(57)【要約】【課題】回転軸線周りに環状に配置される複数のブレードと、ブレードの回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部に対向して配置される主板及びシュラウドと、の相互間を溶着させてなる、遠心ファンの羽根車、を安価に製造できるようにする。【解決手段】羽根車（８）の製造装置（１００）は、ブレード（７０）及び主板（６０）に対して超音波振動を付与する主板側超音波ホーン（１１１）と、ブレード（７０）及びシュラウド（８０）に対して超音波振動を付与するシュラウド側超音波ホーン（１１２）と、を有する。主板側超音波ホーン（１１１）は、主板（６０）を貫通して主板側ブレード軸端部（７１）の一部に達するまで挿入される主板側挿入部（１１３）を有し、シュラウド側超音波ホーン（１１２）は、シュラウド（８０）を貫通してシュラウド側ブレード軸端部（７２）の一部に達するまで挿入されるシュラウド側挿入部（１１４）を有する。【選択図】図１６
2017120057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線周りに環状に配置される複数のブレード（７０）と、前記ブレードの前記回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部（７１、７２）に対向して配置される主板（６０）及びシュラウド（８０）と、の相互間を溶着させてなる、遠心ファン（４）の羽根車（８）の製造装置において、
前記２つのブレード軸端部の一方である主板側ブレード軸端部と前記主板との相互間を溶着させるために前記ブレード及び前記主板に対して超音波振動を付与する主板側超音波ホーン（１１１）と、
前記２つのブレード軸端部の他方であるシュラウド側ブレード軸端部と前記シュラウドとの相互間を溶着させるために前記ブレード及び前記シュラウドに対して超音波振動を付与するシュラウド側超音波ホーン（１１２）と、
を備えており、
前記主板側超音波ホーンは、前記主板を貫通して前記主板側ブレード軸端部の一部に達するまで挿入される主板側挿入部（１１３）を有しており、
前記シュラウド側超音波ホーンは、前記シュラウドを貫通して前記シュラウド側ブレード軸端部の一部に達するまで挿入されるシュラウド側挿入部（１１４）を有している、
遠心ファンの羽根車の製造装置（１００）。
【請求項２】
前記主板側超音波ホーンは、前記主板側挿入部を前記主板側ブレード軸端部の翼長方向に沿って複数個有しており、
前記シュラウド側超音波ホーンは、前記シュラウド側挿入部を前記シュラウド側ブレード軸端部の翼長方向に沿って複数個有している、
請求項１に記載の遠心ファンの羽根車の製造装置。
【請求項３】
前記主板側超音波ホーン及び前記シュラウド側超音波ホーンは、前記複数のブレードのいずれか１つと前記主板及び前記シュラウドとの相互間の溶着を行うように設けられており、
前記主板側超音波ホーン及び前記シュラウド側超音波ホーンに対して、前記複数のブレードのいずれか１つを位置合わせすることが可能になるように、前記主板、前記複数のブレード及び前記シュラウドを前記回転軸線周りに回転自在に支持する羽根車支持装置（１０２）をさらに備えている、
請求項１又は２に記載の遠心ファンの羽根車の製造装置。
【請求項４】
前記主板側超音波ホーンによって前記主板側ブレード軸端部と前記主板との相互間を溶着させるにあたり、前記シュラウドを前記主板側に押圧するシュラウド押圧装置（１０３、１０４）をさらに備えている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心ファンの羽根車の製造装置。
【請求項５】
前記シュラウド押圧装置は、前記シュラウドのうち前記主板側挿入部が前記主板及び前記主板側ブレード軸端部に挿入される部分の前記回転軸線方向に対向する部分を前記主板側に押圧する、
請求項４に記載の遠心ファンの羽根車の製造装置。
【請求項６】
前記主板側超音波ホーンによって前記主板側ブレード軸端部と前記主板との相互間を溶着させるにあたり、前記主板側ブレード軸端部の翼後縁側の部分と前記主板のうち前記主板側挿入部が前記主板及び前記主板側ブレード軸端部に挿入される部分よりも前記ブレードの翼後縁側の部分との間に隙間が確保されるように、前記主板を撓み変形させる非溶着装置（１０５）をさらに備えている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心ファンの羽根車の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ファンの羽根車の製造装置、特に、回転軸線周りに環状に配置される複数のブレードと、ブレードの回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部に対向して配置される主板及びシュラウドと、の相互間を溶着させてなる、遠心ファンの羽根車の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置や空気清浄機等においては、空気の吸入や供給、排出のために遠心ファンが使用されることがある。遠心ファンを構成する羽根車は、主として、回転軸線周りに環状に配置される複数のブレードと、ブレードの回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部に対向して配置される主板及びシュラウドと、を有している。
【０００３】
そして、このような遠心ファンの羽根車として、特許文献１、２（特開２００８−１１１３９３号公報、特開２０１５−８６８２７号公報）に示すように、ブレードの主板側のブレード軸端部と主板との相互間、及び、ブレードのシュラウド側の軸端部とシュラウドとの相互間、を超音波溶着させてなるものがある。これにより、主板側ブレード軸端部と主板との相互間には、主板側溶着部が形成され、シュラウド側ブレード軸端部とシュラウドとの相互間には、シュラウド側溶着部が形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、超音波溶着によって遠心ファンの羽根車を製造するにあたり、主板側溶着部やシュラウド側溶着部をなす部分にエッジを形成しておき、超音波振動を付与してエッジを溶融させるようにしている。また、特許文献２においては、超音波溶着によって遠心ファンの羽根車を製造するにあたり、主板側溶着部やシュラウド側溶着部をなす部分に貫通孔及び貫通孔を貫通する突起を設けておき、超音波振動を付与して突起先端を溶融変形させるようにしている。
【０００５】
しかし、特許文献１、２の超音波溶着の手法では、主板側溶着部やシュラウド側溶着部をなす部分にエッジや貫通孔、突起を予め形成しておく必要があるため、これらの部分を形成するための金型や成形加工のコストアップが発生してしまい、主板側溶着部やシュラウド側溶着部の面積も大きくなる。そして、主板側溶着部やシュラウド側溶着部の面積が大きくなると、超音波振動を付与するための超音波ホーンや超音波発振器が大型化することによるコストアップも発生する。特に、特許文献２のように、主板全体を覆うサイズの超音波ホーンを採用すると、超音波ホーンや超音波発振器の大型化が過大なものになる。
【０００６】
このように、上記従来の超音波溶着の手法では、溶着に必要なエッジや貫通孔、突起を予め形成しておくための金型や成形加工のコストアップ、溶着部の面積の増大、及び、超音波ホーンや超音波発振器の大型化によって、遠心ファンの羽根車を安価に製造することが難しい。
【０００７】
本発明の課題は、回転軸線周りに環状に配置される複数のブレードと、ブレードの回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部に対向して配置される主板及びシュラウドと、の相互間を溶着させてなる、遠心ファンの羽根車、を安価に製造できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置は、回転軸線周りに環状に配置される複数のブレードと、ブレードの回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部に対向して配置される主板及びシュラウドと、の相互間を溶着させてなる遠心ファンの羽根車の製造装置である。この遠心ファンの羽根車の製造装置は、２つのブレード軸端部の一方である主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させるためにブレード及び主板に対して超音波振動を付与する主板側超音波ホーンと、２つのブレード軸端部の他方であるシュラウド側ブレード軸端部とシュラウドとの相互間を溶着させるためにブレード及びシュラウドに対して超音波振動を付与するシュラウド側超音波ホーンと、を有している。そして、ここでは、主板側超音波ホーンが、主板を貫通して主板側ブレード軸端部の一部に達するまで挿入される主板側挿入部を有しており、シュラウド側超音波ホーンが、シュラウドを貫通してシュラウド側ブレード軸端部の一部に達するまで挿入されるシュラウド側挿入部を有している。
