专利名称：中空翼片的制造方法以及用此方法制造的中空翼片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中空翼片的制造方法以及用此方法制造的中空翼片。
背景技术：
图7示出了以往一般的中空翼片制造方法工艺的一部分，图8及图9示出了由此方法制造的中空翼片50的主要部分。
以往中空翼片的制造方法是，首先，将具有凹部53的第1翼体51与形成能封闭凹部53的形状的第2翼体52相互对接。然后，通过超声波接合装置将第1翼体51与第2翼体52熔融接合，形成内部具有由上述凹部53的一部分所构成的空洞部56的中空翼片50。
在这种情况下，上述第1翼片体51的凹部53的外周部上设有搭接面54，使上述第2翼片体52的里面52b的外周部与该搭接面54重合，从而使该第2翼片体52与第1翼体51对接。此外，还将上述第1翼片体51的搭接面54与表面51a相连的外周端面51b与上述第2翼片体52的外周端面52c保持给定间隔对置设置，以在两外周端面51b，52c之间形成间隙59。
在上述第1翼片体51与第2翼片体52对接状态下，从上述间隙59的上方降下超声波接合装置的振动头60(ホ-ン)。此振动头60的端面60a位于夹住上述间隙59并横跨上述第1翼片体51与第2翼片体52的状态，推压住上述第1翼片体51和第2翼片体52。然后，在此状态下，上述振动头60在推压方向(图7中箭头a-b的方向)施以超声波振动。
此超声波振动所产生的摩擦热发生于处于对接状态的第1翼片体51的搭接面54和第2翼片体52的里面52b的外周部之间，同时也发生于处于对接状态的第1翼片体51和第2翼片体52的各表面51a，52a与振动头60的端面60a之间。
此时，树脂彼此接触所产生的摩擦热量同树脂与金属接触所产生的摩擦热量相比较，前者较大。因而，上述第1翼片体51的搭接面54与第2翼片体52的里面52b相重合部分中的树脂容易熔融，分别生成图8所示的树脂熔化部55和图9所示的第1树脂熔化部55A。通过这些树脂熔化部55，55A使上述第1翼片体51与第2翼片体52接合。
另外，在上述第1翼片体51和第2翼片体52的表面51a，52a中，因振动头60的加压和超声波振动，软化了树脂，形成该振动头60造成的圆形压痕58。在此，如图8所示，为使压痕58的深度尽可能小而将上述振动头60的推压力设定得较小时，由上述压痕58形成的熔融树脂量就较少。结果，朝上述熔融树脂间隙59流入的量也小，该间隙59就保持原有状态。
与此相对，当增加上述振动头60的推压力时，如图9所示，上述压痕58变大，随该压痕58的形成而产生的熔融树脂量变多。结果，熔融树脂的一部分流入间隙59内，并在该间隙59的上部形成第2树脂熔化部55B。因该第2树脂熔化部55B，上述第1翼片体51与第2翼片体52相接合。
此第1翼片体51与第2翼片体52的接合强度主要由上述树脂熔化部55(图85场合)，或第1树脂熔化部55A(图9的场合)来确保。不过，如图9所示，由第2树脂熔化部55B进行接合时，上述第1翼片体51与第2翼片体52的接合强度高些，从而从接合强度方面来说是令人满意的。
发明任务在此，正如以上所述，由于上述第1翼片体51与第2翼片体52的接合强度主要由上述树脂熔化部55(图8场合)或第1树脂熔化部55A(图9场合)确保，因而为确保中空翼片50在制造上的可靠性，必须确实地形成上述各树脂熔化部55，55A。换言之，在制造后的质量检查中，必须确认由超声波接合装置对该部位所进行的接合加工。
在这种情况下，在中空翼片50生产中，必须特别要有效且确实地进行其质量检查。
