(57)【要約】      （修正有）【課題】翼に発生する応力を低減させるプロペラファンを提供する。【解決手段】回転軸に固定されるボス部２１およびボス部２１に遠心方向に植設された複数のブレード取付け部２２を具備するスパイダー２と、その遠心方向に接合されるブレード１と、を有し、ブレード１の板厚がスパイダー２のブレード取付け部２２の板厚より薄く形成され、各ブレード１および各ブレード取付け部２２を有するプロペラファンを作製するに際し、ブレード１の径方向内側の接合面とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側の接合面との合わせ面を接合し、ブレード１とブレード取付け部２２とから翼部を形成し、ブレード取付け部２２の前縁８の最外端ａからプロペラファン回転中心５までの距離Ｒが、ブレード取付け部２２の後縁９の最外端ｂからプロペラファン回転中心５までの距離ｒよりも大きくなるよう形成する。【選択図】図２
2011202551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置の回転軸に固定されるボス部および該ボス部に遠心方向に植設された複数のブレード取付け部を具備するスパイダーと、前記スパイダーのブレード取付け部に遠心方向に接合されるブレードと、を有してなり、前記ブレードの板厚が前記スパイダーのブレード取付け部の板厚より薄く形成され、各ブレードおよび各ブレード取付け部が、それぞれ、回転方向の下流側に位置する後縁と、回転方向の上流側に位置する前縁と、を有するプロペラファンであって、
前記ブレードの径方向内側の接合面と前記スパイダーのブレード取付け部の径方向外側の接合面との合わせ面が接合され、前記ブレードと前記ブレード取付け部とから翼部が形成され、
前記ブレード取付け部の前縁の最外端からプロペラファン回転中心までの距離Ｒが、前記ブレード取付け部の後縁の最外端からプロペラファン回転中心までの距離ｒよりも大きくなるよう形成されたことを特徴とするプロペラファン。
【請求項２】
前記ブレードと前記スパイダーのブレード取付け部との合わせ面の全面もしくはその一部を溶接、リベット接合、ボルト接合、接着、もしくはその組合せにより接合してなることを特徴とする請求項１記載のプロペラファン。
【請求項３】
前記ブレードと前記スパイダーのブレード取付け部とを部分的に重ね合わせて接合してなることを特徴とする請求項１または２記載のプロペラファン。
【請求項４】
前記ブレードの径方向内側端面と前記スパイダーのブレード取付け部の径方向外側端面とを当接させて接合してなることを特徴とする請求項１または２記載のプロペラファン。
【請求項５】
前記ブレードの負圧面と前記スパイダーのブレード取付け部の負圧面とが面一に形成されてなることを特徴とする請求項４記載のプロペラファン。
【請求項６】
前記ブレードの前縁と前記スパイダーのブレード取付け部の前縁、もしくは前記ブレードの後縁と前記スパイダーのブレード取付け部の後縁とが連続して形成され、前記ブレードの前縁と前記スパイダーのブレード取付け部の前縁との間、もしくは前記ブレードの後縁と前記スパイダーのブレード取付け部の後縁との間に段差を有さないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のプロペラファン。
【請求項７】
前記ブレードが前記スパイダーよりも密度の小さい材料により形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかひとつに記載のプロペラファン。
【請求項８】
前記ブレードと前記スパイダーのブレード取付け部とからなる翼部が翼形状となるように曲げ加工されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかひとつに記載のプロペラファン。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のプロベラファンに係るスパイダーとブレードとを準備する工程と、
前記ブレードと前記スパイダーのブレード取付け部とを接合する工程と、
前記ブレードと前記スパイダーのブレード取付け部とからなる翼部に曲げ加工を施して翼形状とする工程と、を備えることを特徴とする、プロペラファンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレードがスパイダーに接合されてなるプロペラファンの接合構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、駆動装置の回転軸に固定されるスパイダーと、このスパイダーに重ね合わせて、リベットで取付けられるブレードと、から構成されたプロペラファンが知られている。一般に、プロペラファンは、回転時に遠心力を受けるため、ブレード取付け部やスパイダーのブレード取付け部根元付近に高応力が発生する。高応力に耐えるように、ブレードやスパイダーの厚みを増やすと、材料費が増え、施工性も悪くなる。そこで、ブレードやスパイダーの厚みを増やすのではなく、高応力が発生するブレードの部分に補強板を取付ける構造が提案されている。