KR101327060B1

KR101327060B1 - 차량용 액티브 에어플랩 장치

Info

Publication number: KR101327060B1
Application number: KR1020110131867A
Authority: KR
Inventors: 유길상
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-11-07
Also published as: KR20130065142A

Abstract

본 발명은, 액추에이터의 동력을 전달받아 회전하며, 종방향으로 분리되도록 마련되고, 분리된 부분이 덕트에 힌지 결합된 에어플랩; 및 분리된 에어플랩들이 서로 마주하는 단부측에 마련되며, 액추에이터에 인가되는 전원과 동일한 전원이 연결됨으로써, 액추에이터에 전원공급시 자기력이 생성되어 분리된 에어플랩들이 액추에이터에 의해 동시에 개폐 동작하고, 액추에이터에 전원차단시 자기력이 제거되어 분리된 에어플랩들이 주행풍에 의해 독립적으로 개폐 동작하도록 하는 전자석;을 포함하여 구성되는 차량용 액티브 에어플랩 장치가 소개된다.

Description

차량용 액티브 에어플랩 장치{ACTIVE AIR FLAP APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 액추에이터가 작동되지 않는 고장 또는 비상 상황시에 주행풍에 의해 에어플랩이 자동으로 개방 동작되도록 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 엔진룸 내에는 엔진 등과 같은 구동을 위한 부품뿐만 아니라 라디에이터, 인터쿨러, 증발기, 응축기 등과 같은 다양한 열교환기들이 구비되어 있다.

상기와 같은 열교환기들은 주로 내부에 열교환매체가 유통하며, 열교환기 내부의 열교환매체와 열교환기 외부의 공기가 서로 열교환됨으로써 냉각 또는 방열이 이루어지게 되는 바, 차량 엔진룸 내의 다양한 열교환기들이 안정적으로 작동하기 위해서는 엔진룸 내부로 외부 공기가 원활히 공급되어야 한다.

그런데, 차량이 고속 주행을 하면 많은 양의 외부 공기가 고속으로 유입됨에 따라 공기 저항이 매우 커지게 되며, 이로 인해 차량의 연비가 나빠지는 문제가 있다.

이를 해결하기 위해 저속 주행시에는 개방각을 크게 하여 엔진룸으로의 공기 유입량을 많게 하고, 고속 주행시에는 개방각을 작게 하여 공기 유입량을 줄임으로써, 연비 향상에 도움을 줄 수 있는 액티브 에어 플랩 장치가 개발되었다.

종래의 액티브 에어 플랩 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 차량 프론트 엔드 모듈(미도시)에 고정 설치되는 덕트(1)와, 상기 덕트(1)의 중앙부에 고정 설치된 액추에이터(2)와, 상기 액추에이터(2)와 액추에이터 로더(3)를 통해 연결되어서 상기 액추에이터(2)의 동력으로 상하로 이동할 수 있게 설치된 에이치(H)형 가이드프레임(4)과, 상기 가이드프레임(4)과 플랩로더(5)를 매개로 연결되고 상기 덕트(1)에 회전 가능하게 설치된 에어플랩(6)을 포함하여 구성된다. 여기서, 공기의 밀폐력을 높이기 위해 덕트(1)에 실링(7)이 고정될 수 있다.

이같은 구성에 따라, 외부조건(엔진 온도, 냉각수 온도 등)에 의해 액추에이터(2)가 작동을 하면, 상기 액추에이터(2)의 동력이 액추에이터 로더(3)를 통해 가이드프레임(4)으로 전달되고, 상기 가이드프레임(4)이 상하로 이동함에 따라 플랩로더(5)가 회전하며, 상기 플랩로더(5)의 회전력이 에어플랩(6)에 전달되어서 상기 에어플랩(6)이 회전함에 따라 덕트(1)가 개방되거나 또는 밀폐되는 구조가 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 액티브 에어 플랩 장치는 단선 등에 의해 액추에이터로 전원이 공급되지 못하는 고장이 발생하거나, 또는 액추에이터가 동결되어 에어플랩이 고착되는 경우와 같은 비상시에, 액추에이터가 작동을 하지 못하게 되어 차량 주행 중에 에어플랩이 작동되지 않게 된다.

