(57)【要約】【課題】エンボス金属板の意匠性の低下を抑えつつ、反りを低減できるエンボス金属板及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明によるエンボス金属板は、金属板本体２と、金属板本体２に形成され、互いに平行に線状に延在された複数の凸部３とを備え、複数の凸部３は、少なくとも２種類の凸部３１，３２を含み、少なくとも１種類の凸部３１の曲げ肩部に残る残留応力の大きさが他の種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさと異なる。【選択図】図２
2020066051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板本体と、
前記金属板本体に形成され、互いに平行に線状に延在された複数の凸部と
を備え、
前記複数の凸部は、少なくとも２種類の凸部を含み、
少なくとも１種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさが他の種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさと異なる
エンボス金属板。
【請求項２】
前記少なくとも２種類の凸部は、互いに高さが異なる、
請求項１記載のエンボス金属板。
【請求項３】
金属板本体と、
前記金属板本体に形成され、互いに平行に線状に延在された複数の凸部と
を備え、
前記複数の凸部は、少なくとも２種類の凸部を含み、
前記少なくとも２種類の凸部は、互いに高さが異なる、
エンボス金属板。
【請求項４】
前記凸部の延在方向に直交する方向に関して、前記複数の凸部のうちの一つの凸部の両側に該凸部よりも高さが高い凸部が配置されている、
請求項２又は請求項３に記載のエンボス金属板。
【請求項５】
前記複数の凸部は２種類である、
請求項４記載のエンボス金属板。
【請求項６】
前記凸部の延在方向に直交する方向に関して隣り合う前記凸部の高さが互いに異なる、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のエンボス金属板。
【請求項７】
前記少なくとも２種類の凸部が前記凸部の延在方向に直交する方向に関して交互に又は順に配置されている、
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンボス金属板。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のエンボス金属板を製造するためのエンボス金属板の製造方法であって、
前記金属板本体に前記少なくとも２種類の凸部を形成する工程であって、少なくとも１種類の凸部の加工向きを他の種類の凸部の加工向きと異ならせて、前記少なくとも１種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさを他の種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさと異ならせる工程
を含む、
エンボス金属板の製造方法。
【請求項９】
前記少なくとも２種類の凸部は、互いに高さが異なり、
前記少なくとも２種類の凸部に対応する凹凸がそれぞれ設けられた上型及び下型を有し、前記上型及び下型の相対的な変位により前記上型及び下型の間に前記金属板本体を挟み込むプレス成形機により前記複数の凸部を形成する、
請求項８記載のエンボス金属板の製造方法。
【請求項１０】
請求項３又は請求項３を引用する請求項４、５、６若しくは７に記載のエンボス金属板を製造するためのエンボス金属板の製造方法であって、
前記金属板本体に前記少なくとも２種類の凸部を形成する工程を含み、
前記少なくとも２種類の凸部は、互いに高さが異なり、
前記少なくとも２種類の凸部に対応する凹凸がそれぞれ設けられた上型及び下型を有し、前記上型及び下型の相対的な変位により前記上型及び下型の間に前記金属板を挟み込むプレス成形機により前記複数の凸部を形成する、
