KR102258187B1 - 쓰리웨이-밸브 어셈블리 - Google Patents

쓰리웨이-밸브 어셈블리 Download PDF

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KR102258187B1
KR102258187B1 KR1020200013230A KR20200013230A KR102258187B1 KR 102258187 B1 KR102258187 B1 KR 102258187B1 KR 1020200013230 A KR1020200013230 A KR 1020200013230A KR 20200013230 A KR20200013230 A KR 20200013230A KR 102258187 B1 KR102258187 B1 KR 102258187B1
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황용택
전찬요
조부현
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현담산업 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리는, 캐비티를 가지고, 상기 캐비티와 연통되는 복수의 포트를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 상기 캐비티에서 회전되고, 회전에 따라 상기 복수의 포트와 선택적으로 연통되는 개구를 가지는 밸브; 상기 밸브의 외측면에 접촉되도록 상기 캐비티에 배치되고, 상기 복수의 포트 중 하나와 대응하는 제1 홀을 가지는 밸브 시트; 상기 밸브 시트에 접촉되도록 상기 캐비티에 배치되고, 상기 제1 홀에 대응하는 제2 홀을 가지는 밸브 스페이서; 및 상기 밸브 스페이서에 형성된 수용 홈에 수용되고, 상기 하우징과 상기 밸브 스페이서 사이를 실링하는 실링 부재; 를 포함할 수 있다.

Description

쓰리웨이-밸브 어셈블리{3WAY-VALVE ASSEMBLY}
본 발명은 쓰리웨이-밸브 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동차의 유체 순환 시스템에 적용되는 쓰리웨이-밸브 어셈블리에 관한 것이다.
전기 자동차는 구동력을 전기 에너지로부터 얻는 차량이다. 이러한 전기 자동차는 모터 또는 배터리 등에서 발생되는 열을 냉각시키는 자동차의 냉각 시스템과 차량 내부의 온도를 조절하기 위한 자동차의 공조 시스템을 이용하고 있다.
자동차의 냉각 시스템과 공조 시스템과 같은 자동차의 유체 순환 시스템에는 유체 순환 및 유량을 제어하는 밸브 조립체가 설치된다. 밸브 조립체는 2개 이상의 포트가 결합되는 밸브 하우징과, 밸브 하우징의 내부에서 회전하여 2개 이상의 포트를 선택적으로 개폐하는 밸브와, 포트와 밸브 사이에서 유체의 누설을 방지하도록 실링하는 실링 부재를 포함한다.
또한, 종래의 밸브 조립체는 포트와 밸브 사이에 실링 부재를 배치시키기 위해서, 먼저 포트의 내부에 실링 부재를 장착한 후에 포트를 밸브 하우징에 조립하게 되므로, 밸브 조립체의 복잡한 조립 과정에서 밸브 조립체의 불량이 발생되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 밸브 조립체의 조립 과정에서 불량률이 개선되는 쓰리웨이-밸브 어셈블리를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리는, 캐비티를 가지고, 상기 캐비티와 연통되는 복수의 포트를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 상기 캐비티에서 회전되고, 회전에 따라 상기 복수의 포트와 선택적으로 연통되는 개구를 가지는 밸브; 상기 밸브의 외측면에 접촉되도록 상기 캐비티에 배치되고, 상기 복수의 포트 중 하나와 대응하는 제1 홀을 가지는 밸브 시트; 상기 밸브 시트에 접촉되도록 상기 캐비티에 배치되고, 상기 제1 홀에 대응하는 제2 홀을 가지는 밸브 스페이서; 및 상기 밸브 스페이서에 형성된 수용 홈에 수용되고, 상기 하우징과 상기 밸브 스페이서 사이를 실링하는 실링 부재; 를 포함할 수 있다.
상기 하우징은, 제1 내측면; 상기 제1 내측면과 수직한 제2 내측면; 상기 제1 내측면으로부터 제1 간격으로 돌출되는 제1 리브; 및 상기 제1 내측면으로부터 제2 간격으로 돌출되고, 상기 제1 리브와 이격되는 제2 리브를 포함할 수 있다.
상기 밸브 스페이서는 상기 제2 내측면과 상기 제1 리브 사이에 삽입될 수 있다.
상기 밸브 시트는 상기 캐비티에서 이탈되는 것이 방지되도록 상기 제2 리브에 걸릴 수 있다.
상기 제2 리브의 단부는 상기 밸브의 외측면에 대응하도록 경사지게 형성될 수 있다.
