KR101316360B1

KR101316360B1 - 차량의 엔진용 서모스탯

Info

Publication number: KR101316360B1
Application number: KR1020070132792A
Authority: KR
Inventors: 변진삼
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2013-10-08
Also published as: KR20090065302A

Abstract

본 발명은 차량의 엔진용 서모스탯에 관한 것으로서, 엔진과 라디에이터 사이의 냉각수 유로 상에 고정 설치되며, 판면에 일정 간격으로 복수의 냉각수 보충공이 형성된 원형 지지부와, 냉각수 통공이 형성되도록 상기 원형 지지부로부터 상향 연장되어 스핀들이 고정 설치된 고정대와; 상기 원형 지지부의 하측에 연결된 하부 지지대를 가지는 서모스탯 본체와; 내부에 냉각수온에 따라 수축 또는 팽창되는 왁스가 저장되어 있으며, 상기 왁스의 수축력 또는 팽창력에 의해 상기 스핀들에 대해 상하 이동하여 상기 냉각수 통공을 개폐하는 실린더와; 상기 하부 지지대와 상기 고정대 사이에 설치되어 상기 실린더가 상기 냉각수 통공을 폐쇄되는 방향으로 상향 가압하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 엔진에서 라디에이터로 공급되는 냉각수의 유량이 증대됨으로써 엔진 출력이 향상될 수 있다.

Description

차량의 엔진용 서모스탯{THERMOSTAT FOR ENGINE OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 엔진용 서모스탯에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉각수 유로가 개방될 때 냉각수 유량을 증대시켜 엔진의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 차량의 엔진용 서모스탯에 관한 것이다.

종래 차량의 엔진용 서모스탯(101)은, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 엔진과 라디에이터 사이의 냉각수 유로(5) 상에 고정 설치되어 냉각수 유로(5)를 개폐하는 밸브의 기능을 하는데, 냉각수 통공(119)이 형성되며 냉각수 유로(5) 상에 고정되는 서모스탯 본체(110)와; 서모스탯 본체(110)에 수직으로 고정 설치되는 스핀들(116)과; 내부에 왁스(3)가 저장되어 있어 왁스(3)가 수축 또는 팽창됨에 따라 스핀들(116)에 대해 상하 이동하여 냉각수 통공(119)을 개폐하는 실린더(120)와; 냉각수 통공(119)을 폐쇄하는 방향으로 실린더(120)를 상향 가압하는 스프링(140)으로 구성되어 있다.

실린더(120)의 내부에 마련된 왁스(3)는 냉각수온에 따라 체적변화가 되며, 이 왁스(3)의 체적 변화에 의해 실린더(120)가 스핀들(116)을 중심으로 상하 이동되어 냉각수 통공(119)이 개폐될 수 있는 것이다.

즉, 냉각수 온도가 대략 80도 미만이면 왁스(3)는 도 1의 (a)와 같이 수축되는데, 이 경우에는 스프링(140)의 가압력에 의해 실린더(120)가 냉각수 통공(119)을 폐쇄하고 있기 때문에 엔진으로부터 배출된 냉각수가 라디에이터로 공급되지 않게 된다.

한편, 냉각수 온도가 대략 80도 이상이면 왁스(3)는 도 1의 (b)와 같이 팽창되어 수직방향으로 스핀들(116)을 미는 힘이 발생하게 되는데, 이 때 서모스탯 본체(110)에 고정되어 있는 스핀들(116) 대신 실린더(120)가 하향 이동함으로써 냉각수 통공(119)이 개방될 수 있다. 이에 의해, 엔진에서 배출된 냉각수가 냉각수 통공(119)을 통해 라디에이터로 공급되어 냉각될 수 있게 된다.

그런데, 이러한 종래의 서모스탯(101)에 있어서는, 실린더(120)가 냉각수 통공(119)을 개방하여 냉각수 유로(5)가 개방되더라고 냉각수가 라디에이터로 충분히 공급될 수 없으므로 워터 펌프에 부하가 많이 걸려 엔진의 냉각 성능이 저하되고, 이에 의해 엔진 출력이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 엔진에서 라디에이터로 공급되는 냉각수 유량을 증대시켜 엔진 출력을 향상시킬 수 있는 차량의 엔진용 서모스탯을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 차량의 엔진용 서모스탯에 있어서, 엔진과 라 디에이터 사이의 냉각수 유로 상에 고정 설치되며, 판면에 일정 간격으로 복수의 냉각수 보충공이 형성된 원형 지지부와, 냉각수 통공이 형성되도록 상기 원형 지지부로부터 상향 연장되어 스핀들이 고정 설치된 고정대와; 상기 원형 지지부의 하측에 연결된 하부 지지대를 가지는 서모스탯 본체와; 내부에 냉각수온에 따라 수축 또는 팽창되는 왁스가 저장되어 있으며, 상기 왁스의 수축력 또는 팽창력에 의해 상기 스핀들에 대해 상하 이동하여 상기 냉각수 통공을 개폐하는 실린더와; 상기 하부 지지대와 상기 고정대 사이에 설치되어 상기 실린더가 상기 냉각수 통공을 폐쇄되는 방향으로 상향 가압하는 스프링에 의해 달성된다.

