KR102299409B1 - 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치는, 차량용 냉각팬 장치를 구성하는 냉각팬과 그 냉각팬의 구동을 위한 모터가 설치되는 슈라우드 장치로서, 판상의 슈라우드 바디; 상기 슈라우드 바디에 형성된 도어 설치공; 및 상기 도어 설치공을 개폐할 수 있도록 설치된 판상의 에어 플랩 도어;를 포함하며, 상기 도어 설치공은 사각형 단면 구조를 형성하며, 상기 도어 설치공의 상부 테두리로부터 하방으로 돌출 형성되며 좌우로 일정 간격 이격된 상태로 배치된 외팔보 형상의 한 쌍의 힌지 설치부; 상기 힌지 설치부에 형성되며 전방이 개방되며 종단면이 원호 일부인 형상으로 이루어진 힌지 지지홈; 상기 에어 플랩 도어의 상부에 형성되며 상기 힌지 설치부와 간섭되지 않도록 오목하게 절개된 홈부 형태로 형성된 가이드 홈부; 및 상기 가이드 홈부를 좌우로 가로지르도록 상기 에어 플랩 도어에 고정된 봉상의 힌지축;을 포함하며, 상기 힌지축은 상기 에어 플랩 도어가 열리는 방향으로 가해지는 공기의 흐름 방향과 동일한 방향으로 상기 힌지 지지홈에 조립된 것을 특징으로 한다.

Description

에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치{Cooling fan shroud apparatus provided with improvoed assembly structure of air flap door}

본 발명은 차량용 냉각팬 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 차량의 엔진룸에 설치되는 냉각팬 장치를 구성하는 슈라우드 장치에 설치되는 에어 플랩 도의 조립성이 개선된 구조에 관한 것이다.

차량의 구동원인 엔진은 내연 기관으로서 연소에 의해 고온의 열이 발생한다. 엔진에서 발생한 열을 냉각시키기 위해 냉각수가 엔진 블록을 순환하도록 구성된다. 엔진 블록을 순환하는 냉각수는 차량의 전방에 설치된 라디에이터에 의해 냉각된다. 라디에이터는 일종의 열교환기로서 냉각수와 공기 간 열교환에 의해 냉각수를 냉각한다.

한편, 차량의 공조 시스템에는 냉매에 의한 냉각 사이클이 포함된다. 냉각 사이클은 컴프레셔에서 고온 고압으로 압축된 냉매를 공기와 순환시켜 액상의 냉매로 냉각하는 컨덴서를 포함한다. 컨덴서는 냉매와 공기 간 열교환을 하는 열교환기다.

차량에는 일반적으로 라디에이터와 컨덴서가 모두 설치된다. 이와 같은 열교환기에 원활하게 공기를 공급하기 위한 냉각팬 장치가 구비된다. 냉각팬 장치는 일반적으로 모터에 의해 냉각팬을 회전시키는 전동식 냉각팬 장치가 널리 사용된다.

그런데, 외기의 조건이나 차량의 주행 상태에 따라 냉각팬 장치를 가변적으로 구동하게 할 수 있다. 예컨대, 차량이 정차할 때는 냉각팬 장치를 고속으로 작동시켜 라디에이터나 컨덴서에서 공기와의 열교환이 원활하게 이루어지도록 한다. 한편, 차량이 고속으로 주행할 경우에는 라디에이터 그릴을 통해 자연적으로 외부의 공기가 라디에이터에 공급되기 때문에 굳이 냉각팬을 고속으로 회전시킬 필요가 없다. 고속 주행 중 라디에이터나 컨덴서로 공급되는 외부 공기의 흐름을 더욱 원활하게 하기 위해 냉각팬 장치를 구성하는 슈라우드 장치에 에어 플랩 도어가 설치될 수 있다. 에어 플랩 도어는 주행풍의 압력에 의해 자동으로 개폐된다. 이와 같은 에어 플랩 도어의 설치 구조의 일 예가 일본공개특허 특개2004-257362호에 개시되어 있다.

