(57)【要約】      （修正有）【課題】羽根部材と主板、シュラウドの３つの部品の接合の作業工程を削減でき、しかも、従来の溶着に比べて強度及び寸法精度の向上を図れる遠心ファン及びその製造方法を提供する。【解決手段】２つの端部を有する羽根部材11と、羽根部材11の端部に仮組み可能な主板12及びシュラウド13とを用い、これら３つの部品を仮組みし、主板12に振動エネルギを与えつつ圧力Ｐを加えて、主板12及びシュラウド13を複数の羽根部材11に溶着させてなる遠心ファンの製造方法である。３つの部品を仮組みするに当たり、主板12に形成した貫通孔に、羽根部材11の端部の突起11cを貫通させてその先端を主板12から露出させ、次いで、羽根部材11の突起11cの先端にホーンＨを用いて振動エネルギを与えつつ圧力Ｐを加えて、シュラウド13と端部11bとを溶着させた後に、突起11cの先端に振動エネルギを与えつつ圧力Ｐを加えて、突起11cを溶融させて主板12と羽根部材11の端部とを溶着させる。【選択図】図６
2008111393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの軸線周りに間隔を空けて配置されると共に、各々当該軸線方向に互いに対抗する２つの端部を有する複数の羽根部材と、
前記羽根部材の前記２つの端部にそれぞれ当該羽根部材を挟み込むように繋がる２つの支持板とを備え、
前記羽根部材の前記２つの端部の一方と前記２つの支持板の一方との相互間及び前記羽根部材の前記２つの端部の他方と前記２つの支持部材の他方との相互間にそれぞれ溶着部を有する遠心ファンであって、
前記２つの支持板の少なくとも一方は、当該支持板を貫通する貫通孔を有し、
前記羽根部材の前記２つの端部のうち、前記貫通孔と対向する端部は、前記貫通孔を貫通する突起を有し、
この突起の先端は、前記一方の支持板の前記貫通孔を貫通した部分に、当該突起からの溶融変形により前記一方の支持板と溶着して新たな溶着部を形成する溶融変形部を有することを特徴とする遠心ファン。
【請求項２】
前記支持板は、前記貫通孔の開口縁部に沿って切り欠かれて前記溶融変形部を埋設された段部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の遠心ファン。
【請求項３】
１つの軸線周りに間隔を空けて配置されると共に、各々当該軸線方向に互いに対抗する２つの端部を有する複数の羽根部材と、
前記羽根部材の前記２つの端部にそれぞれ仮組み可能な２つの支持板とを用い、
前記羽根部材と前記２つの支持板とを仮組みし、前記２つの支持板の一方に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて前記２つの支持板の他方と共に前記羽根部材を挟み込むように前記２つの支持板を前記複数の羽根部材に溶着させてなる遠心ファンの製造方法であって、
前記羽根部材と前記２つの支持板とを仮組みするに当たり、
前記一方の支持板に形成した当該支持板を貫通する貫通孔に、
この貫通孔と対向する、前記羽根部材の前記２つの端部の一方に一体に形成した突起を貫通させて、当該突起の先端を前記一方の支持板から露出させ、
次いで、前記２つの支持板を前記複数の羽根部材に溶着させるに当たり、
前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて、前記一方の支持板から遠い前記他方の支持板と、前記羽根部材の前記２つの端部の他方とを溶着させると同時に、又は、溶着させた後に、前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて、前記突起を溶融させて当該突起の先端を前記一方の支持板に溶着させ、更に、前記一方の支持板に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて当該一方の支持板と前記羽根部材の前記一方の端部とを溶着させることを特徴とする遠心ファンの製造方法。
【請求項４】
前記一方の支持板における前記貫通孔の開口縁部に沿って切り欠いた段部を形成し、当該段部に、前記突起から溶融変形した部分を埋設することを特徴とする請求項３に記載の遠心ファンの製造方法。
【請求項５】