여기서, 상기 원형 지지부의 상측에 마련되어 상기 냉각수 보충공을 개폐하도록 밸브 통공이 일정 간격으로 형성된 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체로부터 상기 실린더를 향해 연장되어 상기 실린더에 형성된 사선 방향의 슬릿을 따라 이동하는 핀이 마련된 회전부를 가지는 회전 밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 회전 밸브는 상기 실린더가 끼워지도록 상기 회전부의 단부에 형성되어 상기 회전부를 상기 실린더에 대해 지지하는 클램프를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 고정대에는 상기 밸브 몸체와 인접한 위치에 상기 밸브 몸체의 상향 이동을 저지하는 스토퍼가 원주 방향을 따라 복수개 마련된 것이 바람직하다.

상기 원형 지지부의 판면에는 서로 대칭되는 위치에 가이드 돌기가 형성되어 있으며, 상기 밸브 몸체의 판면에는 상기 가이드 돌기가 안내되는 가이드 홈이 원주 방향을 따라 길게 형성된 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 엔진에서 라디에이터로 공급되는 냉각수의 유량이 증대됨으로써 엔진 출력이 향상될 수 있는 차량의 엔진용 서모스탯이 제공된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량의 엔진용 서모스탯을 도시한 사시도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 서모스탯(1)은 엔진과 라디에이터 사이의 냉각수 유로 상에 고정 설치되어 냉각수 유로를 개폐하는 밸브의 기능을 하는데, 냉각수 통공(19)이 형성되며 냉각수 유로 상에 고정되는 서모스탯 본체(10)와; 서모스탯 본체(10)에 수직으로 고정 설치되는 스핀들(16)과; 내부에 왁스(미도시)가 저장되어 있어 왁스가 수축 또는 팽창됨에 따라 스핀들(16)에 대해 상하 이동하여 냉각수 통공(19)을 개폐하는 실린더(20)와; 냉각수 통공(19)을 폐쇄하는 방향으로 실린더(20)를 상향 가압하는 스프링(40)으로 구성되어 있다.

서모스탯 본체(10)는 판면에 일정 간격으로 복수의 냉각수 보충공(12)이 형성된 원형 지지부(11)와, 냉각수 통공(19)이 형성되도록 원형 지지부(11)로부터 상향 연장되어 스핀들(16)이 고정 설치되는 고정대(15)와, 원형 지지부(11)의 하측에 연결된 하부 지지대(18)로 구성되어 있다.

원형 지지부(11)의 판면에는 냉각수 보충공(12)이 복수개 일정 간격으로 관통 형성됨으로써, 냉각수 통공(19)을 통해 엔진에서 라디에이터로 공급되는 냉각수이외에도 추가로 냉각수가 보충될 수 있으므로 냉각수의 유량이 증대될 수 있다.

고정대(15)는 원형 지지부(11)로부터 수직하게 연장된 수직부(15a)와, 수직부(15a)로부터 산 모양으로 연장되어 스핀들(16)이 고정 설치되는 스핀들 고정부(15b)로 구성되어 있다.

실린더(20)의 내부에 마련된 왁스는 냉각수온에 따라 체적변화가 되며, 이 왁스의 체적 변화에 의해 실린더(20)가 스핀들(16)을 중심으로 상하 이동되어 냉각수 통공(19)이 개폐될 수 있는 것이다.

즉, 냉각수 온도가 대략 80도 미만이면 왁스는 수축되는데, 이 경우에는 스프링(40)의 가압력에 의해 실린더(20)가 냉각수 통공(19)을 폐쇄하고 있기 때문에 엔진으로부터 배출된 냉각수가 라디에이터로 공급되지 않게 된다.

