JPH01188314A - 複合同時成型金型及びこの金型を用いた複合材の製造方法並びに複合材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属板と合成樹脂との複合材を成型する金型
及びこの金型を用いた当該複合材の製造方法に関する。

［従来の技＃Ｉ］ 従来、２枚の金属板の間に樹脂層を形成した複合材は、
例えば、押し出しにより板状に形成した合成樹脂の両面
を接着剤より金属板と接合して製造されている。このよ
うな方法にて製造された複合材は、いわゆるサンドイッ
チ鋼板とよばれるもので、その構造は、単に金属板の間
に樹脂層が形成された平面板材であり、曲げ、絞り客種
々の形状を実現するものではない。

そこで、本願発明者等は、板金のプレス加工と樹脂の射
出成型とを組合わせて種々の形状となる複合材の製法を
提案している（特願昭６１−２２４２２３号、特願昭６
２−２１１３２２号）。具体的には、対になるプレス加
工用のパンチ、ダイス等の凹凸部を形成した移動型と固
定型との間に被成型板となる金属板を２枚重ねた状態で
配置し、移動型の移動による型締めを行なって、まず、
プレス加工を行なう。その後、各型に金属板を１枚ずつ
保持した状態で移動型を型締め解除方向に移動して両金
属板間に所定幅のキャビティ、あるいは、プレス加工に
よる穴を通して金属板の外側にキャビティを形成し、そ
のキャビティ内に溶融樹脂を射出注入して樹脂層を形成
する。そして、樹脂層が固化した後に複合材成型品を取
り出すようにしている。

［発明が解決しようとする課題１ ところで、上記のような製法に従って製造される複合材
は、樹脂層を挟む金属板に形成される穴の位置、形状、
あるいは、曲げ形状は同一のものであり、形状の自由度
が未だ小さいものである。

また、金属板として内面に接着層が形成された、例えば
、ラミネート鋼板を使用する場合、プレス加工時の打抜
き部において、剪断の際の応力、熱等により接着層同志
の接着現象が発生し、両金属板を分離するのが困難にな
る場合がある。

上記のような不具合は、被成型板となる２枚の金属板を
重ねた状態で同時にプレス加工することに起因している
。

そこで、本発明の課題は、２枚の被成型板を分離した状
′態で同時プレス加工を行ない、その分離した状態でプ
レス加工のなされた開被成型板間への樹脂層形成を可能
にすることである。

［課題を解決するための技術的手段］ 上記課題を解決するための技術的手段は、複合材を製造
する金型に注目し、第１図に（ａ）（ｂ）（Ｃ）に示す
ように、第１の型体１と、第２の型体２と、第１の型体
１と第２の型体２との間に進退自在に配置され、第１及
び第２の型体１，２と共に同時型締め可能な第３の型体
３とを備え、第１の型体１と第３の型体３の各対向面に
は対をなすプレス加工用の第１の凹凸部４が、第２の型
体２と第３の型体３の各対向面には対をなすプレス加工
用の第２の凹凸部５が夫々形成され、第１の型体１と第
３の型体３との間及び第２の型体２と第３の型体３との
間に夫々被成型板６を配置した状態での各型体の同時型
締めによるプレス加工後に当該型締めを解除したときに
プレス加工済みの各被成型板６を第１の型体１及び第２
の型体２の型面に夫々保持する材料保持体７ａ、７ｂが
当該箱１及び第２の型体１．２に設けられると共に、第
３の型体３が退避した状態で、上記被成型板６が保持状
態となる第１の型体と第２の型体１．２とを型締めした
ときに夫々の型面の当接によって被成型板６間にキャビ
ティ８を形成するキャビティ形成部材９が設けられ、上
記被成型板６間に形成されたキャビティ８に溶融樹脂を
注入するための射出経路１０が上記第１または第２の型
体１゜２に形成されたものである。

