叶轮的制造方法

叶轮的制造方法
【专利摘要】使多个叶片从轴向观察时配设成前后重叠的叶轮具有近前侧的第1叶轮部件和里侧的第2叶轮部件。叶轮的制造方法具有：对第1叶轮部件进行成型的工序；对第2叶轮部件进行成型的工序；和使第1叶轮部件与第2叶轮部件合体的工序。
【专利说明】叶轮的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及叶轮的制造方法。
【背景技术】
[0002]叶轮应用于例如压缩机或泵。关于这种叶轮，通常要求小型且高效，且希望将这种叶轮设计成符合该要求的形状。为了从叶轮高效地对流体提供动能，叶轮的叶片与流体的接触面积越大越有利。因此，如果要求高效，则叶片变大。而且，如果欲使叶轮的形状从流体的入口至出口连续变化以满足以上的要求，同时实现小型化，则叶片成为重叠的形状。
[0003]在制造这样的形状的叶轮时，是使用多轴的机床由块状的材料切削出来(参照下述专利文献I)。
[0004]可是，在使用多轴的机床的情况下，不仅加工时间长，制造效率低，而且成本也高。
[0005]因此，即使为了制造批量产品以提高生产率而欲使用模具来对叶轮进行成型(包括树脂、铸造)，从形状上来说也无法进行脱模。因此，无法使用模具来成型叶轮。如果采用失蜡法等成型方法，虽然成型本身能够实现，但由于价格昂贵，事实上难以应用于量产的叶轮。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本国特开2010-269417号公报
[0009]专利文献2:日本国特开2004-232525号公报

【发明内容】

[0010]本发明的实施方式提供一种叶轮的制造方法，其能够使用模具进行成型，由此能够以较低的成本进行制造。
[0011]另外，本发明的实施方式提供一种制造容易、具有高强度、并且旋转精度高的叶轮。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1的(a)是从斜前方观察第I实施方式的叶轮的第I叶轮部件的立体图。图1的(b)是从斜前方观察第I实施方式的叶轮的第2叶轮部件的立体图。
[0013]图2是示出将图1的(a)及图1的(b)所示的第I叶轮部件和第2叶轮部件以相位一致的方式配置在同一轴线上的状态的立体图。
[0014]图3是示出使图2所示的第I叶轮部件和第2叶轮部件合体而构成了叶轮的状态的立体图。
[0015]图4是图3所示的叶轮的后视图。
[0016]图5是示出在图1的(a)所示的第I叶轮部件的成型中使用的模具的分型线和起模方向的说明图。[0017]图6是示出在图1的(b)所示的第2叶轮部件的成型中使用的模具的分型线和起模方向的说明图。
[0018]图7是示出图6所示的模具的滑动件的起模方向的说明图。
[0019]图8是示出图3所示的叶轮的叶片的对接部分的一个例子的放大立体图。
[0020]图9是示出图3所示的叶轮的叶片的对接部分的其他例子的放大立体图。
[0021]图10的(a)是从斜前方观察第2实施方式的叶轮的第I叶轮部件的立体图。图10的(b)是从斜前方观察第2实施方式的叶轮的第2叶轮部件的立体图。
[0022]图11是使图10所示的第1、第2叶轮部件合体而构成的叶轮的后视图。
[0023]图12的(a)和图12的(b)是从前方观察第3实施方式的叶轮的第2叶轮部件的成型时的俯视图。
[0024]图13的(a)和图13的(b)是示出在图12所示的第2叶轮部件的成型中使用的模具的立体图。
[0025]图14的(a)是图13的(a)和图13的(b)所示的模具中的旋转模的俯视图。图14的(b)是旋转模的立体图。
[0026]图15的(a)是图13的(a)和图13的(b)所示的模具中的上模的俯视图。图14的(b)是上模的仰视图。
[0027]图16的(al)、图16的(bl)、图16的(Cl)、图16的(dl)、图16的(el)是示出使旋转模脱模的过程的俯视图。图16的(a2)、图16的(b2)、图16的(c2)、图16的(d2)、图16的(e2)是示出使旋转模脱模的过程的侧视图。
[0028]图17的(a)是图16的(al)所示的旋转模的放大俯视图。图17的(b)是图17的(a)的局部放大俯视图。
[0029]图18的(a)是图16的(cl)所示的旋转模的放大俯视图。图18的(b)是图18的
(a)的局部放大俯视图。
[0030]图19的(a)是图16的(el)所示的旋转模的放大俯视图。图19的(b)是图19的
(a)的局部放大俯视图。
[0031]图20是示出第4实施方式的叶轮的立体图。
[0032]图21是第4实施方式的叶轮的说明性剖视图。
[0033]图22是第4实施方式的第I叶轮部件的俯视图。
[0034]图23是第4实施方式的叶轮的分解状态的说明性剖视图。
[0035]图24的(a)和图24的(b)是示出第4实施方式的接合工序的叶轮的主要部位的说明性剖视图。
【具体实施方式】
[0036]以下，参照附图对实施方式进行说明。
[0037](第I实施方式)
[0038]图1的(a)?图4是示出第I实施方式的叶轮1、和构成叶轮I的第I叶轮部件2及第2叶轮部件3的图。
[0039]如图1的(a)?图4所示，叶轮I具备:基座10，其配置在后表面；轴部15，其从基座10的前表面中央侧向前方突出；以及多个叶片20 (具体来说，是5个叶片21?25)，它们从基座10的前表面向前方伸出，并且从轴部15的外周面向侧方伸出。以下，在对多个叶片不加区别进行说明的情况下使用标号20，在将各叶片区別开进行说明的情况下，使用标号21?25。
