KR20050033503A - 2계통 냉각장치용 서모스탯 - Google Patents

Abstract

2계통의 냉각수 통로를 독립적으로 제어할 수 있는 간이형 구조의 서모스탯을 얻는다.

제 1 통로(11)와 이에 상시 소통되는 제 2 통로(12)를 가짐과 동시에, 상기 통로에 선택적으로 접속되는 제 3 통로(13)를 가지며, 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때는 제 3 통로의 소통을 차단하고, 냉각수 온도가 소정 온도 이상일 때에 밸브를 여는 제 1 밸브체(21)와, 제 4 통로(14)와 이에 선택적으로 소통하는 제 5 통로(15)를 가지고, 이들 통로를 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때는 차단하도록 밸브를 닫고, 소정 온도 이상일 때에 소통시키도록 제 1 밸브체에 연속 동작하여 밸브를 여는 제 2 밸브체(22)를 구비한다. 제 1 밸브체를 갖는 제 1 제어실(23)과 제 2 밸브체를 갖는 제 2 제어실(24)이 서로 소통하지 않도록 밀봉하는 관형상 슬리브(30)를 설치한다.

Description

2계통 냉각장치용 서모스탯{Thermostat for cooling system}

본 발명은 자동차 등에 사용되는 내연기관(이하, 엔진)을 냉각하는 냉각수를 열교환기(이하, 라지에이터)와의 사이에서 순환시키는 냉각장치에 있어서, 2계통의 독립된 냉각수의 유량 제어를 수행하기 위하여 이용되는 냉각장치용 서모스탯에 관한 것이다.

자동차용 엔진에 있어서, 이를 냉각하기 위해서는, 일반적으로는 라지에이터를 이용한 수냉식의 냉각 시스템이 사용되고 있다. 이 종류의 냉각 시스템에 있어서는, 엔진에 도입하는 냉각수의 온도를 제어할 수 있도록, 라지에이터측으로 순환시키는 냉각수량을 조절하는 열팽창체를 이용한 서모스탯이 종래부터 이용되고 있다.

즉, 상기의 열팽창체를 이용한 서모스탯을, 냉각수 통로의 일부, 예를 들어 엔진의 입구측 또는 출구측에 장착하여, 냉각수 온도가 낮은 경우에, 이 제어 밸브를 닫아 냉각수를 라지에이터를 경유하지 않고 바이패스 통로를 통하여 순환시키고, 또한 냉각수 온도가 높아진 경우에는, 제어 밸브를 열어 냉각수를 라지에이터를 통하여 순환시키면, 냉각수의 온도를 소요의 상태로 제어할 수 있는 것이다.

그런데, 자동차용 엔진에 있어서, 엔진의 기계적인 마찰을 저감시킴으로써, 연료 소비율이 좋아진다는 것이 널리 알려져 있다. 이러한 공지 기술을 기초로 하여, 연비 향상을 도모하기 위한 각종 연구, 개발이 종래부터 이루어지고 있다.

그리고, 연비 향상을 위한 마찰 저감에 가장 관계되는 것은, 실린더 블럭 벽면 온도의 상승이며, 이 실린더 블럭 벽면 온도의 상승을 촉진하기 위해서는, 실린더 헤드와 실린더 블럭의 냉각수 순환 통로를 독립시켜, 난기(暖機)시에는 실린더 블럭의 냉각수를 순환시키지 않고, 실린더 블럭 벽면 온도를 높이는 것이 중요하다는 것이 확인되었다.

이러한 요구에 대응할 수 있는 것이, 엔진의 냉각수 제어를 상술한 2계통으로 수행하는 2계통 냉각장치이다. 즉, 이 2계통 냉각장치는, 엔진의 실린더 헤드의 냉각수 순환 통로와, 실린더 블럭의 냉각수 순환 통로를 독립시켜 구성하여, 냉각수의 저온시에는 실린더 헤드측의 통로만으로 냉각수의 순환을 수행시키고, 냉각수가 고온이 되었을 때에는, 실린더 헤드, 실린더 블럭 양쪽에서 냉각수를 순환시키는 구성으로 되어 있다.

이러한 2계통 냉각장치에 따르면, 엔진 블럭측에서의 냉각수 유량을 줄임으로써, 실린더 블럭 벽면 온도를 상승시키는 것이 가능하게 되어 있다. 그런 점에서, 종래에는, 온도 특성이 다른 2개의 서모스탯을 이용하여, 2계통의 냉각수 통로의 온도 제어를 수행함으로써, 상기의 효과를 얻고 있었다.

