JP2012092810A - 回転ファンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内筒28と外筒30とこれらを径方向に弾性連結する弾性体32とを備えたファン用防振ボス12を、成形金型42にセットして、外筒30の外周側に複数の羽根を有する樹脂製のファン本体を成形し外筒30に一体接合する回転ファンの製造方法において、成形金型42に食込突起52,54を設けておき、型締状態で食込突起52,54を外筒30の軸方向の両端面に食い込ませて外筒を固定し、その固定状態でファン本体を成形して回転ファンとする。
【選択図】 図4
Description
ここで防振ボス210は、回転ファン215から回転シャフト200への振動伝達,及び回転シャフト200から回転ファン215への振動伝達を抑制する目的、即ち回転シャフト200と回転ファン215(詳しくはファン本体211)との間を振動絶縁する目的で設けられている。
このインバータ制御の下で、エアコンは例えば急冷後は低電力運転で設定温度を維持し、経済的に電力消費することが可能となる。
一方でインバータ制御の下では、DCモータによる頻繁なトルク変動が生じ、そしてそのトルク変動によって振動,騒音が発生し易い。
防振ボス210を中心部に備えた回転ファン215の製造方法として、従来、ファン用成形金型に備えた嵌合ピンを内筒204の嵌合孔202内に嵌入させる状態に防振ボス210を成形金型にセットし、外筒206の外周側に複数の羽根を有する樹脂製のファン本体211を成形し同時に外筒206に一体接合する方法が従来知られている。
例えば下記特許文献1にその製造方法が回転ファンの構成とともに開示されている。
そのようになると回転ファン215の回転のアンバランスが生じ、振動や騒音の発生原因となってしまう。
例えば防振ボス210を製造する際に、内筒204と外筒206とをボス用成形金型にセットした状態で弾性材料を成形し、内筒204及び外筒206に一体化する方法が通常用いられるが、このときにも弾性材料の注入ゲートの配置のアンバランス等により成形キャビティ内で弾性材料の流動のアンバランスが生じ、その結果防振ボス210を脱型した後の弾性体208の収縮のアンバランス等によって外筒206の軸心が内筒204の軸心に対し心ずれしたり傾いたりしてしまう。
図9(A)はその状況を示している(図9(A)では外筒206が内筒204に対しδだけ心ずれした状態を示している)。
この場合にも回転ファン215の回転のアンバランスが生じ、その回転時において振動や騒音を発生させてしまう。
従って回転ファン製造後において、回転バランスを調整するための調整工程を不要化することも可能となり、その調整工程を含めた回転ファンの製造コストを安価とすることができる。
このようにすることで、外筒への食込突起の食込みによる固定力をより一層強固となすことができる。
図1において、10は回転ファン(ここではプロペラファン)で中心部の防振ボス12と、これに一体に固着された樹脂製のファン本体14とを有している。
この実施形態において、ファン本体14はプロピレン樹脂,アクリロニトリルスチレン(AS)樹脂等の熱可塑性樹脂から成っている。
尚図1において24はモータ、26はモータ24にて駆動される回転シャフトである。
同図に示しているように防振ボス12は、円筒状をなす内筒28と、径方向に離隔した位置で内筒28を取り囲む円筒状の外筒30と、それら内筒28,外筒30を径方向に弾性連結する円筒状の弾性体32とを有しており、それらが一体に加硫接着されている。
ここで内筒28,外筒30は熱可塑性樹脂から成っている。
より詳しくは、ガラス繊維を含有したポリアミド66樹脂から成っている。ここでガラス繊維は、樹脂ポリマーを基準として50質量%含有されている。
但し他の樹脂材にてこれらを構成することも可能である。
尚、内筒28と外筒30との間は全周に亘って環状の隙間とされており、その隙間が円筒状の弾性体32にて埋められている。
図に示す防振ボス12では、内筒28と外筒30との軸方向の両端が、弾性体32に対して僅かに軸方向外方に突出している。
そしてその後においてファン本体14が成形され、同時に防振ボス12の外筒30に接合されることで、回転ファン10が構成されている。
回転シャフト26は内筒28を貫通して先端側が突き出しており、その突き出した部分の雄ねじにナット36がねじ込まれることで、回転シャフト26と内筒28とが一体回転状態に結合されている。
この例の回転ファン10では、回転シャフト26からの回転駆動力が先ず内筒28に伝えられ、更にその回転駆動力が弾性体32を介して外筒30に伝えられ、そしてその外筒30とともにファン本体14が一体に回転せしめられる。
また軸方向の他端面(図中下端面)においても、同じ断面形状の溝40が形成されている。
ここで一方の溝38は、全周に亘り連続した円形の環状に形成されており、また他方の溝40は、同じく周方向に円環状をなしているが、この溝40は周方向に所定間隔ごとに分断され、その分断個所において非連続をなしている。
図3において、42はファン用成形金型で、この成形金型42は防振ボス12の軸方向に分割された分割型(第1分割型)44と、分割型(第2分割型)46とに分割されている。
一方の分割型44には、溶融した樹脂材料を注入するゲート50が設けられており、また他方の分割型46には、防振ボス12の内筒28の嵌合孔34に内嵌状態に嵌合し、内筒28を位置決状態に保持する嵌合ピン48が設けられている。
図2に示す断面3角形状の溝38,40は、実際にはこれら食込突起52,54が外筒30の軸方向の端面に食い込んだ結果形成されたものである。
