(57)【要約】  ファン（２０）を作製する方法は、バックプレート（２２）およびバックプレート（２２）から延在する複数のブレード（２４）を備える、サブアセンブリ（４８）を作製するステップと、ファンシュラウド（２６）を作製するステップと、ファンシュラウド（２６）をサブアセンブリ（４８）のブレード（２４）に隣接して位置付けるステップと、第１の溶接位置で強磁性粒子を提供するステップと、ならびに電磁エネルギーを第１の溶接位置で強磁性粒子に向けて、周辺材料を溶融し、かつファンシュラウド（２６）とブレード（２４）のうちの少なくとも１つとを構造的に接合するステップとを含む。
2011517334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンを作製する方法であって、
バックプレートおよび前記バックプレートから延在する複数のブレードを備えるサブアセンブリを作製するステップと、
ファンシュラウドを作製するステップと、
前記ファンシュラウドを、前記サブアセンブリの前記ブレードに隣接して位置決めするステップと、
第１の溶接位置で強磁性粒子を提供するステップと、
前記第１の溶接位置で電磁エネルギーを前記強磁性粒子に向け、周辺材料を溶融して前記ファンシュラウドと前記ブレードのうちの少なくとも１つとを構造的に接合するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
サブアセンブリを作製する前記ステップは、前記バックプレートを画定するように、金属ディスクをポリマー材料でオーバーモールドする、ステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
サブアセンブリを作製する前記ステップは、前記バックプレートおよび前記複数のブレードを一体的に成形するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのブレードの一部分を前記ファンシュラウド内の開口部を通って位置決めするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の溶接位置で強磁性粒子を提供するステップは、強磁性粒子を含有するポリマー材料ストランドを、前記ファンシュラウドと前記ブレードのうちの少なくとも１つとの両方に隣接して位置決めするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の溶接位置で電磁エネルギーを強磁性粒子に向けるステップは、前記強磁性粒子を含有するポリマー材料ストランドに電磁エネルギーを向け、少なくとも前記ストランドを溶融して前記ファンシュラウドと前記ブレードのうちの少なくとも１つとを構造的に接合するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ファンアセンブリであって、
実質的に平面の内径部分と及び実質的に円錐台の外径部分を含むバックプレートと、
ポリマー材料を含むとともに、前記バックプレートから延在する複数のブレードであって、それぞれのブレードが、前記バックプレートと反対の取付領域を画定し、前記取付領域が、溶接領域と、前記溶接領域に隣接して位置付けられる捕捉領域と、を含む、複数のブレードと、を備える、サブアセンブリと、
環状形状を有するとともにポリマー材料を含む本体部分と、前記本体部分を通る複数の開口部であって、前記複数のブレードの前記溶接領域が、前記本体部分を通る対応する開口部内に少なくとも部分的に位置決めされる複数の開口部と、前記本体部分と一体化されるとともに、前記本体部分を通る前記開口部のそれぞれの反対側に沿って延在する一対の支持体であって、前記複数のブレードの捕捉領域が、対応する対の支持体間に位置付けられる、一対の支持体と、を備える、ファンシュラウドと、を備え、
溶接継手が、前記複数のブレードのそれぞれの前記溶接領域と前記ファンシュラウドとの間に形成され、前記溶接継手が、強磁性粒子を含有する、
ファンアセンブリ。
【請求項８】
前記バックプレートの前記内径部分は、ポリマー材料でオーバーモールドされた金属ディスクをさらに含む、請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記サブアセンブリは、一体的に形成される、請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記サブアセンブリが、ポリマー材料を含み、射出成形プロセスで一体的に成形される、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
