KR20150100530A

KR20150100530A - 팬 조립체

Info

Publication number: KR20150100530A
Application number: KR1020150025143A
Authority: KR
Inventors: 다비데 파로디; 지오반니 델상트
Original assignee: 존슨 일렉트릭 에스.에이.
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2015-09-02
Also published as: JP2015158203A; CN104859426A; JP6570105B2; CN104859426B; US20150240823A1; DE102015102188A1; BR102015003843A2; US9790947B2

Abstract

팬 조립체(1)는 지지 구조(2)와 지지 구조에 고정된 모터(6)를 갖는다. 모터는 고정자(7), 외부 회전자(8) 및 제어기를 갖는다. 제어기의 구성요소는 고정자의 한 단부에서 판형 히트 싱크(11)와 열 교환 관계에 있다. 회전자에 고정된 팬(12)은, 블레이드(14)가 연장되어 나오는 빈 허브(13)를 갖는다. 공기가 허브의 전방 벽(13a)의 유입 개구를 통해 흐른다. 히트 싱크(11)는, 내부 측면(20b)과 축방향으로 오프셋된 외부 측면(20a)을 갖는 슬릿(20)을 갖는다. 히트 싱크의 일부분은, 슬릿(20)을 통해 유입 개구로부터 유래한 공기 흐름의 부분을 편향시켜 히트 싱크(11)의 표면 위로 통과하게 하는 윙(21)을 형성한다.

Description

팬 조립체{FAN ASSEMBLY}

본 발명은 팬 조립체에 관한 것이며, 상세하게는 차량의 열 교환기용 냉각 팬 모듈에 사용되는 팬 조립체에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은, 외부 프레임과 복수의 스포크(spoke) 등에 의해 상기 프레임에 연결된 내부 부재를 포함하는 고정된 지지 구조; 내부 부재에 고정된 고정자와 회전자를 포함하는 전기 모터, 상세하게는 브러시리스 DC 모터, 및 고정자의 한 단부에서 모터의 축에 대해 횡방향으로 연장하는 본질적으로 판형 히트 싱크와 열 교환 관계에 있는 구성요소를 갖는 제어기; 및 고정자의 다른 단부에서 모터의 회전자에 고정되며 복수의 블레이드가 연장되어 나오는 빈 허브를 갖는 팬을 포함하며; 허브는 팬에 의해 초래된 공기 흐름이 부딪치도록 되어 있는 전방 벽과, 모터를 에워싸서 그에 대해 환형 공간을 규정하는 측면 스커트(lateral skirt)를 가지며; 복수의 유입 개구가 허브의 전방 벽에 제공되어 공기가 환형 공간을 통해 그리고 모터와 히트 싱크 위로 흐르게 하는 타입의 팬 조립체에 관한 것이다.

이러한 타입의 팬 조립체는 미국 특허 출원 공보 제US2014/0064941(A1)호에 기재되어 있다.

본 발명의 한 목적은, 다이-캐스트 금속 대신에 간단히 스탬핑된 시트 금속으로 만들어지더라도, 효율적인 열 제거를 허용하도록 되어 있는, 개선된 히트 싱크를 갖는 앞서 언급한 타입의 팬 조립체를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 일 양상에서, 본 발명은 외부 프레임과 복수의 스포크에 의해 프레임에 연결된 내부 부재를 포함하는 고정된 지지 구조; 내부 부재에 고정된 고정자와 고정자에 대해 회전 가능한 회전자를 포함하는 전기 모터, 및 고정자의 한 단부에서 모터의 축에 대해 횡방향으로 연장하는 판형 히트 싱크와 열 교환 관계에 있는 구성요소를 갖는 제어기; 및 고정자의 다른 단부에서 회전자에 고정되며 복수의 블레이드가 연장되어 나오는 빈 허브를 갖는 팬을 포함하며; 허브는 팬에 의해 초래된 공기 흐름이 부딪치도록 되어 있는 전방 벽과, 모터를 에워싸서 그에 대해 환형 공간을 규정하는 측면 스커트를 가지며; 복수의 유입 개구가 전방 벽에 제공되어 전방 벽을 통해 공기가 환형 공간 내로 흐르며, 히트 싱크는 환형 공간을 향하는 주변 영역에 슬릿을 가지며, 슬릿은 방사 방향에 대해 각도를 형성하는 방향으로 연장하며, 모터로부터 멀리 내부 측면에 대해 오프셋된 외부 측면을 가지며, 슬릿의 외부 측면에 인접한 히트 싱크의 일부분이, 사용 시에 환형 공간으로부터 유래한 공기 흐름의 부분을 편향시켜서 이를 슬릿을 통해 전달하여 슬릿의 내부 측면에 인접한 히트 싱크의 표면 위로 통과시키도록 되어 있는 윙을 형성하는, 상세하게는 차량의 열 교환기 용인 팬 조립체를 제공한다.

