JP2003103565A - 樹脂成形品の収縮率予測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度の高い樹脂成形品の収縮率予測方法を提
供する。 【解決手段】 平板を実際に射出成形して収縮率を求め
る段階（Ｓ１）と、予測したい樹脂成形品のシミュレー
ションによる流動解析を行う段階（Ｓ２）と、平板から
計測された収縮率と流動解析の結果における流動方向か
ら、流動方向ベクトルのうち当該ベクトルの予測したい
収縮率方向成分の収縮率を求める段階（Ｓ４〜６）と、
求めた収縮率から、全体の収縮率の予測値を求める段階
（Ｓ７）と、を有することを特徴とする樹脂成形品の収
縮率予測方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形品の収縮
率予測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂材料を用いた射出成形法において
は、樹脂材料が成形後に収縮を起こすため、その収縮分
を見込んで射出成形用金型を作らなくてはならない。

【０００３】ここで、樹脂成形時の収縮とは、一般に、
金型のキャビティ内部に充填された溶融樹脂が冷却され
て固化する際に、体積が収縮する現象のことである。こ
の収縮する度合いをここでは収縮率と称する。

【０００４】従来、このような樹脂材料を用いた射出形
成時の収縮を見込むための収縮率予測方法としては、以
下のような方法が用いられている。

【０００５】（１）射出成形する樹脂材料により実際に
平板を射出成形し、この射出成形された平板を用いて、
樹脂の流動方向あるいはそれと垂直の方向の収縮率ｍ、
およびｔを求め、ｍあるいはｍとｔの平均値で実際に成
形する場合の収縮率を予測する方法。

【０００６】（２）モールドフローなどＣＡＥの手法を
用いることによって、シミュレーションにより収縮率を
計算で求める方法。

【０００７】これら従来の収縮率予測方法の具体例とし
ては、たとえば特開２０００−３１３０３５号公報に
は、溶融した熱可塑性樹脂を金型内に射出して硬化さ
せ、さらに成形品を室温に至らしめる一連の過程におい
て成形品に発生する寸法変化および形状変化を算出する
射出成形プロセスシミュレーション方法およびその装置
が開示されており、特開平９−２６２８８７号公報に
は、成形過程の温度、圧力、結晶化度のデータと任意の
結晶化度における樹脂のＰＶＴ特性を用いて収縮率を予
測し、結晶性樹脂成形品における収縮過程をシミュレー
ションする方法およびその装置が開示されており、特開
平１１−２２４２７５号公報には、成形品の内部要因だ
けでなく、外因による変形が生じても、変形後の寸法を
許容範囲内に収めることができる成形品の設計方法が開
示されており、特開平８−２３０００８号公報には、有
限要素法により定式化された基礎式により充填、保圧、
冷却過程の金型内でのプラスチック樹脂の挙動を予測
し、その後のプラスチック成形品のそり変形を予測する
射出成形品のそり変形予測方法が開示されており、特開
平１−１４６７１８号公報には、圧力−容積−温度関係
図を用いて金型のキャビティ内圧、キャビティ材料温
度、金型容積をフィードバック制御することにより射出
圧縮成形の成形収縮を予測する制御装置が開示されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の収縮
率予測方法においては、まず、（１）方法は、簡便では
あるが、必ずしも実際に成形する製品の収縮率がｍ、あ
るいはｍとｔとの平均値と一致するとは限らず、特に、
長尺物の部品、または、ゲートが多数ある金型を用いて
得られる製品の場合には、予測精度が悪く、実用に耐え
ないといった問題がある。具体的には、１／１０００ｍ
ｍ〜２／１０００ｍｍ程度の誤差を生じることが多い。

【０００９】一方、（２）の方法は、たとえば、有限要
素法によるシミュレーションの場合、計算が行えるよう
に樹脂成形品のモデル形状を作成し、このモデル形状を
メッシュに分割し、各メッシュに境界条件として成形条
件および樹脂の物性データを与え、各メッシュについて
樹脂が金型キャビティ内を充填する過程における運動方
程式、エネルギー保存の式および連続の式を、有限要素
法において定式化された式を用いることにより算出して
いる。

