(57)【要約】【課題】成形時の反りを低減すること。【解決手段】板体（２）に対して、多角錐状の凹部（２ｂ）の多角形の開口（２ｂ１）と、前記多角形の開口（２ｂ１）に隣接して配置された多角形状の平面部（２ｃ）と、が平面充填状態で配置される配列で前記多角錐状の凹部（２ｂ）を形成すると共に、前記多角形の開口（２ｂ１）よりも小さい多角形の小開口（２ｄ１）を有し、前記多角錐状の凹部（２ｂ）よりも深さが浅い多角錐状の小凹部（２ｄ）を前記平面部（２ｃ）に形成する成形方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板体に対して、
多角錐状の凹部の多角形の開口と、前記多角形の開口に隣接して配置された多角形状の平面部と、が平面充填状態で配置される配列で前記多角錐状の凹部を形成すると共に、
前記多角形の開口よりも小さい多角形の小開口を有し、前記多角錐状の凹部よりも深さが浅い多角錐状の小凹部を前記平面部に形成する
ことを特徴とする成形方法。
【請求項２】
前記多角錐状の凹部および前記小凹部を形成する前に、平板状の前記板体に、前記多角錐状の凹部が形成される位置に対応して、予成形凹部を成形する予成形工程と、
前記予成形凹部を前記多角錐状の凹部に成形すると共に、前記小凹部を成形する本成形工程と、
を実行することを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】
予め設定された搬送方向に搬送される板体に対して、前記板体の一方の面側に配置された成形受け部であって、多角錐状の孔部と、前記多角錐状の孔部に隣接して配置されると共に前記多角錐状の孔部よりも深さが浅い多角錐状の小孔部と、を有する前記成形受け部と、
前記板体の他方の面側に配置され、且つ、前記成形受け部に接近、離間する方向に移動可能に支持され、前記成形受け部に接近した場合に前記成形受け部との間に前記板体を挟んで前記板体の成形を行う成形押圧部であって、前記多角錐状の孔部に嵌る形状の凸部と、前記小孔部に嵌る形状の小凸部と、を有する前記成形押圧部と、
を備えたことを特徴とする成形装置。
【請求項４】
前記板体の一方の面側に配置され且つ前記凹部が形成される位置に対応して設けられた予成形孔部を有する予成形受け部と、前記板体の他方の面側に配置され且つ前記予成形孔部に嵌る予成形凸部と、を有し、前記板体の搬送方向に対して、前記成形受け部および成形押圧部の上流側に配置された予成形装置、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形方法および成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板状の板体に対して、多角形状の凹部または凸部が形成されたパネルを成形する技術として、特許文献１記載の技術が従来公知である。
特許文献１としての特開２００７−１８１８４６号公報には、板状体に三角錐状の凹部と、凹部どうしの間に三角形状の平面部とが隙間無く配置されたコアパネルを成形する際に、深さの浅い三角錐、深さが中程度の三角錐、最終的な深さの三角錐の順に、３段階で三角錐を深くしていって最終的な深さの三角錐を成形する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８１８４６号公報（「００２３」〜「００２５」、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４は三角錐の成型に関する説明図であり、図４Ａは平面図、図４Ｂは要部断面図である。
特許文献１に記載されているように、三角錐や四角錐等の多角形錐状の凹部を成型する場合、平板から三角錐状の凹部に変形する際に、成形部分の材料が延びると共に、周囲の材料が流入することで、多角形錐状の凹部が形成される。このとき、図４に示すように三角錐状の凹部０１が形成される場合には、三角形状の開口０２の三角形の角の部分０２ａでは、ほとんど材料の延びや流入は発生しない。これに対して、開口０２の三角形の辺の部分０２ｂでは、凹部０１の凹みの先端０１に向けて材料の延びや流入が多くなる。したがって、多角形状の開口を有する凹部では、成形時に材料の変形量が異なる。
【０００５】
