JP6529172B2 - 車両の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の冷却装置の構造に関する。

従来から、自動車等の車両には、ラジエータ等の熱交換器を冷却する電動ファンやエンジンを冷却するエンジンファンを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。電動ファンは、電動モータによってファンを稼働し、ラジエータ等の熱交換器を通過する空気流を発生して、熱交換器の放熱を促進する。エンジンファンは、エンジンによってファンを稼働し、エンジンに向けて空気流を発生して、エンジンを冷却する。そして、電動ファンやエンジンファンの周囲はフードによって囲まれており、意図する方向に空気が流れるように構成されている。

また、特許文献１に記載されたラジエータ冷却装置では、電動ファンとエンジンファンとが、互いの回転軸をオフセットし、且つ、背面視において、互いの羽根の一部が重なるように配置されている。そして、電動ファンの羽根後方のシュラウドには、三日月状の開口が形成されている。この構成により、電動ファンの下流側に配置されたエンジンファンに起因する通気抵抗が高い場合であっても、三日月状態の開口を通じて、電動ファンにより発生した空気流を冷却装置の下流側へ流すことができるとしている。

特開２００３−２０９４３号公報

しかしながら、前述の特許文献１に記載されたラジエータ冷却装置では、電動ファンとエンジンファンとが、互いの回転軸をオフセットし、且つ互いの羽根の一部が重なるように配置されているので、電動ファンの取付け作業を効率的に行うことが困難であった。具体的には、電動ファンをシュラウドに取付ける際に、電動ファンよりも下流側に設けられたエンジンファンを囲むフードを避けて取付け作業を行う必要があった。

また、特許文献１に記載されたラジエータ冷却装置に限らず、車両の冷却装置は、電動ファンやエンジンファンが稼働することで発生する振動が一定の剛性を有するシュラウドやフードに伝搬し、振動音が発生しやすいといった課題もある。

本発明では、電動ファンとエンジンファンを備え、互いの回転軸がオフセットされ、且つ互いの羽根の一部が重なるように配置された車両の冷却装置において、電動ファンの取付け作業を効率化し、振動音の抑制も図った構造を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の冷却装置は、車両のエンジンと、エンジンよりも車両の前方側に設けられる熱交換器との間に配置されて、エンジンにより回転されるエンジンファンを内包する円筒状のフードを有するシュラウドと、熱交換器とエンジンファンとの間のシュラウド内に、エンジンファンの回転軸に対して回転軸がオフセットし、かつ、羽根の一部同士が重複して配置される電動ファンと、を備えている。そして、フードは、車両の前後方向において電動ファンと重複する部位を含むフード分割体と、該フード分割体が組付けられるフード本体を有する。フード分割体は、延在方向の両端にフード本体と係合する係合部を有するとともに、延在方向の両端以外に電動ファンと係合する第２の係合部を有し、フード本体は、係合部と係合される保持部を有し、電動ファンは、第２の係合部と係合される第２の保持部を有することを特徴としている。

エンジンファンを内包する円筒状のフードのうち、車両の前後方向（正面視または背面視）において電動ファンと重複する部位をフード分割体としたので、電動ファンをシュラウドに取付けた後にフード分割体をフード本体へ組付けて、円筒状のフードを容易に形成することができる。このように、電動ファンの取付け作業の際に、フードを避けて取付ける必要がなく、取付け作業を効率化できる。

フード分割体は、延在方向の両端にフード本体と係合する係合部を有し、フード本体は、係合部が係合される保持部を有し、係合部はすべて、一の方向から対応する保持部と係合することが好ましい。フード分割体を、所望する方向からフード本体へ組み付けることができ、取付け作業を効率化できる。

フード分割体は、延在方向の両端以外に前記電動ファンと係合する第２の係合部を有し、電動ファンは、第２の係合部が係合される第２の保持部を有し、第２の係合部は、一の方向から第２の保持部に係合されることが好ましい。フード分割体は冷却装置に対して相対的に小型、軽量であり、係合部によって延在方向の両端をフード本体と係合したとしても、伝達された振動によって振動音が発生しかねない。この点、延在方向の両端に加え、両端以外でも電動ファンと係合する構成としたので、振動音の抑制を図ることができる。しかも、第２の係合部は、フード分割体の延在方向の両端に設けられた係合部と同様に、一の方向から第２の保持部に係合することができるので、取付け作業の効率化を阻害することがない。

係合部は、フード分割体の延在方向の両端において、車両の前後方向に離間して設けられた一対の突起部を有し、保持部は、一対の突起部に挟持される被挟持部を有するよう構成することが望ましい。一対の突起部として形成された係合部は、被挟持部を車両の前後方向で挟持するので、取付け作業の効率化を図りつつ、フード分割体が車両の前後方向に移動することが防止される。

