KR20230071987A - 쿨링팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쿨링팬에 관한 것으로서, 블레이드의 허브 내측 공간으로 모래 및 먼지 입자 등의 이물질이 유입되더라도 블레이드의 회전운동 및 이때 작용하는 원심력에 의해 허브 내 이물질의 자연적인 외부 배출이 유도될 수 있는 쿨링팬을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 모터, 및 상기 모터에 의해 회전되는 블레이드를 포함하는 쿨링팬에 있어서, 상기 블레이드에서 모터의 로터에 결합되는 허브의 내측면에 방사상으로 배치되고 각각 플레이트 형상을 가지는 복수 개의 보강용 리브가 형성되고, 상기 각 리브는 양쪽 표면 중 적어도 한쪽 표면이 곡면으로 형성되어, 블레이드의 회전 시, 상기 각 리브의 양쪽 표면 중 블레이드 및 허브 회전방향의 전면이 되는 상기 곡면의 표면을 따라 공기가 유동함에 의해, 상기 각 리브의 표면에 이물질이 축적되는 것이 방지될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 쿨링팬이 개시된다.

Description

쿨링팬{Cooling fan}

본 발명은 쿨링팬에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블레이드의 허브 내측 공간으로 모래 및 먼지 입자 등의 이물질이 유입되더라도 블레이드의 회전운동 및 이때 작용하는 원심력에 의해 허브 내 이물질의 자연적인 외부 배출이 유도될 수 있는 쿨링팬에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서는 발열부품을 냉각수나 냉매, 오일 등의 냉각유체를 이용하여 냉각하고 있다. 여기서, 발열부품은 차량 구동을 위한 엔진이나 모터, 인버터, 충전기, 컨버터, 배터리, 연료전지 스택, 그리고 기타 공지의 차량용 PE 부품(Power Electronic Parts)이나 전장품 등이 될 수 있다.

또한, 차량의 에어컨 시스템에서는 에어컨 냉매를 이용하여 공조용 공기(외기 또는 내기)를 냉각한 뒤 차량 실내에 공급함으로써 실내 냉방이 이루어지도록 한다.

차량의 발열부품을 냉각하는데 이용된 냉각수나 냉매, 오일 등의 냉각유체와, 차량 실내 냉방에 이용된 에어컨 냉매는 열교환기에서 방열 및 냉각 과정을 거치게 된다. 여기서, 열교환기는 차량에서 쿨링모듈(cooling module)을 구성하는 라디에이터(방열기), 응축기(컨덴서), 또는 오일쿨러 등이 될 수 있다.

예를 들어, 엔진이나 모터를 냉각하는데 이용된 냉각수는 라디에이터에서 공기와의 열교환을 통해 열을 방출하는 방열 및 냉각 과정을 거치게 된다. 또한, 에어컨 시스템의 증발기에서 공조용 공기의 열을 흡수한 에어컨 냉매는 응축기에서 외기와의 열교환을 통해 열을 방출하는 냉각 및 응축 과정을 거치게 된다. 부품의 냉각에 이용된 오일 또한 오일쿨러에서 외기와의 열교환을 통해 열을 방출하는 방열 및 냉각 과정을 거치게 된다.

이와 같이 라디에이터와 응축기, 오일쿨러는 차량에서 흡수한 열을 외부로 방출하기 위하여 구비되는 것들로서, 쿨링팬(cooling fan)과 함께 쿨링모듈을 구성하는 열교환기들이다.

통상의 차량에서 쿨링모듈(cooling module)은 차체 전단부에 배치되는데, 쿨링모듈에서 쿨링팬은 열교환기측에 강제 대류를 발생시켜 열 방출 효율을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 차체 전단부의 개구부(그릴 등)를 통해 외기를 흡입하여 흡입된 외기가 라디에이터와 응축기, 오일쿨러 등의 열교환기를 통과할 수 있도록 한다.

차량의 쿨링팬으로는 모터에 의해 구동되는 전동식 쿨링팬이 널리 이용되고 있다. 전동식 쿨링팬에서는 모터가 작동하여 모터의 로터(회전자)에 장착된 블레이드를 회전시킨다.

이러한 전동식 쿨링팬의 제어는 제어기가 모터(팬 모터)의 구동을 제어함으로써 수행된다. 전동식 쿨링팬에서 쿨링팬의 작동이나 회전, 쿨링팬의 구동이나 속도는, 팬 모터의 작동이나 회전, 모터의 구동이나 속도와 같은 의미를 갖는다.

