JP3122701B2 - ターボファンとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば空気調和機に
備えられる送風機のファンとして用いられるターボファ
ンとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、天井埋込み形の室内ユニット
を備えた空気調和機がある。上記室内ユニットには、被
熱交換室の空気を吸込んで熱交換器と熱交換させ、再び
室内へ送風する送風機が収容される。

【０００３】この送風機の送風ファンには、天井埋込み
形としての使用環境上と、低騒音化の要望が大であると
ころから、送風特性が最適のターボファンが選択され
る。上記ターボファンは、ボス部からホーン状に形成さ
れるとともに、この先端部がボス部軸線とは直交する方
向に折曲成形される主板と、この主板の先端部面に一端
部が連結され、互いに所定間隔を存して設けられる複数
のブレードと、これらブレードの他端部に亘って架設さ
れる吸込みリングとから構成される。

【０００４】このファンは、合成樹脂材を用いて射出成
形をなすことにより得られるものであるが、主板先端部
と吸込みリングとがほぼ平行であり、これら間にブレー
ドが架設される構成となっているため、従来、一体成形
することができなかった。

【０００５】すなわち、従来の製造方法は、主板とブレ
ードを一体にしたファン本体を成形し、別途、吸込みリ
ングを成形し、上記ファン本体のブレード端部を吸込み
リングに超音波溶着もしくは接着して得るようになって
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、ターボフ
ァンの成形にあたって、主板とブレードを一体化したフ
ァン本体と、吸込みリングを別個に成形しなければなら
ず、また、これらの溶着もしくは接着に手間がかかって
面倒である。

【０００７】しかも、溶着もしくは接着による工程は、
仕上げ程度にバラツキが生じ易く、強度不足の虞れがあ
り、振動および騒音発生の要因となる。また、ファン本
体の成形時において、ブレードの基端部である主板に近
い部分の断面積と、先端部である吸込みリングへの溶着
端部の断面積とが、射出成形後の抜き勾配の関係から互
いに異なり、いわゆる抜きテーパが生じ易い。

【０００８】全てのブレードが抜きテーパを有すること
により、ターボファン自体の流体性能が不安定となる欠
点を有する。本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、主板と、ブレ
ードおよび吸込みリングとからなる基本的な形状構造を
変えることなく一体成形を可能にし、製造性がよく、廉
価で流体性能の優れたターボファンとその製造方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を満足す
るため本発明のターボファンは、複数の分割金型を用い
て一体成形される主板、ブレードおよび吸込みリングと
からなり、上記吸込みリングの外周面に径方向へ突出す
る突起を設けたことを特徴とする。

【００１０】また、第２の発明のターボファンの製造方
法は、主板と、複数のブレードと、吸込みリングを一体
成形してなるターボファンであり、固定側金型と、この
固定側金型に対して軸方向へスライド自在な第１の可動
側金型を分離するとともに、上記第１の可動側金型に対
して径方向へスライド自在に支持されるキャビティを同
金型から分離し、第１の可動側金型に対して軸方向へス
ライド自在なスライド取付け金型を同金型から分離する
ことにより、上記主板部分が形成され、上記スライド取
付け金型に対して径方向へスライド自在に支持されるコ
アを同金型から分離し、かつ上記スライド取付け金型に
対して軸方向へスライド自在な第２の可動側金型を同金
型から分離することにより、上記ブレード部分が成形さ
れ、上記第２の可動側金型に対して軸方向へスライド自
在な保持金型を同金型から分離することにより、上記吸
込みリング部分が成形されることを特徴とする。

【００１１】なお、ターボファンの製造方法において、
キャビティと、コアおよび第２の可動側金型の上記ブレ
ード面における金型合わせの割り線を、ブレード面に沿
う空気の流れ方向に対し、下流側の肉厚が薄くなるよう
成形した。

【００１２】

【作用】主板と、ブレードおよび吸込みリングとからな
る基本的な形状構造を変えることなく、一体成形がなさ
れる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。成形完成品としてのターボファンは、図１ない
し図３に示すように構成される。すなわち、図中１は主
板である。この主板１は、軸線ｌに沿って防振構造のボ
ス部２を有する。

【００１４】このボス部２の外周から、ホーン状のテー
パ部３となっており、さらにこのテーパ部先端が軸線ｌ
とは直交する方向に折曲される円形状の先端部４となっ
ている。

【００１５】上記主板１の基端部であるボス部２周囲に
は、複数のリブ５…が所定間隔を存して放射状に設けら
れ、これらリブの相互間には複数の冷却用孔６…が開口
されている。

【００１６】主板１の先端部４におけるボス部１側の面
には、複数のブレード７…が所定間隔を存して一体に連
設される。これらブレード７は、断面翼状をなしてい
て、所定の角度に傾けて形成される。

