CN102003416A - 离心式冷却风扇的噪音防止结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离心式冷却风扇的噪音防止结构。该离心式冷却风扇安装于内燃机的曲轴，并随着变化的转速而产生冷却风，该离心式冷却风扇的噪音防止结构可消除内燃机在各种转速下的叶片共鸣声以及确保低速旋转时也具有足够的风量。在叶轮的叶片立设面上立设有由多个叶片构成的叶片组，从叶轮安装面到各叶片顶端的高度有多种。此外，使最高且高度相同的叶片相邻地成一对，且以等间隔在多个部位设置。

Description

离心式冷却风扇的噪音防止结构

技术领域

本发明涉及离心式冷却风扇的噪音防止结构。

背景技术

专利文献1中示出了现有的离心式冷却风扇的结构。这是具有多个朝后的翼形叶片的离心式冷却风扇，叶片的顶端部连接在一起，所有叶片的顶端部距叶轮的叶片立设面的高度都相同。

专利文献1：日本特公平6-58115号公报

发明内容

本发明的目的在于，消除内燃机在各种转速下的叶片共鸣声以及确保低转速下也具有足够的风量。

本发明解决了上述课题，技术方案1所记载的发明为一种离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，该离心式冷却风扇安装于内燃机的曲轴，并随着变化的转速而产生冷却风，其中，在叶轮的叶片立设面上立设有由多个叶片构成的叶片组，从叶轮安装面到各叶片顶端的高度有多种。

技术方案2所记载的发明的特征在于，在技术方案1所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述叶片组中，以预定间隔在多个部位配置有一对相邻且高度相同的叶片。

技术方案3所记载的发明的特征在于，在技术方案2所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述一对相邻且高度相同的叶片为上述叶片组中最高的叶片。

技术方案4所记载的发明的特征在于，在技术方案3所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述叶片组中，除了上述一对相邻且高度相同的叶片之外，还具有比它们低且高度不同的多个叶片，所述高度不同的叶片配置在上述一对叶片的前后。

技术方案5所记载的发明的特征在于，在技术方案4所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述冷却风扇在叶片立设面中的叶片旋转中心侧端部具有安装凸台，在该凸台的旋转方向后方侧配置有矮叶片。

技术方案6所记载的发明的特征在于，在技术方案4所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述冷却风扇在叶片立设面中的叶片旋转中心侧端部具有安装凸台，该安装凸台与上述一对叶片中的任一个叶片连续地设置。

技术方案7所记载的发明的特征在于，在技术方案1、2、4、5、6中任一方案所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述各叶片的平面形状整体呈S字状，并且靠近旋转中心的这一侧弯曲成具有半径方向外侧朝前的叶片形状，在外周侧增设有朝后的叶片形状部。

技术方案8所记载的发明的特征在于，在技术方案7所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述冷却风扇接近于散热器的散热芯部而设置。

技术方案9所记载的发明的特征在于，在技术方案8所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述叶片组具有十八个叶片，在三个部位设置有安装凸台。

技术方案10所记载的发明的特征在于，在技术方案8所记载的离心式冷却风扇的噪音防止结构中，上述叶片的散热器侧的边缘的形状为与旋转轴线正交的形状。

发明效果

在技术方案1的发明中，可减小与叶片的高度相对应的内燃机预定转速所对应的叶片共鸣声。

在技术方案2的发明中，由于为一对高叶片间的冷却风以预定间隔放射的结构，因此可通过上述放射方向的冷却风引导从其他叶片流出的冷却风，从而既可减小叶片共鸣声，又可在低速旋转时有效地送出冷却风。

