(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のディスクを３枚構造とし、中央のディスク板に形成したブレード接続用突起に、ブレード側に設けた樹脂製スパイダー部を凹凸嵌合させて連結し、中央のディスク板を２枚のディスク板にて挟んだ状態で当該３枚のディスク板をボルト、リベット等にて締付けて構成したことを特徴とする樹脂製ブレードを有するファン。
【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入力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樹脂製ブレードを有するファンに関する。
【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、金属製のものと樹脂製のものがあるが、樹脂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２４、図２５はその樹脂製ファンを例示したもので、環状のファンボス部３１１の外周面に多数（通常４〜１０枚程度）のファンブレード３１２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３１２の付け根部はボス部３１１の軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられると共に、ファンブレード３１２自体が付け根部３１３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る金属製のインサート３１４に取付けられる。なお金属製のインサート３１４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。
なお、上記樹脂製ファンのブレードの材質としては、ＰＰ、ＰＰＧ（Ｇ：グラスファイバー）、Ｎ（ナイロン）、ＮＧ（Ｇ：グラスファイバー）があり、強度はＰＰが最も低く、ＰＰＧ、Ｎ、ＮＧの順に強く、コストもＰＰが最も安く、ＰＰＧ、Ｎ、ＮＧの順に高い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した流体式ファンカップリング装置等における樹脂製ファンは、一般に鋼板製のスパイダー部に樹脂製ブレードが一体成形されている。その製造に際して、樹脂製ブレードの成形は溶融点約２７０℃程度で行われ、その後冷却されるが、エンジン使用時にはファンカップリング装置から発生する熱はインサートを伝わって樹脂製ブレードを高温にし、ファンカップリング装置に近い部分、すなわちブレード付根部の樹脂温度は約２３０℃程度の高温となる。そのため樹脂製ブレードのファンカップリング装置に近い部分には、鋼と樹脂の熱膨張係数の差（鋼の熱膨張係数は樹脂の１／１０）により過大な応力が発生する。また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する。この応力はボス部の特にブレードを回す力となる回り止め穴付近に大きく発生し、ボス部自身の大きな体積により生ずる大きな遠心力による大きな応力と相俟って強度に影響を与えブレードとブレードの間のボス部に亀裂が入る可能性があった。また、ボス部が存在するとファンカップリング装置廻りの冷却風が停滞し風量が減少し風速が低下して冷却が十分でなく、ファンカップリング装置のシリコンオイルやベアリングの温度上昇を招き耐久性低下の原因となる。
【０００５】
一方、出願人が提案した実公昭４８−２０６５７号公報には、相手部材への取付部を金属製とし、ブレードを樹脂製としたファンにおいて、前記金属製の取付部に前記樹脂製ブレードをそれぞれ独立して設けた構成となしたファンが記載されている。すなわち、このファンは金属製のディスクに一体に設けたスパイダー部に樹脂製ブレードを一体成形して構成したもので、環状ボスがないので、各ブレードが個々に変形可能で温度変化、速度変化に追随できることによりファンの耐久性が向上し、また遠心力によりボス部から破壊することがなく、さらにファンカップリング装置廻りの冷却風が斜流化しやすく、風量や風速が増加して冷却性能が向上するという利点を有する。
しかし、この種のファンの場合は、ブレード枚数を簡単に増加できないため風量、風圧を効果的に高めることができないこと、またブレード間隔の不等配化の自由度が低く、ピッチ騒音の低減がはかられない上、ブレード間に広い空間が存在することにより、エンジンルーム内の騒音がブレード背面に反射されずに車両の前面に透過してしまいエンジン騒音が大きいなどの問題点があった。
【０００６】
