KR102573356B1 - 팬 슈라우드 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 열교환기를 공기를 통해 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(Fan Shroud)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슈라우드 상의 모터 장착부에 냉각홀을 적용하여, 특히 고전압 쿨링팬에 적용된 모터의 냉각효율을 높이게 되는 팬 슈라우드 조립체에 관한 것이다.

Description

팬 슈라우드 조립체{Structure of Fan Shroud}

본 발명은 자동차용 열교환기를 공기를 통해 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(Fan Shroud)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슈라우드 상의 모터 장착부에 냉각홀을 적용하여, 특히 고전압 쿨링팬에 적용된 모터의 냉각효율을 높이게 되는 팬 슈라우드 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 엔진룸에는 엔진과, 이 엔진을 냉각시키기 위한 냉각수단, 공기조화장치 등이 설치되어 있다. 상기 냉각장치는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로, 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와, 이 라디에이터의 공기 흐름을 유발시켜 라디에이터 표면의 방열효율을 높이고 결과적으로 냉각수의 냉각효율을 더욱 촉진시키기 위한 팬 슈라우드(Fan Shroud)를 포함한다.

이러한 팬 슈라우드는 자동차의 라디에이터나 콘덴서 등과 같은 공랭식 열교환기의 방열을 촉진하기 위하여 상기 열교환기에 공기를 송풍할 수 있도록 구성되며, 열교환기에 대한 배치형식에 따라 푸셔타입(Pusher type)과 풀러타입(Puller type)으로 분류된다.

푸셔타입은, 축류팬이 열교환기 앞에서 뒤쪽으로 공기를 강제 송풍하는 형식으로, 이 타입은 열교환기에 대한 송풍효율이 낮기 때문에 엔진 룸 내의 열교환기 뒤쪽에 여유 공간이 협소한 경우에 이용되고, 풀러타입은 열교환기 뒤쪽에서 열교환기 앞쪽의 공기를 빨아들여 열교환기를 통과하게 하는 형식으로 푸셔타입에 비하여 상대적으로 송풍효율이 높기 때문에 대부분의 자동차에 적용되고 있다.

도 1은 종래의 팬 슈라우드에서 팬을 제외한 정면도이고, 도 2는 종래의 모터 설치 부 확대 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 팬 슈라우드 조립체는, 예컨대 자동차의 라디에이터, 콘덴서 등의 열교환기 내부를 거치는 열교환매체의 냉각을 위하여 사용되는 것으로서, 슈라우드(10)와, 냉각팬(미도시)과, 팬 모터(M1, M2)를 포함하여 이루어진다.

슈라우드(10)에는 냉각팬(미도시)에 대응하는 송풍구가 형성된다. 팬 모터(M1, M2)는 모터 지지부(12)에 의하여 송풍구의 중앙에 배치되는데, 모터 지지부(12)는 방사방향으로 설치되는 다수의 스테이터(15)에 의하여 슈라우드(10)에 고정된다.

따라서 팬 모터(M)의 구동에 의해 냉각팬(미도시)이 회전하면서 공기가 송풍구를 통하여 송풍되고, 이 송풍 공기에 의해 열교환기가 냉각될 수 있다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이 모터 지지부(12)의 경우 프레임(12a)과, 프레임(12a)의 두께보다 얇게 형성된 플레이트(12b)로 구성되며, 위 프레임(12a)과 플레이트(12b)는 슈라우드(10)의 반경 방향으로 일정한 폭을 갖는 링 형상으로 이루어져, 중앙에 모터를 고정시키도록 구성된다.

위와 같은 구성의 모터 지지부(12)는 모터(M1, M2)의 주변을 밀폐하도록 구성되기 때문에 팬 회전 시 발생하는 냉각풍이 모터(M1, M2)에는 전달되지 않기 때문에 모터의 방열에 영향을 미치지 못한다.

따라서 모터 동작 시 발생되는 열은 모터 하우징을 통한 자연 방열에 의존하게 되어 장시간 모터를 동작해야하는 경우 인버터 및 모터의 온도 상승이 초래되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 슈라우드 상의 모터를 지지하는 모터 지지부가 팬의 회전으로 인해 발생되는 냉각풍을 막지 않도록 개방형으로 구성하여 모터의 냉각성능을 향상시킨 팬 슈라우드 조립체를 제공함에 있다.

