KR102069585B1

KR102069585B1 - 소리 발생 및 소음 제거가 가능한 팬

Info

Publication number: KR102069585B1
Application number: KR1020170153361A
Authority: KR
Inventors: 김광욱; 이장우; 정창욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2020-01-23
Also published as: KR20190056187A; WO2019098604A1

Abstract

본 발명은 소리 재생이 가능하고 소음 제거가 가능한 팬 구조에 관한 것으로, 상기 팬은: 상기 블레이드(40)에 마련된 진동판 수용공간(42); 상기 진동판 수용공간(42)에 수용되는 진동판(43); 및 상기 진동판(43)을 진동시키는 진폭구동부(79. 90)를 포함한다. 상기 진동판(43)은 블레이드(40)의 표면 일부에 설치되어 블레이드의 강성과 표면 프로파일에 미치는 영향을 최소화한다. 상기 진동판(43)은 블레이드(40)의 외측 가장자리에 설치되고, 진동판(43)을 구동하기 위한 자석(79)은 진동판에 고정된다. 그리고 상기 자석(79)을 진동시키기 위한 전자석 코어(90)가 상기 블레이드(40)를 둘러싸는 링 형태로 고정단에 배치된다. 상기 전자석 코어에 공급되는 전원의 종류와 진폭, 주파수 등을 조절하여, 팬이 회전하는 동안에도 블레이드의 진동판이 진동하여 소리를 재생하거나 소음을 제거하는 것이 가능하다.

Description

소리 발생 및 소음 제거가 가능한 팬{A Fan Able to Make Sounds and Reduce noise}

본 발명은 팬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소리 재생과 소음 제거가 가능한 팬 구조에 관한 것이다.

팬은 공기의 유동을 일으키는 회전체이다. 팬이 회전할 때 블레이드의 표면이 공기를 가압함으로 인해 공기 유동이 일어난다.

팬이 설치된 환경에 사람이 함께 거주하는 경우, 팬의 회전에 수반되는 소음은 사람의 거주 환경을 저해시키는 요인이 된다. 따라서 팬에서 발생하는 소음을 줄이기 위한 노력이 요구된다.

이를 위해 팬의 소음을 줄이기 위해 능동 소음 제거(active noise cancellation) 방안이 연구되고 있다.

종래의 능동 소음 제거 장치는 통상, 소음 측정용 마이크로폰, 관심점 마이크로폰, 역소음(Anti-noise) 스피커, 적응필터(Adaptive filter) 등의 조합으로 이루어진다.

소음 측정용 마이크로폰은 소음원, 즉, 팬의 인접부에 배치된 상태에서, 팬으로부터 전달되는 음향신호를 센싱한 후, 이 음향신호를 전기적인 참조신호로 변환하고, 변환된 참조신호를 적응필터로 입력하는 역할을 수행한다.

관심점 마이크로폰은 관심점, 즉, 소음을 제어하기 위한 제한 위치에 배치된 상태에서, 펜으로부터 전달되는 음향신호를 센싱한 후, 이 음향신호를 전기적인 오차신호로 변환하고, 변환된 오차신호를 적응필터로 입력하는 역할을 수행한다.

적응필터는 소음 측정용 마이크로폰, 관심점 마이크로폰 등으로부터 입력되는 참조신호, 오차신호 등을 고려하여, 역소음 스피커를 제어하게 된다.

역소음 스피커는 이 적응필터의 제어에 따라, 팬의 소음과 크기는 같지만 180도 정도의 위상차를 갖는 일련의 역소음을 발생시킴으로써, 팬으로부터 출력되는 소음이 일정 수준 이하로 감소될 수 있도록 유도한다.

이러한 구조를 갖는 종래의 능동소음제거 장치에서, 특히, 역소음 스피커로부터 관심점 마이크로폰에 이르는 음향방출 경로는 매우 큰 의미를 갖는다. 이는 역소음 스피커로부터 관심점 마이크로폰에 이르는 음향방출경로가 얼마만큼 정밀하게 모델링(Modelling) 되는가에 따라, 적응필터의 전체적인 역소음 스피커 제어과정이 지대한 영향을 받기 때문이다.

