JP2002168195A - プラスチック製ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファンブレードを補強材により補強すること
によってファン回転中の応力集中による亀裂の発生を防
止し得るプラスチック製ファンの提供。 【解決手段】 ファンブレードのボス部付け根部を金属
板、ワイヤ、針金、グラスファイバー、コイルスプリン
グ、プリプレグ、カーボンなどの短寸の繊維混合物等の
ブレード補強材にて補強する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般産業用、家庭
用のプラスチック製ファンや自動車等における機関冷却
用ファンの回転を外部周囲の温度変化あるいは回転変化
に追随して制御せしめ、絶えず走行状態に応じた冷却風
量を自動調整して機関に供給する流体式ファンカップリ
ング装置等のプラスチック製ファンに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車のエンジン冷却水冷却用ラ
ジエーターを冷却するエンジンファンを制御する流体式
ファンカップリング装置は、冷却用ファンが取付けられ
たハウジングの内部を仕切板により油溜り室と駆動ディ
スクを内装するトルク伝達室とに区劃し、回転時の油の
集溜する駆動ディスクの外周壁部に対向するハウジング
の内周壁面の一部にダムと、これに連なってトルク伝達
室側より油溜り室に通じる循環排出路を形成すると共
に、外部周囲の温度が設定値を超えると前記仕切板に設
けられた油供給調整孔を開放し、設定値以下では前記油
供給調整孔を閉鎖する弁部材を、前記ハウジングに設け
た感温体の温度変化に伴う変形に連動するように内部に
備え、トルク伝達室におけるトルク伝達間隙部での油の
有効接触面積を増減させて、回転軸体側から被駆動側の
ハウジング側へのトルク伝達を制御し冷却用ファンを回
転させる構造となっているものが一般的である。

【０００３】このような構成の流体式ファンカップリン
グ装置における冷却用ファンとしては、金属製のものと
プラスチック製のものがあるが、プラスチック製ファン
の方が金属製ファンより軽量で振動吸収性が高く低騒音
でかつコストも安価であることから、プラスチック製フ
ァンが多く採用されている。図１２、図１３はそのプラ
スチック製ファンを例示したもので、環状のファンボス
部１の外周面に多数（通常４〜１０枚）のファンブレー
ド２が配設されている。このファンはプラスチック（合
成樹脂材）射出成形体からなり、ファンブレード２の付
け根部はボス部１の軸線に対して所定角度傾斜しある迎
角をもって取付けられると共に、ファンブレード２自体
が付け根部３からその先端縁にいくにしたがって捩じら
れ徐々に小さな迎角をもった形状になっている。このフ
ァンは前記ハウジングに取着された金属製のインサート
４に取付けられる。なお金属製のインサート４は、先端
部が直角に折曲げられた環状のフランジ部を有するもの
と、フランジ部を有しないフラットなものとがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た流体式ファンカップリング装置等におけるプラスチッ
ク製ファンの場合は、回転中はファンブレードに遠心力
や風圧による捩れ、振動による曲げモーメントなどがか
かるため当該ブレードの付け根部に応力が集中し、この
応力集中によりブレードの付け根部に亀裂が入る可能性
があるという問題があった。

【０００５】本発明は、上記した問題を解決するために
なされたもので、ファンブレードを補強材により補強す
ることによってファン回転中の応力集中による亀裂の発
生を防止し得るプラスチック製ファンを提供しようとす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記のファン回
転中の応力集中による亀裂防止対策として、プラスチッ
ク製ファンを補強する手段をこうじたもので、その要旨
は、流体式ファンカップリング装置のプラスチック製フ
ァンにおいて、ファンブレードのボス部付け根部をブレ
ード補強材にて補強したことを特徴とするものである。
また前記補強材としては、金属板、ワイヤ、針金、グラ
ス、カーボン、ケブラーなどの長寸のファイバー、これ
らファイバーによるメッシュや布状あるいは網状材、コ
イルスプリングなどの長いものを少なくとも１つを単独
あるいは組合わせ、あるいはまた、長寸ファイバーによ
るプリプレグ状や短いファイバーを分散あるいは混合し
て用いることを特徴とし、またこれらの補強材は、ファ
ンブレードに埋設するか、または該ブレード表面に設け
ることを特徴とするものである。補強材をファンブレー
ドに埋設する手段としては、例えば当該ファンを射出成
形する際にファンブレードのボス部付け根部付近に位置
する部分に配置して当該ボス部付け根部に埋設すること
ができる。また補強材をファンブレード表面に設ける場
合は、当該表面に接着剤等を用いて取着する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るプラスチック
製ファンの第１実施例を示す一部斜視概念図、図２は同
じく第２実施例を示す一部斜視概念図、図３は同じく第
３実施例を示す一部斜視概念図、図４は同じく第４実施
例を示す一部斜視概念図、図５は同じく第５実施例を示
す一部断面図、図６は同じく第６実施例を示す一部断面
図、図７は同じく第７実施例を示す一部断面図、図８は
同じく第８実施例を示す一部断面図、図９は同じく第９
実施例を示す一部断面図、図１０は同じく第１０実施例
を示す一部断面図、図１１は同じく第１１実施例を示す
一部断面図である。

