JP5291401B2 - Fan unit and vehicle cooling system using the same - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等に搭載されているエンジンのラジエータや空調装置のコンデンサ等に対して、冷却空気(外気)を通風するファンユニットおよびそれを用いた車両用冷却システムに関するものである。 The present invention relates to a fan unit for passing cooling air (outside air) to a radiator of an engine mounted on an automobile or the like, a condenser of an air conditioner, and the like, and a vehicle cooling system using the same.
車両用冷却システムとして、例えばエンジンルームの前方部に、前方側からコンデンサおよび/またはラジエータ、ファン(プロペラファン)、ファンモータを順次配設し、これらを一体にモジュール化したもの(CRFMとも称されている。)が、従来から広く知られている(例えば、特許文献1,2参照)。このCRFMでは、コンデンサおよび/またはラジエータから下流側のファン外周に向けて漸次内部流路断面積が小さくなるシュラウドが設けられ、コンデンサ、ラジエータを通して吸い込まれた外気をプロペラファンに導く構成とされている。また、シュラウドには、プロペラファンの下流側に設けられるファンモータを支持するために、プロペラファンの回転中心から放射状に延びる複数本とステーを有するモータ支持ステーが設けられている。
As a vehicle cooling system, for example, a condenser and / or a radiator, a fan (propeller fan), and a fan motor are sequentially arranged in the front part of an engine room from the front side, and these are integrated into a module (also referred to as CRFM). However, it has been widely known (see, for example,
しかしながら、従来のCRFMでは、プロペラファンの下流側(吹き出し側)にモータ支持ステーが設けられているため、コンデンサおよび/またはラジエータからモータ支持ステーまでの通風方向長さを一定の寸法に納めようとすると、プロペラファンとその上流側に配置されるコンデンサまたはラジエータとの間の距離が小さくなってしまう。このため、コンデンサまたはラジエータの下流面とプロペラファンの上流側のシュラウド面とが近接して配置されることとなり、送風系の圧力損失が増大し、コンデンサまたはラジエータを流通する冷却風の風速分布が不均一となる。その結果、コンデンサまたはラジエータでの熱交換効率が低下するとともに、送風音やファンモータ入力が増大するという問題があった。 However, in the conventional CRFM, a motor support stay is provided on the downstream side (blowing side) of the propeller fan, so that the length in the ventilation direction from the condenser and / or radiator to the motor support stay is kept within a certain size. Then, the distance between the propeller fan and the condenser or radiator disposed on the upstream side thereof becomes small. For this reason, the downstream surface of the condenser or radiator and the upstream shroud surface of the propeller fan are arranged close to each other, the pressure loss of the air blowing system increases, and the wind speed distribution of the cooling air flowing through the condenser or radiator is increased. It becomes non-uniform. As a result, there is a problem in that heat exchange efficiency in the condenser or the radiator is lowered and blowing sound and fan motor input are increased.
また、エンジンルームの前方部にCRFMを設けると、一般にその背後にはエンジンが配置されることになるため、ファンモータがエンジンから放射される熱によって高温に加熱されることは避けられない。従って、ファンモータの耐熱性を高めるとともに、ファンモータの背後に遮熱板を設ける等の耐熱対策を施しているが実情であり、その分ファンモータのコストが高くなるという問題があった。 When the CRFM is provided in the front part of the engine room, the engine is generally disposed behind the engine room. Therefore, it is inevitable that the fan motor is heated to a high temperature by heat radiated from the engine. Therefore, although heat resistance measures such as increasing the heat resistance of the fan motor and providing a heat shielding plate behind the fan motor are taken, there is a problem that the cost of the fan motor increases accordingly.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、圧力損失を抑制してファン性能を向上するとともに、送風音やファンモータ入力を低減することができ、またファンモータの耐熱対策を簡素化し、コストダウンを図ることができるファンユニットおよびそれを用いた車両用冷却システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can suppress pressure loss to improve fan performance, reduce blowing noise and fan motor input, and heat resistance measures for fan motors. An object of the present invention is to provide a fan unit and a vehicle cooling system using the fan unit that can reduce the cost and reduce the cost.
上記課題を解決するために、本発明のファンユニットおよびそれを用いた車両用冷却システムは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるファンユニットは、上流側の機器を通して吸い込まれた空気をファン側に導くベルマウスを有するシュラウドと、該シュラウドに設けられたモータ支持ステーと、該モータ支持ステーに支持されたファンモータと、該ファンモータの回転軸に取り付けられ、前記ベルマウス内で回転されるプロペラファンとを備えたファンユニットにおいて、前記モータ支持ステーが前記プロペラファンの上流側に配設され、該モータ支持ステーに前記ファンモータが取り付けられ、該モータ支持ステーよりも下流側に前記プロペラファンが設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the fan unit of the present invention and the vehicle cooling system using the same employ the following means.
That is, a fan unit according to the present invention is supported by a shroud having a bell mouth for guiding air sucked through an upstream device to the fan side, a motor support stay provided in the shroud, and the motor support stay. In a fan unit including a fan motor and a propeller fan attached to a rotation shaft of the fan motor and rotated in the bell mouth, the motor support stay is disposed on the upstream side of the propeller fan, and the motor The fan motor is attached to a support stay, and the propeller fan is provided downstream of the motor support stay.
