KR101090824B1 - 자동차용 에어플랩 개폐장치 - Google Patents

Abstract

엔진 워밍업 후 냉각수 온도가 과열범위에 있는 경우에만 쿨링모듈로 외부 공기가 유입되도록 하고 그 외의 경우에는 쿨링모듈로의 공기 유입을 차단하는 자동차용 에어플랩 개폐장치가 소개된다.

상기 에어플랩 개폐장치는, 엔진의 냉각수 온도를 측정하기 위해 엔진 일측에 구비된 냉각수온센서(110); 상기 냉각수온센서(110)로부터 입력받은 측정값을 내부에 저장된 기준값과 비교하여 제어신호를 송출하는 제어부(120); 상기 제어부(120)의 제어신호에 따라 동작되는 것으로, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되는 회전부(131)가 구비된 액츄에이터(130); 상기 회전부(131)의 회전방향에 따라 상기 관통부(11)를 개폐하는 플랩도어(210)가 접히거나 펴져서 상기 쿨링모듈로 공기를 유입시키거나 차단하며, 다수개가 상기 회전부(131)에 교차하는 방향으로 일정거리 이격 배치되는 플랩유닛(200);을 포함한다.

자동차, 에어플랩, 쿨링모듈, 라디에이터그릴, 캐리어, 플랩도어

Description

자동차용 에어플랩 개폐장치{AUTOMOBILE AIR FLAP OPENING AND CLOSING APPARATUS}

본 발명은 엔진 워밍업 후 냉각수 온도가 과열범위에 있는 경우에만 쿨링모듈로 외부 공기가 유입되도록 하고 그 외의 경우에는 쿨링모듈로의 공기 유입을 차단하는 자동차용 에어플랩 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수냉식 냉각장치는 실린더와 연소실을 둘러싸는 워터재킷, 물을 실린더 내로 압송 순환시키는 워터펌프, 온도가 높은 냉각수의 열을 외기에 전달하여 냉각하는 라디에이터, 라디에이터의 통풍을 돕는 팬, 시동직후에 냉각수를 빨리 적정 온도로 올리기 위한 서모스탯 등으로 구성되어 있다.

상술한 수냉식 냉각장치는 실린더 블록, 실린더 헤드에 냉각수의 통로를 만들어 여기에 물을 통과시켜 엔진 각부를 냉각하고, 실린더 블록을 냉각한 냉각수는 크랭크축 풀리로 구동되는 워터펌프에 의해 강제적으로 라이에이터 호스에서 라디에이터로 보내지고, 상기 라디에이터로 보내진 냉각수는 라디에이터에서 방열하고, 다시 엔진으로 돌아와서 엔진을 냉각한다.

상기 라디에이터는 큰 방열 면적을 가지며 다량의 물을 담을 수 있는 일종의 탱크로서, 라디에이터는 물이 통과할 수 있는 파이프와 공기가 접촉할 수 있는 핀 부분으로 구성되어 가능한 한 많은 열을 대기 중으로 발산하기 위하여 큰 방열 면적을 갖도록 형성하고 있는바, 상기한 라디에이터를 차량의 외부와 분리시키고 차량의 외관을 개선하기 위하여 차량의 프런트범퍼의 소정 부위에는 라디에이터그릴이 장착된다.

상기 라디에이터그릴은 차량의 전면부로부터 유입되는 바람을 일정하게 제한함과 더불어 차량의 외부에서 공기와 함께 들어오는 이물질로부터 라디에이터를 물리적으로 보호하는 기능을 담당한다.

그러나, 상술한 바와 같은 라디에이터그릴은 항상 개방되어 있는 구조물이기 때문에 엔진이 워밍업되기 전이라도 외부의 바람이 유입되어 쿨링모듈을 냉각시키기 때문에 엔진 워밍업 속도가 지연되는 문제점이 있다.

또한, 주행 중에 주행풍이 항상 개방되어 있는 라디에이터그릴을 통해 엔진룸으로 유입되기 때문에 공력성능이 저하되는 원인으로 지적된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 엔진 워밍업 전에는 쿨링모듈로 차량 외부의 공기가 유입되는 것을 방지하여 엔진 워밍업 시간이 단축되도록 하는데 있다.

또한, 쿨링모듈의 냉각이 불필요한 상황에서 외부 공기의 유입을 미리 차단하여 주행중 차량의 공력성능을 향상시키는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

엔진의 냉각수 온도를 측정하기 위해 엔진 일측에 구비된 냉각수온센서;

상기 냉각수온센서로부터 입력받은 측정값을 내부에 저장된 기준값과 비교하여 제어신호를 송출하는 제어부;

상기 제어부의 제어신호에 따라 동작되는 것으로, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되는 회전부가 구비된 액츄에이터;

라디에이터그릴로부터 쿨링모듈 쪽으로 통하는 프론트엔드모듈 캐리어의 관통부에 설치되는 것으로, 상기 회전부의 회전방향에 따라 상기 관통부를 개폐하는 플랩도어가 접히거나 펴져서 상기 쿨링모듈로 공기를 유입시키거나 차단하며, 다수개가 상기 회전부에 교차하는 방향으로 일정거리 이격 배치되는 플랩유닛;을 포함하는 자동차용 에어플랩 개폐장치를 제공한다.