【００１７】上記ブレード７の先端部４とは反対側の端
部面には、吸込みリング８が一体に連結される。この吸
込みリング８は、主板先端部４の直径と同一の外径に形
成され、内径方向へホーン状をなす。

【００１８】図４に拡大して示すように、上記吸込みリ
ング８の外周面には、所定間隔を存して複数の突起１０
…が一体に設けられる。それぞれの突起１０は、上記ブ
レード７の連結位置に対向して設けられていて、断面半
円状であり、所定幅を有し、径方向に突出する。これら
突起１０は、後述するように、ターボファンの成形時に
有用である。

【００１９】このようにしてターボファンが形成され、
上記ボス部２がここでは図示しないモータの回転軸に嵌
着される。つぎに、ターボファンの製造方法について説
明する。

【００２０】ターボファンは、素材として合成樹脂材が
用いられ、射出成形される。図５は、成形機の金型構成
を示す。１１は成形機本体であり、ここには固定側金型
１２が設けられる。この固定側金型１２に対して、第１
の可動側金型１３と、スライド取付け金型１４と、第２
の可動側金型１５が、それぞれ軸方向へスライド自在に
組み合わせられる。

【００２１】上記第１の可動側金型１３に対して、キャ
ビティ１６が径方向へスライド自在に組み合わせられ
る。上記スライド取付け金型１４には、コア１７が径方
向へスライド自在に組み合わせられる。

【００２２】上記第２の可動側金型１５に対して、保持
金型１８が軸方向へスライド自在に組み合わせられる。
すなわち、同図は射出成形をなした後の、各金型を分離
した状態を示し、成形前の状態では、各金型が互いに密
に組み合わされるとともにこれら金型間にターボファン
形状をなす空間部が形成される。

【００２３】この空間部に原材料の合成樹脂材が射出さ
れ、放熱して固形化する。すなわち、キャビティ１６と
コア１７が成形ターボファンＦに入った状態で、成形機
本体１１の固定側金型１２に対して第１の可動側金型１
３と、スライド取付け金型１４および第２の可動側金型
１５が一体に組み合わされる。

【００２４】射出成形が完了した後、固定側金型１２か
ら第１の可動側金型１３と、スライド取付け金型１４お
よび第２の可動側金型１５を一体のまま分離する。つぎ
に、上記キャビティ１６を径方向へスライドして、成形
ターボファンＦからこの外部へ出す。

【００２５】この状態を保持して、第１の可動側金型１
３を軸方向へスライドし、この金型１３および上記キャ
ビティ１６をともにスライド取付け金型１４と第２の可
動側金型１５から分離する。

【００２６】上記コア１７が成形ターボファンＦ内に入
った状態で、スライド取付け金型１４を軸方向へスライ
ドして第２の可動側金型１５から分離する。ついで、上
記コア１７を径方向へスライドして、成形ターボファン
Ｆから外部へ出す。

【００２７】この状態で成形ターボファンＦは保持金型
１８に保持され、かつ保持金型は第２の可動側金型１５
と組み合わせられている。したがって、先に第２の可動
側金型１５を軸方向へスライドして、成形ターボファン
Ｆから分離する。

【００２８】最後に作業者が、上記保持金型１８に保持
した成形ターボファンＦを取り外すことにより、先に説
明したターボファンが得られる。結局、固定側金型１２
から第１の可動側金型１３を分離し、これら金型で上記
主板１部分が成形される。

【００２９】また、第１の可動金型１３からキャビティ
１６を分離し、この可動金型からスライド取付け金型１
４を分離し、この金型からコア１７を分離するとともに
第２の可動側金型１５から分離し、上記キャビティとコ
アおよび第２の可動側金型とでブレード７部分が成形さ
れる。

【００３０】上記第２の可動金型１５を保持金型１８か
ら分離し、これら金型で吸込みリング８部分が成形され
るなお、射出成形後は上述したように、固定側金型１２
から複数の分割金型１３ないし１８を順次分離していく
わけであるが、保持金型１８は最後まで成形ターボファ
ンＦを保持する。

【００３１】そして、保持金型１８は、吸込みリング８
に設けられる突起１０を掛止して、ファンＦを保持して
いるので、各金型を順次分離していっても保持金型から
の脱落がないことは勿論、少しの位置ずれ発生もない。

【００３２】しかも、主板１と、ブレード７および吸込
みリング８からなるターボファンを一体成形したので、
従来のようなブレードの型抜きテーパの発生がなく、軸
方向に沿って設計通りの均一な肉厚となる。したがっ
て、実際の送風作用で極めて高い流体性能を得られる。

【００３３】一方、上記ブレード７は図６にも示すよう
に、キャビティ１６と、コア１７および第２の可動側金
型１５とがなす空間部に成形されるようになっており、
この周面には、必然的に上記３つの分割金型の合わせの
割り線が形成される。

