CN221401010U - 风扇组件和风扇模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风扇组件和风扇模块。风扇组件包括外圈，扇叶和中心毂，扇叶连接在外圈和中心毂之间，其中，中心毂设有注塑点，并且沿周向设有多条导流道从注塑点延伸到中心毂的外周，并且每个扇叶上设有导流筋，该导流筋在扇叶根部从中心毂径向向外朝向外圈延伸。根据本实用新型，每个扇叶的至少一个导流筋在周向上位于两个相邻的导流道之间。风扇模块包括上述的风扇组件。本实用新型的风扇组件具有更好的振动性能表现。

Description

风扇组件和风扇模块

技术领域

本实用新型涉及风扇组件和包括该风扇组件和护罩的风扇模块，例如车辆冷却风扇模块。风扇组件包括外圈，扇叶和中心毂，扇叶连接在外圈和中心毂之间。

背景技术

随着行业对车辆乘员舒适性和车辆热管理的要求越来越高，车辆冷却风扇模块需要具有更好的振动性能表现。

车辆中常用的是轴流风扇，其包括外圈，扇叶和中心毂，扇叶连接在外圈和中心毂之间。在这种风扇中，与中心毂相比，扇叶通常较大，导致出现以下几个问题。

扇叶和中心毂之间的连接区域在轴向方向上支撑不足。这是因为，出于便于引导气流的原因，风扇组件10’的扇叶12’构造成流线型(参见图1)，扇叶根部(即与中心毂11’相连接的地方)的断面较狭窄，由此造成连接区域在轴向方向上的刚度较低。

车辆冷却风扇一般采用塑料材料，通过注塑成型工艺制造。为增强风扇，注塑成型时添加了玻璃纤维。“短玻纤增强复合材料的性能及其在车身上的应用”(蔡力亚等人，《华南理工大学学报(自然科学版)》，2020年，48(3)，108-115，135)描述了在注塑成型时添加玻璃纤维以增强车身结构，并且研究了玻璃纤维的取向对产品力学性能的影响：产品在玻璃纤维的取向与熔融流的流动方向成90度时的力学性能显著低于在玻璃纤维取向顺着流动方向时的力学性能。

由于注塑点一般位于中心毂处，并且多条导流道从注塑点延伸到中心毂的外周，导流道不仅对于熔融流具有较低的流动阻力，而且进一步增强风扇刚度，因此当沿着不同的导流道的不同的熔融流前锋汇聚时，在中心毂的外周上出现熔接线。因此，在注塑成型期间，风扇结构将在不同的熔融流前锋相遇并混合时产生多条熔接线，导致熔接线附近的玻璃纤维具有沿着熔接线的方向(垂直于熔融流的流动方向)的类似的取向。当风扇在高速旋转下工作时，中心毂是承受来自扇叶的离心力和气流负载产生的应力的主要部件。然而，由于熔接线处的玻璃纤维的上述取向几乎垂直于应力和扇叶变形的方向和熔融流的流动方向，因而无法起到增强风扇的作用，这将在熔接线处产生潜在弱化点。

注塑成型工艺和风扇的高速旋转将使扇叶暂时或永久变形。而由于连接区域在轴向方向上的刚度较低，故而在扇叶根部，各扇叶之间的变形变化较大，继而造成外圈和每个扇叶在轴向方向上的额外的跳动。这种较大的跳动差异将使风扇在高速旋转工作环境下产生更大的振动、不平衡和噪声。

目前已经提出了多种冷却风扇设计，其中在对应于熔接线的区域中于注塑模具的型腔上设置溢出点以改善玻璃纤维取向。CN116075408A公开了一种制造风扇叶轮的注射成型方法，其中在风扇外圈的熔接线区域中于型腔上设置溢出通道，以使熔融流经由溢出通道从型腔流出到溢出型腔。

上述现有技术设计中，导流结构设置在模具上，固化后需要去除，从而增加制造成本。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有冷却风扇模块中存在的上述缺点。为此，本实用新型的目的是提出一种风扇组件，其扇叶变形较小，扇叶根部与中心毂之间的连接区域的刚度较高。

