JP2014073622A - 射出成形品の製造方法、射出成形品、および金型 - Google Patents

Abstract

【課題】金型間への樹脂注入点を増やしたり、型締め力を増加させたりすることなく、薄肉の射出成形品に成形不良が生じるのを防止すること。
【解決手段】本発明は、流動解析により、基準成形品４０のモデルのフローフロントＦ０を取得するフローフロント取得ステップＳ１と、フローフロントＦ０に基づいて、基準成形品４０に形成する１本以上の放射状リブ３１Ａ，３１Ｂを設計するリブ設計ステップＳ２とを備えている。リブ設計ステップＳ２では、放射状リブがフローフロントＦ０の法線ＮＶに沿っていて、１本以上の放射状リブが金型への注入点ＩＮを通るとともに、その放射状リブに他の放射状リブが接続され、１本以上の放射状リブが、金型間の終局充填部の近傍に延びているように、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂを設計する。
【選択図】図５

Description

本発明は、熱可塑性樹脂による薄肉射出成形品の製造方法、薄肉射出成形品、および金型に関する。薄肉射出成形品は、例えば、物品を収容する容器（ケース）全般である。

従来、射出成形された各種の樹脂製容器が存在する。樹脂性容器には、強度および剛性を増すのに寄与するリブが表面に形成されることがある（例えば、特許文献１，２）。
特許文献１に示される洗濯槽の後端壁は、回転ドラム軸の支持手段を保持するための円状貫通口から一定の間隔をおいて放射状に延設し、放射方向末端に向けて低くなる複数のリブを備えている。
特許文献２に示されるプリン、ゼリー等の薄肉カップ容器の底面には、格子模様の凸条が形成されている。その凸条は、金型に形成される斜行凹溝条により成形されている。斜行凹溝条は、金型の有効成形面に、樹脂注入口を中心とする仮想放射線に交差して、多数が形成されている。この斜行凹溝条により樹脂を案内して撹乱流を形成することで、成形品の樹脂の分子配向を異にすることにより、衝撃時に分子配向方向に沿って割れが生じるのを防止している。

特開平１０−２２５９６８号公報 特開昭５８−１６７１３１号公報

樹脂製の容器には、樹脂使用量の削減によりコストを低減するという命題から、軽量化が求められる。また、自動車、船舶、航空機などの輸送装置に搭載される装置の樹脂容器には、環境負荷低減のための燃費向上の目的から、薄肉化の要望が高い。
しかし、薄肉の樹脂容器を射出成形で作製する場合、狭い金型間を樹脂が流れ難いために、成形不良が発生し易い。例えば、樹脂流れの先端側が、金型への熱移行により硬化するのが早いために、金型の隅にまで樹脂が充填されない（ショートショット）。また、金型間の流動抵抗が大であるために金型間の樹脂内圧が高まって型締め力を上回れば、バリが生じる。
そこで、ショートショットに対しては、金型間への樹脂の注入点を増やし、金型間での樹脂の移動距離を短くすることが有効となる。しかし、金型に、射出機の出口が接続されるスプールから各ゲート（注入口）まで樹脂を導入する分岐した経路を形成する必要があり、樹脂を保温するためのヒーターを経路の分岐に伴って増設する必要もあるので、コストが増加する。
一方、バリに対しては、より大きい型締め力を有する大型の型締め装置を導入すればよいが、それも当然、コストが増加する。

薄肉の射出成形容器に関する特許文献２には、金型に形成される斜行凹溝条によって樹脂の撹乱流を形成し、それによって、容器の底面から容器の側壁の上端にまで樹脂が流れ込むと記載されている。しかし、金型間を流れる樹脂の流れを撹乱するのは、樹脂の充填効率が良いとは言い難いので、成形不良を防止するのに十分でない。

以上のような課題に基づいて、本発明の目的は、金型間への樹脂注入点を増やしたり、型締め力を増加させたりすることなく、薄肉の射出成形品に成形不良が生じるのを防止することにある。

