WO2016116996A1

WO2016116996A1 - 送風装置

Info

Publication number: WO2016116996A1
Application number: PCT/JP2015/006431
Authority: WO
Inventors: 哲也日沖
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-07-28
Also published as: CN107208659A; JP6394409B2; US20170350412A1; US10465700B2; CN107208659B; JP2016133038A

Abstract

　送風装置は、複数のブレード（３０）を有して空気を通風させる軸流型のファン（３）と、ファンを回転可能に支持するファンシュラウド（２）とを備える。ファンシュラウドは、ファンの外周を取り囲むリング部（２１）と、ファンシュラウドの外周縁（２２）とリング部の内周縁とを連絡する部分である導風部（２３）とを有する。ファンシュラウドは、ファンシュラウドの外周縁のうち、リング部の内周縁（２１ａ）までの距離が他の部分に比べて短い特定縁部（２２ａｂ，２２ｃｄ）と、ファンの先端における上流側の端部（３１ａ）よりも下流側に位置する通路であって導風部における特定縁部の内側部位（２３ａｂ，２３ｃｄ）からファンの回転方向に延びる逆流導入通路（２４）を有する。逆流導入通路は、ファンの回転時に、吸入空気流れ方向と逆向きに空気が流れる通路である。送風装置は、ファンの回転騒音を低減することができる。

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、２０１５年１月１９日に出願された日本特許出願２０１５－００７７６９を基にしている。

　本開示は、軸流ファンの外側を囲むように配されるファンシュラウドを備える送風装置に関する。

　特許文献１には、自動車のラジエータを冷却するための軸流ファンを支持するファンシュラウドが記載されている。このファンシュラウドは、軸流ファンの外径方向外側を取り囲むリング部とファンシュラウドの外周縁との間隔が、径方向について長い部分と短い部分とを有するように形成されている。導風部は、ファンシュラウドの外周縁とリング部の間に形成される。例えば、導風部は、ファンシュラウドの上部及び下部における面積が小さく、左右における面積が大きい。

　近年、車両における静音性に係る要求の高さにより、ファンの回転騒音に関するピーク音、例えば１次成分やｎ次成分のピーク音を低減することが求められている。なお、回転騒音は、回転体とその周辺の空気との干渉現象により著しく増大し、単一周波数成分において特に高い音圧となることが知られている。

　特許文献１のように、ファンシュラウドの導風部に広い部分と狭い部分とが形成されている場合には、ファンのブレードが回転運動において広い部分を通るとき狭い部分を通るときとで、リング部の内側に流入する主流空気の回転軸方向速度が大きく異なる。この主流空気は、導風部の広い部分では回転軸に対して大きな角度をもった向きに流入し、狭い部分では回転軸に対してあまり傾かない向きに流入する。このため、主流空気の回転軸方向速度、すなわち回転軸に沿う方向の速度ベクトルは、狭い部分の方が大きくなる。

　また、ファンのブレードに対して上流側と下流側とで圧力差が生じることから、ブレードの下流側には、回転軸に沿って上流側に流れる逆流空気が発生する。この逆流空気と主流空気との衝突によって渦が発生する。この渦は、導風部の狭い部分では主流空気の回転軸方向速度が大きいため、ブレードよりも下流側で発生しやすく、広い部分では回転軸方向速度が小さいため、ブレードよりも上流側で発生しやすい。これにより、広い部分ではファンシュラウドに対する渦の干渉の影響は小さいが、狭い部分ではファンシュラウドに対する渦の干渉の影響が大きくなる。したがって、狭い部分では、渦の干渉によってシュラウド表面における負圧場が発達するため、ブレードが通過する毎にｎ次成分のピーク音が増加し、回転騒音が発生するという場合がある。

特許第５５４９６８６号公報

　発明者は、シュラウド表面における圧力分布を求めた数値解析の実施によっても、前述したように狭い部分の方が広い部分よりも負圧場が発達し、リング部周囲の周方向において非常に不均一な圧力分布が形成される場合があることを確認している。

　以上のように、ファンシュラウドの導風部に沿ってリング部の内側へ流れる空気は、リング部周囲に設けられる導風部の大きさとファンのブレードとの位置関係によって特有の流れを形成する。ファンシュラウドを有する送風装置においては、リング部の内側への主流空気と逆流空気との関係に起因する騒音を低減することが重要な課題となっている。