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、金属製のディスクに樹脂製ブレードをそれぞれ独立して設けた構成となしたファンにおいて、ファン回転中の応力集中や材料の熱収縮により発生する応力による亀裂の発生を防止しファンの耐久性と冷却性能の向上がはかられると共に、ブレード枚数を容易に増加できることにより風量、風圧を効果的に高めることができ、ブレード間隔の不等配化の自由度が高くなり、ピッチ騒音の低減がはかられ、さらに車両前面のエンジン騒音を低下することができるなどの効果を奏する樹脂製ブレードを有するファンを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスクに樹脂製ブレードをそれぞれ独立して設けた構成となしたファンにおいて、金属製のディスクを３枚構造とし、中央のディスク板に形成したブレード接続用突起に、ブレード側に設けた樹脂製スパイダー部を凹凸嵌合させて連結し、中央のディスク板を２枚のディスク板にて挟んだ状態で当該３枚のディスク板をボルト、リベット等にて締付けて構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る樹脂製ブレードを有するファンの参考例１を示す正面概念図、図２は図１イ−イ線上の縦断面図、図３は同じく参考例２を示す正面概念図、図４は図３ロ−ロ線上の縦断面図、図５は同じく参考例３を示す一部斜視概念図、図６は同じく参考例４を示す一部断面概念図、図７は同じく参考例５を示す一部断面概念図、図８は同じく参考例６を示す一部断面概念図、図９は同じく参考例７を示す一部正面概念図、図１０（ａ）（ｂ）は同じく参考例８を示す一部正面概念図、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同じく参考例９を示す一部斜視図、図１２は同じく参考例１０で、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は一部斜視図、（ｅ）は一部断面図、図１３は同じく参考例１１で、（ａ）（ｂ）（ｃ）は一部斜視図、図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）は同じく参考例１２を示す一部正面概念図、図１５は同じく参考例１３を示す一部断面概念図、図１６は同じく参考例１４を示す正面概念図、図１７は図１６ハーハ線上の縦断面図、図１８は同じく参考例１５を示す斜視概念図、図１９は同じく参考例１６を示す一部断面概念図、図２０は同じく参考例１７を示す斜視概念図、図２１は同じく参考例１８を示す斜視断面概念図、図２２は同じく参考例１９を一部破断して示す斜視断面概念図、図２３は本発明に係る樹脂製ブレードを有するファンの一実施例を一部破断して示す斜視断面概念図である。
【０００９】
次に参考例である図１から図２２および本願実施例である図２３について詳述する。
すなわち、図１、図２に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製の取付部に前記樹脂製ブレードをそれぞれ独立して設けた構成となしたもので、その構成は金属製のディスクに金属製のインサート状のスパイダー部を溶接、リベット、ボルト等で接続し、該スパイダー部のインサート部に樹脂製ブレードを一体成形したもので、板状の金属製の環状ディスク１１に金属製のスパイダー部１１−１を各ブレードに対応する位置に溶接、リベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部１１−１のインサート部に樹脂製ブレード１２を各ブレード毎もしくは全ブレードを一括して一体成形して構成したファンであり、このファンの場合も各樹脂製ブレード１２は中心軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられている。またスパイダー部１１−１には前記と同様、複数個の貫通孔１１−１ａが設けられており、この貫通孔１１−１ａがインジェクションされた樹脂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（図２）。なお先にスパイダー部１１−１のインサート部に樹脂製ブレード１２をインジェクションしてから環状ディスク１１に取付けてもよい。
【００１０】
図３、図４に示す樹脂製ブレードを有するファンは、前記図１、図２に示す樹脂製ブレードを有するファンの変形例で、板状の環状ディスク２１に金属製のスパイダー部２１−１を各ブレードに対応する位置に溶接、リベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部２１−１のインサート部にブレード付け根部がリング状につながるように樹脂製ブレード２２を一括して一体成形して構成したファンであり、２２−１がそのリング部である。このファンの場合も各樹脂製ブレード２２は中心軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられている。またスパイダー部２１−１には前記と同様、複数個の貫通孔２１−１ａが設けられており、この貫通孔２１−１ａがインジェクションされた樹脂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（図４）。
