KR101528877B1 - 팬용 허브조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 팬용 허브조립체는, 모터축과 축결합하는 축결합홀이 구비된 축결합구와, 블레이드와 축결합하는 보스와, 상기 축결합구와 보스 사이에 위치하여 탄성복원력을 가지며, 상기 축결합홀에 제공된 회전력을 보스로 전달하는 결속구를 포함하여 구성되며, 상기 결속구의 중심으로부터 방사상에는, 상기 보스와 형합하는 보스결속부와, 상기 축결합구와 형합하는 축결속부가 다수 구비됨을 특징으로 한다.

Description

팬용 허브조립체{Hub assembly for fan}

본 발명은 팬용 허브조립체에 관한 것으로, 모터축과 축결합하는 축결합구와 블레이드와 축결합하는 보스를 인서트한 상태로 결속구를 성형하여 축결합구와 보스 및 결속구가 일체화되도록 한 팬용 허브조립체에 관한 것이다.

본 발명은 축결합구와 보스를 플라스틱수지로 성형하고, 결속구는 탄성부재로 성형하여 중량을 현저히 감소시키고 녹 발생이 방지될 수 있도록 한 팬용 허브조립체에 관한 것이다.

본 발명은 결속구와 보스 및 축결합구에서 회전중심을 기준으로 방사상에 결속돌기를 구비하여 결합력이 향상되고 축방향 이탈이 방지될 수 있도록 한 팬용 허브조립체에 관한 것이다.

본 발명은 다수 결속돌기를 방사상으로 분배 형성하여 회전시 균형잡힌 밸런스(balance)를 갖도록 함으로서 불균형으로 인한 소음, 진동 및 파손을 미연에 방지할 수 있도록 한 팬용 허브조립체에 관한 것이다.

본 발명은 무게를 현저히 감소시켜 모터축의 변형(좌굴)을 미연에 방지하고, 모터의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 팬용 허브조립체에 관한 것이다.

일반적으로 냉각이나 송풍에 사용되는 팬은 풍량을 발생하는 날개부와 날개부를 회전시키는 회전력을 제공하는 모터를 포함한다.

날개부와 모터는 보스에 의해 결합되는데, 모터의 회전축이 끼워질 수 있도록 중앙에 통공이 마련되어 있고 날개부는 보스부에 일체로 형성되거나 별개로 형성되어 결합된다.

이하 첨부된 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 팬 보스 유닛의 구조를 살펴본다.

도 1에는 종래 기술인 대한민국 등록특허 제0969716호에 개시된 팬 보스 유닛의 절개 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이, 팬 보스 유닛(10)은 제1보스부재(11)과 제2보스부재(13) 및 제1보스부재(11)와 제2보스부재(13) 사이에 충진되는 완충부재(14)를 포함하여 구성된다.

상기 제1보스부재(11) 중앙에는 삽입홀(12)이 구비되며, 외측에는 제1돌출부(22)가 형성된다.

그리고 상기 제2보스부재(13)의 내측에는 제2돌출부(23)가 형성되고 외측에는 인입홈(24)이 형성된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 팬 보스 유닛에는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 제1보스부재(11)와 제2보스부재(13)는 비철금속, 알루미늄 또는 철로 제작된다. 따라서 큰 중량을 가지며 높은 습도나 물에 노출시에 녹이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 완충부재(14)는 제1돌출부(22)와 제2돌출부(23)에 의해 제1보스부재(11) 및 제2보스부재(13)에 결합된 상태이긴 하나, 충분한 결합강도를 가지지 못하므로 별도의 본딩작업을 실시해야 한다.

따라서 생산성이 저하되며 제조 원가를 급격하게 상승시키게 되는 문제점이 있다.

또한 제1보스부재(11)에 회전력이 제공되거나 제동력이 제공되었을 때 큰 전단력이 발생하게 된다. 그러나 제1돌출부(22)와 제2돌출부(23)는 이러한 전단력(회전 토크)를 극복할만큼 큰 접촉면적을 갖지 않게 설계되어 있다.

따라서 일정 기간 사용하여 완충부재가 수축하게 되면 제1돌출부(22)와 제2돌출부(23)는 상대 결합 부위로부터 이탈되어 슬립이 발생하게되는 문제점이 있다.

