JP2004156591A - ２部分から成る成形ファン - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向引抜き技術を使用して、重なり合うブレードのファンを製造する方法を提供する。
【解決手段】軸方向引抜き技術を使用して、重なり合うファンブレード１６を有する、２部分から成る成形したファン組立体１０が製造される。次に、２つの半体を金型から取り出し且つ互いに結合して２部分から成るファンを形成する。ファンを２部分として成形することにより、ハウジングの外部に取り付けられる簡単な金型の設計を使用して迅速に且つ容易な仕方にて互いに重なり合うファンブレードを製造することができる。重なり合うブレードの各々の一部分が組立体の両半体上に形成され、ダイキャスト用具をファンブレードのそれぞれの部分に接触させずに、ファン組立体を画成する中心軸線Ａに沿って取り出し得るよう２部分が形成され、これにより、製造技術を大幅に簡略化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は，全体として、ファン駆動装置に係り、より具体的には、２部分から成る成形ファンを有するファン駆動装置に関する。

冷却装置は、運転中、エンジンを冷却するため、今日、車両にて使用されている。典型的な冷却装置は、水ポンプ及びファン駆動装置を備えている。ファン駆動装置は、典型的に、エンジンクランク軸によって一定の比率にて駆動されて、エンジン冷却液が放熱器を通って流れるとき、エンジン冷却液を冷却する。より具体的には、ファン駆動装置に固定的に取り付けられたファンは、放熱器を冷却するためエンジンのクランク軸の回転速度の関数として空気流を発生させる。

ファンに関する１つの重要な考慮事項は、製造の容易さである。自動車への適用において、部品の数及び組み立て工程が最小である成形プラスチック部品は、全体として最も経済的である。成形技術の当業者により認識されるように、プラスチックを成形する最も経済的な方法の１つは、構成要素の自然の軸線に沿って分離する２つの金型のみを使用する、いわゆる軸方向引抜き技術又はバイパス成形技術によるものである。この技術を使用してファンを簡略化する最終目的は、１部分から成るファンの設計とすることである。その技術によって成形可能であるようにするためには、部品は、ファンの中心軸線のような、その中心軸線に対して特定の構造上の関係を有しなければならない。部品の「上」及び「下」面は、互いに半径方向に重なり合わないような仕方にて分割可能でなければならない。そのように設計されたならば、部品の全ての面は、分割して幾つかを１つのダイによって成形し、その残りをその他のダイによって成形し、ダイ（又は金型）対を互いに押し付けて同一の中心軸線に沿って自由に引張って分離させることができるようにすることが可能である。このことは、部品を製造するために使用される金型（２つ）及び製造される部品の数（１つ）の点にて絶対的に最小の値を表わす。

当該技術分野の当業者により認識されるように、このように、単一部分から成る成形体を使用して製造することのできるファンブレードの形態の数は、同一の中心軸線に沿って自由に引き離すことのできる形態に限られることになる。ブレードの重なり合いは、ファンの全体が単一部分として鋳造されたならば、部品の取り出しを妨げるであろうから、例えば、軸方向引抜き技術を使用して重なり合うブレードのファンは現在、製造することができない。
このように、アキシャル引抜き技術を使用して重なり合うブレードのファンが得られるようにすることが極めて望ましい。

本発明の上記及びその他の目的は、本発明によって充足される。本発明において、ファン駆動装置と一体化された２部分から成るファンは、軸方向引抜き技術を使用して重なり合うファンブレードを有するものが製造される。次に、２つの半体を金型から取り出し且つ共にボルト止めして、２部分から成るファンを形成する。
ファンを２部分として成形することにより、ハウジングの外側の周りに取付られ且つ互いに重なり合うファンブレードを製造することができる。成形法は、前側部及び後側部を有する１つのダイキャスト用具内で行うか、又は、２つの別個のダイキャスト用具によって行うことができる。
本発明のその他の特徴、利点及び有利な効果は、添付図面及び特許請求の範囲に従って検討したとき、本発明の以下の説明から明らかになるであろう。

先ず、本発明を限定することを意図するものではない、図面を参照すると、図１乃至図４には、本発明の１つの好ましい実施の形態による、２部分から成るファン組立体１０が示してある。該２部分から成るファン組立体１０は、全体として中心軸Ａの周りに画成されており、また、作動時、その軸Ａの周りを旋回する。２部分から成るファン組立体１０は、ダイキャストアルミニウム又は成形プラスチックで製造することが好ましいが、当業者が認識するように、その他の材料も使用可能ではある。
ファン組立体１０の構造的基礎は、基本的に、中心穴１４から半径方向外方に伸びる環状円板である中央ハブ１２である。中央穴１４は、ファン組立体１０を中心軸Ａの周りで旋回させるモータ軸（図示せず）の取り付け点である。モータ軸、及び関連するハウジングは、当該技術分野の当業者に周知の従来の構成であり、従って、本出願では更に説明はしない。

