KR100489119B1 - 라디에이터의 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 엔진의 저속 운전시에는 냉각팬이 라디에이터 쪽으로 전진하여 냉각 성능을 높이고, 엔진의 고속 운전시에는 주행풍 유입에 저항이 되는 냉각팬이 라디에이터로부터 후퇴하여 멀어지게 되므로써 라디에이터 냉각의 효율성을 높이고 진동,소음(NVH)을 개선할 수 있는 라디에이터 냉각용 가변팬 냉각 클러치 장치를 제공하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 라디에이터 후방의 엔진측에 장착되어 라디에이터의 통풍을 돕는 냉각팬 클러치 장치에 있어서,

엔진측에 회전하도록 고정되어 라디에이터를 향해 돌출, 배치되는 복수개의 슬라이딩 가이드와;

상기 슬라이딩 가이드를 따라 전후방으로 이동이 가능한 클러치 몸체와;

상기 클러치 몸체의 선단에 장착된 복수개의 냉각팬과;

엔진의 회전 속도가 증가하면 원심력에 의해 바깥측으로 벌어져 상기 클러치 몸체를 엔진측의 후방으로 이동하도록 끌어당기게 되는 클러치 위치 설정 장치;를 포함하여 구성되어 있다.

Description

라디에이터의 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치 장치{Changeable cooling fan clutch apparatus}

본 발명은 라디에이터의 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치 장치에 관한 것이다.

자동차 엔진에는 라디에이터 후방에 냉각팬을 설치하고 강제 통풍을 시켜 정차시와 저속 주행시에도 충분한 냉각 효과를 얻도록 하고 있으며, 또 고부하시에는 배기매니폴드등의 과열을 방지하는 역활을 맡고 있다.

냉각팬은 보통 2-5장 날개의 프로펠러가 사용되는데 V벨트에 의해 워터펌프와 일체로 이루어지는 것과 워터펌프와 냉각팬을 별도로 만들어 냉각팬을 전동모터로 구동하는 방식이 있는바, V벨트에 의한 워터펌프와의 일체 방식은 요구하는 동력이 엔진 출력의 50% 정도이고, 부속 장치중 가장 큰 마력을 소비하므로 이 손실을 가능한 한 줄이기 위하여 냉각팬과 워터펌프 사이에 실리콘 오일을 봉입한 유체 클러치를 설치하기도 한다.

유체 클러치는 바이메탈에 의한 제어구조를 채택하고 있는데 라디에이터를 통과한 공기온도와 엔진 rpm에 의해 냉각팬의 회전 속도를 제어한다.

그러나 프런트카의 경우 냉각팬은 엔진에 직렬되어 있고 라디에이터의 뒷부분에 설치되기 때문에 차량이 주행할 때 엔진룸 내부로 유입되는 공기의 양이 냉각팬이 배출할 수 있는 공기량보다 많을 때 냉각팬이 저항이 되어 진동 및 소음(NVH) 측면에서 불리하다는 문제가 있다.

또 엔진의 저속 구동이나 아이들(Idle)시 냉각팬이 저속으로 회전하므로 냉각측면에서 불리한 점도 지적되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 엔진의 저속 운전시에는 냉각팬이 라디에이터 쪽으로 전진하여 냉각 성능을 높이고, 엔진의 고속 운전시에는 주행풍 유입에 저항이 되는 냉각팬이 라디에이터로부터 후퇴하여 멀어지게 되므로써 라디에이터 냉각의 효율성을 높이고 진동,소음(NVH)을 개선할 수 있는 라디에이터 냉각용 가변팬 냉각 클러치 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 라디에이터 후방의 엔진측에 장착되어 라디에이터의 통풍을 돕는 냉각팬 클러치 장치에 있어서,

엔진측에 회전하도록 고정되어 라디에이터를 향해 돌출, 배치되는 복수개의 슬라이딩 가이드와;

상기 슬라이딩 가이드를 따라 전후방으로 이동이 가능한 클러치 몸체와;

상기 클러치 몸체의 선단에 장착된 복수개의 냉각팬과;

엔진의 회전 속도가 증가하면 원심력에 의해 바깥측으로 벌어져 상기 클러치 몸체를 엔진측의 후방으로 이동하도록 끌어당기게 되는 클러치 위치 설정 장치;를 포함하여 구성되어 있다.

