JP7066106B2 - Manufacturing method of resin-metal composite member - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂‐金属複合部材の製造方法に係り、更に詳細には、他の金属部材などと溶接可能なメタルフランジを有する樹脂‐金属複合部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a resin-metal composite member, and more particularly to a method for manufacturing a resin-metal composite member having a metal flange that can be welded to another metal member or the like.

自動車部品においては、樹脂材と金属材との複合体を用いて車両重量の軽量化が図られている。特許文献1の特開2010-149511号公報には、射出成形法や圧縮成形などによって、流動助剤が添加された熱可塑性樹脂をアルミニウム基材に付与し、熱可塑性樹脂とアルミニウム基材とを接合するハイブリット設計の軽量部材の製造方法が記載されている。 In automobile parts, the weight of the vehicle is reduced by using a composite of a resin material and a metal material. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-149511 of Patent Document 1, a thermoplastic resin to which a flow aid is added is applied to an aluminum base material by an injection molding method, compression molding, or the like, and the thermoplastic resin and the aluminum base material are combined. A method for manufacturing a lightweight member having a hybrid design to be joined is described.

特開2010-149511号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-149511

しかしながら、射出成形法で成形する場合は、射出圧によって熱可塑性樹脂をキャビティに充填するため、熱可塑性樹脂が強化繊維を含む場合や薄肉部を形成する場合は、高い射出圧が要求され、キャビティ全体に熱可塑性樹脂を行渡らせることが困難である。 However, when molding by the injection molding method, the thermoplastic resin is filled in the cavity by the injection pressure. Therefore, when the thermoplastic resin contains reinforcing fibers or forms a thin wall portion, a high injection pressure is required and the cavity is formed. It is difficult to spread the thermoplastic resin throughout.

射出成形法や圧縮成形法に代えて、射出プレス成形法を用いれば、溶融した流動性が高い熱可塑性樹脂をキャビティ全体に行わたらせ、熱可塑性樹脂と金属シートとを強固に接合させることができる。 If an injection press molding method is used instead of the injection molding method or the compression molding method, it is possible to apply a molten thermoplastic resin having high fluidity to the entire cavity and firmly bond the thermoplastic resin and the metal sheet. ..

しかし、射出プレス成形法では、金型内に熱可塑性樹脂を射出した後に金型を閉じてプレスするため、プレスしろの分だけ金型が開いた状態で熱可塑性樹脂を射出する必要があり、金型内に配置した金属シートを固定することができない。 However, in the injection press molding method, since the mold is closed and pressed after the thermoplastic resin is injected into the mold, it is necessary to inject the thermoplastic resin with the mold open by the amount of the press margin. The metal sheet placed in the mold cannot be fixed.

したがって、金型内で金属シートが射出された熱可塑性樹脂に押されて移動し易く、金属シートの所望の位置に熱可塑性樹脂を付与することが困難であり、溶接領域に熱可塑性樹脂が漏れてしまう。 Therefore, the metal sheet is easily pushed and moved by the injected thermoplastic resin in the mold, it is difficult to apply the thermoplastic resin to a desired position of the metal sheet, and the thermoplastic resin leaks to the welded region. Will end up.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、射出プレス法において、熱可塑性樹脂の漏れがなく確実に溶接領域を確保できる樹脂‐金属複合部材の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is a resin-metal that can surely secure a welded region without leakage of a thermoplastic resin in an injection press method. The present invention is to provide a method for manufacturing a composite member.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、予め屈曲させた金属シートによって射出された熱可塑性樹脂をせき止めることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventor has found that the above object can be achieved by damming the thermoplastic resin injected by the pre-bent metal sheet, and completes the present invention. I arrived.

即ち、本発明の樹脂‐金属複合部材の製造方法は、周縁部の少なくとも一部にメタルフランジを備える樹脂‐金属複合部材の製造方法である。
そして、少なくとも可動型と固定型とを有する金型内に金属シートをセットするセット工程と、
上記可動型を上記金属シートに当接させる第1の型閉じ工程と、
上記固定型と上記金属シートとの間に熱可塑性樹脂を射出する射出工程と、
上記金型を閉じ切る第2の型閉じ工程と、を備え、
上記金属シートが、その周縁部の少なくとも一部に上記固定型に向けて屈曲した屈曲部を有し、
上記第2の型閉じ工程が、上記屈曲部をさらに折り曲げ塑性変形させる処理を含むことを特徴とすることを特徴とする。
That is, the method for manufacturing a resin-metal composite member of the present invention is a method for manufacturing a resin-metal composite member having a metal flange on at least a part of the peripheral edge portion.
Then, a setting process of setting a metal sheet in a mold having at least a movable mold and a fixed mold,
The first mold closing step of bringing the movable mold into contact with the metal sheet, and
An injection process in which a thermoplastic resin is injected between the fixed mold and the metal sheet,
A second mold closing step of closing the mold is provided.
The metal sheet has a bent portion bent toward the fixed mold at least a part of the peripheral portion thereof.
The second mold closing step is characterized by including a process of further bending and plastically deforming the bent portion.