例えば、駆動装置の回転軸に固定されるスパイダーと、このスパイダーの複数のブレード取付け部にそれぞれ取付けられたブレードと、各ブレードと前記ブレード取付け部との重ね合わせ部分に取り付けられかつ当該重ね合わせ部分の輪郭形状を覆う大きさを有する補強板とを備えたプロペラファンが提案され、当該補強板を備えるファン構造により、発生応力が低減されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、ブレードに生じる応力を低減させるため、ブレードとスパイダーとの重ね合わせ部分に、重ね合わせ部分より大きい補強板を取付けるため、重ね合わせ部分が大きくなりかつ部品点数が増える。そのため、翼全体の重量が増大し、スパイダーのブレード取付け部根元に発生する応力が大きくなるという問題があった。また、補強板とブレード、スパイダーをリベットにて接合しているため、リベット部に集中荷重を受ける。さらに、リベット接合の接合強度が弱いことから、先に曲げ加工により翼形状を形成してから組み立てる製造方法になるため、組立て精度の面から翼の形状制約が大きくなるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、プロペラファンの翼部に発生する応力を低減し、製造における翼の形状制約を低減したプロペラファンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るプロペラファンは、駆動装置の回転軸に固定されるボス部および該ボス部に遠心方向に植設された複数のブレード取付け部を具備するスパイダーと、前記スパイダーのブレード取付け部に遠心方向に接合されるブレードと、を有してなり、前記ブレードの板厚が前記スパイダーのブレード取付け部の板厚より薄く形成され、各ブレードおよび各ブレード取付け部が、それぞれ、回転方向の下流側に位置する後縁と、回転方向の上流側に位置する前縁と、を有するプロペラファンであって、前記ブレードの径方向内側の接合面と前記スパイダーのブレード取付け部の径方向外側の接合面との合わせ面が接合され、前記ブレードと前記ブレード取付け部とから翼部が形成され、前記ブレード取付け部の前縁の最外端からプロペラファン回転中心までの距離Ｒが、前記ブレード取付け部の後縁の最外端からプロペラファン回転中心までの距離ｒよりも大きくなるよう形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ブレードの径方向内側の接合面とスパイダーのブレード取付け部の径方向外側の接合面との合わせ面を接合し、ブレードの板厚をスパイダーの板厚よりも薄くすることにより、スパイダーのブレード取付け部の根元に発生する応力を低減することができ、かつ、ブレード取付け部の前縁の最外端からプロペラファン回転中心までの距離Ｒをブレード取付け部の後縁の最外端からプロペラファン回転中心までの距離ｒよりも大きくなるよう形成し、前縁側のブレードの領域を狭くすることで、ブレードの前縁側の重量を軽減することができ、ブレードとスパイダーのブレード取付け部との接合部に発生する応力も低減することができる。また、ブレードの径方向内側とスパイダーのブレード取付け部の径方向外側の合わせ面の全面もしくはその一部を連続的に接合し、接合部の強度を向上させ、ブレードとスパイダーの重なり領域を減らすことで、翼の重量を軽減することができ、それによりプロペラファンの翼部に発生する応力をさらに低減することができる。また、接合部の強度を向上させたことで、接合工程のあとに翼形状を形成する曲げ加工を施すことができる。
【０００８】
したがって、本発明によれば、プロペラファンの翼部に発生する応力を低減し、製造における翼の形状制約を低減したプロペラファンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプロペラファンを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るプロペラファンの翼の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るプロペラファンの接合部の径方向断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るプロペラファンの接合部の別の態様の径方向断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るプロペラファンの翼の接合部の平面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るプロペラファンの翼の接合部の別の態様の平面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るプロペラファンを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るプロペラファンを示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るプロペラファンの接合部の径方向断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るプロペラファンの翼の平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係るプロペラファンの翼の接合部の平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係るプロペラファンの翼の接合部の別の態様の平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係るプロペラファンの翼の接合部のさらに別の態様の平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係るプロペラファンのスパイダーの平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る曲げ加工前のプロペラファンの平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係るプロペラファンの翼の接合部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係るプロペラファンを示す斜視図である。図１のプロペラファンは、３枚の翼からなるが、翼の枚数は２枚または４枚以上の枚数であってもよい。図２は、実施の形態１に係るプロペラファンの翼部の平面図である。図２では１枚の翼のみ図示しているが、他の翼もこれと同形状である。図１に示すように、実施の形態１に係るプロペラファンは、駆動装置の回転軸（不図示）に固定されるボス部２１およびボス部２１に遠心方向に植設された３つのブレード取付け部２２からなるスパイダー２と、スパイダー２のブレード取付け部２２に遠心方向に接合されるブレード１と、を備える。本発明においては、翼を１枚の板で構成するのではなく２枚の板、すなわちブレード１およびスパイダー２のブレード取付け部２２で構成しかつ先端側の板（ブレード１）は後端側（ブレード取付け部２２）より薄いものを用いる。１枚の板で構成すると翼全体の重量が大きくなるため、回転時の遠心力により翼の根元に発生する応力が大きくなるが、先端側と後端側の２枚の板で構成し、先端側の板を後端側より薄くすることにより軽量化が図れ、翼の根元に発生する応力を低減することができる。そのため、ブレード１の径方向内側の接合面（端面１０）とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側の接合面（端面１１）との合わせ面３を例えば溶接（具体的にはレーザ溶接）にて連続的もしくは断続的に接合し、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とから翼部を形成する。溶接による接合手法としては、レーザ溶接、アーク溶接、ガス溶接、プラズマ溶接、電子ビーム溶接、テルミット溶接、エレクトロスラグ溶接などの融接、抵抗溶接、鍛接、ガス圧接、冷間圧接、摩擦溶接、超音波溶接などの圧接、もしくはろう付け等が挙げられる。
ここで、径方向内側とは、プロペラファンの径方向の放射線上においてプロペラファン回転中心５（以下単に回転中心５と称する）に近い方を意味し、径方向外側とは、プロペラファンの径方向の放射線上において回転中心５から遠い方を意味する。本実施の形態１においてはブレード１の径方向内側の接合面とは、ブレード１の、径方向内側の端面、すなわちブレード１の端面１０を、そして、スパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側の接合面とは、スパイダー２のブレード取付け部２２の、径方向外側の端面、すなわちスパイダー２のブレード取付け部２２の端面１１を意味する。
【００１１】
本発明においては、回転時の遠心力によりスパイダー２のブレード取付け部２２の根元付近に大きな応力が発生するため、ブレード１の厚みをスパイダー２のブレード取付け部２２の厚みよりも薄くする。また、遠心力によりブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２との接合部４にも大きな応力が発生する。特に、図１のように翼が突出している前縁側に高応力が発生するため、図２の平面図において、スパイダー前縁８の回転中心５からの最大半径Ｒを、スパイダー後縁９の回転中心５からの最大半径ｒよりも大きく形成する。すなわち、スパイダー前縁８の最外端ａ（スパイダー前縁８のうち回転中心５から最も離れた点）から回転中心５までの距離Ｒを、スパイダー後縁９の最外端ｂ（スパイダー後縁９のうち回転中心５から最も離れた点）から回転中心５までの距離ｒより大きく設定する。これにより、ブレード１の前縁側の重量を軽減することができ、かつ、スパイダー前縁８においてプロペラファンの強度を高めることができることから、翼の前縁側において発生する高応力に対抗することができる。
