JPH11300789A - ファン及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数枚の羽根の重量バランスがとれ、成形歪
みの少ない成型品を効率的に得られるファン及びその製
造方法を提供すること。 【解決手段】 ファンのフランジ３中心に対向する位置
（シャフト２の真上）に設けた一カ所のゲート９１か
ら、ホットランナー方式のバルブゲートシステムで樹脂
を注入するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚の羽根を有
する冷却ファン等のファン及びその製造方法に関する。
そして、本発明は、複数枚の羽根の重量バランスがと
れ、成形歪みの少ない成型品を効率的に得られるファン
及びその製造方法を提供することを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の製造法による冷却ファン１
ａを示す。この製品は回転軸となる金属製のシャフト
２、シャフトが圧入されたフランジ部３、フランジ部３
の側面部４に放射状に設けられた複数の羽根５からなっ
ている。

【０００３】部品のアッセンブリ時の製品断面（図４の
Ａ−Ａ断面図）を図５に示す。シャフト２は軸部２１、
軸フランジ部２２、ローレット部２３からなっている。
軸フランジ部２２は、成型品ファン１１にシャフト２を
圧入した時、成型品のフランジ部３の裏側受面３１に当
接することにより、圧入量を決めるために設けられてい
る。ローレット部２３は成型品ファン１１の中央部に予
め設けられた嵌合穴１２に圧入されることにより冷却フ
ァンの軸として機能するようになる。このようにしてア
ッセンブリーされる冷却ファン１ａであるが、射出成形
による成型品ファン１１の羽根部への樹脂の充填量を均
一に保つための結果として、図６に示すように羽根の数
と同数のゲート跡８ａがフランジ部３の上面に残されて
いた。

【０００４】図６に示すように、７枚羽根の場合、１枚
の羽根にゲートを１点ずつ対応させ、各羽根の重量バラ
ンスを取るようにしているために、ゲート跡８ａは７点
となる。フランジ部３が大きくないため、この製品を得
るための金型９は、図７に示すようにコールドランナー
方式とならざるを得ない。金型９は固定型６３、可動型
６４、ゲート８、コールドランナー８１を備えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】コールドランナー８１
はゲート径を大きくすると製品部とゲート部との境界部
で樹脂の切れが悪くなり、成型品側にゲート凸の現象を
起こしやすくなる。よって、ゲート径は極力小さくする
方法が用いられてきた。その結果として、製品末端まで
樹脂が流れにくくなり、射出成形機の射出力を上げる方
法や、樹脂温・金型温度をかなりに高温にして成型する
方法が採られてきた。そのため、成型品に異常な歪みが
残ったり、金型寿命が短くなったりという問題があっ
た。

【０００６】また、本例のような７点ゲートの場合、７
点間のゲートの仕上げに多少でも差があると各々の羽根
５への樹脂の充填量に差が出てしまい、ファンとして使
用時に回転音が出て、製品の品質を満足できないことが
あった。さらには、各羽根に同様に樹脂が流れるように
するためには、ゲートの位置や径を羽根の形状が変わる
たびに試行錯誤でシビアに管理しなければならなかっ
た。

【０００７】コールドランナー方式の場合、ゲートに達
するまでの樹脂圧の損失が大きいため、羽根の先端部ま
で歪みの少ない成型品を得ようとすると、ゲート径を大
きくする必要がある。しかし、前述したように、ゲート
径を大きくとゲート残りの問題が発生してしまうことに
なる。従って、生産効率の面で考えると、コールドラン
ナー使用の一点ゲート方式は、実施が不可能であった。

【０００８】また、従来の製造方法では、成型品ファン
１１の成形工程後にシャフトを成型品ファン１１の中に
圧入する工程が必要であるため、圧入設備用のスペース
が必要であった。さらには、圧入時に出る騒音や圧入ミ
スによる不良、プラスチックくずの発生等の工程上の問
題もあった。

【０００９】圧入するシャフトについては、シャフトの
ローレット２３側に軸フランジ部２２を設け、圧入時の
ストッパー代わりにしているので、軸フランジ部２２は
ある程度の径を持たないと、圧入時にファンのフランジ
部３の裏面に潜り込んでしまう。よって、削り出し前の
シャフトはかなり径の太いものを用いざるを得なかっ
た。

