(57)【要約】【課題】本発明は三次元成形品の製造方法と製造装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、発泡樹脂からなる芯材の両面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材を積層したアルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工して三次元成形品を形成する方法において、ダイと絞りパンチを用いてアルミニウム樹脂複合積層板を絞り成形して天面壁または底面壁と側面壁と角部と陵線部を有する三次元成形品を成形した後、押込治具を前記三次元成形品のコーナー部の内側から押し付けて該コーナー部のアルミニウム樹脂複合積層板を外側向きに押圧することにより前記コーナー部のコーナーＲを前記アルミニウム樹脂複合積層板の板厚未満まで小さくすることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡樹脂からなる芯材の両面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材を積層したアルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工してコーナーＲを有する三次元成形品を形成する方法において、
ダイと絞りパンチを用いてアルミニウム樹脂複合積層板を絞り成形して天面壁または底面壁と側面壁と角部と陵線部を有する三次元成形品を成形した後、
押込治具を前記三次元成形品のコーナー部の内側から押し付けて該コーナー部のアルミニウム樹脂複合積層板を外側向きに押圧することにより前記コーナー部のコーナーＲを前記アルミニウム樹脂複合積層板の板厚未満まで小さくするに際し、
前記天面壁または底面壁と前記側面壁に対し傾斜したくさび斜面を有し、前記天面壁または底面壁に対し接近離間する方向に移動自在に設けられた押圧パンチと、前記押圧パンチのくさび斜面と前記コーナー部の間に設置され、前記くさび斜面に接する受け面と前記アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部内側に押圧される突起部を備えた押込治具を用い、
前記天面壁または底面壁に対し前記押圧パンチを接近させて前記くさび斜面を介し前記押込治具を押圧し、前記押込治具の突起部により前記アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部をその内側から外側向きに押圧することを特徴とするコーナーＲを有する三次元成形品の製造方法。
【請求項２】
前記三次元成形品が矩形状の天面壁または底面壁とその周辺部に形成された４つの側面壁を有する三次元成形品であり、前記４つの側面壁で形成される三次元成形品の内側空所に挿入自在な本体部を有する前記押圧パンチを用い、前記本体部の先端側４つのコーナー部分に設けた案内孔に沿って斜め方向に突出自在に装着されたロッド状の第１の押込治具を用いて前記三次元成形品の４つのコーナー部内側を押圧することを特徴とする請求項１に記載のコーナーＲを有する三次元成形品の製造方法。
【請求項３】
前記本体部の先端周辺部分に沿ってプレート状の第２の押込治具を突出自在に設けた前記押出パンチを用い、前記第２の押込治具を用いて前記三次元成形品の前記コーナー部以外の内周縁部を押圧することを特徴とする請求項２に記載のコーナーＲを有する三次元成形品の製造方法。
【請求項４】
前記三次元成形品が矩形状の天面壁または底面壁とその周辺部に形成された４つの側面壁を有する三次元成形品であり、前記４つの側面壁で形成される三次元成形品の内側空所に挿入自在な本体部を有する前記押圧パンチを用い、前記本体部の先端側コーナー部分に突出自在に装着された押込部材を用いて前記三次元成形品の内周縁を押圧するに際し、前記押込部材の先端部に設けられて前記三次元成形品のコーナー部内側を押圧する角部と、前記角部の両側に設けられて前記コーナー部以外の内周縁を押圧する側辺部により、前記三次元成形品の内周縁を押圧することを特徴とする請求項１に記載のコーナーＲを有する三次元成形品の製造方法。
【請求項５】
前記アルミニウム樹脂複合積層板の厚さが２〜１０ｍｍの範囲であり、前記面材の厚さが０．１〜４ｍｍの範囲であり、前記芯材の厚さが１．９〜９．８ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のコーナーＲを有する三次元成形品の製造方法。
【請求項６】
発泡樹脂からなる芯材の両面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材を積層したアルミニウム樹脂複合積層板をダイと絞りパンチを用い、絞り加工して天面壁または底面壁と側面壁と角部と陵線部を有する三次元成形品を成形した後、該三次元成形品の内周縁部を加工してコーナーＲを前記アルミニウム樹脂複合積層板の板厚未満まで小さくするコーナーＲを有する三次元成形品の製造装置であって、
前記天面壁または底面壁と前記側面壁に対し傾斜したくさび斜面を有し、前記天面壁または底面壁に対し接近離間する方向に移動自在に設けられた押圧パンチと、前記押圧パンチのくさび斜面と前記コーナー部の間に設置され、前記くさび斜面に接する受け面と前記アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部内側に押圧される突起部を備えた押込治具を備え、
前記押圧パンチの前記天面壁または底面壁に対する接近により前記くさび斜面を介し前記押込治具の突起部を前記アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部内側に押圧する機能を有したことを特徴とするコーナーＲを有する三次元成形品の製造装置。
【請求項７】
前記三次元成形品が矩形状の天面壁または底面壁とその周辺部に形成された４つの側面壁を有する三次元成形品であり、前記押圧パンチが前記４つの側面壁で形成される三次元成形品の内側空所に挿入自在な本体部を有し、前記本体部の先端側のコーナー部分に形成された案内孔に出入自在にロッド状の第１の押込治具が設けられたことを特徴とする請求項６に記載のコーナーＲを有する三次元成形品の製造装置。
【請求項８】
前記本体部の先端側のコーナー部分以外の部分に前記本体部の周縁に沿ってプレート型の第２の押込治具が設けられ、前記本体部の先端側周縁に案内孔が形成され、該案内孔に沿って出入自在に案内軸が挿入され、該案内軸の先端に前記第２の押込治具が取り付けられたことを特徴とする請求項７に記載のコーナーＲを有する三次元成形品の製造装置。
【請求項９】
