(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通部分を有するインサート部品をプレス加工によりシート状の樹脂体にインサートすることで、インサート部品を含む樹脂製品のプレス成形品を製造するための金型であって、
プレス加工時に前記インサート部品の前記貫通部分に貫通して配置され一端部及び他端部を有する胴部と、前記胴部の他端部に設けられ前記樹脂体を突き破って前記樹脂体に貫通孔を形成することが可能なピン部と、を有するピン金型と、
プレス加工時に、前記樹脂体の第１面に当接して配置され、前記胴部の一端部側が配置される第１凹部を有する第１金型と、
プレス加工時に、前記樹脂体の前記第１面と反対側の第２面に当接して配置され、前記胴部の他端部側が配置される第２凹部を有する第２金型と、を備えるプレス成形品を製造するための金型。
【請求項２】
前記インサート部品は、該インサート部品の外面から外方に突出する突出部を有する請求項１に記載のプレス成形品を製造するための金型。
【請求項３】
前記突出部は、前記インサート部品の外面における前記貫通部分の貫通方向の一端部及び他端部から離間した前記貫通方向の途中に配置される請求項２に記載のプレス成形品を製造するための金型。
【請求項４】
前記第２金型は、第２金型本体と、前記第２金型本体に着脱可能で且つ前記第２凹部を有する着脱金型と、を備える請求項１から３のいずれかに記載のプレス成形品を製造するための金型。
【請求項５】
前記胴部は、一端部側に設けられる第１胴部と、他端部側に設けられ前記第１胴部よりも外形が大きい第２胴部と、を有し、
前記第２胴部は、プレス加工時に、前記インサート部品のインサート部品側端面に当接する第２胴部側端面を有し、
前記第２胴部側端面の外形の大きさは、前記インサート部品側端面の外形の大きさ以上である請求項１から４のいずれかに記載のプレス成形品を製造するための金型。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のプレス成形品を製造するための金型を用いて、インサート部品を含む樹脂製品のプレス成形品を製造するプレス成形品の製造方法であって、
前記インサート部品の前記貫通部分に前記ピン金型の前記胴部を貫通して配置した状態で、前記胴部の一端部側を前記第１金型の前記第１凹部に配置することで、前記ピン金型を前記第１金型に配置する配置工程と、
前記配置工程の後に、加熱した前記樹脂体を前記第２金型を用いて前記胴部の他端部に設けられた前記ピン部に押圧することで、前記ピン部が前記樹脂体を突き破って前記樹脂体に前記貫通孔を形成し、前記第２金型の前記第２凹部に前記胴部の他端部側が配置される貫通孔形成工程と、
前記貫通孔形成工程の後に、前記第１金型が前記樹脂体の前記第１面に当接すると共に前記第２金型が前記樹脂体の前記第１面と反対側の前記第２面に当接した状態で、前記貫通孔の周縁において、前記第１金型と前記第２金型とで前記樹脂体を挟み込んで前記樹脂体を加圧する加圧工程と、を備えるプレス成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形品を製造するための金型及びプレス成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貫通部分を有する締結金具（ナット、ブッシュ等）をシート状の繊維強化熱可塑性樹脂（樹脂体）に取り付ける方法として、繊維強化熱可塑性樹脂に穴を加工して、繊維強化熱可塑性樹脂に穴において、締結金具を接着剤により繊維強化熱可塑性樹脂に接着する方法がある。この方法では、穴の加工精度により穴を形成する位置にばらつきが生じやすく、指定された位置に締結金具を正確に接着することが困難である。また、締結金具を接着剤により接着する固定は、締結金具に負荷がかかると、締結金具が繊維強化熱可塑性樹脂から外れる可能性がある。
【０００３】
また、貫通部分を有する締結金具（ナット、ブッシュ等のインサート部品）をプレス加工によりシート状の繊維強化熱可塑性樹脂にインサートすることで、インサート部品を含む樹脂製品のプレス成形品を製造する方法がある。プレス成形品における締結金具（インサート部品）の貫通部分には、他の部材との締結時に、ねじ部材などが挿入される。そのため、この方法においては、製造時に、締結金具の貫通部分に樹脂材料が入り込むことを防止する必要がある。
【０００４】
例えば、締結金具の貫通部分に樹脂材料が入り込むことを防止する方法として、貫通部分に予めピンを挿入した締結金具を下金型にセットして、ピン及び締結金具の上方に繊維強化熱可塑性樹脂を配置した状態で、ピン及び締結金具の上方側から、上金型を用いて、繊維強化熱可塑性樹脂を、ピン及び締結金具にプレス（押圧）することで、プレス成形品を製造する方法がある。しかし、この方法では、ピンの上部に樹脂材料が覆い被さるために、ピンを取り外す際に樹脂材料を取り除く工程が発生する。また、ピンを取り外した後に、樹脂材料のバリが残存するため、樹脂材料のバリなどを除去する仕上げ工程が必要となる。
【０００５】