【００１０】このため、射出成形時の樹脂の流れなどは
表すことができるものの、収縮率に大きく影響する樹脂
の配向などによる効果を織り込むことができない。この
ため、収縮率の予測に使用した場合、１／１０００ｍｍ
程度、あるいはそれ以上の誤差を生じているのが現状で
あり更なる改善が望まれている。

【００１１】さらに、成形された製品は、塗装や乾燥な
どによる熱処理などを経て製品となることが多く、金型
にはこれらの影響をも盛り込まなくてはならない。

【００１２】特に前記（２）の方法では、こうした後工
程による収縮率変動を織り込むことは、膨大なデータが
要求されるため、困難である。

【００１３】本発明の目的は、こうした問題点を解決す
るためになされたものであり、比較的簡便に、かつ精度
の良い樹脂成形品の収縮率予測方法を提供するものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下の
構成により達成される。

【００１５】（１）板材を実際に射出成形し、少なくと
も収縮率を予測したい方向の収縮率を計測する段階と、
予測したい樹脂成形品のシミュレーションによる流動解
析を行う段階と、前記板材から計測された収縮率と前記
流動解析の結果における流動方向から、流動方向ベクト
ルの予測したい収縮率方向成分の収縮率を求める段階
と、前記求めた収縮率から、前記予測したい収縮率全体
の予測値を求める段階と、を有することを特徴とする樹
脂成形品の収縮率予測方法。

【００１６】（２）板材を実際に射出成形し、その流動
方向に平行な方向の収縮率ｍ、および垂直な方向の収縮
率ｔを計測する段階と、予測したい樹脂成形品のシミュ
レーションによる流動解析を行い、流動方向のベクトル
場を求める段階と、前記ベクトル場において、収縮率を
予測したい部分および方向を定義する段階と、前記ベク
トル場における個々の流動ベクトルの方向が異なる部分
をそれぞれ区分してゾーンｉを形成する段階と、各ゾー
ンｉ内のベクトルの向きと前記予測したい方向との角度
（θ_i）をゾーンごとに求める段階と、下記（１）式に
従い前記ゾーンごとの収縮率Δ_iを算出する段階と、 Δ_i＝１−［（１−ｍ）²ｃｏｓ²（θ_i−δ）＋（１−ｔ）²ｓｉｎ²（θ_i−δ ）］^1/2 …（１） （ただし、式中、δは（２）式で定義される。

【００１７】 δ＝ａｒｃｔａｎ［ｔ／（１−ｍ）］ …（２）） 前記（１）式で得られた各ゾーンの収縮率Δ_i、および
各ゾーンの前記予測したい部分への投影幅（Ｗ_i）を用
いて、前記予測したい部分における収縮率Δを下記
（３）式で算出する段階と、

【００１８】

【数２】

【００１９】を有することを特徴とする樹脂成形品の収
縮率予測方法。

【００２０】（３）前記（１）式の代わりに、下記
（４）式を使用することを特徴とする。

【００２１】 Δ_i＝ｍｃｏｓ²（θ_i−δ）＋ｔｓｉｎ²（θ_i−δ） …（４） （４）前記（１）式の代わりに、下記（５）式を使用す
ることを特徴とする。

【００２２】 Δ_i＝ｍｃｏｓ²θ_i＋ｔｓｉｎ²θ_i …（５） （５）前記板材の収縮率は、板材成形後、熱処理が加わ
る前に計測することを特徴とする。

【００２３】（６）前記板材の収縮率は、板材成形後、
予測したい製品に加えられる熱処理と同じ条件となる熱
処理を加えた後に計測することを特徴とする。

【００２４】

【発明の効果】上記のように構成された本発明は、請求
項ごとに以下のような効果を奏する。

【００２５】請求項１記載の本発明によれば、板材によ
る収縮率の実測値に、流動解析の結果を加味して収縮率
を予測することとしたので、樹脂成形品における射出成
形時における樹脂の流れの方向による影響を加えた形で
の収縮率が予測できるようになるため、高精度で収縮率
を予測することができる。また、金型のゲート位置の違
いや数によって収縮率が異なるような場合でも、流動解
析の結果を加味しているので、精度のよい予測を行うこ
とができる。

