專利名稱：冷卻風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于汽車的散熱器等中的冷卻風(fēng)扇。本申請(qǐng)基于2010年8月5日在日本申請(qǐng)的日本專利特愿2010 — 176430號(hào)要求優(yōu)先權(quán)，并將該申請(qǐng)的內(nèi)容援引于此。
背景技術(shù)：
這種冷卻風(fēng)扇的基本結(jié)構(gòu)大多是在與發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)馬達(dá)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源連接的軸套部上設(shè)有朝徑向外側(cè)突出的多個(gè)葉片，并利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)カ來(lái)使葉片回旋，以將空氣送至冷卻對(duì)象物。然而，在這種冷卻風(fēng)扇中，雖然已知只要減薄葉片的壁厚，就能提高風(fēng)扇效率，因而是有利的，但是，若減薄葉片的壁厚，在旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片會(huì)發(fā)生撓曲而容易產(chǎn)生偏差。因此，作為同時(shí)實(shí)現(xiàn)抑制偏差和葉片的薄壁化的冷卻風(fēng)扇，提出了ー種利用圓筒狀的環(huán)構(gòu)件來(lái)將多個(gè)葉片的徑向外側(cè)的端部附近連接的冷卻風(fēng)扇(例如參照專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2008/072516號(hào)說(shuō)明書(shū)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在這種現(xiàn)有的冷卻風(fēng)扇中，由于利用環(huán)構(gòu)件將多個(gè)葉片的端部附近相互連接，因此，從外周側(cè)流入的空氣越過(guò)環(huán)構(gòu)件而被吸入至葉片間的空間內(nèi)。但是，在上述現(xiàn)有的冷卻風(fēng)扇的情況下，由于將多個(gè)葉片連接的環(huán)構(gòu)件呈與葉片大致相同高度的圓筒形狀，因此，從外周側(cè)被吸入至葉片間的空間內(nèi)的空氣在環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的端部處迂回后，朝風(fēng)扇的軸向急速回旋。此外，一旦從外周側(cè)流入的空氣在環(huán)構(gòu)件的端部處急速回旋，則空氣的流速在該部分處局部提高，這也容易成為出現(xiàn)噪聲的原因。此外，在現(xiàn)有的冷卻風(fēng)扇中，由于從外周側(cè)流入的空氣如上所述在環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的端部處迂回而被吸入至葉片間的空間內(nèi)，因此，流路便會(huì)增長(zhǎng)與空氣在端部處迂回的部分相應(yīng)的長(zhǎng)度量，風(fēng)扇效率也容易相應(yīng)地降低。因此，本發(fā)明提供ー種冷卻風(fēng)扇，該冷卻風(fēng)扇能將空氣從外周側(cè)順暢地導(dǎo)入至葉片間，從而能實(shí)現(xiàn)抑制噪聲產(chǎn)生和提高風(fēng)扇效率。解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案在本發(fā)明的冷卻風(fēng)扇中，為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用以下方案。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，冷卻風(fēng)扇包括:軸套部，該軸套部與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源連接；多個(gè)葉片，這些葉片從上述軸套部朝徑向外側(cè)突出；以及筒狀的環(huán)構(gòu)件，該環(huán)構(gòu)件將多個(gè)上述葉片的徑向外側(cè)的端部附近連接成環(huán)狀，在上述環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部設(shè)置有空氣流入槽。
藉此，從外周側(cè)流入的空氣經(jīng)過(guò)環(huán)構(gòu)件的空氣流入槽，而被吸入葉片間的空間內(nèi)。由于空氣流入槽相對(duì)于環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面凹陷，因此，從外周側(cè)吸入葉片間的空間的空氣不會(huì)急速回旋而是朝風(fēng)扇的軸向緩緩地改變方向。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在本發(fā)明的第一方面的冷卻風(fēng)扇的基礎(chǔ)上，上述空氣流入槽配置在上述環(huán)構(gòu)件上的所有葉片的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域與相鄰的葉片的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域之間。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在本發(fā)明的第二方面的冷卻風(fēng)扇的基礎(chǔ)上，在上述環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部，以與上述空氣流入槽在圓周方向上錯(cuò)開(kāi)的方式設(shè)置有挖空槽。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在本發(fā)明的第三方面的冷卻風(fēng)扇的基礎(chǔ)上，將上述空氣流入槽與上述挖空槽的深度設(shè)定為相同深度。