JP2013249738A

JP2013249738A - 車両用送風装置

Info

Publication number: JP2013249738A
Application number: JP2012123246A
Authority: JP
Inventors: Koji Mitsuishi; 康志三石; Masanori Yasuda; 真範安田; Kenji Yoshida; 憲司吉田; Takuhiro Iwasaki; 卓洋岩崎
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-12
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: JP5879203B2

Abstract

【課題】騒音を確実に低減することができる車両用送風装置を提供する。
【解決手段】ラジエータ３の空気流れ下流側に配置されるとともに、ラジエータ３に空気を供給する軸流ファン１０を有する送風機１と、送風機１を保持するとともに、ラジエータ３から送風機１に至る空気通路を形成するシュラウド２とを備える車両用送風装置において、送風機１はラジエータ３よりも車両後方側に配置されており、シュラウド２は、空気流れ下流側から空気流れ上流側へ向かって空気通路の車両幅方向寸法が次第に拡大する形状であり、シュラウド２には、空気流れ方向から見たときに軸流ファン１０の径方向最外周部と重合配置されるガイド部４が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラジエータ等の熱交換器に空気を送風する車両用送風装置に関するものである。

従来、ラジエータの車両後方側にシュラウドが配置された車両用送風装置が知られている。シュラウドは、車両前方側に空気の吸込口が設けられており、この吸込口に向かって車両幅方向寸法が次第に拡大する形状になっている。

このような車両用送風装置では、送風ファンとシュラウドとの隙間（チップ隙間）において、下流側から吸込口への空気の逆流が発生する。そして、送風ファンの径方向最外周部近傍で、通常の吸い込み流れと逆流とが干渉することで、騒音が増大するという問題があった。

これに対し、送風ファンとシュラウドとの隙間を複雑な形状、例えばコの字状とすることにより、空気の逆流を低減して、低騒音化を図る技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

米国特許６５０８６２４号明細書

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、空気の逆流を確実に抑制することができないので、通常の吸い込み流れと逆流との干渉の発生もなくすことができない。このため、騒音を確実に低減することができないという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、騒音を確実に低減することができる車両用送風装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、熱交換器（３）の空気流れ下流側に配置されるとともに、熱交換器（３）に空気を供給する軸流ファン（１０）を有する送風機（１）と、送風機（１）を保持するとともに、熱交換器（３）から送風機（１）に至る空気通路を形成するシュラウド（２）とを備える車両用送風装置において、送風機（１）は熱交換器（３）よりも車両後方側に配置されており、シュラウド（２）は、空気流れ下流側から空気流れ上流側へ向かって空気通路の車両幅方向寸法が次第に拡大する形状であり、シュラウド（２）には、空気流れ方向から見たときに軸流ファン（１０）の径方向最外周部と重合配置されるガイド部（４）が設けられていることを特徴としている。

これによれば、シュラウド（２）に、空気流れ方向から見たときに軸流ファン（１０）の径方向最外周部と重合配置されるガイド部（４）を設けることで、シュラウド（２）と軸流ファン（１０）との間の隙間を通って車両後方側から軸流ファン（１０）の吸込側へ回り込む空気流れ（逆流）を確実に抑制できる。このため、騒音を確実に低減することができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用送風装置において、ガイド部（４）における熱交換器（３）と対向する面（４１）は、熱交換器（３）側に向かって突出する円弧状の曲面になっていることを特徴とする。

これによれば、熱交換器（３）の側方を通過した空気がシュラウド（２）に沿って流れて軸流ファン（１０）に吸い込まれるが、ガイド部（４）によって軸流ファン（１０）に吸い込まれる空気の流れ方向が変化する。このとき、ガイド部（４）における熱交換器（３）と対向する面（４１）を円弧状の曲面とすることで、軸流ファン（１０）に吸い込まれる空気の流れ方向を、軸流ファン（１０）の回転軸と平行な方向、すなわち空気流れの乱れが発生し難い方向へ近づけることができる。このため、騒音をより確実に低減することができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載の車両用送風装置において、ガイド部（４）における送風機（１）と対向する面（４３）は、熱交換器（３）側に向かって突出する円弧状の曲面になっていることを特徴とする。

