KR20140006074A

KR20140006074A - 샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20140006074A
Application number: KR1020137031215A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 오노
Original assignee: 환테쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2014-01-15
Also published as: CN103582764A; KR101432020B1; WO2012147182A1; JPWO2012147182A1; CN103582764B; JP5017504B1

Abstract

음파 용착 공정을 불필요로 하면서도, 고정밀도·고강성·고정숙성 및 저비용이 우수하고, 균형 조정이 용이한 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법의 기술 제공을 도모한다.
제조 방법은, 복수의 중심벽에 베어링부 및 고정부를 갖는, 수지제의, 크로스 플로우 형식으로 구성되는 더블 팬을 사출 성형하는 제1 공정과, 원하는 팬의 길이에 대응하는 연결 설치 샤프트를 가공하는 제2 공정과, 제1 공정에 의해 성형된 더블 팬의 베어링부에, 제2 공정에서 가공된 연결 설치 샤프트를 관통시키는 제3 공정과, 당해 연결 설치 샤프트와 상기 고정부를 걸림구에 의해 고정시키는 제4 공정과, 상기 제3 공정과 제4 공정을 반복함으로써 원하는 팬 길이를 얻는 제5 공정과, 필요에 따라 균형 조정을 행하는 제6 공정으로 구성된다.

Description

샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법{SHAFT-TYPE CROSS-FLOW FAN AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 공조용의 관류 송풍기인 크로스 플로우 팬에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 연통하는 샤프트를 사용함으로써 초음파 용착 공정을 불필요로 하면서도, 휨이 적고, 정숙성이 우수한 샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일본에서는, 1950년대부터 일본산의 “룸 쿨러”가 시장에 출회되기 시작하였다. 1960년대 중반경이 되자, “룸 쿨러”는 “룸 에어컨”으로 명칭이 바뀌어, 일반 가정에도 보급되어 왔다. 오존층을 파괴한다는 프레온 가스의 생산 규제 등의 환경 문제 등을 거치면서도, 2000년 이후에는 룸 에어컨의 일본내 보급률(내각부 조사·2인 이상의 세대)이 항상 약 80%가 될 정도이다. 이러한 보급률의 증가는, 일본뿐만 아니라 세계적으로도 동일한 경향이라고 할 수 있다. 이와 같이, 룸 에어컨(이하, 간단히 “에어컨”이라고 한다)은, 가정용 전기 제품 중에서도 일반적이 되었다. 에어컨으로부터의 바람의 분출에는, 여러 조건이 요구된다. 예를 들어, 에어컨으로부터 분출되는 바람에 대해서는, 가능한 한 가로 방향으로 폭이 넓게 분출되는 것이 바람직하고, 게다가 풍량 및 압력도 충분히 확보해야 하다. 또한, 정숙성이 높을 것이 요망된다. 분출되는 바람은, 프로펠러 팬이 분출하는 바람과 같이 소용돌이 상이 아니라, 에어 커튼이라고도 할 수 있을, 층류의 매끄러운 바람일 것이 요망된다. 그리고, 이들의 여러 조건을 만족시키기 위하여 가장 적합한 팬 구조가 크로스 플로우 팬이다.

에어컨에 있어서, 가능한 한 가로 방향으로 폭을 넓게 분출할 수 있도록 하기 위해서는, 축 방향의 팬의 길이(이하, “팬 길이”라고 한다)를 길게 할 필요가 있다. 그러나, 긴 팬 길이를 갖는 크로스 플로우 팬을 제조할 때에는, 종래의 제조 공정 및 그 제조 방법으로 제조된 크로스 플로우 팬에는, 여러 문제점이 남아 있다.

컴팩트한 시로코 팬 혹은 터보 팬이라면, 사출 성형에 의한 일체 성형이 가능하다. 그러나, 긴 팬 길이를 갖는 크로스 플로우 팬을 통상적인 방법으로 사출 성형하려고 하면, 축 방향에서의 중앙 부근에 밀도가 낮은 영역, 혹은 이른바 뉴트럴 존이 발생한다. 그 부분에서는, 기계적 강도의 저하, 혹은 전체적인 휨 혹은 변형이 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 중량 균형이 저하되거나 하면, 균형 조정이 필요하게 된다. 그 결과, 제품의 신뢰성이 저해된다는 문제도 발생한다.