　そこで本開示は、前述の点に鑑みてなされたものであり、回転騒音に関わるピーク騒音レベルを低減可能なファンシュラウドを備えた送風装置を提供することを目的とする。

　本開示の第一態様による送風装置は、複数のブレードを有して熱交換器に空気を通風させる軸流型のファンと、ファンを回転可能に支持するファンシュラウドとを備える。ファンシュラウドは、ファンの外周との間に隙間をあけてファンの外周を取り囲みファンの回転軸方向に筒状に延びるリング部と、ファンシュラウドの外周縁とリング部の内周縁とを連絡する部分であってファンにより吸入される吸入空気をリング部の内側に導く導風部とを有する。ファンシュラウドは、ファンシュラウドの外周縁のうち、リング部の内周縁までの距離が他の部分に比べて短い特定縁部を有する。ファンシュラウドは、ファンの先端における上流側の端部よりも下流側に位置する通路であって導風部における特定縁部の内側部位からファンの回転方向に延びる逆流導入通路を有する。逆流導入通路は、ファンの回転時に、吸入空気流れ方向と逆向きに空気が流れる通路である。

　本開示の第二態様による送風装置は、複数のブレードを有する軸流型のファンと、ファンを回転可能に支持するファンシュラウドとを備える。ファンシュラウドは、ファンの外周との間に隙間をあけてファンの外周を取り囲みファンの回転軸方向に筒状に延びるリング部と、ファンシュラウドの外周縁とリング部の内周縁とを連絡する部分であってファンにより吸入される吸入空気をリング部の内側に導く導風部とを有する。ファンシュラウドは、ファンシュラウドの外周縁のうち、リング部の内周縁までの距離が他の部分に比べて短い特定縁部を有する。ファンシュラウドは、ファンの先端における上流側の端部よりも下流側に位置する通路であって導風部における特定縁部の内側部位からファンの回転方向に延びる逆流導入通路を有する。逆流導入通路は、ファンの回転時に、吸入空気流れ方向と逆向きに空気が流れる通路である。

　前述したように、この開示に係る送風装置においては、ファンシュラウドの外周縁のうちリング部の内周縁までの距離が他の部分に比べて短い特定縁部の内側部位、つまり導風部における狭い部分では、渦の干渉によってシュラウド表面に負圧場が発達しやすい。導風部における狭い部分では、この負圧場の発達によってブレードが通過する毎にピーク音が増加し、回転騒音の発生が顕著になる場合がある。これは、ブレードの上流側と下流側との圧力差に起因するファンの下流側からの逆流空気とリング部の内側に流入する主流空気とが衝突して渦が発生し、シュラウドに干渉することで引き起こされる。

　この開示に係る送風装置によれば、シュラウドの表側へ流れる逆流空気が、特定縁部の内側部位からファンの回転方向に延びる逆流導入通路を通して加わるため、逆流空気の促進により逆流空気と主流空気とをさらに上流側で衝突させることが可能になる。これにより、当該衝突により生じる渦がシュラウドに干渉することを軽減できるので、導風部の狭い部分におけるシュラウド表面の負圧場の発達を抑制することができる。この作用によれば、ピーク音を低減できるので、ファンの回転騒音を低減できる送風装置を提供することができる。

本開示の第１実施形態に係る送風装置の背面図である。第１実施形態の送風装置に関する断面図である。図１のIII－III断面を矢印方向に見たときの図である。第１実施形態に係る逆流を促進するための逆流導入通路とその周辺を示す図である。第１実施形態に係る逆流導入通路が設けられていない部位の導風部における送風装置の一部を示す断面図である。本開示の比較例に係る導風部であり、ファンシュラウドの外周縁とリング部までの距離が短い狭い導風部における送風装置の一部を示す断面図である。本開示の第２実施形態における逆流導入通路を示した送風装置の一部を示す断面図である。第２実施形態の逆流導入通路とその周辺を示す図である。

　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

　（第１実施形態）
　本開示の一実施形態である第１実施形態の送風装置１について図１～図６にしたがって説明する。第１実施形態では、送風装置の一例として、車両にエンジン等を冷却するために搭載されるラジエータに対して送風を提供する装置について説明する。

　図１に示すように、送風装置１は、１個の軸流型のファン３と、ファン３を回転駆動するモータを支持してファン３が吸入する空気を導くファンシュラウド２と、を備える。ファン３は、回転の中心となるボス部と、ボス部から放射状に延びる複数のブレード３０と、を備える。複数のブレード３０は、その一端はボス部と一体であり、他端はファン３の円形のリング部３１と一体になるように構成されている。ファン３は、回転動力を与えるモータを備えている。モータは、回転軸であるモータシャフトを有する。モータシャフトとボス部とは固定部材により連結されている。モータは、電動式であり、例えばフェライト式の直流モータで構成される。モータには、アーマチャへ電力を供給するためのハーネス部が接続され、このハーネス部はコネクタ等を介して車両のバッテリに接続されている。