図５は三角錐と三角形状の平面部を隙間無く並べたパネルの説明図であり、図５Ａは板体の幅方向に対して三角錐が直線上に並んで形成される場合の説明図、図５Ｂは板体の幅方向に対して三角錐がジグザグに形成される場合の説明図、図５Ｃは図５Ｂの成形で反りが発生した場合の説明図である。
図５において、三角錐状の凹部０１の三角形状の開口０２と、三角形状の平面部０３とを平面充填状に隙間無く配列したパネルを成形する場合、特許文献１や図５Ａに示すように、板体０４の幅方向に対して凹部０１を直線上に並んで形成すると共に、板体０４の搬送方向に対して、奇数列目と偶数列目で凹部０１の位置をずらして形成する方法がある。
また、図５Ｂに示すように板体０４の搬送方向に垂直な幅方向に対して三角錐状の凹部０１をジグザグに形成する方法もある。
【０００６】
図５Ａに示す成形方法では、奇数列０６と偶数列０７とでは、凹部０１の位置がずれており、成形時には奇数列０６と偶数列０７とを同時に成形する必要があり、受け部と押圧部とを２列分必要となり、ジグザグに配列された受け部と押圧部が１列分で成形可能な図５Ｂに示す場合に比べてコスト高になる問題がある。
また、成形されたパネルを、幅方向に連結して幅を広くする場合、板体０４の一辺０４ａ側と他辺０４ｂ側の余白部分を切除して連結する必要がある。このとき、図５Ｂに示す成形方法では、一辺０４ａ側および他辺０４ｂ側に、三角形の角０２ａや辺０２ｂが並んでいるため、図５Ｂの破線で示すように、余白部分を直線的に切除することで、幅方向の端部どうしを連結して幅の広いパネルを作成可能である。これに対して、図５Ａに示す成形方法では、図５Ａの破線で示すようにジグザグ状に切断しないと幅方向に連結できず、余白の切除が困難であるという問題がある。
【０００７】
図５Ｂにおいて、前記凹部０１をジグザグに形成する場合、前述のように、特許文献１に示す方法に比べて、１列ずつ成形が可能であると共に、幅広なパネルを形成する際の余白の切除、連結が容易である。
一方、図５Ｂに示す成形方法では、板体０４の一辺０４ａ側に図４に示す三角形の角０２ａが並び、板体０４の他辺０４ｂ側に三角形の辺０２ｂが連続した状態で並んで成形される。したがって、図５Ｂに示す成形方法では、板体０４の一辺０４ａ側と、他辺０４ｂ側とで変形量が異なり、図５Ｃに示すように、延びや流入が多い他辺０４ｂ側が、一辺０４ａ側に比べて縮み、成形されたパネルが反った状態となる恐れがある。
【０００８】
本発明は、成形時の反りを低減することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記技術的課題を解決するために、請求項１記載の発明の成形方法は、
板体に対して、
多角錐状の凹部の多角形の開口と、前記多角形の開口に隣接して配置された多角形状の平面部と、が平面充填状態で配置される配列で前記多角錐状の凹部を形成すると共に、
前記多角形の開口よりも小さい多角形の小開口を有し、前記多角錐状の凹部よりも深さが浅い多角錐状の小凹部を前記平面部に形成する
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成形方法において、
前記多角錐状の凹部および前記小凹部を形成する前に、平板状の前記板体に、前記多角錐状の凹部が形成される位置に対応して、予成形凹部を成形する予成形工程と、
前記予成形凹部を前記多角錐状の凹部に成形すると共に、前記小凹部を成形する本成形工程と、
を実行することを特徴とする。
【００１１】
前記技術的課題を解決するために、請求項３に記載の発明の成形装置は、
予め設定された搬送方向に搬送される板体に対して、前記板体の一方の面側に配置された成形受け部であって、多角錐状の孔部と、前記多角錐状の孔部に隣接して配置されると共に前記多角錐状の孔部よりも深さが浅い多角錐状の小孔部と、を有する前記成形受け部と、
前記板体の他方の面側に配置され、且つ、前記成形受け部に接近、離間する方向に移動可能に支持され、前記成形受け部に接近した場合に前記成形受け部との間に前記板体を挟んで前記板体の成形を行う成形押圧部であって、前記多角錐状の孔部に嵌る形状の凸部と、前記小孔部に嵌る形状の小凸部と、を有する前記成形押圧部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の成形装置において、
