WO2017195837A1

WO2017195837A1 - ファンシュラウド

Info

Publication number: WO2017195837A1
Application number: PCT/JP2017/017733
Authority: WO
Inventors: 竹内　和宏; 昌史松川; 功近藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2018-11-11

Abstract

ファンシュラウド２は、円形壁２３１を有するベルマウス部２３と、円形壁に近接する近接壁２１１，２１２を有する矩形部２１と、を備えている。円形壁２３１には、残余の部分よりもプロペラファン３２の軸方向に延びる延長壁部２３２，２３３が設けられている。

Description

ファンシュラウド

関連出願の相互参照

　本出願は、2016年5月11日に出願された日本国特許出願2016-095197号と、2017年2月20日に出願された日本国特許出願2017-029369号と、に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。

　本開示は、吸込み口から吹出し口に空気を流すファンシュラウドに関する。

　吸込み口から吹出し口に空気を流すファンシュラウドであって、回転騒音を低減することを目的としたものとして、下記特許文献１に記載のものが知られている。下記特許文献１に記載のファンシュラウドの第１態様は、ファンシュラウドの外縁部のうち、ファンの外周までの距離が他の部分に比べて短い狭小縁部を有し、狭小縁部からファンの回転方向に進んだ位置に形成され、ファンよりも吸入空気の上流に向かって突出するとともに、導風部よりも外向きに突出する突出縁部を有するものである。ファンシュラウドの第２態様は、ファンシュラウドの外縁部のうち、ファンの外周までの距離が他の部分に比べて短い狭小縁部を有し、狭小縁部からファンの回転方向に進んだ位置で、かつファンよりも吸入空気の下流に配置されて、筒部からファンの中心側に向かって所定長さ延びる遮蔽板を有するものである。第１態様も第２態様も、ファンの吸入空気量を均一化し、回転騒音を低減することが記載されている。

特開２０３１－１４２３７４号公報

　上記従来技術の第１態様は、ファンシュラウドの外縁部から突出する突出縁部が設けられているため、ファンの外周方向に向かう体格が大きくなってしまい、車両への搭載性が低下する。一方、上記従来技術の第２態様は、空気の流れを遮るように遮蔽板が設けられるため、送風量が低下する。

　本開示は、搭載性を悪化させず送風量にも影響を与えずに回転騒音を低減することが可能なファンシュラウドを提供することを目的とする。

　本開示は、吸込み口から吹出し口に空気を流すファンシュラウドであって、前記吹出し口を形成し、プロペラファンが収められるように円形壁（２３１）を有するベルマウス部（２３）と、前記吸込み口を形成し、前記円形壁に近接する近接壁（２１１，２１２）と、前記近接壁よりも前記円形壁から離隔してなる離隔壁（２１３，２１４）とを有する矩形部（２１）と、を備えている。前記近接壁は、前記円形壁に最も近接する最近接領域（２１１ａ，２１２ａ）を有している。前記円形壁には、残余の部分よりも前記プロペラファンの軸方向に延びる延長壁部（２３２，２３３，２３２Ａ，２３３Ａ，２３２Ｂ，２３３Ｂ，２３２Ｃ，２３２Ｄ，２３２Ｅ，２３２Ｆ）が設けられ、前記延長壁部は前記最近接領域に対向する位置から前記プロペラファンの回転方向に沿って設けられている。

　本開示によれば、延長壁部を設けることで、軸流Ｆａの生成と渦流Ｆｂの抑制とを両立させることができ、回転騒音を低減することができる。

　尚、「発明の概要」及び「請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「発明の概要」及び「請求の範囲」が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。

