JP2018167442A - プレス成形金型および樹脂成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】薄肉かつ大型の部品をプレス成形するときの樹脂圧力を低下させる。【解決手段】軟化状態の熱可塑性樹脂複合材料９をプレスして成形品を製造するためのプレス成形金型であって、成形品の形状に対応した形状のキャビティ１０を形成するための下型２２と、下型２２とともにキャビティ１０を形成して熱可塑性樹脂複合材料９をプレスする上型２１とを備える。キャビティ１０には、熱可塑性樹脂複合材料９が供給されるチャージ領域１１と、チャージ領域１１の周囲に位置するとともにプレスにより熱可塑性樹脂複合材料９が広がる周辺領域１２とが設けられる。また、上型２１または下型２２には、チャージ領域１１から周辺領域１２の外縁部に向かって放射状に延設された放射溝１３が設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、軟化状態の熱可塑性樹脂複合材料をプレスして成形品を製造するためのプレス成形金型と、このプレス成形金型によって成形された樹脂成形品とに関する。

従来、樹脂部品を製造する方法として、射出成形やプレス成形が知られている。前者の方法は、溶融状態の材料（樹脂）を閉じた金型内に射出注入するとともに冷却，固化させることで成形品を得るのに対し、後者の方法は、開いた金型に材料をチャージ（供給）したのち、プレスすることによって成形品を得る。前者の方法では、キャビティ内に向けて流体（圧縮気体や液体など）を供給することで射出注入した樹脂の流動長を伸ばし、薄肉で大型の部品を成形する方法（いわゆるガスアシスト法やウォータアシスト法）が提案されている（例えば特許文献１参照）。

これらのアシスト法は、材料の射出注入時にキャビティ内が閉空間である射出成形だからこそ採用できるものであり、材料をチャージしたのちに金型を閉じるプレス成形には採用できない。なお、特許文献１の技術では、成形品のボスまたはリブ用の凹部がコア型に設けられており、この凹部に圧縮気体を供給する供給口が設置されている。これにより、ゲートから供給された溶融樹脂は、凹部に沿ってキャビティ内に充填されるとともに、溶融充填樹脂は圧縮気体によりキャビティ型面へ均一に押し付けられるとされている。

特許第４７２５９０６号公報

上述したように、プレス成形では上記のアシスト法を採用することができないため、金型にチャージした材料を薄肉かつ大型な部品（例えば板厚一定の四角い部品）の形状になるようにプレス成形しようとすると、樹脂圧力が上昇してしまい、プレスしきれずに所望の形状が得られない（ショートショットになってしまう）という課題がある。これは、金型のほぼ中央にチャージした材料が、プレスされながら同心円状に拡大し流動して成形されることから、キャビティの隅まで材料が到達しきれないことに起因する。

この課題に対し、チャージした材料を目的の金型形状に近い形へ予備賦形（いわゆるプリフォーム）して成形するという方法が考えられる。しかしながら、部品製造にかかる予備賦形の工程を追加しなければならないため、設備コストの増大を招くとともに、部品製造に必要な敷地面積を確保しなければならない。

また、溶融混練押出し機により連続押出しされる材料の場合には、ダイス形状を一方向流動となるようなサイズ（断面形状）として押出し供給し、チャージすることにより改善する方法も考えられる。しかしながら、複数形状の部品を成形する工場では、成形型の段取替えのたびに適切なダイス形状への段取り替え作業が必要となるため、生産性を著しく悪化させることとなり、現実性がない。

本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、薄肉かつ大型の部品をプレス成形するときの樹脂圧力を低下させることができるようにしたプレス成形金型を提供することを目的の一つとする。また、このようなプレス成形金型を提供することで所望の形状が得られるようにした樹脂成形品を提供することも目的の一つとする。なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

