KR101359762B1 - Bimetal fan clutch for vehicle with pin for measuring temperature of cooling water - Google Patents

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KR101359762B1 KR1020130002796A KR20130002796A KR101359762B1 KR 101359762 B1 KR101359762 B1 KR 101359762B1 KR 1020130002796 A KR1020130002796 A KR 1020130002796A KR 20130002796 A KR20130002796 A KR 20130002796A KR 101359762 B1 KR101359762 B1 KR 101359762B1
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최정웅
김용주
이대현
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Abstract

The present invention relates to a bimetal fan clutch for a vehicle capable of preventing a vehicle engine from overcooling or overheating according to the temperature by directly measuring the temperature of cooling water circulating via the operation of the engine and controlling the speed of the fan of a fan clutch correctly and swiftly according to the temperature of the cooling water. The present invention comprises a spacer (130) contained in a water pump housing (110) and connected to the driving axis (112) of a water pump having an impeller (114) on one surface thereon; a rotor (140) combined with the spacer (130) and connected to a fan (142); a hollow coupling member (150) penetrating the rotor (140) and connected to the spacer (130); a valve (160) combined with a pump (180) connected to one surface of the rotor (140) and controlling the flow of operating oil in an operating oil channel (144); bimetal (170) for controlling the valve (160) according to the temperature; and a pump (180) included at one side of the rotor (140). The present invention includes a pin (190) for measuring a temperature, penetrating from the bimetal (170) to inside the hollow coupling member (150), and to the spacer (130), the driving axis (112) of the water pump and the impeller (114) for circulating cooling water so as to directly receive the temperature of the cooling water and transmitting the temperature to the bimetal (170).

Description

냉각수 온도 측정용 핀을 구비한 차량용 바이메탈 팬 클러치{Bimetal Fan Clutch for Vehicle with Pin for Measuring Temperature of Cooling Water}Bimetal Fan Clutch for Vehicle with Pin for Measuring Temperature of Cooling Water}

본 발명은 냉각수 온도 측정용 핀을 구비한 차량용 바이메탈 팬 클러치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진의 구동에 따라 순환하는 냉각수의 온도를 직접적으로 측정하여 냉각수의 온도에 따라 정확하고 신속하게 팬 클러치의 팬의 속도를 제어함으로써 기온에 따라 차량 엔진이 과냉 또는 과열되는 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.
The present invention relates to a vehicle bimetal fan clutch having a cooling water temperature measuring pin. More specifically, the present invention relates to a vehicle bimetal fan clutch, and more specifically, to directly and accurately measure the temperature of the cooling water circulating according to the driving of an engine. By controlling the speed of the fan, it is possible to prevent the vehicle engine from overcooling or overheating depending on the temperature.

일반적으로, 차량은 엔진을 냉각시키는 냉각수의 냉각 효율을 향상시키기 위해 라디에이터를 장착하는데, 이 라디에이터의 주변에는 라디에이터로 바람을 일으켜 라디에이터를 통과하는 냉각수의 냉각을 촉진시키는 냉각팬이 설치되며, 이 냉각팬에는 엔진의 워터펌프 풀리로부터 동력을 전달받고 라디에이터의 온도가 높으면, 냉각팬을 회전시키는 바이메탈 팬클러치가 연결된다. In general, the vehicle is equipped with a radiator to improve the cooling efficiency of the coolant that cools the engine, and around the radiator is installed a cooling fan that blows wind through the radiator to promote cooling of the coolant passing through the radiator. When the fan receives power from the water pump pulley of the engine and the temperature of the radiator is high, a bimetallic fan clutch for rotating the cooling fan is connected.

종래의 바이메탈 팬 클러치는 엔진 구동에 의해 냉각수의 온도가 점차 상승하면, 라디에이터에서 발산하는 온도도 점차 높아지고, 이때 바이메탈은 온도 상승에 의해 팽창되기 시작한다. In the conventional bimetal fan clutch, when the temperature of the coolant gradually increases by driving the engine, the temperature radiated from the radiator gradually increases, and the bimetal starts to expand by the temperature rise.

