JP4190683B2

JP4190683B2 - ファン装置

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Publication number: JP4190683B2
Application number: JP33154399A
Authority: JP
Inventors: 秀雄古川; 利彦西山; 賢悟輿水
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2019-11-22
Also published as: GB2358225B; GB0028344D0; US6450760B1; JP2001152852A; GB2358225A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファン装置に係り、例えば、パワーショベル等の建設機械を含む作業車両やその他の車両のエンジン冷却システムのファン装置、あるいは、各種の産業用冷却システムのファン装置の改良に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、車両等のエンジン冷却システムでは、エンジンとラジエータとの間を循環する冷却液でエンジンを冷却している。この冷却液は、ラジエータに隣接したファンで吸引または吐き出される冷却空気で冷却される。
図１３および図１４には、ラジエータ９１および図示しないエンジン間に配置された従来のファン９２が示されている。ファン９２は、その外周側に配置されたファンシュラウド９３の形状の違いに係わらず、先端（径方向の先端）側が回転軸（不図示）の軸線に平行な直線部９４になっているものが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ファンの性能を向上させるためには、ファンの大きさや回転数を変えずに流量を増加させ、また、旋回流によって生じる気流音等の騒音を低減させる必要がある。
しかし、ファン９２の先端形状が直線部９４であるのに対して、ファンシュラウド９３の形状が吸引側および吐出側でベルマウス状になっているため、これら吸引側および吐出側において、ファン９２の先端とファンシュラウド９３とのチップクリアランスが大きくなり、渦流の発生が多くなって冷却空気のスムーズな流れを妨げるという問題がある。
すなわち、図１３、図１４に示した形状のファンおよびファンシュラウドの組合せでは、冷却空気の流量の増加および騒音の低下を図るのには限界があり、その解決が望まれている。
【０００４】
本発明の目的は、流量増加および騒音低減を確実に実現できるファン装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ファンの先端形状を工夫改良することで、前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、請求項１記載のファン装置は、回転駆動されるファンの先端部外形形状による回転軌跡が、回転軸の軸線方向のほぼ全域にわたって中凹形状であるとともに、前記ファンの先端部回転軌跡から間隔をあけて前記中凹形状に対応したベルマウス状のファンシュラウドが設けられ、前記回転軌跡およびファンシュラウド間の前記間隔は、前記回転軸の軸線に平行な方向のほぼ全域にわたって同じあることを特徴とする。
このような発明においては、ファンの先端側の回転軌跡が中凹形状とされて冷却空気等の流体の流れに沿った形状になるので、この形状に沿って冷却空気の吸引がスムーズに行われ、しかも吐出側（下流側）では、冷却空気の径方向外側への自然な流れも吐出側のベルマウス状部分がガイドするから、冷却空気の吐出もスムーズに行われる。従って、冷却空気が上流から下流にスムーズに流れるようになり、流量が増加し、かつ騒音が低減する。
【０００６】
なお、本発明において、「ほぼ全域にわたる中凹形状」には、軸線と平行方向の途中の一部にだけ急激に窪んだ中凹部分を有した形状や、上流側のみが径方向の外側に延出した形状、あるいは下流側のみが径方向の外側に延出した形状は含まれない。
一部に急激な凹状部分がある形状では、回転軌跡の上流側および下流側での冷却空気の流れがスムーズでない場合が多い。上流側のみが延出した形状では、下流側での冷却空気の自然な流れを期待できず、吐出がスムーズに行われにくい。下流側のみが延出した形状では、上流側での冷却空気の逆流が生じ易く、吸引がスムーズに行われにくい。
