JP2003535764A - ブロー成形ファンシュラウド - Google Patents

ブロー成形ファンシュラウド

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JP2003535764A
JP2003535764A JP2002503553A JP2002503553A JP2003535764A JP 2003535764 A JP2003535764 A JP 2003535764A JP 2002503553 A JP2002503553 A JP 2002503553A JP 2002503553 A JP2002503553 A JP 2002503553A JP 2003535764 A JP2003535764 A JP 2003535764A
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プラント、ウィリアム・ディー
ヒルトナー、ステファン・シー
ローデス、リチャード・ディー
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マコード ウィン テクストロン インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 自動車冷却系で使用するためのブロー成形されたファンシュラウド（１０）を述べている。このファンシュラウド（１０）は、ファン駆動モータを支持するためのモータ取付リング又はプレート（２０）を一体化している。モータ取付リング又はプレート（２０）は、複数のスパイダー腕（１８）によってファンシュラウド（１０）の前面から離されている。各スパイダー腕（１８）は、少なくとも一部分に中空断面部又はチャンバ（２２）を含むように成形されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、広義には自動車クーラントファン用ファンシュラウド組立体に関す
るものであり、詳細にはファンシュラウド本体にモータ取付構造を一体化し、こ
の一体化モータ取付構造に単層壁又は二重壁構造を持たせてモータ振動の伝達を
減衰させるようにしたブロー成形品の自動車クーラントファンシュラウドに関す
るものである。また本発明は、シュラウド中央部の廃却領域の位置に独立したボ
トル又は容器を同時に成形したファンシュラウドにも関し、この場合、ブロー成
形操作でシュラウドとボトルの組合体の成形に用いる予成形パリソンは、シュラ
ウド構造内の特定位置に必要とされる厚手の壁断面を形成するようにプログラム
可能である。更に本発明は、ファンシュラウドブロー成形組立体に適用して最終
製品における公差を改善するダイ・トリミング法の新規な使用にも関するもので
ある。
【０００２】 米国特許第５６４９５８７号明細書には、改良された小型高効率のブロー成形
ラジエータ・ファンシュラウドに複数の液体受け器を一体に設けたブロー成形に
よるラジエータ・ファンシュラウドが開示されている。その前面と背面には中空
本体を２つ又はそれ以上の内部チャンバーに分割するための壁を形成するように
互いに対置された凹部が設けられている。
【０００３】 また米国特許第３６９２００４号明細書を見ると、ラジエータから突出する筒
状帯体／カラーと、該筒状帯体／カラーの両側の表面に一体成形されたラジエー
タ液用受け器及びフロントガラス洗浄液用受け器とを含むファンシュラウド及び
液体受け器組立体が開示されている。更に米国特許第３８３３０５４号、同第４
０３０５４１号、同第４７０９７５７号、同第４７６２２４４号、同第４７６３
７２４号、同第４９４７９３１号及び同第５１０７９２４号の各明細書も注目に
値する。
【０００４】 最後に、本願譲受人の所有に係る１９９８年１０月２２日出願の米国特許出願
番号第０９／１７７４５８号（国際公開第ＷＯ００／２３６９６号公報参照）は
吸気構造を具備するファンシュラウドの使用に関するものであるが、これも注目
に値する。
【０００５】 自動車ラジエータに隣接して一つ又は複数のエンジン冷却ファンの周囲で使用
されるファンシュラウド及び液体受け器組立体における本発明による改良はファ
ンシュラウド本体に一体化されたモータ取付構造を含み、この場合、一体型モー
