CN101952101A - 树脂制风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种考虑强化纤维的方向且能够提高焊缝的部分的机械强度的树脂制风扇。在圆筒状肋部(16)的外周面(16a)，在相邻的放射状肋部(18、18)与该圆筒状肋部(16)连接的部分的中间部形成凸部(30)，圆筒状肋部(16)形成为其径向的厚度(T)从基部16c向前端部(16d)侧而逐渐缩小，进而圆筒状肋部(16)的高度(H1)设定为高于放射状肋部(18)的高度(H2)，在成形时，使圆筒状肋部(16)和凸部(30)的部分处的树脂的流动复杂化，由此使混杂存在于树脂中的玻璃纤维的取向复杂化。

Description

树脂制风扇
技术领域
本发明涉及一种用于散热器或空调用冷凝器的冷却而具备的树脂制风扇。
背景技术
用于车辆的散热器或空调用冷凝器的冷却而具备的风扇一般通过树脂成形而形成。
像这样的风扇主要以性能方面为主要着眼点来设计其形状和各部分尺寸，由于采用树脂成形这种制法，若各部分的壁厚变大则树脂成形后的冷却花费时间，招致生产效率降低，因此优选各部分的壁厚尽量薄。这从轻量化的观点考虑也是同样的。另一方面，若壁厚变薄则风扇的强度下降。由于作为制品质量要求在开始使用后不会产生破损等足够的强度，因此不优选盲目地使壁厚变薄是不言而喻的。
以往，为了通过树脂成形来形成这样的风扇，从模具的形成于多个部位的浇口分别注入树脂，在树脂注入结束后进行脱膜。这时，从互不相同的浇口注入的树脂在模具内合流。该树脂的接缝称为焊缝，焊缝的部分与其他部分相比机械强度低。若焊缝存在于应力集中的部分，则在该部分容易产生裂缝等损伤。
因此，提案有通过使焊缝的部分的壁厚比其他部分大，从而提高焊缝的机械强度，不容易产生损伤(例如，参照专利文献1)。并且，提案有使焊缝形成于除应力集中的部位以外的其他部位(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2003-94494号公报
专利文献2：日本特开2007-285135号公报
然而，在形成风扇的树脂中，为了提高强度而作为强化纤维混杂存在有玻璃纤维等。在混杂存在强化纤维的树脂中，根据强化纤维的方向，其机械强度不同。在希望确保所有方向的强度平均的情况下，优选使强化纤维的方向尽可能地不规则。
但是，如图6(a)所示，在所述的焊缝的部分，从互不相同的浇口注入的树脂P1、P2自A方向、B方向流动过来而合流时，如图6(B)所示，在合流后的树脂P1、P2的流动的前端部，一部分的树脂P1与另一部分的树脂P2的流动为左右对称。其结果是，强化纤维F的方向容易与树脂的接缝平行，招致该部分与其他部分相比特定方向(图中X方向)的强度降低。
如专利文献1所述的技术，这样的问题仅通过加厚焊缝的部分的壁厚是不能充分解决的。
发明内容
本发明基于如上述的技术问题而提出，其目的在于提供一种考虑强化纤维的方向而能够提高焊缝的部分的机械强度的树脂制风扇。
基于上述目的，本发明的树脂制风扇通过含有玻璃纤维的树脂形成，具有多片叶片和一体安装有叶片且与电动机连接的轮毂部，所述树脂制风扇的特征在于，轮毂部具有：呈放射状延伸的多条放射状肋部、一体连结放射状肋部的一端的筒状的筒状肋部。并且，在筒状肋部中，在风扇的成形工序中，在注入形成风扇的模具中的树脂通过形成相邻的放射状肋部的部分而流入形成筒状肋部的部分时，具有通过形成一放射状肋部的部分的树脂与通过形成另一放射状肋部的部分的树脂合流的部位。并且，在该部位形成有树脂搅拌部，该树脂搅拌部用于使通过形成一放射状肋部的部分的树脂中含有的玻璃纤维与通过形成另一放射状肋部的部分的树脂中含有的玻璃纤维的取向复杂化的树脂搅拌部。
在树脂搅拌部，通过使通过形成一个放射状肋部的部分的树脂与通过形成另一个放射状肋部的部分的树脂合流时的树脂的流动三维地复杂化，从而使在双方的树脂中含有的玻璃纤维的取向复杂化。
