(57)【要約】【課題】翼板に対して騒音防止用のスリットを簡単に形成できると共に、遠心多翼ファンの製造効率を高める成形金型を提供する。【解決手段】翼板外側形成溝１１４を有する下金型１１０と、スリット形成用突起１２５Ａ、１２５Ｂが突設された側壁をもつ翼板内側形成溝１２１を有する上金型１２０と、上金型１２０の上方より翼板内側形成溝１２１内に挿入される細長い板状の抜き片１３１を備えた抜き金型１３０とでなり、樹脂材料で成形を行った後、抜き金型と下金型とを上金型から抜き取り、上金型に対して遠心多翼ファン１００を僅かに回動させることにより、上金型から遠心多翼ファン１００の成形品を容易に抜き取ることができる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体形状をなす底板（１０１）の一方の表面側の周縁部に、前記底板（１０１）の回転軸と平行をなすように、多数の翼板（１０２）が円周方向に沿って間隔を隔てて立設され、前記翼板（１０２）同士の間に空気流路が介在されると共に、前記翼板（１０２）における前記底板（１０２）径方向内側部分に、前記回転軸と平行をなす方向に沿ってスリット（１０５Ａ、１０５Ｂ）が形成された遠心多翼ファン（１００）の成形金型であって、
容器形状をなし、前記底板（１０１）下面を形成するための底板下面形成部（１１１）が内底部に形成され、前記翼板（１０２）における前記径方向外側の部分を形成するための翼板外側形成溝（１１４）が内周面に形成された下金型（１１０）と、
前記下金型（１１０）の内側に嵌合される円筒容器形状であって、前記下金型（１１０）に形成された前記翼板外側形成溝（１１４）と対応するように外周面に形成され、前記翼板（１０２）の径方向内側の部分を形成すると共に、前記翼板（１０２）の厚さの２倍の長さよりも溝幅寸法が長く、且つ一方の側壁に前記スリット（１０５Ａ、１０５Ｂ）を形成するためのスリット形成用突起（１２５Ａ、１２５Ｂ）が突設された翼板内側形成溝（１２１）を備える上金型（１２０）と、
前記上金型（１２０）の上方より前記翼板内側形成溝（１２１）内に挿入される細長い板状の抜き片（１３１）を備えた抜き金型（１３０）と、を備えてなることを特徴とする遠心多翼ファン（１００）の成形金型。
【請求項２】
請求項１記載の遠心多翼ファン（１００）の成形金型であって、
前記翼板内側形成溝（１２１）の両側の側壁（１２４）のうち、少なくとも前記遠心多翼ファン（１００）の回転駆動方向側の側壁（１２４）は、前記回転駆動方向と反対側へ向けて膨出するように湾曲しており、前記回転駆動方向側の側壁（１２４）に、前記スリット形成用突起（１２５Ａ、１２５Ｂ）が、前記翼板（１０２）の厚さ寸法と同一寸法だけ突出するように設けられていることを特徴とする遠多翼ファン（１００）の成形金型。
【請求項３】
請求項２記載の遠心多翼ファン（１００）の成形金型であって、
前記スリット形成用突起（１２５Ａ、１２５Ｂ）は、先端に向けて漸次幅狭に形成された断面台形状であることを特徴とする遠心多翼ファン（１００）の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などに用いられる空調装置の送風機を構成する遠心多翼ファンの成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用空調装置は、ダクトの上流端に、電動モータにより回転駆動される遠心多翼ファンを備えている。自動車用空調装置の運転時にはこの遠心多翼ファンを回転させて、自動車室内または自動車室外から空気を吸入し、この空気を上記ダクト内に送り込んでいる。このようにしてダクト内に送り込まれた空気は、このダクト内に配設されたエバポレータやヒータコアなどを通過することにより所望の温度に調整されてから、ダクトの下流端に設けた吹き出し口より、自動車室内に吹き出すようになっている。
【０００３】
