JP2017526848A - 換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファン - Google Patents

Abstract

本発明はコアレスドーナツ型ファン（ｆａｎ）に関するもので、より詳細には、中央のモーターなど別の回転動力なしに翼自体の回転力を与えるようにし、中央に貫通孔が形成されて高速回転する過程で、「風膜現象」が防止されて空気の円滑な流れが可能であり、これによって電力の消費を最小化し、特に、円滑な回転の誘導により回転ノイズが防止されるなど、回転効率が向上する換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンに関するものである。【選択図】図１

Description

本発明はコアレスドーナツ型ファン（ｃｏｒｅｌｅｓｓ ｄｏｎｕｔ−ｔｙｐｅ ｆａｎ）に関するもので、より詳細には、高速回転時に風が通過する過程で、翼とモーターが風に抵抗する「風膜現象」を防止することによって、空気の円滑な流れとモーターの高速回転が可能であるとともに、回転時のノイズが防止されるなど、回転効率が大幅に向上することができる、換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンに関するものである。

一般的に、ファンは家庭や工場などに設けられて、内部の濁った空気を外部に排出して換気するために使用するものであり、換気用ファンと、自動車のエンジンやコンピュータの駆動部の加熱を防止するための冷却用ファンに分類される。

一方、前述したような通常の換気用ファンは、韓国実用新案登録出願第２０−１９９９−０００１７０７号に開示された換気ファンと、韓国登録特許第１０−０９５６３５８号に開示された冷却ファンのように、中央のモーターにより回転動力が発生する。ファンのモーター軸には翼が放射状に形成されているので、モーターの駆動時に翼の回転を介して風を吸引及び排出することによって、換気および冷却が行われるようになっている。

しかし、前述したような従来のファンは、必ず中心部に位置するモーターの回転動力の伝達を受けて翼が回転する構造を有しなければならない。したがって、翼が高速で回転すると、翼とモーターが風に抵抗する「風膜現象」が発生するなど、空気の円滑な流れを妨げる現象が発生する。それによって、翼を強制的に駆動するために非常に大量の電力が消費される。特に、強制駆動により非常なレベルのノイズが発生し、回転効率が大幅に低下するなどの問題点がある。

韓国実用新案登録出願第２０−１９９９−０００１７０７号公報 韓国登録特許第１０−０９５６３５８号公報

前述したような諸問題を解決するためになされた本発明は、中央のモーターなどの別の回転動力手段なしに翼自体から回転力が発生し、ファンの中央に貫通孔が形成されて高速回転する過程で、「風膜現象」が防止され、空気の円滑な流れが可能であり、これによって電力の消費が最小化され、特に、円滑な回転の誘導による回転ノイズが防止され、回転効率が向上できる換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを提供することにその目的がある。

前述した目的を達成するために、本発明の一態様に係る換気と冷却用コアレスドーナツ型モーターファンは、中央に貫通孔が形成された軸管と、前記軸管から離間し、複数の支持棒により前記軸管に連結される垂直部と、それから直角に延びる水平部とからなる外管とを有するフレーム体と、前記水平部の内側に離間する位置で垂直部から直角に延び、内側および外側面に放射状に形成された複数のコイル体を有する管状のコイル板を備える固定体と；
ベアリングを介して前記軸管の外周縁に回転自在に装着される回転管と、前記回転管の外周に放射状に形成される複数の誘導翼と、前記誘導翼の端部からそれぞれの誘導翼に連結され、前記コイル板が収容されるコイル板収容溝を形成する「Ｕ」状の第１磁石板及び第２磁石板と、前記第１磁石板と第２磁石板の対向面にそれぞれ形成される磁石体を有する管状の磁石板とを備える回転体と；を含むことを特徴とする。

前述した構成を有する本発明に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンは、別途のモーターなしに、中央に貫通孔が形成され、翼が斥力と引力によって独自の回転が可能であるので、高速回転時に風を吸引する過程でも中央の貫通孔を介して旋風が発生しながら、気流が円滑に流れて風膜現象が完全に防止され、高速回転時にも風の円滑な吸引及び排出が可能である。これによって、回転動力を与えるための電力の消費が最小化され、特に別に軸などの結合手段なしに翼の回転が可能であるので、回転時に発生するノイズが完全に遮断され、回転効率が大幅に向上する効果が得られる。

本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す結合斜視図である。 本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す横断面図である。 本発明の他の実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンの換気動作状態を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンの冷却動作状態を示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンの動作状態を示す縦断面図である。

