JP2018519471A - ファン及びファンを備える換気ユニット - Google Patents

Abstract

軸流ファン（５）は回転軸（Ｒ）を有し、底壁（１６）と底壁（１６）から延びて回転軸（Ｒ）に沿って底壁（１６）の反対側に周辺端部（１８）を有する側壁（１７）とを備えるハブを備える。このファンは、側壁（１７）からハブ（１４）の外側へと延びる複数の翼（１５）と、ハブ（１４）の内部の少なくとも一つのフィン（１９）とを備え、フィンは、ハブ（１４）のカップ状構造を形成する底壁（１５）と側壁（１７）とを越えて軸方向に延びる端部（２０）を備える。ファンは、ハブ（１４）の外側へと周辺端部（１８）を越えて軸方向に突出する端部（２０）を備える。

Description

本発明は、ファン及びファンと対応するシュラウドとを備える換気ユニットとに関する。

本明細書で述べる換気ユニットは一般にファンとこのファンの支持シュラウドとによって形成されるものであって、自動車用用途におけるラジエータを冷却するためのものである。

ファンは通常電気モータによって構成されるが、このモータは、好ましくは密閉式であり、本件では軸流型である、対応するファンを作動させるためのモータである。

電気モータは、ケースと、ケースを閉じるためのキャップと、カップ状のハブによってファンにしっかりと拘束された出口シャフトとを有する。このカップ状のハブによってモータそのものの少なくとも一部を収容し、このハブから複数の翼が突出する。

シュラウドは、対応する支持リングによってモータを支持し、ラジエータから取り除く熱を最適化するようにファンを少なくとも部分的に収容するために設けられる。

特に、シュラウドは一般に、略円筒状の端壁を有する外側筒状部材を備える。支持リングは複数のアーム又はスポークによってこの端壁に接続しており、複数のアーム又はスポークは筒状部品内部の円筒状壁から突出する。

支持リングは、円筒状の壁と同軸であって、モータは支持リングと同軸上に搭載される。

従来技術の解決策にはいくつかの問題点があった。

シュラウド内でファンを位置決め及び固定するので、電気モータによって動作中に発生する熱の除去及び排出を効率的に行うことができず、即ち、キャップとケースを適切に冷却することができない。

一般に、モータを支持するためのシュラウドのリングはモータそのものを覆うものであって、使用時に発生する熱を伝えるのに適した気流を循環させるものではない。

ファンのハブは一般的にモータ上で密閉されており、対流による電気モータのケースやキャップを冷却する空気の循環を妨げるものでもある。

モータを冷却できないと、動作温度が制限され、従って性能が制限されることになる。

或いは、所定レベルの性能が必要な場合、うまく冷却されない場合には、モータの継続時間が制限されることになる。

以上に鑑みて、本発明の主な目的は、上述の欠点を克服することである。

本発明の目的は、電気モータ、特にキャップとケースの両方を冷却するための気流を発生させることに寄与するファンを提供することである。

本発明の更なる目的は、従来技術の解決策に比べて、電気モータのキャップ及びケース周辺の空気の流れをよりよくすることのできる換気ユニットを開示することである。

上述のような本発明の技術的目的及び目標は、請求項１に記載のファン及び請求項１０に記載の換気ユニットによって実質的に達成される。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面に示したような好適であるがこれに限定するものではない換気ユニットの実施形態についての以下の説明によってより明らかとなるであろう。但し、以下の記載によって本発明を限定するものではない。
本発明の換気ユニットの概略斜視図。 図１の換気ユニットの第二の概略斜視図。 上述の図における換気ユニットの一部分解概略斜視図であって、より分かり易くするために幾つかの部分を省いた図。 本発明の換気ユニットの概略断面図であって、より分かり易くするために幾つかの部分を省いた図。

特に図１及び図２を参照すると、参照符号１により、本発明の換気ユニットを示す。

換気ユニット１は、好ましくは自動車用用途向けであってラジエータを冷却するものである。

換気ユニット１は、回転軸Ｒを有するファン２と、ファン２の支持シュラウド３とを備える。

ファン２は、電気モータ４と、モータ２によって作動し、軸方向の流れを有するファン５、即ち簡単に言うと軸流ファンであって、回転軸Ｒの周りを回転可能なファンを備える。

特に図３に示すように、好ましくは密閉及び密封型のモータ４は、実質的には既知の種類のモータであって本発明を理解するのに必要な部分に関してのみ記載されており、外側ケース６と、ケースを閉じるためのキャップ７と、回転軸Ｒと同軸であってファン５が接続されるシャフト８とを備える。

特に、シャフト８は、キャップ７と反対側でケース６から突出する端部９を備え、この端部に例えば締りばめ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｉｔｔｉｎｇ）によってファン５が接続される。

