KR100755264B1

KR100755264B1 - 서머스탯장치

Info

Publication number: KR100755264B1
Application number: KR1020060089388A
Authority: KR
Inventors: 박희완
Original assignee: 고려전자주식회사; 후지 세이코 가부시기가이샤
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2007-09-04
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: CN101405493A; MX2008011800A; WO2007108273A1; RU2008135741A; AU2007228293A1; CN101405493B; AU2007228293B2; RU2458231C2; US8186604B2; US20100012738A1; CA2646233C; JP4422193B2; JPWO2007108273A1; BRPI0709314A2; CA2646233A1; ZA200807140B; EP1998019A1; MY145178A; EP1998019A4

Abstract

본 발명은 자동차 엔진을 냉각시키는 냉각액의 유로를 제어하는 서머스탯장치에 관한 것이다. 본 발명은 하우징본체(32), 상기 하우징본체(32)와 함께 혼합실(36)을 형성하는 커버(34), 상기 커버(34)에 형성되어 저온냉각액을 상기 혼합실(36)로 유입시키는 저온냉각액포트(46), 상기 하우징본체(32)의 상기 저온냉각액포트(46)에 대하여 대향측에 형성되어 고온냉각액을 상기 혼합실(36)로 유입시키는 고온냉각포트(40), 상기 고온냉각액포트(40) 및 상기 저온냉각액포트(46)로부터 상기 혼합실(36)로 유입되어 혼합되는 혼합냉각액을 엔진의 피냉각부로 송출하는 냉각액송출포트(42)와, 상기 하우징본체(32)내에서 상기 혼합실(36)내에 배치되고 상기 저온냉각액포트(46)측에 형성된 피스턴샤프트지지부(66)에 고정지지되는 피스턴샤프트(60)와 하측에서 연장된 연장부(64)를 가지며 상측주연에 상기 저온냉각액포트(46)를 개폐하는 메인밸브(62)를 가지고 상기 혼합실(36)의 액체온도에 따라서 액체온도가 높은 경우 상기 고온냉각액포트(40)측으로 이동하고 액체온도가 낮을 경우 상기 저온냉각액포트(46)측으로 이동가능하게 된 온도감지가동부(38)로 구성되는 서머스탯장치를 제공한다. 본 발명의 서머스탯장치는 상기 고온냉각액포트(40)에 연통하여 상기 고온냉각액포트(40)로부터의 상기 고온냉각액을 상기 온도감지가동부(38)에 확실히 접촉할 수 있도록 하기 위하여 상기 온도감지가동부(38)의 일부를 둘러싸는 정류관(58)과, 상기 저온냉각액포트(40)를 포함하는 상기 정류관(58)의 내측에 배치되어 상기 온도감지가동부(38)의 상기 연장부(64)가 삽입안내 되는 안내링(54)을 포함함을 특징으로 한다.

서머스탯장치, 온도감지가동부, 정류관.

Description

서머스탯장치 {THERMOSTAT APPARATUS}

도 1은 메인밸브가 폐쇄상태에 있는 것을 보인 본 발명 제1실시형태의 단면도.

도 2는 도 1의 II-II 선 단면도.

도 3은 도 1에서 보인 본 발명 제1실시형태의 메인밸브가 개방된 것을 보인 작동상태 단면도.

도 4은 본 발명의 냉각액온도제어성능을 종래기술과 비교하여 보인 그래프.

도 5는 본 발명의 제2실시형태를 보인 단면도.

도 6은 본 발명의 제3실시형태를 보인 단면도.

도 7은 메인밸브가 폐쇄상태에 있는 것을 보인 본 발명 제4실시형태의 단면도.

도 8은 도 7에서 보인 본 발명 제4실시형태의 메인밸브가 개방된 것을 보인 작동상태 단면도.

도 9는 메인밸브가 폐쇄상태에 있는 것을 보인 본 발명 제5실시형태의 단면도.

도 10은 도 9에서 보인 본 발명 제5실시형태의 메인밸브가 개방된 것을 보인 작동상태 단면도.

도 11은 본 발명의 냉각액온도에 대한 메인밸브의 작동을 종래기술과 비교한 그래프.

도 12는 종래기술의 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

30... 서머스탯장치 32... 하우징본체

34... 커버 36... 혼합실

38... 온도감지가동부 40... 고온냉각액포트

42... 냉각액송출포트 44... 히터연결포트

46... 저온냉각액포트 48... 연결관

50... 밸브시이트 52... 방사상 지지대

54... 안내링 56... 스프링시이트

58... 정류관 60... 피스턴샤프트

62... 메인밸브 64... 연장부

66... 피스턴샤프트지지부 68... 스프링

70... 디플렉터 72... 링밸브

74... 슬로트 76'... 환상밸브

일본국 공개실용신안 평2-5672

일본국 공개실용신안 평6-37524

일본국 공개특허 평10-19160

일본국 특허공보 소47-16584

본 발명은 서머스탯장치에 관한 것으로, 특히 자동차의 엔진을 냉각하는 냉각액의 온도를 자동제어하는 서머스탯장치에 관한 것이다.

