KR101881365B1 - 유체를 복수 개의 유로로 선택적으로 배분하는 유로 전환 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유입구로 유입되는 유체를 복수 개의 유출구로 선택적으로 배분하는 유로 전환 밸브에 관한 것으로서, 본 발명의 유로 전환 밸브는 유체가 공급되고, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구성되며, 회전축에 수직한 제1 유출 조절 표면이 마련되고, 제1 유출 조절 표면에는 회전축과 평행한 방향으로 형성되고 회전축으로부터 동일 반경 위치에 배치되는 1개 이상의 제1 유출구가 마련되어, 공급되는 유체가 제1 유출구로 배출되는 것인 회전 부재; 회전 부재의 제1 유출 조절 표면과 평행하게 배치되는 제2 유출 조절 표면이마련되고, 제2 유출 조절 표면에는 회전 부재의 회전축에 대해 제1 유출구와 동일 반경 위치에 서로 원주 방향으로 이격되고 각각 회전축과 평행한 방향으로 형성되고 회전 부재의 제1 유출구와 맞물려 유체가 흐를 수 있으며 유체를 배분하려는 유로와 통하는 복수 개의 제2 유출구가 마련되는 것인 고정 부재; 및 회전 부재의 제1 유출구가 고정 부재의 제2 유출구 중에서 선택된 제2 유출구와 맞닿도록 회전 부재를 고정 부재에 대해 회전시키는 회전 구동 수단을 포함하는 것이다.

Description

유체를 복수 개의 유로로 선택적으로 배분하는 유로 전환 밸브{FLOW SWITCHING VALVE SELECTIVELY DISTRIBUITING FLUID TO MULTIPLE OUTLETS}

본 발명은 유로 전환 밸브에 관한 것으로서, 유입구로 유입되는 유체를 복수 개의 유로 중에서 하나 이상의 유로로 선택적으로 배분하도록 전환될 수 있는 다방향의 유로 전환 밸브에 관한 것이다.

다양한 장치와 산업 분야에서 다방향의 유로 전환 밸브가 이용되고 있다.

그 일례로서 공개특허공보 제10-2011-0112190호(문헌 1)에서는 냉동사이클에 이용되는 다방향 전환 밸브를 개시하고 있다. 문헌 1의 다방향 전환 밸브는 밸브 본체에 복수 개의 유출 포트가 마련되고 서보 모터나 스태핑 모터에 의해 회전하는 회전판에 의해 유체가 유출되는 포트가 결정되는 구조를 가지고 있다.

이러한 문헌 1과 같은 유형의 밸브는 금속 재료를 절삭하여 정밀하게 가공하고 수밀성을 확보하기 위해 여러가지 실링 부재가 사용되지만, 그 제조에 상당한 비용이 든다.

유체를 다방향으로 전환하여 배분하여야 하는 장치의 일례로서 세탁기가 있다.

세탁기에서 세탁수를 공급할 때에는 필요에 따라 세탁조의 복수의 위치에 세탁수가 직접 공급되기도 하고 세제나 섬유 유연제 등이 수용된 박스 등을 통하여 공급되기도 한다.

통상의 세탁기에서는 상수도와 같은 세탁수의 공급원으로부터 공급되는 세탁수를 필요에 따라 세탁조, 세제 박스, 섬유유연제 박스로 공급하는 데 있어서, 각각의 공급처에 연결되는 유로에 솔레노이드 밸브를 마련하여 두고 세탁기의 세탁 모드에 따라 각각의 솔레노이드를 작동시켜서 밸브들을 개폐함으로써 세탁수의 공급을 조절하였다.

그러나, 이러한 구성에서는 세탁수가 공급되는 유로마다 솔레노이드 밸브를 설치하여야 하므로 세탁기의 제조 원가를 높이는 요인으로 되었다.

세탁기에 적용되는 다양향 유로 전환 밸브를 개시하는 것으로서 등록특허공보 제10-1223561호(문헌 2)에 개시된 세탁기용 세제 디스펜서 장치가 있다.

문헌 2의 장치에는 세제 투입 부재가 마련되고 세제 투입 부재에는 각각의 세제를 수용하는 세제 투입홈이 격벽에 의해 구획 형성되어 있다. 세제 투입 부재의 각 세제 투입홈에 세탁수를 공급하는 급수 가이드 부재가 마련되어 있는데, 급수 가이드 부재에는 각각의 세제 투입홈에 세탁수를 낙하시켜 공급하는 복수 개의 유로가 형성되어 있다.

급수 가이드 부재의 유로들 중에서 선택된 유로에 세탁수를 배분하는 유로 전환 부재가 마련되어 있다. 유로 전환 부재는 모터가 다수의 기어들을 구동하고 최종의 기어에는 모터의 회전에 따라 회전하는 노즐이 부착되어 있고, 이 노즐은 모터의 회전에 따라 회전하여 그 회전된 위치의 하부에 배치되는 유로에 세탁수를 낙하시켜 공급하도록 구성되어 있다.

이러한 문헌 2의 장치의 구성에 따르면, 하나의 세탁수 공급원으로부터 복수 개의 유로에 세탁수를 공급하는 데 있어서 각 유로마다 밸브를 설치하지 않고 하나의 모터로 구동되는 유로 전환 부재에 의해 유로를 전환할 수 있게 된다.