【００１１】
図５に示す樹脂製ブレードを有するファンは、１枚の樹脂製ブレード用の金属製のインサート状スパイダー部を前縁用と後縁用の２ピースとして金属製のディスクに溶接、リベット、ボルト等で取付け、該２ピースに樹脂製ブレードを一体成形したもので、１枚の樹脂製ブレード３２用の金属製のスパイダー部を前縁用と後縁用の曲げあるいは絞り深さの異なる２つの金属製のスパイダー部３１−１で構成し、この２個一対のスパイダー部３１−１を板状の環状ディスク３１に溶接、リベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部３１−１のインサート部に樹脂製ブレード３２を各ブレード毎もしくは全ブレードを一括して一体成形して構成したファンである。このファンの場合も各樹脂製ブレード３２は中心軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられている。またスパイダー部３１−１には前記と同様、複数個の貫通孔３１−１ａが設けられており、この貫通孔３１−１ａがインジェクションされた樹脂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。さらにこのファンの場合は、金属製のスパイダー部を前縁用と後縁用の２つのピースで構成したことにより、一枚物のスパイダー部に比べ重量が軽減されるだけでなく、回転中にブレード付根部に作用する捻りモーメントに強いという効果を奏する。なおこの金属製のスパイダー部３１−１は前縁と後縁で同形状のものを逆向きに使用してもよい。なおスパイダー部３１−１のインサート部に樹脂製ブレード３２を先に成形しスパイダー部３１−１の他端を環状ディスク３１に後から取付けてもよい。
【００１２】
図６に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスクにナイロン単独もしくは繊維強化されたＰＰやナイロンのような高強度樹脂によってインサート成形されたスパイダー部を設け、このスパイダー部のインサート部にＰＰあるいはナイロン単独のようなスパイダー部より安価で低強度な樹脂によってブレードを一体成形したもので、板状の金属製の環状ディスク４１に高強度樹脂製のスパイダー部４１−１を各ブレードに対応する位置に一体成形によって取付け、このスパイダー部４１−１のインサート部にＰＰのようなスパイダー部より安価で低強度な樹脂製ブレード４２を全体一括して一体成形して構成したファンである。すなわちこのファンは、エンジンなどの相手部品への取付け部は金属製とし、ブレード付根部には高強度の樹脂を使用し、荷重の小さいブレード部は低コスト樹脂で構成したものである。従って、このファンの場合は、コストの高い金属プレートおよびナイロン単独もしくは繊維強化されたＰＰやナイロンなど高強度樹脂の使用量を少なくできることによりコスト低減が可能であり、またそれぞれの材料間の熱線膨張率の差が少ないことによる熱応力の低減、衝撃や振動などの外力に対する応力集中の軽減等の効果が得られる。
なおこのファンの場合も各樹脂製ブレード４２は中心軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられている。またスパイダー部４１−１には前記と同様、複数個の貫通孔４１−１ａが設けられており、この貫通孔４１−１ａがインジェクションされた樹脂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。
【００１３】
図７に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスクに高強度樹脂製のスパイダー部をリベット、ボルト等で取付け、該スパイダー部に前記樹脂製ブレードを一体成形したもので、板状の金属製の環状ディスク５１に前記と同様のナイロンの単独もしくは繊維強化されたＰＰやナイロンのような高強度樹脂製のスパイダー部５１−１を各ブレードに対応する位置にリベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部５１−１のインサート部にＰＰあるいはナイロン単独のようなスパイダー部５１−１より安価で低強度な樹脂製ブレード５２を全体一括一体成形もしくは各ブレード毎に成形して構成したファンである。なお５２−１は各ブレード付根部に設けたボス部である。なお先に樹脂製ブレード５２をスパイダー部５１−１のインサート部に成形し後からスパイダー部５１−１の他端を環状ディスク５１に取付けてもよい。
【００１４】
