JP4077573B2

JP4077573B2 - 遠心式送風機の羽根車

Info

Publication number: JP4077573B2
Application number: JP04900499A
Authority: JP
Inventors: 尚文佐伯
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: JP2000249097A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円板状の主板に立設した複数枚の羽根のそれぞれが、半径方向外方に配置される主翼と、当該主翼に対して所定隙間を隔てて半径方向内方に配置される前翼とから構成されている遠心式送風機の羽根車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置の送風機としては、遠心式の送風機が広く用いられている。遠心式送風機の羽根車は、モータの回転軸が嵌合するボス部を有し、このボス部に連続して主板が形成してある。この主板には、その円周方向所定間隔に複数枚の羽根が立設してあり、各羽根の羽根角度が半径方向に対して所定の角度を有するようになっている。これらの羽根で囲まれた空間の中央上部には吸込口が形成され、各羽根の間には吐出口が形成されている。羽根が主板と共にボス部を中心として回転すると、各羽根が風を切って遠心方向に風を吹出すため、吸込口に負圧が発生してそこから空気が吸い込まれ、各吐出口から渦巻き状に空気が吐出される。
【０００３】
近年では、遠心式送風機に対する高性能化および低騒音化の要請に応えるべく、羽根の断面形状や羽根車の形状の改良が種々提案されている。その一例として、図８に示すように、羽根１１の表面側と裏面側とを連通するスリット１４を羽根の長手方向に形成し、半径方向外方に配置される本翼１２と半径方向内方に配置される前翼１３とから羽根１１を構成するいわゆるスリットファンが提案されている。かかる羽根車１０では、スリット１４により羽根１１の表面側と裏面側とが連通されることにより、気流が羽根１１から剥離することが抑制され、その結果、羽根１１に沿った安定した気流が生成されて、送風能力の低下と乱流騒音の増加を抑えることが可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の羽根車をスリットとともに一体的に樹脂成形するためには上下型を用いる必要があるが、この樹脂成形の際には、「こま」と指称される非常に細い入れ子ピンが必要である。この入れ子ピンの型内における固定にはズレが起こり易く、入れ子ピンの固定にばらつきが生じる結果、成形後の羽根車の形状精度が低下し、回転時のアンバランスが生じ易いという不具合がある。
【０００５】
さらに、前翼が細くかつ充填経路も細いため、型内のキャビティに溶融樹脂材料を低圧で射出しなければならず、成形には比較的長時間を要することになる。また、前翼が細いので、冷却速度を誤ると材料が引けてしまい、前翼が湾曲する虞がある。さらに、入れ子ピンのために型費が高くなるのみならず、上下型の合わせ目と入れ子ピンとの間にバリが発生し易く、バリ除去などの修正作業が煩雑であるという問題もある。
【０００６】
このように入れ子ピンを用いた一体成形は従来工法と変わらないというメリットがある反面、細長い入れ子ピンを多数使用しなければならないために、型上における調整や、射出成形時のパラメータの調整を慎重に行わなければならないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、羽根の表面側と裏面側とを連通するスリットを備える遠心式送風機の羽根車であって、羽根車の形状精度を高めると共に製造の容易化を達成し得る遠心式送風機の羽根車を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、円板状の主板に複数枚の羽根を円周方向所定間隔に立設し、前記羽根のそれぞれを、半径方向外方に配置される主翼と、当該主翼に対して所定隙間を隔てて半径方向内方に配置される前翼とから構成してなる遠心式送風機の羽根車において、
樹脂材料から成形した前記主翼の半径方向内方位置に、前記樹脂材料よりも剛性の高い金属材料から形成した翼部材を前記主翼との間に所定隙間を隔てて前記主翼に連結して配置し、当該翼部材により前記前翼を構成するようにしたことを特徴とする遠心式送風機の羽根車である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、それぞれの前記翼部材は、前記主板に形成された位置決め孔に挿入される挿入部と、前記主翼に係合する係合部とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記翼部材のそれぞれは連結部を介して相互に連結されて翼部材集合体を構成していることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記翼部材集合体は、金属材料をプレス加工して形成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
