專利名稱：風扇及具有所述風扇的鼓風機單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在風扇葉片的徑向外邊緣處具有環(huán)形部的風扇和一種具有所述風扇的鼓風機單元。
背景技術(shù)：
日本公開出版物第2005-106003號(美國第2005/0074333 A1號)披露了一種具有位于葉片的徑向外邊緣上的環(huán)形部的風扇，如圖9中所示。環(huán)形部130關(guān)于風扇100軸向的軸向尺寸小于葉片120的軸向尺寸。環(huán)形部130具有大致在軸向上延伸的環(huán)形壁以及以鈴狀形式從環(huán)形壁的上游端沿徑向外側(cè)延伸的延伸部131。
在圖9中所示的風扇中，延伸部131被設(shè)置成使連接到環(huán)形部130的環(huán)形壁的基點相對于葉片120的軸向尺寸被設(shè)置在起至距葉片120的徑向外邊緣121的上游端122的距離的25％的點處并至85％的點處終止的范圍內(nèi)，以提高鼓風效率。即，葉片120的上游端122位于環(huán)形部130的上游。
進一步而言，風扇100具有位于葉片120的上游端122上的連接壁133，以減少在葉片120的徑向外邊緣121處從正壓側(cè)至負壓側(cè)的空氣泄漏。連接壁133在軸向上延伸并連接到環(huán)形部130。然而，連接壁133的前端133a基本上垂直于風扇100的旋轉(zhuǎn)方向D1。在旋轉(zhuǎn)期間，前端133a在通過沿徑向向內(nèi)的方向流入葉片120的空氣時立刻移動。因此，空氣(箭頭A1)在前端133a附近可能會被擾動，從而造成噪音的增加。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述問題提出本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種在風扇葉片的徑向外邊緣處具有連接壁部分的風扇以及一種具有所述風扇的鼓風機單元，其中所述風扇能夠降低氣流的擾動。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，風扇具有在徑向上相對于旋轉(zhuǎn)軸延伸的多個葉片以及設(shè)置在所述葉片的徑向外邊緣上的環(huán)形部。所述葉片的所述徑向外邊緣相對于氣流方向從所述環(huán)形部朝著上游位置突出。所述風扇進一步具有第一連接壁和第二連接壁。所述第一連接壁在所述環(huán)形部與各葉片的所述徑向外邊緣的一部分之間延伸，所述部分自所述環(huán)形部突出。所述第二連接壁具有大致為三角形的形狀。所述第二連接壁自所述第一連接壁延伸，并且相對于所述葉片的旋轉(zhuǎn)方向連接到所述第一連接壁的前側(cè)面上的環(huán)形部。
因此，所述第二連接壁限定相對于所述旋轉(zhuǎn)方向傾斜的前端。在所述風扇的旋轉(zhuǎn)期間，所述前端相對于所述旋轉(zhuǎn)方向傾斜移動。因此，較小可能地擾動從徑向向外的方向流入所述葉片的空氣。同樣地，將會降低由于空氣的擾動所造成的噪音。
舉例而言，上述風扇被應(yīng)用于具有護罩的鼓風機單元中。所述護罩具有限定護罩輪廓的基座部分、護罩環(huán)形部以及從所述護罩環(huán)形部延伸到所述基座部分的空氣導向部。所述風扇被安放成使所述環(huán)形部在徑向上位于所述護罩環(huán)形部的內(nèi)部。由于上述風扇的結(jié)構(gòu)有效地降低噪音，因此會改善所述鼓風機單元的噪音降低特性。在上述風扇被安放在護罩內(nèi)的情況下，其中所述護罩環(huán)形部被移置，并且所述風扇部分地位于所述基座部分的輪廓外，會進一步改善噪音降低特性。


