JP6239275B2 - 反応性が向上したサーモスタット - Google Patents

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Description

本発明は、過熱を防止するために循環する冷却水の温度によって冷却水の流路を転換して、冷却水の温度を能動的に制御する、反応性が向上したサーモスタットに関する。
自動車用サーモスタットはエンジンとラジエータの間に設置されており、冷却水の温度変化によって自動的に開閉されながらラジエータに流れる流量を調節することによって、冷却水を設定温度範囲に維持する。
機械式サーモスタットは冷却水の温度によってワックスが膨張し、このような膨張力によってピストンがバルブの開閉変位を起こす。
このような機械式サーモスタットは規定温度に設定された開閉温度によって動作する方式で、予め定められた温度のみで単純にバルブを開閉する方式で、車両の走行環境や条件などの変化に積極的に対処できない。
機械式サーモスタットが有する短所を補完しながらエンジンの冷却水温度を最適の状態に維持するための、電子式サーモスタットが提示されている。
このような電子式サーモスタットは、車両の負荷状態などのような走行環境によってエンジンの冷却水温度を能動的に制御することにより、最適の冷却水温度を維持することができ、機械式サーモスタットに比べて燃費改善効果と排気ガス低減効果を期待することができる。
一方、サーモスタットの第１バルブが閉じられる時、第２流路（バイパス流路）を通過した冷却水がバルブガイド内に装着されたワックスケースを過ぎ、前記ワックスケースの内部に充填されたワックスが収縮または膨張する構造を有する。
本発明の目的は、冷却水の温度によるワックスの反応性を向上させることによってエンジンの効率性を向上させることができる、反応性が向上したサーモスタットを提供することにある。
また、本発明の目的は、ピストンを駆動する駆動部とバルブガイドとの間の相対的な回転を防止する、反応性が向上したサーモスタットを提供することにある。
前記課題を解決するための手段として本発明の実施形態による反応性が向上したサーモスタットは、一方は第１流路と連結され、他方は第２流路と連結され、前記第１流路および第２流路の間に側方向に第３流路が形成されるサーモスタットケースと、前記第１流路を開閉する第１バルブが一方に形成され、前記第２流路を開閉する第２バルブが他方に形成され、その内部に装着空間が形成されるバルブボディーと、前記バルブボディーを前記第１バルブ方向に弾性支持して前記第１バルブが前記第１流路を閉鎖するようにする弾性部材と、前記バルブボディーの前記装着空間に配置されるワックスの収縮膨張によって前記バルブボディーを動かす駆動部とを含み、前記第２流路を通じて流れてきた流体が前記第３流路の反対方向に移動するように、前記バルブボディーの前記第３流路と対応する部分に流れ転換壁が形成され得る。
前記バルブボディーは、長さ方向に延長され、前記駆動部の周りに沿って間隔をおいて配置される長さ方向部材と、前記駆動部の周りに沿って延長され、長さ方向に間隔をおいて形成される周り方向部材とを含み、前記流れ転換壁は前記周り方向部材と前記長さ方向部材が形成する領域内に形成され得る。
前記流れ転換壁は、前記バルブボディーの端部に形成され得る。
前記流れ転換壁は、前記周り方向部材および前記長さ方向部材と一体に形成され得る。
前記周り方向部材は、前記バルブボディーの長さ方向中心部に形成される第１リング部材と、前記バルブボディーの端部に形成される第２リング部材とを含み、前記流れ転換壁は前記第１リング部材および第２リング部材の間に形成され得る。
前記駆動部は前記ワックスの膨張によって前後に動くメインピストンを含み、前記バルブボディーには前記ピストンの端部に支持されるピストン支持部が前記装着空間の内部に形成され、前記第２バルブは前記ピストン支持部の周りに沿って一体に形成され得る。
前記第１バルブの中心部には前記装着空間と通じる装着ホールが形成され、前記装着ホールの内周面にはその長さ方向に溝が形成され、前記装着ホールに挿入される駆動部の外周面には前記溝と対応して突起が形成され得る。
