WO2019098618A1

WO2019098618A1 - 냉각 팬

Info

Publication number: WO2019098618A1
Application number: PCT/KR2018/013695
Authority: WO
Inventors: 김병수
Original assignee: 주식회사 아모텍
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2019-05-23
Also published as: US20220356887A1; US20200271131A1; EP3712437C0; EP3712437A1; EP3712437A4; KR20190056047A; CN111183292A; EP3712437B1

Abstract

본 발명의 냉각팬은 장착용 브라켓에 장착되는 팬 하우징과, 상기 팬 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 회전축에 고정되는 로터와, 상기 팬 하우징에 고정되고 로터와 일정 간극을 두고 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 연결되어 같이 회전되는 임펠러와, 상기 팬 하우징의 공기 토출구가 형성되는 전면에 가장자리에 장착되고 공기 토출구의 내측방향으로 돌출되어 임펠러가 팬 하우징에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지부재로 구성되어, 공기 토출구를 막는 면적을 최소화하면서 임펠러의 이탈을 방지할 수 있다.

Description

냉각 팬

본 발명은 전자기기, 자동차 또는 엘이디 조명 등의 과열을 방지하기 위한 냉각팬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임펠러가 이탈되는 것을 방지할 수 있는 임펠러 이탈 방지구조를 갖는 냉각팬에 관한 것이다.

현재 사용되는 전자기기, 엘이디 조명 또는 자동차에 장착되는 각종 부품의 과열을 방지하기 위해 주로 냉각팬이 사용되고 있다.

냉각팬은 팬 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 회전축에 고정되는 로터와, 팬 하우징에 고정되고 로터와 일정 간극을 두고 배치되는 스테이터와, 로터에 고정되어 로터와 같이 회전되는 임펠러를 포함한다.

여기에서, 임펠러 회전시 임펠러가 팬 하우징에서 이탈될 우려가 있어 임펠러의 이탈을 방지하기 위해 회전축의 하측에 이탈 방지링이 장착되고, 이탈 방지링은 팬 하우징에 걸림되어 임펠러의 이탈을 방지한다.

즉, 한국 등록특허 10-1079050(2011년 11월 20)에 개시된 배터리 쿨링장치는 회전축이 한 쌍의 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되고, 회전축의 하측에 형성된 결합홈에 C 링이 장착되어 회전축이 이탈되는 것을 방지한다.

이와 같이, 임펠러의 이탈을 방지하기 위해 회전축에 이탈 방지링을 장착하기 위해서는 하우징의 하면에 개구부가 형성되고, 하우징의 개구부를 통해 회전축에 이탈 방지링을 장착한 후 커버로 개구부를 밀폐하여야 하므로 부품수가 증가하고, 조립공정이 복잡한 문제가 있다.

본 발명의 목적은 팬 하우징에 이탈 방지부재를 장착하여 임펠러의 이탈을 방지함으로써, 조립공정을 단순화하고, 팬 하우징에 형성되는 공기 토출구를 막는 면적을 최소화하면서 임펠러의 이탈을 방지할 수 있는 냉각팬을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉각팬이 장착되는 장착용 브라켓에 이탈 방지부를 일체로 형성함으로써, 임펠러의 이탈을 방지하기 위한 별도의 부품이 불필요하여 부품수를 줄일 수 있고, 조립공정을 단순화할 수 있는 냉각팬을 제공하는 것이다.

본 발명의 냉각팬은 장착용 브라켓에 장착되는 팬 하우징과, 상기 팬 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 회전축에 고정되는 로터와, 상기 팬 하우징에 고정되고 로터와 일정 간극을 두고 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 연결되어 같이 회전되는 임펠러와, 상기 팬 하우징의 공기 토출구가 형성되는 전면에 가장자리에 장착되고 공기 토출구의 내측방향으로 돌출되어 임펠러가 팬 하우징에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지부재를 포함한다.

상기 이탈 방지부재는 팬 하우징의 가장자리에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에서 공기 토출구의 내측방향으로 돌출되어 임펠러의 이탈을 방지하는 걸림부를 포함할 수 있다.