ファンアセンブリであって、
バックプレートと、前記バックプレートから延在する複数のブレードであって、それぞれのブレードが、前記バックプレートと反対の取付領域を画定し、前記取付領域が、溶接領域及び前記溶接領域と隣接して配置される捕捉領域を含む、複数のブレードと、を備える、サブアセンブリと、
環状形状を有する本体部分と、前記本体部分を通る開口部のそれぞれの反対側に沿って延在する一対の支持体であって、前記複数のブレードの前記捕捉領域が、対応する対の支持体間に位置決めされる、一対の支持体と、を備える、ファンシュラウドと、
前記本体部分を通る複数の開口部であって、前記複数のブレードの前記溶接領域が、前記本体部分を通る対応する開口部内に少なくとも部分的に位置決めされる、複数の開口部と、を備え、
溶接継手が、前記複数のブレードのそれぞれの前記溶接領域と前記ファンシュラウドとの間に形成され、前記溶接継手は、強磁性粒子を含有し、前記ブレードのうちの少なくとも１つの前記捕捉領域が、溶接されていない、
ファンアセンブリ。
【請求項１２】
前記ファンシュラウドの前記本体部分は、前記本体部分を通る前記開口部のそれぞれにおける凹部、またはそれぞれの周囲の凹部を画定し、それぞれの凹部は、前記バックプレートと反対に配置される、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記溶接継手は、それぞれの凹部内に形成される、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
それぞれのブレードの前記捕捉領域は、前記それぞれの溶接領域から半径方向内向きに配置される、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記バックプレートは、実質的に平面の内径部分および実質的に円錐台の外径部分を画定する、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記サブアセンブリ、前記ファンシュラウド、および前記複数のキャップは、ナイロン材料を含む、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記サブアセンブリは、一体的に形成される、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記サブアセンブリは、一体的に成形される、請求項１１に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、自動車用途に好適なファンおよびファンアセンブリ、ならびにそれらを製造し、組み立てる方法に関する。
【０００２】
ボンネット下の冷却用途用のファン等の冷却システム用のファンは、予想される作動条件に耐えるように耐久性があり、頑丈でなければならない。さらに、これらのファンの構造およびファンを製造するおよび／または組み立てるために使用する技術は、効率的で、信頼性があり、かつ費用効率が高くなければならない。
【０００３】
ポリマーを使用する射出成形技術は、自動車のファンを製造するために頻繁に使用される。しかしながら、すべての射出成形技術が、特定のファン構造に同等に有効であるわけではない。いくつかの技術は、製造プロセスに望ましくない複雑さを起こし得る。いくつかの技術も、他の技術より費用がかかり得、それも望ましくない。
【０００４】
また、それぞれのファンの完全な製造に必要な時間および労力を減少させ、製造プロセスを大量生産等の所望の生産レベルに拡大させることが望ましい。多くの異なる従属部品を互いに付着させる、広範囲のアセンブリ作業は、製造に必要な時間および労力を増加させる傾向がある。廃棄物および再加工を減少させることがさらに望ましい。
したがって、代替的ファン、ならびに関連する製造および組み立て技術が望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
ファンを製造する方法は、バックプレートおよびバックプレートから延在する複数のブレードを備える、サブアセンブリを作製するステップと、ファンシュラウドを作製するステップと、ファンシュラウドをサブアセンブリのブレードに隣接して位置決めするステップと、第１の溶接位置で強磁性粒子を提供するステップと、第１の溶接位置で電磁エネルギーを強磁性粒子に向け、周辺材料を溶融してファンシュラウドとブレードのうちの少なくとも１つとを構造的に接合するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明によるファンの斜視図である。