然而，上述各树脂熔化部55，55A位于中空翼片50内，检查者不能由外部靠目测直接确认它们。因而，为有效且确实地进行中空翼片50的质量检查，即使间接的，检查者也必须能够用目测确认它们。
此时，用以往制造方法制造的中空翼片50中的上述压痕58成为了目测确认对象。
在此，考察图8及图9所示的以往制造方法所制造的中空翼片50，有下述问题。
在图8所示的中空翼片50的场合，上述第1翼片体51和第2翼片体52的表面51a，52a上所形成的压痕58的深度尽可能的浅。因而，目测该压痕58进行质量检查时，难以确认压痕58，有时，还难以判断加工的有无。结果，此中空翼片50在质量检查时存在有效及确实性方面的问题。
在图9所示的中空翼片50的场合，因上述压痕58较深，能够容易且确实地进行压痕58的目测，质量检查的有效性及可靠性较好。此外，此时的中空翼片50由于在上述间隙59的上部形成树脂熔化部55B，对提高接合强度有利。
但是，在压痕58如此深时，由中空翼片50构成叶轮的情况下，随着该叶轮的旋转，在此压痕58部分中会产生不希望的大的噪音。
此外，上述压痕58深，则随着此压痕58的形成，熔融树脂的一部分会跑到径向外侧，在该压痕58的周围形成隆起部57。对隆起部57置之不理，则会造成噪音，所以，必须除去此隆起部。从而，会增加除去加工工序，产生不理想的结果。
本发明鉴于此，提供一种维持翼片表面光滑度并通过从外部目测可有效且确实地检查有无接合加工的中空翼片及其制造方法。
发明内容
为实现上述目的，本发明采取的具体手段如下。
本发明的第1方案提出了一种将注射成形的树脂制的第1翼片体与注射成形的树脂制的第2翼片体的接合部对接，并且通过用超声波接合装置熔融接合这些第1翼片体和第2翼片体，形成内部有空洞部的中空翼片的中空翼片的制造方法。
首先，把注射成形所述第1翼片体和第2翼片体3之际分别在该第1翼片体和第2翼片体的表面隆起的凸部设置在该第1翼片体和第2翼片体的表面上并在将这些第1翼片体与第2翼片体的接合部对接时相互邻近对置的部位。
之后，在由所述超声波接合装置接合之际，使该超声波接合装置的振动头横跨于各凸部之间同时推压接触该各凸部的顶面，在此配置状态下，使所述超声波接合装置动作。
然后，在沿着大致垂直于所述第1翼片体与第2翼片体对接方向延伸的该第1翼片体与第2翼片体的接合面上、以及所述振动头的推压方向相对应的部位进行熔融接合，同时，边熔融边推压所述各凸部使之变形，各凸部的熔融树脂侵入所述第1翼片体与第2翼片体之间的间隙内，将该第1翼片体与第2翼片体搭接成桥状使之一体化而形成所述的中空翼片。
本发明的第2方案是在上述第1方案中，将振动头对各凸部的推压变形量设定成大致相等于该各凸部的高度尺寸。
本发明的第3方案是提出一种中空翼片，它是在第1翼片体与第2翼片体之间形成空洞部的状态下对接该第1翼片体与第2翼片体而构成的。
然后，所述第1翼片体与第2翼片体在对接状态下熔融接合该第1翼片体与第2翼片体的接合部和该第1翼片体与第2翼片体对接的间隙部两者。
本发明的第4方案是在上述第3方案中，使对接的间隙部中熔融接合部的表面形成大致与第1翼片体及第2翼片体的表面为同一平面。
因而，采用本发明获得如下效果。
(1)采用本发明的第1方案，由于在注射成形时，第1翼片体与第2翼片体的表面上设有凸部，在所述第1翼片体与第2翼片体的接合面处熔融接合的同时，所述各凸部的熔融树脂侵入所述第1翼片体与第2翼片体之间的间隙内，将该第1翼片体与第2翼片体接合，从而，借助所述的各凸部的变形，能够确认接合加工。
也就是说，在用超声波接合装置进行接合过程中，最初分别使在第1翼片体和第2翼片体上设置的凸部推压变形。由此，在制造后，目测此凸部的变形状态，通过将此凸部与制造前的凸部相比较，能够确认超声波接合装置所进行的加工。
