(57)【要約】【課題】容易かつ迅速に高精度で成形品を成形する成形用金型を提供する。【解決手段】第一穴を有する可動金型本体と、可動金型本体の第一穴内で固定され、第一穴の偏心位置に第二穴を有する可動側外偏心リングと、可動側外偏心リングの第二穴内で固定され、第二穴の偏心位置に第三穴を有する可動側内偏心リングと、可動側内偏心リングの第三穴内に固定された可動側中央部材とを備えた可動金型と、第四穴を有する固定金型本体と、固定金型本体の第四穴内で固定され、第四穴の偏心位置に第五穴を有する固定側外偏心リングと、固定側外偏心リングの第五穴内で固定され、第五穴の偏心位置に第六穴を有する固定側内偏心リングと、固定側内偏心リングの第六穴内に固定された固定側中央部材とを備え、第二穴の第一穴に関する偏心量と第五穴の第四穴に関する偏心量は同じであり、第三穴の第二穴に関する偏心量と第六穴の第五穴に関する偏心量は同じである。【選択図】　　　図１
2004034548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一穴を有する可動金型本体と、
前記可動金型本体の前記第一穴内で固定され、かつ前記第一穴の偏心位置に第二穴を有する可動側外偏心リングと、
前記可動側外偏心リングの前記第二穴内で固定され、かつ前記第二穴の偏心位置に第三穴を有する可動側内偏心リングと、
前記可動側内偏心リングの前記第三穴内に固定された可動側中央部材とを備えた可動金型と、
第四穴を有する固定金型本体と、
前記固定金型本体の前記第四穴内で固定され、かつ前記第四穴の偏心位置に第五穴を有する固定側外偏心リングと、
前記固定側外偏心リングの前記第五穴内で固定され、かつ前記第五穴の偏心位置に第六穴を有する固定側内偏心リングと、
前記固定側内偏心リングの前記第六穴内に固定された固定側中央部材とを備え、
前記第二穴の前記第一穴に関する偏心量と前記第五穴の前記第四穴に関する偏心量は同じであり、かつ前記第三穴の前記第二穴に関する偏心量と前記第六穴の前記第五穴に関する偏心量は同じであることを特徴とする成形用金型。
【請求項２】
前記可動金型本体と前記可動側外偏心リング、前記可動側外偏心リングと前記可動側内偏心リング、前記固定金型本体と前記固定側外偏心リング、前記固定側外偏心リングと前記固定側内偏心リングのそれぞれの間には、ピンと、前記ピンを受容する凹所とがそれらの周方向に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。
【請求項３】
前記固定側中央部材及び前記可動側中央部材の少なくとも一方に冷却水通路が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形用金型に関し、特に、ファンを製造するための成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばファンなどの回転体の射出成形時に成形品の回転中心位置（軸心）と重心位置が一致しないアンバランスな状態となることがある。このようなアンバランスにより成形品の回転時に回転不釣合いが生じてしまうので、何らかの方法でアンバランスを調整する必要がある。従来では、金型を切削したり、成形品にウェイトをつけたりするなどの方法が提案されていた。ところが、このような方法では、手作業であるため、膨大な時間を要しかつ高価であるという問題点があった。
【０００３】
そこで、迅速かつ廉価にアンバランスを調整するために、固定金型の中央部のみを金型の他の部分に対して移動させる方法が提案されている。例えば、特公平７−１１５３８１号公報では、アンバランス量を、ファンの回転中心位置を原点としたファンの重心位置である「方向」と、ファンの重心位置とファンの回転中心位置の間の距離とファンの重量との積である「大きさ」とで評価し、この評価に基づいて、すなわち、前記「方向」と反対方向に同等の「大きさ」だけ、成形品の中央のボスに対応する固定金型の中心部を金型の長手軸線に直角な平面内で移動させている。
