(57)【要約】【課題】設置スペースの拡大を抑えつつ、ファンから送られた風を所望の方向に向けることができるファンの風向き変更装置を提供すること。【解決手段】ファンの風向き変更装置は、ファンの後段側の送風路内に、ファンの送風方向に対し傾斜して配置された導風部材と、導風部材を、送風路の周回り方向に回転可能に支持する支持機構と、導風部材を、周回り方向に回転させる駆動部と、を備える。例えば、導風部材は、送風路を横断して延在する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンの後段側の送風路内に、前記ファンの送風方向に対し傾斜して配置された導風部材と、
前記導風部材を、前記送風路の周回り方向に回転可能に支持する支持機構と、
前記導風部材を、前記周回り方向に回転させる駆動部と、
を備える、ファンの風向き変更装置。
【請求項２】
前記導風部材は、前記送風路を横断して延在する、
請求項１に記載のファンの風向き変更装置。
【請求項３】
前記支持機構は、前記導風部材における前記延在方向の両端部を支持する支持部材と、当該支持部材を周回り方向に移動可能に支持するガイド部材と、を有する、
請求項２に記載のファンの風向き変更装置。
【請求項４】
前記支持機構は、ラックギアを有し、
前記駆動部は、前記ラックギアに噛み合うピニオンと、前記ピニオンを回転させるモーターとを有する、
請求項２または３に記載のファンの風向き変更装置。
【請求項５】
前記ファンは、車両に設けられる熱交換器に空気を送る、
請求項１から４のいずれか一項に記載のファンの風向き変更装置。
【請求項６】
前記車両の速度が予め定められた速度未満の場合、前記導風部材を通過した風を、車両上側に向けるように前記駆動部を制御する制御部をさらに備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載のファンの風向き変更装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記車両における冷却対象の周囲の温度が予め定められた温度を超える場合、前記導風部材を通過した風を、前記冷却対象に向けるように前記駆動部を制御する、
請求項６に記載のファンの風向き変更装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記車両の速度が予め定められた速度未満でない場合、かつ、前記車両における冷却対象の周囲の温度が予め定められた温度を超えない場合、前記導風部材を通過した風を、車両下側に向けるように前記駆動部を制御する、
請求項６または７に記載のファンの風向き変更装置。
【請求項９】
前記支持機構は、前記導風部材を、前記延在方向を中心軸として、当該中心軸回りに回転可能に支持する、
請求項２から８のいずれか一項に記載のファンの風向き変更装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ファンの風向き変更装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載する車両には、熱交換器と、ウオータポンプと、ファン装置とが設けられている。熱交換器は、冷媒を用いて内燃機関等の潤滑油の温度を安定化させる。ウオータポンプは、熱交換器内の冷媒を循環させる。ファン装置は、空気を熱交換器の前側から取り込み、熱交換器の後側へ流す。これにより、空気と熱交換器内の冷媒との間で熱交換が行われる。
【０００３】
ファン装置によって熱交換器の後側へ流した空気は、例えば、熱交換器の前側の圧力が低くなると、熱交換器の前側に戻る場合がある。これにより、例えば、熱交換が十分に行われないおそれがある。
【０００４】
例えば、ファンの回転軸を上下、左右に傾けて、熱交換器の後側へ流された空気を、所望の方向へ流す風向き変更装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−１４７５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、風向き変更装置は、他の装置と共に限られたスペースに配置される。このため、風向き変更装置は、狭いスペースであっても設置できることが好ましい。
【０００７】
しかし、上記特許文献に開示された風向き変更装置では、ファンの回転軸を傾ける分だけ、設置スペースが拡大するという問題点がある。
【０００８】
本開示の目的は、設置スペースの拡大を抑えつつ、ファンから送られる風を所望の方向に向けることができるファンの風向き変更装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一形態に係るファンの風向き変更装置は、
ファンの後段側の送風路内に、前記ファンの送風方向に対し傾斜して配置された導風部材と、
前記導風部材を、前記送風路の周回り方向に回転可能に支持する支持機構と、
