(57)【要約】【課題】自動車のオールタネータを冷却するのに好適な、高い冷却能力を有するファンを提供する。【解決手段】オールタネータのロータに回転自在に連結され、かつホイール部と、これから延出する複数のブレード47,48を備える。ファンは、ホイール部を構成し、かつファンをロータに固着させるための好ましくは金属製のインサート50上で、プラスチック材料からその場(in situ)成形され、機械的強度を増加させる。インサート50,65は、少なくともブレード48,69の一部を構成している。【選択図】図６
2005504229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを有するオールタネータ用のファンであって、前記ロータに回転自在に連結され、ホイール部と、このホイール部から延出する複数のブレードとを備え、前記ホイール部を構成するとともに、ファンの回転中に生じる応力に対応するアーマチュアを構成し、かつファンをロータに固着させるためのインサート(38)(50)(65)上で、プラスチック材料からその場(in situ)成形されるファンにおいて、前記インサート(50)(65)が、ファンの機械的強度を増大させ、プラスチック材料に対する付着力を高めるように、少なくともブレード(48)(69)の一部を構成していることを特徴とするファン。
【請求項２】
主ブレード(47)の第１の組と、副ブレード(48)の第２の組とからなる２組のブレードを有し、前記主ブレード(47)は、副ブレード(48)より長手で、副ブレード(48)ののうち少なくとも１枚は、２つの主ブレード(29)(47)の間に配置され、かつ副ブレード(48)の少なくとも一部は、インサート(50)の一部をなしていることを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項３】
主ブレード(47)の第１の組と、副ブレード(48)の第２の組とからなる２組のブレードを有し、前記主ブレード(47)は副ブレード(48)より長手で、副ブレード(48)のうち少なくとも１枚は、２つの主ブレード(29)(47)の間に配置され、主ブレード(29)(48)の少なくとも一部は、インサート(50)の一部をなしていることを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項４】
主ブレード(47)の第１の組と、副ブレード(48)の第２の組とからなる２組のブレードを有し、前記主ブレード(47)は、副ブレード(48)より長手で、副ブレード(48)のうち少なくとも１枚は、２つの主ブレード(29)(47)の間に配置され、インサート(50)は、少なくとも１枚の副ブレード(48)または主ブレード(29)(47)を含むファンの形状をなす金属プレートを撓曲して得られていることを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項５】
前記インサートの一部を構成しないブレード(29)(31)(47)(48)(69)、またはこれらのブレードの一部は、前記インサート上で、プラスチック材料から成形されることを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項６】
前記プラスチック材料から成形されるブレード(29)(31)(47)(48)(69)の少なくとも一部は、２つの主ブレード(29)(47)の間に設置される少なくとも１枚の副ブレード(48)を含むことを特徴とする請求項２記載のファン。
【請求項７】
前記インサートの各面の少なくとも一部は、プラスチック材料によって被覆されていることを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項８】
前記副ブレード(31)(48)の少なくとも一部は、プラスチック材料によって被覆されていることを特徴とする請求項２記載のファン。
【請求項９】
ファンを前記アーマチュアに固着するためのインサートの少なくとも一部 (39)には、プラスチック材料が存在しないことを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項１０】
前記ブレード(69)を支持するプレート部(65)を具備する軸流ファンであり、前記インサートは、前記プレート(65)の少なくとも一定の範囲にわたって拡がりを有し、前記少なくとも１枚のブレード(69)の少なくとも一部(70)は、前記インサートの一部をなしていることを特徴とする請求項１記載のファン。
