KR20190122998A - 차량의 서모스탯 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 차량의 차량의 서모스탯은, 냉각수가 경유되는 내부공간을 갖는 하우징과, 상기 하우징에 냉각수를 유입시키는 통로인 유입구; 상기 하우징으로부터 냉각수를 유출시키는 통로인 유출구와, 상기 하우징을 상기 유입구와 연통되는 공간과 상기 유출구와 연통되는 공간으로 구획하도록 구비되는 파티션과, 상기 하우징의 구획된 두 공간을 연통하도록 상기 파티션에 천공된 연통홀과, 상기 유출구와 연통되는 공간에 배치되는 스프링과, 상기 스프링의 일단을 지지하도록 상기 하우징에 고정되는 스프링 상판과, 상기 스프링의 타단을 지지하도록 상기 파티션과 스프링 상판의 사이에 배치되고, 상기 스프링이 미는 힘에 의해 상기 연통홀을 폐쇄하도록 상기 파티션에 접촉되는 스프링 하판과, 상기 하우징에 고정되도록 상기 유입구와 연통되는 공간에 배치되고, 온도에 따라 팽창 및 수축하는 왁스가 충전되는 내부공간을 가지며, 상기 유입구와 연통되는 공간에 유입된 냉각수의 열을 상기 왁스에 전달하는 왁스 챔버와, 상기 스프링 하판과 함께 움직이도록 일단이 상기 스프링 하판에 연결되고, 타단이 상기 왁스 챔버를 관통하여 상기 왁스가 충전된 공간에 삽입되는 작동 로드와, 상기 하우징의 외측에서 상기 왁스 챔버를 덮어 밀폐하도록 구비되는 캡을 포함할 수 있다.

Description

차량의 서모스탯{THERMOSTAT FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 서모스탯에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계식 서모스탯 및 전자식 서모스탯의 단점을 보완한 차량의 서모스탯에 관한 것이다.

일반적으로, 서모스탯은 온도를 자동적으로 조절하는 장치를 말하며, 여러 가지 기기에 널리 사용되고 있다. 특히, 자동차용 서모스탯은 엔진의 온도를 조절하기 위하여 엔진의 냉각계통에 제공된다.

이러한 자동차용 서모스탯은 엔진 시동 후에 냉각수가 빠르게 가열되도록 냉각수의 온도가 80℃ 전후로 될 때까지 엔진으로부터 라디에이터로 냉각수가 방출되지 않도록 기능한다. 나아가, 상기 자동차용 서모스탯은 냉각수의 온도가 높아지면 라디에이터로 흐르는 냉각수의 양이 많아지도록 기능한다. 즉, 상기 자동차용 서모스탯은 엔진과 라디에이터 사이에 설치되고, 냉각수의 온도변화에 따라 선택적으로 개폐되는 밸브로서 엔진 및 라디에이터에 공급되는 냉각수의 양을 조절함으로써 냉각수를 적정 온도로 유지하여 궁극적으로 엔진의 온도를 조절하도록 기능한다.

종래에는 온도의 영향에 따른 왁스의 팽창에 의한 힘이 플런저에 전달되어 밸브의 개폐 변위를 일으키는 구조를 가진 기계식 서모스탯이 주로 사용되었다. 하지만, 이러한 기계식 서모스탯은 단순히 설정된 온도에서만 밸브를 개폐하는 방식이기 때문에 자동차의 주행조건에 따라 가변적으로 작동하기가 어려울 수 있다.