그러한 문제점을 감안하여, 현재는 이하와 같은 공정을 포함하는 제조 방법이 채용되고 있다. 즉, 분할한 다익 임펠러를 초음파 용착 등의 용착에 의해 서로 연결한다. 이에 의해, 당해 용착에 의해 연결 설치된 복수의 다익 임펠러의 양단에, 축을 구비한 다익 임펠러 또는 측부를 용착한다. 그리고 전체의 균형 잡기에 의해 완성에 이른다.

이러한 제조 방법에 의하면, 상기와 같은 사출 성형에 의한 일체 성형에서의 여러 문제를 대체로 해결할 수 있다. 그러나, 현재 상태의 제조 방법에서는, 고가의 초음파 용착 장치, 초음파 용착용 혼(공명체) 및 부스터가 필요하다. 이 때문에, 큰 설비 투자가 필요하게 된다. 또한, 초음파 용착 전의 표면 처리(코로나 방전 등)도 필요하게 되는 등, 비용이 든다는 문제가 있다. 또한, 양단에 장착되는 축이 부착된 다익 임펠러와, 그 사이에 연결 설치되는 다익 임펠러는 구조가 다르다. 이 때문에, 팬부 전체를 제조하기 위해서는, 성형용의 형이 복수 필요하게 된다. 이것도 비용이 커지는 요인의 하나이다. 또한, 분할한 다익 임펠러에 대해 몇 번이나 용착 공정을 반복하는 작업은 번잡하여 작업 효율이 나쁘다. 나아가서는, 다익 임펠러에는, 용착시의 온도 상승과 응력이 가해지기 때문에, 전체에 변형도 발생하기 쉽다. 그리고 또한, 다익 임펠러를 한번 용착해 버리면, 분할한 다익 임펠러마다의 위치를 변경할 수 없다. 이 때문에, 전체를 조립한 후에 균형 잡기가 필요하게 되는 경우에는, 웨이트의 첩부 등에 의존해야 한다. 또한, 연결 설치된 팬부의 양단에 위치하는 다익 임펠러에 장착된 축을 코어 형성하기 위하여, 혹은 연결 설치되는 다익 임펠러 전체의 휨 혹은 변형의 발생을 피하기 위하여, 지그를 사용하는 경우도 있다. 나아가서는, 다익 임펠러의 단면부를 용착에 의해 서로 연결해 가는 것만으로는, 전체의 강성이 낮다. 특히 팬의 기동시에, 중심 부근이 상하로 휘어 흔들림을 일으켜, 원활한 회전이 얻어지지 않는다는 문제도 있다.

이러한 현재의 상태를 감안하여, 최근에는 여러 기술이 제안되게 되었다. 예를 들어, 휨 혹은 변형을 방지하는 기술이 특허문헌 1에 기재되어 있다. 이 기술에서는 섬유 원판상의 원형판의 일측에, 복수의 날개를 고리상으로 세워 설치한 팬 블록을 순차적으로 적층하도록 초음파 용착으로 접합한다. 이에 의해, 소정 길이의 크로스 플로우 팬을 제조한다. 이 때, 팬 블록의 원주 방향으로 복수로 분할된 협지 지그에 의해 팬 블록을 협지한다. 이에 의해, 팬 블록끼리의 동축도를 확보한다. 그러나, 이러한 기술에서는, 초음파 용착 설비가 필요하다. 또한, 팬의 길이에 따른 압입 부재도 필요하게 된다. 이 때문에, 비용 삭감보다도 오히려 비용이 높아진다.

또한, 팬의 보스 조립부와 날개부, 날개부와 날개부, 혹은 날개부와 측판의 각각의 접합부를 기계적으로 고정시켜 일체화한 기술도 제안되어 있다. 또는, 상기 팬의 접합부에 수나사부와 암나사부를 형성한 기술도 제안되어 있다. 이 기술의 특징은, 수나사부를 팬의 회전 방향에 대하여 역방향으로 나사식으로 회전시킴으로써, 암나사부에 삽입 고정시켜 일체화하는 것에 있다(특허문헌 2 참조). 이러한 기술은, 용제 혹은 용착 설비를 불필요하게 할 수 있다는 점에서 우수하다. 그러나, 베어링과 연결할 측판이 필요하다. 또한, 나사식 고정이기 때문에 임의 위치에서의 고정이 불가능하다. 이 때문에, 균형 조정 기능이 떨어진다. 또한, 축의 코어 형성 정밀도에 관해서는, 종래 기술과 동일하다.

