WO2015125485A1 - 送風装置 - Google Patents

Abstract

　送風ファン（４０）は、回転中心に設けられるボス部（４１）から放射状に延びるとともに、回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード（４２）と、複数のブレード（４２）の外周端部同士を環状に接続するリング部（４３）とを有しておる。円筒部（３１）の空気流れ下流側端部（３４）の内周壁面は、リング部（４３）の空気流れ下流側端部に対して送風ファン（４０）における回転軸の径方向の外側に配置され、円筒部（３１）の空気流れ下流側端部（３４）は、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成されている。そのため、送風装置において、逆流空気流れの渦の発生を抑制でき、騒音を低減できる。

Description

送風装置 関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１４年２月２１日に出願された日本特許出願２０１４－０３１５１６を基にしている。

　本開示は、ラジエータ等の熱交換器に空気を送風する送風装置に関するものである。

　従来、ラジエータに空気を供給する軸流ファンと、軸流ファンを保持するとともにラジエータから軸流ファンに至る空気通路を形成するシュラウドとを備える送風装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のような送風装置において、シュラウドは、軸流ファンの外周を覆うように構成されたベルマウス（円筒部）と、ラジエータの空気流れ下流側の空間を円筒部まで接続するシュラウドプレート部（平面部）とを有している。

特開２０１０－１３２１８３号公報

　ところで、近年、成形性および強度向上の観点から、送風装置の軸流ファンとして、複数のブレードの外周端部同士を環状に接続するリング部を備えるリングファンが用いられている。このようなリングファンを備える送風装置では、シュラウドのベルマウスを、リング部と略平行に構成している。もしくは、ベルマウスの空気流れ下流側部位を、リング部を空気流れ下流側から覆うように湾曲させて、リング部の空気流れ下流側端部とベルマウスの端部とを空気流れ方向に対向させている。

　本開示の発明者らの検討によると、このような送風装置では、軸流ファンのリング部とシュラウドのベルマウスとの隙間（チップ隙間）に流入する逆流空気流れが、軸流ファンから吹き出される吹出空気流れと干渉し、騒音が増大しやすい。

　本開示は上記点に鑑みて、騒音を低減することができる送風装置を提供することを目的とする。

　本開示の一態様による送風装置は、回転駆動されて空気流を発生する軸流式の送風ファンと、送風ファンに吸込される空気の吸込口部と、送風ファンから空気を吹き出す吹出口部とが形成されたシュラウドとを備える。送風ファンは、回転中心に設けられるボス部から放射状に延びるとともに、回転方向に相互に離間して配設された複数のブレードと、複数のブレードの外周端部同士を周方向で接続するリング部とを有しており、吹出口部の空気流れ下流側端部の内周壁面は、リング部の空気流れ下流側端部に対して送風ファンにおける回転軸の径方向の外側に配置されており、吹出口部の空気流れ下流側端部は、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置されている。

　これによれば、送風ファンの吹出空気流れ（主流）に対して逆流する空気が、送風ファンのリング部とシュラウドの吹出口部とのクリアランスに流入しやすくなる。したがって、送風ファンの逆流空気を、送風ファンの回転軸の径方向外側から上記クリアランスにスムーズに流入させることができるので、送風ファンの主流である吹出空気と逆流空気とが干渉することによる騒音を低減できる。

　なお、本開示における「吹出口部の空気流れ下流側端部は、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成されている」とは、吹出口部の空気流れ下流側端部の全域が、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成されていることのみ含む意味するものではなく、吹出口部の空気流れ下流側端部の一部が、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成されていることをも含むものである。

第１実施形態に係る送風装置を示す平面図である。 第１実施形態に係る送風装置の正面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 第２実施形態に係る送風装置の一部を示す断面図である。 第３実施形態に係る送風装置の一部を示す断面図である。 他の実施形態（１）に係る送風装置の一部を示す断面図である。 他の実施形態（２）に係る送風装置の一部を示す断面図である。

　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１、図２および図３に示すように、本実施形態で示される送風装置は、自動車の冷媒放熱器１０およびラジエータ２０の冷却に用いられる送風装置である。送風装置は、シュラウド３０と、送風ファン４０と、モータ５０と、を備えて構成されている。

　冷媒放熱器１０は、図示しない冷凍サイクル内を循環する冷媒と外気とを熱交換して冷媒を冷却する熱交換器である。ラジエータ２０は、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る。冷媒放熱器１０およびラジエータ２０の外形は、平面視、すなわち空気流れ方向と垂直な面において矩形状（本実施形態では略長方形状）となっている。