【０００７】
また、このような構成によれば、回転軌跡およびファンシュラウド間の間隔が同じであるから、回転軌跡の形状に応じてファンシュラウドの内周面も冷却空気の流れ沿った形状すなわちベルマウス状に形成され、前記間隔が全域で均一に縮小される。このため、冷却空気の吸引側および吐出側でのファンとファンシュラウドとの間のチップクリアランスが小さくなって渦流の発生が減少するとともに、吸引側および吐出側でのファンの外径が大きくなるので、ファンの仕事量が増加し、ファンの静圧上昇および風量が一層増大する。
【０００８】
請求項２記載のファン装置は、請求項１に記載のファン装置において、ファンの被冷却体側の外径が、ファンシュラウドの最小内径よりも小さいことを特徴とする。
ファンの被冷却体側の外径がファンシュラウドの最小内径よりも大きいと、ファンシュラウドを所定位置に固定した後では、ファンをファンシュラウド内に収容することができない。従ってこのような場合には、例えば、ファンシュラウドを複数の小部材からなる分割タイプに構成するとともに、ファンを被冷却体に隣接配置した後に、個々の小部材をファン周囲に枠状に取り付けることでファンをファンシュラウド内に収容させる必要があり、作業手順が限られるうえ、それぞれの小部材を取り付けるのに手間がかかる。特に、ファン装置をエンジンの冷却システムに適用する場合には、小部材の取付作業を狭いエンジンルーム内に手を差し入れる等して行う必要があり、作業が煩雑になる。
これに対して本発明では、ファンの被冷却体側の外径がファンシュラウドの最小内径よりも小さいので、先にファンシュラウドを枠状に組み立てた後でも、ファンシュラウド内にファンが容易に収容されるようになり、ファン装置の設置箇所等に応じて作業手順を変更するなど、柔軟に対応可能であり、作業性も向上する。
【０００９】
請求項３記載のファン装置は、請求項１または請求項２に記載のファン装置において、ファンシュラウドの内周面の少なくとも一部は、ファンの先端部外形形状による回転軌跡と対向した多孔質吸音材で形成されていることを特徴とする。このような構成では、ファンシュラウドに取り付けられた多孔質吸音材の吸音性により、ファンの先端部分およびファンシュラウド間での旋回流による気流音が吸音され、騒音が格段に低減する。
請求項４記載のファン装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のファン装置において、前記ファンシュラウドは、前記ファンの回転軸の軸線方向のほぼ全域にわたる曲面部で形成されていることを特徴とする。
請求項５記載のファン装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のファン装置において、前記ファンの先端側は、前記回転軸の軸線方向のほぼ全域にわたって前記ファンシュラウドと対向していることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第２〜第６実施形態においては、第１実施形態で説明する同一部材および同一機能を有する部材には同じ符号を付し、重複する説明を省略または簡略化する。
【００１１】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係るファン装置１の要部を示す縦断面図である。
ファン装置１は、被冷却体としてのラジエータ８１および図示しないエンジン（図中の右方向に位置する）間に配置されたファン１０と、ラジエータ８１にラジエータフード８２を介してボルト止めされ、かつファン１０が収容された開口部２０Ａを有する枠状のファンシュラウド２０とを備えている。
【００１２】
ファン１０は、回転軸周りに設けられた複数の羽根１１を備え、エンジンのクランクシャフトよりプーリーおよびファンベルトで伝達された出力で駆動される。ただし、図１では、羽根１１を一枚のみ図示するとともに、回転軸やプーリー等の動力伝達手段の図示も省略した。
ファン１０（羽根１１）の先端側は、回転軸の軸線と平行方向すなわち図中の左右方向の両端から中央に向かうに従って回転軸側に凹んだ円弧状の曲線部１２となっており、ファン１０を回転させた時の先端部外形形状による回転軌跡の形状が、軸線に平行な方向のほぼ全域にわたって中凹形状に形成され、ファン１０の先端側での冷却空気の流れに沿った形状となる。
この曲線部１２は、一つの曲率半径で形成される必要はなく、複数の曲率半径で形成されていてもよい。
