KR100743511B1 - 알루미늄 라디에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축기 및 팬슈라우드를 알루미늄 라디에이터에 간편하게 조립하며, 그 결속력을 증대할 수 있도록 한 알루미늄 라디에이터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터는, 탱크의 상면 양측에 형성되는 볼트안착부와, 이 볼트안착부에 머리부가 삽입되는 볼트와, 알루미늄 라디에이터 탱크와 헤더 조립체의 양측에 결합되는 엔드 캡에 볼트의 머리부가 빠지지 않는 크기로 형성되는 볼트삽입부와, 볼트에 체결되는 응축기, 팬슈라우드측 고정브래킷과, 볼트의 나사부에 마지막으로 체결되는 너트로 이루어진다.

알루미늄, 라디에이터, 응축기, 볼트, 커버

Description

알루미늄 라디에이터{ALUMINUM RADIATOR}

도 1은 일반적인 알루미늄 라디에이터의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터의 일 실시예를 보인 일부 절결 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터의 일 실시예를 도시한 일부 절결 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 알루미늄 라디에이터의 다른 실시예를 나타낸 일부 절결 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 알루미늄 라디에이터의 또 다른 실시예를 나타낸 일부 절결 사시도.

도 6은 종래 기술에 따른 플라스틱 탱크와 알루미늄 헤더의 결합구조를 도시한 라디에이터의 일부 절결 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 알루미늄 라디에이터 20 : 상부 탱크어셈블리

21 : 헤더 22 : 탱크

22a : 볼트안착부 23 : 엔드 캡

23a : 볼트삽입부 50 : 볼트

51 : 머리부 52 : 나사부

60 : 너트 70 : 커버

본 발명은 알루미늄 라디에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 응축기 및 팬슈라우드가 알루미늄 라디에이터에 간편하게 조립되며, 그 조립구조가 전차종에 공용으로 사용될 수 있도록 한 알루미늄 라디에이터에 관한 것이다.

차 실내를 냉,난방하기 위해 자동차 엔진룸 전방에는 작동유체를 액체로 응축시키는 응축기, 엔진 냉각수를 외부공기와 열교환하는 라디에이터 등의 열교환기가 설치되고, 상기 응축기와 라디에이터 내부의 작동유체가 열교환되도록 차량 외부의 공기를 상기 엔진룸 내부로 강제유입하는 팬이 팬슈라우드를 매개로 하여 상기 라디에이터에 장착된다.

상기한 라디에이터는 엔진을 통과하면서 온도가 상승한 냉각수를 냉각하는 장치로서, 상하부 탱크어셈블리 및 라디에이터 코어를 기본 구성으로 한다.

라디에이터 코어는 내부에 냉각수가 흐르는 튜브와, 튜브의 사이에 배치되어 튜브 내부를 흐르는 냉각수를 방열하기 위한 방열핀으로 구성되고, 상하부 탱크어셈블리는 라디에이터 코어의 튜브의 상하 단부가 각각 삽입되는 헤더 및 헤더를 감싸 내부에 유로를 형성하는 탱크로 구성된다.

라디에이터의 구성부품별 재질은 라디에이터 코어, 헤더는 알루미늄으로 이 루어지며, 탱크는 합성수지로 이루어진 것이 일반적이다.

또한, 헤더와 탱크는 기계적 결합방법에 의해 결합되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 헤더(1)의 테두리부에 일정간격을 두고 연장형성된 복수의 탭부(1a)가 탱크(2)의 테두리부를 감싸도록 벤딩되어 헤더(1)와 탱크(2)가 결합된다.

아울러, 도 6에 도시된 바와 같이, 헤더(1)와 탱크(2) 사이를 통하여 냉각수가 누출되지 않도록 그 사이에 고무류의 가스킷(3)이 개재되고, 헤더(1)의 단부에 가스킷 안착부(4)가 성형된다.

그러나, 지금까지 설명한 플라스틱 탱크가 갖추어진 라디에이터는 다음과 같음 문제점이 있다.

첫째, 재활용이 어렵다 : 코어를 형성하는 알루미늄, 가스킷(3)의 재질인 고무류 및 탱크(2)를 형성하는 플라스틱 등 구성부품의 재질이 상이하다.

코어와 헤더(1)의 재질인 알루미늄은 재활용이 높은 소재이지만 플라스틱 탱크(2)와 결합된 상태에서는 재활용이 불가능하기 때문에 라디에이터를 재활용하기 위해서는 반드시 탱크를 분리하여야 하므로 재활용을 위한 전처리 작업공수가 많아진다.

