KR100680285B1 - Engine-coollng fan assembly with torsionally lsolating fan hub - Google Patents
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Abstract
개선된 NVH 특성을 가진 자동차 엔진냉각팬 조립체는 모터 토르크리플의 주파수 범위에서 비틀림 동작으로 팬의 외측부를 분리하는 팬허브를 이용한다. 유연성 방사상리브들은 내측부를 외측부에 연결한다. 이 설계는 진동에 견디도록 충분한 축상의 강도를 유지시킨다. 허브는 주형작업없이 인젝션 성형될 수 있다. 환기모터를 냉각시키는 능력은 손상되지 않으며 조립체의 공기이동 성능도 손상되지 않는다.Automotive engine cooling fan assemblies with improved NVH characteristics utilize a fan hub that separates the outside of the fan in a torsional motion in the frequency range of the motor torque ripple. Flexible radial ribs connect the inner part to the outer part. This design maintains sufficient on-axis strength to withstand vibration. The hub can be injection molded without moulding. The ability to cool the ventilation motor is not impaired and the assembly's air movement performance is not impaired.
허브, 허브리브, 에어갭, 공기흐름, 축상갭.Hub, Hub Rib, Air Gap, Air Flow, Axial Gap.
Description
도1a은 종래기술의 팬 조립체를 나타낸 도면,1A illustrates a prior art fan assembly;
도1b은 종래기술에 따른 팬 허브의 단면도,1B is a cross-sectional view of a fan hub according to the prior art,
도1c는 도1b에 도시된 팬 허브의 정면도,1C is a front view of the fan hub shown in FIG. 1B;
도2a는 본 발명의 구체적 실시예에 따른 팬허브의 단면도,2A is a cross-sectional view of a fan hub according to a specific embodiment of the present invention;
도2b는 도2a에 도시된 팬허브의 정면도,
도2c는 도2b의 A부분 확대도,Figure 2b is a front view of the fan hub shown in Figure 2a,
2C is an enlarged view of portion A of FIG. 2B;
도3a는 본 발명의 따른 구체적 실시예에 따른 팬허브의 단면도,Figure 3a is a cross-sectional view of a fan hub according to a specific embodiment of the present invention,
도3b는 도3a에 도시된 팬허브의 정면도이다.FIG. 3B is a front view of the fan hub shown in FIG. 3A.
♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawings.
100: 허브 110: 허브 리브100: hub 110: hub rib
125: 방사상슬롯 127: 원주슬롯125: radial slot 127: circumferential slot
본 발명은 비틀림이 없는 팬허브를 구비한 자동차 엔진냉각팬 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an automotive engine cooling fan assembly having a torsion free fan hub.
일반적인 자동차 엔진냉각팬은 모터축으로 부터 익근까지 연장된 허브를 가진다. 허브는 통상 축 고정부로 부터 원통부까지 방사상으로 연장된 전면을 가지며, 원통부에는 팬 날개들이 고정된다. 축 공간을 확보하기 위하여 전기구동모터는 통상 허브의 오목한 부위에 위치된다. 허브의 볼록한 부위는 공기를 팬 날개 내로 유도하는 것이 가능하다.A typical automotive engine cooling fan has a hub extending from the motor shaft to the blade roots. The hub typically has a front surface extending radially from the axial fixation to the cylindrical portion, to which the fan blades are fixed. In order to secure the axial space, the electric drive motor is usually located in the recess of the hub. The convex portion of the hub is capable of directing air into the fan blades.
방사상 허브리브들은 통상 팬 구조체를 보강하도록 한다. 팬 날개와 회전밴드상에 원심력은 허브를 변형시키는데, 이는 허브전면과 허브실린더 내측에 허브 리브를 설치함으로써 최소로 될 수 있다. 환기모터가 사용되는 경우 2개의 허브 리브들은 모터를 냉각시키는데 치명적일 수 있다. 모터의 전면과 허브의 사이에 허브리브를 포함하는 영역은 모터를 통하여 냉기를 흡수하여 모터반경보다 더 큰 반경으로 취출하는 원심팬과 같이 작동한다.Radial hub ribs typically allow for reinforcement of the fan structure. Centrifugal forces on the fan blades and rotating bands deform the hub, which can be minimized by installing hub ribs on the front of the hub and inside the hub cylinder. Two hub ribs can be fatal to cool the motor when a ventilation motor is used. The area including the hub ribs between the front of the motor and the hub acts like a centrifugal fan that absorbs cold air through the motor and draws it out to a radius larger than the motor radius.