또한, 특허문헌 3에는, “아크릴로니트릴과 스티렌을 포함하는 공중합 수지에 유리 파이버를 20~40중량% 혼입시킨 합성 수지재를 사용한 팬(공기 조화기용 송풍 팬)이 기재되어 있다. 이 팬의 특징은, 팬 모터의 축부와 연결하는 팬 측부의 보스 조립부에, 아크릴로니트릴·스티렌계 수지에 카본 파이버를 혼입하는 것에 있다. 이러한 기술에서는, 내열 크리프성이 요구되는 전체 길이가 630㎜ 이상인 팬과 같은 길이가 긴 팬에 있어서, 보스 조립부에 고강성이며 저밀도인 강성 수지를 사용하고 있다. 이에 의해, 이 기술은, 변형이 적어진다는 효과를 노리고 있다. 그러나, 이 기술에서는, 연결 설치하여 초음파 용착하기 때문에, 제조 공정이 종래와 동일하다. 또한, 팬의 양단 보스부에 상이한 수지 소재가 사용되기 때문에, 복수의 수지 원료를 준비할 필요가 있음과 함께, 형도 복수 필요하다. 이 때문에, 비용이 든다. 또한, 어닐 처리에 장시간의 가열 처리 공정이 필요하다. 이 때문에, 완성까지의 시간이 걸린다.

또한, 특허문헌 4에는, 날개의 도중에 연결용 부재 등이 일체 존재하지 않는 크로스 플로우 팬의 제조 방법이 기재되어 있다. 이 방법에서는, 방사상으로 배치된 다수의 개구로부터 가열 용융 상태의 합성 수지를 압출한다. 또한, 그 주위로부터 가열 용융 상태의 합성 수지를 회전시키면서 압출한다. 이에 의해, 송풍기용 팬에 적합한 구조의 원하는 길이의 관류 팬을 연속해서 낮은 비용으로 제조할 수 있다. 이러한 기술에 의하면, 다익 임펠러를 연접할 필요가 없어지고, 용착 공정도 불필요하여, 비용 면에서도 우수하고, 작업 효율도 높아진다고 생각된다. 그러나, 매분 수 천회라는 고속으로 회전하는, 팬 길이가 긴 크로스 플로우 팬을 압출에 의해 성형한 경우, 정밀도 혹은 휨의 문제를 해결할 수 있는지의 여부에 대해서는, 이러한 문헌의 기재로부터 판독하기는 곤란하다고 풀이된다. 또한, 양단에서의 압력차로부터, 수지의 밀도차에 의한 중량 균형에도 문제가 남는 것으로 사료된다.

일본 공개특허공보 소55-160198호 일본 공개특허공보 2004-285937호 일본 공개특허공보 2002-021774호 일본 공개특허공보 2000-097190호

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 초음파 용착 공정을 불필요로 하면서도, 고정밀도·고강성·고정숙성·저비용·균형 조정 용이가 우수한 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법의 기술 제공을 도모한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 크로스 플로우 팬의 제조 방법으로서, 복수의 중심벽에 베어링부 및 고정부를 갖는, 수지제의, 크로스 플로우 형식으로 구성되는 더블 팬을 사출 성형하는 제1 공정과, 원하는 팬의 길이에 대응하는 연결 설치 샤프트를 가공하는 제2 공정과, 제1 공정에 의해 성형된 더블 팬의 베어링부에, 제2 공정에서 가공된 연결 설치 샤프트를 관통시키는 제3 공정과, 당해 연결 설치 샤프트와 상기 고정부를 걸림구에 의해 고정시키는 제4 공정과, 상기 제3 공정과 제4 공정을 반복함으로써 원하는 팬 길이를 얻는 제5 공정과, 필요에 따라 균형 조정을 행하는 제6 공정으로 구성되는 수단을 채용하고 있는 샤프트식 크로스 플로우 팬의 제조 방법이다.

또한, 본 발명은, 상기 샤프트식 크로스 플로우 팬의 제조 방법에 의해 제조되는 샤프트식 크로스 플로우 팬으로서, 복수의 중심벽에 베어링부 및 고정부를 갖는, 수지제의, 일체형 크로스 플로우 형식으로 구성되는 더블 팬과, 연결 설치 샤프트와, 걸림구로 이루어지는 구성 수단을 채용하고 있는 샤프트식 크로스 플로우 팬이다.

