KR101713615B1

KR101713615B1 - 자동차용 라디에이터 팬

Info

Publication number: KR101713615B1
Application number: KR1020147021185A
Authority: KR
Inventors: 토마스 치글러; 토마스 후씨; 아르투어 슈미트; 토마스 슈네케
Original assignee: 브로제 파르초이크타일레 게엠베하 운트 코. 콤만디트게젤샤프트 뷔르츠부르크
Priority date: 2012-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2017-03-08
Also published as: US20140334952A1; CN104081058A; CN104081058B; KR20140119058A; WO2013110473A3; EP2807378B1; US10094386B2; BR112014017458A2; DE202012000939U1; WO2013110473A2; ES2764378T3; BR112014017458A8; EP2807378A2

Abstract

본 발명은 허브(26)를 갖는 팬 휠(22)을 갖고, 그에 논포지티브식으로 부착되어 있는 전기 모터 회전자(2)를 갖는 자동차의 라디에이터 팬(4), 특히 메인 팬에 관한 것이다. 적어도 하나의 연결 돔(12)이 회전자(2) 상에 일체로 형성되어 있고, 이 연결 돔(12)은 허브(26)의 대응 구멍(32)을 통해 돌출하고 논포지티브식 연결을 생성하기 위해 자유 단부(42)에서 리벳 헤드(44)의 형태로 변형된다.

Description

자동차용 라디에이터 팬 {RADIATOR FAN OF A MOTOR VEHICLE}

본 발명은 허브를 갖는 팬 휠(fan wheel)을 갖고, 그에 부착된 전기 모터 회전자를 갖는 자동차의 라디에이터 팬, 특히 메인 팬에 관한 것이다.

작동 중에, 내연기관을 갖는 자동차는 상당한 발열을 나타낸다. 내연기관의 작동 온도를 유지하기 위해 그리고 또한 공기 조화 시스템을 작동하기 위해, 이후에 냉각되어야 하는 액체 냉각제의 사용이 일반적으로 행해진다. 이는 일반적으로 상대 바람(relative wind)에 의해 작용되고 냉각제와 열교환 관계에 있는 라디에이터 매트릭스에 의해 성취된다. 예를 들어, 냉각제는 라디에이터 매트릭스 내에 합체된 튜브 내로 통과된다. 상대 바람은 정상적으로 특히 낮은 차속에서 냉각을 위해 불충분하기 때문에, EP 1 621 773 A1호는 예를 들어 그에 의해 상대 바람이 증강되는 전기 팬의 사용을 개시하고 있다.

여기서, 팬은 이동 방향에서 라디에이터 매트릭스 후방에 배열된다. 팬의 팬 휠의 보조에 의해, 공기는 라디에이터 매트릭스를 통해 흡인되고 내연기관으로 안내된다. 라디에이터 매트릭스에 추가하여 공기 조화 시스템의 응축기의 응축기 매트릭스가 존재하면, 응축기 매트릭스는 일반적으로 상대 바람의 방향에서 라디에이터 매트릭스 전방에 배열된다.

팬 휠은 중앙 회전자 샤프트 클러치에 의해 전기 모터 또는 그 회전자의 회전자 샤프트에 연결된다. 팬 휠을 회전자에 체결하는 다른 통상의 수단은 나사를 갖는다. 이들은 전기 모터로부터 이격하여 지향하는 그 측면으로부터 팬 휠을 통해 회전자 내로 나사 결합된다. 일반적으로, 3개의 이러한 나사가 사용된다. 압입(press fitting)에 의해 팬 휠을 회전자 샤프트에 연결하거나 베이어닛 조인트(bayonet joint)에 의해 이들을 서로 고정하는 것이 또한 알려져 있다.

본 발명의 기초 목적은 자동차의 개량된 라디에이터 팬을 제공하는 것으로서, 상기 팬은 특히 비교적 낮은 중량을 갖고, 바람직하게는 또한 기능적으로 관련하는 치수에 순응하면서 높은 제조 공차를 갖는 조립체에 적합하다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1의 특징에 의해 성취된다. 유리한 개량 및 실시예는 종속 청구항의 요지이다.

