JP4188621B2 - 合成樹脂成形体並びにその成形型及びその成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、軸を有する合成樹脂射出成形体、特に、中央部に回転軸が植設された合成樹脂製インペラとして好適に利用し得る合成樹脂射出成形体、及びその合成樹脂射出成形体としてのインペラを備えたファンモータ、例えばＯＡ機器等に用いられるファンモータ、モータ、ターンテーブル等の回転体並びにその成形型及びその成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のファンモータのインペラの断面図である。このインペラ１は椀形部１２、羽根部１４及びその一端が植設された回転軸１６により構成される。また椀形部１２は、底部１２ａ、回転軸保持部１２ｂ及び外周部１２ｃにより構成される。この椀形部１２の外周部１２ｃは円環状の回転対称形状をなし、その外周面には、７枚の羽根部１４が等間隔に突設されている。一方、回転軸保持部１２ｂは、椀形部１２の底部１２ａの中央において、植設された回転軸１６の一端を他端に向かって囲繞する形で突出固着することにより、回転軸１６を支持している。この回転軸１６は、椀形部１２の外周部１２ｃの回転対称軸１６ａに一致するように配置されている。
【０００３】
図４には、この従来のファンモータにおけるインペラの平面図を示す。このインペラ１は、合成樹脂射出成形体であって、その外形形状に合致したキャビティ（金型で成形品が成形される隙間）を有する金型に、回転軸１６の一部を金型のキャビティ内に位置させた状態で、図４のＧに対応するゲート（熱溶融した合成樹脂を射出注入する注入口）からそのキャビティ内に溶融合成樹脂を射出充填し、合成樹脂を冷却固化させた後、その成形体を金型から分離することにより製造する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
回転軸１６を支持する回転軸保持部１２ｂは、その周りの底部１２ａに比べ軸線方向において肉厚な構造を有する。これは、回転軸保持部１２ｂに埋め込まれる回転軸１６の固定強度を確保すると共に、回転軸１６に対する底部１２ａとの直交度を確保するためである。回転軸保持部１２ｂは、椀形部１２と一体的構造であり、樹脂成形されるが、肉厚の薄い部分の方が、厚い部分より先に固化する。よって、底部１２ａの方が回転軸保持部１２ｂよりも早く固化し、回転軸保持部１２ｂにはその外周方向に対して不均一の引っ張り力が作用する。その結果、回転軸保持部１２ｂによって支持される回転軸１６に傾きが生じ、回転軸１６に対する底部１２ａとの直交度が損なわれ、回転振れが生じ、駆動時において振動、騒音発生の原因となる。また、モータ、ファンモータを製造する場合、外周部１２ｃの内周面に装着される環状のロータマグネットと、それに対向してわずかな隙間を介して設けられているステータ（図示を略す）とが接触し、モータ特性を低下させる等の問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、回転軸の固定強化と、回転軸とインペラの底部との直交度を確保でき、回転体の振れを簡単に調整することができる合成樹脂成形体並びにその成形型及びその成形方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の合成樹脂成形体は、回転軸と、射出成形によって形成された合成樹脂部とを具備し、前記回転軸の一部は、前記合成樹脂成形体に設けられた回転軸保持部に埋め込まれることにより支持され、前記回転軸の前記一部以外の他の部分は合成樹脂部から外部に露出し、前記回転軸保持部は、前記回転軸の軸線方向において他の部分より大きい肉厚を有しており、前記回転軸保持部には、前記合成樹脂部の厚みと前記回転軸保持部の軸線方向の厚みとが略均一になるように、前記回転軸回りに間隔をあけて複数の凹部が設けられている。
【０００７】
合成樹脂中に軸を何れかの部分を埋め込んで成形する場合、軸の材料は、溶融合成樹脂の熱や圧力により悪影響を受けないものであれば特に限定されず、金属及びその他の材料を適宜用いることができる。また、軸と合成樹脂との接着性が高いことは必ずしも要しない。両者間に接着性がなくても、又は接着性が低くても差し支えない。
【０００８】
また、軸の合成樹脂部から外部に露出した部分は、例えば、合成樹脂部の表面に表れているだけのものであってもよく、合成樹脂部から大きく又は小さく突出しているものであってもよい。
【０００９】
本発明の回転体は、この合成樹脂成形体を回転体としたものであり、本発明のファンモータはこの回転体をインペラとして備えたものである。
【００１０】