在技术方案3的发明中，由于最高的一对叶片能够输送的放射方向的冷却风最多，对上述放射方向的冷却风的引导效果也变大，因此，整体上可有效地送出冷却风。

在技术方案4的发明中，通过使从前后的高度不同的叶片流出的冷却风作用于从上述一对叶片流出的放射方向的冷却风，可有效地减小噪音。

在技术方案5的发明中，既可确保凸台的高度以及确保向对象部件安装的安装强度，又可确保凸台的旋转方向后方侧的叶片间冷却风的流动。

在技术方案6的发明中，既可确保凸台的高度以及确保向对象部件安装的安装强度，又可补偿因凸台引起的旋转方向后方侧的冷却风的减少。

在技术方案7的发明中，可通过靠近旋转中心这一侧的朝前的叶片形状确保低速旋转时的风量，同时可通过外周侧的朝后的叶片形状部减小高速旋转时的共鸣声。

在技术方案8的发明中，通过使叶片的顶端接近于散热中心部而设置，既可确保风量和防止噪音，又可使动力单元小型化。

在技术方案9的发明中，通过在三个部位设置安装凸台可使安装稳定，而且安装较少的数量的安装凸台，因此，可在确保由未设有安装凸台的高叶片对所产生的放射方向的气流来使风量增加的同时，防止噪音。

在技术方案10的发明中，由于未使叶片的散热器侧的边缘倾斜，而是使叶片的散热器侧的边缘以与散热芯部的平面平行的方式较大地形成，因此可使叶片的顶端接近散热芯而使动力单元小型化，并可确保风量和防止噪音。

附图说明

图1是搭载有本发明一实施方式所述的动力单元1的机动两轮车2的左视图。

图2是动力单元1的纵剖左视图。

图3是沿图2中III-III线的剖视图。

图4是在拆下散热器67和散热器罩68的状态下的动力单元1的右视图。

图5是在散热器冷却风扇63的右侧安装有散热器67的状态下的动力单元1的右视图。

图6是在上述散热器67的右侧安装有散热器罩68的状态下的动力单元1的右视图。

图7是散热器冷却风扇63的外表面图。

图8是沿图7中VIII-VIII线的剖视图。

图9是从叶轮88的中心观察叶片90的排列的叶片截面展开图。

图10是上述叶轮88的外表面立体图。

图11是上述散热器冷却风扇63的另一实施方式的叶轮95的外表面图。

标号说明

27：曲轴；63：离心式散热器冷却风扇；67：散热器；88：叶轮；88a：叶片立设面；88b：安装基准面；88c：旋转中心；90：叶片；90a：散热器侧的边缘；91：朝前叶片；92：朝后叶片；93：安装凸台(boss)；95：叶轮(另一实施方式)；96：叶片(另一实施方式)；Ta：高叶片(旋转方向前侧)；Tb：高叶片(旋转方向后侧)；M：中间高度的叶片；S：矮叶片。

具体实施方式

图1是搭载有本发明一实施方式所述的动力单元1的机动两轮车2的左视图。该机动两轮车2的车架由转向立管、从转向立管向后下方延伸的主车架、一端连接在主车架后部且向后上方延伸的左右成一对的后车架、以及其他多个车架构成。前叉3以可旋转的方式支承于转向立管，前轮4轴支承于前叉3的下端，转向手柄5与前叉3的上部相连。

上述动力单元1经由一体形成于其前部的吊架(hanger)6(图2)和支承轴7(图2)悬架在被固定于上述后车架的托架上。在设置于动力单元1后端部的托架14(图2)和后车架后部的托架之间，设置有后缓冲器8。由此，动力单元1以气缸轴线稍微朝向前上方的方式可摆动地悬架设置。后轮10安装于从动力单元1的后部朝右侧突出的后车轴9(图3)，并由动力单元1驱动。

动力单元1的上方设置有空气滤清器11。在车架上安装有由多个部分组成的合成树脂制车身罩13，用于覆盖动力单元1、其他类设备。

图2是动力单元1的纵剖左视图。在对动力单元的说明中所采用的“前、后、左、右”与搭载动力单元的车辆的“前、后、左、右”相对应。在图2中，动力单元1由前部的内燃机16和从内燃机16的左侧朝后方延伸的传动装置17构成。传动装置17由V带式无级变速器18和齿轮减速器19构成。

内燃机16为摇臂型顶置气门式四冲程循环单缸水冷式内燃机。在气缸盖25上侧的进气口安装有进气管20，节气门21安装于进气管20，进而节气门21后方与空气滤清器11(图1)相连接。在上述进气管20安装有燃料喷射阀22。

