KR101201565B1

KR101201565B1 - 송풍기용 날개차 및 당해 날개차의 제조방법

Info

Publication number: KR101201565B1
Application number: KR1020110039106A
Authority: KR
Inventors: 유우지 하마지마; 히토시 와타나베; 하루요시 이와이; 슈지 호리; 이사무 시미즈
Original assignee: 닛신보 메카트로닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-11-20
Also published as: KR20110120231A; CN102235380A; CN102235380B

Abstract

과제: 수지재료와 글래스섬유의 복합재료를 사용한 날개부재를 사용하고, 경량화 및 저소음?저진동을 실현한 날개차를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
해결수단: 본 발명의 날개차는, 복수의 날개부재를 복수매 원반상 고정판에 원통상으로 고정하여 성형되는 송풍기의 날개차이고, 날개부재의 재질을 합성수지재료와 글래스섬유의 복합재료로 하고, 날개차의 날개부재의 평균두께를 0.3~0.8mm의 범위로 구성하고, 더욱이 날개부재에 포함되는 글래스섬유를 날개부재의 표면의 면 내에 배향시킨다.

Description

송풍기용 날개차 및 당해 날개차의 제조방법{IMPELLER FOR BLOWER AND METHOD OF MANUFACTURING THE IMPELLER}

본 발명은 관류송풍기 등의 송풍기에 이용되는 날개차에 관한 것이다.

근래 환경문제나 자원절약에 대한 대처로서 송풍기의 성능향상을 위하여, 날개차를 경량화하는 것과 함께, 저소음 및 저진동 날개차에 대한 요구가 높아지고 있다.

종래 송풍기의 날개차에 있어서, 날개부재의 박육화에 따른 송풍성능의 향상, 경량화, 더욱이 고강성 및 고내열성을 달성하기 위하여, 날개부재의 재질로서 알루미늄일반재나 글래스섬유가 들어있는 플라스틱 또는 고항장력강판이 이용되어왔다.

그렇지만, 날개부재에 알루미늄일반재를 이용하는 경우는, 강판과 비교하여 경량화에는 효과는 있지만, 재질로서 인장강도가 낮아 외력에 약하여 쉽게 변형하기 때문에, 날개부재의 박육화에 한계가 있을 뿐만 아니라, 경량화에 있어서도 충분한 효과가 얻어지지 않았다. 또한, 날개부재에 고항장력의 박판강판을 이용하는 경우에는, 날개의 박육화에 의한 충분한 송풍성능을 얻을 수는 있지만, 박판강판은 비중이 크기 때문에 경량화라는 점에서는 충분한 효과가 얻어지지 않는다.

상기의 대책으로서 특허문헌 1에는, 알루미늄합금재 AH5182-H19를 이용하여 박육화한 날개부재에 의한 날개차가 제안되어 있다. 또한, 동 문헌에는, 날개부재에 글래스섬유가 들어 있는 플라스틱재를 이용하는 경우에는, 날개의 성형가공능력문제로 인하여 박육화에 한계가 있고, 또한, 내열성에 있어서도 충분한 능력이 얻어지지 않는 등의 개시가 되어 있다.

특개평 8-200292호 공보

송풍기의 날개차를 경량화하는 것과 함께 소음특성을 저소음으로 하기 위하여, 특허문헌 1에 기재된 알루미늄합금으로 박육화한 날개부재를 이용하는 날개차를 구성하여도, 날개부재가 금속재료여서 댐핑특성이 떨어지기 때문에 저소음을 실현할 수 없다.

한편, 날개부재에 글래스섬유로 복합화한 플라스틱재를 이용하는 경우에는, 종래는 소음대책으로서는 두께를 두껍게 하여 대응해 왔다. 이와 같이 두께를 두껍게 하면 날개부재의 강성 등이 높아져 댐핑특성은 저하하고 소음대책의 효과는 충분히 발휘되지 않는다. 더욱이 경량화가 실현되지 않았다.

