JPH0389000A

JPH0389000A - 自動車の熱交換器用冷却ファン

Info

Publication number: JPH0389000A
Application number: JP1224132A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ezaki; 江崎　信之
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-15
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JP2809442B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ラジェ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１Ｏ図は、このような自動車の熱交換器用冷却ファン
を備えたラジェータ冷却系を示すもので、図において符
号１１は、ラジェータを示しており、このラジェータ１
１の前方には、コンデンサ１３が配置されている。

そして、ラジェータ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ェータ冷却系では、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
ジェータ１１の熱交換効率を向上することができる。

そして、このようなラジェータ冷却系では、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１１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２
３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１２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
ューとするとともに、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。

請求項２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、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。

請求項３の自動車の熱交換器用冷却ファンは、請求項２
において、後退スキュー部の重心が、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
しているものである。

〔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するとともに、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る。

請求項２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、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。

請求項３の自動車の熱交換器用冷却ファンでは、請求項
２において、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
置させたので、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３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３１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３１の外周面には、樹脂からなる複数枚の翼
３３が、ボス部３１の中心から所定角度を置いて、ボス
部３１に一体形成されている。

そして、この実施例では、第２図に示すように、翼３３
の正面形状が、付根から先端にかけて、翼の回転方向と
逆方向に後退する後退スキューとされている。

また、第３図に示すように、翼３３の側面の回転軌跡形
状が、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。

この実施例では、回転軌跡の風上側および風下側は、外
周に向けて回転軌跡の幅を増大するような直線的なテー
バ３５とされており、矢符Ｂは風向きを示している。

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３３の正面形状を、付根から先端に
かけて、翼３３の回転方向Ａと逆方向に後退する後退ス
キューとするとともに、翼３３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３３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、翼後方法れを、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。

さらに、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、成形型を従来の軸流ファンからなる冷却
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。

第４図ないし第７図は、本発明の自動車の熱交換器用冷
却ファンの他の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４
３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６
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７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６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５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４３０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、翼後方塊れを、斜流流れに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へかでき、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。

そして、この実施例では、第６図に示したように、翼４
３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６図に示したように、後退ス
キニー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、成形壁
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８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が付根に部の法線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９図に
示すように、ラジェ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２５〜５０％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、翼の正面形状を、付根から先端にかけて、
翼の回転方向と逆方向に後退する後退スキューとすると
ともに、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る。すな
わち、従来よりファンの駆動トルクが小さく、レイアウ
ト性の良い斜流流れのファンとすることができる。

請求項２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、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。

請求項３の自動車の熱交換器用冷却ファンでは、請求項
２において、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
置させたので、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
施例の翼を示す断面図である。第２図は第１図の翼の正面図である。第３図は第１図の翼の回転軌跡を示す側面図である。第４図は本発明の自動車の熱交換器用冷却ファンの他の
実施例の翼を示す斜視図である。第５図は第４図の翼のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。第６図は第４図の翼の正面図である。第７図は第４図の翼の回転軌跡を示す側面図である。第８図は第５図に対応する説明図である。第９図はかぶり率を説明するための説明図である。第１０図は自動車のラジェータ冷却系を示す説明図であ
る。第１１図は従来の軸流ファンを示す説明図である。第１２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・・・後退スキュー第１図第図第図第図第図第１図第０図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（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するとともに、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。
（２）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
、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。
（３）後退スキュー部の重心が、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して
いることを特徴とする請求項２記載の自動車の熱交換器
用冷却ファン。