電動ファンは、この電動ファンを内包する円筒状のリングを有する取付け部材を介してシュラウドに取り付けられる。そして、リングは、車両の前後方向において、フードよりも外方にあっては、リングの径外方向に突設された固定部を介してシュラウドと固定される一方、フードよりも内方にあっては、リングの径外方向に延設される支持体を介してシュラウドと固定されるよう構成しても良い。電動ファンの回転により、電動ファンを内包するリングや、リングを介してシュラウドが振動しようとしても、車両の前後方向（正面視または背面視）においてリングのうちフードよりも外方は固定部を介してシュラウドに固定され、リングのうちフードよりも内方は支持体を介してシュラウドに固定されるので、簡単な構成でリングが振動することを抑制できる。

電動ファンは、電動モータと電動ファンとを有し、支持体は、一端が前記リングに固定され、他端がシュラウドに固定されるとともに、電動モータの回転中心と、一端と、他端と、が直線上に配置されていることが好ましい。電動モータが回転し、振動源となったとしても、モータの中心は支持体の延在方向に位置するから、支持体の長手方向における引張応力や弾性率などの特性に応じて、リングが振動することをより確実に抑制できる。

エンジンファンを内包する円筒状のフードのうち、車両の前後方向（正面視または背面視）において電動ファンと重複する部位をフード分割体としたので、電動ファンをシュラウドに取付けた後にフード分割体をフード本体へ組付けて、円筒状のフードを容易に形成することができる。電動ファンの冷却装置への取付作業を、効率化できる。
フード分割体は、係合部によって延在方向の両端をフード本体と係合するとともに、両端以外でも電動ファンと係合する構成としたので、振動音の抑制を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る冷却装置を車両の斜め後方から見た斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係る冷却装置を車両の後方から見た背面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線による断面図である。 図４は、図２のＢ−Ｂ線による断面図の一部であり、フード分割体およびフード本体の上端部の近傍を示した図である。 図５は、図２のＣ−Ｃ線による断面図の一部であり、フード分割体の膨出部の上端近傍を示した図である。 図６は、図２のＤ−Ｄ線による断面図の一部であり、フード分割体およびフード本体の下端部の近傍を示した図である。 図７は、本発明の実施形態に係る冷却装置を車両の斜め前方から見た斜視図である。 図８は、図１の分解斜視図である。 図９は、本発明の実施形態に係るフード分割体の近傍を拡大した斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面とともに詳述する。なお、以下の図において、車両前方をＦＲ、車両後方をＲＲ、車幅方向右側をＲＨ、車幅方向左側をＬＨとして示す。

図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係る冷却装置１は、板状に形成されたシュラウド３と、該シュラウド３に形成された開口部５の周縁に沿って延在するエンジンファン用のフード７と、フード７の斜め右側に配置された電動ファンアセンブリ９と、を備える。

図３に示すように、冷却装置１の車両前方側には、車両用空調装置の凝縮器（図示せず）やラジエータ１１などの、車両の外気と熱媒体とで熱の交換する熱交換器が冷却装置１に近接して配置され、冷却装置１の車両後方側には、エンジン１３が配置されている。このように、冷却装置１はラジエータ１１（熱交換器）とエンジン１３との間に配設されている。エンジン１３には、車両前方に突出する回転軸１５が設けられ、この回転軸１５にエンジンファン１７が回転可能に取り付けられている。そして、エンジンファン１７は、円筒状のフード７の内方に収容されており、フード７の内方においてエンジンファン１７が回転可能に構成されている。即ち、筒状のフード７は、エンジンファン１７を取り囲んで構成されている。また、図２に示すように、エンジンファン１７は、径方向中央部に配置された軸支部１９と、この軸支部１９から径方向の外側に向けて延びる羽根２１と、から構成される。

また、図２に示すように、シュラウド３における車幅方向右側の上部には、電動ファン用開口部２３が形成され、この電動ファン用開口部２３の周縁に沿って電動ファンアセンブリ９が設けられている。電動ファンアセンブリ９は、取付部材２５と、該取付部材２５に保持された電動ファン２７と、を備えている。前記取付部材２５は、背面視で円環状に形成されたリング部２９と、該リング部２９の外周側に突設された固定部３１と、リング部２９から径方向内側に向けて直線状に延びる脚部３３と、脚部３３の先端に設けられた円環状のモータ保持部３５と、を有する。電動ファン２７は、径方向中央部に配置されたモータ部３７と、このモータ部３７の回転駆動力によって回転する羽根３９と、を有する。また、モータ保持部３５に電動ファン２７のモータ部３７が固定されることにより、電動ファン２７が取付部材２５に保持されている。そして、固定部３１がシュラウド３にボルトを介して締結されることにより、電動ファンアセンブリ９がシュラウド３に取り付けられる。なお、電動ファン２７が回転することによってラジエータ１１を通過する空気流が発生する。

