JPH0717838Y2 - 合成樹脂製エンジン冷却用ファン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車エンジンの冷却用ファンとして用いら
れる回転駆動する軸流型のエンジン冷却用ファンに関す
る。主に、本考案は自動車の冷却用ファンとして使用さ
れるハブ体とファンブレードとを合成樹脂により一体成
型した合成樹脂製ファンの補強構造に関するものであ
る。

（従来技術とその問題点） 従来、この種の自動車のエンジン冷却用ファンは、所定
径の円筒環状ハブ体と、該ハブ体の外周面に放射状に取
り付けられる複数個のファンブレードとを合成樹脂によ
り一体成型して製作されている。

しかしながら、エンジン冷却用ファンは、エンジンの激
しい振動の影響下のもとで、しかも高速回転で使用され
るものであるが、エンジン振動の影響による共振現象、
および風圧反力の繰返しに対してハブ体外周面における
ファンブレードの付根部が剛性不足のため、しばしば亀
裂破損を生じることがある。

そのため、ファンブレード付根部の肉厚を増すとか、あ
るいは付根部の角の曲率（Ｒ寸法）を大きくするとかし
て、剛性を高めることが考えられるが、ハブ体とファン
ブレードとを合成樹脂で一体的に射出成形する場合、厚
肉部の内部に空胴が生じたり、厚肉部付近のヒケによる
不規則な変形が生じたりして、逆に耐疲労強度を低下さ
せてしまうという欠点がある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、回転駆動する軸流型のエンジン冷却用ファン
の補強構造に関するものであって、円筒環状ハブ体、該
ハブ体の外周壁面に一体的にかつ外方へ放射状に突設さ
れた複数のファンブレード、及び該ハブ体の内周壁面に
ファンをファン回転用駆動軸に装着するために設けられ
た取付部材、とからなる合成樹脂製のエンジン冷却用フ
ァンにおいて、前記ファンブレードの前面側（風上側）
と後面側（風下側）の夫々に少なくとも一つの補強リブ
を、前記ハブ体の外周壁面と各ファンブレードの付根部
に当接するように、かつファンブレードに当接する補強
リブ底部の長さが各ファンブレードの半径方向の長さの
1/2以下になるように、合成樹脂の一体成型により設け
たものであることを特徴とするものである。

本考案の前記した技術的構成を採用することにより、フ
ァンの風量低下（冷却効率の低下）や回転時の騒音の発
生など、ファン特性に何等悪影響を及ぼすことなくファ
ンブレード付根部の疲労破壊に対する耐久性を大幅に改
善することができる。

即ち、本考案によりファンブレードの両側（風上側及び
風下側）にそれぞれ少なくとも一つの補強リブを配設す
るとき、本考案のファンブレードは高速回転と自動車エ
ンジンからの強い振動の負荷という使用条件のもとにお
いて、ファンブレードの強度バランスが良好に維持され
るとともに、一般の自動車エンジンの回転による共振周
波数内において共振点を持たないようにすることができ
るため、長期に亘り安定して使用することができる。

（実施例） 以下、本考案になる合成樹脂製エンジン冷却用ファンの
実施例について、図面にもとづいて詳細に説明する。

第１図（イ），（ロ）は本考案の補強リブを有する合成
樹脂製エンジン冷却用ファンの第１実施例を示すもので
ある。第１図の（イ）は正面図で、（ロ）は（イ）Ａ−
Ａ線の断面図である。

図面中１は、内周壁面側に軸心方向に垂直なファン回転
用駆動軸（図示なし）への取付部材２を有した円筒環状
の合成樹脂製ハブ体であり、3,3′……は前記ハブ体１
の外周壁面に外方へ放射状に突設した複数個の合成樹脂
製ファンブレードである。前記ファンブレード3,3′…
…の夫々は、送風効率の点からしてブレードコードアン
グル（θ）が50°以下で所定の曲面形状を有する曲面板
である。なお、ブレードコードアングル（θ）は第３図
（ロ）で示されるものである。

