JPH07100211B2 - 羽根状回転体の成形型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、捩れを有する複数の羽根を備えた羽根状回
転体を成形するのに用いる成形型に関するものである。

（従来の技術） 第７図および第８図は、羽根状回転体の一例として自動
車のターボチャージャー用インペラー（吸気側）を示す
図である。

図中のインペラー100は、軸部100aの一端側の直径を徐
々に拡大してフランジ部100bを連接し、前記軸部100aの
外周に、複数の羽根100cを一体に備えると共に、軸線部
分に軸孔100gを有している。各羽根100cは、軸部100aの
小径側において略半径方向に張出すとともに、緩い螺旋
状を成してフランジ部100bに至り、フランジ部100bにお
いては略軸線方向に張出した状態に捩れている。また、
羽根100cは、軸部100aの小径側の辺100dが、第８図に示
すように半径方向の線に対して角度Ａだけ当該インペラ
ー100の回転方向（図中の矢印方向）に傾斜していると
共に、フランジ部100b側の辺100eが、第７図に示すよう
に軸線方向の線に対して前記角度Ａよりも小さい角度Ｂ
で傾斜している。さらに、第７図中の角度Ｃは、軸部10
0aの小径側の辺100dから連なる先端稜線100fの端部と、
軸線方向の線とが成す角度である。上記のインペラー10
0は、角度Ｃを大きくとるとともに上述の捩れ形状を有
する羽根100cによって過給効率の向上を図ったものであ
り、例えばロストワックス法などの精密鋳造法に基づい
て製造されていた。

また、羽根状回転体を成形する装置としては、例えば特
公昭58−12102号公報に記載されているものがある。こ
の装置は、上下動する上金型の下方に、各々の羽根の形
状に対応する分割金型を圧力シリンダによって放射方向
に進退可能としたものであって、前記上金型と各分割金
型との間で形成したキャビティ内で溶融金属を鋳造した
のち、上金型の上昇とともに各分割金型を型外方向に移
動させることにより、複数の羽根を有する羽根状回転体
を取出すようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ここで、上記の装置は、羽根状回転体の生産性を向上さ
せて低コスト化を実現できるようにしたのであるが、分
割金型を放射方向だけに進退させる構造であるため、半
径方向の形状変化がきわめて小さい羽根を有するものに
適用可能である。つまり、先述した捩れ形状の羽根100c
を有するインペラー100では、離型が不可能であること
が明らかである。したがって、従来にあっては、上記イ
ンペラー100のような羽根状回転体を成形するための成
形型が無く、その実現が要望されていた。

（発明の目的） この発明は、このような従来の要望に鑑みて成されたも
ので、複雑な捩れを有する羽根を備えた羽根状回転体を
成形することができ、しかも、型の開閉時に各部の動作
が円滑で且つ確実であって、保守管理が容易であるとと
もに型の小型化を図ることができる羽根状回転体の成形
型を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明による羽根状回転体の成形型は、捩れを有する
複数の羽根を備えた羽根状回転体の成形型であって、相
対向して近接・離間する一方の型と他方の型との間に各
羽根の形状に対応する分割型を配設して各型の間で前記
羽根状回転体用のキャビティを形成する型構造を有し、
前記一方の型に、型外向きに傾斜したスライド面と、前
記スライド面に相対向するサポート体を型の略内外方向
へ摺動自在に保持し且つ前記近接・離間方向に移動可能
なエジェクタとを備えると共に、前記サポート体に、軸
部を介して前記分割型を羽根の捩れ方向へ回動自在に連
結し、前記一方の型と分割型のどちらか一方側に、前記
羽根の捩れに対応して屈曲するガイド部を設け、他方側
には、前記ガイド部に沿って摺動自在に係合する係合部
を設けたことを特徴としている。

