KR101322440B1

KR101322440B1 - 오일 냉각기와 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브

Info

Publication number: KR101322440B1
Application number: KR1020070004264A
Authority: KR
Inventors: 아이케 빌러스; 안드레아스 아우베더
Original assignee: 베르 테르모트-트로닉 게엠베하
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2013-10-25
Also published as: EP1814009B1; EP1814009A1; KR20070077069A; JP2007192406A; US20070164123A1; DE502007000859D1; US8123143B2; DE102006003271A1; JP5112704B2

Abstract

오일 냉각기를 사용하여 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브가 개시된다. 상기 서모스탯 밸브에서, 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 오일 냉각기로의 유출채널(13) 사이의 연결은, 자동온도조절식 작동부재에 의해 가동되며 복원 스프링(21)에 의해 하중을 받는 밸브 이동 부재(22)를 사용하여 개방되거나 차단된다. 상기 복원 스프링(21)을 구비한 상기 밸브 이동 부재(22)는 압력 조절 밸브로 형성되며, 상기 압력 조절 밸브는, 상기 오일이 소정의 압력을 초과할 때, 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 오일 냉각기로의 유출채널(13) 사이의 연결이 개방되며, 개방 위치에서 바이패스 채널(24)이 개방되는 것을 특징으로 한다.

Description

오일 냉각기와 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브{Thermostat valve for connecting automatic gear and oil cooler}

도 1은 본 발명에 따른 차가운 상태의 서모스탯 밸브의 축방향 단면도를 나타내며,

도 2는 도 1에 따른 개방된 밸브부재에서의 서모스탯 밸브를 도시하며,

도 3은 과압이 발생할 때 서모스탯 밸브의 축방향 단면도를 나타내고,

도 4는 본 발명에 따른 서모스탯 밸브의 변형예의 반경방향 단면도를 나타낸다.

본 발명은 오일 냉각기가 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널, 상기 오일 냉각기로의 유출채널, 상기 오일 냉각기로부터 유입되는 오일의 유입채널, 및 상기 기어로의 유출채널을 포함하며, 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널과 상기 오일 냉각기로의 유출채널 사이의 연결이, 자동온도조절식 작동부재에 의해 가동되며 복원 스프링에 의해 하중을 받는 밸브부재를 사용하여 개방되거나 차단되는 오일 냉각기를 사용하여 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브에 관한 것이다.

처음에 언급한 종류의 밸브가 특허명세서 US 5,791,557에 개시되어 있다. 여기서, 자동온도조절식(thermostatic) 작동부재가 아직 요구되지 않는 한, 기어로부터 유입되는 오일의 입구가 상기 기어로의 출구와 함께 개방상태로 유지되는 바이패스 채널이 구비되어 있다. 상기 자동온도조절식 작동부재가 오일의 온도상승으로 인해 요구될 경우, 상기 바이패스 채널이 폐쇄된다. 극한 날씨 조건에서, 이러한 서모스탯 밸브는 자동 기어에 오일이 충분히 공급되지 않으므로 손상을 입을 수 있다. 매우 차가운 외부온도가 주어질 경우, 상기 기어를 떠나고 상기 바이패스 채널에 흐르는 오일은, 상기 자동온도조절식 작동부재가 요구되고 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널과 오일 냉각기로의 유출채널 사이의 연결을 개방하고 상기 바이패스 채널을 차단할 때까지 가열될 수 있다. 그러나, 매우 차가운 외부온도는 상기 오일 냉각기 안에서 상기 오일을 지나치게 냉각시킬 수 있으므로, 상기 오일 냉각기 안의 유동저항(flow resistance)이 너무 커서, 충분하지 않은 오일이 상기 자동 기어로 역류하게 된다.

본 발명의 목적은 매우 차가운 외부온도에서도 항상 충분한 양의 오일이 자동 기어로 역류하는 것을 보장하는 서모스탯 밸브를 형성하는 데에 있다.

상기 목적은, 복원 스프링을 구비한 밸브부재가 압력 조절 밸브로 형성되며, 상기 압력 조절 밸브가, 상기 오일의 소정의 압력을 초과할 때, 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널과 상기 오일 냉각기로의 유출채널 사이의 연결이 개방되며, 개방 위치에서 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널과 상기 기어로의 유출채널 사이의 바이패스 채널을 개방함으로써 해결된다.