그러나, 이와 같은 종래의 능동소음제거 장치를 구성하는 역소음 스피커 및 관심점 마이크로폰은 통상, 별다른 제한 없이 오픈된 공간에 노출된 상태로 배치되는 것이 일반적이기 때문에, 둘 사이의 음향방출경로에는 다양한 종류의 변수가 작용할 수밖에 없게 된다. 이에 따라, 역소음 스피커 및 관심점 마이크로폰 사이의 음향방출경로는 복잡해질 수밖에 없게 되며, 결국, 적응필터는 역소음 스피커 및 관심점 마이크로폰 사이의 음향방출경로를 정밀하게 모델링하지 못하게 된다.

모델링이 정밀하지 않으면, 적응필터는 전체적인 역소음 스피커 제어과정을 정확하게 진행시키지 못하게 되며, 결국, 팬의 소음을 줄이지 못한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 소음의 원인이 되는 팬의 블레이드(날개)가 충분한 강성을 가져 풍량을 일으키는 본연의 기능을 유지하면서도 소음의 발생원이 되는 블레이드 영역에 진동판을 배치하여 진동판의 진동을 발생시켜 소음 발생을 최소화할 수 있고, 팬 자체적으로 스피커의 기능을 가질 수 있는 팬 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 회전축(20), 상기 회전축(20)에 설치되어 상기 회전축(20)과 함께 회전하는 허브(30), 및 상기 허브(30)로부터 반경 방향으로 연장되어 상기 허브(30)와 함께 회전하여 유체 유동을 발생시키는 블레이드(40)를 포함하는 팬에 있어서, 상기 팬은: 상기 블레이드(40)에 마련된 진동판 수용공간(42); 상기 진동판 수용공간(42)에 수용되는 진동판(43); 및 상기 진동판(43)을 진동시키는 진폭구동부(79, 90);를 포함하는 팬을 제공한다.

상기 진동판 수용공간(42)은 블레이드의 반경방향 외측 가장자리에 마련된다.

일 예로서, 상기 진동판 수용공간(42)은 블레이드의 전면부재(401)와 블레이드의 후면부재(402) 사이에 마련된 공간에 위치할 수 있다.

그리고 상기 진동판(43)은 상기 진동판 수용공간(42)에서 상기 전면부재(401)와 후면부재(402)에 모두 이격되도록 배치될 수 있다.

상기 진동판(43)의 가장자리는 엣지(44)를 통해 상기 블레이드(40)에 연결 지지될 수 있다.

상기 엣지(44)는 상기 전면부재(401)와 후면부재(402) 사이에 배치되어 상기 전면부재(401)와 후면부재(402)를 연결할 수 있다.

상기 진동판 수용공간(42)과 마주하는 전면부재(401) 영역과 후면부재(402) 중 적어도 어느 한 쪽에는 개방홀(403)이 마련될 수 있다.

일 예로서, 상기 진동판 수용공간(42)은 상기 블레이드(40)의 표면 일부가 함몰된 홈 형태를 포함할 수 있다.

상기 진동판(43)은 상기 블레이드(40)의 표면의 일부를 구성할 수 있다.

상기 진동판(43)은 허니컴 구조를 포함할 수 있다.

상기 진동판(43)의 외측 가장자리와 상기 블레이드(40)는 엣지(44)로 상호 연결될 수 있다.

상기 진동판(43)은 블레이드(40)의 양면에 모두 구비될 수 있다.

상기 진동판 수용공간의 바닥에는 진동판에서 발생한 소리가 발산하기 위한 개방홀(421)이 마련될 수 있다.

한편, 상기 진동판은 복수 개의 블레이드들 중 일부 또는 전부에 설치될 수 있다.

