(57)【要約】【課題】上下で異なるねじれ形状のアンダーカット部を有するインペラー等の成形体の成形において、成形体が有する諸特性を損なわずに、機械的強度や外観に優れた樹脂成形体を成形する方法を提供すること。【解決手段】上下で異なるねじれ形状のアンダーカット部を有する成形体の成形方法において、金型内に成形体の前記アンダーカット部を成形する補助型をインサートとして組み込み、成形体を成形し、この成形体とともに前記補助型を金型より取り出し、次いで、補助型から成形体を分離する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下で異なるねじれ形状のアンダーカット部を有する成形体の成形方法において、金型内に成形体の前記アンダーカット部を成形する補助型をインサートとして組み込み、成形体を成形し、この成形体と共に前記補助型を金型より取り出し、次いで、補助型から成形体を分離することを特徴とするアンダーカットを有する成形体の成形方法。
【請求項２】
アンダーカット部を有する成形体がインペラーである請求項１に記載の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンダーカットを有する成形体の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アンダーカットを有する成形体の代表的なものとしてインペラーがある。
インペラーは、その使用環境から耐熱性、耐磨耗性、耐オイル性、及び高低温雰囲気中の機械的強度が要求されることから、従来より主として金属製インペラーが用いられて来た。しかし金属製インペラーは重量が重い、加工に時間がかかる、コストが高い等の問題がある。一方フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂にガラス繊維等の基材を配合した成形材料は、耐熱性、耐薬品性、機械的強度等、種々の点において優れており、近年、低コスト化や軽量化を目的として、自動車分野を始めとする各種金属部品の代替材料としての需要が高まって来ている。このような樹脂製インペラーの成形に関して、多くの成形技術が公開されている（例えば、特許文献１，２など）。しかし、従来の成形技術において、上下ともにねじれたアンダーカットを有するインペラーの成形等の成形体は、上下抜き成形方法等では成形が困難であった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−５７７６２号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１３７４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ねじれたアンダーカットを有するインペラー等の成形体の成形において、上記のような問題点を解決するため種々の成形方法を検討した結果なされたもので、その目的とするところは、ねじれたアンダーカットを有する成形体を成形する方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、下記（１）〜（２）に記載の本発明により達成される。
（１）  上下で異なるねじれ形状のアンダーカット部を有する成形体の成形方法において、金型内に成形体の前記アンダーカット部を成形する補助型をインサートとして組み込み、成形体を成形し、この成形体と共に前記補助型を金型より取り出し、次いで、補助型から成形体を分離することを特徴とするアンダーカットを有する成形体の成形方法。
（２）  アンダーカット部を有する成形体がインペラーである前記（１）に記載の成形方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の成形方法に使用される補助型（固定型および可動型）について説明する。
本発明において、補助型は、予め成形体のアンダーカット形状に合わせて固定型と可動型に分割して作製される。この補助型を成形金型本体内にインサートとして組み込み、樹脂材料を加熱加圧して成形体を成形した後、成形体とともにこの補助型を取り出し、分離治具を用いて補助型から成形体を取り出す。
【０００７】
図１は、インペラーの形状（一例）を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。このインペラー１は、表裏に貫通する複数の異形孔２を有していて、各孔は、（ｂ）に示すように断面が中央でくの字に折れていて、上下はそれぞれ捻れた形状である。このような貫通孔を形成するために、先端部にこの貫通孔に相当する複数の捻れ形状を有する２つの補助型を用いる。図２および図３はこの補助型を示すものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。５，８は、インペラーの捻れた貫通孔を形成するための複数の補助型突起部であり、６，９は、成形後に補助型を成形体から分離するときに用いられる回転棒の差込み孔であり、７，１０は、回転防止のための切り込みである。
【０００８】
成形時に、２つの補助型は成形金型本体のキャビティ内に組み込み固定され、型閉めされる。このとき、このキャビティと補助型により形成される空間が、インペラー成形体が成形される部分である。次いで、樹脂材料がキャビティ内に充填される。樹脂が固化した後、成形体と補助型はそのままでは分離できないので、両者一体化した状態で取り出す。この一体化物は、一対の分離冶具にはめ込まれる。図４は、この状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。１はインペラー成形体、３，４は補助型、１１，１２は分離冶具、１３，１４は回転棒を通す楕円形状の孔である。続いて、図５に示すように、回転棒１５，１６を分離冶具１１，１２の楕円孔１３，１４から補助型の差込み孔６，９に差し込み、楕円孔の長径方向Ａに回転させる。このとき、補助型３，４はそれぞれ左右外側Ｂ、Ｃに動いて、成形体１が補助型３，４から分離される。図６は、分離冶具にはめ込まれた補助型３，４から成形体１が分離された状態を示す。