円周方向に隔てられ放射状に配置された複数のファンブレード１６が中央ハブ１２の回りに配置され、このファンブレード１６はその基部の半径方向内側部分３２が中央ハブ１２と共に一体に成形され且つ該中央ハブ１２によって支持されている。図３に示した側からファンブレード１６を見たとき、ファンブレード１６の各々は、前側部分３４の一部分が次の隣接する前側部分３４によって妨げられている（すなわち、前部又は後部から見たとき、ブレード１６は少なくとも一部分が重なり合っている）ことも分かる。この重なり合うブレード１６の構造は、当該技術分野の当業者が理解するように、重なり合うブレード構造を持たないファン組立体と比べて、このファン組立体１０が多量の空気流を提供することを可能にする。
ファン組立体１０は、当該技術分野の当業者に既知の結合装置を介して互いに締結された前側部分２０（図４の左半分）及び後側部分２２（図４の右半分）から成っている。前側部分２０及び後側部分２２の双方は、相対的な位置決め面５２により画成され且つ該位置決め面５２に対応する実質的に平坦な領域５０ａ、５０ｂを有している。従って、中央ハブ１２は、前側ハブ部分１２ａ及び後側ハブ部分１２ｂから成っている。同様に、ファンブレード１６は、前側ファンブレード部分１６ａ及び後側ファンブレード部分１６ｂから成っている。図４に最も良く示すように、前側ファンブレード部分１６ａの各々は、後側ファンブレード部分１６ｂに結合され、これらの部分は、前側部分２０が後側部分２２に結合されたとき、半径方向外方部分３０と、半径方向内方部分３２と、前側部分３４と、後側部分３６の各々とに沿って亙ってこれらの部分の間に比較的平滑な結合部を形成する。

図１乃至図４に示した好ましい実施の形態において、前側部分２０及び後側部分２２には、複数のボルト穴２５ａ、２５ｂが形成されている。勿論、ボルト穴２５ａ、２５ｂはドリル又は同様の装置を使用してダイキャスティング後のステップにて形成してもよい。
図４に最も良く示すように、前側部分２０を後側部分２２に結合するためには、平坦部分５０ａ、５０ｂを最初に、相対的位置決め面５２の両側部に沿って整合させる。次に、ボルト２４を対応するボルト穴２５ａ、２５ｂを通じて挿入し、前側部分２０を後側部分２２に固着する。ボルト２４は、対応するナット（図示せず）により又は当該技術分野にて周知のその他の方法によって、それぞれ対のボルト穴２５ａ、２５ｂ内に固着することができる。図１乃至図４に示した実施の形態では、１２個のボルト２４と、ハブ部分１２ａ、１２ｂの周りで円周方向に配置された１２個の対応するボルト穴２５ａ、２５ｂが示してあるが、ボルト２４及びボルト穴２５ａ、２５ｂの数及び位置は、当該技術分野の当業者が理解するように変えることができる。更に、ボルト２４は、その頭部分２４ａが前側部分２０と緊密に結合された状態で示してあるが、当業者は、頭部分２４ａが後側部分２２と緊密に結合された状態でボルト２４を固着し、前側部分２０を後側部分２２に固着することも等しく可能であることが理解されよう。

次に、図４を参照すると、ファン組立体１０は、前側部分２０及び後側部分２２を相対的位置決め面５２に沿って対応するダイキャスト用具内で２つの別個の部分としてダイキャストすることにより形成される。溶融した材料を導入し、従来の技術によりダイキャスト用具（図示せず）内でダイキャストが行われた後、ダイキャスト用具は軸線Ａに沿って相対的位置決め面５２から矢印で示すように離れ、これにより、２つの部分２０、２２をダイキャスト用具から取り出すことができるようにする。当業者が認識し得るように、ファンブレード１６の重なり合う構造は、ファン組立体１０が軸方向引抜き技術(axial draw technique)を使用して単一の部品として鋳造されたならば、部品の取り出しが妨げられることになろう。本発明において、ダイキャスト用具の前側部分が軸線Ａに沿って相対的位置決め面５２から離れ前側部分２０から分離し、ダイキャスト用具の前側部分は重なり合うブレード１６ａの前側部分に接触しない。これと同時に、ダイキャスト用具の後側部分は軸線Ａに沿って相対的位置決め面５２から離れ後側部分２２から分離し、このため、後側部分は重なり合うブレード１６ｂの後側部分に接触しない。
勿論、当該技術分野の当業者により理解されるように、前側部分２０及び後側部分２２は軸方向引抜き技術を使用して２つの別個のダイキャスト用具内で形成することができる。

