(57)【要約】【課題】ステーの必要強度を確保しつつ、騒音を低減することができる送風装置を提供する。【解決手段】回転により空気流を発生させる軸流式のファン１０と、ファン１０を回転駆動するモータ１１と、ファン１０の外周を囲むように配置されるシュラウド１４と、ファン１０の空気流れ方向Ｄ１の下流側においてファン１０に対向するように配置されるとともに、モータ１１およびシュラウド１４を連結してモータ１１を支持するステー１３と、を備え、ステー１３の一部には、ファン１０の軸方向に貫通する貫通孔１３１が形成されている。【選択図】図２
2019138175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転により空気流を発生させる軸流式のファン（１０）と、
前記ファンを回転駆動するモータ（１１）と、
前記ファンの外周を囲むように配置されるシュラウド（１４）と、
前記ファンの空気流れ方向（Ｄ１）の下流側において前記ファンに対向するように配置されるとともに、前記モータおよび前記シュラウドを連結して前記モータを支持するステー（１３）と、を備え、
前記ステーの一部には、前記ファンの軸方向に貫通する貫通孔（１３１）が形成されている送風装置。
【請求項２】
前記ファンは、回転中心に設けられるボス（１０１）から放射状に延びるとともに、回転方向（Ｄ２）に相互に離間して設けられた複数のブレード（１０２）を有しており、
前記貫通孔は、前記ブレードのうち他の部位よりも送風効率が高い部位（１０２ａ）と対向するように設けられている請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記ステーは、前記貫通孔が形成されていない非貫通部（１３２）を有しており、
前記ステーにおいて、前記貫通孔および前記非貫通部は前記ファンの径方向（Ｄ３）に並んで配置されている請求項１または２に記載の送風装置。
【請求項４】
前記ステーは、前記貫通孔が形成されていない非貫通部（１３２）を有しており、
前記貫通孔は、前記ステーにおいて、前記非貫通部に対して前記ファンの径方向（Ｄ３）の外側に設けられている請求項１または２に記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を送風する送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸流式のファンと、ファンを回転駆動するモータと、ファンの周囲を覆う筒状のシュラウドとを備える送風装置が知られている。このような送風装置では、モータは、ファンの回転中心に設けられるボスに組み付けられている。また、モータは、シュラウドから延びるステーにより支持されている。ステーは、ファンに対して空気流れ方向の下流側に配置されている。また、ステーは、モータを中心として放射状に複数設けられている。
【０００３】
ところで、近年、ハイブリッドエンジンやターボエンジンを搭載した車両の普及が進んでいる。このような車両は、従来のエンジンのみを搭載した車両と比較すると、エンジンルーム内に多数の補機部品が搭載されているため、エンジンルーム内の部品搭載スペースが縮小している。そのため、エンジンルーム内に配置される熱交換器に空気を送風する送風装置においては、その配置スペースの縮小化が要求されている。このような要求に応えるために、例えば送風装置の空気流れ方向の寸法を狭くするという手法がある。
【０００４】
送風装置の空気流れ方向の寸法を狭くする手法としては、例えばファンとステーとの間の隙間を狭くするという手法が考えられる。しかしながら、ファンとステーとの間の隙間を狭くすると、ファンから送風される空気がステーに干渉し易くなる。このような空気の干渉はファンの空気流れ方向の下流側の圧力を上昇させる要因となり、ファン回りの空気流れに乱れが生じ易くなる。
【０００５】
そして、ファン回りの空気の流れに乱れが生じると、ファンの回転速度とブレードの枚数とに基づく周波数の音、いわゆる回転次数音（すなわちＮＺ音）にも乱れが生じる。これが騒音を生じさせる要因となる。
【０００６】
さらに、上述したようなハイブリッドエンジンやターボエンジンを搭載した車両では、補機部品を搭載するスペースとして、複数のステー間のスペースを利用することが行われている。そして、補機部品を搭載するスペースを確保するために、ステーの本数を減らさざる得ない状況にある。ここで、少ない本数でモータおよびファンを支えるとともに、ステーに加わる振動への強度を確保するためには、ステーの幅寸法（すなわちファンの回転方向の寸法）を太くする必要がある。しかしながら、ステーの幅寸法を太くすると、ファンの騒音、特に回転騒音を増大させるという問題がある。
【０００７】
