(57)【要約】  本発明の冷却ファンは、有底筒状のボス部２と、ボス部２の外周面に設けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のブレード３とから成り、ブレード３の先端よりも径方向内側に各々ブレード３を相互に連結するリング部材２０が設けられる。本発明によると、ブレードを薄肉化しても騒音特性の悪化を防止し、且つ汎用性を向上させることができる冷却ファンを提供することが出来る。
2008072516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状のボス部と、前記ボス部の外周面に設けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のブレードとから成り、
前記ブレードの先端よりも径方向内側に各々ブレードを相互に連結するリング部材が設けられる冷却ファン。
【請求項２】
前記リング部材が前記ブレードの径方向中央よりも外側に設けられる請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項３】
前記リング部材の径方向内側に位置する前記ブレードの肉厚と、前記リング部材の径方向外側に位置する前記ブレード肉厚とが互いに異なるように設定される請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項４】
前記リング部材の径方向内側に位置する前記ブレードの肉厚と、前記リング部材の径方向外側に位置する前記ブレード肉厚とが互いに異なるように設定される請求項２に記載の冷却ファン。
【請求項５】
前記リング部材の径方向内側に位置する前記ブレードの肉厚が前記リング部材の径方向外側に位置する前記ブレードの肉厚よりも薄く設定される請求項３に記載の冷却ファン。
【請求項６】
前記リング部材の径方向内側に位置する前記ブレードの肉厚が前記リング部材の径方向外側に位置する前記ブレードの肉厚よりも薄く設定される請求項４に記載の冷却ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用ラジエータ等に使用される冷却ファンに関する。
本願は、２００６年１２月１１日に、日本に出願された特願２００６−３３３０３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車用ラジエータ等に使用される冷却ファンは、軸流ファンや斜流ファンである場合が多い。この種の冷却ファンは、エンジンや電動モータ等の駆動源により回転する有底筒状のボス部と、このボス部の外周面に設けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のブレードとで構成されている。
ところで、各ブレードの先端を円環状のリング部材で相互に連結し、ブレードの強度向上を図っている冷却ファンがある。このようにブレード先端にリング部材を設けた冷却ファンでは、ブレードの重量が重くなってしまうため、ブレードを薄肉化することでブレードの軽量化を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２１８５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、ブレードの薄肉化により、冷却ファンを回転させたときにブレードがばたついてしまうため、騒音特性が悪化してしまうという課題がある。
また、ブレード先端にリング部材を設けることで冷却ファンの直径が大きくなってしまい、専用のファンシュラウドが必要になってしまう。このため、冷却ファンの汎用性が低下してしまうという課題がある。【０００４】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ブレードを薄肉化しても騒音特性の悪化を防止し、且つ汎用性を向上させることができる冷却ファンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る冷却ファンは、有底筒状のボス部と、前記ボス部の外周面に設けられ径方向に向かって放射状に延びる複数のブレードとから成り、前記ブレードの先端よりも径方向内側に各々ブレードを相互に連結するリング部材が設けられる。【０００６】
本発明の冷却ファンにおいて、前記リング部材を前記ブレードの径方向中央よりも外側に設けることが望ましい。【０００７】
本発明の冷却ファンにおいて、前記リング部材の径方向内側に位置する前記ブレードの肉厚と、前記リング部材の径方向外側に位置する前記ブレード肉厚とが互いに異なるように設定されることが望ましい。【０００８】
本発明の冷却ファンにおいて、前記リング部材の径方向内側に位置する前記ブレードの肉厚を前記リング部材の径方向外側に位置するブレードの肉厚よりも薄く設定することが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブレード先端よりも径方向内側にリング部材を設けるため、冷却ファンの直径のサイズアップを防止することができる。このため、ブレード強度の向上を図りつつ、冷却ファンの汎用性を向上させることができる。
また、ブレードの先端にリング部材を設ける場合と比較して、リング部材の直径を小さくすることができる。このため、製造コストの低減を図ることができる。【００１０】