상기 진폭구동부는: 상기 진동판(43)에 고정되는 자석(79); 및 상기 자석(79)가 인접하는 고정단(F)의 전자석 코어(90);를 포함할 수 있다.

상기 진동판은 블레이드에서 반경방향 외측 가장자리에 설치되고, 상기 전자석 코어(90)는 상기 블레이드의 외측 가장자리에 인접하며 상기 팬의 외측 둘레를 둘러싸는 링 형태일 수 있다.

상기 자석(79)은 핀, 막대, 스프링 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 진동판(43)에 고정될 수 있다.

본 발명의 팬 구조에 따르면 블레이드의 강성은 충분히 확보하되, 블레이드의 표면 일부가 진동을 일으키도록 하여 능동 소음 제거가 가능하다.

또한 본 발명에 따르면, 블레이드 자체에서 음향을 발생시킬 수 있어, 팬을 보다 다양한 용도로 활용이 가능하다.

즉 팬 블레이드(날개)의 형상 변경을 최소화하여 팬의 유동 특성을 유지하면서도, 진동판을 활용하여 소리를 발생시킬 수 있고, 이를 스피커나 노이즈 캔슬링에 활용할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 팬의 정면도이다.
도 2는 도 1의 팬의 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 팬의 블레이드 가장자리를 확대하여 나타낸 서로 다른 실시예들의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

또한 본 발명에서 상하 좌우 등의 방향은 상대적인 개념으로서 이해되어야 할 것이다.

[팬의 구조]

본 발명의 일 실시예로서 팬은, 고정단(F)에 설치된 구동부(10), 상기 구동부(10)에 의해 회전하는 구동축(11), 상기 구동축(11)과 커플러(12)를 통해 연결되어 상기 구동축(11)으로부터 회전력을 전달받는 회전축(20), 상기 회전축(20)에 축설되어 상기 축과 함께 회전하는 허브(30), 및 상기 허브(30)로부터 방사상으로 연장되는 복수 개의 블레이드(40)를 포함한다.

상기 회전축(20)은 고정단(F)에 고정되어 상기 회전축(20)의 회전을 지지하는 베어링(미도시)에 의해 지지될 수 있다.

상기 구동부(10)는 고정단(F)에 설치되는 모터일 수 있다. 모터가 회전력을 제공하면, 회전단(R)에 있는 상기 구동축(10), 커플러(12), 회전축(20), 허브(30) 및 블레이드(40)는 회전한다. 블레이드(40)는 허브(30)와 함께 회전하며 유체 유동을 발생시킨다.

도 2에는 구동부(10)가 팬의 외부에 위치하는 외장형 모터 구조가 도시되어 있다. 그러나 본 발명의 구동부(10) 배치 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 가령 허브(30)의 내부에 중공부를 마련하고, 상기 중공부에 구동부(10)를 내장하는 모터 구조가 적용될 수도 있음은 물론이다.

본 발명에 따르면, 블레이드 면적의 일부분에서 진동을 발생시킨다. 즉 블레이드(40) 자체는 강성을 유지하며 유체 유동을 발생시키면서도, 블레이드(40)의 일부에 진동판(43)을 형성하여 진동을 일으킨다. 진동판(43)의 진동은 소리를 발생시키는데, 이는 소음 제거에 사용되거나, 스피커로서 사용될 수 있다.

진동판의 형상은 원형, 트랙형, 타원형, 꼭지점 부분이 라운드진 사각형이나 다각형 형태 등 다양할 수 있다. 그리고 상기 진동판은 모든 블레이드에 설치되거나, 일부 블레이드에 설치될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 회전단(R)에 위치하는 진동판(43)에는 자석(79)을 설치하고, 상기 자석(79)에 진동을 일으키는 진동을 일으키는 전자석 코어(90)를 고정단(F) 쪽에 설치할 수 있다.