팬 모터의 구동 제어는 제어기가 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 통해 팬 모터에 인가되는 전류를 제어함으로써 수행된다. 더 상세하게는, 차량에서 쿨링팬을 제어하기 위한 상태 데이터가 검출되어 제어기에 수집되면, 제어기는 실시간 수집되는 상태 데이터를 기초로 팬 모터의 구동을 제어하는데, 이때 상태 데이터에 따라 PWM 신호의 듀티를 조절하는 방식으로 팬 모터에 인가되는 전류를 제어함으로써 팬 모터의 속도 및 구동 상태를 제어하게 된다.

한편, 중동 지역에 판매된 차량의 경우 타 지역 대비 모래 및 먼지에 노출된 환경에서 운행하는 경우가 많으며, 이에 특별한 차량 내구 성능이 요구된다. 특히, 쿨링팬의 허브 내측으로 모래 및 먼지 등의 이물질이 과다하게 유입되어 특정 부위에 축적될 경우 팬 언밸런스(fan unbalance)로 인한 소음 및 진동, 내구성 저하 등의 여러 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 차량 제조사에서는 중동 지역에서 판매할 신차의 개발 단계에서 차량 내구성을 사전에 검증하기 위해 '모래 먼지 유입 모드' 등과 같은 실차 평가 조건을 운용하기도 한다.

예를 들면, '모래 먼지 유입 모드'의 실차 평가 시 선행 차량과 후행 차량이 정해진 거리(예, 5 ~ 10m)를 유지한 상태로 사막 간선 포장로를 주행하도록 하고, 선행 차량과 후행 차량이 정해진 거리만큼 주행하는 동안(예, 총 주행거리: 1750km (350km/일×5일), 주행속도: 100 ~ 140km/hr), 포장로 노면에 쌓여 있던 모래 입자들이 후행 차량으로 날리도록 하여 실제 중동 지역에서 발생하는 모래 폭풍을 재현한다.

이후 엔진룸 등의 상태를 확인하는데, '모래 먼지 유입 모드'의 실차 평가 동안 쿨링팬의 블레이드에서 허브 내측으로 모래 및 먼지가 과다 유입되었는지를 확인한다.

실제 중동 지역에서 '모래 먼지 유입 모드'의 실차 평가 결과를 분석해보면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 쿨링팬에서 블레이드(1)의 허브(3)와 모터(6) 사이의 틈으로 모래 및 먼지가 허브 내측으로 유입될 수 있다. 그 밖에 모터(6)와 쉬라우드(미도시) 사이의 틈을 통해 유입된 모래 및 먼지가 블레이드의 허브 내측으로 유입될 수 있다.

또한, 쿨링팬에 의해 흡입된 공기는 쿨링팬을 통과한 뒤 쿨링팬의 후방에 배치된 부품이나 구조물 등의 저항체에 부딪혀 역류할 수 있는데, 이때 역류되는 공기가 상기한 부품 사이의 틈을 통해 허브 내측으로 유입될 수 있다.

도 2는 쿨링팬의 블레이드를 예시한 사시도로서, 도시된 바와 같이 쿨링팬의 블레이드(1)는 링(ring)부(2), 허브(hub)(3), 그리고 상기 링부(1)와 허브(3) 사이에 일체로 연결된 복수 개의 날개부(4)를 포함하여 구성된다.

또한, 모터와 조립되는 블레이드의 강성을 고려하여 허브(3)의 내측 공간에는 주연부의 전 둘레를 따라 원주방향의 일정 간격으로 배치되는 복수 개의 리브(5)가 일체로 형성된다.

일반적으로 각 리브(5)는 허브(3)의 반경방향으로 직선의 단면 형상을 가지는 플레이트 형상으로 형성되고, 이때 복수 개의 리브(5)가 허브(3)의 내측면에서 방사형으로 배치된다.

도 3은 허브(3)의 내측면에서 방사형 리브(5)에 축적된 모래 및 먼지를 나타내는 도면으로, 블레이드가 회전되는 방향(A), 그리고 허브 내측 공간에 모래 및 먼지가 유입되는 방향(B)이 화살표로 도시되어 있고, 허브 내측 공간에 축적된 모래 및 먼지 등 이물질의 상태가 나타나 있다.

도시된 바와 같이, 블레이드(1)의 허브(3) 내측 공간으로 유입된 모래 및 먼지는 블레이드(1)의 회전운동 및 이때 작용하는 원심력에 의해 방사형 리브(5)의 표면과 허브 내 주연부 중 외곽 둘레 벽 부분인 원주면부(3a) 등에 축적되어 있게 된다.