このような自動車用空調装置に組み込む遠心多翼ファンとしては、翼板に縦方向にスリットを形成して、騒音の低減を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなスリットが形成された翼板を備えた遠心多翼ファンでは、大きな送風量を確保すると共に、稼働時に発生する気流騒音を低減することが知られている。このような遠心多翼ファンを製造する場合は、翼板や、底板などの構成部材を別々に製造して、これらを組み付けて一体化させる方法もあるが、工数などを勘案すると一体成形で形成することが好ましい。
【０００４】
具体的には、図７に示すように、この遠心多翼ファン１０は、中央に上側（図中上側）へ膨らむボス部１Ａが形成された平面輪郭が円形の底板１と、この底板１の周縁部に等間隔に立設された多数（例えば、４０本前後）の翼板２と、これら翼板２の上部が固設されたリング状のリム板３とから構成されている。そして、それぞれの翼板２の内径側の部分には、縦方向にスリット４Ａ、４Ｂが形成されている。
【０００５】
そして、このような構造の遠心多翼ファン１０を一体成形する製造方法としては、図示しない上金型と、下金型と、図７に示すように、上金型の上側から翼板２の中間部の位置まで挿入されて抜き跡がスリット４Ａを形成するための刃物状板部５を多数備えた剣山状の上抜き金型と、下金型の下側から翼板２の中間部の位置まで挿入されて抜き跡がスリット４Ｂを形成するための刃物状板部６を多数備えた剣山状の下抜き金型と、をセットし、キャビティー内に合成樹脂を注入して射出成形が行われる。図７に示すように、スリット４Ａの上部は、スリット４Ａの前後の翼板２部分を跨いで連結するように支持部７が形成されている。このスリット４Ａを支持部７が跨ぐ形状であるため、上抜き金型の刃物状板部５の抜き取りが可能になっている。一方、スリット４Ｂの下端部が位置する底板１部分には、下抜き金型の刃物状板部６を下側へ抜けるように開口部８が、それぞれの部分に形成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３０６７９６号公報、第９頁、図１６
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の遠心多翼ファンの製造方法では、スリット４Ａ、４Ｂを形成するための刃物状板部５、６が、４ｃｍ〜８ｃｍに及ぶ細長い抜き型であるため、スリット４Ａ、４Ｂを有しない遠心多翼ファンの金型に比較して金型の精度や寿命が低下するという問題点があった。
【０００８】
具体的には、上述した従来の遠心多翼ファンでは、上下の抜き金型のそれぞれ対応する刃物状板部５、６の位置合わせの精度や、刃物状板部５、６の撓みによる精度誤差などが発生するという問題点があった。
【０００９】
また、刃物状板部５、６は、それぞれ多数（４０本前後）であり、加えて、上下方向の引き抜きストロークが長いものであるため、高剛性で且つ変形しにくい材料で形成する必要があった。しかし、いくら高剛性で変形しにくい材料であっても、刃物状板部５、６のような細長いものに適用した場合は、折れたり曲がったりすることは回避できないものであった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、翼板に対して騒音防止用のスリットを簡単に形成できると共に、遠心多翼ファンの製造効率を高める耐久性の高い成形金型を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、回転体形状をなす底板の一方の表面側の周縁部に、前記底板の回転軸と平行をなすように、多数の翼板が円周方向に沿って間隔を隔てて立設され、前記翼板同士の間に空気流路が介在されると共に、前記翼板における前記底板径方向内側部分に、前記回転軸と平行をなす方向に沿ってスリットが形成された遠心多翼ファンの成形金型であって、容器形状をなし、前記底板下面を形成するための底板下面形成部が内底部に形成され、前記翼板における前記径方向外側の部分を形成するための翼板外側形成溝が内周面に形成された下金型と、前記下金型の内側に嵌合される円筒容器形状であって、前記下金型に形成された前記翼板外側形成溝と対応するように外周面に形成され、前記翼板の径方向内側の部分を形成すると共に、前記翼板の厚さの２倍の長さよりも溝幅寸法が長く、且つ一方の側壁に前記スリットを形成するためのスリット形成用突起が突設された翼板内側形成溝を備える上金型と、前記上金型の上方より前記翼板内側形成溝内に挿入される細長い板状の抜き片を備えた抜き金型と、を備えてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明では、下金型内に上金型を収容し、上金型の翼板内側形成溝内に上方から抜き金型の抜き片を挿入した状態で、樹脂材料を成形金型内に遠心多翼ファンを成形できる。