(57)【要約】　　　（修正有）【課題】振動量をレベルすなわち大きさを減少させるように、ファンをファン駆動装置に取り付ける、可撓性を有し且つ耐久性のある取り付け装置を提供する。【解決手段】ファン３２のハブを駆動装置２６に取り付けるため可撓性の金属ディスク３６を使用する。従って、ファン３２とファン駆動装置２６との間の振動量を減少させ、これにより、冷却システム内の色々な構成要素の損傷を防止する。可撓性の金属ディスク３６はまた、ファン３２及びファン駆動装置２６を自動整合させる機能も果たす。可撓性の金属ディスク３６はまた、耐久性があり、従って、典型的なエラストマー性取り付け部と比べて、改良されたクリープ及び劣化抵抗性を提供する。【選択図】　　図１
2004060647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファン取り付け装置において、
ハブと複数のブレードとを有し、該ハブが平坦な側部領域と、中空の中央領域とを有するファンと、
外端部を有し、前記第一の端部が前記中空領域内で結合され、前記外端部が複数の取り付け穴を有するファン駆動装置と、
前記ハブを前記ファン駆動装置に結合する少なくとも１つの可撓性の金属ディスクであって、前記ファンと前記ファン駆動装置との間の振動を減少させ且つ、前記ファンを前記ファン駆動装置上で自動調心させるため使用される少なくとも１つの可撓性の金属ディスクとを備える、ファン取り付け装置。
【請求項２】
請求項１のファン取り付け装置において、前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクの各々における複数のリベット穴のそれぞれ１つにリベットを挿入し、且つ、該リベットを前記ハブの前記平坦な側部領域に固着することにより、前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクが前記ハブに結合されるようにした、ファン取り付け装置。
【請求項３】
請求項１のファン取り付け装置において、
前記少なくとも１つの可撓性のディスクにおける前記外側ディスクの後側部を前記ハブの前記平坦な側部領域に結合することと、
前記少なくとも１つの可撓性ディスクの各々における複数のボルト穴のそれぞれ１つに、頭部を有するボルトを挿入することと、
前記複数の取り付け穴のそれぞれ１つ内に前記ボルトを可逆的に固着することとにより、前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクが前記外端部に可逆的に結合されるようにした、ファン取り付け装置。
【請求項４】
請求項１のファン取り付け装置において、前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクが、少なくとも２つの可撓性の金属ディスクを備える、ファン取り付け装置。
【請求項５】
請求項１のファン取り付け装置において、前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクが、少なくとも１つの可撓性のアルミニウムディスクを備える、ファン取り付け装置。
【請求項６】
請求項１のファン取り付け装置において、前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクが、少なくとも１つの可撓性のスチールディスクを備える、ファン取り付け装置。
【請求項７】
請求項１のファン取り付け装置において、前記少なくとも１つの金属ディスクが、少なくとも１つの連続的な可撓性の金属ディスクを備える、ファン取り付け装置。
【請求項８】
冷却システム内のファンとファン駆動装置との間の減衰特性を改良する方法において、
少なくとも１つの可撓性の金属ディスクをファンに結合することと、
前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクをファン駆動装置に結合することとを備える、方法。
【請求項９】
請求項８の方法において、少なくとも１つの金属ディスクをファンに結合することが、
前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクの各々における複数のリベット穴のそれぞれ１つにリベットを挿入することと、
