(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象の板材を挟んで該板材の両側に分けて複数配置され、前記板材の厚さ方向から見ると上下に存在するものがひとつおきに隣り合って千鳥状に配置された第１、第２の押圧部をもって、前記板材上の格子状の被加工箇所を両側から押圧することで、前記第１の押圧部によって前記板材上の被加工箇所を一側面から押圧して凹部を形成し、前記第２の押圧部によって前記板材状の被加工箇所を他側面から押圧して前記一側面に突出する凸部を形成し、前記第２押圧部と第１押圧部との間を縫うように設けられた誘導加熱コイルを用いて、前記第１の押圧部による被加工箇所と前記第２の押圧部による被加工箇所との間を、押圧に先んじて加熱しておくことを特徴とする三次元曲面形状を有する板材の成形方法。
【請求項２】
加工対象の板材を挟んで該板材の両側に分けて複数配置され、板材の厚さ方向から見ると上下に存在するものがひとつおきに隣り合って千鳥状に配置された第１、第２の押圧部と、
前記板材を前記第１、第２の押圧部間を通じて搬送する搬送手段とを備え、
前記第１の押圧部が前記板材の搬送方向に対する直交方向に複数配列され、
前記第２の押圧部も前記直交方向に複数配列され、
さらに前記搬送方向から見ると前記第１、第２の押圧部が前記板材を挟んで互い違いに配置され、
前記第１の押圧部による被加工箇所と前記第２の押圧部による被加工箇所との間の前記板材を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする三次元曲面形状を有する板材の成形装置。
【請求項３】
前記第１、第２の押圧部の前記搬送方向の前後に、押圧に際して前記板材を保持する保持手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置。
【請求項４】
前記保持手段が、前記第１の押圧部と同じ構造を有する第１の保持部と、前記第２の押圧部と同じ構造を有する第２の保持部とからなることを特徴とする請求項２または３記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置。
【請求項５】
前記第１、第２の押圧部の少なくともいずれか一方が、前記板材の面方向に突出する高さを調節可能であることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元曲面形状を有する板材の成形方法および成形装置に関するものである。
【０００２  】
【従来の技術】
板状の構造体としては、コルゲート成形された補強材を側面材で両側から挟んで接着したコルゲート補強構造体や、真空ガス圧成形法で作られたアルミハニカムを側面材で両側から挟んで真空ろう付けにより接合したアルミハニカム補強構造体等が一般的である。
【０００３  】
ところで、上記構造体のうちのコルゲート補強構造体においては、コルゲートの筋目（すじめ）方向に高い剛性が得られるのに対し筋目に直交する方向には十分な剛性が得られないといった問題がある。また、コルゲート補強構造体に三次元曲面形状を与えようとしても筋目に直交する方向に曲がった形状にしか製作できない。
【０００４  】
アルミハニカム補強構造体においては、コルゲート補強構造体とは異なりあらゆる方向に均等に高い剛性が得られるが、上記の方法により製作されるために製作費が嵩む、アルミ材を使用するため耐熱性に乏しいといった問題がある。また、曲面形状をなすアルミハニカムを製作するのは非常に難しく、アルミハニカム補強構造体に三次元曲面形状を与えることは容易ではない。
【０００５  】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、コルゲート補強構造体やアルミハニカム補強構造体にかわる構造体として、凹凸を千鳥状に形成した補強材を側面材で挟んだ構造に注目した。この構造ならば、コルゲート補強構造体のように所定の方向にしか曲面成形できないような性質がなく所望の三次元曲面形状が得られるばかりか、補強材の材料としてステンレス鋼等を採用すれば耐熱性に乏しいアルミハニカム補強構造体の欠点を補うことも可能である。
しかしながら、現在のところ上記のような千鳥状の凹凸を有する補強材を簡単かつ安価に製作することは非常に困難であるのが実状である。
