JPH089999B2

JPH089999B2 - ファンのブレード構造

Info

Publication number: JPH089999B2
Application number: JP4286140A
Authority: JP
Inventors: 洋次佐藤
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH06137298A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジンの冷
却等に利用されるファンのブレード構造に関するもの
で、特に、自動車の低燃費化のために軽量化したファン
のブレード構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車用エンジンの冷却等に
利用されるファンとして、図４及び図５に示したものが
ある。

【０００３】図４は従来のファンの正面図であり、ま
た、図５は図４のＣ−Ｃ切断線による断面図である。

【０００４】図４及び図５のように、冷却ファン１は、
７枚のブレード２をボス部３に対して放射状に突設して
なる。これらの各ブレード２はボス部３を中心とする円
周方向断面が略円弧状をなし、エアホイル（翼）形の形
状に形成されている。また各ブレード２は、回転平面に
対して所定角度傾斜してボス部３に結合されている。そ
して、これらのブレード２とボス部３とは通常合成樹脂
で射出成形により一体に形成され、ブレード２の肉厚ｔ
は、冷却ファン１の外径が例えば４００mmの場合には、
４mm程度とされている。

【０００５】そして、上記構成の冷却ファン１にはその
ボス部３に取付プレートが一体にインサート成形されて
おり、その取付プレートを介して、このフアン１は図示
しないエンジンからの駆動軸に直接またはファンカップ
リングを介して連結されて、回転駆動される。また、こ
のファン１は、電気モータまたは油圧モータに取付けら
れて、それにより駆動される場合もある。そして、この
ファン１を図４の矢印の方向に回転することによって、
軸方向の手前から奥の方向に（図５の場合、図の上方か
ら下方の方向に）風が送出される。

【０００６】なお、この種のファンのブレード構造につ
いては、例えば、特開昭６２−２８４９９９号公報に掲
載の技術がある。この技術は、より具体的には、ブレー
ド外周端縁部での正圧面側から負圧面側への空気の回り
込みによる乱気流の発生を抑制して、騒音を少なくする
ことに関しており、そのために、ブレードの外周端部に
その外周端縁形状と略平行に「整流リブ」を突設してい
る。そして、この整流リブは、正圧側の面（断面円弧状
の内側の面）よりも負圧側の面（円弧状断面の外側の
面）に形成することが好ましいこと、また、この整流リ
ブの突出高さは比較的高くファンの直径の２〜５％であ
ることが好ましく、更に、その数は複数よりは１枚であ
る方が好ましいこと等が開示されている。

【０００７】また、同様のファンのブレード構造につい
て、実開昭６３−９８４９９号公報に掲載の技術も知ら
れている。この技術は、具体的には、流体中のブレード
（プロペラ）表面上に生じるバーストを抑制し、境界層
の乱流による摩擦抵抗を減少するもので、そのために、
ブレードの表面にファン軸とほぼ同心円状に多数の「リ
ブレット」を設けている。そして、このリブレットは、
隣接するＶ字状またはＵ字状の断面の谷（溝）によって
頂部が鋭角となるように形成されている。したがって、
ブレード表面はセレーション状に形成されたものとなっ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車用エ
ンジンの低燃費化に対応するため、エンジンの放熱器を
冷却するファンにも、軽量化が要求され、また、高回転
化して風量を増大させ、高出力化に対処すべくファン強
度の向上が要求されている。

【０００９】このうち、ファンの軽量化については、ブ
レードの肉厚を薄くすることによって、一般には達成す
ることが可能である。

【００１０】ところが、軽量化のためにブレードの肉厚
を薄くすれば、当然、ブレードの強度が低下することと
なり、高回転化のための強度向上が図れなくなる。

【００１１】そして、これに対応する手法としては、ブ
レードに補強リブを設けることが考えられる。しかし、
この種のリブを単にブレードに設けただけでは、一般に
は、空気の流れを乱すこととなり、風量の低下及び騒音
の増大を招く。

【００１２】なお、上記特開昭６２−２８４９９９号公
報、実開昭６３−９８４９９号公報に掲載の技術ではそ
れぞれ「整流リブ」、及び「リブレット」がブレードに
設けられているが、これらは強度の向上を目的としたも
のではなく、したがって、これらのリブによってはブレ
ードを軽量化し、かつ、十分に補強することはできな
い。