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在本發(fā)明的第一方面至第四方面中任一方面的冷卻風(fēng)扇的基礎(chǔ)上，將上述空氣流入槽的深度與上述環(huán)構(gòu)件的軸向的壁厚的比例設(shè)定為0.10 0.40的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在上述環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部、與上述葉片的旋轉(zhuǎn)方向的后部區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部位處設(shè)置有壁部，該壁部從上述環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面朝軸向外側(cè)伸出。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在將從上述挖空槽至上述環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面為止的高度設(shè)為h時(shí)，將從上述空氣流入槽至上述壁部的前端為止的高度設(shè)定為1.2h 1.3h的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，上述壁部以上述環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面為基點(diǎn)彎曲伸出。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，將上述環(huán)構(gòu)件與上述壁部間的角度設(shè)定為15度 30度的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，上述壁部設(shè)置在上述環(huán)構(gòu)件上的所有葉片的旋轉(zhuǎn)方向的后部區(qū)域與形成在和各后部區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置上的上述挖空槽之間。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，包括:軸套部，該軸套部與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源連接；多個(gè)葉片，這些葉片與上述軸套部一體地且朝向徑向外側(cè)形成；以及筒狀的環(huán)構(gòu)件，該環(huán)構(gòu)件將多個(gè)上述葉片的徑向外側(cè)的端部連接成環(huán)狀，在上述環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部設(shè)置有空氣流入槽。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部設(shè)有空氣流入槽，從外周側(cè)流入的空氣經(jīng)過(guò)環(huán)構(gòu)件的空氣流入槽不會(huì)急速回旋而是朝軸向改變方向而被吸入葉片間的空間內(nèi)，因此，能抑制因空氣急速回旋引起的空氣流速的増大，能事先防止噪聲的產(chǎn)生。此夕卜，根據(jù)本發(fā)明，從外周側(cè)流入的空氣不會(huì)在環(huán)構(gòu)件的軸向的端部處大幅迂回，而是經(jīng)過(guò)空氣流入槽被吸入葉片間，因此，能可靠地提高風(fēng)扇效率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，由于空氣流入槽配置在環(huán)構(gòu)件上的所有葉片的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域與相鄰的葉片的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域之間，因此，不僅能將空氣從環(huán)構(gòu)件的外周側(cè)高效率且均勻地吸入，而且能使圓周方向的重量平衡變好。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，由于在環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部，以與空氣流入槽在圓周方向上錯(cuò)開(kāi)的方式設(shè)置有挖空槽，因此，能進(jìn)ー步提高圓周方向的重量平衡。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，由于將空氣流入槽與挖空槽的深度設(shè)定為相同深度，因此，能更進(jìn)一歩提高圓周方向的重量平衡。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，不僅能可靠地防止噪聲的產(chǎn)生，而且能防止風(fēng)扇效率的降低。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部、與葉片的旋轉(zhuǎn)方向的后部區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部位處設(shè)置有壁部，因此，即便在空氣經(jīng)過(guò)葉片的旋轉(zhuǎn)方向的后方側(cè)的端部之后，也能抑制空氣流出至環(huán)構(gòu)件的外側(cè)。因此，能更可靠地降低風(fēng)扇的噪聲。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，通過(guò)限制壁部的軸向高度，能有效地降低風(fēng)扇的噪聲。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，通過(guò)使壁部以環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面為基點(diǎn)彎曲伸出，從而能在不降低風(fēng)扇效率的情況下，可靠地降低風(fēng)扇的噪聲。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，通過(guò)限制壁部的角度，能有效地降低風(fēng)扇的噪聲。