图3是沿图2中III-III线的剖视图。在图3中，上述内燃机16的壳体由曲轴箱23以及在曲轴箱23前部依次向前方结合的气缸体24、气缸盖25和气缸盖罩26构成。曲轴箱23为左右半分式，由左曲轴箱23L和右曲轴箱23R构成。

曲轴27以可旋转的方式枢轴支承在被支承于曲轴箱23的滚珠轴承28A、28B上。活塞29以可滑动的方式嵌装于在气缸体24所形成的气缸孔30内。上述活塞29经由连杆31连接于曲轴27的曲轴销32，当活塞29往复移动时，曲轴27被驱动着旋转。在气缸盖25的底面，与活塞29的上表面对置地形成有燃烧室33。火花塞34相对于气缸孔30的中心轴线向左侧倾斜地安装于气缸盖25。

在图3的左半部分，V带式无级变速器18被变速器壳体37覆盖。变速器壳体37由变速器壳体右侧部件37R和变速器壳体左侧部件37L构成。变速器壳体右侧部件37R与左曲轴箱23L形成为一体。变速器壳体左侧部件37L通过螺栓与变速器壳体右侧部件37R结合在一起。齿轮减速器19被变速器壳体右侧部件37R的后部和齿轮箱38覆盖。齿轮箱38通过螺栓与变速器壳体右侧部件37R结合在一起。

V带式无级变速器18的驱动轴为曲轴27自身，在曲轴27的左侧延长部设置有V带式无级变速器18的驱动带轮40。V带式无级变速器18的从动轴41经由轴承42A、42B、42C旋转自如地枢轴支承于变速器壳体左侧部件37L、变速器壳体右侧部件37R以及齿轮箱38。在该从动轴41上经由离心式离合器43设置有从动带轮44。驱动带轮40和从动带轮44之间架设有环状V带45。

当曲轴27的转速增大时，驱动带轮40中，位于活动半体40B和灯盘状部件40D之间的配重辊(weight roller)40C受到离心力朝外侧移动，推压活动半体40B，所以驱动带轮40的固定半体40A和活动半体40B之间的间隔变窄，V带45的卷绕直径变大。由此，V带45的张力增大，从而在从动带轮44侧，活动半体44B克服螺旋弹簧44D的作用力而移动，固定半体44A和活动半体44B之间的间隔增大。其结果是，与V带45的卷绕直径尺寸比相对应，从动带轮44的转速提高。当从动带轮44的旋转超过预定转速时，其旋转会经由旋转套筒44C传递给离心式离合器43的离合器内套43B，离合器内套43B与离合器外套43A接触，离心式离合器43成为接合状态，从动轴41被驱动着旋转。

在齿轮减速器19中，其输入轴为上述从动轴41。与后轮10结合成一体的后车轴9旋转自如地枢轴支承于变速器壳体右侧部件37R和齿轮箱38。在从动轴41和后车轴9的中间，中间轴46旋转自如地枢轴支承于变速器壳体右侧部件37R和齿轮箱38。从动轴41的转矩经由从动轴小齿轮41a、中间轴大径齿轮47、中间轴46、中间轴小齿轮46a以及后车轴大径齿轮48传递给后车轴9。后车轴9相对于从动轴41大幅减速，与后车轴9相结合的后轮10被减速驱动。

在图3的右半部分，在曲轴27的与滚珠轴承28B邻接的邻接部，形成有凸轮轴传动链驱动链轮50，并卷绕有凸轮轴传动链51。凸轮轴传动链51经由凸轮轴传动链室52到达在气缸盖25和气缸盖罩26之间的内部的凸轮轴53上设有的凸轮轴传动链从动链轮54。凸轮轴53的端部形成有水泵55。随着曲轴27的旋转，从该水泵55的喷出口55a送出的冷却水在气缸体24的水套56和气缸盖25的水套57中流通，并送到散热器67。凸轮轴传动链驱动链轮50的附近设置有平衡器驱动齿轮58。

