KR100834282B1 - 유체팬 클러치의 오일열화 방지밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 라디에이터의 냉각수 수온이 낮을 때에는 바이메탈의 작용에 따라 저장챔버측에 구비된 밸브가 오일패스홀을 폐쇄하여 작동챔버 내로 오일공급을 차단하고 냉각수의 수온이 일정기준을 초과하면 바이메탈은 밸브를 개방시켜 작동챔버내로 오일을 공급하여 팬하우징을 회전시키는 유체팬 클러치에 있어서, 밸브의 단부에 상부방향으로 절곡된 보조밸브를 부착하고 보조밸브의 바깥쪽으로 밸브의 일측단부가 고정되고 상부방향으로 절곡된 제2바이메탈을 보조밸브와 접촉되게 하여 저장챔버내의 오일온도가 기준치를 초과하면 제2의 바이메탈이 작용하여 보조밸브를 눌러 오일패스 홀을 폐쇄하게 한 것을 특징으로 한다.

유체팬 클러치, 오일, 과열, 바이메탈, 보조밸브

Description

유체팬 클러치의 오일열화 방지밸브{An oil blazing fire protect valve of a fluid fan clutch}

도 1은 특허 제682102호 유체팬 클러치의 단면도

도 2는 본 발명 유체팬 클러치의 열화방지기구 사시도로서 a)는 작동 전, b)는 작동 후

도 3은 본 발명 유체팬 클러치의 열화방지기구에 대한 또 다른 실시 예

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 풀리샤프트 2. 로터

3. 베어링 4. 하우징

5. 오일리턴홀 6. 저장챔버

7. 방열핀 8. 분할판

9. 오일패스홀 10. 작동챔버

11. 밸브 12. 바이메탈

13. 밸브샤프트 14. 판스프링

15. 웨이트 16, 16'. 제2바이메탈

17. 보조밸브

본 발명은 내연기관의 냉각수온도를 제어하는 유체팬 클러치의 오일열화 방지구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체팬 클러치에 주입되어 점성으로 풀리샤프트에 연결된 로터와 팬하우징을 동기화시켜, 팬을 회전하게 하는 실리콘오일이 엔진의 고속회전시 로터와 팬하우징 간의 슬립율 증가에 따라 과도한 마찰열이 발생함으로서 오일이 열화되는 것을 방지할 수 있도록 오일의 온도상승을 억제하는 밸브에 관한 것이다.

유체팬 클러치는 자동차 엔진룸 내 라디에이터의 뒷부분에 위치하면서 워터펌프풀리로부터 동력을 전달받으며, 엔진이 적정온도에 도달하기 전에 팬이 작동하여 엔진의 부하를 가중시키는 것을 방지하기 위하여 냉각수가 일정온도 이상에 도달할 경우에만 팬이 작동되게 하는 장치로 엔진의 고속회전시에는 마찰에 의하여 오일이 과도하게 온도상승 되는 것을 억제하기 위하여 오일저장챔버와 작동챔버 사이의 분할판에 형성된 오일패스 홀을 통과하는 오일의 양을 제한하여 로터와 하우징 간에 개재되는 오일의 양을 감소시킴으로서 팬의 회전속도를 적정수준으로 제어하여 오일의 과도한 온도상승을 억제하였다.

종래 유체팬 클러치에 있어서, 본 출원인이 선출원하여 등록된 특허 제 682102호(2007.02.06)에서는 도 1에 도시된 것과 같이 엔진의 고속회전시에는 분할판(8)의 작동챔버(10) 오일패스홀(9)의 개구부에 인접하여 일정각도로 절곡되고 선단에 웨이트(15)가 구비된 판스프링(14)을 부착하여 팬하우징(4)의 회전에 따른 원심력으로 판스프링(14)의 절곡각도가 변화되어 오일패스홀(9)에서 유출되는 오일의 양을 가감할 수 있게 한 것을 제안한바 있었다.

그러나 상기의 구성은 엔진의 회전에 의한 원심력으로 유체팬 클러치의 작동을 제어함으로서 엔진의 회전수와 상관없이 오일의 온도가 상승되는 경우에는 팬클러치의 작동을 제어할 수 없어 오일이 열화되는 것을 방지할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 유체팬 클러치에 내장된 오일의 온도에 따라 작동하는 바이메탈에 의하여 저장챔버에서 작동챔버로 공급되는 오일의 양을 가감할 수 있게 하여 오일의 과도한 온도상승을 억제할 수 있게 하는 구성을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 오일의 온도에 따라 작동되는 바이메탈의 구조를 단순화하여 값비싼 바이메탈재료의 사용량을 최소화할 수 있게 하는 것이다.

