KR100758621B1 - 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라디에이터를 차체에 고정하기 위한 마운팅 핀과 알루미늄 라디에이터 탱크의 결합부를 통하여 냉각수가 누설되지 않도록 하며, 마운팅 핀의 설치 위치를 변경가능하게 하여 전차종에 공용으로 사용할 수 있도록 한 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조는, 헤더와 동일한 알루미늄을 재질로 하면서 헤더와의 사이에 냉각수 유로를 형성하는 알루미늄탱크의 상면에는 마운팅 핀이 입설되며, 마운팅핀 지지편은 마운팅 핀에 끼워지면서 그 양측 하단부의 고정부가 헤더를 감싸면서 끼워 고정된다. 이에 의하여, 마운팅 핀의 장착을 위해 탱크에 구멍을 천공하지 않으므로 냉각수의 누설을 막을 수 있으며, 그리고, 마운팅 핀의 설치를 위해 탱크에 구멍 등을 가공하지 않아도 되므로 여러 차종에 공용하여 마운팅 핀과 지지편을 원하는 위치에 설치할 수 있다.

라디에이터, 마운팅, 핀, 서포트, 탱크

Description

알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조 {STRUCTURE FOR SUPPORTING MOUNTING PIN OF ALUMINUM RADIATOR}

도 1은 일반적인 알루미늄 라디에이터를 나타낸 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 라디에이터 마운팅 핀의 서포트 구조를 보인 종단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라디에이터 마운팅 핀의 서포트 구조를 보인 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 종단면도.

도 6은 본 발명에 의한 다른 실시예의 종단면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 종단면도.

도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 종단면도.

도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 종단면도.

도 10은 종래 기술에 따른 플라스틱 탱크와 알루미늄 헤더의 결합구조를 도시한 라디에이터의 일부 발췌 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 헤더 11 : 탱크

12 : 지지편 장착부 20 : 마운팅 핀

21 : 이탈방지용턱 30 : 지지편

31 : 핀공 32 : 수평부

33,34 : 수직부 35 : 고정부

본 발명은 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라디에이터 내부의 냉각수가 마운팅 핀의 결합부를 통해 누설되지 않도록 함과 더불어, 마운팅 핀의 결합 위치를 차종에 따라 자유롭게 바꿀 수 있도록 한 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관이 장착된 차량에서는 엔진의 가동시 발생하는 열이 실린더 헤드, 피스톤, 밸브 등에 전도된다.

이로 인하여 이 부품들의 온도가 과도하게 높아지면 열팽창이나 열화에 따라 부품의 강도가 떨어지고, 엔진 수명이 단축되며, 연소상태도 나빠져 노킹이나 조기점화가 발생하여 엔진의 출력도 저하된다.

또한, 엔진의 냉각이 불완전하게 이루어지는 경우에는 실린더 내주면의 유막이 끊어지는 등 윤활기능도 저하됨과 아울러 엔진오일이 변질됨으로써 실린더의 이 상마모를 일으키게 될 뿐만 아니라 피스톤이 실린더 내벽면에 융착되는 현상도 발생하게 된다.

따라서, 이러한 엔진의 냉각을 위하여 자동차에는 통상 수냉식 냉각장치가 설치된다.

수냉식 냉각장치는 워터펌프에 의하여 냉각수가 실린더 블록 및 실린더 헤드를 순환하면서 그 온도를 낮추는 것이며, 냉각수의 방열을 위하여 라디에이터, 냉각팬 및 수온조절기 등이 구비된다.

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

라디에이터 코어는 내부에 냉각수가 흐르는 튜브와, 튜브의 사이에 배치되어 튜브사이를 통하여 튜브 내부를 흐르는 냉각수를 방열하기 위한 방열휜으로 구성되고, 상하부 탱크어셈블리는 라디에이터 코어의 튜브가 결합되는 헤더 및 헤더를 감싸 유로를 형성하는 탱크로 구성된다.

대개 라디에이터 코어, 헤더는 알루미늄을 재질로 하고, 탱크는 플라스틱을 재질로 하여 이루어진다.