本発明によれば、モータ支持ステーをプロペラファンの上流側に配設し、該モータ支持ステーにファンモータを取り付け、該モータ支持ステーよりも下流側にプロペラファンを設けているため、ファンユニットの厚さ方向寸法(軸方向寸法)を変えることなく、上流側の機器とプロペラファンとの間に吸い込み空間を十分に確保することができる。これによって、送風系の圧力損失を抑制することができ、ファン性能の向上を図ることができるとともに、送風音やファンモータ入力を低減することができる。また、ファンユニットに近接して下流側に熱源が設けられている場合でも、ファンモータを熱源から離間させることができるため、熱源から放射される熱によるファンモータの熱損傷を防止することができるとともに、耐熱対策を簡素化しコストダウンを図ることができる。 According to the present invention, the motor support stay is disposed on the upstream side of the propeller fan, the fan motor is attached to the motor support stay, and the propeller fan is provided on the downstream side of the motor support stay. A sufficient suction space can be secured between the upstream device and the propeller fan without changing the thickness direction dimension (axial dimension). As a result, the pressure loss of the blower system can be suppressed, the fan performance can be improved, and the blowing sound and fan motor input can be reduced. In addition, even when a heat source is provided on the downstream side in the vicinity of the fan unit, the fan motor can be separated from the heat source, so that heat damage to the fan motor due to heat radiated from the heat source can be prevented. At the same time, heat resistance measures can be simplified and costs can be reduced.
さらに、本発明のファンユニットは、上記のファンユニットにおいて、前記モータ支持ステーは、放射状に設けられた複数本のステーを有し、前記シュラウドの内面側に一体に成形されていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit of the present invention is characterized in that in the above fan unit, the motor support stay has a plurality of radially provided stays, and is integrally formed on the inner surface side of the shroud. To do.
本発明によれば、モータ支持ステーが放射状に設けられた複数本のステーを有し、シュラウドの内面側に一体に成形されているため、シュラウドと一体成形されたモータ支持ステーの中心部位にファンモータおよびプロペラファンを取り付け、これを複数本のステーを介してシュラウドにより支持することができる。従って、モータ支持ステーをプロペラファンの上流側に配設した構成としても、シュラウドの内面側に一体に成形されたモータ支持ステーを介してその下流側に従来と同様にファンモータおよびプロペラファンを強固に設置することができる。 According to the present invention, the motor support stay has a plurality of radially provided stays and is integrally formed on the inner surface side of the shroud. Therefore, the fan is provided at the central portion of the motor support stay integrally formed with the shroud. A motor and a propeller fan can be attached and supported by a shroud through a plurality of stays. Therefore, even if the motor support stay is arranged on the upstream side of the propeller fan, the fan motor and propeller fan are firmly attached to the downstream side of the motor support stay integrally formed on the inner surface side of the shroud as in the conventional case. Can be installed.
さらに、本発明のファンユニットは、上記のファンユニットにおいて、前記複数本のステーは、前記シュラウドとの結合部の下流側内周端部が前記ベルマウスの内径よりもファン回転中心側に位置されていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit of the present invention is the above fan unit, wherein the plurality of stays are arranged such that a downstream inner peripheral end portion of a coupling portion with the shroud is located closer to a fan rotation center than an inner diameter of the bell mouth. It is characterized by.
本発明によれば、複数本のステーのシュラウドに結合される下流側内周端部がベルマウスの内径よりもファン回転中心側に位置されているため、シュラウドとモータ支持ステーとを一体に成形しても、複数本のステーのシュラウドに結合される下流側内周端部がアンダーカットになることはなく、射出成形時において容易に型抜きすることができる。従って、シュラウドとモータ支持ステーとの樹脂材による一体成形が容易となり、コスト低減を図ることができる。 According to the present invention, since the downstream inner peripheral end coupled to the shrouds of the plurality of stays is located closer to the fan rotation center than the inner diameter of the bell mouth, the shroud and the motor support stay are integrally formed. Even in this case, the downstream inner peripheral end connected to the shrouds of the plurality of stays is not undercut, and can be easily punched during injection molding. Therefore, the integral molding of the shroud and the motor support stay with the resin material is facilitated, and the cost can be reduced.
さらに、本発明のファンユニットは、上述のいずれかのファンユニットにおいて、前記複数本のステーは、放射方向に延長され、その外端部が下流側に折り曲げられて前記シュラウドの内面に一体に結合されていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit according to the present invention is the fan unit according to any one of the above-described fan units, wherein the plurality of stays are extended in a radial direction, and outer ends thereof are bent downstream to be integrally coupled to the inner surface of the shroud. It is characterized by being.
本発明によれば、複数本のステーが放射方向に延長され、その外端部が下流側に折り曲げられてシュラウドの内面に一体に結合されているため、複数本のステーの外径を可及的に小さくすることができる。これにより、複数本のステーによる圧力損失を低減し、ファン性能の向上を図ることができる。また、ファンモータまたはプロペラファンにファン回転軸方向の応力が作用したときにステーが変形し易くなり、モータ支持ステー全体に応力を分散させることができるため、応力集中によるステーの破損を防止することができる。 According to the present invention, the plurality of stays are extended in the radial direction, and the outer end portions thereof are bent downstream and are integrally coupled to the inner surface of the shroud. Can be made smaller. Thereby, pressure loss due to a plurality of stays can be reduced and fan performance can be improved. Also, when stress in the fan rotation axis acts on the fan motor or propeller fan, the stay is easily deformed and the stress can be distributed throughout the motor support stay, preventing damage to the stay due to stress concentration. Can do.
