 하우징(131) 내부의 냉각수가 임펠러 흡입부(132a)의 측면에 형성되는 공간으로 유량이 유실되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

110.. 밸브 하우징 111.. 유입포트
120.. 밸브 121.. 밸브 바디부
122.. 회전축 123.. 밸브 돌출부
130.. 펌프 131.. 펌프 하우징
132.. 임펠러 140.. 예비 지지부재
141.. 가이드 홈부 150.. 액추에이터
160.. 간극

Claims (25)

1. 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 유입포트와, 냉각수가 배출되는 배출구가 형성된 배출포트를 적어도 하나 이상 구비한 밸브 하우징;
   상기 밸브 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 상기 밸브 하우징에 회전 가능하게 결합되며 상기 유입포트와 상기 배출포트 가운데 적어도 하나를 선택적으로 개폐하는 밸브;
   적어도 일부분이 상기 밸브 하우징에 일체로 결합 또는 일체로 형성되고, 냉각수를 흡입 및 토출하는 펌프; 및
   상기 밸브의 타 측과 기설정된 간격으로 이격된 상태로 상기 밸브 타 측의 적어도 일부분을 둘러싸고, 상기 밸브가 일정 범위 이상 이탈되는 것을 방지하거나, 상기 밸브의 타 측 적어도 일부분이 접촉된 상태로 지지하는 예비 지지부재;
   를 포함하며,
   상기 밸브 하우징의 일 측에는 상기 밸브에 구동력을 제공하는 액추에이터가 구비되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 하우징의 타 측에는 상기 펌프가 결합되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 펌프는 상기 밸브 하우징과 일체로 결합되는 펌프 하우징과, 상기 펌프 하우징 내부에 회전 가능하게 설치되는 임펠러를 포함하고,
   상기 임펠러의 일부분은 상기 예비 지지부재의 하부에 배치되고, 상기 임펠러 일부분과 상기 예비 지지부재 사이에는 기설정된 간격만큼의 간극이 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 예비 지지부재의 저면은 상기 임펠러의 상부의 일부와 서로 마주하고, 상기 예비 지지부재의 저면과 상기 임펠러의 상부의 일부는 일정 간격 유지한 상태로 서로 평행하게 연장되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 예비 지지부재의 저면은 경사면으로 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 임펠러는, 냉각수 흡입구가 형성되는 냉각수 흡입부와, 내부에 수용된 블레이드를 커버하는 임펠러 커버를 포함하고,
   상기 예비 지지부재의 측면은 상기 냉각수 흡입부의 적어도 일부를 기설정된 간격 이격된 상태로 둘러싸고, 상기 예비 지지부재의 저면과 상기 임펠러 커버 사이에는 기설정된 간격만큼의 간극이 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 밸브는,
   내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성되는 밸브 바디부;
   상기 밸브 바디부의 일 측으로 돌출 형성되고, 상기 액추에이터로부터 구동력을 전달받는 회전축; 및
   상기 밸브 바디부의 타 측으로 돌출 형성되고 상기 예비 지지부재의 내측에 배치되어 상기 예비 지지부재에 의하여 선택적으로 지지되는 밸브 돌출부;
   를 포함하는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 밸브 바디부의 측면에는 상기 유입포트와 선택적으로 연통되는 밸브 유입구가 형성되고, 상기 밸브 돌출부의 내측에는 상기 밸브 바디부에 유입된 냉각수가 배출되는 돌출 냉각수 연통홀이 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 밸브 하우징 및 상기 펌프 하우징 사이에는 냉각수가 연통하는 냉각수 연통부가 형성되고,
   상기 밸브 돌출부의 적어도 일부는 상기 냉각수 연통부의 내측에 수용되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 임펠러에는 냉각수 흡입구가 형성되는 냉각수 흡입부가 돌출 형성되며, 상기 예비 지지부재는 상기 냉각수 흡입부와 상기 냉각수 연통부의 내주면 사이의 공간에 배치되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 예비 지지부재는, 내부에 상기 밸브의 일부분이 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성되는 원통 형상으로 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 예비 지지부재의 내주면에는 기설정된 각도의 중심각을 갖는 호의 형상으로 가이드 홈부가 함몰 형성되고, 상기 밸브 돌출부에는 상기 예비 지지부재의 가이드 홈부에 삽입되는 스토퍼가 돌출 형성된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
13. 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 유입포트와, 냉각수가 배출되는 배출구가 형성된 배출포트를 적어도 하나 이상 구비한 밸브 하우징;