４は、前記ファンブレード3,3′……とハブ体１の外周
壁面５との付根部において、前記ファンブレードに略直
交して（前記したように、ファンブレード自体が曲面板
であることから、これと略直交するという意味であ
る。）設けられた補強リブである。前記補強リブ４は、
夫々のファンブレード3,3′……の前面側（風上側）に
１個、後面側（風下側）に２個設けられ、これらハブ体
１、ファンブレード3,3′……、および補強リブ４は合
成樹脂により一体的に射出成形して製作されたものであ
る。

前記した構成になる合成樹脂製エンジン冷却用ファンに
おいて、ファンブレード3,3′……，の外径を390mmとし
たものについて性能試験をした結果、固有振動数は165H
zであった。これに対して、補強リブなしの従前の同じ
く外径390mmのものは115Hzであった。本考案の合成樹脂
製エンジン冷却用ファンは、一般の自動車エンジンの回
転による共振周波数領域内において共振点は存在せず、
共振によるファンの振動やブレードの共振疲労破壊を有
効に防止することができ、かつ風量、騒音などのファン
性能にほとんど影響がなかった。

第２図は、本考案になる第２実施例の合成樹脂製エンジ
ン冷却用ファンであり、第２図（イ）は、その要部正面
図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線断面図、（ハ）は後面側
の斜視図である。

第２図に示される合成樹脂製エンジン冷却用ファンにお
いて、補強リブ４はファンブレード3,3′……の前面側
（風上側）に１個、後面側（風下側）に２個設けてい
る。この実施例の特徴とするところは、補強リブ４を湾
曲状にしている点である。従って、補強リブ４がハブ体
１の外周壁面５に当接する箇所はハブ体１の軸心方向と
平行関係にあるが、ファンブレード3,3′……上には湾
曲状に延びて補強リブ４が当接することになる。なお、
第２図において、補強リブ４は湾曲状であるとともに、
その上部６が凹弧状であるものが示されている。

本考案においては、前記した実施例に示されるように、
合成樹脂製のファンブレードの前面側（風上側）と後面
側（風下側）に夫々少なくとも一つの合成樹脂製の補強
リブを、合成樹脂製のハブ体の外周壁面とファンブレー
ドの付根部に当接するように一体成型により設けること
を特徴とするものである。また、本考案において、冷却
ファンの風量低下（冷却効率の低下）や回転時の騒音の
発生（乗心地性）などのファン特性を損なわないよう
に、前記補強リブは、補強リブ底部（ファンブレード3,
3′……から立設する基端部位）の長さ（L₁）が、ファ
ンブレードの半径方向の長さ（L₂）の1/2以下になるよ
うに設けるものである（L₁≦1/2L₂，第２図参照）。

本考案において、補強リブは前記した特徴点を有するよ
うに設けられるものであるが、その他、以下に示すよう
な態様のもとで補強リブを設けることが好ましい。

（ｉ） ブレードコードアングル（θ）について． 第３図（イ）及び（ロ）に、従来の補強リブなしの合成
樹脂製エンジン冷却用ファンを示す。第３図（イ）は従
来のファンの正面図を、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線断面
図を示す。第３図（ロ）において、θはブレードコード
アングルである。

本考案になる合成樹脂製エンジン冷却用ファンは、第３
図（イ），（ロ）に示される従来のものと同様にブレー
ドコードアングル（θ）が50°以下のものである。ブレ
ードコードアングル（θ）が50°以上であると、補強リ
ブを設けても、充分な補強効果を得ることができない。

（ii） 補強リブの取付位置について． 補強リブの取付位置が、第４図に示されるようにハブ体
１側の外周壁基端部において、ファンブレード３の付根
部正面投影幅（第４図のB₂）の、2/3以内の範囲内
（B₁）で、かつ前記基端部の中央部に設けることが好ま
しい（B₁≦2/3B₂）。

