KR100957016B1

KR100957016B1 - 냉각팬 모터의 열해방지구조

Info

Publication number: KR100957016B1
Application number: KR1020040102122A
Authority: KR
Inventors: 오동석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2010-05-13
Also published as: KR20060063062A

Abstract

본 발명은 엔진의 냉각성능향상을 위해 차량의 라디에이터 일측에 장착되는 냉각팬의 구동모터가 열해를 입는 것을 방지하기 위한 냉각팬 모터의 열해방지구조에 관한 것으로,

내부링과 외부링 사이에 소정의 각도간격으로 다수의 브레이드가 형성된 냉각팬의 구동을 위하여 내부링의 후측에 구동모터가 장착되는 냉각팬의 구동모터 장착구조에 있어서,

상기한 내부링에는 구동모터의 회전축이 축지되도록 방사상방향의 보스가 마련되어 냉각팬에 구동력이 전달되도록 형성되고, 상기한 내부링의 내측 공간에는 제어부의 제어에 의해서 클러치 수단의 온/오프 여부에 따라서 냉각팬의 구동력을 전달받아 상기 냉각팬과 함께 회전되어 상기한 구동모터 측으로 냉각풍이 흐르도록 하는 모터냉각용 소형팬이 상기한 회전축에 베어링을 매개로 공회전가능하도록 추가장착된 것을 특징으로 한다.

냉각팬, 모터냉각용 소형팬, 클러치 수단

Description

냉각팬 모터의 열해방지구조{Cooling fan}

도 1은 본 발명에 의한 냉각팬의 구성도.

도 2는 저속회전시 냉각팬의 작동상태도.

도 3은 고속회전시 냉각팬의 작동상태도.

도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 구동모터 21 : 회전축

30 : 냉각팬 31 : 브레이드

32 : 내부링 33 : 외부링

34 : 보스 35 : 축수부

40 : 모터냉각용 소형팬 41 : 브레이드

42 : 축지부 43 : 베어링

50 : 제어부 51 : 수온센서

52 : 차속센서 60 : 코일링

62 : 영구자석

본 발명은 냉각팬 모터의 열해방지구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 냉각성능향상을 위해 차량의 라디에이터 일측에 장착되는 냉각팬의 구동모터가 열해를 입는 것을 방지하기 위한 냉각팬 모터의 열해방지구조에 관한 것이다.

차량의 엔진 룸에는 엔진을 수냉하는 냉각수의 온도를 낮추기 위한 라디에이터가 장착되고, 상기한 라디에이터의 일측면에는 라디에이터의 방열성능향상을 위한 냉각팬이 장착되는 것이 일반적이다.

이러한 냉각팬은 엔진의 구동력을 전달받아 구동되거나 별도의 전동모터의 구동력에 의해서 동작될 수 있도록 구성된다.

도 4는 일반적인 차량의 냉각팬을 도시한 도면으로서, 도면에서는 냉각팬(10)이 라디에이터의 후방에 고정장착되는 쉬라우드(22)의 내측에 지지되어진 상태를 보이고 있다. 냉각팬(10)의 중앙부(11)와 외주부(12)는 냉각풍의 흐름이 원활하게 진행될 수 있도록 원형상으로 브레이드(13)와 일체로 형성되는 것이 일반적이다. 그리고 냉각팬(10)의 구동을 위한 구동모터(20)는 냉각풍의 흐름에 방해가 덜 되도록 냉각팬(10)의 후방측에 위치된다.

한편, 상기한 구동모터(20)는 엔진 주변에 장착됨으로 인하여 엔진에서 전달되는 고열에 의하여 열해를 입을 가능성에 노출된다. 따라서 구동모터(20)의 후측에는 모터의 열해방지를 위한 커버 또는 히트 프로텍터(23)가 적용되고 있다. 또한, 구동모터 자체에서 발생되는 열이 외부로 원활히 방출될 수 있도록 구동모터의 엔드 커버에는 열을 배출키 위한 다수의 홀이 관통형성된다.

