KR102163146B1

KR102163146B1 - 온도 조절 밸브

Info

Publication number: KR102163146B1
Application number: KR1020187028863A
Authority: KR
Inventors: 하오밍 퀴우; 지아오단 리브; 타오 판; 용진 루오
Original assignee: 쯔지앙 산후아 오토모티브 컴포넌츠 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2020-10-12
Also published as: JP6671514B2; CN107448641A; WO2017206706A1; EP3467352A4; JP2019516925A; KR20180120236A; CN107448641B; US11131379B2; US20200300354A1; EP3467352B1; EP3467352A1

Abstract

온도 조절 밸브로서, 아래위로 이동 가능하며 밸브 본체 캐비티(15)에 배치되는 압력 릴리프 링(5)을 포함한다. 정상 상태에서, 압력 릴리프 링(5)은 스프링(32)에 의해 제1 밸브 시트(42)의 외측 에지에 맞닿는다. 압력 릴리프 링(5)의 아래위 이동에 의해 열거나 닫을 수 있는 내부 채널(154)이 밸브 본체 캐비티(15)에 또한 제공되며; 온도 조절 밸브 내의 유체의 압력이 과도한 경우에, 유체는 스프링(32)을 압축하도록 압력 릴리프 링(5)을 구동할 수 있어서, 내부 채널은 제3 인터페이스(13)와 소통되어 제1 흐름 채널 및 제3 흐름 채널과의 동시 소통을 실현하고, 따라서 온도 조절 밸브 내의 과도 압력에 의해 초래되는 손상이 방지될 수 있다.

Description

온도 조절 밸브

본 출원은 2016년 5월 31일자로 중화 인민 공화국 국가 지적 재산권국에 출원된 "온도 조절 밸브"라는 제목의 중국 특허 출원 제201610373952.7 호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본원에 참조로서 통합된다.

본 출원은 유체 제어 분야에 관한 것이며, 특히 온도 조절 밸브에 관한 것이다.

차량이 주행중인 경우, 차량의 정상 동작을 보장하기 위하여 각종 구성 성분은 윤할 오일에 의해 적시에 윤활 처리될 필요가 있다. 윤활 오일이 우수한 윤활 특성을 갖지 않는다면, 차량의 서비스 수명은 영향을 받을 수 있다. 윤활 오일의 윤활 특성은 윤활 오일의 온도와 관련성을 가지며, 윤활 오일의 온도가 과도하게 높거나 또는 과도하게 낮은 경우, 윤활 오일의 윤활 특성은 영향을 받을 수 있다.

윤활 오일은 일반적으로 차량이 정상적으로 주행하는 경우에는 너무 높은 온도를 가지지 않을 것이다. 차량이 과부하되거나 눈 또는 오프 로드에서 주행을 위하여 4륜 구동 모드로 설정되는 경우에는, 차량은 유압 토크 컨버터가 과도하게 슬립하는 상태에서 주행중이며, 이는 기어박스 오일이 과도하게 높은 온도를 가지게 되어, 윤활 특성을 손실하게 된다.

종래에는, 기어 박스 오일의 온도를 조정하는 기능은 주로 온도 조절 밸브 및 외부 냉각 장치에 의해 구성되는 냉각 흐름 통로(cooling flow passage)에 의해 달성된다. 기어박스의 오일 경로에서의 온도가 상승하는 경우에, 열 액추에이터의 감열 재료는 가열됨에 의해 팽창하고, 따라서 기어박스 오일이 역으로 기어박스로 직접 흐르는 통로는 닫히고, 높은 온도를 갖는 오일은 팽창된 냉각 장치로 진입하며, 냉각되고, 다음으로 기어박스의 외부의 외부 냉각 장치로 다시 흐른다. 반대로, 오일의 온도가 너무 낮은 경우, 열 요소의 감열 재료는 고체화되기 시작하고 축소되며, 푸시 로드가 리셋되고, 기어박스로 직접 역류하기 위한 기어박스 오일을 위한 통로는 열린다. 기어박스의 오일 경로 내의 오일은 흐름 공정 동안 기어박스의 열 발생 요소와 열을 교환하여, 오일의 온도를 적절한 범위 내로 제어한다.

그러나, 실제 응용 공정에서, 냉각 오일의 유압이 외부 냉각 장치의 차단 및 다른 이유로 인하여 너무 높게 되는 경우, 기어박스로 직접 역류하기 위한 기어박스 오일의 통로는 냉각 오일의 온도가 끊임없이 증가하므로 차단되어, 과도하게 높은 유압 및 기어박스의 냉각 오일의 공급 부족 등의 문제가 초래될 수 있다.

외부 냉각 장치의 막힘과 같은 이유로 냉각 오일의 유체 압력이 너무 높아지는 것을 방지하기 위하여, 본출원의 기술적 해법은 온도 조절 밸브를 제공하는 것으로, 이는 챔버가 제공되는 밸브 본체 및 상기 챔버 내에 장착된 제1 스프링 및 열 액추에이터를 포함한다. 상기 챔버의 일 단부가 열리게 된다. 상기 열 액추에이터의 일 단부가 상기 제1 스프링에 맞닿는다. 상기 밸브 본체는 제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 포함하는 적어도 3개의 포트를 구비한다. 상기 챔버 내에 밸브 시트 어셈블리가 또한 제공되며, 상기 밸브 시트 어셈블리는 제1 밸브 시트를 포함한다. 상기 제1 밸브 시트는 상기 제1 밸브 시트를 통해 연장하는 제1 밸브 포트를 구비한다. 상기 온도 조절 밸브는 상기 열 액추에이터와 상기 제1 스프링 사이에서 협력을 통해 제1 밸브 포트를 열거나 닫는다. 상기 제1 밸브 시트의 외경은 상기 제1 밸브 시트에 대응하는 상기 챔버의 일부분의 내경 보다 더 작다. 상기 제1 밸브 시트의 외벽과 상기 챔버의 내벽 사이에 내부 통로가 형성된다.