【請求項１１】
前記プレート部(65)、シリンダ部(67)、およびこのシリンダ部(67)の外表面に固着されるブレード(69)を具備する軸流ファンであり、前記インサートは前記プレート(65)の少なくとも一定の範囲にわたって拡がりを有し、前記シリンダ部(67)の少なくとも一部は、前記インサートの一部をなしていることを特徴とする請求項１０記載のファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車向けのオールタネータ(交流電源)用ファンに関する。このファンは、オールタネータのロータに回転自在に取り付けられ、ホイールの一部と、これから延出する複数のブレードとからなっている。このファンは、機械部品であるインサート上で、プラスチック材料から成形される。インサートは、プラスチック材料より硬質の材料、例えば金属で形成され、支持装置に固定されるファンの一部を構成する。
【背景技術】
【０００２】
この種のファンは、すでに公知であり、例えば本出願人による特許文献１に記載されている。この特許文献に記載されているファンにおいては、インサートは金属製で、ホイール部に設置され、例えば溶接を介してファンをロータに固着する際に、これを助ける役割を果たす。
【０００３】
プラスチック製ファンがブレードとともにインサート上で成形される場合には、ファンの用途と、要求される冷却能力に従って、ブレードの数、立体形状、および配置を適宜変更することができる。
【特許文献１】
フランス国特許第２６７３３３８号特許明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらのファンは、大きな電気的出力をもつオールタネータに使用されるため、換気が不十分なときには、過大な熱を発生しやすい。
【０００５】
また、これら公知のファンには、高価なプラスチック材料を大量に用いなければならないため、製造コストが高く、かつ大量のプラスチック材料を用いるため、機械的強度が小さいという大きな欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、上述のような欠点を有しないオールタネータ用ファンを提供することである。
【０００７】
この目的を達成するため、本発明によれば、ロータを有するオールタネータ用のファンであって、前記ロータに回転自在に連結され、ホイール部と、このホイール部から延出する複数のブレードとを備え、前記ホイール部を構成するとともに、ファンの回転中に生じる応力に対応するアーマチュアを構成し、かつファンをロータに固着させるためのインサート上で、プラスチック材料からin situ成形されるファンにおいて、前記インサートが、ファンの機械的強度を増大させ、プラスチック材料に対する付着力を高めるように、少なくともブレードの一部を構成していることを特徴とするファンが提供される。
【０００８】
プラスチック材料を、基台上の所定の位置で成形することによって形成されるファンは、ブレードの少なくとも一部を構成し、かつファンのプラスチック部分を定着させるための好ましくは金属製のインサートがあるために、機械的強度が大きい。また、ファンの製造コストも節減される。これは、インサートが、ブレードの少なくとも一部をなし、比較的大きなスペースを占有して、大きな機械的強度を確保するため、ファンの製造に必要なプラスチック材料の使用量を減らすことができるからである。
【０００９】
さらに、インサートは、ブレードの立体形状と配置を定め、必要なブレードの数も、所望の通りとなる。ブレードは、互いに非常に近接して設けられ、また形状も複雑なものになるが、一方で、インサートがブレードの少なくとも一部を支持するため、強度は大きい。このため、プラスチック材料のインサートへの定着性はよく、ファンの均一性が確保される。従って、ファンは高速で回転し、高い冷却能力を発揮することができる一方で、ノイズが小さく、自動車のオールタネータに装着することができる。
【００１０】
本発明は、以下に述べるような種々の特徴を、単独で、または技術的に可能な組み合わせによって備えているのが好ましい。
【００１１】
−インサートは、ファンのホイール部のほぼ全般にわたって拡がりを有する。
したがって、プラスチック材料の使用量が少なく、ホイール部の容量がほぼインサートによって占められることになり、ファンについて十分な機械的強度が確保される。
【００１２】
−インサートは、径方向において、プラスチック部分の少なくとも３分の２を超えて延びている。
