KR20020081202A - 시일 부재 및 이 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조 - Google Patents

시일 부재 및 이 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조 Download PDF

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KR20020081202A
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니뽄 서모스탯 가부시키가이샤
혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 밸브 기능이 부가된 시일 부재 및 이 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 시일 부재에 있어서는, 시일 부재 본체(1)와, 상기 시일 부재 본체(1)의 측벽(1a)을 관통하는 밸브체 수용부(1c)와, 상기 밸브체 수용부(1c)에 수용되는 밸브 본체(1g)를 구비하고, 상기 밸브 본체(lg)의 이동에 의해 밸브체 수용부(1c)의 개폐가 행해진다.

Description

시일 부재 및 이 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조{SEAL MEMBER, AND CONSTRUCTION FOR ATTACHING THERMOSTATS USING THIS SEAL MEMBER}
현재 시판되고 있는 차량 내연기관의 냉각 시스템은 냉각액을 매체로 하는 수냉 방식에 의해 엔진을 냉각하는 것이 대부분을 차지하고, 이 수냉 방식의 냉각 시스템은 사륜차용 엔진 외에 널리 이륜차용 엔진에도 제공되고 있다.
상기 수냉 방식에 의한 차량 내연기관의 냉각 시스템은 엔진 본체의 외부에 라디에이터를 배치하고, 이 라디에이터와 엔진 본체를 고무 호스 등에 의해 연결하여 냉각액을 순환시키는 것으로, 열 교환기의 역할을 담당하는 라디에이터와, 이 라디에이터에 엔진으로부터 냉각액을 강제적으로 압송하는 워터 펌프와, 라디에이터로부터 흘러나오거나 혹은 라디에이터로 흘러들어가는 냉각액의 온도에 따라 냉각액의 흐름을 제어하여 적온으로 유지하는 서모스탯과, 냉각액의 순환 유로를 형성하는 고무 호스 등으로 구성되어 있다.
그리고, 엔진의 발열에 의한 과열을 방지하는 동시에, 한편으로는 추운 시기의 과냉을 방지하여, 엔진을 항상 적정 온도로 유지하도록 기능한다.
이러한 수냉 방식에 이용되는 일반적인 서모스탯 및 서모스탯 부착 구조에 대해서 도 4a와 4b 및 도 5에 기초하여 설명한다. 도 4a와 4b는 내연기관의 냉각액 유로에 종래의 서모스탯을 엔진 입구 제어용으로서 부착한 상태를 도시하는 모식도이고, 도 5는 도 4a와 4b에 있어서의 서모스탯의 개략도이다.
도 4a와 4b에 도시된 바와 같이, 서모스탯(100)은 엔진(E) 본체와 라디에이터(R) 사이에 형성되는 냉각액 유로(110)의 소정 위치에 배치되어 있다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 이 서모스탯(100)에는 왁스 케이스(106)에 수납되는 열팽창체인 왁스의 팽창·수축 작용에 의해 진퇴 운동하는 피스톤(102)이 설치되고, 상기 서모스탯(100)은 그 피스톤(102)의 진퇴 방향이 냉각액의 유로 방향과 평행하게 되도록 냉각액 유로(110)에 배치된다.
그리고, 상기 서모스탯(100)에서는, 상기 피스톤(102)의 진퇴 운동에 의해 밸브체(103)와 밸브 시트(104)의 접촉 및 이격이 행해지고, 냉각액 유로의 차단 및 연통이 행해진다.
또, 도 5 중의 부호 105는 피스톤(102)의 진퇴 운동을 안내하는 가이드부이고, 부호 106은 왁스를 수납한 왁스 케이스이며, 부호 107은 바이패스 통로(110A)를 차단 및 연통하는 제2 밸브체이다. 또한, 도 4a의 부호 P는 워터 펌프이고, 부호 R은 라디에이터이다.
또한, 도면 중, 부호 111은 지글 밸브로서, 상기 서모스탯(100)에는 소위 공기 배출 구멍인 지글 밸브(111)가 설치되어 있다.
즉, 내연기관에 있어서의 서모스탯은 수온이 낮을 때는 라디에이터측으로의 냉각수의 유통을 막기 위해 통상 서모스탯이 폐밸브 상태에 있다.