【０００４】
固定金型の中心部のみを金型の他の部分に対して移動させるために、固定金型は、固定金型本体と、固定金型本体内に嵌合された外偏心リングと、この外偏心リング内に嵌合された内偏心リングと、内偏心リング内に嵌合された中央部とを備えており、外偏心リングと内偏心リングを適切に回転させることにより、内偏心リング内の固定金型の中心部の位置を移動させている。このように、一度調整すれば調整作業が完了するので、迅速かつ廉価に回転中心を重心位置に一致させることができる。
【０００５】
ところで、ボス部が筒状である成形品を成形する場合、ボス部近傍では、例えば、固定金型の中心部は筒状部の外壁を構成し、可動金型が筒状の穴部分を構成している。このような構成により、上記方法で回転中心を重心位置に一致させるために固定金型の中心部のみを移動させると、ボス部の穴部分が筒状部分に対して偏心してしまう。このような偏心により、成形品のボス部の薄肉である場合には、ボス部の強度が低下してしまうなど無視できないほどに成形品の精度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点を鑑み、本発明は、容易かつ迅速に高精度で成形品を成形する成形用金型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る成形用金型によれば、第一穴を有する可動金型本体と、可動金型本体の第一穴内で固定され、かつ第一穴の偏心位置に第二穴を有する可動側外偏心リングと、可動側外偏心リングの第二穴内で固定され、かつ第二穴の偏心位置に第三穴を有する可動側内偏心リングと、可動側内偏心リングの第三穴内に固定された可動側中央部材とを備えた可動金型と、第四穴を有する固定金型本体と、固定金型本体の第四穴内で固定され、かつ第四穴の偏心位置に第五穴を有する固定側外偏心リングと、固定側外偏心リングの第五穴内で固定され、かつ第五穴の偏心位置に第六穴を有する固定側内偏心リングと、固定側内偏心リングの第六穴内に固定された固定側中央部材とを備え、第二穴の第一穴に関する偏心量と第五穴の第四穴に関する偏心量は同じであり、かつ第三穴の第二穴に関する偏心量と第六穴の第五穴に関する偏心量は同じである。これにより、固定側のキャビティの中心部と可動側のキャビティの中心部の両方を金型の長手軸線に直角な平面内で移動させることにより、金型の中心部分の位置を高精度で調整することができ、成形品を高精度に成形することができる。
【０００８】
本発明の請求項２に係る成形用金型によれば、請求項１に係る成形用金型において、可動金型本体と可動側外偏心リング、可動側外偏心リングと可動側内偏心リング、固定金型本体と固定側外偏心リング、固定側外偏心リングと固定側内偏心リングのそれぞれの間には、ピンと、ピンを受容する凹所とがそれらの周方向に等間隔に設けられている。これにより、外偏心リングと内偏心リングの位置を割り出すことができるので、可動側中央部材と固定側中央部材を平面内において全く同じ量だけ移動させることができ、金型の中心部の位置を高精度で調整することができ、成形品をより高精度に成形することができる。
【０００９】
本発明の請求項３に係る成形用金型によれば、請求項１又は２に係る成形用金型において、固定側中央部材及び可動側中央部材の少なくとも一方に冷却水通路が設けられている。これにより、キャビティの中心部を冷却することができ、成形品の中心部の収縮率を低減し、成形品の精度をより一層向上させることができるというさらなる利点がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の成形用金型の断面図である。本発明の成形用金型１０は、パーティングラインＡで分離される固定金型２０と可動金型４０とで構成されている。固定金型２０は、固定金型本体２１と、固定金型本体２１の内部に嵌合された第一固定側リング２３及び第二固定側リング２４と、これらリング２３、２４の内部に嵌合された、固定金型２０側のキャビティ３０の中心部分を微調整することができる固定金型調整機構とで構成されている。一方、可動金型４０は、可動金型本体４１と、可動金型本体４１の内部に嵌合された可動側リング４４と、可動側リング４４の内部に嵌合された、可動金型４０側のキャビティ３０の中心部分を微調整することができる可動金型調整機構とで構成されている。