（実施例） 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図〜第６図は、この発明の一実施例を説明する図で
ある。なお、この実施例では、従来技術の項で説明した
羽根状回転体であるインペラー100（第７図および第８
図参照）を成形する場合を例示している。

すなわち、成形型１は、第１図に示すように、相対向し
て略水平方向に近接・離間する可動型２（一方の型）と
固定型３（他方の型）との間に、各羽根100cの形状に対
応した分割型４を配設して各型2,3,4の間でインペラー1
00に対応したキャビティ５を形成する型構造を有してい
る。前記分割型４は、その数が前記羽根100cと同数であ
り、キャビティ５を中心にして放射状に配列してある。

前記可動型２は、図外の可動手段によって往復動可能な
ホルダ６の型外面に、複数のねじ７でプレート状のスペ
ーサ８が固定してあると共に、前記ホルダ６の中央に、
固定型３の方向へ延出するコア９をボルト10で固定し、
さらに、前記ホルダ６の型内面の型外部全周にわたって
環状の枠ブロック11がボルト12で固定してある。そし
て、前記コア９と枠ブロック11との間に、中心側から、
固定型３に近接・離間する方向に移動可能な環状のエジ
ェクタ13および同じく環状のガイドブロック14を同心上
に備えている。

前記コア９は、先端に、前記インペラー100の軸部100a
の小径端部に対応する成形部9aを有すると共に、軸線上
に、前記成形部9aに連通して当該コア９の基端面に開口
する孔部9bを有し、さらに、先端部寄りに形成した膨出
部分の外周に、型外向きに傾斜したスライド面9cが形成
してある。前記孔部9bは、コア９の基端部に向うにつれ
て階段状に内径が大きくなる形態を成しており、エジェ
クトピン15が摺動自在に挿設してある。前記エジェクト
ピン15は、その先端に、前記インペラー100の軸孔100g
を形成するための小径部15aを有すると共に、基端部近
傍には、前記ホルダ６のコア嵌合部分に形成した内向き
フランジ6aに型内側から当接する鍔部15bを有してい
る。また、前記エジェクトピン15は、ほぼ中央から前記
小径部15aの基端に至る外周部にライナ16が嵌装してあ
ると共に、孔部9b内の段部と鍔部15bとの間にスプリン
グ17を介装することにより、固定型３から離間する方向
へ付勢された状態にある。さらに、前記コア９には、ス
ライド面9cに対してほぼ直角な状態で、スプリング類を
内蔵した伸縮自在なプッシュピン46が挿設してある。前
記プッシュピン46は、スライド面9c側の基端部がコア９
に螺着してあり、前記ライナ16に形成した穴を通してエ
ジェクトピン15の円錐状係合孔15cに係合するボール18
を先端部で押圧している。なお、前記係合孔15cは、エ
ジェクトピン15の鍔部15bが前記内向きフランジ6aに当
接しているときに、前記ボール18を係合させる位置にあ
る。

前記エジェクタ13は、ホルダ６との相対向面に、ホルダ
６およびスペーサ８に連ねて形成した貫通孔6b内に突出
する受圧部材19をボルト20で固定すると共に、ホルダ６
を摺動自在に貫通し且つ前記ホルダ６に頭部が係止され
るストリッパボルト21を螺着している。また、前記エジ
ェクタ13は、第１図の右半分に示すように、分割型４の
配置に対応した型内部に、固定型３側へ開口する断面Ｔ
字形のスライド溝13aを前記スライド面9cに対してほぼ
直角方向（図の右斜め上方向）に形成し、前記スライド
溝13aに前記スライド面9cに相対向するサポート体22を
摺動自在に連結している。なお、前記エジェクタ13は、
第１図の左半分に示すように、各分割型４の間に対応す
る型内部に、ボルト23でスペーサ24が固定してある。

