ヘアドライヤーは日常生活のいたるところに存在し、熱風を使って髪を素早く効率的に乾かすように設計されています。これらの機器は、多数のプラスチック部品で構成されており、 射出成形—このプロセスには、クランプ、射出、保持、冷却、取り出しという複数のステップが含まれます。このガイドでは、材料の選択から成形プロセス自体まで、射出成形ヘアドライヤー部品の設計上の考慮事項について詳しく説明します。
ヘアドライヤーの主要射出成形部品
一般的なヘアドライヤーは、それぞれ特定の機能を果たす複数の射出成形部品で構成されています。これらの部品には次のものが含まれます。
- ハウジングシェル
- エアインレットグリル
- モーターハウジング
- ボタンアセンブリ
- コードリールまたはコード管理コンポーネント
- ハンドルとグリップ
これらの各部品は、意図したとおりに機能し、全体的な美観に貢献し、安全性と品質の基準を満たすように慎重に設計する必要があります。
1. ハウジングシェル
ハウジング シェルはヘア ドライヤーの外側の保護層として機能し、内部コンポーネントを物理的損傷や外部からの衝撃から保護します。また、断熱性も備えているため、モーターや加熱要素によって発生する高温がユーザーに影響するのを防ぎます。この外側のケースは保護機能だけでなく、デバイスの美観にも大きく貢献し、製品の全体的な外観や感触に影響を与えることがよくあります。
2. エアインレットグリル
吸気グリルは、ヘアドライヤーの吸気口にある重要な部品です。ゴミ、髪の毛、ほこりがモーターやファンブレードなどの内部機構に侵入するのを防ぎ、スムーズな動作を保証し、これらの部品の寿命を延ばします。さらに、グリルは最適な空気の流れを可能にするように設計されており、異物に対する保護バリアとして機能し、モーターとファンの効率を維持します。
3.モーターハウジング
モーターハウジングはモーターを囲み、外部からの損傷やほこりや湿気などの環境要因からモーターを保護する重要な役割を果たします。さらに、モーターハウジングは放熱に不可欠で、動作中にモーターを低温に保ち、過熱を防ぎます。適切に設計されたモーターハウジングは、空気の流れが十分であることを確保し、モーターの性能と寿命を長期にわたって維持します。
4. ボタンアセンブリ
ボタン アセンブリは、ユーザーがヘア ドライヤーを操作する上で非常に重要です。これらのボタンを使用すると、ユーザーは風速、温度、電力などのさまざまな設定を制御できます。ボタンは、使いやすいように人間工学的に配置する必要があります。また、頻繁な操作に耐えられるだけの耐久性が必要です。さらに、湿気から保護するために防水性を備え、湿度の高い環境でも長期間機能し続けるようにする必要があります。
5. コードリールまたはコード管理コンポーネント
コードリールまたはコード管理コンポーネントは、ヘアドライヤーを使用していないときに電源コードを整理するのに役立ちます。適切に設計されたコードリールを使用すると、コードが絡まることなくきれいに巻き取られ、ほどかれるため、ヘアドライヤーを整理された状態に保ち、簡単に保管できます。一部のモデルには、コードを自動的に巻き取る格納式メカニズムが組み込まれており、利便性が向上し、すっきりとした整理された保管スペースを維持できます。
6. ハンドルとグリップ
ハンドルとグリップは、使用中に快適さとコントロールを提供するために重要です。ハンドルは、ユーザーの手に快適にフィットし、長時間使用しても負担がかからないように人間工学的に設計されている必要があります。よく設計されたグリップは、多くの場合、テクスチャ加工が施されていたり、手触りの柔らかい素材で作られていたりするため、ヘアドライヤーがユーザーの手にしっかりと固定され、滑りを防止して全体的な安全性が向上します。
ヘアドライヤーの部品の材料選択
ヘアドライヤーの部品に選ばれる材料は、耐熱性、耐久性、電気絶縁性など、さまざまな基準を満たす必要があります。以下は、ヘアドライヤーの射出成形でよく使用される材料です。
アクリロニトリルブタジエンスチレン（ABS）
ABS は、靭性、剛性、耐衝撃性のバランスに優れていることで知られる多用途の熱可塑性プラスチックです。また、電気絶縁性にも優れ、成形も比較的容易なため、大量生産によく使用されます。
ヘアドライヤーへの応用:
- アウターハウジング
- スイッチとボタン
Advantages:
- 耐衝撃性に優れています。
- 強靭性と剛性の優れたバランス。
- 複雑な形状やデザインにも優れた加工性。
- 美観上の目的でテクスチャ加工が可能（例：マット仕上げまたは光沢仕上げ）
考慮事項: 長期間にわたって極端に高温の環境では性能が十分発揮されない可能性がありますが、モーターやノズルなどの高熱部分に直接接触しないほとんどの外部コンポーネントでは正常に機能します。