エンボス金属板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに平行に線状に延在された複数の凸部を有するエンボス金属板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記の特許文献１等には、複数の凸部を有するエンボス金属板を含む金属屋根材が開示されている。金属屋根材は、重ね葺きを行うための金属屋根材であって、屋根の上に配置された際に棟軒方向に沿う複数の線状の凸部が表基材の天板（表面）に形成されている。凸部が形成された表基材の天板は、エンボス金属板に相当する。各凸部の高さは互いに等しくされている。このような凸部が天板に形成されることで、金属屋根材の意匠性の向上が図られるとともに、金属屋根材の天板を伝う雨水又は結露水等の水分の流れを円滑とすることによる金属屋根材の耐久性の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような金属屋根材では、複数の線状の凸部を表基材の天板に形成している。このような凸部をプレス成形によるエンボス加工によって表基材の天板に形成すると、プレス成形の型から表基材を離した後に、エンボス金属板として天板に反りが生じてしまう。天板の反りは、撓み等の形状不良を金属屋根材に生じさせる原因となる。凸部の高さを一様に低くすれば天板の反りを低減できるが、凸部の高さを一様に低くするとエンボス金属板としての天板の意匠性が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンボス金属板の意匠性の低下を抑えつつ、反りを低減できるエンボス金属板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るエンボス金属板は、金属板本体と、金属板本体に形成され、互いに平行に線状に延在された複数の凸部とを備え、複数の凸部は、少なくとも２種類の凸部を含み、少なくとも１種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさが他の種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさと異なる。
【０００７】
また、本発明に係るエンボス金属板は、金属板本体と、金属板本体に形成され、互いに平行に線状に延在された複数の凸部とを備え、複数の凸部は、少なくとも２種類の凸部を含み、少なくとも２種類の凸部は、互いに高さが異なる。
【０００８】
本発明に係るエンボス金属板の製造方法は、金属板本体に少なくとも２種類の凸部を形成する工程であって、少なくとも１種類の凸部の加工向きを他の種類の凸部の加工向きと異ならせて、少なくとも１種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさを他の種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさと異ならせる工程を含む。
【０００９】
また、本発明に係るエンボス金属板の製造方法は、金属板本体に少なくとも２種類の凸部を形成する工程を含み、少なくとも２種類の凸部は、互いに高さが異なり、少なくとも２種類の凸部に対応する凹凸がそれぞれ設けられた上型及び下型を有し、上型及び下型の相対的な変位により上型及び下型の間に金属板を挟み込むプレス成形機により複数の凸部を形成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエンボス金属板及びその製造方法によれば、少なくとも１種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさが他の種類の凸部の曲げ肩部に残る残留応力の大きさと異なるか、又は少なくとも２種類の凸部の高さが互いに異なるので、エンボス金属板の意匠性の低下を抑えつつ、反りを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態によるエンボス金属板を示す平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う凸部の断面図である。
【図３】図２の凸部の変形例を示す断面図である。
【図４】図２の凸部の別の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態によるエンボス金属板の製造方法を示すフローチャートである。
【図６】一般的なプレス成形機によるエンボス加工（プレスエンボス加工）を示す説明図である。
【図７】図５のエンボス加工工程で実施されるエンボス加工（プレスエンボス加工）を示す説明図である。
【図８】実施例において反り量を測定した結果を示すグラフである。
【図９】比較例における凸部の曲げ肩部に残る残留応力の分布を示す説明図である。
