(57)【要約】【課題】樹脂により一体的に形成された羽根車であって、安定的な送風性能を発揮する羽根車を提供する。【解決手段】樹脂により一体的に形成された羽根車であって、環状のシュラウドと、中心部分にボス部を有する主板と、複数の羽根と、を備える。羽根のそれぞれは、シュラウドと主板とをつなぐように、シュラウドと主板との間に配置されている。シュラウドは、複数の第１ゲート跡部を有し、主板は、複数の第２ゲート跡部を有する。【選択図】図１
2018091199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂により一体的に形成された羽根車であって、
環状のシュラウドと、
中心部分にボス部を有する主板と、
複数の羽根と、を備え、
前記羽根のそれぞれは、前記シュラウドと前記主板とをつなぐように、前記シュラウドと前記主板との間に配置されており、
前記シュラウドは、複数の第１ゲート跡部を有し、
前記主板は、複数の第２ゲート跡部を有する、羽根車。
【請求項２】
前記シュラウドは、第１面と、前記第１面と反対側の第２面とを有し、
前記主板は、前記第２面と対向する第３面と、前記第３面と反対側の第４面とを有し、
前記第１ゲート跡部および前記第２ゲート跡部のそれぞれは、前記第１面および前記第３面に位置する、請求項１に記載の羽根車。
【請求項３】
前記シュラウドは、開口部を有し、
前記羽根車の軸方向から見た平面視において、前記主板は、前記開口部に内包される、請求項１または請求項２に記載の羽根車。
【請求項４】
前記羽根車の軸方向から見た平面視において、前記第２ゲート跡部は、前記第１ゲート跡部よりも軸心側に位置する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項５】
前記羽根車におけるウェルドラインは、前記主板に位置する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項６】
前記第１ゲート跡部は、前記羽根と前記シュラウドとの接続部の真上に位置する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項７】
前記第１ゲート跡部の寸法は、前記第２ゲート跡部の寸法よりも大きい、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項８】
前記第１ゲート跡部の数は、前記第２ゲート跡部の数よりも大きい、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の羽根車。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の羽根車を備える、給湯器。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の羽根車を製造するための樹脂成形用金型であって、
前記羽根車に対応するキャビティと、
前記キャビティのうち前記シュラウドに対応する位置に設けられた第１ゲートと、
前記キャビティのうち前記主板に対応する位置に設けられた第２ゲートと、を備える、樹脂成形用金型。
【請求項１１】
羽根車の製造方法であって、
請求項１０に記載の樹脂成形用金型を準備する工程と、
前記第１ゲートおよび前記第２ゲートを介して、前記キャビティに樹脂を注入する工程と、を備える羽根車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車、給湯器、樹脂成形用金型、および羽根車の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
羽根車は、回転軸を中心として回転する回転体である。回転体の形状に歪みがある場合、振動や騒音が発生したり、送風性能が低下したりする。振動の発生に起因して羽根車自身が破損する場合もある。このように、羽根車の形状に歪みがあることにより、安定的な送風性能の発揮が難しくなることから、その形状においては、歪みが十分に低減される必要がある。
【０００３】
