KR20120028327A - 자동차의 냉각 팬용 조합형 블로어/회전자 - Google Patents

자동차의 냉각 팬용 조합형 블로어/회전자 Download PDF

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KR20120028327A
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클라우스 바이켄마이어
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마르쿠스 리델
클라우스 린넨브록
토마스 헬밍
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 특히, 낮은 팬 출력을 가진 자동차의 냉각 팬용 조합형 블로어/회전자(1)에 관한 것이다. 상기 조합형 블로어/회전자(1)는 전기 모터(30)의 회전자(10) 및 상기 회전자(10)에 고정된 블로어(20)를 포함하고, 상기 블로어(20)는 스크루 없이 상기 회전자(10)에 고정된다.

Description

자동차의 냉각 팬용 조합형 블로어/회전자{Combined blower/rotor for a cooling fan of a motor vehicle}
본 발명은 특히 낮은 팬 출력을 가진 자동차의 냉각 팬용 조합형 블로어/회전자에 관한 것으로서, 상기 조합형 블로어/회전자는 전기 모터의 회전자 및 상기 회전자에 고정된 블로어를 포함한다.
전자적으로 정류되는 전기 모터를 구비한 내연기관용 냉각 팬의 분야에서, 선행 기술에서는 블로어가 항상 스크루에 의해 회전자에 고정된다. 블로어가 회전자 상에 놓이고 스크루는 블로어를 회전자에 고정시킨다(도 1 참고). 이 경우, 바람직하게는 토크 모니터링 방식으로 조여지는 대개 3개의 스크루가 사용된다.
본 발명의 과제는 조합형 블로어/회전자를 개선하는 것이다. 본 발명에 따른 조합형 블로어/회전자는 간단히 구성되어야 하고 저렴하게 제조될 수 있어야 한다. 또한, 조합형 블로어/회전자는 바람직하게 공구 또는 기계의 사용 없이 수동으로 그리고 짧은 시간 내에 설치될 수 있어야 하고 적은 수의 부품만을 포함해야 한다. 이 경우, 조합형 블로어/회전자는 바람직하게는 낮은 팬 출력에 대해 설계될 수 있고 신흥 시장의 요구, 예컨대 간단하고 강한 구성의 요구에 부합할 수 있다.
상기 과제는 청구항 제 1항에 따른 자동차의 냉각 팬용 조합형 블로어/회전자에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.
본 발명에 따른 조합형 블로어/회전자는 모터 또는 전기 모터의 회전자 및 상기 회전자에 고정된 블로어를 포함한다. 이 경우, 블로어는 추가 부품, 특히 스크루, 또는 재료가 다른 부품의 도움 없이 회전자에 고정된다. 블로어는 바람직하게 간단히 분리 가능한 형상 끼워맞춤 연결에 의해 회전자에 고정된다. 이러한 기계적 연결은 경우에 따라 압력 끼워맞춤 연결 부분을 포함할 수 있다. 블로어와 회전자의 고정은 회전자의 축 방향 섹션 및/또는 방사방향 섹션에서 이루어진다. 또한, 전기 모터는 바람직하게 전자적으로 정류되는 외부 회전자 전기 모터이다.
회전자와 블로어 사이의 기계적 연결은 본 발명에 따라 회전자 및/또는 블로어의 각각의 디자인에 의해서만 구현된다. 회전자 상에 블로어를 고정하기 위해 필요한 블로어 및/또는 회전자의 연결 파트너는 블로어 또는 회전자의 구성 부분, 특히 재료적으로 일체형인 구성 부분이다. 고정을 위해 필요한 연결 장치는 서로를 관통하며 경우에 따라 안전하게 된다. 안전 수단은 바람직하게는 블로어 또는 회전자의 구성 부분이며, 예컨대 설정 파괴점으로서 형성된 웨브를 통해 블로어 또는 회전자와 바람직하게는 재료적으로 일체형으로 결합된다.