図８に示す樹脂製ブレードを有するファンは、前記図７に示す樹脂製ブレードを有するファンのボス部５２−１のないファンを示したもので、構造は前記図７のものと同様、板状の金属製の環状ディスク６１に前記と同様のナイロンの単独もしくは繊維強化されたＰＰやナイロンのような高強度樹脂製のスパイダー部６１−１を各ブレードに対応する位置にリベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部６１−１のインサート部にＰＰあるいはナイロン単独のようなスパイダー部６１−１より安価で低強度な樹脂製ブレード６２を全体一括一体成形もしくは各ブレード毎に成形して構成した、各ブレード付根部にボス部のないファンである。なお先に樹脂製ブレード６２をスパイダー部６１−１のインサート部に成形し後からスパイダー部６１−１の他端を環状ディスク６１に取付けてもよい。
【００１５】
前記図７、図８に示す樹脂製ブレードを有するファンも各樹脂製ブレード５２、６２はそれぞれ中心軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられている。またスパイダー部５１−１、６１−１のインサート部には前記と同様、複数個の貫通孔５１−１ａ、６１−１ａが設けられており、この貫通孔５１−１ａ、６１−１ａがそれぞれインジェクションされた樹脂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。さらにこのファンの場合も、前記図６に示すファンと同様、コストの高い金属プレートおよびナイロンや繊維強化されたＰＰやナイロンなどの高強度樹脂の使用量を少なくできることによりコスト低減が可能であり、またそれぞれの材料間の熱線膨張率の差が少ないことによる熱応力の低減、衝撃や振動などの外力に対する応力集中の軽減等の効果が得られる。
【００１６】
図９に示す樹脂製ブレードを有するファンは、例えば前記図１、図２に示すファンにおいて、スパイダー部１１−１に一体成形する樹脂製ブレード１２を隣接する樹脂製ブレード１２とオーバーラップするごとく設けた構成となしたもので、板状の金属製の環状ディスク７１に金属製のスパイダー部７１−１を各ブレードに対応する位置に溶接、リベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部７１−１のインサート部に樹脂製ブレード７２をその前端側が隣接する樹脂製ブレード７２とオーバーラップするごとく各ブレード毎もしくは全ブレードを一括して一体成形して、ブレードとブレード間に隙間が存在しないように構成したファンである。このファンの場合も各樹脂製ブレード７２は中心軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられている。またスパイダー部７１−１には前記と同様、複数個の貫通孔７１−１ａが設けられており、この貫通孔７１−１ａがインジェクションされた樹脂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。
このファンの場合は、樹脂製ブレード７２をオーバーラップさせることによりブレード枚数を増加できるので風量、風圧を上昇でき、またブレード間隔の不等配化の自由度が高くなりピッチ騒音の低減化が可能となる。さらに、ブレード回転面に投影したブレード間に空間が存在しないことにより、エンジンルーム内の騒音が必ずブレード背面に衝突しいったん反射して戻り、直接の透過音が出ないことにより車両前面におけるエンジン騒音が低下する。特にブレードは振動吸収性の良好な樹脂製であるため、反射時に減衰されてより効果的である。
【００１７】
図１０に示す樹脂製ブレードを有するファンは、スパイダー部を回転方向前方にくの字状に曲げ、このスパイダー部に外周端縁が長く、先端が回転方向前方に突出したいわゆる前進翼型の樹脂ブレード、またはスパイダー部に外周端縁が長くなく、先端が回転方向前方に突出した前進翼型の樹脂ブレードを一体成形したもので、（ａ）は板状の金属製の環状ディスク８１に回転方向前方にくの字状に曲げた金属製のスパイダー部８１−１を各ブレードに対応する位置に溶接、リベット、ボルト等で取付け、このくの字形のスパイダー部８１−１のインサート部に先端が回転方向前方に突出したいわゆる前進翼型の樹脂製ブレード８２を各ブレード毎もしくは全ブレードを一括して一体成形して構成したファンを示し、（ｂ）は環状ディスク８１に取付けた上記と同様のスパイダー部８１−１のインサート部に外周端縁が長くなく、先端が回転方向前方に突出した前進翼型の樹脂ブレード８２´を各ブレード毎もしくは全ブレードを一括して一体成形して構成したファンを示す。上記（ａ）（ｂ）に示すファンの場合も各樹脂製ブレード８２は中心軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられている。またスパイダー部８１−１には前記と同様、複数個の貫通孔８１−１ａが設けられており、この貫通孔８１−１ａがインジェクションされた樹脂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。
