JP6231462B2 - 板状複合部材および板状複合部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属板とその金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材に関し、樹脂層の金属板からの剥がれを抑制する技術に関する。

金属板とその金属板に固着された樹脂層とを備える板状複合部材が知られている。たとえば、特許文献１の板状複合部材がそれである。

特許文献１の板状複合部材は、抜き印刷により形成された模様などに対応する透穴が備えられた印刷インキ層の、その透穴にコーティング層を介して文字部とされる金属層が圧入される、樹脂成形品の表面に一体的に貼り付けられる加飾フィルムの一部として利用されるものである。特許文献１の図１に示されるように、成形金型のキャビティー内に上記印刷インキ層、コーティング層、金属層、接着剤層、樹脂フィルム層の５層から成る加飾フィルムが設置された状態で、その成形金型のキャビティー内に樹脂が射出されると、コーティング層と、金属層、接着剤層および樹脂フィルム層から成る板状複合部材とが、その射出圧を受けて印刷インキ層の透穴に向かって湾曲し、コーティング層で覆われた金属層が透穴に圧入される。このとき、板状複合部材の金属層と樹脂フィルム層とは、金属層の上記印刷インキ層の透穴への圧入により生じた凹部に、接着剤層を介して樹脂フィルム層の一部が入り込んだ状態で固着される。

特開平１−２２２９４４号公報

しかし、上記特許文献１の板状複合部材によれば、金属層の凹部に樹脂フィルム層の一部が入り込んでいるだけであるため、樹脂フィルム層から金属層が剥がれる可能性があることから、樹脂フィルム層と金属層との間に接着剤層を介在させる必要があるという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、接着剤を用いることなく、樹脂層の金属板からの剥がれを抑制した金属板と金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材およびその板状複合部材の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための第１発明の要旨とするところは、金属板と、該金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材であって、前記金属板は、貫通穴が形成された第１金属板部と、該第１金属板部の端部から折り曲げられて該第１金属板部に密接状態で重ねられた第２金属板部とを有し、前記第２金属板部の折り曲げられた端部とは反対側の前記貫通穴よりも小さな幅寸法の端部は、前記第１金属板部の前記貫通穴内に曲げ入れられ、前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着された前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面には、樹脂がインサート成形により固着されたことにある。

第１発明によれば、前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着された前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面に樹脂がインサート成形されるため、前記貫通穴に挿入された前記第２金属板部の折り曲げられた端部とは反対側の端部は、前記貫通穴内において前記樹脂内で包まれた状態で固着される。これにより、接着剤を用いることなく、板状複合部材の樹脂層の金属板からの剥がれが抑制される。

また、第２発明の板状複合部材の製造方法の要旨とするところは、金属板と、該金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材の製造方法であって、前記金属板に貫通穴を形成する打ち抜き工程と、前記貫通穴が形成された第１金属板部と、該第１金属板部の端部から折り曲げられた第２金属板部とが密接状態で重なるように、前記金属板を折り曲げる折り曲げ工程と、前記第２金属板部の端部を前記貫通穴に成形金型に設けた突起で押し入れた状態で、前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着される前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面に樹脂をインサート成形する樹脂成形工程とを、含むことにある。これにより、樹脂層を形成する成形金型に設けられた突起により前記第２金属板部の折り曲げられた端部とは反対側の端部が前記貫通穴に押し入れられるため、新たな工程を追加することなく、接着剤を用いずに樹脂層の金属板からの剥がれが抑制される板状複合部材を得ることができる。

また、第３発明の板状複合部材の製造方法の要旨とするところは、金属板と、該金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材の製造方法であって、前記金属板に貫通穴を形成する打ち抜き工程と、前記貫通穴が形成された第１金属板部と、該第１金属板部の端部から折り曲げられた第２金属板部とが密接状態で重なるように、前記金属板を折り曲げる折り曲げ工程と、前記第２金属板部の端部をプレス押圧して前記貫通穴に押し入れるプレス押圧工程と、前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着される前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面に樹脂をインサート成形する樹脂成形工程とを、含むことにある。これにより、樹脂層の金属板からの剥がれが抑制される板状複合部材を得ることができる。

