JPH07194058A - 回転ファン - Google Patents
回転ファンInfo
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- JPH07194058A JPH07194058A JP5335955A JP33595593A JPH07194058A JP H07194058 A JPH07194058 A JP H07194058A JP 5335955 A JP5335955 A JP 5335955A JP 33595593 A JP33595593 A JP 33595593A JP H07194058 A JPH07194058 A JP H07194058A
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- Japan
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- fan blade
- rotary
- rotation
- blade
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
- F04D29/287—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps with adjusting means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/09—Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低速回転域で十分な風量が得られると共に、
高速回転域での不要な風量増加を減少させて騒音の発生
を抑えることができる回転ファンを提供する。 【構成】 回転ファン１は、回転板１０と、その回転板
１０の周縁部１２に支持ピン２１を介して回動自在に支
持されるファンブレード１５と、そのファンブレード１
５をそれに加わる遠心力に対して逆方向に付勢する付勢
手段２２を有し、遠心力に対抗する付勢手段２２の付勢
力によって、吐出角度θを調整するブレード角調整機構
２０とを備える。
高速回転域での不要な風量増加を減少させて騒音の発生
を抑えることができる回転ファンを提供する。 【構成】 回転ファン１は、回転板１０と、その回転板
１０の周縁部１２に支持ピン２１を介して回動自在に支
持されるファンブレード１５と、そのファンブレード１
５をそれに加わる遠心力に対して逆方向に付勢する付勢
手段２２を有し、遠心力に対抗する付勢手段２２の付勢
力によって、吐出角度θを調整するブレード角調整機構
２０とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転して送風する回転
ファンに関し、特に、車両用交流発電機の回転軸と一体
回転して発熱部分を空冷する回転ファンに関する。
ファンに関し、特に、車両用交流発電機の回転軸と一体
回転して発熱部分を空冷する回転ファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車等の車両の居住性を向上す
べく、エンジンルームを狭小化する傾向にある。このた
め、エンジンルーム内が高密度化し、車両用交流発電機
の小型化が要求されている。また、安全性の向上や高付
加価値化の点からエンジンルーム内の装置の電子制御化
が図られ、その消費電力が増大する傾向にある。このた
め、エンジンルーム内の高温化が促され、これに対処す
べく、車両用交流発電機の冷却性能の一層の向上が要求
されている。車両用交流発電機の冷却方式としては、回
転軸と共に回転ファンを回転させて、強制冷却させる空
冷式のものが一般に用いられている。
べく、エンジンルームを狭小化する傾向にある。このた
め、エンジンルーム内が高密度化し、車両用交流発電機
の小型化が要求されている。また、安全性の向上や高付
加価値化の点からエンジンルーム内の装置の電子制御化
が図られ、その消費電力が増大する傾向にある。このた
め、エンジンルーム内の高温化が促され、これに対処す
べく、車両用交流発電機の冷却性能の一層の向上が要求
されている。車両用交流発電機の冷却方式としては、回
転軸と共に回転ファンを回転させて、強制冷却させる空
冷式のものが一般に用いられている。
【０００３】図２２は、空冷式の車両用交流発電機を示
す断面図であり、図の右側を前側とし、左側を後側とし
て、図示しない車両用エンジンに配装される。符号１１
０は回転軸であり、この回転軸１１０は、固定子鉄芯１
１１に嵌合固定された前ブラケット１１２と後ブラケッ
ト１１３との中央部に取り付けられた軸受１１４、１１
５によって、回転自在に支持されている。そして、回転
軸１１０の前端部にはプーリー１１６が取り付けられ、
プーリー１１６に巻回された図示しないベルトによっ
て、エンジン回転が回転軸１１０に伝達されるようにな
っている。この回転軸１１０には、励磁コイル１１８が
巻付けられた磁極鉄芯１１７が固着され、この磁極鉄芯
１１７に対向する固定子鉄芯１１１に、固定子コイル１
１９が巻付けられている。後ブラケット１１３内には、
固定子コイル１１９に発生する交流出力を全波整流する
整流器１２０と出力電圧を制御する電圧調整器１２１と
が配置されている。
す断面図であり、図の右側を前側とし、左側を後側とし
て、図示しない車両用エンジンに配装される。符号１１
０は回転軸であり、この回転軸１１０は、固定子鉄芯１
１１に嵌合固定された前ブラケット１１２と後ブラケッ
ト１１３との中央部に取り付けられた軸受１１４、１１
５によって、回転自在に支持されている。そして、回転
軸１１０の前端部にはプーリー１１６が取り付けられ、
プーリー１１６に巻回された図示しないベルトによっ
て、エンジン回転が回転軸１１０に伝達されるようにな
っている。この回転軸１１０には、励磁コイル１１８が
巻付けられた磁極鉄芯１１７が固着され、この磁極鉄芯
１１７に対向する固定子鉄芯１１１に、固定子コイル１
１９が巻付けられている。後ブラケット１１３内には、
固定子コイル１１９に発生する交流出力を全波整流する
整流器１２０と出力電圧を制御する電圧調整器１２１と
が配置されている。
【０００４】このような構成の交流発電機内に、回転フ
ァン１００が取り付けられている。具体的には、回転フ
ァン１００は片吸込み型であり、磁極鉄芯１１７の前、
後面にそれぞれ取り付けられて、磁極鉄芯１１７と一体
回転するようになっている。 これにより、磁極鉄芯１
１７の前面に取り付けられた回転ファン１００が回転す
ると、図２２の矢印Ａのように、外気が前ブラケット１
１２の吸気口１２２から発電機内に流入し、固定子コイ
ル１１９等を冷却して、排気口１２３から流出する。ま
た、磁極鉄芯１１７の後面に取り付けられた回転ファン
１００が回転すると、図２２の矢印Ｂのように、外気が
後ブラケット１１３の吸気口１２４、１２５から発電機
内に流入し、整流器１２０、電圧調整器１２１を冷却し
て、排気口１２６から流出するようになっている。
ァン１００が取り付けられている。具体的には、回転フ
ァン１００は片吸込み型であり、磁極鉄芯１１７の前、
後面にそれぞれ取り付けられて、磁極鉄芯１１７と一体
回転するようになっている。 これにより、磁極鉄芯１
１７の前面に取り付けられた回転ファン１００が回転す
ると、図２２の矢印Ａのように、外気が前ブラケット１
１２の吸気口１２２から発電機内に流入し、固定子コイ
ル１１９等を冷却して、排気口１２３から流出する。ま
た、磁極鉄芯１１７の後面に取り付けられた回転ファン
１００が回転すると、図２２の矢印Ｂのように、外気が
後ブラケット１１３の吸気口１２４、１２５から発電機
内に流入し、整流器１２０、電圧調整器１２１を冷却し
て、排気口１２６から流出するようになっている。
【０００５】従来、この種の回転ファンは、図２３に示
すような構成になっていた。回転ファン１００は、発電
機の磁極鉄芯１１７に取り付けられる回転板１０１と、
この回転板１０１の周縁に列設された複数のファンブレ
ード１０２とで構成されている。ファンブレード１０２
は、回転板１０１と一体的に形成されている。詳しく
は、一枚の薄状金属板をファンブレード１０２と回転板
１０１の形状を残してプレス切断し、各ファンブレード
１０２を回転板１０１に対して直角に起こすことによ
り、互に斜行する複数のファンブレード１０２を形成し
ている。すなわち、ファンブレード１０２の吐出角度θ
は回転ファン１００の回転と無関係に常に一定である。
ここで吐出角度θとは、ファンブレード１０２の回転板
１０１の回転方向前側の側面の最外周点と回転板１０１
の中心とを結ぶ直線と、回転板１０１の回転方向前側の
側面の最外周点での接線とがなす角である。
すような構成になっていた。回転ファン１００は、発電
機の磁極鉄芯１１７に取り付けられる回転板１０１と、
この回転板１０１の周縁に列設された複数のファンブレ
ード１０２とで構成されている。ファンブレード１０２
は、回転板１０１と一体的に形成されている。詳しく
は、一枚の薄状金属板をファンブレード１０２と回転板
１０１の形状を残してプレス切断し、各ファンブレード
１０２を回転板１０１に対して直角に起こすことによ
り、互に斜行する複数のファンブレード１０２を形成し
ている。すなわち、ファンブレード１０２の吐出角度θ
は回転ファン１００の回転と無関係に常に一定である。
ここで吐出角度θとは、ファンブレード１０２の回転板
１０１の回転方向前側の側面の最外周点と回転板１０１
の中心とを結ぶ直線と、回転板１０１の回転方向前側の
側面の最外周点での接線とがなす角である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用交流発電
機の回転ファン１００は、ファンブレード１０２の吐出
角度θは回転ファン１００の回転と無関係に常に一定で
あるので、図８に破線で示すように、風量が回転速度に
比例して線形的に増大し、この風量に対応して回転ファ
ン１００の回転騒音が大きくなる。さらに図８から明ら
かなように、発電機の出力電流は低速回転域（例えば毎
分４、０００回転以下）では回転数の増大に応じて急峻
に増大し、高速回転域（毎分４、０００回転以上）では
極めて緩やかに増加していく。また、発電機の出力電流
の増大に応じて発電機の温度上昇も大きくなるが、或る
回転数（例えば毎分４、０００回転）を超えるあたりか
ら次第に減少していく。このため、回転ファン１００の
低速回転域で発電機の冷却に必要な風量が得られるよう
に吐出角度θを設定すると、回転ファン１００の高速回
転域では、必要以上の無駄な風量となると共に、極めて
大きな騒音が発生するという問題点がある。これに対し
て、高速回転域での騒音を抑えるために高速回転域での
風量を必要最低限近くまで減少させるように吐出角度θ
を設定すると、回転ファン１００の低速回転域では十分
な風量が得られなくなり、発電機の温度上昇が大きくな
るので、発電機の出力電流が制限されるという問題が生
じる。この発明は上述したような問題点を解消するため
になされたもので、低速回転域で十分な風量が得られる
と共に、高速回転域での騒音を減少させることができる
回転ファンを提供することを目的とする。
機の回転ファン１００は、ファンブレード１０２の吐出
角度θは回転ファン１００の回転と無関係に常に一定で
あるので、図８に破線で示すように、風量が回転速度に
比例して線形的に増大し、この風量に対応して回転ファ
ン１００の回転騒音が大きくなる。さらに図８から明ら
かなように、発電機の出力電流は低速回転域（例えば毎
分４、０００回転以下）では回転数の増大に応じて急峻
に増大し、高速回転域（毎分４、０００回転以上）では
極めて緩やかに増加していく。また、発電機の出力電流
の増大に応じて発電機の温度上昇も大きくなるが、或る
回転数（例えば毎分４、０００回転）を超えるあたりか
ら次第に減少していく。このため、回転ファン１００の
低速回転域で発電機の冷却に必要な風量が得られるよう
に吐出角度θを設定すると、回転ファン１００の高速回
転域では、必要以上の無駄な風量となると共に、極めて
大きな騒音が発生するという問題点がある。これに対し
て、高速回転域での騒音を抑えるために高速回転域での
風量を必要最低限近くまで減少させるように吐出角度θ
を設定すると、回転ファン１００の低速回転域では十分
な風量が得られなくなり、発電機の温度上昇が大きくな
るので、発電機の出力電流が制限されるという問題が生
じる。この発明は上述したような問題点を解消するため
になされたもので、低速回転域で十分な風量が得られる
と共に、高速回転域での騒音を減少させることができる
回転ファンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明による回転ファンは、回転板
と、前記回転板の周縁部に支柱を介して回動可能に設け
られたファンブレードと、前記回転板の所定の高速回転
域において、該回転板の回転数の増大にともない前記フ
ァンブレードにより発生される風量の増加率を減少させ
るように前記ファンブレードを遠心力により前記支柱回
りに回動させ、前記所定の高速回転域以外では前記ファ
ンブレードの回動を抑制するブレード角調整機構と、を
備える。
め、請求項１記載の本発明による回転ファンは、回転板
と、前記回転板の周縁部に支柱を介して回動可能に設け
られたファンブレードと、前記回転板の所定の高速回転
域において、該回転板の回転数の増大にともない前記フ
ァンブレードにより発生される風量の増加率を減少させ
るように前記ファンブレードを遠心力により前記支柱回
りに回動させ、前記所定の高速回転域以外では前記ファ
ンブレードの回動を抑制するブレード角調整機構と、を
備える。
【０００８】請求項２記載の回転ファンでは、前記ブレ
ード角調整機構は、前記ファンブレードに加わる遠心力
に対して逆方向にファンブレードを付勢する付勢手段
と、前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレードの
回動を規制する第１ストッパーと、前記ファンブレード
に加わる遠心力による前記ファンブレードの回動を規制
する第２ストッパーとを備え、前記所定の高速回転域で
は、前記ファンブレードの前記回転板の回転方向前側の
側面の最外周点と前記回転板の中心とを結ぶ直線と、前
記回転板の回転方向前側の側面の前記最外周点での接線
とがなす角である吐出角度が前記回転板の回転数に応じ
て調整される。
ード角調整機構は、前記ファンブレードに加わる遠心力
に対して逆方向にファンブレードを付勢する付勢手段
と、前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレードの
回動を規制する第１ストッパーと、前記ファンブレード
に加わる遠心力による前記ファンブレードの回動を規制
する第２ストッパーとを備え、前記所定の高速回転域で
は、前記ファンブレードの前記回転板の回転方向前側の
側面の最外周点と前記回転板の中心とを結ぶ直線と、前
記回転板の回転方向前側の側面の前記最外周点での接線
とがなす角である吐出角度が前記回転板の回転数に応じ
て調整される。
【０００９】請求項３記載の回転ファンでは、前記回転
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記ファンブレードの吐出角度が増大するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定される。
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記ファンブレードの吐出角度が増大するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定される。
【００１０】請求項４記載の回転ファンでは、前記回転
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記ファンブレードの吐出角度が減少するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定される。
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記ファンブレードの吐出角度が減少するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定される。
【００１１】請求項５記載の回転ファンでは、前記ファ
ンブレードは、該ファンブレードの長手方向の中心線上
において前記最外周点から該ファンブレードの長手方向
の長さの１／５以上離れた位置で前記支柱に回動自在に
取り付けられる。
ンブレードは、該ファンブレードの長手方向の中心線上
において前記最外周点から該ファンブレードの長手方向
の長さの１／５以上離れた位置で前記支柱に回動自在に
取り付けられる。
【００１２】請求項６記載の回転ファンでは、前記ブレ
ード角調整機構の前記付勢手段は前記ファンブレード内
に収納される。
ード角調整機構の前記付勢手段は前記ファンブレード内
に収納される。
【００１３】請求項７記載の回転ファンでは、一端が前
記回転板に固着された前記支柱の他端に、ファンガイド
が固着される。
記回転板に固着された前記支柱の他端に、ファンガイド
が固着される。
【００１４】請求項８記載の回転ファンでは、前記ファ
ンブレードの断面形状は流線形に形成される。
ンブレードの断面形状は流線形に形成される。
【００１５】
【作用】請求項１記載の回転ファンによれば、前記回転
板の所定の高速回転域以外においては、前記ファンブレ
ードの前記支柱回りの回動が抑制され、前記回転板の回
転数の増大に応じて前記ファンブレードにより発生され
る風量が増大し、前記回転板の所定の高速回転域におい
ては、前記回転板の回転により前記ファンブレードに加
わる遠心力の増大に応じて該ファンブレードが前記支柱
回りに回動されて、前記ファンブレードにより発生され
る風量の増加率が所定の高速回転域以外の場合の風量の
増加率よりも減少する。
板の所定の高速回転域以外においては、前記ファンブレ
