CN103582764A - 轴式贯流风扇及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的意图是提供不需要超声波焊接工序、在高精度、高刚性、高静音性能、低成本、容易调整平衡等方面具有优异性能的贯流风扇及其制造方法。所述制造方法包括：第一工序，通过射出成型形成多个双风扇，所述双风扇是在中心壁上具有轴承部和固定部的、树脂制的、以贯流形式构成的双风扇；第二工序，加工与所希望的风扇长度对应的连续设置轴；第三工序，使通过第二工序加工成的连续设置轴贯通通过第一工序成型的双风扇的轴承部；第四工序，通过卡止件固定所述连续设置轴和所述固定部；第五工序，反复进行所述第三工序和第四工序，成为所希望的风扇长度；以及第六工序，根据需要进行平衡调整。

Description

轴式贯流风扇及其制造方法

技术领域

本发明涉及作为空调用的贯流送风机的贯流风扇，更详细地说，涉及通过使用连通的轴而无需超声波焊接工序、挠曲小、静音性能优异的轴式贯流风扇及其制造方法。

背景技术

在日本，国产的“室内冷气设备”从1950年代开始上市。在1960年代中期起，“室内冷气设备”改称为“室内空调”，并普及到一般家庭，经过了破坏臭氧层的氟利昂的生产限制等环境问题等，在2000年以后，室内空调的国内普及率（内阁府调查，二人以上的家庭）总是为80%多。可以说普及率的增加不仅仅是日本，从世界范围看也有同样的倾向。即使在家用电器产品中，室内空调（以下简称为空调）也成为普通的电器。对从空调吹出的风要求各种各样的条件，例如希望从空调吹出的风尽可能沿着横向以宽的宽度吹出，而且也必须充分确保风量和压力。此外，希望静音性能好，吹出的风希望是不像螺旋桨式风扇那样的漩涡状，而是应称为空气幕的层流的平滑的风。而要满足所述的各种条件，最合适的风扇结构是贯流风扇。

在空调中，为了尽可能沿横向以宽的宽度吹风，需要增加轴向的风扇长度（以下称为风扇长度）。可是，在制造具有大的风扇长度的贯流风扇时，在用以往的制造工序和制造方法制造的贯流风扇中存在有各种问题。

如果是紧凑的多翼式风扇、涡轮风扇，则可以通过射出成型一体成型。可是如果要用通常的方法对具有大的风扇长度的贯流风扇进行射出成型，则在轴向上的中央附近会产生低密度区域或所谓的中间区域，在该部分存在机械强度降低、或者作为整体容易产生挠曲和变形的问题。此外，由于重量平衡降低等，所以需要进行平衡调整，结果会产生损害产品可靠性的问题。

鉴于所述的问题，现在采用包括下述工序的制造方法：通过超声波焊接等焊接把分割开的多翼式叶轮接合，由此在通过所述焊接连接设置的多个多翼式叶轮的两端，焊接具有轴的多翼式叶轮或侧部，通过获得整体的平衡，从而完成制造。

按照所述的制造方法，大体可以解决在利用所述的射出成型的一体成型中存在的各种问题。可是，在现有的制造方法中，因需要价格高的超声波焊接装置、超声波焊接用喇叭（共振体）和增幅器，因此需要大的设备投资。此外，在超声波焊接前还需要表面处理（电晕放电等）等，存在花费较大成本的问题。此外，安装在两端的带轴的多翼式叶轮与连接设置在其间的多翼式叶轮的结构不同，因此为了制造整个风扇部，成形用的模具需要多个，这也成为增加成本的主要原因之一。此外，反复多次对分割开的多翼式叶轮进行焊接工序的作业也非常烦杂，并且作业效率低。此外因焊接时的温度升高和施加应力容易造成多翼式叶轮整体产生变形。此外，如果多翼式叶轮一旦焊接，则分割开的多翼式叶轮的每一个的位置就不能变更，因此在整体组装后需要获得平衡的情况下，必须通过配重等进行应对。此外，为了对安装在位于连续设置的风扇部两端的多翼式叶轮上的轴进行定心、避免连续设置的多翼式叶轮产生挠曲和变形，有时要使用夹具。此外，仅通过焊接对多翼式叶轮的端面部进行连接，整体的刚性会降低，特别是在风扇启动时会引起中心附近沿上下产生挠曲振动，存在不能得到顺利转动的问题。

