(57)【要約】  【課題】  簡単な方法で、金属板に曲率の異なる連続する曲面を加工し、製造コストの低減を図る。  【解決手段】  成形される曲面形状に基づいて、金属板１の曲げ加工を施さない部分の被投射面、或いは、曲率の小さな部分の投射面に、マスキングテープやクッション材で形成された衝撃緩衝材４ａ，４ｂ，４ｃを貼着し、被投射面１ａに衝撃緩衝領域５ａ，５ｂ，５ｃと非衝撃緩衝領域５ｄ，５ｅとを形成する。衝撃緩衝領域５ａ，５ｂ，５ｃと非衝撃緩衝領域５ｄ，５ｅとを形成した金属板１の被投射面１ａの全体に、均一に投射材３を投射する。次いで、４ａ，４ｂ，４ｃを剥離し、予め設定された条件で、被投射面１ａの全体に、均一に投射材３を投射し、衝撃緩衝領域５ａ，５ｂ，５ｃと非衝撃緩衝領域５ｄ，５ｅとに曲率の異なる三次元形状を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射材を金属板に投射することにより該金属板を塑性変形させて、該金属板に曲率の異なる連続する曲面を形成する金属板の成形方法において、前記金属板の被投射面に、剥離可能な衝撃緩衝材を貼着して衝撃緩衝領域を形成した後、前記投射材を前記被投射面の全面に亘って投射し、前記衝撃緩衝領域と、前記衝撃緩衝材を貼着しない非衝撃緩衝領域とに曲率の異なる曲面を形成することを特徴とする金属板の成形方法。
【請求項２】
投射材を金属板に投射することにより該金属板を塑性変形させて、該金属板に曲率の異なる連続する曲面を形成する金属板の成形方法において、前記投射材を前記金属板の被投射面の全面に亘って投射し、金属板全体に一定の曲面を形成し、次いで、前記金属板の被投射面に、剥離可能な衝撃緩衝材を貼着して衝撃緩衝領域を形成した後、前記投射材を前記被投射面の全面に亘って投射し、前記衝撃緩衝領域と非衝撃緩衝領域とに曲率の異なる曲面を形成することを特徴とする金属板の成形方法。
【請求項３】
前記衝撃緩衝領域を形成して曲率の異なる曲面を形成した後、前記衝撃緩衝材を剥離して、前記被投射面の全面に亘って投射材を再度投射することを特徴とする請求項１又は２記載の金属板の成形方法。
【請求項４】
前記衝撃緩衝領域と非衝撃緩衝領域とを形成して曲率の異なる曲面を形成した後に、前記衝撃緩衝材を剥離し、前記衝撃緩衝領域と異なる位置に新たな衝撃緩衝材を貼着して、新たな衝撃緩衝領域を形成した後、前記被投射面の全面に亘って投射材を再度投射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の金属板の成形方法。
【請求項５】
投射材を金属板に投射することにより該金属板を塑性変形させて、該金属板に曲率の異なる連続する曲面を形成する金属板の成形方法において、前記金属板の被投射面の全面に亘って前記投射材を投射する工程と、剥離可能な衝撃緩衝材を貼着又は剥離する工程とを交互に数回繰り返すことを特徴とする金属板の成形方法。
【請求項６】
前記金属板が、鉄道車両の先頭部に用いられる外板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の金属板の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼球等で形成される投射材を、金属板に投射することにより該金属板を塑性変形させ、金属板に曲率の異なる連続する曲面を加工し、金属板を所望の三次元形状に形成する金属板の成形方法に係り、特に鉄道車両の先頭車両に用いられる外板の加工に好適な金属板の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両の先頭部のように、複雑な流線形の外形を有するものでは、外板をブロック化し、それぞれに曲げ加工を施した後に骨組みに取り付けたり（例えば、特許文献１参照。）、受け治具上で、金属板をならし成形（叩き出し）したりして（例えば、特許文献２参照。）、所定の形状に形成していた。
【０００３】
また、ショットと呼ばれる鋼球で形成される投射材を金属板に高速投射して、該金属板を塑性変形させることによって、金属板を所望の三次元形状に形成することが行われている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平７−１８６９４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５８号公報