このような問題に対し、ステーに、ファンから送風される空気の流れ方向に貫通する通風孔を形成した送風装置が、特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載の送風装置では、ステー周辺の局所的な圧力上昇が発生し難くなるので、ファン周辺の空気流に乱れが生じ難くなる。その結果、送風装置の騒音を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−１１０５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年、送風装置による送風量を確保するために、ファンの大径化が要求されている。ファンを大径化すると、モータ容量が大きくなり、これに伴いモータの質量が増大する。ここで、上記特許文献１に記載の送風装置では、通風孔がステーにおけるファン径方向の全体にわたって形成されているので、質量の増大したモータを支えるための強度を確保できない可能性がある。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、ステーの必要強度を確保しつつ、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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転により空気流を発生させる軸流式のファン（１０）と、ファンを回転駆動するモータ（１１）と、ファンの外周を囲むように配置されるシュラウド（１４）と、ファンの空気流れ方向（Ｄ１）の下流側においてファンに対向するように配置されるとともに、モータおよびシュラウドを連結してモータを支持するステー（１３）と、を備え、ステーの一部には、ファンの軸方向に貫通する貫通孔（１３１）が形成されている。
【００１２】
これによれば、ファン（１０）の回転により生成される空気流のうち、ステー（１３）に干渉する空気流がステー（１３）の貫通孔（１３１）を通過する。このため、ステー（１３）周辺の局所的な圧力上昇、すなわちファン（１０）の空気流れ下流側における局所的な圧力上昇が発生し難くなる。その結果、ファン（１０）周辺の空気流に乱れが生じ難くなるため、送風装置の騒音を低減することができる。このとき、貫通孔（１３１）をステー（１３）の全体でなく一部に形成しているので、貫通孔（１３１）を設けることによるステー（１３）の強度低下を最小限度に抑えることができる。したがって、ステー（１３）の必要強度を確保しつつ、騒音を低減することが可能となる。
【００１３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る送風装置を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る送風装置を車両後方側から見た正面図である。
【図３】第１実施形態におけるブレードと貫通孔の位置関係を示す説明図である。
【図４】第２実施形態におけるブレードと貫通孔の位置関係を示す説明図である。
【図５】第２実施形態に係る送風装置を車両後方側から見た正面図である。
【図６】第３実施形態におけるブレードと貫通孔の位置関係を示す説明図である。
【図７】第３実施形態に係る送風装置を車両後方側から見た正面図である。
【図８】第４実施形態に係る送風装置を車両後方側から見た正面図である。
【図９】他の実施形態（１）に係る送風装置を車両後方側から見た正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明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。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の送風装置１は、車両に搭載されるラジエータ２に空気を送風するための装置である。ラジエータ２は、その周囲を流れる空気と、内部を流れる冷却水との間で熱交換を行うことにより、冷却水の有する熱を空気へと放熱する熱交換器である。
【００１７】
送風装置１は、ラジエータ２よりも車両後方側に配置されている。車両が走行している際、車両の走行風はラジエータ２から送風装置１に向かう方向、すなわち図中の矢印Ｄ１で示す方向に流れる。
【００１８】
以下、矢印Ｄ１で示す方向を「空気流れ方向Ｄ１」とも称する。送風装置１の空気流れ下流側には、図示しないエンジン等が配置されている。
【００１９】
送風装置１は、ファン１０と、モータ１１と、マウント１２と、ステー１３と、シュラウド１４とを備えている。
【００２０】