【００２６】請求項２記載の本発明によれば、板材によ
る収縮率の実測値に、流動解析の結果における流動ベク
トルの方向を前記（１）式により加味して収縮率を予測
することとしたので、樹脂成形品における射出成形時に
おける樹脂の流れの方向による影響を加えた形での収縮
率が予測できるようになるため、高精度で収縮率を予測
することができる。また、金型のゲート位置の違いや数
によって収縮率が異なるような場合でも、流動解析の結
果を加味しているので、精度のよい予測を行うことがで
きる。

【００２７】請求項３記載の本発明によれば、前記
（１）式に代えて、この（１）式よりも簡略化した
（４）式を用いることとしたので、収縮率の予測にかか
る計算時間を短縮することができる。

【００２８】請求項４記載の本発明によれば、前記
（１）式に代えて、前記（４）式よりもさらに簡略化し
た（５）式を用いることとしたので、収縮率の予測にか
かる計算時間をさらに短縮することができる。

【００２９】請求項５記載の本発明によれば、板材の収
縮率を板材成形後、熱処理が加わる前に計測することと
したので、樹脂成形品の成形直後における収縮率を高精
度で予測することができる。

【００３０】請求項６記載の本発明によれば、板材の収
縮率を、板材成形後、予測したい製品に加えられる熱処
理と同じ条件となる熱処理を加えた後に計測することと
したので、樹脂成形品に熱処理が加えられた後における
収縮率を高精度で予測することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下添付した図面を参照して本発
明の一実施の形態を説明する。

【００３２】図１は、本発明を適用した樹脂成形品の収
縮率予測方法の手順を示すフローチャートである。

【００３３】図１を参照して、樹脂成形品の収縮率予測
方法の手順に付いての概略を説明する。

【００３４】まず、板材を実際に射出成形し、その流動
方向に平行な方向の収縮率ｍ、および垂直な方向の収縮
率ｔを求める（Ｓ１）。このとき、射出成形する板材
は、具体的には均一な厚さの平板が好ましく、さらには
実際に収縮率を予測したい樹脂成形品と同じ厚さの平板
が好ましい。また、収縮率を予測したい樹脂成形品の厚
さが均一ではない場合には、平板ではなく、実際に収縮
率を予測したい樹脂成形品の厚さに合わせて部分的に厚
さが異なるような板材を成形してもよい。

【００３５】続いて、収縮率を予測したい樹脂成形品の
シミュレーションによる流動解析を行い、流動方向のベ
クトル場を求める（Ｓ２）。

【００３６】続いて、シミュレーションによって求めた
摺動解析の結果であるベクトル場において、収縮率を予
測したい部分および方向を定義する（Ｓ３）。

【００３７】続いて、ベクトル場における個々の流動ベ
クトルの方向と定義した予測したい方向とが交わる角度
が同じ流動ベクトル同士を一つに区分し、各区分をゾー
ンｉとする（Ｓ４）。

【００３８】続いて各ゾーン内のベクトルの向きと定義
した予測したい方向との角度（θ_i）をゾーンごとに求
める（Ｓ５）。

【００３９】続いて、各ゾーンごとの収縮率Δ_iを算出
する（Ｓ６）。

【００４０】そして、各ゾーンの収縮率Δ_i、および各
ゾーンにおける部分への予測したい投影幅（Ｗ_i）を用
いて、予測したい部分における収縮率Δを算出する（Ｓ
７）。