예를 들어, 일본 특개평 5-215008호 공보에는, 상술한 2계통 냉각장치용 서모스탯을 채용하는 엔진의 냉각장치에 있어서, 2개의 서모스탯을 이용하여, 실린더 헤드, 실린더 블럭을 냉각하기 위한 냉각수 통로 안에서의 냉각수를 독립적으로 제어 가능하게 되도록 구성되어 있다.

일본 특개소 57-97014호 공보에는, 한 개의 서모스탯을 이용하여, 2계통의 통로에서의 냉각수를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 일본 특개평 5-215008호 공보의 냉각장치에서는, 실린더 헤드, 실린더 블럭으로의 두 개의 냉각계를 독립시켜 설치하고, 이들의 통로계를 독립적으로 제어해야 하기 때문에, 두 개 이상의 서모스탯 또는 제어 밸브를 각각의 부위에 설치하는 것을 필요로 하므로, 구성 부품 개수가 많아지고, 구조가 복잡하게 되어, 비용이 상승하게 되며, 또한 장치 전체가 대형화되는 등의 문제점이 있었다.

또한, 일본 특개소 57-97014호 공보의 냉각장치에서는, 한 개의 서모스탯을 이용하여 상술한 2계통에서의 냉각수의 제어를 수행하기 때문에, 서모스탯의 구조가 복잡하며, 또한 장치 전체도 대형화되는 등의 문제점이 있었다. 특히, 상술한 2계통 냉각장치에서는, 2계통의 냉각수계를 독립적으로 제어하고, 아울러 실린더 블럭측의 냉각수 온도가 실린더 헤드측보다도 높아지도록 제어하는 것이 필요하기 때문에, 구조가 복잡해지는 문제가 있었다.

특히, 상술한 2계통 냉각장치에 이용하는 서모스탯에 있어서는, 실린더 헤드측의 냉각수 온도보다도 실린더 블럭측의 냉각수 온도를 높게 하기 위하여, 상술한 실린더 블럭측의 통로를 소통시키는 개폐 타이밍을, 메인 밸브측의 개폐 타이밍보다도 어긋나게 동작시키는 것이 바람직하다. 즉, 실린더 헤드측의 통로를 개폐 제어하는 메인 밸브가 닫힐 때에는, 실린더 블럭측의 통로를 개폐 제어하는 서브 밸브는 닫혀 있으며, 동시에 메인 밸브측이 열릴 때에 피스톤 로드가 소정량 리프트되는 것에 맞추어, 서브 밸브가 열리도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 종래부터 알려져 있는 바텀 바이패스식의 서모스탯은, 제 1, 제 2의 밸브체를 연속 동작하여 밸브 개방 상태에서 밸브 폐쇄 상태로 할 수 밖에 없어, 그대로 사용하는 것은 불가능하기 때문에, 이러한 점도 배려하여, 2계통 냉각장치용 서머스탯으로서, 간이형 구조를 가지며, 아울러 소요의 작동 상태를 얻을 수 있는 것의 제공이 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 2계통의 냉각수 통로를 독립적으로 제어할 수 있음과 동시에, 각 냉각수 통로에서의 냉각수의 제어를 각각 요구되고 있는 타이밍으로 수행할 수 있으며, 또한 구성이 간단하고, 장치 전체의 소형화도 도모할 수 있으며, 비용면에서도 유리한 2계통 냉각장치용 서모스탯을 얻는 것을 목적으로 한다.

도 1은, 본 발명에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯의 일실시예를 나타내는 요부 확대 단면도.

도 2는, 본 발명에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯을 적용하는 2계통 냉각장치의 전체 개요를 설명하기 위한 개략 구성도.

도 3은, 본 발명에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯의 또 다른 실시예를 나타내는 요부 확대 단면도.

도 4a 및 4b는 도 3의 서모스탯에 있어서의 슬리브의 측면도.

