JPH11289716A - 電動機用冷却ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】送風性能が高く、冷却性能の高い電動機用冷却
ファンの提供。 【解決手段】電動機用冷却ファンのエアの流路を回転軸
に対して斜め方向とし、しかも、羽根の外径をハウジン
グの外周面（フレーム）の外径よりも大きく構成した。 【効果】 ファンカバーとの接触やエア流路途中におけ
る衝突や曲がりや渦等による損失が最小となり、ラジア
ルファンからのエアを効率よく送ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機用冷却ファ
ンの羽根、ファンカバー、エンドブラケットの形態並び
にこれらの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、特開平５−５６６０３号公報
に開示された従来型の全閉外扇型電動機の側面上断面図
である。この電動機の冷却ファンでは、ラジアルファン
１とフアンカバー２との組み合わせで、軸方向へのエア
の流れを発生させ、フィン３が多数設けられている電動
機のハウジング４の外周面側へと導いて、ハウジング４
の外周面（フレーム）やフィン３の放熱効果を向上させ
ることで冷却している。尚、図中の符号５は回転軸、６
はエアの吸入口、７は吐出口、８はエンドブラケットで
ある。

【０００３】一般に、この種の冷却ファンが正逆の回転
で等しい風量や静圧上昇等の送風性能を実現するには，
遠心作用を利用したラジアルファン１が用いられてい
る。このラジアルファン１がエアを吐き出す方向は径方
向であり，電動機の冷却に必要なエアの流れ方向は、回
転軸５方向であって、ハウジング４の外周面（フレー
ム）及びフィン３に沿う方向である。このため従来で
は、ラジアルファン１から一旦吐き出された径方向のエ
アをファンカバー２に当ててエアの流れ方向を曲げ、ハ
ウジング４の外周面（フレーム）及びフィン３に沿う方
向へと向ける、という技術思想に基づいて装置が構成さ
れていた。

【０００４】この技術思想によると、ラジアルファン１
とファンカバー２との間に相応の間隔をあけねばならな
い。ラジアルファン１からのエアの向きを変えるための
空間、ラジアルファン１から吐き出されたエアがファン
カバー２の内周面に当たってその流れ方向を曲げるため
に所要の空間が必要となるのである。又、かかる技術思
想によれば、流れ方向の曲げによる風圧、風量の損失を
避ける上でも、ファンカバー２からラジアルファン１を
引き離す方が、ラジアルファン１から径方向へのエアを
一旦ファンカバー２に当ててハウジング４の外周面へと
向かわせる際の曲げや衝突による損失を小さくできるか
ら有利となる。以上の理由から、従来の電動機用冷却フ
ァンは、図１１に示すように、ラジアルファン１の外径
とファンカバー２との間には或る程度の間隔をあけて空
間が設けられているのであり、ラジアルファン１の外径
も電動機のハウジング４の外径より小さく構成されてい
たのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構成では、図１２で示すよう、ラジアルファン１と
ファンカバー２との空間やラジアルファン１の羽先縁に
生ずる渦流９、１０の悪影響や、ファンカバー２にエア
を一旦当てることによる風圧、風量の減少が大きく、送
風性能向上の障害となっていた。又、ファンカバー１と
ハウジング４の外周面との隙間の吐出口７から吐き出さ
れるエアは開放空間への拡散が大きく、下流側のハウジ
ング４の外周面やフィン３の間を通過する際の風速が小
さくなるために十分な放熱効果の向上が得られない。
又、シュラウドの無いファンを用いた場合には、漏れ流
れを抑えるためにファンカバー２の吸込口６は、ラジア
ルファン１の内径よりも小さいことが必要であるため、
吸込口６において十分な通風面積を確保することができ
ず、エア通過時の圧力損失を減少させることができない
という問題もあった。本発明は上記のような問題を改善
し，送風性能の高い電動機用冷却ファンの提供を目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電動
機のエンドブラケット側の回転軸に設けられるラジアル
ファンと、当該ラジアルファンを覆い、外周縁が上記エ
ンドブラケットの外周縁より大きく形成され、電動機の
ハウジングの外周面との間に環状のエア吐出口が形成さ
れるように設けられたファンカバーとを備えた電動機用
冷却ファンにおいて、上記ラジアルファンの羽根は、吸
込口近傍から吐出口近傍に至る幅と、羽根の羽先縁が上
記ファンカバーの内面に近接する径方向の長さとを有
し、上記ファンカバー内におけるエアの流れ空間の径方
向の断面形状に相応する形状に形成されされたことを特
徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、電動機のエンドブラケ
ット側の回転軸に設けられ、後述のファンカバーと協働
して、羽根の前端縁の回転軸寄りから取り込んだエアを
羽根の後端縁の径方向外端寄りから吐き出すよう形成さ
れ、上記回転軸から羽根の後端縁の径方向外端までの径
が回転軸から電動機のハウジング外周までの径より長く
形成されたラジアルファンと、当該ラジアルファンから
吐き出されるエアを電動機のハウジングの外周面側へと
向けるよう回転軸方向からラジアルファンを覆い、外周
縁が上記エンドブラケットの外周縁より大きく形成さ
れ、電動機のハウジングの外周面との間に環状のエア吐
出口が形成されるように設けられたファンカバーとから
成り、当該ファンカバーは、少なくとも、ラジアルファ
ンの羽根が旋回状態において形成する立体空域の外周縁
を描く羽根の羽先縁に近接する周面を備え、当該周面を
備えたファンカバーと上記ラジアルファンとの協動によ
って、エンドブラケット側の回転軸近傍のエアをハウジ
ング外周面側へと導くエア流路を形成したことを特徴と
する。

