JPH1054392A - プラスチックファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性かつ安全性に優れた高信頼性のプラス
チックファン（クーリングファン）を提供する。 【解決手段】 プラスチック製のファンブレードとファ
ンボスとからなるプラスチック製ファン部（１）、及
び、前記プラスチックファン部のファンボスに一体成形
される平面形状が略円形状かつ断面形状がコ字状の金属
製インサート部（２）、とからなるプラスチックファン
（Ｆ）において、前記金属製インサート部（２）が、
（ｉ）外周部に所望の間隔をおいて配設された外表面側
から内表面側に連通する回り止め穴（２ａ）を有するも
ので構成され、かつ、 （ｉｉ）前記各回り止め穴（２
ａ）の周縁部が、金属製インサート部（２）の外表面側
と内表面側の少なくとも一方側において、平滑な平坦面
で構成されたものである、ことを特徴とするプラスチッ
クファン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック製の
冷却（クーリング）ファン（以下、プラスチックファン
ということがある。）に関するものである。詳しくは、
本発明はプラスチック製ファン部と前記プラスチック製
ファン部に一体成形された金属製インサート部とからな
るプラスチックファンに関する。更に詳しくは、本発明
は、プラスチック製ファン部に一体成形された金属製イ
ンサート部（２）に起因して発生するファンの破損を防
止し、ファンの耐久性を向上させたプラスチックファン
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックファンは、低発生音、重
量、クーリング効率、デザインなど多くの面で従来のメ
タルファンより優れたクーリングファンである。このた
め、プラスチックファンは、自動車、建設機械、農業機
械、鉄道車両など多岐にわたる産業分野で使用されてい
る。

【０００３】この種のプラスチックファンは、一般に、
プラスチック製のファンブレード（翼）と前記ファンブ
レード部の基部となるファンボスとからなるプラスチッ
ク製ファン部（樹脂部）、及び前記プラスチック製ファ
ン部のファンボスに一体成形される平面形状が略円形状
かつ断面形状がコ字状の金属製インサート部、とから構
成されている。

【０００４】この種のプラスチックファンの構造は、後
述する本発明を説明するために使用する図１〜図２に示
されている。図１〜図２において、プラスチック（Ｆ）
は、(i) プラスチック製のファンブレード部（１１）と
ファンボス部（１２）とからなるプラスチック製ファン
部（１）、及び、(ii) 前記プラスチックファン部
（１）のファンボス部（１２）に一体成形される平面形
状が略円形状かつ断面形状がコ字状の金属製インサート
部（２）、とから構成される。

【０００５】そして、金属製インサート部（２）をプラ
スチック製ファン部（１）、特にファンボス部（１２）
と強固に一体成形させるために、一般に、金属製インサ
ート部（２）は、その外周部に、外表面側から内表面側
に連通する回り止め穴が穿設されて構成される。前記回
り止め穴（２ａ）の配設態様は、後述する本発明を説明
するために使用する図３に示されている。図中、回り止
め穴は（２ａ）で示されている。前記回り止め穴（２
ａ）を介してファンボス部（１２）の樹脂は金属製イン
サート部（２）の外周と内周に均一に回り込み、両部
材、即ちプラスチック製ファン部（１）と金属製インサ
ート部（２）は強固に一体化される。

【０００６】しかしながら、前記した構造のプラスチッ
クファンは、前記金属製インサート部の構造に起因し
て、以下に説明する問題点を有するものである。以下、
前記した構造のプラスチックファンの問題点を、図５〜
図９を参照して説明する。なお、以下の説明において、
図中の参照符号は、従来技術ということからダッシュ
（´）付き符号で示される。即ち、従来技術と同じ部材
は、本発明においては、（´）なしの符号で説明され
る。例えば、本発明のプラスチックファンは（Ｆ）で示
され、従来技術のプラスチックファンは（Ｆ´）で示さ
れる。

【０００７】図５は、前記した構造のプラスチックファ
ン（Ｆ´）の問題点を説明する図である。プラスチック
ファン（Ｆ）が高速回転するとき、例えば４０００rpm
で回転するときファンブレード部（１１´）の遠心力
（Ｘ）が応力の主成分となり、前記応力はファンボス部
（１２´）で支えられることになる。

【０００８】ファンボス部（１２´）に外力として遠心
応力（Ｘ）が加わると、図５に示されるように、ファン
ボス部（１２´）に一体的に埋設固定されている金属製
インサート部（２´）に対して樹脂部が変形し、変形限
界に達すると亀裂などが発生することになる。

