专利名称：离心鼓风机的叶轮及具有叶轮的离心鼓风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心鼓风机的叶轮及具有这种叶轮的离心鼓风机，特别涉及，从旋转轴方向吸入气体并向与旋转轴交叉的方向吹出气体的离心鼓风机的叶轮，及具有这种叶轮的离心鼓风机。
背景技术：
在换气装置、空气调节装置和空气清洁机等中，有时使用涡轮风扇或斜流式风扇等离心鼓风机，这种涡轮风扇或斜流式风扇从旋转轴方向吸入气体并向与旋转轴交叉的方向吹出气体。构成这种离心鼓风机的叶轮主要由以下部分构成树脂制端板(主板)，其通过电机等驱动机构以旋转轴为中心旋转；树脂制的多个叶片，其以旋转轴为中心呈环状配置、且一体成形在端板上；树脂制端环(侧板)，其配置成在轴向上把多个叶片夹在其与端板之间，并且该端环固定在多个叶片上。在这种叶轮中，为了做到轻量化，在一体成形多个叶片和端环时，通过在叶片内部设置掏空部分，使叶片中空(例如，参照专利文献1和专利文献2)。
另一方面，作为叶片，有时构成在端板和端环之间扭转并沿轴向延伸的形状(以下称为三维翼)，以便改善鼓风性能和噪声性能。但是，在把由这种三维翼构成的叶片作为上述中空叶片来与端板一体成形时，因模具的拔模方向的制约等，叶片内部的陶空部分只能形成得比较小，不能充分实现叶轮的轻量化。
并且，多个叶片通过超声波焊接而焊接在端环上，但是如上所述，如果把叶片做成中空叶片，由于壁厚变薄，而且强度降低，因此有时难以通过超声波焊接将叶片焊接在端环上。
专利文献1日本专利公报特开平8-159091号专利文献2日本专利公报实开平4-116699号
发明内容
本发明的课题是，在具有从旋转轴方向吸入气体并向与旋转轴交叉的方向吹出气体的树脂制叶轮的离心鼓风机中，即使在采用向轴向扭转并延伸的叶片时，也能够实现叶轮的轻量化。
本发明之一的离心鼓风机的叶轮，从旋转轴方向吸入气体、并向与旋转轴交叉的方向吹出气体，其具有主板、多个中空叶片、侧板。主板以旋转轴为中心旋转。中空叶片由第1面部和第2面部构成，该第1面部以旋转轴为中心呈环状配置，并一体成形或固定在主板上，该第2面部安装在第1面部上，并在与第1面部之间形成中空空间。侧板配置成，在旋转轴方向上把多个中空叶片夹在其与主板之间，并一体成形或固定在多个第1面部上。第2面部配置成，构成中空叶片的负压面的至少一部分。
在这种离心鼓风机的叶轮中，利用第1面部和安装在第1面部上的第2面部构成多个中空叶片，因此，即使中空叶片是在主板和侧板之间沿轴向扭转并延伸的形状(即，三维翼)，也能够促进叶片的中空化，并且能够实现叶轮的轻量化。
而且，通过将第1面部和第2面部配置成，使第1面部一体成形或固定在主板上，使第2面部构成中空叶片的负压面的至少一部分，从而可以防止安装在第1面部上的第2面部因离心力浮起而致使中空叶片变形的问题，所以不易产生嘎吱声和摩擦风音等问题。
本发明之二的离心鼓风机的叶轮，从旋转轴方向吸入气体并向与旋转轴交叉的方向吹出气体，其具有主板、多个中空叶片、侧板。主板以旋转轴为中心旋转。中空叶片由第1面部和第2面部构成，该第1面部以旋转轴为中心呈环状配置，并一体成形或固定在主板上，该第2面部安装在第1面部上，并在与第1面部之间形成中空空间。侧板配置成，在旋转轴方向上把多个中空叶片夹在其与主板之间，并一体成形或固定在多个第1面部上。第2面部配置成，即使被施加通过主板旋转而形成的离心力，也能够保持安装在第1面部上的状态。
在这种离心鼓风机的叶轮中，利用第1面部和安装在第1面部上的第2面部构成多个中空叶片，因此，即使中空叶片是在主板和侧板之间沿轴向扭转并延伸的形状(即，三维翼)，也能够促进叶片的中空化，并且实现叶轮的轻量化。
而且，通过将第1面部和第2面部配置成，第1面部一体成形或固定在主板上，第2面部即使被施加通过主板旋转而形成的离心力，也能够保持安装在第1面部上的状态，从而可以防止安装在第1面部上的第2面部因离心力浮起而致使中空叶片变形的问题，所以不易产生嘎吱声和摩擦风音等问题。
本发明之三的离心鼓风机的叶轮，在本发明之一或之二的离心鼓风机的叶轮中，第2面部通过嵌入第1面部而被安装。
在这种离心鼓风机的叶轮中，由于第2面部嵌入第1面部而被安装，因此能够容易组装中空叶片。
本发明之四的离心鼓风机的叶轮，在第一～第三发明中的任一发明的离心鼓风机的叶轮中，多个第1面部和侧板是分别独立成形的。
在这种离心鼓风机的叶轮中，由于多个第1面部和侧板是分别独立的部件，因此能够容易地进行构成中空叶片的第1面部的成形和侧板的成形。
本发明之五的离心鼓风机的叶轮，在本发明之四的离心鼓风机的叶轮中，多个第1面部通过激光焊接固定在侧板上。
在这种离心鼓风机的叶轮中，作为第1面部在侧板上的固定方法采用激光焊接，所以即使是因中空而壁厚变薄、强度降低的中空叶片，也能够焊接在侧板上。
