(57)【要約】金属板Ｗの一方の面側に配置した工具Ｔと、金属板Ｗの周囲を挟持する固定治具１と、被加工部Ｆの輪郭の少なくとも一部に沿った成形縁部Ｅを有するテンプレートＰ１とを用い、テンプレ・ートＰ１を金属板Ｗの他方の面側に配置し、固定治具１によりテンプレートＰ１とともに金属板Ｗの周囲を狭持して固定し、金属板Ｗに工具Ｔを押し付けて移動させることにより、金属板Ｗに三次元形状の被加工部Ｆを逐次成形する逐次成形方法とした。成形型を用いずに高精度の被加工部Ｆを成形することを可能にし、設備費や製造コストの低減を図る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、前記金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形するに際し、
前記金属板の周囲を挟持する固定治具と、前記被加工部の輪郭の少なくとも一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用い、
前記テンプレートを前記金属板の他方の面側に配置し、
前記固定治具により前記テンプレートとともに前記金属板の周囲を挟持して固定し、
前記金属板の一方の面に前記工具を押し付けて移動させることにより、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項２】
前記固定治具から前記被加工部の輪郭に至る距離が相対的に大きい部位に前記テンプレートを配置して、前記被加工部を逐次成形することを特徴とする請求項１に記載の逐次成形方法。
【請求項３】
前記工具の移動経路を前記被加工部の中心方向に変更する部位に前記テンプレートを配置して、前記被加工部を逐次成形することを特徴とする請求項１に記載の逐次成形方法。
【請求項４】
前記金属板の成形前の面と前記被加工部の成形後の面とが成す角度を成形角度とし、前記成形角度が相対的に小さい部位に前記テンプレートを配置して、前記被加工部を逐次成形することを特徴とする請求項１に記載の逐次成形方法。
【請求項５】
前記テンプレートが、前記金属板が接触する角部にＲ形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の逐次成形方法。
【請求項６】
前記テンプレートと同形の成形縁部を有し且つ前記金属板の一方の面側に配置される第２のテンプレートを用い、
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、周囲を保持した金属板に工具を押し付けて移動させることにより、金属板を三次元形状に逐次成形する際に用いられる逐次成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の逐次成形方法としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に記載の逐次成形方法は、水平にした金属板の周囲を固定する治具と、金属板の下面側に配置した成形型と、金属板の上面側に配置した工具とを用いる。治具は、昇降可能な構造である。工具は、先端を加工面とした棒状を成しており、直交する三軸方向に移動可能である。【０００３】  逐次成形方法は、金属板の上面に工具の先端を押し付けて移動させることで、金属板に連続的に塑性変形を加え、工具の移動経路を変更しながら、工具及び治具を下降させる。これにより、逐次成形方法は、成形型の表面に沿うように金属板を次第に変形させ、最終的に、成形型の表面形状に合致した三次元形状の被加工部（成形品）を成形する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特許第４７８７５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、上記したような従来の逐次成形方法は、成形型を用いるので、精度の良好な被加工部が得られるものの、複数種類の被加工部を成形する場合には、それぞれ専用の成形型を容易する必要がある。このため、従来の逐次成形方法では、設備費及び製造コストが嵩むという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。【０００６】  本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、成形型を用いずに高精度の被加工部を成形することを可能にし、設備費や製造コストの低減を図ることができる逐次成形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】
【０００７】  本発明に係わる逐次成形方法は、金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形する方法である。逐次成形方法は、金属板の周囲を挟持する固定治具と、被加工部の輪郭の少なくとも一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用いる。そして、逐次成形方法は、テンプレートを金属板の他方の面側に配置し、固定治具によりテンプレートとともに金属板の周囲を挟持して固定し、金属板の一方の面に工具を押し付けて移動させることにより、金属板に三次元形状の被加工部を逐次成形することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】  本発明に係わる逐次成形方法は、成形型を使用せず、被加工部のうちで変形（誤差）が生じ易い部位に合わせて、金属板の他方の面側にテンプレートを配置する。