多向切换阀的制作方法

本发明涉及多向切换阀，更详细地说，涉及由一个轴个别开关多个出入口以控制流体流动的多向切换阀。

背景技术：

一般地说，车辆是通过冷却水防止引擎过冷或者过热，该冷却水被引擎加热或者被散热器冷却，进而控制引擎温度，以得到最佳的引擎功率。

为此，在车辆使用多向切换阀，用于控制冷却水流动。即，多向切换阀调节向引擎、散热器等供应的冷却水流量，使发动机冷却系统的流量最佳，缩短预热时间，将发动机的摩擦损失最小化。这种多路切换阀的现有技术有由本申请人申请的韩国专利第10-1210208号的多向切换阀。

现有技术的多向切换阀由外壳、阀芯和驱动部构成，外壳具有封闭的圆筒形状，流体流通的孔沿着外周面形成行列，并且在外周面的上部以及下部具有多个上部孔以及下部孔，而内部具有使流体连通的内部空间。

另外，设置有屏蔽外壳内部中间部分的板状部件，以分割所述上部孔及下部孔，并且在外壳内部旋转的同时开关上部孔以及下部孔。然后，驱动部与所述阀芯轴连接提供旋转阀芯的动力。

但是，具有上述结构的现有技术的多向切换阀具有由设置在外壳内部的阀芯分割外壳的上部孔及下部孔的结构，因此具有向上部孔与下部孔各自流入起到不同作用的两种流体之后通过阀芯旋转沿着已设定的路劲流动的结构。据此，在单一的流体流入外壳之后按照车辆的状态控制流体以各个方向供应上存在局限性。

此外，根据现有技术，由于具有阀芯通过驱动部在外壳内部旋转以控制流路的流动的结构，因此当阀芯长时间运作时，在阀芯的外周表面和外壳的内周表面之间产生磨损，存在形成间隙的问题。

特别是，根据现有技术的多向切换阀具有阀芯的外周表面始终与外壳的内周表面接触的状态下进行旋转的结构，因此阀芯与壳体之间的接触面积过度增大，增加磨损的面积，进而存在阀芯与外壳之间出现间隙的危险。

如果由于这种磨损而在阀芯与外壳之间形成间隙，则通过间隙无意中发生流体流过间隙引起流向其他流动路径的干扰，从而不能精确地控制流体的流量，因此存在降低车辆性能的问题。

另外，如上所述通过阀芯的旋转来控制流体的流动的现有技术存在难以将单独的密封结构应用于形成在流体流通的外壳中的多个上部孔和下部孔的问题。

技术实现要素：

(要解决的问题)

本发明的是为了解决上述问题而提出的，目的在于提供一种能够单独控制流体流通的多个出入口以精确地控制流体的流动的多向切换阀。

另外，本发明目的在于提供如下的多向切换阀：将开关流体流动的出入口与开关该出入口的阀体的接触面积最小化，以防止因零部件磨损而引起的漏液。

另外，本发明的一目在于提供一种如下的多向切换阀：能够通过产生压力使得阀体和出入口彼此紧密接触，以防止流体泄漏。

(解决问题的手段)

用于达成上述目的的本发明的技术思想可通过如下的多向切换阀达成，包括：阀外壳，形成中空的管结构，并且形成多个出入口，所述出入口将向中心部空间供应的冷却水向外部的各个冷却构成要素排放；驱动轴，设置在所述阀外壳的中心部空间，并且在外面各自形成对应于所述出入口的凸轮；阀单元，通过所述驱动轴的旋转与所述凸轮连动以开关所述出入口；以及驱动单元，设置在所述阀外壳一端，向所述驱动轴提供旋转力。

在此，优选为，所述阀外壳包括：外壳支撑件，形成在所述阀外壳的另一端流入冷却水，并且轴支撑所述驱动轴的另一端；安装部，形成在与所述外壳支撑件面对的阀外壳的一端，并安装所述驱动单元；以及盖，封闭所述安装部，并且设置有向所述驱动单元供应电能的连接器。

