(57)【要約】【課題】射出成形工程における成形品の収縮率および、そり変形量を簡便に精度良く予測する方法および装置を提供すること。  【解決手段】成形品のそり変形を解析するために（１）分岐部位における基盤部と分岐体とのなす角度、分岐部位における面内方向収縮率の肉厚方向平均値などから求められる分岐構造そり変形量と、（２）分岐部位における基盤部および分岐体の面内方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布などから求められるバイメタルそり変形量とに基づいて総そり変形量を算出する。【選択図】  図７
2008200859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラムされたコンピュータによって成形品のそり変形を解析するためのそり変形解析方法であって、前記成形品の分岐部位におけるそり変形を、
（１）前記分岐部位における基盤部と分岐体とのなす角度、前記分岐部位における面内方向収縮率の肉厚方向平均値、および、前記分岐部位におけるの肉厚方向収縮率の肉厚方向平均値、ならびに、分岐構造パラメータに基づいて算出する分岐構造そり変形量を算出する分岐構造そり変形量算出工程と、
（２）前記分岐部位における前記基盤部および前記分岐体の面内方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布ならびに前記分岐部位における前記基盤部および前記分岐体の肉厚方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布と、に基づいて算出するバイメタルそり変形量を算出するバイメタルそり変形量算出工程と、
（３）前記分岐構造そり変形量算出工程およびバイメタルそり変形量算出工程の算出結果に基づいて総そり変形量を算出する分岐部位総そり変形量算出工程と、
を含むことを特徴とするそり変形解析方法。
【請求項２】
前記分岐構造パラメータとして、前記分岐部位から分岐体先端までの距離、前記分岐部位における流動履歴、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位における前記分岐体の肉厚との比、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位から前記分岐体の先端までの距離との比のうち少なくとも１つ以上を用いることを特徴とする特徴とする請求項１記載のそり変形解析方法。
【請求項３】
前記分岐構造パラメータとして、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位における前記分岐体の肉厚との比を用いることを特徴とする請求項２記載のそり変形解析方法。
【請求項４】
前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とする請求項３記載のそり変形解析方法。
【数１】
2008200859.tif 000016
【請求項５】
前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とする請求項３記載のそり変形解析方法。
【数２】
2008200859.tif 000017
【請求項６】
前記分岐構造パラメータとして、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位における前記分岐体の肉厚との比、および、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位から前記分岐体の先端までの距離との比を用いることを特徴とする請求項２記載のそり変形解析方法。  
【請求項７】
前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とする請求項６記載のそり変形解析方法。  
【数３】
2008200859.tif 000018
【請求項８】
前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とする請求項６記載のそり変形解析方法。
【数４】
2008200859.tif 000019
【請求項９】
前記分岐構造パラメータとして、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位における前記分岐体の肉厚との比、および、前記分岐部位における流動履歴を用いることを特徴とする請求項２記載のそり変形解析方法。  
【請求項１０】
前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とする請求項９記載のそり変形解析方法。
【数５】
2008200859.tif 000020
【請求項１１】
前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とする請求項９記載のそり変形解析方法。  
【数６】
2008200859.tif 000021
【請求項１２】
前記成形品を、樹脂材料の射出成形品とすることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のそり変形解析方法。
【請求項１３】
前記成形品を、充填材を含有する樹脂材料の射出成形品とすることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のそり変形解析方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のそり変形解析方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体。
【請求項１６】
成形品の射出成形工程を解析するための射出成形解析装置であって、
前記成形品の分岐部位におけるそり変形を、
（１）前記分岐部位における基盤部と分岐体とのなす角度、前記分岐部位における前面内方向収縮率の肉厚方向平均値、および、前記分岐部位における肉厚方向収縮率、ならびに、分岐構造パラメータに基づいて算出する分岐構造そり変形量算出手段と、（２）前記成形品の分岐部位におけるそり変形を、前記分岐部位における前記基盤部および前記分岐体の面内方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布ならびに前記分岐部位における前記基盤部および前記分岐体の肉厚方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布と、に基づいて算出するバイメタルそり変形量算出手段と、
（３）前記成形品の分岐部位におけるそり変形を、前記分岐構造そり変形量算出手段の出力および前記バイメタルそり変形量算出手段の出力に基づいて算出する分岐部位総そり変形量算出手段と、
を備えてなることを特徴とする射出成形解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、そり変形解析方法およびそのプログラムならびにそり変形解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、添付図面を参照して、背景技術について説明を行う。
【０００３】
図１Ａ〜Ｅは、樹脂や金属などを材料とする成形品の射出成形を実施するための射出成形工程の典型例を模式的に示す図である。射出成形とは、図１Ａに示すような射出成形機によって、成形品材料６を加熱溶融して流動状態にし、金型４のキャビティ５（金型空洞部）に加圧注入し金型４内で固化させることにより、キャビティ５に相当する形を賦形し、金型を開き、金型内部から固化成形品７を取り出す技術である。通常、その射出成形の工程は大きく分けて図１Ｂから図１Ｅの４つの工程に分けることができる。以下、樹脂製品の射出成形を例にとって説明する。
【０００４】
図１Ｂは、樹脂製品の射出成形工程のうち、樹脂充填工程の一例を示す図である。図１Ｂの充填工程では、モータ１でホッパー２内に投入された粒状の成形品材料６をシリンダ３の中で溶融させ、シリンダ３の中にあるスクリューで金型４のキャビティ５内に充填させる。図１Ｃは、樹脂製品の射出成形工程のうち、樹脂保圧工程の一例を示す図である。図１Ｃの保圧工程では、溶融した成形品材料６に圧力をかけて、冷却工程初期の材料の収縮を補い、安定させる。図１Ｄは、樹脂製品の射出成形工程のうち、樹脂冷却工程の一例を示す図である。図１Ｄの冷却工程では、金型４によって、成形品材料６を冷却固化させて、キャビティ５の形状を成形品に賦形する。図１Ｃの保圧工程と図１Ｄの冷却工程をまとめて、冷却工程もしくは保圧冷却工程と呼ぶ場合もある。図１Ｅは、樹脂製品の射出成形工程のうち、離型工程（型開き）の一例を示す図である。図１Ｅの離型工程では、金型４を開き、固化した成形品７を金型４内から取り出す。射出成形は、典型的には、これら４つの工程により、金型４のキャビティ５形状を成形品に賦形し、製品を得る技術である。
【０００５】
しかし、充填工程、保圧工程、冷却工程のいずれの工程においても、金型内部の挙動はブラックボックスとなっており、従来、射出成形を行う場合、経験や勘を頼りに試作金型を修正しながら金型を設計し、また、試行錯誤で成形条件を設定する手法がとられていた。その結果、金型試作回数が多くなり、かつ製品開発期間が長くなるため、開発コストが高くなる傾向にあった。
【０００６】
一方で、経験や勘を頼りにするのではなく、事前に充填工程における金型内での溶融の流れ、成形品材料や成形品材料および強化繊維の配向、保圧冷却工程における温度や圧力などの物理的な履歴をコンピュータにより数値解析し、金型から成形品を取り出した後の収縮や変形の予測を行い、その結果を金型設計、成形条件の設定にフィードバックさせ、開発期間の短縮する手法が提案されている。
【０００７】
図２は、特許文献１や特許文献２に示される従来の射出成形工程数値解析手法の構成の一例を示すフロー図である。従来は、図２のフロー図に示すように、射出成形解析用形状データを入力（ステップ２００）し、成形品材料の注入点であるゲートを指定し、成形品材料の密度や比熱、熱伝導率、成形品材料と金型との間の熱伝達係数、成形品材料の溶融粘度特性、ＰＶＴ特性（圧力−体積−温度特性。すなわち、成形品材料の比容積もしくは体積を温度と圧力の関係式で表したもの。）などの樹脂物性データと、成形温度、金型温度、射出率（または射出時間）、保圧時間、保圧圧力などの成形条件を入力（ステップ２０１、ステップ２０２）して、射出成形工程の解析（ステップ２０３）（充填工程解析（ステップ２０４）、保圧・冷却工程解析（ステップ２０５）、配向解析（ステップ２０８））を実行し、射出成形解析用形状データの各要素あるいは各節点での収縮率を算出し（ステップ２０６）、構造解析を実行することで、成形品のそり変形（バイメタル効果によるそり変形）を解析（ステップ２０７）し、出力（ステップ２０９）している。
