葉輪的製造方法

2023-05-16 09:32:21 2

葉輪的製造方法
【專利摘要】使多個葉片從軸向觀察時配設成前後重疊的葉輪具有近前側的第1葉輪部件和裡側的第2葉輪部件。葉輪的製造方法具有：對第1葉輪部件進行成型的工序；對第2葉輪部件進行成型的工序；和使第1葉輪部件與第2葉輪部件合體的工序。
【專利說明】葉輪的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及葉輪的製造方法。
【背景技術】
[0002]葉輪應用於例如壓縮機或泵。關於這種葉輪，通常要求小型且高效，且希望將這種葉輪設計成符合該要求的形狀。為了從葉輪高效地對流體提供動能，葉輪的葉片與流體的接觸面積越大越有利。因此，如果要求高效，則葉片變大。而且，如果欲使葉輪的形狀從流體的入口至出口連續變化以滿足以上的要求，同時實現小型化，則葉片成為重疊的形狀。
[0003]在製造這樣的形狀的葉輪時，是使用多軸的工具機由塊狀的材料切削出來(參照下述專利文獻I)。
[0004]可是，在使用多軸的工具機的情況下，不僅加工時間長，製造效率低，而且成本也高。
[0005]因此，即使為了製造批量產品以提高生產率而欲使用模具來對葉輪進行成型(包括樹脂、鑄造)，從形狀上來說也無法進行脫模。因此，無法使用模具來成型葉輪。如果採用失蠟法等成型方法，雖然成型本身能夠實現，但由於價格昂貴，事實上難以應用於量產的葉輪。
[0006]在先技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本國特開2010-269417號公報
[0009]專利文獻2:日本國特開2004-232525號公報

【發明內容】

[0010]本發明的實施方式提供一種葉輪的製造方法，其能夠使用模具進行成型，由此能夠以較低的成本進行製造。
[0011]另外，本發明的實施方式提供一種製造容易、具有高強度、並且旋轉精度高的葉輪。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1的(a)是從斜前方觀察第I實施方式的葉輪的第I葉輪部件的立體圖。圖1的(b)是從斜前方觀察第I實施方式的葉輪的第2葉輪部件的立體圖。
[0013]圖2是示出將圖1的(a)及圖1的(b)所示的第I葉輪部件和第2葉輪部件以相位一致的方式配置在同一軸線上的狀態的立體圖。
[0014]圖3是示出使圖2所示的第I葉輪部件和第2葉輪部件合體而構成了葉輪的狀態的立體圖。
[0015]圖4是圖3所示的葉輪的後視圖。
[0016]圖5是示出在圖1的(a)所示的第I葉輪部件的成型中使用的模具的分型線和起模方向的說明圖。[0017]圖6是示出在圖1的(b)所示的第2葉輪部件的成型中使用的模具的分型線和起模方向的說明圖。
[0018]圖7是示出圖6所示的模具的滑動件的起模方向的說明圖。
[0019]圖8是示出圖3所示的葉輪的葉片的對接部分的一個例子的放大立體圖。
[0020]圖9是示出圖3所示的葉輪的葉片的對接部分的其他例子的放大立體圖。
[0021]圖10的(a)是從斜前方觀察第2實施方式的葉輪的第I葉輪部件的立體圖。圖10的(b)是從斜前方觀察第2實施方式的葉輪的第2葉輪部件的立體圖。
[0022]圖11是使圖10所示的第1、第2葉輪部件合體而構成的葉輪的後視圖。
[0023]圖12的(a)和圖12的(b)是從前方觀察第3實施方式的葉輪的第2葉輪部件的成型時的俯視圖。
[0024]圖13的(a)和圖13的(b)是示出在圖12所示的第2葉輪部件的成型中使用的模具的立體圖。
[0025]圖14的(a)是圖13的(a)和圖13的(b)所示的模具中的旋轉模的俯視圖。圖14的(b)是旋轉模的立體圖。
[0026]圖15的(a)是圖13的(a)和圖13的(b)所示的模具中的上模的俯視圖。圖14的(b)是上模的仰視圖。
[0027]圖16的(al)、圖16的(bl)、圖16的(Cl)、圖16的(dl)、圖16的(el)是示出使旋轉模脫模的過程的俯視圖。圖16的(a2)、圖16的(b2)、圖16的(c2)、圖16的(d2)、圖16的(e2)是示出使旋轉模脫模的過程的側視圖。
[0028]圖17的(a)是圖16的(al)所示的旋轉模的放大俯視圖。圖17的(b)是圖17的(a)的局部放大俯視圖。
[0029]圖18的(a)是圖16的(cl)所示的旋轉模的放大俯視圖。圖18的(b)是圖18的
(a)的局部放大俯視圖。
[0030]圖19的(a)是圖16的(el)所示的旋轉模的放大俯視圖。圖19的(b)是圖19的
(a)的局部放大俯視圖。
[0031]圖20是示出第4實施方式的葉輪的立體圖。
[0032]圖21是第4實施方式的葉輪的說明性剖視圖。
[0033]圖22是第4實施方式的第I葉輪部件的俯視圖。
[0034]圖23是第4實施方式的葉輪的分解狀態的說明性剖視圖。
[0035]圖24的(a)和圖24的(b)是示出第4實施方式的接合工序的葉輪的主要部位的說明性剖視圖。
【具體實施方式】
[0036]以下，參照附圖對實施方式進行說明。
[0037](第I實施方式)
[0038]圖1的(a)?圖4是示出第I實施方式的葉輪1、和構成葉輪I的第I葉輪部件2及第2葉輪部件3的圖。