한편, 최근에 시판되는 세탁기는 그 작동 모드에 따라 세탁수가 세탁조와 복수의 세제 박스 중에서 어느 한 곳에만 선택적으로 공급되는 것이 아니라, 세탁조의 복수의 위치에 세탁수가 동시에 공급되기도 하고 세제 박스 중에서도 2개 이상의 세제 박스에 동시에 세탁수가 공급되기도 하며, 세탁조와 세제 박스에 동시에 세탁수가 공급되기도 한다.

또한, 드럼식 세탁기나 건조 기능을 갖춘 세탁기에서는 주로는 세탁조에 낙하 방식에 의해 세탁수를 공급하지만 세탁수를 세탁조에 분사하거나 분무하는 동작을 하기도 한다.

그러나, 문헌 2의 장치는 하나의 노즐을 회전시켜서 유로를 전환하는 구성상, 복수 개의 유로에 세탁수를 공급하도록 구성될 수 없으므로 동시에 복수의 위치에 세탁수를 공급하는 방식의 세탁기에는 적용될 수 없는 구조상의 한계를 갖는다.

또한, 세탁조에 세탁수를 분사 또는 분무하기 위해서는 세탁수에 일정한 압력이 가해져야 하지만, 문헌 2의 장치는 노즐로로부터 유로에, 그리고 유로에서 세제 투입홈으로 세탁수를 낙하시키는 방식에 의해 공급하고 노즐과 유로 및 세제 투입홈이 수밀되지 않는 구조이므로, 상수도로부터 공급되는 물과 같이 약간의 수압을 가지는 세탁수 조차 배분할 수 없다는 구조상의 한계를 갖고 있다.

문헌 1: 공개특허공보 제10-2011-0112190호 문헌 2: 등록특허공보 제10-1223561호

본 발명은 유입구로 유입되는 유체를 복수 개의 유출구 중에서 어느 하나 또는 하나 이상의 유출구로 선택적으로 배분하여 유출되도록 전환될 수 있는 다방향의 유로 전환 밸브를 제공하되, 구조가 간단하고 낮은 제조 원가로 제조할 수 있는 구성의 유로 전환 밸브를 제공하려는 것이다.

특히, 본 발명은 수밀을 유지하면서도 수밀 구조가 복잡하지 않아서 간단히 구성될 수 있는 구성의 유로 전환 밸브를 제공하려는 것이다.

또한, 본 발명은 복수 개의 유로 중에서 2개 이상의 유로를 선택하여 유체를 배분할 수 있으면서도 그 구성이 간단하고 여러 개의 구동원을 갖출 필요가 없어서 낮은 원가로 제조할 수 있는 구성의 유로 전환 밸브를 제공하려는 것이다.

전술한 본 발명의 과제는 유입구로 유입되는 유체를 복수 개의 유출구로 선택적으로 배분하는 것인 본 발명에 따른 유로 전환 밸브에 의해 달성된다.

본 발명의 유로 전환 밸브는, 유체가 공급되고, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구성되며, 회전축에 수직한 제1 유출 조절 표면이 마련되고, 제1 유출 조절 표면에는 회전축과 평행한 방향으로 형성되고 회전축으로부터 동일 반경 위치에 배치되는 1개 이상의 제1 유출구가 마련되어, 공급되는 유체가 제1 유출구로 배출되는 것인 회전 부재; 회전 부재의 제1 유출 조절 표면과 평행하게 배치되는 제2 유출 조절 표면이 마련되고, 제2 유출 조절 표면에는 회전 부재의 회전축에 대해 제1 유출구와 동일 반경 위치에 서로 원주 방향으로 이격되고 각각 회전축과 평행한 방향으로 형성되고 회전 부재의 제1 유출구와 맞물려 유체가 흐를 수 있으며 유체를 배분하려는 유로와 통하는 복수 개의 제2 유출구가 마련되는 것인 고정 부재; 및 회전 부재의 제1 유출구가 고정 부재의 제2 유출구 중에서 선택된 제2 유출구와 맞닿도록 회전 부재를 고정 부재에 대해 회전시키는 회전 구동 수단을 포함하고,

회전 부재의 제1 유출 조절 표면에는 제1 유출구와 동일 반경 위치에 배치되고 고정 부재의 제2 유출구와 맞물려 제2 유출구를 폐쇄하는 폐쇄 표면이 더 마련되며, 회전 부재에 공급되는 유체는 제1 유출구와 맞닿아 연통되는 제2 유출구를 통하여 유출되고, 제1 유출구와 연통되지 않은 제2 유출구는 회전 부재의 폐쇄 표면에 의해 회전 부재로부터의 유체가 공급되지 않게 폐쇄되는 것이다.

이러한 본 발명의 구성에 따르면, 회전 부재가 고정 부재에 대해 회전하되, 고정 부재의 제2 유출구 중에서 유체를 유출하고자 하는 유로와 연결되는 제2 유출구의 위치에 회전 부재의 유출구가 맞닿도록 회전 각도를 조절하여 회전 부재를 회전시킴으로써 유로의 전환이 이루어진다.

회전 부재는 유체의 유입구와 제1 유출구가 형성되며, 제1 유출구가 제2 유출구 중의 하나와 맞닿아 유체의 배출 유로와 연통되므로, 소정의 수압을 갖는 유체를 분배하는 경우에도 밸브 내에서 유체의 누설은 일어나지 않는다.

