(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主板（１）の外周部（１ａ）とシュラウド（２）との間に複数の羽根（３，３……）が配置されてなる遠心ファンロータであって、
前記主板（１）と羽根（３，３……）とを合成樹脂で一体成形してなるロータ半製品（Ａ）と、合成樹脂で一体成形した前記シュラウド（２）とが別物で形成され、
前記シュラウド（２）には、係合爪が一体形成される一方、前記各羽根（３）には、前記係合爪が係合する係合部が形成され、
前記係合爪と係合部とを係合して前記ロータ半製品（Ａ）とシュラウド（２）とが結合される一方、
前記係合爪と前記係合部とは、係合方向が、前記各羽根（３）に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように構成され、
前記係合爪は、前記シュラウド（２）の内面に一体に突設された内向きの爪片（５）であり、
前記係合部は、前記各羽根（３）の外面側に形成された係合凹部（６）であることを特徴とする遠心ファンロータ。
【請求項２】
主板（１）の外周部（１ａ）とシュラウド（２）との間に複数の羽根（３，３……）が配置されてなる遠心ファンロータであって、
前記主板（１）と羽根（３，３……）とを合成樹脂で一体成形してなるロータ半製品（Ａ）と、合成樹脂で一体成形した前記シュラウド（２）とが別物で形成され、
前記各羽根（３）には、係合爪が一体形成される一方、前記シュラウド（２）には、前記係合爪が係合する係合部が形成され、
前記係合爪と係合部とを係合して前記ロータ半製品（Ａ）とシュラウド（２）とが結合される一方、
前記主板（１）の外周部（１ａ）背面には、外周部（１ａ）を背面側に反り返らせるリブ（８）が一体形成され、
前記係合爪と前記係合部とは、係合方向が、前記各羽根（３）に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように構成され、
前記係合爪は、前記各羽根（３）の先端部に一体に突設された外向きの爪片（９）であり、
前記係合部は、前記シュラウド（２）に形成された係合穴（１０）であることを特徴とする遠心ファンロータ。
【請求項３】
請求項１において、
前記主板（１）の外周部（１ａ）背面には、リブ（８）が一体形成されていることを特徴とする遠心ファンロータ。
【請求項４】
主板（１）の外周部（１ａ）とシュラウド（２）との間に複数の羽根（３，３……）を配置してなる遠心ファンロータの製造方法であって、
前記主板（１）と羽根（３，３……）とからなるロータ半製品（Ａ）を合成樹脂で一体成形し、且つ前記シュラウド（２）を別個に合成樹脂で一体成形した後、
前記シュラウド（２）に一体形成された係合爪と、前記各羽根（３）に形成された係合部とを係合させてロータ半製品（Ａ）とシュラウド（２）とを結合する一方、
前記係合爪と前記係合部との係合方向は、前記各羽根（３）に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように設定され、
前記係合爪は、前記シュラウド（２）の内面に一体に突設された内向きの爪片（５）とする一方、前記係合部は、前記各羽根（３）の外面側に形成された係合凹部（６）としたことを特徴とする遠心ファンロータの製造方法。
【請求項５】
主板（１）の外周部（１ａ）とシュラウド（２）との間に複数の羽根（３，３……）を配置してなる遠心ファンロータの製造方法であって、
前記主板（１）と羽根（３，３……）とからなるロータ半製品（Ａ）を合成樹脂で一体成形し、且つ前記シュラウド（２）を別個に合成樹脂で一体成形した後、
前記各羽根（３）に一体形成された係合爪と、前記シュラウド（２）に形成された係合部とを係合させてロータ半製品（Ａ）とシュラウド（２）とを結合する一方、
前記主板（１）の外周部（１ａ）背面には、前記ロータ半製品（Ａ）の成形時に外周部（１ａ）を背面側に反り返らせるリブ（８）を一体に形成し、
前記係合爪と前記係合部との係合方向は、前記各羽根（３）に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように設定され、
前記係合爪は、前記各羽根（３）の先端部に一体に突設された外向きの爪片（９）とする一方、前記係合部は、前記シュラウド（２）に形成された係合穴（１０）としたことを特徴とする遠心ファンロータの製造方法。
【請求項６】
請求項４において、
