JP4676599B2

JP4676599B2 - ファンの水抜き構造

Info

Publication number: JP4676599B2
Application number: JP2000301085A
Authority: JP
Inventors: 行太島田; 耕一大山
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002106500A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車のラジエータ冷却用などに使用されるファンの水抜き構造に関し、詳しくはファンの間隙部に付着した雨水や洗車時の水が冬季に凍って、ブリッジを形成することを防止するために有効なファンの水抜き構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のラジエータ冷却用などとして軸流型または斜流型のファンが多く使用されている。このようなファンはエンジンやモータ等の駆動源により回転するボス部に放射状に設けた複数の翼を備え、その翼の回転により軸方向に起風するようになっている。
【０００３】
一般に軸流型または斜流型のファンでは、下流側への送風の一部が翼周囲から上流側に逆流する現象がある。このような逆流現象は送風効率を低下させ、騒音も大きくなるので好ましくない。
そこで従来から、翼の外側を取り囲むようにシュラウドを配置して逆流を抑制する方法があるが、逆流を効果的に抑制するためには、各翼の先端部を互いにリングで連結し、そのリングの外周面とシュラウドにおける筒状部の内周面の間隙を小さくした構造が採用される。
【０００４】
さらに、逆流の抑制効果をより高めるために上記間隙にラビリンスシール部を形成する場合もある。図９はラビリンスシール構造の１例を示す模式的な断面図であり、回転側である翼１の先端部を互いに一体に連結するリング２の外周面３と、固定側であるシュラウド４における筒状部５の内周面６が小さい間隙Ｇで対向する。ファン13のリング２の幅方向両端部がベルマウス状に拡開し、それらと中央部の突条とが夫々絞り片Ｓを構成し、その先端部とシュラウド４の筒状部５の内周面６の間隙ｇは前記の間隙Ｇより小さな値になる。そしてこの小さい間隙ｇによる流体抵抗と間隙Ｇ部分の膨張室によりラビリンスシール部が形成される。なお、端部のベルマウス状の絞り片Ｓは片側のみ設けられることもある。また、ラビリンスシール構造を形成しない場合は、リング２の外周面３とシュラウド４における筒状部５の内周面６の間隙は上記間隙ｇと同じように狭く設定される。
【０００５】
一方、自動車に搭載されるファンは雨水や洗車水の付着が避けられない。ファンに付着した水の大部分は翼やシュラウドを伝わって下方に流れ落ちるが、前記ファンのリング２と、シュラウド４の筒状部５の狭い間隙部に入り込んだ水は、筒状部５の最下部にブリッジ状に溜まってなかなか抜け落ちないことがある。間隙部に滞留した水は冬季など外気温度が低下すると氷結し、ファン起動時にそれを損傷する虞があり、甚だしい場合はファンが起動できなくなる。その対策として、間隙Ｇ（または間隙ｇ）を大きくすることも考えられるが、それに応じて逆流が増加するので実用的ではない。
【０００６】
他の対策として、筒状部５の最下部に水溜部７を設け、その底面部の真中に穿設した小さい水抜き孔から溜まった水を外部に排出する方法もあり、現実に採用されている。図１０はそのような水抜き部を設けた筒状部６の最下部付近をファンの軸方向から見た模式的な図である。筒状部５の最下部に水抜き孔８を有する水溜部７が設けられ、リング2 の外周面３と筒状部５の内周面６の間隙に入り込んだ水は水滴となって間隙を伝って流下し、水溜部７に集まりその水抜き孔８から外部に落下する。しかしこの方法は水抜き孔８の直径が小さいと、水滴Ｗの表面張力の作用により水抜き孔８から水が排出しにくいという問題があり、表面張力の影響を受けない程度に水抜き孔８の直径を大きくすると、そこからの空気リークが増大して逆流抑制の効果が低下するという別の問題が発生する。