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，由于將壁部設(shè)置在環(huán)構(gòu)件上的所有葉片的旋轉(zhuǎn)方向的后部區(qū)域與形成在和各后部區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置上的挖空槽之間，因此，即便是設(shè)定有挖空槽的環(huán)構(gòu)件，也能同時(shí)設(shè)置壁部。因此，不僅能提高設(shè)計(jì)自由度，而且能降低風(fēng)扇的噪聲。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，能抑制因空氣急速回旋而導(dǎo)致空氣流速的増大，能事先防止噪聲的產(chǎn)生。此外，能可靠地提高風(fēng)扇效率。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的主視圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇主體的立體圖。圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的、對(duì)應(yīng)于圖1的A — A截面的剖視圖。圖4是本發(fā)明第一實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇主體的示意側(cè)視圖。圖5是表示改變本發(fā)明第一實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的空氣流入槽的深度來(lái)研究風(fēng)扇效率和風(fēng)扇噪聲的結(jié)果的圖表。圖6是本發(fā)明第二實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇主體的立體圖。圖7是本發(fā)明第三實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇主體的立體圖。圖8是本發(fā)明第三實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇主體的示意側(cè)視圖。圖9是表示改變本發(fā)明第三實(shí)施方式的壁部的高度來(lái)研究風(fēng)扇噪聲的結(jié)果的圖表。圖10是本發(fā)明第四實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇主體的立體圖。圖11是沿圖10的B — B線的剖視圖。圖12是表示空氣朝向本發(fā)明第四實(shí)施方式的風(fēng)扇主體流動(dòng)的說(shuō)明圖。圖13是表示使本發(fā)明第四實(shí)施方式的壁部的角度變化來(lái)研究風(fēng)扇效率的結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式)
以下，基于圖1至圖5對(duì)本發(fā)明第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是從正面觀察該第一實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇I的圖，圖2是表示冷卻風(fēng)扇I的風(fēng)扇主體10的立體圖，圖3是表示冷卻風(fēng)扇I的剖面的圖。該第一實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇I是用于汽車的散熱器中的軸流風(fēng)扇，其包括:風(fēng)扇主體10,該風(fēng)扇主體10被未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)馬達(dá)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)；以及護(hù)罩11，該護(hù)罩11用于覆蓋風(fēng)扇主體10的外周側(cè)來(lái)提高空氣相對(duì)于散熱器的導(dǎo)入效率。護(hù)罩11在其前表面的大致中央處設(shè)置具有沿風(fēng)扇主體10軸向的縱深的、圓形的導(dǎo)風(fēng)孔30，風(fēng)扇主體10能旋轉(zhuǎn)地配置在該導(dǎo)風(fēng)孔30的周壁面的內(nèi)側(cè)。此外，如圖3所示，護(hù)罩11前表面的、圍住導(dǎo)風(fēng)孔30的區(qū)域?yàn)槌驅(qū)эL(fēng)孔30凹陷的錐面31。風(fēng)扇主體10包括:與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的輸出軸連接的有底圓筒狀的軸套部12 ;與上述軸套部12的外周面一體地朝徑向外側(cè)突出的多個(gè)葉片(在該第一實(shí)施方式的情況下，葉片為五個(gè)，井分別與軸套部12的外周面一體成型)；以及將多個(gè)葉片13的徑向外側(cè)的端部區(qū)域連接成環(huán)狀的圓筒狀的環(huán)構(gòu)件14(在該第一實(shí)施方式的情況下，環(huán)構(gòu)件14處于將比葉片13的徑向外側(cè)的端部更朝徑向內(nèi)側(cè)偏移的位置連接成環(huán)狀的狀態(tài))。在此，對(duì)于風(fēng)扇主體10，在將朝護(hù)罩11的外側(cè)露出一側(cè)的面(圖1中從正面能看到的那側(cè)的面)稱為前表面，將其背側(cè)的面稱為后表面時(shí)，各葉片13以圖1中箭頭R所示的葉片主體10的旋轉(zhuǎn)方向前方側(cè)朝向葉片主體10的前表面?zhèn)刃_(kāi)的方式傾斜。因此，葉片13的后表面?zhèn)葹檎龎好?，葉片13的前表面?zhèn)葹樨?fù)壓面。此外，各葉片13將根部側(cè)處的仰角設(shè)定得較大，且將翼弦長(zhǎng)設(shè)定得較短，并設(shè)定成越是朝向伸出端側(cè)、仰角逐漸變小且翼弦長(zhǎng)逐漸變長(zhǎng)。此外，各葉片13的伸出端形成為從正面觀察描畫(huà)出中心與軸套部12的中心同軸的圓的圓弧形狀，并相對(duì)于護(hù)罩11的導(dǎo)風(fēng)孔30的內(nèi)周面維持基本恒定的微小間隙。