이와 같이 모래 및 먼지 등의 이물질이 허브 내측 공간에 과다하게 유입되어 축적될 경우 팬 언밸런스(fan unbalance)로 인한 소음 및 진동, 내구성 저하 등의 여러 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 블레이드의 허브 내측 공간으로 모래 및 먼지 입자 등의 이물질이 유입되더라도 블레이드의 회전운동 및 이때 작용하는 원심력에 의해 허브 내 이물질의 자연적인 외부 배출이 유도될 수 있는 쿨링팬을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 모터, 및 상기 모터에 의해 회전되는 블레이드를 포함하는 쿨링팬에 있어서, 상기 블레이드에서 모터의 로터에 결합되는 허브의 내측면에 방사상으로 배치되고 각각 플레이트 형상을 가지는 복수 개의 보강용 리브가 형성되고, 상기 각 리브는 양쪽 표면 중 적어도 한쪽 표면이 곡면으로 형성되어, 블레이드의 회전 시, 상기 각 리브의 양쪽 표면 중 블레이드 및 허브 회전방향의 전면이 되는 상기 곡면의 표면을 따라 공기가 유동함에 의해, 상기 각 리브의 표면에 이물질이 축적되는 것이 방지될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 쿨링팬을 제공한다.

여기서, 상기 각 리브의 양쪽 표면이 모두 곡면으로 형성되고, 상기 각 리브는 허브 내측 공간의 저면부에 접해 있는 하단부로부터 상측으로 갈수록 두께가 ?湛? 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 허브는 저면부와 주연부의 외곽 둘레 벽 부분인 원주면부를 포함하여 구성되고, 상기 각 리브가 허브 내측 공간에서 반경방향으로 길게 배치되도록 상기 저면부와 원주면부에 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 허브에서 원주면부는 단면상 구배를 가지는 경사진 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 각 리브가, 허브 내측 공간에서 블레이드 및 허브의 회전방향을 기준으로 상기 회전방향의 반대방향인 후방으로 비스듬히 경사지게 만곡되어 있는 형상을 가질 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 쿨링팬에서는, 블레이드의 허브 내측 공간에 형성된 복수 개의 방사형 리브가, 허브 내측 공간에 모래 및 먼지 등의 이물질이 트랩되는 것을 방지할 수 있고 블레이드의 회전으로 원심력이 작용할 때 허브 내측 공간에 존재하는 이물질의 자연 외부 배출을 유도할 수 있는 형상을 가지도록 형성된다.

따라서, 방사형 리브가 강성을 증대시키는 보강 역할을 수행하여 허브 및 블레이드의 강성 변화를 최소화함과 동시에, 허브 내 이물질의 축적을 방지하여 이물질 축적으로 인한 팬 언밸런스(fan unbalance)의 문제가 개선될 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬에서는, 모래 및 먼지 등의 이물질이 허브 내측 공간으로 유입되는 경로를 차단하기 위한 별도의 실링재(스폰지 등)가 불필요해지고, 실링재 사용 시에 비해 비용을 절감할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 쿨링팬에서 허브의 내측 공간으로 모래 및 먼지 등의 이물질이 유입되는 경로를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 쿨링팬에서 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 3은 종래의 쿨링팬에서 허브의 내측 공간에 모래 및 먼지 등의 이물질이 축적된 상태를 보여주는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬의 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬의 블레이드를 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬에서 블레이드의 허브 내측 공간을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬의 블레이드에서 허브의 단면도이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시예로서 쿨링팬의 블레이드에서 허브 내 리브의 변형예를 나타낸 사시도이다.

발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬의 블레이드를 도시한 사시도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬의 블레이드를 도시한 정면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬에서 블레이드의 허브 내측 공간을 확대하여 도시한 사시도이다.

먼저, 도 4에 나타낸 바와 같이, 쿨링팬(100)은 차량 내 고정 구조물과의 결합을 위한 쉬라우드(110), 상기 쉬라우드(110)에 의해 지지되도록 설치되는 모터(120), 그리고 상기 모터(120)의 로터(회전자)에 일체로 회전되도록 결합되는 블레이드(130)를 포함한다.

상기 차량 내 고정 구조물은 차량의 엔진룸 내 차체 부분이거나 라디에이터 부분, 또는 차체에 라디에이터를 마운팅하기 위한 브라켓 등의 마운팅 부재일 수 있다.

