KR100428040B1 - 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이메탈이 보다 신속하게 반응하여 엔진의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치는 라디에이터와 열교환된 외부의 공기를 엔진으로 송풍하기 위한 냉각팬, 전면부에 설치되는 바이메탈의 신축작용에 의하여 냉각팬의 회전을 단속하는 팬 클러치, 라디에이터로부터 엔진으로 냉각수를 공급하는 냉각수 통로와 연결되며 상기 팬 클러치의 전면에서 상기 팬 클러치에 회전될 수 있는 한편, 상기 바이메탈을 감싸도록 연결되는 팬 클러치 냉각수 하우징을 포함한다.

Description

냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치{Cooling water sensing bimetal driving type cooling fan clutch}

본 발명은 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치에 관한 것이고,보다 상세하게는 바이메탈이 보다 신속하게 반응하여 엔진의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치에 관한 것이다.

널리 공지된 바와 같이, 내연기관은 혼합기 자체에 보유한 화학적 에너지를 엔진 내부에서 연소시켜 열 에너지로 바꾸고, 그의 열 에너지를 기계적인 에너지로 변환시켜 출력시켜주는 원동기로서, 대표적인 예로는 자동차 엔진을 예로 들 수 있다.

그리고 상기와 같은 내연기관 본체에는 윤활 장치, 냉각장치, 연료장치, 흡배기 장치 등을 구비하며, 엔진의 과열을 방지하여 적당한 온도로 유지시켜 주는 냉각장치를 구비한다.

즉, 이러한 냉각장치는 라디에이터에서 냉각된 냉각수가 워터 펌프에 의하여 엔진 본체에 형성된 워터 재킷으로 공급되고, 워터 재킷으로 공급된 냉각수는 워터 재킷 내를 순환하면서 열을 흡수한 다음 일정 온도 이상이 되면 정온기의 개방으로 다시 라디에이터로 들어가 냉각이 이루어지는 과정으로 엔진을 냉각시키게 된다. 그리고 상기 라디에이터의 후방 측에는 냉각 팬이 배치되어 외부의 차가운 공기가 라디에이터를 통과하도록 하여 냉각수가 빠르게 냉각이 이루어지도록 한다.

이러한 냉각장치에 있어서, 종래에는 냉각 팬을 엔진의 시동중에는 항시 회전하도록 하였으나, 이와 같이 하는 경우에는 엔진이 냉각된 상태에서도 계속 회전하게 되는 바, 불필요하게 엔진의 동력을 소비하게 되므로 최근에는 전동식 혹은 유체식 클러치를 적용한 냉각팬이 사용되고 있다.

이러한 전동식 팬은 수온센서로 냉각수온을 감지하여 일정 온도에 달하면 모터가 동작되면서 냉각 팬을 회전시키고, 일정온도 이하로 내려가면 모터가 정지하면서 냉각 팬의 회전을 정지시키며, 유체식 클러치를 이용한 냉각 팬은 냉각 팬과 워터펌프 사이에 유체 클러치를 설치하여 엔진의 온도에 따라 유체 클러치에 공급되는 오일 양을 조절함으로써, 냉각 팬을 회전속도를 가감되도록 한 것이다.

그러나, 상기와 같은 전동식 또는 유체 클러치 식 팬은 다수의 부품이 소요되어 구성 및 작용이 복잡해지며, 이에 따라 제조 및 조립작업이 어려워 생산성이 저하되고 제조원가가 상승된다는 문제점을 내포하고 있다.

이러한 문제점을 제거하기 위하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 4~6개의 날개와 날개를 서로 연결하는 원통형의 보스부로 형성되는 냉각팬(5), 과, 일측의 헤드가 냉각팬(5)의 보스 내측에 배치되고 후방 단부에 풀리가 형성되는 회전축, 팬 클러치(6)의 전면부에 설치되는 바이메탈의 신축작용에 의하여 냉각팬(5)의 회전을 단속하는 팬 클러치(6), 엔진에 고정되어 회전축을 회전 가능하게 지지하여 주는 고정축을 구비하는 내연기관의 냉각팬용 클러치가 제안되었다.

이러한 종래의 기술은 팬 클러치(6)가 엔진 내부의 냉각 수온의 높고 낮은 감지하기 위하여, 라디이에이터(1)를 통과한 외부의 공기(냉각풍)의 온도를 팬 클러치(6)의 전면부에 설치된 바이메탈(b)이 감지하여, 바이메탈(b)의 신축 작용 및 팬 클러치(6) 내부의 작동오일의 마찰력을 이용하여 팬 클러치(6)의 회전수를 제어하는 기술을 적용하는 방식이다.

그러나, 상기된 바와 같은 종래의 기술은 냉각풍(외부 공기)의 열이 바이메탈에 전달되는 방식을 이용하는 것이기 때문에, 실제로 바이메탈을 통과하는 공기의 온도 수준으로 바이메탈이 상승하여 반응(열팽창)하기까지 상당한 시간이 소요된다. 이러한 열팽창 반응 시간의 지연은 엔진 냉각 수온이 순간적으로 규제 한계치 초과하는 결과를 초래하고, 그 결과 엔진 내부 냉각수 통로중 고온부에서 국부적인 캐비테이션 현상이 발생하여 엔진의 내구 수명을 저하시키는 원인으로 작용하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 바이메탈이 보다 신속하게 반응하여 엔진의 내구 수명을 향상시킬 수 있는 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치의 개략 측면도.