此外，該第一實(shí)施方式的葉片13從正面觀察形成為伸出端側(cè)朝向旋轉(zhuǎn)方向的前方彎曲的前進(jìn)翼型，但特別地，旋轉(zhuǎn)方向的前方側(cè)的緣部越是靠近伸出端，朝前方側(cè)的隆起量越大。下面，將上述隆起量變大的區(qū)域稱為“隆起區(qū)域13a”。環(huán)構(gòu)件14在空氣吸入側(cè)(風(fēng)扇主體10的前表面?zhèn)?的軸向的端部設(shè)有多個(gè)空氣流入槽16，并且在空氣排出側(cè)(風(fēng)扇主體10的后表面?zhèn)?的軸向的端部同樣地形成有多個(gè)挖空槽17。環(huán)構(gòu)件14的空氣吸入側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面14a形成為與葉片13的軸向的一端(圖3中的左側(cè)的端部)大致相同的高度，空氣流入槽16的底部形成為相對(duì)于上述基準(zhǔn)面14a凹陷規(guī)定深度。各空氣流入槽16在環(huán)構(gòu)件14的周向區(qū)域處形成在一個(gè)葉片13的隆起區(qū)域13a與相鄰的另一個(gè)葉片13的隆起區(qū)域13a之間。各空氣流入槽16在環(huán)構(gòu)件14的周向區(qū)域內(nèi)等間隔設(shè)置。另外，在該第一實(shí)施方式中，環(huán)構(gòu)件14的空氣吸入側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面14a形成為與葉片13的軸向的一端大致相同的高度，但基準(zhǔn)面14a也可以是與葉片13的軸向的一端不同的高度。此外，環(huán)構(gòu)件14的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面14b形成為與葉片13的軸向的另一端(圖3中的右側(cè)的端部)大致相同的高度，挖空槽17的底部形成為相對(duì)于上述基準(zhǔn)面14b凹陷規(guī)定深度。各挖空槽17形成在面向各葉片13的正壓面的位置處，且至少各挖空槽的底部形成在環(huán)構(gòu)件14上的、與空氣流入槽16的底部在圓周方向上偏移的位置處。各挖空槽17在環(huán)構(gòu)件14的周向區(qū)域內(nèi)等間隔設(shè)置。在該第一實(shí)施方式中，環(huán)構(gòu)件14的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面14b也形成為與葉片13的軸向的另一端大致相同的高度，但基準(zhǔn)面14b也可以是與葉片13的軸向的另一端不同的高度。此外，空氣流入槽16與挖空槽17并非是方形的槽，而是形成為具有傾斜面的前端擴(kuò)開(kāi)的梯形。藉此，在風(fēng)扇主體10成型時(shí)，能容易地對(duì)環(huán)構(gòu)件14進(jìn)行模具成型。此外，在該第一實(shí)施方式的情況下，將空氣流入槽16和挖空槽17設(shè)定為相同深度。但是，空氣流入槽16和挖空槽17的深度不必一定要相同。接著,對(duì)冷卻風(fēng)扇I的風(fēng)扇主體10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。風(fēng)扇主體10是由聚丙烯等樹(shù)脂材料成型的樹(shù)脂成型品，其通過(guò)將樹(shù)脂材料填充到上下模具內(nèi)來(lái)形成。在上模具的多個(gè)部位(例如在本第一實(shí)施方式中為五個(gè)部位)處設(shè)置有用于注入樹(shù)脂材料的澆ロ 41 (參照?qǐng)D1中的雙點(diǎn)劃線)。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，如圖1所示，將澆ロ 41的形成位置設(shè)置在軸套部12的筒底面部成型部位、即供多個(gè)葉片13—體設(shè)置的根部處。接著，在使上下模具合模之后，從各澆ロ 41注入在高溫狀態(tài)下熔融的樹(shù)脂材料，以將樹(shù)脂材料依次填充到形成軸套部12的空間內(nèi)和形成多個(gè)葉片13的空間內(nèi)。接著，最后將樹(shù)脂材料填充到形成環(huán)構(gòu)件14的空間內(nèi)。此時(shí),從相鄰的澆ロ 41注入的樹(shù)脂材料分別經(jīng)由形成葉片13的空間而在相鄰的葉片13間的環(huán)構(gòu)件14的中央附近處結(jié)合。這樣，冷卻風(fēng)扇I的風(fēng)扇主體10成型為在各相鄰的葉片13間的環(huán)構(gòu)件14的中央附近具有樹(shù)脂彼此的結(jié)合部位(熔接線)W的構(gòu)件(參照?qǐng)D2中的雙點(diǎn)劃線)。在上述結(jié)構(gòu)中，一旦驅(qū)動(dòng)該冷卻風(fēng)扇I的風(fēng)扇主體10旋轉(zhuǎn)，則如圖3中箭頭所示，空氣從護(hù)罩11的導(dǎo)風(fēng)孔30的、主要是從前方側(cè)被吸入至葉片13間的空間內(nèi)，然后該空氣被供給至配置在風(fēng)扇主體10的后方側(cè)的未圖示的散熱器。此時(shí)，在護(hù)罩11的導(dǎo)風(fēng)孔30中，空氣不僅從前方側(cè)流入，還從護(hù)罩11的外周側(cè)流入。從上述護(hù)罩11的外周側(cè)流入的空氣沿著護(hù)罩11的前表面的錐面31朝導(dǎo)風(fēng)孔30方向前迸，并經(jīng)過(guò)設(shè)于風(fēng)扇主體10的環(huán)構(gòu)件14的空氣流入槽16而被吸入至葉片13之間，并沿著軸向排出。由于從上述護(hù)罩11的外周側(cè)流入的空氣經(jīng)過(guò)比環(huán)構(gòu)件14的端部的基準(zhǔn)面14a更低的空氣流入槽16而被吸入至葉片13之間，因此，上述空氣不會(huì)在環(huán)構(gòu)件14部分處急劇回旋，而是朝軸向緩緩地改變方向。因而，在上述冷卻風(fēng)扇I的情況下，從護(hù)罩11的外周側(cè)流入的空氣的流速不會(huì)在環(huán)構(gòu)件14部分處急劇增速。藉此，在該冷卻風(fēng)扇I中，能事先防止因空氣流速在環(huán)構(gòu)件14部分處急劇增速而產(chǎn)生的噪聲。