(57)【要約】【課題】インサート部品全体を露出しないように樹脂で覆うことにより樹脂の割れや剥がれを防止できると共に、耐候性を向上できるインサート成形方法を提供する。【解決手段】インサート成形方法は、金型(１３０)内にインサート部品(２０)を配置する工程と、金型(１３０)の間隔を成形位置よりも広い間隔にした状態で、金型(１３０)内の所定の位置に位置決めピン(１１１,１２１)によりインサート部品(２０)を位置決めする工程と、インサート部品(２０)が位置決めされた金型(１３０)内に樹脂(Ｒ)を注入する工程と、金型(１３０)内に樹脂(Ｒ)を注入した後、金型(１３０)の間隔が成形位置になるように金型(１３０)内の樹脂(Ｒ)を圧縮しながら位置決めピン(１１１,１２１)を抜く工程を有する。【選択図】図２５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型(１３０)内にインサート部品(２０)を配置する工程と、
上記金型(１３０)の間隔を成形位置よりも広い間隔にした状態で、上記金型(１３０)内の所定の位置に位置決め部材(１１１,１２１)により上記インサート部品(２０)を位置決めする工程と、
上記インサート部品(２０)が位置決めされた上記金型(１３０)内に樹脂(Ｒ)を注入する工程と、
上記金型(１３０)内に樹脂(Ｒ)を注入した後、上記金型(１３０)の間隔が上記成形位置になるように上記金型(１３０)内の樹脂(Ｒ)を圧縮しながら上記位置決め部材(１１１,１２１)を抜く工程と
を有することを特徴とするインサート成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインサート成形方法において、
上記位置決め部材(１１１,１２１)を抜く工程において、上記金型(１３０)内の樹脂(Ｒ)の温度が注入直後よりも低くかつ硬化前よりも高いときに上記位置決め部材(１１１,１２１)を抜くことを特徴とするインサート成形方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインサート成形方法において、
上記位置決め部材(１１１,１２１)を抜く工程において、上記位置決め部材(１１１,１２１)が抜かれた状態で、上記位置決め部材(１１１,１２１)の先端面が上記金型(１３０)の内面に沿って連続するようになっていることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載のインサート成形方法において、
上記金型(１３０)は、対向する一対の型部材(１１０,１２０)を有し、
上記インサート部品(２０)は、上記一対の型部材(１１０,１２０)の両方から突出する上記位置決め部材(１１１,１２１)により挟まれることによって上記金型(１３０)内の上記所定の位置に位置決めされることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１つに記載のインサート成形方法において、
上記金型(１３０)内に上記インサート部品(２０)を配置する工程の後、かつ、上記インサート部品(２０)を位置決めする工程の前に、上記インサート部品(２０)の曲げ加工または絞り加工の少なくとも一方を上記金型(１３０)を用いたプレス成形により行う工程を有することを特徴とするインサート成形方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１つに記載のインサート成形方法において、
上記樹脂(Ｒ)は、ポリプロピレン(ＰＰ樹脂)、ポリスチレン(ＰＳ樹脂)、アクリロニトリルスチレン(ＡＳ樹脂)、ガラス繊維強化アクリロニトリルスチレン(ＡＳＧ樹脂)のうちの少なくとも１つであることを特徴とするインサート成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インサート成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インサート成形方法としては、プロペラファンの軸受部近傍に円板形状の金属製のインサート部品を一体成形するものがある(例えば、特開２００２−２７６５９４号公報(特許文献１)参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記インサート成形方法では、射出成形時にインサート部品を金型内に固定する位置決めピンが必要なため、成形後のプロペラファンに位置決めピンの跡が残り、この位置決めピンの跡ではインサート部品が樹脂に覆われずに露出してしまう。
