KR101566111B1 - 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조 - Google Patents

자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조 Download PDF

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문영국
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Abstract

본 발명은 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조에 관한 것으로써, 종래에는 엔진이 가열되어 냉각수의 온도가 상승할 경우에 써모스탯의 작동에 의해 냉각수를 냉각시키는데, 이때 에어플랩 어셈블리의 에어플랩을 작동시켜 라디어이터를 냉각시키기 위해서는 별도의 작동 센서가 구비되어야하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 자동차의 엔진온도 상승 또는 하강 시 충진재의 부피 변화로 에어플랩을 개폐시키는 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯에 있어서, 중앙에는 열에 의해 팽창하거나 수축하는 충진재(110)가 구비되는 충진재 하우징(120)이 형성되고, 충진재 하우징(120)의 일단에는 충진재 밀폐용 캡(130)이 구비되며, 충진재 하우징(120) 외측 일단에는 엔진 블럭(500)의 라디에이터 유로(510)를 차단시키는 라디에이터 유로 밀폐용 캡(140)과 충진재 하우징(120)을 엔진 블럭(500)의 일측에 고정시키는 써모스탯 가이드(150) 및 바이패스 유로를 차단시키는 바이패스 유로 밀폐용 캡(160)이 차례로 구비되되, 라이디에터 유로 밀폐용 캡(140)과 써모스탯 가이드(150) 사이에는 라디에이터 유로 밀폐용 탄발스프링(170)이 설치되고, 써모스탯 가이드(150)와 바이패스 유로 밀폐용 캡(160) 사이에는 바이패스 유로 밀폐용 탄발스프링(180)이 설치되는 써모스탯부(100);와 엔진 블럭(500)의 라디에이터 유로(510) 일측에 구비되는 슬라이더 하우징(210) 내측에 슬라이더(220)가 구비되고, 슬라이더(220)의 일단은 충진재 하우징(120)의 충진재 밀폐용 캡(130)의 중앙을 통해 충진재 하우징(120) 내부에 유동가능하도록 끼워지며, 슬라이더(220)의 타단에는 케이블 와이어 홀더(250)가 결합되되, 케이블 와이어 홀더(250)는 에어플랩 연결 케이블(260) 내부에 구비되는 에어플랩 연결 와이어(270)로 에어플랩 어셈블리(600)와 연결되며 끝단에 케이블 홀더(290)가 구비되는 슬라이더부(200);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조{Air flap control thermostat structure works for automobile}
본 발명은 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자동차의 엔진온도 상승 또는 하강 시 충진재의 부피 변화로 라디에이터 유로와 바이패스 유로를 선택하여 개폐하는 엔진 써모스탯에 있어서, 차량의 엔진이 가열되면서 냉각수의 온도가 상승하면 일차적으로 슬라이더가 작동하여 에어플랩 어셈블리의 에어플랩을 작동시켜주고, 이차적으로 써모스탯이 바이패스 유로를 차단함과 동시에 라디에이터 유로를 개방시켜 별도의 온도검출센서와 에어플랩 동작을 위한 액추에이터 및 제어부가 없이도 에어플랩을 개폐할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조에 관한 것이다.
일반적으로 써모스탯(thermostat)은 온 온도 조절기 또는 정온기라고도 하며, 냉각 펌프와 라디에이터 사이에 설치되어 냉각수의 온도에 따라 밸브가 열리거나 닫혀 엔진의 온도를 항상 일정하게 조절하는 장치인 것이다.
써모스탯은 온도 변화에 따라 수축과 팽창을 하는 왁스 펠릿 등의 충진재를 이용하여 냉각수 온도가 낮으면 수축하여 밸브가 닫히게 되는 것이다.
특히, 냉각수 온도가 올라가 76∼83℃가 되면 열팽창을 하여 밸브가 열리기 시작하며, 95℃ 정도가 되면 완전 개방되어 냉각수를 라디에이터로 순환시키게 되는 것이다.
이러한, 써모스탯은 차량의 엔진이 상승할 경우 라디에이터의 냉각수를 순환시키고, 차량의 엔진이 하강할 경우 라디에이터의 냉각수를 차단하고 엔진 워터 재킷 내의 냉각수만 순환하도록 하여 엔진의 과열과 과냉을 방지하는 역할을 한다.