상기 밸브 스페이서의 두께는 상기 수용 홈의 내측면으로부터 상기 밸브 스페이서의 외측면까지 길이로 정의되고, 상기 실링 부재가 상기 밸브 스페이서의 상기 수용 홈에 수용되고 상기 밸브 스페이서가 상기 캐비티로 삽입되기 전의 상태에서, 상기 밸브 스페이서의 두께와 상기 실링 부재의 두께의 합은 상기 제1 간격보다 크고, 상기 밸브 스페이서가 상기 캐비티로 삽입된 상태에서, 상기 밸브 스페이서의 두께와 상기 실링 부재의 두께의 합은 상기 제1 간격과 동일할 수 있다.
상기 밸브 시트가 상기 캐비티에 삽입되기 전의 상태에서, 상기 밸브 스페이서의 두께와 상기 실링 부재의 두께와 상기 밸브 시트의 제1 두께의 합은 상기 제2 간격보다 크고, 상기 밸브 시트가 상기 캐비티에 삽입된 상태에서, 상기 밸브 스페이서의 두께와 상기 실링 부재의 두께와 상기 밸브 시트의 제1 두께의 합은 상기 제2 간격과 동일할 수 있다.
상기 실링 부재는, 오링 형태로 이루어지는 실링 몸체; 상기 실링 몸체로부터 돌출되는 제1 돌출부; 및 상기 실링 몸체로부터 돌출되고, 상기 제1 돌출부로부터 이격되는 제2 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 밸브 시트의 마찰계수는 상기 밸브 스페이서의 마찰계수보다 작고, 상기 밸브 시트의 점착성은 상기 실링 부재의 점착성보다 작을 수 있다.
상기 쓰리웨이-밸브 어셈블리는, 상기 하우징에 결합되는 체결 부재; 및 상기 체결 부재를 통해 상기 하우징에 결합되고, 상기 밸브를 회전시키도록 구동력을 제공하는 액추에이터 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 액추에이터 모듈은, 상기 하우징에 결합되는 제1 케이스; 상기 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스; 상기 제2 케이스에 장착되는 인쇄회로기판; 상기 제2 케이스에 장착되고, 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 모터; 및 상기 모터와 상기 밸브를 연결하는 복수의 기어를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 밸브, 밸브 시트, 밸브 스페이서 및 실링 부재가 하우징의 캐비티에 배치되므로, 쓰리웨이-밸브 어셈블리의 조립의 편의성이 개선되어 쓰리웨이-밸브 어셈블리의 불량률이 개선된다.
또한, 밸브, 밸브 시트, 밸브 스페이서 및 실링 부재가 하우징의 캐비티에 배치되므로, 종래의 밸브 조립체와 달리, 복수의 포트가 하우징에 일체화되어 복수의 포트와 하우징 사이의 별도의 실링 부재가 필요없게 되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리의 하우징과 액추에이터 모듈이 결합되기 전의 모습을 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리가 분해된 모습을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리의 밸브 스페이서와 실링 부재가 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 B-B'선에 따른 단면을 부분적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 액추에이터 모듈의 제1 케이스를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 액추에이터 모듈의 제2 케이스에 장착된 구성을 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명의 실시예에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 발명의 실시예에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그 밖에도, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리의 하우징과 액추에이터 모듈이 결합되기 전의 모습을 나타내는 측면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리가 분해된 모습을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리(100)는 하우징(110), 밸브(120), 밸브 시트(130), 밸브 스페이서(140), 실링 부재(150), 체결 부재(108c) 및 액추에이터 모듈(180)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(110)은 캐비티(111)를 가질 수 있다. 상기 하우징(110)은 수지 재질로 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 하우징(110)은 폴리프탈아미드(Polyphalamide)와 유리 섬유(GF; glass fiber)로 혼합되어 제조될 수 있다. 또한, 상기 하우징(110)은 폴리프탈아미드를 기반으로 하여 대략 35%의 유리 섬유로 혼합되어 제조될 수 있다. 다만, 상기 하우징(110)은 폴리프탈아미드와 유리 섬유로 혼합되어 제조되는 것에 한정되지 않고, 내열성과 취성에 강한 다양한 재질로 제조될 수 있다.
상기 하우징(110)은 복수의 포트(112)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 포트(112)는 상기 하우징(110)에 일체화될 수 있다. 상기 복수의 포트(112)가 상기 하우징(110)에 일체화됨에 따라, 상기 하우징(110)과 상기 복수의 포트(112) 사이를 실링하는 실링 부재가 필요 없게 된다. 상기 복수의 포트(112)는 제1 포트(112a), 제2 포트(112b) 및 제3 포트(112c)를 포함할 수 있다.
상기 제2 포트(112b)는 상기 캐비티(111)를 가운데에 두고 상기 제1 포트(112a)의 반대측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 포트(112b)는 상기 제1 포트(112a)와 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 상기 제3 포트(112c)는 상기 제1 포트(112a)와 상기 제2 포트(112b) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 포트(112b)는 상기 제1 포트(112a)와 실질적으로 평행하게 배치된 경우, 상기 제3 포트(112c)는 상기 제1 포트(112a)에 대하여 실질적으로 수직하게 배치될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 복수의 포트(112)는 3개의 포트로 구성되는 것에 한정되지 않고, 3개 이상의 포트로 구성될 수 있다.
