(57)【要約】【課題】ブレードの共振による振幅を減少させ、共振音を低減する。【解決手段】モータユニットにより回転駆動されて冷却対象物を冷却するファン１０は、剛性が弱くなりやすい部分であるブレード２０のリング２１とボス１９との間に、周方向に沿ってウェイト２２を設けることにより、共振によるブレード２０の振幅レベルを小さく抑えられる。これにより、特に回転数が低くなった際に、共振による振幅を減少させ、モータユニットのコギング周波数とブレード２０の共振周波数が一致しても、共振音を低減することが可能となる。【選択図】図２
2008240567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により回転駆動されて冷却対象物を冷却するファンであって、
回転中心に形成されるボスと、
前記ボスの外周に設けられ、径方向外側に延びる複数のブレードと、
前記ブレードの径方向先端側に設けられる前記ボスと同心状のリングと、
前記ブレードの前記リングと前記ボスとの間に周方向に沿って設けられるウェイトとからなることを特徴とするファン。
【請求項２】
請求項１記載のファンにおいて、
前記ウェイトは、基端から先端にかけて傾斜状に厚く形成されていることを特徴とするファン。
【請求項３】
ファンの下流側に冷却対象物が配置される冷却システムであって、
前記ファンは、回転中心に形成されるボスと、
前記ボスの外周に設けられ、径方向外側に延びる複数のブレードと、
前記ブレードの径方向先端側に設けられる前記ボスと同心状のリングと、
前記ブレードの前記リングと前記ボスとの間に周方向に沿って設けられるウェイトとからなることを特徴とする冷却システム。
【請求項４】
請求項３記載の冷却システムにおいて、
前記ウェイトは、基端から先端にかけて傾斜状に厚く形成されていることを特徴とする冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるエンジン等の冷却対象物を冷却するファンおよびこれを用いた冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンルーム内には、エンジン等を冷却風により冷却するファンが設けられている。このファンは、電動モータ等の駆動源により駆動されて回転するボスと、このボスから径方向に延びる複数のブレードとにより構成される。図６は従来のファン３０を示す斜視図である。図６に示すファン３０のように、剛性を上げるためにブレード３１の先端にボス３２と同心状のリング３３を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２１８５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ファンは、ボスやブレード単体に固有振動周波数があり、ファンが所定回転数に達すると共振する。一方、ファンの電動モータは、扁平かつ多極化してきているため、回転数が低い場合であっても大きなコギング振動が発生する。このため、ファンを止める際などのように回転数が低くなった場合に、コギング周波数と共振周波数とが一致して大きな共振音が発生することがあった。
【０００４】
特に、上述のファン３０のように、ブレードの先端にリングを設けたファンでは、ファン外周の剛性は上がるが、ブレードのボスとリングとの間での剛性は弱く、回転数が低くなると、剛性が弱い部分で大きな共振音が発生することがあった。
【０００５】
本発明の目的は、共振音を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のファンは、駆動源により回転駆動されて冷却対象物を冷却するファンであって、回転中心に形成されるボスと、前記ボスの外周に設けられ、径方向外側に延びる複数のブレードと、前記ブレードの径方向先端側に設けられる前記ボスと同心状のリングと、前記ブレードの前記リングと前記ボスとの間に周方向に沿って設けられるウェイトとからなることを特徴とする。
【０００７】
