JP2008291664A - 冷却ファンシュラウドのフラッパー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フラッパーの初期回転抵抗を低減し、該フラッパーを走行風によって開閉し易くすることのできる冷却ファンシュラウドのフラッパー構造を提供する。
【解決手段】シュラウド壁４に冷却ファンが取り付けられると共に、この冷却ファンから外れた位置に形成された開口部９を開閉自在とするフラッパー８が取り付けられた冷却ファンシュラウドのフラッパー構造である。フラッパー８は、開時に走行風によるフラッパー開口を促進するように走行風を受ける略Ｓ字状をなす波型形状とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却ファンシュラウドのフラッパー構造に関する。

例えば、自動車等のラジエータやコンデンサ等の熱交換器では、バンパーやフロントグリルから導入される空気（外気）と冷媒との間（差温）で熱交換するものであるが、熱交換能力を高めるために熱交換された暖かい空気をモータファンが取り付けられた冷却ファンシュラウドで車両後方に追いやるようにしている（例えば、特許文献１などに記載）。

この冷却ファンシュラウドには、モータファンの通風孔から外れた位置のシュラウド壁に開口を形成し、その開口を走行風により開閉自在とするフラッパーが取り付けられている。かかるフラッパーは、高速走行時にはモータファンが抵抗とならないように走行風を受けて前記開口を開くことでモータファンを通過しないバイパス通路を形成し、一方、ファン性能を必要とするアイドル時（アイドリング時）には前記開口を閉じてバイパス通路を閉鎖する。
特開２００４−２５７３６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、冷却システムの通気抵抗を低減すべくシュラウド壁に形成した開口の面積を大きくした場合、平板形状のフラッパーを使用しているためにフラッパー単体の質量が重くなり、フラッパーが開き難くなる恐れがある。

そこで、本発明は、フラッパーの初期回転抵抗を低減し、該フラッパーを走行風によって開閉し易くすることのできる冷却ファンシュラウドのフラッパー構造を提供することを目的とする。

本発明は、冷却ファンシュラウドのシュラウド壁に形成された開口部を走行風により開閉自在とするフラッパーが取り付けられた冷却ファンシュラウドのフラッパー構造であって、前記フラッパーは、開時に走行風によるフラッパー開口を促進するように走行風を受ける波型形状を有したことを特徴とする。

本発明の冷却ファンシュラウドのフラッパー構造によれば、フラッパーを波型形状としたので、フラッパー初期回転時に走行風を受け止めることから、フラッパー初期回転抵抗を低減することができ、当該フラッパーを走行風によって開閉し易くすることができる。これにより、本発明によれば、冷却システムの通気抵抗を低減すべく開口の面積を大きくしてフラッパー自体の質量が重くなってもフラッパーが開き難くなるのを防止できる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「第１の実施の形態」
図１は第１の実施の形態における冷却ファンシュラウドの斜視図、図２は図１のフラッパー構造部分を示す要部拡大斜視図、図３はアイドリング時のフラッパーの姿勢状態を示す図、図４は走行風を受けて回転し始めた時のフラッパーの姿勢状態を示す図、図５は走行時のフラッパーの姿勢状態を示す図である。

冷却ファンシュラウド１は、図１に示すように、例えば樹脂成形することによって箱形状とされ、ラジエータやコンデンサへの取付けフランジ部２、３を左右両側に有している。この冷却ファンシュラウド１の背面側であるシュラウド壁４には、冷却ファン５を取り付けるための通風孔６とこの通風孔６を取り囲む円筒壁７とが形成されている。円筒壁７は、内部に冷却ファン５を回転自在に取り付ける周壁として車両後方に突出して形成されている。

また、シュラウド壁４には、通風孔６から離れた位置にフラッパー８を開閉自在に取り付けたフラッパー構造が設けられている。フラッパー構造は、図２に示すように、シュラウド壁４に形成された通気孔である開口部９と、この開口部９を開閉自在とするフラッパー８と、から構成される。

開口部９は、平面視略矩形状の通気孔として形成されており、シュラウド壁４に縦方向に３つ設けられている。この開口部９の大きさを大きくして開口部面積を広げれば、冷却ファン５に対する通気抵抗をより一層低減させることができる。かかる開口部９の車幅方向（図２中矢印Ａで示す左右方向）には、後述するフラッパー８に設けられた回転軸１１を回転自在に支持する軸受け部１２が形成されている。

軸受け部１２は、シュラウド壁内面４ａの一部を断面視略半円弧形状にへこませた回転軸装着凹部１３と、この回転軸装着凹部１３の上を跨るように形成されたアーチ部１４と、からなる。アーチ部１４は、回転軸装着凹部１３に嵌合させた回転軸１１の脱落を防止し、車両後方（図２中矢印Ｂで示す方向）とは反対方向に突出して形成されている。

