KR20220168790A

KR20220168790A - 멀티웨이밸브 장치

Info

Publication number: KR20220168790A
Application number: KR1020210078728A
Authority: KR
Inventors: 장석윤; 한태호; 신현웅
Original assignee: 주식회사 엔티엠
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-26

Abstract

본 발명에서는 밸브의 씰링 구조가 간소화되어 전체 크기가 축소되고, 제조 단가가 절감되며, 밸브의 실링 성능이 확보되는 멀티웨이밸브 장치가 소개된다.

Description

멀티웨이밸브 장치 {MULTIWAY VALVE APPARATUS}

본 발명은 밸브에 대한 실링 성능이 확보되며, 밸브의 실링 구조가 단순화되는 멀티웨이밸브 장치에 관한 것이다.

차량의 시동 초기 냉간 조건에서 엔진은 충분히 웜업된 조건 대비 연비가 좋지 않다. 그 이유는, 냉간시 오일 온도가 낮은 상태에서 오일의 높은 점도로 인해 엔진의 마찰이 크고, 또한 실린더 벽면의 온도가 낮아 벽면으로의 열손실이 크며, 연소 안정성이 떨어지기 때문이다.

따라서, 차량의 연비 향상 및 엔진 내구성 향상을 위해서는 시동 초기에 엔진의 온도를 정상 온도로 빠르게 승온시켜주는 것이 필요하다.

이를 위한 엔진의 열관리 제어는 냉간 시동 시 엔진에서 발생하는 열을 최대한 엔진을 웜업하는데 이용함으로써, 연비, 출력 향상 및 배출가스 저감 효과를 얻는 기술을 말하는 것으로, 대표적인 기술로는 유동정지밸브, 클러치 타입 워터펌프, 전동식 워터펌프, 멀티웨이밸브 등이 있다.

여기서, 멀티웨이밸브의 경우, 밸브의 회전 위치에 따라 유체의 유통방향이 결정된다. 이러한 밸브는 유통로에 대한 씰링 구조가 필수적으로 요구되는데, 종래의 씰링 구조는 포트의 주변으로 사이드 씰, 밸브에 접촉되는 테프론 씰, 이들을 탄성 지지하는 스프링이 요구된다. 이에 따라, 종래의 씰링 구조는 전체 크기가 커지게 되고, 부품수도 증대되어 제조 단가도 상승되는 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.

JP

2017-078341

A (2017.04.27)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 밸브의 씰링 구조가 간소화되어 전체 크기가 축소되고 제조 단가가 절감되는 멀티웨이밸브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티웨이밸브 장치는 냉각매체가 유통되는 개방부가 형성되고, 내부공간에는 냉각매체의 유통을 선택적으로 전환하는 밸브가 구비된 하우징; 하우징의 개방부에 장착되고, 하우징의 내부공간과 연통되는 개통로가 형성되며, 개통로에는 반경방향으로 함몰되어 장착부가 형성된 유통포트; 유통포트의 개통로에 삽입되어 밸브에 접촉되고, 냉각매체가 유통되는 유통로가 형성되며, 외측면에는 장착부와 마주하도록 돌출되는 안착부가 형성된 씰부재; 장착부와 안착부 사이에 마련되고, 하우징과 유통포트 사이를 실링하는 패킹체; 및 장착부와 안착부 사이에서 패킹체와 이격되게 마련되고, 탄성 변형 가능하게 이루어져 씰부재를 밸브측으로 탄성 지지하는 탄성부재;를 포함한다.

유통포트의 장착부는 제1장착단부와 제2장착단부가 길이방향으로 각각 형성되고, 씰부재의 안착부는 제1장착단부와 마주하는 제1안착단부와 제2장착단부와 마주하는 제2안착단부가 길이방향으로 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

씰부재가 개통로에 삽입된 상태에서, 제1장착단부와 제1안착단부는 서로 이격되도록 형성되어 제1장착단부와 제1안착단부 사이에 패킹체가 마련되는 제1공간이 형성된 것을 특징으로 한다.

씰부재가 개통로에 삽입된 상태에서, 제2장착단부와 제2안착단부는 서로 이격되도록 형성되어 제2장착단부와 제2안착단부 사이에 탄성부재가 마련되는 제2공간이 형성된 것을 특징으로 한다.

제1장착단부는 제2장착단부의 직경보다 작게 형성되고, 제1안착단부는 제2안착단부의 직경보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

패킹체는 탄성적으로 변형 가능하게 구성되며, 장착부와 안착부 사이에 끼워진 것을 특징으로 한다.