상기한 목적을 위한 '유체팬 클러치의 오일열화 방지밸브'는 유체팬 클러치의 팬하우징 내에 구비된 오일저장챔버와 작동챔버를 구획하는 분할판의 오일패스홀을 개폐하는 수단으로 오일의 온도에 따라 작동하는 보조 바이메탈을 구비하여 오일패스홀의 개방정도를 조절할 수 있게 구성한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명 유체팬 클러치의 오일열화 방지기구 사시도로서 a)는 작동 전, b)는 작동 후이며, 도 3은 본 발명 유체팬 클러치의 오일열화 방지기구에 대한 또 다른 실시 예이다.

본 발명에 대한 상세한 설명에 앞서 종래의 구성과 동일한 본 발명의 구성은 종래의 도면기호와 동일하게 사용하기로 한다.

도면에 도시한 바와 같이 본 발명의 구성을 설명하기에 앞서 유체팬 클러치의 작동을 설명하면, 워터펌프 풀리와 직결된 풀리샤프트(1)에는 로터(2)가 고정되어 있고 풀리샤프트(1)는 베어링(3)을 매개로 하여 팬하우징(4)과 결합되어 있으므로 풀리샤프트(1)의 회전은 직접적으로 팬하우징(4)을 회전시키지 않는다.

로터(2)와 팬하우징(4)은 미세한 간격으로 근접되게 결합되어 있고, 상기의 간격사이에는 점성을 가진 오일이 공급되면 오일의 점성으로 인한 전단력으로 팬하우징(4)은 로터(2)에 동기하여 회전한다.

팬하우징(4)과 로터(2) 사이에 공급된 오일은 로터(2)의 회전에 따른 원심력으로 로터(2)의 원주방향으로 밀려나면서 오일리턴홀(5)을 따라 저장챔버(16)로 이동한다.

저장챔버(6)로 이동된 오일은 하우징(4)의 방열핀(7)에 의하여 냉각된 후 분할판(8)에 형성된 오일패스홀(9)을 통하여 작동챔버(10)로 공급되는 순환구조로 구성되어 있다.

분할판(8)에 천공된 오일패스홀(9)은 밸브(11)에 의하여 개폐되며 밸브(11)는 팬하우징(4)의 바깥쪽 중심부에 나선상으로 권취된 바이메탈(12)과, 바이메탈의 중심부에 결합된 밸브샤프트(13)의 회동에 의하여 개폐가 제어된다.

바이메탈(12)은 라디에이터를 통과하는 공기의 온도에 따라 팽창 또는 수축작용한다.

따라서 라디에이터의 냉각수 수온이 낮을 때에는 바이메탈(12)의 작용에 따라 밸브(11)가 닫혀 작동챔버(10) 내로 오일의 공급을 차단함으로서 팬하우징(4)이 회전하지 않거나 서서히 회전하게 하며, 냉각수의 수온이 일정기준을 넘으면 바이메탈(12)은 밸브(11)를 개방시켜 작동챔버(10) 내로 오일을 공급하여 팬하우징(4)을 회전시킨다.

따라서 엔진이 충분히 예열되지 않는 상태에서는 팬의 회전을 억제하여 부하를 줄일 수 있다.

그러나 유체팬 클러치가 적용되는 디젤엔진의 최고회전수는 2500~4000 RPM인 반면, 가솔린엔진에서는 최고회전수가 6000 RPM에 달하므로 엔진의 RPM의 증가에 따라 팬하우징 RPM의 슬립률도 급격히 높아져 오일의 온도가 급상승하게 된다.

아래의 표는 밸브(11)가 완전개방된 경우 엔진과 팬하우징의 RPM상관데이터이다.

표에서 보는 바와 같이 엔진의 RPM이 증가할 경우 팬하우징 RPM의 슬립율도 증가하면서 팬하우징(4)과 로터(2) 사이에서 점성에 의하여 동력을 전달하는 오일이 마찰에 의하여 온도가 과도하게 상승하여 오일열화의 원인이 되므로 저장챔버(6)에서 작동챔버(10)로 공급되는 오일의 양을 제한할 필요가 있다.