図１は、第１実施形態であるファンシュラウドの正面図である。図２は、図１のII-II断面を示す断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。図４は、図３に対する比較例を説明するための図である。図５は、第２実施形態であるファンシュラウドの断面図である。図６は、第３実施形態であるファンシュラウドの断面図である。図７は、図１のVII-VII断面を示す断面図である。図８は、第４実施形態であるファンシュラウドの断面図である。図９は、第５実施形態であるファンシュラウドの断面図である。図１０は、第６実施形態であるファンシュラウドの断面図である。図１１は、第７実施形態であるファンシュラウドの断面図である。図１２は、第１実施形態の変形例であるファンシュラウドの正面図である。図１３は、第１実施形態の変形例であるファンシュラウドの正面図である。

　以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

　図１及び図２に示されるように、第１実施形態に係るファンシュラウド２は、車両用冷却システム１０に適用されるものである。車両用冷却システム１０は、ファンシュラウド２と、熱交換器３１と、プロペラファン３２と、図示しない駆動モータとを備えている。

　熱交換器３１は、空調装置に用いられるコンデンサや、走行エンジンの冷却用に用いられるラジエータとして機能する。熱交換器３１は、コンデンサ又はラジエータとして機能するものを１つ配置しても、それぞれとして機能するもの２つを配置してもよい。

　コンデンサは、空調装置の冷凍サイクルを構成する機器である。コンデンサには、圧縮機から循環される高温高圧の冷媒ガスを外気と熱交換させるように、空気流路が設けられている。空気と熱交換して凝縮液化した冷媒は、冷凍サイクルを構成する下流側機器へと流出する。

　ラジエータは、走行エンジンの冷却水を冷却する機器である。ラジエータには、エンジンの燃焼室回りを冷却して高温となった冷却水が、ポンプによって循環されて送り込まれてくる。ラジエータには、高温の冷却水を外気と熱交換させるように、空気流路が設けられている。空気と熱交換して冷却された冷却水は、エンジンへと還流し再びエンジンを冷却する。

　ファンシュラウド２は、吸込み口から吹出し口に空気を流すために設けられるものであって、空気流Ｆを形成し、熱交換器３１の空気流路に空気を流すためのものである。ファンシュラウド２は、矩形部２１と、ベルマウス部２３とを有している。

　矩形部２１は、熱交換器３１の外周に沿うように矩形枠を形成する近接壁２１１，２１２と、離隔壁２１３，２１４とを有している。矩形部２１は、近接壁２１１，２１２と離隔壁２１３，２１４とを繋ぐ接続板部２１５を有している。

　ベルマウス部２３は、円筒状をなす円形壁２３１を有している。円形壁２３１は、接続板部２１５に設けられた円形開口周縁から立設するように設けられている。円形壁２３１は、プロペラファン３２の外周に沿うように円筒形状をなしている。

　プロペラファン３２は、駆動モータによって回転され、熱交換器３１に導風する機能を有している。プロペラファン３２は、ベルマウス部２３内に収められている。プロペラファン３２が回転することで熱交換器３１を通過する空気流が形成される。ファンシュラウド２の熱交換器３１側が空気の吸込み口であり、ベルマウス部２３側が空気の吹出し口である。本実施形態では、プロペラファン３２の回転方向を回転方向Ｒとして示している。

　近接壁２１１，２１２は、円形壁２３１に近接するように設けられている壁部材である。離隔壁２１３，２１４は、近接壁２１１，２１２よりも円形壁２３１から離隔して設けられている壁部材である。

　近接壁２１１は、最近接領域２１１ａと、一対の接続領域２１１ｂ，２１１ｃとを有している。最近接領域２１１ａは、円形壁２３１に近接する領域である。一対の接続領域２１１ｂ，２１１ｃは、最近接領域２１１ａを挟んで設けられている。接続領域２１１ｂは離隔壁２１３に繋がっており、接続領域２１１ｃは、離隔壁２１４に繋がっている。プロペラファン３２の回転方向Ｒからみて、接続領域２１１ｂは上流側に配置されている。プロペラファン３２の回転方向Ｒからみて、接続領域２１１ｃは下流側に配置されている。