上記図１０（ａ）（ｂ）に示すファンの場合は、ブレードが前進翼化するので低騒音化が可能であり、またディスクとスパイダー部材の取付け部に対するブレード外周付近にある風圧中芯との偏芯が大きく、ブレードに大きな捻りモーメントが発生するが、回転方向に湾曲したスパイダー部による補強効果により歪みを小さく押え込むことができる上、ブレード先端とラジエーターとの干渉を防止することも可能となり、さらに（ａ）に示すファンの場合は、ブレード最外周長さを長くすることができるので、風量を増加させることができ、また（ｂ）に示すファンの場合は、（ａ）に示すブレードより最外周長さが長くないことにより、（ａ）に示すファンよりブレード枚数を多くできるため高い風圧が得られ、かつ外周部質量が少なく高速回転に耐え得るという効果を奏する。
【００１８】
図１１に示す樹脂製ブレードを有するファンは、前記図１〜図１０に示す全てのファンにおいて、ブレードの揚力によるディスクの浮き上がり現象により相手部材との接触部で当該ディスクがフレッティング摩耗するのを防止するために、ディスクの相手部材との取付け孔間に補強用リブやビードなどを設けて剛性を増大させたもので、（ａ）は金属製の環状ディスク９１に当該ディスクの一部を円周方向に凸状に突出させて補強用ビード９１−１ａを形成したファンであり、（ｂ）は同じく金属製の環状ディスク９１の少なくとも片面に円周方向に長い補強用Ｌ形ビーム９１−１ｂを溶接、ろう付け、リベット、ボルト等で取付けたファンである。（ｃ）は同じく金属製の環状ディスク９１の内周端縁部に内周リブ９１−１ｃを形成したファンであり、（ｄ）は同じく金属製の環状ディスク９１の外周端縁部に外周リブ９１−１ｄを形成したファンである。
これらのファンの場合は、ディスクの相手部材との取付け孔間をリブやビードなどで補強したことにより剛性が増すので、ブレードの揚力によるディスクの浮き上がり現象がほとんど発生せず、ディスクのフレッティング摩耗を防止できる。
【００１９】
図１２に示す樹脂製ブレードを有するファンは、前記図１〜図１０に示す全てのファンにおいて、金属製のディスクから樹脂ブレードへの熱伝達を防止するために当該ディスクに一体形または別体形の放熱用フィンまたは放熱用孔を設けたもので、図１２（ａ）に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク１０１の少なくとも片面に断面Ｌ形のフィン１０１−１ａを溶接、ろう付け、リベット、ボルト等で放射状に取付けたファン、同じく（ｂ）に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク１０２に切起こし形のフィン１０２−１ａを穴部と共に放射状に設けたファン、同じく（ｃ）に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク１０３に放熱用孔１０３−１ａを複数設けたファン、同じく（ｄ）に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク１０４に切込みによって放熱用孔１０４−１ａを設けたファン、同じく（ｅ）に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク１０５に凹凸１０５−１ａを設けたファンをそれぞれ示す。
【００２０】
図１３に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク側に樹脂ブレードの迎角設定部を設け、この迎角設定部にフラッでシンプルなスパイダー部をリベット、ボルト等で取付けた構成となしたもので、（ａ）は金属製のディスク１１１自体に絞り加工によって一体形の迎角設定部１１１−１ａを設け、この迎角設定部１１１−１ａの斜面にスパイダー部１１１−１を溶接、リベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部１１１−１のインサート部に樹脂製ブレード１１２を一体成形して構成したファン、（ｂ）は金属製のディスク１２１に断面略三角形状の別体で構成した迎角設定部１２１−１ａを溶接、ろう付け、リベット、ボルト等で取付け、この迎角設定部１２１−１ａの斜面にスパイダー部１２１−１を溶接、リベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部１２１−１のインサート部に樹脂製ブレード１２２を一体成形して構成したファン、（ｃ）は金属製のディスク１３１自体に所定の角度捻った張出し部（ミニスパイダー）を設けて一体形の迎角設定部１３１−１ａを形成し、この迎角設定部１３１−１ａの斜面にスパイダー部１３１−１を溶接、リベット、ボルト等で取付け、このスパイダー部１３１−１のインサート部に樹脂製ブレード１３２を一体成形して構成したファンをそれぞれ示す。
【００２１】
