JP2005264842A - 冷却ファン及び冷却ファン用セグメント - Google Patents

Abstract

【課題】大型であっても、騒音が少なくしかも結合部の強度を確保する冷却ファンを提供することにあり、また、騒音が少なくしかも結合部の強度を確保する冷却ファンを製造することができる冷却ファン用セグメントを提供する。
【解決手段】冷却ファン用セグメントは、ブレード構成部１２と、ブレード構成部１２の外縁部に連設されるリング形成片１１とからなる。ブレード構成部１２とリング形成片１１とが一体成形されている。複数の冷却ファン用セグメントを、周方向に沿って複数個を配設することによって、各ブレード構成部１２が冷却ファンの各ブレード１となる。また、複数のリング形成片１１がブレード１の外周側に配設されるリング体２となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、冷却ファン及び冷却ファン用セグメントに関するものである。

冷却ファンとして、正圧面から負圧面への逆流や翼端渦の発生を抑えるために、外周に円筒状のリング体を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。すなわち、図８と図９とに示すように、冷却ファンとして、ボス部５１と、このボス部５１から放射状に突設されるブレード（翼部）５２と、このブレード５２の外周側に配設されるリング体５３とを備えたものがある。この場合、ボス部５１とブレード５２とリング体５３とは一体成形されている。
特開２００２−３１００９６号公報

しかしながら、ブレード５２とリング体５３と一体で成形する場合、大型ファンであれば、その成形に使用する金型が大型化する等、製造上の問題があった。このため、大型ファンを作る場合には、ブレードとリング体とをそれぞれ別部材にて構成して、これらを結合して組立てる方法が用いられるが、ブレードとリング体とを結合すると、結合部の強度向上の問題があると共に、ファンの重量分布等によるアンバランスが生じやすく、回転駆動時に振動が発生し、大きな騒音が生じたり、破損に至ったりしていた。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、大型であっても、騒音が少なくしかも結合部の強度を確保する冷却ファンを提供することにあり、また、騒音が少なくしかも結合部の強度を確保する冷却ファンを製造することができる冷却ファン用セグメントを提供することにある。

そこで請求項１の冷却ファンは、複数のブレード１・・と、このブレード１・・の外周側に配設される円筒状のリング体２とを備えた冷却ファンであって、上記リング体２を、複数のリング形成片１１・・にて構成すると共に、ブレード１と、このブレード１に対応するリング形成片１１とを一体成形としたことを特徴としている。

上記請求項１の冷却ファンでは、ブレード１と、このブレード１に対応するリング形成片１１とが一体成形であるため、この冷却ファンを組立てる際に、ブレード１とリング形成片１１とを結合する必要がない。このため、ブレード１に対するリング形成片１１の位置をバランス良く設定することができる。また、ブレード１とリング形成片１１とが一体であるため、高強度構造とすることができる。

請求項２の冷却ファンは、周方向に隣合うリング形成片１１、１１を相互に連結したことを特徴としている。

上記請求項２の冷却ファンでは、周方向に隣合うリング形成片１１、１１を相互に連結したので、ファン全体として強度的に優れると共に、ファンとしてのバランス性の向上を達成できる。

請求項３の冷却ファンは、軸心部を中心に回転すると共に、上記ブレード１を支持する複数の支持片部５を有する鋼製の支持体３を備えたことを特徴としている。

上記請求項３の冷却ファンでは、中心部位を鋼製の支持体３にて構成することができ、安定した回転駆動が可能となると共に、強度的に一層優れることになる。

請求項４の冷却ファン用セグメントは、ブレード構成部１２と、このブレード構成部１２の外縁部に連設されるリング形成片１１とからなると共に、このブレード構成部１２とリング形成片１１とが一体成形されてなり、周方向に沿って複数個を配設することによって、各ブレード構成部１２が冷却ファンの各ブレード１となると共に、複数のリング形成片１１がブレード１の外周側に配設されるリング体２となることを特徴としている。

上記請求項４の冷却ファン用セグメントでは、ブレード構成部１２と、このブレード構成部１２に対応するリング形成片１１とが一体成形であるため、冷却ファンを組立てる際に、ブレード構成部１２とリング形成片１１とを結合する必要がない。このため、ブレード構成部１２に対するリング形成片１１の位置をバランス良く設定することができる。また、ブレード構成部１２とリング形成片１１とが一体であるため、このセグメントにて構成される冷却ファンは高強度構造となる。