【０００６  】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、あらゆる方向に均等に高い剛性を有する板状の構造体を、より簡単かつ安価に製作することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような三次元曲面形状を有する板材の成形方法および成形装置、ならびに板材の接合方法を採用する。
すなわち請求項１記載の三次元曲面形状を有する板材の成形方法は、加工対象の板材を挟んで該板材の両側に分けて複数配置され、前記板材の厚さ方向から見ると上下に存在するものがひとつおきに隣り合って千鳥状に配置された第１、第２をもって、前記板材上の格子状の被加工箇所を両側から押圧することで、前記第１の押圧部によって前記板材上の被加工箇所を一側面から押圧して凹部を形成し、前記第２の押圧部によって前記板材状の被加工箇所を他側面から押圧して前記一側面に突出する凸部を形成し、前記第２押圧部と第１押圧部との間を縫うように設けられた誘導加熱コイルを用いて、前記第１の押圧部による被加工箇所と前記第２の押圧部による被加工箇所との間を、押圧に先んじて加熱しておくことを特徴とする。
【０００８  】
この成形方法においては、第１の押圧部による被加工箇所を板材の一側面から押さえながら、第２の押圧部による被加工箇所を板材の他側面から押圧することにより、隣り合う被加工箇所間に曲げ加工を施すことができる。
【００１０】
また、第１の押圧部による被加工箇所を板材の一側面から押圧して凹部を形成し、第２の押圧部による被加工箇所を板材の他側面から押圧して一側面に突出する凸部を形成することにより、板材に千鳥状の凹凸を形成することができる。
【００１２】
さらに、第１の押圧部による被施工箇所、および第２の押圧部による被施工箇所をそれぞれ小群に分けて各小群ごとに押圧を行うことにより、作業性が向上して成形加工が行い易くなる。
【００１４】
そして、第１の押圧部による被加工箇所と第２の押圧部による被加工箇所との間を加熱しておくことにより、当該の被加熱部分が変形し易くなるので、曲げ加工が行い易くなる。また、凹部や凸部を形成する場合も、その頂部や底部の間にあたる部分が伸びるため、凹部や凸部が深く（高く）形成される。
【００１５】
請求項２記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置は、加工対象の板材を挟んで該板材の両側に分けて複数配置され、板材の厚さ方向から見ると上下に存在するものがひとつおきに隣り合って千鳥状に配置された第１、第２の押圧部と、前記板材を前記第１、第２の押圧部間を通じて搬送する搬送手段とを備え、前記第１の押圧部が前記板材の搬送方向に対する直交方向に複数配列され、前記第２の押圧部も前記直交方向に複数配列され、さらに前記搬送方向から見ると前記第１、第２の押圧部が前記板材を挟んで互い違いに配置され、前記第１の押圧部による被加工箇所と前記第２の押圧部による被加工箇所との間の前記板材を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする。
【００１６  】
この成形装置においては、板材の搬送過程で板材を第１の押圧部と第２の押圧部とで押圧し、それぞれの押圧力を相手方への押し付け力として利用しながら板材の曲げ加工や凹凸の形成を行うことにより、成形加工が行い易くなる。
【００１８】
また、第１の押圧部を板材の搬送方向に対する直交方向に複数配列し、第２の押圧部をも直交方向に複数配列し、さらに搬送方向から見ると第１、第２の押圧部を板材を挟んで互い違いに配置することにより、板材を搬送する過程で該板材に一側面から凹部が複数個ずつ一度に形成され、他側面からは一側面に突出する凸部が複数個ずつ一度に形成される。
【００２０】
さらに、第１の押圧部による被加工箇所と第２の押圧部による被加工箇所との間の板材を押圧に先んじて加熱しておくことにより、当該の被加熱部分が変形し易くなるので、曲げ加工が行い易くなる。また、凹部や凸部を形成する場合も、その頂部や底部の間にあたる部分が伸びるため、凹部や凸部がより深く（高く）形成される。
【００２１】
請求項３記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置は、請求項２記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置において、前記第１、第２の押圧部の前記搬送方向の前後に、押圧に際して前記板材を保持する保持手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００２２  】