상기 밸브(120)는 상기 하우징(110)의 상기 캐비티(111)에서 회전될 수 있다. 상기 밸브(120)는 대략적으로 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 밸브(120)는 후술할 액추에이터 모듈(180)로부터 구동력을 전달받는 회전축(125)을 포함할 수 있다. 상기 밸브(120)는 상기 회전축(125)을 중심으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
상기 밸브(120)는 상기 복수의 포트(112) 중 두 개의 포트와 연통되는 개구(121)를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 밸브(120)의 회전에 따라, 상기 개구(121)가 상기 제1 포트(112a)와 연통되면서 상기 제2 포트(112b)와 연통됨에 따라, 상기 제1 포트(112a)와 상기 제2 포트(112b)를 연결될 수 있다. 또한, 상기 밸브(120)의 회전에 따라, 상기 개구(121)가 상기 제2 포트(112b)와 연통되면서 상기 제3 포트(112c)와 연통됨에 따라, 상기 제2 포트(112b)와 상기 제3 포트(112c)를 연결될 수 있다. 또한, 상기 밸브(120)의 회전에 따라, 상기 개구(121)가 상기 제1 포트(112a)와 연통되면서 상기 제3 포트(112c)와 연통됨에 따라, 상기 제1 포트(112a)와 상기 제3 포트(112c)를 연결될 수 있다.
상기 밸브 시트(130)는 상기 캐비티(111)에 배치될 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 상기 밸브(120)의 외측면(123)에 접촉될 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 상기 복수의 포트(112) 중 하나와 대응하는 제1 홀(131a, 131b)을 가질 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 폴리테트라플로오로에틸렌(PTFE; Polytetrafluoroethylene)으로 제조될 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 폴리테트라플로오로에틸렌으로 제조되는 것에 한정되지 않고, 내열성이 강하며 마찰계수와 점착성이 작은 다양한 소재로 제조될 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 제1 밸브 시트(130a) 및 제2 밸브 시트(130b)를 포함할 수 있다.
상기 제2 밸브 시트(130b)는 상기 밸브(120)를 가운데 두고 반대측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 밸브 시트(130b)는 상기 제1 밸브 시트(130a)와 대칭적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 밸브 시트(130a)의 제1 홀(131a)은 상기 제2 밸브 시트(130b)의 제1 홀(131b)과 대칭적으로 형성될 수 있다.
상기 밸브 스페이서(140)는 상기 캐비티(111)에 배치되고, 상기 하우징(110)에 고정될 수 있다. 상기 밸브 스페이서(140)는 상기 밸브 시트(130)에 접촉될 수 있다. 상기 밸브 스페이서(140)는 상기 제1 홀(131a, 131b)에 대응하는 제2 홀(141a, 141b)을 가질 수 있다. 상기 밸브 스페이서(140)는 상기 하우징(110)과 마찬가지로, 수지 재질로 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 밸브 스페이서(140)는 폴리프탈아미드(Polyphalamide)와 유리 섬유(GF; glass fiber)로 혼합되어 제조될 수 있다. 또한, 상기 밸브 스페이서(140)는 폴리프탈아미드를 기반으로 하여 대략 35%의 유리 섬유로 혼합되어 제조될 수 있다. 다만, 상기 밸브 스페이서(140)는 폴리프탈아미드와 유리 섬유로 혼합되어 제조되는 것에 한정되지 않고, 내열성과 취성에 강하면서 탄력성을 가진 다양한 재질로 제조될 수 있다.
상기 밸브 시트(130)는 상기 밸브(120)의 회전에 의해 상기 밸브(120)의 외측 방향으로 가압되고, 상기 밸브 시트(130)는 상기 밸브 스페이서(140)에 의해 지지될 수 있다.
상기 밸브 시트(130)의 마찰계수는 상기 밸브 스페이서(140)의 마찰계수보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 밸브 시트(130)는 상기 밸브 스페이서(140)에 의해 지지되면서도 상기 밸브(120)의 회전에 의해 마모되는 것을 방지할 수 있다.
상기 밸브 스페이서(140)는 상기 제1 밸브 시트(130a)에 접촉하는 제1 밸브 스페이서(140a) 및 상기 제2 밸브 시트(130b)에 접촉하는 제2 밸브 스페이서(140a)를 포함할 수 있다. 상기 제1 밸브 스페이서(140a)는 상기 제2 밸브 스페이서(140b)와 대칭적으로 형성될 수 있다.
상기 밸브 스페이서(140)에는 후술할 실링 부재(150)를 수용하는 수용 홈(145)이 형성될 수 있다.