본 발명에서는 저장챔버(6)의 오일온도가 일정기준을 초과하면 작동챔버(10)로의 이동을 제한하여 마찰열의 발생을 방지하게 함으로서 오일이 열화되는 것을 방지할 수 있게 구성된다.

<제1실시 예>

도 2는 본 발명의 제1실시 예로서 바이메탈(12)에 의하여 분할판(8)상을 회동하면서 오일패스홀(9)을 개폐하는 밸브(11)의 단부에 상부방향으로 절곡된 판스프링상의 보조밸브(17)를 부착하여 오일패스홀(9)을 개방된 상태로 유지하게 하며, 보조밸브(17)의 바깥쪽으로 밸브(11)에 일측단부가 고정되고 오일패스홀(9)의 상부방향으로 절곡된 제2의 바이메탈(16)을 보조밸브(17)와 접촉되게 하여 저장챔버(6)의 오일온도가 기준치 이하일 때에는 오일패스홀(9)로 오일이 이동되게 하고, 오일의 온도가 기준치를 초과하면 제2의 바이메탈(16)의 바깥쪽 일측면이 팽창하여 편평한 상태로 변형되면서 보조밸브(17)를 눌러 오일패스홀(9)을 폐쇄하게 구성된다.

따라서 본 실시 예에 따르면 작은 크기의 제2의 바이메탈(16)로 오일의 온도 상승에 따른 오일의 이동을 제한하는 것이 가능하다.

<제2실시 예>

도 3은 본 발명의 제2실시 예로서 바이메탈(12)에 의하여 작동하는 밸브(11)가 구비된 분할판(8)의 이면, 즉 작동챔버(10)측에 제2의 바이메탈(16')을 분할판(8)에 고정하고, 오일의 온도가 기준치를 초과하면 오일패스홀(9)을 폐쇄할 수 있게 구성한 것으로 라디에이터의 냉각공기온도에 반응하여 작동하는 밸브(11)와 오일의 온도에 반응하여 작동하는 보조밸브(17)를 각각 별개로 분리함으로서 작동을 보다 확실하게 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유체팬 클러치에 있어서 오일이 과열되는 것을 방지할 수 있게 함으로서 내구성을 향상하게 할 수 있고 엔진의 과부하를 줄일 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 라디에이터의 냉각수 수온이 낮을 때에는 바이메탈(12)의 작용에 따라 저장챔버(6)측에 구비된 밸브(11)가 오일패스홀(9)을 폐쇄하여 작동챔버(10) 내로 오일공급을 차단하고 냉각수의 수온이 일정기준을 초과하면 바이메탈은 밸브를 개방시켜 작동챔버 내로 오일을 공급하여 팬하우징(4)을 회전시키는 유체팬 클러치에 있어서,

   밸브(11)의 단부에 상부방향으로 절곡된 보조밸브(17)가 부착되고 보조밸브의 바깥쪽으로 밸브의 일측단부가 고정되고 상부방향으로 절곡된 제2의 바이메탈(16)을 보조밸브와 접촉되게 하여 저장챔버(6) 내의 오일온도가 기준치를 초과하면 제2의 바이메탈의 작용으로 보조밸브를 눌러 오일패스홀(9)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 유체팬 클러치의 오일열화 방지밸브.
2. 라디에이터의 냉각수 수온이 낮을 때에는 바이메탈(12)의 작용에 따라 저장챔버(6)측에 구비된 밸브(11)가 오일패스홀(9)을 폐쇄하여 작동챔버(10) 내로 오일공급을 차단하고 냉각수의 수온이 일정기준을 초과하면 바이메탈은 밸브를 개방시켜 작동챔버 내로 오일을 공급하여 팬하우징(4)을 회전시키는 유체팬 클러치에 있어서,

   바이메탈에 의하여 작동하는 밸브(11)가 구비된 분할판(8)의 이면인 작동챔버(10)측에 제2의 바이메탈(16')을 분할판에 고정하여 작동챔버 측의 오일온도가 기준치를 초과하면 오일패스홀(9)을 폐쇄할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 유체팬 클러치의 오일열화 방지밸브.

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