【０００５】
このため、上記プロペラファンでは、金属製のインサート部品が樹脂から露出している箇所(位置決めピンの跡など)において割れの起点となったりさびが発生したりするという問題がある。
【０００６】
また、このような構成のプロペラファンでは、インサート部品と樹脂との密着性が悪くなって樹脂が剥がれてしまうため、インサート部品側に樹脂が剥がれないような形状を設ける必要がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、インサート部品全体を露出しないように樹脂で覆うことにより樹脂の割れや剥がれを防止できると共に、耐候性を向上できるインサート成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明のインサート成形方法は、
金型内にインサート部品を配置する工程と、
上記金型の間隔を成形位置よりも広い間隔にした状態で、上記金型内の所定の位置に位置決め部材により上記インサート部品を位置決めする工程と、
上記インサート部品が位置決めされた上記金型内に樹脂を注入する工程と、
上記金型内に樹脂を注入した後、上記金型の間隔が上記成形位置になるように上記金型内の樹脂を圧縮しながら上記位置決め部材を抜く工程と
を有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、上記金型の間隔とは、金型を構成しかつ対向する型部材の間隔である。また、上記成形位置とは、金型を構成する型部材が合わされて、金型内に樹脂を注入してインサート成形品を成形するときの金型の間隔(ゼロ)である。
【００１０】
上記構成によれば、金型の間隔を成形位置よりも広い間隔にした状態で、金型内の所定の位置にインサート部品を位置決め部材により位置決めし、そのインサート部品が位置決めされた金型内に樹脂を注入した後、金型の間隔が成形位置になるように金型内の樹脂を圧縮しながら位置決め部材を抜くことによって、位置決め部材の抜き跡を樹脂で埋めることができ、インサート部品全体を樹脂で覆って露出箇所のないようにすることが可能になる。これにより、インサート部品を覆う樹脂の割れや剥がれを防止できると共に、さびが発生する金属の露出箇所がないので、耐候性を向上できる。
【００１１】
また、一実施形態のインサート成形方法では、
上記位置決め部材を抜く工程において、上記金型内の樹脂の温度が注入直後よりも低くかつ硬化前よりも高いときに上記位置決め部材を抜く。
【００１２】
上記実施形態によれば、金型内の樹脂を圧縮しながら位置決め部材を抜く工程において、金型内の樹脂の温度が注入直後よりも低くかつ硬化前よりも高いときに位置決め部材を抜くことによって、半凝固状態の樹脂により位置決め部材の抜き跡を埋めることが容易にできる。
【００１３】
また、一実施形態のインサート成形方法では、
上記位置決め部材を抜く工程において、上記位置決め部材が抜かれた状態で、上記位置決め部材の先端面が上記金型の内面に沿って連続するようになっている。
【００１４】
上記実施形態によれば、位置決め部材が抜かれた状態において、位置決め部材の先端面が金型の内面に沿って連続するようにしたことによって、位置決め部材の先端面に対向する成形品の表面に段差や凹凸が形成されず、滑らかな表面を有するインサート成形品を形成できる。
【００１５】
また、一実施形態のインサート成形方法では、
上記金型は、対向する一対の型部材を有し、
上記インサート部品は、上記一対の型部材の両方から突出する上記位置決め部材により挟まれることによって上記金型内の上記所定の位置に位置決めされる。
【００１６】
上記実施形態によれば、対向する一対の型部材の両方から突出する位置決め部材によりインサート部品が挟まれることによって、金型内の所定の位置にインサート部品を位置決めするので、対向する型部材の両方の側で樹脂によりインサート部品を覆うことができる。
【００１７】
また、一実施形態のインサート成形方法では、
上記金型内に上記インサート部品を配置する工程の後、かつ、上記インサート部品を位置決めする工程の前に、上記インサート部品の曲げ加工または絞り加工の少なくとも一方を上記金型を用いたプレス成形により行う工程を有する。
【００１８】