此外，在該冷卻風(fēng)扇I的情況下，由于從護(hù)罩11的外周側(cè)流入的空氣經(jīng)過(guò)確保有充分的空氣通過(guò)面積的空氣流入槽16部分，而以最短距離被吸入至葉片13之間，因此，空氣的流通阻カ較小，相應(yīng)地也能期待風(fēng)扇效率的充分提高。此外，在該冷卻風(fēng)扇I中，由于空氣流入槽16配置在環(huán)構(gòu)件14上的所有葉片13的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域與相鄰的葉片13的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域之間，因此，能將空氣從環(huán)構(gòu)件14的外周側(cè)高效率且均勻地吸入至風(fēng)扇主體10部分,而且能使風(fēng)扇主體10在圓周方向上的重量平衡(旋轉(zhuǎn)平滑)變好。另外，在上述冷卻風(fēng)扇I中，由于在環(huán)構(gòu)件14的空氣排出側(cè)的軸向的端部，以在圓周方向上與空氣流入槽16錯(cuò)開(kāi)的方式設(shè)置有挖空槽17，因此，能使環(huán)構(gòu)件14的圓周方向的
重量平衡更好。特別是，在該第一實(shí)施方式的情況下，將空氣流入槽16和挖空槽17的深度設(shè)定為相同深度，并使環(huán)構(gòu)件14的軸向的壁厚在圓周方向的大致全部區(qū)域內(nèi)是均等的，因此，能使環(huán)構(gòu)件14的圓周方向上的重量平衡更好。在此，對(duì)研究了形成于環(huán)構(gòu)件14的空氣流入槽16的深度與風(fēng)扇效率及風(fēng)扇噪聲間的關(guān)系后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示在本實(shí)驗(yàn)中所使用的冷卻風(fēng)扇的各部分的尺寸關(guān)系的圖。在圖4中，LI表示環(huán)構(gòu)件14的軸向的厚度，L2表示空氣流入槽16的深度，L3表示挖空槽17的深度。在此，將L2/L1設(shè)為環(huán)除去比，使該環(huán)除去比在0至I之間變化，并對(duì)此時(shí)的風(fēng)扇效率和風(fēng)扇噪聲進(jìn)行測(cè)定。另外，L3/L1與L2/L1相等。圖5是表示此時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表。從圖5的圖表可知，除去比L2/L1在0.10 0.40的范圍內(nèi)，在風(fēng)扇效率和風(fēng)扇噪聲上均能得到良好的結(jié)果，尤其是在0.15 0.25的范圍內(nèi)，在風(fēng)扇效率和風(fēng)扇噪聲上均能得到特別優(yōu)異的結(jié)果。另ー方面，在驅(qū)動(dòng)該冷卻風(fēng)扇I的風(fēng)扇主體10旋轉(zhuǎn)時(shí)，在相鄰的葉片13間發(fā)生下述情況。使用圖2、圖4來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)風(fēng)扇主體10沿箭頭R的方向旋轉(zhuǎn)吋，由于用于使經(jīng)過(guò)的空氣朝向正壓面?zhèn)攘鲃?dòng)的應(yīng)力(被朝正壓面?zhèn)瘸槲牧?，葉片13的旋轉(zhuǎn)方向的后方側(cè)受到朝向圖中下方(正壓面?zhèn)?的應(yīng)力。與此相對(duì)的是，葉片13的旋轉(zhuǎn)方向的前方側(cè)由于切斷切開(kāi)空氣并使其流入至葉片13之間，因此，受到朝向圖中上方(負(fù)壓面?zhèn)?的應(yīng)力。也就是說(shuō)，在葉片13的旋轉(zhuǎn)方向的前方側(cè)和后方側(cè)，所受應(yīng)カ的方向不同，在葉片13整體上，會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力。此外，上述應(yīng)カ集中在將各葉片13之間連接的環(huán)構(gòu)件14的中央附近。另外，在先前說(shuō)明的該風(fēng)扇主體10的制造過(guò)程中，所注入的樹(shù)脂材料到達(dá)環(huán)構(gòu)件14時(shí)的溫度比注入澆ロ時(shí)的溫度稍低ー些。因此，風(fēng)扇主體10的樹(shù)脂彼此的各結(jié)合部位W(在該第一實(shí)施方式的情況下共計(jì)有五處)的強(qiáng)度會(huì)存在偏差。鑒于這種情況，需要增加風(fēng)扇主體10的強(qiáng)度，以避免在驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇主體10旋轉(zhuǎn)吋，施加到環(huán)構(gòu)件14的應(yīng)カ集中在環(huán)構(gòu)件14的樹(shù)脂彼此的結(jié)合部位W。因此，也可想到采用結(jié)合強(qiáng)度強(qiáng)的高品質(zhì)的樹(shù)脂材料作為所使用的樹(shù)脂材料、増加環(huán)構(gòu)件14的厚度、或是增長(zhǎng)軸向長(zhǎng)度。但是，若是這樣，則存在因樹(shù)脂材料變貴或是樹(shù)脂的使用量増加，而結(jié)果上使風(fēng)扇主體10的成本増大這樣的技術(shù)問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，在物體上具有形狀變化點(diǎn)(彎曲點(diǎn))等的情況下，作用在該物體上的應(yīng)力會(huì)有朝該變化點(diǎn)側(cè)分散的趨勢(shì)。在此，在本第一實(shí)施方式中，在環(huán)構(gòu)件14的空氣吸入側(cè)設(shè)置有空氣流入槽16，并在空氣排出側(cè)設(shè)置有挖空槽17。因此，對(duì)于上述技術(shù)問(wèn)題，能使所施加的應(yīng)カ在各槽16、17的變化點(diǎn)C附近(參照?qǐng)D2)分散。藉此，能在不增大成本的情況下確保風(fēng)扇主體10的強(qiáng)度。