상기 실링 부재(150)는 상기 밸브 스페이서(140)의 상기 수용 홈(145)에 수용될 수 있다. 상기 실링 부재(150)는 상기 하우징(110)과 상기 밸브 스페이서(140) 사이를 실링할 수 있다. 또한, 상기 실링 부재(150)는 상기 수용 홈(145)에 수용됨에 따라, 상기 실링 부재(150)의 움직임을 방지하여 안정적으로 상기 하우징(110)과 상기 밸브 스페이서(140) 사이를 실링할 수 있다.
상기 실링 부재(150)는 상기 제1 밸브 스페이서(140a)의 수용 홈(145)에 수용되는 제1 실링 부재(150a) 및 상기 제2 밸브 스페이서(140b)의 수용 홈(145)에 수용되는 제2 실링 부재(150b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 실링 부재(150a)는 상기 제2 실링 부재(150b)와 대칭적으로 형성될 수 있다.
상기 실링 부재(150)는 고무 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 실링 부재(150)는 고무 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 실리콘과 같이 탄성력이 있는 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 밸브 시트(130)는 상기 실링 부재(150)의 점착성보다 작을 수 있다. 상기 밸브 시트(130)가 상기 실링 부재(150)의 점착성보다 작으므로, 상기 밸브 시트(130)는 상기 밸브(120)와 상기 밸브 스페이서(140) 사이를 실링하면서도 상기 밸브(120)와 함께 회전되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리(100)는 상기 밸브(120)와 상기 밸브 스페이서(140) 사이를 실링하면서 상기 밸브 스페이서(140)와 상기 하우징(110)을 실링함에 따라, 선택된 복수의 포트 이외의 포트로 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리(100)는 상기 밸브(120), 상기 밸브 시트(130), 상기 밸브 스페이서(140) 및 상기 실링 부재(150)를 제1 방향에서 상기 캐비티(111)로 삽입하여 조립함에 따라, 조립 공정이 단순하게 되어 불량률을 개선할 수 있다.
상기 체결 부재(180c)는 상기 하우징(110)과 후술할 액추에이터 모듈(180)을 서로 결합하기 위한 구성이다. 상기 체결 부재(180c)는 볼트일 수 있다. 상기 체결 부재(180c)는 복수로 구성될 수 있다. 상기 하우징(110)은 상기 하우징(110)의 외측면으로부터 연장되어 돌출되는 제1 체결 연장부(118)를 포함할 수 있다. 상기 제1 체결 연장부(118)에는 상기 체결 부재(180c)와 대응하는 삽입 홀(118a)이 형성될 수 있다. 상기 체결 부재(180c)는 상기 삽입 홀(118a)에 삽입될 수 있다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 체결 부재(180c)가 상기 삽입 홀(118a)에 삽입되어 고정됨에 따라, 상기 체결 부재(180c)가 상기 하우징(110)과 결합될 수 있다.
상기 액추에이터 모듈(180)은 상기 밸브(120)를 회전시키도록 구동력을 제공할 수 있다. 상기 액추에이터 모듈(180)은 상기 제1 체결 연장부(118)에 대응하는 제2 체결 연장부(180d)를 포함할 수 있다. 상기 제2 체결 연장부(180d)에는 상기 체결 부재(180c)가 삽입되어 고정되는 고정 홀(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 체결 부재(180c)가 상기 삽입 홀(118a)을 통과하고 상기 고정 홀에 삽입되어 고정됨에 따라, 상기 액추에이터 모듈(180)은 상기 하우징(110)과 결합될 수 있다. 상기 액추에이터 모듈(180)에 대해서는 이후 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리(100)는 연결 부재(190)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결 부재(190)는 상기 하우징(110)과 다른 장치(미도시) 사이를 연결할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쓰리웨이-밸브 어셈블리의 밸브 스페이서와 실링 부재가 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 밸브 스페이서(140)는 제1 접촉부(143), 제2 접촉부(144), 제1 돌기(143a), 제2 돌기(143b) 및 제3 돌기(144a)를 포함할 수 있다.
상기 제1 접촉부(143)는 상기 밸브 스페이서(140)의 일면(142)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 제1 접촉부(143)는 상기 하우징(110)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 접촉부(143)의 단면은 링 형상일 수 있다.
상기 제2 접촉부(144)는 상기 밸브 스페이서(140)의 일면(142)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 제2 접촉부(144)는 상기 제1 접촉부(143)와 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 접촉부(144)는 상기 하우징(110)에 접촉될 수 있다. 상기 제2 접촉부(144)의 단면은 링 형상일 수 있다. 링 형상의 상기 제2 접촉부(144)의 외경은 링 형상의 상기 제1 접촉부(143)의 외경보다 작을 수 있다.