라디에이터 팬은 자동차의 부분이고, 특히 내연기관을 냉각하는데 사용된다. 이를 위해, 상대 바람이 라디에이터 매트릭스를 통해 안내되고, 상대 바람은 라디에이터 팬에 의해 증강되거나 또는 차량이 정지할 때 발생된다. 이를 위해, 라디에이터 팬은 다수의 팬 블레이드를 갖춘 팬 휠을 갖는다. 팬 블레이드는 중앙 허브에 부착된다. 부가 요소, 예를 들어 나사에 의해 또는 재료 접합에 의해 부착이 성취될 수 있다. 특히, 팬 휠은 플라스틱으로 구성되고, 사출 성형 프로세스에서 일체로 제조된다. 전기 모터에 의해 팬 휠에 회전이 부여된다. 이를 위해, 팬 휠이 모터의 회전자에 연결된다. 예를 들어, 전기 모터는 브러시리스(brushless) 내부 회전자 모터이고, 회전자는 따라서 전기 모터의 고정자 내에 배열된다.

회전자 상에 일체로 형성된 적어도 하나의 연결 돔(dome)에 의해 부착이 성취된다. 회전자 상의 팬 휠의 장착 중에, 연결 돔은 팬 휠의 허브 내에서 그에 대응하는 구멍(aperture)을 통해 통과되고, 연결 돔의 자유 단부는 변형된다. 이를 위해, 자유 단부는, 특히, 가열되고 그리고 스테이킹(staking)에 의해 소성 변형된다. 변형 또는 스테이킹은 리벳(rivet) 형상이다. 달리 말하면, 연결 돔의 자유 단부는 확장되어, 따라서 스테이킹된 돔 또는 노브(nob)에 의해 특히 신뢰적인, 중량 절약적이고 조립이 용이한 팬 휠/회전자 연결을 제공한다. 이 프로세스에서, 확장(widening)은 비교적 크고, 대응 구멍의 직경보다 적어도 더 크고, 따라서 연결 돔 또는 상기 회전자의 다른 부분을 손상하지 않고 팬 휠이 회전자로부터 제거되는 것을 방지한다.

자유 단부의 확장에 기인하여, 연결 돔은 원래 상태에 비교하여 단축되고, 팬 휠은 회전자와 연결 돔의 리벳형 헤드 사이에 포지티브식으로(positively) 그리고/또는 논포지티브식으로(nonpositively) 유지된다. 이렇게 하여, 팬 휠은 적어도 전기 모터의 축방향으로 고정되고, 작동 중에 전기 모터로부터 탈착되지 않는다. 조인트의 논포지티브식 성질에 의해, 전기 모터와 관련하여 팬 휠의 축방향 이동이 마찬가지로 방지되어, 이에 의해 원하지 않는 소음 전개를 방지한다.

회전자가 다수의 이러한 연결 돔을 갖고 허브가 동일한 수의 대응 구멍을 가지면 유리하다. 특히 바람직한 옵션으로서, 구멍 및 연결 돔의 수는 각각의 경우에 4개이다. 회전자로의 팬 휠의 비교적 견고한 부착이 따라서 제공되면서, 조립 시간이 비교적 짧다. 더욱이, 조인트의 중량은 비교적 작고, 4개의 돔의 사용에 기인하여, 예를 들어 연결 돔 중 하나가 파괴되는 경우에 충분한 안전 여유가 존재한다.

연결 돔 또는 돔들이 이하에 또한 회전축이라 칭하는 전기 모터의 회전자 축에 평행하게 연장하면 유리하다. 이는 단지 회전자 상에 압박하기만 하면 되기 때문에, 팬 휠의 비교적 간단한 장착을 허용한다. 필요할 수도 있는 서로에 대한 모터 및 팬 휠의 시간 소모적인 위치 설정이 배제된다. 단지 요구되는 것은 팬 휠 또는 회전자가 적절한 위치로 들어가야(turn into) 한다는 것이다. 연결 돔이 회전자 축으로부터 비교적 큰 거리에 위치되면, 이는 또한 팬 휠에 동력을 전달하는데 사용될 수 있다. 회전자 축에 실질적으로 평행한 정렬의 경우에, 이 프로세스 중에 연결 돔 상의 동력(power) 전달 및 응력(stress)은 회전자의 회전 방향에 독립적이다. 달리 말하면, 전기 모터는 양 방향으로 작동될 수 있고, 어느 경우든 팬 휠은 회전자에 견고하게 연결되고 회전 운동에 의해 탈착되지 않는다. 연결 돔의 평행 정렬의 경우에, 팬 휠과 회전자 사이의 논포지티브식 연결은 또한 비교적 안정적이다. 특히, 논포지티브식 연결은 리벳 헤드로부터 팬 휠의 대향측에 위치된 회전자의 다른 구성 요소와 연결 돔의 리벳형 헤드에 의해 주로 설정된다. 팬 휠은 따라서 리벳 헤드와 구성 요소 사이의 클램핑 작용에 의해 실질적으로 고정된다. 이 종류의 연결 돔에 의해, 비교적 높은 클램핑력이 재료 상의 응력을 최소화하면서 전달된다.