【０００８】
たとえば、平板を成形したとき、平板の表裏で金型の温度に差がある場合、金型温度が高い面は室温まで冷却される際に、金型温度が低い面と比べ収縮が大きく、バイメタル効果により金型温度の高い面を凹にしたようなそり変形となるが、射出成形解析においては、金型の表裏の温度差により発生する収縮歪みだけではなく、成形品材料の密度や比熱、熱伝導率、熱伝達率、溶融粘度、ＰＶＴ特性による収縮ひずみの分布を成形品のすべての部位で計算し、成形品全体としてのそり変形を算出しているため、非常に複雑な解析となる。
【０００９】
そり変形解析を行う射出成形解析ソフトウェアは多数あるが、梁のたわみ計算などの線形構造解析と比較して、解析精度が低く、絶対値評価はもちろん、相対値評価もできない場合があると指摘されている。これは、そり変形解析において、線形構造解析にはない射出成形における温度、圧力、樹脂データ、樹脂の流動履歴、金型から取り出した後の条件、解析のモデルなど様々な誤差要因があるためである。
【００１０】
たとえば、非特許文献１には、射出成形のそり変形量解析結果について、絶対値を求めることは困難で、どうしても比較検討の域を超える精度を出すのは困難であると書かれている。
【００１１】
特に、リブのような分岐体が形成されている平板の形状の成形品のそり変形量解析は特に困難であった。
【００１２】
たとえば、非特許文献２では、単純なリブ形状の成形品について、実測値と解析値の比較を行っているが、実測値と解析値でそり変形量が２倍から１１倍異なっており、絶対値の評価は困難となっている。
【００１３】
さらに、非特許文献３では、そりの結果が通常の解析条件ではあわないため、Ｌ字型形状のコーナー部位の熱伝導係数を調整するパラメータ調整をおこなうことにより実測値と解析値をあわせたと書かれており、そりについて実測値と解析値をあわせるために解析担当者の経験、ノウハウが必要であることが分かる。
【００１４】
そして、この解析担当者の経験、ノウハウを共有化するため、非特許文献４では、材料メーカー、金型メーカー、ソフトベンダーなどが参画して、リブつき平板について実測値と解析値の比較を行っている。この中で、解析ソフト間はもちろん、解析担当者間においても解析結果に差異があることが示されている。つまり、解析担当者の経験やノウハウによって異なる結果が生じることを示唆するものであり、未だ普遍的なそり変形量解析方法が確立されていないのが現状である。
【００１５】
このため、事前に数値計算により射出成形現象を予測することができないことはもちろん、数値計算による解析を行ったことにより金型の設計が誤った方向に進み、経験や勘を頼りとする手法よりも開発コストが高くなることもある。そのため、そりの解析精度を高くすることは非常に大きな課題になっている。
【００１６】
ところで、射出成形の成形品の解析はシェル要素、もしくはソリッド要素を用いておこなわれている。図３Ａは、３次元のボリュームのある形状を２次元の平面（シェル要素）に置き換える方法の一例を示す図である。図３Ａに示すように、２次元のシェル要素とは、３次元のボリュームのある形状を２次元の平面（シェル要素）に置き換え、その２次元平面形状に厚みのデータを持たせることによって、３次元形状を表現するものである。射出成形の成形品は、一般に、薄肉形状で構成されているため、シェル要素を用いて解析することが多い。これはシェル要素を用いると、厚み方向に解析要素を作成する必要がないため、計算コストを抑えることができる利点があること、また、肉厚の変更など形状の検討が容易であるという利点があるためである。
【００１７】
図３Ｂはそれぞれソリッド要素３０１、およびシェル要素３０４を用いて、射出成形の充填解析を行った例である。充填解析について、ソリッド要素を用いても、シェル要素を用いてもほぼ同様の結果となる。
【００１８】
次に、Ｌ字型形状を例に、成形品のそり変形量変形解析について、説明する。図４ＡはＬ字型形状の一例であり、図４Ｂから図４Ｆは、３次元のボリュームのある形状の収縮変形とシェル要素のそり変形の挙動を模擬的に示したものである。図４ＡではＬ字型形状４０１の内側部分の金型面４０２が外側部分の金型面よりも高温であり、室温まで冷却し、収縮したとする。その場合、バイメタル効果により、Ｌ字型形状のコーナー部位で内側に倒れるそり変形４０３が起きる。これを図４Ｂのシェル要素でモデル化したとき、図４Ｂの各要素で、Ｌ字型形状のコーナーの内側の面が外側の面よりも収縮が大きくなるような変形計算を行う。その結果、ソリッド要素での収縮変形と同様、バイメタル効果により、Ｌ字型形状のコーナーの部分で内側に倒れるそり変形が計算機内で再現できる。これにより、Ｌ字型形状のコーナー部位については、面内方向、肉厚方向の温度分布（面内方向、肉厚方向の収縮率分布）により発生するバイメタル効果によるそり変形は、シェル要素で解析しても、３次元のボリュームのあるソリッド要素で解析してもある程度は妥当な結果を得ることができる。
【００１９】
しかし、Ｌ字型形状のコーナー部位は平板部と異なり、バイメタル効果以外に、面内方向収縮率（この場合は、コーナー部で折れ曲がる面内の方向であって、かつ、コーナー部位を形成する交線の方向に垂直な方向（Ｌ字型形状のコーナー部位における面内折れ曲がり方向）の収縮率）と肉厚方向収縮率の違いによってもそり変形が発生するため、バイメタル効果による変形の解析では不十分である。
【００２０】
このメカニズムについて図４ＣのＬ字型形状の成形品で説明する。
【００２１】
成形品材料の配向や充填材の影響で、肉厚方向の収縮４０７が面内方向の収縮４０８（コーナー部位における面内折れ曲がり方向成分）よりも大きいと仮定する。図４Ｄは図４Ｃの成形品面の折れ曲がる方向を含む面内の断面図であるが、図４Ｄに示すように、Ｌ字型形状のコーナー部位のＬ字型形状を構成する２面のなす角度を等分割する面４０９を境界に半分の形状について考えた場合、肉厚方向の収縮が大きいため、角度４１０が小さくなり、角度を等分割する面４０９において、収縮後の形状を組み合わせると、Ｌ字型形状のコーナーの部分で内側に倒れるそり変形が起きる。これが、面内方向収縮率（Ｌ字型形状のコーナー部位に対して直角方向成分）と肉厚方向収縮率の違いによってもそり変形が発生するそり変形である。
【００２２】
ソリッド要素を用いた場合、このようなコーナーの挙動を再現することができるが、これを図４Ｅのシェル要素でモデル化したとき、シェル要素は、図４Ｄの角度４１０のようなＬ字型形状コーナー部位の角度を考慮しないため、角度４１０が変化しても、シェル要素では、Ｌ字型形状のコーナー部位で内側に倒れるそり変形は発生しない。
【００２３】
ただし、ソリッド要素を用いた場合でも、肉厚方向の収縮４０７が面内方向の収縮４０８（コーナー部位の面内折れ曲がり方向成分）よりも大きい場合の、Ｌ字型コーナー部位のそり変形を正しく解析できるとは限らない。図４Ｆは図４ＣのＬ字型成形品を分割数を変えてモデル化したものである。図４Ｆに示すように、Ｌ字型形状のコーナー部位の要素分割数が不十分なソリッド要素４１１の場合、Ｌ字型形状のコーナー部位の要素分割数が十分なソリッド要素４１２のように正しく解析することができない。これは、要素分割数が不十分なソリッド要素は、シェル要素と同様、Ｌ字型形状のコーナー部位を、面４０９で分割することができず、Ｌ字型形状のコーナー部位の角度変化を表すことができないためである。したがって、ソリッド要素を用いる場合は非常に多くの要素を含むモデルを作成する必要があり、計算コストやモデル作成工数の点で不利である。
【００２４】
また、上記の通り、バイメタル効果だけを考慮した2次元シェルモデルには、面内方向収縮率と肉厚方向収縮率の違いに起因するそり変形を解析できない。
【００２５】
そこで、非特許文献５では、Ｌ字型形状のコーナー部位について、式（１）から式（３）のように面内方向の収縮と肉厚方向の収縮から、Ｌ字型形状のコーナー部位を挟む２面の角度が収縮の前後で角度変化を発生させることにより、Ｌ字型形状のコーナー部位の収縮、そり変形挙動を表現している。
【００２６】
図５Ａは式（１）、式（２）の角度の算出法を示す図の一例であり、Ｌ字型形状のコーナー曲面の収縮前形状および収縮後の形状を示す断面図である。また、図５Ｂは式（３）の角度の算出法を示す図の一例であり、Ｌ字型形状のコーナーのコーナー部の収縮前形状および収縮後の形状を示すＬ方形状を構成する２面のなす角度を等分割する面を境界に半分の形状の断面図である。
【００２７】
【数１】
2008200859.tif 000003
【００２８】
以下、図５Ａ、および図５Ｂについて、詳細に説明する。
【００２９】
ここでは、分岐部位ではなく、コーナー曲面をもつＬ字型形状のコーナー形状を想定している。
【００３０】
収縮前の形状５０１は内径Ｒ、肉厚ｄであるとして、成形後熱収縮により、面内方向（円周方向）にＳｘ、肉厚方向（半径方向）にＳｚの収縮率で収縮し、収縮後の形状５０２になったときの形状の変化を示している。この際、面内方向収縮率Ｓｘと肉厚方向収縮率Ｓｚが等しい値であったとき、かつ、コーナー曲面の内側と外側で収縮率が等しい場合は、収縮後の角度変化が生じず、収縮後の角度の変化量Δα＝０となる。しかし、面内方向収縮率Ｓｘよりも肉厚方向収縮率Ｓｚが大きい場合は、面内方向（円周方向）と肉厚方向(半径方向)との間に歪みが生じ、式（１）、式（２）のようなコーナーの角度変化が生じる。
【００３１】
図５ＢはＬ字型形状のコーナー部位を、Ｌ字型形状を構成する２面のなす角度を等分割する面で分割し、図示したものである。Ｌ字型形状のコーナー部位の先端が曲面形状ではない場合、図５Ｂに示すモデルでコーナー部位を表現することができ、収縮前の角度αと収縮後の角度βは図５Ｂより式（３）に変換することができる。
なお、式（１）から式（３）は収縮前後の角度の変化量が微小であると考えたとき、実質同じものであると考えることができる。
【００３２】
このような面内方向収縮率と肉厚方向収縮率の違いを考慮したＬ字型形状のコーナー部位のそり変形量解析は、成形品の内部に繊維などの充填材が入っている場合、こうしたそりが特に顕著に現れるため、非特許文献５の方法は非常に有効であった。
【００３３】
しかしながら、本発明者らの知見によると、基盤部にリブなどの分岐体が形成されているリブ形状などの成形品の場合に分岐部位について、Ｌ字型形状のコーナー部位と同様の式（１）から式（３）を用いて解析した場合、繊維などの充填材を含む材料がそれぞれの分岐体へどのような割合で流れるによって分岐部位におけるそり変形が変化することを考慮できない問題があった。また形状としてそりを誘発するような分岐体であるかを精査していないため、たとえば、図３Ｃのような基盤部に対して小さな突起であるような形状であっても、大きな角度の変化量が生じると計算してしまう問題があった。