このように、本発明は、軸方向引抜き技術を使用して、重なり合うファンブレード１６の構造を有するファン組立体１０を鋳造する、簡単、容易で且つ効率的な方法を提供する。重要なことは、本発明に示された技術は、潜在的に無限定の多岐に亙る重なり合うファンブレードの設計に適用可能なことである。この技術を導入する上で必要なことは、ファンブレード１６及びハブ１２に沿ってファン組立体１０内の相対的位置決め面５２を決定し、部分２０、２２がダイキャストされた後、ファン組立体１０の軸線Ａに沿ってダイキャスト製造装置を引き離すことができるようにするだけである。
本発明は１つの実施の形態に関して説明したが、本発明はこの実施の形態にのみ限定されるものではないことが理解されよう。これに反して、本発明は、特許請求の範囲の精神及び範囲内に含めることができる全ての代替例、改変例及び均等物を包含するものである。

本発明の１つの好ましい実施の形態による２部分から成るファン組立体の斜視図である。 ２部分から成るファン組立体の分解図である。 図１の正面図である。 金型の離型方向を示す図１の側面図である。

Claims (14)

1. 中心軸線により画成され且つ、該中心軸線の周りで旋回することのできるファン組立体であって、中心ハブの周りで結合された、円周方向に隔てられ且つ、放射状に配置された複数の重なり合うファンブレードを有する前記ファン組立体を製造する方法において、
   ファン組立体の複数の重なり合うファンブレード及び中央ハブを通って延びる相対的位置決め面であって、前記複数の重なり合うファンブレードの前側部分が、相対的位置決め面の一方側に配置され、前記複数の重なり合うファンブレードの後側部分が、前記相対的位置決め面の反対側部に配置されるように位置する、前記相対的位置決め面を決定することと、
   ２部分から成るファン組立体の前記前側部分であって、前記複数の重なり合うファンブレードの前記第一の部分と、前側ハブ部分と、実質的に平坦な前側平坦部分とを有し、該前側平坦部分が前記相対的位置決め面により画成されるようにした、前記ファン組立体の前側部分をダイキャストすることと、
   ２部分から成るファン組立体の後側部分であって、前記複数の重なり合うファンブレードの前記第二の部分と、後側ハブ部分と、実質的に平坦な後側の後側平坦部分とを有し、該後側平坦部分が前記相対的位置決め面により画成されるようにした前記後側部分をダイキャストすることと、
   前記前側部分を前記後側部分に結合して２部分から成るファン組立体を形成することとを含む、ファン組立体を製造する方法。
2. 請求項１の方法において、前側部分をダイキャストすること及び後側部分をダイキャストすることが、
   第一の量の溶融材料をダイキャスト用具の前記前側部分内に導入することと、
   第二の量の溶融材料を前記ダイキャスト用具の前記後側部分内に導入することと、
   前記第一の量のダイキャスティング用溶融材料を冷却させて前記前側部分を形成し且つ、前記第二の量のダイキャスティング用溶融材料を冷却させて前記後側部分を形成することとを含む、方法。
3. 請求項１の方法において、前記前側ハブ部分が、該ハブ部分に形成された複数のボルト穴を有し、前記後側ハブ部分が、該後側ハブ部分に形成された複数の第二のボルト穴を有する、方法。
4. 請求項２の方法において、前記前側部分を前記後側部分に結合することが、
   各々が１つの頭部分を有する複数のボルトを用い、
   ダイキャスティング後のステップにおいて、前記前側ハブ部分に複数の前側ボルト穴を形成することと、
   ダイキャスティング後のステップにおいて、前記後側ハブ部分に第二の複数の後側ボルト穴を形成することと、
   前記前側部分の前記平坦な前側部分を前記後側部分の前記平坦な後側部分に結合することと、
   前記複数の前側ボルト穴の対応する１つ及び前記第二の複数の後側ボルト穴の対応する１つを通じて前記複数のボルトの１つを導入し、該複数のボルトの前記頭部の少なくとも１つが前記前側ハブ部分と緊密に結合されるようにすることと、
   前記複数のボルトの各々を固着することとを含む、方法。
5. 請求項２の方法において、前記前側部分を前記後側部分に結合することが、
   各々が１つの頭部分を有する複数のボルトを用い、
   ダイキャスティング後のステップにおいて、前記前側ハブ部分に複数の前側ボルト穴を形成することと、
   ダイキャスティング後のステップにおいて、前記後側ハブ部分に第二の複数の後側ボルト穴を形成することと、
   前記前側部分の前記平坦な前側部分を前記後側部分の前記平坦な後側部分に結合することと、