바람직한 실시예에서, 하나 또는 특히 복수의 안정화 리브가 연결 돔의 회전자측에 일체로 형성된다. 안정화 리브가 연결 돔으로부터 회전자로의 전이(transition) 영역에 위치되면 유리하다. 하나의 안정화 리브는 플레이트형이고 연결 돔의 정렬에 평행하게 배열되는 것이 적절하다. 특히, 다수의 안정화 리브는 별 형상으로 연결 돔을 둘러싼다. 이 경우에, 안정화 리브의 수는 적어도 2개, 바람직하게는 6개이다. 안정화 리브에 의해, 연결 돔은 안정화되고, 따라서 예를 들어 팬의 작동 중에 또는 팬 휠의 장착 중에 하중을 받을 때, 연결 돔이 회전자로부터 인열(torn away)되거나 회전자와 연결 돔 사이의 전이 영역에서 굴곡(bent over)되는 것을 방지한다.

안정화 리브는 또한 팬 휠을 위한 규정된 지지점을 형성하여, 따라서 특히 그럼에도 불구하고 견고한 조립을 허용하면서, 복수의 연결 돔을 사용할 때, 허브 내의 구멍의 위치 및 크기를 위한 비교적 큰 공차를 선택하는 것을 가능하게 한다. 안정화 리브는 마찬가지로 팬 휠을 위한 규정된 지지점을 형성하여, 따라서 연결 돔의 리벳 헤드와 안정화 리브 상의 팬 휠을 위한 지지 표면 사이의 팬 휠의 클램핑된 고정을 비교적 견고하고 안정하게 만든다. 팬 휠 상에 작용하는 클램핑력은 따라서 유리하게 증가된다.

예로서, 회전자는 2개, 특히 4개의 연결 돔을 포함한다. 연결 돔 중 2개, 특히 모든 연결 돔이 회전자의 회전축으로부터 동일한 거리에 있으면 유리하다. 달리 말하면, 연결 돔은 회전자 축으로부터 반경방향으로 동일한 거리에 있다. 연결 돔과 회전자 축 사이의 거리의 이러한 선택에 의해, 회전자의 불균형이 회피되어, 전기 모터 및 따라서 냉각팬의 비교적 원활한 운전을 유도한다. 특히, 연결 돔과 회전축 사이의 거리는 비교적 크고, 연결 돔은 바람직하게는 회전자의 외부 1/3의 영역에 위치된다. 회전자의 불균형을 회피하는 다른 수단으로서, 회전축에 대해 회전 대칭 방식으로 개별 연결 돔을 배열하는 것이 유리하다.

회전자는 바람직하게는 그 표면 상에 중심 설정 링을 포함한다. 이러한 배열에서, 특히 원형인 중심 설정 링의 중앙 점은 회전축 상에 실질적으로 위치되고, 중심 설정 링은 회전자의 단부면 또는 정면에서 회전자의 표면 내에 삽입되고, 중심 설정 링의 윤곽은 외향으로, 즉 팬 휠의 방향으로 아치 형성된다. 이 배열에서, 중심 설정 링은 원통형 구성, 특히 중공-원통형 구성이다. 중심 설정 링은 마찬가지로 중공-원통형 형상을 갖는 허브 내의 중심 설정 개구 내에 결합한다. 중심 설정 개구 및 중심 설정 링의 중심이 조립 상태에서 회전축 상에 있으면 유리하다. 달리 말하면, 중심 설정 개구 및 중심 설정 링은 동심으로 배열된다. 이 경우에, 중심 설정 개구의 내부는 중심 설정 개구의 외부 원주방향 측면을 둘러싼다. 그러나, 중심 설정 링이 회전 개구를 둘러싸는 것도 마찬가지로 또한 고려 가능할 것이다. 이 경우에, 중심 설정 개구는 또한 실린더 또는 원뿔대(truncated cone)의 형태일 수 있고, 실린더 또는 원뿔대의 높이는 비교적 작다.