前記三次元成形品が矩形状の天面壁または底面壁とその周辺部に形成された４つの側面壁を有する三次元成形品であり、前記押圧パンチが前記４つの側面壁で形成される三次元成形品の内側空所に挿入自在な本体部を有し、前記本体部の先端側コーナー部分に押込部材が設けられ、該押込部材の先端部に前記三次元成形品のコーナー部内側を押圧する角部と前記コーナー部に隣接する内周縁部を押圧する側辺部が形成され、前記押込部材の基端側に前記くさび斜面に合致する受け面が形成されたことを特徴とする請求項６に記載のコーナーＲを有する三次元成形品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム樹脂複合積層板からなり、コーナーＲを有する三次元成形品の製造方法と製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属板の絞り加工装置として、図２４に示すように加工対象の金属板１００が水平に設置されるダイプレート１０１と、ダイプレート１０１の中央孔１０２に上下移動自在に収容されたパッド１０３と、ダイプレート１０１の上方に設けられたしわ押さえプレート１０５および絞りパンチ１０６を備えた絞り加工装置が知られている。
この絞り加工装置は、図２５に示すように絞りパンチ１０６を中央孔１０２の内側まで下降させ、金属板１００に絞り加工を施し、箱型の成形品１０７を製造する。図２４、図２５に示す絞り加工装置において絞りパンチ１０６は平面視略矩形状に形成され、成形品１０７は矩形箱型の三次元成形品として作製される。
【０００３】
図２４、図２５に示す絞り加工装置によって金属板１００に絞り加工を施す場合、欠陥を生じ易いのは、絞りパンチ１０６の周縁部が金属板１００を大きく絞り出し変形させた部分である。
例えば、成形品１０７において単純な折り曲げ加工により形成した側面や底面に欠陥を生じるおそれはない。しかし、２つの側面と底面との交わるコーナー部分や２つの側面が交わる稜線部分は金属板１００から成形に必要な材料を絞り出した部分であるので、割れやしわ、あるいは肌荒れなどの欠陥が生じ易い部分となる。
現状の絞り加工技術において、潤滑油の開発や絞り加工技術の改良などによって一般的な加工性の金属板であれば、特に支障なく絞り加工ができる技術開発がなされている。
【０００４】
例えば、以下の特許文献１に記載の如く伸びの低い金属材料からなる合金板を角絞り加工する場合、部分的にテーパーのあるダイプレート、絞りパンチ、パッドを用いて角部や稜線部分を第一の絞り加工時に局部的に肉増し加工し、次いで角部や稜線部分の肉増しされた部分を加工して絞り加工を行う技術が提供されている。
また、以下の特許文献２に記載の如く絞り加工で形成する立壁部に生成するしわを防止するために、湾曲コーナー部の中央に対する初期フランジ長と直辺部に対応する初期フランジ長との比を規定し、湾曲コーナー部中央のショックライン長と直辺部におけるショックライン長の比を規定する技術が提供されている。
また、以下の特許文献３に記載の如く金属板を箱状体に絞り成形する場合、絞り可能な大きさのＲである金属板の厚さの３倍以上のＲで箱状体に絞り成形後、Ｖ状ポンチで叩いてＲを小さくする技術が提供されている。
前述の如く一般的な金属板は勿論のこと、加工が難しいと想定される金属板であっても欠陥の生じ難い絞り加工技術の提供がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３９６４４号公報
【特許文献２】特開平９−３０８９２１号公報
【特許文献３】特開２００１−２３９３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで近年、次世代自動車の開発などのテーマにおいて、より軽量な板材の開発が検討され、その中に発泡樹脂板の表裏面をアルミニウム板で挟んだサンドイッチ構造のアルミニウム樹脂複合積層板が研究されている。
このアルミニウム樹脂複合積層板は、軽量である上に表面光沢があり、意匠性にも優れているので、アルミニウム樹脂複合積層板からなる三次元成形品の製造技術開発が期待されている。
ところが、発泡樹脂とアルミニウム板は樹脂材料と金属材料であり、両者は熱膨張率、伸び、縮みが大きく異なるので、従来から知られている種々の絞り加工技術を適用したとしても、コーナー部分にしわや割れ、肌荒れなどを引き起こすことなく三次元成形品を絞り加工することは困難であった。
特に、角絞り加工により箱型の成形品を得た場合、天面壁または底面壁と２つの側面壁が交わるコーナー部分に割れ、しわ、肌荒れなどの欠陥が生じやすく、コーナー部分のＲを小さく加工しようとすると欠陥の発生が顕著になる問題がある。
【０００７】
本願発明は、これらの背景に鑑み、アルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工する場合であってもコーナー部分などにしわや割れなどの欠陥を生じることなく三次元成形品の絞り加工ができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の製造方法は前述の背景に基づき、発泡樹脂からなる芯材の両面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材を積層したアルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工してコーナーＲを有する三次元成形品を形成する方法において、ダイと絞りパンチを用いてアルミニウム樹脂複合積層板を絞り成形して天面壁または底面壁と側面壁と角部と陵線部を有する三次元成形品を成形した後、押込治具を前記三次元成形品のコーナー部の内側から押し付けて該コーナー部のアルミニウム樹脂複合積層板を外側向きに押圧することにより前記コーナー部のコーナーＲを前記アルミニウム樹脂複合積層板の板厚未満まで小さくするに際し、前記天面壁または底面壁と前記側面壁に対し傾斜したくさび斜面を有し、前記天面壁または底面壁に対し接近離間する方向に移動自在に設けられた押圧パンチと、前記押圧パンチのくさび斜面と前記コーナー部の間に設置され、前記くさび斜面に接する受け面と前記アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部内側に押圧される突起部を備えた押込治具を用い、前記天面壁または底面壁に対し前記押圧パンチを接近させて前記くさび斜面を介し前記押込治具を押圧し、前記押込治具の突起部により前記アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部をその内側から外側向きに押圧することを特徴とする。
【０００９】
本発明の製造方法において、前記三次元成形品が矩形状の天面壁または底面壁とその周辺部に形成された４つの側面壁を有する三次元成形品であり、前記４つの側面壁で形成される三次元成形品の内側空所に挿入自在な本体部を有する前記押圧パンチを用い、前記本体部の先端側４つのコーナー部分に設けた案内孔に沿って斜め方向に突出自在に装着されたロッド状の第１の押込治具を用いて前記三次元成形品の４つのコーナー部内側を押圧することができる。
【００１０】
本発明の製造方法において、前記本体部の先端周辺部分に沿ってプレート状の第２の押込治具を突出自在に設けた前記押出パンチを用い、前記第２の押込治具を用いて前記三次元成形品の前記コーナー部以外の内周縁部を押圧することが好ましい。
