KR20090017118A - Cooling fan structure for vehicle - Google Patents

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박용우
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Abstract

A vehicle cooling fan structure is provided to improve radiator cooling efficiency by securing an expanded blowing area in the horizontal direction. A blade connecting element(11) makes a blade(9) carry out straight motion in the radial direction with respect to a circumferential surface(5) of a hub(7) and restrains the blade in the rotation direction of the hub for the transmission of rotation force. A guide(15) is fixed to a case of a motor and forms an oval surface with reference to a rotation shaft(3) of the motor in the circumferential surface of the hub. A spring(17) elastically supports the blade against an oval surface of the guide.

Description

차량용 냉각팬 구조{Cooling Fan Structure for Vehicle}Cooling Fan Structure for Vehicle

본 발명은 차량용 냉각팬 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 냉각수가 순환하는 라디에이터를 강제로 냉각시킬 수 있도록 하는 냉각팬의 구조에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a cooling fan for a vehicle, and more particularly, to a structure of a cooling fan that enables the cooling of a radiator in which engine coolant is circulated forcibly.

도 1은 종래 라디에이터에 냉각팬이 설치된 구조를 도시한 것으로서, 라디에이터(500)에 쉬라우드(502)를 장착하고, 이 쉬라우드(502)를 통해 냉각팬(504)이 설치되도록 하여, 상기 냉각팬(504)에서 송풍되는 공기에 의해 라디에이터(500)를 통과하는 공기의 유량을 증대시킴으로써, 라디에이터(500)의 냉각성능을 높일 수 있도록 되어 있다.1 illustrates a structure in which a cooling fan is installed in a conventional radiator. The shroud 502 is mounted on the radiator 500, and the cooling fan 504 is installed through the shroud 502. By increasing the flow rate of the air passing through the radiator 500 by the air blown from the fan 504, the cooling performance of the radiator 500 can be improved.

도 2는 상기한 바와 같이 설치된 냉각팬(504)과 모터(506)의 연결관계를 도시한 단면도로서, 모터의 회전축(508)을 통해 냉각팬허브(510)가 회전 가능하도록 결합되고, 상기 냉각팬허브(510)에 블레이드(512)가 결합되어 상기 냉각팬허브(510)의 회전력에 의해 블레이드(512)들이 회전하면서 공기를 송풍하도록 되어 있다.2 is a cross-sectional view showing a connection relationship between the cooling fan 504 and the motor 506 installed as described above, the cooling fan hub 510 is rotatably coupled through the rotation shaft 508 of the motor, the cooling The blade 512 is coupled to the fan hub 510 so that the blades 512 rotate and blow air by the rotational force of the cooling fan hub 510.

그런데, 상기한 바와 같이 라디에이터(500)에 설치된 냉각팬(504)은 실질적 으로 라디에이터(500)의 전체로 고르게 공기를 송풍하지는 못한다.However, as described above, the cooling fan 504 installed in the radiator 500 does not substantially blow air evenly to the entire radiator 500.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 통상 라디에이터(500)는 직사각형 형상으로 형성되어 있고, 냉각팬(504)은 이 직사각형 형상의 중심에 원형으로 위치하므로, 상기 냉각팬(504)이 이루는 중앙의 원형 이외의 부분, 특히 점선으로 도시한 사각형 영역에서는, 냉각팬(504)으로부터 송풍되는 공기의 소통이 원활하게 이루어지지 못하여, 라디에이터(500)의 냉각 성능이 충분히 발휘되지 못하게 된다.That is, as shown in FIG. 3, the radiator 500 is generally formed in a rectangular shape, and since the cooling fan 504 is located in a circle at the center of the rectangular shape, a central circle formed by the cooling fan 504 is formed. In other portions, particularly in the rectangular region shown by the dotted lines, the air blown from the cooling fan 504 cannot be smoothly communicated, and the cooling performance of the radiator 500 is not sufficiently exhibited.