특히, 중심 설정 개구 및 중심 설정 링은 서로 포지티브식으로(positively) 놓인다. 중심 설정 개구는 유리하게는 단지-형상(pot-shaped)이다. 달리 말하면, 중심 설정 개구는 저부를 갖는다. 회전자를 등지는(facing away from) 측면에서, 허브는 이에 따라 중심 설정 개구의 영역에서 개방되지 않고 그리고 따라서 공기의 유동은 증가된 소음 공해(noise pollution)를 유도할 수 있는 비교적 큰 난류량의 형성 없이 비교적 방해받지 않고 허브를 지나 유동할 수 있다. 중심 설정 개구 및 중심 설정 링을 하나를 다른 하나의 내부에 배열하는 것은, 팬 휠이 비교적 정확한 방식으로 위치되는 것을 보장한다. 따라서, 회전자 및 팬 휠을 제조할 때, 팬 휠의 원하는 회전축이 그럼에도 불구하고 회전자의 회전축과 일치하면서, 이들 2개의 연결 요소의 영역에 비교적 큰 제조 공차를 마찬가지로 선택하는 것이 가능하다.

회전자가 드라이버 리브, 특히 다수의 드라이버 리브를 가지면 유리하다. 팬의 조립 상태에서, 드라이버 리브 또는 드라이버 리브들은 허브 내에서 그에 대응하는 슬롯에 결합한다. 예를 들어, 드라이버 리브는 슬롯 내에 포지티브식으로 그리고/또는 논포지티브식으로 배열된다. 드라이버 리브는 바람직하게는 회전축으로부터 비교적 큰 거리에 배열되는데, 특히 회전자의 단부면 상에 위치된다. 드라이버 리브에 의해, 회전자의 회전 운동이 팬 휠에 전달된다. 이에 따라, 동력 전달은 연결 돔의 보조 없이 또는 연결 돔의 적어도 단지 부분적인 보조에 따라 성취되며, 이는 어떠한 기계적 응력도 받지 않거나 또는 단지 약간의 기계적 응력만을 받게 된다. 연결 돔 또는 돔들의 수명은 따라서 유리하게 증가된다. 드라이버 리브 또는 각각의 드라이버 리브가 반경방향으로 연장하면 유리하다. 이는 회전자가 회전자와 팬 휠 사이에 슬립의 발생 없이 회전 운동의 양 방향에서 신뢰가능하게 작동될 수 있는 동안, 동력 전달이 비교적 높은 것을 의미한다.

특히, 드라이버 리브 또는 드라이브 리브들은 중심 설정 링 상에 일체로 형성된다. 예를 들어, 중심 설정 링 및 드라이버 리브는 일체로 제조된다. 이는 서로 지지하고 있는 드라이버 리브 및 중심 설정 링 양자 모두에 비교적 높은 안정성 및 비교적 저비용의 제조 양자 모두를 유도한다.

특히 바람직한 옵션으로서, 슬롯은 중심 설정 개구의 경계 윤곽 내에 도입된다. 예를 들어, 슬롯은 중공-원통형 중심 설정 개구의 원주방향 표면 내에 위치되고, 그 결과 상기 개구는 다수의 중공-실린더 세그먼트에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 그 결과, 팬 휠을 회전자에 연결하는데 사용된 팬 휠 요소의 수 및 중량은 비교적 작고, 따라서 팬 휠은 비교적 작은 관성을 갖는다.

특히 바람직한 실시예에서, 연결 돔은 회전자의 적층형 회전자 코어의 전기 절연성 플라스틱 오버몰딩부(overmolding)와 일체이다. 달리 말하면, 연결 돔은 회전자의 제조의 단일 가공 단계에서 제조되고, 상기 단계는 마찬가지로 회전자의 개별 구성 요소의 전기 단락에 대해 보호하는 기능을 한다. 개별 구성 요소는 예를 들어 자기장이 생성되는 코일의 필드 권선이거나, 또는 대안으로서 서로로부터 절연되고 본질적으로 와전류(eddy current) 형성을 회피하기 위해 적층형 회전자 코어를 형성하는 개별 회전자 층판(lamination)을 형성한다. 이는 연결 돔의 개별적인 제조 및 미리 절연된 적층형 회전자 코어로의 그 후속의 부착을 배제하고, 이는 비용 및 시간 절약을 유도한다.

대안으로서 또는 그와 조합하여, 중심 설정 링 및/또는 특히 드라이버 리브는 플라스틱 오버몰딩부와 동일한 방식으로 일체화된다. 이미 언급된 장점들에 부가하여, 개별 구성 요소 및 회전자로의 이들의 연결의 안정성의 최종적인 증가가 존재한다. 더욱이, 중심 설정 링 및 따라서 또한 팬 휠을 회전자 상에 비교적 정밀한 방식으로 위치시키는 것이 가능해진다.