이하 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 라디에이터의 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치 장치의 엔진 저속 회전시의 작동 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 동상 가변 냉각팬 클러치 장치의 엔진 고속 회전시의 작동상태를 나타내는 도면이다.

그리고 도 3은 본 발명에 의한 슬라이딩 가이드의 정면 형상을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 클러치 위치 설정장치를 나타내는 정면도이며, 도 5은 동상 클러치 위치 설정장치의 측면도이다.

도면에 있어서 부호 1은 복수개의 블레이드로 구성되는 냉각팬이며, 이 냉각팬(1)은 클러치 몸체(2, clutch assembly)의 선단에 장착된다.

클러치몸체(2)는 원통형으로서 도시를 생략한 내부에는 유체 커플링 로터와 로터 로크너트 및 오일등이 봉입되어 있으며, 클러치몸체(2) 후단 외주에는 등간격으로 복수개의 돌기(3)가 돌출되어 있으며, 이 돌기(3)들은 엔진측, 보다 상세히는 워터펌프 회전축에 접속된 베이스부재(4)상에 원을 그리도록 배치된 4각 단면을 가지는 슬라이딩 가이드(5)의 장공(6)에 끼워져 장공(6)의 안내를 따라 축방향, 즉 차량의 전후 방향으로의 이동이 자유롭게 되어 있다(도 3의 점선 도시 참조)

상기 장공(6)을 통해 바깥쪽으로 돌출한 돌기(3)들은 핀축(8)에 의해 클러치 위치 설정장치(7)의 전방 링크(9) 단부에 회전 가능한 구조로 연결되며, 상기 링크(9)는 베이스부재(4)에 핀축(10)으로 회동가능하게 접속된 또다른 후방 링크(11) 및 중량물인 플라이휠추(12)와 핀축(13)으로 회전가능하게 접속되어 있다.

상기 플라이휠추(12)는 원통체로 형성하여 균형 유지상 좌우 2개가 사용되는 것이 보다 바람직하다.

그리고 상기 슬라이딩 가이드(5)의 선단에는 원통가이드(14)가 장착되어 있어, 역시 원통형 몸체인 클러치몸체(2)가 전후 방향으로 이동시 흔들림을 방지하는 역활을 방지한다.

또, 상기 베이스부재(4)와 클러치몸체(2)의 후단 사이에는 클러치몸체(2)를 전방, 즉 라디에이터측으로 밀어내는 힘을 가하는 리턴스프링(15)이 설치되어 있다.

이하 본 발명 장치의 작동에 대하여 설명한다.

엔진이 구동되면 워터펌프 회전축에 접속된 베이스부재(4)가 회전하게 되며, 이에 고정된 슬라이딩 가이드(5)들로 회전하게 되는데, 이 슬라이딩가이드(5)의 장공(6)에 돌기(3)가 끼워져 구속되어 있는 클러치몸체(2)도 회전하게 된다.

이에따라 클러치몸체(2)에 장착된 냉각팬(1)이 회전하여 공기를 송풍하므로써 라디에이터를 냉각시키게 된다.

그런데 엔진이 저속 구동되면 회전력이 작게되므로 이때는 리턴스프링(15)의 탄성력이 플라이휠추(12)의 원심력보다 크기 때문에 리턴스프링(15)이 신장되면서 클러치몸체(2)는 전방으로 이동하게 되며, 이때 링크(9)(11)는 펼쳐지는 형태가 되고, 플라이휠추(12)들은 중심부측으로 이동하여 모아지게 된다.

이에따라 냉각팬(1)이 라디에이터에 근접하게 되어 냉각성능을 높이게 되는 것이다.

그러나 엔진이 고속으로 회전하게 되면, 클러치 위치 설정장치(7)의 플라이휠추(12)들에 작용하는 원심력이 리턴스프링(15)의 탄성력보다 커지게 되어 플라이휠추(12)들이 원심력 작용에 의해 바깥쪽으로 확산 이동되어지게 되고, 링크(9)(11)들은 예각으로 접어지게 되는데, 베이스부재(4)측의 링크 힌지점인 핀축(10)은 고정위치이므로 클러치몸체(2)의 돌기(3)가 장공(6)을 따라 베이스부재(4)쪽으로 이동하게 된다.

