KR101542989B1 - 차량용 밸브 - Google Patents

Abstract

차량용 밸브가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브는 변속기와, 상기 변속기와 상호 연결되어 외기와의 열교환을 통해 변속기오일을 냉각시키는 오일쿨러 사이에 구비되는 것으로, 서로 대응하는 양측에 상기 변속기와 연결되는 제1 유입포트와, 상기 오일쿨러와 연결되는 배출포트가 형성되고, 상기 제1 유입포트와 상기 배출포트로부터 길이방향을 따라 이격된 위치에서 서로 대응하는 양측에 상기 변속기와 연결되는 바이패스 포트와 상기 오일쿨러와 연결되는 제2 유입포트가 형성되는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징의 내부에 장착되며, 유입된 변속기오일의 온도에 따라 팽창 또는 수축이 이루어지면서 상기 제1 유입포트를 상기 배출포트 또는 상기 바이패스 포트에 선택적으로 연결하고, 상기 배출포트를 선택적으로 폐쇄하여 변속기오일의 유동 흐름을 제어하는 제어유닛을 포함한다.

Description

차량용 밸브{VALVE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속기오일을 냉각하는 오일쿨러와 변속기 사이에 구비되며, 변속기오일의 온도에 따라 변속기로 바이패스 시켜 변속기오일 온도 저하를 방지하거나, 오일쿨러로 유입시켜 냉각된 변속기오일을 자동변속기로 공급하도록 하는 차량용 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 관로(管路)의 도중이나 용기에 설치하여 공기와 같은 기체나 물과 같은 액체를 포함하는 유체를 유입시키고, 유입된 유체를 외부로 배출하거나 배출을 차단하도록 유체의 유량과 압력 등의 제어를 하는 장치이다.

이러한 밸브는 보통 유체가 통과하는 밸브시트를 밸브스템 및 핸들로 조작하여 유체의 흐름을 통제하거나, 별도의 온도조절장치를 사용해 상기 밸브시트에 흐르는 유체의 온도를 감지하여 원격 조정할 수 있도록 되어 있다

한편, 최근에는 변속기오일을 냉각하는 냉각장치에 전술한 바와 같이 온도에 따라 제어가 가능한 밸브를 적용하고 있다.

종래의 변속기오일 냉각장치는 변속기오일의 온도를 설정 온도로 유지시켜 변속기의 슬립으로 인한 과도한 온도상승을 방지하는 동시에, 변속기오일의 과다 냉각 시, 오일 점성 증대로 인해 변속기의 마찰손실이 증대되어 연비가 저하되는 것을 방지하도록 냉각장치로 공랭식과 수랭식으로 구분되고 있다.

이 중, 공랭식 변속기오일 냉각장치의 경우, 라디에이터의 전방 등 외기가 원활하게 유입되는 곳에 구비되는 오일쿨러와, 오일쿨러와 변속기 사이의 배관에 설치되어 변속기오일의 온도에 따라 열고 닫히는 바이패스 밸브를 포함하여, 오일의 온도가 설정 온도보다 높을 경우에는 바이패스 밸브를 통해 열교환기를 거치도록 하고 오일의 온도가 설정 온도보다 낮을 경우에는 열교환기를 거치지 않도록 하여 트랜스미션 오일을 설정 온도로 유지시킨다.

그러나 상기와 같은 종래의 변속기오일 냉각장치에 적용되는 바이패스 밸브는 각 각 구성요소들을 밸브 하우징의 밸브 장착홀에 순차적으로 끼워 조립해야 하는 바, 각 부품들을 정확히 위치시키기 어려우며, 조립시간이 과도하게 소요되어 제작비용이 증가되는 단점이 있다.

또한, 변속기오일 냉각장치에 적용되는 바이패스 밸브는 변속기 오일의 냉각이 요구되지 않을 경우, 오일쿨러로부터 냉각된 저온의 변속기오일의 일부가 변속기로부터 바이패스 밸브로 유입되었다가 바이패스 되는 고온 상태의 변속기오일과 함께 변속기로 유입됨에 따라 변속기오일의 빠른 웜업이 어려워지는 단점도 있다.

