JP2002521603A - ファンシュラウド - Google Patents

ファンシュラウド

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JP2002521603A JP2000561422A JP2000561422A JP2002521603A JP 2002521603 A JP2002521603 A JP 2002521603A JP 2000561422 A JP2000561422 A JP 2000561422A JP 2000561422 A JP2000561422 A JP 2000561422A JP 2002521603 A JP2002521603 A JP 2002521603A
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Abstract

(57)【要約】 水冷式内燃機関のラジエータの近くで冷却用ファンと共に使用するファンシュラウドは空気をラジエータに出入させるための開口をほぼ中央に備えている。ファンシュラウドは、通常乗り物に使用されているその他の液体（低圧の場合もある）を貯蔵するための少なくとも１個の一体構造の貯蔵室を備えている。貯蔵室は、圧力操作を容易化するため、複数個の流体流通チャネルで相互連結さた複数個の個々の貯蔵モジュールを有し、前記貯蔵室の全貯蔵容量が貯蔵モジュールの貯蔵容量と相互連結用流体流通チャネルとの貯蔵容量との合計に等しくなるようにしてある。モジュールおよびチャネルは、ブロー成形されたファンシュラウドの前壁と後壁を互いに接触させてそれらの間に形成される。好都合に、シュラウドはこのような数個の室を有し、これらの室はエンジン冷却液、パワーステアリング流体やその他の流体を収容するために使用される。更に、ファンシュラウドは必ずしも風防ガラス洗浄流体などのように加圧状態にない流体を貯蔵する室を有することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は自動車ラジエータのファンシュラウドに関し、特に、エンジン冷却液
（剤）やその他の流体、例えばフロントガラスや窓の洗浄流体、パワーステアリ
ング流体等の貯槽として使用される内部空洞型閉鎖室を有するシュラウドに関す
る。
【０００２】 関連技術 １９７２年９月１９日に発行された米国特許第３、６９２、００４号（発明者
：Tangue等）はファンシュラウドおよび流体貯蔵室構造を開示している。ラジエ
ータ流体およびフロントガラス洗浄流体の室が、空気流動開口を囲繞する円筒壁
の対向側面に一体に成形されている。
【０００３】 １９９７年６月２２日に発行された米国特許第５、６４９、５８７号（発明者
：Plant ）は、成形された中空体であるファンシュラウドおよびリセプタクル構
造を開示している。前記中空体を２個以上の内部流体貯蔵室に分割するための壁
を形成するようファンシュラウドの前面および後面にくぼみが対向して配置され
ている。
【０００４】 現在のエンジン構造はしばしば、エンジン冷却流体のために複数個の室を持っ
ている。エンジン冷却流体は通常の冷却作用を行うためラジエータ・コアーの中
を循環しなければならない。冷却作用はしばしば、ラジエータ内の空気の流動を
強化するためファンを追加設置することにより補強されている。ファンはエンジ
ンから別個に駆動される電気ファンでもよく、またはエンジンに取り付けられク
ランク軸駆動のベルトで駆動される電気ファンでもよい。従来、自動車では流体
を高圧でラジエータから放流する場合にオーバフロー容器に流入するようオーバ
フロー室を設けることが通常行われていた。さらに最近のエンジン設計では室を
追加することが望まれている。この室はエンジン冷却液の温度および圧力を受け
る。
【０００５】 したがって、エンジン冷却液貯蔵容器の必要条件に適する流体貯蔵システムの
開発が要望されてきた。
