(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性の溶融樹脂を金型のキャビティに射出注入し、注入完了時に、前記キャビティにガスを圧入して、ボス部外周に突出する複数の突出部を中空に成形する回転体の成形方法において、各突出部ごとに金型にそれぞれ装着したスライドブロックを成形中にキャビティ内からキャビティ外側に移動させつつ金型に各突出部ごとに設けたガス圧入口から各突出部にそれぞれ前記ガスを圧入し、各突出部の中空率を制御することを特徴とする回転体の成形方法。
【請求項２】
キャビティへの溶融樹脂の射出注入完了とほぼ一致する時点からスライドブロックのキャビティ外側への移動を開始し、この移動より若干遅らせてガスの圧入を開始し、前記ブロックの移動およびガスの圧入を停止した後、金型の冷却を開始することを特徴とする請求項１に記載の回転体の成形方法。
【請求項３】
ガスの圧入は、ボス部側から各突出部ごとに行うことを特徴とする請求項１または２に記載の回転体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば空気調和機の室外機に用いるプロペラ型送風機の羽根車など、ボス部の外周に複数の突出部をそれぞれ中空に成形する回転体の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この発明の出願人は、前記のような羽根車の軽量化、性能向上およびサイクルアップを図るために、特開平４−１９３９５号公報に示すように、熱可塑性の溶融樹脂を金型のキャビティに射出注入した後、前記キャビティに圧縮空気などのガスを圧入して、複数の羽根部に中空部を形成するプロペラ型の羽根車の成形方法を提案している。
【０００３】
この成形方法では、圧入したガスが各羽根部のボス部に近い根元部に入りやすいので、羽根部の中空率はある程度自然にまかせていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した羽根車の成形方法では、金型に設けた１つのガス圧入口からガスをキャビティ内に圧入充填していたので、各羽根部の中空率が不均一になり、成形した羽根車の回転体としてアンバランスが生じ、とくに羽根部の厚さを厚くすると中空率の不均一が大きくなり、使用時に騒音が発生するという問題点があった。
【０００５】
この発明は、前述した問題点を解決して、プロペラ型の羽根車の羽根部など、回転体のボス部外周に突出する複数の突出部の中空率を互いに均一化し、これらの突出部の厚さを厚くしても、アンバランスが生じにくく、回転時の騒音を低減できる、回転体の成形方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、熱可塑性の溶融樹脂を金型のキャビティに射出注入し、注入完了時に、前記キャビティにガスを圧入して、ボス部外周に突出する複数の突出部を中空に成形するプロペラ型の羽根車など回転体の成形方法において、各突出部ごとに金型にそれぞれ装着したスライドブロックを成形中にキャビティ内からキャビティ外側に移動させつつ金型に各突出部ごとに設けたガス圧入口から各突出部にそれぞれ前記ガスを圧入し、各突出部の中空率を制御するものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の回転体の成形方法において、キャビティへの溶融樹脂の射出注入完了とほぼ一致する時点からスライドブロックのキャビティ外側への移動を開始し、この移動より若干遅らせてガスの圧入を開始し、前記ブロックの移動およびガスの圧入を停止した後、金型の冷却を開始するものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２の回転体の成形方法において、ガスの圧入は、ボス部側から各突出部ごとに行うものである。
【０００９】
【作用】
請求項１の発明による回転体の成形方法では、ボス部外周に突出する羽根部などの複数の突出部ごとにスライドブロックを成形中にキャビティ内からキャビティ外側に移動させつつ、前記突出部にガスを圧入し、各突出部に圧入するガス量を制御しているので、従来のスライドブロックを用いない成形方法に比べて、各突出部の中空率を均一化することができる。
【００１０】