상기 제1 접촉부(143)와 상기 제2 접촉부(144) 사이에는 상기 밸브 스페이서(140)의 상기 수용 홈(145)이 형성될 수 있다.
상기 제1 돌기(143a)는 상기 제1 접촉부(143)로부터 연장되고, 상기 제2 접촉부(144)를 향하여 돌출될 수 있다. 상기 제1 돌기(143a)는 복수로 구성될 수 있다. 상기 수용 홈(145)에 수용된 상기 실링 부재(150)는 상기 제1 돌기(143a)에 의해 상기 제1 접촉부(143)의 내주면으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 실링 부재(150)가 가압되는 경우, 상기 실링 부재(150)의 탄성 변형이 발생될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
상기 제2 돌기(143b)는 상기 제1 접촉부(143)로부터 연장되고, 상기 제2 접촉부(144)를 향하여 돌출되고, 상기 제1 돌기(143a)와 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2 돌기(143b)는 복수로 구성될 수 있다. 상기 수용 홈(145)에 수용된 상기 실링 부재(150)는 상기 제2 돌기(143b)에 의해 상기 제1 접촉부(143)의 내주면으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 실링 부재(150)가 가압되는 경우, 상기 실링 부재(150)의 탄성 변형이 발생될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
상기 제3 돌기(144a)는 상기 제2 접촉부(144)로부터 연장되고, 상기 제1 접촉부(143)를 향하여 돌출될 수 있다. 상기 제3 돌기(144a)는 복수로 구성될 수 있다. 상기 복수의 제3 돌기(144a)는 상기 제2 접촉부(144)의 내주면을 따라 일정 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 수용 홈(145)에 수용된 상기 실링 부재(150)는 상기 제3 돌기(144a)에 의해 상기 제1 접촉부(143)의 내주면으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 실링 부재(150)가 가압되는 경우, 상기 실링 부재(150)의 탄성 변형이 발생될 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 또한, 상기 제3 돌기(144a)는 상기 제1 돌기(143a)와 중첩되지 않도록 배치되고, 상기 제2 돌기(143b)와도 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 상기 제1 돌기(143a), 상기 제2 돌기(143b)와 상기 제3 돌기(144a)가 서로 중첩되지 않도록 배치됨에 따라, 상기 실링 부재(150)가 상기 제1 돌기(143a), 상기 제2 돌기(143b)와 상기 제3 돌기(144a)에 의해 과도하게 가압되는 것을 방지한다.
상기 실링 부재(150)는 실링 몸체(151), 제1 돌출부(152), 제2 돌출부(153) 및 제3 돌출부(154)를 포함할 수 있다. 상기 실링 몸체(151)는 오링 형태로 이루어질 수 있다.
상기 제1 돌출부(152)는 상기 실링 몸체(151)로부터 돌출될 수 있다. 상기 제1 돌출부(152)는 상기 밸브 스페이서(140)와 상기 하우징(110) 사이를 실링할 수 있다.
상기 제2 돌출부(153)는 상기 실링 몸체(151)로부터 돌출되고, 상기 제1 돌출부(152)와 이격될 수 있다. 상기 제2 돌출부(153)는 상기 밸브 스페이서(140)와 상기 하우징(110) 사이를 실링할 수 있다.
상기 제3 돌출부(154)는 상기 실링 몸체(151)로부터 돌출되고, 상기 제2 돌출부(153)와 이격될 수 있다. 상기 제3 돌출부(154)는 상기 밸브 스페이서(140)와 상기 하우징(110) 사이를 실링할 수 있다.
이와 같이, 상기 실링 부재(150)는 상기 밸브 스페이서(140)와 상기 하우징(110) 사이를 실링하는 상기 제1 돌출부(152), 상기 제2 돌출부(153) 및 상기 제3 돌출부(154)를 포함함에 따라, 상기 밸브 스페이서(140)와 상기 하우징(110) 사이를 안정적으로 실링할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 B-B'선에 따른 단면을 부분적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 하우징(110)은 제1 내측면(110a), 제2 내측면(110b), 제1 리브(113) 및 제2 리브(114)를 포함할 수 있다. 상기 제2 내측면(110b)은 상기 제1 내측면(110a)과 수직할 수 있다.
상기 제1 리브(113)는 상기 제1 내측면(110a)으로부터 제1 길이(H1)만큼 돌출될 수 있다. 상기 밸브 스페이서(140)는 상기 제2 내측면(110b)과 상기 제1 리브(113) 사이의 제1 간격(L1)에 삽입될 수 있다. 상기 제1 리브(113)의 단부(113a)는 상기 밸브 스페이서(140)의 단부(130e)와 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 밸브 스페이서(140)의 단부(130e)는 상기 제1 내측면(113a)과 평행하게 형성되고, 상기 제1 리브(113)의 단부(113a)는 상기 밸브 스페이서(140)의 단부(130e)와 평행하게 형성될 수 있다.
