JP5920422B2 - 羽根車、羽根車の製造方法および給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、羽根車、羽根車の製造方法および給湯装置に関するものである。

設置済の貯湯式給湯装置を瞬間式給湯装置に取り替える場合、建物の外観維持という観点から設置済みの排気筒を取り外すことができない現場がある。このような現場では、既設の排気筒を残し、その排気筒の内部に排気管を挿入することで給湯装置の取り替えに対応することが可能である。ただし排気管の外径が大きいと排気筒内に排気管を設置できないため、排気管を小径化する必要がある。排気管を小径化した場合でも安定した燃焼状態を維持するためには、給湯装置において排気吸引燃焼方式を採用する必要がある。

この排気吸引燃焼方式の給湯装置は、たとえば特開昭６０−１８６６１７号公報に開示されている。この公報に記載の給湯装置においては、バーナで生じた燃焼ガスの流れの下流側に、顕熱を回収するための熱交換器と、潜熱を回収するための熱交換器と、ファンとがこの順で配置されている。つまりこの方式の給湯装置においては、熱交換器よりもファンが燃焼ガスの流れの下流側に配置されている。

一方、ファンの構成部品としては、円盤状の主板の半径方向に延在する複数の羽根が設けられた羽根車が知られている（たとえば実開平０４−０４０１９１号公報）。この羽根車が駆動源によって駆動されて回転することで、ファンの送風力が発揮される。

このような羽根車は複数の部品から構成されるが、その作製方法として、樹脂製部品を互いに超音波溶着して羽根車を組み立てる方法がある。超音波溶着とは、熱可塑性樹脂を微細な超音波振動と加圧力によって瞬時に溶融し、接合を行う加工技術である。

特開昭６０−１８６６１７号公報 実開平０４−０４０１９１号公報

しかし、羽根車の強度を上げるべく、繊維状のフィラーを含む樹脂を用いて、円盤状（または円環状）の主板と、主板の半径方向に延在する複数の羽根とを含む樹脂製部品を作製した場合、樹脂性部品の形状、特に主板の半径方向の形状に歪みが生じ、主板の形状の均一性が低下する傾向があることが分かった。

形状の均一性の低い樹脂製部品と他の部品とを超音波溶着すると、部品への均等な加圧ができず、超音波振動を安定的に伝達させることができなくなるために、各部品の溶着が不十分となる傾向がある。溶着が不十分な羽根車は、耐久性や強度が低下するおそれがある。また、羽根車の主板の形状に歪みがある場合、羽根車の動バランス性が低下し、送風性能が低下するおそれがある。

特に、排気吸引燃焼方式の給湯装置に使用されるファンの羽根車は、燃焼ガスの通路内に設置されるため、従来よりも高温環境に曝される。さらに、潜熱回収型の排気吸引燃焼方式の給湯装置に使用されるファンの羽根車は、高温環境に加えて、潜熱の回収に伴って発生する強酸性のドレンに曝される。このような場合においては、各部品の溶着を十分に行い、特に羽根車の耐久性を維持することが求められる。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮可能な羽根車および給湯装置を提供することである。

本発明の羽根車は、第１部材と、第２部材と、を備える。第１部材は、円環状のシュラウドと、シュラウドの第１背面の内周側から外周側に延在するとともに第１背面から突き出すように形成された第１羽根と、を有する。第２部材は、円盤状の主板と、主板の第２背面の内周側から外周側に延在するとともに第２背面から突き出すように形成された第２羽根と、を有する。第１部材および第２部材の各々は、繊維状のフィラーを含む樹脂によって一体成形されており、第２背面の反対側の第２正面と、第１羽根とが溶着されることにより、第１部材および第２部材が結合されている。さらに、第１背面の反対側の第１正面および第２正面の少なくともいずれか一方は、内周側の円周上に位置する内周側ゲート跡部と、内周側ゲート跡部よりも外周側の円周上に位置する外周側ゲート跡部とを有している。

本発明者らは、円周方向に面積が広がる第１の空間（シュラウドや主板に対応）と、この空間から突出するようにスリット状に設けられた第２の空間（第１羽根や第２羽根に対応）とを有し、かつ第１の空間の内周側に設けられたゲートを有する金型を用いて、繊維状のフィラーを含む樹脂よりなる第１部材（第２部材）を成形した場合、シュラウド（主板）の形状の均一性が低くなることを知見した。第１の空間ではフィラーが比較的ランダムに分散されるのに対し、第２の空間ではその延在方向にフィラーが配向する傾向にあり、第２の空間に配向したフィラーが、第１の空間の樹脂の収縮に対する抵抗となる。このために、シュラウドや主板の径方向において、第１羽根や第２羽根が形成された領域と形成されていない領域とで、樹脂の収縮する量が異なってしまい、これによりシュラウドや主板の成型時における樹脂の径方向の収縮が不均一となり、結果的に、シュラウドや主板の形状の均一性が低下することを本発明者らは見出した。

これに対し、第１の空間の内周側の円周上に位置する内周側ゲートに加え、さらに内周側ゲートよりも外周側の円周上に位置する外周側ゲートからも樹脂を流し込んだ場合、内周側ゲートを介して金型の第１の空間の内周側から外周側に流れ込む樹脂の流れに対し、外周側ゲートを介して金型の第１の空間の外周側から流れ込む樹脂の流れが影響することとなり、これによって内周側ゲートからの樹脂の流れに乱れが生じる。これにより、内周側ゲートのみから樹脂を流し込む場合と比して、第２の空間でのフィラーの配向を抑制することができ、フィラーの配向による抵抗を小さくすることができる。

主板の第２正面が、内周側の円周上に位置する内周側ゲート跡部と、内周側ゲート跡部よりも外周側の円周上に位置する外周側ゲート跡部とを有している第２部材は、主板用の空間の内周側の円周上に位置する内周側ゲートと、内周側ゲートよりも外周側の円周上に位置する外周側ゲートとから樹脂を流し込むことにより成形されたものである。よって、このようなゲート跡を有する第２部材においては、上述の理由により、第２羽根が存在することによる主板の半径方向の収縮の不均一化を抑制することができる。これにより、主板の形状の均一性を高めることができるため、主板と第２羽根とを含む第２部材と第１部材との十分な溶着が可能となり、もって、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮することができる。

一方、シュラウドの第１正面が、内周側の円周上に位置する内周側ゲート跡部と、内周側ゲート跡部よりも外周側の円周上に位置する外周側ゲート跡部とを有している第１部材は、シュラウド用の空間の内周側の円周上に位置する内周側ゲートと、内周側ゲートよりも外周側の円周上に位置する外周側ゲートとから樹脂を流し込むことにより成形されたものである。よって、このようなゲート跡を有する第１部材においては、同様の理由により、第１羽根が存在することによるシュラウドの半径方向の収縮の不均一化を抑制することができる。これにより、シュラウドの形状の均一性を高めることができるため、シュラウドと第１羽根とを含む第１部材と第２部材との十分な溶着が可能となり、もって、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮することができる。

上記羽根車において、内周側ゲート跡部は、複数の内周側ゲート跡を有し、外周側ゲート跡部は、複数の外周側ゲート跡を有している。そして、同一面上に位置する内周側ゲート跡および外周側ゲート跡は同数であり、かつ内周側ゲート跡および外周側ゲート跡の１つずつが、同一面上の半径方向の同一直線上に位置する。

内周側ゲート跡部は、複数の内周側ゲート跡を有し、外周側ゲート跡部は、複数の外周側ゲート跡を有していることにより、各部材の成型時において、円周方向への樹脂の広がりを均一にすることができる。このため、第１部材（第２部材）の均質性が向上する。また、同一面上に位置する内周側ゲート跡および外周側ゲート跡は同数であり、かつ内周側ゲート跡および外周側ゲート跡の１つずつが、同一面上の半径方向の同一直線上に位置する。これにより、各部材の成型時において、内周側ゲートから流れ込む樹脂の流れに対する外周側ゲートから流れ込む樹脂の流れの影響が大きくなるため、内周側ゲートから金型の空間に流れ込む樹脂の流れにより大きな乱れが生じる。よって、第１羽根用の空間または第２羽根用の空間でのフィラーの配向をさらに抑制することができ、もって第１羽根（第２羽根）が存在することによるシュラウド（主板）の半径方向の収縮の不均一化を抑制することができる。

