JPH0780198B2 - 射出成形による複合部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属板と合成樹脂の複合部材製造方法に関す
るものであり、特に金属板と合成樹脂の複合部材を容易
に製造でき、また、必要に応じて曲げ加工や絞り加工も
同時に行うことのできる金属板と合成樹脂の複合部材製
造方法に関するものである。

従来の技術 従来、金属板と合成樹脂層とよりなる複合材料の製造方
法については種々の方法が知られており、２枚の金属板
を用いたサンドイッチ構造のものについては、例えば、
押し出しにより板状に成形した合成樹脂板の両面を、接
着剤により金属板と接合する方法が代表的なものであ
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来公知の方法でサンドイッチ構造の複
合材料を製造する場合には、複合材料は板状のものに限
られ、曲げ或いは絞り等の立体構造を有するものを製造
することができないという問題があった。また、所定の
形状の複合材料を製造する場合には、金属板の打抜き、
合成樹脂板の成形、及び接着剤による金属板との接合と
いう少なくとも三つの工程を必要とし、操作が繁雑にな
るという問題があった。

本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を除去し、
強度の大きい、板金と合成樹脂板の複合部材を容易に製
造する方法を提供することにある。また、他の目的は、
打ち抜き、曲げ、絞り等の加工を同時に行うことのでき
る製造方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段及び作用 前記の問題点を解決するために、本発明者等は、先に、
少なくとも２枚の防錆処理を行った板金を成形金型の中
に供給し、金型内のキャビティ、コアを構成するパンチ
及びダイで少なくとも穿孔し切断加工を前記板金に対し
て行ない、続いて金型をわずかに開き、この際、真空吸
着又は磁気吸着により板金をそれぞれ可動側及び固定側
金型に引きつけ、板金間に間隔を作り、ここに射出成形
によって接着性を有する樹脂を流し込み、３層構造を有
する複合部材の製造方法を提案した。（特願昭61-22422
3号） しかしながら、この方法においては、接着性を有する樹
脂を金属板に密着させるためには、金型温度を70〜90℃
に上昇させる必要があり、そのため、金型が膨張し、プ
レス加工に必要なクリアランスを確保することができ
ず、プレス加工に困難が伴なうという問題があることが
分った。

そこで、本発明者等は、さらに検討を進めた結果、接着
層を有する金属板を用いることによって、上記の問題点
が解決できると共に、従来の技術における前記問題点も
同時に解決されることを見出だし、本発明を完成するに
至った。

本発明の金属板と合成樹脂の複合部材の製造方法は、可
動式及び固定式の少なくとも一方の穴抜き用パンチを有
する第１の金型と、該穴抜き用パンチと対応する可動式
及び固定式の少なくとも一方の穴抜き用ダイを有する第
２の金型との間に、接着層を有する２枚の金属板を、該
接着層が互いに対向するように重ねて載置してプレス加
工を行い、次いで、前記第１及び第２の金型の少なくと
も一方を、対面する金属板を保持した状態で所定長他方
から引き離して前記２枚の金属板との間に所定幅のキャ
ビティを形成し、該金属板のキャビティに溶融した合成
樹脂を射出注入して樹脂層を形成し、該樹脂層が固化し
た後、成形品を取り出すことを特徴とする。

実施例 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。第１図
〜第５図は、本発明の一実施例による板金と合成樹脂と
の複合部材の製造工程を示す図である。

第１図は、加工前の型開きの状態を示す。図において、
8a、8bは防錆処理された板金材料で、その表面に接着層
を有する。９は可動側金型、10は固定側金型、11及び12
はそれぞれプレス加工用の可動式及び固定式穴抜きパン
チ、13及び14はそれぞれ穴抜き用の可動式及び固定式ダ
イ穴、15は外周加工用のパンチ切刃部分であり、16は外
周加工用のダイ切刃部分を示す。

また、17は穴抜きパンチ可動用ギヤ、18は穴抜きダイ可
動用ギヤを示す。図示されているように、２枚の板金8a
と8bは重ねられて固定側金型10と可動側金型９の間に設
けられる。また、穴抜き用パンチ11は穴抜きパンチ可動
用ギヤ17或いはシリンダー等により下方に突き出した位
置に止められ、一方、これに対向する穴抜き用ダイ13
は、穴抜きダイ可動用ギヤ18或いはシリンダー等により
上方に突出させられている。

次に、第２図に示されているように、可動側金型９が固
定側金型10上に降下され、可動側金型９は固定側金型10
に圧着される。これにより、プレス加工が行われ、重ね
られた板金8a及び8bは穴抜き用パンチ11及び12により穿
孔される。また、板金8a及び8bの外周も同時に切断さ
れ、切屑8cが生じる。

