KR100488550B1 - 유니버설 조인트 샤프트를 이용한 냉각팬의 구동구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 냉각성능 및 내구력 증대를 위해서 라디에이터의 일측에 형성되는 냉각팬의 구동방식을 변경한 유니버설 조인트 샤프트를 이용한 냉각팬의 구동구조에 관한 것으로,

버스 후방에 엔진룸이 형성되며 엔진을 냉각하기 위한 라디에이터 및 냉각팬이 엔진룸의 일측에 형성되는 버스 엔진의 냉각장치에 있어서,

엔진의 크랭크 축과 연결되는 구동풀리와 벨트로써 연결되어 엔진의 회전력을 타 작동수단에 전달하기 위한 아이들 풀리와;

상기한 아이들 풀리의 중심축과 연결되는 유니버설 조인트와;

상기 유니버설 조인트의 일측으로 길게 형성되는 샤프트와;

상기 샤프트의 일측에 연결되는 피니언 기어와;

상기 피니언 기어와 맞물리며 냉각팬의 회전축에 축지되는 링 기어;로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기한 피니언 기어 및 링 기어는 냉각팬 하우징의 일측에 마련되는 기어박스에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

유니버설 조인트 샤프트를 이용한 냉각팬의 구동구조{Cooling apparatus using universal joint shaft}

본 발명은 유니버설 조인트 샤프트를 이용한 냉각팬의 구동구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 냉각성능 및 내구력 증대를 위해서 라디에이터의 일측에 형성되는 냉각팬의 구동방식을 변경한 유니버설 조인트 샤프트를 이용한 냉각팬의 구동구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진은 냉각하여 과열을 방지할 필요가 있으며, 엔진을 적온으로 유지하여 주기 위한 냉각장치가 필요하다. 실린더 내의 연소가스의 온도는 2000℃에 달하지만, 이 열의 상당량이 실린더, 실린더헤드, 피스톤 등에 흡수된다. 이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면, 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더의 벽에 유막이 파괴되어 윤활불량이 되며 심할 때는 엔진을 손상시킨다. 또한 연소상태도 나빠지는 결과 노킹이나 조기점화를 일으켜 출력은 급격히 저하한다.

엔진을 냉각시키는 방식에는 외기를 이용하여 엔진의 외부를 직접 냉각하는 공랭식과 냉각수를 엔진 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.

수냉식은 워터 펌프에 의해 냉각수를 실린더블럭 및 실린더헤드에 워터 재킷으로 냉각수를 라디에이터로 끌어들여 방열하며 냉각된 물은 워터펌프에 위해 재순환시키고 있다. 또한 라디에이터의 일측에는 냉각팬이 형성되어 강제송풍하므로서 방열효과를 좋게 한다.

도 2은 버스 엔진을 냉각하기 위한 라디에이터와 냉각팬이 장착된 도면이다. 도면에서와 같이 버스의 경우에는 엔진룸(11)이 차체(10)의 후방에 마련되며, 엔진(12)의 일측으로 라디에이터(13) 및 냉각팬(14)이 형성되는 것이 일반적이다.

상기한 엔진(12)의 크랭크 축과 냉각팬(14)의 축에는 각각 구동풀리(15)와 종동풀리(16)가 형성되고, 상기 각각의 풀리(15,16)가 벨트(18)로 연결되는 도중에 별도의 아이들 풀리(17)가 형성된다.

즉, 엔진(12)이 회전되면 크랭크 축의 회전력이 아이들 풀리(17)를 거쳐 냉각팬(14)이 회전되므로서 라디에이터(13)를 통과하는 냉각수의 방열효율을 높이게 된다. 특히, 엔진의 구동풀리(15)와 냉각팬의 종동풀리(16)의 회전비는 엔진의 냉각성능 향상을 위해 냉각팬의 회전비가 엔진의 회전비보다 1.2배 정도 빠르게 형성되는 것이 일반적이다.

