特開 2024-100305 送風装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100305

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】送風装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/66 20060101AFI20240719BHJP

   F01P 11/10 20060101ALI20240719BHJP

   B60H 1/32 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

F04D29/66 N

F04D29/66 P

F01P11/10 C

B60H1/32 615

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004207

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】早川 智也

(72)【発明者】

【氏名】高村 徹

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 大夢

(72)【発明者】

【氏名】奥田 清美

(72)【発明者】

【氏名】南川 将孝

【テーマコード（参考）】

3H130

3L211

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB07

3H130AB26

3H130AB52

3H130AC15

3H130BA17A

3H130CA02

3H130CA28

3H130EA07A

3H130EA07C

3H130EB02A

3L211BA14

3L211DA25

(57)【要約】

【課題】ファンシュラウドの共鳴を抑制する。
【解決手段】熱交換器を通過する気流を発生させる冷却ファン１４と、冷却ファン１４を支持すると共に冷却ファン１４にて発生した気流が通過するファンシュラウド１２とを備える送風装置１０である。ファンシュラウド１２は、正面視で外形が矩形状であり、熱交換器を通過する気流が導入される空気導入部２０と、正面視で外形が円形状であり、冷却ファン１４を取り囲んで気流が導出されるリング部２４と、空気導入部２０からリング部２４への空気流路を形成する導風部２２とを含む。正面視で空気導入部２０の中心ＳＣに対して、リング部２４の中心ＭＣは、空気導入部２０の外形の１つの内角に向かった側にずれて位置しており、空気導入部２０の中心ＳＣに対して、リング部２４の中心ＭＣがずれている側とは反対側の導風部２２の表面に突出壁３６が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱交換器を通過する気流を発生させる冷却ファンと、
前記冷却ファンを支持すると共に前記冷却ファンにて発生した気流が通過するファンシュラウドと、を備える送風装置であって、
前記ファンシュラウドは、
正面視で外形が矩形状であり、前記熱交換器を通過する気流が導入される空気導入部と、
正面視で外形が円形状であり、前記冷却ファンを取り囲んで気流が導出されるリング部と、
前記空気導入部から前記リング部への空気流路を形成する導風部と、を含み、
正面視で前記空気導入部の中心に対して、前記リング部の中心は、前記空気導入部の外形の１つの内角に向かった側にずれて位置しており、
前記空気導入部の中心に対して、前記リング部の中心がずれている側とは反対側の前記導風部の表面に突出壁が設けられている、
ことを特徴とする送風装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却ファンの外周を囲むように配されるファンシュラウドを備える送風装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、熱交換器を通過する気流を発生させる冷却ファン（軸流ファン）と、熱交換器と対向して配置されて、冷却ファンを支持すると共に冷却ファンにて発生した気流が通過するファンシュラウドを備える送風装置が知られている。

【0003】

ファンシュラウドは、熱交換器を通過する気流が導入される空気導入部と、冷却ファンを取り囲んで気流が導出される円筒状のリング部と、空気導入部からリング部への空気流路を形成する導風部を含んでいる。

【0004】

特許文献１には、ファンシュラウドの外側に吸音材を取り付けることで、冷却ファン周りの騒音レベルを低減する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－９７６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

冷却ファンのモータ駆動及び冷却ファンの回転に起因して、ファンシュラウドが共鳴してしまうことがある。

【0007】

本発明の目的は、ファンシュラウドの共鳴が抑制された送風装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る送風装置は、熱交換器を通過する気流を発生させる冷却ファンと、前記冷却ファンを支持すると共に前記冷却ファンにて発生した気流が通過するファンシュラウドと、を備える送風装置であって、前記ファンシュラウドは、正面視で外形が矩形状であり、前記熱交換器を通過する気流が導入される空気導入部と、正面視で外形が円形状であり、前記冷却ファンを取り囲んで気流が導出されるリング部と、前記空気導入部から前記リング部への空気流路を形成する導風部と、を含み、正面視で前記空気導入部の中心に対して、前記リング部の中心は、前記空気導入部の外形の１つの内角に向かった側にずれて位置しており、前記空気導入部の中心に対して、前記リング部の中心がずれている側とは反対側の前記導風部の表面に突出壁が設けられている、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ファンシュラウドの共鳴を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】送風装置１０の正面図であり、吹き出しにより突出部材３４の斜視図を示す。

【図2】ファンシュラウド１２の導風部２２の各領域ＲＵ，ＬＵ，ＲＢ，ＬＢにハッチングを付した図である。

【図3】送風装置１０の背面側斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。全ての図面において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下等の方向および向きを表す語句は、車両に関する方向および向きを表す。各図において、矢印ＦＲの向きが前方、矢印ＵＰの向きが上方、矢印ＲＨの向きが右方を表す。

【0012】

図１は、車両に搭載された送風装置１０の正面図であり、吹き出しにより突出部材３４の斜視図を示す。図２は、ファンシュラウド１２の導風部２２を、リング部２４の中心ＭＣを通る仮想線６４Ｈ，６４Ｖで区切って、各領域ＲＵ，ＬＵ，ＲＢ，ＬＢにハッチングを付した図である。図３は、送風装置１０の背面側斜視図である。

