JP2018008420A

JP2018008420A - 複合成形体の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP2018008420A
Application number: JP2016138570A
Authority: JP
Inventors: 惟由山本; Iyoshi Yamamoto; 孝治松崎; Koji Matsuzaki; 圭呉須佐; Keigo Susa; 粋和河本; Kiyokazu Kawamoto; 西田　正三; Shozo Nishida; 正三西田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2036-07-13
Also published as: JP6366648B2

Abstract

【課題】構造がコンパクトで安価であるにも拘わらず、金属形成体と樹脂成形体との接合強度は大きく、また複雑な形状の金属形成体と樹脂成形体にも対応できる複合成形体の製造方法を提供する。【解決手段】固定金型（３０）と、該金型に対して型開閉されると共に第１、２の型締め位置を採る可動スライド金型（３５）とからなる。固定金型にはプレス用凹部（３１）と第１、２の樹脂用凹部（３２、３３）とを設ける。可動スライド金型には第１、２の凸部（３６、３７）を設ける。第１の位置で型締めすると、第１の凸部（３６）と第１の樹脂用凹部（３２）とにより樹脂成形体用のキャビティが構成されると共に第２の凸部（３７）とプレス用凹部（３１）とにより金属形成体が加工される。第２の位置で型締めすると、第２の凸部（３７）と第２の樹脂用凹部（３３）とにより樹脂成形体用のキャビティが構成されると共に第１の凸部（３６）とプレス用凹部（３１）とにより金属形成体が加工される。これにより、型締めする毎に複合成形体が得られる。【選択図】図４

Description

本発明は、金属形成体と樹脂成形体とからなる複合成形体の製造方法およびこの製造方法の実施に使用される製造装置に関するものである。

機械的強度の大きい金属形成体と、防錆効果、意匠効果、絶縁効果等を有する樹脂成形体とかなる複合成形体は、自動車部品、筐体等の構成材料として多用されている。このような複合成形体の形成方法あるいは装置は、例えば特許文献１〜３により提案されている。

特開２０１２−２３２５３１号公報特開２０１４−５１０４１号公報特開２００６−５６２２７号公報

特許文献１には、樹脂成形体と金属形成体との間に、融点の低い熱可塑性エラストマー及びレーザー光吸収剤を含む樹脂組成物で形成された接着フィルムを介在させて樹脂成形体側からレーザー光を照射することにより樹脂成形体と金属形成体とを接合する方法が示されている。この方法によると、両成形体の間に接着フィルムを介在させてレーザー光を照射して接合するので、樹脂成形体を劣化させることなく、両成形体を強固に接合できるという利点が得られる。
特許文献２に記載されている複合成形体の製造方法は接合強度の大きい複合成形体を得ようとするもので、そのために次の第１〜３の工程からなっている。すなわち、金属形成体の樹脂成形体との接合面に対して、開口部の平均直径が所定径の凹部、または開口部の平均幅が所定幅の溝を形成する第１工程、前記凹部または溝が形成された接合面に対して、開口部の平均直径が所定径、所定深さの凹部、または開口部の平均幅が所定幅、所定深さの溝を形成する第２工程、その後、金属形成体の接合面を含む部分を金型内に配置して、樹脂成形体となる樹脂を使用して複合成形体を得る第３工程からなる。この方法によると、金属形成体の接合面に凹部、溝等を形成し、その後インサート成形するので、接合強度の大きい複合成形体が得られる。

特許文献３には、樹脂成形金型内に金属成形品をセットし、その表面を覆うように樹脂モールド層を成形する成形方法が示されている。樹脂モールド層の一部は金属成形品に設けた開口内に入り込んで相互に固着結合する構造になっている。金属成形品はマグネシウム、アルミニウム合金、ステンレス、チタン等から形成され、樹脂モールド層はポリカーボネート等で形成されている。成形工程終了後、樹脂モールド層表面にクリアコート層、又は塗装層を設けるか、表面処理が必要な場合はブラスト加工、ヘアライン加工などを行い、場合により、塗装やクリアコートを施されている。この製造方法によると、樹脂成形金型内に金属成形品をセットし、その表面を覆うように樹脂モールド層を成形するので、接合強度は大で、高級感のある複合成形体が得られる。

以上のように、特許文献１に記載の複合成形体は、金属形成体と樹脂成形体とを接着フィルムを介在させて接合した構造になっている。一方、特許文献２、３のそれぞれに記載の方法は別途形成された金属形成体を樹脂用金型にセットし、あるいはインサートし、そして溶融樹脂を射出して樹脂成形体を形成することにより金属形成体と樹脂成形体とからなる複合成形体を得るようになっている。このようなインサート成形装置が図８、９に簡略化して模式的に示されている。すなわち、図８の（ア）〜（ウ）にはプレス加工機が、図９の（ア）〜（ウ）には射出成形機がそれぞれ示されている。プレス加工機ＰＲは、下型(ダイ）１００と上型(曲げパンチ）１０１とからなっている。したがって、図８の（ア）に示されているように下型１００の上に金属製ワークＭＷ’を載置し、そして上型１０１を下方へプレスすると、ワークＭＷ’は所定形状に曲げ加工される。図８の（ウ）に示されているように上型１０１を開くと金属形成体Ｍ’が得られる。