本发明之六的离心鼓风机的叶轮，在本发明之五的离心鼓风机的叶轮中，构成侧板的材料的透光率大于构成第1面部的材料的透光率。
在这种离心鼓风机的叶轮中，构成侧板的材料的透光率大于构成第1面部的材料的透光率，所以从侧板侧能够容易地进行侧板和第1面部的激光焊接作业。
本发明之七的离心鼓风机的叶轮，在本发明之四～之六中的任一发明的离心鼓风机的叶轮中，还具有侧板侧导向机构，该侧板侧导向机构用于将各个中空叶片定位在侧板上。
在这种离心鼓风机的叶轮中，在把中空叶片固定在侧板上时，由于能够进行中空叶片的定位，因此提高了把中空叶片固定在侧板上时的作业性。
本发明之八的离心鼓风机的叶轮，在本发明之一～之七中的任一发明的离心鼓风机的叶轮中，多个第1面部和主板是分别独立成形的。
在这种离心鼓风机的叶轮中，由于多个中空叶片和主板是分别独立的部件，因此能够容易地进行构成中空叶片的第1面部的成形和主板的成形。
本发明之九的离心鼓风机的叶轮，在本发明之八的离心鼓风机的叶轮中，多个第1面部通过激光焊接被固定在主板上。
在这种离心鼓风机的叶轮中，作为第1面部在主板上的固定方法采用激光焊接，所以即使是因中空而壁厚变薄、强度降低的中空叶片，也能够焊接在主板上。
本发明之十的离心鼓风机的叶轮，在本发明之九的离心鼓风机的叶轮中，构成主板的材料的透光率大于构成第1面部的材料的透光率。
在这种离心鼓风机的叶轮中，由于构成主板的材料的透光率大于构成第1面部的材料的透光率，因此从主板侧能够容易地进行主板和第1面部的激光焊接作业。
本发明之十一的离心鼓风机的叶轮，在发明之八～之十中的任一发明的离心鼓风机的叶轮中，还具有主板侧导向机构，该主板侧导向机构用于将各个中空叶片定位在主板上。
在这种离心鼓风机的叶轮中，在把中空叶片固定在主板上时，由于能够进行中空叶片的定位，所以提高了把中空叶片固定在主板上时的作业性。
本发明之十二的离心鼓风机的叶轮，在发明之一～之十一中的任一发明的离心鼓风机的叶轮中，中空叶片具有叶片形状保持机构，叶片形状保持机构用于抑制第2面部因离心力而朝向外周侧变形。
在这种离心鼓风机的叶轮中，由于能够防止第2面部因离心力而朝向外周侧变形，结果，第1面部方向的荷重作用于第2面部，但由于在中空叶片上设有叶片形状保持机构，所以能够抑制第2面部向第1面部侧变形，以保持中空叶片的形状。由此，更加不易产生中空叶片的嘎吱声和摩擦风音等问题。
本发明之十三的离心鼓风机的叶轮，在本发明之一～之十二中的任一发明的离心鼓风机的叶轮中，第2面部具有形成于表面上的多个凹凸形状。
在一体成形中空叶片和主板时，在叶片表面上成形凹凸形状是比较困难的，但在这种离心鼓风机的叶轮中，第2面部与第1面部、主板及侧板是分别独立的部件，所以在第2面部的表面能够容易形成凹凸形状，并且能够改善鼓风性能和噪声性能。
本发明之十四的离心鼓风机，具有本发明之一～之十三中的任一发明的叶轮；和使主板旋转的驱动机构。
在这种离心鼓风机的叶轮中，促进了中空叶片的中空化而实现了轻量化、而且具有抑制中空叶片的变形且不易产生嘎吱声和摩擦风音等的叶轮，所以能够改善鼓风性能和噪声性能。
图1是采用了本发明的一个实施方式所涉及的离心鼓风机的叶轮及具有该叶轮的离心鼓风机的空气调节装置的外观立体图。
图2是空气调节装置的概略侧剖视图。
图3是叶轮的外观立体图。
图4是图3中的箭头A的向视图(除去了端环的一部分的示图)。
图5是叶片的概略侧视图。
图6是沿图5的B-B线的剖视图。
图7是沿图5的C-C线的剖视图。
图8是图5的箭头D的向视图。
图9是图5的箭头E的向视图。
图10是沿图5的F-F线的剖视图。
图11是沿图4的G-G线的剖视图(仅图示端环附近)。
图12是沿图4的H-H线的剖视图(仅图示端环附近)。
图13是端板的局部俯视图。
图14是沿图13的I-I线的剖视图。
图15是表示变形例1涉及的叶片的图，是相当于图7的图。
图16是表示变形例2涉及的叶片的图，是相当于图7的图。
图17是表示变形例3涉及的叶片的图，是相当于图7的图。
图18是表示变形例4涉及的叶片的图，是相当于图5的图。
图19是表示变形例5涉及的叶片的图，是相当于图6的图。
标号说明4鼓风机(离心鼓风机)；41风扇电机(叶轮)；41a轴(旋转轴)；42叶轮；43端板(主板)；44叶片(中空叶片)；44f负压面；45端环(侧板)；51叶片主体(第1面部)；61叶片盖(第2面部)；61a凹窝(凹凸形状)；S空间。
具体实施例方式
下面，根据附图，说明本发明所涉及的离心鼓风机的叶轮及具有这种叶轮的离心鼓风机的实施方式。