　ファン３は、熱交換器の一例であるラジエータ４よりも空気流れの下流側に配置されている。これにより、ファン３は、モータが回転駆動されることにより、車両前面のグリル側からエンジン側に向けて外気を吸引する。

　ファンシュラウド２は、エンジン冷却水の熱を放熱させるためのラジエータ４に冷却風を提供するファン３の外周を覆うようにファン３を回転可能に支持する部材である。ファンシュラウド２は、ファン３のモータを支持固定するとともに、ラジエータ４に一体に取り付けられる。例えば、ファンシュラウド２は、その鉛直方向下部及び鉛直方向上部にねじ等が挿通可能な貫通孔を備えた下側取付部及び上側取付部を有する。ファンシュラウド２は、この下側取付部の貫通孔に挿通したねじ及び上側取付部の貫通孔に挿通したねじをラジエータ４に設けられた各雌ねじ部に螺合することにより、ラジエータ４に一体に取り付けられる。

　ファンシュラウド２は、矩形状であり、ラジエータ４において熱交換が行われる熱交換部に対して冷却風を通過させるファン３を少なくとも１個配置できる構成を有している。ラジエータ４の熱交換部は、例えば、それぞれの内部を冷却水が流通する複数本のチューブと、チューブ間にチューブと一体に設けられるアウターフィンと、を備える。エンジンからの冷却水は、ウォータポンプが駆動されることによってラジエータ回路を通ってラジエータ４の入口側タンクに流入した後、熱交換部のチューブ内を流れる。そして、冷却水は、ファン３により提供される車室外空気との間で熱交換されて冷却された後、出口側タンクから流出してエンジンに戻る。

　ファンシュラウド２は、全体として正面視で矩形状を呈する輪郭形状である。ファンシュラウド２は、ファン３の先端との間に間隔を開けてファン３の外周を取り囲むリング部２１と、ファン３により吸入される空気を誘導する導風部２３と、を備える。ファンシュラウド２は、上下方向の長さが左右方向の長さよりも短い矩形状であり、リング部２１の周囲に設けられる導風部２３の表面積は、リング部２１の上部及び下部が左部及び右部よりも小さく設定されている。

　導風部２３は、ファンシュラウド２の外周縁２２とリング部２１の内周縁とを連絡する部分であり、ファン３により吸入される空気をリング部２１の内側に誘導する機能がある。したがって、導風部２３は、ファン３の前方から吸い込まれる主流空気（吸入空気）をファンシュラウド２の外周縁２２からリング部２１の内側に向けてスムーズに集める風洞の機能を果たす。また、ファンシュラウド２は、ファン３のモータが取り付けられるモータ取付部と、モータ取付部から放射状に複数本延設されるモータステーと、を備える。リング部２１は、ファン３の５枚のブレード３０の外周（ファン３の外周）を囲む円形状の筒状体であり、モータステーの放射方向の端部と一体に形成され、モータステーを介してモータ取付部を支持する。

　導風部２３は、ファンシュラウド２の外周縁２２とリング部２１との間を接続する部分であって滑らかに傾斜、または湾曲する形状をなしている。導風部２３は、ラジエータ４の熱交換部の全面に外気を効率的に吸い込む機能を果たす。外周縁２２におけるラジエータ側に位置する端部からリング部２１の内周縁２１ａに至る導風部２３によって形成される部分は、風洞部を構成し、外気の効率的な吸込み気流の形成に寄与する。ファンシュラウド２は、例えば樹脂成形部材であり、所定の金型を用いた射出成形等によって成形される。この樹脂成形部材は、例えば、ポリプロピレン樹脂等にガラス繊維やタルク材を含有することによって強度が高められている。

　図１に図示するように、ファンシュラウド２の外周縁２２は、４個の角部２２ａ、角部２２ｂ、角部２２ｃ、角部２２ｄを有する矩形状である。ファンシュラウド２の上部で隣り合う角部２２ａと角部２２ｂの間には、リング部２１までの距離が当該角部間で最も短い特定縁部２２ａｂが設けられる。特定縁部２２ａｂは、角部２２ａと角部２２ｂの間において、リング部２１までの距離が最も短い外周縁２２の一部である。ファンシュラウド２の下部で隣り合う角部２２ｃと角部２２ｄの間には、リング部２１までの距離が当該角部間で最も短い特定縁部２２ｃｄが設けられる。特定縁部２２ｃｄは、角部２２ｃと角部２２ｄの間において、リング部２１までの距離が最も短い外周縁２２の一部である。また、特定縁部２２ａｂは、リング部２１の内周面形状に沿う形状であり、角部２２ａや角部２２ｂよりも上方向に突出する位置にある。また、特定縁部２２ｃｄは、リング部２１の内周面形状に沿う形状であり、角部２２ｃや角部２２ｄよりも下方向に突出する位置にある。