본 발명의 목적은 자동차 엔진 냉각조립체에서 잡음과 진동을 최소화하는 엔진냉각팬 조립체를 제공하는데 있다. 왜냐하면 잡음과 진동의 일부는 모터의 코킹 토르크와 코르크 리플에 의하여 야기되며, 이는 팬 구조체에서 공진을 일으킬 수 있기 때문이다.It is an object of the present invention to provide an engine cooling fan assembly that minimizes noise and vibration in an automotive engine cooling assembly. Because some of the noise and vibration are caused by the caulking torque and cork ripple of the motor, which can cause resonance in the fan structure.
본 발명의 다른 목적은 공진발생을 최소화하고 동시에 공기이동성능, 구조적인 완전성, 모터냉각 공기흐름을 유지시키고 저비용으로 제조가능한 비틀림 없는 팬허브를 구비한 엔진냉각팬 조립체를 제공한다.Another object of the present invention is to provide an engine cooling fan assembly having a torsion-free fan hub which is capable of manufacturing at low cost while minimizing resonance and maintaining air movement performance, structural integrity, motor cooling airflow.
본 발명은 팬과 전기모터로 이루어진 자동차 엔진냉각팬 조립체로 이루어지며, 팬은 구조적으로 유연성 있는 방사상 허브리브에 의하여 연결되는 내측부 및 외측부를 가진 허브를 구비한다.
이들 허브리브는 허브 전면의 내측과 외측에 고정되고, 허브 리브의 축상 깊이는 그들의 두께보다 더 크며 허브 리브의 지지되지 않는 방사상 범위는 그들의 두께보다 더 크고, 통상 그들의 축상 깊이보다 더 크다.
따라서, 허브 리브는 비틀림에 대하여 축상으로 보다 더욱 유연해 질 수 있다.The present invention consists of an automobile engine cooling fan assembly consisting of a fan and an electric motor, the fan having a hub having an inner side and an outer side connected by structurally flexible radial hub ribs.
These hub ribs are fixed on the inside and outside of the hub front, the axial depth of the hub ribs is greater than their thickness and the unsupported radial range of the hub ribs is larger than their thickness and usually larger than their axial depth.
Thus, the hub ribs can be made more flexible on-axis against torsion.
구체적 실시예에서, 허브리브는 환기모터 케이스의 런닝 클리어런스(활주틈새)내에서 축상 연장되어 냉기를 모터를 통하여 끌어당기는 원심팬 날개를 형성한다. In a specific embodiment, the hub ribs extend axially within the running clearance of the ventilation motor case to form centrifugal fan blades that draw cold air through the motor.
구체적 실시예에서, 팬은 주형 작업없이 단일체로 인젝션 성형될 수 있다. 허브 전면으로부터 허브리브의 분리는 허브리브의 위치들에서 허브전면에 방사상 슬롯을 형성하여 이루어진다. 이들 슬롯들은 허브구조체에서 작은 에어갭으로 되며, 그에 따라 팬에 의한 공기흐름과 허브리브에 의하여 발생되는 모터 냉기흐름 모두에 대한 악영향을 최소화 한다.In a specific embodiment, the pan can be injection molded into a single piece without the molding operation. The separation of the hub ribs from the hub front is achieved by forming radial slots in the front of the hub at the positions of the hub ribs. These slots become small air gaps in the hub structure, thereby minimizing adverse effects on both the air flow by the fan and the motor cold air flow generated by the hub ribs.