패킹체는 씰부재에 접촉되는 몸통부와 몸통부에서 유통포트의 장착부에 접촉되도록 연장되되 사선으로 벌어지도록 연장된 복수개의 접촉부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

탄성부재는 굴곡이 연속적으로 반복 형성되며 탄성적으로 변형 가능하게 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 멀티웨이밸브 장치는 밸브의 씰링 구조가 간소화되어 전체 크기가 축소되고, 제조 단가가 절감되며, 밸브의 실링 성능이 확보된다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티웨이밸브 장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 멀티웨이밸브 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 패킹체를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 탄성부재를 나타낸 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멀티웨이밸브 장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티웨이밸브 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 멀티웨이밸브 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 패킹체를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 탄성부재를 나타낸 도면이다.

본 발명의 멀티웨이밸브 장치는 냉각수 유체의 흐름을 전환하는 것으로, 오일쿨러, 엔진 등에 냉각수가 순환되도록 하는 차량용 밸브로 구성될 수 있으며, 차량 분야뿐만 아니라 다양한 분야에서도 적용 가능하다.

본 발명에 따른 멀티웨이밸브 장치는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 냉각매체가 유통되는 개방부(110)가 형성되고, 내부공간(120)에는 냉각매체의 유통을 선택적으로 전환하는 밸브(130)가 구비된 하우징(100); 하우징(100)의 개방부(110)에 장착되고, 하우징(100)의 내부공간(120)과 연통되는 개통로(210)가 형성되며, 개통로(210)에는 반경방향으로 함몰되어 장착부(220)가 형성된 유통포트(200); 유통포트(200)의 개통로(210)에 삽입되어 밸브(130)에 접촉되고, 냉각매체가 유통되는 유통로(310)가 형성되며, 외측면에는 장착부(220)와 마주하도록 돌출되는 안착부(320)가 형성된 씰부재(300); 장착부(220)와 안착부(320) 사이에 마련되고, 하우징(100)과 유통포트(200) 사이를 실링하는 패킹체(400); 및 장착부(220)와 안착부(320) 사이에서 패킹체(400)와 이격되게 마련되고, 탄성 변형 가능하게 이루어져 씰부재(300)를 밸브(130)측으로 탄성 지지하는 탄성부재(500);를 포함한다.

하우징(100)에는 하나 이상의 개방부(110)가 형성되고, 내부공간(120)에 회전 가능하게 마련되는 밸브(130)가 구비되어 밸브(130)의 회전 위치에 따라 냉각매체가 복수의 개방부(110)에 선택적으로 유통된다.

이러한 하우징(100)의 개방부(110) 중 특정 개방부(110)에는 유통포트(200)가 장착되어 하우징(100)에 유통된 냉각매체가 다른 부품으로 순환될 수 있다. 이러한 유통포트(200)는 냉각매체가 하우징(100)의 개방부(110)에서 유통포트(200)를 통해 유통됨에 따라 다른 부품으로 냉각매체가 순환될 수 있다.

한편, 씰부재(300)는 유통포트(200)의 개통로(210)에 삽입되어 밸브(130)에 접촉된다. 이러한 씰부재(300)는 하우징(100)의 냉각매체가 유통되도록 유통로(310)가 형성된다. 즉, 씰부재(300)는 링 형태로 형성됨에 따라 중앙으로 유통로(310)가 형성되어 냉각매체가 통과될 수 있고, 도면에서 상측으로 상단부가 유통포트(200)의 개통로(210)에 삽입되고, 도면에서 하측으로 하단부가 밸브(130)에 밀착되도록 형성된다. 또한, 씰부재(300)는 씰링 기능을 위해 테프론 재질로 구성될 수 있다.

특히, 유통포트(200)에는 개통로(210)가 반경방향으로 함몰되어 장착부(220)가 형성되고, 씰부재(300)의 외측면에는 장착부(220)와 마주하도록 돌출되는 안착부(320)가 형성됨으로써, 장착부(220)와 안착부(320) 사이에 패킹체(400)와 탄성부재(500)가 마련된다.

이렇게, 유통포트(200)의 장착부(220)와 씰부재(300)의 안착부(320) 사이에 패킹체(400)가 마련되어, 패킹체(400)가 유통포트(200)와 씰부재(300)에 밀착됨으로써 장착부(220)와 안착부(320) 사이가 기밀된다.

또한, 씰부재(300)는 탄성부재(500)의 탄성력에 의해 밸브(130)측으로 밀착된다. 즉, 탄성부재(500)는 탄성적으로 변형 가능하게 구성되며, 유통포트(200)의 장착부(220)에 지지된 상태에서 씰부재(300)의 안착부(320)에 탄성력을 인가하여 씰부재(300)가 밸브(130)측으로 이동되도록 함으로써, 씰부재(300)는 밸브(130)에 대해 밀착되어 기밀 성능이 확보된다. 이는, 탄성부재(500)가 유통포트(200)의 장착부(220)와 씰부재(300)의 안착부(320)에 사이에 가압됨에 따른 형상 복원력에 의해 씰부재(300)에 탄성력이 부여되는 것이다.