また、各被成型板６の外側に突起状樹脂層の形成を可能
にする場合、上記第１または第２の凹凸部４．５の少な
くとも一方は、対になるパンチとダイスを有し、第３の
型体３が退避した状態で、上記被成型板６が保持状態と
なる第１の型体１と第２の型体２とを型締めしたときに
、上記第１、第２、及び第３の型体１，２．３の同時型
締め時に上記パンチとダイスにて被成型板６に形成され
た穴を通して上記被成型板６間のキャビティ８と連通す
る所定形状のキャビティを形成する他のキャビティ形成
部材が当該被成型板６を保持した型体に設けられたもの
となる。

更に、被成型板６に絞り加工を旅すことを可能にする場
合、上記第１または第２の凹凸部４．５の少なくとも一
方は、対応する第１または第２の型体１，２側に樹脂圧
絞り用凹部を有するものとなる。

［作用１ 製造方法と共に、上記構成となる複合同時成型金型の作
用を説明する。

第１の型体１と第３の型体３との間及び第２の型体２と
第３の型体３との間に夫々被成型板６を配置しく第１図
（ａ）参照）、この状態で、第１、第２、第３の型体１
，２．３の同時型締めを行なう。すると、第１と第３の
型体１．３間に配置された被成型板６は、第１の凹凸部
４の形状に暴づいた形状でのプレス加工がなされ、第２
と第３の型体２．３間に配置された被成型板６は、第２
の凹凸部５の形状に基づいた形状でのプレス加工がなさ
れる（第１図（ｂ）参照）。その模、当該型締めを解除
すると、各被成型板６は材料保持体７ａ、７ｂにより各
型体１．２に保持された状態となり、この状態にて第３
の型体３を第１の型体と第２の型体２との間から退避せ
しめる。すると、第１の型体１に保持された被成型板６
と第２の型体２に保持された被成型板６とが対向した状
態となる。次いで、第１の型体１と第２の型体２との型
締めを行なうと、キャビティ形成部材９により被成型板
６間にキャビティ８が形成される（第１図（Ｃ）参照）
。そして、射出経路１０を通して溶融樹脂をキャビティ
８内に射出注入すると、両波成型板６間に樹脂層が形成
される。

当該樹脂層が固化した後に第１の型体１と第２の型体２
との型締めを解除し、被成型板６と樹脂との複合成形品
を取り出す。

第１または第２の凹凸部４．５の少なくとも一方が額に
なるパンチとダイスを有すると、上記第１、第２、第３
の型一体１．２．３の同時型締めによるプレス加工時に
、パンチとダイスにより被成型板６に穴開けがなされる
。そして、上記バンチとダイスに対応して他のキャピテ
イ部材が設けられた場合、上記のように射出経路１０を
通して溶融樹脂をキャピテイ８に注入するときに当該穴
を通して他のキャビティ形成部材にて形成されるキャビ
ティ内に溶融樹脂が導かれる。その結果、複合材成型品
は、被成型板６間に樹脂層が形成されると共に、”被成
型板６の上記穴開は位置の外側に突起した樹脂層が形成
されたものとなる。

第１または第２の凹凸部４．５の少なくとも一方が対応
する第１または第２の型体１．２側に樹脂圧絞り用凹部
を有したものとなる場合、上記第１、第２、第３の型体
１．２．３の同時型締めによるプレス加工時には、樹脂
圧絞り用凹部に位置する被成型板は打抜き等の加工はな
されない。そして、形成されるキャビティ８内に溶融樹
脂を射出注入する際に、その注入圧により樹脂圧絞り用
凹部の形状に合せて被成型板６が絞り変形してゆく。そ
の結果、複合材成型品は、上記絞り四部に対応した位置
の外側に被成型板６が当該絞り凹部の形状と同形状にて
突出したものとなる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明像る複合同時成型金型の構造例を示す図
である。