또 다른 실시예에서, 허브 전면으로 부터 허브리브의 분리는 각 허브리브의 양측면상에서 허브 전면에 방사상 슬롯을 형성하므로 달성된다. 이는 허브리브들이 축상으로 더 깊고 더 강하게 되도록 한다.In another embodiment, separation of the hub ribs from the hub front is achieved by forming radial slots in the hub front on both sides of each hub rib. This allows the hub ribs to be deeper and stronger on the shaft.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 기술하면 다음과 같다. 도1a은 종래기술에 따른 팬조립체를 나타낸다. 팬(1)은 모터(2)에 설치되며, 쉬라우드(3)에 의해 지지된다. 날개(10)들은 허브(100)에 고정되고, 허브(100)는 축(20)에 고정된다. 제1 공기흐름 "A1"은 열교환기(4)를 통과하여 날개(10)에 의해 쉬라우드(3)와 허브(100)에 의하여 안내된다. 제2 공기흐름 "A2"는 허브리브(110)에 의하여 모터(2)를 통하여 끌려 당겨지는 것이다.The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1A shows a fan assembly according to the prior art. The
도1b는 종래기술에 따른 팬 허브의 단면을 나타내고 있다. 허브리브(110)는 그들의 전범위에 걸쳐 허브 전면(120)에 고정된다. 상기 허브리브들은 모터 케이스(25)의 작은 활주 틈새내에서 축상으로 연장되어 있다. 이 허브리브들은 원심팬 날개로 작용하여 모터 케이스의 구멍들을 통하여 모터냉기 "A2"를 끌어당긴다.1b shows a cross section of a fan hub according to the prior art.
도1c는 개구가 없는 허브 전면을 나타내는 종래기술의 허브의 전면도이다.1C is a front view of a prior art hub showing the front of the hub without openings.
도2a는 본 발명에 따른 팬 허브의 단면을 나타내고 있다. 허브리브(110)들은 허브전면(120)의 내측(121) 및 외측(122)에 방사상으로 형성되었으나, 이들 반경 범위 내의 거리 "L"의 영역에는 형성되어 있지 않다.
도면에서 작은 축상 갭 "Ga"이 허브전면과 허브리브(110) 사이에 있게 된다. 허브리브들은 이 영역에서 깊이 "D"를 갖는다. 또한, 허브리브는 모터케이스(25)의 전면에 형성되는 공기흐름이 가능한 작은 활주틈새를 따라 축상으로 연장되어 있다. 공기흐름 "A2"는 종래기술의 허브와 동일한 방식으로 모터를 통하여 끌어 당긴다.Figure 2a shows a cross section of a fan hub according to the invention. The
In the figure, a small axial gap "Ga" lies between the hub front face and the
도2b는 도2a에 도시된 허브의 전면을 나타내고 도2c는 도2b의 A부분 확대도 이다. 방사상슬롯(125)들은 허브리브(110)가 형성되지 않는 부분의 허브전면에 형성된다. 이 슬롯 "Sr"들의 폭은 리브 "T"의 두께보다 다소 크며 주형 부품의 허브리브들이 이 영역에서 허브전면으로 부터 확실히 분리될 수 있는 정도로 크다. 이들 슬롯들은 별도의 몰딩작업을 통하지 않고도 축상갭 "Ga"(도2a에 도시됨)이 형성되도록 한다. 추가의 원주슬롯(127)은 방사상슬롯(125)과 연결되어 있다. 이 슬롯 "Sc"의 폭은 가급적 매우 작아야 한다.FIG. 2B is a front view of the hub shown in FIG. 2A, and FIG. 2C is an enlarged view of portion A of FIG. 2B. The
상기 허브리브는 얇으며, 그들의 두께 "T"는 3.5밀리미터 이하이고 바람직하기로는 2 밀리미터 이하가 좋다. 길이 "L"(도2a에 도시됨)은 "T"보다 크다. 상기 허브리브들은 팬의 외측부(날개 외측부)와 분리된 허브의 축상 고정영역을 연결하는 유연성 비임들로 구성되어, 날개의 비틀림에 의해 비틀림 분리가 가능하다. 이와 같은, 비틀림에 의한 분리는 모터의 코킹토크(Cogging torque:변환회전)과 토크리플(torque ripple:회전력 여진동)에 의하여 발생되는 방사잡음을 감소시킨다.The hub ribs are thin and their thickness "T" is no greater than 3.5 millimeters and preferably no greater than 2 millimeters. The length "L" (shown in Figure 2A) is greater than "T". The hub ribs are composed of flexible beams that connect the axial fixing area of the hub separated from the outer part (wing outer part) of the fan, so that the torsional separation is possible by the twisting of the wing. This torsional separation reduces the radiation noise generated by the cogging torque and torque ripple of the motor.