이러한 목적에 대응하기 위하여 본 발명(청구항 1에 기재된 발명)에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯은, 자동차용 엔진의 독립된 2계통의 냉각수 순환로를 갖는 냉각장치에 이용되며, 냉각수의 온도 변화에 따라 열팽창, 수축하는 열팽창체를 내장하고, 상기 열팽창체의 체적 변화에 따라 진퇴 운동하는 피스톤에 의해 밸브체의 개폐를 수행하는 서모스탯에 있어서, 제 1 통로와 이 제 1 통로에 상시 소통되어 있는 제 2 통로를 가짐과 동시에, 상기 제 1, 제 2 통로에 선택적으로 접속되는 제 3 통로를 가지며, 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때는 제 3 통로의 소통을 차단하도록 밸브의 폐쇄 상태를 유지하고, 냉각수 온도가 상기 소정 온도를 넘었을 때에 밸브를 여는 제 1 밸브체와, 제 4 통로와 이 제 4 통로에 선택적으로 소통되는 제 5 통로를 가지며, 상기 제 4, 제 5 통로를 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때는 제 1 밸브체와 연속 동작하여 차단하도록 밸브를 닫고, 소정 온도 이상이 되었을 때는 제 1 밸브체와 연동하여 밸브를 여는 제 2 밸브체와, 상기 제 1 밸브체를 갖는 제 1 제어실과 상기 제 2 밸브체를 갖는 제 2 제어실이 서로 소통하지 않도록 밀봉하는 구획 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 2에 기재된 발명)에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯은, 청구항 1에 있어서, 상기 구획 부재는, 제 2 밸브체를 내부에 포함하는 관형상 슬리브에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 3에 기재된 발명)에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯은, 청구항 2에 있어서,상기 관형상 슬리브는, 상기 제 1 밸브체를 유지하는 프레임과 일체적으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 4에 기재된 발명)에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯은, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 관형상 슬리브는, 조종(釣鐘) 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 5에 기재된 발명)에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯은, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 관형상 슬리브는, 상기 팽창체를 수납한 케이스의 소정부에 장착된 피스톤 로드를 축선 방향의 소정 길이에 걸쳐 활주 운동 가능하게 유지하는 유지부로서 기능하는 관통부를 갖는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 6에 기재된 발명)에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯은, 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 상기 관형상 슬리브는, 제 2 밸브체가 내부에서 활주 동작하여 밸브가 열렸을 때에, 제 4 통로와 제 5 통로를 소통시키는 소통홀을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 7에 기재된 발명)에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯은, 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형상 슬리브는, 피스톤 로드의 유지부에 밀봉 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명(청구항 8에 기재된 발명)에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯은, 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 밸브체는, 관형상 슬리브에 활주 접촉하는 부분에 활주 운동 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래부터 있던 메인 밸브의 리프트에 맞추어 바텀측에 설치한 바이패스 밸브가 통로를 닫는 서모스탯의 기구를 개량함으로써, 실린더 헤드측의 통로를 개폐 제어하기 위한 제 1 밸브체의 밸브가 닫힐 때에는, 실린더 블럭측의 통로를 개폐 제어하기 위한 제 2 밸브체는 닫혀 있으며, 동시에 제 1 밸브체측의 밸브가 열릴 때에 피스톤 로드가 소정량 리프트되는 것에 맞추어, 제 2 밸브체가 열리도록 구성할 수 있다. 그리고, 2계통의 냉각수 통로에서의 냉각수의 제어를 각각 요구되는 타이밍으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제 1 제어실과 제 2 제어실이 서로 소통하지 않도록 구획하고, 2계통의 냉각수 통로를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 각 통로에 서로 다른 온도의 냉각수를 흐르게 할 수 있어, 엔진 헤드의 조기 난기(暖機)에 공헌할 수 있다.

따라서, 2계통 냉각장치에 있어서, 2계통으로의 냉각수의 유량을 1개의 서모스탯으로 간단하며 확실하게 수행할 수 있으며, 또한 구성 부품 개수도 적어, 장치 전체의 소형화를 도모하며, 비용 절감도 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 구획 부재로서 관형상 슬리브를 이용하여, 그 내부에 제 2 밸브체를 활주 운동 가능하게 설치함으로써, 슬리브를 내설하는 케이스체측에 제 2 밸브체가 직접 접촉하지 않기 때문에, 이 밸브체의 마모나 긁힘 등의 염려가 없다. 따라서, 서모스탯을 부설하는 케이스체 부분을, 예를 들어 엔진 블럭으로 바꿀 수도 있어, 소위 빌트인 구조를 채용하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 의한 서모스탯에 따르면, 서모스탯 단일체로 유닛화할 수 있어, 엔진 블럭 등의 케이스체측과는 관계없이 교환 가능하기 때문에, 관리나 수리 등을 간단하게 수행할 수 있어, 관리 비용 면에서도 유리하다.