【０００９】前記した点を図５により詳しくみることに
する。ファンボス部（１２´）に外力としての遠心応力
（Ｘ）が加わると、図５（２）に示されるように、金属
製インサート部（２´）の回り止め穴（２ａ´）におい
て、ファンボス部（１２´）の内周側の樹脂部は遠心方
向に引張られて凹部を形成する。また、回り止め穴（２
ａ´）が存在しない部位において、ファンボス部（１２
´）の外周側の樹脂部も同様に遠心方向に引張られて金
属製インサート部（２´）と樹脂部の間に隙間を形成す
る。このため、即ち前記した樹脂部の変形を通じて、回
り止め穴（２ａ´）の周囲部に応力集中が起こる。

【００１０】前記した応力集中の過程において、各回り
止め穴（２ａ´）の周囲部（周縁部）に微小な変形部が
存在すると、高速回転下での大きな遠心応力に基づく応
力集中のために、前記変形部が亀裂成長点などの破壊成
長点となり、プラスチックファン（Ｆ´）の耐久性を大
幅に低下させる。

【００１１】前記した従来技術のプラスチックファン
（Ｆ）にみられる問題点が、図６〜図９に図示されてい
る。なお、図６〜図９は、直径（φ）４３０mm，ブレー
ド（翼）８枚のプラスチックファン（Ｆ´）を用いて、
１００℃，４０００rpm の条件下で連続運転して観察さ
れた内容を示すものである。前記１００℃、４０００rp
m という条件は、強制試験のための条件であり、通常の
使用条件からみて高い温度雰囲気、かつ高い回転速度と
いうことができる。

【００１２】図６は、前記条件のもとで所定時間の運転
後に観察されたファンブレード（１１´）の付根、金属
製インサート（２´）の回り止め穴（２ａ´）の付近に
おける白化現象である。

【００１３】図７は、前記条件のもとで前記白化現象の
発生時間の約２倍の運転時間後に観察されたファンボス
部（１２´）の風上側かつファンブレード（１１´）の
付根における口開き亀裂現象である。

【００１４】図８〜図９は、前記条件のもとで、前記白
化現象の発生時間の３倍以上の運転時間後に観察された
現象を示すものである。なお、図８は、２枚のファンブ
レード（１１´）が飛散する状況を示し、図９は、ブレ
ード飛散後のファンボス部（１２´）と金属製インサー
ト部（２´）の状態を示している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術のプラスチックファンにみられる問題点を解消す
るために創案されたものである。本発明者らは、従来技
術のプラスチックファンの改良研究において、金属製イ
ンサート部の外周部に穿設される樹脂との一体化を図る
ための所望個数の回り止め穴、特に各回り止め穴の周縁
部（周囲部）が、穴の穿設加工時に形成された微小な凹
凸状の変形部を有すること、これがプラスチック製ファ
ン部の性能低下の引き金（トリガー）になること、とい
う知見を見い出した。

【００１６】本発明は、前記した知見をベースに完成さ
れたものである。本発明により、耐久性と安全性に優れ
たプラスチックファン（クーリングファン）が提供され
る

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、プラスチック製のファンブレード部とファンボ
ス部とからなるプラスチック製ファン部（１）及び、前
記プラスチックファン部のファンボス部に一体成形され
る平面形状が略円形状かつ断面形状がコ字状の金属製イ
ンサート部（２）、とからなるプラスチックファン
（Ｆ）において、前記金属製インサート部（２）が、
(i) 外周部に所望の間隔をおいて配設された外表面側か
ら内表面側に連通する回り止め穴（２ａ）を有するもの
で構成され、かつ、(ii) 前記各回り止め穴（２ａ）の
周縁部が、金属製インサート部（２）の外表面側と内表
面側の少なくとも一方側において、平滑な平坦面で構成
されたものである、ことを特徴とするプラスチックファ
ンに関するものである。

【００１８】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は図示の
ものに限定されないことはいうまでもないことである。

【００１９】図１〜図２は、本発明のプラスチックファ
ン（Ｆ）の全体構造を説明する図である。図１は、本発
明のプラスチックファン（Ｆ）の一部を省略した平面
図、図２は図１の中心線を通る断面図である。

【００２０】図示されるように、本発明のプラスチック
ファン（Ｆ）は、(i) プラスチック製のファンブレード
部（１１）と前記ファンブレード（１１）の基部をなす
ファンボス部（１２）とからなるプラスチック製ファン
部（１）、及び、(ii) 前記プラスチックファン部
（１）のファンボス部（１２）に一体成形（埋設成形）
される平面形状が略円形状かつ断面形状がコ字状の金属
製インサート部（２）、とから構成されるものである。
なお、図１に示されるように、本発明のプラスチックフ
ァン（Ｆ）のプラスチック製ファン部（１）は、８枚の
ファンブレード（１１）（翼）を有するものである。ま
た、金属製インサート部（２）は、平坦な本体部（２
１）と側部の曲り部（２２）で構成される。

