WO2019224977A1 - 樹脂－金属複合体を用いた部品の成形方法、および該部品成形用金型 - Google Patents

樹脂－金属複合体を用いた部品の成形方法、および該部品成形用金型 Download PDF

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ジヤア 蒋
崇 小田
諸星　勝己
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    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3002—Superstructures characterized by combining metal and plastics, i.e. hybrid parts

Definitions

  • the present invention relates to a method for molding a part using a composite of a thermoplastic resin and a metal plate, and more specifically, to a method for molding a part in which a thermoplastic resin and a metal plate are directly bonded, and to the molding method. It relates to the mold used.
  • the weight of a vehicle is reduced by using a composite of a resin and a metal member, and an adhesive is frequently used for bonding the resin and the metal material.
  • Patent Document 1 a plastic rib structure is formed by injection molding on a metal internal thin plate whose surface is pretreated, the plastic rib structure is covered with an external thin plate, and the internal thin plate and the external thin plate are welded. Auto parts are listed.
  • the metal plate when resin is applied to the metal plate arranged in the mold, the metal plate easily moves or tilts in the mold due to injection pressure or press pressure, and the thermoplastic resin is placed at a desired position on the metal plate. It is difficult to give.
  • thermoplastic resin contains reinforcing fibers and the flowability is low, or when the thermoplastic resin is thin and widely applied, it is necessary to increase the injection pressure and the press pressure, and the metal plate moves in the mold. Then, the thermoplastic resin leaks into the joining region where the metal surface is exposed, and it becomes difficult to join the metal surface of other parts.
  • the present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a thermoplastic resin including a metal plate and a thermoplastic resin disposed on one surface of the metal plate.
  • An object of the present invention is to provide a molding method capable of ensuring a joining region, particularly a welding region, with a metal surface of another component without leakage of a thermoplastic resin in a component including a resin.
  • the present inventor fixed the metal plate against the movable mold from the fixed mold side, and exposed the metal plate from the thermoplastic resin at the support section of the fixed mold. As a result, the inventors have found that the above object can be achieved, and have completed the present invention.
  • the molding method of the present invention uses a metal mold including at least a movable mold and a fixed mold having a support portion, and uses a metal plate and a heat containing a thermoplastic resin disposed on one surface of the metal plate.
  • a molding method for a component comprising a plastic resin.
  • positioning process which arrange
  • die of this invention is a metal mold
  • the fixed mold has a support portion that moves forward and backward toward the movable mold, abuts against the metal plate, and presses the metal plate against the movable mold, A cavity is formed by the fixed mold and the metal plate, The metal plate is exposed from the thermoplastic resin at the support portion to form an exposed portion.
  • the metal plate is pressed and fixed to the movable mold by the fixed die having the support portion, and the metal plate is exposed from the thermoplastic resin by the support portion, so that the thermoplastic resin leaks. Therefore, it is possible to provide a molding method capable of ensuring a bonding region with a metal surface of another component without fail.
  • the molding method of the present invention is a method of molding a component 1 including a metal plate 2 and a thermoplastic resin 3 arranged on one surface of the metal plate, and includes at least an arrangement step, a fixing step, and a molding step.
  • a molding step is shown in FIG.
  • the placement step S101 is a step of placing the pre-formed metal plate 2 in the mold 4.
  • the metal plate 2 is formed into a predetermined shape by press molding or the like, and is formed so as to fit in the mold 4 without a gap.
  • the thickness of the metal plate 2 is reduced.
  • the thickness is 0.5 mm to 2.5 mm
  • the rigidity of the metal plate 2 itself is lowered and the metal plate 2 deforms As a result, a gap is generated between the mold 4 and the metal plate 2 without being fitted to the mold 4.
  • thermoplastic resin 3 that has been heated and softened is applied in a state where there is a gap between the mold 4 and the metal plate 2, and the thermoplastic resin 3 is brought into close contact with the metal plate 2, The plate 2 is pushed by the thermoplastic resin 3 and moves in the mold 4. Therefore, the thermoplastic resin 3 cannot be applied to a desired position.
  • the present invention includes a fixing step S102, and the metal plate 2 is pressed against the movable mold 5 by the support portion 7 of the fixed mold 6, so that the metal plate 2 fits tightly into the mold without any gaps. Can be fixed.
  • the mold 4 is closed to form a cavity between the fixed mold 6 and the metal plate 2, and the heated and softened thermoplastic resin 3 is injected or pressed to form the metal plate. Adhere to 2.
  • the support portion 7 a where the metal plate 2 is exposed without applying the thermoplastic resin 3 dams the thermoplastic resin 3 while being in contact with the metal plate 2, and heats the surface of the metal plate 2.
  • An exposed portion 21 to which the plastic resin 3 is not applied is formed. Therefore, the thermoplastic resin 3 can be applied only to a desired location, and a joining region with the metal surface of another component can be formed without the thermoplastic resin 3 leaking.