또한, 회전 부재에는 복수 개의 제1 유출구를 형성할 수 있는데, 예컨대 회전 부재에 2개의 제1 유출구를 형성하고 이들 제1 유출구 사이의 원주 방향의 간격을 고정 부재의 제2 유출구 사이의 원주 방향의 간격과 일치시키는 경우, 동시에 2곳의 제2 유출구를 통하여 유체를 배분할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 유로 전환 밸브는 유입구와 유출구가 형성되고 회전 구동 수단에 의해 회전하는 회전 부재 및 복수 개의 유출구가 형성되는 고정 부재라는 매우 간단한 구성에 의해 유체를 복수의 유로 중에서 선택되는 유로로 배분하는 작동을 하는 것이다.

본 발명의 다른 측면의 실시 양태로서, 고정 부재에는 제2 유출 조절 표면의 둘레로부터 회전 부재를 향하여 연장되고 회전축을 중심으로 하는 원통형의 제2 둘레 표면이 형성되고, 회전 부재에는 제1 유출 조절 표면의 둘레로부터 연장되어 그 외면이 제2 둘레 표면의 내면과 마주하고 회전축을 중심으로 하는 원통형의 제1 둘레 표면이 형성되며, 제2 둘레 표면의 내면에는 원주 방향을 따라 연장되는 직경 방향의 안내홈이 형성되고, 이 안내홈은 각각의 제2 유출구의 위치에 상응하는 위치에서 제2 둘레 표면측으로 경사져서 연장되는 맞물림홈을 형성하고, 제1 둘레 표면에는 제2 둘레 표면의 안내홈 및 맞물림홈에 삽입되어 안내홈 및 맞물림홈을 따라 이동 가능한 돌기가 형성되어,회전 부재는 회전 부재의 돌기가 고정 부재의 안내홈에 배치되어 안내홈을 따라 이동할 수 있는 제1 위치 및 돌기가 맞물림홈에 배치되는 제2 위치에 배치될 수 있고, 제2 위치에서 회전 부재의 제1 유출구가 고정 부재의 제2 유출구 중의 하나 이상의 제2 유출구와 맞물려 연통되고 폐쇄 표면이 제1 유출구와 맞물리지 않은 제2 유출구를 폐쇄하는 것으로 구성할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 회전 부재와 고정 부재에는 유출 조절 표면에 대체로 수직하게 형성되는 둘레 표면들이 형성되고 여기에는 서로 맞물리는 안내홈, 맞물림홈 및 돌기가 각각 형성되는데, 이러한 안내홈, 맞물림홈 및 돌기는 고정 부재에 대한 회전 부재의 작동을 안내한다.

회전 부재가 제1 유출구를 선택된 제2 유출구에 맞추기 위해 회전할 때에 회전 부재의 돌기가 고정 부재의 안내홈을 따라 이동하면서 회전 부재가 안정적으로 회전할 수 있도록 구속한다.

회전 부재의 제1 유출구가 제2 유출구의 위치에 도달하면 돌기는 경사면으로 형성되는 맞물림홈으로 안내되고, 이에 의해 회전 부재가 그 회전축의 길이 방향으로 움직이면서 고정 부재에 근접하여 회전 부재의 제1 유출구가 고정 부재의 제2 유출구에 맞닿게 된다.

유로를 전환하기 위해 회전 부재가 다시 회전하면, 회전 부재의 돌기는 맞물림홈의 경사면을 따라 이동하여 다시 안내홈을 따라 이동하고, 이에 의해 회전 부재가 고정 부재로부터 이격되어 제1 유출구는 맞닿아 있던 제2 유출구와 이격된다.

회전 부재가 회전하는 과정에서 그 돌기가 선택되지 않은 제2 유출구의 위치에 대응하는 맞물림홈으로 안내되는 경우에도 회전 부재가 계속하여 회전하면 돌기는 맞물림홈의 경사면을 따라 안내홈으로 이동하여 계속 이동하게 된다.

이상과 같은 안내홈, 맞물림홈 및 돌기의 구성에 의해 회전 부재의 회전 시에 그 제1 유출구는 고정 부재와 이격된 상태로 회전하고, 선택된 유로와 연통하는 제2 유출구의 위치에서는 회전 부재가 그 회전축의 길이 방향으로 고정 부재에 근접하여 그 제1 유출구가 제2 유출구에 맞닿게 되어 제1 유출구와 제2 유출구가 수밀된 상태에서 유체가 통과하게 된다.

이러한 회전 부재의 회전축의 길이 방향의 작동에는 별도의 구동 수단을 요하지 않으며, 단지 회전 부재와 고정 부재에 형성한 홈들 및 돌기에 의해 이 작동이 이루어진다.

특히, 회전 부재를 회전시키는 회전 구동 수단의 회전 각도를 제어함으로써 회전 부재의 제1 유출구는 고정 부재의 제2 유출구의 위치에 맞추어지지만, 안내홈과 돌기의 구성에 의해 회전 부재의 회전 각도가 정확히 안내되고 고정 부재에 대한 회전 부재의 원주 방향의 위치 정합성이 높아진다.

