JP2018021508A - ファン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンの駆動力の増大を抑制すると共に、ファンによる風量を適切に確保できるファン装置を提供する。【解決手段】車両１は、回転駆動されるファン３０と、ファン３０の空気吸入側に配置され、空気をファン３０へ導く通気空間を形成しているシュラウド４０と、ファン３０の外周を覆うように円筒状に形成され、半径方向の長さが変更可能なファンリング５０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ファン装置に関する。

トラック等の車両においては、ラジエータ内の冷却水を冷却するためのファン装置が設けられている。例えば、ファン装置は、ラジエータの背面側にて回転駆動されるファンを有し、ラジエータよりも前方の空気を吸引して排気する。また、ファン装置には、ファンの外周を覆うようにファンリングが設けられており、ファンの外周における渦の発生を抑制している。

特開２０１４−９６３６号公報

ところで、ファンリングとファンの間には隙間が存在するが、隙間が小さい場合には、ファンの回転抵抗が大きくなるため、ファンを駆動させる駆動力が大きくなる恐れがある。一方で、隙間が大きい場合には、ファンリングによる渦の発生の抑制効果が低下してしまい、ファンによる風量を十分に確保できない恐れがある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ファンの駆動力の増大を抑制すると共に、ファンによる風量を適切に確保できるファン装置を提供することを目的とする。

本発明の一の態様においては、回転駆動されるファンと、前記ファンの空気吸入側に配置され、空気を前記ファンへ導く通気空間を形成している通気部と、前記ファンの外周を覆うように円筒状に形成され、半径方向の長さが変更可能なリング部材と、を備える、ファン装置を提供する。
かかるファン装置によれば、例えば冷却水の温度が高い場合には、リング部材の半径方向の長さを小さくすることで、ファンとリング部材の隙間が小さくなる。これにより、ファンの周囲での渦の発生が抑制されるので、ファンによる空気の量を確保できる。また、例えば冷却水の温度が低い場合には、リング部材の半径方向の長さを大きくすることで、ファンとリング部材の隙間が大きくなる。これにより、ファンの回転抵抗が大きくなることを抑制できるので、ファンの駆動力の増大を抑制できる。

また、前記ファン装置は、前記通気部が前記ファンへ導く空気の量が所定量よりも多い場合には、前記リング部材の前記半径方向の長さを小さくし、前記空気の量が前記所定量よりも少ない場合には、前記リング部材の前記半径方向の長さを大きくする制御部を更に備えることとしてもよい。

また、前記リング部材は、円弧状の第１部分と、前記第１部分と対称に配置された円弧状の第２部分と、を有し、前記第１部分及び前記第２部分を回動させて、前記リング部材の前記半径方向の長さを変更する調整機構を更に備えることとしてもよい。

また、前記通気部の前方には、エンジンの冷却水を冷却するためのラジエータが設けられ、前記通気部は、前記ラジエータを通過した空気を前記ファンへ導くこととしてもよい。

本発明によれば、ファンの駆動力の増大を抑制すると共に、ファンによる風量を適切に確保できるという効果を奏する。

車両１の構成の一例を示す模式図である。 車両１の構成の一例を示す模式図である。 ファンリング５０の構成の一例を示す図である。 ファンリング５０の構成の一例を示す図である。

＜車両の構成＞
図１及び図２を参照しながら、本発明の一の実施形態に係るファン装置が搭載された車両１の構成について説明する。

図１及び図２は、車両１の構成の一例を示す模式図である。車両１は、例えばトラック等の大型車両である。車両１は、図１に示すように、エンジン１０と、ラジエータ２０と、ファン３０と、シュラウド４０と、ファンリング５０と、センサ７０と、ＥＣＵ８０とを有する。なお、図１には、ファン３０とファンリング５０の隙間Ａが小さい状態が示され、図２には、ファン３０とファンリング５０の隙間Ａが大きい状態が示されている。

エンジン１０は、複数の気筒を含む内燃機関であり、例えばディーゼルエンジンである。エンジン１０は、気筒内で燃料と吸気（空気）の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる。

ラジエータ２０は、エンジン１０の冷却水を冷却する冷却装置である。ラジエータ２０内には、冷却水が流れる流路が形成されている。冷却水は、ラジエータ２０とエンジン１０との間で循環しており、ラジエータ２０は、エンジン１０を通過する際に温められた冷却水を冷却する。例えば、ラジエータ２０は、車両１の前方から流入した空気（例えば走行風）と、エンジン１０を通過した冷却水とを熱交換することで、冷却水を冷却する。