前記突起の先端に溝部を形成し、当該溝部を起点に前記突起の溶融変形を拡大させることを特徴とする請求項３又は４に記載の遠心ファンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコン等の空調機器等に使用される遠心ファン及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心ファンは、１つの軸線周りに間隔を空けて配置される複数の羽根部材を２つの支持板で挟み込んだ形状をしてなり、その製造方法としては、金型費用や成形コストの削減等の製造上の利点を重視し、予め支持板の一方に羽根部材を一体に成形して半製品とし、この半製品における羽根部材の端部に、別体の支持板を超音波溶着、レーザー溶着や溶剤溶着等の手法により後付けするのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２９３２０号公報（第４頁 [0022]）
【０００３】
図８は、遠心ファンの一例であるターボファン20の斜視図である。このターボファン20は、複数の羽根部材21を一方の支持板としてなる主板22と共に一体成形した半製品20aと、他方の支持板としてなるシュラウド（吸込みリング）23とからなり、これらを超音波溶着することにより形成されている。
【０００４】
詳細には、図９の斜視図に示すように、半製品20aにおける羽根部材21の端部21aをシュラウド23の接合面23aに仮組みし、次いで、仮組みしたターボファン20のシュラウド23を図示せぬ台座に載置すると共に、図１０の斜視図に斜線で示すような超音波溶着機ホーン（以下、「ホーン」という。）Ｈを用いて羽根部材21の端部21aをシュラウド23の接合面23aに超音波溶着させる。
【０００５】
更に詳細には、図１１の要部拡大斜視図に示すように、ホーンＨにより主板22に超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加える。主板22に与えられる超音波振動エネルギEwは、主板22中に矢印で示すような超音波振動を与え、この超音波振動が羽根部材21中を伝播して端部21aにまで達する。これにより、羽根部材21の端部21aが超音波振動エネルギEwによって溶融し、更に、ホーンＨから加わる圧力Ｐが、この溶融した端部21aをシュラウド23の接合面23aに押圧させるため、羽根部材21の端部21aとシュラウド23の接合面23aとが溶着接合されることになる。
【０００６】
なお、羽根部材21の端部21aと、シュラウド23の接合面23aとにはそれぞれ、溶融を促進させるために、図１２(a)に示すように、二筋の突状の溶着用ビードb1と、一筋の突状の溶着用ビードb2とが一体に設けられている。
【０００７】
この場合、羽根部材21の端部21aまで達した振動エネルギEwは、ビードb1に集中し、当該ビードb1と対向するシュラウド23の接合面23aに摩擦熱を発生させるため、ビードb1の溶融を起点とした周辺樹脂の溶融により、図１２(b)に示すように、羽根部材21の端部21aと、シュラウド23の接合面23aとの相互間は更に強固に溶着される。
【０００８】
ところで、近年、より高性能化な遠心ファンの需要が高まっていることから、羽根部材の形状を三次元的に変化させることにより性能の向上を図る必要が生じている。
【０００９】
これに対し、羽根部材の形状を複雑化すれば、金型成形後の離型時に、製品と金型が干渉する問題が生じる。そこで、離型時の製品と金型との干渉を防止すべく、成形機に用いられる金型にスライド機構を設けたもの等が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献２】特開平７−１０３１８４号公報（図５等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、遠心ファンの更なる性能向上を図るに当たっては、羽根部材の三次元的な羽根面の形状には際限がない。このため、金型にスライド機構を設ける従来技術にあっても、羽根部材の羽根面の形状如何によっては、必ずしも、支持板と羽根部材とを一体成形できないことがある。
【００１１】
こうした場合、羽根部材及び２つの支持板をそれぞれ独立した３つの部品として予め別途成形し、羽根部材の両端部をそれぞれ各支持板に接合させるのが一般的である。
【００１２】
ところが、こうした接合方法を用いれば、初めに羽根部材と一方の支持板とを仮組みして超音波溶着により半製品としたのち、この半製品に更に他方の支持板を仮組みして再び超音波溶着する必要があり、溶着に要する作業工程が増えるという問題がある。
【００１３】
しかも、羽根部材、主板及びシュラウドの３つの部品をそれぞれ個々に溶着する場合には、予め羽根部材と主板とを一体成形して半製品としておき、この半製品における羽根部材の端部にシュラウドを超音波溶着する場合に比べて溶着箇所が増えるため、遠心ファン全体としての強度及び寸法精度を確保し難くなるという問題もある。
【００１４】