상기 일본공개특허에 개시된 에어 플랩 도어는 힌지축의 양단부를 슈라우드 바디에 회전 가능하게 결합한 구조이다. 그런데, 상기 일본공개특허에 개시된 구조는 힌지축의 양쪽 단부의 조립 구조가 서로 다르기 때문에 힌지축의 일단부를 먼저 슈라우드 바디에 조립하고 순차적으로 힌지축의 타단부를 슈라우드 바디에 조립하여야 한다. 이에 따라 힌지축을 슈라우드 바디에 조립하는 공정에서 조립 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 차량용 냉각팬 장치를 구성하는 슈라우드 장치에 포함된 에어 플랩 도어의 설치 구조를 개선함으로써 조립성을 향상시키고자 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치는, 차량용 냉각팬 장치를 구성하는 냉각팬과 그 냉각팬의 구동을 위한 모터가 설치되는 슈라우드 장치로서,

판상의 슈라우드 바디;

상기 슈라우드 바디에 형성된 도어 설치공; 및

상기 도어 설치공을 개폐할 수 있도록 설치된 판상의 에어 플랩 도어;를 포함하며,

상기 도어 설치공은 사각형 단면 구조를 형성하며,

상기 도어 설치공의 상부 테두리로부터 하방으로 돌출 형성되며 좌우로 일정 간격 이격된 상태로 배치된 외팔보 형상의 한 쌍의 힌지 설치부;

상기 힌지 설치부에 형성되며 전방이 개방되며 종단면이 원호 일부인 형상으로 이루어진 힌지 지지홈;

상기 에어 플랩 도어의 상부에 형성되며 상기 힌지 설치부와 간섭되지 않도록 오목하게 절개된 홈부 형태로 형성된 가이드 홈부; 및

상기 가이드 홈부를 좌우로 가로지르도록 상기 에어 플랩 도어에 고정된 봉상의 힌지축;을 포함하며,

상기 힌지축은 상기 에어 플랩 도어가 열리는 방향으로 가해지는 공기의 흐름 방향과 동일한 방향으로 상기 힌지 지지홈에 조립된 점에 특징이 있다.

상기 힌지 설치부는 상기 도어 설치공의 상부 테두리의 단부로부터 상기 도어 설치공의 상부 테두리를 따라 일정한 거리만큼 이격된 위치에 배치된 것이 바람직하다.

상기 힌지 지지홈의 전방 개방된 부위의 테두리는 종단면 상 부드러운 곡선을 이루도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 힌지 설치부의 표면으로부터 외측으로 돌출되게 형성되어 상기 에어 플랩 도어의 최대 개방 위치를 한정하는 개방 스토퍼가 구비된 것이 바람직하다.

상기 개방 스토퍼는 상방으로 갈수록 돌출 높이가 점진적으로 낮아지도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 힌지 설치부의 표면에는 상기 힌지 설치부의 길이 방향을 따라 강성 보강용 비드 구조가 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량용 냉각팬 슈라우드 장치는 슈라우드 바디에 에어 플랩 도어가 설치되며, 그 에어 플랩 도어의 힌지축은 에어 플랩 도어가 열리는 방향으로 가해지는 공기의 방향과 힌지축의 조립 방향이 동일하게 이루어지도록 구성됨으로써 복수의 힌지 조립부가 한 방향에서 동시에 조립될 수 있어서 에어 플랩 도어의 조립성이 현저하게 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 힌지 설치부의 위치가 도어 설치공의 상부 테두리를 따라 양단부로부터 일정한 거리 만큼 이격된 위치에 배치되는 경우 힌지축의 길이를 짧게 유지할 수 있어서 재료비가 절감되는 장점이 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 개방 스토퍼가 상방으로 갈수록 돌출 높이가 점진적으로 낮아지도록 구성된 경우, 개방 스토퍼의 가공성이 향상되며 외관도 미려한 장점이 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 힌지 설치부의 길이 방향을 따라 강성 보강용 비드 구조물이 형성된 경우 예기치 않게 힌지 설치부가 부러지는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각팬 슈라우드 장치가 포함된 차량용 냉각팬 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉각팬 장치의 분리 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 슈라우드 장치의 에어 플랩 도어 부위의 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 에어 플랩 도어의 분리 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ - Ⅴ 선 단면도로서 에어 플랩 도어가 닫힌 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에 대응하는 도면으로서 에어 플랩 도어가 최대로 개방된 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 "A" 부위의 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각팬 슈라우드 장치가 포함된 차량용 냉각팬 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 냉각팬 장치의 분리 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 슈라우드 장치의 에어 플랩 도어 부위의 확대도이다. 도 4는 도 3에 도시된 에어 플랩 도어의 분리 사시도이다. 도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ - Ⅴ 선 단면도로서 에어 플랩 도어가 닫힌 상태를 보여주는 도면이다. 도 6은 도 5에 대응하는 도면으로서 에어 플랩 도어가 최대로 개방된 상태를 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6에 도시된 "A" 부위의 확대도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치(10, 이하 "슈라우드 장치"라 함)는 차량용 냉각팬 장치를 구성하는 냉각팬(200)과 그 냉각팬(200)의 구동을 위한 모터(100)가 설치되는 보호 구조물이다.