[블레이드의 진동판 설치 구조]

상기 블레이드(40)는 허브(30)에 대해 방사상으로 등간격 복수 개 구비된다. 상기 블레이드(40)는 허브(30)에 일체형으로 고정되어 있다. 그리고 진동판 수용공간(42)은 블레이드(40)의 반경방향 외측 가장자리에 마련되고, 진동판(40)은 상기 진동판 수용공간(42)에 설치된다.

[제1실시예]

도 1 내지 도 3을 참조하여, 블레이드(40)에 진동판(43)이 설치되는 제1 실시예를 설명한다. 참고로, 도 3에는 블레이드(40)의 전면부재(401)가 생략된 구조가 도시되어 있다.

제1실시예의 블레이드(40)는 서로 다른 표면 프로파일을 가지는 전면부재(401)와 후면부재(402)가 서로 결합하여 제작될 수 있다. 전면부재(401)와 후면부재(402)의 가장자리가 서로 접합된 뒤에는, 전면부재와 후면부재 사이에 중공부가 형성될 수 있다. 그리고 상기 중공부의 일부가 진동판 수용공간(42)으로 사용될 수 있다.

물론 블레이드의 내부가 채워져 있는 일체형 구조라 하더라도 제1실시예의 진동판 설치 구조를 적용할 수 있음은 자명하다. 즉 블레이드 내에서 진동판 수용공간(42)이 마련된 위치 외에는 블레이드를 구성하는 재질로 채워진 형태이고, 진동판 수용공간(42)이 마련된 위치의 전면과 후면에 각각 전면부재와 후면부재가 배치되는 구조라 하더라도 제1실시예를 적용하는 데에 아무런 문제가 없다.

상기 진동판 수용공간(42) 내에는 진동판(43)이 수용 설치된다. 진동판(43)은 진동판 수용공간(42) 내에서 진동할 때, 주변의 다른 부재에 의해 간섭을 받지 않도록 배치된다. 즉 진동판(43)은 전면부재(401) 및 후면부재(402)와 이격 배치되고, 아울러 진동판 수용공간(42)의 내부에 측벽이 존재할 경우, 측벽에도 이격되어 배치된다.

진동판(43)의 소재로는 알루미늄, 마그네슘, 두랄루민 등의 경금속이 사용되거나, 탄소섬유, 유리섬유, 케블라 등의 신소재를 사용할 수 있다. 이 외에도 페이퍼, 폴리머 필름 등이 사용되거나, 허니컴 진동판이 사용될 수도 있다.

이하 설명하겠지만, 제1실시예에서는 진동판(43)이 주로 소리를 발생시키는 기능을 하고, 풍량의 발생에는 그다지 관여하지 않는 구조이므로, 진동판(43)은 분할 진동이 억제될 정도의 강성을 가져도 족하다. 따라서 진동판(43)의 소재를 이러한 요구사항에 맞게 페이퍼, 폴리머 필름 등으로 선정할 수 있을 것이다.

진동판(43)은 상기 진동판 수용공간(42)의 내부에 매립되어 배치된다. 그리고 상기 진동판(43)의 가장자리는 블레이드(40)와 엣지(44)로 연결된다. 엣지(44) 구조의 일 예로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 엣지(44)의 일측 단부는 전면부재(401)에 연결되고 타측 단부는 후면부재(402)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 엣지(44)는 진동판의 가장자리를 둘러싸도록 배치되며 진동판의 가장자리와도 연결될 수 있다.

엣지(44)는 소리 발생 효율을 높여 주고, 진동판의 분할 진동을 억제하는 등의 기능을 할 수 있으며, 이는 TPU(Thermal PolyUrethane), 고무 등과 같이 부드러운 탄성 수지 재질로 제작될 수 있다.

한편 앞서 설명한 바와 같이 진동판 수용공간(42) 외의 공간이 소정의 재질로 채워진 블레이드 구조인 경우, 진동판(43)의 가장자리는 진동판 수용공간(42)의 내부 측면과 엣지(44)로 연결될 수 있을 것이다.