前記リベットをファンのハブの平坦な側部領域に固着することとを備える、方法。
【請求項１０】
請求項９の方法において、前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクをファン駆動装置に結合することが、
前記少なくとも１つの可撓性のディスクの各々における複数のボルト穴のそれぞれ１つに頭部を有するボルトを挿入することと、
前記ボルトをファン駆動装置における複数の取り付け穴のそれぞれ１つ内で固着することにより、前記ファン駆動装置を前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクに結合することとを備える、方法。
【請求項１１】
冷却システム内のファンとファン駆動装置との間の減衰特性を改良する方法において、
複数のボルト穴と、複数のリベット穴とを各々、有する少なくとも２つの可撓性の金属ディスクを形成することと、
前記少なくとも２つの可撓性の金属ディスクの１つの前側部を前記少なくとも２つの金属ディスクの次に隣接する１つのディスクの後側部に結合し、多数のディスク層を形成し、該形成された多数のディスク層が第一の外側部と、第二の外側部とを有するようにすることと、
前記多数のディスク層の前記第一の外側部をファンに結合することと、
前記多数のディスク層の前記第二の外側部をファン駆動装置に結合することとを備える、方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法において、前記第一の外側部を結合することが、
前記多数のディスク層の第一の外側部をファンのハブの平坦な側部領域に密着結合することと、
前記少なくとも２つの可撓性の金属ディスクの各々における複数のリベット穴のそれぞれ１つにリベットを挿入することと、
前記リベットを前記平坦な側部領域に固着することとを備える、方法。
【請求項１３】
請求項１１の方法において、前記第二の外側部を結合することが、
前記多数のディスク層の前記第二の外側部を前記ファン駆動装置に密着結合することと、
前記ボルトの頭部が前記多数のディスク層の前記第一の外側部に密着結合されるように、前記多数のディスク層の前記少なくとも２つの可撓性のディスクの各々における複数のボルト穴のそれぞれ１つにボルトを挿入することと、
前記頭部が前記第一の外側部に密着結合されたままであるように、ファン駆動装置における複数の取り付け穴の相応する１つ内に前記ボルトを固着することとを備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体として、冷却システム、より具体的には、可撓性金属要素のファン隔離取り付け部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作動中、エンジンを冷却させるため、今日の車にて冷却システムが使用されている。典型的な冷却システムは、水ポンプとファン駆動装置との組合せを備えている。ファン駆動装置は、典型的に、一定の比率にてエンジンクランク軸により駆動され、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させる。より具体的には、ファン駆動装置に剛性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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これら型式の冷却システムに共通する１つの問題点は、ファンをファン駆動装置に取り付けることに起因する振動である。この振動は、ファンハブ又は水ポンプを含む冷却システム内の色々な構成要素にとって害となる可能性がある。
【０００４】
ファンがファン駆動装置に弾性的に取り付けられるならば（例えば、ボルトの頭部の下側で且つファンとファン駆動装置との間にゴムのグロメットを使用する等により）、冷却システムの振動量を大幅に減少させることができる。しかし、ゴム又はその他のエラストマー性取り付け部は、時間の経過に伴い温度と共に性質を変化させ、これにより振動量に影響を与える可能性がある。更に、エラストマー性材料はまた、時間の経過に伴いクリープ及び劣化をも生じさせる。
【０００５】
