JP4110935B2

JP4110935B2 - タンク一体型シュラウド、その製造方法およびその製造治具

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Publication number: JP4110935B2
Application number: JP2002324117A
Authority: JP
Inventors: 喜岳星野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP2004156553A; US7137439B2; US20040187808A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジン冷却用ラジエータに冷却風を供給する電動ファンに適用して好適なタンク一体型シュラウド、その製造方法およびその製造治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のタンク一体型シュラウドとして、例えば特許文献１（図４）に示すように、一側面に開口部１２２が形成されたタンク１２０ａをシュラウド１１０の導風部（特許文献１中では壁面）１１１に溶着接合して一体化させ、このタンク１２０ａをレゾネータとして使用するようにしたものが知られている。
【０００３】
尚、ここではシュラウド１１０自身を扁平の箱状としており、導風部１１１をタンク１２０ａの開口部１２２に対応する平面部１１１ａとして使用いる。また、溶着を容易にするための環状の凸部１１２を開口部１２２の外周に沿うように設けている。
【０００４】
これにより、シュラウド１１０まわりの空きスペースを有効に活用してレゾネータの設置を可能としている。また、通常、シュラウド１１０まわりには吸気ダクトが近接して配設されることから、吸気経路を短くしてタンク（レゾネータ）１２０ａとの接続を可能としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１７３５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本来シュラウド１１０の導風部１１１は、図５に示すように、シュラウド１１０の外周部からファン１０１側に向けて滑らかなベルマウス状に形成され、ロスの無い送風空気の流通が成されるのが理想であるが、図６に示すように、上記平面部１１１ａを設けることにより送風空気の流れに乱れが生じ、送風性能面、騒音面の悪化を伴う。尚、図６（ａ）はタンク１２０ａの容量が小さい場合、図５（ｂ）はタンク１２０ａの容量が大きい場合を示す。
【０００７】
一方、図７に示すように、導風部１１１の形状を理想的なものとして、環状の凸部１１２の突出長さで調整しようとすると、凸部１１２が長くなる分、溶着時にたわみ等が生じ、加圧力の逃げが大きくなるので、溶着における接合品質が低下する。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、シュラウド導風部の理想形状を確保しつつ、タンクの確実な溶着を可能とするタンク一体型シュラウド、その製造方法およびその製造治具を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、送風空気を導くシュラウド（１１０）のシュラウド導風部（１１１）と、シュラウド導風部（１１１）の反空気流通側に設けられ、環状に突出する凸部（１１２）と、一側面で開口する開口部（１２２）が形成されたタンク（１２０）とを有し、凸部（１１２）に開口部（１２２）の外周部（１２３）が溶着されて成るタンク一体型シュラウドにおいて、
シュラウド導風部（１１１）は、滑らかな傾斜を成すように形成されており、
環状の凸部（１１２）の突出側端部の全周は、凸部（１１２）の突出長さが調整されることで、シュラウド（１１０）の外周側端部から同一距離となる平面を形成するようになっており、
凸部（１１２）には、シュラウド導風部（１１１）の空気流通側から溶着治具（２１２）が挿入可能となる中空部（１１３）が形成されたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、シュラウド導風部（１１１）を理想形状として残したまま凸部（１１２）の突出長さを調整することでタンク（１２０）の開口部（１２２）に対応する溶着が可能となる。この時、凸部（１１２）に設けた中空部（１１３）に挿入される溶着治具（２１２）によって加圧力を受けることができるので、確実な溶着が可能となる。
【００１２】
合わせて、溶着治具（２１２）はシュラウド（１１０）の位置決め機能も果たすので、溶着作業が容易になる。
【００１３】
そして、請求項２に記載の発明のように、送風空気は、ラジエータに供給されるものであり、タンク（１２０）は、ラジエータの冷却水を貯めるリザーブタンク（１２０）としてやれば、シュラウド導風部（１１１）まわりのデッドスペースを有効に活用してラジエータとリザーブタンク（１２０）とを近接して配置することができるので、冷却水接続用のホース（１２７）の取り回しも容易になる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載のタンク一体型シュラウドの製造方法に関するものであり、
第１治具（２１０）から突状に延びる受け部（２１２）に凸部（１１２）の中空部（１１３）を挿入し、
