KR102335896B1 - 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치는, 모터에 의해 구동되는 냉각팬을 보호하는 슈라우드 장치로서, 상기 모터가 고정되는 슈라우드 허브; 상기 슈라우드 허브로부터 방사상으로 연장된 팬 보호부; 및 상기 팬 보호부의 끝단부에서 연장되는 판상의 슈라우드 바디;를 포함하며, 상기 모터의 중심축 방향상 상기 모터의 후면과 마주하는 상기 슈라우드 허브의 내면에 관통형성되어 상기 모터의 후면 방향으로 공기를 유입시키는 모터 냉각공이 구비된 것을 특징으로 하며, 모터의 축 방향으로 상기 슈라우드 허브를 관통하여 모터 하우징 후방으로 외부 공기가 유입되도록 구성됨으로써 모터에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치{Cooling fan shroud apparatus provided with air flow structure for motor cooling}

본 발명은 냉각팬 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 냉각팬을 구동시키는 모터에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 슈라우드 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 라디에이터는 내연기관을 냉각하여 과열을 방지하는 냉각수가 일시 저장되어 엔진측으로 공급되는 물탱크로서, 이 라디에이터의 방열을 위하여 그 외측에 냉각팬 장치가 마련된다.

최근의 냉각팬 장치는 엔진의 구동력을 이용하여 구동되는 엔진구동식과, 냉각수온을 감지하여 규정온도 이상이 되면 전동적으로 구동되는 전동식이 사용된다.

전동식 냉각팬 장치는 모터와, 그 모터의 회전축에 결합된 축류팬 및 상기 모터를 고정하고 상기 축류팬의 후방을 덮도록 형성된 슈라우드를 포함한다.

이와 같은 구조로 이루어진 냉각팬 장치의 일 예가 대한민국 공개특허 제2018-0031116호에 개시되어 있다. 상기 공개특허에 개시된 냉각팬 장치를 구성하는 슈라우드에는 모터에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 냉각홀이 구비된다. 그런데, 상기 공개특허에 개시된 냉각홀은 모터 하우징의 측면을 따라 이동하는 공기의 흐름을 개선할 뿐이며, 모터 하우징의 후면에는 냉각용 공기가 효과적으로 공급되지 못하는 문제점이 있다. 또한, 상기 공개특허에 개시된 냉각홀은 모터 하우징 내부로의 냉각용 공기의 흐름을 전혀 개선시키지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 냉각팬 장치를 구성하는 슈라우드의 구조를 개선함으로써 냉각팬을 회전시키는 모터에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치는, 모터에 의해 구동되는 냉각팬을 보호하는 슈라우드 장치로서,

상기 모터가 고정되는 슈라우드 허브;

상기 슈라우드 허브로부터 방사상으로 연장된 팬 보호부; 및

상기 팬 보호부의 끝단부에서 연장되는 판상의 슈라우드 바디;를 포함하며,

상기 모터의 중심축 방향상 상기 모터의 후면과 마주하는 상기 슈라우드 허브의 내면에 관통형성되어 상기 모터의 후면 방향으로 공기를 유입 시키는 모터 냉각공이 구비된 점에 특징이 있다.

상기 모터 냉각공은 지면에 수직인 방향 상 상측이 개방되고 하측이 폐쇄되도록 상기 슈라우드 허브의 내면으로부터 지면에 경사진 방향으로 형성된 고정 게이트에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 고정 게이트의 종단면 구조는 하방에서 상방으로 갈수록 상기 모터 하우징 후면에 가까워지도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 모터 냉각공은 상기 모터 하우징 후면에 형성된 후방 통공과 근접된 위치에 배치된 것이 바람직하다.

상기 모터 냉각공은 복수 구비되며,

상기 모터 냉각공들은 상기 모터의 중심축의 둘레 방향을 따라 배치된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치는, 냉각팬을 회전시키는 모터 하우징 후면과 마주하는 슈라우드 허브의 내면을 관통하도록 모터 냉각공이 구비됨으로써 모터의 축 방향으로 상기 슈라우드 허브를 관통하여 모터 하우징 후방으로 외부 공기가 유입되도록 구성됨으로써 모터에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 상기 모터 냉각공이 하측이 폐쇄되고 상측이 개방되며 상방으로 슈라우드 허브 내면에 경사지게 형성된 고정 게이트에 의해 형성될 경우, 상기 모터 냉각공을 통해 외부로부터 수분이나 이물질이 상기 모터 하우징 내부로 유입되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치가 포함된 냉각팬 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉각팬 장치의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 슈라우드 허브 부분의 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 단면도이다.
도 5는 본 발명에서 모터 냉각공을 통해 공기가 이동되는 상태를 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 슈라우드 허브 부분을 다른 방향에서 본 도면이다.

