KR102404396B1 - 유로 전환 밸브 및 그 조립 방법 - Google Patents

유로 전환 밸브 및 그 조립 방법 Download PDF

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다이스케 콘도
켄이치 모치즈키
마사시 야마시타
세이이치 하라
타카유키 마츠모토
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가부시기가이샤 후지고오키
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Abstract

부품 갯수나 중량을 삭감할 수 있는 유로 전환 밸브 및 그 조립 방법을 제공한다. 회전 구동부(5)의 회전력을 밸브체(20)에 전달하기 위해 상기 밸브체(20)에 연결되는 밸브축(28)이, 밸브체(20)를 회전축선(O) 방향(상하방향)으로 관통하는 종관통구멍(21) 및 밸브본체(10)에 마련된 감삽구멍(13)에 삽통됨과 함께, 그 감삽구멍(13)으로부터 돌출하는 상부 연결부(28c)에, 회전 구동부(5)를 구성하는 구동 기어(9)가 고정되어, 밸브본체(10)에 대해 회전 가능하게 지지된다.

Description

유로 전환 밸브 및 그 조립 방법{FLOW CHANNEL SWITCHING VALVE AND METHOD FOR ASSEMBLING THE SAME}
본 발명은, 유로 전환 밸브 및 그 조립 방법에 관한 것으로, 예를 들면 볼형상의 밸브체(볼 밸브체)를 밸브실 내에서 회전 활주시킴에 의해 유로를 전환하는 로터리형의 유로 전환 밸브에 관한 것이다.
이런 종류의 종래의 유로 전환 밸브로서, 유입로와 유출로를 갖고서 탄성체로 이루어지는 밸브체(볼 밸브체)와, 그 밸브체가 회전 가능하게 수용되는 밸브실과, 그 밸브실에 연통하는 입구 유로 및 복수의 출구 유로를 갖는 밸브본체(밸브 케이스)를 구비하고, 상기 유입로가 항상 상기 입구 유로에 연통하고, 상기 밸브체의 회전 동작에 의해, 상기 유출로가 상기 복수의 출구 유로의 어느 하나에 택일적으로 연통하는 것(볼 밸브)이 알려져 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 1 참조).
상기 특허 문헌 1에 소재된 종래의 유로 전환 밸브(볼 밸브)에서는, 밸브본체의 상부에 배치된 모터에 의해 밸브축을 통하여 상기 밸브체를 회전 구동함에 의해, 유로 전환을 행하도록 되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개2010-223418호 공보
그런데, 상기한 바와 같은 종래의 유로 전환 밸브에서는, 밸브체에 연결되는 밸브축을 밸브본체에 형성된 감삽구멍에 위로부터 삽통함과 함께, 밸브축의 외주에 형성된 플랜지부를, 밸브본체의 상부와 그 밸브본체의 상부에 나사 등에 의해 고정된 금속제 등의 누름판으로 계지함에 의해, 상기 밸브축을 상기 밸브본체에 대해 빠짐방지 계지하고 있다.
그 때문에, 상기 종래의 유로 전환 밸브에서는, 밸브축의 빠짐방지를 위한 누름판이나 당해 누름판을 밸브본체에 고정하기 위한 고정부재(예를 들면 나사 등)가 필요하게 되어, 부품 갯수나 중량이 증가하여 버린다는 우려가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 부품 갯수나 중량을 삭감할 수 있는 유로 전환 밸브 및 그 조립 방법을 제공하는 것에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 유로 전환 밸브는, 내부에 밸브실이 형성됨과 함께, 그 밸브실에 개구된 복수의 입출구가 마련된 밸브본체와, 상기 밸브실 내에 회전 자유롭게 배치되고 또한 내부에 유로가 형성된 밸브체와, 상기 밸브체와 상기 입출구 사이를 봉지(封止)하며, 상기 밸브체와 상기 입출구 사이에 배치된 시트 부재와, 상기 시트 부재를 상기 밸브체에 눌러붙여지며, 상기 시트 부재와 상기 밸브본체 사이에 배치된 탄성 부재와, 상기 밸브체를 회전축선 주위로 회전시키는 회전 구동부를 구비하고, 상기 밸브체를 회전시킴에 의해, 상기 복수의 입출구의 연통 상태가 상기 밸브체의 상기 유로를 통하여 선택적으로 전환되게 된 유로 전환 밸브로서,
상기 밸브체에는, 그 밸브체를 회전축선 방향으로 관통함과 함께, 상기 회전 구동부의 회전력을 상기 밸브체에 전달하는 밸브축이 회전축선 방향으로 삽통 가능하면서 또한 상대회전 불능으로 계합되는 종관통구멍이 마련되고, 상기 밸브축은, 상기 종관통구멍 및 상기 밸브본체에 마련된 감삽구멍에 삽통됨과 함께, 상기 감삽구멍으로부터 돌출하는 부분에, 상기 회전 구동부를 구성하는 구동 기어가 고정되어, 상기 밸브본체에 대해 회전 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
바람직한 양태에서는, 상기 밸브축의 외주에, 상기 감삽구멍 주위에 당접 계지되는 단차부가 마련된다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 밸브본체는, 회전축선 방향의 일단에 상기 밸브체의 외형 이상의 개구가 마련된 기체 부재와, 그 기체 부재의 상기 개구에 연결 고정된 홀더 부재의 분할 구성이 된다.
