KR101760298B1 - 차량용 쿨링 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 쿨링 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팬 슈라우드와 라디에이터를 자성체를 통해 결합시켜 팬 슈라우드와 라디에이터의 결합 및 분해를 용이하게 하는 차량용 쿨링 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 차량용 쿨링모듈은 자성을 이용하여 팬 슈라우드와 라디에이터를 결합시키기 때문에 팬 슈라우드와 라디에이터의 조립 및 분리가 용이하여 작업공정이 간소화되는 효과가 있다.

Description

차량용 쿨링 모듈{Cooling Module for Motor Vehicle}

본 발명은 차량용 쿨링 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팬 슈라우드와 라디에이터를 자성체를 통해 결합시켜 팬 슈라우드와 라디에이터의 결합 및 분해를 용이하게 하는 차량용 쿨링 모듈에 관한 것이다.

차량에는 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 공조장치 및 엔진을 냉각시키기 위한 냉각장치가 구비된다. 공조장치는 엔진의 폐열 등을 이용하여 가열된 공기 또는 독립적으로 구비된 냉방장치에 의해 냉각된 공기를 차량 내부에 구성된 덕트 시스템을 통해 송풍기로 압송하여 차량을 난방 또는 냉방한다.

이와 같이 차량 실내를 냉방하기 위해 사용되는 차량의 냉각시스템은 통상적으로 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 냉매를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매를 팽창시키는 터빈(또는 팽창밸브)으로 구성된다.

이때 내부에 수용된 액상의 냉매가 증발하여 기화되면서 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기와, 이와 정확히 반대로 내부에 수용된 기상의 냉매가 응축하여 액화되면서 주변으로 열을 방출하는 응축기에서는 많은 열교환이 발생한다.

한편, 엔진 냉각에 사용되는 냉각장치는 공랭식과 수랭식으로 구분되는데, 그 중 수랭식은 엔진 외주 즉, 엔진 블록에 형성된 워터 재킷에 냉각수를 유동시킴으로써 엔진을 냉각하는 방식이다. 엔진 외주를 따라 유동된 냉각수는 엔진으로부터 발생된 열을 흡수한 후 라디에이터로 유입되며, 라디에이터에서 냉각수의 열이 방출되어 냉각수의 온도가 엔진을 냉각할 수 있도록 다시 내려가고, 방출된 열은 외부 공기로 흡수되어 차량 외부로 배출된다.

이와 같이 공조장치 또는 냉각장치 등에 사용되는 열교환기는 그 내부에 수용된 냉매 또는 냉각수와 외부 공기사이의 열교환을 발생시키는 방식을 통상적으로 많이 사용한다. 이때 냉매 또는 냉각수와 외부 공기 사이의 열교환이 효과적으로 일어나기 위해서는 외부 공기가 신속하게 교체되어야 하며, 이를 위해 공조장치의 증발기나 냉각장치의 라디에이터 등과 같은 열교환기에는 외부 공기를 강제로 유동시키는 팬이 더 구비되어 있는 경우가 대부분이다.

쿨링모듈(Cooling Module)은 자동차용 공조장치의 내부에 구비되는 한 구성요소로 외부의 공기와 열 교환하여 자동차 실내로 차가운 공기가 공급되도록 하는 냉방장치이다.

통상적으로 쿨링모듈은 라디에이터와 콘덴서 및 상기 라디에이터와 콘덴서를 공기와 열교환시켜 냉각시키기 위한 팬슈라우드를 모듈화 하여 구성되는데, 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electronic Vehicle)나 FCAC의 경우 상기 구성이외에 추가적으로 인버터냉각라디에이터(Inverter Cooling Radiator)(이하 저온라디에이터)가 포함된다.

도 1은 쿨링모듈 분해사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 저온라디에이터가 포함되는 종래의 쿨링모듈은 자동차의 엔진(Engine)의 전방부에 배치되는 라디에이터(R)와, 상기 라디에이터(R)에 냉각 공기를 도입하기 위해 상기 라디에이터(R)의 후단에 고정되는 팬 슈라우드(F)와, 상기 라디에이터(R)의 전단에 고정되는 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 하단에 고정되는 저온라디에이터(LTR)로 구성된다.

