JPS6116298A

JPS6116298A - フアン

Info

Publication number: JPS6116298A
Application number: JP13444285A
Authority: JP
Inventors: ネーダー・ペゼシユザツト
Original assignee: Canadian Fram Ltd
Current assignee: Canadian Fram Ltd
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1986-01-24
Also published as: EP0168594A1; AU4311885A; EP0168594B1; DE3568072D1

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔利用分野〕本発明は、全体として自動車用ファンに関するもので６
Ｃ１更に詳しくいえば、低騒音の軸流ファンに関するも
のである。本発明は、エンジンを停止した後も回転を続
けることができ、ファンが主な騒音源となるような程度
まで他の騒音源を意図的に静かにされるような自動車に
適切な冷却ファンにも関するものである。

〔従来の技術〕

自動車に使用される場合には、ファンば、ラジェ−ター
を通じて空気を吸引するために、ラジェーターの後ろに
置かれる。それらのファンは、従来はエンジンによシ駆
動されている。しかし、現在はファンは電動機によシ駆
動されるようになってきている。エンジンの冷却を制御
するためにそれらの電気的に駆動されるファンは、エン
ジンが停止された後も動作させられることがしばしばあ
る。したがって、現在は、ファンが唯一の、または主な
騒音源であるような環境において、ファンは動作してい
る。ファンが回っていることに気づかないようにするた
めに、エンジンが停止された後では、低騒音のファンを
利用することが望ましい０初期の自動車用ファンおよび船舶用のスクリューは、内
側ハブと、この内側ハブから出た複数のファン羽根と、
それらのファンを囲んで、それらのファンの先端部に固
定される外側リングとを備える構造を利用していた。そ
のようなファンの一例が米国特許第４　、３５８　、２
４５号に開示されている。

その米国特許に開示されているファンは、その根元部が
ハブにそれぞれ固定され、その外端部がハブをほぼ中心
とする環状リムに固定された１組の羽根を有する。それ
らの羽根は羽根の幅に連続して沿うバンドに固定される
。ファンを通る空気流の方向に狭い空気通路を形成する
ために、羽根の横断面は変化させられておシ、かつ羽根
は前方へ向って大きくねじられている。大きくねじられ
た羽根に加えて、回転面に対して各羽根が成す角度は、
羽根の半径とともに少くとも羽根の外側３０％にわたっ
て増大する。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、電動機によシ駆動でき、電気的効率が
高いファンを得ることである。

本発明の別の目的は、羽根の先端部の周囲の空気の再循
環、すなわち、先端部のうすのような、ファンの効率に
影響を及ばず騒音源を無くすことである。

羽根の先端部のうずはターボ機械工学の始った頃から研
究されてきた。先端部の間隙、羽根とケーシングすなわ
ち囲いとの間隔を通じて、羽根の圧力側から吸込側へ空
気流が漏れる。この漏れによシ効率（流れ出力／動力入
力）が低下するばかシでなく、すき間うず及び通過うす
と通常呼ばれている２種類の主なうすを生じ、それらの
うすによシ騒音が大きくなる。本発明においては、先端
部のうすを無くシ、ファンから放出された空気流が直接
再循環させられることを無くすために、羽根の周囲の形
状が設計されている。

ファンの効率を高くし、しかも騒音を小さくするための
ファンの最適な形状を求めて行われた広範な実験研究に
よシ、この形は羽根の先端部において大きい翼形断面を
有することが必要であると判明している。また、羽根の
厚さをリングの附近で厚くすべきである。

本発明の主な利点は、自動車のグリルから約７２．２ｍ
（４ｆｔ）の距離において５７．５ｄＢＡの騒音レベル
を達成できることである。また、本発明のファンの効率
は５５係とかなシ高い。したがって、本発明は、回転す
るように支持され、駆動源によｐ駆動されるハブと、根
元部が前記ハブに固定され、先端部がハブと同心のリン
グに固定された複数の羽根とを備えるファンを提供する
ものである。ファンの羽根は、羽根の半径の関数として
羽根の外側の８０係にわたって増大する翼弦と、羽根の
半径の関数としてそれの外側３０％にわたって増大する
羽根厚とを含む横断面を有する羽根を備える。

キャンバ角度（各羽根が回転面に対して成す角度）が羽
根に全て沿って羽根の半径とともに減少する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、電気的に駆動されるファンの自動車への典型
的な応用例を示すものである。ラジェータ２２の背後に
位置させられたエンジン２０が示されている。ラジェー
タ２２の前方に空調用の凝縮器２４を公知のやシ方で配
置できる。このシステムは囲い２６を有する。この囲い
２６はラジェータから、電気的に駆動されるファン３２
の一部の上を延びる。ファン３２の附近における囲い２
６の横断面は全体として円形でアシ、ファンの端部から
狭い間隔で隔てられる。ファン３２は電動機３０によシ
通常のやり方で駆動される。

