KR20160098707A - 차량용 쿨링모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘덴서, 라디에이터 및 팬 슈라우드로 이루어진 차량용 쿨링모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쿨링모듈을 캐리어에 고정하기 위해 쿨링모듈의 양측에 형성된 사이드 마운팅의 위치가 쿨링모듈의 무게 중심과 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하도록 하여 캐리어 상에 쿨링모듈의 안정적인 고정이 가능한 차량용 쿨링모듈에 관한 것이다.

Description

차량용 쿨링모듈{Cooling Module for Motor Vehicle}

본 발명은 콘덴서, 라디에이터 및 팬 슈라우드로 이루어진 차량용 쿨링모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쿨링모듈을 캐리어에 고정하기 위해 쿨링모듈의 양측에 형성된 사이드 마운팅의 위치가 쿨링모듈의 무게 중심과 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하도록 하여 캐리어 상에 쿨링모듈의 안정적인 고정이 가능한 차량용 쿨링모듈에 관한 것이다.

근래에 들어 자동차의 조립공정에 있어서, 공정을 단순화 및 자동화하며 생산성을 향상시킬 목적으로 다수의 부품들을 조립한 집합체를 조립라인에서 조립하는 즉, 모듈화하는 기술이 제안되고 있다.

그 중 대표적인 예로써 쿨링모듈과 헤드램프 및 범퍼빔을 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 엔드 모듈을 들 수 있다.

상기 프론트 엔드 모듈은 중앙에 배치된 캐리어를 중심으로 하여 상기 캐리어의 쿨링모듈 장착부에 라디에이터와 콘덴서 및 팬슈라우드를 포함한 쿨링모듈이 장착되고, 상기 캐리어의 헤드램프 장착부에는 헤드램프가 장착되며, 상기 캐리어의 전면에는 범퍼빔이 장착되어 모듈화된다.

일반적으로 쿨링모듈을 캐리어에 장착하기 위해서는 쿨링모듈의 상부와 하부에 결합부를 형성하고, 상기 결합부에 대응되는 마운팅 브래킷을 캐리어에 상부 및 하부에 형성하여 쿨링모듈을 캐리어에 장착하게 된다. 그러나 최근에는 NVH(Noise/ Vibration/ Harshness) 감소 측면에서 유리한 사이드 마운팅 브래킷을 적용한 캐리어의 개발이 진행되고 있다.

도 1에는 일반적인 사이드 마운팅 구조를 갖는 캐리어(20)와 쿨링모듈(10)의 결합사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 사이드 마운팅 구조를 갖는 캐리어(20)와 쿨링모듈(10)의 분해사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 쿨링모듈(10)은 라디에이터의 상부 좌우측에 각각 사이드 결합돌기(11)를 구비하여 캐리어(20)의 상부 좌우측에 형성된 사이드 마운팅(21)에 끼움 결합된다. 또한, 쿨링모듈(10)은 라디에이터의 하부 좌우측에 각각 하부 결합돌기(12)를 구비하여 캐리어(20)의 하부 좌우측에 형성된 하부 마운팅(22)에 끼움 결합된다.

상기 프론트 엔드 모듈에는 열에너지를 재사용하거나 용도에 맞게 온도를 낮추거나 높여 사용할 목적 등으로 각종 열교환기가 장착 적용되고 있다. 쿨링모듈(Cooling Module)은 상기 프론트 엔드 모듈에 구비되는 한 구성요소로 외부의 공기와 열교환하여 자동차의 구성요소를 냉각 시키거나 실내로 차가운 공기가 공급되도록 하는 열교환 장치이다.

쿨링모듈은 공랭식 라디에이터와 공랭식 콘덴서 및 상기 라디에이터와 콘덴서를 공기와 열교환시켜 냉각시키기 위한 팬 슈라우드를 포함하는 공랭식 열교환 시스템을 모듈화하여 구성된다.

일반적으로 쿨링모듈을 캐리어에 장착하기 위해서는 쿨링모듈의 상부와 하부에 결합용 마운팅을 형성하고, 상기 마운팅에 대응되는 마운팅 브래킷을 캐리어에 상부 및 하부에 형성하여 쿨링모듈을 캐리어에 장착하게 된다. 그러나 최근에는 NVH(Noise/ Vibration/ Harshness) 감소 측면에서 유리한 사이드 마운팅 브래킷을 적용한 캐리어의 개발이 진행되고 있다.

