JP7069419B2

JP7069419B2 - 射出成型金型

Info

Publication number: JP7069419B2
Application number: JP2021525886A
Authority: JP
Inventors: 敬史山口; 高宏田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: WO2020250441A1; JPWO2020250441A1

Description

この発明は、ファンを射出成型するための射出成型金型に関する。

従来から、プロペラファン等のファンを射出成型するための射出成型金型が知られている。ファンは、回転体であるため、重量のバランスのずれ量（アンバランス量）が規定値以内であることが求められる。一方で、射出成型金型により射出成型されるファンは、射出成型金型の摩耗又は老朽化等の要因によって、重量のアンバランス量が規定値を超える場合がある。
この場合、従来では、射出成型金型が有するドラム入子に対し、アンバランスが発生した部位を切削し、射出成型した際に切削部分での樹脂充填量を増加させることで、アンバランスの補正を行っている。

なお、従来から、ファン自体の構成を変えることで、上記のようなアンバランスの補正を行う技術も知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術では、ファンの表面に錘を複数設け、それらの錘を切除することによりアンバランス量を補正している。

特開２０１３－０７６６０３号公報

このように、従来の射出成型金型では、ドラム入子に対し、アンバランスが発生した部位を切削することで、アンバランスの補正を行っている。しかしながら、この場合、射出成型金型を成型設備から取外し、射出成型金型を分解してドラム入子を取外した上で、ドラム入子に対する切削を行う。このように、従来の射出成型金型では、アンバランス量の調整に多くの工程及び時間を要する。
また、特許文献１に開示された技術では、ファンを製造した後に錘を切除する工程が必要となり煩雑である。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ドラム入子を切削せずに、射出成型されるファンのアンバランス量を補正可能な射出成型金型を提供することを目的としている。

この発明に係る射出成型金型は、ボルト用穴を有する主型と、大径部、当該大径部に連通した小径部、及び、当該小径部に連通し当該小径部より径の小さい第２ボルト用穴から成る貫通孔であるフタネジ用穴を有するドラム入子と、ボルト用穴及び第２ボルト用穴に挿入可能なネジ部及びフタネジ用穴が有する小径部に挿入可能な頭部を有し、ドラム入子を主型に取付けるボルトと、フタネジ用穴における大径部及び小径部により構成される段差部に配置されたスペーサと、フタネジ用穴における小径部に挿入可能なネジ部及び当該フタネジ用穴における大径部に挿入可能な頭部を有し、スペーサを介して当該フタネジ用穴に取付けられたフタネジとを備え、フタネジが有する頭部のドラム入子の表面に対する位置は、スペーサの厚みにより調整されたことを特徴とする。

この発明によれば、上記のように構成したので、ドラム入子を切削せずに、射出成型されるファンのアンバランス量を補正可能となる。

実施の形態１における固定側型板の構成例を示す斜視図である。実施の形態１における可動側型板の構成例を示す分解斜視図である。実施の形態１における主型の構成例を示す斜視図である。実施の形態１におけるドラム入子の構成例を示す斜視図である。実施の形態１における射出成型金型のアンバランス量の補正前の状態（通常状態）を示す断面図である。実施の形態１における射出成型金型のアンバランス量の補正前の状態（通常状態）を示す断面図である。実施の形態１における射出成型金型のアンバランス量の補正後の状態（増肉状態）を示す断面図である。実施の形態１における射出成型金型のアンバランス量の補正後の状態（減肉状態）を示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る固定側型板１の構成例を示す斜視図であり、図２は実施の形態１に係る可動側型板２の構成例を示す分解斜視図である。
射出成型金型は、プロペラファンを射出成型する際に用いられる金型である。射出成型金型は、射出成型されるプロペラファンと同一形状の空間と、当該空間に溶融した樹脂を外部から流し込むための流路とを有する。この射出成型金型は、固定側型板１及び可動側型板２を備えている。

固定側型板１は、図１に示すように、一つの面に、射出成型されるプロペラファンの表面側を構成するための型が形成されたブロック状の金属部材である。

可動側型板２は、図２に示すように、一つの面に、射出成型されるプロペラファンの裏面側を構成するための型が形成されたブロック状の金属部材である。可動側型板２は、主型２１、ドラム入子２２、センターピン２３、六角穴付きボルト（ボルト）２４、スペーサ２５、スペーサ（第２スペーサ）２６、フタネジ２７、フタネジ（第２フタネジ）２８及び冷却部２９（図５等参照）を備えている。