さらに、本発明のファンユニットは、上述のいずれかのファンユニットにおいて、前記複数本のステーは、放射方向に延長された外端部側が上流側に向って傾斜されていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit according to the present invention is characterized in that, in any one of the above-described fan units, the plurality of stays have an outer end portion extending in a radial direction inclined toward an upstream side.
本発明によれば、複数本のステーの放射方向に延長された外端部側が上流側に向って傾斜されているため、ファンモータに対して軸方向の応力が作用したとき、モータ支持ステーには半径方向への圧縮力が作用し、これによってファンモータの変位を抑制することができる。従って、ファンモータまたはプロペラファンにファン回転軸方向の応力が作用したときに、ファンモータが上流側の機器に対して衝突し難くすることができる。また、プロペラファンの外周側においてファン翼とステーとの間に距離を確保することができるため、同様の応力が作用したときに、ファン翼とステーとが接触することによる損傷を抑制することができる。更に、モータ支持ステーの中心部でファンモータおよびプロペラファンをそれぞれ重心により近い位置で支持することができるため、アンバランスによる振動等を発生し難くすることができる。 According to the present invention, since the outer end side extended in the radial direction of the plurality of stays is inclined toward the upstream side, when axial stress acts on the fan motor, the motor support stay is , A radial compressive force is applied, thereby suppressing the displacement of the fan motor. Therefore, when a stress in the fan rotation axis direction acts on the fan motor or the propeller fan, the fan motor can be made difficult to collide with the upstream device. In addition, since a distance can be secured between the fan blade and the stay on the outer peripheral side of the propeller fan, it is possible to suppress damage caused by contact between the fan blade and the stay when the same stress is applied. it can. Furthermore, since the fan motor and the propeller fan can be supported at positions closer to the center of gravity at the center of the motor support stay, vibration due to unbalance can be made difficult to occur.
さらに、本発明のファンユニットは、上述のいずれかのファンユニットにおいて、前記複数本のステーは、ファン回転軸方向の厚さがファン回転軸に直角な方向の断面の厚さよりも大きくされていることを特徴とする。 Further, in the fan unit of the present invention, in any one of the above fan units, the plurality of stays have a thickness in the fan rotation axis direction larger than a cross-sectional thickness in a direction perpendicular to the fan rotation axis. It is characterized by that.
本発明によれば、複数本のステーのファン回転軸方向の厚さがファン回転軸に直角な方向の断面の厚さよりも大きくされているため、ステーによる通風抵抗を抑制しながらステーとしての強度を十分に確保することができる。従って、ステーによる圧力損失を低減してファン性能の向上を図ることができるとともに、ファンモータおよびプロペラファンの回転振動等を十分に抑制することができる。 According to the present invention, since the thickness of the plurality of stays in the fan rotation axis direction is larger than the thickness of the cross section in the direction perpendicular to the fan rotation axis, the strength as the stay is suppressed while suppressing the draft resistance by the stay. Can be secured sufficiently. Therefore, the pressure loss due to the stay can be reduced to improve the fan performance, and the rotational vibrations of the fan motor and the propeller fan can be sufficiently suppressed.
さらに、本発明のファンユニットは、上述のいずれかのファンユニットにおいて、前記複数本のステーは、放射方向に延長された外端部側がファン回転方向に傾斜されていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit of the present invention is characterized in that, in any one of the above fan units, the plurality of stays are inclined in the fan rotation direction on the outer end side extended in the radial direction.
本発明によれば、複数本のステーの放射方向に延長された外端部側がファン回転方向に傾斜されているため、ファン外周側から中心方向へと吸入される空気流に対し、ファン回転方向に傾斜されたステーによってファン回転方向と反対方向への予旋回を与え、ファン中心側へと吸い込ませることができる。従って、ファン効率を改善することができる。 According to the present invention, since the outer end side extended in the radial direction of the plurality of stays is inclined in the fan rotation direction, the fan rotation direction with respect to the air flow sucked from the fan outer peripheral side toward the center direction The stay inclined in the direction can give a pre-turn in the direction opposite to the fan rotation direction and can be sucked into the fan center side. Therefore, fan efficiency can be improved.
さらに、本発明のファンユニットは、上述のいずれかのファンユニットにおいて、前記複数本のステーには、該ステーおよび前記ファンモータよりも上流側に突出されたリング部材が設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit of the present invention is characterized in that, in any one of the fan units described above, the plurality of stays are provided with a ring member protruding upstream from the stays and the fan motor. And
本発明によれば、複数本のステーに該ステーおよびファンモータよりも上流側に突出されたリング部材が設けられているため、ファンモータまたはプロペラファンにファン回転軸方向の応力が作用することによりステーが変形したとしても、ファンモータやステーが上流側の機器に直接接触あるいは衝突することがなく、従って、その損傷を防止することができる。また、仮にリング部材が上流側の機器に接触あるいは衝突したとしても、リング部材の周方向に衝突時の衝撃を分散させることができるため、相互に損傷し難くすることができる。 According to the present invention, the plurality of stays are provided with the ring member protruding upstream from the stay and the fan motor, so that the stress in the fan rotation axis direction acts on the fan motor or the propeller fan. Even if the stay is deformed, the fan motor and the stay do not directly contact or collide with the upstream equipment, and therefore the damage can be prevented. Further, even if the ring member contacts or collides with the upstream device, the impact at the time of the collision can be dispersed in the circumferential direction of the ring member, so that it is difficult to damage each other.
さらに、本発明のファンユニットは、上記のファンユニットにおいて、前記リング部材は、円筒状のリングとされていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit of the present invention is characterized in that, in the above fan unit, the ring member is a cylindrical ring.