한편, 냉각수 온도가 대략 80도 이상이면 왁스는 팽창되어 수직방향으로 스핀들(16)을 미는 힘이 발생하게 되는데, 이 때 서모스탯 본체(10)에 고정되어 있는 스핀들(16) 대신 실린더(20)가 하향 이동함으로써 냉각수 통공(19)이 개방될 수 있다. 이에 의해, 엔진에서 배출된 냉각수가 냉각수 통공(19)을 통해 라디에이터로 공급되어 냉각될 수 있게 된다.

실린더(20)는 스핀들(16)의 길이 방향으로 스핀들(16)의 외주면에 설치된 실린더 몸체(21)와, 실린더 몸체(21)의 둘레에 결합되어 냉각수 통공(19)을 밀폐하기 위한 고무 패킹(25)으로 구성되어 있다. 이 때, 스프링(40)은 하부 지지대(18)와 고무 패킹(25) 사이에서 고무 패킹(25)을 상향 가압하는데, 이에 의해 냉각수 통공(19)은 고무 패킹(25)에 의해 기밀될 수 있다.

상기 기술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예의 주요 특징 중 하나는 냉각수 보충공(12)을 형성함으로써, 엔진에서 라디에이터로 공급되는 냉각수의 유량을 증대시켜 엔진의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 점에 있다.

한편, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 엔진용 서모스탯(201)을 도시한 사시도로서, 제2 실시예의 서모스탯(201)은 제1 실시예의 서모스탯(1)과 달리 냉각수 통공(19)이 개방될 때에 냉각수 보충공(12)을 함께 개방하고 냉각수 통공(19)이 폐쇄될 때에는 냉각수 보충공(12)도 폐쇄하는 회전 밸브(30)를 더 구비하는 점에서 차이가 있다.

제2 실시예의 서모스탯(201)의 회전 밸브(30)는 원형 지지부(11)의 상측에 마련되어 냉각수 보충공(12)을 개폐하도록 밸브 통공(32)이 일정 간격으로 형성된 밸브 몸체(31)와, 밸브 몸체(31)로부터 실린더(20)를 향해 연장되어 실린더(20)에 형성된 사선 방향의 슬릿(22)을 따라 이동하는 핀(36)이 마련된 회전부(35)로 구성된다.

실린더(20)가 냉각수 통공(19)을 폐쇄하고 있는 도 3과 같은 경우에는, 회전 밸브(30)의 밸브 통공(32)은 냉각수 보충공(12)과 연통되지 않음으로써 냉각수 보충공(12)이 폐쇄된 상태를 유지하고 있으며, 이 때 회전부(35)의 핀(36)은 슬릿(22)의 맨 아래쪽에 위치하게 된다.

그 후, 냉각수온이 대략 80도 이상이 되어 왁스가 팽창하여 실린더(20)가 스핀들(16)에 대해 하향 이동함으로써 냉각수 통공(19)이 개방되는 도 5와 같은 경우에는, 실린더(20)가 하향 이동함에 따라 회전 밸브(30)의 핀(36)은 도 4와 같이 슬릿(22)을 따라 위쪽으로 이동되면서 회전 밸브(30)가 반시계 방향으로 회전하게 되고 이에 의해 냉각수 보충공(12)이 밸브 통공(32)과 연통된다. 그 결과, 엔진에서 배출된 냉각수는 개방된 냉각수 통공(19) 이외에도 냉각수 보충공(12)을 통해 라디에이터로 공급될 수 있으므로, 냉각수 유량이 증대되어 엔진 냉각 성능이 향상될 수 있다. 즉, 워터 펌프의 구동 토크를 낮추어도 확장된 냉각수 유량에 의해 냉각 성능을 향상시킬 수 있으므로, 엔진에 걸리는 부하를 낮추어 차량 구동 출력이 향상될 수 있다.

또한, 회전 밸브(30)는 회전부(35)의 실린더(20)가 끼워지도록 회전부(35)의 단부에 형성된 클램프(37)를 더 포함하는 것이 좋다. 이에, 클램프(37)가 양측의 회전부(35)를 실린더(20)에 대해 지지하고 있기 때문에, 핀(36)이 슬릿(22)을 따라 이동될 때 슬릿(22)으로부터 이탈되지 않고 안전하게 이동될 수 있다.

한편, 고정대(15)에는 밸브 몸체(31)의 상향 이동을 저지하는 스토퍼(17)가 원주 방향을 따라 복수개 마련되어 있다. 즉, 냉각수압에 의해 회전 밸브(30)가 상향 이동될 수 있는데, 밸브 몸체(31)에 인접한 위치의 수직부(15a)에 스토퍼(17)를 마련함으로써 회전 밸브(30)가 냉각수압에 의해 상향 이동시 스토퍼(17)에 걸리게 되므로 회전 밸브(30)의 상향 이동을 저지할 수 있는 것이다.