また、第４発明の板状複合部材の製造方法の要旨とするところは、金属板と、該金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材の製造方法であって、前記金属板に貫通穴を形成する打ち抜き工程と、前記貫通穴が形成された第１金属板部と、該第１金属板部の端部から折り曲げられた第２金属板部とが密接状態で重なるように、前記金属板を折り曲げる折り曲げ工程と、前記第２金属板部の端部を成形金型内へ射出される樹脂により押圧して前記貫通穴に押し入れるとともに、前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着される前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面に樹脂をインサート成形する樹脂成形工程とを、含むことにある。これにより、成形金型内へ射出される樹脂により押圧されることにより、第２金属板部の折り曲げられた側の端部とは反対側の端部が貫通穴内へ押し入れられるため、新たな工程を追加することなく、接着剤を用いずに樹脂層の金属板からの剥がれが抑制される板状複合部材を得ることができる。

本発明の一例の板状複合部材を示す斜視図である。 図１の板状複合部材の幅方向の中心線を通る金属板の面に垂直な平面上の断面図である。 図１の板状複合部材の製造工程を説明する工程図である。 図１の板状複合部材の製造工程における樹脂成形工程において、第１成形金型および第２成形金型が両面に設置された状態の金属板の幅方向の中心線を含む金属板の面に垂直な平面上の断面図である。 他の実施例の板状複合部材の第２金属板部を抜き出して示す平面図である。 他の実施例の板状複合部材の金属板の第２金属板部側から見た平面図である。 図６の板状複合部材のVII−VII視断面図である。 図６の板状複合部材の貫通穴付近の拡大断面図である。

以下、本発明の板状複合部材および板状複合部材の製造方法の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、板状複合部材１０の斜視図であり、図２は、板状複合部材１０の金属板１２の幅方向の中心線Ｃを含む金属板１２の面に垂直な平面上の断面図である。板状複合部材１０は、たとえば鋼板、アルミニウム板、銅板などの長方形状且つ平板状の金属材料に長方形状の貫通穴１４が形成された第１金属板部１６と、第１金属板部１６の端部からヘミング加工を用いて折り曲げられて第１金属板部１６に密接状態で重ねられた第２金属板部１８とから構成される金属板１２と、その金属板１２の第１金属板部１６の両面にインサート成形により固着された第１樹脂層２０および第２樹脂層２２とを備えている。第２金属板部１８は、その折り曲げられた側すなわち第１金属板部１６と連続する側の端部とは反対側の端部に前記貫通穴１４よりも幅寸法の小さい矩形状の突起２４を備えており、突起２４はその基端部が曲げられて先端側が貫通穴１４内に入れられている。また、第１樹脂層２０は、第１金属板部１６の第２金属板部１８とは反対側の一面に固着され、第２樹脂層２２は、第１金属板部１６の第１樹脂層２０とは反対側の一面に、第２金属板部１８と等しい厚みで第２金属板部１８の第１金属板部１６とは反対側の面に面一に固着されている。第１樹脂層２０および第２樹脂層２２は、貫通穴１４内の樹脂とともに同時にインサート成形され、第２樹脂層２２とともに第２金属板部１８の突起２４を覆うことにより金属板１２と第１樹脂層２０および第２樹脂層２２とを一体に結合させる結合樹脂部２６が、貫通穴１４内に設けられている。第１樹脂層２０、第２樹脂層２２および結合樹脂部２６は、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、或いは塩化ビニール樹脂、ナイロン樹脂などの熱可塑性樹脂から成るものである。

次に、板状複合部材１０の製造工程の一例を図３を用いて詳細に説明する。第１工程としての打ち抜き工程では、長手状且つ平板状であって、後述する第２工程において第２金属板部１８とされる部分に相当する長手方向の一端部側に矩形状の突起２４が形成された金属板１２に、その第１金属板部１６とされる部分に相当する長手方向中央部付近に突起２４が曲げ入れられるための長方形状であり且つ幅寸法が突起２４よりも大きい貫通穴１４が打ち抜かれて形成される。第２工程としての折り曲げ工程においては、第１工程で形成された貫通穴１４の第１金属板部１６の折り曲げられる側の端部に近い側の開口縁が第２金属板部１８の突起２４の基端部と長手方向において略同位置となるように、第２金属板部１８がその突起２４が形成された端部とは反対側の端部から、後述する第３工程において第１樹脂層２０がインサート成形される側とは反対側にヘミング加工により第１金属板部１６に密接状態で重ねられるように折り曲げられる。