【特許文献１】特開昭６２−３４２８２号公報
【特許文献２】特開平２−２５８２２９号公報
【非特許文献１】米川太，“プラスチック製品のＣＡＥ解析（現状と課題）”，成形加工，日本国，２０００，ＶＯＬ．１２，Ｎｏ．３，Ｐ１３３
【非特許文献２】大塚弘己／望月智仁／大須賀晴信，“そり変形解析によるリブ変形の予測精度”，成形加工，日本国，２００１，ＶＯＬ．１３，Ｎｏ．２，Ｐ１０２
【非特許文献３】山田和慶／西郷栄人／田中宏尚，“射出成形品のコーナー部内そり変形予測”，成形加工，日本国，２００２，ＶＯＬ．１４，Ｎｏ．８，Ｐ４９６
【非特許文献４】山部昌／大塚弘己／亀田隆夫／瀬戸雅宏／道井貴幸，“射出成形CAE 専門委員会活動報告−各委員による解析の実施と成形実験との比較検討−”，成形加工，日本国，２００２，ＶＯＬ．１４，Ｎｏ．１１，Ｐ６９０
【非特許文献５】Ａ．ＡＭＭＡＲ／Ｖ．ＬＥＯ／Ｇ．ＲＥＧＮＩＥＲ，“Ｃｏｒｎｅｒ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｊｅｃｔｅｄ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｐａｒｔｓ” ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，仏国，２００３，ＡＲＴＩＣＬＥ  ＶＯＬ  ６／１  −，Ｐ５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
このように、非特許文献５のアプローチを単純にリブ形状などの分岐を有する形状について応用するだけでは、面内方向収縮率と肉厚方向収縮率の差による分岐部位の角度の変化量を算出する際、分岐部位の流れの影響や分岐体形状の影響を考慮していなかったため、実測のそり変形量と解析のそり変形量が異なる場合があった。
【００３５】
そこで、本発明者らの鋭意検討の結果、従来の方法の温度分布による収縮計算、温度、圧力分布による収縮計算、配向分布による異方性収縮計算、コーナー部の角度の変化量計算に加えて、分岐部位のそり変形に関して、分岐部位の形状、流動履歴を考慮に入れることにより、解析値のそり変形量を実測のそり変形量に極めて近づけることができることを見いだした。
【００３６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を鑑み、リブ形状などの分岐体を有する形状の分岐部位におけるそり変形を、精度良く、射出成形に関するそり変形量解析を実施できる射出成形解析方法およびそのプログラムを提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、プログラムされたコンピュータによって成形品のそり変形を解析するためのそり変形解析方法であって、前記成形品の分岐部位におけるそり変形を、
（１）前記分岐部位における基盤部と分岐体とのなす角度、前記分岐部位における面内方向収縮率の肉厚方向平均値、および、前記分岐部位におけるの肉厚方向収縮率の肉厚方向平均値、ならびに、分岐構造パラメータに基づいて算出する分岐構造そり変形量を算出する分岐構造そり変形量算出工程と、
（２）前記分岐部位における前記基盤部および前記分岐体の面内方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布ならびに前記分岐部位における前記基盤部および前記分岐体の肉厚方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布と、に基づいて算出するバイメタルそり変形量を算出するバイメタルそり変形量算出工程と、
（３）前記分岐構造そり変形量算出工程およびバイメタルそり変形量算出工程の算出結果に基づいて総そり変形量を算出する分岐部位総そり変形量算出工程と、
を含むことを特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００３８】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造パラメータとして、前記分岐部位から分岐体先端までの距離、前記分岐部位における流動履歴、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位における前記分岐体の肉厚との比、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位から前記分岐体の先端までの距離との比のうち少なくとも１つ以上を用いることを特徴とする特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００３９】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造パラメータとして、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位における前記分岐体の肉厚との比を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００４０】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００４１】
【数２】
2008200859.tif 000004
【００４２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００４３】
【数３】
2008200859.tif 000005
【００４４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造パラメータとして、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位における前記分岐体の肉厚との比、および、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位から前記分岐体の先端までの距離との比を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。  
【００４５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。  
【００４６】
【数４】
2008200859.tif 000006
【００４７】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００４８】
【数５】
2008200859.tif 000007
【００４９】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造パラメータとして、前記分岐部位における前記基盤部の肉厚と前記分岐部位における前記分岐体の肉厚との比、および、前記分岐部位における流動履歴を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。      
【００５０】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００５１】
【数６】
2008200859.tif 000008
【００５２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記分岐構造そり変形量を算出するに際し、次式またはこれに数学的に等価な式を用いることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。  
【００５３】
【数７】
2008200859.tif 000009
【００５４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記成形品を、樹脂材料の射出成形品とすることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００５５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記成形品を、充填材を含有する樹脂材料の射出成形品とすることを特徴とするそり変形解析方法が提供される。
【００５６】
また、本発明の別の形態によれば、上記いずれかのそり変形解析方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【００５７】
また、本発明の別の形態によれば、上記プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体が提供される。
【００５８】
また、本発明の別の形態によれば、成形品の射出成形工程を解析するための射出成形解析装置であって、
前記成形品の分岐部位におけるそり変形を、
（１）前記分岐部位における基盤部と分岐体とのなす角度、前記分岐部位における前面内方向収縮率の肉厚方向平均値、および、前記分岐部位における肉厚方向収縮率、ならびに、分岐構造パラメータに基づいて算出する分岐構造そり変形量算出手段と、（２）前記成形品の分岐部位におけるそり変形を、前記分岐部位における前記基盤部および前記分岐体の面内方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布ならびに前記分岐部位における前記基盤部および前記分岐体の肉厚方向収縮率の面内方向および肉厚方向分布と、に基づいて算出するバイメタルそり変形量算出手段と、
（３）前記成形品の分岐部位におけるそり変形を、前記分岐構造そり変形量算出手段の出力および前記バイメタルそり変形量算出手段の出力に基づいて算出する分岐部位総そり変形量算出手段と、
を備えてなることを特徴とする射出成形解析装置が提供される。
【００５９】
以下に用語を定義する。
【００６０】
本発明において、「成形品」とは、押出成形、ブロー成形、射出成形、射出圧縮成形、圧縮成形、トランスファー成形等の成形加工によって成形される製品である。以下、本明細書において典型的な例として射出成形を例にとって説明する。成形品はたとえば図１Ａに示したような射出成形機により成形品材料を加熱して流動状態にし、閉じた金型の空洞部（キャビティ）に加圧注入し金型内で固化させることにより、金型空洞部に相当する形を賦形された製品をいう。
【００６１】
本発明において、「成形品材料」とは、射出成形等で成形に用いる高分子材料や金属材料をいい、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）  、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、アクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリルニトリルスチレン（ＡＳ）、マグネシウム合金（Ｍｇ合金）などを挙げることができる。