これに対して、樹脂材料を取り除く工程や仕上工程などの後処理を必要とせずに、繊維強化熱可塑性樹脂に締結金具（ナット、ブッシュ等のインサート部品）をインサートすることで、プレス成形品を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のプレス成形品を製造する方法においては、プレス加工時に、インサート部品がセットされる上金型と、インサート部品の逃げ形状が設けられた下金型と、を用いて、インサート部品を繊維強化熱可塑性樹脂にインサートする際に、上金型にセットされたインサート部品を繊維強化熱可塑性樹脂にプレスする。これにより、繊維強化熱可塑性樹脂の一部を切断して押し出して、繊維強化熱可塑性樹脂における樹脂材料を押し出した部分にインサート部品をインサートすることで、インサート部品を含む樹脂製品のプレス成形品を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１８８７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のプレス成形品を製造する製造方法においては、上金型にセットされたインサート部品を繊維強化熱可塑性樹脂にプレスすることで、繊維強化熱可塑性樹脂の一部を切断して押し出して、繊維強化熱可塑性樹脂における樹脂材料を押し出した部分にインサート部品をインサートする。そのため、インサート部品の外周面のみが繊維強化熱可塑性樹脂に接した状態でプレス成形品が製造されており、インサート部品と繊維強化熱可塑性樹脂との締結力が不足する虞がある。よって、インサート部品と樹脂材料との締結力を向上することが望まれる。
【０００８】
本発明は、インサート部品と樹脂体との締結力を向上させることができる、プレス成形品を製造するための金型及びプレス成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、貫通部分を有するインサート部品をプレス加工によりシート状の樹脂体にインサートすることで、インサート部品を含む樹脂製品のプレス成形品を製造するための金型であって、プレス加工時に前記インサート部品の前記貫通部分に貫通して配置され一端部及び他端部を有する胴部と、前記胴部の他端部に設けられ前記樹脂体を突き破って前記樹脂体に貫通孔を形成することが可能なピン部と、を有するピン金型と、プレス加工時に、前記樹脂体の第１面に当接して配置され、前記胴部の一端部側が配置される第１凹部を有する第１金型と、プレス加工時に、前記樹脂体の前記第１面と反対側の第２面に当接して配置され、前記胴部の他端部側が配置される第２凹部を有する第２金型と、を備えるプレス成形品を製造するための金型に関する。
【００１０】
また、前記インサート部品は、該インサート部品の外面から外方に突出する突出部を有することが好ましい。
【００１１】
また、前記突出部は、前記インサート部品の外面における前記貫通部分の貫通方向の一端部及び他端部から離間した前記貫通方向の途中に配置されることが好ましい。
【００１２】
また、前記第２金型は、第２金型本体と、前記第２金型本体に着脱可能で且つ前記第２凹部を有する着脱金型と、を備えることが好ましい。
【００１３】
また、前記胴部は、一端部側に設けられる第１胴部と、他端部側に設けられ前記第１胴部よりも外形が大きい第２胴部と、を有し、前記第２胴部は、プレス加工時に、前記インサート部品のインサート部品側端面に当接する第２胴部側端面を有し、前記第２胴部側端面の外形の大きさは、前記インサート部品側端面の外形の大きさ以上であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記インサート部品の前記貫通部分に前記ピン金型の前記胴部を貫通して配置した状態で、前記胴部の一端部側を前記第１金型の前記第１凹部に配置することで、前記ピン金型を前記第１金型に配置する配置工程と、前記配置工程の後に、加熱した前記樹脂体を前記第２金型を用いて前記胴部の他端部に設けられた前記ピン部に押圧することで、前記ピン部が前記樹脂体を突き破って前記樹脂体に前記貫通孔を形成し、前記第２金型の前記第２凹部に前記胴部の他端部側が配置される貫通孔形成工程と、前記貫通孔形成工程の後に、前記第１金型が前記樹脂体の前記第１面に当接すると共に前記第２金型が前記樹脂体の前記第１面と反対側の前記第２面に当接した状態で、前記貫通孔の周縁において、前記第１金型と前記第２金型とで前記樹脂体を挟み込んで前記樹脂体を加圧する加圧工程と、を備えるプレス成形品の製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、インサート部品と樹脂体との締結力を向上させることができる、プレス成形品を製造するための金型及びプレス成形品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態のプレス成形品１を製造するための金型４を使用して、インサート部品３を含む樹脂製品のプレス成形品１をプレス加工した状態を示す図である。
【図２】第１金型５及び第２金型６、ピン金型７、インサート部品３及び繊維強化熱可塑性樹脂２を、上下方向Ｚに分離して配置した状態を示す図である。
【図３】本実施形態のプレス成形品の製造方法を説明する図であって、（ａ）は配置工程を説明する図であり、（ｂ）は貫通孔形成工程を行う前の段階においてピン金型７のピン部７４の上方に繊維強化熱可塑性樹脂２を配置した状態で、繊維強化熱可塑性樹脂２の上方に第２金型６を配置した状態を示す図である。
【図４】本実施形態のプレス成形品１の製造方法を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）は貫通孔形成工程を説明する図である。
【図５】本実施形態のプレス成形品１の製造方法を説明する図であって、（ａ）は押圧工程を説明する図であり、（ｂ）は取出工程における第２金型６を外した状態を示す図である。
【図６】本実施形態のプレス成形品１の製造方法を説明する図であって、（ａ）は取出工程における第１金型５を外した状態を示す図であり、（ｂ）は取出工程におけるピン金型７を外してプレス成形品１を取り出した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のプレス成形品１を製造するための金型４を使用して、インサート部品３を含む樹脂製品のプレス成形品１をプレス加工した状態を示す図である。図２は、第１金型５及び第２金型６、ピン金型７、インサート部品３及び繊維強化熱可塑性樹脂２を、上下方向Ｚに分離して配置した状態を示す図である。