第３工程としての樹脂成形工程では、貫通穴１４内に突起２４が押し入れられた状態で、貫通穴１４内および第１金属板部１６の両面に樹脂がインサート成形される。図４は、樹脂成形工程において第１成形金型３０および第２成形金型３２が両面に設置された状態の金属板１２の幅方向の中心線を含む金属板１２の面に垂直な平面上の断面図である。先ず、第１樹脂層２０が形成されるための矩形平板状の第１キャビティー３４（空間）を有する第１成形金型３０に、第１金属板部１６の第２金属板部１８とは反対側の表面に第１キャビティー３４が位置するように、打ち抜き工程および折り曲げ工程を経た金属板１２が設置されるとともに、第２樹脂層２２が形成されるための第２キャビティー３６、第２金属板部１８の突起２４を押圧する押圧突起３８、樹脂が射出されるための図示しない樹脂射出孔を有する第２成形金型３２が、第２キャビティー３６が貫通穴１４を通じて第１キャビティー３４と連通され、第２金属板部１８の突起２４が第２成形金型３２の押圧突起３８により押圧されて貫通穴１４内に押し入れられ、第２金属板部１８の第１金属板部１６とは反対側の表面に対して第２キャビティー３６を形成する内面が密着されるように、第１成型金型３０に合わせられる。次に、第２成形金型３２の樹脂射出孔から樹脂が第１キャビティー３４、第２キャビティー３６および貫通穴１４内に射出される。樹脂の硬化後に、第１成形金型３０および第２成形金型３２から金属板１２が取り外されて、図１および図３で示される板状複合部材１０が得られる。

上述のように、本実施例の板状複合部材１０によれば、第２金属板部１８の折り曲げられた端部とは反対側に形成された貫通穴１４よりも小さな幅寸法の突起２４は、第１金属板部１６の貫通穴１４内に曲げ入れられ、第１金属板部１６の第２金属板部１８とは反対側の面に固着された第１樹脂層２０とともに、貫通穴１４内および貫通穴１４が開口する第１金属板部１６の第１樹脂層２０とは反対側の面には、樹脂がインサート成形され、それぞれ結合樹脂部２６および第２樹脂層２２が形成される。このため、貫通穴１４に曲げ入れられた第２金属板部１８の突起２４は、貫通穴１４内における結合樹脂部２６および第２樹脂層２２に覆われた状態で固着される。これにより、接着剤を用いることなく、板状複合部材１０の第１樹脂層２０および第２樹脂層２２の金属板１２からの剥がれを抑制することができる。

また、本実施例の板状複合部材１０によれば、樹脂成形工程において、第２成型金型３２の第２キャビティー３６を形成する内面に第２金属板部１８の第１金属板部１６とは反対側の面が密着された状態で、第２キャビティー３６内に樹脂が射出される。これにより、第２キャビティー３６内に形成され、第１金属板部１６の第１樹脂層２０とは反対側の面に固着される第２樹脂層２２は、第２金属板部１８と面一に形成されることから、金属板１２の第２金属板部１８と第２樹脂層２２との境界に凹凸がなく引っかかりがないので、板状複合部材１０の第２樹脂層２２の金属板１２からの剥がれがより抑制される。

また、本実施例の板状複合部材１０の製造方法によれば、第２金属板部１８の突起２４を貫通穴１４に第２樹脂層２２を形成する第２成形金型３２に設けた押圧突起３８で押し入れた状態で、第１金属板部１６の第２金属板部１８とは反対側の面に第１成形金型３０により成形、固着された第１樹脂層２０とともに、貫通穴１４内および貫通穴１４が開口する第１金属板部１６の第１樹脂層２０とは反対側の面に樹脂をインサート成形する樹脂成形工程を、含むため、貫通穴１４に曲げ入れられた第２金属板部１８の突起２４は、貫通穴１４内における結合樹脂部２６および第２樹脂層２２に覆われた状態で固着される。これにより、新たな工程を追加することなく、接着剤を用いずに第１樹脂層２０および第２樹脂層２２の金属板１２からの剥がれが抑制される板状複合部材１０を得ることができる。また、金属板１２と樹脂とを結合する接着剤塗布工程が不要であるため、材料費および設備費が低減され、板状複合部材１０の生産性が向上する。