上記羽根車において、複数の外周側ゲート跡の少なくとも１つは楕円形状を有する。
外周側ゲートから流し込まれる樹脂が主板（シュラウド）の円周方向に流れるように外周側ゲートを設けた場合、その外周側ゲート跡部は、楕円形状となる。外周側ゲートから流し込まれる樹脂が円周方向に流れることにより、外周側におけるフィラーの配向は、径方向よりも円周方向に沿うことになる。このため、第２羽根用の空間でのフィラーの配向、特に外周側でのフィラーの配向を十分に抑制することができ、フィラーの配向による上記抵抗を小さくすることができる。

上記羽根車において、第１部材および第２部材の少なくとも一方は、内周側ゲート跡部の位置から繊維状のフィラーを含む樹脂が注入され、外周側ゲート跡部の位置から球状のフィラーを含む樹脂が注入されることによって一体成形されている。

成型時において、外周側ゲートから球状のフィラーを含む樹脂が注入されることによって、外周側における繊維状のフィラーの配向が抑制される。このため、フィラーの配向による上記抵抗を小さくすることができる。

本発明の給湯装置は、燃焼ガスを発生させるバーナと、燃焼ガスとの熱交換によって内部を流れる湯水を加熱する熱交換器と、熱交換器を経由した後の燃焼ガスを吸引して給湯装置の外部へ排出するファンとを備える。ファンは、ファンケースと、ファンケース内に収容される羽根車と、ファンケース外に取り付けられた駆動源と、羽根車および駆動源を連結する回転軸とを含む。ファンケースは、貫通孔が設けられた背面壁を有している。羽根車は、第２背面が背面壁と向かい合うように配置されている。貫通孔を貫通する回転軸と背面壁との間には、ファンケースの外部の空気をファンケースの内部に吸引するための隙間が設けられている。この給湯装置の備える羽根車は、上述の羽根車である。

本発明の給湯装置によれば、羽根車の第１羽根の送風力によってファンの送風能力を発揮することができるとともに、羽根車の第２羽根の送風力によって駆動源の冷却および燃焼ガスの逆流の防止が可能となる。また、羽根車が、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮することができるため、ファン性能に優れることができる。

本発明によれば、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮可能な羽根車および給湯装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態における羽根車の構成を概略的に示す側面図である。 図１に示す羽根車の構成を概略的に示す断面図である。 図１に示す羽根車の第１部材の構成を概略的に示す斜視図である。 図４に示す第１部材の構成を概略的に示す正面図である。 図４に示す第１部材における第１羽根の構成を概略的に示す正面図である。 図１に示す羽根車の第２部材の構成を概略的に示す斜視図である。 図６に示す第２部材の構成を概略的に示す正面図である。 図６に示す第２部材における第２羽根の構成を概略的に示す正面図である。 第１部材を成形するための金型内の空間と、ゲートの位置との関係を説明するための概略的な図である。 図９のＡ−Ａ’線に沿う概略断面図であり、金型内の空間とゲート内とに樹脂が注入された状態を示す図である。 第２部材を成形するための金型内の空間と、ゲートの位置との関係を説明するための概略的な図である。 図１１のＡ−Ａ’線に沿う概略断面図であり、金型内の空間とゲート内とに樹脂が注入された状態を示す図である。 第１部材と第２部材との溶着時の状態を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態における給湯装置の構成を概略的に示す正面図である。 図１３に示す給湯装置の構成を概略的に示す部分断面側面図である。 図１３に示す給湯装置のファンの構成を説明するためのファンおよび排気ボックスを概略的に示す部分断面図である。 外周側ゲート跡が楕円形を有する第２部材の構成を概略的に示す正面図である。 図１７に示す第２部材を成形するための金型内の空間と、ゲートの位置との関係を説明するための概略的な図である。 図１８に示す図を他の方向から見た状態を示す概略的な図である。ボックスを概略的に示す部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。なお図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。また各図において、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

［第１の実施の形態］
（羽根車）
本発明の第１の実施の形態における羽根車について、図１〜図８を用いて説明する。

主に図１および図２を参照して、羽根車２００は、円環状のシュラウド３０と、複数の第１羽根４０と、円盤状の主板５０と、複数の第２羽根６０と、ボス部７０とを主に有している。

シュラウド３０および第１羽根４０は繊維状のフィラーを含む樹脂によって一体成形されており、第１部材２０Ａを構成する（図３〜図５）。主板５０、第２羽根６０およびボス部７０は繊維状のフィラーを含む樹脂によって一体成形されており、第２部材２０Ｂを構成する（図６〜図８）。主板５０の第２正面５０ａと、第１羽根４０の端部４０ａとが溶着されることにより、第１部材２０Ａおよび第２部材２０Ｂが結合されている。

主に図１、図２および図５を参照して、複数の第１羽根４０は、シュラウド３０の第１背面３０ｂの内周側から外周側に延在するとともに、第１背面３０ｂから突き出すように形成されている。なお第１羽根４０は、それぞれ個別に第１背面３０ｂ上に設けられており、互いに接することはない。

第１羽根４０の突き出し方向の高さは、第１羽根４０の内周側から外周側に向けて連続的に小さくなる。第１羽根４０の突き出し方向の高さは、第１背面３０ｂの内周側から外端部側に向けて曲線的に（比較的急に）小さくなる曲線領域と、曲線領域よりも外周側に位置し、第１背面３０ｂの内周側から外周側に向けて直線的に（比較的なだらかに）小さくなる直線領域とを有する（図２）。これにより、第１羽根４０は高い送風力を発揮することができる。

また第１羽根４０は、第１背面３０ｂの外周端を繋ぐ仮想の面に直交する方向から見た平面視（図５）において、第１背面３０ｂの内周側から外周側に向けて曲線的に延在する曲線延在領域と、曲線延在領域よりも外周側に位置し、第１背面３０ｂの内周側から外周側に向けて直線的に延在する直線延在領域とを有する。これにより、第１羽根４０は高い送風力を発揮することができる。

本明細書においてシュラウド３０の内周側から外周側に向けて延在する第１羽根４０の両端部間の距離（第１羽根４０と第１背面３０ｂとが当接することにより現れる線に沿った距離）を第１羽根４０の「長さ」とする。また、第１背面３０ｂから突き出す方向における第１羽根４０の距離（第１羽根４０の第１背面３０ｂと当接する位置から当該位置の鉛直方向において第１背面３０ｂから最も離れて位置する第１羽根４０との距離）を第１羽根４０の「高さ」とする。第２羽根６０についても同様である。

主に図１および図２を参照し、シュラウド３０は、第１羽根４０の突き出し方向の端部を一体的に覆うように設けられており、その中央部分には開口２０ａが設けられている。

一般的に「シュラウド」の形状は、羽根と羽根との間を通る気体の流れの妨げとならないように、覆う羽根の高さに沿うように形成される。したがって、本実施の形態の羽根車２００において、シュラウド３０は、第１背面３０ｂの外周端を繋ぐ仮想の面に直交する方向から見た平面視において、円環形状を有しており（図５）、かつ第１背面３０ｂの外周端を繋ぐ仮想の面に直交する断面において、傾斜に絞りの入った円錐台形状を有する（図２）。

主に図４を参照し、シュラウド３０の第１背面３０ｂの反対側の第１正面３０ａには、内周側の仮想の円周Ａ上に位置する内周側ゲート跡部３１と、内周側ゲート跡部３１よりも外周側の仮想の円周Ｂ上に位置する外周側ゲート跡部３２とを有している。