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

도 1은 본 발명에 따른 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치가 포함된 냉각팬 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 냉각팬 장치의 분리 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 슈라우드 허브 부분의 확대도이다. 도 4는 도 3에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 단면도이다. 도 5는 본 발명에서 모터 냉각공을 통해 공기가 이동되는 상태를 개념적으로 보여주는 도면이다. 도 6은 도 3에 도시된 슈라우드 허브 부분을 다른 방향에서 본 도면이다. 참고적으로 도면에 도시된 모터의 구조에 있어서 모터 하우징 내부에 배치된 고정자와 회전자의 구성 중 중심축을 제외한 코어, 권선코일, 정류자, 브러시 등은 도시하지 않았다. 도 5에 표시된 화살표는 공기의 흐름을 표현한 것이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치(10, 이하 "슈라우드 장치"라 함)는 모터(100)에 의해 구동되는 냉각팬(200)을 보호하는 장치다.

상기 슈라우드 장치(10)는 슈라우드 허브(20)와, 팬 보호부(30)와, 슈라우드 바디(40)와, 모터 냉각공(26)을 포함한다.

상기 슈라우드 허브(20)는 상기 모터(100)가 고정되는 부위다. 상기 슈라우드 허브(20)는 상기 모터(100)의 중심축(120) 방향 상 상기 모터(100)를 구성하는 모터 하우징(110)의 후면과 대응되는 위치에 배치된다. 상기 슈라우드 허브(20)에는 상기 모터(100)가 고정될 수 있는 마운트부(28)를 구비한다. 상기 마운트부(28)에는 상기 모터(100)를 고정하는 볼트가 관통할 수 있는 구멍이 형성된다. 상기 마운트부(28)는 복수 구비될 수 있다.

상기 팬 보호부(30)는 상기 슈라우드 허브(20)로부터 방사상으로 연장된 구조물이다. 상기 팬 보호부(30)에 형성된 공간을 통해 냉각팬(200)에 의해 공기가 이동한다. 상기 팬 보호부(30)는 고속으로 회전하는 냉각팬(200)이 차량의 다른 구조물과 간섭되는 것을 방지한다. 상기 팬 보호부(30)는 다수의 막대 형성의 부재로 구성될 수 있다.

상기 슈라우드 바디(40)는 상기 팬 보호부(30)의 끝단부에서 연장되는 판상의 구조물이다. 상기 슈라우드 바디(40)는 냉각팬 장치의 틀을 구성하는 부위다. 상기 슈라우드 바디(40)는 폐쇄된 벽 구조를 형성한다.

상기 모터 냉각공(26)은 상기 슈라우드 허브(20)의 슈라우드 허브 내면(22)을 관통하도록 형성된다. 더 구체적으로 상기 모터 냉각공(26)은 상기 모터(100)의 중심축(120) 방향상 상기 모터(100)의 후면과 마주하는 위치에 배치된다. 상기 모터 냉각공(26)은 상기 모터(100)의 후면 방향으로 외부 공기를 유입시킨다. 상기 모터 냉각공(26)은 고정 게이트(24)에 의해 형성된다. 상기 고정 게이트(24)는 지면에 수직인 방향 상 상측이 개방되고 하측이 폐쇄되도록 상기 슈라우드 허브 내면(22)으로부터 지면에 경사진 방향으로 형성된 구조물이다. 상기 고정 게이트(24)의 종단면 구조는 하방에서 상방으로 갈수록 상기 모터 하우징(110) 후면에 가까워지도록 형성된 것이 바람직하다. 상기 고정 게이트(24)의 양측 테두리와 하측 테두리는 슈라우드 내면(22)에 연결되어 있다. 이에 따라 상기 고정 게이트(24)의 상측 테두리만 상기 슈라우드 내면(22)과 분리된 구조를 형성함으로써 상기 모터 냉각공(26)이 형성한다. 상기 고정 게이트(24)의 양측단과 하단부가 슈라우드 내면(22)에 연결된 구조로 형성됨으로써 상기 모터 냉각공(26)이 구비되더라도 슈라우드 내면(22)의 내구성이 떨어지지 않고 양호하게 유지될 수 있다.

상기 고정 게이트(24)에 의해 상기 모터 냉각공(26)을 통해 외부로부터 상기 슈라우드 허브 내면(22)쪽으로 수분이나 이물질이 유입되는 것을 현저하게 억제할 수 있다.

상기 모터 냉각공(26)은 상기 모터 하우징(110) 후면에 형성된 후방 통공(115)과 근접된 위치에 배치된 것이 바람직하다. 상기 모터 냉각공(26)을 통해 상기 후방 통공(115)으로 외부 공기가 쉽게 유입될 수 있다.

