专利名称：送风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过大幅度减小生产工时而提高生产效率的、用合成树脂材料制成的用于空调机等的送风机。
背景技术：
图12表示现有的作为一种送风机的横流式风机(下面简称为送风机)的立体图。如图12所示，有多个叶片50的送风机51在两端具有轮毂装配段53和轴承装配段56，该轮毂装配段53是作为两端具有连接在风扇电机(图中未示出)轴上的轮毂连接部52的段，轴承段56是作为具有设置有与轴承(图中未示出)连接的轴部54的侧板部55的段。多个叶轮段57连接在轮毂装配段53与轴承段56之间。在轮毂装配段53、轴承段56和叶轮段57上设置多个沿各段外周方向排列的叶片50。利用由隔板58组成的连接部将相互邻近的叶轮段57与轮毂装配段53和轴承段56结合在一起。这些段主要都用合成树脂材料制成并连接成一体，并具有由风扇电机驱动旋转的送风功能。另外，可使用将玻璃纤维(以下简称为GF)混入丙烯腈·苯乙烯系树脂(以下简称为AS系树脂)中形成的高强度材料等作为合成树脂材料。将长形的叶片50插入连接在隔板58上，然后将溶剂涂布到叶片50与隔板58的嵌合部分上，将形成这些段的叶片50和隔板58进行粘接。
另外，通过挤压成形的长形叶轮段57的实例在例如实开昭54-20004号公报和特开平10-196584号公报中公开。此外，具有贯通孔并与叶片50相互接合的左右隔板58连接在叶轮段57之间的实例在例如特开2002-266788号公报中公开。
在目前主要采用的送风机中，各段具有叶片50和位于其两端的隔板58，利用超声波焊接等方法将相邻各段的隔板58粘接在一起而连接成长形。利用超声波焊接隔板58后，在热风循环炉用90℃的热风进行退火处理(树脂的校直和退火处理)，然后通过消除成形时和超声波焊接时的变形提高耐热蠕变性。这一实例在特开平7-247998号公报中公开。
各段通常连接成7～13个段，这样的送风机51全长为600mm-900mm。
但是，在利用上述溶剂进行连接的方式中，需要花费时间进行溶剂粘合的养生，但若使用有机溶剂则存在处理环境保护问题等的实际课题。另外，在超声波焊接的方式中，加工后的焊接取直必须要花费较长时间进行退火处理等，从而带来生产率降低的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中的上述问题，提供一种采用成形性、刚性和耐热蠕变性优良的树脂材料，并将这种材料通过机械地接合和插入以形成一个整体从而可提高产生效率的空调机用的送风机。
本发明的送风机具有多个叶轮并利用风扇电机驱动叶轮旋转。其特征在于，叶轮具有多个叶片，同时至少包括具有与风扇电机的轴部连接的轮毂装配段的第一叶轮、具有与轴承连接的侧板部的第二叶轮及多个具有隔板的第三叶轮，第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮是用合成树脂材料制成的，在各叶轮分别设置连接部，将连接部机械地连接固定成一个整体。
利用这种结构，可提供一种只通过机械地接合和插入方式固定成一个整体从而能提高生产效率的空调机用送风机。
图1是本发明第一实施方式的送风机的立体图；图2是表示该送风机连接前的状态的剖视图；图3是表示该送风机连接时的状态的剖视图；图4是图3的A-A剖视图；图5是构成该送风机第二叶轮的侧板部的立体图；图6是该送风机的叶轮段的立体图；图7是本发明第二实施方式的送风机的立体图；图8是表示该送风机连接前的状态的剖视图；图9是表示该送风机连接时的状态的剖视图；图10是图8的B-B剖视图；图11A是表示连接该送风机的连接部与各段上的叶片状态的立体图；
图11B是表示叶片插入连接部状态的放大剖视图；图11C是表示该送风机叶片的前端部细部的立体图；图12是现有技术的送风机的立体图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