【００１１】
本発明の製造方法において、前記三次元成形品が矩形状の天面壁または底面壁とその周辺部に形成された４つの側面壁を有する三次元成形品であり、前記４つの側面壁で形成される三次元成形品の内側空所に挿入自在な本体部を有する前記押圧パンチを用い、前記本体部の先端側コーナー部分に突出自在に装着された押込部材を用いて前記三次元成形品の内周縁を押圧するに際し、前記押込部材の先端部に設けられて前記三次元成形品のコーナー部内側を押圧する角部と、前記角部の両側に設けられて前記コーナー部以外の内周縁を押圧する側辺部により、前記三次元成形品の内周縁を押圧することができる。
【００１２】
本発明の製造方法において、前記アルミニウム樹脂複合積層板の厚さが２〜１０ｍｍの範囲であり、前記面材の厚さが０．１〜４ｍｍの範囲であり、前記芯材の厚さが１．９〜９．８ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１３】
本発明の製造装置は、発泡樹脂からなる芯材の両面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材を積層したアルミニウム樹脂複合積層板をダイと絞りパンチを用い、絞り加工して天面壁または底面壁と側面壁と角部と陵線部を有する三次元成形品を成形した後、該三次元成形品の内周縁部を加工してコーナーＲを前記アルミニウム樹脂複合積層板の板厚未満まで小さくするコーナーＲを有する三次元成形品の製造装置であって、前記天面壁または底面壁と前記側面壁に対し傾斜したくさび斜面を有し、前記天面壁または底面壁に対し接近離間する方向に移動自在に設けられた押圧パンチと、前記押圧パンチのくさび斜面と前記コーナー部の間に設置され、前記くさび斜面に接する受け面と前記アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部内側に押圧される突起部を備えた押込治具を備え、前記押圧パンチの前記天面壁または底面壁に対する接近により前記くさび斜面を介し前記押込治具の突起部を前記アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部内側に押圧する機能を有したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の製造装置において、前記三次元成形品が矩形状の天面壁または底面壁とその周辺部に形成された４つの側面壁を有する三次元成形品であり、前記押圧パンチが前記４つの側面壁で形成される三次元成形品の内側空所に挿入自在な本体部を有し、前記本体部の先端側のコーナー部分に形成された案内孔に出入自在にロッド状の第１の押込治具が設けられたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の製造装置において、前記本体部の先端側のコーナー部分以外の部分に前記本体部の周縁に沿ってプレート型の第２の押込治具が設けられ、前記本体部の先端側周縁に案内孔が形成され、該案内孔に沿って出入自在に案内軸が挿入され、該案内軸の先端に前記第２の押込治具が取り付けられた構成を採用できる。
【００１６】
本発明の製造装置において、前記三次元成形品が矩形状の天面壁または底面壁とその周辺部に形成された４つの側面壁を有する三次元成形品であり、前記押圧パンチが前記４つの側面壁で形成される三次元成形品の内側空所に挿入自在な本体部を有し、前記本体部の先端側コーナー部分に押込部材が設けられ、該押込部材の先端部に前記三次元成形品のコーナー部内側を押圧する角部と前記コーナー部に隣接する内周縁部を押圧する側辺部が形成され、前記押込部材の基端側に前記くさび斜面に合致する受け面が形成された構成を採用できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の製造方法と製造装置によれば、アルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工してコーナーＲを有する三次元成形品を製造する方法において、絞り加工により三次元成形品を成形した後、押圧パンチを接近させてくさび斜面を介し押込治具を押圧し、押込治具の突起部によりアルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部を内側から外側向きに押圧することにより、しわや割れあるいは肌荒れなどの欠陥を生じさせることなくコーナーＲをアルミニウム樹脂複合積層板の板厚未満まで小さくできる。押圧パンチのくさび斜面を利用し、押込治具により三次元成形品のコーナー部分を内側から外側向きに押し込むので、押込治具による押込量を正確に微調整することができ、板厚未満のコーナーＲを有する三次元成形品を精度良く製造できる。
このため、自動車用途や建築用途など、アルミニウム樹脂複合積層板を用いて底面壁あるいは天面壁と側面壁を有する角絞り成形品であって軽量かつ欠陥の無い三次元成形品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の製造装置を用いて三次元成形品を加工している状態の概要を示す部分断面図。
【図２】本発明に係る第２実施形態の製造装置の概要を一部透過して示す構成図。
【図３】同第２実施形態の製造装置の概要を一部透過して示す側面壁図。
【図４】第２実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態を一部透過して示す構成図。
【図５】第２実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態を一部透過して示す側面壁図。
【図６】第２実施形態の製造装置と受け型を用いて三次元成形品を加工する前段階の状態を示す部分断面図。
【図７】第２実施形態の製造装置の内部構造と該製造装置と受け型を用いて三次元成形品のコーナー部分を加工している状態を示す部分断面図。
【図８】本発明に係る第３実施形態の製造装置の概要を一部透過して示す構成図。
【図９】第３実施形態の製造装置の概要を一部透過して示す側面図。
【図１０】第３実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態を一部透過して示す構成図。
【図１１】第３実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態を一部透過して示す側面図。
【図１２】第３実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態を下面側から見た斜視図。
【図１３】第３実施形態の製造装置と受け型を用いて三次元成形品のコーナー部分を加工している状態を示す部分断面図。
【図１４】第４実施形態の製造装置を示す平面図。
【図１５】第４実施形態の製造装置の概要を一部透過して示す斜視図。
【図１６】第４実施形態の製造装置の概要を一部透過して示す側面図。