그 때문에, 라디에이터의 상부로부터 냉각수를 주입하는 경우, 서모스탯은 폐밸브 상태에 있기 때문에, 워터 재킷내의 공기의 배출을 가능하게 하지 않으면, 물의 주입이 곤란하다. 그 때문에, 서모스탯에는 공기 배출 구멍(112)이 설치되어 있다. 또한, 이 구멍(112)은 엔진의 운전 중에 냉각수에 혼입되는 공기 등을 위한 배출 구멍의 작용을 하고 있다. 한편, 엔진 운전 중에는 상기 구멍으로부터 냉각수도 라디에이터측으로 흐르기 때문에, 난기 운전에 시간을 요하게 된다. 이 때문에, 공기 배출은 가능하지만, 수압이 가해지면 밸브가 폐쇄되는 구조의 지글 밸브(111)가 설치되어 있다.
여기서, 상기 서모스탯(100)의 동작에 대해서 설명하면, 상기한 바와 같이, 당초, 라디에이터, 워터 재킷에 냉각수를 주입하는 경우, 지글 밸브(111)가 개방되어 공기 배출이 행해진다.
그리고, 냉각수를 주입한 후, 엔진 시동시부터 엔진(E) 내부가 적온이 되기까지의 동안에, 서모스탯(100)은 냉각액 유로(110)를 폐쇄하고 있다. 이 때, 상기 지글 밸브(111)도 마찬가지로 폐쇄되어 있다. 그 결과, 엔진(E)으로부터의 냉각액은 라디에이터(R)로는 향하지 않고, 바이패스 통로(110A)를 지나 엔진(E)으로 순환하기 때문에(도 4a 화살표 참조), 조기에 적온에 도달한다.
한편, 엔진(E) 내부가 적온이 된 후에는 도 4b에 도시된 바와 같이, 서모스탯(100)의 밸브체(103)가 개방되어 라디에이터(R)측의 냉각액 유로(110)를 개방한다. 그 결과, 냉각액이 라디에이터(R)를 지나 엔진(E)으로 순환하고(도 4b 화살표 참조), 엔진(E) 내부는 냉각되어 적온으로 유지된다.
그런데, 상기한 종래의 서모스탯은 냉각액 유로 내부에 놓여지기 때문에, 냉각액 유로의 유량을 소정량으로 유지하기 위해서는 서모스탯(100)을 배치하는 냉각액 유로(110)의 관 직경을 크게 하지 않으면 안되고, 또한 이륜차의 연비 향상이나 수냉화에 의해 효율적인 레이아웃을 행할 필요가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 엔진 헤드의 냉각액 유로를 횡단하여 형성되는 끼워 맞춤 구멍에 매설 배치되는 매설식 서모스탯이 제안되었다(일본 특허 출원 평성 제11-17923호).
그러나, 매설식 서모스탯에서는, 종래의 서모스탯과 구조를 달리하기 위해 신규한 지글 밸브의 구조가 요구되었다.
본 발명자들은 매설식 서모스탯의 밸브체에 지글 밸브를 형성하지 않고, 매설식 서모스탯에 이용되고 있는 시일 부재에 지글 밸브 기능을 부가하는 것에 착안하여 본 발명을 하기에 이른 것이다.
본 발명은 시일 부재 및 이 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조에 관한 것으로, 예컨대, 차량 내연기관의 냉각 시스템 등에 이용하는 데 적합한 시일 부재 및 이 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조에 관한 것이다.
도 1a와 1b는 본 발명에 따른 시일 부재의 실시예를 도시한 도면으로서, 도 1a는 평면도, 도 1b는 도 1a의 X-X 단면도.
도 2는 도 1a와 1b에 도시된 시일 부재를 이용하여 서모스탯을 내연기관 내에 설치한 상태를 도시한 종단면도로서, 유로 영역을 차단하고 있는 상태를 도시한 도면.
도 3은 도 1a와 1b에 도시된 시일 부재를 이용하여 서모스탯을 내연기관 내에 설치한 상태를 도시한 종단면도로서, 유로 영역을 연통하고 있는 상태를 도시한 도면.
도 4a와 4b는 일반적인 내연기관의 냉각액 유로에 종래의 서모스탯을 부착한 상태를 도시한 모식도.
도 5는 도 4a와 4b의 서모스탯 부착부의 확대도.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 밸브 기능이 부가된 시일 부재 및 이 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 따른 시일 부재는 시일 부재 본체와, 상기 시일 부재 본체의 측벽을 관통하는 밸브체 수용부와, 상기 밸브체 수용부에 수용되는 밸브체를 구비하고, 상기 밸브체의 이동에 의해 밸브체 수용부의 개폐가 행해지는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 시일 부재에 밸브 기능이 부가되어 있기 때문에, 시일 부재와 별개로 밸브를 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 밸브 기능의 형성을 용이하게, 또한 저렴하게 행할 수 있다.