또한, 본 발명에 관한 유로 전환 밸브의 조립 방법은, 내부에 밸브실이 형성됨과 함께, 그 밸브실에 개구된 복수의 입출구가 마련된 밸브본체와, 상기 밸브실 내에 회전 자유롭게 배치되어 있고 또한 내부에 유로가 형성된 밸브체와, 상기 밸브체와 상기 입출구 사이를 봉지하며, 상기 밸브체와 상기 입출구 사이에 배치된 시트 부재와, 상기 시트 부재를 상기 밸브체에 눌러붙이며, 상기 시트 부재와 상기 밸브본체 사이에 배치된 탄성 부재와, 상기 밸브체를 회전축선 주위로 회전시키는 회전 구동부를 구비하고, 상기 밸브체를 회전시킴에 의해, 상기 복수의 입출구의 연통 상태가 상기 밸브체의 상기 유로를 통하여 선택적으로 전환되게 된 유로 전환 밸브의 조립 방법으로서,
상기 밸브실에, 상기 탄성 부재, 상기 시트 부재 및 상기 밸브체를 회전축선 방향으로 관통함과 함께, 상기 회전 구동부의 회전력을 상기 밸브체에 전달하는 밸브축이 회전축선 방향으로 삽통 가능하면서 또한 상대회전 불능으로 계합되는 종관통구멍이 마련된 상기 밸브체를 설치하는 스텝과, 상기 종관통구멍에 상기 밸브축을 통과시키고, 그 종관통구멍에 상기 밸브축을 상대회전 불능으로 계합시킴과 함께, 상기 밸브본체에 마련된 감삽구멍에 상기 밸브축을 삽통시켜, 상기 밸브축에서의 상기 감삽구멍으로부터 돌출하는 부분에, 상기 회전 구동부를 구성하는 구동 기어를 고정하여, 상기 밸브본체에 대해 상기 밸브축을 회전 가능하게 지지하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
바람직한 양태에서는, 상기 밸브축의 외주에 마련된 단차부가 상기 감삽구멍 주위에 당접 계지할 때까지, 상기 밸브축을 상기 종관통구멍 및 상기 감삽구멍에 삽통시킨다.
본 발명에 의하면, 회전 구동부의 회전력을 밸브체에 전달하기 위해 상기 밸브체에 연결되는 밸브축이, 밸브체를 회전축선 방향(상하방향)으로 관통하는 종관통구멍 및 밸브본체에 마련된 감삽구멍에 삽통됨과 함께, 그 감삽구멍으로부터 돌출하는 부분에, 회전 구동부를 구성하는 구동 기어가 고정되고, 당해 구동 기어에 의해 밸브본체에 대해 회전 가능하게 지지되기 때문에, 예를 들면 누름판이나 나사 등의 고정부재를 사용한 종래의 유로 전환 밸브에 비하여, 부품 갯수나 중량이 적어도 된다.
도 1은 본 발명에 관한 유로 전환 밸브(3방밸브)의 한 실시 형태의 전체 구성을 도시하는 사시도.
도 2는 도 1에 도시되는 유로 전환 밸브의 부분 종단면 사시도.
도 3A는 도 2의 밸브를 도시하는 사시도.
도 3B는 도 2의 밸브체를 도시하는 부분 절결(평면시로 중심각 90°부분이 절결) 사시도.
도 4는 도 3A, B의 밸브체의 6면도.
도 5는 도 1에 도시되는 유로 전환 밸브의 조립 순서(밸브실 내에 밸브를 설치하는 순서)를 설명하는 도면.
도 6은 도 1에 도시되는 유로 전환 밸브의 조립 순서(밸브본체에 밸브축을 지지 고정하는 순서)를 설명하는 도면.
도 7A는 도 1에 도시되는 유로 전환 밸브의 밸브체의 다른 예를 도시하는 사시도.
도 7B는 도 1에 도시되는 유로 전환 밸브의 밸브체의 다른 예를 도시하는 부분 절결(평면시로 중심각 90°부분이 절결) 사시도.
도 8은 도 7A, B의 밸브체의 6면도.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 각 도면에서, 부재 사이에 형성되는 간극이나 부재 사이의 격리 거리 등은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 또한, 제도상의 편리를 도모하기 위해, 과장하여 그려져 있는 경우가 있다. 또한, 본 명세서에서, 상하, 좌우, 전후 등의 위치, 방향을 나타내는 기술은, 도 1 및 도 2의 방향 화살표 표시를 기준으로 하고 있고, 실제의 사용 상태에서의 위치, 방향을 가리키는 것이 아니다.
<유로 전환 밸브(1)의 구성·동작>
도 1은, 본 발명에 관한 유로 전환 밸브의 한 실시 형태의 전체 구성을 도시하는 사시도, 도 2는, 도 1에 도시되는 유로 전환 밸브의 부분 종단면 사시도이다. 또한, 도 3A, B는, 도 2의 밸브를 나타내는 도면이고, 도 3A는 사시도, 도 3B는 부분 절결(평면시로 중심각 90°부분이 절결)사시도, 도 4는, 도 3A, B의 밸브체의 6면도면이다.