【００４１】以下、各段階ごとに詳細に説明する。

【００４２】（Ａ）平板による収縮率の計測 平板は、たとえば全面フィルムゲートを有した平板の射
出成形用金型を用いて、製品に使用する樹脂材料を射出
成形し、流動方向と平行な方向の収縮率ｍ、およびそれ
と垂直な方向の収縮率ｔを計測する。

【００４３】このとき、収縮率は、平板の成形直後（塗
装前）と、塗装および乾燥などの熱工程後の収縮率を計
測することが好ましい。これにより、製品の塗装前と、
塗装後における収縮率を予測することができる。

【００４４】なお、この収縮率の計測時において、平板
金型の厚みは、収縮率を予測したい実際の製品の平均肉
厚に対して±２０％程度であることが好ましい。これ
は、この範囲を逸脱した場合、平板成形品と実際の成形
品との高次構造が異なるために、収縮率の予測誤差が大
きくなるからである。

【００４５】また、平板成形品の幅と長さの比率は（幅
＝ｔ方向）：（長さ＝ｍ方向）＝１：２以上１：５以下
が好適である。この比率が１：２よりも小さいと、流動
が安定しないために予測誤差が大きくなるという問題が
生じ、一方、１：５よりも大きければ、平板成形品と実
際の成形品との高次構造が異なるために収縮率の予測誤
差が大きくなるという問題が生じるためである。

【００４６】さらに、平板を成形するときの温度、射出
率は、収縮率を予測したい実際の製品を成形する時の条
件を大きく逸脱しないようにする。大きく逸脱した条件
で収縮率ｍ、ｔを求めた場合は、平板成形品と実際の成
形品との高次構造が異なるために収縮率の予測誤差が大
きくなるからである。

【００４７】（Ｂ）シミュレーションによる流動解析 シミュレーションによる流動解析は、ＣＡＥ（ｃｏｍｐ
ｕｔｅｒ ａｉｄｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）流動解
析を用いて、樹脂の流動場（ベクトル場）を求めるもの
である。これには、たとえば市販されているモールドフ
ロー社のＭｏｌｄ Ｆｌｏｗ、プラメディア社のＰＬＡ
ＮＥＴＳなどのシミュレーションソフトウエアを用いる
ことができる。

【００４８】これらのソフトウェアを用いる場合、製品
モデルに割り当てるメッシュサイズは、用いるソフトウ
ェアの仕様、あるいは用いるコンピュータの能力、計算
時間によってある程度の制限はあるものの、予測したい
部分のサイズに対して５％以下の大きさが好ましい。さ
らには２％以下であることがより好ましい。これは、５
％を超えるほど大きなメッシュとした場合、精度の良い
推定が困難になるからである。なお、下限については、
前記のとおり、用いるソフトウェアの仕様、あるいは用
いるコンピュータの能力、計算時間によって決めるとよ
い。

【００４９】（Ｃ）収縮率を予測したい部分と方向の定
義 収縮率を予測したい部分とその方向Ｘは、予測したい製
品における任意の２点を選択することにより定義する。
たとえば、製品における寸法精度が重要となる２点間、
製品の取り付け穴位置の２点間など、管理を必要とする
部分に対してＸを定義する。

【００５０】（Ｄ）流動ベクトルのゾーン区分 流動ベクトルのゾーン区分は、先に定義した予測したい
部分において、流動解析の結果である樹脂の流動場から
規定されるベクトル（流動ベクトル）の向きが、それぞ
れ異なる部分を一つのゾーンとして区分するものであ
る。

【００５１】このゾーンの区分は、基本的には、ＣＡＥ
のモデルで使用したメッシュに対して、予測したい部分
内に存在するすべての流動ベクトルの向きを抽出し、そ
れぞれを比較して、同じ向きのベクトル同士が含まれた
範囲を一つのゾーンとする。

