JP2009041569A - 改善されたファンの設計および実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃エンジンのラジエータを冷却する複数のファンアセンブリを、エンクロージャに効率的に詰め込むことができる方法を提供する。
【解決手段】 各ファンアセンブリは、ファンブレードを内部に有する内面と、六角形の周を形成している６つの側面を有する外面とを備えるハウジングを有している。エンクロージャ上に設けることができるファンアセンブリの数が最大になるように、ファンアセンブリは並列に配置して、ファンアセンブリの集合体を形成し、次いで、ラジエータ上の空気流を制御して、エンジンを冷却するために、ファンアセンブリの集合体を、ラジエータに隣接して配置する。
【選択図】図９

Description

本発明は、流体動力車両に関する。より詳細には、本発明は、内燃エンジン駆動車両のエンジンを冷却するために用いられる電動ファンに関する。

図１および図２に示されている電気駆動式のエンジン冷却ファンは、当技術分野において公知である。通常ファンは、円筒形状のハウジング内に収容され、一群のファンを、何らかのタイプの包囲体またはボディに取り付けるために、複数の取り付けタブが用いられる。ボディまたは包囲体は、内燃エンジン、空調システム、またはその他同様のものと組み合わされている、単数または複数のラジエータに、空気流をガイドする。ファンは、互いの間に隙間をおいて並列に配置されている。

従来技術においては、ファンを、それよりも大きな表面に取り付けなければならないので、包囲体の表面が、ファンを支持するために十分な強度および剛性を有するように、ファンは、必然的に、包囲体に間隔をおいて配置される。したがって、当技術分野においては、効果的に取り付けることができるように、改善されたファンが要求されている。

現在のファンのセットアップに関する別の１つの問題は、このような配置によって、ファンアセンブリの空気力学的な性能が低下するということである。特に、ファンをこのような配置とすると、空気は、ファンアセンブリ内に滑らかに流れ込むことができなくなる。

本発明は、内燃エンジンのラジエータを冷却するための方法および装置を提供するものである。この装置は、複数のファンアセンブリを備えており、各ファンアセンブリは、ファンブレードを備える内面と、六角形の周囲を形成している６つの側面を有する外面とを備えるハウジングを有している。

ファンアセンブリの集合体を形成するために、第１のファンアセンブリの第１の側面が、第２のファンアセンブリの第１の側面に隣接するというような具合に、または、相互に連結するというような具合に、複数のファンアセンブリが、互いに隣接するように配置されている。次に、ラジエータ上の空気流を制御して、エンジンを冷却するために、ファンアセンブリの集合体は、ラジエータに隣接して配置される。

図３および図４は、ハウジング３０を有するファンアセンブリ２０を示している。ハウジング３０は、ファンブレード４１を囲むように設計された、実質的に円環状の内縁３２を有するシュラウド部分３１と、隣接するファンアセンブリ同士、すなわちファンユニット同士の相互連結を容易にするように設計された六角形部分３３と、中央モータハウジング３５をハウジング３０のシュラウド部分３１に連結している複数のスポーク３４とを備えている。ハウジング３０は、さらに、モータおよび任意選択の電子回路を支持するポケット３６、およびスピンドル３７を備えている。

任意選択的に、ファンアセンブリに動力を供給する電気コネクタ、または他の動力コネクタを設置するための切り欠きスロット３８が設けられている。それに代えて、任意選択的に、液圧式または空気圧式のチューブコネクタのような他の動力コネクタまたは制御コネクタのための、切り欠きスロット３８が用いられる。ファンアセンブリ２０は、さらに、ファンアセンブリを通る空気流を制御するためのファンブレード４１を備えている。

図５は、電気コネクタ５１が、どのようにして、ハウジング３０に設けられている切り欠きスロット３８内に配置されるかを示している。図５は、さらに、１つのファンを、他のファンへとアレイ状に組み立てるための複数の貫通孔５２が設けられており、また、任意選択に複数のねじ孔５３が設けられることを示している。さらに、ファンアセンブリ２０を適切なエンクロージャに取り付けるための複数の軸孔５４が設けられている。

ファンアセンブリの後面の六角形の内縁５６から、ファンアセンブリの前面の円環形状の内縁３２への遷移領域を設けるために、流線形のアーチ面、すなわち曲面５５が形成されている。

図６は、数個のファンアセンブリ２０、すなわちファンユニットの集合体の分解組立図である。この集合体は、複数のファンアセンブリ２０と、ファンアセンブリ２０をエンクロージャに取り付けるための複数の縦ボルト６１と、１つのファンユニットを他のファンユニットに取り付けるための複数の横ボルト６２とを有している。

さらに、ファンアセンブリ、すなわちファンユニットの側面が、前面と直交していないように設計されている場合には、任意選択的に、ファンユニットの側面間に間隔をもたせる複数のウェッジ６３を有する。明瞭化のために、ファンブレードは、図６から除かれている。