상기 제2 리브(114)는 상기 제1 내측면(110a)으로부터 제2 길이(H2)만큼 돌출되고, 상기 제1 리브(113)와 이격될 수 있다. 상기 제2 길이(H2)는 상기 제1 길이(H1)보다 길 수 있다. 상기 제2 리브(114)는 상기 제2 내측면(110b)으로부터 제2 간격(L2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 상기 제1 밸브 스페이서(140)와 상기 제2 리브(114) 사이에 삽입될 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 상기 캐비티(111)에서 이탈되는 것을 방지하도록 상기 제2 리브(114)의 걸림면(114b)에 걸릴 수 있다.
상기 제2 리브(114)의 단부(114a)는 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 리브(114)의 단부(114a)는 상기 밸브(120, 도 3 참조)의 외측면(123)에 대응하도록 휘어진 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 리브(114)의 단부(114a)는 상기 밸브(120, 도 3 참조)의 회전 반경에서 벗어나도록 위치할 수 있다. 상기 제2 리브(114)의 단부(114a)는 상기 밸브(120, 도 3 참조)가 회전하더라도 상기 밸브(120, 도 3 참조)와 간섭되지 않을 수 있다.
상기 하우징(110)의 상기 캐비티(111)는 상기 제1 리브(113)와 상기 제2 리브(114)에 의해 구획될 수 있다. 상기 밸브(120), 상기 밸브 시트(130), 상기 밸브 스페이서(140) 및 상기 실링 부재(150)가 상기 캐비티(111)에 삽입되는 과정에서, 상기 제1 리브(113)는 상기 밸브 스페이서(140)를 가이드할 수 있고, 상기 제2 리브(114)는 상기 밸브 시트(130)를 가이드할 수 있다.
상기 밸브(120), 상기 밸브 시트(130), 상기 밸브 스페이서(140) 및 상기 실링 부재(150)가 상기 하우징(110)의 상기 캐비티(111)에 삽입되어 상기 쓰리웨이-밸브 어셈블리를 조립하는 과정을 자세하게 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 밸브 스페이서(140)의 두께(W1)는 상기 수용 홈(145)의 내측면(145a)으로부터 상기 밸브 스페이서(140)의 외측면(145b)까지 길이로 정의될 수 있다.
상기 실링 부재(150)는 전술한 바와 같이, 탄성력을 가진 재질로 이루어질 수 있다. 상기 실링 부재(150)는 상기 밸브 스페이서(140)의 상기 내측면(145a)과 상기 하우징(110)의 상기 제2 내측면(110b) 사이에서 가압될 수 있다. 상기 실링 부재(150)는 가압 전의 상기 실링 부재(150)의 제1 두께(W1t) 및 가압 후의 상기 실링 부재(150)의 제2 두께(W2p)를 가질 수 있다.
상기 밸브 시트(130)는 전술한 바와 같이, 탄성력을 가진 재질로 이루어질 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 상기 밸브 스페이서(140)의 상기 외측면(145b)과 상기 밸브(120)의 외측면(123) 사이에서 가압될 수 있다. 상기 밸브 시트(130)는 가압 전의 상기 밸브 시트(130)의 제1 두께(W3t) 및 가압 후의 상기 밸브 시트(130)의 제2 두께(W3p)를 가질 수 있다.
상기 실링 부재(150)가 상기 밸브 스페이서(140)의 상기 수용 홈(145)에 수용된 상태에서, 상기 밸브 스페이서(140)의 두께(W1)와 상기 실링 부재(150)의 제1 두께(W2t)의 합(W1+W2t)은 상기 제1 간격(L1)보다 클 수 있다.
상기 밸브 스페이서(140)가 상기 제1 리브(113)와 상기 하우징(110)의 상기 제2 내측면(110b) 사이에 삽입되면, 상기 실링 부재(150)는 상기 밸브 스페이서(140)와 상기 하우징(110)에 의해 가압될 수 있다. 상기 실링 부재(150)가 상기 밸브 스페이서(140)와 상기 하우징(110)에 의해 가압된 상태에서, 상기 밸브 스페이서(140)의 두께(W1)와 상기 실링 부재(150)의 제1 두께(W2p)의 합(W1+W2p)은 상기 제1 간격(L1)과 동일할 수 있다.
상기 밸브 시트(130)가 상기 캐비티(111)에 삽입되기 전 상태에서, 상기 밸브 스페이서(140)의 두께(W1)와 상기 실링 부재(150)의 제1 두께(W2t)와 상기 밸브 시트(130)의 제1 두께(W3t)의 합(W1+W2t+W3t)은 상기 제2 간격(L2)보다 클 수 있다.