これによれば、シュラウド（２）と送風機（１）との間の隙間を通って車両後方側から軸流ファン（１０）の吸込側へ回り込む空気の流れ方向を、ガイド部（４）における送風機（１）と対向する面（４３）により変化させて、シュラウド（２）に沿って流れて軸流ファン（１０）に吸い込まれる空気の流れ方向と近似させることができる。これにより、シュラウド（２）と送風機（１）との間の隙間を通って車両後方側から軸流ファン（１０）の吸込側へ回り込む空気流れと、シュラウド（２）に沿って流れて軸流ファン（１０）に吸い込まれる空気流れとが、互いに干渉して騒音が発生することを抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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実施形態における車両用送風装置置の断面構成を示す図である。ガイド部の厚みｔと騒音レベルとの関係を示す特性図である。Ｈ／Ｌと騒音レベルとの関係を示す特性図である。第２実施形態における車両用送風装置置の断面構成を示す図である。他の実施形態における車両用送風装置置の断面構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（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３に基づいて説明する。本第１実施形態の車両用送風装置は、車両の前端部に搭載されている。

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とシュラウド２とを備えている。

送風機１は、図示しないエンジン（内燃機関）の冷却水と外気とを熱交換させて冷却水を冷却するラジエータ３に空気を供給する軸流ファン１０を有している。また、送風機１は、ラジエータ３の車両後方側かつ空気流れ下流側に配置されている。なお、ラジエータ３が本発明の熱交換器に相当しており、冷却水が熱媒体に相当している。

シュラウド２は、樹脂製（例えば、ガラス繊維入りポリプロピレン）であって、送風機１を保持するとともに、ラジエータ３から送風機１に至る空気通路を形成するものである。また、シュラウド２は、空気流れ下流側から空気流れ上流側へ向かって空気通路の車両幅方向寸法が次第に拡大する形状である。

本実施形態では、シュラウド２は、円筒状、すなわちリング状のリング部２１と、ラジエータ３の背面側の空間をリング部２１まで滑らかな流路によって接続する平面部２２とを有している。そして、リング部２１および平面部２２等の各部分が全て一体となるように形成されている。

リング部２１は、環状内部において、軸流ファン１０のブレード１１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いる。平面部２２は、空気流れ下流側から空気流れ上流側へ向かって、つまり車両後方側から車両前方側へ向かって車両幅方向寸法が次第に拡大する形状である。

シュラウド２におけるリング部２１と平面部２２との接続部近傍には、空気流れ方向から見たときに軸流ファン１０のブレード１１の径方向最外周部と重合配置されるガイド部４が設けられている。つまり、ガイド部４は、軸流ファン１０のブレード１１の径方向最外周部を覆うように設けられている。ガイド部４と軸流ファン１０のブレード１１の径方向最外側部との間には、隙間が設けられている。本例では、ガイド部４は、シュラウド２と別体として構成されている。

ガイド部４におけるラジエータ３と対向する面４１は、ラジエータ３側（車両前方側）に向かって突出する円弧状の曲面になっている。換言すると、ガイド部４の空気流れ方向（軸流ファン１０の回転軸方向）に平行な断面における車両前方側断面形状は、車両前方側に向かって凸状の略円弧状に形成されている。

シュラウド２とガイド部４との接続部におけるラジエータ３と対向する面４２は、送風機１側（車両後方側）に向かって突出する円弧状の曲面になっている。換言すると、シュラウド２とガイド部４との接続部の空気流れ方向に平行な断面における車両前方側断面形状は、車両後方側に向かって凸状の略円弧状に形成されている。

本実施形態の車両用送風装置は、シュラウド２とガイド部４とが滑らかに接続された構成になっている。具体的には、シュラウド２とガイド部４との接続部におけるラジエータ３と対向する面４２の円弧状の半径は、ガイド部４におけるラジエータ３と対向する面４１の円弧状の半径以上の大きさになっている。つまり、ラジエータ３側から見た際に、シュラウド２とガイド部４とが滑らかに接続されている。