[0040]如图3所示，从轴向前方观察时，叶轮I的多个叶片20配设成前后重叠。具体来说，从轴向前方观察时，叶片21的大约一半隐藏在叶片22的背后，叶片22的大约一半隐藏在叶片23的背后，叶片23的大约一半隐藏在叶片24的背后，叶片24的大约一半隐藏在叶片25的背后，叶片25的大约一半隐藏在叶片21的背后。该形状的叶轮I由于实际上无法起模，因此无法作为单体来通过模具进行成型。
[0041]因此，叶轮I被分割成第I叶轮部件2和第2叶轮部件3这两个部件而构成。此时，不只是单纯以与轴向垂直的分割面来分割整个叶轮I。以从轴向前方观察时，各叶片20被分割成近前侧和里侧的方式，利用大致沿着半径方向的分割线将各叶片20分割成两部分。
[0042]具体来说，如图3所示，将叶片21分割成近前侧(近前叶片)21F和里侧(里侧叶片)21R。将叶片22分割成近前侧(近前叶片)22F和里侧(里侧叶片)22R。将叶片23分割成近前侧(近前叶片)23F和里侧(里侧叶片)23R。将叶片24分割成近前侧(近前叶片)24F和里侧(里侧叶片)24R。将叶片25分割成近前侧(近前叶片)25F和里侧(里侧叶片)25R。
[0043]近前叶片21F?25F从轴部15的外周面向侧方伸出。里侧叶片21R?25R从基座10的前表面向前方伸出。与此相伴，对基座10和轴部15也进行分割。沿轴向分割基座10和轴部15。S卩，使轴部15形成为其后端贯穿基座10并到达基座10的后表面的长度。
[0044]如图4所示，轴部15的外周面形成为例如以五边形为基础并根据需要变形而得到的形状，以便与5个近前叶片21F?25F伸出相适合。在轴部15的中心部，贯穿中心轴线形成有轴孔16。轴孔16是用于贯插并固定支承叶轮I的旋转轴(省略图示)的孔。在基座10的中央部形成有收纳孔11，所述收纳孔11沿轴向收纳轴部15的后部。收纳孔11的形状与轴部15的外周面的形状对应。
[0045]如图1的(a)所示，在第I叶轮部件2中，在中心部具有轴孔16的轴部15、和从轴部15的外周面向侧方伸出的5个近前叶片21F?25F构成为一体。如图1的(b)所示，在第2叶轮部件3中，在中央部具有收纳孔11的基座10、和从基座10的前表面向前方伸出的5个里侧叶片21R?25R构成为一体。
[0046]在此，对将叶片21?25分割成近前叶片21F?25F和里侧叶片21R?25R的分割位置进行说明。对于叶片21?25的这种分割位置并没有特别限制。例如，能够以近前叶片21F的一部仍然隐藏在近前叶片22F的背后这样的位置关系，来分割叶片21?25。可是，在本实施方式中，全部5个近前叶片21F?25F从轴向前方观察时彼此不重叠。同样，全部5个里侧叶片21R?25R从轴向前方观察时也彼此不重叠。
[0047]接下来，对上述这样的叶轮I的制造方法进行说明。该叶轮I的制造方法具有下述工序:对分割成2个部件的其中一个叶轮部件进行成型的第I工序；对另一个叶轮部件进行成型的第2工序；以及将一个叶轮部件和另一个叶轮部件合体以构成叶轮I的第3工序。
[0048]可以在第I工序中对第I叶轮部件2进行成型，并在第2工序中对第2叶轮部件3进行成型。也可以在第I工序中对第2叶轮部件3进行成型，并在第2工序中对第I叶轮部件2进行成型。以下，对在第I工序中对第I叶轮部件2进行成型并在第2工序中对第2叶轮部件3进行成型的情况进行说明。
[0049](第I工序)
[0050]对于第I叶轮部件2，由于全部5个近前叶片2IF?25F从轴向前方观察时彼此不重叠，因此能够使用由上模31和下模32构成的模具30来进行成型。
[0051]例如，准备图5所示这样的在上模31和下模32的边界区域具有与第I叶轮部件2相当的型腔35的模具30。在这种情况下，模具30的分型线成为近前叶片21F?25F的端面的某一处。
[0052]使用该模具30对例如对所希望的塑料材料进行注塑成型。成型后，将模具30的上模31向上方起模，将下模32向下方起模，由此能够没有障碍地对第I叶轮部件2进行脱模。由此，使用模具30成型出第I叶轮部件2。
[0053](第2工序)
[0054]关于第2叶轮部件3，由于全部5个里侧叶片2IR?25R和基座10从轴向前方观察时互相重叠，因此，在使用由上模31和下模32构成的模具30的情况下，无法对于重叠部分进行起模。
[0055]因此，如图6、图7所示，通过使用模具40能够进行成型，该模具40构成为除了上模41和下模42之外还在重叠部分具备所需要的数量(例如，与里侧叶片21R?25R数量相同的5个)的滑动件(镶块模具)43 (43a?43e)。
[0056]例如，准备图6所示这样的在上模41、下模42以及滑动件43 (43a?43e)的边界区域具有与第2叶轮部件3相当的型腔45的模具40。在这种情况下，模具40的分型线成为基座10的一部分和里侧叶片2IR?25R的端面。
[0057]使用该模具40对例如对所希望的塑料材料进行注塑成型。成型后，在如图7所示这样杨呈放射状将模具40的滑动件43 (43a?43e)起模后，将上模41向上方起模，将下模42向下方起模，由此能够没有障碍地对第2叶轮部件3进行脱模。由此，使用模具40成型出第2叶轮部件3。
[0058](第3工序)