【図２】ファンの分解斜視図である。
【図３】ファンの一部分の斜視図である。
【図４】ファンのシュラウドの一部分の斜視図である。
【図５】ファンのキャップの斜視図である。
【図６】ファンのキャップの斜視図である。
【図７】ファンのキャップの斜視図である。
【図８】ファンの一部分の部分的分解斜視図である。
【図９Ａ】溶接作業前を示す、図１の線９−９に沿った、ファンの一部分の断面図である。
【図９Ｂ】溶接作業後を示す、図１の線９−９に沿った、ファンの一部分の断面図である。
【図１０】ファンを溶接するための製造システムの上面図である。
【図１１】本発明による製造方法のフローチャートである。
【図１２】本発明による代替的製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
上記に特定した図面は、本発明のさまざまな実施形態を説明する一方、考察で述べるとおり、他の実施形態も企図される。すべての場合において、本開示は、制限ではなく、表示目的で本発明を示す。数々の他の修正および実施形態は、当業者によって考案することができ、これらは、本発明の原理の範囲および精神に含まれることを理解されたい。図面は、正しい尺度で描写されない場合がある。同様の参照番号が、図面の中で同様の部分を示すように使用されている。
【０００８】
本発明は、２００８年２月２２日に出願された米国暫定特許第６１／０６６，６９２号、名称「Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｆｌｏｗ  Ｆａｎ」の優先権を主張し、それは、参照することによって、その全体が本出願に組み込まれる。
【０００９】
本発明は、ファンアセンブリおよびファンを作製する方法を提供する。一般的に、ファンアセンブリは、ファンシュラウド、サブアセンブリ、および複数のキャップを備え、作業中に、ハイブリッドの軸流および半径流（つまり、軸方向と半径方向との間の方向の空気流）を発生する。当該サブアセンブリは、複数のブレードと一体化して形成される、少なくとも部分的に円錐台のバックプレートを備える。ファンシュラウドは、個別に形成され、ブレードおよびキャップに付着する。一実施形態では、ブレードは、キャップが、バックプレートと反対のファンシュラウドの側面でそれぞれのブレードに隣接して位置決めされた状態で、ファンシュラウド内のスロット内を少なくとも部分的に通過する。一実施形態では、ファンの部品は、ポリマー材料から作製され、ファンシュラウドは、高周波電磁溶接プロセスを使用して、ブレードに取り付けられる。高周波電磁エネルギーによって活性化された強磁性粒子を含有する、接合（または、溶接）材料ストランドを使用して、周辺材料を溶融して溶接継手を形成することが可能であり、または、代替的に、強磁性粒子を、溶接継手の所望の位置で、キャップ、シュラウド、および／またはサブアセンブリの少なくとも一部分に一体化することが可能である。かかる方法により、ファンアセンブリが互いに嵌り、かつ、溶接前に、任意に、検査することが可能になり、それによって、廃棄物および溶接後の再加工の減少に役立つ。該溶接プロセスは、本質的に、アセンブリ中のスプルーの形成も回避し、それは、廃棄物および仕上の必要性の減少に役立つ。本発明のさらなる詳細および特性が、以下の説明を考慮して認識される。例えば、ほとんどの任意の熱可塑性材料、熱硬化性材料、または樹脂材料を使用して、特定用途の要望に応じて、ファン部品を作製することが可能である。さらに、接合材料の強磁性粒子は、強磁性ポリマーマトリクスとして提供することが可能である。
【００１０】
図１は、バックプレート２２、複数のブレード（または、エアフォイル）２４、ファンシュラウド２６、および複数のキャップ２８を備える、ファン２０の斜視図である。図示した実施形態では、ファン２０は、他の構成も可能であるが、時計回り方向に回転するように構成される。ファン２０の図示した実施形態は、制限ではなく、例として提供されることに留意されたい。当業者は、本発明が代替的実施形態において、さまざまなファン構造に適用可能であることを理解する。
【００１１】