【００６２】
本発明において、「Ｌ字型形状のコーナー部位」とは、面と面が１８０°未満の角度で折れ曲がる部分をいう。
【００６３】
本発明において、「分岐部位」とは成形品の基盤部の肉厚方向を含む任意の平面における断面形状が２つ以上の分岐するような部位をいう。図６Ａから図６Ｅは分岐部位をもつ成形品形状の典型例をシェルモデルで示したものである。図６Ａから図６Ｅに示すように、成形品の肉厚方向断面形状は、Ｔ字型、Ｙ字型、傘型（２分岐）、Ｘ字型（３分岐）、星型（多分機）などがある。また、解析において「分岐部位」とは、シェル要素の場合、図６Ｆに示すように分岐部を構成する辺６１８を含む要素６１７、ソリッド要素の場合、図６Ｇに示すように分岐部を構成する要素の節点６１９を含む要素６１７である。
【００６４】
本発明において、「基盤部」とは成形品の主となる形状を形成する部位をいう。たとえば、Ｔ字型形状の場合、成形品のリブなどの突起形状を取り除いた残りの部位をいう。
【００６５】
成形品のどの部位が「基盤部」に該当するかは、以下のように決定することができる。ただし、この手法に基づく基盤部の判定がコンピュータ内で毎回行なわれる必要はないし、手順が同じである必要もない。結果として以下の定義のような部位を基盤部と判断する場合があるようになっていれば、少なくともその場合については、本発明の目的は達成される。
（１）分岐部位において、分岐の数を認識する。２分岐の場合、分岐部位を構成する面は３つ、３分岐であれば、４つとなる。
（２）分岐部位を構成する面と面のなす角度をすべて算出する。たとえば、図６Ａに示すＴ字型形状の場合、６０６面と６０７面のなす角度、６０６面と６０８面のなす角度、６０７面と６０８面のなす角度（０〜１８０°）となる。分岐部位がｎ分岐であるとしたとき、構成する面と面のなす角度はｎ×（ｎ＋１）／２個存在する。
（３）分岐部位を構成する面と面のなす角度（０〜１８０°）のうち、もっとも角度の大きくなる２面を基盤面と呼ぶ。
【００６６】
たとえば、図６Ｃの傘型形状について、面と面のなす角度は３つ（６０９面と６１０面のなす角度、６１０面と６１１面のなす角度、６０９面と６１１面のなす角度）存在し、そのうち６０９面と６１１面のなす角度がもっとも角度が大きいため、基盤面は６０９面と６１１面である。
【００６７】
ただし、図６ＤのようなＸ字型形状や、図６Ｅのような星型形状の場合、もっとも大きな角度（１８０°）が複数存在する可能性がある。その場合、肉厚の大きい面を基盤面とする。たとえば、図６Ｄで、６１２面が４ｍｍ、６１３面が３ｍｍ、６１４面が２ｍｍ、６１５面が１ｍｍであるとした場合、６１２面の肉厚がもっとも大きいため、６１２面、およびこれと対となる面であり６１２面との間のなす角度が最大値の１８０°である６１４面が基盤面となる。
【００６８】
また、もっとも大きい肉厚の面で基盤面の判定ができない場合、（たとえば、６１２面が４ｍｍ、６１３面が４ｍｍ、６１４面が３ｍｍ、６１５面が２ｍｍであるとした場合）、基盤面となりうる面について、肉厚がもっとも大きいと判断された面と対になる面同士（６１４面と６１５面）を比較し、大きい方（６１４面）を含む２面（６１２面と６１４面）を基盤面とする。なお、図６ＤのようなＸ字型形状で４つの面の肉厚が等しい場合など基盤面の判断がつかない場合は、基盤面となりうる面のどの面を基盤面とみなしてもどちらでも構わない。そして、この基盤面が属する部位が「基盤部」となる。ソリッド要素を用いる場合も、本質的に上記と同様である。
【００６９】
本発明において、「分岐体」とは成形品の分岐部位において、基盤部から分岐している部位をいう。
【００７０】
本発明において、「基盤部と分岐体のなす角度」とは、基盤部とそれぞれの分岐体のなす角度のことである。
【００７１】
たとえば、図６ＡのＴ字型形状の場合、基盤部は６０６面および６０８面、分岐体は６０７面であり、「基盤部と分岐体のなす角度」は、分岐体６０７面を挟み左右に２つ存在（６０６面と６０７面のなす角度、６０７面と６０８面のなす角度）する。なお、Ｔ字型形状の場合、基盤部を構成する２面間の角度は１８０°であるため、基盤部を構成する２面間は、特許文献１や特許文献２に示すようなバイメタル効果による変形のみを生じさせる。
【００７２】
図６Ｃの傘型形状の場合も同様に、基盤部は６０９面および６１１面、分岐体は６１０面であり、「基盤部と分岐体のなす角度」は、分岐体６１０面を挟み左右に２つ存在（６０９面と６１０面のなす角度、６１０面と６１１面のなす角度）する。ただし、傘型形状のように基盤部をなす構成する２面（６０９面と６１１面）が１８０°未満の角度で折れ曲がっている場合、Ｔ字型形状とは異なり、「基盤部をＬ字型形状のコーナー部位」と見なし、特許文献１に示すようなバイメタル効果による変形と非特許文献５に示されるようなＬ字型コーナー部の変形によって、「基盤部」を構成する２面間の角度に変化を生じさせる。
【００７３】
また、図６ＤのＸ字形状の場合、基盤部は６１２面および６１４面、分岐体は６１３面、６１５面であり、「基盤部と分岐体のなす角度」は、分岐体６１３面、分岐体６１５面を挟み左右にそれぞれ２つ存在（合計４つ：６１２面と６１３面のなす角度、６１３面と６１４面のなす角度、６１４面と６１５面のなす角度、６１５面と６１２面のなす角度）する。なお、４つの角度の和は、変形前においては３６０°であるが、計算により算出した変形後の４つの角度の和は３６０°になるとは限らない。その場合、角度変化をモーメント力に変換し、力の釣り合い計算により、変形後の角度を算出する。
【００７４】
本発明において、「バイメタルそり変形」とは、収縮率の分布により生じるそりをいう。収縮率が大きい部分を凹とする弓なりのそり変形などがこれに含まれる。また、「分岐部位におけるそり変形」とは分岐部位における成形収縮歪みの分布により、「基盤部」と「分岐体」との組などのなす角度の変化が生じることをいう。
【００７５】
本発明において、ある部位における特定方向の「収縮率」とは、射出成形等で成形した成形品の当該部位の当該方向の寸法と射出成形等の金型における対応する部位の当該方向の寸法との差を射出成形の金型での寸法で割った値である。射出成形の解析では、「収縮率」を、射出成形工程における温度変化、ＰＶＴ特性などにより生じる収縮、配向による異方性などを考慮して算出する。なお、この収縮率は、一般に、解析におけるシェル要素やソリッド要素の１つ１つについても求めることができる。
【００７６】
以下、例を示す。図４Ｈはシェル要素の一例である。シェル要素の場合、１つ１つの要素４１４について、肉厚方向に複数の計算点４１５をもっており、この複数の計算点１つ１つについても、収縮率を算出する。また、肉厚方向に要素分割数が少ない場合、ソリッド要素でもシェル要素のように、肉厚方向に複数の計算点を持たせ、シェル要素のように計算することができる。
「収縮率」について、もっと大きな領域について求めるときは、その領域内の平均的な収縮率となる。厚み方向全体について平均する場合を、一般に成形収縮率（＝成形品寸法／金型寸法）と呼ぶ値のことである。
【００７７】
本発明において、「分岐部位の面内方向（肉厚方向）収縮率」とは、分岐部位における基盤部と分岐部の面内方向（肉厚方向）収縮率に基づいて求められる分岐部位を代表する面内方向（肉厚方向）収縮率をいう。たとえば、分岐部位における基盤部および分岐部の面内方向（肉厚方向）収縮率の平均値や重みつき平均値や分岐部位近傍の分布から得られる値を用いる場合などがある。分岐部位は、図６Fに例示したシェル要素の場合、分岐部を構成する辺６１８を挟み、基盤部の要素６２７と分岐部の要素６２８で構成され、図６Ｇに例示したソリッド要素の場合、分岐部を構成する要素６１９および基盤部の要素６２７と分岐部の要素６２８で構成される。これらの分岐部位を構成する要素における面内方向（肉厚方向）収縮率を平均してもよいし、分岐部位を構成する要素に隣接する要素などをさらに考慮してもよい。
【００７８】
本発明において、ある部位における「肉厚方向収縮率」とは、射出成形で成形した成形品の当該部位における肉厚と射出成形の金型での対応する部位における肉厚寸法の差を射出成形の金型での肉厚の寸法で割った値である。たとえば、図４Ｇは断面がＴ字型の分岐部位をもつ成形品の例であるが、図４Ｇの４０７で示すような方向の収縮率である。
【００７９】
本発明において、「面内方向収縮率（面内折れ曲がり方向成分）」」とは、基盤部または分岐体の面内の方向であって、かつ、分岐部位を形成する交線の方向に垂直な方向（面内折れ曲がり方向）成分の収縮率のことである。たとえば、図４Ｇは断面がＴ字型の分岐部位をもつ成形品の例であるが、図４Ｇの４０８に示すような方向の収縮率である。
【００８０】
本発明において、「Ｌ字型コーナー構造そり変形」および「分岐構造そり変形」とは、面内方向収縮率と肉厚方向の収縮率が異なることにより発生するそり変形のことである。たとえば、図４Ｃのように肉厚方向収縮率４０７と面内方向収縮率４０８が異なるとき、図４Ｄに示すメカニズムにより発生するそり変形のことである。
【００８１】
本発明において、「収縮率分布」とは、金型壁面への熱伝達、金型壁面とのせん断による発熱、金型の温度分布などにより発生する「肉厚方向収縮率分布」もしくは「面内方向収縮率分布」のことである。これを、解析要素において考える。解析では、変位や荷重などのデータは、節点に保存され、応力やひずみや収縮率は要素に保存される。そして、シェル要素の場合、肉厚方向の情報を保存するため、肉厚方向にも計算点が存在する。図４Ｈはシェル要素の節点、要素、計算点を示す模式図の一例である。図４Ｈのシェル要素の場合、「肉厚方向収縮率分布」とは、要素４１４の肉厚方向計算点４１５の収縮率の値の分布のことであり、「面内方向収縮率分布」とは、面内に多数存在する要素４１４の収縮率の分布である。
【００８２】
本発明において、「収縮率の肉厚方向平均値」とは、肉厚方向の計算点４１５の収縮率の平均値のことである。「平均値」は、肉厚方向すべての計算点における平均値を用いてもよいし、複数の計算点のうち、一部の計算点の値を平均値とみなしてもよい。また、一部計算点として、肉厚方向の中心１点を用いてももちろん構わない。
【００８３】
本発明において、「流動履歴」とは、射出成形充填解析において、分岐部位における全体の流量に対して、それぞれの分岐体やその先の基盤部への流量や流入方向の履歴である。たとえば、図３Ｂで基盤部の要素３０８からコーナー部方向へ流出した流量と基盤部の要素３０８から分岐体の要素３０９へ流出した量の流量や流動方向履歴のことである。ここで、履歴とは、時間的に変化する様子の各時点における値の集合でもよいし、所定期間内のその平均や積算でもよい。
【００８４】
