JP2809442B2 - 自動車の熱交換器用冷却ファン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車の熱交換器用冷却ファンに関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車では、ラジエータ等の熱交換器に空気
を効率的に導くため、例えば、特公昭50−34256号公報
に開示されるような自動車の熱交換器用冷却ファンが配
置されている。

第７図は、このような自動車の熱交換器用冷却ファン
を備えたラジエータ冷却系を示すもので、図において符
号11は、ラジエータを示しており、このラジエータ11の
前方には、コンデンサ13が配置されている。

そして、ラジエータ11の後面には、シュラウド15の一
端が開口されており、このシュラウド15の後端開口に
は、エンジン17により回転される軸流ファン19が配置さ
れている。

以上のように構成されたラジエータ冷却系では、エン
ジン17により軸流ファン19を回転することにより、空気
が図の矢符方向に流通され、コンデンサ13およびラジエ
ータ11の熱交換効率を向上することができる。

そして、このようなラジエータ冷却系では、軸流ファ
ン19の後方に、空気の流れを阻害するエンジン17が配置
されているため、空気を効率的に流通するためには、第
８図に矢符で示すように、空気を斜流方向に流す必要が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の軸流ファン19において、このよ
うな斜流効果を得るためには、ボス部21に対する翼23の
取付角を増大させる必要があり、このように取付角を増
大する場合には、回転トルクが増大し、ファン効率が低
下するという問題があった。

一方、第９図に示すように、斜流ファンを採用するこ
とも考えられるが、この場合には、型製作コストが増大
し、ボス部25の外周に配置される翼27の幅が大きくな
り、レイアウト性が低下し、また、軸流ファンに比較し
てファン効率が低減するという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決したもので、翼の
取付角および側面幅を増大することなく、翼後方流れ
を、斜流流れにすることができ、また、翼の付根の端部
に作用する応力集中を緩和することのできる自動車の熱
交換器用冷却ファンを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の自動車の熱交換器用冷却ファンは、ボス部
の外周面に複数枚の翼を配置してなる自動車の熱交換器
用冷却ファンにおいて、前記翼の正面形状を、付根から
中間部にかけて、翼の回転方向に、前進する前進スキュ
ーとするとともに、中間部から先端にかけて、翼の回転
方向と逆方向に後退する後退スキューとし、後退スキュ
ー部の重心を、翼を正面から見た場合に、翼の付根部の
中心線上あるいはこの近傍に位置させ、、さらに、前記
翼の側面の回転軌跡形状を、回転軌跡の中心軸に対して
風上側および風下側が対称形状となるように形成してな
るものである。

〔作 用〕

請求項１の自動車の熱交換器用冷却ファンでは、翼の
正面形状を、付根から中間部にかけて、翼の回転方向
に、前進する前進スキューとするとともに、中間部から
先端にかけて、翼の回転方向と逆方向に後退する後退ス
キューとし、後退スキュー部の重心を、翼を正面から見
た場合に、翼の付根部の中心線上あるいはこの近傍に位
置させ、、さらに、翼の側面の回転軌跡形状を、回転軌
跡の中心軸に対して風上側および風下側が対称形状とな
るように形成したので、翼後方流れが斜流流れとなり、
また、翼の付根の端部に作用する曲げモーメントが低減
されるとともに、翼の付根の中央部あるいはこの近傍
に、曲げモーメントが作用することとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す実施例について説明
する。

第１図ないし第４図は、本発明の自動車の熱交換器用
冷却ファンの一実施例を示すもので、これ等の図におい
て符号41は、樹脂からなる円筒状のボス部を示してい
る。

このボス部41の外周面には、樹脂からなる７枚の翼43
が、ボス部41の中心から所定角度を置いて、ボス部41に
一体形成されている。

そして、冷却ファンの正面からの翼43の形状は、第３
図に示すように、ボス部41付根から翼43中央部までは、
軸流ファンの回転方向Ａ側に向けて傾斜する前進スキュ
ー45で、翼43中央から翼43先端にかけて、回転方向Ａ側
と反対に向けて傾斜する後退スキュー47となるような複
合スキュー翼とされている。

また、翼43の側面からの回転軌跡は、第４図に示すよ
うに、回転軌跡の中心軸Ｓに対して風上側および風下側
が対称形状となるように形成されている。

そして、この実施例では、後退スキュー47部の重心位
置Ｐは、第３図に示すように、翼43を正面から見た場合
には、翼43の付根部の中心線Ｃ上に位置され、一方、第
２図に示したような断面をとった場合には、翼43のボス
部41への付根Ｋにおけるボス部41の法線Ｎ上に位置する
ように形成されている。

しかして、以上のように構成された自動車の熱交換器
用冷却ファンでは、翼43の正面形状を、付根から中間部
にかけて、翼43の回転方向に、前進する前進スキュー45
とするとともに、中間部から先端にかけて、翼43の回転
方向と逆方向に後退する後退スキュー47とし、さらに、
翼43の側面の回転軌跡形状を、回転軌跡の中心軸Ｓに対
して風上側および風下側が対称形状となるように形成し
たので、翼43の圧力面の流れが斜流（遠心）方向に向け
て流れ易くなり、取付角を増大することなく、翼後方流
れを、斜流流れにすることが可能となる。