作为树脂搅拌部，可以形成为向筒状肋部的外周侧及/或内周侧突出的凸部。在通过形成相邻的放射状肋部的部分而流入形成筒状肋部的部分时，通过形成一个放射状肋部的部分的树脂和通过形成另一个放射状肋部的部分的树脂在从筒状肋部流入凸部时，由于截面积急速扩大，因此其流动复杂化。
凸部可以形成为，其突出尺寸从风扇的一面侧向另一面侧而逐渐缩小。由此，在树脂的流动中，能够产生从风扇的另一面侧向一面侧的方向分量，从而流动进一步复杂化。
筒状肋部优选形成为，其径向厚度以三度以上的斜率从风扇的一面侧向另一面侧而逐渐减小。由此，在树脂在筒状肋部内流动时，能够产生树脂从一面侧向另一面侧流动的方向分量，也由此树脂的流动复杂化。
筒状肋部优选比放射状肋部更向风扇的另一面侧突出。由此，在树脂从放射状肋部流入筒状肋部时，在筒状肋部的前端部，产生从放射状肋部向筒状肋部的突出的部分，也就是向风扇的另一面侧的方向分量，也由此树脂的流动复杂化。
发明效果
根据本发明，在由形成于筒状肋部的凸部、筒状肋部的厚度的斜率、筒状肋部相对于放射状肋部的突出等构成的树脂搅拌部，能够使通过形成一个放射状肋部的部分的树脂与通过形成另一个放射状肋部的部分的树脂合流时的树脂的流动三维地复杂化。由此，能够使双方的树脂中含有的玻璃纤维的取向复杂化。其结果是，能够提高通过形成一个放射状肋部的部分的树脂与通过形成另一个放射状肋部的部分的树脂合流的部分的机械强度。
附图说明
图1是用于表示本实施方式中的风扇的大致形状的图，(a)是从一面侧的焊缝部一侧观察的图，(b)是从另一面侧的形成有圆筒状肋部等的一侧观察的图。
图2是表示风扇的主要部分的图，(a)是俯视图，(b)是立体截面图。
图3是表示作为比较例的现有的风扇的主要部分的图，(a)是俯视图，(b)是立体截面图。
图4是形成风扇时的树脂的流动的分析结果，(a)是比较例，(b)是实施例。
图5是表示凸部的其他形状的多个示例的图。
图6是表示焊缝部的树脂流动的状态的图。
符号说明
10  风扇
11  轮毂部
12  叶片
13  圆盘部
14  支承肋部
15  转轴孔
16  圆筒状肋部(筒状肋部)
16a 外周面
16b 内周面
16c 基部
16d 前端部
18  放射状肋部
18a 前端部
19  加强肋部
30  凸部(树脂搅拌部)
30a 基部
30b 前端部
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式详细说明本发明。
图1是用于表示本实施方式的风扇10的大致形状的图，(a)是从一面侧的焊缝部13侧观察的图，(b)是从另一面侧的形成有圆筒状肋部16等侧观察的图。
如图1所示，风扇10是由轮毂部11和多片叶片12形成，其中轮毂部11用于向用于驱动风扇10的未图示的电动机的转轴安装，多个叶片12设置为从轮毂部11向外周侧伸出，这些轮毂部11和叶片12通过混杂存在有玻璃纤维的树脂形成。
轮毂部11具有：圆形圆盘状的圆盘部13；支承肋部14，其在圆盘部13的外周部以向圆盘部13的一个面侧延伸的方式一体地形成，且支承叶片12的基部12a。
在圆盘部13的中央部形成有插通未图示的电动机的转轴的转轴孔15。在圆盘部13上，在转轴孔15的外周侧形成有以向圆盘部13的一个面侧延伸的方式形成的筒状的圆筒状肋部(筒状肋部)16。
在支承肋部14和圆筒状肋部16之间，形成有以转轴孔15为中心大致呈放射状延伸的放射状肋部18、设置在互相邻接的放射状肋部18、18之间的加强肋部19。在此，在加强肋部19中，存在在以转轴孔15为中心的周向上连续的部分，也有在互相邻接的放射状肋部18、18之间倾斜延伸的部分。
在圆盘部13上，在与支承肋部14、圆筒状肋部16、放射状肋部18及加强肋部19不干涉的位置上形成有多个贯通其两面侧的冷却孔20。