【０００６】 発明の概要 本発明の総体的な目的は、一体構造の流体容器を有し、少なくともその中の一
つの容器が周囲圧力より高い圧力の流体を容れるようになっている進歩性のある
簡潔にして高性能のファンシュラウドを提供することである。
【０００７】 本発明によるファンシュラウドは前壁、後壁、頂壁および底壁を有するハウジ
ングを備える。前記ハウジングは、その前壁および後壁を通して空気を流動させ
るための開口を郭定すなわち形成している。さらに前記ハウジングは前壁と後壁
との間に複数個の流体貯蔵室を郭定している。前記流体貯蔵室の中の少なくとも
１室が、複数個の個々の貯蔵モジュールと、前記モジュールのそれぞれを前記モ
ジュールの中の少なくとも１個の別のモジュールへ相互連結するための複数個の
相互連結用流体流通チャネルと、を有する。本発明の効果は、次の本発明の好適
な実施の形態の説明と添付図面を参照すれば明らかとなる。
【０００８】 ファンシュラウド１０が図１および図２に図示されている。シュラウド１０は
ハウジング１２を有する。ハウジング１２はほぼ中央に開口１４を郭定または形
成している。開口１４はほぼ円筒形の壁１６で形成されている。
【０００９】 ハウジング１２は前壁１８（図２）と後壁２０（図１）を有する。さらに、ハ
ウジング１２は頂壁２２と底壁２４を有する。ハウジングは第１室３０と第２室
３２と第３室３４を有する。各室３０、３２、３４は自動車分野で貯蔵する必要
のある液体を入れる閉鎖室である。第１室３０はハウジング１２の頂壁２２に充
填入口３６を備えている。充填入口３６はキャップ３８により閉鎖されている。
キャップ３８を外せば充填入口３６から第１室３０に流体を補充することができ
る。第２室３２は充填入口４０を備えている。充填入口４０はキャップ４２によ
り閉鎖されている。キャップ４２を外せば充填入口４０から第２室３２に流体を
追加補充することができる。第３室３４は充填入口４４を備えている。充填入口
４４はフラップ４６により閉鎖される。フラップ４６を開くと充填入口４４から
第３室３４に流体を補充することができる。
【００１０】 第１室３０は加圧エンジン冷却剤を収容するようになっている。現在式エンジ
ンではしばしば、室をエンジンラジエータから分離する必要がある。この室は数
種の異なる目的に役立つ。この室はガス抜きタンクの目的に役立つ。すなわち、
液体中に溶解しているガスはラジエータの冷却性能を低下させる。よって、ガス
を集め必要に応じ任意に除去するためラジエータから独立した装置が必要となる
。さらに、流体を加圧下に保持している間に流体を膨張させることが望ましく、
よって前記室は冷却剤の温度上昇に伴うエンジン冷却剤体積の増大に役立つ。
【００１１】 概して、エンジンは大気圧での水の沸騰点以上の温度で作動するように設計さ
れている。よって、エンジンの代表的作動温度は２２０°Ｆないし２３０°Ｆ、
すなわち１０４℃ないし１１０℃である。このような凡そ２１２°Ｆすなわち１
００℃の沸騰点を有する流体の沸騰を防止するため、これらの流体を高圧状態に
保たれねばならない。よって、代表的な自動車の作動システムは１０ないし１５
ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）（68.9×103ないし103×103Ｐａ）のゲージ圧力
で作動する。良く理解されているように、自動車には通常非加熱大気中に放置さ
れる乗り物も含まれる。すなわち、エンジン冷却システム内の流体は不使用期間
中に凍結温度以下に冷えるかもしれない。通常、流体の凍結を防止するため流体
に不凍剤を加えて、流体が固化しないよう凍結点を下げている。このような広範
囲の温度変化は設計者に、この流体に対する課題を提供する。容器は凍結点以下
の温度から通常の沸点以上の温度までの熱サイクルに耐えなければならず、同時
に、２５ｐｓｉ（172×103Ｐａ）ほど高いかもしれない、エンジン停止や高負荷
時のような高温状態時の圧力ピークに耐えなければならない。さらに、エンジン