１５は通常の射出成型に用いるものと同様の可動型（第
１の型体）、１６は同固定型（第２の型体）であり、こ
の可動型１５と固定型１６との間に中間型（第３の型体
）１７が配置された構造となっている。可動型１５にお
いて、型本体２１の内部に、穴抜きパンチ２９と穴抜き
パンチをも兼ねた空洞部３３を有するキャビティ形成具
３１とが立設固定されたパンチプレート２７が固定され
るとともに、この固定状態となる穴抜きパンチ２９及び
キャビティ形成具３１とが挿通する孔を有したノックア
ウト２５が上記パンチプレート２７と隙間３５を介して
配置されている。また、固定型１６において、型本体２
２の内部に穴抜きパンチ２８が立設固定されたパンチプ
レート２６が固定され、更に、このパンチプレート２６
を貫いて型本体２２の背面側から型面側に向けて穴抜き
パンチをも兼ねる樹脂射出注入用のスプルー３０が立設
固定されている。そして、穴抜きパンチ２８及びスプル
ー３０が挿通する孔を有したノックアウト２４がパンチ
プレート２６と隙間３４を介して配置されている。この
ノックアウト２４の露出面には樹脂圧絞り用凹部３２が
形成されている。上記可動型１５及び固定型１６の各型
本体２１．２２内に形成される隙間３４．３５には油圧
系が介在しており、この油圧系の作用に基づいて各ノッ
クアウト２４．２５は各隙間３４．３５の分だけ進退動
するようになっている。

中間型１７ついてみると、型本体２３の可動型１５側に
は当該可動型１５に設けられた穴抜きパンチ２９及びキ
ャビティ形成具３１と対になるダイが形成され、同固定
型１６側にも同様に当該固定型１６に設けられた穴抜き
パンチ２８及びスプルー３０と対になるダイが形成され
ている。また、型本体２３の周囲には、可動型１５側に
ストリッパプレート３７ａが、固定型１６側にストリッ
パプレート３７ｂが夫々設けられ、この各ストリッパプ
レート３７ａ、３７ｂと型本体２３との間の隙間３９ａ
、３９ｂには夫々スプリングが配設されている（図示路
）。

なお、上記金型において、可動型１５と中間型１７との
間及び固定型１６と中間型１７との間の夫々に被成型板
となる金属板１１ａ、１１ｂが配置される。

第３図は中間型１７の移動機構例を示す図である。

同図において、可動型１５と固定型１６は通常の射出成
型機のものを使用するもので、固定型１６はプランジャ
、スクリュー等の射出機構部５０に固定され、可動型１
５は油圧等の作用により、型締め、型開きが行なわれる
ようになっている。このような可動型１５と固定型１６
との間に配置される中間型１７の移動機構は、可動型１
５の移動方向（図面左右方向）に順次並設されるロー５
４０を備えたローラコンベア４１と、このローラコンベ
ア４１に載置され、それと直交する方向（図面に垂直方
向）に並設されるロー５４３を備えたローラコンベア４
２とからなり、上段のローラコンベア４２上に中間型１
７が載置される。

この中間型１７が直接載置されるローラコンベア４２に
は、型締め方向に対して中間型１７のストッパとなると
共に、中間型１７のローラコンベア４２上での移動に際
してのガイドとなるストッパ兼ガイド部材４５が設けら
れている。

上記移動機構により、中間型１７は可動型１５と固定型
１６との型締めに際して可動型１５が中間型１７に当接
すると、ローラコンベア４２が中間型１７と一体となっ
てローラコンベア４１上を移動し、可動型１５、固定型
１６、中間型１７の同時型締めが可能になる一方、中間
型１７をローラコンベア４２上を移動させて可動型１５
と固定型１６との間から中間型１７を退避させることが
可能となる。

次に、上記複合同時成型金型を用いた複合材の製造工程
を第４図に示す金型の作動図に基づいて説明する。

可動型１５と中間型１７との間に被成型板となる金属板
１１ａを配置すると共に、固定型１６と中間型１７との
間に同金属板１１ｂを配置する（第４図（ａ）参照）。

この金属板１１ａ。

１１ｂは、例えば、接着フィルムが表面に張付けられた
ラミネート鋼板が用いられ、夫々そのフィルム面を中間
型１７に向けてセットされる。そのセットの方法は、例
えば、ストリッパブレー１・３７ａ、３７ｂ内に設けた
電磁石の吸引力にて行なう。