그리고, 헤더와 탱크는 기계적 결합방법에 의해 결합되는데, 이를 간략히 설명하면, 도 10에서 보이는 바와 같이, 헤더(100)의 상면과 탱크(200)의 저면 사이에 가스킷(300)을 개재하고, 헤더(100)의 테두리부에 일정간격을 두고 연장형성된 복수의 탭부(110)를 벤딩하여 탱크(200)의 테두리부를 감싸도록 함으로써 두 부재(100)(200)를 결합하게 된다.

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

첫째, 재활용이 어렵다 : 코어를 형성하는 알루미늄, 가스킷의 재질인 고무류 및 탱크를 형성하는 플라스틱 등 구성부품의 재질이 상이하다.

코어와 헤더의 재질인 알루미늄은 재활용이 높은 소재이나 플라스틱 탱크와 결합된 상태에서는 재활용이 불가능하기 때문에 라디에이터를 재활용하기 위해서는 반드시 탱크를 분리하여야 하므로 재활용을 위한 작업공수가 많아진다.

둘째, 탱크 어셈블리의 조립공정이 복잡하며 원가가 비싸다 : 헤더와 탱크의 조립을 위해서는 헤더의 탭부가 탱크를 감싸 고정하도록 코킹하는 공정, 냉각수의 누출방지를 위한 가스킷을 결합하는 공정 등이 필요하며, 특히, 이러한 공정은 차종마다 라디에이터의 크기가 다르기 때문에 차종에 맞는 라디에이터의 제조시마다 별도의 공정을 진행하여야 하므로 라디에이터의 생산성이 떨어진다.

셋째, 헤더와 탱크의 결합구조가 매우 취약하다 : 헤더의 탭부가 플라스틱 탱크를 누름으로써 냉각수의 누설을 방지하고 있으나, 라디에이터 내부의 압력이 올라가면 탭부가 벌어지게 된다. 또한, 플라스틱 탱크에 필연적으로 성형되는 부속물인 냉각수 입/출구, 차체 마운팅 핀 등과 탭부간에 간섭이 발생되어 탭부를 코킹하지 못함으로써 코킹되지 못한 부위가 타부위에 비해 강도가 떨어지게 된다.

넷째, 플라스틱 탱크의 깨짐 발생 : 탱크는 그 소재의 특성상 취성이 강하여 강도는 우수하나 변형이 되지 않음으로써 깨짐 현상이 발생된다.

이러한 깨짐 현상은 탭부의 코킹시 탱크를 누르는 압력, 차체의 진동에 의해 일어날 수 있으며, 사출성형시에도 소재의 특성이나 사출조건에 의해서도 이러한 취약부가 발생할 수 있는데, 취약부는 검사할 방법이 없을 뿐더라 이러한 라디에이터의 깨짐은 냉각수 누설을 야기하고 엔진 냉각에 심각한 영향을 주게 된다.

다섯째, 공용화의 어려움과 관리비 증가 : 탱크는 차체의 구조에 따라 각종 부속물(압력 캡, 입/출구 파이프, 차체 마운팅 핀)의 위치나 형상이 바뀌게 된다. 이러한 구조물 등은 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 탱크가 구비된 라디에이터의 문제점을 해결하기 위하여 헤더와 탱크를 알루미늄의 동일 재질로 하는 알루미늄 라디에이터가 제조되고 있다.

알루미늄 라디에이터의 구조를 개략적으로 설명하면, 도 1은 종래 기술에 따른 알루미늄 라디에이터의 사시도이며, 도 2는 라디에이터의 마운팅 구조를 보인 종단면도이다.

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 라디에이터는, 상하부 탱크어셈블리(1)(2) 및 라디에이터 코어(3)를 기본 구성으로 한다.

라디에이터 코어(3)는 내부에 냉각수가 흐르는 튜브(4)와, 튜브(4)의 사이에 배치되어 튜브(4) 사이를 통하여 튜브(4) 내부를 흐르는 냉각수의 고열을 방열하기 위한 방열휜(5)으로 구성된다.

그리고, 상부 탱크어셈블리(1)는 튜브(4)가 삽입되는 헤더(1a)와, 헤더(1a)에 결합되어 내부에 냉각수 유로를 형성하는 탱크(1b)로 구성되며, 두 부품(1a)(1b)은 알루미늄을 재질로 한다.(하부 탱크어셈블리(2)는 상부 탱크어셈블리(1)와 동일한 구성으로 이루어지므로 생략한다.)