【図１０】図６に示す方法により金属板に複数の凸部を形成したときの凸部の曲げ肩部に残る残留応力を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態によるエンボス金属板１を示す平面図である。
【００１４】
図１に示すエンボス金属板１は、幅方向１Ｗ（長手方向）及び奥行方向１Ｄ（短手方向）を有する平面視矩形の部材である。エンボス金属板１は、例えば金属屋根材などの各種の用途に利用することができる。エンボス金属板１は、金属板本体２と複数の凸部３とを有している。
【００１５】
金属板本体２は、金属板を素材とするものである。金属板本体２の素材である金属板としては、溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板、塗装Ａｌ板又は塗装Ｔｉ板を用いることができる。
【００１６】
複数の凸部３は、金属板本体２の基面２ａから突出された部分である。基面２ａは、凸部３間の凹部の底面に相当する。各凸部３は、奥行方向１Ｄに沿って互いに平行に線状に延在されている。各凸部３が互いに平行に延在するとは、各凸部が互いに厳密に平行に延在することのみならず、各凸部３が互いに略平行（おおよそ同じ方向に沿って）に延在することも含む。また、各凸部３は、幅方向１Ｗ（凸部３の延在方向である奥行方向１Ｄに直交する方向）に互いに離間して配置されている。図１では幅方向１Ｗに係る各凸部３の幅を互いに等しく示しているが、各凸部３の幅は互いに異なっていてもよい。また、図１では各凸部３の側辺が奥行方向１Ｄに沿う直線状であるように示しているが、各凸部３の側辺は揺らぎながら奥行方向１Ｄに延在されていてもよい。複数の凸部３は、全体として、奥行方向１Ｄに沿う雨水又は結露水等の水分の流れを円滑とすることができる流れ模様を構成している。
【００１７】
次に、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う凸部３の断面図である。図２に示すように、本実施の形態の凸部３には、第１凸部３１と第２凸部３２とが含まれている。これら第１及び第２凸部３１，３２は、一対の側壁３１ａ，３２ａ及び頂面３１ｂ，３２ｂをそれぞれ有している。一対の側壁３１ａ，３２ａは、幅方向１Ｗに互いに離間して金属板本体２の基面２ａから延出されている。頂面３１ｂ，３２ｂは、一対の側壁３１ａ，３２ａの上端間を接続している。
【００１８】
これら第１及び第２凸部３１，３２は、互いに高さが異なる２種類の凸部を構成している。第１凸部３１の高さは、第２凸部３２の高さよりも低い。第１及び第２凸部３１，３２の高さは、金属板本体２の基面２ａに垂直な方向に係る金属板本体２の基面２ａと第１及び第２凸部３１，３２の頂面３１ｂ，３２ｂとの離間距離に相当する。例えば、第２凸部３２の高さを０．３ｍｍとし、第１凸部３１の高さを０．２ｍｍ、０．１５ｍｍ又は０．１ｍｍとすることができる。また、例えば、第２凸部３２の高さを０．２ｍｍとし、第１凸部３１の高さを０．１ｍｍとすることができる。
【００１９】
後に詳しく説明するように、本実施の形態のエンボス金属板１では、第１凸部３１の曲げ肩部に残る残留応力の大きさが第２凸部３２の曲げ肩部に残る残留応力の大きさと異なる。図４において第１及び第２凸部３１，３２にそれぞれ付している一対の円弧状の矢印は、第１及び第２凸部３１，３２の曲げ肩部に残る残留応力によってエンボス金属板１の反りの原因となるモーメントの大きさを模式的に示している。
【００２０】
本実施の形態のエンボス金属板１では、第１及び第２凸部３１，３２は幅方向１Ｗに関して交互に配置されている。本実施の形態のエンボス金属板１では、幅方向１Ｗに関して隣り合う凸部３の高さが互いに異なる。高さが低い第１凸部３１の両側に、高さが高い第２凸部３２が配置されている。
【００２１】
次に、図３は、図２の凸部３の変形例を示す断面図である。図２では、一対の第２凸部３２の間に１つの第１凸部３１が配置されるように説明したが、図３に示すように、一対の第２凸部３２の間に２つ又は３つ以上の第１凸部３１が配置されてもよい。
【００２２】
次に、図４は、図２の凸部３の別の変形例を示す断面図である。図２では２種類の凸部３（第１及び第２凸部３１，３２）が設けられるように説明したが、凸部３の種類は３種類以上であってもよい。図４では３種類の凸部３が設けられる例を示している。すなわち、第１及び第２凸部３１，３２に加えて第３凸部３３が設けられている。第３凸部３３の高さは、第１凸部３１の高さよりも高く、第２凸部３２の高さよりも低い。例えば、第２凸部３２の高さを０．３ｍｍとし、第３凸部３３の高さを０．２ｍｍとし、第１凸部の高さを０．１ｍｍとすることができる。図６の例では、第２凸部３２、第３凸部３３、第２凸部３２、第１凸部３１及び第２凸部３２の順に第１〜第３凸部３１〜３３が配置されている。この順で第１〜第３凸部３１〜３３を繰り返し配置してもよい。すなわち、３種類以上の凸部３を所定の順序で順に配置してもよい。