따라서, 최근에는 차동차의 주행조건에 따라 가변적으로 작동하기가 용이한 전자식 서모스탯이 상기 기계식 서모스탯 대신에 적용되고 있다. 한편, 상기 전자식 서모스탯의 밸브가 개방되는 온도는 연비 개선을 위하여 상기 기계식 서모스탯과 비교하여 높게 설정된다. 따라서, 엔진의 노킹(knocking) 현상이 발생되는 빈도가 높아지고, 안정적인 주행조건에서 엔진이 과도하게 냉각되는 등에 따른 연비 악화를 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 기계식 작동 및 전자식 작동을 모두 수행할 수 있는 차량의 서모스탯을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 서모스탯은, 엔진을 냉각하는 냉각수의 흐름을 통제하는 차량의 서모스탯으로서, 냉각수가 경유되는 내부공간을 갖는 하우징과, 상기 하우징에 냉각수를 유입시키는 통로인 유입구; 상기 하우징으로부터 냉각수를 유출시키는 통로인 유출구와, 상기 하우징을 상기 유입구와 연통되는 공간과 상기 유출구와 연통되는 공간으로 구획하도록 구비되는 파티션과, 상기 하우징의 구획된 두 공간을 연통하도록 상기 파티션에 천공된 연통홀과, 상기 유출구와 연통되는 공간에 배치되는 스프링과, 상기 스프링의 일단을 지지하도록 상기 하우징에 고정되는 스프링 상판과, 상기 스프링의 타단을 지지하도록 상기 파티션과 스프링 상판의 사이에 배치되고, 상기 스프링이 미는 힘에 의해 상기 연통홀을 폐쇄하도록 상기 파티션에 접촉되는 스프링 하판과, 상기 하우징에 고정되도록 상기 유입구와 연통되는 공간에 배치되고, 온도에 따라 팽창 및 수축하는 왁스가 충전되는 내부공간을 가지며, 상기 유입구와 연통되는 공간에 유입된 냉각수의 열을 상기 왁스에 전달하는 왁스 챔버와, 상기 스프링 하판과 함께 움직이도록 일단이 상기 스프링 하판에 연결되고, 타단이 상기 왁스 챔버를 관통하여 상기 왁스가 충전된 공간에 삽입되는 작동 로드와, 상기 하우징의 외측에서 상기 왁스 챔버를 덮어 밀폐하도록 구비되는 캡을 포함할 수 있다.

상기 왁스가 설정온도 이상 가열될 때에 팽창하여 상기 작동 로드를 밀면, 상기 연통홀이 개방되어 상기 유입구를 통하여 상기 하우징에 유입된 냉각수가 상기 유출구를 통하여 유출될 수 있다.

상기 차량의 서모스탯은 상기 스프링 하판으로부터 돌출되어 상기 스프링이 배치된 위치에서 이탈되지 않도록 기능하며, 상기 스프링의 팽창 및 수축 방향을 가이드 하는 스프링 가이드를 더 포함할 수 있다.

상기 유입구는 상기 하우징에 일체로 형성될 수 있다.

상기 유출구는 상기 하우징에 일체로 형성될 수 있다.

상기 파티션은 상기 하우징에 일체로 형성될 수 있다.

상기 작동 로드는 상기 스프링 하판에 일체로 형성될 수 있다.

상기 차량의 서모스탯은 상기 유입구에 구비되어 상기 유입구와 연통되는 공간에 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.

상기 차량의 서모스탯은 상기 온도센서가 감지한 냉각수의 온도에 따라 선택적으로 전원을 인가 받아 열 에너지를 생성하도록 상기 온도센서와 연결되는 히터를 더 포함할 수 있다.

상기 캡은 상기 히터와 연결되는 커넥터이고, 상기 히터에서 생성된 열 에너지를 상기 왁스에 전달할 수 있다.

상기 히터는 전원을 인가 받아 생성된 열 에너지에 의해 발열하는 발열부가 돌출된 형상이고, 상기 커넥터는 상기 발열부를 수용하는 수용부가 형성된 형상일 수 있다.

상기 히터와 상기 커넥터의 연결을 해제하면, 상기 왁스 챔버를 통하여 전달된 냉각수의 열에 따라 상기 왁스가 팽창 및 수축하는 기계식으로만 작동될 수 있다.

상기 왁스 챔버 및 상기 커넥터는 열전도성 물질일 수 있다.

상기 왁스가 상기 왁스 챔버를 통하여 전달받은 열에 의해 팽창되는 시점의 냉각수의 설정온도를 제1 설정온도라 하고, 상기 왁스가 상기 커넥터를 통하여 전달받은 열에 의해 팽창되도록 상기 왁스를 가열하는 시점의 냉각수의 설정온도를 제2 설정온도라 할 때, 상기 제1 설정온도가 상기 제2 설정온도보다 낮게 설정된 상황에서 상기 왁스 챔버에 상기 제1 설정온도에는 반응 없이 상기 히터의 가열에 따라 팽창 및 수축하는 왁스가 충전되는 경우에 전자식으로만 작동될 수 있다.