【０００９】
本発明において、補助型に用いられる材質は特に限定されないが、成形金型用焼き入れ材を用いて型を作製し、熱処理したものが望ましい。これによりインサート時や離型時において型カジリ等による損傷を防止し、成形トラブルを防ぐ事が出来る。
【００１０】
本発明において、前記補助型をインサート成形してインペラー等の成形体を成形する。ここで用いられる成形方法としては、通常の射出成形法である。射出成形法は、従来より一般的に広く行われている成形法であり金型の製造費等コスト的な面からもインペラー等の成形体の製造に適している。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明でインペラーを成形する実施例に基づき具体的に説明する。
使用した成形材料は、ガラス繊維を主基材とするフェノール樹脂成形材料でインペラーの形状は大略図１の通りである。
インペラー成形体の寸法は、内径４ｍｍ、外径２５ｍｍ、高さ４ｍｍである。中央に径４ｍｍの穴（周り止めのための切り込みが設けられている）があり、その外側に大きさ約６ｍｍ  ×  ２ｍｍの異形孔が円周状に２５個形成されている。
【００１２】
１．前記成形型用焼き入れ材を使用して、以下の寸法の補助型３，４を製作した。
固定型３の寸法：外径２４ｍｍ、高さ１２ｍｍ（図２）
可動型４の寸法：外径２４ｍｍ、高さ１７ｍｍ（図３）
２．成形体分離のための治具として、以下の寸法の治具を製作した。（図４）
固定型用分離治具１１の寸法：巾６０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、厚さ２５ｍｍ；楕円孔長さ１３ｍｍ、幅５ｍｍ
可動型用分離治具１２の寸法：巾６０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ；楕円孔長さ１３ｍｍ、幅５ｍｍ
回転棒１５，１６の寸法：外径２．５ｍｍ、高さ１００ｍｍ（図５）
【００１３】
３．前記補助型３，４を金型本体内にインサートとして組み込み、以下の条件にて射出成形した。
温度１７５℃、圧力（低／高）３０８ＭＰａ／６７７ＭＰａ、時間３５秒間４．型開き後、突き出しによりインペラー成形体とともに補助型３，４を金型本体より取り出した。
５．取り出した補助型を成形体分離治具１１，１２にセットした。
【００１４】
６．前記分離治具１１，１２の楕円孔１３，１４より回転棒１５，１６を補助型（固定型）３と補助型（可動型）４の差込み孔６、９にそれぞれ挿入セットした（図５）。
７．その後、固定型用分離治具１１にセットした回転棒１５を操作方向Ａに回転させることにより補助型（固定型）３を後退方向Ｂへ移動させ成形体１を固定側補助型より分離した。次いで、可動型用分離治具１２にセットした回転棒１６を操作方向Ａに回転させることにより補助型（可動型）４を後退方向Ｃへ移動させ成形体１を可動側補助型より分離した（図６）。このようにして成形体１を補助型から取り出した。
【００１５】
得られたインペラー成形体について、外観、成形作業性を評価したところ、以下に示すように、良好な外観を有し、成形作業性においても優れていた。
【００１６】
（評価方法と結果）
１．外観
成形されたインペラーを目視にて評価した。上下のねじれたアンダーカット部（異形孔の周囲）には欠け等の損傷も無く、成形体全体が良好な外観を有していた。
２．成形作業性
成形作業性については、成形時に、補助型を金型本体にインサートする時のハンドリングの容易さにて評価した。補助型のインサートに要する時間はわずか数秒であり、成形作業性は良好な結果であった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に従えば、従来の成形方法で困難であった上下にねじれたアンダーカットを有するインペラー等の成形体を容易に成形することが可能となった。よって、本発明により得られた樹脂製インペラー等の成形体は、従来より用いられて来た金属製成形体に代わり、優れた外観と特性を有する成形体として種々の用途に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるインペラーの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】補助型（固定型）を示すものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】補助型（可動型）を示すものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】成形体と補助型の一体化物を分離治具にはめ込んだ状態であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】補助型から成形体を分離するときの断面斜視図である。
【図６】補助型から成形体を分離したときの断面図である。
【符号の説明】
１    インペラー成形体
２    インペラーの異形孔
３  補助型（固定型）
４  補助型（可動型）
５，８  補助型突起部
６，９  回転棒の差込み孔
７，１０  回転防止のための切り込み
１１，１２  離型治具
１３，１４  楕円形状の孔
１５，１６  回転棒
Ａ  回転棒の操作方向
Ｂ  補助型（固定型）の移動方向
Ｃ  補助型（可動型）の移動方向
【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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