KR20190040230A - 열 액추에이터 및 밀봉 요소 조립 방법 - Google Patents

열 액추에이터 및 밀봉 요소 조립 방법 Download PDF

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키어파트 오토모티브 파칼라리 사나이 베 티카렛 에이. 에스
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Abstract

본 발명은 내연 기관의 냉각 순환 회로에 사용되며, 원통형 몸체(11); 상기 원통형 몸체(11)에 고정된 밸브(30); 상기 몸체(11)의 연장 부에 돌출 형태로 구현된 계단형 직경 부(12); 상기 계단형 직경 부(12) 근처에 위치되며 밀봉을 제공하는 고리형 개스킷(20)을 포함하는 열 액추에이터(10)에 관한 것으로서, 상기 개스킷(20)은 계단형 직경 부(12)의 하부 표면(122) 상에서 멈추는 하부 립(23); 상기 계단형 직경 부(12)의 측면(121)을 향해 연장되는 상부 립(21); 상기 하부 립(23)과 상기 상부 립(21) 사이에서 연장되는 접촉 너클(22)를 포함하고; 본 발명의 열 액추에이터(1)는 상기 밸브(30)는 세로 방향으로 몸체(11)를 둘러싸는 방식으로 연장되며, 상기 밸브(30)와 상기 계단형 직경 부(12) 사이에서 상기 개스킷(20)을 조이고 압착하는 방식으로 상기 원통형 몸체(11) 상에 수축-끼워 맞춤으로 고정되는 홀더 부(31)를 구비하는 밸브(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열 액추에이터 및 밀봉 요소 조립 방법
본 발명은 내연 기관의 냉각 순환 회로에 사용되는 열 액추에이터의 밀봉 요소의 조립 방법 및 상기 방법으로 얻어진 열 액추에이터에 관한 것이다.
본 기술 분야에서, 밀봉 개스킷을 고정하기 위해, 개스킷 채널이 시트 프레스 공정에 의해 열 액추에이터의 밸브 상에 형성되고, 밀봉 요소가 상기 채널에 배치된 후에, 채널이 추가적인 공정에 의해 부분적으로 밀폐되거나 또는 밀봉 요소가 밀봉 요소의 제거를 방지하는 방식으로 개스킷 채널 내부에서 압축된다. 발명 US5603585 및 US669872082에서, 이 방법이 설명된다. 이 방법에서, 밀봉 요소의 밸브 하우징에 대한 접촉 표면이 좁기 때문에, 밀봉 요소는 밀봉 표면상의 평면 오차를 보상하는데 열악하다.
또 다른 자주 사용되는 방법은 시트 또는 플라스틱 재질의 밸브가 오버 몰딩 방법에 의해 엘라스토머 재질의 밸브 안착 표면과 접촉하게 될 표면들을 코팅하는 것이다. 오버 몰딩 공정에 의한 밸브상의 엘라스토머 코팅은 비용이 많이 드는 공정이며, 동시에 냉각하는 액체에 존재하는 화학 물질이 엔진에 유입되어 밸브로부터 엘라스토머 물질의 분리를 야기하기 때문에 신뢰성이 없다.
US2015316165(A1)에서는; 열전 소자 및 열 밸브가 개시된다. 이는 간단한 내부 구조로 신뢰할 수 있는 작동이 이루어지고, 오염 물질이 끼어들 위험이 없다. 열전 소자는 케이싱, 장착 부, 샤프트, 열 민감성 매체, 및 열 민감성 매체가 팽창할 때 샤프트를 케이싱 내로 끌어당기기 위한 밀봉 부재를 포함한다. 상기 열 밸브는 열전 소자의 샤프트에 연결된 밸브 몸체와 상기 밸브 몸체가 안착/분리될 수 있는 안착 부를 포함하는 몸체를 포함한다.