複数種類の被加工部を成形する場合、種類別の専用の成形型を用いるよりも、被加工部の少なくとも一部に対応するテンプレートを用いた方が明らかに廉価である。【０００９】  そして、逐次成形方法は、固定治具によりテンプレートとともに金属板の周囲を挟持して固定し、金属板の一方の面に工具を押し付けて移動させる。この際、逐次成形方法は、テンプレートを配置した部分では、工具がテンプレートの成形縁部に沿って移動して、工具と成形縁部との間で金属板を拘束する。これにより、逐次成形方法は、被加工部の縁部の形状凍結性を高めて縦壁の張力を増加させ、被加工部の変形を抑制する。【００１０】  このようにして、逐次成形方法は、成形型を用いずに高精度の被加工部（成形品）を成形することを可能にし、設備費や製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係わる逐次成形方法の第１実施形態において、金属板と被加工部とを示す平面図である。
【図２】逐次成形の開始時の状態を示す断面図である。
【図３】逐次成形の終了時の状態を示す断面図である。
【図４】金属板に対する固定治具及びテンプレートの配置を示す平面図である。
【図５】固定治具及びテンプレートの要部を説明する断面図である。
【図６】工具の移動経路を示す平面図である。
【図７】被加工部における変形領域の分布を示す平面図である。
【図８】テンプレートの有無と金属板の成形誤差との関係を示すグラフである。
【図９】テンプレートの有無と金属板の変形量との関係を示すグラフである。
【図１０】図９中の要部を説明する断面図である。
【図１１】逐次成形方法の第２実施形態を示す平面図である。
【図１２】逐次成形方法の第３実施形態を示す平面図である。
【図１３】逐次成形方法の第４実施形態を示す平面図である。
【図１４】図１３に示すテンプレートの平面図である。
【図１５】図１３に示すテンプレートの他の例を示す平面図である。
【図１６】逐次成形方法の第５実施形態を示す平面図である。
【図１７】逐次成形方法の第６実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】〈第１実施形態〉
図１〜図１０は、本発明に係わる逐次成形方法の第１実施形態を説明する図である。
逐次成形方法では、図１に示すように、平坦で矩形状を成す金属板（ブランク材）Ｗを用い、金属板Ｗの中央部に、図中に仮想線で示す被加工部Ｆを逐次成形する。図示例の被加工部Ｆは、後に周囲を切除して成形品となる部分であり、一例として、自動車のエンジンフードである。
【００１３】  逐次成形方法は、図２及び図３に示すように、金属板Ｗの一方の面側（図中で上側）に配置した工具Ｔを用いて、金属板Ｗに他方の面側（図中で下側）に突出した三次元形状の被加工部Ｆを逐次成形する。その際、逐次成形方法は、金属板Ｗの周囲を挟持する固定治具１と、被加工部Ｆの輪郭の少なくとも一部に沿った成形縁部を有するテンプレートＰ１とを用いる。
【００１４】  工具Ｔは、先端に加工面を有する棒状を成しており、例えば、多軸制御型の作業ロボット（図示せず）のハンド部に装着してある。これにより、工具Ｔは、直交する三軸方向に移動可能であり、三軸回りに回転させることも可能である。なお、逐次成形方法では、ＮＣ工作機械等を用いることも可能であり、その工具ヘッドに工具を装着する。
【００１５】  固定治具１は、矩形の枠状を成すものであって、下側の固定板１Ａと、上側の可動板１Ｂとを備えている。可動板１Ｂは、図示しない駆動機構により昇降可能であり、下降して固定板１Ａとの間で金属板Ｗの周囲を挟持して固定する。図示例の固定治具１は、金属板Ｗを水平に保持している。
【００１６】  テンプレートＰ１は、図４に示すように、被加工部Ｆの左右両側（エンジンフードの左右両側）に配置してあり、概略矩形状の板部材であると共に、その一辺に、被加工部Ｆの輪郭の左右両側に沿った成形縁部Ｅを有している。
【００１７】  ここで、金属板Ｗは、図４中に点線で示す固定治具１の外縁に相当する縦横寸法を有する。また、被加工部Ｆは、固定治具１の内側領域に余裕をもって収まる大きさである。すなわち、固定治具１は、被加工部Ｆに対する汎用性をもたせたものであり、複数種類の被加工部Ｆの製造に適用可能である。これに対して、テンプレートＰ１は、固定治具１により挟持可能な大きさを有し、固定治具１の内側領域に成形縁部Ｅを有している
【００１８】  逐次成形方法では、より望ましい実施形態として、固定治具１から被加工部Ｆの輪郭に至る距離が相対的に大きい部位にテンプレートＰ１を配置する。図示例の固定治具１は、長辺を左右方向とする矩形状を成しており、その内側領域の中央部で被加工部Ｆが成形される。この場合、固定治具１から被加工部Ｆに至る距離は、固定治具１の長辺から被加工部Ｆまでの距離よりも、固定治具１の短辺から被加工部Ｆまでの距離の方が大きいので、テンプレートＰ１は、被加工部Ｆの左右両側に配置してある。
【００１９】  また、逐次成形方法では、より望ましい実施形態として、工具Ｔの移動経路を被加工部Ｆの中心方向に変更する部位にテンプレートＰ１を配置する。さらに、逐次成形方法では、より望ましい実施形態として、金属板Ｗの成形前の面と被加工部Ｆの成形後の面とが成す角度を成形角度（図３中の符号θ）とし、成形角度θが相対的に小さい部位にテンプレートＰ１を配置する。
【００２０】  さらに、逐次成形方法では、図５に示すように、テンプレートＰ１が、金属板Ｗが接触する角部にＲ形状（図中の符号Ｒ）を有する。換言すれば、逐次成形方法では、金属板Ｗが接触する角部にＲを有するテンプレートＰ１を使用する。