前記サポート体22は、第２図にも示すように、前記スラ
イド面9cに相対向する側とその型外側に、固定型３の方
向へ延出する平行な保持部22a,22bを有すると共に、前
記スライド溝13aに係合する断面Ｔ字形のギブプレート2
5が固定してある。このとき、前記ギブプレート25およ
びスライド溝13aは、Ｔ字形断面における上部の張出し
長さが、型外へ向かうにつれて漸次増大する形態を成し
ている。したがって、前記サポート体22は、エジェクタ
13がホルダ６に当接している状態において、前記スライ
ド面9cと一定の間隔をおいて相対向するように保持され
ている。また、前記両保持部22a,22aは、両先端を貫く
同一線上に軸孔22b,22bを形成し、これよりも基端側
に、同じく同一線上に基づく断面矩形状の貫通孔22c,22
cを有している。

前記分割型４は、羽根100cの形状に対応した成形部4aを
有すると共に、前記各保持部22a,22aの間および型外側
に組合わされる第１および第２突出部4b,4cを備えてお
り、固定型３との相対向面には、前記固定型３を構成す
るホルダ32の型内面に形成した凹部32aに嵌合する凸部4
eを有している。前記第１および第２突出部4b,4cの基端
部には、両者を貫く同一線上に軸孔4d,4dが形成してあ
る。そして、前記分割型４は、各保持部22a,22aに第１
・第２突出部4b,4cを組合せた状態で連通する各軸孔22
b,22b,4d,4dに軸部としての保持ピン26を挿設すること
により、前記サポート体22に回動自在に連結してある。
なお。前記保持ピン26の傾斜角度は、羽根100cの捩れに
対応して分割型４が回動しうるように設定してあり、こ
の実施例では、スライド面9cに対して軸線がほぼ直角を
成している。

また、前記第１突出部4bには、羽根100cの捩れに対応し
て屈曲するガイド部として、型の内外方向に開口するガ
イド孔27が形成してある。前記ガイド孔27は、両端側の
直線状部27a,27aを屈曲部27bで連設した断面形状を有
し、この断面形状に沿って摺動自在に係合する係合部と
してのガイドピン28を挿通する。前記ガイドピン28は、
先端部をスライド面9cの固定型３側の端部に挿入すると
共に、基端部を枠ブロック11に螺着して、その軸線が前
記スライド面9cに対して略直角を成し、前記ガイド孔27
の幅寸法よりも小さい直径を有している。なお、前記ガ
イドピン28は、前記サポート体22の貫通孔22c,22c内を
通っている。したがって、前記貫通孔22cは、サポート
体22が移動する際にガイドピン28と干渉することがない
ように、充分な断面寸法を有している。また、分割型４
の第２突出部4cは、同じくガイドピン28との干渉を防ぐ
ために、第１突出部4bよりも短く形成してある。

前記ガイドブロック14は、ホルダ６側となる基端部近傍
に、型の内外方向に開口するボール用孔14aを有すると
共に、先端部に、型外方向に傾斜して前記スライド面9c
と平行を成すテーパ部14bを有している。前記ボール用
孔14a内には、二個のボール29,29が設けてあって、前記
ボール29,29は、枠ブロック11に型外側から挿入固定し
たプッシュピン30によって型内方向へ押圧され、一方の
ボール29がエジェクタ13の外周に形成した係合溝13bに
係合している。また、前記ガイドブロック14は、前記分
割型４における第２突出部4cの型外面にテーパ部14bが
当接し、エジェクタ13とともに移動する際に前記ガイド
ピン28と干渉するのを防ぐための開口部14cを有する。
さらに、前記枠ブロック11の内周には、前記プッシュピ
ン30からやや離れたところに、前記ボール29を係合させ
るのに用いる係合溝11aが形成してあり、プッシュピン3
0の中心線から前記係合溝11aの中心線までの長さは、前
記サポート体22とスライド面9cとの間に設けた隙間にお
ける可動型移動方向の寸法に等しくしてある。