상기 이탈 방지부재는 팬 하우징의 가장자리에 180도 간격 또는 90도 간격으로 배치되고 금속재질로 형성될 수 있다.

상기 팬 하우징은 모서리에 장착용 브라켓에 체결되는 체결홀부가 형성되고, 상기 고정부는 체결홀부와 연통되는 관통홀이 형성되며, 팬 하우징의 모서리에 고정될 수 있다.

본 발명의 냉각팬은 장착용 브라켓에 장착되는 팬 하우징과, 상기 팬 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 회전축에 고정되는 로터와, 상기 팬 하우징에 고정되고 로터와 일정 간극을 두고 배치되는 스테이터와, 상기 로터와 연결되어 같이 회전되는 임펠러를 포함하고, 상기 장착용 브라켓에는 상기 임펠러가 팬 하우징에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지바가 형성된다.

상기 장착용 브라켓은 팬 하우징의 공기 토출구와 연통되는 공기 통로부가 형성되고, 상기 이탈 방지바는 공기 통로부의 가장자리에서 내측방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

상기 이탈 방지바는 공기 통로부의 일측 가장자리에서 수직방향으로 형성되어 이탈 방지바가 임펠러의 회전에 간섭되지 않도록 이격시키는 한 쌍의 수직바와, 상기 한 쌍의 수직바 사이를 연결하는 수평바를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 냉각팬은 팬 하우징의 가장자리에 이탈 방지부재가 둘레방향으로 복수로 장착되고 공기 토출구의 내측방향으로 일정 길이만큼 돌출되도록 형성함으로써, 공기 토출구를 막는 면적을 최소화하면서 임펠러의 이탈을 방지할 수 있다.

또한, 냉각팬이 장착되는 장착용 브라켓에 이탈 방지부를 일체로 형성함으로써, 임펠러의 이탈을 방지하기 위한 별도의 부품이 불필요하여 부품수를 줄일 수 있고, 조립공정을 단순화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬의 정면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬의 배면 사시도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각팬의 사시도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각팬의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 냉각팬은 전면에 공기가 토출되는 공기 토출구(12)가 형성되고, 배면에 공기가 유입되는 공기 유입구(14)가 형성되는 팬 하우징(10)과, 팬 하우징(10)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(20)과, 회전축(20)에 고정되는 로터(30)와, 팬 하우징(10)에 고정되고 로터(30)와 일정 간극을 두고 배치되는 스테이터(40)와, 로터(30)에 연결되어 같이 회전되는 임펠러(50)를 포함한다.

팬 하우징(10)은 전면과 배면이 공기가 통과하도록 개방되고, 중앙에는 회전축(20)이 회전 가능하게 지지함과 아울러 스테이터(40)가 고정되는 지지부(60)가 형성된다.

스테이터(40)는 지지부(60)의 외주면에 고정되는 스테이터 코어(42)와, 스테이터 코어(42)의 외면에 장착되는 보빈(44)과, 보빈(44)에 권선되고 전원이 인가되는 코일(46)을 포함한다.

스테이터(40)의 하측에는 PCB(70)가 장착되고, PCB(70)에는 냉각팬 제어에 필요한 각종 회로부품 및 로터(30)의 회전수를 측정하는 홀 센서가 장착되고, 스테이터(40)의 코일(46)이 전기적으로 연결됨과 아울러 외부 전원연결을 위한 케이블이 연결된다.

로터(30)는 스테이터(40)의 외주면에 일정 갭을 두고 배치되고 원통 형태로 형성되는 마그넷(32)과, 마그넷(32)의 외주면에 배치되는 백요크(34)와, 마그넷(32)과 백요크(34)가 고정되고 임펠러(50)가 연결되는 로터 지지체(36)를 포함한다.

로터 지지체(36)는 중앙에 회전축(20)이 연결되고 원판 형태로 형성되는 원판부(72)와, 원판부(72)의 가장자리에서 수직으로 연장되고 그 내면에 마그넷(32)과 백요크(34)가 고정되고, 그 외면에 임펠러(50)가 형성되는 원통부(74)를 포함한다.