본 발명은 상기한 사정을 거울삼아 이루어진 것으로서, 경량화 및 저소음?저진동을 실현한 수지재료와 글래스섬유의 복합재료를 사용하는 날개부재를 사용한 날개차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한, 제 1 발명의 날개차는, 복수의 날개부재를 복수매의 원반상 고정판에 원통상으로 고정하여 성형되는 송풍기의 날개차이고, 날개차의 날개부재의 재질을 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고, 날개차의 날개부재의 평균두께를 0.3~0.8mm의 범위로 구성하고, 더욱이 날개부재에 포함되는 글래스섬유를 날개부재의 표면의 면 내에 배향시키는 것을 특징으로 한다.

제 2 발명의 날개차는, 제 1 발명의 날개차에 있어서 날개부재의 재질을 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고, 더욱이 글래스섬유의 함유율이 중량비율로 10%에서 40%로 되는 수지복합재료로 하는 것을 특징으로 한다.

제 3 발명의 날개차는, 제 1 발명 또는 제 2 발명의 날개차에 있어서, 날개부재의 재질을 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고, 당해 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수(E')가 2.5×10⁹Pa~1.2×10¹⁰Pa인 것을 특징으로 한다.

제 4 발명의 날개차는, 제 1 발명내지 제 3 발명의 날개차 중의 어느 하나에 있어서, 날개부재의 재질을 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고, 더욱이 글래스섬유의 함유율이 중량비율로 10%에서 40%로 되는 수지복합재료로 하고, 날개차를 양단 지지 상태로 분위기 온도 60℃의 조(槽) 내에 1000시간 방치시키는 정지 크리프 시험에 있어서, 날개차의 언밸런스 변화량이 편심량 환산으로 40㎛이하인 것을 특징으로 한다.

여기서 언밸런스 변화량이라는 것은, 날개차의 회전중심에 대하여 불균일한 모양새에 따라서 발생하는 회전진동을 적분평균적으로 생각하여, 본 발명에서는 날개차의 축부측과 보스측의 양단 2개소에서 회전진동의 적분평균치를 집약하여, 발생진동의 크기와 날개차의 위상각도로 표현한 값이다. 또한, 편심량 환산이라는 것은, 언밸런스 변화량을 날개차의 중심(重心)과 회전중심축(中心軸)과의 거리로 나타낸 편심량으로, 언밸런스 변화량(날개차의 중량×편심량)으로 표시할 수 있다.

제 5 발명의 날개차는, 제 1 발명내지 제 4 발명의 날개차 중의 어느 하나에 있어서, 당해 날개부재의 표면 면 방향의 탄성계수(E')가 2.5×10⁹Pa~1.2×10¹⁰Pa이고, 날개부재의 배향비를 1.15~1.4로 한 것을 특징으로 한다.

여기서 배향비는 이하와 같이 정의된다. 배향비라는 것은, 후술하는 식(1)로 나타내는 바와 같이, 본 발명의 판 두께로 성형된 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수(E')와, 종래의 판 두께로 성형된 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수(E')와의 비이다.