したがって、いわゆるその場成形(in situ)成形が不可能なファンの周縁部についても、インサートの端部に非常に近接しているため、回転時にファンの外端部にかかる応力が大きく減少し、機械的強度が確保される。
【００１３】
−インサートは、外縁部がほぼ円形の輪郭を有する。
【００１４】
−インサートは、外縁部において歯形の輪郭を有する。
【００１５】
−ファンは、主ブレードの第１の組と、副ブレードの第２の組とからなる２組のブレードを有し、前記主ブレードは、副ブレードより長手で、副ブレードのうち少なくとも１枚は、２つの主ブレードの間に配置され、副ブレードの少なくとも一部は、インサートの一部をなしている。
【００１６】
主ブレードの少なくとも一部は、インサートの一部となしている。
したがって、大きなブレードを金属プレートから形成し、小さなブレードをプラスチック材料から形成することもできる。
【００１７】
−１組のブレードをインサートに連設することができる。
【００１８】
−インサートは、少なくとも１枚の副ブレード、または主ブレードを含むファンの形状をなす金属プレートを撓曲させて形成する。
【００１９】
−ファンは、遠心ファン、向心ファン、軸流ファン、軸流−遠心ファン、または軸流−向心ファンである。
【００２０】
−インサートの一部を構成しないブレード、またはそのようなブレードの一部は、インサート上で、プラスチック材料をその場（in situ）成形して形成される。
【００２１】
−プラスチック材料から成形されるブレードの少なくとも一部は、２つの主ブレードの間に位置する少なくとも１枚の副ブレードを構成している。
【００２２】
−インサートの各面の少なくとも一部は、プラスチック材料によって被覆されている。
【００２３】
−副ブレードの少なくとも一部は、プラスチック材料によって被覆されている。
【００２４】
−ファンを支持体に固着させる役割を果たすインサートの少なくとも一部には、プラスチック材料が存在しない。
【００２５】
−ファンは、外縁においてシリンダ部を支持するプレート部と、シリンダ部の外表面に固定され、インサートの少なくとも一部を構成するブレードとを具備する軸流ファンである。
【００２６】
−ファンは、ブレードを支持するプレート部を備える軸流ファンであり、インサートは、プレートの少なくとも一定の範囲にわたって拡がりを有する。
【００２７】
−金属製インサートは、その場(in situ)成形の機械的強度を増大させるため、少なくとも１つの開口を有する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、高い冷却能力を有し、製造コストが低廉で、機械的強度も大きいオールタネータ用ファンが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照して本発明の例を説明する。この説明から、本発明がより明瞭に理解されるとともに、本発明の他の特徴と利点も明らかになると思う。
【００３０】
図１は、本発明の好ましい実施形態に係る自動車エンジン用内部吹出し機構を備えた多相オールタネータの一般的な構造を簡単に示す。図示のオールタネータは、ステータ２に包囲され、ロータシャフト３とともに回転自在に設置されたロータ１を具備している。これが分かれば、本発明の理解には十分である。ロータシャフト３の前端は、ドライブプーリ５を回転させる。他方、ロータシャフト３の後端は、コレクタ６のスリップリング(図示せず)を回転させる。ドライブプーリ５は、ベルトドライブを介して公知の方法により、自動車のエンジンに連結されている。
【００３１】
この実施形態においては、ロータ１は、爪型をなす２つの短柱状ホイール8a,8bを備えている。これらのホイール8a,8bは、軸方向を向く歯を有し、２つのホイールの歯は、周方向に互いにずれている。符号９は、ホイール8aと8bの間に取り付けられるロータ１の励磁翼を示す。ステータ２は、ワイヤまたはヘアピン形状の巻線12を沿設するため、内部に溝が形成された本体11を備えている。巻線12は、本体11を通って延び、前方巻線束と後方巻線束（符号は付していない）を形成するよう、本体11の各側において、軸方向に突出する積層構造を有する。巻線12の束の数は、用途、特にオールタネータの相の数によって異なる。
【００３２】
ロータシャフト３は、前方耐力壁17と後方耐力壁18にそれぞれ配置された前方ボールベアリング14と後方ボールベアリング15によって支持されている。前方耐力壁17と後方耐力壁18は、空気を循環させるための切欠き部を有する。耐力壁17,18は、中空で、ステータの本体11を外周縁において支持する。すでに述べた特許文献１に記載されたストレッチャは、自動車の固定部に固着されるケーシングを構成するよう、耐力壁17と18を連結している。