が始動または停止する度ごとに周囲温度と作動温度との間に熱サイクルが存在す
る。したがって、ファンシュラウドはこれらの熱および温度の状態に耐えるばか
りでなく、乗り物の耐用期間中に繰り返されるこのような極限状態に耐える必要
がある。
【００１２】 ブロー成形法に通常使用されている樹脂の使用を可能ならしめるため、第１室
３０は単一の大型室にする代わに、複数個の分離した貯蔵モジュール５０を含ん
でいる。図面に示す実施の形態において、第１室３０は１４個のモジュール５０
を含んでいる。各モジュール５０は相互に連結している流体流通チャネル５２に
より少なくとも１個の別のモジュール５０に連結されている。モジュール５０の
列はシュラウド１０のハウジング１２の頂部から底部までの全体に配置されてい
る。便宜上これらは空気流通開口１４の片側に配列されている。１４個の各モジ
ュール５０が集合して第１室３０の貯蔵容積を形成する。
【００１３】 図１を参照すれば、第１室３０はハウジング１２の上壁２２のすぐ下でそれに
接近して２個のモジュール５０ａ、５０ｂを配置している。モジュール５０ａは
充填入口３６に連通している。また、モジュール５０ａは横に接近しているモジ
ュール５０ｂに連通し、さらに流体流通チャネル５２によりモジュール５０ａの
すぐ下のモジュール５０ｃに連通する。その他の室３０のすべてのモジュール５
０ａが２本以上の相互連結した流体流通チャネル５２を有し、これにより第１室
３０内の流体が複数個の分離した個々の貯蔵モジュール５０の全部の間を流通す
る。
【００１４】 第１室３０はモジュール５０ｂと連通する入口５４を有する。第１室３０は、
また、左側エレメントに独特のモジュール５０ｍ（図１）を有する。第１室３０
はモジュール５０ｍに連通する出口５６を有する。
【００１５】 ファンシュラウドを乗り物に取り付けたとき、乗り物冷却剤システムが入口５
４と出口５６に連結される。乗り物冷却剤システムへの連結は任意の都合のよい
位置で行われる。連結されたとき、乗り物の冷却剤ポンプにより送り出される冷
却剤はエンジン冷却システムに循環される。また、冷却剤は希望や必要に応じ、
第１室３０へ作動条件で加圧循環される。このようにして、第１室３０の個々の
モジュール５０がエンジン冷却剤の温度および圧力を受ける。
【００１６】 図１に示す実施の形態において、第２室３２も複数個のモジュール６０を有す
る。図１において、第２室３２は３個のモジュール６０ａ、６０ｂ、６０ｃを有
する。モジュール６０ａは充填入口４０に連通し、これにより流体が第２室３２
に加えられるようになっている。モジュール６０ｂは相互連結した流体流通チャ
ネル６２によりモジュール６０ａ、６０ｃと連通し、流体が３個すべてのモジュ
ールに入るようになっている。よって、３個の分離したモジュールは集合して第
２室３２の貯蔵容積を形成する。モジュール６０ｂは入口６４と出口６６を有す
る。
【００１７】 第２室３２は加圧されているかもしれない流体を時々収容するように計画され
ている。このような流体としてパワーステアリング流体がある。入口６４と出口
６６はパワーステアリングシステムのポンプ装置に連結している。パワーステア
リングシステムの必要容量に応じて第２室３２に流入流出する。流体は第２室３
２に圧力供給されることができる。
【００１８】 第３室３４は図１に示すように中央開口１４の左側で前面と背面の間の全容積
を占めている。第３室３４は必ずしも加圧状態になくてもよい流体も収容するよ
うに計画されている。この流体にはウインドシールドガラスやヘッドランプなど
に使用するための洗浄流体も含まれている。洗浄流体は充填入口４４から第３室
３４に注入される。第３室３４はその下部区域にポンプハウジング７０を備えて
いる。ポンプハウジング７０は第３室３４から流体をウインドシールドジェット
やヘッドライトウォッシャージェットなどへ送るためのポンプを備えている。
【００１９】 ウインドシールド洗浄流体は夏期に使用する場合は不凍結成分を含有しない。
