KR20010042163A - 냉각매체의 흐름 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 냉각 매체 통로의 관 직경을 바꾸지 않고 소정 냉각매체의 유량을 확보할 수 있고, 헌팅 현상에 의한 연비의 악화나 유해한 배기 가스의 배출 방지가 가능한 냉각 매체의 흐름 제어 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것으로서, 내연기관의 냉각 매체 통로(3)의 냉각 매체의 흐름을 제어하는 방법으로서, 밸브체(12)를 냉각 매체의 온도 변화에 따라 냉각 매체 통로(3)를 횡단하여 전진후퇴 이동시키고, 냉각 매체 통로(3)를 연통/차단하는 것을 특징으로 하는 냉각 매체의 흐름 제어 방법으로 한다.

Description

냉각매체의 흐름 제어 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING FLOW OF COOLING MEDIUM}

현재 시판되고 있는 차량의 엔진에 대한 냉각 시스템은 냉각액을 매체로 하는 수냉 방식에 의해 엔진을 냉각시키는 것이 대부분을 차지한다. 차량의 냉각 시스템은 엔진의 발열에 의한 과열을 방지함과 동시에, 또 한편으로는 추울 때의 과냉각을 방지하여 엔진을 항상 적당한 온도로 유지한다.

이 수냉 방식에 의한 냉각 시스템은 엔진 본체의 외부에 라디에이터를 배치하고, 이 라디에이터와 엔진본체를 고무 호스 등에 의해 연결하여 냉각액을 순환시키는 것이다. 그 주요 구성은 열 교환기의 역할을 담당하는 라디에이터와, 이 라디에이터에 엔진으로부터 냉각액을 강제적으로 압송하는 워터 펌프와, 라디에이터로부터 혹은 라디에이터로의 냉각액의 온도 변화에 따라 냉각액의 흐름을 제어하여 냉각액을 적당한 온도로 유지하는 서모스탯 및 냉각액의 순환 유로를 형성하는 고무 호스 등으로 이루어진다. 이와같은 수냉방식에 의한 냉각 시스템은 사륜차용 엔진 이외에 이륜차용 엔진에도 제공된다.

최근의 차량은 외관의 디자인성을 추구하기 때문에, 엔진 룸에 내장 설치되는 각 장치에 대해 효율적인 레이아웃을 가능하게 하는 장치로의 개량이 요구된다. 예를들면, 라디에이터에는 상하 위치에 각각 냉각액의 탱크를 구비하고, 냉각액을 상하 탱크사이에서 흐르게 해 열 교환이 행해지는 다운 플로우 타입의 라디에이터가 있다. 이 다운 플로우 타입의 라디에이터는 냉각액의 흐름이 상하 수직방향으로 되는 구조이기 때문에, 낮은 본네트의 차량에는 맞지않는 구조이다. 또한, 낮은 본네트의 차량에 탑재되는 라디에이터에는 냉각액을 좌우 수평방향으로 흐르게 하는 크로스 플로우 타입의 라디에이터 구조를 채용하고 있다. 이 크로스 플로우 타입의 라디에이터는 라디에이터의 높이를 조정할 수 있어, 낮은 본네트 차량의 디자인에도 적합하게 할 수 있다.

상기한 바와같이, 수냉방식의 엔진을 탑재하는 사륜 차량에는 냉각액의 흐름을 제어하기 위한 서모스탯이 장착되어 있다. 도6에 도시하는 바와같이, 일반적인 차량에 채용되는 서모스탯(1’)은 엔진(E) 본체와 라디에이터(R)의 사이에 형성되는 냉각액 통로(3’)의 적당한 위치에 배치된다. 그리고, 서모스탯(1’) 자체는 케이스 등에 수납되어 있다. 또한, 엔진 시동시부터 조기에 냉각액을 적당한 온도까지 상승시키기 위한 기구로서, 바이패스 통로(3A’)를 냉각액 통로(3’)에 설치하는 것이 있다. 냉각액을 바이패스 통로(3A’)로 우회시키기 위해, 서모스탯(1’)에 바이패스 밸브 구조가 조합된 것도 다수 종류 개발되어 있다.

상기와 같이 차량의 디자인에 따라 엔진 룸 내의 스페이스가 매우 좁게 설계된 차량이 있다. 이와같은 차량의 경우, 냉각액 통로(3’) 나 바이패스 통로(3A’)의 배관위치는 규제를 받으므로 케이스 등에 수납되는 서모스탯(1’)의 배치위치에 대해서도 동일하게 규제를 받는다.

또한, 수냉 엔진을 탑재하는 이륜차의 경우, 스페이스는 더욱 좁고, 상기 사륜차량에 채용되는 냉각액 통로(3’)와, 바이패스 통로(3A’) 및 서모스탯(1’) 등과 동일하게 혹은 그 이상으로 이들 장치의 배치위치는 규제를 받는다.

도7과 같이 종래의 서모스탯(1’)은 냉각액 통로(3’)내에 배치되며, 냉각액의 흐름 방향에 대해 평행하게 피스톤(16’)이 전진후퇴하고, 서모 밸브(12’)가 개폐된다. 또한, 이 서모스탯(1’)이 배치된 곳을 흐르는 냉각액의 유량을 냉각액 통로(3’)의 다른 부분을 흐르는 유량과 같은 정도로 확보할 필요가 있다. 그래서, 서모 밸브(12’)의 하부(왁스 케이스(15’) 주위)에 냉각액이 흐르는 용적을 확보할 필요가 있다. 즉, 서모스탯(1’)을 배치한 부분의 냉각액 통로(3’)의 관 직경(단면적)을 냉각액 통로(3’)의 다른 부분의 관 직경(단면적)보다 크게 하지않으면 안된다.

또한, 도7에 도시하는 서모스탯(1’)은 냉각액의 온도 변화를 검지하는 왁스 케이스(15’)가 냉각액에 직접 잠긴 상태이므로, 냉각액의 온도 변화에 대해 민감하게 감응한다. 이 때문에, 추운날 아침에 엔진(E)을 가열시키는데 있어서, 냉각액 통로(3’)의 냉각액의 온도가 균일하지 않은 경우에는, 서모 밸브(12’)가 빈번하게 개폐되어 헌팅 현상을 발생시키는 일이 있다. 헌팅 현상이 발생되면, 냉각액의 유량을 안정되게 제어할 수 없어, 엔진(E)을 적당한 온도로 유지할 수 없다. 그 결과, 연비가 악화됨과 동시에, 유해한 배기 가스를 다량으로 배출한다.

그래서, 본 발명의 과제는 기존의 냉각 매체 통로의 관 직경을 바꾸지 않고 소정 냉각 매체의 유량을 확보할 수 있고, 헌팅 현상에 의한 연비의 악화나 유해한 배기 가스의 배출을 방지할 수 있는 냉각 매체의 흐름 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결한 본 발명에 관한 냉각 매체의 흐름 제어 방법은 내연기관의 냉각 매체 통로의 냉각 매체 흐름을 제어하는 방법으로서, 밸브체를 상기 냉각 매체의 온도 변화에 따라 상기 냉각 매체 통로를 횡단하여 전진후퇴 이동시키고, 상기 냉각 매체 통로를 연통/차단하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각 매체의 흐름 제어 방법에 의하면, 냉각 매체 통로에 대해 횡단하여 상기 밸브체가 전진후퇴 이동하므로, 냉각 매체 통로의 관 직경을 바꾸지 않고 냉각 매체의 유량을 확보할 수 있음과 동시에, 냉각 매체 통로의 임의의 위치에 부착할 수 있다.