또한, 종래의 바이패스 밸브가 변속기와 오일쿨러 사이를 연결하는 유로 파이프의 중간에 설치되는 바, 파이프 중간에 상대적으로 커다란 바이패스 밸브가 위치되므로, 이로 인해 엔진룸의 공간 활용도가 떨어지는 단점도 내포하고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간단한 구조로 변속기오일을 냉각하는 오일쿨러와 변속기 사이에 구비되어 변속기오일의 온도에 따라 신속하게 변속기오일을 바이패스 시키거나 오일쿨러로 유입시키도록 변속기오일의 유동흐름을 제어함으로써, 구성요소의 간소화를 통해 조립이 간편하고, 제작원가를 절감할 수 있으며, 종래에 비해 바이패스 유동 통로를 확보하여 유량을 증대시키도록 하는 차량용 밸브를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브는 변속기와, 상기 변속기와 상호 연결되어 외기와의 열교환을 통해 변속기오일을 냉각시키는 오일쿨러 사이에 구비되는 것으로, 서로 대응하는 양측에 상기 변속기와 연결되는 제1 유입포트와, 상기 오일쿨러와 연결되는 배출포트가 형성되고, 상기 제1 유입포트와 상기 배출포트로부터 길이방향을 따라 이격된 위치에서 서로 대응하는 양측에 상기 변속기와 연결되는 바이패스 포트와 상기 오일쿨러와 연결되는 제2 유입포트가 형성되는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징의 내부에 장착되며, 유입된 변속기오일의 온도에 따라 팽창 또는 수축이 이루어지면서 상기 제1 유입포트를 상기 배출포트 또는 상기 바이패스 포트에 선택적으로 연결하고, 상기 배출포트를 선택적으로 폐쇄하여 변속기오일의 유동 흐름을 제어하는 제어유닛을 포함하되, 상기 제어유닛은 일단은 개구되고, 타단 중앙에 장착부가 형성되며, 상기 제1 유입포트와 상기 바이패스 포트에 대응하는 일측에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 제1 개구홀이 형성되고, 상기 제2 유입포트와 상기 배출포트에 대응하는 타측에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 제2 개구홀이 형성되며, 상기 밸브 하우징의 내부에서 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 슬라이딩 부재; 상기 밸브 하우징의 개구된 타단에 장착되어 상기 밸브 하우징의 내부를 폐쇄하며, 중앙에 고정홈이 형성되는 엔드캡; 상기 엔드캡의 고정홈에 타단이 고정되는 고정로드; 상기 슬라이딩 부재의 장착부에 삽입된 상태로, 상기 고정로드의 일단에 삽입되고, 변속기오일의 온도변화에 따라 내부에서 팽창 또는 수축이 이루어지면서 상기 고정로드 상에서 상승 또는 하강되면서 상기 슬라이딩 부재를 선택적으로 승하강 시키는 변형부재; 및 상기 밸브 하우징의 내부에서 상기 슬라이딩 부재 사이에 개재되어 상기 변형부재의 팽창 및 수축에 따른 승하강 시, 압축 또는 인장되면서, 상기 슬라이딩 부재에 탄성력을 제공하는 제1 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 밸브 하우징은 일단이 폐쇄되고 타단은 개구되며, 내부에 상기 제1, 제2 유입포트와 상기 배출포트, 및 상기 바이패스 포트와 연결되는 장착공간이 형성될 수 있다.

상기 제1 유입포트는 상기 제2 유입포트와 상기 밸브 하우징의 양측에서 상호 엇갈린 위치에 형성될 수 있다.

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상기 슬라이딩 부재는 일단이 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있다.

상기 제1 개구홀과 상기 제2 개구홀은 상기 슬라이딩 부재의 길이방향으로 상, 하부에 각각 이격되게 형성되고, 상부에 위치되는 상기 제1, 제2 개구홀 중, 상기 제1 개구홀의 크기가 상기 제2 개구홀의 크기보다 더 큰 크기로 형성될 수 있다.

상기 슬라이딩 부재는 상기 변형부재가 변형되지 않을 경우, 상기 제1 개구홀이 상기 제1 유입포트와 상기 바이패스 포트에 위치되고, 상기 제2 개구홀 중, 상부에 위치되는 제2 개구홀이 상기 배출포트의 하부에 위치되며, 하부에 위치되는 제2 개구홀은 상기 제2 유입포트에 위치될 수 있다.

상기 슬라이딩 부재는 상기 변형부재의 팽창 변형 시, 상기 밸브 하우징의 내부에서 상승되어 상기 바이패스 포트와 상기 제2 유입포트를 개방시킨 상태로 유지하고, 상부에 위치되는 제1, 제2 개구홀이 상기 제1 유입포트와 상기 배출포트에 위치되어 상기 제1 유입포트와 상기 배출포트를 개방시킬 수 있다.

상기 슬라이딩 부재는 상기 장착부에 삽입된 상기 변형부재의 하부에서 상기 장착부와 변형부재 사이에 장착되는 고정링을 통하여 상기 변형부재에 고정될 수 있다.

상기 엔드캡은 상기 밸브 하우징의 개구된 타단의 내주면에 고정 장착되는 장착링을 통하여 상기 밸브 하우징에 고정될 수 있다.

상기 장착링은 상기 밸브 하우징의 개구된 일단의 내주면 둘레를 따라 형성되는 링홈을 통하여 고정 장착될 수 있다.

상기 밸브 하우징과 상기 엔드캡 사이에는 상기 밸브 하우징의 내부로 유입된 변속기오일이 상기 밸브 하우징의 외부로 누출되는 것을 방지하는 시일링이 장착될 수 있다.

상기 제1 탄성부재는 일단이 상기 밸브 하우징의 폐쇄된 일단 내측에 지지되고, 타단은 상기 슬라이딩 부재의 타단 내측에 지지되는 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

상기 밸브 하우징은 일단 내측에 상기 제1 탄성부재가 지지된 상태로 고정되는 지지홈이 형성될 수 있다.

상기 슬라이딩 부재는 상기 장착부가 형성되는 타단에서 상기 장착부로부터 이격된 위치에 형성되는 적어도 하나의 릴리프 홀이 형성될 수 있다.

상기 릴리프 홀은 상기 장착부를 중심으로 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에 각각 형성될 수 있다.

상기 슬라이딩 부재와 상기 변형부재의 사이에는 상기 밸브 하우징의 내부에서 유입되는 변속기오일에 의해 차압이 발생될 경우, 상기 릴리프 홀을 선택적으로 개폐하는 압력조절유닛이 구비될 수 있다.