このため、振動量をレベルすなわち大きさを減少させるように、ファンをファン駆動装置に取り付ける、可撓性を有し且つ耐久性のある取り付け装置を開発することが極めて望ましい。
【０００６】
本発明は、係る要望に鑑み成されたものであって、振動量をレベルすなわち大きさを減少させるように、ファンをファン駆動装置に取り付ける、可撓性を有し且つ耐久性のある取り付け装置を提供することである。
【０００７】
本発明の上記及びその他の目的は、既知の冷却システムの改良である本発明によって実現される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の１つの発明は、ファン取り付け装置において、ハブと複数のブレードとを有し、該ハブが平坦な側部領域と、中空の中央領域とを有するファンと、外端部を有し、前記第一の端部が前記中空領域内で結合され、前記外端部が複数の取り付け穴を有するファン駆動装置と、前記ハブを前記ファン駆動装置に結合する少なくとも１つの可撓性の金属ディスクであって、前記ファンと前記ファン駆動装置との間の振動を減少させ且つ、前記ファンを前記ファン駆動装置上で自動調心させるため使用される少なくとも１つの可撓性の金属ディスクとを備えて構成されている。
【０００９】
本願の他の発明は、冷却システム内のファンとファン駆動装置との間の減衰特性を改良する方法において、少なくとも１つの可撓性の金属ディスクをファンに結合することと、前記少なくとも１つの可撓性の金属ディスクをファン駆動装置に結合することとを備えて構成されている。
【００１０】
本願の別の発明は、冷却システム内のファンとファン駆動装置との間の減衰特性を改良する方法において、複数のボルト穴と、複数のリベット穴とを各々、有する少なくとも２つの可撓性の金属ディスクを形成することと、前記少なくとも２つの可撓性の金属ディスクの１つの前側部を前記少なくとも２つの金属ディスクの次に隣接する１つのディスクの後側部に結合し、多数のディスク層を形成し、該形成された多数のディスク層が第一の外側部と、第二の外側部とを有するようにすることと、前記多数のディスク層の前記第一の外側部をファンに結合することと、前記多数のディスク層の前記第二の外側部をファン駆動装置に結合することとを備えて構成されている。
【００１１】
本発明は、このように、ファンをファン駆動装置に取り付けるために可撓性の金属ディスクすなわち要素を使用することを含む。金属ディスクは弾性的取り付け部であり、金属ディスクは、ファンとファン駆動装置との間の振動のレベルすなわち大きさを減少させ、これにより、冷却システム内の色々な構成要素の損傷を防止する。可撓性の金属ディスクはまた、ファン及びファン駆動装置を自動整合させる機能も果たす。可撓性の金属ディスクはまた耐久性があり、従って、典型的なエラストマー取り付け部と比較して改良されたクリープ及び劣化抵抗性を提供する。
【００１２】
別の好ましい実施の形態において、多数の可撓性の金属ディスクは、互いに結合し、単一のディスク装置の場合と比べて更なる減衰効果を提供することができる。
【００１３】
本発明のその他の特徴、利点及び有利な点は添付図面及び特許請求の範囲に従って考察したとき、本発明の以下の説明から明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
先ず、図１を参照すると、結合された水ポンプ２４及びファン駆動装置２６を備えるものとして、エンジン２２のための冷却システム２０が図示されている。一連のファンブレード３４を有するファン３２がファン駆動装置２６に剛性に取り付けられている。一連のベルト２８が、当該技術分野にて周知の仕方にてエンジンクランク軸３０からのトルクを変換して水ポンプ２４及びファン駆動装置２６を駆動する。ファン駆動装置２６が回転すると、連結されたファン３２のブレード３４は、エンジン２２の放熱器（図示せず）に冷却空気流を提供する。
【００１５】
図２及び図３に最も良く図示するように、ファン３２のハブ３８をファン駆動装置２６に取り付けるため可撓性の金属ディスク３６が使用される。これを実現可能にするためには、ディスク３６の後側部４０をハブ３８の相応する平坦な側部領域４２に密着結合させる。複数のリベット４４が相応するリベット穴４６を通して挿入され（図５、図６に図示するように）ディスク３６を貫通して伸び且つ平坦な側部領域４２にリベット止めされてディスク３６をハブ３８に固着する。勿論、当該技術分野の当業者に理解されるように、リベット４４以外の他の型式の取り付け装置を使用して可撓性のディスク３６をハブ３８に固着することができる。