この成形装置においては、保持手段を設けることにより、板材の曲げ加工や凹凸の形成がより正確に行えるようになる。
【００２３】
請求項４記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置は、請求項２または３記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置において、前記保持手段が、前記第１の押圧部と同じ構造を有する第１の保持部と、前記第２の押圧部と同じ構造を有する第２の保持部とからなることを特徴とする。
【００２４  】
この成形装置においては、搬送方向の前方、すなわち押圧を終えた板材が流れる側の保持手段を、第１の押圧部と同じ構造を有する第１の保持部と、第２の押圧部と同じ構造を有する第２の保持部とにより構成することにより、曲げ加工されたり凹凸の形成された板材をその被加工箇所で保持できるので、板材の保持がより確実に行えるようになる。また、板材の被加工箇所を２度押しすることで加工精度が高まる。
【００２５】
請求項５記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置は、請求項２〜４の何れか一項に記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置において、前記第１、第２の押圧部の少なくともいずれか一方が、前記板材の面方向に突出する高さを調節可能であることを特徴とする。
【００２６  】
この成形装置においては、第１、第２の押圧部の少なくともいずれか一方について、板材の面方向に突出する高さを調節可能とすることにより、曲げ加工の状態や凹凸の深さ（高さ）を自在に設定できるようになる。
【００３５  】
【発明の実施の形態】
本発明に係る三次元曲面形状を有する板材の成形方法および成形装置、ならびに板材の接合方法の第１の実施形態を図１ないし図６に示して説明する。
図１(ａ)、(ｂ)には成形装置の全体図を示している。この成形装置は、板材を加工する成型装置本体１と、該成形装置本体１を挟んで配置されて矩形平板状のワーク（加工対象の金属製の板材）Ｗを成形装置本体１に搬入、搬出する搬入テーブルおよび搬出テーブル（いずれも搬送手段）２，３とから構成されている。
【００３６  】
搬入テーブル２と搬出テーブル３の構造について先に説明すると、いずれのテーブルにもワークＷを搬送する略水平な搬送面が設けられており、その搬送面には、ワークＷの搬送方向に回転しワークＷを乗せて送り出す搬送ローラ４が複数設けられている。また、いずれのテーブルにも、対をなすガイドローラ５がワークＷの搬送方向に離間して複数組設けられている。対をなすガイドローラ５，５はワークＷの幅方向に離間して配置されており、搬送されるワークＷの両側縁に当接してワークＷを搬送方向に向けて流し易くしている。
【００３７  】
さらに、いずれのテーブルにも、ワークＷを搬送方向に運ぶ押出機構６が設けられている。押出機構６は搬送ローラ４に乗ったワークＷの後縁に当接し、これを押し出すようにして搬送する。また、搬出テーブル３については、加工後のワークＷの形状に合わせて搬送面を傾斜させることも可能である。
【００３８  】
続いて成形装置本体１について説明すると、図２、図３に示すように、成形装置本体１には、ワークＷを上面から押圧する第１の押圧機構１０と、ワークＷを下面から押圧する第２の押圧機構２０とが設けられている。
【００３９  】
第１の押圧機構１０は、昇降機構１１と、昇降機構１１により昇降可能に支持されたベース１２と、ワークＷの搬送面に平行なベース１２の下面に垂下されるように取り付けられた複数の押圧ピン１３とから構成されている。
【００４０  】
押圧ピン１３は、ワークＷの幅方向に等間隔に離間するグループが、ワークＷの搬送方向に４列に並んで配置されており、昇降機構１１を駆動してベース１２を下降させることで押圧ピン１３の先端（下端）をワークＷの上面に押し当てるようになっている。また、各押圧ピン１３は、ベース１２の下面からの突出長を個々に調節できるようになっている。
【００４１  】
図４に示すように、押圧ピン１３は、ベース１２に縦横に等ピッチで開けられた多数の取付孔１２ａに、連結部材１４を介して取り付けられている。
【００４２】