【０００８】請求項３の発明は、電動機のエンドブラケ
ット側の回転軸に設けられるラジアルファンと当該ラジ
アルファンからのエアを電動機のハウジングの外周面側
へ向けるよう回転軸方向からラジアルファンを覆い、外
周縁が上記エンドブラケットの外周縁より大きく形成さ
れ、ハウジングの外周面との間に環状のエア吐出口が形
成されるように設けられるファンカバーとからなる電動
機用冷却ファンにおいて、上記ラジアルファンの羽根
は、羽根の後端縁の径方向外端をハウジングの外周面よ
り外方に位置させ、羽根の前端縁の径方向外端をハウジ
ングの外周面より内方に位置させ、当該前端縁の径方向
外端と後端縁の径方向外端とを結ぶ仮想線を羽根の羽先
縁とし、前端縁の径方向外端から回転軸と平行に延びて
後端縁に達するまでの仮想線を三角形の一定長さの底辺
として、上記後端縁の径方向先端を当該三角形の頂点と
みて、当該頂点が上記底辺に対して平行で当該頂点を通
る仮想線上の任意の位置において上記底辺を底辺として
形成される三角形形状とすると共に、上記フアンカバー
は、少なくとも、旋回状態における上記羽先縁に近接す
る傾斜周面を有する形状としたことを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、電動機のエンドブラケ
ット側の回転軸に設けられるラジアルファンと当該ラジ
アルファンからのエアを電動機のハウジングの外周面側
へ向けるよう回転軸方向からラジアルファンを覆い、外
周縁が上記エンドブラケットの外周縁より大きく形成さ
れ、ハウジングの外周面との間に環状のエア吐出口が形
成されるように設けられるファンカバーとからなる電動
機用冷却ファンにおいて、上記ラジアルファンの羽根
は、羽根の後端縁の径方向外端をハウジングの外周面よ
り外方に位置させ、羽根の前端縁の径方向外端をハウジ
ングの外周面より内方に位置させ、当該前端縁の径方向
外端と後端縁の径方向外端とを結ぶ仮想線を羽根の羽先
縁とし、前端縁の径方向外端から回転軸と平行に延びて
後端縁に達するまでの仮想線を三角形の一定長さの底辺
として、上記後端縁の径方向先端を当該三角形の頂点と
みて、当該頂点が上記底辺に対して平行で当該頂点を通
る仮想線上の任意の位置において上記底辺を底辺として
形成される三角形形状とすると共に、上記フアンカバー
は、少なくとも、旋回状態における上記羽先縁に近接す
る傾斜周面と当該傾斜周面の外周縁から上記ハウジング
の外周面側へ向けて回転軸と平行に延在する胴周面とを
有する形状としたことを特徴とする。

【００１０】請求項５の発明は、請求項３又は請求項４
に記載の電動機用冷却ファンにおいて、三角形の底辺と
羽根の後端縁とがなす角度が７５度乃至１００度である
ことを特徴とする。

【００１１】請求項６の発明は、請求項１又は請求項３
に記載の電動機用冷却ファンにおいて、ファンカバー
は、傾斜周面の外周縁からハウジングの外周面側へ向け
て、その断面形状が緩やかな弧を描き、エアの吐出口の
口径が次第に絞られる形となる胴周面を備えていること
を特徴とする。

【００１２】請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６
の何れかに記載の電動機用冷却ファンにおいて、吐出口
側へのエア流路に臨むブラケットの外周縁に、当該エア
通路へ突き出た突出部を形成して、吐出口から吐き出さ
れるエアの流れ方向をハウジングの外周面に対して鋭角
としたことを特徴とする。

【００１３】請求項８の発明は、請求項７に記載の電動
機用冷却ファンにおいて、突出部は断面において半円弧
形であることを特徴とする。

【００１４】請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８
の何れかに記載の電動機用冷却ファンにおいて、羽根が
旋回状態において形成する立体空域の外周縁に相応す形
状のシュラウドを羽根の羽先縁に巡らして設けたことを
特徴とする。

