KR940001372Y1 - 온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치

제1도는 본 고안의 양호한 실시예에 의한 온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치의 1부 절결 종단면도.

제2도는 온도변화에 대응해서 밸브부재가 변형되어 유면이 변화하는 상태 A, B, C를 나타내는 한쪽면 단면도.

제3도는 간막이판에서의 유출 조정공의 배치를 나타내는 부분 정면도.

제4도는 온도와 팬 전전수와의 관계를 나타내는 특성곡선의 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 구동축 2 : 구동 디스크

3 : 축수 4 : 커버

5 : 보디 6 : 밀봉 케이스

7 : 간막이판 8 : 유류실

9 : 토오크 전달실 10 : 감온체

11 : 피스톤 간 12 : 밸브부재

13 : 유출 조정공 20 : 팬

30 : 유출 조정공 32 : 밸브부재

본 고안은 주로 차량용 내연기관에 적용되는 냉각팬의 작동을 주위의 온도조건에 따라서 자동 제어하는 기능을 갖춘 온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치의 개량에 관한 것이다.

이 종류의 온도 감응형 유체식 커플링 장치는 예컨대 실개소 61-49138호 공보에 기재되어 있으며, 그 전형적인 구조에선 선단에 구동 디스크(차륜)를 고착한 회전 구동축상에 축수를 거쳐서 밀봉 케이스가 상대 가능하게 지지되며, 밀봉 케이스 내부가 간막이판으로 유류실과 토오크 전달실로 구획되어 있다. 외주에 냉각 팬을 장치한 밀봉 케이스는 커버와 축수를 보지하는 보디로 조립되어 있다. 그리고 밀봉 케이스의 커브측 외부에 배치된 바이메탈로 되는 감응체가 온도변화를 받아서 만곡 변형되고 이것에 연동해서 피스톤간에 당접하는 밸브부재가 간막이판에 설치된 유출 조정공을 밀폐하며 유류실에서 토오크 전달실로 기름이 유입함으로서 토오크를 전달할 수 있도록 되어 있다.

감응체가 검지하는 온도는 일반적으로 라디에이터 통과후의 공기의 온도이며 예컨대 65℃이하의 저온에서 바이메탈이 거의 평탄으로 되어 있어서 밸브부재가 유출 조정공을 폐쇄하며, 기름은 댐에 의해 토오크 전달실에서 유류실로 퍼내어지는 일이 있기 때문에 커플링은 OFF의 상태로 되며 65℃이상의 고온에서 바이메탈이 만곡되어 밸브부재가 떨어져서 유출 조정공을 개방하며, 기름이 유류실에서 토오크 전달실로 유입되어 커플링이 ON이 되도록 구성되어 있다.

첨부도면 제4도의 특성 곡선에 도시하듯이 예컨데, 엔진측에서의 입력 회전수가 2000rpm일 경우, 65℃이하에서 커플링이 OFF일 때는 잔류유에 의한 매우 작은 전달 토오크와 축수 부분의 마찰에 의한 연회동의 속도로서 팬의 회전수는 대체로 900rpm정도인데, 65℃이상이 되면 커플링이 ON이 되어 전달 토오크가 증대되어 팬의 회전수는 1800rpm 정도까지 증대한다.

팬의 흡수 마력은 회전수의 3승에 비례해서 증가되며 연료를 소비하므로 커플링이 OFF시의 팬 회전수는 연료 소비율의 저감과 소음 저감이라는 관점에서 되도록 낮은 것이 소망되지만 이하와 같은 이유로 종래는 이것을 900~1100rpm으로 세트하여야만 되었다.

즉, 최근과 같이 자동차에 에어컨(냉방장치)이 장착되어 있는 경우, 엔진시동 직후에 에어컨의 스위치를 ON으로 하면 콘덴서(응축기)의 온도는 급상승한다.

이때, 팬 회전수가 예컨대 500rpm이하이면 수량이 적기때문에 콘덴서내의 냉매의 온도와 압력이 이상으로 상승되며, 용해전이 녹거나 안전 밸브가 날라가거나 해서 수리를 필요로 하게 된다. 그래서, 커플링 OFF시의 팬 회전수를 그다지 내릴 수는 없으며, 900~1100rpm에 세트하지 않을 수 없었다. 이 때문에, 엔진시동 직후의 저온시에 있어서의 팬 소음을 작게 하기는 어려우며 또 에어컨을 작동시키는 일이 없는 동기의 난기운전(워밍업)시에도 팬이 불필요하게 고속으로 회전되어서 난기 운전시간을 연장시켜 연료를 소비하는 문제점이 있었다.

유체 커플링 장치에 있어서 팬 회전수를 단계적으로 제어하는 것은 특공소 55-616호, 실개소 58-6995호, 실개소 58-16437호, 실개소 60-99332호 등으로 제안되어 있으나 어느 것이나 다 제어가능한 온도범위가 한정되며 저온시에서의 작동에 이용되지 않는 결점이 있었다.