  • the support portion 7b where the thermoplastic resin 3 is applied simply by fixing the metal plate 2 to the movable mold 5 is retracted into the fixed mold 6 after the thermoplastic resin 3 is supplied to the periphery thereof.
  • thermoplastic resin 3 flows and fills the trace of the support portion 7b, for example, as shown in FIG. 4, even when the exposed portion 21 is formed only at one end portion of the metal plate 2, the metal The entire plate 2 can be pressed against the movable mold 5 evenly and fixed.
  • thermoplastic resin 3 presses the metal plate 2 against the movable mold 5 instead of the support portion 7b. There is no gap between them.
  • the above molding method can be applied to the press molding method shown in FIG. 2 and the injection press molding method shown in FIG. 3 in addition to the injection molding method shown in FIG.
  • the molding method includes an injection press having an injection process S103 for injecting the softened thermoplastic resin between the metal plate and the fixed mold after the fixing process and before the molding process.
  • a molding method is preferred.
  • the reinforcing structure 31 such as a rib or a bead
  • a continuous liner layer 32 covering the metal plate 2 is formed as shown in FIG.
  • thermoplastic resin 3 is injected and brought into close contact with the metal plate 2 in the molding step S104 as shown in FIG. Since heating beyond the decomposition temperature is not possible, there is a limit to improving fluidity.
  • thermoplastic resin 3 includes reinforcing fibers such as carbon fibers and glass fibers, the fluidity is lowered, and thus it is difficult to mold the component 1 having the above shape.
  • the block of the thermoplastic resin 3 is placed in the mold 4 and pressed together with the metal plate 2 in the placement step S101 in FIG. If the fluidity is not lost to such an extent that it can be lifted, it cannot be placed in the mold 4.
  • thermoplastic resin 3 in press molding, it is difficult to increase the fluidity of the thermoplastic resin 3 itself, and if the fluidity is lost to the extent that it can be lifted, the thermoplastic resin 3 becomes fine on the surface of the metal plate 2. It is difficult to enter the unevenness, and the microscopic adhesion between the thermoplastic resin 3 and the metal plate 2 is lowered, and the adhesive strength is lowered.
  • the injection press molding method includes an injection process indicated by S103 in FIG. 3, the mold 4 is slightly opened, and a cavity thicker than the liner layer 32 having a desired shape after molding is formed.
  • the thermoplastic resin 3 is injected into the cavity from the side.
  • the mold 4 is closed while moving the support portion 7 into the fixed mold 6, and the fixed mold 6 and the metal plate 2 form a cavity having a thickness of the liner layer 32 having a desired shape after molding,
  • the injected thermoplastic resin 3 is pressed to bring the thermoplastic resin 3 into close contact with the metal plate 2, and the thermoplastic resin 7 is dammed by the support portion 7 a to expose the metal plate 2 to form an exposed portion.
  • the high fluidity of the injected thermoplastic resin 3 and the pressing pressure can be combined to form the liner layer 32 having a thin and wide shape, and the thermoplastic resin 3 and the metal plate. 2 can be improved.
  • the injection press molding method injects the thermoplastic resin 3 with the mold 4 slightly opened as described above, the metal plate 2 cannot be fixed to the mold 4, and in particular, metal The plate 2 is likely to move and deform.
  • the metal plate 2 is fixed to the movable mold 5 by the fixing step S102. Therefore, even in the injection press molding method in which the thermoplastic resin 3 is injected with the mold 4 opened, the metal plate 2 does not move due to the injection pressure, and the thermoplastic resin 3 can be applied to a desired location. The exposed portion 21 to which the thermoplastic resin 3 is not applied can be formed on the surface of the metal plate 2 without leakage of the thermoplastic resin 3.
  • the fixing step S102 preferably includes a process of bringing the metal plate 2 into close contact with the movable mold 5 by suction or magnetism.
  • the forming step S104 preferably includes a process of increasing the force by which the metal plate 2 is pressed against the movable mold 5 by the support portion 7 as the mold 4 is closed.
  • thermoplastic resin 3 When the mold 4 is closed and the thermoplastic resin 3 is spread out, the stress received by the support portion 7a from the thermoplastic resin 3 increases, and the thermoplastic resin 3 leaks from the place where the support portion 7a and the metal plate 2 abut. It becomes easy.
  • the force by which the support portion 7a pushes the metal plate 2 is increased, so that the reaction force of the pressed thermoplastic resin 3 can be resisted and leakage of the thermoplastic resin 3 is prevented. be able to.
  • the adjustment of the pressing force can be controlled by feeding back a pressure sensor provided on the support portion 7.
  • the molding method preferably includes a decompression step of decompressing the cavity after the fixing step S102.
  • the cavity may be depressurized by providing a fixed mold 6 with an exhaust path communicating with the cavity and directly depressurizing the cavity.