한편, 라디에이터 그릴로의 공기 유입은 라디에이터의 방열에 사용되나 차량의 항력 계수를 증가시킨다.
따라서 최근 써모스탯에 의해 라디에이터의 냉각수가 순환하지 않는 시간동안 라디에이터 그릴로의 공기 유입을 차단하여 차량의 항력 계수를 감소시키는 연비향상 기술로 액티브 에어플랩 시스템이 개발 적용되고 있다.
이러한 액티브 에어플랩 시스템은 일반적으로 써모스탯에 수온센서를 구비하여 냉각펌프로 유입되는 냉각수의 수온을 검출하고 검출된 온도에 따라 ECU 등 제어부에 의해 액티브 에어플랩의 액추에이터가 동작하고 플랩의 개폐가 이루어 진다.
하지만, 이와 같은 자동차용 액티브 에어플랩 시스템은 별도의 온도 검출센서, 제어부, 액추에이터를 구비하여야 하며, 액추에이터를 에어플랩에 인접 배치하는 경우가 보통이다.
따라서 종래의 액티브 에어플랩은 구성을 위해 온도검출센서, 제어부, 액추에이터를 구비하여야 하고, 액추에이터를 에어플랩에 배치하므로 경미한 사고에도 액추에이터의 파손으로 수리비 증가의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 별도의 온도검출센서, 제어부, 액추에이터 없이도 액티브 에어플랩 동작을 위한 변위를 출력할 수 있도록 차량의 엔진이 가열되면서 냉각수의 온도가 상승하면 일차적으로 슬라이더가 작동하여 에어플랩 어셈블리의 에어플랩을 개폐하기 위한 변위를 출력하고, 이차적으로 써모스탯이 바이패스 유로를 차단함과 동시에 라디에이터 유로를 개방시켜줌으로써, 종래 써모스탯의 역할을 수행하면서 추가적으로 액티브 에어플랩의 개폐를 위한 변위를 제공하여 온도검출센서, 제어부, 액추에이터를 구비해야 하는 종래기술의 문제점을 효과적으로 해결할 수 있도록 한 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조를 제공하는 데 있다.
이와 같은 본 발명은 자동차의 엔진온도 상승 또는 하강 시 충진재의 부피 변화로 라디에이터 유로와 바이패스 유로를 선택하여 개폐하는 엔진 써모스탯에 있어서, 중앙에는 열에 의해 팽창하거나 수축하는 충진재가 구비되는 충진재 하우징이 형성되고, 충진재 하우징의 일단에는 충진재 밀폐용 캡이 구비되며, 충진재 하우징 외측 일단에는 엔진 블럭의 라디에이터 유로를 차단시키는 라디에이터 유로 밀폐용 캡과 충진재 하우징을 엔진 블럭의 일측에 고정시키는 써모스탯 가이드 및 바이패스 유로를 차단시키는 바이패스 유로 밀폐용 캡이 차례로 구비되되, 라이디에터 유로 밀폐용 캡과 써모스탯 가이드 사이에는 라디에이터 유로 밀폐용 탄발스프링이 설치되고, 써모스탯 가이드와 바이패스 유로 밀폐용 캡 사이에는 바이패스 유로 밀폐용 탄발스프링이 설치되는 써모스탯부;와 엔진 블럭의 라디에이터 유로 일측에 구비되는 슬라이더 하우징 내측에 슬라이더가 구비되고, 슬라이더의 일단은 충진재 하우징의 충진재 밀폐용 캡의 중앙을 통해 충진재 하우징 내부에 유동가능하도록 끼워지며, 슬라이더의 타단에는 케이블 와이어 홀더가 결합되되, 케이블 와이어 홀더는 에어플랩 연결 케이블 내부에 구비되는 에어플랩 연결 케이블로 에어플랩 어셈블리와 연결되며 끝단에 케이블 홀더가 구비되는 슬라이더부로 이루어지는 것을 특징을 한다.