그리고, 제1보스부재(11)와 제2보스부재(13)는 금속으로 제조되므로 치수정밀도가 낮아 고속회전시 밸런스(balance)가 불균일한 문제점이 있다.

또한 제1보스부재(11)와 제2보스부재(13)는 금속으로 제조됨에 따라 큰 중량을 가지게 되므로 모터축에 무리한 하중을 가하게 되어 모터축의 좌굴을 유발할 뿐만 아니라 모터의 신뢰성을 떨어뜨리게 되어 바람직하지 못하다.

상기한 문제점들로 인해 회전시 소음과 진동을 유발하게 되며 이러한 소음과 진동은 결국 팬 및 모터의 파손을 야기하게 되어 바람직하지 못하다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모터축과 축결합하는 축결합구와 블레이드와 축결합하는 보스를 인서트한 상태로 결속구를 성형하여 축결합구와 보스 및 결속구가 일체화되도록 한 팬용 허브조립체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 축결합구와 보스를 플라스틱수지로 성형하고, 결속구는 탄성부재로 성형하여 중량을 현저히 감소시키고 녹 발생이 방지될 수 있도록 한 팬용 허브조립체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 결속구와 보스 및 축결합구에서 회전중심을 기준으로 방사상에 결속돌기를 구비하여 결합력이 향상되고 축방향 이탈이 방지될 수 있도록 한 팬용 허브조립체를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다수 결속돌기를 방사상으로 분배 형성하여 회전시 균형잡힌 밸런스(balance)를 갖도록 함으로서 불균형으로 인한 소음, 진동 및 파손을 미연에 방지할 수 있도록 한 팬용 허브조립체를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 팬용 허브조립체는, 모터축과 축결합하는 축결합홀이 구비된 축결합구와, 블레이드와 축결합하는 보스와, 상기 축결합구와 보스 사이에 위치하여 탄성복원력을 가지며, 상기 축결합홀에 제공된 회전력을 보스로 전달하는 결속구를 포함하여 구성되며, 상기 결속구의 중심으로부터 방사상에는, 상기 보스와 형합하는 보스결속부와, 상기 축결합구와 형합하는 축결속부가 다수 구비됨을 특징으로 한다.

상기 보스결속부는, 상기 결속구의 회전 중심에 대하여 동심원 상에 위치하고, 상기 결속구의 두께 방향으로 서로 상이한 평행선상에 위치하는 제1보스결속부와 제2보스결속부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 축결속부는, 상기 결속구의 회전 중심에 대하여 동심원 상에 위치하고, 상기 결속구의 두께 방향으로 서로 상이한 평행선상에 위치하는 제1축결속부와 제2축결속부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제1보스결속부와 제2보스결속부는, 상기 결속구의 두께 방향으로 상이한 높이에 형성됨을 특징으로 한다.

상기 제1축결속부와 제2축결속부는, 상기 결속구의 두께 방향으로 상이한 높이에 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에서는 모터축과 축결합하는 축결합구와 블레이드와 축결합하는 보스를 인서트한 상태로 결속구를 성형하여 축결합구와 보스 및 결속구가 일체화되도록 구성하였다.

그리고 축결합구와 보스를 플라스틱수지로 성형하고, 결속구는 탄성부재로 충진 성형하였다.

따라서 팬용 허브조립체의 중량을 현저히 감소시켜 모터축의 변형을 방지하고 모터의 신뢰성을 향상시키며, 녹 발생이 방지될 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에서는 결속구와 보스 및 축결합구에서 회전중심을 기준으로 방사상에 결속돌기를 구비하여 결합력이 향상되고 축방향 이탈이 방지되는 효과를 가진다.

그리고 결합력 향상으로 인해 별도의 본딩작업이 불필요하므로 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며 제조 원가를 현저히 절감할 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 다수 결속돌기를 방사상으로 분배 형성하여 회전시 균형잡힌 밸런스(balance)를 갖도록 함으로서 불균형으로 인한 소음, 진동 및 파손을 미연에 방지할 수 있수 있는 이점이 있다.