さらに、ブレードの付け根からリング部材が設けられている部分までの間隔をブレード先端にリング部材を設けた場合と比較して短くすることができる。このため、ブレードを薄肉化した場合であっても、ブレードの強度を確保することが可能となり、冷却ファンを回転させたときのブレードのばたつきを抑制することができる。よって、ブレードの軽量化を図りつつ騒音特性の悪化を防止することができる。【００１１】
また、本発明によれば、ブレードのリング部材の径方向内側は、ボス部とリング部材とによって支持されていることになる。これに対して、ブレードのリング部材の径方向外側は、リング部材のみに支持されていることになる。したがって、リング部材の径方向内側に位置するブレードの強度がリング部材の径方向外側に位置するブレードの強度よりも強くなる。【００１２】
このため、リング部材の径方向内側のブレードの肉厚をリング部材の径方向外側のブレードの肉厚よりも薄く設定することができ、軽量化を図りつつ強度バランスの優れたブレード３とすることができる。よって、例えば、自動車の走行中に水撃等の外力が加わるおそれのある箇所であっても冷却ファンを配置することが可能になり、車載レイアウト性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における冷却ファンの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施形態における冷却ファンの平面図である。
【図４】本発明の実施形態における冷却ファンの騒音特性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態における冷却ファンの強度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１４】
１    冷却ファン
２    ボス部
３    ブレード
３ａ    付け根部
３ｂ    先端部
２０    リング部材
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、自動車用ラジエータの冷却ファン１は、電動モータ１１の回転軸１２に取り付けられる有底筒状のボス部２と、このボス部２の外周面に設けられ径方向に向かって放射状に延びる複数（この実施形態では７枚）のブレード３とを備えた軸流ファンであって、ブレード３の先端より径方向内側に各々ブレード３を相互に連結する筒状のリング部材２０が設けられている。【００１６】
ボス部２は、周壁２ａと底壁２ｂとで構成されている。これら周壁２ａと底壁２ｂとの接合部分、つまり、周壁２ａと底壁２ｂとの交差稜線部分は円弧状（丸面取り状）に形成されている。底壁２ｂの径方向中央には、電動モータ１１の回転軸１２が貫通する貫通孔４が形成されている。底壁２ｂの外表面には、貫通孔４の周囲に平面視略円形の凹部５が形成されている。【００１７】
ボス部２の底壁２ｂには、内面側に同心円状に形成された２つの補強リブ６ａが内側と外側とに設けられていると共に、径方向に向かって放射状に延びる複数の補強リブ６ｂが接続されている。また、周壁２ａの内周面には補強リブ６ｃが設けられている。この補強リブ６ｃは、底壁２ｂに設けられている補強リブ６ｂと連なるように形成されている。【００１８】
さらに、底壁２ｂの内面側には、径方向中央にプレート収納凹部７が設けられ、このプレート収納凹部７上にボルト孔８が４箇所周方向に等間隔で形成されている。このプレート収納凹部７には、電動モータ１１の回転軸１２と係合するファンプレート９がボルト１０によって締結固定されている。ファンプレート９の径方向中央には、回転軸１２の断面形状に対応する取付け孔１３が形成されている。【００１９】
この取付け孔１３に回転軸１２が係合することにより、回転軸１２とファンプレート９（ボス部２）とが共回りするようになっている。因みに、この実施形態においては、回転軸１２及び取付け孔１３の形状が平面視Ｄ状に形成されているが、回転軸１２及び取付け孔１３の形状は、これに限られるものではなく、両者が共回りできる形状であればよい。【００２０】
ボス部２の周壁２ａに設けられたブレード３は前進翼であって、回転方向に向かって弓状に、ボス部２と一体成形されている。また、ブレード３は、付け根部３ｂの迎角が大きく設定されると共に翼弦長が短く設定され、先端に向かって迎角が小さく設定されると共に翼弦長が長く設定されている。【００２１】
図２に示すように、ブレード３の肉厚は、リング部材２０を設けていない従来のブレードと比較して薄肉に形成されており、従来のブレードの肉厚と略同等の付け根部３ａからリング部材２０に向かって徐々に肉厚が薄くなるように形成されている。一方、リング部材２０よりも径方向外側に位置するブレード３の先端部３ｂの肉厚は、付け根部３ａの肉厚と略同一に設定されている。【００２２】
すなわち、リング部材２０の径方向内側で、且つリング部材２０近傍に位置するブレード３の肉厚ｔ１は、従来のものよりも薄く、且つリング部材２０の径方向外側に位置するブレード３の肉厚ｔ２よりも薄く設定されている。尚、リング部材２０の肉厚ｔ３は、ブレード３の先端部３ｂの肉厚ｔ２と略同等に設定されている。【００２３】
図１、図２に示すように、リング部材２０の軸線方向の長さＨは、ブレード３のリング部材２０が設けられている部位の軸線方向の幅Ｅに対応（この実施形態においては略一致）するように設定されている。すなわち、リング部材２０の軸線方向の長さＨは、リング部材２０の直径Ｄ１（ブレード３のリング部材２０が設けられている部位）に対応して変化することとなる。【００２４】