《実施の形態１》
図１は、本発明に係る遠心式送風機の羽根車を自動車用空気調和装置に適用した一例を示す概念図、図２（Ａ）は、実施形態１に係る遠心式送風機の羽根車の概略縦断面、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図、図３は、同羽根車の羽根周辺の拡大斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、遠心式送風機の羽根車２０は、この羽根車２０を回転させるファンモータ２１の図示しない回転軸に取付けられ、インテークユニット２２のファンスクロール２３に収容されている。前記インテークユニット２２には、外気導入口２４と内気導入口２５とがそれぞれ開設されており、何れか一方を選択するインテークドア２６が回動自在に取付けられている。そして、この外気導入口２４あるいは内気導入口２５から導入された空気は羽根車２０の吸込口２７に導入され、吐出口２８からファンスクロール２３の空気通路に沿って送風される。このインテークユニット２２の下流側には、エバポレータ２９を内蔵したクーラユニットが接続され、更に、このクーラユニット３０の下流側には、ヒータユニット３１が接続されている。
【００１５】
羽根車２０の吐出口２８から吐出されファンスクロール２３の出口からクーラユニット３０ヘ吹出された空気は、エバポレータ２９を通過する際に冷却あるいは非冷却の状態でヒータユニット３１に導入され、このヒータユニット３１に内設されたヒータコア３２を通過する量と迂回する量との比率が、ヒータコア３２の上流側に回動自在に取付けられたミックスドア３３の開度によって調節される。そして、このヒータコア３２の下流側に形成されたミックス室３４で所定の温度に混合された後、ヒータユニット３１に開設されたデフロスト口３５、ベント口３６、フット口３７の何れかの吹出口から車室内に供給されることになる。
【００１６】
ファンモータ２１を作動させて羽根車２０を回転させると、各羽根が風を切り遠心方向に風を吹出すため吸込口２７に負圧を発生させ、インテークユニット２２に開設した外気導入口２４あるいは内気導入口２５から導入した空気が羽根車２０の吸込口２７に導入される。そして、この導入された空気は羽根車２０の各吐出口２８から渦巻き状に吐出されることになる。更に、このインテークユニット２２から送風された取入空気は、クーラユニット３０内のエバポレータ２９を通過した後、ヒータユニット３１内のミックスドア３３によりヒータコア３２を通過する空気と、これを迂回する空気とに分岐することになる。この分岐空気量の比率によって、所望の温度となった空気は、ミックス室３４にて混合された後、各吹出口３５、３６、３７から車室内へ調和空気として供給される。
【００１７】
本実施形態１の羽根車２０は、図２（Ａ）に示すように、ファンモータ２１の回転軸が嵌合するボス部４０ａを有し、このボス部４０ａに連続して円板状の主板４０が形成してある。この主板４０には、その円周方向所定間隔に複数枚の羽根４１を立設してある。羽根４１のそれぞれは、半径方向外方に配置される主翼４２と、当該主翼４２に対して所定隙間を隔てて半径方向内方に配置される前翼４３とから構成されている。主翼４２の内径側端面との間に設けた所定寸法の隙間により、主翼４２と前翼４３との間に、軸方向に沿う細長いスリットＳが形成される。図２（Ｂ）に示すように、主翼４２および前翼４３の羽根角度はボス部４０ａを中心とする半径方向に対して所定の角度を有している。これらの羽根４１で囲まれた空間の中央上部には吸込口２７が形成してある。一方、羽根４１の反主板側端部（主板４０と接合する側と反対側の端部）には補強用に円板状の補強リング４４が接合してある。
【００１８】
特に実施形態１の羽根車２０にあっては、樹脂材料から成形した主翼４２の半径方向内方位置に、前記樹脂材料よりも剛性の高い金属材料から形成した翼部材４５を主翼４２との間に所定隙間を隔てて主翼４２に連結して配置し、当該翼部材４５により前記前翼４３を構成するようにしてある。
【００１９】
さらに詳述すれば、主板４０と、複数枚の主翼４２と、円板状の補強リング４４とは、型により一体的に樹脂成形される。主板４０には、翼部材４５の下端部を差し込むための位置決め孔４６が設けられており、この位置決め孔４６も型により形成される。型は、軸方向上方（図２（Ａ）に示すＡ方向）に抜く上型と、軸方向下方（同図に示すＢ方向）に抜く下型と、軸直角方向に抜くスライド型（同図に示すＣ方向）からなる。複数枚の主翼４２は、上型とスライド型によって成形されるが、主翼４２の内径側周辺部分４２ａは軸方向上方に抜く上型により成形され、主翼４２の外径側端部近傍４２ｂは軸直角方向に抜くスライド型により成形される。
【００２０】