　冷媒放熱器１０は、ラジエータ２０の車両前方側すなわち空気流れ上流側に配置されている。冷媒放熱器１０及びラジエータ２０は連結されて一体化されている。

　シュラウド３０は、樹脂製（例えば、ガラス繊維入りポリプロピレン）であって、モータ５０を保持するとともに、送風ファン４０により誘起される空気流が冷媒放熱器１０およびラジエータ２０に流れるように空気流をガイドする部品である。シュラウド３０は、ラジエータ２０の車両後方側すなわち空気流れ下流側に配置されている。

　シュラウド３０は、環状（円筒状）に形成されるとともに送風ファン４０の外周を覆うように構成された円筒部３１と、ラジエータ２０の空気流れ下流側の空間を円筒部３１まで滑らかな流路によって接続する平面部３２とを有している。本実施形態において、平面部３２が、送風ファン４０に吸込される空気の吸込口部を構成しており、円筒部３１が、送風ファン４０から空気を吹き出す吹出口部を構成している。

　平面部３２は、ラジエータ２０の背面すなわちラジエータ２０の車両後方側の面を覆っている。平面部３２は円筒部３１と連通する筒状になっていると共に、外部とも連通している。

　また、円筒部３１の平面形状は円形になっている。一方、シュラウド３０の平面形状は矩形である。すなわち、シュラウド３０の外周縁部３００の平面形状が矩形状になっている。また、平面部３２の開口面積は、円筒部３１の開口面積より大きい。

　送風ファン４０は、空気を送風する軸流式の送風ファンであり、回転軸を中心に回転するように構成されている。送風ファン４０は、回転中心に設けられるボス部４１から放射状に延びるとともに、回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード４２と、複数のブレード４２の外周端部同士を環状に接続するリング部４３とを有している。

　送風ファン４０はシュラウド３０の円筒部３１の中空部分に配置されている。リング部４３の外周面と円筒部３１の内周面との間には、クリアランス６１が形成されている。これにより、送風ファン４０は、円筒部３１内において円筒部３１と接触することなく回転可能となっている。

　以下、クリアランス６１における送風ファン４０の回転軸（以下、単に回転軸という）の径方向の長さ、すなわちリング部４３の外周面と円筒部３１の内周面との間のおける回転軸の径方向の長さを、隙間高さという。

　モータ５０は、送風ファン４０に回転動力を与える電動機であり、モータシャフト（図示せず）を有している。モータ５０は、シュラウド３０の円筒部３１に設けられた複数のモータステー３３によって支持されている。そして、モータ５０はモータシャフトを回転させることにより送風ファン４０を回転させ、送風ファン４０の軸線方向すなわち回転軸の軸方向に空気流を発生させる。以上が、送風装置の全体構成である。

　次に、シュラウド３０の円筒部３１および送風ファン４０の詳細な形状について説明する。

　図３に示すように、リング部４３の空気流れ上流側の端部には、回転軸の径方向外側に向かって延びるツバ部４４が接続されている。ツバ部４４は、リング部４３と一体に形成されている。

　シュラウド３０の円筒部３１は、リング部４３におけるツバ部４４以外の部位（平行部）と略平行に形成されている。円筒部３１の空気流れ下流側端部３４の内周壁面は、送風ファン４０のリング部４３の空気流れ下流側端部に対して回転軸の径方向の外側に配置されている。

　円筒部３１の空気流れ下流側端部３４は、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置されている。換言すると、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４は、空気流れ上流側から下流側に向かって円筒部３１の下流側端部３４とリング部４３間の隙間寸法が拡大するように構成されている。すなわち、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４は、空気流れ上流側から下流側に向かってリング部４３から遠ざかるようにカーブされている。

　本実施形態では、円筒部３１における空気流れ下流側端部３４は、回転軸の径方向内側に向けて突出された断面円弧状に形成されている。

　以上説明したように、本実施形態では、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４の内周壁面を、リング部４３の空気流れ下流側端部に対して回転軸の径方向の外側に配置するとともに、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４を、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置している。これによれば、送風ファン４０の吹出空気流れ（主流）に対して逆流する空気が、送風ファン４０のリング部４３とシュラウド３０の円筒部３１とのクリアランス６１に流入しやすくなる。すなわち、送風ファン４０の主流と逆流とを積極的に分離させている。これにより、送風ファン４０の逆流空気を、送風ファン４０の回転軸の径方向外側から上記クリアランス６１に流入させることができるので、送風ファン４０の主流である吹出空気と逆流空気とが干渉することによる騒音を低減できる。

