JP2008038820A - 車両用送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転駆動軸と送風機の回転軸とをギアを介して連結することで、１つのモータで複数の送風機を回転駆動する車両用送風装置において、車両への搭載性を向上させる。
【解決手段】並列に配置された複数の送風機１Ａ、１Ｂと、複数の送風機１Ａ、１Ｂを回転駆動する単一のモータ２と、送風機１Ａ、１Ｂが環状内部に回転可能に配置され、送風機１Ａ、１Ｂの外周を覆う複数のシュラウドリング部３１と、熱交換器の背面側の空間をシュラウドリング部３１まで滑らかな流路によって接続するシュラウド平面部３２とを有するファンシュラウド３とを備え、モータ２の回転駆動軸２１と送風機１Ａ、１Ｂの回転軸１１ａ、１２ａとを、それぞれギア２３、２４、２６、２７、７１〜７３を介して連結し、モータ２を、シュラウド平面部３２の空気流れ下流側の面における複数のシュラウドリング部３１の中心同士を結ぶ中心線からずれた位置に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラジエータ等の車両用熱交換器に冷却風を送風する車両用送風装置に関する。

従来、熱交換コア部の長さが長い熱交換器に冷却空気を供給する車両用送風装置は、熱交換コア部の空気流れ下流側の面に２つの軸流ファン（ＪＩＳ Ｂ ０１３２ 番号１０１０参照）を設け、それぞれの回転軸にそれぞれファンモータを設けていた。すなわち、複数のファンを有する車両用送風装置では、ファンの個数だけファンモータが必要であった。そのため、車両用送風装置全体が大型化し、重量が大となるとともに、部品点数が増加するという問題があった。

これに対し、熱交換器の熱交換コア部にそれぞれ対向して複数の軸流ファンを配設し、例えば熱交換コア部の端に設けられたタンクに１つのファンモータを固定し、ファンモータの回転軸と軸流ファンの軸とをギアを介して連結した車両用送風装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
実開昭６２−１１２４７０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用送風装置では、モータが搭載される位置が車両ボディと重なってしまい、車両への搭載が困難になるという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、モータの回転駆動軸と送風機の回転軸とをギアを介して連結することで、１つのモータで複数の送風機を回転駆動する車両用送風装置において、車両への搭載性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、車両に搭載され、熱交換器に空気を送風する並列に配置された複数の送風機（１Ａ、１Ｂ）と、複数の送風機（１Ａ、１Ｂ）を回転駆動する単一のモータ（２）と、送風機（１Ａ、１Ｂ）を保持するとともに、熱交換器から送風機（１Ａ、１Ｂ）に至る空気通路を形成するファンシュラウド（３）とを備える車両用送風装置であって、ファンシュラウド（３）は、環状に形成され、送風機（１Ａ、１Ｂ）が環状内部に回転可能に配置され、送風機（１Ａ、１Ｂ）の外周を覆う複数のシュラウドリング部（３１）と、熱交換器の背面側の空間をシュラウドリング部（３１）まで滑らかな流路によって接続するシュラウド平面部（３２）とを有しており、モータ（２）の回転駆動軸（２１）と送風機（１Ａ、１Ｂ）の回転軸（１１ａ、１２ａ）とは、それぞれギア（２３、２４、２６、２７、７１〜７３）を介して連結されており、モータ（２）は、シュラウド平面部（３２）の空気流れ下流側の面における複数のシュラウドリング部（３１）の中心同士を結ぶ中心線からずれた位置に固定されていることを特徴としている。

元々、シュラウド平面部（３２）の空気流れ下流側の面には何も他部品が搭載されないことから、そのスペースにモータ（２）を配置することで、モータ（２）の搭載位置が車両ボディと重ならないようにすることができる。このため、車両への搭載性を向上させることが可能となる。

さらに、モータ（２）を、シュラウド平面部（３２）の空気流れ下流側の面における複数のシュラウドリング部（３１）の中心同士を結ぶ中心線からずれた位置であって、かつ複数のシュラウドリング部（３１）の中心における前記中心線と直交する線からずれた位置に配置することが望ましい。

また、上記特徴において、シュラウド平面部（３２）の空気流れ方向から見た投影面の外周形状を長方形状にし、モータ（２）をシュラウド平面部（３２）における角部とシュラウドリング部（３１）との間に配置することができる。なお、「長方形」とは４つの内角が全て直角である四辺形のことをいい、正方形を含んでいる。