請求項１の冷却ファンによれば、ブレードに対するリング形成片の位置をバランス良く設定することができる。このため、アンバランスによる振動や騒音の発生を抑えることができ、静寂なファンを提供することができる。また、ブレードとリング形成片とが一体であるため、高強度構造とすることができる。これにより、安定した風量の冷却風を被冷却部材（ラジエータ等）に供給することができる。さらに、ブレードとリング形成片とを一体成形するものであるので、大型の冷却ファンであっても、成形時に使用する金型として小型でよく、低コストにて製造することができる。このため、製作台数が小であって、莫大な製作費用が掛る大型建設機械用の冷却ファンとして最適となる。また、建設機械（建設車両）においては、ファン及びエンジンはその騒音寄与が大きく、このような騒音の少ないファンを用いることは建設車両にとって好ましいものとなる。

請求項２の冷却ファンによれば、ファン全体として強度的に優れると共に、バランス性の向上を達成できるので、安定した冷却風を供給することができる。また、各リング形成片間での空気の流れの洩れを防止できるので、冷却効率の向上を図ることができる。すなわち、各リング形成片にて構成されるリング体は、正圧面から負圧面への逆流や翼端渦の発生を抑えるためのリング体としての機能を安定して発揮することができる。

請求項３の冷却ファンによれば、中心部位を鋼製の支持体にて構成することができ、安定した回転駆動が可能となると共に、強度的に一層優れることになる。このため、長期にわたって安定した冷却風を供給することができる。

請求項４の冷却ファン用セグメントによれば、ブレード構成部に対するリング形成片の位置をバランス良く設定することができる。このため、アンバランスによる振動や騒音の発生を抑えることができ、静寂なファンを製造することができる。また、ブレード構成部とリング形成片とが一体であるため、このセグメントを使用して製造した冷却ファンは高強度構造となる。これにより、安定した風量の冷却風を被冷却部材（ラジエータ等）に供給することができる。さらに、ブレード構成部とリング形成片とを一体成形するものであるので、大型の冷却ファンを製造する場合であっても、このセグメントの成形時に使用する金型として小型でよく、低コストにて製造することができる。

次に、この発明の冷却ファンの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１にこの発明の冷却ファンの正面図を示す。この冷却ファンは、周方向に沿って所定ピッチに配設される複数のブレード１・・と、このブレード１・・の外周側に配設される円筒状のリング体２とを備える。なお、この実施の形態においては、ブレード１が６枚であるので、上記所定ピッチは６０度ピッチとなる。

この場合、ブレード１・・は鋼製の支持体３に支持される。支持体３は、中央円盤部４と、この中央円盤部４から放射状に突出される複数（この場合、６個）の支持片部５・・とを有し、各支持片部５・・にブレード１が連結される。すなわち、ブレード１は、図２に示すように、平板体を所定形状に湾曲させたものであって、図３に示すように、その両面において径方向内端縁に開口する凹所６、７が設けられ、凹所６に支持体３の支持片部５を嵌合させると共に、凹所７に当板部材８を嵌合させ、リベット９・・等の固定手段１０にて支持体３の支持片部５にブレード１を固定する。

ところで、リング体２は周方向に沿って配設される複数（この場合、６個）のリング形成片１１・・からなる。すなわち、このファンは、ブレード１となるブレード構成部１２と、このブレード構成部１２の外縁部に連設されるリング形成片１１とからなる複数のセグメント１４・・を、上記支持体３に取付けることによって形成される。リング形成片１１は、その外面側が凸状となる湾曲片からなり、その内面１１ａにブレード構成部１２の外縁部が連結されている。この場合、ブレード構成部１２と、リング形成片１１とはプラスチック一体成形品にて構成される。

ところで、周方向に隣合うリング形成片１１、１１は、図４〜図６に示すような各種の連結手段１５にて相互に連結される。すなわち、リング形成片１１は、その一端部側の内面１１ａに第１切欠部１６を有すると共に、その他端部側の外面１１ｂに第２切欠部１７を有する。そして、図４に示す連結手段１５では、両面に接着剤を備えた接着部材（いわゆる両面テープ）１８または接着剤が使用され、隣合うリング形成片１１、１１において、第１切欠部１６の切欠端面と、第２切欠部１７の切欠端面との間に上記接着部材１８または接着剤を介在させて、この切欠端面同士を重ね合せる。これによって、周方向に隣合うリング形成片１１、１１を相互に連結することができる。