여기서, 상기 밸브체가 구형상의 지글 볼인 상기 지글 볼을 수용하는 밸브체 수용부의 상면 개구부 및 하면 개구부가 상기 지글 볼의 직경 이하의 직경으로써 형성되는 동시에, 밸브체 수용부의 중간부가 상기 지글 볼의 직경 이상의 직경으로써 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 밸브체 수용부, 즉 지글 볼 수용부의 상면 개구부 및 하면 개구부가 상기 지글 볼의 직경 이하의 직경으로 형성되는 동시에, 지글 볼 수용부의 중간부가 상기 지글 볼의 직경 이상의 직경으로 형성되어 있기 때문에, 지글 볼이 지글 볼 수용부내를 이동하여, 상면 개구부 및 하면 개구부를 폐색한다. 즉, 시일 부재의 지글 볼 수용부에 지글 볼을 수납함으로써, 상기 지글 볼이 소위 밸브 기능을 담당한다.
따라서, 예컨대, 이 시일 부재를 매설식 서모스탯에 이용함으로써 종래의 지글 밸브의 기능을 얻을 수 있다. 또한, 시일 부재에 소위 지글 밸브가 설치되어 있기 때문에, 매설식 서모스탯 자체에 특별한 가공을 행할 필요가 없어, 염가에 지글 밸브의 기능을 얻을 수 있다.
또한, 상기 시일 부재 본체가 중앙부에 개구부를 갖는 동시에, 상기 지글 볼을 수용하는 밸브체 수용부가 시일 부재 본체의 축선을 따라 그 측벽을 관통하고 있는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 시일 부재 본체가 고무재에 의해 구성되고, 지글 볼이 철재, 스테인레스재, 합성수지재 중 어느 하나에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 시일 부재 본체가 고무재에 의해 구성되어 있기 때문에, 지글 볼이 상면 개구부, 하면 개구부를 폐색할 때, 개구부와 밀착하여, 더욱 완전하게 폐색할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조는 둘레면에 입구 개구부, 출구 개구부가 형성된 통형상의 밸브 본체와, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 상기 밸브 본체 내에서 연통하는 유로 영역과, 상기 유로 영역을 흐르는 냉각액의 온도 변화에 따라 상기 유로 영역을 횡단하도록 진퇴 운동하고, 이 진퇴 운동에 의해 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 개폐하여 상기 유로 영역의 차단 및 연통을 행하는 밸브체를 구비하는 서모스탯과, 상기 냉각액 통로를 횡단하여 형성된 상기 밸브 본체가 끼워 넣어지는 끼워 맞춤 구멍과, 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어진 밸브 본체를 고정하는 덮개와, 상기 덮개를 고정하는 피고정 부재를 구비하며, 상기 밸브 본체가 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어지고, 상기 덮개가 상기 시일 부재를 통해 피고정 부재에 고정된 상태에서, 상기 냉각액 통로와 상기 밸브체 수용부가 접속되며, 밸브체의 이동에 의해 상기 밸브체 수용부의 개폐가 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 덮개가 상기 시일 부재를 통해 피고정 부재에 고정된 상태에서,상기 냉각액 통로와 상기 밸브체 수용부가 접속되고, 밸브체의 이동에 의해 상기 밸브체 수용부의 개폐가 행해지도록 구성되어 있기 때문에, 냉각액 통로 안의 공기가 밸브체 수용부를 지나 냉각액 통로의 외부로 배출된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조는 둘레면에 입구 개구부, 출구 개구부 및 바이패스 통로 입구 개구부, 바이패스 통로 출구 개구부가 형성된 통형상의 밸브 본체와, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 상기 밸브 본체 내에서 연통하는 유로 영역과, 상기 유로 영역을 흐르는 냉각액의 온도 변화에 따라 상기 유로 영역을 횡단하도록 진퇴 운동하고, 이 진퇴 운동에 의해 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부 및 바이패스 통로 입구 개구부와 바이패스 통로 출구 개구부를 개폐하여 상기 유로 영역의 차단 및 연통을 행하는 밸브 본체를 구비하는 서모스탯과, 상기 냉각액 통로를 횡단하여 형성된 상기 밸브 본체가 끼워넣어지는 끼워 맞춤 구멍과, 상기 유로 영역에 연통하는 바이패스 통로를 구비하는 동시에 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어진 밸브 본체를 고정하는 덮개와, 상기 덮개가 고정되는 피고정 부재를 구비하며, 상기 밸브 본체가 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어지고, 상기 덮개가 상기 시일 부재를 통해 고정 부재에 고정되었을 때, 상기 밸브체 수용부의 하나의 개구부와 냉각액 통로가 접속되며, 다른 개구부와 덮개의 바이패스 통로가 접속되도록 부착되고, 상기 밸브체의 이동에 의해 상기 밸브체 수용부의 개폐가 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 덮개가 상기 시일 부재를 통해 고정 부재에 고정되었을 때, 상기밸브체 수용부의 하나의 개구부가 냉각액 통로와 연통하고, 다른 개구부가 덮개의 바이패스 통로와 연통하도록 구성되어 있기 때문에, 덮개가 피고정 부재에 부착하는 동시에, 소위 지글 밸브를 형성할 수 있다.