[0039]如圖1的(a)?圖4所示，葉輪I具備:基座10，其配置在後表面；軸部15，其從基座10的前表面中央側向前方突出；以及多個葉片20 (具體來說，是5個葉片21?25)，它們從基座10的前表面向前方伸出，並且從軸部15的外周面向側方伸出。以下，在對多個葉片不加區別進行說明的情況下使用標號20，在將各葉片區別開進行說明的情況下，使用標號21?25。
[0040]如圖3所示，從軸向前方觀察時，葉輪I的多個葉片20配設成前後重疊。具體來說，從軸向前方觀察時，葉片21的大約一半隱藏在葉片22的背後，葉片22的大約一半隱藏在葉片23的背後，葉片23的大約一半隱藏在葉片24的背後，葉片24的大約一半隱藏在葉片25的背後，葉片25的大約一半隱藏在葉片21的背後。該形狀的葉輪I由於實際上無法起模，因此無法作為單體來通過模具進行成型。
[0041]因此，葉輪I被分割成第I葉輪部件2和第2葉輪部件3這兩個部件而構成。此時，不只是單純以與軸向垂直的分割面來分割整個葉輪I。以從軸向前方觀察時，各葉片20被分割成近前側和裡側的方式，利用大致沿著半徑方向的分割線將各葉片20分割成兩部分。
[0042]具體來說，如圖3所示，將葉片21分割成近前側(近前葉片)21F和裡側(裡側葉片)21R。將葉片22分割成近前側(近前葉片)22F和裡側(裡側葉片)22R。將葉片23分割成近前側(近前葉片)23F和裡側(裡側葉片)23R。將葉片24分割成近前側(近前葉片)24F和裡側(裡側葉片)24R。將葉片25分割成近前側(近前葉片)25F和裡側(裡側葉片)25R。
[0043]近前葉片21F?25F從軸部15的外周面向側方伸出。裡側葉片21R?25R從基座10的前表面向前方伸出。與此相伴，對基座10和軸部15也進行分割。沿軸向分割基座10和軸部15。S卩，使軸部15形成為其後端貫穿基座10併到達基座10的後表面的長度。
[0044]如圖4所示，軸部15的外周面形成為例如以五邊形為基礎並根據需要變形而得到的形狀，以便與5個近前葉片21F?25F伸出相適合。在軸部15的中心部，貫穿中心軸線形成有軸孔16。軸孔16是用於貫插並固定支承葉輪I的旋轉軸(省略圖示)的孔。在基座10的中央部形成有收納孔11，所述收納孔11沿軸向收納軸部15的後部。收納孔11的形狀與軸部15的外周面的形狀對應。
[0045]如圖1的(a)所示，在第I葉輪部件2中，在中心部具有軸孔16的軸部15、和從軸部15的外周面向側方伸出的5個近前葉片21F?25F構成為一體。如圖1的(b)所示，在第2葉輪部件3中，在中央部具有收納孔11的基座10、和從基座10的前表面向前方伸出的5個裡側葉片21R?25R構成為一體。
[0046]在此，對將葉片21?25分割成近前葉片21F?25F和裡側葉片21R?25R的分割位置進行說明。對於葉片21?25的這種分割位置並沒有特別限制。例如，能夠以近前葉片21F的一部仍然隱藏在近前葉片22F的背後這樣的位置關係，來分割葉片21?25。可是，在本實施方式中，全部5個近前葉片21F?25F從軸向前方觀察時彼此不重疊。同樣，全部5個裡側葉片21R?25R從軸向前方觀察時也彼此不重疊。
[0047]接下來，對上述這樣的葉輪I的製造方法進行說明。該葉輪I的製造方法具有下述工序:對分割成2個部件的其中一個葉輪部件進行成型的第I工序；對另一個葉輪部件進行成型的第2工序；以及將一個葉輪部件和另一個葉輪部件合體以構成葉輪I的第3工序。
[0048]可以在第I工序中對第I葉輪部件2進行成型，並在第2工序中對第2葉輪部件3進行成型。也可以在第I工序中對第2葉輪部件3進行成型，並在第2工序中對第I葉輪部件2進行成型。以下，對在第I工序中對第I葉輪部件2進行成型並在第2工序中對第2葉輪部件3進行成型的情況進行說明。
[0049](第I工序)
[0050]對於第I葉輪部件2，由於全部5個近前葉片2IF?25F從軸向前方觀察時彼此不重疊，因此能夠使用由上模31和下模32構成的模具30來進行成型。
[0051]例如，準備圖5所示這樣的在上模31和下模32的邊界區域具有與第I葉輪部件2相當的型腔35的模具30。在這種情況下，模具30的分型線成為近前葉片21F?25F的端面的某一處。
[0052]使用該模具30對例如對所希望的塑料材料進行注塑成型。成型後，將模具30的上模31向上方起模，將下模32向下方起模，由此能夠沒有障礙地對第I葉輪部件2進行脫模。由此，使用模具30成型出第I葉輪部件2。
[0053](第2工序)
[0054]關於第2葉輪部件3，由於全部5個裡側葉片2IR?25R和基座10從軸向前方觀察時互相重疊，因此，在使用由上模31和下模32構成的模具30的情況下，無法對於重疊部分進行起模。
[0055]因此，如圖6、圖7所示，通過使用模具40能夠進行成型，該模具40構成為除了上模41和下模42之外還在重疊部分具備所需要的數量(例如，與裡側葉片21R?25R數量相同的5個)的滑動件(鑲塊模具)43 (43a?43e)。
[0056]例如，準備圖6所示這樣的在上模41、下模42以及滑動件43 (43a?43e)的邊界區域具有與第2葉輪部件3相當的型腔45的模具40。在這種情況下，模具40的分型線成為基座10的一部分和裡側葉片2IR?25R的端面。
[0057]使用該模具40對例如對所希望的塑料材料進行注塑成型。成型後，在如圖7所示這樣楊呈放射狀將模具40的滑動件43 (43a?43e)起模後，將上模41向上方起模，將下模42向下方起模，由此能夠沒有障礙地對第2葉輪部件3進行脫模。由此，使用模具40成型出第2葉輪部件3。