　また、角部２２ａや角部２２ｂは、角部２２ａと角部２２ｂを結ぶ外周縁２２の一部において、リング部２１までの距離が最も長く、特定縁部２２ａｂよりも長い部分である。したがって、特定縁部２２ａｂとリング部２１とを連絡する導風部２３の一部には、隣り合う角部２２ａと角部２２ｂの間において最も表面積の小さい領域の一つである狭小部２３ａｂが設けられている。狭小部２３ａｂは、導風部２３における特定縁部２２ａｂの内側部位に相当する。

　角部２２ａとリング部２１とを連絡する導風部２３の部分には、狭小部２３ａｂに対して表面積が広大な領域の一つである広大部２３ａが設けられている。また、角部２２ｂとリング部２１とを連絡する導風部２３の部分には、狭小部２３ａｂに対して表面積が広大な領域の一つである広大部２３ｂが設けられている。広大部２３ａと狭小部２３ａｂとは、空気流れ上流側の面が滑らかな表面形状によって連絡されて一体に形成されている。狭小部２３ａｂと広大部２３ｂとは、空気流れ上流側の面が滑らかな表面形状によって連絡されて一体に形成されている。

　また、角部２２ｂや角部２２ｃは、角部２２ｂと角部２２ｃを結ぶ外周縁２２の一部において、リング部２１までの距離が最も長い部分である。角部２２ｂと角部２２ｃの中間に位置する中間縁部２２ｂｃとリング部２１とを連絡する導風部２３の一部には、隣り合う角部２２ｂと角部２２ｃの間において最も表面積の小さい狭小部２３ｂｃが形成されている。角部２２ｃとリング部２１とを連絡する導風部２３の部分には、狭小部２３ｂｃに対して表面積が広大な領域である広大部２３ｃが形成されている。広大部２３ｂと狭小部２３ｂｃとは、空気流れ上流側の面が滑らかな表面形状によって連絡されて一体に形成されている。狭小部２３ｂｃと広大部２３ｃとは、空気流れ上流側の面が滑らかな表面形状によって連絡されて一体に形成されている。

　また、角部２２ｃや角部２２ｄは、角部２２ｃと角部２２ｄを結ぶ外周縁２２の一部において、リング部２１までの距離が最も長く、特定縁部２２ｃｄよりも長い部分である。したがって、特定縁部２２ｃｄとリング部２１とを連絡する導風部２３の一部には、隣り合う角部２２ｃと角部２２ｄの間において最も表面積の小さい領域の一つである狭小部２３ｃｄが設けられている。狭小部２３ｃｄは、導風部２３における特定縁部２２ｃｄの内側部位に相当する。角部２２ｄとリング部２１とを連絡する導風部２３の部分には、狭小部２３ｃｄに対して表面積が広大な領域の一つである広大部２３ｄが形成されている。広大部２３ｃと狭小部２３ｃｄとは、空気流れ上流側の面が滑らかな表面形状によって連絡されて一体に形成されている。狭小部２３ｃｄと広大部２３ｄとは、空気流れ上流側の面が滑らかな表面形状によって連絡されて一体に形成されている。

　また、角部２２ｄや角部２２ａは、角部２２ｄと角部２２ａを結ぶ外周縁２２の一部において、リング部２１までの距離が最も長い部分である。角部２２ｄと角部２２ａの中間に位置する中間縁部２２ａｄとリング部２１とを連絡する導風部２３の一部には、隣り合う角部２２ｄと角部２２ａの間において最も表面積の小さい狭小部２３ａｄが形成されている。広大部２３ｄや広大部２３ａは狭小部２３ａｄに対して表面積が広大な領域である。広大部２３ｄと狭小部２３ａｄとは、空気流れ上流側の面が滑らかな表面形状によって連絡されて一体に形成されている。狭小部２３ａｄと広大部２３ａとは、空気流れ上流側の面が滑らかな表面形状によって連絡されて一体に形成されている。