上記のように金属板１１ａ、１１ｂをセットした状態で
、可動型１５を固定型１６に向けて移動させ、その過程
で、中間型１７を押して当該可動型１５．固定型１６、
中間型１７の同時型締めを行なう（第４図（ｂ）参照）
。この型締めの際、上記のようにセットされた金属板１
１ａ’、Ｉｌｂのプレス加工が行なわれる。具体的には
、可動型１５と固定型１６の各ノックアウト２５．２４
が仮押えの役割をし、各型の移動に伴って当該ノックア
ウト２５．２４がパンチプレート２７．２６との間の隙
間３５．３４の分だけ移動して、パンチブレニドと当接
した状態で完全な型締めがなされる。このとき、可動型
１５側では、穴扱きパンチ２９とキャビティ形成具３１
がノックアウト２５の表面から突出して金属板１１ａに
対応する穴開けがなさ−れ、固定型１６側では、穴抜き
パンチ２８とスプルー３０がノックアウト２４の表面か
ら突出して金属板１１ｂに対応する穴開けがなされる。

また、各金属板１１ａ、１’１ｂの周辺部は、可動型１
５本体の周辺部と中間型２３の周辺部の部分、固定型１
６本体の周辺部と中間型２３の周辺部の部分により夫々
打抜かれ、ストリッパープレート３７ａ、３７ｂにより
押出される。

上記のようにして、各金属板１″１ａ、１１ｂのプレス
加工が終了すると、可動型１５を固定型１６と反対の方
向に移動さ・せ、可動型１５と中間型１７と固定型１５
とが夫々離れる位置なで型開きを行ない、その後、中間
型１７を型締め方向と垂直方向に退避させる（第、４図
（Ｃ）参照）。このとき、金属板１１ａからの加工済板
１３ａは型本体２１、穴抜きパンチ２９、キャビティ形
成具３１との剪断部分での擦り合せ抵抗等によりノック
アウト２５の表面に密着した状態で型本体２１内に保持
され、金属板１１ｂからの加工済板１３ｂも同様に、ノ
ックアウト２４の表面に密着した状態で型本体２２内に
保持される。また、中間型１７のストリッパープレート
３７ａ、３７ｂにはブランク材１４ａ、１４ｂが、更に
、可動型１５、固定型１６の穴抜きパンチ等に対応した
大部分には抜きカス１８ａ、’１８ｂ等が残留する。

上記のように中間型１７を退避させた後、可動型１５と
固定型１６との型締めを行なう（第４図（ｄ）参照）。

このとき、各ノックアウト２４゜２５はパンチプレート
２６．２７位置まで引いており、可動型１５における型
本体２１の周辺部と固定型１６における型本体２２の周
辺部の当接により、加工済板１３ａ、１３ｂとの間にキ
ャビティ３８が形成される。また、キャビティ形成具３
１の空洞部３３が上記加工済板１３ａ、１３ｂ間に形成
されるキャビティ３８と連通ずる他のキャビ千イを形成
する。このような状態において、射出機構部５０から射
出される溶融樹脂がスプルー３０を通して上記のように
形成されたキャビティに注入される（第４図（ｄ）−点
鎖線矢印）。

この樹脂の注入に際して、固定型１６のノックアウト２
４に形成した樹脂圧絞り用凹部３２に位置する加工済板
１３ｂがキャビティ内の樹脂圧によって当該凹部３２に
合致した絞り加工される。このように樹脂がキャビティ
内に充填されると、加工済板１３ａ、１３ｂの内面を覆
う接着フィルムによって当該加工済板１３ａ、１３ｂと
注入樹脂とが接着状態となる。当該可動型１５と固定型
１６との型締めに際しては、可動型１５側の穴抜きパン
チ２９と固定型１６側の穴抜きパンチ２８とが突合せ状
態となり、その部分についての樹脂の流入を阻止してい
る。