【００２１】  逐次成形方法では、上記の工具Ｔ、固定治具１及びテンプレートＰ１を用い、図２、図３及び図５に示すように、テンプレートＰ１を金属板Ｗの他方の面側（各図中で下側）に配置する。このとき、テンプレートＰ１は、成形縁部Ｅが未加工の被加工部Ｆの輪郭に一致するように位置調整してある。
【００２２】  次いで、逐次成形方法では、固定治具１の固定板１Ａ及び可動板１Ｂにより、テンプレートＰ１とともに金属板Ｗの周囲を挟持して固定する。これにより、テンプレートＰ１は、固定治具１の内側領域内に成形縁部Ｅの部分が延出した状態に固定される。
【００２３】  この際、固定治具１は、２箇所にテンプレートＰ１，Ｐ１を介装するので、図２及び図３に示すように、テンプレートＰ１の無い部分に、テンプレートＰ１と同一の厚さを有するスペーサＳを介装することが有効である。なお、図２及び図３は、図４中のＡ−Ａ線に基づいて、テンプレートＰ１の有る部分と無い部分の両方の断面を示している。
【００２４】  そして、逐次成形方法は、金属板Ｗの一方の面において、被加工部Ｆの輪郭上に工具Ｔの先端を押し付けて水平方向に移動させる。これにより、逐次成形方法は、金属板Ｗに連続的に塑性変形を加えながら、工具Ｔの移動経路の変更及び下降を繰り返して、金属板Ｗに三次元形状の被加工部Ｆを逐次成形する。
【００２５】  より具体的に説明すると、逐次成形方法は、図６に示すように、被加工部Ｆの輪郭の１箇所（図示例ではコーナー部）を始点１０１とし、工具Ｔを始点１０１に押し付けて、図中の矢印ａ１で示す一方向に周回移動させる。この周回移動経路は、被加工部Ｆの輪郭に沿った経路である。
【００２６】  このとき、逐次成形方法では、被加工部Ｆの左右両側にテンプレートＰ１，Ｐ１を配置しているので、テンプレートＰ１の成形縁部Ｅに沿って工具Ｔが移動する。このため、テンプレートＰ１を配置した部分では、工具Ｔと成形縁部Ｅとの間で金属板Ｗを拘束することで、被加工部Ｆの縁部の形状凍結性を高めることができる。
【００２７】  次に、逐次成形方法は、工具Ｔが始点１０１に到達したところで、図６中の細矢印で示すように、工具Ｔを被加工部Ｆの中心方向に移動（ピッチ移動）させると共に、所定量だけ下降させる。そして、逐次成形方法は、図６中の太い矢印ａ２で示すように、初回の移動方向ａ１とは逆の方向ａ２に工具Ｔを周回移動させる。
【００２８】  それ以降、逐次成形方法は、工具Ｔの周回移動（太矢印ａ３〜ａ１１）と、工具Ｔのピッチ移動（細矢印）及び下降とを繰り返し行う。これにより、逐次成形方法は、図２に示す成形開始から図３に示す成形終了に移行するように、金属板Ｗの中央部を次第に押し下げるように成形する。この際、工具Ｔの周回移動経路は、被加工部Ｆの輪郭に沿った経路であるが、被加工部Ｆの中心に向かうにつれて経路長が短くなる。なお、図６では、便宜上、周回移動経路の間隔（ピッチ移動量）を大きく示したが、実際の周回移動経路の間隔は密である。
【００２９】  この間、逐次成形方法では、先述したように、被加工部Ｆの左右両側に配置したテンプレートＰ１により、被加工部Ｆの縁部の形状凍結性が高められるので、少なくとも成形縁部Ｅの範囲において被加工部Ｆの縦壁（成形面）の張力が増大し、これにより、被加工部Ｆの変形を抑制する。
【００３０】  そして、逐次成形方法は、図６に示すように、最終的に工具Ｔが終点１０２に到達した時点で、金属板Ｗの他方の面側（下側）に突出状態となった被加工部Ｆを成形する。
【００３１】  上記の逐次成形方法は、成形型を使用せず、被加工部Ｆのうちで変形（誤差）が生じ易い部位に合わせて、金属板Ｗの他方の面側にテンプレートＰ１を配置する。複数種類の被加工部Ｆを成形する場合、種類別の専用の成形型を用いるよりも、被加工部Ｆの少なくとも一部に対応するテンプレートＰ１を用いた方が明らかに廉価である。
【００３２】  このようにして、上記の逐次成形方法は、成形型を用いずに高精度の被加工部（成形品）Ｆを成形することを可能にし、設備費や製造コストの低減を図ることができる。なお、被加工部Ｆは、それ以外の周囲部分を切除して成形品となる。
【００３３】  ここで、図６に示すように、被加工部Ｆのコーナー部位を始点１０１として逐次成形を行う場合、大半の領域では工具Ｔの周回移動が行われるが、コーナー部位では工具Ｔのピッチ移動、すなわち工具Ｔが被加工部Ｆの中心方向に移動する。このため、被加工部Ｆには、ピッチ移動による負荷も加わるので、対角線に沿って全体を折り曲げるように負荷が作用する。これにより、被加工部Ｆは、テンプレートＰ１を用いずに成形をした場合、図７に示すように、左下のコーナー部位と、対角となる右上のコーナー部位に変形領域Ｑ，Ｑが生じ易い。
【００３４】  これに対して、上記の逐次成形方法では、被加工部Ｆの左右両側に配置したテンプレートＰ１，Ｐ１が、工具Ｔの移動経路を被加工部Ｆの中心方向に変更する部位、すなわちコーナー部位をも含むので、コーナー部位の形状凍結性が高められ、コーナー部位の変形を抑制することができる。
【００３５】  図８は、テンプレートＰ１の有無と金属板Ｗの成形誤差との関係を示すグラフである。成形誤差とは、設計値と被加工部Ｆの実測値との差である。図中右側に示すテンプレート有りの場合の成形誤差は、図中左側に示すテンプレート無しの場合の成形誤差に比べて、端部及び中央部のいずれにおいても明らかに小さくなる。
【００３６】  また、図９及び図１０は、テンプレートＰ１の有無と金属板Ｗの変形量との関係を示すグラフである。このグラフは、被加工部Ｆの断面形状に一致している。変形量とは、図中に二点鎖線で示す設計値と実測値との差である。中央領域では、テンプレートの有無に係わらず変形量が小さい。しかし、端部領域では、テンプレート有りの場合（実線）の変形量は、テンプレート無しの場合（点線）の変形量に比べて明らかに小さい。