前記主板（１）の外周部（１ａ）背面には、前記ロータ半製品（Ａ）の成形時にリブ（８）を一体に形成したことを特徴とする遠心ファンロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、遠心ファンロータ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、遠心ファンロータの一例であるターボファンロータは、図１に示すように、主板１の外周部１ａとシュラウド２との間に複数の羽根３，３……を架設して構成されている。該各羽根３は、反回転方向に傾斜した後退翼の形状に形成されている。尚、符号４はモータ回転軸を枢着するボスである。
【０００３】
前記構成のターボファンロータを合成樹脂で製造する場合、ターボファンロータが三次元形状であるため、型抜きの難しさから一体成形が難しい。
【０００４】
そこで、従来の製造方法としては、主板１と羽根３，３……とを一体成形し、該羽根３，３……の先端部を、合成樹脂製のシュラウド２の内面に溶着する方法があった。また、他の製造方法としては、主板１と羽根３，３……の半分を一体成形するとともに、羽根３，３……の半分とシュラウド２とを一体成形した後、羽根３，３……の半分同士を溶着する方法があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記方法の場合、精密度を要求される溶着工程が必要となるところから、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
更に、溶着に向かない安価でリサイクル性の良いポリプロピレピレン（即ち、ＰＰ）を材料として使用できないという問題もあった。
【０００７】
また、経年変化により運転中の遠心力によって溶着部分が剥離してしまうおそれがあった。
【０００８】
本願発明は、前記の点に鑑みてなされたもので、溶着という手段を用いることなく、係合手段によりロータを組み立てることにより、安価でリサイクル性に富むファンロータを製造し得るようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、先ず、主板１の外周部１ａとシュラウド２との間に複数の羽根３，３……が配置されてなる遠心ファンロータを対象としている。そして、前記主板１と羽根３，３……とを合成樹脂で一体成形してなるロータ半製品Ａと、合成樹脂で一体成形した前記シュラウド２とが別物で形成されている。更に、前記シュラウド２には、係合爪が一体形成される一方、前記各羽根３には、前記係合爪が係合する係合部が形成されている。加えて、前記係合爪と係合部とを係合して前記ロータ半製品Ａとシュラウド２とが結合されている。その上、前記係合爪と前記係合部とは、係合方向が、前記各羽根３に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように構成されている。更にまた、前記係合爪は、前記シュラウド２の内面に一体に突設された内向きの爪片５であり、前記係合部は、前記各羽根３の外面側に形成された係合凹部６である。
【００１０】
また、第２の発明は、先ず、主板１の外周部１ａとシュラウド２との間に複数の羽根３，３……が配置されてなる遠心ファンロータを対象としている。そして、前記主板１と羽根３，３……とを合成樹脂で一体成形してなるロータ半製品Ａと、合成樹脂で一体成形した前記シュラウド２とが別物で形成されている。更に、前記各羽根３には、係合爪が一体形成される一方、前記シュラウド２には、前記係合爪が係合する係合部が形成されている。加えて、前記係合爪と係合部とを係合して前記ロータ半製品Ａとシュラウド２とが結合されている。その上、前記主板１の外周部１ａ背面には、外周部１ａを背面側に反り返らせるリブ８が一体形成されている。前記係合爪と前記係合部とは、係合方向が、前記各羽根３に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように構成されている。更にまた、前記係合爪が、前記各羽根３の先端部に一体に突設された外向きの爪片９であり、前記係合部が、前記シュラウド２に形成された係合穴１０である。
【００１１】
また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記主板１の外周部１ａ背面に、リブ８が一体形成されている。
【００１２】