ードの前記支柱回りの回動が抑制され、前記回転板の回
転数の増大に応じて前記ファンブレードにより発生され
る風量が増大し、前記回転板の所定の高速回転域におい
ては、前記回転板の回転により前記ファンブレードに加
わる遠心力の増大に応じて該ファンブレードが前記支柱
回りに回動されて、前記ファンブレードにより発生され
る風量の増加率が所定の高速回転域以外の場合の風量の
増加率よりも減少する。
【００１６】請求項２記載の回転ファンによれば、前記
回転板の回転数が前記所定の高速回転域に達するまで
は、前記ファンブレードは前記付勢手段により前記第１
ストッパーへ押圧されて回動を抑制され、前記回転板の
所定の高速回転域においては、遠心力の増大に応じて前
記ファンブレードが前記第１ストッパーと前記第２スト
ッパーとの間で前記支柱回りに回動され、前記回転板の
回転数が前記所定の高速回転域を越えると、遠心力によ
る前記ファンブレードの回動は第２ストッパーにより阻
止され、低速回転域及び超高速回転域（所定の高速回転
域を超える回転域）の何れにおいても風量が必要量以下
になるのを防止する。
回転板の回転数が前記所定の高速回転域に達するまで
は、前記ファンブレードは前記付勢手段により前記第１
ストッパーへ押圧されて回動を抑制され、前記回転板の
所定の高速回転域においては、遠心力の増大に応じて前
記ファンブレードが前記第１ストッパーと前記第２スト
ッパーとの間で前記支柱回りに回動され、前記回転板の
回転数が前記所定の高速回転域を越えると、遠心力によ
る前記ファンブレードの回動は第２ストッパーにより阻
止され、低速回転域及び超高速回転域（所定の高速回転
域を超える回転域）の何れにおいても風量が必要量以下
になるのを防止する。
【００１７】請求項３記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域では、前記ファンブレードの
断面形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定するこ
とにより、遠心力の増大と共に前記吐出角度が広がって
風量の増加率が減少する。
回転板の所定の高速回転域では、前記ファンブレードの
断面形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定するこ
とにより、遠心力の増大と共に前記吐出角度が広がって
風量の増加率が減少する。
【００１８】請求項４記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域では、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度が狭まって風量
の増加率が減少する。
回転板の所定の高速回転域では、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度が狭まって風量
の増加率が減少する。
【００１９】請求項５記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域では、回転板の回転数の上昇
と共に前記ファンブレードがその最外周点により定まる
ファンブレード最外径の小さくなる方向へ回転され、風
量の増加率を更に小さくして騒音を更に低減させること
ができる。
回転板の所定の高速回転域では、回転板の回転数の上昇
と共に前記ファンブレードがその最外周点により定まる
ファンブレード最外径の小さくなる方向へ回転され、風
量の増加率を更に小さくして騒音を更に低減させること
ができる。
【００２０】請求項６記載の回転ファンによれば、ファ
ンブレードの表面に沿って流れる気流を乱す虞のある付
勢手段は該ファンブレード内に収納され、その表面から
外側に突出することがないので、空気流が滑らかにファ
ンブレードの周りを流れてファン効率が向上する。
ンブレードの表面に沿って流れる気流を乱す虞のある付
勢手段は該ファンブレード内に収納され、その表面から
外側に突出することがないので、空気流が滑らかにファ
ンブレードの周りを流れてファン効率が向上する。
【００２１】請求項７記載の回転ファンによれば、ファ
ンガイドによって支柱が強固に保持されるので、回転フ
ァン全体の剛性が強化されて耐震性が増し、また、ファ
ンガイドによって空気流が整流されるためファン効率が
更に向上する。
ンガイドによって支柱が強固に保持されるので、回転フ
ァン全体の剛性が強化されて耐震性が増し、また、ファ
ンガイドによって空気流が整流されるためファン効率が
更に向上する。
【００２２】請求項８記載の回転ファンによれば、断面
流線形のファンブレードによって、空気流が乱れること
なくファンブレードの表面に沿って滑らかに流れ、騒音
が低下し、ファン効率が一層向上する。
流線形のファンブレードによって、空気流が乱れること
なくファンブレードの表面に沿って滑らかに流れ、騒音
が低下し、ファン効率が一層向上する。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 実施例１．図１は、本発明の第一実施例に係る回転ファ
ンを示す平面図であり、図２はその分解図であり、図３
はファンブレード１５とブレード角調整機構２０との構
造を示す側面図であり、図４は図５の矢視Ａ−Ａ断面図
である。本実施例の車両用交流発電機の回転ファン１
は、回転板１０と、ファンブレード１５と、ブレード角
調整機構２０と、ファンガイド３０とで構成されてい
る。
て説明する。 実施例１．図１は、本発明の第一実施例に係る回転ファ
ンを示す平面図であり、図２はその分解図であり、図３
はファンブレード１５とブレード角調整機構２０との構
造を示す側面図であり、図４は図５の矢視Ａ−Ａ断面図
である。本実施例の車両用交流発電機の回転ファン１
は、回転板１０と、ファンブレード１５と、ブレード角
調整機構２０と、ファンガイド３０とで構成されてい
る。
【００２４】回転板１０は、金属製板を略円形状にプレ
ス切断等することにより形成したもので、その中央部に
は、発電機の回転軸に嵌めるための大径口１１が形成さ
れている。そして、この回転板１０の周縁部には、放射
状に突出する９つの張出部１２が設けられ、この張出部
１２の上に、各ファンブレード１５が支柱としての支柱
ピン２１を介して回動自在に取り付けられる。
ス切断等することにより形成したもので、その中央部に
は、発電機の回転軸に嵌めるための大径口１１が形成さ
れている。そして、この回転板１０の周縁部には、放射
状に突出する９つの張出部１２が設けられ、この張出部
１２の上に、各ファンブレード１５が支柱としての支柱
ピン２１を介して回動自在に取り付けられる。
【００２５】ファンブレード１５は、合成樹脂で成形さ
れており、その横断面は略三角形状に設定されている。
そして、このファンブレード１５の中央部には、図３に
示すように、上下（図３の上下）に開口し下部に幅広部
１６ａを有したピン／コイル取付部１６が穿設されてい
る。このファンブレード１５は、ブレード角調整機構２
０に組み付けられている。
れており、その横断面は略三角形状に設定されている。
そして、このファンブレード１５の中央部には、図３に
示すように、上下（図３の上下）に開口し下部に幅広部
１６ａを有したピン／コイル取付部１６が穿設されてい
る。このファンブレード１５は、ブレード角調整機構２
０に組み付けられている。
【００２６】ブレード角調整機構２０は、図３及び図４
に示すように、付勢手段としての捩じりコイルバネ２２
と、第１及び第２ストッパーとしてのストッパー２３、
２４とで構成されている。尚、付勢手段は捩じりコイル
バネ以外のバネを用いてもよい。具体的には、捩じりコ
イルバネ２２が、その上端部２２ａをファンブレード１
５のファン回転方向と反対側の面（以下負圧面と称す）
に係合させた状態で、幅広部１６ａ内に収納されてい
る。そして、支柱ピン２１が、捩じりコイルバネ２２内
を通るようにピン／コイル取付部１６に挿通された状態
で、張出部１２上に植設されている。ストッパー２３
は、ファンブレード１５の負圧面側に配設されており、
その係合部２３ａに捩じりコイルバネ２２の下端部が係
合されている。これにより、ファンブレード１５が、捩
じりコイルバネ２２によって図４の矢印Ｃで示す方向に
付勢され、ストッパー２３によって係止されて、図１に
示すように、ファンブレード１５の吐出角度θにおける
最小角度θ１が決定されている。
に示すように、付勢手段としての捩じりコイルバネ２２
と、第１及び第２ストッパーとしてのストッパー２３、
２４とで構成されている。尚、付勢手段は捩じりコイル
バネ以外のバネを用いてもよい。具体的には、捩じりコ
イルバネ２２が、その上端部２２ａをファンブレード１
５のファン回転方向と反対側の面（以下負圧面と称す）
に係合させた状態で、幅広部１６ａ内に収納されてい
る。そして、支柱ピン２１が、捩じりコイルバネ２２内
を通るようにピン／コイル取付部１６に挿通された状態
で、張出部１２上に植設されている。ストッパー２３
は、ファンブレード１５の負圧面側に配設されており、
その係合部２３ａに捩じりコイルバネ２２の下端部が係
合されている。これにより、ファンブレード１５が、捩
じりコイルバネ２２によって図４の矢印Ｃで示す方向に
付勢され、ストッパー２３によって係止されて、図１に
示すように、ファンブレード１５の吐出角度θにおける
最小角度θ１が決定されている。
【００２７】また、捩じりコイルバネ２２のバネ定数
は、後述する図６に示すように、ファンブレード１５の
回転速度が第一回転速度Ｎ１（例えば、４０００ｒｐ
ｍ）を超えたときに、その付勢力がファンブレード１５
の重心Ｇに加わる遠心力Ｆよりも小さくなるように、設
定されている。
は、後述する図６に示すように、ファンブレード１５の
回転速度が第一回転速度Ｎ１（例えば、４０００ｒｐ
ｍ）を超えたときに、その付勢力がファンブレード１５
の重心Ｇに加わる遠心力Ｆよりも小さくなるように、設
定されている。
【００２８】ストッパー２４は、張出部１２の近傍に突
設されており、その位置は、後述する図７に示すよう
に、ファンブレード１５の回転速度が第二回転速度Ｎ２
（例えば、７０００ｒｐｍ）に達したときに、ファンブ
レード１５の吐出角度を最大角度θ２に規制するように
設定されている。
設されており、その位置は、後述する図７に示すよう
に、ファンブレード１５の回転速度が第二回転速度Ｎ２
（例えば、７０００ｒｐｍ）に達したときに、ファンブ
レード１５の吐出角度を最大角度θ２に規制するように
設定されている。
【００２９】そして、このようなブレード角調整機構２
０に取り付けられたファンブレード１５の上からリング
状のファンガイド３０が支持ピン２１を介して回転板１
０に取り付けられて、回転ファン１の強度向上と高効率
化が図られている。すなわち、一端を回転板１０に固着
された支持ピン２１の他端にファンガイド３０が溶接さ
れている。
０に取り付けられたファンブレード１５の上からリング
状のファンガイド３０が支持ピン２１を介して回転板１
０に取り付けられて、回転ファン１の強度向上と高効率
化が図られている。すなわち、一端を回転板１０に固着
された支持ピン２１の他端にファンガイド３０が溶接さ
れている。
【００３０】次に、本実施例の動作について説明する。
図５は本実施例の回転ファンを適用した車両用交流発電
機の断面図であり、図６は第一回転速度以下のときのフ
ァンブレードの吐出角度状態を示す平面図であり、図７
は第二回転速度以上のときのファンブレードの吐出角度
状態を示す平面図であり、図８は風量、出力電流、温度
上昇、騒音レベルを示す特性図である。尚、図２２の部
材と同一部材については同一符号を付して説明する。
図５は本実施例の回転ファンを適用した車両用交流発電
機の断面図であり、図６は第一回転速度以下のときのフ
ァンブレードの吐出角度状態を示す平面図であり、図７
は第二回転速度以上のときのファンブレードの吐出角度
状態を示す平面図であり、図８は風量、出力電流、温度
上昇、騒音レベルを示す特性図である。尚、図２２の部
材と同一部材については同一符号を付して説明する。
【００３１】図５において、ファンガイド３０を前ブラ
ケット１１２側に向けた状態で、回転板１０の大径口１
１を回転軸１１０に嵌め、回転板１０を磁極鉄芯１１７
前面に固定することにより、本実施例の回転ファン１
（１−１）を発電機内に装着する。そして、もう１つの
回転ファン１（１−２）を、ファンガイド３０を後ブラ
ケット１１３側に向けた状態で、回転軸１１０の後部に
装着する。この状態で、図示しないエンジンを駆動さ
せ、ベルト、プーリー１１６を介して回転軸１１０を回
転させると、回転ファン１−１、１−２が磁極鉄芯１１
７と一体に回転する。
ケット１１２側に向けた状態で、回転板１０の大径口１
１を回転軸１１０に嵌め、回転板１０を磁極鉄芯１１７
前面に固定することにより、本実施例の回転ファン１
（１−１）を発電機内に装着する。そして、もう１つの
回転ファン１（１−２）を、ファンガイド３０を後ブラ
ケット１１３側に向けた状態で、回転軸１１０の後部に
装着する。この状態で、図示しないエンジンを駆動さ
せ、ベルト、プーリー１１６を介して回転軸１１０を回
転させると、回転ファン１−１、１−２が磁極鉄芯１１
７と一体に回転する。
【００３２】回転ファン１−１の回転によって、矢印Ａ
で示すように、外気が前ブラケット１１２の吸気口１２
２から発電機内に流入し、励磁コイル１１８、固定子コ
イル１１９を冷却して、排気口１２３から流出する。ま
た、回転ファン１−２の回転によって、矢印Ｂで示すよ
うに、外気が後ブラケット１１３の吸気口１２４、１２
５から発電機内に流入し、整流器１２０、電圧調整器１
２１を冷却して、排気口１２４、１２５から流出する。
で示すように、外気が前ブラケット１１２の吸気口１２
２から発電機内に流入し、励磁コイル１１８、固定子コ
イル１１９を冷却して、排気口１２３から流出する。ま
た、回転ファン１−２の回転によって、矢印Ｂで示すよ
うに、外気が後ブラケット１１３の吸気口１２４、１２
５から発電機内に流入し、整流器１２０、電圧調整器１
２１を冷却して、排気口１２４、１２５から流出する。
【００３３】このとき、回転軸１１０の回転を増大さ
せ、回転ファン１（１−１、１−２）の回転速度を増し
ていくと、図６に示すように、ファンブレード１５の重
心Ｇに加わる遠心力Ｆが捩じりコイルバネ２２の付勢力
に抗して、ファンブレード１５を支柱ピン２１の回りで
ストッパー２４方向に回転させようとする。しかし、第
一回転速度Ｎ１（例えば、４０００ｒｐｍ）を超えなけ
れば、捩じりコイルバネ２２の付勢力による支柱ピン２
１回りの回転モーメントはファンブレード１５の重心Ｇ
に加わる遠心力Ｆによる支柱ピン２１回りの回転モーメ
ントよりも大きい。この結果、ファンブレード１５の回
転速度が第一回転速度Ｎ１に至るまでは、捩じりコイル
バネ２２の付勢力によって、ファンブレード１５の負圧
面がストッパー２３に当接し、ファンブレード１５は最
小角度θ１を維持する。 従って、図８に示すように、
回転速度が第一回転速度Ｎ１より小さい範囲では、ファ
ンブレード１５が最小角度θ１に維持され、回転板１０
すなわち回転軸１１０の回転速度に応じて、風量、騒音
レベルが増大するが、回転速度が低いため騒音レベルは
小さい。このとき発電機の出力電流、温度も上昇する。
せ、回転ファン１（１−１、１−２）の回転速度を増し
ていくと、図６に示すように、ファンブレード１５の重
心Ｇに加わる遠心力Ｆが捩じりコイルバネ２２の付勢力
に抗して、ファンブレード１５を支柱ピン２１の回りで
ストッパー２４方向に回転させようとする。しかし、第
一回転速度Ｎ１（例えば、４０００ｒｐｍ）を超えなけ
れば、捩じりコイルバネ２２の付勢力による支柱ピン２
１回りの回転モーメントはファンブレード１５の重心Ｇ
に加わる遠心力Ｆによる支柱ピン２１回りの回転モーメ
ントよりも大きい。この結果、ファンブレード１５の回
転速度が第一回転速度Ｎ１に至るまでは、捩じりコイル
バネ２２の付勢力によって、ファンブレード１５の負圧
面がストッパー２３に当接し、ファンブレード１５は最
小角度θ１を維持する。 従って、図８に示すように、
回転速度が第一回転速度Ｎ１より小さい範囲では、ファ
ンブレード１５が最小角度θ１に維持され、回転板１０
すなわち回転軸１１０の回転速度に応じて、風量、騒音
レベルが増大するが、回転速度が低いため騒音レベルは
小さい。このとき発電機の出力電流、温度も上昇する。
【００３４】そして、回転板１０すなわち回転軸１１０
の回転速度を第一回転速度Ｎ１に達した後、さらに第二
回転速度Ｎ２に至るまで回転速度を増大させていくと、
捩じりコイルバネ２２の付勢力による回転モーメントが
ファンブレード１５の重心Ｇに加わる遠心力Ｆによる回
転モーメントよりも小さくなり、ファンブレード１５の
吐出角度θが遠心力Ｆの大きさに対応して開いていく。
なお、図６及び図７に示すように、空気Ｗがファンブレ
ード１５の両側面に沿って逃げるように流れて回転板１
０の回転方向後側へ送り出される。従って、ファンブレ
ード１５には大きな抵抗が加わらない。吐出角度θが大
きくなる結果、図８に示すように、回転速度がＮ１〜Ｎ
２の間では、風量が略一定に保たれるので、騒音レベル
は略一定に抑えられる。このため、高速回転にも拘ら
ず、騒音が、破線で示す従来の回転ファン１００に比べ
て著しく抑えられる。また、この回転速度範囲では、風
量が略一定のレベルとなる（従来例と比較して風量増加
率が著しく小さい）ので、発電機の温度上昇も抑制さ
れ、しかも、通常通りの良好な出力電流を得ることがで
きる。
の回転速度を第一回転速度Ｎ１に達した後、さらに第二
回転速度Ｎ２に至るまで回転速度を増大させていくと、
捩じりコイルバネ２２の付勢力による回転モーメントが
ファンブレード１５の重心Ｇに加わる遠心力Ｆによる回
転モーメントよりも小さくなり、ファンブレード１５の
吐出角度θが遠心力Ｆの大きさに対応して開いていく。
なお、図６及び図７に示すように、空気Ｗがファンブレ
ード１５の両側面に沿って逃げるように流れて回転板１
０の回転方向後側へ送り出される。従って、ファンブレ