【００１３】
ファンシュラウド２０は、例えば４つに分割可能な複数の金属製等のシュラウド体２１をファン１０の周囲に枠状に配置した分割タイプであり、ラジエータフード８２内に位置する内周面がファン１０の先端部外形形状による回転軌跡から所定間隔離れている。
ファンシュラウド２０の前記内周面は、ファン１０の曲線部１２と同じ曲率で、かつ曲線部１２よりも小さい半径で形成された曲面部２３を有するベルマウス状であり、ファン１０の回転軌跡（曲線部１２）および曲面部２３間の間隔（チップクリアランス）Ｃ１がほぼ全域にわたって同じであるとともに、冷却空気の流れに沿った形状になっている。
【００１４】
このようなファン装置１では、ファン１０のラジエータ８１側の外径Ｄ１がファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも大きい。
このため、ファンシュラウド２０を枠状に組んだ後では、ファン１０をファンシュラウド２０の開口部２０Ａ内に収容することが困難になる。従って、先ずラジエータフード８２が付いた状態のラジエータ８１をファン１０に隣接させてエンジンルーム内に設置し、この後に個々のシュラウド体２１をファン１０の外周側に配置しながら順次ラジエータフード８２に取り付け、枠状のファンシュラウド２０を完成させることでファン１０を開口部２０Ａ内に収容させる。
【００１５】
そして、ファン１０をエンジンで駆動することにより、冷却空気はラジエータ８１を通過することで冷却液との熱交換を行った後、図中の白抜き矢印で示すように、ファン１０の吸引側に送られ、吐出側から吐き出される。
【００１６】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
１）ファン１０の先端側に曲線部１２が設けられ、その回転軌跡が中凹形状とされて冷却空気の流れに沿った形状となるので、このファン１０では、吸引側（上流側）の円弧状部分に沿って冷却空気をスムーズに吸引できる。しかも吐出側（下流側）では、冷却空気の径方向外側への自然な流れも吐出側の円弧状部分でガイドするから、冷却空気をスムーズに吐き出すことができる。このため、冷却空気の上流から下流への全体の流れをスムーズにでき、流量を増加させ、かつ騒音を低減できる。
【００１７】
２）ファン１０の先端部外形形状による回転軌跡およびファンシュラウド２０間の間隔Ｃ１が全域にわたって同じであることにより、ファンシュラウド２０の内周面も回転軌跡に応じた形状すなわち冷却空気の流れに沿ったベルマウス状となるため、ファンシュラウド２０の曲面部２３を回転軌跡に均一により近づけることができる。従って、冷却空気の吸引側および吐出側でのファン１０とファンシュラウド２０との間の間隔Ｃ１を小さくして渦流の発生を減少させることができるとともに、吸引側および吐出側でのファン１０の外径が大きくなるので、ファン１０の仕事量を増加させ、ファン１０の静圧上昇および風量を一層増大させることができる。
【００１８】
３）ファン１０のラジエータ８１側の外径Ｄ１がファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも大きいが、ファン１０をファンシュラウド２０内に収容するのには、先ずラジエータ８１側を先にファン１０に隣接配置し、この後に各シュラウド体２１を取り付けてファンシュラウド２０を完成させ、よってファンシュラウド２０の開口部２０Ａ内にファン１０を収容するから、金属面であるファンシュラウド２０の曲面部２３にファン１０の先端部を接触させる心配がなく、ファン１０の欠損等を防止できる。
【００１９】
〔第２実施形態〕
図２に示す第２実施形態のファン装置２では、第１実施形態の構成に加え、ファンシュラウド２０の内周面全域に吸音材２２が貼設されており、この吸音材２２の内周側が曲面部２３とされ、ファン１０との間隔Ｃ１が維持されている。
このような吸音材２２は、各シュラウド体２１に個別に貼設等された例えば発泡ウレタン樹脂からなる多孔質（ポーラス状）で形成されており、各シュラウド体２１をファン１０の外周側に配置する以前に予め貼設される。
なお、本実施形態および後述の各実施形態のファンシュラウド２０も複数のシュラウド体からなる分割タイプであるが、各実施形態で用いる図面ではシュラウド体間の分割位置等の図示を省略した。