なお、本実施形態の説明においては、鉛直方向を上下方向Ｚという。
【００１８】
本実施形態におけるプレス成形品１を製造するための金型４は、インサート部品３を含む樹脂製品のプレス成形品１を製造するために使用される。プレス成形品１を製造するための金型４は、図１に示すように、インサート部品３をプレス加工により所定の厚みを有するシート状の繊維強化熱可塑性樹脂（樹脂体）２にインサートすることで、プレス成形品１を製造する。本実施形態においては、図１及び図２に示すように、インサート部品３として、貫通部分３１を有するナットが用いられる。
【００１９】
（プレス成形品１の構成）
まず、本実施形態において製造されるプレス成形品１について説明する。
本実施形態におけるプレス成形品１は、後述する金型４を用いて、インサート部品３をプレス加工によりシート状の繊維強化熱可塑性樹脂２にインサートすることで製造される。
【００２０】
本実施形態のインサート部品３を含む樹脂製品のプレス成形品１は、繊維強化熱可塑性樹脂２が比較的軽量で耐久性がよいことなどから、図１及び図２に示すように、シート状の繊維強化熱可塑性樹脂２（樹脂体）に、インサート部品３をインサートして成形される。本実施形態のインサート部品３を含む樹脂製品のプレス成形品１は、例えば、小型船舶の船体や、自動車や鉄道車両の内装又は外装などに使用される。
【００２１】
繊維強化熱可塑性樹脂２は、所定の厚みを有するシート状に形成される。繊維強化熱可塑性樹脂２は、母材（炭素繊維やガラス繊維などの繊維を包み込む樹脂材料）として、熱可塑性樹脂（加熱すると軟化し、冷却すると固化する樹脂、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等）を用い、炭素繊維やガラス繊維などの繊維を含んだ樹脂体である。
【００２２】
インサート部品３は、例えば、ナットやブッシュなどである。プレス成形品１として製造された状態においては、インサート部品３は、貫通部分３１において、ねじ部材（図示せず）などを介して、被締結部材に締結される締結部分を構成する。なお、本実施形態においては、インサート部品３としてナットを例に説明する。
【００２３】
インサート部品３は、図１及び図２に示すように、円筒部分３２と、突出部としてのフランジ部３３と、を有する。
円筒部分３２は、軸方向に所定の厚みを有する円筒状に形成される。本実施形態においては、円筒部分３２の厚みは、プレス成形品１に形成された状態において、繊維強化熱可塑性樹脂２の厚みと同程度の厚みである。円筒部分３２の内周面で囲まれる内周面の内側の部分は、貫通方向に貫通する貫通部分３１を構成する。貫通方向は、円筒部分３２の軸方向でもあり、本実施形態においては、上下方向Ｚと一致する。
貫通部分３１を形成する円筒部分３２の内周面には、ねじ溝が形成されている。
【００２４】
フランジ部３３は、円環状の板状に形成される。フランジ部３３は、円筒部分３２の外周面（外面）における軸方向（貫通方向）（図２における上下方向Ｚ）の途中の位置において、円筒部分３２の外周面から外方に突出する。フランジ部３３は、図２に示すように、インサート部品３の円筒部分３２の外周面において、インサート部品３の上下方向Ｚの下端部（貫通部分３１の貫通方向の一端部）及びインサート部品３の上下方向Ｚの上端部（貫通部分３１の貫通方向の他端部）から離間した位置に配置されている。フランジ部３３は、インサート部品３の円筒部分３２の周方向の全域に亘って、円筒部分３２の外周面から円環状に突出している。
【００２５】
（金型４の構成）
次に、プレス成形品１を成型するための金型４について説明する。本実施形態におけるプレス成形品１を成型するための金型４は、図１及び図２に示すように、第１金型５と、第２金型６と、ピン金型７と、を備える。
【００２６】
本実施形態においては、図１に示すように、第１金型５は、下方側に配置される下金型を構成し、第２金型６は、第１金型５よりも上方側に配置される上金型を構成する。ピン金型７は、上下方向Ｚに延びており、プレス加工時において、繊維強化熱可塑性樹脂２の貫通孔２ａに貫通した状態で、第１金型５の第１凹部５２（後述）及び第２金型６の第２凹部６２（後述）に跨って配置される。
【００２７】
ピン金型７は、図１及び図２に示すように、胴部７０と、胴部７０の上端部（他端部）７０ｂに設けられるピン部７４と、を有する。胴部７０は、下端部（一端部）７０ａ側に設けられる第１胴部７１と、上端部（他端部）７０ｂ側に設けられる第２胴部７２と、第１胴部７１と第２胴部７２との間に配置される中間胴部７３と、を有する。第１胴部７１、第２胴部７２及び中間胴部７３は、径の大きさが異なる円柱状又は円筒状に形成され、上下方向Ｚに沿って、同一軸上に連続して配置される。本実施形態においては、第１胴部７１、第２胴部７２及び中間胴部７３は、図２に示すように、下方から上方に向かって、第１胴部７１、中間胴部７３、第２胴部７２の順に配置される。また、第１胴部７１、第２胴部７２及び中間胴部７３は、大きい径から小さい径の順に、第２胴部７２、第１胴部７１、中間胴部７３である。
【００２８】
第１胴部７１は、プレス加工時に、インサート部品３の貫通部分３１に貫通して配置された状態で、第１金型５の第１凹部５２に配置される。具体的には、第１胴部７１の上部側は、インサート部品３の貫通部分３１に配置され、第１胴部７１の下部側は、第１凹部５２に配置されている。第１胴部７１の上端部は、中間胴部７３の下端部に接続される。
