(57)【要約】【課題】本発明の目的は、樹脂ファンをその中央部に相当する位置に成形用の注入口（ゲート）Ｇを設けて成形しても使用中に割れ等の発生がまったく無い樹脂製ファンの中央部の形状及びそのような中央部の形状を有する樹脂製ファンを提供することである。【解決手段】樹脂製ファンを成形する際の樹脂の注入口を樹脂製ファンの中央部に１箇所以上設けて成形する樹脂製ファンの前記中央部の形状を、前記中央部に、前記樹脂製ファンの中心軸に対して前記樹脂注入口と対向する位置に補強用リブを半径方向に設ける構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製ファンを成形する際の樹脂の注入口を樹脂製ファンの中央部に１箇所設けて成形する樹脂製ファンの前記中央部の形状であって、
前記中央部に、前記樹脂製ファンの中心軸に対して前記樹脂注入口と対向する位置に補強用リブを半径方向に設けたことを特徴とする前記樹脂製ファンの中央部の形状。
【請求項２】
樹脂製ファンを成形する際の樹脂の注入口を樹脂製ファンの中央部に複数個所設けて成形する樹脂製ファンの前記中央部の形状であって、
前記中央部に、前記樹脂製ファンの中心軸の円周方向に対して前記複数の各樹脂注入口の中間位置に補強用リブを半径方向に設けたことを特徴とする前記樹脂製ファンの中央部の形状。
【請求項３】
樹脂製ファンを成形する際の樹脂の注入口を樹脂製ファンの中央部に設けて成形する樹脂製ファンの前記中央部の形状であって、
樹脂製ファンを成形する際に形成される樹脂の界面位置に補強用リブを設けたことを特徴とする前記樹脂製ファンの中央部の形状。
【請求項４】
前記補強用リブの高さ寸法（Ｈ）と幅寸法（Ｗ）の関係をＨ≧Ｗとしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の前記樹脂製ファンの中央部の形状。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の中央部の形状を有することを特徴とする樹脂製ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる、エアコン（エアコンディショナー）等の空調装置やエレクトロニクス機器等に装備される送風用ファンの形状に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の樹脂製ファン９００（図８参照）は、熱可塑性樹脂を金型内に射出成形することにより成形される。金型（図３又は図５参照）内に樹脂を注入（射出）し成形する場合、金型Ｋに1箇所又は複数箇所設けられた注入口（ゲート）ＧからキャビティＣ内に溶融した熱可塑性樹脂を射出し成形される。
【０００３】
注入口Ｇは、樹脂製ファンの形状を考慮し樹脂製ファン９００の中央部９０２に設けられている。ファン９００の翼部分（中央部９０２以外の部分）を成形する部分に注入口Ｇを設けた場合は、曲面状の部分に樹脂が注入されるので、複雑な形状の隅々まで樹脂を充填することが困難になる。
【０００４】
このように樹脂製ファンの中央部に注入口Ｇを設けると注入口Ｇから注入された樹脂の界面９０５が図８に示すように樹脂製ファン９００の中央部に注入口Ｇと同数形成されることになる。
【０００５】
このような樹脂の界面９０５が形成されたファン９００の中央部９０２は、そのファン９００が使用中にその使用条件（温度変化の繰り返し）によりその界面において割れが発生することがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、このような樹脂製ファンをその中央部に相当する位置に成形用の注入口Ｇを設けても使用中に割れ等の発生がまったく無い樹脂製ファンの中央部の形状及びそのような中央部の形状を有する樹脂製ファンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１発明の樹脂製ファンの中央部の形状は、樹脂製ファンを成形する際の樹脂の注入口を樹脂製ファンの中央部に１箇所設けて成形する樹脂製ファンの前記中央部の形状であって、前記中央部に、前記樹脂製ファンの中心軸に対して前記樹脂注入口と対向する位置に補強用のリブを半径方向に設けたことを特徴とする。