本発明によれば、リング部材が円筒状のリングとされているため、リング部材による通風抵抗を最小とし、圧力損失を抑制することができるとともに、その周長を可及的に長くすることができる。従って、リング部材を設けることによる送風音やファンモータ入力の増大を防ぐと同時に、リング部材の周長を長くすることによって衝突時の衝撃分散効果を高め、ファンモータやステー、上流側機器等がより損傷し難くすることができる。 According to the present invention, since the ring member is a cylindrical ring, ventilation resistance by the ring member can be minimized, pressure loss can be suppressed, and the circumference can be made as long as possible. it can. Therefore, by preventing the increase of blowing sound and fan motor input due to the provision of the ring member, the impact dispersion effect at the time of collision is enhanced by increasing the circumference of the ring member, so that the fan motor, stay, upstream device, etc. It can be made more difficult to damage.
さらに、本発明のファンユニットは、上述のいずれかのファンユニットにおいて、前記リング部材は、前記ファンモータ外径の1ないし1.5倍の径を有し、放射方向に延長された前記複数本のステーに対してファン回転軸と同心状に設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit of the present invention is the fan unit according to any one of the above-described fan units, wherein the ring member has a diameter that is 1 to 1.5 times the outer diameter of the fan motor and extends in a radial direction. It is characterized by being provided concentrically with the fan rotation shaft with respect to the stay.
本発明によれば、リング部材がファンモータ外径の1ないし1.5倍の径を有し、放射方向に延長された複数本のステーに対してファン回転軸と同心状に設けられているため、リング部材をプロペラファンの吸い込み側の風速分布に対して、風速が比較的小さい領域に設けることができる。従って、リング部材を設けることによるファン性能への影響を最小限に抑えることができる。 According to the present invention, the ring member has a diameter of 1 to 1.5 times the fan motor outer diameter, and is provided concentrically with the fan rotation shaft with respect to a plurality of stays extending in the radial direction. Therefore, the ring member can be provided in a region where the wind speed is relatively small with respect to the wind speed distribution on the suction side of the propeller fan. Therefore, the influence on fan performance by providing the ring member can be minimized.
さらに、本発明のファンユニットは、上述のいずれかのファンユニットにおいて、前記リング部材は、前記上流側の機器に接触するように設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the fan unit of the present invention is characterized in that, in any one of the above fan units, the ring member is provided so as to contact the upstream device.
本発明によれば、リング部材が上流側の機器に接触するように設けられているため、ファンモータまたはプロペラファンにファン回転軸方向の応力が作用したとしても、リング部材と上流側の機器との間の相対的な位置関係が変化することはなく、両者の衝突を可及的に回避することができる。従って、衝突時の衝撃による相互の損傷を防止することができる。 According to the present invention, since the ring member is provided so as to contact the upstream device, even if the fan motor or propeller fan is subjected to stress in the fan rotation axis direction, the ring member and the upstream device The relative positional relationship between the two does not change, and the collision between the two can be avoided as much as possible. Therefore, mutual damage due to impact at the time of collision can be prevented.
さらに、本発明にかかる車両用冷却システムは、自動車に搭載されたエンジン用のラジエータおよび/または空調装置用のコンデンサに外気を通風し、該ラジエータおよび/またはコンデンサを冷却するファンユニットを備えた車両用冷却システムにおいて、前記ラジエータおよび/またはコンデンサの下流側に、上述のいずれかのファンユニットが配設されていることを特徴とする。 The vehicle cooling system according to the present invention further includes a fan unit that cools the radiator and / or the condenser by ventilating outside air to a radiator for an engine and / or a condenser for an air conditioner mounted on an automobile. One of the above-mentioned fan units is disposed downstream of the radiator and / or the condenser in the cooling system for use.
本発明によれば、エンジン用のラジエータおよび/または空調装置用のコンデンサの下流側に、上述のいずれかのファンユニットが配設されているため、ラジエータおよび/またはコンデンサとファンユニットとを備えている車両用冷却システムの厚さ方向寸法を変えることなく、つまり、厚さ方向寸法を最小に維持したままラジエータおよび/またはコンデンサの下流面とプロペラファンとの間の吸い込み空間を大きくすることができる。従って、送風系の圧力損失を抑制することができ、ファン性能の向上を図ることができるとともに、送風音やファンモータ入力を低減することができる。また、ファンユニットの下流側にエンジンが近接して配設されている場合でも、エンジンとファンモータとを十分離間させることができるため、エンジンからの放射熱でファンモータが熱損傷されることがなく、その耐熱対策を簡素化し、コストダウンを図ることができる。 According to the present invention, since any one of the above fan units is disposed downstream of the engine radiator and / or the air conditioner condenser, the radiator and / or condenser and the fan unit are provided. The suction space between the downstream surface of the radiator and / or condenser and the propeller fan can be increased without changing the thickness dimension of the existing vehicle cooling system, that is, while maintaining the thickness dimension to a minimum. . Therefore, the pressure loss of the air blowing system can be suppressed, the fan performance can be improved, and the blowing sound and the fan motor input can be reduced. Moreover, even when the engine is disposed close to the downstream side of the fan unit, the engine and the fan motor can be sufficiently separated from each other, so that the fan motor is thermally damaged by the radiant heat from the engine. Therefore, the heat resistance measures can be simplified and the cost can be reduced.
