JP2017106455A

JP2017106455A - 冷却ファン組立体

Info

Publication number: JP2017106455A
Application number: JP2016232041A
Authority: JP
Inventors: 東錫呉; Dong Seok Oh
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2017-06-15
Also published as: CN106870410B; DE102016119549A1; US20170167505A1; KR101765629B1; US10408222B2; KR20170069595A; CN106870410A

Abstract

【課題】本発明は、異物の堆積又は氷結などによる冷却ファンの固着時にモータの焼損を防止する冷却ファン組立体を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る冷却ファン組立体は、送風効率を向上するように形成され、車体に固定されるファンシュラウドと、前記ファンシュラウドに結合し、電源を印加されて回転力を発生するモータと、前記モータに電源を印加する電源供給部と、前記モータの回転力に強制されて外気を送風するように回転する複数個のブレードと、前記ブレードに囲まれた中心部にあって前記モータの回転軸と一体に回転するように結合されるブレードハブと、を含み、前記モータの回転力を伝達された前記ブレードが回転できない場合に前記ブレードが前記モータの回転力から解放されるように前記ブレードハブが破断される。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却ファン組立体に関し、より詳しくは、モータの焼損を防止する冷却ファン組立体に関する。

一般に、車両のエンジンルームの前方にはブレードを回転させてラジエータに送風してエンジンを冷却させる冷却ファンが設置される。また、冷却ファンは、ラジエータで冷却水が循環する時に空気を吸い込んで冷却効果を増大し、排気マニホールドの過熱を防止する。

このような冷却ファンは、ウォーターポンプ軸（ｗａｔｅｒｐｕｍｐｓｈａｆｔ）と同軸に設置したプーリ（ｐｕｌｌｅｙ）により駆動するものと、エンジンと分離した位置に設置して電動機により駆動するものがある。このうち、電動式冷却ファンにはブレードを回転させるためのモータが使用される。

前記モータは、通常、空気の流れを助けることによってファンの冷却効率を向上するためにラジエータに装着されるファンシュラウドに結合する。
しかし、ブレードとファンシュラウドの間に異物が堆積するか又は氷結が発生してモータに電源が印加されるにも拘らず、ブレードが回転せずに固定される場合に、モータの焼損が発生するおそれがある。

特開２００６−１２５３０１号公報

従って、本発明の目的は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、異物の堆積又は氷結などによる冷却ファンの固着時にモータの焼損を防止する冷却ファン組立体を提供することにある。

また、異物の堆積又は氷結などによる固着による冷却ファンの破損の発生時に修理が容易になるように構成された冷却ファン組立体を提供することに他の目的がある。

前記目的を達成するための本発明の実施形態に係る冷却ファン組立体は、送風効率を向上するように形成され、車体に固定されるファンシュラウドと、前記ファンシュラウドに結合し、電源を印加されて回転力を発生するモータと、前記モータに電源を印加する電源供給部と、前記モータの回転力に強制されて外気を送風するように回転する複数個のブレードと、前記ブレードに囲まれた中心部にあって前記モータの回転軸と一体に回転するように結合されるブレードハブと、を含み、
前記モータの回転力を伝達された前記ブレードが回転できない場合に前記ブレードが前記モータの回転力から解放されるように前記ブレードハブが破断される、ことを特徴とする。