본 발명을 실시예에 기초하여 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또, 이하의 실시예로서 설명하는 서모스탯은 냉각수의 엔진 입구측에 배치되어 냉각수를 제어하는 소위 「입구 제어」로 하는 것이지만, 냉각수의 엔진 출구측에 배치되어 냉각수를 제어하는 「출구 제어」로 하는 것이어도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이 서모스탯은 엔진 헤드의 냉각액 유로에 적용되는 매설식 서모스탯이지만, 그 배치 위치는 엔진 헤드에 한정되는 것이 아니라, 냉각액 유로내라면 예컨대, 엔진 블록, 라디에이터의 내부, 바이패스 통로의 분기 부위 등의 장소라도 좋다. 또, 도 1a와 1b는 본 발명에 따른 시일 부재를 도시한 도면으로서, 도 1a는 평면도, 도 1b는 도 1a의 X-X 단면도이다. 또한, 도 2, 도 3은 매설식 서모스탯을 내연기관 내에 설치한 상태를 도시하는 종단면도로서, 도 2는 유로 영역을 차단하고 있는 상태를 도시하고, 도 3은 유로 영역을 연통하고 있는 상태를 도시한다.
이 시일 부재(A)는 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 중앙부에 개구부(1b)를 갖는 원판형의 시일 부재 본체(1)와, 상기 시일 부재 본체(1)의 측벽(1a)에, 시일 부재 본체(1)의 축선을 따라 그 측벽(1a)을 연통한 지글 볼(1g)을 수용하는 지글 볼 수용부(1c)와, 상기 지글 볼 수용부(1c)에 수용되는 구형상의 지글 볼(1g)을 구비하고 있다.
또한, 상기 지글 볼 수용부(1c)의 상면 개구부(1c1) 및 하면 개구부(1c2)가 상기 지글 볼(1g)의 직경 이하의 직경으로 형성되는 동시에, 지글 볼 수용부(1c)의 중간부(1c3)가 상기 지글 볼(1g)의 직경 이상의 직경으로 형성된다.
이 때문에, 상기 지글 볼(1g)은 지글 볼 수용부(1c)의 중간부(1c3)를 이동할 수 있고, 또한 지글 볼 수용부(1c)에서 탈락하는 일은 없다. 또, 시일 부재 본체(1)는 후술하는 바와 같이 고무재로 구성되어 있기 때문에, 지글 볼(1g)을 상면 개구부(1c1) 혹은 하면 개구부(1c2)로부터 압입함으로써 지글 볼 수용부(1c)의 내부에 수용할 수 있다.
또한, 시일 부재 본체(1)는 예컨대 NBR(니트릴·부타디엔) 등의 합성 고무재에 의해 구성되고, 지글 볼이 철재, 스테인레스재, 합성수지재 등에 의해 구성되어 있다. 그 때문에, 지글 볼(1g)이 상면 개구부(1c1) 및 하면 개구부(1c2)를 눌렀을 때, 개구부와 밀착하여 완전히 폐색할 수 있다.
또한, 시일 부재 본체(1)의 상면 및 하면의 외연부에는 돌기부(1d, 1e)가 형성되어 있다. 이 돌기부(1d, 1e)가 변형됨으로써 피부착 부재와의 밀착이 도모되고, 시일이 도모된다.
게다가, 상기 지글 볼 수용부(1c)가 위치하는 측벽(1a)은 도 1a에 도시된 바와 같이 중앙부의 개구부(1b)로 돌출하도록 광폭부(1f)가 설치되어 기계 강도의 보강이 도모되고 있다.
다음에, 이 시일 부재(A)를 매설식 서모스탯(10)에 적용한 경우에 대해서 설명한다.
이 매설식 서모스탯(10)은 상기 냉각액 유로(3)에 대응하는 위치에 설치된 입구 개구부(11a)와 출구 개구부(11b)가 형성된 중공(中空) 통형상의 밸브 본체(11)와, 이 밸브 본체(11) 내에 수용 장착된 서모밸브(12)와, 엔진 헤드(2)와 나사식으로 결합하여 밸브 본체(11)를 고정하는 덮개(13)와, 서모밸브(12)와 덮개(13) 사이에 개재되어 서모밸브(12)를 도면의 하측으로 가압하는 코일 스프링(14)으로 구성되어 있다.