　ファンシュラウド２は、下流側に位置するファンシュラウド２の裏側から表側に向けて空気が逆流する逆流導入通路２４を有する。逆流導入通路２４は、ファン３の回転時に生じる主流空気とは逆向きの空気をファンシュラウド２の後方から前方に向けて引き込むための通路である。逆流導入通路２４は、図２及び図３に図示するように、ファンシュラウド２に設けられ、ファン３の外周における上流側の端部であるファン前縁３１ａよりも下流側に位置する通路である。さらに逆流導入通路２４は、図１及び図４に図示するように、特定縁部２２ａｂの内側部位である狭小部２３ａｂや、特定縁部２２ｃｄの内側部位である狭小部２３ｃｄに少なくとも設けられる。図４は、逆流導入通路２４を示す一部破断した斜視図である。

　逆流導入通路２４の周方向長さ、換言すれば回転方向長さは、送風装置１の風量、狭小部と広大部の大小関係、回転騒音の許容レベル等に応じて設定される。逆流導入通路２４は、図１に図示するような周方向長さに設定されてもよい。すなわち、ブレード３０における回転方向Ｒのブレード前縁３０ａが、逆流導入通路２４における回転方向Ｒとは反対側の後縁部２４ｂに重なるとき、回転方向Ｒに先行する一つ前に位置するブレード３０のブレード後縁３０ｂが逆流導入通路２４に重ならない。２つの隣り合うブレード３０間の回転方向Ｒにおける距離は、逆流導入通路２４の、回転方向Ｒにおける長さよりも長くてもよい。ブレード３０間の回転方向Ｒにおける距離は、ブレード３０の径方向について最も外側の部位間の距離であってもよい。

　つまり、任意のブレード３０のブレード前縁３０ａと、回転方向Ｒに一つ前に先行するブレード３０のブレード後縁３０ｂとの周方向についての間隔は、逆流導入通路２４の前縁部２４ａと後縁部２４ｂとの周方向についての間隔と同等またはそれ以上である。逆流導入通路２４の周方向長さは、このような関係を満たす長さに設定されてもよい。このように、回転方向Ｒに先行する一つ前に位置するブレード３０のブレード後縁３０ｂが逆流導入通路２４の内側に重なっている間は、一つ後ろのブレード３０のブレード前縁３０ａが逆流導入通路２４の内側に重ならないようになっている。

　また、図４に図示するように、外周縁２２の内周面は、逆流導入通路２４の後縁部２４ｂから前縁部２４ａにかけて、回転軸に対する傾き角度が徐々に大きくなるように傾斜する。つまり、外周縁２２の内周面は、特定縁部２２ａｂや特定縁部２２ｃｄから回転方向に移動するにつれて、主流空気の流入角度が回転軸に対して大きく傾くようになり、主流空気の回転軸方向速度は小さくなる。また、外周縁２２の内周面は、特定縁部２２ａｂや特定縁部２２ｃｄから回転方向に移動するにつれて、広大部の表面になめらかにつながるようになる。

　逆流導入通路２４は、周方向（回転方向Ｒ）に所定の長さを有するようにファンシュラウド２を貫通するスリット状の貫通穴２４０によって形成される通路である。貫通穴２４０は、図３及び図４に図示するように、リング部２１と外周縁２２との間を連絡する部分を貫通するように設けることができる。さらに貫通穴２４０を設ける部位がファン３の回転軸に対して直交する方向に沿う面を構成する場合には、図３のように、貫通穴２４０を通して導入する逆流空気を主流空気の逆向きに流すことが可能になり、逆流空気と主流空気を効率的に衝突させることができる。これにより、両方の空気の衝突によって起こる渦を、より前方、すなわち空気流れの上流で発生させることができるので、ファンシュラウド２に対する渦の干渉度合いを小さくできる。したがって、狭小部２３ａｂや狭小部２３ｃｄにおいて発生しやすい負圧場の発達を抑えることが可能な空気流れを形成できる。

　次に発明者らの鋭意研究によって判明した現象について、図３、図５、図６を参照しながら以下に説明する。送風装置１が運転されてファン３が回転すると、外気はラジエータ４の熱交換部に引き込まれる。熱交換部に引き込まれる空気は、チューブやアウターフィンの周囲を流れて、熱交換部を回転軸に沿う方向に通過する。