【００１１】
次に、成形品がシロッコファンである場合を例にとってキャビティ３０について説明する。シロッコファンの羽根部分に対応するリング部、すなわち、キャビティの外側部分は、固定側リング２３、２４と可動側リング４４とで構成されている。また、シロッコファンのディスク部、すなわち、キャビティの内側部分は、可動金型調整機構と固定金型調整機構で構成されている。また、シロッコファンのディスク部の中央の筒状のボス部、すなわち、キャビティの中心部分は、以下に詳細に説明するように、固定金型調整機構の固定側中央部材と、可動金型調整機構の可動側中央部材とで構成されており、各金型調整機構の中央部材の位置を金型の長手軸線に直角な平面内で変えることにより、キャビティの中心部の位置、すなわち成形品の中心部の形状を微調整することができる。
【００１２】
固定金型調整機構は、図２の斜視図に示すように、第一固定側リング２４内に嵌合された固定側外偏心リング２５と、固定側外偏心リング２５内に嵌合された固定側内偏心リング２６と、固定側内偏心リング２６内に嵌合された固定側中央部材とで構成されている。固定側中央部材は、材料をキャビティ３０内に注入するためのスプルー２２が設けられた筒状部材２７と、筒状部材２７内に嵌合された固定側ボスセンタ２８とで構成されている。固定側ボスセンタ２８には、離型時に成形品を押し出すための押出しピン（図示せず）を配置しうる孔２８ａが形成されている。
【００１３】
外偏心リング２５の外周面には、例えば１６個の位置決めピン２５ｂが周方向に等間隔に設けられており、これら位置決めピン２５ｂの各々は、第二固定側リング２４の内周面に設けられた複数の凹所２４ｃの各々に受容されている。また、内偏心リング２６の外周面には、複数の位置決めピン２６ｂが周方向に等間隔に設けられており、これら位置決めピン２６ｂの各々は、外偏心リング２５の内周面に設けられた複数の凹所（図示せず）の各々に受容されている。また、筒状部材２７の外周面には、複数の位置決めピン２７ｂが周方向に等間隔に設けられており、これら位置決めピン２７ｂの各々は、内偏心リング２６の内周面に設けられた複数の凹所２６ｃの各々に受容されている。このような構成により、固定側リング（固定金型本体）と、外偏心リングと、内偏心リングと固定側中央部材とを相対的に回転させた（割り出した）後に固定することができる。
【００１４】
次に固定金型調整機構の調整の原理について説明する。図３は各リングの模式図である。図３（Ａ）に示すように、外偏心リング２５の中心Ｃは、金型の中心Ｏから距離ｒ１だけ偏心している。このような構成により、外偏心リング２５を回転させることによって、外偏心リング２５の内側の部材の中心を金型の中心Ｏからｒ１の距離の任意の位置に配置することができる。また、図３（Ｂ）に示すように、内偏心リング２６の中心Ｄは、外偏心リング２５の中心Ｃ、すなわちボスセンタの中心から距離ｒ２だけ偏心している。このような構成により、内偏心リング２６を回転させることによって、内偏心リング２６の内側の部材の中心を内偏心リングの中心からｒ２の距離の任意の位置に配置することができる。以上の偏心リング２５、２６の回転の組み合わせにより、偏心リング２６、２７の内側の部材、すなわち中央部材の中心の位置を、金型の中心Ｏから最小距離｜ｒ１−ｒ２｜と最大距離ｒ１＋ｒ２の間で任意の位置に配置することができる。なお、偏心量ｒ１、ｒ２を選択する際、調整前の段階において中央部材の中心の位置を金型の中心Ｏに配置しうるように、｜ｒ１−ｒ２｜を０とする、すなわちｒ１＝ｒ２とすることが好ましい。
【００１５】