본 발명의 팬 슈라우드 조립체는 장방형으로 된 플래넘(110)과, 상기 플래넘(110)의 공기토출측 상에 형성되며 그 내부로 팬(300)이 설치되는 송풍부와, 팬 모터(200)를 고정시키기 위해 상기 송풍부의 중앙에 위치하는 모터 지지부(120)와, 상기 모터 지지부(120)와 상기 송풍부를 연결하는 다수의 스테이터(150)로 구성되는 슈라우드(100)를 포함하는 팬 슈라우드 조립체에 있어서, 상기 팬 슈라우드는, 상기 송풍부의 반경 방향으로 일정한 폭을 갖는 링 형상의 모터 지지부(120); 를 포함하되, 상기 모터 지지부(120) 상에는 상기 팬(300)이 회전 시 발생되는 냉각풍이 관통되도록 냉각홀(125)이 단수 또는 복수 개 형성된다.

이때, 상기 냉각홀(125)은, 상기 모터 지지부(120)의 원주 방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성된다.

또한, 상기 모터 지지부(120)는, 상기 슈라우드(100)의 송풍 방향으로 일정 두께를 갖고, 상기 모터 지지부(120)의 원주 방향을 따라 격자형으로 형성된 프레임(121)으로 이루어지며, 상기 냉각홀(125)은 상기 프레임(121)과 프레임(121) 사이에 형성된다.

아울러, 상기 냉각홀은, 복수 개 각각의 크기가 서로 다르게 형성된다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 팬 슈라우드 조립체는 모터 지지부에 형성된 개방형 냉각홀을 통해 모터 주변에 냉각풍을 유입시켜 모터의 냉각성능이 향상되기 때문에 모터의 성능을 유지시키고, 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 위 냉각홀을 통해 엘커버에 냉각풍을 유입시켜 모터뿐만 아니라 인터버의 방열 성능이 향상되는 효과도 기대할 수 있다.

도 1은 종래의 팬을 제외한 팬 슈라우드의 정면도
도 2는 종래의 모터가 결합된 슈라우드 상의 모터 지지부 확대 정면도
도 3은 본 발명의 팬 슈라우드 사시도
도 4는 본 발명의 모터가 결합된 모터 지지부 확대 정면도
도 5는 본 발명의 모터가 결합된 모터 지지부의 측면도

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

도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 팬 슈라우드(F)의 전체 사시도가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 팬 슈라우드 조립체는 슈라우드(100), 팬(300), 팬 모터(200)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 팬 슈라우드는 열교환기에 냉각 공기를 도입하기 위해 상기 열교환기의 후단에 고정되며, 슈라우드(100)와, 상기 슈라우드(100)에 고정되는 팬 모터(200)와, 상기 팬 모터(200)에 회전 가능하도록 연결되는 팬(300)이 결합 구성된다.

슈라우드(100)는 팬 모터(200)에 의해 팬(300)이 회전하면서 발생되는 공기송풍을 안내함과 더불어 구동원인 팬 모터(200)를 지지한 상태로 차량의 열교환기에 고정 설치되는 부재이다.

슈라우드(100)는 대략 장방형으로 이루어지는 플래넘(110)과, 플래넘(110)의 공기토출측 상에 형성되며, 그 내부로 팬(300)이 설치되는 송풍부와, 상기 송풍부의 중앙에 위치하여 팬 모터(200)를 고정시키기 위한 모터 지지부(120) 및 모터 지지부(120)와 송풍부의 둘레면을 연결하는 다수의 스테이터(150)로 구성될 수 있다.

이러한, 상기 슈라우드(100)는 위 송풍구를 통해 중앙에 흡입되는 송풍 공기를 축방향으로 안내하게 되며, 후면이 열교환기의 배면 전체에 접할 수 있도록 열교환기의 형상에 대응되는 사각형 형상으로 합성수지재로서 성형 형성한다.

여기서, 슈라우드(100)의 송풍구는 풍압손실을 줄여 팬(200)의 송풍효율을 높일 수 있도록 원형으로 형성될 수 있다.

상기 팬(300)은 블레이드, 허브 및 밴드부를 포함하여 일체로 형성된다. 상기 허브는 팬(300)의 중심을 형성하는 부분으로서, 팬 모터(M)의 구동축과 결합된다. 상기 블레이드는 방사상으로 배열된 회전익(回轉翼)으로서, 더욱 상세하게, 상기 허브의 외주에 방사상으로 연장되며, 복수 개 배치된다. 상기 블레이드는 팬(300)의 회전에 의해 공기를 축방향으로 송풍하는 구성으로서, 본 발명의 팬(300)은 상기 블레이드가 휘어지게 형성되거나 일정각도로 형사지게 형성되는 등 다양하게 형성될 수 있다. 상기 밴드부는 상기 블레이드의 단부를 연결하여 상기 블레이드를 지지하도록 구성될 수 있다.