次に第２図および第３図を参照する。それらの図にはフ
ァン３２の後部と前部の斜視図がそれぞれ示されている
。矢印はファンの回転の向きを示す。ファン３２はなる
べくプラスチックの成型によシ作る。ファン３２はハブ
５０を有する。穴５６を有する中心部材５４を有するい
くつかの半径方向翼５２によシハプ５０を補強できる。

穴５６の中には電動機３０のようなモータの軸が通され
る。

ハブ５０の前面が装着クリップ５８を支持する。

その装着クリップはファン３２を電動機３０の駆動軸に
固定する。

ファン３２は複数の羽根ｂ２ａ　＋　６２ｂ　＋　６２
ｃ　（何れか１つの羽根を示すためには参照数字６２を
用いる）を含む。それらの羽根は互いに対称的に位置さ
せられ、ノ・プ５０から延びる。各羽根の先端部６４が
リング６６に固定される。そのリングはハブ５０の軸を
中心として軸線方向に位置させられる。羽根６２１Ｌの
先端部６４が第２図の切シ欠き部に示されている。リン
グ６６は軸線方向に延びるバンド６８を備えている。こ
のバンドはファンの前方すなわち低圧側に、外側へ拡が
った鐘形の前縁部７０を有する。バンド６８の内面７２
は半径方向外側へ拡がって、第１０図に示すような厚さ
が減少する横断面を形成する。内面７２は外側へ拡がっ
た後縁部とも呼ばれる。内面７２がそれの長さの少くと
も４０％にわたってテーパーを成すと性能が向上するこ
とが見出されている。内面Ｔ２は内縁部７６において終
端する。鐘形の前縁部７０は空気の再循環を阻止して動
作効率を高くし、冷却装置の発生する騒音を減少させる
。

各羽根は、根元部８０と前縁部８４および後縁部８６を
有する。各根元部ＢＯは、幅全体にわたってハブ５０に
と９つけられる。第２図に示す実施例においては、先端
部６４がそれの全長にわたってリング６６の内面７２に
固着される。これとは対照的に、第４図に示す実施例に
おいては、先端部６４のうち、リング６６、の内縁部γ
６をこえて延びる後縁部８６に近接する後縁部６９を除
き、大部分かり／グ６６に連結される。羽根のうち、リ
ングの上部への延長部は、囲い２６の後縁部の場所に応
じて、空気流の速度を上昇させることができる。

次に、翼弦長ｔと羽根の厚さｔとの関係を半径の関数と
してグラフで示す第５図を参照する。第６図〜第９図に
選択的な羽根の断面が詳しく示されている。それらの図
から、翼弦長が羽根６２の外側３０％にわたって劇的に
増大し、それにより羽根の外形が前方に流されたように
なることがわかる。また、弦の厚さすなわち羽根の厚さ
が、半径の外側８０％にわたって増大することが示され
ている。更に°、羽根の角度が羽根に沿って減少する。

ここで、ファン３２の前方平面図が示されている第３図
と、第３図の＾−Ａ線に涜う断面図である第１０図を参
照する。第１０図はリング６６と、ハブ５０と、補強具
５２との構造を非常に詳しく示す。第３図および第１０
図に示されている実施例においては、補強具５２がｌ・
ブ５０の一体延長部として形成される。第１０図は羽根
６２とリング６６の関係を示し、具体的には、各羽根６
２の下側９４がリング６６の内面７２と滑らかにどのよ
うにして交差するかを示すものである。

次に、１枚の羽根の平面図を示す第１１図と第１表とを
参照する。第１１図はファンの羽根６２の両面に設けら
れているいくつかの点１〜４９を示す。それらの点は、
第１表に示す情報に関連して用いられた場合に、羽根の
詳しい構造を示すものである。ファンの羽根の正確な寸
法は用途に応じて変ることを理解すべきである。第１１
図に示されている識別番号は種々の半径の弧と、断面へ
−への基準線に対して＋１０度、−１０度、＋２０度、
−２０度等のような種々の角度を成す半径との交点に付
けられる。