ファン２０の回転軸とほぼ垂直に配列されるバックプレート２２は、実質的に平面の内径（ＩＤ）部分（ハブとも呼ばれる）３４、および円錐台の外径（ＯＤ）部分３６を含む。金属ディスク３８（例えば、鋼製、アルミニウム製等）は、任意に、ＩＤ部分３４に組み込まれ、ファン装置２０を、国際公開第ＷＯ２００７／０１６４９７Ａ１号に開示される種類の粘性クラッチ等の、クラッチまたは他の回転入力源（図示せず）に取り付けるための比較的剛性の構造を提供する。図示した実施形態では、ＯＤ部分３６は、ファン２０の周辺（つまり、周縁）に延在する。バックプレート２２のＯＤ部分３６は、ファン２０の回転軸に対して角度（例えば、約６５〜８０°）を有して配置される。一般的に、ファン２０から出る空気流の排出角は、バックプレート２２のＯＤ部分３６の角度とほぼ同等である。
【００１２】
ファンシュラウド２６は、バックプレート２２と反対のブレード２４のそれぞれに対して固定され、作動中、残りのファン２０とともに回転する。図示した実施形態では、ファンシュラウド２６は、ほぼ環状形状の本体部分を有し、ドーナツ状の収束−発散構造に少なくとも部分的に湾曲する。ファンシュラウド２６のＩＤ部分は、バックプレート２２から離れて湾曲する。一実施形態では、入口シュラウド（図示せず）は、ファン２０への空気流の誘導に役立つように、ファンシュラウド２６の上流部分内に延在するように、ファン２０に隣接して位置付けられる。
【００１３】
ブレード２４は、だいたいバックプレート２２のＯＤ部分３６からファンシュラウド２６に延在する。図示した実施形態では、ブレード２４の数は、代替的実施形態において異なるが（例えば、合計１８枚等）、合計１６枚のブレード２４が設けられている。それぞれのブレード２４は、前縁４４および後縁４６を画定し、当業者は、ブレード２４の反対の圧力側および吸引側が、前縁と後縁（４４および４６）との間に延在することを理解する。図示した実施形態では、ブレード２４の前縁４４は、ファンシュラウド２６に取り付けられていない。
【００１４】
図２は、ファン２０の分解斜視図である。一体化して形成されたサブアセンブリ４８は、バックプレート２２およびブレード２４によって画定される。図２に示すとおり、サブアセンブリ４８、ファンシュラウド２６、およびキャップ２８のうちの１つ（便宜上、１つのキャップ２８のみを示す）は、互いから展開する。代替的実施形態では、バックプレート２２およびブレード２４のうちの少なくともいくつかは、個別に形成され、互いに取り付けられて、サブアセンブリ４８を形成することが可能である。
【００１５】
図３は、サブアセンブリ４８の一部分の斜視図である。図３に示すとおり、それぞれのブレード２４は、前縁４４に隣接して位置付けられる自由端５０、および後縁４６に隣接して位置付けられる取付領域を含む。それぞれのブレード２４の取付領域は、スパン方向で、バックプレート２２とほぼ反対に位置付けられ、後縁４６に隣接して位置付けられる溶接領域５２、および溶接領域５２と自由端５０との間に位置付けられる捕捉領域５４によって画定される。図示した実施形態では、当該取付領域は、残りのブレード２４に対して傾斜する。溶接領域５２は、タブ５６およびノッチ５８を含む。図示した実施形態では、タブ５６は、実質的に長方形の断面形状を有し、ブレード２４の隣接部分よりも薄く、捕捉領域５４よりも薄いものを含む。ノッチ５８は、タブ５６のほぼ下流側か、または後縁４６付近に位置付けられる。取付領域の溶接領域５２および捕捉領域５４の両方は、ファンシュラウド２６の曲率に対応する方法で湾曲させることが可能である。捕捉領域５４は、任意選択であることに留意されたい。例えば、代替的実施形態では、自由端５０または溶接領域５２は、延在して、捕捉領域５４のすべてまたは一部を置換することが可能である。
【００１６】
図４は、複数の開口部６０を画定する、ファンシュラウド２６の一部分の斜視図である。それぞれの開口部６０は、ブレード２４のうちの１つに対応し、対応するブレード２４の取付領域のうちの少なくとも一部分を受容するように構成される。図示した実施形態では、それぞれの開口部６０は、対応する１つのブレード２４のタブ５６のうちの少なくとも一部分を受容するためにほぼスロット形状である。これらの開口部は、ファンシュラウド２６の周縁から半径方向に離間することが可能である（図８参照）。一対の支持体６１Ａおよび６１Ｂは、それぞれの開口部６０の反対側に沿って配列される。支持体６１Ａおよび６１Ｂのそれぞれは、第１領域６２、および第１領域６２に対して上流側に隣接して位置付けられる第２領域６４を有する。当該ファンシュラウド２６のさらなる詳細を以下に説明する。
【００１７】