次に本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

本実施例の板状複合部材４０は、第２金属板部４２に設けられた突起４４の形状が異なる以外は、前述の実施例１の板状複合部材１０と機能において実質的に共通する。したがって、主として、上記の異なる構成について図５を用いて説明する。

図５は、板状複合部材４０の第２金属板部４２を抜き出して示す平面図である。板状複合部材４０の第２金属板部４２は、折り曲げられた側の端部とは反対側の端部において、第１金属板部１６の貫通穴１４よりも幅寸法の小さい先端部とその先端部よりも幅寸法の小さい基端部とから構成される突起４４を備えている。板状複合部材４０は、第２工程としての折り曲げ工程において、第１金属板部１６の貫通穴１４の折り曲げられた側の端部に近い側の開口縁と、第２金属板部４２の突起４４の基端部が長手方向に重なるようにして第２金属板部４２が第１金属板部１６の第１樹脂層２０とは反対側の面に密接状態に折り曲げられ、第３工程としての樹脂成形工程において、第２成形金型３２の押圧突起３８により突起４４の先端部が押圧されることにより基端部が折り曲げられて、突起４４が貫通穴１４内に押し入れられる。第１樹脂層２０および第２樹脂層２２とともに、突起４４が貫通穴１４に押し入れられた状態で貫通穴１４内に樹脂が射出されることにより結合樹脂部２６がインサート成形により形成される。

上述のように構成された本実施例の板状複合部材４０によれば、前述の実施例１と同様の効果を得ることができる。

また、本実施例の板状複合部材４０によれば、第２金属板部４２の突起４４は、第１金属板部１６の貫通穴１４よりも幅寸法の小さい先端部とその先端部よりも幅寸法の小さい基端部とから構成されているため、第２金属板部４２の突起４４が貫通穴１４内に容易に曲げ入れられる。このため、たとえば、樹脂成形工程における第２成形金型３２の設置の際には、第２成形金型３２に作用される押圧加重を低下させることができる。

図６は、板状複合部材４６の金属板４８の第２金属板部５０側から見た平面図であり、図７は、板状複合部材４６のVII−VII視断面図である。板状複合部材４６の金属板４８の第２金属板部５０は、その折り曲げられた側の端部とは反対側の端部に第１金属板部１６に形成された貫通穴１４よりも幅寸法の小さい矩形状の突起５２を備えており、貫通穴１４の第１金属板部１６の折り曲げられた側の端部に近い側の開口縁付近において突起５２の基端部が貫通穴１４内に曲げ入れられて、突起５２が第１樹脂層２０、第２樹脂層２２および結合樹脂部２６により覆われた状態で、第１金属板部１６の両面に第１樹脂層２０および第２樹脂層２２のそれぞれが固着されている。

図８は、板状複合部材４６の貫通穴１４付近の拡大断面図である。板状複合部材４６の第１金属板部１６の貫通穴１４内に曲げ入れられた第２金属板部５０の突起５２は、その先端に向う程厚みが次第に小さくされている。

次に、板状複合部材４６の樹脂成形工程を説明する。図４と同様に、第１成形金型に、その第１キャビティーが第１金属板部１６の第２金属板部５０とは反対の面側に位置するように、打ち抜き工程および折り曲げ工程を経た金属板４８が設置されるとともに、第２樹脂層２２が形成されるための第２キャビティーおよび樹脂射出穴を有する第２成形金型が、第２キャビティーが第１金属板部１６の第１成形金型が設置された側とは反対側の面に位置され、且つ樹脂射出穴から射出される樹脂により押圧されて突起５２が貫通穴１４内に押し入れられるように樹脂射出穴が突起５２の先端部に対向するように、第２金属板部５０の第１金属板部１６とは反対側の表面に対して第２キャビティーを形成する内面が密着されるように、第１成形金型に合わせられる。次に、樹脂が第２成形金型の樹脂射出穴から第２成形金型内の突起５２に向けて射出され、射出された樹脂により押圧されて突起５２が貫通穴１４内に押し入れられ、第２キャビティー、貫通穴１４第１キャビティーの順に樹脂が満たされる。樹脂の硬化後に、第１成形金型および第２成形金型から金属板４８が取り外されて、図７、図８に示されるように、第１金属板部１６の両面に第１樹脂層２０および第２樹脂層２２が固着された板状複合部材４６が得られる。