【００２１】図３〜図４は、本発明のプラスチックファ
ン（Ｆ）の最大の特徴点を説明する図である。図３は、
本発明のプラスチックファン（Ｆ）の金属製インサート
部（２）の平面図を示す。図４は、前記図３のＡ部（一
点鎖線のサークル部）の断面拡大図を示す。なお、図４
は、図３のＡ部（一点鎖線のサークル部）において、後
述する回り止め穴（２ａ）から金属製インサート部
（２）の平坦な本体部（２１）の方向にみた前記本体部
（２１）の断面図を示す。別言すれば、図４は、回り止
め穴（２ａ）の周縁部（周囲部）の構造を示すものであ
る。

【００２２】図３に示されるように、本発明のプラスチ
ックファン（Ｆ）の主要な構成要素である金属製インサ
ート部（２）は、(i) 外周部、即ち、平坦な本体部（２
１）の縁部から側部の曲り部（２２）が形成される部位
において、前記本体部（２１）と曲り部（２２）に誇設
する所望個数の回り止め穴（２ａ）、及び、(ii) 平坦
な本体部（２１）に重量調節やプラスチックファン
（Ｆ）の駆動軸などへの取り付けのための穴（２ｂ）、
を有するもので構成される。

【００２３】前記した(i) の回り止め穴（２ａ）の配設
態様は、即ち、回り止め穴（２ａ）を本体部（２１）と
曲り部（２２）に誇設して配設する態様は、従来技術に
関する前記図９から容易に理解される。また、図３に示
されるように、回り止め穴（２ａ）は、金属製インサー
ト部（２）の外周部に所望の間隔をおいて合計２４個が
配設されている。なお、本発明において、前記回り止め
穴（２ａ）は、前記した本体部（２１）の縁部から側部
の曲り部（２２）にわたって誇設する態様のほかに、曲
り部（２２）のみに配設してもよいことはいうまでもな
いことである。

【００２４】図４（１）は、本発明のプラスチックファ
ン（Ｆ）の前記金属製インサート部（２）に穿設される
回り止め穴（２ａ）の周縁部（周囲部）のミクロ構造を
示す図である。本発明において、前記金属製インサート
部（２）に穿設される各回り止め穴（２ａ）（２ａ１〜
２ａｎ；ｎは所望の整数）は、その穴部の周縁部（周囲
部）が図４（１）に示されるように応力集中を回避する
ために平滑な平坦面（２ｘ）を有するもので構成され
る。

【００２５】図４（２）は、従来技術による回り止め穴
（２ａ´）の周縁部（周囲部）のミクロ構造を示すもの
であり、本発明に関係する前記図４（１）に対応する図
である。従来技術による回り止め穴（２ａ´）は、図４
（２）に示されるように、穴部の穿設加工時に形成され
た微小な凹凸状の変形部（２ｘ´）を有するのが常態で
ある。前記した変形部（２ｘ´）は、該部位にプラスチ
ックファンの高速回転下での大きな遠心応力の集中を受
け、亀裂成長点、白化成長点などの破壊成長点として作
用することになる。そして、前記変形部（２ｘ´）の存
在による欠点は、前記図５〜図９を参照して説明した通
りである。

【００２６】本発明は、前記各回り止め穴（２ａ）の周
縁部（周囲部）での応力集中を回避するために、各回り
止め穴（２ａ）の周縁部（周囲部）を図４（１）に示さ
れるように平滑な平坦部（２ｘ）を有するように構成す
るものである。

【００２７】本発明において、前記各回り止め穴（２
ａ）の周縁部（周囲部）に応力集中を回避するための平
滑な平坦部（２ｘ）を形成する方法は、所望の方式を採
用すればよい。例えば、各回り止め穴（２ａ）の周縁部
（周囲部）を面打ち加工や面取り加工すればよい。面打
ち加工としては、プレス加工が効率的、かつ生産的であ
る。

【００２８】本発明において、特にプラスチック製ファ
ン部（１）の耐久性を向上させるためには、前記した回
り止め穴（２ａ）の周縁部（周囲部）の平滑化（平坦
化）に加えて、回り止め穴（２ａ）の配設個数も重要な
ファクターになるため、これらを勘案してプラスチック
製ファン部（１）の耐久性を向上させることが好まし
い。