바람직하게도, 히트 싱크는 절단되어 스탬핑된 시트 금속으로 만들어진다.

바람직하게도, 히트 싱크는, 사용 시에 슬릿으로부터 나온 공기의 흐름의 부분에 대한 적어도 한 경로를 편향기와 히트 싱크 사이에서 규정하도록, 히트 싱크의 외부 표면에 가깝고, 슬릿에 가까이 위치한 관련 편향기를 갖는다.

바람직하게도, 편향기는, 슬릿의 방향에 본질적으로 수직인 방향으로 배치된 복수의 평행 주름을 갖는 주름진 시트의 형태를 갖는다.

바람직하게도, 히트 싱크는 제어기의 대응하는 구성요소의 위치에서 적어도 하나의 외부 돌출 보스를 가지며, 편향기는 그에 따라 보스를 에워싸는 개구를 가져서, 사용 시에, 히트 싱크와 편향기 사이에서 채널링된(channelled) 공기 흐름이 보스 위를 통과하도록 보내진다.

바람직하게도, 내부 부재는 환형이다.

바람직하게도, 모터는 외부 회전자 모터이다.

바람직하게도, 모터는 브러시리스 모터이다.

바람직하게도, 모터는 D.C. 모터이다.

바람직하게도, 허브는, 허브의 내부 표면으로부터 연장되며, 사용 시에 환형 공간을 통해 공기의 흐름을 생성하도록 되어 있는 복수의 내부 환기 베인(ventilation vane)을 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예는 이제, 수반하는 도면의 도면들을 참조하여 단지 예를 들어서 기재할 것이다. 도면들에서, 하나 보다 많은 도면들에서 나타나는 동일한 구조, 요소 또는 부분은 일반적으로 이들이 나타나는 모든 도면들에서 동일한 참조 번호로 표시된다. 도면들에서 도시한 구성요소 및 특성의 치수는 일반적으로 편의상 그리고 명확한 표현을 위해 선택된 것이며, 반드시 실제 축적대로 되어 있지는 않다. 도면들은 이하와 같다.

도 1은 본 발명에 따른 팬 조립체의 후방 사시도이다.
도 2는 도 1의 라인(II-II)을 따라 취한 단면 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면 사시도와 유사한 다른 단면 사시도이다.
도 4는 도 2의 부분을 확대하여 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 팬 조립체의 히트 싱크의 사시도이다.
도 6은 도 5의 히트 싱크에 포함된 추가 편향기를 도시한 도면이다.

도면들, 상세하게는 도 1 및 도 2에서, 참조번호(1)는 본 발명에 따른 팬 조립체 전체를 나타내며, 이러한 조립체는 상세하게는 차량의 라디에이터와 같은 열 교환기를 냉각하기 위해 사용될 수 있다.

팬 조립체(1)는, 동작 시 고정되며 전체적으로 2로 표시되는 지지 구조를 포함한다. 알려진 방식으로, 지지 구조(2)는, 예를 들어 예시한 실시예에서, 링-형상이며 복수의 스포크(4)(도 1)에 의해 또한 링-형상인 내부 부재(5)에 연결되는 외부 프레임(3)을 포함한다.

도 2 내지 도 4에서 더욱 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 팬 조립체(1)는 전체적으로 6으로 표시되는 전기 모터, 상세하게는 브러시리스 타입의 D.C. 모터를 포함한다. 모터는, 지지 구조(2)의 내부 부재(5)에 알려진 방식으로 고정된 고정자(7)와, 고정자 주위에서 연장하는 회전자(8)를 포함한다. 따라서, 예시한 모터는 외부 회전자 모터이다.

모터(6)는 전자 제어 회로 또는 제어기(9)와 관련되어 있으며, 제어기 중, 도 2 및 도 4에서 일반적으로 10으로 표시된 구성요소들이 판형 히트 싱크(11)와 열 교환 관계에 있으며, 이러한 싱크(11)는, 고정자(7)의 후방 단부 근처에서 모터(6)의 축(A-A)에 대해 횡방향으로 연장한다. 히트 싱크(11)는 편리하게 금속 시트를 절단하여 스탬핑함으로써 만들어질 수 있다.

팬 조립체(1)는, 도 1에서 전체적으로 12로 표시한 임펠러 또는 팬을 또한 포함한다. 팬(12)은, 히트 싱크(11) 반대편의 고정자(7)의 단부에서 회전자(8)에 고정된다.