ガイド部４における送風機１と対向する面４３は、ラジエータ３側に向かって突出する円弧状の曲面になっている。換言すると、ガイド部４の空気流れ方向に平行な断面における車両後方側断面形状は、車両前方側に向かって凸状の略円弧状に形成されている。

以上説明したように、本実施形態の車両用送風装置では、シュラウド２に、空気流れ方向から見たときに軸流ファン１０の径方向最外周部と重合配置されるガイド部４を設けることで、シュラウド２と軸流ファン１０との間の隙間を通って車両後方側から軸流ファン１０の吸込側へ回り込む空気流れ（逆流）を確実に抑制できる。このため、騒音を確実に低減することができる。

ところで、ラジエータ３の側方を通過した空気がシュラウド２に沿って流れて軸流ファン１０に吸い込まれるが、ガイド部４によって軸流ファン１０に吸い込まれる空気の流れ方向が変化する。このとき、本意実施形態のように、ガイド部４におけるラジエータ３と対向する面４１を円弧状の曲面とすることで、シュラウド２に沿って流れて軸流ファン１０に吸い込まれる空気（本流）の流れ方向を、軸流ファン１０の回転軸と平行な方向、すなわち空気流れの乱れが発生し難い方向へ近づけることができる。このため、騒音をより確実に低減することができる。

また、ガイド部４における送風機１と対向する面４３を、ラジエータ３側に向かって突出する円弧状の曲面とすることで、シュラウド２と軸流ファン１０との間の隙間を通って車両後方側から軸流ファン１０の吸込側へ回り込む空気（逆流）の流れ方向を、ガイド部４における送風機１と対向する面４３により変化させて、シュラウド２に沿って流れて軸流ファン１０に吸い込まれる空気（本流）の流れ方向と近似させることができる。これにより、本流と逆流とが互いに干渉して騒音が発生することを抑制できる。

また、シュラウド２とガイド部４とを滑らかに接続することで、ラジエータ３の側方を通過してシュラウド２の平面部２２に沿って流れる空気がガイド部４に衝突して空気流れが乱れることを抑制できる。

ところで、ガイド部４におけるラジエータ３に最も近い部位とラジエータ３から最も遠い部位との間の空気流れ方向の距離を、ガイド部４の厚みｔという。また、ガイド部４におけるラジエータ３に最も近い部位とラジエータ３との間の空気流れ方向の距離を第１距離Ｈといい、送風機１のブレード１１とラジエータ３との間の空気流れ方向の距離を第２距離Ｌという。

ここで、本実施形態の車両用送風装置において、ＪＩＳＢ８３４９に規定された方法で騒音レベルの測定を行った。具体的には、ガイド部４の厚みｔと騒音レベルとの関係を求めた。なお、本実施形態では、ガイド４の厚みｔは、ガイド部４におけるラジエータ３に最も近い部位と、ガイド部４におけるシュラウド２からの車両幅方向の距離が最大となり、かつラジエータ３から最も遠い部位との距離ということもできる。

図２にその結果を示す。図２に示すように、ガイド部４の厚さｔが３ｍｍ以上になると騒音レベルが１．５ｄＢより小さくなる。このため、ガイド部４の厚さｔを３ｍｍ以上とすることが望ましい。さらに、ガイド部４の厚さｔを３ｍｍ以上５．５ｍｍ以下の範囲とすることがより望ましい。

続いて、第２距離Ｌを２０ｍｍ以上とした本実施形態の車両用送風装置において、ＪＩＳＢ８３４９に規定された方法で騒音レベルの測定を行った。具体的には、第１距離Ｈおよび第２距離Ｌと騒音レベルとの関係を求めた。

図３にその結果を示す。なお、図３の横軸は第１距離Ｈを第２距離Ｌで除した値（Ｈ／Ｌ）である。また、図３中の黒丸は、ガイド部４が設けられていない従来の車両用送風装置の騒音レベルを示している。

図３に示すように、Ｈ／Ｌが０．４５以上０．７０以下の範囲になると騒音レベルが１．５ｄＢより小さくなり、さらにＨ／Ｌが０．５０以上０．６５以下の範囲になると騒音レベルが１．０ｄＢより小さくなる。このため、Ｈ／Ｌを０．４５以上０．７０以下の範囲とすることが望ましく、Ｈ／Ｌを０．５０以上０．６５以下の範囲とすることがより望ましい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、ガイド部４に、軸流ファン１０の回転軸方向に平行な平坦面４４を設けた点が異なっている。