상기 왁스가 상기 왁스 챔버를 통하여 전달받은 열에 의해 팽창되는 시점의 냉각수의 설정온도를 제1 설정온도라 하고, 상기 왁스가 상기 커넥터를 통하여 전달받은 열에 의해 팽창되도록 상기 왁스를 가열하는 시점의 냉각수의 설정온도를 제2 설정온도라 할 때, 상기 제1 설정온도가 상기 제2 설정온도보다 낮게 설정된 상황에서 상기 왁스 챔버에 상기 제1 설정온도에 반응하여 팽창하는 왁스가 충전되는 경우에 기계식 및 전자식으로 모두 작동될 수 있다.

상기 온도센서가 감지한 상기 하우징의 하측 공간에 유입된 냉각수의 온도가 상기 제2 설정온도 미만이지만 상기 제1 설정온도 이상인 경우에 상기 연통홀의 개방이 유지될 수 있다.

상기 파티션, 상기 스프링 상판, 및 상기 스프링 하판은 평행하게 배치되는 판 형상일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 냉각수가 경유하는 통로 및 작동을 구현하는 부분의 구성이 단순해짐으로써, 작동의 신뢰성이 향상될 수 있다.

또한, 기계식 및 전자식으로 각각 또는 함께 적용되는 것이 용이하여 범용성 및 호환성이 향상될 수 있다.

나아가, 구조가 간단하고, 기계식 및 전자식으로 호환이 용이하여 내구성이 향상되고, 대량생산의 원가가 절감될 수 있다.

더 나아가, 커넥터가 하우징의 외측에 장착되어 냉각수에 의한 고장이 미연에 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 서모스탯의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 서모스탯의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 차량의 서모스탯의 개방 상태를 보여주는 작동도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 서모스탯의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 서모스탯의 구성도이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 서모스탯 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 서모스탯의 폐쇄 상태를 보여준다. 또한, 상기 차량의 서모스탯(1, 2)은 일반적으로 라디에이터(도시하지 않음)를 통과한 냉각수가 경유되어 엔진(도시하지 않음)으로 유입되도록 또는 엔진을 통과한 냉각수가 경유되어 라디에이터로 유입되도록 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)의 설계에 따라 제공된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 서모스탯(1)은 하우징(10), 유입구(12), 유출구(14), 파티션(16), 스프링(20), 스프링 상판(22), 스프링 하판(24), 스프링 가이드(26), 왁스 챔버(30), 왁스(32), 캡(34), 및 작동 로드(38)를 포함한다.

상기 하우징(10)은 상기 서모스탯(1)의 몸체로서 상기 서모스탯(1)의 내부 장치들을 감싸는 케이스 역할을 하고, 냉각수가 일시적으로 머무르는 냉각수 챔버(chamber)로서 기능한다. 여기서, 상기 파티션(16), 스프링(20), 스프링 상판(22), 스프링 하판(24), 스프링 가이드(26), 왁스 챔버(30), 왁스(32), 및 작동 로드(38)는 상기 하우징(10)의 내부에 배치된다.

상기 유입구(12)는 상기 하우징(10)에 냉각수를 유입시키는 통로이다. 또한, 상기 유입구(12)는 상기 하우징(10)에 일체로 형성될 수 있다.

상기 유출구(14)는 상기 하우징(10)으로부터 냉각수를 유출시키는 통로이다. 또한, 상기 유출구(14)는 상기 하우징(10)에 일체로 형성될 수 있다.

상기 파티션(16)은 상기 하우징(10)의 내부를 상기 유입구(12)와 연통되는 하나의 공간과 상기 유출구(14)와 연통되는 다른 하나의 공간으로 구획하도록 구비된다. 또한, 상기 파티션(16)은 상기 하우징(10)에 일체로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 파티션(16)의 중앙부에는 상기 하우징(10)의 하나의 공간과 상기 하우징(10)의 다른 하나의 공간을 연통하도록 천공된 연통홀(16h)이 형성된다.

상기 스프링(20)은 상기 연통홀(16h)이 천공되는 방향으로 팽창 및 수축하도록 상기 하우징(10)의 다른 하나의 공간에 배치된다. 도면을 기준으로 상기 파티션(16)은 상기 하우징(10)을 상측 공간과 하측 공간으로 구획하고, 상기 연통홀(16h)이 천공되는 방향은 상하방향이며, 상기 스프링(20)은 상하방향으로 팽창 및 수축한다. 여기서, 상기 하우징(10)의 하나의 공간이 하측 공간이고, 상기 하우징(10)의 다른 하나의 공간이 상측 공간이다. 한편, 설명의 편의상 도면을 기준으로 상하방향을 정의하여 설명하기로 한다.