本発明によれば、金属シートを予め屈曲させて射出された熱可塑性樹脂をせき止めることしたため、熱可塑性樹脂の漏れがなく溶接領域を確保できる樹脂‐金属複合部材の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since the metal sheet is bent in advance to dam the injected thermoplastic resin, it is possible to provide a method for manufacturing a resin-metal composite member that can secure a welded region without leakage of the thermoplastic resin. ..

本発明の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of this invention. 金属プレートの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a metal plate. 金属プレートの他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a metal plate. 脚部の傾斜を説明する部分拡大図である。It is a partially enlarged view explaining the inclination of a leg part. 脚部が中折れした状態を説明する部分拡大図である。It is a partially enlarged view explaining the state which the leg part is bent in the middle. 曲げ溝を有する固定型を説明する部分拡大図である。It is a partially enlarged view explaining the fixed type which has a bending groove. 排出溝を有する固定型を説明する部分拡大図である。It is a partially enlarged view explaining the fixed type which has a discharge groove. 樹脂‐金属複合部材を溶接した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which welded the resin-metal composite member.

本発明の樹脂‐金属複合部材の製造方法について詳細に説明する。
上記製造方法は、周縁部の少なくとも一部にメタルフランジを備え、該メタルフランジが樹脂で覆われずに金属が露出して、他の金属部材などと溶接による接合が可能な、樹脂‐金属複合部材を製造する方法である。
The method for manufacturing the resin-metal composite member of the present invention will be described in detail.
In the above manufacturing method, a metal flange is provided at least a part of the peripheral portion, the metal is not covered with the resin, the metal is exposed, and the metal flange can be joined to other metal members by welding. It is a method of manufacturing a member.

上記製造方法は、少なくとも可動型と固定型とを有する金型を用いて、射出プレス法により上記複合部材を製造する。
具体的には、図1に示すように、金型内に金属シートをセットするセット工程aと、上記可動型を上記金属シートに当接させる第1の型閉じ工程bと、上記固定型と上記金属シートとの間に熱可塑性樹脂を射出する射出工程cと、上記金型を閉じ切り、上記金属シートの上記屈曲部をさらに折り曲げて塑性変形させる第2の型閉じ工程dと、を備える。
In the above manufacturing method, the composite member is manufactured by an injection press method using a mold having at least a movable mold and a fixed mold.
Specifically, as shown in FIG. 1, a setting step a for setting a metal sheet in a mold, a first mold closing step b for bringing the movable mold into contact with the metal sheet, and the fixed mold. It is provided with an injection step c in which a thermoplastic resin is injected between the metal sheet and a second mold closing step d in which the mold is closed and the bent portion of the metal sheet is further bent and plastically deformed. ..

<金属シート>
まず、本発明の樹脂‐金属複合部材の製造方法で用いる金属シートについて説明する。
上記金属シート1は、周縁部の少なくとも一部に屈曲部12を有し、該屈曲部によって脚部13が形成されている。そして、上記脚部13によって熱可塑性樹脂2をせき止め、メタルフランジ11への熱可塑性樹脂2の付着を防止する。
なお、上記熱可塑性樹脂2は、炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維を含んでいてもよい。
<Metal sheet>
First, a metal sheet used in the method for manufacturing a resin-metal composite member of the present invention will be described.
The metal sheet 1 has a bent portion 12 at least a part of the peripheral portion, and the leg portion 13 is formed by the bent portion. Then, the thermoplastic resin 2 is dammed by the leg portion 13 to prevent the thermoplastic resin 2 from adhering to the metal flange 11.
The thermoplastic resin 2 may contain reinforcing fibers such as carbon fibers and glass fibers.