상기 과제를 해결한 본 발명에 관한 냉각 매체의 흐름 제어 장치는 내연기관의 냉각 매체 통로에 배치되고, 냉각매체의 온도 변화에 따라 상기 냉각 매체 통로의 냉각 매체의 흐름을 제어하는 냉각 매체의 흐름 제어 장치로서, 주위면에 입구 개구부와 출구 개구부가 형성되고, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부에 상기 냉각 매체 통로에 연통하는 위치에 고정 설치되는 통 형상의 밸브 본체와, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부에 상기 밸브 본체내에서 연통하는 유로 영역과, 상기 냉각 매체의 온도 변화에 따라 상기 유로 영역을 횡단하여 전진후퇴 이동하는 밸브체를 구비하고, 상기 밸브체의 전진후퇴 이동에 따라 상기 입구 개구부와 출구 개구부를 개폐하여, 상기 유로 영역을 연통/차단하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 의하면, 냉각 매체 통로에 대해 횡단하여 상기 밸브체가 전진후퇴 이동하는 구조로 하였으므로, 냉각 매체 통로의 관 직경을 바꾸지 않고 냉각 매체의 유량을 확보할 수 있음과 동시에, 냉각 매체 통로의 임의의 위치에 부착할 수 있다.

또한, 상기 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 있어서, 상기 밸브체가 감온부 내의 열 팽창체의 팽창/수축작용에 의해 전진후퇴 이동하고, 상기 냉각 매체의 온도변화가 상기 밸브체를 통하여 상기 감온부에 전달되는 것을 특징으로 한다.

상기 감온부에는 상기 밸브체를 통하여 냉각 매체의 온도 변화가 전달되므로, 상기 감온부 내의 열 팽창체의 감응은 냉각 매체의 온도 변화에 대해 완만하게 된다. 이 때문에 헌팅 현상이 일어나기 어렵다.

또한, 상기 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 있어서, 상기 밸브 본체를 고정 설치하는 조인트 커버를 상기 밸브 본체에 일체로 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 밸브 본체와 상기 조인트 커버가 일체로 된 구조이므로, 상기 냉각 매체의 흐름 제어 장치를 냉각 매체 통로에 부착할 때에 매우 간단한 작업이 된다.

또한, 상기 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 있어서, 상기 밸브 본체의 주위면에 바이패스 개구부를 형성하고, 상기 밸브체의 전진후퇴 이동에 따라 상기 바이패스 개구부와 바이패스 통로를 연통/차단하는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브체의 전진후퇴 이동에 의해 냉각 매체 통로의 메인 통로가 연통/차단됨과 동시에, 상기 바이패스 개구부와 바이패스 통로가 연통/차단된다. 이 때문에, 매우 간단한 구성으로 바이패스 통로를 통한 냉각 매체의 유동 제어를 행할 수 있다.

본 발명은 내연기관의 냉각매체 통로의 냉각 매체의 흐름을 제어하는 냉각 매체의 흐름 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 관한 제1 실시형태의 서모스탯의 밸브를 닫은 상태를 도시하는 단면도,

도2는 본 발명에 관한 제1 실시형태의 서모스탯의 밸브를 연 상태를 도시하는 단면도,

도3은 본 발명에 관한 제1 실시형태의 서모스탯의 주요부의 분해 사시도,

도4는 본 발명에 관한 제2 실시형태의 서모스탯의 밸브를 닫은 상태를 도시하는 단면도,

도5는 본 발명에 관한 제2 실시형태의 서모스탯의 밸브를 연 상태를 도시하는 단면도,

도6은 일반적인 엔진의 냉각액 통로의 설명도,

도7은 도6의 서모스탯의 부분 단면도이다.

이하, 본 발명에 관한 냉각 매체의 흐름 제어 방법 및 그 장치의 제1 실시형태에 대해 도1 내지 도3을 참조하여 설명한다. 도1은 제1 실시형태의 서모스탯의 밸브를 닫은 상태를 도시하는 단면도이고, 도2는 제1 실시형태의 서모스탯의 밸브를 연 상태를 도시하는 단면도이며, 도3은 제1 실시형태의 서모스탯의 주요부의 분해 사시도이다.

제1 실시형태에서 냉각 매체의 흐름 제어 장치를 차량 엔진의 수냉방식 냉각 시스템에 구비되는 서모스탯에 적용시켜 설명한다. 또한, 그 제어 방법도 이 서모스탯의 작용에 의거하여 설명한다. 또한, 냉각 매체는 상기 냉각 시스템의 냉각액 통로를 흐르는 냉각액으로 한다.

이하의 설명에서, 서모스탯은 엔진 헤드의 냉각액 통로에 배치하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 서모스탯의 배치위치는 엔진 헤드에 한정되지 않고, 냉각액 통로내이면 된다. 예를들면, 엔진 블록, 라디에이터의 내부, 바이패스 통로의 분기부위 등의 장소라도 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.

서모스탯(1)은 엔진 헤드(2)의 냉각액 통로(3)의 상측면(4)에 형성되는 구멍(4a)과 하측면(5)에 형성되는 구멍(5a)에 냉각액 통로(3)를 횡단시켜 매설 배치된다. 그리고, 서모스탯(1)은 냉각액 통로(3)를 흐르는 냉각액의 온도변화에 따라 밸브체(12)를 냉각액 통로(3)를 횡단하여 전진후퇴 이동시키고, 냉각액 통로(3)를 연통/차단하여 냉각액 통로(3) 내의 냉각액의 흐름을 제어한다.

서모스탯(1)은 중공의 통형상의 밸브 본체(17)와, 밸브 본체(17)의 중공 부위에 슬라이드 접속되어 수납되는 서모 밸브(7)와, 밸브 본체(17)의 일단부에 끼워지는 캡 부재(18)와, 밸브 본체(17)의 타단부에 끼워지는 조인트 커버(19) 및 서모 밸브(7)에 힘을 부여하는 가압 부재인 코일 스프링(6)에 의해 대체로 구성된다. 또한, 서모 밸브(7)는 냉각액의 흐름을 연통/차단하는 밸브체(12)와 피스톤(16)의 전진후퇴 이동을 안내하는 가이드부(11) 등으로 이루어지는 엘리먼트(10)와, 엘리먼트(10)의 아래쪽에 설치되는 감온부인 왁스 케이스(15)와, 왁스 케이스(15)내에 수납되는 열 팽창체인 왁스(15a) 및 피스톤(16) 등으로 구성된다.

이하, 서모스탯(1)을 구성하는 각 부위에 대해 상세하게 설명한다.