또한, 본 발명은, 상기 샤프트식 크로스 플로우 팬의 제조 방법에 의해 제조되는 샤프트식 크로스 플로우 팬으로서, 복수의 크로스 플로우 형식으로 구성되는 더블 팬으로서, 베어링부 및 고정부를 구비한 측벽을 갖는, 수지제의 우회전용 시로코 팬과 좌회전용 시로코 팬을 각각 배면을 맞대어 당해 측벽을 조합한 판상부를 상기 중심벽으로 하는 더블 팬과, 연결 설치 샤프트와, 걸림구로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 더블 팬의 단부에 있어서, 일단에 끼워맞춤용의 홈, 다단에는 끼워맞춤용의 돌기, 또는 양단에 끼워맞춤용의 홈 및 돌기가 형성되어 있는 구성 수단을 채용하고 있는, 청구항 2 또는 청구항 3에 기재된 샤프트식 크로스 플로우 팬이다.

본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법에 의하면, 용제 혹은 초음파 용착 장치 등이 불필요하여, 이러한 용착 공정을 생략할 수 있다. 이 때문에, 제조 시간의 단축 및 비용 절감을 도모할 수 있다. 그와 함께, 열가소성 수지를 성형한 후에 가열 및 응력을 주지 않아도 된다. 그 결과, 치수 정밀도 등의 품질이 높은 크로스 플로우 팬을 제공할 수 있다는 매우 우수한 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법에 의하면, 연결 설치 샤프트 및 더블 팬을 채용함으로써, 고정밀도·고강성 및 고정숙성을 가지는 팬 길이가 긴 크로스 플로우 팬이 얻어진다는 우수한 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법에 의하면, 연결 설치 샤프트가 관통하고 있으므로, 종래의 제법으로 제조되는 크로스 플로우 팬의 팬을 기동하였을 때에 중심 부분이 상하로 휘어 흔들린다는 문제는 발생하지 않는다. 따라서, 궤도시에 있어서도 안정된 회전이 얻어진다는 우수한 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법에 의하면, 균형 조정이 용이하다는 우수한 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법에 의하면, 팬 길이가 다른 크로스 플로우 팬도 제조가 용이해진다는 우수한 효과를 발휘한다.

또한, 청구항 3에 관련된 샤프트식 크로스 플로우 팬 및 그 제조 방법에 의하면, 더블 팬 자체를 사출 성형에 의해 일체 성형하지 않아도, 회전 방향이 다른 시로코 팬을 조합함으로써, 더블 팬을 형성할 수 있다. 따라서, 이 제조 방법은, 특별히 새로운 금형을 준비할 필요도 없다. 따라서, 기존 설비의 이용으로도 충분히 제작이 가능하다는 우수한 효과를 발휘한다.

도 1은, 본 발명에 따른 제조 프로세스를 설명하는 플로우차트이다.
도 2는, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬의 전체 구성 설명도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 더블 팬의 구성 설명도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬의 전체 구성 사시도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 끼워맞춤 홈의 설명도이다.

본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1) 및 그 제조 방법의 최대 특징은, 중심벽(11), 베어링부(12) 및 고정부(13)를 갖는, 수지제의, 크로스 플로우 형식의 더블 팬(10)에, 연통하는 연결 설치 샤프트(20)를 관통시켜 조립함으로써 용착 공정을 생략한 것에 있다. 이하, 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

