JP2022189013A - 金属樹脂複合体を製造するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属樹脂複合体を製造するための装置および方法において、樹脂材の意図しない箇所への漏出を抑制する。
【解決手段】装置５０は、金属部材１０および樹脂材２０をプレス成形して金属樹脂複合体１を製造するためのものである。装置５０は、金属部材１０および樹脂材２０を挟み込む上型１１０および下型１２０を備える金型を備える。また、装置５０は、金属部材１０および樹脂材２０を覆うように上型１１０および下型１２０の間に配置されるシート状の封止部材１５０を備える。また、装置５０は、上型１１０および下型１２０の少なくとも一方を鉛直方向に移動させる駆動部１３０を備える。上型１１０および下型１２０によって樹脂材２０を配置するためのキャビティＣが設けられる。封止部材１５０を上型１１０および下型１２０で挟持することによってキャビティＣを封止する。
【選択図】図７

Description

本発明は、金属樹脂複合体を製造するための装置および方法に関する。

金属部材および熱硬化性を有する樹脂材をプレス成形して金属樹脂複合体を製造するための装置が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０２０－１０４４１１号公報

上記金属樹脂複合体を成形する場合、樹脂のみをプレス成形する場合と比べて上型と下型の隙間を閉じることが難しい。その結果、金型の上型と下型との隙間を通じて樹脂材が意図しない箇所に漏出するおそれがある。そのような樹脂材の漏出は、例えば、後の組立工程でのスポット溶接不良、金型のその他の隙間への樹脂材流入による金型固着、または、樹脂材の充填圧不足による未充填などの問題につながる。

本発明は、金属樹脂複合体を製造するための装置および方法において、樹脂材の意図しない箇所への漏出を抑制することを課題とする。

本発明の第１の態様は、金属部材および樹脂材をプレス成形して金属樹脂複合体を製造するための装置であって、前記金属部材および前記樹脂材を挟み込む上型および下型を備える金型と、前記金属部材および前記樹脂材を覆うように前記上型および前記下型の間に配置されるシート状の封止部材と、前記上型および前記下型の少なくとも一方を鉛直方向に移動させる駆動部とを備え、前記上型および前記下型によって前記樹脂材を配置するためのキャビティが設けられ、前記封止部材を前記上型および前記下型で挟持することによって前記キャビティを封止する、装置を提供する。

この構成によれば、樹脂材を配置するためのキャビティが、シート状の封止部材に覆われるように封止されている。そのため、上型および下型が閉じられ、樹脂材のキャビティにおける充填圧が高められても、樹脂材はキャビティの内部に留まり、キャビティから漏出することを抑制できる。従って、樹脂材の意図しない箇所への漏出を抑制できる。

前記上型は、前記金属部材を押さえるためのホルダーと、成形するためのパンチとを有しており、前記封止部材を前記ホルダーおよび前記下型で挟持することによって前記キャビティを封止してもよい。

この構成によれば、封止部材をホルダーおよび下型で先に挟持するため、キャビティは成形前に封止された状態となる。そのため、上型および下型が閉じられても、樹脂材がキャビティから漏出することを抑制できる。また、パンチおよびホルダーの間に生じている隙間を封止部材で保護できる。

前記金属樹脂複合体は、長手方向に垂直な断面において、水平方向に延びる底壁部と、前記底壁部の両端から立ち上がる側壁部と、前記側壁部から水平方向外側に延びるフランジ部とを有し、前記上型は、前記断面において、前記底壁部を成形する第１成形上面と、前記側壁部を成形する第２成形上面と、前記フランジ部を成形する第３成形上面とを有し、前記第２成形上面には、段差が設けられていてもよい。

この構成によれば、樹脂材がキャビティから漏出するためには、上型の段差を越えて流動する必要があるため、樹脂材の漏出を抑制できる。従って、樹脂材のキャビティにおける充填圧を高め、品質を高めることができる。