【０００８】すなわち、図１に示すプラスチック製ファ
ンは、ファンブレード２に補強材を埋設した実施例であ
り、環状のボス部１の軸線に対して所定角度傾斜しある
迎角をもって取付けられたファンブレード２の前記ボス
部１を、フラットで先端に環状のフランジ部を有しない
金属製のインサート４に取付けたファンにおいて、前記
金属製のインサート４に一体に突設した補強用金属板５
をファンブレード２のボス部付け根部３の部分に埋設
し、予め補強用金属板５に設けた複数個の貫通孔６がイ
ンジェクションされたプラスチックに対するアンカリン
グ効果を発揮してブレード付根に作用する遠心力に対す
る引張り力に耐えられるようになっている。この補強用
金属板５のブレード付け根部３からの長さは特に限定す
るものではないが、ファンブレード２の長さの略１／４
〜１／２程度で十分である。前記補強用金属板５は各ブ
レートに対応する位置に設けられていることはいうまで
もない。

【０００９】つぎに、図２に示すプラスチック製ファン
は、図１に示す金属板５に替えて、ワイヤ、針金等の線
材１５を補強材として用いたもので、環状のボス部１の
軸線に対して所定角度傾斜しある迎角をもって取付けら
れたファンブレード２の前記ボス部１を、先端部が直角
に折曲げられたフランジ部４−１を有する金属製のイン
サート４に取付けたファンにおいて、各ファンブレード
２の両側外表面に１本の線材１５を取付けたもので、こ
の場合線材１５はインサート４のフランジ部４−１に通
してそのファンブレード２の両側外表面に沿わして接着
剤により接着する。線材には、ワイヤ、針金、グラス、
カーボン、ケブラーなどの長寸のファイバーを用いる。
またこの場合も線材１５のブレード付け根部３からの長
さは、ファンブレード２の長さの略１／４〜１／２程度
とする。なお、ここでは１個のファンブレード２に対し
て１本の線材１５を設けた場合を示したが、線材１５は
ファンブレード２の幅方向に複数組設けてもよい。

【００１０】図３に示すプラスチック製ファンは、図２
に示すプラスチック製ファンの各ファンブレード２毎に
１本ずつ独立させて取付けた線材１５に替えて、プラス
チック製ファンの全ファンブレード２を補強し得る長さ
を有する１本の長い線材２５を用い、ブレードに埋設し
た実施例であり、環状のボス部１の軸線に対して所定角
度傾斜しある迎角をもって取付けられたファンブレード
２の前記ボス部１を先端部が直角に折曲げられた環状の
フランジ部４−１を有する金属製のインサート４に取付
けたファンにおいて、１本の長い線材２５を図示のよう
に金属製のインサート４に通して順次各ファンブレード
２にループ状に埋設したもので、線材は前記と同様、ワ
イヤ、針金、グラス、カーボン、ケブラーなどの長寸の
ファイバーからなる。またこの場合も線材２５のブレー
ド付け根部３からの長さは、ファンブレード２の長さの
略１／３〜１／２程度とする。なお、ここでは１個のフ
ァンブレード２に対して１つのループを形成した場合を
示したが、この場合も前記と同様、線材１５のループは
ファンブレード２の幅方向に複数組連続して設けてもよ
い。

【００１１】図４に示すプラスチック製ファンは、補強
材である線材をプラスチック製ファンのファンブレード
２に埋設した実施例であり、環状のボス部１の軸線に対
して所定角度傾斜しある迎角をもって取付けられたファ
ンブレード２の前記ボス部１を、先端にフランジ部を有
しない金属製のインサート４に取付けたファンにおい
て、ワイヤ、針金、グラス、カーボン、ケブラーなど長
寸のファイバー等からなる１本の線材３５を交互に折曲
げて形成したものを各ファンブレード２毎にインジェク
ションにより埋設したもので、この場合もブレード付け
根部３からの線材３５の長さは前記と同様、ファンブレ
ード２の長さの略１／４〜１／２程度とする。なお、線
材３５は１枚のブレードに対して幅方向に複数個設けて
もよく、またその場合隣接する線材３５と一部が重なっ
てもよい。