그러나 냉각팬을 구동시키는 구동모터의 열해방지를 위하여 상기한 예들과 같은 여러 방식이 적용되고 있으나, 그 효과는 미미하여 많은 어려움이 따르게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 냉각성능향상을 위해 차량의 라디에이터 일측에 장착되는 냉각팬의 구동모터가 열해를 입는 것을 방지하기 위한 냉각팬 모터의 열해방지구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

이하, 본 발명에 의한 냉각팬의 열해방지구조 및 그 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 냉각팬의 구성도이고, 도 2는 저속회전시의 본 발명에 의한 냉각팬의 작동상태도이고, 도 3은 고속회전시의 본 발명에 의한 냉각팬의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 30은 본 발명이 적용되는 냉각팬을 지시하는 것이고, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 부호가 그대로 인용된다.

상기한 냉각팬(30)은 소정의 각도간격으로 다수 형성되는 브레이드(31)의 지지를 위하여 내부링(32)과 외부링(33)이 환형상으로 형성된다. 구동모터(20) 회전축(21)의 회전력이 상기한 브레이드(31)로 전달될 수 있도록 하기 위하여 내부링(32)에는 링의 중심으로부터 방사상방향을 향해 소정의 각도간격으로 다수의 보스(34)가 형성되고, 상기한 각 보스(34)의 내측단은 회전축(21)의 도중과 축결합되는 축수부(35)와 일체로 형성된다. 즉, 상기한 냉각팬(30)은 구동모터(20) 회전축(21)의 구동력을 그대로 전달받아 회전하도록 구성된다.

한편, 상기한 내부링(32)의 내측 공간에는 제어부(50)의 제어에 의해서 클러치 수단이 온(On) 작동됨에 따라 상기한 냉각팬(30)과 함께 회전되어 구동모터(20) 측으로 냉각풍이 제공되도록 하기 위한 모터냉각용 소형팬(40)이 장착된다. 이 모터냉각용 소형팬(40)은 클러치 수단이 오프(Off) 작동되었을 경우에는 냉각팬(30) 또는 회전축(21)의 회전과는 상관없이 회전축(21)에 대하여 공회전이 되도록 구성된다.

상기한 모터냉각용 소형팬(40)은 브레이드(41)의 내주연에 마련되는 축지부 (42)가 회전축(21)에 대하여 공회전될 수 있도록 베어링(43)을 매개로 회전축(21)에 축지지된다. 이 과정에서 회전축(21)으로부터 모터냉각용 소형팬(40)이 이탈되지 않도록 하기 위한 스톱퍼(44)가 마련되는 것이 바람직하며, 클러치 수단의 온/오프 작동에 의한 모터냉각용 소형팬(40)의 위치이동이 소정의 범위 내에서 가능하도록 한다.

한편, 수온센서(51)와 차속센서(52)에서 측정되는 값을 기준으로 하는 엔진의 운전영역에 따른 제어부(50)의 제어에 의하여 동작되는 클러치 수단으로는 전류가 인가되었을 경우에 자력을 띄는 전자석이 이용된다. 이를 위하여 상기한 냉각팬(30) 내부링(32)의 내측 도중에는 제어부(50)의 제어에 의하여 전류가 인가되는 코일링(60)이 마련되고, 상기한 코일링(60)의 위치와 대응되는 모터냉각용 소형팬(40)의 일측으로는 영구자석(62)이 고정장착된다. 즉, 상기한 코일링(60)에 전류가 인가되었을 경우에 자력이 발생되어 상기한 영구자석(62)이 부착된 모터냉각용 소형팬(40)에 인력을 가해지도록 구성되는 것이다.

상기한 제어부(50)에는 수온센서(51)와 차속센서(52)에서 엔진의 온도 및 차량의 주행속도에 따른 엔진운전영역을 2단계(냉각팬의 회전속도제어를 고속시와 저속시로 구분)로 구분하여, 냉각팬의 저속회전시에는 구동모터(20)의 열해가능성이 낮은만큼 상기한 모터냉각용 소형팬(40)이 구동되지 않도록 하고, 냉각팬의 고속회전시에는 구동모터(20)의 열해가능성이 높은만큼 상기한 모터냉각용 소형팬(40)이 가동되도록 설정된다.

이상과 같이 본 발명에 의해 구성된 냉각팬의 작동상태를 이하에 설명한다.

엔진이 운전되면 엔진을 냉각하는 냉각수의 온도가 상승되고, 이 과정에서 온도가 상승된 냉각수는 라디에이터를 지나면서 방열이 이루어지게 된다.