(1)空气调节装置的整体结构图1是采用了本发明的一个实施方式所涉及的离心鼓风机的叶轮及具有该叶轮的离心鼓风机的空气调节装置1的外观立体图(省略了天花板)。空气调节装置1是天花板埋入式空气调节装置，其具有内部容纳有各种构成设备的壳体2；和配置在壳体2下侧的装饰面板3。具体讲，如图2(空气调节装置1的概略侧剖视图)所示，空气调节装置1的壳体2插入形成于空调室的天花板U上的开口中进行配置。并且，装饰面板3配置成嵌入天花板U的开口中。
在俯视时，壳体2为长边和短边交替形成的、俯视时大致呈八边形且下面开口的箱体状，其具有长边和短边交替形成的大致呈八边形的顶板21，和从顶板21的周缘部向下方延伸的侧板22。
在俯视时，装饰面板3为大致呈四边形的板状体，在其大致中央具有吸入空调室内的空气的吸入口31；对应于四个边形成、且从壳体内向空调室内吹出空气的多个(在本实施方式中为4个)吹出口32。并且，装饰面板3的各个边对应于壳体2的顶板21的各个长边进行配置。在本实施方式中，吸入口31为大致呈正方形的开口。4个吹出口32分别是在沿装饰面板32的各个边的方向上细长地延伸的大致长方形开口。另外，在吸入口31上，设有吸入格栅33和用于去除从吸入口31吸入的空气中的尘埃的过滤器34。在各个吹出口32上，设有可以绕长度方向的轴摆动的水平挡板35。水平挡板35是在各个吹出口32的长度方向上细长地延伸的大致长方形的叶片部件，通过电机(未图示)，驱动设在水平挡板35的长度方向的两端部上的轴支承销旋转，从而可以改变从吹出口32朝向空调室内吹出的空气的风向。
在壳体2的内部，主要设有鼓风机4，其通过装饰面板3的吸入口31，把空调室内的空气吸入壳体2内并向外周方向吹出；热交换器6，配置成包围鼓风机4的外周。
在本实施方式中，鼓风机4是作为离心鼓风机的一种的涡轮风扇，其具有风扇电机41(驱动机构)，设在壳体2的顶板21的中央；叶轮42，与风扇电机41的轴41a(旋转轴)连接并被其驱动旋转。另外，关于叶轮42的详细结构，将在后面叙述。
在本实施方式中，热交换器6是交叉散热管式热交换器面板，其被弯曲成包围鼓风机4的外周，通过制冷剂配管，上述热交换器与设在室外等的室外装置(未图示)连接。在制冷运转时，热交换器6作为蒸发器发挥作用，而在供暖运转时，热交换器6作为冷凝器发挥作用。由此，热交换器6与通过鼓风机4经由吸入口31而被吸入壳体2内的空气进行热交换，在制冷运转时，冷却空气，而在供暖运转时，加热空气。
在热交换器6的下侧，配置有排水盘7，该排水盘7用于接收空气中的水分在热交换器6冷凝而产生的排水。排水盘7安装在壳体2的下部。排水盘7具有吸入孔71，其形成为与装饰面板3的吸入口31连通；吹出孔72，对应于装饰面板3的吹出口32而形成；排水接收槽73，形成于热交换器6的下侧，并用来接收排水。
并且，在排水盘7的吸入孔71上，配置有喇叭口5，该喇叭口用于将从吸入口31吸入的空气导向鼓风机4的叶轮42。
如上所述，在空气调节装置1中，形成有从装饰面板3的吸入口31经由过滤器34、喇叭口5、排水盘7、鼓风机4和热交换器6，到4个吹出口32的空气通道，可以吸入空调室内的空气，并在热交换器6中进行热交换，然后向空调室内吹出。
(2)叶轮的结构下面，使用图2、图3和图4，说明叶轮42的结构。此处，图3是叶轮42的外观立体图。图4是图3的A向视图(图示除去了端环45的一部分)。
叶轮42主要具有圆板状端板43(主板)，与风扇电机41的轴41a连接；多个(在本实施方式中为7个)叶片44，以轴41a为轴中心，在端板43的与风扇电机41相反的一侧呈环状配置；环状端环45(侧板)，其配置成，在轴向上，将多个叶片44夹在其与端板43之间。此处，把轴41a的中心轴线(即，叶轮42的旋转轴线)设为O-O，把叶轮42的旋转方向设为R。
端板43是树脂制部件，并且在其中央部，大致呈圆锥形状的凸部43a向吸入口31侧突出。在该凸部43a上，形成有由多个(在本实施方式中为5个)冷却用空气孔43b，上述多个冷却用空气孔43b是由在端板43的同心圆上并列形成的长孔构成。另外，在端板43的与风扇电机41相反的一侧面上，固定有轮毂罩46，该轮毂罩46与端板43之间隔开规定间隔并用于覆盖多个冷却用空气孔43b。轮毂罩46在端板43一侧的面上，具有呈放射状突出设置的多个(在本实施方式中为5个)导向叶片46a。由此，吹向叶轮42的外周侧的空气的一部分，根据端板43在风扇电机41一侧的空间静压和端板43的与风扇电机41相反的一侧的空间静压之间的压力差，通过风扇电机41的附近并冷却风扇电机41，然后通过端板43的冷却用空气孔43b和轮毂罩46的导向叶片46a，再次吹向叶轮42的内部空间。
端环45是呈喇叭状的树脂制部件，并且从其外周部随着逐渐靠近中央部的开口，向吸入口31侧突出。