【００１３】そこで、本発明は、所要の強度を保持し、
かつ、風量、騒音特性を良好に維持し、軽量化を図るこ
とができるファンのブレード構造の提供を課題とするも
のである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるファンの
ブレード構造は、ボス部から放射状に突設され、そのボ
ス部を中心とする円周方向断面が略円弧状の複数枚のブ
レード本体と、その円周方向断面が略円弧状のブレード
本体の内側の面に対して、円周方向に沿って立設され、
かつ、頂部の稜線がブレード本体の両側端を結ぶ直線と
一致する補強リブとを具備するものである。

【００１５】

【作用】本発明においては、ブレード本体に補強リブを
形成しているので、ブレード本体の強度、剛性を向上す
ることができる。このため、ブレード本体の肉厚を薄く
してもそれの所要の強度を保持することができるので、
その軽量化を図ることができる。

【００１６】そして、この補強リブを、円周方向断面が
略円弧状であるブレード本体の内側の面に対して、円周
方向に沿って、かつ、頂部の稜線がブレード本体の両側
端を結ぶ直線と一致するように立設しているので、この
補強リブは、ブレード本体の表面に沿って円周方向に流
れる風の流れに対して抵抗とはならない。むしろ、補強
リブが円周方向に沿って立設されているために、ブレー
ド本体の内側の表面上の乱流を減少できる。そのため、
風量、騒音特性を良好に維持することができる。また、
特に、補強リブがその頂部の稜線がブレード本体の両側
端を結ぶ直線と一致するように設けられていることによ
って、風の流れに対して抵抗となることなくブレード本
体を最大に補強することができる。

【００１７】即ち、所要の強度を保持し、かつ、風量、
騒音特性を良好に維持し、軽量化を図ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図３に基づ
いて説明する。

【００１９】図１は本発明の実施例のファンのブレード
構造を示す要部背面図であり、特に、ファンのブレード
を風下となる正圧面側から見た図である。また、図２は
図１のＡ−Ａ切断線による断面図である。更に、図３は
図１のＢ−Ｂ切断線による断面図である。なお、これら
の図中、図４及び図５の従来のファンの構成部分と同一
または相当する部分には、同一符号を使用している。

【００２０】本実施例のファン１は、具体的には自動車
のエンジンの冷却用に用いるものであり、図４及び図５
の従来例と同様に、７枚のブレード２をボス部３の外周
に放射状に突設して形成されている。そして、これらの
各ブレード２は、エアホイル（翼）の形状をなし、ボス
部を中心とする円周方向断面が略円弧状に形成されてい
る。即ち、各ブレード２はその幅方向に僅かに彎曲して
形成され、正圧面となる表面側は凹部面として、また負
圧面となる反対表面側は凸部面として形成されている。
なおこのため、ブレード２はこの略円弧状の断面形状に
よって、長さ方向（放射方向）の曲げに対する強度が、
単に板状である場合よりも僅かではあるが高められても
いる。

【００２１】そして、これらの各ブレード２は、図２ま
たは図５のように、回転方向に対して所定角度傾斜して
ボス部３の外周に設けられ、それによって、ファン１を
回転した場合に軸方向に風（流体）が送出される。図２
の場合、ファン１は矢印の回転方向に駆動され、風は同
図の下方から上方に送出される。なお、このファン１
は、エンジンからの駆動軸に直接またはファンカップリ
ングを介して取付けられ、或いは電動モータまたは油圧
モータに取付けられて、回転駆動される。

【００２２】このようなファン１の構造とブレード２の
形状は従来と同じであるが、本実施例のファンのブレー
ドにおいては、これに補強リブが設けられている。即
ち、図１乃至図３のように、各ブレード２は、従来例の
ブレードに相当するブレード本体２ａに補強リブ２ｂが
設けられて形成され、ここでは、３条の補強リブ２ｂ
が、所定の間隔をブレード本体２ａの放射方向（長さ方
向）に置いてほぼ均等に設けられている。そして、これ
らの補強リブ２ｂは、円周方向断面が略円弧状であるブ
レード本体２ａの内側となる凹部面側、即ち正圧面側に
対して形成され、また、円周方向に、即ちファン１の回
転軸線を中心とする円周方向に沿って、軸方向に突き出
るように立設されている。またここで、各補強リブ２ｂ
は、特に図２によく示されるように断面で見て、その頂
部の稜線がブレード本体２ａの両側端を結ぶ直線と一致
するように形成されている。つまり、各補強リブ２ｂ
は、その頂部がブレード本体２ａの両側端縁を結ぶ仮想
平面内に位置するように形成されている。