たとえば特開２０１６−０４４６２２号公報（特許文献１）には、シュラウドと第１羽根とを有する第１部材と、主板と第２羽根とを有する第２部材とを備える、樹脂製の羽根車が開示されている。特許文献１においては、樹脂成形用金型を用いる樹脂成形法により、第１部材と第２部材とがそれぞれ一体的に形成された後、超音波溶着法により両部材が溶着されることによって、安定的な送風性能を発揮する羽根車が製造されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０４４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、製造コストの観点から、樹脂成形法のみによって羽根車を一体的に形成する技術が求められている。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂により一体的に形成された羽根車であって、安定的な送風性能を発揮する羽根車、給湯器、樹脂成形用金型、および羽根車の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の羽根車は、樹脂により一体的に形成された羽根車であって、環状のシュラウドと、中心部分にボス部を有する主板と、複数の羽根と、を備える。羽根のそれぞれは、シュラウドと主板とをつなぐように、シュラウドと主板との間に配置されている。シュラウドは、複数の第１ゲート跡部を有し、主板は、複数の第２ゲート跡部を有する。
【０００８】
本発明の羽根車は、羽根車の形状に対応したキャビティを有する樹脂成形用金型を用いて一体的に形成することができる。特に、上記羽根車において、シュラウドに複数の第１ゲート跡部が存在し、かつ主板に複数の第２ゲート跡部が存在することから、当該羽根車を製造するための樹脂成形用金型は、シュラウドの形状に対応するキャビティ（以下、「シュラウド用キャビティ」ともいう）に通じるゲートと、主板の形状に対応するキャビティ（以下、「主板用キャビティ」ともいう）に通じるゲートとを備えることが理解される。
【０００９】
仮に、シュラウド用キャビティに通じるゲートのみを備える樹脂成形用金型を用いて羽根車を作製する場合、ゲートからキャビティに注入された樹脂は、シュラウド用キャビティから羽根の形状に対応するキャビティ（以下、「羽根用キャビティ」ともいう）を通じで、主板用キャビティに充填されることとなる。この場合、主板用キャビティに到達する樹脂の量は不十分となり易く、これに伴い、主板用キャビティにおける樹脂密度が不均一となる。樹脂密度が不均一な主板は、硬化時に不均一に収縮することとなるため、硬化後において歪みを含む。
【００１０】
これに対し、本発明の羽根車では、上記のとおり、シュラウド用キャビティに通じるゲートと、主板用キャビティに通じるゲートとを有する樹脂成形用金型を用いて作製されたものである。したがって、本発明の羽根車においては、主板における樹脂密度の不均一性が低減されており、これによって形状の歪みが低減または解消され、もって安定的な送風性能を発揮することができる。
【００１１】
上記羽根車において、シュラウドは、第１面と、該第１面と反対側の第２面とを有し、主板は、第２面と対向する第３面と、該第３面と反対側の第４面とを有する。第１ゲート跡部および第２ゲート跡部のそれぞれは、第１面および第３面に位置する。この場合、樹脂成形用金型内における、シュラウド用キャビティに通じる第１ゲートの配置位置と、主板用キャビティに通じる第２ゲートの配置位置とのそれぞれを、近づけることができる。このため、樹脂成形用金型の構成を簡素化することができ、もって羽根車の製造コストを低減することができる。
【００１２】
上記羽根車において、シュラウドは開口部を有し、羽根車の軸方向から見た平面視において、主板は、開口部に内包される。これにより、樹脂成形用金型の形状を簡素化することができ、もって羽根車の製造コストを低減することができる。また製造歩留まりを向上させることができる。
【００１３】
上記羽根車は、羽根車の軸方向から見た平面視において、第２ゲート跡部は、第１ゲート跡部よりも軸心側に位置する。これにより、樹脂成形用金型の形状を簡素化することができ、もって羽根車の製造コストを低減することができ、また製造歩留まりを向上させることも可能となる。
【００１４】
上記羽根車において、ウェルドラインは主板に位置する。この場合、ウェルドラインの存在に起因する破損の発生を低減することができる。
【００１５】
