JP3769876B2 - Electric fan device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ラジエータやカーエアコン用コンデンサ等に装着され、モータにて冷却風をラジエータ等に通過させるとともにコントローラにてモータ回転数を制御する電動ファン装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6には、一般的な自動車用ラジエータ40およびラジエータ40に冷却風を送るための電動ファン装置41の一例を示す。電動ファン装置41は、ファンモータ42と、ファンブレード43と、モータ回転数制御用コントローラ44とを備えている。より詳しくは、冷却風の下流側においてファンモータ42が支持され、ファンモータ42の駆動にてファンブレード43が回転して冷却風Wを発生させる。ここで、ファンブレード43は、電動ファン装置41の省スペース化を図るべく、円筒状のファンボス43aおよびファンボス43aから延びる羽根43bを有する構造とし、ファンボス43a内にファンモータ42の一部を収納している。
【0003】
一方、箱型のモータ回転数制御用コントローラ44は、基端部44aがファンモータ42のエンドフレーム42a外周部に固定されるとともに、先端側の放熱部44bがファンモータ42のエンドフレーム42a外周部から外周側に突出している。そして、コントローラ44の内部にはパワートランジスタ等が収納され、このパワーデバイスの発する熱が放熱部44bにおいて冷却風Wと接触して放熱される。
【0004】
又、放熱部44bは、その放熱効果を高めるべく冷却風Wとの接触面積を増加させるために放熱フィン44cが形成されている。
さらに、ファンブレード43の回転によって発生する冷却風Wの流速は、該ファンブレード43の径方向外側となるほど速いので、放熱効果を高めるためには、放熱フィン44cをより外側に配置することが望ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、放熱フィン44cを外側に配置すると、風速が速くなることに起因して冷却風Wが放熱フィン44cを通過する際に発生する騒音も大きくなってしまう。
【0006】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、放熱フィンから発生する騒音を抑制することができる電動ファン装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、図5に示すように、放熱フィンの外端位置と騒音との関係において、ファンボスの外周部から羽根先端部までの間における中間位置(図5でのL1/2)よりも外側領域では騒音が大きいが、それに比べ内側領域では騒音が小さくなることを見出した。
【0008】
そこで、請求項1に記載の電動ファン装置は、箱型をなし、その基端部がファンモータにおける冷却風の下流側端面外周部に固定されるとともに、先端側がファンモータの下流側端面外周部から外周側に突出するモータ回転数制御用コントローラと、
モータ回転数制御用コントローラの突出部に形成され、羽根の径方向における中心の軌跡よりも内方に位置する放熱フィンと
を備えたことを特徴としている。
【0009】
このような構成を採用することにより、放熱フィンには冷却風が当たるが、この放熱フィンから発生する騒音は、放熱フィンが羽根の径方向における中心の軌跡よりも内方に位置することから、図5にて説明したように低く抑えられる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
本実施形態の電動ファン装置は、空冷式車載熱交換器としての自動車用ラジエータに装着されている。
【0012】
図1には、自動車のフロントグリル部に配置されるラジエータ1、及び、ラジエータ1に冷却風Wを送るための電動ファン装置2の平面図を示す。
図2は、図1のラジエータ1及び電動ファン装置2を後方から見た図である(図1のA矢視図)である。
【0013】
図1,2に示すように、ラジエータ1の背面にはシュラウド3が設けられている。シュラウド3はファンカバー4とシュラウドステー5とを有している。円筒状のファンカバー4はラジエータ1の背面に固定されるとともに、ラジエータ1の背面でのファンカバー4の外周部からラジエータ1の後方(即ち、冷却風Wの下流側)にシュラウドステー5が延設されている。より詳しくは、シュラウドステー5は4つの脚部6a,6b,6c,6dとモータ支持プレート部7とを有し、脚部6a,6b,6c,6dの一端がラジエータ1の背面に固定され、他端にモータ支持プレート部7が一体形成されている。
【0014】
シュラウドステー5のモータ支持プレート部7にはモータ挿入孔8(図2参照)が形成され、このモータ挿入孔8には、円柱状のファンモータ9が挿入されている。又、図2に示すように、ファンモータ9の外周面には、径方向外側に突出する3つの取付ブラケット10(図2において、その2つを示す)が等角度間隔に形成され、各取付ブラケット10がシュラウド3のモータ支持プレート部7に対してボルト11にて固定されている。
【0015】
