KR101799786B1 - 쿨링모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 쿨링모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 라디에이터, 콘덴서, 팬 슈라우드로 구성되는 쿨링모듈의 조립이 용이하고, 쿨링모듈의 크기나 장착 위치가 상이 할 경우에도 쿨링모듈의 공용화가 가능한 쿨링모듈에 관한 것이다.
본 발명의 쿨링모듈은 별물 브래킷을 통한 끼움 결합에 의해 라디에이터, 콘덴서 및 팬 슈라우드를 결합시키기 때문에 라디에이터, 콘덴서 및 팬 슈라우드 각각에 쿨링모듈 조립을 위한 추가 구성이 필요하지 않고, 쿨링모듈의 조립이 용이하여 쿨링모듈의 제조 공정 간소화 및 원가 절감의 효과가 있다. 또한, 별물 브래킷을 통해 외부로부터 유입될 수 있는 이물질로부터 라디에이터 및 콘덴서의 헤더탱크를 보호하게 되는 효과가 있다. 또한, 쿨링모듈의 차량 결합부를 별물 브래킷에 구성하여 차량 충돌에 따른 결합부 파손 시 파손 교체 비용을 최소화하는 효과가 있다.

Description

쿨링모듈{Cooling Module}

본 발명은 차량용 쿨링모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 라디에이터, 콘덴서, 팬 슈라우드로 구성되는 쿨링모듈의 조립이 용이하고, 쿨링모듈의 크기나 장착 위치가 상이 할 경우에도 쿨링모듈의 공용화가 가능한 쿨링모듈에 관한 것이다.

근래에 들어 자동차의 조립공정에 있어서, 공정을 단순화 및 자동화하며 생산성을 향상시킬 목적으로 다수의 부품들을 조립한 집합체를 조립라인에서 조립하는 즉, 모듈화하는 기술이 제안되고 있다.

그 중 대표적인 예로써 쿨링모듈과 헤드램프 및 범퍼 빔을 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 엔드 모듈을 들 수 있다.

상기 프론트 엔드 모듈은 중앙에 배치된 캐리어를 중심으로 하여 상기 캐리어의 쿨링모듈 장착부에 라디에이터와 콘덴서 및 팬 슈라우드를 포함한 쿨링모듈이 장착되고, 상기 캐리어의 헤드램프 장착부에는 헤드램프가 장착되며, 상기 캐리어의 전면에는 범퍼 빔이 장착되어 모듈화된다.

도 1을 참조하면, 쿨링모듈(10)은 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서(C)와 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(R), 그리고 상기 라디에이터(R)의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 상기 콘덴서(C)와 라디에이터(R)의 냉각효율을 향상시키도록 설치되는 팬 슈라우드(F)로 구성된다.

상기와 같은 구성의 쿨링모듈(10)은 라디에이터(R)의 상단 및 하단에 결합돌기(11, 12)를 구비하여 캐리어(20)의 상단 및 하단에 형성되는 마운팅(21, 22)에 끼워져 결합되게 된다. 이때 쿨링모듈(10)은 라디에이터(R)의 전방에 콘덴서(C)를 결합하고, 후방에 팬 슈라우드(F)를 각각 조립하는 구조가 적용되기 때문에 장착부 구성이 추가되고 형상이 복잡하여 제작 단가가 높아지고 조립 공정이 복잡한 문제점이 있다. 또한 쿨링모듈(10)의 상단 및 하단 결합돌기(11, 12)는 라디에이터(R)에 일체로 형성되기 때문에 라디에이터(R)의 크기 및 장착 위치에 따라 캐리어(20)의 마운팅 위치변경에 따른 신규 캐리어의 개발이 요구되어 캐리어의 공용화를 저하하고, 금형비 및 개발비 과다, 사양 다원화에 따른 관리비 증대 등의 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 쿨링모듈 각각의 구성요소 조립을 위한 별물 브래킷을 적용하고 별물 브래킷에 캐리어 결합을 위한 결합부를 형성하게 되는 쿨링모듈을 제공함에 있다.