상기 압력조절유닛은 상기 릴리프 홀에 대응하여 상기 슬라이딩 부재의 타단 내측에 배치되는 개폐부재; 및 상기 슬라이딩 부재의 내부에서 상기 개폐부재와 상기 변형부재 사이에 개재되며, 상기 개폐부재에 탄성력을 제공하는 제2 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 개폐부재는 상기 장착부에 대응하여 중앙에 관통홀이 형성된 원판 형상으로 형성될 수 있다.

상기 개폐부재는 상기 관통홀의 내주면으로부터 상기 제2 탄성부재를 향하여 돌출된 돌출부가 일체로 형성될 수 있다.

상기 제2 탄성부재는 일단이 상기 변형부재에 지지되고, 타단은 상기 개폐부재에 지지되는 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

상기 변형부재는 그 재질이 유입된 변속기오일의 온도에 따라 내부에서 수축과 팽창이 이루어지는 왁스 소재로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브에 의하면, 간단한 구조로 변속기오일을 냉각하는 오일쿨러와 변속기 사이에 구비되어 변속기오일의 온도에 따라 신속하게 팽창 또는 수축이 이루어지면서 변속기오일을 바이패스 시키거나 오일쿨러로 유입시키도록 변속기오일의 유동흐름을 제어함으로써, 구성요소의 간소화를 통해 제작 및 조립이 간편하고, 제작원가를 절감하는 효과가 있다.

또한, 종래에 비해 바이패스 유동통로를 확보하여 유량을 증대시킬 수 있으며, 오일쿨러로부터 냉각된 변속기오일이 변속기로 누설되는 것을 미연에 방지함으로써, 변속기오일의 온도에 따른 유동흐름 제어의 신뢰성을 확보할 수 있고, 변속기오일의 빠른 웜업을 통해 변속기 내부에서의 마찰손실을 줄여 차량의 전체적인 연비를 향상시키는 효과도 있다.

또한, 변속기오일의 바이패스 시, 유량 증대를 통해 오일펌프의 소요동력을 축소할 수 있으며, 내부 구성요소를 밸브 하우징에 후조립 됨으로써, 고장 시에 내부부품의 교환이 가능함에 따라 유지보수 비용을 줄이고, 교체작업의 편의성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브가 적용되는 변속기오일 냉각장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브의 단계별 작동 상태도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브에 적용되는 압력조절유닛의 단계별 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브가 적용되는 변속기오일 냉각장치의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브(100)는 간단한 구조로 변속기오일을 냉각하는 오일쿨러(9)와 변속기(5) 사이에 구비되어 변속기오일의 온도에 따라 신속하게 변속기오일을 바이패스 시키거나 오일쿨러로 유입시키도록 변속기오일의 유동흐름을 제어함으로써, 구성요소의 간소화를 통해 조립이 간편하고, 제작원가를 절감할 수 있으며, 종래에 비해 바이패스 유동 통로를 확보하여 유량을 증대시키도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브(100)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 엔진(3)의 일측에 장착된 변속기(5) 내부에 충진되는 변속기오일이 과열될 경우, 라디에이터(7)의 전방에 배치되어 주행 중, 유입되는 외기와의 열교환을 통해 변속기오일을 냉각시키는 오일쿨러(9)를 포함하여 구성되는 변속기오일 냉각장치에서 변속기(5)와 오일쿨러(9)의 사이에 구비된다.

이러한 차량용 밸브(100)는, 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 밸브 하우징(110)과 제어유닛(120)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 밸브 하우징(110)은 서로 대응하는 양측에 상기 변속기(5)와 연결되어 변속기오일이 유입되는 제1 유입포트(111)와, 상기 오일쿨러(9)와 연결되는 배출포트(113)가 형성된다.

또한, 상기 밸브 하우징은 상기 제1 유입포트(111)와 상기 배출포트(113)로부터 길이방향을 따라 하부로 이격된 위치에서 서로 대응하는 양측에 상기 변속기(3)와 연결되는 바이패스 포트(115)와 상기 오일쿨러(9)와 연결되는 제2 유입포트(117)가 형성된다.

즉, 상기 밸브 하우징(110)에서 상기 제1 유입포트(111)는 상기 밸브 하우징(110)의 상부 일측에 형성되어 상기 변속기(5)와 연결되고, 상기 배출포트(113)는 상기 제1 유입포트(111)에 대응하는 위치에서 상기 밸브 하우징(110)의 상부 타측에 형성되어 상기 오일쿨러(9)와 연결된다.

그리고 상기 바이패스 포트(115)는 상기 제1 유입포트(113)로부터 이격된 상기 밸브 하우징(110)의 하부 일측에 형성되어 상기 변속기(5)와 연결되고, 상기 제2 유입포트(117)는 상기 바이패스 포트(115)에 대응하는 위치에서 상기 밸브 하우징(110)의 하부 타측에 형성되어 상기 오일쿨러(9)로부터 냉각된 변속기오일이 유입된다.

여기서, 상기 밸브 하우징(110)은 일단이 폐쇄되고 타단은 개구되며, 내부에 상기 제1, 제2 유입포트(111, 117)와 상기 배출포트(113), 및 상기 바이패스 포트(115)와 연결되며, 변속기(5) 또는 오일쿨러(9)로부터 변속기오일이 유입되는 장착공간(S)이 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제1 유입포트(111)는 상기 제2 유입포트(117)와 상기 밸브 하우징(110)의 양측 상, 하부에서 상호 엇갈린 위치에 형성될 수 있다.

