JPH08177800A - ファンとファン駆動部の組立て方法 - Google Patents

ファンとファン駆動部の組立て方法

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JPH08177800A
JPH08177800A JP7222515A JP22251595A JPH08177800A JP H08177800 A JPH08177800 A JP H08177800A JP 7222515 A JP7222515 A JP 7222515A JP 22251595 A JP22251595 A JP 22251595A JP H08177800 A JPH08177800 A JP H08177800A
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fan
threaded
assembly
fastener
output assembly
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JP7222515A
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English (en)
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George E Scott
エドワード スコット ジョージ
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Eaton Corp
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Eaton Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】組み立て工場でのボルトねじ山のすり減りを解
消したファン及びファン駆動部の組み立て方法を提供す
ること。 【解決手段】各ボルトは、そのヘッド部分が本体の隣接
表面から少なくともファンアセンブリのスパイダ33の軸
方向厚さに等しい軸方向長さだけ離れるように位置決め
される。ファンは、大開口部分43及び小開口部分45を含
む鍵孔形締結具開口41を有し、ボルトヘッドが大開口部
分43から突出するようにして、ファン31をファン駆動部
上に位置決めする。次に、ファンをファン駆動部に対し
て回転させて、各締結具のねじ付き部分27が小開口部分
45にはまる位置へ移動させる。最後に、ボルトをファン
スパイダ33に締め付ける。この組み立て方法は、ファン
及びファン駆動部を組み立てるＯＥＭ組み立て工場でボ
ルトのねじ山がすり減る危険性をほぼなくす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファン及びファン
駆動部、特にファン及びファン駆動部を組み立てる改良
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の組み立て方法が、様々な形式の
ファン及び様々な形式のファン駆動部に好都合に利用で
きることは、以下の説明から当該分野の専門家には明ら
かになるであろう。しかし、本発明は、車両エンジンを
冷却するためのラジエータ冷却ファンを粘性ファン駆動
部に組み立てるために特に有益であり、本発明をそれに
関連して説明する。本発明は、また、ファンが、ハブ部
分及びファンブレードをプラスチック材で一体成形し、
環状金属スパイダの外周をハブ部分に取り付けて、その
内周を粘性ファン駆動部のハウジングに取り付けた形式
である時に特に有益である。そのようなファン及びファ
ン駆動部アセンブリが、本発明の譲受人に譲渡されてい
る米国特許第4,169,693 号に記載されており、その開示
内容は参考として本説明に含まれる。
【０００３】一般的に、粘性ファン駆動部及びラジエー
タ冷却ファンは個別に製造されて車両ＯＥＭ組み立て工
場（すなわちエンジン組み立て工場か、最終車両組み立
て工場）へ輸送される。
【０００４】粘性ファン駆動部のハウジングに多数（一
般的に４つ）のねじ孔を設けることは従来より行われて
いる。そして、移動組み立てライン上で、組み立て作業
員はファンをファン駆動部上に載置して、ボルトを各ね
じ孔にはめ込み、各ボルトを適当な締め付けレベルまで
「回転させる」すなわち締め付けなければならない。ボ
ルトの締め付けは、通常は空気（エア）ガンで行われ
る。組み立て作業員は一般的に、ファンをファン駆動部
に組み付けて、それを水ポンプにボルトで留めるか、そ
れを水ポンプ軸にねじ付けることによって水ポンプに取
り付ける作業を約１分以内で行うことに注意する必要が