図５〜７は、キャップ２８のうちの１つのさまざまな斜視図である。図示した実施形態では、キャップ２８は、壁６６、ラグ６８、ならびに一対のリブ７０および７２を含む。ラグ６８、ならびに一対のリブ７０および７２は、すべて、壁６６から延在する。壁６６は、ファンシュラウド２６の曲率にほぼ対応する曲率を有する細長い構造を有する。ラグ６８は、リブ７０および７２の両方に隣接する、壁６６の一端に位置付けられ、リブ７０および７２とほぼ垂直（つまり、横切る方向に）に延在する。リブ７０および７２は、実質的に、壁６６の全長に沿って延在する。リブ７０および７２のそれぞれは、第１の部分７４および第２の部分７６（図６ではリブ７０に対して示される）を含み、第１の部分７４は、壁６６に隣接する。第１の部分７４は、第２の部分７６よりも厚い。さらに、リブ７０および７２のそれぞれの遠位端は、丸くすることが可能である。
【００１８】
図８は、互いに組み立てられたサブアセンブリ４８およびファンシュラウド２６とともに示す、ファン２０の一部分の部分的に分解した斜視図であり、キャップ２８のうちの１つは、そこから展開した状態で示す。ブレード２４のそれぞれのタブ５６は、ファンシュラウド２６内の対応する１つの開口部６０内に延在する。第１の部分７８Ａ、第２の部分７８Ｂ、第３の部分７８Ｃ、および第４の部分７８Ｄを含む凹部は、それぞれの開口部６０の周りに画定される。第１の部分７８Ａは、完全に組み立てられたときに、壁６６の外部表面が、ファンシュラウド２６の外部（つまり、半径方向外側）表面と、実質的に同一平面であるように、キャップ２８の壁６６を受容するように構成される。第２の部分７８Ｂは、完全に組み立てられたときに、ラグ６８が、ファンシュラウド２６の周縁と実質的に同一平面であるように、キャップ２８のラグ６８を受容するように構成される。第３および第４の部分である７８Ｃおよび７８Ｄは、開口部６０の反対側に沿って延在し、完全に組み立てられたときに、キャップ２８のリブ７０および７２をそれぞれ受容するように構成される。完全に組み立てられたときに、ブレード２４のタブ５６は、凹部の部分７８Ａ〜７８Ｄの中に少なくとも部分的に位置付けられる。
【００１９】
図９Ａは、溶接作業前を示す、図１の線９−９に沿って得られた、ファン２０の一部分の断面図である。図示した実施形態では、ファンシュラウド２６は、ファンシュラウド２６が、タブ５６に隣接するブレード２４の部分によって担持されるように、ブレード２４に隣接して位置付けられる。接合（または、溶接）材料の第１および第２のストランド８０Ａおよび８０Ｂは、ファンシュラウド２６内の凹部の第３および第４の部分である７８Ｃおよび７８Ｄのそれぞれにある、それぞれのブレード２４のタブ５６の反対側の所望の溶接位置に位置付けられる。一実施形態では、ストランド８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれは、約３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）の直径、および所望の溶接継手の長さとほぼ同等の長さを有する。キャップ２８は、リブ７０および７２が、それぞれのブレード２４のタブ５６の反対側に位置付けられ、かつ、ファンシュラウド２６の凹部の第３および第４の部分７８Ｃおよび７８Ｄ内に延在するように位置付けられる。リブ７０および７２の遠位端は、それぞれ、ストランド８０Ａおよび８０Ｂにほぼ当接し、それは、ストランド８０Ａおよび８０Ｂの直径とほぼ同等の距離だけ、アセンブリの事前溶接中に、キャップ２８を突出させる。壁６６は、ファンシュラウド２６の凹部の第１の部分７８Ａ内に少なくとも部分的に延在することが可能である。
【００２０】
ストランド８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれは、その中に強磁性粒子を含有するポリマー材料（例えば、電磁反応性材料）を含む。代替的実施形態では、異なる材料を使用することが可能であるが、一実施形態では、該ポリマー材料は、ブレード２４、ファンシュラウド２６、および／またはキャップ２８が作製される材料（例えば、ナイロン）と同様である。本明細書に使用される「ストランド」という用語は、ストリップ、糸、管、およびほとんどの任意の他の細長い形状を含む。本明細書に使用される「粒子」という用語は、粉末、削りくず、やすり粉、顆粒等を含む。さらに、本明細書に使用される「溶接」という用語は、融合、接着、鍛造、凝結および接合を含む。
【００２１】
以下にさらに説明するとおり、ストランド８０Ａおよび８０Ｂの使用は、任意であり、代替的実施形態では、部品は、他の方法で接合することが可能である。例えば、溶接で活性化された強磁性粒子は、キャップ２８またはブレード２４等の構造部品に一体化して組み込むことが可能である。