シミュレーションソフトウェアにより樹脂流動解析（充填解析）を行うと、金型間に注入される樹脂の流動パターンであるフローフロントが得られる。フローフロントは、注入点から流れ拡がる樹脂の時間毎の到達位置を示している。
本発明者は、そのフローフロントの法線の方向に樹脂が流れ易いことに着目した。さらに、フローフロントの法線に沿ってリブを形成することを着想した。リブの位置では金型間の樹脂流路断面積が拡大され、流動抵抗が減少するので、樹脂流動が促進される。
そこでなされた本発明は、基準フローフロント取得ステップと、リブ設計ステップとを備える。
基準フローフロント取得ステップでは、射出成形により製造される成形品のモデルに対して、金型に注入される樹脂の流動解析を行うことにより、樹脂流動パターンである基準フローフロントを取得する。
リブ設計ステップでは、基準フローフロントに基づいて、成形品に形成する１本以上の放射状リブを設計する。
そして、本発明は、リブ設計ステップでは、以下に示す要件の放射状リブを設計することを特徴とする。
放射状リブは、基準フローフロントの法線に沿っている。
１本以上の放射状リブが金型への樹脂注入点を通るとともに、その放射状リブに他の放射状リブが接続（交差）されている。
１本以上の放射状リブが、基準フローフロントによると金型間で最後に充填される箇所または未充填部である終局充填部の近傍に延びている。

この発明によれば、１本以上が注入点を通る放射状リブが、樹脂注入点から樹脂が流れ拡がる方向であるフローフロントの法線に沿って形成されているので、最も流動性が高いところの樹脂流れが促進されることとなる。これにより、狭い金型間にも樹脂がスムーズに流れ込む。その放射状リブによって終局充填部の近傍まで樹脂が案内されることにより、終局充填部にも樹脂が十分に充填されるので、ショートショットを防止できる。
また、金型間を樹脂がスムーズに流れることにより充填効率が向上することで、充填率に対する射出圧力の上昇カーブが緩やかとなるので、型締装置に設定される最大射出圧力に達するのを遅らせる、あるいは達するのを避けることができる。これにより、バリを生じさせないための型締め力の余裕が射出圧力に対して得られる。
したがって、樹脂の注入点を増やしたり、型締め力を大きくするために大型の型締装置を導入する必要がないので、成形コストを抑えながら、従来は充填し得なかった薄肉の射出成形品の製造が可能となる。
さらに、放射状リブの方向に成形品の強度および剛性を向上させることもできる。

本発明の射出成形品の製造方法は、上記のリブ設計ステップに続いて、成形品に放射状リブが形成されてなるリブ有成形品に対応する金型を製作する金型製作ステップと、リブ有成形品の金型を用いてリブ有成形品を射出成形する射出成形ステップとを含んで構成することができる。

本発明の射出成形品の製造方法では、リブ設計ステップでは、基準フローフロントにほぼ沿った１本以上のフローフロントリブを設計することが好ましい。
放射状リブを流れる速い樹脂の流れがフローフロントリブに引き込まれるので、放射状リブに沿って樹脂流動が促進される一の箇所と、同様に促進される他の箇所との間の流れをも促進することができる。それにより得られるフローフロントの形状が、金型間に注入される本来の樹脂流れに近い基準フローフロントに近くなるので、金型の成形面の全体に亘り、樹脂がよりスムーズに流れる。
そのため、射出圧力の上昇勾配がより緩やかとなるので、最大射出圧力に達するのをより遅らせることができる。

本発明の射出成形品の製造方法では、リブ有成形品のモデルに対して、流動解析を行うことにより得られるフローフロントを確認するフローフロント確認ステップを備えることが好ましい。
これにより、リブ有成形品のフローフロントに基づいて、終局充填部まで樹脂が充填されるのを検証できる。

本発明の射出成形品の製造方法では、充填率に対する射出圧力を確認する充填率・射出圧力確認ステップを備えることが好ましい。
そうすれば、射出圧力の勾配および最大射出圧力に対する充填率に基づいて、終局充填部にまで樹脂が充填されるのを検証できる。

本発明は、射出成形品および金型も対象とする。
本発明の射出成形品の表面には、樹脂の流動解析により得られる樹脂流動パターンである基準フローフロントに基づいて１本以上の放射状リブが形成されている。
放射状リブは、基準フローフロントの法線に沿っていて、１本以上が金型への樹脂注入点を通るとともに、その放射状リブに他の放射状リブが接続され、１本以上が、基準フローフロントによると金型間で最後に充填される箇所または未充填部である終局充填部の近傍に延びていることを特徴とする。
本発明の射出成形品では、その表面に、基準フローフロントにほぼ沿った１本以上のフローフロントリブが形成されていることが好ましい。

また、本発明の金型の成形面には、樹脂の流動解析により得られる樹脂流動パターンである基準フローフロントに基づいて１本以上の放射状溝が形成されている。
放射状溝は、基準フローフロントの法線に沿っていて、１本以上が金型への樹脂注入点を通るとともに、その放射状溝に他の放射状溝が接続され、１本以上が、基準フローフロントによると金型間で最後に充填される箇所または未充填部である終局充填部の近傍に延びていることを特徴とする。
本発明の金型では、その成形面に、基準フローフロントにほぼ沿った１本以上のフローフロントリブが形成されていることが好ましい。