上記羽根車において、第１ゲート跡部は、羽根とシュラウドとの接続部の真上に位置する。これにより、製造時において、樹脂を羽根用キャビティ内に十分かつ均一に充填させることができるため、各羽根の形状の均一性を高めることができる。
【００１６】
上記羽根車において、第１ゲート跡部の寸法は、第２ゲート跡部の寸法よりも大きい。ゲートからキャビティ内に流れ込む樹脂の流量は、ゲート跡部の寸法の大きさに比例する傾向がある。すなわちこの羽根車は、第１ゲートから比較的高い流量で樹脂（以下、「第１樹脂」ともいう）が注入され、第２ゲートから比較的低い流量で樹脂（以下、「第２樹脂」ともいう）が注入されることによって製造されたものである。この場合、第１樹脂および第２樹脂の合流位置が、羽根用キャビティではなく、主板用キャビティとなるように調製することが容易となる。換言すれば、この羽根車によれば、ウェルドラインを主板に位置させることができるため、ウェルドラインに起因する破損の発生を抑制することができる。
【００１７】
上記羽根車において、第１ゲート跡部の数は、第２ゲート跡部の数よりも大きい。これにより、第１ゲートからシュラウド用キャビティに流れ込む樹脂の流量を、第２ゲートから主板用キャビティに流れ込む樹脂の流量よりも大きくすることができる。この場合、第１樹脂および第２樹脂の合流位置が、羽根用キャビティではなく、主板用キャビティとなるように調製することが容易となる。換言すれば、この羽根車によれば、ウェルドラインを主板に位置させることができるため、ウェルドラインに起因する破損の発生を抑制することができる。
【００１８】
また本発明の給湯器は、上記の羽根車を備える。上記の羽根車は、安定的な送風性能を発揮することができるため、これを備える給湯器によれば、安定的な給湯が可能となる。
【００１９】
また本発明の樹脂成形用金型は、上記羽根車を製造するための樹脂成形用金型であって、羽根車に対応するキャビティと、キャビティのうちシュラウドに対応する位置に設けられた第１ゲートと、キャビティのうち主板に対応する位置に設けられた第２ゲートと、を備える。この樹脂成形用金型によれば、上記羽根車を作製することができる。
【００２０】
また本発明の羽根車の製造方法は、上記樹脂成形用金型を準備する工程と、第１ゲートおよび第２ゲートを介して、キャビティに樹脂を注入する工程とを備える。この羽根車の製造方法によれば、上記羽根車を製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂により一体的に形成された羽根車であって、安定的な送風性能を発揮する羽根車、給湯器、樹脂成形用金型、および羽根車の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態における羽根車の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１における羽根車の構成を概略的に示す正面図である。
【図３】図１における羽根車の構成を概略的に示す背面図である。
【図４】図１における羽根車の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態における樹脂成形用金型の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】図１に示す羽根車を用いた給湯器の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。また各図において、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００２４】
〈羽根車の構成〉
図１〜図４を参照しながら、本実施形態の羽根車について説明する。図１〜図４に示される羽根車１０は、樹脂により一体成形された一体成形品であって、環状のシュラウド１と、主板２と、複数の羽根４と、を主に備えている。
【００２５】
シュラウド１は、第１面１Ａと、第１面１Ａと反対側の第２面１Ｂとを有し、その中央部分に開口部１Ｃを有する。一般的に羽根車の「シュラウド」の形状は、羽根と羽根との間を通る気体の流れの妨げとならないように、覆う羽根の高さに沿うように形成される。本実施形態のシュラウド１は、羽根車１０の軸方向から見た平面視において、円環形状を有しており、軸方向に平行な断面において、傾斜に絞りの入った円錐台形状を有する。
