JPH04112918A - 自動車用冷却ファン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用冷却ファン装置に関し、特に自動車の
エンジンルーム内において自動車用ラジェータの車両進
行方向前方側に配置される冷却風発生ファン、冷却風整
流用ファンシュラウド、及び冷却ファン保護用防護ネッ
トに関する。

［従来技術及びその問題点］ 従来より自動車エンジン冷却水放熱用ラジェータや、自
動車用空調装置の冷媒凝縮用コンデンサーの車両進行方
向前方側に冷却ファンを配置することは知られている。

第１２図はこの従来から知られている冷却ファン装置を
示す。コンデンサー１の車両進行方向前方側に冷却ファ
ン２が配置されている。冷却ファンの中心部にはボス部
３が形成されており、このボス部３の内方には電動モー
タ４が配置されている。冷却ファンの外周を覆うように
ファンシュラウド５が配置されており、このファンシュ
ラウド５の車両進行方向前方側端部には防護ネット６が
嵌合接続されている。防護ネット６の中心部にはファン
シュラウド５と一体に形成されたモータ４の取り付はブ
ラケット７が嵌着されており、モータ４はこの取り付は
ブラケット７と取り付は板８とがリベット９によって固
定されることにより、防護ネット６の中心軸上に固定さ
れている。

また、従来の防護ネット６の第１３図に示すように同心
円上の複数のリング部１０より形成されている。即ち、
従来の防護ネットでは、リング部がその半径方向の最大
位置側にまで一様に配設されるという構造となっている
。

ところで近年の自動車騒音の低減化及びラジェータやコ
ンデンサーの能力増大に伴い冷却ファンには一層の静粛
性及び高効率性が要求されるようになってきている。そ
こで、本発明者等は、この自動車用冷却ファン装置にお
いて、特に冷却ファンの風量向上及び低騒音化をめざし
て様々の実験検討を行った。

まず本発明者等は冷却ファンに起因する騒音の発生原因
として、第１４図に示すようにファンシュラウド５に流
入する空気流れの乱れに着目した。

特に自動車が停止している状態、即ち自動車エンジンの
アイドリング状態においてはエンジンルーム内の風が冷
却ファン３によって吸い込まれるため、防護ネット６の
外周部側では空気の回り込みに伴う空気流れの乱れが大
きいものと考えられた。

そこで、本発明者等は、ファンシュラウド５を回り込ん
でファン３側に流入する空気流れをよりスムーズなもの
とするため、第１５図に示すように保護ネット６とファ
ンシュラウド５との間に間隙Ｘを形成してみた。この状
態で騒音の低減効果を測定したところおよそ０．５デシ
ベルの騒音低減が認められた。

本発明者等は、第１５図の実験検討に基づき、さらにフ
ァンシュラウド５を回り込んで冷却ファン３ｇｇへ流れ
る空気流れをスムーズにすべく、間隙Ｘを流れる空気流
を整流する方法を考案した。

即ち、本発明者等は第１６図に示すように防護ネット６
の最外周端部にその開口面積が車両進行方向前方側に向
かって増大するようなベルマウス部１１を形成してみた
。このベルマウス部１１によリ、第１６図に矢印で示す
ごとく冷却ファン３に向かう空気流れがよりスムーズに
なるものと考えられる。そこで、本発明者等は第１６図
図示装置を用いて騒音低減効果及び冷却ファン３に向か
う風量の向上度合を測定したところ、第１５図図示の装
置に比べてさらに騒音では０．９デシベル程度の低減が
認められた。また、冷却ファンに向かう風量の増加も約
５％程度認められた。

次に本発明者らは、防護ネットのリング部１０の及ぼす
影響につき検討してみた。第１３図図示従来の防護ネッ
トでは、半径方向の最外周端側まで均一にリング状部１
０が配設されていたため、特に空気の回り込みが大きな
最外周側ではこのリング状部に伴う空気流れの乱れが問
題になるものと考えられる。即ち、第１７図に示すよう
にリング部１０のうち最外周側に配設されるリング部１
０ａ、ｌｏｂではその通過後に冷却流れが大きく変化す
るためリング部１０ａ、１０ｂ後流で空気流れが乱れる
ものと認められる。そこで、本発明者等は防護ネットの
うち外周側に配設されていたリング部ＩＯを廃止し、代
わりに第１８図に示すように外周側のみは放射状に多数
配置された放射状部１２を設けることとしてみた。この
放射状部に伴う騒音の低減度合を測定してみたところ、
第１６図図示装置に比べさらに０．６デシベル程度騒音
が低減することが確かめられた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記本発明者等の実験検討結果に基づいて指図
されたもので、自動車用冷却ファン装置において主に防
護ネット部に起因する騒音の低減を図ることを目的とす
る。合わせて冷却ファンに供給される風量の増大も図る
ことを目的とする。