本発明によれば、金型間への樹脂注入点を増やしたり、型締め力を増加させたりすることなく、薄肉の射出成形品に成形不良が生じるのを防止できる。

第１実施形態に係る成形品を示し、（ａ）は、成形品の正面および側面を示す斜視図、（ｂ）は、成形品の背面側の開口および側面を示す斜視図である。 図１の成形品の成形に用いる金型を示す断面図である。 製造工程を示す図である。 設計プロセスに用いられるリブ無の成形品を示し、（ａ）は、図１（ａ）に相当する斜視図、（ｂ）は、そのフローフロントを示す図である。 （ａ）は、放射状リブが形成された本実施形態の成形品を示し、（ｂ）は、そのフローフロントを示す図である。 （ａ）は、充填率に対する射出圧力を示すグラフである。（ｂ）は、リブ形成が射出圧力の勾配に及ぼす影響を示すグラフである。 第１実施形態の変形例を示す斜視図である。 （ａ）は、放射状リブの本数と最大射出圧力に対する充填率との関係を示すグラフである。（ｂ）および（ｃ）は、リブの断面図である。 第１実施形態の他の変形例を示す斜視図である。 第２実施形態に係る成形品を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のフローフロントの模式図、（ｄ）は第１実施形態のフローフロントの模式図である。

以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
なお、以降の説明において、既に説明した構成と同様の構成については、同じ符号を付し、その説明を省略または簡略する。
〔第１実施形態〕
図１に示す成形品１０は、熱可塑性樹脂の薄肉射出成形品であり、箱状に形成されている。
成形品１０は、矩形状の正面壁１１と、正面壁１１の四辺から立ち上がる側面壁１２１〜１２４とを備え、側面壁１２１〜１２４により囲まれる開口１３を有している。この成形品１０は、他の成形品と組み合わせられることにより、車両に搭載される空気調和機の構成部品および付随する部品を収容する空調装置ケースを構成する。
成形品１０の基準板厚（外表面１０Ａから内表面１０Ｂまでの厚み）は、例えば、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍとされている。

成形品１０の外表面１０Ａには、正面壁１１の平面中心Ｃを通り、正面壁１１の周縁に向かう放射線を形成する２本の放射状リブ３１Ａ，３１Ｂが立設されている。正面壁１１の長手方向に沿う放射状リブ３１Ａは、側面壁１２１，１２３に連続し、側面壁１２１の端縁１２Ｅおよび側面壁１２３の端縁１２Ｅまで延びている。
平面中心Ｃで放射状リブ３１Ａに直交する放射状リブ３１Ｂは、側面壁１２２，１２４に連続し、側面壁１２２の端縁１２Ｅおよび側面壁１２４の端縁１２Ｅまで延びている。
放射状リブ３１Ａ，３１Ｂの外表面１０Ａからの高さは、基準板厚の例えば１．５〜３倍とすることができる。一例を挙げると、基準板厚０．８ｍｍ、リブ高さ１．２ｍｍである。後述するフローフロントリブについても同様である。

成形品１０の成形には、図２に示す固定金型２Ａおよび可動金型２Ｂを備える型締装置が用いられる。成形品１０の側面壁１２１〜１２４に沿って、固定金型２Ａおよび可動金型２Ｂの合わせ面が設定されている。
固定金型２Ａには、可動金型２Ｂとの間に樹脂を注入するためのゲート２０が１箇所設けられている。ゲート２０は、成形品１０の正面壁１１の平面中心Ｃに配置されている。ゲート２０は、固定金型２Ａの厚み方向に沿って形成されるランナー２１により、射出機（図示せず）のノズルが接続されるスプール２２に連通している。
固定金型２Ａの成形面２５には、放射状リブ３１Ａに対応する放射状溝２１Ａ、および放射状リブ３１Ｂに対応する放射状溝（図示せず）が形成されている。

射出機は、シリンダ内に投入される樹脂をスクリューの回転によりせん断するとともに、ヒーターで加熱しながら前端に送り、前端に位置する計量された溶融樹脂をスクリューの前進により一定流量で金型内に射出する。射出機には、公知の各種構造のものを用いることができるので、その構成の図示および説明を省略する。

成形品１０は、以下に示す設計プロセスを含む製造工程（図３）により製造される。
まず、図４（ａ）に示すように、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂが形成されておらず、外表面１０Ａが平坦であることを除いて成形品１０と同じ形状の基準成形品４０をモデルとして、そのフローフロントを得る（図３の基準フローフロント取得ステップＳ１）。
そのためには、樹脂の充填状態を解析するシミュレーションソフトウェアを用いる。このソフトウェアで流動解析を行うことによって、樹脂の射出時間、充填率、および図４（ｂ）に示すようなフローフロント（流動パターン、メルトフロント）が得られる。
フローフロントは、樹脂の注入点から周囲に拡がる樹脂の到達位置を時間毎に示すもので、色分けされた（あるいは表示形態を変えて示された）パターンとして表示される。