前記モータは、少なくとも一つ以上の締結部材により前記ファンシュラウドに結合されることが好ましい。
前記ブレードハブは、前記モータの回転軸が前記ブレードハブに挿入された状態で締結部材が前記モータの回転軸に締結されることによって前記モータの回転軸と結合されることが好ましい。
前記ブレードハブは、周縁を形成するハブ外側部と、前記ハブ外側部の内側で前記ハブ外側部から一定距離離隔して形成され、前記モータの回転軸に結合されるハブ中心部と、前記ハブ外側部と前記ハブ中心部を連結する連結部と、を含み、
前記モータの回転力からの前記ブレードの解放は、前記ハブ中心部が前記ハブ外側部と分離されるように前記連結部が破断されることによって行われることが好ましい。
前記連結部の破断が容易になるように前記連結部には切欠が形成されることが好ましい。
前記切欠は、回転方向に直角な前記連結部の両側部に形成されることが好ましい。
前記切欠は、前記連結部が設定された破壊応力を有するように形成されることが好ましい。
前記連結部は、少なくとも二つ以上形成されることが好ましい。
前記ハブ外側部は、円形の中空を有するように形成され、前記ハブ中心部は、前記ハブ外側部の中空と同心の円形に形成されることが好ましい。
前記連結部には、破断をガイドする切欠が形成されることが好ましい。
前記切欠は、前記連結部が設定された破壊応力を有するように形成されることが好ましい。
前記切欠は、円周方向に直角な前記連結部の両側部に形成されることが好ましい。
前記切欠は、前記ハブ中心部の外周で前記連結部が形成された地点の接線を基準に設定角度傾いた方向に沿って円周方向に直角な前記連結部の両側部に形成されることが好ましい。
前記ブレードと前記ブレードハブは、一体に成形されることが好ましい。
前記ブレードと異なる材質の前記ブレードハブが前記ブレードに射出成形されることが好ましい。

本発明の実施形態によれば、ブレード２０がファンシュラウド１０に固着された場合にブレードハブ２２の一部分が破断されるので、モータ３０の焼損を防止できる。また、ブレードハブ２２の一部分が破断された場合、モータ３０に比べて相対的に原価が安価であり、分解及び組み立てが容易なブレード２０を交換すればよいので、修理が容易になる。

本発明の実施形態に係る冷却ファン組立体の斜視図である。本発明の実施形態に係る冷却ファン組立体の組立図である。本発明の実施形態に係る冷却ファン組立体の組立図である。本発明の実施形態に係るブレードハブの構成図である。本発明の実施形態に係るブレードハブの一部分が破断された状態を示す図面である。

以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る冷却ファン組立体の斜視図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る冷却ファン組立体１は、ファンシュラウド１０及び複数個のブレード２０を含む。

ファンシュラウド１０は、車体に固定される。また、ファンシュラウド１０は、通常、エンジンルームの前方に配置されるラジエータ（ｒａｄｉａｔｏｒ）に装着されることによって車体に固定され得る。

ブレード２０は、ファンシュラウド１０に囲まれて回転可能に具備される。つまり、ファンシュラウド１０は、ブレード２０の蓋として機能を果たす。また、ブレード２０は、回転により外気がラジエータを経由してエンジンルームに送風されるように回転する。なお、ファンシュラウド１０は、ブレード２０による送風によるエンジンの冷却効率が向上するように空気の流れを助ける形状に形成され得る。

このようなラジエータ、ファンシュラウド１０、ブレード２０の基本的な機能及び構成は、当該技術分野における通常の知識を有する者（以下、当業者）に自明であるため、これに対するそれ以上の詳細な説明は省略する。

図２及び図３は、本発明の実施形態に係る冷却ファン組立体の組立図である。

図２及び図３に示すように、本発明の実施形態に係る冷却ファン組立体１は、モータ３０、電源供給部３２、モータ締結部材３５、ブレードハブ２２、及びハブ締結部材２５をさらに含む。

モータ３０は、電源が印加されると回転力を発生する。また、モータ３０は、ブレード２０に回転力を伝達する。つまり、ブレード２０は、モータ３０に電源が印加される時にモータ３０の回転力に強制されて回転するようにモータ３０の回転軸３７に結合する。

電源供給部３２は、モータ３０に電源を供給するように具備される。また、電源供給部３２は、ファンシュラウド１０に装着され得る。

モータ締結部材３５は、モータ３０とファンシュラウド１０が結合するようにモータ３０及びファンシュラウド１０に締結される。また、モータ３０は、少なくとも一つ以上のモータ締結部材３５によりファンシュラウド１０に装着され、モータ３０とファンシュラウド１０の結合が強固になるように当業者の設計によりモータ締結部材３５の個数が増加してもよい。図２には３つのモータ締結部材３５が示されているが、これに限定されない。