[0059]使在第I工序中成型出的第I叶轮部件2、和在第2工序中成型出的第2叶轮部件3在如图2所示相位一致地配置在同一轴线上的状态下沿轴向移动，将轴部15收纳于基座10的收纳孔11内直至规定的深度(轴部15的后端面与基座10的后表面一致的深度)。于是，全部5个近前叶片21F?25F和全部5个里侧叶片21R?25R夹着分割线处于彼此相邻的位置。
[0060]具体来说，如图3所示，近前叶片21F和里侧叶片21R相邻而构成I个叶片21。近前叶片22F和里侧叶片22R相邻而构成I个叶片22。近前叶片23F和里侧叶片23R相邻而构成I个叶片23。近前叶片24F和里侧叶片24R相邻而构成I个叶片24。近前叶片25F和里侧叶片25R相邻而构成I个叶片25。
[0061]此时，例如通过焊接(熔敷)轴部15的外周面与基座10的收纳孔11之间的间隙，来使第I叶轮部件2和第2叶轮部件3合体。由此，能够得到由第I叶轮部件2和第2叶轮部件3 —体化而成的叶轮I。
[0062]在这样得到的叶轮I中，对近前叶片20F和里侧叶片20R的相邻区域进行说明。例如，如图8所示，近前叶片20F和里侧叶片20R可以都具有与叶片20的表面大致垂直的相邻面20Fa、20Ra。在这种情况下，近前叶片20F的相邻面20Fa和里侧叶片20R的相邻面20Ra之间虽然狭窄，却存在有间隙。该间隙的存在会对流体(水)的流动产生影响，不能说不可能妨碍(含有)叶轮I (的泵)的效率。
[0063]因此，例如，如图9所示，可以构成为:在近前叶片20F的相邻部的前缘形成突状部20Fp，在里侧叶片20R的相邻部的后缘形成突状部20Rp，且突状部20Fp和突状部20Rp互相重叠。在这种情况下，可以想象到，与图8所示的结构相比，对流体(水)的流动产生影响而妨碍(含有)叶轮I (的泵)的效率的可能性降低。
[0064]可是，考虑到无论在哪种情况下对流体(水)的流动的影响都较小，因此，在近前叶片20F和里侧叶片20R的相邻区域可以采用图8所示的结构、图9所示的结构、以及其他任意的结构。
[0065]根据第I实施方式，存在以下效果。
[0066](I)对于第I叶轮部件2，由于全部5个近前叶片21F?25F从轴向前方观察时彼此不重叠，因此能够使用由上模31和下模32构成的模具30来成型出第I叶轮部件2。
[0067](2)在第2叶轮部件3中，全部5个里侧叶片2IR?25R和基座10从轴向前方观察时互相重叠。可是，通过使用模具40能够成型出第I叶轮部件2，该模具40构成为除了上模41和下模42之外，还在重叠部分具有所需要的数量(例如，与里侧叶片21R?25R数量相同的5个)的滑动件(镶块模具)43 (43a?43e)。
[0068](3)第I叶轮部件2和第2叶轮部件3都能够通过模具进行成型，因此能够降低叶轮I的制造成本。
[0069](第2实施方式)
[0070]图10的(a)、图10的(b)和图11是示出第2实施方式的叶轮5、和构成叶轮5的第I叶轮部件6及第2叶轮部件7的图。叶轮5、第I叶轮部件6和第2叶轮部件7与第I实施方式的叶轮1、第I叶轮部件2和第2叶轮部件3大致相同。因此，对于各部分的标号，通过标记与在第I实施方式中使用的标号相同的标号，来省略各部分的详细的图示和说明。
[0071]第2叶轮部件7的基座10在收纳孔11的最后部形成有焊接余量部12，在收纳第I叶轮部件6的轴部15时利用该焊接余量部12进行焊接(熔敷)。与第2叶轮部件7在收纳孔11的最后部具有焊接余量部12相应地，第I叶轮部件6的轴部15的长度缩短。
[0072]根据第2实施方式，在上述(I)?(3)的效果的基础上，还具有以下效果。
[0073](4)第2叶轮部件7的基座10在收纳孔11的最后部形成有焊接余量部12，在收纳第I叶轮部件6的轴部15时利用该焊接余量部12进行焊接。因此，将轴部15收纳并焊接于基座10的收纳孔11时的定位和焊接变得容易。
[0074](第3实施方式)
[0075]图12的(a)?图19的(b)是示出构成第3实施方式的叶轮(省略图示)的第2叶轮部件107、和使第2叶轮部件107成型的模具160的图。该叶轮由第I叶轮部件(省略图示)和第2叶轮部件107构成，这些部件分别与例如第2实施方式的叶轮5、第I叶轮部件6和第2叶轮部件7类似。因此，对于与第2实施方式类似的部分，标记在第2实施方式中使用的标号加上100所得到的标号来表示，并省略重复的说明。[0076]图12的(a)所示的第2叶轮部件107与图10的(b)、图11所示的第2实施方式的第2叶轮部件7相比较具有下面这样的区别。在第2叶轮部件107中，里侧的叶片(里侧叶片)120R为7个。在第2实施方式的第2叶轮部件7的情况下是5个。在第2叶轮部件107中，里侧叶片120R的朝向是从中心侧朝向外侧向左回转。在第2实施方式的第2叶轮部件的情况下是向右回转。在第2叶轮部件107中，里侧叶片120R的外侧端部不从基座110的外周缘向外侧突出。在第2实施方式的第2叶轮部件7的情况下是向外侧突出。
[0077]关于第I叶轮部件，虽然未图示，但是与第2叶轮部件107相同，近前侧的叶片(近前叶片)是7个，近前叶片的朝向是从中心侧朝向外侧向左回转。并且，在将第I叶轮部件和第2叶轮部件107组装成一体时，全部7个近前叶片和全部7个里侧叶片120R彼此相邻而构成7个叶片。