図４（ｂ）ではハッチングの種類を異ならせることによってフローフロントを示している。ゲート２０の位置である注入点ＩＮ（矢印で示す）から、その周囲に順次、領域Ｒ１〜領域Ｒ５が並んでいる。領域Ｒ１〜Ｒ５の各々は、単位時間毎に複数の区画に分けられている。各区画の境界をなす稜線Ｌが、その時点のフローフロントＦ０を示す。
以上は、図５（ｂ）でも同様である。

図４（ａ）の基準成形品４０について得られたフローフロントＦ０によると、注入点ＩＮから金型２Ａ，２Ｂ間（キャビティ）に注入された樹脂は、正面壁１１の面内に放射状に拡がる。その正面壁１１では、注入点ＩＮを中心とする同心円状のフローフロントＦ０が得られる。そして、正面壁１１から各側面壁１２１〜１２４に樹脂が流入し、各々の端縁１２Ｅに向かう。

ここで、正面壁１１の長辺から立ち上がる側面壁１２１，１２３では、フローフロントＦ０が、正面壁１１側から端縁１２Ｅに向けて凸となる略円弧形状をなしている。このため、側面壁１２１，１２３を正面壁１１と同一面内に配置するように成形品１０を展開すれば、側面壁１２１，１２３のフローフロントＦ０は、正面壁１１のフローフロントＦ０の周りで注入点ＩＮを中心とする略同心円状に形成される。領域Ｒ１〜Ｒ５の各区画の幅を見ると、正面壁１１では樹脂がほぼ一定速度で流れているのに対し、側面壁１２１，１２３では次第に減速し、端縁１２Ｅ近傍ではかなり遅くなる。

一方、正面壁１１の短辺から立ち上がる側面壁１２２，１２４は、その横幅が長辺から立ち上がる側面壁１２１，１２３よりも狭く、そのため樹脂が流れる流路断面積が小さいので、側面壁１２１，１２３よりも樹脂が流れ難い。
したがって、正面壁１１から側面壁１２２，１２４に流入した直後のフローフロントＦ０は、正面壁１１のフローフロントＦ０と連続するように、端縁１２Ｅに向けて凸状とされているが、側面壁１２２，１２４を進むうち減速した末に、逆向き（凹状）の形状に転じる。その凹状のフローフロントＦ０は、側面壁１２１，１２３に隣接する側１２Ｓに比べて、側面壁１２１，１２３から離間した中央部１２Ｃが正面壁１１に向けて窪んでいる。その中央部１２Ｃでは、樹脂の移動速度が側面壁１２１，１２３に比べても顕著に遅い。しかも、側面壁１２２，１２４の端縁１２Ｅは、注入点ＩＮから最も遠い。そのため、凹状のフローフロントＦ０の最外周ＯＬは端縁１２Ｅの手前に留まる。つまり、最外周ＯＬと端縁１２Ｅまでの間には、樹脂が充填されない未充填部Ｕが発生する。

上述のフローフロントＦ０（図４（ｂ））に基づいて、放射状リブの方向、本数、および末端の位置などを定める（図３のリブ設計ステップＳ２）。
放射状リブが形成される位置では、金型２Ａ，２Ｂ間を流れる樹脂の流路断面積が拡大するから、樹脂の流動が促進される。
ここで、フローフロントＦ０は、時間毎の樹脂到達位置を示すものだから、その凸状部の先端部が、注入点ＩＮから樹脂が最も遠くまで移動したところであり、その凸状部の法線ＮＶの方向に最も樹脂が流れ易い。したがって、注入点ＩＮから、フローフロントＦ０の凸状部の法線ＮＶに沿って放射状リブを設けると、最も効率的な流動促進効果が得られる。
フローフロントＦ０は、同心円状に形成される範囲では、注入点ＩＮから全方位に亘って凸状部となるので、半径方向が法線ＮＶの方向と一致する。
以上により、放射状リブの方向を、フローフロントＦ０の法線ＮＶ方向に設定する。