内周側ゲート跡部３１は、複数の内周側ゲート跡３１ａを有しており、各内周側ゲート跡３１ａは、たとえば円周Ａ上に等間隔に位置している。また外周側ゲート跡部３２は、複数の外周側ゲート跡３２ａを有しており、各外周側ゲート跡３２ａは、たとえば円周Ｂ上に等間隔に位置している。

本実施の形態において、複数の内周側ゲート跡３１ａは、台座３１ａｂの上に位置していてもよい。これは、内周側ゲート跡３１ａが、シュラウド３０の曲線部分（図２参照）に位置しているためである。具体的には、後述する一体成形によって第１部材２０Ａを成形する際に、内周側ゲートがシュラウド３０の曲線部分に対応する位置に設けられている場合、内周側ゲートとシュラウド３０用の空間との間に、台座３１ａｂ用の空間を設けることにより、内周側ゲートからの安定的な樹脂の注入が可能となるためである。

本実施の形態において、内周側ゲート跡３１ａと外周側ゲート跡３２ａは同数である。さらに内周側ゲート跡３１ａおよび外周側ゲート跡３２ａの１つずつが、第１正面３０ａ上の半径方向の同一直線ＡＢ上に位置している。図４では、１つの内周側ゲート跡３１ａおよび１つの外周側ゲート跡３２ａが同一直線ＡＢ上にあることを示すが、他のゲート跡についても同様である。すなわち、シュラウド３０に設けられた開口２０ａの中心（図４中において黒点で示す位置）と、１つの外周側ゲート跡３２ａとを繋ぐ仮想の直線上には、１つの内周側ゲート跡３１ａが位置している。

主に図６および図８を参照し、複数の第２羽根６０は、円盤状の主板５０の第２背面５０ｂの内周側から外周側に向けて延在するとともに第２背面５０ｂから突き出すように形成されている。なお第２羽根６０はそれぞれ個別に第２背面５０ｂ上に設けられており、互いに接することはない。本実施の形態の羽根車２００において、第２羽根６０の高さは一定である。

主に図８を参照し、第２羽根６０は、スリットによって、第２背面５０ｂの外周側に位置する外羽根部材６１と、外羽根部材６１よりも内周側に位置する内羽根部材６２とに分け隔てられている。なおスリットの幅（内羽根部材６２と外羽根部材６１との互いに向かい合う端部同士の距離）は特に制限されないが、この幅が大きすぎると、羽根自体の長さが短くなり過ぎ、第２羽根６０の送風力が低下する場合があるため、スリットの幅は小さい方が好ましい。

また外羽根部材６１の曲率半径は、内羽根部材６２の曲率半径よりも大きく、外羽根部材６１と内羽根部材６２の曲がる方向が異なっており、外羽根部材６１および内羽根部材６２からなる羽根は、全体としてＳ字形状を有していることが好ましい。これにより、第２羽根６０による送風能力を高めることができる。さらに、隣り合う外羽根部材６１の間に、第２背面５０ｂの内周側から外周側に延在する中間羽根部材６３が設けられていてもよい。これによっても、第２羽根６０による送風力を高めることができる。

なお図８に示すように、中間羽根部材６３は外羽根部材６１の間に延在する一方で、内羽根部材６２の間には延在していないことが好ましい。これは、第２背面５０ｂの内周側において、隣り合う羽根が接近し過ぎることによる送風力の低下を防止するためである。

主に図６および図８を参照し、主板５０の第２正面５０ａの中心部には、第２正面５０ａから突出するボス部７０が設けられている。ボス部７０の中心部には、第２背面５０ｂ側から第２正面５０ａ側に貫通する軸受孔７０ａが設けられている。

主に図７を参照し、主板５０の第２正面５０ａには、内周側の仮想の円周Ｃ上に位置する内周側ゲート跡部５１と、内周側ゲート跡部５１よりも外周側の仮想の円周Ｄ上に位置する外周側ゲート跡部５２とを有している。

内周側ゲート跡部５１は、複数の内周側ゲート跡５１ａを有しており、各内周側ゲート跡５１ａは、たとえば円周Ｃ上に等間隔に位置している。また外周側ゲート跡部５２は、複数の外周側ゲート跡５２ａを有しており、各外周側ゲート跡５２ａは、たとえば円周Ｄ上に等間隔に位置している。

本実施の形態において、内周側ゲート跡５１ａと外周側ゲート跡５２ａは同数である。さらに内周側ゲート跡５１ａおよび外周側ゲート跡５２ａの１つずつが、第２正面５０ａ上の半径方向の同一直線ＣＤ上に位置している。図７では、１つの内周側ゲート跡５１ａおよび１つの外周側ゲート跡５２ａが同一直線ＣＤ上にあることを示すが、他のゲート跡についても同様である。すなわち、主板５０の中心（図７中において黒点で示す位置）と、１つの外周側ゲート跡５２ａとを繋ぐ仮想の直線上には、１つの内周側ゲート跡５１ａが位置している。

（羽根車の製造）
上記羽根車２００の製造方法の一例について図９〜図１３を用いて説明する。

羽根車２００の構成部品の一つである第１部材２０Ａは、次のようにして一体成形することができる。

主に図９を参照し、まず、第１内部空間３００（シュラウド３０の形状に対応）と、第１内部空間３００から突出する複数の第２内部空間４００（第１羽根４０の形状に対応）とを含む内部空間２００Ａを有する金型を準備する。この金型の内部空間２００Ａ（第１内部空間３００および第２内部空間４００を含む空間）は、成形される第１部材２０Ａの形状に一致する。

上記金型にはさらに、第１部材２０Ａの形状に一致する空間に樹脂を流し込むためのゲートが設けられている。具体的には、シュラウド３０の第１正面３０ａに対応する部分に対し、複数の内周側ゲート３１０ａおよび複数の外周側ゲート３２０ａの各先端が連通するように、複数のゲートが設けられている。なお図１０に示すように、内周側ゲート３１０ａと外周側ゲート３２０ａとは、それぞれピンゲートである。

内周側ゲート３１０ａは、第１内部空間３００の内周側の円周上に等間隔に位置しており、外周側ゲート３２０ａは、内周側ゲート３１０ａよりも外周側の円周上に等間隔に位置している。また、１つの内周側ゲート３１０ａと、１つの外周側ゲート３２０ａとは、第１内部空間３００の同一半径上に位置しており、内周側ゲート３１０ａと外周側ゲート３２０ａとは同数である。

主に図１０を参照し、上記内部空間２００Ａおよびゲートを有する金型３０１，３０２における内周側ゲート３１０ａおよび外周側ゲート３２０ａを介して、内部空間２００Ａに繊維状のフィラーを含む樹脂を流し込む。これにより、金型３０１，３０２の内部空間２００Ａに樹脂が充填されていく。

樹脂が金型３０１，３０２の内部空間２００Ａおよびゲートに充填された後、樹脂を硬化させ、その後、金型３０１，３０２を分離することにより、内周側ゲート３１０ａおよび外周側ゲート３２０ａ内に充填された樹脂と、内部空間内に充填された樹脂とが分離され、これにより、金型の内部空間２００Ａの形状に成形され、かつ内周側ゲート３１０ａおよび外周側ゲート３２０ａの各先端の位置に対応する位置にゲート跡が残る第１部材２０Ａが一体成形される。

羽根車２００の構成部品の他の一つである第２部材２０Ｂも、第１部材２０Ａと同様の方法により一体成形することができる。

具体的には、図１１および図１２を参照し、まず、第３内部空間５００（主板５０の形状に対応）と、第３内部空間５００から突出する複数の第４内部空間６１０，６２０，６３０（第２羽根６０の外羽根部材６１、内羽根部材６２および中間羽根部材６３のそれぞれの形状に対応）と、第５内部空間７００（ボス部７０の形状に対応）を含む内部空間２００Ｂを有する金型を準備する。この金型の内部空間２００Ｂ（第３内部空間５００、第４内部空間６１０，６２０，６３０および第５内部空間７００を含む空間）は、成形される第２部材２０Ｂの形状に一致する。なお、第３内部空間５００の上面側には、第１羽根４０の端部４０ａを挟み込むための溝空間８００が設けられている。