[0078]第2叶轮部件107具有根切部(under cut)150。如图12的(b)中添加阴影所示，从近前观察第2叶轮部件107，根切部150是里侧叶片120R的背侧的区域。具体来说，夹在里侧叶片120R的背面、和里侧叶片120R投影到基座110的前表面上的投影面之间的区域是根切部150。关于该区域(根切部150)，里侧叶片120R遮蔽其近前侧，基座110遮蔽其里侦牝因此无法通过上模和下模成型出该区域(根切部150)。不是利用图6、图7所示这样的多个滑动件43 (43a?43e)，而是利用后述的单一的旋转模190来成型这样的根切部150，这是第3实施方式的特征。
[0079]如图13的(a)和图13的(b)所示，用于成型第2叶轮部件107的模具160由作为第I模具的上模170、作为第2模具的下模180、和作为第3模具的旋转模190构成。在图13的(b)中将模具160的型腔165 (即，第2叶轮部件107)加上阴影后示出。上模170具有与从近前侧观察第2叶轮部件107时可看到的区域相对应的形状。下模180具有与从里侧观察第2叶轮部件107时可看到的区域相对应的形状。旋转模190具有与根切部150对应的形状。
[0080]如图14的(a)和图14的(b)所示，旋转模190具备:环状部191，其外接于第2叶轮部件107的外周缘；和7个伸出部192，它们从环状部191向内侧以与根切部150对应的形状伸出。即，各伸出部192与下述区域相对应，该区域是夹在第2叶轮部件107的里侧叶片120R的背面、和里侧叶片120R投影到基座110的前表面上的投影面之间的区域。这7个伸出部192通过环状部191构成为一体。如后所述,旋转模190是通过绕第2叶轮部件107的旋转轴线107a旋转来进行脱模的。
[0081]如图15的(a)和图15的(b)所示，上模170具备7个里侧叶片部171，这7个里侧叶片部171具有与第2叶轮部件107的外周缘一致的外周缘，这7个里侧叶片部171的形状与第2叶轮部件107的里侧叶片120R的前表面对应。如图13的(a)和图13的(b)所示，上模170从旋转模190的上方(近前侧)沿着其轴线嵌合在旋转模190内。这样，旋转模190的前表面和上模170的上表面成为密闭状态，并且在内部形成型腔，该型腔与第2叶轮部件107的包括根切部150的基座110的前表面侧的所有形状相对应。上模170是通过沿第2叶轮部件107的旋转轴线107a向上方(近前侧)移动来进行脱模的。
[0082]下模180具备与旋转模190的环状部191的外周同等的外周缘，并且具有与第2叶轮部件107的基座110的背面侧对应的形状。如图13的(a)和图13的(b)所示，在下模180上安装旋转模190，上模170嵌合于该旋转模190。这样，旋转模190的环状部191和下模180成为密闭状态，并且在内部形成与第2叶轮部件107的基座110的背面侧的形状相对应的型腔。下模180是通过沿第2叶轮部件107的旋转轴线107a向下方(里侧)移动来进行脱模的。
[0083]接下来，对上述这样的第2叶轮部件107的成型工序进行说明。即，对第3实施方式的叶轮的制造方法的第I工序?第3工序中的、对第2叶轮部件107进行成型的第I工序或第2工序进行说明。
[0084]在成型之前，以规定的顺序使上模170、下模180和旋转模190嵌合进行安装，来准备模具160。此时，在模具160的内部形成与第2叶轮部件107的形状对应的型腔165 (参照图13的(b))。使用该模具160对例如对所希望的塑料材料进行注塑成型。成型后，如下述这样使模具160脱模。
[0085]最初，如图13的(b)所示，使上模170沿其轴线(B卩，型腔165内的第2叶轮部件107的旋转轴线107a)向近前侧(上方)移动，由此进行脱模。
[0086]接下来，如图16的(al)?图19的(b )所示，使旋转模190绕其轴线(B卩，型腔165内的第2叶轮部件107的旋转轴线107a)旋转、更具体来说是一边绕轴线(旋转轴线107a)旋转一边沿轴向移动，由此进行脱模。以下，具体进行说明。并且，在图16的(al)?图19的(b)中，对第2叶轮部件107加上阴影进行示出。
[0087]图16的(al)和图16的(a2)表示使旋转模190旋转之前的状态，图16的(al)是俯视图，图16的(a2)是侧视图。在图17的(a)中示出该状态下的放大俯视图，在图17的
(b)中示出局部放大俯视图。如图17的(a)和图17的(b)所示，此时，旋转模190的伸出部192处于与第2叶轮部件107的里侧叶片120R接触的位置。
[0088]当使旋转模190从该位置一边绕旋转轴线107a稍微旋转(例如，几度(° ))一边沿轴向移动，旋转模190的伸出部192从第2叶轮部件107的里侧叶片120R沿圆周方向错开而移位(参照图16的(bl))。同时，旋转模190从下模180向上方离开(参照图16的(b2))。
[0089]接下来，当使旋转模190 —边旋转相同的程度一边沿轴向移动，则旋转模190的伸出部192从第2叶轮部件107的里侧叶片120R沿圆周方向错开而移位(参照图16的(cl))。同时，旋转模190从下模180进一步向上方离开(参照图16的(c2))。在图18的(a)中示出该状态的放大俯视图，在图18的(b)中示出局部放大俯视图。如图18的(a)和图18的
(b)所示，此时，旋转模190的伸出部192处于从第2叶轮部件107的里侧叶片120R沿圆周方向错开的位置。可是，由于从近前侧(上方)观察时，里侧叶片120R的一部分与伸出部192的一部分重叠，因此，在该位置还无法沿轴向将旋转模190拔起(脱模)。