상기 액츄에이터는 제어신호에 따라 정회전 또는 역회전이 가능한 양방향 모 터이고, 상기 회전부는 상기 액츄에이터와 동일방향으로 회전되는 회전축 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 플랩유닛은, 상기 프론트엔드모듈 캐리어의 관통부에 힌지축을 매개로 폴딩 가능하게 설치된 다수개의 플랩도어; 상기 플랩도어의 힌지축으로부터 상기 회전부에 교차하는 방향으로 연장된 가이드레일; 상기 가이드레일을 따라 이동되며 일측에 랙기어가 형성된 슬라이더; 상기 랙기어와 기어결합되는 것으로 상기 회전부의 회전력을 상기 슬라이더의 직선운동으로 변환시키기 위해 상기 회전부에 구비된 피니언기어; 상기 슬라이더의 이동에 따라 상기 플랩도어가 폴딩되도록 상기 슬라이더와 플랩도어를 연결하는 커넥팅암;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플랩도어는 2개가 1개의 힌지축을 매개로 힌지결합되어 1조를 이루며, 상기 각 1조의 플랩도어가 폭방향 또는 높이방향으로 배치되어 상기 프론트엔드모듈 캐리어의 관통부 전체가 개폐될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 커넥팅암의 일단은 상기 슬라이더와 힌지 결합되고, 타단은 상기 플랩도어를 관통하되 상기 플랩도어를 밀어서 펼 수 있도록 그 하부에 돌기부가 형성되며 그 상부에는 상기 플랩도어를 당겨서 접을 수 있도록 걸림부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 엔진 워밍업 전에는 플랩도어가 쿨링모듈로 외부 공기가 유입되지 못하도록 차단함으로써 엔진 워밍업시간이 단축되고 이에 따라 엔진성능 을 앞당길 수 있는 장점이 있다.

또한, 쿨링모듈의 냉각이 불필요한 상황에서는 외부의 공기가 쿨링모듈 쪽으로 유입되지 않기 때문에 유입공기에 의해 차량의 공력성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치가 설치된 프론트엔드모듈 캐리어를 나타낸 도면이고, 도2는 본 발명에 따른 제어로직을 나타낸 블록도이며, 도3 및 도4는 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치의 정면 사시도 및 배면 사시도이고, 도5 및 도6은 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치에서 플랩유닛의 개폐상태를 보인 작용 상태도이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치는 프론트엔드모듈 캐리어(이하, "캐리어(10)"라 한다)의 관통부(11)에 설치되어 상기 관통부(11)를 개폐하는데, 여기서 상기 캐리어(10)는 차량 전방에 배치된 라디에이터그릴과 쿨링모듈 사이에 위치되며 라디에이터그릴 쪽의 공기가 쿨링모듈 쪽으로 지나갈 수 있도록 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)에는 관통부(11)가 형성된다.

따라서, 상기 라디에이터그릴을 통해 유입된 차량 외부의 공기는 상기 관통부(11)에 설치된 본 발명의 에어플랩 개폐장치를 지나 쿨링모듈로 유입됨으로써 쿨링모듈을 냉각하여 냉각수 온도를 하강시킨다.

본 발명은 크게 냉각수온센서(110), 제어부(120), 액츄에이터(130), 플랩유닛(200)을 포함하여 이루어지는데, 상기 냉각수온센서(110)는 차량의 냉각수 온도를 측정하기 위해 엔진 일측(통상적으로 냉각수가 흐르는 냉각순환계통)에 구비된다.

엔진의 냉각수온도는 엔진정보를 파악하는 중요한 인자이기 때문에 일반적으로 전자제어엔진에는 냉각수온센서(110)가 구비되어 있는바, 상기 냉각수온센서(110)를 별도로 설치하지 않고 통상적으로 엔진에 설치되어 있는 냉각수온센서(110)를 그대로 사용할 수 있다.

상기 제어부(120)는 상기 냉각수온센서(110)와 전기적으로 연결되어 그 냉각수온센서(110)로부터 입력받은 측정값을 내부에 저장된 기준값과 비교한 후 제어신호를 송출하는 구성이다.

또한 상기 액츄에이터(130)는 상기 제어부(120)의 제어신호에 의해 작동되는 구성으로, 상기 제어신호에 따라 상기 액츄에이터(130)의 일측에 구비된 회전부(131)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전된다.