また、ガスの圧入を金型に各突出部ごとにそれぞれ設けたガス圧入口から各突出部に行うことで、これらの突出部に供給するガス量を均一化することができ、前述した各スライドブロックの移動によるガス量の制御と相まって、各突出部に均一な中空率の中空部を形成でき、突出部の厚さが比較的薄いものは勿論、突出部の厚さが厚いものでも、回転体としてのアンバランスをほとんどなくすことができ、成形した回転体の回転時の騒音を低減できる。
【００１１】
請求項２の発明による回転体の成形方法は、請求項１の発明において、スライドブロックの移動とガスの圧入とのタイミングを制御し、キャビティへの溶融樹脂の射出注入完了から金型の冷却開始までの間に、前記ブロックの移動とガスの圧入とを行い、ブロックの移動よりガスの圧入を若干遅らせることで、ガス洩れを生じることなしに、各突出部の中空率を高くし、より軽量な回転体を成形できる。
【００１２】
請求項３の発明による回転体の成形方法は、請求項１または２の発明において、ボス部すなわち根元側から各突出部ごとにガス圧入口からガスをそれぞれ圧入することで、屋外で使用しても、雨水などが中空部内に入ることがなく、成形した回転体の回転時にガス圧入孔による風切音が発生することもない、回転体を成形できる。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明の一実施例につき図を参照して説明する。
図１ないし図４の各図はこの発明によるプロペラ型送風機の羽根車の成形方法に用いる金型を示し、前記各図中、１は固定側金型、２は可動側金型であり、これらの金型１，２内にキャビティ３が形成されている。キャビティ３はボス成形部３ａの外周に３個の羽根成形部３ｂを突出させてある。
【００１４】
また、図示省略した射出成形機のノズルに連通する樹脂流路４が固定側金型１に形成してあり、樹脂流路４の先端部に形成した樹脂注入口４ａはキャビティ３の中心に近いボス成形部３ａの１箇所に開口させてある。図示省略した圧縮空気などのガス供給源に接続する３本のガス圧入路５が固定側金型１に形成してあり、これらの圧入路５の先端部に形成したガス圧入口５ａはキャビティ３に形成したボス成形部３ａ外周と３個の羽根成形部３ｂとの連続部、すなわち羽根成形部３ｂの基端部にそれぞれ周方向に間隔を設けて開口させてある。
【００１５】
図３，図４および図５に示すように、固定側金型１のキャビティ３に設けた３個の羽根成形部３ｂの中央部にはスライドブロック６がそれぞれ嵌合させてあり、これらのブロック６は固定側金型１に設けた操作機構７によってキャビティ３のボス成形部３ａ軸方向に沿い往復移動するようにしてある。なお、スライドブロック６の内面６ａは、これらの羽根成形部３ｂ外側への移動限において、羽根成形部３ｂの射出成形機側の曲面を形成する形状にしてある。
【００１６】
前記操作機構７は、エアシリンダ８のピストンロッド８ａに固定した操作ブロック９の傾斜面９ａとスライドブロック６の外側傾斜面６ｂとを摺動可能に当接させ、ピストンロッド８ａの伸縮によってスライドブロック６が内外方向に進退する構成にし、これらのブロック６は、図示省略したばねにより、キャビティ３外側に付勢してある。
なお、冷却水路など、前記金型の前述した以外の構成は従来の金型と同様である。
【００１７】
次に、前述した金型１，２を用いてプロペラ型送風機の羽根車を成形する方法について説明する。
図６の（ａ）に示すように、固定側金型１と可動側金型２とを型締めし、３個のスライドブロック６をキャビティ３の羽根成形部３ｂ内に前進させた状態で、射出成形機によって、ポリプロピレンにガラス繊維を２０重量％加えた溶融樹脂を、樹脂流路４に先端部に設けた樹脂注入口４ａからキャビティ３内に射出注入する。
【００１８】
溶融樹脂の射出注入が完了する直前に、各操作機構７のシリンダ８のピストンロッド８ａをそれぞれ後退させることで、各スライドブロック６をキャビティ３の羽根成形部３ｂ内から羽根成形部３ｂ外側にそれぞれ所定量後退させると共に、圧縮空気などの圧力ガスを３本のガス圧入路５の先端部に設けたガス圧入口５ａからキャビティ３の各羽根成形部３ｂ内にそれぞれ圧入する。
【００１９】
この場合に、図７に示すように、スライドブロック６の後退開始時点よりも、図７の（ハ）に示すように圧力ガスの圧入開始時点を遅らせて、圧力ガスの圧入開始時点は溶融樹脂の注入完了後とするが、前記ブロックを後退させつつ圧力ガスの圧入を行い、金型の冷却開始前に図６の（ｂ）に示すように、前記ブロック６を後退限まで移動させて停止させ、ブロック６の停止後で金型の冷却開始前に圧力ガスの圧入を停止し、その後金型の冷却を開始し、金型の冷却完了後に、可動側金型２を開き、図６の（ｃ）に示すように、キャビティ３のボス成形部３ａによって筒状のボス部１１ａを成形すると共に、羽根成形部３ｂによって前記ボス部１１ａの外周から中空部１１ｃのある羽根部１１ｂが一体に突出した羽根車１１を成形し、冷却完了後に型外しする。