另外，优选为，所述阀单元包括：汽缸，被所述阀外壳支撑，并且位于所述凸轮与出入口之间；活塞，设置在所述汽缸内部并进行直线移动；滚轮，设置在所述活塞一端，通过所述凸轮的旋转而滚动；杆，从所述活塞的前端贯通汽缸向所述出入口延伸；推进件，配置在所述杆的前端，通过所述凸轮的旋转来开关出入口；以及第一弹性部件，设置在所述汽缸内部，并且提供弹力以使所述滚轮与所述凸轮紧贴。

另外，优选为，所述阀单元包括：汽缸，被所述阀外壳支撑，并且位于所述凸轮与出入口之间；活塞，设置在所述汽缸内部并进行直线移动；滚球，一部分埋入所述活塞的一端，通过所述z凸轮的旋转而滚动；杆，从所述活塞的前端贯通汽缸向所述出入口延伸；推进件，配置在所述杆的前端，通过所述凸轮的旋转来开关出入口；以及第一弹性部件，设置在所述汽缸内部，并且提供弹力以使所述滚球与所述凸轮紧贴。

此时，优选为，所述推进件外面周围配置有密封部件。

另外，优选为，所述阀单元还包括第二弹性部件，所述第二弹性部件介入所述汽缸外侧前端与推进件之间，在所述推进件封闭所述出入口时增加推进件紧贴于出入口的压力。

另外，优选为，所述杆贯通所述推进件，向所述出入口的前方凸出，在所述杆的前端设置卡环以固定推进件。

然后，优选为，所述驱动单元包括：小齿轮，设置在驱动马达的旋转轴；螺杆，与小齿轮啮合并进行旋转；蜗轮，与所述螺杆啮合进行旋转，并且与所述凸轮轴轴结合；以及支架，设置有所述驱动马达并且轴支撑所述螺杆；其中，所述驱动单元以在所述支架组装驱动马达、小齿轮、螺杆、涡轮的状态下安装在所述阀外壳的安装部。

(发明效果)

根据本发明的多向切换阀，由一个驱动轴开放或者封闭形成在阀外壳的多个出入口，因此不仅能够将用于运行阀单元的动力传递系统简单化，还能够个别控制多个出入口，因此能够精确地控制冷却水流动。

另外，将形成在驱动轴的凸轮的旋转变换成直线运动，从而开关出入口的阀单元与凸轮进行滚动，因此能够将零部件磨损最小化，不仅能够防止因零部件磨损引起的漏液，还能够增加产品寿命。

另外，向驱动轴提供旋转力的驱动单元模块化成半组装状态，从而驱动单元能够快速且容易地安装在安装部，以提高产品的生产率。

附图说明

图1是示出本发明的多向切换阀的立体图。

图2是示出本发明的多向切换阀的分解立体图。

图3是示出本发明的多向切换阀的剖面图。

图4是示出本发明的多向切换阀中的阀单元与驱动单元的立体图。

图5是示出本发明的多向切换阀中的阀单元的结构的剖面图。

图6是示出本发明的多向切换阀中的阀单元的运作状态的剖面图。

图7是示出本发明的多向切换阀中的驱动单元的分解立体图。

图8是示出本发明的多向切换阀中的阀单元的另一实施例的剖面图。

图9是示出本发明的多向切换阀中的阀单元的其他实施例的剖面图。

(附图标记说明)

100：阀外壳110：外壳支撑件

112：流入孔114：支撑孔

116：肋条120：安装部

122：贯通孔130：盖

132：连接器140：垫圈

150：出入口200：驱动轴

210：凸轮300：阀单元

310：汽缸320：活塞

321：支撑架322：销

323：埋入槽330：滚轮

330a：滚球340：杆

350：推进件360：第一弹性部件

370：密封部件380：第二弹性部件

390：卡环400：驱动单元

410：驱动马达420：小齿轮

430：螺杆440：涡轮

450：支架452：空转轴

具体实施方法

对于在本说明书以及权利要求范围内使用的用语或者单词，不得被通常或者词典意思限制并解释，发明人是立于为了以最好的方法说明自身的发明而适当定义用语概念的原则下，只以符合本发明技术思想的意思与概念来解释所述用语或者单词。