【００３３】
符号16は、オールタネータによって生成された交流を整流するための公知の整流器を示す。整流器16は、ダイオード16'を有する。整流器１６は、この実施形態においては、後方耐力壁18によって支持されている。後方耐力壁18は、電圧安定器(図１には示していない)と、ブラシキャリア(図１には一部を示す)をも支持している。ブラシキャリア上で摺動しうるように取り付けられたブラシ（符号は付されていない）は、コレクタ６のスリップリングと共働しうるように配置されている。これらのブラシは、ワイヤを介して励磁翼９の端部に接続されるとともに、公知の方法で電圧安定器にも接続され、励磁翼９を制御する。
【００３４】
オールタネータは、前方短柱状ホイール8aと後方短柱状ホイール8bの各外表面に回転自在に取り付けられる前方ファン19と後方ファン20を含んでいることに留意するべきである。各ファン19,20は、短柱状ホイール8a,8bの外表面に固着されたホイール部21と、複数のブレード22とを備えている。
【００３５】
これらのファン19,20を、前方耐力壁17と後方耐力壁18に近接して配置する意図は、オールタネータのなかで最も高熱となる作動部を冷却する冷気流、この場合には、空気の流れをつくり出すことにある。オールタネータのなかで最も高熱となる作動部とは、整流器１６のダイオード16'、ロールベアリング14,15、ロータ１の巻線、およびステータ２の巻線12であり、図中の矢印で示すように、耐力壁17,18に設けられた種々の開口を通して、この作動部に空気が通される。
【００３６】
より正確にいうと、各耐力壁17,18は、それぞれ対応するベアリング14,15の近傍における中央付近に、いくつかのブレード22と対向する吸気口と、巻線12の束の一部と対向する排気口を有する。各ファンは、後方のファン20が前方のファンより強力に作動すると、巻線の束の径方向内側に嵌合される。これは、後方のファン20が、整流器16を冷却しなければならないからである。
【００３７】
オールタネータの出力が増大すればするほど、ファンの冷却能力が増加しなければならないことは明らかである。オールタネータの出力の増加は、オールタネータの容積を増大させることなく、実現することが求められる。
【００３８】
図２は、上記の目的を実現するファン24を示す。ファン24は、ほぼ平面状で、円形のホイール部25を備えている。ホイール部25の中央には、円形の孔27が設けられている。この孔27は、図１に示すロータシャフト３を通すためのものである。ファン24は、ホイール部25から軸方向に突出する２組のブレードを備えている。２組のブレードは、長手の主ブレード29の第１の組と、短い副ブレード31の第２の組とからなっている。
【００３９】
ブレードをこのように構成すると、冷気がブレードから漏れるのを抑え、ファンの冷却能力を増大することができる。このような構成のブレードにおいては、冷気が主ブレード29から漏れ出ようとすると、副ブレードがこれを主ブレード29に戻そうとする。したがって、各副ブレード31は、２枚の隣合う主ブレード29の間に区画された通風チャネル33に配置されている。この通風チャネル33は、主ブレード29の内縁から外縁に向かって拡開している。ホイール部25は、通風チャネルの基底部を構成する。
【００４０】
副ブレード31は、主ブレード29より短く、主ブレード29の内縁部より径方向外側に配置されている。副ブレード31は、冷気の量と冷却能力を増大させる一方で、オールタネータから発生するノイズを減少させる。このような構成にしたのは、冷気流が主ブレード29に接触するよう、副ブレードが冷気流を圧縮しうるようにするためである。このような構成にすると、空気の循環は防止され、空気流は、層流をなすため、摩擦やノイズはほとんど生じない。このような構成にした場合、変形例1として、前方ファン19を省略し、オールタネータが一方の側にだけファンをもつようにすることもできる。
【００４１】
主ブレード29と副ブレード31の組み合わせと配置は、種々のものが可能である。主ブレード29の間に、複数の副ブレード31を配置することもできる。１つのファンにおいて主ブレード間に配置される副ブレードの数は、すべて同じにすることもできるし、それぞれ異ならせることもできる。例えば、１つのファンにおいて、２枚の主ブレード間に４枚の副ブレードを配置したものと、３枚の副ブレードを配置したものを交互に並べたり、これ以外の組み合わせにすることもできる。