도 3에는 일반적인 사이드 마운팅 구조를 갖는 종래의 쿨링모듈(10)의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 종래의 쿨링모듈(10)의 측면개략도가 도시되어 있다. 도 4에서 도면의 좌측은 차량의 후방 측을 가리키며, 도면의 우측은 차량의 전방 측을 가리킨다.

도시된 바와 같이 쿨링모듈(10)은 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서(C)와, 콘덴서(C)의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(R)와, 라디에이터(R)의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 콘덴서(C)와 라디에이터(R)의 냉각효율을 향상시키도록 설치되는 팬 슈라우드(F)로 구성된다.

상기와 같은 구성의 쿨링모듈(10)은, 쿨링모듈(10)의 하단 양측에 하방으로 연장되는 하부 마운팅(12)과, 쿨링모듈(10)의 상측에 형성되되 쿨링모듈(10)의 양측에서 차량 폭 방향 외측으로 연장되는 사이드 마운팅(11)을 통해 캐리어에 고정된다.

도 4에 도시된 바와 같이 사이드 마운팅(11)과 하부 마운팅(12)은 쿨링모듈(10)의 차량 전후 방향 중심에 배치되며, 강성이 확보되는 라디에이터(R) 상에 구비되는 데, 쿨링모듈(10)의 무게 중심(CG)은 상대적으로 무거운 팬 슈라우드(F)의 무게 때문에 차량 후방 측으로 치우쳐 형성되며, 이에 따라 사이드 마운팅(11)의 위치와 무게 중심의 위치에 차량 전후 방향을 따라 차이가 발생하게 된다.

쿨링모듈(10)의 무게 중심(CG)과 사이드 마운팅(11)의 차량 전후방 측으로 위치 차이가 발생하는 경우 쿨링모듈(10)이 무게 중심을 향해 기울어지려는 힘이 발생하게 되며, 이 경우 사이드 마운팅(11)과 캐리어의 마운팅 브래킷 사이에 진동 방지를 위해 구비되는 방진 부재에 편마모가 발생될 수 있고, 방진 부재에 편마모 발생 시 쿨링모듈(10)의 진동 과다로 인해 NVH 성능이 저하될 수 있는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 사이드 마운팅의 위치가 쿨링모듈의 무게 중심과 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하도록 한 차량용 쿨링모듈을 제공함에 있다.

이를 위해 사이드 마운팅과 라디에이터 또는 사이드 마운팅과 팬 슈라우드를 연결하는 지지부재를 포함하여, 사이드 마운팅의 위치가 쿨링모듈의 무게 중심과 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하도록 한 차량용 쿨링모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 차량용 쿨링모듈은, 차량 폭 방향 양측에 사이드 마운팅(110, 210)이 형성되며, 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(F)로 이루어진 차량용 쿨링모듈(100, 200)에 있어서, 상기 사이드 마운팅(110, 210)은, 상기 쿨링모듈(100, 200)의 무게 중심(CG)과, 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

이를 위한 실시 예로, 상기 사이드 마운팅(110)은, 상기 쿨링모듈(100)의 무게 중심(CG)과, 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하는 결합돌기(112) 및 상기 라디에이터(R)와 상기 결합돌기(112)를 연결하도록 전방측이 상기 라디에이터(R)에 결합되며, 후방측이 상기 결합돌기(112)에 결합되는 지지부재(111); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 실시 예로, 상기 사이드 마운팅(210)은, 상기 쿨링모듈(200)의 무게 중심(CG)과, 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하는 결합돌기(212) 및 상기 팬 슈라우드(F)와 상기 결합돌기(212)를 연결하도록 후방측이 상기 팬 슈라우드(F)에 결합되며, 전방측이 상기 결합돌기(212)에 결합되는 지지부재(211); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 지지부재(111, 211)는, 상기 라디에이터(R) 또는 상기 팬 슈라우드(F) 상에 일체로 형성되거나, 별물의 브래킷으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 쿨링모듈은, 쿨링모듈이 무게 중심 방향으로 기울어지는 것을 방지하여 사이드 마운팅의 방진 부재의 편마모를 최소화함에 따라 쿨링모듈의 진동과 소음 방지 효율이 증가되고, 차량의 NVH 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 사이드 마운팅 캐리어와 쿨링모듈 결합사시도
도 2는 종래의 사이드 마운팅 캐리어와 쿨링모듈 분해사시도
도 3은 종래의 쿨링모듈 사시도
도 4는 종래의 쿨링모듈의 측면도
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 쿨링모듈 사시도
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 쿨링모듈 정면도
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 쿨링모듈 측면도
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 쿨링모듈 사시도
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 쿨링모듈 측면도

