(57)【要約】【課題】冷却ファンを通過した空気を遮るための機構を追加することなく、エンジンの過冷却を抑制可能な車両用冷却ファン装置を提供する。【解決手段】周方向に不等ピッチで配置された複数のファンブレード４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４９Ａ、４９Ｂを備えるファン２４を、エンジン１４の車両前側で車両正面視にて車幅方向の一部がエンジン１４と重合する位置に有している。ファン２４の重心Ｇが、ファンブレード４９Ａに位置することにより、作動停止時に車両正面視にてエンジン１４と重合する位置に、ファン２４におけるファンブレード４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４９Ａ、４９Ｂの高密度配置部２４Ｂが位置する。【選択図】図３
2008195106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの車両前方側で車両正面視にて車幅方向の一部がエンジンと重合する位置に配置されると共に、作動することにより軸線回りに回転し、且つ周方向に不等ピッチで配置されることにより複数のファンブレードの配置に疎密が設けられた冷却ファンと、
前記冷却ファンの作動停止時に車両正面視にてエンジンと重合する位置に前記冷却ファンにおけるファンブレードの高密度配置部を位置させるファンブレード位置制御手段と、
を有することを特徴とする車両用冷却ファン装置。
【請求項２】
前記ファンブレード位置制御手段は、前記冷却ファンの重心を前記冷却ファンの車幅方向中央下部に位置させる重心位置制御手段であることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却ファン装置。
【請求項３】
前記ファンブレード位置制御手段は、
前記冷却ファンの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記回転位置検出手段の検出結果に基づいて前記冷却ファンの回転停止位置を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却ファン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用冷却ファン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジエータファン（冷却ファン）を通過してエンジンに向かう空気（風）を遮るシャッタや複数のベーンをラジエータファンの後方に配設することによりエンジンの過冷却を抑制することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、複数のファンブレードが不等間隔で配設された軸流ファンが、知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−７２３９４号公報
【特許文献２】特開平７−２７０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記軸流ファンをラジエータファンとして適用した場合、ラジエータファンの作動停止時、ラジエータファンのファンブレードが高密に配設された部分の後方には空気が流れ難くなる。しかしながら、ラジエータファンの作動停止時に、ラジエータファンのファンブレードが高密に配設された部分が、エンジンの車両前方位置で停止しない場合には、エンジン過冷却の抑制効果は発揮されない。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、冷却ファンを通過した空気を遮るための機構を追加することなく、エンジンの過冷却を抑制可能な車両用冷却ファン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】
【０００６】
請求項１に記載の車両用冷却ファン装置は、エンジンの車両前方側で車両正面視にて車幅方向の一部がエンジンと重合する位置に配置されると共に、作動することにより軸線回りに回転し、且つ周方向に不等ピッチで配置されることにより複数のファンブレードの配置に疎密が設けられた冷却ファンと、前記冷却ファンの作動停止時に車両正面視にてエンジンと重合する位置に前記冷却ファンにおけるファンブレードの高密度配置部を位置させるファンブレード位置制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の車両用冷却ファン装置では、作動することにより軸線回りに回転する冷却ファンが、エンジンの車両前側で車両正面視にて車幅方向の一部がエンジンと重合する位置に配置されている。この冷却ファンには、複数のファンブレードが周方向に不等ピッチで配置されることにより、複数のファンブレードの配置に疎密が設けられている。