적합한 실시예에서, 팬 휠의 허브는 회전자를 위한 커버를 형성한다. 달리 말하면, 회전자는 팬 휠에 대면하는 측면에서 개방되어 있고, 손상 또는 오염으로부터 허브에 의해 보호된다. 이는 전기 모터의 중량의 감소를 허용하여, 이에 의해 그 관성을 감소시킨다. 따라서, 전기 모터 및 라디에이터 팬은, 비교적 작은 힘이 그럼에도 불구하고 이용되면서 제어 입력의 변화에 비교적 신속하게 응답한다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 연결 돔은 중공-원통형 구성을 갖는다. 이는 연결 돔의 안정성을 감소시키지 않고 연결 돔을 위한 재료의 절약을 허용한다. 게다가 또는 대신에, 연결 돔은 원통형이다. 달리 말하면, 연결 돔은 원통형 형상, 특히 직원통형 형상을 갖고, 기부 표면은 예를 들어 둥글다. 여기서, 실린더 축이 회전자의 회전축에 평행하면 유리하다. 예를 들어, 연결 돔은 중공-원통형 튜브로서 성형된다. 그러나, 연결 돔이 원형 형상으로부터 벗어난 기부 표면을 갖는 것이 또한 마찬가지로 고려 가능할 것이다. 이 배열에서, 허브 내의 대응 구멍이 기부 표면에 대응하는 방식으로 성형되면 유리하다. 연결 돔을 위한 기하학적 형상의 적합한 선택은, 조인트의 중량이 감소되면서, 팬 휠과 회전자 사이에 비교적 안정적인 조인트를 설정하는 것을 가능하게 한다.

특히 적합한 개선예에서, 대응 구멍이 그 안에 위치되어 있는 오목부(depression)가 허브 내로 도입된다. 특히, 오목부는 회전자의 방향으로 오프셋된다. 조립 상태에서, 연결 돔의 리벳 헤드가 오목부를 실질적으로 완전히 채우면 유리하다. 이는 팬 휠을 회전자에 연결하는 기능을 하는 논포지티브식 조인트를 위한 비교적 큰 동력 전달 영역을 제공한다. 회전자를 등지는 허브의 측면은 마찬가지로 비교적 편평한 형상이고, 이는 라디에이터 팬의 공기역학적 특성을 향상시킨다. 오목부가 원추형 또는 둥근 반구형 형상이면 유리하고, 여기서 오목부의 직경은 회전자 및 대응 구멍에 대한 근접도(proximity)가 증가함에 따라 감소한다.

본 발명의 예시적인 실시예가 도면에 의해 이하에 더 상세히 설명된다.

도 1은 회전자의 사시도를 도시하며,
도 2는 팬 휠의 정면 측면 사시도를 도시하며,
도 3은 팬 휠의 허브의 정면 측면 상세도를 도시하며,
도 4는 팬 휠의 후면 사시도를 도시하며,
도 5는 팬 휠의 허브의 후면 측면 상세도를 도시하며,
도 6은 회전자 상의 팬 휠의 장착을 개략 형태로 도시한다.

서로 대응하는 부분에는 모든 도면에서 동일한 도면 부호가 제공된다.

도 1에서, 도 6에 개략적으로 도시되어 있는 자동차 라디에이터 팬(4)의 원통형 회전자(2)는 사시도로 도시되어 있다. 라디에이터 팬(4)은 자동차의 내연기관을 냉각하는데 사용된다. 이를 위해, 상대 바람이 흡인되고 또는 라디에이터 매트릭스를 통해 송풍되고, 이 라디에이터 매트릭스를 통해 냉각 유체가 통과된다. 냉각 유체는 이어서 내연기관을 냉각하는 기능을 한다. 라디에이터 팬(4)은, 또한 내연기관으로 안내되어 따라서 내연기관을 직접 냉각하는 기류를 제공하는데 사용된다.

회전자(2)는 적층형 회전자 코어(6)를 갖고, 이 적층형 회전자 코어는 상하로(one above the other) 축방향으로 적층되고 서로로부터 절연되고 서로 평행하고 그리고 체결 수단에 의해 함께 유지되는 다수의 원형 회전자 층판(8)으로 본질적으로 이루어진다. 개별 회전자 층판(8)은 특정 방향으로 사전 자화(premagnetized)되거나 또는 자기장이 전기 모터 고정자(여기에는 도시되어 있지 않음)에 의해 라디에이터 팬(4)의 작동 중에 회전자 층판(8) 내에 유도된다.