상기 챔버 내에 압력 릴리프 링 및 제2 스프링이 또한 배치된다. 상기 제2 스프링의 일 단부는 상기 압력 릴리프 링에 맞닿는다. 상기 제2 스프링은 압축된 상태에 있다. 상기 압력 릴리프 링은 상기 압력 릴리프 링의 바닥을 통해 연장하는 제2 밸브 포트를 구비한다. 상기 제2 밸브 포트의 내경은 상기 제1 밸브 시트의 외경 보다 더 작고, 상기 제1 밸브 포트의 내경 보다 더 크다.

상기 온도 조절 밸브는 상기 압력 릴리프 링을 통해 내부 통로를 열고 닫는다. 상기 내부 통로가 차단 해제되는 경우, 상기 제1 포트는 상기 내부 통로를 통해 상기 제3 포트와 소통되고, 제1 유로가 상기 온도 조절 밸브에 형성된다. 상기 제1 유로는 상기 제1 포트, 상기 내부 통로 및 상기 제3 포트를 포함한다.

상기 챔버는 제1 챔버 및 제2 챔버를 포함한다. 상기 밸브 시트 어셈블리는 연결 지주, 스프링 지지 시트 및 끼워맞춤부를 더 포함한다. 상기 제1 스프링의 일 단부는 상기 열 액추에이터에 맞닿고, 상기 제1 스프링의 다른 단부는 상기 스프링 지지 시트에 맞닿는다. 상기 연결 지주는 상기 제1 밸브 시트 및 상기 스프링 지지 시트를 연결한다. 상기 제2 챔버의 내벽의 적어도 일부는 내측 나사를 구비한다. 상기 끼워맞춤부의 외벽의 적어도 일부는 상기 내측 나사와 끼워맞춰지는 외측 나사를 구비한다. 상기 밸브 시트 어셈블리는 상기 끼워맞춤부와 상기 제2 챔버 사이에서 나사를 통해 끼워맞춰지고 고정된다.

상기 제1 챔버의 내경은 상기 제2 챔버의 내경 보다 더 크다. 상기 제1 밸브 시트는 상기 제1 챔버 내에 위치된다. 상기 내부 통로는 상기 제1 밸브 시트의 외벽과 상기 제1 챔버의 내벽 사이에 형성된다. 상기 연결 지주의 외벽면과 내벽면은 모두 평활 원호면이다. 상기 연결 지주의 상기 외벽면의 상기 원호면의 직경은 상기 제1 밸브 시트의 외경보다 더 작다. 상기 제1 밸브 시트는 상기 연결 지주에 대한 외측 연장부를 갖도록 형성된다. 상기 내부 통로가 차단되는 경우, 상기 압력 릴리프 링이 상기 외측 연장부에 맞닿는다.

상기 연결 지주와 연결하는 상기 스프링 지지 시트의 일부의 단부는 상기 제1 스프링과 끼워맞춰지는 홈이 또한 구비된다. 상기 제1 스프링의 일 단부는 상기 홈의 바닥에 맞닿는다. 상기 제1 밸브 포트, 상기 연결 지주 및 홈은 동일한 공정을 통해 형성된다. 상기 제1 밸브 포트의 내벽, 상기 연결 지주의 내벽 및 상기 홈의 내벽은 매끄럽게 연결된다.

상기 밸브 시트 어셈블리 내에 관통홀이 더 배치되며, 상기 관통홀은 상기 연결 지주에 인접한 상기 스프링 지지 시트의 일 단부로부터 상기 제1 챔버로부터 먼쪽의 끼워맞춤부의 단부까지 연장한다. 상기 관통홀은 상기 제3 포트와 소통된다. 상기 관통홀의 내경은 상기 제1 스프링의 외경보다 더 작다. 상기 제1 유로는 상기 관통홀을 더 포함한다.

상기 압력 릴리프 링은 스프링 수용 챔버 및 스프링 지지부를 구비한다. 상기 압력 릴리프 링은 바닥 및 측벽부를 갖는다. 상기 제1 챔버의 상기 압력 릴리프 링의 스트로크와 들어맞는 적어도 일부분을 갖는다. 상기 압력 릴리프 링은 상기 제1 챔버의 일부분과 슬라이드식으로 끼워맞춰진다. 상기 제2 스프링의 일 단부는 상기 스프링 지지부에 맞닿는다. 상기 압력 릴리프 링이 상기 제1 밸브 시트로부터 떨어지는 경우, 상기 제1 유로가 상기 온도 조절 밸브 내에 형성된다.

상기 제2 밸브 포트의 내벽은 상기 연결 지주의 외벽과 슬라이드식으로 끼워맞춰진다. 상기 연결 지주로부터 먼쪽의 상기 제1 밸브 시트의 단부는 장착부를 구비한다. 상기 장착부는 상기 제1 밸브 포트의 일 단부에 위치하는 다각형 구조이거나, 또는 적어도 2개의 블라인드 홀이거나, 또는 상기 제1 밸브 포트의 내벽을 따라 배치된 적어도 2개의 홈이거나, 또는 상기 제1 밸브 시트의 외벽을 따라 절단하여 형성되는 일부분이다.

제1 밀봉부는 상기 제1 스프링에 맞닿는 상기 열 액추에이터의 일 단부에 제공된다. 상기 제1 밀봉부가 상기 제1 스프링의 일 단부에 맞닿는다. 상기 제1 밀봉부의 외경은 상기 제1 밸브 포트의 내벽 상의 임의의 2개의 지점 사이의 최대 거리 보다 더 크다. 상기 온도 조절 밸브는 상기 제1 밀봉부를 통해 상기 제1 밸브 포트를 열고 닫는다. 상기 제1 밸브 포트가 열리는 경우, 상기 제1 밸브 시트는 상기 제1 밀봉부로부터 떨어지며, 상기 압력 릴리프 링은 상기 제1 밸브 시트의 외측 연장부에 맞닿으며, 상기 내부 통로는 차단되며, 제2 유로가 상기 온도 조절 밸브 내에 형성된다. 상기 제2 유로는 상기 제1 포트, 상기 제1 밸브 포트, 상기 관통홀 및 상기 제3 포트를 포함한다.

단부 캡이 상기 챔버의 열린 단부에 배치된다. 상기 단부 캡의 적어도 일부분이 열린 단부를 통해 상기 챔버로 연장된다. 상기 단부 캡은 리테이너 링을 통해 고정된다.

