(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材と合成樹脂部材の重畳部を有する金属及び合成樹脂複合材の前記重畳部にプレス穿断加工を施す金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法であって、
前記重畳部の少なくとも加工位置を含む周辺領域における前記金属部材と前記合成樹脂部材との対向面間に空隙を形成した状態で前記重畳部を組み合わせる工程と、
前記組み合わせ状態の重畳部に対し前記合成樹脂部材側からプレス加工を行う工程と、
を含むことを特徴とする金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法において、
前記空隙は、前記金属部材と前記合成樹脂部材の少なくとも一方の対向面に形成された凹部または突起により形成されることを特徴とする金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法。
【請求項３】
請求項１に記載の金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法において、
前記金属部材及び前記合成樹脂部材はそれぞれ押出し成形品からなり、
前記空隙は、前記金属部材と前記合成樹脂部材の少なくとも一方の対向面に、長手方向にわたって形成された突条によって形成されることを特徴とする金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法において、
前記重畳部の空隙は、前記重畳部の前記合成樹脂部材の厚さに対し略５〜３５％の間隔に設定されることを特徴とする金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法において、
前記重畳部における合成樹脂部材の厚さは、０.５〜５mmとされていることを特徴とする金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法において、
前記金属部材及び合成樹脂部材は、重畳部において相互に係止された状態でプレス加工が施されることを特徴とする金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法において、
前記プレス加工時に、前記重畳部の合成樹脂部材表面の加工部周囲に塑性変形加工により内側に向かって低くなる傾斜凹部が形成されることを特徴とする金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法に関し、特に、金属部材と合成樹脂部材の重畳部を有する金属及び合成樹脂複合材の前記重畳部にプレス穿断加工を施す金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、金属部材と合成樹脂部材とを組み合わせた金属及び合成樹脂複合材料が知られている。
【０００３】
このような金属及び合成樹脂複合材料としては、例えば、建材では断熱サッシの枠材や框材等において室外側に配設されるアルミニウム部材と室内側に配設される硬質合成樹脂部材とを重畳部で組み合わせるようにしたアルミニウム及び合成樹脂複合材がある。
【０００４】
そして、このようなアルミニウム部材と合成樹脂部材の重畳部に穿断部を形成する場合、アルミニウム部材と合成樹脂部材のそれぞれの穿断部形成位置に別々にプレス加工を施した後、両部材をかしめ、接着、ビス止め及びかん合等の方法で結合するようにしていた。
【０００５】
しかし、このように両部材に別々にプレス加工を行うと、その後のアルミニウム部材と合成樹脂部材との加工部の位置がずれていたりして、加工部の位置合わせが困難となる。
【０００６】
そのため、従来では、アルミニウム部材等の非看部部材の加工寸法を大きくして加工位置のずれを補完する等の処理を施す必要があった。
【０００７】
また、両部材に別々にプレス加工を施すと、加工工程が増加する上に、プレス装置が２台必要となり、設置スペース及び設備費が増加することとなる。
【０００８】