ード１５には大きな抵抗が加わらない。吐出角度θが大
きくなる結果、図８に示すように、回転速度がＮ１〜Ｎ
２の間では、風量が略一定に保たれるので、騒音レベル
は略一定に抑えられる。このため、高速回転にも拘ら
ず、騒音が、破線で示す従来の回転ファン１００に比べ
て著しく抑えられる。また、この回転速度範囲では、風
量が略一定のレベルとなる（従来例と比較して風量増加
率が著しく小さい）ので、発電機の温度上昇も抑制さ
れ、しかも、通常通りの良好な出力電流を得ることがで
きる。
【００３５】そして、ファンブレード１５の回転速度が
第二回転速度Ｎ２になると、図７に示すように、ファン
ブレード１５がストッパー２４に当接し、ファンブレー
ド１５の吐出角度が最大角度θ２に規制される。このと
きも、前記回転速度がＮ１〜Ｎ２間であるときと同様
に、回転ファン１の風量は略一定であるので、騒音レベ
ルが著しく抑えられるとともに、温度上昇が抑制され、
良好な出力電流を得ることができる。ファンブレード１
５の回転速度が第二回転速度Ｎ２を超えると、その吐出
角度がこれ以上大きくならないので、図８に示すよう
に、風量が漸次増加し、これに対応して騒音レベルが僅
かに増大していく。従って、図５に示した発電機を駆動
させ、回転ファン１を第一回転速度Ｎ１〜第二回転速度
Ｎ２の間の高速回転速度で回転させることにより、発電
機の冷却に必要な略一定の風量が得られて、発電機の温
度上昇を抑えることができ、良好な出力電流を得ること
ができる。しかも、発電機の回転数が増大しても、風量
の増加率を低く抑制できるので発電機を静粛に回転させ
ることができる。
第二回転速度Ｎ２になると、図７に示すように、ファン
ブレード１５がストッパー２４に当接し、ファンブレー
ド１５の吐出角度が最大角度θ２に規制される。このと
きも、前記回転速度がＮ１〜Ｎ２間であるときと同様
に、回転ファン１の風量は略一定であるので、騒音レベ
ルが著しく抑えられるとともに、温度上昇が抑制され、
良好な出力電流を得ることができる。ファンブレード１
５の回転速度が第二回転速度Ｎ２を超えると、その吐出
角度がこれ以上大きくならないので、図８に示すよう
に、風量が漸次増加し、これに対応して騒音レベルが僅
かに増大していく。従って、図５に示した発電機を駆動
させ、回転ファン１を第一回転速度Ｎ１〜第二回転速度
Ｎ２の間の高速回転速度で回転させることにより、発電
機の冷却に必要な略一定の風量が得られて、発電機の温
度上昇を抑えることができ、良好な出力電流を得ること
ができる。しかも、発電機の回転数が増大しても、風量
の増加率を低く抑制できるので発電機を静粛に回転させ
ることができる。
【００３６】すなわち、本実施例の車両用交流発電機の
回転ファン１によれば、発電機の温度上昇が大きい低速
回転域（第一回転速度Ｎ１以下）では、回転ファン１の
風量を十分確保して発電機の発熱部分を有効に冷却し、
大きな風量を要しない高速回転域（第一回転速度Ｎ１か
ら第二回転速度Ｎ２）では、風量を抑えて、騒音の発生
を効果的に抑制することができる。また、ある程度の騒
音を無視できる車両用交流発電機においては、ファンブ
レード１５の最小角度θ１を予め小さく設定しておくこ
とで、図８に示す回転速度Ｎ１〜Ｎ２の間の風量を大き
くし、その分出力を増大させることもできる。さらに、
ファンブレード１５を、その長手方向の中心線上におい
て最外周点から該ファンブレード１５の長手方向の長さ
Ｌ（図４参照）の１／５以上離れた位置で支柱ピン２１
に回動自在に取り付けると、高速回転域では、回転板の
回転数の上昇と共に前記ファンブレードがその最外周点
により定まるファンブレード最外径の小さくなる方向へ
回転され、風量の増加率を更に小さくして騒音を更に低
減させることができる。
回転ファン１によれば、発電機の温度上昇が大きい低速
回転域（第一回転速度Ｎ１以下）では、回転ファン１の
風量を十分確保して発電機の発熱部分を有効に冷却し、
大きな風量を要しない高速回転域（第一回転速度Ｎ１か
ら第二回転速度Ｎ２）では、風量を抑えて、騒音の発生
を効果的に抑制することができる。また、ある程度の騒
音を無視できる車両用交流発電機においては、ファンブ
レード１５の最小角度θ１を予め小さく設定しておくこ
とで、図８に示す回転速度Ｎ１〜Ｎ２の間の風量を大き
くし、その分出力を増大させることもできる。さらに、
ファンブレード１５を、その長手方向の中心線上におい
て最外周点から該ファンブレード１５の長手方向の長さ
Ｌ（図４参照）の１／５以上離れた位置で支柱ピン２１
に回動自在に取り付けると、高速回転域では、回転板の
回転数の上昇と共に前記ファンブレードがその最外周点
により定まるファンブレード最外径の小さくなる方向へ
回転され、風量の増加率を更に小さくして騒音を更に低
減させることができる。
【００３７】尚、本実施例では、回転ファン１に９つの
ファンブレード１５を設けたが、これに限るものではな
く、ファンブレード１５の数を任意に設定することがで
きることは勿論、個々のファンブレードの大きさ（長
さ）を互に異なるものとしたり、円周方向の配置間隔を
互いに異ならせて、発生する風量のスペクトルを分散さ
せるようにしてもよい。また、本実施例では発電機への
適用の際、２つの回転ファン１（１−１、１−２）を用
いたが、必要に応じて１つの回転ファン１でも、前記効
果を十分達成することができる。
ファンブレード１５を設けたが、これに限るものではな
く、ファンブレード１５の数を任意に設定することがで
きることは勿論、個々のファンブレードの大きさ（長
さ）を互に異なるものとしたり、円周方向の配置間隔を
互いに異ならせて、発生する風量のスペクトルを分散さ
せるようにしてもよい。また、本実施例では発電機への
適用の際、２つの回転ファン１（１−１、１−２）を用
いたが、必要に応じて１つの回転ファン１でも、前記効
果を十分達成することができる。
【００３８】実施例２．次いで、本発明の第二実施例に
係る回転ファンについて説明する。図９は本実施例に係
る回転ファンの平面図であり、図１０は要部の平面図で
あり、図１１は図１０の矢視Ｂ−Ｂ断面図であり、図１
２はファンブレードの正面図であり、図１３はファンブ
レードの平面図であり、図１４はファンブレードの底面
図である。尚、前記図１乃至図８の部材と同一部材につ
いては同一符号を用いた。本実施例は、回転ファンの形
状、構造が前記第一実施例の回転ファン１と特に異なっ
ている。
係る回転ファンについて説明する。図９は本実施例に係
る回転ファンの平面図であり、図１０は要部の平面図で
あり、図１１は図１０の矢視Ｂ−Ｂ断面図であり、図１
２はファンブレードの正面図であり、図１３はファンブ
レードの平面図であり、図１４はファンブレードの底面
図である。尚、前記図１乃至図８の部材と同一部材につ
いては同一符号を用いた。本実施例は、回転ファンの形
状、構造が前記第一実施例の回転ファン１と特に異なっ
ている。
【００３９】本実施例の回転ファン２は、断面流線形の
ファンブレード３５をブレード角調整機構２０に組み付
けた構成となっている。ファンブレード３５は、図１０
及び図１１に示すように、ブレード角調整機構２０の捩
じりコイルバネ２２の大部分を収納しうるピン／コイル
取付部３６を有している。このピン／コイル取付部３６
は、図１２乃至図１４に示すように、ファンブレード３
５の中央部を横方向（図１２の上下）に貫通するように
形成され、支柱ピン２１を挿入可能なピン挿入部３６ａ
と、ファンブレード３５の中央部において上下（図１２
の上下）に開口してピン挿入部３６ａの下部に形成され
た幅広のコイル収納部３６ｂとを有している。コイル収
納部３６ｂの側部には、捩じりコイルバネ２２の上端部
２２ａを係合させるための係合凹部３６ｃが設けられ、
下側には、捩じりコイルバネ２２の下端部２２ｂを引き
出す開口３６ｄが設けられている。
ファンブレード３５をブレード角調整機構２０に組み付
けた構成となっている。ファンブレード３５は、図１０
及び図１１に示すように、ブレード角調整機構２０の捩
じりコイルバネ２２の大部分を収納しうるピン／コイル
取付部３６を有している。このピン／コイル取付部３６
は、図１２乃至図１４に示すように、ファンブレード３
５の中央部を横方向（図１２の上下）に貫通するように
形成され、支柱ピン２１を挿入可能なピン挿入部３６ａ
と、ファンブレード３５の中央部において上下（図１２
の上下）に開口してピン挿入部３６ａの下部に形成され
た幅広のコイル収納部３６ｂとを有している。コイル収
納部３６ｂの側部には、捩じりコイルバネ２２の上端部
２２ａを係合させるための係合凹部３６ｃが設けられ、
下側には、捩じりコイルバネ２２の下端部２２ｂを引き
出す開口３６ｄが設けられている。
【００４０】このようなファンブレード３５内に捩じり
コイルバネ２２が収納されている。具体的には、図１０
及び図１１に示すように、捩じりコイルバネ２２が、そ
の上端部２２ａを係合凹部３６ｃに係合させ、その下端
部２２ｂを開口３６ｄから露出させた状態で、コイル収
納部３６ｂ内に収納されて隠されている。そして、支柱
ピン２１が、捩じりコイルバネ２２内を通るようにピン
／コイル取付部３６に挿通された状態で、張出部１２上
に植設されている。この状態で、開口３６ｄから露出し
た捩じりコイルバネ２２の下端部２２ｂがストッパー２
３に係合されている。
コイルバネ２２が収納されている。具体的には、図１０
及び図１１に示すように、捩じりコイルバネ２２が、そ
の上端部２２ａを係合凹部３６ｃに係合させ、その下端
部２２ｂを開口３６ｄから露出させた状態で、コイル収
納部３６ｂ内に収納されて隠されている。そして、支柱
ピン２１が、捩じりコイルバネ２２内を通るようにピン
／コイル取付部３６に挿通された状態で、張出部１２上
に植設されている。この状態で、開口３６ｄから露出し
た捩じりコイルバネ２２の下端部２２ｂがストッパー２
３に係合されている。
【００４１】また、図９及び図１０に示すように、この
ようなファンブレード３５を回転自在に支持する支柱ピ
ン２１の取付位置は、前記第一実施例のファンブレード
１５の取付位置よりも回転板１０の中心側にずれ、張出
部１２の基部側位置に設定されている。また、回転板１
０には、ファンガイド３０と直接溶接される補強板１３
が設けられ、ファンガイド３０の支柱ピン２１への接合
を補強している。
ようなファンブレード３５を回転自在に支持する支柱ピ
ン２１の取付位置は、前記第一実施例のファンブレード
１５の取付位置よりも回転板１０の中心側にずれ、張出
部１２の基部側位置に設定されている。また、回転板１
０には、ファンガイド３０と直接溶接される補強板１３
が設けられ、ファンガイド３０の支柱ピン２１への接合
を補強している。
【００４２】このような構成により、回転ファン２を回
転させると、図１５及び図１６に示すように、図８の第
一回転速度Ｎ１と第二回転速度Ｎ２との間で、ファンブ
レード３５の吐出角度が最小角度θ１から最大角度θ２
に変化する。このとき、ファンブレード３５の横断面が
流線形になっているので、空気Ｗが乱れることなくファ
ンブレード３５の両側面に沿って滑らかに流れ、空気流
が一層整流化される。この結果、ファンブレード３５に
よる騒音をさらに抑えることができる。
転させると、図１５及び図１６に示すように、図８の第
一回転速度Ｎ１と第二回転速度Ｎ２との間で、ファンブ
レード３５の吐出角度が最小角度θ１から最大角度θ２
に変化する。このとき、ファンブレード３５の横断面が
流線形になっているので、空気Ｗが乱れることなくファ
ンブレード３５の両側面に沿って滑らかに流れ、空気流
が一層整流化される。この結果、ファンブレード３５に
よる騒音をさらに抑えることができる。
【００４３】また、前記第一実施例においては捩じりコ
イルバネ２２がファンブレード１５から露出していたの
で、この露出するコイルバネ２２によって、空気流の乱
れが生じるおそれがある。しかし、本実施例では、捩じ
りコイルバネ２２の略大部分がファンブレード３５内に
収納されて隠れているので、このような乱れ現象は発生
せず、より一層の騒音低減化を図ることができる。
イルバネ２２がファンブレード１５から露出していたの
で、この露出するコイルバネ２２によって、空気流の乱
れが生じるおそれがある。しかし、本実施例では、捩じ
りコイルバネ２２の略大部分がファンブレード３５内に
収納されて隠れているので、このような乱れ現象は発生
せず、より一層の騒音低減化を図ることができる。
【００４４】さらに、支柱ピン２１がファンブレード３
５の中央部に取り付けられ、その取付位置が回転板１０
の中心側に寄っているので、図１５及び図１６に示すよ
うに、第一回転速度Ｎ１と第二回転速度Ｎ２との間の高
速域において、最外周点Ｐまでの径がＲ１からＲ２（図
１５、図１６参照）まで減少変化する。このため、ファ
ンブレード３５による風量が大きく減少し、騒音が著し
く減少する。すなわち、本実施例の回転ファン２では、
高速域において前記第一実施例の回転ファン１よりもさ
らに騒音を低減させることができる。その他の構成、作
用効果は前記第一実施例と同様であるので、その記載は
省略する。
５の中央部に取り付けられ、その取付位置が回転板１０
の中心側に寄っているので、図１５及び図１６に示すよ
うに、第一回転速度Ｎ１と第二回転速度Ｎ２との間の高
速域において、最外周点Ｐまでの径がＲ１からＲ２（図
１５、図１６参照）まで減少変化する。このため、ファ
ンブレード３５による風量が大きく減少し、騒音が著し
く減少する。すなわち、本実施例の回転ファン２では、
高速域において前記第一実施例の回転ファン１よりもさ
らに騒音を低減させることができる。その他の構成、作
用効果は前記第一実施例と同様であるので、その記載は
省略する。
【００４５】実施例３．次に、本発明の第三実施例に係
る回転ファンについて説明する。図１７は本実施例の回
転ファンに適用されるファンブレードの平面図であり、
図１８は図１７の矢視Ｃ−Ｃ断面図であり、図１９はフ
ァンブレードの正面図であり、図２０はファンブレード
の底面図である。本実施例は、ファンブレードの肉抜き
をして重心位置をファンブレードの中心線から偏位させ
ている点が前記第二実施例のファンブレードと異なる。
る回転ファンについて説明する。図１７は本実施例の回
転ファンに適用されるファンブレードの平面図であり、
図１８は図１７の矢視Ｃ−Ｃ断面図であり、図１９はフ
ァンブレードの正面図であり、図２０はファンブレード
の底面図である。本実施例は、ファンブレードの肉抜き
をして重心位置をファンブレードの中心線から偏位させ
ている点が前記第二実施例のファンブレードと異なる。
【００４６】図において、ファンブレード４５は前記第
一実施例のファンブレード３５のピン／コイル取付部３
６と同構造のピン／コイル取付部４６を備えているが、
図１８に示すように、その上、下面と内部において肉抜
きがされている。具体的には、図１８に示すように、フ
ァンブレード４５の上面部両側がその外形に沿って浅め
に抜かれて上肉抜き部４７ａ、４７ｂが形成され、下面
部両側が外形に沿って浅めに抜かれて下肉抜き部４９
ａ、４９ｂが形成されている。そして、上肉抜き部４７
ａ、４７ｂの下側には肉４７ｃ、４７ｄを残して、中肉
抜き部４８ａ、４８ｂが形成されている。
一実施例のファンブレード３５のピン／コイル取付部３
６と同構造のピン／コイル取付部４６を備えているが、
図１８に示すように、その上、下面と内部において肉抜
きがされている。具体的には、図１８に示すように、フ
ァンブレード４５の上面部両側がその外形に沿って浅め
に抜かれて上肉抜き部４７ａ、４７ｂが形成され、下面
部両側が外形に沿って浅めに抜かれて下肉抜き部４９
ａ、４９ｂが形成されている。そして、上肉抜き部４７
ａ、４７ｂの下側には肉４７ｃ、４７ｄを残して、中肉
抜き部４８ａ、４８ｂが形成されている。
【００４７】中肉抜き部４８ａは、図１７及び図２０に
示すように、ファンブレード４５の頭部４５ａにおいて
回転板１０の中心側に位置する大半部を繰り抜いて形成
したもので、その下側は下肉抜き部４９ａと連通してい
る。中肉抜き部４８ｂは、ファンブレード４５の尾部４
５ｂの中央部を繰り抜いて形成したもので、その下側は
下肉抜き部４９ｂと連通している。このように、ファン
ブレード４５の頭部４５ａの肉を回転板１０の中心から
離れた位置に残しているので、図１７に示すように、フ
ァンブレード４５の重心Ｇが、頭部４５ａと尾部４５ｂ
とを結ぶ長手方向の中心線から外れ、該中心線より回転
板１０の半径方向外側へ偏位した位置に寄ることとな
る。
示すように、ファンブレード４５の頭部４５ａにおいて
回転板１０の中心側に位置する大半部を繰り抜いて形成
したもので、その下側は下肉抜き部４９ａと連通してい
る。中肉抜き部４８ｂは、ファンブレード４５の尾部４
５ｂの中央部を繰り抜いて形成したもので、その下側は
下肉抜き部４９ｂと連通している。このように、ファン
ブレード４５の頭部４５ａの肉を回転板１０の中心から
離れた位置に残しているので、図１７に示すように、フ
ァンブレード４５の重心Ｇが、頭部４５ａと尾部４５ｂ
とを結ぶ長手方向の中心線から外れ、該中心線より回転
板１０の半径方向外側へ偏位した位置に寄ることとな
る。
【００４８】このように、本実施例ではファンブレード
４５の重量と重心位置とが前記第一実施例のファンブレ
ード３５の重量と重心位置と異なるので、重心Ｇに加わ
る遠心力Ｆの大きさが異なることとなる。この結果、フ
ァンブレード４５がストッパー２３から離れるときの第
一回転速度Ｎ１とストッパー２４に係止されるときの第
二回転速度Ｎ２とが異なることとなる。すなわち、本実
施例のようにファンブレードの重量や重心位置を変える
ことで、第一回転速度Ｎ１、第二回転速度Ｎ２の回転数
を自由に変化させることができる。また、ファンブレー
ド４５の肉抜きにより軽量化を図ることができ、発電機
の慣性を軽減することができる。さらに、ファンブレー
ド４５の軽量化によりファンブレード４５の回転モーメ
ントが小さくなり、捩じりコイルバネのばね力を低く設
定できるので、捩じりコイルバネの小形化、軽量化が可
能になる。その他の構成、作用効果は第二実施例と同様