전술한 본 발명의 실시 양태에 부가되는 구성으로서, 제1 유출구의 일 단부는 고정 부재의 제2 유출 조절 표면을 향하여 돌출되어 그 외측 표면이 제2 유출구의 내측 표면과 맞물릴 수 있도록 형성되고, 폐쇄 표면은 고정 부재의 제2 유출 조절 표면을 향하여 돌출 형성되어 제2 유출구의 단부와 맞물려 제2 유출구를 폐쇄할 수 있게 형성되는 것으로 구성할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 회전 부재의 제1 유출구와 고정 부재의 제2 유출구가 맞닿아 연통될 때 이들이 서로 맞물리고 연통되지 않은 제2 유출구는 회전 부재의 돌출된 폐쇄 표면에 의해 폐쇄되므로, 유출구들 사이의 유체 흐름에 누설의 우려가 없는 확실한 수밀 상태를 얻을 수 있다.

전술한 본 발명의 실시 양태에 부가되는 구성으로서, 유체의 유입구가 형성되고 회전 부재와의 사이에 유체가 공급되는 공간을 형성하는 커버를 더 포함하고, 커버의 둘레와 고정 부재의 둘레가 유체가 누설되지 않게 밀봉식으로 결합되며 회전 부재의 둘레가 제2 위치에서 고정 부재의 둘레와 밀착되어 유체가 공급되는 공간이 밀봉되는 것으로 구성할 수 있다.

본 발명에서 회전 부재에 유체가 공급되는 유입구를 마련하고 회전 부재는 그 유출구 외에는 유체가 누설되지 않는 밀봉 구조를 형성할 수도 있지만, 전술한 실시 양태에서와 같이 커버의 구성을 부가하고 이 커버가 고정 부재와 밀봉식으로 결합되는 것으로 구성함으로써, 별도의 하우징을 이용하는 일이 없이 커버와 고정 부재 사이에 회전 부재 및 그 운동을 가이드하는 구성들이 배치되어 외부의 충격이나 오염으로부터 유로 전환 밸브를 보호할 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 유로 전환 밸브는 하나의 회전 구동 수단에 의해 작동할 수 있으므로 그 구성이 매우 간단하고 제조 원가가 저렴하게 된다.

특히, 본 발명의 유로 전환 밸브는 서로 정밀하게 정합되지 않아도 유로의 전환에 따라 유로가 서로 연통될 수 있고 유체의 유동 경로의 수밀성이 확보될 수 있다. 따라서, 본 발명의 유로 전환 밸브는 소재의 정밀 기계 가공에 의해 형성할 필요가 없으며, 금속 패널의 프레스 가공이나 합성 수지 등의 고분자 재료의 사출 성형 등에 의해 간단하고 저렴하게 제조할 수 있다.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유로 전환 밸브의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 유로 전환 밸브가 결합된 상태의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 유로 전환 밸브에서 회전판의 돌기의 작동을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시한 유로 전환 밸브의 작동을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 유로 전환 밸브의 작동을 보여주는 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유로 전환 밸브의 구성과 작동을 설명한다.

먼저, 도 1a와 도 1b 및 도 2를 참조하여 본 실시예의 유로 전환 밸브의 개략적인 구성을 설명한다. 도 1a와 도 1b는 동일한 구성의 유로 전환 밸브를 각각 위와 아래에서 바라 본 분해 사시도이고, 도 2는 일부를 절개한 상태로 도시하는 조립 상태의 사시도이다.

유로 전환 밸브는 회전 부재를 이루는 회전판(20)과 고정 부재를 이루는 고정 하우징(30) 및 이들을 덮는 커버(10)로 이루어져 있다.

커버(10)는 전체적으로 원형으로 형성되는 상면(11)과 상면의 둘레를 따라 상면과 대략 수직으로 연장되는 일정한 폭의 둘레면(12)으로 이루어져 있으며, 상면(11)의 중앙에는 유체의 유입구(13)가 형성되어 있다.

유입구(13)는 유체가 회전판(20)에 유입되는 통로인데, 도면에서는 간략하고 짧게 도시되어 있지만 여기에는 호스 또는 도관이 연결되어 외부의 공급원으로부터 유체가 공급된다.

회전판(20)은 전체적으로 접시와 같은 형태로 형성되어 있는데, 저면(21)은 원형의 평면으로 형성되어 제1 유출 조절 표면으로서 기능하는 것이며, 여기에 2개가 세트를 이루는 유출구(22)와 2개가 세트를 이루는 총 2개 세트의 폐쇄면(23)이 형성되어 있다.

저면(21)의 중심에는 회전축(29)이 결합되어 있는데, 회전축(29)은 도시하지 않은 서보 모터 또는 스태핑 모터로부터 동력을 전달받아 회전함으로써 회전판(20)을 회전시킨다.

또한, 회전축(29)은 회전판(20)이 회전축(29)의 길이 방향으로 움직일 때에 함께 이동할 수 있도록 그 길이 방향으로 일정 범위에서 움직일 수 있게 구성되어 있다.

대안의 구성으로서, 회전축이 그 길이 방향으로 이동하지 않도록 구성하고, 회전축을 회전판에 세레이션 등으로 결합하여 회전판이 회전축에 대해 길이 방향으로 자유롭게 이동하면서도 회전축(29)의 회전에 의해 회전하도록 구성할 수도 있다.

