(57)【要約】【課題】  拡がり部が形成されたリング部を有するものにおいて、更に送風性能の向上を可能とする冷却ファンおよびその冷却ファンを用いた送風機を提供する。【解決手段】  円筒状のボス部１１０の外周に放射状に設けられる複数のブレード１２０と、幅寸法Ｒｗが、ブレード１２０の外周端部１２１でのボス部１１０の軸方向の翼幅寸法Ｂｗより小さく設定され、ブレード１２０の風上側に向けてラッパ状に拡がる拡がり部１３１を有し、ブレード１２０の外周端部１２１に一体的に形成されるリング部１３０とを有する冷却ファンにおいて、拡がり部１３１の起点１３２を、ブレード１２０の外周端部１２１での風上側端部１２２から翼幅寸法Ｂｗの２５〜８５％の位置に設ける。【選択図】    図４
2005106003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のボス部（１１０）の外周に放射状に設けられる複数のブレード（１２０）と、
幅寸法（Ｒｗ）が、前記ブレード（１２０）の外周端部（１２１）での前記ボス部（１１０）の軸方向の翼幅寸法（Ｂｗ）より小さく設定され、前記ブレード（１２０）の風上側に向けてラッパ状に拡がる拡がり部（１３１）を有し、前記ブレード（１２０）の外周端部（１２１）に一体的に形成されるリング部（１３０）とを有する冷却ファンにおいて、
前記拡がり部（１３１）の起点（１３２）は、前記ブレード（１２０）の外周端部（１２１）での風上側端部（１２２）から前記翼幅寸法（Ｂｗ）の２５〜８５％の位置に設けられたことを特徴とする冷却ファン。
【請求項２】
前記拡がり部（１３１）の起点（１３２）は、前記ブレード（１２０）の外周端部（１２１）での風上側端部（１２２）から前記翼幅寸法（Ｂｗ）の３５〜７５％の位置に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項３】
前記拡がり部（１３１）の起点（１３２）は、前記ブレード（１２０）の外周端部（１２１）での風上側端部（１２２）から前記翼幅寸法（Ｂｗ）の略５０％の位置に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却ファン。
【請求項４】
前記リング部（１３０）の風上側および風下側の少なくとも一方における前記ブレード（１２０）の外周端部（１２１）には、前記軸方向に延びて前記リング部（１３０）に接合される接合壁（１３３）が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冷却ファン。
【請求項５】
前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の冷却ファン（１００）と、
前記リング部（１３０）の半径方向の外側に配設されるシュラウドリング部（２１０）から風上側に向けて拡がる導風部（２２０）が形成されるシュラウド（２００）とを有する送風機において、
前記導風部（２２０）の起点（２２１）は、前記拡がり部（１３１）の起点（１３２）近傍に設定されたことを特徴とする送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンブレードの外周端部に設けられ、ラッパ状に拡がるリング部を有する冷却ファン、およびその冷却ファンを用いた送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の送風機に使用される冷却ファンとして、例えば特許文献１に示されるものが知られている。この冷却ファン（特許文献１中ではプロペラファン）は、円筒状のボス部から放射状に設けられる複数のブレード（羽根）の外周端部に、リング部（エアガイダ）が線状に密着して一体的に設けられたものとしており、これにより、リング部とブレードの外周端部との隙間をゼロにして、充分な騒音低減効果が得られるようにしている。
【０００３】
更に、送風性能向上や騒音低減のために、リング部にラッパ状に拡がる拡がり部を設けるようにしている。
【特許文献１】実開昭６２−１５２０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、ブレードに対する拡がり部の詳細な設定位置に関しては何ら開示されていない。即ち、拡がり部は、主にブレードの半径方向の空気流れに対する整流作用を果たすため、本出願人は、拡がり部の設定位置を調整することによって、理想的な空気流れを形成して、更に送風性能を向上させることが可能であると考えた。