また、モータ（２）を、シュラウド平面部（３２）における複数のシュラウドリング部（３１）の間で、かつ、複数のシュラウドリング部（３１）の中心同士を結ぶ中心線からずれた位置に配置することができる。

また、複数の送風機（１Ａ、１Ｂ）は、互いに反対方向に回転する２つ軸流ファン（１１、１２）をそれぞれ有しており、２つの軸流ファン（１１、１２）を、その回転軸（１１ａ、１２ａ）が同一直線上となるように直列に配置することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図５に基づいて説明する。本実施形態は、車両に搭載されるラジエータおよび冷媒放熱器（以下、熱交換器ともいう）に冷却空気を送風する車両用送風装置に本発明を適用したものである。なお、ラジエータは、周知のごとく車両エンジン（内燃機関）の冷却水回路に接続され、車両エンジンにて吸熱して温度上昇した高温の冷却水の放熱（冷却）を行うものである。冷媒放熱器は、周知のごとく空調用冷凍サイクルの圧縮機吐出側に接続され、圧縮機吐出冷媒の放熱（冷却）を行うものである。本実施形態では、ラジエータは、冷媒放熱器より車両後方側に配置されている。

図１は、本第１実施形態に係る車両用送風装置を車両後方側から見た分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態の車両用送風装置は、送風機１およびファンシュラウド３を備えている。送風機１は、熱交換器（図示せず）の車両後方側（空気流れ下流側）に２つ並列に配置されている。この２つの送風機１は、単一のモータ２にて回転駆動されるようになっている。

熱交換器（図示せず）の車両後方側には、ファンシュラウド３が配置されている。ファンシュラウド３は、送風機１と熱交換器との隙間を閉塞して送風機１にて誘起された空気流が熱交換器を迂回して流れることを防止する機能と、送風機１を支持する機能とを有している。

ファンシュラウド３は、円筒状（リング状）のシュラウドリング部３１と、ラジエータ（図示せず）の背面側の空間をリング部３１まで滑らかな流路によって接続するシュラウド平面部３２とを有している。そして、本実施形態では、シュラウドリング部３１およびシュラウド平面部３２等の各部分が全て一体となるように形成されている。シュラウド平面部３２は、空気流れ方向から見た投影面の外周形状が長方形状になっている。

シュラウドリング部３１は、環状内部において、送風機１が後述するブレード１１ｃ、１２ｃの先端に必要な大きさの隙間を残して自由に回転し得るベンチュリ型の流路空間を形成しており、その中で送風機１は後述するギアボックス５の回転軸１１ａ、１２ａに支持され、かつ回転駆動される。本実施形態では、送風機１が２つ並列に配置されているため、シュラウドリング部３１も送風機１に対応するように２つ並列に形成されている。

図２は、本第１実施形態に係る車両用送風装置を車両後方側から見た概略正面図である。なお、図２において、後述する軸流ファン１１、１２は図示を省略している。

図１および図２に示すように、モータ２は、シュラウド３のシュラウド平面部３２の車両後方側（空気流れ下流側）の面に固定されている。また、モータ２は、２つのシュラウドリング部３１の中心同士を結ぶ中心線からずれた位置に固定されている。本実施形態では、モータ２は、空気流れ方向から見たときにモータ２全体がシュラウド平面部３２と重なるような位置に配置されている。すなわち、モータ２は、空気流れ方向から見たときに、モータ２全体がシュラウド平面部３２の投影面内に配置されている。このとき、モータ２の回転駆動軸２１は、２つの送風機１の配置方向、すなわち複数のシュラウドリング部３１の中心同士を結ぶ中心線に対して傾斜している。本実施形態では、モータ２は、シュラウド平面部３２における角部とシュラウドリング部３１との間、より詳細には、シュラウドリング部３１の中心とシュラウド平面部３２の角部とを結ぶ直線上に配置されている。

次に、本実施形態における送風機１の具体的構成を説明する。ここで、２つの送風機１のうち、モータ２に近い側を第１の送風機１Ａといい、モータ２から遠い側を第２の送風機１Ｂという。

