| 【発明の名称】 |
軸流送風機 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 嘉啓
【氏名】桑原 弘毅
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| 【要約】 |
【課題】簡単な構成により送風騒音の低減と送風量との増大とを共に図る。
【解決手段】回転軸が固定されるボス部２の外周に、複数の翼３を配設する。各翼３は、その送風機半径方向中間部が、そのボス部側の翼根元部３ｄおよびその反対側の翼先端部３ｅよりも空気吸込側へ突出するように折曲され、この突出頂部３ｈから上記翼根元部および翼先端部に向けて内側，外側下り傾斜面３ｉ，３ｊを形成してなる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転軸が固定されるボス部の外周に、複数の翼を配設する軸流送風機において、上記各翼は、その送風機半径方向中間部が、そのボス部側の翼根元部およびその反対側の翼先端部よりも空気吸込側へ突出するように折曲され、この突出頂部から上記翼根元部および翼先端部に向けて下り傾斜面を形成してなることを特徴とする軸流送風機。
【請求項２】 各翼の突出頂部は、各翼の送風機半径方向全長の２０〜８０％の範囲内にて形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸流送風機。
【請求項３】 各翼は、その突出頂部の稜線が各翼の送風機半径方向全長のほぼ等分位置にて送風機周方向に沿う全幅に亘って円弧状に表われるように折曲形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の軸流送風機。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸流送風機と、この軸流送風機からの送風を自動車用熱交換器に導風するファンケーシングと、を具備していることを特徴とする自動車用熱交換器の冷却ファン。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のラジエータ用冷却ファン、家庭用換気扇や扇風機のファン等の軸流送風機に係り、特に送風騒音の低減と送風量の増大とを共に図った軸流送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の軸流送風機のうち、送風騒音の低減を図ったものとしては特公昭６３−１３０４０号公報に掲載されたものがある。この軸流送風機は、ボス部に複数の翼を取り付ける取付角を連続的に減少させる領域と、取付角が連続的に増加する領域を各翼に形成している。
【０００３】また、他の従来の軸流送風機としては、基本翼形状は周知形状のままで各翼に補助ブレードを設けたり、翼先端部を内方に折り曲げ、あるいはファンの外周に配されるハウジングを末広がり形状に形成したりして翼面上で二次的に派生する気流の改良を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の軸流送風機では、送風騒音の低減と送風量の増大とを共に図ることが容易ではないという課題がある。また、各翼の取付角を連続的に変化させたり、補助ブレードを設ける等により各翼の形状が複雑であるので、これらの軸流ファンを例えばプラスチックスの射出成形により製造する場合に使用される金型が複雑になり、そのために金型が高価になるという課題がある。
【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は簡単な構成により送風騒音の低減と送風量との増大とを共に図ることができる軸流送風機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、回転軸が固定されるボス部の外周に、複数の翼を配設する軸流送風機において、上記各翼は、その送風機半径方向中間部が、そのボス部側の翼根元部およびその反対側の翼先端部よりも空気吸込側へ突出するように折曲され、この突出頂部から上記翼根元部および翼先端部に向けて下り傾斜面を形成してなることを特徴とする軸流送風機である。
【０００７】この発明によれば、各翼がボス部の中心軸周りに回転すると、空気が各翼の負圧から吸い込まれ、この負圧面の突出頂部を境に、その両側の下り傾斜面に沿って流れる斜流を強制的に生ぜしめ、各翼の翼先端外側において正圧面側から負圧面側へ巻き込まれて逆流する空気の巻込みを低減ないし防止することができる。
【０００８】したがって、この空気の巻込みの乱流や渦流により発生する送風騒音を低減ないし防止することができると共に、この正圧面側から負圧面側への空気の巻込みを低減ないし防止できる分だけ正圧面側からの送風量もさらに増大させることができ、送風効率を向上させることができる。また、各翼を、その送風機半径方向中間部が空気吸込み側へ突出するように折曲するという簡単な構成であるので、その製造用の金型のコスト低減を図ることができると共に、量産性の向上を図ることができる。
