JP2024006406A - 金属樹脂複合体並びにそれを製造するための方法および装置 - Google Patents

金属樹脂複合体並びにそれを製造するための方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】単純な構造で高い接合強度および高い剛性を両立することを課題とする。【解決手段】金属樹脂複合体１は、切欠孔１２および切り起こし片１３を含む少なくとも１つの切り起こし部１１を有する金属板１０と、金属板１０の片面側のみに配置され、切り起こし部１１を埋没させて硬化しており、金属板１０と一体化されている樹脂材２０とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、金属樹脂複合体並びにそれを製造するための方法および装置に関する。
金属板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方法が知られている（例えば特許文献１～３）。
金属樹脂複合体では、金属板および樹脂材が高い接合強度で接合される必要がある。特許文献１～３では、金属板に貫通孔を設け、貫通孔に樹脂材を流入させ、金属板を樹脂材によって挟み込み、樹脂材を熱硬化させることにより、金属板および樹脂材を一体化している。これにより、金属板と樹脂材との間での高い接合強度の確保を図っている。
国際公開２０１４／１４２１８９号公報 特開２０１６－９７５３１号公報 特開２０１６－８７９２４号公報
金属板を樹脂材によって挟み込む場合、断面寸法の制約から金属板の厚みが小さくなり、金属樹脂複合体の剛性が低下するおそれがある。また、樹脂材が金属板の両面に付着していると、他部材との接合や求める寸法精度等の観点から構造が複雑化し、取り扱いが容易でなく汎用性に欠けることがある。
本発明は、金属樹脂複合体並びにそれを製造するための方法および装置において、単純な構造で高い接合強度および高い剛性を両立することを課題とする。
本発明の第１の態様は、
切欠孔および切り起こし片を含む少なくとも１つの切り起こし部を有する金属板と、
前記金属板の片面側のみに配置され、前記切り起こし部を埋没させて硬化しており、前記金属板と一体化されている樹脂材と
を備える、金属樹脂複合体を提供する。
この構成によれば、少なくとも１つの切り起こし部が樹脂材に埋没しているため、樹脂材が金属板から剥離し難く、一体化に関する高い接合強度を確保できる。また、樹脂材は金属板の片面側のみに配置されるため、両面側に配置される場合と比べて樹脂材を２層から１層に減らすことができる。よって、構造を単純化できるだけでなく樹脂材の厚みを小さくできる。従って、断面寸法の制約から金属板の厚みが小さくなることを抑制でき、金属樹脂複合体の高い剛性を確保できる。従って、金属樹脂複合体において、単純な構造で金属樹脂複合体の高い接合強度と高い剛性を両立できる。ここで、「樹脂材が金属板の片面側のみに配置される」とは、樹脂材が金属板の一方の面上および切欠孔の内部に配置され、他方の面上には配置されないことをいう。なお、実際の成形上、樹脂材が他方の面上に一切漏出しないことは困難である場合があるため、樹脂材が他方の面上に接合強度とは関係ない程度にわずかに（例えば厚み数十～数百μｍ程度）配置されることは許容されるものとする。
前記切り起こし片は、前記切欠孔の縁部がバーリング加工によって立ち上げられて構成されてもよい。
この構成によれば、加工として非常に簡易なバーリング加工によって切り起こし片を形成できる。
前記切り起こし片は、先細り形状を有してもよい。
この構成によれば、切り起こし片が先細り形状を有しているため、先細り形状内に入り込んだ樹脂材が抜け難くなり、一層高い接合強度を発揮できる。
前記切欠孔は、多角形または楕円形であってもよい。
この構成によれば、樹脂材が金属板の片面上で回転し、金属板から剥離することを抑制できる。
前記切欠孔は、多角形であってもよく、
前記切り起こし片は、前記切欠孔と相補的な形状を有する多角形であり、前記切欠孔の１辺の縁部と接続された基端と、前記基端とは反対の自由端である末端とを有してもよい。
この構成によれば、切り起こし片の末端から基端への向きのせん断力に対して樹脂材が抜けないように強い抗力が発揮される。従って、当該向きのせん断力に対する接合強度を選択的に高めることができる。また、切欠孔と切り起こし片が相補的な形状を有しているので、金属板に切り込みを入れて起こすだけで少なくとも１つの切り起こし部を構成できる。そのため、少なくとも１つの切り起こし部を形成するにあたり、金属板を抜ききる（切り取る）必要がない。従って、切り取られる端材が出ないだけでなく剛性の低下も一定程度抑制できる。
前記切欠孔は、対向する２辺を有する多角形であってもよく、
前記切り起こし片は、前記切欠孔と相補的な形状を有する多角形であり、前記切欠孔の前記対向する２辺の縁部と接続された２つの基端と、前記２つの基端から立ち上げられた中央部とを有してもよい。