射出成形機ＩＮは、図９に示されているように固定金型１０５と可動金型１１０とからなっている。可動金型１１０には金属形成体Ｍ’がインサートされる凹部１１１が形成され、固定金型１０５には樹脂通路であるスプル１０６が形成されている。したがって、可動金型１１０の凹部１１１に、先に加工された金属形成体Ｍ’を手動的あるいはロボットによりにインサートし、可動金型１１０を固定金型１０５に対して型締めすると、金属形成体Ｍ’の一面と固定金型１０５のパーティング面との間に樹脂成形体を成形するためのキャビティ１０７が構成される。金属形成体Ｍ’をインサートした状態が図９の（ア）に、そしてキャビティ１０７が構成された状態が図９の（イ）にそれぞれ示されている。溶融樹脂をスプル１０６からキャビティ１０７に射出・充填する。これにより、金属形成体Ｍ’と一体化された樹脂成形体Ｐ’が成形される。可動金型１１０を開く。そうすると、図９の（ウ）に示されているように金属形成体Ｍ’と樹脂成形体Ｐ’とからなる複合成形体Ｍ’・Ｐ’が得られる。

以上のように、特許文献２、３等により、あるいは図８、９に示されているインサート成形方法によると、樹脂成形体Ｍ’が金型内で高圧の射出樹脂で成形されるので、金属形成体と樹脂成形体との接合強度は大きく、また複雑な形状の複合成形体にも対応できる利点はある。
しかしながら、インサート成形法によると、プレス加工機と射出成形機の２装置あるいは金属のプレス工程と樹脂の成形工程の２工程を必要としコスト高になる欠点がある。また、金属形成体を樹脂成形用の金型にインサートする手間がかかり、インサートずれが生じると複合成形体の品質が落ちることにもなる。このような欠点は、曲げ加工以外のパンチ穴加工された金属形成体のインサートについてもいえる。また、プレス加工と樹脂成形加工との間の加工サイクルを同期させる必要もある。プレス加工サイクルが先行すると、金属形成体のストックが生じ、ランダムにストックされた金属形成体のインサートにはさらに手間がかかることになる。
したがって、本発明は、構造がコンパクトで安価であるにも拘わらず、金属形成体と樹脂成形体との接合強度は大きく、また複雑な形状の金属形成体と樹脂成形体にも対応できるに複合成形体の製造方法および製造装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために固定盤と、この固定盤に対して型開閉される可動盤とが適用される。前記固定盤には固定金型が、可動盤には可動スライド金型が取り付けられる。そして、可動スライド金型を固定金型に型締めすると、前記可動スライド金型と固定金型とにより金属製ワークは塑性変形加工、穴開け加工等により金属形成体に機械加工され、また前記可動スライド金型と金属形成体とにより、または金属形成体と固定金型とにより樹脂成形体を成形するためのキャビティが構成される。すなわち、本発明の目的は、金属製ワークの機械加工と樹脂の成形とを実質的に同じ金型で同時に実施することにより達成される。

すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、固定金型と、該固定金型に対して型開閉される可動スライド金型とを使用して金属形成体に樹脂成形体が一体化された複合成形体を得る方法であって、前記可動スライド金型を第１の位置に駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより金属製ワークを塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工をして金属形成体を得る工程と、前記可動スライド金型を第２の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより前記可動スライド金型と前記工程で得られた金属形成体との間にキャビティを構成する工程と、前記工程で構成されたキャビティに溶融樹脂を射出・充填して前記金属形成体に一体的に樹脂成形体を成形する工程とから構成される。

請求項２に記載の発明は、固定金型と、該固定金型に対して型開閉される可動スライド金型とを使用して金属形成体に樹脂成形体が一体化された複合成形体を得る方法であって、前記可動スライド金型を第１の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより金属製ワークを塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工をして金属形成体を得る工程と、前記可動スライド金型を、前記工程で得られた金属形成体が付いている状態で第２の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより前記金属形成体と前記固定金型との間にキャビティを構成する工程と、前記工程で構成されたキャビティに溶融樹脂を射出・充填して前記金属形成体に一体的に樹脂成形体を成形する工程とから構成される。

請求項３に記載の発明は、固定金型と、該固定金型に対して型開閉される可動スライド金型とを使用して金属形成体に樹脂成形体が一体化された複合成形体を得る方法であって、前記可動スライド金型を第１の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより、所定の加工位置で金属製ワークを塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工をして金属形成体を得る工程と、第１の所定の成形位置で前記固定金型と前回加工された金属形成体との間にキャビティを構成する工程とを実質的に同時に実施し、前記キャビティに溶融樹脂を射出・充填して前記金属形成体に一体的に樹脂成形体を成形して複合成形体を製造し、前記可動スライド金型を第２の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより、前記所定の加工位置で金属製ワークを塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工をして金属形成体を得る工程と、第２の他の所定の成形位置で前記固定金型と前回加工された金属形成体との間にキャビティを構成する工程とを実質的に同時に実施し、前記キャビティに溶融樹脂を射出・充填して前記金属形成体に一体的に樹脂成形体を成形して複合成形体を製造し、前記複合成形体の製造を繰り返すことにより、前記可動スライド金型を前記固定金型に対して型締めする毎に複合成形体を製造するように構成される。

請求項４に記載の発明は、固定金型と、該固定金型に対して型開閉されると共にスライド的に駆動されて第１、２の型締め位置を採る可動スライド金型とからなり、前記固定金型のパーティング面側には、金属製ワークが塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工を受けると共に樹脂成形体が成形される兼用部位部が設けられ、前記可動スライド金型のパーティング面側には、前記固定金型の兼用部位と共働する機械加工用部位と、同様に前記兼用部位と共働する成形用部位とが設けられ、前記可動スライド金型が第１の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の加工用部位と前記固定金型の兼用部位とにより金属製ワークが金属形成体に機械的に加工され、前記可動スライド金型が第２の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の成形部位と前記固定金型の兼用部位とにより樹脂成形体の成形用キャビティが構成される。