제 6 발명의 날개차의 제조방법은, 날개부재의 재질이 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료인 날개차를 제조하는 방법이고, 글래스섬유의 함유율을 중량비율로 10%에서 40%로 배합한 액체상태의 복합재료를 준비하고, 상기 액체상태의 복합재료를 성형용 금형에 주입하고, 상기 성형용 금형의 날개차가 굳을 때의 금형온도를 20℃~80℃로 온도제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 날개차는, 복수의 날개부재를 복수매의 원반상 고정판에 원통상으로 고정하여 형성되는 송풍기의 날개차이고, 날개차의 날개부재의 재질을 합성수지재료 및 글래스섬유 복합재료로 하고, 날개차의 날개부재의 평균두께를 0.3~0.8mm로 박육화하고, 더욱이 날개부재에 포함되는 글래스섬유를 날개부재의 표면의 면 내에 배향시키고 있다. 따라서 상기 복수의 날개부재를 복수매의 원반상 고정판에 원통상으로 고정하여 형성된 송풍기의 날개차로 구성하는 것에 의해, 날개차의 중량은, 종래의 수지제 날개차(그 날개부재의 평균두께가 1.2mm이상)에 비하여 절반 이하로 경량화된다. 날개부재를 박육화하고 경량화하여도 날개차로서의 성능저하를 초래하는 일이 없이, 날개차를 구동하기 위한 파워를 경감할 수 있다. 더욱이 날개부재의 두께가 종래의 절반 이하로 되는 것에 의해, 재료비의 비용도 반 이하로 된다. 또한, 본 발명의 날개부재의 평균두께를 0.3mm에서 0.8mm로 박육화하여, 경량화뿐만 아니라 복합재료 중의 글래스섬유 배치를 적절히 하여 그 날개부재의 강도를 더욱이 향상시킬 수 있다. 또한, 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고, 더욱이 글래스섬유의 함유율이 중량비율로 10%부터 40%가 되는 수지복합재료로 하고 있다. 날개차의 날개부재의 평균두께를 0.3mm에서 0.8mm로 박육화하여도, 글래스섬유를 날개부재의 면 내에 배치할 수 있기 때문에, 날개부재의 강도를 향상시킬 수 있다.

삭제

또한, 제 2 발명의 날개차는, 날개부재의 재질을 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고, 당해 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수(E')가 2.5×10⁹Pa~1.2×10¹⁰Pa로 손실정접이 0.009~0.038인 수지재료와 글래스섬유의 복합재료를 이용하고 있다. 따라서, 본 발명의 날개차는, 날개부재를 박육화하는 것에 의해, 동일의 복합재료로 후육(厚肉)화 한 경우와 비교할 때 고탄성계수여서 되돌아가기 쉬운 특성(복원성)을 가지는 날개차로 할 수 있다.

제 3 발명의 날개차는, 당해 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수가 2.5×10⁹Pa~1.2×10¹⁰Pa이고, 날개부재의 배향비(본 발명의 박육화한 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수와 현재 상태의 두께의 날개부재의 탄성계수와의 비)를 1.15~1.4로 하기 때문에, 글래스섬유가 날개부재의 면내방향으로 배열한 날개부재로 할 수 있다. 이에 의해 날개부재의 고탄성 및 복원성을 실현할 수 있고, 박육임에도 불구하고 고강도 및 고강성의 날개부재로 되어 있다. 따라서 이와 같은 날개부재를 사용한 날개차는, 고강도이고 복원성이 뛰어나다.

삭제

제 4 발명의 날개차의 제조방법은, 합성수지와 글래스섬유의 함유율을 중량비율로 10%로부터 40%로 배합한 액체상태의 복합재료를 준비하고, 상기 액체상태의 복합재료를 성형용 금형에 주입하고, 상기 성형용 금형의 날개차가 굳을 때의 금형온도를 20℃~80℃로 온도제어한다.

이와 같은 제조방법에 의해 날개부재를 성형하기 때문에 날개부재 내부의 글래스섬유를 면내방향으로 확실히 배열시켜, 이에 의해 날개부재의 고탄성 및 복원성을 실현할 수 있다.

도 1은 날개차의 정면도이다.
도 2는 날개차의 구성유닛의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 날개차와 종래품의 축부측 언밸런스 특성의 비교도이다.
도 4는 본 발명의 날개차와 종래품의 보스부측 언밸런스 특성의 비교도이다.
도 5는 본 발명의 날개차와 종래품의 송풍효율의 비교도이다.
도 6은 본 발명의 날개차와 종래품의 소음특성의 비교도이다.
도 7은 본 발명의 날개차에 사용되는 박육(薄肉)한 날개부재의 모델품을 성형하는 금형의 개략도이다.
도 8은 종래의 날개차에 사용되는 후육(厚肉)한 날개부재의 모델품을 성형하는 금형의 개략도이다.