도시한 실시 형태의 유로 전환 밸브(1)는, 예를 들면 자동차의 엔진 룸 내 등을 흐르는 유체의 유로를 다방향으로 전환하는 로터리형의 3방밸브로서 사용되는 것으로, 기본적으로, 밸브실(11)을 갖는 밸브본체(10)와, 밸브실(11) 내에 회전 자유롭게 배치되어 있는 볼형상의 밸브체(볼 밸브체라고도 한다)(20)와, 밸브체(20)를 회전축선(중심선)(O) 주위로 회전시키기 위해, 밸브본체(10)의 후부로부터 상부에 걸쳐서 배치되는 모터(8), 구동 기어(9) 등으로 이루어지는 회전 구동부(5)를 구비하고 있다. 여기서는, 밸브본체(10)와 회전 구동부(5)는 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 밸브실(11) 내에 수용된 밸브체(20)의 회전축선(상하방향으로 늘어나는 축선)(O)은, 후술하는 유입구(p10)나 밸브축(28)의 중심선과 동축으로 되어 있다.
상기 밸브본체(10)는, 예를 들면 합성 수지제나 금속제로 된 천정부(12a) 부착 각통형상의 기체 부재(12)와 홀더 부재(15)로 구성되어 있고, 상기 기체 부재(12)는, 내부에 가로로 누운 원통형상의 밸브실(11)이 형성됨과 함께, 그 좌부 및 우부에 각각, 상기 밸브실(11)에 개구하는 횡방향의 유출구(입출구)(p11) 및 유출구(입출구)(p12)가 마련되어 있다. 상기 기체 부재(12)의 외주에는, 유출구(p11, p12)에 연통하도록 관 조인트로 이루어지는 포트(#11, #12)가 일체적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 기체 부재(12)의 천정부(12a)에는, 밸브체(20)에 연결되는 밸브축(28)(의 중간몸통부(28b))가 삽통되는 감삽구멍(13)이 마련됨과 함께, 그 감삽구멍(13)의 좌우(보다 상세하게는, 감삽구멍(13) 주위에서 후술하는 밸브축(28)의 하부 계합부(28a)와 중간몸통부(28b) 사이의 단차부(28s)가 당접 계지되는 부분보다 약간 좌우 가까이)에, 후술하는 원환형상의 시트 부재(31, 32)의 위치 결정용의 돌기(14a, 14b)가 개략 반둘레에 걸쳐서 (하향으로) 돌설되어 있다(도 5도 아울러서 참조). 기체 부재(12)의 하단 개구에는, 상기 밸브실(11)에 개구하는 세로방향의 유입구(입출구)(p10)가 마련된 관 조인트로 이루어지는 포트(#10)를 갖는 홀더 부재(15)가, 초음파 용착, 나사 고정, 압입, 코킹(도시례에서는, 초음파 용착) 등에 의해 내감 고정되어 있다.
즉, 밸브본체(10)에는, 밸브실(11)의 저부에 개구된 유입구(p10)가 마련됨과 함께, 밸브실(11)의 측부에 개구된 유출구(측부 입출구)(p11, p12)가 180°의 각도 간격을 벌려서(환언하면, 밸브체(20)의 회전축선(O)에 대해 반대측으로 대향하도록) 마련되어 있다.
상기 밸브본체(10)의 기체 부재(12)의 후부에는, 상기 밸브체(20)(에 연결되는 밸브축(28))을 회전시키기 위한 회전 구동부(5)를 구성하는 모터(8)를 수용하는 모터 케이스부(16)가 일체적으로 형성되고, 그 상부(천정부(12a)의 상면측)에는, 모터(8)에 연결되어 당해 모터(8)의 회전력을 밸브축(28)에 전달하는 구동 기어(9) 등을 수용하는 기어 케이스부(17)가 일체적으로 형성되어 있다.
상기 밸브체(20)는, 예를 들면 합성 수지나 금속 등으로 제작되어, 상기 밸브본체(10)에 마련된 유입구(p10) 및 2개의 유출구(p11, p12)를 선택적으로 연통시키기 위해, 환언하면, 유입구(p10) 및 2개의 유출구(p11, p12)의 연통 상태를 선택적으로 전환하기 위해, 내부에 유로(내부 유로)(25)가 마련되어 있다.
상기 내부 유로(25)는, 밸브체(20) 내를 그 하부로부터 측부까지 관통하는 관통구멍으로 구성되어 있고, 그 하부 개구가 유입구(p10)와 항상 연통함과 함께, 그 측부 개구가 2개의 유출구(p11, p12)의 어느 하나와 택일적으로 연통하도록 되어 있다.
상세하게는, 도 3A, B 및 도 4를 참조하면 잘 알 수 있는 바와 같이, 밸브체(20)에는, 당해 밸브체(20)를 상하방향(밸브체(20)의 회전축선(O) 방향)으로 관통하는 단면 개략 육각형(즉, 상하의 단부 개구는 개략 육각형)의 종관통구멍(21)이 형성됨과 함께, 밸브체(20)의 외주(측부)로부터 종관통구멍(21)의 중앙에 합류하는 단면 개략 육각형의 가로구멍(22)이 (밸브체(20)의 회전축선(O)에 직교하는 방향으로) 형성되어 있다.