[0090]接下来，当使旋转模190 —边旋转相同的程度一边沿轴向移动，则旋转模190的伸出部192从第2叶轮部件107的里侧叶片120R沿圆周方向错开而移位(参照图16的(dl))。同时，旋转模190从下模180进一步向上方离开(参照图16的(d2))。
[0091]接下来，如果使旋转模190 —边旋转相同的程度一边沿轴向移动，则旋转模190的伸出部192从第2叶轮部件107的里侧叶片120R沿圆周方向错开而移位(参照图16的(el))。同时，旋转模190从下模180进一步向上方离开(参照图16的(e2))。在图19的(a)中示出该状态的放大俯视图，在图19的(b)中示出局部放大俯视图。如图19的(a)和图19的(b)所示，此时，旋转模190的伸出部192处于从第2叶轮部件107的里侧叶片120R沿圆周方向进一步错开的位置。并且，从近前侧(上方)观察时，里侧叶片120R和伸出部192的重叠消除。因此，在旋转至该位置后，则能够沿轴向对旋转模190进行起模(脱模)。由此，旋转模190被脱模。
[0092]最后，使下模180沿着其轴线(即，第2叶轮部件107的旋转轴线107a)向里侧(下方)移动，由此进行脱模。
[0093]根据第3实施方式，在上述(I)?(4)的效果的基础上，还具有以下效果。
[0094](5)使旋转模190绕其轴线(即，第2叶轮部件107的旋转轴线107a)旋转、更具体来说是一边绕轴线(旋转轴线107a)旋转一边沿轴向移动，由此能够进行该旋转模190的起模(脱模)。因此，与例如图6、图7所示的滑动件43 (43a?43e)相比，能够减小模具的占用面积。由此，能够低价地构成模具160和成型设备。另外，从空间的观点出发，容易安装多个模具。
[0095](6)旋转模190的与根切部150相对应的形状的全部7个伸出部192通过环状部191而构成为一体。因此，能够比较容易地确保旋转模190的强度。
[0096]并且，在上述的第3实施方式中，通过使旋转模190—边绕其轴线(B卩，第2叶轮部件107的旋转轴线107a)旋转一边沿轴向移动来进行起模(脱模)，但并不限于此。例如，也可以不使旋转模190沿轴向移动，而是在使旋转模190旋转规定的角度至能够起模的位置后，与上模170或下模180相同地进行脱模。
[0097]另外，对于将叶片21?25分割成近前叶片21F?25F和里侧叶片21R?25R的分割位置，在上述的第I和第2实施方式中，在全部5个近前叶片2IF?25F从轴向前方观察时彼此不重叠的位置进行了分割，但并不限于此。例如，也可以以近前叶片21F的一部分还隐藏在近前叶片22F的背后这样的位置关系来分割叶片21?25。
[0098]在这种情况下，关于第I叶轮部件2、6的成型，也与第2叶轮部件3、7的成型相同，能够利用下述这样的模具30 (省略图示)来进行成型，该模具30构成为除了上模31和下模32外还在重叠部分具备所需要的数量(例如，与近前叶片2IF?25F数量相同的5个)的滑动件(省略图示)。另外，也能够使用第3实施方式这样的旋转模190代替滑动件，来成型第I叶轮部件2、6。
[0099]另外，在上述的第I和第2实施方式中，将叶轮1、5的叶片的数量设定为5个，但并不限于此。能够根据需要将叶轮1、5的叶片的数量选定为任意的数量。
[0100]在上述的第I和第2实施方式中，通过使用模具30、40用塑料材料进行注塑成型来成型出第I叶轮部件2、6和第2叶轮部件3、7，但并不限于此。例如，也可以通过铝压铸等来铸造第I叶轮部件2、6和第2叶轮部件3、7。在这种情况下，铸造出的第I叶轮部件
2、6和第2叶轮部件3、7的合体能够通过例如接合、紧固等来进行。上述的第3实施方式的情况也是相同的。
[0101](第4实施方式)
[0102]图20?24涉及第4实施方式。如图20和图21所示，第4实施方式的作为旋转体的叶轮1001具备:上下贯穿的轴插入部1002 ;和从轴插入部1002呈放射状延伸的多个叶片1003。轴插入部1002作为叶轮1001所具备的旋转轴发挥功能，未图示的旋转驱动轴能够在沿着该轴插入部的轴线X的方向上插入到该轴插入部。各叶片1003隔开规定的间隔地配设在轴插入部1002的外周方向上。而且，各叶片1003具有相对于轴插入部1002的轴线X (是与旋转驱动轴的轴线相同的轴线)方向倾斜且弯曲的形状，并且形成为这样的形状:在俯视观察时，相邻的叶片彼此的一部分上下重叠。
[0103]如图21所示，第4实施方式的叶轮1001由构成下半部的第2叶轮部件1004和构成上半部的第I叶轮部件1005构成，第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005接触的边界面成为在轴插入部1002的轴线X的方向分割叶轮1001时的分割面1006。
[0104]另外，如图22所示，构成上半部的第I叶轮部件1005形成为这样的形状:在俯视观察时，彼此相邻的叶片1003b之间不上下重叠。参照图20，构成下半部的第2叶轮部件1004也形成为这样的形状:在俯视观察时，彼此相邻的叶片1003a之间不上下重叠。
[0105]并且，在将第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005连结起来使分割面1006彼此抵靠时，如图20所示，第2叶轮部件1004的叶片1003a和第I叶轮部件的叶片1003b形成了作为叶轮I的叶片1003。如果在该状态下俯视观察，则成为第I叶轮部件1005的叶片1003b的一部分重叠在第2叶轮部件1004的叶片1003a的一部分的上方的状态。