そこで、両部材を組み合わせ、重畳部全体を接触させた状態若しくは重畳部を接着、接合した状態で、プレス加工を施そうとすると、硬質の合成樹脂部材に割れが発生し易く、加工歩留まりが低下してしまうこととなる。
【０００９】
本発明の目的は、加工工程数、設置スペース、設備費等を削減して金属及び合成樹脂複合材の重畳部に位置ずれを生じさせることなく精度よく、しかも、合成樹脂部材に割れを生じさせることなく歩留まりの高いプレス穿断加工を施すことのできる金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法は、金属部材と合成樹脂部材の重畳部を有する金属及び合成樹脂複合材の前記重畳部にプレス穿断加工を施す金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法であって、
前記重畳部の少なくとも加工位置を含む周辺領域における前記金属部材と前記合成樹脂部材との対向面間に空隙を形成した状態で前記重畳部を組み合わせる工程と、
前記組み合わせ状態の重畳部に対し前記合成樹脂部材側からプレス加工を行う工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、重畳部の対向面間に空隙を形成した状態で、この重畳部に対し合成樹脂部材側からプレス加工を行うことで、重畳部の対向面間に形成された空隙によって合成樹脂部材に割れが発生するのを抑えて加工歩留りを向上させると共に、重畳部を組合せ状態で一度にプレス加工を施すためプレス装置が１台で済み、加工工程数、設置スペース、設備費等を削減でき、しかも、加工部の位置ずれのない精度の高い加工を行うことができる。
【００１２】
ここで、プレス穿断加工としては、丸穴、長穴、角穴等の穴開け加工や端部切り欠き加工等を含むものである。
【００１３】
本発明においては、前記空隙は、前記金属部材と前記合成樹脂部材の少なくとも一方の対向面に形成された凹部または突起により形成することができる。
【００１４】
このような構成とすることにより、金属部材、合成樹脂部材の少なくとも一方の対向面に凹部または突起を形成することで、容易に前記金属部材と前記合成樹脂部材の重畳部の対向面間に空隙を形成することができる。
【００１５】
また、突起により空隙を形成する場合は、加工位置の周囲を囲む環状の突起や複数の突起とすることができる。
【００１６】
また、前記金属部材及び前記合成樹脂部材がそれぞれ押出し成形品からなる場合、前記空隙は、前記金属部材と前記合成樹脂部材の少なくとも一方の対向面に、長手方向にわたって形成された突条によって形成することもできる。
【００１７】
このような構成とすることにより、押出し成形時に同時に突条を形成することができ、容易に重畳部の対向面間に空隙を形成することができる。
【００１８】
また、前記重畳部の空隙は、前記重畳部の前記合成樹脂部材の厚さに対し略５〜３５％の間隔に設定するのが好ましい。
【００１９】
重畳部の空隙が、重畳部の合成樹脂部材の厚さに対し５％未満の場合、ポンチからの圧縮応力に対する合成樹脂部材の空隙部への塑性変形代が不足し、破断による合成樹脂部材の割れが発生する。
【００２０】
また、重畳部の合成樹脂部材の厚さに対し空隙が３５％以上の場合、合成樹脂部材に加わる曲げ応力が大きくなって、剪断による割れが生じる。
【００２１】
従って、空隙を前記間隔に設定することにより、プレス加工時に合成樹脂部材の割れを有効に防止することができる。
【００２２】
また、前記重畳部における合成樹脂部材の厚さは、０.５〜５mmとされるのが好ましい。
【００２３】
合成樹脂部材の厚さが０.５ｍｍ未満の場合、ポンチからの圧縮応力に対する塑性変形がそれほど大きくなく、そのため合成樹脂部材の割れが生じにくい。
【００２４】
但し、厚さ０．５ｍｍ未満になると、断熱効果があまり期待できない。
【００２５】
また、合成樹脂部材の厚さが５ｍｍを越える場合、断熱効果は十分に期待できるが、ポンチからの圧縮応力に対する塑性変形量が大きく、空隙への塑性変形代が不足して割れが生じ易い状態となる。
【００２６】
このように重畳部の合成樹脂部材の厚さを前記範囲に設定することで、前述の場合と同様に、プレス加工時に合成樹脂部材の割れを有効に防止することができる。
