JP4259248B2

JP4259248B2 - 送風機およびこれを用いた熱交換装置。

Info

Publication number: JP4259248B2
Application number: JP2003328057A
Authority: JP
Inventors: 卓洋岩崎; 信一織田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: DE112004001723B4; GB2419380B; GB0603240D0; GB2419380A; KR20060061372A; JP2005090441A; KR100791674B1; CN1853046A; US7462013B2; US20060147302A1; DE112004001723T5; CN1853046B; WO2005028875A1

Description

本発明は、送風機に関するもので、車両用ラジエータやコンデンサに冷却風を送風する送風機に適用して有効である。

車両用ラジエータやコンデンサに冷却風を送風する送風機は、空気の流れを発生させる軸流方式の羽根車、この羽根車を回転させる電動モータ、および羽根車の周りを覆うように囲んで羽根車から吹き出された空気が羽根車に吸引されてしまうことを防止するシュラウド等から構成されている。

そして、羽根車から吹き出された空気が再び羽根車に吸引されてしまうことを確実に防止するためには、羽根車の羽根の先端とシュラウドの内壁との隙間寸法をできる限り小さくすることが望ましい。

ところで、車両用ラジエータやコンデンサ等の熱交換器は、冷却風をなす外気をより多く取り込むために、通常、車両の前端側に搭載されているので、冷却風と共に雨水や雪等が送風機に流れ込み、羽根車やシュラウドが被水し易い。

そして、夜間停車時等の長時間に渡って送風機を停止させると、羽根車やシュラウドの表面に付着した水滴が重力にて下方側に集合して溜まるが、冬期間のごとく、気温が低いときには、溜まった水滴が羽根の先端とシュラウドとを繋ぐように凍ってしまい、羽根車が回転することができなくなってしまうという問題（以下、この問題を凍結ロックと呼ぶ。）が発生してしまう。

特に、羽根車の羽根に、羽根の先端を繋ぐ環状のリングが設けられている場合には、シュラウドの下端側を中心に比較的に広い範囲に渡ってリングとシュラウドとが凍結固着してしまうので、凍結ロックの問題が顕著に発生する。

本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な送風機を提供し、第２には、凍結ロック現象が発生することを未然に防止することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、空気の流れを発生させる羽根車（１ａ）と、羽根車（１ａ）を回転させる駆動源（１ｂ）と、羽根車（１ａ）の周りを覆うように囲むシュラウド（１ｃ）とを有し、
羽根車（１ａ）は、回転軸方向を空気流れ方向とする軸流ファンであって、その回転軸方向が水平方向と略平行であり、羽根車（１ａ）の羽根（１ｅ）には、羽根（１ｅ）の先端を繋ぐように環状に形成されたリング（１ｇ）が設けられており、
シュラウド（１ｃ）の下端側のうちリング（１ｇ）に対向する部位は、空気流れ方向に平行な面と空気流れ方向と交差する面とがなす角部を有しており、
そのシュラウド（１ｃ）の下端側のうちリング（１ｇ）に対向する部位には、シュラウド（１ｃ）と羽根車（１ａ）との間に溜まった水を排水するための排水手段として、シュラウド（１ｃ）を貫通した貫通穴（１ｍ）が設けられており、
貫通穴（１ｍ）は、空気流れ方向で角部にまたがって配置されているとともに、貫通穴（１ｍ）の空気流れ方向の幅は、リング（１ｇ）の空気流れ方向の幅よりも広いことを特徴とする。

これにより、羽根車（１ａ）やシュラウド（１ｃ）の表面に付着した水滴が重力にて下方側に集合しても、速やかに排水することができる。

したがって、羽根車（１ａ）とシュラウド（１ｃ）との間の隙間に水滴が溜まってしまうことを防止できるので、冬期間のごとく、気温が低いときであっても、凍結ロック現象が発生してしまうことを未然に防止できる。