내연기관은 공급되는 연료를 압축하여 고온 · 고압의 상태에서 점화 · 연소시킨다. 이에 따라 내연기관은 항상 많은 열이 발생되는데 이를 방치하면 피스톤 또는 실린더 등 엔진을 구성하는 부재들이 과열되어 그 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 일반적으로 자동차의 엔진룸에는 엔진과 이 엔진을 냉각시키기 위한 냉각 장치와, 차량 실내의 온도를 적절하게 유지시키는 공기 조화 장치 등이 설치되어 있다. 상기 냉각 장치는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와 라디에이터로의 공기 흐름을 유발시켜 라디에이터 표면의 방열효율을 높이고 결과적으로 냉각수의 냉각 효율을 더욱 촉진시키기 위한 팬 슈라우드 유닛을 포함한다. 이러한 팬 슈라우드 유닛은 라디에이터 및 응축기의 공기유동 상류 또는 하류에 위치하여 공기를 강제적으로 통과시킴으로써 방열 성능을 향상시키는 역할을 하며 팬과 이를 구동하는 모터 및 상기 모터를 고정시키고 팬을 보호하는 슈라우드 등으로 구성되어 일반적으로 자동차 엔진 룸 내의 라디에이터 후면에 설치된다.

따라서 차량의 엔진룸 전방에는 차량 내부를 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉매를 냉각시키는 콘덴서와 상기 콘덴서의 후방에 위치하여 엔진을 냉각시키는 과정에서 발생된 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 상기 라디에이터의 후방에 위치하여 공기를 강제 송풍시켜 상기 콘덴서와 라디에이터의 냉각효율을 향상시키도록 팬 슈라우드가 설치되어 쿨링모듈을 구성한다. 이와 같이 구성되는 쿨링모듈은 상기 라디에이터를 기준으로 하여 전방으로 콘덴서가 위치하고 후방으로 팬 슈라우드가 위치하여 결합되고 상기 쿨링모듈은 프론트 엔드 모듈 캐리어에 결합되게 된다.

최근에는 쿨링모듈을 캐리어에 장착하기 위해 쿨링모듈의 차량 폭 방향 측면에 마운팅을 형성하여 캐리어에 고정되도록 함으로써, NVH(Noise/ Vibration/ Harshness) 감소 측면에서 유리하도록 구성된 캐리어와 쿨링모듈의 결합구조가 공지된 바 있다.

이때 쿨링모듈의 차량 폭 방향 측면에 형성되는 마운팅을 사이드 마운팅이라 하며, 사이드 마운팅은, 쿨링모듈 파츠 중 중앙에 배치되며 강도 및 강성 확보가 용이한 라디에이터의 헤더탱크부에 주로 형성된다. 그러나 쿨링모듈 중 모터를 포함하는 팬 슈라우드부의 무게가 가장 무겁기 때문에 쿨링모듈의 무게 중심은 차량 전방 측으로 치우쳐 형성되며, 쿨링모듈의 무게 중심과 사이드 마운팅의 위치에 차이가 발생하기 때문에 사이드 마운팅 부에서는 항상 쿨링모듈의 자중 방향과 무게 중심 방향으로 힘을 받게 된다. 쿨링모듈의 무게로 인해 하방으로 발생하는 힘은 필연적인 것이기 때문에 이를 개선할 방법은 없으나, 쿨링모듈의 무게 중심 방향으로 발생되는 힘은 쿨링모듈의 무게중심과, 사이드 마운팅의 위치를 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치시키게 되면, 상쇄되기 때문에 개선의 여지가 있다.

