JP2001304183A - Cooling fan with tapered hub - Google Patents
Cooling fan with tapered hubInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジン等
に使用されるテーパー形状のハブを有する冷却ファンに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling fan having a tapered hub used for an automobile engine or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車等に使用されるエンジン、特にデ
ィーゼルエンジンにおいては、高出力化が進んでおり、
また、騒音対策に対して、エンジン自体の静粛性はもと
より、エンジンを覆う遮音カバー等を採用して外部から
エンジンを遮断する方向で改良が進められている。2. Description of the Related Art Engines used in automobiles and the like, particularly diesel engines, have been increasing their output,
In addition, measures against noise have been improved not only in the quietness of the engine itself, but also in the direction of shutting off the engine from the outside by employing a sound insulation cover or the like that covers the engine.
【０００３】そのため、エンジンの熱負荷が高くなって
発生熱量が増加する一方で、熱の逃げ場が少なく熱放射
が悪くなるので、エンジン冷却性能が車両の成立性を左
右すると言っても過言ではない。As a result, while the heat load on the engine increases and the amount of generated heat increases, the heat radiating area decreases and the heat radiation deteriorates. Therefore, it is not an exaggeration to say that the engine cooling performance affects the feasibility of the vehicle. .
【０００４】エンジン冷却性能を確保できない場合、エ
ンジンはオーバーヒートを起こすことになる。このオー
バーヒートの防止対策としては、ラジエターの性能を上
げて、冷却水等に対する冷却効果を上げる方法もある
が、このラジエターの冷却効果の向上には限界があり、
エンジンに付いている冷却ファンの性能を向上し、通風
量を増加することで対応することが考えられている。If the engine cooling performance cannot be ensured, the engine will overheat. As a measure to prevent this overheating, there is a method of increasing the performance of the radiator to increase the cooling effect against cooling water, but there is a limit to the improvement of the cooling effect of the radiator,
It has been considered to improve the performance of the cooling fan attached to the engine, and to respond by increasing the ventilation volume.
【０００５】このエンジンの冷却ファンは、エンジンの
クランク軸に、流体ファンクラッチ等を介して接続さ
れ、あるいは、小型車等では、図６に示すように、クラ
ンク軸40のクランクプーリー41とファンプーリー42をフ
ァンベルト43でつないで、クランク軸40の回転で駆動さ
れている。The cooling fan of the engine is connected to the crankshaft of the engine via a fluid fan clutch or the like, or in a small car or the like, as shown in FIG. 6, a crank pulley 41 and a fan pulley 42 of a crankshaft 40. Are connected by a fan belt 43 and driven by rotation of a crankshaft 40.
【０００６】この冷却ファン10は、通常は、ラジエター
30の後方に配置され、ラジエータ30のコア部の通風を吸
引して、ラジエター30における熱交換を促進するために
設けられているが、この熱交換後の空気をエンジン本体
20の周囲に流して、エンジンルームを換気している。The cooling fan 10 is usually provided with a radiator
The radiator 30 is provided at the rear of the radiator 30 in order to facilitate the heat exchange in the radiator 30.
Flow around 20 to ventilate the engine room.
【０００７】この冷却ファンは、基本的にエンジンのク
ランク軸で駆動されているので、冷却を最も必要として
いる時のエンジン状態やその時の車両速度、また、これ
らから導かれるエンジン回転数と、車両速度と密接に関
係する自然にエンジンルームに導入される空気量等を勘
案して、冷却ファンとしての性能を最大限に発揮するよ
うに、ファン特性が決められている。Since this cooling fan is basically driven by the crankshaft of the engine, the state of the engine when the cooling is required most, the vehicle speed at that time, the engine speed derived therefrom, and the vehicle speed The fan characteristics are determined so as to maximize the performance as a cooling fan in consideration of the amount of air naturally introduced into the engine room, which is closely related to the speed, and the like.