본 발명의 실시예에서, 블로어는 록킹 장치를 포함하고, 상기 록킹 장치는 회전자의 대응 록킹 장치 내로 삽입된다. 다른 실시예에서, 블로어는 탄성적으로 휘어질 수 있는 스냅 후크를 포함하고, 상기 스냅 후크는 회전자의 대응 리세스 내로 스냅-인 된다. 스냅 후크의 구속 위치는 안전 핀 또는 안전 볼트에 의해 안전하게 될 수 있다. 또한, 조합형 블로어/회전자의 실시예에서, 블로어 및 회전자가 베이어닛 연결을 통해 서로 고정된다. 베이어닛 후크들은 안전 핀 또는 볼트에 의해 안전하게 될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 블로어는 바람직하게 플라스틱으로 이루어진 고정 돌출부를 포함하고, 상기 고정 돌출부는 회전자 내의 관통 리세스를 통해 돌출한다. 관통 리세스를 통해 돌출한 고정 돌출부의 섹션은 변형되고, 이는 예컨대 전극, 가열 소자, 소노트로드 또는 앤빌에 의해 이루어질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 회전자는 블로어 내의 관통 리세스를 통해 돌출하는 고정 브래킷을 포함한다. 관통 리세스를 통해 돌출한 고정 브래킷의 섹션은 변형되며, 특히 휘어진다. 또한, 본 발명의 추가 실시예에서 블로어는 내부 나사산을 포함하고, 상기 내부 나사산은 회전자의 외부 나사산에 조여진다.
본 발명의 실시예는 운동학적으로 반대로 적용될 수 있다. 또한, 운동학적 반전을 포함해서 서로 조합될 수도 있다. 또한, 본 발명은 자동차 분야에 제한되지 않고, 다른 분야, 예컨대 가열 팬 또는 배기 후드에도 적용될 수 있다.
본 발명에 따라 많은 비용 절감이 이루어지는데, 그 이유는 선행 기술에 비해 3개의 부품, 즉 스크루들이 생략되고, 블로어 및 회전자의 설계에 의해서만 블로어로의 토크 전달 기능 및 회전자 상에 블로어의 위치 설정이 구현되기 때문이다. 이로 인해, 스크루 헤드에 대한 축방향 설치 공간이 필요 없기 때문에, 설치 공간 필요 감소로 인해 적용이 간단해진다.
스냅 또는 프레스 과정은 단시간 내에 그리고 나사 결합보다 덜 복잡한 조립으로 실시될 수 있기 때문에, 블로어에 대한 조립 시간이 줄어든다. 플라스틱 허브를 통해 금속 회전자가 움직이지 않게 물림으로써, 회전자에서의 진동이 감쇠되고 팬 소음이 줄어든다. 본 발명에 따른 고정 컨셉은 추가의 보조 수단 없 수동 조립을 가능하게 하기 때문에, 많은 비용 없이 사용될 수 있다. 높은 품질의 부품이 생략됨으로써, 본 발명에 따른 블로어 고정의 개별 부품이 더 간단히 국부화되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의해, 조합형 블로어/회전자가 간단히 구성되고 저렴하게 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조합형 블로어/회전자는 바람직하게 공구 또는 기계의 사용 없이 수동으로 그리고 짧은 시간 내에 설치될 수 있고 적은 수의 부품만을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예가 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명된다.
도 1은 조립 상태에서 선행 기술에 따른 조합형 블로어/회전자의 측단면도.
도 2는 조립 전 본 발명에 따른 조합형 블로어/회전자의 제 1 실시예의 측단면도.
도 3은 조립 상태에서 도 2에 따른 조합형 블로어/회전자의 측단면도.
도 4는 조립 후 본 발명에 따른 조합형 블로어/회전자의 제 2 실시예의 측단면도.
도 5는 안전 핀을 삽입하기 전 도 4의 조합형 블로어/회전자의 사시도.