【００２２】
図９Ｂは、溶接作業後に完全にアセンブリされた状態で示す、図１の線９−９に沿って得られた、ファンの部分の断面図である。溶接作業は、ストランド８０Ａおよび８０Ｂ、ならびに近接する構造の部分を溶融して強磁性粒子を含有する構造的溶接継手８０Ａ′および８０Ｂ′を形成するために、溶接材料８０Ａおよび８０Ｂのストランド内の強磁性粒子を活性化させる。溶接中、ストランド８０Ａおよび８０Ｂは、溶融され流動して、例えば、キャップ２８のリブ７０および７２のより薄い第２の部分７６に隣接するファンシュラウド２６内の凹部の第３および第４の部分７８Ｃおよび７８Ｄ内の間隙を、少なくとも部分的に充填することが可能である。キャップ２８のラグ６８は、凹部分７８Ｂ内の溶接材料８０Ａおよび８０Ｂの溶融したストランドを含むのに役立つことが可能である（図８参照）。ファン２０が完全に組み立てられたときに、それぞれのキャップ２８は、対応するブレード２４およびファンシュラウド２６に構造的に接合される。壁６６の外部表面は、ファンシュラウド２６の外部（つまり、半径方向外側）表面と実質的に同一平面である。小さな隙間が、寸法公差および潜在的な不整合を調整するために、ブレード２４のタブ５６とキャップ２８の壁６６との間に残存する。さらに、キャップ２８のリブ７０および７２の遠位端は、寸法公差および潜在的な不整合を調整するために、ファンシュラウド２６と接触しない。それぞれのブレード２４の反対側に形成される溶接継手８０Ａ′および８０Ｂ′を含む、得られた接合部は、「またぎ接合部」と言われる。また、キャップ２８とブレード２４との間に直接形成される溶接継手８０Ａ′および８０Ｂ′の部分は、なんらかの理由で、これらの接合部がファンシュラウド２６で直接形成されなくても、ファンシュラウド２６を捕捉することに留意されたい。さらに、ブレード２４の反対側での溶接継手８０Ａ′および８０Ｂ′の存在は、溶接継手８０Ａ′および８０Ｂ′がブレード２４のうちの１つの側面で機能しなかった場合でさえも、構造的完全性を維持するのに役立つ。
【００２３】
好適な溶接プロセス、および接合（または、溶接）材料に関する、さらなる詳細は、米国特許第６，０５６，８４４号および第６，９３９，４７７号に記載されている。
当該ファンが完全に組み立てられるときに、それぞれのブレード２４の捕捉領域５４は、ファンシュラウドの支持体６１Ａと６１Ｂとの間に保持される（図１〜４参照）。捕捉領域５４、ならびに対応する支持体６１Ａおよび６１Ｂは、連結されるが、典型的に、相互に接着されない。この関係は、ブレード２４によりさらなる強度を提供するのに役立ち、かつ、ファン作動中に、ブレード２４が移動しないようにするのに役立つ。
【００２４】
図１０は、ファン２０を溶接するための製造システム１００の上面図である。一般的に、組み立てられるが、溶接されていないファン２０は、好適な治具（図示せず）内に定置される。次いで、ワークコイルは、溶接を実施するために、１つもしくは複数の所望の溶接位置に隣接して位置付けられる。図示した実施形態では、２つのワークコイル１０２および１０４を使用して、２つの溶接位置に対して（つまり、２つの異なるブレード２４に対して）、お互いに約１８０°離間して配置された（つまり、ファン２０の反対領域における）ワークコイル１０２および１０４で同時に溶接を行った。ワークコイル１０２および１０４は、それぞれ、所望の接着ライン（つまり、溶接継手８０Ａ′および８０Ｂ′）で配列され、形成される。それぞれのワークコイル１０２および１０４は、いかなる好適な構造の高周波、液冷銅製コイルであってもよい。コイル１０２および１０４のそれぞれが、例えば、ファンシュラウド２６の前面および後面の両方に沿って延在するように、複数の部分を含むことが可能である。活性化されたときに、ワークコイル１０２および１０４のそれぞれは、溶接材料８０Ａおよび８０Ｂのストランドの強磁性粒子に到達して、溶接を実施する、高周波（例えば、約１３．５６ＭＨｚ）の電磁場を発生させる。
【００２５】
最初の２つの溶接位置で溶接が実施された時点で、ファン２０は、回転し、ワークコイル１０２および１０４は、異なる対の溶接位置に位置付けられる。図示した実施形態では、矢印１０６は、時計回り方向のファン２０の回転を示すが、代替的実施形態では、回転は、反時計回り方向である場合があることを理解されたい。ファン２０の溶接および回転プロセスは、すべての所望の溶接が実施されるまで反復することが可能であり、それは、形成されることが望ましい、ブレード２４の数および溶接継手の対応する数による。