【００５２】なお、より簡便には、前記の予測したい向
きを定義した２点間を結ぶ線上にある複数個のメッシュ
をあらかじめ決めた個数ごとに一つのゾーンとして定義
してもよい。これにより、一つ一つのベクトル同士を比
較する必要がなくなるので、処理時間を短縮することが
できる。ただし、この場合は、メッシュごとのベクトル
方向のばらつきが、±５°以内であることが必要であ
る。この範囲を逸脱して、一つのゾーンとしてとめる複
数個のメッシュにおけるそれぞれのベクトルの向きが大
きく異なる場合、予測誤差が大きくなり実用に供するこ
とが困難となる。

【００５３】（Ｅ）収縮率を予測したい方向と各ゾーン
におけるベクトルの角度θ_iの算出 収縮率を予測したい方向と各ゾーンにおけるベクトルの
角度θ_iは、予測したい方向Ｘの両端を結ぶ線と、各ゾ
ーンのベクトルとの角度である。

【００５４】なお、ベクトルの方向は、２点間を結ぶ線
の上側を＋の方向と定義する。なお、実際の予測におい
ては、角度に関し偶関数となっているため、符号は関係
なくなる。

【００５５】（Ｆ）ゾーンごとの収縮率の算出 ゾーンごとの収縮率Δ_iは、平板から計測された収縮率
と流動解析の結果における流動方向から、流動方向ベク
トルのうち、予測したい収縮率方向成分の収縮率を求め
るものである。

【００５６】これには、各ゾーンごとに、下記（１）式
により算出する。

【００５７】 Δ_i＝１−［（１−ｍ）²ｃｏｓ²（θ_i−δ）＋（１−ｔ）²ｓｉｎ²（θ_i−δ ）］^1/2 …（１） ただし、式中、δは（２）式で定義される。

【００５８】 δ＝ａｒｃｔａｎ［ｔ／（１−ｍ）］ …（２） なお、このゾーンごとの収縮率Δ_iを求めるための算出
式は、下記（４）式、または下記（５）式により求めて
もよい。

【００５９】 Δ_i＝ｍｃｏｓ²（θ_i−δ）＋ｔｓｉｎ²（θ_i−δ） …（４） Δ_i＝ｍｃｏｓ²θ_i＋ｔｓｉｎ²θ_i …（５） この（４）式または（５）式を用いることで、（１）式
を用いた場合より、計算時間を短縮することができる。 （Ｇ）収縮率を予測したい部分の収縮率の算出 収縮率を予測したい部分の最終的な収縮率Δの予測量
は、下記（３）式に示すように、前記（１）式（または
（４）式、あるいは（５）式）によって求めた各ゾーン
の収縮率Δ_iに、収縮率を予測したい部分における投影
幅Ｗ_iをかけたものの総和をとることによって求める。

【００６０】

【数３】

【００６１】ここで、投影幅Ｗ_iは、各ゾーンごとにど
の程度予測したい部分に対する影響があるかを重み付け
するための値である。

【００６２】この投影幅Ｗ_iは、小さいほど収縮率の予
測量の精度を向上させることができるが、投影幅Ｗ_iを
細かく設定すると算出時間がかかる。投影幅Ｗ_iと収縮
率の予測量との関係は、予測するワークによって異な
り、たとえば、あるバンパーの場合、投影幅Ｗ_iが、１
０％変化すると予測量の精度が０．００２％変動すると
いう関係が成り立つことがわかっている。また、この関
係は、予測するワーク形状、あるいは成形型のゲート数
によっても異なり、たとえばセンター１点のゲートでバ
ンパーを成形した場合には、ゲート周囲を除いたほとん
どの個所でベクトルがバンパーの長手方向と平行になる
ため、投影幅Ｗ_iを数１００ｍｍと大きく設定しても収
縮率の予測量の精度はほとんど影響を受けない。