【図１７】第４実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態を一部透過して示す斜視図。
【図１８】第４実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態を一部透過して示す側面図。
【図１９】第４実施形態の製造装置と受け型を用いて三次元成形品のコーナー部分を加工している状態を示す部分断面図。
【図２０】第４実施形態の製造装置の概要を下方から見た斜視図。
【図２１】第４実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態を下方から見た斜視図。
【図２２】第４実施形態の製造成装置の一部を上方から見た斜視図。
【図２３】第４実施形態の製造装置において押込治具を突出させた状態の一部を上方から見た斜視図。
【図２４】従来の絞り加工装置においてダイとパンチの間に金属板を設置した状態を示す断面図。
【図２５】従来の絞り加工装置においてパンチを下降させて金属板を三次元成形品に加工した状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態の製造装置１によって三次元成形品２のコーナー部分を加工している状態を示す断面図である。
本実施形態で適用する三次元成形品２は、ポリプロピレン発泡樹脂などの発泡樹脂板からなる芯材２ａと、この芯材２ａの表裏両面側に積層されたアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる面材２ｂ、２ｂとからなる３層構造のアルミニウム樹脂複合積層板を絞り加工してなる。アルミニウム樹脂複合積層板として望ましくは厚さが２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下、望ましくは面材２ｂの厚さが０．１ｍｍ以上、４ｍｍ以下、望ましくは芯材２ａの厚さが１．９ｍｍ以上、９．８ｍｍ以下の積層板を用いることができる。
【００２０】
なお、一例として芯材２ａの厚さ２．５ｍｍ、外側の面材２ｂの厚さ０．３ｍｍ、内側の面材２ｂの厚さ０．２ｍｍ、総厚３．０ｍｍ程度、芯材２ａの表裏両面に面材２ｂが接着された構造のアルミニウム樹脂複合積層板を適用することができる。前記芯材２ａの厚さ、面材２ｂの厚さは一例であって、前記の厚さに限らないが、アルミニウム樹脂複合積層板全体をできるだけ軽量化するために、芯材２ａより面材２ｂの方を薄くすることが好ましい。また、芯材２ａをポリプロピレン樹脂の発泡体から形成すると芯材２ａの比重を１．６程度に形成することができ、アルミニウムの比重が約２．７程度であるので、芯材２ａを面材２ｂより厚く形成することでアルミニウム樹脂複合積層板全体として軽量化に有利となる。芯材２ａを構成する樹脂としては、ポリプロピレン樹脂に限定されず、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができ、発泡倍率は１．５倍から１０倍で均一に発泡させたものを適宜選択できる。
【００２１】
面材２ｂ、２ｂを形成するアルミニウムあるいはアルミニウム合金板は、両方同じ種類のアルミニウムあるいはアルミニウム合金から形成されていても良く、異なるアルミニウム合金から形成されていてもよい。一例として、外側の面材２ｂをＡＡ５１５１などの５０００系アルミニウム合金から形成し、内側の面材２ｂをＡＡ１０５０などの１０００系アルミニウム合金から構成することができる。
この実施形態において内外の面材２ｂ、２ｂで材質、厚さを前記のように異ならせたのは、内側の面材２ｂに変形による歪を逃がし、成形を容易とするためであるが、上述の記載は一例であって、上述の記載に制限されるものではない。
【００２２】
図１に示す形態においては、平板状のアルミニウム樹脂複合積層板を例えば図２４、図２５に示す構造の一般的な絞り加工装置を用い、ダイプレート１０１の中央孔１０２に絞りパンチ１０６を下降させて箱型に絞り加工することで図１に示す三次元成形品２の概形を得た後、第１実施形態の製造装置１により加工し三次元成形品２を完成できる。
ここで適用する三次元成形品２は、矩形状の底面壁２Ａとこの底面壁２Ａの周辺部に立設された４つの側面壁２Ｂとからなる浅底の箱型に形成されている。また、隣接する２つの側面壁２Ｂが接続されている部分には稜線部２Ｃが形成され、稜線部２Ｃが形成されている部分が三次元成形品２のコーナー部２Ｄとされている。
【００２３】
アルミニウム樹脂複合積層板を図２４、図２５に示す構造の一般的な絞り加工装置を用いて浅底の箱型に絞り成形したのみでは、三次元成形品２のコーナー部２Ｄに形成されているＲ部２Ｅの曲率半径Ｒを板厚より小さく加工することができない。
例えば、一般的な絞り加工装置の絞りパンチ１０６の下端周縁部のＲは６ｍｍ程度に形成されている。この絞りパンチ１０６を用いて、厚さが２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のアルミニウム樹脂複合積層板を角絞り加工すると、Ｒ部２Ｅの曲率半径Ｒはアルミニウム樹脂複合積層板の総厚の１．３〜２．７倍程度となる。
【００２４】
芯材２ａは面材２ｂより比重が小さく樹脂の発泡体であるので、ダイプレート１０１と絞りパンチ１０６を用いて単純に絞り加工を施した場合、芯材２ａがクッション材のように変形し、変形しようとする面材２ｂの緩衝層となる。例えば、絞り成形のままではコーナーＲの寸法はアルミニウム樹脂複合積層板の板厚以上となってしまう。また、絞りパンチ１０６の先端部のＲを仮に０としても絞り加工のままのコーナーＲはアルミニウム樹脂複合積層板の板厚未満には加工できず、むしろパンチ先端が角張るので絞り加工時にコーナー部分のアルミニウム樹脂複合積層板に割れ、しわ等の欠陥が生じ易くなる。
また、アルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部に相当する部分に加工前にＶノッチを形成しておくならば角を曲げやすくなるが、Ｖノッチを形成するとコーナー部の強度が低下する。また、一般にストライキングと称されるパンチ先端部に形成した突起を用いて材料に食い込むようにコーナーＲを形成すると、Ｒ部の寸法が安定せず、外面側に食い込み部が浮き出てしまう可能性がある。
【００２５】
これらの理由から、絞りパンチ１０６とダイプレート１０１を用いた通常の絞り成形のみではアルミニウム樹脂複合積層板からなる三次元成形品２のコーナー部２ＤにおけるＲ部２Ｅの曲率半径を小さくすることはできない。
このため、本実施形態では通常の絞り成形により三次元成形品の概形を得た後、三次元成形品のコーナー部分の内側から以下に説明する第１の押込治具６を備えた製造装置１を用いて強制的にＲ部２Ｅの内側から面材２ｂ、芯材２ａ、面材２ｂを押し込み変形させ、Ｒ部２Ｅの曲率半径を小さくする加工を行うことで目的の形状の三次元成形品２を得ることができる。
【００２６】