[0058](第3工序)
[0059]使在第I工序中成型出的第I葉輪部件2、和在第2工序中成型出的第2葉輪部件3在如圖2所示相位一致地配置在同一軸線上的狀態下沿軸向移動，將軸部15收納於基座10的收納孔11內直至規定的深度(軸部15的後端面與基座10的後表面一致的深度)。於是，全部5個近前葉片21F?25F和全部5個裡側葉片21R?25R夾著分割線處於彼此相鄰的位置。
[0060]具體來說，如圖3所示，近前葉片21F和裡側葉片21R相鄰而構成I個葉片21。近前葉片22F和裡側葉片22R相鄰而構成I個葉片22。近前葉片23F和裡側葉片23R相鄰而構成I個葉片23。近前葉片24F和裡側葉片24R相鄰而構成I個葉片24。近前葉片25F和裡側葉片25R相鄰而構成I個葉片25。
[0061]此時，例如通過焊接(熔敷)軸部15的外周面與基座10的收納孔11之間的間隙，來使第I葉輪部件2和第2葉輪部件3合體。由此，能夠得到由第I葉輪部件2和第2葉輪部件3 —體化而成的葉輪I。
[0062]在這樣得到的葉輪I中，對近前葉片20F和裡側葉片20R的相鄰區域進行說明。例如，如圖8所示，近前葉片20F和裡側葉片20R可以都具有與葉片20的表面大致垂直的相鄰面20Fa、20Ra。在這種情況下，近前葉片20F的相鄰面20Fa和裡側葉片20R的相鄰面20Ra之間雖然狹窄，卻存在有間隙。該間隙的存在會對流體(水)的流動產生影響，不能說不可能妨礙(含有)葉輪I (的泵)的效率。
[0063]因此，例如，如圖9所示，可以構成為:在近前葉片20F的相鄰部的前緣形成突狀部20Fp，在裡側葉片20R的相鄰部的後緣形成突狀部20Rp，且突狀部20Fp和突狀部20Rp互相重疊。在這種情況下，可以想像到，與圖8所示的結構相比，對流體(水)的流動產生影響而妨礙(含有)葉輪I (的泵)的效率的可能性降低。
[0064]可是，考慮到無論在哪種情況下對流體(水)的流動的影響都較小，因此，在近前葉片20F和裡側葉片20R的相鄰區域可以採用圖8所示的結構、圖9所示的結構、以及其他任意的結構。
[0065]根據第I實施方式，存在以下效果。
[0066](I)對於第I葉輪部件2，由於全部5個近前葉片21F?25F從軸向前方觀察時彼此不重疊，因此能夠使用由上模31和下模32構成的模具30來成型出第I葉輪部件2。
[0067](2)在第2葉輪部件3中，全部5個裡側葉片2IR?25R和基座10從軸向前方觀察時互相重疊。可是，通過使用模具40能夠成型出第I葉輪部件2，該模具40構成為除了上模41和下模42之外，還在重疊部分具有所需要的數量(例如，與裡側葉片21R?25R數量相同的5個)的滑動件(鑲塊模具)43 (43a?43e)。
[0068](3)第I葉輪部件2和第2葉輪部件3都能夠通過模具進行成型，因此能夠降低葉輪I的製造成本。
[0069](第2實施方式)
[0070]圖10的(a)、圖10的(b)和圖11是示出第2實施方式的葉輪5、和構成葉輪5的第I葉輪部件6及第2葉輪部件7的圖。葉輪5、第I葉輪部件6和第2葉輪部件7與第I實施方式的葉輪1、第I葉輪部件2和第2葉輪部件3大致相同。因此，對於各部分的標號，通過標記與在第I實施方式中使用的標號相同的標號，來省略各部分的詳細的圖示和說明。
[0071]第2葉輪部件7的基座10在收納孔11的最後部形成有焊接餘量部12，在收納第I葉輪部件6的軸部15時利用該焊接餘量部12進行焊接(熔敷)。與第2葉輪部件7在收納孔11的最後部具有焊接餘量部12相應地，第I葉輪部件6的軸部15的長度縮短。
[0072]根據第2實施方式，在上述(I)?(3)的效果的基礎上，還具有以下效果。
[0073](4)第2葉輪部件7的基座10在收納孔11的最後部形成有焊接餘量部12，在收納第I葉輪部件6的軸部15時利用該焊接餘量部12進行焊接。因此，將軸部15收納並焊接於基座10的收納孔11時的定位和焊接變得容易。
[0074](第3實施方式)
[0075]圖12的(a)?圖19的(b)是示出構成第3實施方式的葉輪(省略圖示)的第2葉輪部件107、和使第2葉輪部件107成型的模具160的圖。該葉輪由第I葉輪部件(省略圖示)和第2葉輪部件107構成，這些部件分別與例如第2實施方式的葉輪5、第I葉輪部件6和第2葉輪部件7類似。因此，對於與第2實施方式類似的部分，標記在第2實施方式中使用的標號加上100所得到的標號來表示，並省略重複的說明。[0076]圖12的(a)所示的第2葉輪部件107與圖10的(b)、圖11所示的第2實施方式的第2葉輪部件7相比較具有下面這樣的區別。在第2葉輪部件107中，裡側的葉片(裡側葉片)120R為7個。在第2實施方式的第2葉輪部件7的情況下是5個。在第2葉輪部件107中，裡側葉片120R的朝向是從中心側朝向外側向左迴轉。在第2實施方式的第2葉輪部件的情況下是向右迴轉。在第2葉輪部件107中，裡側葉片120R的外側端部不從基座110的外周緣向外側突出。在第2實施方式的第2葉輪部件7的情況下是向外側突出。
[0077]關於第I葉輪部件，雖然未圖示，但是與第2葉輪部件107相同，近前側的葉片(近前葉片)是7個，近前葉片的朝向是從中心側朝向外側向左迴轉。並且，在將第I葉輪部件和第2葉輪部件107組裝成一體時，全部7個近前葉片和全部7個裡側葉片120R彼此相鄰而構成7個葉片。