적층형 회전자 코어(6)는, 적층형 회전자 코어(6)를 전기 모터의 다른 구성 요소로부터 전기적으로 절연하는 플라스틱 오버몰딩부(10)에 의해 둘러싸인다. 플라스틱 오버몰딩부(10)는 또한 적층형 회전자 코어(6)를 안정화하고 부가적으로 개별 회전자 층판(8)을 함께 유지한다. 게다가, 플라스틱 오버몰딩부(10)는 적층형 회전자 코어(6)의 임의의 불균형을 보상하는데 사용되고, 그 결과 회전자는 작동 중에 고정자 내에서 비교적 원활하게 운전한다.

4개의 연결 돔(12)이 플라스틱 오버몰딩부(10) 상에 일체로 형성된다. 연결 돔(12)의 형상은 중공 실린더의 형상이고, 각각의 실린더 축은 회전자 축(14)에 평행하게 연장한다. 작동 중에 그 둘레로 회전자가 회전하는 회전자 축(14)은 회전자(2)의 실린더 축과 일치한다. 6개의 안정화 리브(16)가 회전자측에서 연결 돔(12)의 각각 상에 일체로 형성되어, 별 형상으로 대응 연결 돔(12)을 둘러싼다. 달리 말하면, 안정화 리브(16)는 적층형 회전자 코어(6)에 가장 근접하여 놓이는 연결 돔(12)의 영역에 위치된다.

각각의 안정화 리브(16)는 소형 플레이트의 형태이고, 크기(extent)의 주된 방향은 회전자 축(14)에 평행하다. 연결 돔/안정화 리브 구조체의 단면은 각각의 연결 돔(12)의 중심을 통해 회전자 축(14)에 평행한 축에 대해 회전 대칭이다. 연결 돔은 원통형 회전자(2)의 기부 표면 상에 배열되고, 상기 표면은 그 단부면을 형성한다. 이 배열에서, 연결 돔(12)은 회전자 축(14)으로부터 비교적 큰 거리에 있고, 이 거리는 회전자(2)의 반경의 2/3 초과이다. 개별 연결 돔(12)과 회전자 축(14) 사이의 거리는 동일하다. 연결 돔(12)은, 인접한 연결 돔(12)의 각각의 쌍이 회전자 축(14)과 직각 삼각형을 형성하는 이러한 방식으로 배열된다. 연결 돔(12)은 따라서 회전자(2)의 단부면 상에 회전 대칭 방식으로 분포된다.

연결 돔(12)이 그 위에 위치되어 있는 회전자(2)의 동일한 단부면 상에는, 그 중심이 회전자 축(14) 상에 있는 일체로 형성된 중심 설정 링(18)이 있다. 중심 설정 링(18)은 중공 실린더이고, 적층형 회전자 코어(6)로부터 이격하여 회전자 축(14)에 평행하게 연장한다. 중심 설정 링(18) 상에는 별 형상으로 중심 설정 링을 둘러싸는 다수의 드라이버 리브(20)가 배열된다. 달리 말하면, 사다리꼴 및 플레이트형 드라이버 리브(20)가 반경방향으로 연장된다. 이 배열에서, 회전자 축(14)에서 드라이버 리브(20)의 각각의 크기는 중심 설정 링(18)의 크기보다 작다. 중심 설정 링(18), 각각의 드라이버 리브(20), 각각의 연결 돔(12) 및 각각의 안정화 리브(16)는 절연 플라스틱 오버몰딩부(10)와 일체이다. 이들은 모두 단일의 프로세스 단계에서, 즉 적층형 회전자 코어(6)가 후속의 플라스틱 오버몰딩부(10)를 형성하는 재료의 질량체로 오버몰딩될 때 제조된다.

도 2는 비장착 상태에서 라디에이터 팬(4)의 팬 휠(22)의 정면(22a)을 도시하고 있다. 용어 정면(22a)은 라디에이터 팬(4)이 작동하는 동안, 작동 중에 상대 바람에 의해 작용되는 팬 휠(22)의 측면을 의미하는 것으로 취해진다. 팬 휠(22)은 중앙 허브(26)에 부착되는 다수의 팬 블레이드(24)를 갖는다. 원주에서, 팬 블레이드(24)는 안정화 링(28)에 의해 둘러싸인다. 안정화 링(28)은 작동 중에 팬 블레이드(24)를 안정화하는 기능을 하고, 라디에이터 팬(4)의 프레임(여기에 도시되어 있지 않음)과 팬 휠(22) 사이의 전이 구역에서 "누설 공기"를 회피한다. 팬 휠(22)은 전적으로 플라스틱으로부터 제조된다. 달리 말하면, 안정화 링(28), 모든 팬 블레이드(24) 및 허브(26)는 서로 물질적으로 연결되고 단일 가공 단계에서 제조된다.

