KR20200123215A - 축류 날개 및 송풍기 - Google Patents

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유이치 야스다
아키후미 후지타
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

축류 날개(200)는 회전축을 중심으로 샤프트(101)를 회전시키는 전동기(100)의 샤프트(101)가 관통되는 보스(202)와, 전동기(100)측이 개구된 원통 형상이며, 보스(202)와 동축이고 보스(202)의 주위를 둘러싸는 허브(205)와, 허브(205)의 내부에 설치되어서, 허브(205)의 내부의 공간을 2개 이상으로 나누는 칸막이판(400)을 구비한다.

Description

축류 날개 및 송풍기
본 발명은 축류 날개 및 이를 갖는 송풍기에 관한 것이다.
사무소 또는 거실이라고 하는 개소에 설치되고, 전동기에 의해 날개를 회전시켜서 바람을 불어보내는 송풍기에 있어서, 전동기와 날개를 결합하는 날개 중앙부는, 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이, 전동기의 샤프트가 관통되는 보스와, 일단이 개구된 원통 형상이며 날개가 배치되는 허브로 구성되고, 전동기의 날개측의 면과 허브로 둘러싸이는 공간이 형성되는 구조로 되어 있었다.
일본 특허 공개 제 평5-018398 호 공보
상기 구조의 송풍기에 있어서는, 전동기와 날개의 허브에 의해서 둘러싸인 공간에는, 기주 공명 또는 헤르츠 폼 공명 등, 공간의 치수에 따라 정해지는 주파수에서 공명 현상이 발생한다. 공명의 주파수가 전동기의 베어링 소리 등의 주파수와 일치한 경우에는, 소리가 증폭되어, 운전 소음이 된다. 공명의 주파수를 전동기의 베어링 소리 등의 주파수와 어긋나게 하여 소리의 증폭을 억제하기 위해서는, 날개의 허브 내의 공간 치수를 변경할 필요가 있지만, 요구 성능에의 영향으로부터 용이하게 변경할 수 없는 것이 있다.
이와 같이, 전동기의 날개측의 면과 허브로 둘러싸이는 공간이 형성되는 구조를 갖는 송풍기는, 공명에 의한 운전 소리의 증대를 방지하는 것이 어려웠다.
본 발명은 이에 비추어 이루어진 것이며, 전동기의 날개측의 면과 허브로 둘러싸이는 공간이 형성되는 구조를 갖고, 운전 소리의 증대를 용이하게 방지할 수 있는 송풍기를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 회전축을 중심으로 샤프트를 회전시키는 전동기의 샤프트가 관통되는 보스를 구비한다. 본 발명은 전동기측이 개구된 원통 형상이며, 보스와 동축이고 보스의 주위를 둘러싸는 허브를 구비한다. 본 발명은 허브의 내부에 설치되어서, 허브의 내부의 공간을 2개 이상으로 나누는 칸막이판을 구비한다.
본 발명에 따른 송풍기는 전동기의 날개측의 면과 허브로 둘러싸이는 공간이 형성되는 구조를 갖고, 공명에 의한 운전 소리의 증대를 용이하게 방지할 수 있다는 효과를 이룬다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 축류 날개를 이용한 송풍기인 서큘레이터 팬의 사시도,
도 2는 실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬의 측단면도,
도 3은 실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬의 축류 날개의 부분을 확대한 부분 단면도,
도 4는 실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬의 전동기와 날개의 장착 구조의 분해 사시도,
도 5는 실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬의 허브 내부의 측단면 확대도,
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 서큘레이터 팬의 허브 내부의 측단면 확대도,
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 따른 서큘레이터 팬의 허브 내부의 측단면 확대도,
도 8은 실시형태 3에 따른 서큘레이터 팬의 허브 내부를 구분하는 칸막이판의 사시도.