이에따라 냉각팬(1)이 라디에이터로부터 멀어지고 엔진쪽에 가깝게 되므로써 빠르고 풍량이 많은 주행풍이 라디에이터를 통과하여 엔진룸으로 도입될 때 냉각팬(1)이 저항체로 작용하게 되는 현상이 줄어들어 고속에서의 냉각성능을 높이고 진동과 소음의 발생을 감소시키게 되는 것이다.

다시 엔진이 고속에서 저속으로 변경되면, 플라이휠추(12)에 작용하는 원심력보다 리턴스프링(15)에 의한 탄성력이 커지게 되어 다시 냉각팬(1)은 라디에이터측으로 이동하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 클러치 위치 설정장치를 구비하여 회전에 의한 원심력이 작은 엔진의 저속 회전시에는 냉각팬을 라디에이터 가까이로 위치 이동시켜 라디에이터의 통풍성을 좋게하여 저속에서의 냉각성을 향상시키며, 엔진의 고속 회전시에는 높은 원심력 작용에 의해 클러치 위치 설정 장치가 납작하게 벌어지게 되면서 클러치몸체를 엔진측으로 끌어당겨 후퇴시키게 되므로써 라디에이터로부터 냉각팬이 멀어지게 되어 빠른 유속과 많은 풍량의 주행풍이 엔진룸으로 유입될 때 냉각팬이 저항체로 작용하지 않게되어 고속에서의 냉각성을 향상시키고 저항에 의한 진동 및 소음(NVH)발생을 저감시키게 되는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 라디에이터의 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치 장치의 엔진 저속 회전에서의 작동 상태를 나타내는 도면

도 2는 동상 냉각팬 클러치 장치의 엔진 고속 회전에서의 작동 상태를 나타내는 도면

도 3은 본 발명에 의한 슬라이딩 가이드를 나타내는 도면

도 4는 본 발명에 의한 클러치 위치 설정 장치를 나타내는 정면도

도 5는 동상 클러치 위치 설정 장치의 측면도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉각팬 2 : 클러치 몸체

3 : 돌기 4 : 베이스부재

5 : 슬라이딩 가이드 6 : 장공

7 : 클러치위치설정장치 8 : 핀축

9 : 링크 10 : 핀축

11 : 링크 12 : 플라이휠추

13 : 핀축 14 : 원통가이드

15 : 리턴스프링

Claims (8)

1. 라디에이터 후방의 엔진측에 장착되어 라디에이터의 통풍을 돕는 냉각팬 클러치 장치에 있어서,

   엔진측에 회전하도록 고정되어 라디에이터를 향해 돌출, 배치되는 복수개의 슬라이딩 가이드(5)와;

   외측으로 돌출형성된 복수개의 돌기(3)가 상기 슬라이딩 가이드(5)에 관통형성된 장공(6)의 안내를 받아 전후방으로 이동이 가능하도록 형성된 클러치 몸체(2)와;

   상기 클러치 몸체(2)의 선단에 장착된 복수개의 냉각팬(1)과;

   일측의 링크(9)는 상기한 돌기(3)에 핀축(8)으로써 힌지결합되고, 타측 링크(11)는 베이스부재(4)에 핀축(10)으로써 힌지결합되며, 상기 양측 링크(9,11)의 외측단은 중량물인 플라이휠추(12)에 핀축(13)으로써 힌지결합되어, 엔진의 회전 속도가 증가하면 원심력에 의해 바깥측으로 벌어져 상기 클러치 몸체(2)를 엔진측의 후방으로 이동하도록 끌어당기게 되는 클러치 위치 설정장치(7)와;

   상기한 클러치 위치 설정장치(7)에 원심력이 작게 걸리는 엔진의 저속운전시에는 상기 클러치 몸체(3)가 라디에이터 측으로 밀리도록 하기 위해 클러치 부재(2)와 베이스 부재(4)의 후단 사이에 형성되는 리턴스프링(15); 을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 라디에이터 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라이휠추(12)들은 상기한 링크(9,11)가 서로 예각을 이루도록 접혀지거나 또는 수평을 이루는 방향으로 펼쳐질 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 라디에이터 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬라이딩 가이드(5)의 선단에는 상기 클러치몸체(2)의 전후방향 이동시 흔들림이 없도록 하기 위한 원통형상의 원통가이드(14)에 고정된 것을 특징으로 하는 라디에이터 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라이휠추(12)는 한쌍의 링크(9,11)로 형성된 하나의 링크절에 균형유지를 위해 2개씩 장착되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 냉각을 위한 가변 냉각팬 클러치장치.
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