(57)【要約】【課題】車両の走行中に冷却水を走行風のみで冷却する場合における走行抵抗を抑制して燃費を向上させると共に、走行風による冷却性能も向上させる。【解決手段】ラジェータ５のファン９は、羽根１０の外端は外リム１３に固定した構造になっており、外リム１３はバンド１５で囲われている。バンド１５の一端をアクチェータ１６で押すと、ファン９の回転が停止する。車両の走行中でラジェータ５に冷却水が流れており、かつ、走行風のみで冷却水を冷却できる車速に達して電動モータ８の駆動が停止されたら、ファン９の空回りを停止させる。ファン９が走行風によって空回りしている場合に比べて、走行風の流れ抵抗が低減するため、車両の走行抵抗を抑制して燃費向上に貢献できると共に、走行風の通過量を増やして冷却水の冷却性能を向上できる。【選択図】図３
2015124630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部のエンジンルームに搭載され、電動モータで駆動されるファンをファンシュラウドで囲っている構成であって、
車両の走行時でかつ前記電動モータの駆動停止時に前記ファンが走行風で回転するのを防止する回転停止装置を備えている、
車両用ラジェータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両（自動車）に搭載されるラジェータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の内燃機関は一般に水冷方式が採用されており、そこで、内燃機関を巡って受熱した冷却水をラジェータで冷却している。ラジェータは、車両の前部に設けたエンジンルームのうちの更に前部に配置していることが多く、フロントグリルから流入した走行風による冷却とファンによる冷却水とを冷却に併用している。
【０００３】
そして、ラジェータに当たる走行風の量は車速に比例して多くなるため、車速がある程度まで速くなると、冷却水の冷却を走行風のみで行えることがある。そこで、特許文献１には、走行風の風量がファンによる風量よりも大きくなったら電動モータの駆動を停止して、走行風のみの冷却に切り換えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３７２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によると、電動モータの消費電力を抑制して結果として燃費を向上できるが、本願発明者が検討したところ、まだ改善の余地があることが判明した。すなわち、電動モータの駆動を停止すると、ファンは走行風によって空回りするが、ファンが空回りするということは、走行風のエネルギの一部がファンの回転に奪われていることに他ならず、これは、ファンが停止している場合に比べて走行風の流れ抵抗は大きくなっていることを意味しており、従って、車両の走行に対する抵抗の増大をもたらして燃費を悪化させるおそれがあると共に、ファンシュラウドを通過する走行風の風量が低下することで、冷却水の冷却効果が低下するおそれもある。
【０００６】
本願発明は、このような現状を改善すべくなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明のラジェータは、車両前部のエンジンルームに搭載され、電動モータで駆動されるファンをファンシュラウドで囲っている構成において、車両の走行時でかつ前記電動モータの駆動停止時に前記ファンが走行風で回転するのを防止する回転停止装置を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によると、車両の走行中に電動モータへの通電が遮断されてファンの駆動が停止したら、ラジェータのファンを回転停止させることで、走行風がその速度を緩めてファンを回転させることを防止できるため、走行風がファンシュラウドを通過する際の抵抗を抑制できる。その結果、車両の走行に対する抵抗を抑制して燃費の向上に貢献できると共に、ファンシュラウドを通過する走行風の風量を増やして冷却水の冷却性能も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両の模式的な平面図である。
【図２】（Ａ）は図１のIIA-IIA 視断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）の拡大図、（Ｂ）は駆動部の具体例を示す図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図である。
【図４】他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいて内燃機関の概要を説明する。図１に示すように、車両の前部にエンジンルーム１を設けており、エンジンルーム１に、内燃機関の機関本体２がクランク軸を横向きにした姿勢で配置されている。機関本体２の一側面には変速機３を取り付けており、変速機３の手前側に、フロントグリル４と若干の間隔を開けた状態でラジェータ５を配置している。
【００１１】
ラジェータ５は正面視角形のファンシュラウド６を備えており、その前端部には多数の細管で構成されたラジェータエレメント７が配置され、ラジェータエレメント７の後ろには、電動モータ８で駆動されるファン９を配置している。
【００１２】
ファン９は、複数の羽根１０と、各羽根１０の内端が固定された中心部材１２と、各羽根１０の外端が固定された筒状の外リム１３とから成っており、中心部材１２が電動モータ８の回転軸に固定されている（図２，３では、羽根１０は明確化のため平行線を引いている。）。電動モータ８はファン９の後ろに位置しており、ファンシュラウド６は、電動モータ８の箇所で窄まっている。
【００１３】
そして、電動モータ８が駆動されていない状態での走行時に走行風によるファン９の空回りを停止させるための回転停止装置１４を有しており、この回転停止装置１４は、ファン９の外リム９を外側から囲う金属板製のバンド１５と、バンド１５で外リム１３を締め付けるためのアクチェータ１６とを有している。なお、バンド１５は金属製には限らず、樹脂やゴム等の高分子材料で製造したり、帯布の内面に耐熱性摩擦材を塗布したものを使用したりすることもできる。
【００１４】