鉴于所述的现状，近年来提出了各种各样的技术方案。例如，作为防止挠曲和变形的技术，有下述的制造方法：在纤维圆板形的圆形板的一侧通过超声波焊接以顺序层叠的方式对把多个叶片以环状的方式直立设置而成的风扇部件进行接合，由此制造规定长度的贯流风扇，此时利用在风扇部件的圆周方向上分割成多个的夹持夹具夹持风扇部件，由此确保风扇部件之间的同轴度（参照专利文献1）。可是，该技术必须需要超声波焊接设备，此外，由于对应于风扇的长度需要按压构件，所以与其说是降低了成本，倒不如说是增加了成本。

此外，还提出了具有以下特征的技术方案：把风扇的凸台组装部和翼部、翼部和翼部、或翼部和侧板的各连接部以机械的方式固定成一体，或者在所述风扇的接合部设置外螺纹部和内螺纹部，使外螺纹向与风扇的转动方向相反的方向以螺纹的方式转动，由此插入内螺纹部并固定成一体（参照专利文献2）。按照该技术，在不需要溶剂和焊接设备方面是好的，但需要与轴承连接的侧板，此外，由于螺纹式固定不能在任意位置固定，所以平衡调整功能差。此外，有关轴的定心精度与现有技术的相同。

此外，提出有一种空调机用的送风风扇，其特征在于，在使用了把20～40重量%的玻璃纤维混入含有丙烯腈和苯乙烯的共聚合树脂中的合成树脂材料的风扇中，在与风扇电动机的轴部连接的风扇侧部的凸台组装部中，在丙烯腈-苯乙烯系树脂中混入有碳纤维（参照专利文献3）。该技术在要求耐热蠕变性的、全长630mm以上这样的长风扇中，在凸台组装部中使用高刚性、低密度的刚性树脂，由此，该技术的目的是得到使变形变小的效果。可是，由于在该技术中，是连续设置并进行超声波焊接，所以制造工序与以往的相同。此外，由于在风扇的两端凸台部使用不同的树脂材料，所以要准备多种树脂原料，也需要多种模具，因此需要花费较大的成本。此外，由于退火处理需要长时间的加热处理工序，因此完成制造需要较多的时间。

此外，还提出有一种在叶片中途完全没有连接用构件等的贯流风扇的制造方法，在该方法中，从放射状配置的多个开口挤出处于加热熔融状态的合成树脂，并且从其周围边使处于加热熔融状态的合成树脂转动边挤出，由此可以连续、低成本地制造适合送风机用风扇的结构的、所希望长度的贯流风扇（参照专利文献4）。按照该技术，无需连接多翼式叶轮，也不需要焊接工序，认为在成本方面是好的，作业效率也高。可是，在通过挤出对以每分钟数千转的高速转动的、风扇长度大的贯流风扇进行成形的情况下，能否解决精度和挠曲的问题，难以从该文献的记载中读取来解答。此外，认为由于两端的压力差，在因树脂的密度差造成的重量平衡方面也残存有问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开昭55－160198号

专利文献2：日本专利公开公报特开2004－285937号

专利文献3：日本专利公开公报特开2002－021774号

专利文献4：日本专利公开公报特开2000－097190号

发明内容

本发明要解决的技术问题

鉴于所述的问题，本发明的目的在于提供不需要超声波焊接工序、在高精度、高刚性、高静音性能、低成本、容易调整平衡等方面具有优异性能的贯流风扇极其制造方法。

解决技术问题的技术方案

为了达成所述目的，本发明提供一种轴式贯流风扇的制造方法，其包括：第一工序，射出成型多个双风扇，所述双风扇是在中心壁上具有轴承部和固定部的、树脂制的、以贯流形式构成的双风扇；第二工序，加工与所希望的风扇长度对应的连续设置轴；第三工序，使通过第二工序加工成的连续设置轴贯通通过第一工序成型的双风扇的轴承部；第四工序，通过卡止件固定所述连续设置轴和所述固定部；第五工序，反复进行所述第三工序和所述第四工序，由此成为所希望的风扇长度；以及第六工序，根据需要进行平衡调整。