상기 블레이드의 전면부재(401)와 후면부재(402)는, 블레이드가 풍량을 일으키는데 지장이 없을 정도로 진동판(43)보다 큰 강성을 가진다. 또한 전면부재(401)와 후면부재(402)는, 팬이 회전하면서 발생하는 공기의 압력이 박막 형태의 진동판(43)을 가압하여 진동판(43)이 변형되는 현상을 방지한다.

진동판(43)과 마주하는 전면부재(401)와 후면부재(402) 영역 중 적어도 어느 한 곳에는 진동판에서 발생하는 소리가 잘 확산될 수 있도록 개방홀(403)이나 슬롯을 구비할 수 있다. 상기 진동판(43)의 진동으로 인해 발생하는 소리는 상기 개방홀(403)을 통해 팬의 전방, 즉 바람이 불어나오는 쪽으로 더 확산될 수 있고, 팬의 후방으로도 확산될 수 있다.

도 3에는 진동판이 블레이드 내부에 수용되고, 풍량을 일으키는 블레이드의 프로파일과 블레이드의 강성은 전면부재(401) 및 후면부재(402) 의해 유지되는 구조를 예시하였다. 그러나, 진동판 자체의 강성을 높여, 진동판이 블레이드의 표면 프로파일의 일부를 구성하도록 할 수도 있다. 이는 이하 도 4를 참조하여 설명한다.

[제2실시예]

이하 도 4를 참조하여, 블레이드(40)에 진동판(43)이 설치되는 제2 실시예를 설명한다.

블레이드(40)의 일면에는 블레이드의 표면이 함몰된 형태의 진동판 수용공간(42)이 마련된다. 제2 실시예에서 진동판(43)은 진동판 수용공간(42)의 상부, 즉 블레이드의 표면과 대응하는 위치에 설치된다.

진동판(43)의 가장자리는 진동판 수용공간(42)의 내벽 상단부와 엣지(44)로 연결된다. 엣지(44)에 의해 블레이드(40)에 연결된 진동판(43)의 표면은 블레이드(40)의 표면 프로파일의 일부를 구성한다. 즉 진동판(43)은 진동에 의해 소리를 발생시킬 뿐만 아니라, 팬이 회전할 때 공기를 가압하여 공기 유동을 일으키는 표면이 된다.

이처럼, 제2실시예에서는 진동판(43)이 소리를 발생시키는 기능뿐만 아니라, 풍량을 일으키기 위한 블레이드의 표면 프로파일의 일부를 이루므로, 진동판(43)은 풍압을 견딜 수 있을 정도의 강성을 가지는 것이 바람직하다. 따라서 제2실시예에 따르면 진동판(43)의 소재를 이러한 요구사항에 맞게 허니컴 구조 등으로 선정할 수 있을 것이다.

진동판 수용공간(42)의 내벽과 바닥은, 진동판(43)이 진동할 때 간섭되지 않도록, 진동판(43)과 소정의 거리를 유지한다. 진동판 수용공간(42)의 바닥에는 진동판에서 발생하는 소리가 잘 확산될 수 있도록 개방홀(421)이나 슬롯을 구비할 수 있다.

따라서, 상기 진동판(43)의 진동으로 인해 발생하는 소리는 진동판(43)이 바라보는 팬의 전방으로뿐만 아니라, 상기 개방홀(421)을 통해 팬의 후방으로도 확산될 수 있다.

진동판 수용공간(42)은 블레이드의 전후로 완전히 관통된 공간이 아니라, 도시된 바와 같이 바닥 부분이 존재하는 형태이다. 상기 바닥 부분으로 인해, 블레이드는 강성을 충분히 유지할 수 있다. 또한 상기 바닥 부분의 이면 부분은 프로파일이 그대로 유지되므로, 풍량 발생이 원활하게 이루어진다.

도 4에는 팬의 전면에 진동판(43)이 설치된 구조가 개시되어 있으나, 상기 진동판(43)은 팬의 후면에 설치될 수도 있다.