도 2는 종래 팬 슈라우드(S)와 라디에이터(R) 결합구조의 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 라디에이터(R)와, 이 라디에이터(R)에 결합수단을 매개로 하여 결합되는 팬 슈라우드(3)를 포함하여 구성되어 있다. 상기 라디에이터(R)는 좌측ㆍ우측 탱크(1)(2)를 포함하여 구성되어 있다. 상기 팬 슈라우드(F)는 모터(5)와, 이 모터(5)에 의해 회전되는 팬(4)과, 이 팬(4)의 주위를 감싸도록 설치되는 슈라우드(3)로 구성되어 있다. 상기 결합수단은 상술한 라디에이터(R)에 팬 슈라우드(F)를 결합하여 고정하기 위한 것으로, 그 구성은 라디에이터(R)의 좌측 및 우측 탱크(1)(2)에 설치한 브래킷(1a)(2a)에 지지구멍을 형성하며, 팬 슈라우드(F)의 좌측 및 우측에 형성한 플랜지(3a)를 라디에이터(R)의 좌측 및 우측 탱크(1)(2)에 설치한 브래킷(1a)(2a)에 볼트(6)로 고정시키도록 구성되어 있다. 이때, 상기 브래킷(5)은 좌측에 2개 우측에 2개씩 4점식으로 이루어져 결합되는 것이 가장 보편적이고 안정적인 구조라고 할 수 있다.

상기와 같은 종래의 쿨링 모듈은 팬 슈라우드와 라디에이터를 볼트 결합시키기 때문에 좁은 엔진룸 공간상에서 조립 작업성이 떨어지며, 특히 사고나 고장으로 인해 팬 슈라우드를 라디에이터로부터 분리해야 될 경우 분해가 용이하지 않아 작업공정이 늦어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 팬 슈라우드와 라디에이터의 결합을 위한 마운팅에 서로 다른 극성의 자성체를 고정시켜 자성을 이용해 팬 슈라우드와 라디에이터를 결합 고정시키게 되는 차량용 쿨링모듈을 제공함에 있다.

또한 상기 자성체의 결합부가 노출되도록 마운팅 상에 지그홀을 형성하여 지그를 통해 팬 슈라우드와 라디에이터의 분리를 용이하게 하는 차량용 쿨링모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 차량용 쿨링모듈은 자동차의 엔진(Engine)의 전방부에 배치되며, 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 한 쌍의 라디에이터 탱크(10)를 포함하는 라디에이터(R)와, 상기 라디에이터(R)의 전단에 고정되는 콘덴서(C)와, 상기 라디에이터 탱크(10)에 고정되며 모터(20), 팬(30), 및 슈라우드(40)를 포함하는 팬 슈라우드(F)를 포함하는 차량용 쿨링모듈에 있어서, 상기 쿨링모듈은, 상기 슈라우드(40)의 양측에 형성되는 제1 마운팅(41); 상기 제1 마운팅(41)에 고정 설치되는 제1 자성체(42); 상기 제1 마운팅(41)에 대응되도록 상기 라디에이터 탱크(10)에 형성되는 제2 마운팅(11); 상기 제2 마운팅(11)에 고정 설치되는 제2 자성체(12); 를 포함하며, 상기 팬 슈라우드(F)와 라디에이터(R)는 상기 제1 자성체(42)와 상기 제2 자성체(12)의 자성에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1 자성체(42)는 타단이 상기 제1 마운팅(41)의 외측으로 돌출 또는 내측으로 함몰 형성되고, 상기 제2 자성체(12)는 일단이 상기 제1 자성체(42)가 돌출 또는 함몰된 만큼 상기 제2 마운팅(11)의 내측으로 함몰 또는 외측으로 돌출 고정되되, 상기 제2 자성체(12)는, 상기 제1 자성체(42)가 상기 제1 마운팅(41)의 외측으로 돌출될 경우 제2 마운팅(11)의 내측으로 함몰 고정되며, 상기 제1 자성체(42)가 상기 제1 마운팅(41)의 내측으로 함몰 고정될 경우 제2 마운팅(11)의 외측으로 돌출 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 마운팅(41)의 결합면 내측 둘레에는 상기 제1 자성체(42)를 지지하는 제1 고정턱(41a, 41b)이 형성되고, 상기 제2 마운팅(11)의 결합면 내측 둘레에는 상기 제2 자성체(12)를 지지하는 제2 고정턱(11a, 11b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.

