KR20030026628A - 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치 - Google Patents

블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치 Download PDF

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KR20030026628A
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Abstract

본 발명은 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치에 관한 것으로서, 냉각팬의 각 블레이드 하단부 양측이 모터 구동축에 고정된 중심축과 연결되되, 일측은 상기 중심축과 힌지결합되고, 타측은 상기 중심축 상에 형성시킨 슬롯을 관통하여 상기 중심축 내부로 삽입된 연결부재가 고정되며, 이 연결부재가 제어부로부터 출력된 소정의 작동신호에 따라 작동되는 각도조절수단에 의해 상기 슬롯을 따라 안내되면서 상기 각 블레이드가 상기 힌지결합부를 중심으로 상기 중심축 원주면 상에서 회전되어 그 각도조절이 이루어지도록 된 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 차량의 고속주행시에는 제어부가 냉각팬 구동을 정지시킨 상태에서 외부 공기의 유입이 원활하게 이루어질 수 있도록 블레이드 각도를 조절해줌으로써, 구동이 정지된 냉각팬에 의해 외부 공기가 차단되는 것을 최소화 할 수 있고, 엔진룸의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치{Cooling fan apparatus provided with means for controlling angle of blade}
본 발명은 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 고속주행시에는 제어부가 냉각팬 구동을 정지시킨 상태에서 외부 공기의 유입이 원활하게 이루어질 수 있도록 블레이드 각도를 조절해줌으로써, 구동이 정지된 냉각팬에 의해 외부 공기가 차단되는 것을 최소화 할 수 있고, 엔진룸의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 냉각팬은 라디에이터 전방 또는 후방에 설치되어 외부 공기를 강제로 통풍시킴으로써, 라디에이터 냉각효과를 충분히 얻게 하고, 배기매니폴드 등의 과열을 방지할 수 있도록 엔진룸 내부의 냉각을 돕게 된다.
상기 냉각팬은 모터로 구동되는 전동팬 형식이 주로 사용되며, 최근에는 냉각팬 구동에 소비되는 동력손실을 줄이면서 엔진 과냉과 소음을 줄일 수 있도록 냉각팬 구동을 자동으로 조절해주고 있다.
즉, 그 예로서, 차량이 고속주행하게 되면, 외부 공기의 유입속도가 빨라지므로 굳이 냉각팬을 구동시켜주지 않아도 되기 때문에, 모터 구동을 제어하는 제어부가 차속신호를 입력받아 소정 차속 이상에서 냉각팬 구동을 정지시키게 된다.
그러나, 종래에는 냉각팬의 각 블레이드가 공기 유입방향에 대해 대체로 횡 배치되어 중심축에 완전 고정되어 있었고, 냉각팬 정지시, 이 냉각팬이 그 전방과 후방, 즉 외부와 엔진룸 사이에서 차단벽 역할을 하게 되므로 외부 공기 유입에 저항으로서 작용하게 된다.