この構成によれば、切り起こし片によって金属板の片面上にトンネル構造が構成される。従って、トンネル構造内に入り込んだ樹脂材が抜け難くなり、一層高い接合強度を発揮できる。
前記少なくとも１つの切り起こし部は、複数の切り起こし部を含んでもよい。
この構成によれば、複数の切り起こし部が樹脂材に埋没されるため、一層高い接合強度を確保できる。また、樹脂材が金属板の片面上で回転することを抑制できる。
前記金属板は、長手方向に垂直な断面においてハット形を有してもよく、
前記少なくとも１つの切り起こし部は、前記金属板の平坦面に対して設けられてもよい。
この構成によれば、ハット形の金属板は汎用性が高く有用である。また、少なくとも１つの切り起こし部が平坦面に設けられるため、少なくとも１つの切り起こし部を容易に形成できる。
本発明の第２の態様は、
金属板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、
前記金属板に切欠孔および切り起こし片を含む少なくとも１つの切り起こし部を形成し、
前記金属板の片面側のみに前記樹脂材を配置して前記金属板の前記少なくとも１つ切り起こし部を未硬化状態の前記樹脂材に埋没させ、
上型および下型によって前記金属板および前記樹脂材を挟み込むとともに前記樹脂材を硬化させることによって前記金属板および前記樹脂材を一体化する
ことを含む、方法を提供する。
本発明の第３の態様は、
金属板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、
前記金属板に切欠孔および切り起こし片を含む少なくとも１つの切り起こし部を形成する加工機と、
前記金属板の前記少なくとも１つ切り起こし部を未硬化状態の前記樹脂材に埋没させるように前記金属板の片面側のみに前記樹脂材が配置された状態で前記金属板および前記樹脂材を挟み込むとともに前記樹脂材を硬化させる上型および下型と
を備える、装置を提供する。
本発明によれば、金属樹脂複合体並びにそれを製造するための方法および装置において、単純な構造で高い接合強度と高い剛性を両立できる。
第１実施形態に係る金属樹脂複合体の斜視図。 金属樹脂複合体の長手方向に垂直な断面図。 第１実施形態に係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実施形態に係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実施形態に係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実施形態に係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実施形態に係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実施形態に係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実施形態における切り起こし部を示す平面図。 第１実施形態における切り起こし部の第１変形例を示す平面図。 第１実施形態における切り起こし部の第２変形例を示す平面図。 第１実施形態における切り起こし部の第３変形例を示す平面図。 第１実施形態における切り起こし部の第４変形例を示す平面図。 第１実施形態における樹脂材の変形例を示す斜視図。 第２実施形態に係る金属樹脂複合体の長手方向に垂直な断面図。 第２実施形態における切り起こし部を示す平面図。 第３実施形態に係る金属樹脂複合体の長手方向に垂直な断面図。 第３実施形態における切り起こし部を示す平面図。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態として、金属樹脂複合体並びにそれを製造するための方法および装置について説明する。
（第１実施形態）
図１，２を参照して、第１実施形態に係る金属樹脂複合体１は、金属板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の片面側（図示の例では上面側であって凹形状の内面側）のみに樹脂材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の端部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。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。
金属板１０は、切り起こし部１１を有している。切り起こし部１１は、切欠孔１２および切り起こし片１３を含んでいる。
本実施形態では、切り起こし部１１は、底壁部２と側壁部３とフランジ部４とを構成する金属板１０の各部に設けられている。切り起こし部１１は、側壁部３を構成する金属板１０の平坦面において長手方向に等間隔に複数（図１の例では４つ）設けられている。底壁部２とフランジ部４についても同様である。ただし、切り起こし部１１の数や配置ついては特に限定されない。
