JP2002310097A - 車両用軸流ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸流ファンにおいて、送風空気が軸方向に流
れず、外径方向に流れてしまうことを抑制する。 【解決手段】 ボス部２１１の軸方向と直交する方向か
ら見て、ブレード２１１の前縁部２１２ｂが軸端面２１
１ａより空気流れ上流側にずれるように構成するととも
に、ブレード２１２の根元側から軸端面２１１ａを滑ら
かな曲面２１３にて繋ぐ。これにより、軸端面２１１ａ
側からブレード２１２の根元側に空気が流通することが
できるので、軸端面２１１ａ側からブレード２１２の根
元側に向かって流れる空気により、ブレード２１２の根
元側における翼面と空気との抵抗が小さくなるので、ブ
レード２１２の根元側での失速を抑制できる。したがっ
て、ボス部２１１前方側の空気を有効に外方向（ブレー
ド２１２）に導くことができるので、送風機２００の送
風量及びファン効率が低下してしまうことを抑制でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボス部（ハブ）か
ら放射状に延びる複数枚のブレードを有する車両用軸流
ファンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ラジエ
ータ及びラジエータに冷却風を送風する送風機は、通
常、車両前端部等の空気を取り入れ易い部位に搭載され
ているため、送風機は、走行風圧の影響を強く受ける。

【０００３】具体的には、送風機に用いられている軸流
ファンは、空気が軸方向に通り抜けるため、軸方向の走
行風圧を受けると、ブレードの翼面と空気との速度差が
小さくなり、翼面と空気との抵抗が小さくなる。

【０００４】一方、軸流ファン（送風機）を稼動させた
まま車両が停止するアイドリング状態では、走行風圧が
殆ど無い状態では、翼面と空気との抵抗が大きくなるの
で、周速が小さいブレード２１２の根元側では、空気が
ブレード２１２の翼面から剥離して失速してしまい、図
７に示すように、送風空気が軸方向に流れず、外径方向
に流れてしまう。

【０００５】そして、送風空気が外径方向に流れてしま
うと、空気が実質的に流通することができる空間寸法Ｗ
１が、送風空気が軸方向に流れるときの空気が実質的に
流通することができる空間寸法Ｗｏに比べて小さくなっ
てしまうので、送風機の送風量及びファン効率が低下し
てしまう。

【０００６】なお、この現象（問題）は、軸流ファンの
後流側にエンジン等の空気抵抗が大きい壁面が存在する
場合に、特に、顕著に発生する。

【０００７】本発明は、上記点に鑑み、車両用軸流ファ
ンにおいて、送風空気が軸方向に流れず、外径方向に流
れてしまう際の風量低下を抑制することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、ボス部（２
１１）から放射状に延びる複数枚のブレード（２１２）
を有し、車両に搭載された熱交換器（１００）に空気を
送風する軸流ファン（２１０）であって、ボス部（２１
１）の軸方向端面のうちブレード（２１２）の負圧面
（２１２ａ）側に位置する軸端面（２１１ａ）は、この
軸端面（２１１ａ）側からブレード（２１２）の根元側
に空気が流通するように構成されていることを特徴とす
る。

【０００９】これにより、軸端面（２１１ａ）側からブ
レード（２１２）の根元側に向かって流れる空気によ
り、ブレード（２１２）の根元側における翼面と空気と
の抵抗が小さくなるので、ブレード（２１２）の根元側
での失速を抑制できる。したがって、ボス部（２１１）
前方側の空気を有効に外方向（ブレード（２１２））に
流すことができるので、風量低下を抑制することができ
る。

【００１０】請求項２に記載の発明では、ボス部（２１
１）から放射状に延びる複数枚のブレード（２１２）を
有し、車両に搭載された熱交換器（１００）に空気を送
風する軸流ファン（２１０）であって、ボス部（２１
１）の軸方向と直交する方向から見て、ブレード（２１
２）の前縁部（２１２ｂ）は、ボス部（２１１）の軸方
向端部に位置する軸端面（２１１ａ）より空気流れ上流
側にずれていることを特徴とする。