ポリカーボネート（PC）
ポリカーボネートは、優れた衝撃強度と高い耐熱性を備えた高性能プラスチックです。また、優れた透明性と寸法安定性を備えているため、部品が高温にさらされる用途に最適な素材です。
ヘアドライヤーへの応用:
- モーターカバー
- 内部ファンコンポーネント
Advantages:
- 耐衝撃性が高く、内部コンポーネントの損傷のリスクを軽減します。
- 衝撃強度が高く、繊細な内部部品の保護に最適です。
- 透明オプション（透明カバーまたはライトガイドが必要な場合）
考慮事項ABS よりも高価ですが、高温や機械的ストレスにさらされる部品には必要です。
ナイロン（ポリアミド – PA）
ナイロン（ポリアミド）は、強度、耐久性、耐摩耗性に優れた素材で、耐摩耗性と低摩擦性に優れています。また、耐薬品性、耐熱性にも優れているため、動作中に機械的ストレスや摩擦を受ける部品に適しています。
ヘアドライヤーへの応用:
- ファンブレード
- その他の可動部品
Advantages:
- 高い強度対重量比で、ファンブレードなどの部品に最適です。
- 可動部品の耐摩耗性に優れています。
- 湿気や熱に耐性があり、通常の動作条件下で長期の耐久性を保証します。
考慮事項ナイロンは水分を吸収し、寸法安定性に影響を与える可能性があるため、成形前に乾燥する必要がある場合や、吸湿性の低い特殊グレードを使用する必要がある場合があります。
ポリプロピレン（PP）
ポリプロピレンは軽量で耐薬品性に優れた素材で、強度と柔軟性を兼ね備えています。湿気や薬品に対する耐性があるため、吸気フィルターやノズルなど、湿気と接触する可能性のある部品に特に適しています。
ヘアドライヤーへの応用:
- ノズルとコンセントレータ
- フィルターとディフューザー
Advantages:
- 軽量でコスト効率に優れています。
- 化学薬品や湿気に対して高い耐性があります。
- 水、湿気、化学物質に対する耐性が優れています。
- 耐荷重の少ない部品でも優れた耐久性と強度を実現。
考慮事項ポリプロピレンはポリカーボネートなどの他の素材に比べて耐熱性が低いため、通常はヘアドライヤーの熱の弱い部分に使用されます。
熱可塑性エラストマー（TPE）
熱可塑性エラストマーは、ゴムの特性とプラスチックの加工しやすさを兼ね備えています。TPE 素材は柔軟性と耐久性に優れ、特定の用途に合わせてさまざまな硬度レベルで製造できます。また、優れた耐薬品性を備えており、消費財に使用しても安全です。
ヘアドライヤーへの応用:
- ハンドルとグリップ
- シールとガスケット
Advantages:
- 柔軟で柔らかいため、人間工学に基づいた用途に最適です。
- 消費者向け製品として無毒で安全です。
- 密閉性に優れ、湿気やほこりの侵入を防ぎます。
- 繰り返し使用しても耐衝撃性と耐久性に優れています。
- ゴムのような感触を実現し、ハンドルやスイッチなどユーザーが接触する部分に最適です。
考慮事項: TPE は他の熱可塑性プラスチックよりも高価です。多成分成形用途で他の材料と組み合わせるには、特殊な加工技術が必要です。
各部品に適切な材料を慎重に選択することで、メーカーは機能的要件と美的要件の両方を満たす高品質で信頼性の高いヘアドライヤーを製造できます。
射出成形部品の設計上の考慮事項
射出成形におけるヘアドライヤーの設計上の考慮事項を理解する前に、ヘアドライヤーの全体的な設計手順を包括的に理解する必要があります。設計プロセスのさまざまな段階を明確にして初めて、射出成形プロセスで設計要件を満たす方法を効果的に理解し、最終製品の品質と性能を確保することができます。
ヘアドライヤーの設計手順
- 外観とコンセプトデザイン: 正確なサーフェス モデリングと美しいデザインには、Rhino または Creo/ProE を使用します。生産と市場の魅力を高めるために、シームレスな統合を実現します。
- モデリング: すべてのコンポーネントの適切なフィット感と機能性を確保しながら、クリアでエラーのない表面を持つ高品質のモデルを作成します。
- 構成要素選択ハードウェア エンジニアと協力して、電力と速度の制御要件に基づいてモーター、トグル スイッチ、その他の重要な部品を選択します。
- ブラケットと構造設計: ハウジング内のモーターと加熱コイル ブラケットを設計および配置し、内部コンポーネントの適切な位置合わせと安全な配置を確保します。
- ファンと加熱コイルの統合: 最適な空気の流れが得られるようにファンホイールを設計し、加熱コイルを固定ブラケットに組み込むことで、安定性と効率的な熱生成を確保します。
- 組み立てモードと内部レイアウト: 部品を組み立てる CADソフトウェア コンポーネントのフィット、エアフロー、熱管理を確認します。スナップフィット構造を採用し、簡単に組み立て、分解できます。