タ取付構造は選択的に単層に圧縮される二重壁構造を有し、この二重壁構造は対
応するブロー成形操作においてプログラムされたパリソン形成により調節可能で
ある。別の実施形態では、本発明はファンシュラウド組立体の製造に関するもの
であり、この場合、シュラウド中央部の廃却領域に最終製品としてのファンシュ
ラウドの一部とはならない別の独立したボトル／容器を同時に成形し、このボト
ルには、究極的には溶存ガスの除去を助長することによりボトル内の収容液体の
伝熱効率を向上させるリブ又は堰を内蔵することができる。更に別の実施形態で
は、本発明はシュラウドを構成するプラスチック材料への添加剤の使用に関する
ものであり、この添加剤はリザーバ内部の液体温度に応じて色又は形を変えるこ
とによりクーラントのレベルを指示するよう設計される。最後に、本発明は以上
の実施形態の全てに関連して、シュラウドを同時にエンジンクーラント液の収容
のために構成し、更にシュラウドに通気ダクト構造を持たせることによりエンジ
ン燃焼用の空気を通流させ、内部に収容したエンジンクーラントの冷却を良好に
するものである。
【０００６】 図１を参照して、本発明の第１実施形態は自動車冷却系で使用するファンシュ
ラウド１０である。ファンシュラウド１０は、ほぼ矩形状の二重壁中空本体を備
えるものであり、この中空本体は、ほぼ平坦な前面１２と、これに対面するほぼ
平坦な背面とを有している。ファンシュラウド１０はまた、筒状壁面によって画
定されてファンシュラウド１０の本体を貫通する開口部１４を備えている。これ
に代えて、開口部１４は前面側が矩形で背面側が円形の開口となるように形状が
変化するものとしてもよい。ファンシュラウド１０の二重壁構造は、ファンから
の振動の伝達を減衰する。本発明においては、振動の減衰レベルは約４０％に達
する。
【０００７】 図２に示すように、ファンシュラウド１０の二重壁中空本体は、液体を収容す
るためのチャンバとして構成することが好ましい。これに代えて、ファンシュラ
ウド１０の本体は、対面する壁同士を封着した線状狭窄部１６により複数のチャ
ンバとして構成することもできる。好ましくは各チャンバは、その最終的な用途
に応じて必要な注入口、排出口及び／又は配管継手類に適合する開口及びフィッ
ティング類を含むものである。
【０００８】 ファンシュラウド１０における開口部１４は、例えば付加的なエンジン冷却又
はエンジン燃焼用強制給気などに使用する空気流をファン２６からエンジンへ導
くように構成可能である。開口部１４からの空気流は、開口部１４の周縁部に配
置したディフューザ又はデフレクターによって誘導することができる。これに代
えて、開口部１４には空気流を適切な二次利用に導くためのダクト構造を取り付
けてもよい。
【０００９】 図２〜図３に示すように、ファンシュラウド１０は複数本のスパイダー腕１８
を更に含んでおり、これらのスパイダー腕は開口部１４の周縁から開口部１４の
法線軸に向かって放射状に延在している。各スパイダー１８は、開口部１４と同
心状に配置されたファンモータ取付リング又はプレート２０に接続されている。
ファンモータ取付リング２０は補強部材４０を含むことが好ましい。この補強部
材は、図３に示すようにファンモータ取付リング２０の前面側に取り付けること
ができるが、ファンモータ取付リング２０の背面側に取り付けてもよく、あるい
はインサート成形によってファンモータ取付リング２０と一体の部材としてもよ
い。補強部材４０は好ましくは金属部材からなるものとする。これに代えて、補
強部材４０を繊維強化プラスチックのような強化構造体としてもよい。
【００１０】 各スパイダー腕１８は、図１に示すようにファンシュラウド１０と一体構造と
してファンシュラウド１０と同じブロー成形操作で形成することが好ましい。こ
の場合に、パリソンのプログラミング成形、即ち、長さ方向及び周方向に沿って
厚さがコントロールされた形で変化したパリソンを成形するやり方を採用し、そ
れによりファンシュラウド１０及び同時に成形される各スパイダー腕１８の最終
的な成形厚さを制御する。
【００１１】 各スパイダー腕１８をファンシュラウド１０と一体に成形する場合、各スパイ
ダー腕１８を中実体又は単層壁部材として成形してもよい。これに代えて、ブロ
ー成形のプロセスを一部変更して各スパイダー腕１８を二重壁中空部材として成