US2008135633A1에서는; 서모스탯 밸브 장치가 개시된다. 이는 메인 밸브의 메인 밸브 부재가 스프링에 의해 메인 밸브 시트에 대항하여 압축될 수 있는 하우징에 이동 가능하게 장착되는 내연 기관의 냉각 회로용 서모스탯 밸브 장치이고, 바이패스 밸브의 바이패스 밸브 부재는 하우징내의 바이패스 밸브 시트와 동시 동작하도록 제공되고, 팽창 요소(DWE)의 제1 섹션은 하우징에 고정된 접합부와 함께 작동하고, 제2 섹션은 메인 밸브 부재 및 바이패스 밸브 부재와 함께 작동하여서, 메인 밸브 또는 바이패스 밸브가 선택적으로 밀폐 및/또는 개방되어, 라이에이터 또는 바이패스에 의해 내연 기관의 냉각 회로를 생성하고, 메인 밸브 시트는 하우징내에 원뿔형 시트 표면에 의해 형성되고; 메인 밸브 부재는 축 방향으로 이격된 피스톤 형태의 바이패스 밸브 부재를 갖는 밸브 유닛을 형성하고, 팽창 요소의 다른 말단이 하우징의 접합부에 의해 지지되는 동안, 밸브 유닛은 축 방향으로 고정되는 방식으로 일측 방향의 축 방향 리세스내에 팽창 요소를 수용하고, 밸브 유닛은 가이드 부품내에 변위 가능하고 축 방향으로 가이드되며, 이는 하우징, 밸브 유닛과 가이드 부품 사이에서 작동하는 밸브 스프링에 의해 축 방향으로 지지되며, 밸브 스프링이 메인 밸브 시트 및 밸브 유닛 및 함께 작동하는 멈춤부를 포함하는 가이드 부품의 방향으로 유닛을 바이어스하고, 그에 의해 서로 멀어지는 부분의 움직임이 제한되고, 피스톤 형태의 바이패스 밸브 부재가 가이드 부품의 중공형 원통형 부분과 함께 작동한다.
결과적으로, 전술한 모든 문제점으로 인해 관련 기술 분야에서 개선이 요구된다.
본 발명은 전술한 문제점을 제거하고 관련된 기술 분야에 새로운 이점을 가져 올 수 있는 열 액추에이터의 밀봉 요소의 조립 방법 및 이 방법에 의해 얻어진 열 액추에이터에 관한 것이다.
본 발명의 주요 목적은 밀봉이 증가된 열 액추에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 밀봉 요소의 사용 수명이 증가된 열 액추에이터를 제공하는 것이다.
하기의 상세한 설명으로부터 추론되어야 할 상기 목적들 모두를 실현하기 위해, 본 발명은 내연 기관의 냉각 순환 회로에 사용하기 위한 열 액추에이터를 제공하고, 상기 열 액추에이터는 원통형 몸체, 상기 몸체의 연장 부에서 돌출 형태로 구현되는 계단형 직경 부, 상기 계단형 직경 부 근처에 위치되며 밀봉을 제공하는 고리형 개스킷을 포함한다. 따라서, 본 발명은 상기 개스킷이 계단형 직경 부의 하부 표면에서 멈추는 하부 립; 상기 계단형 직경 부의 측면을 향해 연장되는 상부 립; 상기 하부 립과 상기 상부 립 사이에서 연장되고 연결 부에서 멈추는 접촉 너클을 포함하는 것을 특징으로 한다; 본 발명의 열 액추에이터는 내부 갭을 가지며, 밸브와 계단형 직경 부 사이에서 개스킷을 조이고 압착하는 방식으로 몸체에 수축-끼움 맞춤으로 고정되는 제 2 샤프트 개구를 갖는 밸브를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 밸브는 스테이지형 단차 형태로 구현된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 밸브는 몸체를 적어도 부분적으로 둘러싸는 방식으로 배치된 접촉 표면을 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 밸브는 하부 표면을 향해 압력을 가함으로써, 하부 립에 제공되는 안착 표면을 압축하는 프레스 부를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 밸브는 연결 부를 향해 압력을 가함으로써 접촉 너클을 압축하는 그랩 부를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 밸브는 상기 측면을 향해 압력을 가함으로써 상부 립에 제공된 ?춤 표면을 압축하는 멈춤 부를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 개스킷의 상부 립의 직경은 상기 개스킷의 하부 립의 직경보다 크다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 개스킷은 상부 립과 하부 립 사이에 스테이지 형태의 단차를 포함한다.
