本發(fā)明涉及利用注射成型手段生產(chǎn)西洛克風(fēng)扇和渦輪風(fēng)扇這樣的高速旋轉(zhuǎn)使用方式的樹脂制品的技術(shù)，具體而言，是涉及如下的注射成型方法和模具的技術(shù)：所述注射成型品具備能不需要不均衡的平衡調(diào)整的均勻密度特性，并且為了能進(jìn)行多件成型，并用熱流道的溫度調(diào)整和冷流道的壓力調(diào)整雙方來控制熔融樹脂的流動性，使均勻密度特性和多件成型能并存。

背景技術(shù)：

在注射成型中，如果能夠多件成型則能夠大幅縮短制造時(shí)間，因此其優(yōu)勢明顯?？墒?，在多件成型時(shí)，使連接多個(gè)型腔之間的流道的個(gè)數(shù)和長度增加，所以因流路內(nèi)的溫度變化會產(chǎn)生粘性變化和各向異性導(dǎo)致的變形等問題，或出現(xiàn)殘余應(yīng)力帶來的弊病。因此，在要求高速旋轉(zhuǎn)下的平衡的風(fēng)扇這樣的注射成型件中，從樹脂密度的分布管理和流道的設(shè)計(jì)等觀點(diǎn)考慮，通常不采用多件成型。

考慮所述流道設(shè)計(jì)時(shí)，大多使用能通過增加流動性以提高成型件的品質(zhì)的熱流道。采用熱流道時(shí)，即使將流道加長，由于能在即將進(jìn)入型腔之前進(jìn)行加熱，所以即便是葉片部這種狹窄的流路，也能預(yù)防“填充不足(欠注)”和“熔接痕”的發(fā)生，此外，由于僅取出成型件，所以存在如下的優(yōu)勢：不需要流道的粉碎工序和用于再次使用的工序，有助于環(huán)境問題和廢塑料對策，使產(chǎn)品化能力實(shí)質(zhì)性提高等。

可是，另一方面，熔融樹脂的溫度過高時(shí)也存在因熱劣化而變脆等，使溫度管理困難的問題。此外，公知的是，使熔融樹脂在葉片部這種狹窄部分高速度流動時(shí)，構(gòu)成樹脂的分子在流動方向被拉伸，產(chǎn)生在流動方向排列的“流動定向”或“分子定向”的現(xiàn)象。因此，在風(fēng)扇這樣的要求從低速旋轉(zhuǎn)至高速旋轉(zhuǎn)不發(fā)生振動的特性的注射成型件中，需要所述流動速度的調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)對是否需要不均衡的平衡調(diào)整產(chǎn)生影響。

如上所述，在限制噪聲和振動的高精度高品質(zhì)的西洛克風(fēng)扇、渦輪風(fēng)扇或者鼓風(fēng)機(jī)這樣的高速旋轉(zhuǎn)物的注射成型件中，在多件(multi-piece)注射成型困難的現(xiàn)狀下，仍然需求能夠以高精度進(jìn)行高平衡的風(fēng)扇的多件成型的技術(shù)。在風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)這樣的高速旋轉(zhuǎn)的裝置中，規(guī)定的平衡十分重要，在型腔內(nèi)，熔融樹脂的流動速度和溫度壓力等各種條件都需要均勻。

此外，由于為了多件成型而加強(qiáng)流動性從而使樹脂的溫度過高時(shí)，會帶來因樹脂的熱劣化而變脆的問題以及流動性的不均勻成為振動和噪聲的原因，所以多件成型的問題較多。在此，如果能夠多件成型，存在成本降低和能縮短制造時(shí)間的明顯優(yōu)勢。

另外，近年來利用計(jì)算機(jī)分析塑料成形加工中的流動狀態(tài)的CAE(Computer Aided Engineering：計(jì)算機(jī)輔助工程)得到開發(fā)。可是，在注射成型中，由于是熔融的樹脂向冷卻的模具高速流通并以高壓力凝固的工藝，所以成型動作非常復(fù)雜，特別是存在送風(fēng)用的風(fēng)扇這樣的帶有薄而長的葉片部分的注射成型件的流動狀態(tài)分析比較困難的問題。