上記のように樹脂注入の後、保圧、冷却の工程を経た後
に、可動型１５を固定型１６と逆方向に移動させて型開
きを行なう（第４図（ｅ）参照）。

その際、油圧系の作動により、各型１５．１６のノック
アウト２５．２４を押出すと、加工済板１３ａ、１３ｂ
ｉｆｌに樹脂層６１が形成された複合材６０が取出され
る。この複合材６０は、キャビティ形成具３１の空洞部
３３に対応した樹脂の突出部６２が加工済板１３ａの外
側に形成され、穴抜きパンチ２８．２９に対応した位置
に貫通孔６３が形成され、更に、加工済板１３ｂには樹
脂圧絞り用凹部３２に対応した絞り加工部６４が形成さ
れたものとなる。

なお、上記複合材を製造するに際して、本願発明者が使
用した材料及び成形条件は、例えば、次のようなもので
ある。

鋼板・・・電気亜鉛メツキ鋼板 接着フィルム・・・アトマーフィルム（ＱＥ３０５）二
乗セロ化学（株） 樹脂・・・ノープレン（ＡＸＳ６８）　　：住友化学（
株）プレス圧力・・・２０　ｔｏｎ程度 射出圧力・・・２４０に９／ｃｉ程度 上記のように本実施例によれば、被成型板として接着フ
ィルムにて覆ったラミネート鋼板を用いても、各接着フ
ィルムを当接した状態でプレス加工がなされないことか
ら、′鋼板が重なって樹脂の注入が不可能となることは
ない。また、加工済板１３ａ側には樹脂の突出部６２が
、加工板１３ｂ側には絞り加工部６４が夫々別々に形成
される等、複合材６０の形状はより複雑なものが可能と
なる。

なお、可動型１５と中間型１７の各対向する面、固定型
１６と中間型１７の各対向する面の形状は、パンチとダ
イに対応するものに限られず、各種の曲げ加工を実現す
る形状等、成型される複合材の目的等により各対向面の
凹凸形状は任意に定められる。

本発明の構成要件となるキャビティ形成部材は、可動型
１５と固定型１６とを突合わせた状態で、実施例に示す
ように可動型１５側、固定型１６側双方にキャビティが
形成されるもののほか、いずれか一方の型側に形成され
るものであってもよい。

本発明の構成要件となる射出経路は、上記実施例のスプ
ルー３０のように被成型板を打抜いて樹脂を注入するも
ののほか、特に被成型板を打法かずに型の合せ目側から
樹脂を注入することも可能である。