本発明のファンユニットによると、ファンユニットの厚さ方向寸法(軸方向寸法)を変えることなく、上流側の機器とプロペラファンとの間に吸い込み空間を十分に確保することができるため、送風系の圧力損失を抑制することができ、ファン性能の向上を図ることができるとともに、送風音やファンモータ入力を低減することができる。また、ファンユニットに近接して下流側に熱源が設けられている場合でも、ファンモータを熱源から離間させることができるため、熱源から放射される熱によるファンモータの熱損傷を防止することができるとともに、耐熱対策を簡素化しコストダウンを図ることができる。 According to the fan unit of the present invention, a sufficient suction space can be secured between the upstream device and the propeller fan without changing the thickness direction dimension (axial dimension) of the fan unit. Pressure loss can be suppressed, fan performance can be improved, and blowing sound and fan motor input can be reduced. In addition, even when a heat source is provided on the downstream side in the vicinity of the fan unit, the fan motor can be separated from the heat source, so that heat damage to the fan motor due to heat radiated from the heat source can be prevented. At the same time, heat resistance measures can be simplified and costs can be reduced.
また、本発明の車両用冷却システムによると、ラジエータおよび/またはコンデンサとファンユニットとを備えている車両用冷却システムの厚さ方向寸法を変えることなく、つまり、厚さ方向寸法を最小に維持したままラジエータおよび/またはコンデンサの下流面とプロペラファンとの間の吸い込み空間を大きくすることができるため、送風系の圧力損失を抑制することができ、ファン性能の向上を図ることができるとともに、送風音やファンモータ入力を低減することができる。また、ファンユニットの下流側にエンジンが近接して配設されている場合でも、エンジンとファンモータとを十分離間させることができるため、エンジンからの放射熱でファンモータが熱損傷されることがなく、その耐熱対策を簡素化し、コストダウンを図ることができる。 Further, according to the vehicle cooling system of the present invention, the thickness direction dimension of the vehicle cooling system including the radiator and / or the condenser and the fan unit is kept unchanged, that is, the thickness direction dimension is kept to a minimum. Since the suction space between the radiator and / or condenser downstream surface and the propeller fan can be increased, the pressure loss of the blower system can be suppressed, the fan performance can be improved, and the Sound and fan motor input can be reduced. Moreover, even when the engine is disposed close to the downstream side of the fan unit, the engine and the fan motor can be sufficiently separated from each other, so that the fan motor is thermally damaged by the radiant heat from the engine. Therefore, the heat resistance measures can be simplified and the cost can be reduced.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1および図3を用いて説明する。
図1には、本発明の第1実施形態にかかるファンユニットを備えた車両用冷却システムの分解斜視図が示され、図2には、その縦断面図が示され、図3には、ファンユニットをラジエータ装着部側から見た斜視図が示されている。
車両用冷却システム((CRFM;Condenser Radiator Fan Module)1は、空調装置用のコンデンサ2と、走行エンジン用のラジエータ3と、ファンユニット4とを図示省略のブラケット等を介して一体に組み立てることにより、モジュール化したものである。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
1 is an exploded perspective view of a vehicle cooling system including a fan unit according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. The perspective view which looked at the unit from the radiator mounting part side is shown.
A cooling system for a vehicle ((CRFM) 1) is formed by assembling a
コンデンサ2は、空調装置の冷凍サイクルを構成する機器であり、例えばパラレルフロータイプの熱交換器が用いられる。コンデンサ2は、圧縮機から循環されてくる高温高圧の冷媒ガスを外気と熱交換させて冷却することにより凝縮液化した後、その冷媒を冷凍サイクルを構成する下流側機器に供給する機能を有するものである。
The
ラジエータ3は、車両走行エンジンの冷却水を冷却する機器であり、例えばパラレルフロータイプの熱交換器が用いられる。ラジエータ3は、エンジンの燃焼室周りを冷却して温度上昇された冷却水が冷却水ポンプを介してラジエータ3に循環されるため、その冷却水を外気と熱交換させて冷却した後、再びエンジンに供給することによって、エンジンを冷却する機能を有するものである。
The
ファンユニット4は、上流側の設けられたコンデンサ2およびラジエータ3を通して吸い込まれた空気(外気)をファン側に導くベルマウス5Aを有するシュラウド5と、このシュラウド5に設けられたモータ支持ステー6と、該モータ支持ステー6に支持されたファンモータ7と、このファンモータ7の回転軸7Aに取り付けられ、ベルマウス5A内で回転されるプロペラファン8とを備えている。
The
シュラウド5は、コンデンサ2およびラジエータ3から下流側のファン外周に向けて漸次内部流路断面積が小さくなるように構成され、コンデンサ2およびラジエータ3を通して吸い込まれた外気をファン側へと導くものであり、その中央部にベルマウス5Aを有する開口が設けられている。このシュラウド5は、樹脂材製であり、モータ支持ステー6と共に射出成形によって一体成形されるものである。
The