【０００９】請求項２の発明は、各翼の突出頂部は、各翼の送風機半径方向全長の２０〜８０％の範囲内にて形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸流送風機である。
【００１０】この発明によれば、各翼の突出頂部を、各翼の送風機半径方向全長の２０〜８０％の範囲内に配置したので、送風騒音の低減と送風量の増大とを共に図ることができる。
【００１１】請求項３の発明は、各翼は、その突出頂部の稜線が各翼の送風機、半径方向全長のほぼ等分位置にて送風機周方向に沿う全幅に亘って円弧状に表われるように折曲形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の軸流送風機である。
【００１２】この発明によれば、各翼の突出頂部の稜線が各翼の送風機半径方向ほぼ等分位置において送風機周方向に沿う全幅に亘って形成され、各翼のほぼ同位置に形成されているので、ボス部を中心とした左右対称性を全周に亘って向上させることができる。このために、空気の吸込みと送風の対称性も向上させることができるので、送風騒音と送風量の増大をさらに向上させることができる。
【００１３】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸流送風機と、この軸流送風機からの送風を自動車用熱交換器に導風するファンケーシングと、を具備していることを特徴とする自動車用熱交換器の冷却ファンである。
【００１４】この発明によれば、請求項１〜３のいずれかに１項記載の軸流送風機を具備しているので、自動車用ラジエータ等の熱交換器の冷却用ファンとしてもこれら発明と同一の作用効果を奏することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。これらの図中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００１６】図１は図２で示す本発明の一実施形態に係る軸流送風機１の正面図のＩ−Ｉ線に沿う切断部の断面図、図３は図２の背面図である。
【００１７】図１〜図３に示すように軸流送風機１は図示しないモータ等の回転軸が挿入されて固定される有底円筒状のボス部２の外周側面に、複数の翼３，３…を周方向に例えば等ピッチ、かつ所定の取付角で一体に取り付けており、これらボス部２と各翼３は例えばプラスチックスの射出成形等により一体に連成されている。
【００１８】ボス部２は、複数の翼３を一体に連成する有底円筒状のボス本体部２ａと、このボス本体部２ａの内底部中央部上に突設されて、図示しないモータ等駆動手段の回転軸を挿入せしめて固定する環状の固定スリーブ２ｂと、この固定スリーブ２ｂとボス本体部２ａとを一体に連結して強度の補強を図る環状や棒状の複数のリブ２ｃと、を一体に連成している。
【００１９】一方、各翼３は、正面形状がほぼ矩形に形成された翼本体３ａを有し、この翼本体３ａにおける図２，３中、白矢印で示す送風機回転方向に対する前縁３ｂと後縁３ｃとを、その送風機回転方向に沿って円弧状に前傾させる円弧面に形成すると共に、ボス部２の外周側面に一体に取り付けられる翼根元部３ｄから送風機半径方向外方の翼先端部３ｅに向けて、送風機周方向に沿う翼幅を翼先端部３ｅへ行くに従って漸次拡幅して翼本体３ａを末広形状に形成している。
【００２０】また、図１にも示すように各翼３は、図中太矢印で示す空気の吸込み側に対向する面を負圧面３ｆに、その裏面側を正圧面３ｇにそれぞれ形成し、空気を負圧面３側から吸い込み、正圧面３ｇ側から軸方向外方へ送風するようになっている。
【００２１】そして、図１に示すように、各翼３は、送風機半径方向ほぼ等分位置の中間部が翼根元部３ｄと翼先端部３ｅよりも空気吸込側へ所定量突出するように翼本体３ａをほぼくの字状に折曲し、この突出頂部３ｈと、翼根元部３ｄおよび翼先端部３ｅとの各間の翼面に、内側，外側下り傾斜面３ｉ，３ｊをそれぞれ一体に連成している。このために、図２に示すように各翼３の突出頂部３ｈの稜線が負圧面３ｆ上の送風機半径方向ほぼ等分位置にて送風機周方向に沿う翼幅の全幅に亘って円弧状に形成され、この各翼３の各突出頂部３ｈの稜線は送風機回転中心Ｏからほぼ同一円周上に表わされる。
【００２２】したがって、この軸流送風機１が回転駆動されると、図１の太線矢印に示すように空気が負圧面３ｆ側から吸い込まれ、各翼３の負圧面３ｆの各突出頂部３ｈから内側と外側下り傾斜面３ｉ，３ｊをそれぞれ流下する斜流が強制的に発生される。
【００２３】そして、この斜流のうち外側傾斜面３ｊをそれぞれ流下する斜流は、その風速と送風量とを増大させて、各翼先端部３ｅの外側にて負圧面３ｆ側から正圧面３ｇ側へ送風される。
【００２４】このように各外側下り傾斜面３ｊ上を流下して風速と送風量とを共に増大させた送風は、各翼３の翼先端部３ｅ外側にて圧力差により正圧面３ｇから負圧面３ｆ側へ巻き込まれて逆流する空気の巻込みを低減ないし防止することができる。