또한, 모터(120)는 외부의 전기적인 신호에 따라 구동하여 블레이드(130)를 회전시키는 액추에이터로서, 브러시리스 직류(BLDC:Brushless Direct Current) 모터일 수 있다. 블레이드(130)는 쿨링팬의 회전날개가 되는 부분으로, 공기를 흡입하는 작용을 하며, 링부(131)와 허브(132), 날개부(139)를 포함하여 구성된다.

본 발명은 쿨링팬에 관한 것으로서, 도 4에 예시된 쿨링팬(100)과 라디에이터 및 응축기 등을 포함하는 쿨링모듈이 차체 전단부에 배치되고, 이때 쿨링팬(100)은 라디에이터의 후방에 배치될 수 있다.

쿨링모듈의 쿨링팬(100)은 열교환기측에 강제 대류를 발생시켜 열 방출 효율을 향상시키는 역할을 한다. 즉, 모터(120)의 구동으로 블레이드(130)가 회전될 때, 상기 블레이드(130)는 차체 전단부의 개구부(그릴 등)를 통해 라디에이터의 전면으로 공기를 흡입하게 된다.

이때, 흡입되는 공기, 즉 신기(新氣)는 라디에이터 등 열교환기와 쿨링팬(100)을 차례로 통과하게 되고, 특히 라디에이터 등 열교환기를 통과하는 동안 열교환기의 내부에 흐르는 냉각수 또는 냉매와 열교환하게 되고, 이로써 냉각수와 냉매의 방열이 이루어지도록 한다.

쿨링팬(100)이 쉬라우드(110)와 모터(120), 블레이드(130) 등의 부품으로 구성됨은 공지의 기술 사항이므로, 본 명세서에서 이들 각 부품의 역할이나 기능 등에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬(100)은 블레이드(130)에 주된 특징이 있는 것으로, 블레이드(130)의 허브(132) 내측 공간에 일체로 사출되어 모래 및 먼지 등 이물질의 자연 외부 배출을 유도할 수 있는 구조물이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬(100)에서는 블레이드(130)의 허브(132) 내 이물질의 자연 외부 배출 유도를 위한 구조물로서, 보강을 위한 방사형 리브(135)가 이용되고, 허브(132) 내측면에 형성되는 방사형 리브(135)의 형상이 모래 및 먼지 등의 이물질을 외부로 자연 배출시킬 수 있는 형상으로 개선된다.

상기 방사형 리브(135)는 모터(120)의 로터(회전자)에 일체로 회전되도록 결합되는 허브(132), 및 이 허브(132)를 포함하는 블레이드(130)의 전체적인 강성을 증대시키는 역할을 하는 보강용 리브이다.

본 발명에서는 상기 각 리브(135)가 보강의 역할과 더불어 허브(132) 내측 공간으로 유입된 이물질의 자연 외부 배출을 수행하는 역할을 하게 된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬(100)에서 블레이드(130)의 허브(132) 내측 공간에 방사형으로 배치되는 복수 개의 리브(135)가 허브 내측면에 일체로 형성된다. 이때, 복수 개의 리브(135)가 허브(132) 내측면에서도 허브의 주연부 전 둘레를 따라 원주방향의 일정 간격으로 배치되도록 형성된다.

상기 각 리브(135)는 도 6에서 알 수 있듯이 허브(132) 내측면에서 허브의 반경방향을 따라 길게 배치되는 플레이트의 형상으로 형성된다. 복수 개의 리브(135)가 허브(132)의 내측면에 방사형 배치 구조가 되도록 형성되는 것이다. 도 6을 참조하면 블레이드(130)가 회전되는 방향이 화살표로 도시되어 있고, 도시된 예에서 블레이드(130)의 회전방향은 반시계방향으로 설정되어 있다.

도 7을 참조하면 블레이드(130)의 허브(132) 내측 공간에 원주방항을 따라 일정 간격으로 복수 개의 방사형 리브(135)가 형성됨을 볼 수 있고, 각 리브(135)가 허브(132)의 반경방향을 따라 길게 배치되어, 허브 내측 공간에서 복수 개의 리브 전체가 방사형 구조를 이루고 있음을 알 수 있다.