저면(21)의 둘레로부터는 커버(10)측으로 수직으로 연장되는 일정한 폭의 가이드면(24)이 형성되어 있고, 가이드면(24)으로부터 반경 방향 외측으로 경사면(25)이 형성되어 있다.

회전판의 가이드면(24)에는 2개의 유출구(22) 중의 하나의 중심 위치와 동일한 각도 상의 위치에 원통형의 돌기(27)가 외측으로 돌출 형성되어 있고 세트를 이루는 2개의 폐쇄면(23) 중의 하나의 중심 위치와 동일한 각도 상의 위치에도 돌기(27)과 형성되어 있다.

이들 3개의 돌기(27)는 회전판의 중심에 대한 간격이 서로 동일하게 120도의 사이각을 가지고 배치되어 있다.

고정 하우징(30)도 회전판(20)과 마찬가지로 전체적으로 대략 접시와 같은 형태로 형성되어 있다. 그 저면(31)은 원형의 평면으로 형성되어 제2 유로 조절 평면으로서 기능하는 것인데, 여기에 6개의 유출구(32)가 2개씩 하나의 세트를 이루어 총 3개 세트가 형성되어 있다. 저면(31)의 중심에는 회전축(29)이 관통하도록 통공(33)이 형성되어 있으며, 회전축(29)은 저면(31)을 관통할 뿐이고 고정 하우징(30)과 결합되어 있지 않다.

저면(31)의 둘레로부터는 회전판(20)측으로 수직으로 연장되는 일정한 폭의 가이드면(34)이 형성되어 있고, 가이드면(34)으로부터 반경 방향 외측으로 경사면(35)이 형성되어 있다. 경사면(35)의 반경 방향 외측으로는 커버(10)측으로 수직으로 연장되는 둘레면(39)이 형성되어 있다.

커버의 둘레면(12) 내측 표면에는 암나사(121)가 형성되어 있고, 고정 하우징의 둘레면(39)외 외측 표면에는 숫나사(391)이 형성되어 있어서, 고정 하우징의 둘레면(39)의 외측 표면이 커버의 둘레면(12)의 내측 표면과 맞닿으면서 나사들의 결합에 의해 밀봉되게 고정되어 있다. 커버의 둘레면(12)과 고정 하우징의 둘레면(39)은 열융착 등에 의해 밀봉되게 서로 결합될 수도 있다.

가이드면(34)에는 회전판(20)의 돌기(27)가 삽입되어 이동하는 안내홈(36)과 복수 개의 맞물림홈(37)이 형성되어 있다.

안내홈(36)과 맞물림홈(37)은 고정 하우징(30)의 직경 방향 바깥쪽으로 향하는 홈의 형태로 형성되어 가이드면(34)에서 원주 방향을 따라 연장되며, 회전판의 돌기(27)가 삽입되어 그 내부에서 구속된 상태로 이동할 수 있는 폭으로 형성되어 있다.

안내홈(36)은 고정 하우징의 저면(21)으로부터 일정 높이 이격된 지점에 형성되지만, 몇 곳의 지점에서 고정 하우징의 저면(21)을 향하여 하향 및 상향하는 경사면이 형성되어 있다. 경사면은 고정 하우징의 저면(21)을 향하여 하향 및 상향함으로써 맞물림홈(37)을 형성하고 있다.

맞물림홈(37)은 회전판(20)이 정지하여 유체를 분배하는 지점에 상응하는 위치에 형성되어 있다. 즉, 맞물림홈(37)은 고정 하우징의 각각의 유출구(32)의 중심 위치와 동일한 각도 상의 위치에 형성되어 있다.

한편, 고정 하우징의 안내홈(36)의 일부로부터 고정 하우징의 경사면(35)을 향하여 회전판의 돌기(27)와 같은 갯수의 삽입홈(38)이 등간격으로 형성되어 있다. 이러한 삽입홈(38)은 회전판(20)을 고정 하우징(30)과 결합할 때에 회전판(20)의 돌기(27)가 고정 하우징의 안내홈(36)에 삽입되게 해주는 통로가 되는 것이다.

회전판(20)이 고정 하우징(10)에 대해 회전할 때에 회전판의 돌기(27)가 고정 하우징의 안내홈(36)과 맞물림홈(37)을 따라 이동하게 되어 고정 하우징(30)에 회전판(20)의 회전이 안내된다. 또한, 회전판의 돌기(27)가 고정 하우징의 맞물림홈(37)의 위치에 도달하면, 돌기(27)가 맞물리홈(37)의 경사면을 따라 고정 하우징의 저면(31)을 향하게 되므로, 회전 부재(10, 20)는 고정 하우징의 저면(31)측으로 이동하여, 회전판의 유출구(22) 및 폐쇄면(23)의 하면이 고정 하우징의 유출구(32)의 상면에 맞닿게 된다.

이러한 돌기의 작동을 도 3에 도시하였다. 회전판(20)이 회전함에 따라 회전판의 돌기(27)는 고정 하우징의 안내홈(36)을 따라 이동한다. 이동 과정에서 맞물림홈(37)을 이루는 하향의 경사면을 만나면 돌기(27)도 이 하향의 경사면을 따라 하향 이동하게 된다. 돌기(27)의 하향 이동에 따라 회전판(20)이 하향 이동한다. 회전판(20)이 계속하여 회전하면 돌기(27)는 맞물림홈(37)을 이루는 상향 경사면을 따라 상향 이동하고, 이에 따라 회전판(20)도 상향 이동하게 된다.