【０００８】
ここで、冷却ファンの作動停止時には、ファンブレード位置制御手段が、冷却ファンにおけるファンブレードの高密度配置部を、車両正面視にてエンジンと重合する位置に位置させる。よって、冷却ファンを通過した空気を遮るための機構を追加することなく、冷却ファンを通過してエンジンに向かう空気量を低減し、エンジンの過冷却を抑制することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の車両用冷却ファン装置は、請求項１に記載の車両用冷却ファン装置であって、前記ファンブレード位置制御手段は、前記冷却ファンの重心を前記冷却ファンの車幅方向中央下部に位置させる重心位置制御手段であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の車両用冷却ファン装置では、重心位置制御手段が、冷却ファンの重心を、冷却ファンの車幅方向中央下部に位置させることにより、冷却ファンの作動停止時に、上記高密度配置部を、車両正面視にてエンジンと重合する位置に位置させる。これによって、冷却ファンの回転位置制御が不要となるので、コストを低減できる。
【００１１】
請求項３に記載の車両用冷却ファン装置は、請求項１に記載の車両用冷却ファン装置であって、前記ファンブレード位置制御手段は、前記冷却ファンの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転位置検出手段の検出結果に基づいて前記冷却ファンの回転停止位置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の車両用冷却ファン装置では、冷却ファンの回転位置が回転位置検出手段によって検出され、制御手段が、回転位置検出手段の検出結果に基づいて、冷却ファンの回転停止位置を制御することにより、上記高密度配置部が、車両正面視にてエンジンと重合する位置で停止する。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、冷却ファンを通過した空気を遮るための機構を追加することなく、エンジンの過冷却を抑制可能な車両用冷却ファン装置を提供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】
【００１４】
以下、図１〜図６を用いて、本発明に係る車両用冷却ファン装置の一実施形態について説明する。なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００１５】
図１には、本発明の車両用冷却ファン装置の第１実施形態に係るラジエータファン装置１０を備える車両１２の前部の概略平面図が示されている。この図に示すように、車両１２の前部には、エンジン１４が搭載されるエンジンコンパートメント１６が配設されている。エンジンコンパートメント１６内には、トランスミッション１８と、ラジエータ２０と、ラジエータファン装置１０とが配設されている。
【００１６】
トランスミッション１８は、エンジン１４の車幅方向一側（車両左側）に隣接されており、また、ラジエータ２０は、エンジン１４及びトランスミッション１８の車両前方に配設されている。また、ラジエータファン装置１０は、エンジン１４及びトランスミッション１８の車両前方且つラジエータ２０の車両後方に配設されている。
【００１７】
図２には、ラジエータファン装置１０を車幅方向から見た断面図が示されている。この図に示すように、ラジエータファン装置１０は、ファンモータ２２と、ファン２４とを備えている。ファンモータ２２は、ファン２４を回転させるアウターロータ型のブラシレスモータであり、アウターロータ２６と、ステータ２８とを備えている。
【００１８】
アウターロータ２６は、カップ状（底付の円環状）のロータヨーク３０を備えている。ロータヨーク３０は、車両前後方向を軸方向としており、車両後側に開口している。また、ロータヨーク３０の内周面には、永久磁石３２が固定されており、ロータヨーク３０の底面中央部には、ボールベアリング３４が固定されている。
【００１９】
ステータ２８は、ロータヨーク３０の内周側に配設されており、円環状のコア本体３６を備えている。コア本体３６は、車両前後方向を軸方向としている。また、コア本体３６の外周部には、磁極部３８が、アウターロータ２６の永久磁石３２と対向して配設されている。この磁極部３８には、コイル４０が巻装されている。