本実施形態では、切り起こし片１３は、切欠孔１２の縁部がバーリング加工によって立ち上げられて構成されている。例えば、切欠孔１２は円形であり、切り起こし片１３は円錐形状である。
本実施形態では、切り起こし片１３は、先端に向かって先細り形状を有している。代替的には、先細り形状の向きは反対（いわゆるラッパ形状）であってもよい。さらに言えば、切り起こし部１１の形状については図示の例に限定されず、後述するように他にも様々な変形例が考えられる。
金属板１０と樹脂材２０との配置に関して、詳細には、樹脂材２０が金属板１０の片面上および切欠孔１２の内部に配置され、下面上には配置されない。なお、実際の成形上、樹脂材２０が下面上に一切漏出しないことは困難である場合がある。そのため、樹脂材２０は、下面上に接合強度とは関係ない程度にわずかに（例えば厚み数十～数百μｍ程度）配置される場合がある。
図３～７を参照して、本実施形態における金属樹脂複合体１を製造するための方法および装置５０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（上下方向または高さ方向）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）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３～７に示す第１～６工程を順に実行する中で２回のプレス成形と切欠孔１２の形成およびバーリング加工とを実行する。詳細には、図３，４に示す第１，２工程で１回目のプレスを実行し、図５に示す第３工程で切り起こし加工（バーリング加工）を実行し、図６～８に示す第４～６工程で２回目のプレスを実行する。
本実施形態では、１回目と２回目のプレスを別の金型９０，１００でそれぞれ実行するが、１回目と２回目のプレスを同じ金型で実行してもよい。また、金属樹脂複合体１を１つずつ生産してもよく、即ち１回目のプレスと、切り起こし加工（バーリング加工）と、２回目のプレスとを連続的に実行してもよい。代替的には、必要枚数の金属板１０の成形（１回目のプレス）を繰り返し実行した後に、切り起こし加工（バーリング加工）を必要枚数の金属板１０に対して施し、さらにその後に金属板１０と樹脂材２０との一体化成形（２回目のプレス）を繰り返し実行してもよい。詳細を後述するように樹脂材２０を金属板１０上に設置する時間があるため、この時間を短縮する観点からは後者の方が好ましい。
上記一連の工程（図３～８参照）を実行する装置５０の構成について説明する。装置５０は、金型９０，１００と、金型９０，１００をそれぞれ駆動する駆動部９１，１０１と、金型１００を加熱する加熱部１０２と、金属板１０に加工を切り起こし加工（バーリング加工を含む）を施す加工機１３０とを有している。なお、駆動部９１，１０１および加熱部１０２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３，６にのみ示し、他での図示を省略する。
図３，４を参照して、金型９０は、上記１回目のプレスに使用される。金型９０は、平板状の金属板１０をハット形にプレス成形するためのものである。金型９０は、金属板１０を挟み込む上型９２と下型９３とを有している。本実施形態では、上型９２がパンチとして構成され、下型９３がダイとして構成されている。上型９２は駆動部９１によって鉛直方向に移動可能であり、即ち下型９３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９１による金型９０の駆動態様については特に限定されず、駆動部９１は上型９２および下型９３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。
上型９２および下型９３は、金属板１０のハット形と相補的な形状を有している。上型９２と下型９３と距離は、任意の部分において金属板１０の厚みｔに等しい。
図５を参照して、加工機１３０は、上記切り起こし加工（バーリング加工を含む）に使用される。加工機１３０は、貫通孔である切欠孔１２を形成する孔形成機１３１と、孔形成機１３１によって形成された切欠孔１２の縁部を立ち上げて切り起こし片１３を形成する立ち上げ機１３２と有している。図示の例では、孔形成機１３１および立ち上げ機１３２が同時に使用されている状態を示しているが、実際上、孔形成機１３１による加工完了後に立ち上げ機１３２による加工が施される。
図６～８を参照して、金型１００は、上記２回目のプレスに使用される。金型１００は、金属板１０および樹脂材２０を温間プレス成形により一体化して金属樹脂複合体１を製造するためのものである。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。本実施形態では、上型１１０がパンチとして構成され、下型１２０がダイとして構成されている。上型１１０は駆動部１０１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１０１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１０１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。