ここで、翼の前縁（すなわちブレード１の前縁６およびスパイダー２のブレード取付け部２２の前縁８）はプロペラファンの回転方向上流側に位置し、翼の後縁（すなわちブレード１の後縁７およびスパイダー２の後縁９）はプロペラファンの回転方向の下流側に位置する。翼の前縁の形状は、如何なる形状であってもよく、例えば、図１のように翼の前縁は、プロペラファンの径方向に対して回転方向上流側に湾曲して突出していてもよい。翼の後縁の形状は如何なる形状であってもよく、例えば、図１のようにプロペラファンの径方向に対して回転方向上流側に湾曲していてもよい。また、翼はブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とから構成されるため、ブレード１の回転方向上流側をブレード前縁もしくはブレードの前縁と称し、スパイダー２のブレード取付け部２２の回転方向上流側をスパイダー前縁もしくはスパイダーの前縁またはスパイダーのブレード取付け部の前縁と称する。一方、ブレード１の回転方向下流側をブレード後縁もしくはブレードの後縁と称し、スパイダー２のブレード取付け部２２の回転方向下流側をスパイダー後縁もしくはスパイダーの後縁またはスパイダーのブレード取付け部の後縁と称する。なお、本発明において、翼もしくは翼部とは、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とから構成されたものを意味する。
【００１２】
本発明では、ブレード１の径方向内側とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側との合わせ面３を例えばレーザ溶接にて連続的に接合することにより、接合部４に集中的に荷重が加わるのを避けることができ、リベット接合により接合した場合よりも接合部の強度を大幅に向上させることができる。また、ブレード１の厚みをスパイダー２のブレード取付け部２２の厚みよりも薄くしてもよく、これにより、スパイダー２のブレード取付け部２２の根元の強度を確保しつつ、翼の全体重量を軽減することができる。そのため、スパイダー２のブレード取付け部２２の根元付近に発生する応力を低減することができる。一方で、ブレード１の板厚を薄くすることにより、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２との接合部４に発生する応力が大きくなるが、スパイダー２の前縁８の最外端ａから回転中心５までの距離Ｒを、スパイダー２の後縁９の最外端ｂから回転中心５までの距離ｒよりも大きくなるよう形成し、前縁側のブレード１の領域を狭くすることで、接合部に発生する応力を低減することができる。
【００１３】
また、実施の形態１に係るプロペラファンの接合部４付近の径方向断面図を図３に示す。なお、図３の矢印Ａは翼の外周側に向かう方向を示している。この態様では図３に示すようにブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１とを当接させて、合わせ面３をレーザ溶接している。従来は、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とを重ね合わせ、局部的にリベット接合していたが、端面近くにリベットが打てないために、リベット接合部をスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１から径方向内側に離す必要があった。また、接合部に集中荷重を受けやすいという問題もあった。そのため、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とが重なる領域が広範囲になり、材料コストの増加につながっていた。本発明の実施の形態１では、ブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１とを当接させて、合わせ面３を例えばレーザ溶接により連続的に接合することで、接合部４の強度があがり、集中荷重も受けなくなる。また、従来は必要であった、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とが重なる領域をなくすことができるので、材料コストを低減することができ、かつ翼の全体重量を低減することができ、さらにはスパイダー２のブレード取付け部２２の根元付近に発生する応力を低減することができるので、プロペラファンの信頼性を向上させることができる。また、図４に接合部４付近の径方向断面の別の態様を示す。図４に示すようにブレード１の負圧面とスパイダー２のブレード取付け部２２の負圧面とを面一に接合し、翼の負圧面に段差ができないようにすることで、負圧面側の騒音低減に有効であり、かつ、接合部４の負圧面側の段差による応力集中がなくなり、接合部４に発生する応力を低減できる。ここで、負圧面とは、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とから構成される翼部の２つの面のうち、当該翼部の回転方向と反対側の面を意味する。
【００１４】
図２に実施の形態１に係るプロペラファンの翼の接合部４を示しているが、この態様では、ブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１とを当接させて、合わせ面３をスパイダー前縁８からスパイダー後縁９まで連続的にレーザ溶接しているが、合わせ面３の一部が溶接されていなくてもよい。合わせ面３の一部を溶接しない場合は、例えば、図５あるいは図６に示すように、合わせ面３は前縁側においては連続的に溶接されていることが好ましい。
【００１５】