凸部（１１２）と外周部（１２３）との間に板状の加熱手段を介在させ、凸部（１１２）および外周部（１２３）を溶融させた後に、
加熱手段を取り外して、外周部（１２３）を加圧する第２治具（２２０）の加圧部（２２２）の加圧力を受け部（２１２）で受けつつ凸部（１１２）と外周部（１２３）とを溶着することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載のタンク一体型シュラウドの製造治具に関するものであり、溶融された凸部（１１２）および外周部（１２３）を挟み込んで加圧する第１治具（２１０）と第２治具（２２０）とを有し、第１治具（２１０）、第２治具（２２０）のうち、凸部（１１２）側となる治具（２１０）には、中空部（１１３）に挿入される突状の受け部（２１２）が設けられたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に示し、まず、具体的な構成について図１、図２を用いて説明する。第１実施形態は、本発明のタンク一体型シュラウド１００をモータ１０２ａ、１０２ｂによってファン１０１ａ、１０１ｂが回転作動される電動ファン１０に適用したものとしている。
【００１９】
電動ファン１０は、四隅に設けられた取付け部１１８によって、図示しない自動車用ラジエータのエンジン側に固定され、ラジエータのコア部に冷却用の空気を送風する送風機として機能する。ここでは、車両のグリル側からエンジン側に向けて、即ちラジエータのコア部からファン１０１ａ、１０１ｂ側に送風空気を吸引するいわゆる吸込み式の電動ファン１０としている。
【００２０】
タンク一体型シュラウド１００は、本体部と成るシュラウド１１０とリザーブタンク（タンク）１２０とから成る。
【００２１】
シュラウド１１０は、ガラス繊維を２５〜３０％程度含有するポリプロピレン材より成り、上記取付け部１１８を含め、以下説明する各部位１１１〜１１７が射出成形により一体で形成されている。シュラウド１１０の外形は、ラジエータのコア部に相当する矩形状を成しており、その左右にはファン１０１ａ、１０１ｂが配設されるリング部１１４が形成されている。リング部１１４の中心には円形のモータ保持部１１５が形成され、このモータ保持部１１５は、放射状に延びてリング部１１４に接続される複数のモータステー部１１６によって支持されている。
【００２２】
モータ保持部１１５には、モータ１０２ａ、１０２ｂが固定され、更にモータ１０２ａ、１０２ｂのシャフト（図示せず）にはファン１０１ａ、１０１ｂが固定されている。モータ１０２ａ、１０２ｂは、周知の直流フェライトモータであり、コントローラ１０３に接続されている。コントローラ１０３は、モータ１０２ａ、１０２ｂに流す電流のＯＮ−ＯＦＦ時間の比率を変化させて平均電流値を可変するものであり、ラジエータの必要冷却能力に応じて、直結されるファン１０１ａ、１０１ｂの回転数を可変して送風量を調整する。
【００２３】
リング部１１４とシュラウド１１０の外周部との間には滑らかな傾斜を成すシュラウド導風部（以下、導風部）１１１が形成されており、ファン１０１ａ、１０１ｂによって吸引される空気を効率的に導くようにしている。この導風部１１１の空気流通側（図２中の右側）の略中央部には、仕切り板１１７が設けられており、各ファン１０１ａ、１０１ｂの送風領域を区画している。
【００２４】
そして、導風部１１１の右上の反空気流通側（図２中の左側）には、環状に突出する凸部１１２が形成されている。凸部１１２は本発明の特徴部を成すものであり、凸部１１２には導風部１１１の空気流通側から後述する溶着治具２００が挿入可能となる中空部１１３が形成されている。そして、導風部１１１は本来の理想形状を据え置いた形とし、凸部１１２の突出長さを調整することで、環状の全周が後述するリザーブタンク１２０の溶着部１２３に対応する平面を形成するようにしている。
【００２５】
一方、リザーブタンク１２０は、ガラス繊維を２０％程度含有するポリプロピレン材から成り、略横長の直方体を成す本体部１２１をベースに、導風部１１１側の面（一側面）が開口してその周囲にフランジ状の溶着部（外周部）１２３を有する開口部１２２と、上側に延びる筒状の注水口１２４と、下側で開口する連通部１２６とが射出成形により一体で形成されている。そして、溶着部１２３が導風部１１１の凸部１１２に溶着されて、タンク一体型シュラウド１１０を形成している。
【００２６】
尚、注水口１２４の先端側にはキャップ１２５が装着され、また、連通部１２６は、ホース１２７によってラジエータと接続される。リザーブタンク１２０は、温度上昇時に膨張によってラジエータからオーバーフローする冷却水を内部に溜め、また、温度低下時に冷却水が収縮する際に内部に溜められた冷却水をラジエータに戻すように機能する。
【００２７】
次に、リザーブタンク１２０の溶着方法について、図３を用いて詳細に説明する。ここでは下治具（第１治具）２１０と上治具（第２治具）２２０とから成る溶着治具２００を用いている。下治具２１０は、ベース部２１１にシュラウド１１０の中空部１１３に対応する突状の受け部（溶着治具）２１２が設けられたものである。また、上治具２２０は、本体部２２１にリザーブタンク１２０の外形に沿うように突出すると共に、溶着部１２３に当接する加圧部２２２が設けられたものである。下治具２１０と上治具２２０は、受け部２１２と加圧部２２２とが互いに対応する位置となるようにセットされており、上治具２２０は上下動可能としている。
【００２８】