종래의 서머스탯장치는 도 12에서 보인 바와 같이, 기본적으로 혼합실(1)을 형성하는 장치의 하우징본체(2), 이러한 하우징본체(2)의 상측에 결합되는 커버(3)와, 하우징본체(2)와 이에 결합되는 커버(2)내에 배치되는 온도감지가동부(4)로 구성된다. 하우징본체(2)는 하측에 엔진(도시하지 않았음)측으로 연결되는 고온냉각액포트(5)를 가지고 일측부에 역시 엔진측으로 연결되는 냉각액송출포트(6)를 가지며 이에 대향된 측부에 히터연결포트(7)를 갖는다. 고온냉각액포트(5)의 상변부는 밸브시이트(8)가 형성된다. 또한 커버(3)는 라디에이터(도시하지 않았음)측으로 연결되고 저온냉각액포트(9)를 구성하는 연결관(10)을 가지며 저온냉각포트(9)의 하측변부에 밸브시이트(11)가 형성된다.

한편, 온도감지가동부(4)는 하측에 소경의 연장부(12)가 연장되고 하측에 스프링(13)으로 하향탄지되며 고온냉각액포트(5)의 밸브시이트(8)에 대하여 상호작용하는 하부밸브(14)가 착설되어 있다. 또한 온도감지가동부(4)는 상단부에 온도의 변화에 따라서 신축가능한 피스턴샤프트(15)가 연장되어 있으며 이 피스턴샤프트(15)의 상측단부는 커버(3)의 연결관(10)의 내부에 형성된 피스턴샤프트지지 부(16)에 지지된다. 온도감지가동부(4)의 상부측 주연에는 메인밸브(17)가 고정적으로 착설되고 커버(3)의 밸브시이트(11)에 상호작용할 수 있게 되어 있다. 이러한 온도감지가동부(4)는 커버(3)에서 저온냉각액포트(9)의 하측으로 연장되게 배치된 케이지형태의 취부프레임(18)내에 배치되고 취부프레임(18)의 하단부에 형성된 환상배열의 스프링시이트(19)에 의하여 하측부가 지지되는 메인스프링(20)에 의하여 상향탄지된다. 또한 고온냉각액포트(5)에 인접하여 냉각액송출포트(6)내에 일정한 높이로 연장되게 디플렉터(21)가 배치된다.

이러한 종래기술의 서머스탯장치에서, 저온냉각액포트(9)는 라디에이터의 냉각부에서 냉각된 저온냉각액(A)을 혼합실(1)로 유입시키고, 저온냉각액포트(9)에 대하여 대향되게 배치된 고온냉각액포트(5)는 엔진에 의하여 가열된 고온냉각액(B)을 혼합실(1)로 유입시키며, 냉각액송출포트(6)는 저온냉각액포트(9)와 고온냉각액포트(5)로부터 유입되어 혼합된 냉각액(C)을 엔진측으로 송출한다. 혼합실(1)의 액체온도에 따라서 가동하는 열팽창체인 온도감지가동부(4)와 함께 가동하는 메인밸브(12)는 저온냉각액포트(9)로부터 저온냉각액(A)이 혼합실(1)로 유인되는 유입량을 제어한다. 하부밸브(14)는 온도감지가동부(4)와 함께 가동하여 고온냉각액포트(5)을 폐쇄하거나 고온냉각액포트(5)로부터 고온냉각액(B)이 혼합실(1)로 유입되는 유입량을 제어한다.

이와 같이 구성되고 작동하는 서머스탯장치는 일본국 공개실용신안 평2-5672(서머스탯), 일본국 공개실용신안 평6-37524(내연기관에 있어서 냉각수온의 제어장치), 일본국 공개특허 평10-19160(자동차엔진 냉매순환회로제어용 열응동변)으 로부터 알려져 있다.

상기 언급된 종래기술은 다음과 같은 결점이 있다.

(1) 혼합실(1)에서, 고온냉각액포트(5)가 온도감지가동부(4)로부터 멀리 떨어져 구성되어 있으므로 온도감지가동부(4)의 주위에 고온냉각액(B)이 닿기 어렵고, 따라서 저온냉각액(A)과 고온냉각액(B)이 온도감지가동부(4)의 부위에서 효과적으로 혼합되지 못하며, 온도감지가동부(4)가 냉각액(C)의 온도를 감지하기 어려워 결국 엔진을 냉각시키는 냉각액(C)의 액체온도가 불안정하게 되고, 또한 엔진의 부하변동에 따른 온도제어폭이 커지는 결점을 갖는다.

냉각액(C)의 엔진부하변동에 따른 온도제어폭이 커진다는 것은 도 3에서 보인 바와 같은 종래기술의 특성으로서 엔진의 열적팽창 및 수축이 크고 이러한 변화가 빈번히 일어나 엔진의 스트레스증대에 따라 엔진수명이 단축될 수 있고 온도강하시에 온도차에 의하여 엔진의 성능이 저하될 수 있으며 연비가 악화되는 등의 문제가 초래된다.