前記装置は、前記金属部材の長手方向に垂直な断面において、前記封止部材の両端を把持し、前記封止部材の撓み具合を調整可能な把持装置と、前記断面において、前記上型および前記下型が閉じられた状態で、前記封止部材の前記樹脂材に接する第１部分の長さが、前記上型の前記キャビティを形成する第２部分の長さと等しくなるように前記把持装置を制御して前記封止部材の撓み具合を調整する制御装置とをさらに備えてもよい。

この構成によれば、上型および下型が閉じられた状態では、樹脂材に接している封止部材には皺が無い状態である。そのため、樹脂材に皺が転写されることがなく、品質が向上され得る。

前記装置は、前記金型を既定の温度まで昇温させる加熱部をさらに備え、前記封止部材は、前記既定の温度に対する耐熱性と、前記樹脂材に対する剥離性とを有していてもよい。

この構成によれば、樹脂材の硬化時、すなわち、金型の昇温時に封止部材が熱で溶けて破れることが抑制され得る。また、プレス成形が終了し封止部材を取り除く際に、封止部材が樹脂材に付着することが抑制され、品質が向上され得る。

前記封止部材は、弾力性を有していてもよい。

この構成によれば、封止部材が弾力性を有することにより、上型と金属部材との間に生じている隙間を塞ぐため、プレス成形時にキャビティが容易に密閉され得る。また、樹脂材をキャビティに封止した状態で、さらに上型および下型の距離を縮めることができるため、樹脂材のキャビティにおける充填圧を高め、品質を高めることができる。

本発明の第２の態様は、金属部材および樹脂材をプレス成形して金属樹脂複合体を製造するための方法であって、前記樹脂材を配置するためのキャビティを設ける上型および下型によって封止部材と共に前記金属部材および前記樹脂材を挟み込み、前記封止部材を前記上型および前記下型で挟持することによって前記キャビティを封止することを含む、方法を提供する。

この構成によれば、樹脂材を配置するためのキャビティが、シート状の封止部材に覆われるように封止されている。そのため、上型および下型が閉じられ、樹脂材のキャビティにおける充填圧が高められても、樹脂材はキャビティの内部に留まり、キャビティから漏出することを抑制できる。従って、樹脂材の意図しない箇所への漏出を抑制できる。

前記方法は、前記金属部材の長手方向に垂直な断面において、前記上型および前記下型が閉じられた状態で、前記封止部材の前記樹脂材に接する第１部分の長さが、前記上型の前記キャビティを形成する第２部分の長さと等しくなるように前記封止部材が配置されることを含んでいてもよい。

この構成によれば、上型および下型が閉じられた状態では、樹脂材に接している封止部材には皺が無い状態である。そのため、樹脂材に皺が転写されることがなく、品質が向上され得る。

本発明によれば、金属樹脂複合体を製造するための装置および方法において、樹脂材の意図しない箇所への漏出を抑制できる。

金属樹脂複合体の断面図。 第１実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第１工程を示す断面図。 第１実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第２工程を示す断面図。 第１実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第３工程を示す断面図。 第１実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第４工程を示す断面図。 第１実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第５工程を示す断面図。 第１実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第６工程を示す断面図。 第１実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第７工程を示す断面図。 第１実施形態の第１変形例における金属樹脂複合体を製造するための方法の第６工程を示す断面図。 第１実施形態の第２変形例における金属樹脂複合体を製造するための方法の第６工程を示す断面図。 第２実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第１工程を示す断面図。 第２実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第２工程を示す断面図。 第２実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第３工程を示す断面図。 第２実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第４工程を示す断面図。 第２実施形態における金属樹脂複合体を製造するための方法の第５工程を示す断面図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態として、金属樹脂複合体を製造するための装置および方法について説明する。

（第１実施形態）
図１を参照して、本実施形態で製造される金属樹脂複合体１は、金属板（金属部材）１０と、樹脂材２０とを含んでいる。金属樹脂複合体１は、長手方向に垂直な断面においてハット形をしている。詳細には、ハット形状を有する金属板１０の内面（凹面）に樹脂材２０が固着されることによって金属樹脂複合体１が構成されている。ただし、金属樹脂複合体１の形状は、ハット形に限定されず、任意の形状であり得る。