상기 액츄에이터(130)는 상기 제어부(120)의 제어신호에 따라 상기 회전부(131)를 어느 한 방향으로 각각 회전시키는데, 이때 상기 액츄에이터(130)는 정 회전 또는 역회전이 모두 가능한 양방향 모터로, 이러한 액츄에이터(130)는 일반적으로 널리 알려져 있으므로 여기에서의 자세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 회전부(131)는 상기 액츄에이터(130)의 작동에 의하여 액츄에이터(130)와 동일방향으로 회전되는 회전축 구조로써, 상기 액츄에이터(130)의 동력을 후술할 플랩유닛(200)에 전달하기 위한 구성이다.

한편, 도3 및 도4에 나타낸 바와 같이 상기 플랩유닛(200)은 라디에이터그릴로부터 라디에이터나 에어컨콘덴서와 같은 쿨링모듈 쪽으로 통하는 상기 캐리어(10)의 관통부(11)에 설치되는 것으로, 상기 회전부(131)의 회전방향에 따라 상기 관통부(11)를 개폐하는 플랩도어(210)가 접히거나 펴져서 상기 쿨링모듈로 공기를 유입시키거나 차단하며, 상기 캐리어(10)의 관통부(11)에 설치된 다수개의 플랩유닛(200)이 상기 회전부(131)에 교차하는 방향으로 일정거리 이격되게 배치된다.

여기서, 상기 냉각수온센서(110)의 측정값이 상기 제어부(120)에 저장된 기준값보다 작으면 상기 제어부(120)는 아직 엔진 워밍업 전으로 판단하여 상기 액츄에이터(130)에 상기 플랩유닛(200)이 캐리어(10)의 관통부(11)를 폐쇄하는 제어신호를 송출한다.

또한 상기 냉각수온센서(110)의 측정값이 상기 제어부(120)의 기준값보다 크면 상기 제어부(120)는 엔진 워밍업이 완료된 것으로 판단하고 엔진의 과열을 방지하기 위해 상기 플랩유닛(200)이 상기 관통부(11)를 개방하도록 상기 액츄에이터(130)에 제어신호를 송출한다.

이와 같이 상기 플랩유닛(200)은 상기 액츄에이터(130)의 작동에 따라 상기 캐리어(10)의 관통부(11)를 개폐함으로써 라디에이터그릴로 유입된 공기가 쿨링모듈로 공급되지 못하도록 하여 신속한 워밍업을 유도하기도 하고 워밍업 후에는 쿨링모듈이 냉각되도록 하여 엔진의 과열을 방지한다.

상기 플랩유닛(200)은 크게 플랩도어(210)와, 가이드레일(220)과, 슬라이더(230)와, 피니언기어(240)와, 커넥팅암(250)을 포함하여 이루어진다.

상기 플랩도어(210)는 폴딩 가능한 구조로 이루어져 실질적으로 상기 캐리어(10)의 관통부(11)를 개폐하는 구성으로, 도5 및 도6에 자세하게 나타나 있는 바와 같이 상기 캐리어(10)의 관통부(11)에 힌지축(211)을 매개로 접히고 펴질 수 있는 폴딩 구조로 설치된다.

즉, 상기 플랩도어(210)는 2개가 1개의 힌지축(211)을 매개로 힌지 결합되어 1조를 이루는데, 상기 각 1조의 플랩도어(210)가 상기 관통부(11)의 폭방향 또는 높이방향으로 배치되어 상기 관통부(11) 전체가 다수개의 플랩도어(210)에 의해 개폐될 수 있도록 한다.

또한, 상기 가이드레일(220)은 상기 플랩도어(210)의 힌지축(211)으로부터 상기 회전부(131)에 교차하는 방향으로 연장되는 구성으로, 상기 슬라이더(230)의 이동을 안내하는 역할을 한다.

상기 슬라이더(230)는 상기 가이드레일(220)에 끼워져 가이드레일(220)을 따라 이동되며, 상기 슬라이더(230)의 일측면에는 랙기어(231)가 형성된다.

또한, 상기 피니언기어(240)는 상기 회전부(131)에 구비되어 상기 랙기 어(231)와 기어결합되는 구성으로, 상기 회전부(131)의 회전력을 랙기어(231)를 통하여 상기 슬라이더(230)에 직선운동으로 변환시키는 역할을 한다.

이에 따라 상기 회전부(131)가 회전되면 그 회전방향에 따라 상기 슬라이더(230)가 상승 또는 하강하면서 상기 플랩도어(210)를 펴거나 접게 된다.

또한, 상기 커넥팅암(250)은 상기 슬라이더(230)의 이동에 따라 상기 플랩도어(210)가 폴딩되도록 상기 슬라이더(230)와 플랩도어(210)를 연결하게 된다.

