靴ベラの持ち手が割れない射出圧と金型排気設計の最適化

はじめに ～現場で語られる「靴ベラ持ち手の割れ」問題～

靴ベラは生活雑貨の中でもシンプルな構造で一見トラブルが少なそうですが、量産現場では想像以上に多くの不良や改善課題が潜んでいます。

特に持ち手部分の割れは、ユーザーのクレームに直結しやすい致命的な不良です。

筆者は20年以上にわたり製造業に従事し、数多くのプラスチック射出成形品を設計・量産し、現場で数えきれないほどの不良解析やトラブルシューティングを経験してきました。

本記事では、現場のプロ目線から「靴ベラの持ち手割れ」対策にフォーカスし、射出圧・金型排気の最適化による再現性の高い不良防止策を徹底的に掘り下げます。

また、昭和からの“勘と経験”だけに頼るのではなく、最新のデータ分析・現場実例をもとにした実践的な考え方も紹介します。

靴ベラの持ち手が割れる主な原因

射出圧管理の落とし穴

プラスチック射出成形において、射出圧は成形品の内部品質を支える最重要パラメータです。

靴ベラの持ち手は曲線や肉厚変化が目立つデザインが多いため、金型内で樹脂の流動方向や圧力分布のムラが生じやすくなります。

射出圧が高過ぎると「過充填」になり樹脂の分子配列が乱れ、内部応力（レジデュアルストレス）が蓄積されます。

この応力が後になって外的エネルギー（使用時の力や温度変化）が加わると、割れやすくなります。

逆に射出圧が不足すると、樹脂の充填が不完全となり、ヒケ・ショートショット・ウェルドライン部の強度低下が引き起こされ、これも持ち手割れにつながります。

現場でよくある失敗例：「前工程から引き継いだ設定値を正」と思い込んで、金型の劣化や素材ロットが変わった際にもパラメータ変更をせず、割れやショートを繰り返すケースです。

金型排気設計の盲点

靴ベラの持ち手部分は、閉塞空間や肉厚変化で「エアトラップ」が起きやすい形状です。

金型の排気が不十分だと、空気やガスが金型内部に閉じ込められ、成形品表面に「銀筋」や「バーニング」が現れ、内部に微細なクラックを残します。

また、エアトラップ部では樹脂が充分に圧縮されないため、微細な割れの起点となる「ヴォイド（空隙）」を形成してしまうことが多いです。

昭和時代から重視されてきた「型合わせ」や「圧入力れども抜けず」の感覚だけでなく、客観的な可視化・設計が求められています。

射出圧と金型排気の最適化アプローチ

1. 原点回帰：射出圧設定の“現場見直し”から始めよう

導入段階では、射出圧の設定値を金型のキャビティ内圧センサーなどを用いて「モニタリング」することを推奨します。

ここで重要なのは、単純に設定値だけを管理するのではなく、実際の成形品の内部まで圧力がどう伝わっているか、ウェルドの位置、ヒケの状況を“現物”で確認する科学的アプローチです。

現場では「射出圧＝高いほど良い」という誤解がいまだに一部で残っていますが、高圧偏重な設定は内部応力だけでなく、金型へのダメージやヘタリも早めます。

同一型内のキャビティごとに圧力ムラが起きていないか、個別に現物チェックを徹底しましょう。

2. 金型排気の最適設計のポイント

靴ベラのように肉厚変化が大きく流動末端部（靴の先や持ち手先端）でエアが溜まりやすい製品は、排気設計が品質の生命線となります。

金型排気で重要なのは、

• ＜1＞排気溝（ベント）の幅と深さ
• ＜2＞排気ポイントの位置・数
• ＜3＞排気ガスの逃げ道（2次排気）

の３点の最適化です。

製品エッジ部や肉厚の切り替え部では、排気板をピンポイントで追設し、ベント幅0.1～0.2mm、深さ0.02mm付近で成形メーカー推奨値と実測値を比較、銀筋や欠けの発生部位を繰り返し現物で確認します。

最新のシミュレーション（Moldflowなど）が現場に導入されつつある一方、古い金型や中小型メーカーでは「目視チェック」「抜き加減の調整」に頼りがちな現実もあります。