ファン３０は、ラジエータ２０の背面側に設けられている。具体的には、ファン３０は、ラジエータ２０とエンジン１０の間に設けられている。ファン３０は、エンジン１０に軸１１を介して連結されており、エンジン１０から動力を受けて回転駆動される電動ファンである。ファン３０は、ラジエータ２０よりも前方の空気を吸引して排気する。これにより、車両１が走行していない場合でも、空気によってラジエータ２０内を流れる冷却水が冷却される。また、ラジエータ２０が空気をエンジン１０側へ排気することで、エンジン１０を冷却させることも可能である。

シュラウド４０は、ファン３０の空気吸入側（具体的には、ラジエータ２０とファン３０の間）に配置されており、円筒状に形成されている。シュラウド４０の内部には、ラジエータ２０を通過した空気をファン３０へ導くための通気空間４１が形成されている。

ファンリング５０は、ファン３０の外周を覆うように、円筒形状に形成されている。ファンリング５０の内周面は、ファン３０と隙間Ａを挟んで対向している。ファンリング５０は、シュラウド４０の端部と接続されている。ファンリング５０は、ファン３０の外周（隙間Ａの近傍）に発生する渦の発生を抑制する機能を有する。ファン３０の外周に渦が発生した場合には、その後に、ラジエータ２０からファン３０へ向かう空気の量が少なくなる。渦の発生の抑制は、ファンリング５０とファン３０との間の隙間Ａが小さいほど有効である。なお、ファンリング５０とファン３０の間の隙間Ａが小さいと、ファン３０の回転抵抗が多くなり、エンジン１０がファン３０を回転させる駆動力を大きくする必要がある。
本実施形態では、詳細は後述するが、エンジン１０の冷却水の温度に応じて、ファンリング５０の半径方向の長さを変更して、隙間Ａの大きさを調整することが可能となっている。

センサ７０は、車両１の各種状態を検出する機能を有する。センサ７０は、例えば、エンジン１０の冷却水の温度を検出する温度検出センサを含む。なお、冷却水の温度を検出することで、ラジエータ２０で冷却水を冷却するためにファン３０へ導く空気の量を把握できる。例えば、冷却水の温度が高い場合には、ファン３０へ所定量以上の空気を導く必要があり、冷却水の温度が低い場合には、ファン３０へ所定量以下の空気を導けばよい。

ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置（Electric Control Unit）である。ＥＣＵ８０は、後述するファンリング５０の調整機構５４（図３参照）を動作させて、ファンリング５０の長手方向の大きさを制御する制御部の機能を有する。例えば、ＥＣＵ８０は、センサ７０の検出結果から、ファン３０へ導く空気の量（以下、必要空気量もと呼ぶ）が所定量よりも多い場合には、図１に示すようにファンリング５０の半径方向の長さを小さくし、必要空気量が所定量よりも少ない場合には、図２に示すようにファンリング５０の半径方向の長さを大きくする。

冷却水の温度が高い場合には、必要空気量を所定量よりも多くすることが望ましいので、ファンリング５０とファン３０の間の隙間Ａを小さくすることで、渦の発生が抑制される。これにより、実際にファン３０を通過する空気の量が所定量よりも多くなる。冷却水の温度が低い場合には、必要空気量が所定量よりも多くする必然性が乏しいので、隙間Ａを大きくすることで、ファン３０を回転させる駆動力が増大することを抑制できる。

ＥＣＵ８０は、ファン３０を回転させない場合には、渦が発生しないので、ファンリング５０の長手方向の長さを大きくさせてもよい。かかる場合には、ファン３０の停止中に、隙間Ａを介して通過する空気の量を多くなるので、冷却効率を高めることができる。

＜ファンリングの詳細構成＞
図３及び図４を参照しながら、ファンリング５０の詳細構成について説明する。

図３及び図４は、ファンリング５０の構成の一例を示す図である。図３には、半径方向の長さが大きい状態のファンリング５０が示され、図４には、半径方向の長さが小さい状態のファンリング５０が示されている。ファンリング５０は、第１半円部５１と、第２半円部５２と、連結部５３と、調整機構５４とを有する。