【００２９】

【実施例】プラスチック材質ＰＰ（ポリプロピレン）、
φ４３０×８（直径４３０，ブレード数８枚）、回り止
め穴数２４のプラスチックファンを用いて耐久性の試験
を行なった。耐久性の試験条件は、雰囲気温度１００
℃，回転数４，０００rpm という強制試験の条件設定の
もとで運転し、プラスチックファンが壊破するまで実施
した。なお、以下の従来品とは、２４個の回り止め穴の
周縁部（周囲部）をプレス成形により平坦化（面打ち加
工）しなかったものである。

【００３０】以下、試験結果を示す。なお、試験結果
を、本発明品と従来品が破壊するまでに観察された特異
現象の発生までに要した時間について、従来品に対する
本発明品の時間比率として示す。

【００３１】(i).ボス部のブレード付け根、金属インサ
ートの回り止め穴付近の白化現象の発生時間は、従来品
の約１．２倍であった。 (ii).ボス部のブレード付け根、金属インサートの回り
止め穴付近の風上側における口開き亀裂現象の発生時間
は、従来品の約１．３倍であった。 (iii).ボス部と共にブレード１枚が飛散する現象の発生
時間は、従来品の約１．４倍であった。

【００３２】前記した試験結果から明らかのように、本
発明のプラスチックファンは、従来品に対し１．２倍〜
１．４倍の優位性を有するものである。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、プラスチック製ファン部と前
記プラスチックファン部に一体成形される金属製インサ
ート部とからなるプラスチックファンにおいて、前記金
属製インサート部の構造に起因したプラスチック製ファ
ン部の耐久性及び安定性の低下を解消したものである。

【００３４】特に、本発明は、金属製インサート部をプ
ラスチックファン部に強固に一体化するために配設され
る回り止め穴において、その周縁部（周囲部）の微小な
凹凸の変形部がプラスチックファンの耐久性及び安全性
に重大な影響を与えることを見い出し、その対策を講じ
ている。このため、本発明により耐久性と安全性に優れ
た信頼性のあるプラスチックファンが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によりプラスチックファン（Ｆ）の一
部平面図である。

【図２】 図１の中心線を通る一部断面図である。

【図３】 本発明のプラスチックファン（Ｆ）の金属製
インサート部（２）の平面図である。

【図４】 図３のＡ部（一点鎖線サークル部）の拡大断
面図である。

【図５】 従来のプラスチックファン（Ｆ´）のファン
ブレード部（１´）の回転により発生する遠心応力の作
用を説明する図である。

【図６】 従来のプラスチックファン（Ｆ´）における
ファンブレード部（１´）の白化現象を説明する図であ
る。

【図７】 従来のプラスチックファン（Ｆ´）における
ファンブレード部（１´）の口開き亀裂現象を説明する
図である。

【図８】 従来のプラスチックファン（Ｆ´）における
ファンブレード部（１´）の破壊（飛散）現象を説明す
る図である。

【図９】 図８のファンブレード部（１´）の破壊（飛
散）後のファンボス（１２´）の斜視図を示す。

【符号の説明】

Ｆ ………… 本発明のプラスチックファン １ ………… プラスチック製ファン部 １１ ………… ファンブレード部 １２ ………… ファンボス部 ２ ………… 金属製インサート部 ２１ ………… 本体部 ２２ ………… 曲り部 ２ａ ………… 回り止め穴 ２ｂ ………… 穴 ２ｘ ………… 平坦面 ２ｘ´………… 変形部 Ｆ´ ………… 従来のプラスチックファン １´ ………… 従来のプラスチック製ファン部 ２´ ………… 従来の金属製インサート部

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【手続補正書】

【提出日】平成９年７月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 プラスチックファン

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック製の
冷却（クーリング）ファン（以下、プラスチックファン
ということがある。）に関するものである。詳しくは、
本発明は、プラスチック製ファン部と前記プラスチック
製ファン部に一体成形された金属製インサート部とから
なるプラスチックファンに関する。更に詳しくは、本発
明は、プラスチック製ファン部に一体成形された金属製
インサート部に起因して発生するファンの破損を防止
し、ファンの耐久性を向上させたプラスチックファンに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックファンは、低騒音性、軽量
性、高クーリング特性、デザイン性（デザインのフレキ
シビリティ）など、多くの面で従来のメタル製のファン
より優れたクーリングファンである。このため、プラス
チックファンは、自動車、建設機械、農業機械、鉄道車
両など多岐にわたる産業分野で広く使用されている。