또한, 상기 제1 마운팅(41) 또는 제2 마운팅(11) 상에는, 상기 제1 자성체(42)와 제2 자성체(12)의 결합면이 노출되도록 지그홀(50)이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제1 마운팅(41)의 결합면 외측 둘레면에는 고정홈(41c)이 함몰 형성되며, 상기 제2 마운팅(11)의 결합면 외측 둘레면에는 끝단이 상기 고정홈(41c)에 끼워지도록 고정후크(11c)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 쿨링모듈은 자성을 이용하여 팬 슈라우드와 라디에이터를 결합시키기 때문에 팬 슈라우드와 라디에이터의 조립 및 분리가 용이하여 작업공정이 간소화되는 효과가 있다.

도 1은 쿨링모듈 분해사시도
도 2는 종래 팬 슈라우드와 라디에이터 결합구조 분해 사시도
도 3은 본 발명의 팬 슈라우드와 라디에이터 결합구조 사시도
도 4는 본 발명의 팬 슈라우드와 라디에이터 결합구조 분해사시도
도 5는 본 발명의 제1 실시 예의 제1 및 제2 마운팅 결합단면도
도 6은 본 발명의 제2 실시 예의 제1 및 제2 마운팅 결합단면도
도 7은 본 발명의 지그홀을 포함하는 제1 실시 예의 제1 및 제2 마운팅 결합단면도
도 8은 본 발명의 고정홈 및 고정후크를 포함하는 제2 실시 예의 제1 및 제2 마운팅 결합단면도

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

-실시 예1

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 차량용 쿨링모듈은 양측에 형성되는 라디에이터 탱크(10)를 포함하는 라디에이터(R)에 4점식 결합수단을 매개로 하여 모터(20)와, 상기 모터(20)에 의해 회전되는 팬(30)과, 상기 팬(30)의 주위를 감싸도록 설치되는 슈라우드(40)로 구성된 팬 슈라우드(F)를 고정하기 위한 구조에 그 특징이 있다.

상기 팬 슈라우드(F)는 슈라우드(40), 제1 마운팅(41) 및 제1 자성체(42)를 포함하여 이루어진다. 편의상 차량 전방을 일단 차량 후방을 타단으로 정의하여 설명하기로 한다.

상기 슈라우드(40)의 양측에는 차량 전방 즉 라디에이터(R)를 향하여 제1 마운팅(41)이 형성된다. 상기 제1 마운팅(41)은 사각 기둥 형상으로 타단이 상기 슈라우드의 일단면에 일체로 형성되며, 일단이 상기 라디에이터(R)를 향하여 돌출되도록 형성된다. 상기 제1 마운팅(41)의 내부에는 상기 제1 자성체(42)의 설치 공간이 형성될 수 있다. 상기 제1 마운팅(41)의 일단부 내측 둘레에는 상기 제1 자성체(42)가 끼워졌을 때 이탈을 방지하기 위한 제1 고정턱(41a)이 상기 제1 마운팅(41)의 일단부 내측에 결합될 수 있다.

상기 제1 자성체(42)는 타단부가 상기 제1 마운팅(41)의 설치공간에 내설되며, 일단부가 상기 제1 마운팅(41)의 외측으로 돌출되어 노출되도록 상기 제1 마운팅(41)에 고정될 수 있다. 상기 제1 자성체(42)는 자성을 띠는 통상의 알리코 자석(주조) 또는 훼라이트 자석(소결) 등이 사용될 수 있으며, 자성에 의한 결합을 견고히 하기 위해 희토류 자석(네오디움, 사마리움코발트)이 적용될 수도 있다.

상기 라디에이터(R)는 라디에이터 탱크(10), 제2 마운팅(11) 및 제2 자성체(12)를 포함하여 이루어진다. 상기 라디에이터 탱크(10)는 상기 라디에이터(R)의 일측과 타측에 상하 길이 방향으로 형성된다. 상기 라디에이터 탱크(10)의 상측과 하측에는 제2 마운팅(11)이 상기 제1 마운팅(41)에 대응되도록 형성된다. 상기 라디에이터 탱크(10)는 경우에 따라 상기 라디에이터(R)의 상측과 하측에 형성될 수도 있으며, 이 경우 상기 팬 슈라우드(F)에 형성되는 제1 마운팅(41)이 상기 라디에이터(R)의 구성에 따라 그 위치가 바뀔 수 있음은 자명하다.

