JP2005291025A

JP2005291025A - 自動車用熱交換器のファン構造

Info

Publication number: JP2005291025A
Application number: JP2004104264A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Iwasaki; 充岩崎
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】自動車の走行状況に応じてファン効率を向上させる他、通気抵抗の増大やエンジンの過冷却を防止できる自動車用熱交換器のファン構造の提供。
【解決手段】軸流式のファンを備える自動車用熱交換器のファン構造において、前記ファン（モータファン３ａ）の羽根３ｂのピッチ角度を自動車の走行状況に応じて最適なピッチ角度となるように前後方向に回動可能に形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は自動車のラジエータやコンデンサなどの熱交換器に付設される自動車用熱交換器のファン構造に関する。

従来、ラジエータやコンデンサなどの熱交換器の前方または後方に付設してこれらを冷却するためのファンが設けられ、該ファンは軸流式ファンが主流となっている（特許文献１〜３参照）。
また、図５に示すように、前記ファンの羽根のピッチ角度は、自動車の走行状況に基づいて予め所定角度に固定されており、例えば、ファン効率は自動車の渋滞を想定したアイドリング時の必要風量Ｘ１を重視しており、この際ファン効率は２８％前後に設定されている。
特開平８−１８２２５２号公報特開平８−２８４８９６号公報特開２００３−２３９８９４号公報

しかしながら、従来の自動車用熱交換器のファン構造にあっては、ファンの羽根のピッチ角度がアイドリング時を重視して所定角度に決定されることにより、ファン効率が固定されているため、例えば、自動車の登坂走行時のファン効率は９％前後（風量Ｘ２）と低く、高速走行時においては単なる通気抵抗体になっているという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ファンの羽根のピッチ角度を自動車の走行状況に応じて変化させることにより、ファン効率を向上させる他、通気抵抗の増大やエンジンの過冷却を防止できる自動車用熱交換器のファン構造を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、軸流式のファンを備える自動車用熱交換器のファン構造において、前記ファンの羽根のピッチ角度を自動車の走行状況に応じて最適なピッチ角度となるように前後方向に回動可能に形成したことを特徴とする。

本発明の請求項２記載の発明では、請求項１記載の自動車用ファン構造において、外気温度が５℃〜２５℃で、且つ、ラジエータの水温が９５℃以下の場合にはピッチ角度を水平方向へ最大角度に設定したことを特徴とする。

本発明の請求項３記載の発明では、請求項１記載の自動車用ファン構造において、外気温度が５℃以下で、且つ、ラジエータの水温が９５℃以下の場合にはピッチ角度を垂直方向へ最大角度に設定したことを特徴とする。

請求項１記載の発明にあっては、ファンの羽根のピッチ角度を自動車の走行状況に応じて最適なピッチ角度となるように前後方向に回動可能に形成したため、自動車の走行状況にファン効率を任意に設定することができ、ファン効率を向上させて熱交換器を効率良く冷却することができる。

請求項２記載の発明にあっては、外気温度が５℃〜２５℃で、且つ、ラジエータの水温が９５℃以下の場合にはピッチ角度を水平方向へ最大角度に設定したため、自動車の走行風が良好に流通し、高速走行時等におけるファンの通気抵抗を減少させることができる。

請求項３記載の発明にあっては、外気温度が５℃以下で、且つ、ラジエータの水温が９５℃以下の場合にはピッチ角度を垂直方向へ最大角度に設定したため、ファンの通気抵抗を増大させてエンジン側への走行風を遮断でき、自動車の寒冷地での走行時などにエンジンが走行風によって過冷却されるのを防止できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

なお、本実施例ではファンがモータを動力として回転するモータファンに適用した場合について説明するが、本発明はモータファンに限らずエンジンファン等にも適用可能である。
図１は本発明の実施例の自動車用熱交換器のファン構造を示す全体図、図２はファンの単体斜視図、図３は図２のファンを側面から見た矢視Ａによる羽根の回動を説明する図、図４は本発明の実施例の自動車用熱交換器のファン構造の作用効果を説明するファン特性図である。

図１に示すように、本実施例の自動車用熱交換器のファン構造では、ラジエータまたはコンデンサ等の熱交換器１と、該熱交換器に付設されるモータファンシュラウド２と、該モータファンの略中央に配置されて熱交換器を冷却するためのモータファン３を主要な構成としている。
図２に示すように、前記モータファン３は軸流式のファンであって、中心軸孔Ｏに図外のモータの回転軸に連結されて回転する中央の回転体３ａと、該回転体１ａの側面に設けられた複数の羽根３ｂで構成されている。

