(57)【要約】【課題】ファンの回転の際に発生する騒音をより的確に抑制することのできる送風装置を提供する。【解決手段】送風装置は、回転により空気流を生成するファン１０を備える。ファン１０は、周方向に配置される羽根の枚数が異なる３つの羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３を同心円状に有する。３つの羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３にそれぞれ配置される羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数は、ファン１０の回転の際に各羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３の羽根１０２ａ〜１０２ｃにより生成される回転次数音が協和音を構成するように設定されている。【選択図】図３
2017115603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転により空気流を生成するファン（１０）を備え、
前記ファンは、周方向に配置される羽根の枚数が異なる複数の羽根配置領域（Ｓ１〜Ｓ３）を同心円状に有し、
前記複数の羽根配置領域にそれぞれ配置される羽根の枚数は、前記ファンの回転の際に各羽根配置領域の羽根により生成される回転次数音が協和音を構成するように設定されている送風装置。
【請求項２】
前記複数の羽根配置領域は、３つの羽根配置領域からなり、
前記３つの羽根配置領域にそれぞれ配置される羽根の枚数は、４：５：６の比率となるように設定されている
請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記ファンは、前記ファンの回転中心に設けられるボス（１０１）と、前記ボスを中心に同心円状に配置される複数のリング部材（１０３ａ，１０３ｂ）と、を有し、
複数の前記羽根配置領域は、前記ボスの外周の領域、及び複数の前記リング部材の外周の領域にそれぞれ設けられている
請求項１又は２に記載の送風装置。
【請求項４】
前記リング部材には、複数の前記羽根配置領域のうち、前記ファンの径方向の最も外側に配置される羽根配置領域に属する複数の羽根の外縁に固定されるリング部材（１０３ｃ）が含まれている
請求項３に記載の送風装置。
【請求項５】
前記ファンは、車両の熱交換器（２）に空気を送風するための空気流を生成する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の羽根が周方向に等間隔に配置されたファンを有する送風装置がある。このような送風装置では、ファンの回転の際、ファンの回転速度及び羽根の枚数に応じた特定の周波数の回転次数音（ＮＺ音）が発生する。このような特定の周波数を有する音は、人により認知され易いため、人によっては不快に感じる場合がある。
【０００３】
これを改善するための方法の１つとして、特許文献１に記載の方法がある。特許文献１に記載の送風装置では、各羽根の固有振動数の比を協和音の比に設定することにより、ファンの回転の際に発生する音が協和音を構成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−９１３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、各羽根自身の固有振動により発生する音の音量は、羽根の回転により発生する回転次数音の音量と比較すると微弱であるため、人が認知することが困難な場合がある。結果的に、ファンの回転により発生する騒音を改善する効果が得られ難いという問題がある。
【０００６】
また、羽根の固有振動数は、送風装置の雰囲気温度の影響を受け易いため、狙った固有振動数を再現することが難しい。すなわち、ファンの回転の際に発生する音が協和音になり難いため、騒音を低減することが困難であるという実情がある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ファンの回転の際に発生する騒音をより的確に抑制することのできる送風装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する送風装置（１）は、回転により空気流を生成するファン（１０）を備える。ファンは、周方向に配置される羽根の枚数が異なる複数の羽根配置領域（Ｓ１〜Ｓ３）を同心円状に有する。複数の羽根配置領域にそれぞれ配置される羽根の枚数は、ファンの回転の際に各羽根配置領域の羽根により生成される回転次数音が協和音を構成するように設定されている。
【０００９】
この構成によれば、ファンが回転した際、各羽根配置領域で生成される回転次数音が協和音を構成するため、耳に心地よい音色がファンから発生する。よって、ファンの回転の際に発生する騒音をより的確に抑制することができる。
【００１０】
なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、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一例である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ファンの回転の際に発生する騒音をより的確に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】送風装置の一実施形態の断面構造を示す断面図である。
【図２】実施形態の送風装置の正面構造を示す正面図である。
【図３】実施形態の送風装置のファンの正面構造を示す正面図である。
【図４】他の実施形態の送風装置のファンの正面構造を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、送風装置の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、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。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Ａで示される方向に流れる。以下では、矢印Ａで示される方向を「空気流れ方向」とも称する。送風装置１よりも空気流れ方向Ａの下流側には、エンジン等が配置されている。