根据本实用新型第一方面，风扇组件包括外圈，扇叶和中心毂，扇叶连接在外圈和中心毂之间，其中，中心毂设有注塑点，并且沿周向设有多条导流道从注塑点延伸到中心毂的外周，并且每个扇叶上设有导流筋。根据本实用新型，导流筋在扇叶根部从中心毂径向向外朝向外圈延伸，每个扇叶的至少一个导流筋在周向上位于两个相邻的导流道之间。优选的，每个扇叶的至少一个导流筋位于两个相邻的导流道之间的中间区域，例如中点处。进一步，该导流筋与中心毂外周的轴向边沿齐平或不齐平。以此布置，导流筋的起点位置靠近注塑成型时出现于中心毂的外周的熔接线，因此导流筋能够引导熔融流，继而也能够引导玻璃纤维的朝向，使得玻璃纤维的朝向和熔接线能够移动到应力较少的方向上，由此提高了中心毂的强度。同时，导流筋的厚度使其能够提供不同大小的流道以用于熔融流，有利于熔融流的流速和面积。而且，导流筋能够使扇叶根部与中心毂的连接区域具有较大的壁厚，提高熔接线区域的强度和刚度，并且有更多的空间来容纳玻璃纤维，从而进一步提高强度。此外，导流筋能够使扇叶根部与中心毂的连接区域具有更多支撑，直接提高轴向方向上的刚度。

优选的，各扇叶上的导流筋开始于并且/或者终止于相应扇叶的相同位置。

根据实施例，导流筋仅径向延伸扇叶径向长度的一小部分。

根据实施例，中心毂上设有至少一个注塑点。

根据实施例，每个导流筋具有均匀或不均匀的厚度，范围大约为1-5毫米。

根据另一实施例，导流筋构造成径向向外渐缩。根据又一实施例，导流筋为径向向外分叉构造，具有朝向中心毂汇聚的第一和第二分叉，第一分叉的径向延伸距离大于第二分叉。根据又一实施例，导流筋在轴向方向上的高度径向向外减小。根据又一实施例，在垂直于轴向方向和径向的方向上看，导流筋构造为三角形或梯形。

根据另一实施例，每个扇叶上设置多个导流筋，例如2个或更多个，该导流筋之间彼此间隔开。以此布置，扇叶根部与中心毂的连接区域具有更多支撑，直接提高轴向方向上的刚度。因此，注塑成型期间和风扇旋转时，外圈和扇叶轴向方向上的变形较小，跳动和不平衡降低。

优选的，在轴向方向上看，每个扇叶上的各导流筋在扇叶上径向向外以流线型延伸，并且径向外边缘构造成弯曲的。进一步优选的，在轴向方向上看，每个扇叶上的各导流筋彼此平行延伸。

根据另一实施例，导流筋设置于扇叶的吸风面(背风面)或迎风面或两个面上。

本实用新型还提出一种风扇模块，其包括上述的风扇组件。

根据实施例，风扇模块还包括护罩，其安装到风扇组件上。

根据本实用新型，风扇组件的构造改变了注塑成型期间熔融流的流路，继而改进了熔接线出现的位置，使得玻璃纤维的朝向和熔接线能够移动到应力较少的方向上，由此提高了中心毂的强度和扇叶根部的刚度。

附图说明

通过下面参照附图对本实用新型实施例进行的详细描述，本实用新型的特征及其优点将是显而易见的。在附图中：

图1是现有技术的风扇组件示例的扇叶和中心毂的局部示意图；

图2是本实用新型第一实施例的风扇组件的扇叶和中心毂的局部示意图；

图3是本实用新型第一实施例的风扇组件的透视示意图；

图4是图3的风扇组件的俯视示意图；

图5是图4的风扇组件的扇叶和中心毂的局部示意透视图；

图6是图4的风扇组件的扇叶和中心毂的另一局部示意俯视图；

图7是本实用新型第二实施例的风扇组件的俯视示意图；

图8是图7的风扇组件的扇叶和中心毂的局部示意透视图；

图9是图7的风扇组件的扇叶和中心毂的另一局部示意俯视图；

图10是本实用新型第三实施例的风扇组件的俯视示意图；

图11是图10的风扇组件的扇叶和中心毂的局部示意透视图；

图12是图10的风扇组件的扇叶和中心毂的另一局部示意俯视图；

图13是本实用新型第四实施例的风扇组件的俯视示意图；

图14是图13的风扇组件的扇叶和中心毂的局部示意透视图；

图15是图14的风扇组件的扇叶和中心毂的另一局部示意俯视图；

图16是本实用新型第五实施例的风扇组件的俯视示意图；

图17是图16的风扇组件的扇叶和中心毂的局部示意透视图；

图18是图16的风扇组件的扇叶和中心毂的另一局部示意俯视图；

图19A和图19B是现有技术和本实用新型的熔接线附近的玻璃纤维分布的比较示意图。

在附图中，相似的部件由相似的附图标记表示。

具体实施方式

下面参照图2-图18详细描述本实用新型的风扇组件的构造。

图2-图6示出了本实用新型第一实施例的风扇组件10，包括中心毂11、多个扇叶12和外圈13，扇叶12连接于中心毂11和外圈13之间，这些构造是已知的，因此不再详细描述。