前記導風部材を、前記周回り方向に回転させる駆動部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、設置スペースの拡大を抑えつつ、ファンから送られる風を所望の方向に向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施の形態に係るファンの風向き変更装置を含む車両の構成の一例を概略的に示す側面図
【図２】ファンの風向き変更装置の一部を拡大して示す部分断面図
【図３】ファンの風向き変更装置の一例を概略的に示す正面図
【図４】導風板を通過した風を車両上側に向けるファンの風向き変更装置の一例を示す側面図
【図５】導風板を通過した風を奥方向に向けるファンの風向き変更装置の一例を示す平面図
【図６】ファンの風向き変更処理の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態は、自動車に搭載されたディーゼルエンジン（内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。
【００１３】
図１は、本開示の一実施の形態に係るファンの風向き変更装置を含む車両の構成の一例を概略的に示す側面図である。なお、図１には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が描かれている。以下の説明では、図１における左右方向をＸ方向又は車両前後方向といい、右方向を「＋Ｘ方向」又は「車両後側」、左方向を「−Ｘ方向」又は「車両前側」という。また、図１における上下方向をＹ方向又は車両上下方向といい、上方向を「＋Ｙ方向」又は「車両上側」、下方向を「−Ｙ方向」又は「車両下側」という。さらに、図１において紙面に垂直な方向をＺ方向又は車両幅方向といい、手前方向を「＋Ｚ方向」、奥方向を「−Ｚ方向」という。なお、図１に、送風方向を実線の矢印で示す。
【００１４】
図１に示すように、ディーゼルエンジン１（以下、単にエンジンという）の手前方向には、インテークマニホールドなどの吸気系１ａが配置される（図５参照）。エンジン１の奥方向には、エキゾーストマニホールドなどの排気系１ｂが配置される（図５参照）。エンジン１の車両前側には、エンジン１の冷却システム２が配置される。冷却システム２は、熱交換器３、シュラウド４、電動ファン５、および、ファンの風向き変更装置１０を備えている。
【００１５】
熱交換器３は、冷媒を有している。冷媒は、ウオータポンプ（図示略）により熱交換器３内を循環される。
【００１６】
シュラウド４は、熱交換器３を通過した空気を電動ファン５へ導くための通気空間を区画形成する。シュラウド４は、矩形状枠部４ａ、円筒部４ｂおよび中間部４ｃを有している。
【００１７】
矩形状枠部４ａは、熱交換器３の後側に配置されている。本実施例において、矩形状枠部４ａは、熱交換器３のコア部３ａに対向配置されている。
【００１８】
円筒部４ｂは、円形状の中空部を有している。円筒部４ｂの中心軸４ｅ（以下、単に「中心軸」という）は、車両後側（＋Ｘ方向）に延在している。
【００１９】
中間部４ｃは、矩形状枠部４ａと円筒部４ｂと接続する中間部分である。円筒部４ｂから中間部４ｃにわたる部分には、平坦面４ｄが形成されている。
【００２０】
電動ファン５は、車両後側（＋Ｘ方向）に延在する回転軸５ａと、回転軸５ａ回りに回転する複数のファン５ｂとを有している。ファン５ｂは、円筒部４ｂの中空部に配置されている。
【００２１】
電動ファン５は、空気を熱交換器３の前側から後側に通して、円筒部４ｂから車両後側（＋Ｘ方向）へ流す。つまり、電動ファン５の送風方向は、中心軸４ｅが延在する車両後側（＋Ｘ方向）である。図１に、送風方向を実線の矢印で示す。電動ファン５の送風により、熱交換器３内を通過する冷媒と空気との間で熱交換が行われる。
【００２２】
ファンの風向き変更装置１０は、支持機構２０と、導風板３０（本発明の「導風部材」に対応）と、駆動部４０と、制御部５０とを備えている。
【００２３】
図２は、ファンの風向き変更装置１０の一部を拡大して示す部分断面図である。図２に示すように、支持機構２０は、嵌合部２２および環状部材２４（本発明の「支持部材」に対応）を有している。
【００２４】
嵌合部２２は、円筒部４ｂの外周面に設けられている。嵌合部２２は、円筒部４ｂの円周方向（中心軸４ｅ回りの方向）へ３６０度延在している。嵌合部２２は、断面Ｕ字形状のレールである。
【００２５】
環状部材２４は、円筒部４ｂの径より一回り大きな径を有している。環状部材２４は、円筒部４ｂに外嵌している。環状部材２４の内周面（図２における車両上側の面）と円筒部４ｂの外周面（図２における車両下側の面）とは、一定の隙間を介して対向している。
【００２６】
環状部材２４は、被嵌合部２６を有している。被嵌合部２６は、環状部材２４の内周面に設けられている。被嵌合部２６は、断面Ｉ字形状の凸部である。被嵌合部２６は、嵌合部２２に移動可能に嵌合している。前述するように、嵌合部２２は、円筒部４ｂの円周方向（中心軸４ｅ回りの方向）へ延在しているため、環状部材２４は、円周方向に回転可能に支持される。つまり、環状部材２４は、導風路の周回りの方向に回転する。