그리고 상기 진동판(43)은 이하 제3 실시예에서 설명할 바와 같이, 팬의 전면과 후면에 모두 설치될 수도 있다.

[제3실시예]

도 5를 참조하여, 블레이드(40)에 진동판(43)이 설치되는 제3 실시예를 설명한다.

도 5를 참조하면, 블레이드(40)의 가장자리의 양면, 즉 전면과 후면에는 모두 블레이드의 표면이 함몰된 형태의 진동판 수용공간(42)이 마련된다. 상기 두 진동판 수용공간(42)은 바닥 부분을 공유한다.

제3 실시예에서 진동판(43)은 블레이드의 전면과 후면에서 모두, 블레이드의 표면과 대응하는 위치에 설치된다. 진동판(43)의 가장자리는 진동판 수용공간(42)의 내벽 상단부와 엣지(44)로 연결된다. 엣지(44)에 의해 블레이드(40)에 연결된 진동판(43)의 표면은 블레이드(40)의 표면 프로파일의 일부를 구성한다. 즉 진동판(43)은 진동에 의해 소리를 발생시킬 뿐만 아니라, 팬이 회전할 때 공기를 가압하여 공기 유동을 일으키는 표면이 된다.

이처럼, 제3실시예에서는 진동판(43)이 소리를 발생시키는 기능뿐만 아니라, 풍량을 일으키기 위한 블레이드의 표면 프로파일의 일부를 이루므로, 진동판(43)은 풍압을 견딜 수 있을 정도의 강성을 가지는 것이 바람직하다. 따라서 제3실시예에 따르면 진동판(43)의 소재를 이러한 요구사항에 맞게 허니컴 구조 등으로 선정할 수 있을 것이다.

따라서, 상기 진동판(43)의 진동으로 인해 발생하는 소리는 진동판(43)이 바라보고 있는 팬의 전방과 후방으로 확산될 수 있다.

진동판 수용공간(42)은 블레이드의 전후로 완전히 관통된 공간이 아니라, 도시된 바와 같이 바닥 부분이 존재하는 형태이다. 상기 바닥 부분으로 인해, 블레이드는 강성을 충분히 유지할 수 있다.

[블레이드의 진동판 구동 구조]

상기 팬에는 복수 개의 블레이드(40)가 방사상으로 배치되어 있다. 그리고 상기 복수 개의 블레이드(40)의 표면 프로파일은 서로 일치하는 것이 통상적이다. 따라서 복수 개의 블레이드의 일부 또는 전부에 진동판(43)이 설치되는 구조를 개시하는 본 발명에 따르면, 복수 개의 진동판(43)이 동일한 진동을 하여 동일한 소리를 발생시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 진동판 구동은 전자석 코어(90)와 자석(79)의 상호작용에 의해 이루어진다. 이를 위해 진동판(43)에는 자석(79)이 설치되고, 전자석 코어(90)는 상기 진동판(43)에 인접하도록 상기 블레이드의 외측 가장자리에 인접하며 상기 팬의 외측 둘레를 둘러싸는 원형의 링 형태로 제공된다.

전자석 코어(90)는 블레이드(40)에 마련된 모든 진동판(43), 보다 엄밀하게는 진동판(43)에 고정된 자석(79)에 인접한다. 따라서 전자석 코어(90)의 작용에 의해 모든 자석은 동조 진동을 하게 된다.

물론 상기 전자석 코어(90)는 블레이드(40)가 회전하더라도 간섭되지 않는 위치에서 상기 자석(79)에 인접하여 배치된다. 또한 상기 전자석 코어(90)는 고정단(F)에 위치하므로, 팬의 회전 여부와 관계 없이 고정된 상태를 유지한다.

통상 전자석 코어(90)에는 전자석을 구성하기 위해 코일(미도시)이 감기고, 코일에 전류가 공급됨에 따라 전자기력을 발생시키게 된다. 상기 전자석 코어에는 직류, 교류 또는 직류와 교류가 혼합된 전류가 공급될 수 있다.