【００２０】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様な構成により、１）、２）の効果を得ることができる。また、吸音材２２を予め各シュラウド体２１に貼り付けた後に、第１実施形態と同様な手順でファン１０をファンシュラウド２０内に収容させれば、吸音材２２にファン１０の先端が接触せず、吸音材２２の一部が欠損する等の心配がない。このため、部品の欠損を防ぐという観点からは、前述の３）の効果も同様に得ることができる。さらに、以下の効果がある。
４）ファンシュラウド２０の内周面は吸音材２２で形成されているので、ファン１０の先端部分およびファンシュラウド２０間での旋回流による気流音を有効に吸音でき、騒音を格段に低減できる。
【００２１】
〔第３実施形態〕
図３に示す第３実施形態のファン装置３では、ファン１０の先端側の形状は、左右両端がそれぞれ上流側曲線部１３および下流側曲線部１４とされ、これらの間が回転軸の軸線に平行な直線部１５になっている。ただし、この直線部１５は、軸線に対して傾斜していてもよい。このようなファン１０でも、回転させた時の先端部外形形状による回転軌跡は軸線と平行な方向のほぼ全域で中凹形状となり、冷却空気の流れに沿った形状になる。
【００２２】
ファンシュラウド２０の内周部分はファン１０の回転軌跡に応じた形状であって、冷却空気の流れに沿ったベルマウス状であり、上流側曲面部２４、下流側曲面部２５、これらの間の平面部２６（軸線方向の断面が直線状となる部分）を有している。ファンシュラウド２０の内周面には吸音材が設けられておらず、ファンシュラウド２０の金属面等の硬質面がファン１０の先端部外形形状による回転軌跡と対向している。
ファン１０の先端部外形形状による回転軌跡およびファンシュラウド２０の内周面間の間隔Ｃ１は全域にわたって同じである。
ファン１０のラジエータ８１側の外径Ｄ１は、ファンシュラウド２０の平面部２６部分の内径である最小内径ｄ１よりも大きい。
【００２３】
本実施形態においても、第１実施形態と同様ファン１０の外径Ｄ１がファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも大きいので、ファン１０をファンシュラウド２０内に収容するのには、先ずラジエータフード８２付きのラジエータ８１をファン１０に隣接させて設置し、この後に各シュラウド体（図示略）をファン１０の周りに位置させてラジエータフード８２に順次取り付け、枠状のファンシュラウド２０を完成させる必要がある。
【００２４】
本実施形態によれば、ファン１０の先端側が上流側曲線部１３、下流側曲線部１４、および直線部１５で形成され、回転軌跡が中凹形状となって冷却空気の流れに沿った形状になるから、冷却空気の流れがスムーズになり、流量の増加および騒音の低減を実現でき、前述した１）の効果を同様に得ることができる。
また、第１実施形態と同様な構成により、２）、３）の効果も得ることができる。
【００２５】
〔第４実施形態〕
図４に示す第４実施形態のファン装置４では、ファン１０の先端側の形状は、それぞれ軸線に対して傾斜した上流側直線部１６、下流側直線部１７、およびこれらの間の直線部１５で形成されている。上流、下流側直線部１６，１７のそれぞれは、ファン１０の端部（図中の左右方向の端部）に向かうに従って径方向の外側に位置するように傾斜しており、回転軌跡がやはり中凹形状で冷却空気の流れに沿った形状となる。
ファンシュラウド２０の内周部分もファン１０の形状に応じて、上流側平面部２７、下流側平面部２８、およびこれらの間の平面部２６で形成され、上流側および下流側に向かって拡開したベルマウス状である。この際、ファンシュラウド２０には吸音材が設けられていない。
ファン１０の先端部外形形状による回転軌跡およびファンシュラウド２０の内周面間の間隔Ｃ１も全域にわたって同じである。
また、ファン１０のラジエータ８１側の外径Ｄ１は、ファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも大きい。
なお、本実施形態のファン１０およびファンシュラウド２０は、上流側の略半分がラジエータフード８２内に収容されるが、下流側の略半分が外側に位置するタイプである。
【００２６】
本実施形態では、ファン１０の先端部外形形状による回転軌跡のおよびファンシュラウド２０が冷却空気の流れに沿った形状であるから、前記１）の効果を得ることができて本発明の目的を達成でき、また、前記２）の効果および３）と同様な効果も得ることができる。
【００２７】
〔第５実施形態〕