특히 별물 브래킷과 쿨링모듈의 구성요소는 측면 길이방향을 따라 끼움 결합되어 별물 브래킷의 길이 조절이 가능하고 별물 브래킷의 양단에 캐리어 결합부를 형성하되 폭 방향으로 슬라이드 가능하게 결합되어 쿨링모듈의 크기 또는 장착위치에 상관없이 캐리어의 일정한 결합 위치에 결합이 가능하게 되는 쿨링모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 쿨링모듈은, 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하는 라디에이터(R)와, 상기 라디에이터(R)의 후방에 위치하는 팬 슈라우드(F)와, 캐리어 결합을 위한 상단결합부(120) 및 하단결합부(130)를 포함하는 쿨링모듈(100)에 있어서, 상기 쿨링모듈(100)은, 상기 콘덴서(C), 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 양측면이 측면 길이 방향을 따라 끼움 결합되는 한 쌍의 지지브래킷(110); 을 포함하며, 상기 지지브래킷(110)의 상단에는 상단결합부(120)가, 하단에는 하단결합부(130)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 지지브래킷(110)은, 상기 라디에이터(R)의 측면이 끼움 결합되도록 측면 내측에 상하 길이방향을 따라 형성되는 제1 홈(115); 상기 콘덴서(C)의 측면이 끼움 결합되도록 측면 내측에 상기 제1 홈(115)의 전방으로 일정거리 이격되어 상하 길이 방향을 따라 형성되는 제2 홈(116); 상기 팬 슈라우드(F)의 측면이 끼움 결합되도록 측면 내측에 상기 제1 홈(115)의 후방으로 일정거리 이격되어 상하 길이 방향을 따라 형성되는 제3 홈(117); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상단결합부(120)는 상기 지지브래킷(110)의 상단에 차량 폭 방향으로 슬라이드 가능하도록 결합되며, 상기 하단결합부(130)는 상기 지지브래킷(110)의 하단에 차량 폭 방향으로 슬라이드 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 지지브래킷(110)은, 상단에 상단결합부(120)가 구비되는 상부브래킷(110a); 및 하단에 하단결합부(130)가 구비되는 하부브래킷(110b); 으로 구성되며, 상기 상부브래킷(110a)의 하단과 상기 하부브래킷(110b)의 상단은 후크 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 쿨링모듈은 별물 브래킷을 통한 끼움 결합에 의해 라디에이터, 콘덴서 및 팬 슈라우드를 결합시키기 때문에 라디에이터, 콘덴서 및 팬 슈라우드 각각에 쿨링모듈 조립을 위한 추가 구성이 필요하지 않고, 쿨링모듈의 조립이 용이하여 쿨링모듈의 제조 공정 간소화 및 원가 절감의 효과가 있다. 또한, 별물 브래킷을 통해 외부로부터 유입될 수 있는 이물질로부터 라디에이터 및 콘덴서의 헤더탱크를 보호하게 되는 효과가 있다. 또한, 쿨링모듈의 차량 결합부를 별물 브래킷에 구성하여 차량 충돌에 따른 결합부 파손 시 파손 교체 비용을 최소화하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 쿨링모듈과 캐리어 결합구조 사시도
도 2는 본 발명의 쿨링모듈 사시도
도 3은 본 발명의 쿨링모듈 부분 분해사시도
도 4는 본 발명의 지지브래킷 사시도
도 5는 본 발명의 지지브래킷 분해사시도
도 6은 본 발명의 쿨링모듈 횡단면도
도 7은 본 발명의 지지브래킷 횡단면도

내연기관은 공급되는 연료를 압축하여 고온 · 고압의 상태에서 점화 · 연소시킨다. 이에 따라 내연기관은 항상 많은 열이 발생되는데 이를 방치하면 피스톤 또는 실린더 등 엔진을 구성하는 부재들이 과열되어 그 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 일반적으로 자동차의 엔진룸에는 엔진과 이 엔진을 냉각시키기 위한 냉각 수단, 공기 조화 장치 등이 설치되어 있다. 상기 냉각 장치는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와 라디에이터로의 공기 흐름을 유발시켜 라디에이터 표면의 방열효율을 높이고 결과적으로 냉각수의 냉각 효율을 더욱 촉진시키기 위한 팬 슈라우드 유닛을 포함한다. 이러한 팬 슈라우드 유닛은 라디에이터 및 응축기의 공기유동 상류 또는 하류에 위치하여 공기를 강제적으로 통과시킴으로써 방열 성능을 향상시키는 역할을 하며 팬과 이를 구동하는 모터 및 상기 모터를 고정시키고 팬을 보호하는 슈라우드 등으로 구성되어 일반적으로 자동차 엔진 룸 내의 라디에이터 후면에 설치된다.