【０００８】例えば、最も冷却ファンの冷却性能の向上
が求められている大型車の一例では、トレーラを牽引し
ながら坂路を登ることを想定した車両速度は、良くて４
０ｋｍ／ｈ程度である。For example, in an example of a large vehicle in which the cooling performance of the cooling fan is most required to be improved, the vehicle speed on the assumption of climbing a hill while towing a trailer is 4 at best.
It is about 0 km / h.
【０００９】また、走行風の寄与率は乗用車で２〜３
割、商用車では２割以下と言われており、冷却ファン自
体による送風量が冷却効果に大きく寄与している。The contribution rate of the traveling wind is 2-3 for passenger cars.
It is said that it is less than 20% for commercial vehicles, and the amount of air blown by the cooling fan itself greatly contributes to the cooling effect.
【００１０】そして、この冷却ファンとしては、軸流フ
ァンの採用が多く、図７、図８に示すように、ハブ２が
円筒状に形成されている場合には、正面から流入してく
る空気Ａは、子午面流れがハブ２の円筒軸（冷却ファン
１の回転軸）Ｃに沿って後方に流れ出る。An axial fan is often used as the cooling fan. When the hub 2 is formed in a cylindrical shape as shown in FIGS. 7 and 8, air flowing from the front is used. In A, the meridional flow flows backward along the cylindrical axis C of the hub 2 (the rotation axis of the cooling fan 1).
【００１１】しかし、この円筒軸Ｃに沿った空気Ａの流
れでは、後方側（下流側：Ｄ方向側）にエンジン本体20
が配置されているため、冷却ファン１で送風している空
気Ａは冷却ファン１の後方でエンジン本体20に衝突して
淀み、背面圧力を高めてしまうため、送風効率が悪化
し、冷却風量が少なくなるため、冷却効率が悪くなると
いう問題が生じる。特に、走行風の効果が望めない停車
中のアイドリング運転や、ごく低速の走行で重要な問題
となる。However, in the flow of the air A along the cylindrical axis C, the engine body 20 is positioned rearward (downstream side: direction D).
Is disposed, the air A blown by the cooling fan 1 collides with the engine body 20 behind the cooling fan 1 and stagnates, and the back pressure is increased. As a result, the cooling efficiency becomes poor. In particular, it becomes an important problem in idling operation during a stop when traveling wind effects cannot be expected, or in extremely low-speed traveling.
【００１２】この問題に対処するために、子午面流れが
冷却ファンの回転軸Ｃに対して傾斜して、即ち、後方側
で放射状に広がって流出し、滑らかにエンジン本体の周
囲を流れるように、図９、図１０に示すような、後方側
が拡径するテーパー形状に形成したハブ２Ｘを持つ冷却
ファン１１が提案されている。In order to cope with this problem, the meridional flow is inclined with respect to the rotation axis C of the cooling fan, that is, spreads radially on the rear side, flows out, and smoothly flows around the engine body. 9 and 10, a cooling fan 11 having a hub 2X formed in a tapered shape whose rear side expands in diameter has been proposed.
【００１３】この斜流を促進するテーパー形状のハブ２
Ｘを有する冷却ファン１１では、エンジンの前方から流
れてくる空気Ａを放射状に広げて後方に流して、流れを
改善することができ、冷却効率を向上させるという結果
が得られている。A tapered hub 2 which promotes this mixed flow
In the cooling fan 11 having X, the air A flowing from the front of the engine is spread radially and flows rearward, whereby the flow can be improved, and the result of improving the cooling efficiency is obtained.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このテ
ーパー形状のハブ２Ｘを有する冷却ファン１１において
は、製造コストが嵩むという問題がある。However, the cooling fan 11 having the tapered hub 2X has a problem that the manufacturing cost is increased.
【００１５】つまり、これらのエンジン用の冷却ファン
は、ブレードとハブを一体的に合成樹脂等によって成形
して製造されているが、円筒状ハブ２Ｘを有する冷却フ
ァン１１の場合は、通常上下（または前後）２分割の成
形用の金型で、上下（または前後）に抜いて成形してい
る。That is, these engine cooling fans are manufactured by integrally molding a blade and a hub with a synthetic resin or the like. However, in the case of the cooling fan 11 having the cylindrical hub 2X, the cooling fan is usually vertically (Or front and back) It is a mold for molding divided into two parts, and it is drawn up and down (or front and back) and formed.
【００１６】一方、テーパー形状のハブ２Ｘを有する冷
却ファン１１では、ハブ２Ｘが円筒部２Ｘａ以外にテー
パー部分２Ｘｂを有しており、しかも、ブレード３が斜
めに付けられている関係から、テーパー部分２Ｘｂとブ
レード３に囲まれる部分にアンダーカット部が生じてし
まうために、２分割の金型では、金型が抜けなくなって
しまう。そのため、ブレード毎に金型を分割して、この
金型を半径方向に抜くことにより成形している。On the other hand, in the cooling fan 11 having the tapered hub 2X, the hub 2X has the tapered portion 2Xb in addition to the cylindrical portion 2Xa, and the tapered portion 2Xb is attached because the blade 3 is obliquely attached. Since an undercut portion occurs in a portion surrounded by the 2Xb and the blade 3, the mold cannot be removed with a two-part mold. Therefore, a mold is divided for each blade, and the mold is formed by extracting the mold in the radial direction.
【００１７】その結果、多数の分割した金型が必要にな
り、製造コストが、通常の円筒状ハブ２を有する冷却フ
ァン１の製造コストの数倍になってしまうのである。As a result, a large number of divided molds are required, and the manufacturing cost is several times the manufacturing cost of the cooling fan 1 having the ordinary cylindrical hub 2.
【００１８】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、２部材に成形して組立てる
構造とすることにより、成形金型が単純な形状となり、
低コストで製造可能なテーパー形状のハブを有する冷却
ファンを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. The object of the present invention is to provide a structure in which a molding die is formed into a simple structure by forming it into two members and assembling it.
An object of the present invention is to provide a cooling fan having a tapered hub that can be manufactured at low cost.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのテーパー形状のハブを有する冷却ファンは、
円筒状のハブの円筒部周囲に複数のブレードを放射状に
設けた冷却ファン本体と、該冷却ファン本体と別体で形
成されたテーパー形状のハブカバーとからなり、前記ブ
レードのハブ近傍又は前記ハブカバーの少なくとも一方
に切り込み部を形成し、該切り込み部において前記冷却
ファン本体と前記ハブカバーとを嵌合して一体化するこ
とにより形成される。SUMMARY OF THE INVENTION A cooling fan having a tapered hub for achieving the above object has the following features.
A cooling fan main body in which a plurality of blades are radially provided around a cylindrical portion of a cylindrical hub, and a tapered hub cover formed separately from the cooling fan main body. At least one of the cutouts is formed, and the cooling fan body and the hub cover are fitted and integrated at the cutouts.
【００２０】この切り込み部は、ハブカバー側のみに形
成しても、また、ブレード側のみに形成しても、更に
は、ハブカバー側とブレード側の両方に形成してもよい
が、切り込み部の大きさをそれぞれ小さくして強度面で
有利になるように、両方に形成することもできる。This notch may be formed only on the hub cover side, may be formed only on the blade side, or may be formed on both the hub cover side and the blade side. It is also possible to form them on both sides so as to make them smaller in size and to be advantageous in strength.
【００２１】また、このハブカバーは、冷却ファン本体
と同じ材料であっても、異なった材料であってもよい。
また、合成樹脂等の材料で成形しても良く、アルミ合金
等の軽金属材料のプレス等による型抜きで成形しても良
い。The hub cover may be made of the same material as the cooling fan body or a different material.
Further, it may be formed of a material such as a synthetic resin, or may be formed by cutting a light metal material such as an aluminum alloy by pressing or the like.
【００２２】なお、ブレードの形状は斜流設計が施され
ていることが好ましいが、これに限定されるものではな
い。The shape of the blade is preferably a diagonal flow design, but is not limited to this.