【００４２】
同様に、副ブレードと主ブレードの配置は、最小の空気力学的ノイズで最大の冷却効果を得るため、冷却対象であるオールタネータに合わせて決められる。
【００４３】
各主ブレード29は、周方向に均一な間隔で、または図２に示すように不均一な間隔で、それぞれ互いに離間されている。不均一な間隔で配置した場合、ファンの作動中に生ずるノイズをより大きく減少させることができる。同じことは、副ブレードについても当てはまり、副ブレードも周方向に不均一な間隔で配置することができる。
【００４４】
図５は、図２に示すものと同じ型のファンの斜視図である。図５においては、主ブレード29の少なくとも何枚かは、チャネル33の上に被さっている。主ブレード29から直角または傾斜して延びるフィン36は、これらの主ブレード29から、冷気流の副次的な流れが生じないようにするためのものである。
【００４５】
図２と図５に示す複合的な構成を有するファンも、プラスチック材料から成形することができる。しかし、すでに説明したように、この製造方法には、製造コストが大きく、かつ機械的強度が小さくなるという大きな欠点がある。
【００４６】
これらの欠点を解消するため、本発明においては、機械的強度がプラスチック材料より大きい材料、好ましくは金属からなるインサートを備えるファンが設けられている。
【００４７】
インサートは、このインサート上でその場(in situ)成形されるプラスチック材料のかなりの範囲にわたって拡がりを有する。
【００４８】
金属製インサートは、ファンの回転時に、ファンが、剪段応力、振動応力、ねじり応力、引張応力等の応力に抵抗しうるようにすることができるものでなければならない。回転時に生じるこれらの応力は、ファン、特に金属製インサートからはみ出たプラスチック部分を変形させる原因となる。この変形は、ファンのプラスチック成形部分において破断を生じさせるもととなる。
【００４９】
したがって、インサートは、製造コストを比較的低廉に保ちつつ、ファンのプラスチック成形部分が十分な機械的強度を有するような幾何形状としなければならない。そのため、インサートは、低コストで、図２と図５に示すような複合的な構造を有するものでなければならない。
【００５０】
第１の実施形態における１つの特徴は、図３に示すように、インサートが、ファンのホイール部の全領域にわたって拡がっていることである。プラスチック材料はインサート上でその場(in situ)成形される。図３において、破線は、インサートの拡がりの境界を示している。
【００５１】
図１２は、径方向において、プラスチック成形部分の少なくとも３分の２を超えて径方向に延びるインサートの他の態様を示す。プラスチック成形部分のうち、インサート上にない外縁の残余部分(符号91で示す径方向の余白部分)は、上述の応力への耐性は低い。
【００５２】
図３と図１３に示すように、非円形の外周縁を有する金属製インサートを用いることもできる。図１３は、歯形が形成された非円形の外周縁を有する金属製インサートを示す。歯92は、定形のものでも他の形状のものでもよい。歯の形状は、高速回転時のファンの機械的強度を確かなものにするように定められる。
【００５３】
この外、金属製インサートは、プラスチック成形部分の機械的強度をより大きくするため、開口93を有する。プラスチック材料は、パッドを形成するよう、開口を通って延びる。インサートに開口93を設けることにより、金属製インサートの片面上だけで成形を行うことができるため、ファンの製造コストを減少させることができる。プラスチック材料がその場(in situ)成形される場となる開口は、機械的強度を大きくしうるように配置されなければならない。
【００５４】
後に分かるように、ファンの基底部における機械的強度を大きくするための最も安価な手法は、図３、図１２、および図１３に示すように、インサートがホイール部のほぼ全体を締めるようにすることである。なぜなら、この場合、プラスチック材料の使用量が最も少なく、ファンの基底部は、ほぼ金属製インサートによって占められるからである。上述の他の立体構成でも、ファンの製造コストを、従来より安価にすることができる。一方、十分な機械的強度を確保するには、インサートの最小限必要な表面積を十分に大きく、少なくとも従来技術における表面積より大きくしなければならない。
【００５５】