(2) 취부프레임(18)이 온도감지가동부(4)를 안내하고 있지만. 온도감지가동부(4)의 측면이 인덴트공정(측면을 변형시켜 내용적을 조정하는 공정)에 의하여 변형되므로 취부프레임(18)의 스프링시이트(20)의 내면과 온도감지가동부(4)의 외면 사이의 간격을 크게 할 필요가 있는 바, 취부프레임(18)의 스프링시이트(20)와 온도감지가동부(4) 사이의 간격이 큰 경우, 엔진의 진동이나 냉각수의 맥동에 의하여 온도감지가동부(4)가 크게 흔들리게 된다. 이로써 제품의 수명이 단축될 수 있다. 또한 온도감지가동부(4)와 일체로 구성된 메인밸브(17) 및 하부밸브(14)의 작동이 원활하게 이루어지지 않고 냉각액 온도의 감지 및 제어가 정확히 이루어지지 않는 결점을 갖는다.

(3) 고온냉각액(B)을 차단할 때, 스프링(13)에 의하여 하부밸브(14)가 고온냉각액포트(5)의 밸브시이트(8)에 대하여 가압된다. 그러나, 이러한 스프링(13)의 힘은 온도감지가동부(4)에 대하여 압력형태의 부하로서 작용한다. 온도감지가동부(4)에 대한 부하가 크면 필연적으로 온도감지가동부(4)의 수명이 단축된다. 또한 온도감지가동부(4)에 가하여지는 압력이 높아지면 온도감지가동부(4)내의 열팽창재의 융점이 상승하고, 이에 따라 메인밸브(17)를 더욱 개방시키고자 할 때에 보다 높은 냉각액 온도가 필요하다. 즉, 냉각액(C)의 온도가 상승하여 메인밸브(17)를 더 개방시키고자 할 때, 도 12에서 보인 종래기술의 특성과 같이 메인밸브(17)의 요구된 개방도를 얻을 수 없는 결점을 갖는다.

(4) 고온냉각액포트(5)를 폐쇄한 후에, 온도감지가동부(4)가 고온냉각액(B)의 온도를 감지할 수 없기 때문에 메인밸브(17)의 개방도가 낮아져서 라디에이터의 냉각능력이 발휘될 수 없는 결점이 있다.

(5) 고온냉각액포트(5)가 폐쇄될 때, 급격히 고온냉각액포트(5)가 차단됨으로서 폐쇄직후 온도헌팅이 발생하여 냉각액(C)의 온도가 안정되지 않는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 주로 자동차 엔진의 냉각액 온도를 종래 보다 고온으로 유지할 수 있도록 함으로서 엔진의 연소효율을 높이고 엔진의 마찰손실을 낮추며 냉각손실을 줄일 수 있도록 하여 결과적으로 엔진의 저연비화에 기여할 수 있도록 하 는 서머스탯장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 구성의 서머스탯장치를 제공한다.

본 발명은 하우징본체, 상기 하우징본체와 함께 혼합실을 형성하는 커버, 상기 커버에 형성되어 라디에이터의 냉각부에서 냉각된 저온냉각액을 상기 혼합실로 유입시키는 저온냉각액포트, 상기 하우징본체의 상기 저온냉각액포트에 대하여 대향측에 형성되어 엔진등의 피냉각부에서 가열된 고온냉각액을 상기 혼합실로 유입시키는 고온냉각포트, 상기 고온냉각액포트 및 상기 저온냉각액포트로부터 상기 혼합실로 유입되어 혼합되는 혼합냉각액을 엔진의 피냉각부로 송출하는 냉각액송출포트와, 상기 하우징본체내에서 상기 혼합실내에 배치되고 상기 저온냉각액포트측에 형성된 피스턴샤프트지지부에 고정지지되는 피스턴샤프트와 하측에서 연장된 연장부를 가지며 상측주연에 상기 저온냉각액포트를 개폐하는 메인밸브를 가지고 상기 혼합실의 액체온도에 따라서 액체온도가 높은 경우 상기 고온냉각액포트측으로 이동하고 액체온도가 낮을 경우 상기 저온냉각액포트측으로 이동가능하게 된 온도감지가동부로 구성되는 서머스탯장치를 제공한다. 본 발명에 따라서, 상기 고온냉각액포트에 연통하여 상기 고온냉각액포트로부터의 상기 고온냉각액을 상기 온도감지가동부에 확실히 접촉할 수 있도록 하기 위하여 상기 온도감지가동부의 일부를 둘러싸는 정류관과, 상기 저온냉각액포트를 포함하는 상기 정류관의 내측에 배치되어 상기 온도감지가동부의 연장부가 삽입안내되는 안내링을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 과냉된 저온냉각액이 혼합실로 유입될 때 저온냉각액이 상기 온도감지가동부에 직접 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 상기 메인밸브가 착설된 상기 온도감지가동부의 상측부를 둘러싸는 스커트형태의 디플렉터가 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 온도감지가동부의 직경이 감소되고 그 하측에 연장부가 연장됨이 없이 상기 온도감지가동부의 하측부가 상기 정류관내의 안내링에 직접 삽입안내되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 상기 온도감지가동부의 중간에 정류관의 상측구부와 상호작용하는 O-링 형태의 링밸브가 배치되고 온도감지가동부의 하측에는 연장부를 대신하여 하측이 개방된 관상의 연장관이 배치될 수 있으며 이러한 연장관의 상측주연에 안내링과 상호작용하는 수개의 기다란 슬로트가 형성된다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시형태에서, 정류관의 높이가 낮아져 그 상측구부가 온도감지가동부의 하측에 위치하며 상기 온도감지가동부의 하측 연장부에 정류관의 상측구부와 상호작용하는 환상밸브가 배치될 수 있다.