도 1 은 종래 기술인 대한민국 등록특허 제0969716호에 개시된 팬 보스 유닛의 절개 사시도.
도 2 는 본 발명에 의한 팬용 허브조립체의 바람직한 실시예가 채택된 블레이드의 외관 구성을 보인 사시도.
도 3 은 본 발명에 의한 팬용 허브조립체의 외관 구성을 보인 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 팬용 허브조립체의 세부 구성을 보인 분해 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 팬용 허브조립체에서 요부 구성인 결속돌기의 다른 실시예의 형상을 나타낸 평면도.
도 6 은 본 발명에 의한 팬용 허브조립체에서 요부 구성인 결속돌기의 다른 실시예의 배치형태를 나타낸 평면도.

이하 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 팬용 허브조립체의 구성을 설명한다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2에는 본 발명에 의한 팬용 허브조립체의 바람직한 실시예가 채택된 블레이드의 외관 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 팬용 허브조립체(이하 '허브조립체(100)'이라 함)의 외관 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이 본 발명에 의한 허브조립체(100)는 블레이드의 중앙에 위치하여 회전 중심이 되는 구성으로, 중앙에는 모터축과 축결합하는 축결합홀(121)이 구비된다. 상기 축결합홀(121)은 모터축의 형상에 따라 다양하게 변경 실시 가능하다.

상기 허브조립체(100)는 높은 습도에 노출되더라도 녹 발생이 방지될 수 있도록 제조된다. 이를 위해 상기 허브조립체(100)는 상기 축결합홀(121)이 형성된 축결합구(120)와 블레이드(B)와 결합하는 보스(140)가 금속이 아닌 플라스틱으로 성형된다.

본 발명의 실시예에서 상기 축결합구(120)와 보스(140)는 글라스파이버와 나일론을 일정 비율로 혼합한 소재를 사출 성형하여 제조하였으며, 상기 축결합구(120)와 보스(140)는 녹이 발생하지 않는 범위 내라면 다양한 소재로 변경 적용 가능하다.

상기 축결합구(120)와 보스(140) 사이에는 본 발명의 요부 구성인 결속구(160)가 구비된다. 상기 결속구(160)는 축결합구(120)와 보스(140)에 결속력을 제공하여 도 3와 같이 일체화될 수 있도록 하는 구성이다.

즉, 상기 결속구(160)는 축결합홀(121)을 통해 축결합구(120)에 회전력이 제공되었을 때 보스(140)로 전달될 수 있도록 하는 역할과, 축결합구(120)와 보스(140)가 서로 분리되지 않도록 결속하는 역할과, 완충역할을 동시에 수행하는 구성이다.

본 발명의 실시예에서 상기 결속구(160)는 탄성복원력을 가지는 소재를 충진하여 형성한 것으로, 상기 축결합구(120)와 보스(140)가 사출 금형 내부에 안착된 상태로 탄성부재를 충진하여 성형하였다.

이하 첨부된 도 4을 참조하여 상기 축결합구(120)와 보스(140) 및 결속구(160)의 세부 구성을 설명한다.

도 4에는 본 발명에 의한 팬용 허브조립체의 세부 구성을 보인 분해 사시도가 도시되어 있다. 그리고 도 4에서 결속구(160)는 인서트 성형이 완료되어 경화되었을 때는 실제 분리가 되지 않으나, 설명의 편의를 위해 축결합구(120) 보스(140)로부터 완전히 분리된 것으로 도시하였다.

도면과 같이 상기 축결합구(120)와 보스(140)는 결속구(160)의 내/외측과 일부가 형합되어 서로 분리되지 않으며, 상/하 방향으로도 슬립이 발생하지 않도록 견고하게 고정된다.

이를 위해 상기 결속구(160)의 내주면과 외주면에는 보스결속부(162)와 축결속부(166)가 각각 구비된다.

보다 상세하게는 상기 결속구(160)의 내주면에는 결속구(160)의 회전 중심을 기준으로 할 때 방사상으로 동일한 각도만큼 이격된 다수의 보스결속부(162)가 구비된다.

그리고 상기 결속구(160)의 외주면에는 결속구(160)의 회전 중심을 기준으로 할 때 방사상으로 동일한 각도만큼 이격된 다수의 축결속부(166)가 구비된다.

한편, 상기 축결합구(120)의 외주면에는 축결속부(166)와 대응하는 형상 및 크기를 갖는 축결속홈(122)이 구비되며, 상기 보스(160)의 내주면에는 상기 보스결속부(162)와 대응하는 형상 및 크기를 갖는 보스결속홈(142)이 구비된다.

