JPH04123327U - エンジン冷却用フアン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレードとシュラウドとの接触を考慮するこ
となく、双方の間のチップクリアランスを最小値に維持
可能とする。 【構成】 シュラウドをブレードの半径方向において複
数部分に分割し、その各々を弾性体で結合する。あるい
は、シュラウドの内周縁をブレード先端により切削可能
な材料で形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はエンジン冷却用のファンに関し、より詳細には、ファンブレードの周 囲に設けられたシュラウドの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７及び図８に従来のエンジン冷却用ファンを示す。図７はその断面図、図８ は正面図である。ファン１はエンジン４の出力軸２に取り付けられた複数のブレ ード３を有し、エンジン４の前方に配置され、出力軸２を介してエンジン４によ り駆動される。ファン１は吸気口５を介して外部から冷却用空気を吸引する。こ の冷却用空気はファン１の前方に配置されている熱交換器６を経て、エンジン４ の周囲を通って排気口７ａ、７ｂから排出される。

【０００３】 ファン１の性能を高めるため、ブレード３の周囲には、ブレード３と一定のク リアランスを保ってシュラウド８が設けられている。図６に示すように、シュラ ウド８は熱交換器６に固定的に取り付けられており、ブレード３と干渉しないよ うにブレード３の先端とシュラウド８との間にはチップクリアランスａが確保さ れている。このチップクリアランスａが小さいほど、ファン１の性能は向上し、 ファン１の送風量が大きくなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、この従来のファン１においては、シュラウド８は熱交換器６に固定的 に取り付けられており、さらにエンジン４は弾性支持体９ａ、９ｂにより弾性的 に支持されているので、車体の振動に伴うエンジン４の揺動によりブレード３の 先端とシュラウド８とが接触することがあり、接触によりブレード３とシュラウ ド８とが損傷するおそれが大きかった。このおそれを回避するため、従来のファ ンにおいては、チップクリアランスａは余裕を見込んで大きめに設定されていた が、チップクリアランスａを大きくすれば、ブレード３とシュラウド８とが干渉 するおそれは減少するが、ファン１の送風量が低下するという問題があった。

【０００５】 本考案はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ブレードとシュラウド との干渉を考慮することなく、双方の間のチップクリアランスを最小に維持する ことができるファンを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案は、回転軸と、該回転軸に取付けられ、半径 方向に延びる少なくとも一枚のブレードと、該ブレードの先端と一定のクリアラ ンスを保ってブレードの周囲に設けられたシュラウドとを備えるファンに改良を 加える。

【０００７】 本考案に係る第一のファンにおいては、シュラウドは、ブレードの半径方向に おいて複数のシュラウド部分に分割され、分割された複数のシュラウド部分の各 々はブレードの半径方向に伸縮可能な弾性体で連結される。 さらに、本考案に係る第二のファンにおいては、シュラウドの内周縁はブレー ドの先端により切削可能な材料からなる。

【０００８】

【作用】

第一のファンにおいては、ブレード先端とシュラウドとが接触し、双方の位置 が相対的に変動しても、その接触個所においてシュラウドがブレードの半径方向 外側に変位し、接触時の衝撃を緩和する。ブレード先端とシュラウドとの接触状 態が終了すると、変位していたシュラウドは元の位置に復帰し、チップクリアラ ンスが一定値（最小値）に保たれる。

【０００９】 第二のファンにおいては、ブレード先端とシュラウドとが接触し、双方の位置 が相対的に変動すると、ブレード先端によりシュラウドの内周の接触部分が削り 取られる。以後、それ以上の大きな相対変動がない限りはブレードとシュラウド との接触は起きない。このため、ファンを駆動しているうちに自動的に必要最小 限のチップクリアランスを確保することができる。

【００１０】

【実施例】

図１乃至図３に本考案に係るファンの一実施例を示す。ファン１１はエンジン （図示せず）の出力軸１２に取り付けられた複数のブレード１３を有し、エンジ ンの前方に配置され、出力軸１２を介してエンジンにより駆動される。ファン１ １は、従来のファンと同様に、吸気口（図示せず）を介して外部から冷却用空気 を吸引し、この空気はファン１１の前方に配置されている熱交換器１４を経て、 エンジンの周囲を通って排気口（図示せず）から排出される。

【００１１】 ファン１１の周囲には、ブレード１３と一定のチップクリアランスａを保って シュラウド１８が設けられている。シュラウド１８は二つのシュラウド部材１８ ａ、１８ｂからなる。シュラウド部材１８ａは熱交換器１４に固定的に取り付け られている断面Ｌ字型の環状部材であり、図３に示すように、シュラウド部材１ ８ａのリング状部分１９には等間隔に４個の孔２０が設けられている。シュラウ ド部材１８ｂは弾性体２１を介してシュラウド部材１８ａに取り付けられている リング状の部材である。