又、図1に示すように、ファンモータ9は、後端部(エンドプレート)が冷却風Wの下流側を向くとともに、出力軸12がラジエータ1に向いている。この出力軸12にはファンブレード13が駆動連結され、同ファンブレード13は前述のシュラウド3のファンカバー4の内部に位置している。このファンブレード13は、ファンボス13aと羽根13bとからなる。ファンボス13aは略円筒状に形成され、ファンモータ9の先端側を覆うように配置され、かつ出力軸12が駆動連結されている。ファンボス13aの外周面からは、複数枚(本実施の形態では、図2に示すように5枚)の羽根13bが等角度間隔に、かつ、外方に延びている。尚、羽根13bは、先端側に向かうほど円周方向に拡大された形状となっている。そして、ファンモータ9の駆動によりファンブレード13が回転し、羽根13bの回転により、ラジエータ1を通過する冷却風Wが発生する。尚、この冷却風Wは、羽根13bの先端側ほど強い。
【0016】
一方、図1,2に示すように、ファンモータ9の後端部には四角箱状をなすモータ回転数制御用コントローラ(以下、単にコントローラという)14が機械的・電気的に連結されている。より詳しくは、図3に示すように、ファンモータ9の後端部の側面には雌型コネクタ15が設けられるとともに、コントローラ14には雄型コネクタ16が設けられており、コントローラ16の雄コネクタ16をファンモータ9の雌コネクタ15に挿入することにより、両者が電気的に接続される。又、ファンモータ9の後端部(冷却風Wの下流側端面)の外側面には、径方向外側に突出する取付片17,18が設けられるとともに、四角形状のコントローラ14における対向する二辺のうちの一方の辺での両角部には取付用突起部19,20が形成されている。そして、コントローラ14の雄コネクタ16をファンモータ9の雌コネクタ15に挿入した状態で、ボルト21,22が取付片17,18の貫通孔17a,18aを貫通して取付用突起部19,20に形成したネジ孔19a,20aに螺入され、ファンモータ9の後端部にコントローラ15が固定されている。このとき、コントローラ14は、基端部がファンモータ9の後端部に固定されるとともに、先端側がファンモータ9の外周面から外周側に突出することとなる。
【0017】
又、図1,2に示すように、四角形状のコントローラ14の先端部の両角部に先端側取付片26,27が延設されている。一方、前記シュラウド3のモータ支持プレート部7には、各先端側取付片26,27に対応するシュラウド側取付片28,29が延設されている。尚、各取付片26〜29は、板状をなしている。そして、組付ボルト30により先端側取付片26とシュラウド側取付片28が連結固定されるとともに(図1参照)、組付ボルト31により先端側取付片27とシュラウド側取付片29が連結固定されている。このように、コントローラ14は、各先端側取付片26,27がそれぞれ対応したシュラウド取付片28,29に対して組付ボルト30,31にて固定される。
【0018】
前記コントローラ14の内部には、モータ回転数制御回路(図示略)が内蔵され、この回路はパワートランジスタ等を含む各種デバイスにて構成されている。コントローラ14にはコネクタ23が備えられ、モータ回転数制御回路はコネクタ23を介して車載バッテリからの電源電圧の供給を受けるとともにエンジン冷却水温信号等を入力する。そして、モータ回転数制御回路は水温等に応じたファン回転数となるようにファンモータ9をPWM方式により制御するようになっている。このファンモータ9の駆動に伴いファンブレード13が回転して冷却風Wがラジエータ1を通過し、このラジエータ1において、冷却風Wにてウォータジャケットからの高温のエンジン冷却水が冷却され、ウォータジャケットへ戻される。
【0019】
さらに、図4に示すように、コントローラ14におけるファンモータ9から径方向に突出する部位は、放熱部24となっており、具体的には、コントローラ14の前面14aにアルミニウム等よりなる放熱フィン25が形成されている。放熱部24は前述のモータ回転数制御回路の構成素子(パワートランジスタ等)と熱的に結合しており、該素子(パワートランジスタ等)の駆動に伴い発生する熱が放熱部24に伝播してくる。放熱フィン25は、ファンブレード13の径方向に対して直交しかつ冷却風Wの上流側に延びている。このように、放熱フィン25が冷却風Wの流れに沿った方向に延びているので、放熱フィン25に対して冷却風Wが平行に当たるこことなり、冷却風Wの風抜け性は良好なものとなっている。
【0020】
ここで、本実施の形態においては、放熱フィン25の設置位置として、羽根13bの径方向における中心の軌跡よりも内方に位置させている。つまり、図2において、羽根13bの回転に伴い羽根13bの径方向中心位置はLcenterにて示す軌跡を描くが、この軌跡Lcenterよりも内方に放熱フィン25を配置している。
【0021】
図5には、放熱フィン25の外端位置に対する騒音の測定結果を示す。この図5を説明するにあたり、図4において、羽根13bの径方向長さ(いわゆるファン翼長さ)をL1とし、放熱フィン25における最も外側の突起を符号25aにて示す。
【0022】
図5の横軸には、図4の如くファンボス13aの外周面を基準面として、当該基準面からの放熱フィン25における最外突起25aの距離(位置)Lをとり、縦軸には騒音変化をとっている。つまり、L=0がファンボス13aの外周部であり、L=L1が羽根13bの先端部である。
【0023】
なお、図5においてファン回転数は、騒音変化量が最も大きくなる2100rpmである。