また、図１では、ブレード前縁６の側面とスパイダー前縁８の側面との境界、およびブレード後縁７の側面とスパイダー後縁９の側面との境界に段差があるが、この前縁と後縁の少なくとも一方の側面に段差を設けない構造としてもよい。例えば、図７では、ブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１とを同一形状にして、前縁および後縁の側面に段差ができないように、ブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１を当接させ、合わせ面３を溶接する。この構成によれば、翼の前縁と後縁の少なくとも一方の側面に段差がなくなるため、溶接時にブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２の位置合わせが容易となる。
本実施の形態１によれば、材料コストを削減しつつプロペラファンの翼部に発生する応力を低減したプロペラファンを提供することができる。
【００１６】
（実施の形態２）
図８は本発明の実施の形態２に係るプロペラファンを示す斜視図である。図８のプロペラファンは、３枚の翼からなるが、翼の枚数は２枚または４枚以上の枚数であってもよい。図９は、実施の形態２に係るプロペラファンの接合部４付近の径方向断面図である。なお、図９の矢印Ａは翼の外周側に向かう方向を示している。図１０は、実施の形態２に係るプロペラファンの翼部の平面図である。図１０は１枚の翼のみ図示しているが、他の翼もこれと同形状である。実施の形態１においては、ブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１とを当接させて、合わせ面３を例えばレーザ溶接で接合したが、本実施の形態２では、図８〜１０に示すように、ブレード１の径方向内側の接合面とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側の接合面とを重ね合わせて、当該接合面の合わせ面３を例えばレーザ溶接にて全面もしくはその一部を連続的に接合する。ブレード１の２つの主面の、端面１０に隣接する付近にブレード１の接合面が形成され、スパイダー２のブレード取付け部２２の２つの主面の、端面１１に隣接する付近にスパイダー２のブレード取付け部２２の接合面が形成されている。この場合も、実施の形態１と同様に、ブレード１の厚みをスパイダー２のブレード取付け部２２の厚みよりも薄くし、かつ、スパイダー前縁８の回転中心５からの最大半径Ｒを、スパイダー後縁９の回転中心５からの最大半径ｒよりも大きくなるよう設定する。すなわち、スパイダー前縁８の最外端ａ（スパイダー前縁８のうち回転中心５から最も離れた点）から回転中心５までの距離Ｒを、スパイダー後縁９の最外端ｂ（スパイダー後縁９のうち回転中心５から最も離れた点）から回転中心５までの距離ｒより大きく設定する。また、接合部４は実施の形態１に示したように、一部断続的であってもよい。
【００１７】
図８〜１０に示すようにブレード１の径方向内側とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側とを部分的に重ね合わせて、合わせ面３を例えばレーザ溶接にて連続的に接合することで、接合部４の強度があがり、集中荷重を受けなくなる。そのため、接合部４をスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１に近付けることが可能である。これにより、従来のリベット接合よりも、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２の重なる領域を大幅に小さくすることができるので、翼の全体重量が軽減され、スパイダー２のブレード取付け部２２の根元付近に発生する応力を低減することができる。さらに、接合部４はブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とを重ねた分の板厚になるので、実施の形態１よりも接合部４に発生する応力を低減することが可能である。また、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とを重ねた方が溶接しやすいという利点もある。
【００１８】
したがって、実施の形態２においては、実施の形態１より機械的強度が向上したプロペラファンを提供することができる。
【００１９】
（実施の形態３）
図１１は本発明の実施の形態３を示す翼の接合部４の平面図である。図１１は１枚の翼のみ図示しているが、他の翼もこれと同形状である。実施の形態１〜２においては、スパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１の形状は、スパイダー２の前縁８の最外端ａから回転中心５までの距離Ｒがスパイダー２の後縁９の最外端ｂから回転中心５までの距離ｒよりも大きくなるように形成され、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２とはスパイダー前縁８からスパイダー後縁９まで円弧形状に接合されているが、図１１に示すような円弧形状以外の曲線形状としてもよい。このとき、図１１に示す平面図において、スパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１の回転中心５からの径方向距離Ｔをブレード１の接合部４近傍に高い応力が発生する位置では大きくし、ブレード１の接合部４近傍の発生応力が小さいところでは径方向半径Ｔを小さくすることで、スパイダーのブレード取付け部２２の径方向外側端面１１の形状をより最適な形状とすることができる。