モータ支持ステー6は、シュラウド5の内面側においてベルマウス5Aの上流側にシュラウド5と一体に成形されて設けられている。モータ支持ステー6は、中央部にファンモータ7を取り付け支持するためのモータ支持部6Aを備え、このモータ支持部6Aから放射状に延長され、シュラウド5の内面に一体に結合された複数本(本例では、6本)のステー6Bを有する構成とされている。ここで、各ステー6Bにおけるシュラウド5の内面との結合部の下流側内周端部6Cは、図2に示されるように、ベルマウス5Aの内径よりもファン回転中心側に位置されるように形成されており、各ステー6Bのシュラウド5に結合される下流側内周端部6Cがアンダーカットとならない構成とし、射出成形時において容易に型抜きできるようにしている。
The
ファンモータ7には、モータ支持ステー6のモータ支持部6Aにボルト等を介して固定設置されるモータケースを備えた薄型のモータが用いられている。ファンモータ7は、下流側に回転軸(ファン回転軸)7Aが突出された構成とされており、この回転軸7Aにプロペラファン8が取り付けられるようになっている。
As the
プロペラファン8は、円筒状のハブ8Aの周りに複数枚のファン翼(羽根)8Bを設けたものであり、ハブ8Aとファン翼8Bとを一体に射出成形した樹脂材製のプロペラファン8を用いることができる。このプロペラファン8は、ハブ8Aがファンモータ7の回転軸(ファン回転軸)7Aに固定され、ファンモータ7の回転駆動により一体で回転されるように構成されている。
The
上記のように、本実施形態においては、図1ないし図3に示される通り、ラジエータ3の下流面に対向して設けられるファンユニット4において、ファンモータ7およびプロペラファン8を支持するモータ支持ステー6が、プロペラファン8の上流側に位置されるようにシュラウド5と一体に設けられ、このモータ支持ステー6にファンモータ7が取り付けられるとともに、該モータ支持ステー6の下流側においてファンモータ7の回転軸7Aにプロペラファン8が設けられた構成とされている。
As described above, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the motor support stay that supports the
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果が奏される。
ファンモータ7が駆動され、プロペラファン8が回転されると、これによって、コンデンサ2の前面からコンデンサ2およびラジエータ3を通して外気が吸い込まれる。この外気は、コンデンサ2およびラジエータ3を流通後、シュラウド5を介してプロペラファン8へと導かれ、プロペラファン8によりベルマウス5Aを形成する開口を通して下流側へと吹き出される。
With the configuration described above, according to the present embodiment, the following operational effects are achieved.
When the
しかして、本実施形態では、冷媒およびエンジン冷却水を冷却するようにした車両用冷却システム(CRFM)1において、ファンユニット4を構成するモータ支持ステー6をプロペラファン8の上流側に配設し、このモータ支持ステー6にファンモータ7を取り付けるとともに、モータ支持ステー6よりも下流側にプロペラファン8を設けた構成としているので、CRFM1あるいはファンユニット4の厚さ方向寸法(回転軸方向寸法)を変えることなく、つまり、それぞれの厚さ方向寸法を最小寸法に維持したままで、上流側に設けられるラジエータ3の下流面とプロペラファン8との間に吸い込み空間を十分に確保することが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, in the vehicle cooling system (CRFM) 1 configured to cool the refrigerant and the engine coolant, the
このため、送風系の圧力損失を抑制することができ、ファン性能の向上を図ることができるとともに、送風音やファンモータ入力の低減を図ることができる。また、ファンユニット4の下流側にエンジン等の熱源が近接して設置されている場合でも、エンジン等の熱源からファンモータ7を離間させることができるため、エンジン等の熱源から放射される熱によってファンモータ7が熱損傷されるのを防止することができるとともに、耐熱対策を簡素化し、コストダウンを図ることができる。
For this reason, it is possible to suppress the pressure loss of the blower system, to improve the fan performance, and to reduce the blowing sound and the fan motor input. Even when a heat source such as an engine is installed close to the downstream side of the
また、放射状に設けられた複数本のステー6Bを有するモータ支持ステー6をシュラウド5の内面側に一体に成形しているので、シュラウド5と一体成形されたモータ支持ステー6の中心部位にファンモータ7およびプロペラファン8を取り付け、これを複数本のステー6Bを介してシュラウド5により支持することができる。このため、モータ支持ステー6をプロペラファン8の上流側に配設した構成としても、シュラウド5の内面側に一体に成形されたモータ支持ステー6を介してその下流側に従来と同様にファンモータ7およびプロペラファン8を強固に設置することができる。
Further, since the
さらに、上記した複数本のステー6Bのシュラウド5に結合される下流側内周端部6Cがベルマウス5Aの内径よりもファン回転中心側に位置されているので、シュラウド5とモータ支持ステー6とを一体成形しても、複数本のステー6Bのシュラウド5に結合される下流側内周端部6Cがアンダーカットになることはなく、射出成形時において容易に型抜きすることができる。このため、シュラウド5とモータ支持ステー6との樹脂材による一体成形が困難とならず、コスト増大を抑制することができる。
Further, since the downstream inner
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、モータ支持ステー6における複数本のステー6Bのシュラウド5内面に結合される外端部の構成が異なっている。その他の点については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態において、モータ支持ステー6は、図4に示されるように、放射方向に延長された複数本のステー6Bのシュラウド5の内面に結合される外端部6Dが、下流側に折り曲げられてシュラウド5の内面に一体に結合された構成とされている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the outer end portion coupled to the inner surface of the
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
上記のように、放射方向に延長された複数本のステー6Bの外端部6Dを下流側に折り曲げてシュラウド5の内面に一体に結合した構成とすることにより、複数本のステー6Bの外径を可及的に小さくすることができる。このため、複数本のステー6Bによる圧力損失を低減し、ファン性能の向上を図ることができる。また、ファンモータ7またはプロペラファン8に衝突事故等によってファン回転軸方向の応力が作用したときにステー6Bが変形し易くなり、モータ支持ステー6全体に応力を分散させることができ、従って、応力集中によるステー6Bの破損を防止することができる。
As described above, the outer diameters of the plurality of
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について、図5を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1および第2実施形態に対して、モータ支持ステー6における複数本のステー16Bの構成が異なっている。その他の点については、第1および第2実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態において、モータ支持ステー6における複数本のステー16Bは、図5に示されるように、放射方向に延長された外端部6D側が上流側に向って傾斜された構成とされている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment differs from the first and second embodiments described above in the configuration of a plurality of