図５に示す第５実施形態のファン装置５では、ファン１０の先端側外形形状は、回転軸の軸線に対して傾斜した上流側直線部１６および下流側直線部１７のみで形成され、図に示す位置においてＶ字形である。このような形状でも、ファン１０の先端部回転軌跡は中凹形状で冷却空気の流れに沿った形状になる。
ファンシュラウド２０も、上流側平面部２７および下流側平面部２８のみで形成されたベルマウス状である。
他の構成は、第４実施形態と同じである。
本実施形態においても、前記１）〜３）の効果を得ることができる。
【００２８】
〔第６実施形態〕
図６に示す第６実施形態のファン装置６では、ファン１０の形状が第１実施形態とほぼ同じで、ファンシュラウド２０の内周部分も円弧状であるが、ファン１０のラジエータ８１側の外径Ｄ１がファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも小さいことが、他のいずれの実施形態とも大きく異なる。
このため、ファン装置６では、ファンシュラウド２０を枠状に組み立てた後に、このファンシュラウド２０内にファン１０を収容することが可能であり、また、こうした場合でも、ファンシュラウド２０の金属等の硬質面からなる内周面にファン１０の先端が接触する心配がない。
【００２９】
本実施形態では、前記１）の他、以下の効果がある。
５）ファン１０のラジエータ８１側の外径Ｄ１は、ファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも小さいので、ファンシュラウド２０を枠状に組み立てた後でも、ファン１０を金属面等からなるファンシュラウド２０の内周面に接触させずに収容でき、ファン１０を破損等を防止できる。
また、ファンシュラウド２０付きのラジエータ８１をエンジンルーム内に設置することで、ファン１０をファンシュラウド２０内に確実に収容できるから、各シュラウド体２１を狭い取付スペース内に手を差し入れる等してラジエータ８１側に取り付けなくともよく、ファンシュラウド２０の取付作業を容易にできる。
【００３０】
また、ファン１０の先端部外形形状による回転軌跡およびファンシュラウド２０間の間隔Ｃ１が他の実施形態に比して大きいが、それぞれの形状が冷却空気の流れに沿った形状であることには変わりなく、かつ間隔Ｃ１が全域にわたって均一でるから、他の実施形態程ではないが、前記２）の効果も得ることができる。
【００３１】
〔第７実施形態〕
図７に示す第７実施形態のファン装置７では、ファン１０の形状は第３実施形態と同じであり、ファン１０のラジエータ８１側の外径Ｄ１がファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも小さい。しかし、ファンシュラウド２０の形状が他のいずれの実施形態とも異なる。
すなわち、本実施形態のファンシュラウド２０では、内周面のうちのファン１０の直線部１５で形成される回転軌跡と対向した平面部２６のみが吸音材２２で形成されている。このような吸音材２２は、周方向に沿って連続して形成された凹溝２９内に保持されている。
本実施形態によれば、第６実施形態と同じく１）、２）、５）の効果を得ることができるのに加え、吸音材２２が設けられていることで前記３）の効果を得ることができる。また、以下の効果がある。
６）吸音材２２の端部（図中の左右方向の端部）がラジエータ８１側およびエンジン側に露出していないから、ファン１０の上流側および下流側で巻き込む小石等の異物で吸音材２２が損傷するのを防止でき、安定した騒音レベルを維持できる。
【００３２】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記第２実施形態は第１実施形態の構成に吸音材２２を設けたものであったが、吸音材２２が設けられていない第３〜第６実施形態のファン装置１，３〜６のファンシュラウド２０に吸音材２２を設けて騒音をより低減させてもよい。
反対に、第２実施形態の吸音材２２を省いて第１実施形態のような構成にするのと同じように、第３実施形態のような形状のファンシュラウド２０を用いた場合でも、吸音材２２を省略できる。
要するに、吸音材２２を用いるか否かは、要求される騒音レベル等を勘案して任意に決められてよい。
なお、用いられる吸音材２２の材質は、吸音性を有した多孔質材であれば任意であり、ウレタン樹脂に限定されない。
【００３３】