(第二實(shí)施方式)接著，基于圖6對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的部分，標(biāo)注相同符號(hào)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明(在下面的實(shí)施方式中亦是如此)。圖6是表示該第二實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇201的風(fēng)扇主體210的立體圖。如圖6所示，在該第二實(shí)施方式中，冷卻風(fēng)扇201是用于汽車的散熱器中的軸流風(fēng)扇，其包括被未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)馬達(dá)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇主體210和用于覆蓋風(fēng)扇主體210的外周側(cè)來(lái)提高空氣相對(duì)于散熱器的導(dǎo)入效率的護(hù)罩(在圖6中未圖示)，風(fēng)扇主體210包括與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的輸出軸連接的有底圓筒狀的軸套部12、與該軸套部12的外周面一體地朝徑向外側(cè)突出的多個(gè)葉片13和將多個(gè)葉片13的徑向外側(cè)的端部區(qū)域連接成環(huán)狀的圓筒狀的環(huán)構(gòu)件14，這些等的基本結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式相同(在下面的實(shí)施方式中亦是如此)。在此，該第二實(shí)施方式的風(fēng)扇主體210與第一實(shí)施方式的風(fēng)扇主體10的不同點(diǎn)在于，第一實(shí)施方式的環(huán)構(gòu)件14處于將葉片13的比徑向外側(cè)的端部朝徑向內(nèi)側(cè)偏移的位置連接成環(huán)狀的狀態(tài)，而第二實(shí)施方式的環(huán)構(gòu)件14處于將葉片13的徑向外側(cè)的端部連接成環(huán)狀的狀態(tài)。因此，在冷卻風(fēng)扇201中，除了具有與上述第一實(shí)施方式相同的效果之外，還能使用葉片13整體來(lái)對(duì)空氣的吸入或排出進(jìn)行控制，不僅能更有效地防止冷卻風(fēng)扇I的噪聲，還能提聞風(fēng)扇效率。(第三實(shí)施方式)接著，基于圖7至圖9對(duì)本發(fā)明第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖7是表不該第三實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇301的風(fēng)扇主體310的立體圖，圖8是表示冷卻風(fēng)扇301的各部分的尺寸關(guān)系的圖。如圖7、圖8所示，該第三實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，在第三實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇301的風(fēng)扇主體310中，在環(huán)構(gòu)件14的空氣排出側(cè)的軸向的端部形成有壁部42，但在第一實(shí)施方式中沒(méi)有形成壁部42。對(duì)壁部42進(jìn)行更詳細(xì)地描述。該壁部42從環(huán)構(gòu)件14的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面14b沿著軸向伸出形成。此外，壁部42配置在所有葉片13的旋轉(zhuǎn)方向(圖8中的箭頭R方向)的后部區(qū)域與形成在和各后部區(qū)域?qū)?yīng)的位置上的挖空槽17之間。換言之，壁部42配置在環(huán)構(gòu)件14的空氣排出側(cè)的端部、且與空氣流入槽16在軸向上基本重疊的位置上。此外，壁部42以圓周方向的兩側(cè)面位于挖空槽17的圓周方向側(cè)面的延長(zhǎng)線上的方式傾斜，整體形成為前端窄的梯形。在以上的結(jié)構(gòu)中，一旦驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇301的風(fēng)扇主體310旋轉(zhuǎn)，則空氣從冷卻風(fēng)扇301的空氣吸入側(cè)(風(fēng)扇主體310的前表面?zhèn)?、圖8中的上側(cè))被吸入葉片13間的空間內(nèi)，該空氣被朝風(fēng)扇主體310的空氣排出側(cè)(風(fēng)扇主體310的后表面?zhèn)?、圖8中的下側(cè))抽出。此時(shí)，在葉片13的比環(huán)構(gòu)件14更靠徑向內(nèi)側(cè)且位于正壓面內(nèi)側(cè)處，空氣沿著葉片13流動(dòng)。接著，空氣在經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)方向的后方側(cè)的緣部后，在慣性カ的作用下想要朝環(huán)構(gòu)件14的外側(cè)流動(dòng)。在此，在環(huán)構(gòu)件14沒(méi)有形成壁部42的情況下，空氣朝環(huán)構(gòu)件14的徑向外側(cè)流動(dòng)，接著朝風(fēng)扇主體310的負(fù)壓面?zhèn)攘魅?。在這種情況下，由于產(chǎn)生翼端渦旋，因此，冷卻風(fēng)扇301的噪聲變大。但是，在該第三實(shí)施方式中，由于在環(huán)構(gòu)件14的規(guī)定位置上形成有壁部42，因此，從葉片13排出的空氣受到壁部42干擾，很難朝環(huán)構(gòu)件14的徑向外側(cè)流動(dòng)。因而，在冷卻風(fēng)扇301中，除了具有與上述第一實(shí)施方式相同的效果之外，從葉片13排出的空氣受到壁部42干擾，很難朝環(huán)構(gòu)件14的徑向外側(cè)流動(dòng)，因此，能更可靠地降低冷卻風(fēng)扇301的噪聲。此外，壁部42配置在所有葉片13的旋轉(zhuǎn)方向(圖8中的箭頭R方向)的后部區(qū)域與形成在和各后部區(qū)域?qū)?yīng)的位置上的挖空槽17之間。這樣，即便是形成有挖空槽17的環(huán)構(gòu)件14，也能與挖空槽17共存地布局壁部42，能提高設(shè)計(jì)的自由度。