製造装置１は、図１に示すように水平に設置されている底面壁２Ａに対し接近離間自在に、即ち、上下に移動自在に設けられた押圧パンチ５とこの押圧パンチ５とコーナー部２Ｄの間に設置された４つの第１の押込治具６を備えている。押圧パンチ５の下端側には側面壁２Ｂに囲まれた内側空所７に対し上方から挿入自在に構成された角柱状の下端部５ａが形成され、この下端部５ａの先端側コーナー部分にコーナー部２Ｄに対向するくさび斜面５ｂが形成されている。
図１に示す例において、くさび斜面５ｂは底面壁２Ａの上面（水平面）に対し約４５゜程度の傾斜角を有し、側面壁２Ｂの内面（鉛直面）に対し約４５゜程度の傾斜角を有するように押圧パンチ５の下端部５ａの各コーナー部に形成されている。そして、くさび斜面５ｂと三次元成形品のコーナー部２Ｄとの間に先端側に球頭型の突起部６ａを有するロッド部６ｂを有し、基端側に基板部６ｃを有し、ロッド部６ｂと基板部６ｃとの間の部分に円錐台型の接続部６ｄを有した駒形の第１の押込治具６が設けられている。この第１の押込治具６の基板部６ｃにおいて押圧パンチ５側の面がくさび斜面５ｂからの押圧力を受ける受け面６ｅとされている。
【００２７】
この第１の押込治具６は突起部６ａを三次元成形品２のコーナー部２Ｄの内側に押し付け、基板６ｃをくさび斜面５ｂに沿わせた状態で押圧パンチ５と三次元成形品２との間に介在されている。なお、図１には略されているが三次元成形品２の底面壁と周面を覆うように箱型の受け型を設け、三次元成形品２の底面壁と側面壁を受け型の内側面壁と底面壁で支持した状態において以下に説明ように第１の押込治具６を用いて加工する。
【００２８】
第１の押込治具６を図１に示すように設置した状態において、押圧パンチ５を図示略の油圧昇降装置などで下降させると押圧パンチ５の先端側に設けられている第１の押込治具６の突起部６ａで三次元成形品のコーナー部内側を外側向きに押圧できる。
突起部６ａの先端部の形状を三次元成形品のコーナー部２Ｄの目的のＲ形状に合わせた半球状またはそれに準じる先頭形に形成しておくことで三次元成形品２のコーナーＲをアルミニウム樹脂複合積層板の板厚より小さいＲに加工することができる。
また、くさび斜面５ｂを用いて第１の押込治具６の受け面６ｅを押圧しつつ押込治具６の突起部６ａを押し出す機構であれば、押圧パンチ５の下降量に応じて突起部６ａの先端部の突出量を正確に調整できるので、押圧パンチ５の下降量の正確な制御に応じコーナー部の押込量を正確に制御して目的のＲ値のコーナー部２Ｄを得ることができる。
押圧パンチ５の下降量の制御や加圧力は押圧パンチ昇降用の油圧機構により正確に制御できるので、押込治具６の押込量を正確に制御することは容易に実施できる。
なお、突起部６ａの先端形状は図１ではコーナー部２Ｄの曲率半径と同程度に描かれているが、同等である必要は無く、アルミニウム樹脂複合積層板の厚さに応じて適宜変更することができる。例えば、アルミニウム樹脂複合積層板の厚さは２〜１０ｍｍの範囲で選択できるので、厚いほど突起部６ａの先端の曲率半径を小さくすることが望ましい。
【００２９】
加工後、押圧パンチ５を上昇させて４つの第１の押込治具６を除去することでＲ部２Ｅの曲率半径Ｒをアルミニウム樹脂複合積層板の板厚より小さく形成した目的の形状の三次元成形品２を得ることができる。
【００３０】
以上説明の如く製造された三次元成形品２は側面壁２Ｂ、２Ｂが接続されている稜線部２Ｃの部分にしわや割れ、肌荒れなどの欠陥を生じていない成形品となる。また、三次元成形品２は側面壁２Ｂ、２Ｂと底面壁２Ａが接続されるコーナー部２Ｄの部分にしわや割れ、肌荒れなどの欠陥を生じていない成形品となる。
このため、この実施形態の方法と装置を採用することでアルミニウム樹脂複合積層板を用いて角絞り加工を行い、箱型の絞り加工品を製造しても稜線部分やコーナー部分にしわや割れ、肌荒れなどの欠陥の無い品質の高い角絞り成形品としての三次元成形品２を得ることができる。
即ち、自動車用途や建築用途など、アルミニウム樹脂複合積層板を用いて底面壁あるいは天面壁と側面壁を有する角絞り成形品であって軽量かつ欠陥の無い三次元成形品を提供することができる。
【００３１】
前記第１の押込治具６における突起部６ａの先端形状は、加工するアルミニウム樹脂複合積層板の板厚と目的とするＲ部２Ｅの曲率半径に応じ適宜決定すればよい。加工対象のアルミニウム樹脂複合積層板が厚い場合、アルミニウム樹脂複合積層板自体が変形し難いことと、突起部６ａの先端がアルミニウム樹脂複合積層板に作用させる力が分散するため、突起部６ａの先端の半球面の曲率を小さくすることが好ましい。
また、図１に示すように突起部６ａの先端をアルミニウム樹脂複合積層板に押し付けてコーナー部２Ｄを加工する場合、突起部６ａの先端で外側の面材２ｂまで充分に押し込んで外側の面材２Ｄの曲率半径を目的の値になるように加工することが好ましい。
厚さ２〜１０ｍｍ程度の薄いアルミニウム樹脂複合積層板を加工する場合、内側の面材２ｂを含めて外側の面材２ｂまで確実に目的の曲率半径になるように加工するためには、突起部６ａの突出量を正確に制御しつつ加工する必要がある。この点において、上述したくさび斜面５ｂを用いて第１の押込治具６の受け面６ｅを押圧しつつ押込治具６の突起部６ａを押し出す機構であれば、内側の面材２ｂと外側の面材２ｂの両方を目的の曲率半径に加工することができる。
なお、図１に示す実施形態の押圧パンチ５と第１の押込治具６は１つの例であって種々の形態を採用できるので、以下に各形態について説明する。
【００３２】
図２〜図７は第２実施形態の製造装置１０を示すもので、この第２実施形態の製造装置１０は、角柱状の押圧パンチ１１とこの押圧パンチ１１の下端コーナー部分に斜め下向きに装着された４本の押込治具１２を備えている。
第２実施形態の押圧パンチ１１の外形は、三次元成形品２を絞り加工する場合の絞りパンチ１０６と略同等形状をなしているが、下端部のコーナー部分に挿入孔１１ａが形成されている点が異なり、この挿入孔１１ａにロッド状の押込治具１２が斜め下方に向いてスライド自在に挿入されている点が異なる。
【００３３】
図7に詳細に示すように押圧パンチ１１は、角筒型の外部パンチ１１Ａと、外部パンチ１１Ａの中空部に挿入された内部パンチ１１Ｃとからなる。外部パンチ１１Ａの底壁１１ｂの厚さは外部パンチ１１Ａの内周壁１１ｄの厚さより薄く形成されている。なお、図７では芯材２ａと面材２ｂからなる３層構造のアルミニウム樹脂複合積層板を単層構造として略記している。
【００３４】
外部パンチ１１Ａの下端コーナー部分に押込治具１２を挿通するための挿入孔１１ａが形成されている。この挿入孔１１ａに沿って押込治具１２を移動させることで押込治具１２が押圧パンチ１１の中心軸方向に対し所定の傾斜角度を維持したまま斜め下方に移動自在に支持されている。
内部パンチ１１Ｃは角筒型の外部パンチ１１Ａの内側に挿入自在な角柱状に形成され、その下端コーナー部分にそれぞれ第１実施形態のくさび斜面と同等機能のくさび斜面１１ｇが形成されている。
【００３５】