上型１１０は、底壁部２（図１，２参照）を成形する第１成形上面１１１と、側壁部３（図１，２参照）を成形する第２成形上面１１２と、フランジ部４（図１，２参照）を成形する第３成形上面１１３とを有している。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１段上がるように設けられている。
下型１２０は、底壁部２（図１，２参照）を成形する第１成形下面１２１と、側壁部３（図１，２参照）を成形する第２成形下面１２２と、フランジ部４（図１，２参照）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。
上型１１０と下型１２０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の切り起こし部１１のバーリング高さＨよりも大きい（ｄ１＞Ｈ）。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）。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の切り起こし部１１のバーリング高さＨよりも大きく（ｄ２１＞Ｈ）、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（ｄ２２＝ｔ）。
上記構成を有する装置５０によって実行される一連の工程（図３～８参照）を順に説明する。
図３に示す第１工程では、成形前の平板状の金属板１０を下型９３の上に載置する。本工程および次工程では、金属板１０の成形は、冷間プレスとして実行される。ただし、金属板１０の成形は、温間プレスとして実行されてもよい。
図４に示す第２工程では、上型９２を下降させ、金属板１０を上型９２と下型９３とによって挟み込んでハット形にプレス成形する（１回目のプレス）。なお、本工程では、樹脂材２０（図６～８参照）は未だ充填されておらず、金属板１０のみを上型９２と下型９３とによって挟み込む。
図５に示す第３工程では、ハット形に成形された金属板１０を金型９０から取り外し、加工機１３０セットする。本工程では、加工機１３０によってバーリング加工を含む切り起こし加工を施す。即ち、孔形成機１３１によって金属板１０に切欠孔１２を形成し、立ち上げ機１３２によって切欠孔１２の縁部をバーリング加工して切り起こし片１３を形成する。本実施形態では、全ての切欠孔１２および切り起こし片１３の形状は同一である。ただし、切欠孔１２および切り起こし片１３の形状は部分的に変更されてもよい。
図６に示す第４工程では、２回目のプレスのために、切り起こし加工が施された金属板１０上に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、熱硬化性を有する樹脂材２０を高温高圧下で硬化させる（後述する第５工程を合わせて参照）。また、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等の強化繊維を含侵させた繊維強化樹脂（FRP：Fiber Reinforced Plastic）を使用する。なお、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。
図７に示す第５工程では、上型１１０を下降させ、金属板１０と樹脂材２０とを上型１１０と下型１２０とによって挟み込んで一体化する。本実施形態では、上型１１０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より下方の空間としてキャビティＣが形成されている。樹脂材２０は、キャビティＣに充填された状態で加熱され、キャビティＣから漏出することなく硬化する。このとき、樹脂材２０は、端面２０ａにて段差１１２ａに当接しているとともに、切り起こし部１１を埋没させている。
図８に示す第６工程では、上型１１０を上昇させる。金属板１０の上面（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。なお、金属板１０の下面には、樹脂材２０が固着していない。
図９～１３を参照して、切り起こし部１１について詳細に説明する。図９～１３では、金属板１０のみが示されており、樹脂材２０の図示は省略されている。
図９に示す本実施形態における切り起こし部１１は、円形の切欠孔１２と、切欠孔１２の縁部がバーリング加工によって立ち上げられた円筒形の切り起こし片１３とを有している。切り起こし片１３は、先端に向かって先細り形状を有している。