  • the cavity may be depressurized through.
  • the forming method includes a heating step of heating at least the peripheral portion of the metal plate 2 before the forming step S104.
  • thermoplastic resin 3 generally flows from the central part of the metal plate 2 toward the peripheral part, so that the thermoplastic resin 3 is cooled at the peripheral part and the fluidity is likely to be lowered.
  • the fluidity of the thermoplastic resin 3 is improved and it is easy to reach the peripheral part, thereby improving the moldability.
  • thermoplastic resin 3 enters the irregularities on the surface of the metal plate, and the adhesive strength is improved.
  • the metal plate 2 may be heated via the support portion 7 of the movable die 5 or the fixed die 6 or may be preheated before the arrangement step.
  • the molding step S104 includes a process of changing the speed at which the mold 4 is closed.
  • the speed at which the mold 4 is closed By changing the speed at which the mold 4 is closed, molding according to the fluidity of the thermoplastic resin 3 and the part shape is possible, and the moldability is improved.
  • the mold 4 is opened in the mold opening step S105, and the part 1 is taken out.
  • a metal plate plated with the above metal can be used in addition to a metal plate such as aluminum, iron, stainless steel, copper, titanium, magnesium and brass.
  • the metal plate 2 is preferably roughened by chemical etching.
  • chemical etching immersed in an aqueous solution of ammonia, hydrazine and / or a water-soluble amine compound is different from a mechanical surface roughening treatment in that a hole having an inner diameter larger than the opening diameter is formed, and a thermoplastic resin is formed by an anchor effect. 3 and the metal plate 2 can be firmly bonded.
  • thermoplastic resin 3 a conventionally known thermoplastic resin such as nylon can be used, and the thermoplastic resin 3 can contain reinforcing fibers such as carbon fiber and glass fiber.
  • the mold 4 is a mold for component molding, which is used in the molding method and includes a metal plate 2 and a thermoplastic resin 3 disposed on one surface of the metal plate 2, and at least the movable mold 5. And a fixed die 6 having a support portion 7.
  • the support portion 7 of the fixed die 6 advances and retreats toward the movable die 5 to press the metal plate 2 against the movable die 5, and the support portion 7 and the movable die 5
  • the metal plate 2 is sandwiched and fixed.
  • thermoplastic resin 3 A cavity for molding the thermoplastic resin 3 is formed between the fixed mold 6 and the metal plate 2, and the support portion 7a contacts the metal plate 2 as shown in FIG. Stop 3 Therefore, the exposed portion 21 is formed without applying the thermoplastic resin 3 to the place where the support portion 7a is in contact.
  • the fixed mold 6 preferably further includes an outer support portion 7 c outside the support portion 7 a that forms a cavity together with the metal plate 2.
  • an outer support portion 7 c outside the support portion 7 a that forms a cavity together with the metal plate 2.
  • the force for pressing the metal plate 2 of the support portion 7a against the movable mold 5 is preferably variable. Leakage can be prevented against the reaction force of the pressed thermoplastic resin 3 by increasing the force with which the support portion 7 pushes the metal plate 2 as the mold 4 is closed.
  • the support portion 7 preferably includes an elastomer 71 at a contact portion with the metal plate 2.
  • the metal plate 2 is prevented from being damaged.
  • the support portion 7a is in close contact with the metal plate 2 to securely fix the metal plate 2 and prevent the thermoplastic resin 3 from leaking.
  • the support portion 7 may be provided with an elastomer 71 at the contact portion of the metal slide core.
  • the cost can be reduced by forming the whole with a solid or hollow elastomer. it can.
  • the air pressure inside the elastomer hollow can be changed. Therefore, the contact pressure that contacts the metal plate 2 can be changed according to the distance that it advances and retreats toward the movable mold 5, and even when the support portion 7 extends toward the movable mold 5, the contact pressure does not decrease, The metal plate 2 can be firmly fixed.
  • an elastomer having heat resistance can be used, and for example, silicon rubber or fluorine rubber can be used.
  • the movable mold 5 preferably includes at least one selected from the group consisting of a suction port, a suction cup, and an electromagnet.
  • the entire surface of the metal plate 2 can be brought into close contact with the movable mold 5 by pressing with the support portion 7 of the fixed mold 6 and pulling from the movable mold 5 side, and the dimensional accuracy of the component 1 is improved.
  • the fixed mold 6 preferably includes an exhaust path communicating with the cavity.
  • At least one of the movable mold 5 and the fixed mold 6 is preferably provided with a heating device.
  • a heating device at least at a position where the metal plate 2 is in contact with the peripheral edge and heating the metal plate 2, the fluidity of the thermoplastic resin 3 is improved and the moldability is improved.
  • the movable mold 5 or the fixed mold 6 includes a positioning guide pin for the metal plate 2.
  • the metal plate 2 can be arranged at a predetermined position in the mold 4 and the productivity is improved.