【００２０】
また、コア本体３６の内部には、シャフト４２が、コア本体３６に対して相対回転不能に嵌合している。シャフト４２の車両前側は、コア本体３６から車両前側へ延出し、シャフト４２の車両後側は、ファン２４を収容するファンシュラウド４４に固定されている。このシャフト４２の車両前側端部には、ボールベアリング３４が固定されており、これにより、アウターロータ２６が、ステータ２８に対して相対回転可能となっている。
【００２１】
また、ファン２４は、カップ状（底付の円環状）のファン本体４６を備えている。ファン本体４６は、車両前後方向を軸方向とし、車両後側に開口しており、ロータヨーク３０を内周側に収容している。このファン本体４６の外周部には、ファン本体４６の径方向外側へ延出する３枚のファンブレード４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、２枚のファンブレード４９Ａ、４９Ｂが、放射状に配設されている。
【００２２】
また、ファン本体４６の底面中央部は、ネジ５０により、ロータヨーク３０の底面中央部に固定されており、これにより、アウターロータ２６とファン２４とが一体に組み付けられている。従って、磁極部３８のコイル４０への通電が行われてアウターロータ２６が回転した際に、ファン２４がアウターロータ２６と一体で回転する。
【００２３】
図３には、ファン２４を車両前方から見た概略図が示されている。この図及び図１に示すように、ファン２４の回転軸（シャフト４２の軸心）は、エンジン１４に対して車幅方向一側（車両左側）にオフセットされており、ファン２４は、車両正面視にて、車幅方向他端側（車両右側）の一部がエンジン１４と重合し、該一部の車幅方向一端側（車両左側）がトランスミッション１８と重合する位置に配設されている。
【００２４】
また、３枚のファンブレード４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃは、ファン２４の回転方向（図中時計回り方向）に所定ピッチＰ１（約１２０°）で配置され、ファンブレード４９Ａ、４９Ｂはそれぞれ、ファンブレード４８Ａとファンブレード４８Ｂとの間、ファンブレード４８Ｂとファンブレード４８Ｃとの間に配設されている。
【００２５】
ここで、ファンブレード４８Ａ、４９Ａ、４８Ｂ、４９Ｂ、４８Ｃは、図中時計回り方向に順に、上記所定ピッチＰ１よりも狭い所定ピッチＰ２（約６０°）で配置されているのに対して、ファンブレード４８Ｃ、４８Ａは、図中時計回り方向に順に、上記所定ピッチＰ１で配置されている。
【００２６】
即ち、ファン２４には、ブレード間ピッチが上記所定ピッチＰ１である低密度配置部２４Ａと、ブレード間ピッチが、上記所定ピッチＰ２であり、低密度配置部２４よりも高密である高密度配置部２４Ｂとが設けられている。
【００２７】
また、ここで、ファンブレード４８Ａ、４８Ｂの重量が、ファンブレード４８Ｃの重量よりも大きく設定され、ファンブレード４９Ａの重量が、ファンブレード４９Ｂの重量よりも大きく設定され、さらに、ファンブレード４９Ａの重量が、ファンブレード４８Ａ、４８Ｂよりも大きく設定されている。
【００２８】
即ち、ファン２４の重心Ｇが、ファンブレード４９Ａのファン回転方向中央部且つファン径方向外端部に設定されており、これにより、ファンブレード４８Ａ、４９Ａ、４８Ｂが、ファン２４の回転軸よりも車両下側に位置すると共にファンブレード４８Ｂ、４９Ｂがファン２４の回転軸よりもエンジン１４側（車両右側）に位置する状態で、ファン２４の重心Ｇがファン２４の車幅方向中央下部に位置する。
【００２９】
次に、本実施形態における作用及び効果について説明する。
【００３０】
磁極部３８のコイル４０への通電が行われることにより、ファン２４がアウターロータ２６と一体で回転する。そして、磁極部３８のコイル４０への通電が停止されると、ファン２４が、アウターロータ２６と一体で慣性力により回転し、該慣性力の減少と共に徐々に回転速度を低下させて最後は停止する。
【００３１】
ここで、ファンブレード４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４９Ａ、４９Ｂ自体が、ファン２４の重心Ｇを、ファンブレード４９Ａのファン回転方向中央部且つファン径方向外端部（冷却ファン２４の車幅方向中央下部）に位置させる重心位置設定手段として構成されているため、ファン２４は常に、ファンブレード４９Ａがファン２４の回転軸の車両下方に位置する状態で停止する。