【０００３】この種のプラスチックファンは、一般に、
プラスチック（合成樹脂）製のファンブレード（翼）と
前記ファンブレードの基部となるファンボスとからなる
プラスチック（合成樹脂）製ファン部、及び前記プラス
チック製ファン部のファンボスに一体成形される平面形
状が略円形状かつ断面形状がコ字状の金属製インサート
部、とから構成されている。

【０００４】この種のプラスチックファンの構造は、後
述する本発明を説明するために使用する図１〜図２に示
されている。図１〜図２において、プラスチックファン
（Ｆ）は、（ｉ）プラスチック製のファンブレード（１
１）とファンボス（１２）とからなるプラスチック製フ
ァン部（１）、及び、（ｉｉ）前記プラスチック製ファ
ン部（１）のファンボス（１２）に一体成形される平面
形状が略円形状かつ断面形状がコ字状の金属製インサー
ト部（２）、とから構成される。なお、図２に示される
ように、金属製インサート部（２）は、本体部（２１）
と曲がり部（２２）から成り、前記曲がり部（２２）が
合成樹脂製のファンボス（１２）の内部に一体成形され
る。

【０００５】そして、前記金属製インサート部（２）を
プラスチック製ファン部（１）のファンボス（１２）に
強固に一体成形させるために、一般に、金属製インサー
ト部（２）の外周部は、外表面側から内表面側に連通す
る回り止め穴が穿設されたもので構成されている。な
お、前記回り止め穴は、プラスチックファン（Ｆ）が高
速回転するとき、合成樹脂製のファンボス（１２）内部
での金属製インサート部（２）の合成樹脂からの剥離と
それに伴う回転を防止する機能を有するものである。前
記回り止め穴の配設態様は、後述する本発明を説明する
ために使用する図３に示されている。図中、回り止め穴
は、参照符号（２ａ）で示されている。そして、ファン
ボス（１２）を構成する合成樹脂は、前記回り止め穴
（２ａ）を通して金属製インサート部（２）の外周面と
内周面に均一に回り込み、両部材、即ちプラスチック製
ファン部（１）と金属製インサート部（２）は強固に一
体化される。

【０００６】しかしながら、前記した構造の従来のプラ
スチックファンは、前記金属製インサート部の構造に起
因して、以下に説明する問題点を有するものである。以
下、前記した構造の従来のプラスチックファンの問題点
を、図５〜図９を参照して説明する。なお、以下の説明
において、図中の参照符号は、本発明と従来技術を区別
するために、従来技術のものはダッシュ（´）付き符号
で示される。即ち、従来技術と同じ部材は、本発明にお
いては、ダッシュ（´）なしの符号で説明される。例え
ば、本発明のプラスチックファンは（Ｆ）で示され、従
来技術のプラスチックファンは（Ｆ´）で示される。

【０００７】図５は、前記した構造の従来のプラスチッ
クファン（Ｆ´）の問題点を説明する図である。プラス
チックファン（Ｆ´）が高速回転するとき、例えば４０
００ｒｐｍで回転するときファンブレード（１１´）の
遠心力（Ｘ）が応力の主成分となり、前記応力はファン
ボス（１２´）で支えられることになる。

【０００８】ファンボス（１２´）に外力として遠心応
力（Ｘ）が加わると、図５に示されるように、ファンボ
ス（１２´）に一体的に埋設固定されている金属製イン
サート部（２´）に対して合成樹脂部が変形し、変形限
界に達すると亀裂などが発生することになる。

【０００９】前記した点を図５により更に詳しくみるこ
とにする。ファンボス（１２´）に外力としての遠心応
力（Ｘ）が加わると、図５（２）に示されるように、金
属製インサート部（２´）の回り止め穴（２ａ´）に対
応する位置において、ファンボス（１２´）の内周側の
合成樹脂部は遠心応力（Ｘ）の方向に引張られて凹部を
形成する。また、回り止め穴（２ａ´）が存在しない部
位において、ファンボス（１２´）の外周側の合成樹脂
部も同様に遠心応力（Ｘ）の方向に引張られて金属製イ
ンサート部（２´）と合成樹脂部の間に隙間を形成す
る。このため、前記した合成樹脂部の変形を通じて、回
り止め穴（２ａ´）の周囲部に応力集中が起こる。

【００１０】前記した応力集中の過程において、各回り
止め穴（２ａ´）の周囲部（周縁部）に微小な変形部が
存在すると、高速回転下での大きな遠心応力（Ｘ）に基
づく応力集中のために、前記変形部が亀裂成長点などの
破壊成長点となり、プラスチックファン（Ｆ´）の耐久
性を大幅に低下させる。