主型２１は、図３に示すように、一つの面に、射出成型されるプロペラファンにおけるファン部の裏面側を構成するための型が形成されたブロック状の金属部材である。また、主型２１は、上記型の中心（略中心の意味を含む）に、ドラム入子２２が取付けられる取付部２１１を有している。取付部２１１は、所定箇所に、ボルト用穴２１２を有している。ボルト用穴２１２には、六角穴付きボルト２４におけるネジ部が螺合可能な雌ネジが形成されている。図１の例では、ボルト用穴２１２が取付部２１１に９０度間隔で４個設けられているが、ボルト用穴２１２の位置及び数はこれに限らない。

ドラム入子２２は、図４に示すように、一つの面に、射出成型されるプロペラファンにおけるドラム部の裏面側を構成するための型が形成された円柱状の金属部材である。ドラム入子２２は、中心（略中心の意味を含む）に軸心方向に沿って、ピン用穴２２１を有している。また、ドラム入子２２は、所定箇所に軸心方向に沿って、フタネジ用穴２２２及びフタネジ用穴（第２フタネジ用穴）２２３を有している。

ピン用穴２２１は、貫通孔である。ピン用穴２２１は、センターピン２３を挿入可能な径に構成された穴である。

フタネジ用穴２２２は、貫通孔である。フタネジ用穴２２２は、図５に示すように、大径部２２２１、小径部２２２２及びボルト用穴（第２ボルト用穴）２２２３から成る。大径部２２２１は、ドラム入子２２の表面側に位置し、スペーサ２５及びフタネジ２７における頭部が挿入可能な径に構成された穴である。小径部２２２２は、大径部２２２１に対して同一軸心上に連通した穴であり、大径部２２２１に対して径が小さく、フタネジ２７におけるネジ部及び六角穴付きボルト２４における頭部が挿入可能な径に構成された穴である。この小径部２２２２のうちの少なくとも大径部２２２１側には、フタネジ２７におけるネジ部が螺合可能な雌ネジが形成されている。ボルト用穴２２２３は、小径部２２２２に対して同一軸心上に連通した穴であり、小径部２２２２に対して径が小さく、六角穴付きボルト２４におけるネジ部が挿入可能な径に構成されている。フタネジ用穴２２２では、大径部２２２１と小径部２２２２との間に段差部２２２４が構成されている。

フタネジ用穴２２２は、ドラム入子２２が主型２１が有する取付部２１１に取付けられる際に、取付部２１１が有するボルト用穴２１２に対向する箇所に設けられている。図１の例では、フタネジ用穴２２２がドラム入子２２の外周側に９０度間隔で４個設けられているが、フタネジ用穴２２２の位置及び数はこれに限らない。アンバランス量を補正する観点では、フタネジ用穴２２２の位置は、ドラム入子２２の外周側である方が望ましい。

フタネジ用穴２２３は、貫通孔である必要はない。フタネジ用穴２２３は、図６に示すように、大径部２２３１及び小径部２２３２から成る。大径部２２３１は、ドラム入子２２の表面側に位置し、スペーサ２６及びフタネジ２８における頭部が挿入可能な径に構成された穴である。小径部２２３２は、大径部２２３１に対して同一軸心上に連通した穴であり、大径部２２３１に対して径が小さく、フタネジ２８におけるネジ部が挿入可能な径に構成された穴である。この小径部２２３２のうちの少なくとも大径部２２３１側には、フタネジ２８におけるネジ部が螺合可能な雌ネジが形成されている。フタネジ用穴２２３は、大径部２２３１と小径部２２３２との間に、段差部２２３３が構成されている。

フタネジ用穴２２３は、フタネジ用穴２２２と同一寸法でもよい。図１の例では、フタネジ用穴２２３が、ドラム入子２２の外周側に１２個設けられているが、フタネジ用穴２２３の位置及び数はこれに限らない。アンバランス量を補正する観点では、フタネジ用穴２２３の位置は、ドラム入子２２の外周側である方が望ましい。
また、フタネジ用穴２２３は、ドラム入子２２に必須の構成ではなく、ドラム入子２２に設けられていなくてもよい。

六角穴付きボルト２４は、ネジ部及び頭部を有する。六角穴付きボルト２４は、図５に示すように、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２２及び主型２１における取付部２１１が有するボルト用穴２１２に挿入されることで、ドラム入子２２を主型２１に取付けるための部材である。六角穴付きボルト２４のサイズは、射出成型されるプロペラファンのサイズ等に応じて適宜設定される。なお実施の形態１では、六角穴付きボルト２４を用いているが、これに限らず、その他のボルトを用いてもよい。