　このとき、導風部２３の表面に沿ってリング部２１に向かって流れる空気は、狭小部２３ａｂや狭小部２３ｃｄを通るものと、広大部２３ａ、広大部２３ｂ、広大部２３ｃ、及び広大部２３ｄを通るものとで、大きく異なる流れを形成する。各広大部を通る空気は、図５に図示するように、回転軸に対して大きく傾く角度をなす表面の各広大部に沿って流れるため、主流空気の流入角度が回転軸に対して大きく傾くようになる。一方、各狭小部を通る空気は、図３や図６に図示するように、回転軸に対してあまり傾かない表面の狭小部に沿って流れるため、主流空気の流入角度が回転軸に沿うようになる。

　各広大部を通ってくる主流空気は、流入角度が回転軸に対して大きく傾くため、図５において破線で示す主流空気の回転軸方向速度は小さくなる。また、ファン３のブレード３０においては上流側と下流側とで圧力差が生じることによる逆流空気は、回転軸に沿うようにブレード３０の下流側から上流側に流れる。この逆流空気は、リング部２１の内周面に沿って回転軸に沿うように流れ、主流空気と衝突する。このときの衝突位置は、広大部を通ってくる主流空気の回転軸方向速度が小さいので、図５において二点鎖線で示すように、ファン３のファン前縁３１ａ寄りであると考えられる。したがって、空気の衝突に起因する渦は、ファンシュラウド２に対する干渉度合いが小さい場所で発生するものと想定できる。このため、各広大部において、渦に起因するシュラウド表面の負圧場は発達しにくいと考えられる。

　図６に図示する比較例の導風部における主流空気と逆流空気との衝突について説明する。前述したように、比較例のファンシュラウド（逆流導入通路２４を備えないファンシュラウド）の場合は、主流空気が特定縁部１２１ａｂや特定縁部１２１ｃｄに沿って回転軸に沿うように流入する。このため、回転軸方向速度が大きく、主流空気と逆流空気との衝突が狭小部１２３ａｂや狭小部１２３ｃｄの表面に近い場所で発生すると考えられる。したがって、空気の衝突による渦は、ファンシュラウド２に対する干渉度合いが大きい場所で発生するものと想定でき、比較例のファンシュラウドにおいては、特定縁部の内側部位でシュラウド表面の負圧場が発達しやすいと考えられる。

　このように、比較例のファンシュラウドにおいては、特定縁部の内側部位で負圧場が発達し、広大部で負圧場が発達しにくいため、リング部周囲の周方向において非常に不均一な圧力分布が形成されることになる。この不均一な圧力分布をもたらす負圧場の発達は、送風装置に特有の空気流れに起因する回転騒音の発生を引き起こしている。

　そこで、第１実施形態の送風装置１は、逆流空気をファン３のファン前縁３１ａ側に積極的に導入する逆流導入通路２４を備えることにより、渦の発生場所をファンシュラウド２への渦の干渉度合いが小さくなる箇所に移動させることができる。すなわち、図３に図示するように、逆流空気がファンシュラウド２の裏側から貫通穴２４０を通過してファン前縁３１ａ側に向かって流れるため、比較例のファンシュラウドよりも逆流空気量を増加させることができる。これにより、主流空気と逆流空気との衝突が狭小部２３ａｂや狭小部２３ｃｄの表面から離れた場所で発生するようになる。したがって、空気の衝突による渦は、逆流導入通路２４を有しない場合よりもファンの前方寄り、つまりファンシュラウド２に対する干渉度合いが小さい場所で発生させることができる。

　次に、第１実施形態の送風装置１がもたらす作用効果について述べる。ファンシュラウド２は、ファン３の外周との間に隙間をあけてファン３の外周を取り囲み回転軸方向に延びるリング部２１と、外周縁２２とリング部２１とを連絡して、空気をリング部２１の内側に導く導風部２３と、を有する。ファンシュラウド２は、外周縁２２のうち、リング部２１の内周縁２１ａまでの距離が他の部分に比べて短い特定縁部２２ａｂ、特定縁部２２ｃｄを有する。ファンシュラウド２は、ファン３の先端における上流側の端部よりも下流側に位置する通路であり、かつ特定縁部２２ａｂの内側部位や特定縁部２２ｃｄの内側部位から回転方向に延びるように設けられる逆流導入通路２４を有する。

　この構成によれば、ファンシュラウド２の表側へ流れる逆流空気を、特定縁部２２ａｂの内側部位や特定縁部２２ｃｄの内側部位からファン３の回転方向に延びる逆流導入通路２４を通して増量することができる。このため、比較例のファンシュラウドに比較して、逆流空気の勢いが増し、逆流空気と主流空気とをさらに上流側で衝突させることが可能になる。これにより、衝突により生じる渦がファンシュラウド２に干渉することを軽減できるので、狭小部２３ａｂや狭小部２３ｃｄにおける負圧場の発達を抑制することができる。したがって、ブレード３０が通過する毎に発生するｎ次成分のピーク音を低減できるので、ファン３の回転騒音を低減可能な送風装置１が得られる。