【００３７】  逐次成形では、テンプレートを用いない場合、金属板Ｗの固定治具１から離間した位置（拘束されていない位置）に工具Ｔを押し付けるので、金属板Ｗが下方に撓み易く、スプリングバックにより縁部の形状凍結性が確保できない。つまり、テンプレート無しの場合では、被加工部Ｆの縦壁（成形面）が、緩やかな斜面になり、設計値に対する変形量が大きくなる。このような変形量の増大は、固定治具１から被加工部Ｆの輪郭に至る距離が大きくなるほど、また、成形角度θが小さいほど顕著に表れる。
【００３８】  そこで、上記の逐次成形方法では、固定治具１から被加工部Ｆの輪郭に至る距離が相対的に大きい部位にテンプレートＰ１を配置し、また、成形角度θが相対的に小さい部位にテンプレートＰ１を配置する。
【００３９】  これにより、上記の逐次成形方法では、テンプレートＰ１により被加工部Ｆの縁部の形状凍結性が高められるので、金属板Ｗの変形し易い部位において、被加工部Ｆの縦壁の変形量を小さくし得る。よって、上記の逐次成形方法によれば、高精度の被加工部（成形品）Ｆを成形することができる。
【００４０】  さらに、上記の逐次成形方法では、金属板Ｗが接触する角部にＲを有するテンプレートＰ１を用いる。これにより、上記の逐次成形方法では、工具Ｔにより、テンプレートＰ１の成形縁部Ｅに沿って金属板Ｗを折り曲げる際に、その折り曲げ部位での応力集中を緩和すると共に、板厚の減少も抑制する。
【００４１】  上記のテンプレートＰ１は、少なくとも金属板Ｗとの接触面（図中で上面）に、摩擦係数の小さい表面処理を施すことも有効である。この場合、逐次成形の際に、金属板Ｗが内側方向に僅かに滑ることにより、金属板Ｗに過大な引張応力が生じるのを抑制しつつ、被加工部Ｆの縁部の形状凍結性を高めることができる。なお、金属板Ｗは、後に周囲部分を切除するので、周囲部分の変形が被加工部Ｆの精度に影響する心配はない。
【００４２】  図１１〜図１７は、本発明に係わる逐次成形方法の第２〜第６の実施形態を説明する図である。以下の実施形態において、第１実施形態と同等の部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】〈第２実施形態〉
図１１に示す逐次成形方法では、上下方向に長辺を有する矩形枠状の固定治具１を用いている。このため、逐次成形方法では、固定治具１から被加工部Ｆの輪郭に至る距離が相対的に大きい部位、すなわち、図中において、被加工部Ｂの輪郭の上下両側部位にテンプレートＰ２，Ｐ２を配置している。被加工部Ｂが自動車のエンジンフードである場合、テンプレートＰ２，Ｐ２は、前端及び後端の二辺に配置してあり、被加工部Ｂの前端及び後端の各辺に沿った成形縁部Ｅ，Ｅを有する。
【００４４】  上記の逐次成形方法は、先の実施形態と同様に、固定治具１により、テンプレートＰ２とともに金属板Ｗの周囲を挟持して固定、金属板Ｗの一方の面に工具Ｔを押し付けつつ移動させて被加工部Ｆを逐次成形する。この際、逐次成形方法は、工具ＴとテンプレートＰ２の成形縁部Ｅとの間で金属板Ｗを拘束しつつ成形するので、被加工部Ｆの縁部の形状凍結性が高められ、被加工部Ｆの縦壁（成形面）の張力を増大させて、被加工部Ｆの変形を抑制する。これにより、寸法精度の高い被加工部Ｆを成形することができる。
【００４５】〈第３実施形態〉
図１２に示す逐次成形方法では、左右方向に長辺を有する矩形枠状の固定治具１を用いている。この逐次成形方法では、工具Ｔの移動経路を被加工部Ｆの中心方向に変更する部位として、被加工部Ｆのコーナー部位にテンプレートＰ３を配置している。なお、工具Ｔの移動経路が先の図６に例示したものである場合、工具Ｔの移動経路を変更する部位は１箇所のコーナー部位である。しかし、被加工部Ｂは、先述したように、移動経路を変更する部位と、その対角位置との２箇所に変形領域Ｑが生じ易いのであるから、双方の２箇所にテンプレートＰ３を配置するのがより望ましい。
【００４６】  これに対して、図示例では、４箇所の全てのコーナー部位にテンプレートＰ３を配置している。この場合の逐次成形方法は、工具Ｔの移動経路を被加工部Ｆの中心方向に変更する部位だけでなく、固定治具１から被加工部Ｆの輪郭に至る距離が相対的に大きい部位にもテンプレートＰ３を配置したのと同等である。
【００４７】  上記の逐次成形方法にあっても、固定治具１により、テンプレートＰ３とともに金属板Ｗの周囲を挟持して固定し、工具Ｔにより被加工部Ｆを逐次成形する。そして、逐次成形方法は、テンプレートＰ３を配置した部位で、被加工部Ｆの縁部の形状凍結性を高め、被加工部Ｆの縦壁（成形面）の張力を増大させて被加工部Ｆの変形を抑制し、寸法精度の高い被加工部Ｆを成形する。
【００４８】〈第４実施形態〉
図１３に示す逐次成形方法では、左右方向に長辺を有する矩形枠状の固定治具１を用いており、図中において、被加工部Ｂの輪郭の下側部位にテンプレートＰ４を配置している。被加工部Ｂが自動車のエンジンフードである場合、テンプレートＰ４は、前端の一辺に配置してあり、被加工部Ｂの前端の辺に沿った成形縁部Ｅを有する。
【００４９】  上記の逐次成形方法にあっても、固定治具１により、テンプレートＰ４とともに金属板Ｗの周囲を挟持して固定し、工具Ｔにより被加工部Ｆを逐次成形する。そして、逐次成形方法は、テンプレートＰ３を配置した部位で、被加工部Ｆの縁部の形状凍結性を高め、被加工部Ｆの縦壁（成形面）の張力を増大させて被加工部Ｆの変形を抑制し、寸法精度の高い被加工部Ｆを成形する。
