JPS5936117B2 - 薄板フアン組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車の中に設置された内燃エンジンの冷却
システムに用いるのに特に適した薄板ファン組立体に関
する。

本発明によるファン組立体の有用性を示す代表例は、自
動車のラジェータとエンジンとの間にある。

ファンはラジエータヲ通して周囲から空気を引き込み、
それにより、エンジンの内部からラジェータへ熱を伝達
した液体を冷却するのを助ける。

このようなファンは周知で種々の形式のものがあり、こ
の分野の多くの当業者の関心をひきつけている。

上記のようなファン構造の一つの共通型式は、半径方向
外向きに突出したアームを有する薄板バブ又はスパイダ
から成るものである。

上記アームの各々は、これに溶接又はリベット止め等に
よって取り付けることができる羽根を支持している。

各々の羽根及びこれを取り付けるアームのいずれか又は
双方とも、ファンのピッチを変えるためにねじることが
できる。

スパイダバブは、エンジンによって駆動されるプーリー
その他の回転部材に取り付けられる。

このような従来技術の薄板ファン構造のいくつかの例が
、以下の特許に示されている。

米国特許第２９５，４４９号（Ｓｍ ｉ ｔｈ ）、同
第ＬＯ４１，９１３号（’１．”ｙｓｏｎ）、同第ｉ、
ｔ ｉ ７，１０３号（Ｓ ｔｅ １ｎｂａｃｈ ）、
同第１．．２５５，３４６号（Ｓｐ−ａｒｋｓ）、同第
１．４０４，２９８号（Ｊａｃｏｂｓ）、同第１．．５
９７，１７５号（Ｂｏｅｎｉｎｇ）、同第１、．８６８
，５２８号（Ｇ−ａｒｄｎｅｒ）、同第２，６８１，７
０８号（Ｍ ｉ ｘ ）、同第２，９０６，３４９号（
Ｈａｎｓ）、同第３，１４７，８１１号（Ｋｌｏｎｏｓ
ｋｉ ）、同第３，１４７，９５８号（Ｓｔｉｆｆｌｏ
ｒ）、同第３，８２７，８４２号（’Ｐｏｐｅ）、英国
特許第４１７，２３２号、西独特許第７６２，６２５号
及び英国特許第９０８，５８６号。

但しこれらの特許は、必ずしも従来技術の全てを示すも
のではない。

本発明の実施に従えば、半径方向外向きの流れを補助す
るために各羽根をファン組立体の回転面から外向き（こ
曲げたファン組立体が構成される。

ここで半径方向とは回転軸から外に向って延びる方向を
いう。

流れを半径方向外向に向けることにより、ファンのすぐ
後ろに必要な排出のための空間を減らすことができる。

本発明のファン組立体では、比較的薄い鋼板羽根に補強
リブ要素が設けられる。

このリブ要素は羽根の強度を増大させ、それによって金
属板の厚さと重さを少なくすることができる。

更に本発明の実施に従えば、羽根の破損が防止される。

すなイっち、典型的な羽根の破損は各スパイダアームの
共振のために生ずるが、これは各ファン羽根の新規な補
強リブ構造によって縮減される。

また、各スパイダアームは、各ファン羽根の半径方向内
側部分に形成された相補的なリブと整合するリブを各ス
パイダア・−ムの半径方向外側部分に備えている。

更に本発明の実施に従えば、各羽根とこれを取り付りる
アームとの間に新規な連結部が形成される。

それは、例えはリベット、点溶接その他の同様な形の点
連結部をファン羽根上の補強リブに関して特定の方式で
形成することによってなされる。

次に添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

添付図面において、番号１０は本発明の薄板ファン組立
体の全体を示す。

この組立体は、角度方向に間隔を置いて配置された複数
個のアーム１４を有する薄板ハブ１２から形成されてい
る。

ハブ１２は時折スパイダと称され、アーム１４はスパイ
ダアームと称される。

番号１６は、この構成に従う代表的なファン羽根を示す
。

このファン羽根の半径方向外側部分１８は、ファン羽根
の残りの部分から曲げられている。

ファン羽根１６の各々は大体円筒表面の一部の形状をし
ており、曲がった部分１８は羽根の全幅に渡って羽根の
大体子らな部分から前方即ちラジェータの方向に延びて
いる。