따라서 본 발명은 쿨링모듈의 무게중심과, 사이드 마운팅의 위치를 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하도록 하여 쿨링모듈의 무게중심 방향으로 기울어짐에 따른 사이드 마운팅의 방진부재 편마모를 방지하여 NVH 성능을 더욱 높이기 위한 차량용 쿨링모듈을 제공하고자 한다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 차량용 쿨링모듈에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

- 실시 예 1 (라디에이터 고정 형)

도 5에는 본 발명의 제1 실시 예의 쿨링모듈(100)의 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 제1 실시 예의 쿨링모듈(100)의 평면도가 도시되어 있다. 또한, 도 7에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 쿨링모듈(100)의 측면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 쿨링모듈(100)은 차량 후방에 배치되는 팬 슈라우드(F)와, 팬 슈라우드(F)의 전방에 배치되는 라디에이터(R)와, 라디에이터(R)의 전방에 배치되는 콘덴서(C)를 포함하여 이루어진다.

쿨링모듈(100)의 콘덴서(C), 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 결합구조는 통상적인 자동차용 쿨링모듈의 결합구조가 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

라디에이터(R)는 엔진을 경유하며 과열된 냉각수를 공랭식으로 냉각시키기 위한 구성으로, 라디에이터(R)는 차량 폭 방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 구비되되 차량 폭 방향 일측 및 타측에 형성되는 한 쌍의 헤더탱크와, 상기 한 쌍의 헤더탱크에 양 단이 고정되어 냉각수 유로를 형성하는 튜브를 포함하여 이루어진다.

라디에이터(R)의 차량 폭 방향 양측 상단부에는 차량용 캐리어와의 결합을 위한 사이드 마운팅(110)이 형성되며, 차량 하측에는 차량용 캐리어와의 결합을 위한 하부 마운팅(120)이 형성될 수 있다.

사이드 마운팅(110)은 캐리어에 형성된 마운팅 브래킷에 끼움 고정되는 결합돌기(112)를 포함하며, 결합돌기(112)가 쿨링모듈(100)의 무게중심(CG)과 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하도록 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다.

사이드 마운팅(110)은 지지부재(111)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 결합돌기(112)가 쿨링모듈(100)의 무게중심(CG)과 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하기 위해서는 라디에이터(R)의 헤더탱크에서 차량 후방 측으로 일정거리 이격되어 배치되어야 하며, 이에 따라 지지부재(111)를 통해 결합돌기(112)와 라디에이터(R)의 헤더탱크를 연결하게 된다.

따라서 지지부재(111)는 차량의 전후 길이방향을 따라 형성되며, 일측이 라디에이터(R)에 결합되며, 타측이 결합돌기(112)에 결합되도록 구성될 수 있다. 도면상에는 지지부재(111)가 라디에이터(R)와 결합돌기(112)를 연결하기 위한 별물의 브래킷으로 도시되어 있으나, 지지부재(111)는 라디에이터(R)에 일체로 형성되며, 헤더탱크에서 차량 후방 측으로 연장 형성되도록 구성될 수도 있다.

지지부재(111)는 별물로 형성될 경우 강도 보강을 위해 금속 재질 또는 강성이 있는 수지재로 이루어질 수 있고, 라디에이터(R)와 일체로 형성될 경우 금속 재질로 인서트 사출 성형되거나, 라디에이터(R)와 동일한 재질로 일체 성형될 수 있다.

- 실시 예 2 (팬 슈라우드 고정 형)

도 8에는 본 발명의 제2 실시 예의 쿨링모듈(200)의 사시도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 쿨링모듈(200)의 측면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 쿨링모듈(200)은 차량 후방에 배치되는 팬 슈라우드(F)와, 팬 슈라우드(F)의 전방에 배치되는 라디에이터(R)와, 라디에이터(R)의 전방에 배치되는 콘덴서(C)를 포함하여 이루어진다.