【００３２】
これによって、ファン２４の作動停止時に、ファン２４の高密度配置部２４Ｂが常に、車両正面視にてエンジン１４と重合する位置で停止し、ファン２４を通過してエンジン１４に向かう空気（走行風）に対する遮風効果を発揮する。
【００３３】
従って、ファン２４を通過してエンジン１４に向かう空気を遮るための機構を追加することなく、ファン２４を通過してエンジン１４に向かう空気量を低減し、エンジン１４の過冷却（及び表面放熱）を抑制することが可能となる。
【００３４】
また、ファンブレード４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４９Ａ、４９Ｂ自体が、冷却ファン２４の作動停止に、車両正面視にてエンジン１４と重合する位置に高密度配置部２４Ｂを位置させるファンブレード位置制御手段として構成されている。
【００３５】
これによって、ファンモータ２２の作動停止後に慣性で回転するファン２４を、常に自力で、高密度配置部２４Ｂが車両正面視にてエンジン１４と重合する位置で停止させることが可能であるため、ファン２４の回転位置制御が不要となり、装置コストが低減される。
【００３６】
また、ファン２４の全体ではなく、ファン２４の作動停止時にエンジン１４側に位置する高密度配置部２４Ｂのみ、ファンブレードのピッチを狭くし、低密度配置部２４Ａにおいては、ファンブレードのピッチを広くしたことにより、ファン２４の送風機能の確保が可能である。
【００３７】
なお、本実施形態では、ラジエータファン装置１０の作動停止時に車両下側に位置する３枚のファンブレード４８Ａ、４９Ａ、４８Ｂの重量を、その他のファンブレード４９Ｂ、４８Ｃの重量よりも大きくしたが、必須ではない。例えば、ラジエータファン装置１０の作動停止時に車幅方向中央下側に位置するファンブレード４９Ａの重量のみを、その他のファンブレード４８Ａ、４８Ｂ、４９Ｂ、４８Ｃよりも大きくすることによっても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
次に、本発明の車両用冷却ファン装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００３９】
図４には、本発明の車両用冷却ファン装置の第２実施形態に係るラジエータファン装置１００を車幅方向から見た断面図が示され、また、図５には、ラジエータファン装置１００の制御系の概略を示すブロック図が示されている。これらの図に示すように、ラジエータファン装置１００には、アウターロータ２６の回転位置（回転角度）を検出するためのエンコーダ６０と、ファン２４の回転制御を行うファン回転制御装置６２とを備えている。
【００４０】
エンコーダ６０は、例えば磁気式のロータリエンコーダにより構成されており、アウターロータ２６の回転位置を検出して検出信号をファン回転制御装置６２へ出力する。また、ファン回転制御装置６２は、ファンモータ２２を駆動させるモータドライバ６４と、エンコーダカウント値をモータドライバ６４の制御を行うＥＣＵ６６とを備えている。
【００４１】
ここで、本実施形態では、ファンブレード４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃの重量、ファンブレード４９Ａ、４９Ｂの重量がそれぞれ略均一とされており、ファン２４の重心が、ファン２４の回転軸近傍に設定されている。このため、第１実施形態と同様に、ラジエータファン装置１０の作動停止後、ファン２４を、常に自力で、高密度配置部２４Ｂが車両正面視にてエンジン１４と重合する位置（以下、目標位置という）で停止させることは困難である。
【００４２】
そこで、本実施形態では、ファン回転制御装置６２によるファン２４の回転停止位置の制御により、ファン２４を目標位置で停止させる。
【００４３】
以下、ファン回転制御装置６２によるファン２４の回転停止位置の制御方法について図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
まず、ファン回転制御装置６２がファン２４の駆動信号を受信すると処理ルーチンが開始されてステップ１へ移行する。ステップ１では、ＥＣＵ６６がモータドライバ６４をオンにすることにより、磁極部３８のコイル４０への通電が開始され、ファン２４がアウターロータ２６と一体となって所定速度Ｖ１で回転する。次に、ステップ２へ移行する。
【００４５】