　なお、本実施形態によれば、上述したように送風ファン４０の主流と逆流との干渉を抑制できるため、主流である吹出空気の流れを向上させることもできる。

　（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態について図４に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４の形状が異なるものである。

　図４に示すように、本第２実施形態では、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４は、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に直線的に傾斜されている。すなわち、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４は、空気流れ上流側から下流側に向かって直線的に円筒部３１の下流側端部３４とリング部４３間の隙間寸法が拡大するように傾斜されている。　本実施形態によれば、送風ファン４０の逆流空気が、送風ファン４０のリング部４３とシュラウド３０の円筒部３１とのクリアランス６１に流入しやすくなるので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

　（第３実施形態）
　次に、本開示の第３実施形態について図５に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第１実施形態と比較して、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４の形状が異なるものである。

　図５に示すように、本第３実施形態では、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４は、空気流れ上流側から下流側に向かって段階的にリング部４３から遠ざかるように、断面形状が階段状となっている。すなわち、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４は、空気流れ上流側から下流側に向かって階段状に隙間寸法が拡大するように構成されている。

　本実施形態によれば、送風ファン４０の逆流空気が、送風ファン４０のリング部４３とシュラウド３０の円筒部３１とのクリアランス６１に流入しやすくなるので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

　（他の実施形態）
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

　（１）上記各実施形態では、シュラウド３０の円筒部３１における空気流れ下流側端部３４の全域を、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成した例について説明したが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、円筒部３１における空気流れ下流側端部３４の一部を、空気流れ下流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成してもよい。

　（２）上記各実施形態では、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４の内周壁面を、送風ファン４０のリング部４３の空気流れ下流側端部に対して回転軸の径方向の外側に配置した例について説明したが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、円筒部３１の空気流れ下流側端部３４の内周壁面を、空気流れ方向から見たときにリング部４３の空気流れ下流側端部と重合するように配置してもよい。

　（３）上記各実施形態同士は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

　（４）上記各実施形態では、本開示の送風装置を、自動車の冷媒放熱器１０及びラジエータ２０の冷却に用いられる送風装置として構成した例について説明したが、これは一例である。すなわち、上記で示した構成に限定されることなく、本開示を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、送風装置は少なくともシュラウド３０と送風ファン４０とを備えた構成でもよい。

Claims (5)

1. 　回転駆動されて空気流を発生する軸流式の送風ファン（４０）と、
   　前記送風ファン（４０）に吸込される空気の吸込口部（３２）と、前記送風ファン（４０）から空気を吹き出す吹出口部（３１）とが形成されたシュラウド（３０）とを備える送風装置であって、
   　前記送風ファン（４０）は、
   　回転中心に設けられるボス部（４１）から放射状に延びるとともに、回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード（４２）と、
   　前記複数のブレード（４２）の外周端部同士を周方向で接続するリング部（４３）とを有しており、
   　前記吹出口部（３１）の空気流れ下流側端部（３４）の内周壁面は、前記リング部（４３）の空気流れ下流側端部に対して前記送風ファン（４０）における回転軸の径方向の外側に配置されており、
   　前記吹出口部（３１）の空気流れ下流側端部（３４）は、空気流れ下流側に向かうにつれて前記回転軸の径方向の外側に位置されている送風装置。
2. 　前記吹出口部（３１）の空気流れ下流側端部（３４）は、前記回転軸の径方向の内側に向けて滑らかに突出しカーブされている請求項１に記載の送風装置。
3. 　前記吹出口部（３１）の空気流れ下流側端部（３４）は、空気流れ下流側に向かうにつれて前記回転軸の径方向の外側に直線的に傾斜されている請求項１に記載の送風装置。
4. 　前記吹出口部（３１）の空気流れ下流側端部（３４）の内周壁面は、空気流れ方向において前記リング部（４３）の空気流れ下流側端部と重合する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の送風装置。
5. 　前記送風ファン（４０）は、前記シュラウド（３０）の前記吹出口部（３１）と前記送風ファン（４０）の前記リング部（４３）との間にクリアランスを有するように配置され、
   　前記リング部（４３）は前記吹出口部（３１）と平行に設けられている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の送風装置。

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