本発明において、「充填材」とは、成形品の剛性、強度、耐熱性、絶縁性、耐蝕性などの物性を高めるための充填材をいう。たとえば、ガラス繊維、炭素繊維などの強化繊維、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、珪藻土、石綿、硫酸バリウム、酸化チタン、カリオン、湿式または乾式シリカ、コロイド状シリカ、リン酸カルシウム、ジルコニアなどの無機物のことである。
【００８５】
本発明において、「分岐部位から分岐体先端までの距離」とは、分岐体の面内において、分岐部位から、分岐部位を形成する基盤部と分岐体との交線に対して直交する方向の先端までの距離のことである。
【００８６】
図６Ｆは断面形状がＴ字型形状のシェル要素の一例、図６Ｇは断面形状がＴ字型形状のソリッド要素の一例である。「分岐部位から分岐体先端までの距離」は、図６Ｆに示すシェル要素の場合図６Ｆ寸法６２０、図６Ｇに示すソリッド要素の場合、図６Ｇの寸法６２０となる。図６Ｆでは、成形品から基盤部を除いた部分の高さを用いているが、中立面（肉厚方向中央の面）を考慮し、成形品から基盤部を除いた部分の高さに基盤部の肉厚の半分の長さを加えたものを加えても構わない。
【００８７】
ただし、環状形状やＨ字型形状のように分岐部位から分岐体の面内において分岐部位に対して直交する方向に先端となる形状が存在しない場合、分岐部位からＬ字型に折れ曲がる部分までの距離や分岐部位から２分岐以上に分岐している部分までの距離を「分岐部位から分岐体先端までの距離」とする。
【００８８】
図６Ｈは環状形状の一例、図６ＩはＨ字型形状の一例である。この図のような徐々に折れ曲がる形状の場合の「分岐部位から分岐体先端までの距離」は、分岐部位から分岐体の面内において分岐部位に対して直交する方向ベクトルが分岐部位における方向ベクトルとのなす角度６２９が４５°以上となる部分までの距離とする。図６Ｈの場合、距離ｈ（６２０）のことである。また、分岐部位から２分岐以上に分岐するまでの距離とは図６Ｉの距離ｈ（６２０）のことである。
【発明の効果】
【００８９】
本発明によれば、簡便な計算手法でありながら、射出成形解析における各方向の収縮率およびそりの予測精度が向上し、成形品の開発コストの抑制、開発期間の短縮が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９０】
以下、添付図面を参照して、本発明の射出成形解析方法、射出成形解析装置の実施の形態について説明する。
【００９１】
図７は本発明の実施形態の一例の構成を示すブロック図である。本実施形態例において、図７に示すとおり、（７００）はコンピュータやワークステーションなどの計算機、（７０１）はキーボード、（７０２）はマウス、（７０３）はディスプレイ、（７０４）は補助記憶装置である。（７０４）の補助記憶装置には、ハードディスク装置の他、テープ、ＦＤ（フレキシブルディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＰＤ（相変化光ディスク）、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）などのディスクメモリー、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）メモリー、メモリーカードなどのリムーバブルメディアも利用可能である。
【００９２】
補助記憶装置７０４には、射出成形工程を解析するためのプログラム７０５や射出成形解析用形状データ７０６もしくは射出成形解析用形状データを作成するためのプログラム７０５、粘度、ＰＶＴ特性、弾性率、ポアソン比、線膨張係数などの成形品物性データ７０７、設定温度、設定圧力、設定速度、設定時間などの成形条件データ７０８が保存されている。
【００９３】
コンピュータやワークステーションなどの計算機７００は、補助記憶装置７０４からプログラム７０５、形状データ７０６、成形品物性データ７０７、成形条件データ７０８などを読み出すことができるデータ読み出し手段７０９を具備している。また、射出成形工程を解析する射出成形工程解析手段７１０、収縮率算出手段７１１、総そり変形解析手段７１５、肉厚算出手段７１２、分岐部位から分岐体先端までの距離算出手段７１３、流量算出手段７１４、そり変形量算出手段７１５、形状データ７０６を平板部、Ｌ字型コーナー部、分岐部位のいずれかに分類する形状判別手段７１６、出力手段７１７を具備する。そして、そり変形量解析手段７１５はバイメタルそり変形量算出手段７１８、Ｌ字型コーナー構造そり変形量算出手段７１９、分岐構造そり変形量算出手段７２０、Ｌ字コーナー部位総そり解析手段７２１、分岐部位総そり解析手段７２２で構成されている。
【００９４】
形状データ７０６は、ユージーエス  コーポレーション製“Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標）”のＵＮＶ形式など汎用の射出成形解析プリプロセッサーにより作成できるものであり、シェル要素、ソリッド要素などで表現する。もちろん、モデルデータを保存するファイルのフォーマットは節点、要素、要素プロパティ、材料プロパティなどが記述されるデータであれば、形状データ７０６の形式は限定しない。
【００９５】
図８は、本発明の第一〜第三の形態の実施形態のフロー図の一例である。以下、図２のフロー図と実質的に違いのないステップについては、同図と同一の符号を付して説明を省略することがある。
【００９６】
図８のフロー図について、以下説明する。
【００９７】
コンピュータやワークステーションなどの計算機にＣＡＤ用形状データを読み込むか、キーボードやマウスにより入力を行う（２００）。同様にして、樹脂物性データ、成形条件を読み込み、または入力する（２０１、２０２）。これらのデータを基に射出成形工程解析２０３を実施する。
【００９８】
射出成形工程解析２０３は、図２のフローに示す解析手法と同様、充填工程解析２０４、保圧・冷却工程解析２０５、収縮率算出２０６、配向解析２０８を実施する。
【００９９】
また、分岐構造そり変形量解析８０７を実施するために、肉厚算出８０１、分岐体先端までの距離算出８０２、流量履歴算出８０３を行う。
【０１００】
そり変形量解析は、従来と異なり、形状判別８０４によって形状を平面部、Ｌ字コーナー部位、分岐部位の３つに分類し、それぞれの形状ごとにそり変形量解析を実施し（平板部では、バイメタルそり変形量解析８０５を実施し、Ｌ字コーナー部位では、バイメタルそり変形量解析８０５に加えてＬ字型コーナー構造そり変形量解析８０６が実施し、これらを統合するＬ字型コーナー部位総そり変形量解析８０８を実施し、分岐部位では、バイメタルそり変形量解析８０５に加えて分岐構造そり変形量解析８０７を実施し、これらを統合する分岐部位総そり変形量解析８０９を実施する）、最後に、これらを統合するそり変形量解析８１０を行い、出力２０９する。以下、分岐構造そり変形量算出手段７２０による分岐構造そり変形解析８０７について、説明する。
【０１０１】
第一の実施形態では、分岐構造そり変形量算出手段７２０は、ステップ８０１で算出した分岐部位における基盤部の肉厚６２２（シェル要素の場合は要素の肉厚データ）と分岐体の肉厚６２１（シェル要素の場合は要素の肉厚データ）、基盤部の面内方向収縮率６２６と分岐体の面内方向収縮率６２４の算術平均、基盤部の肉厚方向収縮率６２５および分岐体の肉厚方向収縮率６２３の算術平均を代表値とした分岐部の面内方向収縮率の肉厚方向平均値（面内折れ曲がり方向成分）Ｓｘおよび肉厚方向収縮率の肉厚方向平均値Ｓｚ、基盤部と分岐体のなす角度９０５（α）、を式（４）または式（５）に代入し、収縮後の基盤部と分岐体のなす角度の変化量Δα、または収縮後の基盤部と分岐体のなす角度βを算出する。基盤面は、分岐体を挟み、反対側にも存在するため、その反対側に存在する基盤面と分岐体との間でも、同様の処理を行う。また、分岐体が多数ある場合は、基盤部とそれぞれの分岐体との間で同様の処理を行う。
【０１０２】
【数８】
2008200859.tif 000010
【０１０３】
式（４）は変形前の基盤部と分岐体のなす角度から、変形後のなす角度の変化量を導く式、式（５）は変形前の基盤部と分岐体のなす角度から、変形後のなす角度を導く式であり、式（４）と式（５）は、テーラー展開のした場合の１次の項が同じであり、物理的にも数学的にもほぼ等価である。
【０１０４】
式（４）および（５）は、基盤部の肉厚６２２（シェル要素の場合は要素の肉厚データ）に比べ、分岐体の肉厚６２１（シェル要素の場合は要素の肉厚データ）が小さい場合に、その分岐体の存在がコーナーにおける角度の変化量に対して与える影響が小さいという知見を盛り込んだものであり、かかる条件が成り立つ場合に高い精度を得ることができる式である。式（４）は、非特許文献５における収縮後のＬ字型形状のコーナー部の角度の変化量Δαを求める式（２）に基盤部の肉厚d2、分岐体の肉厚d1のパラメータ（exp(A-B×(d1/d2))を補正項として加えたものであり、式（５）は収縮後のＬ字型形状のコーナー部の角度βを求める式（３）に基盤部の肉厚d2、分岐体の肉厚d1のパラメータ（exp(A-B×(d1/d2))を補正項として加えたものである。すなわち、そり変形量は、基盤部と分岐体のなす角度と、基盤部の肉厚と分岐体の肉厚の比と、に基づいて分岐構造に起因するそり変形量を求めるものである。
【０１０５】
バイメタルそり変形量算出手段７１８は、分岐部位における収縮率分布から応力の釣り合いを計算することによってバイメタル効果に起因するそりの変形量を求める８０５。
【０１０６】
そして、分岐構造そり変形量算出手段７２０による分岐構造そり変形量解析８０７出力とバイメタルそり変形量算出手段７１８によるバイメタルそり変形量解析８０５出力から、再び応力の釣り合い計算を実施することによって分岐部位総そり変形量解析８０９を行い、２つの種類の原因によるそり変形を共に考慮した分岐部位のそり変形として出力する。
【０１０７】
そり変形量算出手段７１５は、分岐部位と同様にして計算した平板部のそり変形量出力（バイメタルそり変形量解析８０５により計算）、Ｌ字コーナー部位のそり変形量出力（バイメタルそり変形量解析８０５に加えてＬ字型コーナー構造そり変形量解析８０６により計算し、Ｌ字型コーナー部位総そり変形量解析８０８を実施）、および分岐部位のそり変形量出力から、成形品全体における応力の釣り合い計算を実施し、成形品全体のそり変形量解析８１０を実施する。
【０１０８】