도면에는 도시되어 있지 않지만, 회전판(20)의 상향 이동을 촉진하기 위하여 회전판의 저면(21)과 고정 하우징의 저면(31) 사이에 압축 코일 스프링(미도시)을 설치할 수도 있다.

압축 코일 스프링은 회전판(20)가 하향 이동할 때에 수축되어 회전판(20)를 고정 하우징(30)으로부터 멀어지도록 압박함으로써, 회전판의 돌기(27)가 고정 하우징의 맞물림홈(37)의 상향 경사면을 따라 상승하여 회전 부재(10, 20)가 상승할 때에 회전판(20)의 상승을 촉진한다.

회전판(20)을 회전 구동하는 모터(미도시)는 회전판의 2개의 유출구(22)가 고정 하우징의 3개 세트의 유출구들 중에서 선택된 세트의 유출구(32)와 맞닿도록 그 회전이 제어되어, 회전판(20)의 유출구(22)가 고정 하우징의 선택된 세트의 유출구들(32)의 위치에 도달하였을 때 모터가 정지하고, 이때 회전판의 돌기(27)는 고정 하우징의 맞물림홈(37) 중의 하나에 놓이게 된다.

따라서, 이때에 회전판(20)는 돌기(27)의 움직임을 따라 고정 하우징(30)에 근접하게 된다.

이러한 돌기의 작용에 따른 회전판(20)의 동작을 도 4에 도시하였다.

도 4에서 (a)는 회전판(20)가 커버(10) 및 고정 하우징(30)에 대해 회전하고 있는 상태를 보여주고, (b)는 회전판의 유출구(22)가 고정 하우징의 유출구(32)와 맞닿아 유체가 분배되는 상태를 보여준다. (a)에서는 회전판의 유출구(22) 및 폐쇄면(23)이 각각 고정 하우징의 유출구(32) 위에 놓인 것으로 도시하였지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 회전판이 회전하는 상태에서는 그 유출구(22) 및 폐쇄면(23)은 고정 하우징의 유출구(32) 위에 놓이지 않는다.

회전판(20)가 고정 하우징(30)에 대해 회전하고 있는 상태에서는 그 돌기(27)는 고정 하우징의 안내홈(36)을 따라 이동하고 있고, 회전판의 유출구(22)의 하면(221) 및 폐쇄면(23)은 고정 하우징의 유출구의 상면(321)과 맞닿지 않고 이격되어 있다.

(b)에서는 회전판(20)이 고정 하우징(30)에 대해 더 회전하여 그 돌기(27)가 고정 하우징의 맞물림홈(37)으로 내려온 상태를 보여준다.

이 상태에서는 회전판(10, 20)가 하향 이동하여 고정 하우징(30)에 근접함으로써 회전판의 유출구(22)의 하면(221) 및 폐쇄면(23)이 고정 하우징의 유출구의 상면(321)과 맞닿는다.

회전판의 유출구(22)의 하면(221)은 고정 하우징의 저면(31)쪽으로 돌출되어 있고, 회전판(20)이 하향 이동하여 그 유출구(22)가 고정 하우징의 유출구(32)와 맞닿을 때에 유출구의 하면(221)의 외측 표면이 고정 하우징의 유출구(22)의 내측 표면과 맞닿아 이들 유출구(22, 32)가 서로 맞물림으로써 유체가 이들 사이를 누설없이 흐를 수 있다.

또한, 회전판의 폐쇄면(23)도 고정 하우징의 저면(31)쪽으로 돌출되어 회전판(20)이 하향 이동하였을 때에 그 둘레면이 고정 하우징의 유출구(32)의 내측 표면과 맞닿아서 폐쇄면(23)과 유출구(32)가 서로 맞물림으로써 유체가 누설되지 않게 된다.

한편, 도 4의 (b)를 참고하면, 회전판(20)이 하향 이동하여 그 유출구가 고정 하우징의 유출구(32)에 맞물려 유체가 분배될 때에, 회전판의 경사면(25)의 외측 표면은 고정 하우징의 경사면(35)의 내측 표면과 밀착된다.

따라서, 커버의 유입구(13)로부터 공급되는 유체는 커버(10)와 회전판(20) 사이의 공간을 통하여 유출구(22, 32)로 빠져나가게 되며, 커버의 둘레면(12)과 고정 하우징의 둘레면(39)이 서로 수밀되게 결합되어 있고, 회전판의 경사면(25)과 고정 하우징의 경사면(39)이 서로 밀착되어 있어서, 유출구(22, 32) 외의 다른 곳으로 유체가 누설되는 일은 없다.

이상과 같은 구성과 작동에 의해 유로가 전환되는 작동을 설명한다.

도 5는 회전판의 저면(21)과 고정 하우징의 저면(31)이 겹쳐진 상태로 바라본 평면도이다. 설명 및 이해의 편의를 위하여 다른 요소는 도시하지 않고 회전판과 고정 하우징의 저면의 윤곽 및 유출구들 및 폐쇄면만을 개략적으로 표시하였다.

