(57)【要約】【課題】送風ファンにおいて、ブレード形状を変化させることによって風量を増加させること。【解決手段】破線で示される従来の送風ファンの翼角度θの減少率を求めると、（４６−３８）／（２００−８５）＝８／１１５≒０．０７０［度／ｍｍ］これに対して、本発明にかかる送風ファンにおいては、実線で示されるように、途中までは従来の送風ファンの翼角度θと殆ど同じくほぼ一定の減少率を示しているが、径１７５ｍｍから外縁（径２００ｍｍ）まで急激に減少している。この間の減少率を直線で近似して平均値を求めると、（３９．５−３６）／（２００−１７５）＝３．５／２５＝０．１４［度／ｍｍ］即ち、約２倍の減少率となっている。このように送風ファンの有効径外において翼角度をより急激に減少させることによって、より通風抵抗の高い領域で風流れが軸流化するため、風量を向上させることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状のボス部と、該ボス部から外方向に延出した複数枚のブレードとを具備する送風ファンにおいて、
前記ブレードの翼角度が前記ボス部から前記送風ファンの有効径内においてはほぼ直線的に減少し、前記送風ファンの有効径外において急激に減少することを特徴とする送風ファン。
【請求項２】
前記送風ファンの有効径内における前記ブレードの翼角度の減少率を１としたときに、前記送風ファンの有効径外における前記ブレードの翼角度の減少率を１を越えて４未満としたことを特徴とする請求項１に記載の送風ファン。
【請求項３】
前記送風ファンの有効径内における前記ブレードの翼角度の減少率を１としたときに、前記送風ファンの有効径外における前記ブレードの翼角度の減少率を１．５〜３としたことを特徴とする請求項１に記載の送風ファン。
【請求項４】
前記ブレードの前記ボス部の付け根における翼角度と前記ブレードの最外周における翼角度との角度差を５度〜２５度の範囲内としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の送風ファン。
【請求項５】
前記送風ファンを押出し式冷却ファンとして使用することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の送風ファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車エンジン冷却用の冷却ファンや一般的な送風機用ファン等の送風ファンに関するもので、同一サイズで風量を増すことができる送風ファンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水冷式エンジンにおいては、ラジエータを冷却するために冷却ファンが用いられるが、外気をラジエータを通過させて引き込むことによってラジエータを冷却する吸込み式冷却ファンと、ファン回転によって発生した冷却風がラジエータを通過して外部に放出される押出し式冷却ファンとがあり、後者は主としてフォークリフト・ショベルカー・トレーラー等の産業用車輌に適用される。いずれのタイプの冷却ファンにおいても、冷却性能向上のためにはラジエータを通過する風量を増加させる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷却ファンにおいてはブレード形状が内径側から外径側にかけて、ブレード各断面の翼角度θが次第に小さくなって行く（冷却ファンの回転面に対して平行に近づいて行く）が、この翼角度θの減少の仕方がほぼ直線的であり、かかるブレード形状では一定の限界以上には風量を増加させることはできなかった。
【０００４】
そこで、本発明は、ブレード形状を変化させることによって風量を増加させることができる送風ファンを提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる送風ファンは、略円筒状のボス部と、該ボス部から外方向に延出した複数枚のブレードとを具備する送風ファンにおいて、前記ブレードの翼角度が前記ボス部から前記送風ファンの有効径内においてはほぼ直線的に減少し、前記送風ファンの有効径外において急激に減少するものである。
【０００６】
ここで、「ブレードの翼角度」とは、送風ファンをボス部の回転軸が垂直に向くように置いて、ブレードを断面で見たときに一方の縁の中心点と他方の縁の中心点とを結ぶ直線が水平線と成す角度をいう。また、「送風ファンの有効径」とは、各ブレードの投影面積を略二分する位置であって、次式で表される数値をいう。          有効径＝（（ボス部径２  ＋送風ファン外径２  ）／２）０．５