【００１１】前記した従来技術のプラスチックファン
（Ｆ´）にみられる問題点が、図６〜図９に図示されて
いる。なお、図６〜図９は、直径（φ）４３０ｍｍ，ブ
レード（翼）８枚のプラスチックファン（Ｆ´）を用い
て、１００℃，４０００ｒｐｍの条件下で連続運転して
観察された内容を示すものである。前記１００℃、４０
００ｒｐｍという条件は、強制試験のための条件であ
り、通常の使用条件からみて高い温度雰囲気、かつ高い
回転速度ということができる。

【００１２】図６は、前記条件のもとで所定時間の運転
後に観察されたプラチック製ファン部（１´）のファン
ブレード（１１´）の付根、及び金属製インサート部
（２´）の回り止め穴（２ａ´）の付近における白化現
象である。

【００１３】図７は、前記条件のもとで前記白化現象の
発生時間の約２倍の運転時間後に観察されたプラスチッ
ク製ファン部（１´）のファンボス（１２´）の風上側
かつファンブレード（１１´）の付根における口開き亀
裂現象である。

【００１４】図８〜図９は、前記条件のもとで、前記白
化現象の発生時間の３倍以上の運転時間後に観察された
現象を示すものである。なお、図８は、２枚のファンブ
レード（１１´）が飛散する状況を示し、図９は、ブレ
ード飛散後のファンボス（１２´）と金属製インサート
部（２´）の状態を示している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術のプラスチックファン（Ｆ´）にみられる問題点
を解消するために創案されたものである。本発明者ら
は、従来技術のプラスチックファン（Ｆ´）の改良研究
において、金属製インサート部の外周部に穿設される合
成樹脂との一体化を図るための所望個数の回り止め穴、
特に各回り止め穴の周縁部（周囲部）が、穴の穿設加工
時に形成された微小な凹凸状の変形部を有すること、こ
れがプラスチック製ファン部の性能低下の引き金（トリ
ガー）になること、という知見を見い出した。

【００１６】本発明は、前記した知見をベースに完成さ
れたものである。本発明により、耐久性と安全性に優れ
たプラスチックファン（クーリングファン）が提供され
る

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、プラスチック製のファンブレードとファンボス
とからなるプラスチック製ファン部（１）、及び、前記
プラスチック製ファン部（１）のファンボスに一体成形
される平面形状が略円形状かつ断面形状がコ字状の金属
製インサート部（２）、とからなるプラスチックファン
（Ｆ）において、前記金属製インサート部（２）が、
（ｉ）外周部に所望の間隔をおいて配設された外表面側
から内表面側に連通する回り止め穴（２ａ）を有するも
ので構成され、かつ、（ｉｉ）前記各回り止め穴（２
ａ）の周縁部が、金属製インサート部（２）の外表面側
と内表面側の少なくとも一方側において、平滑な平坦面
で構成されたものである、ことを特徴とするプラスチッ
クファンに関するものである。

【００１８】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は図示の
ものに限定されないことはいうまでもないことである。

【００１９】図１〜図２は、本発明のプラスチックファ
ン（Ｆ）の全体構造を説明する図である。図１は、本発
明のプラスチックファン（Ｆ）の一部を省略した平面
図、図２は図１の中心線を通る断面図である。

【００２０】図示されるように、本発明のプラスチック
ファン（Ｆ）は、（ｉ）プラスチック製のファンブレー
ド（１１）と前記ファンブレード（１１）の基部をなす
プラスチック製のファンボス（１２）とからなるプラス
チック製ファン部（１）、及び、（ｉｉ）前記プラスチ
ック製ファン部（１）のファンボス（１２）に一体成形
（埋設成形）される平面形状が略円形状かつ断面形状が
コ字状の金属製インサート部（２）、とから構成される
ものである。なお、図１に示されるように、本発明のプ
ラスチックファン（Ｆ）のプラスチック製ファン部
（１）は、８枚のファンブレード（１１）（翼）を有す
るものである。また、金属製インサート部（２）は、平
坦な本体部（２１）と側部の曲り部（２２）で構成され
る。

【００２１】図３〜図４は、本発明のプラスチックファ
ン（Ｆ）の最大の特徴点を説明する図である。図３は、
本発明のプラスチックファン（Ｆ）の金属製インサート
部（２）の平面図を示す。図４は、前記図３のＡ部（破
線のサークル部）の断面拡大図を示す。なお、図４は、
図３のＡ部（破線のサークル部）において、後述する回
り止め穴（２ａ）から金属製インサート部（２）の平坦
な本体部（２１）の方向にみた前記本体部（２１）の断
面図を示す。別言すれば、図４は、回り止め穴（２ａ）
の周縁部（周囲部）の構造を示すものである。