그리고, 슬라이더의 끝단이 유동가능하도록 끼워지는 충진재 하우징의 충진재 밀폐용 캡 내측에 탄성을 가지는 소재로 형성되는 충진재 하우징 밀폐용 실란트를 구비하여, 충진재 하우징 내부의 충진재가 충진재 하우징 외부로 유출되지 않도록 형성하고, 특히 슬라이더 하우징의 내측에 탄성을 가지는 연질의 소재로 형성되는 슬라이더 실란트를 구비하여, 라디에이터 유로의 냉각수가 라디에이터 유로의 외부로 유출되지 않도록 형성함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다.
이와 같은 본 발명은 자동차의 엔진온도 상승 또는 하강 시 충진재의 부피 변화로 라디에이터 유로와 바이패스 유로를 선택하여 개폐하는 엔진 써모스탯에 있어서, 차량의 엔진이 가열되면서 냉각수의 온도가 상승하면 일차적으로 슬라이더가 작동하여 에어플랩 어셈블리의 에어플랩을 작동시켜주고, 이차적으로 써모스탯이 바이패스 유로를 차단함과 동시에 라디에이터 유로를 개방시켜 별도의 온도검출센서, 제어부, 액추에이터 없이도 액티브 에어플랩 동작을 위한 변위를 출력할 수 있는 것이다.
특히, 종래 기술의 경우 시스템의 구성상 액추에이터가 에어플랩에 직접 설치되거나 쿨링 모듈전면에 설치되므로 COA(Cooling Open Area: 라디에이터 전면 냉각 유효 면적)를 저해하며, 최근 강화되고 있는 보행자 보호 법규 중 다리 상해치를 증가시킬 수 있는 문제점이 있는데 본 발명에 의해 써모스탯에서 에어플랩 제어를 위한 변위를 출력하면 별도의 액추에이터를 구성하지 않아도 되므로 COA확보와 보행자 다리 상해치를 저감시킬 수 있는 효과도 있는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조에 의해 에어플랩 어셈블리가 작동되는 모습을 보여주는 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조의 냉각수가 냉각되어 바이패스 유로가 개방된 상태의 모습을 보여주는 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조의 냉각수가 가열되면서 슬라이더가 이동하는 모습을 보여주는 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조의 냉각수가 가열되면서 바이패스 유로가 차단되고 라디에이터 유로가 개방되는 모습을 보여주는 단면도.
이하 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 1 은 본 발명에 따른 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조에 의해 에어플랩 어셈블리가 작동되는 모습을 보여주는 사시도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조의 냉각수가 냉각되어 바이패스 유로가 개방된 상태의 모습을 보여주는 단면도, 도 3 은 본 발명에 따른 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조의 냉각수가 가열되면서 슬라이더가 이동하는 모습을 보여주는 단면도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조의 냉각수가 가열되면서 바이패스 유로가 차단되고 라디에이터 유로가 개방되는 모습을 보여주는 단면도이다.
이와 같은 본 발명은 자동차의 엔진온도 상승 또는 하강 시 충진재의 부피 변화로 라디에이터 유로와 바이패스 유로를 선택하여 개폐하는 써모스탯에 있어서,중앙에는 열에 의해 팽창하거나 수축하는 충진재(110)가 구비되는 충진재 하우징(120)이 형성되고, 충진재 하우징(120)의 일단에는 충진재 밀폐용 캡(130)이 구비되며, 충진재 하우징(120) 외측 일단에는 엔진 블럭(500)의 라디에이터 유로(510)를 차단시키는 라디에이터 유로 밀폐용 캡(140)과 충진재 하우징(120)을 엔진 블럭(500)의 일측에 고정시키는 써모스탯 가이드(150) 및 바이패스 유로를 차단시키는 바이패스 유로 밀폐용 캡(160)이 차례로 구비되되, 라이디에터 유로 밀폐용 캡(140)과 써모스탯 가이드(150) 사이에는 라디에이터 유로 밀폐용 탄발스프링(170)이 설치되고, 써모스탯 가이드(150)와 바이패스 유로 밀폐용 캡(160) 사이에는 바이패스 유로 밀폐용 탄발스프링(180)이 설치되는 써모스탯부(100);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
그리고, 엔진 블럭(500)의 라디에이터 유로(510) 일측에 구비되는 슬라이더 하우징(210) 내측에 슬라이더(220)가 구비되고, 슬라이더(220)의 일단은 충진재 하우징(120)의 충진재 밀폐용 캡(130)의 중앙을 통해 충진재 하우징(120) 내부에 유동가능하도록 끼워지며, 슬라이더(220)의 타단에는 케이블 와이어 홀더(250)가 결합되되, 케이블 와이어 홀더(250)는 에어플랩 연결 케이블(260) 내부에 구비되는 에어플랩 연결 와이어(270)로 에어플랩 에어플랩 어셈블리(600)와 연결되며 끝단에 케이블 홀더(290)가 구비되는 슬라이더부(200);로 이루어지는 것을 특징을 하는 것이다.