상기 전자석 코어(90)는 고정단에 위치하므로 배선과 전원 공급이 용이하다.

자석(79)은 바람직하게는 진동판(43)의 외측 가장자리에 고정될 수 있다. 상기 자석(79)은 진동판(43)에 직접 고정되거나, 핀, 막대, 스프링과 같은 고정부재(791)를 통해 진동판(43)에 고정될 수 있다.

상기 전자석 코어(90)에 전류를 공급하면, 상기 자석(79)은 회전축(20)의 축방향과 나란한 방향(진폭방향)으로 이동하게 되며, 자석(79)의 이동 방향은 상기 전자석 코어(90)에 공급되는 전류의 방향에 의해 결정된다.

자석(79)은 진동판(43)과 고정되어 있으므로, 상기 자석(79)의 진동은 곧 진동판(43)의 진동이 된다. 앞서 설명한 바와 같이 진동판(43)은 엣지(44)를 통해 진동판 수용공간(42)에 진동 가능하게 고정되어 있다. 진동판(43)은 전자석 코어(90)의 전자기력에 의해 진폭 방향으로 진동하되, 전자석 코어(90)에 전원이 인가되지 않으면, 상기 엣지(44)가 탄성 복원하여 원위치로 복귀한다.

상기 전자석 코어(90)에 일방향으로 전류가 공급되면 자석(79)과 진동판(43)은 상기 회전축(20)의 길이방향과 나란한 제1방향으로 이동하고, 전자석 코어(90)에 타방향으로 전류가 공급되면 자석(79)과 진동판(43)은 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 이동한다.

따라서 적절한 소리를 발생시킬 수 있는 교류 전원을 전자석 코어(90)에 공급하면, 자석과 진동판이 진동하여 소리가 발생하게 된다. 참고로, 직류 전원을 코일에 인가하면, 자석과 진동판은 제1방향 또는 제2방향으로 오프셋 될 것이다.

[팬과 진동판의 제어 방법]

이하 상술한 팬과 진동판의 제어 방법에 대해 설명한다.

모터(10)로 구동축(11)을 돌리면 모터 축에 연결된 회전축(20)과 허브(30)가 블레이드(40)와 함께 회전하면서 풍량을 발생시키는 팬 기능을 하게 된다. 반면 전자석 코어(90)는 회전하지 않고 고정된 상태로 있게 된다.

전자석 코어(90)에 전원을 인가하여 전류가 흐르면, 자석(79)이 전자기력의 영향을 받아 진동판(43)과 함께 진동한다.

전자석 코어(90)에 어느 일 방향으로 직류 전원을 인가하면, 직류 전원의 방향과 세기에 따라 상기 진동판(43)의 오프셋 방향과 거리를 제어하는 것이 가능하다. 특히 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 진동판(43)이 블레이드 표면 프로파일의 일부를 구성하면, 위와 같은 제어에 의해 팬의 유동 특성이 변하게 된다.

상기 전자석 코어(90)에 교류 전원을 인가하면, 교류 전원의 크기와 진동수에 따라, 상기 진동판(43)이 진동하여 소리를 발생시킨다. 교류 전원의 크기가 커지면 소리의 크기, 즉 스피커의 출력이 커지게 되며, 교류전원의 진동수가 커지면, 그만큼 고음의 소리가 출력된다. 이처럼 교류 전원을 인가하면, 팬의 블레이드가 스피커의 기능을 갖게 된다. 물론 이를 통해 노이즈 캔슬링을 하는 것도 가능하다.

아울러 상기 전자석 코어(90)에 큰 직류 전원을 인가하고, 이에 부가하여 작은 교류 전원을 인가하면, 큰 직류 전원에 의해 상기 진동판(43)이 오프셋된 상태에서 진동하게 된다.