다시 말해서, 라디에이터를 통과한 공기의 온도를 바이메탈로 감지하여 밸브의 개방정도를 제어하여 작동유체의 흐름을 제어함으로써 팬의 속도를 조절하도록 되어 있는데, 이러한 방식은 냉각수 온도를 간접적으로 측정하기 때문에 정확한 온도를 반영하기 어렵고, 응답시간 또한 오래 걸리는 문제점이 있었다.In other words, the temperature of the air passing through the radiator is detected by bimetal, and the opening of the valve is controlled to control the speed of the fan by controlling the flow of the working fluid. Difficult to reflect the temperature, there was a problem that takes a long time response.

또한, 기온에 따라 과냉 또는 과열되는 현상이 발생하는 문제점도 있었다.
In addition, there was also a problem that the phenomenon of overcooling or overheating depending on the temperature.

대한민국 공개특허 제 10-2009-110645호(공개일 : 2009.10.22)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-110645 (published: 2009.10.22) 대한민국 공개특허 제 10-2010-0011279호(공개일 : 2010.2.3)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0011279 (published: 2010.2.3)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 냉각수 온도 측정핀을 구비하여 냉각수 온도를 직접적으로 측정하여 바이메탈에 전달함으로써 밸브의 제어에 의한 작동유체 흐름을 제어함으로써 냉각수 온도에 따른 정확한 팬의 회전량을 조절할 수 있도록 한 팬 클러치를 제공하는 것이다.
Accordingly, the present invention has been invented to solve the conventional problems as described above, the problem to be solved in the present invention is to operate by the control of the valve by measuring the coolant temperature directly to the bimetal provided with a coolant temperature measuring pin It is to provide a fan clutch to control the flow of fluid to adjust the exact amount of rotation of the fan according to the coolant temperature.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결 수단은, 워터펌프 하우징안에 구비되면서 한쪽면에 임펠러가 갖추어지는 워터펌프 구동축과 연결되는 스페이서와; 상기 스페이서와 연결되면서 팬이 결합되는 로터와; 상기 로터의 내부를 관통하면서 스페이서에 결합되는 중공형 체결부재와; 상기 로터의 한쪽면에 연결되는 펌프에 결합되면서 작동유체 통로에 있는 작동유체의 흐름을 제어하는 밸브와; 온도에 따라 상기 밸브를 제어하도록 하는 바이메탈과; 상기 로터의 한쪽에 구비되는 펌프를 포함하고, 냉각수의 온도를 직접적으로 전달받아 바이메탈에 전달할 수 있도록 상기 바이메탈을 관통하여 상기 중공형 체결부재의 내부와 스페이서, 워터펌프구동축 및 냉각수를 순환시키는 임펠러까지 관통하여 연장되어 형성되어 냉각수와 접촉하는 온도 측정용 핀을 포함하는 것이다. Solution to Problem The present invention for solving the above problems is provided in the water pump housing and the spacer connected to the water pump drive shaft is provided with an impeller on one side; A rotor coupled to the spacer and having a fan coupled thereto; A hollow fastening member coupled to the spacer while penetrating the inside of the rotor; A valve coupled to a pump connected to one side of the rotor to control the flow of the working fluid in the working fluid passage; A bimetal to control the valve in accordance with a temperature; It includes a pump provided on one side of the rotor, and the impeller for circulating the interior of the hollow fastening member and the spacer, the water pump drive shaft and the coolant through the bimetal to receive the temperature of the coolant directly to be delivered to the bimetal It extends through and includes a temperature measuring pin that is in contact with the cooling water.

상기 온도 측정용 핀의 외부면에는 길이방향을 따라 외부 온도에 영향을 받지 않도록 하는 단열재가 결합되는 구조이다.
The outer surface of the temperature measuring pin is a structure in which a heat insulating material is combined so as not to be influenced by the external temperature along the longitudinal direction.