上記実施形態によれば、金型内にインサート部品を配置する工程の後、かつ、インサート部品を位置決めする工程の前に、インサート部品の曲げ加工または絞り加工の少なくとも一方を金型を用いたプレス成形により行うことによって、曲げ加工や絞り加工の金型と、インサート成形の金型とを１つの金型で兼用でき、金型のコストを低減できると共に、生産設備のスペースを小さくできる。
【００１９】
また、一実施形態のインサート成形方法では、
上記樹脂は、ポリプロピレン(ＰＰ樹脂)、ポリスチレン(ＰＳ樹脂)、アクリロニトリルスチレン(ＡＳ樹脂)、ガラス繊維強化アクリロニトリルスチレン(ＡＳＧ樹脂)のうちの少なくとも１つである。
【００２０】
上記実施形態によれば、金型内に注入する樹脂として、ポリプロピレン(ＰＰ樹脂)、ポリスチレン(ＰＳ樹脂)、アクリロニトリルスチレン(ＡＳ樹脂)、ガラス繊維強化アクリロニトリルスチレン(ＡＳＧ樹脂)のうちの少なくとも１つを用いることによって、金型内への注入および圧縮が容易にできると共に、樹脂の割れや剥がれを確実に防止でき、耐候性をさらに向上できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上より明らかなように、この発明によれば、金型の間隔を成形位置よりも広い間隔にした状態で、金型内の所定の位置にインサート部品を位置決め部材により位置決めし、インサート部品が位置決めされた金型内に樹脂を注入した後、金型の間隔が成形位置になるように金型内の樹脂を圧縮しながら位置決め部材を抜くことによって、インサート部品全体を露出しないように樹脂で覆うことにより樹脂の割れや剥がれを防止できると共に、耐候性を向上できるインサート成形方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態のインサート成形方法を用いて形成されたインサート成形品の一例としてのプロペラファンの軸方向の一方の側の外観斜視図である。
【図２】図２は上記プロペラファンの軸方向の他方の側の外観斜視図である。
【図３】図３は上記プロペラファンのインサート成形に用いる成形装置の要部の側面模式図である。
【図４】図４は上記成形装置の金型を開いた状態の要部の側面模式図である。
【図５】図５は上記成形装置の要部を斜め上方から見た斜視図である。
【図６】図６は上記プロペラファンと一体成形されるインサート部品の加工前の板金部材の斜視図である。
【図７】図７は曲げ加工と絞り加工を行ったインサート部品の斜視図である。
【図８】図８は上記成形装置の型部材(下金型)の挿入ピンが突出した状態を斜め上方から見た斜視図である。
【図９】図９は上記成形装置の型部材(下金型)の位置決めピンが突出した状態を斜め上方から見た斜視図である。
【図１０】図１０は上記成形装置の型部材(上金型)の位置決めピンが突出した状態を斜め下方から見た斜視図である。
【図１１】図１１は上記成形装置から成形品のプロペラファンを取り出すときの状態を示す模式図である。
【図１２】図１２は上記型部材(下金型)の所定の位置に配置された板金部材の位置決め用丸穴に挿入ピンを挿入した状態を示す模式図である。
【図１３】図１３は上記挿入ピンにより水平方向の移動を規制された板金部材が型部材(下金型)の一部に当接した状態を示す模式図である。
【図１４】図１４は図１３の状態から型部材(上金型)を下降させる状態を示す模式図である。
【図１５】図１５は上記板金部材に型部材(上金型)の下端が当接した状態を示す模式図である。
【図１６】図１６は図１５の状態から型部材(上金型)がさらに下降して板金部材の曲げと絞りの加工が始まった状態を示す模式図である。
【図１７】図１７は図１６の状態から型部材(上金型)がさらに最下端まで下降して板金部材の曲げと絞りの加工が終了した状態を示す模式図である。
【図１８】図１８は曲げと絞りの加工が終了したインサート部品の下面に型部材(下金型)側の位置決めピンが当接した状態を示す模式図である。
【図１９】図１９は上記インサート部品の下面に型部材(下金型)側の位置決めピンが当接し、インサート部品の上面に型部材(上金型)側の位置決めピンが当接した状態を示す模式図である。
【図２０】図２０は金型内に樹脂を注入し始めた状態を示す模式図である。
【図２１】図２１は図２０から樹脂をさらに注入した状態を示す模式図である。
【図２２】図２２は図２１の状態から型部材(上金型)を下降させることにより樹脂が圧縮される状態を示す模式図である。
【図２３】図２３は図２２の状態から型部材(上金型)をさらに下降させることにより樹脂が圧縮される状態を示す模式図である。