【００２３】
図２〜図４で示すように少なくとも２種類の凸部を、凸部３の延在方向に直交する方向に関して交互又は順に配置することが好ましいが、少なくとも２種類の凸部３をランダムな順序で配置してもよい。金属板本体２の幅方向１Ｗの全体にわたって少なくとも２種類の凸部３を図２〜図４で示すように交互又は順に配置することが好ましいが、金属板本体２の幅方向１Ｗの一部において少なくとも２種類の凸部３を上述のように配置してもよい。なお、図２の円弧状の矢印と同様に、図３及び図４の第１凸部３１、第２凸部３２及び第３凸部３３の曲げ肩部に示している円弧状の矢印は、それぞれの曲げ肩部に残留している残留応力によって発生するモーメントの大きさを模式的に示したものである。
【００２４】
次に、図５は、本発明の実施の形態によるエンボス金属板１の製造方法を示すフローチャートである。図１等で示したエンボス金属板１は、エンボス加工工程（ステップＳ１）を経て製造することができる。エンボス加工工程（ステップＳ１）は、金属板にエンボス加工を施して金属板に複数の凸部３を形成する工程である。
【００２５】
次に、図６は、一般的なプレス成形機によるエンボス加工（プレスエンボス加工）を示す説明図である。図６では、上型４０及び下型４１を有するプレス成形機により、高さが同じ１種類の凸部３を形成する場合（比較例）を示している。上型４０及び下型４１には、凸部３に対応する凹凸がそれぞれ設けられており、上型４０及び下型４１の相対的な変位により上型４０及び下型４１の間に金属板４２を挟み込むことにより図６（ｄ）に示す複数の凸部３が形成される。
【００２６】
下型４１には、各凸部３に対応する下凸型４１ａが設けられている。上型４０には、凸部３間の凹部に対応する上凸型４０ａが設けられている。
【００２７】
図６の（ａ）に示すように、プレスエンボス加工が始まる前、エンボス金属板１の素材である金属板４２は下凸型４１ａの頂面に載せられている。図６の（ｂ）に示すように、上型４０が降下されると、上凸型４０ａの頂面に接している金属板４２の領域が押し下げられる。また、この領域が押し下げられることに伴い、下凸型４１ａの頂面に接している金属板４２の領域の両端を起点として、この下凸型４１ａの頂面に接している金属板４２の領域の両側が下方に向けて折り曲げられる。このような押し下げ及び折り曲げは、図６の（ｃ）に示すように上型４０と下型４１との間に金属板４２が満たされるまで行われる。図６の（ｂ）及び（ｃ）に示す円弧状の矢印は、プレスエンボス加工中に金属板４２に作用する曲げ応力を示している。
【００２８】
図６の（ｄ）に示すように、上型４０及び下型４１から金属板４２が取り外されると、凸部３の頂面３ｂの両側にはプレスエンボス加工中の曲げ応力とは逆向きの残留応力が残る。図６の（ｄ）の中に示している円弧状の矢印は、各凸部３の曲げ肩部に残る残留応力によって発生するモーメントを示す。このモーメントは、図６の（ｄ）に示すように金属板４２に反りを生じさせる原因となる。
【００２９】
次に、図７は、図５のエンボス加工工程（ステップＳ１）で実施されるエンボス加工（プレスエンボス加工）を示す説明図である。本発明の実施の形態によるエンボス加工では、上型４０及び下型４１を有するプレス成形機により、高さが互いに異なる２種類の凸部３を形成する。図７の（ｅ）に示すように、凸部３は、第１凸部３１と、第１凸部３１よりも高さが高い第２凸部３２とを含んでいる。一対の第２凸部３２の間に１つの第１凸部３１が配置されている。上型４０及び下型４１には、第１及び第２凸部３１，３２に対応する凹凸がそれぞれ設けられており、上型４０及び下型４１の相対的な変位により上型４０及び下型４１の間に金属板４２を挟み込むことにより第１及び第２凸部３１，３２が形成される。
【００３０】
下型４１には、第１凸部３１に対応する第１下凸型４１ａと、第２凸部３２に対応する第２下凸型４１ｂとが設けられている。上型４０には、第１及び第２凸部３１，３２間の凹部に対応する上凸型４０ａが設けられている。
【００３１】