【００１２】 弾性体２１は、中心に中央開口２１ａを有する環状の部材であり、円周部分２ １ｂには等角度に形成された４個の開口２１ｃを有する。この弾性体２１は中央 開口２１ａを中心として厚みが円周部分２１ｂよりも厚くなっている環状部分２ １ｄが形成されている。この環状部分２１ｄはシュラウド部材１８ａの厚さ分だ け円周部分２１ｂよりも厚さが大きくなっている。なお、シュラウド部材１８ａ の孔２０及び弾性体２１の開口２１ｃは４個に限定されるものではなく、少なく とも２個あれば足りる。

【００１３】 この弾性体２１は、図２に示すように、４個の開口２１ｃに対応する４個の孔 を有する環状リング２２を介して、環状部分２１ｄがシュラウド部材１８ａの４ 個の孔２０内部に収納されるように、複数個のネジ２３によってシュラウド部材 １８ａに取り付けられている。 シュラウド部材１８ｂは弾性体２１の中央開口２１ａに嵌挿されたボルト２４ 、ワッシャ２５及びナット２６を介して弾性体２１に取り付けられている。すな わち、シュラウド部材１８ｂはシュラウド部材１８ａに直接に取り付けられてい るのではなく、弾性体２１を経てシュラウド部材１８ａに取り付けられている構 造となっており、シュラウド部材１８ａはシュラウド部材１８ｂに対して相対的 にブレード１３の半径方向に変位できるようになっている。。なお、弾性体２１ の環状部分２１ｄはシュラウド部材１８ａの厚さと同じ厚さを有しているので、 シュラウド部材１８ｂはシュラウド部材１８ａに平面的に接して取り付けられて いる。

【００１４】 前述のようにエンジンの揺動によって、ブレード１３の先端とシュラウド部材 １８ｂとが接触すると、その接触個所において、弾性体２１の弾性力によりシュ ラウド部材１８ｂはブレード１３の半径方向外側に変位する。これによって、ブ レード１３とシュラウド部材１８ｂとの接触による衝撃が弱まり、双方の損傷を 防止することができる。ブレード１３とシュラウド部材１８ｂとの接触状態が終 了すると、ブレード１３の半径方向外側に収縮していた弾性体２１の復元力を受 けてシュラウド部材１８ｂは元の位置に復帰する。このように、ブレード１３と シュラウド部材１８ｂとの接触にもかかわらず、チップクリアランスａを最小値 に維持することができる。

【００１５】 図４は本考案に係るファンの他の実施例を示す。本実施例においては、弾性体 ３１は中央開口３１ａを有する環状部材であり、外周から中央開口３１ａに向か って一定の深さだけ延びる溝３２が形成されている。弾性体３１はシュラウド部 材１８ａの円周部分１９に等間隔に設けられた４個の孔２０に各々嵌合されてお り、この状態では、図４に示すように、シュラウド部材１８ａが溝３２に嵌合し て弾性体３１を支持している。シュラウド部材１８ａはボルト３３、ワッシャ３ ４及びナット３５を介して各弾性体３１に取り付けられている。

【００１６】 この実施例においても、前述の実施例と同様に、ブレード１３とシュラウド部 材１８ｂとが接触すると弾性体３１の弾性力によりシュラウド部材１８ｂがシュ ラウド部材１８ａに対して相対的にブレード１３の半径方向外側に変位し、接触 による衝撃を弱め、接触状態が終了するとシュラウド部材１８ｂが元の位置に復 帰し、チップクリアランスａを最小値に維持することができる。

【００１７】 図５には本考案に係るファンの他の態様における一実施例を示す。ファン４１ はエンジン（図示せず）の出力軸４２に取り付けられた複数のブレード４３を有 し、エンジンの前方に配置され、出力軸４２を介してエンジンにより駆動される 。ファン４１は、従来のファンと同様に、吸気口（図示せず）を介して外部から 冷却用空気を吸引し、この空気はファン４１の前方に配置されている熱交換器４ ４を経て、エンジンの周囲を通って排気口（図示せず）から排出される。

【００１８】 ファン４１の周囲には、ブレード４３と一定のチップクリアランスａを保って シュラウド４８が設けられている。シュラウド４８は二つのシュラウド部材４８ ａ、４８ｂからなる。シュラウド部材４８ａは熱交換器４４に固定的に取り付け られている断面Ｌ字型の環状部材であり、図３に示したものと同様に、シュラウ ド部材４８ａのリング状部分４９には等間隔に４個の孔５０が設けられている。 シュラウド部材４８ｂは環状の平板部材であり、シュラウド部材４８ａのリング 状部分４９に対応して設けられた４個の孔５１に挿通されたボルト５２、ワッシ ャ５３及びナット５４を介してシュラウド部材４８ａと押さえ板５５との間に取 り付けられている。押さえ板５５は環状の平板部材であり、シュラウド部材４８ ｂをシュラウド部材４８ａに対して平均的に押圧するとともに、シュラウド部材 ４８ｂの強度を補うためのものである。この押さえ板５５の取り付け位置または 大きさを決定する際には、ブレード４３の最大変位を考慮する必要がある。すな わち、ブレード４３がシュラウド部材４８ｂに接触した際に、ブレード４３が同 時にこの押さえ板５５にも接触しないように、押さえ板５５の内周縁の位置を決 定する。なお、この押さえ板５５に代えて通常のワッシャなどを用いることもで きる。