종래의 쿨링팬에서 블레이드(1)의 허브(3) 내측 공간에 형성된 리브(5)는 모두 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 두께가 동일하고 일정하다. 또한, 리브(5)들이 각각 반경방향으로 직선을 이루고 있는 방사형 배치 구조로 형성되고 있으며, 각 리브의 형상 또한 부위에 따른 두께의 차이 없이 전체 부위가 동일하고 일정한 두께를 가지는 플레이트의 형상이다.

본 발명에서는 각 리브가 플레이트 형상을 가지는 점은 차이가 없으나, 플레이트 형상인 리브(135)의 양쪽 표면 중 적어도 한쪽 표면은 곡면으로 형성되는 점에서 차이가 있다. 이때, 각 리브(135)의 양쪽 표면 모두가 곡면으로 형성될 수 있고, 또는 각 리브(135)의 한쪽 표면만 곡면으로 형성될 수 있다.

도 7에 도시된 실시예는 허브(132) 내 각 리브(135)의 양쪽 표면 모두가 곡면으로 되어 있는 실시예로서, 도시된 바와 같이 블레이드(130)의 허브(132)는 저면부(133)와 주연부의 외곽 둘레 벽 부분인 원주면부(134)를 포함하여 구성되고, 전체적인 형상에 있어 저면부(133)와 원주면부(134)에 의해 블레이드(130)의 허브(132)가 용기와 같은 형상을 가진다.

또한, 실시예에서 복수 개의 리브(135)는 모두 동일한 형상을 가지며, 상기한 허브(132)의 내측 공간에서 각각 반경방향으로 길게 배치되어 전체적으로 방사형 구조를 이루도록 형성된다.

또한, 실시예에서 각 리브(135)는 허브(132) 내측 공간의 저면부(133)와 원주면부(134)에 일체로 형성된다. 이때, 각 리브(135)는 허브(132) 내측 공간의 저면부(133)에 접해 있는 하단부로부터 상측으로 갈수록 두께가 ?湛? 형상을 가진다.

따라서, 도 7의 실시예에서는, 블레이드(130)의 회전방향이 시계방향이든, 아니면 도 6의 화살표와 같이 반시계방향이든 상관 없이, 리브(135)의 양쪽 표면 중 회전방향의 전면이 곡면이 된다.

또한, 허브(132)가 블레이드(130)의 일부이므로 블레이드의 회전 시 허브가 같은 방향으로 일체로 회전되는데, 이때 허브(132) 내측 공간에 존재하는 공기가 리브(135)의 전면인 곡면을 자연스럽게 타고 흐르면서 유동하게 된다.

결국, 허브(132) 내측 공간으로 유입된 모래 및 먼지 등의 이물질이 리브(135)의 표면에 머물러 있거나 축적되지 않으며, 공기와 함께 이물질이 리브(135)의 전면인 곡면을 타고 허브(132) 내 저면부로부터 상승하여 각 리브의 상단부를 향해 이동하게 된다.

이와 동시에 블레이드(130)가 회전되고 있다면, 블레이드의 회전 시 허브(132) 내측 공간에 존재하는 모래 및 먼지 등의 이물질은 원심력에 의해 허브(132)와 모터(도 4에서 도면부호 '120'임) 사이의 틈을 통해 외부로 자연 배출될 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 복수 개의 방사형 리브(135)가 모래 및 먼지 등의 이물질이 허브(132) 내측 공간에 트랩되는 것을 방지하고 허브 내측 공간에 존재하는 이물질의 자연 배출을 유도할 수 있는 형상을 가진다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬의 블레이드에서 허브의 단면도로서, 허브(132)의 외곽 둘레 벽 부분인 원주면부(134)의 형상에 구배를 적용하지 않은 실시예(좌측 도면)와 구배를 적용한 실시예(우측 도면)를 함께 나타내고 있다.

구배 적용 시, 도 8에 나타낸 바와 같이, 허브(132)의 단면상에서 원주면부(134)가 허브의 반경방향 바깥쪽을 향해 비스듬히 기울어진 경사 형상을 가지도록 허브의 원주면부에 구배를 적용할 수 있다.

도시된 바와 같이, 허브(132)의 외곽 둘레 벽 부분인 원주면부(134)에 구배를 적용하여 원주면부가 경사진 형상을 가지도록 한다면, 모래 및 먼지 등 이물질의 외부 배출을 가속화할 수 있게 된다.

한편, 도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시예로서 쿨링팬의 블레이드에서 허브 내 리브의 변형예를 나타낸 사시도이며, 도시된 리브(136)의 경우 블레이드(130)의 회전방향을 고려하였을 때 플레이트 형상인 리브(136)의 양쪽 표면 중 회전방향의 전면에 해당하는 부분이 곡면을 이루고 있다.