図７の（ａ）に示すように、プレスエンボス加工が始まる前、エンボス金属板１の素材である金属板４２は第２下凸型４１ｂの頂面に載せられている。図７の（ｂ）に示すように、上型４０が降下されると、上凸型４０ａの頂面に接している金属板４２の領域が押し下げられる。また、この領域が押し下げられることに伴い、第２下凸型４１ｂの頂面に接している金属板４２の領域の両端を起点として、この第２下凸型４１ｂに接している金属板４２の領域の両側が下方に向けて折り曲げられる。
【００３２】
図７の（ｂ）に示す状態では、一対の上凸型４０ａの間において金属板４２に張力が作用する。この状態から上型４０がさらに降下されると、図７の（ｃ）に示すように第１下凸型４１ａとともに金属板４２が一対の上凸型４０ａの間に押し込まれる。このとき、第１下凸型４１ａの頂面に接している金属板４２の領域が押し上げられる。すなわち、第１凸部３１の加工向きは第２凸部３２の加工向きと異なる。このような押し上げは、図７の（ｄ）に示すように上型４０と下型４１との間に金属板４２が満たされるまで行われる。図７の（ｂ）〜（ｄ）に示す円弧状の矢印は、プレスエンボス加工中に金属板４２に作用する曲げ応力を示している。
【００３３】
上型４０及び下型４１から金属板４２が取り外されると、第１及び第２凸部３１，３２の頂面３１ｂ，３２ｂの両側にはプレスエンボス加工中の曲げ応力とは逆向きの残留応力が残り、それが原因となって、金属板４２に反りが発生する虞がある。ただし、図７に示す例では、第１凸部３１の曲げ肩部に残る残留応力の大きさが第２凸部３２の曲げ肩部に残る残留応力の大きさと異なっている。具体的には、第１凸部３１の曲げ肩部に残る残留応力の大きさは、第２凸部３２の曲げ肩部に残る残留応力よりも小さい。図７の（ｅ）において、第１凸部３１及び第２凸部３２の曲げ肩部に示している円弧状の矢印は、曲げ肩部に残留している残留応力によって発生するモーメントの大きさを模式的に示したものである。図９の金属板４２においては、第１凸部３１及び第２凸部３２の曲げ肩部の残留応力の大きさが異なることにより、図６に示す例と比較して金属板４２に生じるモーメントが小さくなり、その結果として金属板４２の反りが低減される。
【００３４】
次に、実施例を挙げる。高さが異なる少なくとも２種類の凸部を金属板の短辺方向に沿って線状に形成することにより、凸部を形成した後の金属板の反りを抑制することが可能であることを確認するため、表１に示す条件の下、図６及び図７を用いて説明したプレスエンボス加工を素材金属板に施すことによりエンボス金属板１の試験製造を行った。また、高さが異なる凸部の配置がエンボス金属板の反りの大きさに及ぼす影響を調べるため、表２のように、凸部の配置が異なるタイプＡからタイプＧの７種類のエンボス金属板１を製造した。
【００３５】
【表１】
2020066051.tif 000003
【００３６】
【表２】
2020066051.tif 000004
【００３７】
（エンボス金属板の反りの測定方法）
プレスエンボス加工を終えて凸部３が形成されたエンボス金属板１をプレス機から取り出し、定板の上に静置した。そのとき、エンボス金属板１は幅方向１Ｗの中央部が定板と接触しているものの、反りのために幅方向１Ｗの両端部と定板との間には隙間ができていた。反りの方向は凸部３の延在方向と直角であった。その状態のまま、エンボス金属板１の上方から、非接触式３Ｄ形状測定機を用いてエンボス金属板１の形状測定を行って反り量を求めた。
【００３８】
（反り量の測定結果）
反り量を測定した結果を図８に示す。エンボス凸部の分布がエンボス金属板の反り量に及ぼす影響は次のようにまとめられる。
【００３９】
１）タイプＡとＢの比較
タイプＡはエンボス凸部の高さがどれも０．３ｍｍであり、その反り量は１３ｍｍ超であった。それに対し、タイプＢのエンボス凸部の高さはタイプＡよりも低い０．２ｍｍであり、その反り量は約４ｍｍであった。すなわち、凸部の高さが１種類の凸部を形成するのであれば、その凸部の高さを低くすることにより、効果的にエンボス金属板の反り量を低減できることが可能であることが分かる。ただし、すべての凸部の高さを低くするだけでは、意匠性も低下してしまう。
【００４０】
２）タイプＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅの比較（凸部の最大高さ：０．３ｍｍ）
タイプＡのエンボス金属板を基準とすれば、タイプＣ，Ｄ，Ｅの３種類は、最大の凸部高さを０．３ｍｍとしつつ、一部の凸部の高さを低くした、２種類の凸部高さを有するエンボス金属板である。