請求項５に記載の発明は、固定金型と、該固定金型に対して型開閉されると共にスライド的に駆動されて第１、２の型締め位置を採る可動スライド金型とからなり、前記固定金型のパーティング面側には、金属製ワークが塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工を受ける加工用部位と、樹脂成形体が成形される成形用部位とが設けられ、前記可動スライド金型のパーティング面側には、前記固定金型の加工用部位と成形用部位とに共働する兼用部位が設けられ、前記可動スライド金型が第１の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の兼用部位と前記固定金型の加工用部位とにより金属製ワークが金属形成体に加工され、前記可動スライド金型が第２の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の兼用部位と前記固定金型の成形用部位とにより樹脂成形体の成形用キャビティが構成される。

請求項６に記載の発明は、固定金型と、該固定金型に対して型開閉されると共にスライド的に駆動されて第１、２の型締め位置を採る可動スライド金型とからなり、前記固定金型のパーティング面側には、金属製ワークが塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工を受ける加工用凹部と、樹脂成形体が成形される第１、２の樹脂用凹部とが設けられ、前記可動スライド金型のパーティング面側には、前記固定金型の加工用凹部と前記第１の樹脂用凹部と共働する可動スライド金型側の第１の兼用凸部と、同様に前記固定金型の加工用凹部（３１）と前記第２の樹脂用凹部と共働する可動スライド金型側の第２の兼用凸部とが設けられ、前記可動スライド金型が第１の位置で型締めされると、前記可動スライド金型側の前記第２の兼用凸部と前記固定金型の加工用凹部とにより金属製ワークが加工されると共に、前記可動スライド金型側の第１の兼用凸部と前記固定金型の第１の樹脂用凹部とにより樹脂成形体の成形用キャビティが構成され、前記可動スライド金型が第２の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の兼用凸部と前記固定金型の加工用凹部とにより金属製ワークが加工されると共に、前記可動スライド金型の第２の兼用凸部と前記第２の樹脂用凹部とにより樹脂成形体の成形用キャビティが構成される、ように構成される。

以上のように、本発明によると、固定金型と、該固定金型に対して型開閉されると共にスライド的に駆動される可動スライド金型とを使用して、前記可動スライド金型を前記固定金型に対して型締めすると、これらの金型により金属製ワークは金属形成体に機械的に加工され、また加工された金属成形体と前記固定金型とにより、または加工された金属成形体と前記可動スライド金型とにより樹脂成形体を成形するためのキャビティが構成されるので、このキャビティに溶融樹脂を射出・充填するだけで金属形成体に樹脂成形体を一体化した複合成形体を得ることができる。すなわち、固定金型と可動スライド金型とに、金属製ワークを金属形成体に加工する機械加工部と、この金属形成体に樹脂成形体を一体的に成形する樹脂成形部とが組み込まれているので、製造装置の構造はコンパクトで安価で、機械加工工程と樹脂成形工程は型締めにより実施されるので単純である。安価で単純であるにも拘わらず、樹脂成形体は射出・充填により成形されるので、金属形成体との接合強度は大きく、また複雑な形状の金属形成体と樹脂成形体にも対応できる。他の発明によると、機械加工工程とキャビティの構成とが実質的に同時に実施されるので、効率的という効果がされに得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る製造装置を一部断面にして示す図で、その（ア）は可動スライド金型が第１の位置で型閉された状態で、その（イ）は可動スライド金型が第１の位置で金属形成体が成形された状態で、その（ウ）はその後可動スライド金型が型開されて第２の位置へ駆動された状態で、その（エ）はその可動スライド金型が第２の位置で型締された状態で、それぞれ示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る製造装置を一部断面にして示す図で、その（ア）は可動スライド金型が第２の位置で樹脂成形体が成形された状態で、その（イ）は可動スライド金型を開き複合成形体を取り出し、そして第１の位置へ駆動した状態でそれぞれ示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る製造装置を一部断面にして示す図で、その（ア）は可動スライド金型が第１の位置で型閉された状態で、その（イ）は可動スライド金型が第１の位置で開かれ金属製ワークがセットされた状態で、その（ウ）は金属形成体が付いた可動スライド金型が第２の位置へ駆動された状態で、その（エ）はその可動スライド金型が第２の位置で型締された状態で、それぞれ示す断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る製造装置を一部断面にして示す図で、その（ア）は可動スライド金型が第１の位置で型閉された状態で、その（イ）は可動スライド金型が第１の位置で型開され金属製ワークがセットされた状態で、その（ウ）はその後型開された状態で、その（エ）はその後可動スライド金型が第２の位置へ駆動され金属ワークがセットされた状態で、それぞれ示す断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る製造装置を一部断面にして示す図で、その（ア）は可動スライド金型が第２の位置で型締めされ、金属形成体が形成され、また樹脂成形用のキャビティが構成された状態で、その（イ）はその後型開された状態で、その（ウ）はさらにその後可動スライド金型が第１の位置へ駆動された状態で、その（エ）は可動スライド金型が第１の位置で型締めされ、金属形成体が形成され、また樹脂成形用のキャビティが構成された状態で、それぞれ示す断面図である。本発明の他の実施の形態に係る製造装置を簡略化して示す断面図である。本発明のさらに他の実施の形態に係る製造装置を簡略化して示す断面図である。従来のプレス加工機を示す図で、その（ア）は金属製ワークをセットした状態で、その（イ）は金属製ワークが加工された状態で、その（ウ）はその後、上型を開いた状態で、それぞれ示す断面図である。従来の射出成形機を一部断面にして示す断面図で、その（ア）は金属形成体をインサートした状態で、その（イ）はインサートされた金属形成体と金型との間に構成されたキャビティに溶融樹脂を充填している状態で、その（ウ）型開して製造された複合成形体を取り出している状態で、それぞれ示す断面図である。