ステップ２では、ファン２４の駆動停止信号を受信したか否かが判定され、肯定判定の場合にはステップ３へ移行する。ステップ３では、ファン２４（アウターロータ２６）の回転位置と上記目標位置との角度差が所定角度θ１（例えば、３６０°×ｎ、ｎは１以上の整数）以下であるか否かが判定され、肯定判定の場合にはステップ４へ移行する。
【００４６】
ステップ４では、ファン２４（アウターロータ２６）の回転速度が所定速度Ｖ２（＜Ｖ１）に補正され、ステップ５へ移行する。ステップ５では、ファン２４の回転位置と上記目標位置との角度差が所定角度θ２（例えば、３６０°×ｍ、０＜ｍ＜１）以下であるか否かが判定され、肯定判定の場合にはステップ６へ移行する。ステップ６では、ファン２４の回転速度が所定速度Ｖ３（＜Ｖ２）に補正され、ステップ７へ移行する。
【００４７】
ステップ７では、ファン２４の回転位置と上記目標位置とが一致したか否かが判定され、肯定判定の場合にはステップ８へ移行する。ステップ８では、磁極部３８のコイル４０への通電が停止され、ファン２４の回転が停止される。以上で処理ルーチンを終了する。
【００４８】
ここで、上記所定速度Ｖ３は、ファンモータ２２の作動停止後に、ファン２４が慣性により回転することがないように十分に小さく設定されている。
【００４９】
次に、本実施形態における作用及び効果について説明する。
【００５０】
ラジエータファン装置１００の作動が停止する際、ファン２４の回転位置と上記目標位置との角度差が所定角度θ１以下になると、ファン２４の回転速度が所定速度Ｖ２に減速される。そして、ファン２４の回転位置と上記目標位置との角度差が所定角度θ２まで減少すると、ファン２４の回転速度が所定速度Ｖ３に減速され、ファン２４の回転位置が上記目標位置と一致した時点で、磁極部３８のコイル４０への通電が停止される。
【００５１】
ここで、上記所定速度Ｖ３は、ファンモータ２２の作動停止後に、ファン２４が慣性により回転することがないように十分に小さく設定されているため、ファン２４は目標位置で停止する。
【００５２】
従って、ラジエータファン装置１０の作動停止時に、高密度配置部２４Ｂが常に、ファン２４を通過してエンジン１４に向かう空気（走行風）に対する遮風効果を発揮するので、ファン２４を通過してエンジン１４に向かう空気を遮るための機構を追加することなく、ファン２４を通過してエンジン１４に向かう空気量を低減し、エンジン１４の過冷却（及び表面放熱）を抑制することが可能となる。
【００５３】
以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るラジエータファン装置を備える車両の前部の概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るラジエータファン装置を示す側断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るラジエータファン装置が備えるファンを示す正面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るラジエータファン装置を示す側断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るラジエータファン装置の制御系の概略を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るラジエータファン装置におけるファンの回転停止位置の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１０      ラジエータファン装置（車両用冷却ファン装置）
１２      車両
１４      エンジン
２４      ファン（冷却ファン）
２４Ｂ    高密度配置部
４８Ａ    ファンブレード（ファンブレード位置制御手段）
４８Ｂ    ファンブレード（ファンブレード位置制御手段）
４８Ｃ    ファンブレード（ファンブレード位置制御手段）
４９Ａ    ファンブレード（ファンブレード位置制御手段）
４９Ａ    ファンブレード（ファンブレード位置制御手段）
６０      エンコーダ（ファンブレード位置制御手段、回転位置検出手段）
６２      ファン回転制御装置（ファンブレード位置制御手段、制御手段）
１００    ラジエータファン装置
【図１】
2008195106.tif 000003
【図２】
2008195106.tif 000004
【図３】
2008195106.tif 000005
【図４】
2008195106.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008195106.tif 000008