リング部材２０の直径Ｄ１は、リング部材２０がブレード３の先端より内側に位置すると共に、ブレード３の径方向中央より外側に位置するように設定することが望ましい。具体的には、例えば、冷却ファン１のファン径Ｄ２がφ３４０ｍｍである場合、リング部材２０の直径Ｄ１は、φ２８０ｍｍ程度であることが望ましい。このように設定することで効果的にブレード３の強度を確保しつつ薄肉化を図ることができる。【００２５】
したがって、上述の実施形態によれば、ブレード３の先端より径方向内側に各々ブレード３を相互に連結する筒状のリング部材２０を設けるため、冷却ファン１のファン径Ｄ２をリング部材２０を設けないタイプの冷却ファンと同等にすることができる。このため、冷却ファン１専用のファンシュラウドを製作する必要がなく、冷却ファン１の汎用性を向上させることができる。【００２６】
ここで、ファンシュラウドとは、冷却ファンの効率を高めるために装着される導風のためのダクトのことをいい、自動車用ラジエータと冷却ファン１との間に配置される風洞状のパーツである。このファンシュラウドは、通常、樹脂で製作される場合が多い。【００２７】
また、上述の実施形態によれば、ブレード３の先端にリング部材２０を設ける従来のタイプのものと比較してリング部材２０の直径Ｄ１を小さくすることができる。このため、リング部材２０が設けられた冷却ファン１の製造コストを低減させることができる。【００２８】
さらに、ブレード３の付け根部３ａからリング部材２０までの間隔Ｌ（図２参照）をブレード３の先端にリング部材２０を設けた場合と比較して短くすることができる。このため、ブレード３の付け根部３ａからリング部材２０に向かって肉厚が薄くなるように形成してもブレード３の強度を確保することが可能となり、冷却ファン１を回転させたときのブレード３のばたつきを抑制することができる。よって、ブレード３の軽量化を図りつつ騒音特性の悪化を防止することができる。【００２９】
図４は、この実施形態の冷却ファン１と、従来の冷却ファンとの騒音特性を比較したグラフである。同図に示すように、冷却ファン１の騒音は、従来の冷却ファンの騒音に対して約１割低減していることが確認できる。【００３０】
また、上述の実施形態によれば、ブレード３のリング部材２０の径方向内側は、ボス部２とリング部材２０とによって支持されていることになる。これに対して、ブレード３のリング部材２０の径方向外側は、リング部材２０のみに支持されていることになる。したがって、リング部材２０の径方向内側に位置するブレード３の強度がリング部材２０の径方向外側に位置するブレード３（先端部３ｂ）の強度よりも強くなる。【００３１】
このため、リング部材２０の径方向内側のブレード３の肉厚をブレード３の先端部３ｂよりも薄く設定することができ、軽量化を図りつつ強度バランスの優れたブレード３とすることができる。よって、例えば、自動車の走行中に水撃等の外力が加わるおそれのある箇所であっても冷却ファン１を配置することが可能になり、車載レイアウト性を向上させることができる。【００３２】
図５は、この実施形態の冷却ファン１と、従来の冷却ファンとの強度を比較したグラフである。同図に示すように、冷却ファン１の強度は、従来の冷却ファンと比較して約２倍となっていることが確認できる。【００３３】
さらに、上述の実施形態によれば、ブレード３の強度をリング部材２０によって確保することができるため、ボス部２の直径を小さくでき、その分だけファン容量を拡大できる。このため、冷却ファン１の小型化を図ることができる。【００３４】
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、冷却ファン１が軸流ファンである場合について説明したが、斜流ファンタイプのものであってもよい。
さらに、上述の実施形態では、冷却ファン１は自動車用ラジエータに使用される場合について説明したが、これに限られるものではない。【００３５】
また、上述の実施形態では、リング部材２０の径方向内側に位置するブレード３の肉厚ｔ１が従来のものよりも薄く、且つリング部材２０の径方向外側に位置するブレード３の肉厚ｔ２よりも薄く設定されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、リング部材２０の径方向外側に位置するブレード３の肉厚ｔ２を従来のものよりも薄く、且つリング部材２０の径方向内側に位置するブレード３の肉厚ｔ１よりも薄く設定してもよい。【００３６】
このように構成した場合であっても、リング部材２０の径方向外側に位置するブレード３の肉厚ｔ２が薄肉化されているので、従来の冷却ファンと比較して軽量化を図ることができる。さらに、ブレード３の先端より径方向内側にリング部材２０を設けつつ、リング部材２０の径方向内側に位置するブレード３の肉厚ｔ１を従来のものと略同等にすれば、従来の冷却ファンと比較して強度を向上させることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によると、ブレードを薄肉化しても騒音特性の悪化を防止し、且つ汎用性を向上させることができる冷却ファンを提供することが出来る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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