図４に示すように、ガイド部４におけるシュラウド２から最も遠い部位には、送風機１の空気流れ方向（車両前後方向）、すなわち軸流ファン１０の回転軸方向に平行な平坦面４４が設けられている。平坦面４４における車両後方側の端部は、送風機１と対向する円弧状の曲面４３に接続されている。

本実施形態によれば、ラジエータ３の側方を通過してシュラウド２に沿って流れる空気の流れ方向を、ガイド部４の平坦面４４によって、軸流ファン１０の回転軸と平行な方向に変化させる、すなわち軸流化することができる。したがって、ラジエータ３の側方を通過してシュラウド２に沿って流れる空気が軸流ファン１０に吸い込まれる際に、空気流れの乱れが発生することを抑制できるので、騒音を確実に低減することができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上記各実施形態では、シュラウド２の平面部２２を、空気流れ下流側から空気流れ上流側へ向かって車両幅方向寸法が次第に拡大する形状とした例について説明したが、平面部２２の形状はこれに限定されない。

例えば、図５に示すように、平面部２２を、車両幅方向にほぼ平行（車両前後方向に対してほぼ垂直）となるように形成してもよい。これによれば、シュラウド２の平面部２２において空気通路の断面積を略一定とすることができるので、空気を均等に流通させることができる。

（２）上記各実施形態では、ガイド部４をシュラウド２と別体として構成した例について説明したが、これに限らず、例えば射出成形によりガイド部４をシュラウド２と一体に形成してもよい。

（３）上記各実施形態では、送風機１の車両前方側に設ける熱交換器としてラジエータ３を採用した例について説明したが、これに限らず、熱交換器として、冷凍サイクル内を循環する冷媒と空気とを熱交換して冷媒を放熱させる放熱器を採用してもよい。また、ラジエータ３の車両前方側に放熱器が設けられていてもよい。

１送風機
２シュラウド
３ラジエータ（熱交換器）
４ガイド部

Claims

熱交換器（３）の空気流れ下流側に配置されるとともに、前記熱交換器（３）に空気を供給する軸流ファン（１０）を有する送風機（１）と、
前記送風機（１）を保持するとともに、前記熱交換器（３）から前記送風機（１）に至る空気通路を形成するシュラウド（２）とを備える車両用送風装置であって、
前記送風機（１）は前記熱交換器（３）よりも車両後方側に配置されており、
前記シュラウド（２）は、空気流れ下流側から空気流れ上流側へ向かって前記空気通路の車両幅方向寸法が次第に拡大する形状であり、
前記シュラウド（２）には、空気流れ方向から見たときに前記軸流ファン（１０）の径方向最外周部と重合配置されるガイド部（４）が設けられていることを特徴とする車両用送風装置。
前記ガイド部（４）における前記熱交換器（３）と対向する面（４１）は、前記熱交換器（３）側に向かって突出する円弧状の曲面になっ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。
前記シュラウド（２）と前記ガイド部（４）とが滑らかに接続された構成になっていることを特徴とする請求項２に記載の車両用送風装置。
前記ガイド部（４）における前記送風機（１）と対向する面（４３）は、前記熱交換器（３）側に向かって突出する円弧状の曲面になっていることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用送風装置。
前記ガイド部（４）における前記熱交換器（３）に最も近い部位と前記熱交換器（３）から最も遠い部位との間の空気流れ方向の距離が、３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用送風装置。
前記軸流ファン（１０）と前記熱交換器（３）との間の空気流れ方向の距離（Ｌ）が２０ｍｍ以上であり、
前記ガイド部（４）と前記熱交換器（３）との間の空気流れ方向の距離（Ｈ）、および前記軸流ファン（１０）と前記熱交換器（３）との間の空気流れ方向の距離（Ｌ）が、０．４５≦Ｈ／Ｌ≦０．７０の関係を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用送風装置。