如图3-图4所示，每个扇叶12在吸风侧(即背风面)上设有一个导流筋14，该导流筋14在扇叶根部从中心毂11径向向外朝向外圈13仅延伸扇叶12径向长度的一小部分。此外，中心毂11在背风面沿周向设有多条导流道15，并且在中心毂11的中心处设有注塑点16，各导流道15从注塑点16延伸到中心毂11的外周。

如图5-图6所示，导流筋14在周向上位于两个相邻的导流道15之间的中点处，并且该导流筋14与中心毂11外周的轴向边沿齐平(具体参见图5)。此外，导流筋14在轴向方向上的高度径向向外减小，使得在垂直于轴向方向和径向的方向上看，导流筋14构造为梯形。

在本例中，导流筋14沿径向具有均匀的厚度。

图7-图9示出了本实用新型第二实施例的风扇组件100，包括中心毂110、多个扇叶120和外圈130，扇叶120连接于中心毂110和外圈130之间。

如图7所示，每个扇叶120在吸风侧(即背风面)上设有一个导流筋140，该导流筋140在扇叶根部从中心毂110径向向外朝向外圈130仅延伸扇叶120径向长度的一小部分。此外，中心毂110在背风面沿周向设有多条导流道150，并且在中心毂110的中心处设有注塑点160，各导流道150从注塑点160延伸到中心毂110的外周。

如图8-图9所示，导流筋140在周向上位于两个相邻的导流道150之间的中点处，并且该导流筋140与中心毂110外周的轴向边沿齐平(具体参见图8)。此外，导流筋140在轴向方向上的高度径向向外减小，使得在垂直于轴向方向和径向的方向上看，导流筋140构造为梯形。

在本例中，导流筋140径向向外渐缩，使得沿径向具有不均匀的厚度。

图10-图12示出了本实用新型第三实施例的风扇组件200，包括中心毂210、多个扇叶220和外圈230，扇叶220连接于中心毂210和外圈230之间。

如图10所示，每个扇叶220在吸风侧(即背风面)上设有一个导流筋240，该导流筋240在扇叶根部从中心毂210径向向外朝向外圈230仅延伸扇叶220径向长度的一小部分。此外，中心毂210在背风面沿周向设有多条导流道250，并且在中心毂210的中心处设有注塑点260，各导流道250从注塑点260延伸到中心毂210的外周。

如图11-图12所示，导流筋240在周向上位于两个相邻的导流道150之间的中点处，并且该导流筋240与中心毂210外周的轴向边沿齐平(具体参见图11)。导流筋240构造为径向向外分叉，具有朝向中心毂210汇聚的第一分叉241和第二分叉242，第一分叉241的径向延伸距离大于第二分叉242。此外，导流筋240的分叉241和242在轴向方向上的高度径向向外减小，使得在垂直于轴向方向和径向的方向上看，分叉241和242均构造为梯形。在本例中，每个分叉241和242沿径向具有均匀的厚度。

图13-图15示出了本实用新型第四实施例的风扇组件300，包括中心毂310、多个扇叶320和外圈330，扇叶320连接于中心毂310和外圈330之间。

如图13所示，每个扇叶320在吸风侧(即背风面)上设有彼此间隔开并且平行的两个导流筋340，每个导流筋340在扇叶根部从中心毂310径向向外朝向外圈330均仅延伸扇叶320径向长度的一小部分。此外，中心毂310在背风面沿周向设有多条导流道350，并且在中心毂310的中心处设有注塑点360，各导流道350从注塑点360延伸到中心毂310的外周。

如图14-图15所示，各导流筋340在周向上位于两个相邻的导流道350之间的中点处，并且各导流筋340与中心毂110外周的轴向边沿齐平(具体参见图14)。此外，各导流筋340在轴向方向上的高度径向向外减小，使得在垂直于轴向方向和径向的方向上看，导流筋340构造为三角形。

参照图14，每个扇叶320上的各导流筋340在扇叶320上径向向外以流线型延伸不同的距离，并且径向外边缘构造成弯曲的。参照图15，一个导流筋的延伸距离小于另一个导流筋的延伸距离，使得一个导流筋的一部分迎风面在径向上位于另一个导流筋之外。