【００２６】
なお羽根車１０の軸方向とは、羽根車１０の回転動作における中心軸に沿う方向を意味する。図１〜図４において、中心軸を一点鎖線Ｘで示す。またシュラウド１の形状に関し、羽根車１０としての動作が可能な環状であればよく、円環形状に限られるものではない。ただし、送風性能の観点からは、円環形状であることが好ましい。
【００２７】
シュラウド１はさらに、複数の第１ゲート跡部１Ｄを有する。本実施形態においては、シュラウド１の第１面１Ａに第１ゲート跡部１Ｄが位置しており、かつ周上に等間隔に位置している。また図２に示されるように、各第１ゲート跡部１Ｄは、各羽根４とシュラウド１との接続部の真上に位置している。
【００２８】
主板２は、シュラウド１の第２面１Ｂと対向する第３面２Ａと、第３面２Ａと対向する第４面２Ｂとを有し、その中心部分にボス部３を有する。ボス部３の中心部には、第３面２Ａ側から第４面２Ｂ側にまで貫通する軸受孔３ａが設けられている。
【００２９】
本実施形態において主板２は、軸方向から見た平面視において、中心部分に軸受孔３ａが設けられた円盤形状を有しており、軸方向に平行な断面において、傾斜に絞りの入った円錐台形状を有する。
【００３０】
主板２はさらに、複数の第２ゲート跡部２Ｄを有する。本実施形態においては、主板２の第３面２Ａに第２ゲート跡部２Ｄが位置しており、かつ周上に等間隔に位置している。また図１および図２に示されるように、各第２ゲート跡部２Ｄは、主板２のうち、羽根４が延在していない領域である内周側に位置している。
【００３１】
また軸方向から見た平面視において、主板２はシュラウド１の開口部１Ｃに内包されるように位置している。すなわち主板２の外形は、開口部１Ｃの外形よりも小さい。
【００３２】
羽根４は、シュラウド１と主板２とをつなぐように、シュラウド１と主板２との間に配置されている。具体的には、羽根４は、シュラウド１の第２面１Ｂの外周側から内周側に延在し、さらに主板２の第１面１Ａの外周側にまで延在することにより、主板２に到達している。なお、羽根４はそれぞれ個別に存在しており、互いに接することはない。
【００３３】
羽根４の突出し方向の高さ（図４の上下方向の幅）に関し、シュラウド１の外周側から内周側に向けて、連続的に（比較的なだらかに）大きくなり、シュラウド１の内周側から主板２の外周側に到達するまでの間に連続的に（比較的急に）小さくなる。
【００３４】
このような構成の羽根４を備える羽根車１０は、羽根４の延在方向の長さによって送風力を稼ぐものであり、羽根の突出し方向の高さによって送風力を稼ぐシロッコファンとは異なるものである。
【００３５】
また本実施形態の羽根車１０は、外縁リング５をさらに備える。外縁リング５は、羽根車１０の軸方向から見た平面視において、円環形状を有しており、かつシュラウド１を内包するように位置している。外縁リング５には、各羽根４の端部がつながっている。
【００３６】
〈羽根車を備える給湯器〉
本実施形態の羽根車１０を備える給湯器の一例について、図５を用いて説明する。図５の給湯器１００において、羽根車１０は、ファン２０のファンケース内に配置されることとなる。
【００３７】
図５を参照し、給湯器１００は、給湯経路と、風呂循環経路と、注湯経路と、ドレン排出経路とを主に有している。すなわち給湯器１００は、風呂給湯器である。
【００３８】
上記給湯器１００の給湯経路は、上水を加熱する経路である。この給湯経路は、１次熱交換器４０Ａ、２次熱交換器５０Ａ、燃焼装置６０Ａ、配管７１〜７３、分配弁７４などにより構成されている。
【００３９】
配管７１の一方端は、入水口を有している。入水口は、上水道に接続されている。配管７１の他方端は、２次熱交換器５０Ａの一方端に接続されている。２次熱交換器５０Ａの他方端は、１次熱交換器４０Ａの一方端に接続されている。１次熱交換器４０Ａの他方端は、配管７２の一方端に接続されている。配管７２の他方端は、給湯器１００の外部のカランなどに接続されている。分配弁７４は、配管７１に接続されている。分配弁７４と配管７２とが配管７３により接続されている。
【００４０】
熱交換器４０Ａの近傍には、燃焼装置６０Ａが配置されている。燃焼装置６０Ａは、複数の燃焼管６１を有している。