이하, 도면으로 보인 본 발명의 실시형태에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 다음의 설명은 본 발명의 여러 실시형태에 관한 것이나 이로써 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

제1실시형태

도 1-도 3은 본 발명 서머스탯장치의 제1실시형태를 보인 것이다.

본 발명의 서머스탯장치(30)는 하우징본체(32)와 커버(34)로 구성되는 혼합실(36)내에 내장된다. 실질적으로 서머스탯장치(30)를 구성하는 것은 온도감지가동부(38)이다.

하우징본체(32)는 하측에 엔진(도시하지 않았음)측으로부터 연결되는 고온냉각액포트(40)를 가지고 일측부에 엔진측으로 연결되는 냉각액송출포트(42)를 가지며 이에 대향된 측부에 히터연결포트(44)를 갖는다. 또한 커버(34)는 라디에이터(도시하지 않았음)측으로 연결되고 저온냉각액포트(46)를 구성하는 연결관(48)을 가지며 저온냉각포트(46)의 하측변부에 밸브시이트(50)가 형성되어 있다.

혼합실(36)내에서, 고온냉각액포트(40)상에는 하측내부에 수개의 방사상 지지대(52)(도 2 참조)에 의하여 지지된 안내링(54)을 가지고 하측외부에 방사상 플랜지 형태의 스프링시이트(56)를 갖는 원통형의 정류관(58)이 착설된다.

혼합실(36)내에 배치되는 온도감지가동부(38)는 대체로 원통형의 형태이고 상부에 피스턴샤프트(60)가 연장되어 있고 상측부연에 메인밸브(62)가 착설되어 있으며 하측에 연장부(64)가 연장된 구조로 되어 있다. 온도감지가동부(38)는 공지된 형태로서 내부에 열팽창재가 밀봉되어 있고 내부로부터 연장된 피스턴샤프트(60)는 열팽창재가 팽창되는 경우 신장될 수 있게 되어 있다. 이러한 온도감지가동부(38)는 그 피스턴샤프트(60)의 상단부가 커버(34)의 연결관(48)내에 구성되어 있는 피스턴샤프트지지부(66)에 고정적으로 지지되고 평상시에는 메인밸브(62)가 커버(34)의 밸브시이트(50)에 대하여 밀착되도록 배치되며, 온도감지가동부(38)는 메인밸브(62)의 저면과 정류관(58)의 스프링시이트(56) 사이에 배치되는 스프링(68)에 의 하여 상향탄지된다. 온도감지가동부(38)의 운동을 원활하게 안내하기 위하여 온도감지가동부(38)의 하측에 연장된 연장부(64)는 정류관(58)내의 안내링(54)내에 삽입되어 활동할 수 있게 되어 있다.

정류관(58)의 그 상측구부가 온도감지가동부(38)의 중간레벨까지 연장되는 것이 좋다.

저온냉각액포트(46)는 라디에이터의 냉각부에서 냉각된 저온냉각액(A)을 혼합실(36)로 유입시키고, 저온냉각액포트(46)에 대하여 대향되게 배치된 고온냉각액포트(40)는 엔진에 의하여 가열된 고온냉각액(B)을 혼합실(36)로 유입시키며, 냉각액송출포트(42)는 저온냉각액포트(46)와 고온냉각액포트(40)로부터 유입되어 혼합된 냉각액(C)을 엔진측으로 송출한다.

작동에 있어서, 엔진으로부터 고온냉각액포트(40)를 통하여 유입된 고온냉각액(B)이 정류관(58)을 통하여 혼합실(36)로 유입되는 과정에서 고온냉각액(B)이 충분히 온도감지가동부(38)의 외면에 접촉하게 되며 이러한 고온냉각액(B)의 온도, 즉 혼합실(36)로부터 냉각액송출포트(42)측으로 송출되는 혼합냉각액(C)의 온도가 상승할 때, 온도가 상승된 냉각액에 의하여 온도감지가동부(38)는 그 내부의 열팽창재의 체적이 증대되어 피스턴샤프트(60)가 신장되게 함으로서 상대적으로 온도감지가동부(38)가 이를 상향탄지하고 있는 스프링(68)의 힘에 반하여 하측으로 이동하게 된다. 이와 같이 온도감지가동부(38)가 하측으로 이동할 때 이에 일체로 구성되어 있는 메인밸브(62)가 밸브시이트(50)로부터 분리개방되어 저온냉각액포트(46)를 통하여 라디에이터로부터의 저온냉각액(A)이 유입되며 메인밸브(62)의 개방도가 증가함에 때라서 저온냉각액(A)의 유입량이 증가된다. 한편, 냉각액의 온도가 하강하면 온도감지가동부(38)의 피스턴샤프트(60)가 수축되어 온도감지가동부(38)가 다시 상승하여 메인밸브(62)가 그 밸브시이트(50)에 닿을 때까지 저온냉각액(A)의 유입량이 감소될 것이다.