鑒于這種現(xiàn)狀，以往提出了各種技術(shù)方案。例如，提出了“不發(fā)生成型件表面出現(xiàn)微小氣孔、注射中途的遲滯和注射末期的過剩壓力等問題的合成樹脂注射成型用模具”的技術(shù)成為公知技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1)。更具體而言，“在型腔的表面被交替加熱冷卻的合成樹脂注射成型用模具中，將樹脂供給流道設(shè)為冷流道方式或半熱流道方式，在樹脂供給流道的至少一部分上設(shè)置加熱冷卻介質(zhì)流路，對樹脂供給流道交替加熱冷卻。另外，在上述模具中，代替交替加熱冷卻樹脂供給流道的至少一部分，可以在樹脂供給流道的至少一部分上設(shè)置隔熱層?！?/p>

此外，提出了“能對應(yīng)成型件的形狀迅速且簡單地改變型腔形狀，采用能充分滿足小批量生產(chǎn)、縮短交貨期、低成本化要求的簡易模具的注射成型裝置”的技術(shù)成為公知技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)2)。更具體而言，該技術(shù)為：“注射成型裝置具備簡易模具及控制簡易模具的開閉動作的控制部，所述簡易模具具有形成了型腔的交換部和固定于裝置主體部的固定部。交換部具有：固定于固定部的固定板；相對于固定板離合的可動板；以及使成型件分離的突出機(jī)構(gòu)。固定部形成有用于把熔融樹脂在熔融狀態(tài)下向型腔送出的熱流道。固定板形成有用于把熱流道送出的熔融樹脂導(dǎo)向型腔的冷流道”。

此外，提出了“確保與熱流道并用的冷流道中的熔融樹脂材料的流動性，防止該樹脂材料固化，并且預(yù)先防止冷料混入成型件”的技術(shù)成為公知技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)3)。更具體而言，“以將熱流道延長的方式，與所述熱流道串聯(lián)設(shè)置冷流道。冷流道由分割模塊側(cè)的分割面上形成的斷面大體半圓狀的槽部和型腔模塊側(cè)的分割面形成。通過在槽部側(cè)形成隔熱層，冷流道具有隔熱效果。冷流道的終端部成為捕集冷料的冷料井，所述冷料井不設(shè)置隔熱層，形成非隔熱結(jié)構(gòu)”。

上述任意的現(xiàn)有技術(shù)都通過并用冷流道和熱流道來提高成型件的精度，這點(diǎn)與本發(fā)明的用于解決課題的手段相通?？墒?，所述文獻(xiàn)2和所述文獻(xiàn)3的技術(shù)并未涉及多件成型的課題，也未記載或教示在提高精度的情況下能與此并行地多件成型，并未解決上述問題。此外，文獻(xiàn)3中盡管在附圖2中圖示了多件成型，但是所述附圖不過是記載了一般的多件成型的現(xiàn)有示例，未記載并用熱流道和冷流道的多件成型。

專利文獻(xiàn)1：日本專利公開公報(bào)特開2002-210795號

專利文獻(xiàn)2：日本專利公開公報(bào)特開2004-209904號

專利文獻(xiàn)3：日本專利公開公報(bào)特開2012-187842號

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明鑒于上述問題，主要特征是著眼于并用熱流道150和冷流道160，利用熱流道150的高精度溫度管理以及冷流道160的壓力和速度管理，能進(jìn)行以往不可能實(shí)現(xiàn)的要求高密度分布的成型件的多件成型。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的多件注射成型方法是能進(jìn)行要求高度的樹脂密度分布的注射成型件的多件成型的注射成型方法，包括：分配工序，從注射裝置利用等長流道將熔融樹脂材料多路分配；樹脂密度調(diào)整工序，對從所述分配工序分配的各所述熔融樹脂材料的樹脂密度分布進(jìn)行調(diào)整；以及填充工序，把利用所述樹脂密度調(diào)整工序?qū)崿F(xiàn)了樹脂密度調(diào)整的熔融樹脂材料填充到成為成型件的區(qū)域，所述樹脂密度調(diào)整工序包括并用熱流道工序和冷流道工序的并用工序，所述熱流道工序通過對所述熔融樹脂材料重新進(jìn)行溫度調(diào)整而調(diào)整流動性，所述冷流道工序調(diào)整壓力和速度，所述并用工序借助直澆道和分路流道將所述熔融樹脂材料從熱流道分配到多個(gè)所述冷流道，在一個(gè)模具中，從所述分配工序至所述填充工序的一系列工序多個(gè)同時(shí)進(jìn)行。