【００１５】請求項１０の発明は、電動機のエンドブラ
ケット側の回転軸に設けられるラジアルファンを覆い、
上記エンドブラケットの径より大きく、電動機のハウジ
ングの外周面との間に環状のエア吐出口が形成されるよ
うに設けられた筒状のファンカバーと、少なくとも羽根
の後端縁の径方向外端がファンカバーの内周面に近接
し、羽根が旋回状態において形成する立体空域の外周縁
に相応す形状のシュラウドを羽根の羽先縁に巡らして設
けられた上記ラジアルファンとを備えたことを特徴とす
る。

【００１６】請求項１１の発明は、請求項１０に記載の
電動機用冷却ファンにおいて、ラジアルファンの羽根
は、羽根の後端縁の径方向外端をハウジングの外周面よ
り外方に位置させ、羽根の前端縁の径方向外端をハウジ
ングの外周面より内方に位置させ、当該前端縁の径方向
外端と後端縁の径方向外端とを結ぶ仮想線を羽根の羽先
縁とし、前端縁の径方向外端から回転軸と平行に延びて
後端縁に達するまでの仮想線を三角形の一定長さの底辺
として、上記後端縁の径方向先端を当該三角形の頂点と
みて、当該頂点が上記底辺に対して平行で当該頂点を通
る仮想線上の任意の位置において上記底辺を底辺として
形成される三角形形状としたことを特徴とする。

【００１７】請求項１２の発明は、請求項１０又は請求
項１１に記載の電動機用冷却ファンにおいて、ファンカ
バーの吸込口の径は筒状のファンカバーの径に実質的に
等しい大きさとしたことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明に係
る電動機用冷却ファンの実施の形態１を示す側面上断面
図である。図中の符号１は外扇ファンとしてのラジアル
ファンであり、１ａは羽根、１ｂは羽根の主板、１ｃは
シュラウド、１ｘは羽根の前端縁、１ｙは羽根の後端
縁、１ｚは羽根の羽先縁である。又、符号２は外扇カバ
ーとしてのファンカバー、符号３は放熱板としてのフィ
ン、符号４は電動機のフレームとしてのハウジング、符
号５は回転軸、符号６はファンカバー２のエアの吸入
口、符号７はエアの吐出口、符号８はエンドブラケット
であり、符号１１はエアの流れ方向を示す流線である。

【００１９】遠心作用を利用したラジアルファン１は、
電動機のエンドブラケット８側の回転軸５に設けられて
いる。ファンカバー２は、このラジアルファン１を回転
軸５の方向からキャップ状に覆うよう被せれら、そのフ
ァンカバー２の外周縁２ａは、エンドブラケット８の外
周縁や電動機のハウジング４の回転軸５からの径より大
きく形成され、ファンカバー２の装着の際には、電動機
のハウジング４の外周面との間に環状のギャップが生ま
れて、これがエアの吐出口７となるように形成されてい
る。ファンカバー２は、その中央に相応する回転軸５寄
りに当該軸５を中心として穿たれた吸込口６が設けられ
ており、この吸入口６の近傍から吐出口７の近傍までの
ファンカバー２の内周面の領域を、吸入口６からのエア
をラジアルファン１の羽根１ａを経て吐出口７へと向か
わせるよう形成された誘導面としている。

【００２０】この実施形態に示す誘導面は、回転軸５へ
向けての径方向の断面において、吸入口６から吐出口７
方向に向けて上向いて行く直線的な傾斜面を有している
が、この形態に限らず、吸込口６から吐出口７方向に外
方に膨らみを持つ弧を描く曲面（図示せず）に形成して
もよい。又、この誘導面は、上記のような傾斜面とし
て、或いは曲面として、いわゆる１面のみの構成である
必要はない。例えば、エンドブラケット８の外周縁８ａ
とファンカバー２の外周縁側との間隙で形成されている
吐出口７付近におけるファンカバー２の部分的な形態
は、ハウジング４と同心円の筒状に形成され、その内周
面と連なる面として構成してもよい。他方、ラジアルフ
ァン１の羽根１ａは、吸込口６の近傍に位置する羽根１
ａの前端縁１ｘから吐出口７の近傍に位置する羽根１ａ
の後端縁１ｙに至までの、いわゆる羽根１ａの幅方向を
幅広に形成すると共に、羽根１ａの羽先縁１ｚが上述の
誘導面、この実施の形態１では図示の傾斜面に近接する
ように形成してある。尚、ここで言う「近接」の語は、
対象物との距離が１乃至３ｍｍ程度の近い距離であるこ
とを意味する。