또한, 본 발명에 따르면, 제 1 밸브체를 설치한 프레임 부분과는 별도로, 제 2 밸브체를 갖는 관형상 슬리브 등의 구획 부재 부분에서도 케이스체측에 유지시킨 상태로 배설되기 때문에, 축에서 벗어나기 어려운 구조이다.

또한, 본 발명에 따르면, 피스톤 로드나 제 2 밸브체의 축선 방향의 길이를 적절하게 변경하여, 관형상 슬리브와의 사이에서의 개폐 타이밍을 변경함으로써, 제 1 밸브체가 열리는 시기와 제 2 밸브체가 열리는 시기를 임의의 타이밍으로 어긋나게 할 수 있다. 그리고, 이렇게 하면, 2계통에서의 냉각수의 제어를 소요의 타이밍으로 수행하는 것이 간단하게 조정 가능하기 때문에, 각종 요구에 대응할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 제 2 밸브체의 외주 부분에, 관형상 슬리브에 대한 활주 운동 수단으로서 고무 등을 부착함으로써, 제 2 밸브체의 활주 운동성, 아울러 이 활주 운동 부분의 밀봉성이 향상되기 때문에, 제 2 밸브체에서의 냉각수 제어를 보다 한층 확실하게 수행할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 있어서의 2계통 냉각장치 서모스탯의 일실시예를 나타낸다. 이들 도면에 있어서, 먼저, 본 발명에 있어서의 서모스탯(10)을 포함하는 2계통 냉각장치(1)의 개요를 도 2를 이용하여 이하에 설명한다.

도 2에 있어서, 2는 실린더 헤드(2A) 및 실린더 블럭(2B)에 의해 구성된 내연 기관으로서의 자동차용 엔진이며, 이 엔진(2)의 실린더 헤드(2A) 및 실린더 블럭(2B) 내에는, 각각 독립된 냉각수 통로(3, 4)가 형성되어 있다.

5는 열교환기, 즉 라지에이터로서, 이 라지에이터(5)의 냉각수 입구부(5a) 및 냉각수 출구부(5b)는, 상기 엔진(2)의 실린더 헤드(2A), 실린더 블럭(2B) 내의 냉각수 통로(3, 4) 사이에서 냉각수를 각각 순환시키는 냉각수 회로에 의해 접속되어 있다.

이 냉각수 회로는, 엔진(2)의 실린더 블럭(2B)에 설치된 냉각수의 출구부(4b)로부터 라지에이터(2)의 입구부(5a)에 이르는 유출측의 냉각수 통로(6)를 가지며, 이 냉각수 통로(6)에는, 상기 실린더 헤드(2A)에 설치된 냉각수의 출구부(3b)로부터의 통로(3c)가 접속되고, 냉각수는 출구측에서 합류하여 라지에이터(5)측으로 보내지도록 구성되어 있다.

또한, 이 냉각수 통로(6)의 도중에서 통로(3c)의 합류 부분보다도 하류측으로부터는 바이패스 통로(7)가 분기되어 있다. 이 바이패스 통로(7)는, 상기 실린더 헤드(2A), 실린더 블럭(2B)에 있어서의 냉각수 통로(3, 4)로의 냉각수를 유량하기 위한 서모스탯(10)에 접속되어 있다.

상기 라지에이터(5)의 출구부(5b)에는, 유입측의 냉각수 통로(8)가 접속되고, 이 통로(8)가 상기 서모스탯(10)에 접속되어 있다.

이들 엔진(2), 라지에이터(5), 냉각수 통로(6, 8) 등에 의해, 엔진(2)의 실린더 헤드(2A), 실린더 블럭(2B)을 각각 냉각하는 냉각수 순환로가 형성된다.

9는 상술한 냉각수 순환로 안에서 냉각수를 강제적으로 순환시키기 위한 워터 펌프(W/P)로서, 상기 서모스탯(10)과 냉각수 통로(9b)를 통하여 접속됨과 동시에, 냉각수 통로(9a)를 통하여 상기 실린더 헤드(2A)에 있어서의 냉각수 통로(3)의 입구부(3a)에 접속되어 있다. 또한, 이 워터 펌프(9)는, 냉각수 통로(9c), 서모스탯(10), 그리고 냉각수 통로(9d)를 통하여 상기 실린더 블럭(2B) 내의 냉각수 통로(5)의 입구부(4a)에 접속되어 있다.