（１）ここで開示するプレス成形金型は、軟化状態の熱可塑性樹脂複合材料をプレスして成形品を製造するためのプレス成形金型であって、前記成形品の形状に対応した形状のキャビティを形成するための下型と、前記下型とともに前記キャビティを形成して前記熱可塑性樹脂複合材料をプレスする上型と、を備える。前記キャビティには、前記熱可塑性樹脂複合材料が供給されるチャージ領域と、前記チャージ領域の周囲に位置するとともに前記プレスにより前記熱可塑性樹脂複合材料が広がる周辺領域とが設けられる。また、前記上型または前記下型は、前記チャージ領域から前記周辺領域の外縁部に向かって放射状に延設された放射溝を有する。

（２）前記放射溝は、前記周辺領域の四隅を対角状に結ぶように延設されたＸ溝であることが好ましい。
（３）前記放射溝は、延設方向に直交する断面がＶ字形状であることが好ましい。
（４）前記上型または前記下型は、前記周辺領域の複数の外縁部のうち、前記チャージ領域に最も近い一縁部に沿って形成された辺溝を有することが好ましい。

（５）前記周辺領域は、アスペクト比が1.2以上かつ2.0以下の矩形状であり、前記辺溝は、前記周辺領域の二つの長辺のそれぞれに沿って形成されていることが好ましい。
（６）前記放射溝は、前記チャージ領域の中心位置から放射状に延設されていることが好ましい。
（７）また、ここで開示する樹脂成形品は、熱可塑性樹脂複合材料をプレスすることで成形された樹脂成形品であって、前記樹脂成形品の表面側または裏面側に、前記熱可塑性樹脂複合材料の供給位置から周囲へ放射状に広がるように突設された凸部を備えている。

開示のプレス成形金型によれば、キャビティに放射溝が設けられているため、熱可塑性樹脂複合材料の流動を補助することができ、流動長を伸ばすことができる。これにより、薄肉かつ大型の部品を製造することができる。また、薄肉かつ大型の部品を成形するときの樹脂圧力を、放射溝のない従来の金型を用いる場合よりも低減することができる。
また、表面側または裏面側に放射状の凸部を有する樹脂成形品によれば、放射溝を有するプレス成形金型を用いてプレスされたことになるため、樹脂圧力の低減させることで所望の形状を得ることができる。

一実施形態に係るプレス成形金型が適用された成形プレスシステムの模式図である。 （ａ）は下型の上面（上型に対向する面）を正面から見た図（平面図）であり、（ｂ）は図２（ａ）のＹ−Ｙ矢視断面図であり、（ｃ）および（ｄ）は図２（ｂ）の変形例である。 図２（ａ）の変形例である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、図２（ａ）および図３の変形例である。 実施例１に係るキャビティの形状と効果確認の結果とを併せて示す図である。 実施例２に係るキャビティの形状と効果確認の結果とを併せて示す図である。 実施例３に係るキャビティの形状と効果確認の結果とを併せて示す図である。

図面を参照して、実施形態としてのプレス成形金型および樹脂成形品について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．成形プレスシステム］
図１は、本実施形態のプレス成形金型２０が適用された成形プレスシステム１の模式図である。この成形プレスシステム１では、溶融・軟化状態とされた熱可塑性樹脂複合材料９がプレスされて成形品（樹脂成形品）が製造される。熱可塑性樹脂複合材料９とは、熱可塑性樹脂をマトリクスとした繊維強化複合材料である。

熱可塑性樹脂材料としては、例えば、高密度ポリエチレン，低密度ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリアミド樹脂，ポリアセタール，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリフェニレンスルファイド，ポリエーテルエーテルケトンなどの結晶性樹脂や、ポリスチレン，ポリ塩化ビニル，ＡＳ樹脂，ＡＢＳ樹脂，アクリル樹脂，ポリカーボネート，変性ポリフェニレンエーテルなどの非結晶性樹脂が挙げられる。また、補強繊維としては、例えば、炭素繊維，ガラス繊維，アラミド繊維などが挙げられる。本実施形態では、熱可塑性樹脂材料に、炭素繊維をランダムに含んだ材料（すなわち、炭素繊維強化熱可塑性樹脂，CFRTP）をプレス成形する場合を例示する。