【００４１】
高さ０．３ｍｍの凸部と高さ０．２ｍｍの凸部を交互に配置したタイプＣは、反り量が約７ｍｍとなって、タイプＡのエンボス金属板の反り量の約半分となった。同様に、凸部高さ０．３ｍｍの凸部と高さ０．１５ｍｍの凸部を交互に配置したタイプＤも、反り量が約７ｍｍに抑えられていた。凸部高さ０．３ｍｍの凸部と高さ０．１ｍｍの凸部を交互に配置したタイプＥは、反り量が１ｍｍ以下となっていた。これらは、最大の凸部高さをタイプＡと同様の０．３ｍｍにしながらも、一部の凸部の高さを低くすることによって、エンボス金属板の反り量を大幅に低減することが確認できた。
【００４２】
３）タイプＢとＦの比較（凸部の最大高さ：０．２ｍｍ）
タイプＢのエンボス金属板を基準とすれば、タイプＦは最大の凸部の高さを０．２ｍｍとしつつ、一部の凸部の高さを低くした、２種類の凸部高さを有するエンボス金属板である。タイプＢの反り量が約４ｍｍであったところ、高さ０．２ｍｍの凸部と高さ０．１ｍｍの凸部を交互に配置したタイプＦの反り量はわずか約０．３ｍｍとなった。この場合も、一部の凸部の高さを低くしたことによってエンボス金属板の反り量を大幅に低減することが確認できた。
【００４３】
４）タイプＡ、Ｃ、Ｇの比較
タイプＧは、最大の凸部の高さをタイプＡと同様に０．３ｍｍとしながら、凸部の高さを２種類でなく０．３ｍｍ、０．２ｍｍ及び０．１ｍｍの３種類としたものである。また、０．３ｍｍと０．３ｍｍの間に０．２ｍｍと０．１ｍｍを交互に配置した（０．３ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１ｍｍ・・・・）。この場合の反り高さは約１ｍｍであった。この場合も、凸部の高さが異なる少なくとも２種類の凸部が形成されているため、凸部高さが０．３ｍｍのみであるタイプＡよりも大幅にエンボス金属板の反り量が低減できた。
【００４４】
なお、タイプＣ、Ｄ、Ｅ、Ｇの４種類のエンボス金属板は、タイプＡのエンボス金属板と比較して、見た目の意匠が劣るものではなかった。これは、いずれも最大の凸部の高さが０．３ｍｍに揃っていることによるものと考えられる。同様に、タイプＢとタイプＦの２種類についても、タイプＢに比較してタイプＦの見た目の意匠が劣るものではなかった。これも、最大の凸部の高さが０．２ｍｍに揃っていることによるものと考えられる。
すなわち、エンボスの最大の凸部高さを小さくすることなく、凸部を形成したあとの金属板の反り量を低減することができた。
【００４５】
次に、シミュレーションにより得られた残留応力の分布を挙げて、本願発明の作用効果について説明する。
【００４６】
図９は、比較例における凸部３の曲げ肩部に残る応力の分布を示す説明図である。図９は、図６に示す方法により金属板に複数の凸部３を形成したときの凸部３の曲げ肩部に発生する応力を示している。すなわち、プレスエンボス加工により同じ高さの凸部３を金属板に形成している。図９（ａ）に示すように、凸部３の高さは０．１５ｍｍに統一されている。この態様では、凸部３の頂面３ｂは加工を受けておらず、凸部３の側壁３ａ及び基面２ａが押し下げられることで、凸部３が形成されている（図６参照）。図９（ｂ）は、図６（ｃ）に対応する状態であり、上型４０と下型４１との間に金属板４２が満たされた状態における、凸部３の曲げ肩部に発生している応力の分布を示している。このとき、図９（ｂ）に示しているように、凸部３の曲げ内側Ｒ部３ｃには圧縮応力が発生しており、凸部３の曲げ外側Ｒ部３ｄには引張応力が発生している。
【００４７】
金属板の外形線の外側に記された対になっている矢印の記号は、それぞれの曲げ肩部に発生している応力が引張応力であるか圧縮応力であるかを模式的に示している。矢印が外側に向いている記号は、曲げ肩部に引張応力が発生していることを示し、矢印が内側に向いている記号は、曲げ肩部に圧縮応力が発生していることを示している。
【００４８】
図１０は、発明例における第１凸部３１の曲げ肩部に残る残留応力の分布を示す説明図である。図１０は、図７に示す方法により金属板に第１及び第２凸部３１，３２を形成したときの第１凸部３１の曲げ肩部に残る残留応力を示している。すなわち、プレスエンボス加工により第１及び第２凸部３１，３２を金属板に形成している。図１０（ａ）に示すように、第１凸部３１の高さは０．１５ｍｍとされ、第２凸部３２の高さは０．３５ｍｍとされている。一対の第２凸部３２の間に第１凸部３１が配置されている。この態様では、第１凸部３１の側壁３１ａ及び基面２ａが押し下げられるとともに（図７の（ｂ）参照）、第１凸部３１の頂面３１ｂが押し上げられる（図７の（ｃ）参照）ことで、第１凸部３１が形成されている。