【００２１】このように、ファンカバー２内における吸
込口６近傍から吐出口７近傍に至たるエアの流れ空間に
おいて、その空間の径方向の断面形状に相応する形にラ
ジアルファン１の羽根１ａを形成すると、ファンカバー
２が恰もラジアルファン１のシュラウドであるかのよう
に機能し、このファンカバー２とラジアルファン１との
協働によって、送風性能が向上した。又、このように構
成すると、ファンカバー２内における吸込口６近傍から
吐出口７近傍に至たるエアの流れ空間、即ち、エアの流
路において、図１２に示すような、損失となる渦９、１
０が生ずる余地（空間）が大きく除かれることになる。
勿論、かかる構成において、ラジアルファン１の羽根１
の羽先縁１ｚに、図１に示すように、実際にシュラウド
１ｃを巡らして設けると、その送風性能は更に向上す
る。尚、図１において、例えば、羽根１ａの後端縁１ｙ
とエンドブラケット８や吐出口７等との間隔が若干大き
く描かれているが、これは作図上の都合であって、図
は、上記実施の形態に示す発明の内容の概要を単に示す
に止まる。図２以下においても同様である。

【００２２】図２において、図はラジアルファン１の羽
根１ａの形態の変形例を示したものである。ここに示さ
れるた電動機用冷却ファンも、図１と同様の構成で、ラ
ジアルファン１と、このラジアルファン１からのエアを
ハウジング４の外周面側へと向けるファンカバー２とか
らなるものである。このファンカバー２も、その外周縁
２ａがエンドブラケット８の外周縁８ａより大きく形成
されて、ハウジング４の外周面との間に環状のエア吐出
口７が形成されている。

【００２３】次に、図に示すラジアルファン１の羽根１
ａの形状を説明する。羽根１ａは、その後端縁１ｙの径
方向外端１ｐをハウジング４の外周面より外方に位置さ
せる一方、羽根１ａの前端縁１ｘの径方向外端１ｎをハ
ウジング４の外周面より内方に位置させ、この前端縁１
ｘの径方向外端１ｎと後端縁１ｙの径方向外端１ｐとを
結ぶ仮想線を羽根の羽先縁１ｚとして、前端縁１ｘの径
方向外端１ｎから回転軸５と平行に延びて後端縁１ｙに
達するまでの仮想線を三角形の一定長さの底辺１ｋと仮
定してみたとき、後端縁１ｙの径方向先端１ｐを当該三
角形の頂点とみて、当該頂点１ｐが底辺１ｋに対して平
行で当該頂点１ｐを通る仮想線上の任意の位置におい
て，当該底辺１ｋを底辺として形成される三角形形状と
なるように形成してある。図中の符号θは上記底辺に対
する後端縁１ｙの回転軸５に対して成す傾斜角度であ
り、実線で示す羽根１ａはθ＝９０°、仮想線で示す羽
根１Ｓはθ＜９０°、１Ｌはθ＞９０°の三角形状の例
である。底辺１ｋから外径側となる上記三角形状の羽根
部分の面積は上記条件に従う限り、全て等しくなるか
ら、その羽根部分での、流体であるエアに対する作用は
等しくなる。

【００２４】しかし、実際にはエアの流れは回転軸５方
向から吐出口７方向へ曲げられる際、主板１ｂ方向に偏
る羽根１ａの流体に対する仕事は異なる。例えば、後端
縁傾斜角θ＜９０°の場合（１Ｓ）では径方向の速度成
分が大きくなり、エアはファンカバー２に衝突後、回転
軸５方向に曲げられるので、衝突、曲がりの圧力損失が
大きくなる傾向が強くなる。他方、後端縁傾斜角θ＞９
０°の場合（１Ｌ）では、ファンカバー２から吐き出さ
れるエアの通過面積は明らかに小さく、抵抗が大きくな
る傾向が強くなる。実験によると、図３の曲線に示すよ
うに、後端縁傾斜角は７５°乃至１００°で風量増大の
効果が大きいことが分かった。これは、本発明の羽根１
ａから吐き出されるエアの径方向の速度成分が従来型の
ファンより小さいことや、ファンカバー２への衝突や曲
げによる損失も小さくなり、更にファンカバー２のコー
ナ等に生じていたエアの渦９，１０（図１２参照）の発
生も抑制されるからである。

【００２５】尚、上記ファンカバー２は、少なくとも、
ラジアルファン１の羽根１ａが旋回状態において形成す
る立体空域の外周縁を描く羽根１ａの羽先縁１ｚに近接
する周面としての誘導面を備えており、この周面を備え
たファンカバー２と上記ラジアルファン１との協動によ
って、エンドブラケット８側の回転軸５近傍のエアをハ
ウジング４の外周面側へと導くエア流路が形成されてい
る。図２に示されるフアンカバー２は、旋回状態におけ
る上記羽先縁１ｚに近接する傾斜した周面だけでなく、
この傾斜周面の外周縁からハウジング４の外周面側へ向
けて、回転軸５と平行に延在する胴周面をも有する形状
としている。