前記固定型３は、基盤31に複数のねじ31aで固定したホ
ルダ32の中央に、キャビティ５に連通するスプル33を形
成し、前記スプル33の型内側に、射出口を形成するプッ
シュ34とキャビティ５の底面を形成するコアブロック35
とをボルト36で固定している。また、前記ホルダ32の型
外面中央には、インペラー100の素材である溶融材料を
加圧注入する装置を接続するための環状ブロック37がボ
ルト38で固定してある。さらに、前記固定型３は、各分
割型４の間に対応するところに、可動型２側へ延出する
リターンピン39が設けてある。前記リターンピン39は、
基端部をホルダ32内に位置決めした固定ロッド40と、前
記固定ロッド40の外側に摺動自在に嵌装したスリーブ41
とを備えると共に、固定ロッド40の先端面とスリーブの
先端部内面との間にコイルスプリング42を介装すること
により、前記スリーブ41を可動型２の方向に付勢してい
る。また、前記スリーブ41は、突出量を規制するため
に、ホルダ32に係止される鍔部41aを基端に有し、可動
型２と固定型３とが閉じているときには、エジェクタ13
に設けたスペーサ24に当接し、コイルスプリング42を圧
縮状態にして固定型３側に移動している。

なお、前記各ホルダ6,32,コア９および分割型４の内部
には、冷却用流体を流通させるための流路43a〜43dが形
成してある。また、第１図中の符号44は、可動型２と固
定型３とを閉じた状態で保持するための連結プレート
（仮想線で示す）であって、この連結プレート44は、各
型2,3に複数のボルト45を用いて固定する。

上記の構造を有する成形型１は、可動型２と固定型３と
を閉じた状態（第１図の状態）にして、キャビティ５内
に樹脂や金属等の溶融材料を加圧注入する。このとき、
分割型４は、固定型３のホルダ32の凹部32aに凸部4eを
嵌合することによって位置決めされ、なお且つ、上記嵌
合によって溶融材料加圧注入時の圧力に対抗する。

そして、上記成形型１は、溶融材料が冷却固化したの
ち、第３図に示すように可動型２を固定型３から離反さ
せる。このとき、リターンピン39は、スプリング42の作
用により、鍔部41aがホルダ32に係止されるところまで
スリーブ41を突出させる。また、成形品であるインペラ
ー100は、可動型２側に付着している。

次に、成形型１は、可動型２を所定位置まで移動させた
のち、第４図に示すように、エジェクトピン15および受
圧部材19の各端面を押込みロッド47,47（図中仮想線で
示す）で固定型３方向へ押圧する。すると、前記エジェ
クトピン15は、スプリング17を圧縮し且つボール18をプ
ッシュピン46側へ押込むようにして移動し、インペラー
100をコア９の先端から押出す。また、エジェクタ13と
ともに、サポート体22,分割型４およびガイドブロック1
4が移動し、サポート体22がスライド面9cに当接すると
共に、エジェクタ13の係合溝13bと枠ブロック11の係合
溝11aとがボール用孔14aを介して相対向した状態とな
る。このとき、分割型４は、固定されたガイドピン28に
対してガイド孔27の一方側直線状部27aの長さ分だけ移
動するので回動しない。

そして、第５図に示すように、ストリッパボルト21の頭
部がホルダ６に係止されるまでエジェクトピン15および
エジェクタ13をさらに押動すると、前記エジェクトピン
15でインペラー100を完全にコア９から押出すと共に、
ガイドブロック14のボール29が枠ブロック11側の係合溝
11aに係合することによって、前記ガイドブロック14が
枠ブロック11側にロックされた状態となる。また、エジ
ェクタ13がさらに移動すると、前記エジェクタ13に対し
て型の内外方向（各図の斜め上方向）に摺動自在なサポ
ート体22は、スライド面9cおよびガイドブロック14のテ
ーパ部14bに案内されて斜め型外方向に移動し、同時に
分割型４を同方向に移動させる。