ここで、図２に示すように、フード７は、背面視で電動ファン２７と重複する部位を含むフード分割体４１と、このフード分割体４１以外の部位であるフード本体４３と、を組み付けて構成されている。この例でのフード７は、図２に示すように、背面視において上端となる時計の１２時に相当する部分と右端となる時計の３時に相当する部分とにおいて、フード本体４３とフード分割体４１とが係合されている。つまり、フード本体４３は、全周のうち３／４周分だけ延在しており、フード分割体４１は、全周のうち１／４周分だけ延在している。またフード本体４３は、シュラウド３から延出するように設けられており、シュラウド３と一体的に形成されることでも、シュラウド３とは別体であって、取り付けられることでもよい。以上のように、電動ファン２７とエンジンファン１７とは前後方向で近接し、互いの回転軸がオフセット（回転軸の軸方向は並行であるが、軸芯は同軸線上にない）し、かつ背面視で少なくとも一部同士が重複して配置されている。なお、図７に示すように、電動ファン２７とエンジンファン１７とは、正面視でも、少なくとも羽根の一部同士が重複して配置されている。

図８，９に示すように、フード分割体４１は円弧状に湾曲して延在しており、延在方向の両端には、前後方向に離間した一対の係合部が形成されている。具体的には、図９に詳細に示すように、フード分割体４１の下端部には、係合部として前後一対の突起部４４，４５が下方に向けて延びており、フード分割体４１の上端部にも、係合部として前後一対の突起部４７，４９が下方に向けて延びている（突起部４７は、後述する図４に示される）。一方、フード本体４３における延在方向Ｌの端部には、前記フード分割体４１の突起部を受ける保持部が形成されている。具体的には、フード本体４３における右端部には、上側が開放された保持部５１，５３が設けられている。この保持部５１，５３では、上方に向けて延びる平面状の壁部５５，５７が前後一対に形成されている。また、フード本体４３における上端部には、上側が開放された保持部６１，６３が設けられている。この保持部６１，６３には、上方に向けて延びる平面状の壁部６５，６７が前後一対に形成されている。

さらに、フード分割体４１の上面には、延在方向に沿って板状に延びる縦リブ７１が、前後方向に所定間隔をおいて複数に設けられている。また、縦リブ７１に直交するように、前後方向に沿って延びる横リブ７３がフード分割体４１の延在方向に所定間隔をおいて複数に設けられている。これらの縦リブ７１および横リブ７３によってフード分割体４１の強度が向上する。

フード分割体４１における延在方向の中間部には、板状の膨出部７５が上方に向けて一体形成されている。この膨出部７５の車両前側には、第２の係合部７７が、下方に向けて突出形成された挿入部（凸部）として設けられている。また、電動ファンアセンブリ９のモータ保持部３５には、一枚の板をＵ字状に折り返した第２の保持部７９が上下方向に沿って延びた受け部（凹部）として設けられている。図９に示すように、フード分割体４１を下方に降下させると、電動ファンアセンブリ９の受け部７９にフード分割体４１の挿入片７７が挿入するように構成されている。

ここで、フード分割体４１を降下させて、フード分割体４１の突起部４４，４５，４７，４９がフード本体４３の保持部５１，５３，６１，６３に挿入させると共に挿入片７７が受け部７９に挿入された状態の構成を、図４〜図６に示す断面図を用いて説明する。具体的には、図４に示すように、フード分割体４１の上端部においては、フード分割体４１から前後一対の突起部４７，４９が下方に延びている。フード本体４３の上端部には、前後一対に保持部６１，６３が設けられており、これらの保持部６１，６３において、前後一対の壁部６５，６７は、被挟持部として前記フード分割体４１の前後一対の突起部４７，４９で挟持されている。また、図６に示すように、フード分割体４１の下端部においては、フード分割体４１から前後一対の突起部４４，４５が下方に延びている。フード本体４３の右端部には、前後一対に保持部５１，５３が設けられており、これらの保持部５１，５３に設けられた前後一対の壁部５５，５７は、被挟持部として前記フード分割体４１の前後一対の突起部４４，４５で挟持されている。このように、前記フード分割体４１におけるフード本体４３との係合部には、前記フード分割体４１をエンジンファン１７側に移動させることを抑制する移動抑制手段となる突起部４４，４５，４７，４９および壁部５５，５７，６５，６７が設けられている。