한편, 라디에이터의 방열성능향상을 위한 냉각팬(30)의 구동모터(20)는 엔진이 고속으로 운전될수록 고속으로 회전하게 됨으로서 구동모터(20)의 내부온도가 상승된다. 또한, 엔진 주변온도가 상승됨으로 인하여 구동모터(20)에 가해지는 외부온도가 승상된다.

그러나 본 발명이 적용되는 냉각팬(30)에는 제어부(50)에서 판단되는 엔진의 운전영역이 고속일 경우에 구동되어 구동모터(20)로 냉각풍을 제공하기 위한 모터냉각용 소형팬(40)이 상기한 냉각팬(30)의 내측에 추가로 장착되어 있으므로서, 구동모터(20)가 열해를 입을 가능성은 현저하게 낮아지게 된다.

즉, 엔진이 고속으로 주행하게 될 경우에 제어부(50)의 제어에 의해 클러치 수단의 코일링(60)에 전류가 인가되므로서 자력이 발생되고, 상기한 모터냉각용 소형팬(40)에 부착된 영구자석(62)에 인력이 작용하게 된다. 따라서 상기한 모터냉각용 소형팬(40)은 회전축(21)의 축방향으로 위치가 이동되고 결국 냉각팬(30)과 함께 회전하게 된다.

모터냉각용 소형팬(40)의 회전으로 인하여 구동모터(20)에는 냉각풍이 제공되고, 구동모터(20)의 내부적 또는 외부적 영향으로 인한 온도상승이 억제된다.

한편, 상기한 제어부(50)에서 판단되는 엔진의 운전영역이 저속일 경우에는 냉각팬(30)의 회전속도가 낮은 상태가 되므로서, 구동모터(20)의 내부적 온도상승 이 억제될 뿐만이 아니라 엔진 주변의 온도가 급격히 상승된 상태가 아니므로 상기한 모터냉각용 소형팬(40)의 작동이 필요없게 된다. 이 경우 상기한 제어부(50)에서는 클러치 수단의 코일링(60)에 전류를 인가시키지 않게 되어 모터냉각용 소형팬(40)은 냉각팬으로부터 분리되어 회전축(21)을 기준으로 공회전하게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 냉각팬을 구동하기 위한 구동모터를 향하여 엔진의 운전영역변화에 따라서 작동되는 모터냉각용 소형팬이 추가로 마련되므로서, 특히 엔진이 온도가 상승되었을 경우에 구동모터를 향하여 냉각풍이 제공되어 구동모터가 열해를 입을 가능성을 줄이는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims

내부링과 외부링 사이에 소정의 각도간격으로 다수의 브레이드가 형성된 냉각팬의 구동을 위하여 내부링의 후측에 구동모터가 장착되는 냉각팬의 구동모터 장착구조에 있어서,

상기한 내부링(32)에는 구동모터(20)의 회전축(21)이 축지되도록 방사상방향의 보스(34)가 마련되어 냉각팬(30)에 구동력이 전달되도록 형성되고, 상기한 내부링(32)의 내측 공간에는 제어부(50)의 제어에 의해서 클러치 수단의 온/오프 여부에 따라서 냉각팬(30)의 구동력을 전달받아 상기 냉각팬(30)과 함께 회전되어 상기한 구동모터(20) 측으로 냉각풍이 흐르도록 하는 모터냉각용 소형팬(40)이 상기한 회전축(21)에 베어링(43)을 매개로 공회전가능하도록 추가장착된 것을 특징으로 하는 냉각팬 모터의 열해방지구조.
제 1 항에 있어서,

상기한 클러치 수단은,

제어부(50)의 제어에 의해 전원으로부터 전류가 흐르도록 하는 코일링(60)과, 상기한 코일링(60)과 대응되어 모터냉각용 소형팬(40)에 냉각팬(30)의 구동력이 전달되도록 하기 위한 영구자석(62)으로 구성된 것을 특징으로 하는 냉각팬 모터의 열해방지구조.
제 1 항에 있어서,

상기한 제어부(50)에서의 엔진의 운전영역을 판단하기 위한 인자로는 수온센서(51)와 차속센서(52)에서 측정된 수온 및 차속인 것을 특징으로 하는 냉각팬 모터의 열해방지구조.