【００２３】なお、これらの補強リブ２ｂは、ボス部３
と共に、ブレード本体２ａと一体に合成樹脂から形成さ
れている。

【００２４】そして、このように補強リブ２ｂで補強さ
れた本実施例のブレード２においては、ブレード本体２
ａの平均の肉厚は、冷却ファン１の外径が例えば４００
mmの場合、２．４mm程度とされている。即ち、従来例の
ブレード２の肉厚ｔと比較して４０％程度薄肉となり、
０．６ｔとなっている。

【００２５】次に、本実施例のファンのブレード構造の
作用を説明する。

【００２６】ブレード本体２ａに補強リブ２ｂが形成さ
れているので、ブレード本体２ａの強度、剛性、特にそ
の幅方向への曲げに対する強度、剛性が向上する。この
ため、ブレード本体２ａの肉厚が従来に比べて４０％程
度小さくなっているにも拘らず、従来のブレードと同程
度の強度及び剛性を保持する。

【００２７】また、補強リブ２ｂを円周方向断面が円弧
状のブレード本体２ａの内側である正圧面側に対して、
円周方向に沿って、また、その頂部の稜線がブレード本
体２ａの両側端を結ぶ直線と一致するように形成してい
るので、風の流れに対して抵抗とはならず、むしろ、円
周方向のリブ２ｂによりブレード本体２ａの表面上の乱
流が減少して、騒音が小さくなる。

【００２８】なお、ブレード本体２ａに補強リブ２ｂを
設けると、その部分の負圧面側にはひけが発生し易く、
外観品質を低下させることがあるので、樹脂材質、成形
圧、成形温度等の成形条件、補強リブ２ｂの根元のＲの
取り方等については注意することが好ましい。なお、こ
の負圧面側でのひけの発生は、例えば、補強リブ２ｂの
根元を部分的に薄くすることによって抑制することがで
きる。

【００２９】このように、上記実施例のファンのブレー
ド構造は、冷却ファン１のボス部３から放射状に突設さ
れ、そのボス部３を中心とする円周方向断面が略円弧状
の７枚のブレード本体２ａと、その円周方向断面が略円
弧状のブレード本体２ａの内側の面、即ち正圧面に対し
て、円周方向に沿って立設され、かつ、頂部の稜線がブ
レード本体の両側端を結ぶ直線と一致する３条の補強リ
ブ２ｂとを具備するものである。

【００３０】したがって、上記実施例によれば、ブレー
ド本体２ａに補強リブ２ｂを形成しているので、ブレー
ド本体２ａの強度、剛性を向上することができる。その
ため、ファンの高出力化に対応できる所定の強度を保持
する一方で、ブレード本体２ａの肉厚を薄くしてその軽
量化を図ることができる。

【００３１】また、その補強リブ２ｂを、円周方向断面
が略円弧状のブレード本体２ａの内側の面に対して、円
周方向に沿って、かつ、頂部の稜線がブレード本体の両
側端を結ぶ直線と一致するように立設しているので、こ
の補強リブ２ｂがブレード本体２ａの表面上を円周方向
に流れる風の流れに対して抵抗となることはなく、その
ため、風量特性、騒音特性を良好に維持することができ
る。むしろ、補強リブ２ｂが円周方向に沿って立設され
ていることによりブレード本体２ａの表面上の乱流を減
少できるので、低騒音化を期待することができる。