請求項２に記載の発明では、シュラウド（１ｃ）の下端側のうちリング（１ｇ）に対向する部位は、段差状の段差部（１ｋ）を有しており、この段差部（１ｋ）は空気流れ方向に平行な段違いの２つの面と、この２つの面を繋ぐ空気流れ方向と交差する面とによって構成され、これらの面によって２つの角部が形成されており、
貫通穴（１ｍ）は、空気流れ方向で２つの角部にまたがって配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、貫通穴（１ｍ）の空気流れ方向の幅は、羽根（１ｅ）の前記先端の空気流れ方向の幅よりも狭いことを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、シュラウド（１ｃ）は、羽根車（１ａ）の外周部を囲む環状のリング部（１ｈ）を有し、排水手段（１ｍ）は、リング部（１ｈ）の下端を中心に所定範囲に渡って設けられていることを特徴とする。

これにより、送風機が傾いた状態で放置されても、水滴を確実に排水することができるので、凍結ロック現象が発生してしまうことを確実に防止できる。

請求項５に記載の発明では、排水手段（１ｍ）は、リング部（１ｈ）の下端を中心に片側２０°以上の範囲に渡って設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、排水手段（１ｍ）は、リング部（１ｈ）の下端を中心に片側１０°以上の範囲に渡って設けられていることを特徴とする。

上述の通り、請求項２に記載の発明では、貫通穴（１ｍ）をシュラウドの段差部（１ｋ）に設けている。

ところで、例えばシュラウド（１ｃ）を樹脂にて成形した場合、２つの金型のうち少なくとも一方の金型を回転方向に移動させることにより、２つの金型内に形成されるキャビティ（金型空間）からシュラウド（１ｃ）を取り出すことが生産性の面で優れている。

このとき、段差部（１ｋ）では、型抜き方向、つまり回転軸方向と交差する面が構成されるので、本発明のごとく、段差部（１ｋ）に貫通穴（１ｍ）を設ければ、特別なスライド型を別途設けることなく、貫通穴（１ｍ）を容易に設けることができる。

延いては、シュラウド（１ｃ）の製造用金型を安価なものとすることができるので、設備投資額を抑制することができ、シュラウド（１ｃ）の製造原価が上昇してしまうことを抑制しながら、凍結ロック現象が発生することを防止できる。

請求項７に記載の発明では、車両の前端部に搭載されて空気と熱交換する熱交換器（２）と、熱交換器（２）に空気を送風する請求項１ないし６のいずれか１つに記載の送風機とを備えることを特徴するものである。

因みに、上記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一例である。

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る送風機を車両用ラジエータやコンデンサ等の熱交換器に冷却用空気を送風する送風機に本発明を適用したものであって、図１は本実施形態に係る送風機１の車両搭載状態を示す模式図であり、図２（ａ）は送風機１を冷却風流れ上流側から見た正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

そして、本実施形態に係る車両用熱交換装置では、図１に示すように、送風機１の冷却風流れ上流側にラジエータ２およびコンデンサ３が搭載されているとともに、送風機１、ラジエータ２およびコンデンサ３等からなる車両用熱交換装置は、車両の前端部に搭載されている。

なお、ラジエータ２は、走行用駆動源をなすエンジン（内燃機関）内を循環したエンジン冷却水と外気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却する熱交換器であり、コンデンサ３は、車両用空調装置（蒸気圧縮式冷凍機）の放熱器である。

また、ラジエータ２およびコンデンサ３の外周部は、キャリアにて覆われてコンデンサ３からラジエータ２に至る冷却風の通風ダクト構造が構成されている。因みに、キャリアとは、ラジエータ等の熱交換器や前照灯（ヘッドライト）が組み付けられる部材であり、文献によっては、ラジエータサポートまたはフロントエンドパネルとも呼ばれる。

また、送風機１は、回転することにより空気の流れを発生させる羽根車１ａ、羽根車１ａを回転させる駆動源をなす電動モータ１ｂ、および羽根車１ａの外周側を覆うように囲んで羽根車１ａから吹き出された空気が再度、羽根車１ａに吸引されてしまうことを防止するシュラウド１ｃ等からなるものである。

なお、本実施形態に係る送風機１は、空気が羽根車１ａを回転軸方向に通り抜ける軸流ファン（ＪＩＳＢ０１３２番号１０１２等参照）を採用しているとともに、羽根車１ａの回転軸が略水平となるようにシュラウド１ｃを介して送風機１をラジエータ２またはキャリアに固定されている。