図１に示すように、成形プレスシステム１は、油圧駆動式のプレス装置２、および、プレス装置２の動力源となる型締め動力装置３を備える。
プレス装置２は、可動式の上型２１と、固定式の下型２２と、下型２２に対して上型２１を昇降させる油圧シリンダ２３と、上型２１に対する下型２２の姿勢を平行に保持する金型平行制御装置２４とを有する。上型２１および下型２２は、プレス成形金型２０を構成する要素であり、その詳細な構成は後述する。油圧シリンダ２３は、プレス成形金型２０を囲む複数の柱部２５によって支持された支持部材２６に懸吊され、型締め動力装置３から供給される油圧によって作動が制御される。

型締め動力装置３は、プレス装置２を型締めさせるものであり、作動油を発生させる油圧ポンプ３０を有する。なお、ここでいう「型締め」とは、上型２１および下型２２がシール部材（図示略）を挟持した状態で嵌合することで、後述するキャビティ１０（成形空間）を含んだ密閉空間を形成することを意味する。すなわち、「型締め」には、熱可塑性樹脂複合材料９が上型２１および下型２２によってプレスされている状態が含まれる。

［２．要部構成］
次に、プレス成形金型２０の構成について詳述する。プレス成形金型２０は、熱可塑性樹脂材料に炭素繊維をランダムに含んだ熱可塑性樹脂複合材料９（以下、単に「材料９」ともいう）をプレスする上型２１および下型２２を有し、プレス装置２に装備される。プレス成形金型２０によって成形された部品（樹脂成形品）は、例えば、上型２１により形成される上側の面が人の目に触れる表面（おもてめん）となり、下型２２により形成される下側の面が人の目に触れにくい（もしくは触れない）裏面となる。なお、成形品の表面（おもてめん）と裏面とがこれと反対になることもある。

上型２１および下型２２には凹部や凸部が設けられ、これら上型２１および下型２２が型締め状態となると、密閉状態のキャビティ１０（成形空間）が形成される。このキャビティ１０の形状が成形品の形状と一致する。すなわち、キャビティ１０は上型２１および下型２２によって形成される。本実施形態のプレス装置２で成形される成形品としては、例えば、車両を構成する部品であって、薄肉かつ大型のもの（フロアパネル，サイドシル，センターピラー，フロアクロスメンバーなど）や、船舶や航空機といった車両以外の乗り物を構成する部品や、建物に使用される部品などが挙げられる。

図１および図２（ａ）に示すように、キャビティ１０の一部（以下「下キャビティ１０ｂ」という）は下型２２の上面に凹設され、キャビティ１０の他部（以下「上キャビティ１０ａ」という）は上型２１に凹設される。なお、上キャビティ１０ａおよび下キャビティ１０ｂのそれぞれには、成形品の面形状に合わせた凹凸（図示略）が設けられる。図２（ａ）には、二組の対辺がいずれも平行でなく、かつ、四辺の長さが互いに異なる四角形状の下キャビティ１０ｂを例示する。

図２（ａ）中に一点鎖線で示すように、キャビティ１０（図には下キャビティ１０ｂのみを示す）には、溶融かつ軟化した状態（以下「軟化状態」という）の材料９（図中模様）が供給（チャージ）されるチャージ領域１１と、チャージ領域１１の周囲に位置するとともにプレスによって材料９が広がる周辺領域１２とが設けられる。チャージ領域１１は、キャビティ１０のほぼ中央の領域であり、材料９の体積（チャージする量）に応じてその大きさが決められる。周辺領域１２は、キャビティ１０のうちチャージ領域１１を除いた残りの領域である。本実施形態では、チャージ領域１１の中心位置１１ｃが、下キャビティ１０ｂにおいて対角線の交差する点（以下「交差部」という）と一致するように、チャージ領域１１が設けられる。なお、材料９の体積は、成形品の体積に応じて設定される。

