KR20090063409A - The long life, noiseless fan - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 송풍 및 냉각 휀에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 휀에서 회전되는 회전체와, 회전체를 지지하는 지지체간 기계적 접촉 없이 자성물질 반발력에 의해 지지되며, 그 동작의 안정성을 추구하기 위해 모터의 회전자성체와 고정자성체 간 배치방향을 회전체 회전축과 평행방향으로 배치하여 회전체 기동 및 동작 중 회전축선의 불안정을 해소한 강내구성, 저소음, 저비용 휀에 관한 것이다.The present invention relates to a blowing and cooling fan, and more particularly, is supported by a magnetic material repulsive force without mechanical contact between the rotating body rotated in the fan and the support for supporting the rotating body, in order to pursue the stability of the operation of the motor It relates to the ruggedness, low noise, low cost 한 to solve the instability of the rotation axis during rotation and start-up of the rotating body by arranging the direction of rotation between the rotating magnetic body and the stationary magnetic body in parallel with the rotating shaft.
종래의 휀은 회전체를 지지하기 위해 회전체와 회전체를 지지하는 지지체간 통상 베어링에 의해 결속되어 원활한 회전이 이루어지도록 되어있다.Conventional shock is smoothly rotated by a normal bearing between the rotating body and a support body supporting the rotating body to support the rotating body.
대표적인 베어링의 종류는 볼 베어링, 스리브 베어링, 다이내믹 베어링 및 자성베어링이 있다.Representative types of bearings include ball bearings, sleeve bearings, dynamic bearings and magnetic bearings.
그 중 휀 모터에 가장 보편적으로 사용되는 볼 베어링을 보면 내부에 다수의 구 혹은 원주체를 윤활제와 함께 주입하여 회전체와 지지체간 마찰을 최소화 하는 방식으로 제작되어 장시간 사용 시 베어링에 내장된 구 혹은 원주체의 마모, 균열, 파손으로 소음, 진동발생 또는 기능 망실과 아울러 심하게는 휀이 지원하는 주 장비의 냉각불량으로 고장을 초래하는 결점이 있었다. Among them, ball bearings most commonly used in motors are manufactured in such a way as to minimize the friction between the rotor and the support by injecting a large number of spheres or cylinders with lubricants inside, so that the ball bearing Abrasion, cracks, and breakage of the cylinders resulted in noise, vibration, or loss of function, as well as failures due to poor cooling of the main equipment supported by the fan.
스리브 베어링은 다종의 금속분말을 혼합 응결시켜 만든 베어링으로 베어링의 기공에 도포된 윤활유가 모터 작동 시 원만한 회전을 도와주나 장시간 사용 시 윤활유의 증발로 베어링 기능을 저하시키는 결점이 있다. Slew bearings are bearings made by mixing and condensing a variety of metal powders. The lubricant applied to the pores of the bearings helps the motor rotate smoothly, but the bearing function is degraded by the evaporation of the lubricant when used for a long time.
또 다이내믹 베어링은 스리브 베어링의 단점을 보완한 것으로 베어링 내부에 다량의 윤활유를 저장해 문제를 개선하였으나 그 정밀성으로 가격이 비싼 결점이 있다. In addition, the dynamic bearing is to compensate for the disadvantage of the sleeve bearing to improve the problem by storing a large amount of lubricating oil inside the bearing, but the precision is expensive defects.
상술한 문제점들을 개선하기 위한 방안으로 자성 베어링이 한국특허 제10-0646807호에 의해 게시되어 있으나, 이 방안은 자성물질을 이용한 결과 회전체의 중량을 경감하여 회전체의 회전운동을 돕기는 하지만, 여전히 회전체 지지수단이 회전축 고정체와 마찰하고 있어 자성베어링 원래의 기능을 상실하고 있다. Although a magnetic bearing has been posted by Korean Patent No. 10-0646807 as a way to improve the above-mentioned problems, this solution reduces the weight of the rotating body as a result of using the magnetic material, but helps the rotating body of the rotating body, Still, the rotor support means are rubbing against the rotating shaft fixture, and thus the original function of the magnetic bearing is lost.
또 다른 자성베어링이 미국특허 제6,414,411호에 의해 게시되어 있으나 이 방안은 회전축의 안정성에 집착하여 또 다른 자성 보조체를 추가한 결과 근접한 자성체간 작용되는 자성상쇄를 간과하여 주 자성체의 자력을 약화시켜, 오히려 기동 시 베어링과 회전축의 충돌 혹은 회전축의 흔들림으로 안정된 동작을 구하지 못할 수 있다. Another magnetic bearing is published by U.S. Patent No. 6,414,411, but the solution is obsessed with the stability of the rotating shaft and adds another magnetic aid, thus weakening the magnetic force of the main magnetic body by overlooking the magnetic offset acting between adjacent magnetic bodies. On the contrary, it may not be possible to obtain a stable operation due to the collision of the bearing and the rotating shaft or the shaking of the rotating shaft at the start.