【図２４】図２４は図２３の状態から型部材(上金型)をさらに下降させることにより樹脂が圧縮されると同時に位置決めピンが抜かれる状態を示す模式図である。
【図２５】図２５は図２４の状態から型部材(上金型)をさらに下降させることにより樹脂が圧縮されると同時に位置決めピンが完全に抜かれた状態を示す模式図である。
【図２６】図２６は図２５の状態から樹脂の温度が低下した後に型部材(上金型)の上昇を開始するときの状態を示す模式図である。
【図２７】図２７は図２６の状態から型部材(上金型)を上昇させて開いたときの状態を示す模式図である。
【図２８】図２８は図２７の状態から型部材(下金型)側の位置決めピンを突出させてプロペラファンを取り出すときの状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明のインサート成形方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。
【００２４】
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態のインサート成形方法を用いて形成されたインサート成形品の一例としてのプロペラファン１の軸方向の一方の側の外観斜視図を示している。
【００２５】
この第１実施形態のプロペラファン１は、図１に示すように、モータ(図示せず)の駆動軸が連結される円板状のハブ１１と、上記ハブ１１の外周縁から半径方向外向きに延びた３つの羽根１２とを備えている。この円板状のハブ１１および３つの羽根１２は、ポリプロピレン(ＰＰ樹脂)、ポリスチレン(ＰＳ樹脂)、アクリロニトリルスチレン(ＡＳ樹脂)、ガラス繊維強化アクリロニトリルスチレン(ＡＳＧ樹脂)のうちの少なくとも１つからなる。
【００２６】
また、図２の上側に上記プロペラファン１の軸方向の他方の側の外観斜視図を示している。プロペラファン１は、図２に示すように、円板状のハブ１１内および３つの羽根１２内に金属製のインサート部品２０が一体成形されている。
【００２７】
また、図２の下側にインサート部品２０の外観斜視図を示している。このインサート部品２０は、円板状の連結部材２１と、その連結部材２１の外周縁から半径方向外向きに延びた３つの羽根状部材２２とを有する。この円板状の連結部材２１は、円板状のハブ１１内に配置され、３つの羽根状部材２２の夫々は、各羽根１２内のハブ１１側に配置されている。
【００２８】
また、プロペラファン１の円板状のハブ１１に、モータ(図示せず)の駆動軸が挿入されるボス１１ａを立設すると共に、ボス１１ａの外周から半径方向外側に放射状に延びる複数のリブ１１ｂを設けている。
【００２９】
図３は上記プロペラファン１のインサート成形に用いる成形装置１００の要部の側面模式図を示している。
【００３０】
上記成形装置１００は、図３に示すように、固定盤１０１と、可動盤１０２と、可動盤１０２を固定盤１０１に対して往復移動させる移動機構(図示せず)とを備えている。固定盤１０１と可動盤１０２は、平面視形状が矩形状をしている。また、固定盤１０１と可動盤１０２のコーナー部分に４本のガイドポスト１０３が配置されている。可動盤１０２は、４本のガイドポスト１０３に沿って上下方向に移動可能に配置されている。また、固定盤１０１の上側に型部材１１０(下金型)が取付けられ、可動盤１０２の下側に、型部材１１０に対向する型部材１２０(上金型)が取付けられている。
【００３１】
上記対向する一対の型部材１１０(下金型)と型部材１２０(上金型)で金型１３０を構成している。
【００３２】
図４は成形装置１００の金型１３０を開いた状態の要部の側面模式図を示し、図５は成形装置１００の要部を斜め上方から見た斜視図を示している。図４,図５に示すように、固定盤１０１の型部材１１０(下金型)は雄型であり、可動盤１０２の型部材１２０(下金型)は雌型である。
【００３３】
また、図５において、２００はインサート部品２０(図２に示す)の加工前の平板状の板金部材である。この板金部材２００は、厚さ０.５ｍｍの金属板を所定の形状に打ち抜くことにより形成される。
【００３４】
図６は上記プロペラファン１と一体成形されるインサート部品２０(図２に示す)の加工前の板金部材２００の斜視図を示している。
【００３５】
