KR920000655B1 - 서머-액튜 에이터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

서머-액튜 에이터

제1도는 본 발명에 따른 서머스탯용 서머-액튜 에이터의 단면도.

제2도는 서머-액튜 에이터에 제공된 밀봉스풀의 음압 테스트를 나타낸 도면.

제3도는 제2도의 밀봉스풀의 측면도.

제4도는 제2도의 밀봉스풀의 정면도.

제5도는 종래의 밀봉스풀의 단면도.

제6도 및 7도는 본 발명의 서머스탯의 단면도.

제8도 및 9도는 종래의 서머스탯의 단면도.

제10도는 온도에 대한 본 발명의 서머스탯과 종래의 서머스탯의 밸브리프트를 도시한 그래프.

제11도는 종래의 서머-액튜 에이터의 측면도.

제12도는 제11도와 동일한 특성을 갖는 본 발명의 서머스탯의 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 강봉 2,16 : 안내부재

4 : 왁스 펠릿 5 : 실린더

6 : 스냅링 8 : 밸브시이트

9 : 하우징 10 : 프레임

12 : 서머-액튜 에이터(thermo-actuator) 13 : 스프링

15 : 돌출부 19 : 중앙구멍

본 발명은 자동차엔진 및 여러 서머-센서용 왁스 펠릿 서머스탯에 제공된 서머-액튜 에이터에 관한 것이다.

왁스 펠릿 서머스탯의 서머-액튜 에이터는 강봉, 그 강봉과 미끄러지게 결합된 안내부재, 상기 강봉둘레의 밀봉스풀, 안내부재에 부착되고 냉각제에 노출된 열전도성 실린더 및 그 실린더 안에 제공된 왁스로 구성된다. 여기서 강봉은 안내부재에 제공된 밀봉장치에 의해 밀봉된다.

냉각제의 온도가 서머스탯의 소정의 값을 초과할시, 왁스는 팽창하며, 이 팽창으로 강봉에 대해 밀봉스풀을 가압한다. 왁스가 강봉둘레의 밀봉스풀을 압착하기 때문에, 실린더는 안내부재와 함께 아래로 내려가서 밸브를 개방한다. 서머스탯이 냉각될시, 왁스는 수축하여서 밀봉스풀이 팽창한다.

한편으로, 원통형 중앙부위에 있는 밀봉스풀의 다이어프램 부위는 예를들면, 강봉 직경의 0.45%의 큰 두께를 갖고 있다. 따라서, 처음 형상으로 밀봉수풀의 복원력은 상당히 크다.

결국, 냉각제의 온도가 고온(약 100℃)으로부터 저온(약 40℃)으로 급속히 떨어지면, 밀봉스풀은 그안의 진공공간을 형성하도록 복원력에 의해 급속히 팽창한다. 따라서, 냉각제는 그 진공공간으로 도입된다.

밀봉스풀이 강봉을 단단히 조이기 때문에, 그 공간안의 냉각제는 배출될 수 없게 된다. 밸브는 공간안의 냉각제에 의해 다소 올라가는데, 이는 밸브의 개방온도가 떨어지기 때문이다. 결과적으로, 엔진은 과냉각되어서, 엔진의 열효율을 떨어뜨리고 방출량을 증가시킨다. 진공공간내의 냉각제량은 시간에 따라 증가되어 밸브리프트를 증가시키고 엔진의 고장을 야기시킨다.

본 발명의 목적은 밀봉스풀이 그안에 진공공간의 형성을 방지하도록 얇은 두께를 갖는 서머-액튜 에이터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 규모가 작은 서머-액튜 에이터를 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 엔진이 과냉각 및 과열을 방지하도록 자동차엔진에 제공된 서머-액튜 에이터를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 서머센서에 제공된 서머-액튜 에이터를 제공하여 그 센서의 크기를 줄이고자 한다.

본 발명에 있어서, 밀봉스풀의 두께는 강봉의 직경에 0.3-0.05%가 된다. 따라서, 밀봉스풀의 내부벽은 진공에 의해 강봉을 견고하게 고정하여 냉각제가 밀봉스풀로 들어가는 것을 완전하게 방지한다. 비록 두께가 아주 얇을 지라도, 실린더 내의 왁스의 필요한 체적이 변하지 않기 때문에, 실린더의 직경은 작게 된다. 만일 실린더의 크기가 작게 되면, 실린더벽의 두께는 실린더의 내구성을 증가시키기 때문에 줄어들게 될 수 있다. 따라서, 서머-액튜 에이터는 콤팩트하며 경량으로 제작되어야 한다.