翼部材４５は、上記樹脂材料よりも剛性の高い金属材料、例えば、アルミニウムやアルミ合金などから形成される。図３にも示すように、翼部材４５の下端には、主板４０に形成した位置決め孔４６に挿入される挿入部４７が形成され、翼部材４５の上端には、主翼４２の内径側上端部に係合する係合部４８が形成されている。挿入部４７は、位置決め孔４６に嵌合する凸片形状をなし、位置決め孔４６に嵌合することにより翼部材４５の下端が主板４０に連結固定される。係合部４８は、主翼４２の内径側上端部に係合する凹形状をなし、主翼４２の内径側上端部に係合することにより翼部材４５の上端が主翼４２に連結固定される。また、翼部材４５の略中央部分には、径方向外方に向けて突出する一対の挟持片４９が設けられ、主翼４２の内径側端部の略中央部分を挟持する。この挟持片は翼部材４５を挿入する際のガイドとしても機能するものであり、挿入後にかしめて挟持力を高めるとよい。なお、翼部材４５の製造方法は特に限定されるものではないが、例えばプレス加工により形成され、所定の羽根角度をなすように曲げ加工が施されている。
【００２１】
本実施形態１の羽根車２０によれば、それぞれの前翼４３を樹脂材料よりも剛性の高い金属材料から形成した翼部材４５から構成してあるので、前翼４３自体の形状精度が向上するのみならず、翼部材４５を主翼４２に連結して配置した後には、羽根車２０全体の形状精度を高精度に維持できることになる。このため、羽根車２０の回転時におけるバランスが良くなり、振動や騒音が生じる虞がない。また、通常のスリットファンと同様に、スリットＳにより羽根４１の表面側と裏面側とが連通されることにより、気流が羽根４１から剥離することが抑制され、その結果、羽根４１に沿った安定した気流を生成して、送風能力の低下と乱流騒音の増加を抑えることが可能となる。
【００２２】
さらに、スリットＳを形成するために従来のような入れ子ピンを使用しないため、一体的に樹脂成形される主板４０、主翼４２および補強リング４４自体の形状精度が低下する虞がなく、この点からも、羽根車２０全体の形状精度を一層向上でき、羽根車２０の回転時のアンバランスが生じ難くなる。
【００２３】
しかも、前翼４３を別体の翼部材４５から構成するので、細い充填経路がなくなり、型内のキャビティに溶融樹脂材料を比較的高圧で射出することができ、成形に要する時間を短縮できる。また、入れ子ピンを用いて従来のスリット１４を形成する樹脂成形に比較すると、冷却速度などの射出成形時のパラメータの調整が容易であり、バリ除去などの修正作業が簡素になり、型費用の低減も達成できる。
【００２４】
このように型上における調整や、射出成形時のパラメータの調整が簡素になる結果、別体の翼部材４５から前翼４３を構成するようにしたにも拘わらず、総合的に見て、製造の容易化を達成できる。
【００２５】
《実施の形態２》
図４（Ａ）（Ｂ）は、実施形態２に係る翼部材集合体５０を示す図であり、（Ａ）はブランク材から翼部材集合体５０をプレス加工した後の状態を示す斜視図、（Ｂ）は各翼部材５１を折り畳んだ状態を示す斜視図である。
【００２６】
実施形態２は、翼部材５１のそれぞれを連結部を介して相互に連結して翼部材集合体５０を構成した点で、実施形態１と相違する。
【００２７】
図４（Ａ）に示すように、翼部材集合体５０は、中心に位置するリング部（連結部に相当する）５２と、当該リング部５２から放射状に延伸する複数の翼部材５１とを備え、翼部材５１のそれぞれはリング部５２を介して相互に連結されている。この翼部材集合体５０は、アルミなどの金属板からなるブランク材をプレス加工で打ち抜いて形成されている。そして、図４（Ｂ）に示すように、全体が略筒形状をなすように、各翼部材５１を内方に向けて折り畳んである。また、翼部材５１は、所定の羽根角度をなすように曲げ加工も施されている。
【００２８】
各翼部材５１の先端には、主板４０の位置決め孔４６に挿入される挿入部５３が形成されている。また、主翼４２に係合する係合部５４は、図５（Ａ）（Ｂ）または図６に示すように形成される。
【００２９】
図５（Ａ）（Ｂ）に示される係合部５４は、リング部５２の外周下面に設けられ、主翼４２の内径側上端部に係合する凹所５５から構成されている。この凹所５５は、翼部材集合体５０をプレス加工するとき、あるいは、各翼部材５１を折り曲げ加工するときに同時に形成される。
【００３０】
図６に示される係合部５４は、各翼部材５１の上端に設けられ、主翼４２の内径側上端部に係合するソケット５６から構成されている。このソケット断面は略矩形形状をなし、径方向外方壁に主翼４２の内径側上端部が嵌まり込む長孔５６ａを形成してある。また、主翼４２には、長孔５６ａに係合する溝４２ｃを形成してある。
【００３１】
実施形態２のように、翼部材５１のそれぞれをリング部５２を介して相互に連結して翼部材集合体５０を構成したものにあっては、複数の翼部材５１を一度に挿入することができるため、前翼４３を構成するための翼部材５１の挿入作業の効率化が図られ、羽根車２０の製造の容易化を一層達成できる。
【００３２】
《実施の形態３》