図１４に示す樹脂製ブレードを有するファンは、ブレード付根部の実長を長くすることによる風量アップをはかるため、前記図１〜図１３に示す全てのファンにおいて、スパイダー部に一体成形にて取付ける樹脂製ブレードのディスク側端部の一部を金属製のディスクにラップさせるようにしたもので、（ａ）は金属製のディスク１４１に溶接、リベット、ボルト等で取付けたスパイダー部１４１−１のインサート部に、ディスク１４１にラップするブレード付根部１４２−１を有する樹脂製ブレード１４２を一体成形にて取付けたファン、（ｂ）は金属製のディスク１５１に溶接、リベット、ボルト等で取付けたスパイダー部１５１−１のインサート部に、ディスク１５１にラップするブレード付根部１５２−１を有する、前記（ａ）のブレードと形状が異なる樹脂製ブレード１５２を一体成形にて取付けたファン、（ｃ）は金属製のディスク１６１に溶接、リベット、ボルト等で取付けたくの字形のスパイダー部１６１−１のインサート部に、ディスク１６１にラップするブレード付根部１６２−１を有する樹脂製ブレード１６２を一体成形にて取付けたファンをそれぞれ示す。
【００２２】
図１５に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製の環状ディスク１７１に、スパイダー部１７２−１とブレード部１７２−２を同一の高張力樹脂製としたブレードおよびスパイダー部が一体形の樹脂製ブレード１７２の当該スパイダー部１７２−１をリベット、ボルト等で取付けた構成となしたファンである。高張力樹脂としては、ＰＰＧ、Ｎ、ＮＧを用いることができる。このファンの場合は、ブレードおよびスパイダー部を一体成形したものを環状ディスク１７１にリベット、ボルト等で取付けるだけで組立てられるため、別体のスパイダー部を用いるファンに比べファンの製造が容易である。
【００２３】
図１６、図１７に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製もしくは高強度樹脂製の取付部を独立したインサート状のスパイダー部で構成し、各スパイダー部にブレード付け根部がリング状につながるように樹脂製ブレードを全体一括して一体成形してディスクを有しない構成となしたもので、インサート部１８１−１を有するスパイダー部１８１を同心円上に所望間隔に配置し、この状態で各スパイダー部のインサート部１８１−１部にブレード付け根部がリング状につながるように樹脂製ブレード１８２を一体成形して構成したファンであり、１８２−１がそのリング部である。このファンの場合も各樹脂製ブレード１８２は中心軸線に対して所定角度傾斜したある迎角をもって取付けられている。また各スパイダー部１８１には前記と同様、複数個の貫通孔１８１−１ａが設けられており、この貫通孔１８１−１ａがインジェクションされた樹脂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。またこの一体型のファンは、各スパイダー部１８１に設けた取付穴１８２−２を使用して入力軸やファンカップリング装置に直接ボルトで取付けることができるので、従来の環状ディスクが不要となる。なお、リング部１８２−１はなくてもよい。
【００２４】
図１８〜図２０に示す樹脂製ブレードを有するファンは、ディスクとブレードの接続手段を例示したもので、図１８に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク１９１側に、両側面に凹部１９１−１ａを形成したブレード接続用突起１９１−１を設け、他方、ブレード１９２側には前記ブレード接続用突起１９１−１が嵌入し得る空間部を有し、かつ両側面に前記凹部１９１−１ａに対応する凹部１９２−１ａを有する樹脂製の偏平筒形のスパイダー部１９２−１を設け、前記ブレード接続用突起１９１−１に偏平筒形のスパイダー部１９２−１を嵌合すると共に、前記凹部１９１−１ａと１９２−１ａに固く嵌入し得る２本の連結ピン１９３−１を１枚の板部材１９３−２に相平行して突設した連結部材を組込んで構成したファンである。なお、この接続部のガタ付きをなくすために、ブレード接続用突起１９１−１と偏平筒形のスパイダー部１９２−１をさらにボルト等で固着する。
【００２５】
図１９に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク２０１側に、各ブレード２０２のスパイダー部に対応する結合用長孔２０１−１を設け、他方ブレード２０２側には前記結合用孔２０１−１に嵌入する爪部２０２−１ａを有し、かつディスク２０１が嵌入し得るスリット２０２−１ｂを有するスパイダー部２０２−１を設け、このスパイダー部２０２−１のスリット２０２−１ｂをディスク２０１を嵌合すると共にスパイダー部先端部の爪部２０２−１ａをディスク２０１の結合用孔２０１−１に嵌入させて接続したファンである。このファンの場合も、ディスク２０１とスパイダー部２０２−１のガタ付きをなくすために、ディスク２０１とスパイダー部２０２−１をさらにボルト等で固着する。
【００２６】