【００１１】これにより、軸端面（２１１ａ）側からブ
レード（２１２）の根元側に空気を流通させることがで
きるので、請求項１に記載の発明と同様に、軸端面（２
１１ａ）側からブレード（２１２）の根元側に向かって
流れる空気により、ブレード（２１２）の根元側におけ
る翼面と空気との抵抗が小さくなる。したがって、ボス
部（２１１）前方側の空気を有効に外方向（ブレード
（２１２））に導くことができるので、風量低下を抑制
することができる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、ブレード（２
１２）の根元側から軸端面（２１１ａ）は、滑らかな曲
面（２１３）にて繋がっていることを特徴とする。

【００１３】これにより、軸端面（２１１ａ）側からブ
レード（２１２）の根元側に向かって空気をスムーズに
流通させることができるので、ブレード（２１２）の根
元側における翼面と空気との抵抗がより小さくすること
ができ、ブレード（２１２）の根元側での失速を確実に
抑制できる。

【００１４】請求項４に記載の発明では、曲面（２１
３）は、ボス部（２１１）の軸方向から見て、曲面（２
１３）の輪郭線（２１３ａ）が流線形を描くように形成
されていることを特徴とする。

【００１５】これにより、軸端面（２１１ａ）側からブ
レード（２１２）の根元側に向かって空気をスムーズに
流通させることができるので、ブレード（２１２）の根
元側における翼面と空気との抵抗がより小さくすること
ができ、ブレード（２１２）の根元側での失速を確実に
抑制できる。

【００１６】請求項５に記載の発明では、曲面（２１
３）からブレード（２１２）の圧力面側に連なるように
延びて外周側に拡がるスカート部（２１３ｂ）が、ブレ
ード（２１２）の根元側において、ブレード（２１２）
の前縁部から後縁部側に渡って形成されていることを特
徴とする。

【００１７】これにより、上流側から下流側に空気を滑
らかに流すことができる。

【００１８】なお、請求項６に記載の発明のごとく、ボ
ス部（２１１）とブレード（２１２）とは、樹脂にて一
体成形してもよい。

【００１９】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は本
発明に係る車両用軸流ファンを、車両用ラジエータに冷
却風を送風する送風機に適用したものであって、図１は
本実施形態に係る送風機１００の搭載状態を示す模式図
であり、図２は図１（ａ）を抽象化した模式図である。

【００２１】図１（ａ）中、ラジエータ１００はエンジ
ンＥ／Ｇの冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却す
る熱交換器であり、送風機２００はラジエータ１００に
冷却風に送風する送風手段である。なお、ラジエータ１
００及び送風機２００は、通常、車両前端部等の空気を
取り入れ易い部位に搭載されている。

【００２２】ここで、ラジエータ１００は、冷却水が流
通する複数本の扁平状に形成されたチューブ１１１及び
チューブ１１１間に配設されて空気との伝熱面積を増大
させる波状のフィン（図示せず。）等からなるもので、
このフィンとチューブ１１１とをろう付けすることによ
り、冷却水と空気とを熱交換するラジエータコアが構成
されている。

【００２３】なお、本実施形態では、チューブ１１１
は、上下方向に延びており、その端部には、各チューブ
１１１に連通するヘッダタンク１２０が配設されてい
る。ここで、紙面上端側のヘッダタンク１２０は、各チ
ューブ１１１に冷却水を分配するものであり、紙面下端
側のヘッダタンク１２０は、熱交換を終えた冷却水を集
合回収するものである。

【００２４】また、送風機２００は、図１（ｂ）に示す
ように、ボス部２１１から放射状に延びる複数枚のブレ
ード２１２からなる軸流ファン２１０、及び軸流ファン
２１０を回転駆動するシャフト２２０（図１（ａ）参
照）等からなるものであり、シャフト２２０はエンジン
Ｅ／Ｇのクランクシャフト（図示せず。）から動力を得
ている。

【００２５】なお、ボス部２１１のうちシャフト２２０
が挿入される部位には、金属製のスリーブ（図示せ
ず。）が装着され、ボス部２１１とブレード２１２と
は、樹脂（本実施形態では、ポリプロピレン）にて一体
成形されている。

【００２６】したがって、本明細書で言う「ボス部２１
１とブレード２１２とは、樹脂にて一体成形されてい
る」とは、必ずしもボス部２１２の全体が樹脂製である
と言うことを意味するものではない。勿論、ボス部２１
２の全体を樹脂製としてもよいことは言うまでもない。