ブレードハブ２２は、ブレード２０の中心部であってモータ３０の回転軸３７と一体に回転するように結合される。ブレードハブ２２は、ブレード２０に囲まれた中心部に形成されるか、又は具備される。例えば、加工過程でブレードハブ２２はブレード２０と一体に成形されるか、又は、ブレード２０に射出成形される。ブレードハブ２２がブレード２０と一体に成形される場合にはブレードハブ２２とブレード２０は同一の材質を有するが、ブレードハブ２２がブレード２０に射出成形される場合には材質を異にできる。

ハブ締結部材２５は、ブレードハブ２２とモータ３０の回転軸３７が結合するようにモータ３０の回転軸３７に締結される。また、ブレードハブ２２は、モータ３０の回転軸３７がブレードハブ２２に挿入された状態でハブ締結部材２５がモータ３０の回転軸３７に締結されることによってモータ３０の回転軸３７と結合される。

図２に示すように、冷却ファン組立体１の組み立てにおいては、モータ３０とファンシュラウド１０の結合が先行する。この時、モータ３０と連結された電源供給部３２がモータ３０と共にファンシュラウド１０に装着され得る。

図３に示すように、冷却ファン組立体１の組み立ては、モータ３０とファンシュラウド１０が結合された状態でブレード２０がモータ回転軸３７に結合されることによって完了する。

図４は、本発明の実施形態に係るブレードハブの構成図である。

図４に示すように、ブレードハブ２２は、ハブ外側部２４、ハブ中心部２６、回転軸挿入ホール２７、連結部２８、及び切欠２９を含む。

ハブ外側部２４は、ブレードハブ２２の周縁を形成し、環形状に形成される。

ハブ中心部２６は、ハブ外側部２４の内側に、ハブ外側部２４と同心の中空部を介してハブ外側部２４から一定距離離隔して配置され、ハブ外側部２４と同心の円形に形成される。

回転軸挿入ホール２７は、ハブ中心部２６の中心に形成されたホール（ｈｏｌｅ）であり、モータ回転軸３７が回転軸挿入ホール２７に挿入される。
なお、モータ３０の回転軸３７がブレードハブ２２に挿入された状態でハブ締結部材２５がモータ３０の回転軸３７に締結されるようにモータ回転軸３７は回転軸挿入ホール２７を通じてブレードハブ２２を貫く。

連結部２８は、互いに離隔したハブ外側部２４とハブ中心部２６を連結するように前記中空部を渡って形成される。また、連結部２８は、放射状に少なくとも二つ以上形成され得る。一方、連結部２８は、モータ３０の回転力に強制されて回転するブレード２０がモータ３０の回転力から解放されるように選択的に破断される。ここで、連結部２８の破断は、モータ３０の回転力を伝達されたブレード２０が回転できない場合に発生する。例えば、ブレード２０とファンシュラウド１０の間に異物が堆積するか、又は氷結が発生し、モータ３０に電源が印加されるにも拘わらず、ブレード２０がファンシュラウド１０に固着されたまま回転できない場合、モータ３０の焼損が防止されるように連結部２８が破断される。この時、連結部２８は、ファンシュラウド１０に固定されたブレード２０がモータ３０の回転力による荷重に対して設定された破壊応力を有するように形成される。

前述したとおり、ブレードハブ２２とブレード２０が異なる材質で形成されるのは、連結部２８が当業者の設計による破壊応力を有するようにするためである。

切欠２９は、連結部２８の破断をガイドするように、円周方向（＝回転方向）に直角な、連結部２８の側部に形成された溝である。また、切欠２９は、当業者の設計により設定された破壊応力で連結部２８が容易に破断されるようにする。