また、図３（ａ）に示すように、前記各々の羽根３ｂの水平線Ｈに対するピッチ角度αは、図３（ｂ）に示すように水平方向へ最大の状態から、図３（ｃ）に示すように垂直方向へ最大の状態まで略９０度に亙って連続的に前後方向に回動可能に形成されている。

なお、前記羽根３ｂの回動は、前記角羽根３ｂの基端側にギアを介して連結されたステッピングモータによって行われており、該ステッピングモータは少なくともラジエータの水温、外気温度等を検出しているコントロールユニットから回動動作の命令を受けることによって、羽根３ｂのピッチ角度を自動車の走行状況に応じた最適なピッチ角度に設定している。
なお、前記羽根３ｂを回動させる構造についてはこの他にも適宜の機構が考えられる。

具体的には、図４に示すように、アイドリング時における最適な羽根３ｂのピッチ角度からさらに水平方向へより回動させると、ファン効率線がＡ１からＡ２に移行すると共に、ファン性能線Ｂ１からＢ２に移行し、これによりファン効率を従来の発明に比べて向上でき、例えば自動車の登坂走行時におけるファン効率が９％前後から１６％前後まで向上できる。

また、外気温度が５℃〜２５℃で、且つ、ラジエータの水温が９５℃以下の場合には、ピッチ角度を水平方向へ最大角度（図３（ｂ）参照）に設定することにより、図４に示すように、ファンが停止状態で走行時のラジエータの通気抵抗値を風量Ｘ３から風量Ｘ４に移行することができ、これにより自動車の走行風が良好に流通して高速走行時等におけるファンの通気抵抗を減少させることができる。

また、外気温度が５℃以下で、且つ、ラジエータの水温が９５℃以下の場合には、ピッチ角度を垂直方向へ最大角度（図３（ｃ）参照）に設定することにより、ファンの通気抵抗を増大させてエンジン側への走行風を遮断でき、自動車の寒冷地での走行時などにエンジンが走行風によって過冷却されるのを防止できる。

従って、本実施例の自動車用熱交換器のファン構造にあっては、自動車の走行状況に応じてファン効率を向上させる他、通気抵抗の増大やエンジンの過冷却を防止できる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、羽根３ｂの数や形状については適宜設定できる。
また、本実施例では、主に外気温度とラジエータの水温を目安として羽根３ｂのピッチ角度を変化させたが、これ以外にもコンデンサの冷媒温度、エンジン回転数、エンジンルーム内の温度等適宜の自動車の走行状況に応じて羽根３ｂのピッチ角度を変えても良い。

さらに、自動車の減速時や高速走行時にファンがラジエータの通過風によって回転するように羽根のピッチ角度を適宜設定し、該回転力でハイブリッド車等のモータを発電してエネルギーを回収することが考えられる。

本発明の実施例の自動車用熱交換器のファン構造を示す全体図である。本実施例のファンの単体斜視図である。図２のファンを側面から見た矢視Ａによる羽根の回動を説明する図である。本発明の実施例の自動車用熱交換器のファン構造の作用効果を説明するファン特性の模式図である。従来の自動車用熱交換器のファン構造のファン特性の模式図である。

符号の説明

Ｏ中心軸孔
１熱交換器
２モータファンシュラウド
３モータファン
３ａ回転体
３ｂ羽根

Claims

軸流式のファンを備える自動車用熱交換器のファン構造において、
前記ファンの羽根のピッチ角度を自動車の走行状況に応じて最適なピッチ角度となるように前後方向に回動可能に形成したことを特徴とする自動車用熱交換器のファン構造。
請求項１記載の自動車用ファン構造において、
外気温度が５℃〜２５℃で、且つ、ラジエータの水温が９５℃以下の場合にはピッチ角度を水平方向へ最大角度に設定したことを特徴とする自動車用熱交換器のファン構造。
請求項１記載の自動車用ファン構造において、
外気温度が５℃以下で、且つ、ラジエータの水温が９５℃以下の場合にはピッチ角度を垂直方向へ最大角度に設定したことを特徴とする自動車用熱交換器のファン構造。