이와 같이, 본 발명은 냉각수의 온도를 직접 온도 측정용 핀을 통해 전달받아서 바이메탈을 통해 밸브의 열림량을 제어함으로써 작동유체의 유압이 조절되어 로터 및 팬의 회전량이 제어되므로, 종래와 같이 공기의 온도를 바이메탈에서 감지하여 팬의 속도를 조절하는 방식에 비해 보다 정확하게 냉각수의 온도에 따라 팬의 속도를 제어할 수 있고, 기온에 따라 과냉 또는 과열되는 현상이 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.
As such, the present invention receives the temperature of the coolant directly through the temperature measuring pin and controls the opening amount of the valve through the bimetal, thereby adjusting the hydraulic pressure of the working fluid so that the rotational amount of the rotor and the fan is controlled. Compared to the method of controlling the speed of the fan by sensing the temperature in the bimetal, the speed of the fan can be controlled more accurately according to the temperature of the coolant, and the effect of preventing overcooling or overheating according to the temperature is prevented.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 팬 클러치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a fan clutch according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 팬 클러치의 개략적인 단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 팬 클러치(100)는 워터펌프 하우징(110)안에 구비되는 워터펌프 구동축(112)과 연결되는 풀리(120)와, 이 풀리(120)와 결합되는 스페이서(130)와, 이 스페이서(130)와 연결되는 로터(140)와, 상기 로터(140)의 내부를 관통하면서 스페이서(130)에 결합되는 중공형 체결부재(150)와, 로터(140)의 한쪽면에 연결되는 펌프(150)에 결합되는 밸브(160) 및 바이메탈(170)을 포함한 구조이다.2 is a schematic cross-sectional view of a fan clutch according to an embodiment of the present invention, as shown in the drawing, the fan clutch 100 according to an embodiment of the present invention is provided in the water pump housing 110 A pulley 120 connected to the pump drive shaft 112, a spacer 130 coupled to the pulley 120, a rotor 140 connected to the spacer 130, and an inside of the rotor 140. The hollow coupling member 150 is coupled to the spacer 130 while penetrating, and the valve 160 and the bimetal 170 are coupled to the pump 150 connected to one side of the rotor 140.

또한, 상기 로터(140)의 한쪽에는 펌프(180)가 구비된 구조를 가진다. In addition, one of the rotor 140 has a structure provided with a pump 180.

상기 풀리(120)는 엔진(300)의 구동력을 팬클러치와 워터펌프에 전달하는 역할을 하는데, 상기 워터펌프 구동축(112)의 한쪽면에는 임펠러(114)가 갖추어져서 상기 풀리(120)의 동력이 임펠러(114)로 전달되도록 한다. The pulley 120 serves to transfer the driving force of the engine 300 to the fan clutch and the water pump, the impeller 114 is provided on one side of the water pump drive shaft 112 is the power of the pulley 120 This is delivered to the impeller 114.

상기 로터(140)에는 공기를 강제로 흡입하여 라디에이터를 냉각시키도록 하는 팬(142)이 결합되어 있고, 밸브(160)에 의해 흐름이 조절되도록 작동유체가 흐르는 작동유체 통로(144)가 형성된다. The rotor 140 is coupled with a fan 142 for forcibly inhaling air to cool the radiator, and a working fluid passage 144 through which a working fluid flows to control the flow by the valve 160 is formed. .

또한, 상기 중공형 체결부재(150)는 중공형 볼트로 이루어질 수 있고, 중공형 체결부재(1150)의 외부면에는 길이방향을 따라 외부 온도에 의한 영향을 받지 않도록 하는 단열재(152)가 갖추어진다. In addition, the hollow fastening member 150 may be formed of a hollow bolt, the outer surface of the hollow fastening member 1150 is provided with a heat insulating material 152 to be affected by the external temperature along the longitudinal direction. .

상기 단열재(152)로는 폴리에스터, 폴리스틸렌, 세라믹 화이바, 유리면 등을 사용할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 다른 여러가지 재질의 것이 사용될 수 있다. Polyester, polystyrene, ceramic fiber, glass, or the like may be used as the heat insulator 152. However, the present invention is not limited thereto, and various other materials may be used.