【００５０】  ここで、テンプレートＰ４は、図１４に示すように、少なくとも固定治具１で挟持可能な大きさと成形縁部Ｅを有するものであれば良い。但し、テンプレートＰ４は、図１５に示すように、固定治具１で挟持される枠状のスペーサＳと一体化した構造にしたり、スペーサＳに対して着脱可能な構造にしたりすることができる。とくに、スペーサＳは、テンプレートＰ４と分離可能な構造にすれば、複数種類のテンプレートに共通する汎用部品となり、設備費等のさらなる節減に貢献し得る。
【００５１】〈第５実施形態〉
図１６に示す逐次形成方法は、被加工部Ｆの輪郭の全周に対応した成形縁部Ｅを有するテンプレートＰ５を用いる。この逐次成形方法では、テンプレートＰ５により、被加工部Ｆの縁部全周で形状凍結性が高められ、被加工部Ｆの縦壁（成形面）の張力を増大させて被加工部Ｆの変形を抑制する。これにより、逐次成形方法では、寸法精度の高い被加工部Ｆを成形することができる。
【００５２】  また、上記のテンプレートＰ５を用いた逐次成形方法では、被加工部Ｆの大きさに合った金属板（ブランク材）Ｗを使用することができる。これにより、上記の逐次成形方法では、金属板Ｗの大きさを必要最小限にして、材料歩留まりを向上させることができる。
【００５３】〈第６実施形態〉
図１７に示す逐次成形方法では、金属板Ｗの他方の面側（下側）に配置するテンプレートＰ６Ａと、このテンプレートＰ６Ａと同形の成形縁部Ｅを有し且つ金属板Ｗの一方の面側（上側）に配置される第２のテンプレートＰ６Ｂとを用いる。なお、第２のテンプレートＰ６Ｂは、下側のテンプレートＰ６Ａの全体若しくは一部に対応するものでも良い。
【００５４】  上記の逐次成形方法にあっても、固定治具１により、テンプレートＰ６Ａ，Ｐ６Ｂとともに金属板Ｗの周囲を挟持して固定し、工具Ｔにより被加工部Ｆを逐次成形する。そして、逐次成形方法は、テンプレートＰ６Ａ，Ｐ６Ｂを配置した部位で、被加工部Ｆの縁部の形状凍結性を高め、被加工部Ｆの縦壁（成形面）の張力を増大させて被加工部Ｆの変形を抑制し、寸法精度の高い被加工部Ｆを成形する。
【００５５】  また、上記の逐次成形方法では、金属板Ｗの両面にテンプレートＰ６Ａ，Ｐ６Ｂを配置して逐次成形を行うので、金属板Ｗの拘束力がさらに高められ、金属板Ｗのスプリングバックをより確実に防止する。これにより、逐次成形方法では、縁部の形状凍結性がより一層向上し、被加工部（成形品）Ｆの寸法精度のさらなる向上を実現する。
【００５６】  本発明に係わる逐次成形方法は、その構成が上記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を適宜変更することができる。金属板の姿勢は、水平だけでなく、垂直状態や傾斜状態であっても良い。また、移動可能な固定治具を使用して、工具と金属板とを相対的に移動させても良い。
【００５７】  さらに、逐次成形方法は、三次元形状の様々な被加工部の成形に適用することができ、とくに、自動車の車体パネルのように車種毎に異なる被加工部を製造するのに好適であり、設備費及びコストの低減に非常に有効である。
【符号の説明】
【００５８】  １  固定治具
Ｅ  成形縁部
Ｆ  被加工部
Ｐ１〜Ｐ５  テンプレート
Ｐ６Ａ，Ｐ６Ｂ  テンプレート
Ｔ  工具
Ｗ  金属板
θ  成形角度
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月1日(2019.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、前記金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形するに際し、
前記金属板の周囲を挟持する固定治具と、前記被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用い、
前記テンプレートを前記金属板の他方の面側に配置し、
前記固定治具により前記テンプレートとともに前記金属板の周囲を挟持して固定し、
前記金属板の一方の面に前記工具を押し付けて移動させることにより、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項２】
前記固定治具から前記被加工部の輪郭に至る距離が相対的に大きい部位に前記テンプレートを配置して、前記被加工部を逐次成形することを特徴とする請求項１に記載の逐次成形方法。
【請求項３】
前記工具の移動経路を前記被加工部の中心方向に変更する部位に前記テンプレートを配置して、前記被加工部を逐次成形することを特徴とする請求項１に記載の逐次成形方法。
【請求項４】
前記金属板の成形前の面と前記被加工部の成形後の面とが成す角度を成形角度とし、前記成形角度が相対的に小さい部位に前記テンプレートを配置して、前記被加工部を逐次成形することを特徴とする請求項１に記載の逐次成形方法。
【請求項５】
前記テンプレートが、前記金属板が接触する角部にＲ形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の逐次成形方法。
【請求項６】
前記テンプレートと同形の成形縁部を有し且つ前記金属板の一方の面側に配置される第２のテンプレートを用いて、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の逐次成形方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
［技術分野］
［０００１］
本発明は、周囲を保持した金属板に工具を押し付けて移動させることにより、金属板を三次元形状に逐次成形する際に用いられる逐次成形方法に関するものである。