  • the exposed portion 21 is reliably formed without leakage of the thermoplastic resin 3.
  • a joining area with the metal surface of another component can be secured.
  • the component 1 has the exposed portion 21 to be welded, such as spot welding, laser welding, brazing, frictional heat welding, etc., between metal surfaces using rivets or the like, or between metal surfaces using an adhesive or the like. Can be bonded.
  • a lightweight, high-strength component 1 having a hollow structure as shown in FIG. 11, and a body side panel, a rear fender, a dash panel.
  • skeleton members such as these, automobile parts such as door panels and back door panels can be produced.

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Abstract

少なくとも可動型と支持部を有する固定型と、を備える金型を用いて、金属プレートと、該金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂とを備える部品の成形方法である。　そして、予め成形された金属プレートを上記金型内に配置する配置工程と、　上記支持部で上記金属プレートを上記可動型に押し当て固定する固定工程と、　上記金型を閉じて上記固定型と上記金属プレートとでキャビティを形成し、　熱可塑性樹脂を上記金属プレートに密着させると共に、上記支持部で上記軟化した熱可塑性樹脂から上記金属プレートを露出させ露出部を形成する成形工程と、を有しており、熱可塑性樹脂の漏れがなく確実に他の部品の金属面との接合領域を確保できる。

Description

樹脂－金属複合体を用いた部品の成形方法、および該部品成形用金型
　本発明は、熱可塑性樹脂と金属プレートとの複合体を用いた部品の成形方法に係り、更に詳細には、熱可塑性樹脂と金属プレートとが直接接着した部品の成形方法、及び該成形方法に用いる金型に関する。
　自動車部品においては、樹脂と金属部材との複合体を用いて車両重量の軽量化が図られており、樹脂と金属材との接着には、接着剤が多用されている。
　樹脂と金属材とを接着する接着剤が多く開発されてはいるが、金属部材と樹脂とでは熱収縮率が異なるため、金属部材と樹脂に挟まれた接着剤に残留剪断応力が発生し、接着剤が破断して剥離が生じやすい。
　特許文献１には、表面が前処理された金属製の内部薄板上に射出成形によりプラスチックリブ構造を形成し、上記プラスチックリブ構造を外部薄板で覆い、上記内部薄板と上記外部薄板とを溶接した自動車部品が記載されている。
日本国特開２０１０－１２０３８４号公報
　しかしながら、薄い金属プレートは、その厚さから変形が生じ易く高精度なプレス成形が困難であるため、予め成形した金属プレートを金型内に配置すると、金属プレートと金型との間に、金属プレートのゆがみに起因する隙間が生じてしまう。
　したがって、金型内に配置した金属プレートに樹脂を付与する際、射出圧やプレス圧によって、金属プレートが金型内で移動したり傾いたりし易く、金属プレ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る。
　特に、熱可塑性樹脂が強化繊維を含み流動性が低い場合や、熱可塑性樹脂を薄くかつ広範に付与する場合は、射出圧やプレス圧を高くする必要があり、金属プレートが金型内で動き、金属面を露出させる接合領域に熱可塑性樹脂が漏れて他の部品の金属面との接合が困難になる。
　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、金属プレートと、該金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂とを備える部品において、熱可塑性樹脂の漏れがなく確実に他の部品の金属面との接合領域、特に溶接領域を確保できる成形方法を提供することにある。
　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、固定型側から金属プレートを可動型に押し当て固定すると共に、上記固定型の支持部で熱可塑性樹脂から上記金属プレートを露出させることにより、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。
　即ち、本発明の成形方法は、少なくとも可動型と支持部を有する固定型と、を備える金型を用いて、金属プレートと、該金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂とを備える部品の成形方法である。