상기 단부 캡은 단부 캡 본체, 단부 캡 연결 지주 및 제2 밸브 시트를 포함한다. 상기 단부 캡은 상기 단부 캡 본체와 상기 챔버의 내벽 사이에 밀봉 링을 제공하여 밀봉된다. 상기 제2 밸브 시트는 챔버의 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 일부분의 내벽과 간극 끼워맞춤(clearance-fit) 된다. 제3 밸브 포트가 상기 제2 밸브 시트에 배치된다. 상기 제3 밸브 포트는 상기 열 액추에이터 본체의 단부와 끼워맞춰진다. 상기 열 액추에이터 본체의 단부가 상기 제2 밸브 시트에 맞닿거나 상기 제2 밸브 시트에 가압되는 경우, 상기 제3 밸브 포트가 닫힌다. 상기 열 액추에이터 본체의 단부가 상기 제2 밸브 시트로부터 떨어지는 경우, 상기 제3 밸브 포트가 열리며, 상기 제1 포트는 상기 제3 밸브 포트를 통해 상기 제2 포트와 소통되며, 제3 유로가 상기 온도 조절 밸브에 형성된다. 상기 제3 유로는 상기 제1 포트, 상기 제3 밸브 포트 및 상기 제2 포트를 포함한다.

상기 열 액추에이터는 푸시 로드를 더 포함한다. 상기 챔버로 향하여 열린 수용 챔버가 상기 단부 캡 본체에 더욱 배치된다. 상기 수용 챔버로부터의 상기 챔버로 향하는 방향 또는 상기 수용 챔버의 열린 단부로부터의 내부로 향하는 방향에서, 상기 수용 챔버는 스프링 시트 및 제3 스프링을 연속해서 구비한다. 상기 스프링 시트는 캡형 구조를 가진다. 상기 스프링 시트는 상기 수용 챔버로 연장되는 상기 푸시 로드의 일부의 단부에 슬리브연결(sleeved)된다. 상기 수용 챔버로 연장하는 상기 푸시 로드의 일부의 단부는 상기 스프링 시트의 내부 챔버 내에 위치된다. 상기 제3 스프링의 일 단부는 상기 수용 챔버의 바닥에 맞닿고, 상기 제3 스프링의 다른 단부는 상기 스프링 시트에 맞닿는다. 상기 제3 스프링은 압축된 상태에 있다. 상기 제3 스프링의 초기 변형력은 제1 밸브 포트가 닫히는 경우의 상기 제1 스프링에 의해 생성되는 탄성력 보다 크거나 같다.

압력차 하에서 이동 가능한 압력 릴리프 링이 밸브 본체 챔버 내에서 제공된다. 정상 조건 하에서, 압력 릴리프 링은 스프링을 통해 제1 밸브 시트에 맞닿는다. 또한, 내부 통로가 챔버 내에 제공되고, 이는 상기 압력 릴리프 링의 상향 및 하향 움직임을 통해 열리거나 닫힐 수 있다. 온도 조절 밸브 내의 유압이 고도하게 높은 경우, 압력 릴리프 링은 유체에 의해 스프링을 압축하도록 밀려서, 내부 통로는 제3 포트와 소통되고, 이에 따라 제1 유로 및 제3 유로의 동시 소통을 달성하고, 이에 따라 온도 조절 밸브의 고도하게 높은 유압에 의해 초래되는 손상을 방지한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도 조절 밸브의 개략적 투시도이다.
도 2는 제2 유로가 차단해제된 경우의 도 1의 온도 조절 밸브의 개략적 단면도이다.
도 3은 도 1의 온도 조절 밸브의 밸브 시트 어셈블리의 개략적 투시도이다.
도 4는 도 3의 밸브 시트 어셈블리의 개략적 단면도이다.
도 5는 도 1의 온도 조절 밸브의 압력 릴리프 링의 개략적 단면도이다.
도 6은 제3 유로가 차단해제된 경우의 도 1의 온도 조절 밸브의 개략적 단면도이다.
도 7은 제1 유로가 차단해제된 경우의 도 1의 온도 조절 밸브의 개략적 단면도이다.
도면에서 화살표는 유체의 흐름 방향을 나타낸다.

온도 조절 밸브는 본 출원의 기술적 해법에서 제공된다. 압력차 및 스프링 복원력 하에서 이동 가능한 압력 릴리프 링이 밸브 본체의 챔버에 제공된다. 내부 통로가 또한 챔버 내에 제공되며, 이는 압력 릴리프 링의 상향 및 하향 움직임을 통해 열리거나 닫힐 수 있다. 정상적인 상황에서, 내부 통로는 압력 릴리프 링에 의해 닫혀 있다. 압력 릴리프 링의 양측의 압력차가 소정값보다 큰 경우에는, 압력 릴리프 링은 유체에 의해 밀려서, 스프링을 압축하여, 내부 통로가 열리며, 이에 의해 제1 유로와 제3 유로의 동시 소통을 달성하게 되어, 시스템의 과도하게 높은 유압에 의해 초래되는 손상을 방지할 수 있다.

본 명세서에 기재된 초기 변형력이란, 제품을 사용하지 않을 때의 압축 상태의 스프링을 외력에 의해 변형 시켰을 때에 발생하는 압력을 말한다.

기술적 솔루션은 도면 및 실시예와 관련하여 구체적으로 설명되며, 본 명세서에서 언급된 "상부", "하부", "좌측", "우측"과 같은 위치 용어는 각각 도면에서의 위치 관련성에 따라 사용된다.

도 1 내지 도 7은 본 출원의 실시예를 도시한다. 온도 조절 밸브는 챔버(15)가 제공되는 밸브 본체(1) 및 챔버(15) 내에 장착되는 열 액추에이터를 포함한다. 챔버의 일 단부는 열린다. 열 액추에이터는 챔버(15)의 열린 단부를 통해 챔버(15)로 연장된다. 밸브 본체(1)는 각각이 외부와 소통하는 제1 포트(11), 제2 포트(12), 제3 포트(13) 및 제4 포트(14)를 더 구비한다. 챔버(15)는 제1 챔버(151)와 제2 챔버(152)를 포함한다. 제1 포트(11)와 제2 포트(12)는 각각이 제1 챔버(151)와 소통한다. 제3 포트(153) 및 제4 포트(154)는 제2 챔버(152)와 각각 소통한다.