한편, 본원 명세서, 특허청구범위 및 요약서에 기재되는 더블 팬(10)은, 청구항 1의 제조 방법의 발명에 있어서의 제1 공정에서 얻어지는 크로스 플로우 팬이다. 즉, 더블 팬(10)은, 중심벽(11)에 베어링부(12) 및 고정부(13)를 갖는, 수지제의 다익 임펠러이다. 더블 팬(10)은, 대략 통상형체를 이루고 있다. 이 대략 통상형체에는, 중심벽(11) 양면의 원주 가장자리부로부터 양단을 향하여, 상대적으로 소정 이상의 간격으로 복수장의 블레이드가 배치되어 있다. 연결 설치 샤프트(20)와 직교하는 면의 중심벽(11)에는, 베어링부(12) 및 고정부(13)가 사출 성형에 의해 일체 성형되어 있다. 베어링부(12)에는, 연결 설치 샤프트(20)를 관통시키기 위한 관통 구멍이 천공되어 있다. 고정부(13)는, 연결 설치 샤프트(20)와 당해 다익 임펠러를 걸림구(30)에 의해 고정시킨다. 또는, 이 크로스 플로우 팬은, 사출 성형에 의해 일체 성형되는 2개의 시로코 팬을 조합하여 형성된다. 베어링부(12) 및 고정부(13)를 구비한 측벽(11a 및 11b)을 갖는, 수지제의 우회전용 시로코 팬(10a)과 좌회전용 시로코 팬(10b)이 각각 배면이 맞대어진다. 당해 측벽(10a 및 10b)을 조합한 판상부가 상기 중심벽(11)이 된다. 시로코 팬은, 대략 통상형체를 이루고 있다. 이 대략 통상형체에는, 상기 중심벽(11) 양면의 원주 가장자리부로부터 양단을 향하여, 상대적으로 소정 이상의 간격으로 복수장의 블레이드가 배치되어 있다. 연결 설치 샤프트(20)와 직교하는 면의 중심벽(11)에는, 베어링부(12) 및 고정부(13)가 사출 성형에 의해 일체 성형되어 있다. 베어링부(12)에는, 연결 설치 샤프트(20)를 관통시키기 위한 관통 구멍이 천공되어 있다. 고정부(13)는, 연결 설치 샤프트(20)와 당해 다익 임펠러를 걸림구(30)에 의해 고정시킨다. 또한, 이하의 실시예 및 도면에 나타내는 구체적인 수치 등은, 어디까지나 실시예로서 예시된다. 본 발명은, 특별히 이들에 한정되지 않고, 본 발명의 효과가 얻어지는 기술적 사상의 창작 범위 내에서 변경될 수 있다.

또한, 본 발명은, 룸 에어컨에 한정하지 않고, 공기 청정기나 냉동 장치 등, 환류 팬을 사용하는 송풍 장치에 있어서 널리 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

도 1은, 본 발명에 따른 제조 프로세스를 설명하는 플로우차트이다. 도 1(a)는, 종래의 일반적인 초음파 용착에 의한 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 1(b)는, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.

도 1은, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)의 제조 공정의 공정 수가, 종래의 일반적인 초음파 용착에 의한 제조 방법과 비교하여 매우 적은 것을 나타내고 있다. 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 종래의 제조 공정에서는, 다익 임펠러의 사출 성형 공정과, 베어링부에 연결하기 위한 측부의 사출 성형 공정과, 축 가공 공정으로부터, 복수의 다익 임펠러, 측부 및 축이 각각 성형 또는 가공된다. 그리고, 당해 측부에 가공된 샤프트를 내장하는 조립 공정이 실시된다. 그리고 이들은, 미세한 초음파 진동과 가압력에 의해 순간적으로 용융됨으로써 접합시키는 초음파 용착 공정에 의해 순차적으로 용착된다. 이와 같이 하여, 긴 팬 길이를 갖는 크로스 플로우 팬의 전체가 형성된다. 또한, 접착 강도를 높이는 경우, 당해 성형품 표면에 대하여, 단파장 UV 처리, 코로나 처리 혹은 플라즈마 처리 등을 행하여 표면을 활성시킴으로써, 젖음 특성을 높이는 경우도 있다. 그 밖에도, 진동 용착 혹은 용제에 의한 접착 등에 의해서도, 긴 팬 길이를 갖는 크로스 플로우 팬을 제작할 수 있다. 조립된 크로스 플로우 팬은, 균형 조정되어 완성되게 된다.

이에 대하여, 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 본원발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)의 제조 공정은, 복수의 중심벽(11)에 베어링부(12) 및 고정부(13)를 갖는, 수지제의, 크로스 플로우 형식으로 구성되는 더블 팬(10)을 사출 성형하는 제1 공정과, 원하는 팬의 길이에 대응하는 연결 설치 샤프트(20)를 가공하는 제2 공정과, 제1 공정에 의해 성형된 더블 팬(10)의 베어링부(12)에, 제2 공정에서 가공된 연결 설치 샤프트(20)를 관통시키는 제3 공정과, 당해 연결 설치 샤프트(20)와 상기 고정부(13)를 걸림구(30)에 의해 고정시키는 제4 공정과, 당해 제4 공정을 반복하여 행함으로써 원하는 팬 길이로 하는 제5 공정과, 필요에 따라 균형 조정을 행하는 제6 공정으로 구성되어 있다. 한편, 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)이, 회전 방향이 다른 시로코 팬을 배면을 맞대어 조합된 더블 팬(10)인 경우, 제1 공정에 있어서, 우회전용 시로코 팬(10a) 및 좌회전용 시로코 팬(10b)을 사출 성형한다.