本発明の解決すべき課題は、様々な形状の羽根部材を採用することにより性能の向上を図ることを目的として羽根部材と２つの支持板との３つの部品をそれぞれ個々に溶着させるにあたり、羽根部材と２つの支持板との３つの部品の組み付け接合に要する作業工程を削減することができ、しかも、従来のように羽根部材と２つの支持板との３つの部品を個々に仮組みして溶着する場合に比べて強度及び寸法精度の向上を図れる遠心ファン及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の遠心ファンは、１つの軸線周りに間隔を空けて配置されると共に、各々当該軸線方向に互いに対抗する２つの端部を有する複数の羽根部材と、前記羽根部材の前記２つの端部にそれぞれ当該羽根部材を挟み込むように繋がる２つの支持板とを備え、前記羽根部材の前記２つの端部の一方と前記２つの支持板の一方との相互間及び前記羽根部材の前記２つの端部の他方と前記２つの支持部材の他方との相互間にそれぞれ溶着部を有する遠心ファンであって、前記２つの支持板の少なくとも一方は、当該支持板を貫通する貫通孔を有し、前記羽根部材の前記２つの端部のうち、前記貫通孔と対向する端部は、前記貫通孔を貫通する突起を有し、この突起の先端は、前記一方の支持板の前記貫通孔を貫通した部分に、当該突起からの溶融変形により前記一方の支持板と溶着して新たな溶着部を形成する溶融変形部を有することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の遠心ファンにおいては、羽根部材と支持板との相互間の溶着部は、超音波振動エネルギ又はそれに類する振動エネルギにより接合されるものであればよく、羽根部材及び支持板の形状も、遠心ファンとしての機能が確保されれば特に限定されない。また、本発明の遠心ファンには、例えば、ターボファン、シロッコファン等が挙げられる。
【００１７】
本発明の遠心ファンにおいて、前記支持板は、前記貫通孔の開口縁部に沿って切り欠かれて前記溶融変形部を埋設された段部を備えることが好ましい。
【００１８】
本発明の遠心ファンの製造方法は、１つの軸線周りに間隔を空けて配置されると共に、各々当該軸線方向に互いに対抗する２つの端部を有する複数の羽根部材と、前記羽根部材の前記２つの端部にそれぞれ仮組み可能な２つの支持板とを用い、前記羽根部材と前記２つの支持板とを仮組みし、前記２つの支持板の一方に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて前記２つの支持板の他方と共に前記羽根部材を挟み込むように前記２つの支持板を前記複数の羽根部材に溶着させてなる遠心ファンの製造方法であって、前記羽根部材と前記２つの支持板とを仮組みするに当たり、前記一方の支持板に形成した当該支持板を貫通する貫通孔に、この貫通孔と対向する、前記羽根部材の前記２つの端部の一方に一体に形成した突起を貫通させて、当該突起の先端を前記一方の支持板から露出させ、次いで、前記２つの支持板を前記複数の羽根部材に溶着させるに当たり、前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて、前記一方の支持板から遠い前記他方の支持板と、前記羽根部材の前記２つの端部の他方とを溶着させると同時に、又は、溶着させた後に、前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて、前記突起を溶融させて当該突起の先端を前記一方の支持板に溶着させ、更に、前記一方の支持板に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて当該一方の支持板と前記羽根部材の前記一方の端部とを溶着させることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の製造方法にあっては、前記一方の支持板における前記貫通孔の開口縁部に沿って切り欠いた段部を形成し、当該段部に、前記突起から溶融変形した部分を埋設することが好ましい。
【００２０】
更に、本発明の製造方法にあっては、前記突起の先端に溝部を形成し、当該溝部を起点に前記突起の溶融変形を拡大させることが好ましい。
【００２１】
なお、本発明の製造方法において、前記突起を溶融させて当該突起の先端を前記一方の支持板に溶着させるに当たっては、前記他方の支持板と前記羽根部材の他方の端部との溶着と共に連続的に行なってもよいし、当該溶着後において、前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加えることにより行ってもよい。即ち、前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて当該一方の支持板から遠い他方の支持板と前記羽根部材の他方の端部とを溶着する工程と、前記突起の先端と共に前記一方の支持板に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて当該一方の支持板と前記羽根部材の一方の端部とを溶着する工程とは、連続的に行っても、断続的に行ってもよい。