상기 종관통구멍(21)(의 하부 개구)은 유입구(p10)와 항상 연통하고, 상기 가로구멍(22)(의 측부 개구)은 2개의 유출구(p11, p12)의 어느 하나와 택일적으로 연통하게 되어 있고, 상기 종관통구멍(21)의 하반부와 상기 가로구멍(22)에 의해, 측면 시 역L자형상의 상기 내부 유로(25)가 (밸브체(20) 내에) 형성된다.
또한, 상기 밸브체(20)의 외주(외주 실 면), 구체적으로는, 밸브체(20)의 외주에서의 가로구멍(22)의 측부 개구의 이측(裏側) 및 가로구멍(22)의 측부 개구의 횡측에는, 조립시에 밸브실(11) 내에서 밸브체(20)를 회전시켜서 설치하기 위한 회전 계합부로서의 육각구멍(측면시 육각형의 오목구멍)(26, 27)이 마련되어 있다(후에 상세히 기술).
상기 밸브체(20)(의 종관통구멍(21)의 상부)에는, 모터(8)의 회전력을 당해 밸브체(20)에 전달하는 단이 붙은 밸브축(28)(의 하부 계합부(28a)의 하부)이 연결되어 있다.
상세하게는, 도 2와 아울러 도 6을 참조하면 잘 알 수 있는 바와 같이, 상기 밸브축(28)은, 하측부터, 상기 밸브체(20)의 종관통구멍(21)과 상보적인 형상(즉, 단면 개략 육각형) 또는 종관통구멍(21)보다 약간 소형의 하부 계합부(28a)와, 하부 계합부(28a)보다 약간 소형이면서 단면 원형의 중간몸통부(28b)와, 중간몸통부(28b)와 거의 같은 외경이면서 단면 개략 육각형의 상부 연결부(28c)와, 상부 연결부(28c) 위로 돌설되는 둘레방향 위치 결정용의 D컷 볼록부(28d)로 구성되어 있고, 상기 하부 계합부(28a)(의 하부)가 상기 종관통구멍(21)의 상부 개구에 감삽되고, 상기 중간몸통부(28b)가 상기 밸브본체(10)의 감삽구멍(13)에 삽통(내삽)되고, 상기 상부 연결부(28c)는 상기 감삽구멍(13)부터 상측(천정부(12a)의 상면측)으로 돌출하도록 되어 있다. 상기 감삽구멍(13)에 회동 자유롭게 삽통되는 상기 중간몸통부(28b)(의 외주에 형성된 환형상 홈)에는, 실 부재로서의 O링(29)이 2단(段) 개장되어 있다.
하부 계합부(28a)가 종관통구멍(21)에 감삽됨에 의해, 상기 밸브체(20)가 상기 밸브축(28)에 회전축선(O) 주위로 상대회전 불능으로 계합되고, 밸브축(28)과 밸브체(20)가 일체가 되어 회전하도록 되어 있다.
또한, 상기 밸브축(28)에서의 하부 계합부(28a)와 중간몸통부(28b)와의 사이에 형성된 단차부(28s)는, 밸브본체(10)(의 기체 부재(12))의 천정부(12a)에서의 감삽구멍(13) 주위로 당접 계지됨과 함께, 상기 감삽구멍(13)으로부터 돌출한 상기 상부 연결부(28c)에, 회전 구동부(5)의 구동 기어(9)가 압입·코킹 등에 의해 외감 고정되어 있고, 상기 단차부(28s)(의 상면)와 상기 구동 기어(9)(의 하면)로 밸브본체(10)의 천정부(12a)를 끼여지지하도록 하여, 밸브축(28)이 밸브본체(10)에 대해(상하이동하지 않고) 회전 가능하게 지지되어 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 밸브체(20)의 종관통구멍(21)은 밸브축(28)의 외형보다 크게 설정되어 있기 때문에, 밸브축(28)은 종관통구멍(21)을 상하방향(회전축선(O) 방향)으로 삽통 가능하게 되어 있다(후에 상세히 기술).
또한, 밸브본체(10)의 내벽면(밸브실(11)의 좌우의 단면)에서의 각 유출구(p11, p12) 주위에는, 테플론(등록상표) 등으로 제작되고, 각 유출구(p11, p12)에 대응하는 개구를 갖는 원환형상의 시트 부재(31, 32)가 배치되어 있다. 즉, 밸브본체(10)의 밸브실(11) 내에서, 상기한 좌우 한 쌍의 유출구(p11, p12)에 대응하여 밸브체(20)의 회전축선(O)에 대해 반대측에 대향 배치되도록, 한 쌍의 시트 부재(31, 32)가 배치되어 있고, 그 한 쌍의 시트 부재(31, 32)의 사이(내측)에, 상기 밸브체(20)가 회전 활주 자유롭게 배치되어 있다. 각 시트 부재(31, 32)에서, 내주(면)에서의 상기 개구 주위의 부분은 곡면(오목형상의 구면의 일부)으로 구성되고, 유로 형성시에 밸브체(20)의 외주 실 면(곡면)과 마주접하는 내주 실 면이 된다. 한편으로, 본 예에서는, 상기 한 쌍의 시트 부재(31, 32)의 사이에 배치되어 있는 밸브체(20)의 상하방향(회전축선(O) 방향)의 높이(H)는, 시트 부재(31, 32)끼리의 간격(L) 이하 또는 그보다 약간 작게 되어 있다(후에 상세히 기술).
