JP2016055712A - ファンシュラウド - Google Patents

Abstract

【課題】ファンによって送り出される空気流の方向を適切に設定できるファンシュラウドを提供すること。【解決手段】ラジエータ２を通してファン３に吸い込まれる空気流を導くファンシュラウド１０であって、ファン３の周りを取り囲む筒状のシュラウドリング１２を備え、シュラウドリング１２はファン３の回転軸Ｏ方向についてファン３の周りを覆うかぶり量Ｃを部分的に小さくした切り欠き部１３を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器を通してファンに吸い込まれる空気流を導くファンシュラウドに関する。

水冷式エンジンを搭載する車両では、ラジエータ、ファンシュラウド、ファン、及びエンジンが並んで設けられている。

特許文献１には、自動車用内燃機関（エンジン）によって回転駆動されるファンと、ファンに吸い込まれる空気流をラジエータ（熱交換器）を通して導くファンシュラウドと、を備えるファン装置が開示されている。

上記ファン装置は、温度に応じてファンの駆動軸を伸縮させる感熱作動手段を備える。感熱作動手段は、その温度が上昇するのに伴って伸長し、ファンをファンシュラウド内に入り込むように移動させるようになっている。これにより、高温時には、ファンに対するファンシュラウドのかぶり量（ファンの回転軸方向についてファンシュラウドがファンの周りを覆う長さ）が大きくなり、ラジエータに導かれる空気量が増やされる。

実開平５−３８３２５号公報

近年、自動車では、車室内空間が拡大されるのに伴って、エンジンルームの空間が縮小される傾向にある。エンジンルームにおけるファンとエンジンとの間に設けられる空間が比較的に小さい車両にあっては、走行停止時にファンによって送り出される空気流がエンジンに当たってファンシュラウドの外側からラジエータに回り込むことがある。この場合に、エンジンの輻射熱を受けて温度上昇した空気流がラジエータに導かれるため、ラジエータの冷却効果が低下する。

しかしながら、従来のファンシュラウドにあっては、ファンの回転周方向について一定のかぶり量を持つため、ファンによって送り出される空気流の方向を適切に設定することができず、ファンによって送り出される空気流がエンジンに当たってファンシュラウドの外側からラジエータに回り込むことを抑えられないという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ファンによって送り出される空気流の方向を適切に設定できるファンシュラウドを提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、熱交換器を通してファンに吸い込まれる空気流を導くファンシュラウドであって、回転するファンの周りを取り囲む筒状のシュラウドリングを備え、シュラウドリングはファンの回転軸方向についてファンの周りを覆うかぶり量を部分的に小さくした切り欠き部を有することを特徴とするファンシュラウドが提供される。

上記態様によれば、回転するファンによって送り出される空気流は、筒状のシュラウドリングによってファンの回転軸方向へと導かれるとともに、その一部がシュラウドリングに開口した切り欠き部によってファンの回転半径方向へと導かれる。このため、シュラウドリングに開口する切り欠き部の位置に応じてファンによって送り出される空気流の方向を適切に設定することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両のエンジンルーム内を示す平面図である。 ファンシュラウドの一態様を示す斜視図である。 ファンシュラウドを示す背面図である。 ファンシュラウドの他の態様を示す背面図である。 ファンシュラウドの他の態様を示す背面図である。 ファンシュラウドの他の態様を示す背面図である。 ファンシュラウドの他の態様を示す背面図である。 ファンシュラウドの他の態様を示す背面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、車両の前後方向を単に前後方向と称し、車幅方向を左右方向と称して説明する。

図１は、本実施形態に係る車両の概略構成を示す上方から見た平面図である。車両のエンジンルーム１内には、ラジエータ２、ファンシュラウド１０、ファン３、及びエンジン４が前後方向に並んで設けられる。

ラジエータ２は、エンジン４との間で冷却液（媒体）を循環させ、冷却液の熱を大気に放出する熱交換器である。車両には、ラジエータ２に限らず、オイルクーラ、インタクーラ、コンデンサなどの熱交換器を搭載してもよい。

ファン３は、回転軸Ｏを中心に放射状に延びる複数の羽根（図示省略）を有する。ファン３は、回転軸Ｏを中心に回転することで空気流を回転軸Ｏに沿って送り出す軸流ファンである。