상기 라디에이터 탱크(10) 상에는 차량 후방 즉 팬 슈라우드(F)를 향하여 제2 마운팅(11)이 형성된다. 상기 제2 마운팅(11)은 사각 기둥 형상으로 일단이 상기 라디에이터 탱크(10)의 타단면에 일체로 형성되며, 타단이 상기 팬 슈라우드(F)를 향하여 돌출되도록 형성된다. 상기 제2 마운팅(11)의 내부에는 상기 제2 자성체(12)의 설치 공간이 형성될 수 있다. 상기 제2 마운팅(11)의 내측 둘레에는 상기 제2 자성체(12)가 끼워졌을 때 이탈을 방지하기 위한 제2 고정턱(11a)이 상기 제2 마운팅(11)의 내측 둘레에 끼움 결합될 수 있다.

상기 제2 자성체(42)는 상기 제2 마운팅(11)의 설치공간에 내설된다. 상기 제2 자성체(42)는 타단이 상기 제2 마운팅(11)의 내측에 고정되도록 하여 상기 팬 슈라우드(F)와 라디에이터(R) 결합 시 상기 제1 자성체(42)의 일단부가 상기 제2 마운팅(11) 내에 삽입될 수 있도록 구성된다.

상기 제2 자성체(12)는 상기 제2 마운팅(11)에 고정 시 이탈을 방지하기 위해 타단면이 상기 제2 고정턱(11a)에 끼워져 고정될 수 있다. 상기 제2 자성체(12)는 상기 제1 자성체(41)와 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 자성체(42)의 결합면이 N극이면 상기 제2 자성체(12)의 결합면은 S극을 띠도록 상기 제2 마운팅(11)에 고정되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 통해 상기 팬 슈라우드(F)와 라디에이터(R)는 상기 제1 자성체(42)와 제2 자성체(12)의 끌어당기는 자성에 의해 결합되어 조립과 분해가 용이한 장점이 있다.

-실시 예2

도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예의 제1 고정턱(41a)을 대신하여 상기 제1 마운팅(41)의 일단면에는 제1 고정턱(41b) 상기 제1 마운팅(41)과 일체로 형성될 수 있다. 상기와 같은 구성을 위해 본 발명의 제1 마운팅(41)과 제1 자성체(42)는 일체로 사출 성형될 수 있다. 상기 제3 고정턱(41b)을 통해 상기 제1 자성체(42)가 상기 제1 마운팅(41)에서 이탈되는 것을 방지한다.

또한, 상기 제1 실시 예의 제2 고정턱(11a)을 대신하여 상기 제2 마운팅(11)의 타단면 내측에는 제2 고정턱(11b)이 형성될 수 있다. 상기 제2 고정턱(11b)은 상기 제2 마운팅(11) 내측에 상기 제2 마운팅(11) 내측의 폭보다 큰 제2 자성체(12)가 삽입 고정되도록 형성된다. 따라서 상기와 같은 구성을 위해 본 발명의 제2 마운팅(11)과 제2 자성체(12)는 일체로 사출 성형될 수 있다.

이때 본 발명의 쿨링 모듈은 자성체의 자성이 강할 경우 상기 팬 슈라우드(F)와, 라디에이터(R)를 직접 분리하기가 용이하지 않기 때문에 분리를 용이하게 하기 위해 다음과 같은 구성을 갖는다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 상기 제2 마운팅(11) 상에는 지그홀(50)이 형성된다. 도면상에는 상기 지그홀(50)이 본 발명의 제1 실시 예에만 적용되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 제2 실시 예에도 적용될 수 있음은 자명하다. 상기 지그홀(50)은 상기 제2 마운팅(11)의 상측면을 관통하여 형성된다. 상기 지그홀(50)은 상기 제1 자성체(42)와 제2 자성체(12)의 결합면이 노출되도록 형성되며, 상기 결합면을 따라 슬릿 홀 형태로 이루어진다.

따라서 상기 팬 슈라우드(F)와, 라디에이터(R)의 분리 시 상기 지그홀(50)을 통해 지그를 이용하여 상기 제1 자성체(42)와 제2 자성체(12)의 결합면을 선 분리시킨 후 팬 슈라우드(F)와, 라디에이터(R)를 분리하도록 하는 역할을 수행한다.