この図5から、ファンボス13aの外周部と羽根13b先端部との中間位置、即ち、L1/2よりも外側領域においては、Lが大きくなるほど騒音も増加していることが分かる。これは、放熱フィン25を外側に配置すると風速が速くなることにより騒音も大きくなってしまうためと推測される。一方、L1/2よりも内側領域においては、一定値を示す。
【0024】
よって、本実施の形態のように放熱フィン25の設置位置として羽根13bの径方向における中心の軌跡Lcenterよりも内方に位置させると、騒音低減が図られる。より詳しくは、本例では、放熱フィン25を図5のZ1にて示す領域に配置している。即ち、放熱フィン25の外周側端部を中心軌跡Lcenterの近傍に配置している。
【0025】
上記したように、本実施の形態の電動ファン装置は、以下の特徴を有する。
(イ)コントローラ14の突出部に形成される放熱フィン25の配置として、羽根13bの径方向における中心の軌跡Lcenterよりも内方に位置したので、放熱フィン25を冷却風Wが通過する際に発生する騒音を極力低く抑えることができる。
【0026】
(ロ)特に、放熱フィン25の外周側端部(図4の25a)を前記中心軌跡Lcenterの近傍としたので、羽根13bの回転により発生する冷却風Wの流速は外周側ほど速いことから冷却効率も考慮した装置とすることができる。
【0027】
尚、本発明は上記形態に限定されることはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のようにしてもよい。
(1)上記実施の形態では、放熱フィン25の外周側端部を前記中心軌跡Lcenterの近傍にしたが、コントローラ14を冷却するための十分な冷却風Wが得られれば、必ずしも放熱フィン25の外周側端部を中心軌跡の近傍としなくてもよい。
【0028】
(2)上記実施の形態では、冷却風の通過により熱交換を行う空冷式車載熱交換器としてラジエータ1を想定したが、これに限らず、カーエアコン用コンデンサ等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態におけるラジエータ及び電動ファン装置の平面図。
【図2】 図1のA矢視図。
【図3】 ファンモータとコントローラの分解斜視図。
【図4】 電動ファン装置の一部拡大図。
【図5】 放熱フィンの配置位置による騒音レベルの測定結果を示す図。
【図6】 従来の電動ファン装置の概略構成図。
【符号の説明】
1…ラジエータ、3…シュラウド、9…ファンモータ、12…出力軸、13…ファンブレード、13a…ファンボス、13b…羽根、14…コントローラ、24…放熱部、25…放熱フィン、W…冷却風。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric fan device which is mounted on a radiator for an automobile, a condenser for an air conditioner of an automobile, etc., and allows a cooling air to pass through the radiator or the like by a motor and controls a motor rotation speed by a controller.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows an example of a general
[0003]
On the other hand, the box-type motor
[0004]
Further, the
Further, since the flow velocity of the cooling air W generated by the rotation of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the
[0006]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an electric fan device capable of suppressing noise generated from the heat radiating fins.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 5, the inventors of the present invention have an intermediate position between the outer peripheral portion of the fan boss and the blade tip portion (L1 / 2 in FIG. 5) in the relationship between the outer end position of the radiating fin and the noise. It was found that the noise was louder in the outer region than in the inner region but smaller in the inner region.