더구나, 최근에는 보행자의 안전을 위한 법규가 강화되면서, 라디에이터(500)를 포함한 냉각모듈의 높이를 낮추고, 그 상측에 보행자가 충돌시에 충격을 완충시켜 줄 수 있는 공간을 확보하는 방법이 제시되고 있는데, 이 경우 필요로 하는 냉각성능을 확보하기 위해서는 라디에이터(500)의 높이는 낮아지고 폭은 더 넓어지게 되며, 여기에 장착되는 냉각팬(504)의 직경도 작아지게 되므로, 상기와 같이 냉각팬(504)으로부터 송풍되는 공기가 원활히 공급되지 못해 충분한 냉각성능을 발휘하기 어려운 라디에이터(500)의 부분은 더 증가되는 문제점이 있다.Moreover, in recent years, as laws for safety of pedestrians have been strengthened, a method of lowering the height of the cooling module including the radiator 500 and securing a space for buffering the impact at the time of a pedestrian collision thereon has been proposed. In this case, in order to secure the required cooling performance, the height of the radiator 500 is lowered and the width becomes wider, and the diameter of the cooling fan 504 mounted thereon also becomes smaller, so that the cooling fan ( There is a problem that the portion of the radiator 500 that is difficult to exert sufficient cooling performance because the air blown from the 504 is not smoothly supplied is increased.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 라디에이터에 냉각팬으로부터 제공되는 공기가 원활히 공급될 수 있는 면적을 종래의 단순한 냉각팬에 비하여 더욱 크게 확보할 수 있도록 함으로써, 라디에이터의 냉각효율이 보다 향상될 수 있도록 한 차량용 냉각팬 구조를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems as described above, by allowing the radiator to secure a larger area than the conventional simple cooling fan, the air can be smoothly supplied from the cooling fan, the cooling of the radiator It is an object of the present invention to provide a cooling fan structure for a vehicle so that the efficiency can be further improved.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 냉각팬 구조는 The vehicle cooling fan structure of the present invention for achieving the above object is

모터의 회전축에 연결되어 회전력을 전달받으며, 상기 모터의 회전축 주위를 감싸는 원주면이 일체로 형성된 허브와;A hub connected to the rotational shaft of the motor to receive the rotational force, the hub having an integral circumferential surface surrounding the rotational shaft of the motor;

상기 허브의 원주면을 관통하여 반경방향으로 돌출되게 설치되는 블레이드와;A blade installed to protrude radially through the circumferential surface of the hub;

상기 블레이드가 상기 허브의 원주면에 대하여 반경방향으로 직선운동 가능하고, 허브의 회전방향으로는 구속되어 회전력을 전달할 수 있도록 하는 블레이드연결수단과;Blade connecting means for allowing the blade to linearly move in a radial direction with respect to the circumferential surface of the hub and to be constrained in the rotational direction of the hub to transmit rotational force;

상기 모터의 케이스에 고정되고 상기 허브의 원주면 내측에서 상기 모터의 회전축을 중심으로 타원면을 형성하는 가이드와;A guide fixed to the case of the motor and forming an ellipsoidal surface with respect to the rotational axis of the motor inside the circumferential surface of the hub;

상기 허브의 원주면과 블레이드연결수단 사이에 설치되어 상기 블레이드가 상기 가이드의 타원면에 탄성지지되도록 하는 스프링;A spring installed between the circumferential surface of the hub and the blade connecting means to allow the blade to be elastically supported on the elliptical surface of the guide;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that configured to include.

상기 블레이드연결수단은 The blade connecting means

상기 허브의 원주면 내측으로 반경방향으로 돌출된 다수의 고정핀과;A plurality of fixing pins protruding radially into the circumferential surface of the hub;

상기 블레이드와 일체로 결합되며 상기 고정핀에 삽입되는 다수의 구멍이 형성된 블레이드지지판;A blade support plate integrally coupled with the blade and having a plurality of holes formed in the fixing pins;

을 포함하여 구성될 수 있다.It may be configured to include.

상기 블레이드와 상기 가이드 사이에는 상기 블레이드지지판으로부터 상기 가이드를 향해 돌출된 접촉돌기가 더 구비되도록 할 수 있다.A contact protrusion protruding from the blade support plate toward the guide may be further provided between the blade and the guide.

상기 허브의 원주면 단부에는 상기 가이드와의 간격을 좁히도록 상기 가이드를 향하여 돌출된 단면 구조의 차음판이 더 구비되도록 할 수 있다.At the end of the circumferential surface of the hub may be provided with a sound insulating plate of a cross-sectional structure protruding toward the guide to narrow the gap with the guide.

상기 차음판과 허브의 원주면으로 가려진 공간 외측으로 노출된 상기 가이드의 일부에는 열을 발산하도록 방열핀이 더 설치되도록 할 수 있다.A portion of the guide exposed to the outside of the space covered by the circumferential surface of the sound insulation plate and the hub may be further provided with a heat radiation fin to dissipate heat.