쿨링모듈(200)의 콘덴서(C), 라디에이터(R) 및 팬 슈라우드(F)의 결합구조는 통상적인 자동차용 쿨링모듈의 결합구조가 적용될 수 있는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

팬 슈라우드(F)는 송풍을 위한 팬과, 팬의 구동을 위한 모터와, 중앙에는 송풍구가 형성되며 다수의 스테이터에 의해 송풍구 내주면에서 구심방향으로 연장 형성되어 모터를 고정 지지하는 모터고정부를 갖는 슈라우드를 포함한다.

팬 슈라우드(F)의 차량 폭 방향 양측 상단부에는 차량용 캐리어와의 결합을 위한 사이드 마운팅(210)이 형성되며, 라디에이터(R)의 차량 하측에는 차량용 캐리어와의 결합을 위한 하부 마운팅(220)이 형성될 수 있다.

사이드 마운팅(210)은 캐리어에 형성된 마운팅 브래킷에 끼움 고정되는 결합돌기(212)를 포함하며, 결합돌기(212)가 쿨링모듈(200)의 무게중심(CG)과 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하도록 다음과 같은 특징적인 구성을 갖는다.

사이드 마운팅(210)은 지지부재(211)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 결합돌기(212)가 쿨링모듈(200)의 무게중심(CG)과 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하기 위해서는 결합돌기(212)가 팬 슈라우드(F)와 라디에이터(R)의 헤더탱크 사이에 배치되어야 하며, 이에 따라 지지부재(211)를 통해 결합돌기(212)와 팬 슈라우드(F)의 슈라우드 양측단을 연결하게 된다.

따라서 지지부재(211)는 차량의 전후 길이방향을 따라 형성되며, 일측이 결합돌기(212)에 결합되며, 타측이 결합돌기(212)에 결합되도록 구성될 수 있다. 도면상에는 지지부재(211)가 팬 슈라우드(F)와 일체로 형성되며, 결합돌기(212)를 연결하기 위해 팬 슈라우드(F)에서 차량 전방 측으로 연장 형성된 것으로 도시되어 있으나, 팬 슈라우드(F)와 지지부재(211)를 연결하기 위한, 별물의 브래킷으로도 구성될 수 있다.

지지부재(211)는 별물로 형성될 경우 강도 보강을 위해 금속 재질 또는 강성이 있는 수지재로 이루어질 수 있고, 팬 슈라우드(F)와 일체로 형성될 경우 금속 재질로 인서트 사출 성형되거나, 팬 슈라우드(F)와 동일한 재질로 일체 성형될 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.

F : 팬 슈라우드 R : 라디에이터
C : 콘덴서 CG : 쿨링모듈의 무게중심
100, 200 : 쿨링모듈
110, 210 : 사이드 마운팅
111, 211 : 결합돌기 112, 212 : 지지부재
120, 220 : 하단 마운팅

Claims (4)

1. 차량 폭 방향 양측에 사이드 마운팅(110, 210)이 형성되며, 콘덴서(C)와, 상기 콘덴서(C)의 후방에 위치하는 라디에이터(R) 및 상기 라디에이터(R)를 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(F)로 이루어진 차량용 쿨링모듈(100, 200)에 있어서,
   상기 사이드 마운팅(110, 210)은,
   상기 쿨링모듈(100, 200)의 무게 중심(CG)과, 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하는 것을 특징으로 하는, 차량용 쿨링모듈.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 사이드 마운팅(110)은,
   상기 쿨링모듈(100)의 무게 중심(CG)과, 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하는 결합돌기(112) 및
   상기 라디에이터(R)와 상기 결합돌기(112)를 연결하도록 전방측이 상기 라디에이터(R)에 결합되며, 후방측이 상기 결합돌기(112)에 결합되는 지지부재(111);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 쿨링모듈.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 사이드 마운팅(210)은,
   상기 쿨링모듈(200)의 무게 중심(CG)과, 지면에 수직한 방향으로 일직선상에 위치하는 결합돌기(212) 및
   상기 팬 슈라우드(F)와 상기 결합돌기(212)를 연결하도록 후방측이 상기 팬 슈라우드(F)에 결합되며, 전방측이 상기 결합돌기(212)에 결합되는 지지부재(211);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 쿨링모듈.
   
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 지지부재는,
   상기 라디에이터(R) 또는 상기 팬 슈라우드(F) 상에
   일체로 형성되거나, 별물의 브래킷으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 쿨링모듈.

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