図2、図3に金属シートの模式的な断面図を示す。
図2に示す金属シート1は、メタルフランジ11の内側の屈曲部12から固定型に向けて斜め内側方向に脚部13が形成されている。金属シート1が、図2に示すように、予めメタルフランジ11が形成された形状である場合は、後述する第2の型閉じ工程において必ずしも屈曲部12を折り返す必要はない。上記脚部13またはメタルフランジ1は溶接などにより形成できる。
2 and 3 show schematic cross-sectional views of the metal sheet.
In the metal sheet 1 shown in FIG. 2, leg portions 13 are formed in the diagonally inward direction from the bent portion 12 inside the metal flange 11 toward the fixed mold. As shown in FIG. 2, when the metal sheet 1 has a shape in which the metal flange 11 is formed in advance, it is not always necessary to fold back the bent portion 12 in the second mold closing step described later. The leg portion 13 or the metal flange 1 can be formed by welding or the like.

また、図3に示す金属シート1は、メタルフランジ11の端部に固定型に向けて屈曲した屈曲部12を有し、該屈曲部12から固定型に向けて斜め内側方向に脚部13が形成されている。
図3に示す金属シート1を用いる場合は、後述する第2の型閉じ工程で屈曲部12から180°折り返し、上記脚部13を本体部14に密着させてメタルフランジ11を形成する。
Further, the metal sheet 1 shown in FIG. 3 has a bent portion 12 bent toward the fixed mold at the end of the metal flange 11, and the leg portion 13 is obliquely inward from the bent portion 12 toward the fixed mold. It is formed.
When the metal sheet 1 shown in FIG. 3 is used, it is folded back 180 ° from the bent portion 12 in the second mold closing step described later, and the leg portion 13 is brought into close contact with the main body portion 14 to form the metal flange 11.

図2、図3中、αで示す屈曲部12の内角は、金属シート1の形状にもよるが90°未満であることが好ましい。
図4に示すように、脚部13が矢印で示すプレス方向に対して傾斜していれば、屈曲部12の内角が90°以上であっても屈曲部12から折り曲げることができるが、屈曲部12の内角が90°未満であることで屈曲部12から180°折り返して脚部13と本体部14とを密着させることができる。
In FIGS. 2 and 3, the internal angle of the bent portion 12 indicated by α is preferably less than 90 °, although it depends on the shape of the metal sheet 1.
As shown in FIG. 4, if the leg portion 13 is inclined with respect to the pressing direction indicated by the arrow, the bent portion 12 can be bent from the bent portion 12 even if the internal angle of the bent portion 12 is 90 ° or more. When the internal angle of the 12 is less than 90 °, the leg portion 13 and the main body portion 14 can be brought into close contact with each other by folding back 180 ° from the bent portion 12.

上記金属シート1の厚さは、射出プレス成形のプレス圧、例えば10MPa~30MPaで塑性変形させて折り返すことができれば特に制限はなく、金属シート1の硬さなどにもよるが、0.3mm以上3mm以下であることが好ましい。 The thickness of the metal sheet 1 is not particularly limited as long as it can be plastically deformed and folded back at a press pressure of injection press molding, for example, 10 MPa to 30 MPa, and is 0.3 mm or more depending on the hardness of the metal sheet 1 and the like. It is preferably 3 mm or less.

0.3mm未満では、射出圧に耐えられず、図5に示すように屈曲部12から曲がらずに脚部13の途中から折れ曲がることがあり、3mmを越えると、金属シート1の折り曲げに高いプレス圧が要求され、金属シートと当接する箇所の金型が摩耗し易くなる。 If it is less than 0.3 mm, it cannot withstand the injection pressure, and as shown in FIG. 5, it may bend from the middle of the leg portion 13 without bending from the bent portion 12, and if it exceeds 3 mm, it is a high press for bending the metal sheet 1. Pressure is required, and the mold at the point where it comes into contact with the metal sheet is easily worn.

上記メタルフランジ11の長さ、すなわち、金属シート1の端部から熱可塑性樹脂が付与されている箇所までの長さは、10mm以上であることが好ましい。 The length of the metal flange 11, that is, the length from the end of the metal sheet 1 to the portion to which the thermoplastic resin is applied is preferably 10 mm or more.