像这样的风扇10通过从形成于模具的浇口注入树脂，进行冷却、固化从而形成。在本实施方式中，用于形成风扇10的浇口位置P1、P2、……位于圆盘部13的多个部位。
此外，在上述风扇10中，在圆筒状肋部16的外周面16a上，在相邻的放射状肋部18、18与该圆筒状肋部16连接的部分的中间部形成有凸部(树脂搅拌部)30。与此相对地，圆筒状肋部16的内周面16b形成为从截面观察为圆形。该凸部30形成的目的在于，在风扇10成形时，从浇口位置P1、P2、……注入的树脂通过互相邻接的放射状肋部18、18及圆盘部13到达圆筒状肋部16，而形成通过一个放射状肋部18的树脂与通过另一个放射状肋部18的树脂合流的焊接部，在树脂合流时，使树脂中混杂存在的玻璃纤维的取向复杂化。
也就是说，在形成有凸部30的部分，在通过一个放射状肋部18而来的树脂和通过另一个放射状肋部18而来的树脂合流时，若树脂从两侧的圆筒状肋部16流入凸部30，则由于其截面积急速扩大，因此树脂的流动紊乱，树脂被搅拌。由此，树脂在凸部30内合流时，在树脂中混杂存在的玻璃纤维的取向复杂化。
此外，圆筒状肋部16形成为，其径向的厚度T从圆盘部13侧的圆筒状肋部16的基部16c向前端部16d逐渐缩小。在此，优选以θ＝3度以上的角度使圆筒状肋部16的厚度T从基部16c向前端部16d逐渐缩小。
在风扇10的成形时，若从浇口位置P1、P2、……注入且通过放射状肋部18、18及圆盘部13的树脂流入圆筒状肋部16，则树脂从基部16c向前端部16d流动。这时，由于圆筒状肋部16的厚度T从基部16c向前端部16d逐渐缩小，因此树脂从基部16c流向前端部16d时的树脂的流动变得复杂。由此，在树脂中混杂存在的玻璃纤维的取向复杂化。此外，由于该影响，树脂从两侧的圆筒状肋部16流入凸部30时的流动也更加复杂化，在凸部30内的玻璃纤维的取向进一步复杂化。
此外，圆筒状肋部16的自圆盘部13的高度H1设定为高于与该圆筒状肋部16连接的放射状肋部18的高度H2(H1＞H2)。在此，例如，高度H1可以设定为比高度H2高1.0mm左右。
在风扇10的成形时，若从浇口位置P1、P2、……注入且通过放射状肋部18、18及圆盘部13的树脂流入圆筒状肋部16，则在圆筒状肋部16的前端部16d，树脂从放射状肋部18的前端部18a向圆筒状肋部16的前端部16d流动。也就是说，在圆筒状肋部16的前端部16d处的树脂的流动方向为插通于转轴孔15的转轴(未图示)的轴线方向。如此，在圆筒状肋部16的前端部16d的树脂的流动进一步复杂。由此，在树脂中混杂存在的玻璃纤维的取向进一步复杂化。
由此，在圆筒状肋部16的外周面16a上，在相邻的放射状肋部18、18与该圆筒状肋部16连接的部分的中间部形成凸部30，圆筒状肋部16形成为其径向的厚度T从基部16c向前端部16d侧逐渐缩小，进而圆筒状肋部16的高度H1设定为高于放射状肋部18的高度H2，由此，在成形时，圆筒状肋部16和凸部30的部分处的树脂的流动三维地复杂化，由此混杂存在于树脂中的玻璃纤维的取向复杂化。其结果是，特别是在形成凸部30的焊缝部，能够提高焊缝部的机械强度。
此外，由于无需增加整体的壁厚而仅使凸部30的部分突出从而能够得到足够的强度提高效果，因此能够不会使成形需要的时间长期化或重量显著增加地保持高生产效率和经济性。
实施例1
在此，如上所述，形成凸部30，圆筒状肋部16的厚度T形成为从基部16c向前端部16d侧逐渐缩小，进而圆筒状肋部16的高度H1设定为高于放射状肋部18的高度H2，研究了上述情况下的效果，其结果如下。
(实施例)
在此，图1所示的风扇10由含有30％玻璃纤维的聚丙烯(PP)形成。在风扇10中，在直径35mm的圆筒状肋部16的外周面16a上，在相邻的放射状肋部18、18与该圆筒状肋部16连接的部分的中间部形成凸部30。凸部30的曲率半径R为1.25mm，圆筒状肋部16与凸部30的连接部的曲率半径r为1.0mm。此外，圆筒状肋部16形成为其径向的厚度T从基部16c向前端部16d逐渐缩小，且θ＝3°。前端部16d的厚度T为2.5mm。并且圆筒状肋部16的高度H1为13.5mm，放射状肋部18的高度H2为12.5mm，圆筒状肋部16形成为比放射状肋部18更高。