【００４１】
また上記給湯器１００の風呂循環経路は、浴槽９０中の湯水を加熱する経路である。この風呂循環経路は、ファン２０、１次熱交換器４０Ｂ、２次熱交換器５０Ｂ、燃焼装置６０Ｂ、配管８２、８３、循環ポンプ８４などにより構成されている。
【００４２】
配管８２の一方端は２次熱交換器５０Ｂの一方端に接続されている。２次熱交換器５０Ｂの他方端は、１次熱交換器４０Ｂの一方端に接続されている。１次熱交換器４０Ｂの他方端は、配管８３の一方端に接続されている。配管８２の他方端および配管８３の他方端の各々は、浴槽９０に配置された循環アダプタ９１に接続されている。配管８２には循環ポンプ８４が設けられている。
【００４３】
熱交換器４０Ｂの近傍には、燃焼装置６０Ｂが配置されている。燃焼装置６０Ｂは、複数の燃焼管６１を有している。
【００４４】
また上記給湯器１００の注湯経路は、上記給湯経路から風呂循環経路に湯水を流入させる経路である。この注湯経路は、注湯電磁弁７６、逆止弁７７、７８、大気開放弁７９、配管７５、８０、８１などにより構成されている。
【００４５】
給湯経路の配管７２から分岐された配管８１は、風呂循環経路の循環ポンプ８４に接続されている。この配管８１には、注湯電磁弁７６、逆止弁７７および逆止弁７８が、この順番で配置されている。逆止弁７７と逆止弁７８との間の配管８１の経路には、大気開放弁７９が接続されている。
【００４６】
大気開放弁７９は、配管７５を通じて与えられる配管７１中の流体の圧力に応動して開閉可能である。そして大気開放弁７９が開動作した場合、大気開放弁７９は、逆止弁７７と逆止弁７８との間の配管８１の経路から流体を配管８０を通じて給湯器１００の外部へ排出可能である。
【００４７】
また上記給湯器１００のドレン排出経路は、２次熱交換器５０Ａ、５０Ｂで生じたドレンを給湯器１００の外部へ排出するための経路である。このドレン排出経路は、ドレンタンク８６、配管８５、８７などにより構成されている。２次熱交換器５０Ａ、５０Ｂで生じたドレンは配管８５を通じてドレンタンク８６に貯留可能である。ドレンタンク８６内のドレンは、配管８７を通じて給湯器１００の外部へ排出可能である。
【００４８】
なお上記燃焼装置６０Ａは、複数の燃焼領域ＢＲ１、ＢＲ２、ＢＲ３を有している。これらの燃焼領域ＢＲ１、ＢＲ２、ＢＲ３は、それぞれ互いに異なるタイミングあるいは、同時に燃焼動作を行なうことが可能である。
【００４９】
具体的には、燃焼領域ＢＲ２は、燃焼領域ＢＲ１と異なるタイミングで燃焼動作が可能である。また燃焼領域ＢＲ３は、燃焼領域ＢＲ１、ＢＲ２の各々と異なるタイミングで燃焼動作が可能である。
【００５０】
また燃焼装置６０Ｂは、たとえば単一の燃焼領域ＢＲ４よりなっている。ただし燃焼装置６０Ｂは、燃焼装置６０Ａと同様、複数の燃焼領域よりなっていてもよい。
【００５１】
燃焼装置６０Ａ、６０Ｂの各々には、ガス管６５が接続されている。ガス管６５は、燃焼装置６０Ａ、６０Ｂの各々に燃料ガスを供給するためのものである。ガス管６５には、元ガス電磁弁６４およびガス比例弁６３が接続されている。
【００５２】
またガス管６５は、たとえば４経路に分岐している。４経路の分岐したガス管６５の各々は、燃焼領域ＢＲ１、ＢＲ２、ＢＲ３、ＢＲ４の各々に接続されている。分岐したガス管６５の各々には、電磁弁６２ａ〜６２ｄの各々が接続されている。この電磁弁６２ａ〜６２ｄの各々の開閉動作によって、分岐したガス管６５の各々への燃料ガスの供給を制御することができる。このように電磁弁６２ａ〜６２ｄの各々の開閉状態を独立に制御することで、燃焼領域ＢＲ１〜ＢＲ４の各々の燃焼状態を独立に調節することが可能である。
【００５３】
〈羽根車を製造するための樹脂成形用金型〉
図６を参照しながら、本実施形態の羽根車の製造方法に用いられる樹脂成形用金型について説明する。
【００５４】
図６に示される樹脂成形用金型２００は、第１金型２１０と、第２金型２２０とを有する。樹脂成形用金型２００内には、羽根車１０の形状に対応するキャビティ２３０が形成されている。また樹脂成形用金型２００内には、キャビティ２３０のうち、シュラウドに対応する位置、すなわち、シュラウド用キャビティに連通するように設けられた第１ゲート２４０ａと、主板に対応する位置、すなわち、主板用キャビティに連通するように設けられた第２ゲート２４０ｂとが形成されている。