한편, 라디에이터는 상하 탱크어셈블리(1)(2)의 4개소에 결합되어 차체에 삽입되는 마운팅 핀(6)을 매개로 하여 차체에 장착된다.

라디에이터 마운팅 핀(6)은 그 하단부에 형성된 삽입돌기(6a)가 탱크(1a)의 삽입공(1c)에 삽입됨과 아울러, 그 이음부가 브레이징되어 탱크(1b)에 결합된다.

그러나, 종래 기술에 따른 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 마운팅 핀(6)과 삽입공(1c) 사이를 통하여 냉각수가 누설될 수 있다.

둘째, 마운팅 핀(6)을 탱크(1a)에 체결하기 위해서는 반드시 삽입공(1c)을 천공하여야 하는데, 이때, 차종에 따라 마운팅 핀(6)의 위치가 변하게 되므로 각 차종별로 그 차종에 맞는 위치에 삽입공(1c)을 천공하여야 하므로 전차종에 공용화하여 사용하지 못하고, 각 차종에 맞는 탱크(1)를 제조하여야만 한다.

셋째, 탱크(1)의 소재두께로만 라디에이터를 지지하므로 강도가 약하다.

넷째, 압출 및 가공공정을 요하는 핀(6)의 가격이 비싸다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 마운팅 핀과 탱크의 결합부를 통하여 라디에이터 내부의 냉각수가 누설되지 않도록 한 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 마운팅 핀의 위치를 자유롭게 변경할 수 있도록 하여 모든 차종에 공용으로 사용할 수 있도록 하려는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조는, 알루미늄 재질의 헤더와 동일한 알루미늄으로 이루어지면서 헤더와의 사이에 유로를 형성하는 라디에이터 탱크의 상면에 입설되면서 차체에 고정되는 마운팅 핀과, 상기 마운팅 핀이 관통 고정되면서 상기 라디에이터 탱크에 결합되는 지지편을 포함하여 구성되고, 상기 라디에이터 탱크의 외부면에는 상기 지지편이 삽입되는 삽입부가 요입 형성되는 것을 특징으로 한다.

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

<실시예 1>

도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조의 제1실시예를 보인 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조는, 디귿자 형상으로 절곡되어 헤더(10)와의 사이에 냉각수로를 형성하는 탱크(11)에는 마운팅 핀(20)이 입설되고, 탱크(11)에는 핀공(31)이 구비된 지지편(30)이 마운팅 핀(20)에 끼워지면서 탱크(11)에 체결된다.

그리고, 마운팅 핀(20)은, 원통형 또는 내부에 중공부가 구비된 파이프형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 그 하단부에는 환형의 이탈방지용턱(21)이 확장 형성된다.

지지편(30)은, 핀공(31)이 천공된 수평부(32), 수평부(32)의 양측부에서 하측으로 연장 형성되는 수직부(33)(34)와, 핀공(31)의 주연부에 수평부(32)의 표면에서 단차지게 절곡 성형되어 마운팅 핀(20)의 이탈방지용턱(21)을 상측에서 눌러 지지하는 지지부(35)로 구성된다.

마운팅 핀(20)과 지지편(30)은 각각 단품으로 제조 및 개별공정을 거치면서 탱크(11)에 조립할 수 있을 뿐 아니라, 전술한 바와 같이, 마운팅 핀(20)과 지지편(30)을 단품으로 제조한 후, 두 부품(20)(30)을 결합하여 마운팅 핀(20)이 일체화된 지지편(30)을 탱크(11)에 조립할 수 있다.

여기까지 설명한 바와 같이, 마운팅 핀(20)을 고정하는 지지편(30)을 탱크(11)의 임의의 위치에 결합할 수 있으므로 탱크(11)를 전차종에 공용할 수 있다.

한편, 전차종에 공용으로 사용할 수는 없지만, 대량생산하는 차종에 대해서는 지지편(30)의 설치 위치를 잡아줄 수 있도록 탱크(11)에 지지편 장착부(12)를 형성할 수 있다.

그리고, 지지편 장착부(12)에는 위치결정용 비드, 홈 등이 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 마운팅 핀 서포트 구조에 의한 조립 과정을 설명하면, 먼저, 지지편 장착부(12)의 상면에 마운팅 핀(20)을 안착/입설하며, 마운팅 핀(20)이 지지편(30)의 핀공(31)에 관통되도록 지지편(30)을 마운팅 핀(20)의 상측에서부터 끼우고, 지지편(30)과 탱크(11)의 접합부를 브레이징한다.