また、図５に示す連結手段１５では、第１切欠部１６の切欠端面に凹部２０、２０を設けると共に、第２切欠部１７の切欠端面に凸部２１、２１を設け、この切欠端面同士を重ね合せた際に、凸部２１を凹部２０に嵌合させるものである。これによって、周方向に隣合うリング形成片１１、１１を相互に連結することができる。この場合、凹部２０の数及びこの凹部２０に嵌合する凸部２１に数としては任意に増減できる。また、第１切欠部１６側に凸部２１を設け、第２切欠部１７側に凹部２０を設けるようにしてもよい。さらに、図６に示す連結手段１５では、切欠端面同士を重ね合せると共に、この連結部に連結用のテープ部材２２を巻設している。この際、上記図４で使用した接着部材１８を第１切欠部１６と第２切欠部１７との間に介装したり、第１切欠部１６に凹部２０を設けると共に、第２切欠部１７に凸部２１を設けたりしてもよい。なお、図４〜図６においてはブレード構成部１２の図示を省略しているが、実際には、各リング形成片１１にはブレード構成部１２が連設されている。

また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、連結手段１５としてはボルト部材３２を使用した固定手段であってもよい。この場合、リング形成片１１に、軸方向端部側に相対向する立上片部２３ａ、２３ｂをそれぞれ形成している。そして、一方の立上片部２３ａの一端側に、その内面に凹所２４を有する突出部２５を設け、また、他方の立上片部２３ｂの一端側に、その外面に凹所２６を有する突出部２７を設けている。さらに、一方の立上片部２３ａの他端側の外面に凹所２８を設けると共に、他方の立上片部２３ｂの他端側の内面に凹所２９を設けている。このため、隣合うリング形成片１１、１１において、一方の立上片部２３ａの凹所２８に、他のリング形成片１１の一方の立上片部２３ａの突出部２５が嵌合すると共に、他方の立上片部２３ｂの凹所２９に、他のリング形成片１１の他方の立上片部２３ｂの突出部２７が嵌合することになる。すなわち、隣合うリング形成片１１、１１において、立上片部２３ａ、２３ｂがその対向する端部同士が重なりあって、重ね合せ部３０、３０が形成され、この重ね合せ部３０、３０にボルト部材３２、３２を挿通して、図示省略のナット部材を各ボルト部材３２、３２に螺着することになる。この場合、内側に配設される突出部２７及び一方の立上片部２３ａの他端部（凹所２８側の端部）にねじ孔を設ければ、このねじ孔にボルト部材３２を螺着することによって、ナット部材を省略することができる。

上記冷却ファンでは、ブレード１と、このブレード１に対応するリング形成片１１とが一体成形であるため、ブレード１に対するリング形成片１１の位置をバランス良く設定することができる。このため、アンバランスによる振動や騒音の発生を抑えることができ、静寂なファンを提供することができる。また、ブレード１とリング形成片１１とが一体であるため、高強度構造とすることができる。これにより、安定した風量の冷却風を被冷却部材（ラジエータ等）に供給することができる。さらに、ブレード１とリング形成片１１とを一体成形するものであるので、大型の冷却ファンであっても、成形時に使用する金型として小型でよく、低コストにて製造することができる。このため、製作台数が小であって、莫大な製作費用が掛る大型建設機械用の冷却ファンとして最適となる。また、建設機械（建設車両）においては、ファン及びエンジンはその騒音寄与が大きく、このような騒音の少ないファンを用いることは建設車両にとって好ましいものとなる。

また、周方向に隣合うリング形成片１１、１１を相互に連結したので、ファン全体として強度的に優れると共に、バランス性の向上を達成できるので、安定した冷却風を供給することができる。また、各リング形成片１１、１１間での翼端からの空気の流れの洩れを防止できるので、冷却効率の向上を図ることができる。すなわち、各リング形成片１１にて構成されるリング体２は、正圧面から負圧面への逆流や翼端渦の発生を抑えるためのリング体としての機能を安定して発揮することができる。さらに、中心部位を鋼製の支持体３にて構成することができ、安定した回転駆動が可能となると共に、強度的に一層優れることになる。このため、長期にわたって安定した冷却風を供給することができる。