本発明のファンは、前記ウェイトは、基端から先端にかけて傾斜状に厚く形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の冷却システムは、ファンの下流側に冷却対象物が配置される冷却システムであって、前記ファンは、回転中心に形成されるボスと、前記ボスの外周に設けられ、径方向外側に延びる複数のブレードと、前記ブレードの径方向先端側に設けられる前記ボスと同心状のリングと、前記ブレードの前記リングと前記ボスとの間に周方向に沿って設けられるウェイトとからなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の冷却システムは、前記ウェイトは、基端から先端にかけて傾斜状に厚く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブレードのリングとボスとの間に周方向に沿ってウェイトを設けたことにより、特にファンの回転数が低くなった際に、共振による振幅を減少させ、共振音を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態であるファン１０が搭載された車両１１の一部を示す概略図である。図１に示すように、車両１１の前方端には複数の通風口１５が形成されたグリル１６が装着されており、車両１１の外部とエンジンルーム１２内とを連通する通風口１５を介して、ラジエータ１３に冷却風ａが案内される。車両１１のエンジンルーム１２内には、ラジエータ１３と、ファン１０と、エンジン１４とが、前方端からこの順に設けられている。つまり、ファン１０は、冷却対象物としてのラジエータ１３を介して外部から冷却風ａを吸い込むように駆動され、この冷却風ａを冷却対象物としてのエンジン１４に送風するようになっている。
【００１２】
ラジエータ１３は、図示は省略するが、冷却水を案内するチューブと、これに取り付けられる放熱フィンとを備えている。この放熱フィンの間に冷却風ａを流すことにより、冷却水からの熱を冷却風ａに放出することができ、冷却水の温度を下げることができる。また、ラジエータ１３の端面には、冷却風ａを整流する底付き円筒状のシュラウド１７が固定されており、シュラウド１７には、モータユニット１８（駆動源）を介してファン１０が回転自在に取り付けられるとともに、図示しない複数の通風口が形成されている。
【００１３】
エンジン１４は、内部にウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケットはラジエータ１３を介して冷却水の循環流路を形成する。ウォータジャケット内でエンジン１４からの熱を吸収した冷却水は、ラジエータ１３内でその熱を外部に放出した後に再びウォータジャケットに送り込まれる。
【００１４】
図２は図１のファン１０を示す斜視図、図３は図２のＩで示す部分の拡大図、図４は図１のファン１０を示す平面図である。図２〜図４に示すように、ファン１０は、７枚のブレード２０が、回転中心に形成されるボス１９の外周１９ａから径方向外側に延びて、周方向にほぼ等間隔で並べて配置されている。ブレード２０の径方向先端２０ａには、ボス１９と同心状のリング２１が設けられており、このリング２１により各ブレード２０が連結されて一体となるように構成されている。ファン１０の裏面には、ブレード２０のボス１９とリング２１との間にウェイト２２が、周方向に沿って設けられている。また、ボス１９の中央には嵌合孔２３が形成されており、この嵌合孔２３にモータユニット１８の図示しない駆動軸を嵌合することにより、ボス１９がモータユニット１８により回転駆動されるのに伴い、ファン１０は回転する。
【００１５】
ウェイト２２は、図４に示すようにボス１９の外周１９ａとブレード２０の径方向先端２０ａとの中間部に設けられ、図３に示すように基端２２ａから先端２２ｂにかけて傾斜状に厚みを増す、いわゆるウィングレット状に形成されている。つまり、図２及び図３に示すように、ブレード２０はファン１０の回転方向に対して傾斜して設けられるが、このブレード２０の傾斜に合わせてウェイト２２の表面２２ｃ（ブレードと接する側の面）を設ける一方で、裏面２２ｄ（ブレード２０と接する側の面と反対側の面）をファン１０の回転方向に対して傾斜させずに設けることで、ウェイト２２は基端２２ａではほとんど厚みがなく、先端２２ｂに近づくに連れて次第に厚みを増し、先端２２ｂで最も厚くなるようになっている。
【００１６】