押込治具１２の先端に本実施形態の構成では背の低い円錐形状の突起部１２ａが形成されている。この突起部１２ａは第１実施形態のような球頭型であっても良い。また、押込治具１２の後端には押込治具１２の中心軸線と直交する受け面１２ｅが形成されている。
内部パンチ１１Ｃによって押圧されていない初期状態において、押込治具１２はその後端側を所定長さ外部パンチ１１Ａの内部空間側に突出させ、押込治具１２の先端側を僅かな長さ挿入孔１１ａの開口から外向きに突出させた状態で挿入孔１１ａに挿入されている。なお、先端プレート１１Ｂのコーナー部分に形成されている挿入孔１１ａの開口周縁部には先端プレート１１Ｂのコーナー部分を斜めに切り落とした形状の斜面１１ｉが形成されている。押込治具１２の初期状態において、押込治具１２はその突起部１２ａの先端部分を斜面１１ｉから若干突出させて挿入孔１１ａに挿入されている。
従って、初期状態の押込治具１２に対し図７の矢印に示すように内部パンチ１１Ｃを下降させることで内部パンチ１１Ｃのくさび斜面１１ｇによって押込治具１２の受け面１２ｅを押圧できるように構成されている。
【００３６】
外部パンチ１１Ａと内部パンチ１１Ｃの上下移動については油圧ユニットを備えた昇降機構、直動式のアクチュエーター機構、スクリューネジ式の移動機構など、公知のいずれの昇降機構を採用しても良い。なお、いずれの昇降機構を適用するとしても、外部パンチ１１Ａと内部パンチ１１Ｃを個別に上下移動できる機構とすることが望ましい。
【００３７】
図２〜図７に示す製造装置１０を用いて三次元成形品２を製造する場合、平板状のアルミニウム樹脂複合積層板を例えば図２４、図２５に示す構造の一般的な絞り加工装置を用いて箱型に絞り加工することで図１に示す三次元成形品の概形を得た後、第２実施形態の製造装置１０により加工する。
図６は図１に示す概形の三次元成形品２を収容可能な凹部１３ａを有する受け枠１３に一般的な絞り加工装置を用いて箱型の概形に絞り加工した三次元成形品を収容し、それに対し製造装置１０の外部パンチ１１Ａを押し込んだ状態を示している。図６では外部パンチ１１Ａに内蔵している押込治具１２の記載を略している。
外部パンチ１１Ａを受け枠１３の凹部１３ａに挿入する際、押込治具１２の先端部が外部パンチ１１Ａの挿入孔１１ａから突出する量を少なくしておき、押込治具１２の先端部が三次元成形品の側面壁２Ｂの内面を擦らないようにした状態で凹部１３ａの底部側まで外部パンチ１１Ａの底面を到達させる。
図７に示すように外部パンチ１１Ａの底面を三次元成形品の内底面に押し付けて三次元成形品を受け枠１３に押し付けて固定した後、内部パンチ１１Ｃを下降させる。内部パンチ１１Ｃの下降によりくさび斜面１１ｇによって押込治具１２の受け面１２ｅを押圧し、押込治具１２を挿入孔１１ａから若干突出させる。例えば、図２、図３に示す状態から図４、図５に示すように４本の押込治具１２を突出させる。
【００３８】
この動作により押込治具１２の先端部１２ａで三次元成形品のコーナー部内側を斜め下方向きに、即ち、コーナー部分を外側向きに押圧して三次元成形品のＲ部２Ｅの曲率半径を小さくする加工することができる。この加工を行うことで目的のコーナーＲを有する三次元成形品２を得ることができる。
また、押込治具１２を突出させる機構が図７に示す内部パンチ１１Ｃのくさび斜面１１ｇと押込治具１２の受け面１２ｅを用いたパンチ構造であるならば、内部パンチ１１Ｃの下方への移動距離に合わせてくさび斜面１１ｇが押込治具１２の突出量を正確に規定するので、アルミニウム樹脂複合積層板を用いた成形であっても目的のコーナーＲを有する三次元成形品２を得ることができる。
また、図７に示す構造の外部パンチ１１Ａと内部パンチ１１Ｃを用いた製造装置１０であるならば、外部パンチ１１Ａの底面で三次元成形品の底壁を受け枠１３に押し付けて三次元成形品の底壁を拘束したまま内部パンチ１１Ｃの下降によって正確にせり出させた押込治具１２によってアルミニウム樹脂複合積層板のコーナー部分を加工できる。また、この際に外部パンチ１１Ａの外周面によって三次元成形品の側壁を受け枠１３の内面に押し付けて拘束できる構成としてもよい。この構成とするには、外部パンチ１１Ａの外周面を三次元成形品の側面壁２Ｂの内側に隙間無く挿入できる大きさに設定しておけば良い。
以上の加工により、発泡樹脂の芯材２ａとアルミニウムの面材２ｂからなる３層構造の難加工材としてのアルミニウム樹脂複合積層板の角絞り加工であっても、押込治具１２を用いて厚さ未満の曲率半径のコーナーＲを確実に加工できる効果がある。
【００３９】
ところで、本実施形態において図２〜図７に示す構成の製造装置１０を用いる場合、図２４、図２５に示す構造の一般的な絞り加工装置を用いて箱型に絞り加工することで図１に示す三次元成形品の概形を得た後の加工として先に説明した。
しかし、製造装置１０の押圧パンチ１１について押込治具１２を設けた部分以外の構成、例えば、外部パンチ１１Ａの周面形状と底面形状を図２４、図２５に示す絞り加工装置の絞りパンチ１０６と同等の周面形状と底面形状に形成するならば、押込治具１２の先端側を挿入孔１１ａに収納した状態で外部パンチ１１Ａとダイプレート１０１としわ押さえプレート１０５を用いてアルミニウム樹脂複合積層板を三次元成形品の概形に成形した後、引き続き押込治具１２を突出させて三次元成形品２を製造する工程としても良い。
この場合、図２３、図２４に示す絞り加工装置の絞りパンチ１０６の代用として第２実施形態の押圧パンチ１１を用いることができる。
このようにするならば、アルミニウム樹脂複合積層板を角絞り加工する場合に押圧パンチ１１を用いた絞り加工により三次元成形品の概形を形成後、直ちに押込治具１２を用いてコーナー部分を内側から押圧し、目的の形状の三次元成形品２を得ることができる。
【００４０】
図８〜図１３は第３実施形態の製造装置３０を示すもので、この第３実施形態の製造装置３０は、角柱状の押圧パンチ３１とこの押圧パンチ３１の下端コーナー部分に装着された４本の押込治具１２とを備えている。押込治具１２が設けられた部分の構造は第２実施形態の構造と同等である。押込治具１２の先端にはこの実施形態では背の低い円錐形状の突起部１２ａが形成されているが、この突起部１２ａは第１実施形態のような球頭型であっても良い。
本実施形態の押圧パンチ３１の外形は、三次元成形品２を絞り加工する場合の絞りパンチ１０６と同等形状をなしているが、下端のコーナー部分に挿入孔３１ａが形成されている点が異なり、この挿入孔３１ａにロッド状の押込治具１２が出入自在に挿入されている点が特徴となる。また、押圧パンチ３１の下端部のコーナー部分を除く周辺部分中央位置にスリット状の挿入孔３１ｃが形成され、この挿入孔３１ｃにスライド自在に案内板３３が挿入され、この案内板３３の先端側にプレート型の押込板３５が取り付けられている点が異なる。この実施形態において案内板３３と押込板３５により第２の押込治具３６が構成されている。
【００４１】
押圧パンチ３１は図１に示す浅底の箱型の三次元成形品２を絞り成形する絞りパンチ１０６と略同等形状の外部パンチ３１Ａを有し、外部パンチ３１Ａの下端コーナー部分に前述の斜面１１ｉと同等傾斜角の斜面３１ｂが形成され、この斜面３１ｂに挿入孔３１ａが開口されている。
挿入孔３１ｃは外部パンチ３１Ａの底壁と周壁を貫通して外部パンチ３１Ａの中空部に達するまで形成され、挿入孔３１ｃに挿入されている案内板３３は押込治具１２に干渉することなく個々にスライドして外部パンチ３１Ａの外側向きに移動できるように支持されている。
また、外部パンチ３１Ａの内部側には第２実施形態と類似構造の内部パンチ３１Ｂが設けられ、外部パンチ３１Ａの挿通孔３１ａに押込治具１２がスライド自在に挿通されているので、この押込治具１２の上端側の受け面１２ｅを内部パンチ３１Ｂのくさび斜面３１ｇが押圧する構成については先の第２実施形態の構成と同等である。
【００４２】
挿入孔３１ｃには、挿入孔３１ｃの長さ（深さ）より長い案内板３３が挿入されている。案内板３３の先端側には図８〜図１３に示す実施形態では外部パンチ３１Ａの先端部周縁に沿って延在する押込板３５が一体化されている。この押込板３５は三角柱型に形成され、その一面側を外部パンチ３１Ａの下端部周縁に形成された凹部３１ｄに沿わせて外部パンチ３１Ａの周縁部に延在するように支持されている。
押込板３５は外部パンチ３１Ａのコーナー部分に設けられている押込治具１２と干渉しない位置に設けられているので、外部パンチ３１Ａの下端周縁部分であって押込部材１２、１２を設けた位置の間の領域を占めるように設けられている。
なお、図１３では芯材２ａと面材２ｂからなる３層構造のアルミニウム樹脂複合積層板を単層構造として略記している。
【００４３】
この第３実施形態の場合、押圧パンチ３１の内部に組み込まれている内部パンチ３１Ｃは、その周辺部コーナー部分に押込部材１２を押圧するための第２実施形態同様のくさび斜面を有しているが、周辺コーナー部分の間に設けられている案内板３３と押込板３５を押し出すためのくさび斜面も別途有している。
即ち、内部パンチ３１Ｃの下端コーナー部分を除く下端周縁部分にもくさび斜面３１ｆが形成されていて、このくさび斜面３１ｆが案内板３３の上端側の受け面３３ｅを押圧し、押込板３５を押し出しできるように構成されている。
【００４４】
図８〜図１３に示す製造装置３０を用いて三次元成形品２を製造する場合、平板状のアルミニウム樹脂複合積層板を例えば図２４、図２５に示す構造の一般的な絞り加工装置を用いて箱型に絞り加工することで図１に示す三次元成形品２の概形を得た後、第３実施形態の製造装置３０により加工する。
先に図６を基に説明した形状の三次元成形品２を収容可能な凹部１３ａを有する受け枠１３に一般的な絞り加工装置を用いて箱型の概形に絞り加工した三次元成形品を収容し、それに対し押圧パンチ３０の外部パンチ３１Ａを押し込んでから押込治具１２と第２の押込治具３６の押込板３５を押し出してこれらにより三次元成形品のコーナー部分および内周縁部分を内側から斜め下方向きに押し込んで三次元成形品のコーナー部分と内周縁部分を成形する。
この動作により、三次元成形品のコーナー部分のＲ部を押込部材１２によってアルミニウム樹脂複合積層板の板厚より小さく加工できるとともに、三次元成形品のコーナー部分を除く周縁部分のＲ部も押込板３５によってアルミニウム樹脂複合積層板の板厚より小さく加工できる。
【００４５】
先の第１実施形態、第２実施形態の製造装置１、１０では三次元成形品のコーナー部分のＲ部のみを加工できたが、本実施形態の製造装置３０ではコーナー部分のＲ部とそれ以外の周縁部分のＲ部もアルミニウム樹脂複合積層板の板厚より小さく加工できる。
この動作により三次元成形品の周縁コーナー部分のＲ部とコーナー部分に続く周縁部分のＲ部をいずれも板厚より小さく曲率半径に加工することで目的のコーナーＲを有する三次元成形品２を得ることができる。
【００４６】
図１４〜図２３は第４実施形態の製造装置４０を示すもので、この第４実施形態の製造装置４０は、押圧パンチ４１とこの押圧パンチ４１の下端コーナー部分に装着された４つの押込部材４２とを備えている。
この実施形態の押圧パンチ４１は、四角柱状の本体部４１Ａとその下端部に下窄まり状に形成された先端部４１Ｂとからなる。本体部４１Ａの周面には４つの側面壁４１ａが形成されるとともに、先端部４１Ｂの周面には本体部４１Ａの側面壁４１ａに対し傾斜するように延設された４つのくさび斜面４１ｂが形成されている。押圧パンチ４１において先端部４１Ｂは本体部４１Ａより短く形成され、先端部４１Ｂの先端側には前記側面壁４１ａに対し直角向きの平坦面４１Ｃが形成されている。この例では４つのくさび斜面４１ｂが下窄まり状になるように傾斜配置されている。
【００４７】
押込部材４２は、図１９に示す受け枠１３に挿入された概形の箱型の三次元成形品のコーナー部分を内側から押圧して成形するために設けられる。押込部材４２は、三次元成形品のコーナー部分を押圧するための角部４２ａと、この角部４２ａの両側を延長するように形成された側辺部４２ｂ、４２ｂと、これら側辺部４２ｂどうしを接続する斜辺部４２ｃとからなる平面視略矢印型あるいは平面視略扇形に形成されている。押込部材４２において斜辺部４２ｃの幅方向中央部に前記押圧パンチ４１のくさび斜面４１ｂを受ける受け面４２ｄを有する突起部４２ｅが形成されている。
【００４８】
押込部材４２において側辺部４２ｂの長さは加工対象とする図１、図６に示す箱型概形の三次元成形品の側面壁２Ｂの長さ（横幅）の１／２程度に形成されている。４つの押込部材４２はそれらを押圧パンチ４１の周囲に配置することで加工対象とする三次元成形品の底面壁の内周辺とコーナー部分を概ねカバーできる大きさに形成されている。
４つの押込部材４２はそれらの側辺部４２ｂ、４２ｂどうしを隙間無く隣接させて図１５あるいは図１６に示すように押圧パンチ４１の下方に配置した場合、４つの押込部材４２の底面壁外周輪郭が加工対象とする箱型概形の三次元成形品の内底面壁外周輪郭とほぼ同じ外形となるように形成されている。
また、図１５、図１６に示すように押込部材４２の角部底面壁側と側辺部底面壁側には三次元成形品の内周縁部を押圧し成形するための突片状の縁部４２ｆが形成されている。
【００４９】
第４実施形態の製造装置４０は、先の実施形態の製造装置と同様、三次元成形品２を製造する場合、平板状のアルミニウム樹脂複合積層板を例えば図２４、図２５に示す構造の一般的な絞り加工装置を用いて箱型に絞り加工することで図１に示す三次元成形品の概形を得た後の加工に使用される。
先に図６を基に説明した形状の三次元成形品２を収容可能な凹部１３ａを有する受け枠１３に一般的な絞り加工装置を用いて箱型の概形に絞り加工した三次元成形品を収容し、箱型の三次元成形品に対し４つの押込部材４２を図１５、図１６、図２０、図２２に示す状態で挿入する。その後、４つの押込部材４２の間に上から押圧パンチ４１を押し込み、押圧パンチ４１のくさび斜面４１ｂで４つの押込部材４２の受け面４２ｄを押圧する。
【００５０】