상기 슈라우드 장치(10)는 슈라우드 바디(20)와, 도어 설치공(22)과, 에어 플랩 도어(50)와, 힌지 설치부(24)와, 힌지 지지홈(26)과, 개방 스토퍼(28)와, 가이드 홈부(52)와, 힌지축(54)을 포함한다.

상기 슈라우드 바디(20)는 전체적으로 판상의 구조물이다. 상기 슈라우드 바디(20)의 내부에는 냉각팬(200)에 의한 공기의 흐름을 방해하지 않고 냉각팬(200)이 다른 구조물과 간섭되지 않도록 냉각팬(200)을 보호하는 팬 보호부(40)가 구비된다. 상기 팬 보호부(40)는 원형의 테두리로부터 그 원형의 중심부를 향해 연장된 다수의 막대 형상의 구조물로 구성될 수 있다. 상기 팬 보호부(40)는 슈라우드 허브(30)에 연결된다. 슈라우드 허브(30)는 냉각팬(200) 구동을 위한 모터(100)가 장착되는 부위다. 상기 슈라우드 바디(20)는 합성수지 소재를 사출성형하여 제조될 수 있다.

상기 도어 설치공(22)은 상기 슈라우드 바디(20)에 형성된 구멍이다. 상기 도어 설치공(22)은 후술하는 에어 플랩 도어(50)에 의해 개폐된다. 상기 도어 설치공(22)은 사각형 단면 구조를 형성한다. 상기 도어 설치공(22)은 예컨대 직사각형 형태의 구멍으로서 상기 슈라우드 바디(20)를 전후 방향으로 관통하는 구멍이다.

상기 에어 플랩 도어(50)는 상기 도어 설치공(22)을 개폐할 수 있도록 설치된 판상의 구조물이다. 상기 에어 플랩 도어(50)는 상기 슈라우드 바디(20)와 동일한 소재로 제조될 수 있다.

상기 힌지 설치부(24)는 상기 슈라우드 바디(20)에 구비된다. 더 구체적으로 상기 힌지 설치부(24)는 상기 도어 설치공(22)의 상부 테두리로부터 하방으로 돌출 형성된 외팔보 형상의 구조물이다. 상기 힌지 설치부(24)는 한 쌍이 구비된다. 한 쌍의 상기 힌지 설치부(24)는 상기 도어 설치공(22)의 상부 테두리를 따라 좌우로 일정 간격 이격된 상태로 배치된다. 상기 힌지 설치부(24)는 상기 도어 설치공(22)의 상부 테두리의 단부로부터 상기 도어 설치공(22)의 상부 테두리를 따라 일정한 거리만큼 이격된 위치에 배치된다. 즉, 상기 힌지 설치부(24)는 상기 도어 설치공(22)의 상부 테두리의 양 단부로부터 상기 도어 설치공(22)의 상부 테두리를 따라 이격된 위치에 형성된다.