前記板体の一方の面側に配置され且つ前記凹部が形成される位置に対応して設けられた予成形孔部を有する予成形受け部と、前記板体の他方の面側に配置され且つ前記予成形孔部に嵌る予成形凸部と、を有し、前記板体の搬送方向に対して、前記成形受け部および成形押圧部の上流側に配置された予成形装置、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、３に記載の発明によれば、小凹部が形成されない従来の構成に比べて、成形時の反りを低減することができる。
請求項２、４に記載の発明によれば、予成形をしない場合に比べて、板体の成形時に破断することが低減される。また、半球状の予成形凹部を形成する場合には、多角錐状の予成形凹部が形成される場合に比べて、変形が均一な半球状の予成形凹部が形成され、破断をさらに低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の成形装置の全体説明図である。
【図２】図２は実施例１の成形装置で成形される板体の平面図である。
【図３】図３は実施例１のメインダイの要部説明図である。
【図４】図４は三角錐の成型に関する説明図であり、図４Ａは平面図、図４Ｂは要部断面図である。
【図５】図５は三角錐と三角形状の平面部を隙間無く並べたパネルの説明図であり、図５Ａは板体の幅方向に対して三角錐が直線上に並んで形成される場合の説明図、図５Ｂは板体の幅方向に対して三角錐がジグザグに形成される場合の説明図、図５Ｃは図５Ｂの成形で反りが発生した場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の成形装置の全体説明図である。
図２は実施例１の成形装置で成形される板体の平面図である。
図１において、本発明の実施例１の成形装置の一例としてのプレス機１は、板体の一例としての金属プレート２の搬送方向に沿って設定された予成形領域Ａ１に配置された予成形装置の一例としてのサブプレス機３を有する。
実施例１のサブプレス機３は、下ベース４上に支持された予成形受け部の一例としてのサブダイ５を有する。前記サブダイ５には、予成形孔部の一例としてのサブキャビティ５ａが形成されている。実施例１のサブキャビティ５ａは、三角柱状の凹みにより構成されているが、三角柱状に限定されず、四角柱状等の多角柱状や三角錐状等の多角錐状、半球状等任意の形状とすることが可能である。図２において、実施例１のサブキャビティ５ａは、金属プレート２の幅方向である左右方向に対して、１つずつ搬送方向上流側と下流側にずれた配置、すなわち、幅方向に沿ってジグザグに配置されている。
【００１７】
前記サブダイ５の上方には、上ベース６が配置されており、上ベース６の下面には、予昇降源の一例としてのサブガスシリンダ７が支持されている。なお、昇降源は、ガスシリンダに限定されず、従来公知の任意の昇降機構を採用することが可能である。
前記サブガスシリンダ７の下面には、予成形押圧部の一例であり、昇降体の一例としてのサブポンチ支持ブロック８が支持されている。前記サブポンチ支持ブロック８の下面には、予成形凸部の一例として、下方に延び且つ金属プレート２を挟んでサブキャビティ５ａに対向して配置されたサブポンチ９が支持されている。サブポンチ９の先端には、半球状の押圧部本体９ａが形成されている。実施例１のサブポンチ９はサブキャビティ５ａに対応して配置されており、押圧部本体９ａがサブキャビティ５ａに嵌るように設定されている。
したがって、サブガスシリンダ７を作動させることで、サブポンチ９が図１の実線で示す上昇位置と破線で示す下降位置との間を移動し、サブポンチ９の押圧部本体９ａがサブキャビティ５ａに嵌って、挟まれた金属プレート２に半球状の予成形凹部２ａがプレス成形される。
【００１８】
図３は実施例１のメインダイの要部説明図である。
前記サブプレス機３のプレート搬送方向下流側に設定された本成形領域Ａ２には、本成形装置の一例としてのメインプレス機１１が配置されている。実施例１のメインプレス機１１は、下ベース１２上に支持された成形受け部の一例としてのメインダイ１３を有する。図３、図４において、前記メインダイ１３には、成形孔部の一例としてのメインキャビティ１３ａが形成されている。実施例１のメインキャビティ１３ａは、三角錐状の凹みにより構成されている。なお、メインキャビティ１３ａの形状は、金属プレート２に形成する凹部の形状に応じた形状とすることが可能である。図２において、実施例１のメインキャビティ１３ａは、サブキャビティ５ａの位置に対応して、金属プレート２の幅方向である左右方向に対して、１つずつ搬送方向上流側と下流側にずれた配置、すなわち、幅方向に沿ってジグザグに配置されている。