【００２２】
また、本発明の製造方法においても、羽根部材と支持板との相互間は、超音波振動エネルギ又はそれに類する振動エネルギにより接合されるものであればよく、羽根部材及び支持板の形状も、振動エネルギを伝播できるものであれば特に限定されない。更に、製造可能な遠心ファンにも、例えば、ターボファン、シロッコファン等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の遠心ファンは、２つの支持板の少なくとも一方が、当該支持板を貫通する貫通孔を有し、前記羽根部材の前記２つの端部のうち、前記貫通孔と対向する端部は、前記貫通孔を貫通する突起を有し、この突起の先端は、前記一方の支持板の前記貫通孔を貫通した部分に、当該突起からの溶融変形により前記一方の支持板と溶着して新たな溶着部としてなる溶融変形部を有するから、性能向上を目的に複雑な形状の羽根部材を採用したことにより、羽根部材と２つの支持板との３つの部品を個々に仮組みして接合せざるを得ない場合であっても、本発明に係る上記構成は、羽根部材と２つの支持板とを一体に仮組みした後、支持板を貫通する前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加え、更に前記一方の支持板に振動エネルギを与えつつ圧力を加えることで実現できる。
【００２４】
このため、本発明の遠心ファンによれば、羽根部材と２つの支持板との３つの部品を個々に仮組みして接合する場合であっても、３つの部品を一度に仮組みした状態で溶着することにより製造できるため、従来と比べて組み付け接合に要する作業工程の削減により、生産性が高く、生産コストの抑制も図れた遠心ファンを提供できる。
【００２５】
しかも、本発明の遠心ファンは、従来のように、一方の支持板に与えた振動エネルギを羽根部材を介して他方の支持板に伝播させるのではなく、羽根部材の端部に設けた突起を介して２つの支持板それぞれに直接振動エネルギを伝播させることにより実現可能な構成であるから、羽根部材と２つの支持板との３つの部品を溶着するに当たっては、支持板を貫通する前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加える場合と、更に前記一方の支持板に振動エネルギを与えつつ圧力を加える場合との各段階を経て確実に溶着されることになり、前記一方の支持板側における部分的な溶着不足や過剰な溶着を生じることなく、従来に比べて、当該一方の支持板側における溶着強度の向上が図られ、更に、突起を貫通孔に挿入又は嵌合させて位置決めされたことにより当該一方の支持板側における寸法精度の向上が図られた遠心ファンを提供できる。
【００２６】
また、本発明の遠心ファンの製造方法によれば、羽根部材と２つの支持板とを仮組みするに当たり、２つの支持板の一方に形成した貫通孔に、この貫通孔と対向する、前記羽根部材の前記２つの端部の一方に一体に形成した突起を貫通させて、当該突起の先端を前記一方の支持板から露出させ、次いで、前記２つの支持板を前記複数の羽根部材に溶着させるに当たり、前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて、前記一方の支持板から遠い前記２つの支持板の他方と前記羽根部材の前記２つの端部の他方とを溶着させると同時に、又は、溶着させた後に、前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて、前記突起を溶融させて当該突起の先端を前記一方の支持板に溶着させ、更に、前記一方の支持板に振動エネルギを与えつつ圧力を加えて当該一方の支持板と前記羽根部材の前記一方の端部とを溶着するため、従来のように、一方の支持板に羽根部材を仮組みして溶着する工程と、他方の支持板を更に仮組みして溶着する工程との２つの作業工程を経る必要がない。
【００２７】
従って、本発明の製造方法によれば、羽根部材と２つの支持板との３つの部品を個々に仮組みして接合する場合であっても、３つの部品を一度に仮組した状態で溶着できるため、従来と比べて組み付け接合に要する作業工程が削減されることにより、生産性が向上し、生産コストの抑制も図ることができる。
【００２８】