【0013】

本実施形態の送風装置１０は、車両に搭載されている。送風装置１０は、車両に搭載された熱交換器８０（図３参照）に車室外空気を供給する装置として適用される。熱交換器８０は、例えば、車両のエンジンの冷却水を車室外空気と熱交換させることで冷却するラジエータである。また、熱交換器８０は、例えば、車両の空調装置のコンデンサ、電動車両の駆動モータに電力を供給するインバータの冷却水を冷却するインバータ冷却用ラジエータ等であってもよい。

【0014】

送風装置１０は、図３に示すように、熱交換器８０に対して後方側に配置される。具体的には、送風装置１０は、熱交換器８０を通過した空気が後方へ吹き出されるように、熱交換器８０の空気流れ方向の下流側に設けられる。送風装置１０は、冷却ファン１４と、ファンシュラウド１２と、冷却ファン１４を回転駆動する電動モータ１６を備える。

【0015】

冷却ファン１４は、熱交換器８０の空気流れ方向の下流側に配置され、熱交換器８０を通過する気流を発生させる軸流ファンである。冷却ファン１４は、電動モータ１６の回転軸に連結されており、電動モータ１６の駆動により回転する。冷却ファン１４は、電動モータ１６の回転軸と一体に回転するように連結されたボス部５０と、冷却ファン１４の軸心に対して放射状に延びる複数のブレード５２を含む。複数のブレード５２は、ボス部５０から放射状に延びている。複数のブレード５２は、ボス部５０の周囲に所定の間隔をあけて配置されている。ボス部５０と複数のブレード５２は、例えばポリプロピレン等の樹脂からなり、一体成形物として構成されている。なお、冷却ファン１４の構成は、適宜変更することができ、限定されない。

【0016】

ファンシュラウド１２は、熱交換器８０を通過した空気を冷却ファン１４に導くダクトとして機能する。ファンシュラウド１２には、冷却ファン１４が収容されている。ファンシュラウド１２の内部は、冷却ファン１４にて発生した気流が通過する。ファンシュラウド１２は、外周に不図示の締結部を含み、その締結部を用いてボルト等により熱交換器８０に固定される。ファンシュラウド１２は、例えばポリプロピレン等の樹脂で構成されている。

【0017】

図１に示すように、ファンシュラウド１２は、空気導入部２０、リング部２４（空気導出部とも言う）、及び導風部２２を含む。ファンシュラウド１２には、空気流れ方向の上流側から順に、空気導入部２０、導風部２２、リング部２４が配設されている。

【0018】

空気導入部２０は、熱交換器８０を通過する気流が導入される部分である。空気導入部２０は、熱交換器８０に隣接して配置される。空気導入部２０は、熱交換器８０を通過した空気が流入するように、熱交換器８０に対向する部分が開口している。空気導入部２０は、熱交換器８０の外周形状に対応する形状を有しており、正面視で外形が矩形状となっている。

【0019】

リング部２４（空気導出部）は、空気導入部２０から導入された気流を後方側に導出させる部分である。リング部２４は、その内部に冷却ファン１４が配置されている。リング部２４は、空気導入部２０から導入された気流が流出するように開口している。リング部２４は、冷却ファン１４の外側を囲む形状を有しており、正面視で外形が円形状となっている。リング部２４は、その内部で冷却ファン１４が回転可能なように、冷却ファン１４のブレード５２の先端との間に所定の隙間が生ずる大きさに形成されている。

【0020】

リング部２４は、図３に示すように、後方側に突出する円筒状部分を有する。なお、図３には、冷却ファン１４が、リング部２４の円筒状部分よりも若干前方にあるように描かれているが、冷却ファン１４は、リング部２４の円筒状部分の内側に収まるように、より後方に位置してよい。

【0021】

ファンシュラウド１２は、冷却ファン１４の電動モータ１６を保持するモータ保持部２８と、モータ保持部２８から放射状に複数本延設されるモータステー３０を含む。複数のモータステー３０は、ファンシュラウド１２のリング部２４の円筒状部分に連結されている。モータ保持部２８と複数のモータステー３０は、例えばリング部２４の円筒状部分と一体成形されている。ファンシュラウド１２は、モータ保持部２８と複数のモータステー３０を介して、電動モータ１６と冷却ファン１４を支持している。

【0022】

図１に示すように、導風部２２は、空気導入部２０およびリング部２４（空気導出部）を繋ぐと共に、空気導入部２０から導入され空気をリング部２４に導く空気流路を形成する部分である。導風部２２は、空気導入部２０からリング部２４へと窄まるように空気流路を形成している。

【0023】

本実施形態では、電動モータ１６の駆動及び冷却ファン１４の回転に起因するファンシュラウド１２の共鳴を抑制する目的で、リング部２４の中心ＭＣ（電動モータ１６の回転軸の中心と同じ）を、空気導入部２０の中心ＳＣ（ファンシュラウド１２の中心と同じ）から移動させ、導風部２２の上下左右の各領域ＲＵ，ＬＵ，ＲＢ，ＬＢ（図２参照）の面積を意図的に変更している。また、リング部２４の中心ＭＣの移動で、共鳴を抑制できない領域（図２では領域ＲＵ）に突出部材３４を設けている。