形し、個々のスパイダー腕の内部に少なくとも長さ部分の一部に亘って長手方向
に延在する少なくとも一つの中空チャンバ２２を形成することにより、スパイダ
ー腕１８の強度を増加させることができる。各スパイダー腕１８を例えば図４Ａ
〜４Ｃに示すようなＶ字状又はＩ字状断面形状などの高断面係数輪郭形状に成形
することにより、スパイダー腕１８の構造的な完全性を更に改善することができ
る。即ち、本発明で言う高断面係数輪郭形状とは、単一の連続中空チャンバを備
えたものでもよく、狭窄部２４の領域で接合して複数の中空チャンバ２２を設け
たものであってもよい。またスパイダー腕１８の輪郭形状もファンシュラウド１
０を通過する空気力学的な流れが最大となるように構成することが好ましい。
【００１２】 各スパイダー腕１８をファンシュラウド１０と一体に成形する場合、開口部１
４の周縁と各隣接スパイダー腕とで囲まれる領域は複数の廃却材料片となる。こ
れら材料片を適切に除去し、且つ開口部１４内にファンアセンブリ２６を確実に
同心配置できるようにするには、全ての材料片をＶ字状ダイによるトリミング処
理を用いた単一工程のトリミング操作で除去することが好ましい。このトリミン
グ処理により開口部１４内へのファンの正確な配置が可能となり、ファン外縁端
と開口部１４の内壁面との間のクリアランスを最小化することができる。また、
このクリアランスをダイ・トリミングで小さくすることができるので、冷却ファ
ンの総合効率を向上させることができる。
【００１３】 別の言い方をすると、ダイ・カッティング手法は「絶対的」な寸法取りよりも
「相対的」な寸法取りに主な利点を有することが確認されている。ファンシュラ
ウドの場合に重要なことは、ファン外縁端におけるクリアランスが最小化される
ことにより冷却効率が最大化されることである。従って、空間内のどこにファン
を配置するかを考えるよりも、シュラウド内におけるファンの芯合わせのほうが
重要である。これを達成するには、ファンモータ取付部の中心をトリミング用の
基準にすることが最適である。尚、ウォータージェット又はレーザによるトリミ
ングの場合は、保持固定具上のいずれかの位置（全て変動の対象となる間接的基
準）にある絶対位置指標を基準にしている。
【００１４】 図５に示す別の実施形態においては、スパイダー腕１８は二次的な操作におい
てファンシュラウド１０に装着される別成形部品２８を構成している。この別成
形部品２８は、好ましくはガラス繊維強化ナイロンのような強化プラスチック材
料で射出成形される。別成形部品２８は、組立部品数を最少とするために例えば
図６及び図７にそれぞれ断面図で示したようなコラプシブル支柱（折り込み式支
柱）３０とソケット３２の組み合わせや、あり継ぎツイストロック３４による締
着などの成形固定手段を用いてファンシュラウド１０に装着することができる。
これらの成形固定手段における対応した雄部品と雌部品は、それぞれスパイダー
腕１８とファンシュラウド１０に一体成形されたものである。ファンシュラウド
１０を成形金型から取り出した直後にファンシュラウド１０にスパイダー腕１８
を組み込むことにより、両部品の結合を更に強くすることができる。即ち、ファ
ンシュラウド１０は冷却される間に収縮するので、成形固定手段が緊締し合って
強い結合が得られることになる。
【００１５】 ファンシュラウド１０がスパイダー腕の別成形部品２８を備えている場合、廃
却領域の材料片は、ファンシュラウド１０の開口部１４上でブロー成形操作の本
来の製品として成形することも可能である。図８に示すように、廃却領域、即ち
ファンシュラウド１０の中央部に、好ましくは耐熱又は耐圧ボトルのような別の
ボトル３６又は容器を同時に成形することにより、ファンシュラウド１０のブロ
ー成形に不可避的に伴う究極的な廃棄物を減らすことができる。ボトル３６の寸
法形状は、図８に破線で示すように開口部１４の寸法によって制限されるだけで
ある。更に、ボトル３６の厚さは前述のパリソンのプログラミング成形を利用し
て制御することができる。別の特徴として、必要に応じてリブ又は堰のような流
路障害物と一緒にボトル３６を成形し、ボトル内の液体の脱気を容易にして該液
体の伝熱効率を増加させるようにすることもできる。ボトル３６と共にファンシ
ュラウド１０を成形した後、二次的な工程としてのＶ字状ダイによるトリミング