この板金部材２００は、図６に示すように、円板状の連結部材２１と、その連結部材２１の外周縁から半径方向外向きに延びた３つの羽根状部材２２とを有する。また、円板状の連結部材２１の中央に大径の丸穴２１ａを設けると共に、その丸穴２１ａの外側に小径の位置決め用丸穴２１ｂを３つ設けている。
【００３６】
図７は曲げ加工と絞り加工を行ったインサート部品２０の斜視図を示しており、図６と同一構成部には同一参照番号を付している。
【００３７】
図８は上記成形装置１００の型部材１１０(下金型)の挿入ピン１１５が突出した状態を斜め上方から見た斜視図を示している。
【００３８】
図８に示すように、雄型の型部材１１０(下金型)の凸部１１０ａに、挿入ピン１１５が上方に突出している状態を示し、この複数の挿入ピン１１５は、図示しない駆動部により出没可能に支持されている。
【００３９】
また、挿入ピン１１５は、図１に示す円板状のハブ１１に対応する領域に配置されている。
【００４０】
また、図９は上記成形装置１００の型部材１１０(下金型)の位置決めピン１１１が突出した状態を斜め上方から見た斜視図を示している。この位置決めピン１１１は、位置決め部材の一例である。
【００４１】
図９に示すように、雄型の型部材１１０(下金型)の凸部１１０ａに、複数の位置決めピン１１１が上方に突出している状態を示し、この複数の位置決めピン１１１は、図示しない駆動部により出没可能に支持されている。
【００４２】
また、複数の位置決めピン１１１のうちの一部は、図１に示す円板状のハブ１１に対応する領域に配置されると共に、複数の位置決めピン１１１のうちの他は、図１に示す３つの羽根１２に対応する領域に配置されている。
【００４３】
一方、図１０は上記成形装置１００の型部材１２０(上金型)の位置決めピン１２１が突出した状態を斜め下方から見た斜視図を示している。この位置決めピン１２１は、位置決め部材の一例である。
【００４４】
図１０に示すように、雌型の型部材１２０(上金型)の凹部１２０ａ内に、複数の位置決めピン１２１が下方に突出している状態を示し、この複数の位置決めピン１２１は、図示しない駆動部により出没可能に支持されている。
【００４５】
また、複数の位置決めピン１２１のうちの一部は、図１に示す円板状のハブ１１に対応する領域に配置されると共に、複数の位置決めピン１２１のうちの他は、図１に示す３つの羽根１２に対応する領域に配置されている。
【００４６】
図１１は上記成形装置１００から成形品のプロペラファン１を取り出すときの状態を示している。図１１では、型部材１２０(上金型)を上方に移動させて、型部材１１０(下金型)上のプロペラファン１を複数の位置決めピン１１１により持ち上げている。
【００４７】
次に、図１２〜図２８に従って上記プロペラファン１のインサート成形方法を説明する。なお、図１２〜図２８は、板金部材２００(図６に示す)またはインサート部品２０(図７に示す)の円板状の連結部材２１を含む要部の断面模式図であり、説明を分かりやすくするために簡略化された図である。この図１２〜図２８では、図１〜図１１と同一の構成部には同一参照番号を付している。
【００４８】
まず、図１２に示すように、平板状の板金部材２００(図６に示す)の位置決め用丸穴２１ｂに挿入ピン１１５を挿入して、板金部材２００を型部材１１０(下金型)の所定の位置に配置する。
【００４９】
図１３は上記挿入ピン１１５により水平方向の移動を規制された板金部材２００が型部材１１０(下金型)の一部に当接した状態を示している。
【００５０】
次に、図１４に示すように、図１３の状態から型部材１２０(上金型)を下降させることにより、図１５に示すように、板金部材２００に型部材１２０(上金型)の下端が当接する。
【００５１】
次に、図１６に示すように、図１５の状態から型部材１２０(上金型)をさらに下降させて、板金部材２００の曲げ加工と絞り加工を始める。
【００５２】
さらに、図１７に示すように、図１６の状態から型部材１２０(上金型)をさらに最下端まで下降させて、板金部材２００の曲げ加工と絞り加工が終了する。これにより、板金部材２００は、曲げ加工と絞り加工によって図７に示す形状のインサート部品２０となる。
【００５３】
次に、図１８に示すように、曲げ加工と絞り加工が終了したインサート部品２０の下面に、型部材１１０(下金型)側の複数の位置決めピン１１１(図１８では１つのみを示す)の先端を当接させる。ここで、型部材１１０(下金型)と型部材１２０(上金型)との間隔を１０ｍｍとし、金型１３０の間隔を成形位置よりも広い間隔にしている。また、インサート部品２０の厚さを０.５ｍｍとしている。