さらに、金型２Ａ，２Ｂ間への樹脂充填の最終局面を考慮して放射状リブを設計する。側面壁１２１〜１２４では正面壁１１と比べて樹脂の流動性が悪く、側面壁１２１，１２３では端縁１２Ｅ近傍で流速が遅くなり、側面壁１２２，１２４では端縁１２Ｅ近傍に未充填部Ｕが生じる。このため、放射状リブを側面壁１２１〜１２４の端縁１２Ｅ近傍まで延ばせば、ショートショットを生じさせることなく、成形を安定して行える。
放射状リブの末端の位置は、フローフロントＦ０によると金型２Ａ，２Ｂ間で最後に充填される側面壁１２１，１２３の端縁１２Ｅ、または樹脂が充填されない未充填部Ｕとして残る側面壁１２２，１２４の端縁１２Ｅに設定する。各端縁１２Ｅを終局充填部と称する。
側面壁１２１〜１２４の各端縁１２Ｅにまで放射状リブを延ばすには、側面壁１２２の端縁１２Ｅおよび側面壁１２４の端縁１２Ｅに末端が位置するものと、側面壁１２１の端縁１２Ｅおよび側面壁１２３の端縁１２Ｅに末端が位置するものとの合計２本の放射状リブで足りる。このため、本実施形態では放射状リブを２本形成する。
以上の設計プロセスにより、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、注入点ＩＮを通って正面壁１１の長辺に平行に延び、側面壁１２２，１２４の未充填部Ｕまで延びる放射状リブ３１Ａを形成するとともに、放射状リブ３１Ａに注入点ＩＮで直交し、側面壁１２１，１２３の端縁１２Ｅまで延びる放射状リブ３１Ｂを形成することとする。

次に、上記のように設計された放射状リブ３１Ａ，３１Ｂを備える成形品１０のモデルに対して流動解析を実施し、そのフローフロントを確認する（図３のフローフロント確認ステップＳ３）。そのフローフロントＦ１は、図５（ｂ）に示すように、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂの位置で樹脂流動が促進されることによって、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂの末端Ｅに向けて突出する。それにより、側面壁１２２，１２４でも、端縁１２Ｅに向けて凸状のフローフロントＦ１が形成される。そのフローフロントＦ１は側面壁１２２，１２４の端縁１２Ｅまで達しているので、未充填部Ｕが生じないことを確認できる。

また、流動解析により、充填率に対する射出圧力も確認する（図３の充填率・射出圧力確認ステップＳ４）。射出機の動作を制御する制御装置により、スクリューを一定速度で前進させながら、一定流量で樹脂を注入していくと、図６（ａ）に示すように、金型２Ａ，２Ｂ間の全体容積に対する充填率が高まるのに伴って、金型２Ａ，２Ｂ間の樹脂内圧（射出圧力）が高まる。充填の進行に伴い、初期値からの立ち上がりの初期勾配Ｄ１よりは小さいほぼ一定の傾きで増加する勾配Ｄ２に変化する。
ここで、型締装置には、使用可能な射出圧力の上限である最大射出圧力が設定されている。この最大射出圧力は、本実施形態の型締装置では１８０ＭＰａに設定されている。射出圧力が最大射出圧力に達すると、射出機の動作を制御する制御装置は、一定流量を維持する流量制御から、金型間の射出圧力を最大射出圧力以下に制限する圧力制御に切り替える。
なお、射出圧力は、射出機のノズル部分（スプール２２）の樹脂圧力である。

リブ無の基準成形品４０の場合、図６（ａ）に一点鎖線で示すように、充填率が約７０％のときに最大射出圧力に達し、それ以降、圧力制御に切り替わる。そうすると、金型間に流れる樹脂の流量が減り、樹脂の流れの速度が低下する。それにより、樹脂が終局充填部まで行き着く前に樹脂流れの先端が硬化すれば、ショートショットが発生してしまう。
これに対して、本実施形態の成形品１０では、実線で示すように、射出圧力の上昇カーブが基準成形品４０の場合よりも緩やかであるため、最大射出圧力に達するのが遅れ、最大射出圧力に対する充填率は約８４％に上がる。本実施形態では最大射出圧力に対する充填率の残余がさほどないため、圧力制御に切り替わっても、樹脂の流れの速度が顕著に低下することなく、終局充填部にまで樹脂が充填される。
図６（ｂ）に、図６（ａ）の勾配Ｄ２に相当する圧力勾配を示す。リブ無の基準成形品４０の場合に比べ、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂを有するリブ有の成形品１０の充填時の圧力勾配は小さい。