본 발명에 있어서, 냉각제가 밀봉스풀로 들어가지 않기 때문에, 밸브리프트는 변하지 않는다. 그러므로, 밸브의 개방온도는 높아질 수 있고 엔진의 열효율이 증가되어 방출량을 줄일 수 있다.

본 출원인은 본 발명의 서머-액튜 에이터의 최소 두께로 이루어진 밀봉스풀의 압력저항 테스트를 하였다. 그 테스트 결과는 다음의 조건하에서 행하여졌다.

실린더내의 압력 : 0-90kg : ㎠

강봉의 왕복행정 : 5mm

가압실시 시간 : 1사이클에 4초

테스트가 20,000사이클의 표준내구성 이상의 35,000 사이클에 이를때도, 어떠한 이상이 발견되지 않았다.

본 발명의 실시예에서, 강봉의 직경은 2.5mm이고 밀봉스풀의 두께는 0.3mm인데, 이는 종래 서머-액튜 에이터 크기의

에 해당한다.

이 테스트에 의해서, 보다 얇은 두께를 갖는 밀봉스풀은 높은 내구성을 갖는다는 것이 입증되었다. 두꺼운 밀봉스풀을 구비한 종래의 밀봉스풀을 변형시켜 실린더를 움직이게 하기 위하여, 과도한 에너지가 소비되어 밀봉스풀은 균열과 함께 밀봉 스풀재료의 분자들 사이의 마찰로 생기는 반복되는 피로에 의해 조기에 손상되었다.

본 발명의 서머-액튜 에이터는 서머-센서에 제공될 수 있어서 전술한 바와같은 동일한 효과 즉, 외측액체가 액튜 에이터로 들어가는 것을 방지시키는 효과를 낸다.

본 발명에 따르면, 강봉, 그 강봉에 미끄러지게 설치된 안내부재, 그 안내부재에 부착된 밀봉스풀, 상기 안내부재에 부착되고 밀봉스풀을 둘러싸는 열전도성 실린더 및 그 실린더내에 제공된 왁스를 구비하는 서머-액튜 에이터가 제공된다. 이 밀봉스풀은 얇은 두께를 가져서, 밀봉스풀이 그 안에서 발생된 진공에 의해 강봉과 결합한다.

본 발명의 한 양상에 있어서, 밀봉스풀은 강봉 직경의 0.3-0.05%의 두께를 갖는다.

위와같은 본 발명의 목적과 다른 목적 및 특징들은 첨부된 도면을 참고로 다음의 상세한 설명으로 좀더 이해가 용이할 것이다.

제1도에서, 본원의 서머-액튜 에이터는 강봉(1), 그 강봉(1)과 미끄럼가능하게 결합된 안내부재(2), 그 안내부재에 부착된 열전도성 실린더(5)와 밀봉스풀(3) 및 실린더(5)안에 제공된 왁스 펠릿(4)으로 구성된다. 스냅링(6)이 강봉(1)과 결합되어 그 강봉(1)이 밀봉스풀(3)의 하부로부터 밀려나는 것을 방지한다.

제2-4도는 음압테스트를 위해 커넥터를 통해 진공펌프에 연결된 밀봉스풀을 나타낸다.

그 커넥터는 강봉(1)의 단부와 동일한 크기 및 형상을 갖는 돌출부(15)로 이루어진 안내부재(16), 밀봉스풀(3)의 플랜지와 결합된 캡스크류 및 캡스크류와 스크류사이의 밀봉스풀의 플랜지를 맞물리도록 캡스크류(17)에 조여진 스크류(18)로 구성된다. 밀봉스풀(3)은 안내부재(16)에 형성된 중앙구멍(19)을 통해 진공펌프와 소통된다.

