요약: 비싼것일 수록 수명도 길고, 소음도 적다./ 슬레이브 타입은 비추 / 최소 1볼이상의 타입을 사용할것을 추천함.

 

 

 

베어링 [bearing] : 회전하고 있는 기계의 축을 일정한 위치에 고정시키고 축의 자중과 축에 걸리는 하중을 지지하면서 축을 회전시키는 역할을 하는 기계 요소
 

냉각팬의 베어링 방식에는 슬리브 베어링 방식과 볼 베어링 방식 크게 두 가지가 있습니다. 또는, 이 두 방식의 중간쯤 되는 하이프 방식, NBR방식 ... 등 몇가지 더 있긴 합니다만.

여기선 슬리브(SLEEVE) 베어링과 볼(BALL)베어링을 장착 했을 때의 소음 차이에 대해서 간단하게 말씀드리겠습니다.

결론부터 말씀 드리면, 베어링 때문에 소음의 차이가 나는 것은 아닙니다.

슬리브 방식보다 볼 방식이 소음이 적게 나는걸로 알고 게시는 분들이 많으신 것 같은데 팬에서 소음의 차이는 팬 속도에 의해 좌우됩니다.

팬 속도는 다음과 같이 크게 세 단계로 분류합니다.
저속 (LOW SPEED), 중속(MIDDLE SPEED), 고속(HIGH SPEED)

물론, 제조사 모델에 따라 그 이상 높은 속도가 나오는 팬도 많이 있습니다.

베어링은 소음에는 영향이 없고 팬의 수명과 직접적인 연관이 있습니다.

슬리브 베어링은 베어링에 오일을 발라서 팬의 회전을 돕는데, 일정시간 사용 후 오일이 증발해 버리면 그때부터 베어링과 샤프트의 마찰음으로 소음이 나기 시작하다가 결국엔 팬이 멈추게 됩니다.

온도가 높다거나, 먼지가 많은 곳, 장시간 팬을 사용하는 곳에는 슬리브 방식의 제품을 가능한 한 사용 안하시는게 좋습니다.

볼 베어링은 베어링 내에 볼이 들어있어서 외부의 영향을 많이 받지 않으므로 장시간 사용이 가능합니다.
다시 말씀드리지만, 베어링 방식에 따라 소음차이가 나는것이 아님을 강조 드리고 싶습니다.
 

 

 

 

출처 :   http://neoray.tistory.com/604#.VXfadE0w_Gg

 

2. 베어링

 

1) 슬리브 베어링

 

먼저 슬리브 베어링입니다

슬리브 베어링은 좌측 그림상에서 고정되어 있는 외륜 즉 슬리브가 가운데 회전축을 지탱합니다.
물론 사이에는 완전 액체도 아니고 구리스도 아닌 묽은 구리스 수준의 윤활유가 들어있구요.
슬리브의 재질, 가공법, 사용 윤활유, 동작 RPM에 따라 수명이 결정되는데요 수명 차이가 정말 크게 납니다.
25℃ 기준으로 1,000시간도 안되는것;;; 부터 30K시간 정도인데요.
근데 얘는 회전축이 중심을 못잡고(윤활유밖에 없으니까요;;) 흔들려서 슬리브와 축이 만나 슥슥 소리가 난다는 점...

그리고 온도가 올라갈 수 록 수명이 기하급수적으로 하락합니다.
고온(45℃ 이상)에서의 내구성이 너무나도 떨어지기 때문에 CPU쿨러 배기용쿨러로는 좋지 않습니다.
슬리브와 축사이에 먼지나 이물질도 많이 들어가고 윤활유도 증발하는데요.
이 현상을 해결하기 위해 제조사에서는 사출로 마무리 한다던지 여러 방법을 고려 하지만... 슬리브베어링은 슬리브베어링입니다;;;
슬리브에 나선형의 홈을 넣어 만든 라이플 베어링도 25℃에서는 볼베어링 보다 살짝 떨어지는 수명을 가지지만 고온에서는 역시 윤활유 증발 등의 문제가 있죠.

팬이 덜덜거리면서 돌때 윤활유를 추가해주면 다시 정상적으로 동작합니다.