　発明者は、第１実施形態の送風装置１と逆流導入通路２４を備えない送風装置とについて騒音レベルを測定した実験結果を確認している。発明者は、これらの各送風装置について、ラジエータを一体に取り付けた状態で、モータに同一の電圧を印加し、ファンシュラウドの外周縁の位置から１ｍ空気流れ下流へ離れ、ファンの中心と同じ高さに設置したマイクで騒音を測定した。なお、騒音値はＡ特性周波数重み付けを用いて測定したものである。

　この実験結果によると、第１実施形態の送風装置１の方が、逆流導入通路２４を備えない送風機の場合よりも、各次数に対応する周波数域においてピーク値が３ｄＢ以上低下するという効果を確認できた。このように第１実施形態の送風装置１によれば、人の聴覚に対して、不快な騒音であると感じられやすい低周波域でのピーク音のレベルを低減することができるので、人に不快感を与えうる回転騒音を低下することができる。

　また、ファンシュラウド２は、外周縁２２において複数箇所の特定縁部を備える。逆流導入通路２４は、導風部２３におけるすべての特定縁部の内側部位からファン３の回転方向に延びるように設けられる。この構成によれば、リング部２１の周囲に存在する複数箇所の特定縁部のすべてにおいて逆流導入通路２４が設けられる。これにより、リング部２１の周囲において発生する可能性の高い複数箇所の負圧場を改善して、リング部２１の周囲の圧力分布を均一な状態な近づけることができる。したがって、リング部２１の周囲で想定しうる回転騒音を確実に防止できる送風装置１が得られる。

　また、ブレード３０における回転方向の前縁部（ブレード前縁３０ａ）が逆流導入通路２４の後縁部２４ｂに重なる位置にあるとき、回転方向に先行する一つ前のブレード３０の後縁部（ブレード後縁３０ｂ）が逆流導入通路２４に重ならない。逆流導入通路２４の周方向長さは、このような関係となる長さに設定される。

　この構成によれば、一つの逆流導入通路２４に対して一つのブレード３０が半径方向に重なるように構成できる。このため、ファン３の回転に伴って一つの逆流導入通路２４とブレード３０とが重なっていく長さの変化を常に一定の状態に保つことができる。これにより、ファン３の全体として回転時における逆流導入通路２４との重なり度合いを一定に調節することができる。したがって、ブレード３０が逆流導入通路２４を通過するごとに、主流空気と逆流空気との衝突状態を安定的に維持可能であり、回転騒音抑制の効果を安定的に提供することができる。

　また、逆流導入通路２４は、ファンシュラウド２を貫通するスリット状の貫通穴２４０によって形成される通路である。この構成によれば、ファンシュラウド２の強度低下を抑えた逆流導入通路２４を提供できる。

　（第２実施形態）
　第２実施形態では、第１実施形態の他の形態である逆流導入通路２４について図７及び図８を参照して説明する。第２実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。図８は、逆流導入通路２４を示す一部破断した部分斜視図である。

　図７及び図８に示すように、第２実施形態の逆流導入通路２４は、リング部２１の下流端部に形成された切り欠き状の開口部２４１によって形成される。逆流導入通路２４は、リング部２１の下流端部から、外周縁２２まで伸びてもよい。

　第２実施形態の逆流導入通路２４によれば、リング部２１の下流端部から上流に向かった広範囲において逆流空気を取り込むことができる。したがって、広範囲にわたって逆流空気が流れるので、主流空気との衝突度合いの緩和が図れ、渦の顕著な発生を抑制できる送風装置１が得られる。

　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の技術的範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。

　前述の実施形態において、ファンシュラウド２は、上下方向の長さが左右方向の長さよりも短い横長の矩形状であるが、このような形状に限定されない。ファンシュラウド２は、縦長の矩形状でもよいし、正方形状や多角形状であってもよい。

　前述の実施形態において逆流導入通路２４は、狭小部２３ａｂ、狭小部２３ｃｄのいずれかに設けるようにしてもよい。この場合、逆流導入通路２４は、狭小部２３ａｂ、狭小部２３ｃｄのいずれかに少なくとも設けられ、さらに狭小部２３ａｂ、狭小部２３ｃｄのいずれかからファン３の回転方向に延びるように設けられる。