    상기 밸브 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 상기 밸브 하우징의 일 측에 회전 가능하게 결합되며 상기 유입포트와 상기 배출포트 가운데 적어도 하나를 선택적으로 개폐하는 밸브;
    서로 냉각수가 연통될 수 있는 상태로 상기 밸브 하우징의 타 측에 일체로 결합 또는 일체로 형성되는 펌프 하우징;
    상기 펌프 하우징 내부에 회전 가능하게 구비되는 임펠러; 및
    상기 밸브의 타 측에 인접하게 배치되고, 상기 밸브가 기설정된 범위 이상 움직이는 경우에 상기 밸브를 직접 지지하거나, 상기 밸브의 타 측의 적어도 일부를 슬라이드 가능하게 지지하는 예비 지지부재;
    를 포함하며,
    상기 예비 지지부재는 상기 밸브 하우징과 상기 펌프 하우징 사이에 구비되고, 상기 펌프 하우징 내부의 냉각수가 상기 밸브 하우징 쪽으로 역류되는 것을 방지하는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서,
    상기 임펠러에는 냉각수 흡입구가 형성되고, 상기 예비 지지부재는 상기 냉각수 흡입구의 주변의 적어도 일부를 둘러싸는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 밸브 하우징 및 상기 펌프 하우징 사이에는 냉각수가 연통하는 냉각수 연통부가 형성되고,
    상기 임펠러에는 상기 냉각수 흡입구가 형성되는 냉각수 흡입부가 돌출 형성되며, 상기 예비 지지부재는 상기 냉각수 흡입부와 상기 냉각수 연통부의 내주면 사이의 공간에 배치되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
17. 제13항에 있어서,
    상기 임펠러는 내부의 블레이드를 커버하는 임펠러 커버를 구비하고, 상기 임펠러 커버는 상기 예비 지지부재의 하부에 배치되고, 상기 임펠러와 상기 예비 지지부재 사이에는 기설정된 간격만큼의 간극이 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 예비 지지부재의 저면은 상기 임펠러의 상부와 서로 마주하고, 상기 예비 지지부재의 저면과 상기 임펠러의 상부는 일정 간격 유지한 상태로 서로 평행하게 연장되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
19. 제18항에 있어서,
    상기 예비 지지부재의 저면은 경사면으로 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
20. 제16항에 있어서,
    상기 밸브는,
    내부에 냉각수가 흐르는 유로가 형성되는 밸브 바디부; 및
    상기 밸브 바디부의 일 측으로 돌출 형성되고, 상기 밸브 하우징의 일 측에 구비되는 액추에이터로부터 구동력을 전달받는 회전축;
    을 포함하고,
    상기 밸브 바디부의 타 측에는 상기 냉각수 연통부와 연통되는 냉각수 연통홀이 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
21. 제20항에 있어서,
    상기 밸브 바디부의 타 측에는 상기 냉각수 연통홀이 형성되는 밸브 돌출부가 돌출 형성되고, 상기 밸브 돌출부의 적어도 일부는 상기 냉각수 연통부의 내측에 수용되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
22. 제13항에 있어서,
    상기 예비 지지부재는 상기 밸브의 타 측과 기설정된 간격만큼 이격된 상태로 상기 밸브 타 측의 적어도 일부분을 둘러싸고, 상기 예비 지지부재는 상기 밸브가 일정 범위 이상 기울어지는 것을 방지하는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
23. 제21항에 있어서,
    상기 예비 지지부재는 내부에 상기 밸브 돌출부가 삽입될 수 있는 빈 공간이 형성되는 원통 형상으로 형성되는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
24. 제23항에 있어서,
    상기 예비 지지부재의 내주면에는 기설정된 각도의 중심각을 갖는 호의 형상으로 가이드 홈부가 함몰 형성되고, 상기 밸브 돌출부에는 상기 예비 지지부재의 가이드 홈부에 삽입되는 스토퍼가 돌출 형성된 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
25. 냉각수가 유입되는 유입구가 형성된 유입포트와, 냉각수가 배출되는 배출구가 형성된 배출포트를 적어도 하나 이상 구비한 밸브 하우징;
    상기 밸브 하우징 내부에 구비되고, 일 측이 상기 밸브 하우징의 일 측에 회전 가능하게 결합되며 상기 유입포트와 상기 배출포트 가운데 적어도 하나를 선택적으로 개폐하는 밸브;
    서로 냉각수가 연통될 수 있는 상태로 상기 밸브 하우징의 타 측에 일체로 결합 또는 일체로 형성되는 펌프 하우징;
    상기 펌프 하우징 내부에 회전 가능하게 구비되는 임펠러; 및
    상기 밸브 하우징과 상기 펌프 하우징 사이에 구비되고, 상기 펌프 하우징 내부의 냉각수가 상기 밸브 하우징 쪽으로 역류되는 것을 방지하는 냉각수 유실 방지부재;
    를 포함하는 차량용 워터펌프 일체형 멀티밸브 장치.
    

Images