KR20110034912A - 자동차용 에어플랩 개폐장치 - Google Patents

Abstract

엔진의 냉각수 온도를 측정하기 위해 엔진 일측에 구비된 냉각수온센서(110); 상기 냉각수온센서(110)로부터 입력받은 측정값을 내부에 저장된 기준값과 비교하여 제어신호를 송출하는 제어부(120); 상기 제어부(120)의 제어신호에 따라 정회전 또는 역회전되는 액츄에이터(130); 상기 액츄에이터(130)와 연결되어 회전되는 권취롤러(140); 라디에이터그릴로부터 쿨링모듈 쪽으로 통하는 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 관통부(11)에 설치되는 것으로, 상기 관통부(11)에 대응되는 크기를 가지며 상하방향으로 절첩 가능하게 마련된 플랩유닛(200); 상기 권취롤러(140)에 감기거나 풀리며, 끝단이 상기 플랩유닛(200)의 최하단에 고정되어 상기 권취롤러(140)의 일방향 회전에 의해 상기 플랩유닛(200)을 상방향으로 이동시키면서 접히도록 하는 와이어(150);를 포함하는 자동차용 에어플랩 개폐장치가 소개된다.

자동차, 에어플랩, 쿨링모듈, 라디에이터그릴, 캐리어,

Description

자동차용 에어플랩 개폐장치{AUTOMOBILE AIR FLAP OPENING AND CLOSING APPARATUS}

본 발명은 엔진 워밍업 후 냉각수 온도가 과열범위에 있는 경우에만 쿨링모듈로 외부 공기가 유입되도록 하고 그 외의 경우에는 쿨링모듈로의 공기 유입을 차단하는 커튼 구조로 움직이는 자동차용 에어플랩 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수냉식 냉각장치는 실린더와 연소실을 둘러싸는 워터재킷, 물을 실린더 내로 압송 순환시키는 워터펌프, 온도가 높은 냉각수의 열을 외기에 전달하여 냉각하는 라디에이터, 라디에이터의 통풍을 돕는 팬, 시동직후에 냉각수를 빨리 적정 온도로 올리기 위한 서모스탯 등으로 구성되어 있다.

상술한 수냉식 냉각장치는 실린더 블록, 실린더 헤드에 냉각수의 통로를 만들어 여기에 물을 통과시켜 엔진 각부를 냉각하고, 실린더 블록을 냉각한 냉각수는 크랭크축 풀리로 구동되는 워터펌프에 의해 강제적으로 라이에이터 호스에서 라디에이터로 보내지고, 상기 라디에이터로 보내진 냉각수는 라디에이터에서 방열하고, 다시 엔진으로 돌아와서 엔진을 냉각한다.

상기 라디에이터는 큰 방열 면적을 가지며 다량의 물을 담을 수 있는 일종의 탱크로서, 라디에이터는 물이 통과할 수 있는 파이프와 공기가 접촉할 수 있는 핀 부분으로 구성되어 가능한 한 많은 열을 대기 중으로 발산하기 위하여 큰 방열 면적을 갖도록 형성하고 있는바, 상기한 라디에이터를 차량의 외부와 분리시키고 차량의 외관을 개선하기 위하여 차량의 프런트범퍼의 소정 부위에는 라디에이터그릴이 장착된다.

상기 라디에이터그릴은 차량의 전면부로부터 유입되는 바람을 일정하게 제한함과 더불어 차량의 외부에서 공기와 함께 들어오는 이물질로부터 라디에이터를 물리적으로 보호하는 기능을 담당한다.

그러나, 상술한 바와 같은 라디에이터그릴은 항상 개방되어 있는 구조물이기 때문에 엔진이 워밍업되기 전이라도 외부의 바람이 유입되어 쿨링모듈을 냉각시키기 때문에 엔진 워밍업 속도가 지연되는 문제점이 있다.