上記金型にはさらに、第２部材２０Ｂの形状に一致する空間に樹脂を流し込むためのゲートが設けられている。具体的には、主板５０の第２正面５０ａに対応する部分に対し、複数の内周側ゲート５１０ａおよび複数の外周側ゲート５２０ａの各先端が連通するように、複数のゲートが設けられている。なお図１２に示すように、内周側ゲート５１０ａと外周側ゲート５２０ａとは、それぞれピンゲートである。

内周側ゲート５１０ａは、第３内部空間５００の内周側の円周上に等間隔に位置しており、外周側ゲート５２０ａは、内周側ゲート５１０ａよりも外周側の円周上に等間隔に位置している。また、１つの内周側ゲート５１０ａと、１つの外周側ゲート５２０ａとは、第３内部空間５００の同一半径上に位置しており、内周側ゲート５１０ａと外周側ゲート５２０ａとは同数である。

主に図１１を参照し、上記内部空間２００Ｂおよびゲートを有する金型５０１，５０２における内周側ゲート５１０ａおよび外周側ゲート５２０ａを介して、内部空間２００Ｂに繊維状のフィラーを含む樹脂を流し込む。これにより、金型５０１，５０２の内部空間２００Ｂに樹脂が充填されていく。

樹脂が金型５０１，５０２の内部空間２００Ｂおよびゲートに充填された後、樹脂を硬化させ、その後、金型５０１，５０２を分離することにより、内周側ゲート５１０ａおよび外周側ゲート５２０ａ内に充填された樹脂と、内部空間内に充填された樹脂とが分離され、これにより、金型の内部空間の形に成形され、かつ内周側ゲート５１０ａおよび外周側ゲート５２０ａの各先端の位置に対応する位置にゲート跡が残る第２部材２０Ｂが一体成形される。

第１部材２０Ａおよび第２部材２０Ｂの成形に用いる樹脂としては、耐酸性を有する熱可塑性樹脂を用いることができる。耐酸性を有する熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンニレンサルファイド（ＰＰＳ）、シンジオタクティックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂、メタクリルスチレン（ＭＳ）樹脂、メタクリル樹脂、ＡＳ樹脂（スチレンアクリロニトリルコポリマー）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を挙げることができる。また、繊維状のフィラーとしてはガラス繊維を挙げることができる。

次に、一体成形された第１部材２０Ａおよび第２部材２０Ｂを結合させる。この結合には、超音波溶着を用いることが好ましい。なお、超音波溶着とは、熱可塑性樹脂を微細な超音波振動と加圧力によって瞬時に溶融し、接合を行う加工技術である。

具体的には、主に図１３を参照し、第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂとの溶着時には、第１羽根４０の端部４０ａが、主板５０の第２正面５０ａ上の溝部８０内に挟み込まれ、かつ端部４０ａが溝部８０の底面と当接するように重ねられる。これにより、第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂとの溶着時の位置ずれを防止することができ、溶着強度を高めることができる。なお、超音波溶着時の安定性の観点から、図１３に示すように、第２部材２０Ｂが下側となるように重ねられることが好ましい。

上記のように第１部材２０Ａおよび第２部材２０Ｂを重ねた状態で、シュラウド３０の上方から超音波溶着機の治具６６を押し当て、主板５０の第２背面５０ｂ側に超音波溶着機の治具６７を押し当てる。

治具６６に関し、治具６６のシュラウド３０との当接面６６ａは、シュラウド３０の第１正面３０ａに沿う形状を有している。また治具６７は、主板５０の大きさ以上の大きさの円盤状等の治具であり、第２羽根６０に対応する位置にスリット状の切欠部が形成されている。溶着に際して、主板５０は、各々の第２羽根６０が治具６７の切欠部に挿し込まれ、第２背面５０ｂが治具６７の切欠部以外の主面に当接するように設置される。

上記構成により、治具６６によってシュラウド３０の上方から第１部材２０Ａおよび第２部材２０Ｂを十分に押圧することができ、治具６７によって主板５０の第２背面５０ｂ側から第１部材２０Ａおよび第２部材２０Ｂを十分に支持することができる。

そして、治具６６，６７に対して超音波振動を加えることにより、第１部材２０Ａおよび第２部材２０Ｂに超音波振動を伝達させる。これにより、第１羽根４０の端部４０ａと主板５０の第２正面５０ａとを溶着させることができ、羽根車２００が製造される。

（給湯装置）
上記羽根車２００を備える給湯装置の一例について図１４〜図１６を用いて説明する。

主に図１４および図１５を参照して、本実施の形態の給湯装置１００は、排気吸引燃焼方式の潜熱回収型の給湯装置である。この給湯装置１００は、筐体１と、バーナ２と、一次熱交換器３と、二次熱交換器４と、排気ボックス５と、ファン６と、排気管７と、ドレンタンク８と、配管９〜１５とを主に有している。

バーナ２は、燃料ガスを燃焼させることにより燃焼ガスを生じさせるためのものである。バーナ２にはガス供給配管１０が接続されている。このガス供給配管１０はバーナ２に燃料ガスを供給するためのものである。このガス供給配管１０には、たとえば電磁弁よりなるガス弁（図示せず）が取り付けられている。

バーナ２の上方には点火プラグ２ａが配置されている。この点火プラグ２ａは、バーナ２に設けられたターゲット（図示せず）との間で点火スパークを生じさせることにより、バーナ２から噴き出された燃料空気混合気に火炎を生じさせるためのものである。バーナ２は、ガス供給配管１０から供給された燃料ガスを燃焼することによって熱量を発生する（これを、燃焼動作という）。

主に図１５を参照して、一次熱交換器３は顕熱回収型の熱交換器である。この一次熱交換器３は、複数の板状のフィン３ｂと、その複数の板状のフィン３ｂを貫通する伝熱管３ａと、フィン３ｂおよび伝熱管３ａを内部に収容するケース３ｃとを主に有している。一次熱交換器３は、バーナ２で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうものであり、具体的にはバーナ２の燃焼動作により発生した熱量によって一次熱交換器３の伝熱管３ａ内を流れる湯水を加熱するためのものである。

主に図１５を参照して、二次熱交換器４は潜熱回収型の熱交換器である。この二次熱交換器４は、一次熱交換器３よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置し、一次熱交換器３と互いに直列に接続されている。このように本実施の形態の給湯装置１００は潜熱回収型の二次熱交換器４を有しているため潜熱回収型の給湯装置となっている。

二次熱交換器４は、ドレン排水口４ａと、伝熱管４ｂと、側壁４ｃと、底壁４ｄと、上壁４ｇとを主に有している。伝熱管４ｂは、螺旋状に巻き回されることによって積層されている。側壁４ｃ、底壁４ｄおよび上壁４ｇは、伝熱管４ｂの周囲を取り囲むように配置されている。

二次熱交換器４においては、一次熱交換器３で熱交換された後の燃焼ガスとの熱交換によって伝熱管４ｂ内を流れる湯水が予熱（加熱）される。この過程で燃焼ガスの温度が６０℃程度まで下がることで、燃焼ガス中に含まれる水分が凝縮して潜熱を得ることができる。また二次熱交換器４で潜熱が回収されて燃焼ガス中に含まれる水分が凝縮することによりドレンが発生する。

底壁４ｄは一次熱交換器３と二次熱交換器４との間を区画するためのものであり、一次熱交換器３の上壁でもある。この底壁４ｄには開口部４ｅが設けられており、この開口部４ｅにより一次熱交換器３の伝熱管３ａが配置された空間と二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された空間とが連通している。