상기 모터(10)의 전원 구동, 상기 전자석 코어(90)에 제공되는 직류 전원과 교류 전원은 모두 독립적으로 제어되는 것이므로, 상기 팬은 팬의 기능만으로 사용하거나, 스피커의 기능만으로 사용하거나, 팬의 기능과 스피커의 기능을 모두 사용할 수 있는바, 제품의 응용 확장성이 매우 높다. 그리고 스피커 기능은 능동 소음 제거를 위해 사용하는 것이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 구동부(모터)
11: 구동축
12: 커플러
20: 회전축
30: 허브
40: 블레이드
401: 전면부재
402: 후면부재
403: 개방홀
42: 진동판수용공간
421: 개방홀
43: 진동판
44: 엣지
79: 자석
791: 고정부재
90: 전자석 코어
F: 고정단
R: 회전단

Claims

회전축(20), 상기 회전축(20)에 설치되어 상기 회전축(20)과 함께 회전하는 허브(30), 및 상기 허브(30)로부터 반경 방향으로 연장되어 상기 허브(30)와 함께 회전하여 유체 유동을 발생시키는 블레이드(40)를 포함하는 팬에 있어서,
상기 팬은:
상기 블레이드(40)에 마련된 진동판 수용공간(42);
상기 진동판 수용공간(42)에 수용되는 진동판(43); 및
상기 진동판(43)을 진동시키는 진폭구동부(79, 90);를 포함하고,
상기 진동판 수용공간(42) 및 상기 진동판 수용공간(42)에 수용되는 진동판(43)은 블레이드의 반경방향 외측 가장자리에 마련되며,
상기 진동판(43)의 가장자리는 엣지(44)를 통해 상기 블레이드(40)에 연결 지지되고,
상기 진폭구동부는:
상기 진동판(43)에 고정되는 자석(79); 및
상기 자석(79)가 인접하는 고정단(F)의 전자석 코어(90);를 포함하는 팬.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 진동판 수용공간(42)은 블레이드의 전면부재(401)와 블레이드의 후면부재(402) 사이에 마련된 공간에 위치하는 팬.
청구항 3에 있어서,
상기 진동판(43)은 상기 진동판 수용공간(42)에서 상기 전면부재(401)와 후면부재(402)에 모두 이격되도록 배치된 팬.
삭제
청구항 3에 있어서,
상기 엣지(44)는 상기 전면부재(401)와 후면부재(402) 사이에 배치되어 상기 전면부재(401)와 후면부재(402)를 연결하는 팬.
청구항 3에 있어서,
상기 진동판 수용공간(42)과 마주하는 전면부재(401) 영역과 후면부재(402) 중 적어도 어느 한 쪽에는 개방홀(403)이 마련된 팬.
청구항 1에 있어서,
상기 진동판 수용공간(42)은 상기 블레이드(40)의 표면 일부가 함몰된 홈 형태를 포함하는 팬.
청구항 8에 있어서,
상기 진동판(43)은 상기 블레이드(40)의 표면의 일부를 구성하는 팬.
청구항 9에 있어서,
상기 진동판(43)은 허니컴 구조를 포함하는 팬.
삭제
청구항 8에 있어서,
상기 진동판(43)은 블레이드(40)의 양면에 모두 구비되는 팬.
청구항 8에 있어서,
상기 진동판 수용공간의 바닥에는 진동판에서 발생한 소리가 발산하기 위한 개방홀(421)이 마련된 팬.
청구항 1에 있어서,
상기 진동판은 복수 개의 블레이드들 중 일부 또는 전부에 설치된 팬.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 진동판은 블레이드에서 반경방향 외측 가장자리에 설치되고,
상기 전자석 코어(90)는 상기 블레이드의 외측 가장자리에 인접하며 상기 팬의 외측 둘레를 둘러싸는 링 형태인 팬.
청구항 1에 있어서,
상기 자석(79)은 핀, 막대, 스프링 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 진동판(43)에 고정되는 팬.