溶着方法としては、まず下治具２１０に対して上治具２２０が上方向に開いた状態で、シュラウド１１０を水平姿勢として、中空部１１３に下治具２１０の受け部２１２が挿入されるようにセットする。また、溶着部１２３が加圧部２２２の先端部に当接するようにリザーブタンク１２０を上治具２２０にセットする。
【００２９】
次に、凸部１１２と溶着部１２３との間に例えばヒータ板（図示せず）のような加熱手段を介在させ、上治具２２０を下降させ、凸部１１２と溶着部１２３とを共に溶融させる。
【００３０】
そして、ヒータ板を取り外して、上治具２２０に所定の加圧力を負荷して、凸部１１２と溶着部１２３とを互いに挟み込んで溶着させる。
【００３１】
これにより、導風部１１１を理想形状として残したまま凸部１１２の突出長さを調整することでリザーブタンク１２０の開口部１２２に対応する溶着が可能となる。この時、凸部１１２に設けた中空部１１３に挿入される下治具２１０の受け部２１２によって上治具２２０の加圧部２２２の加圧力を受けることができるので、確実な溶着が可能となる。
【００３２】
合わせて、受け部２１２はシュラウド１１０の位置決め機能も果たすので、溶着作業が容易になる。
【００３３】
また、タンクとしてラジエータ用のリザーブタンク１２０として適用しているので、導風部１１１まわりのデッドスペースを有効に活用してラジエータとリザーブタンク１２０とを近接して配置することができ、冷却水接続用のホース１２７の取り回しも容易になる。
【００３４】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、タンク一体型シュラウド１００をモータ１０２ａ、１０２ｂによってファン１０１ａ、１０１ｂが回転作動される電動ファン１０に適用したものとして説明したが、これに限らず、エンジンカップリングファン用のシュラウドとして適用しても良い。
【００３５】
また、溶着されるタンクとしては、ラジエータ用のリザーブタンク１２０に限らず、他のウォッシャータンクやパワステ用オイルタンク等に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における電動ファンの全体構成を示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部を示す断面図である。
【図３】シュラウドへのリザーブタンクの溶着方法を示す断面図である。
【図４】従来技術を示す断面図である。
【図５】シュラウド導風部の理想形状を示す断面図である。
【図６】理想形状のシュラウド導風部に平面部を設けた場合の送風空気の流れ状態を模式的に示す断面図であり、（ａ）はリザーブタンクの容量が小さい場合、（ｂ）はリザーブタンクの容量が大きい場合を示す。
【図７】シュラウド導風部の凸部の突出長さを調整して対応した場合の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１００タンク一体型シュラウド
１１１シュラウド導風部
１１２凸部
１１３中空部
１２０リザーブタンク（タンク）
１２２開口部
１２３溶着部（外周部）
２１０下治具（第１治具）
２１２受け部（溶着治具）
２２０上治具（第２治具）
２２２加圧部

Claims

送風空気を導くシュラウド（１１０）のシュラウド導風部（１１１）と、
前記シュラウド導風部（１１１）の反空気流通側に設けられ、環状に突出する凸部（１１２）と、
一側面で開口する開口部（１２２）が形成されたタンク（１２０）とを有し、
前記凸部（１１２）に前記開口部（１２２）の外周部（１２３）が溶着されて成るタンク一体型シュラウドにおいて、
前記シュラウド導風部（１１１）は、滑らかな傾斜を成すように形成されており、
環状の前記凸部（１１２）の突出側端部の全周は、前記凸部（１１２）の突出長さが調整されることで、前記シュラウド（１１０）の外周側端部から同一距離となる平面を形成するようになっており、
前記凸部（１１２）には、前記シュラウド導風部（１１１）の空気流通側から溶着治具（２１２）が挿入可能となる中空部（１１３）が形成されたことを特徴とするタンク一体型シュラウド。
前記送風空気は、ラジエータに供給されるものであり、
前記タンク（１２０）は、前記ラジエータの冷却水を貯めるリザーブタンク（１２０）としたことを特徴とする請求項１に記載のタンク一体型シュラウド。
請求項１または請求項２のいずれかに記載のタンク一体型シュラウドの製造方法であって、
第１治具（２１０）から突状に延びる受け部（２１２）に前記凸部（１１２）の前記中空部（１１３）を挿入し、
前記凸部（１１２）と前記外周部（１２３）との間に板状の加熱手段を介在させ、前記凸部（１１２）および前記外周部（１２３）を溶融させた後に、
前記加熱手段を取り外して、前記外周部（１２３）を加圧する第２治具（２２０）の加圧部（２２２）の加圧力を前記受け部（２１２）で受けつつ前記凸部（１１２）と前記外周部（１２３）とを溶着することを特徴とするタンク一体型シュラウドの製造方法。
請求項１または請求項２のいずれかに記載のタンク一体型シュラウドの製造治具であって、
溶融された前記凸部（１１２）および前記外周部（１２３）を挟み込んで加圧する第１治具（２１０）と第２治具（２２０）とを有し、
前記第１治具（２１０）、前記第２治具（２２０）のうち、前記凸部（１１２）側となる治具（２１０）には、前記中空部（１１３）に挿入される突状の受け部（２１２）が設けられたことを特徴とするタンク一体型シュラウドの製造治具。