一方分割型46側の食込突起54は、周方向に円形の環状をなしているが、この食込突起54は、周方向に所定間隔ごとに分断され、その分断個所において非連続をなしている。
凹所58は、分割型46側に、内筒28との干渉回避のための円環状の凹陥部61を嵌合ピン48周りに有し、また分割型44側に、内筒28及び嵌合ピン48との干渉回避のための円形の凹陥部62を有している。
その後に分割型44と分割型46とを型締めし、図4(A)に示す状態とする。
そしてファン本体14を成形し且つこれを防振ボス12に接合し一体化した後、型開きして成形品を脱型する。ここにおいて図1に示す回転ファン10が得られる。
即ち防振ボス12のセット及び固定に際して、防振ボス12の弾性体32は何等強制的に変形せしめられない。
従って図5(C)に示しているように、外筒30の軸心からファン本体14における筒状の接合部16の外周面までの距離はd/2に良好に保持される(dは接合部16の外径を表す)。
換言すれば本実施形態の製造方法は、成形金型42内における外筒30の偏心を、接合部16の肉厚変動によって吸収し、そのことによってファン本体14の軸心を内筒28の軸心と一致させる。
従って回転ファン10製造後において、回転バランスを調整するための調整工程を不要化することも可能となり、その調整工程を含めた回転ファン10の製造コストを安価とすることができる。
ここでは外径φ45mm,厚み5mmの外筒30を用いて防振ボス12単品を製造し、またその防振ボス12を用いて回転ファン10を図3,図4の製造方法に従って製造した。
このとき、分割型44と46とに直径φ42.5mm,付根の幅2mm,高さ1mmでそれぞれ上記の食込突起52,54を設けておき、それらを外筒30の端面に食い込ませてファン本体14の成形を行った。
詳しくは、内筒28の内部に回転用のシャフト68を挿通してナット70のねじ込みにより内筒28をシャフト68に固定し、そしてシャフト68の回転により外筒30を1回転させて、ダイヤルゲージ66による測定の最大値と最小値との差から振れ値を求めた。
また比較のために、図9に示す方法で製造した回転ファン10についても同様にして軸心のずれを調べた。
結果が以下に示してある。
尚測定は個数N=5について行った。
尚左側の成形前の数値が、図6(A)に示す方法で測定した結果を、また右側の成形後の数値が(B)に示す方法で測定した結果を示している。
(A)比較例の製造方法
成形前−成形後[mm]
1. 0.46−0.55
2. 0.22−0.25
3. 0.16−0.25
4. 0.30−0.36
5. 0.20−0.31
(B)本実施形態の製造方法
成形前−成形後[mm]
1. 0.16−0.09
2. 0.46−0.20
3. 0.14−0.15
4. 0.57−0.19
5. 0.14−0.09
以上の結果に示すように、本実施形態の製造方法によればファン本体14の軸心のずれを効果的に抑制することができる。
例えば本発明における食込突起は上例以外の形状、例えば図7(B)に示しているように(A)に示す形状の食込突起52の先端を微小範囲に亘って平坦に切り取った形の食込突起72としたり、或いは(C)に示すように若干丸みを持たせた形状の食込突起74としたり、或いはその他の種々形状の食込突起となすことも可能であるし、また食込突起は全周に亘って連続した環状に設けておくことが望ましいが、図3の分割型46側の食込突起54のように、周方向に分断した形態の環状に設けておくこと、或いは周方向に連続しない単独の突起を周方向に間隔をおいて独立して設けておくといったことも可能であるし、また場合によって一対の分割型の何れか一方にだけ設けておくといったことも可能である。
また上例では防振ボスにおける弾性体として加硫ゴムを用いているが、これを熱可塑性エラストマーその他によって構成することも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変形を加えた態様で実施可能である。
12 防振ボス
22 羽根
26 回転シャフト
28 内筒
30 外筒
32 弾性体
34 嵌合孔
42 ファン用成形金型
44 分割型(第1分割型)
46 分割型(第2分割型)
48 嵌合ピン
52,54 食込突起
60 成形キャビティ
Claims (3)
- 回転シャフトを内側の嵌合孔に嵌入させ、該回転シャフトからの駆動力を受けて該回転シャフトと一体に回転する内筒,径方向に離隔した位置で該内筒を取り囲む外筒、及びそれら内筒と外筒とを径方向に弾性連結する弾性体を備えた防振ボスを、ファン用成形金型に備えた嵌合ピンを前記内筒の嵌合孔内に嵌入させる状態に該成形金型にセットして、前記外筒の外周側に複数の羽根を有する樹脂製のファン本体を成形し該外筒に一体接合する回転ファンの製造方法であって、
前記成形金型に食込突起を設け、型締状態で該食込突起を前記外筒の軸方向の端面に食い込ませる状態に該外筒を固定し、該固定状態で前記ファン本体を成形することを特徴とする回転ファンの製造方法。 - 請求項1において、前記成形金型は前記防振ボスの軸方向に分割された第1分割型と第2分割型とを有するものとなして、それぞれに前記食込突起を軸方向に対向して設けておき、前記型締状態でそれら食込突起を前記外筒の軸方向の一方の端面と他方の端面とに食い込ませ、該外筒を固定するものとなしてあることを特徴とする回転ファンの製造方法。
- 請求項1,2の何れかにおいて、前記食込突起は周方向に沿って環状に設けておくことを特徴とする回転ファンの製造方法。
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