図１５の白矢印で示すように、開口部４ｅを通じて燃焼ガスは一次熱交換器３から二次熱交換器４へ流れることが可能である。この実施の形態では簡単化のために二次熱交換器４の底壁４ｄと一次熱交換器３の上壁とを共通のものとしたが、一次熱交換器３と二次熱交換器４の間に排気集合部材を接続してもよい。

また上壁４ｇには開口部４ｈが設けられており、この開口部４ｈにより二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された空間と排気ボックス５の内部空間とが連通している。図１５の白矢印で示すように、開口部４ｈを通じて燃焼ガスは二次熱交換器４から排気ボックス５の内部空間内へ流れることが可能である。

ドレン排水口４ａは側壁４ｃまたは底壁４ｄに設けられている。このドレン排水口４ａは、側壁４ｃ、底壁４ｄおよび上壁４ｇによって取り囲まれた空間の最も低い位置（給湯装置の設置状態において鉛直方向の最も下側の位置）であって伝熱管４ｂの最下端部よりも下側に開口している。これにより二次熱交換器４で生じたドレンを、図１５において黒矢印で示すように底壁４ｄおよび側壁４ｃを伝ってドレン排水口４ａに導くことが可能である。

主に図１５および図１６を参照して、排気ボックス５は二次熱交換器４とファン６との間の燃焼ガスの流れの経路を構成している。この排気ボックス５により、二次熱交換器４で熱交換された後の燃焼ガスをファン６へ導くことが可能である。排気ボックス５は、二次熱交換器４に取り付けられており、二次熱交換器４よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置している。

排気ボックス５は、ボックス本体５ａと、ファン接続部５ｂとを主に有している。ボックス本体５ａの内部空間は、二次熱交換器４の開口部４ｈを通じて二次熱交換器４の伝熱管４ｂが配置された内部空間に連通している。ファン接続部５ｂは、ボックス本体５ａの上部から突き出すように設けられている。このファン接続部５ｂはたとえば筒形状を有しており、その内部空間５ｂａはボックス本体５ａの内部空間と連通している。

主に図１４および図１６を参照して、ファン６は、ファンケース６ａと、羽根車２００と、駆動源６ｂと、回転軸６ｃとを主に有している。ファン６は、二次熱交換器４を経由した（二次熱交換器４で熱交換された）後の燃焼ガスを吸引して給湯装置１００の外部へ排出するためのものであり、給湯装置１００の外部に突出する排気管７に接続されている。

このファン６は、排気ボックス５および二次熱交換器４よりも燃焼ガスの流れの下流側に位置している。つまり給湯装置１００においては、バーナ２で生じた燃焼ガスの流れの上流側から下流側に沿って、バーナ２、一次熱交換器３、二次熱交換器４、排気ボックス５およびファン６の順で並んでいる。この配置において上記のとおりファン６で燃焼ガスを吸引して排気するため、本実施の形態の給湯装置１００は排気吸引燃焼方式の給湯装置となっている。

主に図１６を参照して、ファンケース６ａは、貫通孔６ｃｃが設けられた背面壁６ａａと、背面壁６ａａを囲む周壁６ｂｂとを主に有し、その内部空間６ｄに羽根車２００を回転可能に収容する。なお、図１６において、背面壁６ａａと周壁６ｂｂとが異なる部材によって構成されるが、背面壁６ａａおよび周壁６ｂｂは一体成形されていてもよい。

また駆動源６ｂは、ファンケース６ａの外部に設けられている。回転軸６ｃは、ファンケース６ａの貫通孔６ｃｃを貫通することにより、ファンケース６ａ内に収容される羽根車２００と、ファンケース６ａの外部に設けられる駆動源６ｂとを連結する。これにより、羽根車２００は駆動源６ｂから駆動力を与えられることにより回転軸６ｃを中心として回転可能である。

上記羽根車２００は、第２羽根６０がファンケース６ａの背面壁６ａａと向かい合い、シュラウド３０に設けられた開口２０ａが内部空間５ｂａと向かい合うように、ファンケース６ａ内に配置される。またファンケース６ａの外部（駆動源６ｂと背面壁６ａａとの隙間６ｅ）とファンケース６ａの内部（背面壁６ａａと羽根車２００との隙間６ｇ）とは、背面壁６ａａに設けられた貫通孔６ｃｃと回転軸６ｃとの間の隙間６ｆを介して連通する。

主に図１４を参照して、排気管７の端部は給湯装置１００の外部に配置されている。このため、羽根車２００の外周側へ排出された燃焼ガスを、排気管７を通じて給湯装置１００の外部へ排出することが可能である。

主に図１４を参照して、ドレンタンク８は、二次熱交換器４で生じたドレンを貯留するためのものであり、このドレンタンク８と二次熱交換器４のドレン排水口４ａとはドレン排出管９により接続されている。ドレンタンク８に貯留された酸性のドレンは、例えば、ドレンタンク８の内部空間内に一時的に貯留された後に、通常はドレン排出用配管１４から給湯装置１００の外部に排出される。

なお、ドレンタンク８の下部は、ドレン排出用配管１４とは別にドレン抜き用配管１５に接続されている。このドレン抜き用配管１５（通常は閉じられている）は、メンテナンス時などにドレン抜き用配管１５を開くことで、ドレン排出用配管１４からは排出できないドレンタンク８内のドレンを排出することができるように設計されている。またドレンタンク８の内部空間内には、酸性のドレンを中和するための中和剤（図示せず）が充填されていてもよい。

主に図１４を参照して、ガス供給配管１０はバーナ２に接続されている。給水配管１１は二次熱交換器４の伝熱管４ｂ（図１５参照）に接続されており、出湯配管１２は一次熱交換器３の伝熱管３ａ（図１５参照）に接続されている。また、一次熱交換器３の伝熱管３ａと二次熱交換器４の伝熱管４ｂとは接続配管１３により相互に接続されている。上記のガス供給配管１０、給水配管１１および出湯配管１２の各々は、たとえば給湯装置１００の上部において外部に通じている。

（作用効果）
まず、本実施の形態にかかる羽根車２００の作用効果について説明する。

金型を用いて一体成形される樹脂製部材に関し、樹脂の硬化時において、樹脂が収縮する傾向がある。特に、円盤のような円周方向に面積が広がる形状の部品を作製する場合、半径方向の収縮の程度が大きくなる傾向がある。このため、硬化後の部品の形状の均一性を高めるためには、金型内に流し込まれた樹脂の半径方向の収縮を均一にする必要がある。

従来、円盤状の部品を有する樹脂製品を成形する場合、内周側から外周側に向かって樹脂が広がりながら流れることによって形状の均一性を高めることができるとして、円盤状の部品の内周側（中心に近い部分）に当たる部分にゲートを設けた金型が用いられていた。この手法により一体成形された樹脂製部材は、円盤の内周側に位置するゲート跡を有することとなる。

しかし、上記従来の手法に従った金型を用いて第２部材２０Ｂを一体成形した場合、すなわち第２部材２０Ｂに対応した内部空間を有し、かつ内部空間のうち円周方向に面積が広がる第３内部空間５００の内周側に内周側ゲート５１０ａが設けられた金型を用いて第２部材２０Ｂを一体成形した場合、主板５０の形状の均一性が大きく低下することが分かった。この理由は以下の通りである。

円盤状の第３内部空間５００（主板５０の形状に対応）に流し込まれた樹脂中のフィラーは、その空間形状上、分散されやすい。これに対し、第４内部空間６１０，６２０，６３０（第２羽根６０の外羽根部材６１、内羽根部材６２および中間羽根部材６３のそれぞれの形状に対応）に流し込まれた樹脂中のフィラーは、その空間形状上、第４内部空間６１０，６２０，６３０の延在方向に沿って配向しやすい。これは、第３内部空間５００が、樹脂の流れを様々な方向に広げられる形状を有しているのに対し、第４内部空間６１０，６２０，６３０のそれぞれが、樹脂の流れを一定方向（各内部空間の延在方向）に留めるような形状を有しているためである。