此外，本发明还提供一种轴式贯流风扇，其特征在于，所述轴式贯流风扇是通过所述的轴式贯流风扇的制造方法制造成的轴式贯流风扇，所述轴式贯流风扇包括：多个双风扇，所述双风扇是在中心壁上具有轴承部和固定部的、树脂制的、以一体型贯流形式构成的双风扇；连续设置轴；以及卡止件。

此外，本发明还提供一种轴式贯流风扇，其特征在于，所述轴式贯流风扇是通过所述的轴式贯流风扇的制造方法制造成的轴式贯流风扇，所述轴式贯流风扇包括：多个双风扇，所述双风扇是以贯流形式构成的双风扇，使具有具备轴承部和固定部的侧壁的、树脂制的右转动用多翼式风扇和左转动用多翼式风扇背靠背并且以组合所述侧壁而成的板状部作为所述中心壁而构成所述双风扇；连续设置轴；以及卡止件。

此外，在权利要求2或权利要求3所述的轴式贯流风扇中，在所述双风扇的端部，在一端形成有嵌合用的槽、在多端形成有嵌合用的突起；或者在两端形成有嵌合用的槽和突起。

发明效果

按照本发明的轴式贯流风扇及其制造方法，具有下述优异效果：不需要溶剂和超声波焊接装置等，可以省略所述的焊接工序，因此可以实现缩短制造时间和降低成本，并且由于在使热塑性树脂成形后不进行加热和施加应力即可，所以可以提供尺寸精度等质量高的贯流风扇。

此外，按照本发明的轴式贯流风扇及其制造方法，具有下述优异效果：通过采用连续设置轴和双风扇，可以得到具有高精度、高刚性、高静音性能的风扇长度大的贯流风扇。

按照本发明的轴式贯流风扇及其制造方法，具有下述优异效果：由于连续设置轴是贯通的，所以不会产生在风扇启动时中心部分沿上下方向的挠曲振动这样的、通过以往的制造方法制造的贯流风扇存在的问题，即使在轨道时也可以稳定地转动。

此外，按照本发明的轴式贯流风扇及其制造方法，具有容易调整平衡的优异的效果。

此外，按照本发明的轴式贯流风扇及其制造方法，具有容易制造风扇长度不同的风扇的优异效果。

此外，按照权利要求3的轴式贯流风扇及其制造方法，即使不通过射出成型一体成型双风扇本身，通过把转动方向不同的多翼式风扇组合，也可以形成双风扇，所以无需特别准备新的模具。因此，具有即使利用现有的设备也完全可以制造的优异的效果。

附图说明

图1是说明本发明的制造工序的流程图。

图2是本发明的轴式贯流风扇的整体结构说明图。

图3是本发明的双风扇结构的说明图。

图4是本发明的轴式贯流风扇的整体结构的立体图。

图5是本发明的嵌合槽的说明图。

附图标记说明

1    轴式贯流风扇

10   双风扇

10a  多翼式风扇

10b  多翼式风扇

11   中心壁

11a  侧壁

11b  侧壁

12   轴承部

12a  轴承孔

13   固定部

14   槽

15   突起

16   侧壁

20   连续设置轴

30   卡止件

具体实施方式

本发明的轴式贯流风扇1及其制造方法的最大特征是：通过以使连通的连续设置轴20贯通具有中心壁11、轴承部12和固定部13的树脂制的贯流形式的双风扇10的方式进行组装，省略了焊接工序。下面参照附图对实施例进行说明。