그리고 상기 제어유닛(120)은 상기 밸브 하우징(110)의 장착공간(S)에 장착되며, 상기 변속기(5)로부터 유입된 변속기오일의 온도에 따라 팽창 또는 수축이 이루어지면서 상기 제1 유입포트(111)를 상기 배출포트(113) 또는 상기 바이패스 포트(115)에 선택적으로 연결하고, 상기 배출포트(113)를 선택적으로 폐쇄하여 변속기오일의 유동 흐름을 제어하게 된다.

이러한 제어유닛(120)은, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 슬라이딩 부재(121), 엔드캡(127), 고정로드(135), 변형부재(137), 및 제1 탄성부재(141)를 포함한다.

먼저, 상기 슬라이딩 부재(121)는 일단은 개구되고, 타단 중앙에 내측 상부를 향하여 돌출되어 홀을 형성하는 장착부(122)가 형성되며, 상기 제1 유입포트(111)와 상기 바이패스 포트(115)에 대응하는 일측에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 제1 개구홀(123)이 형성된다.

또한, 상기 슬라이딩 부재(121)는 상기 제2 유입포트(117)와 상기 배출포트(113)에 대응하는 타측에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 제2 개구홀(125)이 형성되며, 상기 밸브 하우징(110)의 장착공간(S) 상에서 슬라이드 이동 가능하게 삽입된다.

이러한 슬라이딩 부재(110)는 상부를 향하는 일단이 개구되고, 장착부(122)의 홀을 제외한 타단이 폐쇄된 원통 형상으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 개구홀(123)과 상기 제2 개구홀(123)은 상기 슬라이딩 부재(121)의 길이방향으로 상, 하부에 각각 이격되게 형성되고, 상부에 위치되는 상기 제1, 제2 개구홀(123, 125) 중, 상기 제1 개구홀(123)의 크기가 상기 제2 개구홀(125)의 크기보다 더 큰 크기로 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 엔드캡(127)은 상기 밸브 하우징(110)의 개구된 타단에 장착되어 상기 밸브 하우징(110)의 내부를 폐쇄하며, 중앙에 고정홈(129)이 형성된다.

여기서, 상기 엔드캡(127)은 상기 밸브 하우징(110)의 개구된 타단의 내주면에 고정 장착되는 장착링(131)을 통하여 상기 밸브 하우징(110)에 고정될 수 있다.

그리고 상기 장착링(131)은 상기 밸브 하우징의 개구된 일단의 내주면 둘레를 따라 형성되는 링홈(118)을 통하여 고정 장착될 수 있다.

즉, 상기 엔드캡(127)은 상기 밸브 하우징(110)의 개구된 타단에 일단부가 삽입된 상태에서 상기 링홈(118)에 장착되는 장착링(131)을 통해 타단이 지지됨으로써, 상기 밸브 하우징(110)에 고정 장착된다.

한편, 상기 밸브 하우징(110)과 상기 엔드캡(127) 사이에는 상기 밸브 하우징(110)의 내부로 유입된 변속기오일이 밸브 하우징(110)의 외부로 누출되는 것을 방지하는 시일링(133)이 장착될 수 있다.

즉, 상기 시일링(133)은 상기 엔드캡(127)의 외주면과 밸브 하우징(110)의 사이를 시일하여 밸브 하우징(110)의 내주면과 엔드캡(127)의 외주면을 따라 변속기오일이 외부로 누출되는 것을 방지하도록 상기 밸브 하우징(110)의 내주면과 엔드캡(127) 사이를 시일하게 되는 것이다.

본 실시예에서, 상기 고정로드(135)는 원형의 봉 형상으로 형성되어 상기 엔드캡(127)의 고정홈(129)에 타단이 고정된다.

그리고 상기 변형부재(137)는 상기 슬라이딩 부재(121)의 장착부(122)에 홀을 통해 삽입된 상태로, 상기 고정로드(135)의 일단에 하단부가 삽입된다.

이러한 변형부재(137)는 변속기오일의 온도변화에 따라 내부에서 팽창 또는 수축이 이루어지면서 상기 고정로드(135) 상에서 상승 또는 하강됨에 따라 직선 변위 발생을 통해 그 위치가 가면되면서 상기 슬라이딩 부재(121)를 선택적으로 승하강 시키게 된다.

여기서, 상기 슬라이딩 부재(121)는 상기 장착부(122)에 삽입된 상기 변형부재(137)의 하부에서 상기 장착부(122)와 변형부재(137) 사이에 장착되는 고정링(139)을 통하여 상기 변형부재(137)에 고정될 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 변형부재(137)은 그 재질이 변속기오일과 같은 작동유체의 온도에 따라 내부에서 수축과 팽창이 이루어지는 왁스 소재로 이루어질 수 있다.

여기서 왁스소재는 온도에 따라 부피가 팽창되거나 수축이 이루어지는 것으로, 온도가 높아지면 내부에서 그 부피가 팽창되었다가 온도가 낮아지면 다시 수축되어 초기 부피로 복원되는 성질을 갖는 소재이다.

즉, 상기 변형부재(137)는 내부에 왁스소재가 포함된 어셈블리로 구성되며, 내부에 왁스소재가 온도에 따라 부피변형이 발생될 경우, 외형은 변형되지 않으면서, 고정로드(135) 상에서 상승 또는 하강할 수 있다.