本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點從以下參照附圖所進行的詳細說明變得更加清楚，其中相同的部件由相同的參考符號來表示，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個例示性實施例的具有冷卻風扇的鼓風機單元的平面圖；圖2為沿圖1中的線II-II所截得的鼓風機單元的示意性橫截面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的例示性實施例的冷卻風扇的平面圖；圖4為沿圖3中的線IV-IV所截得的冷卻風扇的示意性橫截面圖；圖5為從徑向外側(cè)(即，在圖4中的箭頭D3所標示的方向上)所觀察到的根據(jù)本發(fā)明的例示性實施例的冷卻風扇的側(cè)視圖；
圖6為根據(jù)本發(fā)明的例示性實施例的冷卻風扇的說明性放大透視圖；圖7為顯示例示性實施例的冷卻風扇的聲級和不具有延伸壁的比較風扇的聲級關(guān)于頻率的測量結(jié)果的曲線圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的另一例示性實施例的具有冷卻風扇的鼓風單元的平面圖；和圖9為作為現(xiàn)有技術(shù)的冷卻風扇的說明性透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照圖1至圖7說明本發(fā)明的例示性實施例。
如圖1中所示，舉例而言，冷卻風扇100被應(yīng)用于鼓風機單元10中。為電扇的冷卻風扇100被安放在護罩200內(nèi)并由電動機300驅(qū)動。
舉例而言，鼓風機單元10通過設(shè)置在護罩200的拐角處的四個固定部250固定到車輛散熱器(圖中未示)。如圖2中所示，鼓風機單元10被設(shè)置在散熱器的芯部1a的發(fā)動機側(cè)，并且用于使冷卻空氣通過散熱器的芯部1a(圖2中的箭頭所示)。舉例而言，鼓風機單元10為抽吸型并被設(shè)置成通過車輛的格柵(grill)將冷卻空氣抽吸到發(fā)動機內(nèi)。即，鼓風機單元10使冷卻空氣通過散熱器的芯部1a并繼而流入冷卻風扇100。
冷卻風扇100為軸流式風扇。冷卻風扇100由通常包括20％玻璃纖維的聚丙烯制成。如圖3和圖4中所示，冷卻風扇100具有凸起部110、葉片120和環(huán)形部130。凸起部110、葉片120和環(huán)形部130通過注射成型而形成一體。在圖3中，冷卻風扇100順時針地旋轉(zhuǎn)。在圖3至圖6中，箭頭D1標示冷卻風扇100的旋轉(zhuǎn)方向，箭頭D2標示空氣的大致流動方向。
如圖4中所示，凸起部110具有圓柱形形狀。圓柱形凸起部110的軸線與冷卻風扇100的旋轉(zhuǎn)軸R0相一致。位于相對于空氣流動方向D2的上游側(cè)(圖4中的右側(cè))的凸起部110的上游端被壁部封住。位于相對于空氣流動方向D2的下游側(cè)(圖4中的左側(cè))的凸起部110的下游端是敞開的。
金屬插入件111通過嵌入成型被插入封閉圓柱形凸起部110的軸向端部的所述壁部的中間處。舉例而言，金屬插入件111由鋁制成。進一步而言，在金屬插入件111的中心處，軸孔111a被形成以接收及連接電動機300的軸。
葉片(舉例而言，五個葉片)120被設(shè)置成在徑向上自凸起部110的外周邊延伸。舉例而言，冷卻風扇100的外徑為340mm。通常，考慮到安裝到車輛上的可安裝性以及鼓風效率，冷卻風扇100的外徑被設(shè)定在大致介于250mm與400mm之間的范圍內(nèi)。
環(huán)形部130具有基本上為環(huán)形或輪環(huán)形并位于葉片120的徑向外邊緣121處。環(huán)形部130相對于凸起部110的軸向D4在徑向外邊緣121處具有小于葉片120的葉片寬度(軸向尺寸)Bw的環(huán)寬度(軸向尺寸)Rw。舉例而言，環(huán)寬度Rw與葉片寬度Bw的比值在20％和80％之間的范圍內(nèi)。在圖4中，雙點劃線顯示葉片120在旋轉(zhuǎn)期間的路徑。
進一步而言，環(huán)形部130具有環(huán)形壁和延伸部131。環(huán)形壁在大致平行于旋轉(zhuǎn)軸R0的方向上延伸。延伸部131相對于氣流以鈴狀形式從環(huán)形部130的環(huán)形壁的上游端朝著葉片120的上游位置延伸。另外，延伸部131在彎曲時(R所標示的部分)沿徑向向外的方向擴展。