フラッパー８は、図２に示すように、フラッパー本体１５と、このフラッパー本体１５に設けられた回転軸１１と、から構成されている。フラッパー本体１５は、開口部９を閉塞する閉時に上部１５Ａがシュラウド壁内面４ａに当接し、下部１５Ｂがシュラウド壁外面４ｂに当接するように略Ｓ字状の波型形状とされている。フラッパー８の下部１５Ｂは、走行風を受ける様に開時に走行風の流れる方向に突出する第一凸形状とされている。一方、フラッパー８の上部１５Ａは、開時に前記第一凸形状に走行風を導く様に走行風（図２中矢印Ｃで示す）に向かって突出する第二凸形状とされている。このようにすることで、フラッパー８の走行風の流れに対する回転の向きが、従来のフラッパーの回転方向と同一になり、中低車速等のフラッパー８の開度が水平にならない時に、フラッパー８を通過した熱気が車両下方向に向き車外に抜けやすくなり、エンジンルーム内の部品の熱環境に影響を及ぼしにくくなる効果がある。

回転軸１１は、フラッパー本体１５の上下方向（車両高さ方向である図２中矢印Ｄで示す方向）センター位置から偏心した上方位置に設けられている。かかる回転軸１１は、フラッパー本体１５の車幅方向両端から外側へ突出するようにして形成されている。

そして、この実施の形態では、フラッパー本体１５の下端側凹部１６における左右方向両端には、ファン性能低下防止用のリブ１７が設けられている。かかるリブ１７は、凸形状とされた下部１５Ｂの裏側に形成される下端側凹部１６に半円弧形状をなす突起として形成されている。また、フラッパー本体１５の上端側凹部１８における左右方向両端には、同じくファン性能低下防止用のリブ１９が設けられている。このリブ１９は、凸形状とされた上部１５Ａの裏側に形成される上端側凹部１８に半円弧形状をなす突起として形成されている。これらリブ１７、１９により、アイドル時にフラッパー本体１５が閉じた時に、フラッパー本体１５の側部とシュラウド壁４とで形成される連通孔を塞ぎファン性能が低下することを防ぐ役目をする。

このように構成されたフラッパー構造においては、自動車の停車時やアイドル時には、図３に示すように、フラッパー本体１５の上部１５Ａの先端がシュラウド壁内面４ａに当接し、下部１５Ｂの先端が開口部９から外に飛び出してそのシュラウド壁外面４ｂに当接し、前記開口部９をフラッパー８で閉塞した状態にある。また、上下のリブ１７、１９も開口部９の車幅方向両側縁部に当接して前記開口部９の側縁を閉塞した状態となっている。

自動車が走行し始めると、図４に示すように、走行風Ｃを受けてフラッパー８が回転軸１１を中心として回転し始める。このとき、フラッパー８は、回転軸１１がフラッパー本体１５の上下方向センター位置から偏心した上方位置に設けられていることから回転し易くなる。つまり、フラッパー８は、その下部１５Ｂの走行風受け止め面積が増加するため、回転し易くなる。一方、閉時は、その上下のアンバランスにより閉まり易くなる。

そして、このフラッパー８は、走行風を受けたフラッパー本体１５の上部１５Ａが走行風に向かって突出する凸形状であるため、この凸形状とされた部位で走行風の抵抗を分散させる。また、フラッパー８は、フラッパー本体１５の下部１５Ｂが走行風の流れる方向に突出する凸形状であるため、走行風を受ける側が逆にへこんだ凹形状となり、この凹形状となる部位で走行風を受け止めて回転力を増大させる。これにより、フラッパー８は、走行風を最大限に利用して初期回転抵抗を大幅に低減し、スムーズに回転することになる。また、フラッパー本体１５の下部１５Ｂにリブ１７が設けられているため、走行風を受け易くなり、やはりフラッパー８の初期回転抵抗を減少させることができる。

フラッパー８が回転し始めると、フラッパー本体１５の上部１５Ａには、フラッパー８を下方へ押さえつけるダウンフォースが発生する。一方、フラッパー本体１５の下部１５Ｂには、フラッパー８を上方へ押し上げる揚力が発生する。フラッパー本体１５に発生するダウンフォースと揚力とにより、前記フラッパー８は、中後期段階での回転力が助長される。図５は、フラッパー８が走行風と平行になった状態を示す。フラッパー８が走行風を受けて、フラッパー本体１５の形状によりダウンフォースと揚力がバランスして水平状態を保っている。

このように構成されたフラッパー構造によれば、初期回転抵抗を減少させてフラッパー８を回転させ易くなると共に、中後期回転力が助長されてスムーズに回転するため、開口部９の面積を広げてフラッパー自体を大型化しても走行風を受けて回転できる。