이와 같은 본 발명의 제1실시형태에서, 고온냉각액포트(40)에 대하여 연장된 형태로 배치된 정류관(58)이 온도감지가동부(38)의 하측부 둘레를 감싸고 있어 혼합실(36)내의 냉각액 온도상태에 크게 영향을 받지 않고 고온냉각액포트(40)로부터의 고온냉각액(B)이 온도감지가동부(38)에 확실하게 접촉할 수 있게 되어 있다. 고온냉각액이 요구된 것 이상의 온도로 상승되어 있고 이러한 온도상승된 고온냉각액에 의하여 온도감지가동부(38)가 가열되면 온도감지가동부(38)의 피스턴샤프트(60)가 신장되어 온도감지가동부(38)가 하강함으로서 메인밸브(62)가 저온냉각액포트(46)의 밸브시이트(50)로부터 개방되어 혼합실(36)로 저온냉각액(A)이 유입된다. 따라서 혼합실(36)에서 저온냉각액(A)과 고온냉각액(B)이 혼합되어 적정온도를 갖는 냉각액(C)이 냉각액송출포트(42)를 통하여 엔진측으로 송출될 수 있다.

한편, 메인밸브(62)가 착설된 온도감지가동부(38)는 상측에서 이로부터 연장된 피스턴샤프트(60)의 상단이 저온냉각액포트(46)를 구성하는 연결관(48)의 내측에 형성된 피스턴샤프트지지부(66)에 고정적으로 지지되고, 온도감지가동부(38)의 하측에 연장된 연장부(64)가 정류관(58)의 내부중심측에 배치된 안내링(54)에 좌우유동이 없는 작은 간극이 유지된 상태로 활동가능하게 삽입된 상태에서 지지되며, 스프링(68)에 의하여 상향탄지되어 있는 구성으로 되어 있어, 엔진의 진동 및 워터 펌프의 구동에 의한 냉각수의 맥동 등으로 야기되는 진동의 영향으로부터 메인밸브(62) 및 온도감지가동부(38)를 보호하여 이들이 가능한 한 진동없이 지지될 수 있으므로 온도감지가동부(38)의 메인밸브(62)가 원활한 개폐운동을 하여 냉각액의 온도제어능력이 향상될 수 있도록 하는 것이다.

종래기술의 경우, 특히 디젤엔진의 경우에 진동이 심하게 나타나는 바, 이러한 진동은 온도감지가동부의 피스턴샤프트에 대하여 압력형태의 부하로 가하여지므로서 피스턴샤프트와 온도감지가동부 사이의 결합부위가 변형되어 냉각액이 온도감지가동부내로 유입될 수 있는 위험이 있고 이에 따라 온도감지가동부의 사용수명이 단축될 수 있으며, 온도감지가동부의 하측부를 지지하고 있는 취부프레임이 온도감지가동부와의 마찰에 의하여 파손될 수 있는 문제점이 있으나, 본 발명에 있어서는 종래기술의 이러한 문제점이 완전히 해소될 수 있는 것이다.

제2실시형태

도 5는 본 발명의 제2실시형태를 보인 것으로, 온도감지가동부(38)에 착설된 메인밸브(62)의 하측으로 온도감지가동부(38)의 상측부를 둘러싸고 있는 스커트형태의 디플렉터(deflector)(70)가 배치된 것을 제외하고는 상기 언급된 제1실시형태와 동일하다. 따라서, 도 5에서는 제1실시형태의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 부호를 붙였으며 이들 구성과 작용효과에 대한 설명은 생략키로 한다.

이러한 제2실시형태에서, 온도감지가동부(38)의 상측부를 둘러싸는 스커트형태로 배치된 디플렉터(70)는 메인밸브(62)의 개방초기에 라디에이터에서 과냉된 저 온냉각액(A)이 혼합실(36)로 유입될 때 저온냉각액(A)이 혼합실(36)에서 고온냉각액(B)과 혼합되기 전에 온도감지가동부(38)에 직접 접촉하는 것을 방지하여 온도헌팅형상이 일어나는 것을 방지하는 효과를 보이는 것이다.

제3실시형태

도 6은 본 발명의 제3실시형태를 보인 것이다. 이러한 제3실시형태는 제1실시형태에 대하여 온도감지가동부를 본 발명의 범위내에서 변형한 실시형태이다.

이러한 제3실시형태는 제1실시형태의 온도감지가동부(38)에 대응하는 온도감지가동부(38a)가 제1실시형태의 온도감지가동부(38)의 직경 보다 작은 직경을 갖는 것으로 변형구성되었다. 또한 이러한 제3실시형태에서는 제1실시형태의 온도감지가동부(38)에서 하측으로 연장된 연장부(64)에 대응하는 구성이 없고 대신에 직경이 감소된 온도감지가동부(38a)의 하측부가 직경이 약간 확장된 안내링(54a)에 활동가능하게 삽입되어 있다. 제3실시형태에서 나머지 구성요소는 제1실시형태의 구성요소와 동일하므로 동일한 부호를 붙였으며 마찬가지로 그 구성과 작용효과에 대한 설명은 생략키로 한다.