　近接壁２１２は、最近接領域２１２ａと、一対の接続領域２１２ｂ，２１２ｃとを有している。最近接領域２１２ａは、円形壁２３１に近接する領域である。一対の接続領域２１２ｂ，２１２ｃは、最近接領域２１２ａを挟んで設けられている。接続領域２１２ｂは離隔壁２１４に繋がっており、接続領域２１２ｃは、離隔壁２１３に繋がっている。プロペラファン３２の回転方向Ｒからみて、接続領域２１２ｂは上流側に配置されている。プロペラファン３２の回転方向Ｒからみて、接続領域２１２ｃは下流側に配置されている。

　円形壁２３１には、残余の部分よりもプロペラファン３２の軸方向に延びる延長壁部２３２，２３３が設けられている。延長壁部２３２は、最近接領域２１１ａに対向する位置からプロペラファン３２の回転方向Ｒに沿って設けられている。延長壁部２３２は、最近接領域２１１ａに対向する位置から長さＡに渡って設けられている。図１に示されるように、延長壁部２３２は、最近接領域２１１ａの中央部分に対向し、プロペラファン３２の中心を通る線に対応する位置から長さＡに渡って設けてもよいが、最近接領域２１１ａに対応する部分から設けられれば、必ずしもロペラファン３２の中心を通る線に対応する位置から設ける必要はない。例えば、図１２に示されるように、最近接領域２１１ａの接続領域２１１ｃ側や接続領域２１２ｃ側から設けるようにしてもよい。また、図１３に示されるように、最近接領域２１１ａの接続領域２１１ｂ側や接続領域２１１ｂ側から設けるようにしてもよい。

　延長壁部２３３は、最近接領域２１２ａに対向する位置からプロペラファン３２の回転方向Ｒに沿って設けられている。延長壁部２３３は、最近接領域２１２ａに対向する位置から長さＡに渡って設けられている。延長壁部２３２，２３３は、円形壁２３１の残余の部分よりも高さＢだけ突出するように設けられている。

　図３に示されるように、プロペラファン３２は、翼部３２１と、翼部３２１先端に設けられている翼先端部３２２とを有している。延長壁部２３２は、軸流Ｆａの発生に寄与しており、翼先端部３２２近傍における渦流Ｆｂの発生を抑制している。従って、軸流Ｆａと渦流Ｆｂとの干渉がおきにくく、回転騒音が抑制される。

　比較例として図４に示されるように、延長壁部２３２，２３３を設けないベルマウス部２３Ｘを有するファンシュラウド２１Ｘでは、軸流Ｆａではなく斜流ＦａＸが発生する。渦流ＦｂＸと斜流ＦａＸとの干渉によって回転騒音が増大する。

　上記したように本実施形態に係るファンシュラウド２は、吸込み口から吹出し口に空気を流すファンシュラウドであって、吹出し口を形成し、プロペラファン３２が収められるように円形壁２３１を有するベルマウス部２３と、吸込み口を形成し、円形壁２３１に近接する近接壁２１１，２１２と、近接壁２１１，２１２よりも円形壁２３１から離隔してなる離隔壁２１３，２１４とを有する矩形部２１と、を備えている。近接壁２１１，２１２は、円形壁２３１に最も近接する最近接領域２１１ａ，２１２ａを有している。円形壁２３１には、残余の部分よりもプロペラファン３２の軸方向に延びる延長壁部２３２，２３３が設けられている。延長壁部２３２，２３３は最近接領域２１１ａ，２１２ａに対向する位置からプロペラファン３２の回転方向Ｒに沿って設けられている。

　このように延長壁部２３２，２３３を設けることで、図３を参照しながら説明したような軸流Ｆａの生成と渦流Ｆｂの抑制とを両立させることができ、回転騒音を低減することができる。尚、本実施形態では、矩形部２１の中心とベルマウス部２３の中心とが重なるように設けられている例について説明したが、ベルマウス部２３の中心が離隔壁２１３又は離隔壁２１４に近接するように配置されてもよい。