等によってボトル３６を分離すればよい。
【００１６】 本発明の最後の実施形態では、ファンシュラウド１０のチャンバの少なくとも
一つ或いはファンシュラウド１０の廃却領域に成形されたボトル３６に液体レベ
ルインジケータを組み込んである。この場合、可逆性加熱活性化色素をプラスチ
ック材料に適用して周囲温度以上となった例えばクーラント等の液体のレベルを
標示できるようにしてある。クーラントの温度、従ってそれに伴うプラスチック
の温度が予め定められた設定値よりも高くなると色素が活性化し、プラスチック
の色が変化する。色素の活性化が可逆性であることにより、クーラント及びそれ
に伴うプラスチックの温度が上記設定値以下に下がるとプラスチックの色が元に
戻ることになる。このようにして、上記シュラウドのチャンバ又はボトルが上記
設定温度以上の液体で部分的に満たされると、チャンバ又はボトルの液体と接触
している部分が、上記設定温度以上の液体と接触していない部分とは異なる色を
呈することになる。
【００１７】 以上、本発明を特定の実施形態に関して説明したが、これ以外にも数多くの変
形及び改良形態並びに別の使用形態が当業者に明らかである。従って本発明は、
ここに開示した特定の形態によって限定されるものではなく、請求項によっての
み限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のブロー成形ファンシュラウドを示す斜視図である。
【図２】 本発明の第２実施形態を示す斜視図である。
【図３】 ブロー成形ファンシュラウドと補強部材を示す分解組立図である。
【図４】 スパイダー腕の高断面係数輪郭形状を示す断面図である。
【図５】 独立したスパイダー腕組立体を示す斜視図である。
【図６】 コラプシブル支柱・ソケット嵌着部の断面図である。
【図７】 あり継ぎツイストロック締着部の断面図である。
【図８】 本発明の第３実施形態を示す斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ローデス、リチャード・ディー アメリカ合衆国 03878 ニューハンプシ ャー、サマースウォース、リル・ノア・ア ベニュー 13 Ｆターム(参考） 3D038 AA07 AA09 AC15

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可逆性加熱活性化着色料を含有する成形材料で成形された中
    空構造を備えたことを特徴とする液体保持型ファンシュラウドリザーバ。
  2. 【請求項２】 前記成形材料がプラスチックを含むことを特徴とする請求項
    １に記載のリザーバ。
  3. 【請求項３】 前記着色料はリザーバ内部の液体が予め定められた第１の温
    度を超えたときに前記成形材料を変色させるものであることを特徴とする請求項
    １に記載のリザーバ。
  4. 【請求項４】 前記着色料は液体の温度が予め定められた第２の温度以下に
    下降したときに前記成形材料を元の色に復帰させるものであることを特徴とする
    請求項３に記載のリザーバ。
  5. 【請求項５】 前記第１の温度が前記第２の温度よりも高温であることを特
    徴とする請求項４に記載のリザーバ。
  6. 【請求項６】 エンジン燃焼用空気を導入するための通気ダクト構造を前記
    ファンシュラウドに更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のリザーバ。
  7. 【請求項７】 内部に収容したエンジンクーラントの冷却を促進するための
    通気ダクト構造を前記ファンシュラウドに更に備えたことを特徴とする請求項１
    に記載のリザーバ。
  8. 【請求項８】 本体前面（１２）から本体背面に至る開口部（１４）を有す
    るファンシュラウド本体（１０）、及び 開口部（１４）の周縁でファンシュラウド本体の前面（１２）に該前面から外
    方へ突出するように一体形成された第１端部と本体背面から遠ざかるように本体
    前面（１２）から離れているモータ取付プレート（２０）に達する第２端部とを
    それぞれ有し、それぞれの少なくとも一部に中空断面部を含む複数の放射状配列
    のスパイダー腕（１８）、 を備えたことを特徴とする自動車エンジン用ファンシュラウド。