이에 따라, 상기 변형부재(137)는 상기 제1 유입포트(111)를 통해 설정온도보다 상승된 변속기오일이 유입될 경우, 그 부피가 팽창됨에 따라, 고정로드(135)에 장착된 초기위치로부터 상기 고정로드(135)의 상부를 향하여 상승되면서 슬라이딩 부재(121)를 상승시키게 된다

이와는 반대로, 상기 변형부재(137)는 전술한 바와 같이, 그 부피가 팽창된 상태에서 설정온도 이하의 변속기오일이 유입될 경우, 온도가 하강되어 그 부피가 수축됨으로써, 상기 고정로드(135) 상에서 하강되고, 슬라이딩 부재(121)를 초기위치로 복귀시키게 된다.

또한, 상기 변형부재(137)는 상기 고정로드(135)에 장착된 초기상태에서 설정 온도 이하의 온도가 낮은 변속기오일이 유입될 경우에는 팽창 또는 수축이 발생되지 않아 위치의 가변이 이루어지지 않게 된다.

그리고 상기 제1 탄성부재(141)는 상기 밸브 하우징(110)의 내부에서 상기 슬라이딩 부재(121) 사이에 개재되어 상기 변형부재(137)의 팽창 및 수축에 따른 승하강 시, 압축 또는 인장되면서, 상기 슬라이딩 부재(121)에 탄성력을 제공하게 된다.

여기서, 상기 제1 탄성부재(141)는 일단이 상기 밸브 하우징(110)의 폐쇄된 일단 내측에 지지되고, 타단은 상기 슬라이딩 부재(121)의 타단 내측에 지지되는 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 밸브 하우징(110)은 일단 내측에 상기 제1 탄성부재(141)가 지지된 상태로 고정되는 지지홈(119)이 형성되며, 상기 지지홈(119)을 통해 제1 탄성부재(141)의 일단을 안정적으로 지지하게 된다.

이와 같이 구성되는 차량용 밸브(100)의 작동을 첨부한 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브의 단계별 작동 상태도이다.

도 5를 참조하면, 상기 슬라이딩 부재(121)는, 도 5의 (S1)과 같이, 상기 제1 유입포트(111)를 통해 유입된 변속기오일이 설정온도 이하일 경우에 상기 변형부재(137)가 변형되지 않게 됨으로써, 초기 장착상태를 유지하게 된다.

이 경우, 상기 슬라이딩 부재(121)의 제1 개구홀(123)은 상기 제1 유입포트(111)와 상기 바이패스 포트(115)에 위치되어 상기 제1 유입포트(111)와 상기 바이패스 포트(115)를 개방하게 된다.

그리고 상기 제2 개구홀(125) 중, 상부에 위치되는 제2 개구홀(125)은 상기 배출포트(113)의 하부에 위치된 상태로 상기 배출포트(113)를 폐쇄한 상태를 유지하게 되며, 하부에 위치되는 제2 개구홀(125)은 상기 제2 유입포트(117)에 위치되어 상기 제2 유입포트(117)를 개방한 상태로 유지하게 된다.

이에 따라, 변속기(3)로부터 제1 유입포트(111)로 유입된 변속기오일은 상기 배출포트(113)가 폐쇄된 상태를 유지함에 따라, 상기 바이패스 포트(115)를 통해 다시 변속기(5)로 유입된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브(100)는 변속기오일이 설정온도 이하일 경우, 변속기(5)로부터 유입된 설정온도 이하의 변속기오일을 오일쿨러(9)를 통한 냉각 없이 바이패스 포트(115)를 통해 다시 변속기(5)로 바이패스 시켜 변속기(5)를 빠르게 웜업시킬 수 있게 된다.

여기서, 오일쿨러(9)로부터 배출된 냉각된 변속기오일은 개방된 제2 유입포트(117)를 통해 유입되기는 하지만, 폐쇄된 배출포트(113)를 통해 오일쿨러(9)로 유입되는 변속기오일이 없기 때문에 미량만 제2 유입포트(117)를 통해 유입되어 바이패스 포트(115)를 통해 바이패스 되는 일정온도를 갖는 변속기오일과 함께 변속기(5)로 유입된다.

즉, 제2 유입포트(117)를 통해 유입되는 미량의 냉각된 변속기오일은 바이패스되는 변속기오일의 온도에 영향을 미치지 못하게 되며, 일정온도를 갖는 변속기 오일이 계속해서 변속기(5)에 바이패스 되어 유입됨에 따라, 보다 빠르게 변속기(5)의 웜업이 가능해 진다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브(100)는 전술한 바와 같은 작동을 통해 보다 빠르게 변속기(5)의 웜업이 가능해 짐으로써, 변속기(5) 내부에서의 마찰손실을 줄여 차량의 전체적인 연비를 향상시킬 수 있다.

이와는 반대로, 상기 슬라이딩 부재(121)는, 도 5의 (S2)와 같이, 상기 제1 유입포트(111)를 통해 유입된 변속기오일이 설정온도 이상일 경우, 상기 변형부재(137)가 팽창 변형되어 고정로드(135) 상에서 상승됨에 따라, 상기 밸브 하우징(110)의 내부 장착공간(S)에서 상승된다.

그러면, 상기 슬라이딩 부재(121)는 밸브 하우징(110)의 내부에서 상승되어 상기 바이패스 포트(115)와 상기 제2 유입포트(117)를 개방시킨 상태로 유지하고, 상부에 위치되는 제1, 제2 개구홀(123, 125)이 상기 제1 유입포트(111)와 상기 배출포트(113)에 위치되어 상기 제1 유입포트(111)와 상기 배출포트(113)를 개방시키게 된다.