【０００８】
第１発明の樹脂製ファンの中央部の形状によれば、樹脂製ファンを成形する際の樹脂の注入口を樹脂製ファンの中央部に1箇所設けると、注入口と対向する位置に樹脂の接合界面が形成される。この界面に相当する位置に半径方向に補強用リブを設けている。従って樹脂製ファンを使用することによる温度上昇と温度低下の繰り返しがあっても樹脂界面で割れが発生することは無い。
【０００９】
上記課題を解決するための第２発明の樹脂製ファンの中央部の形状は、樹脂製ファンを成形する際の樹脂の注入口を樹脂製ファンの中央部に複数個所設けて成形する樹脂製ファンの前記中央部の形状であって、前記中央部に、前記樹脂製ファンの中心軸の円周方向に対して前記複数の各樹脂注入口の中間位置に補強用リブを半径方向に設けたことを特徴とする。
【００１０】
第２発明の樹脂製ファンの中央部の形状によれば、第1発明と同様の効果が発現する。
【００１１】
上記課題を解決するための第３発明の樹脂製ファンの中央部の形状は、樹脂製ファンを成形する際の樹脂の注入口を樹脂製ファンの中央部に設けて成形する樹脂製ファンの前記中央部の形状であって、樹脂製ファンを成形する際に形成される樹脂の界面位置に補強用リブを設けたことを特徴とする。
【００１２】
第３発明の樹脂製ファンの中央部の形状によれば、第1発明と同様の効果が発現する。
【００１３】
第４発明の樹脂製ファンの中央部の形状は、第1発明から第３発明のいずれかにおいて、前記補強用リブの高さ寸法（Ｈ）と幅寸法（Ｗ）の関係をＨ≧Ｗとしたことを特徴とする。
【００１４】
第４発明の樹脂製ファンの中央部の形状によれば、補強用リブの高さ寸法（Ｈ）と幅寸法（Ｗ）の関係をＨ≧Ｗとしている。樹脂製ファンを成形する際に金型内に注入充填される際に形成される樹脂の界面位置に補強用リブを成形する溝があり、その溝の幅寸法（Ｗ）と高さ（深さ）寸法（Ｈ）の関係がＨ≧Ｗなので、溝内の樹脂の流れが相互に正面からぶつかり合うことが無くなり補強用リブに相当する溝内では樹脂の界面は発生しない。従ってこのような中央部の形状を有する樹脂製ファンにおいては、補強用リブには界面の発生は無く、樹脂製ファンの使用中に温度変化が繰り返されても樹脂の界面（溝部以外の部分に発生する）から割れが発生する事はない。
【００１５】
上記課題を解決するための第５発明の樹脂製ファンは、第1発明から第４発明の樹脂製ファンの中央部の形状を有することを特徴とする。
【００１６】
第５発明の樹脂製ファンによれば、第1発明と同様の効果が発現する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の樹脂製ファン（プロペラファン）の概略図。
【図２】実施形態１の本発明の樹脂製ファンの中央部の形状の説明図。
【図３】実施形態１の本発明の樹脂製ファン成形時の金型の樹脂注入口（ゲート）の説明図。
【図４】実施形態２の本発明の樹脂製ファンの中央部の形状の説明図。
【図５】実施形態２の本発明の樹脂製ファン成形時の金型の樹脂注入口（ゲート）の説明図。
【図６】補強用リブ部分と樹脂界面の関係の説明図。
【図７】ヒートサイクル試験パターンの説明図。