メタルフランジ11の長さが10mm未満では、溶接しろが少なく溶接が困難であるだけでなく、溶接の熱によって熱可塑性樹脂が熱分解し金属シートから剥がれやすくなり、熱可塑性樹脂と金属シートとの接合強度が低下する。また、外力が加わったときに、熱可塑性樹脂が付与されている箇所とメタルフランジとの境界に応力が集中して熱可塑性樹脂が剥離しやすくなる。 If the length of the metal flange 11 is less than 10 mm, not only the welding margin is small and welding is difficult, but also the thermoplastic resin is thermally decomposed by the heat of welding and easily peeled off from the metal sheet. Bond strength decreases. Further, when an external force is applied, stress is concentrated on the boundary between the place where the thermoplastic resin is applied and the metal flange, and the thermoplastic resin is easily peeled off.

また、上記脚部の長さは、30mm以下であることが好ましい。脚部13の長さが長すぎると、図5に示すように、屈曲部12から曲がらずに射出圧によって脚部13の途中から折れ曲がり、屈曲部12の内側に熱可塑性樹脂2が溜まって脚部13を折り返せなくなることがある。 The length of the legs is preferably 30 mm or less. If the length of the leg portion 13 is too long, as shown in FIG. 5, the leg portion 13 does not bend from the bent portion 12 but bends from the middle of the leg portion 13 due to the injection pressure, and the thermoplastic resin 2 accumulates inside the bent portion 12 to collect the leg. The part 13 may not be folded back.

上記金属シート1は少なくとも上記固定型に当接する端部が面取りされていることが好ましい。金属シートの1端部が面取りされ、丸みを帯びていることで、金型に対する攻撃性が低下し、金型の摩耗を防止できるだけでなく、折り曲げが容易になる。 It is preferable that at least the end portion of the metal sheet 1 in contact with the fixed mold is chamfered. Since one end of the metal sheet is chamfered and rounded, the aggression against the mold is reduced, the mold can be prevented from being worn, and the mold can be easily bent.

上記金属シート1は、少なくとも固定型側の表面に凹凸を有することが好ましい。固定型側の表面に表面凹凸を有することで、熱可塑性樹脂2との接合面積が大きくなって強固に接合することができる。 It is preferable that the metal sheet 1 has at least irregularities on the surface on the fixed mold side. By having the surface unevenness on the surface on the fixed mold side, the bonding area with the thermoplastic resin 2 becomes large, and it is possible to bond firmly.

上記金属シートとしては、アルミニウムやアルミニウム合金の他、スチールの金属シートを使用できる。 As the metal sheet, a steel metal sheet can be used in addition to aluminum and aluminum alloy.

<第1の型閉じ工程>
上記第1の型閉じ工程は、金型を途中まで閉じて、上記可動型3を上記金属シート1に当接させる処理を含む。可動型3を金属シート1に当接させることで、該金属シート1が可動型3と固定型4とで挟み金型内に固定できる。
<First mold closing process>
The first mold closing step includes a process of closing the mold halfway and bringing the movable mold 3 into contact with the metal sheet 1. By bringing the movable mold 3 into contact with the metal sheet 1, the metal sheet 1 can be sandwiched between the movable mold 3 and the fixed mold 4 and fixed in the mold.

したがって、後述する射出工程において、金属シート1が射出された熱可塑性樹脂2に押されて金型内を移動することが防止され、金属シート1の脚部13と相俟って熱可塑性樹脂2の漏れを防止できる。 Therefore, in the injection process described later, the metal sheet 1 is prevented from being pushed by the injected thermoplastic resin 2 and moving in the mold, and the thermoplastic resin 2 is prevented from moving in the mold together with the leg portion 13 of the metal sheet 1. Can prevent leakage.

上記第1の型閉じ工程が、上記金属シート1を弾性変形させる処理を含むことが好ましい。可動型3で金属シート1を固定型4に押さえつけ、金属シート1を完全に折り返さない状態で弾性変形させることで、金属シート1と金型との当接力が大きくなり、高い射出圧であっても熱可塑性樹脂2の漏れを防止できる。 It is preferable that the first mold closing step includes a process of elastically deforming the metal sheet 1. By pressing the metal sheet 1 against the fixed mold 4 with the movable mold 3 and elastically deforming the metal sheet 1 in a state where the metal sheet 1 is not completely folded back, the contact force between the metal sheet 1 and the mold is increased, and the injection pressure is high. Also, the leakage of the thermoplastic resin 2 can be prevented.