회전판의 2개의 유출구(22)는 회전판의 중심에 대해 동일한 반경 상의 위치에 배치되고 서로 일정 각도(θ₁)로 원주 방향으로 이격되어 있고, 모든 폐쇄면(23)은 유출구(22)와 동일한 반경 상의 위치에 배치되며, 각 세트를 이루는 폐쇄면(23)은 유출구들(22)이 서로 원주 방향으로 이격된 간격과 동일하게 서로 이격되어 있다. 또한, 유출구(22)와 폐쇄면(23)의 세트 사이의 원주 방향의 간격도 서로 동일한 각도(θ₂)로 이격되어 있다.

(a)에 도시한 상태에서 회전판의 2개의 유출구(22)는 고정 하우징의 제1 세트의 유출구(32-1)와 맞닿아 연통되어 있어서 이들 유출구들(22, 32-1)이 이루는 통로를 통하여 커버의 유입구(13)로 유입되는 유체가 흐르게 된다.

이때 회전판의 2개 세트의 폐쇄면(23-1, 23-1)은 고정 하우징의 나머지 제2 및 제2 세트의 유출구(32-2, 32-3)에 맞닿아 있어서, 이들 유출구들(32-2, 32-3)로는 유체가 흐르지 않는다.

유로를 전환하고자 회전판(20)이 화살표 "A"의 방향으로 회전하여 도 5의 (b)에 도시한 상태에 놓인다.

이 상태에서는 회전판의 2개의 유출구(22)는 고정 하우징의 제2 세트의 유출구(32-2)와 맞닿아 연통되어 있어서 이들 유출구(22, 32-2)가 이루는 통로를 통하여 커버의 유입구(13)에서 유입되는 유체가 흐르게 된다.

회전판의 폐쇄면들(23-1, 23-1)는 고정 하우징의 제1 및 제3 세트의 유출구(32-1, 32-3)에 맞닿아 있어서, 이들 유출구들(32-1, 32-3)로는 유체가 흐르지 않는다.

이와 같이, 회전판의 회전에 의하여 커버(10)의 유입구(13)로 유입되는 유체는 고정 하우징의 3개 세트의 유출구 중의 어느 하나의 선택된 세트의 유출구를 통하여 그 유출구에 연결되는 유로로 공급될 수 있다.

본 실시예의 유로 전환 밸브에서는 회전 부재에 2개의 유출구를 형성하고 고정 하우징에는 각각 2개의 유출구를 하나의 세트로 하는 유출구를 형성하여, 동시에 2개의 유로에 유체를 공급하는 것으로 구성하고 있다.

이와 달리 본 실시예의 구성에 큰 변경을 가하는 일이 없이 어느 선택된 하나의 유로만으로 유체를 배분하거나 동시에 3개 이상의 유로에 유체를 배분하도록 구성할 수도 있고, 2개 세트 또는 4개 이상의 세트의 유로에 대해 선택적으로 유체를 배분하도록 구성할 수도 있다.

그러한 배분 방식의 변경은 회전판에 형성하는 유출구의 갯수와 고정 하우징에 형성하는 유출구의 조합을 통하여 이루어질 수 있다.

예컨대, 하나의 유로에만 유체를 공급하는 유로 전환 밸브에서는 회전판에 하나의 유출구를 구성하고 고정 하우징에는 등간격으로 필요한 갯수의 유출구를 형성으로써, 회전판의 회전에 따라 고정 하우징의 유출구 중에서 회전판의 유출구와 연통되는 유출구로 유체가 배분되도록 구성할 수 있다.

다른 예로서, 회전판에 3개의 유출구를 형성하고 고정 하우징에는 3개의 유출구로 이루어지는 유출구의 세트를 여러개 등간격으로 마련함으로써, 선택된 3개의 유로에 동시에 유체가 배분되도록 구성할 수도 있다.

전술한 구성과 작동의 유로 전환 밸브는 세탁기에서 세탁수를 공급하는 데에 그대로 적용될 수 있다.

상수도와 같은 외부의 세탁수 공급원에 솔레노이드 밸브와 같은 급수 조절 밸브를 연결하고, 그 급수 조절 밸브에 연결되는 도관을 커버(10)의 유입구(13)에 결합하여 본 실시예의 유로 전환 밸브에 세탁수가 공급되도록 한다.

고정 하우징에 형성한 3개 세트의 유출구(32-1, 32-2, 32-3)는 세탁기의 작동 모드나 구성에 따라 각각의 유로에 연결될 수 있다.

예컨대, 제1 세트의 유출구(32-1)에는 세탁조에 세탁수를 공급하는 2개의 도관이 연결되어 세탁조에의 급수 전용으로 구성하되 2개의 도관이 세탁조의 서로 다른 위치에 세탁수를 공급하도록 구성하고, 제2 세트의 유출구(32-2)에는 2종류의 세제 박스에 각각 연결되는 도관이 연결되도록 구성하고, 제3 세트의 유출구(32-3)는 섬유 유연제의 박스 및 세탁조로 세탁수를 급수하는 도관에 연결되도록 구성할 수 있다.

고정 하우징의 한 세트의 유출구를 통하여 세탁수가 공급될 때에는 세탁수 공급원에 연결되는 솔레노이드 밸브가 개방되어 세탁수가 공급되고, 다른 한 세트의 유출구를 통하여 세탁수를 다른 위치에 공급하고자 할 때에는 솔레노이드 밸브가 차단되어 유로 전환 밸브로의 세탁수 공급이 중단된 상태에서 회전 부재(10, 20)가 회전하여 다른 한 세트의 유출구가 유입구에 연통되고 다시 급수를 재개하는 방식으로 작동한다.