【００２６】図４は、本発明の羽根と従来型のファンと
の送風性能を比較した曲線である。横軸、縦軸はそれぞ
れ風量、静圧を示し、本発明の羽根の方が同一風量にお
ける静圧上昇が大きくなっている。又、図５は、本発明
の羽根と従来型のファンとの静圧効率を比較した曲線で
あり、図６は、本発明の羽根と従来型のファンとの実動
作状態での騒音スペクトルを比較したした図である。図
４乃至図６に示された比較データから本発明のラジアル
ファン１が低騒音であり、高効率であることが理解され
よう。

【００２７】実施の形態２．図７は、ファンカバー２の
変形例を示すもので、上記された傾斜周面の外周縁から
ハウジング４の外周面側へと向けて、その断面形状が、
傾斜周面の傾斜がそのまま外方向へと一旦延在して行っ
た後、次第に緩やかな弧を描きながら、エアの吐出口７
の口径が次第に絞られて行くように形づくられた胴周面
を備えている。エアを、吐き出し口であるファンカバー
２とハウジング４の外周面との間隙、即ち吐出口７にお
いて、エアの通風断面が回転軸方向に小さくなるように
絞ることによって、エアの吐き出し方向を従来の回転軸
方向（回転軸５と平行方向）に較べて、ハウジング４の
外周面へ鋭角で衝突するように向けさせている。この場
合、吐出口７からできるだけ遠いハウジング４の外周面
へエアが鋭角で到達するように絞りを形成するのが好ま
しい。これにより、エアの開放空間への拡散が抑えら
れ、ハウジング４の外周面に沿ってフィン３間を流れる
エアの大きな風速を保たせながら下流まで送ることがで
き、放熱効果が向上した。実験例によると、ファンカバ
ー２の吐出口７近傍において、半径４５ｍｍの円弧の絞
りを設け、エアのハウジング４の外周面に対する角度α
を１５°としたところ、冷却効果が５％向上させること
ができた。

【００２８】実施の形態３．図８は、エンドブラケット
８の変形例を示すもので、吐出口７側へのエア流路に臨
むブラケット８の外周縁８ａに、コアンダ効果により、
吐出口より吐き出されたエアがハウジング４の外周面か
ら剥離せず、当該外周面に沿って下流へ流されるよう、
エア通路へ突き出た突出部１０を形成したものである。
このようなコアンダ効果を発生させる突出部１０をエア
通路へ向けて設けることによって、エアの開放空間への
拡散が抑えられ、ハウジング４の外周面に沿ってフィン
３間を流れるエアの大きな風速を保たせながら下流まで
エアを送ることができ、放熱効果を向上させることがで
きた。実験例によると、従来の構造ではこの領域で剥離
流れを生じるが，この突出部１０によるコアンダ効果に
よって、エアの流れをハウジング４外周面に付着させる
ことができ、放熱効果は２％向上した。又、上記した実
施の形態２で示すファンカバー２と併用させると、約８
％の冷却効果の改善が見られた。尚、図示の突出部１０
は断面を半円弧形としてあるが勿論この形態に限られる
わけではない。

【００２９】実施の形態４．図９は、実施の形態１で説
明した形状の羽根１ａにシュラウド１１を設けた形態を
示すものである。即ち、その羽根１ａが、旋回状態にお
いて形成する立体空域の外周縁に相応す形状のシュラウ
ド１ｃを羽根１ａの羽先縁１ｚに巡らして設けたもので
ある。このように、羽根１ａの羽先縁１ｚにシュラウド
１ｃを設けることは、実施の形態１でいうファンカバー
２の傾斜周面に相応する機能を果たすことになる。しか
し、当然のことながら、シュラウド１ｃを直接羽根１ａ
に設ける方が、実施の形態１のようにファンカバー２に
傾斜周面を形成して両者を近接させるよりも、送風の作
用効果において優れている上、この形態４によれば、フ
ァンカバー２の構造が単純な円筒形状で済むという利点
がある。この場合でも、羽根の後端縁外端１ｐと円筒形
状のファンカバー２の径方向の間隙は、実施の形態１と
同様に近接させておかねばならない。

【００３０】図９中の符号６は吸込口、Ｄｗは吸込口６
の径， Ｌは吸込口６側のシュラウド１ｃの位置から吸
込口６までの距離， Ｄｓ１は吸込口側のシュラウド１
ｃの内径であり、この実施の形態４では、ファンカバー
２を単純な円筒形状とすることで，シュラウド１ｃの最
外径位置即ち羽根１ａの後端縁外端１ｐに相応する位置
において、ファンカバー２の内面とが近接し、近接位置
の隙間が最小となり、この位置で、吸込口６側と吐出口
７との圧力差が仕切られ、循環流が防止されている。