[0106]如图23所示，第2叶轮部件1004具备从分割面1006向上方突出的凸部1007。凸部1007形成在与轴插入部1002相邻的位置，并且形成为与轴插入部1002同心的圆环状即圆筒状。另外，凸部1007的末端通过倾斜部1008而具有尖端形状，该倾斜部1008向上方朝着使内周面和外周面相交的方向倾斜。第I叶轮部件1005具备从分割面1006凹陷的凹部1009。凹部1009与第2叶轮部件1004的凸部1007对应，能够收纳凸部1007以供其插入。并且，在第2叶轮部件1004的凸部1007的外侧立起的纵壁面1010、和第I叶轮部件1005的凹部1009的外侧周面1011互相对应地形成为用于止转的凹凸形状。
[0107]如图24的(a)所示，凹部1009形成为这样的大小:在该凹部1009收纳了凸部1007时，在凸部1007的周围稍微产生空隙1012。另外，凹部1009的深度尺寸形成得比凸部1007的高度方向的长度尺寸稍小(在第4实施方式中，小凸部1007的末端的倾斜部1008的高度的量)。并且，详细情况在后面叙述，如图24的(b)所示，在凸部1007的末端和凹部1009的里端(在图中为上端面)的接触部分形成接合部1013，由此，第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005被连结成一体而形成叶轮1001。
[0108]接下来，对第4实施方式的叶轮1001的制造方法进行说明。第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005是以热塑性树脂为材料通过注塑成型而分别形成的。如前所述，第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005都形成为这样的形状:在俯视观察时，彼此相邻的叶片1003a之间、以及彼此相邻的叶片1003b之间不上下重叠。由此，对于第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005，由于从注塑成型时使用的模具脱模的脱模性良好，且能够防止模具结构变得复杂，因此能够以低成本进行成型。
[0109]参照图23，首先，将第I叶轮部件1005组装至单独形成的第2叶轮部件1004 (组装工序)。此时，将第2叶轮部件1004的凸部1007插入至第I叶轮部件1005的凹部1009中。由此，如图24的(a)所示，第2叶轮部件1004的凸部1007的末端与第I叶轮部件1005的凹部1009的里端抵接。在此时刻，由于凸部1007的长度尺寸大于凹部1009的深度尺寸，因此第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005的分割面1006没有紧密贴合。
[0110]接下来，如图24的(b)所示，使超声波接合装置的超声波振荡部1014从第I叶轮部件1005的上表面(分割面1006的相反侧)与凸部1007的末端对置并抵接，由此施加超声波的振动能量(接合工序)。当振动能量到达第2叶轮部件1004的凸部1007的末端与第I叶轮部件1005的凹部1009的里端的抵接位置时，在凸部1007的末端与凹部1009的里端的接触部分产生与振动相伴随的摩擦热，第2叶轮部件1004的凸部1007的末端和第I叶轮部件1005的凹部1009的里端熔融而形成接合部1013。
[0111]并且，由于在第2叶轮部件1004设置凸部1007，并且在第I叶轮部件1005设置凹部1009，使得振动能量的传递距离比较短，因此，凸部1007的末端和凹部1009的里端被牢固地接合在一起。因此，能够获得高接合强度，从而能够得到将第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005牢固地连结在一起而成的高强度的叶轮1001。
[0112]另外，如图24的(b)所示，当形成了接合部1013时，第2叶轮部件1004的凸部1007熔融而使得其高度方向的全长变短。由此，第2叶轮部件1004和第I叶轮部件1005的分割面1006紧密贴合，凸部1007被收纳于凹部1009内。
[0113]而且，此时会产生因第2叶轮部件1004的凸部1007熔融所造成的毛刺1015。虽然该毛刺1015会侵入到凸部1007与凹部1009之间的空隙1012内，但是凹部1009被第2叶轮部件1004的分割面1006封闭。由此，毛刺1015被封闭在凹部1009的内部，毛刺1015不会露出至叶轮1001的外表面，因此不需要毛刺去除作业。
[0114]并且，在第4实施方式中，对叶轮1001的制造方法进行了说明，但是，如果是叶轮1001以外的例如希洛克风扇或涡轮风扇等具备旋转轴的旋转体，则也能够容易地应用本发明的方法。
[0115]另外，在第4实施方式中，示出了使用热塑性树脂作为叶轮1001的材料的例子，但是并不限于此，例如，即使是铝合金等金属，也能够采用本发明。
