東穎（Suzhou Dongying Electronic Technology Co., Ltd.）は、中国・蘇州で金型製作と射出成形を行っています。自動車部品や電子機器の冷却部品の金型・成形品を製作し、ファンインペラ、ファンフレーム、ベースも扱っています。
ファンインペラの射出成形で、ばらつきを抑えにくい理由
要点：薄い羽根と厚いハブを持つ回転部品のため、充填や冷却のわずかな偏りが影響します。
インペラはハブとその周囲の羽根で構成され、ときにはシュラウドも付きます。形は単純に見えますが、冷却モジュールの中では工程のばらつきに敏感な部品です。次の三つの特徴が重なります。
- 薄い羽根と厚いハブが隣接すること。 薄肉部は早く固まり、ハブはその後も収縮します。応力や変形はそのつなぎ目から生じます。
- 工程で対称性を保つ必要があること。 すべての羽根で充填、保圧、冷却を同じにする必要があります。金型の片側が高温になると、羽根角度や羽根面の位置がずれます。
- バランス要求があること。 残留不釣合いは完成したローターを対象とし、インペラ、シャフトまたはハブインサート、組立状態によって変わります。
そのため、薄肉インペラ金型では、形状、材料、工程を一緒に検討することから始めます。
射出成形ファンインペラの材料：PBT・PA66-GF・LCP
要点：ファンの使用温度、回転数、剛性要件から材料を選び、その成形特性を確認します。
| 材料 | 主な用途 | 注意点 |
|---|---|---|
| PP / ABS | 一般換気、中程度の荷重と温度 | 剛性と耐熱性が低め |
| PBT（ガラス繊維強化が多い） | より高い剛性と耐熱性が必要な用途 | ガラス繊維強化では収縮に方向性がある |
| ガラス繊維強化 PA66 | 剛性と耐熱性が必要な羽根 | 収縮に方向性があり、吸湿で寸法が変わる |
| LCP | 非常に薄く剛性の高い羽根 | 均一な肉厚、バランスのよいランナー、良好なガス抜きが必要 |
ガラス繊維は剛性を高めますが、流動方向に配向するため、流動方向の収縮は直角方向より小さくなります。ガラス繊維強化 PBT に関する販売代理店の技術解説では、この差を反りの主な原因として挙げています（Sales Plastics、2026）。
LCP は溶融樹脂が薄肉部に流れ込みやすいため、非常に薄い羽根に適しています。Celanese の Vectra ガイドは、均一な肉厚、バランスのよいランナー、良好なガス抜きを重視しています（Celanese）。剛性を理由に LCP インペラを訴求するファンブランドもあります（Noctua）。
最終的なグレードは、ファンの設計と試験計画に基づいて決めます。金型メーカーは成形性について意見を出すことができます。
インペラのゲート設計：すべての羽根を同じ条件にする
要点：ハブから対称にゲートを配置し、各羽根に同じタイミングと圧力で樹脂が届くようにします。
ハブの中央にゲートを設けると、溶融樹脂は外側へ均等に流れます。ディスクゲート、ダイアフラムゲート、対称な多点ゲートはいずれも同じ考え方です。サイドゲートでは長い流路と短い流路ができ、羽根のばらつきにつながることがあります。
ゲート数も繊維配向を変えます。ガラス繊維強化 PA66 を対象とした Moldflow の研究では、ゲートを一つから三つに増やすと繊維配向が均一になり、コーナー効果による反りが減ったと報告されています（ICIMM 2015）。
インペラでは実際のグレードで充填を解析し、ウェルドラインの位置を確認します。羽根の根元にできるウェルドラインは弱点になります。設計を確定する前にゲート案を比較してください。
冷却と保圧：ハブ部分の変形を抑える
要点：金型の両側を均等に冷却し、羽根に過剰な保圧をかけずにハブの収縮を補います。
充填が均等でも、冷却が偏ると効果が得られません。検討では次の点を確認します。
- コア側とキャビティ側に、それぞれ独立して制御できる冷却回路を設ける。
- 最も肉厚の大きいハブの近くを重点的に冷却する。
- ハブの収縮を補う保圧をかける。Delrin の歯車ガイドでも、最も厚い部分に、早期に固まらないゲートを設けるという同じ考え方を説明しています（Delrin）。
- 羽根先端と流動末端にガス抜きを設け、焼けやショートショットを防ぐ。
流動解析で案を検討し、金型トライで確認します。受入判定の基準は、解析結果ではなく、合意した検査項目です。
インペラのバランス：金型製作前に基準を合意する
要点：金型設計前に、バランス等級、試験回転数、測定する組立状態を明記します。
ISO 21940-11 は、剛性ローターの許容残留不釣合いを定める方法を示しています。ローターの質量と最高回転数に関連付けた釣合い良さの等級（G 等級）を用います（ISO）。各ファンに適した等級はお客様が決めます。
次の点を早い段階で決めておきます。
- バランス等級または許容残留不釣合いと、それに対応する回転数。
- インペラ単体を測るか、ハブやローターを組み付けた状態で測るか。
- 治具、修正方法、抜取検査計画。
- 関連する検査：外径、羽根角度、羽根面、ハブ穴、振れ。
これらを明記すると、バランスを左右する形状に合わせて金型を設計でき、トライ結果も比較しやすくなります。
ファンフレーム金型、ベース、サーバーファンのハウジング
要点：翼端隙間が両者を結び付けるため、ファンフレーム金型とインペラ金型を一緒に検討します。
フレームとベースはモーターを支え、翼端隙間を決め、システムに取り付けられます。平面度、穴位置、羽根先端との隙間は、インペラそのものと同じくらい重要です。フレームとインペラで公差計画を共有すると、組立時の問題を減らせます。
サーバーや AI ハードウェア向けファンでは、購入側から液冷システムの樹脂部品についても質問があります。調査会社は、2026 年には AI チップ導入の大半で液冷が使われると予測しています（TrendForce、2026）。Open Compute Project 仕様に沿った射出成形ポリマー製クイックディスコネクトは、すでに市場に出ています（Autotech Review、2026、OCP UQD v2.0.0）。東穎では、お客様の図面と仕様に基づき、液冷アセンブリ用樹脂部品を検討できます。
冷却ファンインペラ射出成形の見積依頼チェックリスト
要点：図面、材料、回転数、バランス測定方法、数量をお送りください。未確定の項目は質問として挙げてください。