本明細書および特許請求の範囲に使用した用語や単語は、通常的や辞書的な意味に限定して解釈してはならず、発明者はその自身の発明を最善の方法として説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に立ち、本発明の技術的な思想に符合する意味と概念として解釈しなければならない。

したがって、本明細書に記載した実施形態と図面に示す構成は本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想をすべて代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す分解斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す結合斜視図であり、図３は本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す縦断面図であり、図４は本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンを示す横断面図である。

図１〜図４に示すように、本発明の一実施形態に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファン１は、固定体１００と回転体２００を含む。

ここで、固定体１００は、フレーム体１１０と、コイル板１２０とから構成される。

また、フレーム体１１０は、まず、中央に貫通孔が形成された管状の軸管１１１を備える。

そして、軸管１１１の外側には、その軸管１１１よりも大きい直径を有し、それから離間形成されている管状の外管１１５が備えられる。軸管１１１と外管１１５とは、複数の支持棒１１２を介して連結されている。

このとき、外管１１５は、軸管１１１と直角方向に配置される垂直部１１６を介してそれに連結され、垂直部１１６と軸管１１１の一端部は支持棒１１２によって連結されている。

そして、垂直部１１６の外周縁には、それと直角に水平部１１７が延設されている。このとき、水平部１１７は軸管１１１と同一の延設方向を有するように構成される。

コイル板１２０は管状に形成されたもので、フレーム体１１０の水平部１１７の内側で、その水平部１１７から離間するように構成され、垂直部１１６から直角に延びるように構成される。

このとき、コイル板１２０は、複数のコイル体１２１、１２１’を備える。この場合、放射状に互いに対称的に配置されるＡ群とＢ群のコイル体は、互いに交互に配列されている。コイル体１２１、１２１’は、コイル板１２０の内側面と外側面を貫通して、内外周面に露出するように構成される。

回転体２００は、回転管２１０と、誘導翼２２０、２２０’と、磁石板２３０とを含んでおり、正逆方向の回転が可能に構成される。

このとき、回転管２１０は、回転体２００をフレーム体１１０に結合するためのもので、管体の形状に形成される。また、回転管２１０は、ベアリングＢを介して軸管１１１の外周に回転自在に結合される。

複数の誘導翼２２０、２２０’は、回転管２１０の外周に放射状に形成され、回転時には空気を吸引および排出するように構成される。

磁石板２３０は管状に形成され、コイル板１２０のコイル体１２１、１２１’に対応する複数の磁石体２３１、２３１’が放射状に形成される。したがって、コイル体１２１、１２１’に印加される電流の方向に応じて回転体２００が正逆方向に回転するように構成される。

このとき、磁石板２３０はそれぞれの誘導翼２２０、２２０’に連結される。それぞれの誘導翼２２０、２２０’の端部は管状の磁石板２３０の内周面に連結され、磁石板２３０は誘導翼２２０、２２０’と一緒に回転するように構成される。

一方、磁石板２３０は、コイル板１２０を取り囲んでおり、コイル板１２０が収容されるコイル板収容溝２３２を有する第１磁石板２３３と第２磁石板２３４を備える。これらの磁石板２３０には「Ｕ」状の断面が形成され、第１磁石板２３３と第２磁石板２３４の対向面にはそれぞれ、コイル体１２１、１２１’に対応する磁石体２３１、２３１’が配列される。第２磁石板２３４の内周面には誘導翼２２０、２２０’が連結されている。

一方、図５に示すように、回転管２１０に連結された誘導翼２２０、２２０’は、軸管１１１の中心に向かって延びるように形成される延長翼２２１をさらに備え得る。延長翼２２１は、軸管１１１と干渉しないように、軸管１１１から離間して構成することが好ましい。これにより、回転体２００が回転する過程で軸管１１１を通じて流れる風を延長翼２２１により急速に吸引して旋風を形成するので、延長翼２２１を備えていないファンに比べて、より迅速、かつ円滑に空気を排出することが可能である。

以下、前述したような構成を有する本発明の換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファン１の動作について、添付した図面を参照して詳細に説明する。

まず、前述したように構成された本発明の換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファン１は、家庭や工場などの換気口、または自動車やコンピュータのように、換気および冷却を目的とする箇所（図面に未図示）に装着して使用することができる。

図６に示すように、本発明に係るモーターファン１を換気ファンとして使用する場合について説明する。

図１〜図５を参照すると、固定体１００のコイル板１２０に形成されたコイル体１２１、１２１’に電源を印加する場合、コイル体１２１、１２１’から発生する電荷の符号が回転体２００の第１及び第２磁石板２３３、２３４の磁石体２３１、２３１’の極性と干渉して、相互間には引力と斥力が発生する。このように交互に作用する引力と斥力により、回転体２００は自ら回転することができる。