  9. 【請求項９】 空気の流れをエンジンへ導くために開口部（１４）の周縁に
    配置された複数のデフレクタを更に備えたことを特徴とする請求項８に記載のフ
    ァンシュラウド。
  10. 【請求項１０】 中空断面部が第１端部から第２端部まで延在していること
    を特徴とする請求項８に記載のファンシュラウド。
  11. 【請求項１１】 取付プレート（２０）が金属製補強部材（４０）を更に備
    えていることを特徴とする請求項８に記載のファンシュラウド。
  12. 【請求項１２】 開口部（１４）が本体前面から本体背面へ空気を通流可能
    であることを特徴とする請求項８に記載のファンシュラウド。
  13. 【請求項１３】 スパイダー腕（１８）がＶ字状断面形状を備えていること
    を特徴とする請求項８に記載のファンシュラウド。
  14. 【請求項１４】 スパイダー腕（１８）が少なくとも一つの中空チャンバを
    有する二重壁中空部材からなることを特徴とする請求項１３に記載のファンシュ
    ラウド。
  15. 【請求項１５】 複数のチャンバを備えたことを特徴とする請求項１４に記
    載のファンシュラウド。
  16. 【請求項１６】 スパイダー腕（１８）がＴ字状断面形状に成形されている
    ことを特徴とする請求項８に記載のファンシュラウド。
  17. 【請求項１７】 スパイダー腕が少なくとも一つの中空チャンバを内包する
    二重壁中空部材からなることを特徴とする請求項１６に記載のファンシュラウド
    。
  18. 【請求項１８】 複数のチャンバを備えたことを特徴とする請求項１７に記
    載のファンシュラウド。
  19. 【請求項１９】 取付プレート（２０）が開口部１４と同心であることを特
    徴とする請求項８に記載のファンシュラウド。
  20. 【請求項２０】 本体前面と本体背面との間に一つのチャンバが形成されて
    いることを特徴とする請求項８に記載のファンシュラウド。
  21. 【請求項２１】 本体前面と本体背面との間に複数のチャンバが形成されて
    いることを特徴とする請求項８に記載のファンシュラウド。
  22. 【請求項２２】 本体前面から本体背面まで延在する開口部１４がほぼ円形
    であることを特徴とする請求項６に記載のファンシュラウド。
  23. 【請求項２３】 モータ取付プレート（２０）から前方に外向き放射状に延
    在する第１端部を有する複数の放射状配列のスパイダー腕（１８）を備え、各ス
    パイダー腕（１８）が少なくとも一部に中空断面部を有すると共に、モータ取付
    プレート（２０）がファンモータのシャフトを貫通させるための開口を有し、各
    スパイダー腕（１８）がほぼ円形の帯部に終端する第２端部を有し、モータ取付
    プレート（２０）が前記円形帯部から後方に離れていることを特徴とするファン
    モータ取付構造。
  24. 【請求項２４】 円形帯部がモータシャフトの軸心とほぼ同心であることを
    特徴とする請求項２３に記載のファンモータ取付構造。
  25. 【請求項２５】 スパイダー腕（１８）が第１端部と第２端部との間で弧状
    になっていることを特徴とする請求項２５に記載のファンモータ取付構造。
  26. 【請求項２６】 ファンシュラウドへ固定するための固定手段を更に備えた
    ことを特徴とする請求項２３に記載のファンモータ取付構造。
  27. 【請求項２７】 金型キャビティ内にパリソンを導入する工程、 前記パリソンの両端部を密封して中心部キャビティを形成する工程、 中心部キャビティに加圧流体を供給してパリソンを金型キャビティの形状に合
    わせる工程、及び 第１のリザーバ３６を第２のリザーバ１０の外形の内側に画定する線状狭窄部
    を形成する工程、 を備えたことを特徴とするリザーバ成形方法。
  28. 【請求項２８】 前記第１のリザーバと第２のリザーバとを分離する工程を
    更に備えたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
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