[0078]第2葉輪部件107具有根切部(under cut)150。如圖12的(b)中添加陰影所示，從近前觀察第2葉輪部件107，根切部150是裡側葉片120R的背側的區域。具體來說，夾在裡側葉片120R的背面、和裡側葉片120R投影到基座110的前表面上的投影面之間的區域是根切部150。關於該區域(根切部150)，裡側葉片120R遮蔽其近前側，基座110遮蔽其裡偵牝因此無法通過上模和下模成型出該區域(根切部150)。不是利用圖6、圖7所示這樣的多個滑動件43 (43a?43e)，而是利用後述的單一的旋轉模190來成型這樣的根切部150，這是第3實施方式的特徵。
[0079]如圖13的(a)和圖13的(b)所示，用於成型第2葉輪部件107的模具160由作為第I模具的上模170、作為第2模具的下模180、和作為第3模具的旋轉模190構成。在圖13的(b)中將模具160的型腔165 (即，第2葉輪部件107)加上陰影后示出。上模170具有與從近前側觀察第2葉輪部件107時可看到的區域相對應的形狀。下模180具有與從裡側觀察第2葉輪部件107時可看到的區域相對應的形狀。旋轉模190具有與根切部150對應的形狀。
[0080]如圖14的(a)和圖14的(b)所示，旋轉模190具備:環狀部191，其外接於第2葉輪部件107的外周緣；和7個伸出部192，它們從環狀部191向內側以與根切部150對應的形狀伸出。即，各伸出部192與下述區域相對應，該區域是夾在第2葉輪部件107的裡側葉片120R的背面、和裡側葉片120R投影到基座110的前表面上的投影面之間的區域。這7個伸出部192通過環狀部191構成為一體。如後所述,旋轉模190是通過繞第2葉輪部件107的旋轉軸線107a旋轉來進行脫模的。
[0081]如圖15的(a)和圖15的(b)所示，上模170具備7個裡側葉片部171，這7個裡側葉片部171具有與第2葉輪部件107的外周緣一致的外周緣，這7個裡側葉片部171的形狀與第2葉輪部件107的裡側葉片120R的前表面對應。如圖13的(a)和圖13的(b)所示，上模170從旋轉模190的上方(近前側)沿著其軸線嵌合在旋轉模190內。這樣，旋轉模190的前表面和上模170的上表面成為密閉狀態，並且在內部形成型腔，該型腔與第2葉輪部件107的包括根切部150的基座110的前表面側的所有形狀相對應。上模170是通過沿第2葉輪部件107的旋轉軸線107a向上方(近前側)移動來進行脫模的。
[0082]下模180具備與旋轉模190的環狀部191的外周同等的外周緣，並且具有與第2葉輪部件107的基座110的背面側對應的形狀。如圖13的(a)和圖13的(b)所示，在下模180上安裝旋轉模190，上模170嵌合於該旋轉模190。這樣，旋轉模190的環狀部191和下模180成為密閉狀態，並且在內部形成與第2葉輪部件107的基座110的背面側的形狀相對應的型腔。下模180是通過沿第2葉輪部件107的旋轉軸線107a向下方(裡側)移動來進行脫模的。
[0083]接下來，對上述這樣的第2葉輪部件107的成型工序進行說明。即，對第3實施方式的葉輪的製造方法的第I工序?第3工序中的、對第2葉輪部件107進行成型的第I工序或第2工序進行說明。
[0084]在成型之前，以規定的順序使上模170、下模180和旋轉模190嵌合進行安裝，來準備模具160。此時，在模具160的內部形成與第2葉輪部件107的形狀對應的型腔165 (參照圖13的(b))。使用該模具160對例如對所希望的塑料材料進行注塑成型。成型後，如下述這樣使模具160脫模。
[0085]最初，如圖13的(b)所示，使上模170沿其軸線(B卩，型腔165內的第2葉輪部件107的旋轉軸線107a)向近前側(上方)移動，由此進行脫模。
[0086]接下來，如圖16的(al)?圖19的(b )所示，使旋轉模190繞其軸線(B卩，型腔165內的第2葉輪部件107的旋轉軸線107a)旋轉、更具體來說是一邊繞軸線(旋轉軸線107a)旋轉一邊沿軸向移動，由此進行脫模。以下，具體進行說明。並且，在圖16的(al)?圖19的(b)中，對第2葉輪部件107加上陰影進行示出。
[0087]圖16的(al)和圖16的(a2)表示使旋轉模190旋轉之前的狀態，圖16的(al)是俯視圖，圖16的(a2)是側視圖。在圖17的(a)中示出該狀態下的放大俯視圖，在圖17的
(b)中示出局部放大俯視圖。如圖17的(a)和圖17的(b)所示，此時，旋轉模190的伸出部192處於與第2葉輪部件107的裡側葉片120R接觸的位置。
[0088]當使旋轉模190從該位置一邊繞旋轉軸線107a稍微旋轉(例如，幾度(° ))一邊沿軸向移動，旋轉模190的伸出部192從第2葉輪部件107的裡側葉片120R沿圓周方向錯開而移位(參照圖16的(bl))。同時，旋轉模190從下模180向上方離開(參照圖16的(b2))。
[0089]接下來，當使旋轉模190 —邊旋轉相同的程度一邊沿軸向移動，則旋轉模190的伸出部192從第2葉輪部件107的裡側葉片120R沿圓周方向錯開而移位(參照圖16的(cl))。同時，旋轉模190從下模180進一步向上方離開(參照圖16的(c2))。在圖18的(a)中示出該狀態的放大俯視圖，在圖18的(b)中示出局部放大俯視圖。如圖18的(a)和圖18的
(b)所示，此時，旋轉模190的伸出部192處於從第2葉輪部件107的裡側葉片120R沿圓周方向錯開的位置。可是，由於從近前側(上方)觀察時，裡側葉片120R的一部分與伸出部192的一部分重疊，因此，在該位置還無法沿軸向將旋轉模190拔起(脫模)。