下面，使用图3～图10，说明叶片44。此处，图5是叶片44的概略侧视图。图6是沿图5的B-B线的剖视图。图7是沿图5的C-C线的剖视图。图8是图5的箭头D的向视图。图9是图5的箭头E的向视图。图10是沿图5的F-F线的剖视图。
在本实施方式中，叶片44是与端板43和端环45分别独立成形的树脂制部件，其一端固定在端板43上，另一端固定在端环45上。并且，在本实施方式中，在俯视叶轮42时，叶片44具有翼形状，并且其端板43一侧的端部44a比端环45一侧的端部44b向后倾斜，而且在俯视叶轮42时，这些端部44a、44b形成为彼此交叉。即，叶片44具有在端板43和端环45之间扭转、且在轴向上延伸的形状(以下称为三维翼)。
在本实施方式中，在由这种三维翼构成的叶片44的R方向侧的端部(以下称为前缘部)，形成有向叶轮42的内周侧呈阶梯状(在本实施方式中为两个阶梯)突出的前缘角部44c。前缘角部44c具有如下功能，即，在通过吸入口31和喇叭口5被吸入叶轮42内的气流，被叶片44吹向外周侧时，抑制气流从叶片44的负压面44f分离，有助于减小鼓风机4的噪声。此处，负压面44f是叶片44的朝向叶轮42的内周侧的面，与负压面44f相反一侧的面、即把叶片44的朝向叶轮42外周侧的面称为正压面44e。
并且，在本实施方式中，在叶片44的R方向的反向侧的端部(以下称为后缘部)，朝向叶轮42的外周侧，形成有波形形状的多个后缘凸起44d。多个后缘凸起44d具有如下功能，即，在通过吸入口31和喇叭口5被吸入叶轮42内的气流被叶片44吹向外周侧时，减小叶片44的后缘部的正压面44e和负压面44f的边界处的压力差，有助于减小鼓风机4的噪声。另外，前缘角部44c和多个后缘凸起44d的形状及数量不限于本实施方式的形状和数量。并且，在不必改善噪声性能的情况下，未必一定要在叶片44的前缘部和后缘部，设置上述前缘角部44c和多个后缘凸起44d。
下面，说明叶片44的具体结构。在本实施方式中，叶片44是由叶片主体51(第1面部)和叶片盖61(第2面部)构成的中空叶片，叶片主体51被固定在端板43和端环45上，叶片盖61嵌入并安装在叶片主体51上，并且在叶片盖61与叶片主体51之间形成中空的空间S。
在本实施方式中，叶片主体51主要是构成叶片44的正压面44e和负压面44f的一部分(具体讲是负压面44f的后缘部)的板状部件。在本实施方式中，叶片盖61主要是构成负压面44f的一部分(具体讲是除负压面44f的后缘部以外的部分)的板状部件。
叶片主体51由以下部分构成正压面部52，构成叶片44的正压面44e；端环侧缘部53，形成于端环45侧的正压面部52上；后缘侧缘部54，形成于正压面部52的后缘侧；前缘侧缘部55，形成于正压面部52的前缘侧；端板侧缘部56，形成于端板43侧的正压面部52上。
正压面部52在其大致中央部具有朝向叶片盖61侧突出的多个(在本实施方式中为3个)环状凸起52a。
端环侧缘部53具有端环侧主体端部53a，朝向叶片盖61侧延伸；多个(在本实施方式中为3个)端环侧抵接部53b，形成于端板43侧的端环侧主体端部53a上，并抵接叶片盖61的端环侧缘部63(后述)。端环侧主体端部53a形成端面，并且随着从叶片44的前缘侧朝向后缘侧，该端面与端板43的距离呈阶梯状(在本实施方式中为3个阶梯)变短。端环侧抵接部53b形成为，从叶片盖61侧的正压面部52的面朝向叶片盖61侧突出。
后缘侧缘部54构成叶片44的正压面44e的后缘部和负压面44f的后缘部，具有上述多个后缘凸起44d；后缘侧抵接部54a，形成于后缘凸起44d的前缘侧并抵接叶片盖61的后缘侧缘部64(后述)。
前缘侧缘部55构成正压面部52侧的前缘角部44c的部分，具有第1前缘侧抵接部55a，形成于前缘角部44c的后缘侧并抵接叶片盖61的前缘侧缘部65(后述)；多个(在本实施方式中为5个)第2前缘侧抵接部55b，形成于第1缘侧抵接部55a的后缘侧并抵接叶片盖61的前缘侧缘部65。第2前缘侧抵接部55a形成为从叶片盖61侧的正压面部52的面朝向叶片盖61侧突出。
端板侧缘部56具有朝向叶片盖61侧延伸的端板侧主体端部56a；形成于端板侧主体端部56a上的狭缝孔56b和定位孔56c。在端板侧主体端部56a的大致中央，狭缝孔56b是沿着叶片盖61的端板侧缘部66(后述)的叶片主体51侧的面配置的狭缝状长孔。定位孔56c是配置在狭缝孔56b的前缘侧的圆形孔。
叶片盖61由以下部分构成负压面部62，构成叶片44的负压面44f的一部分(具体讲是除负压面44f的后缘部以外的部分)；端环侧缘部63，形成于端环45侧的负压面部62上；后缘侧缘部64，形成于负压面部62的后缘侧；前缘侧缘部65，形成于负压面部62的前缘侧；端板侧缘部66，形成于端板43侧的负压面部62上。