上記第1の型閉じ工程後、後述する射出工程前に、上記金型を介して上記金属シート1を加熱する加熱工程を備えることが好ましい。
上記金属シート1が温められることで、金属シート1と接触する熱可塑性樹脂2の温度低下が低減されて金属シート1との密着性が高まり、また、金属シート1が表面凹凸を有する場合は、上記凹凸の内部に熱可塑性樹脂2が入り込んで接合強度が高くなる。
It is preferable to include a heating step of heating the metal sheet 1 via the mold after the first mold closing step and before the injection step described later.
By warming the metal sheet 1, the temperature drop of the thermoplastic resin 2 in contact with the metal sheet 1 is reduced, the adhesion to the metal sheet 1 is improved, and when the metal sheet 1 has surface irregularities, the surface is uneven. The thermoplastic resin 2 gets inside the unevenness and the bonding strength is increased.

例えば、ナイロン6を250℃~300℃で射出する場合は、金型の平均温度を80℃~150℃にすることで熱可塑性樹脂を接合できる。 For example, when nylon 6 is injected at 250 ° C. to 300 ° C., the thermoplastic resin can be bonded by setting the average temperature of the mold to 80 ° C. to 150 ° C.

<射出工程>
上記射出工程は、熱可塑性樹脂2を上記固定型4と上記金属シート1との間に射出する処理を含む。このとき、金属シート1が可動型3と固定型4とで固定されていないと、射出圧によって金属シート1が可動型3に押し付けられて、金属シート1と固定型4との間に隙間が生じ、該隙間から熱可塑性樹脂が2漏れてメタルフランジ11を覆ってしまう。
<Injection process>
The injection step includes a process of injecting the thermoplastic resin 2 between the fixed mold 4 and the metal sheet 1. At this time, if the metal sheet 1 is not fixed by the movable mold 3 and the fixed mold 4, the metal sheet 1 is pressed against the movable mold 3 by the injection pressure, and a gap is created between the metal sheet 1 and the fixed mold 4. As a result, two thermoplastic resins leak from the gap and cover the metal flange 11.

本発明においては、金型に固定された金属シート1が屈曲して脚部13を形成しており、該脚部13によって射出された熱可塑性樹脂2をせき止めるため、熱可塑性樹脂2の漏れを防止できる。 In the present invention, the metal sheet 1 fixed to the mold is bent to form the leg portion 13, and the thermoplastic resin 2 is leaked in order to dam the thermoplastic resin 2 ejected by the leg portion 13. Can be prevented.

射出工程において、上記金型の温度は、可動型3の周縁部がその中心部よりも高く、固定型4の周縁部がその中心部よりも低いことが好ましい。 In the injection step, it is preferable that the temperature of the mold 3 is higher in the peripheral portion of the movable mold 3 than in the central portion thereof and lower in the peripheral portion of the fixed mold 4 than in the central portion thereof.

固定型4の中心部が高いことで、射出した熱可塑性樹脂2が冷え難く流動性を保つため、キャビティの隅々まで熱可塑性樹脂2を充填し易くなる。
また、固定型4の周縁部の温度が低いことで、屈曲部付近で熱可塑性樹脂2の流動性が低下し、屈曲部12の内側に熱可塑性樹脂2が入り込み難くなり、金属シート1を折り返し易くなる。
Since the central portion of the fixed mold 4 is high, the injected thermoplastic resin 2 does not easily cool and maintains fluidity, so that the thermoplastic resin 2 can be easily filled in every corner of the cavity.
Further, since the temperature of the peripheral portion of the fixed mold 4 is low, the fluidity of the thermoplastic resin 2 decreases in the vicinity of the bent portion, it becomes difficult for the thermoplastic resin 2 to enter the inside of the bent portion 12, and the metal sheet 1 is folded back. It will be easier.

さらに、金属シート1の屈曲部12に当接する可動型3の周縁部の温度が中心部よりも高いことで、屈曲部12の内側に熱可塑性樹脂2が入り込んだとしても、熱可塑性樹脂2の流動性が高いため、後述する第2の型閉じ工程において、屈曲部12の内側から熱可塑性樹脂2を排出して金属シート1を折り返し易くなる。 Further, since the temperature of the peripheral portion of the movable mold 3 that abuts on the bent portion 12 of the metal sheet 1 is higher than that of the central portion, even if the thermoplastic resin 2 enters the inside of the bent portion 12, the thermoplastic resin 2 Since the fluidity is high, the thermoplastic resin 2 is discharged from the inside of the bent portion 12 in the second mold closing step described later, and the metal sheet 1 can be easily folded back.