본 발명의 실시형태를 도면에 의해 설명한다.

도 1은 송풍기용 날개차의 정면도이다. 도 2는 날개차의 구성유닛의 설명도이다. 도 3은 본 발명의 날개차와 종래품의 축부측 언밸런스 특성의 비교도이다. 도 4는 본 발명의 날개차와 종래품의 보스부측 언밸런스 특성의 비교도이다. 도 5는 본 발명의 날개차와 종래품의 송풍효율의 비교도이다. 도 6은 본 발명의 날개차와 종래품의 소음특성의 비교도이다. 도 7은 본 발명의 날개차에 사용되는 박육(얇은 두께)한 날개부재의 모델품을 성형하는 금형의 개략도이다. 도 8은 종래의 날개차에 사용되는 후육(두꺼운 두께)한 날개부재의 모델품을 성형하는 금형의 개략도이다.

<1> 본 발명의 날개차의 구조

본 발명의 도 1의 날개차(1)는, 복수의 도 2의 날개차의 구성유닛(2), 보스측 원반상 고정판(5), 및 축부(6)와 보스부(7)로 구성되어 있다. 축부(6)는, 날개차(1)의 일방측 단부의 구성유닛(2)의 원반상부재(3)에 취부되어 있다. 보스측 원반상 고정판(5)은, 날개차(1)의 타방측 단부의 구성유닛의 날개부재측에 취부되어 있다. 보스부(7)는, 보스측 원반상 고정판(5)에 마련되어있다.

<2> 날개부재(구성유닛2)의 구조

날개차(1)의 구성유닛(2)은, 원반상부재(3)와 날개부재(4)로 구성되어있다. 재질은, AS수지와 글래스섬유의 복합재료, 또는 ABS수지와 글래스섬유의 복합재료, 또는 PP수지와 글래스섬유의 복합재료이다. 여기에 기재한 수지는 일 예이고, 통상 사용되는 합성수지로서 성형품에 일정 강도를 부여하는 합성수지이면 충분히 사용할 수 있다. 원반상부재(3)와 날개부재(4)는, 사출성형, 프레스법 또는 압출법 등에 의해 일체로 성형되어있다. 각 구성유닛(2)의 접속은, 초음파 용착법 등의 접착법에 의해 접합할 수 있다. 또한, 보스측 원반상 고정판(5)은, 날개차(1)의 보스측의 단부의 구성유닛(2)의 날개부재(4)와 초음파 용착법 등의 접착법에 의해 접합할 수 있다.

날개차(1)의 구성유닛(2)의 날개부재(4)는, 그 두께는, 성형용의 빼기 구배가 마련되어 있다. 날개부재(4)의 두께는, 바람직하게는 평균두께로 0.3~0.8mm이고, 더 바람직하게는 0.4~0.6mm이다. 날개부재의 평균두께가 0.3mm보다 얇으면 성형법에 의한 성형성이 악화하고 날개부재의 선단측에서 성형불량이 발생할 우려가 있다. 날개부재의 평균두께가 0.8mm보다 두꺼우면 날개부재가 무거워져 박육경량화 효과가 발현하지 않을 우려가 있을 뿐만 아니라 날개부재의 강도향상이 저하된다. 즉, 글래스섬유가 날개부재의 면 내에 배향하지 않을 우려가 있다.

<3> 날개부재(구성유닛2)의 재질

날개차(1)의 구성유닛(2) 및 보스측 원반상 고정판(5)의 재질에 대하여 설명한다. 재질로서는, AS수지와 글래스섬유의 복합재료, 또는 ABS수지와 글래스섬유의 복합재료, 또는 PP수지와 글래스섬유의 복합재료를 사용할 수 있다. 복합재료를 사용하는 경우는, 글래스섬유의 함유율이 중량비율로 전체의 10%부터 40%로 하는 것이 바람직하고, 더욱이 10%에서 30%로 하는 것이 더 바람직하다. 글래스섬유의 함유율이 중량비율로 전체의 40%를 상회하면 구성유닛의 날개부재의 성형불량이 발생할 우려가 있다. 또한, 10%를 하회하면 날개부재의 강도가 저하할 우려가 있다.