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、拡がり部が形成されたリング部を有するものにおいて、更に送風性能の向上を可能とする冷却ファンおよびその冷却ファンを用いた送風機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、円筒状のボス部（１１０）の外周に放射状に設けられる複数のブレード（１２０）と、幅寸法（Ｒｗ）が、ブレード（１２０）の外周端部（１２１）でのボス部（１１０）の軸方向の翼幅寸法（Ｂｗ）より小さく設定され、ブレード（１２０）の風上側に向けてラッパ状に拡がる拡がり部（１３１）を有し、ブレード（１２０）の外周端部（１２１）に一体的に形成されるリング部（１３０）とを有する冷却ファンにおいて、拡がり部（１３１）の起点（１３２）は、ブレード（１２０）の外周端部（１２１）での風上側端部（１２２）から翼幅寸法（Ｂｗ）の２５〜８５％の位置に設けられたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、ブレード（１２０）の風上側端部（１２２）およびリング部（１３０）の拡がり部（１３１）間のスペースを大きくすることができ、ブレード（１２０）の半径方向外方からの空気をより多くブレード（１２０）側に流入させることができるようになるので、送風性能を向上することができる。
【０００９】
また、拡がり部（１３１）の起点（１３２）位置を風下側に寄せすぎると、ブレード（１２０）の風下側の外周端部（１２１）がリング部（１３０）によって閉塞され、半径方向外方へ抜ける空気流れが阻害されてしまうので、拡がり部（１３１）の起点（１３２）位置に上限を設けることで、上記送風性能向上の効果を維持できる。
【００１０】
上記拡がり部（１３１）の起点（１３２）は、請求項２に記載の発明のように、ブレード（１２０）の外周端部（１２１）での風上側端部（１２２）から翼幅寸法（Ｂｗ）の３５〜７５％の位置に設けられるのが望ましい。
【００１１】
更に、請求項３に記載の発明のように、拡がり部（１３１）の起点（１３２）は、ブレード（１２０）の外周端部（１２１）での風上側端部（１２２）から翼幅寸法（Ｂｗ）の略５０％の位置に設けられるのが良く、本出願人の実験において、送風性能向上における最大の効果が得られることを確認している。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、リング部（１３０）の風上側および風下側の少なくとも一方におけるブレード（１２０）の外周端部（１２１）には、軸方向に延びてリング部（１３０）に接合される接合壁（１３３）が設けられたことを特徴としている。
【００１３】
これにより、ブレード（１２０）の外周端部（１２１）において、正圧側から負圧側に空気が漏れるのを防止できるので、更に送風性能を向上することができる。
【００１４】
また、冷却ファン（１００）を樹脂の一体成形品として形成する場合に、成形型の上型と下型において上下方向の型面同士が直接擦れ合う部位を無くすことができるので、型の寿命を向上させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の冷却ファン（１００）と、リング部（１３０）の半径方向の外側に配設されるシュラウドリング部（２１０）から風上側に向けて拡がる導風部（２２０）が形成されるシュラウド（２００）とを有する送風機において、導風部（２２０）の起点（２２１）は、拡がり部（１３１）の起点（１３２）近傍に設定されたことを特徴としている。
【００１６】
これにより、リング部（１３０）の拡がり部（１３１）と共に、シュラウド（２００）の導風部（２２０）を冷却ファン（１００）の風下側に配置でき、冷却ファン（１００）の風上側のスペースを大きくすることができるので、ブレード（１２０）の半径方向外方からの空気をより多くブレード（１２０）側に流入させることができ、送風性能を向上することができる。
【００１７】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図５に示し、まず、具体的な構成について説明する。第１実施形態は、本発明の冷却ファン１００がシュラウド２００内に配設されて、モータ３００によって回転作動される送風機（電動ファン）１０に適用したものとしている。
【００１９】
この送風機１０は、シュラウド２００の四隅に設けられた取付け部２５０によって、図示しない自動車用ラジエータのエンジン側に固定され、ラジエータのコア部１ａ（図２）に冷却用の空気を送風するものである。ここでは、車両のグリル側からエンジン側に向けて、即ちラジエータのコア部１ａから冷却ファン１００側に送風空気を吸引するいわゆる吸込み式の送風機１０としている。
【００２０】
冷却ファン１００は、ガラス繊維を略２０％含有するポリプロピレン材より成るいわゆる軸流ファンであり、図３、図４に示すように、ボス部１１０、ブレード１２０、リング部１３０が射出成形により一体で形成されている。