【０００７】
このように、従来はボス部からブレードの外縁まで直線的に翼角度を減少させていたものを、送風ファンの有効径外において翼角度を急激に減少させることによって、より通風抵抗の高い領域で風流れが軸流化するため、風量を向上させることができる。
【０００８】
このようにして、ブレード形状を変化させることによって風量を増加させることができる送風ファンとなる。
【０００９】
請求項２の発明にかかる送風ファンは、請求項１の構成において、前記送風ファンの有効径内における前記ブレードの翼角度の減少率を１としたときに、前記送風ファンの有効径外における前記ブレードの翼角度の減少率を１を越えて４未満としたものである。
【００１０】
このように、送風ファンの有効径外におけるブレードの翼角度の減少率を、有効径内におけるブレードの翼角度の減少率を１としたときに１を越えた値に設定すれば、風量の向上の効果が表れる。また、送風ファンの有効径外におけるブレードの翼角度の減少率を余りに急激に大きくすると、逆効果になってしまい風量の向上の効果が得られなくなる。そこで、有効径内におけるブレードの翼角度の減少率を１としたときに有効径外におけるブレードの翼角度の減少率を４未満に抑えることによって、逆効果になることもなく、確実に風量の向上の効果を得ることができる。
【００１１】
このようにして、ブレード形状の変化の範囲を適切に設定することによって、確実に風量を増加させることができる送風ファンとなる。
【００１２】
請求項３の発明にかかる送風ファンは、請求項１の構成において、前記送風ファンの有効径内における前記ブレードの翼角度の減少率を１としたときに、前記送風ファンの有効径外における前記ブレードの翼角度の減少率を１．５〜３としたものである。
【００１３】
このように、送風ファンの有効径外におけるブレードの翼角度の減少率を、有効径内におけるブレードの翼角度の減少率を１としたときに１．５〜３の範囲内に設定することによって、より大きな風量の向上の効果が表れる。
【００１４】
このようにして、ブレード形状の変化の範囲をより適切に設定することによって、より大きく風量を増加させることができる送風ファンとなる。
【００１５】
請求項４の発明にかかる送風ファンは、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記ブレードの前記ボス部の付け根における翼角度と前記ブレードの最外周における翼角度との角度差を５度〜２５度の範囲内としたものである。
【００１６】
ブレードのボス部の付け根における翼角度とブレードの最外周における翼角度との差は、小さ過ぎても風量の向上の効果が得られないし、大き過ぎてもまともな風流れが得られない。そこで、この角度差を５度〜２５度の範囲内に抑えることによって、確実に風量の向上の効果が得られるようにしている。
【００１７】
このようにして、ブレード形状の変化の範囲をより適切に設定することによって、より確実に風量を増加させることができる送風ファンとなる。
【００１８】
請求項５の発明にかかる送風ファンは、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成において、前記送風ファンを押出し式冷却ファンとして使用するものである。
【００１９】
かかる送風ファンは、産業用車輌等の押出し式冷却ファンとして使用した場合に、最も有効に風量を増加させることができ、冷却性能が向上する。また、同程度の冷却性能で良い場合には、ブレード数を減らしたり幅を小さくしたりして製品の小型化・薄型化・軽量化を図ることができ、結果として製品の低コスト化が可能になる。
【００２０】
このようにして、産業用車輌等の押出し式冷却ファンとして用いることによって、冷却性能が向上し、小型化・薄型化・軽量化を図れて、低コスト化が可能になる送風ファンとなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態にかかる送風ファンの概略を示す斜視図である。図２は本発明の実施の形態にかかる送風ファンのブレードの径と翼角度との関係を従来品と比較して示す図である。図３は本発明の実施の形態にかかる送風ファンの径と翼幅との関係を従来品と比較して示す図である。図４は本発明の実施の形態にかかる送風ファンの静圧−風量特性を従来品と比較して示す図である。
【００２２】