또한, 주행 중에 주행풍이 항상 개방되어 있는 라디에이터그릴을 통해 엔진룸으로 유입되기 때문에 공력성능이 저하되는 원인으로 지적된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 엔진 워밍업 전에는 쿨링모듈로 차량 외부의 공기가 유입되는 것을 방지하여 엔진 워밍업 시간이 단축되도록 하는데 있다.

또한, 쿨링모듈의 냉각이 불필요한 상황에서 외부 공기의 유입을 미리 차단하여 주행중 차량의 공력성능을 향상시키는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

엔진의 냉각수 온도를 측정하기 위해 엔진 일측에 구비된 냉각수온센서;

상기 냉각수온센서로부터 입력받은 측정값을 내부에 저장된 기준값과 비교하여 제어신호를 송출하는 제어부;

상기 제어부의 제어신호에 따라 정회전 또는 역회전되는 액츄에이터;

상기 액츄에이터와 연결되어 회전되는 권취롤러;

라디에이터그릴로부터 쿨링모듈 쪽으로 통하는 프론트엔드모듈 캐리어의 관통부에 설치되는 것으로, 상기 관통부에 대응되는 크기를 가지며 상하방향으로 절첩 가능하게 마련된 플랩유닛;

상기 권취롤러에 감기거나 풀리며, 끝단이 상기 플랩유닛의 최하단에 고정되어 상기 권취롤러의 일방향 회전에 의해 상기 플랩유닛을 상방향으로 이동시키면서 접히도록 하는 와이어;를 포함하는 자동차용 에어플랩 개폐장치를 제공한다.

여기서 상기 플랩유닛은,

상기 관통부의 폭에 대응되는 길이를 갖는 다수개의 플랩도어;

상기 플랩도어가 상하방향으로 절첩되도록 상기 플랩도어를 상호 힌지 연결하는 다수개의 연결바;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 플랩도어에는 상기 연결바가 끼워지기 위한 힌지플랜지가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 연결바의 끝단에 대응되는 상기 프론트엔드모듈 캐리어에는 상기 연결바의 상하운동을 안내하기 위한 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 프론트엔드모듈 캐리어의 상부에는 상기 와이어가 관통되어 상기 최하단의 연결바에 고정되도록 하는 턴부가 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 권취롤러는, 상기 액츄에이터와 연결되는 롤러축; 상기 롤러축의 끝단에 형성되어 상기 와이어가 감기는 롤러부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 엔진 워밍업 전에는 쿨링모듈로 외부 공기가 유입되지 못하도록 플랩도어가 상부와 하부에서 각각 공기를 차단함으로써 엔진 워밍업시간이 단축되고 이에 따라 엔진성능을 앞당길 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면 쿨링모듈의 냉각이 불필요한 상황에서는 외부의 공기가 쿨링모듈 쪽으로 유입되지 않기 때문에 유입공기에 의해 차량의 공력성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 하나의 액츄에이터로 플랩유닛이 커튼 형태로 움직이면서 쿨링모듈로 유입되는 공기의 흐름을 단속하므로 구성 및 구조가 간단한 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치가 설치된 프론트엔드모듈 캐리어를 나타낸 정면도이고, 도2는 본 발명에 따른 제어로직을 나타낸 블록도이며, 도3은 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치를 나타낸 배면도이고, 도4는 본 발명의 세부 구조를 나타낸 사시도이며, 도5 및 도6은 본 발명에 따른 작동 상태를 나타낸 참고도이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치는 프론트엔드모듈 캐리어(이하, "캐리어(10)"라 한다)의 관통부(11)에 설치되어 상기 관통부(11)를 개폐한다.

참고로 상기 캐리어(10)는 차량 전방에 배치된 라디에이터그릴과 쿨링모듈 사이에 위치되며 라디에이터그릴 쪽의 공기가 쿨링모듈 쪽으로 지나갈 수 있도록 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)에는 관통부(11)가 형성된다.