【０００９】
回転軸線周りに環状に配置される複数のブレードと、ブレードの回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部に対向して配置される主板及びシュラウドと、の相互間を溶着させてなる、遠心ファンの羽根車を安価に製造できるようにするためには、溶着に必要なエッジや貫通孔、突起を予め形成しておくための金型や成形加工を減らし、溶着部の面積を小さくし、超音波ホーンや超音波発振器を小型化する必要がある。
【００１０】
そこで、ここでは、上記のように、主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させるためにブレード及び主板に対して超音波振動を付与する主板側超音波ホーンを、主板を貫通して主板側ブレード軸端部の一部に達するまで挿入される主板側挿入部を有するものとしている。また、シュラウド側ブレード軸端部とシュラウドとの相互間を溶着させるためにブレード及びシュラウドに対して超音波振動を付与するシュラウド側超音波ホーンを、シュラウドを貫通してシュラウド側ブレード軸端部の一部に達するまで挿入されるシュラウド側挿入部を有するものとしている。このような主板側挿入部を有する主板側超音波ホーンは、ブレード及び主板に対して超音波振動を付与して、主板を貫通して主板側ブレード軸端部の一部まで達する凹みである主板側溶着穴が形成されるように主板側ブレード軸端部及び主板を溶融させて、主板側溶着穴を有する主板側溶着部を形成する。また、このようなシュラウド側挿入部を有するシュラウド側超音波ホーンは、ブレード及びシュラウドに対して超音波振動を付与して、シュラウドを貫通してシュラウド側ブレード軸端部の一部まで達する凹みであるシュラウド側溶着穴が形成されるようにシュラウド側ブレード軸端部及びシュラウドを溶融させて、シュラウド側溶着穴を有するシュラウド側溶着部を形成する。そして、このような溶着穴を有する溶着部であれば、従来の超音波溶着で必要なエッジや貫通孔、突起を予め形成しておくための金型や成形加工を減らすことができ、溶着部の面積を小さくすることができる。また、溶着部の面積が小さくなれば、超音波ホーンを小型化することができ、超音波発振器の出力も小さくすることができる。
【００１１】
このように、ここでは、回転軸線周りに環状に配置される複数のブレードと、ブレードの回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部に対向して配置される主板及びシュラウドと、の相互間を溶着させてなる、遠心ファンの羽根車、を安価に製造することができる。
【００１２】
第２の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置は、第１の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置において、主板側超音波ホーンが、主板側挿入部を主板側ブレード軸端部の翼長方向に沿って複数個有しており、シュラウド側超音波ホーンが、シュラウド側挿入部をシュラウド側ブレード軸端部の翼長方向に沿って複数個有している。
【００１３】
ここでは、主板側ブレード軸端部と主板との相互間、及び、シュラウド側ブレード軸端部とシュラウドとの相互間の溶着を強固なものとすることができる。
【００１４】
第３の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置は、第１又は第２の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置において、主板側超音波ホーン及びシュラウド側超音波ホーンが、複数のブレードのいずれか１つと主板及びシュラウドとの相互間の溶着を行うように設けられている。この遠心ファンの羽根車の製造装置は、主板側超音波ホーン及びシュラウド側超音波ホーンに対して、複数のブレードのいずれか１つを位置合わせすることが可能になるように、主板、複数のブレード及びシュラウドを回転軸線周りに回転自在に支持する羽根車支持装置をさらに有している。
【００１５】
ここでは、主板側ブレード軸端部と主板との相互間、及び、シュラウド側ブレード軸端部とシュラウドとの相互間の溶着を、複数のブレードの１つずつに対して順次行うことができるようになる。
【００１６】
これにより、ここでは、主板やシュラウド全体を覆うサイズの大型の超音波ホーンを用いて複数のブレードをまとめて溶着する場合に比べて、超音波ホーンをさらに小型化することができ、超音波発振器の出力もさらに小さくすることができる。
【００１７】
第４の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置は、第１〜第３の観点のいずれかにかかる遠心ファンの羽根車の製造装置において、主板側超音波ホーンによって主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させるにあたり、シュラウドを主板側に押圧するシュラウド押圧装置をさらに有している。
【００１８】
主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させるにあたり、主板側からブレード及び主板に対して超音波振動を付与する際には、主板側超音波ホーンによって主板がシュラウド側に向かって押圧されることになる。
【００１９】
そこで、ここでは、上記のようなシュラウド押圧装置を設けるようにしている。
【００２０】
これにより、ここでは、主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させるにあたり、シュラウドを主板側に向かって押圧することができ、主板側超音波ホーンによる主板側からの押圧力を受けることができる。
【００２１】
第５の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置は、第４の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置において、シュラウド押圧装置が、シュラウドのうち主板側挿入部が主板及び主板側ブレード軸端部に挿入される部分の回転軸線方向に対向する部分を主板側に押圧する。
【００２２】
ここでは、主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させるにあたり、シュラウドのうち主板側への最も押圧が必要な部分を適切に押圧することができる。
【００２３】
第６の観点にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置は、第１〜第５の観点のいずれかにかかる遠心ファンの羽根車の製造装置において、主板側超音波ホーンによって主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させるにあたり、主板側ブレード軸端部の翼後縁側の部分と主板のうち主板側挿入部が主板及び主板側ブレード軸端部に挿入される部分よりもブレードの翼後縁側の部分との間に隙間が確保されるように、主板を撓み変形させる非溶着装置をさらに有している。
【００２４】
ブレード及び主板に対して超音波振動を付与することによって、主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させると主板側超音波ホーンの主板側挿入部が挿入される部分に主板側溶着部が形成されるが、このとき、このような主板側溶着部よりも翼後縁側の部分にも超音波振動が伝わり、弱く溶着されるおそれがある。そして、主板側溶着部よりも翼後縁側の部分で弱く溶着されると、遠心ファンの運転時にこのような弱く溶着された部分が外れてしまい、異音を発生させるおそれがある。
【００２５】
そこで、ここでは、上記のように、主板側ブレード軸端部と主板との相互間を溶着させるにあたり、非溶着装置を用いて主板を撓み変形させることによって、主板側ブレード軸端部の翼後縁側の部分と主板との間に隙間を確保した状態で、主板のうち隙間よりも翼前縁側の部分からブレード及び主板に対して超音波振動を付与するようにしている。
【００２６】
これにより、主板側溶着部よりも翼後縁側の部分が弱く溶着されるのを防ぎ、遠心ファンの運転時における異音の発生を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、主板やシュラウドを貫通してブレード軸端部の一部に達するまで挿入される挿入部を有する超音波ホーンを用いてブレードと主板やシュラウドとの間を溶着する製造装置を採用することによって、遠心ファンの羽根車、を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置を用いて製造された羽根車を備えた遠心ファンが採用された空気調和装置の外観斜視図である。