キャビティ１０に供給された材料９は、プレスされることで同心円状に広がるように流動する。そのため、チャージ領域１１からの距離（流動長）が長い周辺領域１２の外縁部（特に四隅）には、材料９が到達しにくい。言い換えると、周辺領域１２の外縁部に材料９を到達させるためには、高い型締め力（プレス力）が必要とされる。しかし、プレス装置２の型締め力には限界があることから、型締め力を抑えつつ材料９を周辺領域１２の外縁部まで行き渡らせるために、本実施形態の下型２２には放射状の溝１３（放射溝）が設けられている。このため、成形された樹脂成形品には、その裏面側に放射溝１３の形状に対応した放射状の凸部が突設される。

放射溝１３は、チャージ領域１１から周辺領域１２の外縁部に向かって放射状に延設された溝部であり、下キャビティ１０ｂの底面に凹設される。本実施形態の放射溝１３は、チャージ領域１１の中心位置１１ｃから放射状に延設される。図２（ａ）に示す放射溝１３は、チャージ領域１１の中心位置１１ｃから、周辺領域１２の四つの角のそれぞれに向かって延設される。本実施形態では、チャージ領域１１の中心位置１１ｃが交差部と一致することから、放射溝１３は、平面視で（下キャビティ１０ｂを正面から見て）、周辺領域１２の四隅を対角状に結ぶように延設されたＸ字形状をなす。以下、放射溝１３をＸ溝１３ともいう。

キャビティ１０内でプレスされる材料９は、同心円状に広がるように流動し、さらにＸ溝１３によってこの流動が補助される。つまり、プレスされている材料９が、Ｘ溝１３に沿ってキャビティ１０の四隅に向かって流れやすくなることから、樹脂圧力の上昇が抑制され、プレス装置２の型締め力が低減される。図２（ａ）のＸ溝１３は、図２（ｂ）に示すように、その延設方向に直交する断面（Ｙ−Ｙ矢視断面）がＶ字形状となっている。なお、Ｘ溝１３の断面形状はこれに限られず、例えば、図２（ｃ）に示すような断面矩形状であってもよいし、図２（ｄ）に示すような断面台形状であってもよい。あるいは、図示しない断面弓形のような曲面状であってもよい。

なお、チャージ領域１１および周辺領域１２の個数は一つずつに限られず、それぞれ二つ以上設けられていてもよい。図３は、キャビティ１０が仮想的な直線１５によって二分割され、二つのチャージ領域１１と二つの周辺領域１２とが設けられた下型２２を例示した平面図である。図３に示す例では、上側の四角形状の周辺領域１２には四隅を対角状に結ぶように延設されたＸ溝１３が設けられ、下側の五角形状の周辺領域１２には、チャージ領域１１の中心位置１１ｃから遠い四つの角のそれぞれに向かって放射状に延設されたＸ溝１３が設けられている。なお、図３に示す例でも、各チャージ領域１１の中心位置１１ｃが各周辺領域１２における対角線の交差部と一致するように、チャージ領域１１が設けられる。また、仮想的な直線１５は、各チャージ領域１１に供給された材料９がプレスされて広がるときに、材料９のフローフロント（流動先端部）が合流する位置（ウェルドライン）であることが好ましい。

本実施形態の材料９は、熱可塑性樹脂材料に、ランダムにカットされた炭素繊維が混練され、軟化状態のまま押出し機（図示略）により連続的に押し出されて、上型２１および下型２２の側方からチャージ領域１１に供給される。このため、供給される材料９の断面積〔図２（ａ）および図３中の幅Ｗに高さを乗じた値〕は一定となる。つまり、材料９の体積（チャージする量）は、図２（ａ）に示すように、材料９の押し出した長さＬによって調節される。言い換えると、材料９をチャージする場合には「断面積一定」という形状の制約がある。