図２０に示す樹脂製ブレードを有するファンは、金属製のディスク２１１側に、各ブレード２１２のスパイダー部２１２−１に対応する結合用楕円孔２１１−１を設け、他方、ブレード２１２側には前記結合用楕円孔２１１−１に対応する位置にほぼ同一大きさの結合用楕円孔２１２−１ａを有するスパイダー部２１２−１を設け、このスパイダー部２１２−１をディスク２１１に相重ねると共に、前記ディスク側の結合用楕円孔２１１−１とスパイダー部側の結合用楕円孔２１２−１ａに固く嵌入し得る２本の連結ピン２１３−１を１枚の板部材２１３−２に相平行して突設した連結部材を組込んで構成したファンである。なお、ディスク２１１側に設ける結合用楕円孔２１１−１を真円とする場合は、スパイダー部が回転しないように少なくとも２つの真円で結合用孔を構成する。このファンの場合も、ディスク２１１とスパイダー部２１２−１のガタ付きをなくすために、ディスク２１１とスパイダー部２１２−１をさらにボルト等で固着する。
【００２７】
図２１に示す樹脂製ブレードを有するファンは、２枚構造のディスクを用いてブレードを接続する方式で、各ブレード２２２のスパイダー部２２２−１の先端部に直角に折曲げた係止片２２２−１ａを設け、２枚構造のディスク２２１の一方のディスク板２２２−１に前記スパイダー部２２２−１の係止片２２２−１ａが嵌入し得る結合用孔２２１−１ａを設け、２枚のディスク板２２１−１の間にスパイダー部２２２−１をサンドイッチ状に介在させると共に、該スパイダー部の先端に設けた係止片２２２−１ａを、一方のディスク板２２１−１に設けた結合用孔２２１−１ａに嵌入させて接続したファンである。このファンの場合も、ディスク２２１とスパイダー部２２２−１のガタ付きをなくすために、ディスク２２１とスパイダー部２２２−１をさらにボルト等で固着する。
【００２８】
図２２に示す樹脂製ブレードを有するファンは、スパイダー部側に接続用の凹部を設けてディスクと接続する方式であり、その構造はブレード２４２と一体成形するスパイダー部２４２−１を厚肉として当該部分に、金属製のディスク２４１の厚さとほぼ同じ隙間を有する所望深さの凹部２４２−１ａを形成し、この凹部２４２−１ａを金属製のディスク２４１に嵌合し、この嵌合部をリベット２４３（またはボルト）にて結合した構成となしたものである。なおこのファンの場合も、ディスク２４１とスパイダー部２４２−１はリベット２４３（またはボルト）にて固着するので、当該部分にガタ付きが生じることはない。
【００２９】
図２３に本発明の一実施例として示す樹脂製ブレードを有するファンは、３枚構造のディスクを用いてブレードを接続する方式で、３枚のディスク板２３１−１からなるディスク２３１は、中央のディスク板２３１−１に両側面に凹部２３１−１ｂを形成したブレード接続用突起２３１−１ａを設け、他方、ブレード２３２側には前記凹部２３１−１ｂに係止し得る爪２３２−１ａを形成した当該ディスク板２３１−１と略同一厚さの偏平形のスパイダー部２３２−１を設け、接続に際しては中央のディスク板２３１−１のブレード接続用突起２３１−１ａの凹部２３１−１ｂにスパイダー部２３２−１の爪２３２−１ａを引掛け、その状態で残り２枚のディスク板２３１−１を両側からサンドイッチ状に相重ねると共にボルト等にて締付けて一体化してファンを構成する。この３枚構造のディスクを用いたファンの場合は、中央のディスク板２３１−１を挟む２枚のディスク板２３１−１は、ブレード接続用突起２３１−１ａとスパイダー部２３２−１との接続部が覆われるように、中央のディスク板２３１−１より幅広のものを用いるか、または中央のディスク板２３１−１と同一幅であって、ブレード接続用突起２３１−１ａとスパイダー部２３２−１の接続部のみを覆う突起部を設けたディスク板を用いることができる。なおこのファンの場合は、３枚構造のディスクをボルト等で一体化してディスクとスパイダー部の接続部を固定するので、前記接続部にガタ付きが生じることはない。また、３枚構造のディスクは、２枚のディスク板を一体化したものを１枚として、２枚構造のディスクとすることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明に係る樹脂製ブレードを有するファンは、参考例として示すファンを含め以下に記載する効果を奏する。
（１）従来のファンのような連続した環状ボスがないので、各ブレードが個々に変形可能で温度変化や速度変化に追随できるので遠心力によりボス部から破壊することがなくファンの耐久性が向上する。
（２）連続した環状ボス部がないのでファンカップリング装置廻りの冷却風の風量や風速が増加して冷却性能が向上する。
（３）ブレードをラップさせて配設することにより、ブレード枚数を増加できるので、風量、風圧を上昇でき、またブレード間隔の不等配化の自由度が高くなり、ピッチ騒音を低減でき、さらに車両前面のエンジン騒音を低下できる。
（４）くの字形に形成したスパイダーを用いることにより、ブレードに大きな捻りモーメントが作用してもスパイダー部材によりブレード端の捻り歪みを小さく押え込むことができ、またブレード先端とラジエーターとの干渉を防止できる。また最外周長さの長いブレードの場合は、風量を増加でき、さらにブレードが前進翼化するので低騒音化が可能であり、さらに最外周長さが長くないブレードの場合は、高速化できると共にブレード枚数の増加ができて高風圧化が可能である。