따라서, 상기 라디에이터그릴을 통해 유입된 차량 외부의 공기는 상기 관통부(11)에 설치된 본 발명의 에어플랩 개폐장치를 지나 쿨링모듈로 유입되는데, 이때 쿨링모듈을 냉각하여 냉각수 온도를 하강시킨다.

이와 같이 캐리어(10)의 관통부(11)에 설치되는 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치는 크게 냉각수온센서(110), 제어부(120), 액츄에이터(130), 권취롤러(140), 플랩유닛(200) 및 와이어(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 냉각수온센서(110)는 차량의 냉각수 온도를 측정하기 위해 엔진 일측(통상적으로 냉각수가 흐르는 냉각순환계통)에 구비되는데, 엔진의 냉각수온도는 엔진정보를 파악하는 중요한 인자이기 때문에 일반적으로 전자제어엔진에는 냉각수온센서(110)가 구비되어 있는바, 상기 냉각수온센서(110)를 별도로 설치하지 않고 통상적으로 엔진에 설치되어 있는 냉각수온센서(110)를 그대로 사용할 수 있다.

또한 상기 제어부(120)는 상기 냉각수온센서(110)와 전기적으로 연결되어 그 냉각수온센서(110)로부터 입력받은 측정값을 내부에 저장된 기준값과 비교한 후 제어신호를 송출하는 구성이다.

그리고 상기 액츄에이터(130)는 상기 제어부(120)의 제어신호에 의해 작동되는 구성으로, 상기 제어신호에 따라 상기 액츄에이터(130)가 정회전 또는 역회전된다.

즉 상기 액츄에이터(130)는 상기 제어부(120)의 제어신호에 따라 어느 한 방향으로 각각 회전되는데, 이때 상기 액츄에이터(130)는 정회전 또는 역회전이 모두 가능한 양방향 모터로 이러한 액츄에이터(130)는 일반적으로 널리 알려져 있으므로 여기에서의 자세한 설명은 생략한다.

상기 권취롤러(140)는 도3에 나타낸 바와 같이 상기 액츄에이터(130)와 연결되어 그 액츄에이터(130)와 동일한 방향으로 회전되는 구성으로, 상기 액츄에이터(130)가 정회전하게 되면 상기 권취롤러(140)도 정회전되고 상기 액츄에이터(130)가 역회전하게 되면 상기 권취롤러(140)도 역회전하게 된다.

상기 권취롤러(140)는 상기 액츄에이터(130)와 연결되는 롤러축(141)과, 상기 롤러축(141)의 끝단에 형성되어 후술할 와이어(150)가 감기는 롤러부(142)로 이루어지는데, 와이어(150)가 상기 롤러부(142)에 감기거나 풀리게 됨에 따라 후술할 플랩유닛(200)이 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 관통부(11)를 개폐하여 쿨링모듈 쪽으로 유입되는 공기의 흐름을 단속하게 된다.

한편, 도3 및 도4에 나타낸 바와 같이 상기 플랩유닛(200)은 라디에이터그릴로부터 라디에이터나 에어컨콘덴서와 같은 쿨링모듈 쪽으로 통하는 상기 캐리어(10)의 관통부(11)에 설치되는 것으로, 상기 관통부(11)에 대응되는 크기를 가지며 상하방향으로 절첩 가능하게 마련되어 마치 커튼 형태로 접히고 펴지는 구성이다.

상기 플랩유닛(200)은 도3에서와 같이 상기 관통부(11)의 폭에 대응되는 길이를 갖는 다수개의 플랩도어(210)와, 상기 플랩도어(210)가 상하방향으로 절첩되 도록 상기 플랩도어(210)들을 상호 힌지 연결하는 다수개의 연결바(220)를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 플랩도어(210)의 상하 양단부에는 연결바(220)가 배치되어 이웃하는 플랩도어(210)와 힌지 회동 가능하게 연결되어 상기 플랩도어(210)가 상하방향으로 절첩되면서 이동되도록 하는데, 이때 상기 최상단에 있는 연결바(220)는 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 양 측벽에 끼워져 상기 플랩유닛(200) 전체를 지지하게 된다.