도 2는, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)의 전체 구성 설명도이다. 도 2(a)는, 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)의 전체 정면도이다. 도 2(b)는, 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)의 전체 단면도이다. 도 2(c)는, 일체형 더블 팬(10)의 단면도이다. 도 2(d)는, 회전 방향이 다른 시로코 팬을 배면을 맞대어 조합된 더블 팬(10)이다. 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)은, 더블 팬(10)과 연결 설치 샤프트(20)와 걸림구(30)로 구성되어 있다.

도 3은, 본 발명에 따른 더블 팬(10)의 구성 설명도이며, 도 3(a)는, 일체형으로 사출 성형한 더블 팬(10)의 전체의 개략 구성을 예시한다. 도 3(b)는, 회전 방향이 다른 시로코 팬(10a 및 10b)을 배면을 맞대어 조합한 더블 팬(10)의 구성 양태 설명도이다. 단, 도 3은, 실제의 블레이드 형상, 장수 및 간격 등을 나타내지 않는다. 도 3(a)에 나타내는 일체형 더블 팬(10)은, 중심벽(11)에 베어링부(12) 및 고정부(13)를 갖는, 수지제의 크로스 플로우 팬 형식의 다익 임펠러이다. 더블 팬(10)은, 중심벽(11) 양면의 원주 가장자리부로부터 양단을 향하여, 대향적으로, 소정 이상의 간격으로 복수장의 블레이드가 배치되는 대략 통상형체를 이룬다. 상기 연결 설치 샤프트(20)와 직교하는 면의 중심벽(11)에는, 베어링부(12) 및 고정부(13)를 사출 성형에 의해 일체 성형한다(제1 공정). 베어링부(12)에는, 당해 연결 설치 샤프트(20)를 관통시키기 위한 관통 구멍이 천공되어 있다. 고정부(13)는, 당해 연결 설치 샤프트(20)와 더블 팬(10)을 걸림구(30)에 의해 고정시킨다.

또한, 도 3(b)에 나타내는 회전 방향이 다른 시로코 팬을 배면을 맞대어 조합한 더블 팬(10)은, 수지제의, 시로코 팬 형식의 다익 임펠러이다. 우회전용의 시로코 팬(10a)의 측벽(11a)과, 좌회전용의 시로코 팬(10b)의 측벽(11b)을 맞춤으로써 중심벽(11)이 구성된다. 측벽(11a) 및 측벽(11b)은, 베어링부(12) 및 고정부(13)를 갖는다. 시로코 팬(10a) 및 시로코 팬(10b)은, 대략 통상형체를 이룬다. 이 대략 통상형체에는, 측벽(11a) 및 측벽(11b)의 원주 가장자리부로부터 소정 이상의 간격으로 복수장의 블레이드가 배치되어 있다. 상기 연결 설치 샤프트(20)와 직교하는 면인 중심벽(11)에는, 베어링부(12) 및 고정부(13)를 사출 성형에 의해 일체 성형한다(제1 공정). 베어링부(12)에는, 당해 연결 설치 샤프트(20)를 관통시키기 위한 관통 구멍이 천공되어 있다. 고정부(13)는, 당해 연결 설치 샤프트(20)와 더블 팬(10)을 걸림구(30)에 의해 고정시킨다.

고정부(13)는, 베어링부(12)로부터 플랜지상으로 돌출된 원통 돌기부이다. 고정부(13)의 축 방향에는, 복수의 슬릿(분할)이 형성되어 있다. 고정부(13)의 원주 방향으로는, 링 홈이 형성되어 있다. 이 링 홈에는, 걸림구(30)가 끼워진다. 이 링 홈은, 스프링압에 의해 연결 설치 샤프트(20)를 협지한다. 한편, 이러한 슬릿(분할)에 대해서는, 도면에서는 3분할로 나타내어져 있다. 고정부(13)의 분할 수는, 4 이상이어도 되고, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 상기 링 홈은 필수는 아니다. 당해 홈을 형성하지 않고, 고정부(13)의 축이 직접 협지되어도 된다. 한편, 중심벽(11)으로부터 대향하여 양단을 향해 설치되는 블레이드의 배치가, 위상하여 배치되도록 나타내어져 있다. 이것은, 정류 효과 혹은 공기 저항에 의한 좌우 균형 등을 고려한 결과이다.