(1) 밸브 본체(17)

밸브 본체(17)는 도1 내지 도3에 도시하는 바와같이 엔진 헤드(2)의 냉각액 통로(3)의 상측면(4)에 형성되는 구멍(4a)의 스텝 벽면(4b)과 하측면(5)에 형성되는 구멍(5a)의 내벽면(5b)에 삽입 가능한 외주 직경을 가지고, 양단을 개방한 중공의 원통형상이다. 그리고, 밸브 본체(17)의 주위면(17e)에는 냉각액의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)가 대향 위치에 뚫려 형성된다. 이 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b) 및 엘리먼트(10)(밸브체(12))에 의해 서모스탯(1)의 내부에 냉각액 통로(3)의 유로 영역(FA)(도2 참조)이 형성되며, 냉각액 통로(3)의 메인 통로(라디에이터측으로부터 엔진측으로의 냉각액 유로)를 연통/차단한다. 엘리먼트(10)(밸브체(12))가 하강 슬라이드하면, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)가 열리고, 유로 영역(FA)이 연통되고, 냉각액 통로(3) 내의 냉각액이 라디에이터측으로부터 엔진측으로 흐른다(도2 참조), 한편, 엘리먼트(10)(밸브체(12))가 상승 슬라이드하면, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)가 닫히고, 유로 영역(FA)이 차단되어, 냉각액 통로(3)내의 냉각액의 라디에이터측으로부터 엔진측으로의 흐름을 차단한다(도1 참조), 또한, 유로 영역(FA)이란 엘리먼트(10)(밸브체(12))가 하강 슬라이드하고, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)가 열림으로써, 밸브본체(17)내에서 연통되는 냉각액의 유로를 말한다. 또한, 서모스탯(1)을 엔진 헤드(2)에 부착할 때에는 이 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)가 냉각액 통로(3)에 대해 개방하는 위치(냉각액 통로(3)에 각각 연통하는 위치)에 밸브 본체(17)를 고정 설치한다. 또한, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)의 개구면적은 냉각액 통로(3)를 흐르는 냉각액의 유량을 충분히 확보할 수 있는 크기로 한다.

밸브 본체(17)의 단부 주위면(17f)은 구멍(4a)의 스텝 벽면(4b)의 형상에 맞물려 형성됨과 동시에, 이하에 설명하는 캡 부재(18)가 가열부착 등의 처리에 의해 일체적으로 고정 설치된다(도2 참조).

또한, 밸브 본체(17)의 내벽면(17c)의 단부에는 나사부(17d)가 설치되고, 조인트 커버(19)의 나사부(19f)와 조임 결합된다. 나사부(17d)와 나사부(19f)의 나사 결합에 의해 밸브 본체(17)와 조인트 커버(19)의 셋트 길이의 조정이 가능하고, 또한, 밸브 본체(17)와 조인트 커버(19)가 일체화되어 서모스탯(1)의 엔진 헤드(2)에의 부착이 용이해진다.

또한, 밸브 본체(17)의 소재에 대해서는, 설치되는 환경, 즉 엔진 헤드(2)로부터의 열 전도 특성 및 기계 가공 특성 등을 고려하여, 이들 조건에 적합한 소재이면 어떠한 소재라도 된다.

(2) 서모 밸브(7)

서모 밸브(7)는 도1 내지 도3에 도시하는 바와같이 밸브 본체(17)의 내벽면(17c)에 슬라이드 접속하여 끼워진다. 서모 밸브(7)는 열 팽창체인 왁스(15a)를 수납하는 왁스 케이스(15)와, 왁스(15a)의 팽창/수축을 상층의 반유동체(15c)에 전달하는 다이어프램(15b)과, 다이어프램(15b)의 대응 이동을 상층의 고무 피스톤(15d)에 전달하는 반유동체(15c)와, 고무 피스톤(15d)과, 반유동체(15c)의 대응 이동을 상층의 피스톤(16)에 전달하는 백 업 플레이트(15e)와, 후술하는 캡 부재(18)의 지그(18a)를 가압하는 피스톤(16) 및 이들 구성 부위를 적층상으로 내장 설치함과 동시에 밸브체(12)로서 기능하는 엘리먼트(10)에 의해 구성된다.

엘리먼트(10)의 외주면(10b)은 밸브 본체(17)의 내벽면(17c)을 따라 슬라이드 이동하는 원주형상으로, 밸브 본체(17)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 슬라이드 이동에 의해 개폐하는 밸브체(12)로서의 기능을 가진다.

밸브체(12)(엘리먼트(10))는 왁스 케이스(15) 내의 왁스(15a)의 팽창/수축에 의해 피스톤(16)이 전진후퇴 이동하고, 밸브 본체(17) 내에서 슬라이드 이동하여, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 개폐한다. 그리고, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 열어 유로 영역(FA)을 연통하고, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 닫아 유로 영역(FA)을 차단한다.

엘리먼트(10)의 저부측에는 왁스(15a)를 수납하는 왁스 케이스(15)가 코킹 등의 처리에 의해 고정 장착된다. 왁스 케이스(15)는 엘리먼트(10)(밸브체(12))의 저부측과 내측에 고정 설치되고, 냉각액에 직접 담그지 않으므로, 냉각액의 온도 변화는 엘리먼트(10)(밸브체(12))를 통하여 왁스 케이스(15)에 전달된다. 왁스 케이스(15)가 직접 냉각액에 담궈지지 않으므로, 왁스 케이스(15)의 감온이 완만하게 되어, 왁스(15a)의 팽창 혹은 수축의 변화가 완만하게 된다.

또한, 엘리먼트(10)의 왁스 케이스(15)와 서로 나뉘어지는 측에는 피스톤(16)의 안내부인 가이드부(11)가 형성된다. 이 가이드부(11)의 외주면(11a)은 캡 부재(18)의 내벽면(18h)에 슬라이드 접촉하는 형태로 형성된다.

가이드부(11)는 외주면(11a)의 주위면을 따라 환상 홈부(14a, 14b)가 새겨져 형성된다. 그리고, 환상 홈부(14a, 14b)는 캡 부재(18)의 내벽면(18h)에 다수 돌출 설치되는 립 부위(18e, 18f)와 맞물려 가이드부(11)와 캡 부재(18)의 지지를 보다 확실하게 한다. 또한, 이 맞물림에 의해 가이드부(11)와 캡 부재(18)의 냉각액의 침입이 방지되며, 가이드부(11)와 피스톤(16) 사이에 발생하는 간극에의 냉각액의 침수가 방지된다. 또한, 캡 부재(18)에 의해 가이드부(11)가 유지되므로, 피스톤(16)이 신장되었을 때의 피스톤(16)의 기울어짐을 방지할 수 있다.

또한 서모 밸브(7)는 냉각액 통로(3)의 냉각액의 온도 변화를 엘리먼트(10)의 밸브체(12)를 통하여 왁스 케이스(15) 내의 왁스(15a)에 전달한다. 그리고, 왁스(15a)가 팽창 혹은 수축되어 피스톤(16)이 신장 혹은 수축된다. 또한, 피스톤(16)의 선단부 접촉부(16a)는 항상 캡 부재(18)에 매설되는 지그(18a)의 접촉면(18g)과 접촉한 상태이다. 따라서, 피스톤(16)의 신장 혹은 수축에 의해 엘리먼트(10)를 눌러내리거나 혹은 밀어올린다.

(3) 캡 부재(18)

캡 부재(18)는 도1 내지 도3에 도시하는 바와같이, 모자 형상으로, 그 볼록부 부위를 엔진 헤드(2)의 구멍(4a)에 삽입하여 맞물리도록 형성되고, 밸브 본체(17)의 단부 주위면(17f)을 포함하는 형태로 밸브 본체(17)에 가열 부착 등의 처리에 의해 일체적으로 고정 장착된다.

또한, 캡 부재(18)는 외주면과 외측 가장자리부에 각각 환 형상으로 융기한 립 부위(18b, 18c, 18d)를 엔진 헤드(2)로의 냉각액의 침수 방지를 목적으로 하여 뚫는다.