番号２０は補強チャネルの一つを示し、番号２２は同様
なチャネルを示している。

２つのチャネル２０及び２２は、半径方向にほぼ平行な
方向に延びてアームを形成している。

チャネル２０及び２２の半径方向内側端部から半径方向
に対してほぼ横方向に延びたチャネル２４は、チャネル
２０及び２２と共に大体Ｕ字形を形成している。

リブ３０は各ファン羽根１６の半径方向内側部分から延
びて、上記Ｕ字形の半径方向内側部分を形成しているチ
ャネル２４と交わっている。

補強チャネル２０．２２．２４と補強リブ３０のいずも
ファン羽根の前側即ちラジェータに面する側から・ 外
側にふくらんでいて、共に同じ深さである。

番号３２は、各ファン羽根１６を各々のスパイダアーム
１４に締結するのに用いられているリベットを示す。

これらのリベットの１つは枝分かれした補強チャネルの
内側にあり、他の２つは補強チャネルの外側にある、即
ち補強リブ３０の一方の側に１つ、そして他方の側に１
つある。

スパイダ即ちハブ１２には、縁フランジ４６と内側部分
４１を結合している側壁４０が設けである。

第３図及び第５図かられかるように、各デー１°ム１４
には、ハブ１２から半径方向外向きに延び且つ大体三角
形の形状の、前方即ちラジェータに面した取付は而４５
が形成されている。

この取付は面は平らであり、そして縁フランジ４６の面
からねじれているが、４６′にて示すようにフランジ４
６と滑らかに合流している。

各羽根１６の内端部には、同様に平らで大体三角形の領
域４７が形成されており、その後面は取付は面４５に固
着されている。

各アーム１４には、第３図に示すように側壁； ４０を
中断せしめ、それによりハブの内側部分４１の前面と滑
らかに合流しているみぞ４４が形成されており、このみ
ぞはハブの内側部分４１から半径方向に取付面４５の内
側を延びて、第２図に破線で示すように最も外側のリベ
ットの領域のすぐ手前で終っている。

みぞ４４はアーム１４の後方即ちエンジン側にふくらみ
、半径方向に延びた補強リブ４４′を形成している。

２つのリブ４４′と３０は、第５図及び第６図に示すよ
うに整合して管状の補強構造を形成している。

ファン羽根１６の表面及びアーム１４の表面は、それぞ
れ補強リブ３０及び補強リブ４４′の部分を除き、リベ
ット３２の領域において平らである。

スパイダ１２の半径方向外端部は、番号４６で示された
フランジにて終結している。

特に第２図かられかるように、スパイダアーム１４はス
パイダハブ１２の平面に対しねじれていてファン羽根の
ピッチを規定している。

ここで、補強チャネルの内側にある最も半径方向外側の
リベット３２から他の２つのリベットのいずれかへ直線
を引くならば、その直線はチャネル部分２４さ直角に交
差することに注意されたい。

典型的な薄板ファン羽根の破損は、スパイダアームの共
振により生ずる。

典型的には、リベット３２によって規定された取付点の
まわりに曲げが生ずる。

本発明の構成においては、ファン羽根１６の曲げ（第３
図参照）は、補強チャネルの内側のリベット３２から他
の２つの補強チャネルの外側のりベット３２のいずれか
へ引いた直線のまわりに補強チャネル部分２４に対して
直角に生じ、従ってこの幾何学的関係の故に、本発明の
ファン羽根１６は破損に耐えることができる。

また、最も強い構造の形状の一つは三角形であり、それ
は補強チャネル２０，２２．２４の全体形状になってい
ることが理解されよう。

すなわち、側部２０゜２２．２４の一つは容易にねじら
れず、他の２つの側部をねじらないようになっている。

更に、各ファン羽根１６の半径方向で最も内側の部分に
あるリブ３０は、スパイダハブ１２に対し連続性及び半
径方向の剛性を与え、リブ４４′とリブ３０は相互に向
い合って上記の連続性を与えている。

特に第２図かられかるように、ハブ１２は大体皿型の形
状である。

これによって前方に片寄ると共に、取付面と組立体の後
面との間に必要な最小の寸法で中心穴抜き（ｃｅｎｔｅ
ｒ ｐｉｅｒｃｉｎｇ）又はファン羽根の後方への片寄
りを可能にしている。

本発明に従う典型的なファン羽根組立体には、幅が約８
１ｎ１１Ｌ（約５／１６インチ）で深さが約乙６朋（約
０．３０インチ）の補強チャネル２０，２２．２４及び
補強リブ３０が設けられている。