따라서 인서트 성형시에 용융된 탄성소재가 상기 축결속홈(122) 내부에 충진되면 상기 축결속부(166)를 형성하게 되며, 상기 보스결속홈(142) 내부에 충진되어 경화되면 상기 보스결속부(162)를 형성하게 된다.

그리고 상기 축결합구(120)와 보스(140) 및 결속구(160)는 서로 결합된 상태에서 회전시 균형잡힌 밸런스(balance)를 가질 수 있도록 설계되었다.

즉, 상기 보스결속부(162), 축결속부(166), 축결속홈(122), 보스결속홈(142)은 축결합구(120)와 보스(140) 및 결속구(160) 각각에서 회전 중심에 대하여 동심원 상에 위치하며 동일한 각도로 이격 배치된다.

이것은 빠른 속도로 회전하는 허브조립체(100)가 회전 중심을 기준으로 무게가 불균일한 경우 진동이 발생될 수 있음을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 축결합구(120)와 보스(140) 및 결속구(160)는 보스결속부(162), 축결속부(166), 축결속홈(122), 보스결속홈(142)의 결합에 의해 상/하 방향의 슬립이 제한된다.

즉, 상기 보스결속부(162)는 도 4와 같이 두께 방향으로 볼 때 상부에 방사상으로 형성된 것과 하부에 방사상으로 형성된 것들이 서로 상이한 평행선 상에 위치하도록 배치된다.

따라서 상기 보스결속부(162)는 보스(140)와 축결합구(120) 내부로 플라스틱 수지가 충진된 후 경화되었을 때 원주방향 및 회전중심방향으로의 움직임이 완전히 차단된다.

상기 보스결속부(162)의 구성을 보다 구체적으로 설명하면, 상기 보스결속부(162)는 축결합구(160)의 상부에 방사상으로 돌출된 다수의 제1보스결속부(163)와, 상기 제1보스결속부(163) 하측에 다른 평행선 상에 돌출된 다수의 제2보스결속부(164)를 포함하여 구성되며, 상기 제1보스결속부(163)와 제2보스결속부(164)는 축결합구(160)의 두께 방향에서 볼 때 서로 다른 높이에 위치하게 된다.
그리고 상기 다수 제1보스결속부(163)와 제2보스결속부(164)는 축결합구(160)의 원주 방향으로 서로 교번하도록 형성된다.

그리고, 상기 축결속부(166) 역시 축결합구(160) 상부 내측에서 내부로 돌출된 제1축결속부(167)와, 축결합구(60) 하부 내측에서 내부로 돌출된 제2축결속부(168)를 포함하여 구성된다.

따라서 상기 제1축결속부(167)와 제1보스결속부(163)가 허브조립체(100) 상면으로 노출되어 있고, 상기 결속구(160)에 상방향 힘이 가해지더라도, 상기 제2축결속부(168)와 제2보스결속부(164)가 보스(140) 및 축결합구(120) 일측과 간섭되므로 슬립이 방지된다.

그리고, 상기 제2축결속부(167)와 제2보스결속부(164)가 허브조립체(100)의 하면으로 노출되어 있고, 상기 결속구(160)에 하측방향 힘이 가해지더라도, 상기 제1축결속부(167)와 제1보스결속부(163)가 보스(140) 및 축결합구(120) 일측과 간섭되므로 이탈 및 슬립이 방지된다.

한편, 상기 보스(140)의 보스결속홈(142)은 다수의 제1보스결속홈(143)과 제2보스결속홈(144)를 포함하여 구성된다.

상기 제1보스결속홈(143)과 제2보스결속홈(144)는 보스(140)의 내주면에서 외측 방향으로 일정 깊이만큼 함몰 형성된 것으로, 보스(140)의 높이 방향으로 상/하로 구획되어 형성된다. 보다 상세하게, 상기 제1보스결속홈(143)과 제2보스결속홈(144)는 보스(140)의 회전 중심으로부터 동심원상에 동일한 각도로 이격되며, 방사상에 배치된다.
또한 상기 제1보스결속홈(143)과 제2보스결속홈(144)은 보스(140)의 원주 방향으로 교번하여 배치되어 있다.

그리고, 상기 제1보스결속홈(143)과 제2보스결속홈(144)내부에는 탄성부재가 충진되어 제1보스결속부(163)와 제2보스결속부(164)가 형성된다.