【００２９】
中間胴部７３の径の大きさは、第１胴部７１の径の大きさよりも小さく形成される。中間胴部７３の軸方向の長さは、インサート部品３の円筒部分３２の軸方向の長さよりも短く形成される。中間胴部７３は、プレス加工時において、インサート部品３における貫通部分３１の上部側に配置される。中間胴部７３の下端部は、第２胴部７２の下端部に接続される。
【００３０】
第２胴部７２は、プレス加工時において、第２金型６の第２凹部６２に配置される。第２胴部７２の径は、第１胴部７１の径よりも大きく形成される。また、第２胴部７２の径は、インサート部品３の貫通部分３１の径よりも大きく形成される。第２胴部７２の上下方向Ｚの下端部の第２胴部側端面７２ａは、第２胴部７２の外周面の下端部から水平方向の内側に延びており、下方側を向いて形成され、円環状に形成される。
【００３１】
第２胴部７２の下端面である第２胴部側端面７２ａは、インサート部品３の貫通部分３１にピン金型７を挿入した状態においては、インサート部品３の上端面であるインサート部品側端面３ａに当接して配置される。本実施形態においては、第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａの径の大きさＲａ（外形の大きさ）は、第２胴部７２におけるインサート部品３のインサート部品側端面３ａの径の大きさＲｂ（外形の大きさ）と同じである（Ｒａ＝Ｒｂ）（図２参照）。そのため、第２胴部７２の外周面とインサート部品３の外周面とは、径の大きさの差がなく、上下方向Ｚにおいて同一面上に位置する。
【００３２】
ピン部７４は、プレス加工時において、第２金型６の第２凹部６２に配置される。ピン部７４は、第２胴部７２の上端部７０ｂ（第２胴部７２における第１胴部７１と反対側の端部）に設けられる。ピン部７４は、上下方向Ｚにおいて、ピン金型７の上端部（他端部）に向かうに従って径が小さくなる円錐形状に形成される。見方を変えると、ピン部７４は、胴部７０の上方から下方に向かうに従って径が大きくなる円錐形状に形成される。ピン部７４の先端は、繊維強化熱可塑性樹脂２を突き破って繊維強化熱可塑性樹脂２に貫通孔２ａ（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）を形成することが可能なように鋭利に尖って形成される。
【００３３】
第１金型５は、図１及び図２に示すように、第１平面部分５１と、第１平面部分５１から第１金型５の内部側（下方側）に窪む第１凹部５２と、を有する。
【００３４】
第１平面部分５１は、水平方向に延び、上方側を向く上面である。第１平面部分５１は、プレス加工時に、繊維強化熱可塑性樹脂２の第１面２１に当接して配置される。
【００３５】
第１凹部５２は、第１平面部分５１から下方に向かって円柱状に窪んで形成される。第１凹部５２には、ピン金型７の第１胴部７１が配置される。第１凹部５２の内径は、ピン金型７の第１胴部７１の外径と同じ大きさ又は僅かに大きく形成される。第１凹部５２は、プレス加工時にインサート部品３が貫通して配置されたピン金型７の第１胴部７１の下端部７０ａ側が配置可能なように、インサート部品３に貫通して配置された第１胴部７１におけるインサート部品３から下方に突出して延びた部分の長さよりも深い長さで、第１金型５の第１平面部分５１から、第１金型５の下方に窪んでいる。
【００３６】
以上の第１金型５においては、図１に示すように、プレス加工時において、第１平面部分５１には、繊維強化熱可塑性樹脂２の第１面２１（図１及び図２における繊維強化熱可塑性樹脂２の下面）に当接して配置され、第１凹部５２には、ピン金型７の第１胴部７１が配置される。
【００３７】
第２金型６は、第２平面部分６１と、第２平面部分６１から第２金型６の内部側（上方側）に窪む第２凹部６２と、第２凹部６２から上方に連通する連通部６３と、を有する。
【００３８】
第２平面部分６１は、水平方向に延び、下方側を向く下面である。第２平面部分６１は、プレス加工時に、繊維強化熱可塑性樹脂２の第２面２２に当接して配置される。
【００３９】
第２凹部６２は、第２平面部分６１から上方に向かって円柱状に窪んで形成される。第２凹部６２には、ピン金型７の第２胴部７２及びピン部７４が配置される。第２凹部６２の内径は、ピン金型７の第２胴部７２の外径と同じ大きさ又は僅かに大きく形成される。第２凹部６２は、ピン金型７の第２胴部７２及びピン部７４が配置可能なように、ピン金型７の第２胴部７２及びピン部７４の軸方向の長さよりも深い長さで、第２金型６の第２平面部分６１から、第２金型６の上方に窪んでいる。
【００４０】
連通部６３は、第２凹部６２の径よりも小さい径で形成され、第２凹部６２の上端部に連通し、第２凹部６２の上端部から上方側に延びる。本実施形態においては、第２凹部６２及び連通部６３は、第２金型６を上下方向Ｚに貫通している。
【００４１】
以上の第２金型６においては、図１に示すように、プレス加工時において、第２平面部分６１には、繊維強化熱可塑性樹脂２の第１面２１と反対側の第２面２２（図１及び図２における繊維強化熱可塑性樹脂２の上面）に当接して配置され、第２凹部６２には、ピン金型７の第２胴部７２及びピン部７４が配置される。
【００４２】
また、第２金型６は、図２に示すように、第２金型本体６０１と、着脱金型６０２と、を有する。