또한, 캡 부재(18)의 내벽면(18h)에는 가이드부(11)의 환형상 홈부(14a, 14b)와 맞물리는 립 부위(18e, 18f)가 환형상으로 융기하여 뚫리고, 이 환형상 홈부(14a, 14b)와 립 부위(18e, 18f)의 맞물림에 의해 가이드부(11)와 피스톤(16) 사이에 발생하는 간극에의 냉각액의 침수가 방지된다. 또한, 환형상 홈부(14a, 14b)와 립 부위(18e, 18f)의 맞물림에 의해, 엘리먼트(10)가 슬라이드 이동했을 때에 피스톤(16)의 축방향에 대한 경사가 방지된다. 또한, 캡 부재(18)의 립 부위(18b, 18c, 18d) 및 립 부위(18e, 18f)는 서모 밸브(7)의 피스톤(16)의 신축정도에 따라, 형성되는 립 부위의 수 및 립 부위 상호 간격을 자유롭게 형성할 수 있다.

또한, 캡 부재(18)는 가열 부착 처리 등에 의해 밸브 본체(17)에 일체적으로 고정 장착되어 있는데, 밸브 본체(17)와 캡 부재(18)의 접촉면에 설치된 환형상 홈부(17b)와 립 부위(18i)의 맞물림에 의해 또한 먼지 등이 피스톤(6)에 침입하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 캡 부재(18)의 소재에 대해서는 내열성, 내마모성, 내방진성 등의 물리적 및 기계적 특성이 우수한 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를들면, 고무 등의 탄성부재이면 상기 특성을 가진다. 또한, 내열성을 가지는 캡 부재(18)로 함으로써 엔진의 발열을 피스톤(16)으로 직접 전달하는 것을 방지할 수 있는 단열작용도 있다.

(4) 조인트 커버(19)

조인트 커버(19)는 도1 내지 도3에 도시하는 바와같이, 대략 원주형상으로서, 외주면의 한 부위에 밸브 본체(17)의 단부 주위면(17f)과 서로 나뉘어지는 단부의 나사부(17d)에 나사 조임되는 나사부(19f)가 형성된다. 이 나사 조임에 의해 조인트 커버(19)와 밸브 본체(17)가 일체화된다.

이 조인트 커버(19)의 외주면(19e)에는 시일 링(19b)을 장착하기 위한 홈부(19a)가 형성되며, 또한 서모스탯(1)을 엔진 헤드(2)에 고정하는 클립(19d)을 끼우는 클립 홈부(19c)가 형성된다. 시일 링(19b)에 의해 구멍(5a)의 내벽면(5b)과 밸브 본체(17)의 주위면(17e)의 간극이 수밀 상태로 되고, 엔진 블록 내로의 냉각액의 침수 방지를 도모할 수 있다.

상기한 나사부(17d)와 나사부(19f)의 나사 조임 상태를 조정함으로써, 서모 밸브(7)의 가압부재인 코일 스프링(6)의 가압력을 증감시키고, 밸브체(12)의 밸브가 열린 상태를 조정할 수 있어 냉각액의 유량 증감의 조정이 가능해진다.

또한, 밸브 본체(17)와 조인트 커버(19)의 접속방법에 대해서는 상기 나사부(17d)와 나사부(19f)에 의한 나사 조임에 한정되지 않고, C 링 등의 고정 지그에 의해 고정시켜도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

(5) 코일 스프링(6)(가압 부재)

서모 밸브(7)의 가압 부재인 코일 스프링(6)은 도1 내지 도3에 도시하는 바와같이, 조인트 커버(19)와 서모 밸브(7)의 공극에 끼워 장착된다. 그리고, 서모 밸브(7)가 냉각액의 온도 변화에 의해 밸브 본체(7) 내에서 슬라이드 이동 하강하면 서모 밸브(7)를 상방 방향으로 가압한다.

또한, 코일 스프링(6)의 탄성이나 코일 스프링(6)의 전체 높이를 조정함으로써, 서모스탯(1)의 작동 설정온도와, 유량 등의 조건의 변화, 즉 다른 형태의 서모스탯(1)에 대응이 가능하다.

서모스탯(1)의 엔진 헤드(2)에의 부착에 대해 설명한다.

서모스탯(1)은 밸브 본체(17)와 조인트 커버(19)가 나사 조임에 의해 일체로 된 상태로, 엔진 헤드(2)에 부착된다. 이 때, 밸브 본체(17)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)가 냉각액 통로(3)에 대해 개구되는 위치에서 서모스탯(1)을 엔진 헤드(2)에 끼워넣는다. 그리고, 엔진 헤드(2)의 걸림공(2a)으로 클립(19d)을 삽입하고, 조인트 커버(19)의 클립 홈부(19c)에 클립(19d)을 끼워 고정한다. 이 클립(19d)의 끼워짐에 의해 서모스탯(1)의 슬라이드 방향(피스톤(16)의 전진후퇴 방향)의 이동을 규제한다. 이 밸브 본체(17)와 조인트 커버(19)의 일체화에 의해 부착 및 떼어냄이 간단해 지고, 부착 공정수가 저감된다.

이와같이 서모스탯(1)은 냉각액 통로(3)의 냉각액의 흐름 방향에 대해 횡단하는 방향(흐름 방향에 대해 수직방향)으로 피스톤(16)이 전진후퇴(밸브체(12)가 전진후퇴)하도록 배치된다. 이 때문에, 냉각액 통로(3)의 관 직경을 두껍게 하지 않아도 냉각액의 충분한 유량을 확보할 수 있다.

또한, 서모스탯(1)은 캡 부재(18)의 립 부위(18b, 18c, 18d) 및 조인트 커버(19)의 시일 링(19b)에 의해 엔진에의 냉각액의 실드 작용 이나 방진 작용을 가진다.

다음에 도1 및 도2를 참조하여 서모스탯(1)의 작용을 설명하고, 이 설명을 냉각액(냉각 매체)의 흐름 제어 방법의 설명으로 한다.

(1) 서모스탯(1)의 밸브를 닫은 상태에서 연 상태로의 작용

엔진이 가열되어 운전되기 전에는 냉각액 통로(3) 내의 냉각액의 온도는 저온이고, 왁스 케이스(15) 내의 왁스(15a)는 수축되어 있다. 이 때, 서모 밸브(7)는 코일 스프링(6)에 의해 항상 상방으로 힘이 가해진다. 이 때문에, 엘리먼트(10)의 밸브체(12)가 밸브 본체(17)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 닫은 상태로 유지한다. 즉, 유로 영역(FA)이 차단되며, 냉각액이 라디에이터측으로부터 엔진측으로 흐르지 않는다.

시간이 경과함과 동시에 엔진의 온도가 상승하고, 냉각액 통로(3) 내의 냉각액의 온도가 상승한다. 그리고, 이 온도 상승은 엘리먼트(12)를 통하여 왁스 케이스(15) 내의 왁스(15a)에 전달되며, 왁스 케이스(15) 내의 왁스(15a)는 팽창되어 체적을 증가시킨다. 왁스(15a)의 체적 증가에 의해 다이어프램(15b)은 상방 방향으로 변형되고, 또한, 다이어프램(15b)의 대응 이동 변화를 상층의 반유동체(15c)를 통하여 고무 피스톤(15d)을 상방 방향으로 밀어올린다. 그리고, 고무 피스톤(15d)의 대응 이동에 의해 피스톤(16)은 백 업 플레이트(15e)를 통하여 상방 방향으로 밀어올려진다. 즉, 피스톤(16)은 엘리먼트(10)의 가이드부(11)로부터 돌출하려 한다(도2를 참조).