   前記第二の複数の後側ボルト穴の対応する１つ及び前記複数の前側ボルト穴の対応する１つを通じて前記複数のボルトの１つを導入し、前記頭部の少なくとも１つが前記後側ハブ部分と緊密に結合されるようにすることと、
   前記複数のボルトの各々を固着することとを含む、方法。
6. 請求項４の方法において、前記複数のボルトを固着することが、前記複数のボルトの各々を対応するナットにて固着し、該対応するナットが前記後側ハブ部分と緊密に結合されるようにすることを含む、方法。
7. 請求項５の方法において、前記複数のボルトを固着することが、前記複数のボルトの各々を対応するナットにて固着し、該対応するナットが前記前側ハブ部分と緊密に結合されるようにすることを含む、方法。
8. 請求項３の方法において、前記前側部分を前記後側部分に結合することが、
   各々が１つの頭部分を有する複数のボルトを用い、
   前記前側部分の前記前側平坦部分を前記後側部分の後側平坦部分に結合することと、
   前記複数の前側ボルト穴の対応する１つ及び前記第二の複数の後側ボルト穴の対応する１つを通じて前記複数のボルトの１つを導入し、該複数のボルトの前記頭部の少なくとも１つが前記前側ハブ部分と緊密に結合されるようにすることと、
   前記複数のボルトの各々を固着することとを含む、方法。
9. 請求項３の方法において、前記前側部分を前記後側部分に結合することが、
   各々が１つの頭部分を有する複数のボルトを提供することと、
   前記前側部分の前記平坦な前側部分を前記後側部分の前記平坦な後側部分に結合することと、
   前記第二の複数の後側ボルト穴の対応する１つ及び前記複数の前側ボルト穴の対応する１つを通じて前記複数のボルトの１つを導入し、前記頭部の少なくとも１つが前記後側ハブ部分と緊密に結合されるようにすることと、
   前記複数のボルトの各々を固着することとを含む、方法。
10. 請求項８の方法において、前記複数のボルトを固着することが、前記複数のボルトの各々を対応するナットにて固着し、該対応するナットが前記後側ハブ部分と緊密に結合されるようにすることを含む、方法。
11. 請求項９の方法において、前記複数のボルトを固着することが、前記複数のボルトの各々を対応するナットにて固着し、該対応するナットが前記前側ハブ部分と緊密に結合されるようにすることを含む、方法。
12. 円周方向に隔てられ、放射状に配置された複数の重なり合うファンブレードを有する、２部分から成るファン組立体であって、中心軸回りに回転可能なファン組立体をダイキャストする方法において、
    ファン組立体の複数の重なり合うファンブレード及び中央ハブを通って延びる相対的位置決め面であって、前記複数の重なり合うファンブレードの前側部分が相対的位置決め面の一方側に配置され、前記複数の重なり合うファンブレードの後側部分が前記相対的位置決め面の反対側に配置されるように位置するように前記相対的位置決め面を決定することと、
    ２部分から成るファン組立体の前側部分及び後側部分を、前側部及び後側部を有するダイキャスト用具内でダイキャストし、前記前側部分が、前記複数の重なり合うファンブレードの前記第一の部分と、実質的に平坦な前側平坦部分とを有し、該前側平坦部分が前記相対的位置決め面により画成されるようにすることと、
    前記後側部分が、前記複数の重なり合うファンブレードの前記第二の部分と、実質的に平坦な後側平坦部分とを有し、後側平坦部分が前記相対的位置決め面により画成されるようにすることと、
    前記ダイキャスト用具の前記前側部分を前記中心軸線に沿って前記相対的位置決め面から離れるように切り離し、該前側部分が前記複数の重なり合うブレードの第一の部分と接触しないようにすることと、
    前記ダイキャス用具の前記後側部分を前記中心軸線に沿って前記相対的位置決め面から離れるように切り離し、該後側部分が前記複数の重なり合うブレードの第二の部分と接触しないようにすることとを含む、方法。
13. 請求項１２の方法において、前側部分をダイキャストすること及び後側部分をダイキャストすることが、
    第一の量の溶融材料を前記前側部内に導入することと、
    第二の量の前記溶融材料を前記後側部内に導入することと、
    前記第一の量の鋳造溶融材料を冷却させ前記前側部分を形成し、前記第二の量の鋳造溶融材料を冷却させ前記後側部分を形成することとを含む、方法。
14. 請求項１２の方法において、前記前側ハブ部分が、該前側ハブ部分に形成された複数のボルト穴を有し、前記後側ハブ部分が、該後側ハブ部分に形成された第二の複数のボルト穴を有する、方法。
    
    

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