着脱金型６０２は、円筒状に形成され、内周面には、前述の第２凹部６２が形成されている。着脱金型６０２は、第２金型本体６０１における第２平面部分６１から上方側に窪んで延びる装着用凹部６０１ａに、着脱可能に取り付けられている。着脱金型６０２を第２金型本体６０１に対して着脱可能とすることで、プレス加工時に、着脱金型６０２における第２凹部６２を形成する内周面や着脱金型６０２の端面に樹脂材料や繊維材料が付着した場合に、着脱金型６０２を第２金型本体６０１から取り外すことで、着脱金型６０２を清掃したり、新しい着脱金型６０２に交換できる。これにより、第２金型６のメンテナンスが容易となる。
【００４３】
（プレス成形品１の製造方法）
次に、図面を参照しながら、インサート部品３を含む樹脂製品のプレス成形品１を製造するための金型４を使用して、プレス成形品１を製造するプレス成形品１の製造方法について説明する。図３（ａ）〜図６（ｂ）は、本実施形態のプレス成形品の製造方法を説明する図である。図３（ａ）は、配置工程を説明する図であり、図３（ｂ）は、貫通孔形成工程を行う前の段階においてピン金型７のピン部７４の上方に繊維強化熱可塑性樹脂２を配置した状態で、繊維強化熱可塑性樹脂２の上方に第２金型６を配置した状態を示す図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、貫通孔形成工程を説明する図である。図５（ａ）は、押圧工程を説明する図であり、図５（ｂ）は、取出工程における第２金型６を外した状態を示す図である。図６（ａ）は、取出工程における第１金型５を外した状態を示す図であり、図６（ｂ）は、取出工程におけるピン金型７を外してプレス成形品１を取り出した状態を示す図である。
【００４４】
本実施形態のインサート部品３を含む樹脂製品のプレス成形品１の製造方法は、インサート部品３を配置する配置工程と、繊維強化熱可塑性樹脂２に貫通孔２ａを形成する貫通孔形成工程と、繊維強化熱可塑性樹脂２を加圧する加圧工程と、繊維強化熱可塑性樹脂２にインサート部品３がインサートされたプレス成形品１を取り出す取出工程と、を備える。
【００４５】
（プレス成形品１の製造方法における配置工程）
まず、配置工程を行う。配置工程において、図３（ａ）に示すように、インサート部品３の貫通部分３１にピン金型７の第１胴部７１を貫通して配置した状態で、ピン金型７の第１胴部７１を第１金型５の第１凹部５２に配置することで、ピン金型７を第１金型５に配置する。具体的には、ピン金型７の第１胴部７１をインサート部品３の貫通部分３１に貫通させて配置する。その後、ピン金型７の第１胴部７１をインサート部品３の貫通部分３１に貫通させて配置した状態で、第１胴部７１を、第１金型５の第１凹部５２に挿入して配置する。配置工程においては、上端部が尖ったピン部７４は、図３（ａ）に示すように、ピン金型７における最も上部に配置されている。
【００４６】
（プレス成形品１の製造方法における貫通孔形成工程）
次に、配置工程の後に、貫通孔形成工程を行う。貫通孔形成工程において、図３（ｂ）に示すように、まず、第１金型５に配置したピン金型７のピン部７４の上方に加熱したシート状の繊維強化熱可塑性樹脂２を配置し、繊維強化熱可塑性樹脂２の上方に第２金型６を配置する。この配置状態においては、第２金型６の第２凹部６２を、繊維強化熱可塑性樹脂２の上方の位置において、ピン金型７のピン部７４の上方になるように配置する。
【００４７】
そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、加熱したシート状の繊維強化熱可塑性樹脂２を、第２金型６を用いて、ピン金型７のピン部７４に押圧する。これにより、ピン金型７のピン部７４が繊維強化熱可塑性樹脂２を突き破って繊維強化熱可塑性樹脂２に貫通孔２ａを形成する。
【００４８】
ここで、ピン部７４は、胴部７０の上方から下方に向かうに従って径が大きくなる円錐形状に形成される。そのため、ピン部７４により繊維強化熱可塑性樹脂２が突き破られて形成された貫通孔２ａの径の大きさは、繊維強化熱可塑性樹脂２がピン部７４の径が大きくなる方向に移動されることで、ピン部７４の径の大きさに従って、ピン部７４により押し広げられて大きくなる。
【００４９】
繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａが形成される部分の樹脂材料及び繊維材料は、ピン部７４に突き破られることで押し広げられて、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられる。貫通孔２ａが、ピン部７４及び第２胴部７２をこの順に通過するため、貫通孔２ａの径の大きさは、ピン部７４の下端部の径の大きさ及び第２胴部７２の径の大きさと同じ大きさに形成される。
【００５０】
貫通孔２ａを通過したピン金型７の第２胴部７２及びピン部７４は、貫通孔２ａを通過した後に、第２金型６の第２凹部６２に配置される。これにより、第２金型６の第２凹部６２には、ピン金型７の第２胴部７２及びピン部７４が配置される。
【００５１】
（プレス成形品１の製造方法における加圧工程）
続けて、貫通孔形成工程の後に、加圧工程を行う。加圧工程において、図４（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、第１金型５が繊維強化熱可塑性樹脂２の第１面２１に当接すると共に第２金型６が繊維強化熱可塑性樹脂２の第１面２１と反対側の第２面２２に当接した状態で、貫通孔２ａの周縁において、第１金型５と第２金型６とで繊維強化熱可塑性樹脂２を挟み込んで繊維強化熱可塑性樹脂２を加圧する。
【００５２】