본 발명에 따른 실시예에서, 상기 서모스탯 밸브는 개방 위치에서, 즉, 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널과 상기 오일 냉각기로의 유출채널 사이의 연결이 개방될 때, 상기 기어로의 바이패스를 가능하게 하는 압력 조절 밸브로 작용한다. 따라서, 우선적으로 구비되는 바이패스 연결이 상기 서모스탯 밸브의 요구에 의해 폐쇄되는 경우, 매우 차가운 외부온도에서도 충분한 양의 오일이 상기 기어로 역류되는 것이 보장된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 바이패스 채널은, 상기 자동온도조절식 작동부재에 의해 구동된 밸브 이동 부재가 소정의 오일 온도에 이르기까지 상기 바이패스 채널을 폐쇄상태로 유지하도록 상기 밸브 이동 부재의 조정경로에 배치된다. 따라서, 상기 서모스탯 밸브가 높은 오일온도로 인해 상기 바이패스 채널을 개방하지 않으므로, 매우 높은 오일온도에서도 상기 오일이 완전히 상기 오일 냉각기를 관류하며 대략 상기 오일 냉각기를 바이패스하지 않고 냉각되지 않은 상태로 상기 기어로 다시 안내되는 것이 보장된다.

본 발명의 또 다른 장점 및 특징은 특허청구범위 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 설명부에 나타나며, 이는 첨부된 도면을 참조로 하여 설명한다.

밸브 하우징(10)에는, 자동 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)이 형성된 중앙 수용 홀(11)이 구비된다. 상기 유입채널(12)에 대향한 측면에 유출채널(13)이 상기 수용 홀(11)에 연결되며, 상기 유출채널은 오일 냉각기(14)로 안내된다. 또한, 상기 수용 홀(11)에는 상기 오일 냉각기로부터 유입되는 오일이 다시 안내되는 유입채널(14)이 연결된다. 이러한 오일은 유출채널(15)에 의하여 상기 기어로 역류한다. 상기 수용 홀(11)에는 자동온도조절식 작동부재가 배치된다. 상기 자동온도조절식 작동부재는 온도에 따라서 체적을 변경하는 신축소재로 채워진다. 상기 신축소재는 작동 피스톤(17)을 상기 자동온도조절식 작동부재의 하우징(16)으로부터 방출한다. 상기 작동 피스톤(17)은 상기 수용 홀(11)을 새지 않게 폐쇄하는 폐쇄 마개(18)에 지지된다. 상기 폐쇄 마개(18)는 밀봉 링(19)을 구비하고 보호 링(20)을 사용하여 제 위치에 고정된다.

상기 자동온도조절식 작동부재의 하우징(16)은 복원 스프링(21)에 의해 하중을 받으며, 상기 복원 스프링(21)의 대향 말단은 상기 수용 홀(11)의 폐쇄 바닥에 지지된다. 상기 자동온도조절식 작동부재의 하우징(16)은 밸브 이동 부재(22)에 단단히 연결된다. 상기 밸브 이동 부재(22)는 상기 수용 홀(11)에 안내되며 도 1에 상응하는 폐쇄 위치에서 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 오일 냉각기로의 유출채널(13) 사이의 연결을 차단한다. 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)로 향한 측면 위에서 제2 세로 홈(23)이 상기 수용 홀(11) 안에 절삭된다. 상기 제2 세로 홈(23)은, 상기 밸브 이동 부재(22)의 차단위치에서, 즉, 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 오일 냉각기로의 유출채널(13) 사이의 연결이 차단될 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 기어로의 유출채널(15) 사이의 바이패스 연결(bypass connection)을 형성한다.

상기 기어의 동작시 가열되는 오일은 우선적으로, 바이패스 연결로 사용되는 제2 세로 홈(23)을 지나 상기 자동온도조절식 작동부재의 하우징(16)으로 흐르므로, 상기 오일이 가열되며, 상기 작동 피스톤(17)은 개구부 온도에 도달할 때 작동한다. 상기 개구부 온도는, 예를 들어, 70℃일 수 있다. 이때, 상기 자동온도조절식 작동부재는, 80℃에서 완전히 개방되도록, 다시 말해서, 실질적으로 도 2의 위치에 도달하도록 구성된다. 이러한 개방 위치에서, 상기 밸브 이동 부재(22)는, 상기 제 2 세로 홈(23)의 말단을 지나 진행하며, 동시에 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 기어로의 유출채널(15) 사이의 바이패스 연결을 차단하도록 조정된다. 따라서, 상기 기어로부터 유입되는 오일은 완전히 상기 유출채널(13)을 지나 상기 오일 냉각기로 역류하고 상기 오일 냉각기로부터 상기 유입 채널(14) 및 상기 기어로의 유출 채널(15)로 역류한다.