本発明は色々な形で実施できるが、可動スライド金型を固定金型に型締めすると金属製ワークは金属形成体に機械加工され、再び型締めすると、金属形成体に樹脂成形体が成形される実施の形態が第１、２の実施の形態として図１〜３に示されている。第１の実施の形態では、樹脂成形体は金属形成体の一方の面に、第２の実施の形態では他の面に成形される。可動スライド金型を固定金型に型締めすると金属製ワークは金属形成体に機械加工され、同時に、金属形成体の一方の面に樹脂成形体が成形される実施の形態が第３の実施の形態として図４、５に示されている。第２の実施の形態と同様に、可動スライド金型に金属形成体が付いた状態で第２の成形位置へ駆動して型締めすると、他方の面に樹脂成形体を成形することができるが、その実施の形態は図には示されていないし、具体的に説明もされていない。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態により製作あるいは製造される複合成形体は自動車の部品、電子機器収納用の筐体等であり、形状、構造に格別限定されないが、箱状の複合成形体を製造する例について説明する。また、金属形成体の材質が鋼、マグネシウム、アルミニウム合金等に限定されないし、樹脂成形体も目的に応じて選択した材料から成形される。さらには、可動盤を固定盤に対して型締めするときの動作により金属製ワークを所定の形状、構造に加工ができれば、曲げ加工、絞り加工、穴明け、パンチ加工等の機械加工が可能であるが、以下プレス加工の例について説明する。

図１に示されている第１の実施の形態は、その（ア）に示されているように、架台に固定的に設けられている固定盤１と、この固定盤１に対して型開閉される可動盤２とからなっている。そして、固定盤１には固定金型１０が取り付けられ、可動盤２には図１において上下方向にスライド的に駆動される可動スライド金型１５が設けられている。固定金型１０のパーティング面側には、可動スライド金型１５の方に開口した所定大きさの固定金型側兼用凹部１１が１個設けられている。この兼用凹部１１は、後述する作用の説明からも明らかなように、樹脂成形体を成形するときのキャビティの作用も奏するが、主として金属成形体を加工するときのプレス機の下型の作用を奏するようになっている。したがって、この固定金型１０は望ましくはプレスの下型に適した材料から構成されている。このように、固定金型１０はプレス加工と樹脂の成形加工の両加工に寄与するので、兼用加工部を構成していることになる。固定金型１０には、この金型を横切るように、スプル７が形成されている。このスプル７の一方の端部には、射出ユニットの射出ノズル６がタッチされるようになり、他方の終端部はゲートを介して固定金型側兼用凹部１１に開口している。

可動スライド金型１５のパーティング面側には、型締時にプレスの上型の作用をする可動スライド金型側プレス用凸部１６と、このプレス用凸部１６と所定の間隔をおいて、樹脂成形体を成形するための可動スライド金型側樹脂用凸部１７とが設けられている。換言すると、可動スライド金型１５は機械加工部１６と、樹脂成形部１７の両部からなっている。プレス用凸部１６と樹脂成形用凸部１７は、固定金型側兼用凹部１１と対をなすもので、前記凸部１６は兼用凹部１１よりも金属形成体の板厚分だけ小さく、前記凸部１７は金属形成体と樹脂成形体の合計の板厚分だけ小さい。このように構成されている可動スライド金型１５は、上下方向にスライド可能にスライド板３を介して可動盤２に取り付けられている。スライド板３の下方から片持ち梁４が可固定盤１の方へ延びている。そして、この片持ち梁４に油圧ピストン・シリンダユニット５が設けられている。可動スライド金型１５は、上記ユニット５によりプレス用凸部１６が兼用凹部１１に整合する第１の位置と、樹脂用凸部１７の方が整合する第２の位置とに駆動されるようになっている。

機械加工部１６すなわち可動スライド金型側プレス用凸部１６は、プレス機の上型の作用を奏し、樹脂成形部１７すなわち可動スライド金型側樹脂用凸部１７は樹脂成形用の金型の作用をそれぞれ奏するので、これらの凸部１６、１７を含む部分はそれぞれに適した金属材料から構成し、これらを一体化してスライド板３にスライド可能に設けることもできるが、図１では同一金属で構成されているように図示されている。なお、固定盤１、可動盤２等が搭載される架台、型開閉用のトグル機構、油圧シリンダ機構等からなる型締ユニット、加熱シリンダ、スクリュ等からなる射出ユニット等は図１には示されていない。

次に、上記第１実施の形態の作用を説明する。図１の（イ）において示されているように、可動スライド金型１５を型開して上方の第１の位置に駆動する。そうすると、可動スライド金型側プレス用凸部１６は固定金型側兼用凹部１１と整合する。所定大きさの金属製ワークＭＷを兼用凹部１１に被せるようにしてセットする。そうして、可動盤２を固定盤１に対して型締めする。すなわち、可動スライド金型１５を固定金型１０に対して型締めする。この型締めにより、プレス用凸部１６は上型の作用をし、下型の作用をする兼用凹部１１と共働して略箱形を呈する金属形成体Ｍが加工される。金属形成体Ｍが固定金型兼用凹部１１に残るようにして可動スライド金型１５を開く。このように、金属形成体Ｍが兼用凹部１１に残って開かれた状態が図１の（イ）、（ウ）に示されている。