이 때, 제1 유입포트(111)를 통해 유입된 설정온도 이상의 변속기오일은 상기 배출포트(113)를 통해 오일쿨러(9)로 유입되며, 오일쿨러(9)에서 외기와의 열교환을 통해 냉각된 변속기오일은 상기 제2 유입포트(117)를 통해 유입되어 상기 바이패스 포트(115)를 통해 변속기(5)로 유입된다.

이에 따라, 오일쿨러(9)에서 냉각된 변속기오일은 변속기오일의 온도 상승으로 인해 과열된 변속기(5)로 유입되어 변속기(5)를 냉각시키게 된다.

한편, 상기 제1 탄성부재(141)는 팽창 변형되어 상기 고정로드(135)를 따라 상승된 변형부재(137)에 의해 슬라이딩 부재(121)가 상승되면, 상기 밸브 하우징(110)과 슬라이딩 부재(121)와의 사이에서 압축된 상태가 된다.

이러한 상태에서, 제1 유입포트(111)를 통해 유입되는 변속기오일의 온도가 설정온도 이하로 떨어질 경우, 상기 변형부재(137)는 팽창된 상태에서 초기 상태로 다시 수축 변형되면서 상기 고정로드(135) 상에서 하강된다.

이 때, 상기 슬라이딩 부재(121)는 압축된 상태의 제1 탄성부재(141)의 탄성력에 의해 보다 신속하게 초기 장착상태인 도 5의 (S1)와 같이, 초기위치로 하강되어 개방되었던 상기 배출포트(113)를 폐쇄시키게 된다.

한편, 본 실시예서, 상기 슬라이딩 부재(121)는 상기 장착부(122)가 형성되는 타단에서 상기 장착부(122)로부터 이격된 위치에 형성되는 적어도 하나의 릴리프 홀(143)이 형성된다.

이러한 릴리프 홀(143)은 상기 장착부(122)를 중심으로 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에 각각 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 장착부(122)를 중심으로 90°각도로 이격된 위치에서 4개가 형성된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 릴리프 홀(143)이 상기 장착부(122)를 중심으로 원주방향을 따라 90°각도로 이격된 위치에서 4개가 형성되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 릴리프 홀(143)의 개수 및 위치는 변경하여 적용할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 슬라이딩 부재(121)와 상기 변형부재(137)의 사이에는 상기 밸브 하우징(110)의 내부에서 오일쿨러(9)로부터 유입되는 냉각된 변속기오일에 의해 차압이 발생될 경우, 상기 릴리프 홀(142)을 선택적으로 개폐하여 밸브 하우징(110) 내부의 압력을 하는 압력조절유닛(150)이 구비될 수 있다.

상기 압력조절유닛(150)은 상기 릴리프 홀(142)에 대응하여 상기 슬라이딩 부재(121)의 타단 내측에 승하강 가능하게 배치되는 개폐부재(151)와, 상기 슬라이딩 부재(121)의 내부에서 상기 개폐부재(151)와 상기 변형부재(137) 사이에 개재되며, 상기 개폐부재(151)에 탄성력을 제공하는 제2 탄성부재(155)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 개폐부재(151)는 상기 장착부(122)에 대응하여 중앙에 관통홀(152)이 형성된 원판 형상으로 형성되며, 상기 관통홀(152)을 통해 상기 장착부(122)에 삽입된 상태로 슬라이딩 부재(121)의 타단 내측에 장착될 수 있다.

또한, 상기 개폐부재(151)는 상기 관통홀(152)의 내주면으로부터 상기 제2 탄성부재(155)를 향하여 돌출된 돌출부(153)가 일체로 형성될 수 있다.

이러한 돌출부(153)는 상기 개폐부재(151)가 밸브 하우징(110)에서 오일쿨러(9)로부터 유입된 변속기오일의 유량에 따라 차압이 발생되거나, 발생된 차압이 해제되어 상승 또는 하강될 경우, 장착부(122)를 따라 안정적으로 상승 또는 하강되도록 가이드 하는 기능을 하게 된다.

한편, 상기 제2 탄성부재(155)는 일단이 상기 변형부재(137)에 지지되고, 타단은 상기 개폐부재(151)에 지지되는 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 압력조절유닛(150)의 작동을 첨부한 도 6을 통해 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브에 적용되는 압력조절유닛의 단계별 작동 상태도이다.

도 6을 참조하면, 전술한 바와 같이 구성되는 압력제어유닛(150)은 변형부재(137)의 팽창 변형에 의해 슬라이딩 부재(121)가 상승됨에 따라, 제2 유입포트(117)와 바이패스 포트(115)가 개방된 상태에서 선택적으로 작동하게 된다.

먼저, 오일쿨러(9)에서 개방된 제2 유입포트(117)를 통해 냉각된 변속기오일이 밸브 하우징(110)의 내부로 유입될 때, 유량이 적을 경우, 상기 슬라이딩 부재(121)가 위치되는 상부와 슬라이딩 부재(121)의 하부에서 밸브 하우징(110) 내부의 압력 차이가 발생되지 않게 된다.

이에 따라, 상기 압력제어유닛(150)은, 도 6의 (S10)과 같이, 상기 릴리프 홀(142)을 폐쇄한 초기장착 상태를 유지하게 된다.