〔構成および作用〕

上記目的を達成するため、本発明の冷却ファン装置は冷
却ファン３の外周側にファンシュラウド６を配置し、こ
のファンシュラウドより車両進行方向前方側に所定の間
隙を介して防護ネット部を設置するという構造を採用す
る。さらに本発明ではこの防護ネット部のうち最外周部
にベルマウス部を形成し、このベルマウス部は開口断面
積がファンシュラウド６側に向かって漸減するという構
造にする。

このような構成としたことに伴い、本発明の冷却ファン
装置では特に防護ネット部の外周側より冷却ファンに向
かう空気流れが充分に整流され、その結果大幅な騒音低
減が達成されることになる。

合わせて冷却風流れの整流かに伴って、冷却ファンに供
給される空気量の増大も図られることになる。

〔実施例］ 以下本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第６図は本発明の冷却ファン装置の自動車における配置
状態を示す模式図である。図中符号１３は自動車走行用
エンジンである。符号１４はこのエンジン１３の冷却水
を放熱するラジェータであり、自動車のエンジンルーム
１５の前方側に配置されている。このラジェータ１４の
さらに自動車進行方向前方側には自動車用空調装置の冷
媒凝縮を行うコンデンサー１が配置されている。そして
さらにこのコンデンサー１の自動車進行方向前方側に冷
却ファン、ファンシュラウド５及び防護ネット６が配置
されている。尚、第６図中１６は自動車の前方側バンパ
ー　１７はフロントグリルである。

第７図は第６図図示冷却ファン装置を前方側より見たも
のであり、防護ネット６は取り付はステーを介して、フ
ァンシュラウド５に固定される。

尚、ファンシュラウド５はステー１８を介して自動車車
体に固定され、また取り付はステー１９を介してコンデ
ンサー１に固定されるようになっている。

本発明の自動車用冷却ファン装置の詳細は第１図に示す
ような構造となっている。

即ち、冷却ファンの中心軸上にボス部３が配置され、こ
のボス部３の内面側に駆動モータ４が設置される。また
冷却ファンの外周を覆うようにファンシュラウド５が配
置される。ファンシュラウド５は冷却ファンと対向する
円筒状部５ａ、この円筒状部５ａと連続し車両進行方向
前方側に向かってその開口面積が漸増するインテークダ
クト部５ｂおよび円筒状部５ａの後方側に一体形成され
てその開口断面積が後方に向けて漸増するスカート部５
ｃよりなる。そのファンシュラウドはガラス繊維で強化
された実施、例えばポリプロピレン等により一体モール
ド成形されている。

防護ネット６はこのファンシュラウド５のインテークダ
クト部５ｂよりさらに車両進行方向前方側に所定の間隙
Ｘを介して配置される。この間隙Ｘは約２Ｃ１１程度と
なっている。

防護ネットにはその外周端に円筒状のベルマウス１１が
形成される。このベルマウス部１１はその開口断面積が
車両進行方向前方側に向けて漸増する構造となっている
。従ってベルマウス部１１の内周側及び外周側はともに
滑らかな曲面が形成される。防護ネント６の中心部には
取り付はステー７が嵌着されており、この取り付はステ
ー７にモータ４の取り付はファンがリベット９によって
固定される。尚、ステー７はファンシュラウドと一体形
成されている。従って、モータ４及び冷却ファンは取り
付はステー７を介して防護ネット６に固定されることに
なる。また、防護ネット６も上述のファンシュラウド５
と同様ガラス繊維で強化された樹脂例えばポリプロピレ
ンによって図示一体モード形成される。