임펠러(50)는 로터 지지체(36)의 외주면에 로터 지지체(36)와 일체로 형성된다. 즉, 마그넷(32), 백요크(34) 및 회전축(20)을 금형에 배치한 상태에서 인서트 사출을 실시하여 임펠러(50)와 로터 지지체(36)가 형성되고, 로터 지지체(36)에 회전축(20), 마그넷(32) 및 백요크(34)가 고정된다.

팬 하우징(10)의 모서리에는 냉각팬이 장착되는 장착용 브라켓에 고정하기 위한 체결홀부(64)가 형성된다. 체결홀부(64)는 팬 하우징(10)의 모서리에 관통되게 형성되어 장착용 브라켓에 볼트 체결, 본딩, 끼움 방식 등에 의해 고정될 수 있다.

지지부(60)는 팬 하우징(10)의 중앙에 원통 형태로 형성되고, 그 내면에는 회전축(20)이 회전 가능하게 삽입되고, 그 외면에는 스테이터(40)가 고정된다.

팬 하우징(10)은 수지재질로 금형에 의해 일체로 성형된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 팬 하우징(10)의 배면에 연결리브(62)와 지지부(60)가 팬 하우징(10)과 일체로 형성되고, 지지부(60)의 하면은 막힌 형태로 형성된다.

회전축(20)은 지지부(60)의 내면에 슬리브 베어링(66)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 지지부(60)의 바닥면에는 회전축(20)의 하단이 회전 가능하게 접촉되는 부싱(68)이 장착된다.

이와 같은 냉각팬은 회전축(20)이 지지부(60)에 상하 이동 가능하게 삽입되고 슬리브 베어링(66)이 사용되기 때문에 임펠러(50) 회전시 임펠러(50)가 팬 하우징(10)에서 이탈되는 문제가 발생된다.

본 발명에서는 팬 하우징과 장착용 브라켓 중 어느 하나에 이탈 방지부를 설치하여 임펠러(50)의 이탈을 방지한다.

일 실시예에 따른 이탈 방지부는 팬 하우징(10)의 공기 토출구(12)가 형성되는 전면 가장자리에 이탈 방지부재(80)를 장착하여 임펠러(50)의 이탈을 방지한다.

이탈 방지부재(80)는 팬 하우징(10)의 공기 토출구(12)가 형성되는 전면 가장자리에 고정되는 고정부(82)와, 고정부(82)에서 공기 토출구(12)의 내측방향으로 돌출되어 임펠러(50)가 상승하면 걸림되는 걸림부(84)를 포함한다.

고정부(82)는 팬 하우징(10)의 모서리에 형성되는 체결홀부(64)와 동일한 관통홀(86)이 형성되고, 팬 하우징(10)에 볼트 또는 리벳에 의해 고정된다. 그리고, 걸림부(84)는 팬 하우징(10)의 공기 토출구(12) 내측방향으로 일정 길이만큼 돌출되어 임펠러(50)가 팬 하우징(10)에서 이탈되는 것을 방지한다.

이러한 걸림부(84)의 돌출 길이는 임펠러(50)의 이탈을 방지하면서 공기 토출구(12)를 막는 면적을 최소화할 수 있도록 하여 공기 토출에 영향을 미치지 않으면서 임펠러(50)의 이탈을 방지할 수 있도록 한다.

이러한 이탈 방지부재(80)는 강도가 강한 금속재질로 형성될 수 있고, 팬 하우징(10)의 둘레방향으로 일정 간격으로 복수로 설치될 수 있다. 일 예로, 이탈 방지부재(80)는 팬 하우징(10)의 가장자리에 180도의 간격으로 두 개가 장착될 수 있고, 90 도의 간격으로 4개가 장착될 수 있다.

이와 같이, 이탈 방지부재(80)가 팬 하우징(10)의 가장자리에 고정되고 공기 토출구(12)의 내측방향으로 일정 길이만큼만 돌출되도록 형성함으로써, 공기 토출구(12)를 막는 면적을 최소화하면서 임펠러(50)의 이탈을 방지할 수 있다.