【図２】空気調和装置の概略側面断面図である。
【図３】羽根車の外観斜視図である。
【図４】図３のＡ矢視図（シュラウドの一部を除いて図示）である。
【図５】図３のＢ矢視図（主板の一部を除いて図示）である。
【図６】図４のＣ部を拡大した図である。
【図７】図５のＤ部を拡大した図である。
【図８】図６及び図７のＩ−Ｉ断面を示す図である。
【図９】図７のＩＩ−ＩＩ断面及びＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。
【図１０】主板の一部を回転軸線方向ブレード側から見た図である。
【図１１】図７のＩＶ−ＩＶ断面及びＶ−Ｖ断面を示す図である。
【図１２】図７のＥ部を正圧面側から見た拡大断面図である。
【図１３】図６のＶＩ−ＶＩ断面を示す図である。
【図１４】羽根車の製造装置の概略平面図である。
【図１５】羽根車の製造装置の概略側面図である。
【図１６】羽根車の製造装置の概略正面図（羽根車支持装置を除いて図示）である。
【図１７】主板側超音波ホーン及びシュラウド側超音波ホーンの挿入部を示す概略図である。
【図１８】羽根車の製造装置の制御ブロック図である。
【図１９】羽根車の製造工程を示すフローチャートである。
【図２０】羽根車の製造工程における製造装置の各部の動作状況を説明する図である。
【図２１】主板側超音波ホーン及びシュラウド側超音波ホーンの挿入部を溶着箇所に挿入した状態を示す図である。
【図２２】非溶着装置を用いて主板の外周縁部を撓み変形させた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる遠心ファンの羽根車の製造方法の実施形態の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００３０】
（１）空気調和装置の全体構成
図１に本発明の一実施形態にかかる遠心ファンの羽根車の製造装置を用いて製造された羽根車を備えた遠心ファンが採用された空気調和装置１の外観斜視図（天井は省略）を示す。空気調和装置１は、ここでは、天井埋込型の空気調和装置であり、主として、内部に各種構成機器を収納するケーシング２と、ケーシング２の下側に配置された化粧パネル３と、を有している。
【００３１】
空気調和装置１のケーシング２は、下面が開口した箱状の部材であり、図２（空気調和装置１の概略側面断面図）に示されるように、空調室の天井に形成された開口に挿入されて配置されている。そして、化粧パネル３は、空調室の空気をケーシング２に吸入するために略中央に配置された吸入口３ａと、ケーシング２から空調室に空気を吹き出すために吸入口３ａの外周を囲むように配置された吹出口３ｂと、を有しており、天井の開口に嵌め込まれるように配置されている。
【００３２】
ケーシング２内には、主として、化粧パネル３の吸入口３ａを通じて空調室の空気をケーシング２内に吸入して外周方向に吹き出す遠心ファン４と、遠心ファン４の外周を囲む熱交換器５と、吸入口３ａから吸入される空気を遠心ファン４に案内するためのベルマウス６と、が配置されている。遠心ファン４は、ケーシング２の天板２ａの略中央に設けられたファンモータ７と、ファンモータ７に連結されて回転駆動される羽根車８と、を有している。
【００３３】
尚、遠心ファン４が設けられる空気調和装置１の具体例は、天井設置型のものに限定されるものではなく、他の型式であってもよい。そして、羽根車８の構成、羽根車８の製造方法及び羽根車８の製造装置については、後述する。
【００３４】
（２）羽根車の構成
次に、羽根車８の構成について、図３〜図１３を用いて説明する。ここで、図３は、羽根車８の外観斜視図である。図４は、図３のＡ矢視図（シュラウド８０の一部を除いて図示）である。図５は、図３のＢ矢視図（主板６０の一部を除いて図示）である。図６は、図４のＣ部を拡大した図である。図７は、図５のＤ部を拡大した図である。図８は、図６及び図７のＩ−Ｉ断面を示す図である。図９は、図７のＩＩ−ＩＩ断面及びＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す図である。図１０は、主板６０の一部を回転軸線Ｏ方向ブレード７０側から見た図である。図１１は、図７のＩＶ−ＩＶ断面及びＶ−Ｖ断面を示す図である。図１２は、図７のＥ部を正圧面側から見た拡大断面図である。図１３は、図６のＶＩ−ＶＩ断面を示す図である。
【００３５】
羽根車８は、主として、ファンモータ７に連結される円板状の主板６０と、主板６０の回転軸線Ｏ周りに主板６０の反ファンモータ７側に環状に配置された複数（ここでは、７枚）のブレード７０と、複数のブレード７０を主板６０との回転軸線Ｏ方向間に挟むように配置された環状のシュラウド８０と、を有している。ここで、羽根車８の回転方向をＲとする。
【００３６】
主板６０は、その中央部に、略円錐形状のハブ部６１が吸入口３ａ側に向かって突出するように形成された樹脂製の部材である。ハブ部６１には、主板６０の同心円上に並んで形成された長孔からなる複数（ここでは、３個）の冷却用空気孔６２等が形成されている。
【００３７】
シュラウド８０は、その外周部から中央部の開口に向かうにつれて吸入口３ａ側に湾曲しながら突出するベル形状の樹脂製の部材である。シュラウド８０を構成する樹脂素材は、特に限定されるものではないが、ここでは、主板６０と同じ樹脂素材が使用されている。また、シュラウド８０のベル形状をなす部分をシュラウド曲板部８１とする。
【００３８】
ブレード７０は、主板６０及びシュラウド８０とは別に成形された樹脂製の部材である。ブレード７０を構成する樹脂素材は、特に限定されるものではないが、ここでは、主板６０やシュラウド８０と同じ樹脂素材が使用されている。ブレード７０の回転軸線Ｏ方向側の一端部は、主板６０に対向して配置される主板側ブレード軸端部７１であり、主板６０に固定されている。ブレード７０の回転軸線Ｏ方向側の他端部は、シュラウド８０に対向して配置されるシュラウド側ブレード軸端部７２であり、シュラウド８０に固定されている。ブレード７０は、ここでは、羽根車８を回転軸線Ｏ方向に沿って見た際に、主板側ブレード軸端部７１がシュラウド側ブレード軸端部７２よりも後傾した翼形状を有しており、かつ、ブレード軸端部７１、７２同士が交差するように形成されている。つまり、ブレード７０は、主板６０とシュラウド８０との間をねじれながら回転軸線Ｏ方向に延びる三次元翼形状をなしている。ブレード７０は、主として、ブレード本体７３と、ブレード本体７３に嵌め込みにより装着されブレード本体７３との間に中空の空間Ｓを形成するブレード蓋体７４と、を有する中空ブレードであり、これにより、ブレード７０の軽量化が図られている。尚、ブレード７０の中空化は、２つの部材７３、７４の嵌め込み構造によるものではなく、ブロー成形等によるものであってもよい。また、ここでは、ブレード７０の翼後縁部に遠心ファン４の性能を向上させるための凹凸形状が形成されているが、凹凸形状を形成しなくても十分な性能が得られる場合には必ずしも形成しなくてもよい。
【００３９】
ブレード７０の主板側ブレード軸端部７１の主板６０への固定は、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させることによって行われており、その溶着部分が主板側溶着部８ａ、８ｂを形成している。第１主板側溶着部８ａは、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向の翼後縁寄りの部分に対応して配置されており、第２主板側溶着部８ｂは、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向の翼前縁寄りの部分に対応して配置されている。主板側溶着部８ａ、８ｂにはそれぞれ、主板６０を貫通して主板側ブレード軸端部７１の一部まで達する凹みである主板側溶着穴８ｄが形成されている。主板側溶着穴８ｄは、主板側溶着部８ａ、８ｂのそれぞれに対して、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向に沿って複数個（ここでは、３個）ずつ形成されている。尚、主板側溶着部８ａ、８ｂは２個に限定されるものではなく、また、主板側溶着穴８ｄの個数も３個に限定されるものではない。
【００４０】
ここで、主板６０は、主板側ブレード軸端部７１に対向する面であるブレード側主板面６３と、ブレード側主板面６３の回転軸線Ｏ方向の反対側の面である反ブレード側主板面６４と、を有している。そして、ここでは、反ブレード側主板面６４には、主板側ブレード軸端部７１に対応して凸状の反ブレード側主板凸部６５が形成されており、反ブレード側主板凸部６５には、凹状の反ブレード側主板凹部６５ａ、６５ｂが形成されており、主板側溶着部８ａ、８ｂが、反ブレード側主板凹部６５ａ、６５ｂに配置されている。第１ブレード側主板凹部６５ａは、第１主板側溶着部８ａに対応して配置されており、第２ブレード側主板凹部６５ｂは、第２主板側溶着部８ｂに対応して配置されている。すなわち、主板６０の主板側ブレード軸端部７１に対応する部分は、その周囲部分よりも板厚を少し大きくしているところ、この板厚が大きくなった部分の一部については板厚を小さくして、この板厚が小さくなった部分に主板側溶着部８ａ、８ｂを配置するようにしている。したがって、主板側溶着部８ａ、８ｂは、主板側ブレード軸端部７１と主板６０の反ブレード側主板凹部６５ａ、６５ｂが配置されている部分とが回転軸線Ｏ方向に重なり、この重なり部分に、主板６０を貫通して主板側ブレード軸端部７１まで達するように主板側溶着穴８ｄが形成されているのである。