본 발명은 횡으로 긴 직사각형 형상의 라디에이터에 냉각팬으로부터 제공되는 공기가 원활히 공급될 수 있는 면적을 종래의 단순한 냉각팬에 비하여 더욱 크게 제공할 수 있도록 함으로써, 라디에이터의 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있도록 하고, 점차 횡방향으로 넓어지는 직사각형 형상의 라디에이터에 보다 적합한 냉각팬의 송풍면적을 제공할 수 있도록 한다.The present invention is to provide a larger area than the conventional simple cooling fan to provide an area that can smoothly supply the air provided from the cooling fan to the horizontally long rectangular radiator, thereby improving the cooling efficiency of the radiator In addition, it is possible to provide a blowing area of the cooling fan more suitable for a radiator of a rectangular shape gradually widening in the transverse direction.

도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명 실시예는 모터(1)의 회전축(3)에 연결되어 회전력을 전달받으며, 상기 모터(1)의 회전축(3) 주위를 감싸는 원주면(5)이 일체로 형성된 허브(7)와; 상기 허브(7)의 원주면(5)을 관통하여 반경방향으로 돌출되게 설치되는 블레이드(9)와; 상기 블레이드(9)가 상기 허브(7)의 원주면(5)에 대하여 반경방향으로 직선운동 가능하고, 허브(7)의 회전방향으로는 구속되어 회전력을 전달할 수 있도록 하는 블레이드연결수단(11)과; 상기 모터(1)의 케이스(13)에 고정되고 상기 허브(7)의 원주면(5) 내측에서 상기 모터(1)의 회전축(3)을 중심으로 타원면을 형성하는 가이드(15)와; 상기 허브(7)의 원주면(5)과 블레이드연결수단(11) 사이에 설치되어 상기 블레이드(9)가 상기 가이드(15)의 타원면에 탄성지지되도록 하는 스프링(17)을 포함하여 구성된다.4 and 5, the embodiment of the present invention is connected to the rotation shaft 3 of the motor 1 to receive the rotational force, and the circumferential surface 5 surrounding the rotation shaft 3 of the motor 1 is A hub 7 integrally formed; A blade (9) installed to protrude radially through the circumferential surface (5) of the hub (7); Blade connecting means (11) for the blade (9) capable of linear linear movement in the radial direction with respect to the circumferential surface (5) of the hub (7), constrained in the rotational direction of the hub (7) to transmit the rotational force and; A guide (15) which is fixed to the case (13) of the motor (1) and forms an elliptical surface about the rotational axis (3) of the motor (1) inside the circumferential surface (5) of the hub (7); A spring 17 is installed between the circumferential surface 5 of the hub 7 and the blade connecting means 11 to allow the blade 9 to be elastically supported on the elliptical surface of the guide 15.

본 실시예에서 상기 블레이드연결수단(11)은 상기 허브(7)의 원주면(5) 내측으로 반경방향으로 돌출된 다수의 고정핀(19)과, 상기 블레이드(9)와 일체로 결합되며 상기 고정핀(19)에 삽입되는 다수의 구멍이 형성된 블레이드지지판(21)을 포함하여 구성하였다.In the present embodiment, the blade connecting means 11 is integrally coupled with the plurality of fixing pins 19 protruding radially into the circumferential surface 5 of the hub 7 and the blade 9 and the It was configured to include a blade support plate 21 formed with a plurality of holes to be inserted into the fixing pin (19).

즉, 상기 블레이드(9)의 내측단부가 일체로 결합되는 블레이드지지판(21)이 상기 고정핀(19)을 따라 반경방향으로 직선 슬라이딩할 수 있도록 되어, 상기 허브(7)의 회전력은 상기 고정핀(19)과 블레이드지지판(21)을 통해 상기 블레이드(9)로 전달되도록 된 것이다.That is, the blade support plate 21 which is integrally coupled to the inner end of the blade 9 is able to linearly slide radially along the fixing pin 19, the rotational force of the hub 7 is the fixing pin 19 and the blade support plate 21 is to be delivered to the blade (9).

상기 블레이드(9)와 상기 가이드(15) 사이에는 상기 블레이드지지판(21)으로 부터 상기 가이드(15)를 향해 돌출된 접촉돌기(23)가 구비되어, 상기 가이드(15)와의 접촉면적을 줄여 마찰을 감소시키도록 하였다.A contact protrusion 23 protruding from the blade support plate 21 toward the guide 15 is provided between the blade 9 and the guide 15 to reduce the contact area with the guide 15 to reduce friction. To reduce.