그 외에도 유사한 방안이 미국특허 제6,265,798호, 제5,894,181호, 제5,840,070호, 제5,507,629호, 제5,019,738호, 제4,340,260호, 제3,934,950호, 제3,663,075호와 일본특허 제S64-39926호, 제S58-083552호, 제S55-36635(4)호 및 제H05-146109호에 게시되어 있는데 그 내용을 보면 자성체 동극 간 반발력을 활용하는 것은 당 발명과 같으나, 종래 휀 모터와 같이 모터의 회전자성체와 고정자성 체 간 배치방향을 회전체 회전축과 수직방향으로 배치하여 회전체 기동 및 동작 중 회전축선의 불안정을 해소하지 못하고 있다. In addition, U.S. Pat. No. 083552, S55-36635 (4) and H05-146109, but the contents thereof are the same as in the present invention, but utilizing the repulsive force between the magnetic poles of the magnetic body, as in the conventional 휀 motor and the rotor and stator magnets of the motor It is not possible to solve the instability of the rotation axis during the start and operation of the rotating body by placing the interposition direction in the direction perpendicular to the rotating shaft rotation axis.
본 발명의 목적은 냉각 휀에서 고장 잠재성이 높은 종래의 기계식 베어링을 대체하는 수단을 제안하여 내구성이 강하며 정숙성이 보장되는 냉각 휀을 제공함과 아울러 기계적으로 보다 안정된 실용성 높은 휀을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to propose a means to replace conventional mechanical bearings with high potential for failure in cooling fins, to provide a cooling fin that is durable and ensures quietness, and to provide a mechanically more stable and practical fin.
본 발명에서 제안하는 “수명이 길고 소음이 없는 휀”은 종래 베어링을 대체하는 수단으로 자성체의 동극 간 반발력을 활용하여 자성물질로 이루어진 특정 구조의 고정자 내부에 자성물질로 이루어진 특정 구조의 회전자 회전축이 수용되어 상호 반발하여 기계적 접촉 없이 회전동작이 이루어져 원래 휀의 기능을 고효율 적으로 가능하게 하는 것이다. "Long life and noise-free" proposed in the present invention is a means of replacing the conventional bearings by utilizing the repulsive force between the poles of the magnetic material, the rotor shaft of a specific structure made of a magnetic material inside the stator of a specific structure made of magnetic material This is accommodated and repulsed to each other to achieve a rotational operation without mechanical contact, enabling the function of the original fins with high efficiency.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 있어서 상기 수명이 길고 소음이 없는 휀은, 휀의 본체를 주로 형성하는 외곽 틀과, 상기 외곽 틀에 수용되는 회전자와, 상기 회전자를 지지하는 고정자와, 회전자의 회전운동을 제어하는 제어부로 구성될 수 있다.In one aspect of the present invention for achieving the above object, the long life and noise-free, the outer frame mainly forming the main body of the wheel, the rotor accommodated in the outer frame, and supporting the rotor The stator and the controller may be configured to control a rotational movement of the rotor.
전술한 바와 같이 본 발명은 종래 휀의 최대 단점인 베어링을 대체하는 본 발명에 의한 지지수단을 제공함으로서 종래 휀 보다 상당한 내구성을 가지며, 종래 휀 베어링 노화로 인해 발생될 수 있는 진동이 없어 정밀을 요하는 장비에서 더 높은 정밀성과 정숙성이 구현될 수 있어 산업장비 및 가전제품의 냉각수단 기능을 향 상시킬 수 있다. As described above, the present invention provides a support means according to the present invention, which replaces the bearing which is the biggest disadvantage of the conventional shock, and thus has considerable durability than the conventional shock, and requires no precision because there is no vibration that may occur due to aging of the conventional shock. Higher precision and quietness can be realized in the equipment, thereby improving the cooling means of industrial equipment and appliances.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또 본 발명에서 제안하는 “수명이 길고 소음이 없는 휀”은 교류 및 직류 휀에 공히 적용된다.In addition, the "long life and noise free fan" proposed in the present invention is applied to both AC and DC fans.
상기 “... 소음이 없는...”의 의미는 기류유통 음을 제외한 기계적 소음이 없음을 의미한다. The "... no noise ..." means no mechanical noise except airflow.
도 1은 종래 냉각 휀의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional cooling fan.