【０００７】
さらに水抜き孔８を有する水溜部７を設けたとしても、図１０のように水溜部７の近傍の間隙部が狭いと、そこに成長しながら流下する水滴が表面張力により途中でブリッジＢを形成し、水溜部７に到達せずに滞留するという問題もある。とくに間隙部が絞り片Ｓによって形成される狭い間隙ｇ部分で滞留を起こしやすい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明はこのようなファンのリングとシュラウドにおける筒状部との間隙部に水滴が滞留して排出されにくいという問題の解決を課題とし、そのための新しいファンの水抜き構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、回転軸から放射状に配置された複数の翼(1) を有し、その翼の先端間を前記回転軸の軸線方向に翼(1)の長さに比べて短い筒状のリング(2) が一体的に連結したファン(13)と、
そのリング(2) の外側に小隙を介して配置される筒状部(5) を有するシュラウド(4) と、を具備し、
そのリング(2) の外周面(3)とシュラウド(4) の筒状部(5) の内周面(6) との間に保持される水滴を排除するファンの水抜き構造において、
前記シュラウド(4) の筒状部(5) の下部位置で、その幅方向の端面に水抜き用の縦溝(10)が重力方向に向けて設けられ、
前記リング(2) の幅方向の縁部がベルマウス状に拡開し、そのベルマウス(11)の先端部が前記縦溝(10)に対向されていることを特徴とするファンの水抜き構造である。（請求項１）
【００１０】
このように筒状部の下部における幅方向の端面に水抜き用の縦溝を設けると、間隙部を流下してきた水滴は縦溝に吸い込こまれるように入り込み、その表面をすべり落ちて容易に外部に排出される。また縁部が閉鎖系である前記の図１０のような水抜き孔８の場合は、水滴の表面張力によって孔の周縁にブリッジが形成されて水が排出しにくくなるが、本発明のように片面が大気開放された縦溝の場合は、その表面張力が水を縦溝に導いて下方に排出する作用を助けるという予想外の効果を奏する。
【００１１】
さらに、前記ファンのリング(2) のベルマウス(11)の先端面が前記シュラウド(4) に投影されたときの幅をｔとし、そのシュラウド(4) の縦溝(10)の底から投影面の内縁までの幅をｄとしたとき、ｄ≦0.5 ｔとすることができる。(請求項２）
【００１２】
上記いずれかの水抜き構造において、シュラウド(4) の縦溝(10)をその筒状部(5) の周方向に所定の間隔で複数設けることができる。（請求項３）
上記いずれかの水抜き構造において、シュラウド(4) の筒状部(5) の最下部に階段状の凹部(17)が設けられ、その筒状部(5) の縁部に向かい下さがりに成形されたその凹部(17)の周方向の両側に縦溝(10)を重力方向に設けることができる。（請求項４）
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は本発明における水抜き構造の１例を図１０に準じて示した模式的な図であり、図１０と同じ部分には同一符号が付されている。また、図２（ａ）は図１のａ−ａ断面略図であり（ｃ）は、図１のｃ−ｃ断面略図である。
この水抜き構造は、シュラウド４の筒状部５の下部における幅方向の端面に複数本（この例では４本）の水抜き用の縦溝１０を設けることにより構成されている。なお筒状部５の最下部には水抜き孔８を有する水溜部７が設けられ、縦溝１０はその水溜部７の左右に２つずつ配列される。
【００１４】
その縦溝１０の断面は図２（ａ）の如くＶ型に形成されている。なお図２（ｂ）のように、円弧状の頂角を有するＶ型の縦溝１０でもよい。
水滴をスムーズに排出するには、図２（ｃ）において、ファンのリング２のベルマウス状の絞り片Ｓの先端面が前記シュラウド４に投影されたときの幅をｔとし、そのシュラウド４の縦溝１０の底から投影面の内縁までの幅をｄとしたとき、ｄ≦0.5 ｔである。
また縦溝１０をＶ型に形成する場合において、そのＶ型の角度は４０°〜１２０°程度とすることが望ましい。