그러나, 피스톤(16) 선단부의 접촉부(16a)는 캡 부재(18)의 지그(18a)의 접촉면(18g)과 항상 맞닿아 있으므로, 실제로는 가이드부(11), 즉 엘리먼트(10)(밸브체(12))가 하강한다.

이 때, 캡 부재(18)의 립 부위(18e)와 맞물려 있던 가이드부(11)의 환형상 홈부(14a)는 (도1 참조), 캡 부재(18)의 내벽면(18h)을 따라 하강하고, 최종적으로 캡 부재(18)의 립 부위(18f)와 맞물린다(도2 참조). 또한, 립 부위(18f)가 돌출 형성되는 위치는 엘리먼트(10)의 최하강 위치를 결정하기 위한 위치로, 립 부위(18e)와 립 부위(18f)의 도중 위치에 다른 립 부위를 형성함으로써, 또한 가이드부(11)와 피스톤(16)의 간극 부위에 냉각액의 침수 방지를 강화시킬 수 있다.

또한, 서모 밸브(7)와 조인트 커버(19) 사이에 서모 밸브(7)를 항상 상방으로 힘을 가하는 코일 스프링(6)이 배치되어 있는데, 이 때문에 서모 밸브(7)는 코일 스프링(6)의 가압력에 저항하여 하강 슬라이드 이동한다.

서모 밸브(7)가 하강 슬라이드 이동하면, 엘리먼트(10)의 밸브체(12)가 닫힌 상태였던 밸브 본체(17)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 연다. 즉, 유로 영역(FA)이 연통되며, 냉각액은 냉각액 통로(3)의 라디에이터측으로부터 엔진측(도2의 화살표 방향)으로 흐른다(도2를 참조), 그리고, 라디에이터에서 냉각된 냉각액이 냉각액 통로(3)를 통하여 엔진내로 흐른다. 이 때, 감온부인 왁스 케이스(15)에는 엘리먼트(10)의 밸브체(12)를 통하여 냉각액의 온도 변화가 전달되므로, 라디에이터측에서 냉각된 냉각액이 왁스(15a)를 급격하게 수축시키지 않는다.

(2) 서모스탯(1)의 밸브를 연 상태로부터 닫은 상태로의 작용

앤진의 운전이 정지하면, 워터 펌프의 작동도 정지되고, 냉각액 통로(3) 내의 냉각액의 순환도 정지한다. 그러면, 시간의 경과와 함께 냉각액의 온도가 저하한다. 그리고, 냉각액의 온도 저하에 따라 팽창되어 있던 왁스(15a)는 수축된다. 이 때, 감온부의 왁스 케이스(15)에 엘리먼트(10)의 밸브체(12)를 통하여 라디에이터측으로부터 흐르는 냉각액의 온도 변화가 전달되므로, 왁스(15a)의 수축은 완만하게 변화한다. 이에따라 피스톤(16)이 수축후퇴한다. 추가하여 서모 밸브(7)를 항상 상방으로 힘을 가하는 코일 스프링(6)의 가압력에 의해 서모 밸브(7)는 상방으로 슬라이드 이동된다. 그 결과, 엘리먼트(10)의 밸브부(12)가 열린 상태였던 밸브 본체(17)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 닫는다. 즉, 유로 영역(FA)이 차단되며, 냉각액이 라디에이터측으로부터 엔진측으로 흐르지 않게 된다(도1을 참조).

또한, 감온부의 왁스 케이스(15)에는 엘리먼트(10)의 밸브체(12)를 통하여 라디에이터측으로부터 흐르는 냉각액의 온도 변화가 전달되므로, 왁스(15a)의 체적 변화는 완만하게 된다. 이 때문에, 라디에이터측에서 냉각된 냉각액이 흘러도 왁스(15a)는 급격하게 수축되지 않는다. 그 결과, 서모스탯(1)은 밸브체(12)가 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 닫거나 여는 것을 반복하는 헌팅 현상이 발생하기 어렵다.

다음에 본 발명에 관한 서모스탯의 제2 실시형태에 대해 도4 내지 도5를 참조하여 설명한다. 도4는 제2 실시형태의 서모스탯의 밸브가 닫힌 상태를 도시하는 단면도이고, 도5는 제2 실시형태의 서모스탯의 밸브가 열린 상태를 도시하는 단면도이다.

제2 실시형태에서도 냉각 매체의 흐름 제어장치를 차량의 엔진에 대한 수냉방식의 냉각 시스템에 구비되는 서모스탯에 적용시켜 설명한다. 또한, 그 제어방법도 이 서모스탯의 작용에 따라 설명한다. 또한, 냉각 매체는 상기 냉각 시스템의 냉각액 통로를 흐르는 냉각액으로 한다.

서모스탯(1A)은 바이패스 통로(3A)를 가지는 냉각액 통로(3)에 제공되는 것이다. 서모스탯(1A)의 기본적인 구성은 제1 실시형태의 서모스탯(1)과 동일한 구성을 가지는데, 바이패스 통로(3A)로부터 냉각액을 흐르게 하기 위한 구성을 가진다. 또한, 서모스탯(1A)의 각 구성에 대해 제1 실시형태의 서모스탯(1)과 동일 구성 및 기능을 가지는 부위에 대해서는 동일 부호를 붙인다.

서모스탯(1A)은 엔진 헤드(2A)의 냉각액 통로(3)의 상측면(4)에 형성되는 구멍(4a)과 하측면(5)에 형성되는 구멍(5a)에 냉각액 통로(3)를 횡단시킴과 동시에, 바이패스 통로(3A)에 연통하는 위치에 매설 배치된다. 또한, 구멍(5a)은 바이패스 개구부(17g)로부터의 냉각액의 흐름을 확보하기 위해, 바이패스용 스텝 벽면(5c)이 형성된다. 그리고, 서모스탯(1A)은 냉각액 통로(3)를 흐르는 냉각액의 온도 변화에 따라 밸브체(12)를 냉각액 통로(3)를 횡단하여 전진후퇴 이동시키고, 냉각액 통로(3)를 연통/차단시켜 냉각액 통로(3)내의 냉각액의 흐름을 제어한다.

서모스탯(1A)은 중공의 원통 형상의 밸브 본체(17A)와, 밸브 본체(17A)의 중공 부위에 슬라이드 접속되어 수납되는 서모 밸브(7)와, 밸브 본체(17A)의 일단부에 끼워지는 캡 부재(18)와, 밸브 본체(17A)의 타단부에 끼워지는 조인트 커버(19A) 및 서모 밸브(7)에 가압력을 부여하는 가압부재인 코일 스프링(6)에 의해 구성된다. 또한, 서모 밸브(7)는 냉각액의 흐름을 연통/차단하는 밸브체(12)와 피스톤(16)의 전진후퇴 이동을 안내하는 가이드부(11) 등으로 이루어지는 엘리먼트(10)와, 엘리먼트(10)의 저부측에 설치되는 감온부인 왁스 케이스(15)와, 왁스 케이스(15) 내에 수납되는 열 팽창체인 왁스(15a) 및 피스톤(16) 등으로 구성된다.