第２図は防護ネント６のみを取り出した正面図、第３図
は防護ネントの断面図である。図より明らかなように外
周側のベルマウス部１１の内面には多数放射状に形成さ
れた放射状部１２が等間隔離れて設置されている。そし
てその放射状部１２の内周側にはリング部１０が複数（
本例では４つ）配設されている。このリング部１０と放
射状部１２によって異物の通過が防止され、冷却ファン
の保護が図られる。

防護ネット６にはまた取り付はステー２０が４箇所交差
状に一体形成されており、この取り付はステー２０を介
してファンシュラウド５が組み付けられるようになって
いる。

このステ一部２０の中心部側には上述の取り付はステー
７の嵌着結合する保持部が環状に形成されている。この
保持部には複数のリブが形成されており、このリブ間に
取り付はステー７が嵌まり込む構造となっている。さら
に保持部２１の中心側２２は開口部となっている。この
開口部を介して空気がモータ４側に流れるようになって
いる。

第４図は上記防護ネット６にモータ４及びファンシュラ
ウドが取り付けられた状態を示す。防護ネット６は上記
のように取り付はステー２０を介してファンシュラウド
にボルト２３にて固定される。また、ファンシュラウド
５にも取り付はステー１８が一体形成されており、この
取り付はステー１８を介してファンシュラウド５は自動
車車体に固定されることになる。同様にファンシュラウ
ド５には他の取り付はステー１９も形成されており、こ
ちらの取り付はステーはファンシュラウドをコンデンサ
ー１に取り付けるのに用いられる。

第５図は防護ネット６とファンシュラウド６との固定状
態を示す。ファンシュラウド５には連結部２４が一体形
成されている。この連結部２４にはボルト２３０通し穴
２５が形成されている。そして、この取り付は部２４を
挟持するようにバネ鋼製のツーストワッシャ２６が配置
される。このツーストワッシャ２６にはボルト通し穴２
５に対向する部位にワッシャ一部２７が形成されている
。

従ってボルト２３は取り付はステー２０のボルト通し穴
２８及び保持部２４のボルト通し穴２５を介してツース
トワッシャ６にネジ止めされることになる。さらにファ
ンシュラウド５にも放射状にステ一部２９が一体形成さ
れており、このファンシュラウドのステ一部が防護ネッ
ト６のステ一部２０内面に嵌り込む構造となっている。

このように防護ネット６とファンシュラウド５のステ一
部がそれぞれ嵌着し合うことにより防護ネット６とファ
ンシュラウド５とは一体的に結合されることになる。即
ちファンシュラウド５のステ一部２９はモータ用固定の
取り付はステー７としても機能する。

次にこの第４図図示の本発明に係わる冷却ファン装置と
、第１３図に図示した従来の冷却ファン装置との騒音低
減効果についての実験検討を説明する。

第８図はモータ４を８０ワツトで駆動した状態における
各周波数での騒音状態を図示したものである。図中実線
Ｙで示したのが本発明に係わる冷却ファン装置であり、
破線Ｚで示したのが第１３図に示した従来の冷却ファン
装置の騒音を示す。

この第８図実験結果より明らかなように本発明に係わる
冷却ファン装置は保護全周波数域において騒音を低減で
きていることが認められる。さらにこの騒音低減効果は
第９図に示すように、モータ４を１２０ワツトの状態で
駆動した時にはより一層顕著となる。

第８図及び第９図図示両実験ともファン２をほぼ２００
ＯＲＰＭで回転させたものであり、第８図図示実験では
騒音が約２デシベル低減していることが認められる。ま
た、この騒音低減とともに風量は約５％増大しているこ
とが認められた。同様に第９図図示実験では騒音が約２
．３デシベル低減しており、合わせて風量も５％程度増
大していることが確かめられた。

なお、上述の例では、特に第５図に示したように防護ネ
ット６とファンシュラウド５とをツーストワッシャ２６
を用いて結合するようにしていたが第１０図（ａ）、（
ｂ）、（Ｃ）に示すようにファンシュラウド５をその樹
脂の弾性を利用して直接防護ネント６に固定するように
してもよい。即ち、ファンシュラウド５より舌状部３０
を一体に突出形成し、各舌状部には爪部３１を吐出形成
しておく。一方、防護ネット６にはこの舌状部の爪部３
１が係止する嵌合穴部３２を形成しておく。そしてファ
ンシュラウド５の樹脂の弾性を利用して舌状部３０を防
護ネット６内面側に圧入し、ついで爪部３１が、防護ネ
ット６に一体形成された取り付は部３３の嵌合穴部３２
内に嵌入した状態を示す。