[0090]接下來，當使旋轉模190 —邊旋轉相同的程度一邊沿軸向移動，則旋轉模190的伸出部192從第2葉輪部件107的裡側葉片120R沿圓周方向錯開而移位(參照圖16的(dl))。同時，旋轉模190從下模180進一步向上方離開(參照圖16的(d2))。
[0091]接下來，如果使旋轉模190 —邊旋轉相同的程度一邊沿軸向移動，則旋轉模190的伸出部192從第2葉輪部件107的裡側葉片120R沿圓周方向錯開而移位(參照圖16的(el))。同時，旋轉模190從下模180進一步向上方離開(參照圖16的(e2))。在圖19的(a)中示出該狀態的放大俯視圖，在圖19的(b)中示出局部放大俯視圖。如圖19的(a)和圖19的(b)所示，此時，旋轉模190的伸出部192處於從第2葉輪部件107的裡側葉片120R沿圓周方向進一步錯開的位置。並且，從近前側(上方)觀察時，裡側葉片120R和伸出部192的重疊消除。因此，在旋轉至該位置後，則能夠沿軸向對旋轉模190進行起模(脫模)。由此，旋轉模190被脫模。
[0092]最後，使下模180沿著其軸線(即，第2葉輪部件107的旋轉軸線107a)向裡側(下方)移動，由此進行脫模。
[0093]根據第3實施方式，在上述(I)?(4)的效果的基礎上，還具有以下效果。
[0094](5)使旋轉模190繞其軸線(即，第2葉輪部件107的旋轉軸線107a)旋轉、更具體來說是一邊繞軸線(旋轉軸線107a)旋轉一邊沿軸向移動，由此能夠進行該旋轉模190的起模(脫模)。因此，與例如圖6、圖7所示的滑動件43 (43a?43e)相比，能夠減小模具的佔用面積。由此，能夠低價地構成模具160和成型設備。另外，從空間的觀點出發，容易安裝多個模具。
[0095](6)旋轉模190的與根切部150相對應的形狀的全部7個伸出部192通過環狀部191而構成為一體。因此，能夠比較容易地確保旋轉模190的強度。
[0096]並且，在上述的第3實施方式中，通過使旋轉模190—邊繞其軸線(B卩，第2葉輪部件107的旋轉軸線107a)旋轉一邊沿軸向移動來進行起模(脫模)，但並不限於此。例如，也可以不使旋轉模190沿軸向移動，而是在使旋轉模190旋轉規定的角度至能夠起模的位置後，與上模170或下模180相同地進行脫模。
[0097]另外，對於將葉片21?25分割成近前葉片21F?25F和裡側葉片21R?25R的分割位置，在上述的第I和第2實施方式中，在全部5個近前葉片2IF?25F從軸向前方觀察時彼此不重疊的位置進行了分割，但並不限於此。例如，也可以以近前葉片21F的一部分還隱藏在近前葉片22F的背後這樣的位置關係來分割葉片21?25。
[0098]在這種情況下，關於第I葉輪部件2、6的成型，也與第2葉輪部件3、7的成型相同，能夠利用下述這樣的模具30 (省略圖示)來進行成型，該模具30構成為除了上模31和下模32外還在重疊部分具備所需要的數量(例如，與近前葉片2IF?25F數量相同的5個)的滑動件(省略圖示)。另外，也能夠使用第3實施方式這樣的旋轉模190代替滑動件，來成型第I葉輪部件2、6。
[0099]另外，在上述的第I和第2實施方式中，將葉輪1、5的葉片的數量設定為5個，但並不限於此。能夠根據需要將葉輪1、5的葉片的數量選定為任意的數量。
[0100]在上述的第I和第2實施方式中，通過使用模具30、40用塑料材料進行注塑成型來成型出第I葉輪部件2、6和第2葉輪部件3、7，但並不限於此。例如，也可以通過鋁壓鑄等來鑄造第I葉輪部件2、6和第2葉輪部件3、7。在這種情況下，鑄造出的第I葉輪部件
2、6和第2葉輪部件3、7的合體能夠通過例如接合、緊固等來進行。上述的第3實施方式的情況也是相同的。
[0101](第4實施方式)
[0102]圖20?24涉及第4實施方式。如圖20和圖21所示，第4實施方式的作為旋轉體的葉輪1001具備:上下貫穿的軸插入部1002 ;和從軸插入部1002呈放射狀延伸的多個葉片1003。軸插入部1002作為葉輪1001所具備的旋轉軸發揮功能，未圖示的旋轉驅動軸能夠在沿著該軸插入部的軸線X的方向上插入到該軸插入部。各葉片1003隔開規定的間隔地配設在軸插入部1002的外周方向上。而且，各葉片1003具有相對於軸插入部1002的軸線X (是與旋轉驅動軸的軸線相同的軸線)方向傾斜且彎曲的形狀，並且形成為這樣的形狀:在俯視觀察時，相鄰的葉片彼此的一部分上下重疊。
[0103]如圖21所示，第4實施方式的葉輪1001由構成下半部的第2葉輪部件1004和構成上半部的第I葉輪部件1005構成，第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005接觸的邊界面成為在軸插入部1002的軸線X的方向分割葉輪1001時的分割面1006。
[0104]另外，如圖22所示，構成上半部的第I葉輪部件1005形成為這樣的形狀:在俯視觀察時，彼此相鄰的葉片1003b之間不上下重疊。參照圖20，構成下半部的第2葉輪部件1004也形成為這樣的形狀:在俯視觀察時，彼此相鄰的葉片1003a之間不上下重疊。