换言之，在中空翼片内部中的第1翼片体和第2翼片体的接合面上确实形成树脂熔化部，能够确实容易地确认此树脂熔化部所进行的接合。结果，可以保证中空翼片制造后质量检查的有效和确切性。
另外，由于所述凸部熔融，该凸部的熔融树脂借助于振动头侵入第1翼片体和第2翼片体的间隙中，形成横跨在该第1翼片体和第2翼片体上的桥状树脂熔化部。其结果，通过所述熔融树脂部，即使是在间隙的上部也能进行第1翼片体与第2翼片体的接合，从而接合强度得到进一步的提高。
(2)采用本发明的第2方案，由于把振动头对各凸部的推压变形量设定成大致与该各凸部的高度尺寸一致，从而在该凸部推压变形状态下，翼片表面上无凹凸，能良好地维持着翼片表面的光滑度。
(3)采用本发明的第3方案，由于熔融接合第1翼片体与第2翼片体在对接状态下的该第1翼片体与第2翼片体的接合部和该第1翼片体与第2翼片体的间隙部，从而与仅熔融接合第1翼片体与第2翼片体接合部时相比，该第1翼片体与第2翼片体的接合强度提高，翼片自身使用可靠性得以提高。
(4)采用本发明的第4方案，由于对接的间隙部中熔融接合部的表面大致形成为与第1翼片体及第2翼片体的表面同一的平面，与以往的在翼片表面上残留压痕的相比较，能够尽可能地抑制降低构成叶轮时的噪音，实现叶轮的宁静运转。
附图简介
图1是本发明制造方法所制造的中空翼片的俯视图，图2是沿图1中II-II的剖视图，图3是图2中III部的放大视图，图4是沿图3中IV-IV的向视图，图5是示出中空翼片制造过程的剖视图，图6是图5VI-VI的向视图，图7是示出以往中空翼片制造方法的剖视图，图8是由以往制造方法制造的中空翼片的剖视图，图9是由以往制造方法制造的中空翼片的剖视图。
最佳实施例下面，根据附图详细地说明本发明的实施例。
图1示出由本发明制造方法制造的中空翼片1，而图2示出该中空翼片1的断面形状。
上述中空翼片1是通过将多块中空翼片1装在轮毂7上而构成叶轮的，如图1及图2所示，中空翼片1形成大致梯形的平面形状，同时，其内部形成沿其平面方向延伸的空洞部5，然后，此中空翼片1通过将第1翼片体2与第2翼片体3对接且将这些第1翼片体2与第2翼片体3相互接合而制成。
上述第1翼片体2进行下述的接合加工，首先通过树脂材料的注射成形而预成形为给定的形状，此形状如下所述。即，第1翼片体2如图1及图2所示，形成大致梯形的平面形状，第1翼片体2的表面2a构成中空翼片1的里面1f，同时，在第1翼片体2的里面1b侧形成大致沿该第1翼片体2的外周在上述表面1a侧凹下的大体为梯形的凹部4。
如图3及图5所示，在上述凹部4的周缘部上形成比该凹部4的底部高一些且沿该第1翼片体2的平面方向延伸的搭接面22，和沿该搭接面22的外周端直立的外周端面21。另外，上述第1翼片体2与翼片固定部11成一体形成，其中，翼片固定部11为将该第1翼片体2装到轮毂7上时的固定部。
上述第2翼片体3与上述第1翼片体2同样地、在接合加工中首先由树脂材料的注射成形而预成形为给定形状，其形状如下所述。即，如图1及图2所示，第2翼片体3为了覆盖上述第1翼片体2的凹部4，是从上方覆盖并嵌合在该凹部4上且与上述凹部4的周缘部对接地接合的。然后，上述第2翼片体3形成与凹部4的外周形状相一致的大致为梯形的平面形状，第2翼片体3的表面3a构成中空翼片1的表面1e的一部分。