図３は本第１実施形態における第１の送風機１Ａを車両上方側から見た断面図で、図４は本第１実施形態における第２の送風機１Ｂを車両上方側から見た断面図である。図３および図４に示すように、本実施形態の送風機１は、第１の軸流ファン１１および第２の軸流ファン１２を有する二重反転ファンを備えている。２つの軸流ファン１１、１２は、互いに直列に、すなわち回転軸１１ａ、１２ａが同一直線上となるように配置されている。また、第１の軸流ファン１１は、第２の軸流ファン１２より車両前方側（空気流れ上流側）に配置されている。

２つの軸流ファン１１、１２は、互いに反対方向に回転するように構成されている。また、２つの軸流ファン１１、１２において、誘起する空気流の方向は同一となっている。これにより、第１の軸流ファン１１の出口で生じた円周方向の旋回流成分が、第２の軸流ファン１２の反転により打ち消されるため、第１の軸流ファン１１の出口で生じた旋回流の動圧分が、静圧として回収される。このため、通常の一連の軸流ファンと比較して高静圧が得られるので、図示しない熱交換器に送風する空気風量を増加させることができる。

２つの軸流ファン１１、１２は、それぞれボス部１１ｂ、１２ｂから放射状に延びる複数枚のブレード１１ｃ、１２ｃを有している。ボス部１１ｂ、１２ｂは、例えば一端が閉じた筒状、すなわち断面略コの字形状に形成されており、円形状の底部１１ｄ、１２ｄと、底部１１ｄ、１２ｄの縁部から略直角に突出する側壁部１１ｅ、１２ｅとを有している。底部１１ｄ、１２ｄの中心部には、回転軸１１ａ、１２ａの一端側がそれぞれ接続されている。側壁部１１ｅ、１２ｅの外表面には、ブレード１１ｃ、１２ｃが接続されている。

続いて、第１の送風機１Ａの詳細な構成について説明する。

図５は、本第１実施形態における第１の送風機１Ａのギアボックス５を車両後方側から見た断面図である。なお、図５において、第２の軸流ファン１２に対応する第１の従動側ギア２３は、図示を省略している
図３および図５に示すように、モータ２（図１参照）の回転駆動軸２１における第１の送風機１Ａと対応する部位には、主動側ギア２２が固定されている。

第１の送風機１Ａにおける２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａは、モータ２の回転駆動軸２１に対してそれぞれ垂直に配置されている。また、回転軸１１ａ、１２ａの他端側（ボス部１１ｂ、１２ｂに接続されていない側の端部）には、第１の従動側ギア２３がそれぞれ固定されている。第１の従動側ギア２３は、主動側ギア２２とそれぞれ噛合しており、これによってモータ２の回転駆動力が、２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａにそれぞれ伝達され、２つの軸流ファン１１、１２が互いに反対方向に回転するように構成されている。本実施形態では、主動側ギア２２は、車両上方側から第１の従動側ギア２３とそれぞれ噛合している。

また、２つの第１の主動側ギア２３は、第２の送風機１Ｂ側において第２の従動側ギア２４とそれぞれ噛合している。これによってモータ２の回転駆動力が、第１の従動側ギア２３を介して第２の従動側ギア２４に伝達するようになっている。第２の従動側ギア２４の中心部には、第２の送風機１Ｂ側に延びるシャフト２５の一端が固定されている。

２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａは、ギアボックス５に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持されている。このギアボックス５は、第１の従動側ギア２３とともに主動側ギア２２および第２の従動側ギア２４をも収容しており、回転軸１１ａ、１２ａと同様に回転駆動軸２１およびシャフト２５をも軸受（図示せず）を介して回転可能に支持している。なお、主動側ギア２２および第１、第２の従動側ギア２３、２４は、螺旋歯車や傘歯車等の歯車が適宜使用される。

続いて、第２の送風機１Ｂの詳細な構成について説明する。

図４に戻り、シャフト２５の他端側（第２の従動側ギア２４に接続されていない側の端部）には、第３の従動側ギア２６が固定されている。第２の送風機１Ｂにおける２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａは、シャフト２５に対してそれぞれ垂直に配置されている。また、回転軸１１ａ、１２ａの他端側（ボス部１１ｂ、１２ｂに接続されていない側の端部）には、第４の従動側ギア２７がそれぞれ固定されている。第４の従動側ギア２７は、第３の従動側ギア２６とそれぞれ噛合しており、これによってモータ２の回転駆動力が、第１〜第４の従動側ギア２３、２４、２６、２７を介して第２の送風機１Ｂにおける２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａにそれぞれ伝達され、２つの軸流ファン１１、１２が互いに反対方向に回転するように構成されている。