[0105]並且，在將第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005連結起來使分割面1006彼此抵靠時，如圖20所示，第2葉輪部件1004的葉片1003a和第I葉輪部件的葉片1003b形成了作為葉輪I的葉片1003。如果在該狀態下俯視觀察，則成為第I葉輪部件1005的葉片1003b的一部分重疊在第2葉輪部件1004的葉片1003a的一部分的上方的狀態。
[0106]如圖23所示，第2葉輪部件1004具備從分割面1006向上方突出的凸部1007。凸部1007形成在與軸插入部1002相鄰的位置，並且形成為與軸插入部1002同心的圓環狀即圓筒狀。另外，凸部1007的末端通過傾斜部1008而具有尖端形狀，該傾斜部1008向上方朝著使內周面和外周面相交的方向傾斜。第I葉輪部件1005具備從分割面1006凹陷的凹部1009。凹部1009與第2葉輪部件1004的凸部1007對應，能夠收納凸部1007以供其插入。並且，在第2葉輪部件1004的凸部1007的外側立起的縱壁面1010、和第I葉輪部件1005的凹部1009的外側周面1011互相對應地形成為用於止轉的凹凸形狀。
[0107]如圖24的(a)所示，凹部1009形成為這樣的大小:在該凹部1009收納了凸部1007時，在凸部1007的周圍稍微產生空隙1012。另外，凹部1009的深度尺寸形成得比凸部1007的高度方向的長度尺寸稍小(在第4實施方式中，小凸部1007的末端的傾斜部1008的高度的量)。並且，詳細情況在後面敘述，如圖24的(b)所示，在凸部1007的末端和凹部1009的裡端(在圖中為上端面)的接觸部分形成接合部1013，由此，第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005被連結成一體而形成葉輪1001。
[0108]接下來，對第4實施方式的葉輪1001的製造方法進行說明。第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005是以熱塑性樹脂為材料通過注塑成型而分別形成的。如前所述，第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005都形成為這樣的形狀:在俯視觀察時，彼此相鄰的葉片1003a之間、以及彼此相鄰的葉片1003b之間不上下重疊。由此，對於第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005，由於從注塑成型時使用的模具脫模的脫模性良好，且能夠防止模具結構變得複雜，因此能夠以低成本進行成型。
[0109]參照圖23，首先，將第I葉輪部件1005組裝至單獨形成的第2葉輪部件1004 (組裝工序)。此時，將第2葉輪部件1004的凸部1007插入至第I葉輪部件1005的凹部1009中。由此，如圖24的(a)所示，第2葉輪部件1004的凸部1007的末端與第I葉輪部件1005的凹部1009的裡端抵接。在此時刻，由於凸部1007的長度尺寸大於凹部1009的深度尺寸，因此第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005的分割面1006沒有緊密貼合。
[0110]接下來，如圖24的(b)所示，使超聲波接合裝置的超聲波振蕩部1014從第I葉輪部件1005的上表面(分割面1006的相反側)與凸部1007的末端對置並抵接，由此施加超聲波的振動能量(接合工序)。當振動能量到達第2葉輪部件1004的凸部1007的末端與第I葉輪部件1005的凹部1009的裡端的抵接位置時，在凸部1007的末端與凹部1009的裡端的接觸部分產生與振動相伴隨的摩擦熱，第2葉輪部件1004的凸部1007的末端和第I葉輪部件1005的凹部1009的裡端熔融而形成接合部1013。
[0111]並且，由於在第2葉輪部件1004設置凸部1007，並且在第I葉輪部件1005設置凹部1009，使得振動能量的傳遞距離比較短，因此，凸部1007的末端和凹部1009的裡端被牢固地接合在一起。因此，能夠獲得高接合強度，從而能夠得到將第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005牢固地連結在一起而成的高強度的葉輪1001。
[0112]另外，如圖24的(b)所示，當形成了接合部1013時，第2葉輪部件1004的凸部1007熔融而使得其高度方向的全長變短。由此，第2葉輪部件1004和第I葉輪部件1005的分割面1006緊密貼合，凸部1007被收納於凹部1009內。
[0113]而且，此時會產生因第2葉輪部件1004的凸部1007熔融所造成的毛刺1015。雖然該毛刺1015會侵入到凸部1007與凹部1009之間的空隙1012內，但是凹部1009被第2葉輪部件1004的分割面1006封閉。由此，毛刺1015被封閉在凹部1009的內部，毛刺1015不會露出至葉輪1001的外表面，因此不需要毛刺去除作業。
[0114]並且，在第4實施方式中，對葉輪1001的製造方法進行了說明，但是，如果是葉輪1001以外的例如希洛克風扇或渦輪風扇等具備旋轉軸的旋轉體，則也能夠容易地應用本發明的方法。
[0115]另外，在第4實施方式中，示出了使用熱塑性樹脂作為葉輪1001的材料的例子，但是並不限於此，例如，即使是鋁合金等金屬，也能夠採用本發明。