【００２３】この構成のテーパー形状のハブを有する冷
却ファンによれば、２分割の金型で成形可能な円筒状の
ハブを持つ冷却ファン本体に、ハブカバーを嵌め込むこ
とにより、簡単にテーパー形状のハブを有する冷却ファ
ンを製造できるので、成形金型が単純化され、製造コス
トが低減する。According to the cooling fan having the tapered hub having the above configuration, the hub cover is fitted into the cooling fan body having the cylindrical hub that can be formed by a two-piece mold, so that the tapered hub can be easily formed. Since a cooling fan having a hub can be manufactured, a molding die is simplified and manufacturing costs are reduced.
【００２４】つまり、円筒状のハブとブレードから成る
冷却ファン本体を上下金型で一体成形し、この冷却ファ
ン本体に、別体で形成されたハブカバーを嵌め込み、ネ
ジ止めや接着等で取り付けることで、テーパー形状のハ
ブを有する冷却ファンを形成できるので、安価に製造で
きる。That is, a cooling fan main body composed of a cylindrical hub and a blade is integrally formed by upper and lower molds, and a hub cover formed separately is fitted into the cooling fan main body, and attached by screwing or bonding. Since a cooling fan having a tapered hub can be formed, it can be manufactured at low cost.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】本発明の実施の形態のテーパー形状のハブ
を有する冷却ファンは、図１〜図５に示すように、円筒
状ハブ２と、この円筒状ハブ２の円筒部周囲に放射状に
並べて設けられる複数枚のブレード３，３Ｂとから成る
冷却ファン本体１，１Ｂと、テーパー形状のハブカバー
４Ａ，４Ｂとからなる。As shown in FIGS. 1 to 5, the cooling fan having a tapered hub according to the embodiment of the present invention is provided with a cylindrical hub 2 and radially arranged around the cylindrical portion of the cylindrical hub 2. And a plurality of blades 3 and 3B. The cooling fan bodies 1 and 1B include tapered hub covers 4A and 4B.
【００２７】この円筒状のハブ２を有する冷却ファン本
体１，１Ｂは、ブレード３，３Ｂと一体的に合成樹脂や
アルミ合金等の軽金属で製造されるが、通常の円筒状の
ハブを有する冷却ファンと同じ、上下２分割の金型で成
形できる。The cooling fan bodies 1 and 1B having the cylindrical hub 2 are made of a light metal such as a synthetic resin or an aluminum alloy integrally with the blades 3 and 3B. It can be molded with the same two-part mold as the fan.
【００２８】また、ハブカバー４Ａは、図１に示すよう
に、前方が小径で後方が大径となるテーパー形状に形成
され、固定部４ａとネジ穴４ｂを有して形成され、更
に、ブレード３と嵌合する切り込み部４ｃを設けて形成
される。この固定部４ａは、円筒状のハブ２の外周面に
当接して、冷却ファン本体１との固定を堅固なものとす
るためのものである。As shown in FIG. 1, the hub cover 4A is formed in a tapered shape having a small diameter at the front and a large diameter at the rear, and has a fixing portion 4a and a screw hole 4b. It is formed by providing a notch 4c that fits with the notch. The fixing portion 4 a is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical hub 2 to secure the fixing to the cooling fan main body 1.
【００２９】このハブカバー４Ａは冷却ファン本体１と
同じ材料で製造しても、別の材料で製造してもよい。ま
た、合成樹脂等の成形品としても良く、構造が比較的簡
単であるので、アルミ合金の板材料等をプレスで型抜き
して製造することもできる。The hub cover 4A may be made of the same material as the cooling fan body 1, or may be made of another material. In addition, since it may be a molded product of a synthetic resin or the like and the structure is relatively simple, it can be manufactured by stamping out an aluminum alloy plate material or the like with a press.
【００３０】そして、図１に示すように、このハブカバ
ー４Ａを冷却ファン本体１の前方、即ち上流側から、切
り込み部４ｃをブレード３に嵌合させながら、冷却ファ
ン本体１に嵌め込み、ネジ６でネジ止めして固定する。
この固定はネジ止め以外にも、接着や溶接等の周知の方
法を使用することができる。Then, as shown in FIG. 1, the hub cover 4A is fitted into the cooling fan main body 1 from the front of the cooling fan main body 1, that is, from the upstream side, while the notch 4c is fitted to the blade 3, and the hub cover 4A is screwed in. Secure with screws.