【００２０】
その後、可動側金型２を固定側金型１に突き合わせて型締めすると共に、各スライドブロック６を前進させて、図６の（ａ）に示す前記動作前の状態に戻し、以後前述した動作を繰り返すことで、各羽根部１１ｂに中空部１１ｃがある羽根車１１を成形する。
【００２１】
前述した実施例では、固定側金型１に組み込んだ３個のスライドブロック６を、キャビティ３に形成した３つの羽根成形部３ｂ内から外側にそれぞれ移動させつつ、羽根成形部３ｂにガスを圧入し、各羽根成形部３ｂごとに圧入するガス量を制御することによって、成形する羽根車１１の各羽根部１１ｂの中空率を、従来のスライドブロックを用いない成形方法よりも、均一に成形できる。
【００２２】
また、ガスの圧入を各羽根成形部３ｂごとに行うことで、各羽根部１１ｂにガス圧入口５ａから圧入するガスの供給量を均一化することができ、前述した各スライドブロック６の移動によるガス量の制御と相まって、各羽根部１１ｂに中空率が均一化した中空部１１ｃを成形できる。
【００２３】
この発明において、成形タイミングとスライドブロック６の移動とガスの圧入とのタイミングは、固定側，可動側金型１，２によって形成したキャビティ３に溶融樹脂を噴出注入し、溶融樹脂の羽根成形部３ｂへの注入が完了した時点とほぼ一致させて、スライドブロック６の金型外側への後退動作を行うが、この動作は合成樹脂の射出注入完了より僅かに早くしてもよい。
【００２４】
そして、ガスの圧入は、図７の（イ）に示すように、前記ブロック６の退出開始より早い時点から行うと、溶融樹脂の流動性があるため、羽根部１１ｂからガスが漏れ、図７の（ロ）に示すように、ブロック６の退出開始と同時に行ってもガスが漏れる恐れがあり、図７の（ハ）に示すように、ブロック６の退出開始より若干遅らせて行い、ブロック６の退出完了より早い時点で圧入を停止することがガスが漏れることなく、高い中空率の中空部１１ｃを羽根部１１ｂに形成できる。しかし、ガスの圧入は、図７の（ニ）に示すように、溶融樹脂の射出注入を完了し、金型の冷却開始後まで行うと、溶融樹脂が硬化するので、中空部１１ｃの中空率が低くなる。
【００２５】
また、スライドブロック６の退出移動量は、外径３００ｍｍ、羽根部の最大厚さ２０ｍｍの場合、３ｍｍでは中空率が２０％で中空不足であり、１０ｍｍでは中空率が４０％になるが羽根部の肉厚が薄くなって破損するので、７ｍｍ程度にすると、中空率が３０％の高率でありながら安定した成形品を得ることができる。
【００２６】
さらに、ガスの圧入は、図８の（ａ）に示すように、キャビティ３のボス成形部３ａ周方向の１箇所だけにガス圧入口を設けた従来の圧入方法では、各羽根部の中空率のばらつきが大きく、成形した羽根車１１の回転時にアンバランスが大きい。
【００２７】
図８の（ｂ）に示すように、キャビティ３の羽根成形部３ｂのボス部側部分、すなわち羽根成形部３ｂの根元部分にそれぞれ対向するように、ガス圧入口を設け、これらの圧入口から各羽根成形部３ｂにガスを圧入すると、各羽根部１１ｂにほぼ均一な中空率の中空部１１ｃを形成でき、成形品の回転時にアンバランスが小さい。
【００２８】
そして、図８の（ｂ）に示すように、ガス圧入口に対向する羽根部１１ｂ根元部にガス圧入孔１１ｄが形成されるが、成形品である羽根車１１の回転時に風切音が発生せず、空気調和機の室外機に用いるなど、屋外で使用しても、雨水が入りにくい。
【００２９】
図８の（ｃ）に示すように、キャビティ３の羽根成形部３ｂの先端部にそれぞれガス圧入口を設けて、これらの圧入口から各羽根成形部３ｂにガスを圧入すると、羽根部１１ｂは強度が必要な根元部が厚くなり、ボス部１１ａなどの強度が大きくなるが、羽根部１１ｂの先端部にガス圧入孔１１ｄが形成され、これらの圧入孔１１ｄによって、成形した羽根車１１の回転時に風切音が発生し、屋外で使用すると圧入孔１１ｄから羽根部１１ｂ内に雨水などが入る。しかし、圧入孔１１ｄを適宜の手段で塞ぐことで、風切音の発生および雨水などの侵入を防止できる。
【００３０】