図１０に示す切り起こし部１１の第１変形例では、楕円形の切欠孔１２と、切欠孔１２の縁部がバーリング加工によって立ち上げられた楕円筒形の切り起こし片１３とを有している。切り起こし片１３は、先端に向かって先細り形状を有している。
図１１に示す切り起こし部１１の第２変形例では、角丸四角形の切欠孔１２と、切欠孔１２の縁部がバーリング加工によって立ち上げられた四角筒形の切り起こし片１３とを有している。切り起こし片１３は、先端に向かって先細り形状を有している。
図１２に示す切り起こし部１１の第３変形例では、角丸五角形の切欠孔１２と、切欠孔１２の縁部がバーリング加工によって立ち上げられた五角筒形の切り起こし片１３とを有している。切り起こし片１３は、先端に向かって先細り形状を有している。
図１１および図１２では、切欠孔１２が多角形の例として四角形と五角形を示したが、三角形または六角形などのその他の任意の多角形であってもよい。
図１３に示す切り起こし部１１の第４変形例では、図１１に示す切り起こし部１１の第２変形例の切り起こし片１３の４隅に切り欠き１３ａが設けられている。即ち、切り起こし片１３は、４つに分断されている。
また、図１４を参照して、樹脂材２０の形状は、図１に示すように同じ厚みを有していなくてもよい。即ち、樹脂材２０は、梁のように張り出した梁状部２１を有していてもよい。図示の例では、梁状部２１は、平面視において格子状であり、底壁部２から上方へと突出するとともに水平方向に延びて側壁部３，３を接続している。なお、上型１１０は、梁状部２１と相補的な凹形状を有することとなる。
本実施形態および変形例によれば、以下の作用効果を奏する。
切り起こし部１１が樹脂材２０に埋没しているため、樹脂材２０が金属板１０から剥離し難く、一体化に関する高い接合強度を確保できる。また、樹脂材２０は金属板１０の片面側のみに配置されるため、両面側に配置される場合と比べて樹脂材２０を２層から１層に減らすことができる。よって、構造を単純化できるだけでなく樹脂材２０の厚みを小さくできる。従って、断面寸法の制約から金属板１０の厚みが小さくなることを抑制でき、金属樹脂複合体１の高い剛性を確保できる。従って、金属樹脂複合体１において、単純な構造で金属樹脂複合体の高い接合強度と高い剛性を両立できる。
また、加工として非常に簡易なバーリング加工によって切り起こし片１３を形成できる。
また、切り起こし片１３が先細り形状を有しているため、先細り形状内に入り込んだ樹脂材２０が抜け難くなり、一層高い接合強度を発揮できる。また、切り起こし片１３が閉断面構造を有するため、任意のせん断方向（金属板１０の片面と平行な方向）の力に対して強い抗力を発揮し、一層高い接合強度を確保できる。
また、複数の切り起こし部１１を樹脂材２０に埋没させることによって、一層高い接合強度を確保できるとともに、樹脂材２０が金属板１０の片面上で回転することを抑制できる。特に後者については、切欠孔１２を多角形や楕円形にした場合にも同様の作用効果を奏する。
（第２実施形態）
図１５，１６を参照して、第２実施形態に係る金属樹脂複合体１並びにそれを製造するための方法および装置５０について説明する。本実施形態では、金属樹脂複合体１の切り起こし部１１の形状が第１実施形態とは異なる。これに関する構成以外は、第１実施形態の構成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、切欠孔１２は、多角形（図示の例では矩形）である。切り起こし片１３は、切欠孔１２と相補的な形状を有する多角形（図示の例では矩形）である。切欠孔１２の１辺の縁部と接続された基端１３ｂと、基端１３ｂとは反対の自由端である末端１３ｃとを有している。
本実施形態では、切り起こし部１１を形成する際、金属板１０にＵ字形に切込みを入れ、切込みを入れた部分を持ち上げることにより、切欠孔１２および切り起こし片１３を形成する。従って、加工機１３０についても対応した構造を有することとなる。
本実施形態によれば、切り起こし片１３の末端１３ｃから基端１３ｂへの向きのせん断力に対して樹脂材２０が抜けないように強い抗力が発揮される。従って、当該向きのせん断力に対する接合強度を選択的に高めることができる。また、切欠孔１２と切り起こし片１３が相補的な形状を有しているので、金属板１０に切り込みを入れて起こすだけで切り起こし部１１を構成できる。そのため、切り起こし部１１を形成するにあたり、金属板１０を抜ききる（切り取る）必要がない。従って、切り取られる端材が出ないだけでなく剛性の低下も一定程度抑制できる。
（第３実施形態）
図１７，１８を参照して、第３実施形態に係る金属樹脂複合体１並びにそれを製造するための方法および装置５０について説明する。本実施形態では、金属樹脂複合体１の切り起こし部１１の形状が第１実施形態とは異なる。これに関する構成以外は、第１実施形態の構成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、切欠孔１２は、対向する２辺を有する多角形（図示の例では矩形）である。切り起こし片１３は、切欠孔１２と相補的な形状を有する多角形（図示の例では矩形）である。切欠孔１２の対向する２辺の縁部と接続された２つの基端１３ｄと、２つの基端１３ｄから立ち上げられた中央部１３ｅとを有している。