이상, 본 발명의 하나의 실시예를 설명하였으며, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 아니하고, 특허청구범위에 기재한 범위에서 다양한 변경과 변형 및 구성 요소의 부가가 가능하며, 그러한 변형과 변경 및 구성 요소의 부가는 모두 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다.

10: 커버 20: 회전판 30: 고정 하우징

Claims (6)

1. 삭제
2. 유체를 복수 개의 유로로 선택적으로 배분하는 유로 전환 밸브로서,
   유체가 공급되고, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구성되며, 회전축에 수직한 제1 유출 조절 표면이 마련되고, 제1 유출 조절 표면에는 회전축과 평행한 방향으로 형성되고 1개 또는 회전축으로부터 동일 반경 위치에 배치되는 복수 개의 제1 유출구가 마련되어, 공급되는 유체가 제1 유출구로 배출되는 것인 회전 부재;
   회전 부재의 제1 유출 조절 표면과 평행하게 배치되는 제2 유출 조절 표면이마련되고, 제2 유출 조절 표면에는 회전 부재의 회전축에 대해 제1 유출구와 동일 반경 위치에 서로 원주 방향으로 이격되고 각각 회전축과 평행한 방향으로 형성되고 회전 부재의 제1 유출구와 맞물려 유체가 흐를 수 있으며 유체를 배분하려는 유로와 통하는 복수 개의 제2 유출구가 마련되는 것인 고정 부재; 및
   회전 부재의 제1 유출구가 고정 부재의 제2 유출구 중에서 선택된 제2 유출구와 맞닿도록 회전 부재를 고정 부재에 대해 회전시키는 회전 구동 수단
   을 포함하고,
   회전 부재의 제1 유출 조절 표면에는 제1 유출구와 동일 반경 위치에 배치되고 고정 부재의 제2 유출구와 맞물려 제2 유출구를 폐쇄하는 폐쇄면이 더 마련되며,
   회전 부재에 공급되는 유체는 제1 유출구와 맞닿아 연통되는 제2 유출구를 통하여 유출되고, 제1 유출구와 연통되지 않은 제2 유출구는 회전 부재의 폐쇄 표면에 의해 회전 부재로부터의 유체가 공급되지 않게 폐쇄되고,
   고정 부재에는 제2 유출 조절 표면의 둘레로부터 회전 부재를 향하여 연장되고 회전축을 중심으로 하는 원통형의 제2 둘레 표면이 형성되고, 회전 부재에는 제1 유출 조절 표면의 둘레로부터 연장되어 그 외면이 제2 둘레 표면의 내면과 마주하고 회전축을 중심으로 하는 원통형의 제1 둘레 표면이 형성되며,
   제2 둘레 표면의 내면에는 원주 방향을 따라 연장되는 직경 방향의 안내홈이 형성되고, 이 안내홈은 각각의 제2 유출구의 위치에 상응하는 위치에서 제2 둘레 표면측으로 경사져서 연장되는 맞물림홈을 형성하고,
   제1 둘레 표면에는 제2 둘레 표면의 안내홈 및 맞물림홈에 삽입되어 안내홈 및 맞물림홈을 따라 이동 가능한 돌기가 형성되어,
   회전 부재는 회전 부재의 돌기가 고정 부재의 안내홈에 배치되어 안내홈을 따라 이동할 수 있는 제1 위치 및 돌기가 맞물림홈에 배치되는 제2 위치에 배치될 수 있고, 제2 위치에서 회전 부재의 제1 유출구가 고정 부재의 제2 유출구 중의 하나 이상의 제2 유출구와 맞물려 연통되고 폐쇄 표면이 제1 유출구와 맞물리지 않은 제2 유출구를 폐쇄하는 것인 유로 전환 밸브.
3. 청구항 2에 있어서,
   제1 유출구의 일 단부는 고정 부재의 제2 유출 조절 표면을 향하여 돌출되어 그 외측 표면이 제2 유출구의 내측 표면과 맞물릴 수 있도록 형성되고,
   폐쇄 표면은 고정 부재의 제2 유출 조절 표면을 향하여 돌출 형성되어 제2 유출구의 단부와 맞물려 제2 유출구를 폐쇄할 수 있게 형성되는 것인 유로 전환 밸브.
4. 청구항 2에 있어서,
   유체의 유입구가 형성되고 회전 부재와의 사이에 유체가 공급되는 공간을 형성하는 커버를 더 포함하고,
   커버의 둘레와 고정 부재의 둘레가 유체가 누설되지 않게 밀봉식으로 결합되며 회전 부재의 둘레가 제2 위치에서 고정 부재의 둘레와 밀착되어 유체가 공급되는 공간이 밀봉되는 것인 유로 전환 밸브.
5. 청구항 2에 있어서,
   회전 부재의 제1 유출 조절 표면과 고정 부재의 제2 유출 조절 표면 사이에는 이들을 서로에 대해 밀치도록 작용하는 압축 코일 스프링이 배치되는 것인 유로 전환 밸브.
6. 삭제

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