【特許文献３】特開２００３−１９１０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の外板をブロック化し、それぞれに曲げ加工を施した後に骨組みに取り付けるものでは、ブロック化した各外板の曲げ加工は、人手によるため多大な工数を要するとともに、作業者の技量によって製品の品質に差が生じていた。また、プレス成形等の金型を用いる工法では、イニシャルコストが多く発生するため、制作数が少ない製品への適用が難しかった。
【０００５】
さらに、受け治具上で、金属板をならし成形するものでは、治具の製造に時間と手間が掛かりコストが嵩み、安定した品質を確保することも難しかった。また、骨材と一体となった構造体を三次元形状に成形することはできなかった。
【０００６】
一方、投射材を金属板に高速投射して、該金属板を所望の三次元形状に形成するものでは、金属板に曲率の異なる連続する曲面を形成する際には、投射材を投射させる強度を適宜変化させなければならないことから、投射材の投射条件の設定に手間と時間が掛かっていた。
【０００７】
そこで本発明は、簡単な方法で、金属板に曲率の異なる連続する曲面を加工することができ、製造コストの低減を図ることのできる金属板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため本発明は、投射材を金属板に投射することにより該金属板を塑性変形させて、該金属板に曲率の異なる連続する曲面を形成する金属板の成形方法において、前記金属板の被投射面に、剥離可能な衝撃緩衝材を貼着して衝撃緩衝領域を形成した後、前記投射材を前記被投射面の全面に亘って投射し、前記衝撃緩衝領域と、前記衝撃緩衝材を貼着しない非衝撃緩衝領域とに曲率の異なる曲面を形成することを特徴としている。さらに、前記投射材を前記金属板の被投射面の全面に亘って投射し、金属板全体に一定の曲面を形成し、次いで、前記金属板の被投射面に、剥離可能な衝撃緩衝材を貼着して衝撃緩衝領域を形成した後、前記投射材を前記被投射面の全面に亘って投射し、前記衝撃緩衝領域と非衝撃緩衝領域とに曲率の異なる曲面を形成するものでも良い。
【０００９】
また、前記衝撃緩衝領域を形成して曲率の異なる曲面を形成した後、前記衝撃緩衝材を剥離して、前記被投射面の全面に亘って投射材を再度投射してもよく、前記衝撃緩衝領域と非衝撃緩衝領域とを形成して曲率の異なる曲面を形成した後に、前記衝撃緩衝材を剥離し、前記衝撃緩衝領域と異なる位置に新たな衝撃緩衝材を貼着して、新たな衝撃緩衝領域を形成した後、前記被投射面の全面に亘って投射材を再度投射することもでき、また、前記金属板の被投射面の全面に亘って前記投射材を投射する工程と、剥離可能な衝撃緩衝材を貼着又は剥離する工程とを交互に数回繰り返すこともできる。
【００１０】
さらに、前記金属板が、鉄道車両の先頭部に用いられる外板であると好適である。
【発明の効果】
【００１１】
上述の発明によれば、金属板に衝撃緩衝領域と非衝撃緩衝領域とを形成し、予め設定された条件で投射材を被投射面を均一に投射することにより、曲率の異なる所望の三次元形状を簡単に得ることができる。また、衝撃緩衝材を剥離し、金属板の投射面に再度投射したり、衝撃緩衝材を剥離し、新たな位置に衝撃緩衝材を貼着した後、被投射面を全面に亘って投射することによって、金属板に複雑な三次元形状の曲面を簡単に加工することができる。また、本発明を鉄道車両の先頭部のように複雑な流線形の外形を有する外板の成形に適用すれば、該外板を安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一形態例を図面に基づいて詳しく説明する。図１〜図４は本形態例の金属板の成形方法を示す説明図、図５は衝撃緩衝材を貼着した状態を示す金属板の正面図、図６は投射装置で金属板を成形する状態を示す全体斜視図である。
【００１３】
本形態例の金属板１は、鉄道車両の先頭部の外板を構成するアルミニウム合金製の金属板で、エアーブラスト式等の投射装置２で、前記金属板１の被投射面１ａに、直径１ｍｍ程度の鋼球等で形成される投射材３を高速投射することにより、所望の形状に曲げ加工される。
【００１４】