이에 따라 차량의 고속주행시 냉각팬을 정지시키게 되면 냉각팬에 의해 외부 공기의 유입이 차단되므로 엔진룸의 냉각성능을 저해하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 차량의 고속주행시에는 외부 공기의 유입이 원활하게 이루어질 수 있도록 블레이드 각도가 자동 조절됨으로써, 구동이 정지된 냉각팬에 의해 외부 공기가 차단되는 것을 최소화 할 수 있고, 엔진룸의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 냉각팬 장치를 나타낸 분해사시도,
도 2는 본 발명의 냉각팬 장치를 나타낸 조립사시도,
도 3은 본 발명의 냉각팬 장치에서 블레이드 각도가 조절되는 상태를 나타낸 작동상태도,
도 4는 본 발명에서 자화수단으로의 전원공급을 위해 중심축 상에 형성시킨 입/출력단자를 나타낸 정면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 냉각팬20 : 모터
30 : 제어부50 : 전원공급수단
110 : 블레이드112 : 힌지결합부
114 : 연결부재120 : 중심축
122 : 슬롯130 : 각도조절수단
131 : 이송블록132 : 영구자석
133 : 자화수단134 : 탄성부재
135 : 전원연결부136 : 스위치
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 모터(20) 구동을 제어하는 제어부(30)가 차속신호를 입력받아 소정 차속 이상에서 냉각팬(10) 구동을 정지시키게 되는 차량용 냉각팬 장치에 있어서, 상기 냉각팬(10)의 각 블레이드(110) 하단부 양측이 모터 구동축(22)에 고정된 중심축(120)과 연결되되, 일측은 상기 중심축(120)과 힌지결합되고, 타측은 상기 중심축(120) 상에 형성시킨 슬롯(122)을 관통하여 상기 중심축(120) 내부로 삽입된 연결부재(114)가 고정되며, 이 연결부재(114)가 상기 제어부으로부터 출력된 소정의 작동신호에 따라 작동되는 각도조절수단(130)에 의해 상기 슬롯(122)을 따라 안내되면서 상기 각 블레이드(110)가 상기 힌지결합부(112)를 중심으로 상기 중심축(120) 원주면 상에서 회전되어 그 각도조절이 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 슬롯(122)은 상기 힌지결합부(112)를 중심으로 한 각 블레이드(110)의 회전시 해당 연결부재(114)가 그리게 되는 이동궤적을 따라 형성시키되 상기 각 블레이드(110)가 공기 유입방향에 평행이 되어지는 방향으로 소정 구간 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블레이드 각도조절수단(130)은: 중심축(120) 내부에서 전후진 가능하게 설치되고 상기 연결부재(114)와 일체로 되어 전후진시 상기 연결부재(114)를 이동시켜주는 이송블록(131)과, 이 이송블록(131) 후단부에 설치되는 영구자석(132)과, 상기 중심축(120) 내부 후측에 설치되고 전원공급시 자화되어 상기 영구자석(132)을 이송블록(131)과 함께 전방으로 밀게 되는 자화수단(133)과, 상기 이송블록(131)을 그 전방에서 탄성지지하는 스프링(134)과, 차량의 전원공급수단(50)으로부터 상기 자화수단(133)으로 전원을 연결해주는 전원연결부(135)와, 상기 제어부(30)의 작동신호에 따라 상기 전원연결부(135)와 차량의 전원공급수단(50)간의 회로를 선택 개폐해주는 스위치(138)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(30)는 상기 냉각팬(10) 구동이 정지되는 소정 차속 이상에서는 상기 스위치(138)를 온(ON) 작동시키고, 소정 차속 미만에서는 오프(OFF) 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원연결부(135)는 모터 하우징 전면에 고정 설치되어서 그 입(136)/출력단자(137)가 상기 중심축(120) 상에 형성되고 상기 자화수단(133)과 전기적으로 연결된 입(124)/출력단자(126)와 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자화수단(133)과 전기적으로 연결된 입(124)/출력단자(126)는 모터 구동축(22)이 삽입된 중심축(120) 후단부면에서 동심원을 이루는 링형의 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 냉각팬 장치를 나타낸 분해사시도 및 조립사시도이고, 도 3은 본 발명의 냉각팬 장치에서 블레이드 각도가 조절되는 상태를 나타낸 작동상태도이다.
여기서, 미설명부호 24는 베어링을 나타낸다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명은 차량의 고속주행시 냉각팬(10) 구동이 정지된 상태에서 제어부(30)에 의해 제어됨에 따라 블레이드 각도를 외부 공기 유입에 유리한 각도로 자동 조절시켜주는 각도조절수단(130)이 구비된 차량용 냉각팬 장치에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 각 블레이드(110)가 고정되는 중심축(120)은 하우징 형태로 되어 있고, 이 중심축(120) 내부에는 제어부(30)의 제어신호에 따라 블레이드 각도를 조절해주는 각도조절수단(130)이 삽입 설치된다.
