(57)【要約】【課題】冷却ファンのねじり方向の強度を確保すると共に、高効率で低騒音の回転電機用冷却ファンを提供する。【解決手段】回転電機の機内冷却をする回転電機用冷却ファンにおいて、冷却ファンはその羽根断面形状が環状で、かつ円弧形状または翼形状である遠心型冷却ファンであるので、従来の羽根に比べ羽根取り付け角度を大きくすることができ、ねじり方向の断面係数が大となり、原動機のねじり振動に対して十分な強度が得られる。また、円弧形状とすることで羽根の入口角と出口角を任意に決定することができ、あるいは内外径比が０．６以上のものに翼形状を採用するとファン効率の向上と共に騒音を低減させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の機内冷却をするための回転電機用冷却ファンにおいて、冷却ファンはその羽根断面形状が環状で、かつ円弧形状または翼形状であることを特徴とする回転電機用冷却ファン。
【請求項２】
パイプをオス金型とメス金型の間に配設した後、前記オス金型に圧力を加えて前記パイプをプレス成型して所定の形状とする前に、前記パイプ内に中子を挿入し、さらに圧力を加えて所定の形状とすることを特徴とする回転電機用冷却ファンの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の回転電機用冷却ファンの製造方法において、規格品のパイプからプレスにて羽根形状を成型する際、中子を使用することを特徴とする回転電機用冷却ファンの製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の回転電機用冷却ファンの製造方法において、規格品のパイプからプレスにて羽根形状を成型する際、前記メス金型に磁石を設けたことを特徴とする回転電機用冷却ファンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機の機内冷却をするための回転電機用冷却ファンとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷却ファンを備えた回転電機を図３及び図４を参照して説明する。
図３は従来の冷却ファンを備えた回転電機の断面図であり、１は回転機フレーム、２は回転機フレーム１に嵌装された固定子、３は回転機フレーム１の両側に設けられた軸受、４は軸受３に支持されたシャフト、５はシャフト４に嵌装され，固定子２とギャップを介して配設された回転子、６はシャフト４に嵌装された冷却ファンである。
【０００３】
このような構成の回転電機では、冷却ファン６により冷却風Ｗを回転軸の一方、図では右側から吸引し、回転子５および固定子２を冷却して回転軸の他方、図では左側から排気する冷却構造となっている。環状の中空羽根に関しては、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
図４は従来の冷却ファンの詳細図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図である。冷却ファンは、主板７と羽根８と副板９とから構成されている。この羽根８は所定幅に切断した所定径の丸形鋼管内に整形用金型の一方を挿入し、その後丸形鋼管を整形用金型の他方に設けたプレス機械により押圧して所望の中空羽根を製作する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−２１２１３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような回転電機はディーゼルエンジンやガスエンジンと組合わせられることが多く、これら内燃式原動機は一般にピストンの往復運動を回転運動に変換する際、ねじり振動が発生することが知られている。従来の冷却ファンの羽根は、エンジンのねじり振動と共振すると、強度が十分でないため破断に至る可能性があった。
【０００７】
本発明（請求項１乃至請求項３対応）は、上記状況に鑑みてなされたもので、その課題は、冷却ファンの羽根断面を環状でかつ円弧形状または翼形状とすることによりねじり方向の強度を確保すると共に、高効率で低騒音の回転電機用冷却ファンとその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転電機の機内冷却をするための回転電機用冷却ファンにおいて、冷却ファンはその羽根断面形状が環状で、かつ円弧形状または翼形状であることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によると、従来の羽根に比べ羽根取り付け角度θが大きくなるので、ねじり方向の断面係数が大となり、原動機のねじり振動に対して十分な強度が得られる。また、円弧形状とすることで羽根の入口角と出口角を任意に決定することができ、あるいは内外径比が０．６以上のものに翼形状を採用するとファン効率の向上と共に騒音を低減させることが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の回転電機用冷却ファンの製造方法の発明は、パイプをオス金型とメス金型の間に配設した後、前記オス金型に圧力を加えて前記パイプをプレス成型して所定の形状とする前に、前記パイプ内に中子を挿入し、さらに圧力を加えて所定の形状とすることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によると、溶接作業の必要がなく、プレス作業のみで容易に羽根を製作でき、製作時間が短く安価な冷却ファンを提供できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の回転電機用冷却ファンの製造方法において、規格品のパイプからプレスにて羽根形状を成型する際、中子を使用することを特徴とする。
