JP4386246B2

JP4386246B2 - ファンブレード

Info

Publication number: JP4386246B2
Application number: JP2003138265A
Authority: JP
Inventors: 月武文望; 部智子苅; 野清二北
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: JP2004340047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷タイプの内燃機関から熱が投入された冷却水の放熱用のラジエータに関し、より詳細には、ラジエータに空気を圧送するためのラジエータファンにおけるブレードの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術によるラジエータファンのブレードの正面図及び側断面図を図５、図６に示す。
図５、図６に示すファンブレード９ｊは、先端が二股に分かれたスパイダー１３ｊの二股の間にブレード１０ｊと、そのブレード１０ｊの補強部材であるラミネーション１１ｊが挟持されている。
そのラミネーション１１ｊは図示しないラジエータファン全体の半径方向（Ｒ方向）の寸法Ｌ１１がブレード１０ｊの同方向の寸法Ｌ１０に対して短いのみで、その他の外縁は、ブレード１０ｊと同様に形成されている。そしてファンブレード９ｊの先端は図示しないラジエータファン全体の直径円周Ｓに沿うような円弧状を成している。
尚、図５において符号１４は前記スパイダー１３ｊを固着させ、図示しないラジエータファン軸にファンブレード９ｊを取り付ける取付部材であり、符号１５はその取付部材１４に設けられた取付孔である。
【０００３】
そのように構成されたファンブレード９ｊは、ラミネーション１１ｊのスパイダー１３ｊへの取付箇所Ｐで局所的に応力が増加しており（応力集中の発生）、その応力集中によって、亀裂が生じる恐れが有った。
【０００４】
その他の従来技術として、コーン状の金属製取付部と樹脂製ブレードとを有し、コーン状取付部に樹脂製ブレードをそれぞれ独立して設けた技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術は、上述した様な応力（ブレードのラミネーションをスパイダーに取り付ける箇所に作用する応力）の増加を抑制するための技術ではない。
【０００５】
【特許文献】
特開２００２−１９５１９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ラジエータファンのラミネーションのスパイダーへの取付箇所で発生する応力を抑制し、係る箇所における亀裂等の発生を防止することが出来る様なファンブレードの提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記構成のファンブレードによれば、エンジンのクランクシャフトの端部にクランクプーリ（Ｐｃ）が固着され、そのクランクプーリ（Ｐｃ）にファンベルト（６）が係合され、そのファンベルト（６）にファンプーリ（Ｐｆ）が係合され、そのファンプーリ（Ｐｆ）にファン軸（７）が係合され、そのファン軸（７）にスパイダー（１３）を介して固定されたラジエータファン（８）のファンブレードにおいて、ブレード（１０）と第１のラミネーション（１１）と第２のラミネーション（１２）とが順次積層されて構成され、前記第１のラミネーション（１１）の高さ（ｈ２）は前記ブレード（１０）の高さ（ｈ１）より小さく形成され、前記第２のラミネーション（１２）の高さ（ｈ３）は前記第１のラミネーション（１１）の高さ（ｈ２）より小さく形成され、前記ブレード（１０）の幅（ｗ１）と前記第１のラミネーション（１１）の幅（ｗ２）は同寸に形成され、前記前記第２のラミネーション（１２）の幅（ｗ３）は前記第１のラミネーション（１１）の幅（ｗ２）より小さく形成され、前記第１のラミネーション（１１）はブレード（１０）の表面の５０％〜７０％を被覆し、前記第２のラミネーション（１２）は第１のラミネーション（１１）の４０％〜７０％を被覆し、前記ブレード（１０）の一方の面（１０ａ）は二股に開いた前記スパイダー（１３）の先端（１３ａ）の内側の一面１３ｃに直接取り付けられ、前記スパイダー（１３）の根元（１３ｂ）側は１箇所に取付け孔（１５）が穿孔された取付部材（１４）に固着され、前記ファン軸（７）に前記取付部材（１４）と締結部材によって取り付けられている。
【００１０】
ブレード（１０）への第１のラミネーション（１１）の被覆量（或いは被覆面積）、及び第１のラミネーション（１１）への第２のラミネーション（１２）の被覆量（或いは被覆面積）が少ないと、被覆した効果を発揮しない。
一方、被覆面積が多いと、その分だけファンブレード（９）全体の重量が増加し、遠心力の作用によりブレード支持部材であるスパイダー（１３）の強度が不足し、破損に至る恐れが有る。
【００１１】
上述した第１のラミネーション（１１）のファンブレード（１０）に対する面積比、及び第２のラミネーション（１２）の第１のラミネーション（１１）に対する面積比は、ブレード（１０）への被覆による応力集中抑制効果を顕著にする値（領域）であって、且つブレード（１０）の重量増加によるスパイダー（１３）の強度上許容出来る領域である。
【００１２】