그러나 상기와 같이 버스 후방의 엔진룸에 장착되는 라디에이터의 탑재방향이 대기가 유입되는 버스측면과 수직하게 탑재되므로서 라디에이터의 냉각성능이 떨어질 뿐만 아니라, 냉각팬 하우징의 일측에 형성되는 종동풀리의 무게가 많이 나가는 문제로 인하여 차량 주행시 차체 진동으로 라디에이터 및 냉각팬을 지지하는 브라켓부(19a)에 크랙이 발생되거나 벨트가 벗겨지는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진의 냉각성능 및 내구력 증대를 위해서 라디에이터의 일측에 형성되는 냉각팬의 구동방식을 변경한 유니버설 조인트 샤프트를 이용한 냉각팬의 구동구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

버스 후방에 엔진룸이 형성되며 엔진을 냉각하기 위한 라디에이터 및 냉각팬이 엔진룸의 일측에 형성되는 버스의 냉각장치에 있어서,

엔진의 크랭크 축과 연결되는 구동풀리와 벨트로 연결되어 엔진의 회전력을 타 작동수단에 전달하기 위한 아이들 풀리와;

상기한 아이들 풀리의 중심축과 연결되는 유니버설 조인트와;

상기 유니버설 조인트의 일측으로 길게 형성되는 샤프트와;

상기 샤프트의 일측에 연결되는 피니언 기어와;

상기 피니언 기어와 맞물리며 냉각팬의 회전축에 축지되는 링 기어;로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기한 피니언 기어 및 링 기어는 냉각팬 하우징의 일측에 마련되는 기어박스에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 라디에이터 및 냉각팬의 탑재방향은 대기가 유입되는 버스측면과 나란한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 냉각팬의 구동장치를 보인 도면으로서, 도면 중에 표시되는 도면부호 20은 냉각팬을, 도면부호 30은 본 발명에 의한 유니버설 조인트를 지시하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.

상기한 냉각팬(20) 및 라디에이터(21)는 대기가 엔진룸(11)으로 유입되는 버스 차체(10) 측면과 수직하게 탑재되었던 종래의 냉각팬 탑재위치 및 방향과는 달리, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각팬(20) 및 라디에이터(21)의 탑재방향은 대기가 유입되는 버스의 차체(10) 일측면과 나란하게 탑재되고, 탑재위치는 종래보다 더 앞쪽에 위치되는 것이 바람직하다.

그리고 엔진룸(11)에 탑재되는 엔진(12)의 탑재위치 및 아이들 풀리(17)의 장착위치는 종전과 같으며, 엔진(12)의 크랭크 축과 연결된 구동풀리(15)와 상기 아이들 풀리(17)는 벨트(18)로써 종래와 같이 연결된다.

그런데 본 발명에서는 종래와는 달리 냉각팬(20) 및 라디에이터(21)의 탑재위치 및 탑재방향이 변경되므로서 구동력의 방향을 90도 각도로 전환해야만 한다. 이를 위해서 상기한 아이들 풀리(17)의 일측에는 유니버설 조인트(30)가 부착되는데, 상기 아이들 풀리(17)와 유니버설 조인트(30)는 볼트(31)로써 견고하게 연결되는 것이 바람직하다.

상기한 유니버설 조인트(20)의 일측에는 아이들 풀리(17)의 회전동력을 냉각팬(20)으로 전달하기 위한 샤프트(22)가 길게 연장형성된다.

상기한 냉각팬(20)의 전방에는 냉각수의 열을 방열하기 위한 라디에이터(21)가 형성되고, 냉각팬(20)을 지지하기 위한 냉각팬 하우징(22)의 일측면에는 기어 박스(23)가 형성된다. 상기 기어 박스(23)의 내부에는 상기 냉각팬(20)의 회전축(24)과 동축으로 형성되는 링 기어(25)와, 상기 링 기어(24)와 맞물리며 상기 유니버설 조인트 샤프트(32)와 연결되는 피니언 기어(26)가 형성된다.

특히, 상기한 링 기어(25)와 피니언 기어(26)의 기어비는 종래처럼 냉각성능을 향상되도록 하기 위해서 1 : 1.2 비율로 제작되는 것이 바람직하다.

상기한 유니버설 조인트 샤프트(32)의 길이는 엔진룸의 레이아웃에 따라 그 길이가 결정되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 유니버설 조인트 샤프트로 구동력이 전달되는 냉각팬의 작동을 설명하면 다음과 같다.