ファン３は、エンジン４の前部に設けられるファン軸５に連結され、エンジン４の動力によって回転駆動される。なお、これに限らず、ファン３は、電動モータによって回転駆動される構成としてもよい。

ファンシュラウド１０は、ラジエータ２の背後に取り付けられ、ファン３に吸い込まれる空気流をラジエータ２を通して導くようになっている。

図２は、ファンシュラウド１０を示す斜視図である。ファンシュラウド１０は、ラジエータ２の背後に面する箱状のシュラウド壁１１と、シュラウド壁１１から後方に突出してファン３を包囲する筒状のシュラウドリング１２と、を有する。

ファンシュラウド１０は、樹脂により一体に成型される。なお、これに限らず、ファンシュラウド１０は、金属によって形成してもよい。

シュラウド壁１１は、略矩形の枠状に延びる開口枠部１１Ａを有する。開口枠部１１Ａは、ラジエータ２のコア部（放熱部）の開口端を包囲するように取り付けられる。これにより、シュラウド壁１１は、ファンシュラウド１０内を流れる空気流をラジエータ２のコア部を通過させる流路壁として機能する。

シュラウドリング１２は、ファン３の回転軸Ｏを中心とする円筒状に形成される。シュラウドリング１２は、ファン３の羽根の周りを取り囲むように配置される。これにより、シュラウドリング１２は、ファン３の回転半径方向に拡がって流れようとする空気流をファン３の回転軸方向に導く流路壁として機能する。

シュラウドリング１２の先端１２Ａは、ファン３の回転軸Ｏを中心とする円弧に沿って形成される。シュラウドリング１２の先端１２Ａは、ファン３の羽根の先端３Ａに対峙するように配置される。

ファン３の先端３Ａがシュラウドリング１２によって覆われるファン３の回転軸Ｏ方向の長さＣ（図１参照）を、ファン３に対するシュラウドリング１２のかぶり量とする。シュラウドリング１２のかぶり量Ｃを変えることにより、ラジエータ２を通過する空気量が調整される。

シュラウドリング１２には、その先端１２Ａを部分的に切り欠いた切り欠き部１３が形成される。切り欠き部１３は、エンジンルーム１の壁面に沿ってシュラウドリング１２に開口する。

切り欠き部１３は、シュラウドリング１２の先端１２Ａに対して前方に配置される開口端１３Ａを有する。切り欠き部１３の開口端１３Ａは、ファン３の回転軸Ｏを中心とする円弧に沿って形成される。

シュラウドリング１２は、切り欠き部１３が開口することによってシュラウドリング１２のかぶり量Ｃが部分的に小さくなり、ファン３によって送り出される空気流を切り欠き部１３からファン３の回転半径方向に導くようになっている。

切り欠き部１３の開口幅Ｂ（図１参照）は、シュラウドリング１２の先端１２Ａと切り欠き部１３の開口端１３Ａとの間に設けられる回転軸Ｏ方向の長さである。切り欠き部１３の開口幅Ｂに応じて、シュラウドリング１２の切り欠き部１３が開口する部位のかぶり量Ｃが変わり、切り欠き部１３からファン３の回転半径方向に導かれる空気流量が調整される。

図３は、ファンシュラウド１０の背面図である。切り欠き部１３は、シュラウドリング１２の上方向及び右方向に向いた領域に形成される。切り欠き部１３は、ファン３の回転軸Ｏと交差する垂直線Ｐと、ファン３の回転軸Ｏと交差する水平線Ｌとによって仕切られる、ファン３の回転軸Ｏを中心とする９０度の角度範囲に形成される。ファン３は矢印Ｒで示す方向に回転し、ファンシュラウド１０は切り欠き部１３から流出する空気流がエンジンルーム１において矢印Ａ３で示すように右方向に向かう構成とする。なお、シュラウドリング１２に切り欠き部１３が開口する角度範囲は、９０度に限らず、要求される空気流の流出方向及び流出量に応じて任意に設定される。