図１に示されるように、本実施の形態の送風ファン１は、略円筒状のボス部２と、ボス部２の外周に設けられた複数枚のブレード（翼）３から構成されている。そして、図１にその断面が示されるように、ブレード３の翼角度θはブレード３の各断面において、一方の縁の中心点と他方の縁の中心点とを結ぶ直線が水平線と成す角度をいう。図２のグラフ（縦軸は翼角度θ、横軸は送風ファンの中心からの径）に破線で示されるように、従来の送風ファンはボス部２とブレード３との付け根（径８５ｍｍの部分）からブレード３の最外縁（径２００ｍｍの部分）まで、直線的に、即ちほぼ一定の減少率で翼角度θを減少させていた。
【００２３】
図２からその減少率を求めると、
（４６−３８）／（２００−８５）＝８／１１５≒０．０７０［度／ｍｍ］
【００２４】
これに対して、本実施の形態の送風ファン１においては、図２に実線で示されるように、途中までは従来の送風ファンの翼角度θと殆ど同じくほぼ一定の減少率を示しているが、径１７５ｍｍから外縁（径２００ｍｍ）まで急激に減少している。この間の減少率を直線で近似して平均値を求めると、
（３９．５−３６）／（２００−１７５）＝３．５／２５＝０．１４［度／ｍｍ］
即ち、約２倍の減少率となっている。なお、ブレードのボス部の付け根における翼角度とブレードの最外周における翼角度との差は、４６−３６＝１０［度］であり、５度〜２５度の範囲内に収まっている。
【００２５】
ちなみに、本実施の形態の送風ファン１の有効径は、上述の如く次式から求められる。
2005002837.tif 000003
【００２６】
このように、本実施の形態の送風ファン１においては、有効径の外において翼角度θを急激に減少させている。本実施の形態においては、径１７５ｍｍから翼角度θを急激に減少させているが、有効径１５３．６６ｍｍより外側であればどの位置から翼角度θを急激に減少させても良い。
【００２７】
次に、このようにブレードの翼角度θを減少させた場合の径と翼幅との関係について、図３を参照して説明する。翼角度θが減少するとそれに伴ってブレードの軸方向寸法が小さくなるので、図３に破線で示されるように、従来の送風ファンにおいては軸方向寸法を維持するために翼幅を直線的に増加させている。軸方向寸法を維持するのは、限られたスペースの中でできるだけ風量を大きくするためである。
【００２８】
これに対して、本実施の形態の送風ファン１においては、図３に実線で示されるように、径１７５ｍｍまでは従来品と同様に翼幅を直線的に増加させているが、径１７５ｍｍから外縁（径２００ｍｍ）の間においては急激に翼幅を増加させている。これも、径１７５ｍｍから急激に翼角度θが減少するとそれに伴ってブレードの軸方向寸法が急激に小さくなるので、軸方向寸法を維持して限られたスペースの中でできるだけ風量を大きくするためである。
【００２９】
このような構成を有する本実施の形態の送風ファン１の静圧−風量特性について、従来品の送風ファンと比較して、図４を参照して説明する。図４において、破線は従来品（１０枚翼）の静圧−風量特性を示し、実線は本実施の形態の送風ファン１の静圧−風量特性を、また一点鎖線は実線は本実施の形態の送風ファン１において、ブレードを１枚減らしたものの静圧−風量特性を示している。なお、ファンサイズ（外径及び軸寸法）は全て同等であり、ファン回転数（Ｎｆ）は２０００ｒｐｍである。
【００３０】
図４に示されるように、本実施の形態の送風ファン１及びブレードを１枚減らした９枚翼品は、いずれの領域においても風量特性で従来品を上回っているが、特に２本の破線で挟まれた通常のファン使用通風抵抗領域においては、風量が大きく向上している。これは、本実施の形態の送風ファン１がより通風抵抗の高い領域で風流れが軸流化するためである。また、９枚翼品についても従来品と比較して風量が大きく向上していることから、風量特性向上と合わせて翼枚数減少による軽量化・低コスト化の効果も得られる。
【００３１】
このようにして、本実施の形態の送風ファン１においては、ブレード形状を変化させることによって風量を増加させることができる。また、同じ風量で良い場合には、幅を小さくしたりブレード枚数を減らすことによって、送風ファンの小型化・薄型化・軽量化が可能となり、ひいては低コスト化に繋がる。
【００３２】