ある。
【０００５】上記組み立て手順は、全般的に満足できる
ものであるが、望ましくないことに組み立て工場でボル
トのねじ山がすり減る発生頻度が高かった。ボルトのね
じ山のすり減りが発生する理由の１つとして、組み立て
作業員が、組み立てラインの移動に歩調を合わせるた
め、実際にエアガンを用いてボルトをファン駆動部ハウ
ジングにねじ込み始めることによって、ねじ孔に横向き
のねじ切りが行われることがある。組み立て作業員に間
違ったボルト（例えば短すぎるもの）が与えられること
も多く、間違ったボルトを挿入しようとする（または短
すぎるボルトに過重トルクを加える）と、ファン駆動部
ハウジングのねじが破損する。いずれの場合も、ファン
をファン駆動部上に保持するボルト用のファン駆動部ハ
ウジングのねじ孔の１つまたは複数のねじ山がすり減っ
て、ファン駆動部が不良返品となり、粘性ファン駆動部
メーカへ送り戻されるか、廃棄されるだけとなり、車両
ＯＥＭの損失となる。
【０００６】上記問題は、４つのボルトを必要とする一
般的なファン及びファン駆動部アセンブリにはある程度
一般的であるが、６個のボルトを必要とする新型で大型
のファン及びファン駆動部の一部のものではボルトのね
じ山のすり減り及びファン駆動部の破損の可能性がさら
に大きくなることは明らかである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ＯＥＭ組み立て工場でのボルトねじ山のすり減りに
関連した問題をほぼ解消することができる改良形ファン
とファン駆動部を組み立てる方法を提供することであ
る。
【０００８】本発明のさらなる目的は、組み立て工場で
の組み立て手順からボルトをねじ孔に初めて挿入する作
業をなくすことによって、ボルトの横向きねじ切りの可
能性をほぼなくすファン及びファン駆動部の改良形組み
立て方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の上記及び他の目
的は、出力アセンブリ、入力部材、及び入力部材から出
力アセンブリへトルクを伝達する手段を備えたファン駆
動部とファンとを組み立てる改良方法の提供によって達
成される。ファンは、ファン駆動部の出力アセンブリに
ボルトで留められる取り付け部分と、複数のファンブレ
ードとを有する形式である。ファン駆動部の出力アセン
ブリにはＮ個の孔と、それぞれ孔の１つにねじ込まれる
Ｎ個のねじ付き締結具とが設けられており、締結具の各
々にはねじ付き部分とヘッド部分とが設けられいる。フ
ァンの取り付け部分は軸方向厚さが(X) で、Ｎ個の締結
具開口を設けている。
【００１０】改良方法は、(a) Ｎ個のねじ付き締結具の
ねじ付き部分の各々を、孔の１つの中に、ヘッド部分が
出力アセンブリの隣接表面から少なくとも軸方向厚さ
(X) に等しい軸方向長さだけ離れる位置まで挿入し、
(b) 締結具開口の各々が、ほぼ鍵孔形であって、締結具
のヘッド部分より大きい大開口部分と、ヘッド部分より
小さいがねじ付き部分より大きい小開口部分とを有して
いるファンを用意し、(c) (a)及び(b) のステップに続
いて、ねじ付き締結具のヘッド部分が締結具開口の大開
口部分から突出するようにして、ファンの取り付け部分
を出力アセンブリの隣接表面に隣接配置し、(d) ファン
駆動部に対してファンを、締結具開口の小開口部分が締
結具のねじ付き部分を取り囲む位置へ移動させ、(e) ね
じ付き締結具ヘッド部分をファンの取り付け部分に締め
付ける、各ステップを有している。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら説明す
るが、それらは本発明を制限するものではなく、図１
は、本発明を使用することができる形式の粘性ファン駆
動部11を示している。図１に示されている特定の粘性フ
ァン駆動部11は、本発明の譲受人がシリーズＳ130 型の
粘性ファン駆動部として市販している。粘性ファン駆動
部11は、米国特許第4,271,946 号及び第4,735,300 号に
記載されている開示に従って製造してもよく、これらは
共に本発明の譲受人に譲渡されており、参考として本説
明に含まれる。粘性ファン駆動部11については、上記特
許に記載されていることから、ここでは簡単に説明する
だけとする。
【００１２】粘性ファン駆動部11には、本体部材13が設
けられているが、図１ではそのほとんどがカバー部材15
で隠れて見えなくなっている。本体部材13には、公知の
ように入力部材（図示せず、参考特許を参照されたい）
からファン駆動部11の「出力部」へのトルクの伝達に応
じて発生する熱を本体部材13から放散させるための複数
の外周冷却フィン17が設けられている。出力部は、本体
