JP2002364593A - 軸流ファン及び熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸流ファンのブレードがコアに干渉（衝突）
したときに、多大な損傷がコアに発生することを防止す
る。 【解決手段】 軸流ファン３１０のうち最もコア面１１
０ａに近接する部位であるリング３１３に平面部３１３
ｄを設ける。これにより、仮にブレード３１２が湾曲し
てリング３１３（軸流ファン３１０）がコア部１１０に
衝突したときの衝突面積を大きくすることができる。し
たがって、コア部１１０に作用する衝突圧力を小さくす
る（緩和する）ことができるので、多大な損傷がコア部
１１０に発生することを未然に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラジエータ等の熱
交換器に空気を送風するための軸流ファン（送風機）に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ラジエータ等の熱交換器に空気を送風す
るための軸流ファン（以下、ファンと略す。）として、
例えば特開平１１−１０５５５２号公報に記載の発明で
は、送風量が大幅に低下することなく騒音を低減すべ
く、ブレードの先端側を繋ぐリング状のベルマウスリン
グを設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載の発明のごとく、ベルマウスリングが設けられたフ
ァンにて十分な性能（送風能力）を発揮させるには、ベ
ルマウスリングとラジエータのコア面との隙間を十分に
小さくする必要がある。

【０００４】しかし、軸流ファンにおいて、ブレードが
回転すると、ブレードの翼面のうち空気の吹き出しの向
きの面（以下、この面を圧力面と呼ぶ。）と、これと反
対の面（負圧面）との間で、回転数やブレードの形状等
を要因として、周期的に変動する圧力差が発生するた
め、圧力差に伴う加振力がブレードに作用する。なお、
負圧面、圧力面及び前縁部等の用語の定義は、流体工学
（東京大学出版会）に従う。

【０００５】このため、上記公報に記載の発明では、ブ
レードの固有振動数と圧力差による加振力や車両振動等
の加振力の周期とが一致すると、ブレードが大きく共振
してしまい、ブレードの先端側を繋ぐベルマウスリング
がラジエータのコア部に衝突してしまうおそれがある。
そして、ベルマウスリングがラジエータのコア部に衝突
すると、ラジエータチューブが破損してしまうととも
に、ラジエータファンがロックしてしまい、ラジエータ
ファン（軸流ファン）を駆動するモータが焼き付いてし
まうおそれがある。

【０００６】本発明は、上記点に鑑み、ブレードがコア
に干渉（衝突）したときに、多大な損傷がコアに発生す
ることを防止することを目的とする。

【０００７】

【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、複数本のチ
ューブ（１１１）及びフィン（１１２）からなるコア部
（１１０）を有して構成された熱交換器（１００）に空
気を送風する軸流ファンであって、複数枚のブレード
（２１２）及びブレード（３１２）の先端側を繋ぐリン
グ（３１３）を有し、リング（３１３）は、ファン軸方
向において、ブレード（３１２）から離れるほど内径寸
法（Ｄ１〜Ｄ５）が拡大するテーパ部（３１３ａ、３１
３ｂ、３１３ｃ）、及びコア部（１１０）のコア面（１
１０ａ）に対して略平行な平面部（３１３ｄ）を有して
構成されていることを特徴とする。

【０００８】これにより、仮にブレード（３１２）が湾
曲してリング（３１３）（軸流ファン（３１０））がコ
ア部１１０に衝突したときの衝突面積を大きくすること
ができる。したがって、コア部（１１０）に作用する衝
突圧力を小さくする（緩和する）ことができるので、多
大な損傷がコア部（１１０）に発生することを未然に防
止できる。

【０００９】なお、上記公報に記載の発明においては、
ベルマウスリングのコア部側端部がエッジ状となってい
るので、リング（３１３）がコア部（１１０）に衝突し
たときの衝突面積が本発明より小さくなる。このため、
上記公報に記載の発明では、コア部（１１０）に作用す
る衝突圧力が大きくなるので、多大な損傷がコア部（１
１０）に発生する可能性が高い。

【００１０】なお、請求項２に記載の発明のごとく、リ
ング（３１３）とブレード（３１２）とを樹脂にて一体
成形してもよい。

【００１１】請求項３に記載の発明では、複数本のチュ
ーブ（１１１）及びフィン（１１２）からなるコア部
（１１０）を有して構成された熱交換器（１００）と、
複数枚のブレード（２１２）及びブレード（３１２）の
先端側を繋ぐリング（３１３）を有し、熱交換器（１０
０）に空気を送風する軸流ファン（２１０）とを備える
熱交換装置において、リング（３１３）は、軸方向にお
いてブレード（３１２）から離れるほど、内径寸法（Ｄ
１〜Ｄ５）が拡大するテーパ部（３１３ａ、３１３ｂ、
３１３ｃ）、及びコア部（１１０）のコア面（１１０
ａ）に対して略平行な平面部（３１３ｄ）を有して構成
されていることを特徴とする。