또한 본 발명의 쿨링 모듈은 상기 제1 자성체(42)와 제2 자성체(12)의 결합력을 보강하기 위해 다음과 같은 구성이 추가될 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명은 고정홈(41c)과 고정후크(11c)를 포함하여 이루어질 수 있다. 도면상에는 상기 고정홈(41c)과 고정후크(11c)가 본 발명의 제2 실시 예에만 적용되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 제1 실시 예에도 적용될 수 있음은 자명하다. 상기 고정홈(41c)은 상기 제1 마운팅(41)의 결합면 외측 둘레면에 형성된다. 상기 고정홈(41c)은 상기 둘레면 내측으로 함몰 형성된다. 상기 고정홈(41c)은 도면상에 2개가 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 사용자의 의도에 따라 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 상기 고정후크(11c)는 상기 제1 마운팅(41)과 제2 마운팅(11) 결합 시 끝단이 상기 고정홈(41c)에 끼워질 수 있도록 제2 마운팅(11) 상에 돌출 형성된다. 상기 고정후크(11c)는 통상의 후크의 구성이 적용되므로 이에 대한 상세 설명은 생략한다. 상기 고정후크(11c)는 상기 고정홈(41c)의 수에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한 경우에 따라 상기 고정후크(11c)가 제1 마운팅(41)상에 형성되며, 상기 고정홈(41c)이 제2 마운팅(11) 상에 형성되는 것도 가능할 것이다. 상기와 같은 고정홈(41c)과 고정후크(11c)의 구성을 통해 상기 제1 마운팅(41)과 제2 마운팅(11)의 결합을 더욱 견고히 할 수 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

R : 라디에이터 C : 콘덴서
F : 팬 슈라우드
10 : 라디에이터 탱크 11 : 제2 마운팅
12 : 제2 자성체
20 : 모터 30 : 팬
40 : 슈라우드 41 : 제1 마운팅
42 : 제1 자성체
50 : 지그홀

Claims (5)

1. 자동차의 엔진(Engine)의 전방부에 배치되며, 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 한 쌍의 라디에이터 탱크(10)를 포함하는 라디에이터(R)와, 상기 라디에이터(R)의 전단에 고정되는 콘덴서(C)와, 상기 라디에이터 탱크(10)에 고정되며 모터(20), 팬(30), 및 슈라우드(40)를 포함하는 팬 슈라우드(F)를 포함하는 차량용 쿨링모듈에 있어서,
   상기 쿨링모듈은,
   상기 슈라우드(40)의 양측에 형성되는 제1 마운팅(41);
   상기 제1 마운팅(41)에 고정 설치되는 제1 자성체(42);
   상기 제1 마운팅(41)에 대응되도록 상기 라디에이터 탱크(10)에 형성되는 제2 마운팅(11);
   상기 제2 마운팅(11)에 고정 설치되는 제2 자성체(12); 를 포함하며,
   상기 팬 슈라우드(F)와 라디에이터(R)는 상기 제1 자성체(42)와 상기 제2 자성체(12)의 자성에 의해 결합되되,
   상기 제1 마운팅(41) 또는 제2 마운팅(11) 상에는, 상기 제1 자성체(42)와 제2 자성체(12)의 결합면이 노출되도록 지그홀(50)이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 자성체(42)는 타단이 상기 제1 마운팅(41)의 외측으로 돌출 또는 내측으로 함몰 형성되고, 상기 제2 자성체(12)는 일단이 상기 제1 자성체(42)가 돌출 또는 함몰된 만큼 상기 제2 마운팅(11)의 내측으로 함몰 또는 외측으로 돌출 고정되되,
   상기 제2 자성체(12)는, 상기 제1 자성체(42)가 상기 제1 마운팅(41)의 외측으로 돌출될 경우 제2 마운팅(11)의 내측으로 함몰 고정되며, 상기 제1 자성체(42)가 상기 제1 마운팅(41)의 내측으로 함몰 고정될 경우 제2 마운팅(11)의 외측으로 돌출 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 마운팅(41)의 결합면 내측 둘레에는 상기 제1 자성체(42)를 지지하는 제1 고정턱(41a, 41b)이 형성되고, 상기 제2 마운팅(11)의 결합면 내측 둘레에는 상기 제2 자성체(12)를 지지하는 제2 고정턱(11a, 11b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 마운팅(41)의 결합면 외측 둘레면에는 고정홈(41c)이 함몰 형성되며, 상기 제2 마운팅(11)의 결합면 외측 둘레면에는 끝단이 상기 고정홈(41c)에 끼워지도록 고정후크(11c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.

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