(第一实施方式)图1是本发明第一实施例的送风机的立体图，图2是表示该送风机连接前的状态的剖视图，图3是表示该送风机连接时的状态的剖视图，图4是图3的A-A剖视图，图5是构成该送风机第二叶轮的侧板部的立体图，图6是该送风机的叶轮段的立体图。
如图1所示，送风机的总体结构与图12所示的现有技术的送风机相同。具有多个叶片8的送风机1在两端部具有轮毂装配段3和轴承段6，轮毂装配段3是作为在端部具有与风扇电机(图中未示出)的轴部连接的轮毂连接部2的段；轴承段6是作为在端部具有设置有与轴承(图中未示出)连接的轴部4的侧板部5的段。在轮毂装配段3与轴承段6之间连接有多个叶轮段7。在轮毂装配段3、轴承段6及叶轮段7上沿圆周方向设有多个叶片8。利用连接部9将相邻的叶轮段7与轮毂装配段3和轴承段6连接在一起。这些段都是用合成树脂材料制成的，在本实施例中，这些段6的段被连成一体，通过风扇电机的驱动进行旋转送风。
另外，轮毂装配段3的轮毂连接部2与风扇电机的轴直接连接，并用铝和橡胶制成，不锈钢轴部4穿过轴承段6的侧板部5上的轴承并插入中心部而成形。
在本实施例中，把现有技术用超声波焊接和溶剂粘合的方式连接接合的各段通过各段的连接部9相互利用螺栓连接而构成机械连接的结构。图2表示送风机1连接前的状态。如图2所示，在与轮毂装配段3的轮毂连接部2相对侧的端部设有轮毂装配段3的连接部9，连接部9由具有内螺纹的连接部201的接合部202构成。也就是说，轮毂装配段3在端部具有圆形轮毂连接部2和接合部202，并且叶片8在它们的圆周上接合。
另外，连接在轮毂装配段3上的叶轮段7和轴承段6的结构如下。即，在与轮毂装配段3的接合部202连接的叶轮段7的端部设有接合部502构成连接部9，该接合部502具有用于与轮毂装配段3的内螺纹结合部201连接的外螺纹结合部501。另外，在与叶轮段7的接合部502相对侧的端部设有接合部504构成了连接部9，该接合部504具有与设置在轮毂装配段3上相同结构的内螺纹结合部503。也就是说，叶轮段7具有圆形接合部502和接合部504，并且叶片8在它们的圆周上接合。
而且，轴承段6采用连接具有叶轮段7的内螺纹的结合部503的接合部504的方式，与形成外螺纹的结合部601的侧板部5连接。因此，叶轮段7与轴承段6的结构基本相同，轴承段6在叶轮段7单侧的端部构成结合并固定侧板部5。
另外，通过旋转螺纹固定分别设置在构成连接部9的各接合部202，502，504上的结合部201，501，503，601时，螺纹按与由风扇电机带动旋转的送风机1的旋转方向相反的方向旋转固定。
而且，为旋转牢固地固定这些段，在各个接合部202，502，504上设置停止旋转并定位的止动件。也就是说，如图2所示，在轮毂装配段3的接合部202上设置凹部203，并在对应连接叶轮段7的接合部502上设置凸部503，凸部503与凹部203相互嵌合，从而定位并固定。这些止动件也是在叶轮段7的接合部504上设置的凹部505和在构成轴承段6的侧板部5上设置的凸部602等，以固定各段的位置。
另外，在本实施例中，各段在定位固定时，设置在相邻段上的叶片8的位置不能在旋转方向上处于同一个位置的方式配置止动件的位置。为此，可抑制由于各段的叶片8在旋转方向上重叠时发生哨声等，从而可实现低噪声送风。
另外，如图5和图6所示，为了提高旋转这些段而连接固定时的加工性，在各接合部的外周上设置固定槽307，同时在轴承段6的侧板部5设置用于由夹具固定的固定孔401，以利用夹具保持各段。
另外，在通过注射成形方式形成这些段时，具有内螺纹结合部的接合部201，301可利用滑动注射成形方式在其内周部中间形成金属模型(滑动型芯侧)。另外，在具有外螺纹结合部的接合部502和侧板部5采用在圆周方向打开的注射成形方式形成金属模型。
在表1中，表示出本发明的第一实施方式的送风机与现有技术的送风机的加工时间和强度特性。表3是第一至第八实施例与现有的实例所使用的合成树脂的一般物理特性的比较表。
表1
在表1中，第一至第四实施例的送风机1的结构是第一实施方式所述的结构，但使用不同的合成树脂材料。