그리고, 상기 라지에이터(5)로부터 유입측의 냉각수 통로(8)를 통하여 서모스탯(10)에 공급되는 냉각수나 바이패스 통로(7)를 통하여 공급되는 냉각수는, 이 서모스탯(10)의 작동에 제어되면서, 냉각수 통로(9a, 9b, 9c, 9d)를 통하여 실린더 헤드(2A) 내의 냉각수 통로(3)와, 실린더 블럭(2B) 내의 냉각수 통로(4)에 적절하게 독립하여 공급되도록 되어 있다.

또한, 상술한 워터 펌프(9)는, 예를 들어 엔진(2)의 도시하지 않은 크랭크 축의 회전에 의해 회전축이 회전 구동되도록 구성되며, 냉각수 회로 내에서 냉각수를 강제적으로 순환시키도록 되어 있다.

또한, 상기 라지에이터(5)에는, 강제적으로 냉각풍을 송풍하는 냉각팬 유닛(도시하지 않음)이 부설되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 자동차용 엔진의 실린더 헤드(2A) 내의 냉각수 통로(3)와 실린더 블럭(2B) 내의 냉각수 통로(4)를 독립적으로 구성하고 있는 2계통 냉각장치(1)에 이용되며, 이들 냉각수 통로(3, 4)로의 냉각수의 유량을 수행하는 온도 감지식 자동밸브로서의 서모스탯(10)은, 도 1에 나타낸 바와 같이 구성되어 있다.

즉, 케이스체로서의 하우징(10a) 내에 제 1 통로(11)와 이 제 1 통로(11)에 상시 소통되어 있는 제 2 통로(12)를 가짐과 동시에, 이들 제 1, 제 2 통로(11, 12)에 선택적으로 접속되는 제 3 통로(13)를 가지며, 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때(저온시)는 제 3 통로(13)의 소통을 차단하도록 밸브 폐쇄 상태를 유지하고, 냉각수 온도가 상기 소정 온도를 넘었을 때(고온시)에 서모스탯 본체(20)로부터의 피스톤(20b)이 도면 중 윗쪽으로 리프트됨으로써 밸브가 열리는 제 1 밸브체(21)와, 제 4 통로(14)와 이 제 4 통로(14)에 선택적으로 소통되는 제 5 통로(15)를 가지며, 이들 통로(14, 15)를 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때에는 차단하도록 밸브를 닫고, 소정 온도 이상으로 되었을 때에 소통시키도록 피스톤 로드(20a)의 리프트 동작에 연속 동작하여 밸브를 여는 제 2 밸브체(22)를 구비한다.

그리고, 이 제 2 밸브체(22)를 동작시키는 피스톤 로드(20a)가 관통하는 관통부(30a)를 가짐과 동시에, 상기 제 1 밸브체(21)를 갖는 제 1 제어실(23)과 상기 제 2 밸브체(22)를 갖는 제 2 제어실(24)이 서로 소통하지 않도록 밀봉하는 구획 부재를 겸하는 관형상 슬리브(30)가 설치되어 있다.

여기에서, 상술한 제 1 통로(11)는, 도 2의 냉각수 회로에 있어서, 바이패스 통로(7)를 거쳐 냉각수가 유입하는 통로에 소통하는 부분이며, 제 2 통로(12)는 이 서모스탯(10)으로부터 워터 펌프(9)에 이르는 통로(9b)에 상당하는 부분이다. 또한, 제 3 통로(13)는, 라지에이터(5)로부터의 냉각수 통로(8)에 소통하는 부분이다.

한편, 제 4 통로(14)는, 워터 펌프(9)로부터 이 서모스탯(10)에 이르는 통로(9c)에 상당하는 통로이며, 제 5 통로(15)는, 실린더 블럭(2B)의 냉각수 통로(4)에 이르는 통로(9d)에 상당하는 통로이다.

상기 관형상 슬리브(30)는, 전체가 거의 조종 형상을 나타내며, 하우징(10a)에 있어서 제 1 제어실(23)과 제 2 제어실(24)에 상당하는 부분을 구획하도록 하여 설치되어 있다. 여기에서, 관형상 슬리브(30)의 상단부 중앙에는, 피스톤 로드(20a)를 활주 운동 가능하게 유지하는 유지부로서 기능하는 관통부(30a)가 설치되며, 이 관통부(30a)에는 이 피스톤 로드를 활주 운동 가능하게 유지하는 유지수단과 이 부분에서의 밀봉성을 확보하는 밀봉수단(상세하게 도시하지 않음)이 설치되어, 상기의 제어실(23, 24) 간을 소통시키지 않도록 구획하고 있다.