次いで、第３図に示されているように、可動側金型９を
上方に所定長移動させ、板金8aと8bとの間が所定の幅に
なるようにする。このとき、穴19から空気を吸い上げ
て、板金8bが可動側金型９に吸着されるようにしてもよ
いし、あるいは可動側金型９の中央部底面に電磁石20を
設けておき、これを付勢して板金8bを可動側金型９の底
面に吸着させるようにする。また、穴抜きパンチ可動用
ギヤ17及び18を駆動し、あるいはシリンダー等を用い
て、穴抜き用パンチ11は上方に、穴抜き用ダイ13は下方
に移動させ、合成樹脂の流入するキャビティを形成す
る。

板金8bが8aと所定間隔開いた所で、図示されていない通
路から、溶融状態の合成樹脂７を射出成形により流し込
む。これにより、第４図に示されているように、板金8a
と板金8bの間及び穴抜き用パンチ11により穿孔された穴
及び該穴を通して板金8a及び8bの対向しない側に合成樹
脂が充填される。一方、穴抜き用パンチ12により穿設さ
れた穴には該合成樹脂は充填されず、穴が開いた状態が
保持される。このようにして、板金の外側に合成樹脂よ
りなる突出部が同時に成形されることになる。

該合成樹脂７が固化した後、第５図に示されているよう
に可動側金型９が移動して金型が開かれる。そして、板
金と合成樹脂の複合部材21が金型から取り出される。

なお、本実施例においては、固定側金型10は設備の都合
により、可動できる構成にしてもよい。

以上にようにして作成された複合部材21は、板金・接着
層・合成樹脂層・接着層・板金の５層の構造をもち、そ
して、上記実施例の場合、該板金の外側に内側の合成樹
脂と連通して形成された突出部21aを有しており、又、
該複合部材を貫通する穴21bを有している。

第９図及び第10図は、本発明によって製造された複合部
材の断面の一部を示すもので、金属板１・接着層２・合
成樹脂層３・接着層２・金属板１よりなる５層の構造を
有している。第10図においては、リベット状部分５が形
成されている。

本発明において、金属板としては種々のものが使用でき
る。例えばパーコート（新日本製鉄（株）製）等のよう
に予め表面を黒く塗装した板金を用いると、後からの塗
装工程を省くことができるので好ましい。又、接着層は
接着性フィルム又は接着剤を用いて形成される。接着性
フィルムとしては、種々のものが使用できるが、例え
ば、ポリプロピレン又はナイロンよりなるフィルムが好
ましく用いられ、接着剤としては、ポリウレタン系又は
クロロプレン系接着剤が好ましく用いられる。金属板上
に接着層を形成するためには、例えば、防錆処理を施し
た金属板上に接着性フィルムを載置し、プレスによって
適当な圧力と温度を加えて積層するか、又は接着剤を常
法により塗布すればよい。

さらに、金属板の間に形成される樹脂層は、射出成形に
使用される合成樹脂ならば、如何なるものを用いること
もできるが、接着層との接着及び耐熱性の点からポリプ
ロピレンが好ましく使用される。

つぎに、本発明の第２実施例について説明する。第６図
は本実施例の要部の一工程図を示し、第７図はその一部
の拡大図を示す。

この実施例が前記第１実施例と異なる点は、成形金型内
に切断加工用の工具以外に、曲げ加工用工具22及び絞り
加工用工具23を配置した点である。

次に、この実施例の動作を説明する。第１実施例と同様
に２枚の板金を重ねて金型に供給し、金型内のパンチ、
ダイにより２枚の板金を同時にプレス加工する。そうす
ると、このプレス加工により、板金に穴、曲がりの形状
が同時に形成される。次いで、真空吸着あるいは磁気吸
着により上方の板金8bを可動側金型９の底面に吸着さ
せ、可動側金型９を上方に所定の長さ移動させる。そし
て、２枚の板金の間に所定の間隔のキャビティを形成す
る。次いで、このキャビティに、合成樹脂７を射出成形
により流り込み、５層構造及び板金外側の形状を同時に
形成する。このとき、絞り加工部には、第７図に示され
ているように、射出成形の樹脂圧24が印加され、板金部
材に絞り加工が施される。該絞り加工部分は、該合成樹
脂７により絞り加工用工具23に強く押圧されるので、金
型にならって精度の高いスプリングバック等の加工戻り
のない成形品が加工される。又、曲げ加工部は、該合成
樹脂７により、スプリングにより付勢された曲げ加工用
工具22に強く押圧されて曲げ加工が施される。