상기 힌지 지지홈(26)은 상기 힌지 설치부(24)에 형성된다. 상기 힌지 지지홈(26)은 후술하는 힌지축(54)을 회전 가능하게 지지하는 홈부이다. 상기 힌지 지지홈(26)은 전방이 개방된 형태의 홈부이다. 상기 힌지 지지홈(26)의 양측면은 개방된 구조를 형성함으로써 상기 힌지 지지홈(26)은 실린더 형태의 구조물을 형성한다. 상기 힌지 지지홈(26)은 종단면이 원호 일부인 형상으로 이루어진다. 상기 힌지 지지홈(26)의 전면 개방 부위의 테두리는 부드러운 곡선 형태의 단면 구조를 형성한다. 상기 힌지 지지홈(26)의 개방 부위가 부드러운 곡선 형태의 단면 구조를 형성하는 것은 후술하는 힌지축(54)이 결합되는 과정에서 힌지축(54)이 힌지 지지홈(26)과의 조립성을 향상시킨다. 상기 힌지 지지홈(26)의 전면 개방부위의 크기는 힌지축(54)의 외경 보다 조금 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 개방 스토퍼(28)는 상기 힌지 설치부(24)의 표면으로부터 외측으로 돌출되게 형성된다. 상기 개방 스토퍼(28)는 후술하는 에어 플랩 도어(50)의 최대 개방 위치를 한정하는 구조물이다. 상기 에어 플랩 도어(50)가 상기 개방 스토퍼(28)에 걸림으로써 상기 에어 플랩 도어(50)의 최대 개방 위치가 한정 된다.

상기 개방 스토퍼(28)는 상방으로 갈수록 돌출 높이가 점진적으로 낮아지도록 형성된 것이 바람직하다. 상기 개방 스토퍼는 상기 힌지 설치부(24)의 외부면과 자연스럽게 동화되는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 힌지 설치부(24)의 표면에는 상기 힌지 설치부(24)의 길이 방향을 따라 강성 보강용 비드 구조물(미도시)이 형성된 것이 바람직하다. 상기 비드 구조물(미도시)은 상기 힌지 설치부(24)의 강성을 보강하여 예기치 않게 상기 힌지 설치부(24)가 부러지는 것을 방지하는 효과를 제공한다.

상기 에어 플랩 도어(50)는 가이드 홈부(52)와, 힌지축(54)을 구비한다.

상기 가이드 홈부(52)는 상기 에어 플랩 도어(50)의 상부에 형성된다. 상기 가이드 홈부(52)는 상기 힌지 설치부(24)와 간섭이 발생하지 않도록 오목하게 절개된 홈부 형태로 형성될 수 있다. 상기 가이드 홈부(52)는 예컨대 사각형 형태로 오목하게 형성될 수 있다. 상기 가이드 홈부(52)의 상방은 개방되어 있다.

상기 힌지축(54)은 상기 가이드 홈부(52)를 좌우로 가로지르도록 배치된다. 상기 힌지축(54)은 상기 에어 플랩 도어(50)에 고정된 봉상의 부재이다. 상기 힌지축(54)은 상기 에어 플랩 도어(50)가 열리는 방향으로 가해지는 공기의 흐름 방향과 동일한 방향으로 상기 힌지 지지홈(26)에 조립된다. 이에 따라 상기 에어 플랩 도어(50)가 공기의 압력에 의해 열리고 닫히는 것이 반복되더라도 상기 힌지축(54)이 예기치 않게 상기 힌지 지지홈(26)으로부터 이탈되지 않는다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 슈라우드 장치(10)에서 에어 플랩 도어(50)를 슈라우드 바디(20)에 조립하는 과정을 예로 들어 본 발명의 작용 효과를 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 에어 플랩 도어(50)가 슈라우드 바디(20)와 분리된 상태로부터 서술을 시작한다. 에어 플랩 도어(50)를 슈라우드 바디(20)에 조립하기 위해, 힌지축(54)을 힌지 지지홈(26)의 전면 개방부에 접근 시킨다. 힌지축(54)이 힌지 지지홈(26)의 전면 개방부 테두리에 접촉된 상태에서 힌지축(54)을 후방으로 순간적으로 가압한다. 힌지축(54)은 가압된 외력에 의해 후방으로 밀리면서 힌지 지지홈(26)의 전면 개방부를 탄성 변형 시키면서 내부로 진입한다. 힌지축(54)이 힌지 지지홈(26)의 내부에 수용되면, 힌지 지지홈(26)의 전면 개방 부위는 탄성복원되어 힌지축(54)에 힌지 지지홈(26)으로부터 이탈되지 않게 된다. 힌지축(54)은 힌지 지지홈(26)의 내벽을 따라 회전가능하게 설치된다. 이제 차량이 고속으로 주행하는 경우를 살펴본다. 차량이 고속으로 주행할 경우 슈라우드 장치(10)의 전방으로부터 후방으로 주행풍이 작용한다. 주행풍에 의한 공기는 에어 플랩 도어를 후방으로 민다. 가압된 에어 플랩 도어(50)의 상부는 힌지축(54)에 의해 힌지 지지홈(26)에 수용되어 있으므로 에어 플랩 도어(50)의 하부가 공기압에 의해 후방으로 밀린다. 이에 따라 에어 플랩 도어(50)는 힌지축(54)을 중심으로 공기압이 작용하는 방향으로 회전하게 된다. 이에 따라 에어 플랩 도어(50)는 열리게 된다. 에어 플랩 도어(50)의 최대 개방 위치는 에어 플랩 도어(50)가 개방 스토퍼(28)와 접촉하는 위치에서 제한된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 슈라우드 장치는 슈라우드 바디에 에어 플랩 도어가 설치되며, 그 에어 플랩 도어의 힌지축은 에어 플랩 도어가 열리는 방향으로 가해지는 공기의 방향과 힌지축의 조립 방향이 동일하게 이루어지도록 구성됨으로써 복수의 힌지 조립부가 한 방향에서 동시에 조립될 수 있어서 에어 플랩 도어의 조립성이 현저하게 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 힌지 설치부의 위치가 도어 설치공의 상부 테두리를 따라 양단부로부터 일정한 거리 만큼 이격된 위치에 배치되는 경우 힌지축의 길이를 짧게 유지할 수 있어서 재료비가 절감되는 장점이 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 개방 스토퍼가 상방으로 갈수록 돌출 높이가 점진적으로 낮아지도록 구성된 경우, 개방 스토퍼의 가공성이 향상되며 외관도 미려한 장점이 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 힌지 설치부의 길이 방향을 따라 강성 보강용 비드 구조물이 형성된 경우 예기치 않게 힌지 설치부가 부러지는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 슈라우드 장치
20 : 슈라우드 바디
22 : 도어 설치공
24 : 힌지 설치부
26 : 힌지 지지홈
28 : 개방 스토퍼
30 : 슈라우드 허브
40 : 팬 보호부
50 : 에어 플랩 도어
52 : 가이드 홈부
54 : 힌지축
100 : 모터
200 : 냉각팬