In the present embodiment, the plurality of
上記のように、複数本のステー16Bの放射方向に延長された外端部6D側を上流側に向って傾斜した構成とすることにより、ファンモータ7に対してラジエータ3側への軸方向応力が作用したとき、モータ支持ステー6には半径方向への圧縮力が作用し、これによりファンモータ7の変位を抑制することができる。このため、ファンモータ7またはプロペラファン8に衝突事故等によりファン回転軸方向の応力が作用したときに、ファンモータ7がラジエータ3に対して衝突し難くすることができる。また、プロペラファン8の外周側においてファン翼8Bとステー16Bとの間に距離を確保することができるため、同様の応力が作用したときに、ファン翼8Bとステー16Bとが接触することによる互いの損傷を抑制することができる。更に、モータ支持ステー6の中心部でファンモータ7およびプロペラファン8をそれぞれ重心により近い位置で支持することができるため、アンバランスによる振動等を発生し難くすることができる。
As described above, by setting the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について、図6を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1ないし第3実施形態に対して、モータ支持ステー6における複数本のステー26Bの構成が異なっている。その他の点については、第1ないし第3実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態において、モータ支持ステー6における複数本のステー26Bは、図6に示されるように、ファン回転軸(回転軸)7A方向の厚さTがファン回転軸(回転軸)7Aに直角な方向の断面の厚さtよりも大きく、T>tとされている。また、複数本のステー26Bは、図6に示されるように、らせん状とされ、放射方向に延長された外端部6D側がファン回転方向Nに傾斜された構成とされている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment differs from the first to third embodiments described above in the configuration of the plurality of
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the plurality of
上記のように、モータ支持ステー6における複数本のステー26Bのファン回転軸(回転軸)7A方向の厚さTをファン回転軸7Aに直角な方向の断面の厚さtよりも大きくすることによって、ステー26Bによる通風抵抗を抑制しながらステー26Bとしての強度を十分に確保することができる。このため、ステー26Bによる圧力損失を低減してファン性能の向上を図ることができるとともに、ファンモータ7およびプロペラファン8の回転振動等を十分に抑制することができる。
As described above, by making the thickness T of the plurality of
また、複数本のステー26Bをらせん状に設け、放射方向に延長された外端部6D側がファン回転方向Nに傾斜された構成としているので、ファン外周側から中心方向へと吸入される空気流に対し、ファン回転方向Nに傾斜されたステー26Bによってファン回転方向Nと反対方向への予旋回Sを与え、ファン中心側へと吸い込ませることができる。このため、ファン効率を改善することができる。
Further, since the plurality of
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態について、図7および図8を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1ないし第4実施形態に対して、モータ支持ステー6の複数本のステー6B(16B,26B)にリング部材9が設けられている点が異なる。その他の点については、第1ないし第4実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、モータ支持ステー6の複数本のステー6B(16B,26B)に、該ステー6B(16B,26B)およびファンモータ7よりも上流側に突出するリング部材9を設けた構成としている。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This embodiment is different from the first to fourth embodiments described above in that a
In the present embodiment, a plurality of
リング部材9は、様々な形状のリングにより構成することができるが、図8に示されるように、円筒状のリングが望ましい。また、このリング部材9は、プロペラファン8の吸い込み側の風速分布に対して、風速が比較的小さい領域に設けるのが望ましく、ファンモータ7の外径の1ないし1.5倍の外径を有する円筒状リングを放射方向に延長されている複数本のステー6B(16B,26B)間にファン回転軸7Aと同心状に設けた構成としている。
The
しかして、本実施形態によれば、上記のように、複数本のステー6Bに、該ステー6Bおよびファンモータ7よりも上流側に突出したリング部材9を設けているため、ファンモータ7またはプロペラファン8に衝突事故等によりファン回転軸方向の応力が作用し、各ステー6Bが変形したとしても、ファンモータ7や各ステー6Bが直接上流側のラジエータ3に接触あるいは衝突することがなく、従って、その損傷を防止することができる。また、仮にリング部材9が上流側のラジエータ3に接触あるいは衝突したとしても、リング部材9の周方向に衝突時の衝撃を分散させることができるため、相互に損傷し難くすることができる。
Thus, according to the present embodiment, as described above, since the
また、上記のように、リング部材9を円筒状のリングにより構成しているため、リング部材9による通風抵抗を最小とし、圧力損失を抑制することができるとともに、その周長を可及的に長くすることができる。これによって、リング部材9を設けることによる送風音やファンモータ入力の増大を防ぐと同時に、リング部材9の周長を長くすることによって衝突時の衝撃分散効果を高め、ファンモータ7やステー6B、ラジエータ3等がより損傷し難くすることができる。
Further, as described above, since the
さらに、本実施形態では、ファンモータ7の外径の1ないし1.5倍の外径を有する円筒状のリング部材9を放射方向に延長された複数本のステー6Bに対してファン回転軸7Aと同心状に設けているため、リング部材9をプロペラファン8の吸い込み側の風速分布に対して、風速が比較的小さい領域に設けることができる。従って、リング部材9を設けることによるファン性能への影響を最小限に抑えることができる。
Further, in the present embodiment, the
つまり、リング部材9が、ファンモータ7の外径の1.5倍を超える位置に設けられると、風速が比較的大きくなる領域に設置されることとなり、リング部材9自体が空気流に対する障害となってしまい、ファン性能を低下させる。また、リング部材9をファンモータ7の外径の1.5倍を超えない範囲でファンモータ7から比較的近い位置に設けることによって、ファン性能への影響を抑制しながら、重量が大きいファンモータ7に軸方向の応力が作用したときに、モータ支持ステー6に作用する応力を適度に分散させることができ、各ステー6B(16B,26B)に作用する応力が大きくなりすぎないようにするのができる。一方、リング部材9が、ファンモータ7の外径の1倍よりも小さい位置に設けられると、ファンモータ7に軸方向の応力が作用してリング部材9がラジエータ3に接触あるいは衝突したときに、ラジエータ3に対するリング部材9の接触面積が小さいため、ラジエータ3を損傷してしまう可能性がある。従って、リング部材9は、ファンモータ7の外径の1ないし1.5倍の外径を有するリングをファン回転軸7Aと同心状に設けるのが望ましい。