负压面部62在与形成于叶片主体51的正压面部52上的环状凸起52a对应的位置，具有朝向叶片主体51侧突出的多个(在本实施方式中为3个)嵌合凸起62a。这些嵌合凸起62a嵌合在分别对应的环状凸起52的中央凹部中，一直插入到叶片主体51侧的负压面部62的一面抵接叶片盖61侧的环状凸起52a的端部，以及/或者叶片盖61侧的正压面部52的面抵接叶片主体51侧的嵌合凸起62a的端部。
端环侧缘部63具有沿着端环侧主体端部53a的阶梯状端面的形状，并且与叶片盖61侧的端环侧主体端部53a的端面及叶片盖61侧的端环侧抵接部53b的端面抵接。此处，端环45侧的端环侧主体端部53a的端面比端环45侧的端环侧主体端部63a的端面略微向端环45侧突出。并且，利用叶片主体51的端环侧缘部53和叶片盖61的端环侧缘部63，构成固定在端环45上的端部44b。
后缘侧缘部64具有沿着后缘侧缘部54的形状，并且抵接在后缘侧抵接部54a的叶片盖61侧的端面上。
前缘侧缘部65构成前缘角部44c的负压面部62侧的部分，并且与叶片盖61侧的第1前缘侧抵接部55a的端面和叶片盖61侧的第2前缘侧抵接部55b的端面抵接。
端板侧缘部66具有沿着端环侧主体端部53a的端面的形状，并且抵接在端环45侧的端板侧主体端部56a的端面上。在端板43侧的端板侧缘部66的端部，形成有从端环45侧朝向端板43侧的可以插入狭缝孔56b中的卡合爪66a。此处，卡合爪66a在插入狭缝孔56b中的状态下，不从端板43侧的端板侧主体端部56a的端面突出。并且，利用叶片主体51的端板侧缘部56和叶片盖61的端板侧缘部66构成固定在端板43上的端部44a。
该叶片44是这样组装的在把叶片盖61的卡合爪66a插入叶片主体51的狭缝孔56b中后，使叶片盖61的各个缘部63～66嵌入叶片主体51的各个缘部53～56中。由此，在叶片主体51和叶片盖61之间形成中空的空间S。此处，叶片主体51和叶片盖61是分别独立成形的，所以成形时，对模具的拔模方向的制约减小，即使是本实施方式的叶片44那样的三维翼，也容易扩大空间S。由此，可以促进叶片44的中空化，实现叶轮42的轻量化。
可是，如上所述，在组装叶片44时，在叶片主体51和叶片盖61之间形成中空的空间S，所以在对叶片盖61施加朝叶片主体51方向的荷重时，叶片盖61向叶片主体51侧变形。
但是，在本实施方式的叶片44中，在对叶片盖61施加朝叶片主体51方向的荷重时，如下面所述，设有叶片形状保持机构，该叶片形状保持机构抑制叶片盖61的各部分向叶片主体51一侧变形，从而保持叶片44的形状。具体讲，叶片盖61的中央部通过形成于叶片盖61的负压面部62上的嵌合凸起62a与形成于叶片主体51的正压面部52上的环状凸起52a的嵌合，被保持成不向叶片主体51侧变形。并且，通过叶片主体51侧的叶片盖61的端环侧缘部63的端面与叶片盖61侧的叶片主体51的端环侧主体端部53a的端面及叶片盖61侧的端环侧抵接部53b的端面抵接，叶片盖61的端环45侧的部分被保持成不向叶片主体51侧变形。并且，通过叶片盖61的后缘侧缘部64与叶片主体51的后缘侧抵接部54a的叶片盖61侧的端面抵接，叶片盖61的后缘部被保持成不向叶片主体51侧变形。而且，通过叶片盖61的前缘侧缘部65与叶片盖61侧的叶片主体51的第1前缘侧抵接部55a的端面及叶片盖61侧的第2前缘侧抵接部55b的端面抵接，叶片盖61的前缘部被保持成不向叶片主体51侧变形。另外，通过形成于叶片盖61的端板侧缘部66上的卡合爪66a插入到形成于叶片主体51的端板侧主体端部56a上的狭缝孔56b中，端板43侧的叶片盖61的部分被保持成不向叶片主体51侧变形。
下面，使用图11～图14，说明叶片44在端板43和端环45上的固定结构和固定方法。此处，图11是沿图4的G-G线的剖视图(仅图示端环45附近)。图12是沿图4的H-H线的剖视图(仅图示端环45附近)。图13是端板43的局部俯视图。图14是沿图13的I-I线的剖视图。
在把叶片44固定在端环45上时，必须把多个叶片44配置在规定的固定位置，但是，在本实施方式的叶轮42上，设有用于对这种叶片44进行定位的端环侧导向机构。该端环侧导向机构由以下部分构成端环45侧的叶片44的端部44b(具体讲是叶片主体51的端环侧缘部53和叶片盖61的端环侧缘部63)；形成于端环45且可以嵌合端部44b的嵌合凹部45a。该嵌合凹部45a具有沿着端部44b的端环侧主体端部53a的阶梯状端面的形状。由此，端环45侧的叶片44的端部44b可以利用端环45的嵌合凹部45a进行定位。
并且，在端部44b嵌合于嵌合凹部45a中的状态下，通过焊接端部44b(具体讲是叶片主体51的端环侧缘部53)和嵌合凹部45a，叶片44固定在端环45上。此处，作为焊接方法，考虑到本实施方式的叶片44是中空的且壁厚变薄，优选使用焊接时的热影响部的范围小、变形较小的激光焊接。