部材13及びカバー部材15のアセンブリを有している。
【００１３】図１に示された特定の粘性ファン駆動部11
は温度感知型であり、従ってバイメタルコイルアセンブ
リ19がカバー部材15の前表面に取り付けられており、公
知のようにして作動室（ここには図示せず）内の粘性流
体の量を制御することができる。
【００１４】本実施例の本体部材13には４つのファン取
り付け部分21が設けられており、その各々にねじ孔23が
形成されて、それぞれ１つのねじ付き締結具すなわちボ
ルト25をはめ込むことができるようになっている。
【００１５】次に、図１と共に図２を参照しながら説明
すると、図１にはねじ孔23の３つが示されており、４番
目のねじ孔（図１の12時付近のもの）は、ボルト25があ
るために見えなくなっている。図２は、図１の２−２線
に沿った断面図であるが、ボルト25が付け加えられてお
り、図２は本発明の組み立て方法の１つの特徴を説明す
るためのものである。ボルト25にはねじ付き部分27とヘ
ッド部分29とが設けられており、これは本実施例では六
角頭になっているが、本発明はねじ付き締結具またはヘ
ッドの特定の形状に制限されるものではない。本発明の
範囲内において、締結具は後述する組み立て方法を実行
するのに適したいずれの形状にすることもできる。
【００１６】図３は、ファンアセンブリ31の前面図であ
り、これには２つの主要部品が含まれている。第１部品
は、一般的に外側の外周部分（ここには図示せず、参考
特許を参照されたい）を含む打ち抜き加工された金属ス
パイダ33である。第２部品は、一般的にスパイダ33の外
周部分の周囲に成形されたファンハブ35及び複数のブレ
ード37を有する一体成形アセンブリである。金属スパイ
ダ33の周囲の所定位置にファンハブ35及びファンブレー
ド37のアセンブリを成形することは、当該分野の専門家
の技量の範囲内にあると考えられる。しかし、そのよう
な成形方法は、本発明の本質的特徴ではなく、従って、
ここではこれ以上は説明しない。また、ファンを様々な
形状の打ち抜き加工鋼ファンにすることも、本発明の範
囲に入るであろう。本発明に必要なことは、ファン駆動
部にボルトで留めることができるスパイダ33等の部分が
あることだけである。
【００１７】本発明の１つの重要な特徴によれば、金属
スパイダ33には４つの取り付け部分39が設けられてお
り、その各々に締結具開口41が形成されている。当然な
がら、４つの締結具開口41は４つのねじ孔23の位置に合
わせて配置しなければならない。各締結具開口には、第
１の大開口部分43と第２の小開口部分45とが設けられて
いる。図３及び図４に示されているように、第１及び第
２開口部分43及び45が合体して１つの連続した締結具開
口41を構成しており、その理由については後述する。一
般的に、各ファン駆動部11は一方の特定の回転方向に作
動するように設計されており、ここでは、図１において
時計回り方向であると仮定する。ファンアセンブリ31
も、ファンブレード37の向きに関して同じ作動方向に設
計されている。従って、本発明によれば、小開口部分45
がファンアセンブリ31の（図３の矢印で示されている）
予定回転方向において大開口部分43より「進んでい
る」。
【００１８】組み立て方法 次に、主に図１及び図２を参照しながら本発明の組み立
て方法を説明する。従来技術のようにファンアセンブリ
31を粘性ファン駆動部11に対する組み立て位置に配置す
る代わりに、本発明の組み立て方法の第１ステップで
は、各ボルト25を挿入する、すなわちねじ付き部分27を
ねじ孔23にねじ込む。打ち抜き金属スパイダ33の軸方向
厚さをＸとすると、ボルト25を、ファン取り付け部分21
の前表面47とヘッド部分29の下側との間の軸方向離間距
離がＸ以上になる図２に示されている位置までねじ込む
ことが好ましい。好ましくは、ボルト25の挿入は粘性フ
ァン駆動部メーカによって行われるため、ファン駆動部
11は、４つのボルト25を図２に示されている位置にはめ
込んだ状態で、ＯＥＭ組み立て工場へ送られることにな
る。孔23のねじ及びねじ付き部分27にねじロックコンパ
ウンドを塗布して、取扱い及び輸送中にボルト25が図２
に示されている位置に留まるようにすることが好ましい
であろう。あるいは、ボルト25を、そのヘッド部分29が
前表面47に当接するまで完全に締め付けて、後にＯＥＭ
組み立て工場で、組み立て方法の残りの作業を行う前に
ボルト25を図２に示されている位置まで戻すこともでき
る。上記変更例は、本発明の組み立て方法の範囲内にあ
ることを理解されたい。
【００１９】次に、主に図１及び図４を参照しながら説
明すると、ファン駆動部11及びファンアセンブリ31をＯ
ＥＭ組み立て工場で合体させる時、ファン駆動部11を固