押圧ピン１３は、断面円形の先端部１３Ｐと断面矩形の基端部１３Ｅとを有し、隣り合うものどうし基端部１３Ｅの側面を突き合わせて隙間なくベース１２上に並べられており、互いに回動や水平方向の移動を規制し合って鉛直方向への移動のみを許容している。押圧ピン１３の基端部１３Ｅには下端面から有底の孔１３ｃが穿設されるとともに孔１３Ｈの開口に雌ネジ部１５が固定され、雌ネジ部１５には連結部材１４の一端に形成された雄ネジ部１４ａが螺合されている。
【００４３  】
連結部材１４は中間部を取付孔１２ａに通して回動自在に支持されている。また、ベース１２内に位置する他端には後述するチャックに回動不能に嵌合する多角形断面部１４ｂが形成されている。
【００４４  】
ベース１２の上方には、連結部材１４を回動させる回動機構１６が設けられている。回動機構１６は、多角形断面部１４ｂを掴むチャック１７と、チャック１７を昇降させて多角形断面部１４ｂに嵌合、離脱させる継手部１８と、チャック１７を回転させる駆動部１９とを備えている。
【００４５  】
押圧ピン１３の高さ調節は、多角形断面部１４ｂをチャックで把持して連結部材１４を回動させ、回動を規制された押圧ピン１３の基端部１３Ｅを雄ネジ部１４ａと雌ネジ部１５との螺合関係により送り出したり引き寄せたりすることによって行われる。
【００４６  】
第２の押圧機構２０は、昇降機構２１と、昇降機構２１により昇降可能に支持されたベース２２と、ワークの搬送面に平行なベース２２の上面に垂直に取り付けられた複数の押圧ピン２３とから構成されている。
【００４７  】
押圧ピン２３は、ワークＷの幅方向に等間隔に離間（押圧ピン１３と同間隔）するグループが、ワークＷの搬送方向に３列並んで配置されており、昇降機構２１を駆動してベース２２を上昇させることで押圧ピン２３の先端（上端）を各列ごとにワークＷの下面に押し当てるようになっている。なお、各押圧ピン２３にも、押圧ピン１３と同じ構造の高さ調節機構が設けられている（説明は省略）。
【００４８  】
押圧ピン１３と押圧ピン２３の位置関係は次のようになっている。
まず、押圧ピン１３および押圧ピン２３を上方視すると、図５のようにそれぞれがひとつおきに格子の頂点にあたる位置に配置されて千鳥状に配列されている。ただし、押圧ピン１３および押圧ピン２３はそれぞれの列がワークＷの幅方向に配列されていることから、格子の方向はワークＷの搬送方向に対し９０゜の角度をなすように与えられる。
【００４９  】
また、押圧ピン１３および押圧ピン２３をワークＷの搬送方向から側方視すると、それらはワークＷの幅方向にオフセットして互い違いに配置され（図２参照）、ワークＷの幅方向から側方視すると搬送方向にオフセットして互い違いに配置されることとなる（図３参照）。
【００５０  】
第２の押圧機構２０側には、上方視すると３列の中央の列に属する押圧ピン２３と４列のうちの中２列に属する押圧ピン１３との間を縫うように誘導加熱コイル（加熱手段）３０が設けられている（図４参照）。この誘導加熱コイル３０に通電すれば、ワークＷ上の押圧ピン１３により押圧される被加工箇所と押圧ピン２３により押圧される被加工箇所との間を加熱できるようになっている。
【００５１  】
次に、三次元曲面形状を有する板状の構造体を製作するにあたってその構成要素である側面材と補強材とを上記成形装置を使って成形加工する手順を説明する。
最初に、図６をもとに側面材の成形加工について説明する。側面材の素となるワークＷOを搬入テーブル２に載せると、ワークＷOは搬送ローラ４に乗って成形装置本体１に向け搬送される。ワークＷOが第１、第２の押圧機構１０，２０間に到達すると、ワークＷOの搬送は一旦停止され、ワークＷOに対して曲げ加工が施される。
【００５２  】
ここで、４列に並ぶ押圧ピン１３のうち搬送方向の上流側の第１列に属する押圧ピン（第１の保持部）１３ａの先端、および上流寄り中央の第２列に属する押圧ピン（第１の押圧部）１３ｂの先端は、いずれも搬入テーブル２の搬送面とほぼ面一の高さに設定されている。また、下流寄り中央の第３列に属する押圧ピン（第１の押圧部）１３ｃの先端、および下流側の第４列に属する押圧ピン（第１の保持部）１３ｄの先端は、ワークＷOの成形すべき形状に合わせて他の押圧ピン１３ａ，１３ｂよりもやや上方に突き出した高さに設定されている。ただし、いずれもワークＷOの搬送時にはベース１２ごと上昇して搬送面から離間した状態にある。
【００５３  】