此外，在本发明的说明书、权利要求书和摘要所记载的双风扇10是通过本发明权利要求1的制造方法的第一工序得到的贯流风扇（即，双风扇10是在中心壁11上具有轴承部12和固定部13的树脂制的多翼式叶轮，双风扇10形成为大体筒形体，在该筒形体上，从中心壁11两个面的圆周边缘部朝向两端，以相对的方式且以规定以上的间隔配置有多个叶片，在与连续设置轴20垂直的面的中心壁11上通过射出成型一体成型有轴承部12和固定部13，在轴承部12上穿设有用于使所述连续设置轴20贯通的贯通孔，固定部13用于通过卡止件30固定所述连续设置轴20和所述多翼式叶轮。或者，所述贯流风扇是通过组合两个多翼式风扇形成的，使分别具有具备轴承部12和固定部13的侧壁11a、11b的、树脂制的右转动用多翼式风扇10a和左转动用多翼式风扇10b背靠背，把将所述侧壁10a、10b组合成的板状部作为所述中心壁11，多翼式风扇成为大体筒形体，在该筒形体上，从所述中心壁11两个面的圆周边缘部朝向两端相对地以规定以上的间隔配置有多个叶片，在与连续设置轴20垂直的面的中心壁11上通过射出成型一体成型有轴承部12和固定部13，轴承部12上穿设有用于使所述连续设置轴20贯通的贯通孔，固定部13用于通过卡止件30固定所述连续设置轴20和所述多翼式叶轮）。此外，以下的实施例和附图所示的具体数值等，只是作为实施例所例举的，本发明并不限定于实施例的内容，在能够得到本发明效果的技术思想的范围内可以进行变更。

此外，本发明不限于用于室内空调，当然也可以广泛用于空气清洁机、冷冻装置等使用环流风扇的送风装置。

图1是说明本发明的制造工序的流程图，图1的（a）是表示以往的利用通常的超声波焊接的制造方法的流程图，图1的（b）是表示本发明的轴式贯流风扇1的制造方法的流程图。

图1表示与以往的、利用通常的超声波焊接的制造方法相比较，本发明的轴式贯流风扇1的制造工序的工序数非常少。如图1的（a）所示，在以往的制造工序中，从多翼式叶轮的射出成型工序、用于与轴承部连接的侧部的射出成型工序、以及轴加工工序起，分别对多个多翼式叶轮、侧部和轴进行成形或加工，然后进行把加工的后的轴组装到所述侧部的组装工序，然后通过利用微小的超声波振动和施加压力使它们瞬间熔融从而使它们接合的超声波焊接工序对它们顺序焊接，形成风扇长度大的贯流风扇整体。此外，在要提高接合强度的情况下，有时通过对所述成形件表面进行短波UV处理、电晕处理、等离子体处理等，使表面活化，提高润湿特性。此外，通过振动焊接或利用溶剂粘接等也可以制作风扇长度大的贯流风扇。组装后的贯流风扇进行平衡调整后完成制造。

与此相对，本发明的轴式贯流风扇1的制造工序包括：第一工序，通过射出成型形成在中心壁11上具有轴承部12和固定部13的、树脂制的以贯流形式构成的多个双风扇10（在是使转动方向不同的多翼式风扇背靠背组合成的双风扇10的情况下，射出成型右转动用多翼式风扇10a和左转动用多翼式风扇10b）；第二工序，加工与所希望的风扇长度对应的连续设置轴20；第三工序，使通过第二工序加工成的连续设置轴20贯通通过第一工序成形的双风扇10的轴承部12；第四工序，通过卡止件30固定所述连续设置轴20和所述固定部13；第五工序，反复进行所述第三工序和第四工序，从而成为所希望的风扇长度；第六工序，根据需要进行平衡调整。

图2是本发明的轴式贯流风扇1的整体结构的说明图，图2的（a）是轴式贯流风扇1的整体主视图，图2的（b）是轴式贯流风扇1的整体剖视图，图2的（c）是一体型的双风扇10的剖视图，图2（d）是使转动方向不同的多翼式风扇背靠背组合成的双风扇10。轴式贯流风扇1由双风扇10、连续设置轴20和卡止件30构成。