[0116]根据上述的各实施方式，多个叶片从轴向观察时配设成前后重叠的叶轮的制造方法可以具备:第I工序，在该第I工序中，对第I叶轮部件(2、6、1005)进行成型，所述第I叶轮部件(2、6、1005)是以从轴向观察时各叶片被分割成近前侧和里侧的方式将叶轮分割成第I叶轮部件(2、6、1005)和第2叶轮部件(3、7、107、1004)这两部件时其中的第I叶轮部件(2、6、1005);第2工序，在该第2工序中，对第2叶轮部件(3、7、107、1004)进行成型；和第3工序，在该第3工序中，使第I叶轮部件(2、6、1005)和第2叶轮部件(3、7、107、1004)合体而构成叶轮(1、5、1001)。
[0117]根据该方法，在第I工序和第2工序中，都能够通过使用下述结构的模具来成型出第I叶轮部件和第2叶轮部件:根据需要在上模和下模中添加了比较简单的滑动件(镶块模具)等。因此，能够使用模具成型出第1、第2叶轮部件，从而能够以低成本制造叶轮。
[0118]第I叶轮部件(2、6、1005)可以具有近前侧的叶片(21F?25F、1003b)。近前侧的各叶片(21F?25F、1003b)可以从轴向观察时彼此不重叠。
[0119]根据该方法，成型第I叶轮部件的模具能够由上模和下模构成。因此，能够使用更加简单的结构的模具来成型出第I叶轮部件，从而能够以更低的成本制造叶轮。
[0120]第2叶轮部件(107)可以具有里侧的叶片(120R)并且具有根切部(150)。第2叶轮部件(107 )可以是利用第I模具(170 )、第2模具(180 )、和与根切部(150 )对应的第3模具(190)而成型的。第3模具(190)可以是通过绕第2叶轮部件(107)的旋转轴线(107a)旋转来进行脱模的。
[0121]根据该方法，第3模具能够通过绕第2叶轮部件的旋转轴线旋转来进行脱模。因此，与滑动件相比，能够减小模具的占用面积，从而能够低价地构成模具和成型设备。另外，从空间的观点出发，容易安装多个模具。[0122]第3模具(190)可以是通过一边绕第2叶轮部件(107)的旋转轴线(107a)旋转一边沿轴向移动来进行脱模的。
[0123]根据该方法，与滑动件相比，也能够减小模具的占用面积，从而能够低价地构成模具和成型设备。另外，从空间的观点出发，容易安装多个模具。
[0124]另外，根据上述的各实施方式，由以分割面(1006)在轴向上被分割开的第I叶轮部件(1005)和第2叶轮部件(1004)构成的叶轮的制造方法可以具备:将从第2叶轮部件(1004)的分割面(1006)沿轴向突出设置的凸部(1007)插入至在第I叶轮部件(1005)的分割面(1006)上形成的凹部(1009)内的工序；和通过从与第2叶轮部件(1004)的凸部(1007)的末端对置的一侧经第I叶轮部件(1005)施加振动能量，来将凸部(1007)的末端和凹部(1009)的里端接合在一起的工序。
[0125]根据该方法，由于是将在轴向分割开的形状的第I叶轮部件和第2叶轮部件接合在一起，因此能够高效且低价地制造旋转体。另外，在第I叶轮部件和第2叶轮部件的接合中使用振动能量。基于振动能量实现的接合能够通过使用例如超声波接合等振动能量施加构件来容易地进行。
[0126]另外，超声波接合等使用基于振动能量施加构件的振动能量的接合是:使振动能量传递至第I叶轮部件和第2叶轮部件接触的规定的接合位置，来进行基于局部的摩擦热的熔融接合。因此，振动能量的传递距离越短，越能够获得高接合强度。
[0127]因此，可以是，通过从与第2叶轮部件(1004)的凸部(1007)的末端对置的一侧经第I叶轮部件(1005)施加振动能量，来将凸部(1007)的末端和凹部(1009)的里端接合在一起。此时，振动能量是从第I叶轮部件的端面施加的，由于使凸部的末端和凹部的里端的接触部位接合，因此振动能量的传递距离变得比至所述分割面的距离短。由此，凸部的末端和凹部的里端能够借助于振动能量牢固地接合。因此，能够获得高接合强度，从而能够得到高强度的旋转体。
[0128]凸部(1007)可以形成为与叶轮的旋转轴线(X)同心的圆环状。由此，以接近旋转轴线且包围旋转轴线的方式形成基于凸部的末端和凹部的里端的接合部。因此，能够降低旋转时的应力集中或离心力对接合部的影响，从而能够维持第I叶轮部件和第2叶轮部件的牢固的接合状态。
[0129]另外，末端与凹部的里端接合的凸部(1007)可以收纳在被第2叶轮部件(1004)的分割面(1006)封闭的凹部(1009)内。由此，即使在凸部的末端和凹部的里端的接合部产生毛刺，此时的毛刺也会被密封于凹部而不会露出至旋转体的外表面。因此，不需要毛刺去除等作业，从而能够提闻制造效率。
[0130]可以将分割面(1006)设定成:在第I叶轮部件(1005)和第2叶轮部件(1004)合体时，第I叶轮部件(1005)的各叶片的至少一部分重叠在第2叶轮部件(1004)的各叶片的前方。
[0131]根据该方法，能够使注塑成型的第2叶轮部件的各叶片较大，能够使脱模性好，且使模具形状简化，从而能够降低成本。另一方面，如前述那样，凸部的末端和凹部的里端的接合位置的振动能量的传递距离比分割面的传递距离小，因此能够实现可靠的接合。因此，能够低价地获得高强度的叶轮。
[0132]另外，根据上述的各实施方式，由以规定的分割面(1006)被在轴向上分割开的第1叶轮部件(1005)和第2叶轮部件(1004)接合所构成的叶轮(1001)可以具备:凹部(1009)，其形成于第1叶轮部件(1005)的分割面(1006);凸部(1007)，其从第2叶轮部件(1004)的分割面(1006)突出设置，形成为与旋转轴线(X)同心的圆环状，且被插入在凹部(1009)内；和接合部，其是将凸部(1007)的末端和凹部(1009)的里端接合在一起而形成的。
