專利名稱：螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形成形法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形成形法，特別涉及在空調(diào)機用冷凝器冷卻風扇、換氣扇、車用散熱器冷卻風扇等上使用的塑料螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形成形法。
圖3和圖4示出了在先技術中的塑料制的螺旋槳式風扇的葉片。其中，圖3為前述風扇的平面圖，圖4為沿圖3中IV-IV線剖切的斷面圖，即表示了葉片形狀。
以往，這種螺旋槳式風扇的葉片用在空調(diào)機用冷凝器冷卻風扇、換氣扇、車用散熱器冷卻風扇等上面，且主要由塑料制成。
所述葉片形狀多以薄板制成，為了提高空氣動力性能，采用具有圖4所示翼形斷面的風扇葉片(翼片)是有效的。但是，在形成為翼形斷面過程中，會在風扇葉片的一部分上形成厚壁部。
圖5示出了用于注射模塑成形塑料螺旋槳式風扇的葉片的在先技術中的金屬模結(jié)構(gòu)。圖中的標號1表示具有固定側(cè)金屬模2和可動側(cè)金屬模3的金屬模。利用前述固定側(cè)金屬模2和可動側(cè)金屬模3形成作為模制品的風扇的葉片模具空間8。在前述固定側(cè)金屬模1上，設有溶融塑料的注入口4和用于保持注入控制桿5平滑移動的注入控制桿用軸套6。在前述固定側(cè)金屬模2和可動側(cè)金屬模3上，設有可沿箭頭A方向移動的溶融塑料的注入控制桿5。另外，在前述可動側(cè)金屬模3上，設有用于從金屬模推出模制品的風扇的推出桿7。推出桿7沿箭頭B方向移動。在前述可動金屬模3、注入控制桿S和推出桿7上分別通過圖中未示出的各自的驅(qū)動源進行位置移動控制。
可是，由于在厚壁的葉片形狀的情況下，在葉片前端壁較薄，在葉片中央部分和固定根部壁較厚，因此在一般的注射模塑成形法中，會使重量增加，產(chǎn)生縮孔，因作業(yè)周期增加而引起成形性不良以及成本增加的問題。
作為獲得良好壁厚成形品的方法，雖可采用發(fā)泡成形及吹塑成形等，但它們的缺點在于形狀精度低，由于強度、耐久性不足和厚壁部收縮速度差而難于獲得均勻的模制品，會使導致風扇轉(zhuǎn)動振動的不平衡量增加。
本發(fā)明的目的在于提供一種如下的螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法在對應螺旋槳式風扇的葉片部分的厚壁部的部分上設置可動型芯，在由前述固定側(cè)金屬模、可動側(cè)金屬模和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片的模具空間的葉片空間內(nèi)注射一定量的塑料原料后，將前述可動型芯推出到模具空間內(nèi)的內(nèi)側(cè)，然后使前述可動型芯返回到形成葉片空間的模具形狀的標準位置以形成螺旋槳式風扇的葉片，由此能獲得厚壁部和薄壁部的質(zhì)量差并能大量生產(chǎn)的均勻的模制品，同時，又能使引起風扇回轉(zhuǎn)振動的不平衡量盡量小地保留。
本發(fā)明還提供螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法在對應螺旋槳式風扇的葉片葉片部分的厚壁部的部分上設置一種下述的可動型芯，將前述可動型芯推出到由前述固定側(cè)金屬模、可動側(cè)金屬模和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片中模具空間的葉片空間內(nèi)的內(nèi)側(cè)后，壓送注射出塑料原料使其充滿模具空間，然后使前述可動型芯返回到形成葉片空間的模具形狀的標準位置，以形成螺旋槳式風扇的葉片，由此與上述方法相同，能確保了均勻模制品并實現(xiàn)了不平衡量的降低。
按照第1發(fā)明，在利用固定側(cè)金屬模和可動型金屬模注射模塑成形塑料螺旋槳式風扇的葉片的方法中，在對應螺旋槳式風扇的葉片部分的厚壁部的部分上設置可動型芯，在由前述固定側(cè)金屬模、可動側(cè)金屬模和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片中模具空間的葉片空間內(nèi)注射一定量的塑料原料后，將前述可動型芯推出到模具空間內(nèi)的內(nèi)側(cè)，然后使前述可動型芯返回到形成葉片空間的模具形狀的標準位置(移動前的位置)，以形成螺旋槳式風扇的葉片。由此，既能獲得厚壁部和薄壁部的質(zhì)量差小并能大量生產(chǎn)的均勻的模制品，又能使引起風扇回轉(zhuǎn)振動的不平衡量盡量小地保留。