또한, 상기 각 블레이드(110)는 회전하여 각도 조절이 이루어지는 바, 상기 중심축(120) 원주면 상에서 회전 가능하게 설치된다.
여기서, 블레이드 각도조절방향, 즉 회전방향은 상기 도1 및 도 2에서 화살표 'A1' 및 'A2'로 잘 도시되고 있다.
도시한 블레이드(110)의 회전방향에서, 냉각팬(10) 전면으로 유입되는 외부 공기가 구동이 정지된 그 냉각팬(10)의 블레이드(110)에 의해 차단되지 않고 블레이드(110) 사이를 원활히 통과하기 위해선, 블레이드(110)가 공기의 유입방향과 평행하게 놓여지는 'A1' 방향으로 회전되어야 함은 도면 상에서 자명하다.
이를 위하여, 본 발명에서는 상기 각 블레이드(110) 하단부를 상기 중심축(120)과 연결함에 있어서, 하단부 양측 두 지점을 중심축(120)과 연결하되, 일측은, 블레이드(110)가 중심축(120)에서 'A1' 및 'A2' 방향으로 회전될 수 있도록, 상기 중심축(120)과 힌지결합되는 힌지결합부(112)가 되고, 타측에는 각 블레이드(110)를 중심축(120) 내부의 이송블록(131)에 일체로 연결하는 연결부재(114)가 고정된다.
상기 연결부재(114)는 중심축(120) 상에 형성시킨 슬롯(122)을 관통하여 상기 이송블록(131)에 고정되고, 이 이송블록(131)은 중심축(120) 내부에서 선택적으로 전후진하게 되는 바, 상기 이송블록(131)이 전후진함에 따라 상기 연결부재(114)가 상기 슬롯(122)을 따라 안내되면서 위치이동하게 되어 있다.
즉, 상기 연결부재(114)는 이송블록(131)이 전후진함에 따라 상기 슬롯(122)에서 위치이동됨과 동시에 상기 블레이드(110)를 힌지결합부(112)를 중심으로 회전시키게 되는 것이다.
여기서, 상기 중심축(120)에 형성시킨 슬롯(122)은, 이송블록(131)이 전후진함에 따라 상기 블레이드(110)가 회전되어야 한다는 것을 고려하여, 상기 이송블록(131)에 의해 상기 힌지결합부(112)를 중심으로 한 각 블레이드(110)의 회전시 해당 연결부재(114)가 중심축(120) 원주면 상에 그리게 되는 이동궤적을 따라 형성시키되, 상기 각 블레이드(110)가 공기 유입방향에 평행되어지는 방향으로 소정 구간 형성되어야 함은 당연할 것이다.
또한, 상기 이송블록(131)은 전후진시 중심축(120) 원주면 상에서 호를 그리고 있는 상기 슬롯(122)을 따라 연결부재(114)가 원활히 안내될 수 있도록 일정정도 회전되어야 함은 당연할 것이다.
상기 이송블록(131)은 블레이드 각도를 외부 공기 유입에 유리한 각도로 자동 조절시켜주는 각도조절수단(130)에 포함된 것으로서, 이 각도조절수단(130)은 중심축(120) 내부에서 전후진 가능하게 설치되고 상기 연결부재(114)와 일체로 되어 전후진시 상기 연결부재(114)를 이동시켜주는 이송블록(131)과, 이 이송블록(131) 후단부에 설치되는 영구자석(132)과, 상기 중심축(120) 내부 후측에 설치되고 전원공급시 자화되어 상기 영구자석(132)을 이송블록(131)과 함께 전방으로 밀게 되는 자화수단(133)과, 상기 이송블록(131)을 그 전방에서 탄성지지하는 스프링(134)과, 차량의 전원공급수단(50)으로부터 상기 자화수단(133)으로 전원을 연결해주는 전원연결부(135)와, 상기 제어부(30)의 작동신호에 따라 상기 전원연결부(135)와 차량의 전원공급수단(50)간의 회로를 선택 개폐해주는 스위치(138)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 자화수단(133)은 전원을 공급받으면 자화가 이루어지는 전자석으로서, 전원공급시 영구자석(132)을 밀어줄 수 있도록 소정 형태로 감겨진 코일로 실시될 수 되어 있다.