遠心多翼ファンを成形した後は、抜き金型を上金型の上方へ抜き取り、下金型を上金型に対して相対的に下方へ抜き取り、翼板内側形成溝１２１の幅方向に翼板を移動させる（遠心多翼ファンを上金型に対して回転させる）ことにより、翼板をスリット形成用突起から抜き出すことができ、遠心多翼ファンを上金型の下方に抜き出すことが可能となる。このように、翼板にスリットを形成することにより、隣接する翼板の圧力面側に流れ込んだ流入風が、翼板の半径方向の最も内側の端部で剥離流入した流入風に運動量を供給して、隣接する翼板の流入風の運動量を回復させる。その結果、流入損失を減らすと同時に翼板間の偏流を一様化させると共に、剥離渦による騒音を低減させることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の遠心多翼ファンの成形金型であって、前記翼板内側形成溝の両側の側壁のうち、少なくとも前記遠心多翼ファンの回転駆動方向側の側壁は、前記回転駆動方向と反対側へ向けて膨出するように湾曲しており、前記回転駆動方向側の側壁に、前記スリット形成用突起が、前記翼板の厚さ寸法と同一寸法だけ突出するように設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明では、翼板を湾曲方向へ移動させることにより、翼板内側形成溝のスリット形成用突起から容易に外すことができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の遠心多翼ファンの成形金型であって、前記スリット形成用突起は、先端に向けて漸次幅狭に形成された断面台形状であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、スリット形成用突起が先端に向けて漸次幅狭になっているため、翼板をスリット形成用突起から更に外し易くなる。このため、形成された翼板のスリットは、湾曲方向と反対面（凹面）側が広く、湾曲方向側が狭くなり、スリットを抜ける風を回転方向の斜め外側へ流入し易くすることができ、隣接する翼板の圧力面側に流れ込んだこの流入風が、翼板の半径方向の最も内側の端部で剥離流入した流入風に運動量を供給して、隣接する翼板の流入風の運動量を回復させる。その結果、流入損失を減らすと同時に翼板間の偏流を一様化させると共に、剥離渦による騒音を低減させる作用を向上できる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、簡単な構造で容易にスリット付きの遠心多翼ファンを製造でき、成形金型の耐久性を高めることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、翼板内側形成溝の両側の側壁のうち、少なくとも前記遠心多翼ファンの回転駆動方向側の側壁は、前記回転駆動方向と反対側へ向けて膨出するように湾曲させたことにより、スリット形成用突起がスリットから抜け出すように翼板を引き剥がし易く、離型時の翼板の損傷を防止できる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、翼板のスリットからスリット形成用突起をさらに抜き出し易くすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る遠心多翼ファンの成形金型の詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。本実施の形態は、自動車用空調装置のブロワーとして用いられる遠心多翼ファンに本発明を適用したものである。なお、本実施の形態に係る遠心多翼ファンの成形金型の説明に先駆けて、成形金型を用いて製造された遠心多翼ファンの構成を説明する。なお、実施の形態の説明においては、便宜的に遠心多翼ファンの回転軸方向を図に従って上下方向として説明するが、遠心多翼ファンの配置態様はこれに限られるものではない。