이미 처음에 언급한 바와 같이, 매우 차가운 외부온도(주변온도)에서, 상기 기어를 떠나는 오일이 이미, 예를 들어, 80℃의 온도에 도달하는 상황이 발생할 수 있다. 다시 말해서, 이러한 온도는, 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 오일 냉각기로의 유출채널(13) 사이 연결의 완전한 개방에 작용하고 상기 바이패스 연결을 상기 제2 세로 홈(23)에 의하여 차단하는 온도로서, 이때 상기 오일 냉각기에 도달하는 오일은 거기서 지나치게 냉각되므로 매우 큰 유동저항이 상기 오일 냉각기에서 발생한다. 이때, 충분하지 않은 오일이 상기 유출채널(15)을 지나 상기 기어로 역류하기 때문에 상기 기어에 오일이 충분히 공급되지 않는 위험이 존재한다. 이러한 경우를 고려할 때, 상기 밸브 이동 부재(22)는, 도 2에 상응하는 개방 위치에서 압력 조절 밸브의 기능을 갖도록 상기 복원 스프링(21)과 함께 배치된다. 이를 위해서, 상기 복원 스프링(21)의 작용에 대해서 오일의 압력으로 작동가능한 상기 밸브 이동 부재(22)의 평면 및 상기 복원 스프링(21)은, 예를 들어, 4 bar 내지 대략 5.5 bar의 상승된 압력에서 상기 밸브 이동 부재(22)가 상기 복원 스프링(21)의 작용에 대해서 상기 수용 홀(11)로 밀리도록 배치된다. 이러한 축방향 이동에 의하여, 상기 수용 홀(11)에서 직경방향으로 상기 제2 세로 홈(23)에 대향하여 절삭된, 제1 세로 홈(24)이 개방된다. 상기 제1 세로 홈(24)은 상기 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 기어로의 유출채널(15) 사이의 바이패스 채널을 형성한다. 따라서, 상기 설명한 경우에서도, 충분한 양의 오일이 상기 기어로 역류하는 것이 보장된다. 상기 제1 세로 홈(24)의 축방향 길이는, 상기 밸브 이동 부재(22)가 과압으로 인해 도달가능한 위치(도 3)에서 상기 작동 피스톤(17)으로 향한 상기 밸브 이동 부재(22)의 에지와 상기 제1 세로 홈(24) 사이에서 충분한 갭(gap)을 개방하고, 마찬가지로, 상기 자동온도조절식 작동부재의 하우징(16)으로 향한 상기 밸브 이동 부재(22)의 말단과 상기 제1 세로 홈(24) 사이에서 충분한 갭을 개방한다. 또한, 상기 제1 세로 홈(24)은 상기 밸브 이동 부재(22)의 조정경로의 방향으로 배치되므로, 상기 하우징(16)이 상기 오일 온도로 인해 상기 밸브 이동 부재(22)에 의해 작동될 때 상기 바이패스 채널이 개방되지 않는다. 따라서, 예를 들어, 160℃의 오일 온도에서도, 상기 전체의 오일 양은 상기 오일 냉각기를 통하여 안내되는 것이 보장된다. 4 bar(또는, 5.5 bar)의 온도에 도달하면, 상기 압력 조절 밸브가 반응한다.

변형된 실시예에서, 상기 작동 피스톤(17)은 상기 밸브 하우징(10)의 폐쇄 벽에 지지되고 상기 복원 스프링(21)은 상기 폐쇄 마개(18)와 유사하게 마개에 지지된다. 또다른 변형예에서, 상기 수용 홀(11)은 관통홀로 형성되고 그 양단에는 각각 마개가 구비된다. 또다른 실시예에서, 기하학적 형태 및 특히, 유입 및 유출 채널(12, 13, 14, 15)의 배치는, 상기 두 개의 세로 홈(23, 24)이 직경방향으로 서로 배치되는 게 아니라 예를 들어, 동일한 측면에 배치되도록 선택된다.

도 4는 서모스탯 밸브의 실시예의 반경방향 단면도로서, 도 1 내지 도 3에 따른 실시예의 원리에 상응한다. 상기 반경방향 단면도는 유출채널을 통하여 배치된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 따른 바이패스 연결로 사용되는 제1 세로 홈(24) 대신에, 두 개의 평행한 세로 홈(24a, 24b)이 구비된다. 상기 세로 홈(24a, 24b) 사이에는 상기 밸브 이동 부재(22)의 안내 단면부(25)가 위치한다.