金属樹脂複合体１は、水平方向に延びる底壁部２と、底壁部２の両端から立ち上がる側壁部３と、側壁部３から水平方向外側に延びるフランジ部４とを有している。底壁部２は金属板１０と樹脂材２０とからなり、側壁部３は金属板１０と樹脂材２０とからなり、フランジ部４は金属板１０のみからなる。本実施形態では、側壁部３における樹脂材２０は、底壁部２からフランジ部４に向かって側壁部３の途中で、樹脂材２０が端面２０ａにて終端している。

図２～８を参照して、本実施形態における金属樹脂複合体１を製造するための装置５０および方法について説明する。図面では、水平方向をＸ方向として示し、鉛直方向（上下方向）をＹ方向として示す。また、金属樹脂複合体１（金属板１０と樹脂材２０）および封止部材１５０については、断面であることを示すハッチングを付すが、その他の部材については図示を明瞭にするためハッチングを省略する。

本実施形態では、図２～８に示す第１～７工程を順に実行する中で２回のプレス成形を実行する。図２～５に示す第１～４工程で１回目のプレスを実行し、図５～８に示す第４～７工程で２回目のプレスを実行する。なお、本実施形態では、１回目と２回目のプレスを同一の金型１００で実行するが、１回目と２回目のプレスを別の金型で実行してもよい。

本実施形態における金属樹脂複合体１を製造するための装置５０は、金型１００と、金型１００を駆動する駆動部１３０と、金型を加熱する加熱部１４０とを有している。なお、駆動部１３０および加熱部１４０は、プレス成形を実行可能な公知のものを使用でき、詳細を図示することなく概念図として図２にのみ示し、図３以降での図示を省略する。

金型１００は、金属板１０および樹脂材２０をプレス成形して金属樹脂複合体１を製造するものである。金型１００は、金属板１０および樹脂材２０を挟み込む上型１１０と下型１２０とを有している。上型１１０は駆動部１３０によって鉛直方向に移動可能であり、即ち下型１２０に対して接近および離反可能に構成されている。ただし、駆動部１３０による金型１００の駆動態様については特に限定されず、駆動部１３０は上型１１０および下型１２０の少なくとも一方を鉛直方向に移動させるものであり得る。

本実施形態では、上型１１０は、金属板１０を押さえるためのホルダー１１０ｂと、成形するためのパンチ１１０ａとを有している。パンチ１１０ａおよびホルダー１１０ｂは、駆動部１３０によって独立して鉛直方向に移動可能となっている。また、パンチ１１０ａとホルダー１１０ｂとの間には隙間１１４が生じている。

上型１１０は、底壁部２（図１参照）を成形する第１成形上面１１１と、側壁部３（図１参照）を成形する第２成形上面１１２と、フランジ部４（図１参照）を成形する第３成形上面１１３とを有している。詳細には、パンチ１１０ａが第１成形上面１１１と第２成形上面１１２とを有し、ホルダー１１０ｂが第３成形上面１１３を有する。本実施形態では、第１成形上面１１１および第３成形上面１１３は水平面として構成されており、第２成形上面１１２は第１成形上面１１１および第３成形上面１１３を接続するとともに鉛直方向から傾斜して構成されている。

本実施形態では、第２成形上面１１２に段差１１２ａが設けられている。段差１１２ａは、第１成形上面１１１から第３成形上面１１３に向かって一段上がるように設けられている。

下型１２０は、底壁部２（図１参照）を成形する第１成形下面１２１と、側壁部３（図１参照）を成形する第２成形下面１２２と、フランジ部４（図１参照）を成形する第３成形下面１２３とを有している。本実施形態では、第１成形下面１２１および第３成形下面１２３は水平面として構成されており、第２成形下面１２２は第１成形下面１２１および第３成形下面１２３を接続するとともに鉛直方向から傾斜して構成されている。第１成形下面１２１は第１成形上面１１１と対向して配置され、第２成形下面１２２は第２成形上面１１２と対向して配置され、第３成形下面１２３は第３成形上面１１３と対向して配置されている。