　図１から図３を参照しながら説明した延長壁部２３２，２３３は、円形壁２３１とは角度を設けることなく、そのまま延長した壁部として構成されている。延長壁部２３２，２３３の円形壁２３１に対する角度を変更した例である第２実施形態に係るファンシュラウド２Ａについて、図５を参照しながら説明する。ファンシュラウド２Ａは、車両用冷却システム１０Ａに適用されるものである。

　ファンシュラウド２Ａは、矩形部２１と、円形壁２３１を有するベルマウス部２３Ａとを備えている。円形壁２３１には、残余の部分よりもプロペラファン３２の軸方向に延びる延長壁部２３２Ａ，２３３Ａが設けられている。延長壁部２３２Ａ，２３３Ａは、円形壁２３１との接続部分から先端に向かうに従って、外側に傾倒するように設けられている。

　続いて、第３実施形態に係るファンシュラウド２Ｂについて、図６を参照しながら説明する。ファンシュラウド２Ｂは、車両用冷却システム１０Ｂに適用されるものである。

　ファンシュラウド２Ｂは、矩形部２１と、円形壁２３１を有するベルマウス部２３Ｂとを備えている。円形壁２３１には、残余の部分よりもプロペラファン３２の軸方向に延びる延長壁部２３２Ｂ，２３３Ｂが設けられている。延長壁部２３２Ｂ，２３３Ｂは、円形壁２３１との接続部分から先端に向かうに従って、内側に傾倒するように設けられている。延長壁部２３２Ｂ，２３３Ｂの内倒角度θは、１５度以上であることが好ましい。

　このように、第２実施形態及び第３実施形態では、延長壁部２３２Ａ，２３３Ａ，２３２Ｂ，２３３Ｂは、円形壁２３１の残余の部分に対して所定の角度をなすように設けられている。このように所定の角度をなすように延長壁部２３２Ａ，２３３Ａ，２３２Ｂ，２３３Ｂを設けることで、第１実施形態の効果に加えて更に回転騒音を低減することができる。また、第３実施形態では、延長壁部２３２Ｂ，２３３Ｂは、円形壁２３１の残余の部分からプロペラファン３２が収められる側に内倒するように設けられている。延長壁部２３２Ｂ，２３３Ｂは、内倒するように設けられているので、第２実施形態よりも更に回転騒音を低減することができる。

　続いて、延長壁部２３２，２３３の形状について、図７を参照しながら説明する。図７に示されるように、第１実施形態に係るファンシュラウド２では、延長壁部２３２は、プロペラファン３２の回転方向Ｒに進んでも同じ高さを維持するように形成されている。

　続いて、第４実施形態に係るファンシュラウド２Ｃについて、図８を参照しながら説明する。ファンシュラウド２Ｃは、車両用冷却システム１０Ｃに適用されるものである。ファンシュラウド２Ｃは、矩形部２１と、円形壁２３１を有するベルマウス部２３Ｃとを備えている。延長壁部２３２Ｃは、プロペラファン３２の回転方向Ｒに進むと高さが低くなっていくように形成されている。

　続いて、第５実施形態に係るファンシュラウド２Ｄについて、図９を参照しながら説明する。ファンシュラウド２Ｄは、車両用冷却システム１０Ｄに適用されるものである。ファンシュラウド２Ｄは、矩形部２１と、円形壁２３１を有するベルマウス部２３Ｄとを備えている。延長壁部２３２Ｄは、プロペラファン３２の回転方向Ｒに沿って進むと高さが低くなっていくように形成されている。延長壁部２３２Ｄは、プロペラファン３２の回転方向Ｒとは逆側に進む方向にも形成されており、最近接領域２１１ａに対向する部分から徐々に高さが低くなるように形成されている。