이하에, 본 발명의 실시형태에 따른 축류 날개 및 송풍기를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시형태 1.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 축류 날개를 이용한 송풍기인 서큘레이터 팬의 사시도이다. 도 2는 실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬의 측단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 송풍기인 서큘레이터 팬(1)은 바닥면 설치용의 스탠드(2)와, 상하 방향으로 선회 가능하게 스탠드(2)에 보지된 본체 프레임(3)을 갖는다. 본체 프레임(3)에는, 전동기(100)와, 전동기(100)에 통전되는 전압을 조절하여 구동 속도를 변경하는 전기 유닛(4)이 장착되어 있고, 전원 코드(5)를 거쳐서 외부 전원이 공급된다. 전동기(100)의 샤프트(101)에는, 축류 날개(200)가 장착되어 있다. 전동기(100)가 구동됨으로써 축류 날개(200)가 회전하고, 서큘레이터 팬(1)은 전방으로 바람을 불어보낸다.
도 3은 실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬의 축류 날개의 부분을 확대한 부분 단면도이다. 또한, 도 3에서는 전동기(100)는 측면을 도시하고, 축류 날개(200)는 단면을 도시하고 있다. 도 4는 실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬의 전동기와 날개의 장착 구조의 분해 사시도이다. 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 축류 날개(200)의 중앙부(201)는 전동기(100)의 샤프트(101)가 끼워맞춤하는 보스 구멍(203)이 형성된 보스(202)와, 날개(204)가 배치되는 허브(205)로 구성된다. 허브(205)는 일단이 개구된 원통 형상이며, 중심축은 보스(202)의 중심축과 동축이다. 축류 날개(200)가 샤프트(101)에 장착된 상태에서는, 허브(205)의 개구단(206)은 전동기(100)측을 향한다. 또한, 보스(202)의 단부면(207)은 개구단(206)보다 허브(205)의 내측으로 인입되어 있다.
한편, 전동기(100)의 샤프트(101)는 선단부(102)와 전동기 프레임(103) 사이에 홈(104)이 마련되어 있다. 홈(104)에는, C링(105)이 결합되어 있다. 또한, 선단부(102)에는, D컷 형상의 나사부(107)가 형성되어 있다. 보스 구멍(203)에 샤프트(101)를 통과한 후에 캡 너트(108)를 나사부(107)에 체결함으로써, 축류 날개(200)가 샤프트(101)에 고정된다. 이 때, 축류 날개(200)와 캡 너트(108) 사이에는 구동 전달판(300)이 개재되고, 보스(202)와 C링(105) 사이에는 맞댐부가 되는 수지 와셔(106)와 칸막이판(400)이 개재되어, 고정된다.
구동 전달판(300)은 판면(301)의 중앙에, 샤프트(101)의 선단부(102)의 D컷과 동형상의 구멍(302)이 형성되어 있다. 판면(301)의 단부(303, 304)에는, 판면(301)에 대해 수직으로 배치된 클로(claw)(305, 306)가 마련되어 있다. 구멍(302)이 D컷 형상의 나사부(107)와 결합하고, 클로(305, 306)가 허브(205)의 전면(205a)에 마련된 삽입 구멍(208, 209)에 결합됨으로써, 샤프트(101)의 회전이 축류 날개(200)에 전달된다.
칸막이판(400)은 판면(401)의 중앙에 샤프트(101)의 직경과 동치수의 구멍(402)이 형성되어 있다. 칸막이판(400)의 외경은 허브(205)의 내경보다 작은 치수의 형상이 되어 있다.