しかし、図３、図１２、および図１３においては、インサートは、局所的に露出しており、プラスチック材料で覆蓋されていない。この露出部分は、図３においては、中央の開口27を包囲するクラウン形状の部分であり、符号39で示されている。図４は、このクラウン状部分の断面を示す。この露出部分は、径方向において対向する位置にある２つの突出する要素（符号は付していない）を有することが分かる。これらの突出する要素は、内側において、図１に示す励磁翼９とコレクタ６の間でワイヤを通すための中空部（符号は付していない）を有している。
【００５６】
クラウン状部分39は、ホイール部25を、例えば溶接によって、ロータ１の短柱状ホイール8aまたは8bの外表面に固着するのを可能にする。図中のクラウン状部分の上で、周方向に等間隔で離間された円形ゾーン41(必ずしも設けなくてもよい)は、溶接箇所であり、短柱状ホイール上にあるクラウン状部分の使用面から突出する局所的な変形箇所（図４に符号43で示す）に対応している。この場合、変形箇所の全体が、溶接箇所となる。
【００５７】
図２に示す短柱状ホイールの前面には、インサートをロータに固着するための円形ゾーン45が露出している。これらの円形ゾーンは、図４の溶接箇所43に相当する。
【００５８】
上述の実施形態においては、インサートは、十分な機械的強度を実現するよう、ファンのホイール部のほぼ全体を占めている。
【００５９】
上述の実施形態の特徴は、インサート38上でプラスチック材料の成形を行う際、図２と図５に示すように、必ずしもすべてのブレードが同時に成形されないことである。
【００６０】
より正確に言うと、図６〜図１１に示す本発明の態様によれば、インサートはファンのブレードの少なくとも一部を占める。
【００６１】
本発明は、ファンの機械的強度を増大し、プラスチック材料の定着を促進するため、すなわち、ファンの均一性を高め、インサートへのプラスチック材料の定着性を向上させるため、インサートを利用する。
【００６２】
図６〜図８は、図２に示すようなパターンのブレードを形成する上で特に有利な実施形態を示す。このパターンは、２組のブレード、すなわち長手の主ブレード47と短い副ブレード48からなり、各副ブレード48は、図２に示すように２枚の主ブレードの間に配置されている。このようなブレード47と48を備えるファンは、図２に示すファンと同様に、機械的強度が大きいという利点を有する。
【００６３】
図６〜図８に示す実施形態の特徴は、短い副ブレードが、インサート上でその場(in situ)成形により形成されるのではなく、金属製インサートの一部50をなしていることである。
【００６４】
図７は、周縁に切欠き部48'を有するプレート状をなす金属製インサートを示す。この切欠き部48'は、ファンのホイール部の主要部をなす平面51を折曲すると、図８に示すように、短い副ブレード48となる。例えば９０°折曲すると、インサートは、副ブレードを有するファンを構成することとなる。しかし、例えばらせん形に渦を巻くファンの場合、この折曲角は９０°ではない。図７に示す平板なインサートから、図８に示すファン用のインサートを形成する場合、副ブレード48は、インサート上でプラスチック材料をよりよく定着させるための溝54があると、補強されることが分かった。副ブレード48は、ホイール部50の周りで、不均一な間隔で離間されていることに留意してほしい。副ブレード48は、図８の右側において、左側におけるよりも間隔が詰まっている。
【００６５】
次に、インサートの円形の据付部56について説明する。この据付部56は、ロータ上にファンを固定するためのもので、図４に示す局所的な変形箇所43と同様のものとするのが好ましい。インサートは、径方向において対向するそれぞれ２つの開口を有することが分かる。これらの開口は、図１に示す励磁翼９とコレクタ６のスリップリングの間で、ワイヤを通すためのものである。
【００６６】
図６に示すようなプラスチック製の長手主ブレード47を有するファンは、図７に示すように、インサート上でプラスチック材料をその場(in situ)成形することによって形成される。図６においては、図８の金属製インサートの外形を示す線に符号58を付してある。組み立てたファンにおいては、金属製インサートは、据付部56を包囲する各領域60において露出している。したがって、インサートは、溶接等によってロータに固着することができる。前述の励磁翼９とコレクタ６のスリップリングを結ぶワイヤは、移動した場合でも十分に支持される。
【００６７】
図７に示す径方向において対向する各２つの開口は、インサート上４でのプラスチック材料のその場(in situ)成形後には止まり孔となり、この止まり孔の底は、ワイヤがプラスチック材料とホイール8bの面の間に挟まれるよう、プラスチック材料で閉塞される。