【００５５】
また第１ゲート２４０ａは、シュラウド用キャビティのうち羽根用キャビティとの接続部分の真上に位置する部分に配置されている。さらに、第１ゲート２４０ａのそれぞれは、円環状のシュラウド用キャビティ上に周上に配置されており、第２ゲート２４０ｂのそれぞれは、円盤状の主板用キャビティ上に周上に配置されている。
【００５６】
図６に示されるように、第１ゲート２４０ａおよび第２ゲート２４０ｂは、それぞれピンゲートである。また本実施形態においては、第１ゲート２４０ａの径方向の寸法Ｗ1が、第２ゲート２４０ｂの径方向の寸法Ｗ2よりも大きくなるように設計されている。
【００５７】
図６において、第１金型２１０および第２金型２２０は、それぞれ一体として図示されるが、各金型は、たとえばエジェクターピンの配置を考慮し、複数の部材から構成されていてもよい。なお図６においては、第１ゲート２４０ａおよび第２ゲート２４０ｂから注入された樹脂が、キャビティ２３０を充填している状態が示されている。
【００５８】
〈羽根車の製造方法〉
上述の樹脂成形用金型を用いて本実施形態の羽根車を製造する製造方法について説明する。
【００５９】
まず、上記の樹脂成形用金型を準備する。次に、第１ゲート２４０ａおよび第２ゲート２４０ｂからキャビティ２３０内に樹脂を注入する。
【００６０】
これにより、第１ゲート２４０ａを介してシュラウド用キャビティに流入した第１樹脂は、シュラウド用キャビティ内に充填されていく。第１樹脂のうち、シュラウド用キャビティを通過した第１樹脂は、羽根用キャビティに流入し、羽根用キャビティ内に充填されていく。第１樹脂のうち羽根用キャビティを通過した第１樹脂は、引き続き主板用キャビティに流入する。一方、第２ゲート２４０ｂを介して主板用キャビティに流入した第２樹脂は、主板用キャビティに充填されていく。
【００６１】
ここで、第２樹脂が羽根用キャビティに流入しないように、すなわち、第１樹脂がシュラウド用キャビティおよび羽根用キャビティを充填するように、各樹脂の流入量および／または流入速度を制御することが好ましい。羽根車１０におけるウェルドラインの発生位置を、羽根４ではなく、主板２とするためである。
【００６２】
たとえば、任意の一の第１ゲート２４０ａの寸法Ｗ1が、任意の一の第２ゲート２４０ｂの寸法Ｗ2よりも大きい場合、その一の第１ゲート２４０ａから流入する第１樹脂の流量（ｍｌ／ｍｉｎ）は、その一の第２ゲート２４０ｂから流入する第２樹脂の流量（ｍｌ／ｍｉｎ）よりも大きくなる。また第１ゲート２４０ａの数が第２ゲート２４０ｂの数よりも大きい場合、全ての第１ゲート２４０ａから流入する第１樹脂の総流量は、全ての第２ゲート２４０ｂから流入する第２樹脂の総流量よりも大きくなる。なお、シュラウド用キャビティの体積および羽根用キャビティの体積の合計体積と、主板用キャビティの体積との比を考慮して、各樹脂の流入量を調整する必要がある。
【００６３】
用いる樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、シンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂、メタクリルスチレン（ＭＳ）樹脂、メタクリル樹脂、ＡＳ樹脂（スチレンアクリロニトリルコポリマー）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を挙げることができる。また、繊維状のフィラーを含む樹脂を用いてもよい。フィラーとしては、ガラス繊維を挙げることができる。
【００６４】
キャビティ２３０内の全てに樹脂が充填された後、樹脂の硬化を待って、樹脂成形用金型から樹脂成形体が取り出される。取り出された樹脂成形体のうち、第１ゲート２４０ａおよび第２ゲート２４０ｂに充填されて硬化した部分を除去する。以上により、樹脂成形体である羽根車１０が製造される。
【００６５】
以上、本実施形態の羽根車１０、羽根車１０を備える給湯器１００、羽根車１０を製造するための樹脂成形用金型２００、および羽根車１０の製造方法について詳述した。
【００６６】
