JPH0538325U - フアン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファンの回転速度の制御とは別の簡易な方法
によって、温度に応じた送風量の調整が可能なファン装
置を提供する。 【構成】 第１の軸部材５５の軸部５５Ｂに、第２の軸
部材５６の筒状部５６Ａを軸方向に伸縮自在に嵌合さ
せ、筒状部５６Ａの内部に、第１および第２の軸部材５
５および５６の伸縮量に応じて容積が変化する内室Ｒを
形成し、その内室Ｒ内に、温度の上昇に応じて体積が膨
張する感熱素子５８を封入し、第２の軸部材５６にファ
ンカップリング５３を介してファンを取付けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ファン装置、特に自動車用内燃機関の冷却のために用いて好適なフ ァン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のファン装置としては、例えば、実開平３−６０９６号公報に開 示されたものが知られている。

【０００３】 かかるファン装置は、駆動軸の先端の定位置に流体継手を介してファンを取付 けて、熱交換器に通じる通風路を形成するシュラウド内の定位置に、前記のファ ンを配置する構成となっている。

【０００４】 前記の流体継手は、雰囲気温度に応じて伝達トルクを制御するものであり、こ の流体継手により、シュラウド内の温度に応じてファンの回転速度が制御されて 、シュラウド内の通風量つまり熱交換器の熱交換率が調整されることになる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のファン装置では、温度に応じて通風量を調整するた めの方法がファンの回転速度の制御方法のみに限られているため、必然的に通風 量の制御性に限界があり、またその制御のための流体継手の構造が複雑であった 。

【０００６】 本考案の目的は、ファンの回転速度の制御とは別の簡易な方法によって、温度 に応じた送風量の調整が可能な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】

本考案のファン装置は、複数の構成部材を軸線方向に伸縮可能に連結してなる 駆動軸と、前記駆動軸に取付けられたファンと、感熱温度に応じて前記駆動軸を 伸縮動作させる感熱作動手段とを備えてなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案のファン装置は、ファンの駆動軸が温度に応じて伸縮することにより、 温度に応じてファンの送風位置を簡易にずらして、ファンの回転速度の制御を要 せずとも送風量の調整を可能とする。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１０】 本実施例は、自動車用内燃機関の冷却用のファン装置５１としての適用例であ り、図１に示すように、駆動軸５２の先端にファンカップリング５３を介してフ ァン５４を取付けた構成となっており、ラジエータ６１後方のシュラウド６２の 開口部にてファン５４を軸線０を中心として回転させることにより、ラジエータ ６１およびシュラウド６２内を通過する矢印Ａ方向の冷却風を生じさせるように なっている。

【００１１】 まず、駆動軸５２は、図２に示すように、第１および第２の軸部材５５および ５６の連結構造となっている。第１の軸部材５５は定位置に回転自在に支持され 、かつ外フランジ５５Ａに取付けられるプーリおよびＶベルトを介してエンジン により回転駆動されるようになっている。この第１の軸部材５５の先端側（図３ 中の左側）の軸部５５Ｂには、第２の軸部材５６の基端側（図３中の右側）の筒 状部５６Ａが軸方向に伸縮自在に嵌合され、さらに、軸部５５Ｂの先端側フラン ジ５５Ｃと筒状部５６Ａの内周部５６Ｂがスプライン嵌合して、両軸部材５５お よび５６が一体的に回転するように連結されている。

【００１２】 第２の軸部材５６の基端側には、その軸部材５６の抜け止め用のストッパ部５ ６Ｃが設けられ、さらに、そのストッパ部５６Ｃと、第１の軸部材５５の先端側 フランジ部５５Ｃとの間に、第２の軸部材５６を矢印Ｂ１方向に付勢するリター ンスプリング５７が介在されている。また、筒状部５６Ａの内部には、両軸部材 ５５および５６の伸縮量に応じて容積が変化する内室Ｒが形成されており、この 内室Ｒには、感熱温度の上昇に応じて体積が膨張する感熱素子（例えば、「ワッ クスペレット」と称される粒状体）５８が封入されている。

【００１３】 次に、ファンカップリング（流体継手）５３は、第２の軸部材５６を駆動部材 とし、また、その軸部材５６にベアリング４を介して回転自在に支持され、かつ 外周部にファン５４が取付けられたハウジングを従動部材として、前者の駆動部 材の回転トルクを後者の従動部材に伝達するように構成されている。