상기 모터 냉각공(26)은 복수 구비될 수 있다. 복수 구비된 상기 모터 냉각공(26)들은 상기 모터의 중심축(120)의 둘레 방향을 따라 배치된 것이 바람직하다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 슈라우드 장치(10)가 채용된 냉각팬 장치에서 공기의 흐름을 따라 본 발명의 작용 효과를 상세하게 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 상기 슈라우드 장치(10)가 채용된 냉각팬 장치는 예컨대 차량의 라디에이터나 에어컨 컨덴서 후방에 설치된다. 상기 모터(100)에 전기가 공급되면, 상기 모터(100)는 냉각팬(200)를 회전시킨다. 상기 냉각팬(200)이 회전함에 따라 공기는 상기 냉각팬(200)에 의해 후방으로 배출된다. 이에 따라 라디에이터나 컨덴서는 냉각수 또는 냉매가 공기와 열교환되어 온도가 낮아진다. 이 과정에서 상기 슈라우드 허브(20) 부근에서는 냉각팬(200)에 의해 주위 보다 낮은 압력이 발생한다. 이에 따라 슈라우드 허브(20) 후방에서 전방으로 공기가 역류하는 현상이 생긴다. 또한, 냉각팬(200)을 회전시킴에 따라, 상기 모터(100) 내부에서는 열이 발생한다. 상기 모터(100) 내부에서 발생하는 열은 예컨대 모터 코어에 흐르는 전기에 의해 발생하는 저항열일 수 있다. 상기 모터(100) 내부에서 발생하는 열은 상기 모터 하우징(110)의 후면에 형성된 후방 통공(115)을 통해 모터 하우징(110) 외부에서 공기가 유입되어 전방 통공(117)으로 배출되면서 냉각된다. 상기 후방 통공(115)으로 유입되는 외부 공기는 상기 모터 냉각공(26)을 통해 상기 슈라우드 허브(20)의 후방에서 유입된다. 상기 모터 냉각(26)과 상기 후방 통공(115)를 통해 유입된 외부 공기는 상기 모터 하우징(110) 내부를 관통하면서 모터(100) 내부 열을 냉각시킨 후 전방 통공(117)을 통해 모터 하우징(110) 외부로 배출된다. 이에 따라서 상기 모터 냉각공(26)을 통해 슈라우드 장치(10)의 후방에서 유입된 외부 공기는 상기 모터 하우징(110)을 관통하면서 가열된 공기와 열교환된 후 전방 통공(117)으로 배출되므로 효과적으로 상기 모터(100)를 냉각시킬 수 있는 효과를 제공한다. 이와 같이 본 발명에 따른 슈라우드 장치(10)는 상기 모터 하우징(110)의 내부를 관통하는 공기를 원활하게 상기 슈라우드 장치(10)의 후방으로부터 유입할 수 있도록 모터 냉각공(26)이 구비되므로 냉각팬 장치를 구성하는 모터(100)에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각할 수 있는 효과를 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치는, 냉각팬을 회전시키는 모터 하우징 후면과 마주하는 슈라우드 허브의 내면을 관통하도록 모터 냉각공이 구비됨으로써 모터의 축 방향으로 상기 슈라우드 허브를 관통하여 모터 하우징 후방으로 외부 공기가 유입되도록 구성됨으로써 모터에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각할 수 있는 효과를 제공한다. 이에 따라 냉각팬 장치를 구성하는 모터의 수명을 연장할 수 있으며, 차량에 적용될 경우 차량의 내구 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 상기 모터 냉각공이 하측이 폐쇄되고 상측이 개방되며 상방으로 슈라우드 허브 내면에 경사지게 형성된 고정 게이트에 의해 형성될 경우, 상기 모터 냉각공을 통해 외부로부터 수분이나 이물질이 상기 모터 하우징 내부로 유입되는 것을 방지하는 효과를 제공한다. 또한, 상기 고정 게이트는 슈라우드 허브의 외측으로 돌출되지 않는 구조를 형성함으로써 패키지 상 부피가 증가되지 않는 장점이 있다.

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 허브
22 : 슈라우드 허브 내면
24 : 고정 게이트
26 : 모터 냉각공
28 : 마운트부
30 : 팬 보호부
40 : 슈라우드 바디
100 : 모터
110 : 모터 하우징
115 : 후방 통공
117 : 전방 통공
120 : 중심축
200 : 냉각팬

Claims (5)

1. 모터에 의해 구동되는 냉각팬을 보호하는 슈라우드 장치로서,
   상기 모터가 고정되는 슈라우드 허브;
   상기 슈라우드 허브로부터 방사상으로 연장된 팬 보호부; 및
   상기 팬 보호부의 끝단부에서 연장되는 판상의 슈라우드 바디;를 포함하며,
   상기 모터의 중심축 방향상 상기 모터의 후면과 마주하는 상기 슈라우드 허브의 내면에 관통형성되어 상기 모터의 후면 방향으로 공기를 유입 시키는 모터 냉각공이 구비되며,
   상기 모터 냉각공은 상기 모터 하우징 후면에 형성된 후방 통공과 근접된 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모터 냉각공은 지면에 수직인 방향 상 상측이 개방되고 하측이 폐쇄되도록 상기 슈라우드 허브의 내면으로부터 지면에 경사진 방향으로 형성된 고정 게이트에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정 게이트의 종단면 구조는 하방에서 상방으로 갈수록 상기 모터 하우징 후면에 가까워지도록 형성된 것을 특징으로 하는 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 모터 냉각공은 복수 구비되며,
   상기 모터 냉각공들은 상기 모터의 중심축의 둘레 방향을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 모터 냉각용 공기 흐름 구조가 개선된 냉각팬 슈라우드 장치.

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