【００２７】
ファンの後段側（送風方向下流側）の送風路内に、送風方向に対して傾斜して導風板３０が配置されている。ここで、「送風路」とは、ファン５ｂからの送られた空気の流れが導風板３０へ導かれる路を意味する。「送風路」は、下記するように環状部材２４により形成されたものでもよく、環状部材２４などの部材により形成されたものでなく、概念的なものであってもよい。また、「送風方向」とは、電動ファン５により送られた空気が導風板３０に当たる直前における空気の流れ方向をいう。
【００２８】
環状部材２４の内部には、複数の導風板３０が一方向に並んで配置されている。導風板３０は、電動ファン５の車両後側（＋Ｘ方向）に配置されている。導風板３０は、導風路（環状部材２４）を横断して延在している。
【００２９】
各導風板３０の延在方向両端部は、環状部材２４に固定されている。つまり、環状部材２４に対する導風板３０の傾斜角度は、一定である。環状部材２４には、ラックギア２８が設けられている（図２参照）。ラックギア２８は、環状部材２４の周回りの方向（中心軸４ｅ回りの方向）へ３６０度延在している（図３参照）。
【００３０】
各導風板３０は、送風方向（＋Ｘ方向）に対して傾斜している。電動ファン５により送られた空気が導風板３０に当たることで、電動ファン５から送られ、導風板３０を通過した風が所定の方向に向けられる。
【００３１】
図３は、ファン５ｂの風向き変更装置１０の一例を概略的に示す正面図である。図３に、車両下側に向けられた導風板３０を示す。
【００３２】
駆動部４０は、モーター４２と、ピニオン４３とを有している。モーター４２は、円筒部４ｂおよび中間部４ｃにおける平坦面４ｄ（図１参照）に固定されている。
【００３３】
ピニオン４３は、ラックギア２８に噛合している。ピニオン４３は、モーター４２の駆動によって回転する。ピニオン４３は、図３における時計回りの方向に回転した場合、ラックギア２８を図３における反時計回りの方向に回転させる。反対に、ピニオン４３は、図３における反時計回りの方向に回転した場合、ラックギア２８を図３における時計回りの方向に回転させる。
【００３４】
ピニオン４３は、ラックギア２８を回転させることで、環状部材２４を周回りの方向に回転させる。なお、前述するように、嵌合部２２が円筒部４ｂの円周方向に沿って３６０度延在している。また、ラックギア２８が環状部材２４の周回りの方向に沿って３６０度延在している。これにより、環状部材２４は、周回りの方向に３６０度回転可能となる。
【００３５】
導風板３０は、環状部材２４が周回りの方向に０度から３６０度までの間の任意の角度に回転されることで、所望の方向へ向けられる。具体的には、導風板３０は、環状部材２４が図３における時計回りの方向へ例えば１８０度回転されると、図３に示す車両下側へ向けられた状態から車両上側へ向けられた状態となる。また、導風板３０は、環状部材２４が図３における反時計回りの方向へ例えば９０度回転されると、図３に示す車両下側へ向けられた状態から奥方向（−Ｚ方向）へ向けられた状態となる。
【００３６】
制御部５０には、例えば、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）が用いられる。制御部５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと入出力回路とを備えている。制御部５０の入力回路には、速度センサー６および温度センサー７が接続されている。速度センサー６は、車両の速度を計測する。温度センサー７は、排気温度の上昇や、排気系１ｂから熱害を受けそうな部品（例えば、センサーやハーネスなどの冷却対象）の周囲の温度を計測する。制御部５０の出力回路には駆動部４０が接続されている。
【００３７】
制御部５０は、エンジン稼働中、速度センサー６により計測された車速が予め定められた速度未満（計測値が低速）であるかどうかを判断する。また、制御部５０は、エンジン稼働中、温度センサー７により計測された温度が予め定められた温度（計測値が熱害温度）を超えるかどうかを判断する。
【００３８】
制御部５０は、エンジン稼働中において、車速センサーから制御部５０へ低速に相当する計測値が入力されない場合、かつ、温度センサー７から制御部５０へ熱害温度に相当する計測値が入力されない場合、電動ファン５から送られ、導風板３０を通過した風を、車両下側に向けるように駆動部４０を制御する。
【００３９】
制御部５０は、速度センサー６により計測された車速が予め定められた速度未満である場合、導風板３０を通過した風を、車両上側（＋Ｙ方向）に向けるように駆動部４０を制御する。図４に、導風板３０を通過した風を車両上側に向けるファンの風向き変更装置１０の一例を示す。
【００４０】
制御部５０は、温度センサー７により計測された温度が予め定められた温度を超える場合、導風板３０を通過した風を、冷却対象に向けるように駆動部４０を制御する。図５に、導風板３０を通過した風を奥方向（−Ｚ）に向けるファンの風向き変更装置１０の一例を示す。これにより、導風板３０を通過した風が排気系１ｂ周辺の冷却対象に向けられる。