理想は現物とシミュレーションの合わせ技です。

3. 昭和的アナログ思考の強みと限界

いくらデジタル化が叫ばれても、中小の現場では「ベテラン担当者の金型の音・感触からの見極め」や「端部エッジの指触による割れ部位の特定」といったアナログ的手法が根強く生きています。

これらは一朝一夕には真似できない伝承技術であり、多品種少量・変量生産が多い日本の現場では今なお重要な武器です。

しかしその一方で「データを残さない」「ノウハウが属人化・ブラックボックス化する」というリスクも顕著です。

ベテランの暗黙知とIoT・センサーを組み合わせたハイブリッド管理が、現場競争力の鍵を握っています。

靴ベラ持ち手の割れ防止のための実践指針

1. 量産前の「割れ再現テスト」の徹底

設計・金型完成時には一般荷重より厳しく持ち手を曲げるストレステスト（割れ再現検証）を必ず実施しましょう。

量産立ち上げ時の“マスターピース”に応力観察や断面観察を行い、内部割れが生じていないかチェックし、録画やデータとして残すことが電子化時代には不可欠です。

2. 射出圧・保圧時間の微調整を徹底

持ち手にクラックが生じた際は、

• 射出圧を段階的に下げる（もしくは上げる）
• 保圧時間・保圧切替タイミングを前後に微調整

して、「持ち手の応力抜け」を得られる設定値を細かく検証する必要があります。

割れ発生位置と射出流動末端の一致・不一致をチェックし、金型内の圧力分布マッピングも有効です。

3. 金型排気溝の見直し・追加を躊躇しない

持ち手先端、側面、エッジ部などを中心に、現状の排気溝幅を最大まで拡張し、ダメなら溝追加を惜しまないことです。

製品バリの発生と排気不足による割れリスクを天秤にかけ、「品質最優先」で選択すべきです。

また、金型洗浄後や長期間使い込んだ場合など、排気溝が埋まりやすいので、定期保守も重要です。

バイヤー・サプライヤーが知るべき「現場思考」と業界動向

調達部門の視点：納品後のクレームリスクを想定する

バイヤー目線では、靴ベラ持ち手の割れは「顧客回収コスト」「ブランド毀損」につながります。

「見積段階」「金型設計レビュー」時点で、持ち手や流動末端部の応力集中箇所・割れリスク・過去の不良傾向などを現場担当者にヒアリングすることで、トラブル発生時に素早くロットトレース・是正指示が実現できます。

サプライヤー部門の視点：データ開示と“現場再現性”で差別化

サプライヤーは「データに基づくプロセス改善の履歴」「割れが発生した時の再現データ」を積極的にバイヤーへ開示することで、“再発防止”と“提案型メーカー”としての地位を確立できます。

また、省人化・自動化の流れが加速する中で、「不良が出たら現物で即対処できる」現場技能者と、「IoTデータを基にしたトラブル予兆検知」の両輪が求められます。

アナログ×デジタル融合が新たな勝ち筋

現場管理職や工程設計リーダーは、過去のトラブル・再発防止履歴をナレッジデータベース化して、ベテラン～若手まで横断した教育・水平展開（OJT）と自動化設備連動を目指しましょう。

“人が見て気づく”昭和的ノウハウの活用法をデジタル文書や動画・IoTデータとして残し、変量生産×高品質という“日本型ものづくり”の優位性をさらに磨き上げることが競争力向上の決め手となります。

まとめ ～靴ベラ持ち手の割れゼロへ。現場叡智とデータ力で未来を切り拓く～

靴ベラの持ち手割れを根絶するためには、「射出圧・金型排気設計」という二大因子のバランス最適化が不可欠です。

伝統的な現場技術と、最新のデータ活用・現物観察を組み合わせ、現場でしか築けない“使えるノウハウ”を共有し続けることが、アナログ業界に残された最大のイノベーションチャンスです。

昭和の常識だけにも、最新ITの魔法にも頼らない。

蓄積した知恵と技術を世代を越えて伝え、靴ベラ1本から日本のものづくり力を次世代へ繋いでいきましょう。