【００１９】 ブレード４３の先端にはシュラウド部材４８ｂに対応する位置に切削板５６が 埋め込まれており、シュラウド部材４８ｂの材質の硬度はこの切削板５６の材質 の硬度よりも小さくなるように選定される。このため、ブレード４３が回転した 状態で切削板５６がシュラウド部材４８ｂに接触すると、シュラウド部材４８ｂ は切削板５６により切削される。シュラウド部材４８ｂの材質としては、例えば 、発泡スチロールなどを用いる。

【００２０】 シュラウド部材４８ａにはストッパー５７が固定されており、このストッパー ５７はシュラウド部材４８ｂがブレード４３との間にチップクリアランスａを維 持する位置から外方にずれないようにするためのものである。 定常状態ではブレード４３はシュラウド部材４８ｂとの間にチップクリアラン スａを保って回転を続けるが、前述のようにエンジンの揺動その他の原因により ブレード４３がその半径方向に変位してブレード４３の先端とシュラウド部材４ ８ｂとが接触することがある。この場合には、ブレード４３とシュラウド部材４ ８ｂとが接触した範囲内において、ブレード４３の先端に埋め込まれた切削板５ ６によりシュラウド部材４８ｂが削り取られる。以後、これより大きなブレード ４３の変位がない限り、シュラウド部材４８ｂはそれ以上削り取られることはな く、最初に削り取られた後に生じた新たなチップクリアランスを保ってブレード ４３は回転を続ける。すなわち、ブレード４３の変位に応じて、チップクリアラ ンスが自動的に調節され、最も適当なチップクリアランスの値を最小値として維 持することができる。なお、ストッパー５７によって、シュラウド部材４８ａが ブレード４３からの押圧力を受けてブレード４３の半径方向外側にずれることは ない。

【００２１】 シュラウド部材４８ｂは着脱自在であるので、破損状態が激しくなったときに は何回でも新品に交換可能である。 なお、切削板５６は特に取り付ける必要はなく、ブレード４３の先端部分の硬 度がシュラウド部材４８ｂの材質の硬度よりも大きくなるようにしておけば十分 である。

【００２２】 図６に本考案に係るファンと従来のファンの性能を表した特性線図を示す。同 図に示すように、本考案に係るファンの特性曲線Ａは従来のファンの特性曲線Ｂ よりも上側に位置しており、同じファン静圧の値に対しては本考案に係るファン の方が風量が大きい。すなわち、本考案に係るファンの方がファン性能が良いと を示している。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように、本考案においては、ブレードとシュラウドとが接触しても、シ ュラウドが接触個所とは反対の方向に変位し、あるいはシュラウドがブレードに よって削り取られ、ブレードとシュラウドとの接触状態が終了すれば、ブレード はシュラウドとの間に一定のチップクリアランスを維持したまま回転を続けるこ とができる。すなわち、本考案に係るファンおいては、ブレードとシュラウドと が接触したとしてもチップクリアランスを最小値に維持することが可能であり、 したがって、ファンの送風量を最大に保つことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るファンの一実施例の断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ方向から見た部分的な拡大図であ
る。

【図３】図１のＢ−Ｂ方向から見た背面図である。

【図４】本考案に係るファンの他の実施例の断面図であ
る。

【図５】本考案に係るファンの他の態様における一実施
例である。

【図６】本考案に係るファンと従来のファンの性能を比
較する線図である。

【図７】従来のファンの断面図である。

【図８】図７に示した従来のファンの正面図である。

【符号の説明】

１ ファン ３ ブレード ４ エンジン ８ シュラウド １１ ファン １３ ブレード １８ａ シュラウド部材 １８ｂ シュラウド部材 ２１ 弾性体 ２２ 環状リング ３１ 弾性体 ３２ 溝 ４１ ファン ４３ ブレード ４８ａ シュラウド部材 ４８ｂ シュラウド部材 ５５ 押さえ板 ５６ 切削板 ５７ ストッパー

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と、該回転軸に取付けられ、半径
   方向に延びる少なくとも一枚のブレードと、該ブレード
   の先端と一定のクリアランスを保って前記ブレードの周
   囲に設けられたシュラウドとを備えるファンにおいて、
   前記シュラウドは、前記ブレードの半径方向において複
   数のシュラウド部分に分割され、分割された複数の前記
   シュラウド部分の各々は前記ブレードの半径方向に伸縮
   可能な弾性体で連結されていることを特徴とするファ
   ン。
2. 【請求項２】 回転軸と、該回転軸に取付けられ、半径
   方向に延びる少なくとも一枚のブレードと、該ブレード
   の先端と一定のクリアランスを保って前記ブレードの周
   囲に設けられたシュラウドとを備えるファンにおいて、
   前記シュラウドの内周縁は前記ブレードの先端により切
   削可能な材料からなることを特徴とするファン。