상기 스프링 상판(22)은 상기 스프링(20)의 상단을 지지하도록 상기 하우징(10)의 상단에 고정된다. 즉, 상기 스프링 상판(22)은 상기 파티션(16)과 평행하게 배치된다.

상기 스프링 하판(24)은 상기 스프링(20)의 하단을 지지하도록 배치된다. 또한, 상기 파티션(16), 상기 스프링 상판(22), 및 상기 스프링 하판(24)은 서로 평행하게 배치되는 판 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 스프링(20)의 상단이 지지되는 상기 스프링 상판(22)의 하면과 상기 스프링(20)의 하단이 지지되는 상기 스프링 하판(24)의 상면은 서로 대향한다. 나아가, 상기 스프링 하판(24)은 상기 스프링(20)이 미는 힘에 의해 상기 파티션(16)에 접촉된다. 이 때, 상기 스프링 하판(24)의 하면은 상기 연통홀(16h)을 폐쇄하도록 상기 파티션(16)에 지지된다. 즉, 상기 스프링 하판(24)의 하면은 상기 연통홀(16h)보다 크게 형성된다.

상기 스프링 가이드(26)는 상기 스프링 하판(24)의 상면에 형성된다. 또한, 상기 스프링 가이드(26)는 상기 스프링(20)이 배치된 위치에서 이탈되지 않도록 기능하며, 상기 스프링(20)의 팽창 및 수축 방향을 가이드 한다. 여기서, 상기 스프링(20)은 전체적인 형상이 중공의 원통형상과 유사한 코일 스프링일 수 있으며, 상기 스프링 가이드(26)는 그 중공에 삽입되도록 돌출될 수 있다.

상기 왁스 챔버(30)는 내부에 빈 공간을 갖는 박스 형상으로 형성되며, 상기 파티션(16)으로부터 하측으로 이격되어 배치된다. 또한, 상기 왁스 챔버(30)의 하단은 상기 하우징(10)의 하단에 고정된다.

상기 왁스(32)는 상기 왁스 챔버(30)의 내부에 충전된다. 또한, 상기 왁스(32)는 일정온도 이상에서 원래의 상태로부터 팽창하고, 일정온도 미만에서 원래의 상태로 수축된다. 이러한 왁스(32)의 팽창 및 수축은 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 캡(34)은 상기 하우징(10)의 외측에서 상기 왁스 챔버(30)의 하단을 덮어 밀폐하도록 구비된다.

상기 작동 로드(38)는 상단이 상기 스프링 하판(24)의 하면에 접촉되고, 하단이 상기 왁스 챔버(30)의 상단을 관통하여 상기 왁스 챔버(30) 내부의 빈 공간에 삽입된다. 또한, 상기 작동 로드(38)는 상기 스프링 하판(24)과 함께 움직인다. 나아가, 상기 작동 로드(38)는 상기 스프링 하판(24)에 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 왁스(32)의 팽창 및 수축에 의해 상기 작동 로드(38)가 상하운동 할 때에 상기 스프링(20)이 수축 및 팽창되면서 상기 스프링 하판(24)이 상기 작동 로드(38)와 함께 상하운동 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량의 서모스탯(1)은 온도센서(17)를 더 포함할 수 있다.

상기 온도센서(17)는 상기 유입구(12)에 구비되어 상기 하우징(10)에 유입되는 냉각수의 온도를 감지한다. 또한, 상기 온도센서(17)는 감지된 냉각수의 온도에 대한 정보를 전자제어유닛(도시하지 않음)에 전달하여 냉각수의 온도에 따른 엔진의 상태가 파악되도록 기능한다. 여기서, 상기 전자제어유닛(ECU: electronic control unit)은 차량의 전기장치들의 제어를 총괄하도록 차량에 장착되는 장치로서 당업자에게 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 서모스탯(2)은 하우징(10), 유입구(12), 유출구(14), 파티션(16), 스프링(20), 스프링 상판(22), 스프링 하판(24), 스프링 가이드(26), 왁스 챔버(30), 왁스(32), 작동 로드(38), 커넥터(40), 및 히터(42)를 포함한다. 여기서, 상기 커넥터(40) 및 상기 히터(42)를 제외한 구성요소들의 설명은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 차량의 서모스탯(1)의 설명과 동일하므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 커넥터(40)는 상기 캡(34) 대신에 상기 하우징(10)의 외측에서 상기 왁스 챔버(30)의 하단을 덮어 밀폐하도록 구비된다. 또한, 상기 커넥터(40)는 열전도성(heat conduction quality) 물질로 형성된다.