【００３２】ところで、上記実施例の補強リブ２ｂは３
条設けられているが、本発明を実施する場合には、これ
に限定されるものではなく、１条或いは、好ましくは２
条以上とすることができる。但し、多くしすぎると、軽
量化の効果が小さくなるばかりか、風量特性を逆に低下
させることがあるので、その補強リブ２ｂの本数は所望
の強度等に応じた適当な数とされることが好ましい。ま
た、補強リブ２ｂは、ブレード本体２ａの半径方向上の
任意の位置に設けることができるが、ブレード本体２ａ
を均一に補強するために、上記実施例のように、その本
数に応じてブレード本体２ａを半径方向（長さ方向）に
等分した位置に設けられることが好ましい。

【００３３】なお、上記実施例では、補強リブ２ｂをそ
の頂部の稜線がブレード本体２ａの両側端を結ぶ直線と
一致するように形成しているが、この補強リブ２ｂを、
そのブレード本体２ａの両側端を結ぶ直線より上方或い
は下方に形成することも考えられる。しかし、補強リブ
２ｂの頂部の稜線がその直線よりも上方になるように形
成した場合には、そのように突出して形成された補強リ
ブ２ｂは、風の流れに対して剪断抵抗となり、風量特性
を低下させ、また場合によれば騒音特性をも低下させる
ため好ましくない。また逆に、補強リブ２ｂの頂部の稜
線がその直線よりも下方になるように形成した場合に
は、風量特性或いは騒音特性を低下させることはない
が、補強リブ２ｂの補強効果がその分弱くなる。したが
って、補強リブ２ｂは、上記実施例のように、その頂部
の稜線がブレード本体２ａの両側端を結ぶ直線と一致す
るように形成されることが、風量特性或いは騒音特性を
低下させることなく最大の補強効果が得られるため、好
ましく、また適切である。

【００３４】なお、上記実施例は、ブレード枚数が７枚
である冷却ファン１に適用しているが、本発明を実施す
る場合には、この枚数の冷却ファンに限定されるもので
はない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかるファンの
ブレード構造は、ボス部から放射状に突設され、そのボ
ス部を中心とする円周方向断面が略円弧状の複数枚のブ
レード本体と、その円周方向断面が略円弧状のブレード
本体の内側の面に対して、円周方向に沿って立設され、
かつ、頂部の稜線がブレード本体の両側端を結ぶ直線と
一致する補強リブとを具備するものである。

【００３６】したがって、このファンのブレード構造に
よれば、ブレード本体に補強リブを形成しているので、
ブレード本体の強度、剛性を向上することができる。そ
のため、ブレード本体の肉厚を薄くしてもそれの所要の
強度を保持することができるので、その軽量化を図るこ
とができる。そして、この補強リブを、円周方向断面が
略円弧状であるブレード本体の内側の面に対して、円周
方向に沿って、かつ、頂部の稜線がブレード本体の両側
端を結ぶ直線と一致するように立設しているので、この
補強リブがブレード本体の表面に沿って円周方向に流れ
る風の流れに対して抵抗となることはない。むしろ、補
強リブが円周方向に沿って立設されているために、ブレ
ード本体の内側の表面上の乱流を減少でき、低騒音化で
きる。そのため、風量、騒音特性を良好に維持すること
ができる。また特に、補強リブが、その頂部の稜線がブ
レード本体の両側端を結ぶ直線と一致するように設けら
れていることによって、風の流れに対して抵抗となるこ
となくブレード本体を最大に補強することができる。

【００３７】即ち、所要の強度を保持し、かつ、風量、
騒音特性を良好に維持し、軽量化を図ることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例のファンのブレード構造
を示す要部背面図である。

【図２】図２は図１のＡ−Ａ切断線による断面図であ
る。

【図３】図３は図１のＢ−Ｂ切断線による断面図であ
る。

【図４】図４は従来のファンの正面図である。

【図５】図５は図４のＣ−Ｃ切断線による断面図であ
る。

【符号の説明】

１冷却ファン２ａブレード本体２ｂ補強リブ３ボス部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボス部から放射状に突設され、前記ボス
部を中心とする円周方向断面が略円弧状の複数枚のブレ
ード本体と、前記円周方向断面が略円弧状のブレード本体の内側の面
に対して、円周方向に沿って立設され、かつ、頂部の稜
線が前記ブレード本体の両側端を結ぶ直線と一致する補
強リブとを具備することを特徴とするファンのブレード
構造。