また、第４の発明は、先ず、主板１の外周部１ａとシュラウド２との間に複数の羽根３，３……を配置してなる遠心ファンロータの製造方法を対象としている。そして、前記主板１と羽根３，３……とからなるロータ半製品Ａを合成樹脂で一体成形し、且つ前記シュラウド２を別個に合成樹脂で一体成形する。その後、前記シュラウド２に一体形成された係合爪と、前記各羽根３に形成された係合部とを係合させてロータ半製品Ａとシュラウド２とを結合する。更に、前記係合爪と前記係合部との係合方向が、前記各羽根３に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように設定されている。加えて、前記係合爪は、前記シュラウド２の内面に一体に突設された内向きの爪片５とする一方、前記係合部は、前記各羽根３の外面側に形成された係合凹部６とした。
【００１３】
また、第５の発明は、先ず、主板１の外周部１ａとシュラウド２との間に複数の羽根３，３……を配置してなる遠心ファンロータの製造方法を対象としている。そして、前記主板１と羽根３，３……とからなるロータ半製品Ａを合成樹脂で一体成形し、且つ前記シュラウド２を別個に合成樹脂で一体成形する。その後、前記各羽根３に一体形成された係合爪と、前記シュラウド２に形成された係合部とを係合させてロータ半製品Ａとシュラウド２とを結合する。更に、前記主板１の外周部１ａ背面には、前記ロータ半製品Ａの成形時に外周部１ａを背面側に反り返らせるリブ８を一体に形成する。また、前記係合爪と前記係合部との係合方向は、前記各羽根３に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように設定されている。加えて、前記係合爪は、前記各羽根３の先端部に一体に突設された外向きの爪片９とする一方、前記係合部は、前記シュラウド２に形成された係合穴１０とした。
【００１４】
また、第６の発明は、前記第４の発明において、前記主板１の外周部１ａ背面に、前記ロータ半製品Ａの成形時にリブ８を一体に形成した。
【００１５】
つまり、第１の発明及び第４の発明では、主板１と羽根３，３……とからなるロータ半製品Ａを合成樹脂で一体成形した後、シュラウド２又は前記各羽根３に一体形成された係合爪と、前記各羽根３又は前記シュラウド２に形成された係合部とを係合させることにより、ファンロータを組み立てることができる。したがって、従来のように溶着という手段を用いなくともよいこととなり、安価なポリプロピレピレンを材料として採用でき、製造コストの低廉化およびリサイクル性の向上を図ることができる。
【００１６】
また、運転中に遠心力が作用しても、結合爪と係合部との係合が外れるということがなくなる。この結果、耐久性が大幅に向上するとともに、運転中に係合部分においてビビリ音が生ずるということがなくなる。
【００１７】
また、爪片５と係合凹部６とを係合させるという簡単な手段によって羽根３とシュラウド２とを強固に結合させることができる。
【００１８】
また、第２の発明及び第５の発明では、爪片９と係合穴１０とを係合させるという簡単な手段によって羽根３とシュラウド２とを強固に結合させることができる。
【００１９】
また、第２の発明及び第５の発明の他、第３の発明及び第６の発明では、ロータ半製品Ａにおける主板外周部１ａが一体成形直後においては成形型と同形状（即ち、水平形状）を呈している。その後の冷却後においてはリブ８が形成されている側（即ち、背面側）に若干反り返る。換言すれば、羽根３が遠心力によって変形するのと同方向に変形する。このことから、ロータ半製品Ａの一体成形直後にシュラウド２との組付を行えば、組付作業が容易となる。更に、組付後には係合力が増大することとなり、組付作業性が向上するばかりでなく、運転中に係合が外れるということがなくなる。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明及び第４の発明と、第２の発明及び第５の発明によれば、主板１の外周部１ａとシュラウド２との間に複数の羽根３，３……を架設してなる遠心ファンロータを製造するに当たって、前記主板１と羽根３，３……とからなるロータ半製品Ａを合成樹脂で一体成形し且つ前記シュラウド２を別個に合成樹脂で一体成形する。そして、前記シュラウド２又は前記各羽根３に一体形成された係合爪と前記各羽根３又は前記シュラウド２に形成された係合部とを係合させて前記ロータ半製品Ａとシュラウド２とを結合する。したがって、この発明によれば、従来のように溶着という手段を用いなくともよいこととなり、安価なポリプロピレピレンを材料として採用でき、製造コストの低廉化およびリサイクル性の向上を図ることができるという効果がある。
【００２１】