이와 같이 상기 플랩도어(210)는 이웃하는 다른 플랩도어(210)와 측면이 서로 힌지 연결되는바, 상기 플랩도어(210)에는 상기 연결바(220)가 끼워지기 위한 힌지플랜지(211)가 형성되며, 상기 힌지플랜지(211)는 이웃하는 다른 플랩도어(210)의 힌지플랜지(211)와 겹치지 않도록 그 형성위치가 고려되어야 한다.

따라서, 상기 플랩도어(210)들의 힌지플랜지(211)가 일직선상에 위치하게 되면 상기 연결바(220)가 상기 힌지플랜지(211)들을 관통하여 끼워지게 되어 플랩도어(210)들끼리 접히고 펴질 수 있도록 연결한다.

한편, 상기 와이어(150)는 상기 권취롤러(140)에 감기거나 풀리는 구성으로, 상기 와이어(150)의 끝단은 상기 플랩유닛(200)의 최하단에 고정되어 상기 권취롤러(140)의 일방향 회전에 의해 상기 플랩유닛(200)을 상방향으로 이동시키면서 플랩유닛(200)이 접히도록 하여 상기 플론트엔드모듈 캐리어(10)의 관통부(11)가 개방되도록 한다.

상기 와이어(150)는 도3에 도시된 바와 같이 상기 플랩유닛(200)의 최하단에 배치된 연결바(220)에 감겨 고정되는바, 상기 와이어(150)가 위로 당겨지게 되면 상기 최하단 연결바(220)가 상방향으로 이동되면서 상기 플랩도어(210)들을 차례대로 하나씩 접어서 플랩도어(210)들이 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 관통부(11) 상부에 모이게 되어 상기 관통부(11)를 개방하게 된다.

한편, 상기 최하단 연결바(220)를 당기고 있던 와이어(150)를 놓게 되면 상기 플랩유닛(200)의 자중에 의해 상기 플랩도어(210)들이 펴지면서 상기 관통부(11)를 다시 폐쇄하게 된다.

여기서, 상기 플랩도어(210) 및 연결바(220)가 전후방향으로 흔들리지 않으면서 상하로 원활하게 이동될 수 있도록 상기 연결바(220)의 끝단에 대응되는 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 측벽에는 상기 연결바(220)의 상하운동을 안내하기 위한 가이드홈(230)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 가이드홈(230)은 도4에 자세하게 나타나 있는 것처럼, 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 측벽에 상하방향으로 형성되는데, 상기 가이드홈(230)에는 상기 플랩도어(210)가 접히고 펴질 수 있도록 상기 모든 연결바(220)가 끼워지는 것이 아니라 교번하여(하나씩 건너 뛰어) 끼워진다.

상기 가이드홈(230)에 끼워지지 않는 연결바(220)는 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 측벽과 간섭되지 않게 그 길이가 짧게 형성되며 상기 플랩도어(210)가 완전히 펴질 때에는 상기 가이드홈(230)에 끼워진 연결바(220)와 일직선상에 놓이게 되지만, 상기 플랩도어(210)가 접힐 때에는 상기 가이드홈(230)에 끼워진 연결 바(220)로부터 멀어지게 된다.

여기서, 상기 와이어(150)는 상기 연결바(220) 중 최하단에 배치된 연결바(220)에 감겨 고정되는데, 상기 와이어(150)가 상기 최하단 연결바(220)를 상부로 당겨야 하므로, 도3에 도시된 바와 같이 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 상부에는 와이어(150)가 관통되어 상기 최하단 연결바(220)에 고정되도록 하는 턴(turn)플랜지(240)가 형성된다.

이하, 본 발명의 작용을 도5 및 도6을 참조하여 설명한다.