도 5는 실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬의 허브 내부의 측단면 확대도이다. 축류 날개(200)와 함께 칸막이판(400)이 전동기(100)에 조립 장착되었을 때, 칸막이판(400)은 허브(205)의 내부에 설치되고, 도 3에 도시된 허브(205)와 전동기(100) 사이에 형성되는 공간(500)을 공간(501)과 공간(502)으로 나눈다. 칸막이판(400)이 공간(500)을 공간(501)과 공간(502)으로 나누는 것에 의해, 칸막이판(400)보다 전동기(100)측의 공간(502)에서 공명이 발생한다. 칸막이판(400)을 설치한 경우에는, 공명이 발생하는 공간의 축류 날개(200)의 회전축 방향의 치수는, 허브(205)의 전면(205a)과 칸막이판(400) 사이의 치수(A)와 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 치수(B)의 합인 A＋B로부터 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 치수인 B로 변화한다. 또한, 칸막이판(400)을 설치한 경우에는, 공명이 발생하는 공간의 체적은, 허브(205)의 전면(205a)과 칸막이판(400) 사이의 공간(501)의 체적(V1)과 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 공간(502)의 체적(V2)의 합인 V1＋V2로부터 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 공간(502)의 체적인 V2로 변화한다. 칸막이판(400)이 없는 경우에는, 체적이 V1＋V2의 공간(500) 전체에 있어서 공명이 발생하기 때문에, 칸막이판(400)이 없는 경우에, 공간(500)에서 증폭되는 소리의 주파수는, 공간(502)에서 공명이 발생하는 경우에 증폭되는 소리의 주파수와 상이하다. 따라서, 칸막이판(400)을 설치하는 것에 의해, 기주 공명 및 헬름홀츠 공명의 주파수가 변화한다. 또한, 허브(205)의 내경과 칸막이판(400)의 외주(403) 사이에는 간극이 있기 때문에, 공간(501)에도 헤르츠 폼 공명이 발생하고, 공명 소음(消音)의 효과가 얻어진다. 또한, 공간(501)측은 허브(205)에 회전축에 평행한 리브를 마련하는 등을 하여, 칸막이판(400)이 장착되었을 때에 2개 이상의 공간이 형성되는 구조여도 좋다. 즉, 칸막이판(400)을 설치하여 전동기(100) 사이에 공명이 발생하는 공간의 체적을 변화시키는 것에 의해, 칸막이판(400)이 없는 경우에는 증폭되는 소리가, 칸막이판(400)의 설치 후에는 증폭되지 않게 된다.
실시형태 1에 따른 서큘레이터 팬(1)은 축류 날개(200)의 형상을 변경하지 않고 운전 소음의 증폭을 방지할 수 있다. 따라서, 전동기(100)의 축류 날개(200)측의 면과 허브(205)로 둘러싸이는 공간(500)이 형성되는 구조를 갖는 서큘레이터 팬(1)은, 공명에 의한 운전 소리의 증대를 용이하게 방지할 수 있다.
실시형태 2.
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 따른 서큘레이터 팬의 허브 내부의 측단면 확대도이다. 도 6에 있어서, 실시형태 1과 마찬가지의 구성요소에 대해서는 동일한 부호로 하고, 상세한 설명은 생략한다. 실시형태 2에 따른 서큘레이터 팬(1)의 축류 날개(200)의 허브(205)는, 내경측으로 돌출하는 결합부(210, 211, 212, 213)가 형성되어 있다. 칸막이판(400)은 외주(403)가 결합부(210)와 결합부(212) 사이 및 결합부(211)와 결합부(213) 사이에 끼워넣어짐으로써, 축류 날개(200)에 고정된다. 칸막이판(400)은 탄성 변형에 의해서 휘어진 상태로 결합부(211)와 결합부(213) 사이에 끼워넣을 수 있지만, 다른 방법으로 끼워넣어도 좋다. 또한, 칸막이판(400)의 구멍(402)의 직경은 보스(202)의 직경보다 크고, 간극이 마련되어 있다. 다른 구성요소에 대해서는, 실시형태 1과 마찬가지이다.