또한, 각 시트 부재(31, 32)와 밸브본체(10)(의 각 유출구(p11, p12) 주위)와의 사이(구체적으로는, 시트 부재(31)의 좌면(유출구(p11)측의 면) 및 시트 부재(32)의 우면(유출구(p12)측의 면)에 형성된 환형상 오목홈)에는, 고무 등의 탄성 재료에 의해 구성된 실 부재로서의 O링(탄성 부재)(33, 34)이 (압축 상태로) 개장되어 있다. 이 O링(33, 34)의 탄성력(반발력)에 의해 각 시트 부재(31, 32)(의 내주 실 면)가 밸브체(20)(의 외주 실면)측에 밀착하도록 눌러붙여져 이에 의해, 밸브체(20)와 각 유출구(p11, p12) 사이가 기밀적으로 실(봉지)되어 있다.
이러한 구성의 유로 전환 밸브(3방밸브(1))에서는, 모터(8), 구동 기어(9) 등으로 이루어지는 회전 구동부(5)에 의해 밸브체(20)가 밸브실(11) 내에서 회전되면, 밸브체(20)에 마련된 내부 유로(25)를 통하여, 밸브본체(10)에 마련된 유입구(p10) 및 2개의 유출구(p11, p12)의 연통 상태가 선택적으로 전환된다.
상세하게는, 상기 밸브체(20)의 180°정도의 회전에 의해, 밸브본체(10)의 저부에 마련된 유입구(p10)와 좌부에 마련된 유출구(p11)가 (종관통구멍(21)의 하반부와 가로구멍(22)으로 이루어지는 내부 유로(25)를 통하여) 연통하는 모드(제1 연통 상태)와, 밸브본체(10)의 저부에 마련된 유입구(p10)와 우부에 마련된 유출구(p12)가 (종관통구멍(21)의 하반부와 가로구멍(22)으로 이루어지는 내부 유로(25)를 통하여) 연통하는 모드(제2 연통 상태)의 2개의 모드가 선택적으로 취하여지도록 되어 있다.
상기 제1 연통 상태에서는, 우측의 유출구(p12)에 대응한 시트 부재(32)의 개구가 밸브체(20)(의 외주 실 면)(여기서는, 육각구멍(26)이 형성된 부분)에 의해 폐색되고, 유출구(p12)에 이어지는 유로가 차단되고, 유입구(p10)로부터 상향으로 유입한 유체는, 밸브체(20)의 내부 유로(25) 내를 통과하여 좌측의 유출구(p11)으로부터만 유출된다. 한편으로, 상기 제2 연통 상태에서는, 좌측의 유출구(p11)에 대응한 시트 부재(31)의 개구가 밸브체(20)(의 외주 실 면)(여기서는, 육각구멍(26)이 형성된 부분)에 의해 폐색되고, 유출구(p11)에 이어지는 유로가 차단되고, 유입구(p10)로부터 상향으로 유입한 유체는, 밸브체(20)의 내부 유로(25) 내를 통과하여 우측의 유출구(p12)으로부터만 유출된다.
<유로 전환 밸브(1)의 조립 방법>
상기한 바와 같은 구성을 갖는 유로 전환 밸브(3방밸브(1))의 조립은, 예를 들면 이하의 순서로 행하여진다. 도 5 및 도 6은, 도 1에 도시되는 유로 전환 밸브의 조립 순서를 설명하는 도면으로, 도 5는, 밸브실 내에 밸브를 설치하는 순서, 도 6은, 밸브본체에 밸브축을 지지 고정하는 순서를 설명하는 도면이다.
상기 유로 전환 밸브(1)를 조립하는데 있어서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 우선, 각 시트 부재(31, 32)(의 환형상 오목홈)에 O링(33, 34)을 장착하고(순서 1), 밸브본체(10)를 구성하는 기체 부재(12)(의 하단 개구)에 홀더 부재(15)를 조립하기 전에, O링(33, 34) 부착의 시트 부재(31, 32)를 기체 부재(12)의 하단 개구를 통하여 그 내부(즉, 밸브실(11) 내)(의 좌우의 각 유출구(p11, p12) 주위)에 설치한다(순서 2). 이때, 기체 부재(12)의 천정부(12a)에 마련된 돌기(14a, 14b)를 이용하여, 밸브실(11)에서의 각 시트 부재(31, 32)의 위치맞춤을 행하고, 시트 부재(31, 32)끼리의 간격은, 밸브체(20)의 상하방향(회전축선(O) 방향)의 높이 이상 또는 그보다 약간 크게 되어 있다.
다음에, 상기 종관통구멍(21) 및 가로구멍(22)으로 이루어지는 내부 유로(25)가 형성된 밸브체(20)를, 가로로 누운(즉, 밸브체(20)의 회전축선 방향을 횡방향으로 한 자세, 또는, 밸브체(20)의 회전축선이 좌우방향으로 향하는 자세로서, 밸브체(20)의 상하의 단면이 좌우의 시트 부재(31, 32)에 향하는 자세)이면서 육각구멍(26)이 하측을 향한 자세로, 기체 부재(12)의 하부 개구(밸브체(20)의 외형(외경) 이상의 개구)를 통하여 그 내중부(구체적으로는, 밸브실(11) 내의 각 유출구(p11, p12)에 배치된 시트 부재(31, 32)끼리의 사이)에 배치한다(순서 3).