【００４１】
また、主板側ブレード軸端部７１には、第１主板側溶着部８ａよりもブレード７０の翼後縁側の部分に、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との間に隙間を確保するための非溶着部８ｆが形成されている。ここでは、非溶着部８ｆは、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁部のうちブレード側主板面６３に対向する部分を切り欠いたような形状をなす部分である。尚、非溶着部８ｆは、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁部に形成されたものに限定されるものではなく、例えば、主板６０の主板側ブレード軸端部７１の外周縁部の主板側ブレード軸端部７１の翼後縁部に対向する部分を凹ませたような形状をなす部分であってもよい。
【００４２】
また、主板６０には、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分に沿うように堰部６６が形成されている。堰部６６は、主板６０のブレード側主板面６３から回転軸線Ｏ方向シュラウド８０側に向かって突出する壁状の部分である。堰部６６は、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分のうちブレード７０の正圧面側に沿って形成された正圧面側堰部６６ａと、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分のうちブレード７０の負圧面側に沿って形成された負圧面側堰部６６ｂと、を有している。尚、ここでは、負圧面側堰部６６ｂが主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分だけでなく、主板側ブレード軸端部７１の翼前縁側の部分にも配置されているが、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分だけに配置されていてもよい。
【００４３】
また、主板６０の主板側ブレード軸端部７１に対向する部分には、主板６０のブレード側主板面６３から回転軸線Ｏ方向シュラウド８０側に向かって突出する主板突起６７が形成されており、主板側ブレード軸端部７１には、主板突起６７に挿入可能な主板側ブレード孔７５が形成されている。ここでは、主板突起６７及び主板側ブレード孔７５は、２組あり、一方は、第２主板側溶着部８ｂよりもブレード７０の翼前縁側の部分に配置され、他方は、第１主板側溶着部８ａと第２主板側溶着部８ｂとの翼長方向間の部分に配置されている。すなわち、主板突起６７及び主板側ブレード孔７５によって、主板６０の所定位置にブレード７０が位置決めされるようになっている。尚、主板突起６７及び主板側ブレード孔７５の組数は２組に限定されるものではない。
【００４４】
ブレード７０のシュラウド側ブレード軸端部７２のシュラウド８０への固定は、主板側ブレード軸端部７１の主板６０への固定と同様に、シュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間を溶着させることによって行われており、その溶着部分がシュラウド側溶着部８ｃを形成している。シュラウド側溶着部８ｃには、主板側溶着部８ａ、８ｂと同様に、シュラウド８０を貫通してシュラウド側ブレード軸端部７２まで達する凹みであるシュラウド側溶着穴８ｅが形成されている。シュラウド側溶着穴８ｅは、主板側溶着穴８ｄと同様に、シュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向に沿って複数個（ここでは、３個）形成されている。尚、シュラウド側溶着部８ｃは１個に限定されるものではなく、また、シュラウド側溶着穴８ｅの個数も３個に限定されるものではない。
【００４５】
ここで、シュラウド８０には、シュラウド側ブレード軸端部７２に対応して平板状のシュラウド平板部８２が形成されており、シュラウド側溶着部８ｃが、シュラウド平板部８２に配置されている。すなわち、シュラウド８０の大部分は、ベル形状をなすシュラウド曲板部８１によって構成されているところ、シュラウド曲板部８１のうちシュラウド側ブレード軸端部７２に対応する部分に回転軸線Ｏ方向に垂直な平板形状のシュラウド平板部８２が形成されている。そして、ブレード７０のシュラウド側ブレード軸端部７２には、シュラウド平板部８２に対応して回転軸線Ｏ方向に垂直なシュラウド側ブレード平板部７６が形成されている。したがって、シュラウド側溶着部８ｃは、シュラウド平板部８２とシュラウド側ブレード平板部７６とが回転軸線Ｏ方向に重なり、この重なり部分に、シュラウド平板部８２を貫通してシュラウド側ブレード平板部７６まで達するようにシュラウド側溶着穴８ｅが形成されているのである。
【００４６】
ここでは、シュラウド平板部８２は、シュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向の中央付近に対応するように配置されている。このため、シュラウド側ブレード平板部７６もシュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向の中央付近に配置されている。
【００４７】
また、シュラウド平板部８２は、第１主板側溶着部８ａの回転軸線Ｏ方向に対向して配置されている。すなわち、シュラウド平板部８２は、第１主板側溶着部８ａを回転軸線Ｏ方向に沿って見た際に、シュラウド平板部８２のシュラウド側ブレード軸端部７２と回転軸線Ｏ方向に重なる部分のうち、第１主板側溶着部８ａに最も近い位置、ここでは、シュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向の中央付近に対応する位置に配置されている。尚、ここでは、シュラウド平板部８２を第１主板側溶着部８ａの回転軸線Ｏ方向に対向して配置しているが、これに限定されず、主板側溶着部８ａ、８ｂの配置に応じて、第２主板側溶着部８ｂの回転軸線Ｏ方向に対向して配置してもよい。
【００４８】
また、シュラウド８０は、シュラウド側ブレード軸端部７２に対向する面であるブレード側シュラウド面８４と、ブレード側シュラウド面８４の回転軸線Ｏ方向の反対側の面である反ブレード側シュラウド面８５と、を有している。そして、ここでは、反ブレード側シュラウド面８５には、第２主板側溶着部８ｂの回転軸線Ｏ方向に対向して平坦面からなるシュラウド平坦面８６ａが形成されている。すなわち、シュラウド平坦面８６ａは、第２主板側溶着部８ｂを回転軸線Ｏ方向に沿って見た際に、シュラウド８０のシュラウド側ブレード軸端部７２と回転軸線Ｏ方向に重なる部分のうち、第２主板側溶着部８ｂに最も近い位置、ここでは、シュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向の翼前縁部に対応する位置に配置されている。ここでは、シュラウド平坦面８６ａは、シュラウド曲板部８１のうちシュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向の翼前縁部に対応する位置から回転軸線Ｏ方向に突出するシュラウド突起８６の回転軸線Ｏ方向の端面であり、回転軸線Ｏ方向に垂直な平坦面をなしている。尚、ここでは、シュラウド平坦面８６ａを第２主板側溶着部８ｂの回転軸線Ｏ方向に対向して配置しているが、これに限定されず、主板側溶着部８ａ、８ｂの配置に応じて、第１主板側溶着部８ａの回転軸線Ｏ方向に対向して配置してもよい。
【００４９】
また、シュラウド８０には、シュラウド平板部８２の周囲部分にシュラウド曲板部８１との間を繋ぐシュラウド段差部８３が形成されており、シュラウド側ブレード軸端部７２には、シュラウド側ブレード平板部７６の周囲部分にシュラウド段差部８３に嵌合可能なブレード段差部７７が形成されている。そして、シュラウド平板部８２とシュラウド側ブレード平板部７６とが回転軸線Ｏ方向に重なった状態で、ブレード段差部７７がシュラウド段差部８３に嵌り合うようになっている。すなわち、シュラウド段差部８３及びブレード段差部７７によって、シュラウド８０の所定位置にブレード７０が位置決めされるようになっている。
【００５０】
（３）遠心ファンの羽根車の製造方法及び製造装置