【００２７】
また、前記金属部材及び合成樹脂部材は、重畳部において相互に係止された状態でプレス加工が施されるようにするとよい。
【００２８】
このような構成とすることにより、重畳部を接着等によって結合状態にすることなく、相互の部材の位置決めを行って精度の高いプレス加工を行うことができる。
【００２９】
さらに、前記プレス加工時に、前記重畳部の合成樹脂部材表面の加工部周囲に塑性変形加工により内側に向かって低くなる傾斜凹部が形成されるようにするとよい。
【００３０】
このような構成とすることにより、例えば、プレス穴開け加工によって同時に穴の周囲に傾斜凹部を形成することができ、この傾斜凹部にねじ頭部を埋込んで、ねじ頭部が合成樹脂部材表面より突出するのを防止することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図１〜図４は、本発明の金属及び合成樹脂複合材のプレス加工方法の一実施の形態として断熱サッシ枠のプレス加工方法を示す図である。
【００３３】
なお、図では断熱サッシ枠として縦枠を示している。
【００３４】
この断熱サッシ枠１０は、図２に示すように、建物の室外側１２にアルミニウム部材１４を配し、室内側１６に断熱用の合成樹脂部材１８を配したアルミニウム及び合成樹脂複合材からなるもので、アルミニウム部材１４の室内側１６の部位と合成樹脂部材１８の室外側１２の部位とを重ね合わせた重畳部２０を有している。
【００３５】
合成樹脂部材１８は、例えば、ＰＶＣ、ＡＢＳ、ポリアミド、ポリオレフィン等の硬質合成樹脂材料から構成される。
【００３６】
アルミニウム部材１４は、押出し成形によって形成された押出し成形品からなるもので、重畳部２０の両側に突片２２、２４が形成され、各突片２２、２４の先端にそれぞれ対向突出する係止爪２６が形成された状態となっている。
【００３７】
合成樹脂部材１８は、押出し成形によって形成された押出し成形品からなるもので、重畳部２０の両側にアルミニウム部材１４の各突片２２、２４に沿って突出する突片２８、３０が形成され、各突片２８、３０に係止爪２６と対応して係止溝３２が形成された状態となっている。
【００３８】
そして、アルミニウム部材１４の係止爪２６と合成樹脂部材１８の係止溝３２とを係合させることで重畳部２０を係止状態とし得るようにしている。
【００３９】
また、重畳部２０は、ねじ３４によって結合されるようになっており、図１に示すように、重畳部２０のアルミニウム部材１４及び合成樹脂部材１８にはプレス穴開け加工によって穴３６ａ、３６ｂが形成されるようになっている。
【００４０】
合成樹脂部材１８の穴３６ｂは、表面側の穴周囲に穴３６ｂの中心に向かって低くなる傾斜凹部３８が形成され、この傾斜凹部３８内にねじ３４の頭部４０が埋込まれ、頭部４０が合成樹脂部材１８の表面から突出するのを防止できるようにされている。
【００４１】
また、重畳部２０には、図１に示すように、穴開け位置を含む周辺領域におけるアルミニウム部材１４と合成樹脂部材１８との対向面間に空隙４２が形成され、この空隙４２によってプレス穴開け加工時に合成樹脂部材１８に割れが生じるのを防止する状態となっている。
【００４２】
この空隙４２は、本実施の形態では、合成樹脂部材１８のアルミニウム部材１４との対向面側で穴３６ｂから所定距離を置いてその両側に長手方向にわたって形成された２本の突条４４によって形成されるようになっている。
【００４３】
この実施の形態に限らず、例えば、アルミニウム部材１４の合成樹脂部材１８との対向面に突条を長手方向にわたって形成することで、空隙４２を形成するようにしていもよい。
【００４４】
また、重畳部２０のアルミニウム部材１４と合成樹脂部材１８の対向面の一方または双方に凹部を形成することで、空隙４２を形成するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、押出し成形時に形成される突条４４によって空隙４２を形成するようにしているが、金属部材や合成樹脂部材がプレスや射出成形等によって形成される場合には、突条によらず、凹部や凸部あるいは突起によって穴３６ａ、３６ｂの周囲のみに空隙を形成するようにしても良い。