본 고안의 목적은 유체 커플링 OFF시의 팬 회전수를 되도록 저하시키고 팬 소음을 저감시키는 것이 가능한 온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치를 제공하는데 있다.

본 고안은 다른 목적은 동기의 난기 운전시간을 단축함과 동시에 난기운전 완료전에 발진했을때의 가속성능을 높이는데 있다.

본 고안은 또한 다른 목적은 팬 회전수를 저하시킴으로서 연료 소비율을 개선하는데 있다.

본 고안의 전술한 목적은 일반적인 온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치에 있어서 간막이판의 유출 조정공보다 구동축에 가까운 위치에 제2의 유출 조정공이 설치되며, 또한 이 간막이판에 기단부가 고정되며 또한 자유단의 제2의 유출 조정공의 주연부에 인접하는 제2의 판형 밸브부재가 배치되며, 제2의 판형 밸브부재가 바이메탈 또는 2방향성 형상기억 합금 등의 온도 변형 재료로 만들어지며, 표준온도에 가까운 소정의 온도로 변형되어 제2의 유출 조정공을 개폐하도록 설정되어 있는 온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치에 의해서 달성된다.

이같은 구성에 기준하여 본 고안에 의하면 제2의 판형 밸브부재가 표준온도(20℃)에 가까운 소정의 온도, 예컨대 15℃에서 변형되어서 제2의 유출 조정공을 개폐하며, 유류실에서 토오크 전달실로의 기름의 흐름을 제어한다. 제2의 유출 조정공은 제1의 유출 조정공보다 구동축에 가까운 위치에 설정되어 있으므로 유체 커플링이 OFF일 때의 팬 회전수를 2단계로 제어하는 것이 가능해진다. 소정의 온도는 즉 동기등 에어컨의 스위치를 ON으로 할 가능성이 있고, 또, 에어컨의 스위치를 넣었다고 해도 콘덴서 온도가 극단으로 상승하지 않은 것같은 외기온도이며, 10~20℃정도로 설정하는 것이 양호하다.

이같이 해서, 종래 비교적 높은 회전수로 세트되어 있던 커플링 OFF시의 회전수를 예컨대 500rpm이하로 세트하는 것이 가능해지며, 유휴시의 소음의 저감, 난기 운전시간의 단축, 연료 소비율의 저감등 이점이 얻어진다.

본 고안의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면의 실시예를 참조한 이하의 기재로 분명해질 것이다.

제1도는 본 고안의 양호한 실시예에 의한 온도 감응형인 유체식 팬 커플링 장치의 종단면 도면이며, 선단에 구동 디스크(2)를 고착한 회전 구동축(1)상에 축수(3)를 거쳐서 밀봉 케이스(6)이 상대 회전가능으로 지지되며, 밀봉 케이스 내부가 간막이판(7)에 의해서 유류실(8)과 토오크 전달실(9)로 구획되어 있다.

밀봉 케이스(6)는 냉각 팬(20)이 볼트 죄임되며 또한 축수(3)를 보지하고 있는 보디(5)와 이와 대향하는 커버(4)로 조립되어 있다. 그리고 밀봉케이스의 커버(4)측 외부에 배치된 바이메탈로 된는 감온체(10)가 온도변화를 받아서 만곡 변형되고, 이것에 연동되어서 피스톤간(11)에 당접하는 밸브부재(12)가 간막이판(7)에 설치된 유출 조정공(13)를 개폐하며, 유류실(8)에서 토오크 전달실(9)로 기름이 흘러 들어감으로서 토오크를 전달토록 되어 있다.

구동 디스크(2)의 외주벽에 접하는 위치에는 토오크 전달실(9)내의 기름을 퍼내는 작용을 하는 댐(24)이 형성되며 댐(24)으로 퍼내어진 기름은 순환유출로(26)을 지나서 유류실(8)내로 되돌아오도록 되어있다.

본 고안에 따라서 간막이판(7)에는 유출 조정공(13)보다 구동축(1)에 가까운 위치에 제2의 유출 조정공(30)이 간막이판(7)을 관통해서 형성되며, 그 구멍을 개폐하기 위한 제2의 판형 밸브부재(32)가 인접 배치되어 있다. 밸브부재(32)는 그 일단이 간막이판(7)에 고정되며 자유단은 온도의 상승에 따라서 반복 만곡 변형되어서 유출 조정공(30)츨 개폐한다. 이 만곡 변형을 실행하기 위해 밸브부재(32)는 바이메탈 또는 2방향성 형상 기억합금으로 만들어져 있다.

제2의 밸브부재(32)는 표준온도에 가까운 15℃에서 변형 개시되도록 되어 있으며, 15℃이하에선 제2A도에 도시하듯이 대략 직선형을 보이면서 유출 조정공(30)을 완전히 폐쇠하고 있다. 제1의 밸브부재(12)는 65℃로 변형을 개시토록 설정되어 있으며, 제2도(A)의 상태에선 유출 조정공(13)을 완전히 폐쇠하고 있다. 따라서, 실리콘 오일등의 점성유체는 도면에 도시하듯이 유류살(8)내에서 선(H₃)의 위치까지 채워지며, 한편, 토오크 전달실(9)내에는 거의 기름이 존재하지 않는다. 따라서, A의 상태에선 커플링이 OFF이며 그때의 회전수는 500-600rpm에 세트되어 있다.