［背景技術］
［０００２］
従来の逐次成形方法としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に記載の逐次成形方法は、水平にした金属板の周囲を固定する治具と、金属板の下面側に配置した成形型と、金属板の上面側に配置した工具とを用いる。治具は、昇降可能な構造である。工具は、先端を加工面とした棒状を成しており、直交する三軸方向に移動可能である。
［０００３］
逐次成形方法は、金属板の上面に工具の先端を押し付けて移動させることで、金属板に連続的に塑性変形を加え、工具の移動経路を変更しながら、工具及び治具を下降させる。これにより、逐次成形方法は、成形型の表面に沿うように金属板を次第に変形させ、最終的に、成形型の表面形状に合致した三次元形状の被加工部（成形品）を成形する。
［先行技術文献］
［特許文献］
［０００４］
［特許文献１］日本国特許第４７８７５４８号公報
［発明の概要］
［発明が解決しようとする課題］
［０００５］
しかしながら、上記したような従来の逐次成形方法は、成形型を用いるので、精度の良好な被加工部が得られるものの、複数種類の被加工部を成形する場合には、それぞれ専用の成形型を容易する必要がある。このため、従来の逐次成形方法では、設備費及び製造コストが嵩むという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
［０００６］
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、成形型を用いずに高精度の被加工部を成形することを可能にし、設備費や製造コストの低減を図ることができる逐次成形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］
［０００７］
本発明に係わる逐次成形方法は、金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形する方法である。逐次成形方法は、金属板の周囲を挟持する固定治具と、被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用いる。そして、逐次成形方法は、テンプレートを金属板の他方の面側に配置し、固定治具によりテンプレートとともに金属板の周囲を挟持して固定し、金属板の一方の面に工具を押し付けて移動させることにより、金属板に三次元形状の被加工部を逐次成形することを特徴としている。
［発明の効果］
［０００８］
本発明に係わる逐次成形方法は、成形型を使用せず、被加工部のうちで変形（誤差）が生じ易い部位に合わせて、金属板の他方の面側にテンプレートを配置する。複数種類の被加工部を成形する場合、種類別の専用の成形型を用いるよりも、被加工部の一部に対応するテンプレートを用いた方が明らかに廉価である。
［０００９］
そして、逐次成形方法は、固定治具によりテンプレートとともに金属板の周囲を挟持して固定し、金属板の一方の面に工具を押し付けて移動させる。この際、逐次成形方法は、
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月22日(2019.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、前記金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形するに際し、
前記金属板の周囲を挟持する固定治具と、前記被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用い、
前記テンプレートを前記金属板の他方の面側に配置すると共に、前記固定治具から前記被加工部の輪郭に至る距離が相対的に大きい部位に前記テンプレートを配置し、
前記固定治具により前記テンプレートとともに前記金属板の周囲を挟持して固定し、
前記金属板の一方の面に前記工具を押し付けて移動させることにより、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、前記金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形するに際し、
前記金属板の周囲を挟持する固定治具と、前記被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用い、
前記テンプレートを前記金属板の他方の面側に配置すると共に、前記工具の移動経路を前記被加工部の中心方向に変更する部位に前記テンプレートを配置し、
前記固定治具により前記テンプレートとともに前記金属板の周囲を挟持して固定し、
前記金属板の一方の面に前記工具を押し付けて移動させることにより、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項４】
金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、前記金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形するに際し、
前記金属板の周囲を挟持する固定治具と、前記被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用い、
前記テンプレートを前記金属板の他方の面側に配置すると共に、前記金属板の成形前の面と前記被加工部の成形後の面とが成す角度を成形角度とし、前記成形角度が相対的に小さい部位に前記テンプレートを配置し、