종래 휀은 도 1의 단면도에서 도시하였듯 회전체를 지지하기 위하여 베어링(12)을 사용한다는 것과 당 발명에 의한 휀은 도 2의 단면도에서 보여 주듯 회전자를 지지하기 위하여 자성체의 동극 간 반발력을 활용한다는 차이점을 보여주고 있다. As shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the conventional fin uses a bearing 12 to support the rotating body, and the fin according to the present invention provides a repulsive force between the same poles of the magnetic material to support the rotor as shown in the cross-sectional view of FIG. It shows the difference.
도 2의 (29)는 안전망이며 휀 흡입 외곽 틀(27)과 동체로 제작된다. (29) of Figure 2 is a safety net is made of a
또 안전망(29)은 휀 배기 외곽 틀(28)과도 동체로 제작되어 흡입 측과 배기 측 양면에 구성되어 본 발명에서 제안하는 휀은 별도의 안전망이 소요되지 않을 뿐 아니라 휀 용도에 따른 설치방향과도 관계없이 사용이 자유롭다. In addition, the
도 2의 흡입 외곽 틀(27)측 안전망(29) 평면 중심부에 용기형 자성체, 즉 제 1 고정자(21)가 압착 및 본딩 등 일반적인 수단을 통해 견고하게 결속된다. The container-shaped magnetic material, that is, the
상기 배기 외곽 틀(28)측 안전망(29) 평면 중심부에 용기형 자성체, 즉 제 2 고정자(23)가 압착 및 본딩 등 일반적인 수단을 통해 견고하게 결속된다. The container-shaped magnetic material, that is, the
상기 제 1 고정자(21), 제 2 고정자(23)의 구체적 형태는 도 3에 단면도와 도 4에 사시도로 도시하였다.Specific forms of the
상기 제 1, 2 고정자(21)과 (23)의 자극분포는 도 3에서 도시한 바와 같이 용기 내부와 외부로 분계되고 상기 제 1 고정자(21) 용기 내부의 극성은 "N" 혹은 "S" 어느 쪽도 무관하나 편의상 "S"(35)로 설정한다. The magnetic pole distributions of the first and
상기 제 1 고정자(21) 용기 내부의 극성이 "S"(35)로 설정되면 상기 제 2 고정자(23) 용기 내부의 극성은 도 3에 도시한 바와 같이 "N"(38)으로 설정된다.When the polarity inside the container of the
도 3에서 상기 회전체 회전 축(22)은 원주형 자성물질로 구성되며 원주 직경은 제 1, 2 고정자(21), (23) 내경보다 유격거리(32)의 2배 작고 그 극성은 상기설정을 근거하여 제 1 고정자(21)와 근접한 극단은 "S"(36)로, 제 2 고정자(23)와 근접한 극단은 "N"(37)으로 고정자와 회전자간 상호 동일 극성으로 설정한다.In FIG. 3, the rotating shaft 22 is composed of a cylindrical magnetic material, and the diameter of the circumference is twice as small as the clearance distance 32 than the inner diameter of the first,
상기 고정자(21), (23)와 회전자(22)의 수직적 결합 정도는 도 3에 도시한 바와 같이 (32)만큼의 유격을 가지며 크기는 1mm 이하에서부터 수 십mm까지 휀 용량에 따라 달라진다.The vertical coupling degree of the stator (21), (23) and the rotor (22) has a clearance of (32) as shown in Figure 3 and the size varies depending on the capacity of less than 1mm to several tens of mm.
상기 제 1, 2 고정자(21), (23)와 회전자(22)의 수평적 결합 정도는 도 3에 도시한 바와 같이 회전자(22) 양 극단에 각 "a" 만큼의 유격을 가지며 "a"의 2배가 "b"보다 작아 당 휀이 완성 조립될 경우 회전자가 고정자를 물리적으로 이탈할 수 없게 된다.As shown in FIG. 3, the horizontal coupling degree of the first and
상기 제 1 고정자(21), 제 2 고정자(23)의 원통 용기형 자성체 표면은 균등한 자속밀도를 가지고 있다.The cylindrical container-shaped magnetic body surfaces of the
상기 제 1 고정자(21), 제 2 고정자(23)의 원통 용기형 영구자석의 원면부 중앙 점을 기준으로 360도 주변을 둘러 싼 용기 벽의 자속밀도는 균등하다.The magnetic flux density of the container wall around 360 degrees is equal with respect to the center point of the surface portion of the cylindrical container type permanent magnet of the
상기 회전자(22)의 표면에서 자극분계선과 같은 거리를 둔 임의의 두 지점은 자속밀도 등고선 상에 있다.Any two points at the surface of the rotor 22 at the same distance as the magnetic pole demarcation line are on the magnetic flux density contour line.