図７（Ａ）（Ｂ）は、実施形態３に係る翼部材集合体５０を示す図であり、（Ａ）はブランク材から翼部材集合体５０をプレス加工した後の状態を示す斜視図、（Ｂ）は連結部に相当する帯部の両端を接合した部分を示す図である。
【００３３】
実施形態３は、実施形態２と同様に、翼部材６１のそれぞれを連結部を介して相互に連結して翼部材集合体６０を構成しものである。
【００３４】
図７（Ａ）に示すように、翼部材集合体６０は、上部に位置する帯部（連結部に相当する）６２と、当該帯部６２から等間隔に櫛状に延伸する複数の翼部材６１とを備え、翼部材６１のそれぞれは帯部６２を介して相互に連結されている。この翼部材集合体６０は、アルミなどの金属板からなるブランク材をプレス加工で打ち抜いて形成されている。そして、全体が略筒形状をなすように、帯部６２の接合端部６２ａ、６２ｂを重ね合わせ（図７（Ｂ）参照）、両者６２ａ、６２ｂをスポット溶接などによって接合してある。また、翼部材６１は、所定の羽根角度をなすように曲げ加工が施されている。各翼部材６１の先端には、主板４０の位置決め孔４６に挿入される挿入部６３が形成されている。また、主翼４２に係合する係合部５４は、図６に示したようなソケット５６から構成されている。
【００３５】
この実施形態３にあっても、実施形態２と同様に、複数の翼部材６１を一度に挿入することができるため、前翼４３を構成するための翼部材６１の挿入作業の効率化が図られ、羽根車２０の製造の容易化を一層達成できる。また、実施形態２の翼部材集合体５０に比べると材料取りがよく、ブランク材の無駄が少なくなる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２に記載の発明によれば、羽根の表面側と裏面側とを連通するスリットを備える遠心式送風機の羽根車であって、羽根車の形状精度を高めると共に製造の容易化を達成できる。
【００３７】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、複数の翼部材を一度に挿入することができるため、前翼を構成するための翼部材の挿入作業の効率化が図られ、羽根車の製造の容易化を一層達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る遠心式送風機の羽根車を自動車用空気調和装置に適用した一例を示す概念図
【図２】図２（Ａ）は、実施形態１に係る遠心式送風機の羽根車の概略縦断面、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図
【図３】同羽根車の羽根周辺の拡大斜視図である。
【図４】図４（Ａ）（Ｂ）は、実施形態２に係る翼部材集合体を示す図であり、（Ａ）はブランク材から翼部材集合体をプレス加工した後の状態を示す斜視図、（Ｂ）は各翼部材を折り畳んだ状態を示す斜視図である。
【図５】図５（Ａ）（Ｂ）は前翼を構成する翼部材を主翼に係合する係合部の一例を示す斜視図および断面図である。
【図６】前翼を構成する翼部材を主翼に係合する係合部の他の例を示す斜視図である。
【図７】図７（Ａ）（Ｂ）は、実施形態３に係る翼部材集合体を示す図であり、（Ａ）はブランク材から翼部材集合体をプレス加工した後の状態を示す斜視図、（Ｂ）は連結部に相当する帯部の両端を接合した部分を示す図である
【図８】羽根の表面側と裏面側とを連通するスリットを備える従来の羽根車を示す断面図である。
【符号の説明】
２０…羽根車
４０…主板
４１…羽根
４２…主翼
４３…前翼
４６…位置決め孔
４８、５４…係合部
５０、６０…翼部材集合体
５２…リング部（連結部）
６２…帯部（連結部）
４５、５１、６１…翼部材
４７、５３、６３…挿入部
Ｓ…スリット（所定隙間）

Claims

円板状の主板（４０）に複数枚の羽根（４１）を円周方向所定間隔に立設し、前記羽根（４１）のそれぞれを、半径方向外方に配置される主翼（４２）と、当該主翼（４２）に対して所定隙間（Ｓ）を隔てて半径方向内方に配置される前翼（４３）とから構成してなる遠心式送風機の羽根車において、
樹脂材料から成形した前記主翼（４２）の半径方向内方位置に、前記樹脂材料よりも剛性の高い金属材料から形成した翼部材（４５、５１、６１）を前記主翼（４２）との間に所定隙間（Ｓ）を隔てて前記主翼（４２）に連結して配置し、当該翼部材（４５、５１、６１）により前記前翼（４３）を構成するようにしたことを特徴とする遠心式送風機の羽根車。
それぞれの前記翼部材（４５、５１、６１）は、前記主板（４０）に形成された位置決め孔（４６）に挿入される挿入部（４７、５３、６３）と、前記主翼（４２）に係合する係合部（４８、５４）とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の遠心式送風機の羽根車。
前記翼部材（５１、６１）のそれぞれは連結部（５２、６２）を介して相互に連結されて翼部材集合体（５０、６０）を構成していることを特徴とする請求項２に記載の遠心式送風機の羽根車。
前記翼部材集合体（５０、６０）は、金属材料をプレス加工して形成されていることを特徴とする請求項３に記載の遠心式送風機の羽根車。