次に、羽根車８の製造方法及び製造装置について、図３〜図２２を用いて説明する。ここで、図１４は、羽根車８の製造装置１００の概略平面図である、図１５は、羽根車８の製造装置１００の概略側面図である。図１６は、羽根車８の製造装置１００の概略正面図（羽根車支持装置１０１を除いて図示）である。図１７は、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２の挿入部１１３、１１４を示す概略図である。図１８は、羽根車８の製造装置１００の制御ブロック図である。図１９は、羽根車８の製造工程を示すフローチャートである。図２０は、羽根車８の製造工程における製造装置１００の各部の動作状況を説明する図である。図２１は、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２の挿入部１１３、１１４を溶着箇所に挿入した状態を示す図である。図２２は、非溶着装置１０５を用いて主板６０の外周縁部を撓み変形させた状態を示す図である。
【００５１】
＜羽根車の製造装置の構成＞
羽根車８の製造装置１００は、回転軸線Ｏ周りに環状に配置される複数のブレード７０と、ブレード７０の回転軸線Ｏ方向側の両端部である２つのブレード軸端部７１、７２に対向して配置される主板６０及びシュラウド８０と、の相互間を溶着させることによって、羽根車８を製造する装置である。製造装置１００は、主として、溶着装置１０１と、羽根車支持装置１０２と、シュラウド押圧装置１０３、１０４と、非溶着装置１０５と、制御装置１０６と、を有している。
【００５２】
溶着装置１０１は、主として、主板側超音波ホーン１１１と、シュラウド側超音波ホーン１１２と、を有している。主板側超音波ホーン１１１は、２つのブレード軸端部７１、７２の一方である主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるためにブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与する超音波ホーンである。シュラウド側超音波ホーン１１２は、２つのブレード軸端部７１、７２の他方であるシュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間を溶着させるためにブレード７０及びシュラウド８０に対して超音波振動を付与する超音波ホーンである。そして、ここでは、主板側超音波ホーン１１１は、主板６０を貫通して主板側ブレード軸端部７１の一部に達するまで挿入される主板側挿入部１１３を有している。また、シュラウド側超音波ホーン１１２は、シュラウド８０を貫通してシュラウド側ブレード軸端部７２の一部に達するまで挿入されるシュラウド側挿入部１１４を有している。また、主板側超音波ホーン１１１は、主板側挿入部１１３を主板側ブレード軸端部７１の翼長方向に沿って複数個（ここでは、３個）有している。シュラウド側超音波ホーン１１２は、シュラウド側挿入部１１４をシュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向に沿って複数個（ここでは、３個）有している。主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２への超音波振動の供給は、超音波発振器１１５（図１８のみに図示）によって行われるようになっている。また、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２は、それぞれ、エアシリンダ等によって移動可能になるようにベース１０７に支持されている。そして、ここでは、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２は、複数のブレード７０のいずれか１つと主板６０及びシュラウド８０との相互間の溶着を行うように設けられている。
【００５３】
羽根車支持装置１０２は、主板６０、複数のブレード７０及びシュラウド８０を回転軸線Ｏ周りに回転自在に支持する装置であり、主として、モータ等によって駆動される回転テーブル１２１を有している。回転テーブル１２１は、主板６０よりも径が小さな円板形状を有している。また、回転テーブル１２１には、主板側超音波ホーン１１１を反ブレード側主板面６４側から主板６０に挿入するためのテーブル切り欠き１２２及びテーブル貫通孔１２３が形成されている。テーブル切り欠き１２２及びテーブル貫通孔１２３は、ブレード７０と同じ数（ここでは、７個）ずつ形成されている。ここで、テーブル切り欠き１２２は、第１主板側溶着部８ａが形成される部分に対応して配置されており、テーブル貫通孔１２３は、第２主板側溶着部８ｂが形成される部分に対応して配置されている。そして、羽根車支持装置１０２は、回転テーブル１２１を回転させることによって、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２に対して、複数のブレード７０のいずれか１つを位置合わせすることを可能にしているのである。
【００５４】
シュラウド押圧装置１０３、１０４は、主板側超音波ホーン１１１によって主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド８０を主板６０側に押圧する装置であり、主として、シュラウド８０の所定の部分を押圧する押圧ピン１３１、１４１を有している。シュラウド押圧装置１０３、１０４は、シュラウド８０のうち主板側挿入部１１３が主板６０及び主板側ブレード軸端部７１に挿入される部分の回転軸線Ｏ方向に対向する部分を主板６０側に押圧するようになっている。すなわち、ここでは、押圧ピン１３１、１４１が、シュラウド８０のうち主板側挿入部１１３が主板６０及び主板側ブレード軸端部７１に挿入される部分の回転軸線Ｏ方向に対向する部分を押圧するようになっている。ここで、第１押圧ピン１３１を有する第１シュラウド押圧装置１０３は、第１主板側溶着部８ａが形成される部分の回転軸線Ｏ方向に対向して配置されているシュラウド８０のシュラウド平板部８２を押圧するようになっている。また、第２押圧ピン１４１を有する第２シュラウド押圧装置１０４は、第２主板側溶着部８ｂが形成される部分の回転軸線Ｏ方向に対向して配置されているシュラウド８０のシュラウド平坦面８６ａを押圧するようになっている。また、シュラウド押圧装置１０３、１０４は、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２と同様に、それぞれ、エアシリンダ等によって移動可能になるようにベース１０７に支持されている。そして、ここでは、シュラウド押圧装置１０３、１０４は、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２によって、複数のブレード７０のいずれか１つと主板６０及びシュラウド８０との相互間の溶着を行う際に、シュラウド８０を主板６０側に押圧するように設けられている。
【００５５】
非溶着装置１０５は、主板側超音波ホーン１１１によって主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分と主板６０のうち主板側挿入部１１３が主板６０及び主板側ブレード軸端部７１に挿入される部分よりもブレード７０の翼後縁側の部分との間に隙間が確保されるように、主板６０を撓み変形させる装置である。非溶着装置１０５は、主として、主板６０の外周縁部を主板側ブレード軸端部７１の翼後縁部から離れる方向に曲げる曲げピン１５１を有している。また、非溶着装置１０５は、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２やシュラウド押圧装置１０３、１０４と同様に、それぞれ、エアシリンダ等によって移動可能になるようにベース１０７に支持されている。そして、ここでは、非溶着装置１０５は、主板側超音波ホーン１１１によって、複数のブレード７０のいずれか１つと主板６０との相互間の溶着を行う際に、主板６０を撓み変形させるように設けられている。
【００５６】
制御装置１０６は、上記の各種装置の制御動作を行うための装置であり（図１８のみに図示）、各種装置やベース１０７に付属して、又は、各種装置やベース１０７から離れた場所に設けられている。そして、製造装置１００の動作は、制御装置１０６によって行われる。
【００５７】
＜羽根車の製造工程＞
まず、樹脂成形されたブレード本体７３、ブレード蓋体７４、主板６０及びシュラウド８０を準備する。そして、ブレード蓋体７４をブレード本体７３に嵌め込みにより装着してブレード７０を組み立てる。そして、複数のブレード７０、主板６０及びシュラウド８０の仮組みを行う。ここでは、ブレード７０の主板側ブレード軸端部７１の主板側ブレード孔７５に主板６０の主板突起６７を挿入することによって、ブレード７０を主板６０の所定位置に配置し、ブレード７０のシュラウド側ブレード軸端部７２のブレード段差部７７をシュラウド６０のシュラウド段差部８３に嵌合することによって、ブレード７０をシュラウド８０の所定位置に配置するのである。