또한, 매설식 서모스탯(10)은 밸브 본체(11)의 냉각액 유로(3)의 출구 개구부(11b)의 상측 위치에 바이패스 통로용 출구 개구부(11c)가 형성되어 있다. 또한,밸브 본체(11)의 상면은 개방되고, 도 2에 도시된 바와 같이 엘리먼트(밸브체; 15)가 입구 개구부(11a)와 출구 개구부(11b)를 폐색하고 있을 때, 밸브 본체(11)의 내부 공간과, 바이패스 통로용 출구 개구부(11c)가 연통하도록 구성되어 있다. 더욱이, 덮개(13)에 바이패스 통로(13a)가 형성되고, 밸브 본체(11)의 상부에 입구 개구부(11d)가 형성되어 있다. 또, 밸브 본체(11)의 상단부 내벽의 오목부(11e)에는 코일 스프링(14)을 지지하는 금속제의 링(16)이 끼워 맞춰져 있다.
상기 밸브 본체(11)는 엔진 헤드(2)에 형성되는 상부 끼워 맞춤 구멍(2a)과 하부 끼워 맞춤 구멍(2b)에 삽입 가능한 외부 직경으로 이루어지는 중공 통형상의 부재로 구성되고, 상기 상부 끼워 맞춤 구멍(2a)과 밸브 본체(11)의 외주면 사이에 간극(S)이 형성되어 있다.
상기 밸브 본체(11)의 둘레면, 하단면에 밸브 본체(11)를 세로 방향으로 2분하는 연결된 홈(11f)이 형성되고, 상기 홈(11f)에는 링형 형상의 고무 부재(17)가 끼워 맞춰져 있다. 상기 고무 부재(17)는 밸브 본체(11)를 상부 끼워 맞춤 구멍(2a)과 하부 끼워 맞춤 구멍(2b)에 끼워 넣은 상태에 있어서는, 상기 상부 끼워 맞춤 구멍(2a)의 측벽과 하부 끼워 맞춤 구멍(2b)의 측벽에 밀착한다. 이 고무 부재(17)는 냉각액이 입구측 개구부측(라디에이터측)으로부터 출구측 개구부측(엔진측)으로 간극(S)을 따라 흐르는 것을 방지하기 위해 입구측 개구부측(라디에이터측)과 출구측 개구부측(엔진측)을 구분하는 기능을 갖는다.
또한, 덮개(13)와 엔진 헤드(2) 사이에는 상기 시일 부재(1)가 장착되어 있다. 그리고, 상기 시일 부재(1)의 지글 볼 수용부(1c)의 하면 개구부(1c2)는 입구측 개구부측(라디에이터측)의 간극(S)에 접속(연통)되어 있다. 또한, 상기 지글 볼 수용부(1c)의 상면 개구부(1c1)는 덮개(13)에 형성된 도입구(13b)에 접속되어 있다. 또, 상기 도입구(13b)는 덮개(13)에 있어서 바이패스용 통로(13a)에 접속되어 있다.
따라서, 라디에이터측의 냉각 유로(3)는 입구측 개구부측(라디에이터측)의 간극(S), 지글 볼 수용부(1c), 도입구(13b)를 통해 바이패스용 통로(13a)에 연통되어 있다. 단, 지글 볼 수용부(1c)에는 지글 볼(1g)이 수용되어 하면 개구부(1c2)를 폐색하고 있기 때문에, 통상 상태에 있어서는, 냉각 유로(3)와 바이패스용 통로(13a)는 비연통 상태로 이루어져 있다.
또, 서모밸브(12)는 팽창체인 왁스(15a)를 내장하는 왁스 케이스(15b), 왁스(15a)의 팽창 수축을 상층의 반유동체(15c)로 전달하는 다이어프램(15d)과, 다이어프램(15d)의 응동(應動)을 상층의 고무 피스톤(15e)으로 전달하는 반유동체(15c)와, 반유동체(15c)의 응동을 상층의 피스톤(15g)으로 전달하는 백업 플레이트(15f)와, 밸브 본체(17)의 하단부 내면을 가압하는 피스톤(159)과, 이들 구성 부위를 적층형으로 내장하는 엘리먼트(밸브체;15)로 구성되어 있다.