冬または凍結状況が予想される時はなるべく凍結防止剤を含む。しかし、季節的
変化は予期せずに発生するので、第３室３４はその中の流体が周囲温度で凍結可
能な場合、凍結状態で発生する膨張を可能にするための装置を有する。この可能
性を実現するため第３室３４は膨張室７２を有する。膨張室７２はハウジング１
２の上壁に設けられ且つ通常第３室３４の容積の残部のほぼ１０％の容積を提供
する。膨張室７２は充填入口４４とほぼ同一水平レベルに配置されているので、
膨張室７２は正常な作動状態のガスが充満され、したがって流体が凍結状態にお
けるように膨張するとき膨張室７２内の流体の膨張を可能にすることができる。
【００２０】 第１室、第２室および第３室を含むファンシュラウドのハウジングは殆ど簡便
にブロー成形法で作られる。パリソンが押し出され且つ鋳型が通常の方法でパリ
ソンの周囲に閉じられる。吸込（blowing ）圧がパリソンの内部に加えられると
、ハウジングの前壁、後壁、上壁および底壁の外側形状がモールドの輪郭により
作られる。次にパリソンの壁と壁との間の内部スペースがハウジング１２の内側
を形成する。
【００２１】 第３室３４となる囲いを形成するため、ほぼ水平のピンチ（pinch ）区域８０
が鋳型により上壁２２および円筒壁１６の近くに形成されている。類似のほぼ水
平に延びたピンチ区域８２が下壁２４と円筒壁１６の近くに形成されている。ピ
ンチ区域８０、８２は互いに開口１４に対しほぼ直径方向に向き合っている。図
１において、第３室３４はファンシュラウドの内部容積のほぼ半分を含んでいる
。
【００２２】 第１室３０と第２室３２も、また、ブロー成形法で作られる。図１に示すよう
に、ハウジング１２の前壁１８は突起やへこみの無いほぼ扁平状である。しかし
、後壁２０は個々のモジュールと相互連結用の流体流通チャネルを形成するため
複雑形状である。この場合に個々のモジュールはほぼドーム状または台形の閉鎖
ユニットとなる。各モジュールの一方の壁は前壁１８からできている。各モジュ
ールの周囲の残部は後壁２０からできている。同様に、相互連結用の流体流通チ
ャネルはそれぞれほぼ平らな前壁１８と、後壁２０の曲線状部との間のスペース
からできている。
【００２３】 図７は図１の７−７線上部分断面図である。図７は比較的平らな前壁１８と、
モジュール５０ａ、５０ｂ、６０ａとモジュール５０ａ、５０ｂを相互連結する
流体チャネル５２を形成する曲線状後壁２０とを示している。
【００２４】 図８は図１の８−８線上部分断面図である。図８は比較的平らな前壁１８と、
曲線状後壁２０とを示し、該曲線状後壁２０はモジュール５０ａとモジュール５
０ｃとの間の相互連結用チャネル５２と、モジュール６０ａとモジュール６０ｂ
との間の相互連結用チャネル６２とを形成している。
【００２５】 図１に示すように、ハウジング１２のピンチ区域８０、８２の右側において、
ブロー成形時に高圧空気がパリソンの内部のみに向けられてモジュール５０、６
０と流通チャネル５２、６２とを形成するように、前壁１８と後壁２０は互いに
成形作業中に接触させられる。かくして、各モジュール５０、６０と各流通チャ
ネル５２、６２はパリソン材料の２倍の厚さに作られる。このことは室３４に対
する構造的サポートに比較して、はるかに良好な構造的サポートを、比較的小さ
くて孤立したモジュールとチャネルに提供することになる。よって、各室３０、
３２は室３４より高圧の液体を貯蔵できるようになる。
【００２６】 また、ファンシュラウド１０は４個の取付け用突起８４を有する。突起８４は
乗り物にファンシュラウド１０を取り付けるボルトやねじのような固定具を保持
するために使用することができる。ファンシュラウド１０を乗り物のラジエータ
やその他の簡便な車体構造に取り付けてもよい。取付け用突起８４はブロー成形
用金型の閉鎖時にパリソンの圧縮成形により作られる。
【００２７】 本発明のファンシュラウドは乗り物エンジンから動力が供給されるファンを備