【００５８】
次に、仮組みされた複数のブレード７０、主板６０及びシュラウド８０（ワーク）を羽根車支持装置１０２の回転テーブル１２１上に配置する（ステップＳＴ１）。このとき、ワーク（仮組みされた複数のブレード７０、主板６０及びシュラウド８０）は、主板６０の第１反ブレード側主板凹部６５ａがテーブル切り欠き１２２に対応し、かつ、主板６０の第２反ブレード側主板凹部６５ｂがテーブル貫通孔１２３に対応した状態で、回転テーブル１２１上に配置される。
【００５９】
次に、ステップＳＴ２〜ＳＴ９の工程によって、複数のブレード７０の２つのブレード軸端部７１、７２と主板６０及びシュラウド８０と、の相互間を溶着させることによって、遠心ファン４の羽根車８を完成させる。これらのステップＳＴ２〜ＳＴ９の工程は、制御部１０６によって行われる。ここでは、以下に説明するように、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間、及び、シュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間の溶着を、複数のブレード７０の１つずつに対して順次行うようにしている。
【００６０】
まず、ステップＳＴ２において、ブレード７０の主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド押圧装置１０３、１０４によってシュラウド８０を主板６０側に押圧する。具体的には、第１シュラウド押圧装置１０３の押圧ピン１３１によって、シュラウド平板部８２を主板６０側に押圧する。これにより、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向の翼後縁寄りの部分が主板６０の第１反ブレード側主板凹部６５ａに押圧された状態が得られる。第２シュラウド押圧装置１０４の押圧ピン１４１によって、シュラウド８０のシュラウド平坦面８６ａを主板６０側に押圧する。これにより、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向の翼前縁寄りの部分が主板６０の第２反ブレード側主板凹部６５ｂに押圧された状態が得られる。また、ブレード７０の主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、非溶着装置１０５の曲げピン１５１によって、主板６０の外周縁部を主板側ブレード軸端部７１の翼後縁部から離れる方向に曲げて、主板６０を撓み変形させる。これにより、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分と主板６０との間に隙間が確保された状態が得られる。尚、シュラウド押圧装置１０３、１０４によるシュラウド８０の押圧、及び、非溶着装置１０５による主板６０の撓み変形は、後述のステップＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ６の溶着工程において行うようにしてもよい。
【００６１】
次に、ステップＳＴ３において、超音波発振器１１５から主板側超音波ホーン１１１に超音波振動を供給し、主板側超音波ホーン１１１の主板側挿入部１１３によって、ブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与する。ここでは、シュラウド平板部８２の回転軸線Ｏ方向に対向する部分である第１反ブレード側主板凹部６５ａからブレード７０及び主板６０に対して、超音波振動を付与する。具体的には、主板側挿入部１１３を、主板６０（ここでは、第１反ブレード側主板凹部６５ａ）を貫通して主板側ブレード軸端部７１の一部に達するまで挿入する。これにより、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向の翼後縁寄りの部分及び主板６０の第１反ブレード側主板凹部６５ａには、主板６０を貫通して主板側ブレード軸端部７１の一部まで達する凹みである主板側溶着穴８ｄが形成されるように主板側ブレード軸端部７１及び主板６０が溶融する。そして、このような主板側溶着穴８ｄを有する第１主板側溶着部８ａが形成される。ここで、主板側溶着穴８ｄは、複数個（ここでは、３個）の主板側挿入部１１３によって、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向に沿って複数個形成されている。
【００６２】
次に、ステップＳＴ４において、超音波発振器１１５からシュラウド側超音波ホーン１１２に超音波振動を供給し、シュラウド側超音波ホーン１１２のシュラウド側挿入部１１４によって、ブレード７０及びシュラウド８０に対して超音波振動を付与する。ここでは、シュラウド平板部８２からブレード７０及びシュラウド８０に対して超音波振動を付与する。具体的には、シュラウド側挿入部１１４を、シュラウド８０（ここでは、シュラウド平板部８２）を貫通してシュラウド側ブレード軸端部７２の一部まで達するまで挿入する。これにより、シュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向の中央付近の部分及びシュラウド８０のシュラウド平板部８２には、シュラウド８０を貫通してシュラウド側ブレード軸端部７２の一部まで達する凹みであるシュラウド側溶着穴８ｅが形成されるようにシュラウド側ブレード軸端部７２及びシュラウド８０が溶融する。そして、このようなシュラウド側溶着穴８ｅを有するシュラウド側溶着部８ｃが形成される。ここで、シュラウド側溶着穴８ｅは、複数個（ここでは、３個）のシュラウド側挿入部１１４によって、シュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向に沿って複数個形成されている。
【００６３】
また、ステップＳＴ５において、ステップＳＴ４の工程と並行して、主板側超音波ホーン１１１を、主板６０の第１反ブレード側主板凹部６５ａに対応する位置（テーブル切り欠き１２２の位置）から主板６０の第２反ブレード側主板凹部６５ｂに対応する位置（テーブル貫通孔１２３の位置）まで移動させておく。尚、主板側超音波ホーン１１１を主板６０側の２つの溶着箇所のそれぞれに対応して設ける場合には、この工程は不要となる。
【００６４】
次に、ステップＳＴ６において、超音波発振器１１５から主板側超音波ホーン１１１に超音波振動を供給し、主板側超音波ホーン１１１の主板側挿入部１１３によって、ブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与する。ここでは、シュラウド平坦面８６ａの回転軸線Ｏ方向に対向する部分である第２反ブレード側主板凹部６５ｂからブレード７０及び主板６０に対して、超音波振動を付与する。具体的には、主板側挿入部１１３を、主板６０（ここでは、第２反ブレード側主板凹部６５ｂ）を貫通して主板側ブレード軸端部７１の一部に達するまで挿入する。これにより、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向の翼後縁寄りの部分及び主板６０の第２反ブレード側主板凹部６５ｂには、主板６０を貫通して主板側ブレード軸端部７１の一部まで達する凹みである主板側溶着穴８ｄが形成されるように主板側ブレード軸端部７１及び主板６０が溶融する。そして、このような主板側溶着穴８ｄを有する第２主板側溶着部８ｂが形成される。ここで、主板側溶着穴８ｄは、複数個（ここでは、３個）の主板側挿入部１１３によって、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向に沿って複数個形成されている。
【００６５】
次に、ステップＳＴ７において、シュラウド押圧装置１０３、１０４によるシュラウド８０の押圧、及び、非溶着装置１０５による主板６０の撓み変形を解除する。尚、ここでは、シュラウド押圧装置１０３、１０４によるシュラウド８０の押圧、及び、非溶着装置１０５による主板６０の撓み変形をステップＳＴ２においてまとめて行うようにしているため、この工程が必要である。しかし、シュラウド押圧装置１０３、１０４によるシュラウド８０の押圧、及び、非溶着装置１０５による主板６０の撓み変形をステップＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ６の溶着工程において行う場合には、溶着工程を行う毎に解除されるため、この工程は不要である。
【００６６】
次に、ステップＳＴ８において、すべてのブレード７０と主板６０及びシュラウド８０との相互間の溶着が完了したかどうかを判定する。そして、すべてのブレード７０と主板６０及びシュラウド８０との相互間の溶着が完了している場合には、羽根車８の製造工程を終了する。これにより、羽根車８が完成する。
【００６７】