上記射出工程は、後述する第2の型閉じ工程と並行して行うことができる。
具体的には、上記第2の型閉じ工程において、型が閉じるにつれて上記射出工程での射出圧を上昇させる。
The injection step can be performed in parallel with the second mold closing step described later.
Specifically, in the second mold closing step, the injection pressure in the injection step is increased as the mold is closed.

射出工程と第2の型閉じ工程と並行して行うことで、型が閉じるにつれて増加する金属シート1と金型との密着力に応じて射出圧を上昇させることができ、熱可塑性樹脂2の射出圧に抗して金属シート1の位置ずれを防止でき、熱可塑性樹脂2の漏れを防止できる。 By performing the injection step and the second mold closing step in parallel, the injection pressure can be increased according to the adhesion force between the metal sheet 1 and the mold, which increases as the mold is closed, and the thermoplastic resin 2 can be used. The position shift of the metal sheet 1 can be prevented against the injection pressure, and the leakage of the thermoplastic resin 2 can be prevented.

<第2の型閉じ工程>
上記第2の型閉じ工程は、上記金属シート1の上記屈曲部12をさらに折り曲げて塑性変形させる処理を含む。
上記金型を完全に閉じ切り、金属シート1と共に熱可塑性樹脂2をプレスすることで、熱可塑性樹脂2がキャビティ全体に充填され、熱可塑性樹脂2と金属シート1とを直接接合させると共に、金属シート1の屈曲部12を折り曲げて溶接領域となるメタルフランジを形成する。
<Second mold closing process>
The second mold closing step includes a process of further bending and plastically deforming the bent portion 12 of the metal sheet 1.
By completely closing the mold and pressing the thermoplastic resin 2 together with the metal sheet 1, the thermoplastic resin 2 is filled in the entire cavity, the thermoplastic resin 2 and the metal sheet 1 are directly bonded, and the metal is formed. The bent portion 12 of the sheet 1 is bent to form a metal flange to be a welding region.

上記固定型4は、脚部13の先端と当接する箇所に曲げ溝41を備えることができる。
図6に示すように、固定型4に曲げ溝41が形成されていることで、固定型4に当接する脚部13の先端が、内側に誘導されて、金属シート1の屈曲部12を折り曲げ易くなる。
The fixed mold 4 can be provided with a bending groove 41 at a position where it comes into contact with the tip of the leg portion 13.
As shown in FIG. 6, since the bending groove 41 is formed in the fixed mold 4, the tip of the leg portion 13 in contact with the fixed mold 4 is guided inward, and the bent portion 12 of the metal sheet 1 is bent. It will be easier.

また、上記固定型4は、上記第2の型閉じ工程で屈曲部12を折り返して形成されるメタルフランジ11の内側に排出溝42を備えることができる。
図7に示すように、メタルフランジ11の内側に排出溝42を有することで、熱可塑性樹脂2が屈曲部12の内側に入り込んだとしても、入り込んだ熱可塑性樹脂2の逃げ道ができ、屈曲部12の内側から熱可塑性樹脂2が排出され易くなる。
Further, the fixed mold 4 can be provided with a discharge groove 42 inside the metal flange 11 formed by folding back the bent portion 12 in the second mold closing step.
As shown in FIG. 7, by having the discharge groove 42 inside the metal flange 11, even if the thermoplastic resin 2 enters the inside of the bent portion 12, an escape route for the entered thermoplastic resin 2 is provided, and the bent portion is formed. The thermoplastic resin 2 is easily discharged from the inside of the twelve.

また、図7に示すように、上記排出溝42が内側に向けて斜めに掘った溝であると、熱可塑性樹脂2が脚部13に向けて流れるときは、熱可塑性樹脂2が上記排出溝42に入り難く、屈曲部12の内側から排出されて流れの方向が転回したときに、熱可塑性樹脂2が上記排出溝42に入り易くなる。 Further, as shown in FIG. 7, if the discharge groove 42 is a groove dug diagonally inward, when the thermoplastic resin 2 flows toward the leg portion 13, the thermoplastic resin 2 is the discharge groove. It is difficult to enter the 42, and when the resin is discharged from the inside of the bent portion 12 and the direction of the flow is changed, the thermoplastic resin 2 easily enters the discharge groove 42.