具体的には、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁を、第１金型５及び第２金型６により挟み込んで、インサート部品３に繊維強化熱可塑性樹脂２を押圧して、インサート部品３と繊維強化熱可塑性樹脂２とを一体化させる。この場合に、シート状の繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料が、第１金型５及び第２金型６で挟み込まれることで、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料は、インサート部品３の円筒部分３２の外周面に沿って移動され、インサート部品３の円筒部分３２の外周面及びフランジ部３３に押圧される。これにより、繊維強化熱可塑性樹脂２には、インサート部品３が強固に締結される。
【００５３】
本実施形態においては、インサート部品３には、円筒部分３２の外周面（外面）における軸方向（貫通方向）（図２における上下方向Ｚ）の途中において、円筒部分３２の外周面から外方に突出するフランジ部３３が形成されている。フランジ部３３は、図２に示すように、インサート部品３の円筒部分３２の外周面において、インサート部品３の上下方向Ｚの下端部（貫通部分３１の貫通方向の一端部）及びインサート部品３の上下方向Ｚの上端部（貫通部分３１の貫通方向の他端部）から離間した位置に配置されている。
【００５４】
ここで、繊維強化熱可塑性樹脂２は、貫通孔２ａの周縁において第１金型５及び第２金型６により押圧されるため、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料は、インサート部品３の円筒部分３２の上端部側からフランジ部３３に押圧されると共に、インサート部品３の円筒部分３２の上端部側から下端部側に回り込んで、インサート部品３の円筒部分３２の下端部側からフランジ部３３に押圧される。これにより、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料が、フランジ部３３の上部側及び下部側に回り込んで、フランジ部３３を強固に保持することができる。よって、繊維強化熱可塑性樹脂２は、インサート部品３を強固に保持し、インサート部品３及び繊維強化熱可塑性樹脂２とを、プレス成形品１として、一体的に強固に締結できる。
【００５５】
また、本実施形態においては、第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａの径の大きさＲａ（外形の大きさ）は、インサート部品３のインサート部品側端面３ａの径の大きさＲｂ（外形の大きさ）と同じ（図２参照）であるため、第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａとインサート部品３のインサート部品側端面３ａとが当接して配置された場合に、第２胴部７２の外周面とインサート部品３の外周面とは、径の大きさの差がなく、上下方向Ｚにおいて同一面上に位置する。
【００５６】
そのため、貫通孔２ａの周縁において繊維強化熱可塑性樹脂２が第１金型５及び第２金型６により押圧されても、繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料が第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａとインサート部品３のインサート部品側端面３ａとの間に入り込むことを抑制できる。これにより、インサート部品３の貫通部分３１に、繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料が入り込むことを抑制できる。
【００５７】
また、貫通孔２ａの周縁において繊維強化熱可塑性樹脂２が第１金型５及び第２金型６により押圧された場合に、第２胴部７２の外周面とインサート部品３の外周面とは、径の大きさの差がなく上下方向Ｚにおいて同一面上に位置するため、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料は、インサート部品３の円筒部分３２の外周面に沿って移動する。これにより、繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料及び繊維材料がインサート部品３の円筒部分３２の外周面に押圧され、繊維強化熱可塑性樹脂２には、インサート部品３が強固に締結される。
【００５８】
（プレス成形品１の製造方法における取出工程）
次に、加圧工程の後に、プレス成形品１の取出工程を行う。プレス成形品１の取出工程において、図５（ｂ）に示すように、第２金型６を上方側に移動させて、第２金型６を、プレス成形品１、ピン金型７及び第１金型５から取り外す。その後、図６（ａ）に示すように、プレス成形品１及びピン金型７を上方側に移動させて、プレス成形品１及びピン金型７を、第１金型５から取り外す。その後、図６（ｂ）に示すように、ピン金型７を上方側に移動させて、ピン金型７を、プレス成形品１から取り外す。このようにして、金型４によりプレス加工されたプレス成形品１を、金型４から取り出す。
【００５９】
以上説明した本実施形態のプレス成形品１を製造するための金型４及びプレス成形品１の製造方法によれば、以下のような効果を奏する。
本実施形態のプレス成形品１を製造するための金型４は、貫通部分３１を有するインサート部品３をプレス加工によりシート状の繊維強化熱可塑性樹脂２にインサートすることで、インサート部品３を含む樹脂製品のプレス成形品１を製造するための金型４であって、プレス加工時にインサート部品３の貫通部分３１に貫通して配置される胴部７０と、胴部７０の上端部７０ｂに設けられ繊維強化熱可塑性樹脂２を突き破って繊維強化熱可塑性樹脂２に貫通孔２ａを形成することが可能なピン部７４と、を有するピン金型７と、プレス加工時に、繊維強化熱可塑性樹脂２の第１面２１に当接して配置され、胴部７０の第１胴部７１が配置される第１凹部５２を有する第１金型５と、プレス加工時に、繊維強化熱可塑性樹脂２の第２面２２に当接して配置され、胴部７０の第２胴部７２及びピン部７４が配置される第２凹部６２を有する第２金型６と、を備える。