【００１２】これにより、仮にブレード（３１２）が湾
曲してリング（３１３）（軸流ファン（３１０））がコ
ア部１１０に衝突したときの衝突面積を大きくすること
ができる。したがって、コア部（１１０）に作用する衝
突圧力を小さくする（緩和する）ことができるので、多
大な損傷がコア部（１１０）に発生することを未然に防
止できる。

【００１３】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。

【００１４】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る軸流
ファンを自動二輪車用の冷却装置に適用したものであっ
て、図１は本実施形態に係る冷却装置のシステム図であ
る。

【００１５】２００は走行用の水冷式内燃機関（エンジ
ン）であり、１００はエンジン冷却水（冷却水と略
す。）と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエー
タ（熱交換器）であり、３００はラジエータ１００に冷
却風を送付する軸流ファン式の送風機である。

【００１６】２１０はラジエータ１００を迂回させて冷
却水を循環させるバイパス回路であり、２２０はラジエ
ータ１００に流通させる冷却水量を調節することにより
冷却水温度（エンジン温度）を所定範囲内に保つサーモ
スタットである。

【００１７】なお、図２はラジエータ１００の正面図で
あり、図２中、１１１は冷却水（流体）が流通する扁平
状のチューブであり、これら複数本のチューブ１１１
は、互いに平行に配設されているとともに、各チューブ
１１１間には、空気と冷却水との熱交換を促進する波状
のフィン１１２が配設されている。そして、このフィン
１１２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略矩形状のラジエータコア
部（以下、コア部と略す。）１１０が構成されている。

【００１８】また、チューブ１１１の長手方向両端部に
は、チューブ１１１の長手方向と直交する方向（本実施
形態では、水平方向）に延びて複数本のチューブ１１１
と連通するヘッダタンク１２０が配設されており、本実
施形態では、紙面右側のヘッダタンク１２０により各チ
ューブ１１１に冷却水が分配供給され、紙面左側のヘッ
ダタンク１２０により熱交換を終えた冷却水が集合回収
される。

【００１９】また、コア部１１０の端部には、チューブ
１１１と略平行に延びてコア部１１０を補強するサイド
プレート１３０が設けられおり、このサイドプレート１
３０は、コア部１１０と反対が開口するように断面が略
コの字状に形成されているとともに、その長手方向端部
がヘッダタンク１２０（コアプレート１２１）に接合さ
れ、コア部１１０側がコア部１１０（フィン１１２）に
ろう付けされている。

【００２０】また、図３（ａ）は送風機３００をラジエ
ータ１００に組み付けた状態を示す模式図であり、送風
機３００は、ボス３１１周りに放射状に延びる複数枚の
ブレード３１２、及びブレード３１２の先端側を繋ぐ環
状のリング３１３を有する軸流ファン３１０と、軸流フ
ァン３１０を回転駆動する電動モータ３２０とを有して
構成されたものでる。なお、軸流ファンとは、ＪＩＳ
Ｂ ０１３２ 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。

【００２１】因みに、電動モータ３２０（送風機３０
０）は、複数本（本実施形態では、４本）の梁状のステ
ー３３０を介してラジエータ１００（のヘッダタンク１
２０）に組み付け固定されている。

【００２２】ここで、リング３１３には、図３（ｂ）に
示すように、ファン軸方向において、ブレード３１２か
ら離れるほど内径寸法Ｄ１〜Ｄ５が拡大するテーパ部３
１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、及びコア部１１０のコア
面１１０ａに対して略平行な平面部３１３ｄが設けられ
ており、本実施形態では、リング３１３、ブレード３１
２及びボス部３１１は樹脂にて一体成形されている。

【００２３】なお、本実施形態では、図３（ｂ）から明
らかなように、コア面１１０ａ側におけるリング３１３
の断面形状とコア面１１０と反対側におけるリング３１
３の断面形状とは異なっており、本実施形態では、コア
面１０ａ側のみに平面部３１３ｄを設けとともに、コア
面１１０ａ側に位置するテーパ部３１３ａのテーパ角度
（ＪＩＳ Ｂ ０６１２参照）をコア面１１０ａと反対
側に位置するテーパ部３１３ｂのテーパ角度より大きく
している。