상기 보스의 외면에는 팬결합돌기(146)가 구비된다. 상기 팬결합돌기(146)는 블레이드(B)를 구비하는 팬과 허브조립체(100)가 결합된 상태에서 일체로 회전할 수 있도록 구속하는 역할을 수행하는 구성이다.

상기와 같은 구성에 따라 상기 허브조립체(100)는 균형잡힌 밸런스(balance)를 갖게 되며, 녹 발생이 방지되고, 적은 중량을 가질 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어 상기 보스결속부(162)와 축결속부(142)는 도 3와 같이 대략 타원형상을 갖도록 구성하였으나, 형합시 이탈이 발생되지 않도록 단면적이 확장되는 범위 내라면 도 5와 같은 형상으로 변경되어도 무방하다.

또한 상기 보스결속부(162)와 축결속부(142)는 서로 상이한 개수로 형성되어 있으나, 회전중심을 기준으로 방사상으로 동일 각도만큼 이격될 수 있는 범위 내라면 도 6과 같이 다양한 개수 및 각도로 변경 적용 가능하다.

도 5는 본 발명에 의한 팬용 허브조립체에서 요부 구성인 결속돌기의 다른 실시예의 형상을 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 팬용 허브조립체에서 요부 구성인 결속돌기의 다른 실시예의 배치형태를 나타낸 평면도이다.

100. 허브조립체 120. 축결합구
121. 축결합홀 122. 축결속홈
123. 제1축결속홈 124. 제2축결속홈
140. 보스 142. 보스결속홈
143. 제1보스결속홈 144. 제보스결속홈
146. 팬결합돌기 160. 결속구
162. 보스결속부 163. 제1보스결속부
164. 제2보스결속부 166. 축결속부
167. 제1축결속부 168. 제2축결속부
B . 블레이드

Claims (5)

1. 모터축과 축결합하는 축결합홀이 구비된 축결합구와, 블레이드와 축결합하는 보스와, 상기 축결합구와 보스 사이에 위치하여 탄성복원력을 가지며, 상기 축결합홀에 제공된 회전력을 보스로 전달하는 결속구를 포함하여 구성되며,
   상기 결속구의 내주면에는,
   상기 결속구의 회전 중심으로부터 동심원 상에 동일한 각도로 이격되어 방사상으로 배치되며, 상기 결속구의 두께 방향으로 상이한 높이에 위치하여 축결합구와 형합함으로써 축결합구에 대한 축방향의 이탈 및 원주방향 회전을 제한하는 다수의 제1보스결속부와 제2보스결속부를 포함하는 보스결속부가 구비되고,
   상기 결속구의 외주면에는,
   상기 결속구의 회전 중심으로부터 동심원 상에 동일한 각도로 이격되어 방사상으로 배치되며, 상기 결속구의 두께 방향으로 상이한 높이에 위치하여 보스와 형합함으로써 보스에 대한 축방향의 이탈 및 원주방향 회전을 제한하는 다수의 제1축결속부와 제2축결속부를 포함하는 축결속부가 구비됨을 특징으로 하는 팬용 허브조립체.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수 제1보스결속부와 제2보스결속부는,
   상기 결속구의 원주 방향으로 교번하여 형성됨을 특징으로 하는 팬용 허브조립체.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 축결합구의 외면에는,
   상기 축결합구의 회전 중심으로부터 동심원 상에 동일한 각도로 이격되어 방사상으로 배치되며, 상기 축결합구의 두께 방향으로 상이한 높이에 위치하여 상기 축결속부와 형합하는 다수 제1축결합홈과 제2축결합홈을 포함하는 축결합홈이 구비됨을 특징으로 하는 팬용 허브조립체.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 보스의 내주면에는,
   상기 보스의 회전 중심으로부터 동심원 상에 동일한 각도로 이격되어 방사상으로 배치되며, 상기 보스의 두께 방향으로 상이한 높이에 위치하여 상기 축결속부와 형합하는 다수 제1보스결속홈과 제2보스결속홈을 포함하는 보스결속홈이 구비됨을 특징으로 하는 팬용 허브조립체.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 보스의 외주면에는,
   상기 블레이드와 형합하는 팬결합돌기가 다수 구비됨을 특징으로 하는 팬용 허브조립체.

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