按照第2發(fā)明，在利用固定側(cè)金屬模和可動型金屬模注射模塑成形塑料螺旋槳式風扇的葉片的方法中，在對應螺旋槳式風扇的葉片部分的厚壁部的部分上設置可動型芯，在由前述固定側(cè)金屬模、可動側(cè)金屬模和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片中模具空間內(nèi)注射一定量的塑料原料后，壓送注射出塑料原料使其充滿模具空間，之后，使前述可動型芯返回到形成葉片空間的模具形狀的標準位置(移動前的位置)，以形成螺旋槳式風扇的葉片。由此，與第1發(fā)明一樣，所獲得的螺旋槳式發(fā)動機確保了均勻模制品并實現(xiàn)了不平衡量的降低。


圖1是本發(fā)明用于注射模塑成形塑料螺旋槳式風扇的葉片的金屬模具結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2是圖1中II-II的向視圖。
圖3是塑料螺旋槳式風扇的葉片的平面圖。
圖4是沿圖3中IV-IV線所示的剖面圖。
圖5是用于注射模塑成形塑料螺旋槳式風扇的葉片的在先技術中的金屬模具結(jié)構(gòu)的說明圖。
本申請第1發(fā)明的螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形法是利用固定側(cè)金屬模和可動型金屬模注模成形塑料螺旋槳式風扇的葉片，其特征在于在對應螺旋槳式風扇的葉片葉片部的厚壁部的部分上設置可動型芯，將一定量塑料原料注入由前述固定側(cè)金屬模、可動側(cè)金屬模和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片的模具空間的葉片部空間內(nèi)之后，將前述可動型芯推出到模具空間內(nèi)的內(nèi)側(cè)，然后使前述可動型芯返回到形成葉片部空間的模具形狀的標準位置(移動前位置)。
本申請第2發(fā)明的螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形法是利用固定側(cè)金屬模和可動型金屬模成形塑料螺旋槳式風扇的葉片，其特征是，在對應螺旋槳式風扇的葉片葉片部的厚壁部的部分上設置可動型芯，將前述可動芯型推出由前述固定側(cè)金屬模具、可動側(cè)金屬模具和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片的模具空間中的葉片部空間內(nèi)的內(nèi)側(cè)之后，壓送注射塑料原料并使其充滿模具空間內(nèi)，然后使前述可動型芯返回形成葉片部空間的模具形狀的標準位置(移動前的位置)。
下面，對本發(fā)明的注射模塑成形法進行更詳細地說明。
在本發(fā)明中，作為前述塑料原料，可舉出例如包含長纖維的強化塑料材料P1，或?qū)l(fā)泡劑混入通常的塑料材料的塑料材料P2，或?qū)l(fā)泡劑混入長纖維強化塑料的塑料材料P3。由此，在材料P1的情況是利用由長纖維產(chǎn)生的內(nèi)部復原力，在材料P2的情況下利用發(fā)泡力，在材料P3的情況下是利用復原力和發(fā)泡力兩者在模制品內(nèi)部形成膨脹組織。作為材料P1，最好為含有顆粒的材料，其中，在熱塑性樹脂條中所含的纖維含量重量比為10～80％，該條全長為2～100mm，在該條中所含的纖維具有大致等于條全長的長度，且呈與條縱向(全長方向)平行排列的狀態(tài)。
在本發(fā)明中，最好使可動型芯不接觸所述螺旋槳式風扇的葉片的頂端及葉片固定根部附近，而使可動型芯只接觸葉片中央厚壁部來進行成形。此處，由于可動型芯不接觸葉片頂端及葉片固定根部，因此減小了該處的內(nèi)部膨脹，由于可動型芯只接觸葉片中央的厚壁部分，因此增大了在這些位置上的內(nèi)部膨脹。
最佳實施例的描述下面，對本發(fā)明實施例的螺旋槳式風扇的葉片的成形方法進行說明。
首先，利用圖1和圖2，就用于注射模塑成形塑料螺旋槳式風扇的葉片的本發(fā)明的金屬模具結(jié)構(gòu)進行說明。圖1為前述風扇的總體圖，圖2為沿圖1中II-II向的視圖。
圖中標號11表示具有固定側(cè)金屬模12、可動側(cè)金屬模13和可動型芯14的金屬模具。此處，可動型芯14設置在對應螺旋槳式風扇的葉片部31a的厚壁部31b，且沿箭頭A方向移動。通過前述固定側(cè)金屬模12、可動側(cè)金屬模13和可動型芯14形成了作為模制品的風扇的模具空間15。在前述固定側(cè)金屬模11上設有溶融塑料的注入口16和用于保持后述注入控制桿平滑移動的注入控制桿用軸套17。