２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａは、ギアボックス５に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持されている。このギアボックス５は、第４の従動側ギア２７とともに第３の従動側ギア２６をも収容しており、回転軸１１ａ、１２ａと同様にシャフト２５をも軸受（図示せず）を介して回転可能に支持している。なお、第３、第４の従動側ギア２６、２７は、螺旋歯車や傘歯車等の歯車が適宜使用される。

なお、ギアボックス５は、ステー（図示せず）によりファンシュラウド３に固定されている。

元々、シュラウド平面部３２の空気流れ下流側の面には何も他部品が搭載されないことから、モータ２を、空気流れ方向から見たときにモータ２全体がシュラウド平面部３２と重なるような位置に配置することで、モータ２の搭載位置が車両ボディと重ならないようにすることができる。このため、車両への搭載性を向上させることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６〜図８に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図６は、本第２実施形態に係る車両用送風装置を車両後方側から見た概略正面図である。なお、図６において、軸流ファン１１、１２は図示を省略している。

図６に示すように、本実施形態では、モータ２は、シュラウド平面部３２における２つのシュラウドリング部３１の間で、かつ、２つのシュラウドリング部３１の中心同士を結ぶ中心線からずれた部位に配置されている。本実施形態では、モータ２は、２つのシュラウドリング部３１の中心同士を結ぶ中心線より車両上方側の部位に配置されている。このとき、モータ２の回転駆動軸２１は、２つの送風機１の配置方向、すなわち複数のシュラウドリング部３１の中心同士を結ぶ中心線に対して垂直になっている。

また、本実施形態では、シャフト２５が長手方向中央部で２つに分割されており、２つのシャフト２５とモータ２の回転駆動軸２１とが、連結用ギアボックス６を介して連結されている。

図７は、本第２実施形態における連結用ギアボックス６を車両後方側から見た断面図である。図７に示すように、モータ２（図６参照）の回転駆動軸２１の端部には、主動側ギア２２が固定されている。２つのシャフト２５は、モータ２の回転駆動軸２１に対してそれぞれ垂直に配置されている。また、シャフト２５の一端側には、第１の従動側ギア７１がそれぞれ固定されている。第１の従動側ギア７１は、主動側ギア２２とそれぞれ噛合しており、これによってモータ２の回転駆動力が、２つのシャフト２５にそれぞれ伝達されるように構成されている。

回転駆動軸２１および２つのシャフト２５は、連結用ギアボックス６に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持されている。この連結用ギアボックス６は、主動側ギア２２とともに第１の従動側ギア７１をも収容している。なお、主動側ギア２２および第１の従動側ギア７１は、螺旋歯車や傘歯車等の歯車が適宜使用される。

次に、本実施形態における送風機１の具体的な構成を説明する。２つの送風機１の構成はほぼ同一であるため、ここでは図６中右側の送風機１について説明する。

図８は、本第２実施形態における送風機１を車両上方側から見た断面図である。図８に示すように、シャフト２５における第１の従動側ギア７１が固定されていない側の端部には、第２の従動側ギア７２が固定されている。送風機１における２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａは、シャフト２５に対してそれぞれ垂直に配置されている。また、回転軸１１ａ、１２ａの他端側（ボス部１１ｂ、１２ｂに接続されていない側の端部）には、第３の従動側ギア７３がそれぞれ固定されている。第３の従動側ギア７３は、第２の従動側ギア７２とそれぞれ噛合しており、これによってモータ２の回転駆動力が、第１〜第３の従動側ギア７１〜７３を介して２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａにそれぞれ伝達され、２つの軸流ファン１１、１２が互いに反対方向に回転するように構成されている。

２つの軸流ファン１１、１２の回転軸１１ａ、１２ａは、ギアボックス５に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持されている。このギアボックス５は、第３の従動側ギア７３とともに第２の従動側ギア７２をも収容しており、回転軸１１ａ、１２ａと同様にシャフト２５をも軸受（図示せず）を介して回転可能に支持している。なお、第２、第３の従動側ギア７２、７３は、螺旋歯車や傘歯車等の歯車が適宜使用される。

これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、送風機１を２つ並列に配置したが、これに限らず、送風機１を１つのみ配置した場合や、送風機１を３つ以上配置した場合であっても、本発明を適用することができる。

また、上記各実施形態では、送風機１に二重反転ファンを用いたが、一連の軸流ファンを用いてもよい。

また、上記各実施形態では、モータ２を、ブラケット４を介してファンシュラウド３に固定し、ギアボックス５を、ステー（図示せず）を介してファンシュラウド３に固定したが、これに限らず、それぞれファンシュラウド３に直接固定してもよい。

また、上記第２実施形態では、モータ２の回転駆動軸２１とシャフト２５とを連結用ギアボックス６を介して連結させたが、これに限らず、例えばユニバーサルジョイント等を介して連結させてもよい。

また、上記第２実施形態では、シャフト２５を長手方向中央部で２つに分割したが、分割せず１つのシャフト２５としてもよい。

第１実施形態に係る車両用送風装置を車両後方側から見た分解斜視図である。 第１実施形態に係る車両用送風装置を車両後方側から見た概略正面図である。 第１実施形態における第１の送風機１Ａを車両上方側から見た断面図である。 第１実施形態における第２の送風機１Ｂを車両上方側から見た断面図である。 第１実施形態における第１の送風機１Ａのギアボックス５を車両後方側から見た断面図である。 第２実施形態に係る車両用送風装置を車両後方側から見た概略正面図である。 第２実施形態における連結用ギアボックス６を車両後方側から見た断面図である。 第２実施形態における送風機１を車両上方側から見た断面図である。

符号の説明

１Ａ…第１の送風機、１Ｂ…第２の送風機、２…モータ、３…ファンシュラウド、１１、１２…軸流ファン、１１ａ、１２ａ…回転軸、２１…回転駆動軸、２２…主動側ギア、２３、２４、２６、２７、７１〜７３…従動側ギア、３１…シュラウドリング部、３２…シュラウド平面部。

Claims (4)

1. 車両に搭載され、熱交換器に空気を送風する並列に配置された複数の送風機（１Ａ、１Ｂ）と、
   前記複数の送風機（１Ａ、１Ｂ）を回転駆動する単一のモータ（２）と、
   前記送風機（１Ａ、１Ｂ）を保持するとともに、前記熱交換器から前記送風機（１Ａ、１Ｂ）に至る空気通路を形成するファンシュラウド（３）とを備える車両用送風装置であって、
   前記ファンシュラウド（３）は、環状に形成され、前記送風機（１Ａ、１Ｂ）が環状内部に回転可能に配置され、前記送風機（１Ａ、１Ｂ）の外周を覆う複数のシュラウドリング部（３１）と、前記熱交換器の背面側の空間を前記シュラウドリング部（３１）まで滑らかな流路によって接続するシュラウド平面部（３２）とを有しており、
   前記モータ（２）の回転駆動軸（２１）と前記送風機（１Ａ、１Ｂ）の回転軸（１１ａ、１２ａ）とは、それぞれギア（２２〜２４、２６、２７、７１〜７３）を介して連結されており、
   前記モータ（２）は、前記シュラウド平面部（３２）の空気流れ下流側の面における前記複数のシュラウドリング部（３１）の中心同士を結ぶ中心線からずれた位置に固定されていることを特徴とする車両用送風装置。
2. 前記シュラウド平面部（３２）は、空気流れ方向から見た投影面の外周形状が長方形状になっており、
   前記モータ（２）は、前記シュラウド平面部（３２）における角部と前記シュラウドリング部（３１）との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用送風装置。
3. 前記モータ（２）は、前記シュラウド平面部（３２）における隣接する２つの前記シュラウドリング部（３１）の間で、かつ、前記２つのシュラウドリング部（３１）の中心同士を結ぶ中心線からずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用送風装置。
4. 前記複数の送風機（１Ａ、１Ｂ）は、互いに反対方向に回転する２つ軸流ファン（１１、１２）をそれぞれ有しており、
   前記２つの軸流ファン（１１、１２）は、その回転軸（１１ａ、１２ａ）が同一直線上となるように直列に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用送風装置。

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