이하, 서모스탯(1A)을 구성하는 각 부위에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 제1 실시형태의 서모스탯(1)과 동일 구성 및 기능을 가지는 부위에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

(1) 밸브 본체(17A)

밸브 본체(17A)는 도4 내지 도5에 도시하는 바와같이, 주위면(17e)에 냉각액의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)에 추가하여 출구 개구부(17b)의 하부에 바이패스 개구부(17g)가 뚫려 형성된다. 이 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b) 및 엘리먼트(10)(밸브체(12))에 의해, 서모스탯(1A)의 내부에 냉각액 통로(3)의 유로 영역(FA)(도5 참조)이 형성되며, 냉각액 통로(3) 내의 메인 통로(라디에이터측에서 엔진측으로의 냉각액의 유로)를 연통/차단한다. 한편, 이 바이패스 개구부(17g) 및 엘리먼트(10)(밸브체(12))에 의해 냉각액의 온도가 저온시 혹은 엔진이 가열되었을 때의 운전이 충분히 이루어지기 전에 냉각액을 바이패스 통로(3A)를 통하여 라디에이터를 경유하지 않고 엔진내에서 순환시키는 것을 가능하게 한다.

그리고, 엘리먼트(10)(밸브체(12))가 하강 슬라이드 이동하면, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)가 열리고, 유로 영역(A)이 연통되며, 냉각액 통로(3)내의 냉각액이 라디에이터측에서 엔진측으로 흐른다. 또한, 바이패스 개구부(17g)가 닫혀 냉각액의 바이패스 통로(3A)로부터 엔진측으로의 흐름을 차단한다(도5 참조).

한편, 엘리먼트(10)(밸브체(12))가 상승 슬라이드 이동하면, 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)가 닫혀 유로 유역(A)이 차단되고, 냉각액 통로(3) 내의 냉각액이 라디에이터측에서 엔진측으로 흐르는 것을 차단한다. 또한, 바이패스 개구부(17g)가 열려 냉각액이 바이패스 통로(3A)로부터 엔진측으로 흐른다(도4 참조).

또한, 서모스탯(1A)을 엔진 헤드(2A)에 부착할 때에는 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b) 및 바이패스 개구부(17g)가 냉각액 통로(3)에 대해 개구하는 위치(냉각액 통로(3)에 각각 연통하는 위치)에 밸브 본체(17)를 고정 설치한다. 또한, 바이패스 개구부(17g)가 구멍(5a)의 바이패스용 스텝 벽면(5c)을 가지는 측으로 개구하도록 배치한다. 또한, 바이패스 개구부(17g)의 개구면적은 바이패스 통로(3A)를 흐르는 냉각액의 유량을 충분히 확보할 수 있는 크기로 한다.

또한, 제1 실시형태의 밸브 본체(17)와 동일하게 밸브 본체(17A)의 내벽면(17c)의 단부에는 나사부(17d)가 형성되며, 조인트 커버(19A)의 나사부(19f)와 나사 조여진다. 나사부(17d)와 나사부(19f)의 나사 조임에 의해 밸브 본체(17A)와 조인트 커버(19A)의 셋트 길이의 조정이 가능하고, 또한, 밸브 본체(17A)와 조인트 커버(19A)가 일체화되어, 서모스탯(1A)의 엔진 헤드(2A)에의 부착이 용이해진다.

또한, 밸브 본체(17A)의 소재에 대해서는 설치되는 환경, 즉 엔진 헤드(2A)로부터의 열 전도 특성 및 기구 가공 특성 등을 고려하여 이들 조건에 적합한 소재이면 어떠한 소재라도 된다.

(2) 서모 밸브(7)

서모 밸브(7)는 제1 실시형태의 서모 밸브(7)와 동일 구성 및 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 엘리먼트(10)(밸브체(12))는 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 개폐시킴과 동시에, 바이패스 개구부(17g)를 개폐시킨다.

(3) 캡 부재(18)

캡 부재(18)는 제1 실시형태의 캡 부재(18)와 동일 구성 및 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.

(4) 조인트 커버(19A)

조인트 커버(19A)는 도4 내지 도5에 도시하는 바와같이, 플랜지 형상으로서, 엔진 헤드(2A)의 구멍(5a)에 끼워지는 끼워맞춤부(19k)와, 엔진 헤드(2A)에 맞물림과 동시에 볼트(23, 23)로 볼트 조임 고정된 걸림부(19j, 19j) 및 바이패스 통로(3A)를 형성함과 동시에 엔진 룸 내의 바이패스 통로(3A)에 접속되는 통로부(19h)로 이루어진다.

끼워맞춤부(19k)는 중공의 원통 형상으로 엔진 헤드(2A)에 끼워넣는다. 또한, 이 중공부는 바이패스 통로(3A)로 된다. 그리고, 끼워맞춤부(19k)는 밸브 본체(17A)의 나사부(17d)에 나사 조임되는 나사부(19f)가 형성된다. 이 나사 조임에 의해 조인트 커버(19A)와 밸브 본체(17A)가 일체화된다. 또한, 끼워맞춤부(19k)는 외주면(19e)에 시일 링(19b)을 장착하기 위한 홈부(19a)가 형성된다. 또한, 시일 링(19b)은 엔진 헤드(2A)의 구멍(5a)의 내벽면(5b)과 밸브 본체(17A)의 주위면(17e)의 간극으로부터 침입되는 냉각액의 엔진 내의 침수 방지 기능을 가지고 있다.

걸림부(19j, 19j)는 서모스탯(1A)이 엔진 헤드(2A)에 부착되었을 때에, 서모스탯(1A)의 슬라이드 방향(피스톤(16)의 전진후퇴방향)의 이동을 규제한다. 이 때문에, 걸림부(19j, 19j)는 끼워맞춤부(19k)에 대해 양 날개를 편 형상으로 즉, 끼워맞춤부(19k)의 단부 양측에 피스톤(16)의 진행방향에 대해 수직으로 연장되는 평판 형상이다. 또한, 서모스탯(1A)이 엔진 헤드(2A)에 부착되었을 때에, 서모스탯(1A)을 고정하기 위해 걸림부(19j, 19j)에는 각각 볼트공(19i, 19i)이 형성된다.

바이패스 통로부(19h)는 중공의 원통형상으로 바이패스 통로(3A)를 형성함과 동시에, 엔진 룸 내의 바이패스 통로(3A)(도시하지 않음)에 접속된다. 바이패스 통로부(19h)의 바이패스 통로(3A)는 밸브 본체(17A)의 중공부에 연통된다. 그리고, 엘리먼트(10)(밸브체)(12))가 상승 슬라이드 이동하면, 밸브 본체(17A)의 바이패스 개구부(17g)가 열리고, 바이패스 통로(3A)와 바이패스 개구부(17g)가 밸브 본체(17A)의 중공부위를 통하여 연통되며, 바이패스 통로(3A)로부터 엔진측으로 냉각액이 흐르고, 냉각액이 엔진 내를 순환한다. 한편, 엘리먼트(10)(밸브체(12))가 하강 슬라이드 이동하면, 밸브 본체(17A)의 바이패스 개구부(17g)가 닫히고, 바이패스 통로(3A)와 바이패스 개구부(17g)가 차단되어, 바이패스 통로(3A)로부터 엔진측으로 냉각액이 흐르지 않는다.