一方、すべてのブレード７０と主板６０及びシュラウド８０との相互間の溶着が完了していない場合には、ステップＳＴ９において、羽根車支持装置１０２の回転テーブル１２１を回転させて、周方向に隣り合うブレード７０に対応する位置まで移動させる。そして、すべてのブレード７０と主板６０及びシュラウド８０との相互間の溶着が完了するまで、ステップＳＴ２〜ＳＴ９の工程を繰り返す。
【００６８】
（４）遠心ファンの羽根車、その製造方法及び製造装置の特徴
遠心ファン４の羽根車８、その製造方法及び製造装置１００には、以下のような特徴がある。
【００６９】
＜Ａ＞
回転軸線Ｏ周りに環状に配置される複数のブレード７０と、ブレード７０の回転軸線Ｏ方向側の両端部である２つのブレード軸端部７１、７２に対向して配置される主板６０及びシュラウド８０と、の相互間を溶着させてなる、遠心ファン４の羽根車８を安価に製造できるようにするためには、溶着に必要なエッジや貫通孔、突起を予め形成しておくための金型や成形加工を減らし、溶着部の面積を小さくし、超音波ホーンや超音波発振器を小型化する必要がある。
【００７０】
そこで、ここでは、上記のように、主板６０を貫通して主板側ブレード軸端部７１の一部まで達する凹みである主板側溶着穴８ｄ、８ｅを有する主板側溶着部８ａ、８ｂが形成されるようにし、シュラウド８０を貫通してシュラウド側ブレード軸端部７２まで達する凹みであるシュラウド側溶着穴８ｅを有するシュラウド側溶着部８ｃが形成されるようにしている。このような溶着穴８ｄ、８ｅを有する溶着部８ａ、８ｂ、８ｃは、主板６０やシュラウド８０を貫通してブレード軸端部７１、７２の一部に達するまで挿入される挿入部１１３、１１４を有する超音波ホーン１１１、１１２を用いて超音波溶着することによって得ることが可能である。すなわち、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、主板側挿入部１１３を有する主板側超音波ホーン１１１を用いて、ブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与して、主板６０を貫通して主板側ブレード軸端部７１の一部まで達する凹みである主板側溶着穴８ｄが形成されるように主板側ブレード軸端部７１及び主板６０を溶融させて、主板側溶着穴８ｄを有する主板側溶着部８ａ、８ｂを形成する。また、シュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド側挿入部１１４を有するシュラウド側超音波ホーン１１２を用いて、ブレード７０及びシュラウド８０に対して超音波振動を付与して、シュラウド８０を貫通してシュラウド側ブレード軸端部７２の一部まで達する凹みであるシュラウド側溶着穴８ｅが形成されるようにシュラウド側ブレード軸端部７２及びシュラウド８０を溶融させて、シュラウド側溶着穴８ｅを有するシュラウド側溶着部８ｃを形成する。そして、このような溶着穴８ｄ、８ｅを有する溶着部８ａ、８ｂ、８ｃであれば、従来の超音波溶着で必要なエッジや貫通孔、突起を予め形成しておくための金型や成形加工を減らすことができ、溶着部の面積を小さくすることができる。また、溶着部の面積が小さくなれば、超音波ホーンを小型化することができ、超音波発振器の出力も小さくすることができる。
【００７１】
このように、ここでは、回転軸線周りに環状に配置される複数のブレード７０と、ブレード７０の回転軸線Ｏ方向側の両端部である２つのブレード軸端部７１、７２に対向して配置される主板６０及びシュラウド８０と、の相互間を溶着させてなる、遠心ファン４の羽根車８、を安価に製造することができる。
【００７２】
＜Ｂ＞
ここでは、上記のように、主板側超音波ホーン１１１が、主板側挿入部１１３を主板側ブレード軸端部７１の翼長方向に沿って複数個有し、シュラウド側超音波ホーン１１２が、シュラウド側挿入部１１４をシュラウド側ブレード軸端部１１２の翼長方向に沿って複数個有するものとしている。このため、主板側溶着穴８ｄが、主板側ブレード軸端部７１の翼長方向に沿って複数個形成され、シュラウド側溶着穴８ｅが、シュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向に沿って複数個形成される。
【００７３】
これにより、ここでは、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間、及び、シュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間の溶着を強固なものとすることができる。
【００７４】
＜Ｃ＞
ここでは、主板側溶着穴８ｄが、主板６０の反ブレード側主板面６４に開口しているところ、その開口の周囲には、溶着時の主板６０やブレード７０の溶融によって肉盛り部分が形成される。このような肉盛り部分は、主板６０の反ブレード側主板面６４よりも回転軸線Ｏ方向に突出することになるため、遠心ファン４の運転時の通風抵抗になり、騒音の原因になるおそれがある。
【００７５】
そこで、ここでは、上記のように、反ブレード側主板面６４に主板側ブレード軸端部７１に対応して凸状の反ブレード側主板凸部６５を形成するとともに、反ブレード側主板凸部６５に凹状の反ブレード側主板凹部６５ａ、６５ｂを形成しておき、反ブレード側主板凹部６５ａ、６５ｂに、超音波溶着を付与することで主板側溶着部８ａ、８ｂを形成するようにしている。このため、ここでは、主板側溶着部８ａ、８ｂの主板側溶着穴８ｄの周囲に形成される肉盛り部分が、反ブレード側主板凹部６５ａ、６５ｂに配置されることになり、主板６０の反ブレード側主板凹部６５ａ、６５ｂよりも回転軸線Ｏ方向に突出することになるが、反ブレード側主板凹部６５ａ、６５ｂの周囲の反ブレード側主板凸部６５以下の突出に抑えることができる。
【００７６】
これにより、ここでは、主板側溶着穴８ｄの開口の周囲に形成される肉盛り部分が遠心ファン４の運転時の通風抵抗になるのを抑えることができる。
【００７７】
＜Ｄ＞
ここでは、シュラウド８０が、ブレード７０側から回転軸線Ｏ方向に遠ざかるにつれて径が小さくなるように湾曲したベル形状の部材であるところ、このようなベル形状をなすシュラウド曲板部８１とシュラウド側ブレード軸端部７２との相互間を溶着することは容易ではない。
【００７８】
そこで、ここでは、上記のように、シュラウド８０にシュラウド側ブレード軸端部７２に対応して平板状のシュラウド平板部８２を形成しておき、シュラウド平板部８２からブレード７０及びシュラウド８０に対して超音波振動を付与してシュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド平板部８２との相互間を溶着することによって、シュラウド側溶着部８ｃが得られるようにしている。
【００７９】
これにより、ここでは、シュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間の溶着を強固なものとすることができる。
【００８０】
＜Ｅ＞
ここでは、上記のように、シュラウド平板部８２が、シュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向の中央付近に対応するように配置されており、シュラウド平板部８２及びシュラウド側ブレード軸端部７２の翼長方向の中央付近に対して超音波振動を付与してシュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間の溶着を行うようにしている。
【００８１】
これにより、ここでは、シュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間の溶着をブレード７０の翼前縁寄りの部分や翼後縁寄りの部分で行う場合に比べて、強固な溶着が可能になるため、シュラウド平板部８２の面積、ひいては、溶着によって形成されるシュラウド側溶着部８ｃの面積を小さくすることができる。
【００８２】
＜Ｆ＞
ここでは、上記のように、主板６０には、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分に沿うように堰部６６が形成されている。
【００８３】
これにより、ここでは、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との溶着時に主板６０やブレード７０が溶融するが、このとき、このような溶融物が主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分と主板６０との間から流出することを堰部６６によって抑えることができる。
【００８４】
＜Ｇ＞
ここでは、上記のように、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２が、複数のブレード７０のいずれか１つと主板６０及びシュラウド８０との相互間の溶着を行うように設けられている。そして、主板側超音波ホーン１１１及びシュラウド側超音波ホーン１１２に対して、複数のブレード７０のいずれか１つを位置合わせすることが可能になるように、主板６０、複数のブレード７０及びシュラウド８０を回転軸線Ｏ周りに回転自在に支持する羽根車支持装置１０２が設けられている。そして、これらの構成によって、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間、及び、シュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間の溶着を、複数のブレード７０の１つずつに対して順次行うようにしている。
