(57)【要約】【課題】ブレードの負圧面側での気流の剥離を抑制して騒音の発生を防止することのできる冷却ファンを提供する。【解決手段】ブレード１３の回転方向後方側の縁部１３ａに、ブレード１３の負圧面２０Ｂ側に鈍角的に屈曲する補助壁１５を設ける。補助壁１５は、ファン本体の径方向外側に向かって末広がりに拡幅する略三角形状に形成する。ブレード１３の負圧面２０Ｂに流れ込んだ気流は回転方向後方側の縁部１３ａの補助壁１５で向きを変えられ、補助壁１５よりも前流側の気流はこれによって負圧面２０Ｂからの剥離を抑制される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動源に連結されるボス部と、
このボス部から径方向外側に突出する複数のブレードと、
を備えた冷却ファンにおいて、
前記ブレードの回転方向後方側の縁部に、当該ブレードの負圧面側に鈍角的に屈曲する補助壁が延設されていることを特徴とする冷却ファン。
【請求項２】
前記補助壁は、ファン本体の径方向外側に向かって末広がりに拡幅する略三角形状に形成されている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】
前記補助壁は、前記ブレードの回転方向を含む平面と平行に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却ファン。
【請求項４】
前記複数のブレードの径方向外側の端部の近傍を環状に連結する筒状のリング部材が設けられ、
前記補助壁の径方向外側の辺が前記リング部材の内周面に結合されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のラジエータ等に用いられる冷却ファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷却ファンの多くは、エンジンや電動モータ等の回転駆動源に連結されるボス部に、径方向外側に突出する複数のブレードが設けられ、回転駆動源の動力によってブレードを旋回させて、冷却対象物にエアを送風する基本構造とされている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０７２５１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の冷却ファンの場合、各ブレードがファンの回転方向に対して傾斜しており、ファンの回転時には、各ブレードの回転方向の前方に臨む側の面の近傍が正圧となり、後方に臨む側の面の近傍が負圧となる。ここで、各ブレード上のファンの回転時に近傍部が正圧になる側の面を正圧面と呼び、逆に近傍部が負圧になる側の面を負圧面と呼ぶものとすると、ファンの回転時には、各ブレードの正圧面側では気流がその面に沿ってスムーズに流れるが、負圧面側では気流がブレードの端縁に当たった直後からその面から剥離し易くなる。そして、この負圧面側の気流の剥離はファン回転時における騒音発生の原因となり易い。
【０００５】
そこでこの発明は、ブレードの負圧面側での気流の剥離を抑制して騒音の発生を未然に防止することのできる冷却ファンを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冷却ファンでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、回転駆動源に連結されるボス部と、このボス部から径方向外側に突出する複数のブレードと、を備えた冷却ファンにおいて、前記ブレードの回転方向後方側の縁部に、当該ブレードの負圧面側に鈍角的に屈曲する補助壁が延設されていることを特徴とするものである。
これにより、ボス部が回転駆動されると、ブレードの負圧面側に流れ込んだ気流はブレードの回転方向後方側の縁部で補助壁に当たって僅かに向きを変えられる。このとき、気流は負圧面から剥離するのを抑制される。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る冷却ファンにおいて、前記補助壁は、ファン本体の径方向外側に向かって末広がりに拡幅する略三角形状に形成されていることを特徴とするものである。