次に、本発明の成形型は、合成樹脂成形体を成形するキャビティを有し、前記成形キャビティの合成樹脂成形体の回転軸保持部に対面する部分には、複数の凸部が設けられている。前記凸部は、合成樹脂成形体の回転軸保持部の凹部を形成する。
【００１１】
更に、本発明の成形方法は、まず、合成樹脂成形体を試作して回転振れを測定し、回転振れが基準以上であった場合は、合成樹脂成形体と軸との直交度を調整するために、成形型の１又は複数の凸部のうち、１以上の凸部を切削する。そして、再度合成樹脂成形体を試作し、回転振れを測定する。この手順を数回繰り返し、回転振れが基準内の数値になった時点で量産に入る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１及び図２を参照しつつ説明する。図１及び図２は、本発明の実施の形態の一例としてのファンモータのインペラについてのものである。図１は断面図、図２は平面図である。
【００１３】
インペラ２０は、熱可塑性の合成樹脂製の合成樹脂部３０と金属製の回転軸４０との結合によりなる。合成樹脂部３０は、図１における下方に開口する略有底円筒状の椀形部３２の外周部３２ｄに７枚の羽根部３４が突設されてなる。回転軸４０は、その基部４０ａが椀形部３２の底部３２ａ（図１における上部に位置する）の中央に設けられている回転軸保持部３２ｂに埋め込まれて椀形部３２を構成する合成樹脂と強固に接着した状態で、外周部３２ｄの回転対称軸４０ｃに一致するように植設されている。回転軸保持部３２ｂはその周囲の底部３２ａに比べて軸線方向において肉厚である。
【００１４】
回転軸４０のうち、ファンモータの軸受（図示を略す）によって支持される被回転支持部４０ｂは、椀形部３２の内部側に突出し、その先端部は椀形部３２の外へ達する。椀形部３２の底部３２ａの外部側の表面（図１における上面）は、軸方向において全体として回転軸４０の基端面と一致する。回転軸保持部３２ｂの外部側の表面（図１における上面）には、回転軸４０の周囲に同軸状に３個の円弧状の凹部３２ｃが等間隔に形成されている。
【００１５】
凹部３２ｃの個数は３個に限らず、また、回転軸保持部３２ｂ外部側の表面（図１における上面）に設けることができれば、円弧状でなくてもよい。
【００１６】
インペラ２０を射出成形により製造するには、回転軸４０の基部４０ａを、金型における合成樹脂部３０の外形に一致する形状に形成されたキャビティ内に位置させ、回転軸４０と同軸状の位置に、キャビティ内に開口するように等間隔に設けたＧに対応する３個のゲートを通じてキャビティ内に溶融合成樹脂を射出充填する。
【００１７】
本発明における成形方法は、型を用いることができる方法であればよく、通常は射出成形であるが、例えば注型による成形も可能である。
【００１８】
また、本発明における合成樹脂は、成形に用いることができる合成樹脂であればよく、通常は熱可塑性樹脂であるが、熱硬化性樹脂を使用することも可能である。
【００１９】
射出充填された合成樹脂がキャビティ内で固化した後、合成樹脂射出成形体であるインペラ２０を金型から分離して金型のゲートにおいて固化した合成樹脂をインペラ２０の合成樹脂部３０から切り離すと、インペラ２０を得ることができる。
【００２０】
このインペラ２０の椀形部３２の外周部３２ｄの内周側に円環状のロータマグネットを設け、回転軸４０を軸受により支持することによって、ロータマグネットがステータの外周側に相対する状態でインペラ２０を回転自在に支持すれば、軸流型のファンモータ（図示を略す）が得られる。
【００２１】
回転振れの少ないインペラを作るためには、まず、インペラを試作し、その回転振れを測定する。回転振れが高い場合は、振れが高くなる方向に設けられている金型の凸部を切削する。そして、再度インペラを試作し、回転振れを測定する。回転振れが目標の数値になるまで、これを数回繰り返し、目標の数値となった時点で、インペラの量産に入る。
【００２２】
なお、実施例の形態においては、回転軸を金型のキャビティ内に位置させ、合成樹脂を射出成形してインペラを成形する方法について説明したが、合成樹脂部を成形した後で、軸を設けてもよい。
【００２３】
また、本発明の合成樹脂成形体は、インペラ以外のものにも勿論適用できる。インペラに適用する場合でも、ファンモータ以外のインペラにも適用できる。また、本発明のファンモータは、ＯＡ機器以外の用途にも勿論使用し得る。
【００２４】
更に、以上の実施の形態についての記述における上下位置関係は、単に図に基づいた説明の便宜のためのものであって、実際の使用状態等を限定するものではない。
【００２５】
以上、本発明に従う合成樹脂成形体並びにその成形型及びその成形方法の実施例について説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００２６】
【実施例】