さらに、支持体３の支持片部５にブレード構成部１２を連結することになるが、この場合、支持片部５に対するブレード構成部１２の径方向位置を変えることによって、径の相違する冷却ファンを形成することができる。この際、上記実施の形態では、リベット９・・等の固定手段１０にて支持体３の支持片部５にブレード１を固定するものであり、支持片部５に対するブレード構成部１２の径方向位置を簡単に変更することができる。このため、同一の支持体３とセグメント１４とを使用して、径寸法の相違する冷却ファンを簡単に形成することができ、種類の相違する冷却ファンを低コストにて供給することができる。

上記冷却ファン用セグメントでは、ブレード構成部１２と、このブレード構成部１２に対応するリング形成片１２とが一体成形であるため、冷却ファンを組立てる際に、ブレード構成部１２とリング形成片１１とを結合する必要がない。このため、ブレード構成部１２に対するリング形成片１１の位置をバランス良く設定することができることになって、アンバランスによる振動や騒音の発生を抑えることができ、静寂なファンを製造することができる。また、ブレード構成部１２とリング形成片１１とが一体であるため、このセグメント１４にて構成される冷却ファンは高強度構造となって、このセグメント１４を使用して製造した冷却ファンは高強度構造となる。これにより、安定した風量の冷却風を被冷却部材（ラジエータ等）に供給することができる。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、リング体２として、周方向に隣合うリング形成片１１、１１を連結しないものであってもよい。また、リング体２のセグメント数としても任意に増減できる。さらに、周方向に隣合うリング形成片１１、１１を連結する場合、上記図４〜図６に示した連結手段に限るものではなく、例えば、各リング形成片１１・・に切欠部１６、１７を設けずに、端面同士を突き合わせ状とするものであってもよい。また、支持体３とブレード構成部１２との連結に使用する固定手段１０として、リベット９に限るものではなく、ボルト・ナット結合等の種々の固定手段を使用することができる。さらに、上記実施形態では、ブレード１毎に１個のリング形成片１１を対応させて、ブレード１の数とリング形成片１１の数とを一致させていたが、ブレード１の数とリング形成片１１の数とが相違するものであってもよい。すなわち、１個のリング形成片１１に２個以上のブレード１を持つものであってもよく、実施形態のようにブレード１が６個であるときに、リング形成片１１の数を例えば３個としたりすることができ、ブレード１の数とリング形成片１１の数をそれぞれ任意に設定することができる。

この発明の冷却ファンの実施形態を示す正面図である。 この発明の冷却ファンのセグメントの斜視図である。 冷却ファンの要部断面図である。 セグメントの連結方法を示す簡略斜視図である。 セグメントの他の連結方法を示す簡略斜視図である。 セグメントの別の連結方法を示す簡略斜視図である。 セグメントのさらに別の連結方法を示し、（ａ）はリング形成片の簡略側面図であり、（ｂ）はリング形成片の簡略平面図である。 従来の冷却ファンの断面図である。 従来の冷却ファンの正面図である。

符号の説明

１・・ブレード、２・・リング体、３・・支持体、５・・支持片部、１１・・リング形成片、１２・・ブレード構成部

Claims (4)

1. 複数のブレード（１）と、このブレード（１）の外周側に配設される円筒状のリング体（２）とを備えた冷却ファンであって、上記リング体（２）を、複数のリング形成片（１１）にて構成すると共に、ブレード（１）と、このブレード（１）に対応するリング形成片（１１）とを一体成形としたことを特徴とする冷却ファン。
2. 周方向に隣合うリング形成片（１１）（１１）を相互に連結したことを特徴とする請求項１の冷却ファン。
3. 軸心部を中心に回転すると共に、上記ブレード（１）を支持する複数の支持片部（５）を有する鋼製の支持体（３）を備えたことを特徴とする冷却ファン。
4. ブレード構成部（１２）と、このブレード構成部（１２）の外縁部に連設されるリング形成片（１１）とからなると共に、このブレード構成部（１２）とリング形成片（１１）とが一体成形されてなり、周方向に沿って複数個を配設することによって、各ブレード構成部（１２）が冷却ファンの各ブレード（１）となると共に、複数のリング形成片（１１）がブレード（１）の外周側に配設されるリング状体（２）となることを特徴とする冷却ファン用セグメント。