【００２１】
［遠心多翼ファンの構成］
図１は本実施の形態に係る成形金型で製造した遠心多翼ファンの斜視図、図２は遠心多翼ファンの翼板を回転軸と直交する面で切断した状態を示す断面図である。図１に示すように、この遠心多翼ファン１００は、底板１０１と、多数（例えば、４０本程度）翼板１０２と、リム板１０３とが樹脂材料によって一体成形されてなる。
【００２２】
底板１０１の中央には、上方へ向けて略円錐状に膨出したボス部１０４が形成されている。このボス部１０４の裏面側は、略すり鉢状の凹部となっており、この凹部に回転駆動用のモータが配置されるようになっている。
【００２３】
翼板１０２は、底板１０１周縁部には、円周方向に沿って所定間隔を隔てて立設されている。これら翼板１０２は、図１に矢印ａで示す回転駆動方向とは逆の方向に、幅方向の中央が湾曲して膨出するように形成されている。そして、それぞれの翼板１０２における半径方向の内側に位置する部分には、縦方向（回転軸方向）に沿ってスリット１０５Ａ、１０５Ｂが形成されている。なお、これらスリット１０５Ａ、１０５Ｂは、互いに分離されたものであり、スリット１０５Ａの上端部は翼板１０２の上縁までは至らないように形成されており、スリット１０５Ｂの下端部は翼板１０２の下縁までは至らないように形成されている。
【００２４】
そして、これらスリット１０５Ａ、１０５Ｂは、図２に示すように、翼板１０２における回転駆動方向ａと略逆の方向へ向けて漸次幅狭となるように、半径方向の両側壁がテーパ面１０６、１０７で形成されている。
【００２５】
リム板１０３は、多数の翼板１０２の上端部同士を連結するように設けられた環状の板であり、これら翼板１０２に一体化している。
【００２６】
以上、遠心多翼ファン１００の構成について説明したが、上記したようなテーパ面１０６、１０７とすることにより、後述する成形金型からワーク（成型品）を取り出し易くすることができる。
【００２７】
また、スリット１０５Ａ、１０５Ｂをこのような構造とすることにより、以下のような作用、効果を持つ。すなわち、図３に示すように、遠心多翼ファン１００の中央部から取り入れられた流入風Ａ１は、翼板１０２の回転駆動方向ａの前面である圧力面１０２Ａ側に偏流して流れ込み、この流入風Ａ１の一部がスリット１０５Ａ（１０５Ｂ）を通して圧力の低い負圧面１０２Ｂ側に流れ込み、隣接する翼板１０２の圧力面１０２Ａ側に流れ込んだ流入風Ａ２が、翼板１０２の半径方向の最も内側の端部で剥離流入した流入風Ａ２に運動量を供給して流入風Ａ２の運動量を回復させる。その結果、流入損失を減らすと同時に翼板１０２間の偏流を一様化させると共に、剥離渦による騒音を低減させることができる。なお、このように隣接する翼板１０２の流入風に対してスリット１０５Ａ、１０５Ｂから流入風の一部を流入させて運動量注入効果を出すには、流入主流に比べて適度の量とし、流入量が多いと漏れ損失となる。
【００２８】
［遠心多翼ファンの成形金型］
本実施の形態に係る成形金型は、図４に示すように、下金型１１０と、上金型１２０と、抜き金型１３０とから大略構成されている。
【００２９】
先ず、下金型１１０の構造について説明する。図４に示すように、下金型１１０は、円筒容器形状をなし、内底部に、上述した遠心多翼ファン１００の底板１０１の下面側を形成するための底板下面形成部１１１が形成されている。なお、底板下面形成部１１１の中央には、遠心多翼ファン１００のボス部１０４を形成するための略円錐形状の突出部１１２が形成されている。また、底板下面形成部１１１の周縁部分には、底板１０１より下方に突出する翼板１０２の部分を形成するための翼板下端部形成溝１１３が形成されている。さらに、下金型１１０の内周面には、翼板下端部形成溝１１３の外側端部から連続して立ち上がり、翼板１０２における径方向外側の部分を形成するための翼板外側形成溝１１４が形成されている。