前記実施例では、３枚の羽根部があるプロペラ型の羽根車について説明したが、この発明は、４枚の羽根部がある羽根車などの回転体にも適用でき、用途も空気調和機の室外機に設ける送風機に限られることなく、換気扇や扇風機にも使用でき、小型ポンプの回転翼など複数の突起部がある回転体に広く適用できる。  また、この発明によるスライドブロックの操作機構は、エアシリンダの代りに油圧シリンダやサーボモータを用いてもよく、各スライドブロックの操作機構を独立させて動作させ、前記ブロックの移動タイミング、移動量を個別に制御してもよく、各ガス圧入口から圧入するガスのガス量、圧入タイミングなども各個に制御するようにしてもよい。
この発明に用いる熱可塑性樹脂の種類、および前記樹脂に加える充填材の種類、割合も前記実施例に限られることなく、適宜の変更できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明は熱可塑性の溶融樹脂を金型のキャビティに射出注入し、注入完了時に、前記キャビティにガスを圧入して、ボス部外周に突出する複数の突出部を中空に成形するプロペラ型の羽根車など回転体の成形方法において、各突出部ごとに金型にそれぞれ装着したスライドブロックを成形中にキャビティ内からキャビティ外側に移動させつつ金型に各突出部ごとに設けたガス圧入口から各突出部にそれぞれ前記ガスを圧入し、各突出部の中空率を制御するようにしたので、次の効果が得られる。
【００３２】
すなわち、請求項１の発明による回転体の成形方法では、ボス部外周に突出する羽根部などの複数の突出部ごとにスライドブロックを成形中にキャビティ内からキャビティ外側に移動させつつ、前記突出部にガスを圧入し、各突出部に圧入するガス量を制御しているので、従来のスライドブロックを用いない成形方法に比べて、各突出部の中空率を均一化することができる。
【００３３】
また、ガスの圧入を金型に各突出部ごとにそれぞれ設けたガス圧入口から各突出部に行うことで、これらの突出部に供給するガス量を均一化することができ、前述した各スライドブロックの移動によるガス量の制御と相まって、各突出部に均一な中空率の中空部を形成でき、突出部の厚さが比較的薄いものは勿論、突出部の厚さが厚いものでも、回転体としてのアンバランスをほとんどなくすことができ、成形した回転体の回転時の騒音を低減できる。
【００３４】
請求項２の発明による回転体の成形方法は、請求項１の発明において、スライドブロックの移動とガスの圧入とのタイミングを制御し、キャビティへの溶融樹脂の射出注入完了から金型の冷却開始までの間に、前記ブロックの移動とガスの圧入とを行い、ブロックの移動よりガスの圧入を若干遅らせることで、ガス洩れを生じることなしに、各突出部の中空率を高くし、より軽量な回転体を成形できる。
【００３５】
請求項３の発明による回転体の成形方法は、請求項１または２の発明において、ボス部すなわち根元側から各突出部ごとにガス圧入口からガスをそれぞれ圧入することで、屋外で使用しても、雨水などが中空部内に入ることがなく、成形した回転体の回転時にガス圧入孔による風切音が発生することもない、回転体を成形できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による回転体の成形方法に用いる金型を示した概略正面図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】図１に示した金型の部分拡大断面図
【図４】図２の部分拡大図
【図５】この発明による回転体の成形方法に用いるスライドブロックを操作機構と共に示した側面図
【図６】図５に示したスライドブロックの動作説明図
【図７】溶融樹脂の注入、スライドブロックの移動およびガスの圧入のタイミング説明図
【図８】この発明による回転体の成形方法によるガス圧入口と羽根成形部との位置関係を示した説明図
【符号の説明】
１    固定側金型
２    可動側金型
３    キャビティ
３ａ  ボス成形部
３ｂ  羽根成形部
４    樹脂流路
４ａ  樹脂注入口
５    ガス圧入路
５ａ  ガス圧入口
６    スライドブロック
７    操作機構
８    エアシリンダ
９    操作ブロック
１１    羽根車（回転体）
１１ａ  ボス部
１１ｂ  羽根部（突出部）
１１ｃ  中空部
１１ｄ  ガス圧入孔
【図１】
0003559056.tif 000002
【図２】
0003559056.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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