在此，基于圖8、圖9，對(duì)研究了形成于環(huán)構(gòu)件14的壁部42的高度H與風(fēng)扇噪聲間的關(guān)系后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。在圖8中，符號(hào)h表示從挖空槽17至環(huán)構(gòu)件14的空氣吸入側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面14a為止的高度。此外，壁部42的高度H是指從空氣流入槽16至壁部42的前端為止的軸向的高度。此外，使壁部42的高度在1.2h的情況下和1.3h的情況下變化，并將此時(shí)的風(fēng)扇噪聲與沒(méi)有壁部42的情況下(現(xiàn)在為h)的噪聲進(jìn)行比較。圖9是表示此時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表。從圖9可知，當(dāng)將壁部42的高度設(shè)定為1.2h 1.3h的范圍時(shí)，能得到與沒(méi)有壁部42的情況相比，風(fēng)扇噪聲可良好地得到降低這樣的結(jié)果。因而，較為理想的是，將壁部42的高度H相對(duì)于從挖空槽17至環(huán)構(gòu)件14的空氣吸入側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面14a為止的高度h設(shè)定為1.2h 1.3h的范圍內(nèi)。(第四實(shí)施方式)接著，基于圖10至圖13對(duì)本發(fā)明第四實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示該第四實(shí)施方式的冷卻風(fēng)扇401的風(fēng)扇主體410的立體圖，圖11是沿圖10的B — B線的剖視圖。如圖10、圖11所示，該第四實(shí)施方式與第三實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，第三實(shí)施方式的壁部42是從環(huán)構(gòu)件14的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面14b沿著軸向伸出形成的，而第四實(shí)施方式的壁部43是以環(huán)構(gòu)件14的基準(zhǔn)面14b為基點(diǎn)而朝向斜外側(cè)彎曲伸出形成的。S卩，壁部43以相對(duì)于環(huán)構(gòu)件14朝斜外側(cè)傾斜角度Θ的狀態(tài)設(shè)置。因此，環(huán)構(gòu)件14形成為朝向空氣排出側(cè)呈末端寬的形狀，隨著從空氣吸入側(cè)朝向空氣排出側(cè)，開(kāi)口面積逐漸變大。圖12是表示驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇401的風(fēng)扇主體410旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣的流動(dòng)的說(shuō)明圖。如圖12所示，在上述這種結(jié)構(gòu)中，一旦驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇401的風(fēng)扇主體410旋轉(zhuǎn)，則空氣從冷卻風(fēng)扇401的空氣吸入側(cè)(圖12中的紙面里側(cè))被吸入至葉片13間的空間內(nèi)，然后，上述空氣被朝風(fēng)扇主體410的空氣排出側(cè)(圖12中的紙面外側(cè))抽出。此時(shí)，由于環(huán)構(gòu)件14的開(kāi)口面積朝向空氣排出側(cè)逐漸變大，因此，所排出的空氣的流速在環(huán)構(gòu)件14的空氣排出側(cè)變慢。藉此，能使由冷卻風(fēng)扇401引起的空氣壓力增大。因而，在冷卻風(fēng)扇401中，除了具有與上述第三實(shí)施方式相同的效果之外，由于能使由冷卻風(fēng)扇401引起的空氣壓力增大，因此，能使風(fēng)扇效率提高。在此，較為理想的是，將環(huán)構(gòu)件14與壁部43間的角度Θ設(shè)定為15度 30度的范圍內(nèi)?；趫D13進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。圖13是使壁部43的角度Θ變化后來(lái)研究風(fēng)扇效率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表。如圖13所示，在將角度Θ設(shè)定為15度 30度的范圍內(nèi)的情況下，能確認(rèn)與現(xiàn)有的或沒(méi)有壁部43的情況(波形環(huán))相比，風(fēng)扇效率得到提高。另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能在不脫離其主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更。例如，上述實(shí)施方式將冷卻風(fēng)扇用于散熱器的冷卻，但本發(fā)明的冷卻風(fēng)扇不限定于散熱器冷卻用，也可以對(duì)其它設(shè)備進(jìn)行冷卻。工業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，在環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部設(shè)有空氣流入槽，從外周側(cè)流入的空氣經(jīng)過(guò)環(huán)構(gòu)件的空氣流入槽并在沒(méi)有急速回旋的情況下沿軸向改變方向而被吸入葉片間的空間內(nèi)，因此，能抑制因空氣急速回旋引起的空氣流速的增大，能事先防止噪聲的產(chǎn)生。此外，根據(jù)本發(fā)明，從外周側(cè)流入的空氣沒(méi)有在環(huán)構(gòu)件的軸向的端部處大幅迂回，而是經(jīng)過(guò)空氣流入槽被吸入葉片間，因此，能可靠地提高風(fēng)扇效率。(符號(hào)說(shuō)明)1、201、301、401 冷卻風(fēng)扇12軸套部13 葉片14環(huán)構(gòu)件16空氣流入槽17挖空槽30導(dǎo)風(fēng)孔42、43 壁部
權(quán)利要求