固定型4が上記排出溝42を有する場合の上記射出工程で射出する熱可塑性樹脂2の体積は、
下記(式)で表される。

CV ≧ PV > (CV-RV)・・・(式)

但し、上記式中、PVは射出工程で射出する熱可塑性樹脂の体積を表わし、CVは上記第2の型閉じ工程後に形成されるキャビティの体積を表わし、RVは上記排出溝の体積を表わす。
When the fixed mold 4 has the discharge groove 42, the volume of the thermoplastic resin 2 to be injected in the injection step is
It is expressed by the following (formula).

CV ≧ PV > (CV-RV) ・ ・ ・ (Equation)

However, in the above formula, PV represents the volume of the thermoplastic resin injected in the injection step, CV represents the volume of the cavity formed after the second mold closing step, and RV represents the volume of the discharge groove.

上記排出溝42を有しない場合は、第2の型閉じ工程後に形成されるキャビティの体積分だけ熱可塑性樹脂2を射出すればショートショットとなることはない。
ある。
When the discharge groove 42 is not provided, a short shot will not occur if the thermoplastic resin 2 is injected by the volume of the cavity formed after the second mold closing step.
be.

上記排出溝42を有する場合は、第2の型閉じ工程後に形成されるキャビティの体積(CV)が、排出溝42を有しない場合に比して、排出溝(RV)の分だけ大きくなるため、排出溝42を有しない場合のキャビティの体積(CV-RV)分よりも多くの熱可塑性樹脂2を射出する必要がある。 When the discharge groove 42 is provided, the volume (CV) of the cavity formed after the second mold closing step is larger by the amount of the discharge groove (RV) as compared with the case where the discharge groove 42 is not provided. It is necessary to inject more thermoplastic resin 2 than the volume of the cavity (CV-RV) when the discharge groove 42 is not provided.

また、図7に示すように、上記排出溝(RV)のすべてに熱可塑性樹脂2を充填する必要はないため、第2の型閉じ工程後に形成されるキャビティの体積(CV)と同じ体積の熱可塑性樹脂2を必ずしも射出する必要はない。 Further, as shown in FIG. 7, since it is not necessary to fill all of the discharge grooves (RV) with the thermoplastic resin 2, the volume is the same as the volume (CV) of the cavity formed after the second mold closing step. It is not always necessary to inject the thermoplastic resin 2.

本発明の樹脂‐金属複合部材の製造方法によれば、メタルフランジ11が形成され、溶接による他の金属部材との接合が可能である。
したがって、図8に示すような、熱可塑性樹脂を金属プレートで挟んだサンドイッチ構造にすることができ、ボディサイドパネル、リアフェンダー、ダッシュパネルなどの骨格部材の他、ドアパネルやバックドアパネルなどの製造に好ましく適用できる。
According to the method for manufacturing a resin-metal composite member of the present invention, the metal flange 11 is formed and can be joined to another metal member by welding.
Therefore, as shown in FIG. 8, a sandwich structure in which a thermoplastic resin is sandwiched between metal plates can be formed, and it can be used for manufacturing skeleton members such as body side panels, rear fenders, and dash panels, as well as door panels and back door panels. It is preferably applicable.

1 金属シート
11 メタルフランジ
12 屈曲部
13 脚部
14 本体部
2 熱可塑性樹脂
3 可動型
4 固定型
41 曲げ溝
42 排出溝
5 溶接部
1 Metal sheet 11 Metal flange 12 Bending part 13 Leg part 14 Main body part 2 Thermoplastic resin 3 Movable type 4 Fixed type 41 Bending groove 42 Discharge groove 5 Welded part

Claims (11)