【００２６】
溶接中、座圧は、それぞれの溶接位置に印加することが可能である。１つもしくは複数の空気圧シリンダアセンブリ（図示せず）に連結される小さな圧盤（図示せず）を使用して、溶接中に所望の溶接位置でキャップ２８に圧力を印加することが可能である。座圧は、溶接を促進し、キャップ２８がそれらの最終の完全に組み立てられた位置内に移動するのに役立つことが可能である。
【００２７】
図１１は、製造方法の一実施形態のフローチャートである。図示した該方法の実施形態に従い、第１に、バックプレート２２およびブレード２４を備える、サブアセンブリ４８を形成し（ステップ２００）、ファンシュラウド２６を形成し（ステップ２０２）、キャップ２８を形成する（ステップ２０４）。ステップ２００、２０２、および２０４は、任意の所望の順序、または同時に実施することが可能である。代替的実施形態において、他の技術を使用することが可能であるが、典型的に、ステップ２００、２０２、および２０４が、従来の射出成形プロセスを使用して実施される。次に、ファンシュラウド２６およびサブアセンブリ４８は、ブレード２４のタブ５６が、ファンシュラウド２６の開口部６０内またはそれを通って、少なくとも部分的に延在するように、互いに位置付けられる（ステップ２０６）。ファンシュラウド２６およびサブアセンブリ４８は、好適な治具または固定具内に互いに位置付けることが可能である。それぞれのブレード２４の捕捉領域５４の対応する支持体６１Ａおよび６１Ｂとの連結は、溶接前に、サブアセンブリ４８およびファンシュラウド２６を相互に対する定位置に保持するのに役立つことが可能である。それぞれのブレード２４の付着領域、ならびにファンシュラウド２６の支持体６１Ａおよび６１Ｂは、アセンブリを促進するように、実質的に軸的に配列することが可能である。そのような配列は、ブレード２４の他の部分が傾斜するとき、つまり、非軸方向に配列されるときに有用である。これは、ファンシュラウド２６が、比較的単純、かつ実質的な軸方向動作で、サブアセンブリ４８に付着することを可能にする。
【００２８】
接合材料８０Ａおよび８０Ｂの少なくとも１つのストランドは、次いで、所望の溶接位置でそれぞれのブレードに隣接して位置付けられる（ステップ２０８）。典型的に、溶接材料は、すべてのブレード２４に対して同時に位置付けられる。接合材料が定位置になると、キャップ２８は、ファンシュラウド２６およびブレード２４に隣接する定位置に位置付けられる（ステップ２１０）。さらに、典型的に、すべてのキャップ２８は、それらのいずれかを溶接する前に、同時に定位置に位置付けられる。次に、任意の検査を実施して、ファン２０が正確に組み立てられたかを確認するのに役立つことが可能である（ステップ２１２）。検査により、例えば、キャップ２８のうちの１つが適切に定座されていない場合に、部品の再調整が可能になる。
【００２９】
ファン２０が大まかに組み立てられると、１つもしくは複数の所望の溶接位置で、溶接作業を実行して、溶接継手を形成する（ステップ２１４）。当該溶接作業は、座圧を、溶接されるキャップ２８に印加するステップ、および高周波電磁場を接合材料８０Ａおよび８０Ｂに印加して、構造的溶接継手８０Ａ′および８０Ｂ′を有する溶融プラスチックアセンブリを形成するステップを含むことが可能である。それぞれのブレード２４の捕捉領域５４の対応する支持体６１Ａおよび６１Ｂとの連結は、溶接作業中に、サブアセンブリ４８およびファンシュラウド２６を相互に対する定位置に維持するのに役立つことが可能である。典型的に、ステップ２１４の溶接作業は、一度に１つまたは２つの位置でのみ実施される。さらなる溶接が必要であるかどうかの評価を行う（ステップ２１６）。さらなる溶接が必要である場合は、ファン２０と溶接装置との間の回転動作が実施され（ステップ２１８）、次いで、さらなる溶接作業（ステップ２１４）は、１つもしくは複数の新たな溶接場所で実施される（つまり、必要なだけ多くのさらなる溶接を実施することができる）。溶接が必要でなくなった場合は、製造および組み立てプロセスを終了することが可能である。
【００３０】