并且，在使用激光焊接作为焊接方法时，作为构成端环45的材料，优选使用透光率比构成叶片主体51的材料大的材料。例如，可以把端环45的颜色设为白色，把叶片主体51的颜色设为黑色。由此，可以从端环45侧进行激光焊接作业。
在把叶片44固定在端板43上时，与固定在端环45上时相同，必须把多个叶片44配置在规定的固定位置，但是，在本实施方式的叶轮42上，设有用于对这种叶片44进行定位的端板侧导向机构。该端板侧导向机构由以下部分构成端板43侧的叶片44的端部44a(具体讲是叶片主体51的端板侧缘部56和叶片盖61的端板侧缘部66)；形成于端板43上且可以插入端部44a的翼状凸起43c；可以插入到形成于端部44a(具体讲是端板侧主体端部56a)上的定位孔56c中的定位凸起43d。该翼状凸起43c具有沿着端部44a的周缘部形状的形状。由此，端板43侧的叶片44的端部44a，可以利用端板43的翼状凸起43c和定位凸起43d进行定位。
并且，在端部44a插入在翼状凸起43c和定位凸起43d中的状态下，通过焊接端部44a(具体讲是叶片主体51的端板侧缘部56)和由端板43的翼状凸起43c包围的部分，叶片44被固定在端板43上。此处，作为焊接方法，与把叶片44焊接在端环45上时相同，优选使用激光焊接。并且，在使用激光焊接作为焊接方法时，与把叶片44焊接在端环45上时相同，作为构成端板43的材料，优选使用透光率比构成叶片主体51的材料大的材料。
本实施方式的叶轮42可以使用上述的叶片44在端板43和端环45上的固定结构和固定方法，按照以下步骤进行组装。首先，通过把叶片盖61嵌入并安装在叶片主体51上，来组装多个叶片44。然后，使多个端环45侧的叶片44的端部44b嵌合到端环45的嵌合凹部45a中，进行定位。然后，把端板43侧的叶片44的端部44a插入到端板43的翼状凸起43c和定位凸起43d，来对将多个叶片44的端部44b嵌合在端环45的嵌合凹部45a中的状态下的组件进行定位。并且，利用激光焊接，把叶片44的端部44a和端部44b(具体讲是叶片主体51的端板侧缘部56和端环侧缘部53)固定在端板43和端环45上。
(3)空气调节装置的动作下面，说明空气调节装置1的动作。
在空气调节装置1开始运转时，风扇电机41被驱动，鼓风机4的叶轮42旋转。并且，随着风扇电机41的驱动，从室外装置(未图示)向热交换器6的内部供给制冷剂。此处，在制冷运转时，热交换器6作为蒸发器而发挥作用，在供暖运转时，热交换器6作为冷凝器而发挥作用。并且，伴随叶轮42的旋转，空调室内的空气从装饰面板3的吸入口31通过过滤器34和喇叭口5，从鼓风机4的下侧被吸入。吸入的空气通过叶轮42被吹向外周侧并到达热交换器6，在热交换器6被冷却或加热后，通过多个吹出口32朝向空调室内吹出。由此，进行空调室内的制冷或供暖。
此处，如图4所示，鼓风机4的叶轮42向R方向旋转，所以离心力作用于多个叶片44。本实施方式的由中空叶片构成的叶片44，通过在固定于端板43和端环45的叶片主体51上安装叶片盖61而构成，该叶片盖61配置成构成叶片44的负压面44f的一部分(具体讲是，除负压面44f的后缘部以外的部分)，所以能够防止安装在叶片主体51上的叶片盖61因离心力浮起而致使叶片44变形的问题。由此，不易产生叶轮42的嘎吱声和摩擦风音等问题，能够改善鼓风机4或空气调节装置1整体的鼓风性能和噪声性能。
而且，把叶片盖61配置成，使其构成叶片44的负压面44f的一部分，以防止叶片盖61因离心力而浮起，结果，即使对叶片盖61施加朝叶片主体51方向的荷重，但由于设有上面说明的叶片形状保持机构，所以能够抑制叶片盖61的各部分向叶片主体51侧变形，从而保持叶片44的形状。
(4)鼓风机的叶轮和具有该叶轮的鼓风机的特征本实施方式的空气调节装置1所采用的鼓风机4的叶轮42及具有该种叶轮42的鼓风机4，具有以下特征。
(A)在本实施方式的鼓风机4的叶轮42中，利用叶片主体51和安装在叶片主体51上的叶片盖61构成多个叶片44，所以即使叶片44形成为，在端板43和端环45之间扭转并沿轴向延伸的三维翼，也能够促进叶片44的中空化，实现叶轮42的轻量化。
而且，叶片盖61嵌入安装在叶片主体51上，所以容易组装叶片44。
并且，叶片主体51和叶片盖61配置成，将叶片主体51固定在端板43上，使叶片盖61构成叶片44的负压面44f的一部分(具体讲，是除负压面44f的后缘部以外的部分)。即，叶片主体51和叶片盖61配置成，即使对叶片盖61施加通过端板43旋转而形成的离心力，也能够保持安装在叶片主体51上的状态。由此，可以防止安装在叶片主体51上的叶片盖61因离心力而浮起而致使叶片44变形的问题，不易产生嘎吱声和摩擦风音等问题。特别是在本实施方式中，在将叶片盖61通过嵌入安装在叶片主体51上的叶片44中，还具有不易产生叶片盖61因离心力而脱离的优点。