可動スライド金型１５を下方の第２位置へ駆動する。駆動した状態が図１の（ウ）に示されている。今度は、可動スライド金型側樹脂用凸部１７が、金属形成体Ｍが残っている兼用凹部１１と整合する。可動スライド金型１５を固定金型１０に対して型締めする。そうすると、兼用凹部１１に残っている金属形成体Ｍの内周面と樹脂用凸部１７の外周面との間に樹脂成形用キャビティ１８が構成される。このようにして、キャビティ１８が構成された状態が図１の（エ）に示されている。溶融樹脂を射出ノズル６からスプル７を介してキャビティ１８に向け射出・充填する。射出・充填した状態が図２の（ア）に示されている。これにより、金属形成体Ｍに樹脂成形体Ｐが一体化され、内周面が樹脂成形体Ｐで覆われた箱状の複合成形体Ｍ・Ｐが製造される。可動スライド金型１５を開いて複合成形体Ｍ・Ｐを取り出し、可動スライド金型１５を上方の第１の位置へ駆動する。そうすると、プレス用凸部１６は固定金型側兼用凹部１１と整合する。この整合した状態は、図２の（イ）に示されているが、この状態は図１の（イ）と同じであり、複合成形体の製造の初期に戻っている。以下、前述したようにして箱状の複合成形体Ｍ・Ｐを製造する。

第１の実施の形態に係る製造装置によると、固定金型１０には機械加工と樹脂成形の両作用を奏する固定金型側兼用凹部１１が１個設けられているだけで、また可動スライド金型１５には機械加工作用を奏するプレス用凸部１６と樹脂成形作用を奏する樹脂用凸部１７とが設けられているだけで、構造はコンパクトで安価になっている。そして、可動スライド金型１５を型締めするという一つの動作により金属製ワークは機械加工され、また樹脂成形用キャビティが構成されるので、複合成形体を低コストで製造できる。樹脂成形体が溶融樹脂の射出により形成されるので金属形成体と樹脂成形体との接合強度は大きく、また複雑な形状の金属形成体と樹脂成形体にも対応できる。

上記第１の実施の形態では、加工された金属形成体Ｍを固定金型側兼用凹部１１に残して型を開き、残した金属形成体Ｍと、可動スライド金型１５の樹脂用凸部１７とで構成されるキャビティ１８に溶融樹脂を充填して、金属成形体の内周面に樹脂成形体Ｐを成形しているが、これとは逆に、加工された金属形成体Ｍを可動スライド金型の凸部に残して、その外周面に樹脂成形体を成形することもできる。その第２の実施の形態が図３に示されている。第１の実施の形態の構成要素と同様な要素には同じ参照数字を付けて重複説明はしない。この第２の実施の形態によると、固定金型２０には２個の凹部２１、２２が、そして可動スライド金型２５には１個の凸部２６が設けられている。すなわち、固定金型２０のパーティング面側には、可動スライド金型２５の方に開口した所定大きさの固定金型側プレス用凹部２１と、同様に可動スライド金型２５の方に開口した固定金型側樹脂用凹部２２とが設けられている。換言すると、固定金型２０は機械加工部２１と樹脂成形部２２の両部からなっている。プレス用凹部２１は、詳しくは後述する可動スライド金型側兼用凸部２６と対をなすもので、該凸部２６よりも金属製ワークの板厚分だけ大きく、固定金型側樹脂用凹部２２も対をなすもので、金属形成体と樹脂成形体の合計板厚分だけ大きい。

可動スライド金型２５のパーティング面側には、型締時にプレスの上型の作用と樹脂成形用キャビティの構成部材の両作用を奏する１個の可動スライド金型側兼用凸部２６が設けられている。この兼用凸部２６は、後述する作用の説明からも明らかなように、樹脂成形体を成形するときのキャビティの間接的な構成部材の作用も奏するが、主としてプレス機の上型の作用を奏する。したがって、プレス機に適した材質から構成することができる。

第２の実施の形態の作用について説明する。図３の（イ）に示されているように、可動スライド金型２５を型開して上方の第１の位置に駆動する。そうすると、可動スライド金型側兼用凸部２６は、固定金型側プレス用凹部２１と整合する。所定大きさの金属製ワークＭＷをプレス用凹部２１に被せるようにしてセットする。そうして、可動盤５を固定盤１に対して型締めする。すなわち、可動スライド金型２５を固定金型２０に対して型締めする。この型締めにより、可動スライド金型側兼用凸部２６は上型の作用をし、下型の作用をする固定金型側プレス用凹部２１と共働して略箱形を呈する金属形成体Ｍが加工される。金属形成体Ｍが可動スライド金型側兼用凸部２６に残るようにして可動スライド金型２５を開く。

可動スライド金型２５を下方の第２位置へ駆動する。駆動した状態が図３の（ウ）に示されている。金属形成体Ｍが付いている兼用凸部２６は、今度は固定金型側樹脂用凹部２２と整合する。可動スライド金型２５を固定金型２０に対して締めする。そうすると、可動スライド金型側兼用凸部２６に付いている金属形成体Ｍの外周面と固定金型側樹脂用凹部２２との間に樹脂成形用キャビティ２３が構成される。このようにして、キャビティ２３が構成された状態が図３の（エ）に示されている。溶融樹脂を射出ノズル６からスプル７を介してキャビティ２３に向け射出・充填する。これにより、図には示されていないが、金属形成体と樹脂成形体とが一体化され、外周面が樹脂成形体で覆われた箱状の複合成形体が成形される。可動スライド金型２５を開いて複合成形体を取り出し、可動スライド金型２５を上方の第１の位置へ駆動する。そうすると、兼用凸部２６は固定金型側プレス用凹部２１と整合する。この整合した状態は、図３の（イ）に示されているように、製造の初期状態に戻っている。以下、前述したようにして箱状の複合成形体を製造する。