상기 엘리먼트(15)는 밸브 본체(11)의 내벽면을 따라 슬라이드 가능하도록 구성되고, 입구 개구부(11a), 출구 개구부(11b), 바이패스 통로 출구 개구부(11c)를 개폐하도록 구성되어 있다. 또한, 엘리먼트(15)의 상부측에는 왁스(15a)를 수용하는 왁스 케이스(15b)가 코오킹 등의 처리에 의해 고착되어 있다. 한편, 이 상부측과 대치하는 하부측에는 피스톤(15g)의 안내부인 가이드부(15h)가 형성되어 있다. 이 가이드부(15h)의 외주부는 밸브 본체(11)의 하부의 내벽면 형상에 대응하여 형성되어 있고, 이 내벽면에 대하여 슬라이드 가능하게 구성되어 있다.
또한, 코일 스프링(14)은 링(16)과 왁스 케이스(15b) 사이에 장착되고, 서모밸브(12)의 공극에 수용되어 있다. 코일 스프링(14)은 서모밸브(12) 본체를 항상 하측 방향으로 힘을 가하도록 하는 작용을 한다(도 2, 도 3 참조). 또, 코일 스프링(14)의 탄성이나 코일 스프링(14)의 전체 높이를 변화시킴으로써, 매설식 서모엘리먼트(1)의 작동 설정 온도, 유량 등의 조건을 변화시키는 경우에도, 적절하게 대응시킬 수 있다.
또한, 상기 덮개(13)에는 도시하지 않았지만 수나사부가 형성되어 있어, 엔진 헤드(2)에 나사식으로 결합, 고정되도록 구성되어 있다.
다음에, 매설식 서모스탯(10)의 부착 방법에 대해서 설명한다.
엔진 헤드(2)에는 상기한 바와 같이, 미리 상부 끼워 맞춤 구멍(2a) 및 하부 끼워 맞춤 구멍(2b)을 형성한다. 그리고, 형성된 상부 끼워 맞춤 구멍(2a)과 하부 끼워 맞춤 구멍(2b)에 서모밸브(12)가 내장된 밸브 본체(11)를 끼워 넣는다. 또, 이 끼워 넣음에 있어서, 입구 개구부(11a), 출구 개구부(11b) 및 바이패스용 출구 개구부(1c)가 냉각액 유로(3)와 연통하도록 방향을 맞추어 정렬시킬 필요가 있다(도 2, 도 3 참조).
그 밸브 본체(11)가 끼워 넣어진 후, 시일 부재(1)의 지글 볼 수용부(1c)가 입구측 개구부측(라디에이터측)의 간극(S)과 연통하도록 시일 부재(1)를 밸브 본체(11)와 엔진 헤드(2)에 걸치도록 배치하고, 그 상측에서 덮개(13)로 덮어, 상기 덮개(13)를 엔진 헤드(2)에 나사식으로 결합, 고정시킨다.
이 서모스탯이 엔진 헤드(2)에 내장된 상태에서, 라디에이터측의 냉각 유로(3)는 입구측 개구부측(라디에이터측)의 간극(S), 지글 볼 수용부(1c) 및 도입구(13b)를 통해 바이패스용 통로(13a)에 연통하고 있다. 단, 지글 볼 수용부(1c)에는 지글 볼(1g)이 수용되어 하면 개구부(1c2)를 폐색하고 있기 때문에, 통상 상태에 있어서는, 냉각 유로(3)와 바이패스용 통로(13a)가 비연통 상태로 이루어져 있다.
그리고, 라디에이터 및 워터 재킷에 냉각수를 주입하는 경우, 상기 냉각수는 고압으로 주입된다. 그리고 라디에이터측에서 주입된 냉각수에 의해 냉각수 유로의 공기는 지글 볼 수용부(1c)의 지글 볼(1g)을 이동시켜 하면 개구부(1c2)를 개방한다. 그 결과, 공기는 도입구(13b)를 통해 바이패스용 통로(13a)로 배출(공기 배출)되어, 냉각수를 도입할 수 있다. 또, 배출된 공기는 순환하여 라디에이터의 공기 배출부에서 외부로 배출되어, 냉각수의 도입이 종료된다.
더욱이, 서모스탯(10)의 작용에 대해서 설명한다(도 2, 도 3 참조). 매설식 서모스탯(10)의 닫힌 상태에서 열린 상태로의 작용과 열린 상태에서 닫힌 상태로의 작용은 서로 역동작이기 때문에, 매설식 서모스탯(10)의 닫힌 상태에서 열린 상태로의 작용에 대해서 설명한다.
난기 운전전의 냉각액 유로(3)내의 냉각액은 저온이며, 이 온도는 엘리먼트(15)의 외주면과 왁스 케이스(15b)를 통해 왁스 케이스(15b) 내의 왁스(15a)로 전파한다.
냉각액 유로(3)내의 냉각액 온도가 저온일 때, 엘리먼트(15)가 유로 영역(FA)을 차단하고, 그 사이에 바이패스 출구 개구부(11c)는 그 바이패스 통로 입구 개구부(11d)측과 연통하고 있다.