であるので、その記載は省略する。
４５の重量と重心位置とが前記第一実施例のファンブレ
ード３５の重量と重心位置と異なるので、重心Ｇに加わ
る遠心力Ｆの大きさが異なることとなる。この結果、フ
ァンブレード４５がストッパー２３から離れるときの第
一回転速度Ｎ１とストッパー２４に係止されるときの第
二回転速度Ｎ２とが異なることとなる。すなわち、本実
施例のようにファンブレードの重量や重心位置を変える
ことで、第一回転速度Ｎ１、第二回転速度Ｎ２の回転数
を自由に変化させることができる。また、ファンブレー
ド４５の肉抜きにより軽量化を図ることができ、発電機
の慣性を軽減することができる。さらに、ファンブレー
ド４５の軽量化によりファンブレード４５の回転モーメ
ントが小さくなり、捩じりコイルバネのばね力を低く設
定できるので、捩じりコイルバネの小形化、軽量化が可
能になる。その他の構成、作用効果は第二実施例と同様
であるので、その記載は省略する。
【００４９】実施例４．最後に、本発明の第四実施例に
係る回転ファンについて説明する。図２１は本実施例に
係る回転ファンの平面図である。本実施例の回転ファン
３は、回転板５０の回転時にその回転方向前方へ風を送
り出すシロッコファンであり、ファンブレード５５の形
状と回転中心位置が前記第一実施例乃至第三実施例のフ
ァンブレードと異なる。
係る回転ファンについて説明する。図２１は本実施例に
係る回転ファンの平面図である。本実施例の回転ファン
３は、回転板５０の回転時にその回転方向前方へ風を送
り出すシロッコファンであり、ファンブレード５５の形
状と回転中心位置が前記第一実施例乃至第三実施例のフ
ァンブレードと異なる。
【００５０】すなわち、ファンブレード５５は、断面形
状の一部が略円弧状の羽根部５６と先細状の基部５７と
を有しており、羽根部５６の円弧状側が回転方向に対し
て前方へ向けられ、基部５７がブレード角調整機構２０
の支柱ピン２１に枢支されている。このような構成によ
り、回転ファン３が回転すると、風が前方（回転板５０
の回転方向前側）に送り出され、第一回転速度Ｎ１を超
えると、ファンブレード５５が回動して、吐出角度θが
小さくなっていく。その他の構成、作用効果は前記第一
実施例乃至第三実施例と同様であるので、その記載は省
略する。
状の一部が略円弧状の羽根部５６と先細状の基部５７と
を有しており、羽根部５６の円弧状側が回転方向に対し
て前方へ向けられ、基部５７がブレード角調整機構２０
の支柱ピン２１に枢支されている。このような構成によ
り、回転ファン３が回転すると、風が前方（回転板５０
の回転方向前側）に送り出され、第一回転速度Ｎ１を超
えると、ファンブレード５５が回動して、吐出角度θが
小さくなっていく。その他の構成、作用効果は前記第一
実施例乃至第三実施例と同様であるので、その記載は省
略する。
【００５１】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明の回
転ファンによれば、回転板と、前記回転板の周縁部に支
柱を介して回動可能に設けられたファンブレードと、前
記回転板の所定の高速回転域において、該回転板の回転
数の増大にともない前記ファンブレードにより発生され
る風量の増加率を減少させるように前記ファンブレード
を遠心力により前記支柱回りに回動させ、前記所定の高
速回転域以外では前記ファンブレードの回動を抑制する
ブレード角調整機構とを備えるので、回転ファンの回転
数に対応させて風量を調整することができ、特に低速回
転域ではファンブレードの回動を抑制して回転板の回転
数に比例してファンブレードにより発生される風量を増
大させることにより、発電機のコイル等の発熱部を冷却
するのに十分な風量を得ることができると共に、所定の
高速回転域では、風量の増加率を減少させることにより
不要な風量の増大を抑制して回転ファンによる騒音を低
減させることができる効果がある。
転ファンによれば、回転板と、前記回転板の周縁部に支
柱を介して回動可能に設けられたファンブレードと、前
記回転板の所定の高速回転域において、該回転板の回転
数の増大にともない前記ファンブレードにより発生され
る風量の増加率を減少させるように前記ファンブレード
を遠心力により前記支柱回りに回動させ、前記所定の高
速回転域以外では前記ファンブレードの回動を抑制する
ブレード角調整機構とを備えるので、回転ファンの回転
数に対応させて風量を調整することができ、特に低速回
転域ではファンブレードの回動を抑制して回転板の回転
数に比例してファンブレードにより発生される風量を増
大させることにより、発電機のコイル等の発熱部を冷却
するのに十分な風量を得ることができると共に、所定の
高速回転域では、風量の増加率を減少させることにより
不要な風量の増大を抑制して回転ファンによる騒音を低
減させることができる効果がある。
【００５２】請求項２記載の回転ファンによれば、前記
ブレード角調整機構は、前記ファンブレードに加わる遠
心力に対して逆方向にファンブレードを付勢する付勢手
段と、前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレード
の回動を規制する第１ストッパーと、前記ファンブレー
ドに加わる遠心力による前記ファンブレードの回動を規
制する第２ストッパーとを備え、前記所定の高速回転域
では、前記ファンブレードの前記回転板の回転方向前側
の側面の最外周点と前記回転板の中心とを結ぶ直線と、
前記回転板の回転方向前側の側面の前記最外周点での接
線とがなす角である吐出角度が前記回転板の回転数に応
じて調整されるので、必要に応じて前記付勢手段の付勢
力を変えることにより、前記所定の高速回転域の始点あ
るいは終点の前記回転板の回転数を適宜変更することが
できる。また、前記第１ストッパーあるいは前記第２ス
トッパーの位置を変えることにより、前記回転板の所定
の高速回転域以外の回転数域における前記吐出角度を適
宜変更することができる。
ブレード角調整機構は、前記ファンブレードに加わる遠
心力に対して逆方向にファンブレードを付勢する付勢手
段と、前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレード
の回動を規制する第１ストッパーと、前記ファンブレー
ドに加わる遠心力による前記ファンブレードの回動を規
制する第２ストッパーとを備え、前記所定の高速回転域
では、前記ファンブレードの前記回転板の回転方向前側
の側面の最外周点と前記回転板の中心とを結ぶ直線と、
前記回転板の回転方向前側の側面の前記最外周点での接
線とがなす角である吐出角度が前記回転板の回転数に応
じて調整されるので、必要に応じて前記付勢手段の付勢
力を変えることにより、前記所定の高速回転域の始点あ
るいは終点の前記回転板の回転数を適宜変更することが
できる。また、前記第１ストッパーあるいは前記第２ス
トッパーの位置を変えることにより、前記回転板の所定
の高速回転域以外の回転数域における前記吐出角度を適
宜変更することができる。
【００５３】請求項３記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記ファンブレードの吐出角度が増大するよう
に、前記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回
転中心位置とが設定されるので、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度を広げて風量の
増加率を減少させることができ、これにより前記所定の
高速回転域での風量の増加率を減少させることができ
る。
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記ファンブレードの吐出角度が増大するよう
に、前記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回
転中心位置とが設定されるので、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度を広げて風量の
増加率を減少させることができ、これにより前記所定の
高速回転域での風量の増加率を減少させることができ
る。
【００５４】請求項４記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記ファンブレードの吐出角度が減少するよう
に、前記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回
転中心位置とが設定されるので、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度を狭めて風量の
増加率を減少させることができ、これにより前記所定の
高速回転域での風量の増加率を減少させることができ
る。
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記ファンブレードの吐出角度が減少するよう
に、前記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回
転中心位置とが設定されるので、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度を狭めて風量の
増加率を減少させることができ、これにより前記所定の
高速回転域での風量の増加率を減少させることができ
る。
【００５５】請求項５記載の回転ファンによれば、前記
ファンブレードは、該ファンブレードの長手方向の中心
線上において前記最外周点から該ファンブレードの長手
方向の長さの１／５以上離れた位置で前記支柱に回動自
在に取り付けられるので、前記回転板の回転数の上昇と
共に前記ファンブレードがその最外周点により定まるフ
ァンブレード最外径の小さくなる方向へ回転され、風量
の増加率を更に小さくして騒音を更に低減させることが
できる。
ファンブレードは、該ファンブレードの長手方向の中心
線上において前記最外周点から該ファンブレードの長手
方向の長さの１／５以上離れた位置で前記支柱に回動自
在に取り付けられるので、前記回転板の回転数の上昇と
共に前記ファンブレードがその最外周点により定まるフ
ァンブレード最外径の小さくなる方向へ回転され、風量
の増加率を更に小さくして騒音を更に低減させることが
できる。
【００５６】請求項６記載の回転ファンによれば、前記
ブレード角調整機構の前記付勢手段は前記ファンブレー
ド内に収納されるので、前記付勢手段がファンブレード
の表面から外側に突出してその表面に沿って流れる気流
を乱すことはなく、空気流が滑らかにファンブレードの
周りを流れてファン効率が向上する。
ブレード角調整機構の前記付勢手段は前記ファンブレー
ド内に収納されるので、前記付勢手段がファンブレード
の表面から外側に突出してその表面に沿って流れる気流
を乱すことはなく、空気流が滑らかにファンブレードの
周りを流れてファン効率が向上する。
【００５７】請求項７記載の回転ファンによれば、一端
を前記回転板に固着された前記支柱の他端に、ファンガ
イドが固着されるので、回転ファン全体の剛性が強化さ
れて高速化が可能となり、また、ファンガイドによって
空気流が整流されるためファン効率が更に向上する。
を前記回転板に固着された前記支柱の他端に、ファンガ
イドが固着されるので、回転ファン全体の剛性が強化さ
れて高速化が可能となり、また、ファンガイドによって
空気流が整流されるためファン効率が更に向上する。
【００５８】請求項８記載の回転ファンによれば、前記
ファンブレードの断面形状は流線形に形成されるので、
気流が乱れることなくファンブレードの表面に沿って滑
らかに流れ、騒音が一層低下し、またファン効率が一層
向上する。
ファンブレードの断面形状は流線形に形成されるので、
気流が乱れることなくファンブレードの表面に沿って滑
らかに流れ、騒音が一層低下し、またファン効率が一層
向上する。
【図１】本発明の第一実施例に係る回転ファンを示す平
面図である。
面図である。
【図２】本実施例の分解図である。
【図３】ファンブレードとブレード角可変機構との構造
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図４】図３の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図５】本実施例の回転ファンが適用された車両用交流
発電機の断面図である。
発電機の断面図である。
【図６】第一回転速度Ｎ１以下のときのファンブレード
の角度状態を示す平面図である。
の角度状態を示す平面図である。
【図７】第二回転速度Ｎ２以上のときのファンブレード
の角度状態を示す平面図である。
の角度状態を示す平面図である。
【図８】風量、出力電流、温度上昇、騒音レベルを示す
特性図である。
特性図である。
【図９】第二実施例に係る回転ファンの平面図である。
【図１０】本実施例の要部の平面図である。
【図１１】図１０の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【図１２】ファンブレードの正面図である。
【図１３】ファンブレードの平面図である。
【図１４】ファンブレードの底面図である。
【図１５】第一回転速度Ｎ１以下のときのファンブレー
ドの角度状態を示す平面図である。
ドの角度状態を示す平面図である。
【図１６】第二回転速度Ｎ２以上のときのファンブレー
ドの角度状態を示す平面図である。
ドの角度状態を示す平面図である。
【図１７】第三実施例の回転ファンに適用されるファン
ブレードの平面図である。
ブレードの平面図である。
【図１８】図１７の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
【図１９】ファンブレードの正面図である。
【図２０】ファンブレードの底面図である。
【図２１】第四実施例に係る回転ファンの平面図であ
る。
る。
【図２２】従来の回転ファンが適用された車両用交流発
電機の断面図である。
電機の断面図である。
【図２３】従来例に係る回転ファンの平面図である。
１ 回転ファン １０ 回転板 １５ ファンブレード ２１ 支柱ピン（支柱） ２２ 捩じりコイルバネ（付勢手段） ２０ ブレード角調整機構 ３０ ファンガイド θ 吐出角度
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 回転ファン
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転して送風する回転
ファンに関し、特に、車両用交流発電機の回転軸と一体
回転して発熱部分を空冷する回転ファンに関する。
ファンに関し、特に、車両用交流発電機の回転軸と一体
回転して発熱部分を空冷する回転ファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車等の車両の居住性を向上す
べく、エンジンルームを狭小化する傾向にある。このた
め、エンジンルーム内が高密度化し、車両用交流発電機
の小型化が要求されている。また、安全性の向上や高付
加価値化の点からエンジンルーム内の装置の電子制御化
が図られ、その消費電力が増大する傾向にある。このた
め、エンジンルーム内の高温化が促され、これに対処す
べく、車両用交流発電機の冷却性能の一層の向上が要求
されている。車両用交流発電機の冷却方式としては、回
転軸と共に回転ファンを回転させて、強制冷却させる空
冷式のものが一般に用いられている。
べく、エンジンルームを狭小化する傾向にある。このた
め、エンジンルーム内が高密度化し、車両用交流発電機
の小型化が要求されている。また、安全性の向上や高付
加価値化の点からエンジンルーム内の装置の電子制御化
が図られ、その消費電力が増大する傾向にある。このた
め、エンジンルーム内の高温化が促され、これに対処す
べく、車両用交流発電機の冷却性能の一層の向上が要求
されている。車両用交流発電機の冷却方式としては、回
転軸と共に回転ファンを回転させて、強制冷却させる空
冷式のものが一般に用いられている。
【０００３】図２２は、空冷式の車両用交流発電機を示
す断面図であり、図の右側を前側とし、左側を後側とし
て、図示しない車両用エンジンに配装される。符号１１
０は回転軸であり、この回転軸１１０は、固定子鉄芯１
１１に嵌合固定された前ブラケット１１２と後ブラケッ
ト１１３との中央部に取り付けられた軸受１１４、１１
５によって、回転自在に支持されている。そして、回転
軸１１０の前端部にはプーリー１１６が取り付けられ、
プーリー１１６に巻回された図示しないベルトによっ
て、エンジン回転が回転軸１１０に伝達されるようにな
っている。この回転軸１１０には、励磁コイル１１８が
巻付けられた磁極鉄芯１１７が固着され、この磁極鉄芯
１１７に対向する固定子鉄芯１１１に、固定子コイル１
１９が巻付けられている。後ブラケット１１３内には、
固定子コイル１１９に発生する交流出力を全波整流する
整流器１２０と出力電圧を制御する電圧調整器１２１と
が配置されている。
す断面図であり、図の右側を前側とし、左側を後側とし
て、図示しない車両用エンジンに配装される。符号１１
０は回転軸であり、この回転軸１１０は、固定子鉄芯１
１１に嵌合固定された前ブラケット１１２と後ブラケッ
ト１１３との中央部に取り付けられた軸受１１４、１１
５によって、回転自在に支持されている。そして、回転
軸１１０の前端部にはプーリー１１６が取り付けられ、
プーリー１１６に巻回された図示しないベルトによっ
て、エンジン回転が回転軸１１０に伝達されるようにな
っている。この回転軸１１０には、励磁コイル１１８が
巻付けられた磁極鉄芯１１７が固着され、この磁極鉄芯
１１７に対向する固定子鉄芯１１１に、固定子コイル１
１９が巻付けられている。後ブラケット１１３内には、
固定子コイル１１９に発生する交流出力を全波整流する
整流器１２０と出力電圧を制御する電圧調整器１２１と
が配置されている。
【０００４】このような構成の交流発電機内に、回転フ
ァン１００が取り付けられている。具体的には、回転フ