더블 팬(10)의 소재로는, 비용, 성형성, 혹은 품질 등을 생각하면, 열가소성 수지를 사용하는 것이 일반적이다. 열가소성 수지로서, 예를 들어, 폴리프로필렌(Polypropylene), ABS 수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene), AS 수지(Acrylonitrile Styrene), PA 수지(Polyamide), PBT 수지(PolyButhylene Terephthalete) 및 PPS 수지(Poly Phenylene Sulfide) 등을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 단, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)은, 초음파 용착을 필요로 하지 않기 때문에, 열경화성 수지로도 제작 가능하다. 또한, 동일한 이유에서, 금속 혹은 세라믹 등도 사용할 수 있으며, 소재의 응용 범위는 넓다.

연결 설치 샤프트(20)는, 원하는 팬의 길이에 따라 가공되는 축이다(제2 공정). 연결 설치 샤프트(20)로는, 벤딩 응력에 강하고, 내부식 특성을 갖는 중공 또는 중실의 연마재 등이 사용된다. 연결 설치 샤프트(20)는, 모터의 베어링 등 및 제품에 요구되는 정밀도에 따른 치수 공차를 구비하는 것이 사용된다.

걸림구(30)로는, 도 4에 나타내는 바와 같은, 일반적인 축 고정용의 C링(축용 C형 스냅 링)이 사용된다. 또는, 푸시너트 축용의 C링이어도 된다. 한편, 도시하고 있지는 않지만, 예를 들어 이하와 같은 고정 방법도 좋다. 즉, 베어링부(12)에 플랜지상의 소경(小徑) 돌기부를 형성한다. 당해 소경 돌기부의 축 방향 끝에 슬릿을 복수 형성한다. 당해 소경 돌기부의 선단부를 끝이 가는 테이퍼 형상으로 하고, 당해 소경부의 외주면에 수나사를 형성한다. 당해 수나사와 조합되는 암나사가 안에 형성된 조임 너트에 의해, 소경 돌기부를 나사 결합에 의해 조인다. 한편, 수지제의 더블 팬(10)은 경량이다. 이 때문에, 걸림구(30)는, 개개의 모든 더블 팬(10)에 구비될 필요는 없다. 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)의 전체를 구성하는 팬부의 양단에 위치하는 더블 팬(10)에만 걸림구(30)를 사용해도 충분한 강도를 얻을 수 있다. 이 경우, 제4 공정 및 제5 공정의 작업 부담 및 작업 시간을 대폭 경감할 수 있다.

도 4는, 본 발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)의 전체 구성 사시도이다. 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)은, 이하와 같이 완성된다. 더블 팬(10)의 중앙벽에 설치된 베어링부(12)에 연결 설치 샤프트(20)를 관통시킨다(제3 공정). 연결 설치 샤프트(20)를 베어링부(12)에 걸림구(30)에 의해 고정시킨다(제4 공정). 이것을 반복함으로써(제5 공정), 원하는 팬 길이의 크로스 플로우 팬을 얻는다. 그 후, 필요에 따라 균형 조정을 행한다(제6 공정). 이에 의해, 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)이 완성된다.

제6 공정의 균형 조정에서는, 제4 공정 및 제5 공정에 있어서, 개개의 더블 팬(10)에 있어서의 불균형부의 위치를 대칭 방향으로 배치하는 것 등을 자유롭게 조합함으로써 팬 전체의 불균형을 상쇄할 수 있다. 따라서, 팬 전체의 불균형이 발생하는 일이 거의 없다. 이 때문에, 실질적으로는 제6 공정은 필요하지는 않다. 가령, 제6 공정이 필요하게 된 경우라도, 더블 팬(10)을 용착하고 있지 않으므로, 분해하여 더블 팬(10)의 위치를 조정하거나, 교환할 수 있다. 이것으로 대응할 수 있는 범위 내라면, 밸런스 웨이트를 붙이지 않아도 균형 조정이 가능하게 된다.