しかも、本発明の製造方法は、従来のように、一方の支持板に与えた振動エネルギを羽根部材を介して他方の支持板に伝播させるのではなく、羽根部材の端部に設けた突起を介して２つの支持板それぞれに直接振動エネルギを伝播させるから、羽根部材と２つの支持板との３つの部品を溶着するに当たっては、支持板を貫通する前記突起の先端に振動エネルギを与えつつ圧力を加える場合と、更に前記一方の支持板に振動エネルギを与えつつ圧力を加える場合との各段階を経て確実に溶着されることになり、前記一方の支持板側における部分的な溶着不足や過剰な溶着を生じることなく、従来に比べて、当該一方の支持板側における溶着強度の向上を図ることができ、更に、突起を貫通孔に挿入又は嵌合させて位置決めできることにより、当該一方の支持板側における寸法精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の遠心ファン及びその製造方法を詳細に説明する。
【００３０】
図１(a),(b)はそれぞれ、本発明の一形態であるターボファン10の斜視図及び同形態を反転させた状態の側面図であり、図２は、図１(b)のターボファン10を分解した状態の斜視図である。
【００３１】
ターボファン10は、熱可塑性樹脂からなり、図１に示すように、軸線Ｏ周りに間隔を空けて配置される７つの羽根部材11と、羽根部材11を挟み込むように繋がる主板12及びシュラウド13とを備える。
【００３２】
羽根部材11はそれぞれ、熱可塑性樹脂からなり、図２の一部に例示するように、２つの端部11a,11bを有し、ターボファンの性能向上を図ることを目的に、三次元的な羽根面形態をしている。
【００３３】
主板12は、羽根部材11と同一の熱可塑性樹脂からなり、羽根部材11の一方の端部11aに繋がる一方の支持板である。主板12は、円盤状であって、その中心（軸線Ｏ）付近が隆起して突状部分12pを形成し、この突状部分12pには電動機のシャフトを固定するボスＢが設けられている。
【００３４】
シュラウド13は、羽根部材11と同一の熱可塑性樹脂からなり、羽根部材11の他方の端部11bに繋がる他方の支持板である。シュラウド13は、その中心付近に空気の吸い込み口Ａを形成する環状の絞り形状である。
【００３５】
遠心ファン10を製造するに当たっては、羽根部材11と、主板12及びシュラウド13の３つの部品を予め一体に仮組みし、主板12に振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加えて羽根部材11の端部11a,11bをそれぞれ、対向する主板12及びシュラウド13に溶着させる。
【００３６】
このため、遠心ファン10は、図１(b)に示す１つの羽根部材11に例示するように、羽根部材11の一方の端部11aと主板12との相互間及び羽根部材11の他方の端部11bとシュラウド13との相互間にそれぞれ溶着部M1,M2を有する。
【００３７】
ここで、図面を参照して、ターボファン10の製造方法を説明する。
【００３８】
図３は、羽根部材11、主板12及びシュラウド13を一体に仮組みする際の手順を示す斜視図である。また、図４は、羽根部材11と主板12とを仮組みした状態を拡大して示す斜視図であり、図５は、仮組みした状態のターボファン10を、ホーンＨを用いて超音波溶着させる状態を示す斜視図である。更に、図６は、仮組みした状態のターボファン10を加圧すると共に超音波振動エネルギEwを与えたときの状態を例示する要部断面図である。加えて、図７(a),(b)はそれぞれ、羽根部材11の突起11cからの溶融変形の動きを説明する要部拡大断面図及び羽根部材11の溶融変形部11eを超音波振動エネルギEwの伝播経路と共に示す要部拡大断面図である。
【００３９】
主板12には、図３に示すように、この主板12を貫通する貫通孔12Aが形成されている。そして主板12には更に、貫通孔12Aの開口縁部に沿って切り欠いた段部12sが形成されている。
【００４０】
これに対し、羽根部材11の一方の端部11aには、貫通孔12Aを貫通する突起11cが一体に形成されている。そして羽根部材11の他方の端部11bには、シュラウド13の接合面13aに一体形成した凸部13pと嵌合する凹部11dが形成されている。
【００４１】
これにより、羽根部材11と主板12との相互間は、羽根部材11の突起11cを主板12に形成した貫通孔12Aに貫通させて、図４に示すように、当該突起11cの先端を主板12から露出させるように仮組みされる一方、羽根部材11とシュラウド13との相互間は、図６に示すように、羽根部材11の凹部11dにシュラウド13の凸部13pを嵌合させることにより仮組みされる。
【００４２】
次いで、図５に示すように、仮組みしたターボファン10の主板12側から、ホーンＨを接近させて羽根部材11と主板12との相互間及び羽根部材11とシュラウド13との相互間をそれぞれ超音波溶着する。
【００４３】