【００６０】
そのため、ピン金型７のピン部７４により、プレス加工時において、繊維強化熱可塑性樹脂２に貫通孔２ａを形成することができる。これにより、ピン金型７のピン部７４が繊維強化熱可塑性樹脂２を突き破るため、ピン金型７に繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料が覆い被さることがない。よって、ピン金型７に被さった樹脂材料を取り除くための後処理を行う必要がない。そのため、プレス成形品１を製造する際の作業コストを削減することができる。
また、インサート部品３の貫通部分３１にピン金型７を配置した状態で、プレス加工を行うため、インサート部品３の貫通部分３１に樹脂材料が入る込むことを抑制できる。
また、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料は、第１金型５と第２金型６とにより加圧される。そのため、インサート部品３と繊維強化熱可塑性樹脂２とを、一体的に強固に締結でき、インサート部品３と繊維強化熱可塑性樹脂２との締結力を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、インサート部品３は、円筒部分３２の外面から、外方に突出するフランジ部３３を有する。そのため、加圧する際に、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料がフランジ部３３側に押圧されるため、フランジ部３３が繊維強化熱可塑性樹脂２に強固に保持される。これにより、インサート部品３と繊維強化熱可塑性樹脂２とを、一体的により強固に締結できる。
【００６２】
また、本実施形態においては、フランジ部３３は、インサート部品３の外周面において、インサート部品３の下端部（貫通部分３１の貫通方向の一端部）及びインサート部品３の上端部（貫通部分３１の貫通方向の他端部）から離間した貫通方向の途中に配置される。これにより、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料が、第１金型５と第２金型６とにより押圧されることにより、フランジ部３３の上部側及び下部側に回り込む。そのため、フランジ部３３が繊維強化熱可塑性樹脂２により強固に保持され、インサート部品３と繊維強化熱可塑性樹脂２とを、一体的により強固に締結できる。
【００６３】
また、本実施形態においては、第２金型６は、第２金型本体６０１と、第２金型本体６０１に着脱可能で且つ第２凹部６２を有する着脱金型６０２と、を有する。そのため、第２金型６の第２凹部６２に樹脂材料や繊維材料が付着した場合に、第２金型本体６０１から着脱金型６０２を取り外すことで、着脱金型６０２を清掃したり、新たな着脱金型６０２を第２金型本体６０１に取り付けることができる。これにより、第２金型６のメンテナンスが容易となる。
【００６４】
また、本実施形態においては、第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａの径の大きさ（外形の大きさ）は、インサート部品３のインサート部品側端面３ａの径の大きさ（外形の大きさ）と同じである（図２参照）。そのため、貫通孔２ａの周縁において繊維強化熱可塑性樹脂２が第１金型５及び第２金型６により押圧（プレス）されても、第２胴部７２の外周面とインサート部品３の外周面とは、上下方向Ｚにおいて同一面上に位置し、径の大きさの差がない。これにより、繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料が、第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａとインサート部品３のインサート部品側端面３ａとの間に入り込むことを抑制できる。その結果、インサート部品３の貫通部分３１に、繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料が入り込むことを一層抑制できる。
【００６５】
また、貫通孔２ａの周縁において繊維強化熱可塑性樹脂２が第１金型５及び第２金型６により押圧された場合に、第２胴部７２の外周面とインサート部品３の外周面とは、径の大きさの差がなく上下方向Ｚにおいて同一面上に位置するため、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料は、インサート部品３の円筒部分３２の外周面に沿って移動する。これにより、繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料及び繊維材料がインサート部品３の円筒部分３２の外周面に押圧され、繊維強化熱可塑性樹脂２には、インサート部品３が強固に締結される。
【００６６】
また、本実施形態のプレス成形品１の製造方法においては、インサート部品３の貫通部分３１にピン金型７の胴部７０を貫通して配置した状態で、胴部７０の他端部側を第１金型５の第１凹部５２に配置することで、ピン金型７を第１金型５に配置する配置工程と、配置工程の後に、加熱した繊維強化熱可塑性樹脂２を第２金型６を用いてピン部７４に押圧することで、ピン部７４が繊維強化熱可塑性樹脂２を突き破って繊維強化熱可塑性樹脂２に貫通孔２ａを形成し、第２金型６の第２凹部６２に胴部７０の上端部７０ｂ側が配置される貫通孔形成工程と、貫通孔形成工程の後に、第１金型５が繊維強化熱可塑性樹脂２の第１面２１に当接すると共に第２金型６が繊維強化熱可塑性樹脂２の第１面２１と反対側の第２面２２に当接した状態で、貫通孔２ａの周縁において、第１金型５と第２金型６とで繊維強化熱可塑性樹脂２を挟み込んで繊維強化熱可塑性樹脂２を加圧する加圧工程と、を備える。