図２に示す第１工程では、加熱部１４０によって上型１１０および下型１２０を加熱し既定の温度（例えば、１４０～１８０℃）まで昇温させ、プレス成形可能に準備する。また、成形前の平板状の金属板１０を下型１２０の上に載置する。

図３に示す第２工程では、ホルダー１１０ｂを下降させ、金属板１０の両端を下型１２０に押さえる。

図４に示す第３工程では、パンチ１１０ａを下降させ、金属板１０を上型１１０と下型１２０とによって挟み込んで概ねハット形にプレス成形する。上型１１０と下型１２０とが閉じられた状態において、第１成形上面１１１と第１成形下面１２１との間の距離ｄ１は金属板１０の厚みｔよりも大きく（ｄ１＞ｔ）、第３成形上面１１３と第３成形下面１２３との間の距離ｄ３は金属板１０の厚みｔと概略等しい（ｄ３＝ｔ）。また、段差１１２ａの下方における第２成形上面１１２と第２成形下面１２２との間の距離ｄ２１は金属板１０の厚みｔよりも大きく（ｄ２１＞ｔ）、段差１１２ａの上方における第２成形上面１１２と第２成形下面１２２との間の距離ｄ２２は金属板１０の厚みｔに対して概略等しいかまたはわずかに大きい（ｄ２２＝ｔまたはｄ２２＞ｔ）。本工程では、樹脂材２０（図５～８参照）は未だ充填されておらず、金属板１０のみを上型１１０と下型１２０とによって挟み込む。第１～２成形上面１１１～１１２と第１～２成形下面１２１～１２２（詳細には金属板１０）との間には、樹脂材２０を充填するためのキャビティＣが設けられている。

図５に示す第４工程では、上型１１０を上昇させる。このとき、金属板１０は最終形状（本実施形態ではハット形）に近い形状に成形されている。次に、金属板１０上には必要な寸法に裁断したシート状の樹脂材２０（プリプレグともいう。）を載置する。本実施形態では、ＳＭＣ（Sheet Molding Compound）法と称される成形法によって、当該樹脂材２０を高温高圧下で硬化させる（後述する第６工程参照）。本実施形態では、樹脂材２０として、樹脂にガラス繊維や炭素繊維を含侵させた繊維強化樹脂（FRP：Fiber Reinforced Plastic）を使用する。また、本実施形態では、樹脂材２０は、熱硬化性を有している。本工程では、樹脂材２０は未だ加熱されておらず、即ち硬化していない。なお、樹脂材２０は、シート状である必要はなく、任意の形状をとり得る。

次に、封止部材１５０を金属板１０と樹脂材２０とを上方から覆うように上型１１０および下型１２０の間に配置する。本実施形態では、封止部材１５０は、金属板１０の上面１０ａ全体を覆うように配置されている。封止部材１５０は、シート状の部材である。好ましくは、封止部材１５０は、耐熱性、剥離性、および弾力性を有する。ここで、耐熱性とは、プレス成形時の上型１１０および下型１２０の既定の温度（例えば、１４０～１８０℃）に対する耐熱性を指す。また、剥離性とは、樹脂材２０に対する剥離性を指し、封止部材１５０に樹脂材２０が付着することなく封止部材１５０を取り除けることを指す。また、弾力性とは、上型１１０および下型１２０のプレスに耐える伸縮性を指す。例えば、封止部材１５０は、耐熱性および剥離性の観点からテフロン（登録商標）のシートであってもよい。例えば、封止部材１５０は、弾力性の観点からシリコンゴムのシートであってもよい。