특히, 슬라이더(220)의 끝단이 유동가능하도록 끼워지는 충진재 하우징(120)의 충진재 밀폐용 캡(130) 내측에 탄성을 가지는 소재로 형성되는 충진재 하우징 밀폐용 실란트(190)를 구비하여, 충진재 하우징(120) 내부의 충진재(110)가 충진재 하우징(120) 외부로 유출되지 않도록 형성하고, 슬라이더 하우징(210)의 내측에 탄성을 가지는 연질의 소재로 형성되는 슬라이더 실란트(280)를 구비하여, 라디에이터 유로(510)의 냉각수가 라디에이터 유로(510)의 외부로 유출되지 않도록 형성한 것을 특징으로 한다.
그리고, 도면 중 미설명 부호(560)은 바이패스 유로이다.
이러한 구성을 특징으로 하는 본 발명 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동과정은 다음과 같다.
즉, 자동차의 엔진온도 상승 또는 하강 시 충진재의 부피 변화로 에어플랩을 개폐시키는 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯에 있어서, 차량의 엔진 구동으로 인해 냉각수의 온도가 상승하게 되면 충진재 하우징(120) 내부에 구비되는 충진재(110)가 팽창하게 되는 것이다.
충진재 하우징(120) 내부의 충진재(110)가 팽창하면 충진재(110)가 슬라이더(220)를 충진재 하우징(120)의 반대방향으로 밀어내게 되고, 슬라이더(220)가 충진재 하우징(120)이 반대방향으로 이동하면서 에어플랩 연결 와이어(270)가 에어플랩 어셈블리(600)의 에어플랩을 작동시켜 라디에이터를 냉각시키게 되는 것이다.
이때, 슬라이더(220)의 끝단에 구비되는 케이블 와이어 홀더(250)가 슬라이더 하우징(210)의 끝단인 케이블 홀더(290)까지 이동하면 케이블 홀더(290)에 의해 더이상 이동하지 못하게 되는 것이다.
이렇게, 슬라이더(220)가 케이블 홀더(290)에 의해 이동이 제한되면 충진재 하우징(120)이 슬라이더(220)와 반대방향으로 이동하게 되는 것이다.
충진재 하우징(120)이 슬라이더(220)의 반대방향으로 이동하게 되면 라디에이터 유로 밀폐용 캡(140)과 바이패스 유로 밀페용 캡(160)도 충진재 하우징(120)과 함께 이동하면서 라디에이터 유로(510)가 개방되고 바이패스 유로(560)가 차단되는 것이다.
차량의 냉각수가 냉각되면 충진재 하우징(120) 내부의 충진재(110)가 냉각되면서 슬라이더(220)가 충진재 하우징(120) 방향으로 이동하게 되고, 충진재 하우징(120)이 슬라이더(220)의 방향으로 이동하게 되면 라디에이터 유로 밀폐용 캡(140)과 바이패스 유로 밀페용 캡(160)도 충진재 하우징(120)과 함께 이동하면서 라디에이터 유로(510)가 차단되고 바이패스 유로(560)가 개방되는 것이다.
이때, 슬라이더(220)의 끝단이 유동가능하도록 끼워지는 충진재 하우징(120)의 충진재 밀폐용 캡(130) 내측에 탄성을 가지는 소재로 형성되는 충진재 하우징 밀폐용 실란트(190)를 구비함으로써, 충진재 하우징(120) 내부의 충진재(110)가 충진재 하우징(120) 외부로 유출되지 않게 되는 것이다.