以上により、設計プロセスを終了し、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂに対応する放射状溝を固定金型２Ａの成形面２５に刻設する（金型製作ステップＳ５）。
そして、射出機および型締装置により、成形品１０を射出成形する（射出成形ステップＳ６）。射出成形は、型締め、射出、保圧、冷却、型開き、および取出しの一連の工程により行う。
スクリューの前進により固定金型２Ａのスプール２２から射出される溶融樹脂は、ランナー２１を経てゲート２０から固定金型２Ａと可動金型２Ｂとの間に注入される。そして、注入点ＩＮから拡がる樹脂は、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂの位置で流路断面積が拡大されることにより、圧力損失が減少して加速される。
ここで、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂは、注入点ＩＮから樹脂が流れ拡がる方向であるフローフロントＦ０の凸状部の法線ＮＶに沿って形成されているので、最も流動性が高いところの樹脂流れが促進されることとなる。こうして、注入される樹脂が備える流動エネルギーが最大限に引き出されることにより、高い流動促進効果が得られる。これにより、狭い金型２Ａ，２Ｂ間にも樹脂がスムーズに流れ込む。
そして、最大射出圧力に達する前に、金型２Ａ，２Ｂ間の大部分の範囲に樹脂が充填されるので、射出時間内に終局充填部（側面壁１２１〜１２４の各端縁１２Ｅ）にも樹脂が十分に充填される。
その後、冷却により硬化した樹脂を金型２Ａ，２Ｂ間から取り出すことにより、成形品１０が製造される。

本実施形態によれば、流動解析により得られたフローフロントＦ０に基づいて設計される放射状リブ３１Ａ，３１Ｂを形成することにより、金型２Ａ，２Ｂ間の樹脂の流れを促進するため、充填効率の良い射出成形を行うことが可能となる。これによってショートショットを防止できるとともに、最大射出圧力に達するのが遅いために、バリを生じさせないための型締め力の余裕が射出圧力に対して得られる。
したがって、樹脂の注入点ＩＮを増やしたり、型締め力を大きくするために大型の型締装置を導入する必要がないので、成形コストを抑えながら、基準板厚の薄肉化が可能となる。
それに加えて、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂの方向に成形品１０の強度および剛性を向上させることができる。

上記実施形態では、２本の放射状リブ３１Ａ，３１Ｂが注入点ＩＮで十字状に直交するように形成されていたが、本発明における放射状リブは、フローフロントＦ０の法線ＮＶに沿っていて、注入点ＩＮを通る１本以上の放射状リブにすべての放射状リブが接続され、かつ１本以上の放射状リブが終局充填部（端縁１２Ｅ）の近傍まで延びている限り、例えば図７に示すように、その位置、および本数等は任意である。
終局充填部が複数ある場合は、流速が低い箇所を優先に、放射状リブを延ばすことが好ましい。これに基づいて、図７（ａ）では、未充填部Ｕまで延びる１本の放射状リブ３１Ａのみが形成されている。このように、未充填部Ｕまで延びる放射状リブ３１Ａのみを形成し、未充填となる可能性が小さい他の終局充填部については、放射状リブの形成を省略することもできる。
また、放射状リブは、未充填部Ｕの近傍まで延びていれば、成形不良を防止するのに足りる。未充填部Ｕへの流動促進作用を高めるため、未充填部Ｕの近傍まで延びる放射状リブ（放射状リブ３１Ａ）が、注入点ＩＮを通るのが好ましい。

図７（ｂ）では、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂと、正面壁１１の対角線を構成する放射状リブ３１Ｃ，３１Ｄとの合計４本の放射状リブが形成されている。放射状リブ３１Ｃ，３１Ｄは、正面壁１１でフローフロントＦ０の法線ＮＶに沿って延びてから、側面壁１２１〜１２４の隣り合う稜線１２Ｌに沿って端縁１２Ｅの位置まで延びている。放射状リブ３１Ｃ，３１Ｄにより、流動抵抗の高い金型２Ａ，２Ｂ間の角部の樹脂流動が促進されることにより、未充填部Ｕが残るのを防止できる。
図８（ａ）に、放射状リブの本数に応じて、最大射出圧力に対する充填率がどのように変化するかを示す。基準成形品４０のように放射状リブが０本の場合、約７１％と充填性に劣るが、図７（ａ）に示すように１本、図１に示すように２本、そして図７（ｂ）に示すように４本と増やすにつれて、充填性が向上する。

また、図７（ｃ）に示すように、対角線を形成する放射状リブ３１Ｃ，３１Ｄのみを形成することもできる。
さらに、図７（ｄ）に示すように、放射状リブ３１Ａに対して傾斜する放射状リブ３１Ｅ，３１Ｆを形成することもできる。これらの放射状リブ３１Ｅ，３１Ｆも、注入点ＩＮを通り、正面壁１１および側面壁１２１，１２３でフローフロントＦ０の法線方向に延びて端縁１２Ｅまで延びているので、側面壁１２１，１２３のショートショットを防止できる。