따라서, 에어플랩이 덕트를 밀폐시키고 있는 상황에서 에어플랩의 작동이 불가능한 경우 엔진 온도 및 기타 열교환기들의 온도가 상승하게 됨에 따라 차량에 심각한 문제가 발생하는 단점이 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 액추에이터가 작동되지 않는 고장 또는 비상 상황시에 주행풍에 의해 에어플랩이 자동으로 개방 동작되도록 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 액추에이터의 동력을 전달받아 회전하며, 종방향으로 분리되도록 마련되고, 분리된 부분이 덕트에 힌지 결합된 에어플랩; 및 분리된 에어플랩들이 서로 마주하는 단부측에 마련되며, 액추에이터에 인가되는 전원과 동일한 전원이 연결됨으로써, 액추에이터에 전원공급시 자기력이 생성되어 분리된 에어플랩들이 액추에이터에 의해 동시에 개폐 동작하고, 액추에이터에 전원차단시 자기력이 제거되어 분리된 에어플랩들이 주행풍에 의해 독립적으로 개폐 동작하도록 하는 전자석;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 덕트에 회전 가능하게 마련된 베어링; 상기 덕트와 마주하는 에어플랩에 마련되며, 상기 베어링에 구름 접촉되어 에어플랩과 함께 회전하는 회전관; 및 상기 베어링과 회전관을 관통하여 힌지 결합되는 고정핀;을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 베어링은, 덕트에 마련된 베어링하우징; 및 일부가 상기 베어링하우징 내부에 수용되어 회전하는 볼베어링;으로 구성될 수 있다.

상기 회전관의 단부에는 지지편이 마련되어, 지지편에 베어링이 구름 접촉될 수 있다.

상기 회전관과 전자석 사이에 연결관이 마련되며, 상기 회전관 내부에 와이어링이 관통 삽입되고, 회전관에 삽입된 와이어링이 연결관을 통과하여 전자석에 연결될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 액추에이터의 전원 공급 여부에 따라 에어플랩들에 마련된 전자석에 자기력이 생성 또는 제거됨으로써, 액추에이터에 전원 공급시 액추에이터의 작동에 의해 에어플랩들이 일원화되어 덕트를 개방 또는 폐쇄시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 액추에이터에 전원 차단시 에어플랩들이 독립적으로 개폐 동작되어 액추에이터와 상관없이 주행풍을 통해 분리된 에어플랩들을 독립적으로 개방 또는 폐쇄 동작시킬 수 있게 되고, 이로 인해 에어플랩 고장에 따른 차량 부품의 손상을 방지할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 액티브 에어플랩 장치의 외부 형상을 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 의한 액티브 에어플랩 장치의 구성 부품들을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 액티브 에어플랩 장치의 외부 형상을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 에어플랩이 덕트에 힌지 결합되는 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 의한 와이어링이 전자석에 연결되는 구조를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 의해 액추에이터에 전원 차단시 에어플랩이 독립적으로 개방 동작되는 상태를 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량용 액티브 에어플랩 장치는, 차량 프론트 엔드 모듈(미도시)에 고정 설치되는 덕트(10)와, 상기 덕트(10)의 중앙부에 고정 설치된 액추에이터(20)와, 상기 액추에이터(20)와 연결되어 액추에이터(20)의 동력을 전달받아 이동할 수 있게 설치된 플랩로더(35)와, 플랩로더(35)를 매개로 연결되고 상기 덕트(10)에 회전 가능하게 설치된 에어플랩(30)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 엑추에이터(20)는 PCB, 모터, 복수의 액추에이터 기어를 구비한 구성일 수 있다.

그리고, 상기 에어플랩(30)은 복수로 분리된 구조이며, 분리된 에어플랩(30)들이 덕트(10)에 힌지 결합되어 힌지 결합된 부분을 중심으로 독립적으로 회전되고, 상기 분리된 에어플랩(30)들에 전자석(40)이 마련되며, 상기 전자석(40)과 액추에이터(20)에는 동일한 전원이 공급되는 구조로 구성되어 있다.

즉, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 액티브 에어플랩 장치는, 에어플랩(30)이 액추에이터(20)의 동력을 전달받아 회전하며, 종방향으로 적어도 하나 이상 분리되도록 마련되고, 분리된 각 에어플랩(30)이 덕트(10)에 힌지 결합되어 전후로 회전된다.