칸막이판(400)은 허브(205)의 내부에 설치되고, 허브(205)와 전동기(100) 사이에 형성되는 공간(500)을 공간(503)과 공간(504)으로 나눈다. 칸막이판(400)이 공간(500)을 공간(503)과 공간(504)으로 나누는 것에 의해, 칸막이판(400)보다 전동기(100)측의 공간(504)에서 공명이 발생한다. 칸막이판(400)을 설치한 경우에는, 공명이 발생하는 공간의 축류 날개(200)의 회전축 방향의 치수는, 허브(205)의 전면(205a)과 칸막이판(400) 사이의 치수(C)와 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 치수(D)의 합인 C＋D로부터 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 치수인 D로 변화한다. 또한, 칸막이판(400)을 설치한 경우에는, 공명이 발생하는 공간의 체적은, 허브(205)의 전면(205a)과 칸막이판(400) 사이의 공간(503)의 체적(V3)과 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 공간(504)의 체적(V4)의 합인 V3＋V4로부터 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 공간(504)의 체적인 V4로 변화한다. 따라서, 칸막이판(400)을 설치하는 것에 의해, 기주 공명 및 헬름홀츠 공명의 주파수가 변화한다. 또한, 보스(202)의 외경과 칸막이판(400)의 구멍(402) 사이에는 간극이 있기 때문에, 공간(503)에도 헤르츠 폼 공명이 발생하고, 공명 소음의 효과가 얻어진다.
실시형태 2에 따른 서큘레이터 팬(1)은 축류 날개(200)의 형상을 변경하지 않고 운전 소음의 증폭을 방지할 수 있다. 따라서, 전동기(100)의 축류 날개(200)측의 면과 허브(205)로 둘러싸이는 공간(500)이 형성되는 구조를 갖는 서큘레이터 팬(1)은, 공명에 의한 운전 소리의 증대를 용이하게 방지할 수 있다.
실시형태 3.
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 따른 서큘레이터 팬의 허브 내부의 측단면 확대도이다. 도 8은 실시형태 3에 따른 서큘레이터 팬의 허브 내부를 구분하는 칸막이판의 사시도이다. 도 7 및 도 8에 있어서, 실시형태 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호로 하고, 상세한 설명은 생략한다. 실시형태 3에 따른 서큘레이터 팬(1)의 축류 날개(200)는 보스(202)의 외측에 결합부(214, 215, 216, 217)를 갖는다. 칸막이판(400)은 판면(401)에 보스(202)의 직경과 동치수의 구멍(402)이 형성되어 있다. 칸막이판(400)의 외경은 허브(205)의 내경보다 작은 치수의 형상이 되어 있다. 구멍(402)에는 보스(202)가 관통하고, 결합부(214, 216)와 결합부(215, 217) 사이에 개재됨으로써, 칸막이판(400)이 축류 날개(200)에 고정된다. 칸막이판(400)은 탄성 변형에 의해서 휘어진 상태로 결합부(214, 216)와 결합부(215, 217) 사이에 끼워넣어질 수 있지만, 다른 방법으로 끼워넣어져도 좋다. 또한, 보스(202)가 관통하는 구멍(402)의 주위에는, 적어도 하나의 구멍(404)이 형성되어 있다. 즉, 판면(401)에는, 보스(202)가 관통하는 구멍(402) 이외에 적어도 하나의 구멍(404)이 형성되어 있다. 다른 구성요소에 대해서는, 실시형태 1과 마찬가지이다. 또한, 구멍(404)의 형상, 수 및 크기는 특별히 한정은 하지 않지만, 칸막이판(400)은 축류 날개(200)와 함께 회전하기 때문에, 회전 밸런스를 무너뜨리지 않도록 배치하는 것이 바람직하다.