이와는 반대로, 제2 유입포트(117)를 통해 오일쿨러(9)로부터 유입되는 냉각된 변속기오일의 유량이 증가되어 상기 슬라이딩 부재(121)가 위치되는 상부와 슬라이딩 부재(121)의 하부에서 밸브 하우징(110) 내부의 압력 차이가 발생되면, 상기 개폐부재(151)는 도 6의 (S20)과 같이, 발생된 차압으로 인한 변속기오일의 압력에 의해 상승되면서 릴리프 홀(142)들을 개방하게 된다.

그러면, 제2 유입포트(117)를 통해 유입된 냉각된 변속기오일 중 일부가 개방된 릴리프 홀(142)을 통하여 슬라이딩 부재(121)의 내부로 유입되면서, 슬라이딩 부재(121)의 내부와 슬라이딩 부재(121) 하부에 위치되는 밸브 하우징(110) 내부의 압력 차이를 해소하게 된다.

또한 상기 밸브 하우징(110) 내부의 차압이 해소되면, 상기 압력제어유닛(150)은 개폐부재(151)의 상승 시에 압축되었던 제2 탄성부재(155)의 탄성력에 의해 개폐부재(151)가 신속하게 하강되어 다시 초기 장착상태로 복귀되며, 다시 도 6의 (S10)과 같이, 릴리프 홀(142)들을 폐쇄시키게 된다.

즉, 전술한 바와 같은 작동을 통해 상기 밸브(100)는 변속기(5)와 오일쿨러(9)로부터 밸브 하우징(110)에 유입되는 변속기오일의 유량차이로 인해 발생되는 압력차이를 릴리프 홀(142)과 압력조절유닛(150)의 작동을 통해 해소하여 밸브(100)의 전체적인 내압성 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 밸브작동의 신뢰성 및 응답성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 밸브(100)를 적용하면, 간단한 구조로 변속기오일을 냉각하는 오일쿨러(9)와 변속기(5) 사이에 구비되어 변속기오일의 온도에 따라 신속하게 팽창 또는 수축이 이루어지면서 변속기오일을 바이패스 시키거나 오일쿨러로 유입시키도록 변속기오일의 유동흐름을 제어함으로써, 구성요소의 간소화를 통해 제작 및 조립이 간편하고, 제작원가를 절감할 수 있다.

또한, 종래에 비해 바이패스 유동통로를 확보하여 유량을 증대시킬 수 있으며, 오일쿨러(9)로부터 냉각된 변속기오일이 변속기(5)로 누설되는 것을 미연에 방지함으로써, 변속기오일의 온도에 따른 유동흐름 제어의 신뢰성을 확보할 수 있고, 변속기오일의 빠른 웜업을 통해 변속기(5) 내부에서의 마찰손실을 줄여 차량의 전체적인 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 변속기오일의 바이패스 시, 유량 증대를 통해 오일펌프의 소요동력을 축소할 수 있으며, 내부 구성요소를 밸브 하우징(110)에 후조립 됨으로써, 고장 시에 내부부품의 교환이 가능함에 따라 유지보수 비용을 줄이고, 교체작업의 편의성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

3 : 엔진 5 : 변속기
7 : 라디에이터 9 : 오일쿨러
100 : 밸브 110 : 밸브 하우징
111 : 제1 유입포트 113 : 배출포트
115 : 바이패스 포트 117 : 제2 유입포트
118 : 링홈 119 : 지지홈
120 : 제어유닛 121 : 슬라이딩 부재
122 : 장착부 123 : 제1 개구홀
125 : 제2 개구홀 127 : 엔드캡
129 : 고정홈 131 : 장착링
133 : 시일링 135 : 고정로드
137 : 변형부재 139: 고정링
141 : 제1 탄성부재 143 : 릴리프 홀
150 : 압력제어유닛 151 : 개폐부재
152 : 관통홀 153 : 돌출부
155 : 제2 탄성부재

Claims (22)