【００４１】
次に、図６を参照して、ファンの風向き変更処理について説明する。本処理は、エンジン始動時に開始され、エンジン稼働中に繰り返される。図６はファンの風向き変更処理の一例を示すフローチャートである。
【００４２】
図６に示すように、ステップＳ１００において、制御部５０は、車速センサーの計測値を取得する。
【００４３】
ステップＳ１１０において、制御部５０は、温度センサー７の計測値を取得する。
【００４４】
ステップＳ１２０において、制御部５０は、車速センサーの計測値Ｖが予め定められた速度Ｖａ未満であるかどうかを判断する。計測値Ｖが予め定められた速度Ｖａ未満である場合、処理はステップＳ１３０に移行する。計測値Ｖが予め定められた速度Ｖａ未満でない場合、処理はステップＳ１４０に移行する。
【００４５】
ステップＳ１３０において、制御部５０は、電動ファン５の導風板３０を通過した風を車両上側に向けるように駆動部４０を制御する。その後、処理は終了する。
【００４６】
ステップＳ１４０において、制御部５０は、温度センサー７の計測値Ｔが予め定められた温度Ｔａを超えているかどうかを判断する。計測値Ｔが予め定められた温度Ｔａを超えている場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１５０に移行する。計測値Ｔが予め定められた温度Ｔａを超えていない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、処理は、ステップＳ１６０に移行する。
【００４７】
ステップＳ１５０において、制御部５０は、電動ファン５から送られ、導風板３０を通過した風を奥方向に向けるように駆動部４０を制御する。その後、処理は終了する。
【００４８】
ステップＳ１６０において、制御部５０は、電動ファン５から送られ、導風板３０を通過した風を車両下側に向けるように駆動部４０を制御する。その後、処理は終了する。
【００４９】
以上のように、本実施の形態に係るファンの風向き変更装置１０は、ファン５ｂの後段側の送風路内に、ファン５ｂの送風方向に対し傾斜して配置された導風板３０と、導風板３０を、送風路の周回り方向に回転可能に支持する支持機構２０と、導風板３０を、周回り方向に回転させる駆動部４０と、を備える。これにより、導風板３０を通過した風を所望の方向に向けることができる。また、導風板３０の可動範囲が導風路の周回り方向に沿った範囲に限定されるため、設置スペースの拡大を抑えることができる。
【００５０】
上記実施の形態では、環状部材２４の回転可能角度を３６０度としたが、本発明はこれに限らず、回転可能角度は３６０度未満であってもよい。例えば、必要最小限必要な角度であってもよい。これにより、支持機構２０や駆動部４０を小型にすることができる。
【００５１】
また、上記実施の形態では、導風板３０を環状部材２４に対して固定することで、環状部材２４に対する導風板３０の傾斜角度を一定としたが、本発明はこれに限らず、例えば、導風板３０を環状部材２４に対して回転するようにしてもよい。例えば、ファンの風向き変更装置１０は、導風板３０の延在方向を軸とし、この軸回りに導風板３０が回動する機構を備える。この機構を用いることで、導風板３０をＸ軸回りに回転させて、導風板３０を通過した風を所望の方向に向けた後に、導風板３０の延在方向の軸回りに回動させて、所望の方向に向けた風向きを微調整することが可能となる。
【００５２】
また、上記実施の形態におけるファンの風向き変更装置１０は、ディーゼルエンジン１の冷却システム２に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガソリンエンジンの冷却システムに設けられていてもよい。
【００５３】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本開示のファンの風向き変更装置は、設置スペースの拡大を抑えつつ、ファンから送られる風を所望の方向に向けることが要求されるエンジンの冷却システムを搭載した車両用として有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１  エンジン
１ａ  吸気系
１ｂ  排気系
２  冷却システム
３  熱交換器
４  シュラウド
４ａ  矩形状枠部
４ｂ  円筒部
４ｃ  中間部
４ｄ  平坦面
４ｅ  中心軸
５  電動ファン
５ａ  回転軸
５ｂ  ファン
６  速度センサー
７  温度センサー
１０  ファンの風向き変更装置
２０  支持機構
２２  嵌合部
２４  環状部材
２６  被嵌合部
２８  ラックギア
３０  導風板
４０  駆動部
４２  モーター
４３  ピニオン
５０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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