차량의 엔진룸 전방에는 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서와 상기 콘덴서의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 상기 라디에이터의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 상기 콘덴서와 라디에이터의 냉각효율을 향상시키도록 팬 슈라우드가 설치되어 쿨링모듈을 구성한다. 이와 같이 구성되는 쿨링모듈은 상기 라디에이터를 기준으로 하여 전방으로 콘덴서가 위치하고 후방으로 팬 슈라우드가 위치하여 결합되고 상기 쿨링모듈은 프론트 엔드 모듈 캐리어에 결합되게 된다.

자동차의 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)이란 자동차의 앞부분에 결합되는 조립체의 총칭으로서 캐리어에 헤드램프, 공조 장치, 범퍼 등의 여러 부품이 설치된 구조물을 말한다. 구체적으로는 좌우측 헤드램프 서포트 패널, 쿨링모듈 상부 패널, 쿨링모듈 하부 패널, 범퍼 서포트 등에 헤드램프, 공조 장치 모듈 및 범퍼 등이 함께 설치된 구성으로 되어 있는 것이 일반적이다. 최근 자동차 개발의 경향은 부품과 공정의 수를 감소하여 생산성을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 활발한데, 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)이 대표적이라 할 수 있다.

상술한 바와 같은 프론트 엔드 모듈(Front end module, FEM)은 캐리어와 쿨링모듈로 구성되며, 캐리어에 쿨링모듈이 장착되게 되는데 쿨링모듈의 사양 다원화로 인해 캐리어의 공용화가 저하 되어 금형비 및 개발비 과다, 캐리어의 사양 다원화에 따른 관리비 증대 등의 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명은 각각의 구성요소가 자체적인 조립구조 없이 조립이 가능하며, 다양한 쿨링모듈의 크기 및 장착 위치에 따라 적용이 가능한 별물 브래킷을 쿨링모듈에 적용하여 쿨링모듈의 장착 사양을 일원화 할 수 있는 쿨링모듈 장착구조를 갖는 쿨링모듈을 제시하고자 한다.

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

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 쿨링모듈(100)은 콘덴서(C), 라디에이터(R), 팬 슈라우드(F), 한 쌍의 지지브래킷(110), 한 쌍의 상부결합부(120) 및 한 쌍의 하부결합부(130)로 구성된다. 콘덴서(C)와 라디에이터(R)는 한 쌍이 일정거리 이격 형성되는 헤더탱크와 각각의 헤더탱크 사이를 연통하는 튜브로 구성되는 통상의 차량용 콘덴서와 라디에이터가 구성될 수 있는 바 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다. 팬 슈라우드(F)는 팬과 모터와 슈라우드로 구성되는 통상의 차량용 팬 슈라우드가 적용될 수 있다. 다만 본 발명의 콘덴서(C)와 라디에이터(R)와 팬 슈라우드(F)는 콘덴서(C)와 라디에이터(R), 라디에이터(R)와 팬 슈라우드(F)를 결합시키기 위한 구성이 배제 됐다는 점에서 통상의 콘덴서(C), 라디에이터(R), 팬 슈라우드(F)의 구성과 차이가 있다.

따라서 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)는 서로 일정거리 이격 배치되며, 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 차량 폭 방향 양측은 지지브래킷(110)을 통해 고정 결합될 수 있다. 또한 지지브래킷(110)의 상단에는 캐리어의 상단마운팅과 결합을 위한 상부결합부(120)가 구비되며, 지지브래킷(110)의 하단에는 캐리어의 하단마운팅과 결합을 위한 하부결합부(130)가 구비된다.

이하 본 발명의 핵심 구성요소인 지지브래킷(110), 상부결합부(120), 및 하부결합부(130)에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 지지브래킷(110), 상부결합부(120) 및 하부결합부(130)는 한 쌍이 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 일측과, 타측에 각각 결합되며, 그 구성과 형상이 동일하므로 이하에서는 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 일측에 결합되는 지지브래킷(110)에 대하여 상세 설명하기로 한다.