상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 와 같이, 유통포트(200)의 장착부(220)는 제1장착단부(221)와 제2장착단부(222)가 길이방향으로 각각 형성되고, 씰부재(300)의 안착부(320)는 제1장착단부(221)와 마주하는 제1안착단부(321)와 제2장착단부(222)와 마주하는 제2안착단부(322)가 길이방향으로 각각 형성된다.

이렇게, 유통포트(200)의 장착부(220)는 제1장착단부(221)와 제2장착단부(222)로 구분되고, 씰부재(300)의 안착부(320)는 제1안착단부(321)와 제2안착단부(322)로 구분됨으로써, 제1장착단부(221) 및 제1안착단부(321)에는 패킹체(400)가 마련되고, 제2장착단부(222)와 제2안착단부(322)에는 탄성부재가 마련될 수 있다. 이처럼, 패킹체(400)와 탄성부재(500)는 유통포트(200)와 씰부재(300)에서 서로 이격되게 마련됨으로써, 패킹체(400)와 탄성부재(500)가 서로 간섭되지 않는다. 이로 인해, 패킹체(400)는 유통포트(200)와 씰부재(300) 사이의 실링 기능을 수행할 수 있고, 탄성부재(500)는 씰부재(300)에 대해 탄성력을 인가할 수 있다.

상세하게, 씰부재(300)가 개통로(210)에 삽입된 상태에서, 제1장착단부(221)와 제1안착단부(321)는 서로 이격되도록 형성되어 제1장착단부(221)와 제1안착단부(321) 사이에 패킹체(400)가 마련되는 제1공간(S1)이 형성된다.

즉, 유통포트(200)는 개통로(210)가 반경방향으로 함몰됨에 따라 제1장착단부(221)가 형성되고, 씰부재(300)는 외측면에서 제1안착단부(321)가 외측방향으로 돌출된다. 특히, 제1장착단부(221)와 제1안착단부(321)는 씰부재(300)가 개통로(210)에 삽입된 상태에서 서로 이격되게 형성되어 제1공간(S1)을 형성함에 따라, 제1공간(S1)을 통해 패킹체(400)가 마련될 수 있다.

이로 인해, 제1공간(S1)에 패킹체(400)가 마련되어 제1공간(S1)을 밀폐함에 따라, 유통포트(200)와 씰부재(300) 사이가 기밀되어 냉각매체의 유통이 제한된다.

한편, 씰부재(300)가 개통로(210)에 삽입된 상태에서, 제2장착단부(222)와 제2안착단부(322)는 서로 이격되도록 형성되어 제2장착단부(222)와 제2안착단부(322) 사이에 탄성부재(500)가 마련되는 제2공간(S1)이 형성된다.

즉, 유통포트(200)는 개통로(210)가 반경방향으로 함몰됨에 따라 제2장착단부(222)가 형성되고, 씰부재(300)는 외측면에서 제2안착단부(322)가 외측방향으로 돌출된다. 특히, 제2장착단부(222)와 제2안착단부(322)는 씰부재(300)가 개통로(210)에 삽입된 상태에서 서로 이격되게 형성되어 제2공간(S2)을 형성함에 따라, 제2공간(S2)을 통해 탄성부재(500)가 마련될 수 있다.

이로 인해, 제2공간(S2)에 탄성부재(500)가 마련되고, 탄성부재(500)는 유통포트(200)에 지지되어 씰부재(300)에 탄성력을 인가함으로써 씰부재(300)가 밸브(130)측으로 이동되도록 한다.

또한, 제1장착단부(221)는 제2장착단부(222)의 직경보다 작게 형성되고, 제1안착단부(321)는 제2안착단부(322)의 직경보다 작게 형성된다.

이로 인해, 제1장착단부(221) 및 제1안착단부(321)에 의한 제1공간(S1)의 원주 길이가 제2장착단부(222) 및 제2안착단부(322)에 의한 제2공간(S2)의 원주 길이보다 작게 형성되어, 패킹체(400)를 탄성부재(500)에 대비하여 상대적으로 작게 구성할 수 있다.

즉, 제1공간(S1)이 커질 경우 냉각매체의 기밀을 유지해야하는 공간도 증대됨에 따라 실링 성능이 저하될 수 있어, 제1공간(S1)은 상대적으로 작게 형성하여 패킹체(400)를 통한 실링 기능이 확보되도록 한다.

또한, 제2공간(S2)의 경우 탄성부재(500)의 크기를 확보하여 탄성력이 증대되도록 함으로써 탄성력에 의해 씰부재(300)와 밸브(130)의 밀착 성능이 향상되도록 한다.

