KR100220487B1 - 유체식 팬 클러치 제어 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 라디에이터 후방에서 강제 통풍시켜 냉각 효과를 상승시키는 냉각 팬에 관한 것으로서, 특히 냉각수의 온도에 따라 팬의 회전을 자동으로 조절함으로써 보다 효율적으로 팬 클러치를 제어할 수 있도록 한 유체식 팬 클러치 제어 구조에 관한 것이다.

상기 본 발명은 팬 클러치 내에 설치되어 오일실과 작동실을 구분하면서 한 개 이상의 오일 구멍이 형성된 분리판을 포함하는 유체식 팬 클러치에 있어서, 워터 펌프 샤프트(55)의 끝단에 내재되어 냉각수의 온도에 따라 팽창 수축되는 부피 가변재(72)와, 상기 부피 가변재(72)의 팽창 수축에 따라 워터 펌프 샤프트(55) 내에서 직선 이동되는 콘트롤 바(74)와, 상기 콘트롤 바(74)의 선단에 고정되어 팬 클러치(60)에 내재된 분리판(62)의 오일 구멍(62a)을 개폐시키는 플레이트 밸브(76)와, 상기 플레이트 밸브(76)가 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하는 복원 탄성체(78)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

유체식 팬 클러치 제어 구조

본 발명은 자동차의 라디에이터 후방에서 강제 통풍시켜 냉각 효과를 상승시키는 냉각 팬에 관한 것으로서, 특히 냉각수의 온도에 따라 팬의 회전을 자동으로 조절함으로써 보다 효율적으로 팬 클러치를 제어할 수 있도록 한 유체식 팬 클러치 제어 구조에 관한 것이다.

일반적으로 엔진의 냉각 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 워터 펌프(2)에 의해 냉각수를 실린더 블럭(4) 및 실린더 헤드(6)의 냉각수 통로(8)로 순환시키고, 이 냉각수를 다시 라디에이터(3)로 끌어들여 방열하며 식혀진 물은 또다시 워터 펌프(2)를 이용해 순환시킨다.

또한, 상기 워터 펌프(2)에는 냉각 팬(10)이 설치되어 있어서 강제적으로 라디에이터(3)에 외기를 접촉시켜 방열효과를 좋게 한다. 또한 냉각수 통로(8)와 라디에이터(3) 사이에는 서머스탯이(5) 설치되어 있어서 온도에 따라 냉각수의 순환경로를 변환하게 되어 있다.

상기한 냉각 팬(10)은 크랭크 축(5)의 동력을 전달받아 회전하며 상기 라디에이터(3) 뒤쪽에 위치되어 강제 통풍시킴으로서 상기 라디에이터(3)의 냉각 효과를 충분히 상승시키고, 엔진 고속 회전시에는 배기 매니폴드(미도시 됨) 등의 과열을 방지하는 역할도 한다.

여기서, 종래의 유체식 팬 클러치는 라디에이터를 통과하는 공기의 온도에 따라 변화하는 바이메탈을 이용하여 팬의 회전 속도를 자동 변속시킨다.

상기 유체식 팬 클러치는 도 2에 도시된 바와 같이 바이메탈 서모스탯(11)이 팬 클러치의 전방에 위치되어 팬 클러치 내부에 있는 플레이트 밸브(12)와 로드(13)로 연결되어 있다. 엔진의 온도가 상승하여 라디에이터를 통과하는 공기의 온도가 높아지면 상기 바이메탈 서모스탯(11)이 팬 클러치 전방쪽으로 변형되면서 로드(13)를 통해 플레이트 밸브(12)를 당기게 된다.

이와 같이 상기 플레이트 밸브(12)가 이동되면 분리판(15)의 오일 구멍(15a)이 열려 오일이 오일실(A)에서 작동실(B) 쪽으로 흘러 들어가고, 워터 펌프의 회전에 의한 원심력으로 로우터(16)의 기동 토오크가 커져 팬의 회전 속도가 빨라지게 된다.

이후, 라디에이터가 냉각되어 통과하는 공기의 온도가 내려가면 상기 바이메탈 서모스탯(11)이 수축하여 내측 방향으로 변형되고, 이때 플레이트 밸브(12)는 분리판(15)에 밀착되면서 오일 구멍(15a)을 닫게 된다. 여기서, 통상적으로 실리콘 오일인 유체는 원심력에 의해 오일 출구(17)를 통해 작동실(B)에서 흘러나가 오일실(A)로 돌아가게 된다.

따라서, 상기 작동실(A) 안에는 유체가 조금밖에 남지 있지 않으므로 로우터(16) 토오크가 감소하여 팬의 회전 속도가 낮아진다.

그러나, 상기와 같이 구성되고 작동되는 종래의 유체식 팬 클러치 제어 구조는 라디에이터를 통과하는 공기의 온도에 따라 바이메탈 서모스탯이 변형되면서 간접적으로 엔진 및 냉각수의 온도를 판단하여 팬의 회전 속도를 조절하기 때문에 보다 정확한 팬 클러치 제어 작동에 한계가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 엔진 내부를 순환하는 냉각수의 온도에 따라 팽창 수축되는 부피 가변재에 의해 직접적으로 팬의 회전을 제어함으로써 보다 정확하고 효율적으로 팬 클러치 제어가 가능토록 한 유체식 팬 클러치 제어 구조를 제공하는 데 있다.