表1所示的所谓风机的加工时间为下述的时间。即，装配所需的时间为各段成形后连接各段完成送风机的时间，对于第一实施例至第四实施例，在本发明利用螺纹结合，在现有的实例中各连接部用超声波焊接。另外，现有实例的退火处理时间为在退火槽内90℃时使用的处理时间。另外，总时间为装配时间加上退火时间。
另外，送风机的强度特性用耐热静止挠度和旋转破坏强度来评价。所谓耐热静止挠度就是通过测定耐热试验前后的送风机的平衡变化量来评价送风机的耐热蠕变性。该数值希望尽可能的小，特别是在产品长期保存的情况下，暴露在高温环境下的要求该数值较小。下面将描述耐热静止挠度试验方法。在70℃的恒温层水平地支承送风机1的两端两点，利用送风机专用的平衡测定机测量在放置168小时前后的不平衡变化量。如果热变形变大，数值便增大，这时会发生平衡不良。如平衡变化量超过4g·cm，则空调机长期使用后振动加大，这样往往要产生声音异常等不好的情况。对于旋转破坏强度，将送风机1的轮毂部2固定在旋转破坏试验机的电机轴上，以每分钟每次逐步提高100rpm的方式提高转数，并求出破坏时的转数。确认风机的最大转数通常为1700rpm，可达到3000rpm。
根据表1的结果，第一实施例至第四实施例的装配时间约为2分钟，与现有实例的约为3分钟相比缩短了1分钟。另外，由于第一实施例至第四实施例无退火处理，所以总时间不到2分钟，与现有实例的8小时3分钟相比大幅度地缩短了加工时间。另外，在耐热静止挠度方面，第一实施例至第四实施例全部处于2g·cm之内的良好状态。另外，在固定送风机1的侧板部5的轮毂装配部2上设定转矩仪进行螺纹转矩的测定，确保其大于50kg·cm。另外，可以确认在第一实施例至第四实施例中，相对于送风机1的旋转方向，由于以逆向螺纹旋转固定，所以不会在旋转时从连接部9上脱落，另外，以与送风机1的旋转方向相反方向的螺纹固定的情况下的旋转破坏强度比在顺方向固定的情况下的要大。
表2表示出第一实施例至第四实施例与现有的实例所使用的合成树脂的特性。
表2
如表2所示，第一实施例使用在AS系树脂中添加20％重量的GF的合成树脂材料，第二实施例与现有实例在AS系树脂中添加30％重量的GF，第三实施例在AS系树脂中添加40％重量的GF，第四实施例在耐热PS系树脂中添加30％重量的GF。
所谓耐热PS系树脂是苯乙烯与具有耐热性的单体，即丙烯酸系的单体、马来酸系的单体、N苯基马来酰亚胺系的单体、甲基丙烯酸系的单体的共聚物和异丁烯系单体的聚合物，及间规聚苯乙烯(SPS)树脂等，在可提高耐热温度的第四实施例中，使用荷载挠度温度约为106℃的树脂。与在现有制品的AS系树脂中加30％重量GF的树脂材料相比，荷载温度高1℃，与一般的聚苯乙烯(简称PS)树脂相比，要高11℃。
而且，第四实施例使用丙烯酸系的单体与聚苯乙烯树脂聚合的耐热PS系树脂，从而使用GF均匀地分散在该树脂中的制造强度高的树脂材料。另外，在制造树脂材料时，GF由成形机的侧送料器以规定数量均匀地混入。根据权利要求9所述的发明，可形成高刚性的、耐热蠕变性优良的风机。
另外，按照这些合成树脂材料，可形成流动性高、成形加工优良、且高刚性的耐热蠕变性优良的风机。与现有产品成形两个相比，很容易形成四个等更多个，从而更提高了生产效率。
(第二实施方式)图7是本发明第二实施方式的送风机的立体图，图8是表示该送风机连接前的状态的剖视图，图9是表示该送风机连接时的状态的剖视图，图10是图8的B-B剖视图，图11A是表示连接该送风机的连接部与各段上的叶片状态的立体图，图11B是表示叶片插入连接部状态的放大剖视图，图11C是表示该送风机叶片的前端部细部的立体图。
如图7所示，送风机的总体结构与图1所示的第一实施例相同。如图7所示，具有多个叶片38的送风机31在两端具有轮毂装配段33和轴承段36，轮毂装配段33是作为在端部具有与风扇电机(图中未示出)的轴部连接的轮毂连接部32的段，轴承段36是作为在端部具有设置有与轴承(图中未示出)连接的轴部34的侧板部35的段。在轮毂装配段33与轴承段36之间连接有多个叶轮段37。在轮毂装配段33、轴承段36及叶轮段77上沿圆周方向设有多个叶片38。利用连接部39将相邻的叶轮段37、轮毂装配段33或轴承段36连接在一起。这些段主要是用合成树脂材料制成的，在本实施例中，这些段6被连成一体，通过风扇电机的驱动进行旋转送风。