둘째, 탱크 어셈블리의 조립공정이 복잡하며 원가가 비싸다 : 헤더(1)와 탱크(2)의 조립을 위해서는 헤더(1)의 탭부(1a)가 탱크(2)를 감싸 고정하도록 코킹하는 공정, 냉각수의 누출방지를 위한 가스킷(3)을 결합하는 공정 등이 필요하다.

셋째, 헤더와 탱크의 결합구조가 매우 취약하다 : 헤더(1)의 탭부(1a)가 합성수지 탱크(2)를 누름으로써 냉각수의 누설을 방지하고 있지만, 라디에이터 내부 의 압력이 올라가면 탭부(1a)가 벌어진다. 또한, 플라스틱 탱크(2)에 필연적으로 성형되는 부속물(예를 들어, 냉각수 입/출구, 차체 마운팅 핀 등)과 탭부(1a)간에 간섭이 발생되는 경우에는 탭부(1a)를 코킹하지 못함으로써 코킹되지 못한 부위가 타부위에 비해 강도가 떨어진다.

넷째, 플라스틱 탱크의 깨짐 발생 : 탱크(2)는 그 소재의 특성상 취성이 강하여 강도는 우수하나 변형되지 않기 때문에 냉각수가 누설되고 엔진 냉각에 악영향을 주는 깨짐 현상이 발생된다.

이러한 깨짐 현상은 탭부(1a)의 코킹시 탱크(2)를 누르는 압력, 차체의 진동에 의해 일어날 수 있으며, 소재의 특성이나 사출조건에 의해서도 발생할 수 있는데, 깨짐에 의한 취약부는 검사할 방법이 없기 때문에 깨짐이 발생된 라디에이터가 출시됨으로써 제품의 신뢰성이 떨어진다.

다섯째, 공용화의 어려움과 관리비 증가 : 각종 부속물(압력 캡, 입/출구 파이프, 차체 마운팅 핀)은 차체의 구조에 따라 그 위치나 형상이 바뀌게 되는데, 이러한 부속물은 탱크와 함께 사출성형되는 바, 각 차종에 적합한 탱크의 생산을 위해서는 차종에 맞는 탱크의 금형이 필요하므로 제조원가가 상승하며, 제품/금형의 관리, 차종 단종시의 A/S의 어려움 등 관리적인 원가도 상승하게 된다.

지금까지 설명한 바와 같은 플라스틱 라디에이터 탱크의 문제점을 해결하기 위하여 라디에이터의 탱크와 헤더를 알루미늄의 동일 재질로 하는 알루미늄 라디에이터가 개발되고 있다.

알루미늄 라디에이터의 구조를 개략적으로 설명하면, 도 1은 일반적인 알루 미늄 라디에이터의 사시도로, 도 1에서 보이는 바와 같이, 라디에이터(10)는, 상하부 탱크어셈블리(20)(30) 및 라디에이터 코어(40)를 기본 구성으로 한다.

라디에이터 코어(40)는 내부에 냉각수가 흐르는 튜브(41)와, 튜브(41)의 사이에 배치되어 튜브(41) 사이를 통하여 튜브(41) 내부를 흐르는 냉각수의 고열을 방열하기 위한 방열핀(42)으로 구성되며, 상부 탱크어셈블리(20)는 튜브(41)가 삽입되는 판상의 헤더(21)와, 헤더(21)에 결합되어 내부에 좌우가 연통하는 냉각수 유로를 형성하는 탱크(22)와, 헤더(21)와 탱크(22) 조립체의 양측 개구부에 결합되어 냉각수 유로를 밀폐하는 엔드 캡(23)으로 구성되며, 이들 부품(21)(22)(23)은 알루미늄을 재질로 한다.(하부 탱크어셈블리(30)는 상부 탱크어셈블리(20)와 동일한 구성으로 이루어지므로 생략한다.)

한편, 플라스틱 탱크의 라디에이터와 알루미늄 탱크의 라디에이터 모두 응축기 및 팬슈라우드가 조립되어 냉각모듈을 구성한다.