本発明の放射状リブは、成形品１０の外表面１０Ａにではなく、図８（ｂ）に示すように、内表面１０Ｂに形成することもできる。あるいは、図８（ｃ）に示すように、外表面１０Ａおよび内表面１０Ｂの両方に形成することもできる。

本発明における放射状リブの方向は、理想的にはフローフロントＦ０の法線ＮＶの方向に一致しているのが理想であるが、本発明は、流動性を促進できる限り、放射状リブがフローフロントＦ０の法線ＮＶの方向からずれているのを許容する。
また、すべての放射状リブが注入点ＩＮを通っていなくても、１本以上の放射状リブが注入点ＩＮを通り、その放射状リブに他の放射状リブが接続（交差）していれば足りる。他の放射状リブには、注入点ＩＮを通る放射状リブおよび金型２Ａ，２Ｂ間の間隙を通じて樹脂が流れる。注入点ＩＮを通る放射状リブは、注入点からずれていてもよい。
上記の放射状リブ３１Ａ〜３１Ｆは、成形品を展開したときに、正面壁１１の平面中心Ｃから側面壁１２１〜１２４の端縁１２Ｅまで同一直線上に延びているが、途中で少し曲がっていてもよい。
さらに、本発明の射出成形品の形状は任意である。フローフロントＦ０は、注入点ＩＮから注入された直後は同心円状だが、その後、射出成形品の形状によっては、同心円状から大きく変形した形状となる。射出成形品がどのような形状であっても、リブの無い初期形状のフローフロントＦ０の法線ＮＶに沿って放射状リブを形成する。

成形品の肉厚や形状によっては、図９（ａ）に示すように、複数の注入点を設けることもできる。この例では、放射状リブ３１Ａ上で、成形品の平面中心Ｃの両側に等間隔に注入点ＩＮ１，ＩＮ２が設けられるとともに、これら２箇所の注入点ＩＮ１，ＩＮ２に対応するゲート２０およびランナー２１が固定金型２Ａに形成されている。
この成形品のフローフロントは、注入点ＩＮ１から注入される樹脂の拡がりと、注入点ＩＮ２から注入される樹脂の拡がりとが合成されたパターンを描く。そのフローフロントの法線に沿って、１本以上の放射状リブが注入点ＩＮ１および注入点ＩＮ２のいずれかを通り、その放射状リブに他の放射状リブが接続され、かつ１本以上の放射状リブが終局充填部の近傍まで延びるように放射状リブ３１Ａ，３１Ｂを形成する。
あるいは、図９（ｂ）に示すように、注入点ＩＮ１で放射状リブ３１Ａに交差する放射状リブ３１Ｇと、注入点ＩＮ２で放射状リブ３１Ａに交差する放射状リブ３１Ｈとを形成することもできる。このように注入点ＩＮ１，ＩＮ２が多いと、その分、金型２Ａ，２Ｂ間の樹脂の移動距離が短くなり、樹脂の流動性の低下が抑えられるので、成形不良をより確実に防止できる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図１０を参照して説明する。
第２実施形態の成形品５０には、上述の放射状リブ３１Ａ，３１Ｂに加え、フローフロントＦ０にほぼ沿った複数のフローフロントリブ３２が形成されている。
複数のフローフロントリブ３２は、各々がフローフロントＦ０にほぼ沿うように、リブ設計ステップＳ２で設計されている。そのため、正面壁１１では、平面中心Ｃに対してフローフロントリブ３２が同心円状に配置されている（図１０（ａ））。また、側面壁１２１，１２３では、フローフロントリブ３２は円弧状に形成されている（図１０（ｂ））。図示を省略するが、フローフロントリブ３２は、側面壁１２２，１２４でもフローフロントＦ０と同様の形状に形成されている。
これらのフローフロントリブ３２は、注入点ＩＮに最も近いものが、例えば充填率５％〜２０％の位置に配置され、そこから、例えば充填率１０％〜４０％の間隔で配置されている。なお、フローフロントリブ３２は、必ずしも等間隔でなくてもよい。
成形品５０を成形する金型２Ａ，２Ｂにも、上記のフローフロントリブ３２に対応する形状のフローフロント溝（図示せず）が形成されている。