另外，轮毂装配段33的轮毂连接部32与风扇电机的轴直接连接，利用铝和橡胶制成，不锈钢轴部34穿过轴承段36的侧板部35上的轴承并插入中心部而成形。
在本实施例中，把现有技术用超声波焊接和溶液粘合的方式连接接合的各段通过在各段的连接部39将邻接的各段的叶片38插入并固定在构成连接部39的隔板上而构成机械接合的结构。在图8中表示送风机31连接前的状态。如图8所示，与轮毂装配段33的轮毂连接部32相对侧的端部设有构成轮毂装配段33的连接部39的隔板601。叶片38的前端部40贯穿隔板601并沿相邻段的方向延伸。也就是说，轮毂装配段33在端部设有圆形的轮毂连接部32和隔板601，并将叶片38设置在它们的外周。
另外，如图8和图10所示，连接在轮毂装配段33上的叶轮段37具有如下结构。即，在与轮毂装配段33的隔板601连接的叶轮段37的端部设置第二隔板602。如图10所示，第二隔板602设有构成叶轮段37的叶片38，同时还具有用于插入并固定从轮毂装配段33的隔板601伸出的叶片38的前端部40的插入孔41。另外，在叶轮段37的第二隔板602的相对侧的端部设有与设置在轮毂装配段33上的隔板601结构相同的隔板603。也就是说，在叶轮段37的端部具有隔板601和第二隔板602，把叶片38接合在它们的外周。
另外，轴承段36具有侧板部35，该侧板35具有插入从叶轮段37的隔板603伸出的叶片38的前端部40的插入孔，并插入固定在隔板603上。因此，叶轮段37与轴承段36的结构基本相同，轴承段36构成将侧板部35插入并固定在叶轮段37的单侧的端部。
图9表示送风机31处于连接状态的剖视图。如图9所示，各段利用隔板601，603插入构成各段的叶片38并固定连接而构成送风机31。另外，如图10所示，邻接段的叶片38可以不处在同一位置上。
图11A表示各段的叶片38和隔板601，603连接状态的立体图。各段通过将轮毂装配段33的连接部32和叶轮段37的第二隔板602上成形的叶片38插入并固定在设置在各个单方的端部的隔板601，603上构成。另外，在叶轮段37的第二隔板602上设有插入孔41，其可插入各段伸出的叶片38的前端40，并可通过将这些前端部40插入到插入孔41中而将各段连接起来。
图11B是表示将叶片38插入到隔板602中的状态的放大剖视图，图11C是详细地表示叶片38的前端部40的立体图。如图11B所示，叶片38的前端部40在插入设置在第二隔板602上的插入孔41时，可在前端部40上设置突起605，这样可防止叶片38脱落。另外，还设有使叶片38的前端部40很容易插入插入孔41中的倒角44。
另外，如图11C所示，在叶片38的前端部40上设置阶梯部606，以便在插入隔板601和第二隔板602时可确定其插入长度。
另外，在上述实施例中，在各段两端部设置隔板以构成段，并在连接这些段时将叶片的前端部插入并固定地连接在邻接段的隔板上。但是，也可以在各段上仅设置已成形叶片的单侧隔板，从而可将叶片的前端部插入直接邻接的段隔板上。
表3表示本发明的第二实施方式的送风机与现有的送风机的加工时间和强度特性。另外，在前述的表2中，将作为本实施例的第五实施例至第八实施例及现有实例所使用合成树脂的一般物性进行了比较。
表3
如表3所示，在第二种实施方式中的第五实施例至第八实施例及现有实例中使用的合成树脂的特征为在第五实施例中使用在AS系树脂中添加20％重量的GF，第六实施例与过去的实例在AS系树脂中添加30％重量的GF，第七实施例在AS系树脂中添加40％重量的GF，第八实施例在耐热PS系树脂中添加30％重量的GF。