また、実施例１のメインキャビティ１３ａは、三角錐状の凹部の三角形状の開口について、１つの角が、隣接する凹部の三角形状の開口の１つの角と共有されるように配置されている。
【００１９】
実施例１のメインダイ１３には、メインキャビティ１３ａのプレート搬送方向下流側に隣接して、小孔部の一例としての小キャビティ１３ｂが形成されている。したがって、小キャビティ１３ｂは、メインキャビティ１３ａの下流側で、幅方向に沿ってジグザグに配置されている。
また、実施例１の小キャビティ１３ｂは、三角錐状のメインキャビティ１３ａよりも小さく且つ相似形状で、深さが浅い三角錐形状に形成されている。なお、実施例１の小キャビティ１３ｂは、メインキャビティ１３ａの三角形状の開口１３ａ１に対して、小キャビティ１３ｂの三角形の小開口１３ｂ１の向きが、金属プレート２の幅方向に対して逆向きとなるように配置されている。
【００２０】
図３において、実施例１のメインダイ１３では、前記各メインキャビティ１３ａのプレート搬送方向上流側および下流側に対応する位置に、逃げ溝１３ｃが形成されている。前記逃げ溝１３ｃは、上流側から搬送されてくる予成形凹部２ａや、下流側に搬送された成形済みの凹部２ｂが、本成形領域Ａ２での成形時に成形を受けないように、予成形凹部２ａや成形済みの凹部２ｂが逃げられるように形成されている。
【００２１】
前記メインダイ１３の上方には、上ベース１４が配置されており、上ベース１４の下面には、主昇降源の一例としてのメインガスシリンダ１６が支持されている。なお、昇降源は、ガスシリンダに限定されず、従来公知の任意の昇降機構を採用することが可能である。
前記メインガスシリンダ１６の下面には、成形押圧部の一例であって、主昇降体の一例としてのメインポンチ支持ブロック１７が支持されている。前記メインポンチ支持ブロック１７の下面には、成形凸部の一例として、下方に延び且つ金属プレート２を挟んでメインキャビティ１３ａに対向して配置されたメインポンチ１８が支持されている。メインポンチ１８の先端には、三角錐状の押圧部本体１８ａが形成されている。実施例１のメインポンチ１８はメインキャビティ１３ａに対応して配置されており、押圧部本体９ａがサブキャビティ５ａに嵌るように設定されている。
【００２２】
また、前記メインポンチ支持ブロック１７の下面には、小凸部の一例として、下方に延び且つ金属プレート２を挟んで小キャビティ１３ｂに対向して配置された小ポンチ１９が支持されている。小ポンチ１９の先端には、小キャビティ１３ｂに対応してメインポンチ１８よりも高さの低い三角錐状の小押圧部本体１９ａが形成されている。実施例１の小ポンチ１９は、小押圧部本体１９ａが小キャビティ１３ｂに嵌るように設定されている。
したがって、メインガスシリンダ１６を作動させることで、メインポンチ１８および小ポンチ１９が図１の実線で示す上昇位置と破線で示す下降位置との間を移動し、メインポンチ１８の押圧部本体１８ａがメインキャビティ１３ａに嵌り、且つ、小ポンチ１９の小押圧部本体１９ａが小キャビティ１３ｂに嵌る。したがって、挟まれた金属プレート２には、図２に示すように、半球状の予成形凹部２ａが、三角錐状の凹部２ｂに成形されると共に、凹部２ｂで囲まれた三角形状の平面部２ｃの内部に小凹部２ｄが成形される。
【００２３】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の成形装置１では、図示しない板体搬送装置により、金属プレート２が、ジグザグの凹部２ｂ一列分に対応する所定量下流側に搬送され、各ガスシリンダ７，１６が作動して、各ポンチ９，１８，１９が下降する。そして、金属プレート２に、サブプレス機３で半球状の予成形凹部２ａが形成されると共に、メインプレス機１１で三角錐状の凹部２ｂと、浅い三角錐状の凹部２ｄが形成される。そして、ガスシリンダ７，１６が作動して、各ポンチ９，１８，１９が上昇した後、板体搬送装置で金属プレート２が下流側に所定量搬送される。この動作が繰り返されて、金属プレート２に、三角錐状の凹部２ｂおよび小凹部２ｄが形成されたパネルが成形される。
【００２４】