그리고, 분리된 에어플랩(30)들이 서로 마주하는 단부측에 전자석(40)이 마련되며, 상기 전자석(40)에는 액추에이터(20)에 인가되는 전원과 동일한 전원이 와이어링(W)에 의해 연결된다.

따라서, 액추에이터(20)에 전원이 공급되면, 이와 함께 전자석(40)에 전원이 공급되면서 전자석(40)에 자기력이 생성되어 분리된 에어플랩(30)들이 일원화되어 함께 움직이게 되는 바, 액추에이터(20)에 전달되는 동력에 의해 에어플랩(30)들이 동시에 개폐 동작된다.

다만, 액추에이터(20)에 전원이 차단되면, 이와 함께 전자석(40)에 전원이 차단되면서 전자석(40)에 자기력이 제거되어 분리된 에어플랩(30)들이 각각 독립적으로 움직이게 되는 바, 주행풍 및 에어플랩(30)의 자중에 의해 독립적으로 개폐 동작된다.

여기서, 분리된 에어플랩(30) 중 액추에이터(20)와 인접한 에어플랩(30)은 플랩로더(35)를 매개로 액추에이터(20)와 연결되며, 분리된 어느 에어플랩(30)과 이와 이웃한 다른 에어플랩(30)은 전자석(40)을 통해 서로 연결된다.

본 발명에서, 에어플랩(30)이 덕트(10)에 힌지 결합되는 구조를 살펴보면, 상기 덕트(10)에 회전 가능하게 마련된 베어링(11)과, 상기 덕트(10)와 마주하는 에어플랩(30)에 마련되며, 상기 베어링(11)에 구름 접촉되어 에어플랩(30)과 함께 회전하는 회전관(31)과, 상기 베어링(11)과 회전관(31)을 관통하여 힌지 결합되는 고정핀(12)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 베어링(11)은, 덕트에 마련된 베어링하우징(11a)과, 일부가 상기 베어링하우징(11a) 내부에 수용되어 회전하는 볼베어링(11b)으로 구성될 수 있다.

즉, 덕트(10)에 베어링하우징(11a)이 고정 설치되며, 에어플랩(30)에 회전관(31)이 고정 설치되고, 상기 베어링하우징(11a)과, 볼베어링(11b)과, 에어플랩(30)이 고정핀(12)에 의해 힌지 결합됨으로써, 덕트(10)에 대해 고정핀(12)을 중심으로 하여 에어플랩(30)을 전후로 진자 회전시킬 수 있게 된다.

이때, 볼베어링(11b)의 전방부와 후방부에는 베어링하우징(11a)이 형성되어 있지 않으므로, 에어플랩(30)의 회전시 회전관(31) 부분이 베어링하우징(11a)에 간섭되지 않게 되는 바, 에어플랩(30)의 개폐동작이 원활하게 이루어질 수 있게 된다. 여기서, 상기 볼베어링(11b)과 고정핀(12) 등과 같이 강성의 부품은 부식에 강한 SUS재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 베어링하우징(11a)은 인서트사출 방식으로 덕트(10)에 설치될 수 있으며, 또한 상기 회전관(31)과 연결관(34)은 인서트사출 방식으로 에어플랩(30)에 설치될 수 있다.

본 발명에서 상기 회전관(31)의 단부에는 지지편(32)이 마련되어, 지지편(32)에 볼베어링(11b)이 구름 접촉되도록 할 수 있다.

즉, 볼베어링(11b)과 접촉되는 회전관(31) 내부에 지지편(32)이 형성됨으로써, 회전관(31)이 지지편(32)에 지지되면서 더욱 원활하게 구름 회전될 수 있게 된다. 여기서, 상기 지지편(32)은 평평한 판 형태일 수 있으나, 볼베어링(11b)의 구면과 대응되는 형상으로 형성될 수도 있을 것이다.

본 발명은, 상기 회전관(31)과 전자석(40) 사이에 연결관(34)이 마련되며, 상기 회전관(31) 내부에 와이어링(W)이 관통 삽입되고, 회전관(31)에 삽입된 와이어링(W)이 연결관(34)을 통과하여 전자석(40)에 연결될 수 있다.