이때, 상기 코일이 밀어내는 힘은 이송블록(131) 전방에 설치된 상기 스프링(134)의 장력을 극복할 수 있도록 설계되어야 함은 당연할 것이다.
상기 자화수단(133)이 영구자석(132)을 밀게 되면, 상기 이송블록(131)은 전진하여 연결부재(114)를 밀게 되고, 이 연결부재(114)는 상기 슬롯(122)을 따라 안내되면서 블레이드(110)를 회전시키게 된다.
상기 블레이드(110)가 외부 공기의 유입방향에 평행하게 놓여지는 방향, 즉 'A1' 방향으로 회전된 후에는 블레이드(110) 사이를 통과하는 공기의 유입이 원활해지게 된다.
또한, 상기 스프링(134)은 자화수단(133)의 미는 힘이 전원차단으로 제거되면, 그 탄성력으로써 상기 이송블록(131)을 후방으로 밀게 된다.
또한, 상기 전원연결부(135)는 전원공급수단(50)으로부터 스위치(138)를 통해 공급된 전원를 회전하는 중심축(120) 내의 자화수단(133)에 공급해주기 위한 것으로서, 모터 하우징의 전면에 고정 설치된다.
상기 전원연결부(135)와의 전기적 연결을 위하여, 모터 구동축(22)이 삽입된 중심축(120) 후단부면에는, 첨부한 도면 4에 도시한 바와 같이, 상기 자화수단(133)과 전기적으로 연결된 입력(124) 및 출력단자(126)를 동심원을 이루는 링형의 형상으로 하여 형성시키고, 상기 전원연결부(135)의 입력(136) 및 출력단자(137)를 상기 중심축(120)의 해당 단자(124,126)에 전기적으로 연결시킨다.
이와 같이 하여, 상기 전원연결부(135)에 공급된 전원은 회전하는 중심축(120) 내의 자화수단(133)으로 공급될 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 블레이드 각도조절수단(130)은 제어부(30)에 의해 제어되는 바, 이 제어부(30)는 소정의 스위치 작동신호를 출력해주어 전원연결부(135)와 전원공급수단(50)간의 상기 스위치(138)를 선택 개폐하게 된다.
즉, 상기 제어부(30)는 차속 신호를 입력받아 모터(20) 구동을 제어함과 동시에 블레이드 각도조절수단(130)을 제어하게 되는 것이다.
이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 제어부(30)는 차량에 설치된 차속센서(미도시됨)로부터 차속신호를 입력받게 되고, 이 입력된 차속신호에 따라 상기 모터(20) 및 전원연결부(135)로 전원공급여부를 판단하게 된다.
여기서, 차량이 소정 이상의 차속으로 고속주행할 경우, 상기 제어부(30)는 모터(20)로의 전원공급을 차단하여 냉각팬(10) 구동은 정지시키되, 상기 전원연결부(135)로는 스위치(138)를 통해 전원을 공급하게 된다(스위치 'ON').
상기 전원연결부(135)에 전원이 공급되면, 자화수단(133)이 자화되면서 영구자석(132)을 밀게 되고, 상기 이송블록(131)은 스프링(134)을 압축시키면서 전진하여 연결부재(114)를 밀게 되며, 이 연결부재(114)는 상기 블레이드(110)를 회전시키게 된다.
이때, 상기 블레이드(110)가 외부 공기의 유입방향에 평행하게 놓여지는 방향으로 회전되면서(도 3에선 점선으로 도시됨) 구동이 정지된 냉각팬(10) 전면으로는 공기 유입이 원활해진다.