【００２７】因みに、軸流ファンとは、ＪＩＳ Ｂ ０
１３２ 番号１０１２に規定されているように、気体
（空気）が軸方向に通り抜けるファンを言う。

【００２８】そして、本実施形態では、図２に示すよう
に、ボス部２１１の軸方向と直交する方向（紙面垂直方
向）から見て、ブレード２１２の負圧面２１２ａ（図３
（ｂ）参照）の稜線であるブレード２１１の前縁部２１
２ｂは、ボス部２１１の軸方向端部に位置する軸端面２
１１ａより空気流れ上流側にずれるように構成されてい
る。

【００２９】具体的には、図３（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、ブレード２１２の根元側（ボス部２１１側）のう
ち前縁部２１２ｂ側の約半分の領域が、負圧面２１２ａ
側に位置する軸端面２１１ａより空気流れ上流に突出し
たような形状となっている。

【００３０】なお、ブレードの負圧面とは、例えば流体
工学（東京大学出版会）に記載されているように、ブレ
ードの翼面のうち空気の吹き出しの向きの面（圧力面）
と反対の面を言い、ブレードの前縁部とは、上記書籍に
記載されているように、ブレードのうち進行方向前端部
を言う。

【００３１】また、ブレード２１２の根元側のうち軸端
面２１１ａより空気流れ上流に突出した部分は、図３
（ａ）に示すように、ブレード２１２の根元側から軸端
面２１１ａに掛けて滑らかな曲面２１３にて繋がってお
り、この曲面２１３は、ボス部２１１の軸方向から見る
と、図１（ｂ）に示すように、曲面２１３の輪郭線２１
３ａが流線形又は翼形を描くように形成されている。

【００３２】ここで、流線形とは、上記書籍に記載され
ているように、空気流れと物体（この例では、曲面２１
３）との間に剥離が発生し難い形状を言い、翼形とは、
上記書籍に記載されているように、空気抵抗よりかなり
大きな揚力が発生するような形状を言う。

【００３３】ところで、図１（ａ）及び図２中、シュラ
ウド２３０は、軸流ファン２３０とラジエータ１００と
の隙間を覆うことにより、軸流ファン２１０から吹き出
した空気が軸流ファン２１０に吸引されて、軸流ファン
２１０の前後のみで空気が再循環してしまうことを防止
して、ラジエータ１００への送風量が減少することを防
止するものである。

【００３４】次に、本実施形態の作用効果を述べる。

【００３５】本実施形態では、ボス部２１１の軸方向と
直交する方向から見て、ブレード２１１の前縁部２１２
ｂが軸端面２１１ａより空気流れ上流側にずれるように
構成されているので、軸端面２１１ａ側からブレード２
１２の根元側に空気が流通することができる。

【００３６】したがって、軸端面２１１ａ側からブレー
ド２１２の根元側に向かって流れる空気（図２、図１
（ｂ）参照）により、ブレード２１２の根元側における
翼面と空気との抵抗が小さくなるので、ブレード２１２
の根元側での失速を抑制できる。

【００３７】したがって、空気が外径方向に流れること
を抑制できるので、空気が実質的に流通することができ
る空間寸法が小さくなってしまうことを抑制でき、送風
機２００の送風量及びファン効率が低下してしまうこと
を抑制できる。

【００３８】また、ブレード２１２の根元側から軸端面
２１１ａは、滑らかな曲面２１３にて繋がっているの
で、軸端面２１１ａ側からブレード２１２の根元側に向
かって空気をスムーズに流通させることができる。した
がって、ブレード２１２の根元側における翼面と空気と
の抵抗がより小さくすることができるので、ブレード２
１２の根元側での失速を確実に抑制できる。

【００３９】また、曲面２１３は、ボス部２１１の軸方
向から見て、曲面２１３の輪郭線２１３ａが流線形又は
翼形を描くように形成されているので、軸端面２１１ａ
側からブレード２１２の根元側に向かって空気をスムー
ズに流通させることができる。

【００４０】また、曲面２１３はドーム状に湾曲した曲
面であるので、ブレード２１の根元側の機械的強度を高
めることができる。

【００４１】因みに、図４は送風量に対する、ファン効
率、静圧及びファンの駆動トルクを示す試験結果であ
り、このグラフから明らかなように、本実施形態に係る
軸流ファンでは、従来の技術に係る軸流ファンと同等の
トルクにて、静圧及びファン効率の両者が向上している
ことが判る。