定具内にはめ込むことが好ましく、固定具の図１に示さ
れている部分は３つのジョー部材49だけであるが、これ
らはファン駆動部の本体部材13を受け取って、以降の組
み立てステップでそれらの回転を防止する。
【００２０】図４に示されているように、ファン駆動部
11をジョー部材49内にはめ込んだ後、取り付け部分39が
本体部材13によって定められるパイロット直径51と係合
するようにして、ファンアセンブリ31を所定位置にセッ
トする。大開口部分43にそれぞれのボルトヘッド部分29
がはまり、金属スパイダ33の下側が各ファン取り付け部
分21の前表面47に当接するようにして、ファンアセンブ
リ31を回転方向に位置決めする。
【００２１】ファンアセンブリ31が図４に示されている
位置にあって、スパイダ33が前表面47に当接している
時、次のステップでファンアセンブリ31を図４に示され
ている位置から図５に示されている位置へ反時計回り方
向に回転させる。図３に示されている矢印は、作動中の
ファン及びファン駆動部アセンブリの回転方向を示して
いる。従って、ファンアセンブリ31が図５に示されてい
る位置へ回転する時、スパイダ33の小開口部分45の（半
径方向）各側部の部分がヘッド部分29の下側を通過し
て、やがてボルト25のねじ付き部分27が小開口部分45の
端部に達する。
【００２２】ファンアセンブリ31を図５に示されている
位置にセットした後にすべきことは、ボルト25の各々を
スパイダ33に所望の締め付けトルクレベルまで締め付け
ることだけである。図５に示されているように、スパイ
ダ33がヘッド部分29全体の下側にあるのではなく、ボル
ト25のヘッド部分29の一部分が締結具開口41の一部分と
「係合」しているだけであることから、ボルト25のトル
クレベルは従来技術の場合より幾分高くする必要がある
であろう。
【００２３】本発明の組み立て方法は、ＯＥＭ組み立て
工場で行うべき組み立てを大幅に簡単にし、また特にフ
ァン駆動部をＯＥＭ組み立て工場へ搬送する前に各ボル
トがすでに図２に示されている位置にねじ付けられてい
る場合、組み立て工場でのボルトのねじ山のすり減りの
発生をほとんどなくすことができることがわかるであろ
う。
【００２４】本実施例はボルト25を用いた場合を示して
いるが、本発明はねじ付きスタッドを鋳造したり、本体
部材13の各ねじ孔23の位置にねじ付けたファン駆動部に
も同様に使用できることを理解されたい。その場合、本
体部材13から前方へ突出しているねじ付き部分にナット
をはめ付ければ、そのナットが図２に示されているヘッ
ド部分29と基本的に同じ位置にくる。そのような変更実
施例では、ナットをねじ付きスタッドにはめ付けた後の
ＯＥＭ組み立て工場での以降の組み立て工程は、第１実
施例について前述したものとほぼ同じである。
【００２５】以上に本発明を詳細に説明してきたが、明
細書を読んで理解すれば、当該分野の専門家であれば本
発明の様々な変更を考えることができると思われる。そ
のような変更は、特許請求の範囲内であれば、本発明に
含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を利用できる形式のファン駆動部の前面
図であり、ファン駆動部が組み立て固定具内にはめ込ま
れている。
【図２】図１の２−２線に沿った軸方向拡大破断断面図
であり、ボルトがねじ孔に挿入されている。
【図３】本発明を利用できる形式のファンの破断前面図
であるが、図１より小さい縮尺で示されている。
【図４】本発明の組み立て方法の第１ステップを示すフ
ァン及びファン駆動部アセンブリの拡大破断図である。
【図５】本発明の組み立て方法の次のステップを示す、
図４と同様な拡大破断図である。
【符号の説明】
11 ファン駆動部 13 本体部分 15 カバー部分 23 ねじ孔 25 ボルト 27 ねじ付き部分 29 ヘッド部分 31 ファン 33 スパイダ 41 開口 43 大開口部分 45 小開口部分 47 本体部分前表面

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 出力アセンブリ(13、15) 、入力部材、及
    びこの入力部材から前記出力アセンブリへトルクを伝達
    する手段を備えたファン駆動部(11)と、前記ファン駆動
    部の出力アセンブリ(13、15) にボルトで留められる取り
    付け部分(33)、及び複数のファンブレード(37)を備えた
    形式のファン(31)とを組み立てる方法であって、 前記ファン駆動部の出力アセンブリには、Ｎ個の孔(23)
    と、それぞれ前記孔の１つにねじ込まれるＮ個のねじ付