このように、ファン１０では、ブレード２０の径方向先端２０ａにリングを設けるのみならず、ブレード２０のリング２１とボス１９との間にウェイト２２を設けることにより、共振によるブレード２０の振幅レベルを小さく抑えられる。つまり、ファン１０を止める際などのように回転数が低くなった場合に、モータユニット１８のコギング周波数とブレード２０の共振周波数とが一致すると、大きな共振音が発生することがある。この際に、ブレード２０の径方向先端２０ａにリング２１がなければ、ボス１９の剛性を上げることでブレード２０の振幅レベルを小さく抑えることができるが、ファン１０の剛性は低下することになる。一方で、リング２１を設けた場合には、リング２１とボス１９との間での剛性が弱くなり、ボス１９の剛性を上げても大きな共振音が発生してしまう。これに対し、ファン１０では、ウェイト２２を設けることにより、モータユニット１８のコギング周波数とブレード２０の共振周波数とが一致しても、共振音を低減することが可能となる。ここで、ブレード２０で最も共振しやすい部分は、ブレード２０の形状や枚数にもよるが、通常ボス１９およびリング２１の双方から離れて最も剛性が弱くなりやすい部分であるので、この位置付近にウェイト２２を設けることにより、共振音の一層の低減が可能となる。
【００１７】
また、ウェイト２２の厚みを、先端２２ｂの厚みに合わせて均一に厚く形成した場合には、ブレード２０の剛性は上がるが、冷却風ａが整流してしまい、ファン１０の遠心流が阻害されることから冷却効率が低下することがある。また、ウェイト２２を設けたことによる重量の増大化が懸念される。一方で、ウェイト２２の厚みを単に均一に薄く形成したのでは、共振音を低減することが困難になる。これに対し、ウェイト２２を、基端２２ａから先端２２ｂにかけて傾斜状に厚く形成し、ブレード２０のファン１０の回転方向に対する傾斜に合わせて厚みを変化させることにより、共振音を低減しつつ、図１に示すように、ファン１０の回転方向の遠心力により冷却風ａを拡散させることができるので、エンジン１４が障害となって冷却風ａの流れが滞ることなく冷却効率を高めるとともに、ウェイト２２の軽量化を図ることが可能となる。
【００１８】
本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示する形態では、ウェイト２２は美観を向上させる観点から、ファン１０の裏面に設けられているが、表面に設けてもよい。また、図示する形態では、ウェイト２２は冷却効率を高める等の観点から、基端２２ａから先端２２ｂにかけて傾斜状に厚く形成しているが、その厚みは均一であってもよいし、目的に応じて適宜変更してもよい。さらに、図示する形態では、リング２１はブレード２０の径方向先端２０ａに設けられているが、径方向先端２０ａ側であれば他の位置に取り付けてもよい。さらに、図示する形態では、ブレード２０は７枚であるが、この枚数は目的に応じて適宜変更してもよい。
【００１９】
また、ファン１０の下流側にある冷却対象物はエンジン１４であるが、通常エンジンルーム１２内に設置されうる他の装置や部材を冷却対象物としてもよい。
【００２０】
以下、実施例に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００２１】
図２〜図４に示すウェイト２２を備えた本発明のファン１０と図６に示すウェイトのない従来のファン３０とで、回転数７００〜２０００ＲＰＭにおける共振音（近接音）レベル（ｄＢ・Ａ）を測定した。結果を図５のグラフに示す。
【００２２】
図５の結果から、従来のファン３０では最も共振音が大きくなる回転数１２００ＲＰＭにおいて、本発明のファン１０では共振音レベルを１５ｄＢ・Ａ程度低減できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態であるファンが搭載された車両の一部を示す概略図である。
【図２】図１のファンを示す斜視図である。
【図３】図２のＩで示す部分の拡大図である。
【図４】図１のファンを示す平面図である。
【図５】ファンの共振音（近接音）の測定結果を示すグラフである。
【図６】従来のファンを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０    ファン
１３    ラジエータ
１４    エンジン
１８    モータユニット（駆動源）
１９    ボス
１９ａ  外周
２０    ブレード
２０ａ  径方向先端
２１    リング
２２    ウェイト
２２ａ  基端
２２ｂ  先端
ａ      冷却風
【図１】
2008240567.tif 000003
【図２】
2008240567.tif 000004
【図３】
2008240567.tif 000005
【図４】
2008240567.tif 000006
【図５】
2008240567.tif 000007
【図６】
2008240567.tif 000008