하기의 상세한 설명으로부터 추론되어야 할 상기 목적들 모두를 실현하기 위해, 본 발명은 상기 열 액추에이터의 제조 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명은 하기 단계를 포함한다:
(a) 본체에 개스킷을 위치시킴으로써, 개스킷 상에 제공된 하부 립이 계단형 직경 부의 하부 표면 상에 멈추도록 하며, 개스킷 상에 제공된 상부 립이 계단형 직경 부의 측면을 향해 연장되며; 상기 하부 립과 상기 상부 립 사이에서 연장되는 접촉 너클이 연결 부에서 멈추도록 하는 단계,
(b) 밸브와 계단형 직경 부 사이에서 개스킷을 압착 및 압축하는 방식으로 밸브를 몸체에 수축-끼워 맞춤 방식으로 고정하는 단계.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 단계 (b)에서, 상기 밸브는 상기 밸브에 구현된 접촉 표면을 통해 몸체를 적어도 부분적으로 둘러싸는 방식으로 수축-끼워 맞춤으로 고정된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 단계 (b)에서, 상기 밸브에 제공된 프레스 부는 상기 하부 표면을 향해 압력을 가함으로써 상기 하부 립을 압축한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 단계 (b)에서, 상기 밸브에 제공되는 그랩 부는 상기 연결 부를 향해 압력을 가함으로써 상기 접촉 너클을 압축한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 단계 (b)에서, 상기 밸브에 제공된 멈춤 부는 상기 측면을 향해 압력을 가함으로써 상기 상부 립에 제공된 ?춤 표면을 압축한다.
도 1은 열 액추에이터의 대표적인 분해도이다.
도 2는 열 액추에이터의 대표적인 단면도이다.
도 3은 개스킷 단면의 대표적인 개략도이다.
도 1을 참조하면, 밸브(30)는 상기 열 액추에이터(10) 상에 위치되고, 밀봉을 제공하기 위해 개스킷(20)이 상기 밸브(30)와 상기 열 액추에이터(10) 사이에 위치된다. 열 액추에이터(10)는 일반적으로 원통형 구조를 가지며, 몸체(11); 상기 몸체(11)의 연장 부에 돌출 형태로 구현된 계단형 직경 부(12); 상기 계단형 직경 부(12)의 연장 부에서 계단형 직경 부(12)와 비교할 때, 적어도 부분적으로 더 좁은 직경을 가지고, 그리고 계단형으로 구현된 커버(13); 및 상기 커버(13)의 내부에 제공된 구멍을 통과하는 방식으로 상기 몸체(11)를 통해 외측으로 연장되는 얇은 샤프트(14)를 포함한다. 계단형 직경 부(12)는 몸체(11)의 연장 부에서 커버(13)를 둘러싸는 방식으로 배치되어, 몸체(11)의 연장 부에서 커버(13)에 하우징을 형성하고, 하우징 내부의 커버(13)를 구속한다. 몸체(11)와 대향하는 계단형 직경 부(12)의 측면에는 하부 표면(122)이 있고, 외측을 향하는 측면으로부터는 측면(121)이 있고, 상기 하부 표면(122)과 측면(121) 사이에서 만곡지게 연장하는 접촉 부(123)가 있다.
상기 개스킷(20)은 엘라스토머 재료로 제조된다. 개스킷(20)은 상부 립(21); 하부 립(23); 및 상기 상부 립(21)과 상기 하부 립(23) 사이에 위치된 접촉 너클(22)을 포함한다. 하부 립(23)과 상부 립(21)은 서로에 대해 스테이지형 단차 구조로 구현된다. 개스킷(20)은 환형 구조를 갖는다. 개스킷(20)은 하부 립(23), 접촉 너클(22) 및 상부 립(21)에 의해 둘러싸인 제1 샤프트 홀(24)을 포함한다. 상부 립(21)은 계단형 직경 부(12)의 측면(121)과 접촉하는 부분에 ?춤 표면(211)을 포함한다. 하부 립(23)은 플랜지(12)의 하부 표면(122)과 접촉하는 부분에 안착 표면(231)을 포함한다.
상기 밸브(30)는 스테이지형 단차식 환형으로 구현된다. 밸브(30)는 바람직하게는 재료를 포함하는 금속으로 제조된다. 밸브(30)에는 몸체(11)를 세로 방향으로 둘러싸는 방식으로 연장되는 홀더 부(31)가 형성되고, 상기 홀더 부(31)의 내면에는 본체(11) 측면과 대향하는 접촉 표면(32)이 있다. 홀더 부(31)의 연장 부에는 홀더 부(31)에 대해 소정의 각도를 이루는 방식으로 구현된 프레스 부(33)가 형성되어 있다. 프레스 부(33)는 열 액추에이터(10)에서 계단형 직경 부(12)의 하부 표면(122)을 향해 압력을 가함으로써 개스킷(20)의 하부 립(23)을 압축한다. 프레스 부(33)의 연장 부에는 프레스 부(33)와 소정의 각도를 이루는 그랩 부(34)가 형성되어있다. 그랩 부(34)는 접촉 부(123)를 향해 압력을 가함으로써 열 액추에이터(10)에서 개스킷(20)의 접촉 너클(22)을 압축한다. 그랩 부(34)의 연장 부에는, 그랩 부(34)와 소정 각도를 이루도록 구현된 멈춤 부(35)가 있다. 개스킷(20)의 적어도 상부 립(21)은 멈춤 부(35) 상에 안착된다. 따라서, 상부 립(21)은 밸브(30)에 의해 압축되는 것이 방지되고, 외측 및/또는 하방으로 펴지는 것이 방지되고, 상부 립(21)은 계단형 직경 부(12)의 측면(121)을 그랩한다. 밸브(30)의 중앙부에 형성되며 접촉 표면(32)에 의해 둘러싸인 제2 샤프트 개구(36)가 있다.