さらに、図５に示すように、フード分割体４１の膨出部７５の上端においては、挿入片７７が、該膨出部７５の上端を折り返して下方に向けて延びている。これらの膨出部７５と挿入片７７との間には、間隙が形成されているため、この間隙に受け部７９の後壁面８０が挿入されている。これにより、フード７は電動ファン２７に保持される。

図２、図７に示すように、電動ファンアセンブリ９におけるリング部２９の車幅方向左側の部分には、リング部２９から舌片８１が径方向の外側に向けて突出している。また、シュラウド３における車幅方向左側の車両前面側に支持体８３の端部を固定する締結部８５が突出形成されている。よって、長尺状の薄板材からなる支持体８３の一端８７は、リング部２９の舌片８１にボルト８８で締結されており、支持体８３の他端８９はシュラウド３の締結部８５にボルト８８で締結されている。そして、図２に示すように、電動ファン２７のモータ部３７の中心と、支持体８３の一端８７に配置されたボルト８８と、支持体８３の他端８９に配置されたボルト８８と、を結ぶ線Ｌが直線状に設定されている。

以下に、本発明の実施形態による作用効果を説明する。

（１）本発明の実施形態による車両の冷却装置構造は、ラジエータ１１（熱交換器）とエンジン１３との間に設けられた電動ファン２７およびエンジンファン１７と、このエンジンファン１７を取り囲む筒状のフード７と、を備え、前記電動ファン２７が回転することによってラジエータ１１を通過する空気流を発生させる。前記電動ファン２７とエンジンファン１７とは近接し、かつ、正面視で少なくとも一部同士が重複して配置され、前記フード７は、前記電動ファン２７に保持されている。

ここで、電動ファン２７やエンジンファン１７が回転すると、この回転による振動がエンジンファン１７のフード分割体４１に伝達されて振動し、振動音が発生するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、フード７フード分割体４１が電動ファン２７に保持されているため、簡単な構造でフード７の振動音を効率的に抑制することができる。

（２）フード７は、正面視で電動ファン２７と重複する部位を含むフード分割体４１と、このフード分割体４１以外の部位であるフード本体４３とを組み付けて構成され、前記フード分割体４１を電動ファン２７に結合することにより、前記フード７を電動ファン２７に保持した。

フード７は、正面視で電動ファン２７と重複する部位を含むフード分割体４１を有する。従って、フード分割体４１を取り外した状態で電動ファン２７を組み付けし、その後、フード分割体４１を電動ファン２７に結合することができ、電動ファン２７の組付作業を効率的に行うことができる。また、冷却装置１からフード分割体４１を取り外した状態にすることで、電装ファン２７の取外し作業を効率的に行うことができる。

（３）前記フード分割体４１におけるフード本体４３との係合部には、前記フード分割体４１をエンジンファン１７側に移動させることを抑制する移動抑制手段が設けられている。

前記移動抑制手段によって、フード分割体４１がエンジンファン１７側に移動させることが抑制される。従って、フード分割体４１がエンジンファン１７に干渉することを効率的に抑制することができる。

（４）前記移動抑制手段は、前記フード分割体４１に設けられた一対の突起部４４，４５，および４７，４９と、この一対の突起部４４，４５，および４７，４９の、それぞれの間に挟持されたフード本体４３の保持部５１、５３、および６１、６３と、から構成された。

フード分割体４１に設けた突起部４４，４５は間にフード本体４３の保持部５１、５３を、同様に突起部４７，４９は間にフード本体４３の保持部６１、６３を挟持しているため、フード分割体４１をフード本体４３に確実に結合させることができる。また、フード分割体４１の一対の突起部４４，４５はフード本体４３の保持部５１、５３を、一対の突起部４７，４９は保持部６１、６３を、それぞれ挟持すればよいため、フード分割体４１の取付作業が容易になる。

（５）前記フード分割体４１には、挿入片７７（凸部）が設けられており、この挿入片７７は、電動ファン２７に設けられた受け部７９（凹部）に係合可能に形成されている。フード分割体４１の挿入片７７を電動ファン２７の受け部７９に係合することによって前記フード７が電動ファン２７に保持される。

ここで、フード分割体４１の突起部４４，４５，４７，４９は、挿入片７７の突出方向（一の方向）に沿って突き出ている。このため、フード分割体４１を突起部４４，４５，４７，４９の突出方向に沿って移動させれば、フード分割体４１をフード本体４３に結合させる取付け作業と、フード分割体４１を電動ファン２７に保持させる作業とを同時に行うことができるので、フード分割体４１の組付作業の効率化を図ることができる。