그 상태에서, 예를 들면 선단에 단면 육각형의 두부를 갖는 육각 렌치 등의 회전용 치구(治具)(G)를 기체 부재(12)의 하부 개구로부터 삽입하고, 그 두부를 상기 밸브체(20)의 육각구멍(회전 계합부)(26)에 감입하여(계합시켜서) 당해 회전용 치구(G)를 회전시키고, 이에 의해, 밸브체(20)를 밸브실(11)에서의 시트 부재(31, 32)끼리의 사이에서 약 90°회전(상하방향으로 늘어나는 축선 주위로, 아래에서 보아 반시계방향으로 약 90°회전)시킨다(순서 4). 이 밸브체(20)의 회전시에 있어서, 밸브체(20)의 외주(외주 실 면)는 좌우의 시트 부재(31, 32)(의 내주 실 면)에 활주함과 함께, 시트 부재(31, 32)의 외측에 배치된 O링(33, 34)은 약간 압축되어, 밸브체(20)의 외주(외주 실 면)는 시트 부재(31, 32)(의 내주 실 면)에 압접된다.
다음에, 상기와 같은 회전용 치구(G)를 기체 부재(12)의 우측의 포트(#12)를 통하여 삽입하고, 그 두부를 상기 밸브체(20)의 육각구멍(회전 계합부)(27)에 감입하고(계합시키고) 당해 회전용 치구(G)를 회전시키고, 이에 의해, 밸브체(20)를 밸브실(11)에서의 시트 부재(31, 32)끼리의 사이에서 약 90°회전(좌우방향으로 늘어나는 축선 주위로, 위로에서 보아 반시계방향으로 약 90°회전)시킨다(순서 5).
이와 같이, 밸브실(11)에서의 시트 부재(31, 32)끼리의 사이에서 밸브체(20)를 회전축선(O)에 직교하는 2개의 축선 주위로 회전시킴에 의해, 상기 밸브실(11) 내에서 상기 밸브체(20)가 사용시의 자세(밸브체(20)의 회전축선(O) 방향을 세로방향으로 한 자세로서, 종관통구멍(21)을 상하방향을 향한 자세)로 설치된다.
뒤이어, 도 6에 도시하는 바와 같이, 밸브축(28)의 중간몸통부(28b)에 O링(29)을 장착하고(순서 6), 밸브축(28)의 하부 계합부(28a)와 밸브체(20)의 종관통구멍(21)과의 회전 위치(회전축선(O) 주위의 각도 위치)를 위치맞춤한 상태에서, 밸브축(28)의 하부 계합부(28a)와 중간몸통부(28b) 사이의 단차부(28s)가 밸브본체(10)의 기체 부재(12)의 천정부(12a)(에서의 감삽구멍(13) 주위)에 당접할 때까지, 상기 밸브축(28)을 기체 부재(12)의 하부 개구를 이용하여 밸브체(20)의 종관통구멍(21) 내에 삽입한다. 이에 의해, 상기 밸브축(28)의 하부 계합부(28a)(의 하부)는 상기 종관통구멍(21)의 상부 개구에 (회전축선(O) 주위에서 상대회전 불능으로 계합된 상태에서) 감삽되고, 중간몸통부(28b)는 밸브본체(10)의 감삽구멍(13)에 삽통됨과 함께, 상부 연결부(28c)는 그 감삽구멍(13)으로부터 상측에 돌출한다(순서 7).
그리고, 기체 부재(12)의 하부 개구에 홀더 부재(15)를 초음파 용착·나사 고정 등에 의해 부착하고, 감삽구멍(13)으로부터 돌출한 밸브축(28)의 상부 연결부(28c)에 회전 구동부(5)의 구동 기어(9)를 압입·코킹 등에 의해 부착하고 당해 밸브축(28)을 밸브본체(10)에 회전 가능하면서 빠짐방지 유지된 상태에서 지지 고정한다(순서 8). 또한, 회전 구동부(5)를 구성하는 모터(8) 등을 밸브본체(10)에 조립함으로써, 당해 유로 전환 밸브(1)가 조립된다.
또한, 전술한 유로 전환 밸브(1)에서는, 밸브실(11) 내에 밸브체(20)를 스무스하게 삽입하기 위해, 밸브실(11) 내에 배치된 시트 부재(31, 32)끼리의 간격이 밸브체(20)의 상하방향(회전축선(O) 방향)의 높이 이상 또는 그보다 약간 크게 되어 있지만, 상기 시트 부재(31, 32)끼리의 간격이 밸브체(20)의 상하방향의 높이보다 약간 작은 경우에도, 상기 밸브체(20)의 감삽시에, 시트 부재(31, 32)를 통하여 좌우의 O링(33, 34)을 압축(통상 사용시에 O링(33, 34)에 걸리는 압축력보다 큰 힘으로 압축)하여 당해 시트 부재(31, 32)끼리의 간격을 밀어 펼침에 의해, 당해 밸브체(20)를 시트 부재(31, 32)끼리의 사이에 배치하여도 좋다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 유로 전환 밸브(1)에서는, 회전 구동부(5)의 회전력을 밸브체(20)에 전달하기 위해 상기 밸브체(20)에 연결되는 밸브축(28)이, 밸브체(20)를 회전축선(O) 방향(상하방향)으로 관통하는 종관통구멍(21) 및 밸브본체(10)에 마련된 감삽구멍(13)에 삽통됨과 함께, 그 감삽구멍(13)으로부터 돌출하는 상부 연결부(28c)에, 회전 구동부(5)를 구성하는 구동 기어(9)가 고정되어, 당해 구동 기어(9)에 의해 밸브본체(10)에 대해 회전 가능하게 지지되기 때문에, 예를 들면 누름판이나 나사 등의 고정부재를 사용한 종래의 유로 전환 밸브에 비하여, 부품 갯수나 중량이 적어도 된다.