【００８５】
これにより、ここでは、主板６０やシュラウド８０全体を覆うサイズの大型の超音波ホーンを用いて複数のブレード７０をまとめて溶着する場合に比べて、超音波ホーンをさらに小型化することができ、超音波発振器の出力もさらに小さくすることができる。
【００８６】
＜Ｈ＞
主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、主板側からブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与する際には、主板側超音波ホーン１１１によって主板６０がシュラウド側に向かって押圧されることになる。
【００８７】
そこで、ここでは、上記のように、主板側超音波ホーン１１１によって主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド８０を主板側に押圧するシュラウド押圧装置１０３、１０４を設けるようにしている。
【００８８】
これにより、ここでは、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド８０を主板６０側に向かって押圧することができ、主板側超音波ホーン１１１による主板６０側からの押圧力を受けることができる。
【００８９】
＜Ｉ＞
ここでは、上記のように、シュラウド押圧装置１０３、１０４が、シュラウド８０のうち主板側挿入部１１３が主板６０及び主板側ブレード軸端部７１に挿入される部分の回転軸線Ｏ方向に対向する部分を主板６０側に押圧するようにしている。
【００９０】
これにより、ここでは、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド８０のうち主板６０側への最も押圧が必要な部分を押圧することができる。
【００９１】
但し、シュラウド８０は、ブレード７０側から回転軸線Ｏ方向に遠ざかるにつれて径が小さくなるように湾曲したベル形状の部材であるため、シュラウド８０を主板６０側に向かって適切に押圧することは容易ではない。
【００９２】
そこで、ここでは、上記のように、シュラウド８０の反ブレード側シュラウド面８５に、主板側溶着部８ｂの回転軸線Ｏ方向に対向して平坦面からなるシュラウド平坦面８６ａを形成している。このため、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド８０のうちシュラウド平坦面８６ａというシュラウド曲板部８１よりも主板６０側への押圧に有利な部分を主板６０側に押圧しながら、主板６０のうちシュラウド平坦面８６ａの回転軸線Ｏ方向に対向する部分からブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与することができる。特に、ここでは、シュラウド平坦面８６ａが第２主板側溶着部８ｂの回転軸線Ｏ方向に対向しているため、シュラウド８０のうち主板６０側への最も押圧が必要な部分を適切に押圧することができる。
【００９３】
また、ここでは、上記のように、シュラウド側ブレード軸端部７２とシュラウド８０との相互間を溶着させるために形成されたシュラウド平板部８２を、第１主板側溶着部８ａの回転軸線Ｏ方向に対向して配置するようにしている。このため、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド８０のうちシュラウド平板部８２というシュラウド曲板部８１よりも主板６０側への押圧に有利な部分を主板６０側に押圧しながら、主板６０のうちシュラウド平板部８２の回転軸線Ｏ方向に対向する部分からブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与することができる。特に、ここでは、シュラウド平板部８２が第１主板側溶着部８ａの回転軸線Ｏ方向に対向しているため、シュラウド８０のうち主板６０側への最も押圧が必要な部分を適切に押圧することができる。
【００９４】
これにより、ここでは、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、シュラウド８０を主板６０側に向かって適切に押圧することができる。
【００９５】
＜Ｊ＞
上記のように、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間が溶着されることで主板側溶着部８ａ、８ｂが形成されるが、このとき、このような主板側溶着部８ａ、８ｂよりも翼後縁側の部分も、弱く溶着されるおそれがある。そして、第１主板側溶着部８ａよりも翼後縁側の部分で弱く溶着されると、遠心ファン４の運転時にこのような弱く溶着された部分が外れてしまい、異音を発生させるおそれがある。
【００９６】
そこで、ここでは、上記のように、非溶着部８ｆによって、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分と主板６０との間に隙間を確保した状態にして、主板６０のうち隙間よりも翼前縁側の部分からブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与するようにしている。
【００９７】
また、ここでは、上記のように、主板側ブレード軸端部７１と主板６０との相互間を溶着させるにあたり、非溶着装置１０５を用いて主板６０を撓み変形させることによって、主板側ブレード軸端部７１の翼後縁側の部分と主板６０との間に隙間を確保した状態で、主板６０のうち隙間よりも翼前縁側の部分からブレード７０及び主板６０に対して超音波振動を付与するようにしている。
【００９８】
これにより、主板側溶着部８ａ、８ｂよりも翼後縁側の部分が弱く溶着されるのを防ぎ、遠心ファン４の運転時における異音の発生を抑えることができる。
【００９９】
尚、ここでは、羽根車８側に非溶着部８ｆを設けるとともに、製造装置１００側にも非溶着装置１０５を設けるようにしているが、いずれか一方だけであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、回転軸線周りに環状に配置される複数のブレードと、ブレードの回転軸線方向側の両端部である２つのブレード軸端部に対向して配置される主板及びシュラウドと、の相互間を溶着させてなる、遠心ファンの羽根車の製造装置に対して、広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
４      遠心ファン
８      羽根車
６０    主板
７０    ブレード
７１    主板側ブレード軸端部
７２    シュラウド側ブレード軸端部
８０    シュラウド
１００  製造装置
１０２  羽根車支持装置
１０３  第１シュラウド押圧装置
１０４  第２シュラウド押圧装置
１０５  非溶着装置
１１１  主板側超音波ホーン
１１２  シュラウド側超音波ホーン
１１３  主板側挿入部
１１４  シュラウド側挿入部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０２】
【特許文献１】特開２００８−１１１３９３号公報
【特許文献２】特開２０１５−８６８２７号公報
【図１】
2017120057.tif 000003
【図２】
2017120057.tif 000004
【図３】
2017120057.tif 000005
【図４】
2017120057.tif 000006
【図５】
2017120057.tif 000007
【図６】
2017120057.tif 000008
【図７】
2017120057.tif 000009
【図８】
2017120057.tif 000010
【図９】
2017120057.tif 000011
【図１０】
2017120057.tif 000012
【図１１】
2017120057.tif 000013
【図１２】
2017120057.tif 000014
【図１３】
2017120057.tif 000015
【図１４】
2017120057.tif 000016
【図１５】
2017120057.tif 000017
【図１６】
2017120057.tif 000018
【図１７】
2017120057.tif 000019
【図１８】
2017120057.tif 000020
【図１９】
2017120057.tif 000021
【図２０】
2017120057.tif 000022
【図２１】
2017120057.tif 000023
【図２２】
2017120057.tif 000024