허브(205)의 내부에 설치된 칸막이판(400)이 공간(500)을 공간(501)과 공간(502)으로 나누는 것에 의해, 공명이 발생하는 공간은 도 7에 도시되는 공간(502)이 된다. 칸막이판(400)을 설치한 경우에는, 공명이 발생하는 공간의 축류 날개(200)의 회전축 방향의 치수는, 허브(205)의 전면(205a)과 칸막이판(400) 사이의 치수(A)와 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 치수(B)의 합인 A＋B로부터 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 치수인 B로 변화한다. 또한, 칸막이판(400)을 설치한 경우에는, 공명이 발생하는 공간의 체적은, 허브(205)의 전면(205a)과 칸막이판(400) 사이의 공간(501)의 체적(V1)과 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 공간(502)의 체적(V2)의 합인 V1＋V2로부터 칸막이판(400)과 전동기 프레임(103) 사이의 공간(502)의 체적인 V2로 변화한다. 따라서, 칸막이판(400)을 설치하는 것에 의해, 기주 공명 및 헬름홀츠 공명의 주파수가 변화한다. 또한, 허브(205)의 내경과 칸막이판(400)의 외주(403) 사이에는 간극이 있고, 칸막이판(400)의 판면(401)에는 구멍(404)이 형성되어 있기 때문에, 공간(501)에도 헤르츠 폼 공명이 발생하고, 구멍(404)이 존재하는 판면(401)을 포함하는 광범위에서 공명 소음의 효과가 얻어진다.
실시형태 3에 따른 서큘레이터 팬(1)은 축류 날개(200)의 형상을 변경하지 않고 운전 소음의 증폭을 방지할 수 있다. 따라서, 전동기(100)의 축류 날개(200)측의 면과 허브(205)로 둘러싸이는 공간(500)이 형성되는 구조를 갖는 서큘레이터 팬(1)은, 공명에 의한 운전 소리의 증대를 용이하게 방지할 수 있다.
이상의 실시형태에 나타낸 구성은 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합시키는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.
1 : 서큘레이터 팬 2 : 스탠드
3 : 본체 프레임 4 : 전기 유닛
5 : 전원 코드 100 : 전동기
101 : 샤프트 102 : 선단부
103 : 전동기 프레임 104 : 홈
105 : C링 106 : 수지 와셔
107 : 나사부 108 : 캡 너트
200 : 축류 날개 201 : 중앙부
202 : 보스 203 : 보스 구멍
204 : 날개 205 : 허브
205a : 전면 206 : 개구단
207 : 단부면 208, 209 : 삽입 구멍
210, 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217 : 결합부
300 : 구동 전달판 301, 401 : 판면
302, 402, 404 : 구멍 303, 304 : 단부
305, 306 : 클로 400 : 칸막이판
403 : 외주
500, 501, 502, 503, 504 : 공간

Claims (6)

  1. 회전축을 중심으로 샤프트를 회전시키는 전동기의 상기 샤프트가 관통되는 보스와,
    상기 전동기측이 개구된 원통 형상이며, 상기 보스와 동축이고 상기 보스의 주위를 둘러싸는 허브와,
    상기 허브의 내부에 설치되어서, 상기 허브의 내부의 공간을 2개 이상으로 나누는 칸막이판을 구비하는 것을 특징으로 하는
    축류 날개.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 칸막이판은 상기 샤프트가 관통되는 구멍이 중앙부에 형성되어 있고,
    상기 샤프트가 상기 구멍을 관통한 상기 칸막이판은 상기 샤프트에 설치된 보스 맞댐부와 상기 보스 사이에 개재되어서 상기 보스에 고정되는 것을 특징으로 하는
    축류 날개.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 칸막이판은 상기 샤프트가 관통하는 구멍이 중앙부에 형성되어 있고,
    상기 허브는 내면측으로 돌출하는 결합부가 형성되어 있고,
    상기 칸막이판은 외연부를 상기 결합부에 걸어서 상기 허브에 고정되는 것을 특징으로 하는
    축류 날개.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 칸막이판은 상기 보스가 관통하는 구멍이 중앙에 형성되어 있고,
    상기 보스는 외주측으로 돌출하는 결합부가 형성되어 있고,
    상기 칸막이판은 상기 구멍의 가장자리를 상기 결합부에 걸어서 상기 보스에 고정되는 것을 특징으로 하는
    축류 날개.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칸막이판은 판면에 상기 보스가 관통하는 구멍 이외에 적어도 하나의 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    축류 날개.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 축류 날개와, 상기 전동기를 갖는 것을 특징으로 하는
    송풍기.
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