ここで説明している実施例においては、ファンの半径は
約１７８羽で、／％プの半径は約７０ｍｍである。点１
〜３７を通ってとった羽根の根元部における翼弦長は約
８　Ｏｒａｍで１、その先端部における翼弦長は約１８
０闘である。また、根元部における羽根の角度は約２５
度で、それの先端部における約１０まで羽根の角度は減
少する。羽根の角度の変化を第６図〜第９図で見ること
ができる。第６図〜第９図と第１表とかられかるように
、各羽根は羽根の半径の関数である翼弦を有する。その
翼弦の長さは羽根の半径の外側の少くとも８０％にわた
って増大する。更に、各羽根の厚さは半径の関数として
増大し、更に詳しくいえば、羽根の厚さは各羽根の半径
の外側３０曝にわたって厚くなる。第６図〜第９図を参
照して、各羽根は各羽根の下側９４、とくに羽根の先端
部の附近に修正された翼形形状を有する。その翼形形状
は、羽根の横断面が、それの前縁部から始って、下側９
４がわん曲しているために凹状−凸状の横断面を有する
ようなものである。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明Ｏファンを用いている自動車エンジン冷
却装置の線図、第２図は本発明のファンの斜視図、第３
図は本発明のファンの前面゛の平面図、第４図は本発明
のファンの別の実施例の斜視図、第５図は羽根り厚さを
羽根の半径の関数として示すグラフ、第６図〜第９図は
ファンの外側リングに隣接する羽限の円周方向横断面図
、第１０図は第３図のＡ−Ａ線に沿う横断面図、第１１
図は分離されたファン羽根の平面図である。３２−φ・・ファン、５０・・・・ハブ、６２・・・・
羽根、６４・・・・ファンの先端部、６６・・・・リン
グ、７０・・・・リングの後縁部、７２・・・・す二′
グのテーパー状内面、８０・・・・羽根の根元部、８４
・・・・羽根の前縁部、８６・・・・別設の後縁部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転するように支持されて、駆動させられるハブ
（５０）と、根元部（８０）が前記ハブ（５０）に固定され、先端部
（６４）が前記ハブと同心状のリング（６６）に固定さ
れる複数のファン羽根（６２）とを備え、このファン羽根は、羽根の半径の関数としてそ
れの外側の８０％にわたつて増大する翼弦と、羽根の半
径の関数としてそれの外側３０％にわたつて増大する厚
さとを含むことを特徴とするファン。
（２）特許請求の範囲第１項記載のファンであつて、前
記羽根（６２）は全体として円形の前方へ流された前縁
部（８４）を備え、この前縁部は前記リング（６６）に
終端することを特徴とするファン。
（３）特許請求の範囲第１項記載のファンであつて、先
端部（６４）における羽根の翼弦の長さは根元部（８０
）における翼弦の長さの少くとも２倍であることを特徴
とするファン。
（４）特許請求の範囲第２項記載のファンであつて、先
端部（６４）のほとんどが前記リング（６６）に固定さ
れ、かつ前記先端部（６４）のうち、前記リング（６６
）の後縁部（７０）の上を延びる部分を含み、前記各羽
根は前記先端部の前記延長部を連結する後縁部（８６）
を含むことを特徴とするファン。
（５）特許請求の範囲第１項記載のファンであつて、前
記リング（６６）は軸線方向に延びる部分を備え、この
部分は外側へ拡がつた内縁部すなわち後縁部（７２）を
形成するテーパー状内壁（７２）を有することを特徴と
するファン。
（６）特許請求の範囲第１項記載のファンであつて、各
弦の羽根角度は羽根（３２）の外側３０％にわたつて減
少することを特徴とするファン。
（７）特許請求の範囲第６項記載のファンであつて、羽
根角度は前記根元部（８０）における約２５度から前記
先端部（６４）における約１０度まで減少することを特
徴とするファン。
（８）特許請求の範囲第５項記載のファンであつて、前
記内壁（７２）は部分的にテーパーを成すことを特徴と
するファン。
（９）特許請求の範囲第４項記載のファンであつて、各
羽根（６２）は前記内壁（７２）を滑らかな遷移で連結
する下側（９４）を備えることを特徴とするファン。
（１０）特許請求の範囲第１項記載のファンであつて、
このファンは対称的に配置された３枚の羽根を含み、用語「角度」が、点１９〜２４を含む基準線から測つた
当該の点の角度位置を示し、用語「底」が、点１の底の座標を通る基準平面から測つ
た羽根の下側における当該の点の高さ（ｍｍ）を示し、用語「頂部」が上記基準平面から測つた羽根の頂部側に
おける当該の点の高さを示すものとして、各羽根の形は
第１１図および下の表により定められることを特徴とす
るファン。