偏心リング２５、２６の移動量の決定について説明する。図４は偏心リングの移動量を決定するために用いる図である。図４のｘｙ平面は、金型の長手軸線に直角であり、金型の中心を原点Ｏとし、外偏心リングの中心をＣとし、固定側中央部材の中心をＤとする。図４において、固定側中央部材の中心Ｄを金型の横断面であるｘｙ平面内で座標（ｘ、ｙ）に移動させる場合について考える。内偏心リングの中心Ｃは原点Ｏからｒ１の距離に位置し（線分ＯＣの長さはｒ１）、内偏心リングを回転させる時の中央部材の中心ＤはＣからｒ２の距離に位置する（線分ＣＤの長さはｒ２）ことから、中央部材の中心Ｄの位置は、線分ＯＣと線分ＣＤの組み合わせで定まる。したがって、目標位置（ｘ、ｙ）に移動させたい場合には、Ｄを目標位置（ｘ、ｙ）に一致させてｘｙ平面上にＯＣＤの三角形を形成することにより、ＯＣの方向（外偏心リングの回転量）とＣＤの方向（内偏心リングの回転量）を定めることができる。図４では、調整前の位置が外偏心リングの中心Ｃの位置、固定側中央部材の中心Ｄの位置をｘ軸上にあるとすると、外偏心リングの回転量は、ｘ軸から反時計回りに角度αである。また、内偏心リングの回転量は、外偏心リングに対して時計回りに角度βであるということが理解される。なお、偏心リングの回転方向及び回転量をもう一通り定めることができる。すなわち、ｘｙ平面上にＯＣＤの他に、Ｃと線分ＯＤに対して対称に位置するＣ´を頂点とするＯＣ´Ｄの三角形が形成される。この場合、図４の例において、外偏心リングの回転量はｘ軸から時計回りに角度α´であり、内偏心リングの回転量は、外偏心リングに対して時計回りに角度β´である。
【００１６】
筒状部材２７とボスセンタ２８で構成される固定側中央部材は、内偏心リング２６と一体に構成されてもよいが、ボスセンタ２８の形状が長手軸線に対して非対称である場合などのように、外偏心リング２５及び内偏心リング２６を回転させることによってボスセンタ２８の向きを変えることが好ましくない場合には、固定側中央部材は、内偏心リング２６に対して分離しうる別部材に構成しうる。本実施例では、固定側中央部材と内偏心リング２６は別部材であり、図２に示すように、筒状部材２７の外周面には、複数の位置決めピン２７ｂが周方向に等間隔に設けられており、これら位置決めピン２７ｂの各々は、内偏心リング２６の内周面に設けられた複数の凹所２６ｃの各々に受容されている。これにより、偏心リング２５、２６の回転量と逆の回転量を筒状部材を回転させて内偏心リング２６に固定することにより、筒状部材２７及びボスセンタ２８の金型の横断面内における向きを偏心リング２５、２６を回転させる前と同じ向きに維持することができる。
【００１７】
次に可動金型調整機構について説明する。可動金型調整機構は、可動側リング４４内に嵌合された可動側外偏心リング４５と、可動側外偏心リング４５内に嵌合された可動側内偏心リング４６と、可動側内偏心リング４６内に嵌合された可動側中央部材とで構成されている。また、可動側中央部材は、筒状部材４７と、筒状部材４７内に嵌合された可動側ボスセンタ４８とで構成されており、これらの構成は、それぞれ、固定側外偏心リング２５、固定側内偏心リング２６、固定側中央部材の構成とほぼ同じである。そのため、固定金型側で調整する方法と全く同じ方法で可動金型側で調整することができる。但し、偏心リング４５、４６及び可動側中央部材の回転方向は偏心リング２５、２６及び固定側中央部材の回転方向と全く逆であり、偏心リング４５、４６及び可動側中央部材の移動量は、偏心リング２５、２６及び固定側中央部材の移動量と全く同じである。
【００１８】
次に本発明の冷却機構について説明する。図１に示すように、可動側リング４４の外周には、キャビティ３０を囲う環状の冷却水通路４４ａが設けられている。また、この冷却水通路４４ａに連通した二つの冷却水通路４１ａ（一つのみを示す）が可動金型４１に設けられており、冷却水通路４１ａから冷却水通路４４ａに流入した冷却水は、キャビティ３０の外周付近を周回して冷却水通路４１ａに流出する。これにより、金型のキャビティ３０の外周付近を冷却することができる。
【００１９】