具体的には、図３（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ファン９の下方に支持板１７を配置して、支持板１７に設けたブラケット１８に補強部材１９及び前後長手のピン２０を介してバンド１５の一端を回動可能に連結している一方、バンド１５の他端は、支持板１７に左右スライド自在に配置されたスライダー２１の起立部２１ａに固定されており、スライダー２１にアクチェータ１６のロッド２２を連結している。スライダー２１は、支持板１７に設けた前後のガイド体２３によって左右動自在に保持されている。アクチェータ１６としては、電磁ソレノイドを使用できる。
【００１５】
内燃機関はＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）を備えており、このＥＣＵに冷却水の温度を検知する温度センサや車速センサ、ラジェータ５の電動モータ８、アクチェータ１６が電気的に接続されている。
【００１６】
冷却水の水温が所定値よりも低い場合は、サーモ弁の働きによって冷却水はラジェータ５に流れておらず、従って、電動モータ８も車速に関係なく駆動されていない。また、冷却水がラジェータ５に流れていても、走行風のみで冷却水を冷却できるほどの車速に達している場合は、電動モータ８は駆動されていない。
【００１７】
そして、車両が走行中で車速が予め設定した所定速度（例えば３０ｋｍ／ｈ程度）になると、ラジェータ５に冷却水が流れている状態で電動モータ８の駆動を停止して、回転停止装置１４におけるアクチェータ１６のロッド２２を前進させて、バンド１５で外リム１３を締め付けることにより、走行風によるファン９の空回りを強制的に停止させる。冷却水の温度に関連して電動モータ８を停止させると共に、アクチェータ１６のロッド２２を前進させてファン９の空回りを強制的に停止させてもよい。
【００１８】
ファン９は走行風の通過に対する抵抗になるが、空回りしていると、走行風を羽根１０で跳ねのけるような状態になるため抵抗が大きくなるのに対して、停止状態では、走行風は羽根１０の傾斜面にガイドされて流れるに過ぎないため、回転している場合に比べて流れ抵抗は小さくなる（流速は速くなる。）。従って、車両の走行に対する抵抗を抑制して燃費の向上に貢献できると共に、ファンシュラウド６を通過する空気量を多くして冷却水の冷却性能も向上できる。
【００１９】
この場合、ファン９の回転は必ずしも完全に停止させる必要はなく、走行風の抵抗増大につながらない程度にゆっくりと回転することは差し支えない。すなわち、バンド１５と外リム１３との間に僅かの滑りがあっても差し支えない。
【００２０】
ファン９の回転停止手段としては、例えば中心部材１２をバンドで締め付けるといったことも可能であるが、ファン９が回転していると大きな慣性力が作用しているため、中心部材１２の回転停止には大きな締め付け力（摩擦力）が必要になり、発熱や耐久性低下等の問題が発生しやすくなる。また、慣性力により、回転停止した弾みで羽根１０の付け根や電動モータ８の回転軸に強い衝撃が作用して、損傷や耐久性低下をもたちすするおそれもある。
【００２１】
これに対して実施形態のように外リム１３をバンド１５で抱持する構造を採用すると、弱い力で強い制動力を得ることができるため、小型のアクチェータ１６でしっかりと回転停止させることができると共に、慣性力（衝撃）が羽根１０や中心部材１２や電動モータ８の回転軸に作用することを防止して、耐久性にも優れている。
【００２２】
さて、アクチェータ１６を駆動してバンド１５の他端を前進させると、バンド１５は他端が引っ張られるが、本実施形態では、バンド１５の引っ張り方向Ｆ１とファン９の回転方向Ｆ２とを一致させている。このため、ファン９が走行風で回転しようとするとバンド１５を締め付け方向に引くことになって、バンド１５による締め付け力が一層高くなる。従って、アクチェータ１６として定格電流の小さい電磁ソレノイドを使用しても、ファン９を回転停止状態にしっかりと保持できる利点がある。
【００２３】
暖機中のように冷却水の温度が低くてラジェータ５に通水されていない場合は、走行抵抗の面からはファン９の回転を停止するのが好ましいが、ラジェータ５の通風量が増えることで機関本体２の温度上昇が抑制されると、暖機時間が長くなる問題がある。従って、暖機中はファン９の回転は停止させずに走行風で空回りさせておくのが好ましいと云える。
【００２４】
(2).他の実施形態・その他
第１実施形態ではバンド１５で外リム１３を直接に締めつけたが、図４に示す第２実施形態では、バンド１５の内面に摩擦パッド（ブレーキシュー）２４を周方向に飛び飛びで複数個設け、摩擦パッド２４で外リム１３を締め付けている。この実施形態では、制動力はより高くなる。
【００２５】
また、この実施形態では、バンド１５の両端はコ字形ブラケット２５における左右の起立片２５ａに装架した軸２６に挿通されており、両端はばね２７で離反方向に付勢されている。そして、バンド１５の一端をプッシャー２８で押して、バンド１５の両端の間隔を狭めることでファン９の回転が停止される。アクチェータ１６には、第１実施形態と同様に電磁ソレノイドを使用している。
【００２６】
上記の両実施形態ではバンド１５で外リム１３を締め付ける方式を採用したが、外リム１３を周方向に飛び飛びの箇所にパッドを押し付けるといったことも可能である。アクチェータとしては電動モータも採用できる。回転停止装置に、ファンが急激に回転停止するのを抑制するダンパ手段を設けることも可能である。
【００２７】
また、バンド１５の他端をアクチェータで押し続けるのではなく、リンクやレバーなどの回動によってロック状態（回転停止状態）とフリー状態（回転許容状態）とに切り替わるように構成して、アクチェータはリンクやレバーの姿勢の切り換え時にのみ作動するように構成すると、電力の消費量をごく僅かに抑制できて好適である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本願発明は、車両用のラジェータに具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  エンジンルーム
２  機関本体
４  フロントグリル
５  ラジェータ
６  ファンシュラウド
７  ラジェータエレメント
８  電動モータ
９  ファン
１０  羽根
１２  中心部材
１３  外リム
１４  回転停止装置
１５  バンド
１６  アクチェータ
【図１】
2015124630.tif 000003
【図２】
2015124630.tif 000004
【図３】
2015124630.tif 000005
【図４】
2015124630.tif 000006