図１０（ｄ）に、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂのみが形成されているときのフローフロントを模式的に示す。そのフローフロントによると、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂによる流動促進により、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂの部分でフローフロントは突出しており、その部分の流速が速いことがわかる。それにより、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂの間には凹状の部分Ｐ１が出現している。
本実施形態のようにフローフロントリブ３２が形成されていると、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂを流れる速い樹脂の流れがフローフロントリブ３２に引き込まれるので、図１０（ｃ）に示すように、凹状の部分Ｐ１の流れが補償される。それにより、放射状リブ３１Ａ，３１Ｂおよびフローフロントリブ３２が形成されていない基準成形品４０のフローフロントＦ０に近い形状のフローフロントが得られる。
本実施形態によれば、金型２Ａ，２Ｂ間に注入された本来の樹脂流れに近い形状のフローフロントが得られるため、注入点ＩＮから金型２Ａ，２Ｂの成形面の全体に亘り、樹脂がよりスムーズに流れる。
そのため、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、射出圧力の上昇勾配がより緩やかとなり、最大射出圧力に達するのをより遅らせることができる。
なお、フローフロントリブ３２は１本以上あれば良く、上述したいずれの放射状リブにも組み合わせることができる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

２Ａ 固定金型
２Ｂ 可動金型
１０，５０ 成形品（リブ有成形品）
１０Ａ 外表面
１０Ｂ 内表面
１１ 正面壁
１２Ｅ 端縁
１３ 開口
２０ ゲート
２１ ランナー
２１Ａ 放射状溝
２２ スプール
２５ 成形面
３１Ａ〜３１Ｈ 放射状リブ
３２ フローフロントリブ
４０ 基準成形品
１２１〜１２４ 側面壁
Ｆ０ フローフロント（基準フローフロント）
Ｆ１ フローフロント
ＩＮ，ＩＮ１，ＩＮ２ 注入点
ＮＶ 法線
Ｒ１〜Ｒ５ 領域
Ｕ 未充填部

Claims (9)

1. 射出成形により製造される成形品のモデルに対して、金型に注入される樹脂の流動解析を行うことにより、樹脂流動パターンである基準フローフロントを取得する基準フローフロント取得ステップと、
   前記基準フローフロントに基づいて、前記成形品に形成する１本以上の放射状リブを設計するリブ設計ステップと、
   を備え、
   前記リブ設計ステップでは、
   前記放射状リブが前記基準フローフロントの法線に沿っていて、
   １本以上の前記放射状リブが前記金型への樹脂注入点を通るとともに、その前記放射状リブに他の前記放射状リブが接続され、
   １本以上の前記放射状リブが、前記基準フローフロントによると前記金型間で最後に充填される箇所または未充填部である終局充填部の近傍に延びているように、
   前記放射状リブを設計する、
   ことを特徴とする射出成形品の製造方法。
2. 前記成形品に前記放射状リブが形成されてなるリブ有成形品に対応する金型を製作する金型製作ステップと、
   前記リブ有成形品の金型を用いて前記リブ有成形品を射出成形する射出成形ステップと、を備える、
   請求項１に記載の射出成形品の製造方法。
3. 前記リブ設計ステップでは、
   前記基準フローフロントにほぼ沿った１本以上のフローフロントリブを設計する、
   請求項１または２に記載の射出成形品の製造方法。
4. 前記リブ有成形品のモデルに対して、前記流動解析を行うことにより得られるフローフロントを確認するフローフロント確認ステップを備える、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法。
5. 充填率に対する射出圧力を確認する充填率・射出圧力確認ステップを備える、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法。
6. 射出成形により製造される成形品であって、
   その表面に、樹脂の流動解析により得られる樹脂流動パターンである基準フローフロントに基づいて１本以上の放射状リブが形成され、
   前記放射状リブは、
   前記基準フローフロントの法線に沿っていて、
   １本以上が前記金型への樹脂注入点を通るとともに、その前記放射状リブに他の前記放射状リブが接続され、
   １本以上が、前記基準フローフロントによると前記金型間で最後に充填される箇所または未充填部である終局充填部の近傍に延びている、
   ことを特徴とする射出成形品。
7. その表面に、前記基準フローフロントにほぼ沿った１本以上のフローフロントリブが形成されている、
   請求項６に記載の射出成形品。
8. 射出成形に用いられる金型であって、
   その成形面に、樹脂の流動解析により得られる樹脂流動パターンである基準フローフロントに基づいて１本以上の放射状溝が形成され、
   前記放射状溝は、
   前記基準フローフロントの法線に沿っていて、
   １本以上が前記金型への樹脂注入点を通るとともに、その前記放射状溝に他の前記放射状溝が接続され、
   １本以上が、前記基準フローフロントによると前記金型間で最後に充填される箇所または未充填部である終局充填部の近傍に延びている、
   ことを特徴とする金型。
9. その成形面に、前記基準フローフロントにほぼ沿った１本以上のフローフロントリブが形成されている、
   請求項８に記載の金型。

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