第二の実施形態においては、分岐構造そり変形量算出手段７２０は、ステップ８０１で算出した分岐部位における基盤部の肉厚６２２（シェル要素の場合は要素の肉厚データ）と分岐体の肉厚６２１（シェル要素の場合は要素の肉厚データ）、ステップ８０２で算出した分岐部位から分岐体先端までの距離６２０、基盤部の面内方向収縮率６２６と分岐体の面内方向収縮率６２４の算術平均、基盤部の肉厚方向収縮率６２５、分岐体の肉厚方向収縮率６２３の算術平均を代表値とした分岐部の面内方向収縮率の肉厚方向平均値（面内折れ曲がり方向成分）、肉厚方向収縮率の肉厚方向平均値、基盤部と分岐体のなす角度９０５を式（６）または式（７）に代入し、収縮後の基盤部と分岐体のなす角度の変化量Δα、または収縮後の基盤部と分岐体のなす角度βを算出する。基盤面は、分岐体を挟み、反対側にも存在するため、その反対側に存在する基盤面と分岐体との間でも、同様の処理を行う。また、分岐体が多数ある場合は、基盤部とそれぞれの分岐体との間で同様の処理を行う。
【０１０９】
【数９】
2008200859.tif 000011
【０１１０】
式（６）は変形前の基盤部と分岐体のなす角度から、変形後のなす角度の変化量を導く式、式（７）は変形前の基盤部と分岐体のなす角度から、変形後のなす角度を導く式であり、式（６）と式（７）は、ほぼ等価である。
【０１１１】
式（６）および式（７）は基盤部の肉厚d2に比べ、分岐体の肉厚d1が小さい場合、その分岐体が分岐部位における角度の変化量Δαに対して与える影響が小さく、そして分岐部位から分岐体先端までの距離６２０が分岐体の肉厚６２１に比べて小さい場合、その分岐体がコーナーにおける角度の変化量Δαに対して与える影響が小さいという知見を盛り込んだものであり、かかる条件が成り立つ場合に高い精度を得ることができる式である。式（６）は収縮後のＬ字型形状のコーナー部の角度の変化量Δαを求める式（２）に基盤部の肉厚d2、分岐体の肉厚d1、分岐部位から分岐体先端までの距離hのパラメータ（exp(A-B×(d1/d2))、（exp(D-E×(h/d1))を補正項として加えたものであり、式（７）は収縮後のＬ字型形状のコーナー部の角度βを求める式（３）に基盤部の肉厚d2、分岐体の肉厚d1、分岐部位から分岐体先端までの距離hのパラメータ（exp(A-B×(d1/d2))、（exp(D-E×(h/d1))を補正項として加えたものである。すなわち、そり変形量は、基盤部と分岐体のなす角度と、基盤部の肉厚と分岐体の肉厚の比と、分岐部位から分岐体先端までの距離と分岐体肉厚の比と、に基づいて分岐構造に起因するそり変形量をもとめるものである。
【０１１２】
バイメタルそり変形量算出手段７１８は、上記第一の形態と同様にバイメタル効果に起因するそりの変形量を求める。
【０１１３】
そして、分岐構造そり変形量算出手段７２０による分岐構造そり変形量解析８０７出力とバイメタルそり変形量算出手段７１８によるバイメタルそり変形量解析８０５出力から、再び応力の釣り合い計算を実施することによって分岐部位総そり変形量解析８０９を行い、２つの種類の原因によるそり変形を共に考慮した分岐部位のそり変形として出力する。
【０１１４】
そり変形量算出手段７１５は、分岐部位と同様にして計算した平板部のそり変形量出力（バイメタルそり変形量解析８０５により計算）、Ｌ字コーナー部位のそり変形量出力（バイメタルそり変形量解析８０５に加えてＬ字型コーナー構造そり変形量解析８０６により計算し、Ｌ字型コーナー部位総そり変形量解析８０８を実施）、および分岐部位のそり変形量出力から、成形品全体における応力の釣り合い計算を実施し、成形品全体のそり変形量解析８１０を実施する。
【０１１５】
第三の実施形態においては、ステップ８０１で算出した分岐部位における基盤部の肉厚６２２（シェル要素の場合は要素の肉厚データ）と分岐体の肉厚６２１（シェル要素の場合は要素の肉厚データ）、ステップ８０３で算出した流動履歴、基盤部の面内方向収縮率６２６と分岐体の面内方向収縮率６２４の算術平均、基盤部の肉厚方向収縮率６２５、分岐体の肉厚方向収縮率６２３の算術平均を代表値とした分岐部の面内方向収縮率の平均値（面内折れ曲がり方向成分）、肉厚方向収縮率の平均値、基盤部と分岐体のなす角度９０５を式（８）または式（９）に代入し、収縮後のコーナー部の角度の変化量Δα、または収縮後のコーナー部の角度βを算出する。基盤面は、分岐体を挟み、反対側にも存在するため、その反対側に存在する基盤面と分岐体との間でも、同様の処理を行う。また、分岐体が多数ある場合は、基盤部とそれぞれの分岐体との間で同様の処理を行う。
【０１１６】
【数１０】
2008200859.tif 000012
【０１１７】
【数１１】
2008200859.tif 000013
【０１１８】
式（８）は変形前の基盤部と分岐体のなす角度から、変形後のなす角度の変化量を導く式、式（９）は変形前の基盤部と分岐体のなす角度から、変形後のなす角度を導く式であり、式（８）と式（９）は、ほぼ等価である。
【０１１９】
ここで、流動履歴について詳細に説明する。流動履歴は、分岐部位のすべての部位において計算され、図３Ｂを例に挙げると、コーナー部と隣接する基盤部の要素３０８、分岐体の要素３０９で計算がされる。分岐部位と隣接する基盤部の要素３０８のうちの１要素に着目すると、周囲に基盤部の要素４つと分岐体の要素１つが存在する。充填過程の解析において、各々の要素を流入、流出する流量の総和を計算することができ、射出成形充填解析において、分岐部位における全体の流量に対して、それぞれの分岐体やその先の基盤部への流量や流入方向の履歴のことを流動履歴と呼ぶ。
【０１２０】
なお、式（８）は収縮後のＬ字型形状のコーナー部の角度の変化量を求める式（２）に基盤部の肉厚、分岐体の肉厚、流動履歴のパラメータ（exp(A-B×(d1/d2))、（exp(F-H×(∫G(t)Vcdt/∫vmagdt))を補正項として加えたものであり、式（９）は収縮後のＬ字型形状のコーナー部の角度を求める式（３）に基盤部の肉厚、分岐体の肉厚、流動履歴のパラメータ（exp(A-B×(d1/d2))、（exp(F-H×(∫G(t)Vcdt/∫vmagdt))を補正項として加えたものである。すなわち、そり変形量は、基盤部と分岐体のなす角度と、基盤部の肉厚と分岐体の肉厚の比と、分岐部の流動履歴と、に基づいて分岐構造に起因するそり変形量をもとめるものである。
【０１２１】
バイメタルそり変形量算出手段７１８は、上記第一の形態と同様にバイメタル効果に起因するそりの変形量を求める。
【０１２２】
そして、分岐構造そり変形量算出手段７２０による分岐構造そり変形量解析８０７出力とバイメタルそり変形量算出手段７１８によるバイメタル変形量解析８０５出力から、再び応力の釣り合い計算を実施することによって分岐部位総そり変形量解析８０９を行い、２つの種類の原因によるそり変形を共に考慮した分岐部位のそり変形として出力する。
【０１２３】
そり変形量算出手段７１５は、分岐部位と同様にして計算した平板部のそり変形量出力（バイメタルそり変形量解析８０５により計算）、Ｌ字コーナー部位のそり変形量出力（バイメタルそり変形量解析８０５に加えてＬ字型コーナー構造そり変形量解析８０６により計算し、Ｌ字型コーナー部位総そり変形量解析８０８を実施）、および分岐部位のそり変形量出力から、成形品全体における応力の釣り合い計算を実施し、成形品全体のそり変形量解析８１０を実施する。
【０１２４】
ここで、上記分岐構造そり変形量算出手段７２０においても用いている、式（４）から式（９）の指数部について説明する。式（１０）に示すような関数をシグモイド関数と呼び、Ｆ（Ｘ）＝０とＦ（Ｘ）＝１を漸近線とするＳ字曲線を描く。式（４）から式（９）は、シグモイド関数の変数Ｘに基盤部の肉厚、分岐体の肉厚、分岐部位から分岐体先端までの距離、流動履歴の関数を代入し、それらの影響を数式化したものである。なお、このシグモイド関数の代わりに、シグモイド関数と同様に、Ｆ（Ｘ）＝０とＦ（Ｘ）＝１を漸近線とする式（１１）に示すようなＨＩＬＬ関数などを用いても構わない。ＨＩＬＬ関数を用いる場合、変数Ｘに基盤部の肉厚、分岐体の肉厚、分岐部位から分岐体先端までの距離、流動履歴の関数を代入し、それらの影響を数式化する。なお、定数ｋを大きな値にする、または定数ｎを小さくすると、Ｆ（Ｘ）＝０とＦ（Ｘ）＝１への変化が緩やかになる。なお、ＨＩＬＬ関数はＦ（Ｘ）＝０付近での変化がＦ（Ｘ）＝１付近での変化よりも急になるという特徴がある。これらの関数を用いることにより、基盤部の肉厚、分岐体の肉厚、分岐部位から分岐体先端までの距離、流動履歴が、コーナー部のそりに影響に影響を与える場合と与えない場合について、数値的に連続に表現することができる。上記のような2つの極限値を有する漸近線をなす特性を同様に有する関数は本発明においては数学的に等価なものと扱う。また、ディジタル計算機を用いることに起因して数値を離散的に扱うことに関する数学的な補正などが加わる場合も数学的に等価とする。
【０１２５】
【数１２】
2008200859.tif 000014
【０１２６】
以下、これらＡからＨまでの定数、変数の作成方法について、詳細に示す。これらの定数は、いずれも実験等により求めるパラメータである。
【０１２７】
ＡからＨまでの定数、変数の作成のため、実験、および解析による収縮後の角度の変化量について、比較評価を行い、解析によるコーナー部の倒れ角度を式（４）から式（９）を用いて、実測にあわせる。評価金型は、分岐部位を持つ形状であれば、Ｔ型、Ｙ型、傘型、Ｘ字型、星型のいずれでも構わないが、評価を単純化させるため、図９Ａに示すＴ字型形状がよい。図９Ａは、本発明の評価金型で成形されるＴ字型形状の成形品形状の一例を表す斜視図であり、図９Ｂは本発明の評価金型で成形されるＴ字型形状の成形品の一例を示す断面図、および収縮前後の基盤部と分岐体の角度の算出方法を模式的に示した断面図である。
【０１２８】
Ｔ字型形状の場合、分岐体とはリブ部分のことであり、分岐体肉厚はリブ肉厚、分岐部位から分岐体先端までの距離はリブの高さとなる。基盤部と分岐体のなす角度αは図９Ｂに示す基盤部とリブのなす角度９０５のことであり、収縮後の基盤部と分岐体のなす角度βは基盤部とリブのなす角度９０６のことである。基盤部と分岐体のなす角度の変化量は角度９０５と角度９０６の差である。リブの左右で基盤部とリブのなす角度の変化量が異なる場合は、平均値や最大値などの代表値を用いても構わないが、コーナーに対し、材料の流入側、流出側で角度の大小が異なる場合は、流入側角度、流出側角度として分類するとよい。
【０１２９】
金型は入れ子構造にして、基盤部の肉厚、リブの肉厚、リブの高さを可変にし、基盤部の肉厚、リブの肉厚、リブの高さが分岐部位の倒れ角度に対する影響を評価する。
【０１３０】
ゲート位置は充填方向がリブに対し直角になる位置９０７および平行になる位置９０８の２通り行うことが好ましい。形状条件については、基盤部の肉厚、リブの肉厚は、１ｍｍから４ｍｍの間に設定することが好ましい。リブの高さは３ｍｍから８ｍｍの間に設定することが好ましい。また、成形条件は好ましくはそれぞれ２通り設定することが好ましいが、影響が小さいと考えられる条件については割愛しても構わない。すべてのケースを掛け合わせると、非現実な数の実験を行うことになるため、実験計画法などを用いるとよい。