한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 패킹체(400)는 탄성적으로 변형 가능하게 구성되며, 장착부(220)와 안착부(320) 사이에 끼워진다. 즉, 패킹체(400)는 장착부(220)와 안착부(320) 사이에 끼워짐에 따라 가압되어 장착부(220)와 안착부(320)에 밀착됨으로써 기밀 성능이 확보된다.

또한, 패킹체(400)는 씰부재(300)에 접촉되는 몸통부(410)와 몸통부(410)에서 유통포트(200)의 장착부(220)에 접촉되도록 연장되되 사선으로 벌어지도록 연장된 복수개의 접촉부(420)로 이루어질 수 있다.

즉, 패킹체(400)는 단면이 'C 또는 K'형상으로 형성될 수 있으며, 몸통부(410)가 씰부재(300)에 접촉되고, 복수개의 접촉부(420)가 유통포트(200)에 접촉됨에 따라 장착부(220)와 안착부(320)가 패킹체(400)에 의해 기밀된다.

여기서, 패킹체(400)는 복수개의 접촉부(420)가 각각 사선으로 벌어지도록 연장됨으로써 각 접촉부(420)가 벌어짐에 따라 유통포트(200)에 대한 밀착 성능이 확보된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성부재(500)는 굴곡이 연속적으로 반복 형성되며 탄성적으로 변형 가능하게 구성된다. 이러한 탄성부재(500)는 웨이브스프링으로 구성될 수 있으며, 굴곡이 연속적으로 반복되는 형태를 가짐에 따라 씰부재(300)에 대해 탄성력을 부여할 수 있다. 아울러, 탄성부재(500)의 크기가 축소되기 때문에 전체 크기가 축소된다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 멀티웨이밸브 장치는 밸브의 씰링 구조가 간소화되어 전체 크기가 축소되고 제조 단가가 절감되며, 밸브의 실링 성능이 확보된다.

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.

100:하우징 110:개방부
120:내부공간 130:밸브
200:유통포트 210:개통로
220:장착부 221:제1장착단부
222:제2장착단부 300:씰부재
310:유통로 320:안착부
321:제1안착단부 322:제2안착단부
400:패킹체 410:몸통부
420:접촉부 500:탄성부재
S1:제1공간 S2:제2공간

Claims

냉각매체가 유통되는 개방부가 형성되고, 내부공간에는 냉각매체의 유통을 선택적으로 전환하는 밸브가 구비된 하우징;
하우징의 개방부에 장착되고, 하우징의 내부공간과 연통되는 개통로가 형성되며, 개통로에는 반경방향으로 함몰되어 장착부가 형성된 유통포트;
유통포트의 개통로에 삽입되어 밸브에 접촉되고, 냉각매체가 유통되는 유통로가 형성되며, 외측면에는 장착부와 마주하도록 돌출되는 안착부가 형성된 씰부재;
장착부와 안착부 사이에 마련되고, 하우징과 유통포트 사이를 실링하는 패킹체; 및
장착부와 안착부 사이에서 패킹체와 이격되게 마련되고, 탄성 변형 가능하게 이루어져 씰부재를 밸브측으로 탄성 지지하는 탄성부재;를 포함하는 멀티웨이밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
유통포트의 장착부는 제1장착단부와 제2장착단부가 길이방향으로 각각 형성되고,
씰부재의 안착부는 제1장착단부와 마주하는 제1안착단부와 제2장착단부와 마주하는 제2안착단부가 길이방향으로 각각 형성된 것을 특징으로 하는 멀티웨이밸브 장치.
청구항 2에 있어서,
씰부재가 개통로에 삽입된 상태에서, 제1장착단부와 제1안착단부는 서로 이격되도록 형성되어 제1장착단부와 제1안착단부 사이에 패킹체가 마련되는 제1공간이 형성된 것을 특징으로 하는 멀티웨이밸브 장치.
청구항 2에 있어서,
씰부재가 개통로에 삽입된 상태에서, 제2장착단부와 제2안착단부는 서로 이격되도록 형성되어 제2장착단부와 제2안착단부 사이에 탄성부재가 마련되는 제2공간이 형성된 것을 특징으로 하는 멀티웨이밸브 장치.
청구항 2에 있어서,
제1장착단부는 제2장착단부의 직경보다 작게 형성되고, 제1안착단부는 제2안착단부의 직경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 멀티웨이밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
패킹체는 탄성적으로 변형 가능하게 구성되며, 장착부와 안착부 사이에 끼워진 것을 특징으로 멀티웨이밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
패킹체는 씰부재에 접촉되는 몸통부와 몸통부에서 유통포트의 장착부에 접촉되도록 연장되되 사선으로 벌어지도록 연장된 복수개의 접촉부로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티웨이밸브 장치.
청구항 1에 있어서,
탄성부재는 굴곡이 연속적으로 반복 형성되며 탄성적으로 변형 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 멀티웨이밸브 장치.