【００１４】
ラジエータ２の内部には冷却水が流れている。冷却水は、図示しないエンジン等の車両の熱源とラジエータ２との間を循環することにより車両の熱源を冷却する。ラジエータ２は、その周囲を流れる空気と、内部を冷却す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。
【００１５】
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。
【００１６】
シュラウド１４は、例えば樹脂材料により成形されている。図２に示されるように、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の部材である。図１に示されるように、シュラウド１４におけるラジエータ２に対向する壁面１４０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の内壁面及びシュラウド１４の壁面１４０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。
【００１７】
ファン１０は軸流式のファンである。ファン１０は、ポリプロピレンやナイロン等の樹脂材料により成形されている。なお、ファン１０は、鉄やアルミ等の金属材料により成形されていてもよい。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Ａ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。
【００１８】
図３に示されるように、ファン１０は、ボス１０１と、羽根１０２ａ〜１０２ｃと、リング部材１０３ａ，１０３ｂとを有している。
【００１９】
ボス１０１は、ファン１０の回転中心に設けられた扁平有底筒状の部材である。ファン１０は、ボス１０１を中心に矢印Ｂで示される方向に回転する。
【００２０】
リング部材１０３ａ，１０３ｂは、ボス１０１を中心に同心円状に配置されている。リング部材１０３ａは、ボス１０１の外径よりも大きい内径を有する円環状の部材である。リング部材１０３ｂは、リング部材１０３ａの外径よりも大きい内径を有する円環状の部材である。
【００２１】
ボス１０１の外周面には、４枚の羽根１０２ａが周方向に等角度間隔で形成されている。各羽根１０２ａの外縁は、リング部材１０３ａの内周面に固定されている。すなわち、ボス１０１及びリング部材１０３ａは、羽根１０２ａを介して互いに連結されている。ボス１０１の外周の領域は、４枚の羽根１０２ａが配置される羽根配置領域Ｓ１を構成している。
【００２２】
リング部材１０３ａの外周面には、５枚の羽根１０２ｂが周方向に等角度間隔で形成されている。各羽根１０２ｂの外縁は、リング部材１０３ｂの内周面に固定されている。すなわち、リング部材１０３ａ及びリング部材１０３ｂは、羽根１０２ｂを介して互いに連結されている。リング部材１０３ａの外周の領域は、５枚の羽根１０２ｂが配置される羽根配置領域Ｓ２を構成している。
【００２３】
リング部材１０３ｂの外周面には、６枚の羽根１０２ｃが周方向に等角度間隔で形成されている。リング部材１０３ｂの外周の領域は、６枚の羽根１０２ｃが配置される羽根配置領域Ｓ３を構成している。
【００２４】
図１に示されるように、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を回転させる。
【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１０の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。図２に示されるように、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。このステー１３及びマウント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及びファン１０が支持されている。
【００２７】
次に、本実施形態の送風装置１の動作について説明する。
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。
【００２８】
また、ファン１０は、その回転の際、回転速度と羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数とに応じた周波数の回転次数音（ＮＺ音）を発生する。具体的には、ファン１０の回転速度を「Ｎ［ｒｐｍ］」、羽根の枚数を「Ｚ［枚］」とすると、回転次数音の周波数Ｆは以下の式ｆ１で求めることができる。
Ｆ＝Ｎ×Ｚ／６０  （ｆ１）
【００２９】
よって、羽根１０２ａ〜１０２ｃは、以下の式ｆ２〜Ｆ４で演算される周波数Ｆ１〜Ｆ３の回転次数音をそれぞれ生成する。
Ｆ１＝Ｎ×４／６０  （ｆ２）
Ｆ２＝Ｎ×５／６０  （ｆ３）
Ｆ３＝Ｎ×６／６０  （ｆ４）
【００３０】
すなわち、各羽根１０２ａ〜１０２ｃにより生成される回転次数音の周波数Ｆ１〜Ｆ３の比率は、「４：５：６」の関係を有している。
【００３１】
ここで、ドミソ等の協和音を綺麗と感じる人が多いことは広く知られている。「ド」及び「ソ」の音の周波数比を２：３とすると、純正５度と呼ばれる綺麗な響きになることが知られている。また、「ド」及び「ミ」の音の周波数比を４：５とすると、純正３度と呼ばれる綺麗な響きになることが知られている。これらの関係から、ドミソの協和音の純正律は、「４：５：６」の比率の周波数にすればよいことが分かる。
【００３２】
上述のように、本実施形態のファン１０は、各羽根１０２ａ〜１０２ｃにより生成される回転次数音の周波数Ｆ１〜Ｆ３の比率を「４：５：６」に設定することにより、ドミソの協和音に相当する周波数比率の音を生成する。そのため、耳障りな騒音とされてきた回転次数音が心地よい音色に変化する。
【００３３】
以上説明した本実施形態の送風装置１によれば、以下の（１）〜（４）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００３４】