前記第２実施形態では、ファン１０の外径Ｄ１がファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも大きいことにより、吸音材２２付きの各シュラウド体２１をファン１０の周囲に配置するようにしてファン１０をファンシュラウド２０内に収容させていたが、このような吸音材２２付きのファンシュラウド２０では、ファン１０の外径Ｄ１よりも小さい内径部分が弾力性のある柔らかい吸音材２２の一部になっているから、吸音材２２にファン１０の先端側を接触させても接触量がごく僅かで吸音材２２に何ら欠損等が生じない場合には、吸音材２２を取り付けた枠状のファンシュラウド２０を予め完成させておき、ファン１０を吸音材２２に接触させて当該吸音材２２を弾性変形させながらファンシュラウド２０内に収容してもよい。
このような場合には、ファンシュラウド２０を枠状に組んだ後に吸音材２２を貼設可能であるから、吸音材２２をシュラウド体２１の大きさに応じた小さなサイズに設ける必用がなく、ファンシュラウド２０の内周面を周方向に連続して覆う帯状にでき、吸音材２２の貼付作業を一度に効率よく行える。
【００３４】
前記各実施形態では、ファンシュラウド２０の支持位置が吐出側の端部であったり、吸引側と吐出側との中間位置であったが、これに限定されない。すなわち、図８に示すように、ファンシュラウド２０を吸引側でラジエータフード８２等に支持させてもよい。
【００３５】
さらに、前記各実施形態のファンシュラウド２０では、金属などからなる内周面自身がベルマウス状に形成されていたが、図９に示すように、このような部分をベルマウス状ではなく単なる円筒状の内周面を形成するようにしたうえで、同図に二点鎖線で示すように、ファンシュラウド２０の円筒状の内周面に断面中凸状（かまぼこ型などファン１０の先端部外形形状に応じた形状）の吸音材２２を設けることで前記請求項１記載の発明を構成してもよい。
【００３６】
本発明に係るファンシュラウドは、各実施形態で示したような分割タイプでなくともよく、特に、ファン１０のラジエータ８１側の外径Ｄ１がファンシュラウド２０の最小内径ｄ１よりも小さい場合などには、ファンシュラウド２０を枠状の一体型に設けてもファン１０を確実に収容でき、一体型にすることでファンシュラウド２０の取付作業をより容易にできる。
【００３７】
また、前記各実施形態では、ファン１０がラジエータ８１の下流側に配置され、ファン１０の吸引側の冷却空気によってラジエータ８１を冷却する構成であったが、ファン１０をラジエータ１０の上流側に配置し、ファン１０で吐き出される冷却空気でラジエータ１０を冷却してもよい。ただしこのような場合には、ファン１０とエンジンとの間にラジエータ８１が位置し、ファン１０をエンジンで駆動することが困難であるから、別途モーター等で駆動する。
また、ラジエータ８１とエンジンとの間にファン１０を配置した場合でも、ファン１０の回転方向を変えることにより、ファン１０から吐き出される冷却空気でラジエータ８１を冷却してもよく、反対に、ファン１０とエンジンとの間にラジエータ８１がある場合、ファン１０の吸引側の冷却空気で冷却してもよい。
【００３８】
本発明のファン装置は、建設機械を含む作業車両や一般の乗用車のエンジン冷却システムの他、各種の工場において、プラント冷却水を冷却する冷水塔に代表されるような産業用冷却システムに利用可能である。
【００３９】
【実施例】
図２に示す第１実施形態に基づいて本発明の実施例に係るファン装置を製作し、図１３、図１４に示す各従来例に基づいて第１、第２比較例に係るファン装置を製作し、同一回転時の流量、同一回転時の騒音、および同一流量時の騒音に関して、各ファン装置の性能を比較した。この比較結果を図１０〜図１２に示す。なお、第１比較例は、図１３に示すように、軸線に平行な直線部９４のみからなるファン９２と、吸音材９５で形成された曲面部９６からなるベルマウス状のファンシュラウド９３とを組み合わせた構成である。第２比較例は、図１４に示すように、同様なファン９２と、吸音材９５で形成された上流、下流側曲面部９７，９８および平面部９９からなるベルマウス状のファンシュラウド９３とを組み合わせた構成である。
【００４０】
比較結果によれば、先ず図１０に示すように、各装置を一定回転で回転させた場合、第１比較例では、実施例に比して約９７．５％の流量しか得られない。第２比較例では、ファンシュラウド９３の形状違いによって第１比較例よりも改善されているが、実施例に比べると約９８．５％の流量が得られただけである。