　そして、予め成形された金属プレートを上記金型内に配置する配置工程と、
　上記支持部で上記金属プレートを上記可動型に押し当て固定する固定工程と、
　上記金型を閉じて上記固定型と上記金属プレートとでキャビティを形成し、
　熱可塑性樹脂を上記金属プレートに密着させると共に、上記支持部で上記軟化した熱可塑性樹脂から上記金属プレートを露出させ露出部を形成する成形工程と、を有することを特徴とする。
　また、本発明の金型は、金属プレートと、該金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂とを備える部品成形用金型である。
　そして、少なくとも可動型と固定型とを備え、
　上記固定型が、上記可動型に向けて進退し、上記金属プレートに当接して該上記金属プレートを上記可動型に押し当てる支持部を有し、
　上記固定型と上記金属プレートとでキャビティを形成し、
　上記支持部で上記熱可塑性樹脂から上記金属プレートを露出させ露出部を形成することを特徴とする。
　本発明によれば、支持部を有する固定型により、金属プレートを可動型に押し付けて固定すると共に、上記支持部で熱可塑性樹脂から上記金属プレートを露出させることとしたため、熱可塑性樹脂の漏れがなく確実に他の部品の金属面との接合領域を確保できる成形方法を提供することができる。
本発明の成形方法を射出成型法に適用したときの工程を説明する図である。 本発明の成形方法をプレス成形法に適用したときの工程を説明する図である。 本発明の成形方法を射出プレス成型法に適用したときの工程を説明する図である。 金属プレートの片側のみに露出部を有する部品の一例を示す平面図である。 ライナー層の一方の面の全体を金属プレートに直接接着した部品の一例を示す断面図である。 本発明の金型の一例を示す概略図である。 固定型の支持部が進退して、金属プレートを固定型に押し当てる状態を説明する図である。 支持部が熱可塑性樹脂から上記金属プレートを露出させて露出部を形成する状態を説明する図である。 ２重の支持部を有する金型の一例を示す図である。 中空構造のエラストマー製の支持部が進退状態を説明する図である。 金属プレートを溶接した中空構造の部品の一例を示す図である。
　本発明の成形方法について詳細に説明する。
　上記成形方法は、金属プレート２と、該金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂３とを備える部品１を成形する方法であり、少なくとも配置工程と、固定工程と、成形工程とを有する。
　本発明の成形方法の工程の一例を示す概略図を図１に示す。
　上記配置工程Ｓ１０１は、予め成形された金属プレート２を上記金型４内に配置する工程である。
　上記金属プレート２は、プレス成形などにより所定の形状に成形され、金型４内に隙間なくぴったりはまるように成形されている。
　しかし、プレス成形自体の寸法精度が低いのに加えて、金属プレート２の厚さを薄く、例えば、０．５ｍｍ～２．５ｍｍにすると金属プレート２自体の剛性が低くなり、金属プレート２が変形し易くなり、金型４にぴったりとはまらずに金型４と金属プレート２との間に隙間が生じてしまう。
　このように、金型４と金属プレート２との間に隙間が存在する状態で、加熱されて軟化した熱可塑性樹脂３を付与し、該熱可塑性樹脂３を金属プレート２に密着させると、金属プレート２が上記熱可塑性樹脂３で押され、金型４内で動いてしまう。したがって、所望の位置に熱可塑性樹脂３を付与することができない。
　本発明は固定工程Ｓ１０２を有し、上記固定型６の支持部７で上記金属プレート２を上記可動型５に押し当てるため、金属プレート２が金型に隙間なくぴったりとはまり、金属プレート２を固定することができる。
　そして、成形工程Ｓ１０４において、上記金型４を閉じて上記固定型６と上記金属プレート２との間にキャビティを形成し、加熱・軟化させた熱可塑性樹脂３を射出又はプレスして上記金属プレート２に密着させる。
　このとき、熱可塑性樹脂３を付与せずに金属プレート２を露出させる箇所の支持部７ａは、上記金属プレート２に当接したままで熱可塑性樹脂３をせき止め、上記金属プレート２の表面に熱可塑性樹脂３が付与されていない露出部２１を形成する。
　したがって、熱可塑性樹脂３を所望の箇所のみに付与することができ、熱可塑性樹脂３が漏れることなく他の部品の金属面との接合領域を形成できる。
　また、金属プレート２を可動型５に固定するだけで熱可塑性樹脂３を付与する箇所の支持部７ｂを、その周囲に熱可塑性樹脂３が供給された後に固定型６の内部に引っ込める。
　すると、熱可塑性樹脂３が流動して支持部７ｂの跡を埋めるため、例えば、図４に示すように、金属プレート２の片側端部のみに露出部２１を形成する場合であっても、金属プレート２の全体を可動型５に均等に押し当てて固定することが可能である。
　なお、上記支持部７ｂを固定型６の内部に引っ込めたとしても、上記支持部７ｂの代わりに熱可塑性樹脂３が金属プレート２を可動型５に押し当てるため、金属プレート２と可動型５との間に隙間が生じることはない。
　上記成形方法は、図１に示す射出成形法の他、図２に示すプレス成形法や、図３に示す射出プレス成形法に適用できる。