上記第１、２の実施の形態では、可動盤を固定盤に対して型締めする毎にプレス加工と樹脂成形とが交互に実施され、２回の型締め毎に１個の複合成形体が得られるが、型締めする毎に複合成形体が得られる製造装置が第３の実施の形態として図４、５に示されている。

前述した第１、２の実施の形態の構成要素と同じ、または同じような要素には同じ参照数字を付けて、以下図４、５により第３の実施の形態を説明する。第３の実施の形態によると、固定金型３０のパーティング面には３個の凹部３１、３２、３３が設けられているが、可動スライド金型３５には第１の実施形態と同様に２個の凸部３６、３７が設けられている。すなわち、図４の（ア）に示されているように、固定金型３０のパーティング面側の略中央部には所定大きさの１個の固定金型側プレス用凹部３１が設けられている。このプレス用凹部３１を挟んで、上下方向に所定の間隔をおいて第１、２の固定金型側樹脂用凹部３２、３３が設けられている。これらの第１、２の樹脂用凹部３２、３３は、プレス用凹部３１よりも樹脂成形体の板厚分だけ大きい。第１、２の樹脂用凹部３２、３３の側部には、ゲートを介して第１、２のスプル７、７’が開口している。射出ノズル６は、溶融樹脂を溶融状態に維持するホットランナ８に接続されている。このホットランナ８と第１、２のスプル７、７’は、それぞれ図に示されていないバルブゲートを介して接続されている。従って、射出ノズル６から射出される溶融樹脂は、バルブゲートを操作することによって、第１、２の樹脂成形用凹部３２、３３に射出・充填されるようになっている。なお、本実施の形態においてはホットランナ８において樹脂を溶融状態に維持しているが、これは第１、２のスプル７、７’において固化した樹脂を取り出せるようにするためである。ランナ、スプルの形状によっては、ランナ、スプル内において固化した樹脂を取り出すこともできる。この場合コールドランナによって実施することもできる。

可動スライド金型３５のパーティング面側には、第１、２の可動スライド金型側兼用凸部３６、３７が形成されている。可動スライド金型３５が上方の第１の位置へ駆動されると、第１の兼用凸部３６は第１の固定金型側樹脂用凹部３２と整合し、第２の兼用凸部３７は固定金型側プレス用凹部３１と整合するようになっている。下方の第２の位置へ駆動されると、今度は第１の兼用凸部３６が固定金型３０のプレス用凹部３１と整合し、第２の兼用凸部３７は第２の固定金型側樹脂用凹部３３と整合する。これらの第１、２の兼用凸部３６、３７は、金属形成体の板厚分だけ固定金型側プレス用凹部３１よりも小さく、樹脂用凹部３２、３３よりも金属形成体と樹脂成形体の合計の板厚分だけ小さい。

次に、第３実施の形態の作用について説明する。可動スライド金型３５を開いて、油圧ピストンユニット７により上方の第１の位置へ駆動する。そうすると、第２の可動スライド金型側兼用凸部３７が固定金型側プレス用凹部３１と整合する。所定大きさの金属製ワークＭＷを、図４の（イ）示されているように固定金型側プレス用凹部３１を覆うようにセットする。そうして、可動スライド金型３５を固定金型３０に対して型締めする。そうすると、第２の兼用凸部３７は上型、プレス用凹部３１は下型の作用を奏し、金属製ワークＭＷは略箱形に曲げ、あるいは絞り加工される。すなわち、金属形成体Ｍが形成される。

可動スライド金型３５を開く。このとき、形成された金属形成体Ｍが第２の可動スライド金型側兼用凸部３７に付いた状態で開く。付いた状態で可動スライド金型３５を開いた状態が図４の（ウ）に示されている。可動スライド金型３５を下方の第２の位置へ駆動する。そうすると、金属形成体Ｍが付いている第２の兼用凸部３７は、第２の固定金型側樹脂用凹部３３と整合する。第１の可動スライド金型側兼用凸部３６は固定金型側プレス用凹部３１と整合する。このように整合した状態が図４の（エ）に示されている。所定大きさの金属製ワークＭＷを、前述したように固定金型側プレス用凹部３１を覆うようにセットする。

可動スライド金型３５を型締めする。そうすると、金属製ワークＭＷは、第１の可動スライド金型側プレス用凸部３６と固定金型側プレス用凹部３１とにより金属形成体Ｍに加工される。同時に、可動スライド金型３５の第２の兼用凸部３７に付いている金属形成体Ｍと第２の固定金型樹脂用凹部３３とにより、樹脂成形体Ｐを成形するためのキャビティ３８が構成される。金属形成体Ｍに加工され、樹脂成形用キャビティ３８が構成された状態が図５の（ア）に示されている。