本発明の実施形態による反応性が向上したサーモスタットは、バルブガイドに形成された流れ転換壁は冷却水がワックスケースを過ぎるようにすることによって、冷却水の温度に反応する全体的な反応性を向上させることができる。
また、第１バルブと一体にバルブガイドが形成され、前記第１バルブの装着ホールの内周面に溝を形成し、前記装着ホールを通じて前記バルブガイドの装着空間に挿入される駆動部の外周面には突起を形成することによって前記バルブガイドと前記第１バルブの長さ方向の動きがガイドされ、相対的な回転が防止される。
本発明の実施形態によるエンジンに備えられたサーモスタットの一部断面図である。 本発明の実施形態によるサーモスタットでバルブボディーに駆動部が挿入されて装着された状態を示す側面図である。 本発明の実施形態によるサーモスタットで第１バルブおよび第２バルブが一体に形成されたバルブボディーの斜視図である。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態によるエンジンに備えられたサーモスタットの一部断面図である。
図１に示す通り、エンジンはラジエータ１５０、エンジンの冷却水出口１６０、エンジンの冷却水入口１７０、およびサーモスタット１００を含む。
前記サーモスタット１００はサーモスタットケース１３７を含み、前記サーモスタットケース１３７には前記ラジエータ１５０と連結される第１流路１５５、前記冷却水出口１６０と連結される第２流路１６５、および前記冷却水入口１７０と連結される第３流路１７５が形成される。
本発明の実施形態で、冷却水ポンプ（図示せず）は前記第３流路１７５と前記冷却水入口１７０の間に設置され、前記サーモスタット１００からエンジンに冷却水を循環させる。
図示したように、前記第１流路１５５は上部に形成され、前記第２流路１６５は下部に形成され、前記第３流路１７５は前記第１流路１５５および第２流路１６５の中間に側方向に形成される。
前記サーモスタットケース１３７の中には前記第１流路１５５、前記第２流路１６５、および前記第３流路１７５と連結される合流空間１３９が形成され、前記合流空間１３９にバルブボディー１２５が装着される。
前記バルブボディー１２５の上端部には前記第１流路１５５を選択的に遮断する第１バルブ２００が一体に形成され、下端部には前記第２流路１６５を選択的に遮断する第２バルブ２０５が一体に形成される。
さらに、前記第１バルブ２００の外側には前記第１流路１５５の内側面と密着するバルブＯリング１３０が装着される。
前記サーモスタットケース１３７の内部にはメインスプリング１４５が配置され、前記メインスプリング１４５の上端部は前記第１バルブ２００の下端部を上部方向に弾性支持し、前記メインスプリング１４５の下端部は前記サーモスタットケース１３７の内側に支持される。
前記メインスプリング１４５はコイルスプリング構造であって、前記バルブボディー１２５が内部に挿入される構造である。
さらに、前記バルブボディー１２５の内部には装着空間２１５が形成され、前記装着空間２１５に前記バルブボディー１２５を動かす駆動部が挿入される。
前記駆動部はメインピストン１２０、ラバーピストン１４８、ピストンガイド１２７、半流体１４７、ダイヤフラム１１５、ワックス１１０、ワックスケース１３５、およびグロープラグ１０５を含み、前記グロープラグ１０５はコネクタ１４０と電気的に連結される。
そして、前記バルブボディー１２５の下端部に形成される第２バルブ２０５の中心部にピストン支持部２２５が形成される。さらに、前記第２バルブ２０５と前記ピストン支持部２２５は一体に形成される。
本発明の実施形態で、前記バルブボディー１２５には流れ転換壁１２２が形成される。前記流れ転換壁１２２は前記バルブボディー１２５の下端部で前記第３流路１７５が配置された方向に形成される。
ここで、前記第２バルブ２０５が前記第２流路１６５を開放すれば、前記第２流路１６５を通じて冷却水が上部に流入し、流入した冷却水は左側に形成された前記流れ転換壁１２２によって前記バルブボディー１２５の右側に流れる。
より詳細に説明すれば、冷却水は前記第２流路１６５を通じて前記バルブボディー１２５の右側に流入し、前記バルブボディー１２５の右側で前記バルブボディー１２５を通過して再び前記第３流路１７５に供給される。
本発明の実施形態で、前記冷却水が前記バルブボディー１２５を通過する時に前記ワックスケース１３５を過ぎ、前記ワックスケース１３５の内部に充填されたワックス１１０は冷却水の温度に反応して収縮または膨張する。