　前述の実施形態の送風装置１は、車両のエンジン冷却水を冷却するためのラジエータ４に対して冷却風を提供する装置であるが、本開示はこの実施形態に限定して適用されるものではない。例えば、空調装置、給湯装置等の室外機に搭載されて冷却風を提供する装置、コンピュータ、電子部品等を冷却する冷却風を提供する装置等に適用することが可能である。

　前述の実施形態の送風装置１は、ラジエータ４よりも空気流れの下流に配置されているが、この形態に限定するものではない。例えば、送風装置１が吹き出した空気を熱交換器等に供給するように配置されるものであってもよい。

　前述の実施形態の送風装置１における逆流導入通路２４は、実施形態で説明した形状、個数や設置位置に限定されるものではない。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　複数のブレード（３０）を有して熱交換器（４）に空気を通風させる軸流型のファン（３）と、前記ファンを回転可能に支持するファンシュラウド（２）と、を備え、
　前記ファンシュラウドは、前記ファンの外周との間に隙間をあけて前記ファンの外周を取り囲み前記ファンの回転軸方向に筒状に延びるリング部（２１）と、前記ファンシュラウドの外周縁（２２）と前記リング部の内周縁とを連絡する部分であって前記ファンにより吸入される吸入空気を前記リング部の内側に導く導風部（２３）と、を有し、
　前記ファンシュラウドは、前記ファンシュラウドの前記外周縁のうち、前記リング部の内周縁（２１ａ）までの距離が他の部分に比べて短い特定縁部（２２ａｂ，２２ｃｄ）を有し、
　前記ファンシュラウドは、前記ファンの先端における上流側の端部（３１ａ）よりも下流側に位置する通路であって前記導風部における前記特定縁部の内側部位（２３ａｂ，２３ｃｄ）から前記ファンの回転方向に延びる逆流導入通路（２４）を有し、前記逆流導入通路は、前記ファンの回転時に、前記吸入空気流れ方向と逆向きに空気が流れる通路である送風装置。
　複数のブレード（３０）を有する軸流型のファン（３）と、前記ファンを回転可能に支持するファンシュラウド（２）と、を備え、
　前記ファンシュラウドは、前記ファンの外周との間に隙間をあけて前記ファンの外周を取り囲み前記ファンの回転軸方向に筒状に延びるリング部（２１）と、前記ファンシュラウドの外周縁（２２）と前記リング部の内周縁とを連絡する部分であって前記ファンにより吸入される吸入空気を前記リング部の内側に導く導風部（２３）と、を有し、
　前記ファンシュラウドは、前記ファンシュラウドの前記外周縁のうち、前記リング部の内周縁（２１ａ）までの距離が他の部分に比べて短い特定縁部（２２ａｂ，２２ｃｄ）を有し、
　前記ファンシュラウドは、前記ファンの先端における上流側の端部（３１ａ）よりも下流側に位置する通路であって前記導風部における前記特定縁部の内側部位（２３ａｂ，２３ｃｄ）から前記ファンの回転方向に延びるように設けられる逆流導入通路（２４）を有し、前記逆流導入通路は、前記ファンの回転時に、前記吸入空気流れ方向と逆向きに空気が流れる通路である送風装置。
　前記特定縁部は、前記ファンシュラウドの前記外周縁において前記リング部の内周縁（２１ａ）までの距離が他の部分に比べて短い複数の特定縁部の１つであり、
　前記逆流導入通路は、前記導風部におけるすべての前記特定縁部の内側部位から前記ファンの回転方向に延びるように設けられる請求項１または請求項２に記載の送風装置。
　前記逆流導入通路の周方向長さは、前記ブレードにおける前記回転方向の前縁部（３０ａ）が前記逆流導入通路における前記回転方向の反対側に位置する後縁部（２４ｂ）に重なる位置にあるとき、前記回転方向に先行する一つ前の前記ブレードにおける前記回転方向の反対側に位置する後縁部（３０ｂ）が前記逆流導入通路に重ならない関係となる長さに設定される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の送風装置。
　前記逆流導入通路は、前記ファンシュラウドを貫通するスリット状の貫通穴（２４０）を含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の送風装置。
　前記逆流導入通路は、前記リング部の下流端部に形成された切り欠き状の開口部（２４１）を含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の送風装置。
　２つの隣り合う前記ブレード間の回転方向における距離は、前記逆流導入通路の回転方向における長さよりも長い請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の送風装置。
　前記ブレード間の回転方向における前記距離は、前記ブレードの径方向について最も外側の部位間の距離である請求項７に記載の送風装置。