また、上述の例では冷却ファンに駆動用モータ４として
連動モータを用いたが、油圧モータ等と他の駆動源を用
いてもよいことはもちろんである。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明の冷却ファン装置ではファ
ンシュラウドと防護ネットの隙間を設け、この隙間に埋
められる風を防護ネットのベルマウス部にて整流する構
成としたため、冷却ファン装置によって発生する騒音を
大幅に低減することができるという優れた効果を生ずる
６合わせて風量の向上も図ることができるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷却ファン装置を示す部分断面図、第
２図は第１図図示防護ネットの正面図、第３図は第２図
の断面側面図、第４図は第１図図示冷却ファン装置の正
面図、第５図は第１図図示冷却ファン装置の組み付は状
態を示す断面図、第６図は第１図図示冷却ファン装置の
自動車への取り付は状態を示す模式図、第７図は同じく
第１図図示冷却ファン装置の自動車への取り付は状態を
示す正面図、第８図及び第９図はそれぞれ第１図図示冷
却ファン装置の効果を説明するグラフ、第１０図（ａ）
、（ｂ）、（Ｃ）は本発明に係わる冷却ファン装置の他
の例の要部を示す正面図、第１１図は第８図図示実験の
組み付は状態を示す断面図、第１２図は従来の冷却ファ
ン装置を示す断面図、第１３図は第８図図示実験の正面
図、第１４図乃至第１８図はそれぞれ本発明者等の検討
事項を説明する模式図である。 ２・・・冷却ファン、４・・・モータ、５・・・ファン
シュラウド、６・・・防護ネット、１０・・・リング部
、１１・・・ベルマウス部、１２・・・交差状部。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ほか１名） 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 ＰＩ壜枚（ＨＬ） 第 図 第 図 第１１ 図 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車のエンジン冷却用ラジエータの車両進行方
   向前方に配置される自動車用冷却ファン装置であって、 前記ラジエータに冷却風を送風するファンと、このファ
   ンの外周を覆いファンより生ずる冷却風流れの整流を行
   うファンシュラウドと、 このファンシュラウドの車両進行方向前方側に配置され
   前記ファンの防護を行う防護ネットとを備え、かつ前記
   防護ネットは前記ファンシュラウドと略同心上に配設さ
   れ、かつその開口断面積が車両進行方向前方側に向かっ
   て暫時増大するベルマウス部と、このベルマウス部の内
   周側に配置されベルマウス部内方を異物が通過するのを
   防止する防護ネット部とからなることを特徴とする自動
   車用冷却ファン装置。
2. （２）請求項１記載の自動車用冷却ファン装置において
   、前記防護ネット部は、 前記ベルマウス部内周部のうち中心部側に配置された複
   数の同心上のリング部と、 前記ベルマウス部の内周のうち半径方向側に放射状に配
   置された複数の放射状部とからなる特徴とする自動車用
   冷却ファン装置。
3. （３）請求項１もしくは２記載の自動車用冷却ファン装
   置において、 前記防護ネットのベルマウス部は、前記ファンシュラウ
   ドより車両進行方向前方側に所定間隙離れて配設される
   ことを特徴とする自動車用冷却ファン装置。
4. （４）請求項３記載の自動車用冷却ファン装置であって
   、 前記防護ネットのベルマウス部と前記ファンシュラウド
   との間の所定間隙は約２ｃｍであることを特徴とする自
   動車用冷却ファン装置。
5. （５）請求項１ないし４いずれか記載の自動車用冷却フ
   ァン装置であって、 前記防護ネットは前記ベルマウス部の外周側より前記フ
   ァンシュラウド側に延出するステーを一体形成し、 前記防護ネットと前記ファンシュラウドとは、このステ
   ーを介して連結されることを特徴とする自動車用冷却フ
   ァン装置。
6. （６）請求項１ないし５いずれか記載の自動車用冷却フ
   ァン装置であって、 前記ファンはその中心軸上に配置された電動モータによ
   って回転駆動され、 かつこの電動モータは前記防護ネットの中心部に直結固
   定することを特徴とする自動車用冷却ファン装置。