    き締結具(25)とが設けられ、この締結具(25)の各々には
    ねじ付き部分(27)とヘッド部分(29)が設けられ、前記フ
    ァン(31)の取り付け部分(33)は、軸方向厚さが(X) で、
    Ｎ個の締結具開口を有しており、 (a) 前記Ｎ個の締結具(25)のねじ付き部分(27)の各々
    を、前記孔(23)の１つの中に、前記ヘッド部分(29)が前
    記出力アセンブリ(13、15) の隣接表面(47)から少なくと
    も前記軸方向厚さ(X) に等しい軸方向長さだけ離れる位
    置まで挿入し、 (b) 前記締結具開口(41)の各々が、ほぼ鍵孔形であっ
    て、前記締結具のヘッド部分(29)より大きい大開口部分
    (43)と、前記ヘッド部分(29)より小さいが前記ねじ付き
    部分(27)より大きい小開口部分(45)とを有しているファ
    ン(31)を用意し、 (c) (a)及び(b) のステップに続いて、前記ねじ付き締
    結具(25)のヘッド部分(29)が前記締結具開口(41)の大開
    口部分(43)から突出するようにして、前記ファン(31)の
    取り付け部分(33)を前記出力アセンブリ(13、15) の隣接
    表面(47)に隣接配置し、 (d) 前記ファン駆動部(11)に対して前記ファン(31)を、
    前記締結具開口(41)の小開口部分(45)が前記ねじ付き部
    分(27)を取り囲む位置へ移動させ、 (e) 前記ねじ付き締結具ヘッド部分(29)を前記ファンの
    取り付け部分(33)に締め付ける、各ステップを有するこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 入力部材から出力アセンブリ(13、15) へ
    トルクを伝達する前記手段は、粘性流体を充填した時に
    粘性剪断力によってトルクを伝達する粘性剪断空間を協
    働して形成する前記入力部材及び前記出力アセンブリを
    有していることを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記ファン(31)は、前記取り付け部分を
    有する打ち抜き金属スパイダ(33)と、ファンハブ(35)及
    び前記複数のファンブレード(37)の成形された一体型ア
    センブリとを含むことを特徴とする請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 前記Ｎ個のねじ付き締結具は、Ｎ個のボ
    ルト(25)を有しており、各ボルトは、前記ねじ付き部分
    (27)と前記ヘッド部分(29)とを一体成形して形成されて
    いることを特徴とする請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前記ファン(31)の取り付け部分(33)は、
    ほぼ平板状の打ち抜き金属部材を有していることを特徴
    とする請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 前記Ｎ個の各孔は、ねじ孔(23)を有して
    おり、請求項１に記載のステップ(a) は、ねじ付き部分
    (27)をねじ孔(23)にねじ込むことを特徴とする請求項１
    の方法。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載のステップ(a) は、ねじ
    付き部分(27)を、ヘッド部分(29)の各々が出力アセンブ
    リ(13、15) の隣接表面(47)から軸方向厚さ(X) より幾分
    大きい軸方向長さだけ離れる位置まで、ねじ孔(23)にね
    じ込むことを特徴とする請求項６の方法。
  8. 【請求項８】 前記出力アセンブリ(13、15) の隣接表面
    (47)は、車両の移動方向の前表面(47)であることを特徴
    とする請求項１の方法。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のステップ(b) は、前記
    小開口部分(45)の各々を前記大開口部分(43)の円周に隣
    接して配置しているファン(31)を用意し、請求項１に記
    載のステップ(d) は、ファン駆動部(11)に対して前記フ
    ァン(31)を回転し、このファンに対して、前記ねじ付き
    部分(27)が、前記締結具開口(41)の大開口部分(43)から
    小開口部分(45)へ円周方向に移動することを含んでいる
    請求項１の方法。
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