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。

图1是示出本发明的多向切换阀的立体图；图2是示出本发明的多向切换阀的分解立体图；图3是示出本发明的多向切换阀的剖面图。

参照图面进行说明，本发明的多向切换阀包括：形成有多个出入口150的阀外壳100；形成有对应于形成在阀外壳100的出入口150的凸轮210的驱动轴200；通过驱动轴200的旋转与凸轮210连动来开关出入口150的阀单元300；向驱动轴200提供旋转力的驱动单元400。

再则，阀外壳100形成中空的管结构，并且形成多个出入口150，所述出入口150向外部的各冷却构成要素排放向该中心部空间供应的冷却水。

该阀外壳100包括：流入冷却水并且轴支撑驱动轴200的外壳支撑件110；安装驱动单元400的安装部120；封闭安装部120的盖130。

外壳支撑件110形成在阀外壳100的另一端，如图2所示外壳支撑件110具有外径紧贴于阀外壳100的另一端内径的中空圆板形状，且在中心形成轴支撑驱动轴200的另一端的支撑孔114，以支撑孔114为中心形成放射状的肋条116。

如此，若以支撑孔114为中心形成放射状的肋条116，则肋条116与肋条116之间形成空间，有偿形成流入冷却水的流入孔112。此时，在轴支撑驱动轴200的另一端的支撑块114内部形成用于限制驱动轴200的旋转角度的止动件(未示出)，据此在驱动轴200通过从驱动单元400提供的旋转力进行旋转时可只在已设定的角度内转动。

即，向驱动轴200提供旋转力的驱动单元400的驱动马达410由正向和反向旋转的步进电机构成，因此驱动轴200旋转不会超出360度，而是在预定范围(例如，从0度至320度)内进行正向或者反向旋转，此时形成在支撑孔114的止动件限制驱动轴200，不使驱动轴200的旋转超出预定范围。

安装部120形成在阀外壳100的一端，且与形成在阀外壳110另一端的外壳支撑件110面对，以安装驱动单元400。如图2或者图7所示，该安装部120形成一侧在阀外壳100的一端开放的盒子形状，并且安装有向驱动轴200提供旋转力的驱动单元400。

此时，安装部120形成与阀外壳100相同轴线的贯通孔122，在驱动轴200位于阀外壳100时，驱动轴200的一端通过安装部120的贯通孔122凸出以与驱动单元400轴结合。此时，在安装部120的贯通孔122设置有诸如轴承(未示出)的轴支撑部件，在驱动轴200旋转时支撑驱动轴200，以使驱动轴200灵活旋转。

盖130封闭一侧开放的安装部120，保护安装在安装部120的驱动单元400，不使驱动单元400露在外部，根据需求盖130可通过诸如螺栓的紧固部件组装在安装部120的一侧，以开放安装部120。此时，在盖130与安装部120之间设置有垫圈140，进而在安装部120组装盖130时不产生间隙，以防止水分流入安装部120内部。

另外，盖130配置有连接器132，将电能供应于驱动单元400以使驱动马达410运转，连接器132形成有导线，进而在安装部120安装驱动单元400时可电气性连接驱动单元400。

另一方面，驱动轴200设置在阀外壳100的中心部空间，并在外面形成凸轮210，所述凸轮210各自对应于形成在阀外壳100的多个出入口150。如上所述，该驱动轴200一端通过配置在阀外壳100一端的安装部120的贯通孔122与驱动单元400轴结合，而另一端组装于形成在外壳支撑件110的支撑孔114，进而通过驱动单元400在预定角度范围内正向和反向旋转。

如上所述，通过驱动轴200旋转，凸轮210以与驱动轴200相同的方向进行旋转的同时接近或者远离出入口150地进行旋转运动，由此由阀单元300开放或者关闭出入口150，以控制流向阀外壳100内部的冷却水的流动，其中凸轮210对应于形成在阀外壳100的出入口150。对于该阀单元300的结构参照图4以及图5进行说明。

图4是示出本发明的多向切换阀中的阀单元与驱动单元的立体图；图5是示出本发明的多向切换阀中的阀单元的结构的剖面图。

参照图面进行说明，阀单元300包括：位于凸轮210与出入口150之间的汽缸310；设置在汽缸310内部的活塞320；以与凸轮210接触的状态下转动的滚轮330；从活塞320延伸贯通汽缸310的杆340；设置在杆340前端来开关出入口150的推进件350；提供弹力以使滚轮330与凸轮210紧贴的第一弹性部件360。