즉, 회전관(31) 상부에 삽입홀(33)이 형성되며, 상기 회전관(31)과 연결관(34)은 서로 연통되도록 접합된다. 따라서, 상기 삽입홀(33)을 통해 와이어링(W)이 회전관(31) 내부에 삽입되며, 와이어링(W)은 회전관(31)과 연결관(34)을 따라 전자석(40)에 연결됨으로써, 와이어링(W)에 전원이 공급되면, 전자석(40)에 전원을 인가하여 자기력이 생성되는 것이다.

여기서, 상기 전자석(40)은 솔레노이드일 수 있다.

도 3 및 도 6을 통해 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명한다.

엑추에이터(20)로 전원이 공급되는 정상 상태에서는 와이어링(W)을 통해 전자석(40)에도 동일한 전원이 공급됨으로써, 전자석(40)에 자기력이 생성된다.

그러면, 분리 구성된 에어플랩(30)들은 마주하는 전자석(40)의 자력에 의해 서로 붙게 됨으로써, 분리 구성된 에어플랩(30)들이 일원화되어 개폐 동작된다.

따라서, 외부조건(엔진 온도, 냉각수 온도 등)에 의해 엑추에이터(20)가 작동을 하면, 엑추에이터에 설치된 모터가 작동하고, 모터의 동력이 플랩로더(35)를 통해 에어플랩(30)에 전달되어 에어플랩(30)이 볼베어링(11b)을 중심으로 전후로 회전함에 따라 덕트(10)가 개방되거나 또는 폐쇄되는 작동을 할 수 있게 된다.

그리고, 도 6과 같이 단선이나 그 외에 비상상황 등에 의해 엑추에이터(20)에 전원이 공급되지 못하는 고장 상황이 발생하면 전자석(40)에도 전원이 공급되지 못하게 됨으로써, 전자석(40)에 생성된 자기력이 제거된다.

그러면, 분리 구성된 에어플랩(30)들은 전자석(40)의 자기력이 해제됨에 따라 더 이상 붙어 있지 않게 되는 바, 액추에이터(20)와 관계없이 각각 독립적으로 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

따라서, 에어플랩(30)은 차량의 주행에 따른 외력에 의해 자유롭게 회전이 가능한 상태가 되는 바, 주행풍에 의해 자유롭게 회전이 되면서 덕트(10)를 개방시킬 수 있게 되고, 이를 통해 덕트(10) 내부로 외부공기를 흡입할 수 있게 됨으로써 에어플랩(30) 고장에 따른 차량 부품의 손상을 방지할 수 있게 된다.

삭제

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 덕트 11 : 베어링
11a : 베어링하우징 11b : 볼베어링
12 : 고정핀 20 : 액추에이터
30 : 에어플랩 31 : 회전관
32 : 지지편 34 : 연결관
40 : 전자석 W : 와이어링

Claims

액추에이터(20)의 동력을 전달받아 회전하며, 종방향으로 분리되도록 마련되고, 분리된 부분이 덕트(10)에 힌지 결합된 에어플랩(30); 및
분리된 에어플랩(30)들이 서로 마주하는 단부측에 마련되며, 액추에이터(20)에 인가되는 전원과 동일한 전원이 연결됨으로써, 액추에이터(20)에 전원공급시 자기력이 생성되어 분리된 에어플랩(30)들이 액추에이터(20)에 의해 동시에 개폐 동작하고, 액추에이터(20)에 전원차단시 자기력이 제거되어 분리된 에어플랩(30)들이 주행풍에 의해 독립적으로 개폐 동작하도록 하는 전자석(40);을 포함하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 덕트(10)에 회전 가능하게 마련된 베어링(11);
상기 덕트(10)와 마주하는 에어플랩(30)에 마련되며, 상기 베어링(11)에 구름 접촉되어 에어플랩(30)과 함께 회전하는 회전관(31); 및
상기 베어링(11)과 회전관(31)을 관통하여 힌지 결합되는 고정핀(12);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 베어링(11)은,
덕트에 마련된 베어링하우징(11a); 및
일부가 베어링하우징(11a)에 수용되어 회전하는 볼베어링(11b);으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 회전관(31)의 단부에는 지지편(32)이 마련되어, 지지편(32)에 베어링(11)이 구름 접촉되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 회전관(31)과 전자석(40) 사이에 연결관(34)이 마련되며, 상기 회전관(31) 내부에 와이어링(W)이 관통 삽입되고, 회전관(31)에 삽입된 와이어링(W)이 연결관(34)을 통과하여 전자석(40)에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 에어플랩 장치.