在曲轴27的右侧延长部设置有交流发电机60。交流发电机定子61安装并固定于被安装在右曲轴箱23R上的交流发电机安装部64。交流发电机转子62固定于曲轴27的右端，并与曲轴27一起旋转。交流发电机转子62的外表面部安装有离心式冷却风扇63。这是为了将外部空气引入散热器67而促进散热器67中的冷却。

散热器67经由安装于右曲轴箱23R的散热器保持部件66被安装于离心式散热器冷却风扇63的右侧。该散热器67的右侧被将冷却风向该散热器67引导的散热器罩68所覆盖。在散热器保持部件66的位于离心式散热器冷却风扇63和散热器67之间的部分，设置有用于使冷却风流通的圆形开口66a。该开口66a的直径比散热器冷却风扇63的叶片组的外径稍大。

图4是在拆下上述散热器67和散热器罩68的状态下的动力单元1的右视图。通过将曲轴27右端部的空间分成三部分来表示交流发电机定子61、交流发电机转子62以及散热器冷却风扇63。交流发电机定子61位于最里侧，散热器冷却风扇63设于最近前侧，交流发电机转子62设于它们中间。图中，图3所示的散热器保持部件66的开口66a的开口边缘66b用双点划线表示。被散热器冷却风扇63朝交流发电机60收纳室侧吸入的冷却风，从交流发电机60收纳室上部的冷却风排出口97和下部的冷却风排出口(未图示)排出。

曲轴箱23的下部设有油底壳35，为了向曲轴箱23内供油，朝斜后方立设与油底壳35相连的筒状供油口71，并设有供油口盖72。水泵55设于气缸盖25和气缸盖罩26的右侧。V带式无级变速器18和齿轮减速器19设于曲轴27的后方。在后车轴9设有后轮安装座15。

图5是在散热器冷却风扇63的右侧安装有散热器67的状态下的动力单元1的右视图。该散热器67配置在供油口71的前侧。该散热器67的上下设置有储水用的上部水箱73和下部水箱74。

在上部水箱73设有冷却水流入接头73a，在下部水箱74设有冷却水流出接头74a。从冷却水流入接头73a流入的冷却水从散热器上部水箱73经由散热芯75流向散热器下部水箱74，在散热芯75被从侧方流通进来的外部空气冷却，并从冷却水流出接头74a流出。上述散热器67在上部水箱73设置有供水口76和供水口盖77。

从散热器下部水箱74流出的冷却水在内燃机16中的循环如下这样来进行。首先，从散热器下部水箱74流出的冷却水从冷却水流出接头74a经由散热器流出软管78送至温度检测式切换阀79。在内燃机16的通常运转过程中，上述冷却水从温度检测式切换阀79经由水泵吸入筒部80被吸入水泵55，接着从水泵55的喷出口55a经由喷出软管81向气缸体24的水套56被输送(图3)。气缸体24的水套56与气缸盖25的水套57(图3)相连通。流经上述水套56、57而将气缸体24和气缸盖25冷却的冷却水变成高温，从在气缸盖25的右侧上部设有的分支连接管85经由散热器流入软管86和冷却水流入接头73a返回散热器上部水箱73。上述冷却水循环路径为内燃机16通常运转过程中的路径。

在内燃机16进行温度不够高的怠速运转时，温度检测式切换阀79将从散热器下部水箱74经由散热器流出软管78流入的水路径的阀关闭，将从分支连接管85经由旁通软管87流入的水路径的阀打开。由此，冷却水不经由散热器就送入水套56、57进行循环。当冷却水温度上升时，温度检测式切换阀79将从旁通软管87流入的水路经关闭，并将从散热器下部水箱74流入的水路经打开，进行上述的通常运转时的冷却水循环。

图6是在上述散热器67的右侧安装有散热器罩68的状态下的动力单元1的右视图。形成于上述散热器罩68的百叶窗69由多个叶片板69a构成，上述多个叶片板69a以前倾的形状并列设置。散热器罩68的上部设有供水口保护部68a，散热器罩68的下部设有下部水箱保护部68b。