1.一種冷卻風(fēng)扇，包括: 軸套部，該軸套部與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源連接； 多個(gè)葉片，這些葉片從所述軸套部朝徑向外側(cè)突出；以及 筒狀的環(huán)構(gòu)件，該環(huán)構(gòu)件將多個(gè)所述葉片的徑向外側(cè)的端部附近連接成環(huán)狀， 其特征在干， 在所述環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部設(shè)置有空氣流入槽。
2.按權(quán)利要求1所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在于，所述空氣流入槽配置在所述環(huán)構(gòu)件上的所有葉片的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域與相鄰的葉片的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域之間。
3.按權(quán)利要求2所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在于，在所述環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部，以與所述空氣流入槽在圓周方向上錯(cuò)開(kāi)的方式設(shè)置有挖空槽。
4.按權(quán)利要求3所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在于，將所述空氣流入槽與所述挖空槽的深度設(shè)定為相同深度。
5.按權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在于，將所述空氣流入槽的深度與所述環(huán)構(gòu)件的軸向的壁厚的比例設(shè)定為0.10 0.40的范圍內(nèi)。
6.按權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在于，在所述環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部、與所述葉片的旋轉(zhuǎn)方向的后部區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部位處設(shè)置有壁部，該壁部從所述環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面朝軸向外側(cè)伸出。
7.按權(quán)利要求6所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在干， 在將從所述挖空槽至所述環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面為止的高度設(shè)為h時(shí)， 將從所述空氣流入槽至所述壁部的前端為止的高度設(shè)定為1.2h 1.3h的范圍內(nèi)。
8.按權(quán)利要求6或7所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在于，所述壁部以所述環(huán)構(gòu)件的空氣排出側(cè)的軸向的端部的基準(zhǔn)面為基點(diǎn)彎曲伸出。
9.按權(quán)利要求8所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在于，將所述環(huán)構(gòu)件與所述壁部間的角度設(shè)定為15度 30度的范圍內(nèi)。
10.按權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的冷卻風(fēng)扇，其特征在于，所述壁部設(shè)置在所述環(huán)構(gòu)件上的所有葉片的旋轉(zhuǎn)方向的后部區(qū)域與形成在和各后部區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置上的所述挖空槽之間。
11.一種冷卻風(fēng)扇，其特征在于，包括: 軸套部，該軸套部與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源連接； 多個(gè)葉片，這些葉片與所述軸套部一體地且朝向徑向外側(cè)形成；以及 筒狀的環(huán)構(gòu)件，該環(huán)構(gòu)件將多個(gè)所述葉片的徑向外側(cè)的端部連接成環(huán)狀， 在所述環(huán)構(gòu)件的空氣吸入側(cè)的軸向的端部設(shè)置有空氣流入槽。
全文摘要
一種冷卻風(fēng)扇，包括軸套部(12)，該軸套部(12)與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源連接；多個(gè)葉片(13)，這些葉片(13)從所述軸套部朝徑向外側(cè)突出；以及筒狀的環(huán)構(gòu)件(14)，該環(huán)構(gòu)件(14)將多個(gè)所述葉片的徑向外側(cè)的端部附近連接成環(huán)狀。從軸套部(12)朝徑向外側(cè)突出的多個(gè)葉片(13)在徑向外側(cè)的端部附近被圓筒狀的環(huán)構(gòu)件(14)連接。在環(huán)構(gòu)件(14)的空氣吸入側(cè)的軸向的端部設(shè)置有空氣流入槽(16)?？諝饬魅氩?16)配置在環(huán)構(gòu)件(14)上的所有葉片(13)的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域與相鄰的葉片(13)的旋轉(zhuǎn)方向的前部區(qū)域之間。從外周側(cè)流入的空氣經(jīng)過(guò)環(huán)構(gòu)件(14)的空氣流入槽(16)，緩緩地改變方向，而被吸入葉片(13)之間。
文檔編號(hào)F04D29/32GK103097740SQ20118003842
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者太田秀岳, 橫山大志, 大沢幸雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社美姿把