[0008]
Therefore, the electric fan device according to
A heat dissipating fin is provided on the projecting portion of the controller for controlling the motor rotational speed and located inward of the central locus in the radial direction of the blade.
[0009]
By adopting such a configuration, cooling air hits the radiating fin, but the noise generated from this radiating fin is located inward from the central locus in the radial direction of the blade, As described with reference to FIG.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The electric fan device of the present embodiment is mounted on an automotive radiator as an air-cooled in-vehicle heat exchanger.
[0012]
In FIG. 1, the top view of the
FIG. 2 is a view of the
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, a
[0014]
A motor insertion hole 8 (see FIG. 2) is formed in the motor support plate portion 7 of the shroud stay 5, and a
[0015]
As shown in FIG. 1, the
[0016]
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, a motor speed control controller (hereinafter simply referred to as a controller) 14 having a square box shape is mechanically and electrically connected to the rear end of the
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, front end
[0018]
A motor rotation speed control circuit (not shown) is built in the
[0019]
Further, as shown in FIG. 4, a portion of the
[0020]
Here, in the present embodiment, the installation position of the radiating
[0021]
In FIG. 5, the measurement result of the noise with respect to the outer end position of the
[0022]
The horizontal axis in FIG. 5 is the distance (position) L of the
[0023]
In FIG. 5, the fan rotation speed is 2100 rpm at which the amount of noise change is greatest.
From FIG. 5, it can be seen that noise increases as L increases at an intermediate position between the outer peripheral portion of the
[0024]
Therefore, noise reduction can be achieved by positioning the
[0025]
As described above, the electric fan device according to the present embodiment has the following characteristics.
(A) Since the
[0026]
(B) Particularly, since the outer peripheral side end portion (25a in FIG. 4) of the radiating
[0027]
In addition, this invention is not limited to the said form, You may make it as follows in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
(1) In the above embodiment, the outer peripheral side end of the radiating
[0028]
(2) In the above embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a radiator and an electric fan device according to an embodiment.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a fan motor and a controller.
FIG. 4 is a partially enlarged view of the electric fan device.
FIG. 5 is a view showing a measurement result of a noise level according to the arrangement position of the radiation fins.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional electric fan device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
円筒状をなし、前記ファンモータの少なくとも一部を覆うように配置され、かつ、前記ファンモータの出力軸に駆動連結されたファンボスと、
前記ファンボスの外周面から外方に延び、回転により冷却風を発生する羽根と、
箱型をなし、その基端部が前記ファンモータにおける冷却風の下流側端面外周部に固定されるとともに、先端側が前記ファンモータの下流側端面外周部から外周側に突出するモータ回転数制御用コントローラと、
前記モータ回転数制御用コントローラの突出部に形成され、前記羽根の径方向における中心の軌跡よりも内方に位置する放熱フィンと
を備えたことを特徴とする電動ファン装置。A fan motor arranged at a close position in an air-cooled in-vehicle heat exchanger that performs heat exchange by passing cooling air;
A fan boss that has a cylindrical shape, is disposed so as to cover at least a part of the fan motor, and is drivingly connected to an output shaft of the fan motor;
Blades extending outward from the outer peripheral surface of the fan boss and generating cooling air by rotation;
This is a box type, and its base end is fixed to the outer peripheral portion of the downstream end surface of the cooling air in the fan motor, and the tip side projects from the outer peripheral portion of the downstream end surface of the fan motor to the outer peripheral side. A controller,
An electric fan device comprising: a heat dissipating fin formed on a protruding portion of the controller for controlling the motor rotational speed and positioned inward of a locus of a center in a radial direction of the blade.
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JPH10339299A JPH10339299A (en) | 1998-12-22 |
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1997
- 1997-06-04 JP JP14677597A patent/JP3769876B2/en not_active Expired - Fee Related
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