【００１０】本発明は、 ・複数枚の羽根の重量バランスがとれ、成形歪みの少な
い成型品を効率的に得られるファン及びその製造方法を
提供することを目的としている。 ・ランナーの廃棄量を削減し省資源化を図り、地球環境
に対して配慮したファン及びその製造方法を提供するこ
とを目的としている。 ・シャフト圧入工程に関する問題の削減を図り、不良率
や原材料費の低減の図れるファン及びその製造方法を提
供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、回転軸を構成する金属シャフト
と、その金属シャフトの軸方向の一端に、前記金属シャ
フトが中心部に位置するように、かつ、前記金属シャフ
トの一端を覆う形で樹脂により形成された略円盤状のフ
ランジと、そのフランジの外周側面から等角度で放射状
に、前記フランジと一体に形成された複数枚の羽根とを
備え、前記フランジの中心部一カ所にのみ射出成型時の
ゲート跡を有することを特徴とするファン、を提供する
と共に、回転軸を構成する金属シャフトの軸方向の一端
に、その金属シャフトが中心部に位置するように樹脂に
より略円盤状のフランジを形成し、そのフランジの外周
側面から等角度で複数枚の羽根を放射状に形成するファ
ンの製造方法において、前記金属シャフトの軸方向の一
端の真上から、ホットランナー方式のバルブゲートを用
いて樹脂をキャビティに注入し前記金属シャフトの一端
を樹脂で覆う形で前記略円盤状のフランジを形成すると
共に、前記羽根を前記略円盤状のフランジと一体に形成
することを特徴とするファンの製造方法、を提供するも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に本発明の製造方法の一実施
例を用いた金型６の構造を示す。本実施例では、可動型
６２のコアの所定位置に予めシャフトを埋め込み、型締
め後、ファンのフランジ３中心に対向する位置（シャフ
トの真上）に設けた一カ所のゲート９１からホットラン
ナー方式のバルブゲートシステムで樹脂を注入するもの
である。

【００１３】固定型６１にはホットランナー７０が設置
されており、ヒーター７１により樹脂通路７２は暖めら
れ、バルブピン７３の作動が可能になる。バルブピン７
３によりゲート９１が開閉される。ホットランナー７
０、ヒーター７１、樹脂通路７２、バルブピン７３、ゲ
ート９１によりホットランナー方式のバルブゲートが構
成される。可動型６２のコアのゲート９１と対向する位
置には、所定の深さを有するシャフト挿入穴１３が設け
られている。

【００１４】バルブゲート方式の成形においては型締め
時、バルブピン７３は空圧や油圧の駆動源により前進し
ゲート９１をクローズした状態に保持しており、成形機
の射出開始と同時に後退しゲート９１をオープン状態に
する。そして射出終了と同時に前進しゲート９１をクロ
ーズする。

【００１５】図２に金型６のゲート近傍の拡大図を示
す。図２に示す状態は、可動型６２のコアに設けられた
所定の深さを持ったシャフト挿入穴１３に、ローレット
部２３を施した所定寸法の金属製シャフト２を、ローレ
ット部２３が固定型６１側になるよう挿入し型締めした
状態である。固定型６１と可動型６２の間にはキャビテ
ィ１０が形成され、そこに樹脂がゲート９１から注入さ
れることにより成型品であるファンが得られる。図２に
示す状態のように、それまでゲート９１をクローズして
いたバルブピン７３は射出時後退し、ゲート９１はオー
プン状態となる。樹脂通路７２を通った樹脂は矢印で示
すようにゲート９１を通過しキャビティ１０に注入され
る。

【００１６】このように、キャビティ１０の中心に設け
た一カ所のゲート９１により、樹脂をシャフト２の真上
方向からキャビティ１０に注入するので、樹脂はゲート
９１からキャビティ周囲に放射状に拡がる。よって、キ
ャビティ１０内の周辺部にいたるまで同様に樹脂が流れ
ることになり、重量バランスがとれ成形歪みが少なく、
かつ、各羽根部への樹脂圧伝達も均等に伝わる理想的な
成型品が得られる。