그리고, 시간의 경과와 함께 냉각액 유로(3)내의 냉각액의 온도가 상승하면, 왁스 케이스(15)내의 왁스(15a)는 팽창하여 체적이 증가하고, 이 체적 증가에 따라 다이어프램(15d)이 상측으로 팽창된다. 그 결과, 하층의 반유동체(15c)를 통해 고무 피스톤(15e)을 하측 방향으로 밀어 올리고자 하는 힘이 작용한다. 이 힘이 백업 플레이트(15f)를 통해 피스톤(15g)으로 전달되어 피스톤(15g)이 가이드부(15h)에서 돌출하려고 한다.
그러나, 피스톤(15g)의 선단부는 밸브 본체(11)의 하부 내면에 항상 접촉하고 있기 때문에, 실제로는 엘리먼트(15) 자체가 코일 스프링(14)의 반발력에 대항하면서, 피스톤(15g)에 대한 상대 이동에 의해 밀려 내려간다(도 3 참조).
그리고, 서모밸브(12)가 상측으로 슬라이드하면, 엘리먼트(밸브체;15)의 외주면에 의해 닫힌 상태로 되어 있던 밸브 본체(11)의 입구 개구부(11a)와 출구 개구부(11b)가 개방되어, 유로 영역(FA)이 연통한다. 또, 상기 유로 영역(FA)이 연통한 상태에서, 엘리먼트(15)의 외주면(12)과 바이패스 통로 출구 개구부(11c)는 폐쇄된다.
그 결과, 바이패스 통로가 폐쇄되어, 냉각액이 도 3의 화살표와 같이, 라디에이터측에서 엔진측으로 흐른다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 시일 부재에 따르면, 시일 부재 본체에 밸브기능이 부가되어 있기 때문에, 시일 부재와 별개로 밸브를 형성할 필요가 없다. 그 때문에, 밸브 기능의 형성을 용이하게, 또한 저렴하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조에 따르면, 상기 시일 부재를 이용함으로써 종래의 지글 밸브의 기능을 얻을 수 있다. 또한, 시일 부재에 소위 지글 밸브가 설치되어 있기 때문에, 배기 가스 규제에 대응하는 이륜차용 엔진의 수냉화에 따라 소형 서모스탯의 공급을 가능하게 하는 동시에, 종래의 포펫 타입의 서모스탯과 비교하여 주변 부품도 포함시켜 엔진의 부품 갯수를 삭감할 수 있다. 더욱이, 서모스탯 자체에 특별한 가공을 행할 필요가 없고, 저렴하게 지글 밸브의 기능을 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 시일 부재 본체와, 상기 시일 부재 본체의 측벽을 관통하는 밸브체 수용부와, 상기 밸브체 수용부에 수용되는 밸브체를 구비하고,
    밸브체 수용부의 측벽을 관통하는 양 개구부가 밸브체보다 작게 형성되는 동시에, 밸브체 수용부의 중간부가 밸브체보다 크게 형성되며,
    상기 밸브체의 이동에 의해 밸브체 수용부의 개구부의 개폐가 행해지는 것을 특징으로 하는 시일 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밸브체가 구형상의 지글 볼이고, 상기 지글 볼을 수용하는 밸브체 수용부의 측벽을 관통하는 양 개구부가 상기 지글 볼의 직경 이하의 직경으로 형성되는 동시에, 밸브체 수용부의 중간부가 상기 지글 볼의 직경 이상의 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 시일 부재.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시일 부재 본체가 중앙부에 개구부를 갖는 동시에, 상기 지글 볼을 수용하는 밸브체 수용부가 시일 부재 본체의 축선을 따라 그 측벽을 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 시일 부재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 시일 부재 본체가 고무재에 의해 구성되고, 지글 볼이 철재, 스테인레스재 및 합성수지재 중 어느 하나에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 부재.
  5. 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조에 있어서,
    둘레면에 입구 개구부 및 출구 개구부가 형성된 통형상의 밸브 본체와, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 상기 밸브 본체 내에서 연통하는 유로 영역과, 상기 유로 영역을 흐르는 냉각액의 온도 변화에 따라 상기 유로 영역을 횡단하도록 진퇴 운동하고, 이 진퇴 운동에 의해 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 개폐하여 상기 유로 영역의 차단 및 연통을 행하는 밸브체를 구비하는 서모스탯과,
    상기 냉각액 통로를 횡단하여 형성된, 상기 밸브 본체가 끼워 넣어지는 끼워 맞춤 구멍과,
    상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어진 밸브 본체를 고정하는 덮개와,
    상기 덮개를 고정하는 피고정 부재
    를 구비하며,
    상기 밸브 본체가 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어지고, 상기 덮개가 상기 시일 부재를 통해 피고정 부재에 고정된 상태에서, 상기 냉각액 통로와 상기 밸브체 수용부가 접속되며, 밸브체의 이동에 의해 상기 밸브체 수용부의 개폐가 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조.