그리고, 슬라이더 하우징(210)의 내측에 탄성을 가지는 연질의 소재로 형성되는 슬라이더 실란트(280)를 구비함으로써, 라디에이터 유로(510)의 냉각수가 라디에이터 유로(510)의 외부로 유출되지 않도록 하게 되는것이다.
슬라이더(220)가 슬라이더 하우징(210) 내부에서 일정정도의 힘에 의해서만 유동될 수 있게 되는 것이다.
100 : 써모스탯부 110 : 충진재
120 : 충진재 하우징 130 : 충진재 밀폐용 캡
140 : 라디에이터 유로 밀페용 캡 150 : 써모스탯 가이드
160 : 바이패스 유로 밀폐용 캡 170 : 라디에이터 유로 밀폐용 탄발스프링
180 : 바이패스 유로 밀폐용 탄발스프링
190 : 충진재 하우징 밀폐용 실란트 200 : 슬라이더부
210 : 슬라이더 하우징 220 : 슬라이더
250 : 케이블 와이어 홀더 260 : 에어플랩 연결 케이블
270 : 에어플랩 연결 와이어 500 : 엔진 블럭
600 : 에어플랩 어셈블리

Claims (3)

  1. 자동차의 엔진온도 상승 또는 하강 시 충진재의 부피 변화로 에어플랩을 개폐시키는 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯에 있어서,
    중앙에는 열에 의해 팽창하거나 수축하는 충진재(110)가 구비되는 충진재 하우징(120)이 형성되고, 충진재 하우징(120)의 일단에는 충진재 밀폐용 캡(130)이 구비되며, 충진재 하우징(120) 외측 일단에는 엔진 블럭(500)의 라디에이터 유로(510)를 차단시키는 라디에이터 유로 밀폐용 캡(140)과 충진재 하우징(120)을 엔진 블럭(500)의 일측에 고정시키는 써모스탯 가이드(150) 및 바이패스 유로를 차단시키는 바이패스 유로 밀폐용 캡(160)이 차례로 구비되되, 라이디에터 유로 밀폐용 캡(140)과 써모스탯 가이드(150) 사이에는 라디에이터 유로 밀폐용 탄발스프링(170)이 설치되고, 써모스탯 가이드(150)와 바이패스 유로 밀폐용 캡(160) 사이에는 바이패스 유로 밀폐용 탄발스프링(180)이 설치되는 써모스탯부(100);와
    엔진 블럭(500)의 라디에이터 유로(510) 일측에 구비되는 슬라이더 하우징(210) 내측에 슬라이더(220)가 구비되고, 슬라이더(220)의 일단은 충진재 하우징(120)의 충진재 밀폐용 캡(130)의 중앙을 통해 충진재 하우징(120) 내부에 유동가능하도록 끼워지며, 슬라이더(220)의 타단에는 케이블 와이어 홀더(250)가 결합되되, 케이블 와이어 홀더(250)는 에어플랩 연결 케이블(260) 내부에 구비되는 에어플랩 연결 와이어(270)로 에어플랩 어셈블리(600)와 연결되며 끝단에 케이블 홀더(290)가 구비되는 슬라이더부(200);
    로 이루어지는 것을 특징을 하는 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    슬라이더(220)의 끝단이 유동가능하도록 끼워지는 충진재 하우징(120)의 충진재 밀폐용 캡(130) 내측에 탄성을 가지는 소재로 형성되는 충진재 하우징 밀폐용 실란트(190)를 구비하여,
    충진재 하우징(120) 내부의 충진재(110)가 충진재 하우징(120) 외부로 유출되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    슬라이더 하우징(210)의 내측에 탄성을 가지는 연질의 소재로 형성되는 슬라이더 실란트(280)를 구비하여,
    라디에이터 유로(510)의 냉각수가 라디에이터 유로(510)의 외부로 유출되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 에어플랩 제어용 써모스탯 작동구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101836141B1 (ko) * 2016-12-06 2018-03-08 임해택 내연기관 발전기용 냉각장치

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JP2000161063A (ja) 1998-11-26 2000-06-13 Nippon Thermostat Kk 内燃機関の冷却制御装置
JP2010025009A (ja) 2008-07-22 2010-02-04 Isuzu Motors Ltd 内燃機関の冷却システム及び冷却方法

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