（iii） 補強リブの高さ寸法について． 補強リブの高さ寸法（H₁）が、第５図に示されるように
当該位置におけるファンブレードの表面からハブ面まで
の高さ（H₂）に対し、4/5以下とすることが好ましい（H
₁≦4/5H₂）。

以上のような態様で補強リブを設けることによりファン
効率の低下、騒音の増大などの悪影響を効果的に排除す
ることができる。

（考案の効果） 本考案の合成樹脂製エンジン冷却用ファンは、自動車エ
ンジンからの激しい振動負荷に基づく疲労破壊、特にフ
ァンブレードの付根部の共振疲労破壊を効果的に防止す
ることができるとともに、更にファンブレードの高速回
転下における風圧反力に対する曲げ剛性を向上させるこ
とができるため、長期に亘り安定して使用することがで
きる極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案になる第１実施例の合成樹脂製エンジ
ン冷却用ファンを示すもので、（イ）は正面図、（ロ）
は（イ）のＡ−Ａ線断面図である。 第２図は、本考案の第２実施例の合成樹脂製エンジン冷
却用ファンの示すもので、（イ）は背面図、（ロ）は
（イ）のＡ−Ａ線断面図、（ハ）は後面側からの斜視図
である。 第３図は、従来の補強リブなしのエンジン冷却用ファン
を示すもので、（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のＡ−
Ａ線断面図である。 第４図は、補強リブの取付位置の関係を示す図である。
第５図は、補強リブの高さ寸法の関係を示すものであ
る。 １……ハブ体 ２……（ファン回転用駆動軸への）取付部材 3,3′……ファンブレード ４……補強リブ ５……（ハブ体の）外周面 ６……（補強リブの）上部 ７……（補強リブの）先端部 θ……ブレードコードアングル B₂……ファンブレードの付根部正面投影幅 H₁……補強リブの高さ寸法 H₂……ファンブレード前面からハブ面までの高さ寸法

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒環状ハブ体、該ハブ体の外周壁面の外
   方へ放射状に突設された複数のファンブレード、及び該
   ハブ体の内周壁面にファンをファン回転用駆動軸に装着
   するために設けられた取付部材からなる合成樹脂製のエ
   ンジン冷却用ファンにおいて、前記ファンブレードの前
   面側（風上側）と後面側（風下側）の夫々に少なくとも
   一つの補強リブを、前記ハブ体の外周壁面と各ファンブ
   レードの付根部に当接するように、かつファンブレード
   に当接する補強リブ底部の長さが各ファンブレードの半
   径方向の長さの1/2以下になるように、合成樹脂の一体
   成形により設けたものであることを特徴とする合成樹脂
   製エンジン冷却用ファン。
2. 【請求項２】補強リブをファンブレードに略直交して設
   けてなる実用新案登録請求の範囲第１項に記載の合成樹
   脂製エンジン冷却用ファン。
3. 【請求項３】補強リブをハブ体の軸心方向と平行にして
   設けてなる実用新案登録請求の範囲第１項に記載の合成
   樹脂製エンジン冷却用ファン。
4. 【請求項４】補強リブを湾曲状とし、かつ補強リブがハ
   ブ体の外周壁面と接する箇所をハブ体の軸心方向と平行
   にして設けてなる実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   の合成樹脂製エンジン冷却用ファン。
5. 【請求項５】補強リブの高さ寸法が、その位置における
   ファンブレード表面からハブ面までの高さの4/5以下に
   した実用新案登録請求の範囲第１項ないし第４項のいず
   れかに記載の合成樹脂製エンジン冷却用ファン。
6. 【請求項６】補強リブの取付位置が、ハブ体の外周壁基
   端部において、ファンブレードの付根部正面投影幅の2/
   3以内の範囲内で、かつ前記基端部の中央部に設けた実
   用新案登録請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに
   記載の合成樹脂製エンジン冷却用ファン。