【００１５】
次に、図１の水抜き構造の作用を説明する。
ファンのリング２と、シュラウドの筒状部５の間隙部に付着した水は水滴となって流下し、下部付近では比較的大きく成長するが、最初の縦溝１０までくると成長した水滴の大部分はそれに吸い込まれ、その溝の表面を伝って外部に排出される。吸い込まれず残った水はより小さい水滴として間隙部を伝ってさらに流下し、下流側の縦溝１０のいずれかによって外部に排出される。なお、最後の縦溝１０でも排出されなかった僅かな水は水溜部７に達し、水抜き孔８から下方に落下する。したがって、下部付近で成長した水滴がブリッジを形成して滞留することはない。
なお水溜部７においても筒状部５の幅方向端面に縦溝１０を形成することができ、また水溜部７を設けることなくその部分に縦溝１０のみ設けることもできる。
【００１６】
図３は本発明における水抜き構造の他の例を示す模式的な断面図で、図１と同じ部分には同一符号が付されている。この例ではシュラウド４の筒状部５の縁部内周面６が階段型に形成され、リング２の縁部がベルマウス状に拡開され、それによる絞り片Ｓがその階段型の凹部に進入するように形成されている。そして筒状部５の右側端面に傾斜する縦溝１０が設けられる。そしてそれらの間隙部に流下した水滴Ｗは縦溝１０に吸い込まれ、溝表面を伝って落下して図示のように外部に排出される。
【００１７】
図４は本発明における水抜き構造のさらに他の例を示す模式的な断面図で、図１と同じ部分には同一符号が付されている。この例ではファンのリング２の幅方向両端部と中央部に絞り片Ｓが設けられ、両端部の絞り片Ｓに対向する筒状体５の端面に、それぞれ半径方向に垂直な縦溝１０（図面左側）と傾斜する縦溝１０（図面右側）が設けられる。そして図面右側の狭い間隙部に形成された水滴Ｗは右側の縦溝１０から排出され、図面左側の狭い間隙部に形成された水滴Ｗは左側の縦溝１０から排出される。
【００１８】
図５〜図８は図４の水抜き構造を自動車のラジエータ冷却用ファン13のシュラウド４に適用した例である。図５は合成樹脂製のファン13の外周に、合成樹脂製のシュラウド４が被嵌された状態を裏面側から見たものであり、図６はそのシュラウド４であって、図５のＡ部分を示す斜視拡大図（裏面側から見たもの）であり、図７は図５のVII −VII 断面拡大図である。また、図８は図６とは逆方向からみたシュラウド４の部分斜視図（正面側からみたもの）である。
【００１９】
これらの図において、シュラウド４は筒状部５を備え、その幅方向の背面側端部の中心部に複数のステー１２を介してモータ支持部１４が一体に設けられ、そのモータ支持部１４にファンモータ１５が取付られている。そして、そのファンモータ１５の図示しない回転軸の先端部に、ファンのボス部が固定され、そのボス部より複数の翼１が放射状に突設されている。各翼１の先端縁が互いにリング２で連結される。そしてリング２の内周面と筒状部５の外周面が狭い間隙部を介して対向する。なおこのシュラウド４は、その四隅が図示しないラジエータに支持される。
【００２０】
筒状部５の最下部の正面側には階段状の凹部１７が、その正面側へ下さがりとなる水抜き部が設けられ、筒状部５の最下部の裏面側にはその幅方向縁部および、その内面に突出された逆絞り片Ｒに夫々欠切部１６が設けられ、その欠切部１６および凹部１７の近傍であって、且つそれらを挟む周方向両側に複数の縦溝１０が設けられる。すなわち縦溝１０は筒状部５の下部の幅方向両端面にそれぞれ６つ、合計１２本設けられる。そして図８に示されている６本の縦溝１０は階段状の縁に沿って半径方向に垂直に形成され、図６，図７（または図８）に示されている６本の縦溝１０は、突出した縁部に僅かに形成されている。なお、これらの溝１０の作用は図４と同様なので説明は省略する。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明のファンの水抜き構造は、そのシュラウドの筒状部の下部における幅方向の端面に水抜き用の縦溝が重力方向に向けて設けられていることを特徴とするので、間隙部を流下してきた水滴をその縦溝で容易に外部に排出することができる。