도 6은 블로어의 본 발명에 따른 제 3 실시예의 측단면도.
도 7은 회전자의 본 발명에 따른 제 3 실시예의 평면도.
도 8은 도 6의 블로어의 평면도.
도 9는 조합형 블로어/회전자의 제 3 실시예의 제 1 조립 단계의 측단면도.
도 10은 조합형 블로어/회전자의 제 2 조립 단계의, 도 9와 유사한 도면.
도 11은 조합형 블로어/회전자의 제 3 조립 단계의, 도 10과 유사한 도면.
도 12는 조합형 블로어/회전자의 제 4 조립 단계의, 도 11과 유사한 도면.
도 13은 조립 상태에서 조합형 블로어/회전자의 제 3 실시예의 측단면도.
도 14는 조립 전 조합형 블로어/회전자의 본 발명에 따른 제 4 실시예의 측단면도.
도 15는 조립 상태에서 도 14의 조합형 블로어/회전자의 측단면도.
도 16은 조립 전 조합형 블로어/회전자의 본 발명에 따른 제 5 실시예의 측단면도.
도 17은 조립 상태에서 도 16의 조합형 블로어/회전자의 측단면도.
도 18은 조립 전 조합형 블로어/회전자의 본 발명에 따른 제 6 실시예의 측단면도.
도 19는 조립 상태에서 도 18의 조합형 블로어/회전자의 측단면도.
도면에 도시된 본 발명에 따른 조합형 블로어/회전자(1) 또는 블로어 고정부(1)는 예컨대 내연기관의 냉각을 위해 서로 기계적으로 연결되는 부품들, 즉 회전자(10) 또는 전기 모터(30)의 모터 회전자(10) 및 블로어(20)가 형상 끼워맞춤 연결에 의해 추가의 스크루 없이 축 방향(A) 및 방사 방향(R)으로 고정된다. 이러한 목적을 위해, 블로어(20) 상에/내에 및/또는 회전자(10) 상에/내에 하나 이상의 연결 장치(100, 200)(예컨대 록킹 후크 또는 록킹 리세스와 같은 록킹 장치; 스냅 후크; 베이어닛 후크; 클로; 언더컷; 예컨대 브래킷, 돔, 아버, 핀, 볼트, 리브와 같은 고정 돌출부; 나사산, 노치 등 및 대응 장치)가 제공되고, 상기 연결 장치는 블로어(20)를 회전자(10) 상에 고정하기 위해 사용된다. 기능성의 조합형 블로어/회전자(1)를 위해 필요한 모든 부품들은 2개의 개별 부품 블로어(20) 및 회전자(10)로부터 유래한다. 즉, 본 발명에 따라 블로어(20) 및 회전자(10) 외에 재료가 다른 부품 또는 다른 부품이 사용되지 않는다. 본 발명의 특별한 하기 실시예가 사용될 수 있다;
도 2 및 도 3에 도시된, 본 발명의 제 1 실시예에서, 블로어(20)는 연결 장치(200)로서, 블로어 허브(22)에서 내부로 돌출하는 하나 이상의, 바람직하게는 2개 이상의 마주 놓인 록킹 후크(210)를 포함하고, 상기 록킹 후크들은 이에 대응하게 록킹 리세스(110)로서 형성된 회전자(10)의 축 방향 섹션(13)에서 연결 장치(100) 내로 삽입된다. 물론, 록킹 후크를 회전자(10)에 그리고 록킹 리세스를 블로어(20)에 제공하는 것도 가능하다. 이 경우, 각각의 스냅 윤곽(110, 120) 또는 록킹 장치(110, 120)는 부분적으로 또는 완전히 환형으로 제공될 수 있다.