또한, 본 발명의 날개차의 날개부재에서는, 날개부재의 재질을 수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고 그 복합재료의 탄성계수(E')가 2.5×10⁹Pa~1.2×10¹⁰Pa로 하는 복합재료를 이용할 수 있다. 그 복합재료의 탄성계수(E')가 2.5×10⁹미만이면 저탄성계수로서 되돌아가기 쉬운 특성(복원성)의 효과가 전혀 나타나지 않을 우려가 있고, 1.2×10¹⁰Pa를 넘으면 구성유닛의 날개부재의 성형불량이 발생하여 제품화되지 않을 우려가 있다.

또 상기 탄성계수(E')는, 성형한 날개부재로부터 소정 치수의 시험편을 작성하여 점탄성 측정기(TA Instrument사 제품의 RSA3)로 측정하였다. 또한, 탄성계수의 측정은, 승온속도 7.2℃/분, 및 측정주파수 1Hz에서 행하였다. 또한 탄성계수는 20℃에서의 측정치로 하였다.

또 본 발명의 날개차의 날개부재에 사용하는 수지재료로 글래스섬유의 복합재료의 탄성계수(E')는, 도 2에 보이는 날개부재의 두께를 얇게 하면 높아지고, 날개부재의 두께를 두껍게 하면 낮아지는 경향이 있다. 두께를 0.5mm에서 2mm로 두껍게 하면 탄성계수(E')는 약 절반이 된다.

또한, 글래스섬유의 함유량을 증가시키면, 탄성계수(E')도 증가하는 경향이 있다. 글래스섬유의 함유량을 중량비로 10%에서 40%로 증가시키면 탄성계수(E')는, 약 3배로 된다.

<4> 실시예 1 및 비교예 1

이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

본 실시예에서는, 글래스섬유의 함유율이 중량비율로 전체의 20%로 하는 AS수지의 복합재료로, 구성유닛과 보스측 원반상 고정판을 제작하였다. 구성유닛의 날개부재는, 도 2에 보인 형태로서 그 평균두께는 0.4mm, 길이는 79mm, 그 매수는 35매로 하였다. 또한, 구성유닛의 직경은, 날개부재(4)의 최외부에서 106mm로 하였다. 이와 같은 구성유닛은, 상기 재질의 소재로 사출성형으로 성형하였다. 더욱이 이와 같은 구성유닛 8개와, 구성유닛(2)과 같은 재질의 보스측 원반상 고정판(5)을 초음파 용착법으로 접합하여 도 1의 날개차를 제작하였다. 제작한 날개차는, 전장 635mm, 직경 106mm, 전 중량은 385gr이었다.

[비교예 1]

본 비교예의 날개차는, 구성유닛의 날개부재가 초승달 형상을 하고 두께는 평균 약 1.2mm로 하고, 그 이외는, 실시예와 동양으로 하여 도 1의 날개차를 제작하였다. 얻어진 날개차의 중량은 733gr이었다.

실시예 1 및 비교예 1에서 제작한 날개차에 대하여 이하를 실험하여 비교하였다.

[1] 열 크리프 성능

실시예 및 비교예에서 얻어진 날개차에 대하여, 열 크리프 성능을 이하와 같이 평가하였다. 상기 방법으로 제작된 날개차를 항온조 내에서, 그 축부(6)와 보스측 보스부(7)를 수평으로 지지하였다. 그리고 항온조 내의 온도를 60℃로 하고, 1000시간 경과한 후의 편심량을 측정하였다.