【００４６】
また、空隙４２の間隔ｌは、重畳部２０の合成樹脂部材１８の厚さｔに対し略５〜３５％程度に設定し、重畳部２０の合成樹脂部材１８の厚さｔは０．５〜５ｍｍ程度に設定するのがプレス穴開け加工時の合成樹脂部材１８の割れ防止上有効である。
【００４７】
本実施の形態では、例えば、重畳部２０の合成樹脂部材１８の厚さｔが２ｍｍ、空隙４２の間隔ｌが０．３ｍｍに設定されている。
【００４８】
また、合成樹脂部材１８には、室内側１６に位置する突片３０の先端から室内に向けて延びる延出部４６が設けられ、この延出部４６にもプレス穴開け加工によって穴４８が形成されるようになっている。
【００４９】
この穴４８にも、表面側の穴周囲に穴４８の中心に向かって低くなる傾斜凹部５０が形成され、この穴４８を通して建物にねじ止めする際に、ねじ頭部が傾斜凹部５０内に埋込まれるようになっている。
【００５０】
次に、このような断熱サッシ枠１０のプレス加工方法について説明する。
【００５１】
まず、別途押出し成形によって形成されたアルミニウム部材１４と合成樹脂部材１８を所定長さに切断した後、両部材を組み合わせる。
【００５２】
この場合、アルミニウム部材１４の各突片２２、２４に形成した係止爪２６を、合成樹脂部材１８の各突片２８、３０に形成した係止溝３２に係合させて重畳部２０を係止させて一体化する。
【００５３】
この状態で、アルミニウム部材１４と合成樹脂部材１８の重畳部が未結合状態で相互に位置決めされた状態となるため、両部材１４、１８を結合する必要がなく、両部材１４、１８を接着等によって結合するための工程を省略することができる。
【００５４】
また、この状態で、重畳部２０の対向面には突条４４によって所定の空隙４２が形成された状態となる。
【００５５】
次いで、このように係止一体化されたアルミニウム部材１４及び合成樹脂部材１８を、図３に示すように、プレス装置５２上に設置する。
【００５６】
このプレス装置５２は、穴３６ａ、３６ｂ対応位置の下側にダイス５４、上側にポンチ５６が配設され、かつ、穴４８対応位置の下側にダイス５８、上側にポンチ６０が配設された状態となっている。
【００５７】
また、ポンチ５６、６０には、傾斜凹部３８、５０を形成するためのテーパ部６２、６４が設けられている。
【００５８】
そして、アルミニウム部材１４を下側、合成樹脂部材１８を上側にして、重畳部２０をダイス５４上に、延出部４６をダイス５８上に設置するようにしている。
【００５９】
次に、この状態で、図４に示すように、ポンチ５６、６０を下降させて、合成樹脂部材１８側からプレス穴開け加工を施す。
【００６０】
この場合、重畳部２０では、アルミニウム部材１４と合成樹脂部材１８が密着しておらず、両部材１４、１８の対向面間に空隙４２が形成されているので、ポンチ５６によるプレス時に、合成樹脂部材１８にはポンチ５６とアルミニウム部材１４間にかかる圧縮応力が空隙４２へ分散され、このことにより、合成樹脂部材１８の割れの発生を抑えて、確実に位置精度の高い加工を行って穴３６ａ、３６ｂを形成することができ、加工歩留まりを向上させることができる。
【００６１】
特に、重畳部２０の合成樹脂部材１８の厚さを０．５〜５ｍｍ程度とし、空隙４２の間隔を重畳部２０の合成樹脂部材１８の厚さｔに対し略５〜３５％程度としているので、プレス穴開け加工時の合成樹脂部材１８の割れを有効に防止することができる。
【００６２】
また、このプレス穴開け加工によって、重畳部２０のアルミニウム部材１４及び合成樹脂部材１８の双方に同時に穴開けを行うため、プレス装置５２は１台で済み、加工工程数、設置スペース、設備費等を削減でき、しかも、穴開け加工部の位置ずれのない精度の高い加工を行うことができる。
【００６３】
なお、延出部４６には、アルミニウム部材との重畳部がないため、ダイス５８との間には空隙を設けることなく、そのままプレス穴開け加工が施される。
【００６４】
さらに、このプレス穴開け加工時に、重畳部２０の合成樹脂部材１８の穴３６ｂの表面側周囲及び延出部４６の穴４８の表面側周囲に、ポンチ５６、６０に形成したテーパ部６２、６４によって遡性変形加工を施して、傾斜凹部３８、５０を形成する。
【００６５】