【００２２】図３に示されるように、本発明のプラスチ
ックファン（Ｆ）の主要な構成要素である金属製インサ
ート部（２）は、（ｉ）外周部、即ち、平坦な本体部
（２１）の縁部から側部の曲り部（２２）が形成される
部位において、前記本体部（２１）と曲り部（２２）の
間に誇設された所望個数の回り止め穴（２ａ）、及び、
（ｉｉ）平坦な本体部（２１）に重量調節やプラスチッ
クファン（Ｆ）の駆動軸などへの取り付けのための穴
（２ｂ）、を有するもので構成される。

【００２３】前記した（ｉ）の回り止め穴（２ａ）の配
設態様は、即ち、回り止め穴（２ａ）を本体部（２１）
と曲り部（２２）の間に跨設して配設する態様は、従来
技術に関する前記図９から容易に理解される。また、図
３に示されるように、回り止め穴（２ａ）は、金属製イ
ンサート部（２）の外周部に所望の間隔をおいて合計２
４個が配設されている。なお、本発明において、前記回
り止め穴（２ａ）は、前記した本体部（２１）の縁部か
ら側部の曲り部（２２）にわたって跨設する態様のほか
に、例えば曲り部（２２）のみに配設してもよいことは
いうまでもないことである。

【００２４】図４（１）は、本発明のプラスチックファ
ン（Ｆ）の前記金属製インサート部（２）に穿設された
回り止め穴（２ａ）の周縁部（周囲部）のミクロ構造を
示す図である。本発明において、前記金属製インサート
部（２）に穿設された各回り止め穴（２ａ）（２ａ_１〜
２ａ_ｎ；ｎは所望の整数）は、その穴部の周縁部（周囲
部）が図４（１）に示されるように応力集中を回避する
ために、図３で見て金属製インサート部（２）の上表面
側、即ち外表面側において平滑な平坦面（２ｘ）を有す
るもので構成される。

【００２５】図４（２）は、従来技術による回り止め穴
（２ａ´）の周縁部（周囲部）のミクロ構造を示すもの
であり、本発明に関係する前記図４（１）に対応する図
である。従来技術による回り止め穴（２ａ´）は、図４
（２）に示されるように、穴部の穿設加工時に形成され
た微小な凹凸状の変形部（２ｘ´）を有するのが常態で
ある。前記した変形部（２ｘ´）は、該部位にプラスチ
ックファンの高速回転下での大きな遠心応力の集中を受
け、亀裂成長点、白化成長点などの破壊成長点として作
用することになる。そして、前記変形部（２ｘ´）の存
在による欠点は、前記図５〜図９を参照して説明した通
りである。

【００２６】本発明は、前記各回り止め穴（２ａ）の周
縁部（周囲部）での応力集中を回避するために、各回り
止め穴（２ａ）の周縁部（周囲部）を図４（１）に示さ
れるように平滑な平坦部（２ｘ）を有するように構成す
るものである。

【００２７】本発明において、前記各回り止め穴（２
ａ）の周縁部（周囲部）に応力集中を回避するための平
滑な平坦部（２ｘ）を形成する方法は、所望の方式を採
用すればよい。例えば、各回り止め穴（２ａ）の周縁部
（周囲部）を面打ち加工や面取り加工すればよい。面打
ち加工としては、プレス加工が効率的、かつ生産的であ
る。

【００２８】本発明において、特にプラスチック製ファ
ン部（１）の耐久性を向上させるためには、前記した回
り止め穴（２ａ）の周縁部（周囲部）の平滑化（平坦
化）に加えて、回り止め穴（２ａ）の配設個数も重要な
ファクターになるため、これらを勘案してプラスチック
製ファン部（１）の耐久性を向上させることが好まし
い。

【００２９】

【実施例】プラスチック材質ＰＰ（ポリプロピレン）、
φ４３０×８（直径４３０，ブレード数８枚）、回り止
め穴数２４のプラスチックファン（Ｆ）を用いて耐久性
の試験を行なった。耐久性の試験条件は、雰囲気温度１
００℃，回転数４，０００ｒｐｍという強制試験の条件
設定のもとで運転し、プラスチックファン（Ｆ）が壊破
するまで実施した。なお、以下の説明において、従来品
とは、２４個の回り止め穴を有する金属インサート部に
おいて、各回り止め穴の周縁部（周囲部）をプレス成形
により平坦化（面打ち加工）しなかったものである。