一方、切欠２９は、ハブ中心部２６の外周で連結部２８が形成された箇所の中央地点をＰとする時、点（Ｐ）を通過するハブ中心部２６の外周の接線（Ｔ）を基準に設定角度（ａ）傾いた仮想の線（Ｌ）に沿って、円周方向に直角な連結部２８の両側部に形成される。

図５は、本発明の実施形態に係るブレードハブの一部分が破断された状態を示す図面である。

図５に示すように、連結部２８は、ブレード２０がファンシュラウド１０に固着された場合にモータ３０の回転力により連結部２８に加えられる荷重が設定された破壊応力に到達する時、切欠２９を基準に破断される。

以上で本発明の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が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と認められる範囲のすべての変更を含む。

１冷却ファン組立体
１０ファンシュラウド
２０ブレード
２２ブレードハブ
２４ハブ外側部
２５ハブ締結部材
２６ハブ中心部
２７回転軸挿入ホール
２８連結部
２９切欠
３０モータ
３２電源供給部
３５モータ締結部材
３７モータ回転軸

Claims

送風効率を向上するように形成され、車体に固定されるファンシュラウドと、
前記ファンシュラウドに結合し、電源を印加されて回転力を発生するモータと、
前記モータに電源を印加する電源供給部と、
前記モータの回転力に強制されて外気を送風するように回転する複数個のブレードと、
前記ブレードに囲まれた中心部にあって前記モータの回転軸と一体に回転するように結合されるブレードハブと、を含み、
前記モータの回転力を伝達された前記ブレードが回転できない場合に前記ブレードが前記モータの回転力から解放されるように前記ブレードハブが破断されることを特徴とする冷却ファン組立体。
前記モータは、少なくとも一つ以上の締結部材により前記ファンシュラウドに結合されることを特徴とする、請求項１に記載の冷却ファン組立体。
前記ブレードハブは、前記モータの回転軸が前記ブレードハブに挿入された状態で締結部材が前記モータの回転軸に締結されることによって前記モータの回転軸と結合されることを特徴とする、請求項１に記載の冷却ファン組立体。
前記ブレードハブは、
周縁を形成するハブ外側部と、
前記ハブ外側部の内側で前記ハブ外側部から一定距離離隔して形成され、前記モータの回転軸に結合されるハブ中心部と、
前記ハブ外側部と前記ハブ中心部を連結する連結部と、を含み、
前記モータの回転力から前記ブレードの解放は、前記ハブ中心部が前記ハブ外側部と分離されるように前記連結部が破断されることによって行われることを特徴とする、請求項１に記載の冷却ファン組立体。
前記連結部の破断が容易になるように前記連結部には切欠が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の冷却ファン組立体。
前記切欠は、回転方向に直角な前記連結部の両側部に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の冷却ファン組立体。
前記切欠は、前記連結部が設定された破壊応力を有するように形成されることを特徴とする、請求項５に記載の冷却ファン組立体。
前記連結部は、少なくとも二つ以上形成されることを特徴とする、請求項４に記載の冷却ファン組立体。
前記ハブ外側部は、円形の中空を有するように形成され、
前記ハブ中心部は、前記ハブ外側部の中空と同心の円形に形成されることを特徴とする、請求項４に記載の冷却ファン組立体。
前記連結部には、破断をガイドする切欠が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の冷却ファン組立体。
前記切欠は、前記連結部が設定された破壊応力を有するように形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の冷却ファン組立体。
前記切欠は、円周方向に直角な前記連結部の両側部に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の冷却ファン組立体。
前記切欠は、前記ハブ中心部の外周で前記連結部が形成された地点の接線を基準に設定角度傾いた方向に沿って、円周方向に直角な前記連結部の両側部に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の冷却ファン組立体。
前記ブレードと前記ブレードハブは、一体に成形されることを特徴とする、請求項１に記載の冷却ファン組立体。
前記ブレードと異なる材質の前記ブレードハブが前記ブレードに射出成形されることを特徴とする、請求項１に記載の冷却ファン組立体。