図１２は、製造方法の代替的実施形態のフローチャートである。該方法の代替的実施形態は、溶接材料の個別のストランドを提供する代わりに（または、それに加えて）、接合材料がキャップ２８、ブレード２４またはファンシュラウド２６のうちの少なくとも１つに一体化されるのを除き、図１１に関して説明する方法と同様である。図１２に図示する該方法の実施形態に従い、第１に、バックプレート２２およびブレード２４を備える、サブアセンブリ４８を形成し（ステップ３００）、ファンシュラウド２６を形成し（ステップ３０２）、キャップ２８を、その少なくとも一部分内に一体化して存在する強磁性粒子で形成する（ステップ３０４）。ステップ３００、３０２、および３０４は、任意の所望の順序、または同時に実施することが可能である。代替的実施形態において、他の技術を使用することが可能であるが、典型的に、ステップ３００、３０２、および３０４は、従来の射出成形プロセスを使用して実施される。キャップ２８内に強磁性粒子を提供するために、個別の注入経路を鋳型内に提供することが可能であるか、またはキャップ２８の一部分を強磁性粒子含有材料でオーバーモールドすることが可能である。一実施形態では、強磁性粒子は、リブ７０および７２の第２の部分７６で提供される。
【００３１】
次に、ファンシュラウド２６およびサブアセンブリ４８は、ブレード２４のタブ５６が、ファンシュラウド２６内の開口部６０内、またはそこを通って、少なくとも部分的に延在するように、互いに位置付けられる（ステップ３０６）。ファンシュラウド２６およびサブアセンブリ４８は、好適なジグつまり治具内に相互に位置付けることが可能である。次いで、キャップ２８は、ファンシュラウド２６およびブレード２４に隣接して定位置に位置付けられる（ステップ３１０）。典型的に、すべてのキャップ２８は、それらのうちのいずれかを溶接する前に、同時に定位置に位置付けられる。次に、任意の検査を実施して、ファン２０が正確に組み立てられたかを確認するのに役立つことが可能である（ステップ３１２）。この検査により、例えば、キャップ２８のうちの１つが適切に定座されていない場合に、部品の再調整が可能になる。
【００３２】
ファン２０が大まかに組み立てられると、１つもしくは複数の所望の溶接位置で、溶接作業を実行して、溶接継手を形成する（ステップ３１４）。当該溶接作業は、座圧を、溶接されるキャップ２８（複数を含む）に印加するステップ、および高周波電磁場を接合材料に印加して、構造的溶接継手８０Ａ′および８０Ｂ′（接合材料８０Ａおよび８０Ｂの分離ストランドを使用して形成されたものと実質的に同様であり得る）を有する溶融プラスチックアセンブリを形成するステップを含むことが可能である。典型的に、ステップ３１４の溶接作業は、一度に１つまたは２つの位置でのみ実施される。さらなる溶接が必要であるかどうかの評価を行う（ステップ３１６）。さらなる溶接が必要である場合は、ファン２０と溶接装置との間の回転動作が実施され（ステップ３１８）、次いで、さらなる溶接作業（ステップ３１４）は、１つもしくは複数の新たな溶接場所で実施される（つまり、必要なだけ多くのさらなる溶接を実施することができる）。溶接が必要でなくなった場合は、製造および組み立てプロセスを終了することが可能である。
【００３３】
本発明は、数々の利点および利益を提供すると理解される。例えば、本発明は、ファンを製造し、組み立てるための、比較的迅速で、確実かつ効率的な方法を提供する。また、本発明は、事前の溶接アセンブリおよび検査を可能にし、それは、解体および再加工の減少に役立つことが可能である。また、本発明は、他の可能な製造およびアセンブリ技術よりも利点を提供する。ファンシュラウド２６をブレード２４と一体化（１ピースまたは２ピースアセンブリのいずれかで）して成形することは、意図しない形状のファンシュラウド２６が産生される、望ましくない「ダイロック」状態を生み出し得、それは、性能を低下させる（例えば、望ましくない乱空気流を生成する）。あるいは、ファン２０のバックプレート２２、ブレード２４、およびファンシュラウド２６は、すべて、個別に形成され、機械的に相互に付着することが可能であるが、その方法は、一般的に、工具の複雑度および費用を減少させる一方、形成された部品のアセンブリをさらに労働集約的にし、さらに時間が必要となる。
【００３４】
本発明を、好ましい実施形態を参照して説明してきたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に変更を行い得ることを理解するであろう。例えば、本発明の方法に従って作製されるファンの特定の構造配置は、異なり得る。さらに、使用する接合（または、溶接）材料の特定の組成は、特定用途の要望に応じて異なり得る。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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