지지브래킷(110)은 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 측면 길이방향을 따라 끼움 결합되도록 상하 길이 방향으로 형성될 수 있다. 지지브래킷(110)은 상단과 하단이 밀폐되어 구성되므로 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 측면 길이방향을 따라 끼움 결합이 용이하도록 상부브래킷(110a)과 하부브래킷(110b)으로 분리 구성될 수 있다. 따라서 상부브래킷(110a)은 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 측면 길이방향을 따라 상측에서부터 하방으로 끼워지며, 하부브래킷(110b)은 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 측면 길이방향을 따라 하측에서부터 상방으로 끼워진다. 상부브래킷(110a)에는 하단 둘레에 적어도 하나 이상의 후크(111)가 형성되고, 하부브래킷(110b)에는 상단 둘레에 후크(111)에 대응되도록 후크홀(112)이 형성된다. 따라서 상부브래킷(110a)과 하부브래킷(110b)은 후크(111)와 후크홀(112)을 통해 후크 결합될 수 있다.

상기와 같은 지지브래킷(110)의 상부브래킷(110a)과 하부브래킷(110b)의 분리 구성을 통해 상부브래킷(110a)의 하단과 하부브래킷(110b)의 상단의 후크 결합만으로 콘덴서(C), 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 고정이 가능하다. 따라서 콘덴서(C), 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 고정 및 결합을 위한 별도의 추가 구성이 필요하지 않아 쿨링모듈의 제조공정 간소화 및 원가 절감의 효과가 있다.

상부브래킷(110a)의 상단에는 상부결합부(120)와의 슬라이드 결합을 위한 제1 슬라이드결합부(140)가 형성된다. 하부브래킷(110b)의 하단에는 하부결합부(130)와의 슬라이드 결합을 위한 제2 슬라이드결합부(150)가 형성된다. 제1 슬라이드결합부(140)와 제2 슬라이드결합부(150)는 그 구조와 형상이 동일한바 제1 슬라이드결합부(140)만 상세 설명하기로 한다.

상부결합부(120)는 상부브래킷(110a)의 상단에 차량 폭 방향으로 슬라이드 가능하도록 결합된다. 상부결합부(120)는 차량의 상하 방향으로만 하중을 받고 폭 방향으로는 하중이 가해지지 않기 때문에 상기와 같은 결합구조 만으로도 별도의 고정수단 없이 결합이 가능하다. 상부결합부(120)는 결합판(122)과 결합판(122) 상면 중심에서 상방으로 돌출되는 고정돌기(121)와, 결합판(122) 둘레를 따라 내측으로 함몰 되는 슬라이드홈(123)을 포함하여 이루어진다.

제1 슬라이드결합부(140)는 상기 결합판(122)의 하단부가 수용되는 결합판수용공간(142)과, 슬라이드홈(123)에 끼워지는 슬라이드돌기(141)와, 고정돌기(121)가 상측에 노출되도록 형성되는 고정돌기홈(143)으로 이루어진다.

상술된 상부결합부(120)와 제1 슬라이드결합부(140)의 구성을 통해 상부결합부(120)는 차량 폭 방향으로는 슬라이드 가능하지만 차량 상하 방향으로는 고정된 상태를 유지하게 된다.

상기와 같은 구성을 통해 차량의 쿨링모듈 장착위치가 상이할 경우에도 쿨링모듈의 공용화가 가능한 효과가 있다. 또한, 차량 충돌 시 차량과 결합되는 상부결합부(120) 및 하부결합부(130)의 교체만으로 수리가 가능하여 수리가 용이하고 교체 비용이 절감되는 효과가 있다.

지지브래킷(110)의 내측에는 콘덴서(C)와 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 끼움 결합을 위한 제1 홈(115), 제2 홈(116) 및 제3 홈(117)이 차량 외측 방향으로 함몰 형성된다. 제1 홈(115), 제2 홈(116) 및 제3 홈(117)은 상부브래킷(110a)과 하부브래킷(110b)에 동일하게 상하 길이방향을 따라 형성될 수 있다.

제1 홈(115)은 지지브래킷(110)의 중심에 형성되며, 라디에이터(R)의 라디에이터헤더탱크(R1)가 끼워지도록 라디에이터헤더탱크(R1)에 대응되는 형상으로 이루어진다. 제1 홈(115)의 끝단에는 라디에이터(R)의 이탈을 방지하기 위해 제1 고정턱(115a)이 라디에이터헤더탱크(R1)를 향해 돌출 형성될 수 있다.