このとき、前記分割型４は、第６図に模式的に示すよう
に、サポート体22に連結するための保持ピン26が固定型
３の方向（図の下方向）へ移動するのであるが、固定さ
れているガイドピン28に対してガイド孔27の屈曲部27b
が通過するため、斜め方向への移動とともに前記保持ピ
ン26を中心にして羽根100cの捩れ方向に回動する。した
がって、前記分割型４は、エジェクトピン15で押出され
るインペラー100とともに固定型３側へ移動し、なお且
つ回動しながら型外方向へ移動することによって前記イ
ンペラー100から離型する。なお、上記離型の際、押込
みロッド47をエジェクトピン15および受圧部材19に当接
させた状態にして、ホルダ６をさらに固定型３から離反
させるようにしても良い。

次いで、上記成形型１は、インペラー100をエシェクト
ピン15から取外したのち、押込みロッド47を後退させて
いくと、スプリング17の作用によってエジェクトピン15
が移動し、鍔部15bが内向きフランジ6aに当接すると共
に、プッシュピン46で押圧されるボール18が再び係合孔
15cに係合して前記エジェクトピン15をロック状態にす
る。続いて、成形型１は、可動型２を固定型３側へ移動
させていくと、最初に、リターンピン39がエジェクタ13
に当接し、前記エジェクタ13の移動を規制する。このと
き、リターンピン39内のスプリング42は、リターンピン
39とスペーサ24との当接による衝撃を緩和する。ここ
で、成形型１は、実際には、エジェクタ13を移動規制し
た状態で可動型２がなおも移動することによって元の状
態（第１図の状態）に戻るが、エジェクタ13をホルダ６
側へ移動させるものとして説明すると、サポート体22が
スライド面9cおよびテーパ部14bに沿って型内方向に引
き込まれると共に、前記サポート体22に伴って分割型４
が離型時と逆方向に回動しながら移動する（第４図の状
態）。そして、成形型１は、エジェクタ13がさらに移動
すると、ボール29を介してガイドブロック14が再びエジ
ェクタ13側にロック状態になると共に、サポート体22お
よび分割型４がホルダ６側へ移動し、前記エジェクタ13
がホルダ６に当接したところで、可動型２が元の状態に
戻る。

このように、成形型１は、可動型２の移動とともに当該
可動型２の各構成が上記の動作を行い、可動型2,固定型
３および分割型４の間で再びキャビティ５を形成する。

つまり、上記実施例で説明した成形型１によれば、過給
効率の向上を図るために複雑な捩れを有する羽根100cを
備えたインペラー100を容易に大量生産することができ
る。また、上記成形型１は、エジェクタ13,サポート体2
2および分割型４を順次連結し、分割型４の複雑に移動
させるにもかかわらず、ガイド溝13a,ギブプレート25お
よび保持ピン26による連結部位の構造が簡単であるた
め、動作が円滑であるとともに故障し難く、しかも、ス
ライド面9cに沿って移動するサポート体22および分割型
４をサポートブロック14で一層確実に案内することがで
きる。さらに、上記成形型１は、エジェクタ13がホルダ
６に当接している際、サポート体22とスライド面9cとが
所定の間隔をおいて相対向するようにし、なお且つ分割
型４におけるガイド孔27を両側の直線状部27a,27aと屈
曲部27bとから成る構成としている。したがって、離型
時の分割型４は、一旦固定型３側へ移動したのちに回動
しながら型外方向へ移動することになり、その結果、イ
ンペラー100における羽根100cの小径側の辺100dがコア
９から完全に離間してから前記分割型４を離型させるこ
とができ、前記分割型４がコア９と干渉したり、インペ
ラー100が破損したりする恐れは全く無い。