合成樹脂７が固化したところで、可動側金型９を上方に
移動させ成形品を取り出す。

この実施例によれば、一般の射出成形によって得られる
部品形状を有し、かつ高剛性、軽量の一体複合成形品を
容易に製作できる。また、曲げ如工を、穴あけと同時に
プレス加工で行うことができ、また、絞り加工を射出成
形と同時に行うことができるので、製造工数を消滅する
ことができる。また、前述のように、射出成形時の圧力
により板金に対向液圧絞り加工を行うことができるの
で、絞り加工におけるダイ側の金型のみが必要になり、
パンチ側の金型が不要になるというメリットがある。

第８図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、該絞り加工の変形例
を示す。本実施例によれば、前記のように対向液圧絞り
加工を行うことができるので、第８図（ａ）のように板
金の片側に浅い絞り加工を行うことができるのは勿論の
こと、同図（ｂ）に示すように上下両側にも浅い絞り加
工を行うことができる。したがって、凸部をもつ形状の
複合部材を容易に形成することができる。また、部材に
力がかかる部分に該絞り加工を行うと部材の部分強度の
向上に役立てることができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果が達成される。

（１）板金と板金との締結を、容易かつ強固に行うこと
ができる。

（２）金属板・接着層・合成樹脂層・接着層・金属板の
５層構造を有し、かつ金属板の外側に、例えば、フラン
ジ、スタッド、ブラケット等の合成樹脂成形部材を１ス
トロークで一体成形できる。すなわち、従来のように押
し出しにより合成樹脂板に成形し、これを金属板に接着
するという工程を必要とせず、また、金属板材料に他で
成形した部材をねじ等で取付ける必要がなく、製造工程
が簡単になる。

（３）本発明によって得られた複合部材は、従来の同じ
厚さの合成樹脂と比べると高剛性を有し、一方、同じ厚
さの金属板と比べると軽量である。

（４）金属板が射出成形時の圧力で金型に均一に押圧さ
れるので、複合部材の成形精度がよい。

（５）金型を加熱することなく金属板と合成樹脂の複合
材料を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は、本発明の一実施例の製造方法を示
す工程図、第６図は、本発明の他の実施例の要部の工程
図、第７図は、絞り加工部の拡大断面図、第８図は、絞
り加工部の他の変形例を示す断面図、第９図及び第10図
は、それぞれ本発明により製造される複合材料の部分断
面図である。 １……金属板、２……接着層、３……合成樹脂層、６…
…キャビティ、７……合成樹脂、8a、8b……板金、９…
…可動側金型、10……固定側金型、11、12……穴抜き用
パンチ、13、14……穴抜き用ダイ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動式及び固定式の少なくとも一方の穴抜
   き用パンチを有する第１の金型と、該穴抜き用パンチと
   対応する可動式及び固定式の少なくとも一方の穴抜き用
   ダイを有する第２の金型との間に、接着層を有する２枚
   の金属板を、該接着層が互いに対向するように重ねて載
   置してプレス加工を行い、次いで、前記第１及び第２の
   金型の少なくとも一方を、対面する金属板を保持した状
   態で所定長他方から引き離して前記２枚の金属板との間
   に所定幅のキャビティを形成し、該金属板のキャビティ
   に溶融した合成樹脂を射出注入して樹脂層を形成し、該
   樹脂層が固化した後、成形品を取り出すことを特徴とす
   る金属板と合成樹脂の複合部材の製造方法。
2. 【請求項２】前記可動式の穴抜き用パンチ及び穴抜き用
   ダイを、前記プレス加工時には内方に突出させ、前記合
   成樹脂の注入時にはこれらを金型内におさめることによ
   り、前記２枚の金属板に形成された穴を通って金属板の
   外側に連通するキャビティを形成し、該キャビティに合
   成樹脂を射出注入し、該金属板の外側に合成樹脂よりな
   る突出部が形成された成形品を製造することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の金属板と合成樹脂の複
   合部材の製造方法。
3. 【請求項３】前記第１及び第２の金型に曲げ加工用工具
   を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第
   ２項に記載の金属板と合成樹脂の複合部材の製造方法。
4. 【請求項４】前記第１及び第２の金型の少なくとも一方
   に絞り加工用工具を設け、射出注入時の樹脂圧により絞
   り加工を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第３項のいずれかに記載の金属板と合成樹脂の複合部
   材の製造方法。