ァン１００は片吸込み型であり、磁極鉄芯１１７の前、
後面にそれぞれ取り付けられて、磁極鉄芯１１７と一体
回転するようになっている。これにより、磁極鉄芯１１
７の前面に取り付けられた回転ファン１００が回転する
と、図２２の矢印Ａのように、外気が前ブラケット１１
２の吸気口１２２から発電機内に流入し、固定子コイル
１１９等を冷却して、排気口１２３から流出する。ま
た、磁極鉄芯１１７の後面に取り付けられた回転ファン
１００が回転すると、図２２の矢印Ｂのように、外気が
後ブラケット１１３の吸気口１２４、１２５から発電機
内に流入し、整流器１２０、電圧調整器１２１を冷却し
て、排気口１２６から流出するようになっている。
ァン１００が取り付けられている。具体的には、回転フ
ァン１００は片吸込み型であり、磁極鉄芯１１７の前、
後面にそれぞれ取り付けられて、磁極鉄芯１１７と一体
回転するようになっている。これにより、磁極鉄芯１１
７の前面に取り付けられた回転ファン１００が回転する
と、図２２の矢印Ａのように、外気が前ブラケット１１
２の吸気口１２２から発電機内に流入し、固定子コイル
１１９等を冷却して、排気口１２３から流出する。ま
た、磁極鉄芯１１７の後面に取り付けられた回転ファン
１００が回転すると、図２２の矢印Ｂのように、外気が
後ブラケット１１３の吸気口１２４、１２５から発電機
内に流入し、整流器１２０、電圧調整器１２１を冷却し
て、排気口１２６から流出するようになっている。
【０００５】従来、この種の回転ファンは、図２３に示
すような構成になっていた。回転ファン１００は、発電
機の磁極鉄芯１１７に取り付けられる回転板１０１と、
この回転板１０１の周縁に列設された複数のファンブレ
ード１０２とで構成されている。ファンブレード１０２
は、回転板１０１と一体的に形成されている。詳しく
は、一枚の薄状金属板をファンブレード１０２と回転板
１０１の形状を残してプレス切断し、各ファンブレード
１０２を回転板１０１に対して直角に起こすことによ
り、互に斜行する複数のファンブレード１０２を形成し
ている。すなわち、ファンブレード１０２の吐出角度θ
は回転ファン１００の回転と無関係に常に一定である。
ここで吐出角度θとは、ファンブレード１０２の回転板
１０１の回転方向前側の側面の最外周点と回転板１０１
の中心とを結ぶ直線と、回転板１０１の回転方向前側の
側面の最外周点での接線とがなす角である。
すような構成になっていた。回転ファン１００は、発電
機の磁極鉄芯１１７に取り付けられる回転板１０１と、
この回転板１０１の周縁に列設された複数のファンブレ
ード１０２とで構成されている。ファンブレード１０２
は、回転板１０１と一体的に形成されている。詳しく
は、一枚の薄状金属板をファンブレード１０２と回転板
１０１の形状を残してプレス切断し、各ファンブレード
１０２を回転板１０１に対して直角に起こすことによ
り、互に斜行する複数のファンブレード１０２を形成し
ている。すなわち、ファンブレード１０２の吐出角度θ
は回転ファン１００の回転と無関係に常に一定である。
ここで吐出角度θとは、ファンブレード１０２の回転板
１０１の回転方向前側の側面の最外周点と回転板１０１
の中心とを結ぶ直線と、回転板１０１の回転方向前側の
側面の最外周点での接線とがなす角である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用交流発電
機の回転ファン１００は、ファンブレード１０２の吐出
角度θは回転ファン１００の回転と無関係に常に一定で
あるので、図８に破線で示すように、風量が回転速度に
比例して線形的に増大し、この風量に対応して回転ファ
ン１００の回転騒音が大きくなる。さらに図８から明ら
かなように、発電機の出力電流は低速回転域（例えば毎
分４、０００回転以下）では回転数の増大に応じて急峻
に増大し、高速回転域（毎分４、０００回転以上）では
極めて緩やかに増加していく。また、発電機の出力電流
の増大に応じて発電機の温度上昇も大きくなるが、或る
回転数（例えば毎分４、０００回転）を超えるあたりか
ら次第に減少していく。このため、回転ファン１００の
低速回転域で発電機の冷却に必要な風量が得られるよう
に吐出角度θを設定すると、回転ファン１００の高速回
転域では、必要以上の無駄な風量となると共に、極めて
大きな騒音が発生するという問題点がある。これに対し
て、高速回転域での騒音を抑えるために高速回転域での
風量を必要最低限近くまで減少させるように吐出角度θ
を設定すると、回転ファン１００の低速回転域では十分
な風量が得られなくなり、発電機の温度上昇が大きくな
るので、発電機の出力電流が制限されるという問題が生
じる。この発明は上述したような問題点を解消するため
になされたもので、低速回転域で十分な風量が得られる
と共に、高速回転域での騒音を減少させることができる
回転ファンを提供することを目的とする。
機の回転ファン１００は、ファンブレード１０２の吐出
角度θは回転ファン１００の回転と無関係に常に一定で
あるので、図８に破線で示すように、風量が回転速度に
比例して線形的に増大し、この風量に対応して回転ファ
ン１００の回転騒音が大きくなる。さらに図８から明ら
かなように、発電機の出力電流は低速回転域（例えば毎
分４、０００回転以下）では回転数の増大に応じて急峻
に増大し、高速回転域（毎分４、０００回転以上）では
極めて緩やかに増加していく。また、発電機の出力電流
の増大に応じて発電機の温度上昇も大きくなるが、或る
回転数（例えば毎分４、０００回転）を超えるあたりか
ら次第に減少していく。このため、回転ファン１００の
低速回転域で発電機の冷却に必要な風量が得られるよう
に吐出角度θを設定すると、回転ファン１００の高速回
転域では、必要以上の無駄な風量となると共に、極めて
大きな騒音が発生するという問題点がある。これに対し
て、高速回転域での騒音を抑えるために高速回転域での
風量を必要最低限近くまで減少させるように吐出角度θ
を設定すると、回転ファン１００の低速回転域では十分
な風量が得られなくなり、発電機の温度上昇が大きくな
るので、発電機の出力電流が制限されるという問題が生
じる。この発明は上述したような問題点を解消するため
になされたもので、低速回転域で十分な風量が得られる
と共に、高速回転域での騒音を減少させることができる
回転ファンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明による回転ファンは、回転板
と、前記回転板の周縁部に支柱を介して回動可能に設け
られたファンブレードと、前記回転板の所定の高速回転
域において、該回転板の回転数の増大にともない前記フ
ァンブレードにより発生される風量の増加率を減少させ
るように前記ファンブレードを遠心力により前記支柱回
りに回動させ、前記所定の高速回転域以外では前記ファ
ンブレードの回動を抑制するブレード角調整機構と、を
備える。
め、請求項１記載の本発明による回転ファンは、回転板
と、前記回転板の周縁部に支柱を介して回動可能に設け
られたファンブレードと、前記回転板の所定の高速回転
域において、該回転板の回転数の増大にともない前記フ
ァンブレードにより発生される風量の増加率を減少させ
るように前記ファンブレードを遠心力により前記支柱回
りに回動させ、前記所定の高速回転域以外では前記ファ
ンブレードの回動を抑制するブレード角調整機構と、を
備える。
【０００８】請求項２記載の回転ファンでは、前記ブレ
ード角調整機構は、前記ファンブレードに加わる遠心力
に対して逆方向にファンブレードを付勢する付勢手段
と、前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレードの
回動を規制する第１ストッパーと、前記ファンブレード
に加わる遠心力による前記ファンブレードの回動を規制
する第２ストッパーとを備え、前記所定の高速回転域で
は、前記ファンブレードの前記回転板の回転方向前側の
側面の最外周点と前記回転板の中心とを結ぶ直線と、前
記回転板の回転方向前側の側面の前記最外周点での接線
とがなす角である吐出角度が前記回転板の回転数に応じ
て調整される。
ード角調整機構は、前記ファンブレードに加わる遠心力
に対して逆方向にファンブレードを付勢する付勢手段
と、前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレードの
回動を規制する第１ストッパーと、前記ファンブレード
に加わる遠心力による前記ファンブレードの回動を規制
する第２ストッパーとを備え、前記所定の高速回転域で
は、前記ファンブレードの前記回転板の回転方向前側の
側面の最外周点と前記回転板の中心とを結ぶ直線と、前
記回転板の回転方向前側の側面の前記最外周点での接線
とがなす角である吐出角度が前記回転板の回転数に応じ
て調整される。
【０００９】請求項３記載の回転ファンでは、前記回転
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記ファンブレードの吐出角度が増大するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定される。
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記ファンブレードの吐出角度が増大するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定される。
【００１０】請求項４記載の回転ファンでは、前記回転
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記ファンブレードの吐出角度が減少するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定される。
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記ファンブレードの吐出角度が減少するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定される。
【００１１】請求項５記載の回転ファンでは、前記回転
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記回転板の回転方向前側の側面の最外周点によって
定まるファンブレード最外径が減少するように、前記フ
ァンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心位置
とが設定される。
板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大と共
に前記回転板の回転方向前側の側面の最外周点によって
定まるファンブレード最外径が減少するように、前記フ
ァンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心位置
とが設定される。
【００１２】請求項６記載の回転ファンでは、前記ブレ
ード角調整機構の前記付勢手段は前記ファンブレード内
に収納される。
ード角調整機構の前記付勢手段は前記ファンブレード内
に収納される。
【００１３】請求項７記載の回転ファンでは、一端が前
記回転板に固着された前記支柱の他端に、ファンガイド
が固着される。
記回転板に固着された前記支柱の他端に、ファンガイド
が固着される。
【００１４】請求項８記載の回転ファンでは、前記ファ
ンブレードの断面形状は流線形に形成される。
ンブレードの断面形状は流線形に形成される。
【００１５】
【作用】請求項１記載の回転ファンによれば、前記回転
板の所定の高速回転域以外においては、前記ファンブレ
ードの前記支柱回りの回動が抑制され、前記回転板の回
転数の増大に比例して前記ファンブレードにより発生さ
れる風量が線形的に増大するが、前記回転板の所定の高
速回転域においては、前記回転板の回転により前記ファ
ンブレードに加わる遠心力の増大に応じて該ファンブレ
ードが前記支柱回りに回動されて、前記ファンブレード
により発生される風量の増加率が前記回転板の回転数の
増大に伴い減少する。
板の所定の高速回転域以外においては、前記ファンブレ
ードの前記支柱回りの回動が抑制され、前記回転板の回
転数の増大に比例して前記ファンブレードにより発生さ
れる風量が線形的に増大するが、前記回転板の所定の高
速回転域においては、前記回転板の回転により前記ファ
ンブレードに加わる遠心力の増大に応じて該ファンブレ
ードが前記支柱回りに回動されて、前記ファンブレード
により発生される風量の増加率が前記回転板の回転数の
増大に伴い減少する。
【００１６】請求項２記載の回転ファンによれば、前記
回転板の回転数が前記所定の高速回転域に達するまで
は、前記ファンブレードは前記付勢手段により前記第１
ストッパーへ押圧されて回動を抑制され、前記回転板の
所定の高速回転域においては、遠心力の増大に応じて前
記ファンブレードが前記第１ストッパーと前記第２スト
ッパーとの間で前記支柱回りに回動され、前記回転板の
回転数が前記所定の高速回転域を越えると(超高速回転
域）、遠心力による前記ファンブレードの回動は第２ス
トッパーにより阻止されて風量が必要以下になるのを防
止し、低速回転域においては風量が最適量になるように
設定される。
回転板の回転数が前記所定の高速回転域に達するまで
は、前記ファンブレードは前記付勢手段により前記第１
ストッパーへ押圧されて回動を抑制され、前記回転板の
所定の高速回転域においては、遠心力の増大に応じて前
記ファンブレードが前記第１ストッパーと前記第２スト
ッパーとの間で前記支柱回りに回動され、前記回転板の
回転数が前記所定の高速回転域を越えると(超高速回転
域）、遠心力による前記ファンブレードの回動は第２ス
トッパーにより阻止されて風量が必要以下になるのを防
止し、低速回転域においては風量が最適量になるように
設定される。
【００１７】請求項３記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域では、前記ファンブレードの
断面形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定するこ
とにより、遠心力の増大と共に前記吐出角度が広がって
風量の増加率が減少する。
回転板の所定の高速回転域では、前記ファンブレードの
断面形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定するこ
とにより、遠心力の増大と共に前記吐出角度が広がって
風量の増加率が減少する。
【００１８】請求項４記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域では、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度が狭まって風量
の増加率が減少する。
回転板の所定の高速回転域では、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度が狭まって風量
の増加率が減少する。
【００１９】請求項５記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域では、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記ファンブレードがその最
外周点により定まるファンブレード最外径の小さくなる
方向へ回転され、風量の増加率を更に小さくして騒音を
更に低減させることができる。
回転板の所定の高速回転域では、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記ファンブレードがその最
外周点により定まるファンブレード最外径の小さくなる
方向へ回転され、風量の増加率を更に小さくして騒音を
更に低減させることができる。
【００２０】請求項６記載の回転ファンによれば、ファ
ンブレードの表面に沿って流れる気流を乱す虞のある付
勢手段は該ファンブレード内に収納され、その表面から
外側に突出することがないので、空気流が滑らかにファ
ンブレードの周りを流れて騒音が低下し、ファン効率が
向上する。
ンブレードの表面に沿って流れる気流を乱す虞のある付
勢手段は該ファンブレード内に収納され、その表面から
外側に突出することがないので、空気流が滑らかにファ
ンブレードの周りを流れて騒音が低下し、ファン効率が
向上する。
【００２１】請求項７記載の回転ファンによれば、ファ
ンガイドによって支柱が強固に保持されるので、回転フ
ァン全体の剛性が強化されて耐震性が増し、また、ファ
ンガイドによって空気流が整流されるため更に騒音が低
下し、またファン効率も更に向上する。
ンガイドによって支柱が強固に保持されるので、回転フ
ァン全体の剛性が強化されて耐震性が増し、また、ファ
ンガイドによって空気流が整流されるため更に騒音が低
下し、またファン効率も更に向上する。
【００２２】請求項８記載の回転ファンによれば、断面
流線形のファンブレードによって、空気流が乱れること
なくファンブレードの表面に沿って滑らかに流れ、騒音
が低下し、ファン効率が一層向上する。
流線形のファンブレードによって、空気流が乱れること
なくファンブレードの表面に沿って滑らかに流れ、騒音
が低下し、ファン効率が一層向上する。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 実施例１．図１は、本発明の第一実施例に係る回転ファ
ンを示す平面図であり、図２はその分解図であり、図３
はファンブレード１５とブレード角調整機構２０との構
造を示す側面図であり、図４は図５の矢視Ａ−Ａ断面図
である。本実施例の車両用交流発電機の回転ファン１
は、回転板１０と、ファンブレード１５と、ブレード角
調整機構２０と、ファンガイド３０とで構成されてい
る。
て説明する。 実施例１．図１は、本発明の第一実施例に係る回転ファ
ンを示す平面図であり、図２はその分解図であり、図３
はファンブレード１５とブレード角調整機構２０との構