도 4 및 도 5는 조합형 블로어/회전자(1)의 본 발명에 따른 제 2 실시예의 부분을 도시한다. 각각의 연결 장치(100, 200)는 회전자(10)의 방사방향 섹션(14) 내의 관통 리세스(120)로서, 그리고 블로어 허브(22)의 바람직하게는 빔으로서 설계된 스냅 후크(220)로서 형성된다. 이 경우, 블로어(20)의 방사방향 섹션은 회전자(10)의 방사방향 섹션(14) 상에 놓이고, 스냅 후크(220)는 블로어(20)의 방사방향 섹션으로부터 실질적으로 수직으로 돌출하고, 회전자(10)의 방사방향 섹션(14)의 관통 리세스(120) 내로 삽입된다. 이 경우, 스냅 후크(220)는 바람직하게는 실질적으로 (부분) 원형으로 나눠지고, 각각 2개의 직접 인접한 스냅 후크들(220)은 그 배면이 서로를 향하게 배치되고, 즉 스냅 후크(220)의 2개의 후크 윤곽들이 서로로부터 멀리 향한다. 각각 2개의 이러한 인접한 스냅 후크들(220)은 종측면이 커지는 반경으로 확대되는 관통 슬릿(120)(관통 리세스 120) 내로 삽입된다.
스냅 후크들(220)은 안전 핀(222)에 의해 안전하게 될 수 있고, 2개의 직접 인접한 스냅 후크들(220) 사이에, 설정 파괴점으로서 형성된 웨브를 통해 블로어 허브(22)와 재료적으로 일체형으로 결합될 수 있는 안전 핀(222)이 삽입되거나, 또는 각각의 스냅 후크(220)에 대해 고유의 안전 핀(222)이 제공될 수 있다. 후자의 경우, 각각의 안전 핀(222)에 대해 베어링(224)이 블로어 허브(22)와 바람직하게는 재료적으로 일체형으로 형성된 가이드(224) 또는 지지부(224)의 형태로 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 각각의 베어링(224)이 회전자(10)의 관련 관통 리세스(120) 내로 연장되고, 상응하는 안전 핀(222)은 각각의 스냅 후크(220)와 관련 베어링(224) 사이에 삽입된다. 물론, 스냅 후크(220)와 관통 리세스(120)가 바뀌어 적용될 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예(도 6 내지 도 13 참고)에서, 특히 각각의 방사방향 섹션의 회전자(10)와 블로어(20)의 록킹 가능한 베이어닛 연결(연결 장치 100, 200)이 이루어진다. 여기서 블로어 허브(22)는 그것의 방사방향 섹션으로부터 회전자(10)의 방향으로 돌출하는 하나 이상의, 바람직하게는 원형 궤도 상에 배치된 3개의 베이어닛 후크(230)를 포함하고, 상기 베이어닛 후크(230)는 회전자의 대응 베이어닛 리세스(130) 내로 삽입될 수 있다. 또한, 블로어(20)는 베이어닛 후크(230)의 원형 궤도 상에서 바람직하게는 설정 파괴점으로서 형성된 웨브 위에 일체형으로 형성된 안전 핀(232)을 포함하고, 상기 안전 핀은 베이어닛 연결의 자동 풀림을 방지한다. 물론, 운동학적 반전도 적용될 수 있다.
도 9 내지 도 12는 베이어닛 연결의 설치를 명확히 나타낸다. 먼저, 블로어(20)의 방사방향 섹션이 회전자(10)의 방사방향 섹션(14) 상에 놓일 때까지(도 9), 베이어닛 후크(230)가 베이어닛 리세스(130) 내로 삽입된다. 그리고 나서, 블로어(20) 및 회전자(10)는 그들의 공통 회전축(A)에 대해, 베이어닛 후크(230)가 회전자(10) 아래로 들어갈 때까지(도 10) 회전된다. 각각의 베이어닛 후크(230)와 회전자(10) 사이에서 자유로운, 각각의 베이어닛 리세스(130)의 섹션이 안전 핀(232)의 압입에 의해 맞물림(도 11)으로써, 블로어(20)는 회전자(10)에 대해 더 이상 회전될 수 없다(도 12 및 도 13).