도 2는 도 1의 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치의 개략 측면도.

도 4는 도 3의 정면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 라디에이터 2, 3 : 냉각수 통로

4 : 엔진 5 : 냉각팬

6 : 팬 클러치 7 : 팬 클러치 냉각수 하우징

8, 9 : 팬 클러치 냉각수 공급 및 배출 호스

10 : 써머 스타트

상기된 바와 같은 목적은, 라디에이터와 열교환된 외부의 공기를 엔진으로 송풍하기 위한 냉각팬, 전면부에 설치되는 바이메탈의 신축작용에 의하여 냉각팬의 회전을 단속하는 팬 클러치, 라디에이터로부터 엔진으로 냉각수를 공급하는 냉각수 통로와 연결되며 상기 팬 클러치의 전면에서 상기 팬 클러치에 회전될 수 있는 한편, 상기 바이메탈을 감싸도록 연결되는 팬 클러치 냉각수 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치에 의하여 달성될 수 있다.

상기에서, 상기 팬 클러치와 팬 클러치 냉각수 하우징 사이에는 베어링이 제공된다.

상기 바이메탈 및 상기 팬 클러치와 상기 팬 클러치 냉각수 하우징 사이의다수의 부분에서 누수 방지용 밀봉 부재들이 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치의 개략 측면도이고, 도 4는 도 3의 정면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치는 엔진(4)으로부터 가열된 냉각수가 이동하는 냉각수 통로(2,3)가 냉각팬(5)의 주위에 위치된다. 냉각팬(5)은 라디에이터(1)를 통과하는 외부의 공기를 엔진(4)으로 송풍하며, 냉각팬(5)의 회전을 단속하기 위한 팬 클러치(6) 가 냉각팬(5)의 후방에 제공된다.

팬 클러치(6)는 전면부에 설치되는 바이메탈(b)의 신축작용에 의하여 냉각팬(5)의 회전을 단속하며, 팬 클러치(6)의 전방에는 본 발명에 따라서 팬 클러치 냉각수 하우징(7)이 제공된다. 팬 클러치 냉각수 하우징(7)은 엔진(4)으로부터 라디에이터(1)로 연결되는 라디에이터 입구 호스(2) 및 라디에이터(1)부터 엔진(4)으로 냉각수를 공급하는 라디에이터 출구 호스(3)와 각각 연결되는 팬 클러치 냉각수 공급 및 배출 호스(8,9)에 의하여 냉각수가 공급된다.

이러한 팬 클러치 냉각수 하우징(6)은 팬 클러치(6)의 전면에서 바람직하게 베어링(도시되지 않음)을 통하여 팬 클러치(6)에 회전 가능하게 설치되는 한편, 바이메탈(b)을 감싸도록 팬 클러치(6)에 연결된다.

각 부품 사이에서 누수를 방지하기 위하여, 바이메탈(b) 및 팬 클러치(6)와팬 클러치 냉각수 하우징(7) 사이의 다수의 부분에는 누수 방지용 밀봉 부재(a,c)들이 제공된다. 상기된 바와 같은 베어링은 방수형 베어링이 적용된다.

상기된 바와 같이 구성되는 것에 의하여, 팬 클러치(6)에 바이메탈(b)의 온도 감지 방법은 냉각수 하우징(6)이 바이메탈(b)을 감싸도록 팬 클러치(6)에 연결됨으로써, 냉각수가 바이메탈(b)에 직접 접촉하여, 종래의 기술에서 공기가 바이메탈(b)에 접촉함으로써 발생되는 문제점을 해결하고자 하였다.

본 발명에서, 냉각수가 바이메탈(b)에 직접 접촉함으로써, 엔진 써머 스타트(10)가 개방된 후에 냉각 수온과 바이메탈(b)의 온도가 항상 동일하게 된다. 따라서, 냉각팬(5)의 회전수를 높이거나 낮추고자 하는 시기에 시간의 지연없이 바이메탈(b)이 즉시 반응하므로, 냉각수 온도를 최적으로 유지할 수 있어, 엔진의 캐비테이션 현상이 방지될 수 있으므로, 캐비테이션 현상으로 인한 엔진의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

상기된 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따르면, 냉각수가 바이메탈에 직접 접촉함으로써, 냉각 수온과 바이메탈의 온도가 항상 동일하게 되어, 바이메탈이 즉시 반응하여 바이메탈의 지연으로 인하여 발생될 수 있는 엔진의 캐비테이션 현상이 방지될 수 있으므로, 캐비테이션 현상으로 인한 엔진의 내구성 저하를 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 라디에이터와 열교환된 외부의 공기를 엔진으로 송풍하기 위한 냉각팬,

   전면부에 설치되는 바이메탈의 신축작용에 의하여 냉각팬의 회전을 단속하는 팬 클러치,

   라디에이터로부터 엔진으로 냉각수를 공급하는 냉각수 통로와 연결되며 상기 팬 클러치의 전면에서 상기 팬 클러치에 회전될 수 있게 설치되는 한편, 상기 바이메탈을 감싸도록 연결되는 팬 클러치 냉각수 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 팬 클러치와 팬 클러치 냉각수 하우징 사이에는 베어링이 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 바이메탈 및 상기 팬 클러치와 상기 팬 클러치 냉각수 하우징 사이의 다수의 부분에서 누수 방지용 밀봉 부재들이 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각 수온 감지 바이메탈 작동형 냉각팬 클러치.