図示されていないバルブゲートを開いてホットランナ８と第２のスプル７’を連通し、可塑化された溶融樹脂を射出ノズル６から射出する。溶融樹脂は第２のスプル７’を通して樹脂成形用キャビティ３８に射出・充填される。この射出・充填により、金属形成体Ｍと一体化された樹脂成形体Ｐが成形される。すなわち、複合成形体Ｍ・Ｐが得られる。樹脂成形体Ｐの冷却・固化を待って可動スライド金型３５を開く。新しく加工された金属形成体Ｍは、第１の兼用凸部３６に付いて開かれる。複合成形体Ｍ・Ｐは突き出される。あるいは取り出される。このような状態が図５の（イ）に示されている。

可動スライド金型３５を上方の第１の位置へ駆動する。そうすると、第２の兼用凸部３７が固定金型側プレス用凹部３１と整合する。所定大きさの金属製ワークＭＷを、図５の（ウ）示されているように固定金型側プレス用凹部３１を覆うようにセットする。そうして、可動スライド金型３５を型締めする。そうすると、第１の可動スライド側兼用凸部３６と固定金型側プレス用凹部３１とにより、金属製ワークＭＷは略箱形の金属成形体Ｍに加工される。

型締めすると、第１の可動スライド金型側兼用凸部３６に付いている金属形成体Ｍと固定金型側樹脂用凹部３２とにより、樹脂成形体Ｐを成形するためのキャビティ３９も構成される。金属形成体Ｍが加工され、樹脂成形用キャビティ３９が構成された状態が図５の（エ）に示されている。

図示されていないバルブゲートを開いてホットランナ８と第１のスプル７を連通し、可塑化された溶融樹脂を射出ノズル６から射出して樹脂成形用キャビティ３９に射出・充填する。この射出・充填により、金属形成体Ｍと一体化された樹脂成形体Ｐが成形される。樹脂成形体Ｐの冷却・固化を待って可動スライド金型３５を開く。型締めにより加工された金属形成体Ｍは、第２の可動スライド金型側兼用凸部３７に付いて開かれる。複合成形体Ｍ・Ｐは突き出される。あるいは取り出される。次いで、可動スライド金型３５を第２の位置へ駆動する。第２の位置における固定金型側プレス用凹部３１と可動スライド金型３５の第１、２の兼用凸部３６、３７との位置関係は、図４の（エ）、図５の（ア）に示されているとおりである。以下、これらの図に関して説明したようにして、金属形成体Ｍを加工し、樹脂成形体Ｐを成形して複合成形体Ｍ・Ｐを製造する。

上記第１〜３の実施の形態では略箱形を呈する複合成形体Ｍ・Ｐが製造されているが、金型の凹部、凸部等を適宜選定することにより同様にして他の形状、例えばの板状の複合成形体を製造することもできる。また、上記第１、２の実施の形態では、金属製ワークを機械加工するための型締力と、キャビティを構成するため型締力とが異なるように実施することもできる。例えば、機械加工時には金属製ワークを所定形状に打ち抜く型締力、文字、数字、模様等を打刻する型締力等で型締めすることもできる。第１、２の実施の形態の変形例が図６、７に示されている。

図６は、図１に示す実施の形態の変形例であるので、同じような部材には同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて詳しい説明はしないが、固定金型１０’には１本のスプル７’のみが形成され、可動スライド金型１５’には第１、２の可動スライド金型側凹部１６’、１７’が形成されている。したがって、可動スライド金型１５’を開き、上方の第１の位置へ駆動して、固定金型１０’のパーティング面側の所定の部位に金属製ワークＭＷ’をセットする。そうして所定の力で型締めすると、例えば打刻に適した力で型締めする。固定金型１０’のパーティング面に加工されている型により文字、数字等が刻まれた板状の金属形成体Ｍ’が得られる。固定金型１０’の方に金属形成体Ｍ’が残るようにして可動スライド金型１５’を開く。開いた状態が図６の（ウ）に示されている。可動スライド金型１５’を下方の第２の位置へ駆動し、射出成形に適した所定の力で型締めする。そうすると、図６の(エ）に示されているように、第２の可動スライド金型側凹部１７’の内周面と金属形成体Ｍ’の外周面との間にキャビティ１８’が構成される。キャビティ１８’に溶融樹脂を充填して板状の複合成形体を得る。

図７は、図３に示されている実施の形態の変形例である。同様に簡略的に説明する。固定金型２０’のパーティング面側には、１個の固定金型側樹脂用凹部２２’が形成され、可動スライド金型２５’にも１個の可動スライド金型側兼用凹部２６’が形成されている。したがって、可動スライド金型２５’を開いて上方の第１の位置に駆動し、図７の（ア）に示されているように、固定金型２０’のパーティング面の所定の部位に金属製ワークＭＷ’をセットし、所定の力で例えば打刻に適した力で型締めする。このときの打刻は固定金型側兼用凹部２６’の底部で行われる。金属形成体Ｍ’が可動スライド金型側兼用凹部２６’に残るようにして型を開き、下方の第２の位置へ駆動する。そうして射出成形に適した型締力で型締めする。そうすると、金属形成体Ｍ’と固定金型側樹脂用凹部２２’との間にキャビティ２３’が構成される。キャビティ２３’に溶融樹脂を射出・充填すると、金属形成体Ｍ’と一体化された樹脂成形体が得られる。以下同様にして複合成形体を製造する。

１固定盤２可動盤
６射出ノズル７スプル
１０固定金型１５可動スライド金型
１１固定金型側兼用凹部
１６可動スライド金型側プレス用凸部
１７可動スライド金型側樹脂用凸部
１８樹脂成形用キャビティ
２０固定金型２５可動スライド金型
２１固定金型側プレス用凹部
２２固定金型側樹脂用凹部
２６可動スライド金型側兼用凸部
３０固定金型３５可動スライド金型
３１固定金型側プレス用凹部
３２第１の固定金型側樹脂用凹部
３３第２の固定金型側樹脂用凹部
３６第１の可動スライド金型側兼用凸部
３７第２の可動スライド金型側兼用凸部