本実施形態では、封止部材１５０は、把持装置１６０によって搬送および配置される。把持装置１６０は、図５の断面において、封止部材１５０の両端を把持している。把持装置１６０は、封止部材１５０を把持した状態で、封止部材１５０の撓み具合を調整可能に水平方向に移動可能となっている。把持装置１６０の動作は制御装置１７０によって制御されている。制御装置１７０によって、把持装置１６０を水平方向外側または内側に移動させることで、封止部材１５０の撓み具合を調整できる。この調整により、封止部材１５０は、上型１１０と下型１２０が閉じられた状態において、すなわち、後述の図７に示す第６工程で、封止部材１５０の樹脂材２０に接する第１部分１５１の長さが、パンチ１１０ａのキャビティＣを形成する領域の第２部分１１５の長さと等しくなるように配置される。具体的には、弾力性を有する封止部材１５０を使用する場合、上型１１０と下型１２０が開かれた状態（図５に示す第４工程）において、第１部分１５１（図５の太線部参照）の長さが第２部分１１５（図５の太線部参照）の長さよりもわずかに短くなるように封止部材１５０を撓ませて把持する。弾力性を有していない封止部材１５０を使用する場合、第１部分１５１の長さが第２部分１１５の長さと等しくなるように封止部材１５０を撓ませて把持する（図示せず）。このようにして、後述の図７に示す第６工程で、上型１１０と下型１２０が閉じられると、封止部材１５０が伸び、第１部分１５１の長さが第２部分１１５の長さと等しくなる。

把持装置１６０は、上型１１０と一体構造であってもよい。例えば、把持装置１６０は、ホルダー１１０ｂと一体構造であってもよい（図示せず）。また、把持装置１６０を設けず、上型１１０に封止部材１５０を予め貼付する構成であってもよい。例えば、ホルダー１１０ｂに封止部材１５０を予め貼付してもよい（図示せず）。これらの場合、第４工程で封止部材１５０を配置するのではなく、後述の第５工程でホルダー１１０ｂが下降するのと同時に封止部材１５０が配置される。

また、本実施形態に示すように、１回目と２回目のプレスを同一の金型１００で実行する場合、封止部材１５０を配置したままで１回目のプレスを実行してもよい。また、封止部材１５０を配置せずに１回目のプレスを実行し、２回目のプレスを実行する際に封止部材１５０を配置してもよい。

図６に示す第５工程では、ホルダー１１０ｂがパンチ１１０ａよりも先に下降して、金属板１０および封止部材１５０の両端を下型１２０に押さえる。すなわち、キャビティＣは、封止部材１５０をホルダー１１０ｂおよび下型１２０で挟持することによって封止されている。

図７に示す第６工程では、パンチ１１０ａを下降させ、金属板１０、樹脂材２０、および封止部材１５０を上型１１０と下型１２０とによって挟み込んでハット形にプレス成形する。このとき、キャビティＣには樹脂材２０が充填される。すなわち、ＳＭＣ法によって、必要な寸法に裁断した樹脂材２０を金型１００に投入し、高温高圧下で硬化させる。本実施形態では、キャビティＣは、上型１１０（詳細には封止部材１５０）と下型１２０（詳細には金属板１０）とによって挟み込まれて形成される段差１１２ａより下方の空間をいう。

図８に示す第７工程では、上型１１０を上昇させ、封止部材１５０を取り除く。金属板１０は、最終形状（本実施形態ではハット形）に成形され、金属板１０の上面１０ａ（ハット形の凹面）には樹脂材２０が固着され、金属樹脂複合体１が形成されている。

本実施形態では、１つの装置５０を使用して、第１～４工程で１回目のプレスを実行し、金属板１０を最終形状に近い形状に成形し、第４～７工程で２回目のプレスを実行し、樹脂材２０を金属板１０に固着させ金属樹脂複合体１を形成する。しかし、例えば、別の装置で金属板１０を最終形状に成形し、その金属板１０に対して本実施形態の装置５０および方法（第４～７工程）で樹脂材２０を固着させ金属樹脂複合体１を形成してもよい。

本実施形態によれば、樹脂材２０を配置するためのキャビティＣが、シート状の封止部材１５０に覆われるように封止されている。そのため、上型１１０および下型１２０が閉じられ、樹脂材２０のキャビティＣにおける充填圧が高められても、樹脂材２０はキャビティＣの内部に留まり、キャビティＣから漏出することを抑制できる。従って、樹脂材２０の意図しない箇所（例えばフランジ部４や隙間１１４など）への漏出を抑制できる。