汽缸310被阀外壳100支撑，并且位于驱动轴200的凸轮210与形成阀外壳100的出入口150之间。该汽缸310具有内部为中空的管形状，以使活塞320可直线移动，并且开放向着驱动轴200的一端。另外，在汽缸310的外侧前端形成凸缘以固定在阀外壳100。

活塞320设置在上述的汽缸310内部，沿着汽缸310直线移动。该活塞320在向着出入口150的前端与杆340形成一体，并且在向着驱动轴200的凸轮210的一端配置有滚轮330。

如此，配置在活塞320一端的滚轮330在与驱动轴200的凸轮210接触的状态下可进行滚动，滚轮330形成与活塞320的一端形成一体的一对支撑架321，具有横跨一对支撑架321的销322，在所述销322可旋转地结合滚轮330。

据此，滚轮330通过驱动轴200的旋转以与凸轮210的外面接触的状态下滚动的同时使活塞320在汽缸内310进行直线移动。

此时，滚轮330可由吸收润滑剂的材料构成，进而在与形成在驱动轴200的凸轮210接触滚动时可使磨损最小化。

另一方面，杆340与活塞320的前端形成一体，并且贯通汽缸310向阀外壳100的出入口150延伸。在该杆340的前端设置有推进件350，该推进件350通过形成在驱动轴200的凸轮210的旋转开放出入口150，如图4或者图5所示，推进件350具有圆锥的形状，并且在外周面具有密封部件370。

在与杆340的前端面对面的推进件350的面形成直径小于杆340的孔，通过强制嵌入来固定推进件350与杆340，或者在与杆340的前端面对面的面形成螺纹孔，并且在杆的前端外周面形成螺纹也可螺纹紧固杆340与推进件350。

然后，设置在推进件350的密封部件370由发挥弹性恢复力的合成树脂或者合成橡胶(诸如，聚氨酯、橡胶)构成，在由推进件350密封出入口150时，密封推进件350与出入口150之间，防止向推进件350与出入口150之间泄漏冷却水。

该密封部件370与推进件350可通过嵌件注塑形成一体，或者根据需要可从推进件350拆卸密封部件370，以更换密封部件370。

另一方面，如上所述，所述推进件350可形成圆锥形状，但是根据情况，形成球形状、圆柱形状，且与出入口150接触的外面的直径大于出入口150直径，进而可紧密密封出入口，并且对该推进件350的形状可实施各种变形。

第一弹性部件360设置在汽缸310内部，并且提供弹力以使滚轮330与形成在驱动轴200的凸轮210紧贴。例如，该第一弹性部件360由线圈弹簧构成，以在汽缸310内部中介入于杆340的状态下位于活塞320的前端，并提供弹力以使滚轮330紧贴于凸轮210。

另一方面，驱动单元400安装在安装部129，并且提供旋转力以使驱动轴200能够旋转，其中安装部120配置在阀外壳100一端。对此，将通过图7进行说明。

图7是示出本发明的多向切换阀中的驱动单元的分解立体图。参照图面进行说明，驱动单元400包括：将电能转换成旋转力的驱动马达410；设置在驱动马达410的旋转轴的小齿轮420；与小齿轮420啮合旋转的螺杆430；与螺杆430啮合进行旋转并且与驱动轴200轴结合的涡轮440。

尤其是，为使驱动单元400简便地组装在安装部120，驱动单元400包括支架450，支架450由形成平面的板件构成，在支架450组装驱动单元400、小齿轮420、螺杆430、涡轮440，进而驱动单元400模块化成半组装的状态，只以将半组装状态的驱动单元400安装在安装部120，也可简便地设置驱动单元400。

如上所述，将驱动马达410、小齿轮420、螺杆430、涡轮440模块化成半组装状态的支架450具有空转轴452，以轴支撑螺杆430，螺杆430中心内部中空，以使所述空转轴452贯通并支撑螺杆430。