これにより、翼の強度上必要のない厚みを削減でき、接合部４およびスパイダー２のブレード取付け部２２の根元に発生する応力を低減することが可能である。また、材料コストも最小限に抑えることができる。特に、スパイダー前縁８のボス部外周１２からの径方向最大長さ（すなわち、スパイダー前縁８の最外端ａからボス部外周１２までの距離）をＳ、翼のボス部外周１２からの径方向長さ（すなわち、ボス部外周１２からブレード１の最外周ｃまでの距離）をＬとして、Ｓ、ＬがＳ≧０．４Ｌを満たすように設定することが好ましい。このように設定することにより、接合部４の前縁側に発生する応力をより低減することができるからである。
【００２０】
また、図１１では、接合部４は、ブレード１の径方向内側端面１０の長辺の長さとスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１の長辺の長さとを同じにし、ブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１とを当接させて、合わせ面３を例えばレーザ溶接で接合して形成しているが、図１２あるいは図１３のように接合してもよい。図１２では、ブレード１の径方向内側端面１０をスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１に対応する形状にし、ブレード１の径方向内側とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側とを部分的に重ね合わせて、合わせ面３を例えばレーザ溶接により接合している。このとき、接合部４をスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１に近付けることが望ましい。図１３では、ブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１とを異なる形状にし、ブレード１の径方向内側とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側とを部分的に重ね合わせて、合わせ面３をスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１形状に沿わずに、円弧状にレーザ溶接により接合している。この場合でも、少なくとも前縁においては溶接等により接合していることが望ましい。これにより翼部に発生する応力を低減することができる。図１１および図１２では、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２の重なる領域を小さくすることができるので、翼の全体重量を軽減することができ、スパイダー２のブレード取付け部２２の根元付近に発生する応力を低減することができる。図１３では、図１１および図１２と比べて、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２の重なる領域は大きくなるが、接合部４の形状が複雑でないため、溶接しやすいという利点がある。
【００２１】
したがって、実施の形態３においては、実施の形態１、２より接合部４およびスパイダーのブレード取付け部２２の根元に発生する応力が低減されたプロペラファンを提供することができる。
【００２２】
（実施の形態４）
従来のリベット接合では、接合強度が弱いために、プロペラファンは、曲げ加工で翼部を翼形状に形成したのち、ブレードとスパイダーのブレード取付け部とを重ね合わせ、リベット接合するという製造方法により作製されていた。本発明の実施の形態４では、ブレード１の径方向内側とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側の合わせ面３の全面もしくはその一部を連続的にレーザ溶接し、接合部の強度を向上させることで、溶接工程のあとに翼形状を形成する曲げ加工を施すことが可能となる。例えば、実施の形態４のプロペラファンでは、図１４に示すスパイダー２の外形を切出した平板のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１に、図１５示すようにブレード１の外形を切出した平板の端面を合わせて、合わせ面３でレーザ溶接したのち、曲げ加工を施す製造方法により、プロペラファンを形成する。なお、図１５は、ブレード１の径方向内側端面１０とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１とを当接させて、合わせ面３をレーザ溶接で接合しているが、ブレード１の径方向内側とスパイダーのブレード取付け部２２の径方向外側とを部分的に重ね合わせて、合わせ面３をレーザ溶接してもよい。
【００２３】
従来の曲げ加工のあとで接合する製造方法では、ブレードを設計通りに組立てるためには、ブレードとスパイダーのブレード取付け部との合わせ面を高い精度で曲げ加工する必要があり、翼の形状制約が多くなる。一方、実施の形態４の溶接したあとで曲げ加工を行う製造方法とすることで、材料が破壊しない範囲において、翼形状を自由に曲げ加工することができる。そのため、翼の形状制約が大幅に少なくなり、より効率良く翼を製造可能である。また、従来の製造方法では、スパイダーとブレードのそれぞれに外形の切出し工程、切出した平板の曲げ加工工程が必要とされていたが、本発明の実施の形態４に係る製造方法によれば、翼を形成する曲げ加工を接合後にまとめて実施することができるので、加工工程を削減することができ、コスト低減につながる。