【００６８】
図９は、図８に示すファンの変形例の一部を示す図である。図９のファンは、プラスチック材料の使用量を少なくしており、プラスチック材料の外形63により示される部分から分かるように、短い副ブレード48にはプラスチック材料を使用していない。
【００６９】
図８と図９に示すファンにおいては、プラスチック材料の定着性はよい。これは、インサートが切欠き部48を有し、隣合う切欠き部48の間で、プラスチック材料が成形されるからである。もちろん、図１３に示すように、インサートに開口を設けることもできる。
【００７０】
図１０は、上述のタイプのファンとは異なるファンにも適用しうる本発明に係るファンの製造原理を示す。図１０に示すファンは、径方向に拡がるプレート形状をなす中心部を有し、中央に孔が設けられ、かつ外縁はシリンダ部67となっている。ブレード69は、シリンダ部67から径方向に突出し、少なくとも一部はシリンダ部67によって支持されている。
【００７１】
この実施形態のファンにおいては、少なくとも中心にあるプレート部65と、ブレード69の少なくとも一部は、ともに金属製であり、図１１に示した実施形態と同様に、インサートの一部をなしている。残るシリンダ部67とブレード69の他の部分は、インサート上でその場(in situ)成形される。この図においては、上述のワイヤ用通路となる溝の一部が示されている。
【００７２】
図３と同様に、インサートは、ファンのホイール部の全領域にわたって拡がっている。
【００７３】
図１１は、図１０に示したファンとは異なる型の軸流ファンを示す。この軸流ファンは、シリンダ部67を有せず、各ブレード69は、プレート部65の径方向外縁から径方向内側に形成された支持部70によって支持されている。
【００７４】
図１０に示すように、プレート部の少なくとも中央部分は、金属製である。また、少なくとも１枚のブレードの少なくとも一部、例えば支持部70も金属製であり、インサートの一部を形成している。ブレードの残りの部分は、インサート上でその場(in situ)成形される。
【００７５】
図１１においては、径方向で互いに対向する位置にある２つの変形部分(符号は付していない)が設けられている。この変形部分は、溝の形状をしており、図１に示す励磁翼９とコレクタ６のスリップリングの間で、ワイヤを通すためのものである。
【００７６】
ブレード69は、短柱状ホイールの２つの歯の間を貫通して延びる。図１１には、図１の短柱状ホイール8bに相当する片方の短柱状ホイールが示してある。このような構成は、本発明によって可能となったものである。
【００７７】
支持部70の内側は、ブレード69のプラスチック成形部を係合させ、これによって定着を促進するよう、撓曲されるのが好ましい。
【００７８】
図示の実施形態は例示にすぎず、当然のことながら、非常に多くの変形例が可能である。したがって、ブレードは、係合させなくてもよいし、また少なくとも一部をプラスチック材料で被覆することもできる。金属製インサートは、溶接だけでなく、他の適当な方法、例えばリベット、螺着手段、接着、ねじ等によっても、ロータに固定することができる。
【００７９】
図６〜図８に示すように、インサートが、２組のブレードのうち一方、すなわち副ブレードを形成する実施形態とは対照的に、ブレードが１枚だけのインサート、１枚もしくは数枚のブレードの一部だけを形成するようになっているインサート、またはブレードの組の中のいくつかのブレードのみを備えたインサートを用いることもできる。
【００８０】
したがって、ブレードを撓曲しうるようにしたインサートの金属表面の特性によって、金属シートの撓曲によって形成されるブレードと、プラスチック材料を用いインサート上でその場(in situ)成形されるブレードとの間で、種々のブレードの組み合わせを形成することができる。
【００８１】
例えば、金属製インサートが長手の主ブレードだけ、または短い副ブレードだけを支持するか、または両者の組み合わせとすることもできる。当然のことながら、ブレードは、不均一な間隔を開けて配置することができる。したがって、インサートは、主ブレードまたは副ブレードだけを支持するような立体形状とすることができる。
【００８２】
図１０に示す軸流ファンにおいては、シリンダ状フランジを構成する環状部分は、少なくとも部分的に金属製インサートの一部とすることができる。また、インサート上にブレードの少なくとも一部を配置し、さらにブレードの残りの部分をインサート上でその場(in situ)成形することもできる。本発明によれば、遠心ファンと軸流ファン以外の他の型のファン、例えば向心ファン、軸流−遠心ファン、または軸流−向心ファンも製造することができる。