다만 사출로 마무리한 슬리브베어링은 답이없죠;;

 

2) 볼베어링

 

볼베어링입니다. 그림에 케이지가 빠졌습니다.
볼 사이에 볼의 간격을 정하는 케이지가 있습니다 외륜, 내륜, 케이지, 볼의 구성입니다.
2Ball 베어링과 1Ball 베어링으로 나뉘는데 일반적으로는 2Ball 베어링을 말합니다.
1볼베어링은 팬이 얇아서 안들어갈때 외에는 잘 안씁니다.
볼베어링은 일단 금속이고 쇠공이 위 슬리브 베어링에서의 윤활유 역할을 하기 때문에 고온(50℃)에서도 60K시간을 동작합니다.
사실 이론상 완벽한 볼베어링 자체는 25℃기준 200K시간까지도 작동하지만 실제로는 쇠공이 완전한 원형이 아니고 이로 인한 진동으로 그 정도 까지는 나오지 않고 25℃ 기준 95K시간 정도 작동합니다. 델타에서 만드는 델타팬은 10000RPM짜리팬도 40℃에서 70K시간의 수명이라고 하죠.
윤활제를 쓰긴하지만 오일처럼 증발이 쉬운 액체가 아니라 구리스를 씁니다.
그리고 구형태를 깎는 기술력이 완벽에 가까워질 수 록 수명도 늘어납니다.

단점은 떨어뜨리면 안된다는 겁니다.- 충격에 약합니다.

 

 

3) FDB(Fluid Dynamic Bearing)

 

 

 

이건 슬리브의 변종으로 볼 수 있지만 조금 다릅니다 위의 사진은 소니 FDB 베어링이지만, FDB베어링은 종류가 많습니다

 

 

소니 FDB로 팬을 만들어 인기가 있었던 ADDA의 자료를 가지고 왔는데요(너무 오래된 자료니 FDB원리만 참고하세요. 2Ball 베어링 수명기준이 1989년 ;;;;)

점성이 매우 낮은 물과 같은  윤활유를 사용합니다.
이처럼 금속 슬리브 안에 V자의 그루브가 있으며

이로인해 축이 회전함에 따라 윤활유가 한쪽으로 몰리지 않고
샤프트와 슬리브 사이에 홈을 따라 이동하며 고루고루 들어가 축이 중심을 유지합니다.

그리고 축의 회전속도가 올라가면 윤활유의 이동속도도 빨라지기 때문에 고RPM 회전을 할 수 록 축이 단단히 중심을 잡습니다.
(이 말은 FDB는 낮은 RPM 팬에서는 그리 효과가 좋지 않다는 말도 됩니다)

거기에 완전차폐를 하여 이물질의 유입을 막고 윤활유의 증발을 막기 때문에,
25℃ 기준 150K시간이라는 높은 수명을 가집니다. 그리고 ADDA의 FDB팬은 40℃기준 60k시간의 수명을 가지죠(25℃에서의 결과는 마케팅적인 측면이 강하므로 메이저 팬 제조사는 40℃에서의 결과를 우선 표기합니다.)

미세가공등의 이유로  대량생산이 쉽지 않고 생산비용이 볼베어링보다 비싸 예전에는 하드 등에만 사용되었으나 현재는 생산비용은 볼베어링과 비슷하다고 합니다.
특징으로 축과 베어링이 닿는 부분이 오일 밖에 없으므로 베어링 소음이 적고 진동도 적습니다.

하드에서는 대부분 FDB베어링을 사용중인데

이유는 진동이 적기 때문입니다.
볼베어링은 아까 말했듯이 완벽한 구형이 아니고 안에 케이지와도 맞닿기 때문에 고유한 진동이 있습니다.
근데 이 작은 진동이 하드의 진동과 정말 혹시나 일치해버리게 되면 제법 큰 공진이 생기고 공진은 하드 수명에 좋지 않기 때문이죠.

 

3. 팬의 생김새에 따른 차이점

1) 팬 프레임 두께에 의한 차이

 

팬의 두께는 소음과는 크게 관계가 없다.

 

2) 날개 피치각도에 따른 차이

 

날개의 각도를 낮추면 풍압과 소음이 적어지고 날개의 면적이 커지기 때문에 풍량이 높아집니다.
날개의 각도를 높이면 소음과 풍압이 높아지고 일정이상 높일시 풍량이 적어질 수 있습니다.
 

3) 날개 갯수에 따른 차이

 

날개가 많다 : 상대적으로 풍압이 높고 풍량이 적다 소음은 높다.
날개가 적다 : 상대적으로 풍량이 많고 풍압은 낮다. 소음은 낮다.

 

4) 팬의 허브에 사이즈에 따른 차이

 

 

좁은 공간으로의 공기 이동은 주변 기압차를 크게 만들고 이것은 풍압의 증가로 이어집니다

다만 왼쪽 팬보다 풍량은 적겠죠.