この傾斜凹部３８、５０は、何ら加工工程数を増やすことなく形成でき、しかも、この傾斜凹部３８、５０によって、ねじの頭部が合成樹脂部材１８の表面から突出するのを防止することができる。
【００６６】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の形態に変形可能である。
【００６７】
例えば、前記実施の形態においては、金属及び合成樹脂複合材としてアルミニウム及び合成樹脂複合材である断熱サッシ枠を示したが、この例に限らず、鉄その他の金属及び合成樹脂複合材の場合にも本発明を適用可能であり、しかも断熱サッシ枠に限らず種々の用途の複合材に適用可能である。
【００６８】
また、前記実施の形態では、重畳部へのプレス穴開け加工を行う場合について説明したが、穴開け加工以外にも端部切り欠き加工等にも適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、金属部材と合成樹脂部材の重畳部を対向面間に空隙を形成した状態で組み合わせ、この重畳部に対し合成樹脂部材側からプレス穿断加工を行うことで、重畳部の対向面間に形成された空隙によって合成樹脂部材に割れが発生するのを抑えて加工歩留りを向上させると共に、重畳部を組合せ状態で一度にプレス穴開け加工を施すためプレス装置が１台で済み、加工工程数、設置スペース、設備費等を削減でき、しかも、両部材に加工部の位置ずれのない精度の高い加工を行うことができるという効果がある。
【００７０】
請求項２記載の発明によれば、金属部材、合成樹脂部材の少なくとも一方の対向面に凹部または突起を形成することで、容易に重畳部の対向面間に空隙を形成することができるという効果がある。
【００７１】
請求項３記載の発明によれば、金属部材及び合成樹脂部材が押出し成形品からなり、前記押出し成形品の少なくとも一方の対向面に、押出し成形時に長手方向にわたって突条を形成することができ、前記突条により容易に重畳部の対向面間に空隙を形成することができるという効果がある。
【００７２】
請求項４記載の発明によれば、重畳部の空隙を、重畳部の合成樹脂部材の厚さに対し略５〜３５％の間隔に設定することにより、プレス加工時に合成樹脂部材の割れを有効に防止することができるという効果がある。
【００７３】
請求項５記載の発明によれば、重畳部における合成樹脂部材の厚さを、０.５〜５mmとすることにより、前述の場合と同様に、プレス加工時に合成樹脂部材の割れを有効に防止することができるという効果がある。
【００７４】
請求項６記載の発明によれば、金属部材及び合成樹脂部材は、重畳部において相互に係止された状態でプレス加工が施されるようにすることで、重畳部を接着等によって結合状態にすることなく、相互の部材の位置決めを行って精度の高いプレス加工を行うことができるという効果がある。
【００７５】
請求項７記載の発明によれば、プレス加工時に、重畳部の合成樹脂部材表面の加工部周囲に塑性変形加工により内側に向かって低くなる傾斜凹部を形成することにより、例えば、プレス穴開け加工によって同時に穴の周囲に傾斜凹部を形成することができ、この傾斜凹部にねじ頭部を埋込んで、ねじ頭部が合成樹脂部材表面より突出するのを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る断熱サッシ枠のプレス加工方法を示す要部拡大断面である。
【図２】図１のプレス加工によって形成された断熱サッシ枠の断面図である。
【図３】断熱サッシ枠のプレス加工前の状態を示す断面図である。
【図４】断熱サッシ枠のプレス加工時の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  断熱サッシ枠
１４  アルミニウム部材
１８  合成樹脂部材
２０  重畳部
２６  係止爪
３２  係止溝
３６ａ、３６ｂ  穴
３８  傾斜凹部
４２  空隙
４４  突条
５２  プレス装置
５６  ポンチ
６２、６４  テーパ部
【図１】
0003687895.tif 000002
【図２】
0003687895.tif 000003
【図３】
0003687895.tif 000004
【図４】
0003687895.tif 000005