[0133]根据该结构，第1叶轮部件和第2叶轮部件的接合部是使圆环状的凸部的末端与凹部的里端接合而形成的，所述凸部接近旋转轴线地突出设置且与该旋转轴线同心。由此，能够提供旋转时的应力集中或离心力对接合部的影响较小、且强度高的叶轮。
[0134]另外，在上述的结构中，凸部(1007)可以收纳在被分割面(1006)封闭的凹部(1009)内。由此，凸部的末端和凹部的里端的接合部成为被封闭在凹部内的状态，因此，毛刺等不会从叶轮的外表面露出，从而能够提供旋转精度高的叶轮。
[0135]标号说明
[0136]1、5:叶轮;2、6 :第1叶轮部件;3、7、107 :第2叶轮部件；21~25:叶片；21F~25F:近前侧的叶片(近前叶片)；21R~25RU20R:里侧的叶片(里侧叶片)；107a:旋转轴线；150:根切部；170:上模(第I模具)；180:下模(第2模具)；190:旋转模(第3模具)；1001:叶轮(旋转体)；1002:轴插入部(旋转轴);1003、1003a、1003b:叶片；1004 :第2叶轮部件；1005:第1叶轮部件；1006:分割面；1007:凸部；1009:凹部；1013:接合部。
【权利要求】
1.一种叶轮的制造方法，在所述叶轮中，从轴向观察时多个叶片被前后重叠地配置，其中， 所述叶轮的制造方法具备: 对第I叶轮部件(2、6、1005)进行成型的工序，所述第I叶轮部件(2、6、1005)是以从轴向观察时所述各叶片被分割成近前侧和里侧的方式将叶轮分割成第I叶轮部件(2、6、1005)和第2叶轮部件(3、7、107、1004)这两部件时其中的第I叶轮部件(2、6、1005)； 对第2叶轮部件(3、7、107、1004)进行成型的工序；以及 使所述第I叶轮部件(2、6、1005)和所述第2叶轮部件(3、7、107、1004)合体而构成叶轮(1、5、1001)的工序。
2.根据权利要求1所述的叶轮的制造方法，其中， 所述第I叶轮部件(2、6、1005)具有所述近前侧的叶片(21F~25F、1003b)， 该近前侧的各叶片(21F~25F、1003b)从轴向观察时彼此不重叠。
3.根据权利要求1或2所述的叶轮的制造方法，其中， 所述第2叶轮部件(107)具有所述里侧的叶片(120R)并且具有根切部(150)， 所述第2叶轮部件(107)是使用第I模具(170)、第2模具(180)、和与所述根切部(150)对应的第3模具(190)成型的， 所述第3模具(190)是通过绕所述第2叶轮部件(107)的旋转轴线(107a)旋转来进行脱模的。
4.根据权利要求3所述的叶轮的制造方法，其中， 所述第3模具(190)是通过一边绕所述第2叶轮部件(107)的旋转轴线(107a)旋转一边沿轴向移动来进行脱模的。
5.根据权利要求1或2所述的叶轮的制造方法，其中， 所述第I叶轮部件(1005)和所述第2叶轮部件(1004)以分割面(1006)在轴向上被分割开，叶轮的制造方法还具备: 将从所述第2叶轮部件(1004)的所述分割面(1006)沿所述轴向突出设置的凸部(1007)插入至在所述第I叶轮部件(1005)的所述分割面(1006)上形成的凹部(1009)内的工序；和 通过从与所述第2叶轮部件(1004)的所述凸部(1007)的末端对置的一侧经所述第I叶轮部件(1005)施加振动能量，来将所述凸部(1007)的末端和所述凹部(1009)的里端接合在一起的工序。
6.根据权利要求5所述的叶轮的制造方法，其中， 所述凸部(1007)形成为与所述叶轮的旋转轴线(X)同心的圆环状。
7.根据权利要求5或6所述的叶轮的制造方法，其中， 末端与所述凹部的里端接合的所述凸部(1007)收纳在被所述第2叶轮部件(1004)的所述分割面(1006)封闭的所述凹部(1009)内。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的叶轮的制造方法，其中， 所述分割面(1006)被设定为:在所述第I叶轮部件(1005)和所述第2叶轮部件(1004)合体时，所述第I叶轮部件(1005)的各叶片的至少一部分重叠在所述第2叶轮部件(1004)的各叶片的前方。
9.一种叶轮，所述叶轮(1001)由以规定的分割面(1006)被在轴向上分割开的第I叶轮部件(1005)和第2叶轮部件(1004)接合而成，其中， 所述叶轮(1001)具备: 凹部(1009)，其形成于所述第I叶轮部件(1005)的所述分割面(1006)； 凸部(1007)，其从所述第2叶轮部件(1004)的所述分割面(1006)突出设置，形成为与旋转轴线(X)同心的圆环状，且被插入在所述凹部(1009)内；和 接合部，其是将所述凸部(1007)的末端和所述凹部(1009)的里端接合在一起而形成的。
10.根据权利要求9所述的叶轮，其中， 所述凸部(1007)收纳在被所述分割面`(1006)封闭的所述凹部(1009)内。
【文档编号】F04D29/60GK103890408SQ201280050786
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2011年10月17日
【发明者】石川宽, 鹤贝嘉则, 斋藤安久 申请人:本田技研工业株式会社