そのため、キャビティ１０の形状と押出し機の押出し方向（長さＬの方向）との関係によっては、材料９がプレスにより同心円状に広がるように流動したときに、材料９のフローフロントが周辺領域１２の四つの外縁部のそれぞれに到達するタイミングにずれが生じる。例えば、周辺領域１２が図２（ａ）に示すような四角形の場合、周辺領域１２の四つの外縁部のうち、チャージ領域１１に最も近い一縁部にフローフロントが先行して到達する。

そこで、図２（ａ）の下型２２に対し、図４（ａ）に示すように、周辺領域１２の四つの外縁部のうち、チャージ領域１１に最も近い一縁部１２ａに沿った溝（以下「辺溝１４」という）を設けることが好ましい。Ｘ溝１３に加えて辺溝１４を設けることで材料９の流動性がさらに補助されることから、樹脂圧力の上昇が抑制され、プレス装置２の型締め力が低減される。なお、図４（ａ）では一つの辺溝１４を設けているが、周辺領域１２の形状が矩形状である場合には、周辺領域１２の四つの外縁部のうち、チャージ領域１１に最も近い一縁部となる二辺（対辺）のそれぞれに辺溝１４を設ければよい。

また、周辺領域１２が二つ設けられた図３の下型２２に対して辺溝１４を設けてもよい。すなわち、図４（ｂ）に示すように、各周辺領域１２の四つの外縁部のうち、各チャージ領域１１に最も近い一縁部１２ａに沿った辺溝１４を設けてもよい。図４（ｂ）の下型２２では、仮想的な直線１５が二つの周辺領域１２の各一縁部１２ａとなることから、辺溝１４が直線１５に沿って設けられる。なお、直線１５の対辺に相当する辺（上側の周辺領域１２の図中上側の横線と、下側の周辺領域１２の下側の横線）にも辺溝１４を設けてもよい。

［３．実施例］
次に、図５〜図７を用いて三つの実施例について説明する。図５〜図７には、各実施例に係るキャビティ１０の形状と、Ｘ溝１３や辺溝１４を追加することによる効果を確認した結果（表）とを併せて示す。なお、表中の「平均板厚」は成形品の厚み（板厚）の平均値を意味し、「一般板厚Ｅ」はＸ溝１３および辺溝１４を除いた部分の板厚を意味する（各図中のＹ−Ｙ断面図参照）。また、材料９の長さＬの方向の寸法をＡとし、材料９の幅Ｗの方向の寸法をＢとしている。

図５に示す実施例１では、800[mm]×800[mm]の正方形であって平均板厚が2.0[mm]の平板（成形品）をプレス成形する場合に、断面Ｖ字状のＸ溝１３を設けることによる効果を比較した。図中の表は、Ｘ溝１３がないキャビティ１０（表中の１）を評価の基準形状とし、Ｘ溝１３の幅Ｃと最深部の深さＤとによって、樹脂圧力およびプレス力が基準形状に対しどのように変化するのかを示したものである。表からわかるように、Ｘ溝１３を設けることで、基準形状と比較して樹脂圧力およびプレス力をいずれも低減できることがわかった。さらに、表中の２〜５を比較すると、最も評価が高かったのは、幅Ｃが40[mm]、深さＤが2.0[mm]のＸ溝１３を設けた場合（表中の２）であり、樹脂圧力およびプレス力をいずれも30％近く低減できることがわかった。

図５に示す五つの形状（表中の１〜５）では、いずれも平均板厚が2.0[mm]の平板が成形される。つまり、供給される材料９の体積（チャージ量）は一定であるため、Ｘ溝１３が大きくなるほど成形品の板厚がＸ溝１３の部分で厚くなる。これにより、一般板厚Ｅは小さくなるため、結果的に樹脂圧力が高まってしまうことがわかった。図５中の表からも、幅Ｃが40[mm]のＸ溝１３よりも、幅Ｃが80[mm]のＸ溝１３を設けた方が、樹脂圧力が高いことがわかる。