【００３４】そして、これら分割金型１５ないし１７に
よる金型合わせの割り線が、以下に述べる位置および形
状となるよう設定する。図７（Ａ）に示すように、ブレ
ード７の正圧面ｍ側において、軸方向の金型合わせの割
り線ａを、吸込み径より内側のブレード７前端縁の近傍
に、かつこれと平行になるよう設定する。

【００３５】さらに、この正圧面ｍ側におけるブレード
７のほぼ中央部に、水平方向の金型割り線ｂを形成する
よう設定する。同図（Ｂ）に示すように、ブレード７の
負圧面ｎ側において、軸方向の金型合わせ割り線ｃを吸
込み径より内側に形成するよう設定する。また、水平方
向の金型合わせの割り線ｄをブレード７の中央部に位置
するよう設定する。

【００３６】このようにして、全てのブレード７の正圧
負圧両面ｍ，ｎにおける設定位置に金型合わせの割り線
ａないしｄが設けられることにより、先に説明したコア
１６と、キャビティ１７および第２の可動側金型１５の
分割金型による、抜きテーパの発生がないブレード７の
一体成形が可能である。

【００３７】しかも、図８に示すように、ブレード７は
断面流線形の翼状に形成され、空気の流れ方向と直交す
る方向が、すなわち軸方向に沿う割り線ａ，ｃとなる。
ブレード７の正圧面ｍ側および負圧面ｎ側共に、先に説
明した位置に軸方向に沿う割り線ａ，ｃが形成される。

【００３８】いずれの割り線ａ，ｃにおいても、空気の
流れ方向に対して上流側の肉厚が厚く、下流側の肉厚が
薄くなるような段差として形成され、したがって、空気
の流れが円滑であり、流体性能を損なうことがない。

【００３９】さらに、割り線ａ，ｃは吸込み径より内
側、すなわち吸込みリング８より内側に形成されるた
め、割り線によって生じる剥離を極力押さえることがで
きる。これは、ブレード７に沿って流れる風の流速が、
吸込み径より外側（吸込みリング８と主板１との間）を
流れる風よりも吸込み径の内側（吸込みリングの内側）
で流れる風の方が遅いためである。このため、割り線に
よって生じる剥離も流速の遅い状態で生じるため、流体
性能に対する影響を極力抑えることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、主板と、ブ
レードおよび吸込みリングとからなる基本的な形状構造
を変えることなく一体成形を可能にし、製造性がよく、
廉価で流体性能の優れたターボファンが得られるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、成形されたターボフ
ァンの一部切欠した斜視図。

【図２】同実施例の、ターボファンの平面図。

【図３】同実施例の、ターボファンの一部切欠した側面
図。

【図４】同実施例の、ターボファン要部の拡大した縦断
面図。

【図５】同実施例の、ターボファン成形機の要部の縦断
面図。

【図６】同実施例の、ターボファン成形機の要部の平面
図。

【図７】（Ａ）は、ブレード正圧面側の金型合わせの割
り線を示す図。（Ｂ）は、ブレード負圧面側の金型合わ
せの割り線を示す図。

【図８】同実施例の、空気の流れ方向に沿うブレードの
縦断面図。

【符号の説明】

２…ボス部、１…主板、７…ブレード、８…吸込みリン
グ、１０…突起、１３…第１の可動側金型、１３…スラ
イド取付け金型、１４…第２の可動側金型、１６…キャ
ビティ、１７…コア、１８…保持金具、ｍ…正圧面、ｎ
…負圧面側、ａ，ｃ…（軸方向の）合わせの割り線。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の分割金型を用いて一体成形される主
   板、ブレードおよび吸込みリングとからなり、 上記吸込みリングの外周面に径方向へ突出する突起を設
   けたことを特徴とするターボファン。
2. 【請求項２】主板と、複数のブレードと、吸込みリング
   を一体成形してなるターボファンであり、 固定側金型と、この固定側金型に対して軸方向へスライ
   ド自在な第１の可動側金型を分離するとともに、 上記第１の可動側金型に対して径方向へスライド自在に
   支持されるキャビティを同金型から分離し、第１の可動
   側金型に対して軸方向へスライド自在なスライド取付け
   金型を同金型から分離することにより、上記主板部分が
   形成され、 上記スライド取付け金型に対して径方向へスライド自在
   に支持されるコアを同金型から分離し、かつ上記スライ
   ド取付け金型に対して軸方向へスライド自在な第２の可
   動側金型を同金型から分離することにより、上記ブレー
   ド部分が成形され、 上記第２の可動側金型に対して軸方向へスライド自在な
   保持金型を同金型から分離することにより、上記吸込み
   リング部分が成形されることを特徴とするターボファン
   の製造方法。
3. 【請求項３】キャビティと、コアおよび第２の可動側金
   型の上記ブレード面における金型合わせの割り線を、ブ
   レード面に沿う空気の流れ方向に対し、下流側の肉厚が
   薄くなるよう成形したことを特徴とする請求項２記載の
   ターボファンの製造方法。