다른 실시예에 따른 이탈 방지부는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각팬이 장착되는 장착용 브라켓(90)에 형성되는 이탈 방지바(100)로 구성되어, 장착용 브라켓(90)에 냉각팬을 장착하면 임펠러(50)의 이탈이 방지될 수 있도록 하여 냉각팬에 별도의 임펠러 이탈 방지구조가 불필요하여 구조를 단순화할 수 있고, 조립공정을 단순화할 수 있다.

장착용 브라켓(90)은 팬 하우징(10)의 공기 토출구(12)와 연통되어 공기가 통과하는 공기 통로부(94)가 형성되고, 그 가장자리에는 팬 하우징(10)에 형성된 체결홀부(64)에 체결되는 체결돌기(92)가 형성된다.

이탈 방지바(100)는 공기 통로부(94)의 가장자리에서 내측방향으로 연장되게 형성되어 임펠러(50)가 팬 하우징(10)에서 이탈되는 것을 방지한다.

이러한 이탈 방지바(100)는 공기 통로부(94)의 양쪽 가장자리에서 수직방향으로 형성되는 한 쌍의 수직바(98)와, 한 쌍의 수직바(98) 사이를 연결하도록 형성되어 임펠러(50)의 이탈을 방지하는 수평바(96)를 포함한다.

수직바(98)는 냉각팬이 장착용 브라켓(90)에 장착되면 수평바(96)가 임펠러(50)의 회전에 간섭을 야기하지 않도록 임펠러(50)와 수평바(96) 사이가 일정 유격을 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.

이와 같이, 다른 실시예에 따른 이탈 방지부는 장착용 브라켓(90)을 성형할 때 이탈 방지바(100)를 일체로 형성하고, 냉각팬에는 임펠러 이탈 방지를 위한 별도의 부품이 불필요하여 부품수를 줄일 수 있고, 조립공정을 단순화할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

본 발명은 전자기기, 자동차 또는 엘이디 조명 등의 과열을 방지하기 위한 냉각팬에 유용하게 적용할 수 있다.

Claims

장착용 브라켓에 장착되는 팬 하우징;

상기 팬 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축;

상기 회전축에 고정되는 로터;

상기 팬 하우징에 고정되고 로터와 일정 간극을 두고 배치되는 스테이터;

상기 로터와 연결되어 같이 회전되는 임펠러; 및

상기 팬 하우징의 공기 토출구가 형성되는 전면의 가장자리에 장착되고 공기 토출구의 내측방향으로 돌출되어 임펠러가 팬 하우징에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지부재를 포함하는 냉각팬.
제1항에 있어서,

상기 이탈 방지부재는 팬 하우징의 가장자리에 고정되는 고정부; 및

상기 고정부에서 공기 토출구의 내측방향으로 돌출되어 임펠러의 이탈을 방지하는 걸림부를 포함하는 냉각팬.
제2항에 있어서,

상기 이탈 방지부재는 팬 하우징의 가장자리에 180도 간격 또는 90도 간격으로 배치되는 냉각팬.
제2항에 있어서,

상기 팬 하우징은 모서리에 장착용 브라켓에 체결되는 체결홀부가 형성되고, 상기 고정부는 체결홀부와 연통되는 관통홀이 형성되며, 팬 하우징의 모서리에 고정되는 냉각팬.
장착용 브라켓에 장착되는 팬 하우징;

상기 팬 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축;

상기 회전축에 고정되는 로터;

상기 팬 하우징에 고정되고 로터와 일정 간극을 두고 배치되는 스테이터;

상기 로터와 연결되어 같이 회전되는 임펠러를 포함하고,

상기 장착용 브라켓에는 상기 임펠러가 팬 하우징에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지바가 형성되는 냉각팬.
제5항에 있어서,

상기 장착용 브라켓은 팬 하우징의 공기 토출구와 연통되는 공기 통로부가 형성되고, 상기 이탈 방지바는 공기 통로부의 가장자리에서 내측방향으로 연장되게 형성되는 냉각팬.
제6항에 있어서,

상기 이탈 방지바는 공기 통로부의 가장자리에서 수직방향으로 형성되어 이탈 방지바가 임펠러의 회전에 간섭되지 않도록 이격시키는 한 쌍의 수직바와,

상기 한 쌍의 수직바 사이를 연결하는 수평바를 포함하는 냉각팬.