「第２の実施の形態」
図６はアイドリング時のフラッパーの姿勢状態を示す図、図７は走行時のフラッパーの姿勢状態を示す図である。

第２の実施の形態は、フラッパー本体１５の上部１５Ａを走行風の流れる方向に突出させる凸形状とせずに、開口部９を閉じたときにシュラウド壁４と平行なフラット形状として全体が略Ｓ字状の波型形状とした例である。なお、フラッパー本体１５の下部１５Ｂの形状は、第１の実施の形態と同一形状である。

第２の実施の形態のフラッパー８によれば、フラッパー本体１５の上部１５Ａの形状がフラット形状であるがフラッパー本体全体として見ると略Ｓ字状の波型形状であるから第１の実施の形態と同様、初期回転抵抗を減少させて回転し易くなり、また上部１５Ａに発生するダウンフォースと下部１５Ｂに発生する揚力によって中後期回転力を助長させてスムーズに回転させることが可能となる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は、本発明の一例に過ぎず、前記した実施の形態に制限されることはない。

図８は、フラッパー本体１５にリブ１７、１９を設けるのではなく、開口部９の周縁部にリブ１７、１９を設けた例である。一方のリブ１７は、シュラウド壁外面４ｂから車両後方に向かって突出するように前記開口部９の周縁部に形成され、他方のリブ１９は、シュラウド壁内面４ａから車両前方に向かって突出するように前記開口部９の周縁部に形成されている。これらリブ１７、１９を開口部９の車幅方向左右両端縁に形成すれば、フラッパー閉時に開口部９を閉塞することができ、アイドル時のファン性能の低下を防ぐことができる。また、リブ１７、１９をシュラウド壁面に設けることで、フラッパー本体１５を軽量化でき、フラッパー本体１５を比較的低車速で開くことができる。

尚、本実施の形態は、フラッパー本体１５の上部１５Ａをシュラウド壁内面４ａに当接し、下部１５Ｂがシュラウド壁外面４ｂに当接するようにしたが、本発明がこれに限らず、逆に、下部１５Ｂをシュラウド壁内面４ａに当接し、上部１５Ａがシュラウド壁外面４ｂに当接するようにしてもよい。

図１は第１の実施の形態における冷却ファンシュラウドの斜視図である。 図２は図１のフラッパー構造部分を示す要部拡大斜視図である。 図３はアイドリング時のフラッパーの姿勢状態を示す図である。 図４は走行風を受けて回転し始めた時のフラッパーの姿勢状態を示す図である。 図５は走行時のフラッパーの姿勢状態を示す図である。 図６は第２の実施の形態を示し、アイドリング時のフラッパーの姿勢状態を示す図である。 図７は第２の実施の形態を示し、走行時のフラッパーの姿勢状態を示す図である。 図８は開口部の周縁部にリブを設けた例を示す図である。

符号の説明

１…冷却ファンシュラウド
４…シュラウド壁
４ａ…シュラウド壁内面
４ｂ…シュラウド壁外面
５…冷却ファン
６…通風孔
７…加圧低減用突起部
８…フラッパー
９…開口部
１１…回転軸
１５…フラッパー本体
１５Ａ…フラッパー本体の上部（第二凸形状）
１５Ｂ…フラッパー本体の下部（第一凸形状）
１７、１９…リブ

Claims (5)

1. 冷却ファンシュラウドのシュラウド壁に形成された開口部を走行風により開閉自在とするフラッパーが取り付けられた冷却ファンシュラウドのフラッパー構造であって、
   前記フラッパーは、開時に走行風によるフラッパー開口を促進するように走行風を受ける波型形状を有した
   ことを特徴とする冷却ファンシュラウドのフラッパー構造。
2. 請求項１に記載の冷却ファンシュラウドのフラッパー構造であって、
   前記フラッパーの下部は、開時に走行風を受ける様に走行風の流れる方向に突出する第一凸形状とし、前記フラッパーの上部は、開時に前記第一凸形状に走行風を導く様に走行風に向かって突出する第二凸形状とした
   ことを特徴とする冷却ファンシュラウドのフラッパー構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の冷却ファンシュラウドのフラッパー構造であって、
   前記フラッパーを前記シュラウド壁に対して開閉自在に取り付ける回転軸を、該フラッパーの上下方向センター位置から偏心した上方位置に設けた
   ことを特徴とする冷却ファンシュラウドのフラッパー構造。
4. 請求項１から請求項３の何れか一つに記載の冷却ファンシュラウドのフラッパー構造であって、
   前記波型形状とされたフラッパーの左右方向両端にリブが設けられた
   ことを特徴とする冷却ファンシュラウドのフラッパー構造。
5. 請求項１から請求項３の何れか一つに記載の冷却ファンシュラウドのフラッパー構造であって、
   前記波型形状とされたフラッパーの左右方向両端に対応する前記開口部の周縁部にリブが設けられた
   ことを特徴とする冷却ファンシュラウドのフラッパー構造。

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