これにより、風量と風速の増大するファン本体の径方向外側に向かうにつれて補助壁の幅が増大することになる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る冷却ファンにおいて、前記補助壁は、前記ブレードの回転方向を含む平面と平行に形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項２に係る冷却ファンにおいて、前記複数のブレードの径方向外側の端部の近傍を環状に連結する筒状のリング部材が設けられ、前記補助壁の径方向外側の辺が前記リング部材の内周面に結合されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、ブレードの回転方向後方側の縁部に、当該ブレードの負圧面側に鈍角的に屈曲する補助壁が延設されていることから、ブレードの負圧面側に流れ込んだ気流を回転方向後方側の縁部の補助壁で向きを変えて負圧面からの気流の剥離を抑制し、騒音発生を未然に防止することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、風量と風速の増大するファン本体の径方向外側に向かうにつれて補助壁の幅が増大することから、気流の剥離をより効果的に抑制することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、補助壁がブレードの回転方向を含む平面と平行に形成されていることから、負圧面からの気流の剥離を抑制しつつエアの流入抵抗を低減することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、略三角形状の補助壁の径方向外側の辺がリング部材の内周面に結合されていることから、補助壁の充分な剛性を保ちつつ補助壁の幅を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態の冷却ファンの正面図である。
【図２】この発明の一実施形態の冷却ファンのファン本体の斜視図である。
【図３】この発明の一実施形態の冷却ファンのブレードの正面図である。
【図４】この発明の一実施形態の冷却ファンのブレードの図３のＡ−Ａ断面に沿う断面図である。
【図５】この発明の一実施形態の冷却ファンと従来の冷却ファンの騒音量を調べた結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態に係る冷却ファン１を正面から見た図であり、図２は、冷却ファン１のファン本体１０を示す斜視図である。
この実施形態の冷却ファン１は、自動車のラジエータに用いられる軸流ファンであり、図示しないエンジンや電動モータ等の回転駆動源によって回転駆動されるファン本体１０と、ファン本体１０の外周側を覆ってラジエータに対するエアの導入効率を高めるためのシュラウド１１と、を備えている。
【００１６】
シュラウド１１は、その前面のほぼ中央に、ファン本体１０の軸方向に沿った奥行き深さを持つ円形の導風孔３０が設けられ、その導風孔３０の周壁面の内側にファン本体１０が回転可能に配置されるようになっている。また、シュラウド１１の前面の導風孔３０を囲む領域は導風孔３０に向かって窪むテーパ面とされている。
【００１７】
ファン本体１０は、回転駆動源に連結される有底円筒状のボス部１２と、このボス部１２の外周面から径方向外側に突出する複数（この実施形態の場合５枚）のブレード１３と、複数のブレード１３の径方向外側の端部の近傍を環状に連結する円筒状のリング部材１４と、を備えている。
【００１８】
ここで、ファン本体１０について、シュラウド１１の外側に露出する側の面（図１において正面に見える側の面）を前面と呼び、その裏側の面を後面と呼ぶものとすると、各ブレード１３は、図１に矢印Ｒで示すファン本体１０の回転方向の前方側がファン本体１０の前面側に開くように傾斜している。したがって、ブレード１３の後面側は、ファン本体１０の回転時にその近傍部が正圧になる正圧面２０Ａとされ、ブレード１３の前面側は、ファン本体１０の回転時にその近傍部が負圧となる負圧面２０Ｂとされている。また、各ブレード１３は、付根部側では仰角が大きく、かつ、翼弦長が短く設定されており、延出端側に向かうにつれて仰角が次第に小さくなるとともに翼弦長が次第に長くなるように設定されている。そして、各ブレード１３の延出端は、正面視でボス部１２と同軸中心の円を描く円弧形状に形成され、シュラウド１１の導風孔３０の内周面に対してほぼ一定の微小隙間が維持されるようになっている。
また、この実施形態のブレード１３は、正面視で延出端側が回転方向の前方に向かって湾曲する前進翼型とされているが、特に、回転方向の前方側の縁部は延出端に近づくにつれて前方側への膨出量が大きくなっている。