상기 히터(42)는 전원을 인가 받아 열 에너지를 생성한다. 한편, 차량에서 전기장치들에 전원을 인가하기 위한 설계는 당업자에게 자명하다. 여기서, 상기 히터(42)는 전원을 인가 받아 생성된 열 에너지에 의해 발열하는 발열부(44)가 돌출된 플러그 형상으로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 커넥터(40)는 상기 발열부(44)를 수용하는 수용부(46)가 형성된 콘센트 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 히터(42)는 상기 발열부(44)가 상기 수용부(46)에 삽입됨으로써 상기 커넥터(40)와 연결된다. 나아가, 상기 히터(42)는 상기 온도센서(17)에서 감지된 냉각수의 온도에 대한 정보를 전달받을 수 있도록 상기 온도센서(17)와 연결된다. 여기서, 상기 온도센서(17)와 상기 전자제어유닛이 연결되고, 상기 전자제어유닛은 상기 온도센서(17)로부터 전달받은 냉각수의 온도에 대한 정보에 따라 상기 발열부(44)의 발열을 제어하도록 상기 히터(42)와 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 서모스탯(2)은 상기 캡(34) 대신에 상기 커넥터(40)가 구비되고, 상기 커넥터(40)에 상기 히터(42)가 연결되어 상기 발열부(44)를 전기적으로 발열시켜 상기 왁스(32)를 선택적으로 가열하는 전자식 서모스탯으로서 기능한다. 반면, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 서모스탯(1)은 상기 커넥터(40) 대신에 상기 캡(34)이 구비되어 상기 하우징(10) 내부로 유입된 냉각수의 온도에 따라 왁스(32)가 팽창 및 수축하는 기계식 서모스탯으로서 기능한다. 여기서, 상기 왁스 챔버(30)는 열전도성 물질로 형성된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 서모스탯(2)은 상기 커넥터(40)에 상기 히터(42)가 연결되지 않은 상태에서 기계식 서모스탯으로서 기능한다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 차량의 서모스탯의 개방을 보여주는 작동도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 왁스(32)가 팽창하면, 팽창된 왁스(32)가 미는 힘에 의해 상기 작동 로드(38)가 상기 스프링 하판(24)과 함께 상방으로 이동되면서 상기 스프링 하판(24)에 의해 폐쇄되었던 상기 연통홀(16h)이 개방된다. 따라서, 상기 파티션(16)에 의해 구획된 상기 하우징(10)의 상측 공간과 하측 공간이 연통되고, 상기 유입구(12)를 통하여 상기 하우징(10)의 하측 공간으로 유입된 냉각수가 상기 연통홀(16h) 및 상기 하우징(10)의 상측 공간을 순차적으로 경유하여 상기 유출구(14)를 통하여 유출된다. 도 1 내지 도 3에는 냉각수의 유동이 화살표로 도시되었다. 이러한 상태에서 상기 왁스(32)가 수축하면, 상기 상방으로 이동된 스프링 하판(24)에 밀려 수축되었던 스프링이 팽창되면서 미는 힘에 의해 상기 스프링 하판(24)이 상기 작동 로드(38)와 함께 하방으로 이동되면서 상기 연통홀(16h)을 폐쇄하는 원위치로 리턴된다(도 1 및 도 2 참조).

본 발명의 다른 실시예들에 따른 차량의 서모스탯(1, 2)이 기계식 서모스탯으로서 기능하는 경우에 상기 왁스(32)가 팽창되는 시점의 냉각수의 설정온도를 제1 설정온도라 정의하고, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 차량의 서모스탯(1, 2)이 전자식 서모스탯으로서 기능하는 경우에 상기 왁스(32)가 팽창되도록 전기적으로 가열하는 시점의 냉각수의 설정온도를 제2 설정온도라 정의하기로 한다.

상기 하우징(10)의 하측 공간에 유입된 냉각수의 열은 열전도성 물질인 상기 왁스 챔버(30)를 통하여 상기 왁스(32)에 전달된다.