スペーサ２５は、図５に示すように、フタネジ用穴２２２が有する段差部２２２４に配置されるリング状の部材である。スペーサ２５は、自身の厚みにより、フタネジ２７における頭部のドラム入子２２の表面に対する位置（深さ）を調整するための部材である。射出成型金型では、厚みの異なる複数種類のスペーサ２５が用意されている。

スペーサ２６は、図６に示すように、フタネジ用穴２２３が有する段差部２２３３に配置されるリング状の部材である。スペーサ２６は、自身の厚みにより、フタネジ２８における頭部のドラム入子２２の表面に対する位置（深さ）を調整するための部材である。射出成型金型では、厚みの異なる複数種類のスペーサ２６が用意されている。
スペーサ２６は、スペーサ２５と同一寸法でもよい。また、ドラム入子２２にフタネジ用穴２２３が設けられていない場合には、スペーサ２６は不要である。

なお、スペーサ２５の厚みによるフタネジ２７における頭部のドラム入子２２の表面に対する位置の調整量は、例えば±３ｍｍ程度とする。スペーサ２６についても上記と同様である。

フタネジ２７は、ネジ部及び頭部を有する。フタネジ２７は、図５に示すように、スペーサ２５を介して、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２２に挿入される部材である。フタネジ２７のサイズは、射出成型されるプロペラファンのサイズ等に応じて適宜設定される。

フタネジ２８は、ネジ部及び頭部を有する。フタネジ２８は、図６に示すように、スペーサ２６を介して、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２３に挿入される部材である。フタネジ２８のサイズは、射出成型されるプロペラファンのサイズ等に応じて適宜設定される。
フタネジ２８は、フタネジ２７と同一寸法でもよい。なお、ドラム入子２２にフタネジ用穴２２３が設けられていない場合には、フタネジ２８は不要である。

冷却部２９は、図５に示すように、可動側型板２の内部に設けられ、射出成型の際に流し込まれた樹脂を冷却するための部材である。

次に、図１～４に示す実施の形態１に係る射出成型金型による効果について説明する。
図１～４に示す実施の形態１に係る射出成型金型では、まず、作業者は、可動側型板２の組立を行う。
この際、図５に示すように、まず、作業者は、六角穴付きボルト２４を、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２２及び主型２１における取付部２１１が有するボルト用穴２１２に挿入して締結することで、ドラム入子２２を主型２１に取付ける。次いで、作業者は、スペーサ２５を、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２２に挿入する。次いで、作業者は、フタネジ２７を、スペーサ２５を介して、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２２に挿入して取付ける。なお、作業者は、スペーサ２５として、フタネジ２７における頭部の位置が、ドラム入子２２の表面の位置と同一（略同一の意味を含む）となるような厚みのものを用いる。なお図５では、可動側型板２が固定側型板１に組付けられて射出成型金型が構成された状態を示している。後述する図６～８についても同様である。
また、図６に示すように、作業者は、スペーサ２６を、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２３に挿入する。次いで、作業者は、フタネジ２８を、スペーサ２６を介して、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２３に挿入して取付ける。なお、作業者は、スペーサ２６として、フタネジ２８における頭部の位置が、ドラム入子２２の表面の位置と同一（略同一の意味を含む）となるような厚みのものを用いる。
以上により、可動側型板２が構成される。

そして、プロペラファンの射出成型を行う場合には、作業者は、固定側型板１と可動側型板２から成る射出成型金型を成型設備に取付ける。その後、成形設備により、溶融した樹脂が、射出成型金型が有する流路に流し込まれ、当該射出成型金型が有する空間に充填される。その後、冷却部２９により樹脂が冷却されて固体化した後、成形設備により、固定側型板１と可動側型板２とが分離され、当該固体化した樹脂が取出される。このようにして、プロペラファンが製造される。