此外，本發(fā)明的所述多件注射成型方法的特征還在于，從多個(gè)所述冷流道向所述填充區(qū)域的所述熔融樹脂材料的填充，采用規(guī)則地等間隔分散配置的多個(gè)針狀澆口形式。

此外，本發(fā)明的所述多件注射成型方法所采用的注射成型用的模具包括：分配結(jié)構(gòu)，從注射裝置利用等長流道將熔融樹脂材料多路分配；樹脂密度調(diào)整結(jié)構(gòu)，通過利用所述分配結(jié)構(gòu)進(jìn)行分配而調(diào)整各所述熔融樹脂材料的樹脂密度分布；以及填充結(jié)構(gòu)，把由所述樹脂密度調(diào)整結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了樹脂密度調(diào)整的所述熔融樹脂材料向成為成型件的區(qū)域填充。

在所述多件注射成型方法中，優(yōu)選從所述分配結(jié)構(gòu)至所述樹脂密度調(diào)整結(jié)構(gòu)的樹脂的流通路徑在同一節(jié)圓上等角分散。

多件注射成型用模具的特征在于，所述樹脂密度調(diào)整結(jié)構(gòu)包括并用熱流道和冷流道的并用流道結(jié)構(gòu)，所述熱流道通過對所述熔融樹脂材料重新進(jìn)行溫度調(diào)整來調(diào)整流動性，所述冷流道調(diào)整壓力和速度，所述并用結(jié)構(gòu)借助直澆道和分路流道將所述熔融樹脂材料從熱流道分配到多個(gè)所述冷流道，在一個(gè)模具中，從所述分配結(jié)構(gòu)至所述填充結(jié)構(gòu)的一系列結(jié)構(gòu)具備多個(gè)，且多個(gè)所述一系列結(jié)構(gòu)同時(shí)工作。

此外，本發(fā)明的多件注射成型模具的特征還在于，從多個(gè)所述冷流道向所述填充區(qū)域的所述熔融樹脂材料的填充，采用規(guī)則地等間隔分散配置的多個(gè)針狀澆口結(jié)構(gòu)。

在所述多件注射成型模具中，優(yōu)選從所述分配結(jié)構(gòu)至所述樹脂密度調(diào)整結(jié)構(gòu)的樹脂的流通路徑在同一節(jié)圓上等角配置。

按照本發(fā)明的多件注射成型方法和模具，通過具備不需要不均衡的平衡調(diào)整的均勻密度特性并且能多件成型，從而能夠發(fā)揮縮短生產(chǎn)時(shí)間的優(yōu)良效果。

此外，按照本發(fā)明的多件注射成型方法和模具，即使在利用近年來不斷開發(fā)的CAE也難以分析熔融樹脂材料的流動狀態(tài)的形狀的成形中，不依賴上述分析技術(shù)，也能對應(yīng)各自的形狀和尺寸，利用熱流道噴嘴的溫度調(diào)整以及改變冷流道160的流路內(nèi)徑或節(jié)流條件，發(fā)揮容易地導(dǎo)出最佳狀態(tài)的優(yōu)良效果。

此外，按照本發(fā)明的注射成型方法，發(fā)揮能制造不必進(jìn)行平衡調(diào)整的風(fēng)扇的優(yōu)良效果。此外，通過加熱而使粘性變小，所以即使在狹窄流路內(nèi)也能良好地浸透，可以制造出細(xì)小的突起等形狀。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的多件注射成型方法的工序的流程圖。

圖2是表示本發(fā)明的兩件成型時(shí)的結(jié)構(gòu)的主視圖。

圖3是說明熱流道和冷流道的并用的放大主視圖。

圖4是本發(fā)明的兩件成型時(shí)的可動側(cè)的俯視圖。

圖5是本發(fā)明的兩件成型時(shí)的固定側(cè)的仰視圖。

附圖標(biāo)記說明

1 模具

10 分配工序

20 樹脂密度調(diào)整工序

22 熱流道工序

24 冷流道工序

30 填充工序

100 固定側(cè)模具

110 固定側(cè)安裝板

120 直澆道

130 流道

140 熱流道噴嘴

150 熱流道

152 冷料井

154 分路流道

160 冷流道

170 陰模

180 型腔

190 分流器

200 可動型模具

210 可動側(cè)安裝板

220 陽模

230 擠出銷

240 擠出板(上)

250 擠出板(下)