또한, 관형상 슬리브(30)의 측부에는 소통홀(30b) 등이 형성되어, 그 외측으로 개구하는 제 4 통로(14)와의 소통이 확보되도록 구성되어 있다.

아울러, 이 관형상 슬리브(30) 내에서 활주 운동 동작하는 제 2 밸브체(22)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 거의 랩형상을 나타내며, 하단부 외측 가장자리가 상기 슬리브(30)의 내주면에 활주 운동 가능하게 접촉하고 있다. 그리고, 이 제 2 밸브체(22)는, 도면에서 아래쪽으로 적당한 스트로크만큼 이동하면, 슬리브(30)의 하단으로부터 아랫쪽으로 이동하여, 이로 인해 개방되는 극간에서 상기 제 4 통로(14)로부터 제 5 통로(15)로의 냉각수 공급을 수행할 수 있도록 되어 있다.

여기에서, 상술한 제 2 밸브체(22)의 슬리브(30)로의 활주 접촉부에, 고무 등의 활주 운동 수단을 부착해 두면 좋다. 이렇게 하면, 금속끼리의 활주 접촉 부분이 없어져, 활주 운동성, 밀봉성의 면에서 우수하다.

또한, 상술한 구조에서는, 제 4 통로(14)와 제 5 통로(15)가 역으로 배치되어 있어도 문제없다.

또한, 서모스탯(10)의 서모스탯 본체(20)에는, 종래부터 잘 알려져 있는 바와 같이, 왁스 엘레멘트 등을 구비하여 냉각수 온도를 감지함으로써, 왁스의 팽창, 수축을 이용하여 제 1, 제 2 밸브체(21, 22)를 개폐시켜, 냉각수를 유통시키는 구조를 갖는 것이 이용되고 있다.

또한, 도면에서 25는 서모스탯(10)의 본체(20) 부분을 보호하는 프레임, 26은 제 1 밸브체(21)를 닫는 방향으로 부세하는 밸브 스프링이다. 여기에서, 도 1에서는 도시는 생략하고 있지만, 프레임(25)이 밸브 스프링(26)을 유지하는 유지부를 가지고 있는 형상일 때, 이것에 상기 관형상 슬리브(30)를 일체적으로 설치하여도 좋다. 이렇게 하면, 서모스탯(10) 전체가 유닛화하여 구성되기 때문에, 하우징(10a)으로의 조합 등을 간단하게 수행할 수 있음과 동시에, 부품 개수를 삭감할 수 있다. 또한, 제 2 밸브체(22)나 그 외의 부분에 교환 등의 필요성이 생기거나 관리가 필요하게 되었을 때에, 유닛 전체를 하우징(10a)으로부터 간단하게 떼어낼 수 있다.

이상의 구성에 따른 서모스탯(10)을 구비한 2계통 냉각장치(1)에 따르면, 저온시에는, 제 1 밸브체(21)에 의한 메인 밸브가 닫혀 있어, 엔진의 실린더 헤드(2A)로부터의 냉각수가, 통로(6), 바이패스 통로(7), 서모스탯(10)의 제 1 제어실(23)을 통하여 통로(9b)로부터 워터 펌프(9)로 공급되며, 아울러 이 워터 펌프(9)에 의해 통로(9a)로부터 실린더 헤드(2A) 내의 냉각수 통로(3)로 공급되게 된다.

이 상태에서 냉각수 온도가 어느 일정한 온도가 되면, 서모스탯 본체(20) 내의 왁스 엘레멘트 등이 팽창하여, 제 1 밸브체(21)가 열리고, 라지에이터(5)로부터의 냉각수가 제 1, 제 2 통로(11, 12)에 의한 제 1 제어실(23)로 유입하여, 냉각수량이 늘어남과 동시에, 이 때 제 1 밸브체(21)와 마찬가지로 제 2 밸브체(22)도 아랫쪽으로 리프트되어 소정의 위치에서 열리기 때문에, 워터 펌프(9)로부터 통로(9c, 9d)를 통하여 실린더 블럭(2B)의 냉각수 통로(4)에도 흐르게 된다.

그리고, 이 때에 있어서, 제 2 밸브체(22)의 밸브가 열리는 타이밍을, 피스톤 로드(20a)의 리프트양에 따라 설정 가능하기 때문에, 밸브가 열리는 타이밍을 소요의 타이밍으로 설정함으로써, 실린더 블럭(2B) 내에서의 온도 상승을 적절하게 조정하여, 실린더 블럭 벽면 온도를 상승시켜 연비 향상을 도모할 수 있는 것이다.