따라서 상기 제 1 고정자(21), 제 2 고정자(23) 용기 속 원면을 원으로 볼 수 있는 방향을 평면 방향이라 한다면, 상기 회전자(22)의 양 극단이 상기 제 1 고정자(21), 제 2 고정자(23) 용기 속으로 인입될 때 회전자(22)와 제 1, 2 고정자(21), (23) 간 작용되는 반발력은 상기 평면상 360도 동등하여 평면적으로 어떠한 방향성을 가지지 않는다. Therefore, if the direction in which the surface of the
도 3의 회전자(22) 자극 분계선 주변으로 도 7에 도시한 바와 같이 휀 날개 기저부(15)가 고정되어 회전자(22)가 반발자계에 의해 부상되면 상기 휀 날개(14) 및 상기 휀 날개 기저부(15)가 같이 부상 되어 베어링을 활용하지 않고도 회전자를 지지하는 동일한 효과를 만들 수 있어 회전자와 고정자간 접촉이나 마찰 없는 휀을 구현할 수 있다.As shown in FIG. 7 around the magnetic pole dividing line of the rotor 22 of FIG. 3, when the
상기 흡입 외곽 틀(27)측 고정자(21)와 상기 배기 외곽 틀(28)측 고정자(23)의 자속밀도는 통상 같으나 특수한 용도로 회전 속도가 증속된 휀에서는 기류 배출 부하로 회전자(22)가 흡입 외곽 틀(27)측으로 밀려나는 현상이 발생할 수 있는데 회전속도에 따라 심하게는 회전자가(22)가 흡입 외곽 틀(27)측 고정자(21)와 접촉될 수도 있어 기계적 안정도가 취약해질 수 있다. The magnetic flux density of the
이를 방지하기 위하여 흡입 측 고정자(21)의 자속밀도를 상당히 증가하여 증속된 회전속도로 제작된 휀에 적용하여 기계적 안정도를 기할 수도 있다. In order to prevent this, the magnetic flux density of the
도 2 의 모터 제어기판(11)은 종래 휀과 같이 회전자의 회전을 위해 요구되는 전원 전류를 전자석 코일(26)에 공급하며 전자석 코일(26)에 인가된 전류는 자화체(25)를 자화하여 회전자 자성체(24)와 자계적 작용에 의해 회전이 이루어진다. The
도 1의 종래 휀 모터 제어부 고정 자화체(17)와 회전자성체(18)가 수직대향하고 있다면, 본 발명에서 제안하는 휀 단면도 도 2에서는 고정 자화체(25)와 회전자성체(24)가 수평대향하고 있다. If the conventional fin motor control stationary magnetization body 17 and the rotating
본 발명에서 제안하는 휀에서 제 1, 2 고정자(21), (23)와 회전자(23)간 기계적 결속이 아닌, 유격공간을 가지는 부상상태의 결속이어서 상기 고정 자화체(25)와 회전자성체(24)가 수직대향 했을 경우, 회전자(22)의 회전동작 수행에서 회전축의 진동이 발생될 수 있다. In the proposal of the present invention, the fixed magnetized body 25 and the rotating magnetic body are formed in a floating state having a clearance space, not a mechanical binding between the first and
따라서 이를 방지하기 위한 방안으로 상기 고정 자화체(25)와 회전자성체(24)가 수평으로 대향한다.Therefore, in order to prevent this, the fixed magnetized body 25 and the rotating
상기 고정 자화체(25)와 회전자성체(24)의 유격은 도 3의 “a" 두배보다 크야 한다. The clearance between the fixed magnet 25 and the rotating
도 1 : 종래 휀 단면도1: conventional sectional view
도 2 : 단면도2: Cross section
도 3 : 지지부 상세도3: Detailed view of the support
도 4 : 지지부 사시도4: perspective view of the support
도 5 : 평면도5: top view
도 6 : 안전망 상세도6: Detailed view of safety net
도 7 : 날개부 상세도7: Detailed view of the wing
도 8 : 제어부 상세도8: Detailed view of the controller
Claims (6)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020070130753A KR20090063409A (en) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | The long life, noiseless fan |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070130753A KR20090063409A (en) | 2007-12-14 | 2007-12-14 | The long life, noiseless fan |
Publications (1)
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KR20090063409A true KR20090063409A (en) | 2009-06-18 |
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KR (1) | KR20090063409A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102312846A (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-11 | 日本电产株式会社 | Air Blast fan |
-
2007
- 2007-12-14 KR KR1020070130753A patent/KR20090063409A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102312846A (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-11 | 日本电产株式会社 | Air Blast fan |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |