(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心として回転することによって空気を移動してラジエータに通す複数のブレードを持つ自動車の冷却ファンを取り囲むファンシュラウド用のアスピレータであって、前記ブレードの外端は円筒形の包絡面を構成し、前記ファンシュラウドは、前記円筒形の包絡面に関して半径方向外方に位置決めされた、前記ファンを取り囲むほぼ円筒形の壁を有し、前記アスピレータは、前記ファンによって移動された空気に露呈された開口部及び自動車機能に連結するためのポートを規定するハウジングを有する、アスピレータにおいて、
前記アスピレータハウジングの長手方向軸線は、前記シュラウドの前記円筒壁に接する平面に関して鋭角を形成する、ことを特徴とするアスピレータ。
【請求項２】
各ブレードは前縁及び後縁を有し、前縁及び後縁は互いにほぼ平行であり、ブレードの回転軸線に対して垂直な平面上への両縁の投影像が距離Ｂだけ間隔を隔てられており、
前記アスピレータハウジングは、前記ファンブレードの回転方向と反対方向に向いた縁部を有し、前記ハウジングの前記縁部は、前記平面上への投影像が、前記前縁の前記投影像が前記第１ハウジング縁部から距離Ｃだけ間隔を隔てられている場合に、前記ファンブレードの前記前縁の投影像と平行であり、ＣのＢに対する比は１．１５乃至０．６７である、請求項１に記載のアスピレータ。
【請求項３】
前記アスピレータハウジングは、前記開口部から前記ポートまで延びるダクトを形成し、
前記アスピレータハウジングは、前記ダクトの一方の側から突出したフランジを有し、該フランジは、前記ファンの回転方向とほぼ平行であり且つ前記ファンの回転平面と実質的に平行な方向に前記ダクトから突出している、請求項１に記載のアスピレータ。
【請求項４】
前記アスピレータハウジングは、前記開口部から前記ポートまで延びるダクトを形成し、このダクトは、三角形の断面形状を有し、この三角形の頂点は、前記ファンによって移動された空気の流れに関して上流の所定方向に突出している、請求項１に記載のアスピレータ。
【請求項５】
軸線を中心とした回転方向に回転することによって空気を移動してラジエータに通す複数のブレードを持つ自動車の冷却ファンを取り囲むファンシュラウド用のアスピレータであって、前記ファンによって移動された空気に露呈された開口部、自動車の機能に連結するためのポート、及び前記開口部から前記ポートまで延びるダクトを構成するハウジングを有する、アスピレータにおいて、
前記アスピレータハウジングは、ダクトの一方の側から突出したフランジを有し、該フランジはダクトからほぼ前記回転方向に突出し、前記フランジは、前記ファンの回転平面と実質的に平行な平らな部材を有する、アスピレータ。
【請求項６】
軸線を中心とした回転方向に回転することによって空気を移動してラジエータに通す複数のブレードを持つ自動車の冷却ファンを取り囲むファンシュラウド用のアスピレータであって、前記ファンによって移動された空気に露呈された開口部、自動車の機能に連結するためのポート、及び前記開口部から前記ポートまで延びるダクトを構成するハウジングを有する、アスピレータにおいて、
前記ダクトは、三角形の断面形状を有し、この三角形の頂点は、前記ファンによって移動された空気の流れに関して上流の所定方向に突出している、アスピレータ。
【請求項７】
軸線を中心とした回転方向に回転することによって空気を移動してラジエータに通す複数のブレードを持つ自動車の冷却ファンを取り囲むファンシュラウド用のアスピレータであって、前記ファンによって移動された空気に露呈された開口部、自動車の機能に連結するためのポート、及び前記開口部から前記ポートまで延びるダクトを構成するハウジングを有する、アスピレータにおいて、
互いに接合されて、前記ファンによって移動された空気の流れに関して上流の所定方向に突出した押縁を形成する第１及び第２の側壁と、
前記側壁間を延び、前記ファンによって移動された空気の流れに関して上流に向いた所定方向で閉鎖した連続表面を前記側壁とともに形成する三角形の端壁と、
前記第１及び第２の側壁に連結され、前記側壁及び前記端壁とともにその間に開口部を形成する、プレートとを有する、アスピレータ。
【請求項８】
前記ファンシュラウドは、前記ファンを取り囲むほぼ円筒形の壁を有し、
前記プレートのほぼ三角形の部分が前記ほぼ円筒形の壁に関して半径方向内方に配置されている、請求項７に記載のアスピレータ。
【請求項９】
前記ポートは、前記プレートの外端によって形成されている、請求項７に記載のアスピレータ。
【請求項１０】
前記ダクトの一方の側から突出したフランジを有し、このフランジは、ダクトから、ほぼファンの回転方向に突出しており、前記フランジは、前記ファンの回転平面と実質的に平行な平らな部材を有する、請求項７に記載のアスピレータ。
【請求項１１】
前記ダクトは、三角形の断面形状を有し、この三角形の頂点は、前記ファンによって移動された空気の流れに関して上流の所定方向に突出している、請求項７に記載のアスピレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、負圧を提供するためエンジンのファンシュラウドと関連して使用するためのアスピレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの吸気システムは、代表的には、スクープ、前置クリーナ、種々の長さのダクト、及びエアクリーナを有する。このような前置クリーナは、吸気システムの入口即ちスクープに吸い込まれた空気から小さな塵埃粒子を引き出す即ち「掃去する」ために負圧を必要とする。必要な負圧を供給するのに排気システムアスピレータが使用されてきた。しかしながら、排気システムアスピレータはエンジンの排気に制限を加え、騒音レベルを上げ、消音器及び／又は排気管の価格を引き上げる。更に、高温のガスが前置クリーナに逆流しないようにするために逆止弁が必要とされ、耐熱ホースを使用しなければならない。
【０００３】
自動車によっては、吸気システムから塵埃を掃去する前置クリーナへの負圧源としてファンシュラウドアスピレータを使用している。このアスピレータは、ホースを前置クリーナに繋ぐことができるようにする、シュラウドの単なる開口部である。この種のファンシュラウドアスピレータもまた、特定の条件では前置クリーナへの逆流を引き起こし、従って、塵埃粒子がクリーナから除去されない。従って、上述のアスピレータと関連した問題点をなくす、前置クリーナ用アスピレータを提供することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、エンジンの排気に制限を加える必要がなく、騒音レベルを上げたり消音器及び／又は排気管の価格を引き上げることのない前置クリーナ用アスピレータを提供することである。
【０００５】
本発明の別の目的は、逆止弁を必要としない前置クリーナ用アスピレータを提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、前置クリーナへの逆流を生じることのない前置クリーナ用アスピレータを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及び他の目的は、アスピレータが自動車の冷却ファンを取り囲むファンシュラウドに取り付けられた、本発明によって達成される。アスピレータは、自動車の機能に連結するためのポートに開口部を連結するダクトを形成するハウジングを有する。アスピレータは、ファンから間隔を隔てられ、ファンの上流にあり、シュラウドの円筒壁に対する接線に関して所定の鋭角で延びている。アスピレータは、ファンブレードの回転方向とほぼ反対方向に向いた近縁部を有し、この近縁部は、ファンブレードの前縁が近縁部からファンブレードの幅よりも僅かに大きい距離だけ間隔を隔てられている場合にファンブレードの前縁と平行である。アスピレータは、ファンの回転平面と平行にほぼファンの回転方向に突出したフランジを有する。ダクトは、三角形形状の断面を有し、この三角形の頂点は、ファンによって移動された空気の流れに関して上流の所定方向に突出している。
【０００８】
【実施例】
図１及び図２を参照すると、ファンシュラウド１０が自動車の冷却ファン１２及びこのファン１２とラジエータ１４との間の領域を全体に取り囲んでいる。ファン１２は、エンジン１３によって駆動され、複数のブレード１６を含み、これらのブレードは、軸線を中央として（図２で見て時計周り方向に）回転し、ラジエータ１４を通して空気を移動する。ブレード１６の外端には円筒形の包絡面を形成する。シュラウド１０は、矩形のベース２０によって支持されたほぼ円筒形の壁１８を含む。壁１８は、ファン１２を同心に取り囲み、円筒形の包絡面に関して半径方向外方に位置決めされている。図１で最もよくわかるように、アスピレータ２２がファンブレード１６から間隔を隔てられ、これは、空気流の方向に関してファン１２の上流にある。
【０００９】
アスピレータ２２は、空気がエンジンのエアクリーナ２８に到達する前に、空気取り入れ口２６から取り入れられる空気から塵埃を掃去する前置クリーナ２４への負圧源を構成する。図５で最もよくわかるように、アスピレータ２２はベースハウジング部分３０及びカバーハウジング部分３２を含み、これらのハウジング部分は、互いに及びファンシュラウド１０の隅部に接合されている。ハウジング部分３０及び３２は、ファン１２によって移動された空気に露呈された開口部３３を形成する。ベースハウジング部分３０は、ファンシュラウドの開口部を通って延びるポート３４を形成し、前置クリーナ２４に連結されている。ハウジング部分３０及び３２は、開口部３３からポート３４まで延びるダクト３６を形成する。従って、このダクト３６の断面形状は三角形であり、この三角形の頂部は、ファン１２によって移動された空気の流れに関して上流方向に突出している。
【００１０】