도 3과 도 4a 및 4b는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 것으로, 이 실시예에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 구획 부재가 되는 관형상 슬리브(31)의 형상을 변경한 예이다.

즉, 이 관형상 슬리브(31)는, 피스톤 로드(20a)를 축선 방향의 소정 길이에 걸쳐 활주 운동 가능하게 유지하는 유지부로서 기능하는 관통부(31a)를 갖는 형상을 가지며, 드로잉 가공 등으로 형성되어 있다. 이러한 축선 방향에서의 소정 길이에 걸친 유지부로서 기능하는 관통부(31a)는, 피스톤 로드(20a)나 제 2 밸브체(22)(여기에서는 평판 형상 밸브체를 예시하고 있다)가 축이동을 일으키지 않도록 축이동 방지부로서의 기능을 구비하고 있다. 또한, 이러한 관통부(31a)에, 활주 운동 수단이나 밀봉재를 적절하게 구비하는 것은 상술한 실시예와 마찬가지이다.

또한, 이 관형상 슬리브(31)에 있어서의 소통홀(31b)의 예로서, 도 4a에 나타낸 작은 구멍이나 도 4b에 나타낸 긴 홈을 예시하고 있다.

또한, 도시는 하고 있지 않지만, 제 2 밸브체(22)의 외주 가장자리에 고무 등의 활주 운동 수단을 부설하여도 좋다는 것은 말 할 것도 없다.

또한, 본 발명은 상술한 각 실시예에서 설명한 구조에 한정되지 않으며, 2계통 냉각장치(1)나 이에 이용하는 서모스탯(10)을 비롯한 각 부의 형상, 구조 등을 적절히 변형, 변경할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 도 2에 나타내는 냉각장치(1)에 있어서, 워터 펌프(9) 등의 배설 위치를 적절하게 변경하는 것은 자유이며, 또한 각 부 통로의 레이 아웃도 자유롭게 변형하여 조합시킬 수 있는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 있어서의 2계통 냉각장치용 서모스탯에 따르면, 종래부터 있던 메인 밸브의 리프트에 맞추어 바텀측에 설치한 바이패스 밸브가 통로를 닫는 서모스탯의 기구를 개량하여, 실린더 헤드측의 통로를 개폐 제어하기 위한 제 1 밸브체의 밸브가 닫힐 때에는, 실린더 블럭측의 통로를 개폐 제어하기 위한 제 2 밸브체는 닫히며, 제 1 밸브체측의 밸브가 열릴 때에는, 피스톤 로드가 소정량 리프트되는 것에 맞추어, 제 2 밸브체가 열리도록 구성할 수 있기 때문에, 2계통의 냉각수 통로에서의 냉각수의 제어를 각각 요구되는 타이밍에 의해 소요의 상태로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제 1 제어실과 제 2 제어실이 서로 소통하지 않도록 구획하고, 2계통의 냉각수 통로를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 각 통로에 서로 다른 온도의 냉각수를 흐르게 할 수 있어, 엔진 헤드의 조기 난기(暖機)에 공헌할 수 있다. 따라서, 2계통 냉각장치에 있어서, 2계통으로의 냉각수의 유량을 1개의 서모스탯으로 간단하며 확실하게 수행할 수 있으며, 또한 구성 부품 개수도 적어, 장치 전체의 소형화나 비용 절감을 도모할 수 있다. 아울러, 엔진 헤드와 블럭의 냉각수로에 한정되지 않고, 각 종 독립된 복수의 냉각수로의 제어에 사용할 수 있다. 예를 들면, 히터와 엔진 블럭의 냉각수 통로나 V형 엔진의 두 개로 나뉘어진 블럭의 냉각수 통로 등에 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 구획 부재로서 관형상 슬리브를 이용하여, 그 내부에 제 2 밸브체를 활주 운동 가능하게 설치함으로써, 슬리브를 내설하는 케이스체측에 제 2 밸브체가 직접 접촉하지 않기 때문에, 이 밸브체의 마모나 긁힘 등의 염려가 없으며, 동작상에서의 신뢰성을 확보할 수 있다. 그리고, 이 점에서, 서모스탯을 부설하는 케이스체 부분을, 예를 들어 엔진 블럭으로 바꿀 수도 있어, 소위 빌트인 구조를 채용하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명에 따르면, 서모스탯의 유닛화가 가능하여, 엔진 블럭 등의 케이스체측과는 관계없이 교환 가능하기 때문에, 취급이 간단하고, 조립성이 우수함과 동시에, 관리나 수리 등도 용이하게 수행할 수 있어, 관리 비용 면에서도 유리하다는 등의 이점도 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제 1 밸브체를 설치한 프레임 부분과는 별도로, 제 2 밸브체를 갖는 관형상 슬리브 등의 구획 부재 부분에서도 케이스체측에 유지시킨 상태로 배설되기 때문에, 축에서 벗어나기 어려운 구조가 되어, 동작상에서의 신뢰성도 우수하다.