(제4도 참조). 이 회전수는 씨일축수(3)의 마찰저항과 기름의 주립량으로 조정할 수 있다.

라디에이터 통과후의 공기온도가 상승되고 15℃이상에서 65℃이하가 되면 제2의 밸브부재(32)가 만곡으로 변형되어서 제2의 유출 조정공(30)을 연다. 이것으로 기름의 1부가 유류실(8)에서 토오크 전달실(9)로 유입되며, 제2도(B)에 도시하듯이 유류실(8)내에 있어서 선(H₂)이 위치까지 채워지며, 토오크 전달실(9)내에도 근소하게 기름이 채워진다. 이같이 해서 팬 회전수는 900-1000rpm까지 상승한다.

공기온도가 다시 상승되어 65℃이상이 되면 바이메탈(10)이 만곡 변형되고 이것에 당접하는 피스톤간(11)이 제1도의 좌측을 향햐서 이동되며, 제1의 밸브부재(12)의 자우단이 간막이판(7)에서 떨어져서 제1의 유출 조정공(13)을 연다. 이것으로 유류실(8)내의 기름이 대량으로 토오크 전달실(9)로 유입되며, 제2도(c)에 도시하듯이 유류실(8) 내에 있어서 선(H₁)의 위치까지 기름이 채워지며, 토오크 전달실(9)네도 상당한 기름으로 채워진다. 이같이 해서 팬 회전수는 입력 회전수에 따라서 1000-3000rpm이상까지 상승한다.

제3도는 간막이판(7)에서의 제1의 유출 조정공(13)과 제2의 유출 조정공(30)과의 위치관계를 예시한 것인데, 구동축(1)까지의 반경방향 거리나 구멍 상호간의 거리, 또는 구멍의 크기등을 조정함으로서 임계온도나 팬회전수를 조정함으로서 임계온도나 팬회전수를 특정의 조건에 맞취서 조절할 수 있다.

제4도는 종래의 팬 커플링과 본 고안에 의한 팬 커플링과의 특성 곡선을 나타내고, 본 고안에 의하면 커플링 OFF시에 있어서의 회전수를 종래보다 가일층 낮게 설정할 수 있음을 이해하길 바란다.

또한, 제1도의 실시예에선 도시를 알기 쉽게 하기 위해서 제2의 판형 밸브부재(32)를 간막이판(7)의 구동축측에 배치했는데 밸브부재(32)는 반대측의 유류실(8)내에 배치해도 좋다.

이상 상세히 설명한 바와같이 본 고안에 의하면 다음과 같은 이점이 얻어진다.

1) 동기등의 외기온이 낮을 시에 있어서의 팬회전수를 낮게 설정하는 것이 가능해지며, 팬 소음이 저감된다.

2) 동기등의 난기 운전시에 팬의 회전수가 낮으므로 난기 운전시간이 짧아도 된다.

3) 난기 운전이 완료되지 않는 동안에 스타트 해도 팬의 회전수가 낮으므로 가속성능이 좋다.

4) 커플링 OFF시의 팬 회전수가 낮으므로 연료 소비율이 저감된다.

Claims (1)

1. 선단에 구동 디스크를 고착한 회전 구동축상에 상대 회전기능하게 지지되며 또한 외주에 냉각 팬등을 장치한 보디와 커버로 되는 밀봉 케이스와, 이 밀봉 케이스의 내부를 유류실과 토오크 전달실로 구획하고 또한 기름의 유출 조정공을 가지는 간막이판과, 이 간막이 판에 기단부가 고정되며 또한 자유단이 상기 유출 조정공의 주연부에 인접하는 판형 밸브부재와 상기 밀봉 케이스의 커버측 외부에 배치된 바이메탈로 되는 감온체와, 이 감온체에 일단이 당접되며 상기 커버에 설치된 축공을 관통해서 타단이 상기 밸브부재에 당접되어 있는 피스톤간을 갖추며, 감온체의 온도변화에 의한 만곡변형에 연동헤서 밸브부재로 유출 조정공을 개폐토록 한 온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치에 있어서, 상기 간막이판의 상기 유출 조정공보다 상기 구동축에 가까운 위치에 제2의 유출 조정공이 설치되며, 또한 이 간막이판에 기단부가 고정되며 또한 자유단이 제2의 유출 조정공의 주연부에 이접하는 제2의 판형 밸브부재가 배치되며, 제2의 판형 밸브부재는 바이메탈 또는 2방향성 형상 기억합금의 온도변형 재료로 만들어지며, 표준 온도에 가까운 소정의 온도로 변형하며 제2의 유출 조정공을 개폐토록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 온도 감응형 유체식 팬 커플링 장치.