【０１３１】
また式（８）、または式（９）を用いて解析する場合、基盤部から分岐体へ流入する材料の流量履歴を計算する。
【０１３２】
評価金型の基盤部の肉厚、リブの肉厚、リブの高さの金型形状条件、流動履歴について、評価位置は任意としてよいが、肉厚方向に中心位置を代表点とするとよい。
【０１３３】
図１０Ａは、本発明の評価金型について、リブの肉厚／基盤部の肉厚に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合した場合の結果の一例を示す図、図１０Ｂは、本発明の評価金型について、リブの高さ／基盤部の肉厚に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合した場合の結果の一例を示す図、図１０Ｃは、本発明の評価金型について、流動履歴に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合した場合の結果の一例を示す図である。実測結果、解析結果をそれぞれ、図１０Ａから図１０Ｃのようにグラフ化し、解析における基盤部と分岐体のなす角度の変化量を実測における基盤部と分岐体のなす角度の変化量にあわせるようにＡからＨの定数、変数を決定する。例として、定数ＡからＣを決定する方法について、図１０Ａを用い、説明する。実測、解析の基盤部の肉厚、リブの肉厚はそれぞれ薄肉から厚肉までできるだけ９ケース以上水準を設定する。具体的には、基盤部の肉厚、リブの肉厚をそれぞれ１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとして、それぞれの３水準を組み合わせ、合計９水準などとする。実験結果、解析結果それぞれについて、横軸を（リブの肉厚／基盤部の肉厚）、縦軸を収縮後の倒れ角度としてグラフ化する。なお、解析結果は初期値として、どのような値にしておいても良いが、たとえば、Ａ＝１、Ｂ＝１、Ｃ＝１などとしておく。それぞれをグラフ化すると、実験結果と解析結果、いずれも、倒れ角度が急激に変化する変化する場合がある。その場合、解析結果の変曲点が実測結果の変曲点に近くなるように最小二乗法などを用いてＡ、Ｂ、Ｃを変化させる。
【０１３４】
定数ＡからＣ以外の定数、変数を決定する場合も、定数ＡからＣを決定する方法と同様にする。図１０Ｂを用いて定数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを決定する場合は、基盤部の肉厚、リブの高さについて９ケース以上の水準を設定し、グラフの横軸を（リブの高さ／基盤部の肉厚）、縦軸を収縮後の倒れ角度としてグラフ化し、解析の結果が実測に一致するように定数を変化させる。図１０Ｃを用いて定数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｈ、変数Ｇ（ｔ）を決定する場合は、基盤部の肉厚、リブの肉厚、リブの高さについて、３ケース以上の水準に設定する。実験水準を最小化するためには、実験計画法を用いる。そして、実験結果、解析結果それぞれについて、横軸を分岐部位の流動履歴を示す式で求まる値、縦軸を収縮後の倒れ角度の変化量としてグラフ化する。横軸の値について、実測結果については、計測することは、困難であるため、解析から求められる値を用いる。
【０１３５】
なお、実測した分岐部位の角度変化量は、分岐部位におけるバイメタル効果による変形量および分岐部位のそり変形量との和、ならびに分岐部位に続く平板部のバイメタル効果によるそり変形量の和（総そり変形量）である。そのため、解析と実測の比較により定数、変数を決定する際は、解析においても、分岐部位の角度変化量は、同様に総そり変形量を計算し、実測で測定した位置と同一の位置で角度の変化量を測定する。
【実施例】
【０１３６】
[実施例１]
図９Ａに示すＴ字型形状の成形品（幅５０ｍｍ、奥行き５０ｍｍ）を金型の入れ子を組み合わせることにより、基盤部の肉厚を１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、リブの肉厚を１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、リブの高さを１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍに設定し、合計２７形状について、射出成形により成形した。成形品の材料にはポリアミド６樹脂（強化ガラス繊維３０重量％含有）を用い、成形条件は樹脂温度２６０℃、金型温度８０℃、樹脂充填時間を１秒、保圧圧力を５０ＭＰａ、保圧時間を１０秒、冷却時間を１０秒とした。ゲート位置は流動がリブに対し直角になる位置９０７および平行になる位置９０８の２通りとした。
【０１３７】
金型から取り出された成形品は、２日間乾燥状態で冷却し、図８Ａに示すそり基準点９０２を３点固定し、精密三次元測定器（株式会社  ミツトヨ製  Ｂｒｉｇｈｔ−ＳＴＲＡＴＯ  ７７６）により、リブの長手方向中央部の位置において、リブに対し直角となる断面９０９の収縮後の倒れ角度を測定した。また、解析結果についても、実測と同様、図９Ａに示すそり基準点を３点固定し、収縮後の倒れ角度を計算した。
【０１３８】
図１１Ａは、本発明の評価金型について、リブの肉厚／基盤部の肉厚に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合、および解析した場合の結果の示す図である。
【０１３９】
式（４）について、コーナー部の倒れ角度を実測結果と解析結果を合わせるように、定数Ａを１７、Ｂを２１、Ｃを０．８として、コーナー部について、式（４）のように面内方向収縮率と肉厚方向率収縮、基盤部の肉厚、リブの肉厚から、基盤部とリブ(分岐体)のなす角度９０５の変化量を計算し、横軸を（リブの肉厚／基盤部の肉厚）、縦軸を収縮後の倒れ角度（式（４）から求めた基盤部とリブ（分岐体）のなす角度の変化量バイメタル効果により発生する角度変化の和）として、実測結果と解析結果について、まとめると図１１Ａに示すとおりとなった。
[比較例１]
非特許文献５の方法に基づき、分岐部位について、式（２）のように面内方向の収縮と肉厚方向の収縮から、コーナー分岐部位を挟む２面の角度が収縮の前後で角度変化を発生させることにより、収縮後のコーナーにおける倒れ角度を計算し、解析結果を横軸リブの肉厚／基盤部の肉厚、縦軸収縮後の倒れ角度の変化量（式（２）から求めた基盤部とリブ（分岐体）のなす角度の変化量バイメタル効果により発生する角度変化の和）としてまとめると図１１Ａに示すとおりとなった。
[実施例２]
図１１Ｂは、本発明の評価金型について、リブの高さ／基盤部の肉厚に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合、および解析した場合の結果を示す図である。
【０１４０】
式（６）について、コーナー部の倒れ角度を実測結果と解析結果を合わせるように、定数Ａを１７、Ｂを２１、Ｃを０．８、Ｄを１８、Ｅを２０して、コーナー部について、式（６）のように面内方向収縮率と肉厚方向率収縮、基盤部の肉厚、リブの高さから、基盤部とリブ(分岐体)のなす角度９０５の変化量を計算し、横軸を（リブの高さ／基盤部の肉厚）、縦軸を収縮後の倒れ角度（式（６）から求めた基盤部とリブ（分岐体）のなす角度の変化量バイメタル効果により発生する角度変化の和）として、実測結果と解析結果についてまとめると図１１Ｂに示すとおりとなった。
[比較例２]
比較例１の解析結果について、横軸を（リブの肉厚／基盤部の肉厚）、縦軸を収縮後の倒れ角度の変化量としてまとめると図１１Ｂに示すとおりとなった。
[実施例３]
図１１Ｃは、本発明の評価金型について、流動履歴に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合、および解析した場合の結果を示す図である。
【０１４１】
式（８）について、コーナー部の倒れ角度を実測結果と解析結果を合わせるように、定数Ｆを１６、Ｈを２０、Ｃを０．８、Ｇを１として、分岐部位について、式（８）のように面内方向収縮率と肉厚方向率収縮、分岐部位の流動履歴から、基盤部とリブ（分岐体）のなす角度９０５の変化量計算し、横軸をコーナー部の流動履歴を、縦軸を収縮後の倒れ角度（式（８）から求めた基盤部とリブ（分岐体）のなす角度の変化量バイメタル効果により発生する角度変化の和）として、実測結果と解析結果をまとめると図１１Ｃに示すとおりとなった。
[比較例３]
比較例１の解析結果を、横軸を流動履歴、縦軸を収縮後の倒れ角度の変化量としてまとめると図１１Ｃに示すとおりとなった。
[実施例４]
図１２Ａは、平板（幅１００×１００ｍｍ、肉厚４ｍｍ）に４本のリブ（幅２ｍｍ、長さ８０ｍｍ、高さ２ｍｍ、リブとリブの間隔２０ｍｍ）のある樹脂成形品の図である。ポリアミド６樹脂（強化ガラス繊維３０重量％含有）を用い、成形条件は樹脂温度２６０℃、金型温度８０℃、樹脂充填時間を１秒、保圧圧力を５０ＭＰａ、保圧時間を１０秒、冷却時間を１０秒とした。ゲートは平板部の辺（リブに対して平行な辺）の中央部１２０１とした。
【０１４２】
本条件で成形し、基準点（１２０２、１２０３、１２０４）で支え、収縮後の変形を実測したところ、図１２Ｂのようにリブ側を凹にして、０．１２ｍｍ陥没した変形となった。
【０１４３】
一方、図１２Ａに示す形状をシェル要素によりモデル化し、図８に示すフロー図に従い、充填工程解析、保圧・冷却工程解析、配向解析、収縮率算出、肉厚算出を行い、実施例１で算出した係数を基に、式（４）について、定数Ａを１７、Ｂを２１、Ｃを０．８として、分岐部位は式（４）に基づき、基盤部とリブ（分岐体）のなす角度の変化量を計算した。基準点（１２０２、１２０３、１２０４）で支え、収縮後の変形を解析したところ、図１２Ｂのようにリブ側を凹にして、０．１３ｍｍ陥没した変形となった。
[実施例５]
図１２Ａに示す形状をシェル要素によりモデル化し、図８に示すフロー図に従い、充填工程解析、保圧・冷却工程解析、配向解析、収縮率算出、肉厚、分岐体先端までの距離算出を行い、実施例２で算出した係数を基に、式（６）について、定数Ａを１７、Ｂを２１、Ｃを０．８、Ｄを１８、Ｅを２０として、分岐部位は式（６）に基づき、基盤部とリブ（分岐体）のなす角度の変化量を計算した。基準点（１２０２、１２０３、１２０４）で支え、収縮後の変形を解析したところ、図１２Ｂのようにリブ側を凹にして、０．１２ｍｍ陥没した変形となった。
[実施例６]