상기 커넥팅암(250)은 도4의 원안에 확대 도시된 바와 같이 일단은 상기 슬라이더(230)와 힌지 결합되어 상기 슬라이더(230)의 운동에 따른 커넥팅암(250)의 각도변화가 수용될 수 있도록 하고, 타단은 상기 플랩도어(210)를 관통하되 상기 플랩도어(210)를 밀어서 펼 수 있도록 상기 커넥팅암(250)의 타단 하부에 돌기부(251)가 형성된다.

또한 상기 커넥팅암(250)의 타단 상부에는 커넥팅암(250)이 상기 플랩도어(210)를 당겨서 접을 수 있도록 걸림부(252)가 형성된다.

따라서, 도5에 나타낸 바와 같이 상기 회전부(131)가 어느 일측 방향으로 회전되면 상기 플랩도어(210)가 펴져서 상기 캐리어(10)의 관통부(11)를 폐쇄하게 되는바, 이에 따라 쿨링모듈로 공기가 전혀 유입되지 않게 되어 엔진의 워밍업 시간은 단축된다.

또한, 도6에 나타낸 바와 같이 엔진이 워밍업된 후에는 상기 회전부(131)가 도5와 다른 방향으로 회전되는데, 이때 상기 플랩도어(210)가 접혀서 상기 캐리 어(10)의 관통부(11)를 개방하게 되는바, 이와 같이 접힌 구조에서는 상기 플랩도어(210)들 사이의 공간을 통해 공기가 쿨링모듈로 유입되어 쿨링모듈을 냉각시키게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

도1은 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치가 설치된 프론트엔드모듈 캐리어를 나타낸 도면,

도2는 본 발명에 따른 제어로직을 나타낸 블록도,

도3 및 도4는 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치의 정면 사시도 및 배면 사시도,

도5 및 도6은 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치에서 플랩유닛의 개폐상태를 보인 작용 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프론트엔드모듈 캐리어 11 : 관통부

110 : 냉각수온센서 120 : 제어부

130 : 액츄에이터 131 : 회전부

200 : 플랩유닛 210 : 플랩도어

220 : 가이드레일 230 : 슬라이더

240 : 피니언기어 250 : 커넥팅암

Claims (5)

1. 엔진의 냉각수 온도를 측정하기 위해 엔진 일측에 구비된 냉각수온센서(110)와;

   상기 냉각수온센서(110)로부터 입력받은 측정값을 내부에 저장된 기준값과 비교하여 제어신호를 송출하는 제어부(120)와;

   상기 제어부(120)의 제어신호에 따라 동작되는 것으로, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되는 회전부(131)가 구비된 액츄에이터(130)와;

   라디에이터그릴로부터 쿨링모듈 쪽으로 통하는 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 관통부(11)에 설치되는 것으로, 상기 회전부(131)의 회전방향에 따라 상기 관통부(11)를 개폐하는 플랩도어(210)가 접히거나 펴져서 상기 쿨링모듈로 공기를 유입시키거나 차단하며, 다수개가 상기 회전부(131)에 교차하는 방향으로 일정거리 이격 배치되는 플랩유닛(200)을 포함하고;

   상기 플랩유닛(200)은 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 관통부(11)에 힌지축(211)을 매개로 폴딩 가능하게 설치되되 1개의 힌지축(211)을 매개로 2개가 힌지 결합되어 1조를 이루도록 구성된 다수개의 플랩도어(210)와;

   상기 플랩도어(210)의 힌지축(211)으로부터 상기 회전부(131)에 교차하는 방향으로 연장된 가이드레일(220)과;

   상기 가이드레일(220)을 따라 이동되며 일측에 랙기어(231)가 형성된 슬라이더(230)와;

   상기 랙기어(231)와 기어결합되는 것으로 상기 회전부(131)의 회전력을 상기 슬라이더(230)의 직선운동으로 변환시키기 위해 상기 회전부(131)에 구비된 피니언기어(240)와;

   상기 슬라이더(230)의 이동에 따라 상기 플랩도어(210)가 폴딩되도록 상기 슬라이더(230)와 플랩도어(210) 2개를 동시에 연결하는 커넥팅암(250)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 액츄에이터(130)는 제어신호에 따라 정회전 또는 역회전이 가능한 양방향 모터이고, 상기 회전부(131)는 상기 액츄에이터(130)와 동일방향으로 회전되는 회전축 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 커넥팅암(250)의 일단은 상기 슬라이더(230)와 힌지 결합되고, 타단은 상기 플랩도어(210)를 관통하되 상기 플랩도어(210)를 밀어서 펼 수 있도록 그 하부에 돌기부(251)가 형성되며 그 상부에는 상기 플랩도어(210)를 당겨서 접을 수 있도록 걸림부(252)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.

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