また、封止部材１５０をホルダー１１０ｂおよび下型１２０で先に挟持するため、キャビティＣは成形前に封止された状態となる。そのため、上型１１０および下型１２０が閉じられても、樹脂材２０がキャビティＣから漏出することを抑制できる。また、パンチ１１０ａおよびホルダー１１０ｂの間に生じている隙間１１４を封止部材１５０で保護できる。

また、樹脂材２０がキャビティＣから漏出するためには、上型１１０の段差１１２ａを越えて流動する必要があるため、樹脂材２０の漏出を抑制できる。従って、樹脂材２０のキャビティＣにおける充填圧を高め、品質を高めることができる。

また、制御装置１７０によって封止部材１５０の撓み具合が好適に調整されているため、上型１１０および下型１２０が閉じられた状態で、樹脂材２０に接している封止部材１５０には皺が無い状態である。そのため、樹脂材２０に皺が転写されることがなく、品質が向上され得る。

また、封止部材１５０は耐熱性を有することにより、樹脂材２０の硬化時、すなわち、金型１００の昇温時に封止部材１５０が熱で溶けて破れることが抑制され得る。また、封止部材１５０は剥離性を有することにより、プレス成形が終了し封止部材１５０を取り除く際、封止部材１５０が樹脂材２０に付着することが抑制され、品質が向上され得る。

また、封止部材１５０が弾力性を有することにより、上型１１０と金属板１０との間に生じている隙間を塞ぐため、プレス成形時にキャビティＣが容易に密閉され得る。また、樹脂材２０をキャビティＣに封止した状態で、さらに上型１１０および下型１２０の距離を縮めることができるため、樹脂材２０のキャビティＣにおける充填圧を高め、品質を高めることができる。

図７の変形例を示す図９を参照すると、パンチ１１０ａの第２成形上面１１２に段差１１２ａが設けられておらず、キャビティＣは第２成形上面１１２および第２成形下面１２２の間全体に亘って形成されている。そのため、樹脂材２０は側壁部３全体に固着される。すなわち、樹脂材２０によって強固に補強された金属樹脂複合体１が製造され得る。

図７の他の変形例を示す図１０を参照すると、パンチ１１０ａの第２成形上面１１２に段差１１２ａが設けられておらず、キャビティＣは第１成形上面１１１および第１成形下面１２１の間にのみ形成されている。そのため、樹脂材２０は底壁部２のみに固着される。すなわち、樹脂材２０の固着範囲が絞られた、重量面および経済面において優れた金属樹脂複合体１が製造され得る。

（第２実施形態）
図１１～１５を参照して、第２実施形態における金属樹脂複合体１を製造するための装置５０および方法について説明する。

図１１～１５に示す本実施形態は、パンチ１１０ａおよびホルダー１１０ｂは一体で上型１１０を構成している。これに関する以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した部分については説明を省略する場合がある。

本実施形態では、上型１１０が一体として第１実施形態におけるパンチ１１０ａおよびホルダー１１０ｂを構成している。すなわち、第１成形上面１１１、第２成形上面１１２、および第３成形上面１１３が一体で駆動部（図示せず）によって鉛直方向に移動される。

本実施形態では、図１１～１５に示す第１～５工程を順に実行する中で２回のプレス成形を実行する。図１１～１３に示す第１～３工程で１回目のプレス成形を実行し、図１３～１５に示す第３～５工程で２回目のプレス成形を実行する。

図１１～１３に示す第１～３工程の１回目のプレス成形において、第１実施形態と異なり、上型１１０は一体で下降して金属板１０をプレス成形する。本実施形態の第１～３工程は、このように上型１１０が一体駆動すること以外については第１実施形態の第１～４工程と実質的に同じである。

図１３～１５に示す第３～５工程の２回目のプレス成形においても第１実施形態と異なり、上型１１０は一体で下降して金属板１０と樹脂材２０とをプレス成形する。本実施形態の第３～５工程は、このように上型１１０が一体駆動すること以外については第１実施形態の第４～７工程と実質的に同じである。

本実施形態では、封止部材１５０によって上型１１０と下型１２０との隙間が塞がれるため、樹脂材２０がキャビティＣから漏出することが抑制され得る。

以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態や変形例の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。