【００５４】
ここで、金型１３０の間隔とは、金型１３０を構成しかつ対向する型部材１１０,１２０の間隔である。また、上記成形位置とは、金型１３０を構成する型部材１１０,１２０が合わされて、金型１３０内に樹脂を注入してインサート成形品を成形するときの金型１３０の間隔(ゼロ)である。
【００５５】
次に、図１９に示すように、インサート部品２０の下面に型部材１１０(下金型)側の位置決めピン１１１の先端を当接させ、インサート部品２０の上面に型部材１２０(上金型)側の位置決めピン１１２の先端を当接させる。
【００５６】
このとき、各位置決めピン１１１に対向する型部材１２０(上金型)の位置に位置決めピン１１２(図１９では１つのみを示す)が設けられており、複数の箇所において対向する一対の位置決めピン１１１と位置決めピン１１２でインサート部品２０が挟まれることによって、金型１３０内の所定の位置にインサート部品２０が位置決めされる。
【００５７】
なお、図１９では、型部材１１０(下金型)と型部材１２０(上金型)との間隔を１０ｍｍとしたが、型部材１２０(上金型)の下面のインサート成形時の位置(成形位置)は、型部材１１０(下金型)の上面から２.３ｍｍの位置である。
【００５８】
次に、図２０に示すように、金型１３０内に溶融した樹脂Ｒの注入を始める。ここで、樹脂Ｒは、例えば２３０℃〜２６０℃に加熱溶融されて、複数のノズル１４０(図２０では１つのみを示す)から金型１３０内に注入される。また、型部材１１０(下金型)の上側と型部材１２０(上金型)の下側の温度が４０℃〜６０℃になるように、型部材１１０,型部材１２０を予めヒータ(図示せず)により加熱している。
【００５９】
次に、図２１に示すように、図２０の状態から溶融した樹脂Ｒをさらに注入する。
【００６０】
そして、樹脂Ｒの注入後に、図２２,図２３に示すように、図２１の状態から型部材１２０(上金型)を下降させることにより樹脂Ｒを圧縮する。これによって、注入された樹脂Ｒが金型１３０内に広がる。
【００６１】
さらに、図２４に示すように、図２３の状態から型部材１２０(上金型)を下降させることにより樹脂Ｒが圧縮され、これと同時に位置決めピン１１１,１１２が抜かれる。
【００６２】
それによって、図２５に示すように、型部材１２０(上金型)の下降により樹脂Ｒが圧縮されると同時に位置決めピン１１１,１１２が完全に抜かれる。この実施形態では、型部材１２０(上金型)を下降させて圧縮しながら位置決めピン１１１,１１２を抜く動作は、型部材１２０(上金型)を下降開始時点から所定時間の後にエアシリンダ(図示せず)を用いて１秒以内に行われる。この図２５では、金型１３０内の樹脂Ｒの温度は、注入直後よりも低くかつ硬化前よりも高い温度であり、いわゆる半凝固状態の樹脂になっている。
【００６３】
このとき、位置決めピン１１１の先端面は、型部材１１０(下金型)の上面と連続的に連なる同一曲面または同一平面となり、位置決めピン１１２の先端面は、型部材１２０(上金型)の下面と連続的に連なる同一曲面または同一平面となる。これにより、位置決めピン１１１,１１２に対向するプロペラファン１(図１,図２に示す)の表面に段差や凹凸が形成されない。また、型部材１１０(下金型)と型部材１２０(上金型)との間隔を２.３ｍｍ(成形位置)としている。
【００６４】
なお、位置決めピン１１１,１１２を駆動するエアシリンダの代わりに、サーボシリンダを用いて位置決めピン１１１,１１２を抜いてもよい。この場合、下降する型部材１２０(上金型)の位置に応じてサーボシリンダを制御することによって、位置決めピン１１１,１１２を正確なタイミングで抜くことが可能になる。
【００６５】
次に、図２６に示すように、図２５の状態から型部材１１０(下金型)と型部材１２０(上金型)を冷却して、樹脂の温度が所定温度(例えば１００℃)以下に下げた後に型部材１２０(上金型)の上昇を開始する。
【００６６】
図２７は図２６の状態から型部材１２０(上金型)を上昇させて開いたときの状態を示している。
【００６７】
次に、図２８に示すように、図２７の状態から型部材１１０(下金型)側の位置決めピン１１１を突出させてプロペラファン１を取り出す。
【００６８】