For this fixing, a known method such as bonding or welding can be used other than screwing.
【００３１】これにより、図２に示すようなテーパー形
状のハブを有する冷却ファン１０Ａが形成される。Thus, a cooling fan 10A having a tapered hub as shown in FIG. 2 is formed.
【００３２】また、図３及び図４に示すように、ブレー
ド３Ｂ側とハブカバー４Ｂ側の両方にそれぞれ切り込み
部３ｃ，４ｃを形成し、この切り込み部３ｃ，４ｃ同士
を嵌合して図５に示すようにテーパー形状のハブを有す
る冷却ファン１０Ｂを形成することもできる。この構成
の方が、切り込み部３ｃ，４ｃの大きさが小さくなるの
で、強度面で有利となる。As shown in FIGS. 3 and 4, notches 3c, 4c are formed on both the blade 3B side and the hub cover 4B side, and these notches 3c, 4c are fitted to each other, as shown in FIG. As shown, a cooling fan 10B having a tapered hub can also be formed. This configuration is advantageous in terms of strength because the size of the cuts 3c and 4c is smaller.
【００３３】また、図示しないが、ブレード側のみに切
り込み部を設ける構成を取ることもできる、ハブカバー
４Ａ，４Ｂは、円筒状ハブ２を有する冷却ファン本体１
の後方から取り付ける構造にしてもよい。Although not shown, a configuration in which a notch is provided only on the blade side can be adopted. The hub covers 4A and 4B are formed of a cooling fan body 1 having a cylindrical hub 2.
May be attached from behind.
【００３４】そして、このハブカバー４Ａ，４Ｂのテー
パーの傾斜角αは好ましくは１５度〜４５度とする。The taper inclination angle α of the hub covers 4A and 4B is preferably 15 to 45 degrees.
【００３５】また、このハブカバー４Ａ，４Ｂの寸法
は、冷却ファン本体１，１Ｂの径だけに依存するのでは
なく、ハブ２の径やブレード３，３Ｂの翼厚にもよって
も変化するが、具体的な寸法例を示すと、ブレード３，
３Ｂの外径がφ７２０ｍｍ、円筒状ハブ２の外径がφ３
００ｍｍ，ハブ２の高さ８０ｍｍの場合で、ハブカバー
４Ａ，４Ｂの外径はφ４００ｍｍ〜φ４５０ｍｍで、高
さは８０ｍｍ〜１７０ｍｍである。The dimensions of the hub covers 4A and 4B do not depend only on the diameter of the cooling fan bodies 1 and 1B, but also vary depending on the diameter of the hub 2 and the blade thickness of the blades 3 and 3B. Specific examples of dimensions are as follows.
The outer diameter of 3B is φ720 mm, and the outer diameter of cylindrical hub 2 is φ3.
In the case of 00 mm and the height of the hub 2 being 80 mm, the outer diameter of the hub covers 4A and 4B is φ400 mm to φ450 mm, and the height is 80 mm to 170 mm.
【００３６】以上の構成のテーパー形状のハブを有する
冷却ファン１０Ａ，１０Ｂによれば、２分割の金型で成
形可能な円筒状のハブを持つ冷却ファン１，１Ｂに、ハ
ブカバー４Ａ，４Ｂを嵌め込むことにより、簡単にテー
パー形状のハブを有する冷却ファン１０Ａ，１０Ｂを製
造できる。According to the cooling fans 10A and 10B having the tapered hubs having the above-described configurations, the hub covers 4A and 4B are fitted to the cooling fans 1 and 1B having the cylindrical hubs that can be formed by two-piece molds. Thus, the cooling fans 10A and 10B having the tapered hub can be easily manufactured.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るテー
パー形状のハブを有する冷却ファンによれば、２分割の
金型で成形可能な円筒状のハブを持つ冷却ファン本体
に、テーパー形状のハブカバーを嵌め込むことにより、
簡単にテーパー形状のハブを有する冷却ファンを製造で
きるので、成形金型を単純化して、製造コストを低減す
ることができる。As described above, according to the cooling fan having the tapered hub according to the present invention, the cooling fan body having the cylindrical hub that can be formed by the two-piece mold is provided with the tapered hub. By fitting the hub cover,
Since a cooling fan having a tapered hub can be easily manufactured, a molding die can be simplified and manufacturing costs can be reduced.