【００２５】したがって、この空気の巻込みの乱流や渦流により発生する送風騒音を低減することができる。また、この空気の巻込みを低減できる分だけ、さらに送風量を増大させて送風効率を向上させることができる。
【００２６】また、各翼３の突出頂部３ｈの稜線が各翼３の送風機半径方向ほぼ等分位置において送風機周方向に沿う全幅に亘って形成され、各翼３のほぼ同位置に形成されているので、ボス部２を中心とした左右対称性を全周に亘って向上させることができる。このために、空気の吸込みと送風の対称性も向上させることができるので、送風騒音と送風量の増大をさらに向上させることができる。
【００２７】なお、上記実施形態では突出頂部３ｈを各翼３の送風機半径方向ほぼ等分位置に位置させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各翼３の送風機半径方向全長の２０〜８０％の長さの領域に形成すれば、ほぼ同様の効果を奏することができる。
【００２８】図４は、本発明の第２の実施形態に係る自動車のラジエータ用冷却ファン１Ａの一部切欠側断面図、図５はその背面図である。この冷却ファン１Ａは図示しない自動車の熱交換器の一種である例えばラジエータに空気を送風して冷却するものであり、上記軸流送風機１をファンケーシング１１に組み付けることにより構成されている。ファンケーシング１１は、両端が開口した偏平角筒状のケーシング本体１１ａと、このケーシング本体１１ａ内のほぼ中央部に配設される円筒状のベルマウス１１ｂと、このベルマウス１１ｂをケーシング本体１１ａの内側背面に連結する板状や棒状等の複数のリブ１１ｃと、ベルマウス１１ｂの中央部背面側（吐出口側）に同心状に配設されて軸流送風機１を回転駆動するモータ１２を固定せしめる円板状のモータ固定台１１ｄと、このモータ固定台１１ｄの外周に放射状に形成されてこのモータ固定台１１ｄをベルマウス１１ｂとケーシング本体１１ａの背面に連結する複数の連結リブ１１ｅとを、例えば合成樹脂のモールド成形等により一体に連成している。
【００２９】そして、ベルマウス１１ｂ内に上記軸流送風機１を同心状に配設し、そのボス部２の固定スリーブ２ｂ内にモータ１２の回転軸の先端部を挿入して固定している。
【００３０】したがって、このラジエータ用冷却ファン１Ａは上記軸流送風機１をファンケーシング１１に組み付けているので、この軸流送風機１と同様に送風騒音の低減と送風量の増大とを共に図ることができる。
【００３１】図６はこの冷却ファン１Ａを図示しない自動車のラジエータに組み付けた状態の送風量と騒音の相互関係を、従来周知のラジエータ用冷却ファンのものと比較して示すグラフである。この図６に示すように本実施形態に係る冷却ファン１Ａは、従来の冷却ファンよりも、例えば約６００〜９００ｍ３／ｈｒの送風量の全域に亘って約１〜５ｄＢ程度の騒音を低減することができ、特に従来例に比して送風量が増大するに従って騒音低減効果を向上させることができる。
【００３２】さらに、図７はこの冷却ファン１Ａを図示しない自動車のラジエータに組み付けた状態の消費電力と送風量との相互関係を、上記従来のラジエータ用冷却ファンのものと比較して示すグラフである。この図６に示すように本実施形態に係る冷却ファン１Ａは、従来の冷却ファンよりも、例えば約３０〜９８Ｗのモータ１２の消費電力（回転速度）の全域に亘って約４０〜５０ｍ３／ｈｒ程度の送風量を増大させることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、各翼を、その送風機半径方向中間部が翼根元部と翼先端部よりも空気吸込側へ突出するように折曲して、この突出頂部の両側に傾斜面を形成したので、送風騒音の低減と送風量の増大とを共に図ることができる。また、各翼を、その送風機半径方向中間部が空気吸込み側へ突出するように折曲するという簡単な構成であるので、その製造用の金型のコスト低減を図ることができると共に、量産性の向上を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０１９１６
【氏名又は名称】イオインダストリー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２２日（１９９９．１２．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８７６５
【弁理士】
【氏名又は名称】波多野 久 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１８２６９０（Ｐ２００１−１８２６９０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月６日（２００１．７．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６５３０１ |
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