上述のように、本実施例の板状複合部材４６によれば、前述の実施例１と同様の効果を得ることができる。

また、本実施例の板状複合部材４６の製造方法によれば、第２金属板部５０の突起５２を第２成形金型内へ射出される樹脂により押圧して貫通穴１４に押し入れるとともに、第１金属板部１６の第２金属板部５０とは反対側の面に固着された第１樹脂層２０とともに、貫通穴１４内および貫通穴１４が開口する第１金属板部１６の第１樹脂層２０とは反対側の面に樹脂をインサート成形する樹脂成形工程を、含むため、貫通穴１４に曲げ入れられた第２金属板部５０の突起５２は、貫通穴１４内における結合樹脂部２６および第２樹脂層２２に覆われた状態で固着される。これにより、新たな工程を追加することなく、接着剤を用いずに第１樹脂層２０および第２樹脂層２２の金属板４８からの剥がれが抑制される板状複合部材４６が得られる。

以上、本発明を表及び図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

たとえば、前述の実施例１の板状複合部材１０は、樹脂成形工程において第２成形金型３２の設置の際に、第２金属板部１８の突起２４が第２成形金型３２に設けられた押圧突起３８により貫通穴１４に押し入れられるように設けられていたが、これに限定されるものではなく、たとえば、第２金属板部１８の突起２４をプレス押圧して貫通穴１４内に押し入れるプレス押圧工程を経た後に、突起を押圧するための押圧突起が設けられていない成形金型が用いられて、樹脂がインサート成形される樹脂成形工程が為されるように構成されてもよい。

１０、４０、４６：板状複合部材
１２、４８：金属板
１４：貫通穴
１６：第１金属板部
１８、４２、５０：第２金属板部
２０：第１樹脂層（樹脂層）
２２：第２樹脂層（樹脂層）
３２：第２成形金型（成形型）
３８：押圧突起（突起）

Claims (4)

1. 金属板と、該金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材であって、
   前記金属板は、貫通穴が形成された第１金属板部と、該第１金属板部の端部から折り曲げられて該第１金属板部に密接状態で重ねられた第２金属板部とを有し、
   前記第２金属板部の折り曲げられた端部とは反対側の前記貫通穴よりも小さな幅寸法の端部は、前記第１金属板部の前記貫通穴内に曲げ入れられ、
   前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着された前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面には、樹脂がインサート成形により固着された
   ことを特徴とする板状複合部材。
2. 金属板と、該金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材の製造方法であって、
   前記金属板に貫通穴を形成する打ち抜き工程と、
   前記貫通穴が形成された第１金属板部と、該第１金属板部の端部から折り曲げられた第２金属板部とが密接状態で重なるように、前記金属板を折り曲げる折り曲げ工程と、
   前記第２金属板部の端部を前記貫通穴に成形金型に設けた突起で押し入れた状態で、前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着される前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面に樹脂をインサート成形する樹脂成形工程と、
   を、含むことを特徴とする板状複合部材の製造方法。
3. 金属板と、該金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材の製造方法であって、
   前記金属板に貫通穴を形成する打ち抜き工程と、
   前記貫通穴が形成された第１金属板部と、該第１金属板部の端部から折り曲げられた第２金属板部とが密接状態で重なるように、前記金属板を折り曲げる折り曲げ工程と、
   前記第２金属板部の端部をプレス押圧して前記貫通穴に押し入れるプレス押圧工程と、
   前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着される前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面に樹脂をインサート成形する樹脂成形工程と、
   を、含むことを特徴とする板状複合部材の製造方法。
4. 金属板と、該金属板にインサート成形により固着された樹脂層とを備える板状複合部材の製造方法であって、
   前記金属板に貫通穴を形成する打ち抜き工程と、
   前記貫通穴が形成された第１金属板部と、該第１金属板部の端部から折り曲げられた第２金属板部とが密接状態で重なるように、前記金属板を折り曲げる折り曲げ工程と、
   前記第２金属板部の端部を成形金型内へ射出される樹脂により押圧して前記貫通穴に押し入れるとともに、前記第１金属板部の前記第２金属板部とは反対側の面に固着される前記樹脂層とともに、前記貫通穴内および該貫通穴が開口する前記第１金属板部の前記樹脂層とは反対側の面に樹脂をインサート成形する樹脂成形工程と、
   を、含むことを特徴とする板状複合部材の製造方法。

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