| 項目 | 記載する内容 |
|---|---|
| 図面 | 改訂番号付きの 2D 図面と 3D モデル。各寸法でどちらを優先するか |
| 材料 | グレード、または未確定の場合は材料要件 |
| 運転条件 | 最高回転数と連続運転回転数、回転方向、温度範囲 |
| バランス | 判定基準、試験方法、対象となる組立状態 |
| 重要寸法 | 羽根角度、羽根面、ハブ穴、外径、翼端隙間 |
| 外観 | 外観要件、ゲート痕とエジェクタ痕の制限 |
| 数量 | サンプル数、年間需要、希望スケジュールを個別に記載 |
| 納入形態 | お客様の工場への金型引き渡し、または東穎での成形品供給 |
情報がそろっていなくても構いません。推測で埋めるより、未決事項として検討するほうが適切です。お問い合わせください。
よくある質問
薄肉ファンインペラはどのように射出成形しますか？
通常はハブの中央ゲートまたは対称なゲートを使い、すべての羽根に樹脂が均等に届くようにします。金型の両側を冷却し、厚肉のハブを重点的に冷却します。実際の材料を用いた流動解析でゲート案を比較し、ウェルドラインや変形を予測します。承認前には、合意した寸法とバランスの検査をトライサンプルで確認します。
ファンインペラにはどの材料がよく使われますか？
一般換気用ファンには PP や ABS がよく使われます。より高い剛性と耐熱性が必要な場合は、PBT やガラス繊維強化 PA66 が選ばれますが、ガラス繊維によって収縮に方向性が生じます。LCP は薄肉部に流れやすいため、非常に薄く剛性の高い羽根に使われます。最終的なグレードは、ファンの使用温度、回転数、試験要件に合わせて選びます。
金型設計ではインペラのバランスをどう考慮しますか？
すべての羽根で充填、保圧、冷却を同じ条件にすることで対応します。対称なゲート、均等な冷却、滑らかな肉厚の変化が必要です。バランス基準は、通常 ISO 21940-11 の等級または残留不釣合いの値で、金型製作前に合意します。試験回転数、治具、測定する組立状態も同時に決めます。
インペラだけでなく、ファンフレームやベースも成形できますか？
はい。東穎はファンインペラ、フレーム、ベースの金型と成形品を製作しています。フレームとインペラを一緒に検討すると、翼端隙間、取付形状、平面度の要件をそろえやすくなります。各部品の図面と組立関係をお送りいただければ、成形性と検査点を一緒に検討します。
ファンインペラ金型の見積もりには何が必要ですか？
改訂番号付きの 2D 図面と 3D モデル、材料要件、回転数と温度範囲、バランス基準と試験方法、重要寸法をお送りください。外観要件、サンプル数と年間数量、金型をお客様の工場へ納めるか、成形品を供給するかもお知らせください。図面がなくてもお問い合わせいただけます。
液冷アセンブリ用の樹脂部品にも対応していますか？
ハウジングや流路部品など、液冷アセンブリ用の樹脂部品を検討できます。お客様の図面、材料仕様、検証要件に基づいて検討します。冷却液との適合性、圧力試験、漏れ試験はお客様のシステム仕様によって決まるため、金型の方針を決める前に、それらの要件を一緒に確認します。
関連ページ
参考資料
- Sales Plastics, "Preventing Warpage in 30% GF PBT Injection Molding", 2026 年 5 月 14 日。https://salesplastics.com/pbt-injection-molding-preventing-warpage-30-gf/
- Celanese, "Tech Tips: Vectra LCP"（精密成形ガイド）。https://www.celanese.com/-/media/Engineered%20Materials/Files/Product%20Technical%20Guides/LCP-001_VectraLCPprecMoldTG_AM_0613.pdf
- "Optimization of Injection Process Parameters to Reduce Warpage in Glass Fiber-Reinforced Polyamide Molded Parts", ICIMM 2015, Atlantis Press。https://doi.org/10.2991/icimm-15.2015.121
- Delrin, "Mold Delrin gears with precision"。https://www.delrin.com/mold-delrin-gears-with-precision/
- ISO 21940-11:2016（+Amd 1:2022）、ローターのバランシング — 剛性ローター。https://www.iso.org/standard/54074.html
- TrendForce, "Liquid Cooling Becomes Standard for High-End AI Infrastructure…", 2026 年 8 月 17 日。https://www.trendforce.com/presscenter/news/20260817-13183.html
- Autotech Review, "ARaymond Introduces Next-Generation UQDs for Data Center Liquid Cooling", 2026 年 10 月 1 日。https://autotechreviews.com/index.php/technology/item/1299-araymond-introduces-next-generation-uqds-for-data-center-liquid-cooling
- Open Compute Project, UQD/UQDB 設計仕様 v2.0.0（2026 年 9 月 22 日発効）。https://www.opencompute.org/documents/ocp-design-spec-uqd-v2-0-0-pdf/
- Noctua, "Sterrox LCP"。https://www.noctua.at/en/expertise/tech/sterroxr-liquid-crystal-polymer-lcp