また、本発明では、金型１０のキャビティ３０の中心近傍をより効果的に冷却するために、金型１０の中心近傍に位置するボスセンタに冷却水通路を形成している。図５は可動側ボスセンタ４８の断面図である。図５に示すように、ボスセンタ４８は、筒部本体４８ａと、筒状部材４７と当接する上側環状突出部４８ｂと、筒状部材４７と当接する下側環状突出部４８ｃと、筒状本体４８ａの上面から突出している突起部４８ｄとを備えている。ボスセンタ４８と筒状部材４７を嵌合させると、上側環状突出部４８ｂと下側環状突出部４８ｃと筒状部材４７の間の空間には、環状の第一冷却水通路６１が形成されている。この第一冷却水通路６１の入口及び出口は、それぞれ、可動金型４１に設けられた冷却水通路４１ｂ（一つのみ示している）に接続された筒状部材４７中の冷却水通路４７ａ（一つのみ示している）に接続されている。このような構成により、筒状部材の冷却水通路４７ａに設けられた入口から流入した冷却水は、ボスセンタ４８の外周付近を周回して筒状部材の別の冷却水通路４７ａに設けられた出口を通って出るので、ボスセンタ４８の側面、すなわち可動金型２０の中心近傍を冷却することができる。
【００２０】
金型１０のキャビティ３０の中心近傍をより効果的に冷却するために、ボスセンタ４８の内部に設けた凹所４８ｅにおいて仕切り部材５１を用いて第二冷却水通路６２をさらに形成している。図５に示すように、本実施例では、仕切り部材５１は、フランジ部５１ｂを外周部に有するパイプ状である。仕切り部材５１のフランジ部５１ｂをボスセンタ４８の凹所４８ｅの壁面に嵌合させることにより第二冷却水通路６２を形成している。第二冷却水通路６２の入口はパイプ部の基部５１ａであり、第二冷却水通路６２の出口はフランジ部５１ｂに設けられた穴５１ｃである。第二冷却水通路６２の入口及び出口は、それぞれ、筒状部材４７及び可動金型２０に設けられた冷却水通路に接続されている。このような構成により、第二冷却水通路６２の入口から流入した冷却水は、仕切り部材５１の内部に沿って流れ、パイプ部の先端５１で折り返し、仕切り部材５１の外部を通って第二冷却水通路６２の出口から流れ出る。これにより、金型１０の中心近傍をさらに効率的に冷却することができる。
【００２１】
別の実施例の可動側ボスセンタ４８について図６を参照しつつ説明する。図６に示すように、本実施例の可動側ボスセンタ４８の仕切り部材５１は、基部においてフランジ部５１ｅを有する板部材である。仕切り部材５１の板部材の側部とフランジ部５１ｅの側部をボスセンタ４８の凹所４８ｅの壁面に嵌合させることにより第二冷却水通路６２を形成している。第二冷却水通路６２の入口はフランジ部５１ｂに設けられた第一穴５１ｆであり、第二冷却水通路６２の出口は、フランジ部５１ｂの第一穴５１ｆと反対側に設けられた第二穴５１ｇである。第二冷却水通路６２の入口及び出口は、上記実施例と同様に、それぞれ、筒状部材４７及び可動金型２０に設けられた冷却水通路に接続されている。このような構成により、第二冷却水通路６２の入口から流入した冷却水は、仕切り部材５１の一方側に沿って流れ、仕切り部材５１の先端５１ｈで折り返し、仕切り部材５１の他方側に沿って出口から流れ出る。これにより、金型１０の中心近傍をさらに効率的に冷却することができる。
【００２２】
また、固定金型側のボスセンタ２８にも可動金型のボスセンタ４８の第一冷却水通路６１と同様に冷却水通路を形成し、金型１０の中心近傍をさらに効率的に冷却することができる。
【００２３】
金型調整機構の調整手順について説明する。例えば、固定金型２０及び可動金型４０側の外偏心リング２５、４５の偏心量及び内偏心リング２６、４６の偏心量は０．１ｍｍである。また、外偏心リング２５、４５の偏心方向と逆方向に内偏心リング２６、４６を偏心させることによって、最初の成形時において各金型２０、４０の中央部材の中心を金型１０の中心に位置させる。このように設定した後、成形用金型１０を型締めし、材料を固定金型２０のスプルー２２を通してキャビティ３０内に注入し、射出成形する。
【００２４】