밀봉을 제공하기 위해 내연 기관의 냉각 순환 회로에 사용되는 열 액추에이터(10) 상에 개스킷(20)의 배치 내지 설치를 제공하며, 개스킷(20)의 위치 고정을 제공하기 위해, 다음의 단계들이 밸브(30)의 설치를 위해 각각 적용된다.
a) 개스킷(20)을 열 액추에이터(10)에 위치시키는 단계
몸체(11)는 개스킷(20)에 제공된 제1 샤프트 홀(24)을 통과하고, 개스킷은 계단형 직경 부(12)에 저항하는(resisting) 방식으로 열 액추에이터(10) 상에 배치된다. 배치가 완료되면, 상부 립(21)은 계단형 직경 부(12)의 측면(121)을 둘러싸고, 하부 립(23)은 계단형 직경 부(12)의 하부 표면을 둘러싸고, 따라서, 계단형 직경 부(12)은 개스킷(20)의 계단형 구조에 안착된다.
b) 밸브(30)를 열 액추에이터(10)에 위치시키는 단계
밸브(30)는 계단형 직경 부(12)과 밸브(30) 사이에서 개스킷(20)을 압축 및 압착하는 방식으로 열 액추에이터(10)의 개스킷(20) 뒤에 배치된다. 몸체(11)는 밸브(30)의 제2 샤프트 개구(36)를 통과하여 열 액추에이터(10) 상에 배치된다. 밸브(30)는 수축-끼움 공차를 가진 열 액추에이터(10)의 몸체(11) 직경 까지 두드려지게 되고(hammered), 밸브(30)는 몸체(11) 직경의 정확한 위치에 놓인다. 이에 의해, 개스킷(20)은 밸브(30)와 열 액추에이터(10)의 계단형 직경 부(12) 사이에서 조여지고 고정되고, 상부 립(21) 프로파일은 밀봉 특성을 얻는다.
밸브(30)가 개스킷(20)을 압축함에 따라, ?춤 표면(211) 전체가 계단형 직경 부(12)에 제공된 측면(211)과 접촉한다. 유사한 방식으로, 상기 프레스 부(33)가 상기 하부 립(23)을 상기 플랜지(12)의 하부 표면(122)쪽으로 푸시하고 있는 동안, 상기 그랩 부(34)는 상기 접촉 너클(22)을 상기 계단형 직경 부(12)쪽으로 푸시 및 압축한다. 이것에 의해, 안착 표면(231) 전체가 하부 표면(122)과 접촉하고, 동시에 열 액추에이터(10)와 대면하는 개스킷(20)의 표면 전체가 계단형 직경 부(12)를 단단히 둘러싸서, 그 사이에 갭이 존재하지 않게 한다. 밸브(30)를 수축-끼워 맞춤 방식으로 열 액추에이터(10)에 설치시킴으로써, 임의의 압력으로 인해 밸브(30)의 역-미끄러짐이 방지된다. 또한, 타이트한 해머링 후의 밸브(30)의 축 위치에 의해, 반경 방향 압축과 축 방향 압축 양자 모두가 제공된다. 따라서, 개스킷(20)이 계단형 직경 부(12) 및 밸브(3)와 접촉하는 구역에서, 오염물에 대한 노출이 방지되고, 지지되지 않은 방식으로 개스킷(20)이 한쪽으로 구부러지는 것이 방지된다. 따라서, 개스킷(20)의 사용 수명이 증가되고, 이에 따라 밀봉 구조를 갖는 열 액추에이터(10)의 사용 수명 또한 증가된다.