一方で、Ｘ溝１３の深さＤが1.0[mm]（表中の３）である場合には、同じ幅Ｃ（80[mm]）で深さＤが2.0[mm]のもの（表中の４）よりも樹脂圧力およびプレス力が高くなっている。これは、Ｘ溝１３の深さＤが小さすぎると、材料９の流動性を補助する機能が発揮されにくいためと考えられる。すなわちこの場合には、材料９を流れやすくするために、Ｘ溝１３の深さＤを2.0[mm]程度に設定することが好ましいことがわかった。

図６に示す実施例２では、1400[mm]×800[mm]の長方形であって平均板厚が2.0[mm]の平板（成形品）をプレス成形する場合に、断面Ｖ字状のＸ溝１３および辺溝１４を設けることによる効果を比較した。実施例２のキャビティ１０（周辺領域１２）のアスペクト比（長辺／短辺）は、1.75である。また、辺溝１４は、チャージ領域１１に最も近い一縁部１２ａ（すなわち二つの長辺）に沿って設けられる。辺溝１４の断面形状は、チャージ領域１１から離隔するほど下降傾斜した斜辺を有する直角三角形状とされる。

図６中の表は、Ｘ溝１３および辺溝１４がいずれも形成されていないキャビティ１０（表中の６）を評価の基準形状とし、幅Ｃが40[mm]、深さＤが2.0[mm]のＸ溝１３を設けた場合と、Ｘ溝１３に加えて辺溝１４も設けた場合とで、樹脂圧力およびプレス力が基準形状に対しどのように変化するのかを示したものである。表からわかるように、Ｘ溝１３を設けた場合（表中の７）、および、Ｘ溝１３と辺溝１４とを設けた場合（表中の８，９）には、樹脂圧力およびプレス力を基準形状よりも低減できることがわかった。

さらに、表中の７〜９を比較すると、最も評価が高かったのは、Ｘ溝１３に対し、幅Ｃ′が10.0[mm]、最深部の深さＤ′が2.0[mm]の辺溝１４を組み合わせた場合（表中の８）である。これにより、辺溝１４を追加することにより、材料９の流動性が向上したことを確認できた。なお、辺溝１４の幅Ｃ′が大きいと、却って樹脂圧力が高くなることがわかった。これは、上述したように、溝（Ｘ溝１３，辺溝１４）が大きくなるほど一般板厚Ｅが小さくなることに起因する。

図７に示す実施例３では、500[mm]×400[mm]の長方形であって平均板厚が2.0[mm]の平板（成形品）をプレス成形する場合に、断面矩形状のＸ溝１３および辺溝１４を設けることによる効果を比較した。実施例３のキャビティ１０（周辺領域１２）のアスペクト比（長辺／短辺）は1.25であり、実施例２よりも小さい。なお、辺溝１４は、実施例２と同様に、キャビティ１０（周辺領域１２）の長辺に沿って形成される。ただし、辺溝１４の断面形状は矩形状とされる。

図７中の表は、Ｘ溝１３および辺溝１４がいずれも形成されていないキャビティ１０（表中の１０）を評価の基準形状とし、幅Ｃが40[mm]、深さＤが2.0[mm]のＸ溝１３を設けた場合と、Ｘ溝１３に加えて辺溝１４を設けた場合とで、樹脂圧力およびプレス力が基準形状に対しどのように変化するのかを示したものである。表からわかるように、Ｘ溝１３を設けた場合（表中の１１）、および、Ｘ溝１３と辺溝１４とを設けた場合（表中の１２）には、樹脂圧力およびプレス力を基準形状よりも低減できることがわかった。さらに、これらを比較すると、辺溝１４を追加した方が樹脂圧力およびプレス力を低減できることがわかった。

［４．効果］
（１）上述したプレス成形金型２０によれば、チャージ領域１１から周辺領域１２の外縁部へと延びる放射溝１３がキャビティ１０に設けられているため、材料９の流動を補助することができ、流動長を伸ばすことができる。これにより、薄肉かつ大型の部品（樹脂成形品）を製造することができる。また、薄肉かつ大型の部品を成形するときの樹脂圧力を、放射溝１３のない従来の金型を用いる場合よりも低減することができる。つまり、プレス装置２のプレス力（型締め能力）を下げることができるため、設備コストを低減することができる。