제1 포트(11) 및 제2 포트(12)는 밸브 본체의 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 제3 포트(13) 및 제4 포트(14)는 밸브 본체의 대향하는 위치에 배치될 수 있다.

제4 포트(14)는 배치되어 있지 않아도 좋다. 제3 포트(13)는 제2 챔버(152)와 소통한다. 제3 포트(13)는 제2 챔버(152)에 대향하여 배치되거나, 또는 도 2에 도시된 것처럼 교차하는 방식으로 배치될 수 있다. 이 실시예에서, 제4 포트를 제공하는 것은 온도 조절 밸브의 파이프라인의 연결 및 장착을 용이하게 한다.

챔버(15)는 구성 요소 즉, 밸브 본체(1)에 일련의 굴삭공(drilling holes)에 의해 형성되는 챔버를 칭하며, 부품들은 챔버 내에서 배치되고 장착된다.

열 액추에이터는 열 액추에이터 본체(22), 푸시 로드(21) 및 열 액추에이터 본체 내에 채워진 감열 재료를 포함한다. 감열 재료는 온도 변화에 따라 용적이 가변할 수 있으며, 감열 재료의 용적 변화는 푸시 로드(21)가 이동하도록 밀어서, 열 액추에이터 본체가 푸시 로드에 대해 이동하도록 강제할 수 있다.

단부 캡(6)는 챔버(15)의 열린 단부에 장착된다. 단부 캡(6)의 적어도 일부분이 열린 단부를 통과하여 챔버(15)로 연장된다. 단부 캡(6)과 챔버(15)의 내벽 사이의 공간은 밀봉 링(도시 없음)을 제공하여 밀봉될 수 있다. 단부 캡(6)은 리테이너 링(64)에 의해 고정될 수 있다.

단부 캡(6)은 단부 캡 본체(65), 단부 캡 연결 지주(66) 및 제2 밸브 시트(63)를 포함한다. 단부 캡(6)은 단부 캡 본체(65)와 챔버(15)의 내벽 사이에 제공된 밀봉 링에 의해 밀봉된다. 제2 밸브 시트(63)는 제1 포트(11)와 제2 포트(12) 사이에서 상기 챔버의 일부의 내벽과 간극 끼워맞춤(clearance-fit) 된다. 제2 밸브 시트(63)는 제3 밸브 포트(631)을 구비한다. 제3 밸브 포트(631)는 열 액추에이터 본체(22)의 단부와 맞춰진다. 열 액추에이터 본체(22)의 단부는 제2 밸브 시트(63)와 맞닿거나 가압되는 경우에, 열 액추에이터 본체(22)는 제3 밸브 포트(631)를 닫을 수 있다. 열 액추에이터 본체(22)의 단부는 제2 밸브 시트(63)로부터 떨어지는 경우에, 제3 밸브 포트(631)는 열리게되고, 제1 포트(11)는 제3 밸브 포트(631)를 통해 제2 포트(12)와 소통하게 된다. 이 때, 제3 유로가 온도 조절 밸브 내에서 형성된다. 제3 유로는 제1 포트(11), 제3 밸브 포트(631) 및 제2 포트(12)를 포함한다.

여기서 1. 간극 끼워 맞춤의 간극이 크지 않으며, 윤활유가 온도 조절 밸브로 유입되는 경우에 윤활유에 의해 간극 내에서 오일 밀봉이 형성될 수 있음; 2. 제2 밸브 시트(63) 및 단부 캡(6)이 별개로 배치될 수 있으며, 제2 밸브 시트(63)는 나사 연결, 리벳 연결 또는 다른 방식을 통해 제1 챔버에 배치될 수 있음, 이 주목된다. 이 실시예에서, 제2 밸브 시트(63) 및 단부 캡(6)은 일체로 배치되고, 단부 캡(6) 및 제2 밸브 시트(63)는 단부 캡 연결 지주(66)을 통해 연결된다. 이러한 배열 방식은 구조가 간단하고, 장착이 용이하여, 내부 누설에 대한 요구 사항이 쉽게 충족된다.

챔버(15)를 향해 열린 수용 챔버(61)가 또한 단부 캡 본체(65) 내에 제공된다. 수용 챔버(61)로부터 챔버(15)로 향하는 방향 또는 수용 챔버(61)의 열린 단부로부터 내부로 향하는 방향에서, 수용 챔버(61)에는 스프링 시트(62) 및 제3 스프링(33)을 순서대로 구비된다. 스프링 시트(62)는 캡형 구조를 갖는다. 스프링 시트(62)는 수용 챔버(61)로 연장되는 푸시 로드(21)의 일부의 상부의 단부에 슬리브연결(sleeved)된다. 수용 챔버(61)로 연장하는 푸시 로드(21)의 일부의 상부의 단부는 스프링 시트의 내부 챔버 내에 위치된다. 제3 스프링(33)의 일 단부는 수용 챔버(61)의 바닥과 맞닿고, 제3 스프링(33)의 다른 단부는 스프링 시트의 외부 연장부에 대해 맞닿는다. 이 때, 제3 스프링(33)은 압축된 상태에 있다. 제3 스프링(33)의 초기 변형력은 제1 밸브 포트(41)가 닫히는 경우의 제1 스프링(31)에 의해 생성되는 탄성력 보다 크거나 같다.

푸시 로드는 제3 스프링(33)에 직접 맞닿을 수 있으며, 예를 들면, 스프링 시트는 푸시 로드와 일체로 형성되거나 또는 제3 스프링은 푸시 로드 상에 슬리브연결될 수 있음이 주목된다. 더욱이, 제3 스프링 및 스프링 시트는 제공되지 않을 수 있으며, 푸시 로드는 단부 캡에 직접 맞닿거나 또는 가압될 수 있다.