【００１４】 そこで、そのファンカップリング５３の構成について説明する。

【００１５】 図２において、６は上記第２の駆動部材５６の前端に固着されたディスクであ り、上記ハウジング３内の後述する作動室１２に収納配置されている。上記ハウ ジング３は、上記ベアリング４に直接軸受されるボディ部７と、該ボディ部７の 前端にボルト８を介して連結されたカバー部９とを備え、内部は仕切板１０によ って前側の貯留室１１と後側の上記作動室１２とに隔成されている。

【００１６】 そして、上記ディスク６の外周端近傍部とカバー部９の内端壁には、互いに所 定間隙をもって噛合する複数の環状突起１３および１４がそれぞれ形成されてお り、両突起１３および１４間でラビリンス溝を構成し、シリコンオイル等の作動 流体の粘性抵抗を得て流体継手として作用するようになっている。

【００１７】 ディスク６側の環状突起１３は、ディスク６の周方向に沿う等間隔の複数箇所 、例えば９０°間隔の４箇所１３Ａが切欠かれている。そして、それぞれの切欠 き箇所１３Ａからディスク６の外周部に貫通する連通孔６Ａを通って、遠心力を 受けた作動流体がディスク６の外周端側に流動するようになっている。また、デ ィスク６には、その周方向に沿う等間隔の複数箇所、例えば６０°間隔の６箇所 に円孔６Ｂが設けられている。一方、カバー部９側の環状突起１４は、周方向に 沿う等間隔の複数箇所が切欠かれており、その切欠き箇所に、放射状に延在する 通路９Ａが形成されている。また、回転中心側に位置する環状突起１４の内周部 には、環状のガイドプレート３１が取付けられている。

【００１８】 更に、上記カバー部９には、貯留室１１と作動室１２とを連通する屈曲状の戻 し通路１５が設けられ、またこの戻し通路１５の作動室１２側開口端の周方向片 側には、突起１６が設けられている。この突起１６は、上記ディスク６の側端面 との間でポンプ機構を構成している。

【００１９】 上記仕切板１０には、貯留室１１と作動室１２とを連通する連通孔１７が形成 されている。そして、カバー部９の略中央に、外側の渦巻状バイメタル１９の中 心端が固定された回転軸２０が軸受され、また、この回転軸２０の内端部には、 上記連通孔１７を開閉するバルブプレート２１が支持されている。渦巻状バイメ タル１９は、その外周端がカバー部９の定位置に固定されており、図１のラジエ ータ６１を通過した空気の温度を感知し、その温度に応じて、回転軸２０と共に バルブプレート２１を回動させるようになっている。

【００２０】 次に、作用について説明する。

【００２１】 まず、ファンカップリング５３は、バイメタル１９付近の雰囲気温度に応じて 、ファン５４の回転速度を制御する。

【００２２】 すなわち、バイメタル１９は、雰囲気温度に応じて、バルブプレート２１を回 動させて連通孔１７を開閉し、その開閉量に応じた量の作動流体がラビリンス溝 間に送り込まれて伝達トルクが変化する。例えば、機関の始動直後等、バイメタ ル１９付近の雰囲気温度が低い場合には、バルブプレート２１が連通孔１７を閉 塞して作動流体の循環を実質上停止させる。この結果、ラビリンス溝間に送り込 まれる作動流体量が極めて少なくなり、ディスク６からハウジング３への伝達ト ルクが低下して、ハウジング３、ひいてはファン５４が低速回転することになる 。次いで、バイメタル１９付近の雰囲気温度が上昇した場合には、その温度上昇 に伴って、バルブプレート２１が連通孔１７の開口面積を大きくする。この結果 、貯留室１１内から作動室１２内への作動流体の流入量が増加し、それに応じた 駆動トルクが発生して、ハウジング３ひいてはファン５４が徐々に高速回転する ことになる。