在将上述第2翼片体3嵌合在第1翼片体2的凹部4上且将该第2翼片体3与第1翼片体2对接接合的状态下(见图1及图2)，如图5所示，第2翼片体3的里面3b的外周部与设在第1翼片体2的凹部4上的搭接面22重合接触。也就是，上述第1翼片体2的凹部4的搭接面22与第2翼片体3的里面3b的外周部成为接合面及接合部。此外，在上述的对接状态下，凹部4的外周端面21与第2翼片体3的外周端面31保持给定间隔地对置设置。然后，两外周端面21，31之间形成沿凹部4的外周形状延伸的环状的间隙(对接间隙部)。
另外，在上述第1翼片体2和第2翼片体3上分别形成作为本发明特征的凸部23及凸部32。
如图5及图6所示，上述凸部23为大致半圆柱状，并形成于构成中空翼片1的表面1e一部分的第1翼片体2的里面2b上。而且，上述凸部23沿凹部4的外周缘设有多个。上述凸部23以使第1翼片体2的一部分隆起给定高度的方式形成，在注射成形第1翼片体2之际与该第1翼片体2成一体成形。在此实施例中，如图1所示，设有7个凸部23。
此外，上述凸部32与上述凸部23同样地，如图5及图6所示，形成大致半圆柱形，同时，在构成中空翼片1的表面1e一部分的第2翼片体3的表面3a上形成。并且，上述凸部32沿着第2翼片体3的外周缘设有多个。
如图1所示，上述第2翼片体3的各凸部32，32，…的形成位置设定在与第1翼片体2的各凸部23，23，…相对应的位置上。另外，上述凸部32使第2翼片体3的一部分隆起给定高度的方式形成，并在第2翼片体3注射成形之际与该第2翼片体3成一体形成。
因而，如图1所示，在上述第2翼片体3相对上述第1翼片体2对接状态下，该第1翼片体2的各凸部23，23，…与第2翼片体3的各凸部32，32，…相邻近地对置设置。
在上述各凸部23，32对置状态下，由超声波接合装置对于对接的第1翼片体2与第2翼片体3实施接合加工，使该第1翼片体2与第2翼片体3成为一体。通过一体化，成形为内部有由上述凹部4构成的空洞部5的中空翼片1。
下面，说明由超声波接合装置所进行的接合加工。
如图5所示，装在上述超声波接合装置的振荡器15上的振动头16设置在上述一对凸部23，32的上方。然后，使上述振动头16的前端触到上述各凸部23，32的顶面且对各凸部23，32施加给定的推压力。在此状态下，通过上述振动头16，沿推压方向(图5中箭头a-b方向)对各凸部23，32施加超声波振动。通过施加超声波振动，相互接触的上述第1翼片体2的搭接面22与上述第2翼片体3的里面3b的外周部之间发生摩擦热，此部分熔融、形成图3所示的第1树脂熔化部41。通过第1树脂熔化部41，使上述第1翼片体2与第2翼片体3在上述间隙10的下端附近接合。
另外，在上述各凸部23，32中，各凸部23，32与振动头16之间发生摩擦热，上述各凸部23，32熔融。这些熔融树脂受到上述间隙10中毛细管现象和上述振动头16推压力的推入作用，逐渐侵入该间隙10的上部。然后，如图3及图4所示，在该间隙10的上部形成横跨上述第1翼片体2的外周端面21与第2翼片体3的外周端面31的、桥状的第2树脂熔化部42。通过该第2树脂熔化部42，上述第1翼片体2与第2翼片体3在上述间隙10的上部接合。
正如上述所述，根据本实施例，由于上述第1翼片体2和第2翼片体3在上述间隙10的下端附近和上部两处接合，与仅在该下端附近进行接合的情况相比，接合强度提高。此外，使用此种中空翼片1而制作叶轮时可确保运转可靠性。
另外，在本实施例中，上述振动头16对各凸部23，32的推压变形量与该凸部23，32的高度尺寸大致一致。因而，接合加工结束后，如图3所示，在上述中空翼片1的表面1e上无上述各凸部23，32的痕迹，此上述第1翼片体2的里面2b与上述第2翼片体3的表面3a大致形成为同一平面，能确保良好的光滑度。其结果，使用中空翼片1制作叶轮时，与以往的因接合加工在翼片表面残留压痕的情况相比，减少了运转噪音的发生，能实现该叶轮的宁静运转。