【００２４】因みに、本実施形態では、平面部３１３ｄ
とコア面１１０ａとの隙間寸法δを約３ｍｍとして、軸
流ファン３１０によって誘起された空気流がコア部１１
０を迂回して流れる（ブレード３１２前後でショートサ
ーキットしてしまう）ことを抑制している。

【００２５】なお、コア面１１０ａとは、チューブ１１
１の長径方法端部を連ねた仮想の平面であって、通常、
ラジエータコア１１０にを流通する空気の流通方向に対
して略直交する仮想の面である。

【００２６】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。

【００２７】本実施形態によれば、軸流ファン３１０の
うち最もコア面１１０ａに近接する部位であるリング３
１３に平面部３１３ｄを設けているので、仮にブレード
３１２が湾曲してリング３１３（軸流ファン３１０）が
コア部１１０に衝突したときの衝突面積を大きくするこ
とができる。

【００２８】したがって、コア部１１０に作用する衝突
圧力を小さくする（緩和する）ことができるので、多大
な損傷がコア部１１０に発生することを未然に防止でき
る。

【００２９】なお、上記公報に記載の発明においては、
ベルマウスリングのコア部側端部がエッジ状となってい
るので、ベルマウスリング（軸流ファン）がコア部に衝
突したときの衝突面積が本実施形態より小さくなる。こ
のため、上記公報に記載の発明では、コア部に作用する
衝突圧力が大きくなるので、多大な損傷がコア部に発生
する可能性が高い。

【００３０】また、本実施形態では、軸流ファン３１０
の吸い込み側であるコア面１１０ａ側に位置するテーパ
部３１３ａのテーパ角度を、コア面１１０ａと反対側に
位置するテーパ部３１３ｂのテーパ角度より大きくして
いるので、より多くの空気を吸い込むことが可能とな
る。したがって、ラジエータ１００を通過する風量を増
大させることができるので、ラジエータ１００の冷却能
力を増大させることができる。

【００３１】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、自動二輪車用の冷却装置に本発明を適用したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、四輪車等のその
他車両にも適用することができる。

【００３２】また、上述の実施形態では、リング３１３
とブレード３１２とを樹脂にて一体成形したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えばリング３１３
とブレード３１２と別体に製造した後、両者３１２、３
１３を組み付けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るラジエータ装置（冷却
装置）の模式図である。

【図２】本発明の実施形態に係るラジエータの正面図で
ある。

【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る送風機をラジ
エータ１００に組み付けた状態を示す模式図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。

【符号の説明】

１００…ラジエータ、３１０…軸流ファン、３１１…ボ
ス部、３１２…ブレード、３１３…ベルマウスリング、
３１３ｄ…平面部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本のチューブ（１１１）及びフィン
   （１１２）からなるコア部（１１０）を有して構成され
   た熱交換器（１００）に空気を送風する軸流ファンであ
   って、 複数枚のブレード（２１２）及び前記ブレード（３１
   ２）の先端側を繋ぐリング（３１３）を有し、 前記リング（３１３）は、ファン軸方向において、前記
   ブレード（３１２）から離れるほど内径寸法（Ｄ１〜Ｄ
   ５）が拡大するテーパ部（３１３ａ、３１３ｂ、３１３
   ｃ）、及び前記コア部（１１０）のコア面（１１０ａ）
   に対して略平行な平面部（３１３ｄ）を有して構成され
   ていることを特徴とする軸流ファン。
2. 【請求項２】 前記リング（３１３）と前記ブレード
   （３１２）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に記載の軸流ファン。
3. 【請求項３】 複数本のチューブ（１１１）及びフィン
   （１１２）からなるコア部（１１０）を有して構成され
   た熱交換器（１００）と、 複数枚のブレード（２１２）及び前記ブレード（３１
   ２）の先端側を繋ぐリング（３１３）を有し、前記熱交
   換器（１００）に空気を送風する軸流ファン（２１０）
   とを備える熱交換装置において、 前記リング（３１３）は、軸方向において前記ブレード
   （３１２）から離れるほど、内径寸法（Ｄ１〜Ｄ５）が
   拡大するテーパ部（３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ）、
   及び前記コア部（１１０）のコア面（１１０ａ）に対し
   て略平行な平面部（３１３ｄ）を有して構成されている
   ことを特徴とする熱交換装置。