また、羽根車１ａは、図２（ａ）に示すように、電動モータ１ｂの回転軸に固定されたボス部１ｄ、このボス部１ｄから放射状に延びる複数枚の羽根１ｅ、および羽根１ｅの先端を繋ぐように環状に形成されたリング１ｇ等から構成されており、本実施形態では、ボス部１ｄ、羽根１ｅおよびリング１ｇは樹脂にて一体成形されている。

また、シュラウド１ｃは、図２（ｂ）に示すように、羽根車１ａの外周部、つまり羽根１ｅの先端側を囲む環状のリング部１ｈ、およびこのリング部１ｈとシュラウド１ｃの外周部とを繋ぐようにホーン状に拡がるホーン部１ｊ等からなるもので、リング部１ｈとホーン部１ｊとの繋ぎ部には、段差状の段差部１ｋが形成されている。

因みに、リング１ｇは、羽根１ｅの先端とリング部１ｈとの隙間を空気が流れることを防止することにより、送風量が低減してしまうことを抑制しながら騒音を低減するものであり、リング部１ｈとホーン部１ｊを繋ぐ段差形状に沿うように、その断面が略Ｌ字状に形成されている。

そして、リング部１ｈの下端側のうちリング１ｇに対向する部位には、図２（ａ）に示すように、シュラウド１ｃと羽根車１ａとの間に溜まった水を排水するための排水手段をなる排水口１ｍが設けられており、この排水口１ｍは、段差部１ｋを上下方向に貫通する貫通穴により構成されている。

次に、本実施形態に係る送風機１の特徴を述べる。

本実施形態では、シュラウド１ｃの下端側に排水口１ｍを設けているので、羽根車１ａやシュラウド１ｃ（特に、リング部１ｈ）の表面に付着した水滴が重力にて下方側に集合しても、速やかに排水することができる。

したがって、羽根車１ａとリング部１ｈ（シュラウド１ｃ）との間の隙間に水滴が溜まってしまうことを防止できるので、冬期間のごとく、気温が低いときであっても、凍結ロック現象が発生してしまうことを未然に防止できる。

そして、本実施形態では、車両を水平状態で停車したときのシュラウド１ｃの下端を中心に片側２０°以上の範囲に渡って排水口１ｍを設けることにより、車両が傾いた状態で停車した場合においても、水滴を確実に排水することができるようにしている。

ところで、本実施形態に係るシュラウド１ｃは、リング部１ｈ、段差部１ｋおよびホーン部１ｊは樹脂にて一体成形されており、このシュラウド１ｃを成形するための金型（図２（ｂ）の２点鎖線部分）は、図２（ｂ）の太い２点鎖線で示される型割面を有する第１金型４ａと第２金型４ｂとによって成形される。

そして、２つの金型のうち少なくとも一方の金型をリング部１ｈの軸方向に移動させることにより、２つの金型内に形成されるキャビティ（金型空間）からシュラウド１ｃが取り出される。

このとき、排水口１ｍは、シュラウド１ｃが車両に搭載された状態で上下方向に貫通した貫通穴とする必要があるが、シュラウド１ｃが車両に搭載された状態における上下方向はリング部１ｈの径方向となるので、型抜き方向とシュラウド１ｃが車両に搭載された状態における上下方向とが一致しない。

しかし、リング部１ｈとホーン部１ｊとを繋ぐ段差部１ｋは、型抜き方向、つまり回転軸方向と交差する面を有しているので、本実施形態のごとく、段差部１ｋに排水口１ｍを設ければ、特別なスライド型を別途設けることなく、型抜き方向、つまり回転軸方向に貫通する貫通穴を容易に設けることができる。

延いては、シュラウド１ｃの製造用金型を安価なものとすることができるので、設備投資額を抑制することができ、シュラウド１ｃの製造原価が上昇してしまうことを抑制しながら、凍結ロック現象が発生することを防止できる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、貫通穴である排水口１ｍにて、「特許請求の範囲」に記載された「排水手段」を構成したが、本実施形態は、図３（ａ）に示すように、シュラウド１ｃの下端側に水平面に対して傾斜した傾斜面１ｎを設けることにより排水手段を設けたものである。