シュラウド１４は、例えば樹脂材料により形成されている。図２に示すように、シュラウド１４は、ファン１０の径方向に所定の隙間を有してファン１０の外周を囲むように配置される筒状部１４０を有している。
【００２１】
図１に示すように、シュラウド１４におけるラジエータ２に対向する壁面１４ａの外縁には、ラジエータ２に向かって突出する環状のガイド部１４１が形成されている。ガイド部１４１の先端部がラジエータ２に固定されることにより、シュラウド１４とラジエータ２とが連結されている。ガイド部１４１の内壁面およびシュラウド１４の壁面１４ａは、ファン１０の回転により生成される強制風をラジエータ２に案内する機能を有している。
【００２２】
ファン１０は、軸流式のファンである。ファン１０は、ボス１０１と、複数のブレード１０２とを有している。ボス１０１は、ファン１０の回転中心に設けられた有底筒状の部材である。図２に示すように、複数のブレード１０２は、ボス１０１の周方向において相互に離間しつつボス１０１を中心に放射状に延びるように形成されている。ファン１０は、ボス１０１を中心に矢印Ｄ２で示す方向に回転する。
【００２３】
以下、矢印Ｄ２で示す方向を「ファン回転方向Ｄ２」とも称する。また、図１における矢印Ｄ３に示すように、ボス１０１を中心とするファン１０の径方向を「ファン径方向Ｄ３」とも称する。
【００２４】
モータ１１は、ファン１０のボス１０１に一体的に組み付けられている。モータ１１は、電力供給に基づきボス１０１にトルクを付与することにより、ファン１０を回転駆動する。
【００２５】
マウント１２は、モータ１１の周囲に固定される筒状の部材である。マウント１２の外面は、ステー１３を介してシュラウド１４に連結されている。
【００２６】
ステー１３は、マウント１２の外面からファン径方向に延びてシュラウド１４の内面に連結される棒状の部材である。ステー１３は、ファン１０の空気流れ下流側においてファン１０のブレード１０２に対向するように配置されている。
【００２７】
図２に示すように、ステー１３は、マウント１２を中心として放射状に延びるように複数形成されている。換言すると、ステー１３は、モータ１１を中心として放射状に延びるように複数形成されている。このステー１３およびマウント１２によってモータ１１とシュラウド１４とが互いに連結されることで、モータ１１およびファン１０が支持されている。
【００２８】
このように構成された送風装置１では、例えば車両停車時等、走行風がラジエータ２に供給され難い状況でも、ファン１０の回転によりラジエータ２に強制的に空気を供給することができる。よって、ラジエータ２の冷却性能を確保することができる。なお、本実施形態の送風装置１は、ファン１０の回転によりラジエータ２からシュラウド１４に向かう空気流、すなわち空気流れ方向Ｄ１に沿った空気流を生成する、いわゆる吸込式の送風装置である。
【００２９】
次に、図２および図３に基づいて、ステー１３の構造について詳細に説明する。ステー１３の一部には、ステー１３をファン１０の軸方向（すなわち、空気流れ方向Ｄ１）に貫通する貫通孔１３１が形成されている。
【００３０】
ステー１３は、貫通孔１３１が形成されていない非貫通部１３２を有している。ステー１３において、貫通孔１３１および非貫通部１３２はファン径方向Ｄ３に並んで配置されている。
【００３１】
ここで、図３において、矢印は、送風効率分布（すなわち送風量分布）を模式図的に示している。矢印の長さは、送風効率の高さを示している。すなわち、矢印の長さが長い程、送風効率が高いことを示している。
【００３２】
図３に示すように、本実施形態のブレード１０２では、ファン径方向Ｄ３の外側に、送風効率（すなわち送風量）が最も高い部位が存在している。つまり、本実施形態のブレード１０２は、ファン径方向Ｄ３の外側に、他の部位よりも送風効率が高い部位（以下、最高効率部１０２ａという）が存在している。
【００３３】
貫通孔１３１は、ステー１３のうち、ブレード１０２の最高効率部１０２ａと対向するように設けられている。すなわち、貫通孔１３１は、ブレード１０２の最高効率部１０２ａに対して空気流れ方向Ｄ１の下流側に配置されている。換言すると、貫通孔１３１は、空気流れ方向Ｄ１から見たときに、ブレード１０２の最高効率部１０２ａと少なくとも一部が重なるように配置されている。
【００３４】
本実施形態では、上述したように、最高効率部１０２ａは、ブレード１０２におけるファン径方向Ｄ３の外側に配置されている。このため、貫通孔１３１は、ステー１３において、非貫通部１３２に対してファン径方向Ｄ３の外側に設けられている。
【００３５】
図２に示すように、貫通孔１３１における空気流れ方向Ｄ１に垂直な断面形状は、四角形状である。貫通孔１３１は、各ステー１３に１つずつ形成されている。本実施形態では、複数のステー１３において、貫通孔１３１の形状は互いに同一である。