이와 같은 제3실시형태에서, 온도감지가동부(38a)는 다른 실시형태의 경우와는 다르게 그 직경이 감소되고 비교적 길게 연장되어 있는 구성이며 그 하측부가 안내링(54a)에 직접 삽입되어 활동할 수 있게 되어 있어, 제1실시형태에서 연장부(64)의 구성을 생략할 수 있는 잇점이 있다.

제4실시형태

도 7 및 도 8은 본 발명의 제4실시형태를 보인 것이다. 이러한 제4실시형태 는 온도감지가동부(38)의 피스턴샤프트(60)가 충분히 신장된 후에 고온냉각액(B)의 유량을 줄이고 정류관(58)을 통하여 유동하는 고온냉각액(B)의 유량을 제어할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여, 이러한 제4실시형태에서는 온도감지가동부(38)의 중간에 정류관(58)의 상측구부와 상호작용하는 O-링 형태의 링밸브(72)가 배치되고, 온도감지가동부(38)의 하측에는 제1실시형태의 연장부(64)를 대신하여 하측이 개방된 관상의 연장관(64a)이 배치된다. 이러한 연장관(64a)은 상기 언급된 바와 같이 하측이 개방된 관상의 형태이고 상측주연에 수개의 기다란 슬로트(74)가 형성되어 있다.

제4실시형태에서 나머지 구성요소는 제1실시형태의 구성요소와 동일하므로 동일한 부호를 붙였으며 마찬가지로 그 구성과 작용효과에 대한 설명은 생략키로 한다.

이와 같은 본 발명의 제4실시형태에서는 온도감지가동부(38)의 피스턴샤프트(60)가 신장되고 메인밸브(62)가 개방되어 저온냉각액(A)의 유입량이 증가되고 고온냉각액(B)의 유입량이 감소되는 것이 요구되는 경우, 온도감지가동부(38)가 하측으로 이동할 때, 이러한 온도감지가동부(38)의 중간에 배치된 링밸브(72)가 정류관(58)의 상측구부에 대하여 폐쇄되는 방향으로 이동함으로서 혼합실(36)로 고온냉각액(B)이 유입되는 유입량을 줄일 수 있도록 한다. 이러한 링밸브(72)와 정류관(58)의 상측구부 사이의 상호작용 이외에, 본 발명의 이러한 제4실시형태에 있어서는 온도감지가동부(38)가 하측으로 이동함에 따라서 온도감지가동부(38)의 하측에는 배치된 연장관(64a)의 슬로트(74)가 연장관(64a)이 삽입되는 안내링(54)에 의 하여 점진적으로 폐쇄됨으로서 연장관(64a)의 개방된 저면부를 포함하여 정류관(58)의 전체를 통하여 혼합실(36)측으로 유입되는 고온냉각액(B)의 유입량이 감소하는 방향으로 제어되는 제어작용이 이루어질 수 있다.

제5실시형태

도 9와 도 10은 본 발명의 제5실시형태를 보인 것이다.

이러한 본 발명의 제5실시형태의 서머스탯장치(30')는 엔진출구측에 장착되어 엔진출구제어방식으로 사용되는 것으로 냉각액의 유동방향이 상기 언급된 제1실시형태와는 다르다. 그러나, 기본적인 구성에 있어서는 상기 언급된 실시형태와 동일 또는 유사하므로 각 구성요소에 대하여 동일한 부호로 표시하고 프라임(')부호를 붙였다.

즉, 본 발명 제5실시형태의 서머스탯장치(30')는 하우징본체(32')와 커버(34')로 구성되는 혼합실(36')(엔진출구제어방식에 있어서는 실질적으로 혼합실의 의미가 아니나 본 발명의 다른 실시형태의 구성과 같은 구성이므로 혼합실의 용어를 사용하였다)내에 내장된다. 실질적으로 서머스탯장치(30')를 구성하는 것은 온도감지가동부(38')이다. 하우징본체(32')는 하측에 엔진측으로 향하는 제1 냉각액송출포트(42')를 가지고 일측부에 엔진측으로부터 연결되는 고온냉각액포트(40')를 갖는다. 커버(34')는 라디에이터측으로 연결되고 제2 냉각액송출포트(46')를 구성하는 연결관(48')을 가지며 제2 냉각액송출포트(46')의 하측변부에 밸브시이트(50')가 형성되어 있다. 환언컨데, 이러한 제5실시형태는 그 사용위치에 따라서 상기 언급된 제1실시형태의 고온냉각액포트(40)와 냉각액송출포트(42)의 구성위치 와 기능상 명칭이 바뀌었다.

또한, 제1실시형태와 다른 점은 이러한 제5실시형태에서는 정류관(58')의 높이가 낮아져 그 상측구부가 온도감지가동부(38')의 하측에 위치하며, 온도감지가동부(38')의 하측 연장부(64')에 정류관(58')의 상측구부와 상호작용하는 환상밸브(76')가 배치되어 있는 점이다.