팬(12)은 복수의 블레이드(14)가 연장되어 나오는 빈 허브(13)를 포함하며, 블레이드의 방사상 최외곽 단부가 지지 구조(2)의 프레임 또는 외부 링(3) 근처로 연장하는 링(15)에 연결된다(도 1).

팬(12)의 허브(13)는, 팬(12)에 의해 초래된 공기 흐름이 부딪치고자 하는 전방 벽(13a)(상세하게는 도 3 참조)을 갖는다. 허브(13)는 또한, 모터(6)를 에워싸며 그에 대해 환형 공간(16)을 규정하는 본질적으로 원통형인 측면 스커트(13b)를 갖는다. 허브(13)에는 또한, 그 내부 표면으로부터 연장하는 복수의 내부 환기 베인(17)이 제공된다. 베인(17)은, 사용 시에, 환형 공간(16) 내에서 모터(6) 및 히트 싱크(11) 위로 통과하는 냉각기의 흐름을 생성하도록 되어 있다. 복수의 유입 개구(13c)가 허브(13)의 전방 벽(13a)에 제공되어 공기가 환형 공간(16) 내로 흐르게 한다(도 3).

도 1 내지 도 4를 참조하면, 환형 공간(16)을 향하는 주변 영역에서, 히트 싱크(11)는, 예를 들어 예시한 실시예에서, 코덜 방향(chordal direction)으로, 즉 축(A-A)을 통과하는 방사 방향에 본질적으로 수직으로 연장하는 슬릿(20)을 갖는다. 슬릿(20)은, 모터(6)로부터 먼 방향에서 내부 측면(20b)에 대해 오프셋된 외부 측면(20a)을 갖는다.

슬릿(20)의 외부 측면(20a)에 인접한 히트 싱크(11)의 일부분은, 사용 시에, 도 4에서 화살표(F1, F2 및 F3)로 표시된 바와 같이 환형 공간(16)으로부터 유래한 공기 흐름의 부분을 편향시켜서 이를 슬릿을 통해 전달하여 슬릿의 내부 측면(20b)에 인접한 히트 싱크(11)의 표면 위로 통과시키도록 되어 있는 윙(21)을 형성한다.

편의상, 그러나 반드시 그럴 필요는 없지만, 편향기(22)는, 도 5 및 도 6에 예시한 바와 같이, 히트 싱크(11)의 주 외부 표면 또는 면과 관련될 수 있다. 이러한 해법을 특정한 경우에 사용할 수 있다.

예시한 실시예에서, 편향기(22)는, 예컨대 도 5에 표시한 대로 리벳(23)에 의해 히트 싱크(11)에 고정된 복수의 평행 주름을 갖는 금속 시트로 만들어진다.

편의상, 편향기(22)는 히트 싱크(11)의 슬릿(20) 근처로 연장하며, 그 주름은 본질적으로 슬릿에 수직이다.

편향기(22)의 주름은, 도 5에서 화살표(F4)로 표시된 바와 같이, 사용 시에, 슬릿(20)을 통해 나오는 공기 흐름의 부분을 포획할 수 있는 복수의 소형 덕트를 형성한다.

히트 싱크(11)는, 제어기(9)의 전자 구성요소 중 일부의 위치에서 복수의 외부 돌출 보스(24)를 가질 수 있다. 대응하여, 개구(25)가 편향기(22)에 제공되며, 이들 개구의 프로파일은 실질적으로 보스(24)의 프로파일에 대응한다.

편향기(22)의 조립된 상태에서, 보스(24)는 편향기에서 관련된 개구(25)를 향해 적어도 부분적으로 돌출한다. 결국, 히트 싱크(11)의 외부 표면과 편향기(22)의 내부 표면 사이에서 채널링된 공기 흐름의 부분은 상세하게는 전술한 보스(24) 위로 통과하도록 보내진다.

일부 경우에, 히트 싱크(11), 및 이것과 관련될 수 있는 편향기(22)는, 사용 시에 모터(6)에 의해 그리고 관련된 제어기(9)에 의해 발생한 열을 제거하는 효율을 개선하는데 사용될 수 있다.

본 출원의 상세한 설명 및 청구범위에서, 동사, "포함한다", "갖는다" 및 그 파생어 각각은 포괄적인 의미로 사용되어 언급한 아이템이나 특성의 존재를 명시하지만, 추가 아이템이나 특성의 존재를 불가능하게 하지는 않는다.