図１２Ａに示す形状をシェル要素によりモデル化し、図８に示すフロー図に従い、充填工程解析、保圧・冷却工程解析、配向解析、収縮率算出、流動履歴算出を行い、実施例３で算出した係数を基に、式（８）について、定数Ｆを１６、Ｈを２０、Ｃを０．８、Ｇを１として、分岐部位は式（８）に基づき、基盤部とリブ（分岐体）のなす角度の変化量計算した。基準点（１２０２、１２０３、１２０４）で支え、収縮後の変形を解析したところ、図１２Ｂのようにリブ側を凹にして、０．１２ｍｍ陥没した変形となった。
[比較例４]
図１２Ａに示す形状をシェル要素によりモデル化し、非特許文献５に示すとおり、図２に示すフロー図に従い、充填工程解析、保圧・冷却工程解析、配向解析、収縮率算出を行い、式（２）、およびバイメタル効果に基づき、収縮後の分岐部位における倒れ角度を計算した。基準点（１２０２、１２０３、１２０４）で支え、収縮後の変形を解析したところ、図１２Ｂのようにリブ側を凹にして、０．４６ｍｍ陥没した変形となった。
［まとめ］
従来は、射出成形解析の解析によって、定性的なそりの評価ができれば問題ないとされていたが、近年は製品開発期間が短いため、実測との誤差が±２０％程度に収めることができるような定量的な評価を実施し、金型の製作期間短縮することが望まれており、比較例４のように実測との誤差が２００％以上生じるような解析では、解析の予測精度として不十分である。表１に示すように、誤差率について、実施例４では８．３％、実施例５、実施例６では０％、比較例４では２８３％となっており、実施例は比較例４に対して大幅にそり予測精度が向上している。
【０１４４】
【表１】
2008200859.tif 000015
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、射出成形品の収縮率、そりを高精度に予測することができる解析方法、および装置として利用するに限らず、射出成形品の物性評価、射出成形金型内部での射出成形品挙動の評価などに応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１Ａ】樹脂製品の射出成形を実施するための射出成形機の一例を示す模式図である。
【図１Ｂ】樹脂製品の射出成形工程のうち、樹脂充填工程の一例を示す模式図である。
【図１Ｃ】樹脂製品の射出成形工程のうち、樹脂保圧工程の一例を示す模式図である。
【図１Ｄ】樹脂製品の射出成形工程のうち、樹脂冷却工程の一例を示す模式図である。
【図１Ｅ】樹脂製品の射出成形工程のうち、離型工程（型開き）の一例を示す模式図である。
【図２】従来の射出成形工程解析の構成の一例を示すフロー図である。
【図３Ａ】３次元のボリュームのある形状を２次元の平面（シェル要素）に置き換える方法の一例を示す斜視図である。
【図３Ｂ】３次元のボリュームのある形状（ソリッド要素）、２次元の平面（シェル要素）に成形品材料を充填したときの充填解析結果の一例を示した斜視図である。
【図３Ｃ】基盤部に対して小さな突起であるような形状の収縮挙動の一例について、３次元のボリュームのある形状（ソリッド要素）、２次元の平面（シェル要素）を用いて解析したときの結果の一例である。
【図４Ａ】Ｌ字型形状のコーナー部内側の金型面が高温である場合におけるコーナー部のそり変形挙動の一例の斜視図である。
【図４Ｂ】Ｌ字型形状のコーナー部内側の金型面が高温である場合について、シェル要素を用いて解析した場合のそり変形挙動の一例を示す斜視図である。
【図４Ｃ】肉厚方向収縮率が面内方向収縮率（面内折れ曲がり方向成分）よりも大きい場合について、ソリッド要素で解析したときのコーナー部のそり変形挙動の一例を示す斜視図である。
【図４Ｄ】肉厚方向収縮率が面内方向収縮率（面内折れ曲がり方向成分）よりも大きい場合について、コーナー部のそり変形挙動を模式的に示す断面図である。
【図４Ｅ】肉厚方向収縮率が面内方向収縮率（面内折れ曲がり方向成分）よりも大きい場合について、シェル要素で解析したときのコーナー部のそり変形挙動を示す斜視図である。
【図４Ｆ】肉厚方向収縮率が面内方向収縮率（面内折れ曲がり方向成分）よりも大きい場合について、要素分割が不十分な場合と十分な場合それぞれの、コーナー部のそり変形挙動の一例を示す斜視図である。
【図４Ｇ】断面がＴ字型の分岐部位を持つ成形品の一例を示す斜視図である。
【図４Ｈ】シェル要素の節点、要素、計算点を示す模式図の一例である。
【図５Ａ】非特許文献５の収縮後の角度の算出法を示す図の一例であり、Ｌ字型形状のコーナー曲面の収縮前形状および収縮後の形状を示す断面図である。
【図５Ｂ】非特許文献５の収縮後の角度の算出法を示す図の一例であり、Ｌ字型形状のコーナーのコーナー部の収縮前形状および収縮後の形状を示すＬ方形状を構成する２面のなす角度を等分割する面を境界に半分の形状の断面図である。
【図６Ａ】Ｔ字型形状の分岐部位を持つ成形品形状の一例をシェルモデルで示した図である。
【図６Ｂ】Ｙ字型形状の分岐部位を持つ成形品形状の一例をシェルモデルで示した図である。
【図６Ｃ】傘型形状の分岐部位を持つ成形品形状の一例をシェルモデルで示した図である。
【図６Ｄ】Ｘ字型形状の分岐部位を持つ成形品形状の一例をシェルモデルで示した図である。
【図６Ｅ】星型形状の分岐部位を持つ成形品形状の一例をシェルモデルで示した図である。
【図６Ｆ】分岐形状について、Ｔ字型形状を例にして、シェルモデルにおける肉厚方向収縮率、面内方向収縮率、基盤部と分岐体のなす角度、分岐部位から分岐体先端までの距離を模式的に示したものである。
【図６Ｇ】分岐形状について、Ｔ字型形状を例にして、ソリッドモデルにおける肉厚方向収縮率、面内方向収縮率、基盤部と分岐体のなす角度、分岐部位から分岐体先端までの距離を模式的に示したものである。
【図６Ｈ】分岐体先端が環状形状である形状の一例を示す斜視図である。
【図６Ｉ】分岐体先端が分岐体である形状の一例を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態の一例の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態の一例のフロー図である。
【図９Ａ】本発明の評価金型で成形されるＴ字型形状の成形品形状の一例を示す斜視図である。
【図９Ｂ】本発明の評価金型で成形されるＴ字型形状の成形品の一例を示す断面図、および収縮前後の基盤部と分岐体の角度の算出方法を模式的に示した断面図である。
【図１０Ａ】本発明の評価金型について、リブの肉厚／基盤部の肉厚に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合した場合の結果の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の評価金型について、リブの高さ／基盤部の肉厚に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合した場合の結果の一例を示す図である。
【図１０Ｃ】本発明の評価金型について、流動履歴に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合した場合の結果の一例を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の評価金型について、リブの肉厚／基盤部の肉厚に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合、および解析した場合の結果の示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の評価金型について、リブの高さ／基盤部の肉厚に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合、および解析した場合の結果を示す図である。
【図１１Ｃ】本発明の評価金型について、流動履歴に対して収縮後の角度の変化量を、実測した場合、および解析した場合の結果を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の実施例で用いるリブ付射出成形品形状を示す斜視図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施例で用いるリブ付射出成形品形状をシェル要素で解析したときの変形前形状と変形後形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１：モータ
２：ホッパー
３：シリンダ
４：金型
５：キャビティ
６：成形品材料
７：固化成形品
３０１：Ｔ字型形状の成形品（ソリッド要素）
３０２：Ｔ字型形状の成形品基盤部
３０３：Ｔ字型形状の成形品リブ部
３０４：Ｔ字型形状の成形品（シェル要素）
３０５：Ｔ字型形状の成形品基盤部
３０６：Ｔ字型形状の成形品リブ部
３０７：ゲート
３０８：基盤部の分岐部位の要素
３０９：分岐体の分岐部位の要素
３１０：基盤部に対して小さな突起であるような形状
３１１：基盤部に対して小さな突起であるような形状の収縮後の形状
３１２：基盤部に対して小さな突起であるような形状のシェル要素
３１３：基盤部に対して小さな突起であるような形状のシェル要素の収縮後の形状
４０１：収縮前形状（Ｌ字型形状の３次元形状）
４０２：金型が高温な面
４０３：収縮後形状（Ｌ字型形状の３次元形状）
４０４：収縮前形状（Ｌ字型形状、シェル要素）
４０５：収縮後形状（Ｌ字型形状、シェル要素）
４０６：コーナー部位
４０７：肉厚方向方向収縮
４０８：面内方向収縮（面内折れ曲がり方向成分）
４０９：Ｌ字型形状を構成する２面のなす角度を等分割する面
４１０：Ｌ字型形状を構成する２面のなす角度を等分割する面で分割したコーナー部位の角度
４１３：面内方向収縮（コーナー部位の交線方向成分）
４１４：要素
４１５：計算点
５０１：収縮前のＬ型形状の成形品のコーナー部位
５０２：収縮後の型形状の成形品のコーナー部位
５０３：収縮前の基盤部
５０４：収縮後の基盤部
６０１：Ｔ字型
６０２：Ｙ字型
６０３：傘型
６０４：Ｘ字型
６０５：星型
７００：コンピュータ
７０１：キーボード
７０２：マウス
７０３：ディスプレイ
７０４：補助記憶装置
９０１：Ｔ字型形状の成形品
９０２：そり基準点
９０３：収縮前のＴ字型形状の成形品
９０４： 収縮後のＴ字型形状の成形品
９０５：Ｔ字型形状の成形品の平板部（基盤部）とリブ（分岐体）の収縮前のなす角度
９０６：Ｔ字型形状の成形品の平板部（基盤部）とリブ（分岐体）の収縮後のなす角度
９０７：ゲート（充填方向がリブに対し直角）
９０８：ゲート（充填方向がリブに対し平行）
１２０１：ゲート
１２０２：そり基準点
１２０３：そり基準点
１２０４：そり基準点
１２０５： 基盤部
１２０６：リブ（分岐体）
１２０７：平板中央部（陥没量測定位置）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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