この金属板１の曲げ加工は、まず、成形される曲面形状に基づいて、金属板１の曲げ加工を施さない部分の被投射面、或いは、曲率の小さな部分の被投射面に、マスキングテープやクッション材で形成された衝撃緩衝材４ａ，４ｂ，４ｃを貼着し、被投射面１ａに衝撃緩衝領域５ａ，５ｂ，５ｃと、衝撃緩衝材４ａ，４ｂ，４ｃを貼着しない非衝撃緩衝領域５ｄ，５ｅとを形成する。
【００１５】
衝撃緩衝領域５ａ，５ｂ，５ｃと非衝撃緩衝領域５ｄ，５ｅとを形成した金属板１を、図６に示す周知のエアーブラスト式等の投射装置２にセットし、予め設定された投射条件で図１に示すように被投射面１ａの全体に均一に投射材３を投射する。これにより、図２に示されるように、衝撃緩衝領域５ａ，５ｂ，５ｃは平面のまま、非衝撃緩衝領域５ｄ，５ｅは曲面となる曲げ加工を行うことができる。
【００１６】
次いで、図３に示されるように、中央の衝撃緩衝材４ｂを剥離し、予め設定された投射条件で、被投射面１ａの全体に均一に投射材３を投射する。これにより、衝撃緩衝材４ｂを剥離した非衝撃緩衝領域５ｆに、小さな曲率の曲げ加工が施されるとともに、前記非衝撃緩衝領域５ｄ，５ｅは曲率が大きくなり、衝撃緩衝領域５ａ，５ｃは平面のままとなる。
【００１７】
さらに、図４に示されるように、衝撃緩衝材４ａ，４ｃを剥離し、予め設定された投射条件で、被投射面１ａの全体に均一に投射材３を投射し、被投射面１ａ全体の曲率を大きくする。
【００１８】
以上のように、金属板１の被投射面１ａに衝撃緩衝材４ａ，４ｂ，４ｃを貼着したり剥離したりしながら、被投射面１ａの全体に投射材３を均一に投射することにより、金属板１に、曲率の異なる連続する曲面を加工することができる。また、複雑な流線形の外形を有する鉄道車両の先頭部に用いる外板を、上述のように製造することによって、安価に製造することができるようになる。
【００１９】
尚、上述の曲げ加工を施す金属板は、アルミニウム合金以外に、鉄，ステンレス，銅，チタニウム等でもよく、加工した金属板は、鉄道車両の構造体或いはその部品に広く適用できる。また、投射装置で金属板に曲面形状を形成する際には、投射材の投射粒度、投射速度、投射量、投射時間、投射回数等を予め設定し、衝撃緩衝領域の範囲を数値解析して決定しておくと好適であり、投射速度、投射量、投射時間、投射回数等の条件を数値制御することもできる。さらに、投射装置としては、周知の羽根車式のものを適用することもできる。
【００２０】
また、まず投射材を金属板の被投射面の全面に亘って均一に投射し、一定曲率の曲面を形成し、次いで、金属板の被投射面の所定位置に、剥離可能な衝撃緩衝材を貼着して衝撃緩衝領域を形成した後、前記投射材を前記被投射面の全面に亘って均一に投射し、前記衝撃緩衝領域と非衝撃緩衝領域とによって曲率の異なる曲面を形成することもできる。
【００２１】
さらに、金属板の被投射面の全面に亘って投射材を投射する工程と、前記衝撃緩衝材を貼着したり剥離した後、被投射面の全面に亘って投射材を投射する工程とを交互に数回繰り返して曲率の異なる曲面を形成することもでき、衝撃緩衝材となる形状の異なるマスキングテープやクッション材を金属板に重ねて貼着し、それらを１枚ずつ剥離しながら投射材を被投射面の全面に亘って均一に投射することによって、曲率の異なる曲面を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一形態例を示す金属板の成形方法の説明図である。
【図２】同じく金属板の成形方法を示す説明図である。
【図３】同じく金属板の成形方法を示す説明図である。
【図４】同じく金属板の成形方法を示す説明図である。
【図５】同じく衝撃緩衝材を貼着した状態を示す金属板の正面図である。
【図６】同じく投射装置で金属板を成形する状態を示す全体斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…金属板、１ａ…被投射面、２…投射装置、３…投射材、４ａ，４ｂ，４ｃ衝撃緩衝材…、５ａ，５ｂ，５ｃ…衝撃緩衝領域、５ｄ，５ｅ，５ｆ…非衝撃緩衝領域
【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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