본 발명에 따른 조합형 블로어/회전자(1)의 제 4 및 제 5 실시예에서, 회전자(10)에 대한 블로어(20)의 고정은 블로어(20)(제 4 실시예) 또는 회전자(10)(제 5 실시예)의 주변에 형성된 부품 영역에 의해 이루어진다. 이 경우, 블로어(20) 및/또는 회전자(10)는 접합 프로세스(경우에 따라 열에 의해 지원됨, 예컨대 초음파, 고온 공기 등에 의한 가열)에 의해 변형됨으로써 부품 고정을 확실하게 하는 부품 영역, 브래킷 등을 포함한다. 물론, 조치가 반대로 바뀌어 적용될 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 본 발명의 제 4 실시예의 경우, 블로어(20)는 그 방사방향 섹션으로부터 회전자(10)의 방향으로 돌출하는, 하나 이상의 고정 돌출부(240)(연결 장치 200)를 포함하고, 상기 고정 돌출부는 예컨대 핀, 볼트, 리브, 돔, 아버로서 형성될 수 있다. 조립을 위해, 블로어(20)의 고정 돌출부(240)는 회전자(10)의 방사방향 섹션(14) 내의 관통 리세스(140)(연결 장치 100)를 통해 연장되고, 상기 관통 리세스(140)를 통해 연장하는 섹션은 변형 부재(40)에 의해 소성 변형되고, 이는 예컨대 상기 방법에 의해 이루어질 수 있다.
도 16 및 도 17에 도시된 본 발명의 제 5 실시예에서, 회전자(10)의 방사 방향 섹션(14)은 하나 이상의 돌출 브래킷(150)(연결 장치 100)을 포함하고, 블로어(20)는 이를 위해 대응하게 하나 이상의 관통 리세스(250)(연결 장치 200)를 포함하고, 상기 관통 리세스에 의해 블로어(20)가 브래킷(들)(150) 상에 고정될 수 있다. 회전자(10) 상에 블로어(20)를 조립할 때, 관통 리세스(250)를 통해 연장되는 브래킷(150)의 섹션이 휘어지고 블로어(20)를 회전자(10)에 고정시킨다.
본 발명의 마지막 실시예(도 18 및 도 19)에서, 블로어(20) 또는 블로어 허브(22) 및 회전자(10)는 대응 연결 장치(100, 200)로서 각각 나사산(160, 260)을 포함함으로써, 블로어(20) 및 회전자(10)는 서로 직접 나사 결합될 수 있다. 이 경우, 각각의 나사산(160, 260)은 각각의 부품의 일체형 구성 부분이다. 바람직하게는 블로어(20)가 내부 나사산(260)을 포함하고 회전자(10)는 외부 나사산(160)을 포함한다. 나사산들은 바람직하게 회전하는 회전자(10)가 블로어(20) 내로 나사 결합되도록 배향된다.
본 발명의 모든 실시예들은 회전자(10) 및/또는 블로어(20)에 언더 컷 고정, 토크 전달, 위치 설정을 위한 또는 조립 또는 접합 과정의 간소화를 위한 일체형 돔, 리브, 비드, 후크, 노치, 벌지 등을 포함할 수 있다. 선택적으로, 부품 영역(예컨대 안전 핀 또는 안전 볼트)의 추가 프레싱, 코킹, (경우에 따라 열에 의해 지원되는) 변형, 전단에 의한 회전자(10) 및 블로어(20)의 고정에 의해, 부품(특히 스냅 후크)의 자동 풀림이 방지될 수 있다.