본 발명은 매우 차가운 외부온도에서도 항상 충분한 양의 오일이 자동 기어로 역류하는 것을 보장한다.

Claims

오일 냉각기와 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브에 있어서,

상기 서모스탯 밸브는,

상기 자동 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12);

상기 오일 냉각기로의 유출채널(13);

상기 오일 냉각기로부터 유입되는 오일의 유입채널(14); 및

상기 자동 기어로의 유출채널(15)을 포함하고,

상기 자동 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 오일 냉각기로의 유출채널(13) 사이의 연결은, 자동온도조절식 작동부재(16,17)에 의해 가동되며 복원 스프링(21)에 의해 탄성 부하를 받는 밸브 이동 부재(22)를 사용하여 개방되거나 차단되며,

상기 복원 스프링(21)을 구비한 상기 밸브 이동 부재(22)는 압력 조절 밸브로 형성되며,

상기 밸브 이동 부재(22)는, 상기 자동 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 오일 냉각기로의 유출채널(13) 사이의 오일 유동을 허용하고, 상기 오일의 미리 결정된 압력이 초과될 때, 상기 자동 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 자동 기어로의 유출채널(15) 사이의 바이패스 채널을 개방하며,

자동온도조절식 작동부재(16,17) 및 복원 스프링(21)을 수용하기 위한 밸브 하우징(10)은 수용 홀(11)을 가지고, 수용 홀(11)은 유입 채널(12,14)과 유출 채널(13,15)을 서로 연결하고,

상기 자동 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 오일 냉각기로의 유출채널(13) 사이에 밸브 이동 부재(22)가 배치되고,

상기 수용 홀(11)에는 제 1 세로 홈(24)이 구비되며,

상기 제 1 세로 홈(24)은 상기 유입 채널(12)과 상기 유출 채널(15) 사이의 상기 바이패스 채널을 형성하고,

상기 밸브 이동 부재(22)가 상기 유입 채널(12)과 상기 유출 채널(13) 사이의 오일 유동을 차단할 때 상기 바이패스 채널이 차단되는 반면에, 상기 밸브 이동 부재(22)가 상기 유입 채널(12)과 상기 유출 채널(13) 사이의 오일 유동을 허용하는 지점을 지나서 상기 밸브 이동 부재(22)가 상기 복원 스프링(21)의 탄성력에 반하여 더 밀릴 때 상기 바이패스 채널이 개방되도록,

상기 제 1 세로 홈(24)이 구성되는 것을 특징으로 하는, 오일 냉각기와 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브.
제1항에 있어서,

상기 자동온도조절식 작동부재(16, 17)에 의해 구동되는 밸브 이동 부재(22)가 미리 결정된 오일 온도에 이르기까지 상기 바이패스 채널을 폐쇄상태로 유지하도록 상기 바이패스 채널이 상기 밸브 이동 부재(22)의 작동 경로에 배치되는 것을 특징으로 하는, 오일 냉각기와 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브.
삭제
제1항에 있어서,

상기 밸브 이동 부재(22)는, 상기 복원 스프링(21)에 의해 탄성 부하를 받는 상기 자동온도조절식 작동부재(16, 17)의 하우징에 연결되어 있으며,

상기 하우징의 작동 피스톤은, 작동 피스톤이 상기 자동온도조절식 작동부재(16,17)로부터 돌출되어 있을 때, 수용 홀(11)에 결합된 폐쇄 마개(18)에 지지되는 것을 특징으로 하는, 오일 냉각기와 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 수용 홀(11)에는 제 2 세로 홈(23)이 형성되며,

밸브 이동 부재(22)가 상기 유입채널(12)과 상기 유출채널(13) 사이의 오일 유동을 차단할 때, 제 2 세로 홈(23)은 상기 자동 기어로부터 유입되는 오일의 유입채널(12)과 상기 자동 기어로의 유출채널(15) 사이에 바이패스 연결을 형성하고,

밸브 이동 부재(22)가 상기 유입채널(12)과 상기 유출채널(13) 사이의 오일 유동을 허용할 때, 제 2 세로 홈(23)은 상기 유입 채널(12)과 상기 유출 채널(15) 사이의 바이패스 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는, 오일 냉각기와 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브.
제6항에 있어서, 상기 바이패스 채널을 형성하는 상기 제1 세로 홈(24) 및 상기 제2 세로 홈(23)은 상기 수용 홀(11)에서 직경방향으로 서로 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 오일 냉각기와 자동 기어를 연결하는 서모스탯 밸브.