그런데, 플라스틱 탱크의 라디에이터는 탱크에 응축기, 팬슈라우드를 조립할 수 있는 볼트 또는 너트 장착부를 탱크와 일체로 사출성형함으로써 쉽게 냉각모듈을 조립할 수 있지만, 알루미늄 탱크의 라디에이터는 알루미늄 탱크의 제조방법상 볼트 또는 너트 장착부를 성형하는 것이 매우 어려우며, 현재 라디에이터에 응축기, 팬슈라우드를 조립하기 위한 방법이 제공되지 못하는 실정이다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 알루미늄을 재질로 하는 라디에이터에 응축기와 팬슈라우드를 간단하게 조립할 수 있 도록 한 알루미늄 라디에이터를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 라디에이터, 응축기 및 팬슈라우드의 조립을 위한 부품을 단일화하여 전차종에 공용으로 사용할 수 있도록 하려는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터는, 내부에 냉각수가 흐르며 병렬로 배열되는 복수의 튜브와, 튜브의 사이에 배치되는 냉각핀으로 이루어진 라디에이터 코어와; 상기 라디에이터 코어의 튜브가 삽입되는 알루미늄 헤더와, 헤더에 결합되어 내부에 냉각수 유로를 형성하는 알루미늄 탱크와, 상기 헤더와 탱크 조립체의 양측 개구부에 결합되어 냉각수 유로를 밀폐하는 엔드 캡으로 이루어진 상하부 탱크어셈블리를 포함하여 구성되는 알루미늄 라디에이터에 있어서; 상기 상하부 탱크어셈블리는, 탱크의 적어도 일면에 형성되는 볼트안착부와; 상기 볼트안착부에 삽입되며 응축기, 팬슈라우드에 결합된 고정브래킷이 체결되는 볼트와; 그리고, 상기 볼트의 나사부가 관통되면서 상기 볼트의 머리를 덮는 크기로 형성되는 볼트삽입부가 형성된 커버부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

<실시예 1>

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예를 보인 라디에이터의 일부 절결 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 일 실시예를 도시한 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터(10)는, 상하 탱크어셈블리(20)(하부 탱크어셈블리는 미도시) 및 라디에이터 코어(40)를 기본 구성으로 한다.

라디에이터 코어(40)는 내부에 냉각수가 흐르는 튜브(41)와, 튜브(41)의 사이에 배치되어 튜브(41) 사이를 통하여 튜브 내부를 흐르는 냉각수의 고열을 방열하기 위한 방열핀(42)으로 구성되며, 상부 탱크어셈블리(20)는 튜브(41)가 삽입되는 판상의 헤더(21)와, 헤더(21)에 결합되어 내부에 좌우가 연통하는 냉각수 유로를 형성하는 탱크(22)와, 헤더(21)와 탱크(22) 조립체의 양측 개구부에 결합되어 냉각수 유로를 밀폐하는 엔드 캡(23)으로 구성되며, 이들 부품(21)(22)(23)은 알루미늄을 재질로 한다.(하부 탱크어셈블리는 상부 탱크어셈블리(20)와 동일한 구성으로 이루어지므로 생략한다.)

지금까지 설명한 알루미늄 라디에이터는 종래와 동일하며, 이하, 본 발명에 따른 신규한 구성을 설명한다.

탱크(22)의 상면 양측에는 요홈 형태의 볼트안착부(22a)가 형성되고, 이 볼트안착부(22a)에는 스틸재질의 볼트(50)가 상하가 뒤짚혀 볼트머리부(51)가 그 저면이 탱크(22)의 상면보다 돌출되지 않도록 삽입된다.

이때, 볼트(50)는 스틸재질인데 반해, 탱크(22)는 알루미늄 재질로 이루어져 두 부품(50)(22)이 브레이징으로 결합될 수 없으므로 볼트(50)를 탱크(22)에 고정하기 위한 고정요소가 사용된다.

이 고정요소로 볼트안착부(22a)가 탱크(22)의 좌우 단부에 위치하는 경우에 는 기존 탱크(22)와 헤더(21) 조립체의 양측 개구부에 결합되는 엔드 캡(23)을 사용할 수 있다.

엔드 캡(23)의 상면 단부에는 볼트머리부(51)의 저면을 덮으면서 볼트(50)의 나사부(52)가 관통되는 크기의 볼트삽입부(23a)가 형성되어 볼트(50)는 엔드 캡(23)에 의해 탱크(22)에 고정된다.

그리고, 볼트(50)가 볼트안착부(22a)에서 공회전되지 않도록 볼트머리부(51) 및 볼트안착부(22a)는 다각형으로 형성되며, 바람직하게 육각형으로 형성될 수 있다.

이러한 구조를 이용하여 응축기, 팬슈라우드를 라디에이터에 조립할 수 있으며, 볼트(50)를 뒤집어 볼트머리부(51)를 탱크(21)의 볼트안착부(22a)에 삽입하고, 엔드 캡(23)을 탱크(22)와 헤더(21) 조립체의 양측 개구부에 각각 결합하면, 엔드 캡(23)의 볼트삽입부(23a)에 볼트(50)가 삽입되고, 이때, 엔드 캡(23)의 볼트삽입부(23a)의 주연부가 뒤집힌 상태의 볼트머리부(51) 저면을 덮는다.