图7是上述散热器冷却风扇63的外表面图；图8是沿图7中VIII-VIII线的剖视图；图9是从叶轮88的中心观察叶片90的排列的叶片截面展开图；图10是上述叶轮88的外表面立体图。该冷却风扇63为在近似圆锥形的叶片立设面88a的外周部立设有多个朝前叶片91的风扇。距叶轮88的安装基准面88b的高度不一样的三种高度的叶片按预定顺序排列。这是为了减小与叶片高度相对应的内燃机预定转速下的叶片共鸣声。立设有多个朝前叶片91的冷却风扇能够在低速旋转时送出大量的风。

以下的说明中，在文字和附图中，对最高的叶片标以符号T(Tall)，对最矮的叶片标以符号S(Short)，对处于上述叶片T、叶片S中间的高度的叶片标以符号M(Middle)，由此进行区分。图7中有18个叶片，其中，12个为叶片T。高叶片T以相邻的两片为一组，共有六组，该六组均匀地设置成在各组之间留有供一个叶片插入的空余位置。图中的箭头W为叶轮的旋转方向。由于高叶片T两片成一组，因此，用Ta表示旋转方向前侧的高叶片Ta，用Tb表示旋转方向后侧的高叶片。六组高叶片Ta、Tb中的每一对叶片Ta、Tb的中心以等间隔L(图9)配置。

在上述六组叶片Ta、Tb中，有三组设置有安装凸台93，该安装凸台93是在构成一组的两个叶片Ta、Tb中的处于旋转方向W后方侧的叶片Tb的叶轮中心侧与叶片Tb连续地设置。在安装凸台93内，设有用于将叶轮88安装至交流发电机转子62(图3)的螺栓贯穿孔93a。在安装凸台93的两侧设有交流发电机定子61的绕组冷却用气孔94。该孔94与在交流发电机转子62的对应位置设置的孔相连通，使交流发电机定子61的绕组周边的空气循环，以对绕组进行冷却。

在与安装凸台93相连的叶片Tb的旋转方向W后方侧的供叶片插入的空余位置立设有矮叶片S。在剩余的供叶片插入的空余位置，立设有中间高度的叶片M。如上上述，18个叶片均匀立设。图7中，对叶片M、S标以不同的剖面线进行区分。图9、11中也标以同样的剖面线进行区分。

在上述叶片组中，由于上述一对叶片Ta、Tb为最高的叶片，因此能运送的放射方向冷却风最多。借助于该放射方向冷却风引导从较矮的叶片M或叶片S流出的冷却风，即使低速旋转时也可有效地送出冷却风。

通过使从位于前后的较矮的叶片M和叶片S流出的冷却风作用于从上述一对叶片Ta、Tb流出的放射方向冷却风，可有效地减小噪音。

在上述安装凸台93的旋转方向W后方侧设置有矮叶片S。在确保安装凸台93的高度以及确保向对象部件安装的安装强度的同时，在安装凸台93的旋转方向W后方侧的叶片S不期望有风量，因此，通过相应地降低旋转方向W后方侧的叶片S的高度有助于降低噪音。此外，由于旋转方向W后方侧的叶片S的高度低，因此，阻力的增加变少。

上述叶片组的六组高叶片Ta、Tb中有三组设有安装凸台93。通过在三个位置设置安装凸台93可使安装稳定，并且通过不具有安装凸台93的三组高叶片Ta、Tb所产生的放射方向的气流使风量增加并防止噪音。

上述叶片90的散热器侧的边缘90a的形状为与旋转轴线正交的形状，即，与散热器67的散热芯75的表面平行。由此，叶片90的顶端可向散热芯75接近(图3)，所以可使动力单元1小型化，并可确保风量和防止噪音。

图11是上述散热器冷却风扇63的作为另一实施方式的叶轮95的外表面图。该冷却风扇63的叶轮95具有叶片96，该叶片96是在前述的实施方式的朝前叶片91的外周侧增设有朝后叶片92，且整体呈S字状的平面形状。在通过内侧的朝前叶片91确保低速旋转时的风量的同时，通过外周的朝后叶片92可减小高速旋转时的共鸣声。