【００１２】図５に示すプラスチック製ファンは、補強
材にメッシュや布状、網状のものを用いた実施例であ
り、ファンブレード２の環状のボス部１を、先端に環状
のフランジ部４−１を有する金属製のインサート４に取
付けたファンにおいて、メッシュや布状、網状の１枚物
でかつファンブレード２の幅方向に広幅の補強材４５を
インサート４のフランジ部４−１に狭幅の板部材７を介
して取付けたものを各ファンブレード２毎にインジェク
ションにより埋設したもので、この場合もブレード付け
根部３からの補強材４５の長さは前記と同様、ファンブ
レード２の長さの略１／４〜１／２程度とする。

【００１３】図６に示すプラスチック製ファンは、補強
材にコイルスプリングを用いた実施例であり、ファンブ
レード２の環状のボス部１を、先端に環状のフランジ部
４−１を有する金属製のインサート４に取付けたファン
において、コイルスプリング５５をインサート４のフラ
ンジ部４−１に突設したものを各ファンブレード２毎に
インジェクションにより埋設したもので、この場合もブ
レード付け根部３からのコイルスプリング５５の長さは
前記と同様、ファンブレード２の長さの略１／４〜１／
２程度とする。なお、コイルスプリング５５は１枚のブ
レードに対して幅方向に複数個設けてもよいし、巻径の
異なるものを組合わせてもよい。

【００１４】図７に示すプラスチック製ファンは、補強
材に次第に大径となる傘状のコイルスプリングを用いた
実施例であり、ファンブレード２の環状のボス部１を、
先端にフランジ部４−１を有する金属製のインサート４
に取付けたファンにおいて、ストレート部分６５−１と
小径部６５−２および大径部６５−３を連続して設けた
コイルスプリング６５をインサート４のフランジ部４−
１に突設したものを各ファンブレード２毎にインジェク
ションにより埋設したもので、この場合もブレード付け
根部３からのコイルスプリング５５の長さは前記と同
様、ファンブレード２の長さの略１／４〜１／２程度と
する。またこの場合も、コイルスプリング６５は１枚の
ブレードに対して幅方向に複数個設けてもよい。

【００１５】図８に示すプラスチック製ファンは、補強
材に長寸のファイバーをメッシュ状、布状、網目状にし
て貼付したプリプレグを用いた実施例であり、ファンブ
レード２の環状のボス部１を、先端に環状のフランジ部
４−１を有する金属製のインサート４に取付けたファン
において、１枚物でかつファンブレード２の幅方向に広
幅のプリプレグ７５をインサート４のフランジ部４−１
に狭幅の板部材７を介して取付けたものを各ファンブレ
ード２毎にインジェクションにより埋設したもので、こ
の場合もブレード付け根部３からの補強材４５の長さは
前記と同様、ファンブレード２の長さの略１／４〜１／
２程度とする。

【００１６】図９に示すプラスチック製ファンは、補強
材に金属製の板部材を用いた実施例であり、ファンブレ
ード２の環状のボス部１を、先端に環状のフランジ部４
−１を有する金属製のインサート４に取付けたファンに
おいて、ファンブレード２の幅方向に広幅の１枚物の金
属板からなり、付け根部を直角に折曲げた断面Ｌ字形の
補強板８５をインサート４のフランジ部４−１に突設し
たものを各ファンブレード２毎にインジェクションによ
り埋設したもので、予め補強板８５に設けた複数個の貫
通孔８５−１がインジェクションされたプラスチックに
対するアンカリング効果を発揮してブレード付根に作用
する遠心力に対する引張り力に耐えられるようになって
いる。この場合もブレード付け根部３からの補強板８５
の長さは前記と同様、ファンブレード２の長さの略１／
４〜１／２程度とする。