1. 변속기와, 상기 변속기와 상호 연결되어 외기와의 열교환을 통해 변속기오일을 냉각시키는 오일쿨러 사이에 구비되는 것으로,
   서로 대응하는 양측에 상기 변속기와 연결되는 제1 유입포트와, 상기 오일쿨러와 연결되는 배출포트가 형성되고, 상기 제1 유입포트와 상기 배출포트로부터 길이방향을 따라 이격된 위치에서 서로 대응하는 양측에 상기 변속기와 연결되는 바이패스 포트와 상기 오일쿨러와 연결되는 제2 유입포트가 형성되는 밸브 하우징;
   상기 밸브 하우징의 내부에 장착되며, 유입된 변속기오일의 온도에 따라 팽창 또는 수축이 이루어지면서 상기 제1 유입포트를 상기 배출포트 또는 상기 바이패스 포트에 선택적으로 연결하고, 상기 배출포트를 선택적으로 폐쇄하여 변속기오일의 유동 흐름을 제어하는 제어유닛;을 포함하되,
   상기 제어유닛은
   일단은 개구되고, 타단 중앙에 장착부가 형성되며, 상기 제1 유입포트와 상기 바이패스 포트에 대응하는 일측에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 제1 개구홀이 형성되고, 상기 제2 유입포트와 상기 배출포트에 대응하는 타측에 길이방향을 따라 적어도 하나 이상의 제2 개구홀이 형성되며, 상기 밸브 하우징의 내부에서 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 슬라이딩 부재;
   상기 밸브 하우징의 개구된 타단에 장착되어 상기 밸브 하우징의 내부를 폐쇄하며, 중앙에 고정홈이 형성되는 엔드캡;
   상기 엔드캡의 고정홈에 타단이 고정되는 고정로드;
   상기 슬라이딩 부재의 장착부에 삽입된 상태로, 상기 고정로드의 일단에 삽입되고, 변속기오일의 온도변화에 따라 내부에서 팽창 또는 수축이 이루어지면서 상기 고정로드 상에서 상승 또는 하강되면서 상기 슬라이딩 부재를 선택적으로 승하강 시키는 변형부재; 및
   상기 밸브 하우징의 내부에서 상기 슬라이딩 부재 사이에 개재되어 상기 변형부재의 팽창 및 수축에 따른 승하강 시, 압축 또는 인장되면서, 상기 슬라이딩 부재에 탄성력을 제공하는 제1 탄성부재;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 하우징은
   일단이 폐쇄되고 타단은 개구되며, 내부에 상기 제1, 제2 유입포트와 상기 배출포트, 및 상기 바이패스 포트와 연결되는 장착공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 유입포트는
   상기 제2 유입포트와 상기 밸브 하우징의 양측에서 상호 엇갈린 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 슬라이딩 부재는
   일단이 개구된 원통 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 개구홀과 상기 제2 개구홀은
   상기 슬라이딩 부재의 길이방향으로 상, 하부에 각각 이격되게 형성되고, 상부에 위치되는 상기 제1, 제2 개구홀 중, 상기 제1 개구홀의 크기가 상기 제2 개구홀의 크기보다 더 큰 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
7. 제6항에 있어서,
   상기 슬라이딩 부재는
   상기 변형부재가 변형되지 않을 경우, 상기 제1 개구홀이 상기 제1 유입포트와 상기 바이패스 포트에 위치되고, 상기 제2 개구홀 중, 상부에 위치되는 제2 개구홀이 상기 배출포트의 하부에 위치되며, 하부에 위치되는 제2 개구홀은 상기 제2 유입포트에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
8. 제6항에 있어서,
   상기 슬라이딩 부재는
   상기 변형부재의 팽창 변형 시, 상기 밸브 하우징의 내부에서 상승되어 상기 바이패스 포트와 상기 제2 유입포트를 개방시킨 상태로 유지하고, 상부에 위치되는 제1, 제2 개구홀이 상기 제1 유입포트와 상기 배출포트에 위치되어 상기 제1 유입포트와 상기 배출포트를 개방시키는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
9. 제1항에 있어서,
   상기 슬라이딩 부재는
   상기 장착부에 삽입된 상기 변형부재의 하부에서 상기 장착부와 변형부재 사이에 장착되는 고정링을 통하여 상기 변형부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
10. 제1항에 있어서,
    상기 엔드캡은
    상기 밸브 하우징의 개구된 타단의 내주면에 고정 장착되는 장착링을 통하여 상기 밸브 하우징에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
11. 제10항에 있어서,
    상기 장착링은
    상기 밸브 하우징의 개구된 일단의 내주면 둘레를 따라 형성되는 링홈을 통하여 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
12. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 하우징과 상기 엔드캡 사이에는
    상기 밸브 하우징의 내부로 유입된 변속기오일이 상기 밸브 하우징의 외부로 누출되는 것을 방지하는 시일링이 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성부재는
    일단이 상기 밸브 하우징의 폐쇄된 일단 내측에 지지되고, 타단은 상기 슬라이딩 부재의 타단 내측에 지지되는 코일 스프링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
14. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 하우징은
    일단 내측에 상기 제1 탄성부재가 지지된 상태로 고정되는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
15. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩 부재는
    상기 장착부가 형성되는 타단에서 상기 장착부로부터 이격된 위치에 형성되는 적어도 하나의 릴리프 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
16. 제15항에 있어서,
    상기 릴리프 홀은
    상기 장착부를 중심으로 원주방향을 따라 설정각도로 이격된 위치에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
17. 제15항에 있어서,
    상기 슬라이딩 부재와 상기 변형부재의 사이에는
    상기 밸브 하우징의 내부에서 유입되는 변속기오일에 의해 차압이 발생될 경우, 상기 릴리프 홀을 선택적으로 개폐하는 압력조절유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
18. 제17항에 있어서,
    상기 압력조절유닛은
    상기 릴리프 홀에 대응하여 상기 슬라이딩 부재의 타단 내측에 배치되는 개폐부재; 및
    상기 슬라이딩 부재의 내부에서 상기 개폐부재와 상기 변형부재 사이에 개재되며, 상기 개폐부재에 탄성력을 제공하는 제2 탄성부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
19. 제18항에 있어서,
    상기 개폐부재는
    상기 장착부에 대응하여 중앙에 관통홀이 형성된 원판 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
20. 제19항에 있어서,
    상기 개폐부재는
    상기 관통홀의 내주면으로부터 상기 제2 탄성부재를 향하여 돌출된 돌출부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
21. 제18항에 있어서,
    상기 제2 탄성부재는
    일단이 상기 변형부재에 지지되고, 타단은 상기 개폐부재에 지지되는 코일 스프링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.
22. 제1항에 있어서,
    상기 변형부재는
    그 재질이 유입된 변속기오일의 온도에 따라 내부에서 수축과 팽창이 이루어지는 왁스 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 밸브.

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