【００１６】
次に、ファン駆動装置２６の外端部４８をハブ３８の中空の中央領域３７に挿入し且つ可撓性の金属ディスク３６を使用してファン駆動装置２６に可逆的に結合する。このことは、ボルト５０をディスク３６の複数のボルト穴５２の各々に挿入し且つボルトを相応する取り付け穴５４内に固着することで実現される。適正に取り付けられたとき、各ボルト５０の頭部５６は、取り付け穴５４と反対のディスク３６の正面側部５８に密着結合される。勿論、当該技術分野にて周知であるように、相応する取り付け穴５４内に固着されたボルト５０以外の他の型式の結合装置を使用することができる。
【００１７】
ディスク３６は、ファン３２とファン駆動装置２６との間の傾斜した不整合を許容しつつ、捩れ剛性を保つ。このことは、ファン３２が振動をファン駆動装置２６に伝達し又はその逆にファン駆動装置が振動をファンに伝達して、水ポンプ２４又はハブ３８のような冷却システムの構成要素を損傷させるのを防止する。ディスク３６は、またファン３２及びファン駆動装置２６が共振状態で協働することも防止する。
【００１８】
図４に図示するように、多数のディスク３６を互いに積層し又はその他の方法で結合し、１つのディスク３６の後側部４０が次に隣接するディスク３６の正面側部５８に密着結合されるようにし、また、相応するボルト穴５２及びリベット穴４６が合わさって多数ディスク層３６Ａを形成するようにすることができる。次に、図３に関して上述したのと同様の仕方にてファン３２をファン駆動装置２６に取り付けるため、これらの多数ディスク層３６Ａを使用することができる。ディスク層３６Ａ内のディスク３６の数が増すに伴い、これに相応してファン３２とファン駆動装置２６との間に実現される減衰効果の程度が増大する。好ましくは、最適な減衰特徴及びコスト削減のため、ディスク層３６Ａ内で約１乃至４つのディスク３６が使用されるようにする。
【００１９】
図３及び図４は、図示するように、１つ又は多数のディスク３６、３６Ａを有する図２の完全に正確な側面図を表わすことを目的とするものではなく、これら図面は、ディスク３６、３６Ａをファン３２及びファン駆動装置２６に結合するためリベット４４及びボルト５０を使用する方法をより明確に示すために描いたものである。
【００２０】
図５及び図６には、２つの可能な好ましい実施の形態による可撓性ディスク３６の正面側部５８の平面図が図示されている。上記の図２乃至図４に図示するように、図５による実施の形態は、ほぼ四角形の形状であり且つ連続的である（すなわち、セグメント化されていない）一方、図６の実施の形態は、ほぼ円形の形状であり且つ連続的である。ディスク３６は全ての可能なエンジンの作動状態にて十分な強度及び可撓性を有する可撓性の材料を備えることが好ましい。この材料は、エンジン２２の全寿命に亙って劣化及びクリープに抵抗しなければならない。この理由のため、アルミニウム又はスチールのような金属で出来た可撓性のディスク３６であることが好ましい。
【００２１】
図５に図示するように、複数のリベット穴４６及びボルト穴５２の各々は、ディスク３６の周りで対称に配置されており、リベット穴４６の各々は、四角形の正面側部５８の隅部領域６０に配置され、また、ボルト５２穴の各々を正面側部５８の側部領域６２にてリベット穴４６の各々の間で等間隔に配置されている。当該技術分野の当業者に理解されるように、ファン駆動装置２６及び水ポンプ２４を駆動するエンジン２２の作動中、ディスク３６にて生ずる全ての撓みは、リベット穴４６の各々とボルト穴５２との間の側部領域６２の各々に沿って生じ、このため、この撓みは、冷却システム２０を通して振動として伝達されない。
【００２２】
勿論、代替的な実施の形態において、リベット穴４６及びボルト穴５２の配置を逆にすることができ、これもまた本発明の精神に属するものである。更に、リベット穴４６及び（又は）ボルト穴５２の数を増加又は減少させることができ、これも本発明の精神に属するものである。
【００２３】