如上详细叙述，上述实施方式具有如下效果。

(1)具有半径方向外侧朝前的叶片形状的叶轮88，可减小与叶片90的高度相对应的内燃机16的预定转速下的叶片共鸣声。

(2)由于为一对高叶片Ta、Tb间的冷却风以预定间隔甚至等间隔放射的结构，因此可保持冷却风扇旋转时平衡，并可通过上述放射方向的冷却风引导从其他叶片M、S流出的冷却风，从而在低速旋转时也可有效地送出冷却风。

(3)由于最高的一对叶片Ta、Tb能够输送的放射方向冷却风最多，并且上述放射方向冷却风的引导效果也变大，因此，整体上可有效地送出冷却风。

(4)通过使从前后的高度不同的叶片M、S流出的冷却风作用于从上述一对叶片Ta、Tb流出的放射方向的冷却风，可有效地减小噪音。

(5)由于在安装凸台93的旋转方向W后方侧是不期望有风量的，因此，相应地在旋转方向W后方侧设置矮叶片S，有助于降低噪音。

(6)由于上述一对叶片Ta、Tb的旋转方向W后方侧的叶片S的高度较低，因此，阻力的增加变少，因此可补偿凸台所引起的旋转方向W后方侧的冷却风的减少。

(7)叶轮95(图11)的叶片96中，可通过靠近旋转中心这一侧的朝前叶片91确保低速旋转时的风量，同时可通过外周侧的朝后叶片92减小高速旋转时的共鸣声。

(8)通过使叶片90的顶端接近于散热芯75而设置，可使动力单元1小型化。并且，可确保风量和防止噪音。

(9)在三个位置设置安装凸台93可使安装稳定，并且在确保未设有安装凸台93的高叶片对Ta、Tb所产生的放射方向的气流来使风量增加的同时，可防止噪音。

(10)由于未使叶片90的散热器67侧的边缘倾斜，而是使其以与散热芯75的平面平行的方式较大地形成，因此可使叶片90的顶端接近散热芯75来使动力单元1小型化，并可确保风量和防止噪音。

Claims (10)

1.一种离心式冷却风扇的噪音防止结构，该离心式冷却风扇安装于内燃机的曲轴，并随着变化的转速而产生冷却风，离心式冷却风扇的噪音防止结构的特征在于，

在叶轮的叶片立设面上立设有由多个叶片构成的叶片组，从叶轮安装面到各叶片顶端的高度有多种。

2.根据权利要求1所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述叶片组中，以预定间隔在多个部位配置有一对相邻且高度相同的叶片。

3.根据权利要求2所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述一对相邻且高度相同的叶片为上述叶片组中最高的叶片。

4.根据权利要求3所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述叶片组中，除了上述一对相邻且高度相同的叶片之外，还具有比它们低且高度不同的多个叶片，高度不同的叶片配置在上述一对叶片的前后。

5.根据权利要求4所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述冷却风扇在叶片立设面中的叶片旋转中心侧端部具有安装凸台，在该安装凸台的旋转方向后方侧设置有矮叶片。

6.根据权利要求4所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述冷却风扇在叶片立设面中的叶片旋转中心侧端部具有安装凸台，该安装凸台与上述一对叶片中的任一个叶片连续地设置。

7.根据权利要求1、2、4、5、6中任意一项所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述各叶片的平面形状整体呈S字状，并且靠近旋转中心的这一侧弯曲成具有半径方向外侧朝前的叶片形状，在外周侧增设有朝后的叶片形状部。

8.根据权利要求7所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述冷却风扇接近于散热器的散热芯部而设置。

9.根据权利要求8所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述叶片组具有十八个叶片，并且在三个部位设置有安装凸台。

10.根据权利要求8所述的离心式冷却风扇的噪音防止结构，其特征在于，

上述叶片的散热器侧的边缘的形状为与旋转轴线正交的形状。

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