この動作により図１５、図１６、図２０、図２２に示すように近接していた押込部材４２の間隔を図１７、図１８、図２１、図２３に示すように押し広げることができ、４つの押込部材４２の縁部４２ｆで受け枠内の三次元成形品のコーナー部および内周縁部を内側から外側向きに押圧して成形することができる。また、押圧パンチ４１の押し込み力により４つの押込部材４２の縁部４２ｆは下方にも押圧力を作用させるので、図６、図７に示す受け枠１３に収容されている三次元成形品のコーナー部分を目的の形状となるように押圧成形できる。
また、押圧パンチ４１のくさび斜面４１ｂの下降により４つの押込部材４２を押し広げることができるが、くさび斜面４１ｂの下降に引き続いて本体部４１Ａの側面壁４１ａが下降して受け面４２ｄを押圧し、４つの押込部材４２を更に押し広げて三次元成形品のコーナー部分を目的の形状となるように押圧成形する。
これらの動作によって三次元成形品のコーナー部分のＲ部と周縁部分のＲ部の両方をアルミニウム樹脂複合積層板の板厚より小さい目的のＲ部に成形することができ、目的の形状の三次元成形品２を得ることができる。
【実施例】
【００５１】
厚さ２．５ｍｍ、３倍発泡のポリプロピレン製の発泡樹脂板の一面に厚さ０．２ｍｍのＡＡ１０５０からなるアルミニウム合金板を他面に厚さ０．３ｍｍのＡＡ５１５１からなるアルミニウム合金板を接着した３層構造の総厚３．０ｍｍのアルミニウム樹脂複合積層板を用意した。
このアルミニウム樹脂複合積層板に対し図２３、図２４に示す絞り加工装置によって角絞り加工を施し、縦幅２００ｍｍ、横幅１００ｍｍ、深さ３０ｍｍの浅底箱型概形の三次元成形品を得た。この三次元成形品の２つの側面壁と底面壁が交差するコーナー部分の曲率半径Ｒは８ｍｍであった。
【００５２】
前記概形の三次元成形品を図６に示す凹型形状の受け枠内に設置した。受け枠の凹部の寸法は、縦幅２０７ｍｍ、横幅１０７ｍｍ、深さ３５ｍｍである。また、受け枠に形成されている凹部の内縁側の曲率半径は凹部内周縁全周において２ｍｍに形成されている。
前記概形の三次元成形品に対し、図１３〜図２２に示す構成の製造装置を用いてコーナーＲを板厚未満とするための成形を行った。
【００５３】
押込部材４２の側辺部４２ｆの先端側の曲率半径を１．５ｍｍに形成しておき、４つの押込部材４２を受け枠の凹部内の三次元成形品の各コーナー部に収容し、４つの押込部材の間に上方から押圧パンチ４１を挿入し、押圧パンチ４１のくさび斜面４１ｂを押込部材４２の受け面４２ｄに押し付けた。押込部材４２の側辺部４２ｆを三次元成形品の内周部に押圧させた後、１００ｋｇ／ｍ２の圧力で徐々に１．５ｍｍ押し込み、三次元成形品のコーナー部分を成形した。
【００５４】
この結果、三次元成形品の内周側および角度のコーナー部分の曲率半径を全周で２ｍｍ〜４ｍｍの範囲に加工することができた。また、得られた三次元成形品のコーナー部分にしわや割れ、肌荒れなどの欠陥を生じていないことを目視確認できた。
これにより、図１３〜図２２に示す製造装置によって、アルミニウム樹脂複合積層板の角絞り成形の場合のコーナー部分について、板厚未満の曲率半径に加工することができ、コーナー部分にしわや割れ、肌荒れなどの欠陥の生じていない寸法精度の高い三次元成形品を製造できることが判明した。
【００５５】
次に、アルミニウム樹脂複合積層板の厚さ、および、アルミニウム樹脂複合積層板を構成するアルミニウム面材、芯材樹脂の厚さを変化させた試料を複数用意し、各々の試料について図１４〜図２３に示す構成の製造装置を用いてコーナーＲを板厚未満とするための成形を行なった。
アルミニウム面材は前述と同様に、一面（凹面側）にＡ１１００材、他面（凸面側）にＡＡ５１５１のアルミニウム板材を用い、芯材発泡樹脂は３倍発泡のポリプロピレン樹脂を用いた。
各試料の構成を以下の表１に示す。コーナーＲ形成における押込部材４２の側辺部４２ｆの曲率半径は、それぞれのアルミニウム樹脂複合積層板の厚さ（総厚）の１／２となるものを、それぞれ対応して用いた。
各々の試料のＲ形成加工を行なった後、コーナーＲ部について外観を観察し、Ｒ形状不良、Ｒ形成不均一の有無、割れ・しわ・肌荒れの有無について確認し、以下の評価を行った。目視観察にてこれらの欠陥を確認できなかった場合に良好（◎）と判断し、目視観察にて各欠陥について発生の前兆が認められた場合（例えば割れではないが割れの前兆と思われるスジなどの前兆部分が認められた場合）を概ね良好（○）と判断し、目視で不良を僅かに確認できた場合を一部不良（△）と判断し、目視で不良を明瞭に確認できた場合を不良発生（×）と判断した。これら評価の結果を以下の表１に記載するとともに、これらの項目がすべて良好（◎または○）であるものを合格と判断した。
【００５６】
【表１】
2018043275.tif 000003
【００５７】
前述の評価の結果、表１に示すように、アルミニウム樹脂複合積層板の厚さ（総厚）が２〜１０ｍｍ、アルミニウム面材の厚さが０．１〜４ｍｍ、芯材樹脂の厚さが１．９〜９．８ｍｍの範囲にある試料は、Ｒ形成加工の外観が良好であり、いずれも合格と判定された。
一方、いずれかの厚さが前述範囲を外れるものは、Ｒ形成加工後の外観にいずれかの不良を生じた。
このため、図１４〜図２３に示す構成の製造装置を用いてアルミニウム樹脂複合積層板のコーナーＲを板厚の１／２とするための成形を行う場合、アルミニウム樹脂複合積層板の厚さ（総厚）を２〜１０ｍｍの範囲内に、アルミニウム面材の厚さを０．１〜４ｍｍの範囲内に、芯材樹脂の厚さを１．９〜９．８ｍｍの範囲内に設定することが望ましいことが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、アルミニウム樹脂複合積層板の角絞り加工により箱型の三次元成形品を得る場合、コーナー部分に割れ、しわ、肌荒れなどの欠陥を生じることなく、コーナー部分のＲを小さく加工でき、自動車材などの部材に対し角絞り部分に欠陥の無い軽量化した部材を提供できる。
【符号の説明】
【００５９】
１…製造装置、２…三次元成形品、２Ａ…底面壁、２ａ…芯材、２Ｂ…側面壁、２ｂ…面材、２Ｃ…稜線部、２Ｄ…コーナー部、２Ｅ…Ｒ部、５…押圧パンチ、５ａ…下端部、５ｂ…くさび斜面、６…第１の押込治具、６ａ…突起部、６ｂ…ロッド部、６ｃ…基板部、６ｄ…接続部、６ｅ…受け面、７…内側空所、１０…製造装置、１１…押圧パンチ、１１Ａ…外部パンチ、１１Ｃ…内部パンチ、１１ａ…挿入孔、１１ｂ…傾面、１１ｇ…くさび斜面、１２…押込治具、１２ａ…突起部、１２ｅ…受け面、１３…受け枠、１３ａ…凹部、３０…製造装置、３１…押圧パンチ、３１ａ、３１ｃ…挿入孔、３５…押込板、３６…第２の押込治具、４０…製造装置、４１…押圧パンチ、４１Ａ…外部パンチ、４１Ｂ…先端部、４１ｂ…くさび斜面、４２…押込部材、４２ｂ…側辺部、４２ａ…角部、４２ｄ…受け面、４２ｆ…縁部。
【図１】
2018043275.tif 000004
【図２】
2018043275.tif 000005
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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