【００２４】
したがって、実施の形態４に係るプロペラファンの作製方法においては、従来の製造方法よりコストを削減することができる。
【００２５】
（実施の形態５）
図１６は、実施の形態５に係るプロペラファンの翼の接合部４の平面図である。図１６では１枚の翼のみ図示しているが、他の翼もこれと同形状である。実施の形態１〜４では、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２を主にレーザ溶接にて連続して接合する態様を示したが、図１６に示すように、ブレード１の径方向内側の接合面とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側の接合面とを重ね合わせて、当該接合面の合わせ面３を例えばリベット接合にて局部的に接合してもよい。この場合も、実施の形態１と同様に、ブレード１の厚みをスパイダー２のブレード取付け部２２の厚みよりも薄くし、スパイダー２の前縁８最外端ａから回転中心５までの距離Ｒをスパイダー２の後縁９の最外端ｂから回転中心５までの距離ｒよりも大きく設定する。ブレード１の径方向内側とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側との合わせ面３の接合部４は２箇所以上あることが好ましい。特に、図１６に示す平面図で、スパイダー２の前縁８最外端ａと回転中心５を結ぶ直線ｃとスパイダー２の後縁９の最外端ｂと回転中心５を結ぶ直線ｄがなす角度αを三等分した前縁側の角度βを中心角とし、スパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側端面１１の回転中心からの最大距離Ｕを半径とする回転中心５を中心点とした扇形領域内において、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２が重なる領域Ｂに１箇所以上の接合部４があることが好ましい。このように設定することで、接合部に発生する応力を低減することができる。ブレード１の径方向内側の接合面とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側の接合面との合わせ面３の局部的な接合方法としては、リベット接合、スポット溶接、ボルト接合、もしくは、それらと接着の組合せを用いることができる。
【００２６】
図１６に示すように、ブレード１の径方向内側とスパイダー２のブレード取付け部２２の径方向外側との合わせ面３をリベット接合することで、ブレード１とスパイダー２のブレード取付け部２２の重なる領域が増え、実施の形態１よりも翼の全体重量は増加するが、ブレード１の厚みをスパイダー２のブレード取付け部２２の厚みよりも薄くし、かつ、スパイダー２の前縁８の最外端ａから回転中心５までの距離Ｒを、スパイダー２の後縁９の最外端ｂから回転中心５までの距離ｒよりも大きくし、前縁側のブレード１の領域を狭くすることで、従来のリベット接合よりも接合部４およびブレード１に発生する応力を低減することができるので、溶接の設備がない場合には有効である。
【００２７】
（実施の形態６）
実施の形態６では、実施の形態１〜５に係るプロペラファンにおいて、ブレード１とスパイダー２とを異材料で構成し、ブレード１の材料の密度をスパイダー２の材料の密度よりも小さくする。例えば、スパイダー２の材料として、高張力鋼（密度７．８ｇ／ｃｍ３）、ステンレス鋼（密度８．０ｇ／ｃｍ３）、圧延鋼（密度７．８ｇ／ｃｍ３）などの鉄系材料を用い、ブレード１の材料として、アルミニウム（密度２．７ｇ／ｃｍ３）、マグネシウム（密度１．７ｇ／ｃｍ３）、チタン（密度４．５ｇ／ｃｍ３）などの密度の小さい材料を用いる。
【００２８】
この構成により、ブレード１の重量を軽減することができるため、接合部に発生する応力を低減することができる。また、翼全体の重量も軽くなるため、スパイダー２のブレード取付け部２２の根元に発生する応力も低減可能である。
【００２９】
したがって、実施の形態５においては、実施の形態１〜５より接合部４およびスパイダーのブレード取付け部２２の根元に発生する応力が低減されたプロペラファンを提供することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  ブレード、２  スパイダー、３  合わせ面、４  接合部、５  プロペラファン回転中心、６  ブレード前縁、７  ブレード後縁、８  スパイダー前縁、９  スパイダー後縁、１０  ブレードの径方向内側端面、１１  スパイダーのブレード取付け部の径方向外側端面、１２  ボス部外周、２１  ボス部、２２  ブレード取付け部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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