그리고, 원형 지지부(11)의 판면에는 서로 대칭되는 위치에 가이드 돌기(13) 가 형성되어 있고, 밸브 몸체(31)의 판면에는 가이드 돌기(13)가 안내되는 가이드 홈(33)이 원주 방향을 따라 길게 형성되어 있다. 이에, 회전 밸브(30)가 회전할 때 가이드 돌기(13)가 가이드 홈(33)을 따라 안내됨으로써 회전 밸브(30)가 안전하게 회전될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 서모스탯(201)은 냉각수 통공(19)이 개방될 때에는 냉각수 보충공(12)을 개방하고 냉각수 통공(19)이 폐쇄될 때에는 냉각수 보충공(12)을 폐쇄하는 회전 밸브(30)를 더 구비하여 냉각수 보충공(12)을 선택적으로 개방함으로써, 냉각수온이 낮을 때에도 냉각수가 라디에이터로 흐르는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 변형될 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예는 본 발명의 청구범위에 속한 것이다.

도 1의 (a)는 종래의 차량의 엔진용 서모스탯에 의해 냉각수 유로가 폐쇄된 상태를 도시한 단면도, (b)는 종래의 차량의 엔진용 서모스탯에 의해 냉각수 유로가 개방된 상태를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량의 엔진용 서모스탯을 도시한 사시도이고,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량의 엔진용 서모스탯을 도시한 사시도이고,

도 4는 도 3의 회전 밸브가 회전하는 과정을 보여주기 위한 사시도이고,

도 5는 도 3의 실린더가 하향 이동하면서 회전 밸브가 회전되어 냉각수 보충공이 개방된 상태를 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 서모스탯 10 : 서모스탯 본체

11 : 원형 지지부 12 : 냉각수 보충공

13 : 가이드 돌기 15 : 고정대

15a : 수직부 15b : 스핀들 고정부

16 : 스핀들 17 : 스토퍼

18 : 하부 지지대 19 : 냉각수 통공

20 : 실린더 21 : 실린더 몸체

22 : 슬릿 25 : 고무 패킹

30 : 회전 밸브 31 : 밸브 몸체

32 : 밸브 통공 33 : 가이드 홈

35 : 회전부 36 : 핀

37 : 클램프 40 : 스프링

Claims

엔진과 라디에이터 사이의 냉각수 유로 상에 고정 설치되며, 판면에 일정 간격으로 복수의 냉각수 보충공이 형성된 원형 지지부와, 냉각수 통공이 형성되도록 상기 원형 지지부로부터 상향 연장되어 스핀들이 고정 설치된 고정대와; 상기 원형 지지부의 하측에 연결된 하부 지지대를 가지는 서모스탯 본체와;

내부에 냉각수온에 따라 수축 또는 팽창되는 왁스가 저장되어 있으며, 상기 왁스의 수축력 또는 팽창력에 의해 상기 스핀들에 대해 상하 이동하여 상기 냉각수 통공을 개폐하는 실린더와;

상기 하부 지지대와 상기 고정대 사이에 설치되어 상기 실린더가 상기 냉각수 통공을 폐쇄되는 방향으로 상향 가압하는 스프링을 포함하되;

상기 원형 지지부의 상측에 마련되어 상기 냉각수 보충공을 개폐하도록 밸브 통공이 일정 간격으로 형성된 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체로부터 상기 실린더를 향해 연장되어 상기 실린더에 형성된 사선 방향의 슬릿을 따라 이동하는 핀이 마련된 회전부를 가지는 회전 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진용 서모스탯.
삭제
제1항에 있어서,

상기 회전 밸브는 상기 실린더가 끼워지도록 상기 회전부의 단부에 형성되어 상기 회전부를 상기 실린더에 대해 지지하는 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 엔진용 서모스탯.
제3항에 있어서,

상기 고정대에는 상기 밸브 몸체와 인접한 위치에 상기 밸브 몸체의 상향 이동을 저지하는 스토퍼가 원주 방향을 따라 복수개 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진용 서모스탯.
제1항에 있어서,

상기 원형 지지부의 판면에는 서로 대칭되는 위치에 가이드 돌기가 형성되어 있으며,

상기 밸브 몸체의 판면에는 상기 가이드 돌기가 안내되는 가이드 홈이 원주방향을 따라 길게 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진용 서모스탯.