【００６３】したがって、投影幅Ｗ_iは、収縮率を予測
するワーク形状や、ゲート位置、ゲート数、および樹脂
の流れの方向などにより適宜決定する。

【００６４】以上のように、本実施の形態によれば、収
縮率を実際に射出成形された平板から得られる収縮率の
値に、シミュレーションによる流動解析の結果から得ら
れた射出成形によって樹脂に加えられる方向性（配向）
を加味することで、精度のよい収縮率の予測を行うこと
が可能となる。

【００６５】

【実施例】以下、さらに実施例を用いて、本発明を説明
する。 （実施例１） 平板による収縮率の計測 ポリプロピレン５８重量部、エチレン−プロピレン−ジ
エンゴム（ＥＰＤＭ）２６重量部、タルク１６重量部、
抗酸化剤０．２重量部、および耐候剤０．３重量部から
構成される樹脂材料を製造し、この樹脂材料を幅１４０
ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚み３．５ｍｍの全面フィルム
ゲートを有した金型を用いて平板を成形した。

【００６６】この時の樹脂温度は２１０℃、充填時間は
２秒、金型温度は３０℃であった。平板成形後、温度２
３℃、湿度５０％の恒温室内で４８時間放置した後、１
４０℃で３０分間熱処理を施した。

【００６７】この試験片をさらに温度２３℃、湿度５０
％の恒温室内で４８時間放置した後、流動方向（すなわ
ち長さ方向）の収縮率ｍ、およびそれと垂直方向（すな
わち幅方向）の収縮率ｔを測定した。

【００６８】なお、上記各熱処理は、実際の製品に行わ
れる射出成形後の塗装および乾燥工程に相当するもので
ある。

【００６９】収縮率は、一般に、収縮率をａ、キャビテ
ィ寸法をＬ０、形成品の寸法をＬとすると、下記（６）
式で定義される。

【００７０】ａ＝（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ０ …（６） 測定の結果、流動方向の収縮率ｍ＝７．４／１０００、
流動方向に垂直な方向の収縮率ｔ＝８．７／１０００で
あった。

【００７１】次に、自動車車体の樹脂成形部品を試料と
して予測を行った結果を示す。

【００７２】図２に示す部品Ａ（バンパー）を、樹脂温
度＝２１０℃、充填時間＝５秒、金型温度＝３０℃、保
圧＝１０秒、射出圧＝１１０ｋｇ／ｍ²、クッション＝
１０ｍｍの条件で射出成形するものとし、ＰＬＡＮＥＳ
を用いて流動解析を行った。

【００７３】図３に、流動解析から得られた樹脂の流動
場（ベクトル場）を示す。また、図３には収縮率を予測
したい部分と方向Ｘの定義、ならびに予測値の結果もあ
わせて示す。

【００７４】ベクトル場の結果から行ったゾーン区分
は、ここでは、一つのゾーンはＸの線上の各メッシュを
一つのゾーンに区分し、ゾーン１、ゾーン２、…ゾーン
ｉである。

【００７５】ゾーンごとの収縮率Δ_iを前述した（１）
式、（４）式、および（５）式によってそれぞれ求め
た。なお、参考のために、（５）式による算出結果のみ
示すと、Δ１＝８．６４／１０００、Δ２＝８．５９／
１０００、…Δ_i＝７．５５／１０００となった。

【００７６】そして、最終的な収縮率の予測値は、
（１）式を用いた場合、収縮率の予測値＝８．５７／１
０００、（４）式を用いた場合、収縮率の予測値＝８．
５７／１０００、（５）式を用いた場合、収縮率の予測
値＝８．５４／１０００となった。

【００７７】一方、実際に部品Ａを射出成形し、現物に
よる収縮率を測定したところ、８．８／１０００であっ
た。

【００７８】したがって、本発明の方法による収縮率の
予測値は、実際の塗装された成形品の収縮率によく一致
していることがわかる。

【００７９】また、従来のように、単に平板の流動方向
の収縮率ｍ＝７．４／１０００を用いて、これを実際の
塗装された成形品の収縮率とした場合、実際との乖離が
大きく、本発明の方法の方がより精度が高いことがわか
る。