従って、実施例では、各比較例に比して同じ回転数での流量を確実に増加させることができると認められ、本発明の流量増加に係る優位性を確認できた。
なお、図１０に示すグラフにおいて、具体的な目盛りの表示を省略した。以下の図１１、１２でも同様である。
【００４１】
また、図１１に示すように、各装置を一定回転で回転させた場合、第１比較例の音圧レベルは、実施例の音圧レベルの約２．５ｄＢＡ増と非常に高く、第２比較例の音圧レベルは、第１比較例に比べて若干の改善が見られるが、実施例の約２ｄＢＡ増と依然として高い。
一方、図１２に示すように、各装置での流量が一定となるように各装置を回転させた場合でも、第１比較例の音圧レベルは、実施例の音圧レベルの約３ｄＢＡ、第２比較例の音圧レベルは、実施例の約２．５ｄＢＡとそれぞれ高い。
従って、実施例では、各比較例に比して同じ回転数および同じ流量での騒音を確実に低減できると認められ、本発明の騒音に係る優位性も確認できた。
【００４２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、ファンの先端部外形形状による回転軌跡が中凹形状といった冷却空気等の流体の流れ沿った形状になるので、流体の上流から下流への全体の流れをスムーズにでき、流量増加をよび騒音低減を確実に実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るファン装置の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るファン装置の要部を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るファン装置の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るファン装置の要部を示す断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係るファン装置の要部を示す断面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係るファン装置の要部を示す断面図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係るファン装置の要部を示す断面図である。
【図８】本発明の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の他の変形例を示す断面図である。
【図１０】実施例と比較例との性能差を示すグラフである。
【図１１】実施例と比較例との他の性能差を示すグラフである。
【図１２】実施例と比較例とのさらに他の性能差を示すグラフである。
【図１３】従来のファン装置の要部を示す断面図である。
【図１４】従来の他のファン装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１〜６ファン装置
１０ファン
２０ファンシュラウド
２２弾性部材でもある多孔質吸音材
８１被冷却体であるラジエータ
Ｃ１間隔
Ｄ１外径
ｄ１最小内径

Claims

回転駆動されるファンの先端部外形形状による回転軌跡が、回転軸の軸線方向のほぼ全域にわたって中凹形状であるとともに、
前記ファンの先端部回転軌跡から間隔をあけて前記中凹形状に対応したベルマウス状のファンシュラウドが設けられ、
前記回転軌跡およびファンシュラウド間の前記間隔は、前記回転軸の軸線に平行な方向のほぼ全域にわたって同じある
ことを特徴とするファン装置。
請求項１に記載のファン装置において、前記ファンの被冷却体側の外径が前記ファンシュラウドの最小内径よりも小さいことを特徴とするファン装置。
請求項１または請求項２に記載のファン装置において、前記ファンシュラウドの内周面の少なくとも一部は、前記ファンの先端部外形形状による回転軌跡と対向した多孔質吸音材で形成されていることを特徴とするファン装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のファン装置において、前記ファンシュラウドは、前記ファンの回転軸の軸線方向のほぼ全域にわたる曲面部で形成されていることを特徴とするファン装置。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のファン装置において、前記ファンの先端側は、前記回転軸の軸線方向のほぼ全域にわたって前記ファンシュラウドと対向していることを特徴とするファン装置。