허브리브의 높이를 나타내는 깊이 "D"(도2a에 도시됨)는 허브리브의 폭을 나타내는 "T"보다 상당히 커서, 허브가 비틀려 지지 않도록 축상으로 더 견고하게 한다. 이는 팬 조립체가 사용중에 발생될 수 있는 심한 진동때문에 중요하다.The depth "D" representing the height of the hub ribs (shown in Figure 2A) is significantly greater than the "T" representing the width of the hub ribs, making it more axially rigid so that the hub does not twist. This is important because of the severe vibrations that can occur during use of the fan assembly.
공기가 허브전면과 허브리브 사이를 유동하여 통과하는 개구는 매우작으며, 원주슬롯의 면적도 매우작다. 팬날개(10)(도1a에 도시됨)를 통과하는 공기흐름 "A1"과 허브리브(도2a에 도시됨)에 의하여 발생된 모터 냉각 공기흐름 "A2"는 모터전면에 슬롯에 의하여 대체로 영향을 받지 않는다.The openings through which air flows between the hub front and the hub ribs are very small and the area of the circumferential slot is very small. The airflow "A1" through the fan blades 10 (shown in Figure 1A) and the motor cooling airflow "A2" generated by the hub ribs (shown in Figure 2A) are largely influenced by the slots on the front of the motor. Do not receive.
도3a와 도3b는 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 허브 전면의 내측과 외측 사이에 형성된 원주슬롯은 허브리브(110)들과 인접한 방사상슬롯(126)의 쌍들에 대하여 접선방향으로 형성되어 있다. 이들 슬롯(126)들은 허브의 내측부에 대한 팬의 외측부의 비틀림변위를 수용하는데 충분한 폭 "Wr"을 가진다. 도3a와 도3b에 도시된 이 구조의 장점은 리브의 축 깊이 "D" 즉 리브의 두께를 가급적 두껍게 하여 팬의 축 강도를 높이도록 한다. 도3a 및 도3b에 도시된 이 구조의 단점은 허브전면을 통과하여 공기가 이동하는 개방면적이 얼마간 증가된다는 것이다.3A and 3B show another embodiment. The circumferential slots formed between the inside and the outside of the hub front face are formed tangentially with respect to the pair of
방사상슬롯(12)의 폭 "Wr"이 슬롯의 길이전체에 걸쳐 일정하게 형성된 것으로 도시되었으나, 이 슬롯의 폭은 슬롯길이에 따라 변경될 수 있으며 슬롯의 전체면적을 최소로하여 방사상으로 형성되는 위치에 따라 기대되는 굴곡현상으로 비틀림을 수용할 수 있도록 한다.Although the width " Wr " of the radial slot 12 is shown to be uniformly formed throughout the length of the slot, the width of this slot can vary depending on the slot length and is formed radially with a minimum total area of the slot. This allows the torsion to be accommodated with the expected bend.
허브전면이 도1a, 도2a와 도3a에 평탄하도록 도시되었지만, 평탄하지 않은 전면을 가진 허브들이 본 발명에 따라 제작될 수 있다. 실예를 들면 허브가 원추면을 갖는다는 것은 매우 일반적이다. 이러한 형상은 주형 후 팬의 휨을 최소로 하고 모터를 설치하는데 유연성을 갖게 한다.Although the hub front is shown to be flat in FIGS. 1A, 2A and 3A, hubs with non-flat fronts can be fabricated in accordance with the present invention. For example, it is very common for a hub to have a conical surface. This shape minimizes the deflection of the fan after casting and gives flexibility in installing the motor.
본 발명은 공기이동성능, 구조적인 안정성과 모터 냉각 공기흐름을 유지하면서 공진 발생을 최소화하여 자동차 엔진 냉각조립체에서 잡음과 진동을 최소화하고, 모터진동에도 충분히 견디도록 하는 축상의 강도를 가지는 허브 리브를 인젝션 성형을 통해 제조할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention minimizes the occurrence of resonance while maintaining the air moving performance, structural stability and motor cooling air flow to minimize the noise and vibration in the automotive engine cooling assembly, and has a hub rib having an axial strength to sufficiently withstand the motor vibration Can be manufactured by injection molding has the effect of reducing the manufacturing cost.
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- 2003-04-29 KR KR1020030027082A patent/KR100680285B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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AMND | Amendment | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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FPAY | Annual fee payment |
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