상기 서모스탯(1, 2)이 기계식 서모스탯으로서 기능하는 경우에 상기 하우징(10)의 하측 공간에 유입된 냉각수의 온도가 상기 제1 설정온도가 되면, 상기 왁스(32)는 전달받은 열에 의해 팽창하기 시작한다. 그 후에, 상기 하우징(10)의 하측 공간에 유입된 냉각수의 온도가 상기 제1 설정온도 미만이 되면, 상기 왁스(32)는 수축된다. 한편, 상기 제1 설정온도는 상기 서모스탯(1, 2)이 상기 라디에이터를 통과한 냉각수가 경유되어 상기 엔진으로 유입되는 위치에 배치되는 경우에 상기 서모스탯(1, 2)이 상기 엔진을 통과한 냉각수가 경유되어 상기 라디에이터로 유입되는 위치에 배치되는 경우보다 낮게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 서모스탯(1, 2)이 상기 라디에이터를 통과한 냉각수가 경유되어 상기 엔진으로 유입되는 위치에 배치되는 경우의 상기 제1 설정온도는 80℃ 정도로 설정되고, 상기 서모스탯(1, 2)이 상기 엔진을 통과한 냉각수가 경유되어 상기 라디에이터로 유입되는 위치에 배치되는 경우의 상기 제1 설정온도는 90℃ 정도로 설정될 수 있다.

상기 서모스탯(1, 2)이 전자식 서모스탯으로서 기능하는 경우에 상기 온도센서(17)가 감지한 상기 하우징(10)의 하측 공간에 유입된 냉각수의 온도가 상기 제2 설정온도가 되면, 상기 히터(42)는 상기 온도센서(17)로부터 전달받은 냉각수의 온도 정보에 따라 상기 왁스(32)를 가열한다. 이 때, 상기 왁스(32)는 상기 히터(42)의 발열부(44)로부터 전달받은 열에 의해 팽창한다. 그 후에, 상기 온도센서(17)가 감지한 상기 하우징(10)의 하측 공간에 유입된 냉각수의 온도가 상기 제2 설정온도 미만이 되면, 상기 히터(42)가 상기 온도센서(17)로부터 전달받은 냉각수의 온도 정보에 따라 상기 발열부(44)의 발열을 중지함으로써 상기 왁스(32)는 수축된다. 나아가, 상기 온도센서(17)로부터 전달받은 냉각수의 온도에 대한 정보 이외에 상기 전자제어유닛이 수집한 엔진의 조건 및 주행환경에 대한 정보에 따라 상기 히터(42)가 상기 왁스(32)를 가열할 수 있다. 즉, 엔진의 조건 및 주행환경에 따라 상기 연통홀(16h)이 선택적으로 개방될 수 있다. 여기서, 상기 발열부(44)는 전지적으로 급속하게 발열될 수 있으며, 상기 발열부(44)로부터 전달받은 열에 의한 상기 왁스(32)의 팽창은 상기 왁스 챔버(30)를 통하여 상기 왁스(32)에 전달되는 열에 의한 팽창보다 신속하게 수행될 수 있다. 즉, 상기 서모스탯(1, 2)은 기계식 서모스탯으로서 기능하는 경우보다 전자식 서모스탯으로서 기능하는 경우에 상기 연통홀(16h)을 개방하는 반응성이 향상될 수 있다. 한편, 상기 제2 설정온도는 상기 서모스탯(1, 2)이 상기 라디에이터를 통과한 냉각수가 경유되어 상기 엔진으로 유입되는 위치에 배치되는 경우에 상기 서모스탯(1, 2)이 상기 엔진을 통과한 냉각수가 경유되어 상기 라디에이터로 유입되는 위치에 배치되는 경우보다 낮게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 서모스탯(1, 2)이 상기 라디에이터를 통과한 냉각수가 경유되어 상기 엔진으로 유입되는 위치에 배치되는 경우의 상기 제2 설정온도는 100℃ 정도로 설정되고, 상기 서모스탯(1, 2)이 상기 엔진을 통과한 냉각수가 경유되어 상기 라디에이터로 유입되는 위치에 배치되는 경우의 상기 제2 설정온도는 110℃ 정도로 설정될 수 있다.