상기한 나사부(17d)와 나사부(19f)의 조임 상태를 조정함으로써, 서브 밸브(7)의 가압부재인 코일 스프링(6)의 가압력을 증감시키고, 밸브체(12)의 밸브가 열리는 상태를 조정할 수 있어 냉각액의 유량 증감의 조정이 가능해진다.

또한, 밸브 본체(17A)와 조인트 커버(19A)의 접속방법에 대해서는 상기 나사부(17d)와 나사부(19f)에 의한 나사 조임에 한정된 것이 아니고, C 링 등의 고정 지그에 의해 맞물려도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

(5) 코일 스프링(6)(가압부재)

코일 스프링(6)은 제1 실시형태의 코일 스프링(6)과 동일 구성 및 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.

서모스탯(1A)의 엔진 헤드(2A)에의 부착에 대해 설명한다.

서모스탯(1A)은 밸브 본체(17A)와 조인트 커버(19A)가 나사 조임되어 일체로 된 상태에서 엔진 헤드(2A)에 부착된다. 이 때, 밸브 본체(17A)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b) 및 바이패스 개구부(17g)가 냉각액 통로(3)에 대해 개구되는 위치에 서모스탯(1A)을 엔진 헤드(2A)에 끼워 넣는다. 또한, 바이패스 개구부(17g)가 천설공(5a)의 바이패스용 단부벽면(5c)을 가지는 측으로 개구되도록 배치한다.

이 때, 서모스탯(1A)은 조인트 커버(19A)의 걸림부(19j, 19j)가 엔진 헤드(2A)에 맞물린다. 이 걸림부(19j, 19j)의 맞물림에 의해, 서모스탯(1A)의 슬라이드 방향(피스톤(16)의 전진후퇴방향)의 이동을 규제한다. 또한, 볼트(23, 23)를 걸림부(19j, 19j)의 볼트공(19i, 19i)에 삽입하고, 서모스탯(1A)을 엔진 헤드(2A)에 볼트 조임 고정한다. 이 볼트 조임 고정에 의해 서모스탯(1A)의 래디얼 방향(피스톤(16)의 축을 중심으로 한 회전방향)의 회전을 규제한다. 이 밸브 본체(17A)와 조인트 커버(19A)의 일체화에 의해 부착 및 떼어냄이 간단해지고, 부착 공정수가 저감된다. 또한, 볼트 조임 고정에 의해 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b) 및 바이패스 개구부(17g)의 위치 결정이 용이해진다.

이와같이, 서모스탯(1A)은 냉각액 통로(3)의 냉각액의 흐름 방행에 대해 횡단하는 방향(흐름 방향에 대해 수직방향)으로 피스톤(16)이 전진후퇴(밸브체(12)가 진퇴)하도록 배치된다. 이 때문에, 냉각액 통로(3)의 관 직경을 두껍게 하지 않아도 냉각액의 충분한 유량을 확보할 수 있다.

또한, 서모스탯(1A)은 캡 부재(18)의 립 부위(18b, 18c, 18d) 및 조인트 커버(19A)의 시일 링(19b)에 의해 엔진에의 냉각액의 실드 작용 이나 방진작용을 가진다.

다음에 도4 및 도5를 참조하여 서모스탯(1A)의 작용을 설명하고, 이 설명을 냉각액(냉각 촉매)의 흐름 제어 방법의 설명으로 한다.

(1) 서모스탯(1A)의 냉각액 저온시 및 엔진 가열 운전 개시시의 작용

냉각액 저온시 및 엔진 가열 운전전이고, 냉각액 통로(3)내의 냉각액 온도는 저온이고, 왁스 케이스(15) 내의 왁스(15a)는 수축되어 있다. 이 때, 서모 밸브(7)는 코일 스프링(6)에 의해 항상 상방으로 힘을 받는다. 이 때문에 엘리먼트(10)의 밸브부(12)가 밸브 본체(17A)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 닫음과 동시에 바이패스 개구부(17g)를 연다. 즉, 유로 영역(FA)이 차단되며, 냉각액이 라디에이터측에서 엔진측으로 흐르지 않는다. 한편, 바이패스 통로(3A)와 바이패스 개구부(17g)가 밸브 본체(17A)의 중공부를 통하여 연통되어, 냉각액이 바이패스 통로(3A)로부터 엔진측으로 흐른다(도4의 화살표 방향). 따라서, 냉각액은 라디에이터를 경유하지 않고 엔진내를 순환한다(도4를 참조).

시간이 경과함과 동시에 엔진의 온도가 상승되고, 냉각액 통로(3) 내의 냉각액의 온도가 상승한다. 그리고, 왁스 케이스(15) 내의 왁스(15a)는 팽창되어 체적을 증가시킨다. 이 때, 바이패스 통로(3A)로부터 바이패스 개구부(17g)로 흐르는 냉각액의 온도 변화가 왁스 케이스(15)에 직접 전달된다. 왁스(15a)의 체적 증가에 따라 다이어프램(15b)은 상방 방향으로 변형되고, 또한, 다이어프램(15b)의 대응 이동 변화를 상층의 반유동체(15c)를 통하여 고무 피스톤(15d)을 상방방향으로 밀어올린다. 그리고, 고무 피스톤(15d)의 대응 이동에 의해, 피스톤(16)은 백 업 플레이트(15e)를 통하여 상방 방향으로 밀어 올려진다. 즉, 피스톤(16)은 엘리먼트(10)의 가이드부(11)로부터 돌출하려 한다(도5를 참조).

그러나, 피스톤(16) 선단부의 접촉부(16a)는 캡 부재(18)의 지그(18a)의 접촉면(18g)과 항상 맞닿아 있으므로, 실제로는 가이드부(11), 즉 엘리먼트(10)가 하강한다.

이 때, 캡 부재(18)의 립 부위(18e)와 맞물려 있던 가이드부(11)의 환형상 홈부(14a)는 (도4 참조), 캡 부재(18)의 내벽면(18h)에 따라 하강하고, 최종적으로 캡 부재(18)의 립 부위(18f)와 맞물린다(도5 참조), 또한, 립 부위(18f)가 돌출 형성되는 위치는 엘리먼트(10)의 최하강 위치를 결정하기 위한 위치로, 립 부위(18e)와 립 부위(18f)의 도중 위치에 다른 립 부를 형성함으로써 또한 가이드부(11)와 피스톤(16)의 간극부위에의 냉각액의 침수의 방지를 강화시킬 수 있다.

또한, 서모 밸브(7)와 조인트 커버(19A) 사이에 서모 밸브(7)를 항상 상방으로 힘을 가하는 코일 스프링(6)이 배치되어 있다. 이 때문에, 서모 밸브(7)는 코일 스프링(6)의 가압력에 저항하여 하강 슬라이드 이동한다.

서모 밸브(7)가 하강 슬라이드 이동하면, 엘리먼트(10)의 밸브체(12)가 닫힌 상태였던 밸브 본체(17A)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 연다. 즉, 유로 영역(FA)이 연통되며, 냉각액은 냉각액 통로(3)의 라디에이터측으로부터 엔진측(도5의 화살표 방향)으로 흐른다(도5 참조). 그리고, 라디에이터에서 냉각된 냉각액이 냉각액 통로(3)를 통과하여 엔진내를 흐른다. 이 때, 감온부인 왁스 케이스(15)에는 엘리먼트(10)의 밸브체(12)를 통하여 냉각액의 온도 변화가 전달되므로, 라디에이터측에서 냉각된 냉각액이 왁스(15a)를 급격하게 수축시키는 일은 없다.