상기 밸브 스페이서(140)와 상기 실링 부재(150)가 상기 제1 리브(113)와 상기 하우징(110)의 상기 제2 내측면(110b) 사이에 삽입된 후, 상기 밸브 시트(130)는 상기 제2 리브(114)와 상기 밸브 스페이서(140) 사이에 삽입될 수 있다. 상기 제1 리브(113)의 제1 길이(H1)는 상기 제2 리브(114)의 제2 길이(H2)보다 작으므로, 상기 제1 리브(113)는 상기 밸브 시트(130)가 상기 캐비티(111)에 삽입되는 과정에서, 상기 밸브 시트(130)가 상기 제1 리브(113)에 의해 간섭되는 것을 방지한다.
상기 밸브 시트(130)가 상기 제2 리브(114)와 상기 밸브 스페이서(140)에 의해 가압된 후, 상기 밸브 시트(130)가 가압된 상태에서, 상기 밸브 스페이서(140)의 두께(W1)와 상기 실링 부재(150)의 제1 두께(W2t)와 상기 밸브 시트(130)의 제1 두께(W3t)의 합(W1+W2t+W3t)은 상기 제2 간격(L2)과 동일할 수 있다.
이와 같이, 상기 제2 리브(114)는 상기 밸브 시트(130)가 상기 제2 간격(L2)보다 크게 돌출되지 않도록 상기 밸브 시트(130)가 상기 제2 리브(114)에 의해 걸리므로, 상기 밸브(120)가 상기 캐비티(111)에 삽입하여 상기 쓰리웨이-밸브 어셈블리를 조립하는 과정에서, 상기 밸브(120)가 상기 밸브 시트(130)에 의해 간섭되는 것을 방지한다.
도 7은 도 1의 액추에이터 모듈의 제1 케이스를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 1의 액추에이터 모듈의 제2 케이스에 장착된 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 액추에이터 모듈(180)은 제1 케이스(180a), 제2 케이스(180b), 인쇄회로기판(182), 모터(183) 및 복수의 기어(185a, 185b, 185c, 185d, 185e)를 포함할 수 있다.
상기 제1 케이스(180a)는 플라스틱 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 상기 제2 케이스(180b)는 상기 제1 케이스(180a)와 볼트 결합 방식을 통해 결합될 수 있다. 상기 제1 케이스(180a)와 상기 제2 케이스(180b) 사이에는 후술할 인쇄회로기판(182), 모터(183) 및 복수의 기어(185a, 185b, 185c, 185d, 185e)을 수용하는 내부 공간이 형성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(182)은 상기 제2 케이스(180b)의 내측면에 장착될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(182)은 전원 공급부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 모터(183)는 상기 제2 케이스(180b)의 내측면에 장착될 수 있다. 상기 모터(183)는 예를 들어, 전기 모터일 수 있다. 상기 모터(183)는 상기 인쇄회로기판(182)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 모터(183)는 프레스-핏(press-fit) 단자를 이용하여 상기 인쇄회로기판(182)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 모터(183)는 상기 인쇄회로기판(182)을 통해 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 모터 회전축(184)을 회전시킬 수 있다.
상기 복수의 기어(185a, 185b, 185c, 185d, 185e)는 상기 인쇄회로기판(182) 상에 배치될 수 있다. 상기 복수의 기어(185a, 185b, 185c, 185d, 185e)는 상기 모터(183)와 상기 밸브(120, 도 3 참조)를 연결할 수 있다. 상기 복수의 기어(185a, 185b, 185c, 185d, 185e)는 제1 기어(185a), 제2 기어(185b), 제3 기어(185c) 및 제4 기어(185d)를 포함할 수 있다.
상기 제1 기어(185a)는 상기 모터 회전축(185a)의 외측면을 따라 나사산이 형성될 수 있다. 상기 제1 기어(185a)는 상기 모터 회전축(184)과 함께 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
상기 제2 기어(185b)는 상기 제1 기어(185a)의 나사산와 맞물릴 수 있다. 상기 제2 기어(185b)는 대략적으로 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 제2 기어(185b)는 상기 제1 기어(185a)로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.
상기 제3 기어(185c)는 상기 제2 기어(185b)와 맞물릴 수 있다. 상기 제3 기어(185c)는 대략적으로 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 제3 기어(185c)의 반경은 상기 제2 기어(185b)의 반경보다 클 수 있다. 상기 제3 기어(185c)는 상기 제2 기어(185b)로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.
상기 제4 기어(185d)는 상기 제3 기어(185c)와 맞물릴 수 있다. 상기 제4 기어(185d)는 대략적으로 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 제4 기어(185d)의 반경은 상기 제3 기어(185c)의 반경보다 클 수 있다. 상기 제4 기어(185d)는 상기 제3 기어(185c)로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.