이와 같은 제5실시형태에서, 메인밸브(62')가 폐쇄상태에 있을 때, 고온냉각액이 엔진으로부터 혼합실(36')로 유입되고 정류관(58')을 지나 워터펌프(도시하지 않았음)를 통하여 엔진으로 되돌아간다. 온도감지가동부(38')가 하강하여 메인밸브(62')가 개방되면 초기에 고온냉각액이 라디에이터로 송출되고 정류관(58')으로도 동시에 송출된다. 피스턴샤프트(60')가 충분히 신장되고 메인밸브(62')의 개방정도가 충분한 상태가 되면 온도감지가동부(38')의 연장부(64')에 배치된 환상밸브(76')가 정류관(58')의 상측구부 내면으로 진입하게 되어 정류관(58')측으로 고온냉각액이 유동하는 것이 차단된다(도 10). 이러한 환상밸브(76')는 고무재질로 구성함으로서 정류관(58')의 내면에 확실하게 밀착접촉되도록 하여 정류관(58')으로 향하는 고온냉각액(B')의 유동을 완벽하게 차단할 수 있어 라디에이터측으로의 고온냉각액송출을 보다 효과적으로 할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 고온냉각액포트에 연통하여 이 고온냉각액포트로부터의 고온냉각액을 온도감지가동부에 확실히 접촉할 수 있도록 하기 위한 정류관이 그 상측구부가 온도감지가동부의 일부를 둘러싸는 구조적 특징으로 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 온도감지가동부의 일부를 둘러싸도록 배치된 정류관의 구조에 의하여, 온도감지가동부가 배치된 영역에서 정류관의 상측구부의 상부위치가 저온냉각액과 고온냉각액의 혼합영역을 구성하는 구조가 된다. 고온냉각액과 저온냉각액의 혼합이 온도감지가동부의 주위에서 양호하게 이루어지고, 히터로부터의 냉각액 또는 다른 부속기구를 통한 냉각액의 유입에 따른 온도감지가동부의 영향은 정류관이 이를 차단하므로 고온냉각액이 온도감지가동부에 확실히 접촉될 수 있는 구조가 되어 온도감지가동부의 감온성이 확보되어 메인밸브의 개방온도 즉, 엔진의 냉각개시온도가 확실하게 설정될 수 있다.

(2) 피스턴샤프트, 온도감지가동부와 이러한 온도감지가동부의 하측에 연장된 연장부가 이루는 동축구조는 피스턴샤프트지지부와 이 피스턴샤프트지지부로부터 거리를 두고 대향된 정류관내의 안내링에 의한 2점 지지구조를 이루도록 하고, 온도감지가동부가 안내링에 의하여 안정되게 안내되는 구조로 되어 있으며, 온도감지가동부의 하측에 연장된 연장부와 안내링 사이의 간극을 작게 설정함으로서 엔진의 진동이나 냉각수의 맥동에 의한 온도감지가동부의 진폭을 작게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이로써, 온도감지가동부와 메인밸브의 움직임이 원활하게 이루어지고 또한 스트레스가 경감되어 서머스탯장치의 사용수명이 연장될 수 있다.

또한, 예를 들어, 온도감지가동부가 통상적으로 피스턴샤프트를 둘러싸는 고 무제의 슬리이브, 이러한 슬리이브와 피스턴샤프트를 둘러싸는 컵과, 이 컵과 슬리이브 사이를 밀봉하는 열팽창재(온도감지부재)로 구성되고, 이 열팽창재가 주위의 냉각온도에 따라서 체적변화를 보이며, 이러한 체적변화로 슬리이브가 가압수축되고 피스턴샤프트가 가압됨으로서 상대적으로 온도감지가동부가 이동하는 것으로, 온도감지가동부의 진폭을 작게 할 수 있는 구조를 실현함으로서, 큰 진동의 영향을 받는 슬리이브, 캡, 씨일에 대한 스트레스가 작아져 온도감지가동부의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

(3) 정류관을 배치함으로서 탄지수단인 단 하나의 스프링으로 메인밸브를 상기 저온냉각액포트측에 가압탄지할 수 있으며, 종래 온도감지가동부 하측의 연장부에 배치되었던 하부밸브의 탄지수단인 스프링을 생략함으로서 그 결과 하나의 탄지수단만의 탄지력으로 경감시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 탄지수단이 단 하나로 구성되고 탄지력을 경감시킨 것을 도 11로부터 명백하게 알 수 있다. 즉, 종래기술은 하부밸브가 고온냉각액포트를 폐쇄시킨 후에는 메인스프링과 하부의 스프링의 이중탄지력이 작용한다. 탄지력의 증가는 메인밸브의 작동을 늦추어 온도변화에 따른 개방도가 나빠진다.