このように、羽根車１０は、樹脂成形用金型２００を用いた上述の製造方法によって製造される樹脂成形体である。上述の製造方法によれば、通常、第１ゲート２４０ａに充填されて硬化した樹脂の一部、および第２ゲート２４０ｂに充填されて硬化した樹脂の一部が、シュラウド１および主板２の各表面に残存する。各部分を完全に取り除くためには、緻密な研磨等が必要となり、製造コストの増大を引き起こすことから、産業的に実施されにくいためである。このような第１ゲート跡部１Ｄおよび第２ゲート跡部２Ｄは、目視により容易に確認することができる。
【００６７】
また、樹脂が繊維状のフィラーを含む場合には、顕微鏡を用いて繊維状のフィラーの拡散状態を観察することにより、第１ゲート跡部１Ｄおよび第２ゲート跡部２Ｄの存在を確認することもできる。
【００６８】
具体的には、まずシュラウド１を切断して、軸方向に略平行なシュラウド１の断面を含む試料を作製する。次に、顕微鏡を用いてその断面を観察する。樹脂が繊維状のフィラーを含む場合、樹脂成形用金型を用いる樹脂成形法においては、樹脂内のフィラーは、比較的狭い各ゲートから、比較的広いキャビティに向かって放射状に広がるように拡散されていく。このため、上記断面を観察した場合に、シュラウド１の表面にフィラーの集束点が存在し、該収束点から離れるにつれてそのフィラーが放射状に拡散している領域が確認された場合には、該収束点を第１ゲート跡部１Ｄとみなすことができる。
【００６９】
同様に、主板２の断面を顕微鏡観察した際に、主板２の表面にフィラーの集束点が存在し、該収束点から離れるにつれてそのフィラーが放射状に拡散している領域が確認された場合には、該収束点を第２ゲート跡部２Ｄとみなすことができる。
【００７０】
〈作用効果〉
本実施形態の作用効果について説明する。
【００７１】
樹脂は、一般的に硬化する際に収縮する傾向がある。たとえば、樹脂成形用金型を用いて樹脂成形体を一体成形するにあたって、キャビティ内に充填される樹脂の密度が不均一であると、樹脂の収縮の程度もまた不均一となってしまう。特に、羽根車のような周方向に面積が広がる形状の樹脂成形体においては、樹脂の収縮が不均一となると、反りのような歪みが生じやすい傾向がある。羽根車における形状の歪みは、送風性能の低下を引き起こす。
【００７２】
仮に、シュラウド用キャビティに通じるゲートのみを有する樹脂成形用金型を用いて羽根車１０のような構成の羽根車を作製すると、ゲートと主板用キャビティとの距離が遠いために、主板用キャビティに十分に樹脂が充填されず、結果的に、主板に歪みが生じてしまう。
【００７３】
これに対し、本実施形態の樹脂成形用金型２００は、シュラウド用キャビティに通じる第１ゲート２４０ａに加えて、主板用キャビティに通じる第２ゲート２４０ｂを備える。この樹脂成形用金型２００を用いて羽根車１０を一体成形した場合、第１ゲート２４０ａを介してシュラウド用キャビティに第１樹脂が注入されるとともに、第２ゲート２４０ｂを介してシュラウド用キャビティ内に第２樹脂が注入されることとなる。
【００７４】
このため、従来のような主板用キャビティにおける樹脂の充填が不均一および／または不十分となる現象が抑制されることとなり、結果的に、主板２のおける歪みの発生が抑制された羽根車１０が製造されることとなる。したがって羽根車１０は、安定的な送風性能を発揮することができる。
【００７５】
また本実施形態の羽根車１０において、第１ゲート跡部１Ｄは、シュラウド１の第１面１Ａに位置し、第２ゲート跡部２Ｄは、主板２の第３面２Ａに位置する。このような羽根車１０は、図６に示すように、第１金型側に第１ゲート２４０ａおよび第２ゲート２４０ｂが配置された、簡素化された構造の樹脂成形用金型２００によって製造することができる。したがって、本実施形態の羽根車１０によれば、製造コストを低減することができる。
【００７６】
また本実施形態の羽根車１０において、シュラウドは開口部１Ｃを有し、羽根車１０の軸方向から見た平面視において、主板２は、開口部１Ｃに内包される。これにより、樹脂成形用金型２００の形状を簡素化することができ、もって羽根車１０の製造コストを低減することができ、また製造歩留まりを向上させることができる。
【００７７】
また本実施形態の羽根車１０は、羽根車１０の軸方向から見た平面視において、第２ゲート跡部２Ｄは、第１ゲート跡部１Ｄよりも軸心側に位置する。これにより、樹脂成形用金型２００の形状を簡素化することができ、もって羽根車１０の製造コストを低減することができ、また製造歩留まりを向上させることができる。