상기 허브(7)의 원주면(5) 단부에는 상기 가이드(15)와의 간격을 좁히도록 상기 가이드(15)를 향하여 돌출된 단면 구조의 차음판(25)을 구비하였다.At the end of the circumferential surface 5 of the hub 7, a sound insulation plate 25 having a cross-sectional structure protruding toward the guide 15 is provided so as to narrow the gap with the guide 15.

이는 상기 접촉돌기(23)와 가이드(15)의 마찰에 따라 발생하는 소음 및 상기 블레이드지지판(21)이 반경방향으로 운동하면서 발생시키는 소음 등이 외부로 누출되는 것을 차단하는 역할을 하는 것이다.This serves to block leakage of noise generated by friction between the contact protrusion 23 and the guide 15 and noise generated while the blade support plate 21 moves in the radial direction.

상기 차음판(25)과 허브(7)의 원주면(5)으로 가려진 공간 외측으로 노출된 상기 가이드(15)의 일부에는 열을 발산하도록 방열핀(27)이 설치되어 있다.A portion of the guide 15 exposed to the outside of the space covered by the sound insulating plate 25 and the circumferential surface 5 of the hub 7 is provided with a heat radiation fin 27 to dissipate heat.

이는 상기 접촉돌기(23)와 가이드(15)의 마찰에 따라 발생되는 열을 냉각시키기 위한 것이다.This is to cool the heat generated by the friction between the contact protrusion 23 and the guide 15.

상기한 바와 같이 구성된 냉각팬(29)은 모터(1)의 회전축(3)이 회전함에 따라 허브(7)가 회전하고, 허브(7)의 회전력은 상기 고정핀(19)과 블레이드지지판(21)을 통하여 상기 블레이드(9)로 전달되어, 상기 블레이드(9)의 회전에 의해 공기를 송풍하게 된다.As described above, the cooling fan 29 has the hub 7 as the rotating shaft 3 of the motor 1 rotates, and the rotational force of the hub 7 is fixed to the pin 19 and the blade support plate 21. It is delivered to the blade (9) through, to blow air by the rotation of the blade (9).

이때, 상기 블레이드지지판(21)은 상기 스프링(17)에 의해 탄성지지되어, 상기 접촉돌기(23)가 상기 가이드(15)의 타원면을 추종하도록 하므로, 결과적으로 상기 블레이드(9)는 상기 가이드(15)의 타원면을 따라 반경방향으로 이동하면서 회전하게 된다.At this time, the blade support plate 21 is elastically supported by the spring 17, so that the contact projection 23 to follow the elliptical surface of the guide 15, as a result, the blade 9 is the guide ( It rotates while moving radially along the ellipsoidal surface of 15).

따라서, 상기한 바와 같은 구조의 냉각팬(29)이 작동되면 도 6에 종래의 일 반적인 냉각팬과 비교하여 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 냉각팬(29)은 타원형 궤도를 돌면서, 종래에 비하여 상대적으로 더 넓은 면적으로 공기를 송풍할 수 있게 된다.Therefore, when the cooling fan 29 of the structure as described above is operated as shown in Figure 6 compared with the conventional general cooling fan, the cooling fan 29 according to the present invention is a conventional elliptical orbit, Compared to this, the air can be blown to a larger area.

특히, 수평방향으로 긴 직사각형 형상의 라디에이터에 대하여 보다 높은 냉각효율이 발휘될 수 있도록 수평방향으로 넓게 확장된 송풍면적을 확보함에 따라, 점차 횡으로 길게 형성되는 라디에이터의 냉각성능을 향상시키는 데에 주요한 역할을 할 수 있다.In particular, as the blowing area is extended in the horizontal direction so as to achieve higher cooling efficiency for the radiator having a long rectangular shape in the horizontal direction, it is important to improve the cooling performance of the radiator which is gradually formed in the horizontal direction. Can play a role.

물론, 상기한 바와 같은 작동중에 상기 가이드(15)와 접촉돌기(23)의 접촉 및 마찰에 의해 발생하는 소음은 상기 차음판(25)에 의해 차단되어 외부로 누출되는 것이 억제되고, 열은 상기 방열핀(27)에 의해 냉각되어, 상기 냉각팬(29)은 비교적 정숙한 상태로 안정적인 작동성을 가지게 된다.Of course, the noise generated by the contact and friction of the guide 15 and the contact protrusion 23 during the operation as described above is blocked by the sound insulating plate 25 is suppressed to leak to the outside, the heat is Cooled by the heat radiating fins 27, the cooling fan 29 has a stable operation in a relatively quiet state.