본 발명은 하나의 탄지력에 의하여 메인밸브가 억제되므로 도 11에 도시한 바와 같이 메인밸브의 냉각액 온도에 대한 개방도가 원활하게 이루어져 보다 신속한 냉각액 온도제어가 실현될 수 있다. 또한, 탄지수단인 스프링의 설정길이를 길게 할 수 있으므로 스프링 상수를 낮게 설정하여 온도감지가동부에 가해지는 최대 부하를 작게 할 수 있다. 스프링의 선간을 넓게 함으로서 온도감지가동부의 주위에 냉각액이 유동하기 용이하여 통수저항을 줄일 수 있다.

(4) 정류관은 온도감지가동부를 둘러싸는 구조로서 고온냉각액이 온도감지가동부에 확실히 접촉될 수 있도록 한다. 온도감지가동부가 고온냉각액으로 가열되어 메인밸브의 개방이 이루어지는 초기단계에서는 온도감지가동부의 주위에서 고온냉각액과 메인밸브를 통해 혼합실로 유입된 저온냉각액이 서로 혼합하게 되고, 이런 혼합액의 온도상태하에 온도감지가동부가 위치하게 되며, 그 혼합액의 온도변화에 반응하게 된다. 이러한 상태가 계속되면 점점 온도가 상승하므로서 온도감지가동부는 메인밸브의 개방도를 크게 하며 정류관내로 점점 진입하게 되고, 온도감지가동부는 혼합액의 온도보다 높은 고온냉각액의 온도영향을 더욱 받게 된다. 고온냉각액의 영향이 커지므로 온도감지가동부는 엔진온도의 상승에 민감하게 반응하게 되며, 엔진온도상승에 따른 고온냉각액의 온도상승에 신속히 응답한다(도 4). 온도감지가동부의 신속한 대응으로 메인밸브의 개방도를 점점 확대시켜 저온냉각액의 유입을 증대시키므로 냉각효율을 크게 할 수 있다. 차량운행시 엔진의 가동평균온도를 올려 연비를 향상시키려는 시도에서는 여름기온이나 과부하 운전상황이 급박히 닥쳤을 때 신속한 냉각능력이 최우선이며 필수적이므로 정류관 구조를 갖춘 본 발명은 매우 적합한 구조라 할 수 있다.

Claims

하우징본체, 상기 하우징본체와 함께 혼합실을 형성하는 커버, 상기 커버에 형성되어 라디에이터의 냉각부에서 냉각된 저온냉각액을 상기 혼합실로 유입시키는 저온냉각액포트, 상기 하우징본체의 상기 저온냉각액포트에 대하여 대향측에 형성되어 엔진등의 피냉각부에서 가열된 고온냉각액을 상기 혼합실로 유입시키는 고온냉각포트, 상기 고온냉각액포트 및 상기 저온냉각액포트로부터 상기 혼합실로 유입되어 혼합되는 혼합냉각액을 엔진의 피냉각부로 송출하는 냉각액송출포트와, 상기 하우징본체내에서 상기 혼합실내에 배치되고 상기 저온냉각액포트측에 형성된 피스턴샤프트지지부에 고정지지되는 피스턴샤프트와 하측에서 연장된 연장부를 가지며 상측주연에 상기 저온냉각액포트를 개폐하는 메인밸브를 가지고 상기 혼합실의 액체온도에 따라서 액체온도가 높은 경우 상기 고온냉각액포트측으로 이동하고 액체온도가 낮을 경우 상기 저온냉각액포트측으로 이동가능하게 된 온도감지가동부로 구성되는 서머스탯장치에 있어서, 상기 고온냉각액포트에 연통하여 상기 고온냉각액포트로부터의 상기 고온냉각액을 상기 온도감지가동부에 확실히 접촉할 수 있도록 하기 위하여 상기 온도감지가동부의 일부를 둘러싸는 정류관과, 상기 저온냉각액포트를 포함하는 상기 정류관의 내측에 배치되어 상기 온도감지가동부의 연장부가 삽입안내되는 안내링을 포함함을 특징으로 하는 서머스탯장치.
제1항에 있어서, 과냉된 저온냉각액이 혼합실로 유입될 때 저온냉각액이 상 기 온도감지가동부에 직접 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 상기 메인밸브가 착설된 상기 온도감지가동부의 상측부를 둘러싸는 스커트형태의 디플렉터가 배치됨을 특징으로 하는 서머스탯장치.
제1항에 있어서, 상기 온도감지가동부의 직경이 감소되고 그 하측에 연장부가 연장됨이 없이 상기 온도감지가동부의 하측부가 상기 정류관내의 안내링에 직접 삽입안내됨을 특징으로 하는 서머스탯장치.
제1항에 있어서, 상기 온도감지가동부의 중간에 정류관의 상측구부와 상호작용하는 O-링 형태의 링밸브가 배치되고, 온도감지가동부의 하측에는 연장부를 대신하여 하측이 개방된 관상의 연장관이 배치되며 이러한 연장관의 상측주연에 안내링과 상호작용하는 수개의 기다란 슬로트가 형성되어 있음을 특징으로 하는 서머스탯장치.
제1항에 있어서, 정류관의 높이가 낮아져 그 상측구부가 온도감지가동부의 하측에 위치하며 상기 온도감지가동부의 하측 연장부에 정류관의 상측구부와 상호작용하는 환상밸브가 배치됨을 특징으로 하는 서머스탯장치.