【００６７】
そのため、貫通孔形成工程において、ピン金型７のピン部７４により、プレス加工時において、繊維強化熱可塑性樹脂２に貫通孔２ａを形成することができる。これにより、ピン金型７のピン部７４が繊維強化熱可塑性樹脂２を突き破るため、ピン金型７に繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料が覆い被さることがない。よって、ピン金型７に被さった樹脂材料を取り除くための後処理を行う必要がない。そのため、プレス成形品１を製造する際の作業コストを削減することができる。
また、加圧工程において、インサート部品３の貫通部分３１にピン金型７を配置した状態で、プレス加工を行うため、インサート部品３の貫通部分３１に樹脂材料が入る込むことを抑制できる。
また、加圧工程において、繊維強化熱可塑性樹脂２における貫通孔２ａの周縁に寄せられた樹脂材料及び繊維材料は、第１金型５と第２金型６とにより加圧される。そのため、インサート部品３と繊維強化熱可塑性樹脂２とを、一体的に強固に締結できる。
【００６８】
以上、本発明のプレス成形品１を製造するための金型４及びプレス成形品１の製造方法の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、インサート部品３をナットで構成した場合について説明したが、これに限定されない。インサート部品３は、ナットに限定されず、例えば、内周面にねじ溝が形成されていないブッシュであってもよい。
【００６９】
また、前記実施形態では、インサート部品３を円筒状に形成したが、これに限定されない。例えば、インサート部品を、六角ナットのような多角筒状に形成してもよい。
【００７０】
また、前記実施形態では、第１凹部５２及び第２凹部６２を円柱状に窪むように形成し、ピン金型７を円柱状又は円筒状に形成したが、これに限定されず、例えば、角状に形成してもよい。
【００７１】
また、前記実施形態においては、上下方向Ｚにおいて、第１金型５を下方側に配置すると共に第２金型６を上方側に配置したが、これに限定されない。例えば、第１金型５及び第２金型６を水平方向に並べて配置してもよい。
【００７２】
また、前記実施形態においては、樹脂体を、繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂２としたが、これに限定されない。樹脂体を、繊維を含まない樹脂材料で構成してもよい。
【００７３】
また、前記実施形態では、インサート部品３の外面にフランジ部３３を形成したが、これに限定されない。インサート部品３の外面には、フランジ部３３を形成しなくてもよい。
【００７４】
また、前記実施形態では、突出部としてのフランジ部を、インサート部品３の外周面の周方向の全域に形成される円環状としたが、これに限定されない。例えば、突出部を、インサート部品３の外周面の周方向の一部の領域から外部に突出する板状や棒状の部材で構成してもよい。
【００７５】
また、前記実施形態では、フランジ部３３を、円筒部分３２の外面における貫通部分３１の貫通方向の一端部及び他端部から離間した位置に設けたが、これに限定されない。例えば、フランジ部３３を、円筒部分３２の外面における貫通部分３１の貫通方向の一端部又は他端部のいずれかにおいて突出するように設けてもよい。
【００７６】
また、前記実施形態では、第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａの径の大きさ（外形の大きさ）を、インサート部品３のインサート部品側端面３ａの径の大きさ（外形の大きさ）と同じに形成したが、これに限定されない。第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａの径の大きさ（外形の大きさ）は、インサート部品３のインサート部品側端面３ａの径の大きさ（外形の大きさ）よりも大きく形成してもよい。この場合には、第２胴部７２の第２胴部側端面７２ａがインサート部品３のインサート部品側端面３ａを覆うため、インサート部品３の貫通部分３１に、繊維強化熱可塑性樹脂２の樹脂材料が入り込むことを抑制できる。
【００７７】
また、前記実施形態においては、ピン金型７の第２胴部７２の径の大きさを、インサート部品３の貫通部分３１の径の大きさよりも大きく形成したが、これに限定されない。ピン金型７の第２胴部７２の径の大きさを、インサート部品３の貫通部分３１の径の大きさと同じ大きさに形成してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  プレス成形品
２  繊維強化熱可塑性樹脂（樹脂体）
２ａ  貫通孔
３  インサート部品
３ａ  インサート部品側端面
４  金型
５  第１金型
６  第２金型
７  ピン金型
２１  第１面
２２  第２面
３１  貫通部分
３３  フランジ部（突出部）
５２  第１凹部
６２  第２凹部
７０  胴部
７０ａ  下端部（一端部）
７０ｂ  上端部（他端部）
７２ａ  第２胴部側端面
７４  ピン部
６０１  第２金型本体
６０２  着脱金型
【図１】
0006534368.tif 000002
【図２】
0006534368.tif 000003
【図３】
0006534368.tif 000004
【図４】
0006534368.tif 000005
【図５】
0006534368.tif 000006
【図６】
0006534368.tif 000007