That is, if the
また、本実施形態において、リング部材9を上流側に設けられているラジエータ3の下流面に予め接触させて設けることができる。このように、リング部材9を上流側のラジエータ3の下流面に接触させて設けることにより、ファンモータ7またはプロペラファン8に衝突事故等によってファン回転軸方向の応力が作用したとしても、リング部材9とラジエータ3との間の相対的な位置関係が変化することはなく、両者が衝突のおそれを回避することができる。このため、衝突時の衝撃による相互の損傷を防止することができる。
In the present embodiment, the
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、コンデンサ2およびラジエータ3の双方を備えたCRFM1について説明したが、コンデンサ2またはラジエータ3のいずれか一方を備えた車両用冷却システム、あるいは車両用以外の一般的な空調装置、冷凍装置、その他のファンユニット、冷却システム等にも広く適用することができる。
In addition, this invention is not limited to the invention concerning the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably. For example, in the above embodiment, the
1 車両用冷却システム(CRFM)
2 コンデンサ
3 ラジエータ
4 ファンユニット
5 シュラウド
5A ベルマウス
6 モータ支持ステー
6A モータ支持部
6B,16B,26B ステー
6C 下流側内周端部
6D 外端部
7 ファンモータ
7A 回転軸(ファン回転軸)
8 プロペラファン
9 リング部材
N ファン回転方向
T ステーのファン回転軸方向厚さ
t ステーのファン回転軸に直角な方向の断面の厚さ
1 Vehicle cooling system (CRFM)
2
8
Claims (8)
前記モータ支持ステーが前記プロペラファンの上流側に配設され、該モータ支持ステーに前記ファンモータが取り付けられ、該モータ支持ステーよりも下流側に前記プロペラファンが設けられ、
前記モータ支持ステーは、放射状に設けられた複数本のステーを有し、前記シュラウドの内面側に一体に成形され、前記シュラウドとの結合部の下流側内周端部が前記ベルマウスの内径よりもファン回転中心側に位置され、放射方向に延長された外端部側が上流側に向って傾斜されていることを特徴とするファンユニット。 A shroud having a bell mouth that guides air sucked through an upstream device to the fan side, a motor support stay provided in the shroud, a fan motor supported by the motor support stay, and a rotation shaft of the fan motor In a fan unit comprising a propeller fan attached to and rotated in the bell mouth,
The motor support stay is disposed upstream of the propeller fan, the fan motor is attached to the motor support stay, and the propeller fan is provided downstream of the motor support stay ;
The motor support stay has a plurality of radially provided stays, is integrally formed on the inner surface side of the shroud, and a downstream inner peripheral end portion of a coupling portion with the shroud is formed from an inner diameter of the bell mouth. The fan unit is also located on the fan rotation center side, and the outer end portion extending in the radial direction is inclined toward the upstream side .
前記モータ支持ステーが前記プロペラファンの上流側に配設され、該モータ支持ステーに前記ファンモータが取り付けられ、該モータ支持ステーよりも下流側に前記プロペラファンが設けられ、 The motor support stay is disposed upstream of the propeller fan, the fan motor is attached to the motor support stay, and the propeller fan is provided downstream of the motor support stay;
前記モータ支持ステーは、放射状に設けられた複数本のステーを有し、前記シュラウドの内面側に一体に成形され、前記シュラウドとの結合部の下流側内周端部が前記ベルマウスの内径よりもファン回転中心側に位置され、該ステーおよび前記ファンモータよりも上流側に突出されたリング部材が設けられ、 The motor support stay has a plurality of radially provided stays, is integrally formed on the inner surface side of the shroud, and a downstream inner peripheral end portion of a coupling portion with the shroud is formed from an inner diameter of the bell mouth. Is also located on the fan rotation center side, provided with a ring member projecting upstream from the stay and the fan motor,
前記リング部材は、前記上流側の機器に接触するように設けられていることを特徴とするファンユニット。 The fan unit, wherein the ring member is provided in contact with the upstream device.
前記ラジエータおよび/またはコンデンサの下流側に、請求項1ないし7のいずれかに記載のファンユニットが配設されていることを特徴とする車両用冷却システム。 In a vehicle cooling system including a fan unit that ventilates outside air to a radiator for an engine and / or a condenser for an air conditioner mounted on an automobile and cools the radiator and / or the condenser.
A cooling system for a vehicle, wherein the fan unit according to any one of claims 1 to 7 is disposed downstream of the radiator and / or the condenser.
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