進一步而言，延伸部131的環(huán)形基點(曲線R的開始點)132相對于凸起部110的軸向D4設(shè)置在包含葉片寬度Bw的60％的范圍內(nèi)，所述范圍開始于距葉片120的徑向外邊緣121的上游端122的距離的25％處。即，環(huán)形基點132相對于葉片寬度Bw設(shè)置在起至距上游端122的距離的25％的點處并至85％的點處終止的范圍內(nèi)。
更優(yōu)選地，基點132被設(shè)置在起至距葉片120的徑向外邊緣121的上游端122的距離的35％的點處并至75％的點處終止的范圍內(nèi)。在所述例示性實施例中，如圖4中所示，基點132被設(shè)置在基本上為葉片寬度Bw的50％的點處。同樣地，葉片120的徑向外邊緣121的上游端122在軸向D4上從環(huán)形部130突出。
此外，如圖5中所示，各具有基本上為三角形形狀的連接壁(第一連接壁)133分別在環(huán)形部130的上游位置和下游位置處設(shè)置在葉片120的徑向外邊緣121上。即，連接壁133分別被設(shè)置在葉片120的徑向外邊緣121的上游部分和下游部分上，所述上游部分和所述下游部分在軸向上從環(huán)形部130的環(huán)形壁的上游端和下游端突出。連接壁133在軸向上延伸并連接到環(huán)形部130的環(huán)形壁。
此外，如圖5中所示，延伸壁(第二連接壁)134相對于旋轉(zhuǎn)方向D1被設(shè)置在連接壁133的前側(cè)面上，其中所述連接壁被設(shè)置在葉片120的徑向外邊緣121的上游部分上。延伸壁134在旋轉(zhuǎn)方向D1上從連接壁133的前端連續(xù)延伸。延伸壁134具有實質(zhì)為三角形的形狀。
舉例而言，延伸壁134以直角三角形的形式形成于連接壁133與環(huán)形部130之間。延伸壁134的第一側(cè)邊134b連接到連接壁133的前端。延伸壁134的第二側(cè)邊134c連接到環(huán)形部130，其中所述第二側(cè)邊相對于直角拐角位于第一側(cè)邊134b的相對側(cè)。
另外，延伸壁134的第三側(cè)邊134a傾斜于軸向D4，其中所述第三側(cè)邊為直角三角形的斜邊并對應(yīng)于延伸壁134的前端。第三側(cè)邊134a具有位于下游側(cè)的第一端和位于上游側(cè)的第二端。第三側(cè)邊134a傾斜成使第一端在旋轉(zhuǎn)方向D4上領(lǐng)先于第二端。舉例而言，第三側(cè)邊134a相對于軸向D4在5°和60°之間的范圍內(nèi)傾斜。優(yōu)選地，第三側(cè)邊134a基本上以20°傾斜于軸向D4。
圖1中所示的護罩200由通常包括25％至30％玻璃纖維的聚丙烯制成。用于安裝到散熱器的固定部250和護罩200的各部分210至240通過注射成型而形成一體。護罩200的外部形狀(即，輪廓)對應(yīng)于散熱器的芯部1a的形狀。舉例而言，護罩200具有矩形輪廓。
在護罩200的大體中間部分中，護罩環(huán)形部210被形成為環(huán)繞冷卻風扇100。如圖2中所示，在冷卻風扇100被固定到具有電動機300的護罩200的條件下，護罩環(huán)形部210位于環(huán)形部130的徑向外側(cè)面上。
另外，空氣導向部220形成于護罩環(huán)形部210與護罩200的矩形周邊部分(基座部分)之間?？諝鈱虿?20相對于氣流從護罩環(huán)形部210朝著冷卻風扇100的上游位置擴展。如圖2中所示，連接到護罩環(huán)形部210的空氣導向部220的基點(開始點)221位于與環(huán)形部130的延伸部131的基點132相鄰的位置處。
如圖1中所示，圓形的電動機保持部230形成于護罩環(huán)形部210的中心處。電動機保持部230由在徑向上延伸并連接到護罩環(huán)形部210的多個電動機撐桿(motor stay)240支撐。
電動機300被固定到電動機保持部230，并且電動機300的軸(圖中未示)被容納并連接在冷卻風扇100的軸孔111a中。因此，電動機300的軸和冷卻風扇100被互相固定。舉例而言，電動機300為公知的d.c.永磁電動機并連接到控制器(圖中未示)?？刂破鞅辉O(shè)置成通過改變供應(yīng)到電動機300的電流的ON-OFF時間比來改變平均電流值。因此，直接連接的冷卻風扇100的轉(zhuǎn)速根據(jù)所需的散熱器冷卻性能而變化，從而控制冷卻風扇100所吹送的空氣量。