前記固定治具により前記テンプレートとともに前記金属板の周囲を挟持して固定し、
前記金属板の一方の面に前記工具を押し付けて移動させることにより、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項５】
前記テンプレートが、前記金属板が接触する角部にＲ形状を有することを特徴とする請求項１，３及び４のいずれか１項に記載の逐次成形方法。
【請求項６】
前記テンプレートと同形の成形縁部を有し且つ前記金属板の一方の面側に配置される第２のテンプレートを用いて、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする請求項１，３〜５のいずれか１項に記載の逐次成形方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
［技術分野］
［０００１］
本発明は、周囲を保持した金属板に工具を押し付けて移動させることにより、金属板を三次元形状に逐次成形する際に用いられる逐次成形方法に関するものである。
［背景技術］
［０００２］
従来の逐次成形方法としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に記載の逐次成形方法は、水平にした金属板の周囲を固定する治具と、金属板の下面側に配置した成形型と、金属板の上面側に配置した工具とを用いる。治具は、昇降可能な構造である。工具は、先端を加工面とした棒状を成しており、直交する三軸方向に移動可能である。
［０００３］
逐次成形方法は、金属板の上面に工具の先端を押し付けて移動させることで、金属板に連続的に塑性変形を加え、工具の移動経路を変更しながら、工具及び治具を下降させる。これにより、逐次成形方法は、成形型の表面に沿うように金属板を次第に変形させ、最終的に、成形型の表面形状に合致した三次元形状の被加工部（成形品）を成形する。
［先行技術文献］
［特許文献］
［０００４］
［特許文献１］日本国特許第４７８７５４８号公報
［発明の概要］
［発明が解決しようとする課題］
［０００５］
しかしながら、上記したような従来の逐次成形方法は、成形型を用いるので、精度の良好な被加工部が得られるものの、複数種類の被加工部を成形する場合には、それぞれ専用の成形型を容易する必要がある。このため、従来の逐次成形方法では、設備費及び製造コストが嵩むという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
［０００６］
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、成形型を用いずに高精度の被加工部を成形することを可能にし、設備費や製造コストの低減を図ることができる逐次成形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］
［０００７］
本発明に係わる逐次成形方法は、金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形する方法である。逐次成形方法は、金属板の周囲を挟持する固定治具と、被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用いる。そして、逐次成形方法は、テンプレートを金属板の他方の面側に配置すると共に、前記固定治具から前記被加工部の輪郭に至る距離が相対的に大きい部位に前記テンプレートを配置し、固定治具によりテンプレートとともに金属板の周囲を挟持して固定し、金属板の一方の面に工具を押し付けて移動させることにより、金属板に三次元形状の被加工部を逐次成形することを特徴としている。
［発明の効果］
［０００８］
本発明に係わる逐次成形方法は、成形型を使用せず、被加工部のうちで変形（誤差）が生じ易い部位、すなわち固定治具から被加工部の輪郭に至る距離が相対的に大きい部位に合わせて、金属板の他方の面側にテンプレートを配置する。複数種類の被加工部を成形する場合、種類別の専用の成形型を用いるよりも、被加工部の一部に対応するテンプレートを用いた方が明らかに廉価である。
［０００９］
そして、逐次成形方法は、固定治具によりテンプレートとともに金属板の周囲を挟持して固定し、金属板の一方の面に工具を押し付けて移動させる。この際、逐次成形方法は、
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
テンプレートを配置した部分では、工具がテンプレートの成形縁部に沿って移動して、工具と成形縁部との間で金属板を拘束する。これにより、逐次成形方法は、被加工部の縁部の形状凍結性を高めて縦壁の張力を増加させ、被加工部の変形を抑制する。
［００１０］
このようにして、逐次成形方法は、成形型を用いずに高精度の被加工部（成形品）を成形することを可能にし、設備費や製造コストの低減を図ることができ、とくに、被加工部のうちで変形が生じ易い部位の形状凍結性を高めて変形量を小さくすることができる。
［図面の簡単な説明］
［００１１］
［図１］本発明に係わる逐次成形方法の第１実施形態において、金属板と被加工部とを示す平面図である。
［図２］逐次成形の開始時の状態を示す断面図である。
［図３］逐次成形の終了時の状態を示す断面図である。
［図４］金属板に対する固定治具及びテンプレートの配置を示す平面図である。
［図５］固定治具及びテンプレートの要部を説明する断面図である。
［図６］工具の移動経路を示す平面図である。
［図７］被加工部における変形領域の分布を示す平面図である。