一方、前記流れ転換壁１２２がない場合には、冷却水が前記ワックスケース１３５を過ぎずに直接前記第３流路１７５に供給されることによって、前記ワックス１１０の反応性が低下する。
図２は本発明の実施形態によるサーモスタットでバルブボディーに駆動部が挿入されて装着された状態を示す側面図であり、図３は本発明の実施形態によるサーモスタットで第１バルブおよび第２バルブが一体に形成されたバルブボディーの斜視図である。
図２および図３に示す通り、前記バルブボディー１２５は上端部に前記第１バルブ２００が形成され、前記第１バルブ２００の周りに沿って形成された溝に前記バルブＯリング１３０が配置される。
前記バルブボディー１２５の長さ方向中心部には装着空間２１５が形成され、前記装着空間２１５の内部に駆動部の一部が挿入される。図示したように、前記駆動部はワックスケース１３５、ピストンガイド１２７、およびメインピストン１２０を含む。
前記バルブボディー１２５は長さ方向部材２１０と周り方向部材２１８を含む。前記長さ方向部材２１０は前記バルブボディー１２５の長さ方向に延長され、前記装着空間２１５の周りに沿って間隔をおいて配置される。そして、前記周り方向部材２１８は前記装着空間２１５の周りに沿って延長され、前記バルブボディー１２５の長さ方向に間隔をおいて形成される。
前記周り方向部材２１８は第１リング部材２１７および第２リング部材２２０を含む。前記第１リング部材２１７は前記バルブボディー１２５の長さ方向中心部に形成され、前記第２リング部材２２０は前記バルブボディー１２５の下端部に形成される。
前記第１リング部材２１７および第２リング部材２２０の間に前記第２バルブ２０５が形成され、前記第２バルブ２０５と対応して前記ピストン支持部２２５が前記装着空間２１５に形成される。
前記流れ転換壁１２２は前記第１リング部材２１７と前記第２リング部材２２０の間で前記第３流路１７５と対応して形成される。前記流れ転換壁１２２は前記バルブボディー１２５の周りに沿って設定された範囲に形成される。
本発明の実施形態で、前記長さ方向部材２１０は３つが周り方向に等間隔（１２０度）をおいて形成され得、前記流れ転換壁１２２は前記バルブボディー１２５の周り方向に１２０度範囲内に形成され得る。
図３に示す通り、前記第１バルブ２００の上端面の中心部には装着ホール３００が形成され、前記装着ホール３００と対応して前記第１バルブ２００の下部にバルブボディー１２５が一体に形成される。
前記バルブボディー１２５の中心部には長さ方向に装着空間２１５が形成され、前記装着ホール３００を通じて前記装着空間２１５に駆動部が挿入される構造を有する。
前記駆動部と前記第１バルブ２００の動きをガイドし、これらの相対回転することを防止するために前記装着ホール３００の内周面には溝３１０が形成される。
図２および図３に示す通り、前記駆動部のワックスケース１３５の外周面には前記溝３１０に対応して突起（図示せず）が長さ方向に形成される。
したがって、前記駆動部が前記第１バルブ２００と前記バルブボディー１２５を押し出す時、前記駆動部は前記第１バルブ２００と前記バルブボディー１２５の動きを長さ方向にガイドする。
そして、前記装着ホール３００の内周面に形成された前記溝３１０と前記突起の結合構造は、前記駆動部のワックスケース１３５と前記第１バルブ２００および前記バルブボディー１２５が相対的に回転することを防止することができる。
本発明の実施形態で、前記流れ転換壁１２２の長さ（または高さ）は前記第３流路の位置と設計仕様によって可変できる。
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者による容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。
１００：サーモスタット
１０５：グロープラグ
１１０：ワックス
１１５：ダイヤフラム
１２０：メインピストン
１２２：流れ転換壁
１２５：バルブボディー
１２７：ピストンガイド
１３０：バルブＯリング
１３５：ワックスケース
１３７：サーモスタットケース
１３９：合流空間
１４０：コネクタ
１４５：メインスプリング
１４７：半流体
１４８：ラバーピストン