【００３１】図１０は、吸込口６側のシュラウド１ｃの
位置から吸込口６までの距離Ｌと送風風量との関係を示
す曲線図で、横軸はＬを吸込口６側シュラウド径Ｄｓ１
で無次元化した値，縦軸は実動作風量である開放風量で
ある。Ｌ≧0.2 Ｄｓ１で十分な風量増加効果が得られる
ことがわかる。尚、この本実施の形態４ではＬ=0.2Ｄｓ
１である。このように、この実施の形態４では、単純円
筒のファンカバー２はそのまま使用することができ、絞
り等の加工工程を削減することができるし、吸込口６の
径Ｄｗはファンカバー２の内径Ｄｓ２と等しく、ラジア
ルファン１の内径Ｓａ１より大きくすることができるの
で、エアの通過するときの圧力損失を大きく低減させる
ことができ，エアの風量を大幅に増大させることができ
る。

【００３２】この実施の形態４は、ラジアルファン１の
羽根１ａの形状を上記実施の形態１と同様に形成し、こ
の羽根１ａの羽先縁１ｚにシュラウド１ｃを設けること
によって、ファンカバー２が単純な円筒形状であって
も、十分な送風性能を得ることができることを示した例
であるが、このように、シュラウド１ｃを備えたラジア
ルファン１と、上記実施の形態１に示すような傾斜面を
もつファンカバー２とを組み合わせて構成すれば、更
に、送風性能のよい冷却ファンが得られる。

【００３３】尚、各実施の形態で説明してきたように、
本願発明は、ラジアルファン１の羽根１ａ、ファンカバ
ー２、エンドブラケット８等の形状や、これら相互の配
置に関する構造や、かかる形状や構造との関係において
のラジアルファン１の羽根１ａへのシュラウド１ｃの付
設等、種々の工夫がなされており、これらの工夫の組み
合わせよって、相応の作用効果が発揮される。尚、又、
上記実施の形態１では主板径Ｄｂとラジアルファン（羽
根車）１の内径Ｄｓ１の関係はＤｂ＜Ｄｓ１であり、シ
ュラウド１ｃのあるラジアルファン１を使用する場合で
も、羽根１ａ、主板１ｂ、シュラウド１ｃの一体成型が
可能な構造となっているため、金型の製作に当たっては
上方と下方の２部の作成で済み、コスト低減効果が大き
くなる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１乃至１２の発明によれば、従来
の装置に較べて、エア流路途中における衝突や曲がりや
渦等による損失を最小に抑えることができるので、羽根
の後端縁側から吐き出されるラジアルファンからのエア
を電動機のハウジングの側面（フレーム）側に効率よく
送ることができ、送風性能が高く、冷却性能の高い電動
機用冷却ファンを提供することができる。

【００３５】請求項１乃至５、請求項１０乃至１２の発
明によれば、ラジアルファンの径が電動機のハウジング
の側面（フレーム）の径より大きいので、遠心力による
ファンの作用を最大限に生かすことができ、送風性能の
高、冷却性能の高い電動機用冷却ファンを提供すること
ができる。

【００３６】請求項３乃至４の発明によれば、電動機用
冷却ファンのエアの流路が回転軸に斜め方向となり、し
かも、羽根の外径がハウジングの外周面（フレーム）の
外径よりも大きくしてあるので、従来のラジアルファン
よりも冷却のための送風風量を大幅に増加することがで
きる。

【００３７】請求項５の発明によれば、電動機用冷却フ
ァンのエアの流路が回転軸に斜め方向で、回転軸を含む
断面において羽根のエア吹き出し口の後端縁傾斜角が軸
と７５°から100°の範囲を成し，羽根の外径がハウジ
ングの外周面（フレーム）の外径よりも大きくしてある
ので、従来のラジアルファンよりも冷却のための送風風
量を大幅に増加することができる。

【００３８】請求項６の発明によれば、冷却のためのエ
アの吐出口であるハウジングの外周面（フレーム）とフ
ァンカバーとの隙間が、エアの通風断面が軸方向に小さ
くなるように絞られているので、エアの開放空間への拡
散が抑制され、フィン間を流れるエアをハウジングの外
周面（フレーム）に沿わせてその下流まで大きな風速で
流すことができ、ハウジングの外周面側での放熱効果を
向上させることができる。

【００３９】請求項７乃至８の発明によれば、エンドブ
ラケトの外周縁にエア通路に突き出された突出部を設け
たことによって、圧力損失の大幅な増加を伴うことな
く、ハウジングの外周面（フレーム）に沿って流れる冷
却のためのエアの風速や風量を増加させることができ、
ハウジングの外周面側での放熱効果を向上させることが
できる。