【００１７】樹脂注入完了後、バルブピン７３が前進し
ゲート９１をクローズする。この時、予め樹脂通路テー
パー部７５と合致するよう作られたバルブピンテーパー
部７４が、樹脂通路テーパー部７５に圧接すること、及
び、ゲート９１の径と同一の径に形成されたバルブピン
７３の先端平面部７６が、ゲート９１と嵌合することに
より、樹脂通路側と成型品側を完全に分断でき、成型品
の表面の一カ所に円弧マークのゲート跡だけが残る成型
品を得ることができる。この場合、射出圧によってシャ
フト２は下（可動型６２側）に押しつけられる状態にな
り浮き上がることはない。このようにして、シャフト２
とフランジ３とが一体となった成型品であるファンが容
易に得られる。ホットランナー方式のバルブゲートで
は、ゲート残りの問題がないので、ゲートを一カ所とし
た時に、径の大きなゲートの設定も可能であり、ファン
各部の大きさや形状に合わせてゲート径を最適値を設定
できる。

【００１８】図８に上記の製造方法によって得られたフ
ァン１を示す。回転軸を構成する金属製のシャフト２の
軸方向の一端に、シャフト２が中心部に位置するよう
に、かつ、シャフト２の一端を覆う形で樹脂により略円
盤状のフランジ３が形成されている。フランジ３はその
外周側面４から等角度で放射状に、前記フランジ３と一
体に形成された複数枚の羽根５を備えている。フランジ
３の上面の中心部には、射出成型時のゲート跡７が一カ
所のみ残されている。

【００１９】図３（ａ）〜図３（ｄ）に、バルブピン先
端部にストレート部を有するバルブゲートを用いた例を
示す。ゲートをクローズした状態において、ゲート先端
ストレート部９２とバルブピン先端ストレート部７７と
は、樹脂の流れを止められる程度の僅かな隙間を保てる
ような寸法関係としておく。即ち、ゲート先端ストレー
ト部９２の穴径をバルブピン先端ストレート部７７の軸
径よりも僅かに大きい寸法としておく。これにより、ゲ
ートをクローズした状態において、ゲート先端ストレー
ト部９２とバルブピン先端ストレート部７７とは接触し
ないので、バルブゲートの寿命を延ばすことができる。

【００２０】図３（ａ）に示すものは、バルブピン７９
の先端を所定の寸法だけコア側に食い込む（ゲート面よ
り飛び出る）形にし、型締め時、バルブピンの先端７８
がシャフト２の先端に当たるようにしたものである。こ
の場合、可動側のシャフト挿入穴１３にシャフト２を挿
入の際、穴１３の奥まで挿入されたかどうかを確認する
必要がなくなり、金型を締めることによってシャフトの
位置決めが自動的になされることになる。よって、シャ
フトの位置決め精度が向上すると共に、シャフトの位置
決めの確認時間の削減が可能であり、サイクルタイムを
短縮できる。バルブピン７９の先端７８のゲート面から
の突出量により、シャフトの位置を調整できる。

【００２１】樹脂射出時は図３（ｂ）に示すように、バ
ルブピン７９が後退しゲートがオープン状態になりキャ
ビティ１０に樹脂が送り込まれる。射出終了後、バルブ
ピン７９が前進し、図３（ｃ）に示すように、バルブピ
ンが成型品ファン１１のフランジ部３に食い込んだ形の
成型品が得られる。また、バルブピンの前進動作を２段
階にすることにより、射出完了時は図３（ｄ）に示すよ
うに、ゲート先端部９３とバルブピン先端７８とが同一
高さに来るようにし、次の成形に移るための型開き後、
図３（ａ）に示すように所定の量更に前進させる方法を
とることもできる。この場合、図３（ｃ）に示すシャフ
ト２のローレット部２３側にできるくぼみをなくし、ゲ
ート跡表面を平らにした成型品を得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明のファン及びその製
造方法は次の効果を有する。 （イ）重量バランスがとれ成形歪みが少なく、かつ、各
羽根部への樹脂圧伝達も均等に伝わる理想的な成型品が
得られる。また、ゲートをキャビティの中心に一カ所設
けるだけでよいので、成形効率を大幅に改善できる。 （ロ）ホットランナー化することによりランナー廃棄を
大幅に低減でき、製品コストの削減が図れると共に地球
環境に対しても良好なものとなる。また、ホットランナ
ー化により成形サイクルの短縮が図れコスト低減や生産
量の増加が可能であると共に、射出圧力がランナー部で
減衰することが極めて少なくなり、圧力の低い成形が可
能となり品質の向上、金型寿命の向上が可能となる。