또한, 밸브체(20)의 내부에 형성된 내부 유로(25)의 구성·형상 등은, 당해 유로 전환 밸브(1)의 사용 용도 등에 응하여, 적절하게 변경하여도 좋음은 물론이다.
예를 들면, 도 7A, B 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 전술한 종관통구멍(21) 및 가로구멍(22)에 더하여, 밸브체(20)를 회전축선(O)에 대해 수직으로 관통함과 함께 상기 종관통로(21) 및 가로구멍(22)에 교차하여 합류하는 단면 개략 육각형(즉, 측부 개구가 육각형)의 횡관통구멍(23)을 형성하여도 좋다. 이 경우, 전술한 육각구멍(회전 계합부)(27)는 없어지지만, 횡관통구멍(23)(의 단부 개구)을, 전술한 육각구멍(27)과 같은 회전 계합부로서 이용하면 좋다. 또한, 도 7A, B 및 도 8에 도시되는 예에서는, 종관통구멍(21)의 하부 개구는, 평면시 육각형의 상부 개구보다 약간 큰 원형으로 되어 있다. 도 7A, B 및 도 8에 도시되는 밸브체(20)를 사용하는 경우, 당해 밸브체(20)의 180°정도의 회전에 의해, 밸브본체(10)의 저부에 마련된 유입구(p10)와 밸브본체(10)의 좌부에 마련된 유출구(p11)만이 (종관통구멍(21)의 하반부와 가로구멍(22)으로 이루어지는 내부 유로(25)를 통하여) 연통하는 모드(제1 연통 상태)와, 밸브본체(10)의 저부에 마련된 유입구(p10)와 밸브본체(10)의 좌우에 마련된 유출구(p11, p12)의 쌍방이 (종관통구멍(21)의 하반부와 횡관통구멍(23)으로 이루어지는 내부 유로(25)를 통하여) 연통하는 모드(제2 연통 상태)와, 밸브본체(10)의 저부에 마련된 유입구(p10)와 밸브본체(10)의 우부에 마련된 유출구(p12)만이 (종관통구멍(21)의 하반부와 가로구멍(22)으로 이루어지는 내부 유로(25)를 통하여) 연통하는 모드(제3 연통 상태)의 3개의 모드가 선택적으로 취하여지도록 되어 있다.
또한, 반드시 가로구멍(22) 및 횡관통구멍(23)의 양방을 마련할 필요는 없고, 예를 들면, 전술한 가로구멍(22)에 대신하여 도 7A, B 및 도 8에 도시되는 바와 같은 횡관통구멍(23)을 마련하여도 좋음은 상세히 기술할 것도 없다.
또한, 밸브체(20)에 형성되는 종관통구멍(21), 가로구멍(22), 횡관통구멍(23), 회전 계합부로서의 육각구멍(26, 27)의 단면 형상은, 알맞은 형상을 선택할 수 있음은 말할 것도 없다. 예를 들면, 종관통구멍(21)이나 횡관통구멍(23)의 단면 형상을, 육각형 이외의 다각형이나 타원형 등으로 하여도 좋고, 가로구멍(22)의 측부 개구를, 육각형 이외의 다각형이나 타원형, 원형 등으로 하여도 좋다. 또한, 조립시에 밸브실(11) 내에서 밸브체(20)를 회전시킬 수 있으면, 육각구멍(26, 27)을, 육각형 이외의 다각형이나 타원형의 구멍 등으로 하여도 좋다.
또한, 밸브본체(10)에 형성되는 입출구(유입구, 유출구)의 수나 배치 구성은, 당해 유로 전환 밸브(1)의 적용 부분 등에 응하여, 적절하게 변경할 수 있음은 말할 것도 없다. 상기 실시 형태에서는, 유로 전환 밸브(1)로서, 밸브실(11)의 저부에 유입구(p10)가 개구되고, 밸브실(11)의 측부에 2개의 유출구(p11, p12)가 180°의 각도 간격을 두고 개구된 3방밸브를 예로 들어 설명하였지만, 예를 들면, 저부측의 유입구를 생략하고 측부의 유출구의 일방을 유입구로서 사용한 2방밸브나, 밸브실에 개구되는 유입구나 유출구의 수 및 배치 구성 등을 변경한 사방 이상의 전환밸브로 하여도 좋음은 말할 것도 없다.