上記第１実施形態のインサート成形方法は、金型１３０内にインサート部品２０を配置する工程(図１２,図１３参照)と、金型１３０の間隔を成形位置よりも広い間隔にした状態で、金型１３０内の所定の位置にインサート部品２０を位置決めピン１１１,１２１により位置決めする工程(図１８,図１９参照)と、インサート部品２０が位置決めされた金型１３０内に樹脂Ｒを注入する工程(図２０,図２１参照)と、金型１３０内に樹脂Ｒを注入した後、金型１３０の間隔が成形位置になるように金型１３０内の樹脂Ｒを圧縮しながら位置決めピン１１１,１２１を抜く工程(図２２〜図２５参照)とを有する。
【００６９】
上記インサート成形方法によれば、金型１３０の間隔を成形位置よりも広い間隔にした状態で、金型１３０内の所定の位置にインサート部品２０を位置決めピン１１１,１２１により位置決めし、インサート部品２０が位置決めされた金型１３０内に溶融した樹脂Ｒを注入した後、金型１３０の間隔が成形位置になるように金型１３０内の樹脂Ｒを圧縮しながら位置決めピン１１１,１２１を抜くことによって、位置決めピン１１１,１２１の抜き跡を樹脂Ｒで埋めることができ、インサート部品２０全体を樹脂Ｒで覆って露出箇所のないようにすることが可能になる。この位置決めピン１１１,１２１を抜くときの樹脂Ｒは、溶融状態ではなくインサート部品２０を保持する力がある半凝固状態であるので、位置決めピン１１１,１２１は樹脂Ｒにより保持されて位置がずれないと共に、圧縮によって樹脂Ｒが流動可能であるので、位置決めピン１１１,１２１の抜き跡を埋めることができる。
【００７０】
これにより、インサート部品２０を覆う樹脂Ｒの割れや剥がれを防止できると共に、さびが発生する金属の露出箇所がないので、耐候性を向上できる。
【００７１】
また、上記インサート成形方法では、金属製のインサート部品２０全体を樹脂Ｒで覆うことによって、金属部品に対するテスト(塩水噴霧試験など)が不要になる。
【００７２】
また、上記インサート成形方法により形成されたプロペラファン１は、インサート部品２０により強度を高めることができる。特に、ハブ１１の外周縁から半径方向外向きに延びた３つの羽根１２のうちの根元部分(ハブ１１側部分)をインサート部品２０の羽根状部材２２により補強することで、羽根１２の根元側の樹脂を肉厚にしたり補強リブを設けたりすることなく、プロペラファン全体の樹脂Ｒを薄くして、樹脂量を低減できると共に、軽量化が図れる。したがって、プロペラファンの大型化にも容易に対応することができる。
【００７３】
また、上記金型１３０内の樹脂Ｒを圧縮しながら位置決めピン１１１,１２１を抜く工程において、金型１３０内の樹脂Ｒの温度が注入直後よりも低くかつ硬化前よりも高いときに位置決めピン１１１,１２１を抜くことによって、半凝固状態の樹脂Ｒにより位置決めピン１１１,１２１の抜き跡を埋めることが容易にできる。
【００７４】
また、上記実施形態によれば、位置決めピン１１１,１２１を抜く工程において、位置決めピン１１１,１２１が抜かれた状態において、位置決めピン１１１,１２１の先端面が金型１３０の内面に沿って連続するようにしたことによって、位置決めピン１１１,１２１の先端面に対向するプロペラファン１の表面に段差や凹凸が形成されず、滑らかな翼面を有するプロペラファン１を形成できる。これにより、プロペラファン１の送風性能を向上できる。
【００７５】
また、上記対向する一対の型部材１１０,１２０の両方から突出する複数の位置決めピン１１１,１２１によりインサート部品２０が挟まれることによって、金型１３０内の所定の位置にインサート部品２０を位置決めするので、対向する型部材１１０,１２０の両方の側でインサート部品２０を樹脂Ｒにより覆うことができる。
【００７６】
また、上記金型１３０内にインサート部品２０を配置する工程の後、かつ、インサート部品２０を位置決めする工程の前に、図１４〜図１７においてインサート部品２０の曲げ加工と絞り加工を金型１３０を用いたプレス成形により行うことによって、曲げ加工や絞り加工用の金型と、インサート成形用の金型とを１つの金型１３０で兼用でき、金型１３０のコストを低減できると共に、生産設備のスペースを小さくできる。
【００７７】
なお、上記プレス成形は、曲げ加工または絞り加工の少なくとも一方であってもよい。
【００７８】
また、上記金型１３０内に注入する樹脂Ｒとして、ポリプロピレン(ＰＰ樹脂)、ポリスチレン(ＰＳ樹脂)、アクリロニトリルスチレン(ＡＳ樹脂)、ガラス繊維強化アクリロニトリルスチレン(ＡＳＧ樹脂)のうちの少なくとも１つを用いることによって、金型１３０内への注入および圧縮が容易にできると共に、樹脂の割れや剥がれを確実に防止でき、耐候性をさらに向上できる。
【００７９】