또한, 본 발명에 따르면, 피스톤 로드나 제 2 밸브체의 축선 방향의 길이를 적절하게 변경하여, 관형상 슬리브와의 사이에서의 개폐 타이밍을 변경함으로써, 제 1 밸브체가 열리는 시기와 제 2 밸브체가 열리는 시기를 임의의 타이밍으로 어긋나게 할 수 있다. 따라서, 2계통에서의 냉각수의 제어를 각각 임의의 타이밍으로 수행하는 것이 간단하게 조정 가능하여, 각종 요구에 대응할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 제 2 밸브체의 외주 부분에, 관형상 슬리브에 대한 활주 운동 수단으로서 고무 등을 부착하면, 제 2 밸브체의 활주 운동성, 아울러 이 활주 운동 부분의 밀봉성이 향상되기 때문에, 제 2 밸브체에서의 냉각수 제어를 보다 한층 확실하게 수행할 수 있다는 이점도 있다.

Claims (8)

1. 자동차용 엔진의 독립된 2계통의 냉각수 순환로를 갖는 냉각장치에 이용되며, 냉각수의 온도 변화에 따라 열팽창, 수축하는 열팽창체를 내장하고, 상기 열팽창체의 체적 변화에 따라 진퇴 운동하는 피스톤에 의해 밸브체의 개폐를 수행하는 서모스탯에 있어서, 제 1 통로와 이 제 1 통로에 상시 소통되어 있는 제 2 통로를 가짐과 동시에, 상기 제 1, 제 2 통로에 선택적으로 접속되는 제 3 통로를 가지며, 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때는 제 3 통로의 소통을 차단하도록 밸브의 폐쇄 상태를 유지하고, 냉각수 온도가 상기 소정 온도를 넘었을 때에 밸브를 여는 제 1 밸브체와, 제 4 통로와 이 제 4 통로에 선택적으로 소통되는 제 5 통로를 가지며, 상기 제 4, 제 5 통로를 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때는 제 1 밸브체와 연속 동작하여 차단하도록 밸브를 닫고, 소정 온도 이상이 되었을 때는 제 1 밸브체와 연속 동작하여 밸브를 여는 제 2 밸브체와, 상기 제 1 밸브체를 갖는 제 1 제어실과 상기 제 2 밸브체를 갖는 제 2 제어실이 서로 소통하지 않도록 밀봉하는 구획 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2계통 냉각장치용 서모스탯.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구획 부재는, 제 2 밸브체를 내부에 포함하는 관형상 슬리브에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 2계통 냉각장치용 서모스탯.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 관형상 슬리브는, 상기 제 1 밸브체를 유지하는 프레임과 일체적으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 2계통 냉각장치용 서모스탯.
4. 제 2항 또는 3항에 있어서,

   상기 관형상 슬리브는, 조종(釣鐘) 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하는 2계통 냉각장치용 서모스탯.
5. 제 2항 또는 3항에 있어서,

   상기 관형상 슬리브는, 상기 팽창체를 수납한 케이스의 소정부에 장착된 피스톤 로드를 축선 방향의 소정 길이에 걸쳐 활주 운동 가능하게 유지하는 유지부로서 기능하는 관통부를 갖는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2계통 냉각장치용 서모스탯.
6. 제 4항 또는 5항에 있어서,

   상기 관형상 슬리브는, 제 2 밸브체가 내부에서 활주 운동 동작하여 밸브가 열렸을 때에, 제 4 통로와 제 5 통로를 소통시키는 소통홀을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2계통 냉각장치용 서모스탯.
7. 제 2항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 관형상 슬리브는, 상기 피스톤 로드의 유지부에 밀봉 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2계통 냉각장치용 서모스탯.
8. 제 2항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 2 밸브체는, 관형상 슬리브에 활주 접촉하는 부분에 활주 운동 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2계통 냉각장치용 서모스탯.