従来技術の典型的なリブ内の補強チャネルでは、深さは
約３ｍｍ（ｏ、＋２インチ程度）であった。

本発明のチャネル又はリブの上記のような比較的大きい
深さ及び幅間の比により、ファン羽根のために一層薄い
金属板を使用することが可能である。

本発明の構成によってもたらされるもう一つの利点は、
ファン組立体の吸込側の方に、即ちラジェーターの方に
曲げられた各ファン羽根の先端部によって半径方向への
より大きな空気流が生ずることである。

前述のように、より大きな半径方向への空気流はファン
組立体の冷却効率を向上させる。

第２図において、各羽根の先端部は右の方に曲げられ、
ファン組立体の投影幅を越えて延びている。

ファン組立体の投影幅は、ファン組立体の回転軸に対し
垂直に見た幅である。

番号１９は、ファン羽根の残りの部分投影幅ＰＷを越え
て延びた先端の延長部を示している。

従って、ファン羽根の先端部はファン組立体の投影幅の
最も広い部分を形成している。

ハブの内側部分の後面は、エンジンによって、駆動され
る部材（図示していない）にファン組立体に設置するた
めに用いられる。

第２図においてそれぞれ直線Ｐ及びＢで表わされている
ラジェータとエンジンブロックとの間の間隔Ｔはしばし
ば完全に制限され、ファン組立体のために割り当てられ
る間隔はこれに対応して非常に小さい。

エンジンブロックはファン羽根のすぐ後ろに取り付けら
れるので、ファン羽根によって排出された空気は直接エ
ンジンブロックにぶ゛つかってしまう。

これは、空気の流れを拘束するだけでなく、ファンに不
要のパワーを消費させることになる。

従って、この型式のファン羽根は、その先端部を前方に
曲げて空気の流れを半径方向外向きに排出せしめ、これ
によりエンジンブロックにぶつかる空気流を減少せしめ
ている。

通常の実施の際には、ファン羽根の前方に曲がった先端
部を第２図に４８で示された線に大体沿って切り欠き、
そしてファン羽根のねじれを調節してファン羽根の投影
幅距離Ｗに等しくなるようにしている。

しかしながら、上述のようにほとんどファン羽根の投影
幅ＰＷを小さくし、各ファン羽根先端部の前縁部分４９
の投影幅を最大にすることにより、ファンが消費するパ
ワーを少なくして、ラジェータを通る必要ム；空気流を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の実施に従う代表的な薄板ファン羽根
構造の平面図。 第２図は、第１図の線２−２に沿って見た図。 第３図は、第１図の代表的なファン羽根及びスパイダの
一部を拡大した図。 第４図は、第３図の線４−４に沿った断面図。 第５図は、第３図の線５−５に沿った断面図。 第６図は、第３図の線６−６に沿った断面図。 １０・・・・・・薄板ファン組立体、１２・・・・・・
バブ（スパイダ）１４・・・・・・スパイダアーム、１
６・・・・・・ファン羽根、１８・・・・・・先端部分
、２０，２２，２４・・・・・・・補強チャネル、３０
・・・・・・補強リブ、３２・・・・・・リベット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々が薄板ファン羽根を備えた複数個の半径方向に
   延びたスパイダアームを有する薄板バブを含む薄板ファ
   ン組立体において、該アームの各々の上にその表面から
   外側に且つ半径方向に延びたリブが設けられ、該ファン
   羽根の各々の半径方向内側部分には、該ファン羽根に沿
   って半径方向に延びるとともに該ファン羽根の表面から
   外側に突出したリブが設けられ、該ファン羽根上のリブ
   と該スパイダアーム上のリブとが整合するように該ファ
   ン羽根が該スパイダアームに固定されており、該ファン
   羽根の各々に該羽根上のリブの半径方向外端部と交わる
   とともにこの外端部の両側から横方向に枝分かれした補
   強チャネルが設けられており、該チャネルが該ファン羽
   根の表面から該羽根上のリブと同じ方向に外側に突出し
   ており、該チャネルが、半径方向に対してほぼ横方向に
   延びた半径方向内側部分を形成し、そして該内側部分の
   両端部に半径方向にほぼ平行な方向に延びたアームを形
   成しているこさを特徴とする薄板ファン組立体。 ２ 各々に薄板ファン羽根が固定された複数個の半径方
   向に延びたスパイダアームを有する薄板バブを含む薄板
   ファン組立体において、該薄板ファン羽根の各々の半径
   方向内側部分からその半径方向に延び且つ該羽根の表面
   から外側に突出したリブと、該羽根の各々に設けられて
   いて、該リブの半径方向外端部と交わり且つその両側か
   ら横方向に枝分かれしている補強チャネルとを備えてい
   ることを特徴とする薄板ファン組立体。