一方、射出成型金型が摩耗又は老朽化等の要因によって、射出成型されるプロペラファンに重量のアンバランスが発生する場合がある。そして、アンバランス量が規定値を超えた場合、作業者は、アンバランス量の補正を行う。この際、実施の形態１に係る射出成型金型では、成形設備に取付けられた状態のままアンバランス量の補正が実施可能である。
この場合、作業者は、可動側型板２におけるドラム入子２２に取付けられたフタネジ２７及びフタネジ２８のうち、アンバランスが発生している部位に対応する領域のフタネジを取外す。ここでは、上記フタネジがフタネジ２７であるとする。次いで、作業者は、フタネジ２７が取外されたフタネジ用穴２２２に挿入されているスペーサ２５を取外す。ここで、アンバランス量を補正するためにプロペラファンの樹脂量を増大させる場合には、作業者は、補正するアンバランス量に応じ、上記スペーサ２５に対して厚みの薄いスペーサ２５を、上記フタネジ用穴２２２に挿入する。次いで、作業者は、フタネジ２７を、スペーサ２５を介して、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２２に挿入して取付ける。この際、上記フタネジ２７の頭部の位置は、スペーサ２５の厚みに応じ、ドラム入子２２の表面の位置に対して低くなる（図７参照）。上記フタネジがフタネジ２８である場合についても上記と同様である。

そして、プロペラファンの射出成型を行う場合には、成形設備により、溶融した樹脂が、射出成型金型が有する流路に流し込まれ、当該射出成型金型が有する空間に充填される。この際、上記フタネジの頭部の位置がドラム入子２２の表面の位置に対して低くなっているため、その分だけ樹脂の充填量が多くなる。これにより、アンバランス量が補正される。その後、冷却部２９により樹脂が冷却されて固体化した後、成形設備により、固定側型板１と可動側型板２とが分離され、当該固体化した樹脂が取出される。このようにして、プロペラファンが製造される。

また上記において、アンバランス量を補正するためにプロペラファンの樹脂量を減少させる場合には、作業者は、補正するアンバランス量に応じ、上記スペーサ２５に対して厚みの厚いスペーサ２５を、上記フタネジ用穴２２２に挿入する。次いで、作業者は、フタネジ２７を、スペーサ２５を介して、ドラム入子２２が有するフタネジ用穴２２２に挿入して取付ける。この際、上記フタネジ２７の頭部の位置は、スペーサ２５の厚みに応じ、ドラム入子２２の表面の位置に対して高くなる（図８参照）。上記フタネジがフタネジ２８である場合についても上記と同様である。

そして、プロペラファンの射出成型を行う場合には、成形設備により、溶融した樹脂が、射出成型金型が有する流路に流し込まれ、当該射出成型金型が有する空間に充填される。この際、上記フタネジの頭部の位置がドラム入子２２の表面の位置に対して高くなっているため、その分だけ樹脂の充填量が少なくなる。これにより、アンバランス量が補正される。その後、冷却部２９により樹脂が冷却されて固体化した後、成形設備により、固定側型板１と可動側型板２とが分離され、当該固体化した樹脂が取出される。このようにして、プロペラファンが製造される。

このように、実施の形態１に係る射出成型金型では、射出成型されるプロペラファンにアンバランスが発生した場合に、ドラム入子２２に対する切削を行うことなく、スペーサ２５及びスペーサ２６の厚みによりフタネジ２７の頭部及びフタネジ２８の頭部のドラム入子２２の表面に対する位置を調整することで、アンバランス量を補正している。これにより、実施の形態１に係る射出成型金型では、従来の射出成型金型のように、成型設備からの取外し及び分解工程は不要であり、成型設備に取付けられた状態のままアンバランス量を補正可能となる。よって、実施の形態１に係る射出成型金型では、アンバランス量の補正に要する工程及び時間を従来構成に対して短縮化できる。

従来の射出成型金型では、例えば、１年間に１回程度、アンバランス量の補正が必要となる。そして、その際に、１日程度の切削調整を３回程度繰返して行う必要があるため、年に７２時間程度の補正時間を要する。
一方、実施の形態１に係る射出成型金型では、例えば、１年間に１回程度、アンバランス量の補正が必要な点は変わらないが、その際の補正作業がスペーサ２５及びスペーサ２６の取替えのみでよいため、年に８時間程度の補正時間で済む。