상기 제4 기어(185d)에는 걸림 홈(185e)이 형성될 수 있다. 상기 걸림 홈(185e)은 상기 밸브(120, 도 3 참조)의 상기 회전축(125, 도 3 참조)의 일단과 대응할 수 있다. 예를 들면, 상기 회전축(125, 도 3 참조)의 일단은 다각형 형상으로 이루어질 수 있고, 상기 걸림 홈(185e)도 다각형 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 걸림 홈(185e)에는 상기 밸브(120, 도 3 참조)의 상기 회전축(125)이 삽입될 수 있다. 상기 회전축(125)은 상기 걸림 홈(185e)에 걸린 상태에서, 상기 제4 기어(185d)로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 쓰리웨이-밸브 어셈블리 110: 하우징
120: 밸브 130: 밸브 시트
140: 밸브 스페이서 150: 실링 부재

Claims (11)

  1. 캐비티를 가지고, 상기 캐비티와 연통되는 복수의 포트를 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 상기 캐비티에서 회전되고, 회전에 따라 상기 복수의 포트와 선택적으로 연통되는 개구를 가지는 밸브;
    상기 밸브의 외측면에 접촉되도록 상기 캐비티에 배치되고, 상기 복수의 포트 중 하나와 대응하는 제1 홀을 가지는 밸브 시트;
    상기 밸브 시트에 접촉되도록 상기 캐비티에 배치되고, 상기 제1 홀에 대응하는 제2 홀을 가지는 밸브 스페이서; 및
    상기 밸브 스페이서에 형성된 수용 홈에 수용되고, 상기 하우징과 상기 밸브 스페이서 사이를 실링하는 실링 부재; 를 포함하고,
    상기 하우징은,
    제1 내측면;
    상기 제1 내측면과 수직한 제2 내측면;
    상기 제1 내측면으로부터 제1 간격으로 돌출되는 제1 리브; 및
    상기 제1 내측면으로부터 제2 간격으로 돌출되고, 상기 제1 리브와 이격되는 제2 리브를 포함하는 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 밸브 스페이서는 상기 제2 내측면과 상기 제1 리브 사이에 삽입되는 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 밸브 시트는 상기 캐비티에서 이탈되는 것이 방지되도록 상기 제2 리브에 걸리는 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 리브의 단부는 상기 밸브의 외측면에 대응하도록 경사지게 형성되는 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 밸브 스페이서의 두께는 상기 수용 홈의 내측면으로부터 상기 밸브 스페이서의 외측면까지 길이로 정의되고,
    상기 실링 부재가 상기 밸브 스페이서의 상기 수용 홈에 수용되고 상기 밸브 스페이서가 상기 캐비티로 삽입되기 전의 상태에서, 상기 밸브 스페이서의 두께와 상기 실링 부재의 두께의 합은 상기 제1 간격보다 크고,
    상기 밸브 스페이서가 상기 캐비티로 삽입된 상태에서, 상기 밸브 스페이서의 두께와 상기 실링 부재의 두께의 합은 상기 제1 간격과 동일한 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 밸브 시트가 상기 캐비티에 삽입되기 전의 상태에서, 상기 밸브 스페이서의 두께와 상기 실링 부재의 두께와 상기 밸브 시트의 제1 두께의 합은 상기 제2 간격보다 크고,
    상기 밸브 시트가 상기 캐비티에 삽입된 상태에서, 상기 밸브 스페이서의 두께와 상기 실링 부재의 두께와 상기 밸브 시트의 제1 두께의 합은 상기 제2 간격과 동일한 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 실링 부재는,
    오링 형태로 이루어지는 실링 몸체;
    상기 실링 몸체로부터 돌출되는 제1 돌출부; 및
    상기 실링 몸체로부터 돌출되고, 상기 제1 돌출부로부터 이격되는 제2 돌출부를 포함하는 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 밸브 시트의 마찰계수는 상기 밸브 스페이서의 마찰계수보다 작고,
    상기 밸브 시트의 점착성은 상기 실링 부재의 점착성보다 작은 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징에 결합되는 체결 부재; 및
    상기 체결 부재를 통해 상기 하우징에 결합되고, 상기 밸브를 회전시키도록 구동력을 제공하는 액추에이터 모듈을 더 포함하는 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 액추에이터 모듈은,
    상기 하우징에 결합되는 제1 케이스;
    상기 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스;
    상기 제2 케이스에 장착되는 인쇄회로기판;
    상기 제2 케이스에 장착되고, 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 모터; 및
    상기 모터와 상기 밸브를 연결하는 복수의 기어를 포함하는 쓰리웨이-밸브 어셈블리.
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KR20200001410A (ko) * 2018-06-27 2020-01-06 명성테크놀로지 주식회사 로터리식 3방향 밸브

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