次に、ファンシュラウド１０の作用について説明する。

エンジン４の運転時に、回転するファン３に吸い込まれる空気流は、ファンシュラウド１０に導かれることにより、図１に矢印Ａ１で示すようにラジエータ２を通過する。回転するファン３によって送り出される空気流は、シュラウドリング１２に導かれることにより、図１に矢印Ａ２で示すように後方に流れてエンジン４へと向かう。

エンジンルーム１において、ファン３とエンジン４との間に設けられる空間が小さい車両にあっては、走行停止時にファン３によって後方に送り出される空気流がエンジン４に当たってファンシュラウド１０の外側からラジエータ２に回り込む流れが生じることがある。この場合に、エンジン４の輻射熱を受けて温度上昇した空気流がラジエータ２に導かれるため、ラジエータ２の冷却効果が低下する。

これに対処して、ファンシュラウド１０にはシュラウドリング１２の先端１２Ａを部分的に切り欠いて切り欠き部１３が形成される。これにより、ファン３によって送り出される空気流の一部が切り欠き部１３から矢印Ａ３で示すようにファン３の回転半径方向に導かれてエンジンルーム１の外部へと排出される。こうして、車両の走行停止時にエンジン４に当たる空気流量が減少することにより、エンジン４の輻射熱を受けて温度上昇した空気流がラジエータ２に導かれることが抑えられ、ラジエータ２の冷却効果を高められる。

ファンシュラウド１０は、シュラウドリング１２に開口する切り欠き部１３の位置に応じて、エンジンルーム１において切り欠き部１３によって導かれる空気流の流れ方向が設定される。

エンジンルーム１には、エンジン４の補機などの部品（図示省略）が設けられている。切り欠き部１３が部品の間に設けられる空間に臨むように開口することにより、切り欠き部１３から流出する空気流を部品の間を通してエンジンルーム１の外部へと排出することができる。

図２、図３は、切り欠き部１３がシュラウドリング１２の上方向及び右方向に向いた領域に開口し、切り欠き部１３から流出する空気流が矢印Ａ３で示すようにエンジンルーム１の右方向に排出される例を示している。

なお、上述した構成に限らず、図４に示すように、切り欠き部１４がシュラウドリング１２の下方向及び左方向に向いた領域に形成され、切り欠き部１４から流出する空気流が矢印Ａ４で示すように左方向に排出される構成としてもよい。

また、図５に示すように、シュラウドリング１２の上方向及び右方向に向いた領域に切り欠き部１３が形成されるとともに、シュラウドリング１２の下方向及び左方向に向いた領域に切り欠き部１４が形成される構成としてもよい。切り欠き部１３と切り欠き部１４とは、ファン３の回転軸Ｏについて対称的に形成される。この場合には、切り欠き部１３から流出する空気流が矢印Ａ３で示すように右方向に排出され、切り欠き部１４から流出する空気流が矢印Ａ４で示すように左方向に排出される。

また、図６に示すように、切り欠き部１５がシュラウドリング１２の右方向及び下方向及に向いた領域に形成され、切り欠き部１５から流出する空気流が矢印Ａ５で示すように下方向に排出される構成としてもよい。

また、図７に示すように、切り欠き部１６がシュラウドリング１２の左方向及び上方向及に向いた領域に形成され、切り欠き部１６から流出する空気流が矢印Ａ６で示すように上方向に排出される構成としてもよい。

また、図８に示すように、シュラウドリング１２の右方向及び下方向に向いた領域に切り欠き部１５が形成されるとともに、シュラウドリング１２の左方向及び上方向に向いた領域に切り欠き部１６が形成される構成としてもよい。切り欠き部１５と切り欠き部１６とは、ファン３の回転軸Ｏについて対称的に形成される。この場合には、切り欠き部１５から流出する空気流が矢印Ａ５で示すように下方向に排出され、切り欠き部１６から流出する空気流が矢印Ａ６で示すように上方向に排出される。

次に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態によれば、ファンシュラウド１０は、回転するファン３の周りを取り囲む筒状のシュラウドリング１２を備え、シュラウドリング１２はファン３の回転軸Ｏ方向についてファン３の周りを覆うかぶり量Ｃを部分的に小さくした切り欠き部１３を有する構成とする。