えた自動車エンジンに使用される。ファンがエンジンから動力を供給される場合
、中央開口１４はシュラウドを直接貫通するように気流を方向づける円筒壁１８
のようなその他の構造を何ら必要としない。しかし、多くの自動車類において、
乗り物はラジエータから出る水を所望の温度に保つためサーモスタットスイッチ
制御の電動機により駆動されるファンを備えている。電気駆動のファンはそれを
取り付けるための簡便な場所を設ける必要がある。図１、２に示す実施の形態に
おいて、ファンシュラウドはこれにファンモータを取り付けるためのベース取付
け装置を有する。全体を９０で示すベース取付け装置はブラケット９２とスパイ
ダー９４を有する。スパイダー９４は複数個の支柱９６を有する。支柱９６は取
付けブラケット９２から円筒壁１８の周辺に向かって外方に放射状に延びている
。図１に示すように支柱９６は取付けブラケット９２と円筒壁１８との中間にあ
るほぼ円形のリブ９８により補強されている。
【００２８】 ブラケット９２とスパイダー９４を含むベース取付け装置９０は射出成形法に
より都合よく成形されてもよい。ハウジング１２は普通のブロー成形法で製造さ
れる。つぎに、ベース取付け装置９０が電気溶接法や接着剤などにより取り付け
られる。円筒壁１２へのベース取付け装置９０の取付けは各支柱９６と円筒壁１
８との交点において行われる。この方式により特定の乗り物に要求される別の特
別構造を有するハウジング１２の設計が可能となる。図１、２に示す実施の形態
において、ファンシュラウドは乗り物の別の要求に合致するよう前方に延びたク
ロス（cross ）部材１００を有する。クロス部材１００の存在により、ベース取
付け装置９０がブロー成形のハウジング１２と同時に製造されるのを効率的に防
止して、他の構造の場合に発生している鋳型の固着作用を防止する。
【００２９】 乗り物構造が図１、２に示すクロス部材１００を必要としない場合、ベース取
付け装置９０はハウジング１２の製作と同時に製造される。図１、２に示すベー
ス取付け装置９０を作るためには２個の半割り鋳型を組み合わせ、それらの間で
取付けブラケット９２とスパイダー９４を成形するためパリソン材料を圧縮する
。このようなシステムを使用するとき支柱９６、円筒壁１８、リブ９８および取
付けブラケット９２の間の鋳張りをブロー成形作業終了後に除去しなければなら
ない。
【００３０】 本発明の主要な一つの効果は部品全体の価格を低廉にすることである。図１、
２に示す単体設計は、単体設計でない場合に乗り物に使用される流体の多数の容
器やファンシュラウドに必要な配列スペースを減少させることができる。さらに
、図１、２のユニットはファンシュラウドと３個の分離した液体貯蔵容器とファ
ンとをすべて単一のサブアセンブリとして包含する単一ユニットを提供する。こ
のサブアセンブリは乗り物に装着する前に組み立てられる。次に、このサブアセ
ンブリはハウジング１２のいずれかの側面にある４個の取付け用突起８４を貫通
する適当な固定具により乗り物に固定される。
【００３１】 特に図３、４に示すように、ハウジング１２の後壁２０は曲状である。後壁２
０が曲状であることにより、特に貯蔵室３０、３２の区域においてユニットの強
度を高め且つ分離状側壁の必要性を無くす。しかしながら、ハウジングは必要に
応じ分離状側壁の形状にすることもできる。
【００３２】 本発明に別の多くの実施の形態や変更を実施することができる。ここに図示さ
れた実施の形態は単に例示にすぎない。本発明の範囲は特許請求の範囲により限
定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好適な実施の形態の背面図
【図２】 図１の実施の形態の正面図
【図３】 図１の実施の形態の平面図
【図４】 図１の実施の形態の底面図
【図５】 図１の実施の形態の右側面図
【図６】 図１の実施の形態の左側面図
【図７】 図１の７−７線上部分断面図
【図８】 図１の８−８線上部分断面図
【符号の説明】