[2] 송풍효율

실시예 및 비교예에서 얻어진 날개차에 대하여, 송풍효율을 이하와 같이 평가하였다. 상기 방법으로 제작된 날개차를 에어컨 실내기에 끼워넣고, 에어컨 실내기를 송풍측정장치에 설치하여, 송풍량과, 날개차의 구동에 필요한 소비전력을 측정하였다.

[3] 소음특성

실시예 및 비교예에서 얻어진 날개차에 대하여, 소음특성을 이하와 같이 평가하였다. 상기 방법으로 제작된 날개차를 에어컨 실내기에 끼워넣고, 에어컨 실내기를 송풍측정장치에 설치하여, 송풍량과, 날개차의 회전수를 측정하였다. 더욱이 에어컨 실내기를 소음측정실에서 벽에 건 상태로 설치하고, 소음치와, 날개차의 회전수를 측정하였다. 동일 회전수에서의 송풍량과 소음치의 관계를 그래프화 하였다.

열 크리프 성능의 평가결과를 도 3 및 도 4로 나타낸다. 도 3은, 날개차의 축부측의 언밸런스 변화량에 대하여 실시예와 비교예의 날개차에 대하여 비교한 결과이다. 또한, 도 4는, 날개차의 보스측의 언밸런스 변화량에 대하여 실시예와 비교예의 날개차에 대하여 비교한 결과이다.

도 3 및 도 4에서 종래의 날개차에 있어서 구성유닛의 날개부재의 평균두께를 약 1.2mm로 한 경우의 언밸런스 변화량은, 도 3(b)의 축부측에서 1.59(gr?cm)이고, 도 4(b)의 보스측에서 2.33(gr?cm)이다. 한편, 본 발명의 날개차에 있어서 구성유닛의 날개부재 평균두께를 0.4mm로 한 경우의 언밸런스 변화량은, 도 3(b)의 축부측에서 0.35(gr?cm)이고, 도 4(b)의 보스측에서 0.48(gr?cm)이다.

편심량 환산으로, 종래의 날개차에 있어서, 도 3(a)의 축부측에서 44㎛이고, 도 4(a)의 보스측에서 64㎛이다. 한편, 본 발명의 날개차에 있어서, 도 3(a)의 축부측에서 19㎛이고, 도 4(a)의 보스측에서 24㎛이다.

이상의 결과로부터 본 발명의 날개차는, 종래의 날개차와 비교하여 언밸런스 변화량으로서 19~23%로, 편심량 환산으로서 37~44%가 되는 것을 알았다. 따라서 본 발명의 날개차를 장시간 운전하여도 언밸런스에 따른 진동발생이 각별히 억제되어, 본 발명의 날개차를 사용한 송풍기의 성능이 각별히 향상하는 것을 알았다.

송풍효율(소비전력)의 평가결과를 도 5에 나타낸다. 도 5는, 실시예와 비교예의 날개차에 대하여 풍량(m³/분)과 소비전력(W)의 관계를 비교한 것이다. 도 5에서 풍량이 12m³/분에 있어서, 그 소비전력은, 종래의 날개차에 대하여 본 발명의 날개차 쪽이, 그 소비전력이 약 5~6% 저감되고 있다.

소음특성의 평가결과를 도 6에 나타낸다. 도 6은, 실시예와 비교예의 날개차에 대하여 풍량(m³/분)과 소음치(dB(A))의 관계를 비교한 것이다. 도 6으로부터 종래의 날개차에 대하여 동등의 성능인 것을 확인할 수 있다.

이상 실시예와 비교예의 날개차에 대하여 언밸런스 변화량, 송풍효율, 소음특성을 비교하였다. 소음특성에 대하여도, 양자의 특성은 거의 동등한 정도이었다. 그러나 언밸런스 변화량이나 송풍효율은, 실시예인 본 발명품 쪽이 향상되어 있다. 이것은, 날개부재의 내부에 포함되는 글래스섬유가 거의 표면의 면 내에 배향하고 있기 때문이라고 추정된다. 부연해서, 전체적으로 빨리 경화하는 박형의 날개부재에 포함되어 있는 강도보강에 사용되는 글래스섬유가 거의 그 부재의 표면을 따라서 배향되어, 열 크리프 특성이 향상하고, 언밸런스 변화량도 감소하기 때문이라고 생각된다.