【００３６】
ここで、ステー１３における、空気流れ方向Ｄ１およびファン径方向Ｄ３の双方に垂直な方向Ｄ４を、ステー幅方向Ｄ４という。貫通孔１３１におけるステー幅方向Ｄ４の長さは、ステー１３のステー幅方向Ｄ４の長さより僅かに短い。すなわち、貫通孔１３１は、ステー１３におけるブレード１０３の最高効率部１０２ａと対向する部位において、ステー幅方向Ｄ４のほぼ全域に形成されている。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態では、ステー１３の一部に、ファン１０の軸方向に貫通する貫通孔１３１を形成している。この構成によれば、ファン１０の回転により生成される空気流のうち、ステー１３に干渉する空気流がステー１３の貫通孔１３１を通過する。このため、ステー１３周辺の局所的な圧力上昇、すなわちファン１０の空気流れ下流側における局所的な圧力上昇が発生し難くなる。その結果、ファン１０周辺の空気流に乱れが生じ難くなるため、送風装置１の騒音を低減することができる。
【００３８】
そして、本実施形態では、貫通孔１３１をステー１３の全体でなく一部のみに形成している。このため、貫通孔１３１を設けることによるステー１３の強度低下を最小限度に抑えることができる。したがって、ステー１３の必要強度を確保しつつ、騒音を低減することが可能となる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、貫通孔１３１を、ステー１３のうち、ブレード１０２の最高効率部１０２ａと対向するように設けている。これによれば、ファン１０の空気流れ下流側における局所的な圧力上昇をより効率良く抑制することができる。このため、送風装置１の騒音を効果的に低減することができる。
【００４０】
ところで、ステー１３における根本部（すなわち、マウント１２を介してモータ１１と接続される部位）側は、モータ１１に近いため、より強度が必要となる。これに対し、本実施形態では、貫通孔１３１を、ステー１３における非貫通部１３２に対してファン径方向Ｄ３の外側に設けている。すなわち、本実施形態では、ステー１３のうち、より強度が必要な根本部側には、貫通孔１３１が設けられていない。これによれば、ステー１３の必要強度をより確実に確保しつつ、騒音を低減することが可能となる。
【００４１】
ところで、ファン１０は、ファン径方向Ｄ３の外側程、ファン１０の周方向（すなわちファン回転方向Ｄ２）の長さが長くなり、送風量が多くなる。このため、ブレード１０２におけるファン径方向Ｄ３の外側に、最高効率部１０２ａを設定することが一般的である。したがって、本実施形態のように、貫通孔１３１をステー１３における非貫通部１３２に対してファン径方向Ｄ３の外側に設けることにより、ファン１０の空気流れ下流側における局所的な圧力上昇を抑制することは、特に効果的である。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４および図５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、貫通孔１３１の形成部位が異なるものである。
【００４３】
図４に示すように、本実施形態のブレード１０２では、ファン径方向Ｄ３の中央部に、送風効率が最も高い部位が存在している。つまり、本実施形態のブレード１０２は、ファン径方向Ｄ３の中央部に最高効率部１０２ａが存在している。このため、図５に示すように、貫通孔１３１は、ステー１３におけるファン径方向Ｄ３の中央部に設けられている。
【００４４】
その他の送風装置１の構造は、第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態の送風装置１においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５および図６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、貫通孔１３１の形成部位が異なるものである。
【００４６】
図６に示すように、本実施形態のブレード１０２では、ファン径方向Ｄ３の内側に、送風効率が最も高い部位が存在している。つまり、本実施形態のブレード１０２は、ファン径方向Ｄ３の内側に、最高効率部１０２ａが存在している。このため、図７に示すように、貫通孔１３１は、ステー１３において、非貫通部１３２に対してファン径方向Ｄ３の内側に設けられている。
【００４７】
その他の送風装置１の構造は、第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態の送風装置１においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