シュラウド３は、モータ４を支持するためのリング１０を備え、このリングに実質的に既知の方法、例えば、リング１０から延びた適切な突出部においてネジ等によってモータ４が固定される。

モータ４は、固定されたリング１０の内部に挿入され、このリングによって支持される。

リング１０は、外側環状壁１１を有し、この壁から実質的に既知の種類の複数のアーム又はスポーク１２がモータの反対側において突出する。

有利なことに、環状壁１１は、ファン５の反対側においてキャップ７の所にまで軸方向に突出している。

好ましくは、壁１１は、ハブ１４の径方向の寸法に等しい径方向の寸法を有する。

シュラウド３は、リング１０の外側に筒状要素１３を備え、この筒状要素にアーム１２が接続される。

一般的に、換気ユニット１は、図示しない一般的な用途において、筒状要素１３によって、更にはアーム１２及びファン２を支持するリング１０によって設置される。

ファン５をより詳しく観察すると、ファンは、カップ状のハブ１４と、ハブ１４から延びた複数の翼１５とを備える。翼は、好ましくはプラスチック材料を用いた成形によってハブとの単体として形成される。

図４に示すように、モータ４は、少なくとも部分的にハブ１４の内部に収容される。

ハブ１４は、端壁１６を備え、この端壁によってファン５はシャフト８に接続される。

ハブ１４は、端壁１６から延びて周辺端部１８を有する側壁１７を備える。側壁１７は略円形であって、回転軸Ｒに沿って端壁１６の反対側にある。

端壁１６と側壁１７とによって、ハブ１４のカップ状構造が形成される。

翼１５は、好ましくはハブ１４の側壁１７からその外側に、カップ状構造の外側へと向かって延びる。

特に図３及び図４を参照すると、ファン５は、複数のフィン１９を備えることがわかる。これらのフィンは好ましくはハブ１４との単体として、カップ状構造の内部に形成され、使用時には、ハブ１４の内部に接線方向の下降気流を発生してモータ４から熱を除去する。

図示した好適な実施形態において、フィン１９は、ハブ１４内部に等角度間隔に配置され、例えば７つのフィンが設置される。

各フィン１９は、側壁１７の周辺端部１８を超えてカップ状構造の外側へと、即ちハブ１４の外部へと突出する部分２０を備える。

好ましくは、これらの端部２０は、軸方向に沿って、ファン２の回転軸Ｒに略並行にハブ１４の外側へと突出する。

図示した好適な実施形態において、各付属物（ａｐｐｅｎｄａｇｅ）１９は、ハブ１４の内部において側壁１７から好ましくは径方向に延びる第一の部分２１を有する。

この第一の部分２１は、ファン５の回転軸Ｒに平行であって、好ましくはハブ１４の内側に向かってハブ１４全体の軸方向寸法に沿って延びる主延出方向を有する。

端部２０は、端部１８を越えた第一の部分２１の少なくとも部分的な延出部によって形成されることが好ましい。

図示した好適な実施形態において、各フィン１９は、ハブ１４の内側に向かって端壁１６から延びる第二の部分２２を備える。

各第二の部分２２は、対応する第一の部分２１に接続され、この部分へと延出する。

好ましくは、各第二の部分２２は、略径方向であってハブ１４の内側に向かって延びる主延出方向を有する。

特に図４を参照すると、各フィン１９は略Ｌ字型形状を有し、第二の径方向部分２２と第一の軸方向部分２１とがハブ１４の内側に位置し、端部２０がそこから延びていることがわかる。

各端部２０は、ハブ１４の内側に対向する、即ち電気モータ４側の内側端部２３と、ハブ１４の外側に対向する、即ち翼１５側の外側端部２４とを有する。

図示した好適な実施形態において、外側端部２４の回転軸Ｒからの径方向距離は、回転軸Ｒから側壁１７への径方向距離より短い。

実際には、各部分２０は、各フィン１９の対応する第一の部分２１に比べて径方向において薄くなっている。

使用時にフィン１９によって移動する空気が流出しやすくするように、ハブ１４は端壁１６と側壁１７との接続領域２６において複数の貫通孔２５を有する。

好ましくは、接続領域２６は湾曲した延出部であって、孔２５は曲線的な端部を有することが好ましい。

有利なことに、主に（ｐｒｅｖａｌｅｎｔｌｙ）軸方向の成分を有する流れにおいてケース及びキャップから取り除かれた熱が、ハブ１４から孔２５を介して流出していく。

特に図４を参照すると、電気モータ４の外側表面と環状壁１１とによって、環状の溝（ｃｈａｎｎｅｌ）２７が区切られていることがわかる。

各フィン１９の端部２０は、この溝２７の内部に少なくとも部分的に挿入されていることが好ましい。

具体的には、部分２０は、上述のように薄くなっており、溝２７の内部に挿入される。

リング１０の側壁１１は、ハブ１４の、特にその側壁１７の径方向寸法に略対応する径方向寸法を有することが好ましい。具体的には、壁１１の略円筒状の内側表面の内径は、ハブ１４の側壁１７の内径と同じである。