本発明を実施するに際しては、送風ファンのその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等について、本実施の形態に限定されるものではない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる送風ファンは、略円筒状のボス部と、該ボス部から外方向に延出した複数枚のブレードとを具備する送風ファンにおいて、前記ブレードの翼角度が前記ボス部から前記送風ファンの有効径内においてはほぼ直線的に減少し、前記送風ファンの有効径外においてより急激に減少するものである。
【００３４】
このように、従来はボス部からブレードの外縁まで直線的に翼角度を減少させていたものを、送風ファンの有効径外において翼角度をより急激に減少させることによって、より通風抵抗の高い領域で風流れが軸流化するため、風量を向上させることができる。
【００３５】
請求項２の発明にかかる送風ファンは、請求項１の構成において、前記送風ファンの有効径内における前記ブレードの翼角度の減少率を１としたときに、前記送風ファンの有効径外における前記ブレードの翼角度の減少率を１を越えて４未満としたものである。
【００３６】
このように、送風ファンの有効径外におけるブレードの翼角度の減少率を、有効径内におけるブレードの翼角度の減少率を１としたときに１を越えた値に設定すれば、風量の向上の効果が表れる。また、送風ファンの有効径外におけるブレードの翼角度の減少率を余りに急激に大きくすると、逆効果になってしまい風量の向上の効果が得られなくなる。そこで、有効径内におけるブレードの翼角度の減少率を１としたときに有効径外におけるブレードの翼角度の減少率を４未満に抑えることによって、逆効果になることもなく、確実に風量の向上の効果を得ることができる。
【００３７】
請求項３の発明にかかる送風ファンは、請求項１の構成において、前記送風ファンの有効径内における前記ブレードの翼角度の減少率を１としたときに、前記送風ファンの有効径外における前記ブレードの翼角度の減少率を１．５〜３としたものである。
【００３８】
このように、送風ファンの有効径外におけるブレードの翼角度の減少率を、有効径内におけるブレードの翼角度の減少率を１としたときに１．５〜３の範囲内に設定することによって、より大きな風量の向上の効果が表れる。
【００３９】
請求項４の発明にかかる送風ファンは、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記ブレードの前記ボス部の付け根における翼角度と前記ブレードの最外周における翼角度との角度差を５度〜２５度の範囲内としたものである。
【００４０】
ブレードのボス部の付け根における翼角度とブレードの最外周における翼角度との差は、小さ過ぎても風量の向上の効果が得られないし、大き過ぎてもまともな風流れが得られない。そこで、この角度差を５度〜２５度の範囲内に抑えることによって、確実に風量の向上の効果が得られるようにしている。
【００４１】
請求項５の発明にかかる送風ファンは、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成において、前記送風ファンを押出し式冷却ファンとして使用するものである。
【００４２】
かかる送風ファンは、産業用車輌等の押出し式冷却ファンとして使用した場合に、最も有効に風量を増加させることができ、冷却性能が向上する。また、同程度の冷却性能で良い場合には、ブレード数を減らしたり幅を小さくしたりして製品の小型化・薄型化・軽量化を図ることができ、結果として製品の低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態にかかる送風ファンの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態にかかる送風ファンのブレードの径と翼角度との関係を従来品と比較して示す図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態にかかる送風ファンの径と翼幅との関係を従来品と比較して示す図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態にかかる送風ファンの静圧−風量特性を従来品と比較して示す図である。
【符号の説明】
１  送風ファン
２  ボス部
３  ブレード（断面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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