【００４９】
図１０（ｂ）に示すように、第１凸部３１の曲げ内側Ｒ部３１ｃには圧縮応力が発生し、第１凸部３１の曲げ外側Ｒ部３１ｄには引張応力が発生している。このような引張及び圧縮応力の発生は、図９に示す比較例と同様である。しかしながら、図１０に示す発明例の引張及び圧縮応力を図９に示す比較例の引張及び圧縮応力と比較することで分かるように、凸部高さが同一であるにも関らず発明例の引張及び圧縮応力は、比較例の引張及び圧縮応力よりも小さくなっている。特に、発明例における曲げ外側Ｒ部３１ｄの引張応力が比較例における曲げ外側Ｒ部３ｄの引張応力よりも小さくなっている。
【００５０】
図１０の第１凸部３１の高さは、図９の凸部３の高さと同じである。すなわち、このように発生する応力の低減は、単に凸部３の高さを低減したことによるものではなく、第１凸部３１の加工方向が第２凸部３２の加工方向と逆向きとされていることが関与していると理解できる。
【００５１】
図９の（ｃ）と図１０の（ｃ）は、それぞれ上型４０と下型４１の間から金属板４２が取り外された状態で曲げ肩部に発生するモーメントを模式的に示している。具体的には、比較例である図６の（ｄ）と発明例である図７の（ｅ）の状態に対応している。上型４０と下型４１の間から金属板４２が取り外された状態では、曲げ肩部に発生していた引張または圧縮の応力とは逆向きの残留応力が残るので、発明例の図１０の（ｃ）では、比較例である図９の（ｃ）よりも発生していた引張及び圧縮の応力が小さいために金属板が取り外された状態における残留応力も小さくなり、その結果として曲げ肩部に発生するモーメントも小さくなるために、反りが低減される。
【００５２】
なお、例えばエンボスロールなどの別の装置を用いれば、第１凸部３１の加工方向を第２凸部３２の加工方向と同じにすることも可能である。加工方向が同じであっても、高さが高い第２凸部３２の中に高さが低い第１凸部３１を混在させることでも、金属板を反らせようとする応力をある程度は低減できる。
【００５３】
また、すべての凸部３の高さが同じであっても、例えば複数の金型を用いるか又は分割金型を用いる等すれば、或る凸部３の加工方向を他の凸部３の加工方向と逆向きとすることができる。この場合、或る凸部３の曲げ肩部に残存する残存応力の大きさは他の凸部３の曲げ肩部に残存する残存応力の大きさと異なる。このような方法により残存応力が異なる複数種類の凸部３が形成されていても、金属板を反らせようとする応力を低減できる。
【００５４】
このようなエンボス金属板１及びその製造方法では、複数の凸部３は、曲げ肩部に残る残留応力の大きさが異なる少なくとも２種類の凸部３を含むので、エンボス金属板の意匠性の低下を抑えつつ、表基材の反りを低減できる。
【００５５】
また、少なくとも２種類の凸部３は互いに高さが異なるので、各凸部３の曲げ肩部に残る残留応力の大きさをより確実に異ならせることができる。
【００５６】
さらに、幅方向１Ｗに関して、複数の凸部のうちの一つの凸部３（第１凸部３１）の両側に該凸部３よりも高さが高い凸部３（第２凸部３２）が配置されているので、より確実にエンボス金属板の意匠性の低下を抑えつつ表基材の反りを低減できる。
【００５７】
さらにまた、複数の凸部３の高さが２種類であるので、２種類の凸部に対応する凹凸がそれぞれ設けられた上型及び下型を有し、それら上型と下型の相対的な変位によりそれら上型と下型の間に金属板を挟み込むプレス成形機により高さが２種類の凸部を形成することができるので、複数の金型又は分割金型を用いる等を行なう必要がなく、製造コストを低減できる。
【００５８】
また、幅方向に関して隣り合う凸部３の高さが互いに異なるので、より確実にエンボス金属板の意匠性の低下を抑えつつ表基材の反りを低減できる。
【００５９】
さらに、少なくとも２種類の凸部３が幅方向１Ｗに関して交互に又は順に配置されているので、より確実にエンボス金属板の意匠性の低下を抑えつつ表基材の反りを低減できる。
【符号の説明】
【００６０】
１  エンボス金属板
２  金属板本体
３  凸部
３１，３２  第１及び第２凸部
４０  上型
４１  下型
４２  金属板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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