도 1은 종래의 라디에이터에 냉각팬이 설치된 상태를 도시한 도면,1 is a view showing a state in which a cooling fan is installed in a conventional radiator,

도 2는 종래의 라디에이터에 설치된 냉각팬이 모터와 연결된 구조를 설명한 도면,2 is a view illustrating a structure in which a cooling fan installed in a conventional radiator is connected to a motor;

도 3은 종래 기술의 문제점을 설명한 도면,3 is a view illustrating a problem of the prior art;

도 4는 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 구조를 설명한 도면,4 is a view illustrating a structure of a vehicle cooling fan according to the present invention;

도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면을 도시한 것으로서, 일부 냉각팬만을 예시한 도면,FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. 4 and illustrates only some cooling fans. FIG.

도 6은 종래 기술와 본 발명의 냉각팬 궤적을 비교하여 도시한 도면이다.Figure 6 is a view showing a comparison of the cooling fan trajectory of the prior art and the present invention.

Claims (5)

모터의 회전축에 연결되어 회전력을 전달받으며, 상기 모터의 회전축 주위를 감싸는 원주면이 일체로 형성된 허브와;A hub connected to the rotational shaft of the motor to receive the rotational force, the hub having an integral circumferential surface surrounding the rotational shaft of the motor; 상기 허브의 원주면을 관통하여 반경방향으로 돌출되게 설치되는 블레이드와;A blade installed to protrude radially through the circumferential surface of the hub; 상기 블레이드가 상기 허브의 원주면에 대하여 반경방향으로 직선운동 가능하고, 허브의 회전방향으로는 구속되어 회전력을 전달할 수 있도록 하는 블레이드연결수단과;Blade connecting means for allowing the blade to linearly move in a radial direction with respect to the circumferential surface of the hub and to be constrained in the rotational direction of the hub to transmit rotational force; 상기 모터의 케이스에 고정되고 상기 허브의 원주면 내측에서 상기 모터의 회전축을 중심으로 타원면을 형성하는 가이드와;A guide fixed to the case of the motor and forming an ellipsoidal surface with respect to the rotational axis of the motor inside the circumferential surface of the hub; 상기 허브의 원주면과 블레이드연결수단 사이에 설치되어 상기 블레이드가 상기 가이드의 타원면에 탄성지지되도록 하는 스프링;A spring installed between the circumferential surface of the hub and the blade connecting means to allow the blade to be elastically supported on the elliptical surface of the guide; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 구조.Vehicle cooling fan structure, characterized in that configured to include. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 블레이드연결수단은 The blade connecting means 상기 허브의 원주면 내측으로 반경방향으로 돌출된 다수의 고정핀과;A plurality of fixing pins protruding radially into the circumferential surface of the hub; 상기 블레이드와 일체로 결합되며 상기 고정핀에 삽입되는 다수의 구멍이 형성된 블레이드지지판;A blade support plate integrally coupled with the blade and having a plurality of holes formed in the fixing pins; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 구조.Vehicle cooling fan structure, characterized in that configured to include. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 블레이드와 상기 가이드 사이에는 상기 블레이드지지판으로부터 상기 가이드를 향해 돌출된 접촉돌기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 구조.The cooling fan structure for a vehicle, characterized in that further provided between the blade and the guide contact protrusion protruding from the blade support plate toward the guide. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 허브의 원주면 단부에는 상기 가이드와의 간격을 좁히도록 상기 가이드를 향하여 돌출된 단면 구조의 차음판이 더 구비된 것At the end of the circumferential surface of the hub is further provided with a sound insulating plate of a cross-sectional structure protruding toward the guide to narrow the gap with the guide 을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 구조.Vehicle cooling fan structure characterized in that. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 차음판과 허브의 원주면으로 가려진 공간 외측으로 노출된 상기 가이드의 일부에는 열을 발산하도록 방열핀이 더 설치된 것The heat dissipation fin is further installed to radiate heat to a part of the guide exposed to the outside of the space covered by the circumferential surface of the sound insulation plate and the hub. 을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 구조.Vehicle cooling fan structure characterized in that.
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