팬 휠(22)의 정면(22a)의 확대 부분이 도 3에 도시되어 있다. 팬 휠(22)의 정면(22a)은 작동 중에 상대 바람의 난류를 회피하기 위해 비교적 평활하고 편평하다. 4개의 반구형 오목부(30)가 허브(26) 내에 도입되고, 상기 오목부는 팬 휠(22)의 정면(22a)으로부터 이격하여 아치 형성되고, 이들 중 3개가 도 3에 도시되어 있다. 구멍(32)이 각각의 오목부(30)의 저부에, 즉 팬 휠(22)의 정면(22a)으로부터 가장 멀리 이격되어 있는 오목부(30)의 지점에 도입된다. 여기서, 각각의 구멍(32)은 연결 돔(12) 중 하나에 대응한다. 달리 말하면, 각각의 구멍(32)의 단면은 각각의 연결 돔(12)의 외부 단면에 대응한다. 오목부(30) 및 구멍(32)은 각각 팬 휠(22)의 중심에 대해 교차하여 배열된다.

도 4 및 도 5는 팬 휠(22)의 후면(22b)의 상세도를 사시도로 도시하고 있고, 여기서 도 5는 도 4로부터의 상세도를 도시하고 있다. 여기서, 후면(22b)은 정면(22a)으로부터 팬 휠(22)의 대향면을 나타낸다. 허브(26)가 단지-형상이고, 후면(22b)을 향해 개방되어 있는 상기 허브를 안정화하기 위해 허브(26) 내에 리브 구조체(34)를 갖는다는 것이 도 4로부터 명백할 것이다. 허브(26)의 중심에는, 마찬가지로 단지-형상이고, 허브(26)와 동심이고, 중공-원통형 경계 윤곽(38)을 포함하는 중심 설정 개구(36)가 있다. 경계 윤곽(38)은 다수의 슬롯(40)을 포함하고, 슬롯의 깊이는 경계 윤곽(38)의 높이보다 작고, 단지(pot) 저부로부터 이격하는 그 측면으로부터 경계 윤곽(38) 내로 도입된다.

도 6은 장착된 라디에이터 팬(4)을, 회전자 축(14)을 따른 섹션에서 단순화된 상세로서 개략적으로 도시하고 있다. 장착을 위해, 각각의 연결 돔(12)은 허브(26) 내의 구멍(32) 중 하나를 통해 통과되고, 팬 휠(22)은 안정화 리브(16) 상에 배치된다. 이 프로세스 중에, 회전자(2)의 중앙 중심 설정 링(18)은 팬 휠(22)의 중심 설정 개구(36)에 결합한다. 이렇게 하여, 팬 휠(22)은 중심 설정 링(18)이 경계 윤곽(38)의 내부 상에 원주방향으로 놓이기 때문에 비교적 정밀한 방식으로 위치된다.

회전자의 각각의 드라이버 리브(20)는 팬 휠(22) 내의 대응 슬롯(40) 중 하나 내에 포지티브식 결합으로 배열된다. 팬 휠(22)은 따라서 중심 설정 개구(36) 및 중심 설정 링(18)에 의해 위치 설정되며, 이에 의해 연결 돔(12)과 각각의 대응 구멍(32) 사이의 비교적 큰 제조 공차를 선택하는 것을 가능하게 한다. 후속의 가공 단계에서, 각각의 연결 돔(12)은 자유 단부(42)에서 가열되고 스테이킹되고(staked), 프로세스에서 각각의 오목부(30)를 채우는 리벳 헤드(44) 내로 변형된다. 이렇게 하여, 팬 휠(22)은 회전자(2) 상에 논포지티브식으로 고정되고, 정면(22a) 및 각각의 리벳 헤드(44)는 하나의 평면을 형성한다. 이렇게 하여, 라디에이터 팬(4)이 작동 중에 정면(22a) 상에서 받게 되는 기류 내의 난류가 회피된다.