したがって、前述したように、回転体２００が回転すると共に、回転体２００は誘導翼２２０、２２０’を介して空気を吸引して外部に排出する。

次に、図７に示すように、本発明に係るモーターファン１を冷却ファンとして使用する場合について説明する。

換気ファンと同様に、図１〜図５を参照すると、固定体１００のコイル板１２０に形成されたコイル体１２１、１２１’に電源を印加する場合、コイル体１２１、１２１’から発生する電荷の符号が回転体２００の第１磁石板２３３及び第２磁石板２３４の磁石体２３１、２３１’の極性と干渉して、相互間には引力と斥力が発生する。このように交互に作用する引力と斥力により、回転体２００は自ら回転することができる。

したがって、前述したように、回転体２００が回転すると共に、回転体２００は誘導翼２２０、２２０’を介して空気を吸引して冷却しようとする箇所に排出する。

一方、本発明に係るモーターファン１において、回転体２００の中央はベアリングＢを介して固定体１００の軸管１１１に装着されている。前述したように、風が誘導翼２２０、２２０’を通過する過程で、風に対抗する「風膜現象」が防止されると共に、誘導翼２２０、２２０’の吸引排出力と一緒に、その軸管１１１を通じてジェット気流が形成される。したがって、迅速に空気を後方に排出させることができる。

一方、前述したように、吸引力及び排出力を与える過程において、換気ファンと冷却ファンとしての動作は通常の正逆モーターの動作と同様であり、すなわち、コイル体１２１、１２１’に印加される電流の方向を切り替えることで、回転体２００は正逆方向に回転することができる。これは、別のボタン（図面に未図示）を備えることによって、切り替えて使用することができる。

また、図５を参照すると、図８に示すように、誘導翼２２０、２２０’は軸管１１１の中心に向かって延びるように形成された延長翼２２１を備え得る。これにより、回転体２００が回転する過程で軸管１１１を通じて流れる風を迅速に吸引して旋風を形成することによって、「風膜現象」を生じさせず、延長翼２２１を備えていないファンに比べて、より迅速、かつ円滑に空気を排出することが可能である。

以上説明したように、本発明に係る換気および冷却用コアレスドーナツ型モーターファンは、別途のモーターなしに自主的に回転力が発生し、風の吸引排出力が大幅に向上すると共に、羽根が高速回転しながら発生する「風膜現象」を防止することによって、空気の円滑な流れを維持し、負荷に応じた消費電力を最小化し、モーター駆動とは異なり、高速回転時にノイズの発生が防止され、回転効率が大幅に向上する。

１００ 固定体
１１０ フレーム体
１１１ 軸管
１１２ 支持棒
１１５ 外管
１１６ 垂直部
１１７ 水平部
１２０ コイル板
１２１、１２１’ コイル体
２００ 回転体
２１０ 回転管
２２０、２２０’ 誘導翼
２２１ 延長翼
２３０ 磁石板
２３１、２３１’ 磁石体
２３２ コイル板収容溝
２３３ 第１磁石板
２３４ 第２磁石板

Claims (2)

1. 中央に貫通孔が形成された軸管１１１と、前記軸管１１１から離間し、複数の支持棒１１２により前記軸管１１１に連結される垂直部１１６と、それから直角に延びる水平部１１７とからなる外管１１５とを有するフレーム体１１０と、
   前記水平部１１７の内側に離間する位置で垂直部１１６から直角に延び、内側および外側面に放射状に形成された複数のコイル体１２１、１２１’を有する管状のコイル板１２０と
   を備える固定体１００と；
   ベアリングＢを介して前記軸管１１１の外周縁に回転自在に装着される回転管２１０と、
   前記回転管２１０の外周に放射状に形成される複数の誘導翼２２０、２２０’と、
   前記誘導翼２２０、２２０’の端部からそれぞれの誘導翼２２０、２２０’に連結され、前記コイル板１２０が収容されるコイル板収容溝２３２を形成する「Ｕ」状の第１磁石板２３３及び第２磁石板２３４と、前記第１磁石板２３３と第２磁石板２３４の対向面にそれぞれ形成される磁石体２３１、２３１’を有する管状の磁石板２３０と
   を備える回転体２００と；
   を含むことを特徴とする換気と冷却用コアレスドーナツ型モーターファン。
2. 前記誘導翼２２０、２２０’は、前記固定体１００の軸管１１１から離間するように前記軸管１１１の中心に向かって延びる延長翼２２１をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の換気と冷却用コアレスドーナツ型モーターファン。