【００４０】請求項１０乃至１２の発明によれば、ラジ
アルファンにシュラウドを設け、ファンカバーのエアの
吸込口の径が筒状に形成されたファンカバーの径に等し
い程大きく形成するできができるので、エアがファンカ
バーの吸込口を通過するときの圧力損失を大幅に低下さ
せることができ、冷却風量を大幅に増大することができ
る。又、ファンカバーが単純な筒形状であるので、絞り
加工などの工程を省くことができ、廉価で高性能な電動
機用冷却ファンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態1を示す側面上断面図で
ある。

【図２】 羽根の変形例を示す側面上断面図である。

【図３】 羽根の後端縁傾斜角θと冷却風量の関係を示
す曲線図である。

【図４】 実施の形態１のラジアルファンの送風特性を
示す曲線図である。

【図５】 実施の形態１のラジアルファンの静圧効率を
示す曲線図である。

【図６】 実施の形態１のラジアルファンの騒音スペク
トルを示す図である。

【図７】 実施の形態２を示す側面上断面図である。

【図８】 実施の形態３を示す側面上断面図である。

【図９】 実施の形態４を示す側面上断面図である。

【図１０】 実施の形態４に示すラジアルファンの前端
縁〜ファンカバーの吸込口の距離Ｌと冷却風量の関係を
示す曲線図である。

【図１１】 従来の全閉外扇形電動機の構成を示す側面
上縦断面図である。

【図１２】 従来の全閉外扇形電動機のラジアルファン
における流れ場を示すベクトル図である。

【符号の説明】

１ ラジアルファン、１ａ 羽根、１ｂ 主板、１ｃ
シュラウド、１ｘ 前端縁、１ｙ 後端縁、１ｚ 羽先
縁、１ｐ 後端縁外端、２ ファンカバー、４ハウジン
グ側面（フレーム）、５ 回転軸、６ 吸込口、７ 吐
出口、８ エンドブラケット、９ 渦、１０ 渦。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 裕次 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機のエンドブラケット側の回転軸に
   設けられるラジアルファンと、当該ラジアルファンを覆
   い、外周縁が上記エンドブラケットの外周縁より大きく
   形成され、電動機のハウジングの外周面との間に環状の
   エア吐出口が形成されるように設けられたファンカバー
   とを備えた電動機用冷却ファンにおいて、 上記ラジアルファンの羽根は、吸込口近傍から吐出口近
   傍に至る幅と、羽根の羽先縁が上記ファンカバーの内面
   に近接する径方向の長さとを有し、上記ファンカバー内
   におけるエアの流れ空間の径方向の断面形状に相応する
   形状に形成されされたことを特徴とする電動機用冷却フ
   ァン。
2. 【請求項２】 電動機のエンドブラケット側の回転軸に
   設けられ、後述のファンカバーと協働して、羽根の前端
   縁の回転軸寄りから取り込んだエアを羽根の後端縁の径
   方向外端寄りから吐き出すよう形成され、上記回転軸か
   ら羽根の後端縁の径方向外端までの径が回転軸から電動
   機のハウジング外周までの径より長く形成されたラジア
   ルファンと、 当該ラジアルファンから吐き出されるエアを電動機のハ
   ウジングの外周面側へと向けるよう回転軸方向からラジ
   アルファンを覆い、外周縁が上記エンドブラケットの外
   周縁より大きく形成され、電動機のハウジングの外周面
   との間に環状のエア吐出口が形成されるように設けられ
   たファンカバーとから成り、 当該ファンカバーは、少なくとも、ラジアルファンの羽
   根が旋回状態において形成する立体空域の外周縁を描く
   羽根の羽先縁に近接する周面を備え、当該周面を備えた
   ファンカバーと上記ラジアルファンとの協動によって、
   エンドブラケット側の回転軸近傍のエアをハウジング外
   周面側へと導くエア流路を形成したことを特徴とする電
   動機用冷却ファン。
3. 【請求項３】 電動機のエンドブラケット側の回転軸に
   設けられるラジアルファンと当該ラジアルファンからの
   エアを電動機のハウジングの外周面側へ向けるよう回転
   軸方向からラジアルファンを覆い、外周縁が上記エンド
   ブラケットの外周縁より大きく形成され、ハウジングの
   外周面との間に環状のエア吐出口が形成されるように設
   けられるファンカバーとからなる電動機用冷却ファンに
   おいて、 上記ラジアルファンの羽根は、羽根の後端縁の径方向外
   端をハウジングの外周面より外方に位置させ、羽根の前
   端縁の径方向外端をハウジングの外周面より内方に位置
   させ、当該前端縁の径方向外端と後端縁の径方向外端と
   を結ぶ仮想線を羽根の羽先縁とし、前端縁の径方向外端
   から回転軸と平行に延びて後端縁に達するまでの仮想線