并且，将叶片盖61配置成，使其构成叶片44的负压面44f的一部分，以防止叶片盖61因离心力而浮起，结果，即使对叶片盖61施加朝叶片主体51方向的荷重，由于设有叶片形状保持机构，因此能够抑制叶片盖61的各部分向叶片主体51侧变形，从而保持叶片44的形状。由此，不易产生叶片44的嘎吱声和摩擦风音等问题。
这样，在本实施方式的鼓风机4中，由于具有促进了叶片44的中空化而实现了轻量化、而且抑制了叶片44的变形、不易产生嘎吱声和摩擦风音等问题的叶轮42，所以能够提高鼓风性能和噪声性能。
(B)并且，在鼓风机4的叶轮42中，多个叶片主体51和端板43和端环45是分别独立的部件，所以能够容易地成形构成叶片44的叶片主体51、端板43和端环45。
(C)并且，在鼓风机4的叶轮42中，作为把多个叶片主体51固定在端板43上、及把多个叶片主体51固定在端环45上的方法，采用了激光焊接，因此即使是中空、壁厚变薄且强度降低的叶片44，也能够焊接在端板43和端环45上。
而且，构成端板43和端环45的材料，使用的是透光率比构成叶片主体51的材料大的材料，所以能够从端板43侧对端板43和叶片主体51进行激光焊接作业，并且能够从端环45侧对端环45和叶片主体51进行激光焊接作业。
(D)并且，在鼓风机4的叶轮42中，设有用于把叶片44定位在端板43上的端板侧导向机构、和把叶片44定位在端环45上的端环侧导向机构，所以提高了叶片44固定在端板43和端环45上的作业性。
(5)变形例1～3在上述实施方式的叶片44中，如图7所示，被划分成使叶片盖61构成作为叶片44的一部分的除负压面44f的后缘部以外的部分；使叶片主体51构成正压面44e、和负压面44f的后缘部。但为了促进叶片44的中空化，以及为了防止产生嘎吱声和摩擦风音等问题，也可以形成下述的叶片盖61和叶片主体51的分体结构。
例如，如图15(表示变形例1涉及的叶片的图，相当于图7的图)所示，也可以划分成使叶片主体51不仅构成负压面44f的后缘部，还构成负压面44f的前缘部；使叶片盖61构成除前缘部和后缘部以外的负压面44f。
并且，如图16(表示变形例2涉及的叶片的图，相当于图7的图)所示，也可以划分成使叶片盖61构成负压面44f和正压面44e的后缘部；使叶片主体51构成正压面44e的除了后缘部以外的部分。
另外，如图17(表示变形例3涉及的叶片的图，相当于图7的图)所示，也可以划分成使叶片盖61构成负压面44f、和正压面44e的前缘部和后缘部；使叶片主体51构成正压面44e的除了前缘部和后缘部以外的部分。
这样，通过划分成使叶片盖61构成叶片44的至少一部分，可以促进叶片44的中空化和防止产生嘎吱和摩擦风音等问题。
(6)变形例4在前述实施方式中，使叶片44形成为叶片主体51和叶片盖61的分体结构，以促进中空化，并且把叶片主体51固定在分别与叶片主体51独立成形的端板43和端环45上，构成叶片44的负压面44f的至少一部分的叶片盖61通过嵌入被安装在叶片主体51上，由此构成不易产生嘎吱声和摩擦风音等问题的叶轮42。
但是，为了促进叶片44的中空化和防止产生嘎吱声和摩擦风音等问题，叶片主体51与端板43及端环45未必一定要做成独立的部件。
例如，也可以一体成形叶片主体51和端板43，而把端环45作为独立部件来成形。即使这样，叶片盖61通过嵌入等被安装在与端板43一体成形的叶片主体51上，再把端环45固定在叶片主体51上，由此，也能够构成促进叶片44的中空化，并且能够防止产生嘎吱和摩擦风音等问题的叶轮42。
也可以一体成形叶片主体51和端环45，而把端板43作为独立的部件来成形。
另外，还可以一体成形叶片主体51和端板43及端环45，通过嵌入等，只把叶片盖61安装在叶片主体51上。
(7)变形例5在前述实施方式中，构成叶片44的负压面44f的大部分的叶片盖61，与叶片主体51、端板43及端环45是独立的部件，所以在成形时，对模具拔模方向的制约减小，并且能够在其表面容易成形凹凸形状。在叶片主体51与端板43或与端环45独立成形时，也能够容易地在叶片主体51的表面容易成形凹凸形状。
例如，如图18(表示变形例5涉及的叶片的图，相当于图5的图)和图19(表示变形例5涉及的叶片的图，相当于图5的图)所示，可以在叶片主体51和叶片盖61的表面，成形多个凹窝51a、61a。
通过在叶片主体51和叶片盖61的表面，设置这种多个凹窝51a、61a，可以防止流过叶片主体51和叶片盖61表面附近的气流的分离，能够改善鼓风机4的鼓风性能和噪声性能。