（５）ディスクに補強リブ、補強ビード等を設けることにより、ディスクの揚力によるフレッティング摩耗を防止することができる。
（６）ディスクに放熱フィンを設けることにより、ディスクからブレードへの熱伝達を防止でき、長寿命化が可能となる。
（７）ディスクに一体形あるいは別体形の迎角設定部を設けることにより、ファンブレードの取付けが容易となる。
（８）ブレード付根部をディスクにラップさせることによりブレード付根部の実長を長くすることができので、風量アップがはかられる。
（９）スパイダー部とブレード部を同一の高張力樹脂製としたブレードおよびスパイダー部が一体形の樹脂製ブレードを用いることにより、別体のスパイダー部を用いるファンに比べファンの製造が容易である。
（１０）ブレード毎に成形（モールディング）する場合は、使用するインジェクションマシンを小型化でき、金型が小さく製作容易でコストが安くつく。
（１１）コストの高い金属プレートおよびナイロンなど高強度樹脂の使用量を少なくできることによりコスト低減が可能である。
（１２）材料間の熱線膨張率の差が少ないことによる熱応力の低減、衝撃や振動などの外力に対する応力集中の軽減がはかられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る樹脂製ブレードを有するファンの参考例１を示す正面概念図である。
【図２】  図１イ−イ線上の縦断面図である。
【図３】  同じく参考例２を示す正面概念図である。
【図４】  図３ロ−ロ線上の縦断面図である。
【図５】  同じく参考例３を示す一部斜視概念図である。
【図６】  同じく参考例４を示す一部断面概念図である。
【図７】  同じく参考例５を示す一部断面概念図である。
【図８】  同じく参考例６を示す一部断面概念図である。
【図９】  同じく参考例７を示す一部正面概念図である。
【図１０】  同じく参考例８を示し、（ａ）（ｂ）は一部正面概念図である。
【図１１】  同じく参考例９を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は一部斜視図である。
【図１２】  同じく参考例１０で、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は一部斜視図、（ｅ）は一部断面図である。
【図１３】  同じく参考例１１を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は一部斜視図である。
【図１４】  同じく参考例１２を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は一部正面概念図である。
【図１５】  同じく参考例１３を示す一部断面概念図である。
【図１６】  同じく参考例１４を示す正面概念図である。
【図１７】  図１６ハ−ハ線上の縦断面図である。
【図１８】  同じく参考例１５を示す斜視概念図である。
【図１９】  同じく参考例１６を示す一部断面概念図である。
【図２０】  同じく参考例１７を示す斜視概念図である。
【図２１】  同じく参考例１８を示す斜視断面概念図である。
【図２２】  同じく参考例１９を示す一部断面概念図である。
【図２３】  本発明に係る樹脂製ブレードを有するファンの一実施例を一部破断して示す斜視断面概念図である。
【図２４】  従来の樹脂製ファンの一例を示す正面図である。
【図２５】  図２４のチ−チ線上の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１、１９１、２０１、２１１、２２１、２３１、２４１  環状ディスク
１１−１、２１−１、３１−１、４１−１、５１−１、６１−１、７１−１、８１−１、１１１−１、１２１−１、１３１−１、１４１−１、１５１−１，６１−１、１７２−１、１９２−１、２０２−１、２１２−１、２２２−１、２３２−１、２４２−１  スパイダー部
１１−１ａ、２１−１ａ、３１−１ａ、４１−１ａ、５１−１ａ、６１−１ａ、７１−１ａ、８１−１ａ  貫通孔
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、８２´、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２、１７２、１８２、１９２、２０２、２１２、２２２、２３２、２４２  樹脂製ブレード
２２−１、１８２−１  リング部
５２−１  ボス部
９１−１ａ  補強用ビード
９１−１ｂ  補強用内周リブ
９１−１ｃ  補強用外周リブ
１０１−１ａ、１０２−１ａ  フィン
１０３−１ａ、１０４−１ａ  放熱用孔
１０５−１ａ  凹凸
１８２−２  取付穴
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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