第１半円部５１及び第２半円部５２は、それぞれ円弧状に形成されている。具体的には、円筒を半分に分割した際の一方が第１半円部５１になっており、他方が第２半円部５２になっている。そして、第２半円部５２は、第１半円部５１とは左右対称に配置されている。

連結部５３は、第１半円部５１及び第２半円部５２の一端部をそれぞれ連結している軸を有する。第１半円部５１及び第２半円部５２は、それぞれ連結部５３を中心に回動可能となっている。第１半円部５１及び第２半円部５２が連結部５３を中心に回動することで、図３及び図４を対比すると分かるように、ファンリング５０の半径方向の長さが変化する。

調整機構５４は、第１半円部５１及び第２半円部５２を回動させて、ファンリング５０の半径方向の長さを変更する機能を有する。調整機構５４は、第１半円部５１の他端部５１ａと第２半円部５２の他端部５２ａとに連結されている。調整機構５４は、モータ５４ａと、ネジ部５４ｂと、ナット部５４ｃとを有する。

モータ５４ａは、第１半円部５１の他端部５１ａに取り付けられている。モータ５４ａの軸には、ネジ部５４ｂが形成されている。ネジ部５４ｂの先端側は、第２半円部５２の他端部５２ａに設けられたナット部５４ｃと螺合可能となっている。かかる場合には、モータ５４ａが回転することにより、ナット部５４ｃと螺合するネジ部５４ｂも回転し、図３及び図４に示すように他端部５１ａと他端部５２ａとの距離が変化する。

このように、調整機構５４は、第１半円部５１の他端部５１ａと第２半円部５２の他端部５２ａとの距離を調整することで、ファンリング５０の半径方向の長さを調整している。具体的には、調整機構５４は、図３に示すように他端部５１ａと他端部５２ａの距離を小さくさせることで、ファンリング５０の半径方向の長さを小さくし（図１参照）、図４に示すように他端部５１ａと他端部５２ａの距離を大きくさせることで、ファンリング５０の半径方向の長さを大きくする（図２参照）。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態によれば、ファン３０の外周を覆うファンリング５０は、半径方向の長さが変更可能となっている。具体的には、エンジン１０の冷却水の温度に応じて、ファンリング５０の半径方向の長さを変更可能となっている。
かかる場合には、例えば冷却水の温度が高い場合には、ファンリング５０の半径方向の長さを小さくすることで、ファン３０とファンリング５０の隙間Ａが小さくなる。これにより、ファン３０の周囲での渦の発生が抑制されるので、ファン３０による空気の量を確保できる。また、例えば冷却水の温度が低い場合には、ファンリング５０の半径方向の長さを大きくすることで、ファン３０とファンリング５０の隙間Ａが大きくなる。これにより、ファン３０の回転抵抗が大きくなることを抑制できるので、ファン３０の駆動力の増大を抑制できる。

なお、上記では、ファンリング５０は、円筒を２分割した第１半円部５１及び第２半円部５２を有し、第１半円部５１及び第２半円部５２を回動させて半径方向の長さを調整することとしたが、これに限定されない。例えば、ファンリング５０を構成する部品をスライドさせて、半径方向の長さを調整することとしてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 車両
２０ ラジエータ
３０ ファン
４０ シュラウド
４１ 通気空間
５０ ファンリング
５１ 第１半円部
５２ 第２半円部
５４ 調整機構
８０ ＥＣＵ

Claims (4)

1. 回転駆動されるファンと、
   前記ファンの空気吸入側に配置され、空気を前記ファンへ導く通気空間を形成している通気部と、
   前記ファンの外周を覆うように円筒状に形成され、半径方向の長さが変更可能なリング部材と、
   を備える、ファン装置。
2. 前記通気部が前記ファンへ導く空気の量が所定量よりも多い場合には、前記リング部材の前記半径方向の長さを小さくし、前記空気の量が前記所定量よりも少ない場合には、前記リング部材の前記半径方向の長さを大きくする制御部を更に備える、
   請求項１に記載のファン装置。
3. 前記リング部材は、円弧状の第１部分と、前記第１部分と対称に配置された円弧状の第２部分と、を有し、
   前記第１部分及び前記第２部分を回動させて、前記リング部材の前記半径方向の長さを変更する調整機構を更に備える、
   請求項１又は２に記載のファン装置。
4. 前記通気部の前方には、エンジンの冷却水を冷却するためのラジエータが設けられ、
   前記通気部は、前記ラジエータを通過した空気を前記ファンへ導く、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のファン装置。
   
   

Images