10 회전자
13 축방향 섹션
14 방사방향 섹션
20 블로어
30 전기 모터

Claims (12)

  1. 전기 모터(30)의 회전자(10) 및 상기 회전자(10)에 고정된 블로어(20)를 포함하는, 특히, 낮은 팬 출력을 가진 자동차의 냉각 팬용 조합형 블로어/회전자에 있어서,
    상기 블로어(20)는 스크루 없이 상기 회전자(10)에 고정되는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 블로어(20)가 경우에 따라 압력 끼워맞춤 연결 부분을 포함할 수 있는, 바람직하게는 간단히 분리 가능한 형상 끼워맞춤 연결에 의해 상기 회전자(10)에 고정되는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 블로어(20)를 상기 회전자(10)에 고정하기 위해 필요한, 상기 블로어(20) 및/또는 상기 회전자(10)의 연결 파트너(100, 200)는 상기 블로어(20) 또는 상기 회전자(10)의 구성 부분, 특히 재료적으로 일체형인 구성 부분인 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블로어(20)를 상기 회전자(10)에 고정하기 위해 필요한 상기 연결 장치들(100, 200)은 서로 관통하며 경우에 따라 안전하게 되는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블로어(20)를 상기 회전자(10)에 고정하는 것은 상기 회전자(10)의 축방향 섹션(13) 및/또는 방사방향 섹션에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 모터(30)는 바람직하게는 전자적으로 정류되는 외부 회전자 전기 모터(30)인 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블로어(20)는 록킹 후크(200, 210)를 포함하며 상기 록킹 후크는 상기 회전자(10)의 대응 록킹 리세스(100, 110) 내로 삽입되거나, 또는 상기 회전자(10)는 록킹 후크(200, 210)를 포함하며, 상기 록킹 후크는 상기 블로어(20)의 대응 록킹 리세스(100, 110) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블로어(20)는 바람직하게는 빔으로서 형성된 스냅 후크(200, 220)를 포함하고 상기 스냅 후크는 상기 회전자(10)의 대응 리세스(100, 120) 내에 스냅-인되거나, 또는 상기 회전자(10)는 바람직하게는 빔으로서 형성된 스냅 후크(200, 220)를 포함하고 상기 스냅 후크는 상기 블로어(20)의 대응 리세스(100, 120) 내에 스냅-인되고, 상기 스냅 후크(200, 220)의 구속 위치는 바람직하게 안전 핀(200, 222)에 의해 안전하게 되는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블로어(20) 및 상기 회전자(10)는 베이어닛 연결(100, 130; 200, 230)을 통해 서로 고정되고, 상기 베이어닛 연결(100, 130;200, 230)의 베이어닛 후크(200, 230)는 바람직하게 안전 핀(200, 232)에 의해 안전하게 되는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블로어(20)는 고정 돌출부(200, 240)을 포함하고 상기 고정 돌출부는 상기 회전자(10) 내의 관통 리세스(100, 140)를 통해 돌출하거나, 또는 상기 회전자(10)는 고정 돌출부(200, 240)을 포함하고 상기 고정 돌출부는 상기 블로어(20) 내의 관통 리세스(100, 140)를 통해 돌출하고, 상기 관통 리세스(100, 140)를 통해 돌출하는 상기 고정 돌출부(200, 240)의 섹션이 변형되는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자(10)는 고정 브래킷(100, 150)을 포함하며 상기 고정 브래킷(100, 150)은 상기 블로어(20) 내의 관통 리세스(200, 250)를 통해 돌출하거나, 또는 상기 블로어(20)는 고정 브래킷(100, 150)을 포함하며 상기 고정 브래킷(100, 150)은 상기 회전자(10) 내의 관통 리세스(200, 250)를 통해 돌출하고, 상기 관통 리세스(200, 250)를 통해 돌출하는 상기 고정 브래킷(200, 240)의 섹션이 변형되는, 특히 휘어지는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블로어(20)는 나사산(200, 260), 특히 내부 나사산(200, 260)을 포함하고, 상기 나사산은 상기 회전자(10)의 나사산(100, 160), 특히 외부 나사산(100, 160)에 조여지는 것을 특징으로 하는 조합형 블로어/회전자.
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