열 엑추에이터(2)는 챔버(15)의 열린 단부를 통해 챔버(15)에 장착될 수 있다. 도면에 도시된 것처럼, 열 액추에이터(2)는 제1 챔버(151) 내에 위치된다. 제1 밀봉부(23)는 단부 캡(6)으로부터 먼쪽의 열 액추에이터(2)의 단부에 배치된다. 열 액추에이터(2)는 제1 밀봉부(23)를 통해 챔버(1) 내에 배치된 제1 스프링(31)에 맞닿는다.

도면에 도시된 것처럼, 밸브 시트 어셈블리(4) 및 압력 릴리프 링(5)은 또한 챔버(15)에 배치된다. 밸브 시트 어셈블리(4)의 일부가 제1 챔버(151) 내에 위치되고, 밸브 시트 어셈블리(4)의 다른 부분이 제2 챔버(152) 내에 위치되며, 나사를 통해 제2 챔버(152)의 내벽과 연결된다.

밸브 시트 어셈블리(4)는 제1 밸브 시트(42), 연결 지주(43), 스프링 지지 시트(44) 및 끼워맞춤부(45)를 포함한다. 제1 밸브 시트(42)가 제1 밸브 시트(42)를 통해 연장하는 제1 밸브 포트(41)를 구비한다.

밸브 시트 어셈블리(4)의 장착을 용이하게 하기 위해, 상부 포트에 근접한 제1 밸브 포트(41)의 적어도 일부분은 육각형 또는 오각형과 같은 다각형 구조의 장착부(47)로, 나사를 통해 제2 챔버(152)의 내벽과 밸브 시트 어셈블리(4)를 도구에 의해 연결하고 고정하는 것을 용이하게 할 수 있다. 여기에서 밸브 시트 어셈블리(4)는 다른 구조를 통해 장착될 수 있음이 지적될 수 있다. 예를 들면, 장착부(47)는 제1 밸브 시트(42)의 상부 단부 표면 상에 배치된 적어도 2개의 블라인드 홀이거나, 또는 장착부(47)는 제1 밸브 포트(41)의 내벽을 따라 제1 밸브 시트(42)의 상부 단부 표면으로부터 열린 적어도 2개의 홈이다. 또는, 장착부(47)는 제1 밸브 시트(42)의 외벽을 따라 제1 밸브 시트(42)의 상부 단부 표면을 절단함에 의해 형성되는 부분이다.

제1 밸브 시트(42)는 제1 챔버(151) 내에 위치된다. 상기 제1 밸브 시트(42)의 외경은 제1 챔버(151)의 내경 보다 더 작다. 내부 통로(154)는 제1 밸브 시트(42)의 외벽과 제1 챔버(152)의 내벽 사이에 형성된다. 제1 밸브 포트(41)의 내경 또는 제1 밸브 포트(41)의 내접원의 직경은 제1 스프링(31)의 외경 보다 더 크고, 제1 스프링(31)은 제1 밸브 포트(41)를 통과할 수 있으며, 자유롭게 압축되고 복원될 수 있다. 또한, 열 액추에이터(2)의 제1 밀봉부(23)의 외경은 제1 밸브 포트(41)의 내벽의 임의의 두 지점 사이의 최대 간격 보다 더 커서, 제1 밀봉부(23)는 제1 밸브 포트를 완전히 덮을 수 있다. 즉, 제1 밀봉부(23)가 제1 밸브 시트(42)에 맞닿는 경우, 제1 밸브 포트(41)는 닫힌다. 제1 밸브 시트(42)가 제1 밀봉부(23)로부터 떨어지는 경우, 제1 포트(11)는 제1 밸브 포트(41) 및 관통홀(46)을 통해 제3 포트(13)와 소통할 수 있다. 이때, 제2 유로가 온도 조절 밸브 내에서 형성된다. 제2 유로는 제1 포트(11), 제1 밸브 포트(41), 관통홀(46) 및 제3 포트(13)를 포함한다.

제1 밸브 시트(42) 및 스프링 지지 시트(44)는 적어도 2개의 연결 지주(43)에 의해 연결된다. 연결 지주(43)의 외벽면과 내벽면은 모두 평활 원호면일 수 있다. 연결 지주(43)의 외경은 제1 밸브 시트(42)의 외경보다 작다. 두 개의 연결 지주(43) 사이에는 일정한 공간이 유지된다.

스프링 지지 시트(44)는 제1 스프링(31)을 지지하는데 사용된다. 제1 스프링(31)의 일 단부는 제1 밀봉부(23)에 맞닿고, 제1 스프링(31)의 다른 단부는 스프링 지지 시트(44)에 맞닿는다. 제1 스프링(31)이 벗어나는 것을 방지하기 위하여, 연결 지주(43)와 연결되는 스프링 지지 시트(44)의 일부분의 단부는 홈(441)을 더 구비한다. 홈(441)은 제1 스프링이 벗어나는 것을 방지하기 위하여 제1 스프링과 끼워맞춰진다. 홈(441)의 바닥은 제1 스프링(31)의 일 단부에 맞닿는다. 또한, 상기 처리의 용이성을 위해, 제1 밸브 포트(41), 연결 지주(43) 및 홈(441)은 동일한 공정을 통해 형성된다. 제1 밸브 포트(41)의 내벽, 연결 지주(43)의 내벽 및 홈(441)의 내벽은 매끄럽게 연결된다. 또는, 장착부를 제외한 제1 밸브 포트(41)의 내경, 연결 지주(43)의 원호 내벽면의 직경 및 홈(441)의 내경은 동일하다.

연결 지주(43)의 원호 외벽면의 직경은 스프링 지지 시트(44)의 외경과 동일하고, 연결 지주(43)의 원호 외벽면의 직경과 스프링 지지 시트(44)의 외경은 모두 제1 밸브 시트(42)의 외경 보다 더 작아서, 제1 밸브 시트(42)에는 연결 지주(43)에 대한 외측 연장부가 형성되어 있다.

끼워 맞춤부(45)의 외벽에는 외측 나사가 제공되고, 제2 챔버(152)의 내측벽의 일부에는 내측 나사(1521)가 제공된다. 끼워 맞춤부(45)의 외측 나사는 제2 챔버(152)의 내측 나사와 끼워맞춰져서, 밸브 시트 어셈블리(4)는 챔버(15) 내에 장착된다. 제1 챔버(151)의 내경은 제2 챔버(152)의 내경보다 더 커서, 제1 챔버(151)와 제2 챔버(152)의 연결 위치에 숄더가 형성된다. 끼워맞춤부(45)의 외경은 스프링 지지 시트(44)의 외경보다 더 작거나 같다. 이 실시예에서, 끼워맞춤부(45)의 외경은 스프링 지지 시트(44)의 외경 보다 더 작다. 이 배치는 밸브 시트 어셈블리(4)의 장착 및 위치 지정을 용이하게 하고, 끼워맞춤부(45)가 제2 챔버(152)로 너무 많이 연장하는 것을 방지한다.

밸브 시트 어셈블리(4)는 또한 관통홀(46)을 구비한다. 관통홀(46)은 홈(441)의 바닥으로부터 홈(441)으로부터 먼쪽의 끼워맞춤부(45)의 단부로 연장한다. 관통홀(46)은 제3 포트(13)와 소통되고, 관통홀의 내경은 제1 스프링의 외경 보다 더 작다.

밸브 시트 어셈블리는 나사를 통해 챔버(15)에 고정식으로 장착되며, 이는 챔버의 기계 가공을 용이하게 할 수 있으며, 밸브 시트의 장착을 용이하게 할 수 있으며, 비용을 절감할 수 있다.

압력 릴리프 링(5)은 또한 제1 챔버(151)에 배치된다. 압력 릴리프 링(5)의 외벽은 제1 챔버(151)의 내벽과 슬라이드식으로 끼워맞춰진다. 제2 스프링(32)은 제1 챔버(151)와 제2 챔버(152) 사이에 형성된 숄더와 압력 릴리프 링(5) 사이에 배치된다. 제2 스프링(32)은 압축된 상태에 있다.

도 5에 도시된 것처럼, 압력 릴리프 링(5)은 바닥이 절단된 원통형 구조를 갖는다. 압력 릴리프 링(5)은 바닥(도면에 도시 없음), 스프링 수용 챔버(54) 및 측벽부(도시 없음)를 포함한다. 압력 릴리프 링(5)의 바닥은 제1 챔버(151)로 향하는 상부 단부(52) 및 스프링 수용 챔버(54)로 향하는 스프링 지지부(53)를 포함한다. 압력 릴리프 링(5)의 바닥은 또한 바닥(52)으로 연장하는 제2 밸브 포트(51)를 구비한다. 스프링 수용 챔버(54)의 내경은 스프링 지지부(53)가 형성되도록 제2 밸브 포트(51)의 내경 보다 더 크다.

제2 밸브 포트(51)의 내경은 제1 밸브 시트(42)의 외경 보다 더 작고, 제1 밸브 포트(41)의 내경 보다 더 커서, 압력 릴리프 링(5)의 상부 단부(52)는 제2 스프링(32)의 동작 하에서 제1 밸브 시트(42)의 외측 연장부의 하부 단부 표면에 맞닿는다. 압력 릴리프 링(5)의 상부 단부(52)가 제1 밸브 시트(42)의 외측 연장부의 하부 단부 표면에 맞닿는 경우, 내부 통로(154)가 차단된다. 압력 릴리프 링의 상부 및 하부 측면 사이의 압력차가 제2 스프링(32)의 초기 변형력 보다 더 큰 경우, 압력 릴리프 링(5)의 상부 단부(52)는 제1 밸브 시트(42)의 외측 연장부의 하부 단부 표면으로부터 떨어지며, 제1 포트(11)는 내부 통로(154), 제2 밸브 포트(51) 및 관통홀(46)을 통해 제3 포트(13)와 소통될 수 있다. 이 때, 제1 유로가 온도 조절 밸브에 형성된다. 제1 유로는 제1 포트(11), 내부 통로(154), 제2 밸브 포트(51), 관통홀(46) 및 제3 포트를 포함한다.

또한, 압력 릴리프 링(5)의 안정성을 개선하기 위하여, 제2 밸브 포트(51)의 내벽은 연결 지주(43)의 외벽과 슬라이드식으로 끼워맞춰진다. 이러한 구조로, 압력 릴리프 링(5)이 틸팅되어 압력 릴리프 링(5)의 막힘(jamming)을 초래하는 문제는 효과적으로 방지될 수 있다.

온도 조절 밸브의 특정 동작 모드가 이하에 상세히 설명된다. 도 2는 온도 조절 밸브가 정상 상태에 있는 경우 윤활유의 유로를 도시한다. 도 2에 도시된 상태에서, 제1 밸브 포트가 열리게 되고, 제2 밸브 포트 및 제3 밸브 포트는 닫히며, 제2 유로가 온도 조절 배브 내에 형성된다. 윤활유가 제1 포트로부터 온도 조절 밸브로 유입된 이후에, 윤활유는 제1 밸브 포트 및 관통홀을 통해 흐르고, 다음으로 제3 포트(13)로부터 온도 조절 밸브에서 흘러 나온다. 오일 쿨러로의 윤활유의 흐름 저항이 기어박스로의 윤활유의 직접적인 역류하는 흐름 저항 보다 더 크므로, 제3 밸브 포트는 온도 조절 밸브에 배치되지 않을 수 있다. 내부 누출에 대한 요구 조건이 높은 경우에, 제3 밸브 포트를 배치함에 의해 내부 누출이 효과적으로 저감될 수 있다.

도 6은 온도가 상대적으로 높은 경우의 온도 조절 밸브 내의 윤활유의 유로를 도시한다. 도 6에 도시된 상태에서, 제1 밸브 포트 및 제2 밸브 포트는 닫히고, 제3 밸브 포트는 열리며, 제3 유로가 온도 조절 밸브 내에서 형성된다. 윤활유가 제1 포트로부터 온도 조절 밸브로 흐른 이후에, 윤활유는 제3 밸브 포트를 통해 흐르고, 다음으로 제2 포트(12)로부터 온도 조절 밸브 밖으로 유출된다.

