機械設計 #93：樹脂部品の抜き勾配 — 型離れと機能を両立する

樹脂部品の抜き勾配は境界が変わっても機能、精度、製造、検査、保全を守らなければならない。

形状より先に機能

セット、接合、抜き勾配、肉厚を決める前に、入力状態、期待結果、合否限界、故障症状、測定方法を書く。全ての値と変更に担当を付ける。

基本チェック

型開きの方向と、機能面： 値、出典、方法、担当、合否の証拠を記録する。
材料、しぼ、深さに応じた抜き勾配の値： 値、出典、方法、担当、合否の証拠を記録する。
肉厚と、ひけまたは反りの危険： 値、出典、方法、担当、合否の証拠を記録する。
パーティングライン、突き出し、外観： 値、出典、方法、担当、合否の証拠を記録する。
成形後の寸法検査： 値、出典、方法、担当、合否の証拠を記録する。
型の修正、試作、合否の証拠： 値、出典、方法、担当、合否の証拠を記録する。

故障モード	症状	確認
セット・接合が曖昧	はめあい・交換が違う	識別と組立機能を監査
工程を省略	反り、すきま、ひけ、ずれ	工程を確認・測定
文書が不一致	名称は正しいが改訂違い	全資料を基準化

型開きの方向を先に決め、ほかはすべてその後に決めます

抜き勾配をいくつにするかを論じる前に、型開きの方向とパーティングラインを固めます。この二つが、どの面に勾配が必要か、どこにパーティングラインの跡が残るか、スライドが必要かどうかを決めます。

実務上の順序です。

型開きの方向を選ぶ。多くは、部品が最も抜けやすく、補助機構が最も少ない方向です。
パーティングラインを描き、どの面を横切るかを見る。跡はそこに残ります。
型開きの方向に平行な面をすべて印を付ける。それが勾配の必要な面です。
型が開くときに引っ掛かる部分（アンダーカット）を洗い出し、対処を決める。

一番目を飛ばして面ごとに勾配を足していくのは順序が逆であり、部品が抜けないと分かった時点で全部やり直すことになりがちです。

必要な勾配は三つの要素で変わります

共通の数値はありません。必要な角度は次の要素とともに大きくなります。

要素	影響
型開き方向の深さ	深いほど大きな勾配が必要。壁面での摩擦の合計が増えるため
型面の仕上げ	しぼや粗い面は、磨いた面よりかなり大きな勾配が必要
樹脂と収縮率	収縮が大きい樹脂ほどコアに強く抱き付き、より多くの勾配が必要

最も見落とされやすいのはしぼのある面です。平滑な面を前提に十分な勾配を取った部品に、後から顧客の要望でしぼを入れると、その勾配では足りなくなり、突き出しのときに面が擦れて傷みます。しぼを入れる面があるなら、形状を固める前に、そのしぼに必要な最小の勾配を型メーカーへ確認します。

実際の数値は樹脂、深さ、しぼの種類で決まります。型の承認の場ではなく、設計の段階で型メーカーと合意してください。

アンダーカット：四つの対処のうち、三つは費用がかかります

引っ掛かる部分	対処	費用
なくせる場合	設計を変えてアンダーカットをなくす	最も安い。常に最初に試す
側面にあり形が単純	スライド	機構が増え、型の価格が上がる
内側の面にある	傾斜コア	同様であり、動ける範囲にも制限がある
浅く、樹脂が十分に柔らかい	無理抜き	柔らかい樹脂と非常に浅いアンダーカットに限る。試作で確認が必要

最初に問うべきは常に表の一行目、補助機構が不要になるよう設計を変えられないかです。側面の穴を上面へ移すだけで済むこともあり、スライド一式を節約でき、成形の周期も短くなります。

抜き勾配はどれだけ必要か、シボが数値をどう変えるか

型開きの方向が決まったら、次は各面をどれだけ傾けるかです。抜き勾配が小さすぎると部品がコアに張り付き、突き出し時に擦れます。大きすぎると肉厚がずれ、材料も無駄になります。

平滑面の実用的な目安をいくつか挙げます。

片面0.5度：ほとんどのエンジニアリングプラスチックで、平滑で浅い壁の最小値。
片面1〜2度：一般的で安全な範囲——突き出しが容易で擦れが少ない。
深い壁ほど多く必要：深い壁はコアを強く掴むので、深さに応じて勾配を増やします。