また、前記係合爪と前記係合部との係合方向を、前記羽根３，３……に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となるように設定している。したがって、この発明によれば、運転中に遠心力が作用しても、結合爪と係合部との係合が外れるということがなくなる。この結果、耐久性が大幅に向上するとともに、運転中に係合部分においてビビリ音が生ずるということがなくなる。
【００２２】
また、第１の発明及び第４の発明によれば、前記係合爪を、前記シュラウド２の内面に一体に突設された内向きの爪片５とする一方、前記係合部を、前記各羽根３の外面側に形成された係合凹部６としている。したがって、この発明によれば、爪片５と係合凹部６とを係合させるという簡単な手段によって羽根３とシュラウド２とを強固に結合させることができる。
【００２３】
また、第２の発明及び第５の発明によれば、前記係合爪を、前記各羽根３の先端部に一体に突設された外向きの爪片９とする一方、前記係合部を、前記シュラウド２に形成された係合穴１０としている。したがって、この発明によれば、爪片９と係合穴１０とを係合させるという簡単な手段によって羽根３とシュラウド２とを強固に結合させることができる。
【００２４】
また、第２の発明及び第５の発明と、第３の発明及び第６の発明によれば、前記主板１の外周部１ａ背面に、前記ロータ半製品Ａの成形時にリブ８を一体に形成している。したがって、この発明によれば、ロータ半製品Ａにおける主板外周部１ａが一体成形直後においては成形型と同形状（即ち、水平形状）を呈しているが、冷却後においてはリブ８が形成されている側（即ち、背面側）に若干反り返る。換言すれば、羽根３が遠心力によって変形するのと同方向に変形する。このため、ロータ半製品Ａの一体成形直後にシュラウド２との組付を行えば、組付作業が容易となる。この結果、組付後には係合力が増大することとなり、組付作業性が向上するばかりでなく、運転中に係合が外れるということがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。
【００２６】
本実施の形態において製造される遠心ファンロータ（即ち、ターボファンロータ）は、従来技術の項において既に説明したもの（即ち、図１に示すもの）と同様な構造である。このターボファンロータは、主板１の外周部１ａとシュラウド２との間に複数の羽根３，３……を架設して構成されている。該各羽根３は、反回転方向に傾斜した後退翼の形状に構成されている。符号４はモータ回転軸を枢着するボスである。
【００２７】
−第１の実施の形態−
図２ないし図４には、本願発明の第１の実施の形態に係る遠心ファンロータが示されている。
【００２８】
この遠心ファンロータ（即ち、ターボファンロータ）においては、図２に示すように、シュラウド２の内面には、係合爪となる内向きの爪片５が一体に突設されている。一方、前記各羽根３の外面側には、係合部となる係合凹部６が形成されている。そして、前記係合凹部６に前記爪片５を係合させることにより、各羽根３とシュラウド２とが結合されている。符号７はシュラウド２の成形時に爪片５を一体成形するための抜き穴である。
【００２９】
このターボファンロータを製造するには、先ず、主板１と羽根３，３……とからなるロータ半製品Ａを合成樹脂（例えば、ポリプロピレピレン）により一体成形する。一方、シュラウド２を爪片５とともに合成樹脂（例えば、ポリプロピレピレン）により一体成形する。しかる後、羽根３の係合凹部６に対してシュラウド２の爪片５を係合させることにより、ロータ半製品Ａとシュラウド２とを一体的に結合する。
【００３０】
このようにすると、爪片５と係合凹部６とを係合させるという簡単な手段によって羽根３とシュラウド２とを強固に結合させることができることとなり、従来のように溶着という手段を用いなくともよいこととなる。
【００３１】
したがって、安価なポリプロピレピレンを材料として採用でき、製造コストの低廉化およびリサイクル性の向上を図ることができる。
【００３２】
しかも、前記シュラウド２側の内向きの爪片５と羽根３の外周面に形成された係合凹部６との係合により結合するようにしている。この結果、爪片５と係合凹部６との係合方向が、羽根３に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となる。
【００３３】
したがって、運転中に遠心力が作用しても、爪片５と係合凹部６との係合が外れるということがなくなる。この結果、耐久性が大幅に向上するとともに、運転中に係合部分においてビビリ音が生ずるということがなくなる。
【００３４】