상기 왁스 챔버(30)에는 상기 제1 설정온도에 반응하여 팽창하는 왁스(32)가 충전되고, 상기 히터(42)와 상기 커넥터(40)의 연결이 해제되어 상기 서모스탯(1, 2)이 기계식 서모스탯으로만 작동되도록 적용될 수 있다. 또한, 상기 히터(42)와 상기 커넥터(40)가 연결되고, 상기 왁스 챔버(30)에 상기 제1 설정온도에는 반응 없이 상기 히터(42)의 가열에 의한 고온에 반응하여 팽창하는 왁스(32)가 충전되어 상기 서모스탯(1, 2)이 전자식 서모스탯으로만 작동되도록 적용될 수 있다. 나아가, 상기 왁스 챔버(30)에는 상기 제1 설정온도에 반응하여 팽창하는 왁스(32)가 충전되고, 상기 히터(42)와 상기 커넥터(40)가 연결되어 상기 서모스탯(1, 2)이 기계식 서모스탯 및 전자식 서모스탯으로 모두 작동되도록 적용될 수 있다. 여기서, 상기 서모스탯(1, 2)이 기계식 서모스탯 및 전자식 서모스탯으로 모두 작동되도록 적용되는 경우에 상기 제1 설정온도가 상기 제2 설정온도보다 낮으면, 상기 온도센서(17)가 감지한 상기 하우징(10)의 하측 공간에 유입된 냉각수의 온도가 상기 제2 설정온도 미만이지만 상기 제1 설정온도 이상인 경우에 상기 연통홀(16h)의 개방이 유지됨은 물론이다.

다시 말해, 상기 왁스(32)를 제외한 모든 부품이 호환되고, 상기 왁스(32)만을 교체하여 차량에 장착되는 상기 서모스탯(1, 2)의 기계식 서모스탯 및 전자식 서모스탯 중 하나로 적용될 수 있다. 또한, 상기 왁스(32)를 포함한 모든 부품을 그대로 사용하면서 상기 제1 설정온도 및 상기 제2 설정온도에 따라 상기 서모스탯(1, 2)이 기계식 서모스탯 및 전자식 서모스탯 중 하나로 적용되거나 기계식 서모스탯 및 전자식 서모스탯 겸용으로 적용될 수 있다. 나아가, 상기 서모스탯(1, 2)은 상기 왁스(32)를 제거하고 전자 밸브를 적용하기에도 용이한 구조를 갖는다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 냉각수가 경유하는 통로(10, 12, 14, 16h) 및 작동을 구현하는 부분(16, 20, 22, 24, 26, 30, 32, 38, 40, 42)의 구성이 단순해짐으로써, 작동의 신뢰성(reliability)이 향상될 수 있다. 또한, 기계식 및 전자식으로 각각 또는 함께 적용되는 것이 용이하여 범용성(generality) 및 호환성(compatibility)이 향상될 수 있다. 나아가, 구조가 간단하고, 기계식 및 전자식으로 호환이 용이하여 내구성이 향상되고, 대량생산의 원가가 절감될 수 있다. 더 나아가, 커넥터(40)가 하우징(10)의 외측에 장착되어 냉각수에 의한 고장이 미연에 방지될 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1, 2: 서모스탯
10: 하우징 12: 유입구
14: 유출구 16: 파티션
16h: 연통홀 17: 온도센서
20: 스프링 22: 스프링 상판
24: 스프링 하판 26: 스프링 가이드
30: 왁스 챔버 32: 왁스
34: 캡 38: 작동 로드
40: 커넥터 42: 히터
44: 발열부 46: 수용부

Claims (15)