상기 팬(300)은 상기 팬 모터(200)에 의해 회전하면서 차량의 열교환기에 송풍 공기를 전달하여 내부를 순환하는 열교환매체를 냉각되게 하는 회전 팬이다. 여기서, 상기 팬(300)은 동일한 회전방향으로 회전할 수 있도록 상기 팬 모터(200)의 전방으로 돌출 형성된 구동축의 단부에 결합될 수 있다. 상기 허브는 상기 팬 모터(200)를 바라보는 면이 개방된 용기형상을 하고 있으며, 그 중심이 상기 팬 모터(200)의 구동축에 결합되어 상기 팬 모터(200)의 회전력에 의해 블레이드를 회전시키는 역할을 한다.

도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 모터(200)가 결합된 모터 지지부(120)의 확대 단면도가 도시되어 있다. 모터 지지부(120)는 내부에 모터(200)가 고정 결합되도록 슈라우드(100)의 반경방향을 따라 일정한 폭을 갖는 링 형으로 이루어질 수 있다. 이때 모터 지지부(120) 상에는 팬(300)이 회전하며 발생되는 냉각풍에 방해가 되지 않도록 개방형으로 형성될 수 있는데, 구체적으로 모터 지지부(120) 상에는 냉각홀(125)이 일정한 크기로 복수 개 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 냉각홀(125)은 복수 개가 모터 지지부(120)의 원주 방향을 따라 일정하게 형성될 수 있고, 이를 위해 모터 지지부(120)는 모터(200)를 결합 및 고정시키기 위한 최소한의 격자형 프레임(121)으로 이루어질 수 있다. 이때 복수 개 형성되는 냉각홀(125)의 각각의 크기는 서로 다르게 형성될 수 있다. 이는 복수 개 형성되는 냉각홀(125)을 관통하여 유동하는 냉각풍이 불규칙적으로 유동함에 따라 냉각풍의 난류화에 따른 모터(200)의 냉각 성능 향상 및 냉각풍이 규칙적으로 유동함에 따른 소음 발생을 감소시키기 위함이다.

도 5에는 본 발명의 일실시 예에 따른 모터(200)가 결합된 모터 지지부(120)의 측면도가 도시되어 있다.

위와 같은 모터 지지부(120)의 구성을 통해 모터(200)의 모터 고정부(205)에 고정되는 팬이 회전하며 발생되는 냉각풍이 모터 지지부(120)의 냉각홀(125)을 관통하여 유동하게 된다. 따라서 위 냉각풍을 통해 모터(200)가 냉각됨에 따라 모터(200)의 방열 성능이 향상될 수 있다. 뿐만 아니라 슈라우드의 하류단에 구비된 인버터의 엘커버(201) 역시 위 냉각풍을 통해 냉각이 가능함에 따라 인버터의 방열 성능 역시 향상될 수 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 : 슈라우드 110 : 플래넘
120 : 모터 지지부 121 : 프레임
125 : 냉각홀 150 : 스테이터
200 : 팬 모터
300 : 팬

Claims (4)

1. 장방형으로 된 플래넘(110)과, 상기 플래넘(110)의 공기토출측 상에 형성되며 그 내부로 팬(300)이 설치되는 송풍부와, 팬 모터(200)를 고정시키기 위해 상기 송풍부의 중앙에 위치하는 모터 지지부(120)와, 상기 모터 지지부(120)와 상기 송풍부를 연결하는 다수의 스테이터(150)로 구성되는 슈라우드(100)를 포함하는 팬 슈라우드 조립체에 있어서,
   상기 팬 슈라우드는,
   상기 송풍부의 반경 방향으로 일정한 폭을 갖는 링 형상의 모터 지지부(120); 를 포함하되,
   상기 모터 지지부(120) 상에는 상기 팬(300)이 회전 시 발생되는 냉각풍이 관통되도록 냉각홀(125)이 복수 개 형성되고,
   상기 모터 지지부(120)는,
   상기 슈라우드(100)의 송풍 방향으로 일정 두께를 갖고, 상기 모터 지지부(120)의 원주 방향을 따라 격자형으로 형성된 프레임(121)으로 이루어지며,
   상기 냉각홀(125)은,
   상기 모터 지지부(120)의 원주 방향을 따라 방사상으로 복수 개 형성되도록 상기 프레임(121)과 프레임(121) 사이에 형성되고,
   상기 냉각풍은, 상기 냉각홀(125)을 통해 상기 모터 지지부(120)를 관통하여 상기 팬 모터(200)에 전달되는, 팬 슈라우드 조립체.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 냉각홀은,
   복수 개 각각의 크기가 서로 다르게 형성되는, 팬 슈라우드 조립체.

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