　このように、第４実施形態及び第５実施形態では、延長壁部２３２Ｃ，２３２Ｄは、最近接領域２１１ａに対向する位置から離れるに従って、円形壁２３１の残余の部分からの突出量が少なくなるように設けられている。図３及び図４を参照しながら説明した斜流の発生は、最近接領域２１１ａに対向する位置において最も発生しやすいと考えられるので、このように延長壁部２３２Ｃ，２３２Ｄを形成しても回転騒音抑制効果を確保することができる。

　続いて、第６実施形態に係るファンシュラウド２Ｅについて、図１０を参照しながら説明する。ファンシュラウド２Ｅは、車両用冷却システム１０Ｅに適用されるものである。ファンシュラウド２Ｅは、矩形部２１と、円形壁２３１を有するベルマウス部２３Ｅとを備えている。延長壁部２３２Ｅは、３つの分割壁部を有するように構成されている。

　続いて、第７実施形態に係るファンシュラウド２Ｆについて、図１１を参照しながら説明する。ファンシュラウド２Ｆは、車両用冷却システム１０Ｆに適用されるものである。ファンシュラウド２Ｆは、矩形部２１と、円形壁２３１を有するベルマウス部２３Ｆとを備えている。延長壁部２３２Ｆは、４つの分割壁部を有するように構成されている。延長壁部２３２Ｆを構成する４つの分割壁部は、最近接領域２１１ａに対向する位置に設けられたものが最も幅広で、回転方向Ｒに沿って進むと幅が狭くなるように形成されている。延長壁部２３２Ｆを構成する４つの分割壁部相互の間隔は、回転方向Ｒに沿って進むと広くなるように形成されている。このように構成することで、延長壁部２３２Ｆの高さを変えずに、回転騒音抑制効果を確保することができる。

　以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

Claims

　吸込み口から吹出し口に空気を流すファンシュラウドであって、
　前記吹出し口を形成し、プロペラファンが収められるように円形壁（２３１）を有するベルマウス部（２３）と、
　前記吸込み口を形成し、前記円形壁に近接する近接壁（２１１，２１２）と、前記近接壁よりも前記円形壁から離隔してなる離隔壁（２１３，２１４）とを有する矩形部（２１）と、を備え、
　前記近接壁は、前記円形壁に最も近接する最近接領域（２１１ａ，２１２ａ）を有し、
　前記円形壁には、残余の部分よりも前記プロペラファンの軸方向に延びる延長壁部（２３２，２３３，２３２Ａ，２３３Ａ，２３２Ｂ，２３３Ｂ，２３２Ｃ，２３２Ｄ，２３２Ｅ，２３２Ｆ）が設けられ、前記延長壁部は前記最近接領域に対向する位置から前記プロペラファンの回転方向に沿って設けられている、ファンシュラウド。
　請求項１に記載のファンシュラウドであって、
　前記延長壁部（２３２Ａ，２３３Ａ，２３２Ｂ，２３３Ｂ）は、前記円形壁の残余の部分に対して所定の角度をなすように設けられている、ファンシュラウド。
　請求項２に記載のファンシュラウドであって、
　前記延長壁部（２３２Ｂ，２３３Ｂ）は、前記円形壁の残余の部分から前記プロペラファンが収められる側に内倒するように設けられている、ファンシュラウド。
　請求項１に記載のファンシュラウドであって、
　前記延長壁部（２３２Ｃ，２３２Ｄ）は、前記最近接領域に対向する位置から離れるに従って、前記円形壁の残余の部分からの突出量が少なくなるように設けられている、ファンシュラウド。
　請求項１に記載のファンシュラウドであって、
　前記延長壁部（２３２Ｅ，２３２Ｆ）は、複数の分割壁部によって構成されている、ファンシュラウド。
　請求項５に記載のファンシュラウドであって、
　前記延長壁部（２３２Ｆ）は、前記複数の分割壁部が、前記最近接領域に対向する位置から離れるに従って相互間隔が広がるように構成されている、ファンシュラウド。