１５０：ラジエータ
１５５：第１流路
１６０：冷却水出口
１６５：第２流路
１７０：冷却水入口
１７５：第３流路
２００：第１バルブ
２０５：第２バルブ
２１０：長さ方向部材
２１５：装着空間
２１８：周り方向部材
２１７：第１リング部材
２２０：第２リング部材
２２５：ピストン支持部
３００：装着ホール
３１０：溝

Claims (6)

  1. 一方は第１流路と連結され、他方は第２流路と連結され、前記第１流路および第２流路の間に側方向に第３流路が形成されるサーモスタットケースと、
    前記第１流路を開閉する第１バルブが一方に形成され、前記第２流路を開閉する第２バルブが他方に形成され、その内部に装着空間が形成されるバルブボディーと、
    前記バルブボディーを前記第１バルブ方向に弾性支持して前記第１バルブが前記第１流路を閉鎖するようにする弾性部材と、
    前記バルブボディーの前記装着空間に配置されるワックスの収縮膨張によって前記バルブボディーを動かす駆動部と、
    を含み、
    前記第２流路を通じて流れてきた流体が前記第３流路の反対方向に移動するように、前記バルブボディーの前記第３流路と対応する部分に流れ転換壁が形成され、
    前記バルブボディーは、
    長さ方向に延長され、前記駆動部の周りに沿って間隔をおいて配置される長さ方向部材と、
    前記駆動部の周りに沿って延長され、長さ方向に間隔をおいて形成される周り方向部材と、
    を含み、
    前記流れ転換壁は、前記周り方向部材と前記長さ方向部材が形成する領域内に形成されることを特徴とする、反応性が向上したサーモスタット。
  2. 前記流れ転換壁は、前記バルブボディーの端部に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の反応性が向上したサーモスタット。
  3. 前記流れ転換壁は、前記周り方向部材および前記長さ方向部材と一体に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の反応性が向上したサーモスタット。
  4. 前記周り方向部材は、
    前記バルブボディーの長さ方向中心部に形成される第１リング部材と、
    前記バルブボディーの端部に形成される第２リング部材と、
    を含み、
    前記流れ転換壁は、前記第１リング部材および第２リング部材の間に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の反応性が向上したサーモスタット。
  5. 一方は第１流路と連結され、他方は第２流路と連結され、前記第１流路および第２流路の間に側方向に第３流路が形成されるサーモスタットケースと、
    前記第１流路を開閉する第１バルブが一方に形成され、前記第２流路を開閉する第２バルブが他方に形成され、その内部に装着空間が形成されるバルブボディーと、
    前記バルブボディーを前記第１バルブ方向に弾性支持して前記第１バルブが前記第１流路を閉鎖するようにする弾性部材と、
    前記バルブボディーの前記装着空間に配置されるワックスの収縮膨張によって前記バルブボディーを動かす駆動部と、
    を含み、
    前記第２流路を通じて流れてきた流体が前記第３流路の反対方向に移動するように、前記バルブボディーの前記第３流路と対応する部分に流れ転換壁が形成され、
    前記駆動部は、
    前記ワックスの膨張によって前後に動くメインピストンを含み、
    前記バルブボディーには前記ピストンの端部に支持されるピストン支持部が前記装着空間の内部に形成され、前記第２バルブは前記ピストン支持部の周りに沿って一体に形成されることを特徴とする、反応性が向上したサーモスタット。
  6. 前記第１バルブの中心部には前記装着空間と通じる装着ホールが形成され、前記装着ホールの内周面にはその長さ方向に溝が形成され、前記装着ホールに挿入される駆動部の外周面には前記溝と対応して突起が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の反応性が向上したサーモスタット。
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