また、樹脂材２０として熱可塑性樹脂にガラス繊維または炭素繊維を含侵させたものを使用してもよい。この場合、樹脂材２０を加熱して軟化させた状態で金型１００に投入する。そして、金型１００内において金属板１０上で冷却して硬化させることで金属樹脂複合体１を製造する。

金属樹脂複合体１において、金属板１０と樹脂材２０との間に接着層を設けてもよい。この場合、接着層を設けることで、金属部材１０と樹脂材２０とを強固に一体成形することができる。

１ 金属樹脂複合体
２ 底壁部
３ 側壁部
３ａ 段差部
４ フランジ部
１０ 金属板（金属部材）
１０ａ 上面
２０ 樹脂材
２０ａ 端面
５０ 装置
１００ 金型
１１０ 上型
１１０ａ パンチ
１１０ｂ ホルダー
１１１ 第１成形上面
１１２ 第２成形上面
１１２ａ 段差
１１３ 第３成形上面
１１４ 隙間
１１５ 第２部分
１２０ 下型
１２１ 第１成形下面
１２２ 第２成形下面
１２３ 第３成形下面
１３０ 駆動部
１４０ 加熱部
１５０ 封止部材
１５１ 第１部分
１６０ 把持装置
１７０ 制御装置
Ｃ キャビティ

Claims (8)

1. 金属部材および樹脂材をプレス成形して金属樹脂複合体を製造するための装置であって、
   前記金属部材および前記樹脂材を挟み込む上型および下型を備える金型と、
   前記金属部材および前記樹脂材を覆うように前記上型および前記下型の間に配置されるシート状の封止部材と、
   前記上型および前記下型の少なくとも一方を鉛直方向に移動させる駆動部と
   を備え、
   前記上型および前記下型によって前記樹脂材を配置するためのキャビティが設けられ、
   前記封止部材を前記上型および前記下型で挟持することによって前記キャビティを封止する、装置。
2. 前記上型は、
   前記金属部材を押さえるためのホルダーと、
   成形するためのパンチと
   を有しており、
   前記封止部材を前記ホルダーおよび前記下型で挟持することによって前記キャビティを封止する、請求項１に記載の装置。
3. 前記金属樹脂複合体は、長手方向に垂直な断面において、水平方向に延びる底壁部と、前記底壁部の両端から立ち上がる側壁部と、前記側壁部から水平方向外側に延びるフランジ部とを有し、
   前記上型は、前記断面において、前記底壁部を成形する第１成形上面と、前記側壁部を成形する第２成形上面と、前記フランジ部を成形する第３成形上面とを有し、
   前記第２成形上面には、段差が設けられている、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記金属部材の長手方向に垂直な断面において、前記封止部材の両端を把持し、前記封止部材の撓み具合を調整可能な把持装置と、
   前記断面において、前記上型および前記下型が閉じられた状態で、前記封止部材の前記樹脂材に接する第１部分の長さが、前記上型の前記キャビティを形成する第２部分の長さと等しくなるように前記把持装置を制御して前記封止部材の撓み具合を調整する制御装置と
   をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
5. 前記金型を既定の温度まで昇温させる加熱部をさらに備え、
   前記封止部材は、前記既定の温度に対する耐熱性と、前記樹脂材に対する剥離性とを有する、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
6. 前記封止部材は、弾力性を有する、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
7. 金属部材および樹脂材をプレス成形して金属樹脂複合体を製造するための方法であって、
   前記樹脂材を配置するためのキャビティを設ける上型および下型によって封止部材と共に前記金属部材および前記樹脂材を挟み込み、
   前記封止部材を前記上型および前記下型で挟持することによって前記キャビティを封止する
   ことを含む、方法。
8. 前記金属部材の長手方向に垂直な断面において、前記上型および前記下型が閉じられた状態で、前記封止部材の前記樹脂材に接する第１部分の長さが、前記上型の前記キャビティを形成する第２部分の長さと等しくなるように前記封止部材が配置されることを含む、請求項７に記載の方法。

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