이와 같은 과정을 거치면서 결합된 마운팅 핀(20)은 그 하단부의 이탈방지용턱(21)이 지지편(30)의 지지부(35)에 걸리게 되어 지지편(30)의 핀공(31)에서 빠지지 않고 탱크(11)에 고정된다.

<실시예 2>

도 5는 본 발명에 따른 실시예 2를 도시한 종단면도, 도 5에 도시된 바와 같이, 탱크(11)의 상면에는 마운팅 핀(20)의 이탈방지용 턱(21)이 탱크(11)의 상면보다 돌출되지 않도록 마운팅 핀(20)의 하부가 삽입되는 요입부(11a)가 형성되며, 나머지 구성은 실시예 1과 동일하다.

<실시예 3>

도 6은 본 발명에 의한 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조의 실시예 3을 보인 위한 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명에 의한 실시예 3의 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조의 실시예 3은, 지지편(30)의 구조가 개선된 것이며, 지지편(30)의 좌우 양측에 형성된 수직부(33)(34)의 하단부에 헤더(10)의 하단 모서리부를 집게방식으로 조이는 고정부(33a)(34a)가 더 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제3실시예에 따르면, 실시예 1과 마찬가지로 지지편 장착부(12)의 상면에 마운팅 핀(20)을 안착/입설하며, 마운팅 핀(20)이 지지편(30)의 핀공(31)에 관통되도록 지지편(30)을 마운팅 핀(20)의 상측에서부터 끼운다.

계속해서, 지지편(30)을 강제로 누르게 되면, 지지편(30)의 수직부(33)(34) 의 고정부(33a)(34a)가 벌어져 지지편 장착부(12)의 양측 벽면을 따라 슬라이딩되며, 지지편(30)의 고정부(33a)(34a)가 헤더(10)의 하단부를 넘어가게 되면, 그 자체 탄성력에 의해 고정부(33a)(34a)가 원상태로 모아져 헤더(10)의 하단 모서리부를 감싸게 되며, 이로써, 지지편(30)이 헤더(10)와 탱크(11)에 견고하게 결합된다.

이와 같은 과정을 거치면서 결합된 마운팅 핀(20)은 그 하단부의 이탈방지용턱(21)이 지지편(30)의 지지부(35)에 걸리게 되어 지지편(30)의 핀공(31)에서 빠지지 않고 탱크(11)에 고정된다.

<실시예 4>

도 8은 본 발명에 따른 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조의 다른 실시예를 보인 것으로, 도 8에서 보이는 바와 같이, 알루미늄 탱크(11)와 지지편(30)의 마주보는 면에는 서로 맞물리도록 일방향으로 경사진 래치(13)(36)가 각각 형성된다. 즉, 상기 탱크(11)는 상기 마운팅 핀(20)이 입설되는 상면의 좌우측 끝단에서 각각 하향 연장 형성된 좌우 양측 측벽을 구비하여, 그 외측면이 상기 지지편(30)의 수직부 내측면에 대향되도록 한 상태에서, 서로 마주보는 상기 좌우 양측 측벽의 외측면과 상기 지지편의 수직부 내측면에 각각 경사진 래치(13)(36)를 설치하여 서로 맞물리도록 한다. 한편, 이를 제외한 구성은 도면에 도시된 바와 같이, 전술한 일 실시예와 동일하므로 그들에 대한 설명은 생략한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 다른 실시예에 의하면, 지지편(30)을 탱크(11)에 끼우게 되면, 탱크(11)와 지지편(30)의 래치(13)(36)가 서로 경사면을 타고 슬라이딩되면서 일단씩 체결되어 지지편(30)이 탱크(11)에 견고하게 결속된다.

그리고, 래치(13)(36)가 일방향으로만 경사지기 때문에 지지편(30)이 탱크(11)에서 빠지지는 않지만, 탱크(11)를 따라 슬라이딩될 수 있으므로 마운팅 핀(20)을 차종에 맞는 위치에 셋팅할 수 있다.