【００２１】
ボス部１１０は、一方側が閉塞された円筒状を成しており、閉塞された側の壁部の中心部には、アルミニウム製の金属インサート１１１がインサート成形されている。そして、金属インサート１１１の中心部には、後述するモータ３００のシャフトが嵌入されるシャフト穴１１１ａが設けられている。
【００２２】
ボス部１１０の外周には、放射状に延びる複数（本実施形態では５枚）のブレード１２０が設けられており、ここでは、外径は３４０ｍｍの設定としている。尚、冷却ファン１００の外径寸法については、車両量への搭載性や必要とされる送風性能に応じて、一般的には、２５０ｍｍ〜４００ｍｍ程度の範囲で設定される。
【００２３】
そして、ブレード１２０の外周端部１２１にはリング部１３０が設けられている。リング部１３０の幅寸法（以下、リング幅寸法）Ｒｗは、ブレード１２０の外周端部１２１におけるボス部１１０の軸方向の翼幅寸法Ｂｗより小さく成るように設定されている。具体的には、翼幅寸法Ｂｗに対するリング幅寸法Ｒｗの比が２０〜８０％と成るようにしている。因みに、本実施形態における冷却ファン１００においては、翼幅寸法Ｂｗが２８ｍｍであり、リング幅寸法Ｒｗは１３ｍｍの設定（リング幅寸法Ｒｗ／翼幅寸法Ｂｗ＝４６％）としている。
【００２４】
そして、リング部１３０には、ブレード１２０の風上側に向けてラッパ状に拡がる拡がり部１３１を設けている。ここでは、拡がり部１３１は、リング部１３０の本体部に対して半径方向外方に延びる壁をＲ形状で結んで形成されるようにしている。本発明の第１の特徴として、この拡がり部１３１の起点（ここではＲ部の起点）１３２を、ブレード１２０の外周端部１２１での風上側端部１２２から翼幅寸法Ｂｗの２５〜８５％の位置、更に望ましくは３５〜７５％の位置に設けられるようにしており、本実施形態では略５０％の位置としている。
【００２５】
更に、本発明の第２の特徴として、リング部１３０の風上側および風下側におけるブレード１２０の外周端部１２１の全領域には、図５に示すように、軸方向に延びてリング部１３０に接合される三角状の接合壁１３３を設けるようにしている。
【００２６】
シュラウド２００（図１）は、ガラス繊維を２５〜３０％程度含有するポリプロピレン材より成り、上記した図示しないラジエータへの取付け部２５０を含め、以下説明する各部位２１０〜２４０が射出成形により一体で形成されている。シュラウド２００の外形は、ラジエータのコア部１ａ（図２）に相当する矩形状を成しており、その略中央には上記冷却ファン１００を内包するシュラウドリング部２１０が形成されている。即ち、シュラウドリング部２１０は、冷却ファン１００が後述するモータ３００と共にシュラウド２０に取付けされた時に、リング部１３０の半径方向の外側に位置するようにしている。
【００２７】
シュラウドリング部２１０とシュラウド２００の外周部との間には冷却ファン１００の風上側に向けて拡がる導風部２２０が形成されており、本発明の第３の特徴として、図２に示すように、シュラウドリング部２１０における導風部２２０の起点２２１は、リング部１３０の拡がり部１３１の起点１３２近傍に設定されるようにしている。
【００２８】
そして、シュラウドリング部２１０の中心には円形のモータ保持部２３０が形成され、このモータ保持部２３０は、放射状に延びてシュラウドリング部２１０に接続される複数のモータステー部２４０によって支持されている。
【００２９】
モータ保持部２３０には、モータ３００が固定され、更にモータ３００のシャフト（図示せず）は、冷却ファン１００のシャフト穴１１１ａに嵌入され、モータのシャフトと冷却ファン１００とが固定されている。因みに、モータ３００は、周知の直流フェライトモータであり、図示しないコントローラに接続されている。コントローラは、モータ３００に流す電流のＯＮ−ＯＦＦ時間の比率を変化させて平均電流値を可変するものであり、ラジエータの必要冷却能力に応じて、直結される冷却ファン１００の回転数を可変して送風量を調整する。
【００３０】
このように形成される送風機１０においては、モータ３００の作動によって、冷却ファン１００が回転作動され、ラジエータのコア部１ａに冷却用の空気を送風し、ラジエータにおける冷却水からの放熱を促進する。
【００３１】
本発明においては、リング部１３０の拡がり部１３１の起点１３２の位置をブレード１２０の風上側端部１２２から翼幅寸法Ｂｗの所定割合に成る位置としているので、ブレード１２０の風上側端部１２２およびリング部１３０の拡がり部１３１間のスペースを大きくすることができ、ブレード１２０の半径方向外方からの空気をより多くブレード１２０側に流入させることができるようになり、送風性能を向上することができる。
【００３２】