したがって、実施例１のプレス機１は、成形された金属プレート２に、三角錐状の凹部２ｂの三角形の開口２ｂ１と、三角形の開口２ｂ１に隣接して配置された三角形状の平面部２ｃと、が平面充填状態で配置された三角錐状の凹部２ｂを成形すると共に、平面部２ｃには、三角形の開口２ｂ１よりも小さい三角形の小開口２ｄ１を有し凹部２ｂよりも深さが浅い三角錐状の小凹部２ｄを成形する。なお、実施例１の各開口２ｂ１，２ｄ１は正三角形状に形成されており、相似形状である。
よって、凹部２ｂおよび小凹部２ｄが成形されたパネル２では、図５Ｂに示す板体０４と異なり、金属プレート２の一辺２ｅにも、三角錐の向きが凹部２ｂとは逆向きの小凹部２ｄの辺が成形される。この結果、金属プレート２の一辺２ｅ側と他辺２ｆ側とで、変形量の差が少なくなり、図５Ｃに示すような反りが低減される。
【００２５】
また、実施例１のプレス機１は、下流側のメインプレス機１１で平板から凹部２ｂ，２ｄを成形するのではなく、凹部２ｂ，２ｄを成形する前に上流側のサブプレス機３で予め半球状の予成形凹部２ａが成形される。したがって、平板から凹部２ｂ，２ｄを成形する場合には、延びや周囲からの材料の流入が不足して、破断や皺等が発生することがあるが、予備的に予成形凹部２ａが形成される実施例１では、凹部２ｂ，２ｄの破断等が低減されている。
特に、実施例１のサブプレス機３では、図４に示すように延び等が角と辺で異なる多角形状ではなく、延びと周囲からの材料の流入が均一となる半球状の予成形凹部２ａが成形されており、多角形状の凹部を形成する場合に比べて、破断等の発生が低減されている。
さらに、平面部２ｃに小凹部２ｄが形成されており、平面部２ｃのままの場合に比べて、パネル全体の剛性が向上することが期待できる。
【００２６】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ05）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、予成形装置の一例としてのサブプレス機３を設けることが望ましいが、展性が高い材料を使用する場合や、凹部２ｂの深さが比較的浅く、予備的な成形を行わなくても破断等せずに平板から凹部２ｂが形成できる場合等では、省略することも可能である。逆に、予成形装置が１台では破断等の恐れがある場合には、２台以上の予成形装置を配置して、段階的に凹部２ａの形状を深していくことも可能である。
【００２７】
（Ｈ02）前記実施例において、凹部２ｂ，２ｄの形状は、三角錐状に限定されず、四角錐や六角錐等の任意の多角錐状とすることが可能である。よって、凹部２ｂの三角形状の開口２ｂ１と、三角形状の平面部２ｃの形状とは、実施例に例示したように同一とすることが望ましいが、異なる形状とすることも可能である。
（Ｈ03）前記実施例において、小凹部２ｄは、凹部２ｂと相似の多角錐状に形成することが望ましいが、小凹部２ｄの形状は凹部２ｂの形状と異なる形状とすることも可能である。
【００２８】
（Ｈ04）前記実施例において、成形後のパネルに形成される凹部２ｂと平面部２ｃは、凹部２ｂの三角形状の開口２ｂ１と平面部２ｃとが平面充填状態となるように配列された構成を例示したが、この構成に限定されず、任意の配列とすることが可能である。
（Ｈ05）前記実施例において、予成形凸部により形成される予成形凹部の形状として半球状の形状を例示したが、この構成に限定されず、任意の形状とすることが可能である。例えば、深さの浅い三角錐や、三角錐と半球の中間形状（三角錐の角や稜線が滑らかな形状）、三角錐以外の多角錐や、多角錐と半球の中間形状等、任意の形状とすることが可能である。また、予成形孔部の形状は、予成形凹部の形状に対して、隙間が発生して余裕のある形状を例示したが、この構成に限定されず、隙間の無い形状等任意に変更可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１…成形装置、
２…板体、
２ａ…予成形凹部、
２ｂ…凹部、
２ｂ１…開口、
２ｃ…平面部、
２ｄ…小凹部、
２ｄ１…小開口、
３…予成形装置、
５ａ…予成形孔部、
５…予成形受け部、
９…予成形凸部、
１３…成形受け部
１３ａ…孔部、
１３ａ１…開口、
１３ｂ…小孔部、
１７…成形押圧部、
１８…凸部、
１９…小凸部。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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