[0116]根據上述的各實施方式，多個葉片從軸向觀察時配設成前後重疊的葉輪的製造方法可以具備:第I工序，在該第I工序中，對第I葉輪部件(2、6、1005)進行成型，所述第I葉輪部件(2、6、1005)是以從軸向觀察時各葉片被分割成近前側和裡側的方式將葉輪分割成第I葉輪部件(2、6、1005)和第2葉輪部件(3、7、107、1004)這兩部件時其中的第I葉輪部件(2、6、1005);第2工序，在該第2工序中，對第2葉輪部件(3、7、107、1004)進行成型；和第3工序，在該第3工序中，使第I葉輪部件(2、6、1005)和第2葉輪部件(3、7、107、1004)合體而構成葉輪(1、5、1001)。
[0117]根據該方法，在第I工序和第2工序中，都能夠通過使用下述結構的模具來成型出第I葉輪部件和第2葉輪部件:根據需要在上模和下模中添加了比較簡單的滑動件(鑲塊模具)等。因此，能夠使用模具成型出第1、第2葉輪部件，從而能夠以低成本製造葉輪。
[0118]第I葉輪部件(2、6、1005)可以具有近前側的葉片(21F?25F、1003b)。近前側的各葉片(21F?25F、1003b)可以從軸向觀察時彼此不重疊。
[0119]根據該方法，成型第I葉輪部件的模具能夠由上模和下模構成。因此，能夠使用更加簡單的結構的模具來成型出第I葉輪部件，從而能夠以更低的成本製造葉輪。
[0120]第2葉輪部件(107)可以具有裡側的葉片(120R)並且具有根切部(150)。第2葉輪部件(107 )可以是利用第I模具(170 )、第2模具(180 )、和與根切部(150 )對應的第3模具(190)而成型的。第3模具(190)可以是通過繞第2葉輪部件(107)的旋轉軸線(107a)旋轉來進行脫模的。
[0121]根據該方法，第3模具能夠通過繞第2葉輪部件的旋轉軸線旋轉來進行脫模。因此，與滑動件相比，能夠減小模具的佔用面積，從而能夠低價地構成模具和成型設備。另外，從空間的觀點出發，容易安裝多個模具。[0122]第3模具(190)可以是通過一邊繞第2葉輪部件(107)的旋轉軸線(107a)旋轉一邊沿軸向移動來進行脫模的。
[0123]根據該方法，與滑動件相比，也能夠減小模具的佔用面積，從而能夠低價地構成模具和成型設備。另外，從空間的觀點出發，容易安裝多個模具。
[0124]另外，根據上述的各實施方式，由以分割面(1006)在軸向上被分割開的第I葉輪部件(1005)和第2葉輪部件(1004)構成的葉輪的製造方法可以具備:將從第2葉輪部件(1004)的分割面(1006)沿軸向突出設置的凸部(1007)插入至在第I葉輪部件(1005)的分割面(1006)上形成的凹部(1009)內的工序；和通過從與第2葉輪部件(1004)的凸部(1007)的末端對置的一側經第I葉輪部件(1005)施加振動能量，來將凸部(1007)的末端和凹部(1009)的裡端接合在一起的工序。
[0125]根據該方法，由於是將在軸向分割開的形狀的第I葉輪部件和第2葉輪部件接合在一起，因此能夠高效且低價地製造旋轉體。另外，在第I葉輪部件和第2葉輪部件的接合中使用振動能量。基于振動能量實現的接合能夠通過使用例如超聲波接合等振動能量施加構件來容易地進行。
[0126]另外，超聲波接合等使用基于振動能量施加構件的振動能量的接合是:使振動能量傳遞至第I葉輪部件和第2葉輪部件接觸的規定的接合位置，來進行基於局部的摩擦熱的熔融接合。因此，振動能量的傳遞距離越短，越能夠獲得高接合強度。
[0127]因此，可以是，通過從與第2葉輪部件(1004)的凸部(1007)的末端對置的一側經第I葉輪部件(1005)施加振動能量，來將凸部(1007)的末端和凹部(1009)的裡端接合在一起。此時，振動能量是從第I葉輪部件的端面施加的，由於使凸部的末端和凹部的裡端的接觸部位接合，因此振動能量的傳遞距離變得比至所述分割面的距離短。由此，凸部的末端和凹部的裡端能夠藉助于振動能量牢固地接合。因此，能夠獲得高接合強度，從而能夠得到高強度的旋轉體。
[0128]凸部(1007)可以形成為與葉輪的旋轉軸線(X)同心的圓環狀。由此，以接近旋轉軸線且包圍旋轉軸線的方式形成基於凸部的末端和凹部的裡端的接合部。因此，能夠降低旋轉時的應力集中或離心力對接合部的影響，從而能夠維持第I葉輪部件和第2葉輪部件的牢固的接合狀態。
[0129]另外，末端與凹部的裡端接合的凸部(1007)可以收納在被第2葉輪部件(1004)的分割面(1006)封閉的凹部(1009)內。由此，即使在凸部的末端和凹部的裡端的接合部產生毛刺，此時的毛刺也會被密封於凹部而不會露出至旋轉體的外表面。因此，不需要毛刺去除等作業，從而能夠提聞製造效率。
[0130]可以將分割面(1006)設定成:在第I葉輪部件(1005)和第2葉輪部件(1004)合體時，第I葉輪部件(1005)的各葉片的至少一部分重疊在第2葉輪部件(1004)的各葉片的前方。
[0131]根據該方法，能夠使注塑成型的第2葉輪部件的各葉片較大，能夠使脫模性好，且使模具形狀簡化，從而能夠降低成本。另一方面，如前述那樣，凸部的末端和凹部的裡端的接合位置的振動能量的傳遞距離比分割面的傳遞距離小，因此能夠實現可靠的接合。因此，能夠低價地獲得高強度的葉輪。
[0132]另外，根據上述的各實施方式，由以規定的分割面(1006)被在軸向上分割開的第1葉輪部件(1005)和第2葉輪部件(1004)接合所構成的葉輪(1001)可以具備:凹部(1009)，其形成於第1葉輪部件(1005)的分割面(1006);凸部(1007)，其從第2葉輪部件(1004)的分割面(1006)突出設置，形成為與旋轉軸線(X)同心的圓環狀，且被插入在凹部(1009)內；和接合部，其是將凸部(1007)的末端和凹部(1009)的裡端接合在一起而形成的。