また、拡がり部１３１の起点１３２位置を風下側に寄せすぎると、ブレード１２０の風下側の外周端部１２１がリング部１３０によって閉塞され、半径方向外方へ抜ける空気流れが阻害されてしまうので、拡がり部１３１の起点１３２位置に上限を設けることで、上記送風性能向上の効果を維持できる。
【００３３】
本出願人は、拡がり部１３１の起点１３２の位置に対する冷却ファン１００のファン効率を詳細に調査した結果、図６に示すように、略５０％の位置において最大効率と成る特性が得られることを確認した。よって、起点１３２の位置については、翼幅寸法Ｂｗの略５０％の位置を最適値とし、２５〜８５％の位置、更に望ましくは３５〜７５％の位置を実用的な適用範囲と設定した。
【００３４】
尚、この送風性能の向上（ファン効率の向上）に合わせて、図７に示すように、ファン騒音の低減効果も得ている。
【００３５】
また、冷却ファン１００とシュラウド２００との組み合わせにおいて、シュラウド２００の導風部２２０の起点２２１をリング部１３０の拡がり部１３１の起点１３２の近傍に設けるようにしているので、図２に示すように、リング部１３０の拡がり部１３１と共に、導風部２２０を冷却ファン１００の風下側に配置できる（図２（ｂ）に対して図２（ａ）となる）。よって、冷却ファン１００の風上側のスペース（ラジエータのコア部１ａと導風部２２０間のスペース）を大きくすることができるので、図２（ｂ）に示すように、コア部１ａと導風部２２０間で空気の流れが滞る事が防止され、且つ、ブレード１２０の半径方向外方からの空気をより多くブレード１２０側に流入させることができ、送風性能を向上することができることになる。
【００３６】
また、リング部１３０の風上側および風下側におけるブレード１２０の外周端部１２１に、リング部１３０に接合される接合壁１３３を設けるようにしているので、ブレード１２０の外周端部１２１において、正圧側から負圧側に空気が漏れるのを防止でき、図８に示すように、更に送風性能を向上することができる。
【００３７】
加えて、冷却ファン１００を一体成形品として樹脂形成する場合に、成形型の上型と下型において接合壁１３３によって上下方向の型面同士が直接擦れ合う部位を無くすことができるので、型の寿命を向上させることができる。
【００３８】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、冷却ファン１００は、モータ３００によって回転作動される電動式の送風機１０としたが、これに限らず、例えば、車両エンジンの駆動力によって回転作動されるエンジンファンとしても良い。
【００３９】
また、冷却ファン１００によってラジエータに送風空気を供給するものとして説明したが、これに限らず空調装置の冷媒凝縮用の凝縮器や、オイル冷却用のオイルクーラや、吸入空気冷却用のインタークーラ等他の熱交換器を対象とするものとしても良い。
【００４０】
更に、接合壁１３３は、送風性能との兼ね合いから、リング部１３０の風上側あるいは風下側のいずれか一方のみに設けるようにしたり、リング部１３０が存在しないブレード１２０の外周端部１２１の一部分に設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態における送風機を示す正面部である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部を示す断面図である。
【図３】冷却ファンを示す正面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ部を示す断面図である。
【図５】図４におけるＣ方向から見た矢視図である。
【図６】拡がり部の起点位置に対する冷却ファンの効率比を示すグラフである。
【図７】拡がり部の起点位置に対する冷却ファンの騒音差を示すグラフである。
【図８】接合壁有無による風量比を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  送風機
１００  冷却ファン
１１０  ボス部
１２０  ブレード
１２１  外周端部
１２２  風上側端部
１３０  リング部
１３１  拡がり部
１３２  起点
１３３  接合壁
２００  シュラウド
２１０  シュラウドリング部
２２０  導風部
２２１  起点
【図１】
2005106003.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005106003.tif 000007
【図６】
2005106003.tif 000008
【図７】
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【図８】
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