另外，由本实施例制造的中空翼片1在其制造后的质量检查中，能确认上述第1翼片体2与第2翼片体3的接合状态。此时，本实施例的中空翼片1在接合加工之前分别在第1翼片体2和第2翼片体3上形成的凸部23，32能在接合加工后通过推压变形除去。因而，在质量检查中，检查者通过从外部目测上述凸部23，32的有无，就能容易且确实地确认处于上述中空翼片内部的第1树脂熔化部41的状态。也就是说，因为能够容易且确实地确认接合状态，由此可以保证质量检查的有效与确切性。
正如上述，本发明的中空翼片的制造方法及其由此方法制造的中空翼片接合状态容易确认，能得到高的接合强度，同时，适于低噪音的叶轮。
权利要求
1.一种中空翼片的制造方法，它是将注射成形的树脂制的第1翼片体(2)与注射成形的树脂制的第2翼片体(3)对接，通过将这些第1翼片体(2)与第2翼片体(3)用超声波接合装置熔融接合而形成内部有空洞部(5)的中空翼片(1)，其特征在于，将在注射成形所述第1翼片体(2)与第2翼片体(3)之际，分别从该第1翼片体(2)及第2翼片体(3)的表面(2b，3a)处隆起的凸部(23，32)设置在该第1翼片体(2)与第2翼片体(3)的表面(2b，3a)上、且在这些第1翼片体(2)与第2翼片体(3)对接时相互邻近对置的部位，然后，在由所述超声波接合装置接合之际，使该超声波接合装置的振动头(16)横跨所述各凸部(23，32)之间并同时推压接触该各凸部(23，32)的顶面，在此配置状态下，使所述超声波接合装置动作，在沿着大致垂直于所述第1翼片体(2)与第2翼片体(3)对接方向延伸的该第1翼片体(2)与第2翼片体(3)的接合面上、并且与所述振动头(16)的推压方向相对应的部位进行熔融接合，同时，边熔融边推压所述各凸部(23，32)使之变形，使各凸部(23，32)的熔融树脂侵入所述第1翼片体(2)与第2翼片体(3)之间的间隙(10)内，通过将该第1翼片体(2)与第2翼片体(3)接合成桥状形成一体而成形为所述的中空翼片(1)。
2.如权利要求1所述的中空翼片的制造方法，其特征在于，将振动头(16)对各凸部(23，32)的推压变形量设定成大致相等于该各凸部(23，32)的高度尺寸。
3.一种中空翼片，它是在第1翼片体(2)与第2翼片体(3)之间形成空洞部(5)的状态下对接该第1翼片体(2)与第2翼片体(3)而构成的，其特征在于，所述第1翼片体(2)与第2翼片体(3)在对接状态下熔融接合该第1翼片体(2)与第2翼片体(3)的接合部、及该第1翼片体(2)与第2翼片体(3)对接的间隙部两者。
4.如权利要求3所述的中空翼片，其特征在于，使对接的间隙部中熔融接合部的表面形成大致与第1翼片体(2)及第2翼片体(3)的表面(2b，3a)为同一平面。
全文摘要
在注射成形第1翼片体(2)与第2翼片体(3)之际,分别在第1翼片体(2)与第2翼片体(3)的表面上设置凸部(23,32)。之后,将超声波接合装置的振动头(16)横跨在各凸部(23,32)之间,在同时推压接触各凸部(23,32)的顶面的状态下使超声波接合装置动作。然后,熔融接合在第1翼片体(2)与第2翼片体(3)的接合面上且与振动头(16)的推压方向对应的部位。同时,边熔融各凸部(23,32)边推压使之变形,使熔融树脂侵入第1翼片体(2)与第2翼片体(3)之间的间隙(10)内,将第1翼片体(2)和第2翼片体(3)接合。
文档编号B29C65/02GK1198804SQ97191096
公开日1998年11月11日 申请日期1997年10月9日 优先权日1996年10月14日
发明者川崎拓, 下村岳夫 申请人:大金工业株式会社