허브(26)는 또한 회전자(2)의 단부 커버를 형성하고, 따라서 특히 기류 내에 포함된 물체에 의해 유발될 수 있는 손상으로부터 회전자를 보호한다. 팬 휠로의 회전자(2)의 회전 운동의 전달은 슬롯(40) 내에 배열된 드라이버 리브(22)에 의해 비교적 큰 정도로 성취된다. 이렇게 하여, 연결 돔(12)은 작동 중에 비교적 응력을 적게 받게 되고, 논포지티브식 결합은 비교적 견고하다.

본 발명은 전술된 예시적인 실시예로 한정되는 것은 아니다. 대조적으로, 본 발명의 다른 변형예가 또한 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 당 기술 분야의 숙련자에 의해 그로부터 유도될 수 있다. 특히, 예시적인 실시예와 관련하여 설명된 모든 개별적인 특징은 또한 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 소정의 다른 방식으로 조합될 수 있다.

2: 회전자 4: 라디에이터 팬
6: 적층형 회전자 코어 8: 회전자 층판
10: 플라스틱 오버몰딩부 12: 연결 돔
14: 회전자 축 16: 안정화 리브
18: 중심 설정 링 20: 드라이버 리브
22: 팬 휠 22a: 정면
22b: 후면 24: 팬 블레이드
26: 허브 28: 안정화 링
30: 오목부 32: 구멍
34: 리브 구조체 36: 중심 설정 개구
38: 경계 윤곽 40: 슬롯
42: 자유 단부 44: 리벳 헤드
46: 커버

Claims

자동차의 라디에이터 팬(4)으로서,
허브(26)를 갖춘 팬 휠(22)을 갖고, 상기 팬 휠(22)에 논포지티브식으로(nonpositively) 부착되어 있고 하나 이상의 연결 돔(12)이 일체로 형성되어 있는, 전기 모터의 전기-모터 회전자(2)를 갖는, 라디에이터 팬에 있어서,
상기 연결 돔(12)은 상기 허브(26) 내의 대응 구멍(32)을 통해 돌출하고 논포지티브식 연결을 생성하기 위해 자유 단부(42)에서 리벳 헤드(44)의 형태로 변형되고, 상기 변형에 의해 상기 대응 구멍(32)의 직경보다 큰 확장부가 형성되며,
상기 전기 모터는 브러시리스(brushless) 내부 회전자 모터이고, 그리고
상기 연결 돔(12)은 상기 전기-모터 회전자(2)의 적층형 회전자 코어(6)의 전기 절연 플라스틱 오버몰딩부(10)와 일체인 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 1 항에 있어서,
상기 연결 돔(12)은 회전자 축(14)에 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
다수의 안정화 리브(16)가 상기 연결 돔(12)의 상기 전기-모터 회전자 측에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
2개 이상의 연결 돔(12)이 회전자 축(14)으로부터 반경방향으로 동일한 거리에 배열되는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
단부면 상에서, 상기 전기-모터 회전자(2)는 상기 전기-모터 회전자(2)의 표면 상에서 중심에 중심 설정 링(18)을 갖고, 상기 중심 설정 링은, 상기 허브(26)를 향해 축방향으로 아치 형성되고, 상기 중심 설정 링(18)에 대응하도록 상기 허브(26) 내에 형성되는 단지-형상(pot-shaped)의 중심 설정 개구(36) 내에 결합하는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 5 항에 있어서,
상기 전기-모터 회전자(2)는 다수의 드라이버 리브(20)들을 갖고, 상기 드라이버 리브(20)들은 상기 허브(26) 내의 대응 슬롯(40) 내에 각각 결합하는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 6 항에 있어서,
상기 드라이버 리브(20)들은 중심 설정 링(18) 상에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 6 항에 있어서,
상기 대응 슬롯(40)은 중심 설정 개구(36)의 경계 윤곽(38) 내에 도입되는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 6 항에 있어서,
상기 중심 설정 링(18) 및 상기 드라이버 리브(20) 중 하나 이상은 상기 전기-모터 회전자(2)의 적층형 회전자 코어(6)의 전기 절연 플라스틱 오버몰딩부(10)와 일체인 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 허브(26)는 상기 전기-모터 회전자(2)를 위한 커버(46)를 적어도 부분적으로 형성하는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연결 돔(12)은 중공형 또는 원통형인 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연결 돔(12)의 리벳 헤드(44)는 상기 전기-모터 회전자(2)의 방향으로 오프셋된 허브(26) 내의 오목부(30) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는,
라디에이터 팬.