また、従来の金型を用いたときと同じプレス力で成形した場合には、より薄い成形品を製造することができるため、軽量化および材料コストの低減を図ることができる。さらに、樹脂圧力が低下する（すなわち流動抵抗が小さくなる）ため、油圧駆動式のプレス装置２を高速で下降させることができる。これにより、プレス成形金型２０の周縁部への材料９の到達時間を早めることができるため、成形サイクルを短縮することができ、生産性を向上させることができる。

（２）上述したように、放射溝１３が周辺領域１２の四隅を対角状に結ぶように延設されたＸ溝として設けられている場合、周辺領域１２の四隅に対する流動長を特に伸ばすことができる。
（３）また、Ｘ溝（放射溝）１３が、図２（ａ），（ｂ），図５および図６に示すように、延設方向に直交する断面がＶ字形状である場合には、一般板厚Ｅが小さくなることによる樹脂圧力の上昇を抑制できることから、樹脂圧力およびプレス力を低減することができる。なお、Ｘ溝（放射溝）１３の幅Ｃと深さＤとの関係は、「Ｃ＝Ｄ×５」程度から流動性向上の効果が得られ、「Ｃ＝Ｄ×１０」以上であればより高い効果が得られることがわかった。つまり、Ｘ溝（放射溝）１３を形成する場合には、幅Ｃと深さＤとの比率を１０：１以上に設定することが好ましい。

（４）また、図４（ａ），（ｂ），図６および図７に示すように、Ｘ溝（放射溝）１３に加えて辺溝１４が設けられている場合には、材料９の流動性を辺溝１４によっても補助することができるため、樹脂圧力およびプレス力をより低減することができる。なお、流動を促進するための溝部（すなわち放射溝１３および辺溝１４）のみの体積は、成形品の総体積の５％程度が望ましいことがわかった。つまり、放射溝１３や辺溝１４を形成する場合には、放射溝１３の体積（あるいは放射溝１３および辺溝１４の体積の合計）が成形品の総体積の５％程度になるように、幅Ｃおよび深さＤの関係や幅Ｃ′および深さＤ′の関係などを設定することが好ましい。

（５）さらに、周辺領域１２が、1.2以上かつ2.0以下のアスペクト比を持つ矩形状である場合には、二つの長辺のそれぞれに沿って辺溝１４を設けることで、図６および図７に示すように、樹脂圧力の低減効果を高めることができる。例えば、図３のキャビティ１０のように、材料９の長さＬの方向（縦方向）と直交する方向（横方向）に長い形状である場合に、アスペクト比が上記の範囲（1.2〜2.0）に収まるように複数の周辺領域１２を設定し、図４（ｂ）に示すように、Ｘ溝１３および辺溝１４を設けることが好ましい。このような構成とすることで、プレス時に周辺領域１２の四隅まで材料９が到達しやすくなり、樹脂圧力を低減させることができる。

（６）なお、材料９はプレスされると同心円状に拡大して流動するため、放射溝１３をチャージ領域１１の中心位置１１ｃから放射状に延設させることで、周辺領域１２に対し材料９をほぼ均等に流動させることができる。

［５．その他］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
図２（ａ）〜（ｄ）等に示す放射溝１３の形状は一例であって、上述したものに限られない。例えば、放射溝１３の深さＤが周辺領域１２の隅に近づくほど大きくなるように形成されていてもよい。すなわち、放射溝１３が、材料９の流動方向下流側に向かって下降傾斜していてもよい。また、放射溝１３の幅Ｃが延設方向において一定ではなく、例えば、周辺領域１２の隅に近接する部分がラッパ状に広がっていてもよい。