　上記成形方法は、図３に示すように、上記固定工程後上記成形工程前に、上記金属プレートと上記固定型との間に、上記軟化した熱可塑性樹脂を射出する射出工程Ｓ１０３を有する射出プレス成形法であることが好ましい。
　例えば、リブやビードなどの補強構造部３１だけでなく、図５に示すように、金属プレート２を被覆する連続したライナー層３２を形成し、該ライナー層３２の一方の面の全体を上記金属プレート２に直接接着した構造の部品１を成形する場合は、熱可塑性樹脂３を薄く広げるために熱可塑性樹脂３の流動性を高くする必要がある。
　このような構造の部品１を、射出成形で成形する場合、すなわち、図１に示すように、成形工程Ｓ１０４で熱可塑性樹脂３を射出し金属プレート２に密着させる場合は、熱可塑性樹脂３の分解温度を超えて加熱できないため、流動性の向上には限界がある。
　さらに、熱可塑性樹脂３が炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維を含む場合は流動性が低下するため、上記形状の部品１の成形が困難である。
　また、上記部品１をプレス成形で成形する場合は、図２中の配置工程Ｓ１０１で金属プレート２と共に熱可塑性樹脂３の塊を金型４内に置いてプレスするため、熱可塑性樹脂３の塊が持ち上げられる程度に流動性を失っていなければ金型４内に置くことができない。
　したがって、プレス成形では熱可塑性樹脂３の流動性を高くすること自体が困難であるのに加えて、持ち上げられる程度に流動性を失っていると、熱可塑性樹脂３が金属プレート２表面の微細な凹凸内に入り込み難く、熱可塑性樹脂３と金属プレート２との微視的な密着性が低下して接着強度が低下する。
　上記射出プレス成形法は、図３中Ｓ１０３で示す射出工程を有し、金型４が僅かに開き、成形後の所望の形状のライナー層３２よりも厚いキャビティを形成した状態で、固定型６側から該キャビティに熱可塑性樹脂３を射出する。そして、上記支持部７を固定型６内に移動させながら金型４を閉じ切って、固定型６と金属プレート２とで成形後の所望の形状のライナー層３２の厚みのキャビティを形成し、射出した熱可塑性樹脂３をプレスし、熱可塑性樹脂３を金属プレート２に密着させると共に、上記支持部７ａで熱可塑性樹脂７をせき止め、上記金属プレート２を露出させて露出部を形成する。
　したがって、射出プレス成形法によれば、射出された熱可塑性樹脂３の高い流動性とプレス圧とが相俟って、薄く広い形状のライナー層３２を形成できると共に、熱可塑性樹脂３と金属プレート２との接着強度を向上できる。
　しかし、上記射出プレス成形法は、上記のように、金型４を僅かに開いた状態で熱可塑性樹脂３を射出するため、金属プレート２を金型４に固定することができず、特に金属プレート２の移動や変形が生じ易い。
　本発明においては、上記固定工程Ｓ１０２により、金属プレート２が可動型５に固定されている。したがって、金型４が開いた状態で熱可塑性樹脂３を射出する射出プレス成形法であっても、射出圧によって金属プレート２が移動せず、熱可塑性樹脂３を所望の箇所に付与することができ、熱可塑性樹脂３が漏れずに上記金属プレート２の表面に熱可塑性樹脂３が付与されていない露出部２１を形成できる。
　上記固定工程Ｓ１０２は、上記金属プレート２を吸引又は磁気により上記可動型５に密着させる処理を含むことが好ましい。上記支持部７による押し当てと吸引や磁気を併用することで、上記金属プレート２の全面を可動型５に密着させることができ、部品１の寸法精度が向上する。
　上記成形工程Ｓ１０４は、上記支持部７により上記金属プレート２を上記可動型５に押し当てる力を、上記金型４が閉じるにつれて増加させる処理を含むことが好ましい。
　金型４が閉じて熱可塑性樹脂３が押し広げられると、支持部７ａが熱可塑性樹脂３から受ける応力が大きくなり、支持部７ａと金属プレート２とが当接する箇所から熱可塑性樹脂３が漏れ易くなる。
　金型４が閉じるにつれて上記支持部７ａが上記金属プレート２を押す力を大きくすることで、プレスされた熱可塑性樹脂３の反力に抗することができ、熱可塑性樹脂３の漏れを防止することができる。
　上記押し当てる力の調節は、支持部７に設けた圧力センサをフィードバックして制御できる。
　上記成形方法は、上記固定工程Ｓ１０２後に、上記キャビティを減圧する減圧工程を有することが好ましい。キャビティ内のガスを抜き、キャビティを減圧することで、熱可塑性樹脂３を射出する際のガスの抵抗が低減され、熱可塑性樹脂３が充填され易くなって成形性が向上し、部品中のボイドの発生が防止され部品強度が向上する。
　上記キャビティの減圧は、固定型６にキャビティに連通する排気経路を設け、キャビティを直接減圧してもよく、金型４全体をチャンバーで覆い、該チャンバー内を減圧して金型４の隙間を介してキャビティを減圧してもよい。
　上記成形方法は、上記成形工程Ｓ１０４前に、少なくとも上記金属プレート２の周縁部を加熱する加熱工程を有することが好ましい。
　成形の際、一般に熱可塑性樹脂３は、金属プレート２の中央部から周縁部に向けて流動するため、周縁部では熱可塑性樹脂３が冷えて流動性が低下し易い。
　金属プレート２の周縁部を加熱することで、熱可塑性樹脂３の流動性が向上して周縁部まで行きわたり易くなって成形性が向上する。
　また、金属プレート２の表面が粗面化されている場合は、金属プレート表面の凹凸に熱可塑性樹脂３が入りこんで接着強度が向上する。