【００３０】以下、試験結果を示す。なお、試験結果
を、本発明品と従来品が破壊するまでに観察された特異
現象の発生までに要した時間について、従来品に対する
本発明品の時間比率として示す。

【００３１】（ｉ）．ファンボス部のブレード付け根、
金属インサート部の回り止め穴付近の白化現象の発生時
間は、従来品の約１．２倍であった。 （ｉｉ）．ファンボス部のブレード付け根、金属インサ
ート部の回り止め穴付近の風上側における口開き亀裂現
象の発生時間は、従来品の約１．３倍であった。 （ｉｉｉ）．ファンボス部と共にファンブレード１枚が
飛散する現象の発生時間は、従来品の約１．４倍であっ
た。

【００３２】前記した試験結果から明らかのように、本
発明のプラスチックファン（Ｆ）は、従来品に対し１．
２倍〜１．４倍の優位性を有するものである。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、プラスチック製ファン部と前
記プラスチック製ファン部に一体成形される金属製イン
サート部とからなるプラスチックファンにおいて、前記
金属製インサート部の構造に起因したプラスチック製フ
ァン部の耐久性及び安定性の低下を解消するものであ
る。

【００３４】特に、本発明は、プラスチック製ファン部
のファンボスに一体化成形される金属製インサート部に
おいて、その周縁部（周囲部）の微小な凹凸の変形部が
プラスチックファンの耐久性及び安全性に重大な影響を
与えることを見い出し、その対策を講じている。即ち、
本発明は、金属製インサート部の周縁部（周囲部）を平
坦面により構成するという手段により、プラチックファ
ンの耐久性及び安全性に対する悪影響を排除している。
このため、本発明により耐久性と安全性に優れた信頼性
のあるプラスチックファンが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施態様によるプラスチックファ
ン（Ｆ）の一部平面図である。

【図２】 図１の中心線を通る一部断面図である。

【図３】 本発明のプラスチックファン（Ｆ）の金属製
インサート部（２）の平面図である。

【図４】 図３のＡ部（破線サークル部）の拡大断面図
である。

【図５】 従来のプラスチックファン（Ｆ´）のファン
ブレード（１´）の回転により発生する遠心応力の作用
を説明する図である。

【図６】 従来のプラスチックファン（Ｆ´）における
ファンブレード（１´）の白化現象を説明する図であ
る。

【図７】 従来のプラスチックファン（Ｆ´）における
ファンブレード（１´）の口開き亀裂現象を説明する図
である。

【図８】 従来のプラスチックファン（Ｆ´）における
ファンブレード（１´）の破壊（飛散）現象を説明する
図である。

【図９】 図８のファンブレード（１´）の破壊（飛
散）後のファンボス（１２´）の斜視図を示す。

【符号の説明】 Ｆ ………… 本発明のプラスチックファン １ ………… プラスチック製ファン部 １１ ………… ファンブレード １２ ………… ファンボス ２ ………… 金属製インサート部 ２１ ………… 本体部 ２２ ………… 曲り部 ２ａ ………… 回り止め穴 ２ｂ ………… 穴 ２ｘ ………… 平坦面 ２ｘ´………… 変形部 Ｆ´ ………… 従来のプラスチックファン １´ ………… 従来のプラスチック製ファン部 ２´ ………… 従来の金属製インサート部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック製のファンブレード部とフ
   ァンボス部とからなるプラスチック製ファン部（１）及
   び、前記プラスチックファン部のファンボス部に一体成
   形される平面形状が略円形状かつ断面形状がコ字状の金
   属製インサート部（２）、とからなるプラスチックファ
   ン（Ｆ）において、前記金属製インサート部（２）が、 (i) 外周部に所望の間隔をおいて配設された外表面側か
   ら内表面側に連通する回り止め穴（２ａ）を有するもの
   で構成され、かつ、 (ii) 前記各回り止め穴（２ａ）の周縁部が、金属製イ
   ンサート部（２）の外表面側と内表面側の少なくとも一
   方側において、平滑な平坦面で構成されたものである、
   ことを特徴とするプラスチックファン。
2. 【請求項２】 各回り止め穴（２ａ）の周縁部が、面打
   ち加工によって形成された平坦面を有するものである請
   求項１に記載のプラスチックファン。
3. 【請求項３】 各回り止め穴（２ａ）の周縁部が、プレ
   ス加工によって形成された平坦面を有するものである請
   求項１に記載のプラスチックファン。