【００３０】
なお、突出部１１２の頂部には、駆動用モータのシャフトを挿入する挿入孔を形成するためのシャフト挿入孔形成突起１１５が形成されている。また、下金型１１０の上端部の開口周囲の端面は、上述した遠心多翼ファン１００のリム板１０３の下面を形成するためのリム板下面形成部１１６となっている。
【００３１】
次に、図４を用いて上金型１２０について説明する。なお、図４に示す上金型１２０は、説明の便宜のために部分的に破断した状態を示している。上金型１２０は、上述した下金型１１０の内側に密に嵌合される径寸法の略円筒容器状である。この上金型１２０の下面には、遠心多翼ファン１００の底板１０１の上面を形成するための底板上面形成部（図示せず）が形成されている。
【００３２】
また、上金型１２０の外周面には、遠心多翼ファン１００の翼板１０２の径方向内側の部分を形成するための翼板内側形成溝１２１が形成されている。なお、この翼板内側形成溝１２１の溝幅は、翼板１０２の厚さ寸法の少なくとも２倍以上で隣接する翼板内側形成溝１２１まで及ばない範囲で比較的隙間寸法が長く設定されている。そして、この翼板内側形成溝１２１を形成する対向する側壁のうちの一方の側壁１２４（翼板１０２の湾曲内側と面する側壁）には、回転軸方向に沿って、スリット形成用突起１２５Ａ、１２５Ｂが他方の側壁側へ向けて突設されている。このスリット形成用突起１２５Ａ、１２５Ｂの突出寸法は、遠心多翼ファン１００のスリット１０５Ａ、１０５Ｂの貫通する寸法、すなわち、翼板１０２の厚さ寸法と同一に設定されている。この翼板内側形成溝１２１には、後述する抜き金型１３０の抜き片１３１が挿入されるようになっている。
【００３３】
さらに、上金型１２０の上端部周縁には、外側に突出して周回して形成されたリム板上面形成部１２２が形成されている。また、リム板上面形成部１２２の内側の上端部分には、後述する抜き金型１３０の抜き片１３１が挿入できるように、上記した翼板内側形成溝１２１が露呈すると共に、抜き金型１３０の支持リング１３２が収納されるリング収納溝１２３が周回して形成されている。
【００３４】
次に、抜き金型１３０の構成を説明する。図４に示すように、抜き金型１３０は、上述した翼板内側形成溝１２１と同数の抜き片１３１が、環状の支持リング１３２の下面に円周方向に沿って所定間隔で垂下するように設けられている。これら抜き片１３１は、翼板内側形成溝１２１内に挿入された状態で、上金型１２０とともに、多翼ファン１００の翼板１０２の内側部分を成形するようになっている。なお、この抜き片１３１は、翼板１０２に比べて大幅に厚く形成されている。これは、翼板１０２同士の間隔が、翼板１０２の厚さ寸法に比べて長いため、抜き片１３１を厚くすることができるためである。
【００３５】
上記したような、下金型１１０と上金型１２０と抜き金型１３０とを組み合わせて、樹脂材料をキャビティ内に注入することにより、図１に示すような遠心多翼ファン１００が形成される。なお、図４では、成形金型に湯口などの樹脂を注入する部分が示されていないが、遠心多翼ファン１００を形成するキャビティに通じるように湯口などの樹脂注入部が形成されていることは云うまでもない。
【００３６】
［遠心多翼ファンの製造方法］
次に、本実施の形態に係る成形金型を用いて遠心多翼ファン１００を製造する方法を説明する。なお、図５は、これら成形金型を組み付けた状態における図４に示すＡ−Ａ断面図、図６は、成形後に下金型１１０と抜き金型１３０とを上金型１２０から取り除いて多翼ファン１００の成型品を取り外す状態を示す断面図である。
【００３７】
先ず、上述した下金型１１０と上金型１２０と抜き金型１３０とを、図４および図５に示すように組み合わせる。このとき、抜き金型１３０の抜き片１３１は、図５に示すように、上金型１２０の翼板内側形成溝１２１における湾曲する方向と反対側に位置する側壁に密着するように配置する。このため、抜き片１３１と翼板内側形成溝１２１とで、スリット１０５Ａ、１０５Ｂを有する翼板１０２の半径方向内側部分を成形するための空隙が形成できる。なお、図５に示すように、この空隙は、下金型１１０の翼板外側形成溝１１４と合致して連通するように、上、下金型１１０、１２０と抜き金型１３０とで位置決めされるようになっている。