３列に並ぶ押圧ピン２３のうち搬送方向の上流側の第１列に属する押圧ピン（第２の保持部）２３ａ、および中央の第２列に属する押圧ピン（第２の押圧部）２３ｂの先端はいずれも搬入テーブル２の搬送面とほぼ面一の高さに設定され、下流側の第３列に属する押圧ピン（第２の保持部）２３ｃの先端はワークＷOの成形すべき形状に合わせて他の押圧ピン２３ａ，２３ｂよりもやや上方に突き出した高さに設定されている。
【００５４  】
ワークＷOが停止すると、押圧ピン１３ｂ，１３ｃにより押圧される被加工箇所と押圧ピン２３ｂにより押圧される被加工箇所との間が誘導加熱コイル３０によって加熱される（図６(ａ)）。この状態では、ワークＷOは曲げ加工を受けておらず押圧ピン２３ｂとの間には若干の隙間を生じている。
【００５５  】
ワークＷOが十分に加熱されたら、第１の押圧機構１０が駆動して押圧ピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが下降する（図６(ｂ)）。これにより、ワークＷOは押圧ピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと押圧ピン２３ａ，２３ｂ，２３ｃとに上下から挟まれた状態となるが、このとき、加熱されたワークＷOの前後が押圧ピン１３ｂ，１３ｃにより下方に押圧されることとなり、押圧ピン２３ｂとの間の隙間を解消するようにワークＷOが塑性変形して被加工箇所とその周辺が曲げ加工される。またこのとき、押圧ピン１３ａ，２３ａ、ならびに押圧ピン１３ｄ，２３ｃは曲げ加工の手段としてではなく、被加工箇所の前後でワークＷOを保持する保持手段として機能する。
【００５６  】
ワークＷOが塑性変形し当該の被加工箇所とその周辺が曲げ加工されたら、第１の押圧機構１０が再び駆動して押圧ピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが上昇し、ワークＷOの拘束が解かれる（図６(ｃ)）。続いて、搬入テーブル２が駆動してワークＷOが所定量分前方に搬送される。以降は上記の手順が繰り返され、ワークＷOに対して順次曲げ加工が施される。以上の作業はすべて自動で行われ、加工を終えたワークＷOは側面材として所定の三次元曲面形状に成形されて搬出テーブル３上に送り出され、板状の構造体の側面材ＷOが完成する。
【００５７  】
次に、図７をもとに補強材の成形加工について説明する。補強材の素となるワークＷIを搬入テーブル２に載せると、ワークＷIは搬送ローラ４に乗って成形装置本体１に向け搬送される。ワークＷIが第１、第２の押圧機構１０，２０間に到達すると、ワークＷIの搬送は一旦停止され、ワークＷIに対して凹凸が形成される。
【００５８  】
ここで、押圧ピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの先端はいずれも搬入テーブル２の搬送面とほぼ面一の高さに設定され、押圧ピン２３ａ，２３ｂ，２３ｃの先端もすべて搬入テーブル２の搬送面とほぼ面一の高さに設定されている。ただし、押圧ピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、ワークＷIの搬送時にはいずれもベース１２ごと上昇して搬送面から離間した状態にある。
【００５９  】
ワークＷIが停止すると、押圧ピン１３ｂ，１３ｃによる被加工箇所と押圧ピン２３ｂによる被加工箇所との間が誘導加熱コイル３０によって加熱される（図７(ａ)）。
【００６０  】
ワークＷIが十分に加熱されたら、第１の押圧機構１０が駆動して押圧ピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが下降する。これと同時に第２の押圧機構２０が駆動して押圧ピン２３ｃが搬送面を越えて上昇し、その先端がワークＷIの凸部（前回に押圧ピン２３ｂにより形成されたもの）に下面側から押し当てられる（図７(ｂ)）。これにより、ワークＷIは押圧ピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと押圧ピン２３ａ，２３ｂ，２３ｃとに上下から挟まれた状態となる。
【００６１  】
続いて、第２の押圧機構２０が駆動して被加工箇所を押し上げるように押圧ピン２３ｂが上昇する（図７(ｃ)）。これにより、ワークＷIは上方に張り出すようにして塑性変形し、押圧ピン２３ｂによる凸部と、押圧ピン１３ｂ，１３ｃによる凹部が新たに形成される。このとき、押圧ピン１３ａ，２３ａ、ならびに押圧ピン１３ｄ，２３ｃは曲げ加工の手段としてではなく、被加工箇所の前後でワークＷIを保持する保持手段として機能する。