Claims (6)

1. 차량용 냉각팬 장치를 구성하는 냉각팬과 그 냉각팬의 구동을 위한 모터가 설치되는 슈라우드 장치로서,
   판상의 슈라우드 바디;
   상기 슈라우드 바디에 형성된 도어 설치공; 및
   상기 도어 설치공을 개폐할 수 있도록 설치된 판상의 에어 플랩 도어;를 포함하며,
   상기 도어 설치공은 사각형 단면 구조를 형성하며,
   상기 도어 설치공의 상부 테두리로부터 하방으로 돌출 형성되며 좌우로 일정 간격 이격된 상태로 배치된 외팔보 형상의 한 쌍의 힌지 설치부;
   상기 힌지 설치부에 형성되며 전방이 개방되며 종단면이 원호 일부인 형상으로 이루어진 힌지 지지홈;
   상기 에어 플랩 도어의 상부에 형성되며 상기 힌지 설치부와 간섭되지 않도록 오목하게 절개된 홈부 형태로 형성된 가이드 홈부; 및
   상기 가이드 홈부를 좌우로 가로지르도록 상기 에어 플랩 도어에 고정된 봉상의 힌지축;을 포함하며,
   상기 힌지축은 상기 에어 플랩 도어가 열리는 방향으로 가해지는 공기의 흐름 방향과 동일한 방향으로 상기 힌지 지지홈에 조립된 것을 특징으로 하는 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 힌지 설치부는 상기 도어 설치공의 상부 테두리의 단부로부터 상기 도어 설치공의 상부 테두리를 따라 일정한 거리만큼 이격된 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 힌지 지지홈의 전방 개방된 부위의 테두리는 종단면 상 부드러운 곡선을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 힌지 설치부의 표면으로부터 외측으로 돌출되게 형성되어 상기 에어 플랩 도어의 최대 개방 위치를 한정하는 개방 스토퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 개방 스토퍼는 상방으로 갈수록 돌출 높이가 점진적으로 낮아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 힌지 설치부의 표면에는 상기 힌지 설치부의 길이 방향을 따라 강성 보강용 비드 구조가 형성된 것을 특징으로 하는 에어 플랩 도어의 조립 구조가 개선된 차량용 냉각팬 슈라우드 장치.
   

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