제2 홈(116)은 제1 홈(115)의 차량 전방에 형성되며, 콘덴서(C)의 콘덴서헤더탱크(C1)가 끼워지도록 콘덴서헤더탱크(C1)에 대응되는 형상으로 이루어진다. 제2 홈(116)의 끝단에는 콘덴서(C)의 이탈을 방지하기 위해 제2 고정턱(116a)이 콘덴서헤더탱크(C1)를 향해 돌출 형성될 수 있다.

제3 홈(117)은 제1 홈(115)의 차량 후방에 형성되며, 팬 슈라우드(C)의 슈라우드(F1) 일측이 끼워지도록 슈라우드 일측(F1)에 대응되는 형상으로 이루어진다.

상기와 같은 지지브래킷(110)을 통해 콘덴서헤더탱크(C1) 및 라디에이터헤더탱크(R1)를 감싸도록 구성하여 외부로부터 유입될 수 있는 이물질 일예로 염화칼슘 등에 의해 콘덴서헤더탱크(C1) 및 라디에이터헤더탱크(R1)의 부식 및 파손 방지의 효과와, 엔진룸 내부의 뜨거운 공기(Hot Air)의 역류를 방지하여 쿨링모듈(100)의 열교환 성능이 향상되는 장점이 있다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 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.

100 : 쿨링모듈 C : 콘덴서
C1 : 콘덴서헤더탱크 R : 라디에이터
R1 : 라디에이터헤더탱크 F : 팬 슈라우드
F1 : 슈라우드
110 : 지지브래킷 110a : 상부브래킷
110b : 하부브래킷 111 : 후크
112 : 후크홈 115 : 제1 홈
116 : 제2 홈 117 : 제3 홈
120 : 상부결합부 130 : 하부결합부
140 : 상부슬라이드결합부 150 : 하부슬라이드결합부

Claims (4)

1. 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하는 라디에이터(R)와, 상기 라디에이터(R)의 후방에 위치하는 팬 슈라우드(F)와, 캐리어 결합을 위한 상단결합부(120) 및 하단결합부(130)를 포함하는 쿨링모듈(100)에 있어서,
   상기 쿨링모듈(100)은,
   상기 콘덴서(C), 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 양측면이 측면 길이 방향을 따라 끼움 결합되는 한 쌍의 지지브래킷(110); 을 포함하며,
   상기 지지브래킷(110)의 상단에는 상단결합부(120)가, 하단에는 하단결합부(130)가 구비되며,
   상기 지지브래킷(110)은, 상기 쿨링모듈(100)의 측면 길이방향을 따라 끼움 결합되되,
   상기 지지브래킷(110)은, 상단에 상단결합부(120)가 구비되며 상기 쿨링모듈(100)의 상측에서부터 하방으로 끼워지는상부브래킷(110a); 및
   하단에 하단결합부(130)가 구비되며 상기 쿨링모듈(100)의 하측에서부터 상방으로 끼워지는 하부브래킷(110b)으로 구성되는, 쿨링모듈.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 지지브래킷(110)은,
   상기 라디에이터(R)의 측면이 끼움 결합되도록 측면 내측에 상하 길이방향을 따라 형성되는 제1 홈(115);
   상기 콘덴서(C)의 측면이 끼움 결합되도록 측면 내측에 상기 제1 홈(115)의 전방으로 일정거리 이격되어 상하 길이 방향을 따라 형성되는 제2 홈(116);
   상기 팬 슈라우드(F)의 측면이 끼움 결합되도록 측면 내측에 상기 제1 홈(115)의 후방으로 일정거리 이격되어 상하 길이 방향을 따라 형성되는 제3 홈(117);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 상단결합부(120)는 상기 지지브래킷(110)의 상단에 차량 폭 방향으로 슬라이드 가능하도록 결합되며,
   상기 하단결합부(130)는 상기 지지브래킷(110)의 하단에 차량 폭 방향으로 슬라이드 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 상부브래킷(110a)의 하단과 상기 하부브래킷(110b)의 상단은 후크 결합되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.

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