第４内部空間６１０，６２０，６３０において樹脂の流れが一定方向に留められることにより、第４内部空間６１０，６２０，６３０のそれぞれには、フィラーが高い配向性（整列性）をもって配向することになる。このようなフィラーの配向は、第３内部空間５００内の樹脂の半径方向の収縮に対する大きな抵抗となる。この抵抗により、主板５０の径方向において第２羽根６０が形成された領域と形成されていない領域とで主板５０の収縮する量が異なるために、主板５０の成型時における樹脂の径方向の収縮が不均一となり、結果的に、主板５０の形状の均一性が低下する。

主板５０の形状の均一性が低いと、超音波溶着時において、治具６６および治具６７を用いた第１部材２０Ａおよび第２部材２０Ｂの固定が不安定となる。このため、超音波振動を安定して溶着部分に伝達させることができず、結果的に第１羽根４０と主板５０の第２正面５０ａとの溶着性が低下する。第１羽根４０と主板５０とが十分に溶着されていない場合、第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂとが溶着されてなる羽根車２００の耐久性が低下する。また、主板５０の形状の均一性の低い羽根車２００は、動バランス性能が低く、振動や騒音を発生させるため、安定的な送風性能を発揮することができない。このことは、円環状の第１内部空間３００（シュラウド３０の形状に対応）と、第１内部空間３００から突出する第２内部空間４００とを有する金型を用いて、第１部材２０Ａを形成する場合にも同様である。

これに対し、本実施の形態の羽根車２００において、主板５０の第２正面５０ａは、内周側の円周Ｃ上に位置する内周側ゲート跡５１ａと、内周側ゲート跡５１ａよりも外周側の円周Ｄ上に位置する外周側ゲート跡５２ａとを有している。換言すれば、本実施の形態の羽根車２００は、円盤状の第３内部空間５００の内周側の円周上に設けられた内周側ゲート５１０ａと、内周側ゲート５１０ａよりも外周側の円周上に位置する外周側ゲート５２０ａとを有する金型を用い、内周側ゲート５１０ａおよび外周側ゲート５２０ａのそれぞれから繊維状のフィラーを含む樹脂を流し込んで成形されたものである。

第３内部空間５００の内周側の円周上に位置する内周側ゲート５１０ａと、内周側ゲート５１０ａよりも外周側の円周上に位置する外周側ゲート５２０ａとから樹脂を流し込むと、内周側ゲート５１０ａから金型の空間に流れ込む樹脂の流れに対し、外周側ゲート５２０ａから金型の空間に流れ込む樹脂の流れが影響し、内周側ゲート５１０ａから金型の空間に流れ込む樹脂の流れに乱れが生じる。これにより、内周側ゲート５１０ａのみから樹脂を流し込む場合と比して、第４内部空間６１０，６２０，６３０それぞれでのフィラーの配向を抑制することができるため、形成される第２羽根６０内に配向するフィラーによる抵抗を小さくすることができる。

よって、上述の理由により、第２羽根６０が存在することによる主板５０の半径方向の収縮の不均一化を抑制することができる。これにより、主板５０の形状の均一性を高めることができるため、主板５０と第２羽根６０とを含む第２部材２０Ｂと第１部材２０Ａとの十分な溶着が可能となり、もって、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮することができる。

上記羽根車２００の主板５０において、内周側ゲート跡部５１は複数の内周側ゲート跡５１ａを有し、外周側ゲート跡部５２は複数の外周側ゲート跡５２ａを有している。この場合、成型時において、複数の内周側ゲート５１０ａおよび複数の外周側ゲート５２０ａから樹脂を流し込むことができるため、第２部材２０Ｂの形状の均一性がさらに向上する。

また本実施の形態において、内周側ゲート跡５１ａおよび外周側ゲート跡５２ａは、それぞれ等間隔に各円周上に配置されている。この場合、成型時において、円周方向への樹脂の広がりを均一にすることができるため、第２部材２０Ｂの形状の均一性がさらに向上する。

さらに本実施の形態において、内周側ゲート跡５１ａおよび外周側ゲート跡５２ａの１つずつが、同一面上の半径方向の同一直線上に位置する。これにより、第２部材２０Ｂの成型時において、内周側ゲート５１０ａから流れ込む樹脂の流れに対する外周側ゲート５２０ａから流れ込む樹脂の流れの影響が大きくなるため、内周側ゲート５１０ａから金型の空間に流れ込む樹脂の流れにより大きな乱れが生じる。よって、第２羽根６０でのフィラーの配向をさらに抑制することができ、もって第２羽根６０が存在することによる主板５０の半径方向の収縮の不均一化をさらに抑制することができる。

また本実施の形態の羽根車２００において、シュラウド３０の第１正面３０ａは、内周側の円周Ａ上に位置する内周側ゲート跡３１ａと、内周側ゲート跡３１ａよりも外周側の円周Ｂ上に位置する外周側ゲート跡３２ａとを有している。換言すれば、本実施の形態の羽根車２００は、円環状の第１内部空間３００の内周側の円周上に設けられた内周側ゲート３１０ａと、内周側ゲート３１０ａよりも外周側の円周上に位置する外周側ゲート３２０ａとを有する金型を用い、内周側ゲート３１０ａおよび外周側ゲート３２０ａのそれぞれから繊維状のフィラーを含む樹脂を流し込んで成形されたものである。

第１内部空間３００の内周側の円周上に位置する内周側ゲート３１０ａと、内周側ゲート３１０ａよりも外周側の円周上に位置する外周側ゲート３２０ａとから樹脂を流し込むと、内周側ゲート３１０ａから金型の空間に流れ込む樹脂の流れに対し、外周側ゲート３２０ａから金型の空間に流れ込む樹脂の流れが影響し、内周側ゲート３１０ａから金型の空間に流れ込む樹脂の流れに乱れが生じる。これにより、内周側ゲート３１０ａのみから樹脂を流し込む場合と比して、第２内部空間４００でのフィラーの配向を抑制することができるため、形成される第１羽根４０内に配向するフィラーによる抵抗を小さくすることができる。

よって、上述の理由により、第１羽根４０が存在することによるシュラウド３０の半径方向の収縮の不均一化を抑制することができる。これにより、シュラウド３０の形状の均一性を高めることができるため、シュラウド３０と第１羽根４０とを含む第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂとの十分な溶着が可能となり、もって、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮することができる。

上記羽根車２００のシュラウド３０において、内周側ゲート跡部３１は複数の内周側ゲート跡３１ａを有し、外周側ゲート跡部３２は複数の外周側ゲート跡３２ａを有している。この場合、成型時において、複数の内周側ゲート３１０ａおよび複数の外周側ゲート３２０ａから樹脂を流し込むことができるため、第１部材２０Ａの形状の均一性がさらに向上する。

また本実施の形態において、内周側ゲート跡３１ａおよび外周側ゲート跡３２ａは、それぞれ等間隔に各円周上に配置されている。この場合、成型時において、円周方向への樹脂の広がりを均一にすることができるため、第１部材２０Ａの均質性が向上する。

さらに本実施の形態において、内周側ゲート跡３１ａおよび外周側ゲート跡３２ａの１つずつが、同一面上の半径方向の同一直線上に位置する。これにより、第１部材２０Ａの成型時において、内周側ゲート３１０ａから流れ込む樹脂の流れに対する外周側ゲート３２０ａから流れ込む樹脂の流れの影響が大きくなるため、内周側ゲート３１０ａから金型の空間に流れ込む樹脂の流れにより大きな乱れが生じる。よって、第１羽根４０でのフィラーの配向をさらに抑制することができ、もって第１羽根４０が存在することによるシュラウド３０の半径方向の収縮の不均一化を抑制することができる。