图3是本发明的双风扇10的结构说明图，图3的（a）是举例表示射出成型为一体型的双风扇10整体的简要结构的图，图3的（b）是使转动方向不同的多翼式风扇10a、10b背靠背组合成的双风扇10的构成方式的说明图。但是，图3不是表示实际叶片的形状、个数、间隔等。图3的（a）所示的一体型的双风扇10是在中心壁11上具有轴承部12和固定部13的树脂制的贯流风扇形式的多翼式叶轮，形成为大体筒形体，从中心壁11两个面的圆周边缘部朝向两端，以相对的方式且以规定的间隔配置有多个叶片，在与所述连续设置轴20垂直的面的中心壁11上通过射出成型一体成型有轴承部12和固定部13，在轴承部12上穿设有用于使所述连续设置轴20贯通的贯通孔，固定部13用于通过卡止件30固定所述连续设置轴20和双风扇10（第一工序）。

此外，图3的（b）所示的、使转动方向不同的多翼式风扇背靠背组合成的双风扇10，是通过把右转动用的多翼式风扇10a的侧壁11a和左转动用的多翼式风扇10b的侧壁11b合在一起构成中心壁11而得到的，是在侧壁11a和侧壁11b上具有轴承部12和固定部13的树脂制的多翼式风扇形式的多翼式叶轮。双风扇10为大体筒形体，在筒形体上从侧壁11a和侧壁11b的圆周边缘部以规定以上的间隔配置有多个叶片，在与所述连续设置轴20垂直的面的中心壁11上通过射出成型一体成型有轴承部12和固定部13，轴承部12上穿设有使所述连续设置轴20贯通的贯通孔，固定部13用于通过卡止件30固定所述连续设置轴20和双风扇10（第一工序）。

固定部13是从轴承部12以凸缘状的方式突出的圆筒形突出部，在轴向上设置有多个狭缝（分割部），在圆周方向上形成有用于嵌入卡止件30的、通过弹簧压力夹持连续设置轴20的环形槽。此外，关于所述的狭缝（分割部），在图中是分割成三个，但是也可以是分割成四个或四个以上，没有特别的限定。此外，所述环形槽不是必须的，不形成所述环形槽也可以直接夹持固定部13的轴上。此外，表示了从中心壁11相对地朝向两端设置的叶片以相位的方式配置，这是考虑到整流效果和因空气阻力造成的左右平衡等而采取的方式。

双风扇10的原材料通常使用考虑了成本、成形性能或质量等的热塑性树脂，例如可以考虑使用聚丙烯（Polypropylene）、ABS树脂（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene））、AS树脂（丙烯腈-苯乙烯树脂（Acrylonitrile Styrene））、PA树脂（聚酰胺树脂（Polyamide））、PBT树脂（聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂（Polybuthyleneterephthalate））、PPS树脂（聚苯硫醚树脂（Poly Phenylene Sulfide））等。但是，由于本发明的轴式贯流风扇1不需要超声波焊接，所以也可以利用热固化性树脂制造。此外，因同样的原因，也可以使用金属或陶瓷等制造，原材料的使用范围很广。

连续设置轴20是根据所希望的风扇长度加工的轴（第二工序），使用弯曲应力大、具有耐腐蚀特性的中空或实心的抛光材料等，使用具有与对电动机的轴承等和产品所要求的精度对应的尺寸公差的轴。

卡止件30使用图4所示的、通常的轴固定用的C形环（轴用C形扣环）。或者也可以利用轴用止退圈。此外图中虽然没有表示，但是也可以采用下述的固定方法等：在轴承部12上设置凸缘状的小径突起部，在所述小径突起部的轴向前方设置多条狭缝，使所述小径突起部的前端部成为前端细的锥台形，在所述小径部的外周面上形成阳螺纹，通过内部设置有与所述阳螺纹组合的阴螺纹的紧固螺母，通过与小径突起部螺纹配合进行紧固。此外，由于树脂制的双风扇10的重量轻，所以无需一定要在每个双风扇10上都装备卡止件30，即使仅在位于构成本发明的轴式贯流风扇1整体的风扇部两端的双风扇10上使用卡止件30，强度也足够，在该情况下，可以大幅度减轻第四工序和第五工序的作业负担和作业时间。