ところで、ファン１０として、ファン径方向Ｄ３の寸法が小さい小径のファンを適用した場合、モータ１１の質量が小さくなる。このため、ステー１３の根本部に要求される強度が小さくなる。したがって、本実施形態の送風装置１を、小径のファン１０を有する送風装置１に適用することは、特に効果的である。
【００４９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第１実施形態と比較して、貫通孔１３１の形状が異なるものである。
【００５０】
図８に示すように、本実施形態では、貫通孔１３１は、各ステー１３に複数個（本例では３個）ずつ形成されている。複数個の貫通孔１３１は、ステー１３におけるブレード１０３の最高効率部１０２ａと対向する部位において、ファン径方向Ｄ３に並んで配置されている。以下、ステー１３における隣り合う貫通孔１３１間の部位を、橋渡し部１３３とも称する。
【００５１】
その他の送風装置１の構造は、第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態の送風装置１においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、ステー１３におけるブレード１０３の最高効率部１０２ａと対向する部位に、複数の貫通孔１３１および橋渡し部１３３を設けている。このため、ステー１３における貫通孔１３１の周辺の強度をより高くすることができる。したがって、ステー１３の必要強度をより確実に確保しつつ、騒音を低減することが可能となる。
【００５２】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明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。
【００５３】
（１）上記実施形態では、複数のステー１３において、貫通孔１３１の形状を互いに同一とした例について説明したが、貫通孔１３１の形状はこれに限定されない。すなわち、複数のステー１３において、貫通孔１３１の形状が互いに異なっていてもよい。
【００５４】
例えば、複数のステー１３のうち、強度がより必要となるステー１３にのみ、橋渡し部１３３を設けてもよい。また、複数のステー１３のうち、より高い強度が必要となるステー１３には、貫通孔１３１を設けなくてもよい。
【００５５】
また、例えば、図９に示すように、複数のステー１３のうち少なくとも１つのステー１３Ａにおいて、貫通孔１３１におけるステー幅方向Ｄ４の長さを、ステー１３のステー幅方向Ｄ４の長さの約半分としてもよい。
【００５６】
以下、ステー幅方向Ｄ４の長さがステー１３のステー幅方向Ｄ４の長さより僅かに短い貫通孔１３１を、全貫通孔１３１ａという。また、ステー幅方向Ｄ４の長さがステー１３のステー幅方向Ｄ４の長さの約半分である貫通孔１３１を、半貫通孔１３１ｂという。
【００５７】
複数のステー１３のうち少なくとも１つのステー１３Ｂにおいて、半貫通孔１３１ｂを複数個設けてもよい。このとき、複数個の半貫通孔１３１ｂを、ファン径方向Ｄ３から見たときに互いに重ならないように配置してもよい。また、複数のステー１３のうち少なくとも１つのステー１３Ｃにおいて、全貫通孔１３１ａおよび半貫通孔１３１ｂの双方を設けてもよい。
【００５８】
（２）上記各実施形態では、本発明の送風装置を、自動車のラジエータ２の冷却に用いられる送風装置１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、本発明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１は少なくともファン１０とモータ１１とステー１３とシュラウド１４とを備えた構成でもよい。
【００５９】
（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。
【符号の説明】
【００６０】
１０    ファン
１１    モータ
１３    ステー
１４    シュラウド
１３１  貫通孔
【図１】
2019138175.tif 000003
【図２】
2019138175.tif 000004
【図３】
2019138175.tif 000005
【図４】
2019138175.tif 000006
【図５】
2019138175.tif 000007
【図６】
2019138175.tif 000008
【図７】
2019138175.tif 000009
【図８】
2019138175.tif 000010
【図９】
2019138175.tif 000011