このとき、仮組みした羽根部材11の突起11cの先端は、図６に示すように、主板12の外表面12fからΔｘだけ突出した状態で当該外表面12fから露出しているため、主板12に接近したホーンＨは、主板12そのものとは接触することなく、羽根部材11の突起11cにのみ接触し、突起11cの先端に集中的に超音波振動エネルギEwを与えつつシュラウド13に向かう圧力Ｐを加える。
【００４４】
この結果、ホーンＨからの超音波振動エネルギEwは、図６の矢印に示すように、羽根部材11中のみを伝播して、シュラウド13の凸部13pと嵌合しつつ接合面13aに接触する端部11bに達し、更に、ホーンＨからの圧力Ｐも、羽根部材11中のみを伝わって当該端部11bがシュラウド13の接合面13a及び凸部13pを押圧するため、シュラウド13を保持する図示せぬ台座からの反力と合せて仮組みしたターボファン10を加圧状態で挟持する。
【００４５】
これにより、羽根部材11の端部11bとシュラウド13との相互間は、突起11cから直接伝播される超音波振動エネルギEwと圧力Ｐとに基づく超音波溶着により一体に接合され、羽根部材11の端部11bとシュラウド13の接合面13aとの相互間及び、凹部11dと凸部13pとの相互間が、溶着部M2としてなる。
【００４６】
その後、ターボファン10を仮組み状態のまま、上記接合から連続又は断続して、ホーンＨを用いて突起11cの先端に更に超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加えると、突起11cは、図７(a)に示すように、ホーンＨによる継続的な加圧で矢印Ｄに示す方向に溶融変形を開始する。
【００４７】
図７(a)に示す突起11cからの溶融変形は、主板12における、貫通孔12Aの外表面12fに、貫通孔12Aの開口縁部に沿って切り欠いた段部12sが形成されているため、図７(b)に示すように、段部12sを埋没させるように変形し、主板12と溶着してなる溶融変形部11eを形成する。
【００４８】
これにより、羽根部材11と主板12との相互間は、先ず、超音波振動エネルギEwと圧力Ｐとによって突起11cの先端から溶融した溶融変形部11eが主板12の外表面12fに溶着することにより、一体に接合され、本来の溶着部M1と異なる新たな溶着部M3を形成する。しかも、本形態に係る突起11cの先端には、図３，４に示すように、突起11cの長手方向に沿って伸びる一筋の溝部11gが形成されている。この溝部11gによれば、当該溝部11gを起点に突起11cの溶融変形を、段部12sを埋没させるように拡大させることができる。
【００４９】
更に、突起11cからの溶融変形が進行し、図７(b)に示すように、突起11cの先端面と、主板12の外表面12fとが同一の表面レベルに達すれば、ホーンＨは、突起11cの先端が完全に溶融して主板12の外表面12fよりも低い位置にある場合には、主板12に、図７(b)の矢印に示すように、超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加え、又は、突起11cの先端が完全に溶融せずに主板12の外表面12fと同一の表面レベルにある場合には、突起11cと共に主板12に、図７(b)の矢印に示すように、超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加える。
【００５０】
このようにホーンＨを介して超音波振動エネルギEwと圧力Ｐとを加え続ければ、超音波振動エネルギEwが羽根部材11の端部11aと主板12の裏面12rにおける貫通孔12Aの開口縁部付近との相互間に集中すると共に、主板12がホーンＨと羽根部材11の端部11aとにより加圧状態に挟持される。
【００５１】
これにより、上記溶着部M3が形成されるのに引き続き、羽根部材11の端部11aと主板12の裏面12rとの相互間が超音波溶着により一体に接合され、本来の溶着部M1としてなる。
【００５２】
特に、本形態に係る主板12の裏面12rには、図７に示すように、羽根部材11の端部11aと対向する位置にそれぞれ、一筋の突状の溶着用ビードb3が一体に形成されている。この場合、主板12に与えられた振動エネルギEwは、溶着用ビードb3に集中し、当該溶着用ビードb3と対向する羽根部材11の端部11aに摩擦熱を発生させるため、ビードb3の溶融を起点とした周辺樹脂の溶融により、羽根部材11の端部11aと、主板12の裏面12rとの相互間は更に強固に溶着される。
【００５３】