　上記金属プレート２は、可動型５や固定型６の支持部７を介して加熱してもよく、また配置工程前に予め加熱しておいてもよい。
　また、成形工程Ｓ１０４は、金型４を閉じる速度を変化させる処理を含むことが好ましい。金型４を閉じる速度を変化させることで、熱可塑性樹脂３の流動性や部品形状に応じた成形が可能であり、成形性が向上する。
　そして、成形が終了したら、型開け工程Ｓ１０５で金型４を開き、部品１を取り出す。
　上記金属プレート２としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅、チタン、マグネシウム、黄銅などの金属板の他、上記金属をメッキした金属板を使用できる。
　上記金属プレート２は、化学エッチングにより表面が粗面化されていることが好ましい。
　例えば、アンモニア、ヒドラジン及び／又は水溶性アミン化合物の水溶液に浸漬する化学エッチングは、機械的な粗面化処理と異なり、開口径よりも内径が大きい孔が形成され、アンカー効果により、熱可塑性樹脂３と金属プレート２とを強固に接着できる。
　また、熱可塑性樹脂３としては、ナイロンなど、従来公知の熱可塑性樹脂を使用でき、上記熱可塑性樹脂３は、炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維を含有することができる。
　次に、本発明の金型について説明する。
　本発明の金型の概略図を図６に示す。
　上記金型４は、上記成形法に用いられ、金属プレート２と、該金属プレート２の一方の面に配置された熱可塑性樹脂３とを備える部品成形用の金型であり、少なくとも可動型５と支持部７を有する固定型６とを備える。
　上記固定型６の支持部７は、図７に示すように、上記可動型５に向けて進退して上記金属プレート２を上記可動型５に押し当て、上記支持部７と可動型５とで金属プレート２を挟んで固定する。
　上記固定型６と上記金属プレート２との間には、熱可塑性樹脂３を成形するキャビティが形成され、上記支持部７ａは、図８に示すように、金属プレート２に当接して熱可塑性樹脂３をせき止める。したがって、上記支持部７ａが当接している箇所には熱可塑性樹脂３が付与されず露出部２１が形成される。
　上記固定型６は、図９に示すように、上記金属プレート２と共にキャビティを形成する支持部７ａの外側に、さらに外側支持部７ｃを備えることが好ましい。
　熱可塑性樹脂３をせき止めて漏れを防止する支持部７ａと、金属プレート２を固定する外側支持部７ｃとに分けることで、設計の自由度が高くなり、成形性が向上する。
　上記支持部７ａの上記金属プレート２を上記可動型５に押し当てる力が、可変であることが好ましい。金型４が閉じるにつれて上記支持部７が上記金属プレート２を押す力を大きくすることで、プレスされた熱可塑性樹脂３の反力に抗して漏れを防止することができる。
　上記支持部７は、図８、９に示すように、上記金属プレート２との当接部にエラストマー７１を備えることが好ましい。
　当接部にエラストマー７１を備えることで金属プレート２を傷つけることが防止される。加えて、金属プレート２の表面に凹凸がある場合であっても、支持部７ａが金属プレート２に密着して金属プレート２を確実に固定し、熱可塑性樹脂３の漏れを防止できる。
　上記支持部７は、図８、９に示すように、金属製のスライドコアの当接部にエラストマー７１を設けてもよいが、全体を密実又は中空のエラストマーで形成することでコストを低減できる。
　さらに、図１０に示すように、上記支持部７が中空構造のエラストマー７１で形成されていると、エラストマー中空内部の空気圧を変えることができる。したがって、金属プレート２に当接する当接圧を可動型５に向けて進退する距離に応じて変えることができ、支持部７が可動型５に向かって伸びたときでも当接圧が下がらず、金属プレート２をしっかりと固定できる。
　上記エラストマーとしては、耐熱性を有するエラストマーを使用することができ、例えば、シリコンゴムや、フッ素ゴムを使用できる。
　上記可動型５は、吸引口、吸盤、および電磁石から成る群から選択された少なくとも１つを備えることが好ましい。
　上記固定型６の支持部７による押し当てと、可動型５側からの引張りにより上記金属プレート２の全面を可動型５に密着させることができ、部品１の寸法精度が向上する。
　また、上記固定型６は、上記キャビティに連通する排気経路を備えることが好ましい。排気経路からキャビティ内のガスを抜きキャビティを減圧することで、熱可塑性樹脂３を射出する際のガスの抵抗が低減され、熱可塑性樹脂３が充填され易くなって成形性が向上する。
　上記可動型５と上記固定型６とは、少なくとも一方が加熱装置を備えることが好ましい。
　一般に熱可塑性樹脂は、金属プレート２の中央部から周縁部に向けて流動するため、周縁部では熱可塑性樹脂３が冷えて流動性が低下し易い。少なくとも上記金属プレート２の周縁部と当接する箇所に加熱装置を備え、金属プレート２を加熱することで、熱可塑性樹脂３の流動性が向上し成形性が向上する。
　上記可動型５又は上記固定型６が、上記金属プレート２の位置決めガイドピンを備えることが好ましい。位置決めガイドピンと金属プレート２に形成した位置決め孔とを合わせることで、金属プレート２を金型４内の所定の位置に配置することができ、生産性が向上する。