本発明を実施したファンモータの回転振れの実験結果を表１に示す。インペラを３２個試作し、回転振れを測定した。▲１▼はインペラの回転軸保持部に凹部を設けない、従来技術を利用したインペラ、▲２▼はインペラの回転軸保持部に凹部を設けた、本発明を利用したインペラ、▲３▼は、▲２▼のインペラの回転振れの測定結果をふまえて本発明のインペラの金型の凸部を削り、回転振れを調整したもの。▲４▼は、▲３▼のインペラの回転振れの測定結果をふまえて本発明のインペラの金型の凸部を更に削り、回転振れを調整したものである。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【発明の効果】
本発明の合成樹脂成形体は、インペラの軸線方向において肉厚である回転軸保持部に複数の凹部を設けたため、成形時における回転軸保持部及びその周囲との熱収縮の均一化が図られ、回転軸保持部に嵌着される回転軸の倒れや傾斜がなくなり回転軸とインペラの底部との直交度が確保される。また、凹部の成形による回転軸の固定強度の低下はほとんど生じない。
【００２９】
本発明の成形型は、合成樹脂成形体を成形するキャビティの合成樹脂成形体の回転軸保持部に対面する部分に複数の凸部を有することを特徴としている。この成形型を使用すると、成形時における回転軸保持部及びその周囲との熱収縮の均一化が図られ、回転軸保持部に嵌着される回転軸の倒れや傾斜がなくなり回転軸とインペラの底部との直交度が確保され、回転振れの少ない合成樹脂成形体を成形することができる。
【００３０】
本発明の成形方法は、回転振れの少ないインペラを作るために、まず、合成樹脂成形体を試作し、その回転振れを測定する。回転振れが高い場合は、振れが高くなる方向に設けられている金型の凸部を削ることでインペラの回転振れを調整する。そして、再度合成樹脂成形体を試作し、回転振れを測定する。回転振れが目標の数値になるまで、これを数回繰り返し、目標の数値となった時点で、インペラの量産に入る。よって、量産の段階で、回転振れによる不良が低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すファンモータのインペラの断面図である。
【図２】本発明の実施例を示すファンモータのインペラの平面図である。
【図３】従来のファンモータのインペラの断面図である。
【図４】従来のファンモータのインペラの平面図である。
【符号の説明】
２０ インペラ
３２ 椀形部
３２ａ 底部
３２ｂ 回転軸保持部
３２ｃ 凹部
３２ｄ 外周部
３４ 羽根部
４０ 回転軸

Claims (3)

1. 回転軸と、射出成形によって形成された合成樹脂部とを具備する合成樹脂成形体であって、前記回転軸は、その一部が合成樹脂部に設けられた回転軸保持部に埋め込まれることにより支持され、前記回転軸の前記一部以外の他の部分は前記合成樹脂部から外部に露出し、前記回転軸保持部は、前記回転軸の軸線方向において他の部分より大きい肉厚を有しており、前記回転軸保持部には、前記合成樹脂部の厚みと前記回転軸保持部の軸線方向の厚みとが略均一になるように、前記回転軸回りに間隔をあけて前記回転軸保持部に複数の凹部が設けられていることを特徴とする合成樹脂成形体。
2. 回転軸と、射出成形によって形成された合成樹脂部とを具備し、前記合成樹脂部は、底部と外周部とで構成される略椀形の略椀形部と、前記外周部に突設される複数の羽根部とで構成されており、前記回転軸は前記底部の中央に同軸状に設けられており、前記回転軸は、その一部が前記底部の中央に同軸状に設けられた回転軸保持部に埋め込まれることにより支持され、前記回転軸の前記一部以外の他の部分は合成樹脂部から外部に露出し、前記回転軸保持部は、前記回転軸の軸線方向において他の部分より大きい肉厚を有しており、前記回転軸保持部には、前記合成樹脂部の厚みと前記回転軸保持部の軸線方向の厚みとが略均一になるように、前記回転軸回りに間隔をあけて複数の凹部が同心状に設けられ、前記複数の凹部は、前記回転軸を中心とした対称の位置に均等に配置されていることを特徴とするファンモータ。
3. 回転軸と、射出成形によって形成された合成樹脂部とを具備する合成樹脂成形体を成形するキャビティを有する成形型であって、前記合成樹脂成形体には、前記回転軸が埋め込まれることによって保持される回転軸保持部が設けられ、該回転軸保持部は、前記回転軸の軸線方向において他の部分より大きい肉厚を有しており、前記回転軸保持部には、前記合成樹脂部の厚みと前記回転軸保持部の軸線方向の厚みとが略均一になるように、前記回転軸回りに間隔をあけて複数の凹部が設けられており、前記キャビティには前記回転軸保持部に対面する部分に前記複数の凹部に対応した複数の凸部を有することを特徴とする成形型。

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