Claims

固定金型と、該固定金型に対して型開閉される可動スライド金型とを使用して金属形成体に樹脂成形体が一体化された複合成形体を得る方法であって、
前記可動スライド金型を第１の位置に駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより金属製ワークを塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工をして金属形成体を得る工程と、
前記可動スライド金型を第２の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより前記可動スライド金型と前記工程で得られた金属形成体との間にキャビティを構成する工程と、
前記工程で構成されたキャビティに溶融樹脂を射出・充填して前記金属形成体に一体的に樹脂成形体を成形する工程と、からなることを特徴とする複合成形体の製造方法。
固定金型と、該固定金型に対して型開閉される可動スライド金型とを使用して金属形成体に樹脂成形体が一体化された複合成形体を得る方法であって、
前記可動スライド金型を第１の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより金属製ワークを塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工をして金属形成体を得る工程と、
前記可動スライド金型を、前記工程で得られた金属形成体が付いている状態で第２の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより前記金属形成体と前記固定金型との間にキャビティを構成する工程と、
前記工程で構成されたキャビティに溶融樹脂を射出・充填して前記金属形成体に一体的に樹脂成形体を成形する工程と、からなることを特徴とする複合成形体の製造方法。
固定金型と、該固定金型に対して型開閉される可動スライド金型とを使用して金属形成体に樹脂成形体が一体化された複合成形体を得る方法であって、
前記可動スライド金型を第１の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより、所定の加工位置で金属製ワークを塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工をして金属形成体を得る工程と、第１の所定の成形位置で前記固定金型と前回加工された金属形成体との間にキャビティを構成する工程とを実質的に同時に実施し、
前記キャビティに溶融樹脂を射出・充填して前記金属形成体に一体的に樹脂成形体を成形して複合成形体を製造し、
前記可動スライド金型を第２の位置へ駆動して前記固定金型に対して型締めすることにより、前記所定の加工位置で金属製ワークを塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工をして金属形成体を得る工程と、第２の他の所定の成形位置で前記固定金型と前回加工された金属形成体との間にキャビティを構成する工程とを実質的に同時に実施し、
前記キャビティに溶融樹脂を射出・充填して前記金属形成体に一体的に樹脂成形体を成形して複合成形体を製造し、
前記複合成形体の製造を繰り返すことにより、前記可動スライド金型を前記固定金型に対して型締めする毎に複合成形体を製造することを特徴とする、複合成形体の製造方法。
固定金型と、該固定金型に対して型開閉されると共にスライド的に駆動されて第１、２の型締め位置を採る可動スライド金型とからなり、
前記固定金型のパーティング面側には、金属製ワークが塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工を受けると共に樹脂成形体が成形される兼用部位が設けられ、
前記可動スライド金型のパーティング面側には、前記固定金型の兼用部位と共働する機械加工用部位と、同様に前記兼用部位と共働する成形用部位とが設けられ、
前記可動スライド金型が第１の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の加工用部位と前記固定金型の兼用部位とにより金属製ワークが金属形成体に機械的に加工され、
前記可動スライド金型が第２の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の成形部位と前記固定金型の兼用部位とにより樹脂成形体の成形用キャビティが構成されることを特徴とする複合成形体の製造装置。
固定金型と、該固定金型に対して型開閉されると共にスライド的に駆動されて第１、２の型締め位置を採る可動スライド金型とからなり、
前記固定金型のパーティング面側には、金属製ワークが塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工を受ける加工用部位と、樹脂成形体が成形される成形用部位とが設けられ、
前記可動スライド金型のパーティング面側には、前記固定金型の加工用部位と成形用部位とに共働する兼用部位が設けられ、
前記可動スライド金型が第１の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の兼用部位と前記固定金型の加工用部位とにより金属製ワークが金属形成体に加工され、
前記可動スライド金型が第２の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の兼用部位と前記固定金型の成形用部位とにより樹脂成形体の成形用キャビティが構成されることを特徴とする複合成形体の製造装置。
固定金型と、該固定金型に対して型開閉されると共にスライド的に駆動されて第１、２の型締め位置を採る可動スライド金型とからなり、
前記固定金型のパーティング面側には、金属製ワークが塑性変形加工、パンチ穴明け加工等の機械的加工を受ける加工用凹部と、樹脂成形体が成形される第１、２の樹脂用凹部とが設けられ、
前記可動スライド金型のパーティング面側には、前記固定金型の加工用凹部と前記第１の樹脂用凹部と共働する可動スライド金型側の第１の兼用凸部と、同様に前記固定金型の加工用凹部と前記第２の樹脂用凹部と共働する可動スライド金型側の第２の兼用凸部とが設けられ、
前記可動スライド金型が第１の位置で型締めされると、前記可動スライド金型側の前記第２の兼用凸部と前記固定金型の加工用凹部とにより金属製ワークが加工されると共に、前記可動スライド金型側の第１の兼用凸部と前記固定金型の第１の樹脂用凹部とにより樹脂成形体の成形用キャビティが構成され、
前記可動スライド金型が第２の位置で型締めされると、前記可動スライド金型の兼用凸部と前記固定金型の加工用凹部とにより金属製ワークが加工されると共に、前記可動スライド金型の第２の兼用凸部と前記第２の樹脂用凹部とにより樹脂成形体の成形用キャビティが構成されることを特徴とする複合成形体の製造装置。