【００８０】（実施例２）以下、さらに他の形状の部品
Ｂについて、縮小率の予測を行った。

【００８１】図４は、前記実施例１と同様の射出成形条
件により部品Ｂによる流動解析の結果を示す図面であ
る。また平板の収縮率も実施例１と同じものを用いた。

【００８２】この結果、最終的な収縮率の予測値は、各
ゾーンの収縮率Δ_iを（１）式を用いた場合、収縮率の
予測値＝７．９６／１０００、（４）式を用いた場合、
収縮率の予測値＝７．９６／１０００、（５）式を用い
た場合、収縮率の予測値＝７．９４／１０００となっ
た。

【００８３】一方、実際に部品Ｂを射出成形し、現物に
よる収縮率を測定したところ、８．０／１０００であっ
た。

【００８４】したがって、他の形状においても本発明の
方法による収縮率の予測値は、実際の塗装された成形品
の収縮率によく一致していることがわかる。

【００８５】また、前記実施例１と実施例２の結果か
ら、ゾーンごとの収縮率を求める式間での差異は少な
く、（１）式に代えて、（４）式または（５）式のよう
な簡便な式を用いても、精度の高い予測が行えることが
わかる。 （実施例３、４）以下、さらに他の形状の部品Ｃおよび
Ｄについて、縮小率の予測を行った。

【００８６】図５は、部品Ｃによる流動解析の結果を示
す図面であり、図６は、部品Ｄによる流動解析の結果を
示す図面である。流動解析の射出成形条件は、前記実施
例１と同じである。

【００８７】平板の収縮率は、前記実施例１と同じもの
を用い、各ゾーンの収縮率Δ_iは、（５）式を用いた。

【００８８】表１に、各部品ごとの実施例１および２に
おける（５）式を用いた場合の結果と、実施例３、４の
予測の結果、各部品の現物による収縮率、および従来法
による予測値を示す。

【００８９】

【表１】

【００９０】表１に示すように、本発明を適用した実施
例では、各部品における予測値と現物の実測値との誤差
の平均値が２％であり、いずれの部品においても、予測
値は、現物による収縮率とよく一致しており、一方、従
来法では、誤差の平均が１２％であり、この結果から、
本発明による予測方法による精度が高いことがわかる。

【００９１】（実施例５）平板の成形後、成形した平板
試験片を１４０℃で熱処理する前の収縮率を測定した。
収縮率はｍ＝５．５／１０００、ｔ＝６．１／１０００
であった。

【００９２】実施例１と同様に部品Ａの射出成形の流動
解析を行い予測を行った。なお、各ゾーンの収縮率は
（５）式を用いた。

【００９３】その結果、予測値＝６．１／１０００に対
し、塗装前の状態における現物の実測値＝６．１／１０
００となり、良い一致を得た。

【００９４】また、実測値は、先の平板における収縮率
ｍ＝５．５／１０００の値に対して食い違いがみられる
ため、従来のように単に平板の収縮率を用いて予測した
場合には予測精度が悪い。

【００９５】したがって、本発明の方法によれば、塗装
前の状態においても、従来より高い精度で収縮率を予測
できることがわかる。

【００９６】このように、本発明を適用することで、従
来の方法に比ベて、収縮率の予測精度が格段に向上す
る。特に、長尺の樹脂形成品、たとえばバンパーフェイ
シャ、インパネ、サイドクラッディングなどの射出成形
で得られる部品における金型設計に関し、製品精度を向
上させるために使用すると効果的である。

【００９７】また、同じ材料、同じ成形条件、同じ塗装
条件であっても、金型のゲート位置の違いや数によって
収縮率が異なるような場合でも、流動解析の結果を加味
しているので、精度のよい予測を行うことができる。