- 安全機能: 異物による故障や安全上の問題を防止するために、エアダクト出口に鉄メッシュを追加し、背面カバーに金属フィルターメッシュを追加します。
- 人間工学とユーザーコントロール: トグルスイッチとスライドボタンを備えた人間工学に基づいたハンドルを設計し、快適な操作と速度設定の直感的な制御を実現します。
- ケーブル保護: ハンドルに柔らかいゴム製のケーブルガードを組み込み、スロットで固定して電源コードを保護し、摩耗を防止します。
- 最終レンダリングと制作準備: 詳細なエンジニアリング アセンブリ ビューを生成し、KeyShot (KS) を使用して最終設計をレンダリングし、視覚検査、マーケティング、および生産準備に使用します。
ヘアドライヤーの設計上の考慮事項
ヘアドライヤーの射出成形部品を設計する場合、部品が機能的、製造可能、コスト効率に優れていることを保証するために、いくつかの重要な原則に従う必要があります。
壁の厚さ
部品のセクション間で壁の厚さが大きく異なると、収縮が不均一になり、成形部品に反り、歪み、または内部応力が生じる可能性があります。
理想的には、ヘアドライヤー部品の壁厚は均一に保ち、複雑な形状に対応するためにわずかな変化を持たせる必要があります。ほとんどの射出成形部品では、推奨される壁厚は2〜4 mmですが、材料や部品のサイズによって異なる場合があります。壁厚を変更する必要がある場合は、「ヒケ（表面の凹みやくぼみ）または応力集中。
抜き勾配角度
ドラフト角度により、金型や部品自体に損傷を与えることなく部品をリリースできます。十分なドラフトがないと、部品が金型にくっついて、表面欠陥が発生したり、取り出しが困難になったりする可能性があります。
ほとんどの部品では、金型から簡単に取り外せるように、一般的な抜き勾配角度として 1 ～ 2 度が推奨されます。形状が複雑な部品やキャビティが深い部品の場合は、3 ～ 5 度の大きな抜き勾配角度が必要になる場合があります。
複雑な機能（複雑な通気口やスナップフィット領域など）を持つ部品の場合、ドラフト角度に合わせて設計を調整すると、見た目や機能性に影響が出ることがあります。このような場合、サイドアクションやねじ外し機構などの特殊な成形技術が必要になることがあります。
また読んでください： プラスチック射出成形におけるドラフト角度の基本ガイド
リブとガセット
ヘアドライヤーの設計では、リブはモーターハウジングのような薄壁部分を補強するのに特に役立ちます。一方、ガセットは、より高い機械的負荷を受ける可能性のある接合部やコーナーを強化するのに役立ちます。
リブは、応力集中や弱点の発生を避けるため、一般的に壁厚の 3 分の 1 になるように設計する必要があります。また、リブは成形工程を妨げない場所に配置し、射出成形時に材料が均一に流れるように間隔を空ける必要があります。リブは強度を高めますが、適切に設計されていないと問題を引き起こすこともあります。たとえば、リブが厚すぎると、冷却が不均一になったり、反りが生じたりすることがあります。
許容差とフィッティング
サイズや位置合わせのわずかな違いでも、不適切な取り付け、組み立ての難しさ、機能の低下などの問題につながる可能性があります。モーター カバー、ファン ブレード、ノズルなどのコンポーネントでは、わずかな位置ずれでも空気の流れやユーザー エクスペリエンスに影響する可能性があるため、これは特に重要です。
射出成形部品の標準許容誤差は、部品のサイズと材質に応じて、通常 ±0.1 mm から ±0.5 mm の範囲です。より複雑な形状の部品の場合、より厳しい許容誤差が必要になることがありますが、これにより製造コストが増加することがよくあります。
オーバーモールディングとマルチマテリアル成形
オーバーモールディング ヘアドライヤーのハンドルやグリップなど、快適性と人間工学が重要となる部分によく使用されます。TPE などの柔らかい素材は、ABS やポリカーボネートなどの硬い部品にオーバーモールドすることができます。オーバーモールドを成功させる鍵は、2 つの素材が適切に接着できるように、十分なアンダーカットまたは接合面を持つ部品を設計することです。
まとめ
ヘアドライヤーの射出成形部品を設計するには、機能要件と射出成形プロセスの制約の両方を理解する必要があります。このガイドで概説されている要素を考慮することで、設計者はコスト効率が高く、優れた品質の部品を作成できます。
ボーイ ヘアドライヤー部品のプラスチック射出成形サービスを提供しており、高品質で耐久性があり、精密に製造された部品を保証しています。
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この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