상기 이외에 날개차의 날개부재의 평균두께가 절반으로 얇게 되어 있기 때문에, 그 중량은, 절반으로 경량화되어 있다. 따라서 날개차를 제조하기 위한 소재의 중량도 절반이라서 좋고, 소재비가 대폭 저감된다.

<5> 별도 형태로 얻어진 날개부재

또한, 본 발명에서는, 이하에서 설명하는 실시형태로 얻어진 날개부재를 사용하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명의 날개차의 날개부재는, 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수가 2.5×10⁹Pa~1.2×10¹⁰Pa이고, 날개부재의 배향비를 1.15~1.4로 한 것을 사용하는 것이 가능하다.

여기서 배향비는, 이하와 같이 정의된다. 배향비는, 이하의 식(1)에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 판 두께로 성형된 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수 E'(B)와, 종래의 판 두께로 성형된 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수 E'(A)과의 비이다. 종래의 평균두께로 성형된 날개부재는, 후술하는 비교예 2에 상당하고, 그 탄성계수(E')는, 5.3×10⁹Pa이다.

배향비={E'(B)}/{E'(A)}???식(1)

배향비가 1.15미만이면 경량화의 효과가 낮아 탄성계수가 오르지 않을 우려가 있고, 1.4를 넘으면 성형법에 의한 성형성이 악화하고 날개부재의 선단측에서 성형불량이 발생할 우려가 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서 날개부재를 성형하는 금형의 온도는, 20℃에서 80℃가 바람직하다. 20℃에서 80℃의 금형온도범위에서는 더 빨리 경화하기 때문에, 글래스섬유의 배향이 날개부재의 표면을 따라 배향특성이 더 좋게 된다. 금형온도가 20℃미만이면, 원료 수지의 고화가 빨라져, 사출율이 높은 특수사양의 성형기가 필요하게 되어 성형비용이 높아지는 문제가 있다. 또한, 날개부재를 성형하는 금형온도가 80℃를 넘으면 원반상 부재의 냉각에 시간이 걸리기 때문에 성형비용이 높아질 우려가 있다.

또 금형온도의 제어는, 이하와 같이 행한다. 금형을 냉각하는 냉각수를 금형온도조절기에 의해 20℃에서 80℃로 제어하고, 가압하여 금형 내를 순환시켜 열교환에 의해 금형온도를 거의 일정하게 제어한다.

본 실시형태를 실시예 2~실시예 4 및 비교예 2에 의해 설명한다. 실시예 2~실시예 4 및 비교예 2에서는, 성형품을 성형할 때의 금형온도는 50℃로 하고 있다.

[실시예 2]

실시예 2는, 실시예 1과 동일한 종류의 복합재료의 수지를 사용하고 배향비가 1.15로 되도록 조정하였다. 배향비는, 도 7(a)에 나타내는 금형으로 성형한 판 두께 0.8mm인 성형품의 탄성계수(E')와, 도 8에 나타내는 금형으로 성형한 판 두께 1.2mm인 성형품의 탄성계수(E')와의 비이다. 성형품을 성형하는 금형온도는 50℃로 하고 있다. 이러한 배향비가 1.15가 되도록 실시예 1과 동일한 종류의 복합재료의 수지에 의해 실시예 1과 동양의 형상의 날개차를 제조하고 열 크리프 성능을 측정하였다.