次に、本実施の形態に係る給湯装置１００の作用効果について説明する。
本実施の形態の給湯装置１００においては、第１羽根４０の送風能力により、排気ボックス５のボックス本体５ａからファン接続部５ｂを通じてファンケース６ａ内に燃焼ガスを吸引することが可能である。すなわち本実施の形態の給湯装置１００において、羽根車２００の回転により、排気ボックス５内の燃焼ガスは羽根車２００の主板５０の第２正面５０ａの内周側に吸引されてその外周側へ排出される（図１６の白矢印参照）。これにより、給湯装置１００の燃焼ガスを下流側から上流側に流すためのファンの送風能力が発揮される。

さらに、本実施の形態の給湯装置１００においては、第２羽根６０の送風能力により、ファンケース６ａの外部の空気をファンケース６ａの内部に吸引することができる。すなわち、本実施の形態の給湯装置１００において、羽根車２００の回転により、ファンケース６ａの外部の空気は、貫通孔６ｃｃを介してファンケース６ａの内部に吸込まれ、さらに主板５０の第２正面５０ａの内周側から外周側に送り出される（図１６の矢印参照）。これにより、駆動源６ｂを冷却することができる。

また第２羽根６０の送風能力により、背面壁６ａａと羽根車２００との間の隙間６ｇには、第２正面５０ａの外周側から内周側に向かう気体の流れに対向する抵抗圧が生じる。すなわち本実施の形態の給湯装置１００は、ファンケース６ａの内部から外部に燃焼ガスが流出しようとする流れ（逆流）に対する抵抗圧を有することができる。したがって、本発明の給湯装置によれば、排気管７が閉塞されるなどの要因によってファンケース６ａ内の圧力が高まった際にも、燃焼ガスの逆流を抑制することができる。

また上述のように、羽根車２００の材料には、繊維状のフィラーを含む樹脂が用いられており、かつ羽根車２００を構成する部品の溶着も十分であるため、ファンの耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮することができる。

また本実施の形態では、上記のように排気吸引燃焼方式の給湯装置１００が用いられているため排気管７の径が小さくなった場合でも、いわゆる排気押込み方式の給湯装置に対してバーナ２による燃焼動作を安定させることができる。以下、そのことについて説明する。

いわゆる排気押込み方式の給湯装置においては、燃焼ガスの流れの上流側から下流側に向かって、ファン、バーナ、一次熱交換器および二次熱交換器がこの順で配置されている。つまりバーナで生じた燃焼ガスがファンにより一次熱交換器および二次熱交換器を通って給湯装置の外部の排気管に流し込まれる。

ファンから押し出された燃焼ガスは、排気管に到達する前に一次熱交換器および二次熱交換器による流路抵抗を受けるため、排気管直前における燃焼ガスの送風圧はこの流路抵抗分だけ低くなる。このため、径の小さい排気管内に燃焼ガスを押し込むためにはファンによる送風圧を高くする必要がある。しかしファンの送風圧を高くすると、バーナケース内の内圧が高くなる。このため、バーナに供給される燃料ガスの供給圧が低い場合、燃焼動作が安定しなくなる。

これに対して本実施の形態の排気吸引燃焼方式によれば、燃焼ガスの流れの上流側から下流側に向かって、バーナ２、一次熱交換器３、二次熱交換器４およびファン６がこの順で配置されている。この方式ではファン６よりも上流側では、負圧となるため、ファン６の送風圧を高くする必要はない。これにより排気管７の径が小さくなった場合でもバーナケース内の内圧を低く維持できるため、バーナ２に供給される燃料ガスの供給圧が低くても燃焼動作を安定させることができる。

なお、本実施の形態においては、溶着方法として超音波溶着を用いた例について説明したが、超音波溶着以外にも、振動溶着や熱溶着を採用することができる。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態について図１７〜図１９を用いて説明する。本実施の形態では、羽根車２００の第２部材２０Ｂの構成が第１の実施の形態と異なるが、それ以外の点は第１の実施の形態と同様である。このため、以下では、羽根車２００の第２部材２０Ｂの構成、および第２部材２０Ｂの成形について説明する。

（第２部材）
主に図１７を参照し、第２部材２０Ｂは、概ね第１の実施の形態と同様であるが、外周側ゲート跡部５２を構成する外周側ゲート跡５２ａの形状が楕円形状である点で、第１の実施の形態と異なる。なお第１の実施の形態における内周側ゲート跡５１ａおよび外周側ゲート跡５２ａは円形状である。この第２部材２０Ｂは、次のようにして一体成形することができる。

（第２部材の成形方法）
主に図１８および図１９を参照し、まず、第３内部空間５００（主板５０の形状に対応）と、第３内部空間５００から突出する複数の第４内部空間６１０，６２０，６３０（第２羽根６０の外羽根部材６１、内羽根部材６２および中間羽根部材６３のそれぞれの形状に対応）と、第５内部空間７００（ボス部７０の形状に対応）を含む内部空間２００Ｂを有する金型を準備する。この金型の内部空間２００Ｂ（第３内部空間５００、第４内部空間６１０，６２０，６３０および第５内部空間７００を含む空間）は、成形される第２部材２０Ｂの形状に一致する点で第１の実施の形態と同様である。なお、第３内部空間５００の上面側には、第１羽根４０の端部４０ａを挟み込むための溝空間８００が設けられている。

上記金型にはさらに、第２部材２０Ｂの形状に一致する空間に樹脂を流し込むためのゲートが設けられている。具体的には、主板５０の第２正面５０ａに対応する部分に対し、複数の内周側ゲート５１０ａおよび複数の外周側ゲート５２０ａの各先端が連通するように、複数のゲートが設けられている。

ここで、第１の実施の形態との相違点は、主板５０の第２正面５０ａに対応する部分に対する外周側ゲート５２０ａの角度である。具体的には、第１の実施の形態では、内周側ゲート５１０ａおよび外周側ゲート５２０ａの先端は、主板５０の第２正面５０ａに対応する部分に対し、略垂直に接している。一方、本実施の形態では、外周側ゲート５２０ａは、主板５０の第２正面５０ａに対応する部分に対し、斜めに接している。これは、外周側ゲート５２０ａから流し込む樹脂が、第３内部空間５００の円周方向に流れるようにするためである。

このため、外周側ゲート５２０ａは、第２正面５０ａに対応する面に対して斜め（図１９において略４５°）であり、かつ第２正面５０ａの円周方向に対しても斜め（図１８において略４５°）になるように設計される。ここで外周側ゲート５２０ａが「第２正面５０ａに対応する面に対して斜め」とは、第２部材２０Ｂの内部空間を第３内部空間５００の広がる方向（円周方向）から見た場合に、外周側ゲート５２０ａが第２部材２０Ｂの内部空間に対して斜めに当接するように設けられていることを意味する（図１９）。また外周側ゲート５２０ａが「第２正面５０ａの円周方向に対して斜め」とは、第２部材２０Ｂの第２正面５０ａに対応する面を見下ろした場合に、外周側ゲート５２０ａが第２部材２０Ｂの空間に対して斜めに当接するように設けられていることを意味する（図１８）。

これにより、外周側ゲート５２０ａから繊維状フィラーを含む樹脂を流し込んだ場合、この樹脂は、第１の実施の形態の場合と比して、金型の内部空間の外周側において円周方向に優先的に流れることができる。このため、外周側ゲート５２０ａから流し込まれた樹脂中のフィラーが、第４内部空間６１０，６２０，６３０に配向することを顕著に抑制することができ、さらには、内周側ゲート５１０ａから流し込まれる樹脂中のフィラーが第４内部空間６１０，６２０，６３０の外周側にて配向することをより顕著に抑制することができる。なお上記以外の成形方法は、第１の実施の形態と同様であるため、その説明は繰り返さない。

（作用効果）
第３内部空間５００の半径方向の収縮の大きさは、その形状上、内周側よりも外周側のほうが大きい傾向がある。これに対し、本実施の形態の羽根車２００において、第２部材２０Ｂの外周側では、フィラーによる抵抗がより顕著に抑制されているため、第２羽根６０が存在することによる主板５０の半径方向の収縮の不均一化を顕著に抑制することができる。