도 7은 온도 조절 밸브가 장애 상태, 예를 들면 오일 쿨러가 차단된 상태에 있는 경우의 윤활유의 유로를 도시한다. 도 7에 도시된 상태에서, 제1 밸브 포트는 닫히고, 제2 밸브 포트 및 제3 밸브 포트가 열리며, 제1 유로가 온도 조절 밸브 내에서 형성된다. 윤활유가 제1 포트로부터 온도 조절 밸브로 유입되는 경우, 윤활유의 일부가 제3 밸브 포트를 통해 흐르고, 다음으로 제2 포트(12)로부터 온도 조절 밸브 밖으로 유출되고, 윤활유의 다른 부분이 제2 밸브 포트 및 관통홀을 통과하고, 다음으로 제3 포트(13)로부터 온도 조절 밸브 밖으로 유출된다.

상술한 설명은 단지 본 발명의 특정 실시예이고, 본 발명을 임의 형태로 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에 나타나는 "상부", "바닥", "좌측" 및 "우측"과 같은 위치적 용어는 첨부된 도면을 참조로 설명되나, 그 배향을 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 해법으로부터 많은 변형 및 개조가 가능하거나, 또는 등가 실시예가 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 여기에 기재된 방법들 및 기술적 내용을 기초로 당업자에 의해 본 발명의 기술적 해법으로부터 개조될 수 있다. 따라서, 본 출원의 기술적 해결 방안의 내용을 벗어나지 않으면서, 본원의 기술적 사상에 따라 이루어진 상기 실시예들에 대한 간단한 변경들, 균등한 변경들 및 수정들은 본 출원의 기술적 해결책들의 보호 범위 내에 있다.