【００８３】
本発明は、高出力のオールタネータに用いられたときのファンに見られた問題を、容積を増加させないという条件下で、効果的に解決しうることに留意すべきである。ファンをプラスチック材料の成形だけで形成する方法には、製造コストが高くなるという欠点と、所要の機械的強度が得られないという欠点がある。ファンを金属で形成する方法は、製造コストとファンの機械的強度の観点からは望ましいが、必要な冷却能力を確保しうる構成のブレード、すなわち図２、図５、および図６に示すような２組のブレードを実現することができない。
【００８４】
以上の説明から、特にあらかじめファンの形状を有するか、または少なくとも１つのブレードを備えた金属製インサートを用いる実施形態において、本発明は、複雑な構成のブレードを有し、比較的低コストで、機械的強度も大きく、かつ冷却能力にも優れたファンを提供することができる。
【００８５】
１組のブレードしか有せず、ブレードが互いに非常に近接して配置され、したがってブレードの枚数も多いファンや、長手もしくは複雑な形状のブレードがあるために撓曲が不可能なファンについては、ファンの一部を金属プレートから、残りの部分をプラスチック材料から形成すれる。
【００８６】
本発明に係るファンは、可逆オールタネータ、またはＷＯ０１／６９７６２号明細書に記載されているような自動車エンジンの始動に用いるモータとしても稼動しうるいわゆるスタータバッテリにも、勿論装着することができる。本発明の変形例においては、ファンは、ＷＯ０２／０５４５６６号明細書に記載されているような突出するポールを備えたロータを有するオールタネータに装着される。オールタネータは、水冷式とし、図１１に示す型の軸流ファンを備えるようにすることもできる。
【００８７】
上述のように、ヘアピン形状をなすステータの巻線は、導電性の物質を含み、一般にはＵ字形で、かつＷＯ０２／５０９７６号明細書に記載されているように、矩形の断面を有するのが好ましい。本発明に係るファンは、ヘアピン形状の巻線の頭の部分をよく冷却することができる。これは、ファンが所望の形状を有するためである。オールタネータは、必要とされる出力に応じて、後方ファンのみを備えるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】標準的なオールタネータの軸方向断面図である。
【図２】本発明に係る２組のブレードを有するファンの正面図である。
【図３】図２に示すファンの背面図である。
【図４】図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図５】本発明に係る２組のブレードを有するもう一つのファンの斜視図である。
【図６】本発明に係る２組のブレードを有するさらに他のファンの正面図である。
【図７】図６に示すファンに用いられる金属インサートのショートブレードとなる部分を撓曲する前の状態における正面図である。
【図８】図６に示すファンに用いられる金属インサートのショートブレードとなる部分を撓曲した後の状態における正面図である。
【図９】図６に示すファンの他の態様を示す図６に類似する正面図である。
【図１０】本発明に係るファンの斜視図である。
【図１１】本発明の他の態様に係る軸流ファンの斜視図である。
【図１２】図３の変形例を示す背面図である。
【図１３】図３の他の変形例を示す背面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  ロータ
２  ステータ２
３  ロータシャフト３
５  ドライブプーリ
６  コレクタ
8a,8b  短柱状ホイール
９  励磁翼
11  ステータ本体
12  巻線
14  前方ボールベアリング
15  後方ボールベアリング
16  整流器
16'  ダイオード
17  前方耐力壁
18  後方耐力壁
19  前方ファン
20  後方ファン
21  ホイール部
22  ブレード
24  ファン
25  ホイール部
27  孔
29  主ブレード
31  副ブレード
33  通風チャネル
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2005504229.tif 000033
2005504229.tif 000034
2005504229.tif 000035