本実施形態では、切り起こし部１１を形成する際、金属板１０に２つの平行線状に切込みを入れ、切込みを入れた部分を持ち上げることにより、切欠孔１２および切り起こし片１３を形成する。従って、加工機１３０についても対応した構造を有することとなる。
本実施形態によれば、切り起こし片１３によって金属板１０の片面上にトンネル構造が構成される。従って、トンネル構造内に入り込んだ樹脂材２０が抜け難くなり、一層高い接合強度を発揮できる。
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等の強化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。
また、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、金属板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
４ フランジ部
１０ 金属板
１１ 切り起こし部
１２ 切欠孔
１３ 切り起こし片
１３ａ 切り欠き
１３ｂ 基端
１３ｃ 末端
１３ｄ 基端
１３ｅ 中央部
２０ 樹脂材
２０ａ 端面
２１ 梁状部
５０ 装置
９０ 金型
９１ 駆動部
９２ 上型
９３ 下型
１００ 金型
１０１ 駆動部
１０２ 加熱部
１１０上型
１１１ 第１成形上面
１１２ 第２成形上面
１１２ａ 段差
１１３ 第３成形上面
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 加工機
１３１ 孔形成機
１３２ 立ち上げ機
Ｃ キャビティ

Claims (10)

  1. 切欠孔および切り起こし片を含む少なくとも１つの切り起こし部を有する金属板と、
    前記金属板の片面側のみに配置され、前記切り起こし部を埋没させて硬化しており、前記金属板と一体化されている樹脂材と
    を備える、金属樹脂複合体。
  2. 前記切り起こし片は、前記切欠孔の縁部がバーリング加工によって立ち上げられて構成されている、請求項１に記載の金属樹脂複合体。
  3. 前記切り起こし片は、先細り形状を有している、請求項２に記載の金属樹脂複合体。
  4. 前記切欠孔は、多角形または楕円形である、請求項２または３に記載の金属樹脂複合体。
  5. 前記切欠孔は、多角形であり、
    前記切り起こし片は、前記切欠孔と相補的な形状を有する多角形であり、前記切欠孔の１辺の縁部と接続された基端と、前記基端とは反対の自由端である末端とを有している、請求項１に記載の金属樹脂複合体。
  6. 前記切欠孔は、対向する２辺を有する多角形であり、
    前記切り起こし片は、前記切欠孔と相補的な形状を有する多角形であり、前記切欠孔の前記対向する２辺の縁部と接続された２つの基端と、前記２つの基端から立ち上げられた中央部とを有している、請求項１に記載の金属樹脂複合体。
  7. 前記少なくとも１つの切り起こし部は、複数の切り起こし部を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の金属樹脂複合体。
  8. 前記金属板は、長手方向に垂直な断面においてハット形を有し、
    前記少なくとも１つの切り起こし部は、前記金属板の平坦面に対して設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の金属樹脂複合体。
  9. 金属板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、
    前記金属板に切欠孔および切り起こし片を含む少なくとも１つの切り起こし部を形成し、
    前記金属板の片面側のみに前記樹脂材を配置して前記金属板の前記少なくとも１つ切り起こし部を未硬化状態の前記樹脂材に埋没させ、
    上型および下型によって前記金属板および前記樹脂材を挟み込むとともに前記樹脂材を硬化させることによって前記金属板および前記樹脂材を一体化する
    ことを含む、方法。
  10. 金属板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、
    前記金属板に切欠孔および切り起こし片を含む少なくとも１つの切り起こし部を形成する加工機と、
    前記金属板の前記少なくとも１つ切り起こし部を未硬化状態の前記樹脂材に埋没させるように前記金属板の片面側のみに前記樹脂材が配置された状態で前記金属板および前記樹脂材を挟み込むとともに前記樹脂材を硬化させる上型および下型と
    を備える、装置。
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