また、実施の形態１に係る射出成型金型を用いたプロペラファンの製造では、従来のように、プロペラファンを製造した後に錘を切除する等の工程は不要である。

なお上記では、射出成型金型が、プロペラファンを射出成型する際に用いられる金型であるとした。しかしながら、これに限らず、射出成型金型は、その他のファン（例えばシロッコファン又はターボファン）を射出成型する際に用いられる金型でもよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、射出成型金型は、ボルト用穴２１２を有する主型２１と、大径部２２２１、当該大径部２２２１に連通した小径部２２２２、及び、当該小径部２２２２に連通し当該小径部２２２２より径の小さいボルト用穴２２２３から成る貫通孔であるフタネジ用穴２２２を有するドラム入子２２と、ボルト用穴２１２及びボルト用穴２２２３に挿入可能なネジ部及びフタネジ用穴２２２が有する小径部２２２２に挿入可能な頭部を有し、ドラム入子２２を主型２１に取付ける六角穴付きボルト２４と、フタネジ用穴２２２における大径部２２２１及び小径部２２２２により構成される段差部２２２４に配置されたスペーサ２５と、フタネジ用穴２２２における小径部２２２２に挿入可能なネジ部及び当該フタネジ用穴２２２における大径部２２２１に挿入可能な頭部を有し、スペーサ２５を介して当該フタネジ用穴２２２に取付けられたフタネジ２７とを備え、フタネジ２７が有する頭部のドラム入子２２の表面に対する位置は、スペーサ２５の厚みにより調整された。これにより、実施の形態１に係る射出成型金型は、ドラム入子２２を切削せずに、射出成型されるファンのアンバランス量を補正可能となる。

また、実施の形態１に係る射出成型金型では、ドラム入子２２は、大径部２２３１及び小径部２２３２から成るフタネジ用穴２２３を有し、フタネジ用穴２２３における大径部２２３１及び小径部２２３２により構成される段差部２２３３に配置されたスペーサ２６と、フタネジ用穴２２３における小径部２２３２に挿入可能なネジ部及び当該フタネジ用穴２２３における大径部２２３１に挿入可能な頭部を有し、スペーサ２６を介して当該フタネジ用穴２２３に取付けられたフタネジ２８とを備え、フタネジ２８が有する頭部のドラム入子２２の表面に対する位置は、スペーサ２６の厚みにより調整されていてもよい。これにより、実施の形態１に係る射出成型金型は、射出成型されるファンのアンバランス量をより微細に補正可能となる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る射出成型金型は、ドラム入子２２を切削せずに、射出成型されるファンのアンバランス量を補正可能となり、ファンを射出成型するための射出成型金型等に用いるのに適している。

１固定側型板、２可動側型板、２１主型、２２ドラム入子、２３センターピン、２４六角穴付きボルト（ボルト）、２５スペーサ、２６スペーサ（第２スペーサ）、２７フタネジ、２８フタネジ（第２フタネジ）、２９冷却部、２１１取付部、２１２ボルト用穴、２２１ピン用穴、２２２フタネジ用穴、２２３フタネジ用穴（第２フタネジ用穴）、２２２１大径部、２２２２小径部、２２２３ボルト用穴（第２ボルト用穴）、２２２４段差部、２２３１大径部、２２３２小径部、２２３３段差部。

Claims

ボルト用穴を有する主型と、
大径部、当該大径部に連通した小径部、及び、当該小径部に連通し当該小径部より径の小さい第２ボルト用穴から成る貫通孔であるフタネジ用穴を有するドラム入子と、
前記ボルト用穴及び前記第２ボルト用穴に挿入可能なネジ部及び前記フタネジ用穴が有する小径部に挿入可能な頭部を有し、前記ドラム入子を前記主型に取付けるボルトと、
前記フタネジ用穴における大径部及び小径部により構成される段差部に配置されたスペーサと、
前記フタネジ用穴における小径部に挿入可能なネジ部及び当該フタネジ用穴における大径部に挿入可能な頭部を有し、前記スペーサを介して当該フタネジ用穴に取付けられたフタネジとを備え、
前記フタネジが有する頭部の前記ドラム入子の表面に対する位置は、前記スペーサの厚みにより調整された
ことを特徴とする射出成型金型。
前記フタネジ用穴は、前記ドラム入子の外周側に設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の射出成型金型。
前記ドラム入子は、大径部及び小径部から成る第２フタネジ用穴を有し、
前記第２フタネジ用穴における大径部及び小径部により構成される段差部に配置された第２スペーサと、
前記第２フタネジ用穴における小径部に挿入可能なネジ部及び当該第２フタネジ用穴における大径部に挿入可能な頭部を有し、前記第２スペーサを介して当該第２フタネジ用穴に取付けられた第２フタネジとを備え、
前記第２フタネジが有する頭部の前記ドラム入子の表面に対する位置は、前記第２スペーサの厚みにより調整された
ことを特徴とする請求項１記載の射出成型金型。
前記第２フタネジ用穴は、前記ドラム入子の外周側に設けられた
ことを特徴とする請求項３記載の射出成型金型。