図７は、８つのファンアセンブリ２０の集合体７０を示している。

図８は、横ボルト６２による３つのファンアセンブリの相互連結、および縦ボルト６１によるエンクロージャへの連結を示している。

図９は、ファンからの空気流を、少なくとも１つのラジエータ９２を通して排気する働きをする、５面を有するエンクロージャ９１に対して組み立てられた、本発明の設計の８つのファンアセンブリ２０から成る集合体９０を示している。

実装の際には、複数のファンアセンブリ２０を有する集合体７０または９０が、複数のラジエータに隣接した内燃エンジン駆動車両内に配置される。その場合、電子制御回路を適合化させることによって、各ラジエータによって必要とされる冷却レベルを決定して、ラジエータを過度に冷却することなく、各ラジエータに改善された、所望の冷却を与えるように各ファンの回転速度を調整することができる。

同様に、低冷却命令が発せられたときには、集合体７０または９０内の１つ以上のファンアセンブリ２０が、作動を停止されるか、または、回転速度を下げて作動させられる。

このように、複数のファンアセンブリから成る集合体を、複数の所望のラジエータに隣接して配置して、各ラジエータへの冷却空気流を独立に制御することができる。例えば、車両によっては、エンジン冷却ラジエータが、トランスミッションオイル冷却ラジエータの隣、および、給気冷却ラジエータの隣に配置されている。したがって、所望の冷却を得るために、各１つの、ファンアセンブリの集合体７０または９０を、それぞれに配置して、集合体７０または９０を、独立して制御するようにしてもよい。

集合体７０または９０は、本明細書の記載の範囲を逸脱することなく、直流電流、交流電流、単相電気、三相電気、多相電気、液圧液流、圧縮空気流、蒸気動力、直接機械駆動、機械的に形成される駆動、またはその他同様のものによって、駆動することができる。

このように、実質的に六角形形状の冷却ファンを備えていることにより、集合体７０または９０は、従来技術の欠点を克服することができる。六角形は、１つのエリアを、完全かつ効率的にカバーするために、「タイル張り」ように、効率的に配置される。

さらに、エンジン空調システム、ハイブリッド駆動システム、または、他の流体冷却電気部品、またはシステムに関係する個々のそれぞれのラジエータ上の空気流を制御するために、ファンアセンブリの複数の集合体の各々を、独立して用いることができる。したがって、本発明によると、少なくとも、上述の目的のすべてが満たされている。

本発明の範囲の精神から逸脱することなく、本明細書の実施形態として記載されているデバイスに、他の種々の変更を加えることができることは、当業者には明らかである。このような変更例および変形例は、全て、請求項の範囲内にあり、請求項によってカバーされるものである。

従来のファンアセンブリの斜視図である。 従来の複数のファンアセンブリの配置を示す斜視図である。 本発明のファンのハウジングの斜視図である。 本発明のファンアセンブリの斜視図である。 図４を裏から見たファンアセンブリの斜視図である。 複数のファンアセンブリの分解斜視図である。 相互に連結して、集合体を形成している複数のファンアセンブリの斜視図である。 ファンアセンブリの連結状態を示す部分拡大斜視図である。 ラジエータに隣接した、ファンアセンブリの集合体の斜視図である。

符号の説明

２０ ファンアセンブリ
３０ ハウジング
３１ シュラウド
３２ 円環状の内縁
３３ 六角形部分
３４ スポーク
３５ 中央モータハウジング
３６ ポケット
３７ スピンドル
３８ 切り欠きスロット
４１ ファンブレード
５１ 電気コネクタ
５２ 貫通孔
５３ ねじ孔
５４ 軸孔
５５ 曲面
５６ 六角形の内縁
６１ 縦ボルト
６２ 横ボルト
６３ ウェッジ
７０、９０ 集合体
９１ エンクロージャ
９２ ラジエータ

Claims (3)

1. 内燃エンジンのラジエータを冷却する方法であって、
   各ファンアセンブリは、ハウジングを有しており、このハウジングは、それに回転可能に連結されたファンブレードを備える内面と、六角形を形成している６つの側面を有する外面とを有する複数のファンアセンブリを用意するステップと、
   前記複数のファンアセンブリの集合体を形成するために、第１のファンアセンブリの第１の側面を、第２のファンアセンブリの第１の側面に隣接して配置し、第３のファンアセンブリの第１の側面を、前記第１のファンアセンブリの第２の側面に隣接して配置し、そして、前記第３のファンアセンブリの第２の側面を、前記第２のファンアセンブリの第２の側面に隣接して配置するステップと、
   ラジエータにおける空気流を制御して、このラジエータを冷却するために、前記ファンアセンブリの集合体を、ラジエータに隣接して配置するステップとを含む方法。
2. 前記第１のファンアセンブリの第１の側面を、前記第２のファンアセンブリの第１の側面と相互に連結する、請求項１に記載の方法。
3. 前記第３のファンアセンブリの第１の側面を、前記第１のファンアセンブリの第２の側面と相互に連結する、請求項２に記載の方法。

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