在上述鼓風機單元10中，冷卻風扇100被電動機300驅(qū)動，使得冷卻空氣的流動通過散熱器的芯部1a。同樣地，使得流過散熱器內(nèi)部的冷卻水容易散熱。
在上述的冷卻風扇100中，三角形延伸壁134相對于旋轉(zhuǎn)方向D1形成于連接壁133的前側(cè)面上。延伸壁134具有相對于旋轉(zhuǎn)軸D4傾斜的前端134a。在冷卻風扇100的旋轉(zhuǎn)期間，前端134a沿旋轉(zhuǎn)方向D1斜對著移動，即，如圖6中的箭頭1、2、3所示隨著通過自葉片120的徑向外側(cè)流動的空氣而順序移動。因此，在葉片120的上游部分122的前端134a處較小可能地擾動氣流。進一步而言，將會降低由于空氣的擾動而造成的噪音。
圖7顯示關(guān)于1/3倍頻帶頻率的聲級的測量結(jié)果。在具有延伸壁134的例示性實施例的冷卻風扇100中，聲級在整個寬頻區(qū)域中是降低的，并且總水平L為68.6dB。相反地，在作為比較實例的不具有延伸壁123的比較風扇中，總水平L為74dB。因此，例示性實施例的冷卻風扇100的聲級在總水平L處與比較風扇相比降低5.4dB。另外，實施例的風扇的冷卻效率實質(zhì)近似于不具有延伸壁134的比較風扇的冷卻效率。因此，在比較風扇中已經(jīng)獲得，不會對冷卻效率有不利影響。
(修改)在上述實施例中，延伸壁134具有直角三角形形狀。然而，延伸壁134的形狀不限于直角形狀，只要前端134a相對于旋轉(zhuǎn)軸D4傾斜即可。另外，前端134a不必始終為筆直的。前端134a可以向外或向內(nèi)彎曲，只要前側(cè)面134a相對于軸向D4傾斜并在徑向向內(nèi)的方向上順序通過在風扇100中流動的空氣即可。
在上述的實施例中，如圖1中所示，冷卻風扇100被設(shè)置在護罩200內(nèi)，使得當在軸向D4上觀察時，冷卻風扇100的徑向外端121被包括在護罩200的矩形輪廓內(nèi)。然而，冷卻風扇100可以被應(yīng)用于鼓風機單元中，其中從護罩200的中心處移置風扇的旋轉(zhuǎn)軸R0，并且風扇100的徑向外端121部分地位于護罩200的矩形輪廓外，如圖8中所示。在這種情況下，在位于護罩200的輪廓外的位置處可能會擾動氣流。通過將所述實施例的冷卻風扇100應(yīng)用于圖8中所示的鼓風單元中可以有效地增強噪音降低效果。
進一步而言，鼓風機單元10不限于抽吸型，而可以采用擠壓型，其中護罩200的空氣導向部220和芯部1a相對于氣流方向位于冷卻風扇100的下游。
在上述的實施例中，冷卻風扇100被應(yīng)用于由電動機300驅(qū)動的鼓風機單元10中。然而，本發(fā)明不限于以上所述。舉例而言，冷卻風扇100可以用于通過車輛發(fā)動機的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機風扇。
在上述實施例中，冷卻風扇100被設(shè)置成使氣流通過散熱器100。然而，冷卻風扇100的使用不限于以上所述。冷卻風扇100可以用于供其它目的用的熱交換器，例如用于使空調(diào)中的致冷劑凝結(jié)的冷凝器、用于冷卻機油的機油冷卻器、用于冷卻進入的空氣的中間冷卻器。
進一步而言，與鼓風效率的提高有關(guān)，連接壁133可以僅設(shè)置在葉片120的徑向外端121的上游側(cè)?？晒┻x擇地，連接壁133可以被設(shè)置在葉片120的徑向外邊緣121未形成環(huán)形部130的一部分處。
以上說明了本發(fā)明的例示性實施例。然而，本發(fā)明不限于上述實施例，而在不偏離本發(fā)明的本質(zhì)的前提下可以以其它方式實施。
權(quán)利要求