（１）ファン１０は、周方向に配置される羽根の枚数が異なる３つの羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３を同心円状に有している。３つの羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３にそれぞれ配置される羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数は、ファン１０の回転の際に各羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３の羽根１０２ａ〜１０２ｃにより生成される回転次数音が協和音を構成するように設定されている。これにより、耳に心地よい音色がファン１０から発生するため、ファン１０の回転の際に発生する騒音をより的確に抑制することができる。
【００３５】
（２）３つの羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３にそれぞれ配置される羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数は、４：５：６の比率となるように設定されている。これにより、ファン１０の回転の際にドミソの協和音を生成することができる。この協和音は、人にとって特に耳に心地よい音色であるため、ファン１０の回転の際に発生する騒音を更に的確に抑制することができる。
【００３６】
（３）ファン１０は、ファン１０の回転中心に設けられるボス１０１と、ボス１０１を中心に同心円状に配置されるリング部材１０３ａ，１０３ｂとを有する。３つの羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３は、ボス１０１の外周の領域、及びリング部材１０３ａ，１０３ｂの外周の領域にそれぞれ設けられている。これにより、羽根の枚数の異なる羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３をファン１０に容易に設けることができる。
【００３７】
（４）車両のラジエータ２に空気を送風するファンとして、本実施形態のファン１０を用いることとした。これにより、車両の騒音を低減することもできる。
【００３８】
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・図４に示されるように、ファン１０の外縁にリング部材１０３ｃを更に設けてもよい。リング部材１０３ｃは、ファン１０の径方向の最も外側に配置される羽根配置領域Ｓ３に属する羽根１０２ｃの外縁に固定されている。このようなリング部材１０３ｃを用いることにより、ファン１０の強度を高めることができる。
【００３９】
・３つの羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３のそれぞれの羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数は、４：５：６の比率となるように設定されていれば、適宜変更可能である。例えば羽根配置領域Ｓ１の羽根１０２ａの枚数を６枚に、羽根配置領域Ｓ２の羽根１０２ｂの枚数を５枚に、羽根配置領域Ｓ３の羽根１０２ｃの枚数を４枚に設定してもよい。また、３つの羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３のそれぞれの羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数を、８枚、１０枚、及び１２枚に設定してもよい。いずれの構成であっても、ファン１０の回転の際にドミソの協和音を生成することができるため、上記実施形態に準じた作用及び効果を得ることができる。
【００４０】
・上記実施形態の送風装置１では、羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３のそれぞれの羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数を、ドミソの協和音を生成する枚数に設定したが、心地よいと感じる協和音は人により異なるため、生成する協和音に応じて羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３のそれぞれの羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数を変更してもよい。例えば、ファラドの協和音やソシレの協和音も人にとって耳に心地よい音色とされているため、それらの協和音が生成されるように羽根配置領域Ｓ１〜Ｓ３のそれぞれの羽根１０２ａ〜１０２ｃの枚数を変更してもよい。
【００４１】
・ファン１０により生成される協和音は、３音の協和音に限らず、例えば２音の協和音等、複数音で構成される協和音であればよい。この場合、協和音を構成する音の個数に合わせて、ファン１０に生成される羽根配置領域の個数や、羽根配置領域に配置される羽根の個数を変更してもよい。例えばファン１０により２音の協和音を生成する場合には、羽根配置領域を２個設けるとともに、協和音を構成する２音の周波数に基づいて各羽根配置領域の羽根の枚数を設定する。なお、２音の周波数が決定されれば、上記式ｆ１を利用することにより、羽根の枚数を決定することが可能である。要は、複数の羽根配置領域にそれぞれ配置される羽根の枚数が、ファン１０の回転の際に各羽根配置領域の羽根により生成される回転次数音が協和音を構成するように設定されていればよい。
【００４２】
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４３】
Ｓ１〜Ｓ３：羽根配置領域
１：送風装置
２：ラジエータ（熱交換器）
１０：ファン
１０１：ボス
１０３ａ〜１０３ｃ：リング部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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