도 5는, 청구항 3에 관련된 발명의 끼워맞춤부 설명도이다. 도 5(a)는, 일단에 끼워맞춤용의 홈(14), 다단에는 끼워맞춤용의 돌기(15)를 소정 간격으로 형성한 구성을 나타내고 있다. 도 5(b)는, 양단에 끼워맞춤용의 홈(14) 및 돌기(15)를 소정 간격으로 형성한 구성을 나타내고 있다. 도 5(c)는, 양단에 끼워맞춤용의 홈(14) 및 돌기(15)를 연속해서 형성한 구성을 나타내고 있다. 본원발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)은, 상기와 같이, 균형이나 강성에 있어서 종래 제품과 비교하여 고균형, 고강성이 되는 효과를 발휘한다. 따라서, 플랫의 면 맞춤으로도 충분한 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 연접하는 더블 팬(10)의 연결 설치수가 상당수 많아져, 팬 길이가 매우 길어진 경우, 균형의 문제 혹은 강성 부족의 문제도 적지 않게 발생할 수 있다. 그런데, 본원발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)은, 종래의 제조 방법과 크게 달라, 용제나 초음파 용착이 불필요하기 때문에, 몇 번이라도 다시 조립할 수 있다. 따라서, 본원발명에 따른 샤프트식 크로스 플로우 팬(1)에서는, 조립 후에 있어서도, 연접하는 더블 팬(10)을 회전시킴으로써 균형 조정을 행할 수 있다. 또한, 청구항 3에 관련된 구성을 채용한 경우, 연결 설치되는 더블 팬(10)끼리의 접촉 면적이 늘어난다. 이 때문에, 강성이 향상된다는 효과도 발휘한다. 한편, 도 5의 (a) 내지 (c)에 나타낸 홈(14) 및 돌기(15)의 형상, 크기 및 개수는, 개념상의 설명을 위하여 크게 나타내어져 있는 것으로, 이에 한정되지 않는다. 홈(14) 및 돌기(15)의 조합은, 상기 효과가 발휘되는 조합이면 된다.

1 샤프트식 크로스 플로우 팬
10 더블 팬
10a 시로코 팬
10b 시로코 팬
11 중심벽
11a 측벽
11b 측벽
12 베어링부
12a 베어링 구멍
13 고정부
14 홈
15 돌기
16 측벽
20 연결 설치 샤프트
30 걸림구

Claims

크로스 플로우 팬의 제조 방법으로서,
복수의 중심벽에 베어링부 및 고정부를 갖는, 수지제의, 크로스 플로우 형식으로 구성되는 더블 팬을 사출 성형하는 제1 공정과,
원하는 팬의 길이에 대응하는 연결 설치 샤프트를 가공하는 제2 공정과,
제1 공정에 의해 성형된 더블 팬의 베어링부에, 제2 공정에서 가공된 연결 설치 샤프트를 관통시키는 제3 공정과,
당해 연결 설치 샤프트와 상기 고정부를 걸림구에 의해 고정시키는 제4 공정과,
상기 제3 공정과 제4 공정을 반복함으로써 원하는 팬 길이를 얻는 제5 공정과,
필요에 따라 균형 조정을 행하는 제6 공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 샤프트식 크로스 플로우 팬의 제조 방법.
제1항에 기재된 샤프트식 크로스 플로우 팬의 제조 방법에 의해 제조되는 샤프트식 크로스 플로우 팬으로서,
복수의 중심벽에 베어링부 및 고정부를 갖는, 수지제의, 일체형 크로스 플로우 형식으로 구성되는 더블 팬과,
연결 설치 샤프트와,
걸림구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤프트식 크로스 플로우 팬.
제1항에 기재된 샤프트식 크로스 플로우 팬의 제조 방법에 의해 제조되는 샤프트식 크로스 플로우 팬으로서,
복수의 크로스 플로우 형식으로 구성되는 더블 팬으로서, 베어링부 및 고정부를 구비한 측벽을 갖는, 수지제의 우회전용 시로코 팬과 좌회전용 시로코 팬을 각각 배면을 맞대어 당해 측벽을 조합한 판상부를 상기 중심벽으로 하는 더블 팬과,
연결 설치 샤프트와,
걸림구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤프트식 크로스 플로우 팬.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 더블 팬의 단부에 있어서, 일단에 끼워맞춤용의 홈, 다단에는 끼워맞춤용의 돌기, 또는 양단에 끼워맞춤용의 홈 및 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 샤프트식 크로스 플로우 팬.