造を示す側面図であり、図４は図５の矢視Ａ−Ａ断面図
である。本実施例の車両用交流発電機の回転ファン１
は、回転板１０と、ファンブレード１５と、ブレード角
調整機構２０と、ファンガイド３０とで構成されてい
る。
【００２４】回転板１０は、金属製板を略円形状にプレ
ス切断等することにより形成したもので、その中央部に
は、発電機の回転軸に嵌めるための大径口１１が形成さ
れている。そして、この回転板１０の周縁部には、放射
状に突出する９つの張出部１２が設けられ、この張出部
１２の上に、各ファンブレード１５が支柱としての支柱
ピン２１を介して回動自在に取り付けられる。
ス切断等することにより形成したもので、その中央部に
は、発電機の回転軸に嵌めるための大径口１１が形成さ
れている。そして、この回転板１０の周縁部には、放射
状に突出する９つの張出部１２が設けられ、この張出部
１２の上に、各ファンブレード１５が支柱としての支柱
ピン２１を介して回動自在に取り付けられる。
【００２５】ファンブレード１５は、合成樹脂で成形さ
れており、その横断面は略三角形状に設定されている。
そして、このファンブレード１５の中央部には、図３に
示すように、上下（図３の上下）に開口し下部に幅広部
１６ａを有したピン／コイル取付部１６が穿設されてい
る。このファンブレード１５は、ブレード角調整機構２
０に組み付けられている。
れており、その横断面は略三角形状に設定されている。
そして、このファンブレード１５の中央部には、図３に
示すように、上下（図３の上下）に開口し下部に幅広部
１６ａを有したピン／コイル取付部１６が穿設されてい
る。このファンブレード１５は、ブレード角調整機構２
０に組み付けられている。
【００２６】ブレード角調整機構２０は、図３及び図４
に示すように、付勢手段としての捩じりコイルバネ２２
と、第１及び第２ストッパーとしてのストッパー２３、
２４とで構成されている。尚、付勢手段は捩じりコイル
バネ以外のバネを用いてもよい。具体的には、捩じりコ
イルバネ２２が、その上端部２２ａをファンブレード１
５のファン回転方向と反対側の面（以下負圧面と称す）
に係合させた状態で、幅広部１６ａ内に収納されてい
る。そして、支柱ピン２１が、捩じりコイルバネ２２内
を通るようにピン／コイル取付部１６に挿通された状態
で、張出部１２上に植設されている。ストッパー２３
は、ファンブレード１５の負圧面側に配設されており、
その係合部２３ａに捩じりコイルバネ２２の下端部２２
ｂが係合されている。これにより、ファンブレード１５
が、捩じりコイルバネ２２によって図４の矢印Ｃで示す
方向に付勢され、ストッパー２３によって係止されて、
図１に示すように、ファンブレード１５の吐出角度θに
おける最小角度θ１が決定されている。
に示すように、付勢手段としての捩じりコイルバネ２２
と、第１及び第２ストッパーとしてのストッパー２３、
２４とで構成されている。尚、付勢手段は捩じりコイル
バネ以外のバネを用いてもよい。具体的には、捩じりコ
イルバネ２２が、その上端部２２ａをファンブレード１
５のファン回転方向と反対側の面（以下負圧面と称す）
に係合させた状態で、幅広部１６ａ内に収納されてい
る。そして、支柱ピン２１が、捩じりコイルバネ２２内
を通るようにピン／コイル取付部１６に挿通された状態
で、張出部１２上に植設されている。ストッパー２３
は、ファンブレード１５の負圧面側に配設されており、
その係合部２３ａに捩じりコイルバネ２２の下端部２２
ｂが係合されている。これにより、ファンブレード１５
が、捩じりコイルバネ２２によって図４の矢印Ｃで示す
方向に付勢され、ストッパー２３によって係止されて、
図１に示すように、ファンブレード１５の吐出角度θに
おける最小角度θ１が決定されている。
【００２７】また、捩じりコイルバネ２２のバネ定数
は、後述する図６に示すように、回転ファン１の回転速
度が第一回転速度Ｎ１（例えば、４０００ｒｐｍ）を超
えたときに、その付勢力がファンブレード１５の重心Ｇ
に加わる遠心力Ｆよりも小さくなるように、設定されて
いる。
は、後述する図６に示すように、回転ファン１の回転速
度が第一回転速度Ｎ１（例えば、４０００ｒｐｍ）を超
えたときに、その付勢力がファンブレード１５の重心Ｇ
に加わる遠心力Ｆよりも小さくなるように、設定されて
いる。
【００２８】ストッパー２４は、張出部１２の近傍に突
設されており、その位置は、後述する図７に示すよう
に、回転ファン１の回転速度が第二回転速度Ｎ２（例え
ば、７０００ｒｐｍ）に達したときに、ファンブレード
１５の吐出角度を最大角度θ２に規制するように設定さ
れている。
設されており、その位置は、後述する図７に示すよう
に、回転ファン１の回転速度が第二回転速度Ｎ２（例え
ば、７０００ｒｐｍ）に達したときに、ファンブレード
１５の吐出角度を最大角度θ２に規制するように設定さ
れている。
【００２９】そして、このようなブレード角調整機構２
０に取り付けられたファンブレード１５の上からリング
状のファンガイド３０が支持ピン２１を介して回転板１
０に取り付けられて、回転ファン１の強度向上と高効率
化が図られている。すなわち、一端を回転板１０に固着
された支持ピン２１の他端にファンガイド３０が溶接さ
れている。
０に取り付けられたファンブレード１５の上からリング
状のファンガイド３０が支持ピン２１を介して回転板１
０に取り付けられて、回転ファン１の強度向上と高効率
化が図られている。すなわち、一端を回転板１０に固着
された支持ピン２１の他端にファンガイド３０が溶接さ
れている。
【００３０】次に、本実施例の動作について説明する。
図５は本実施例の回転ファンを適用した車両用交流発電
機の断面図であり、図６は第一回転速度以下のときのフ
ァンブレードの吐出角度状態を示す平面図であり、図７
は第二回転速度以上のときのファンブレードの吐出角度
状態を示す平面図であり、図８は風量、出力電流、温度
上昇、騒音レベルを示す特性図である。尚、図２２の部
材と同一部材については同一符号を付して説明する。
図５は本実施例の回転ファンを適用した車両用交流発電
機の断面図であり、図６は第一回転速度以下のときのフ
ァンブレードの吐出角度状態を示す平面図であり、図７
は第二回転速度以上のときのファンブレードの吐出角度
状態を示す平面図であり、図８は風量、出力電流、温度
上昇、騒音レベルを示す特性図である。尚、図２２の部
材と同一部材については同一符号を付して説明する。
【００３１】図５において、ファンガイド３０を前ブラ
ケット１１２側に向けた状態で、回転板１０の大径口１
１を回転軸１１０に嵌め、回転板１０を磁極鉄芯１１７
前面に固定することにより、本実施例の回転ファン１
（１−１）を発電機内に装着する。そして、もう１つの
回転ファン１（１−２）を、ファンガイド３０を後ブラ
ケット１１３側に向けた状態で、回転軸１１０の後部に
装着する。この状態で、図示しないエンジンを駆動さ
せ、ベルト、プーリー１１６を介して回転軸１１０を回
転させると、回転ファン１−１、１−２が磁極鉄芯１１
７と一体に回転する。
ケット１１２側に向けた状態で、回転板１０の大径口１
１を回転軸１１０に嵌め、回転板１０を磁極鉄芯１１７
前面に固定することにより、本実施例の回転ファン１
（１−１）を発電機内に装着する。そして、もう１つの
回転ファン１（１−２）を、ファンガイド３０を後ブラ
ケット１１３側に向けた状態で、回転軸１１０の後部に
装着する。この状態で、図示しないエンジンを駆動さ
せ、ベルト、プーリー１１６を介して回転軸１１０を回
転させると、回転ファン１−１、１−２が磁極鉄芯１１
７と一体に回転する。
【００３２】回転ファン１−１の回転によって、矢印Ａ
で示すように、外気が前ブラケット１１２の吸気口１２
２から発電機内に流入し、励磁コイル１１８、固定子コ
イル１１９を冷却して、排気口１２３から流出する。ま
た、回転ファン１−２の回転によって、矢印Ｂで示すよ
うに、外気が後ブラケット１１３の吸気口１２４、１２
５から発電機内に流入し、整流器１２０、電圧調整器１
２１を冷却して、排気口１２６から流出する。
で示すように、外気が前ブラケット１１２の吸気口１２
２から発電機内に流入し、励磁コイル１１８、固定子コ
イル１１９を冷却して、排気口１２３から流出する。ま
た、回転ファン１−２の回転によって、矢印Ｂで示すよ
うに、外気が後ブラケット１１３の吸気口１２４、１２
５から発電機内に流入し、整流器１２０、電圧調整器１
２１を冷却して、排気口１２６から流出する。
【００３３】このとき、回転軸１１０の回転を増大さ
せ、回転ファン１（１−１、１−２）の回転速度を増し
ていくと、図６に示すように、ファンブレード１５の重
心Ｇに加わる遠心力Ｆが捩じりコイルバネ２２の付勢力
に抗して、ファンブレード１５を支柱ピン２１の回りで
ストッパー２４方向に回転させようとする。しかし、第
一回転速度Ｎ１（例えば、４０００ｒｐｍ）を超えなけ
れば、捩じりコイルバネ２２の付勢力による支柱ピン２
１回りの回転モーメントはファンブレード１５の重心Ｇ
に加わる遠心力Ｆによる支柱ピン２１回りの回転モーメ
ントよりも大きい。この結果、回転ファン１の回転速度
が第一回転速度Ｎ１に至るまでは、捩じりコイルバネ２
２の付勢力によって、ファンブレード１５の負圧面がス
トッパー２３に当接し、ファンブレード１５は最小角度
θ１を維持する。 従って、図８に示すように、回転速
度が第一回転速度Ｎ１より小さい範囲では、ファンブレ
ード１５が最小角度θ１に維持され、回転板１０すなわ
ち回転軸１１０の回転速度に応じて、風量、騒音レベル
が増大するが、回転速度が低いため騒音レベルは小さ
い。このとき発電機の温度上昇は、出力電流の増加と共
に上昇し、第一回転速度Ｎ１において極値となるため、
第一回転速度Ｎ１における温度上昇が許容温度上昇以下
になるように最小角度θ１が設定されている。
せ、回転ファン１（１−１、１−２）の回転速度を増し
ていくと、図６に示すように、ファンブレード１５の重
心Ｇに加わる遠心力Ｆが捩じりコイルバネ２２の付勢力
に抗して、ファンブレード１５を支柱ピン２１の回りで
ストッパー２４方向に回転させようとする。しかし、第
一回転速度Ｎ１（例えば、４０００ｒｐｍ）を超えなけ
れば、捩じりコイルバネ２２の付勢力による支柱ピン２
１回りの回転モーメントはファンブレード１５の重心Ｇ
に加わる遠心力Ｆによる支柱ピン２１回りの回転モーメ
ントよりも大きい。この結果、回転ファン１の回転速度
が第一回転速度Ｎ１に至るまでは、捩じりコイルバネ２
２の付勢力によって、ファンブレード１５の負圧面がス
トッパー２３に当接し、ファンブレード１５は最小角度
θ１を維持する。 従って、図８に示すように、回転速
度が第一回転速度Ｎ１より小さい範囲では、ファンブレ
ード１５が最小角度θ１に維持され、回転板１０すなわ
ち回転軸１１０の回転速度に応じて、風量、騒音レベル
が増大するが、回転速度が低いため騒音レベルは小さ
い。このとき発電機の温度上昇は、出力電流の増加と共
に上昇し、第一回転速度Ｎ１において極値となるため、
第一回転速度Ｎ１における温度上昇が許容温度上昇以下
になるように最小角度θ１が設定されている。
【００３４】そして、回転板１０すなわち回転軸１１０
の回転速度を第一回転速度Ｎ１に達した後、さらに第二
回転速度Ｎ２に至るまで回転速度を増大させていくと、
ファンブレード１５の重心Ｇに加わる遠心力Ｆによる回
転モーメントが捩じりコイルバネ２２の付勢力による回
転モーメントよりも大きくなり、ファンブレード１５の
吐出角度θが遠心力Ｆの大きさに対応して開いていく。
なお、図６及び図７に示すように、空気Ｗがファンブレ
ード１５の両側面に沿って逃げるように流れて回転板１
０の回転方向後側へ送り出される。従って、ファンブレ
ード１５には大きな抵抗が加わらない。吐出角度θが大
きくなる結果、図８に示すように、回転速度がＮ１〜Ｎ
２の間では、風量の増加率が減少するため、高速回転に
も拘わらず騒音が破線で示す従来の回転ファン１００に
比べて著しく抑えられる。この結果、従来例と比較し
て、出力電流が同一条件の場合、温度上昇は許容温度上
昇以下の範囲において増大する。
の回転速度を第一回転速度Ｎ１に達した後、さらに第二
回転速度Ｎ２に至るまで回転速度を増大させていくと、
ファンブレード１５の重心Ｇに加わる遠心力Ｆによる回
転モーメントが捩じりコイルバネ２２の付勢力による回
転モーメントよりも大きくなり、ファンブレード１５の
吐出角度θが遠心力Ｆの大きさに対応して開いていく。
なお、図６及び図７に示すように、空気Ｗがファンブレ
ード１５の両側面に沿って逃げるように流れて回転板１
０の回転方向後側へ送り出される。従って、ファンブレ
ード１５には大きな抵抗が加わらない。吐出角度θが大
きくなる結果、図８に示すように、回転速度がＮ１〜Ｎ
２の間では、風量の増加率が減少するため、高速回転に
も拘わらず騒音が破線で示す従来の回転ファン１００に
比べて著しく抑えられる。この結果、従来例と比較し
て、出力電流が同一条件の場合、温度上昇は許容温度上
昇以下の範囲において増大する。
【００３５】そして、回転ファン１の回転速度が第二回
転速度Ｎ２になると、図７に示すように、ファンブレー
ド１５がストッパー２４に当接し、ファンブレード１５
の吐出角度が最大角度θ２に規制される。更にファンブ
レード１５の回転速度が第二回転速度Ｎ２を超えると、
その吐出角度がθ２以上大きくならないので、図８に示
すように、風量が漸次増加し、これに対応して騒音レベ
ルが僅かに増大していく。しかしながら、従来例と比較
して回転速度Ｎ１〜Ｎ２でファンブレード１５の回動に
よって風量の増加率が抑えられるので、騒音レベルは著
しく低い。従って、図５に示した発電機を駆動させ、回
転ファン１を第一回転速度Ｎ１〜第二回転速度Ｎ２の間
の高速回転速度で回転させることにより、発電機の冷却
に必要な風量を確保しながら風量の増加率を低減させる
ことができる。しかも、発電機の回転数が増大しても、
風量の増加率を低く抑制できているので発電機を静粛に
回転させることができる。
転速度Ｎ２になると、図７に示すように、ファンブレー
ド１５がストッパー２４に当接し、ファンブレード１５
の吐出角度が最大角度θ２に規制される。更にファンブ
レード１５の回転速度が第二回転速度Ｎ２を超えると、
その吐出角度がθ２以上大きくならないので、図８に示
すように、風量が漸次増加し、これに対応して騒音レベ
ルが僅かに増大していく。しかしながら、従来例と比較
して回転速度Ｎ１〜Ｎ２でファンブレード１５の回動に
よって風量の増加率が抑えられるので、騒音レベルは著
しく低い。従って、図５に示した発電機を駆動させ、回
転ファン１を第一回転速度Ｎ１〜第二回転速度Ｎ２の間
の高速回転速度で回転させることにより、発電機の冷却
に必要な風量を確保しながら風量の増加率を低減させる
ことができる。しかも、発電機の回転数が増大しても、
風量の増加率を低く抑制できているので発電機を静粛に
回転させることができる。
【００３６】すなわち、本実施例の車両用交流発電機の
回転ファン１によれば、発電機の温度上昇が大きい低速
回転域（第一回転速度Ｎ１以下）では、回転ファン１の
風量を十分確保して発電機の発熱部分を有効に冷却し、
大きな風量を要しない高速回転域（第一回転速度Ｎ１以
上）では、風量を抑えて、騒音の発生を効果的に抑制す
ることができる。また、ある程度の騒音を許容できる車
両用交流発電機においては、ファンブレード１５の最小
角度θ１を予め小さく設定しておくことで、図８に示す
回転速度Ｎ１までの間の風量を大きくし、その分出力を
増大させることもできる。さらに、ファンブレード１５
を、その長手方向において回転板１０の中心側の位置に
回動自在に取り付けると、高速回転域では、回転板の回
転数の上昇と共に前記ファンブレードがその最外周点に
より定まるファンブレード最外径の小さくなる方向へ回
転され、風量の増加率を更に小さくして騒音を更に低減
させることができる。
回転ファン１によれば、発電機の温度上昇が大きい低速
回転域（第一回転速度Ｎ１以下）では、回転ファン１の
風量を十分確保して発電機の発熱部分を有効に冷却し、
大きな風量を要しない高速回転域（第一回転速度Ｎ１以
上）では、風量を抑えて、騒音の発生を効果的に抑制す
ることができる。また、ある程度の騒音を許容できる車
両用交流発電機においては、ファンブレード１５の最小
角度θ１を予め小さく設定しておくことで、図８に示す
回転速度Ｎ１までの間の風量を大きくし、その分出力を
増大させることもできる。さらに、ファンブレード１５
を、その長手方向において回転板１０の中心側の位置に
回動自在に取り付けると、高速回転域では、回転板の回
転数の上昇と共に前記ファンブレードがその最外周点に
より定まるファンブレード最外径の小さくなる方向へ回
転され、風量の増加率を更に小さくして騒音を更に低減
させることができる。
【００３７】尚、本実施例では、回転ファン１に９つの
ファンブレード１５を設けたが、これに限るものではな
く、ファンブレード１５の数を任意に設定することがで
きることは勿論、個々のファンブレードの大きさ（長
さ）を互に異なるものとしたり、円周方向の配置間隔を
互いに異ならせて、発生する騒音のスペクトルを分散さ
せるようにしてもよい。また、本実施例では発電機への
適用の際、２つの回転ファン１（１−１、１−２）を用
いたが、必要に応じて１つの回転ファン１でも、前記効
果を十分達成することができる。
ファンブレード１５を設けたが、これに限るものではな
く、ファンブレード１５の数を任意に設定することがで
きることは勿論、個々のファンブレードの大きさ（長
さ）を互に異なるものとしたり、円周方向の配置間隔を
互いに異ならせて、発生する騒音のスペクトルを分散さ
せるようにしてもよい。また、本実施例では発電機への
適用の際、２つの回転ファン１（１−１、１−２）を用
いたが、必要に応じて１つの回転ファン１でも、前記効
果を十分達成することができる。
【００３８】実施例２．次いで、本発明の第二実施例に
係る回転ファンについて説明する。図９は本実施例に係
る回転ファンの平面図であり、図１０は要部の平面図で
あり、図１１は図１０の矢視Ｂ−Ｂ断面図であり、図１