【００３８】また、既存の円筒状のハブを持つ冷却ファ
ンに対しても、テーパー形状のハブカバーを用意するだ
けで、簡単にテーパー形状のハブを有する冷却ファンに
することができ、冷却ファンの冷却性能を向上させるこ
とができる。Further, even for a cooling fan having an existing cylindrical hub, a cooling fan having a tapered hub can be easily obtained simply by providing a tapered hub cover. Performance can be improved.
【図１】本発明に係る実施の形態のテーパー形状のハブ
を有する冷却ファンの組付けを示す一部断面を含む斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view including a partial cross section showing an assembly of a cooling fan having a tapered hub according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の組付け後のテーパー形状のハブを有する
冷却ファンを示す一部断面を含む斜視図である。FIG. 2 is a perspective view including a partial cross section showing a cooling fan having a tapered hub after assembly in FIG. 1;
【図３】本発明に係る他の実施の形態のハブカバーを示
す平面である。FIG. 3 is a plan view showing a hub cover according to another embodiment of the present invention.
【図４】図３のハブカバーを組付ける冷却ファン本体を
示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a cooling fan main body to which the hub cover of FIG. 3 is assembled.
【図５】図３のハブカバーと図４の冷却ファン本体と組
付けて形成された、テーパー形状のハブを有する冷却フ
ァンを示す平面図である。5 is a plan view showing a cooling fan having a tapered hub formed by assembling the hub cover of FIG. 3 and the cooling fan main body of FIG. 4;
【図６】冷却ファンの取付け状態を示すエンジンルーム
の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of an engine room showing a state in which a cooling fan is mounted.
【図７】従来技術の円筒状ハブを有する冷却ファンを示
す断面を含む斜視図である。FIG. 7 is a perspective view including a cross section showing a cooling fan having a cylindrical hub of the prior art.
【図８】図７の冷却ファンを示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the cooling fan of FIG. 7;
【図９】従来技術のテーパー形状のハブを有する冷却フ
ァンを示す断面を含む斜視図である。FIG. 9 is a perspective view including a cross section showing a cooling fan having a tapered hub of the prior art.
【図１０】図９のテーパー形状のハブを有する冷却ファ
ンを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a cooling fan having the tapered hub of FIG. 9;
１，１Ｂ 冷却ファン本体 ２ 円筒状ハブ ３，３Ｂ ブレード ４Ａ，４Ｂ ハブカバー １０Ａ，１０Ｂ テーパー形状のハブを有する冷却ファ
ン1, 1B Cooling fan body 2 Cylindrical hub 3, 3B Blade 4A, 4B Hub cover 10A, 10B Cooling fan having tapered hub
Claims (1)
ードを放射状に設けた冷却ファン本体と、該冷却ファン
本体と別体で形成されたテーパー形状のハブカバーとか
らなり、前記ブレードのハブ近傍又は前記ハブカバーの
少なくとも一方に切り込み部を形成し、該切り込み部に
おいて前記冷却ファン本体と前記ハブカバーとを嵌合し
て一体化することを特徴とするテーパー形状のハブを有
する冷却ファン。1. A cooling fan main body having a plurality of blades radially provided around a cylindrical portion of a cylindrical hub, and a tapered hub cover formed separately from the cooling fan main body. A cooling fan having a tapered hub, wherein a cut portion is formed in the vicinity or at least one of the hub cover, and the cooling fan main body and the hub cover are fitted and integrated at the cut portion.
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