上記構成に基づき、ファン３によって送り出される空気流は、筒状のシュラウドリング１２によってファン３の回転軸Ｏ方向へと導かれるとともに、その一部がシュラウドリング１２に開口した切り欠き部１３によってファン３の回転半径方向へと導かれる。このため、シュラウドリング１２に開口する切り欠き部１３の位置に応じてファン３によって送り出される空気流の方向を適切に設定することが可能となる。

ファンシュラウド１０は、シュラウドリング１２の形状によってファン３によって送り出される空気流の方向が設定されることにより、ファン３の下流側に空気流を導くガイド部材などを設ける必要がなく、構造の複雑化を招かない。

また、ファンシュラウド１０は、シュラウドリング１２はファン３の回転軸Ｏを中心とする円弧に沿って形成される先端１２Ａを有し、切り欠き部１３は先端１２Ａを切り欠いて形成される構成とする。

上記構成に基づき、シュラウドリング１２は先端１２Ａに開口する切り欠き部１３によってファン３の周りを覆うかぶり量Ｃが部分的に小さく形成されるため、ファン３によって送り出される空気流が切り欠き部１３によってファン３の回転半径方向へと導かれる。

また、ファンシュラウド１０は、対の切り欠き部１３、１４又は対の切り欠き部１５、１６がファン３の回転軸Ｏについて対称的に形成される構成とする。

上記構成に基づき、回転するファン３によって送り出される空気流の一部は対の切り欠き部１３、１４又は対の切り欠き部１５、１６からファン３の回転半径方向に導かれ、ファン３によって送り出される空気流を２方向に設定することが可能となる。そして、ファン３によって送り出される空気流がシュラウドリング１２を介して回転軸Ｏについて対称的に流れることにより、ファン３の送風が円滑に行われる。

また、ファンシュラウド１０は、車両のエンジンルーム１においてエンジン４とラジエータ２（熱交換器）との間に設けられ、シュラウドリング１２の先端１２Ａがエンジン４に対向するように配置され、切り欠き部１３がファン３によって送り出される空気流をエンジンルーム１の壁面に沿って導く構成とする。

上記構成に基づき、ファン３によって送り出される空気流がシュラウドリング１２によってエンジン４に向かうように導かれるとともに、切り欠き部１３によってエンジンルーム１の壁面に沿って導かれ、エンジン４に向かう空気流量が減少する。車両の走行停止時には、ファン３によって送り出される空気流がエンジン４に当たった後にファンシュラウド１０の外側からラジエータ２に回り込むことが抑えられる。これにより、ラジエータ２を通過する空気温度が上昇することが抑えられ、ラジエータ２の熱交換効率を高められる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本発明は、車両に搭載されるファンシュラウドとして好適であるが、車両以外に使用されるファンシュラウドにも適用できる。

１ エンジンルーム
２ ラジエータ（熱交換器）
３ ファン
４ エンジン
１０ ファンシュラウド
１２ シュラウドリング
１２Ａ 先端
１３〜１６ 切り欠き部

Claims (4)

1. 熱交換器を通してファンに吸い込まれる空気流を導くファンシュラウドであって、
   回転する前記ファンの周りを取り囲む筒状のシュラウドリングを備え、
   前記シュラウドリングは前記ファンの回転軸方向について前記ファンの周りを覆うかぶり量を部分的に小さくした切り欠き部を有することを特徴とするファンシュラウド。
2. 請求項１に記載のファンシュラウドであって、
   前記シュラウドリングは前記ファンの回転軸を中心とする円弧に沿って形成される先端を有し、
   前記切り欠き部は前記シュラウドリングの先端を切り欠いて形成されることを特徴とするファンシュラウド。
3. 請求項１又は２に記載のファンシュラウドであって、
   前記シュラウドリングは対の前記切り欠き部を有し、
   対の前記切り欠き部は前記ファンの回転軸について対称的に形成されることを特徴とするファンシュラウド。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載のファンシュラウドであって、
   車両のエンジンルームにおいて前記シュラウドリングの先端がエンジンに対向するように設けられ、
   前記切り欠き部が前記ファンによって送り出される空気流を前記エンジンルームの壁面に沿って導くことを特徴とするファンシュラウド。

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