在前述固定側(cè)金屬模12和可動型芯14上設有可沿箭頭B方向移動的溶融塑料的注入控制桿18。另外，在前述可動側(cè)金屬模13設有用于從金屬模推出模制品的風扇的推出桿19。所述推出桿19沿箭頭C方向移動。前述可動型金屬模13，可動型芯14，注入控制桿18和推出桿19分別通過圖中未示出的各驅(qū)動源進行位置移動的控制。
前述可動型芯14為了通過挨靠在圖2所示的風扇葉片模具空間15中葉片部分31a的厚壁部31b的位置處且以構(gòu)成模具空間15外部的一部分而設置，且使其變成不挨靠葉片部分31a周邊的薄壁31c和強度必需的葉片固定根部附近31d上的那樣配置的形狀。
下面，就利用具有上述結(jié)構(gòu)的金屬模具成形塑料螺旋槳式風扇的葉片的方法進行說明。
(實施例1)(1)首先，驅(qū)動打開注入控制桿18，從注入口16將溶融塑料注入由固定側(cè)金屬模12、可動側(cè)金屬模13和可動型芯14形成的模具空間15內(nèi)。在此，作為溶融塑料，可采用含有玻璃纖維等的長纖維強化塑料，其中所述玻璃纖維長度大于3mm，也就是說采用出光石油化學公司生產(chǎn)的長纖維強化GFPP(商品名モストロン L(GF30％)。
(2)接著，前述溶融塑料材料在風扇葉片的模具空間15內(nèi)大致充滿時，關上注入控制桿18，按可動型芯14向葉片部31a側(cè)推出，壓縮模具空間15內(nèi)的塑料材料并將其壓送到模具空間15內(nèi)的周邊部。此處，模制機采用三菱重工業(yè)公司制造的注射模制機(緊固模具的力450噸)，模制溫度250℃，金屬模具溫度60℃，注射時間5秒，以相對模腔的注射填充率90％進行填充，在注射結(jié)束后向前推進可動型芯，進行壓縮填充。
(3)接著，在一定時間后，使可動型芯14返回到形成葉片部31a形狀的原來位置，通過在塑料材料內(nèi)所含的長纖維的回彈力在葉片內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)部膨脹，直至模制品的外部沿模具空間15的形狀形成葉片形狀，使可動型芯14保持在規(guī)定位置。
(4)接著，伴隨由注射在模具空間15內(nèi)的塑料材料的時間流逝而溫度降低，在由膨脹或發(fā)泡產(chǎn)生的葉片形狀變化穩(wěn)定時使可動側(cè)金屬模13和可動型芯14與固定側(cè)金屬模12分離，驅(qū)動推出桿19以便從金屬模具11中取出作為成形品的風扇葉片。模制周期為70秒。
在上述實施例1中，首先，由注入口16將溶融塑料材料注入模具空間15內(nèi)，當該塑料材料大致充滿模具空間15內(nèi)時，關閉注入控制桿18且將可動型芯14推出到葉片部31a側(cè)，壓縮模具空間15內(nèi)的塑料材料，將其壓送到模具空間15內(nèi)的周邊部。隨后，在一定時間之后，使可動型芯14返回到形成葉片部31a形狀的原始位置，通過在塑料材料內(nèi)所含的長纖維的回彈力在葉片內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)部膨脹，直至模制品的外部沿模具空間15的形狀形成葉片形狀，使可動型芯14保持在規(guī)定位置，進而在由膨脹或發(fā)泡產(chǎn)生的葉片形狀變化穩(wěn)定時使可動側(cè)金屬模13和可動型芯14與固定側(cè)金屬模12分離，驅(qū)動推出桿19以便從金屬模11中取出作為模制品的風扇葉片。
因此，在風扇葉片部31a中，周邊薄壁部31c和固定根部31d的強度保持部上可以保持有能使塑料原料保持致密的強度，通過內(nèi)部膨脹或發(fā)泡可以在中央部的厚壁部31b上少量填充塑料原料。結(jié)果，使厚壁部與薄壁部的質(zhì)量差減小，從而能夠得到大量均勻的成形品，并能減少引起風扇轉(zhuǎn)動振動的不平衡量。
事實上，按實施例1那樣獲得的制品(風扇葉片)是尺寸精度非常高的制品，其中，制品尺寸為400mm，制品重量為450g，相對于金屬模具形狀，所得制品(風扇葉片)的最大變形量為1mm。并且，內(nèi)部空隙由長纖維的復原力(回彈)產(chǎn)生。
作為比較例，使用實施例1的設備，利用短纖維GFPP(GF30％)來進行注射模成形。但是，樹脂溫度為230℃，金屬模具溫度為40℃，注射時間為5秒，保持壓力時間為30秒，冷卻時間為220秒，成形周期為280秒。結(jié)果，制品重量為600g，相對于金屬模具形狀所得的制品(風扇葉片)的最大變形量為10mm，因此其尺寸精度較低，故需要通過二次工序進行矯正。