【図８】従来の樹脂製ファンの中央部の形状の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明が適用される樹脂製ファンの一例であるプロペラファンの概略図であり、図２は実施形態１の本発明の樹脂製ファンの中央部の形状の説明図であり、図３は実施形態１の本発明の樹脂製ファン成形時の金型の樹脂注入口（ゲート）の説明図であり、図４は実施形態２の本発明の樹脂製ファンの中央部の形状の説明図であり、図５は実施形態２の本発明の樹脂製ファン成形時の金型の樹脂注入口（ゲート）の説明図であり、図６は補強用リブ部分と樹脂界面の関係の説明図であり、図７はヒートサイクル試験パターンの説明図であり、図８は従来の樹脂製ファン（プロペラファン）の中央部の形状の説明図である。
【００２０】
図１は、本発明の樹脂製ファンの中央部の形状を適用したプロペラファン１０の概略構成を示している。材質は、ＡＳ樹脂やＰＰ樹脂にガラス繊維やマイカ繊維を複合化した複合材料が使用される。但し本発明は、樹脂製ファンの形態や材質に限定されるものではない。本発明の樹脂製ファンの中央部（以下、「中央部」と略称する）の形状は、図１の２０部分に相当する。すなわち中央部２０とは、樹脂製ファン１０のブレードＢ以外の部分を指すものとする。図１には、中央部２０のプロペラファンの駆動用モータＡが取り付けられる側と反対側の平面部３０に補強用リブ４０を複数個設けている状況が示されている。この平面部３０に補強用リブ４０を成形用金型の樹脂を注入する注入口（以下、ゲートという）Ｇとの関係で設けることが本発明の特徴である。尚補強用リブ４０は、駆動用モータＡの取付側の平面部等に設けることも可能である。
【００２１】
補強用リブ４０は中央部２０の平面部３０上において樹脂製ファンの中心軸Ｏに対して半径方向に設けている。補強リブ４０の寸法は、その幅Ｗと高さＨの寸法関係をＨ≧Ｗとすることが好ましい。補強用リブを樹脂製ファン成形用の金型のゲートＧと樹脂製ファンの中心軸Ｏに対して半径方向に対向して設けている。金型の補強用リブ成形用の溝Ｕ内に樹脂が充填されるが溝Ｕ内の樹脂では溝より上の部分に比べ樹脂の界面５０が発生しにくいことが分かった。図６は、樹脂製ファンの成形時に樹脂の界面が発生する状況の説明図である。図６（ａ）は従来品の樹脂製ファン９００を成形する際に樹脂流れが正面からぶつかり合い界面９０５が形成される状況を説明したものである。一方図６（ｂ）は、本発明品の樹脂製ファン１０を成形する際に樹脂の界面が形成される状況を説明したものである。図６（ｂ）に示すように、成形用金型内で樹脂製ファン１０を成形する際に樹脂流れがぶつかり合う位置に溝Ｕを設けている。これにより、溝Ｕ（Ｕ１、Ｕ２）以外の部分では樹脂流れ（矢印Ｘ）がぶつかり合い界面５０形成される、しかし溝Ｕ（Ｕ１、Ｕ２）内では樹脂流れ（矢印Ｙ）が正面からぶつかり合うことが無いので樹脂の界面５０が発生しにくくなるかまったく発生しない。このように中央部２０を成形する際に平面部３０に樹脂界面が発生しても補強用リブ４０には界面５０が発生しにくいので、樹脂製ファン１０を使用中に温度変化が繰り返されても界面５０から割れが発生することを防止することができる。
【００２２】
図８は、従来型のプロペラファン９００であり、図１の中央部２０に相当する場所９０２に補強用のリブ５０は無い。
＜実施形態１＞
【００２３】
図２及び図３により樹脂製ファン１０１の中央部２０１の形状の実施形態１を説明する。図２は、本発明の中央部２０１の形状を示している。図２（ａ）は、中央部２０１の断面形状であり、図２（ｂ）は中央部２０１の駆動用モータＡを取付けする側と反対側から視た図である。図から分かる様に実施形態１の中央部の形状は、平面部３０１に補強用リブ４０１が１個設けられている。図３は、樹脂製ファン１０１を成形する金型Ｋ１の断面形状、及び金型のゲートＧ１と樹脂製ファンの中央部２０１の関係を示したものである。図３に示すように補強用リブ４０１は、中央部２０１の平面部３０１にゲ−トＧ１と樹脂製ファン１０１の中心軸Ｏに対して半径方向に対向して設けている。従って本実施形態では樹脂製ファン１０１に補強用リブ４０１は１箇所設けられることになる。補強用リブ４０１の寸法は、幅Ｗ１と高さＨ１がＨ１≧Ｗ１の関係を満足するように設定すれば良い。