【００９８】以上、本発明の実施形態および実施例を説
明したが、本発明はこれら実施の形態や実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の技術思想の範囲において当
業者が様々な改変を加えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による樹脂成形品の収縮率予測方法の
手順を示すフローチャートである。

【図２】 実施例１において収縮率予測を行った部品Ａ
を示す斜視図である。

【図３】 実施例１において部品Ａの流動解析結果を示
す図面である。

【図４】 実施例２において収縮率予測を行った部品Ｂ
の流動解析結果を示す図面である。

【図５】 実施例３において収縮率予測を行った部品Ｃ
の流動解析結果を示す図面である。

【図６】 実施例４において収縮率予測を行った部品Ｄ
の流動解析結果を示す図面である。

フロントページの続き (72)発明者 鷲山 潤一郎 神奈川県川崎市川崎区夜光２−３−２ サ ンアロマー株式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AM23 JA07 JL09 JP30

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材を実際に射出成形し、少なくとも収
   縮率を予測したい方向の収縮率を計測する段階と、 予測したい樹脂成形品のシミュレーションによる流動解
   析を行う段階と、 前記板材から計測された収縮率と前記流動解析の結果に
   おける流動方向から、流動方向ベクトルの予測したい収
   縮率方向成分の収縮率を求める段階と、 前記求めた収縮率から、前記予測したい収縮率全体の予
   測値を求める段階と、 を有することを特徴とする樹脂成形品の収縮率予測方
   法。
2. 【請求項２】 板材を実際に射出成形し、その流動方向
   に平行な方向の収縮率ｍ、および垂直な方向の収縮率ｔ
   を計測する段階と、 予測したい樹脂成形品のシミュレーションによる流動解
   析を行い、流動方向のベクトル場を求める段階と、 前記ベクトル場において、収縮率を予測したい部分およ
   び方向を定義する段階と、 前記ベクトル場における個々の流動ベクトルの方向が異
   なる部分をそれぞれ区分してゾーンｉを形成する段階
   と、 各ゾーンｉ内のベクトルの向きと前記予測したい方向と
   の角度（θ_i）をゾーンごとに求める段階と、 下記（１）式に従い前記ゾーンごとの収縮率Δ_iを算出
   する段階と、 Δ_i＝１−［（１−ｍ）²ｃｏｓ²（θ_i−δ）＋（１−ｔ）²ｓｉｎ²（θ_i−δ ）］^1/2 …（１） （ただし、式中、δは（２）式で定義される。 δ＝ａｒｃｔａｎ［ｔ／（１−ｍ）］ …（２）） 前記（１）式で得られた各ゾーンの収縮率Δ_i、および
   各ゾーンの前記予測したい部分への投影幅（Ｗ_i）を用
   いて、前記予測したい部分における収縮率Δを下記
   （３）式で算出する段階と、 【数１】 を有することを特徴とする樹脂成形品の収縮率予測方
   法。
3. 【請求項３】 前記（１）式の代わりに、下記（４）式
   を使用することを特徴とする請求項２記載の樹脂成形品
   の収縮率予測方法。 Δ_i＝ｍｃｏｓ²（θ_i−δ）＋ｔｓｉｎ²（θ_i−δ） …（４）
4. 【請求項４】 前記（１）式の代わりに、下記（５）式
   を使用することを特徴とする請求項２記載の樹脂成形品
   の収縮率予測方法。 Δ_i＝ｍｃｏｓ²θ_i＋ｔｓ_iｎ²θ_i …（５）
5. 【請求項５】 前記板材の収縮率は、板材成形後、熱処
   理が加わる前に計測することを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか一つに記載の樹脂成形品の収縮率予測方法。
6. 【請求項６】 前記板材の収縮率は、板材成形後、予測
   したい製品に加えられる熱処理と同じ条件となる熱処理
   を加えた後に計測することを特徴とする請求項１〜４の
   いずれか一つに記載の樹脂成形品の収縮率予測方法。