【００６２  】
ワークＷIが塑性変形し当該の被加工箇所とその周辺に凹凸が形成されたら、第１の押圧機構１０が再び駆動して押圧ピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが上昇するとともに押圧ピン２３ｂ，２３ｃが下降し、ワークＷIの拘束が解かれる（図７(ｄ)）。続いて、搬入テーブル２が駆動してワークＷIが所定量分前方に搬送される。以降は上記の手順を繰り返してワークＷIに対して順次凹凸が形成される。以上の作業はすべて自動で行われ、加工を終えたワークＷIは補強材として所定の三次元曲面形状に成形されて搬出テーブル３に送り出され、板状の構造体の補強材ＷIが完成する。
【００６３  】
完成した補強材ＷIには、上面から見ると押圧ピン１３によって形成された凹部と押圧ピン２３によって形成された凸部とが互い違いに存在する。ここで、凹部を第１の被施工箇所とし、凸部を第２の被施工箇所とすれば、これらは押圧ピン１３，２３の配列に習って格子の頂点にあたる位置に配置されて千鳥状に配列されたものとなっている。
【００６４  】
これら凹部と凸部とは、格子の対角線方向（つまりワークＷIの幅方向）に隣り合う小群に分かれて交互に存在すると見なせるが、これらはワークＷIの成形加工にあたって押圧ピン１３ｂ，１３ｃと押圧ピン２３ｂとで各小群ごとに押圧されて形成されたものである。
【００６５  】
次に、上記のようにして所定の三次元曲面形状に成形加工された側面材ＷOと補強材ＷIとを接合する手順を図８をもとに説明する。
側面材ＷOと補強材ＷIとを重ね合わせると、両者は補強材ＷI側の個々の凸部の頂部と側面材ＷOとが点に近い状態で当接し合うこととなる。そこで、レーザ溶接技術を利用して両者の当接部における接合を図る。
【００６６  】
まず、成形加工を終えた補強材ＷIについて、予め各凸部の頂部に側面材ＷOや補強材ＷIよりも融点の低いろう材Ｒを溶射や塗布により付着させておく。
【００６７  】
側面材ＷOと補強材ＷIとを重ね合わせると、個々の凸部の頂部と側面材ＷOとが点に近い状態で当接するので（図８(ａ)）、両者の当接部に対し側面材ＷO側からレーザＬを照射して側面材ＷOと補強材ＷIとを貫通溶接する。これにより、側面材ＷOと補強材ＷIの当接部は溶融して固着するが、溶接の際に生じる熱でろう材Ｒが溶け、当接部の周囲に生まれる側面材ＷOと補強材ＷIとの間の僅かな隙間を埋めるように広がり、溶接の熱が冷めるとそのままの状態で固まって両者間に溶着する（図８(ｂ)）。
【００６８  】
上記のようにして個々の当接部を接合していき、最終的には補強材ＷIの両側に側面材ＷOを接合すると、所定の三次元曲面形状を有する板状の構造体が完成する。
【００６９  】
本実施形態によれば、押圧ピン１３，２３の高さ調節を随時行いながら成形加工を進めることにより、側面材ＷOを所望の三次元曲面形状に成形することができるばかりか、同様に押圧ピン１３，２３の高さ調節を随時行いながら成形加工を進めることにより、千鳥状に凹凸が形成された補強材ＷIを成形することができる。またこういった成形加工作業は自動的に進められるので、生産性の向上も図れる。
【００７０  】
また、成形加工に先んじて曲げ加工や凹凸の形成を行うべき被加工箇所の周辺を誘導加熱コイル３０によって加熱しておくことにより、ワークＷO，ＷIの加工性を向上させて成形品の形状の自由度を高めることができる。
【００７１  】
さらに、ワークＷO，ＷIに対し曲げ加工や凹凸の形成を行う押圧ピン１３ｂ，１３ｃ、押圧ピン２３ｂと同形状でしかも互いに千鳥配列された押圧ピン１３ａ，１３ｄ、押圧ピン２３ａ，２３ｃを、ワークＷO，ＷIの保持手段として機能させることにより、曲げ加工や凹凸の形成がより正確に行えるので、成形品の加工精度を高めることができる。
【００７２  】
次に、本発明に係る板材の接合方法の第２の実施形態を図９に示して説明する。なお、上記第１の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
側面材ＷOと補強材ＷIとを重ね合わせると、ところによっては凸部の頂部と側面材ＷOとの間に隙間が生じることがあり、その箇所はレーザ溶接を行ってもうまく貫通溶接が行えないことがある。そこで、本実施形態においては、図７に示すように側面材ＷOと補強材ＷIの当接部の周囲を加圧リング３１で押さえながらレーザ溶接を行う。加圧リング３１は中央をレーザアークで射抜かれるようにして配置され、図示しない駆動手段で側面材ＷOに押し付けられるようになっている。