そのように構成された本発明によれば、ブレード（１０）を補強するラミネーションを２枚（１１，１２）とし、更に曲げモーメントの増加方向であるラジエータファン（８）の中心部に近づくに従って断面係数が増加するようにラミネーション（１１，１２）を含むブレード（１０）厚みを増加させることによって各断面係数の変化する位置、とりわけ第２のラミネーション（１２）のスパイダー（１３）への取付け箇所（Ｐ）での応力を緩和している。従って、応力集中による破壊等を未然に防ぐことが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
先ず、図３において、エンジン１はシリンダブロック２とシリンダヘッド３とオイルパン４とフライホイール５とを有している。
【００１５】
シリンダブロック２の下方でエンジン１のシリンダ配列方向すなわち図示の左右方向には、図示しないクランクシャフトが延在しており、その前端（左端）にクランクプーリＰｃが固着されている。
【００１６】
そのクランクプーリＰｃの上方にはファンプーリＰｆを備えたラジエータファン軸７が配置されており、前記クランクプーリＰｃとファンプーリＰｆはファンベルト６によって係合され、エンジン回転がクランクプーリＰｃ、ファンベルト６、ファンプーリＰｆ、ファン軸７と順に伝達され、ラジエータファン８を回転するように構成されている。
【００１７】
図４は当該ラジエータファン８を正面（エンジン前方）から見た図である。図４の例では、ラジエータファン８は６枚のファンブレード９がラジエータファン軸７に取り付けられて構成されている。
【００１８】
ファンブレード９は、図１及び図２に詳細を示すように、スパイダー１３の先端１３ａの二股に開いた間に、ブレード１０と第１のラミネーション１１と第２のラミネーション１２が挟持されるように公知の手段、例えばリベット、或いは溶接によって固着されている。スパイダー１３の根元１３ｂ側は１箇所に取付け孔１５が穿孔された取付部材１４に固着され、前記ラジエータファン軸７にその取付部材１４及び図示しない締結部材によって取り付けられるように構成されている。
【００１９】
更に詳しくは、ファンブレード９を構成するブレード１０の一方の面１０ａは二股に開いたスパイダー先端１３ａの内側の一面１３ｃに直接取り付けられている。他方、ブレード１０の他方の面１０ｂには第１のラミネーション１１及び第１のラミネーション１１を介して第２のラミネーション１２が積層されている。
そして第１のラミネーション１１は第２のラミネーション１２よりも大きく、直接スパイダー先端１３ａの二股に分かれた内側の残る面１３ｄに取り付けられているのは第２のラミネーションである。
【００２０】
ここで、第１のラミネーション１１は、ブレード１０の表面の５０％〜７０％を被覆し、第２のラミネーション１２は、第１のラミネーション１１の４０％〜７０％を被覆するのが好ましい。
【００２１】
ブレード１０への第１のラミネーション１１の被覆量、及び第１のラミネーション１１への第２のラミネーション１２の被覆量が少ないと、被覆した効果を発揮しない。
一方、被覆面積が多いと、その分だけファンブレード９全体の重量が増加し、遠心力の作用によりファンブレード支持部材であるスパイダー１３の強度が不足し、破損に至る恐れが有る。
【００２２】
上記第１のラミネーション１１のブレード１０に対する面積比、及び第２のラミネーション１２の第１のラミネーション１１に対する面積比は、ブレード１０への被覆による応力集中抑制効果を顕著にする領域であって、且つブレード１０の重量増加によるスパイダー１３の強度上許容出来る領域である。
【００２３】
そのように構成された本発明の実施形態によれば、ブレード１０を補強するラミネーションを２枚（１１、１２）とし、更に曲げモーメントの増加方向であるラジエータファン８の中心部に近づくに従って断面係数が増加するようにラミネーション１１、１２を含むブレード１０厚みを増加させることによって各断面係数の変化する位置、とりわけ第２のラミネーション１２のスパイダー１３への取付け箇所Ｐでの応力を緩和している。
従って、応力集中による破壊等を未然に防ぐことが出来る。
【００２４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載ではない旨を付記する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１）ブレードを補強するラミネーションを２枚とし、更に曲げモーメントの増加方向であるラジエータファンの中心部に近づくに従って断面係数が増加するようにラミネーションを含むブレードの厚みを増加させることによって各断面係数の変化する位置での応力（応力集中）を緩和している。
（２）応力（応力集中）を緩和することにより、ファンブレードの破壊を未然に防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のファンブレードの構成を示す正面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図。
【図３】本発明の実施形態のファンブレードを用いたラジエータファンを搭載したエンジンの側面図。
【図４】本発明の実施形態のファンブレードを用いたラジエータファンの正面図。
【図５】従来タイプのファンブレードの構成を示す正面図。
【図６】図５のＸ−Ｘ断面図。
【符号の説明】
１・・・エンジン
２・・・シリンダブロック
３・・・シリンダヘッド
４・・・オイルパン
５・・・フライホイールハウジング
７・・・ラジエータファン軸
８・・・ラジエータファン
９・・・ファンブレード
１０・・・ブレード
１１・・・第１のラミネーション
１２・・・第２のラミネーション
１３・・・スパイダー