【００２４】
本実施形態の中央部の形状２０１を有する樹脂製ファン１０１は、以下のように成形される。図３（ｂ）に示すように固定型Ｍ１と可動型Ｄ１とは、固定型Ｍ１の凹部Ｎ１に可動型Ｄ１のシャフト部Ｄｓが挿入され位置決めされ型締めされる。この状態において形成されるキャビティＣ内にゲートＧ１から溶融した樹脂等（樹脂と繊維の混合物）を射出することにより成形される。
【００２５】
ゲートＧ１は、樹脂製ファン１０１のブレード部分Ｂに溶融樹脂がバランスよく射出されるために樹脂製ファン１０１の中央部２０１に設けられる。実施形態１では、ゲートＧ１は１箇所である。溶融樹脂がゲートＧ１から射出されると溶融樹脂は図３（ａ）の矢印方向に流動する。この結果、樹脂製ファン１０１内に、このゲートＧ１と樹脂製ファン１０１の中心軸Ｏに対して半径方向に対向して界面５０１が１箇所形成される。この界面５０１が形成される位置は、補強用リブ４０１が成形される位置である。
【００２６】
この界面５０１は、溶融樹脂が相互に混じり合わない面である。従って界面５０１における接合強度も低く、樹脂製ファン１０１の使用により温度変化が繰り返されるとこの界面５０１に沿って割れが発生する。これを防止するために界面５０１が形成される箇所に半径方向に可動型Ｄ１側に溝Ｕ１を設け樹脂製ファン１０１の平面部３０１に補強リブ４０１を１箇所設ける。
＜実施形態２＞
【００２７】
図４及び図５により樹脂製ファン１０２の中央部２０２の形状の実施形態２を説明する。図４は、本発明の中央部２０２の形状を示している。図４（ａ）は、中央部２０２の断面形状であり、図４（ｂ）は中央部２０２の駆動用モータＡを取付けする側と反対側から視た図である。図から分かる様に実施形態２の中央部２０２の形状は、平面部３０２に補強用リブ４０２が３個設けられている。図５は、樹脂製ファン１０２を成形する金型Ｋ２の断面形状、及び金型Ｋ２の樹脂のゲートＧ２と樹脂製ファン１０２の中央部２０２の関係を示したものである。図５（ａ）に示すように補強用リブ４０２は、中央部２０２の平面部３０２にゲートＧ２と樹脂製ファン１０２の中心軸Ｏに対して半径方向に対向して設けている。尚図５（ｂ）において固定型Ｍ２の断面図と可動型Ｄ２の断面図は位相を変えて表現している。ゲートＧ２は、３箇所設けられている。従って本実施形態では補強用リブ４０２は３箇所設けられことになる。補強用リブ４０２の寸法は、幅Ｗ２と高さＨ２がＨ２≧Ｗ２の関係を満足するように設定すれば良い。この点は実施形態１と同様である。
【００２８】
本実施形態の中央部の形状２０２を有する樹脂製ファン１０２の成形方法は実施形態１と同様の方法で成形される。従って説明は省略する。
【００２９】
ゲートＧ２は、樹脂製ファン１０２のブレード部分Ｂに溶融樹脂がバランスよく注入充填するためにファン１０２の中央部２０２に設けられる。実施形態２では、ゲートＧ２は３箇所である。平面部３０２の円周方向に３箇所均等な位置に設けられている。溶融樹脂がゲートＧ２から射出されると溶融樹脂は図５（ａ）の矢印方向に流動する。この結果、樹脂製ファン１０２内に、この３箇所のゲートＧ２の円周方向の中間位置に界面５０２が３箇所形成される。この界面５０２が形成される位置は、補強用リブ４０２が成形される位置である。
【００３０】
この界面５０２は溶融樹脂が相互に混じり合わない面である。従って界面５０２における接合強度も低く、樹脂製ファンの使用中に温度変化が繰り返されるとこの界面５０２に沿って割れが発生する。これを防止するために界面５０２が形成される箇所に半径方向に可動型Ｄ２側に溝Ｕ２を設け樹脂製ファン１０２の平面部３０２に補強用リブ４０２を３箇所設ける。
【００３１】