上述したように、本発明に従う遠心ファン10では、主板12及びシュラウド13のうちの主板12が、当該主板12を貫通する貫通孔12Aを有し、また、貫通孔12Aと対向する端部11aが、貫通孔12Aを貫通する突起11cを有しており、更に、この突起11cの先端は、主板12の貫通孔12Aを貫通した部分に、当該突起11cからの溶融変形により主板12と溶着して新たな溶着部Ｍ3を形成する溶融変形部11eを一体に有するから、性能向上を目的に複雑な形状の羽根部材11を採用したことにより、羽根部材11と主板12及びシュラウド13との３つの部品を個々に仮組みして接合せざるを得ない場合であっても、本発明に係る上記構成は、羽根部材11と主板12及びシュラウド13を一体に仮組みした後、主板12を貫通する突起11cの先端に超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加え、更に主板12に（突起11cの先端が溶融により主板12の外表面と表面レベルが同一である場合には突起11cと共に）超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加えることで実現できる。
【００５４】
このため、遠心ファン10によれば、羽根部材11と主板12及びシュラウド13との３つの部品を個々に仮組みして接合する場合であっても、３つの部品を一度に仮組みした状態で溶着することにより製造できるため、従来と比べて組み付け接合に要する作業工程の削減により、生産性が高く、生産コストの抑制も図れた遠心ファンを提供できる。
【００５５】
しかも、遠心ファン10は、従来のように、主板12に与えた超音波振動エネルギEwを羽根部材11を介してシュラウド13に伝播させるのではなく、羽根部材11の端部11aに設けた突起11cを介して主板12及びシュラウド13それぞれに直接超音波振動エネルギEwを伝播させることにより実現可能な構成であるから、羽根部材11と主板12及びシュラウド13との３つの部品を溶着するに当たっては、主板12を貫通する突起11cの先端に超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加える場合と、更に主板12に（突起11cの先端が完全に溶融してない場合には突起11cと共に）超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加える場合との各段階を経て確実に溶着されることになり、主板12側における部分的な溶着不足や過剰な溶着を生じることなく、従来に比べて、主板12側における溶着強度の向上が図られ、更に、突起11cを貫通孔12Aに挿入又は嵌合させて位置決めされたことにより主板12側における寸法精度の向上が図られた遠心ファンを提供できる。
【００５６】
また、上述の製造方法によれば、羽根部材11と主板12及びシュラウド13とを仮組みに当たり、主板12に形成した貫通孔12Aに、この貫通孔12Aと対向する、羽根部材11の端部11aに一体に形成した突起11cを貫通させて、当該突起11cの先端を主板12から露出させ、次いで、主板12及びシュラウド13を複数の羽根部材11に溶着させるに当たり、突起11cの先端に超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加えて、当該主板12から遠いシュラウド13と羽根部材11の端部11bとを溶着させると同時に、又は、溶着させた後に、突起11cの先端に超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加えて、突起11cを溶融させて当該突起11cの先端を主板12の外表面12fに溶着させ、更に、主板12に（突起11cの先端が溶融により主板12の外表面と表面レベルが同一である場合には突起11cと共に）超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加えて当該主板12と羽根部材11の端部11aとを溶着させるため、従来のように、主板12に羽根部材11を仮組みして溶着する工程と、シュラウド13を更に仮組みして溶着する工程との２つの作業工程を経る必要がない。
【００５７】
従って、上述の製造方法によれば、羽根部材11と主板12及びシュラウド13との３つの部品を個々に仮組みして接合する場合であっても、３つの部品を一度に仮組した状態で溶着できるため、従来と比べて組み付け接合に要する作業工程が削減されることにより、生産性が向上し、生産コストの抑制も図ることができる。
【００５８】