Claims

エンジンのクランクシャフトの端部にクランクプーリ（Ｐｃ）が固着され、そのクランクプーリ（Ｐｃ）にファンベルト（６）が係合され、そのファンベルト（６）にファンプーリ（Ｐｆ）が係合され、そのファンプーリ（Ｐｆ）にファン軸（７）が係合され、そのファン軸（７）にスパイダー（１３）を介して固定されたラジエータファン（８）のファンブレードにおいて、ブレード（１０）と第１のラミネーション（１１）と第２のラミネーション（１２）とが順次積層されて構成され、前記第１のラミネーション（１１）の高さ（ｈ２）は前記ブレード（１０）の高さ（ｈ１）より小さく形成され、前記第２のラミネーション（１２）の高さ（ｈ３）は前記第１のラミネーション（１１）の高さ（ｈ２）より小さく形成され、前記ブレード（１０）の幅（ｗ１）と前記第１のラミネーション（１１）の幅（ｗ２）は同寸に形成され、前記前記第２のラミネーション（１２）の幅（ｗ３）は前記第１のラミネーション（１１）の幅（ｗ２）より小さく形成され、前記第１のラミネーション（１１）はブレード（１０）の表面の５０％〜７０％を被覆し、前記第２のラミネーション（１２）は第１のラミネーション（１１）の４０％〜７０％を被覆し、前記ブレード（１０）の一方の面（１０ａ）は二股に開いた前記スパイダー（１３）の先端（１３ａ）の内側の一面１３ｃに直接取り付けられ、前記スパイダー（１３）の根元（１３ｂ）側は１箇所に取付け孔（１５）が穿孔された取付部材（１４）に固着され、前記ファン軸（７）に前記取付部材（１４）と締結部材によって取り付けられていることを特徴とするファンブレード。