260 冷卻裝置

具體實(shí)施方式

本發(fā)明最大的特征在于，并用熱流道150和冷流道160，并且進(jìn)一步連接等長的多個(gè)流道，由此具有高精度并且能進(jìn)行多件成型。

以下，根據(jù)附圖說明實(shí)施例。另外，本發(fā)明不限于附圖所示的形狀和尺寸，可以在本說明書所表示的技術(shù)構(gòu)思的創(chuàng)作要點(diǎn)的技術(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行變更。

圖1是表示本發(fā)明的多件注射成型方法所采用的工序的流程圖。本發(fā)明是能對要求均勻密度分布的成型件進(jìn)行多件成型的注射成型方法。具體而言，例如對于西洛克風(fēng)扇和渦輪風(fēng)扇這樣的每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的送風(fēng)用的風(fēng)扇等高速旋轉(zhuǎn)的成型件，需要填充成使樹脂的密度均勻。

在分配工序10中，利用等長的流道，把熔融樹脂材料從注射裝置的直澆道120多路分配，并將從所述分配工序10供給的所述熔融樹脂材料供給到熱流道系統(tǒng)。另外，由于圖2至圖5表示了兩件成型時(shí)的實(shí)施例，因此盡管流道是以直澆道120為中心的等長的直線狀，但是例如如果是三件成型則流道成為120度間隔的三方向的流道，如果是四件成型則流道成為90度間隔的四方向的流道。

樹脂密度調(diào)整工序20是調(diào)整熔融樹脂材料的樹脂密度分布的工序，采用將熱流道工序22和冷流道工序24并用的結(jié)構(gòu)。熱流道150和冷流道160借助分路流道154連接配置。另外，所述分路流道154是以熱流道噴嘴140為中心呈放射狀延伸的流道，圖2和圖3所示的分路流道154是在以作為成型件的風(fēng)扇的軸心為中心的同一節(jié)圓上的六個(gè)部位，有規(guī)則地排列冷流道160的實(shí)施例。另外，優(yōu)選在流道的前端設(shè)置冷料井152。

在注射裝置中被加熱而成為熔融狀態(tài)的樹脂在即將向型腔180內(nèi)填充之前，熱流道工序22重新使其過熱。熱流道工序22可以提高流動性，用作實(shí)現(xiàn)樹脂密度均勻化的第一方法。此外，優(yōu)選分流器190的加熱采用一般的加熱器等，保持穩(wěn)定的熔融狀態(tài)。另外，熱流道噴嘴140具有噴嘴的前端開放恢復(fù)的開放澆口式和帶有開閉機(jī)構(gòu)的閥澆口式，使用哪種形式?jīng)]有限定，由于閥澆口式具有澆口的開閉機(jī)構(gòu)，所以澆口的關(guān)閉良好，盡管模具的價(jià)格略高，但是相比于開放澆口式，澆口部的溫度設(shè)定容易，所以成為本發(fā)明的課題對象的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇等優(yōu)選圖2所示的閥澆口式。

在利用所述熱流道噴嘴140而成為高溫的熔融樹脂材料向型腔180內(nèi)填充時(shí)，冷流道工序24用于調(diào)整流入速度和壓力。特別是在成型件為西洛克風(fēng)扇的葉片部這樣具有極薄的流動部的情況下，如果流動性過高，則所述狹窄流路中填充速度增高，構(gòu)成樹脂的分子在流動方向被拉伸，發(fā)生在流動方向排列的流動定向或分子定向的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力等問題。因此，為了利用前工序的熱流道150的優(yōu)點(diǎn)，通過并用冷流道160，并且使從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域的流路的溫度差和冷流道160中的節(jié)流產(chǎn)生的壓力差以物理方式起作用，來調(diào)整熔融樹脂的流動特性。

填充工序30是將利用所述樹脂密度調(diào)整工序20實(shí)現(xiàn)了樹脂密度調(diào)整的所述熔融樹脂材料，從所述各型腔180的規(guī)定位置且等角位置填充的工序。另外，利用試驗(yàn)來探討各種配置結(jié)構(gòu)，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述配置為6等分時(shí)，能得到特別優(yōu)良的均勻樹脂密度。

另外，此后的冷卻工序是利用通常的空氣進(jìn)行空冷或利用冷卻水進(jìn)行水冷等，由于脫模工序也與利用擠出銷230和擠出板240、250等的擠出等一般工序相同，所以省略了此后的冷卻工序。