(比较例)
如图3所示，为了进行比较，在与实施例的风扇10同样由含有30％玻璃纤维的聚丙烯(PP)形成的风扇10’中，使直径35mm的圆筒状肋部16’的外周面16a’不形成凸部30而是形成为圆形状。并且，在圆筒状肋部16’中，通常的拔模斜率(将风扇10从模具脱模时必要的模具的斜率)为1°。进而圆筒状肋部16’形成为与放射状肋部18为同样的高度。
对于实施例、比较例，通过使用了日本PLAMEDIA公司(プラメデイア社)的射出成形CAE系统·PLANETS的树脂流动分析，对树脂的流动及纤维的取向状态进行的分析模拟。
其结果如图4所示。图4(a)是比较例的分析结果，(b)是实施例的分析结果。
如图4(a)所示，在比较例的情况下，在通过一个放射状肋部18的树脂和通过另一个放射状肋部18的树脂在圆筒状肋部16’处合流的焊接部，树脂的流动方向容易成为特定的方向(图中虚线内的部分)
与此相对地，如图4(b)所示，在实施例的情况下，在通过一个放射状肋部18的树脂和通过另一个放射状肋部18的树脂合流的焊接部形成的凸部30处，可以确认树脂的流动方向变得复杂(图中虚线内的部分)。
并且，对于实施例、比较例，进行了在110℃的环境下以200Hr、转速1700rpm旋转的高温耐久试验。
其结果是，在比较例中，确认在圆筒状肋部16’上出现泛白及裂缝。与此相对地，在实施例中没有出现特别的缺陷。
另外，在上述实施方式中图示了凸部30的形状，但不局限于此。例如，也可以如图5(a)所示，使凸部30的曲率半径不为一定，而采用二次曲线的截面形状。并且，也可以如图5(b)、(c)，使凸部30自圆筒状肋部的突出尺寸Z为从圆盘部13侧的基部30a向前端部30b逐渐缩小。由此，能够使凸部30内的树脂的流动进一步复杂化，从而能够使上述效果更加显著。
此外，可以使凸部30形成为不向圆筒状肋部16的外周面16a侧而向内周面16b侧突出。并且，还可以形成为向外周面16a侧和内周面16b侧的两者突出。
此外，只要不脱离本发明的主旨，可以取舍选择在上述实施方式中列举的结构，也可以适当地变更为其他的结构。

Claims (5)

1.一种树脂制风扇，其通过含有玻璃纤维的树脂形成，具有多片叶片和一体安装所述叶片且与电动机连接的轮毂部，其特征在于，
所述轮毂部具有：呈放射状延伸的多条放射状肋部、一体连结所述放射状肋部的一端的筒状的筒状肋部，
所述筒状肋部在所述风扇的成形工序中，在注入形成所述风扇的模具中的所述树脂通过形成相邻的所述放射状肋部的部分而流入形成所述筒状肋部的部分时，在通过形成一所述放射状肋部的部分的所述树脂与通过形成另一所述放射状肋部的部分的所述树脂合流的部位形成有树脂搅拌部，该树脂搅拌部用于使通过形成一所述放射状肋部的部分的所述树脂中含有的所述玻璃纤维与通过形成另一所述放射状肋部的部分的所述树脂中含有的所述玻璃纤维的取向复杂化。
2.根据权利要求1所述的树脂制风扇，其特征在于，
所述树脂搅拌部为向所述筒状肋部的外周侧及/或内周侧突出的凸部。
3.根据权利要求2所述的树脂制风扇，其特征在于，
所述凸部形成为，其突出尺寸从所述风扇的一面侧向另一面侧而逐渐缩小。
4.根据权利要求1所述的树脂制风扇，其特征在于，
所述筒状肋部形成为，其径向厚度以3度以上的斜率从所述风扇的一面侧向另一面侧而逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的树脂制风扇，其特征在于，
所述筒状肋部比所述放射状肋部更向所述风扇的另一面侧突出。
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