通过图6说明具有上述结构的本发明的多向切换阀的运作。

图6是示出本发明的多向切换阀中的阀单元的运作状态的剖面图。参照图面，本发明的多向切换阀通过形成在阀外壳100的外壳支撑件110的流入孔112流入冷却水。然后，运行阀单元300以使冷却水供应于需要冷却水的各冷却构成要素。

此时，为了运作阀单元300，从驱动单元400向驱动轴200提供旋转力，据此驱动轴200的凸轮210以与驱动轴200相同的方向进行旋转。

如此，通过驱动轴200旋转，紧贴于凸轮210的滚轮330位于凸轮210的上止点和下止点，同时开关形成在阀外壳100的出入口150以控制冷却水流动。

此时，驱动轴200形成有多个凸轮210，该多个凸轮210对应于形成在阀外壳100的出入口150，各个凸轮210各自设置有阀单元300，根据驱动轴200旋转，开放某一出入口150来供应冷却水，并封闭另一出入口150以屏蔽冷却水供应。

根据本发明的多项切换阀，可通一个驱动轴200开放或者封闭形成在阀外壳100的多个出入口150，因此不仅能够将用于运作阀单元300的动力传递系统简单化，还能够个别控制多个出入口150，因此可精确地控制冷却水流动。

另外，将形成在驱动轴200的凸轮210的旋转转换成直线移动，由此开关出入口150的阀单元300与凸轮210滚动，因此可将零部件磨损最小化，进而不仅能够防止由零部件磨损引起的漏液，还可增加产品寿命。

另外，向驱动轴200提供旋转力的驱动单元400模块化成半组装状态，可迅速且容易地将驱动单元400设置在安装部120，因此可提高产品的生产率。

另一方面，本发明不被上述说明的实施例限定，而是在不超出本发明的要点的范围内可实施修改以及变形，施加该修改以及变形也应该视为属于本发明的技术思想。

例如，本发明的多向切换阀可由图4以及图5的结构构成，但是根据情况也可配置第二弹性部件380，或者也可由杆340贯通推进件350的结构的构成。对此，将通过图8进行说明。

图8是示出本发明的多向切换阀中的阀单元的另一实施例的剖面图。参照图面进行说明，对于阀单元300，在推进件350封闭出入口150时，为增加推进件350紧贴于出入口150的压力，在汽缸310外侧前端与推进件350之间设置第二弹性部件380。如图8所示，可由线圈弹簧实现该第二弹性部件380。

另外，为使推进件350与杆340具有坚固的结构，杆340的前端贯通推进件350向出入口150前方凸出，在凸出的杆340的前端设置卡环390，可固定推进件350与杆340

如上所述，若杆340具有贯通推进件350的结构，则杆340与推进件350组装时，使杆340的前端贯通推进件350，之后在杆340的前端设置卡环390，据此可简便且迅速地在杆340设置推进件350。

另一方面，如上所述，对于阀单元，与凸轮210接触的状态下滚动的滚轮330可配置在活塞320的低端，但是根据情况代替滚轮也可配置滚球。对此将根据图9进行说明。

图9是示出本发明的多向切换阀中的阀单元的其他实施例的剖面图。参照图面进行说明，阀单元300在活塞320的一端设置球形状的滚球330a，根据凸轮210的旋转滚动滚球330a。

为此，在活塞320的一端形成埋入槽323，埋置有滚球330a，并且在所述埋入槽323中安装具有球形状的滚球330a。此时，滚球330a一部分通过活塞320的一端向外部凸出，通过从第一弹性部件360发挥的弹力在与驱动轴200的凸轮210接触的状态下通过驱动轴200的旋转而进行滚动

如上所述，若滚球配置在活塞320的一端，则滚球330a在凸轮210旋转时在整个区域上滚动，从而滚球330a可将接触凸轮210的特定部位的磨损最小化，因此可精确地控制出入口150的开关。

即，如图5以及图8所示，在活塞320的一端配置有滚轮330的情况下，凸轮210与滚轮330的接触部位被限制在滚轮330的圆周方向而导致不均匀磨损，但是如图9所示在活塞320的一端配置球形状的滚球330a的情况下，根据适用于凸轮210与滚球330a的下重滚球330a与凸轮210的接触部位发生变化，因此出现磨损的部分均匀地出现在滚球330a的整体面积，因此可精确地控制开关出入口150。