このように、接線方向の下降気流がモータのケース６及びキャップ７の周りに誘導されてこれらの部分から熱を運び去る。

特に、キャップを冷却するための接線方向の流れの成分は、環状の溝２７の内側でハブの外側へと延びるフィンの部分２０によって決定される。

Claims (13)

1. 回転軸（Ｒ）を有し、
   底壁（１６）と前記底壁（１６）から延びて前記回転軸（Ｒ）に沿って前記底壁（１６）の反対側に周辺端部（１８）を有する側壁（１７）とを備えるハブ（１４）であって、前記底壁（１６）と前記側壁（１７）とによって前記ハブ（１４）のカップ状構造が形成されるハブを備える軸流ファンであって、
   前記側壁（１７）から前記カップ状構造の外側へと延びる複数の翼（１５）と、
   前記カップ状構造の内部の少なくとも一つのフィン（１９）であって、使用時には前記ハブ（１４）の内部に接線方向の気流を発生させるためのフィンと、を備え、前記フィン（１９）が、前記ハブ（１４）の外側へと前記周辺端部（１８）を越えて突出する端部（２０）を備えることを特徴とする、ファン。
2. 前記フィン（１９）は、前記側壁（１７）から前記ハブ（１４）の内側へと向かって延びる第一の部分（２１）を有し、前記端部（２０）が前記第一の部分（２１）の少なくとも部分的な延出部によって形成される、請求項１に記載のファン。
3. 前記第一の部分（２１）は、前記回転軸（Ｒ）に平行である、請求項２に記載のファン。
4. 前記フィン（１９）は、前記底壁（１６）から前記ハブ（１４）の内側に向かって延びる第二の部分（２２）を備える、請求項１から３のいずれかに記載のファン。
5. 前記第二の部分（２２）は、前記回転軸（Ｒ）から径方向に延びる、請求項４に記載のファン。
6. 前記端部（２０）は、前記回転軸（Ｒ）に主に平行に延びる、請求項１から５のいずれかに記載のファン。
7. 前記ハブ（１４）は、前記底壁（１６）と前記側壁（１７）とを接続する領域（２６）において複数の貫通孔（２５）を有する、請求項１から６のいずれかに記載のファン。
8. 前記端部（２０）は、前記ハブ（１４）の内側に対向する内側端部（２３）と、前記ハブ（１４）の外側に対向する外側端部（２４）とを有し、前記外側端部（２４）の位置する前記回転軸（Ｒ）からの径方向距離が、前記回転軸（Ｒ）から前記側壁（１７）の径方向距離より短い、請求項１から７のいずれかに記載のファン。
9. 前記ハブ（１４）と前記翼（１５）と前記フィン（１９）とが成形によって単体として形成される、請求項１から８のいずれかに記載のファン。
10. ファン（２）と、前記ファン（２）の支持シュラウド（３）とを備える換気ユニットであって、
    前記ファン（２）は、電気モータ（４）と、前記電気モータによって作動するファン（５）とを備え、
    前記電気モータ（４）は、ケース（６）と、前記ケース（６）を閉じるキャップ（７）と、前記ファン（５）を接続するシャフト（８）とを備え、
    前記シュラウド（３）は、外部環状壁（１１）を有する、前記電気モータ（４）の支持リング（１０）を備え、前記ファン（５）が請求項１から９のいずれかに記載の種類のファンであって、前記電気モータ（４）が前記ハブ（１４）の内部に少なくとも部分的に収容されることを特徴とする換気ユニット。
11. 前記外部環状壁（１１）と前記電気モータ（４）とによって環状溝（２７）が区切られ、前記フィン（１９）の前記端部（２０）は前記環状溝（２７）に少なくとも部分的に挿入される、請求項１０に記載の換気ユニット。
12. 前記シャフト（８）は、前記キャップ（７）と反対側で前記ケース（６）から突出する端部（９）を備え、前記端部に前記ファン（５）の前記ハブ（１４）が接続され、前記外部環状壁（１１）は、前記ファン（５）の反対側で前記キャップ（７）の所まで軸方向に延びる、請求項１０又は１１に記載の換気ユニット。
13. 前記外部環状壁の径方向寸法（１１）は、前記ハブ（１４）の径方向寸法に等しい、請求項１０から１２のいずれかに記載の換気ユニット。

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