도 1은 팬 클러치가 포함된 엔진의 냉각 장치 개략도,

도 2는 종래 유체식 팬 클러치 제어 구조가 도시된 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 유체식 팬 클러치 제어 구조가 도시된 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 워터 펌프 51 : 풀리

52 : 임펠러 60 : 팬 클러치

62 : 분리판 62a : 오일 구멍

72 : 부피 가변재 74 : 콘트롤 바

76 : 플레이트 밸브 78 : 복원 탄성체

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 유체식 팬 클러치 제어 구조는, 팬 클러치 내에 설치되어 오일실과 작동실을 구분하면서 한 개 이상의 오일 구멍이 형성된 분리판을 포함하는 유체식 팬 클러치에 있어서, 워터 펌프 샤프트의 끝단에 내재되어 냉각수의 온도에 따라 팽창 수축되는 부피 가변재와, 상기 부피 가변재의 팽창 수축에 따라 워터 펌프 샤프트 내에서 직선 이동되는 콘트롤 바와, 상기 콘트롤 바의 선단에 고정되어 상기 분리판의 오일 구멍을 개폐시키는 플레이트 밸브와, 상기 플레이트 밸브가 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하는 복원 탄성체로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 유체식 팬 클러치 제어 구조는 도 3에 도시된 바와 같이 워터 펌프 샤프트(55)의 끝단에 내재되어 냉각수의 온도에 따라 팽창 수축되는 부피 가변재(72)와, 상기 부피 가변재(72)의 팽창 수축에 따라 워터 펌프 샤프트(55) 내에서 직선 이동되는 콘트롤 바(74)와, 상기 콘트롤 바(74)의 선단에 고정되어 팬 클러치(60)에 내재된 분리판(62)의 오일 구멍(62a)을 개폐시키는 플레이트 밸브(76)와, 상기 플레이트 밸브(76)가 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하는 복원 탄성체(78)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 부피 가변재(72)는 반고용체로 냉각수의 온도에 따라 쉽게 팽창 수축되는 왁스(WAX)재인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 콘트롤 바(74)는 조립성이 용이하도록 워터 펌프(50)측 콘트롤 바와 팬 클러치(60)측 콘트롤 바로 분리되어 상호 맞대어지고, 상기 콘트롤 바(74)는 워터 펌프 샤프트(55) 및 팬 클러치(50)내에서 용이하게 이동할 수 있게 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유체식 팬 클러치 제어 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진이 운전되면 풀리(51) 및 워터 펌프 샤프트(55)로부터 동력을 전달받는 임펠러(52)가 회전되면서 엔진 내부에 냉각수를 순환시키게 된다. 이 냉각수는 엔진 내부를 순환하게 되므로 엔진 내부의 온도 변화에 비례하여 냉각수의 온도도 변화하게 된다.

여기서, 엔진의 과열로 인해 냉각수의 온도가 상승되면 워터 펌프 샤프트(55)에 내재된 부피 가변재(72)가 팽창되면서 변화량만큼 콘트롤 바(74)를 밀게 된다. 이 콘트롤 바(74)는 워터 펌프 샤프트(55)내에서 팬 클러치(60) 방향으로 직선 이동되어 플레이트 밸브(76)를 이동시켜 분리판(62)의 오일 구멍(62a)을 개방시키게 된다.

이와 같이 상기 오일 구멍(62a)이 개방되면 오일실(A) 내의 오일이 작동실(B)로 유입되고 팬에 전달되는 토오크를 변화시켜 회전 속도를 상승시키게 된다.

상기와 반대로 엔진 및 냉각수의 온도가 낮아지게 되면 부피 가변재(72)가 수축되고 콘트롤 바(74)와 플레이트 밸브(76)는 복원 탄성체(78)에 밀려 워터 펌프(50) 방향으로 이동하게 된다. 그리고 상기 플레이트 밸브(76)는 오일 구멍(62a)을 닫게 되어 오일실(A)에서 작동실(B)로 유입되는 오일을 차단하게 된다. 따라서, 작동실(B)의 오일은 원심력에 의해 오일실(A)로 다시 유입되면서 팬에 전달되는 토오크가 저하되어 회전 속도도 낮아지게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 유체식 팬 클러치 제어 구조는 엔진 내부를 순환하는 냉각수의 온도에 따라 팽창 수축되는 부피 가변재에 의해 직접적으로 팬의 회전을 제어하기 때문에 보다 정확하고 효율적으로 팬 클러치 제어가 가능한 이점이 있다.

Claims (3)

1. 팬 클러치 내에 설치되어 오일실과 작동실을 구분하면서 한 개 이상의 오일 구멍이 형성된 분리판을 포함하는 유체식 팬 클러치에 있어서,

   워터 펌프 샤프트의 끝단에 내재되어 냉각수의 온도에 따라 팽창 수축되는 부피 가변재와, 상기 부피 가변재의 팽창 수축에 따라 워터 펌프 샤프트 내에서 직선 이동되는 콘트롤 바와, 상기 콘트롤 바의 선단에 고정되어 상기 분리판의 오일 구멍을 개폐시키는 플레이트 밸브와, 상기 플레이트 밸브가 닫히는 방향으로 탄성력을 제공하는 복원 탄성체로 구성된 것을 특징으로 하는 유체식 팬 클러치 제어 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 부피 가변재는 반고용체로 팽창 수축이 용이한 왁스(WAX)재인 것을 특징으로 하는 유체식 팬 클러치 제어 구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 콘트롤 바는 조립성이 용이하도록 워터 펌프측 콘트롤 바와 팬 클러치측 콘트롤 바로 분리되어 상호 맞대어진 것을 특징으로 하는 유체식 팬 클러치 제어 구조

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