또한, 차량이 소정 미만의 차속으로 주행할 경우, 상기 제어부(30)는 모터(20)로는 전원을 공급하여 냉각팬(10)을 구동시키되, 상기 전원연결부(135)로는 전원을 차단하게 된다(스위치 'OFF')
상기 전원연결부(135)로 전원이 차단되면, 스프링(134)은 그 탄성력으로 이송블록(131)을 밀게 되고, 이때 연결부재(114)가 이동되면서 상기 블레이드(110)는 원래 위치로 회전('A2' 방향으로 회전)하게 된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각팬 장치에 의하면 차량의 고속주행시에는 제어부가 냉각팬 구동을 정지시킨 상태에서 외부 공기의 유입이 원활하게 이루어질 수 있도록 블레이드 각도를 조절해줌으로써, 구동이 정지된 냉각팬에 의해 외부 공기가 차단되는 것을 최소화 할 수 있고, 엔진룸의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 모터(20) 구동을 제어하는 제어부(30)가 차속신호를 입력받아 소정 차속 이상에서 냉각팬(10) 구동을 정지시키게 되는 차량용 냉각팬 장치에 있어서,
    상기 냉각팬(10)의 각 블레이드 하단부 양측이 모터 구동축(22)에 고정된 중심축(120)과 연결되되, 일측은 상기 중심축(120)과 힌지결합되고, 타측은 상기 중심축(120) 상에 형성시킨 슬롯(122)을 관통하여 상기 중심축(120) 내부로 삽입된 연결부재(114)가 고정되며, 이 연결부재(114)가 상기 제어부으로부터 출력된 소정의 작동신호에 따라 작동되는 각도조절수단(130)에 의해 상기 슬롯(122)을 따라 안내되면서 상기 각 블레이드가 상기 힌지결합부(112)를 중심으로 상기 중심축(120) 원주면 상에서 회전되어 그 각도조절이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯(122)은 상기 힌지결합부(112)를 중심으로 한 각 블레이드의 회전시 해당 연결부재(114)가 그리게 되는 이동궤적을 따라 형성시키되 상기 각 블레이드가 공기 유입방향에 평행이 되어지는 방향으로 소정 구간 형성된 것을 특징으로 하는 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 블레이드 각도조절수단(130)은:
    중심축(120) 내부에서 전후진 가능하게 설치되고 상기 연결부재(114)와 일체로 되어 전후진시 상기 연결부재(114)를 이동시켜주는 이송블록(131)과, 이 이송블록(131) 후단부에 설치되는 영구자석(132)과, 상기 중심축(120) 내부 후측에 설치되고 전원공급시 자화되어 상기 영구자석(132)을 이송블록(131)과 함께 전방으로 밀게 되는 자화수단(133)과, 상기 이송블록(131)을 그 전방에서 탄성지지하는 스프링(134)과, 차량의 전원공급수단(50)으로부터 상기 자화수단(133)으로 전원을 연결해주는 전원연결부(135)와, 상기 제어부(30)의 작동신호에 따라 상기 전원연결부(135)와 차량의 전원공급수단(50)간의 회로를 선택 개폐해주는 스위치(138)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제어부(30)는 상기 냉각팬(10) 구동이 정지되는 소정 차속 이상에서는 상기 스위치(138)를 온(ON) 작동시키고, 소정 차속 미만에서는 오프(OFF) 작동시키는 것을 특징으로 하는 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 전원연결부(135)는 모터 하우징 전면에 고정 설치되어서 그 입(136)/출력단자(137)가 상기 중심축(120) 상에 형성되고 상기 자화수단(133)과 전기적으로 연결된 입(124)/출력단자(126)와 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 자화수단(133)과 전기적으로 연결된 입(124)/출력단자(126)는 모터 구동축(22)이 삽입된 중심축(120) 후단부면에서 동심원을 이루는 링형의 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치.
KR10-2001-0059701A 2001-09-26 2001-09-26 블레이드 각도조절수단을 구비한 냉각팬 장치 KR100412462B1 (ko)

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