そして、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、車両を水平状態で停車したときのシュラウド１ｃの下端を中心に片側２０°以上の範囲に渡って傾斜面１ｎを設けることにより、車両が傾いた状態で停車した場合においても、水滴を確実に排水することができるようにしている。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、車両用熱交換装置に本発明に係る送風機を用いたが、本発明は、羽根車１ａとシュラウド１ｃとの間に水滴が溜まること抑制することにより、凍結ロック現象を解消するものであるので、例えば空調装置の室外ユニットに適用してもよい。

また、上述の実施形態では、軸流式の羽根車出会ったが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、羽根１ｅの先端にリング１ｇが設けられた羽根車１ａであったが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、特許請求の範囲に記載された排水手段は、上述の実施形態に示された排水口１ｍまたは傾斜面１ｎに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、排水手段がリング部１ｈの下端を中心に片側２０°以上の範囲に渡って設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、リング部１ｈ）の下端を中心に片側１０°以上の範囲（例えば、１０°〜１５°の範囲）に渡って設けてもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る送風機１の車両搭載状態を示す模式図である。本発明の第１実施形態に係る送風機１の特徴を示す図である。本発明の第２実施形態に係る送風機１の特徴を示す図である。

符号の説明

１ａ…羽根車、１ｃ…シュラウド、１ｄ…ボス部、１ｅ…羽根、
１ｇ…リング、１ｈ…リング部、１ｊ…ホーン部、１ｋ…段差部、１ｍ…排水口。

Claims

空気の流れを発生させる羽根車（１ａ）と、
前記羽根車（１ａ）を回転させる駆動源（１ｂ）と、
前記羽根車（１ａ）の周りを覆うように囲むシュラウド（１ｃ）とを有し、
前記羽根車（１ａ）は、回転軸方向を空気流れ方向とする軸流ファンであって、その回転軸方向が水平方向と略平行であり、
前記羽根車（１ａ）の羽根（１ｅ）には、前記羽根（１ｅ）の先端を繋ぐように環状に形成されたリング（１ｇ）が設けられており、
前記シュラウド（１ｃ）の下端側のうち前記リング（１ｇ）に対向する部位は、空気流れ方向に平行な面と空気流れ方向と交差する面とがなす角部を有しており、
前記シュラウド（１ｃ）の下端側のうち前記リング（１ｇ）に対向する部位には、前記シュラウド（１ｃ）と前記羽根車（１ａ）との間に溜まった水を排水するための排水手段として、前記シュラウド（１ｃ）を貫通した貫通穴（１ｍ）が設けられており、
前記貫通穴（１ｍ）は、空気流れ方向で前記角部にまたがって配置されているとともに、前記貫通穴（１ｍ）の空気流れ方向の幅は、前記リング（１ｇ）の空気流れ方向の幅よりも広いことを特徴とする送風機。
前記シュラウド（１ｃ）の下端側のうち前記リング（１ｇ）に対向する部位は、段差状の段差部（１ｋ）を有しており、
前記段差部（１ｋ）は、空気流れ方向に平行な段違いの２つの面と、前記２つの面を繋ぐ空気流れ方向と交差する面とによって構成され、
前記２つの面と前記空気流れ方向と交差する面とによって２つの角部が形成されており、
前記貫通穴（１ｍ）は、空気流れ方向で前記２つの角部にまたがって配置されていることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
前記貫通穴（１ｍ）の空気流れ方向の幅は、前記羽根（１ｅ）の前記先端の空気流れ方向の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１または２に記載の送風機。
前記シュラウド（１ｃ）は、前記羽根車（１ａ）の外周部を囲む環状のリング部（１ｈ）を有し、
前記排水手段（１ｍ）は、前記リング部（１ｈ）の下端を中心に所定範囲に渡って設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の送風機。
前記排水手段（１ｍ）は、前記リング部（１ｈ）の下端を中心に片側２０°以上の範囲に渡って設けられていることを特徴とする請求項４に記載の送風機。
前記排水手段（１ｍ）は、前記リング部（１ｈ）の下端を中心に片側１０°以上の範囲に渡って設けられていることを特徴とする請求項５に記載の送風機。
車両の前端部に搭載されて空気と熱交換する熱交換器（２）と、
前記熱交換器（２）に空気を送風する請求項１ないし６のいずれか１つに記載の送風機とを備えることを特徴とする車両用熱交換装置。