２はファンブレードの正面図であり、図１３はファンブ
レードの平面図であり、図１４はファンブレードの底面
図である。尚、前記図１乃至図８の部材と同一部材につ
いては同一符号を用いた。本実施例は、回転ファンの形
状、構造が前記第一実施例の回転ファン１と特に異なっ
ている。
係る回転ファンについて説明する。図９は本実施例に係
る回転ファンの平面図であり、図１０は要部の平面図で
あり、図１１は図１０の矢視Ｂ−Ｂ断面図であり、図１
２はファンブレードの正面図であり、図１３はファンブ
レードの平面図であり、図１４はファンブレードの底面
図である。尚、前記図１乃至図８の部材と同一部材につ
いては同一符号を用いた。本実施例は、回転ファンの形
状、構造が前記第一実施例の回転ファン１と特に異なっ
ている。
【００３９】本実施例の回転ファン２は、断面流線形の
ファンブレード３５をブレード角調整機構２０に組み付
けた構成となっている。ファンブレード３５は、図１０
及び図１１に示すように、ブレード角調整機構２０の捩
じりコイルバネ２２の大部分を収納しうるピン／コイル
取付部３６を有している。このピン／コイル取付部３６
は、図１２乃至図１４に示すように、ファンブレード３
５の中央部を横方向（図１２の上下）に貫通するように
形成され、支柱ピン２１を挿入可能なピン挿入部３６ａ
と、ファンブレード３５の中央部において上下（図１２
の上下）に開口してピン挿入部３６ａの下部に形成され
た幅広のコイル収納部３６ｂとを有している。コイル収
納部３６ｂの側部には、捩じりコイルバネ２２の上端部
２２ａを係合させるための係合凹部３６ｃが設けられ、
下側には、捩じりコイルバネ２２の下端部２２ｂを引き
出す開口３６ｄが設けられている。
ファンブレード３５をブレード角調整機構２０に組み付
けた構成となっている。ファンブレード３５は、図１０
及び図１１に示すように、ブレード角調整機構２０の捩
じりコイルバネ２２の大部分を収納しうるピン／コイル
取付部３６を有している。このピン／コイル取付部３６
は、図１２乃至図１４に示すように、ファンブレード３
５の中央部を横方向（図１２の上下）に貫通するように
形成され、支柱ピン２１を挿入可能なピン挿入部３６ａ
と、ファンブレード３５の中央部において上下（図１２
の上下）に開口してピン挿入部３６ａの下部に形成され
た幅広のコイル収納部３６ｂとを有している。コイル収
納部３６ｂの側部には、捩じりコイルバネ２２の上端部
２２ａを係合させるための係合凹部３６ｃが設けられ、
下側には、捩じりコイルバネ２２の下端部２２ｂを引き
出す開口３６ｄが設けられている。
【００４０】このようなファンブレード３５内に捩じり
コイルバネ２２が収納されている。具体的には、図１０
及び図１１に示すように、捩じりコイルバネ２２が、そ
の上端部２２ａを係合凹部３６ｃに係合させ、その下端
部２２ｂを開口３６ｄから露出させた状態で、コイル収
納部３６ｂ内に収納されて隠されている。そして、支柱
ピン２１が、捩じりコイルバネ２２内を通るようにピン
／コイル取付部３６に挿通された状態で、張出部１２上
に植設されている。この状態で、開口３６ｄから露出し
た捩じりコイルバネ２２の下端部２２ｂがストッパー２
３に係合されている。
コイルバネ２２が収納されている。具体的には、図１０
及び図１１に示すように、捩じりコイルバネ２２が、そ
の上端部２２ａを係合凹部３６ｃに係合させ、その下端
部２２ｂを開口３６ｄから露出させた状態で、コイル収
納部３６ｂ内に収納されて隠されている。そして、支柱
ピン２１が、捩じりコイルバネ２２内を通るようにピン
／コイル取付部３６に挿通された状態で、張出部１２上
に植設されている。この状態で、開口３６ｄから露出し
た捩じりコイルバネ２２の下端部２２ｂがストッパー２
３に係合されている。
【００４１】また、図９及び図１０に示すように、この
ようなファンブレード３５を回転自在に支持する支柱ピ
ン２１の取付位置は、前記第一実施例のファンブレード
１５の取付位置よりも回転板１０の中心側にずれ、張出
部１２の基部側位置に設定されている。また、回転板１
０には、ファンガイド３０と直接溶接される補強板１３
が設けられ、ファンガイド３０の支柱ピン２１への接合
を補強している。
ようなファンブレード３５を回転自在に支持する支柱ピ
ン２１の取付位置は、前記第一実施例のファンブレード
１５の取付位置よりも回転板１０の中心側にずれ、張出
部１２の基部側位置に設定されている。また、回転板１
０には、ファンガイド３０と直接溶接される補強板１３
が設けられ、ファンガイド３０の支柱ピン２１への接合
を補強している。
【００４２】このような構成により、回転ファン２を回
転させると、図１５及び図１６に示すように、図８の第
一回転速度Ｎ１と第二回転速度Ｎ２との間で、ファンブ
レード３５の吐出角度が最小角度θ１から最大角度θ２
に変化する。このとき、ファンブレード３５の横断面が
流線形になっているので、空気Ｗが乱れることなくファ
ンブレード３５の両側面に沿って滑らかに流れ、空気流
が一層整流化される。この結果、ファンブレード３５に
よる騒音をさらに抑えることができる。
転させると、図１５及び図１６に示すように、図８の第
一回転速度Ｎ１と第二回転速度Ｎ２との間で、ファンブ
レード３５の吐出角度が最小角度θ１から最大角度θ２
に変化する。このとき、ファンブレード３５の横断面が
流線形になっているので、空気Ｗが乱れることなくファ
ンブレード３５の両側面に沿って滑らかに流れ、空気流
が一層整流化される。この結果、ファンブレード３５に
よる騒音をさらに抑えることができる。
【００４３】また、前記第一実施例においては捩じりコ
イルバネ２２がファンブレード１５から露出していたの
で、この露出するコイルバネ２２によって、空気流の乱
れが生じるおそれがある。しかし、本実施例では、捩じ
りコイルバネ２２の略大部分がファンブレード３５内に
収納されて隠れているので、このような乱れ現象は発生
せず、より一層の騒音低減化を図ることができる。
イルバネ２２がファンブレード１５から露出していたの
で、この露出するコイルバネ２２によって、空気流の乱
れが生じるおそれがある。しかし、本実施例では、捩じ
りコイルバネ２２の略大部分がファンブレード３５内に
収納されて隠れているので、このような乱れ現象は発生
せず、より一層の騒音低減化を図ることができる。
【００４４】さらに、支柱ピン２１がファンブレード３
５の中央部に取り付けられ、その取付位置が回転板１０
の中心側に寄っているので、図１５及び図１６に示すよ
うに、第一回転速度Ｎ１と第二回転速度Ｎ２との間の高
速域において、最外周点Ｐまでの径がＲ１からＲ２（図
１５、図１６参照）まで減少変化する。このため、ファ
ンブレード３５による風量が大きく減少し、騒音が著し
く減少する。すなわち、本実施例の回転ファン２では、
高速域において前記第一実施例の回転ファン１よりもさ
らに騒音を低減させることができる。その他の構成、作
用効果は前記第一実施例と同様であるので、その記載は
省略する。
５の中央部に取り付けられ、その取付位置が回転板１０
の中心側に寄っているので、図１５及び図１６に示すよ
うに、第一回転速度Ｎ１と第二回転速度Ｎ２との間の高
速域において、最外周点Ｐまでの径がＲ１からＲ２（図
１５、図１６参照）まで減少変化する。このため、ファ
ンブレード３５による風量が大きく減少し、騒音が著し
く減少する。すなわち、本実施例の回転ファン２では、
高速域において前記第一実施例の回転ファン１よりもさ
らに騒音を低減させることができる。その他の構成、作
用効果は前記第一実施例と同様であるので、その記載は
省略する。
【００４５】実施例３．次に、本発明の第三実施例に係
る回転ファンについて説明する。図１７は本実施例の回
転ファンに適用されるファンブレードの平面図であり、
図１８は図１７の矢視Ｃ−Ｃ断面図であり、図１９はフ
ァンブレードの正面図であり、図２０はファンブレード
の底面図である。本実施例は、ファンブレードの肉抜き
をして重心位置をファンブレードの中心線から偏位させ
ている点が前記第二実施例のファンブレードと異なる。
る回転ファンについて説明する。図１７は本実施例の回
転ファンに適用されるファンブレードの平面図であり、
図１８は図１７の矢視Ｃ−Ｃ断面図であり、図１９はフ
ァンブレードの正面図であり、図２０はファンブレード
の底面図である。本実施例は、ファンブレードの肉抜き
をして重心位置をファンブレードの中心線から偏位させ
ている点が前記第二実施例のファンブレードと異なる。
【００４６】図において、ファンブレード４５は前記第
一実施例のファンブレード３５のピン／コイル取付部３
６と同構造のピン／コイル取付部４６を備えているが、
図１８に示すように、その上、下面と内部において肉抜
きがされている。具体的には、図１８に示すように、フ
ァンブレード４５の上面部両側がその外形に沿って浅め
に抜かれて上肉抜き部４７ａ、４７ｂが形成され、下面
部両側が外形に沿って浅めに抜かれて下肉抜き部４９
ａ、４９ｂが形成されている。そして、上肉抜き部４７
ａ、４７ｂの下側には肉４７ｃ、４７ｄを残して、中肉
抜き部４８ａ、４８ｂが形成されている。
一実施例のファンブレード３５のピン／コイル取付部３
６と同構造のピン／コイル取付部４６を備えているが、
図１８に示すように、その上、下面と内部において肉抜
きがされている。具体的には、図１８に示すように、フ
ァンブレード４５の上面部両側がその外形に沿って浅め
に抜かれて上肉抜き部４７ａ、４７ｂが形成され、下面
部両側が外形に沿って浅めに抜かれて下肉抜き部４９
ａ、４９ｂが形成されている。そして、上肉抜き部４７
ａ、４７ｂの下側には肉４７ｃ、４７ｄを残して、中肉
抜き部４８ａ、４８ｂが形成されている。
【００４７】中肉抜き部４８ａは、図１７及び図２０に
示すように、ファンブレード４５の頭部４５ａにおいて
回転板１０の中心側に位置する大半部を繰り抜いて形成
したもので、その下側は下肉抜き部４９ａと連通してい
る。中肉抜き部４８ｂは、ファンブレード４５の尾部４
５ｂの中央部を繰り抜いて形成したもので、その下側は
下肉抜き部４９ｂと連通している。このように、ファン
ブレード４５の頭部４５ａの肉を回転板１０の中心から
離れた位置に残しているので、図１７に示すように、フ
ァンブレード４５の重心Ｇが、頭部４５ａと尾部４５ｂ
とを結ぶ長手方向の中心線から外れ、該中心線より回転
板１０の半径方向外側へ偏位した位置に寄ることとな
る。
示すように、ファンブレード４５の頭部４５ａにおいて
回転板１０の中心側に位置する大半部を繰り抜いて形成
したもので、その下側は下肉抜き部４９ａと連通してい
る。中肉抜き部４８ｂは、ファンブレード４５の尾部４
５ｂの中央部を繰り抜いて形成したもので、その下側は
下肉抜き部４９ｂと連通している。このように、ファン
ブレード４５の頭部４５ａの肉を回転板１０の中心から
離れた位置に残しているので、図１７に示すように、フ
ァンブレード４５の重心Ｇが、頭部４５ａと尾部４５ｂ
とを結ぶ長手方向の中心線から外れ、該中心線より回転
板１０の半径方向外側へ偏位した位置に寄ることとな
る。
【００４８】このように、本実施例ではファンブレード
４５の重量と重心位置とが前記第一実施例のファンブレ
ード３５の重量と重心位置と異なるので、重心Ｇに加わ
る遠心力Ｆの大きさが異なることとなる。この結果、フ
ァンブレード４５がストッパー２３から離れるときの第
一回転速度Ｎ１とストッパー２４に係止されるときの第
二回転速度Ｎ２とが異なることとなる。すなわち、本実
施例のようにファンブレードの重量や重心位置を変える
ことで、第一回転速度Ｎ１、第二回転速度Ｎ２の回転数
を自由に変化させることができる。また、ファンブレー
ド４５の肉抜きによる軽量化によりファンブレード４５
の回転モーメントが小さくなり、捩じりコイルバネのば
ね力を低く設定できるので、捩じりコイルバネの小形
化、軽量化が可能になる。更に、これらの軽量化によ
り、加わる遠心力が低減され強度が向上すると共に、発
電機の慣性を低減することができる。その他の構成、作
用効果は第二実施例と同様であるので、その記載は省略
する。
４５の重量と重心位置とが前記第一実施例のファンブレ
ード３５の重量と重心位置と異なるので、重心Ｇに加わ
る遠心力Ｆの大きさが異なることとなる。この結果、フ
ァンブレード４５がストッパー２３から離れるときの第
一回転速度Ｎ１とストッパー２４に係止されるときの第
二回転速度Ｎ２とが異なることとなる。すなわち、本実
施例のようにファンブレードの重量や重心位置を変える
ことで、第一回転速度Ｎ１、第二回転速度Ｎ２の回転数
を自由に変化させることができる。また、ファンブレー
ド４５の肉抜きによる軽量化によりファンブレード４５
の回転モーメントが小さくなり、捩じりコイルバネのば
ね力を低く設定できるので、捩じりコイルバネの小形
化、軽量化が可能になる。更に、これらの軽量化によ
り、加わる遠心力が低減され強度が向上すると共に、発
電機の慣性を低減することができる。その他の構成、作
用効果は第二実施例と同様であるので、その記載は省略
する。
【００４９】実施例４．最後に、本発明の第四実施例に
係る回転ファンについて説明する。図２１は本実施例に
係る回転ファンの平面図である。本実施例の回転ファン
３は、ファンブレード５６の回転板５０の回転方向前側
の側面の最外周点での接線方向が前記最外周点と回転板
５０の中心とを結ぶ直線に対して回転板５０の回転方向
前側に向いているファンブレードを有しており、ファン
ブレード５５の形状と回転中心位置が前記第一実施例乃
至第三実施例のファンブレードと異なる。
係る回転ファンについて説明する。図２１は本実施例に
係る回転ファンの平面図である。本実施例の回転ファン
３は、ファンブレード５６の回転板５０の回転方向前側
の側面の最外周点での接線方向が前記最外周点と回転板
５０の中心とを結ぶ直線に対して回転板５０の回転方向
前側に向いているファンブレードを有しており、ファン
ブレード５５の形状と回転中心位置が前記第一実施例乃
至第三実施例のファンブレードと異なる。
【００５０】すなわち、ファンブレード５５は、断面形
状の一部が略円弧状の羽根部５６と先細状の基部５７と
を有しており、羽根部５６の円弧状側が回転方向に対し
て前方へ向けられ、基部５７がブレード角調整機構２０
の支柱ピン２１に枢支されている。このような構成によ
り、回転ファン３の回転速度が第一回転速度Ｎ１を超え
ると、ファンブレード５５が回動して、吐出角度θが小
さくなっていく。その他の構成、作用効果は前記第一実
施例乃至第三実施例と同様であるので、その記載は省略
する。
状の一部が略円弧状の羽根部５６と先細状の基部５７と
を有しており、羽根部５６の円弧状側が回転方向に対し
て前方へ向けられ、基部５７がブレード角調整機構２０
の支柱ピン２１に枢支されている。このような構成によ
り、回転ファン３の回転速度が第一回転速度Ｎ１を超え
ると、ファンブレード５５が回動して、吐出角度θが小
さくなっていく。その他の構成、作用効果は前記第一実
施例乃至第三実施例と同様であるので、その記載は省略
する。
【００５１】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明の回
転ファンによれば、回転板と、前記回転板の周縁部に支
柱を介して回動可能に設けられたファンブレードと、前
記回転板の所定の高速回転域において、該回転板の回転
数の増大にともない前記ファンブレードにより発生され
る風量の増加率を減少させるように前記ファンブレード
を遠心力により前記支柱回りに回動させ、前記所定の高
速回転域以外では前記ファンブレードの回動を抑制する
ブレード角調整機構とを備えるので、回転ファンの回転
数に対応させて風量を調整することができ、特に低速回
転域ではファンブレードの回動を抑制して回転板の回転
数に比例してファンブレードにより発生される風量を増
大させることにより、発電機のコイル等の発熱部を冷却
するのに十分な風量を得ることができると共に、所定の
高速回転域及び超高速回転域では、風量の増加率を減少
させることにより不要な風量の増大を抑制して回転ファ
ンによる騒音を低減させることができる効果がある。
転ファンによれば、回転板と、前記回転板の周縁部に支
柱を介して回動可能に設けられたファンブレードと、前
記回転板の所定の高速回転域において、該回転板の回転
数の増大にともない前記ファンブレードにより発生され
る風量の増加率を減少させるように前記ファンブレード
を遠心力により前記支柱回りに回動させ、前記所定の高
速回転域以外では前記ファンブレードの回動を抑制する
ブレード角調整機構とを備えるので、回転ファンの回転
数に対応させて風量を調整することができ、特に低速回
転域ではファンブレードの回動を抑制して回転板の回転
数に比例してファンブレードにより発生される風量を増
大させることにより、発電機のコイル等の発熱部を冷却
するのに十分な風量を得ることができると共に、所定の
高速回転域及び超高速回転域では、風量の増加率を減少
させることにより不要な風量の増大を抑制して回転ファ
ンによる騒音を低減させることができる効果がある。
【００５２】請求項２記載の回転ファンによれば、前記
ブレード角調整機構は、前記ファンブレードに加わる遠
心力に対して逆方向にファンブレードを付勢する付勢手
段と、前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレード
の回動を規制する第１ストッパーと、前記ファンブレー
ドに加わる遠心力による前記ファンブレードの回動を規
制する第２ストッパーとを備え、前記所定の高速回転域
では、前記ファンブレードの前記回転板の回転方向前側
の側面の最外周点と前記回転板の中心とを結ぶ直線と、
前記回転板の回転方向前側の側面の前記最外周点での接
線とがなす角である吐出角度が前記回転板の回転数に応
じて調整されるので、必要に応じて前記付勢手段の付勢
力を変えることにより、前記所定の高速回転域の始点あ
るいは終点の前記回転板の回転数を適宜変更することが
できる。また、前記第１ストッパーあるいは前記第２ス
トッパーの位置を変えることにより、前記回転板の所定