【００７８】
また本実施形態の羽根車１０がウェルドラインを有する場合、該ウェルドラインは主板に位置することが好ましい。図２において、主板２がウェルドライン６を有する場合を図示している。ウェルドラインとは、樹脂成形用金型２００のキャビティを流れる樹脂が合流した際に、合流する樹脂の表面がわずかに固化していることによって発生する細い線である。
【００７９】
ウェルドラインが発生している位置は、ウェルドラインが発生していない他の位置と比して強度が低くなる傾向がある。羽根車１０においては、その形状上、羽根４の強度はシュラウド１や主板２の強度と比して低い傾向がある。このため、ウェルドライン６が羽根４に位置している場合、これに起因する羽根４の強度低下に伴い、羽根４が破損することが懸念される。
【００８０】
これに対し、羽根車１０に存在するウェルドライン６が主板２に位置する場合、主板２の強度が比較的高いことから、ウェルドライン６に起因する破損の恐れはわずかである、またはない。このため、ウェルドライン６が主板２に位置する羽根車１０は、ウェルドライン６に起因する破損の発生を抑制することができる。
【００８１】
また本実施形態の羽根車１０において、第１ゲート跡部１Ｄは、羽根４とシュラウド１との接続部の真上に位置する。これにより、製造時において、第１樹脂を羽根用キャビティ内に十分かつ均一に充填させることができ、もって羽根車１０における羽根４の形状の均一性を高めることができる。羽根４の形状の均一性は、羽根車１０の動バランス性の向上に結び付く。特に、第１ゲート跡部１Ｄの全てが、羽根４とシュラウド１との接続部の真上に位置することが好ましい。この場合、上記効果にさらに優れることとなる。
【００８２】
また本実施形態の羽根車１０において、第１ゲート跡部１Ｄの寸法Ｗ1は、第２ゲート跡部２Ｄの寸法Ｗ2よりも大きい。この場合、羽根車１０の製造時において、第１ゲート２４０ａから比較的高い流量で第１樹脂を注入し、第２ゲート２４０ｂから比較的低い流量で第２樹脂を注入することが容易となる。これにより、第１樹脂と第２樹脂との合流位置を、主板用キャビティとすることができる。したがって、羽根４にウェルドラインが存在する恐れを低減することができる。
【００８３】
また本実施形態の羽根車１０において、第１ゲート跡部１Ｄの数は、第２ゲート跡部２Ｄの数よりも大きい。すなわち、樹脂成形用金型２００において、第１ゲート２４０ａの数は、第２ゲート２４０ｂの数よりも大きい。この場合、第１ゲート２４０ａからシュラウド用キャビティに流れ込む第１樹脂の流量を、第２ゲート２４０ｂから主板用キャビティに流れ込む第２樹脂の流量よりも大きくすることができる。これにより、第１樹脂と第２樹脂との合流位置を、主板用キャビティとすることができる。したがって、羽根４にウェルドラインが存在する恐れを低減することができる。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８５】
１  シュラウド、１Ａ  第１面、１Ｂ  第２面、１Ｃ  開口部、１Ｄ  第１ゲート跡部、２  主板、２Ａ  第３面、２Ｂ  第４面、２Ｄ  第２ゲート跡部、３  ボス部、３ａ  軸受孔、４  羽根、５  外縁リング、６  ウェルドライン、１０  羽根車、２０  ファン、４０Ａ，４０Ｂ  １次熱交換器、５０Ａ，５０Ｂ  ２次熱交換器、６０Ａ，６０Ｂ  燃焼装置、６１  燃焼管、６２ａ〜６２ｄ  電磁弁、６３  ガス比例弁、６４  元ガス電磁弁、６５  ガス管、７１〜７３，７５，８０〜８３，８５，８７  配管、７４  分配弁、７６  注湯電磁弁、７７，７８  逆止弁、７９  大気開放弁、８４  循環ポンプ、８６  ドレンタンク、９０  浴槽、９１  循環アダプタ、１００  給湯器、ＢＲ１，ＢＲ２ＢＲ３，ＢＲ４  燃焼領域、２００  樹脂成形用金型、２１０  第１金型、２２０  第２金型、２３０  キャビティ、２４０ａ  第１ゲート、２４０ｂ  第２ゲート。
【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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