[실시예 3]

실시예 3은 실시예 1과 동일한 종류의 복합재료 수지를 사용하고 배향비가 1.35로 되도록 조정하였다. 배향비는, 도 7(b)에 나타내는 금형으로 성형한 판 두께 0.4mm의 성형품의 탄성계수(E')와, 도 8에 나타내는 금형으로 성형한 판 두께 1.2mm의 성형품의 탄성계수(E')와의 비이다. 성형품을 성형하는 금형온도는 50℃로 하고 있다. 이러한 배향비가 1.35가 되도록 실시예 1과 동일한 종류의 복합재료의 수지에 의해 실시예 1과 동양의 형상의 날개차를 제조하고 열 크리프 성능을 측정하였다.

[실시예 4]

실시예 4는 실시예 1과 동일한 종류의 복합재료 수지를 사용하고 배향비가 1.4로 되도록 조정하였다. 배향비는, 도 7(c)에 나타내는 금형으로 성형한 판 두께 0.3mm의 성형품의 탄성계수(E')와, 도 8에 나타내는 금형으로 성형한 판 두께 1.2mm의 성형품의 탄성계수(E')와의 비이다. 성형품을 성형하는 금형온도는 50℃로 하고 있다. 이러한 배향비가 1.4가 되도록 실시예 1과 동일한 종류의 복합재료의 수지에 의해 실시예 1과 동양의 형상의 날개차를 제조하고 열 크리프 성능을 측정하였다.

[비교예 2]

비교예 2는, 실시예 1과 동일한 종류의 복합재료의 수지를 사용하고 배향비를 1.0으로 하고 있다. 따라서, 도 8에 나타내는 판 두께 1.2mm의 성형품이고, 탄성계수(E')는, 5.3×10⁹Pa이다. 성형품을 성형하는 금형온도는 50℃로 하고 있다. 이러한 배향비가 1.0이 되도록 실시예 1과 동일한 종류의 복합재료의 수지에 의해 실시예 1과 동양의 형상의 날개차를 제조하고 열 크리프 성능을 측정하였다.

실시예 2~실시예 4과 비교예 2의 결과를 표 1에 나타낸다. 이 표에 나타낸 바와 같이 날개부재의 배향비가 1.15부터 1.4 사이로 날개차의 열 크리프 성능이 향상되는 것을 알았다. 판 두께가 얇아진 상태의 성형품의 표면을 관찰한 바, 부재 내부에 포함되는 글래스섬유가 거의 표면의 면 내에, 즉 표면의 2차원 방향을 따라서 배향하고 있는 것이 확인가능하였다. 이에 의해 본 발명의 판 두께를 얇게, 배향비를 크게 한 날개차의 열 크리프 성능이 향상하는 것도 추측된다.

	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 2
배향비	1.15	1.35	1.4	1.0
금형온도	50℃	50℃	50℃	50℃
평균 판 두께	0.8mm	0.4mm	0.3mm	1.2mm
편심량(평균)	35㎛	24㎛	19㎛	54㎛

1 날개차
2 날개차의 구성유닛
3 원반상 부재
4 날개부재
5 보스측 원반상 고정판
6 축부
7 보스부

Claims

복수의 날개부재를 복수매의 원반상 고정판에 원통상으로 고정하여 성형되는 송풍기의 날개차이고,
날개차의 날개부재의 재질을 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고, 날개차의 날개부재의 평균두께를 0.3~0.8mm의 범위로 구성하고,
더욱이 날개부재에 포함되는 글래스섬유를 날개부재의 표면의 면 내에 배향시키고,
더욱이 글래스섬유의 함유율이 중량비율로 10%에서 40%로 되는 수지복합재료로 하는 것을 특징으로 하는 날개차.
삭제
제 1 항에 있어서,
날개부재의 재질을 합성수지재료 및 글래스섬유의 복합재료로 하고, 당해 날개부재의 표면 면방향의 탄성계수(E')가 2.5×10⁹Pa~1.2×10¹⁰Pa인 것을 특징으로 하는 날개차.
삭제
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
날개부재의 표면 면 방향의 탄성계수(E')가 2.5×10⁹Pa~1.2×10¹⁰Pa이고,
날개부재의 배향비를 1.15~1.4로 한 것을 특징으로 하는 날개차.
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