なお、この発明による成形型の詳細な構造が上記実施例
に限定されることはなく、例えば、エジェクタに対する
サポート体の摺動方向の傾斜角度や、分割型を保持する
軸部（保持ピン26）の軸線の傾斜角度、あるいはガイド
部（ガイド孔27）の屈曲形状などは、型内の許容寸法や
羽根状回転体の羽根の捩れ角度等に対応して適宜変更す
ることができ、このほか、一方の型の本体側（例えばコ
アなど）に溝状のガイド部を形成し、分割型に前記ガイ
ド部に沿って案内される係合部を突設することも良い。
また、上記実施例では、可動型を水平方向に移動させる
ものとしたが、可動型の上下方向に移動させる構成にす
ることもでき、この場合、エジェクタをホルダに当接さ
せた状態で保持するためのロック機構等を設けることが
ある。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明の羽根状回転体の成
形型によれば、捩れを有する複数の羽根を備えた羽根状
回転体の成形型であって、相対向して近接・離間する一
方の型と他方の型との間に各羽根の形状に対応する分割
型を配設して各型の間で前記羽根状回転体用のキャビテ
ィを形成する型構造を有し、前記一方の型に、型外向き
に傾斜したスライド面と、前記スライド面に相対向する
サポート体を型の略内外方向へ摺動自在に保持し且つ前
記近接・離間方向に移動可能なエジェクタとを備えると
共に、前記サポート体に、軸部を介して前記分割型を羽
根の捩れ方向へ回動自在に連結し、前記一方の型と分割
型のどちらか一方側に、前記羽根の捩れに対応して屈曲
するガイド部を設け、他方側には、前記ガイド部に沿っ
て摺動自在に係合する係合部を設けたため、複雑な捩れ
を有する羽根を備えた羽根状回転体を成形し且つ容易に
量産することができ、しかも、羽根の捩れに合わせて分
割型を複雑に移動させるにもかかわらず、型の開閉時に
各部の動作が円滑で且つ確実であり、そのうえ、上記動
作の要点となる可動連結部分の構造が簡単であることか
ら、保守管理が容易であるとともに型の小型化に充分対
処することができるなどの優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に基づく成形型を説明する
水平断面図、第２図はサポート体および分割型を説明す
る斜視図、第３図は可動型を固定型から離反させた状態
を説明する断面図、第４図はサポート体がスライド面に
当接した状態を説明する要部の断面図、第５図は分割型
がインペラーから離型した状態を説明する要部の断面
図、第６図は分割型が回動する状態を模式的に示す型の
中心側からの正面説明図、第７図は羽根状回転体の一例
としてインペラーを説明する斜視図、第８図は第７図に
示すインペラーの平面図である。 １……成形型、２……可動型（一方の型）、３……固定
型（他方の型）,4……分割型、５……キャビティ、9c…
…スライド面、13……エジェクタ、22……サポート体、
26……保持ピン（軸部）、27……ガイド孔（ガイド
面）、28……ガイドピン（係合部）、100……インペラ
ー（羽根状回転体）、100c……羽根。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−114564（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−114565（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−189852（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−50555（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】捩れを有する複数の羽根を備えた羽根状回
   転体の成形型であって、相対向して近接・離間する一方
   の型と他方の型との間に各羽根の形状に対応する分割型
   を配設して各型の間で前記羽根状回転体用のキャビティ
   を形成する型構造を有し、前記一方の型に、型外向きに
   傾斜したスライド面と、前記スライド面に相対向するサ
   ポート体を型の略内外方向へ摺動自在に保持し且つ前記
   近接・離間方向に移動可能なエジェクタとを備えると共
   に、前記サポート体に、軸部を介して前記分割型を羽根
   の捩れ方向へ回動自在に連結し、前記一方の型と分割型
   のどちらか一方側に、前記羽根の捩れに対応して屈曲す
   るガイド部を設け、他方側には、前記ガイド部に沿って
   摺動自在に係合する係合部を設けたことを特徴とする羽
   根状回転体の成形型。