또한, 상기 실시 형태의 유로 전환 밸브(1)는, 차량에서 엔진 룸 내 등(엔진 냉각용 회로나 전자기기 냉각용 회로 등)의 유로 전환용으로 사용된 것으로 하고 있지만, 예를 들면 급탕 설비에서의 유로 전환용으로 사용하여도 좋음은 물론이다.
1 : 유로 전환 밸브 5 : 회전 구동부
8 : 모터 9 : 구동 기어
10 : 밸브본체 11 : 밸브실
12 : 기체 부재 12a : 천정부
13 : 감삽구멍 15 : 홀더 부재
20 : 밸브체 21 : 종관통구멍
22 : 가로구멍 23 : 횡관통구멍
25 : 내부 유로 26, 27 : 육각구멍(회전 계합부)
28 : 밸브축 28a : 하부 계합부
28b : 중간몸통부 28c : 상부 연결부
28d : D컷 볼록부 28s : 단차부
29 : O링 31, 32 : 시트 부재
33, 34 : O링(탄성 부재) p10 : 유입구(입출구)
p11 : 유출구(측부 입출구) p12 : 유출구(측부 입출구)

Claims (6)

  1. 내부에 밸브실이 형성됨과 함께, 그 밸브실에 개구된 복수의 입출구가 마련된 밸브본체와, 상기 밸브실 내에 회전 자유롭게 배치되고 또한 내부에 유로가 형성된 밸브체와, 상기 밸브체와 상기 입출구 사이에 배치된 시트 부재와, 상기 시트 부재와 상기 밸브본체 사이에 배치된 탄성 부재와, 상기 밸브체를 회전축선 주위로 회전시키는 회전 구동부를 구비하고, 상기 밸브체를 회전시킴에 의해, 상기 복수의 입출구의 연통 상태가 상기 밸브체의 상기 유로를 통하여 선택적으로 전환되게 된 유로 전환 밸브로서,
    상기 밸브체에는, 그 밸브체를 회전축선 방향으로 관통함과 함께, 상기 회전 구동부의 회전력을 상기 밸브체에 전달하는 밸브축이 회전축선 방향으로 삽통 가능하면서 또한 상대회전 불능으로 계합되는 종관통구멍이 마련되고,
    상기 밸브축은, 상기 종관통구멍 및 상기 밸브본체에 마련된 감삽구멍에 삽통됨과 함께, 상기 감삽구멍으로부터 돌출하는 부분에, 상기 회전 구동부를 구성하는 구동 기어가 고정되어, 상기 밸브본체에 대해 회전 가능하게 지지되어 있으며,
    상기 밸브체의 종관통구멍은 상기 밸브축의 외형보다 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브축의 외주에, 상기 감삽구멍 주위에 당접 계지되는 단차부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밸브본체는, 회전축선 방향의 일단에 상기 밸브체의 외형 이상의 개구가 마련된 기체 부재와, 그 기체 부재의 상기 개구에 연결 고정된 홀더 부재의 분할 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밸브체의 외주의 적어도 2개소에, 상기 밸브실 내에서 상기 밸브체를 소정 방향으로 회전시켜 설치하기 위한 회전 계합부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브.
  5. 내부에 밸브실이 형성됨과 함께, 그 밸브실에 개구된 복수의 입출구가 마련된 밸브본체와, 상기 밸브실 내에 회전 자유롭게 배치되고 또한 내부에 유로가 형성된 밸브체와, 상기 밸브체와 상기 입출구 사이에 배치된 시트 부재와, 상기 시트 부재와 상기 밸브본체 사이에 배치된 탄성 부재와, 상기 밸브체를 회전축선 주위로 회전시키는 회전 구동부를 구비하고, 상기 밸브체를 회전시킴에 의해, 상기 복수의 입출구의 연통 상태가 상기 밸브체의 상기 유로를 통하여 선택적으로 전환되게 된 유로 전환 밸브의 조립 방법으로서,
    상기 밸브실에, 상기 탄성 부재, 상기 시트 부재 및 상기 밸브체를 회전축선 방향으로 관통함과 함께, 상기 회전 구동부의 회전력을 상기 밸브체에 전달하는 밸브축이 회전축선 방향으로 삽통 가능하면서 또한 상대회전 불능으로 계합되는 종관통구멍이 마련된 상기 밸브체를 설치하는 스텝과,
    상기 종관통구멍에 상기 밸브축을 통과시키고, 그 종관통구멍에 상기 밸브축을 상대회전 불능으로 계합시킴과 함께, 회전축선 방향에 있어서의 상기 회전 구동부의 반대측으로부터 상기 밸브본체에 마련된 감삽구멍에 상기 밸브축을 삽통시켜, 상기 밸브축에서의 상기 감삽구멍으로부터 돌출하는 부분에, 상기 회전 구동부를 구성하는 구동 기어를 고정하여, 상기 밸브본체에 대해 상기 밸브축을 회전 가능하게 지지하는 스텝을 포함하며,
    상기 밸브체의 종관통구멍은 상기 밸브축의 외형보다 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브의 조립 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸브축의 외주에 마련된 단차부가 상기 감삽구멍 주위에 당접 계지할 때까지, 상기 밸브축을 상기 종관통구멍 및 상기 감삽구멍에 삽통시키는 것을 특징으로 하는 유로 전환 밸브의 조립 방법.
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