<실시예 5>

도 9는 본 발명에 따른 실시예 5를 도시한 종단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 5는, 탱크(11) 상면부의 좌우측 끝단에서 각각 하향 연장 형성된 좌우 양측 측벽에 위치결정비드(11b)(11c)가 형성되며, 지지편(30)의 좌우 양측 수직부(33)(34)에는 그 오목부에 위치결정비드(11b)(11c)의 볼록부가 삽입되는 비드(33c)(34c)가 구비된다.

실시예 5는 지지편(30)의 삽입시 각 비드(11b)(11c)(33c)(34c)가 결합되어 지지편(30)이 설정위치에 장착되었음을 알 수 있다.

따라서, 마운팅 핀(20)이 지지편(30)을 매개로 하여 탱크(11)에 결속되어 종래와 같이 탱크에 삽입공을 천공하지 않는다.

그리고, 마운팅 핀(20)을 탱크(11)에 결속하는 지지편(30)을 탱크(11)의 임의의 위치에 셋팅할 수 있으므로 자연적으로 마운팅 핀(20)을 원하는 위치에 자유롭게 설치할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조에 의하면, 알루미늄 탱크에 구멍을 가공하지 않고도 라디에이터를 차체에 고정하기 위한 마운팅 핀을 탱크에 장착할 수 있으므로 제조시 라디에이터 내부의 냉각수가 누설되는 불량 현상을 대폭 줄일 수 있다.

그리고, 알루미늄 탱크에 각종 부착물은 물론, 마운팅 핀과 지지편을 차종에 맞는 위치에 자유롭게 설치할 수 있기 때문에 한 종류의 알루미늄 탱크를 전차종에 공용으로 적용할 수 있으므로 제조원가를 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

또한, 차체의 진동에도 강한 구조를 취하게 되어 제품의 신뢰성을 높일 수 있으며, 마운팅 핀의 가공이 별도로 필요치 않아 제조가격을 낮출 수 있다.

Claims (6)

1. 알루미늄 재질의 라디에이터 헤더와 동일한 알루미늄으로 이루어지면서 헤더와의 사이에 유로를 형성하는 라디에이터 탱크의 상면에 입설되면서 차체에 고정되는 마운팅 핀과; 그리고, 상기 마운팅 핀이 고정되면서 상기 마운팅 핀이 입설된 라디에이터 탱크에 결합되는 지지편을 포함하여 구성되고,

   상기 라디에이터 탱크의 외부면에는 상기 지지편이 삽입되는 삽입부가 요입 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조.
2. 삭제
3. 알루미늄 재질의 라디에이터 헤더와 동일한 알루미늄으로 이루어지면서 헤더와의 사이에 유로를 형성하는 라디에이터 탱크의 상면에 입설되면서 차체에 고정되는 마운팅 핀과; 그리고, 상기 마운팅 핀이 고정되면서 상기 마운팅 핀이 입설된 라디에이터 탱크에 결합되는 지지편을 포함하여 구성되고,

   상기 지지편은, 상기 마운팅 핀이 관통되는 핀공이 구비되면서 상기 마운팅 핀의 하단에 형성된 확장부를 상측에서 지지하는 수평부와; 상기 수평부의 양측부에서 하측으로 연장되어 상기 라디에이터 탱크에 각각 고정되는 수직부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 지지편의 수직부에는 상기 라디에이터 탱크의 단부를 감싸면서 결합되는 고정부가 절곡 성형되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 라디에이터 탱크는 상기 마운팅 핀이 입설되는 상면의 좌우측 끝단에서 각각 하향 연장 형성된 좌우 양측 측벽을 구비하며;

   상기 지지편의 수직부 내측면에는 일방향으로 경사진 래치가 형성되고, 상기 지지편의 수직부 내측면과 대향하는 상기 좌우 양측 측벽의 외측면에는 상기 지지편의 수직부 내측면에 형성된 래치와 맞물리도록 일방향으로 경사진 래치가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 라디에이터 탱크는 상기 마운팅 핀이 입설되는 상면의 좌우측 끝단에서 각각 하향 연장 형성된 좌우 양측 측벽을 구비하며;

   상기 좌우 양측 측벽에는 위치결정돌출부가 형성되어, 상기 위치결정돌출부와 대응되는 상기 지지편의 양측 수직부에는 상기 위치결정돌출부가 삽입되는 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 라디에이터의 마운팅 핀 서포트 구조.

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