本発明の樹脂製ファン１０の中央部２０の形状は、実施形態１及び実施形態２に限定されるものではない。実施形態１においては補強用リブ４０１は１箇所であり、実施形態２では補強用リブ４０２は３箇所である。この中央部２０に設ける補強用リブの数量は、樹脂製ファン１０の大きさ、成形用の金型Ｋ内に注入充填する樹脂量、及び金型のゲートの数量等により適宜増減すれば良い。
＜冷熱サイクル試験＞
【００３２】
本発明の樹脂製ファン１０の中央部２０の形状を有する樹脂製ファン１０と従来型の樹脂製ファン９００について冷熱サイクル試験を行いその割れ発生について確認した。
【００３３】
実施例の樹脂製ファン１０は、材質をＰＰ樹脂１００重量％に対しガラス繊維２０重量％、マイカ繊維を１０重量％含有させた複合材料として実施形態２の中央部２０２の形状（補強用リブ３本を有する形状）を有する樹脂製ファン１０２を成形した。
【００３４】
一方比較例の樹脂製ファン９００は、その中央部９０２の形状が補強リブを有しない形状（図８参照）としたこと以外は実施例と同様にして樹脂製ファン９００を成形した。
【００３５】
実施例及び比較例の樹脂製ファンに対して、図７に示す冷熱サイクルの試験を行った。比較例（従来型）の樹脂製ファン９００は、３５サイクル目で目視により樹脂界面９０５（図８参照）からの割れ発生が認められた。一方実施例（発明品）の樹脂製ファン１０２は、１００サイクル目でも樹脂界面からの割れ発生は顕微鏡観察でも認められなかった。
【００３６】
本発明の樹脂製ファンの中央部の形状を実施形態１及び実施形態２について説明した。しかしながら本発明の中央部の形状は、実施形態１及び実施形態２に限定されることはなく、樹脂製ファンの成形時に形成される樹脂の界面位置に補強用リブを設ける形態であれば適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のとおり、本発明である樹脂製ファン１０の中央部２０の形状は、プロペラファンだけでなくターボファン等の中央部２０にも適用可能である。本発明の樹脂製ファンの中央部の形状（界面５０上に補強用リブ４０を設ける構成）を採用することにより、当該ファン１０を過酷な温度変化の環境で使用してもファン成形時の樹脂製ファン１０の界面５０から割れが発生することが無く耐久性及び耐熱性が従来に比べ各段に向上する。
【符号の説明】
【００３８】
１０    樹脂製ファン（プロペラファン）発明品
２０    樹脂製ファンの中央部（２０１：実施形態１、２０２：実施形態２）
３０    樹脂製ファンの平面部（３０１：実施形態１、３０２：実施形態２）
４０    補強用リブ（４０１：実施形態１、４０２：実施形態２）
５０    樹脂界面（５０１：実施形態１、５０２：実施形態２）
９００  樹脂製ファン（プロペラファン）従来品
９０２  従来型の樹脂製ファンの中央部
９０３  従来型の樹脂製ファンの平面部
９０５  従来型の樹脂製ファンの樹脂界面
Ｏ      中心軸（金型、樹脂製ファン）
Ｂ      樹脂製ファンのブレード部分（翼部分）
Ａ      駆動用モータ
Ｃ      キャビティ
Ｋ      金型（Ｋ１：実施形態１、Ｋ２：実施形態２）
Ｄ      可動型（Ｄ１：実施形態１、Ｄ２：実施形態２）
Ｍ      固定型（Ｍ１：実施形態１、Ｍ２：実施形態２）
Ｇ      樹脂注入口（Ｇ１：実施形態１、Ｇ２：実施形態２）
Ｎ      固定型側凹部（Ｎ１：実施形態１、Ｎ２：実施形態２）
Ｕ      溝部（Ｕ１：実施形態１、Ｕ２：実施形態２）
Ｈ      補強用リブの高さ寸法（Ｈ１：実施形態１、Ｈ２：実施形態２）
Ｗ      補強用リブの幅寸法（Ｗ１：実施形態１、Ｗ２：実施形態２）
【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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