【００３８】
次に、図５に示すように型を組んだ後、樹脂材料をキャビティ内に注入して遠心多翼ファン１００を成形する。その後、上金型１２０から抜き金型１３０と下金型１１０を回転軸方向へ移動させて取り外す。このとき、上金型１２０には遠心多翼ファン１００が保持されて残っている。次に、遠心多翼ファン１００を回転駆動方向と反対の方向に回すことにより、遠心多翼ファン１００の翼板１０２のスリット１０５Ａ、１０５Ｂからスリット形成用突起１２５Ａ、１２５Ｂが外れ遠心多翼ファン１００を上金型１２０の下方へ抜き出すことが可能となる。このようにして、上金型１２０から遠心多翼ファン１００を抜き取ることで、遠心多翼ファンの製造が終了する。
【００３９】
上述した本実施の形態に係る成形金型では、遠心多翼ファン１００を型抜きするときに、遠心多翼ファン１００を回転させるだけで、上金型１２０に引っ掛かることがなく容易に抜き取ることができ、スリット１０５Ａ、１０５Ｂを精度よく形成することができる。また、この成形金型では、遠心多翼ファン１００を回転して引き剥がすものであるため、翼板内側形成溝１２１を形成する対向する側壁のうちの一方の側壁１２４（翼板１０２の湾曲内側と面する側壁）に、回転軸方向に沿って、スリット形成用突起１２５Ａ、１２５Ｂが他方の側壁側へ向けて突設するだけでよく、型構造を簡単化することができる。また、上金型１２０から抜き取られた遠心多翼ファン１００の翼板１０２のスリット１０５Ａ、１０５Ｂの間の部分が翼板１０２と面一であるため、設計精度、設計強度が容易に実現できる。
【００４０】
以上、実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の設計変更が可能である。
【００４１】
例えば、上記した実施の形態では、図２に示したように、翼板１０２に形成するスリット１０５Ａ、１０５Ｂの両側の側壁をテーパ面１０６、１０７としたが、略テーパ状をなす湾曲面としてもよい。この場合は、スリット形成用突起１２５Ａ、１２５Ｂをその湾曲面に応じた突起形状とすればよい。
【００４２】
また、上記した上金型１３０には、２つのスリット形成用突起１２５Ａ、１２５Ｂを設けたが、遠心多翼ファン１００の翼板１０２に形成するスリット数に応じて単数でも３つ以上でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る成形金型を用いて製造した遠心多翼ファンの実施の形態を示す斜視図である。
【図２】実施の形態で製造された遠心多翼ファンの要部断面図である。
【図３】実施の形態で製造された遠心多翼ファンのスリットにおける送風状態を説明する断面説明図である。
【図４】実施の形態に係る遠心多翼ファンの成形金型を示す分解斜視図である。
【図５】実施の形態に係る成形金型の組み付け状態を示す図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施の形態に係る成形金型において、下金型と抜き金型を取り外した状態を示す断面図である。
【図７】従来例を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１００  遠心多翼ファン
１０１  底板
１０２  翼板
１０５Ａ、１０５Ｂ  スリット
１１０  下金型
１１１  底板下面形成部
１１４  翼板外側形成溝
１２０  上金型
１２１  翼板内側形成溝
１２４  側壁
１２５Ａ、１２５Ｂ  スリット形成用突起
１３０  抜き金型
１３１  抜き片
【図１】
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【図２】
2004322445.tif 000004
【図３】
2004322445.tif 000005
【図４】
2004322445.tif 000006
【図５】
2004322445.tif 000007
【図６】
2004322445.tif 000008
【図７】
2004322445.tif 000009