Claims

챔버가 제공되는 밸브 본체 및 상기 챔버 내에 장착된 제1 스프링 및 열 액추에이터를 포함하는 온도 조절 밸브로서,
상기 챔버의 일 단부가 열리게 되고, 상기 열 액추에이터의 일 단부가 상기 제1 스프링에 맞닿으며, 상기 밸브 본체는 제1 포트, 제2 포트 및 제3 포트를 포함하는 적어도 3개의 포트를 구비하며,
상기 챔버 내에 밸브 시트 어셈블리가 또한 제공되며, 상기 밸브 시트 어셈블리는 제1 밸브 시트를 포함하며, 상기 제1 밸브 시트는 상기 제1 밸브 시트를 통해 연장하는 제1 밸브 포트를 구비하며, 상기 온도 조절 밸브는 상기 열 액추에이터와 상기 제1 스프링 사이의 협력을 통해 제1 밸브 포트를 열거나 닫으며, 상기 제1 밸브 시트의 외경은 상기 제1 밸브 시트에 대응하는 상기 챔버의 일부분의 내경 보다 더 작으며, 상기 제1 밸브 시트의 외벽과 상기 챔버의 내벽 사이에 내부 통로가 형성되며;
상기 챔버 내에 압력 릴리프 링 및 제2 스프링이 또한 제공되며, 상기 제2 스프링의 일 단부는 상기 압력 릴리프 링에 맞닿으며, 상기 제2 스프링은 압축된 상태에 있으며, 상기 압력 릴리프 링은 상기 압력 릴리프 링의 바닥을 통해 연장하는 제2 밸브 포트를 구비하며, 상기 제2 밸브 포트의 내경은 상기 제1 밸브 시트의 외경 보다 더 작고, 상기 제1 밸브 포트의 내경 보다 더 크며;
상기 온도 조절 밸브는 상기 압력 릴리프 링을 통해 내부 통로를 열거나 닫으며, 상기 내부 통로가 차단 해제되는 경우, 상기 제1 포트는 상기 내부 통로를 통해 상기 제3 포트와 소통되고, 제1 유로가 상기 온도 조절 밸브에 형성되며, 상기 제1 유로는 상기 제1 포트, 상기 내부 통로 및 상기 제3 포트를 포함하며,
상기 챔버는 제1 챔버를 포함하며, 상기 제1 밸브 시트는 상기 제1 챔버 내에 위치되며, 상기 내부 통로는 상기 제1 밸브 시트의 외벽과 상기 제1 챔버의 내벽 사이에 형성되며, 상기 밸브 시트 어셈블리는 연결 지주를 더 포함하며, 상기 연결 지주의 일 단부가 상기 제1 밸브 시트에 연결되며, 상기 제1 밸브 시트는 상기 연결 지주에 대한 외측 연장부를 갖도록 형성되고, 상기 내부 통로가 차단되는 경우, 상기 압력 릴리프 링이 상기 외측 연장부에 맞닿는, 온도 조절 밸브.
청구항 1에 있어서, 상기 챔버는 제2 챔버를 더 포함하며, 상기 밸브 시트 어셈블리는 스프링 지지 시트 및 끼워맞춤부를 더 포함하며,
상기 제1 스프링의 일 단부는 상기 열 액추에이터에 맞닿고, 상기 제1 스프링의 다른 단부는 상기 스프링 지지 시트에 맞닿으며, 상기 제1 밸브 시트 및 상기 스프링 지지 시트는 상기 연결 지주에 의해 연결되며;
상기 제2 챔버의 내벽의 적어도 일부는 내측 나사를 구비하며, 상기 끼워맞춤부의 외벽의 적어도 일부는 상기 내측 나사와 끼워맞춰지는 외측 나사를 구비하며, 상기 밸브 시트 어셈블리는 상기 끼워맞춤부 및 상기 제2 챔버의 나사들에 의해 상기 제2 챔버에 끼워맞춰지고 고정되는, 온도 조절 밸브.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 챔버의 내경은 상기 제2 챔버의 내경 보다 더 크며,
상기 연결 지주의 외벽면과 내벽면은 모두 평활 원호면이며, 상기 연결 지주의 상기 외벽면의 상기 원호면의 직경은 상기 제1 밸브 시트의 외경보다 더 작은, 온도 조절 밸브.
청구항 2에 있어서, 상기 연결 지주와 연결하는 상기 스프링 지지 시트의 일부의 단부는 상기 제1 스프링과 끼워맞춰지는 홈을 추가로 구비하며, 상기 제1 스프링의 일 단부는 상기 홈의 바닥에 맞닿으며,
상기 제1 밸브 포트, 상기 연결 지주 및 상기 홈은 동일한 공정을 통해 형성되며, 상기 제1 밸브 포트의 내벽, 상기 연결 지주의 내벽 및 상기 홈의 내벽은 매끄럽게 연결되는, 온도 조절 밸브.
청구항 2에 있어서, 상기 밸브 시트 어셈블리 내에 관통홀이 더 배치되며, 상기 관통홀은 상기 연결 지주에 인접한 상기 스프링 지지 시트의 일 단부로부터 상기 제1 챔버로부터 먼쪽의 끼워맞춤부의 일 단부까지 연장하며, 상기 관통홀은 상기 제3 포트와 소통되며, 상기 관통홀의 내경은 상기 제1 스프링의 외경보다 더 작으며, 상기 제1 유로는 상기 관통홀을 더 포함하는, 온도 조절 밸브.
청구항 5에 있어서, 상기 압력 릴리프 링은 스프링 수용 챔버 및 스프링 지지부를 구비하며, 상기 압력 릴리프 링은 바닥 및 측벽부를 가지며, 상기 제1 챔버의 적어도 일부분은 상기 압력 릴리프 링의 스트로크와 들어맞고, 상기 압력 릴리프 링은 상기 제1 챔버의 일부분과 슬라이드식으로 끼워맞춰지고, 상기 제2 스프링의 일 단부는 상기 스프링 지지부에 맞닿으며, 상기 압력 릴리프 링이 상기 제1 밸브 시트로부터 떨어지는 경우, 상기 제1 유로가 상기 온도 조절 밸브 내에 형성되는, 온도 조절 밸브.
청구항 6에 있어서, 상기 제2 밸브 포트의 내벽은 상기 연결 지주의 외벽과 슬라이드식으로 끼워맞춰지고, 또한
상기 연결 지주로부터 먼쪽의 상기 제1 밸브 시트의 일 단부는 장착부를 구비하며, 상기 장착부는 상기 제1 밸브 포트의 일 단부에 위치하는 다각형 구조이거나, 또는 적어도 2개의 블라인드 홀이거나, 또는 상기 제1 밸브 포트의 내벽을 따라 배치된 적어도 2개의 홈이거나, 또는 상기 제1 밸브 시트의 외벽을 따라 절단하여 형성되는 일부분인, 온도 조절 밸브.
청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 스프링에 맞닿는 상기 열 액추에이터의 일 단부에 제1 밀봉부가 제공되며, 상기 제1 밀봉부가 상기 제1 스프링의 일 단부에 맞닿으며, 상기 제1 밀봉부의 외경은 상기 제1 밸브 포트의 내벽 상의 임의의 2개의 지점 사이의 최대 거리 보다 더 크며, 상기 온도 조절 밸브는 상기 제1 밀봉부를 통해 상기 제1 밸브 포트를 열고 닫으며; 또한
상기 제1 밸브 포트가 열리는 경우, 상기 제1 밸브 시트는 상기 제1 밀봉부로부터 떨어지며, 상기 압력 릴리프 링은 상기 제1 밸브 시트의 외측 연장부에 맞닿으며, 상기 내부 통로는 차단되며, 제2 유로가 상기 온도 조절 밸브 내에 형성되며, 상기 제2 유로는 상기 제1 포트, 상기 제1 밸브 포트, 상기 관통홀 및 상기 제3 포트를 포함하는, 온도 조절 밸브.
청구항 8에 있어서, 단부 캡이 상기 챔버의 열린 단부에 배치되며, 상기 단부 캡의 적어도 일부분이 열린 단부를 통해 상기 챔버로 연장되며, 상기 단부 캡은 리테이너 링을 통해 고정되며;
상기 단부 캡은 단부 캡 본체, 단부 캡 연결 지주 및 제2 밸브 시트를 포함하며, 상기 단부 캡은 상기 단부 캡 본체와 상기 챔버의 내벽 사이에 밀봉 링을 제공하여 밀봉되며, 상기 제2 밸브 시트는 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 챔버의 일부분의 내벽과 간극 끼워맞춤(clearance-fit) 되며;
제3 밸브 포트가 상기 제2 밸브 시트에 배치되며, 상기 제3 밸브 포트는 열 액추에이터 본체의 일 단부와 끼워맞춰지고, 상기 열 액추에이터 본체의 일 단부가 상기 제2 밸브 시트에 맞닿거나 상기 제2 밸브 시트에 가압되는 경우, 상기 제3 밸브 포트가 닫히며, 또한
상기 열 액추에이터 본체의 일 단부가 상기 제2 밸브 시트로부터 떨어지는 경우, 상기 제3 밸브 포트가 열리며, 상기 제1 포트는 상기 제3 밸브 포트를 통해 상기 제2 포트와 소통되며, 제3 유로가 상기 온도 조절 밸브에 형성되며, 상기 제3 유로는 상기 제1 포트, 상기 제3 밸브 포트 및 상기 제2 포트를 포함하는, 온도 조절 밸브.
청구항 9에 있어서, 상기 열 액추에이터는 푸시 로드를 더 포함하며, 상기 챔버로 향하여 열린 수용 챔버가 상기 단부 캡 본체에 또한 배치되며,
상기 수용 챔버로부터의 상기 챔버로 향하는 방향 또는 상기 수용 챔버의 열린 단부로부터의 내부로 향하는 방향에서, 상기 수용 챔버는 스프링 시트 및 제3 스프링을 연속해서 구비하고, 상기 스프링 시트는 캡형 구조를 가지며, 상기 스프링 시트는 상기 수용 챔버로 연장되는 상기 푸시 로드의 일부의 일 단부에 슬리브연결(sleeved)되며, 상기 수용 챔버로 연장하는 상기 푸시 로드의 일부의 일 단부는 상기 스프링 시트의 내부 챔버 내에 위치되며;
상기 제3 스프링의 일 단부는 상기 수용 챔버의 바닥에 맞닿고, 상기 제3 스프링의 다른 단부는 상기 스프링 시트에 맞닿으며, 상기 제3 스프링은 압축된 상태에 있으며, 또한
상기 제3 스프링의 초기 변형력은 제1 밸브 포트가 닫히는 경우의 상기 제1 스프링의 탄성력 보다 크거나 같은, 온도 조절 밸브.