〔第２実施形態〕
次に、この発明の第２実施形態のインサート成形方法を用いて形成されたインサート成形品の一例としてのプロペラファンについて説明する。
【００８０】
この第２実施形態のインサート成形方法は、曲げ加工や絞りの加工がない点を除いて第１実施形態のインサート成形方法と同様の工程を有している。
【００８１】
すなわち、第１実施形態では、平板状の板金部材２００(図６に示す)を型部材１１０(下金型)の所定の位置に配置し、型部材１２０(上金型)を下降させて、板金部材２００に曲げ加工と絞り加工を施すことにより、インサート部品２０を形成したが、この第２実施形態のインサート成形方法では、加工済みのインサート部品２０を型部材１１０(下金型)の所定の位置に配置する。
【００８２】
上記第２実施形態のインサート成形方法は、金型１３０を用いたプレス成形によりインサート部品２０の曲げ加工と絞り加工を行う効果を除いて第１実施形態のインサート成形方法と同様の効果を有する。
【００８３】
〔第３実施形態〕
次に、この発明の第３実施形態のインサート成形方法を用いて形成されたインサート成形品の一例としてのプロペラファンについて説明する。
【００８４】
この第３実施形態のインサート成形方法を用いて形成されたプロペラファンは、インサート部品を除いて第１実施形態のプロペラファン１と同様の構成をしている。
【００８５】
この第３実施形態のプロペラファンのインサート部品は、円板状の連結部材のみの形状をしており、その連結部材の外周縁から延びる羽根状部材を有していない。
【００８６】
上記第３実施形態のインサート成形方法は、プロペラファンの羽根内にインサート部品の羽根状部材を設ける効果を除いて第１実施形態のインサート成形方法と同様の効果を有する。
【００８７】
上記第１〜第３実施形態では、上下方向に間隔をあけて対向する一対の型部材１１０(下金型)と型部材１２０(上金型)で構成された金型１３０を用いたインサート成形方法について説明したが、金型はこれに限らず、例えば、水平方向に間隔をあけて対向する一対の型部材(下金型)と型部材(上金型)で構成された金型を用いてもよく、さらに、３以上の型部材を組み合わせた金型を用いてもよい。
【００８８】
また、上記第１〜第３実施形態では、この発明のインサート成形方法を用いてインサート部品２０と樹脂Ｒが一体成形されたインサート成形品としてのプロペラファン１について説明したが、インサート成形品はプロペラファンは限らず、金型内に挿入したインサート部品の周りに樹脂を注入してインサート部品と樹脂を一体成形されるインサート成形品の全てにこの発明のインサート成形方法を適用してもよい。
【００８９】
また、上記第１〜第３実施形態では、加熱溶融させた熱可塑性樹脂を金型内に射出注入して冷却,固化させる射出成形を用いたインサート成形方法について説明したが、この発明はこれに限らず、熱硬化性樹脂を用いたインサート成形方法などにこの発明を適用してもよい。
【００９０】
また、上記第１〜第３実施形態では、インサート部品２０全体を樹脂で覆ったプロペラファン１を成形するインサート成形方法について説明したが、金型内の樹脂を圧縮しながら位置決めピンを抜く工程において、位置決めピンがインサート部品に当接する複数の箇所のうちの所望の箇所の位置決めピンのみを抜くことによって、その所望の箇所のみを樹脂で覆うようにしてもよい。
【００９１】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第３実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…プロペラファン
１１…円板状のハブ
１２…羽根
２０…インサート部品
２１…円板状の連結部材
２１ａ…丸穴
２１ｂ…位置決め用丸穴
２２…羽根状部材
１００…成形装置
１０１…固定盤
１０２…可動盤
１０３…ガイドポスト
１１０…型部材(下金型)
１１１…位置決めピン
１１５…挿入ピン
１２０…型部材(上金型)
１２０ａ…凹部
１２１…位置決めピン
１３０…金型
１４０…ノズル
２００…板金部材
【図１】
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【図２】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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