【００４２】因みに、ファン効率及び静圧の用語の定義
は、ＪＩＳ Ｂ ０１３２によるものであり、試験方法
はＪＩＳ Ｂ ８３４０に準拠したものである。

【００４３】（第２実施形態）本実施形態は、図５、６
に示すように、曲面２１３からブレード２１２の圧力面
側に連なるように延びて外周側に拡がるスカート部２１
３ｂを、ブレード２１２の根元側において、ブレード２
１２の前縁部から後縁部側に渡って形成したものであ
る。

【００４４】これにより、上流側から下流側に空気を滑
らかに流すことができる。

【００４５】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、ラジエータ１００の冷却用に本発明に係る車両用軸
流ファンを適用したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、コンデンサ等のその他の熱交換器用の送風機
にも適用することができる。

【００４６】なお、本発明は、上述の実施形態からも明
らかなように、軸端面２１１ａ側からブレード２１２の
根元側に空気が流通し易くすることで、ブレード２１２
の根元側における失速を抑制するものであるので、軸流
ファン２１０の外径Ｄに対してボス部２１１の直径が小
さくなるほど、ボス部２１１の影響（軸端面２１１ａ側
からブレード２１２の根元側に流れる空気量）が小さく
なる。

【００４７】したがって、本発明は、軸流ファン２１０
の外径Ｄに対してボス部２１１の直径の比（ｄ／Ｄ）が
大きい軸流ファンほど有効である。因みに、発明者等の
検討によれば、ｄ／Ｄが０．３５以上の軸流ファンに対
して、特に有効であることを確認している。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る軸流ファ
ンの側面図であり、（ｂ）は本発明の実施形態に係る軸
流ファンの正面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る軸流ファンの側面
模式図である。

【図３】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る軸流ファ
ンの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図４】送風量に対する、ファン効率、静圧及びファン
の駆動トルクを示すグラフである。

【図５】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る軸流ファ
ンの側面図であり、（ｂ）は本発明の実施形態に係る軸
流ファンの正面図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る軸流ファンのブレ
ード及びボス部の断面図である。

【図７】従来の技術に係る軸流ファンの側面図である。

【符号の説明】

２１０…軸流ファン、２１１…ボス部、２１１ａ…軸端
面、２１２…ブレード、２１３…曲面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 織田 信一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H033 AA02 BB02 BB08 CC02 DD03 DD12 DD30 EE08 EE19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボス部（２１１）から放射状に延びる複
   数枚のブレード（２１２）を有し、車両に搭載された熱
   交換器（１００）に空気を送風する軸流ファン（２１
   ０）であって、 前記ボス部（２１１）の軸方向端面のうち前記ブレード
   （２１２）の負圧面（２１２ａ）側に位置する軸端面
   （２１１ａ）は、この軸端面（２１１ａ）側から前記ブ
   レード（２１２）の根元側に空気が流通するように構成
   されていることを特徴とする車両用軸流ファン。
2. 【請求項２】 ボス部（２１１）から放射状に延びる複
   数枚のブレード（２１２）を有し、車両に搭載された熱
   交換器（１００）に空気を送風する軸流ファン（２１
   ０）であって、 前記ボス部（２１１）の軸方向と直交する方向から見
   て、前記ブレード（２１２）の前縁部（２１２ｂ）は、
   前記ボス部（２１１）の軸方向端部に位置する軸端面
   （２１１ａ）より空気流れ上流側にずれていることを特
   徴とする車両用軸流ファン。
3. 【請求項３】 前記ブレード（２１２）の根元側から前
   記軸端面（２１１ａ）は、滑らかな曲面（２１３）にて
   繋がっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   車両用軸流ファン。
4. 【請求項４】 前記曲面（２１３）は、前記ボス部（２
   １１）の軸方向から見て、前記曲面（２１３）の輪郭線
   （２１３ａ）が流線形を描くように形成されていること
   を特徴とする請求項３に記載の車両用軸流ファン。
5. 【請求項５】 前記曲面（２１３）から前記ブレード
   （２１２）の圧力面側に連なるように延びて外周側に拡
   がるスカート部（２１３ｂ）が、前記ブレード（２１
   ２）の根元側において、前記ブレード（２１２）の前縁
   部から後縁部側に渡って形成されていることを特徴とす
   る請求項３又は４に記載の車両用軸流ファン。
6. 【請求項６】 前記ボス部（２１１）と前記ブレード
   （２１２）とは、樹脂にて一体成形されていることを特
   徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両
   用軸流ファン。