  6. 상기 제4항에 기재된 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조에 있어서,
    둘레면에 입구 개구부 및 출구 개구부가 형성된 통형상의 밸브 본체와, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 상기 밸브 본체 내에서 연통하는 유로 영역과, 상기 유로 영역을 흐르는 냉각액의 온도 변화에 따라 상기 유로 영역을 횡단하도록 진퇴 운동하고, 이 진퇴 운동에 의해 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 개폐하여 상기 유로 영역의 차단 및 연통을 행하는 밸브체를 구비하는 서모스탯과,
    상기 냉각액 통로를 횡단하여 형성된 상기 밸브 본체가 끼워 넣어지는 끼워 맞춤 구멍과,
    상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어진 밸브 본체를 고정하는 덮개와,
    상기 덮개를 고정하는 피고정 부재
    를 구비하며,
    상기 밸브 본체가 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어지고, 상기 덮개가 상기 시일 부재를 통해 피고정 부재에 고정된 상태에서, 상기 냉각액 통로와 상기 밸브체 수용부가 접속되며, 밸브체의 이동에 의해 상기 밸브체 수용부의 개폐가 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조.
  7. 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조에 있어서,
    둘레면에 입구 개구부, 출구 개구부, 바이패스 통로 입구 개구부 및 바이패스 통로 출구 개구부가 형성된 통형상의 밸브 본체와, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 상기 밸브 본체 내에서 연통하는 유로 영역과, 상기 유로 영역을 흐르는 냉각액의 온도 변화에 따라 상기 유로 영역을 횡단하도록 진퇴 운동하고, 이 진퇴 운동에 의해 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부 및 바이패스 통로 입구 개구부와 바이패스 통로 출구 개구부를 개폐하여 상기 유로 영역의 차단 및 연통을 행하는 밸브체를 구비하는 서모스탯과,
    상기 냉각액 통로를 횡단하여 형성된, 상기 밸브 본체가 끼워 넣어지는 끼워 맞춤 구멍과,
    상기 유로 영역에 연통하는 바이패스 통로를 구비하는 동시에 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어진 본체를 고정하는 덮개와,
    상기 덮개가 고정되는 피고정 부재
    를 구비하며,
    상기 밸브 본체가 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어지고, 상기 덮개가 상기 시일 부재를 통해 고정 부재에 고정되었을 때, 상기 밸브체 수용부의 하나의 개구부와 냉각액 통로가 접속되며, 다른 개구부와 덮개의 바이패스 통로가 접속되도록 부착되고, 상기 밸브체의 이동에 의해 상기 밸브체 수용부의 개폐가 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조.
  8. 상기 제4항에 기재된 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조에 있어서,
    둘레면에 입구 개구부, 출구 개구부, 바이패스 통로 입구 개구부 및 바이패스 통로 출구 개구부가 형성된 통형상의 밸브 본체와, 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부를 상기 밸브 본체 내에서 연통하는 유로 영역과, 상기 유로 영역을 흐르는 냉각액의 온도 변화에 따라 상기 유로 영역을 횡단하도록 진퇴 운동하고, 이 진퇴 운동에 의해 상기 입구 개구부와 상기 출구 개구부 및 바이패스 통로 입구 개구부와 바이패스 통로 출구 개구부를 개폐하여 상기 유로 영역의 차단 및 연통을 행하는 밸브체를 구비하는 서모스탯과,
    상기 냉각액 통로를 횡단하여 형성된, 상기 밸브 본체가 끼워 넣어지는 끼워 맞춤 구멍과,
    상기 유로 영역에 연통하는 바이패스 통로를 구비하는 동시에 상기 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어진 밸브 본체를 고정하는 덮개와,
    상기 덮개가 고정되는 피고정 부재
    를 구비하며,
    상기 밸브 본체가 끼워 맞춤 구멍에 끼워 넣어지고, 상기 덮개가 상기 시일 부재를 통해 고정 부재에 고정되었을 때, 상기 밸브체 수용부의 하나의 개구부와 냉각액 통로가 접속되며, 다른 개구부와 덮개의 바이패스 통로가 접속되도록 부착되고, 상기 밸브체의 이동에 의해 상기 밸브체 수용부의 개폐가 행해지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 부재를 이용한 서모스탯의 부착 구조.
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