1. 엔진을 냉각하는 냉각수의 흐름을 통제하는 차량의 서모스탯에 있어서,
   냉각수가 경유되는 내부공간을 갖는 하우징;
   상기 하우징에 냉각수를 유입시키는 통로인 유입구;
   상기 하우징으로부터 냉각수를 유출시키는 통로인 유출구;
   상기 하우징을 상기 유입구와 연통되는 공간과 상기 유출구와 연통되는 공간으로 구획하도록 구비되는 파티션;
   상기 하우징의 구획된 두 공간을 연통하도록 상기 파티션에 천공된 연통홀;
   상기 유출구와 연통되는 공간에 배치되는 스프링;
   상기 스프링의 일단을 지지하도록 상기 하우징에 고정되는 스프링 상판;
   상기 스프링의 타단을 지지하도록 상기 파티션과 스프링 상판의 사이에 배치되고, 상기 스프링이 미는 힘에 의해 상기 연통홀을 폐쇄하도록 상기 파티션에 접촉되는 스프링 하판;
   상기 하우징에 고정되도록 상기 유입구와 연통되는 공간에 배치되고, 온도에 따라 팽창 및 수축하는 왁스가 충전되는 내부공간을 가지며, 상기 유입구와 연통되는 공간에 유입된 냉각수의 열을 상기 왁스에 전달하는 왁스 챔버;
   상기 스프링 하판과 함께 움직이도록 일단이 상기 스프링 하판에 연결되고, 타단이 상기 왁스 챔버를 관통하여 상기 왁스가 충전된 공간에 삽입되는 작동 로드; 및
   상기 하우징의 외측에서 상기 왁스 챔버를 덮어 밀폐하도록 구비되는 캡;
   을 포함하고,
   상기 왁스가 설정온도 이상 가열될 때에 팽창하여 상기 작동 로드를 밀면, 상기 연통홀이 개방되어 상기 유입구를 통하여 상기 하우징에 유입된 냉각수가 상기 유출구를 통하여 유출되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스프링 하판으로부터 돌출되어 상기 스프링이 배치된 위치에서 이탈되지 않도록 기능하며, 상기 스프링의 팽창 및 수축 방향을 가이드 하는 스프링 가이드를 더 포함하는 차량의 서모스탯.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유입구는 상기 하우징에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
4. 제1항에 있어서,
   상기 유출구는 상기 하우징에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
5. 제4항에 있어서,
   상기 파티션은 상기 하우징에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
6. 제1항에 있어서,
   상기 작동 로드는 상기 스프링 하판에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
7. 제1항에 있어서,
   상기 유입구에 구비되어 상기 유입구와 연통되는 공간에 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하는 차량의 서모스탯.
8. 제7항에 있어서,
   상기 온도센서가 감지한 냉각수의 온도에 따라 선택적으로 전원을 인가 받아 열 에너지를 생성하도록 상기 온도센서와 연결되는 히터를 더 포함하되,
   상기 캡은 상기 히터와 연결되는 커넥터이고, 상기 히터에서 생성된 열 에너지를 상기 왁스에 전달하는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
9. 제8항에 있어서,
   상기 히터는 전원을 인가 받아 생성된 열 에너지에 의해 발열하는 발열부가 돌출된 형상이고, 상기 커넥터는 상기 발열부를 수용하는 수용부가 형성된 형상인 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
10. 제8항에 있어서,
    상기 히터와 상기 커넥터의 연결을 해제하면, 상기 왁스 챔버를 통하여 전달된 냉각수의 열에 따라 상기 왁스가 팽창 및 수축하는 기계식으로만 작동되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
11. 제8항에 있어서,
    상기 왁스 챔버 및 상기 커넥터는 열전도성 물질인 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
12. 제8항에 있어서,
    상기 왁스가 상기 왁스 챔버를 통하여 전달받은 열에 의해 팽창되는 시점의 냉각수의 설정온도를 제1 설정온도라 하고, 상기 왁스가 상기 커넥터를 통하여 전달받은 열에 의해 팽창되도록 상기 왁스를 가열하는 시점의 냉각수의 설정온도를 제2 설정온도라 할 때,
    상기 제1 설정온도가 상기 제2 설정온도보다 낮게 설정된 상황에서 상기 왁스 챔버에 상기 제1 설정온도에는 반응 없이 상기 히터의 가열에 따라 팽창 및 수축하는 왁스가 충전되는 경우에 전자식으로만 작동되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
13. 제8항에 있어서,
    상기 왁스가 상기 왁스 챔버를 통하여 전달받은 열에 의해 팽창되는 시점의 냉각수의 설정온도를 제1 설정온도라 하고, 상기 왁스가 상기 커넥터를 통하여 전달받은 열에 의해 팽창되도록 상기 왁스를 가열하는 시점의 냉각수의 설정온도를 제2 설정온도라 할 때,
    상기 제1 설정온도가 상기 제2 설정온도보다 낮게 설정된 상황에서 상기 왁스 챔버에 상기 제1 설정온도에 반응하여 팽창하는 왁스가 충전되는 경우에 기계식 및 전자식으로 모두 작동되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
14. 제13항에 있어서,
    상기 온도센서가 감지한 상기 하우징의 하측 공간에 유입된 냉각수의 온도가 상기 제2 설정온도 미만이지만 상기 제1 설정온도 이상인 경우에 상기 연통홀의 개방이 유지되는 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.
15. 제1항에 있어서,
    상기 파티션, 상기 스프링 상판, 및 상기 스프링 하판은 평행하게 배치되는 판 형상인 것을 특징으로 하는 차량의 서모스탯.

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