또한, 상기 바이메탈(170)은 온도에 따라 변형되면서 밸브(160)의 개폐상태를 조절하도록 한다. In addition, the bimetal 170 is deformed according to the temperature to adjust the opening and closing state of the valve 160.

여기서, 본 발명은 바이메탈(170)을 관통하여 상기 중공형 체결부재(150)의 내부로 온도 측정용 핀(190)을 구비한 구조를 가진다. Here, the present invention has a structure having a temperature measuring pin 190 through the bimetal 170 to the inside of the hollow fastening member 150.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 온도 측정용 핀(180)은 냉각수의 온도를 직접적으로 전달받을 수 있도록 중공형 체결부재(150)의 내부와 스페이서(130), 워터펌프구동축(112) 및 냉각수를 순환시키는 임펠러(114)까지 관통하여 연장되어 냉각수와 직접 접촉되도록 구비된다. In more detail, the temperature measuring pin 180 circulates the inside of the hollow fastening member 150, the spacer 130, the water pump drive shaft 112, and the coolant to directly receive the coolant temperature. To extend through the impeller 114 is provided to be in direct contact with the cooling water.

상기 온도 측정용 핀(180)의 단부는 냉각수와 직접 접촉되어야 하므로 단열재(152)가 구비되지 않는다. The end of the temperature measuring pin 180 is to be in direct contact with the cooling water, so the heat insulator 152 is not provided.

또한, 상기 바이메탈(170)의 외부에는 온도 측정용 핀(190)이 외기 온도에 영향을 받지 않도록 해주는 커버(200)가 구비된 구조를 가진다.
In addition, the outside of the bimetal 170 has a structure having a cover 200 to prevent the temperature measuring pin 190 from being affected by the outside temperature.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시 예에 따른 팬 클러치(100)는 엔진(300)에 의해 발생된 동력이 풀리(120)를 통해 워터펌프 구동축(112)에 전달되어 회전하게 되면, 스페이서(130)도 동시에 회전하면서 중공형 체결부재(150) 및 펌프(180)가 회전하고, 이때 작동유체 통로(144)에 있는 작동유체의 압력에 의해 로터(140)가 회전하게 된다. Fan clutch 100 according to an embodiment of the present invention having such a configuration, when the power generated by the engine 300 is transmitted to the water pump drive shaft 112 through the pulley 120 to rotate, the spacer 130 The hollow fastening member 150 and the pump 180 rotate while rotating simultaneously, and the rotor 140 rotates by the pressure of the working fluid in the working fluid passage 144.

이때, 엔진(300)에서 발생된 열을 냉각시키기 위해 워터펌프의 임펠러(114)를 통해 냉각수를 순환시키는데, 냉각수에 직접 접촉하고 있는 온도 측정용 핀(190)에 의해 냉각수의 온도가 전달된다. At this time, the coolant is circulated through the impeller 114 of the water pump to cool the heat generated by the engine 300, and the temperature of the coolant is transmitted by the temperature measuring pin 190 directly contacting the coolant.

이때, 온도 측정용 핀(190)의 한쪽면에는 단열재(152)가 갖추어져서 열손실을 최대한 줄일 수 있다.At this time, one side of the temperature measuring pin 190 is provided with a heat insulator 152 can reduce the heat loss as much as possible.

한편, 상기 온도 측정용 핀(190)을 통해 전달된 냉각수의 온도는 바이메탈(170)을 열변형시켜서 밸브(160)를 제어한다.Meanwhile, the temperature of the coolant transferred through the temperature measuring pin 190 controls the valve 160 by thermally deforming the bimetal 170.