【００２２】
さらに、ファンのリングの幅方向の縁部をベルマウス状に拡開し、そのベルマウスの先端部をシュラウドの筒状部の内周面における縦溝を設けた部分に対向させたので、そのようにして形成された狭い間隙部を流下する水滴を上記縦溝で容易に外部に排出することができる。
上記水抜き構造において、ファンのリング(2) のベルマウスの先端面が前記シュラウドに投影されたときの幅をｔとし、そのシュラウド(4) の縦溝(10)の底から投影面の内縁までの幅をｄとしたとき、ｄ≦0.5ｔとすることができる。それにより確実に水抜きできる。
【００２３】
上記水抜き構造において、縦溝を所定の間隔で筒状部の周方向に複数設けることができ、それによって筒状部を流下する水滴が外部に排出される機会を増加することができる。
上記の水抜き構造において、筒状部の最下部に階段状の凹部を設け、その凹部の近傍に縦溝を設けることができ、それによって筒状部の下部に流下する水滴の排出経路を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における水抜き構造の１例を示す模式的な図。
【図２】図１における縦溝１０部分を縦方向から見た拡大図。
【図３】本発明における水抜き構造の他の例を示す模式的な断面図。
【図４】本発明における水抜き構造のさらに他の例を示す模式的な断面図。
【図５】本発明の水抜き構造を自動車のラジエータ冷却用ファン13とシュラウド４に適用した例であり、合成樹脂製のファン13の外周に、合成樹脂製のシュラウド４が被嵌された状態を裏面側から見たもの。
【図６】同そのシュラウド４であって、図５のＡ部分を示す斜視拡大図（裏面側から見たもの）。
【図７】図５のVII −VII 断面拡大図。
【図８】図６とは逆方向からみたシュラウド４の部分斜視図（正面側からみたもの）。
【図９】ファンに形成したラビリンスシール構造の１例を示す模式的な断面図。
【図１０】水抜き構造を設けた筒状部５の最下部付近をファンの軸方向から見た模式的な図。
【符号の説明】
１翼
２リング
３外周面
４シュラウド
５筒状部
６内周面
７水溜部
８水抜き孔
１０縦溝
１１ベルマウス
１２ステー
１３ファン
１４モータ支持部
１５ファンモータ
１６欠切部
１７凹部
Ｓ絞り片
Ｒ逆絞り片
Ｂブリッジ
Ｇ間隙
ｇ間隙
Ｗ水滴

Claims

回転軸から放射状に配置された複数の翼(1) を有し、その翼の先端間を前記回転軸の軸線方向に翼(1)の長さに比べて短い筒状のリング(2) が一体的に連結したファン(13)と、
そのリング(2) の外側に小隙を介して配置される筒状部(5) を有するシュラウド(4) と、を具備し、
そのリング(2) の外周面(3)とシュラウド(4) の筒状部(5) の内周面(6) との間に保持される水滴を排除するファンの水抜き構造において、
前記シュラウド(4) の筒状部(5) の下部位置で、その幅方向の端面に水抜き用の縦溝(10)が重力方向に向けて設けられ、
前記リング(2) の幅方向の縁部がベルマウス状に拡開し、そのベルマウス(11)の先端部が前記縦溝(10)に対向されていることを特徴とするファンの水抜き構造。
請求項１において、
前記ファン(13)のリング(2) のベルマウス(11)の先端面が前記シュラウド(4)に投影されたときの幅をｔとし、そのシュラウド(4) の縦溝(10)の底から投影面の内縁までの幅をｄとしたとき、ｄ≦0.5 ｔとされたファンの水抜き構造。
請求項１または請求項２において、
前記縦溝(10)がシュラウド(4) の筒状部(5) の周方向に所定の間隔で複数設けられるファンの水抜き構造。
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記シュラウド(4) の筒状部(5) の最下部に設けられた階段状の凹部(17)が、その筒状部(5) の縁部に向かい下さがりに成形され、その凹部(17)の周方向の両側に縦溝(10)が重力方向に設けられたファンの水抜き構造。