이러한 방법으로 볼트(50)를 탱크(22)에 장착 한 후, 응축기(C)에 결합된 고정브래킷(B)의 볼트삽입공에 볼트(50)를 끼우면서 고정브래킷(B)을 탱크(22)의 상면에 안착하고, 볼트(50)의 나사부(52)에 너트(60)를 체결함으로써 응축기(C)를 라디에이터(10)에 결합할 수 있다.

그리고, 도면에 도시하지는 않았지만, 팬슈라우드도 응축기와 동일한 구조로 조립될 수 있다.

<실시예 2>

도 4는 본 발명에 의한 다른 실시예를 도시한 사시도로, 이는, 볼트(50)가 장착되는 위치가 엔드 캡(23)으로부터 이격되어 별도의 부품을 이용하여 볼트(50)를 고정할 수 있도록 한 것으로, 라디에이터 탱크(22)의 상면에는 전술한 실시예 1과 마찬가지로 볼트안착부(22a)가 형성되며, 볼트안착부(22a)에 안착된 볼트(50)는 커버(70)에 의해 고정된다.

커버(70)는 수평부(71) 및 수평부(71)의 양측에서 탱크(22)의 형상을 따라 하측으로 절곡성형된 수직부(72)로 이루어진다.

수평부(71)에는 볼트(50)의 나사부(52)가 관통되는 한편, 볼트머리부(51)를 덮는 직경의 볼트삽입공(71a)이 천공되고, 수직부(72)는 탱크(22)에 용접된다.

응축기측 고정브래킷을 라디에이터에 고정하는 방법은 전술한 실시예 1과 동일하므로 생략한다.

<실시예 3>

도 5는 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 도시한 라디에이터의 일부 절결 사시도로, 전술한 실시예 1,2는 탱크의 상면에 응축기측 고정브래킷이 고정되는 것으로 한정하였지만, 실시예 3은 고정브래킷이 고정되는 위치에 따라 볼트의 설치위치를 자유롭게 적용할 수 있음을 보인 것이다.

탱크(22)의 측면에는 볼트안착부(22b)가 형성되며, 이 측면의 볼트안착부(22b)에 볼트머리부(51)가 삽입되고, 탱크(22)에 결합되는 커버(70)의 수직부(72)의 단부에 볼트(50)의 이탈을 방지하기 위한 볼트삽입부(72a)가 형성된 다.

역시, 커버(70)의 볼트삽입부(72a)가 볼트 나사부(52)의 외경보다 크면서 볼트머리부(51)보다 작기 때문에 볼트(50)는 커버(70)에 의해 탱크(22)에서 이탈되지 않는다.

따라서, 탱크(22)에 단순 삽입되고, 엔드 캡(23) 또는 커버(70)에 의해 조립상태를 유지하는 볼트(50)에 응축기, 팬슈라우드 고정용 브래킷을 조립함으로써 라디에이터에 응축기, 팬슈라우드를 조립할 수 있다.

실시예 1,2,3 모두 탱크(22)에 볼트(50)가 설치되고, 이 볼트(50)에 너트(60)가 체결되는 것으로 설명하였지만, 볼트(50)와 너트(60)의 설치위치는 바뀔 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터는, 단일 부품인 스틸재질의 볼트를 매개로 하여 응축기, 팬슈라우드를 알루미늄 라디에이터에 조립하므로 생산성을 향상할 수 있다.

또한, 볼트 또는 너트를 삽입하기 위한 삽입부는 프레스 가공을 통하여 성형할 수 있으며, 이 삽입부를 차종에 맞는 위치에 가공함으로써 탱크를 전차종에 공용하여 사용할 수 있다.

Claims (4)

1. 내부에 냉각수가 흐르며 병렬로 배열되는 복수의 튜브와, 튜브의 사이에 배치되는 냉각핀으로 이루어진 라디에이터 코어와; 상기 라디에이터 코어의 튜브가 삽입되는 알루미늄 헤더와, 헤더에 결합되어 내부에 냉각수 유로를 형성하는 알루미늄 탱크와, 상기 헤더와 탱크 조립체의 양측 개구부에 결합되어 냉각수 유로를 밀폐하는 엔드 캡으로 이루어진 상하부 탱크어셈블리를 포함하여 구성되는 알루미늄 라디에이터에 있어서;

   상기 상하부 탱크어셈블리는,

   탱크의 적어도 일면에 형성되는 볼트안착부와; 상기 볼트안착부에 삽입되며 응축기, 팬슈라우드에 결합된 고정브래킷이 체결되는 볼트와; 그리고, 상기 볼트의 나사부가 관통되면서 상기 볼트의 머리를 덮는 크기로 형성되는 볼트삽입부가 형성된 커버부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼트삽입부는 슬롯인 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 볼트안착부는 요홈인 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 커버부재는 상기 상하부 탱크어셈블리의 엔드 캡에 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터.

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