請求項３に記載の発明によると、プレス時に押し過ぎ等による作業ミスを防止でき、所定の形状が安定して得られ、また複雑な形状にも対応することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２記載の回転電機用冷却ファンの製造方法において、規格品のパイプからプレスにて羽根形状を成型する際、前記メス金型に磁石を設けたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明によると、プレス時にパイプを金型に設置する際、パイプの位置決めをする必要がなく、常に金型の中央にパイプが設置されるので、作業ミスを防止でき、品質を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態（請求項１対応）の回転電機用冷却ファンの構成図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図である。なお、本実施形態の回転電機の冷却ファンが、既に説明した図４の従来の回転電機の冷却ファンと同一構成部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の冷却ファンは遠心型冷却ファンであり、主板７と羽根８と副板９とが一体に構成されており、羽根８の断面形状は環状でかつ円弧状に形成されている。この羽根８の枚数は任意とすることができる。
【００１５】
このように、断面形状が環状でかつ円弧状に形成された羽根８は、従来の羽根に比べて羽根取付角度θが大きくなるため、ねじり方向の断面係数が大となり、冷却ファンのねじり方向の固有振動数を上げることができる。その結果、ディーゼルエンジンやガスエンジン等、原動機のねじり振動の周波数と冷却ファンの固有振動数を十分離すことが可能となり、共振により破損に至る可能性が非常に小さくなる。また、円弧状とすることで羽根の入口角と出口角を任意に決定することができ、ファン効率の向上と騒音を低減させることが可能となる。
【００１６】
本発明の第１実施形態の変形例として、第１実施形態の羽根断面形状を翼形状とするものであり、第１実施形態と同様の効果がある。また、内外径比が０．６以上のものに翼形状を採用すると、著しいファン効率の向上と騒音を低減させることが可能となる。
【００１７】
図２は本発明の第２実施形態（請求項２対応）の羽根の製造方法を説明するための図であり、同図（ａ）はパイプをメス金型上に配置した側面図、同図（ｂ）はオス金型に所定の圧力を加えてパイプを所定形状にプレス成型した側面図である。
【００１８】
図において、本実施形態の羽根は、同図（ａ）に示すように市販されている規格パイプ１０、例えば一般構造用鋼管をメス金型１２上に配置し、次に、オス金型１１に所定の圧力を加えてパイプ１０をプレス成型して所定形状の羽根に成型する。
【００１９】
本実施形態では、上記のようにパイプをプレス成型して所定形状の羽根を成型するので、従来のように溶接作業の必要性がなくなり、プレス作業のみで容易に羽根を製作することができるので、製作時間が短く安価な冷却ファンを提供できる。
【００２０】
本発明の第３実施形態（請求項３対応）は、パイプをプレス成型して羽根を製作する際、図２（ｂ）に示すように、パイプ１０が所定の形状になる前に羽根断面の中空部分の中央部に中子１４を挿入する。このようにすると、パイプ１０のプレス時に押し過ぎ等による作業ミスを防止でき、所定形状の羽根を安定して得られる。また、オス金型１１、メス金型１２及び中子１４を変更することにより異なる円弧形状または翼形状の羽根を容易に成型することができる。
【００２１】
本発明の第４実施形態（請求項４対応）は、オス金型１１またはメス金型１２もしくは両方の金型の中心状に磁石１３を埋め込むと、プレス時にパイプ１０を金型に設置する際、パイプの位置決めをする必要がなく、常に金型の中央にパイプが設置されるので、作業ミスを防止でき、品質を向上させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、羽根断面形状が環状でかつ円弧形状または翼形状とすることで、エンジンのねじり振動に対して十分な強度を確保すると共に、高効率で低騒音の冷却ファンを得ることが可能となる。
【００２３】
また、規格のパイプからプレス成型する際、金型に磁石を埋め込むとパイプの位置決めをする必要がなく、容易に羽根が製造でき、製作時間の短縮と安価な冷却ファンが製造可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の回転電機用冷却ファンの構成図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図。
【図２】本発明の第２実施形態の羽根の製造方法を説明するための図であり、同図（ａ）はパイプをメス金型上に配置した側面図、同図（ｂ）はオス金型に所定の圧力を加えてパイプを所定形状にプレス成型した側面図。
【図３】従来の冷却ファンを備えた回転電機の断面図。
【図４】従来の冷却ファンの構成図て、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は平面図。
【符号の説明】
１…回転電機のフレーム、２…固定子、３…軸受、４…シャフト、５…回転子、６…冷却ファン、７…主板、８…羽根、９…副板、１０…規格パイプ、１１…オス金型、１２…メス金型、１３…磁石、１４…中子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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