1.一種風扇(100)，所述風扇包括在徑向上相對于旋轉(zhuǎn)軸(R0)延伸的多個葉片(120)；設(shè)置在葉片(120)的徑向外邊緣(121)上的環(huán)形部(130)，其中各葉片(120)的徑向外邊緣(121)的一部分(122)相對于空氣的流動方向(D2)從環(huán)形部(130)朝著上游位置突出；第一連接壁(133)，所述第一連接壁在環(huán)形部(130)與葉片(120)的徑向外邊緣(121)的部分(122)之間延伸；以及具有大致呈三角形的形狀的第二連接壁(134)，其中第二連接壁(134)自第一連接壁(133)延伸，并且相對于葉片(120)的旋轉(zhuǎn)方向(D1)連接到所述第一連接壁的前側(cè)面上的環(huán)形部(130)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風扇，其中第二連接壁(134)相對于旋轉(zhuǎn)方向(D1)限定其前側(cè)面上的前端部分(134a)，以及前端部分(134a)相對于旋轉(zhuǎn)軸(R0)傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風扇，其中前端部分(134a)相對于旋轉(zhuǎn)軸(R0)的傾斜角度在5°和60°之間的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風扇，其中前端部分(134a)相對于旋轉(zhuǎn)軸(R0)的傾斜角度大致為20°。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的風扇，其中前端部分(134a)具有連接到環(huán)形部(130)的第一端和連接到第一連接壁(133)的第二端，以及前端部分(134a)傾斜成使所述第一端相對于旋轉(zhuǎn)方向(D1)領(lǐng)先于所述第二端。
6.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的風扇(100)的鼓風機單元(10)，所述鼓風機單元包括將風扇(100)安放在其內(nèi)的護罩(200)，其中護罩(200)具有限定大體為矩形的輪廓的基座部分、限定環(huán)形壁的護罩環(huán)形部(210)以及在所述基座部分與護罩環(huán)形部(210)之間延伸的空氣導向部(220)，以及風扇(100)被設(shè)置成使風扇(100)的環(huán)形部(130)在徑向上位于護罩環(huán)形部(210)的內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鼓風機單元，其中風扇(100)被設(shè)置成使旋轉(zhuǎn)軸(R0)被從護罩(200)的中心部分移置，并且風扇(100)部分地位于護罩(200)的所述基座部分的輪廓外。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鼓風機單元，其中當在平行于風扇(100)的旋轉(zhuǎn)軸(R0)的方向上觀察時，護罩環(huán)形部(200)部分地位于所述基座部分的輪廓外。
全文摘要
一種風扇(100)，所述風扇具有在徑向上相對于旋轉(zhuǎn)軸(R0)延伸的多個葉片(120)以及設(shè)置在葉片(120)的徑向外邊緣(121)上的環(huán)形部(130)。進一步而言，風扇(100)具有第一連接壁(133)和第二連接壁(134)。第一連接壁(133)從環(huán)形部(130)延伸到各葉片(120)的徑向外邊緣(121)的一部分，所述部分相對于空氣流動方向(D2)從環(huán)形部(130)朝著上游位置突出。第二連接壁(134)具有大致呈三角形的形狀。第二連接壁(134)自第一連接壁(133)連續(xù)延伸，并且相對于葉片(120)的旋轉(zhuǎn)方向(D1)連接到第一連接壁(133)的前側(cè)面上的環(huán)形部(130)。舉例而言，風扇(100)被安放在護罩(200)內(nèi)，從而構(gòu)成鼓風機單元(10)。
文檔編號F04D29/54GK1940307SQ20061015437
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者竹內(nèi)和宏, 巖崎卓洋, 織田信一 申請人:株式會社電裝