［図８］テンプレートの有無と金属板の成形誤差との関係を示すグラフである。
［図９］テンプレートの有無と金属板の変形量との関係を示すグラフである。
［図１０］図９中の要部を説明する断面図である。
［図１１］逐次成形方法の第２実施形態を示す平面図である。
［図１２］逐次成形方法の第３実施形態を示す平面図である。
［図１３］逐次成形方法の第４実施形態を示す平面図である。
［図１４］図１３に示すテンプレートの平面図である。
［図１５］図１３に示すテンプレートの他の例を示す平面図である。
［図１６］逐次成形方法の第５実施形態を示す平面図である。
［図１７］逐次成形方法の第６実施形態を示す断面図である。
［発明を実施するための形態］
［００１２］
〈第１実施形態〉
図１〜図１０は、本発明に係わる逐次成形方法の第１実施形態を説明する図である。
逐次成形方法では、図１に示すように、平坦で矩形状を成す金属板（ブランク材）Ｗを用い、金属板Ｗの中央部に、図中に仮想線で示す被加工部Ｆを逐次成形する。図示例の被加工部Ｆは、後に周囲を切除して成形品となる部分であり、一例として、自動車のエンジンフードである。
［００１３］
逐次成形方法は、図２及び図３に示すように、金属板Ｗの一方の面側（図中で上側）に配置した工具Ｔを用いて、金属板Ｗに他方の面側（図中で下側）に突出した三次元形状の被加工部Ｆを逐次成形する。その際、逐次成形方法は、金属板Ｗの周囲を挟持する固定治具１と、被加工部Ｆの輪郭の少なくとも一部に沿った成形縁部を有するテンプレートＰ１とを用いる。
［００１４］
工具Ｔは、先端に加工面を有する棒状を成しており、例えば、多軸制御型の作業ロボット（図示せず）のハンド部に装着してある。これにより、工具Ｔは、直交する三軸方向に移動可能であり、三軸回りに回転させることも可能である。なお、逐次成形方法では、ＮＣ工作機械等を用いることも可能であり、その工具ヘッドに工具を装着する。
［００１５］
固定治具１は、矩形の枠状を成すものであって、下側の固定板１Ａと、上側の可動板１Ｂとを備えている。可動板１Ｂは、図示しない駆動機構により昇降可能であり、下降して固定板１Ａとの間で金属板Ｗの周囲を挟持して固定する。図示例の固定治具１は、金属板
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月16日(2020.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、前記金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形するに際し、
前記金属板の周囲を挟持する固定治具と、前記被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用い、
前記テンプレートを前記金属板の他方の面側に配置すると共に、前記固定治具から前記被加工部の輪郭に至る距離が相対的に大きい部位に前記テンプレートを配置し、
前記固定治具により前記テンプレートとともに前記金属板の周囲を挟持して固定し、
前記金属板の一方の面に前記工具を押し付けて移動させることにより、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項２】
金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、前記金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形するに際し、
前記金属板の周囲を挟持する固定治具と、前記被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用い、
前記テンプレートを前記金属板の他方の面側に配置すると共に、前記工具の移動経路を前記被加工部の中心方向に変更する部位に前記テンプレートを配置し、
前記固定治具により前記テンプレートとともに前記金属板の周囲を挟持して固定し、
前記金属板の一方の面に前記工具を押し付けて移動させることにより、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項３】
金属板の一方の面側に配置した工具を用いて、前記金属板に他方の面側に突出した三次元形状の被加工部を逐次成形するに際し、
前記金属板の周囲を挟持する固定治具と、前記被加工部の輪郭の一部に沿った成形縁部を有するテンプレートとを用い、
前記テンプレートを前記金属板の他方の面側に配置すると共に、前記金属板の成形前の面と前記被加工部の成形後の面とが成す角度を成形角度とし、前記成形角度が相対的に小さい部位に前記テンプレートを配置し、
前記固定治具により前記テンプレートとともに前記金属板の周囲を挟持して固定し、
前記金属板の一方の面に前記工具を押し付けて移動させることにより、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする逐次成形方法。
【請求項４】
前記テンプレートが、前記金属板が接触する角部にＲ形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の逐次成形方法。
【請求項５】
前記テンプレートと同形の成形縁部を有し且つ前記金属板の一方の面側に配置される第２のテンプレートを用いて、前記金属板に三次元形状の前記被加工部を逐次成形することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の逐次成形方法。
【国際調査報告】
2020008226.tif 000020
2020008226.tif 000021