또한, 도시된 실시예의 리브(136)는 전체 형상에 있어 부위별 두께의 차이 없이 전체가 일정하고 동일한 두께를 가지는 형상이지만, 각 리브(136)가 허브(132)의 저면부(133)에서 수직으로 직립된 형상이 아닌, 블레이드(130) 및 허브(132)의 회전방향을 기준으로 상기 회전방향의 반대방향인 후방으로 비스듬히 경사지게 만곡되어 있는 형상을 가질 수 있다.

이로써, 도 9 및 도 10의 실시예에서도, 블레이드(130)의 회전 시 허브(132) 내측 공간에 존재하는 공기가 각 리브(136)의 회전방향 전면인 곡면을 자연스럽게 타고 흐르면서 유동할 수 있게 되고, 결국 허브(132) 내측 공간으로 유입된 모래 및 먼지 등의 이물질이 리브(136)의 표면에 머물러 있거나 축적되지 않게 된다.

또한, 이물질이 공기와 함께 리브(136)의 회전방향 전면인 곡면을 타고 허브(132) 내 저면부(134)로부터 상승하여 각 리브(136)의 상단부를 향해 이동하게 되고, 이때 블레이드(130)가 회전되고 있다면, 도 5 내지 도 7의 실시예와 마찬가지로, 블레이드의 회전 시 허브(132) 내측 공간에 존재하는 모래 및 먼지 등의 이물질이 원심력에 의해 허브(132)와 모터(도 4에서 도면부호 '120'임) 사이의 틈을 통해 외부로 자연 배출될 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬의 구성에 대해 상세히 설명하였다. 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬에서는, 블레이드의 허브 내측 공간에 형성된 복수 개의 방사형 리브가, 허브 내측 공간에 모래 및 먼지 등의 이물질이 트랩되는 것을 방지할 수 있고 블레이드의 회전으로 원심력이 작용할 때 허브 내측 공간에 존재하는 이물질의 자연 외부 배출을 유도할 수 있는 형상을 가지도록 형성된다.

따라서, 방사형 리브가 강성을 증대시키는 보강 역할을 수행하여 허브 및 블레이드의 강성 변화를 최소화함과 동시에, 허브 내 이물질의 축적을 방지하여 이물질 축적으로 인한 팬 언밸런스(fan unbalance)의 문제가 개선될 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬에서는, 모래 및 먼지 등의 이물질이 허브 내측 공간으로 유입되는 경로를 차단하기 위한 별도의 실링재(스폰지 등)가 불필요해지고, 실링재 사용 시에 비해 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

100 : 쿨링팬 110 : 쉬라우드
120 : 모터 130 : 블레이드
131 : 링부 132 : 허브
133 : 저면부 134 : 원주면부
135 : 리브 136 : 리브
139 : 날개부

Claims (5)

1. 모터, 및 상기 모터에 의해 회전되는 블레이드를 포함하는 쿨링팬에 있어서,
   상기 블레이드에서 모터의 로터에 결합되는 허브의 내측면에 방사상으로 배치되고 각각 플레이트 형상을 가지는 복수 개의 보강용 리브가 형성되고,
   상기 각 리브는 양쪽 표면 중 적어도 한쪽 표면이 곡면으로 형성되어, 블레이드의 회전 시, 상기 각 리브의 양쪽 표면 중 블레이드 및 허브 회전방향의 전면이 되는 상기 곡면의 표면을 따라 공기가 유동함에 의해, 상기 각 리브의 표면에 이물질이 축적되는 것이 방지될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 쿨링팬.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 리브의 양쪽 표면이 모두 곡면으로 형성되고,
   상기 각 리브는 허브 내측 공간의 저면부에 접해 있는 하단부로부터 상측으로 갈수록 두께가 ?湛? 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 쿨링팬.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 허브는 저면부, 및 주연부의 외곽 둘레 벽 부분인 원주면부를 포함하여 구성되고,
   상기 각 리브가 상기 허브 내측 공간에서 반경방향으로 길게 배치되어 상기 저면부와 원주면부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 쿨링팬.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 허브에서 원주면부는 단면상 구배를 가지는 경사진 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 쿨링팬.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 리브가,
   허브 내측 공간에서 블레이드 및 허브의 회전방향을 기준으로 상기 회전방향의 반대방향인 후방으로 비스듬히 경사지게 만곡되어 있는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 쿨링팬.

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