また、本発明は、上述したようなラミネート鋼板に限ら
れず、通常の鋼板を用いた場合にも適用可能である。

更に、樹脂成形は、上述のよう射出成形に限られず。例
えば、トランスファプレス機によっても可能である。

（発明の効果１ 以上説明してきたように、本発明によれば、２枚の被成
型板を分離した状態で同時プレス加工を行ない、その分
離した状態でプレス加工のなされた両波成型板間への樹
脂層形成が可能になる。これにより、各被成型板につい
て独自の形状でのプレス加工が可能となり、成形される
複合材の形状の自由度が増すと共に、ラミネート鋼板等
の接着フィルムにて覆った被成型板を対象としても分離
不能の不具合もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、第２図は本発明に係る
複合同時成型金型の構造例を示す図、第３図は中間型体
の移動機構例を示す図、第４図は複合材の製造工程の一
例を示す図である。 １・・・第１の型体 ２・・・第２の型体 ３・・・第３の型体 ４・・・第１の凹凸部 ５・・・第２の凹凸部 ６・・・被成型板 ７ａ、７ｂ・・・材料保持体 ８・・・キャピテイ ９・・・キャピテイ形成部材 １０・・・射出経路 １５・・・可動型 １６・・・固定型 １７・・・中間型 ２４．２５・・・ノックアウト ２６．２７・・・パンチプレート ２８．２９・・・穴抜きパンチ ３０・・・スプルー ３１・・・キャビティ形成具 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１の型体（１）と、 第２の型体（２）と、 第１の型体（１）と第２の型体（２）との間に進退自在
   に配置され、第１及び第２の型体（１）（２）と共に同
   時型締め可能な第３の型体（３）とを備え、第１の型体
   （１）と第３の型体（３）の各対向面には対をなすプレ
   ス加工用の第１の凹凸部（４）が、第２の型体（２）と
   第３の型体（３）の各対向面には対をなすプレス加工用
   の第２の凹凸部（５）が夫々形成され、 第１の型体（１）と第３の型体（３）との間及び第２の
   型体（２）と第３の型体（３）との間に夫々被成型板（
   ６）を配置した状態での各型体の同時型締めによるプレ
   ス加工後に当該型締めを解除したときにプレス加工済み
   の各被成型板（６）を第１の型体（１）及び第２の型体
   （２）の型面に夫々保持する材料保持体（７ａ）（７ｂ
   ）が当該第１及び第２の型体（１）（２）に設けられる
   と共に、 第３の型体（３）が退避した状態で、上記被成型板（６
   ）が保持状態となる第１の型体と第２の型体（１）（２
   ）とを型締めしたときに夫々の型面の当接によつて被成
   型板（６）間にキャビティ（８）を形成するキャビティ
   形成部材（９）が設けられ、 上記被成型板（６）間に形成されたキャビティ（８）に
   溶融樹脂を注入するための射出経路（１０）が上記第１
   または第２の型体（１、２）に形成されたことを特徴と
   する複合同時成型金型。 ２）請求項１記載の複合同時成型金型において、第１ま
   たは第２の凹凸部（４、５）の少なくとも一方は、対に
   なるパンチとダイスを有し、 第３の型体（３）が退避した状態で、上記被成型板（６
   ）が保持状態となる第１の型体（１）と第２の型体（２
   ）とを型締めしたときに、上記第１、第２、及び第３の
   型体（１）（２）（３）の同時型締め時に上記パンチと
   ダイスにて被成型板（６）に形成された穴を通して上記
   被成型板（６）間のキャビティ（８）と連通する所定形
   状のキャビティを形成する他のキャビティ形成部材が当
   該被成型板（６）を保持した型体に設けられたことを特
   徴とする複合同時成型金型。 ３）請求項１または請求項２記載の複合同時成型金型に
   おいて、 第１または第２の凹凸部（４、５）の少なくとも一方は
   、対応する第１または第２の型体（１、２）側に樹脂圧
   絞り用凹部を有することを特徴とする複合同時成型金型
   。 ４）請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合同
   時金型を用い、 第１の型体（１）と第３の型体（３）との間及び第２の
   型体（２）と第３の型体（３）との間に夫々被成型板（
   ６）を配置し、 この状態で、第１、第２、及び第３の型体（１）（２）
   （３）の同時型締めを行なって各被成型板（６）のプレ
   ス加工を行ない、 その後当該型締めを解除して、第３の型体（３）を第１
   の型体（１）と第２の型体（２）との間から退避せしめ
   、 次いで、被成型板（６）が保持部材（７ａ）（７ｂ）に
   より保持状態となる第１の型体（１）と第２の型体（２
   ）との型締めを行ない、 その状態にて、溶融樹脂を射出経路（１０）を介して上
   記第１の型体（１）と第２の型体（２）の型締めにより
   形成れたキャビティ（８）内に注入して樹脂層を形成し
   、 当該樹脂層が固化した後に第１の型体（１）と第２の型
   体（２）との型締めを解除し、被成型板と樹脂との複合
   材成型品を取り出すことを特徴とする複合材の製造方法
   。