图4是本发明的轴式贯流风扇1的整体结构立体图。轴式贯流风扇1使连续设置轴20贯通设在双风扇10的中央壁上的轴承部12（第三工序），通过卡止件30固定（第四工序），反复进行第三工序和第四工序（第五工序），由此得到所希望的风扇长度的贯流风扇。此后根据需要进行平衡调整（第六工序），由此完成轴式贯流风扇1的制造。

关于第六工序的平衡调整，在第四工序和第五工序中，通过使一个个双风扇10中的失衡部的位置位于对称的方向上等自由地进行组合，可以使风扇整体的失衡相互抵消。因此，由于几乎不会产生风扇整体的失衡，实际上不需要第六工序。假设即使在需要第六工序的情况下，由于没有进行焊接，所以如果在通过分解后调整或交换双风扇10的位置就可以应对的范围内，即使不贴加平衡配重也可以调整平衡。

图5是权利要求3的发明的嵌合部的说明图，图5的（a）表示在一个端部设置有嵌合用的槽14、在多端部以规定间隔设置有嵌合用的突起15的结构，图5的（b）表示在两端以规定间隔设置有嵌合用的槽14和突起15的结构，图5的（c）表示在两端连续设置有嵌合用的槽14和突起15的结构。如以上所叙述过的，本发明的轴式贯流风扇1与以往的产品相比，在平衡和刚性方面都可以发挥平衡好、刚性高的效果。因此即使是平的面配合，其效果也是足够的。可是在连接的双风扇10的连续设置数量相当多，风扇长度非常长的情况下，往往会产生平衡问题和刚性不足的问题。可是由于本发明的轴式贯流风扇1与以往的制造方法非常不同，不需要溶剂和超声波焊接，多次重新组装也可以，所以即使在组装后也可以使连接的双风扇10转动，进行平衡调整。此外，在采用权利要求3的结构的情况下，由于连续设置的双风扇10之间的接触面积增加，也可以发挥提高刚性的效果。此外，关于从图5的（a）到图5的（c）所示的槽14和突起15的形状、尺寸、个数，主要是用于从原理上进行说明而表示的，不限于此，只要是能发挥所述效果的槽14和突起15的组合就可以。

Claims (4)

1.一种轴式贯流风扇的制造方法，其特征在于，

所述制造方法包括：

第一工序，射出成型多个双风扇，所述双风扇是在中心壁上具有轴承部和固定部的、树脂制的、以贯流形式构成的双风扇；

第二工序，加工与所希望的风扇长度对应的连续设置轴；

第三工序，使通过第二工序加工成的连续设置轴贯通通过第一工序成型的双风扇的轴承部；

第四工序，通过卡止件固定所述连续设置轴和所述固定部；

第五工序，反复进行所述第三工序和所述第四工序，由此成为所希望的风扇长度；以及

第六工序，根据需要进行平衡调整。

2.一种轴式贯流风扇，其特征在于，所述轴式贯流风扇是通过权利要求1所述的轴式贯流风扇的制造方法制造成的轴式贯流风扇，

所述轴式贯流风扇包括：

多个双风扇，所述双风扇是在中心壁上具有轴承部和固定部的、树脂制的、以一体型贯流形式构成的双风扇；

连续设置轴；以及

卡止件。

3.一种轴式贯流风扇，其特征在于，所述轴式贯流风扇是通过权利要求1所述的轴式贯流风扇的制造方法制造成的轴式贯流风扇，

所述轴式贯流风扇包括：

多个双风扇，所述双风扇是以贯流形式构成的双风扇，使具有具备轴承部和固定部的侧壁的、树脂制的右转动用多翼式风扇和左转动用多翼式风扇背靠背并且以组合所述侧壁而成的板状部作为所述中心壁而构成所述双风扇；

连续设置轴；以及

卡止件。

4.根据权利要求2或3所述的轴式贯流风扇，其特征在于，

在所述双风扇的端部，在一端形成有嵌合用的槽、在多端形成有嵌合用的突起；或者在两端形成有嵌合用的槽和突起。

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