　上記のように、本発明の金型４を用い上記成形方法により、樹脂－金属複合体を用いた部品を成形することにより、熱可塑性樹脂３の漏れがなく確実に露出部２１を形成して他の部品の金属面との接合領域を確保できる。
　したがって、上記部品１は、露出部２１により、スポット溶接、レーザー溶接、ろう付け、摩擦熱溶着などの溶接の他、リベット等を用いた金属面同士の締結、接着剤等を用いた金属面同士の接着が可能である。
　そして、例えば、他の金属プレートを上記露出部２１に接合し、図１１に示すような、中空構造の軽量かつ高強度の部品１を作製することができ、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自動車部品を作製できる。
　　１　　部品
　　２　　金属プレート
　２１　　露出部
　　３　　熱可塑性樹脂
　３１　　補強構造部
　３２　　ライナー層
　　４　　金型
　　５　　可動型
　　６　　固定型
　　７（ａ、ｂ）支持部
　　７ｃ　外側支持部
　７１　　エラストマー
　　８　　溶接

Claims (15)

  1. 　少なくとも可動型と支持部を有する固定型と、を備える金型を用い、
    　金属プレートと、該金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂を備える部品を成形する方法であって、
    　予め成形された金属プレートを上記金型内に配置する配置工程と、
    　上記支持部で上記金属プレートを上記可動型に押し当て固定する固定工程と、
    　上記金型を閉じて上記固定型と上記金属プレートとでキャビティを形成し、
    　熱可塑性樹脂を上記金属プレートに密着させると共に、上記支持部で上記熱可塑性樹脂から上記金属プレートを露出させ露出部を形成する成形工程と、を有することを特徴とする成形方法。
  2. 　さらに、
    　上記固定工程後、上記成形工程前に、
    　上記金属プレートと上記固定型との間に、上記熱可塑性樹脂を射出する射出工程を有し、
    　上記成形工程が、上記支持部で上記金属プレートを上記可動型に押し当てながら、上記支持部を移動または変形させて上記金型を閉じ切り、
    　上記熱可塑性樹脂を上記金属プレートと共にプレスする処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
  3. 　上記固定工程が、上記金属プレートを吸引又は磁気により上記可動型に密着させる処理を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の成形方法。
  4. 　上記成形工程が、上記支持部により上記金属プレートを上記可動型に押し当てる力を、上記金型が閉じるにつれて増加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つの項に記載の成形方法。
  5. 　さらに、
    　上記固定工程後に、
    　上記キャビティを減圧する減圧工程を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１つの項に記載の成形方法。
  6. 　さらに、
    　上記成形工程前に、少なくとも上記金属プレートの周縁部を加熱する加熱工程を有することを特徴とする請求項１～５のいずれか１つの項に記載の成形方法。
  7. 　上記成形工程が、金型を閉じる速度を変化させる処理を含むことを特徴とする請求項１～６のいずれか１つの項に記載の成形方法。
  8. 　金属プレートと、該金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂とを備える部品成形用金型であって、
    　少なくとも可動型と固定型とを備え、
    　上記固定型が、上記可動型に向けて進退し、上記金属プレートに当接して該上記金属プレートを上記可動型に押し当てる支持部を有し、
    　上記固定型と上記金属プレートとでキャビティを形成し、
    　上記支持部で上記熱可塑性樹脂をせき止め、露出部を形成することを特徴とする金型。
  9. 　上記固定型が、上記金属プレートと共にキャビティを形成する上記支持部の外側に、さらに外側支持部を備えることを特徴とする請求項８に記載の金型。
  10. 　上記金属プレートを上記可動型に押し当てる力が可変であることを特徴とする請求項８又は９に記載の金型。
  11. 　上記支持部が、上記金属プレートとの当接部にエラストマーを備えることを特徴とする請求項８に記載の金型。
  12. 　上記可動型が、吸引口、吸盤、および電磁石から成る群から選択された少なくとも１つを備えることを特徴とするに請求項８～１１のいずれか１つの項に記載の金型。
  13. 　上記固定型が、上記キャビティに連通する排気経路を備えることを特徴とする請求項８～１２のいずれか１つの項に記載の金型。
  14. 　上記可動型と上記固定型の少なくとも一方が加熱装置を備えることを特徴とする請求項８～１３いずれか１つの項に記載の金型。
  15. 　上記可動型又は上記固定型が、上記金属プレートの位置決めガイドピンを備えることを特徴とする請求項８～１４のいずれか１つの項に記載の金型。
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