(實施例2)如上述實施例1中上述(2)那樣將可動型芯14推出到葉片部31a側(cè)后，使塑料材料壓送充滿在風扇葉片的模具空間15內(nèi)，關閉注入控制桿18。之后，經(jīng)過與實施例1中上述(3)、(4)相同的步驟形成塑料螺旋槳式風扇的葉片。
按照實施例2，可獲得與上述實施例1相同的效果。
在上述實施中，作為塑料材料，雖然是就含有塑料原精益求精3mm以上度的玻璃纖維等的長纖維強化塑料的情況進行的說明，但不應局限于此，也可采用在通常的塑料材料中混入發(fā)泡劑的塑料材料，或在長纖維強化塑料材料中混入發(fā)泡劑的塑料材料。
在上述實施例中，雖然通過膨脹能形成內(nèi)部空隙，但也可在所述內(nèi)部空隙中注入用于形狀保持的氣體。并且，在上述實施例中，雖然是就使葉片部膨脹的情況進行的說明，但不應局限于此，根據(jù)需要，也可使相當風扇葉片中心部的凸起部(葉轂)也接觸可動芯型，然后使型芯后退，產(chǎn)生膨脹。此處，所謂“型芯后退”，是指先接觸可動型芯，在注射塑料材料之后，再返到回標準位置成形的方法。
權(quán)利要求
1.一種利用固定側(cè)金屬模和可動型金屬模注射模塑塑料螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法，其特征在于，在對應螺旋槳式風扇的葉片葉片部分的厚壁部的部分設置可動型芯，在由前述固定側(cè)金屬模、可動側(cè)金屬模和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片中模具空間的葉片空間內(nèi)注射一定量的塑料原料后，將前述可動型芯推出到模具空間內(nèi)的內(nèi)側(cè)，然后使前述可動型芯返回到形成葉片空間的模具形狀的標準位置，以形成螺旋槳式風扇的葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法，其特征在于前述塑料原料可采用包含長纖維的強化塑料、具有發(fā)泡劑的塑料，或含有長纖維和發(fā)泡劑兩者的強化塑料的任意一種材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法，其特征在于使可動型芯不貼近前述塑料的葉片頂端和葉片固定部附近，只貼近葉片中央的厚壁部進行模制。
4.一種利用固定側(cè)金屬模和可動型金屬模注射模制塑料螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法，其特征是在對應螺旋槳式風扇的葉片葉片部分的厚壁部的部分上設置可動型芯，在由前述固定側(cè)金屬模、可動側(cè)金屬模和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片中模具空間的葉片空間內(nèi)注射一定量的塑料原料，然后壓送注射塑料原料使其充滿模具空間，之后，使前述可動型芯返回形成葉片空間的模具形狀的標準位置以形成螺旋槳式風扇的葉片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法，其特征在于前述塑料原料可采用包含長纖維的強化塑料、具有發(fā)泡劑的塑料，或含有長纖維和發(fā)泡劑兩者的強化塑料的任意一種材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法，其特征在于使可動型芯不貼近前述塑料的葉片頂端積葉片固定部附近，只貼近葉片中央的厚壁部以進行成形。
全文摘要
一種利用固定側(cè)金屬模和可動型金屬模注射模塑塑料螺旋槳式風扇的葉片的注射模塑成形方法,在對應螺旋槳式風扇的葉片葉片部分的厚壁部的部分設置可動型芯,在由前述固定側(cè)金屬模、可動側(cè)金屬模和可動型芯形成的螺旋槳式風扇的葉片中模具空間的葉片空間內(nèi)注射一定量的塑料原料后,將前述可動型芯推出到模具空間內(nèi)的內(nèi)側(cè),然后使前述可動型芯返回至形成葉片空間的模具形狀的標準位置,以形成螺旋槳式風扇的葉片。
文檔編號B29C45/00GK1364688SQ0111624
公開日2002年8月21日 申請日期2001年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月19日
發(fā)明者鈴木敦, 井上正志, 近藤文男, 戶田直樹, 佐久間松夫, 合田宏史, 野村學 申請人:三菱重工業(yè)株式會社, 柳生橡膠化成株式會社, 出光石油化學株式會社