【００７３  】
本実施形態によれば、加圧リング３１で側面材ＷOを僅かに変形させて側面材ＷOと補強材ＷIとの間の隙間を解消したうえでレーザ溶接を行うので、いずれの当接部においても両者の接合が良好に行える。
【００７４  】
ところで、板状の構造体に求められる強度が高い場合は、さらに高度な溶接技術を採用する必要がある。こういった場合は、溶接材として、溶融することにより側面材ＷOや補強材ＷIの材質と混ざって溶接後も側面材ＷOや補強材ＷIの劣化を阻んで同程度の強度を発揮する材料を使用するのが適当である。これによると、当接部における両者の接合強度が格段に高められる。
【００７５  】
次に、本発明に係る板材の接合方法の第３の実施形態を図１０に示して説明する。なお、上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
板状の構造体に求められる強度によっては、側面材ＷOと補強材ＷIとの溶接は行わず、ろう材Ｒのみによって接合するようにしてもよい。そこで、本実施形態においては、側面材ＷOを補強材ＷIに押し付けながら同時に加熱してろう材Ｒを溶着させる。
【００７６  】
側面材ＷOと補強材ＷIの当接部は、側面材ＷO側から見ると等間隔に離間して直線的に配列されている。そこで、当接部の配列方向に沿って側面材ＷO上を移動しながら当接部の両側を加圧する加圧ローラ３２と、加圧ローラ３２とともに移動しながら当接部を加熱する誘導加熱コイル３３を設ける。加圧ローラ３２には、加熱される当接部を挟んで転動する前輪（３２ａ）と、それらの後方を追従するように転動する後輪（３２ｂ）が設けられており、後輪の２つは溶けたろう材が固まるまで加圧状態を保つために設けられている。
【００７７  】
本実施形態によれば、加圧ローラ３２ａで側面材ＷOを押さえながら誘導加熱コイル３３で加熱してろう材Ｒを溶かすと、溶けたろう材Ｒが側面材ＷOと補強材ＷIとの間の僅かな隙間を埋めるように広がる。側面材ＷOを加圧した状態は加圧ローラ３２ｂが通過するまで保たれ、その間にろう材Ｒが冷め固まって両者間に溶着する。これにより、溶接を行わずに簡単に側面材ＷOと補強材ＷIとを接合することができる。
【００７８  】
上記各実施形態に示した技術を採用することにより、所望の三次元曲面形状を有する板状の構造体を製作することができる。ところで、上記の技術はそれぞれを組み合わせることも可能である。例えば、第２の実施形態において、加圧リングにかえて第３の実施形態で説明した加圧ローラを採用しても同様の効果が得られる。また、この技術を使えば、コルゲート補強構造体やアルミハニカム補強構造体についても側面材と補強材との接合を容易に行うことができる。
【００７９  】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１記載の三次元曲面形状を有する板材の成形方法によれば、第１の押圧部による被加工箇所を板材の一側面から押さえながら、第２の押圧部による被加工箇所を板材の他側面から押圧することにより、隣り合う被加工箇所間に曲げ加工を施すことができ、これによって板材に三次元曲面形状を与えることができる。
【００８０】
また、第１の押圧部による被加工箇所を板材の一側面から押圧して凹部を形成し、第２の押圧部による被加工箇所を板材の他側面から押圧して一側面に突出する凸部を形成することにより、板材に千鳥状の凹凸を形成することができ、これによって板材により複雑な三次元曲面形状を与えることができる。
【００８１】
さらに、第１の押圧部による被施工箇所、および第２の押圧部による被施工箇所をそれぞれ小群に分けて各小群ごとに押圧を行うことにより、作業性が向上して成形加工が行い易くなるので、製作コストの削減が可能となる。
【００８２】
そして、第１の押圧部による被加工箇所と第２の押圧部による被加工箇所との間を加熱しておくことにより、当該の被加熱部分が変形し易くなるので、曲げ加工が行い易くなる。また、凹部や凸部を形成する場合も、その頂部や底部の間にあたる部分が伸びるため、凹部や凸部が深く（高く）形成できるようになり、これによって加工性が高まるので、成形品の形状の自由度を高めることができる。
【００８３】