これにより、主板５０の形状の均一性をさらに高めることができるため、主板５０と第２羽根６０とを含む第２部材２０Ｂと第１部材２０Ａとの十分な溶着が可能となり、もって、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮することができる。

本実施の形態では、第２部材２０Ｂについて説明したが、第１部材２０Ａについても同様のことがいえる。すなわち、第１部材２０Ａを一体成形するにあたって、第１部材２０Ａの内部空間に対して外周側ゲート３２０ａが斜めに接するように設計された金型を用いてもよい。この場合、第１部材２０Ａが有する外周側ゲート跡３２ａの形状は楕円形となる。

［第３の実施の形態］
本実施の形態では、羽根車２００の第２部材２０Ｂの構成が第１の実施の形態と異なるが、それ以外の点は第１の実施の形態と同様である。このため、以下では、羽根車２００の第２部材２０Ｂの構成、および第２部材２０Ｂの成形について説明する。

（第２部材の構成および成形）
本実施の形態において、第２部材２０Ｂは、繊維状のフィラーと球状のフィラーとを含む樹脂によって一体成形されている。具体的には、内周側ゲート跡５１ａの位置から繊維状のフィラーを含む樹脂が注入され、かつ外周側ゲート跡５２ａの位置から球状のフィラーを含む樹脂が注入されることによって、一体成形されている。

このため、第２部材２０Ｂにおいて、内周側よりも外周側に球状フィラーが多く含まれ、外周側よりも内周側に繊維状フィラーが多く含まれることとなる。

（作用効果）
上述のように、第３内部空間５００の半径方向の収縮の大きさは、その形状上、内周側よりも外周側のほうが大きい傾向がある。これに対し、本実施の形態の羽根車２００において、第２部材２０Ｂの外周側では、第１の実施の形態と比して球状のフィラーが多く存在し、繊維状のフィラーは少ないこととなる。このため、第２部材２０Ｂの外周側では、フィラーによる抵抗がより顕著に抑制されているため、第２羽根６０が存在することによる主板５０の半径方向の収縮の不均一化を顕著に抑制することができる。

これにより、主板５０の形状の均一性をさらに高めることができるため、主板５０と第２羽根６０とを含む第２部材２０Ｂと第１部材２０Ａとの十分な溶着が可能となり、もって、耐久性および強度に優れ、かつ安定的な送風性能を発揮することができる。

本実施の形態では、第２部材２０Ｂについて説明したが、第１部材２０Ａについても同様のことがいえる。すなわち、第１部材２０Ａを一体成形するにあたって、内周側ゲート跡３１ａの位置から繊維状のフィラーを含む樹脂を注入し、かつ外周側ゲート跡３２ａの位置から球状のフィラーを含む樹脂を注入してもよい。この場合、第１部材２０Ａにおいて、内周側よりも外周側に球状フィラーが多く含まれ、外周側よりも内周側に繊維状フィラーが多く含まれることとなり、もって第１部材２０Ａの外周側でのフィラーによる抵抗をより顕著に抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 給湯装置、１ 筐体、２ バーナ、２ａ 点火プラグ、３ 一次熱交換器、３ａ，４ｂ 伝熱管、３ｂ フィン、３ｃ ケース、４ 二次熱交換器、４ａ ドレン排水口、４ｃ 側壁、４ｄ 底壁、４ｅ，４ｈ 開口部、４ｇ 上壁、５ 排気ボックス、５ａ ボックス本体、５ｂ ファン接続部、５ｂａ 内部空間、６ ファン、６ａ ファンケース、６ａａ 背面壁、６ｂｂ 周壁、６ｃｃ 貫通孔、６ｂ 駆動源、６ｃ 回転軸、６ｄ 内部空間、６ｅ，６ｆ，６ｇ 隙間、７ 排気管、８ ドレンタンク、９ 配管、１０ ガス供給配管、１１ 給水配管、１２ 出湯配管、１３ 接続配管、１４ ドレン排出用配管、１５ ドレン抜き用配管、２００ 羽根車、２０Ａ 第１部材、２０Ｂ 第２部材、２０ａ 開口、３０ シュラウド、３０ａ 第１正面、３０ｂ 第１背面、３１ 内周側ゲート跡部、３１ａ 内周側ゲート跡、台座 ３１ａｂ、３２ 外周側ゲート跡部、３２ａ 外周側ゲート跡、４０ 第１羽根、４０ａ 端部、５０ 主板、５０ａ 第２正面、５０ｂ 第２背面、６０ 第２羽根、６１ 外羽根部材、６２ 内羽根部材、６３ 中間羽根部材、６６，６７ 治具、７０ ボス部、７０ａ 軸受部、８０ 溝部、２００Ａ，２００Ｂ 内部空間、３００ 第１内部空間、３１０ａ 内周側ゲート、３２０ａ 外周側ゲート、４００ 第２内部空間、５００ 第３内部空間、６１０，６２０，６３０ 第４内部空間、７００ 第５内部空間、８００ 溝空間、３０１，３０２，５０１，５０２ 金型。

Claims (4)

1. 円環状のシュラウドと、前記シュラウドの第１背面の内周側から外周側に延在するとともに前記第１背面から突き出すように形成された第１羽根と、を有する第１部材と、
   円盤状の主板と、前記主板の第２背面の内周側から外周側に延在するとともに前記第２背面から突き出すように形成された第２羽根と、を有する第２部材と、
   を備える羽根車であって、
   前記第１部材および前記第２部材の各々は、繊維状のフィラーを含む樹脂によって一体的に形成されており、
   前記第１部材および前記第２部材の結合体は、前記第２部材のうちの前記第２背面の反対側の第２正面と、前記第１部材のうちの前記第１羽根との間に、溶着部を備え、
   前記第１背面の反対側の第１正面および前記第２正面の少なくともいずれか一方は、内周側の円周上に位置する内周側ゲート跡部と、前記内周側ゲート跡部よりも外周側の円周上に位置する外周側ゲート跡部とを有しており、
   前記内周側ゲート跡部は、複数の内周側ゲート跡を有し、
   前記外周側ゲート跡部は、複数の外周側ゲート跡を有し、
   同一面上に位置する前記内周側ゲート跡および前記外周側ゲート跡は同数であり、かつ前記内周側ゲート跡および前記外周側ゲート跡の１つずつが、前記同一面上の半径方向の同一直線上に位置する、羽根車。
2. 前記複数の外周側ゲート跡の少なくとも１つは楕円形状を有する、請求項１に記載の羽根車。
3. 請求項１または請求項２に記載の羽根車の製造方法であって、
   前記第１部材および前記第２部材の少なくとも一方は、前記内周側ゲート跡部の位置から繊維状のフィラーを含む樹脂が注入され、かつ前記外周側ゲート跡部の位置から球状のフィラーを含む樹脂が注入されることによって一体成形される、羽根車の製造方法。
4. 燃焼ガスを発生させるバーナと、
   前記燃焼ガスとの熱交換によって内部を流れる湯水を加熱する熱交換器と、
   前記熱交換器を経由した後の前記燃焼ガスを吸引して給湯装置の外部へ排出するファンと、を備え、
   前記ファンは、
   ファンケースと、
   前記ファンケース内に収容される羽根車と、
   前記ファンケース外に取り付けられた駆動源と、
   前記羽根車をおよび前記駆動源を連結する回転軸と、を有し、
   前記ファンケースは、貫通孔が設けられた背面壁を有し、
   前記羽根車は、前記第２背面が前記背面壁と向かい合うように配置され、
   前記貫通孔を貫通する前記回転軸と前記背面壁との間には、前記ファンケースの外部の空気を前記ファンケースの内部に吸引するための隙間が設けられており、
   前記羽根車は、請求項１または請求項２に記載の羽根車である、給湯装置。

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