在本例中，各导流筋340沿径向具有均匀的厚度。

图16-图18示出了本实用新型第五实施例的风扇组件400，包括中心毂410、多个扇叶420和外圈430，扇叶420连接于中心毂410和外圈430之间。

图16显示风扇组件400迎风面的视图。如图所示，每个扇叶420设有一个导流筋440，该导流筋440在扇叶根部从中心毂410径向向外朝向外圈430仅延伸扇叶420径向长度的一小部分，并且被设置在扇叶420的吸风侧(即背风面)和迎风面两个面上(参见图17)，即被分为两段，分别在背风面和迎风面上沿轴向方向延伸。此外，中心毂410在背风面沿周向设有多条导流道450(参见图18)，并且在中心毂410的中心处设有注塑点460，各导流道450从注塑点460延伸到中心毂410的外周。

如图17-图18所示，导流筋440在周向上位于两个相邻的导流道450之间的中点处，并且该导流筋440与中心毂410外周的轴向下边沿(背风面那侧的轴向边沿)齐平(具体参见图17)。此外，导流筋440在轴向方向上的高度径向向外减小，使得在垂直于轴向方向和径向的方向上看，在迎风面和背风面上的两段导流筋均构造为梯形。

在本例中，导流筋440沿径向具有均匀的厚度。

图19A-图19B显示了现有技术和本实用新型的熔接线附近的玻璃纤维分布的比较示意图。如图19A所示，现有技术中，在熔接线处，玻璃纤维取向垂直于应力和扇叶变形的方向和熔融流的流动方向，无法起到增强风扇的作用，从而将在熔接线处产生潜在弱化点。本实用新型中，如图19B所示，由于设置了导流筋，玻璃纤维取向平行于应力和扇叶变形的方向和熔融流的流动方向，由此增强扇叶根部与中心毂的连接区域。

本文所描述的实施例仅是示意性的。而且，在本实用新型中公开的特征可以独立于本实用新型中公开的其它特征使用，也可以在需要时与本实用新型中公开的其它特征相组合。因此，本实用新型不限于本文所示的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下可以获得其它实施例，这些实施例也都属于本实用新型保护的范围。

Claims (17)

1.一种风扇组件，包括外圈，扇叶和中心毂，扇叶连接在外圈和中心毂之间，其中，中心毂设有注塑点，并且沿周向设有多条导流道从注塑点延伸到中心毂的外周，并且每个扇叶上设有导流筋，该导流筋在扇叶根部从中心毂径向向外朝向外圈延伸，其特征在于，每个扇叶的至少一个导流筋在周向上位于两个相邻的导流道之间。

2.根据权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，每个扇叶的至少一个导流筋位于两个相邻的导流道之间的中间区域处。

3.根据权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，导流筋与中心毂外周的轴向边沿齐平或不齐平。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的风扇组件，其特征在于，各扇叶上的导流筋开始于并且/或者终止于相应扇叶的相同位置。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的风扇组件，其特征在于，导流筋仅径向延伸扇叶径向长度的一小部分。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的风扇组件，其特征在于，中心毂上设有至少一个注塑点。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的风扇组件，其特征在于，导流筋具有均匀或不均匀的厚度。

8.根据权利要求7所述的风扇组件，其特征在于，导流筋构造成径向向外渐缩。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的风扇组件，其特征在于，导流筋为径向向外分叉构造，具有朝向中心毂汇聚的第一和第二分叉，第一分叉的径向延伸距离大于第二分叉。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的风扇组件，其特征在于，导流筋在轴向方向上的高度径向向外减小。

11.根据权利要求10所述的风扇组件，其特征在于，在垂直于轴向方向和径向的方向上看，导流筋构造为三角形或梯形。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的风扇组件，其特征在于，每个扇叶上设置多个导流筋，每个扇叶的导流筋之间彼此间隔开。

13.根据权利要求12所述的风扇组件，其特征在于，在轴向方向上看，每个扇叶上的各导流筋在扇叶上径向向外以流线型延伸，并且/或者径向外边缘构造成弯曲的。

14.根据权利要求13所述的风扇组件，其特征在于，在轴向方向上看，每个扇叶上的各导流筋彼此平行延伸。

15.根据权利要求13所述的风扇组件，其特征在于，每个扇叶上的导流筋径向向外以流线型延伸不同的距离。

16.根据权利要求1-3中任一项所述的风扇组件，其特征在于，导流筋设置于扇叶的吸风面或迎风面或两个面上。

17.一种风扇模块，其特征在于，风扇模块包括根据权利要求1-16中任一项所述的风扇组件。