請求項２記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置によれば、板材の搬送過程で板材を第１の押圧部と第２の押圧部とで押圧し、それぞれの押圧力を相手方への押し付け力として利用しながら板材の曲げ加工や凹凸の形成を行うことにより、成形加工が行い易くなるので、製作コストの削減が可能となる。
【００８４】
また、第１の押圧部を板材の搬送方向に対する直交方向に複数配列し、第２の押圧部をも直交方向に複数配列し、さらに搬送方向から見ると第１、第２の押圧部を板材を挟んで互い違いに配置することにより、板材を搬送する過程で該板材に一側面から凹部が複数個ずつ一度に形成され、他側面からは一側面に突出する凸部が複数個ずつ一度に形成されるので、千鳥状の凹凸を簡単かつ迅速に形成することができる。
【００８５】
さらに、第１の押圧部による被加工箇所と第２の押圧部による被加工箇所との間の板材を押圧に先んじて加熱しておくことにより、当該の被加熱部分が変形し易くなるので、曲げ加工が行い易くなる。また、凹部や凸部を形成する場合も、その頂部や底部の間にあたる部分が伸びるため、凹部や凸部がより深く（高く）形成できるようになり、これによって加工性が高まるので、成形品の形状の自由度を高めることができる。
【００８６】
請求項３記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置によれば、保持手段を設けることにより、板材の曲げ加工や凹凸の形成がより正確に行えるようになるので、成形品の加工精度を高めることができる。
【００８７】
請求項４記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置によれば、搬送方向の前方、すなわち押圧を終えた板材が流れる側の保持手段を、第１の押圧部と同じ構造を有する第１の保持部と、第２の押圧部と同じ構造を有する第２の保持部とにより構成することにより、曲げ加工されたり凹凸の形成された板材をその被加工箇所で保持できるので、板材の保持がより確実に行え、成形品の加工精度を高めることができる。また、板材の被加工箇所を２度押しすることでも加工精度が高まる。
【００８８】
請求項５記載の三次元曲面形状を有する板材の成形装置によれば、第１、第２の押圧部の少なくともいずれか一方について、板材の面方向に突出する高さを調節可能とすることにより、曲げ加工の状態や凹凸の深さ（高さ）を自在に設定でき、これによって加工性が高まるので、成形品の形状の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る第１の実施形態を示す図であって、成形装置の平面図および側面図である。
【図２】  成形装置本体１の構造を示す側面図である。
【図３】  成形装置本体１の構造を示す断面図（図２におけるIII-III線矢視断面図）である。
【図４】  押圧ピン１３，２３の高さを調節する機構を示す斜視断面図である。
【図５】  押圧ピン１３，２３の位置関係を示す平面図である。
【図６】  板状の構造体を構成する側面材ＷOの成形加工の手順を示す工程図である。
【図７】  板状の構造体を構成する補強材の成形加工ＷIの手順を示す工程図である。
【図８】  側面材ＷOと補強材ＷIとの接合の仕方を示す状態説明図である。
【図９】  本発明に係る第２の実施形態を示す図であって、側面材ＷOと補強材ＷIとの接合の仕方を示す状態説明図である。
【図１０】  本発明に係る第３の実施形態を示す図であって、側面材ＷOと補強材ＷIとの接合の仕方を示す状態説明図である。
【符号の説明】
１      成形装置本体
２      搬入テーブル（搬送手段）
３      搬出テーブル（搬送手段）
１０    第１の押圧機構
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ    押圧ピン（第１の押圧部）
２０    第２の押圧機構
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ    押圧ピン（第２の押圧部）
３０    誘導加熱コイル（加熱手段）
３１    加圧リング（加圧手段）
３２    加圧ローラ（加圧手段）
Ｗ      ワーク（板材）
【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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