ところで、本実施の形態においては、前記主板１の外周部１ａ背面には、ロータ半製品Ａの成形時にリブ８，８……が一体に形成されている。該リブ８，８……は、成形後の冷却時に主板外周部１ａを背面側に反り返らせる作用をなす。つまり、冷却時においてはリブ８，８……の表面がまず最初に冷却固化して収縮する。このことから、主板外周部１ａをリブ８，８……が形成されている背面側に反り返らせることとなるのである。該リブ８，８……は、図４に示すように、肉盛り形状とされ、半径方向、円周方向およびこれらを結ぶ方向に形成されている。
【００３５】
このようにすると、ロータ半製品Ａにおける主板外周部１ａは、一体成形直後においては、図３に２点鎖線で示すように、成形型と同形状（即ち、水平形状）を呈しているが、冷却後においては、図３に実線で示すように、リブ８，８……が形成されている側（即ち、背面側）に若干反り返る。換言すれば、羽根３，３……が遠心力により変形するのと同方向に変形する。したがって、ロータ半製品Ａの一体成形直後にシュラウド２との組付を行えば、組付作業が容易となるとともに、組付後には係合力が増大することとなる。この結果、組付作業性が向上するばかりでなく、運転中に係合が外れるということがなくなる。
【００３６】
−第２の実施の形態−
図５には、本願発明の第２の実施の形態に係る遠心ファンロータが示されている。
【００３７】
この場合の遠心ファンロータ（即ち、ターボファンロータ）においては、図５に示すように、羽根３の先端部には、係合爪となる外向きの爪片９が一体に突設されている。一方、シュラウド２には、係合部となる係合穴１０が形成されている。そして、前記係合穴１０に前記爪片９を係合させることにより、羽根３とシュラウド２とが結合されている。
【００３８】
このターボファンロータを製造するには、まず主板１と羽根３，３……とからなるロータ半製品Ａを爪片９とともに合成樹脂（例えば、ポリプロピレピレン）により一体成形する。一方、シュラウド２を合成樹脂（例えば、ポリプロピレピレン）により一体成形する。しかる後、シュラウド２の係合穴１０に対して羽根３の爪片９を係合させることにより、ロータ半製品Ａとシュラウド２とを一体的に結合する。
【００３９】
このようにすると、爪片９と係合穴１０とを係合させるという簡単な手段によって羽根３とシュラウド２とを強固に結合させることができることとなり、従来のように溶着という手段を用いなくともよいこととなる。
【００４０】
したがって、安価なポリプロピレピレンを材料として採用でき、製造コストの低廉化およびリサイクル性の向上を図ることができる。
【００４１】
しかも、羽根３側の外向きの爪片９とシュラウド２に形成された係合穴１０との係合により結合するようにしているため、爪片９と係合穴１０との係合方向が、羽根３に遠心力が作用した時に係合力が増大する方向となる。
【００４２】
したがって、運転中に遠心力が作用しても、爪片９と係合穴１０との係合が外れるということがなくなる。この結果、耐久性が大幅に向上するとともに、運転中に係合部分においてビビリ音が生ずるということがなくなる。
【００４３】
また、本実施の形態の場合にも、第１の実施の形態におけると同様に、主板１の外周部１ａ背面には、ロータ半製品Ａの成形時にリブ８，８……が一体に形成され、第１の実施の形態におけると同様な作用効果が得られる。
【００４４】
なお、本願発明は、ターボファンロータ以外の遠心ファンロータの製造方法にも適用可能なことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明に係る遠心ファンロータ及びその製造方法は、ターボファンロータなどの製造に有用であり、特に、合成樹脂で成形する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
図面の簡単な説明
図１は、一般の遠心ファンロータの一例であるターボファンロータを示す斜視図である。
【００４７】
図２は、本願発明の第１の実施の形態に係る遠心ファンロータの半断面図である。
【００４８】
図３は、本願発明の第１の実施の形態に係る遠心ファンロータにおけるロータ半製品の成形直後と冷却後との状態を示す半断面図である。
【００４９】
図４は、本願発明の第１の実施の形態に係る遠心ファンロータにおける主板の要部拡大平面図である。
【００５０】
図５は、本願発明の第２の実施の形態に係る遠心ファンロータの半断面図である。
【図１】
0003589243.tif 000002
【図２】
0003589243.tif 000003
【図３】
0003589243.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003589243.tif 000006