シボは必要勾配を急速に増やします

シボ（梨地、装飾マット）を付けた面は、模様の山が型壁に食い込むため、平滑面よりはるかに強く型を掴みます。よく使う目安は、基本勾配に加えてシボ深さ0.025 mmごとに約1度を足すことです。

表面	見込む勾配
平滑・浅い壁	片面0.5〜1度
平滑・深い壁	片面1.5〜3度
浅いシボ	基本＋約1〜2度
深いシボ（粗い梨地）	基本＋3〜5度以上

図面への影響は、シボを早めに、抜き勾配と同時に決めることです。勾配を確定してから深いシボを足すと、部品が型を掴んで突き出し時に擦れ、型直しが必要になります——最も高くつく修正です。意匠仕上げが要る箇所には、シボ番号（型製作者のシボ見本による）を図面に明記します。

MINATA発行チェック

[ ] 機能、境界、セットまたは形状、故障症状を記載した。
[ ] 基準、責任、工程、誤操作防止が明確である。
[ ] 六項目に証拠と合否限界がある。
[ ] 製造、組立、検査、保全を実機で試した。
[ ] 改訂、サプライヤー、材料、構成記録が一致する。

良い設計は、製造、運転、保全、変更を通過する前提の連鎖である。樹脂部品の抜き勾配では、精度と機能が信頼できる証拠を残すことがMINATAの基準である。

よくある質問

抜き勾配は何度必要ですか

共通の数値はありません。型開き方向の深さ、型面の粗さやしぼ、樹脂の種類で決まります。しぼのある面は磨いた面よりかなり大きな勾配が必要で、ここが最も見落とされます。実際の数値は早い段階で型メーカーと合意します。

型開きの方向を先に決めるのはなぜですか

どの面に勾配が必要か、パーティングラインの跡がどこに残るか、スライドが必要かを決めるためです。方向を決める前に面ごとの勾配を足していくのは順序が逆であり、たいてい全部やり直しになります。

設計が終わってから顧客がしぼを求めてきたら

勾配を見直します。しぼのある面は平滑な面より大きな勾配が必要なので、足りていた角度が足りなくなり、突き出しのときに面が擦れます。これは外観だけの変更ではなく、形状に影響する変更です。

アンダーカットがあれば必ずスライドが必要ですか

必ずではありません。最初の問いは常に、設計を変えてアンダーカットをなくせないかです。穴を別の面へ移す、縁の向きを変える、部品を分けるなどです。設計変更のほうが、型に機構を足すよりずっと安く済みます。

パーティングラインの跡が顧客の見える位置に来る場合は

パーティングラインを稜線や段へ移すか、跡を隠す小さな段を設計します。この判断は形状の段階で行います。型を削った後にパーティングラインを変えることは、新しい型を作るのとほぼ同じだからです。

よくある質問（続き）

抜き勾配の最小値はどれくらいですか。

平滑面なら、ほとんどのエンジニアリングプラスチックで片面0.5度が最小、片面1〜2度が一般的で安全な範囲です。深い壁はコアを強く掴むので、より多く必要です。

なぜシボ面は大きな勾配が要るのですか。

模様の山が型壁に食い込み、平滑面より強く掴むからです。よく使う目安は、基本勾配に加えてシボ深さ 0.025 mmごとに約1度を足すことです。

シボはいつ決めますか。

抜き勾配と同時に、早めに決めます。勾配を確定してから深いシボを足すと、部品が型を掴んで突き出し時に擦れ、型直しを招きます——最も高くつく修正箇所です。

まとめ

樹脂部品の抜き勾配は、書類を整えるための手続きではない。設計意図を、繰り返し製作でき、組み立てられ、測定できる結果へ変えるための手段である。良い図面は、設計者がそばで説明しなくても伝わる。情報の構成そのものがその役割を果たさなければならない。

現場のための早見表

抜き勾配は、状況・与え方・目的を対応づけると決めやすくなります。

状況	与え方・制御の仕方	目的
外側の面	型開き方向に沿って抜く	傷や引っ掛かりを避ける
しぼのある面	しぼの深さに応じて角度を増やす	表面を引きちぎらない
組み付け面	機能で角度を制限する	必要ならインサートや別処理を使う

実際の場面

一つの抜き勾配を樹脂筐体の全体に当てはめることはできません。深いしぼのある壁は磨いた壁より大きな角度が要り、押しボタンの合わせ面はすき間を作らないよう抑えます。型開きの方向は、部品の配置を決める早い段階から現れていなければなりません。

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