【００２３】 一方、駆動軸５２は、感熱素子５８付近の雰囲気温度に応じて、シュラウド６ ２内におけるファン５４の位置を調整する。

【００２４】 すなわち、感熱素子５８が雰囲気温度に応じて膨張し、その体積変化に応じて 、第１および第２の軸部材５５および５６を伸縮動作させる。例えば、機関の始 動直後等、雰囲気温度が低い場合には、感熱素子５８の体積が小さくなり、図３ に示すように、リターンスプリング５７の力によって、第１の軸部材５５に対し て第２の軸部材５６がファンカップリング５３およびファン５４とともに、矢印 Ｂ１方向へ移動する。この結果、ファン５４はシュラウド６２内から図１中右方 へ外れ、シュラウド６２によって覆われるファン５４の幅方向の範囲（以下、「 かぶり量」という）Ｗ１が小さくなる。次いで、感熱素子５８の雰囲気温度が上 昇した場合には、その温度上昇に伴って、感熱素子５８が膨張し、図２に示すよ うに、リターンスプリング５７の力に抗して、第２の軸部材５６がファンカップ リング５３およびファン５４と共に矢印Ｂ２方向へ移動する。この結果、ファン ５４はシュラウド６２の内方（図１中の左方）へ移動し、ファン５４のかぶり量 Ｗ１が大きくなる。

【００２５】 ところで、本実施例の場合、ファン５４のかぶり量Ｗ１は、図４に示すように ファン５４の送風効率に大きく影響する。

【００２６】 この図４は、ファン５４の幅Ｗ０（図１参照）を５０ｍｍとして、それを一定 速度（１０００ｒｐｍ）で回転させたときのかぶり量Ｗ１とラジエータ通過風速 との関係を示し、かぶり量Ｗ１が２５ｍｍ、つまりシュラウド６２によるファン ５の覆い率（Ｗ１／Ｗ０）が５０％のときに、ラジエータ６１の通過風速が最大 となる。そして、かぶり量Ｗ１が２５ｍｍを中心として増加および減少したとき に、その増加および減少量に応じて風速が小さくなる。

【００２７】 そこで、本実施例では、ファン５４が矢印Ｂ２方向に最大量移動したときに、 ファン５４の覆い率が５０％となるように設定し、ファン５４の矢印Ｂ１方向へ 移動量に応じてファン５４の覆い率が小さくなるようにする。この結果、感熱素 子５８の雰囲気温度が低いときに送風効率が低下し、その雰囲気温度の上昇に伴 って送風効率が向上することになる。

【００２８】 結局、本実施例においては、ファンカップリング５３によるファン５４の回転 速度の制御と、駆動軸５２によるファン５４の送風位置の制御とによって、ラジ エータ６１内を通過した空気の温度上昇に応じて、ラジエータ６１の通風量を増 加させることになる。したがって、前者の回転速度の制御のみによって通風量を 制御する場合に比して、通風量の制御幅が大きくなり、かつ微妙な制御が可能と なって、通風量の制御性が向上する。特に、機関の始動直後等の暖機運転時には 、ラジエータ６１の通風量を小さく抑えることができて、暖機特性が向上するこ とになる。

【００２９】 なお、ファン５４のかぶり量Ｗ１と風速との関係は、ファン５４やシュラウド ６２の形状等に応じて様々である。したがって、それらの関係に応じてファン５ ４の送風位置の制御範囲および制御量は最適に定める。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のファン装置は、ファンの駆動軸が温度に応じて 伸縮する構成であるから、温度に応じてファンの送風位置を簡易にずらすことが できて、ファンの回転速度の制御を要せずとも送風量の調整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】図１に示すファン装置の駆動軸伸張時の要部の
拡大縦断面図である。

【図３】図１に示すファン装置の駆動軸収縮時の要部の
拡大縦断面図である。

【図４】図１に示すファンの送風位置と風速との関係の
説明図である。

【符号の説明】

５１ ファン装置 ５２ 駆動軸 ５３ ファンカップリング（流体継手） ５４ ファン ５５ 第１の軸部材 ５６ 第２の軸部材 ５８ 感熱素子 ６１ ラジエータ ６２ シュラウド Ｒ 内室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｄ 29/04 Ｆ 7314−3Ｈ Ｅ 7314−3Ｈ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の構成部材を軸線方向に伸縮可能に
   連結してなる駆動軸と、 前記駆動軸に取付けられたファンと、 感熱温度に応じて前記駆動軸を伸縮動作させる感熱作動
   手段とを備えてなることを特徴とするファン装置。
2. 【請求項２】 前記ファンは、通風路を形成するシュラ
   ウドの開口部に配備され、かつ前記駆動軸の伸縮動作に
   よって前記シュラウドの開口部における位置がずれるも
   のであることを特徴とする請求項１に記載のファン装
   置。
3. 【請求項３】 前記駆動軸と前記ファンとの間に、雰囲
   気温度に応じて伝達トルクを制御可能な流体継手を介在
   させたことを特徴とする請求項１または２に記載のファ
   ン装置。