다시 말해서, 밸브(160)의 열림량에 따라 팬클러치의 작동유체 흐름이 결정되므로, 이러한 작동유체의 유압에 의해 펌프(180)를 통해 전달되는 회전력이 로터(140)로 전달되어 팬(142)을 회전시킨다. In other words, since the operating fluid flow of the fan clutch is determined according to the opening amount of the valve 160, the rotational force transmitted through the pump 180 by the hydraulic pressure of the working fluid is transmitted to the rotor 140, and thus the fan 142. Rotate

따라서, 냉각수의 온도에 따라 팬(142)의 회전량이 조절될 수 있는 것이다.
Therefore, the amount of rotation of the fan 142 can be adjusted according to the temperature of the cooling water.

이와 같이, 본 발명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의거 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. It will be possible. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 팬클러치
110 : 워터펌프 하우징
112 : 워터펌프 구동축
114 : 임펠러
120 : 풀리
130 : 스페이서
140 : 로터
142 : 팬
144 : 작동유체 통로
150 : 중공형 체결부재
152 : 단열재
160 : 밸브
170 : 바이메탈
180 : 펌프
190 : 온도 측정용 핀
200 : 커버
300 : 엔진100: fan clutch
110: water pump housing
112: water pump drive shaft
114 impeller
120: pulley
130: spacer
140: rotor
142: fan
144: working fluid passage
150: hollow fastening member
152: insulation
160: valve
170: bimetal
180: pump
190: temperature measuring pin
200: cover
300: engine

Claims (2)

워터펌프 하우징(110)안에 구비되면서 한쪽면에 임펠러(114)가 갖추어지는 워터펌프 구동축(112)과 연결되는 스페이서(130)와;
상기 스페이서(130)와 연결되면서 팬(142)이 결합되는 로터(140)와;
상기 로터(140)의 내부를 관통하면서 스페이서(130)에 결합되는 중공형 체결부재(150)와;
상기 로터(140)의 한쪽면에 연결되는 펌프(150)에 결합되면서 작동유체 통로(144)에 있는 작동유체의 흐름을 제어하는 밸브(160)와;
온도에 따라 상기 밸브(160)를 제어하도록 하는 바이메탈(170)과;
상기 로터(140)의 한쪽에 구비되는 펌프(180)을 포함하고,
냉각수의 온도를 직접적으로 전달받아 바이메탈(170)에 전달할 수 있도록 상기 바이메탈(170)을 관통하여 상기 중공형 체결부재(150)의 내부와 스페이서(130), 워터펌프 구동축(112) 및 냉각수를 순환시키는 임펠러(114)까지 관통하여 연장되어 형성되어 냉각수와 접촉되는 온도 측정용 핀(190)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 온도 측정용 핀을 구비한 차량용 바이메탈 팬 클러치.
A spacer 130 provided in the water pump housing 110 and connected to the water pump drive shaft 112 provided with an impeller 114 on one side thereof;
A rotor 140 connected to the spacer 130 and to which a fan 142 is coupled;
A hollow fastening member 150 which is coupled to the spacer 130 while penetrating the inside of the rotor 140;
A valve 160 coupled to the pump 150 connected to one side of the rotor 140 to control the flow of the working fluid in the working fluid passage 144;
A bimetal 170 for controlling the valve 160 according to a temperature;
It includes a pump 180 provided on one side of the rotor 140,
Circulates the interior of the hollow fastening member 150, the spacer 130, the water pump drive shaft 112, and the coolant through the bimetal 170 so that the coolant may be directly transmitted to the bimetal 170. A bimetal fan clutch having a coolant temperature measurement pin, which includes a temperature measuring pin 190 extending through the impeller 114 to contact the coolant.
청구항 1에 있어서,
상기 온도 측정용 핀(190)의 외부면에는 길이방향을 따라 외부 온도에 영향을 받지 않도록 하는 단열재(152)가 결합되는 것을 특징으로 하는 냉각수 온도 측정용 핀을 구비한 차량용 바이메탈 팬 클러치. The method according to claim 1,
Bimetallic fan clutch having a cooling water temperature measuring pin is coupled to the outer surface of the temperature measuring pin (190) so as not to be influenced by the external temperature along the longitudinal direction.
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