の高速回転域以外の回転数域における前記吐出角度を適
宜変更することができる。
ブレード角調整機構は、前記ファンブレードに加わる遠
心力に対して逆方向にファンブレードを付勢する付勢手
段と、前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレード
の回動を規制する第１ストッパーと、前記ファンブレー
ドに加わる遠心力による前記ファンブレードの回動を規
制する第２ストッパーとを備え、前記所定の高速回転域
では、前記ファンブレードの前記回転板の回転方向前側
の側面の最外周点と前記回転板の中心とを結ぶ直線と、
前記回転板の回転方向前側の側面の前記最外周点での接
線とがなす角である吐出角度が前記回転板の回転数に応
じて調整されるので、必要に応じて前記付勢手段の付勢
力を変えることにより、前記所定の高速回転域の始点あ
るいは終点の前記回転板の回転数を適宜変更することが
できる。また、前記第１ストッパーあるいは前記第２ス
トッパーの位置を変えることにより、前記回転板の所定
の高速回転域以外の回転数域における前記吐出角度を適
宜変更することができる。
【００５３】請求項３記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記ファンブレードの吐出角度が増大するよう
に、前記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回
転中心位置とが設定されるので、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度を広げて風量の
増加率を減少させることができ、これにより前記所定の
高速回転域での風量の増加率を減少させることができ
る。
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記ファンブレードの吐出角度が増大するよう
に、前記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回
転中心位置とが設定されるので、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度を広げて風量の
増加率を減少させることができ、これにより前記所定の
高速回転域での風量の増加率を減少させることができ
る。
【００５４】請求項４記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記ファンブレードの吐出角度が減少するよう
に、前記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回
転中心位置とが設定されるので、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度を狭めて風量の
増加率を減少させることができ、これにより前記所定の
高速回転域での風量の増加率を減少させることができ
る。
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記ファンブレードの吐出角度が減少するよう
に、前記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回
転中心位置とが設定されるので、ファンブレードの断面
形状と支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することに
より、遠心力の増大と共に前記吐出角度を狭めて風量の
増加率を減少させることができ、これにより前記所定の
高速回転域での風量の増加率を減少させることができ
る。
【００５５】請求項５記載の回転ファンによれば、前記
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記回転板の回転方向前側の側面の最外周点によ
って定まるファンブレード最外径が減少するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定されるので、ファンブレードの断面形状と
支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することにより、
遠心力の増大と共に前記ファンブレードがその最外周点
により定まるファンブレード最外径の小さくなる方向へ
回転され、風量の増加率を更に小さくして騒音を更に低
減させることができる。
回転板の所定の高速回転域において、前記遠心力の増大
と共に前記回転板の回転方向前側の側面の最外周点によ
って定まるファンブレード最外径が減少するように、前
記ファンブレードの断面形状と前記支柱回りの回転中心
位置とが設定されるので、ファンブレードの断面形状と
支柱回りの回転中心位置とを適宜設定することにより、
遠心力の増大と共に前記ファンブレードがその最外周点
により定まるファンブレード最外径の小さくなる方向へ
回転され、風量の増加率を更に小さくして騒音を更に低
減させることができる。
【００５６】請求項６記載の回転ファンによれば、前記
ブレード角調整機構の前記付勢手段は前記ファンブレー
ド内に収納されるので、前記付勢手段がファンブレード
の表面から外側に突出してその表面に沿って流れる気流
を乱すことはなく、空気流が滑らかにファンブレードの
周りを流れて騒音が低下し、またファン効率が向上す
る。
ブレード角調整機構の前記付勢手段は前記ファンブレー
ド内に収納されるので、前記付勢手段がファンブレード
の表面から外側に突出してその表面に沿って流れる気流
を乱すことはなく、空気流が滑らかにファンブレードの
周りを流れて騒音が低下し、またファン効率が向上す
る。
【００５７】請求項７記載の回転ファンによれば、一端
を前記回転板に固着された前記支柱の他端に、ファンガ
イドが固着されるので、回転ファン全体の剛性が強化さ
れて高速化が可能となり、また、ファンガイドによって
空気流が整流されるため更に騒音が低下し、またファン
効率が更に向上する。
を前記回転板に固着された前記支柱の他端に、ファンガ
イドが固着されるので、回転ファン全体の剛性が強化さ
れて高速化が可能となり、また、ファンガイドによって
空気流が整流されるため更に騒音が低下し、またファン
効率が更に向上する。
【００５８】請求項８記載の回転ファンによれば、前記
ファンブレードの断面形状は流線形に形成されるので、
気流が乱れることなくファンブレードの表面に沿って滑
らかに流れ、騒音が一層低下し、またファン効率が一層
向上する。
ファンブレードの断面形状は流線形に形成されるので、
気流が乱れることなくファンブレードの表面に沿って滑
らかに流れ、騒音が一層低下し、またファン効率が一層
向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施例に係る回転ファンを示す
平面図である。
平面図である。
【図２】 本実施例の分解図である。
【図３】 ファンブレードとブレード角可変機構との構
造を示す正面図である。
造を示す正面図である。
【図４】 図３の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図５】 本実施例の回転ファンが適用された車両用交
流発電機の断面図である。
流発電機の断面図である。
【図６】 第一回転速度Ｎ１以下のときのファンブレー
ドの吐出角度状態を示す平面図である。
ドの吐出角度状態を示す平面図である。
【図７】 第二回転速度Ｎ２以上のときのファンブレー
ドの吐出角度状態を示す平面図である。
ドの吐出角度状態を示す平面図である。
【図８】 風量、出力電流、温度上昇、騒音レベルを示
す特性図である。
す特性図である。
【図９】 第二実施例に係る回転ファンの平面図であ
る。
る。
【図１０】 本実施例の要部の平面図である。
【図１１】 図１０の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【図１２】 ファンブレードの正面図である。
【図１３】 ファンブレードの平面図である。
【図１４】 ファンブレードの底面図である。
【図１５】 第一回転速度Ｎ１以下のときのファンブレ
ードの吐出角度状態を示す平面図である。
ードの吐出角度状態を示す平面図である。
【図１６】 第二回転速度Ｎ２以上のときのファンブレ
ードの吐出角度状態を示す平面図である。
ードの吐出角度状態を示す平面図である。
【図１７】 第三実施例の回転ファンに適用されるファ
ンブレードの平面図である。
ンブレードの平面図である。
【図１８】 図１７の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
【図１９】 ファンブレードの正面図である。
【図２０】 ファンブレードの底面図である。
【図２１】 第四実施例に係る回転ファンの平面図であ
る。
る。
【図２２】 従来の回転ファンが適用された車両用交流
発電機の断面図である。
発電機の断面図である。
【図２３】 従来例に係る回転ファンの平面図である。
【符号の説明】 １ 回転ファン、１０ 回転板、１５ ファンブレー
ド、２１ 支柱ピン（支柱）、２２ 捩じりコイルバネ
（付勢手段）、２０ ブレード角調整機構、３０ファン
ガイド、θ 吐出角度。
ド、２１ 支柱ピン（支柱）、２２ 捩じりコイルバネ
（付勢手段）、２０ ブレード角調整機構、３０ファン
ガイド、θ 吐出角度。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
Claims (8)
- 【請求項１】 回転板と、 前記回転板の周縁部に支柱を介して回動可能に設けられ
たファンブレードと、 前記回転板の所定の高速回転域において、該回転板の回
転数の増大にともない前記ファンブレードにより発生さ
れる風量の増加率を減少させるように前記ファンブレー
ドを遠心力により前記支柱回りに回動させ、前記所定の
高速回転域以外では前記ファンブレードの回動を抑制す
るブレード角調整機構と、 を備えることを特徴とする回転ファン。 - 【請求項２】前記ブレード角調整機構は、 前記ファンブレードに加わる遠心力に対して逆方向にフ
ァンブレードを付勢する付勢手段と、 前記付勢手段の付勢力による前記ファンブレードの回動
を規制する第１ストッパーと、 前記ファンブレードに加わる遠心力による前記ファンブ
レードの回動を規制する第２ストッパーと、 を備え、前記所定の高速回転域では、前記ファンブレー
ドの前記回転板の回転方向前側の側面の最外周点と前記
回転板の中心とを結ぶ直線と、前記回転板の回転方向前
側の側面の前記最外周点での接線とがなす角である吐出
角度を前記回転板の回転数に応じて調整することを特徴
とする請求項１記載の回転ファン。 - 【請求項３】 前記回転板の所定の高速回転域におい
て、前記遠心力の増大と共に前記ファンブレードの吐出
角度が増大するように、前記ファンブレードの断面形状
と前記支柱回りの回転中心位置とを設定したことを特徴
とする請求項２記載の回転ファン。 - 【請求項４】 前記回転板の所定の高速回転域におい
て、前記遠心力の増大と共に前記ファンブレードの吐出
角度が減少するように、前記ファンブレードの断面形状
と前記支柱回りの回転中心位置とを設定したことを特徴
とする請求項２記載の回転ファン。 - 【請求項５】 前記ファンブレードを、該ファンブレー
ドの長手方向の中心線上において前記最外周点から該フ
ァンブレードの長手方向の長さの１／５以上離れた位置
で前記支柱に回動自在に取り付けたことを特徴とする請
求項１記載の回転ファン。 - 【請求項６】 前記ブレード角調整機構の前記付勢手段
を前記ファンブレード内に収納したことを特徴とする請
求項２記載の回転ファン。 - 【請求項７】 一端が前記回転板に固着された前記支柱
の他端にファンガイドを固着したことを特徴とする請求
項１記載の回転ファン。 - 【請求項８】 前記ファンブレードの断面形状を流線形
にしたことを特徴とする請求項１記載の回転ファン。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335955A JP2828586B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 回転ファン |
| TW083111854A TW271019B (ja) | 1993-12-28 | 1994-12-19 | |
| US08/360,454 US5742107A (en) | 1993-12-28 | 1994-12-21 | Rotary cooling fan |
| DE4446345A DE4446345C2 (de) | 1993-12-28 | 1994-12-23 | Radialventilator |
| KR1019940037573A KR0145148B1 (ko) | 1993-12-28 | 1994-12-28 | 회전 냉각용 팬 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335955A JP2828586B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 回転ファン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07194058A true JPH07194058A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2828586B2 JP2828586B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=18294207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335955A Expired - Lifetime JP2828586B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 回転ファン |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5742107A (ja) |
| JP (1) | JP2828586B2 (ja) |
| KR (1) | KR0145148B1 (ja) |
| DE (1) | DE4446345C2 (ja) |
| TW (1) | TW271019B (ja) |
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| WO2013074621A1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | Remy Technologies, Llc | Electric machine with end ring and supporting tab |
| WO2016084199A1 (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | 新電元工業株式会社 | 回転電機ユニット |
| CN112234767A (zh) * | 2020-08-20 | 2021-01-15 | 余姚市宏阳微电机有限公司 | 一种微电机 |
| JP2023116096A (ja) * | 2022-02-09 | 2023-08-22 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | シロッコファン、シロッコファンユニット及び送風方法 |
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| FR2858134B1 (fr) * | 2003-05-27 | 2007-11-02 | Valeo Equip Electr Moteur | Dispositif de refroidissement pour alternateur de vehicule avec debit d'air variable |
| DE10344634A1 (de) * | 2003-09-25 | 2005-05-04 | Bosch Gmbh Robert | Elektrische Maschine |
| FR2869477B1 (fr) * | 2004-03-26 | 2007-07-27 | Valeo Equip Electr Moteur | Machine electrique tournante, notamment alternateur de vehicule automobile, dont les entrees/sorties d'air comprennent des ailettes inclinees par rapport aux pales des ventilateurs |
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1993
- 1993-12-28 JP JP5335955A patent/JP2828586B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-12-19 TW TW083111854A patent/TW271019B/zh active
- 1994-12-21 US US08/360,454 patent/US5742107A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-23 DE DE4446345A patent/DE4446345C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-28 KR KR1019940037573A patent/KR0145148B1/ko not_active IP Right Cessation
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