10 열 액추에이터
11 몸체
12 계단형 직경 부
121 측면
122 하부 표면
123 접촉 부
13 커버
14 얇은 샤프트
20 개스킷
21 상부 립
211 멈춤 표면
22 접촉 너클
23 하부 립
231 안착 표면
24 제1 샤프트 홀
30 밸브
31 홀더 부
32 접촉 표면
33 프레스 부
34 그랩 부
35 멈춤 부
36 제1 샤프트 개구

Claims (12)

  1. 내연 기관의 냉각 순환 회로에 사용되며, 원통형 몸체(11); 상기 원통형 몸체(11)에 고정된 밸브(30); 상기 몸체(11)의 연장 부에 돌출 형태로 구현된 계단형 직경 부(12); 상기 계단형 직경 부(12) 근처에 위치되며 밀봉을 제공하는 고리형 개스킷(20)을 포함하는 열 액추에이터(10)에 있어서,
    상기 개스킷(20)은 계단형 직경 부(12)의 하부 표면(122) 상에서 멈추는 하부 립(23); 상기 계단형 직경 부(12)의 측면(121)을 향해 연장되는 상부 립(21); 상기 하부 립(23)과 상기 상부 립(21) 사이에서 연장되는 접촉 너클(22)를 포함하고; 상기 밸브(30)는 세로 방향으로 몸체(11)를 둘러싸는 방식으로 연장되며, 상기 밸브(30)와 상기 계단형 직경 부(12) 사이의 상기 개스킷(20)을 조이고 압착하는 방식으로 상기 원통형 몸체(11) 상에 수축-끼워 맞춤으로 고정되는 홀더 부(31)를 더 구비하고, 상기 개스킷(20)은 상기 상부 립(21)과 상기 하부 립(23) 사이에 스테이지 형태의 단차를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브(30)는 스테이지형 단차 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브(30)는 상기 몸체(11)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 방식으로 배치된 접촉 표면(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브(30)는 상기 하부 표면(122)을 향해 압력을 가함으로써, 상기 하부 립(23) 상에 제공되는 안착 표면(231)을 압축하는 프레스 부(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브(30)는 연결 부(123)를 향해 압력을 가함으로써, 상기 접촉 너클(22)을 압축하는 그랩 부(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10).
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브(30)는 상기 측면(121)을 향해 압력을 가함으로써, 상기 상부 립(21) 상에 제공되는 ?춤 표면(211)을 압축하는 멈춤 부(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10).
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 개스킷(20)의 상부 립(21)의 직경은 상기 개스킷(20)의 하부 립(23)의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10).
  8. 제 1 항에 따른 열 액추에이터(10)에 밀봉을 제공하기 위한 개스킷(20)의 조립 방법에 있어서,
    (a) 본체(10)에 개스킷(20)을 위치시킴으로써, 개스킷(20)에 제공된 하부 립(23)이 계단형 직경 부(12)의 하부 표면(122) 상에 멈추도록 하며; 상기 개스킷(20)에 제공된 상부 립(21)이 상기 계단형 직경 부(12)의 측면(121)을 향해 연장되며; 상기 하부 립(23)과 상기 상부 립(21) 사이에서 연장되는 접촉 너클(22)이 연결 부(123) 상에 멈추도록 하는 단계, 및
    (b) 밸브(30)와 계단형 직경 부(12) 사이의 개스킷(20)을 압착 및 압축하는 방식으로 밸브(30)를 몸체(11)에 수축-끼워 맞춤으로 고정하는 단계,
    를 포함하는 열 액추에이터(10)에 밀봉을 제공하기 위한 개스킷(20)의 조립 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서, 상기 밸브(30)는 상기 밸브(30)에 구현된 접촉 표면(32)을 통해 상기 몸체(11)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 방식으로 수축-끼워 맞춤으로 고정되는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10)에 밀봉을 제공하기 위한 개스킷(20)의 조립 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서, 상기 밸브(30)에 제공되는 프레스 부(33)는 하부 표면(122)을 향해 압력을 가함으로써, 상기 하부 립(23)을 압축하는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10)에 밀봉을 제공하기 위한 개스킷(20)의 조립 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서, 상기 밸브(30)에 제공된 그랩 부(34)는 연결 부(123)를 향해 압력을 가함으로써, 상기 접촉 너클(22)을 압축하는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10)에 밀봉을 제공하기 위한 개스킷(20)의 조립 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서, 상기 밸브(30)에 제공된 멈춤 부(35)는 측면(121)을 향해 압력을 가함으로써, 상부 립(21) 상에 제공되는 멈춤 표면(211)을 압축하는 것을 특징으로 하는 열 액추에이터(10)에 밀봉을 제공하기 위한 개스킷(20)의 조립 방법.
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