従って、冷却ファンの後方に、空気の流れを阻害する
エンジン等の抵抗体が配置されている場合においても、
空気の流れが阻害されることが低減し、空気を効率的に
流通することが可能となり、ファン効率を向上すること
が可能となる。

そして、ファン効率が高くなるために、冷却ファンの
駆動トルクを小さくすることができ、例えば、テンカッ
プリング等の容量を小さくすることが可能となる。

また、以上のように構成された自動車の熱交換器用冷
却ファンでは、回転軌跡の中心軸Ｓに対して風上側およ
び風下側が対称形状となるように形成したので、正面形
状が同一の場合には、側面幅を従来より大幅に低減する
ことが可能となる。

そして、この実施例では、第３図に示したように、翼
43を、ボス部41の付根から翼43中央部まで、前進スキュ
ー45とし、翼43の回転方向に向けて反らしたので、翼43
に加わる推力による曲げモーメントを小さくすることが
可能となる。

また、この実施例では、第３図に示したように、後退
スキュー47部の重心位置Ｐを、翼43を正面から見た場合
に、翼43の付根部の中心線上に位置させたので、翼43の
付根の端部に作用する応力集中を緩和することが可能と
なる。

また、以上のように構成された冷却ファンでは、成形
型を従来の軸流ファンとほぼ同様に加工できるので、型
費の増大を抑制することが可能となる。

なお、上述した作用効果を適切に得るためには、翼43
の具体的な寸法形状は、以下述べる寸法範囲内に設定す
るのが望ましいことが、本発明者の各種実験結果により
確認されている。

すなわち、第５図に示すように、後退スキュー47の反
り角θ１は、５゜から32゜の範囲内にあることが望まし
い。

すなわち、θ１の値が５゜未満の時には、充分な斜流
効果を得ることが困難になる。

また、θ１の値が32゜を越える時には、翼33の後退ス
キュー47の正圧面の流れが剥離し、充分な風量を得るこ
とが困難になる。

そして、θ２の値は、後退スキュー47の反り角θ１と
の関係において決められ、後退スキュー47の重心位置Ｐ
が付根Ｋ部の法線Ｎ上に位置するように決められる。こ
のθ２の値は、例えば、５゜〜18゜とされる。

そして、さらに、翼33のボス部41への付根取付角は、
45゜〜55゜程度の範囲が望ましく、一方、翼43の先端の
先端取付角は、40゜〜45゜程度の範囲が望ましい。

また、以上のように構成された軸流ファンは、第６図
に示すように、ラジエータ等の熱交換器に配置されるシ
ュラウド52内に配置されて使用されるが、翼43のシュラ
ウド52内に位置する先端部長さＬを、翼43の先端幅Ｗで
除した値に100を掛けて得られる、所謂かぶり率の値を2
5〜50％にすることにより、斜流効果をより増大するこ
とが可能となる。

すなわち、従来の冷却ファンでは、翼43先端において
シュラウド52側に逆流する漏れ損失が増大することを考
慮し、かぶり率は、60〜80％であったが、本発明の冷却
ファンでは、かぶり率を50％以下にしても漏れ損失がほ
とんど発生しないため、かぶり率を50％以下にすること
が可能となり、これにより、さらに斜流効果を増大する
ことが可能となる。

また、シュラウド52の幅を小さくすることができ、シ
ュラウド52の軽量化を図ることが可能となる。

なお、以上述べた実施例では、エンジンファンに本発
明を適用した例について述べたが、本発明は、かかる実
施例に限定されるものではなく、例えば、モータファン
にも適用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、請求項１の自動車の熱交換器用冷
却ファンでは、翼の取付角および側面幅を増大すること
なく、翼後方流れを、斜流流れにすることができ、さら
に、翼の付根の端部に作用する応力集中を緩和すること
ができるとともに、翼の付根の中央部あるいはこの近傍
に、曲げモーメントが作用することとなり、翼の付根の
端部に作用する応力集中を充分に緩和することができる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動車の熱交換器用冷却ファンの一実
施例の翼を示す斜視図である。 第２図は第１図の翼のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 第３図は第１図の翼の正面図である。 第４図は第１図の翼の回転軌跡を示す側面図である。 第５図は第２図に対応する説明図である。 第６図はかぶり率を説明するための説明図である。 第７図は自動車のラジエータ冷却系を示す説明図であ
る。 第８図は従来の軸流ファンを示す説明図である。 第９図は斜流ファンを示す説明図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 31,41……ボス部 33,43……翼 45……前進スキュー 47……後退スキュー。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボス部の外周面に複数枚の翼を配置してな
   る自動車の熱交換器用冷却ファンにおいて、 前記翼の正面形状を、付根から中間部にかけて、翼の回
   転方向に、前進する前進スキューとするとともに、中間
   部から先端にかけて、翼の回転方向と逆方向に後退する
   後退スキューとし、後退スキュー部の重心を、翼を正面
   から見た場合に、翼の付根部の中心線上あるいはこの近
   傍に位置させ、さらに、前記翼の側面の回転軌跡形状
   を、回転軌跡の中心軸に対して風上側および風下側が対
   称形状となるように形成してなる ことを特徴とする自動車の熱交換器用冷却ファン。