【００２３】（ハ）射出成形後のシャフトの圧入工程を
なくすことができ、圧入設備が不要になると共に圧入設
備スペースも不要になり、かつ、圧入時に出る騒音やプ
ラスッチクくずの削減、圧入ミスによる不良等の削減が
図れる。 （ニ）従来、シャフトのローレット側にフランジ部を設
け、シャフト圧入時のストッパーとしていたため、削り
だし前のシャフトはかなり太いものを用いざるを得なか
ったが、本発明の場合、シャフトのフランジをかなり小
さくしたり無くすことも可能であるので、シャフトの原
材料費を大幅に削減できる。

【００２４】（ホ）請求項３記載の製造方法を用いた場
合には、シャフトの位置決めが自動的になされることに
なる。よって、シャフトの位置決め精度が向上すると共
に、シャフトの位置決めの確認時間の削減が可能であ
り、サイクルタイムを短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の一実施例を用いた金型の構
造を示す図である。

【図２】図１に示す金型のゲート近傍の拡大図である。

【図３】本発明の製造方法の他の実施例を説明するため
の図である。

【図４】従来の冷却ファン成型品を示す図である。

【図５】従来の冷却ファン成型品の断面図である。

【図６】従来の冷却ファン成型品のゲート跡を示す図で
ある。

【図７】従来の金型の断面図である。

【図８】本発明のファンの一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ ファン ２ シャフト ３ フランジ ４ フランジ側面部 ５ 羽根 ６ 金型 ７ ゲート跡 １０ キャビティ １３ シャフト挿入穴 ６１ 固定型 ６２ 可動型 ７３ バルブピン ９１ ゲート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸を構成する金属シャフトと、 その金属シャフトの軸方向の一端に、前記金属シャフト
   が中心部に位置するように、かつ、前記金属シャフトの
   一端を覆う形で樹脂により形成された略円盤状のフラン
   ジと、 そのフランジの外周側面から等角度で放射状に、前記フ
   ランジと一体に形成された複数枚の羽根とを備え、 前記フランジの中心部一カ所にのみ射出成型時のゲート
   跡を有することを特徴とするファン。
2. 【請求項２】回転軸を構成する金属シャフトの軸方向の
   一端に、その金属シャフトが中心部に位置するように樹
   脂により略円盤状のフランジを形成し、そのフランジの
   外周側面から等角度で複数枚の羽根を放射状に形成する
   ファンの製造方法において、 前記金属シャフトの軸方向の一端の真上から、ホットラ
   ンナー方式のバルブゲートを用いて樹脂をキャビティに
   注入し前記金属シャフトの一端を樹脂で覆う形で前記略
   円盤状のフランジを形成すると共に、前記羽根を前記略
   円盤状のフランジと一体に形成することを特徴とするフ
   ァンの製造方法。
3. 【請求項３】回転軸を構成する金属シャフトの軸方向の
   一端に、その金属シャフトが中心部に位置するように樹
   脂により略円盤状のフランジを形成し、そのフランジの
   外周側面から等角度で複数枚の羽根を放射状に形成する
   ファンの製造方法において、型締め時、 ホットランナー方式のバルブゲートのバルブピンの先端
   がゲート面より突出して、前記金属シャフトの軸方向の
   一端に当接し、前記バルブピンの前記ゲート面からの突
   出量により前記金属シャフトの位置決めを行った後に、 前記金属シャフトの軸方向の一端の真上から、前記ホッ
   トランナー方式のバルブゲートを用いて樹脂をキャビテ
   ィに注入し前記金属シャフトの一端を樹脂で覆う形で前
   記略円盤状のフランジを形成すると共に、前記羽根を前
   記略円盤状のフランジと一体に形成することを特徴とす
   るファンの製造方法。