【００１７】図１０に示すプラスチック製ファンは、補
強材をインサートで形成したもので、図９に示す別体の
補強板に替えて、インサート４のフランジ部４−１にス
リットを入れて当該部分を垂直に折曲げて板状の補強部
９５を形成したものを、各ファンブレード２毎にインジ
ェクションにより埋設したもので、予め補強部９５に設
けた複数個の貫通孔９５−１がインジェクションされた
プラスチックに対するアンカリング効果を発揮してブレ
ード付根に作用する遠心力に対する引張り力に耐えられ
るようになっている。この場合もブレード付け根部３か
らの補強部９５の長さは前記と同様、ファンブレード２
の長さの略１／４〜１／２程度とする。

【００１８】図１１に示すプラスチック製ファンは、補
強材にガラス、カーボン、ケブラーなどの短寸の繊維を
混合してモールディングして用いた実施例であり、ファ
ンブレード２のボス部１を、先端にフランジ部４−１を
有する金属製のインサート４（またはフランジ部４−１
を有しない金属製のインサート４）に取付けたファンに
おいて、各ファンブレード２のボス部１付け根部３より
ファンブレード２の長さの略１／４〜１／２程度の範囲
に相当する部分にガラス、カーボン、ケブラーなどの短
繊維１０５を混合してインジェクションにより埋設した
ものである。

【００１９】以上図１〜図１１に示すプラスチック製フ
ァンは、いずれもファンブレードの付け根部付近の内部
もしくは表面および両者をそれぞれ金属板５、８５、９
５、ワイヤ、針金、グラスファイバー製の線材１５、２
５、３５、メッシュや布状、網状の補強材４５、コイル
スプリング５５、６５、プリプレグ７５、カーボンなど
の短寸の繊維１０５の混合によって補強された構造とな
っているので、ファン回転中にファンブレード２に遠心
力がかかり当該ブレードの付け根部に応力が集中して
も、前記補強材の作用によりファンの剛性が高められる
ことによりブレードの付け根部に亀裂が入る可能性は回
避される。なお、ここでは前記した各種補強材を単体で
用いた場合を例示したが、各種補強材は２つ以上を組合
わせて用いることも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明に係るプラ
スチック製ファンは、ファンブレードの付け根部付近を
補強材で補強したことによりファンの剛性が高められ、
ファン回転中にファンブレードの付け根部に応力が集中
しても、当該ブレードの付け根部に亀裂が生じることは
ほとんどなく、また補強材には金属板、ワイヤ、針金、
グラス、カーボン、ケブラーなどの長寸のファイバー線
材、メッシュや布状、網状材、コイルスプリング、プリ
プレグ、カーボンなどの短寸の繊維等の混合物を用いる
ので、ファン重量が増すこともほとんどなく、さらにフ
ァン材料に低コストのプラスチックを用いることができ
るなどの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラスチック製ファンの第１実施
例を示す一部斜視概念図である。

【図２】同じく第２実施例を示す一部斜視概念図であ
る。

【図３】同じく第３実施例を示す一部斜視概念図であ
る。

【図４】同じく第４実施例を示す一部斜視概念図であ
る。

【図５】同じく第５実施例を示す一部斜視概念図であ
る。

【図６】同じく第６実施例を示す一部断面図である。

【図７】同じく第７実施例を示す一部断面図である。

【図８】同じく第８実施例を示す一部断面図である。

【図９】同じく第９実施例を示す一部断面図である。

【図１０】同じく第１０実施例を示す一部断面図であ
る。

【図１１】同じく第１１実施例を示す一部断面図であ
る。

【図１２】従来のプラスチック製ファンの一例を示す正
面図である。

【図１３】図１２のイーイ線上の一部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ボス部 ２ ファンブレード ３ ブレード付け根部 ４ 金属製インサート ４−１ ブレード付根部 ５、８５、９５ 金属板 １５、２５、３５ 線材 ４５ メッシュや布状、網状材 ５５、６５ コイルスプリング ７５ プリプレグ １０５ ガラス、カーボン、ケブラーなどの短繊維

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック製ファンにおいて、ファン
   ブレードのボス部付け根部をブレード補強材にて補強し
   たことを特徴とするプラスチック製ファン。
2. 【請求項２】 前記補強材としては、金属板、ワイヤ、
   針金、グラスファイバー、メッシュや布状、網状材、コ
   イルスプリング、プリプレグおよび炭素繊維のうちいず
   れか１つまたは２つ以上を組合わせて用いることを特徴
   とする請求項１記載のプラスチック製ファン。
3. 【請求項３】 前記補強材はファンブレードに埋設する
   か、または該ブレード表面に設けることを特徴とする請
   求項１または２記載のプラスチック製ファン。