(8)其他实施方式以上，根据附图，说明了本发明的实施方式，但其具体结构不限于这些实施方式，可以在不脱离发明宗旨的范围内进行变更。
例如，在上述实施方式中，把本发明作为离心鼓风机的叶轮的一例的涡轮风扇的叶轮中使用，但也可以把本发明在斜流式风扇的叶轮等其他离心鼓风机的叶轮中使用。
如果采用本发明，在具有从旋转轴方向吸入气体且向与旋转轴交叉的方向吹出气体的树脂制叶轮的离心鼓风机中，即使在采用朝向轴向逐渐扭转并延伸的叶片的情况下，也能够实现叶轮的轻量化。
权利要求
1.一种离心鼓风机的叶轮(42)，其从旋转轴(41a)的方向吸入气体、并向与所述旋转轴交叉的方向吹出气体，具有主板(43)，其以所述旋转轴为中心旋转；多个中空叶片(44)，其由第1面部(51)和第2面部(61)构成，第1面部(51)以所述旋转轴为中心配置成环状，并一体成形或固定在所述主板上，第2面部安装在所述第1面部上，并在与所述第1面部之间形成中空空间(S)；侧板(45)，其配置成，在旋转轴方向上把所述多个中空叶片夹在其与所述主板之间，并且该侧板一体成形或固定在所述多个第1面部上；所述第2面部配置成构成所述中空叶片的负压面(44f)的至少一部分。
2.一种离心鼓风机的叶轮(42)，其从旋转轴(41a)的方向吸入气体、并向与所述旋转轴交叉的方向吹出气体，具有主板(43)，其以所述旋转轴为中心旋转；多个中空叶片(44)，其由第1面部(51)和第2面部(61)构成，该第1面部(51)以所述旋转轴为中心配置成环状，并一体成形或固定在所述主板上，该第2面部安装在所述第1面部上，并在与所述第1面部之间形成中空空间(S)；侧板(45)，其配置成，在旋转轴方向上把所述多个中空叶片夹在其与所述主板之间，并且该侧板一体成形或固定在所述多个第1面部上，所述第2面部配置成即使被施加通过所述主板旋转而形成的离心力，也能够保持安装在所述第1面部上的状态。
3.根据权利要求1或2所述的离心鼓风机的叶轮(42)，所述第2面部(61)通过嵌入所述第1面部(51)而被安装。
4.根据权利要求1～3任一项所述的离心鼓风机的叶轮(42)，所述多个第1面部(51)和所述侧板(45)是分别独立成形的。
5.根据权利要求4所述的离心鼓风机的叶轮(42)，所述多个第1面部(51)通过激光焊接固定在所述侧板(45)上。
6.根据权利要求5所述的离心鼓风机的叶轮(42)，构成所述侧板(45)的材料的透光率大于构成所述第1面部(51)的材料的透光率。
7.根据权利要求4～6任一项所述的离心鼓风机的叶轮(42)，还具有侧板侧导向机构，该侧板侧导向机构用于把所述各个中空叶片(44)定位在所述侧板(45)上。
8.根据权利要求1～7任一项所述的离心鼓风机的叶轮(42)，所述多个第1面部(51)和所述主板(43)是分别独立成形的。
9.根据权利要求8所述的离心鼓风机的叶轮(42)，所述多个第1面部(51)通过激光焊接固定在所述主板(43)上。
10.根据权利要求9所述的离心鼓风机的叶轮(42)，构成所述主板(43)的材料的透光率大于构成所述第1面部(51)的材料的透光率。
11.根据权利要求8～10任一项所述的离心鼓风机的叶轮(42)，还具有主板侧导向机构，上述主板侧导向机构用于将各个所述中空叶片(44)定位在所述主板(43)上。
12.根据权利要求1～11任一项所述的离心鼓风机的叶轮(42)，所述中空叶片(44)具有叶片形状保持机构，该叶片形状保持机构用于抑制所述第2面部(61)因离心力而朝向外周侧变形。
13.根据权利要求1～12任一项所述的离心鼓风机的叶轮(42)，所述第2面部(61)具有形成于表面上的多个凹凸形状(61a)。
14.一种离心鼓风机(4)，具有权利要求1～13任一项所述的叶轮(42)；和使所述主板旋转的驱动机构(41)。
全文摘要
在具有从旋转轴方向吸入气体并向与旋转轴交叉的方向吹出气体的树脂制叶轮的离心鼓风机中，即使采用向轴向扭转并延伸的叶片时，也能够实现叶轮的轻量化。鼓风机的叶轮(42)具有端板(43)、多个叶片(44)和端环(45)。叶片(44)包括叶片主体(51)，其以轴(41a)为轴中心呈环状配置，并固定在端板(43)上；叶片盖(61)，其安装在叶片主体(51)上，并在与叶片主体(51)之间形成中空空间(S)。端环(45)配置成，在轴向上把多个叶片(44)夹在其与端板(43)之间，并且该端环固定在端板(43)上。叶片盖(61)配置成，构成叶片(44)的负压面(44f)的至少一部分。
文档编号F04D29/02GK1802512SQ200480016019
公开日2006年7月12日 申请日期2004年11月18日 优先权日2003年11月27日
发明者佐柳恒久, 西野久则, 寺川安昙 申请人:大金工业株式会社