圖2是成型件為西洛克風(fēng)扇時(shí)的兩件成型的實(shí)施例主視圖。特征部分是并存使用熱流道150和冷流道160，如附圖所示，兩者構(gòu)成串聯(lián)配置結(jié)構(gòu)，溫度調(diào)節(jié)后的熔融樹脂利用規(guī)定的節(jié)流而被調(diào)整壓力，由此以均勻速度和性狀填充大體圓筒狀的風(fēng)扇形狀。另外，從注射裝置供給的熔融樹脂一般在過于高溫化時(shí)會產(chǎn)生熱劣化，成為產(chǎn)生變形和殘余應(yīng)力的原因。因此，以往從所述溫度的設(shè)定上限流出的流道的長度較長的情況下，溫度顯著變化，有時(shí)產(chǎn)生這種弊病。此外，采用熱流道150時(shí)不會殘留不必要的流道，經(jīng)濟(jì)性良好，而在本發(fā)明中，相比于熱流道150的所述優(yōu)點(diǎn)，使冷流道160的填充速度和壓力調(diào)整優(yōu)先，特意并用了流道的殘留的冷流道160。更具體而言，把由注射裝置加熱而得到流動性的熔融樹脂材料用型腔跟前的熱流道噴嘴140再次加熱，從而使熔融樹脂材料的流動性進(jìn)一步提高的情況下，熔融樹脂材料的流速在葉片部分的薄通路中增加。于是，會產(chǎn)生上述弊病。因此，通過對冷流道160的噴嘴部和冷流道160的流路進(jìn)行節(jié)流從而調(diào)整壓力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了流速的均勻化。進(jìn)而，優(yōu)選通過設(shè)置多個(gè)針狀澆口(pin gate)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)流速，確保良好的流動狀態(tài)。

圖2是表示西洛克風(fēng)扇的兩件成型時(shí)的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，圖3是表示熔融樹脂材料的流路的放大圖，圖4和圖5是與圖2對應(yīng)的兩件成型時(shí)的可動側(cè)俯視圖(圖4)和固定側(cè)仰視圖(圖5)。各附圖雖然是以西洛克風(fēng)扇作為實(shí)施例，但是它們也應(yīng)用于汽車的空調(diào)，成型件的葉片薄且葉片枚數(shù)可多達(dá)30～60枚。因此，成型件需要均勻的樹脂密度分布。

此外，本申請的發(fā)明人除此之外還對螺旋槳風(fēng)扇、渦輪風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇等各種形式進(jìn)行了試驗(yàn)，通過對所有形式都設(shè)置為可以進(jìn)行熱流道150的溫度控制及對冷流道160的流路直徑、節(jié)流、噴嘴形狀或澆口的有無等進(jìn)行選擇，發(fā)現(xiàn)對任意的風(fēng)扇形式進(jìn)行多件成型都獲得了良好的結(jié)果。

另外，模具1并不具有特別的結(jié)構(gòu)，而是如圖2至圖5所示這樣的通常的2板或3板模具即可，可動側(cè)模具具備陽模220，固定側(cè)模具100具有陰模170。此外，圖5中圖示了冷流道160的前端從型腔180的軸心各向同性地設(shè)置在6個(gè)部位，但是不限于上述的數(shù)量和位置，可以對應(yīng)壓力和流速的調(diào)整而改變個(gè)數(shù)。另外，在附圖所示的西洛克風(fēng)扇的情況下，從6個(gè)部位供給在物理性質(zhì)上優(yōu)異，因此對其進(jìn)行了例示。

如圖2和圖3所示，熱流道150系統(tǒng)是對從直澆道借助等長的流道供給的熔融樹脂材料重新加熱以提高流動性的系統(tǒng)，固定側(cè)模具100具備熱流道噴嘴140和分流器190。熱流道噴嘴140只要是能對內(nèi)設(shè)的加熱器進(jìn)行電控制并加熱即可，也可以是一般性構(gòu)件，如上所述，存在噴嘴的前端開放恢復(fù)的開放澆口式以及帶有開閉機(jī)構(gòu)的閥澆口式，使用哪種形式?jīng)]有限定，但是由于閥澆口式具有澆口的開閉機(jī)構(gòu)，所以澆口的關(guān)閉良好，澆口部的溫度設(shè)定容易，所以成為本發(fā)明的課題對象的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇等優(yōu)選閥澆口式。