（６）本発明の実施形態による車両の冷却装置構造は、フード７および電動ファン２７を配設するシュラウド３を備え、電動ファン２７のモータ部３７は、取付部材２５を介してシュラウド３に取り付けられている。取付け部材２５は、固定部３１がボルトを介してシュラウド３に取り付けられるほか、支持体８３を介してもシュラウド３に取り付けられる。このとき、モータ部３の中心（回転の中心）と、支持体８３の一端８７と、支持体の他端８９と、を結ぶ線Ｌが直線状となるように位置される。

従って、電動ファン２７を回転するためにモータ部３７が稼働して振動が発生しても、振動源であるモータ部３７の中心は支持体８３の延在方向に位置するから、支持体８３の長手方向における引張応力や弾性率などの特性に応じて、振動が効果的に減衰される。

ところで、本発明の車両の冷却装置構造を前述の実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

例えば、フード分割体４１に設けられる係合部を突起部４４、４５、４７、４９とし、保持部６１、６３、６５、６７をそれぞれの突起部４４、４５、４７、４９が挿入される構造として説明したが、保持部を突起状に形成するとともに係合部を突起状の保持部が挿入されるものとしてもよい。フード分割体４１のフード本体４３への組付けが一の方向（ある所定の方向）から行うことが可能であればよく、係合部と保持部のいずれが突起状であるかは、適宜設計されればよい。

同様に、フード分割体４１の中ほどに、第２の係合部を下方に向けて突出形成された挿入部（凸部）とし、第２の保持部を上下方向に沿って延びた受け部（凹部）として説明したが、第２の保持部を挿入部（凸部）として形成するとともに第２の係合部を受け部（凹部）として形成してもよい。フード分割体４１のフード本体４３への組付けが一の方向（ある所定の方向）から行うことが可能であればよく、第２の係合部と第２の保持部のいずれが凸状であるかは、適宜設計されればよい。

３ シュラウド
７ フード
１１ ラジエータ（熱交換器）
１３ エンジン
１７ エンジンファン
２７ 電動ファン
３７ モータ部
４１ フード分割体
４３ フード本体
４４，４５，４７，４９ 係合部（突起部）
５１，５３，６１，６３ 保持部
７７ 第２の係合部
７９ 第２の保持部
８３ 支持体
８７ 一端
８９ 他端

Claims (5)

1. 車両のエンジンと、前記エンジンよりも前記車両の前方側に設けられる熱交換器との間に配置されて、
   前記エンジンにより回転されるエンジンファンを内包する円筒状のフードを有するシュラウドと、
   前記熱交換器と前記エンジンファンとの間のシュラウド内に、前記エンジンファンの回転軸に対して回転軸がオフセットし、かつ、羽根の一部同士が重複して配置される電動ファンと、を備え、
   前記フードは、前記車両の前後方向において前記電動ファンと重複する部位を含むフード分割体と、該フード分割体が組付けられるフード本体を有し、
   前記フード分割体は、延在方向の両端にフード本体と係合する係合部を有するとともに、延在方向の両端以外に前記電動ファンと係合する第２の係合部を有し、
   前記フード本体は、前記係合部と係合される保持部を有し、
   前記電動ファンは、前記第２の係合部と係合される第２の保持部を有することを特徴とする車両の冷却装置。
2. 前記係合部は、一の方向から対応する前記保持部と係合し、
   前記第２の係合部は、前記一の方向から対応する前記第２の保持部と係合することを特徴とする請求項１に記載の車両の冷却装置。
3. 前記係合部は、前記フード分割体の延在方向の両端において、前記車両の前後方向に離間して設けられた一対の突起部を有し、
   前記保持部は、前記一対の突起部に挟持される被挟持部を有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の車両の冷却装置。
4. 前記電動ファンは、前記電動ファンを内包する円筒状のリングを有する取付け部材を介して前記シュラウドに取り付けられ、
   前記リングは、前記車両の前後方向において、
   前記フードよりも外方にあっては、該リングの径外方向に突設された固定部を介して前記シュラウドと固定される一方、
   前記フードよりも内方にあっては、該リングの径外方向に延設される支持体を介して前記シュラウドと固定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の冷却装置。
5. 前記電動ファンは、電動モータと電動ファンとを有し、
   前記支持体は、一端が前記リングに固定され、他端が前記シュラウドに固定されるとともに、前記電動モータの回転中心と、前記一端と、前記他端と、が直線上に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の車両の冷却装置。

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