【００１９】
図３は、一つのブレード１３を拡大して示した正面図であり、図４は、そのブレード１３を回転方向に沿って切ったときの断面図である。
ブレード１３の回転方向後方側の縁部１３ａはボス部１２に連結される付根部側から延出端側に向かって回転方向前方側に円弧状に緩やかに湾曲する基本形状とされているが、ブレード１３の縁部１３ａのうちの、リング部材１４の内周面の近傍領域には、ファン本体１０の径方向外側に向かって末広がりに拡幅する略三角形状の補助壁１５が延設されている。
補助壁１５は、図４に示すように、ブレード１３の一般部に対して負圧面２０Ｂ側に鈍角的に屈曲し、ブレード１３の回転方向Ｒを含む平面と平行に形成されている。また、補助壁１５の径方向外側の辺はリング部材１４の内周面に結合されている。
【００２０】
以上の構成において、この冷却ファン１のボス部１２が回転駆動されると、エアがファン本体１０の前方と外周側からブレード１３間のスペースに吸い込まれ、そのエアがファン本体１０の後方側に配置された図示しないラジエータに供給される。
【００２１】
このとき、図４に示すように、各ブレード１３の後面側では、エアが正圧面２０Ａに押されてその正圧面２０Ａに沿って後方側に流れ、一方、各ブレード１３の前面側では、エアが負圧面２０Ｂに沿って後方側に流れるが、負圧面２０Ｂに沿うエアの流れは、補助壁１５が無い場合には、各ブレード１３の回転方向前方側の縁部から後方側の縁部１３ａに向かうにしたがって負圧面２０Ｂから剥離し易くなる。しかし、この冷却ファン１の場合、各ブレード１３の径方向外側領域の後方側の縁部１３ａには、ブレード１３の一般面に対して負圧面２０Ｂ側に鈍角的に屈曲する補助壁１５が設けられているため、負圧面２０Ｂ側を流れるエアは、後方側の縁部１３ａで補助壁１５部分を乗り越える流れとなり、その補助壁１５を乗り越える流れが負圧面２０Ｂの前流側での気流の剥離を抑制するように機能する。
【００２２】
したがって、この冷却ファン１の場合、各ブレード１３の回転方向後方側の縁部１３ａにおいて、負圧面２０Ｂからの気流の剥離が補助壁１５によって抑制されるため、気流が負圧面２０Ｂから剥離することによる騒音の発生を未然に防止することができる。
図５は、ブレード１３に補助壁１５を設けたこの実施形態の冷却ファン１と、ブレードに補助壁を設けない従来の冷却ファンの各騒音状況を調べた結果を示すグラフである。
このグラフからも明らかなように、ブレード１３に補助壁１５を設けたこの実施形態の冷却ファン１においては、発生騒音を確実に抑制することができる。
【００２３】
ここで、補助壁１５は必ずしも略三角形状である必要はないが、この実施形態のように、補助壁１５をファン本体１０の径方向外側に向かって末広がりに拡幅するように形成した場合には、風量と風速の増大する領域ほど補助壁１５の幅を増大させることができ、補助壁１５の追加による重量の増加を最小限に抑えつつ、気流の剥離を効率良く抑制することができる。
また、この実施形態のように補助壁１５を略三角形状に形成した場合には、ブレード１３の端縁１３ａと補助壁１５とを滑らかに連続させて不要な乱流の発生を防止することができる。
【００２４】
また、この実施形態の冷却ファン１においては、補助壁１５がブレード１３の回転方向を含む平面と平行に形成されているため、負圧面２０Ｂからの気流の剥離を抑制しつつエアの流入抵抗の増大も抑制することができる。
【００２５】
さらに、この実施形態では、略三角形状の補助壁１５の径方向外側の辺がリング部材１４の内周面に結合されているため、リング部材１４によって補助壁１５の剛性を保ちつつ、補助壁１５の充分な幅を確保することができる。
【００２６】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態は、冷却ファンをラジエータの冷却に用いているが、本発明に係る冷却ファンは、ラジエータ冷却用に限定されるものではなく、その他の機器を冷却するものであっても良い。
【符号の説明】
【００２７】
１…冷却ファン
１２…ボス部
１３…ブレード
１３ａ…縁部
１４…リング部材
１５…補助壁
２０Ｂ…負圧面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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