도6은 상기 액츄에이터(130)가 어느 일방향으로 회전되어 상기 권취롤러(140)가 와이어(150)를 풀게 됨으로써 상기 와이어(150)의 끝단에 고정된 최하단 연결바(220)가 자중에 의해 하방향으로 이동되고, 이 과정중에 서로 절첩되도록 힌지 연결된 플랩도어(210)가 모두 펴져서 상기 관통부(11)를 폐쇄하게 된다.

이때, 상기 플랩도어(210)는 모두 펴지게 되면 상기 연결바(220)가 일직선상에 놓일 수도 있으나, 도5에 도시된 바와 같이 지그재그 형태로 배치될 수도 있는 바, 이는 실시자의 필요에 따라 적절하게 선택하면 된다.

한편, 도5의 상태에서 상기 액츄에이터(130)가 다른 방향으로 회전되면 상기 권취롤러(140)가 상기 와이어(150)를 감으면서 상기 최하단 연결바(220)가 상부로 이동하게 되고 이 과정에서 상기 플랩도어(210)가 차례대로 하나씩 접히면서 상방향으로 이동되는바, 이에 따라 상기 관통부(11)가 개방되어 라디에이터그릴을 통과하는 공기는 상기 관통부(11)를 통과하여 후방에 있는 쿨링모듈로 유입된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

도1은 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치가 설치된 프론트엔드모듈 캐리어를 나타낸 정면도,

도2는 본 발명에 따른 제어로직을 나타낸 블록도,

도3은 본 발명에 따른 자동차용 에어플랩 개폐장치를 나타낸 배면도,

도4는 본 발명의 세부 구조를 나타낸 사시도,

도5 및 도6은 본 발명에 따른 작동 상태를 나타낸 참고도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프론트엔드모듈 캐리어 11 : 관통부

110 : 냉각수온센서 120 : 제어부

130 : 액츄에이터 140 : 권취롤러

141 : 롤러축 142 : 롤러부

150 : 와이어 200 : 플랩유닛

210 : 플랩도어 220 : 연결바

230 : 가이드홈 240 : 턴(turn)플랜지

Claims (6)

1. 엔진의 냉각수 온도를 측정하기 위해 엔진 일측에 구비된 냉각수온센서(110);

   상기 냉각수온센서(110)로부터 입력받은 측정값을 내부에 저장된 기준값과 비교하여 제어신호를 송출하는 제어부(120);

   상기 제어부(120)의 제어신호에 따라 정회전 또는 역회전되는 액츄에이터(130);

   상기 액츄에이터(130)와 연결되어 회전되는 권취롤러(140);

   라디에이터그릴로부터 쿨링모듈 쪽으로 통하는 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 관통부(11)에 설치되는 것으로, 상기 관통부(11)에 대응되는 크기를 가지며 상하방향으로 절첩 가능하게 마련된 플랩유닛(200);

   상기 권취롤러(140)에 감기거나 풀리며, 끝단이 상기 플랩유닛(200)의 최하단에 고정되어 상기 권취롤러(140)의 일방향 회전에 의해 상기 플랩유닛(200)을 상방향으로 이동시키면서 접히도록 하는 와이어(150);를 포함하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 플랩유닛(200)은,

   상기 관통부의 폭에 대응되는 길이를 갖는 다수개의 플랩도어(210);

   상기 플랩도어(210)가 상하방향으로 절첩되도록 상기 플랩도어(210)를 상호 힌지 연결하는 다수개의 연결바(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 플랩도어(210)에는 상기 연결바(220)가 끼워지기 위한 힌지플랜지(211)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 연결바(220)의 끝단에 대응되는 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)에는 상기 연결바(220)의 상하운동을 안내하기 위한 가이드홈(230)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 프론트엔드모듈 캐리어(10)의 상부에는 상기 와이어(150)가 관통되어 상기 최하단의 연결바(220)에 고정되도록 하는 턴(turn)플랜지(240)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 권취롤러(140)는,

   상기 액츄에이터(130)와 연결되는 롤러축(141);

   상기 롤러축(141)의 끝단에 형성되어 상기 와이어(150)가 감기는 롤러부(142);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어플랩 개폐장치.

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