또한, 서모 밸브(7)가 하강 슬라이드 이동하면, 엘리먼트(10)의 밸브체(12)가 열린 상태였던 밸브 본체(17A)의 바이패스 개구부(17g)를 닫는다. 즉, 바이패스 통로(3A)와 바이패스 개구부(17g)가 차단되며, 냉각액은 바이패스 통로(3A)를 통하여 엔진측으로 흐르지 않는다(도5 참조).

(2) 서모스탯(1A)의 냉각액의 고온으로부터 저온으로의 변화에 따른 작용

엔진의 운전이 정지하면, 워터 펌프의 작동도 정지하고, 냉각액 통로(3) 내의 냉각액의 순환도 정지한다. 그러면, 시간의 경과와 함께 냉각액의 온도가 저하된다. 그리고, 냉각액의 온도 저하에 따라, 팽창되어 있던 왁스(15a)는 수축된다. 이 때, 감온부의 왁스 케이스(15c)에 엘리먼트(10)의 밸브체(12)를 통하여 라디에이터측으로부터 흐르는 냉각액의 온도 변화가 전달되므로, 왁스(15a)의 수축은 완만하게 변화한다. 이와 함께 피스톤(16)이 수축후퇴한다. 추가하여 서모 밸브(7)를 항상 상방으로 힘을 가하는 코일 스프링(6)의 가압력에 의해 서모 밸브는 상방으로 슬라이드 이동된다. 그 결과, 엘리먼트(10)의 밸브부(12)가 열린 상태였던 밸브 본체(17A)의 입구 개구부(17a)와 출구 개구부(17b)를 닫음과 동시에, 바이패스 개구부(17g)를 연다. 즉, 유로 영역(FA)이 차단되며, 냉각액이 라디에이터측으로부터 엔진측으로 흐르지 않게 된다(도4를 참조). 한편, 바이패스 통로(3A)와 바이패스 개구부(17g)가 밸브 본체(17A)의 중공 부위를 통하여 연통되며, 냉각액이 바이패스 통로(3A)로부터 엔진측으로 흐른다. 따라서, 냉각액은 라디에이터를 경유하지 않고, 엔진내를 순환한다(도4를 참조).

또한, 감온부의 왁스 케이스(15)에는 엘리먼트(10)의 밸브체(12)를 통하여 라디에이터측으로부터 흐르는 냉각액의 온도 변화가 전달되므로, 왁스(15a)의 체적 변화가 완만하게 된다. 이 때문에, 서모스탯(1A)은 밸브체(12)가 입구 개구부(17a)와, 출구 개구부(17b) 및 바이패스 개구부(17g)를 닫거나 여는 것을 반복하는 헌팅 현상이 일어나기 힘들다.

이상, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 실시된다.

예를들면, 밸브 본체와 조인트 커버를 일체 구조로 했지만, 개별체로 해도 된다.

또한, 서모스탯을 엔진 헤드의 냉각액 통로에 배치했지만, 냉각액 통로의 임의의 위치에 배치할 수 있다.

본 발명의 청구항 1에 관한 냉각 매체의 흐름 제어 방법에 의하면, 냉각 매체 통로에 대해 횡단하여 상기 밸브체가 전진후퇴 이동하므로, 냉각 매체 통로의 관 직경을 바꾸지 않고 냉각 매체의 유량을 확보할 수 있음과 동시에, 냉각 매체 통로의 임의의 위치에 부착할 수 있다.

본 발명의 청구항 2에 관한 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 의하면, 냉각 매체 통로를 횡단하여 배치하는 구성으로 하였으므로, 기존의 냉각 매체 통로의 임의의 장소에 설치할 수 있다. 또한, 냉각 매체 통로의 관 직경을 바꾸지 않고 냉각 매체의 유량을 확보할 수 있다.

본 발명의 청구항 3에 관한 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 의하면, 밸브체를 통하여 냉각 매체의 온도 변화가 감온부에 전달되므로, 열 팽창체의 변화가 완만하게 된다. 이 때문에, 헌팅 현상이 일어나기 어렵고, 냉각매체의 유량을 안정되게 제어할 수 있다. 그 결과, 엔진을 적당한 온도로 유지할 수 있고, 연비가 향상됨과 동시에, 유해한 배기 가스의 배출도 저감된다. 또한, 냉각 매체의 흐름 제어 장치의 내구성도 향상된다.

본 발명의 청구항 4에 관한 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 의하면, 밸브 본체와 조인트 커버를 일체 구조로 하였으므로, 냉각 매체의 흐름 제어 장치의 부착 및 떼어냄이 용이하게 되고, 부착 공정수가 저감된다. 또한, 냉각 매체의 흐름 제어 장치의 위치 결정도 용이하게 된다.

본 발명의 청구항 5에 관한 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 의하면, 바이패스 통로에 연통되는 바이패스 개구부를 설치하였으므로, 밸브체의 전진후퇴 이동에 의해 냉각 매체 통로의 메인 통로가 연통/차단됨과 동시에, 바이패스 개구부와 바이패스 통로가 연통/차단된다. 이 때문에, 매우 간단한 구성에 의해 바이패스 통로를 통한 냉각 매체의 제어를 행할 수 있다.

Claims (5)

1. 내연기관의 냉각 매체 통로의 냉각 매체 흐름을 제어하는 방법에 있어서,

   밸브체를 상기 냉각 매체의 온도 변화에 따라 상기 냉각 매체 통로를 횡단하여 전진후퇴 이동시키고, 상기 냉각 매체 통로를 연통/차단하는 것을 특징으로 하는 냉각매체의 흐름 제어 방법.
2. 내연기관의 냉각 매체 통로에 배치되고, 냉각매체의 온도 변화에 따라 상기 냉각 매체 통로의 냉각 매체 흐름을 제어하는 냉각 매체의 흐름 제어 장치에 있어서,

   주위면에 입구 개구부와 출구 개구부가 형성되고, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 상기 냉각 매체 통로에 연통하는 위치에 고정 설치되는 통 형상의 밸브 본체와,

   상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 상기 밸브 본체내에서 연통하는 유로 영역과,

   상기 냉각 매체의 온도 변화에 따라 상기 유로 영역을 횡단하여 전진후퇴 이동하는 밸브체를 구비하고,

   상기 밸브체의 전진후퇴 이동에 따라 상기 입구 개구부와 출구 개구부를 개폐하여, 상기 유로 영역을 연통/차단하는 것을 특징으로 하는 냉각 매체의 흐름 제어 장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 밸브체가 감온부 내의 열 팽창체의 팽창/수축작용에 의해 전진후퇴 이동하고, 상기 냉각 매체의 온도변화가 상기 밸브체를 통하여 상기 감온부에 전달되는 것을 특징으로 하는 냉각 매체의 흐름 제어 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 밸브 본체를 고정 설치하는 조인트 커버를 상기 밸브 본체에 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 냉각 매체의 흐름 제어 장치.
5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한항에 있어서, 상기 밸브 본체의 주위면에 바이패스 개구부를 형성하고, 상기 밸브체의 전진후퇴 이동에 따라 상기 바이패스 개구부와 바이패스 통로를 연통/차단하는 것을 특징으로 하는 냉각 매체의 흐름 제어 장치.