更に、ディスク３６の形状は多岐に亙る異なる仕方にて変更することができ、これも本発明の精神に属するものである。このことは図６に図示されており、この場合、ディスク３６はほぼ円形の形状をしており、ディスク３６の円周に沿って隔てられた一連のリベット穴４６及びボルト穴５２を備えている。
【００２４】
図６に図示するように、これらの穴４６、５２は、ディスク３６の円周に沿って均一に隔てられ且つ交互に配置されている。しかし、穴４６、５２は、交互的でなく配置することができ、又は、それぞれのリベット穴４６の各々とボルト穴５２との間の間隔はディスクの円周の周りで対称に変更することも可能であり、これらは、本発明の精神に属するものであることが当該技術分野の当業者に理解される。当該技術分野の当業者に理解されるように、ファン駆動装置２６及び水ポンプ２４を駆動するエンジン２２の作動中、ディスク３６内で生ずる全ての撓みは、リベット穴４６の各々とボルト穴５２との間で生じ、従って、冷却システム２０を通して振動として伝達されることはない。
【００２５】
図５及び図６の好ましい実施の形態において、可撓性の金属ディスク３６は、冷却システム２０内で使用されるその他の型式の取り付け部に対する多数の改良点をもたらす。第一に、金属製ディスク３６は、捩れ剛性を保持するが、ファン３２とファン駆動装置２６との間の斜めの不整合を許容し、これにより、ファン３２がファン駆動装置２６を通して振動を伝達するのを防止し且つ、ファン駆動装置２６がファン３２に振動を伝達するのを防止する。ディスク３６は、またファン３２及びファン駆動装置２６が共振状態にて、すなわち、非限定的であるが、ファンハブ３８及び水ポンプ２４を含む、冷却システム２０の構成要素にとって潜在的に害となる状態で協働するのを防止する。更に、ディスク３６は可撓性の金属で出来ているため、該ディスクは、エラストマー性取り付け部と比較して、時間の経過に伴う劣化及びクリープに抵抗する。また、可撓性の金属ディスク３６の強度及び可撓性の機械的性質は、エラストマー性取り付け部と比較して、変化するエンジンの作動温度の全体に亙って比較的一定を保ち、従って色々なエンジンの作動温度に対するかかる装置の応答性をより正確に制御することができる。
【００２６】
本発明を実施する最良の形態について本明細書で詳細に説明したが、本発明が関係する技術分野の当業者は、特許請求の範囲により規定された本発明を実施する各種の代替的な設計及び実施の形態が認識されよう。特許請求の範囲及び意義に属するこれら実施の形態及び変更例の全ては本発明の範囲に含まれる。例えば、可撓性のディスク軸継手を形成するためにも同一の技術が使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの好ましい実施の形態による組み合わせたファン駆動装置及び水ポンプの斜視図である。
【図２】図１のファン駆動装置の背面図である。
【図３】図２の部分側面図である。
【図４】多数の可撓性金属要素を有する図２の側面図である。
【図５】図２乃至図４に図示するようにファンをファン駆動装置に取り付けるために使用される可撓性の金属要素の正面図である。
【図６】本発明の別の好ましい実施の形態に従ってファンをファン駆動装置に取り付けるために使用される可撓性金属要素の正面図である。
【符号の説明】
２０　冷却システム　　　　　　　　２２　エンジン
２４　水ポンプ　　　　　　　　　　２６　ファン駆動装置
２８　ベルト　　　　　　　　　　　３０　エンジンフランク
３２　ファン　　　　　　　　　　　３４　ファンブレード
３６　金属ディスク　　　　　　　　３６Ａ　多数のディスク層
３８　ハブ　　　　　　　　　　　　４０　ディスクの後側部
４２　側部領域　　　　　　　　　　４４　リベット
４６　リベット穴　　　　　　　　　４８　ファン駆動装置の外端部
５０　ボルト　　　　　　　　　　　５２　ボルト穴
５４　取り付け穴　　　　　　　　　５６　ボルト頭
５８　ディスクの正面側部　　　　　６０　隅部領域
６２　側部領域
【図１】
2004060647.tif 000003
【図２】
2004060647.tif 000004
【図３】
2004060647.tif 000005
【図４】
2004060647.tif 000006
【図５】
2004060647.tif 000007
【図６】
2004060647.tif 000008