밀봉스풀의 원통형 중앙부위의 두께(t)(제1도)는 강봉의 직경에 0.12%이다. 200mmHg의 음압이 적용될때, 밀봉스풀은 그 내부벽이 안내부재(16)의 돌출부(15)를 고정하도록 빨려진다. 이 상태에서, 외측 액체가 밀봉스풀에 들어가는 것을 방지하는 것을 알 수 있다. 350mmHg의 음압이 적용될 때, 밀봉스풀은 전체가 돌출부(15)와 결합된다.

제1도에 도시된 바와같이, 열전도성 실린더에 인접한 원통형 밀봉스풀 부위의 바닥에 있는 스커트 부위(7)는 뿔모양의 완만한 형상으로 이루어져 있다. 이 형상은 밀봉스풀의 내구성을 증진시키는데 유용하다.

제5도는 바닥위가 균열(A)(B)이 발생하는 복잡한 형상을 갖는 종래의 밀봉스풀을 도시한다.

제6-7도에서, 본 발명에 적용된 서머스탯은 밸브시이트(8)를 형성하는 하우징(9), 그 하우징에 부착된 프레임(10)으로 구성된다. 제1도에 도시된 서머-액튜 에이터(12)는 서머스탯에 설치된다. 강봉(1)은 하우징(9)의 상부(14)에 까지 부착된다. 제1밸브(11)는 안내부재(2)에 부착된다. 실린더(5)를 둘러싸여 배치된 귀환 코일 스프링(13)은 제1밸브(11)와 프레임(10)의 바닥 사이에 제공된다.

제7도는 밸브가 닫힌 상태를 도시한다. 냉각제의 온도가 소정의 서머스탯 값을 초과할시, 왁스 펠릿(pellet)이 팽창한다. 이 팽창으로 강봉(1)에 대해 밀봉스풀(3)을 가압한다. 왁스 펠릿(4)이 강봉(1) 둘레의 밀봉스풀(3)을 압착할때, 왁스 펠릿(4)이 코일스프링(13)을 이겨내어 서머-액튜 에이터가 하방으로 움직이면, 이로인해 밸브(11)를 개방한다. 서머스탯이 냉각될때, 왁스 펠릿(4)은 수축된다. 따라서 코일스프링(13)은 밸브를 제7도에 도시된 바와같이 닫힌위치로 복귀하게 한다.

제8도 및 9도는 종래의 서머스탯을 도시한다. 냉각제는 밀봉스풀(3)의 공간으로 도입된다. 제10도는 제6도 및 7도에 도시된 본 발명의 서머스탯의 밸브리프트커브(A)와 제8도 및 제9도에 도시된 서머스탯의 밸브리프트커브(B)를 도시한다.

냉각제가 밀봉스풀(3)에 도입되는 제9도의 서머스탯의 밸브(11)는 제6도에 도시된 본 발명의 서머스탯의 온도보다 낮은 온도에 있을때 완전히 개방된다. 또한, 밸브가 닫힌 상태에서, 밸브(11)는 그 밸브와 시이트 사이의 갭을 유지하기 때문에 밸브시이트(8)와 결합되지 않는다. 따라서, 엔진이 과냉각된다.

제11도는 종래의 서머-액튜 에이터를 도시하고 제12도는 제11도와 동일한 규모의 서머-센서 또는 왁스-펠릿서머스탯용 본 발명의 서머-액튜 에이터를 도시한다. 본 발명의 서머-액튜 에이터의 크기는 종래의 것보다 작다.

본 발명은 특정한 실시예로써 설명되었지만, 본 발명은 본 청구범위로 정의된 본 발명의 사상 및 범주에 제약을 받지 않는다.

Claims (2)

1. 강봉, 상기 강봉에 미끄러지게 설치된 안내부재, 밀봉스풀의 단부에서 부착된 밀봉스풀, 상기 안내부재에 부착되고 상기 밀봉스풀을 둘러싸는 열전도성 실린더, 및 상기 실린더에 제공된 왁스 펠릿을 구비하는 서머-액튜 에이터에 있어서, 상기 밀봉스풀은 강봉 직경의 0.3-0.05%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 서머-액튜 에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 밀봉스풀은 상기 열전도성 실린더에 인접한 밀봉스풀의 원통형 부위 바닥에서 뿔형상으로 이루어진 스커트 부위를 구비한 것을 특징으로 하는 서머-액튜 에이터.

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