별도의 실시예의 환경에서 명료성을 위해 기재된 본 발명의 특정한 특성은 또한 단일 실시예에서 조합되어 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 역으로, 간략화를 위해 단일 실시예의 환경에서 기재된 본 발명의 여러 특성은 또한 별도로 또는 임의의 적절한 하위-조합으로 제공될 수 있다.

전술한 실시예는 예를 들어서 제공되며, 첨부한 청구범위에 의해 한정된 바와 같이, 여러 다른 변경이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는다면 당업자에게 명백할 것이다.

예컨대, 회전자는 모터 샤프트를 통해 회전자에 부착된 팬을 가진 내부 회전자일 수 있다.

Claims

상세하게는 차량의 열 교환기용인 팬 조립체(1)로서,
외부 프레임(3)과 복수의 스포크(spoke)(4)에 의해 상기 프레임(3)에 연결된 내부 부재(5)를 포함하는 고정된 지지 구조(2);
상기 내부 부재(5)에 고정된 고정자(7)와 상기 고정자(7)에 대해 회전 가능한 회전자(8)를 포함하는 전기 모터(6), 및
상기 고정자(7)의 한 단부에서 상기 모터(6)의 축(A-A)에 대해 횡방향으로 연장하는 판형 히트 싱크(11)와 열 교환 관계에 있는 구성요소(10)를 갖는 제어기(9); 및
상기 고정자(7)의 다른 단부에서 상기 회전자(8)에 고정되며 복수의 블레이드(14)가 연장되어 나오는 빈 허브(13)를 갖는 팬(12)을 포함하며; 상기 허브(13)는 상기 팬(12)에 의해 초래된 공기 흐름이 부딪치도록 되어 있는 전방 벽(13a)과, 상기 모터(6)를 에워싸서 그에 대해 환형 공간(16)을 규정하는 측면 스커트(13b)를 가지며; 복수의 유입 개구(13c)가 상기 전방 벽(13a)에 제공되어 상기 전방 벽을 통해 공기가 상기 환형 공간(16) 내로 흐르며,
상기 히트 싱크(11)가 상기 환형 공간(16)을 향하는 주변 영역에 슬릿(20)을 가지며, 상기 슬릿(20)은 방사 방향에 대해 각도를 형성하는 방향으로 연장하며, 상기 모터(6)로부터 멀리 내부 측면(20b)에 대해 오프셋된 외부 측면(20a)을 가지며, 상기 슬릿(20)의 상기 외부 측면(20a)에 인접한 상기 히트 싱크(11)의 일부분이, 사용 시에, 상기 환형 공간(16)으로부터 유래한 공기 흐름의 부분을 편향시켜서 이를 상기 슬릿(20)을 통해 전달하여 상기 슬릿(20)의 상기 내부 측면(20b)에 인접한 상기 히트 싱크(11)의 표면 위로 통과시키도록 되어 있는 윙(21)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 팬 조립체.
청구항 1에 있어서, 상기 히트 싱크(11)는, 사용 시에 상기 슬릿(20)으로부터 나온 공기의 흐름의 부분에 대한 적어도 한 경로를 상기 편향기(22)와 상기 히트 싱크(11) 사이에서 규정하도록 상기 히트 싱크(11)의 외부 표면에 가깝고, 상기 슬릿(20)에 가까이 위치한 관련 편향기(22)를 갖는, 팬 조립체.
청구항 2에 있어서, 상기 편향기(22)는, 상기 슬릿(20)의 방향에 본질적으로 수직인 방향으로 배치된 복수의 평행 주름을 갖는 주름진 시트의 형태를 갖는, 팬 조립체.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 히트 싱크(11)는, 상기 제어기(9)의 대응하는 구성요소(10)의 위치에서 적어도 하나의 외부 돌출 보스(24)를 가지며, 상기 편향기(22)는 그에 따라 상기 보스(24)를 에워싸는 개구(25)를 가져서, 사용 시에, 상기 히트 싱크(11)와 상기 편향기(22) 사이에서 채널링된(channelled) 공기 흐름이 상기 보스(24) 위를 통과하도록 보내지는, 팬 조립체.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히트 싱크(11)는 절단되어 스탬핑된(stamped) 시트 금속으로 만들어지는, 팬 조립체.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 부재(5)는 환형인, 팬 조립체.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(6)는 외부 회전자 모터인, 팬 조립체.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(6)는 브러시리스 모터인, 팬 조립체.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(6)는 D.C. 모터인, 팬 조립체.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허브(13)는, 상기 허브의 내부 표면으로부터 연장되며 사용 시에 상기 환형 공간(16)을 통해 공기의 흐름을 생성하도록 되어 있는 복수의 내부 환기 베인(ventilation vane)(17)을 포함하는, 팬 조립체.