１０ ファンシュラウド １２ ハウジング １４ 開口 １６ 円筒形の壁 １８ 前壁 ２０ 後壁 ２２ 頂壁 ２４ 底壁 ３０ 第１室 ３２ 第２室 ３４ 第３室 ３６ 充填入口 ３８ キャップ ４０ 充填入口 ４４ 充填入口 ４６ フラップ ９０ ベース取付け装置 ９２ ブラケット ９４ スパイダー ９６ 支柱 ９８ リブ １００ クロス部材

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 前壁、後壁および頂壁、底壁を有するハウジングを備えたフ
    ァンシュラウドにおいて、 前記ハウジングがその前壁および後壁を通して空気を流動させるための開口を
    郭定し、 さらに前記ハウジングが該前壁および後壁の間に複数個の流体貯蔵室を郭定し
    、 前記流体貯蔵室の中の少なくとも１室が、複数個の個々の貯蔵モジュールと、
    前記モジュールのそれぞれを前記モジュールの中の少なくとも１個の別のモジュ
    ールに相互に連結するための複数個の相互連結用流体流通チャネルとを有する、
    ことを特徴とするファンシュラウド。
  2. 【請求項２】 前記モジュールが前記前壁および後壁の中の少なくとも一方
    から延出するへこみにより郭定されたことを特徴とする請求項１記載のファンシ
    ュラウド。
  3. 【請求項３】 前記相互連結用流体流通チャネルが前記前壁および後壁の中
    の少なくとも一方から延出するへこみにより郭定されたことを特徴とする請求項
    ２記載のファンシュラウド。
  4. 【請求項４】 前記ファンシュラウドが少なくとも２個の流体貯蔵室を有す
    ることを特徴とする請求項３記載のファンシュラウド。
  5. 【請求項５】 前記ファンシュラウドが少なくとも３個の流体貯蔵室を有し
    且つ少なくとも第１と第２の流体貯蔵室が個々の貯蔵モジュールと相互連結用流
    体流通チャネルとを有することを特徴とする請求項４記載のファンシュラウド。
  6. 【請求項６】 前記少なくとも１個の流体貯蔵室が循環用流体を流通させる
    ための入口装置および出口装置を有することを特徴とする請求項４記載のファン
    シュラウド。
  7. 【請求項７】 前記少なくとも１個の流体貯蔵室が該流体貯蔵室へ流体を追
    加するための充填入口を有することを特徴とする請求項６記載のファンシュラウ
    ド。
  8. 【請求項８】 前記第１と第２の流体貯蔵室が流体を流通させるため入口と
    出口を有することを特徴とする請求項６記載のファンシュラウド。
  9. 【請求項９】 前記ファンシュラウドが少なくとも第１、第２および第３の
    室を有し且つ前記ファンシュラウドが前記第３室から流体を配送するためのポン
    プ装置を有し、且つ前記第３室が該第３室へ流体を追加するための充填入口を有
    することを特徴とする請求項８記載のファンシュラウド。
  10. 【請求項１０】 前記ファンシュラウドが該シュラウドを乗り物に取り付け
    るため複数個の取付け用突起を有することを特徴とする請求項９記載のファンシ
    ュラウド。
  11. 【請求項１１】 前記第３室が膨張容器を有し且つ該膨張室が前記ファンシ
    ュラウドの頂壁に配置されたことを特徴とする請求項９記載のファンシュラウド
    。
  12. 【請求項１２】 前記ファンシュラウドが該シュラウドにファンモータを取
    り付けるためのベース取付け装置を有することを特徴とする請求項１１記載のフ
    ァンシュラウド。
  13. 【請求項１３】 ベース取付け装置が取付けブラケットとスパイダーとを有
    し、該スパイダーが前記取付けブラケットから中央配置の開口の周辺に向かって
    外方へ放射状に延びている複数個の支柱を含むことを特徴とする請求項１２記載
    のファンシュラウド。
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