周縁部の少なくとも一部にメタルフランジを備える樹脂‐金属複合部材の製造方法であって、
少なくとも可動型と固定型とを有する金型内に金属シートをセットするセット工程と、
上記可動型を上記金属シートに当接させる第1の型閉じ工程と、
上記固定型と上記金属シートとの間に熱可塑性樹脂を射出する射出工程と、
上記金型を閉じ切る第2の型閉じ工程と、を備え、
上記金属シートが、その周縁部の少なくとも一部に上記固定型に向けて屈曲した屈曲部を有し、
上記第2の型閉じ工程が、上記屈曲部をさらに折り曲げ塑性変形させる処理を含むことを特徴とすることを特徴とする複合部材の製造方法。
A method for manufacturing a resin-metal composite member having a metal flange on at least a part of the peripheral portion.
The setting process of setting a metal sheet in a mold having at least a movable mold and a fixed mold,
The first mold closing step of bringing the movable mold into contact with the metal sheet, and
An injection process in which a thermoplastic resin is injected between the fixed mold and the metal sheet,
A second mold closing step of closing the mold is provided.
The metal sheet has a bent portion bent toward the fixed mold at least a part of the peripheral portion thereof.
A method for manufacturing a composite member, characterized in that the second mold closing step includes a process of further bending and plastically deforming the bent portion.
上記第2の型閉じ工程が、上記屈曲部を折り返す処理を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の複合部材の製造方法。 The method for manufacturing a composite member according to claim 1, wherein the second mold closing step includes a process of folding back the bent portion. 上記屈曲部の内角が90°未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合部材の製造方法。 The method for manufacturing a composite member according to claim 1 or 2, wherein the internal angle of the bent portion is less than 90 °. 上記第1の型閉じ工程が、上記金属シートを弾性変形させる処理を含むことを特徴とする請求項1~3のいずれか1つの項に記載の複合部材の製造方法。 The method for manufacturing a composite member according to any one of claims 1 to 3, wherein the first mold closing step includes a process of elastically deforming the metal sheet. 上記射出工程と、上記第2の型閉じ工程と、を並行して行い、
上記射出工程が、金型が閉じるにつれて射出圧を上昇させる処理を含むことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つの項に記載の複合部材の製造方法。
The above-mentioned injection step and the above-mentioned second mold closing step are performed in parallel,
The method for manufacturing a composite member according to any one of claims 1 to 4, wherein the injection step includes a process of increasing the injection pressure as the mold is closed.
上記金属シートが、少なくとも上記固定型に当接する端部が面取りされていることを特徴とする請求項1~5のいずれか1つの項に記載の複合部材の製造方法。 The method for manufacturing a composite member according to any one of claims 1 to 5, wherein at least the end portion of the metal sheet in contact with the fixed mold is chamfered. 上記固定型が、上記金属シートの端部と当接する箇所に曲げ溝を備えることを特徴とする請求項1~6のいずれか1つの項に記載の複合部材の製造方法。 The method for manufacturing a composite member according to any one of claims 1 to 6, wherein the fixed mold is provided with a bending groove at a position where the metal sheet comes into contact with an end portion. 上記第1の型閉じ工程後上記射出工程前に、
さらに、上記金型を介して上記金属シートを加熱する加熱工程を備えることを特徴とする請求項1~7のいずれか1つの項に記載の複合部材の製造方法。
After the first mold closing step and before the injection step,
The method for manufacturing a composite member according to any one of claims 1 to 7, further comprising a heating step of heating the metal sheet via the mold.
上記射出工程における上記金型の温度が、上記可動型の周縁部がその中心部よりも高く、上記固定型の周縁部がその中心部よりも低いことを特徴とする請求項1~8のいずれか1つの項に記載の複合部材の製造方法。 Any of claims 1 to 8, wherein the temperature of the mold in the injection step is higher in the peripheral portion of the movable mold than in the central portion thereof and lower in the peripheral portion of the fixed mold than in the central portion thereof. The method for manufacturing a composite member according to one item. 上記固定型が、上記第2の型閉じ工程で形成されるメタルフランジの内側に排出溝を備え、
上記射出工程で射出する上記熱可塑性樹脂の量が、下記(式)を満たすことを特徴とする請求項1~9のいずれか1つの項に記載の複合部材の製造方法。

CV ≧ PV > (CV-RV)・・・(式)

但し、上記式中、PVは射出工程で射出する熱可塑性樹脂の体積を表わし、CVは上記第2の型閉じ工程後に形成されるキャビティの体積を表わし、RVは上記排出溝の体積を表わす。
The fixed mold has a discharge groove inside the metal flange formed in the second mold closing step.
The method for manufacturing a composite member according to any one of claims 1 to 9, wherein the amount of the thermoplastic resin injected in the injection step satisfies the following (formula).

CV ≧ PV > (CV-RV) ・ ・ ・ (Equation)

However, in the above formula, PV represents the volume of the thermoplastic resin injected in the injection step, CV represents the volume of the cavity formed after the second mold closing step, and RV represents the volume of the discharge groove .
上記金属シートが、少なくとも固定型側の表面に凹凸を有することを特徴とする請求項1~10のいずれか1つの項に記載の複合部材の製造方法。 The method for manufacturing a composite member according to any one of claims 1 to 10, wherein the metal sheet has at least irregularities on the surface on the fixed mold side.
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