【0024】

具体的には、送風装置１０の正面視で、空気導入部２０の中心ＳＣに対して、リング部２４の中心ＭＣは、空気導入部２０の外形の１つの内角に向かった側にずれて位置している。この実施形態では、リング部２４の中心ＭＣは、図１の右下（車両における方向で左下）の内角に向かった側にずれて位置している。

【0025】

図２には、空気導入部２０の上下の辺６０Ｕ、６０Ｂに平行であり中心ＭＣを通る仮想線６４Ｈと、空気導入部２０の左右の辺６０Ｌ、６０Ｒに平行であり中心ＭＣを通る仮想線６４Ｖで、ファンシュラウド１２の導風部２２を区切って、導風部２２の各領域ＲＵ，ＬＵ，ＲＢ，ＬＢにハッチングを付した図が示されている。リング部２４の中心ＭＣが、空気導入部２０の中心ＳＣ（図１参照）からずれているため、導風部２２の各領域ＲＵ，ＬＵ，ＲＢ，ＬＢの面積が異なっている。これにより、ファンシュラウド１２の共鳴の条件を崩しており（共鳴の条件が成り立つことを抑制しており）、騒音の音圧を抑制することができる。

【0026】

また、送風装置１０の正面視で、空気導入部２０の中心ＳＣに対して、リング部２４の中心ＭＣがずれている側とは反対側の導風部２２の表面に突出部材３４を設けている。この実施形態では、図１の左上（車両における方向で右上）の領域ＲＵに、突出部材３４を設けている。領域ＲＵは、他の領域ＬＵ，ＲＢ，ＬＢよりも面積が広い領域（最も面積が広い領域）である。導風部２２の最も面積が広い領域ＲＵに、突出部材３４を設けることで、その領域の共鳴の条件を崩しており（共鳴の条件が成り立つことを抑制しており）、騒音の音圧を抑制することができる。

【0027】

図１に示すように、突出部材３４は、導風部２２の表面から前方に突出する突出壁３６と、突出壁３６の片面と導風部２２の表面の間に位置する複数のリブ３８を含む。突出壁３６は、所定の厚みを有してリング部２４の縁に沿って延びる部材であり、リング部２４の縁に沿うように配置されている。突出壁３６は、リング部２４の縁の曲線に沿うように若干曲がって延びている。複数のリブ３８は、突出壁３６の倒れ込みを抑制するための部材であり、突出壁３６が延びる方向に間隔をあけて配置されている。突出部材３４（突出壁３６とリブ３８）は、ファンシュラウド１２の導風部２２と一体成形されている。

【0028】

以上説明した実施形態によれば、コストを抑えて、ファンシュラウド１２の共鳴を抑制することができ、送風装置１０から発生する騒音を抑制することができる。発明者が行った実験において、従来構成（空気導入部２０の中心ＳＣとリング部２４の中心ＭＣが同じ、かつ、突出部材３４が無い構成）に比べて、以上説明した実施形態は、送風装置から発生する音（騒音）の２次ピーク周波数（共鳴の条件）での音圧レベルを低減できることが確認されている。

【0029】

なお、以上説明した実施形態では、空気導入部２０の中心ＳＣに対して、リング部２４の中心ＭＣを、空気導入部２０の外形の右下（車両における方向で左下）の内角に向かった側にずらしていたが、リング部２４の中心ＭＣを、空気導入部２０の外形の左上、右上、又は左下（図１における方向）に向かった側にずらしてもよい。また、それに合わせて、リング部２４の中心ＭＣをずらした側とは反対側の導風部２２の表面に突出部材３４を設けるとよい。

【0030】

また、突出部材３４の突出壁３６は、例えば、直線状に延びていてもよく、リング部２４の縁から離れた位置にあってもよい。また、突出部材３４（突出壁３６とリブ３８）は、導風部２２と別体の部材であって、導風部２２に取り付けられる構成であってもよい。また、突出部材３４は、複数のリブ３８を省いて、突出壁３６のみで構成されてもよい。

【符号の説明】

【0031】

１０ 送風装置、１２ ファンシュラウド、１４ 冷却ファン（軸流ファン）、１６ 電動モータ、２０ 空気導入部、２２ 導風部、２４ リング部（空気導出部）、２８ モータ保持部、３０ モータステー、３４ 突出部材、３６ 突出壁、３８ リブ、５０ ボス部、５２ ブレード、６０Ｕ 上辺、６０Ｂ 下辺、６０Ｌ 左辺、６０Ｒ 右辺、６４Ｈ，６４Ｖ 仮想線、８０ 熱交換器、ＬＵ 左上領域（領域）、ＬＢ 左下領域（領域）、ＲＵ 右上領域（領域）、ＲＢ 右下領域（領域）、ＳＣ 空気導入部の中心（ファンシュラウドの中心）、ＭＣ リング部の中心（モータ回転軸の中心）。

【図1】

【図2】

【図3】