엔진(12)이 시동되어 크랭크 축이 고속으로 회전하게 되면 구동풀리(15)와 벨트(18)로써 연결된 아이들 기어(17)가 회전하게 된다. 따라서 아이들 기어(17)의 일측에 유니버설 조인트(30)로 연결된 유니버설 조인트 샤프트(32)가 회전하게 된다.

상기한 유니버설 조인트(30)로 인하여 회전동력이 전달되는 방향이 도면상 수평에서 수직으로 바뀌어지고, 유니버설 조인트 샤프트(32)의 회전동력은 피니언 기어(26)와 링 기어(25)를 통해 냉각팬(20)에 전달된다. 따라서 냉각팬(20)의 회전되고, 라디에이터(21)를 통과하는 냉각수의 열을 방열시키게 된다.

참고로, 도면 중의 라디에이터 전방에 표시되는 빗금들은 대기 중의 공기가 라디에이터 측으로 유입되는 방향을 표시한 것이다. 따라서 종래처럼 라디에이터가 차체의 측면벽에 수직하게 탑재되는 경우보다 냉각효율이 향상되어진다.

또한, 상기와 같이 냉각팬 하우징(22)의 일측에 형성된 기어박스(23) 내부에 회전동력을 전달하기 위한 링 기어(25) 및 피니언 기어(26)의 무게가 종래의 종동기어보다 덜 나가게 되므로서 차량 주행시 차체 진동으로 인한 브라켓부(22a)에 크랙이 발생하는 현상이 방지된다. 또한 종래보다 진동이 덜 전달되므로서 벨트가 벗겨지는 현상도 방지된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 냉각팬 및 라디에이터의 탑재방향을 대기가 유입되는 버스 차체의 일측면과 나란하게 하므로서 냉각팬의 냉각성능이 향상될 뿐만 아니라, 크랭크 축의 회전력을 냉각팬으로 전달하기 위한 종동풀리를 비교적 가벼운 기어박스로 대체하므로서 차량 주행시 차체 진동으로 인한 브라켓부의 크랙현상이 방지되는 커다란 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 냉각팬의 구동장치를 보인 도면.

도 2은 종래의 버스 엔진을 냉각하기 위한 라디에이터와 냉각팬이 장착된 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

10 : 차체 11 : 엔진룸

12 : 엔진 15 : 구동풀리

17 : 아이들 풀리 18 : 벨트

20 : 냉각팬 21 : 라디에이터

22 : 냉각팬 하우징 23 : 기어 박스

25 : 링 기어 26 : 피니언 기어

30 : 유니버설 조인트 32 : 샤프트

Claims (4)

1. 버스 후방에 엔진룸이 형성되며 엔진을 냉각하기 위한 라디에이터 및 냉각팬이 엔진룸의 일측에 형성되는 버스의 냉각장치에 있어서,

   엔진(12)은 크랭크 축이 버스 차체(10)의 후방을 향하도록 탑재되고, 상기한 냉각팬(20) 및 라디에이터(21)은 대기가 유입되는 버스 차체(10)의 측면과 나란한 방향이 되도록 탑재되어지되,

   상기한 엔진(20)의 크랭크 축상의 구동풀리(15)의 구동력이 냉각팬(20)의 회전축(24) 상의 링기어(25)로 전달되도록 하기 위한 동력전달수단은,

   상기한 구동풀리(15)와 소정간격 떨어진 위치에 배치되어 벨트(18)로써 동력이 전달되도록 형성되는 아이들 풀리(17)와; 상기한 링기어(25)의 이와 맞물려 구동력 전달방향을 전환시키는 피니언 기어(26)로부터 버스 차체(10)의 길이방향으로 길게 연장형성되는 샤프트(32)와; 상기 아이들 풀리(17)와 샤프트(32) 간의 구동력 전달을 위한 유니버셜 조인트(30); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트 샤프트를 이용한 냉각팬의 구동구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 피니언 기어(26) 및 링 기어(25)는 냉각팬 하우징(22)의 일측에 마련되는 기어 박스(23)에 형성되는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트 샤프트를 이용한 냉각팬의 구동구조.
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