放射溝１３は平面視でＸ字状でなくてもよい。また、放射溝１３が周辺領域１２の角以外の外縁部（すなわち辺）に向かって延設されていてもよい。また、放射溝１３は、チャージ領域１１の中心位置１１ｃからではなく、チャージ領域１１の四隅のそれぞれから周辺領域１２の外縁部に向かって放射状に延設されていてもよい。また、上述した実施形態では、下型２２に放射溝１３や辺溝１４が設けられる場合を例示したが、これらの溝１３，１４を上型２１に設けてもよい。少なくとも、チャージ領域から周辺領域の外縁部に向かって延設された放射状の溝部をキャビティ１０が有していれば、上述した効果と同様の効果を得ることができる。なお、各溝１３，１４の断面形状については、寸法精度（反り変形の抑制）や接着・溶着・締結などの組み付け方法や材料９の流動性など、成形品への要求品質や成形性を勘案し、周辺領域１２のアスペクト比や一般板厚Ｅ・平均板厚などの指標を用いて設定されることが好ましい。

上述したキャビティ１０は、上キャビティ１０ａと下キャビティ１０ｂとから構成されているが、これら二つのキャビティ１０ａ，１０ｂのいずれか一方がなくてもよい。すなわち、いずれか一方が平坦面や凸面として設けられ、他方が凹部として設けられ、上型２１および下型２２によってキャビティが形成されるものであってもよい。また、材料９は、押出し機により連続的に押し出されてキャビティ１０に供給されるものでなくてもよい。すなわち、幅Ｗと長さＬとを自由に設定しうるシート状（またはマット状）の材料９をキャビティ１０に供給してもよい。
なお、上述したプレス装置２および型締め動力装置３は一例であって、上述した構成に限られない。例えば、プレス装置が油圧駆動式ではなくモータ等により機械的に駆動されるものであってもよい。

９ 材料（熱可塑性樹脂複合材料）
１０ キャビティ
１１ チャージ領域
１１ｃ 中心位置
１２ 周辺領域
１２ａ 一縁部
１３ 放射溝，Ｘ溝
１４ 辺溝
２０ プレス成形金型
２１ 上型
２２ 下型

Claims (7)

1. 軟化状態の熱可塑性樹脂複合材料をプレスして成形品を製造するためのプレス成形金型であって、
   前記成形品の形状に対応した形状のキャビティを形成するための下型と、
   前記下型とともに前記キャビティを形成して前記熱可塑性樹脂複合材料をプレスする上型と、を備え、
   前記キャビティには、前記熱可塑性樹脂複合材料が供給されるチャージ領域と、前記チャージ領域の周囲に位置するとともに前記プレスにより前記熱可塑性樹脂複合材料が広がる周辺領域とが設けられ、
   前記上型または前記下型は、前記チャージ領域から前記周辺領域の外縁部に向かって放射状に延設された放射溝を有する
   ことを特徴とする、プレス成形金型。
2. 前記放射溝は、前記周辺領域の四隅を対角状に結ぶように延設されたＸ溝である
   ことを特徴とする、請求項１記載のプレス成形金型。
3. 前記放射溝は、延設方向に直交する断面がＶ字形状である
   ことを特徴とする、請求項１または２記載のプレス成形金型。
4. 前記上型または前記下型は、前記周辺領域の複数の外縁部のうち、前記チャージ領域に最も近い一縁部に沿って形成された辺溝を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレス成形金型。
5. 前記周辺領域は、アスペクト比が１．２以上かつ２．０以下の矩形状であり、
   前記辺溝は、前記周辺領域の二つの長辺のそれぞれに沿って形成されている
   ことを特徴とする、請求項４記載のプレス成形金型。
6. 前記放射溝は、前記チャージ領域の中心位置から放射状に延設されている
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレス成形金型。
7. 熱可塑性樹脂複合材料をプレスすることで成形された樹脂成形品であって、
   前記樹脂成形品の表面側または裏面側に、前記熱可塑性樹脂複合材料の供給位置から周囲へ放射状に広がるように突設された凸部を備えた
   ことを特徴とする、樹脂成形品。

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