如表3所示，第五实施例至第八实施例的装配加工时间为1分30秒，比第一实施方式用螺纹连接的情况相比缩短了，比现有实例缩短了一半的时间。而且，对于第五实施例至第八实施例，由于不需要进行退火处理，所以总时间为1分30秒与过去实例的8小时3分钟相比，大幅度地缩短了加工时间。另外，耐热静止挠度全部处于在2g·cm以内的良好状态。
另外，对于第四实施例与第八实施例中使用的耐热PS系树脂的流动性来说，熔化流动率(220℃·荷载10kgf)为10，叶轮在成形加工时可取四枚而不产生短注射成形。特别是，如果叶片长度超过70mm，也比AS系树脂更容易调整成形条件，从而使成品率较高。
另外，在第一实施例至第八实施例中使用的合成树脂的弯曲弹性率，第一实施例和第五实施例为6374MPa，第二实施例和第六实施例为8267MPa，第三实施例和第七实施例为10297MPa，第四实施例和第八实施例为7845MPa，高于6500MPa。另外，对于荷载挠度温度，第一实施例至第八实施例也全都在100℃以上，为刚性和耐热性高的树脂。另外，如果GF的混入率为40％以上，成形时的流动性变差，从而容易发生短注射。当GF的混入率为20％以下时，如果弯曲弹性率为6300MPa以下，则刚性低，风机的耐热静止挠度的平衡变化量增大。因此，GF的混入率最好为20～40％。
另外，本发明的送风机除了用于空调机之外，还可用于进行房间供暖用的暖风机或供热机，可广泛地用于使用树脂制成叶轮的其它送风机领域。
权利要求
1.一种送风机，其具有多个叶轮，由风扇电机驱动所述叶轮旋转，其特征在于所述叶轮具有多个叶片，同时至少包括具有与风扇电机的轴部连接的轮毂装配段的第一叶轮、具有与轴承连接的侧板部的第二叶轮及多个具有隔板的第三叶轮；所述第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮是用合成树脂材料制成的，在各叶轮分别设置连接部，将连接部机械地连接固定成一个整体。
2.如权利要求1所述的送风机，其特征在于，连接部是与送风机的旋转方向相反的方向旋转的螺纹结合部。
3.如权利要求2所述的送风机，其特征在于，在连接部设置凸部和凹部，在螺纹接合时，所述凸部和所述凹部嵌合结合。
4.如权利要求3所述的送风机，其特征在于，将凸部和凹部设置在相互邻接的叶轮的错开叶片的位置上。
5.如权利要求2所述的送风机，其特征在于，在第二叶轮的侧板部设置固定孔。
6.如权利要求2所述的送风机，其特征在于，在第一叶轮和第二叶轮的连接部的外周部设置固定槽。
7.如权利要求1所述的送风机，其特征在于，第三叶轮的隔板和第二叶轮的侧板部构成连接部，在所述连接部上设置用于插入叶轮叶片的前端部的插入孔。
8.如权利要求7所述的送风机，其特征在于，在插入连接部的插入孔的叶片前端部设置确定叶片插入所述插入孔长度的阶梯部。
9.如权利要求7所述的送风机，其特征在于，在插入连接部的插入孔的叶片前端部设置所述叶片前端部的突起部。
10.如权利要求1至8中的任意一个权利要求所述的送风机，其特征在于，合成树脂材料为丙烯腈·苯乙烯系树脂中混入20-40％重量的玻璃纤维的合成树脂材料。
11.如权利要求1至8中的任意一个权利要求所述的送风机，其特征在于，合成树脂材料为在由苯乙烯和具有耐热性的单体生成的聚合树脂中混入20-40％重量的玻璃纤维的合成树脂。
全文摘要
一种装配时间短，强度高的多连式横流式风机(送风机)。其具有多个叶轮，由风扇电机驱动叶轮旋转。叶轮具有多个叶片，同时至少包括具有与风扇电机的轴部连接的轮毂装配段的第一叶轮、具有与轴承连接的侧板部的第二叶轮及多个具有隔板的第三叶轮；第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮是用合成树脂材料制成的，在各叶轮分别设置连接部，将连接部机械地连接固定成一个整体。
文档编号F04D29/00GK1550678SQ20041005951
公开日2004年12月1日 申请日期2004年3月24日 优先权日2003年3月24日
发明者太田雅春, 木下清志, 奥谷隆, 志 申请人:松下电器产业株式会社