しかも、上述の製造方法は、従来のように、主板12に与えた超音波振動エネルギEwを羽根部材11を介してシュラウド13に伝播させるのではなく、羽根部材11の端部11aに設けた突起11cを介して主板12及びシュラウド13それぞれに直接超音波振動エネルギEwを伝播させるから、羽根部材11と主板12及びシュラウド13の３つの部品を溶着するに当たっては、主板12を貫通する突起11cの先端に超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加える場合と、更に主板12に（突起11cの先端が溶融により主板12の外表面と表面レベルが同一である場合には突起11cと共に）超音波振動エネルギEwを与えつつ圧力Ｐを加える場合との各段階を経て確実に溶着されることになり、主板12側における部分的な溶着不足や過剰な溶着を生じることなく、従来に比べて、主板12側における溶着強度の向上を図ることができ、更に、突起11cを貫通孔12Aに挿入又は嵌合させて位置決めできることにより、主板12側における寸法精度の向上を図ることができる。
【００５９】
上述したところは、本発明の好適な形態であるが、当業者によれば、特許請求の範囲内で種々の変更を加えることができる。例えば、突起11cは一筋の突起であったが、かかる突起11cは間欠的に設けてもよい。
【００６０】
また、羽根部材11の端部11bと、シュラウド13の接合面13aとを溶着させる構成は、図１１及び図１２で説明した構成等、目的や用途等に応じて適宜変更することができる。更に、ホーンＨは、主板12の外表面12fがほぼ平坦であることから、主板12側から接近させているが、シュラウド13側から接近させてもよく、この場合、突起11cを羽根部材11のシュラウド13の方向に位置する端部11bに形成すると共に、貫通孔12Aをシュラウド13に形成することが好ましい。
【００６１】
加えて、本発明は、図８等で説明した比較的平面な形状の羽根部材を有する遠心ファン及びその製造方法としても採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
エアコンに代表される空調機器等以外にも、ボイラーの給排機、自動車等の抵抗の多いダクトにおける給排機、化学工業、鉄鋼業、半導体工場等の各種工場で発生するガスの洗浄用給排機、又は、下水処理場・汚水処理場等で発生するガスの洗浄用給排機等に採用される遠心ファン及びその製造方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】(a),(b)はそれぞれ、本発明の一形態であるターボファン10の斜視図及び同形態を反転させた状態の側面図である。
【図２】図１(b)の同ターボファンを分解した状態の斜視図である。
【図３】同形態における羽根部材、主板及びシュラウドを仮組みする際の手順を示す斜視図である。
【図４】同形態における羽根部材と主板とを仮組みした状態を拡大して示す斜視図である。
【図５】仮組みした状態の同ターボファンを、ホーンを用いて超音波溶着させる状態を示す斜視図である。
【図６】仮組みした状態の同ターボファンを加圧すると共に超音波振動エネルギを与えたときの状態を例示する要部断面図である。
【図７】(a),(b)はそれぞれ、仮組みした状態の同ターボファンにおける、羽根部材の突起からの溶融変形の動きを説明する要部拡大断面図及び同ターボファンにおける羽根部材の溶融変形部を超音波振動エネルギの伝播経路と共に示す要部拡大断面図である。
【図８】遠心ファンの一例であるターボファンの斜視図である。
【図９】図８のターボファンを、主板と羽根部材とを一体成形した半製品と、この半製品における羽根部材に溶着されるシュラウドとに分解して示す斜視図である。
【図１０】仮組みした状態の同ターボファンを、ホーンを用いて超音波溶着させる状態を示す斜視図である。
【図１１】仮組みした状態の同ターボファンを加圧すると共に超音波振動エネルギを与えたときの状態を例示する要部断面図である。
【図１２】(a),(b)はそれぞれ、仮組みした状態の同ターボファンの羽根部材とシュラウドとの溶着に際し、溶着用ビードを用いた場合の溶着前後を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
10   ターボファン（遠心ファン）
11   羽根部材
11a  羽根部材の端部の一方
11b  羽根部材の端部の他方
11c  突起
11d  シュラウド仮組み用凹部
11e  溶融変形部
11g  溝部
12   主板（一方の支持板）
12A  貫通孔
12f  主板外表面
12r  主板裏面
12s  溶融変形部埋設用段部
13   シュラウド（他方の支持板）
13a  シュラウドの接合面
13p  羽根部材仮組み用凸部
b1,b2,b3  溶着用ビード
Ew  超音波振動エネルギ
Ｈ   超音波溶着機ホーン
M1,M2 溶着部
Ｐ   圧力
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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