[0133]根據該結構，第1葉輪部件和第2葉輪部件的接合部是使圓環狀的凸部的末端與凹部的裡端接合而形成的，所述凸部接近旋轉軸線地突出設置且與該旋轉軸線同心。由此，能夠提供旋轉時的應力集中或離心力對接合部的影響較小、且強度高的葉輪。
[0134]另外，在上述的結構中，凸部(1007)可以收納在被分割面(1006)封閉的凹部(1009)內。由此，凸部的末端和凹部的裡端的接合部成為被封閉在凹部內的狀態，因此，毛刺等不會從葉輪的外表面露出，從而能夠提供旋轉精度高的葉輪。
[0135]標號說明
[0136]1、5:葉輪;2、6 :第1葉輪部件;3、7、107 :第2葉輪部件；21~25:葉片；21F~25F:近前側的葉片(近前葉片)；21R~25RU20R:裡側的葉片(裡側葉片)；107a:旋轉軸線；150:根切部；170:上模(第I模具)；180:下模(第2模具)；190:旋轉模(第3模具)；1001:葉輪(旋轉體)；1002:軸插入部(旋轉軸);1003、1003a、1003b:葉片；1004 :第2葉輪部件；1005:第1葉輪部件；1006:分割面；1007:凸部；1009:凹部；1013:接合部。
【權利要求】
1.一種葉輪的製造方法，在所述葉輪中，從軸向觀察時多個葉片被前後重疊地配置，其中， 所述葉輪的製造方法具備: 對第I葉輪部件(2、6、1005)進行成型的工序，所述第I葉輪部件(2、6、1005)是以從軸向觀察時所述各葉片被分割成近前側和裡側的方式將葉輪分割成第I葉輪部件(2、6、1005)和第2葉輪部件(3、7、107、1004)這兩部件時其中的第I葉輪部件(2、6、1005)； 對第2葉輪部件(3、7、107、1004)進行成型的工序；以及 使所述第I葉輪部件(2、6、1005)和所述第2葉輪部件(3、7、107、1004)合體而構成葉輪(1、5、1001)的工序。
2.根據權利要求1所述的葉輪的製造方法，其中， 所述第I葉輪部件(2、6、1005)具有所述近前側的葉片(21F~25F、1003b)， 該近前側的各葉片(21F~25F、1003b)從軸向觀察時彼此不重疊。
3.根據權利要求1或2所述的葉輪的製造方法，其中， 所述第2葉輪部件(107)具有所述裡側的葉片(120R)並且具有根切部(150)， 所述第2葉輪部件(107)是使用第I模具(170)、第2模具(180)、和與所述根切部(150)對應的第3模具(190)成型的， 所述第3模具(190)是通過繞所述第2葉輪部件(107)的旋轉軸線(107a)旋轉來進行脫模的。
4.根據權利要求3所述的葉輪的製造方法，其中， 所述第3模具(190)是通過一邊繞所述第2葉輪部件(107)的旋轉軸線(107a)旋轉一邊沿軸向移動來進行脫模的。
5.根據權利要求1或2所述的葉輪的製造方法，其中， 所述第I葉輪部件(1005)和所述第2葉輪部件(1004)以分割面(1006)在軸向上被分割開，葉輪的製造方法還具備: 將從所述第2葉輪部件(1004)的所述分割面(1006)沿所述軸向突出設置的凸部(1007)插入至在所述第I葉輪部件(1005)的所述分割面(1006)上形成的凹部(1009)內的工序；和 通過從與所述第2葉輪部件(1004)的所述凸部(1007)的末端對置的一側經所述第I葉輪部件(1005)施加振動能量，來將所述凸部(1007)的末端和所述凹部(1009)的裡端接合在一起的工序。
6.根據權利要求5所述的葉輪的製造方法，其中， 所述凸部(1007)形成為與所述葉輪的旋轉軸線(X)同心的圓環狀。
7.根據權利要求5或6所述的葉輪的製造方法，其中， 末端與所述凹部的裡端接合的所述凸部(1007)收納在被所述第2葉輪部件(1004)的所述分割面(1006)封閉的所述凹部(1009)內。
8.根據權利要求5至7中的任一項所述的葉輪的製造方法，其中， 所述分割面(1006)被設定為:在所述第I葉輪部件(1005)和所述第2葉輪部件(1004)合體時，所述第I葉輪部件(1005)的各葉片的至少一部分重疊在所述第2葉輪部件(1004)的各葉片的前方。
9.一種葉輪，所述葉輪(1001)由以規定的分割面(1006)被在軸向上分割開的第I葉輪部件(1005)和第2葉輪部件(1004)接合而成，其中， 所述葉輪(1001)具備: 凹部(1009)，其形成於所述第I葉輪部件(1005)的所述分割面(1006)； 凸部(1007)，其從所述第2葉輪部件(1004)的所述分割面(1006)突出設置，形成為與旋轉軸線(X)同心的圓環狀，且被插入在所述凹部(1009)內；和 接合部，其是將所述凸部(1007)的末端和所述凹部(1009)的裡端接合在一起而形成的。
10.根據權利要求9所述的葉輪，其中， 所述凸部(1007)收納在被所述分割面`(1006)封閉的所述凹部(1009)內。
【文檔編號】F04D29/60GK103890408SQ201280050786
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月17日 優先權日:2011年10月17日
【發明者】石川寬, 鶴貝嘉則, 齋藤安久 申請人:本田技研工業株式會社