次にアンバランス量を測定する。離型して取り出した成形品について、図示しないバランス測定器により、成形品のアンバランス量、すなわち、成形品の重心と成形品の形状の中心の偏心方向及び偏心量を得る。さらに、この偏心方向及び偏心量を金型の中心軸に直角な平面（図４におけるｘｙ平面）内の偏心座標に変換する。この偏心座標が図４において点Ｐ（−ｘ、−ｙ）であるとすると、アンバランスを解消するために各金型２０、４０の中央部材の中心を（ｘ、ｙ）の方向及び量だけ移動させることが必要であることが確定する。換言すると、図４において、中央部材があるＯから（ｘ、ｙ）の位置に移動させるべきであることが確定する。
【００２５】
次に、偏心リング２５、２６、４５、４６の移動量を決定する。中央部材の中心を移動させる量を確定すると、前述の方法で固定金型の外偏心リング２５の理論回転量α（又はα´）、内偏心リング２６の理論回転量β（又はβ´）を確定することができる。次に、上記理論回転量α、βを参照して実際に回転させうる量の中から、偏心リングを実際に回転させる量α´´、β´´を決定する。例えば、位置決めピン及び凹所の数が１６個である（すなわち最小回転角度が２２．５°である）場合において、理論回転量が４３°である場合には、実際に回転させる回転量を４５°とする。
【００２６】
次に、固定金型の位置を調整する。まず、固定金型２０の第二固定側リング２４から外偏心リング２５及びその内部の全てのリングを取り外し、固定金型本体２１に対してこれらリングを回転量α´´だけ回転させて第二固定側リング２４に取り付ける。次に、内偏心リング２６及びその内部の全てのリングを外偏心リング２５から取り外し、これらリングを回転量β´´だけ回転させて外偏心リング２５に取り付ける。最後に、中央部材の向きを調整前と同じに維持するために、内偏心リング２６から中央部材を取り出して中央部材を調整前と同じ向きにして内偏心リング２６に固定する。こうして、固定金型２０の位置の調整を完了した後、固定金型２０の種々の構成要素を適切な締結手段により固定して固定金型２０を完了する。
【００２７】
次に、可動金型の位置を調整する。可動金型の調整は、前述の固定金型の調整とほぼ同じである。但し、可動金型の外偏心リング及び内偏心リングの回転量は、固定金型の外偏心リング及び内偏心リングの回転量それぞれと同じであり、回転方向が逆である。なお、可動金型の位置の調整は、固定金型の調整の後に限らず、固定金型の調整の前又は同時でもよい。
【００２８】
以上により、本発明では、固定側のキャビティの中心部と可動側のキャビティの中心部の両方を金型の長手軸線に直角な平面内で移動させることにより、金型の中心部分の位置を高精度で調整することができ、成形品を高精度に成形することができる。さらに、外偏心リングと内偏心リングの位置を割り出すことができるので、可動側中央部材と固定側中央部材を平面内において全く同じ量だけ移動させることができ、金型の中心部の位置を高精度で調整することができ、成形品をより高精度に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形用金型の断面図である。
【図２】本発明の固定金型調整機構の斜視図である。
【図３】外偏心リングと内偏心リングの模式図である。
【図４】偏心リングの移動量を決定するために用いる図である。
【図５】可動側ボスセンタの断面図である。
【図６】別の実施例の可動側ボスセンタの断面図である。
【符号の説明】
１０…成形用金型
２０…固定金型
２１…固定金型本体
２５…固定側外偏心リング
２６…固定側内偏心リング
２７…固定側中央部材
２８…固定側中央部材
４０…可動金型
４１…可動金型本体
４５…可動側外偏心リング
４６…可動側内偏心リング
４７…可動側中央部材
４８…可動側中央部材
【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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