カバーハウジング３２は、肩部４４及び４５で外リム４２に接合された内リム４０を含む。これらのリム４０及び４２からは、第１側壁４６、第２側壁４８、及び三角形端部分５０が突出している。側壁４６及び４８は、互いに接合されて押縁５２を形成し、この押縁はファンから遠ざかる方向に、即ち空気流の方向と反対方向に突出している。カバーハウジング３２の一部が全体に三角形のフランジ５４を形成し、このフランジは、全体に、ファンブレード１６の回転方向に突出し、ファンの回転平面とほぼ平行である。側壁４６及び４８の半径方向外端は、滑らかな輪郭を有し、湾曲しており、互いに接合され、内リム４０に接合されており、そのため、側壁４６、４８、及び内リム４０は、ファン１２によって移動された空気の流れに関して上流を向いた方向で閉じた滑らかで空力学的な連続面を形成する。
【００１１】
ベースハウジング部分３０は、アーム６２が突出した平らなプレート６０を含む。ベースハウジング部分３０は、プレート６０の縁部が肩部４４と係合し、アーム６２が肩部４５と係合するように、カバーハウジング３２に取り付けられる。外リム４２及びプレート６０の縁部が開口部３３を構成する。プレート６０及びカバーハウジング部分３２は、開口部３３からポート３４まで延びるダクト３６を形成する。
【００１２】
図２で最もよくわかるように、アスピレータ２２の前縁６４はアスピレータの一方側に設けられ、全体にファンブレード１６に向かって配向されており、ファンブレード１６は矢印Ｒの方向でアスピレータに向かって回転する。アスピレータ２２は、シュラウド１０の円筒壁１８に関して半径方向外方に間隔を隔てられた外端からファンブレード１６が構成する円筒形の包囲体に関して半径方向内方に間隔を隔てられた半径方向内端まで延びている。アスピレータ２２は、押縁５２と平行な長手方向軸線を有し、この長手方向軸線は、アスピレータが壁１８と交差する箇所でシュラウドの円筒壁１８に接する平面Ｐに関して所定の鋭角Ａを形成する。
【００１３】
各ファンブレード１６の後縁は、全体にファンの回転方向と反対方向に向いており、前縁は全体にファンの回転方向に向いている。前縁及び後縁は互いに実質的に平行である。前縁及び後縁は、ブレードの回転軸線に対して垂直な平面上に投影したときに、これらの投影像は距離Ｂだけ間隔を隔てられている。好ましくは、アスピレータ２２は、ファンブレードのアスピレータに近い方の縁部の投影がアスピレータの前縁から距離Ｂよりも僅かに大きい距離Ｃだけ間隔を隔てられている場合に、アスピレータ２２の前縁が、ファンブレード１６のアスピレータに近い方の縁部の投影と平行な投影をこの平面上に有するように配向されている。更に、プレート６０の全体に三角形の部分６６は、シュラウドの壁１８に関して露呈されており、即ちシュラウドの壁１８に関して半径方向内方に配置されている。
【００１４】
距離Ｃは、ファンブレードの直径の関数として変化しなければならないということがわかっている。ファンブレードの投影幅Ｂ、及び他の形状及び関係が同じままであると仮定すると、「平行に離間した」距離Ｃは、ファン直径及びシュラウド壁直径が減少する場合には、減少させなければならない。例えば、幅Ｂが１３３ｍｍの捩じれブレードを持つ直径が７１１ｍｍのファンを備えた、直線状シュラウドの場合には、距離Ｃが約１５４ｍｍであるか或いはファンブレードの幅Ｂの約１．１５倍である場合に性能が最適化されるということがわかっている。幅Ｂが１２９ｍｍの先端がフレア状になった捩じっていないブレードを持つ直径が５８２ｍｍのファンを持つ先端フレア状シュラウドの場合には、距離Ｃが約８７ｍｍであるか或いはファンブレードの幅Ｂの約０．６７倍である場合に性能が最適化されるということがわかっている。換言すると、Ｂに対するＣの比は、好ましくは、１．１５乃至０．６７である。更に、ファン１２とアスピレータ２２との間の最も小さな軸線方向距離は、シュラウドの壁１８とファンブレード１６の外端との間の半径方向間隔と実質的に同じでなければならないということがわかっている。
【００１５】
本発明を特定の実施例に関して説明したが、多くの変形及び変更は、以上の記載から当業者には明らかであるということは理解されよう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内のこのような変形及び変更の全てを含もうとするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による前置クリーナアスピレータを備えた自動車のエンジン構成要素のアッセンブリの概略図である。
【図２】ファンシュラウドに取り付けられた本発明のアスピレータの端面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】図２の４−４線に沿った断面図である。
【図５】本発明のアスピレータ及びこのアスピレータが取り付けられたファンシュラウドの一部の分解図である。
【符号の説明】
１０  ファンシュラウド
１２  冷却ファン
１３  エンジン
１４  ラジエータ
１６  ブレード
１８  円筒壁
２２  アスピレータ
２４  前置クリーナ
２６  空気取り入れ口
２８  エアクリーナ
３０  ベースハウジング部分
３２  カバーハウジング部分
３４  ポート
３６  ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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