   を三角形の一定長さの底辺として、上記後端縁の径方向
   先端を当該三角形の頂点とみて、当該頂点が上記底辺に
   対して平行で当該頂点を通る仮想線上の任意の位置にお
   いて上記底辺を底辺として形成される三角形形状とする
   と共に、上記フアンカバーは、少なくとも、旋回状態に
   おける上記羽先縁に近接する傾斜周面を有する形状とし
   たことを特徴とする電動機用冷却ファン。
4. 【請求項４】 電動機のエンドブラケット側の回転軸に
   設けられるラジアルファンと当該ラジアルファンからの
   エアを電動機のハウジングの外周面側へ向けるよう回転
   軸方向からラジアルファンを覆い、外周縁が上記エンド
   ブラケットの外周縁より大きく形成され、ハウジングの
   外周面との間に環状のエア吐出口が形成されるように設
   けられるファンカバーとからなる電動機用冷却ファンに
   おいて、 上記ラジアルファンの羽根は、羽根の後端縁の径方向外
   端をハウジングの外周面より外方に位置させ、羽根の前
   端縁の径方向外端をハウジングの外周面より内方に位置
   させ、当該前端縁の径方向外端と後端縁の径方向外端と
   を結ぶ仮想線を羽根の羽先縁とし、前端縁の径方向外端
   から回転軸と平行に延びて後端縁に達するまでの仮想線
   を三角形の一定長さの底辺として、上記後端縁の径方向
   先端を当該三角形の頂点とみて、当該頂点が上記底辺に
   対して平行で当該頂点を通る仮想線上の任意の位置にお
   いて上記底辺を底辺として形成される三角形形状とする
   と共に、上記フアンカバーは、少なくとも、旋回状態に
   おける上記羽先縁に近接する傾斜周面と当該傾斜周面の
   外周縁から上記ハウジングの外周面側へ向けて回転軸と
   平行に延在する胴周面とを有する形状としたことを特徴
   とする電動機用冷却ファン。
5. 【請求項５】 三角形の底辺と羽根の後端縁とがなす角
   度が７５度乃至１００度であることを特徴とする請求項
   ３又は請求項４に記載の電動機用冷却ファン。
6. 【請求項６】 ファンカバーは、傾斜周面の外周縁から
   ハウジングの外周面側へ向けて、その断面形状が緩やか
   な弧を描き、エアの吐出口の口径が次第に絞られる形と
   なる胴周面を備えていることを特徴とする請求項１又は
   請求項３に記載の電動機用冷却ファン。
7. 【請求項７】 吐出口側へのエア流路に臨むブラケット
   の外周縁に、当該エア通路へ突き出た突出部を形成し
   て、吐出口から吐き出されるエアの流れ方向をハウジン
   グの外周面に対して鋭角としたことを特徴とする請求項
   １乃至請求項６の何れかに記載の電動機用冷却ファン。
8. 【請求項８】 突出部は断面において半円弧形であるこ
   とを特徴とする請求項７に記載の電動機用冷却ファン。
9. 【請求項９】 羽根が旋回状態において形成する立体空
   域の外周縁に相応す形状のシュラウドを羽根の羽先縁に
   巡らして設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項８
   の何れかに記載の電動機用冷却ファン。
10. 【請求項１０】 電動機のエンドブラケット側の回転軸
    に設けられるラジアルファンを覆い、上記エンドブラケ
    ットの径より大きく、電動機のハウジングの外周面との
    間に環状のエア吐出口が形成されるように設けられた筒
    状のファンカバーと、 少なくとも羽根の後端縁の径方向外端がファンカバーの
    内周面に近接し、羽根が旋回状態において形成する立体
    空域の外周縁に相応す形状のシュラウドを羽根の羽先縁
    に巡らして設けられた上記ラジアルファンとを備えたこ
    とを特徴とする電動機用冷却ファン。
11. 【請求項１１】 ラジアルファンの羽根は、羽根の後端
    縁の径方向外端をハウジングの外周面より外方に位置さ
    せ、羽根の前端縁の径方向外端をハウジングの外周面よ
    り内方に位置させ、当該前端縁の径方向外端と後端縁の
    径方向外端とを結ぶ仮想線を羽根の羽先縁とし、前端縁
    の径方向外端から回転軸と平行に延びて後端縁に達する
    までの仮想線を三角形の一定長さの底辺として、上記後
    端縁の径方向先端を当該三角形の頂点とみて、当該頂点
    が上記底辺に対して平行で当該頂点を通る仮想線上の任
    意の位置において上記底辺を底辺として形成される三角
    形形状としたことを特徴とする請求項１０に記載の電動
    機用冷却ファン。
12. 【請求項１２】 ファンカバーの吸込口の径は筒状のフ
    ァンカバーの径に実質的に等しい大きさとしたことを特
    徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の電動機用冷
    却ファン。