JP2003245725A - 凹凸金属板および凹凸金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属板の全面が凹凸状に形成されて、連続す
る平坦部が実質的に存在しない剛性の高い凹凸金属板を
提供すること。 【解決手段】 板面に複数の凹部２と凸部３とが形成さ
れた凹凸金属板１において、ほぼ半球面状の凹部２と、
ほぼ半球面状の凸部３とが交互に配置される凹凸列Ｌ
１，Ｌ２を格子状に配置し、かつ各凹凸列Ｌ１，Ｌ２上
の隣合う上記凹部２と上記凸部３とを滑らかに連続する
ように形成して、板面を全体的に凹凸状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】板面に凹凸を設けて剛性を強
化した凹凸金属板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車には、ヒートインシュレー
タ等、金属板を所定の断面形状にプレス曲げ加工したプ
レス成形品が多数使用されている。この種のプレス成形
品には車両走行時の振動力が作用し、振動によるビビリ
や変形を防ぐために成形品自体の剛性を強化する必要が
ある。剛性を強化するために板厚を厚くすると、重量や
コストが増加することとなる。そこで、板厚を厚くする
ことなく剛性を強化するために、従来、板面に多数の凹
凸を設けていた。

【０００３】図８は板面に凹凸を設けた従来の代表的な
凹凸金属板を示す。凹凸金属板１Ｃには、板面に半球面
状の凹部２と凸部３とが相互間に平坦部１０をおいて規
則的に形成してある。この凹凸金属板１Ｃは図９に示す
ように、プレス成形面６０に凹面部６１と凸面部６２と
を間隔をおいて規則的に形成した上型６ａと下型６ｂと
のプレス成形面６０を対向させ、両成形面６０間に配し
た金属平板Ｔをプレス成形して製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して設けられた従来の凹凸金属板１Ｃは、板面に面一に
連続する平坦部１０があり、連続する平坦部１０の剛性
が充分でなく、平坦部１０に沿って変形が生じるおそれ
があった。

【０００５】そこで本発明は全面が凹凸状に形成され
て、連続する平坦部が実質的に存在しない剛性の高い凹
凸金属板およびその製造方法を提供することを課題とし
てなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】板面に複数の凹部と凸部
とが形成された凹凸金属板において、上記凹部と上記凸
部とが交互に配置される凹凸列を格子状に配置し、かつ
各凹凸列上の隣合う凹部と凸部とを滑らかに連続するよ
うに形成する（請求項１）。凹凸金属板は板面を全体的
に凹凸状としたので、実質的に連続する平坦部が存在せ
ず剛性を強化することができる。

【０００７】上記凹凸列を湾曲線状に配置する（請求項
２）。各凹凸列を直線状とするよりも凹凸金属板の剛性
を強化できる。

【０００８】上記凹凸列に斜め方向に交差して上記凹部
が連続する凹状列は、隣合う各凹部の底部を平坦に近い
ゆるやかな凸状面で連続せしめ、上記凹凸列に斜め方向
に交差して上記凸部が連続する凸状列は、隣合う各凸部
の頂部を平坦に近いゆるやかな凹状面で連続せしめるよ
うに形成する（請求項３）。隣合う各凹凸列の中間に高
低差の少ない凹凸部が続くと、この部位の剛性が低下す
るが、凹状列の隣合う凹部の底部を連続せしめるととも
に、凸状列の隣合う凸部の頂部を連続せしめることで、
隣合う凹凸列の中間における凹凸の高低差が大きくな
り、凹凸金属板の剛性をより強化することができる。

【０００９】平坦面のない本発明の凹凸金属板は、突起
状の複数のポンチが所定の間隔をおいて配列するポンチ
列を格子状に配置した上型と、突起状の複数のポンチが
所定の間隔をおいて配列するポンチ列を格子状に配置し
た下型とを、一方の型の上記ポンチ列上の隣り合うポン
チ間に他方の型の上記ポンチ列上のポンチを位置せしめ
て対向設置し、上型および下型間に配した平板状の金属
板を、上型と下型とを対向方向に接近せしめて、一方の
型の各ポンチを、他方の型の上記ポンチ列上の隣り合う
ポンチの中間位置へ、他方の型のポンチに対して所定の
間隔をおいて進入せしめ、ポンチの先端がこれと対向す
る他方の型の一般面との間に所定の間隙を形成する位置
までプレス成形することにより製造される（請求項
４）。簡素な構造の金型で凹凸金属板を製造することが
できる。

【００１０】上記上型および下型を、周面に複数の上記
ポンチ列を配置したローラーで構成し、上型ローラーと
下型ローラーとを、いずれか一方のローラーの上記ポン
チ列上の隣り合うポンチ間に他方のローラーの各ポンチ
列のポンチを位置せしめて対向設置し、両ローラーを回
転せしめ、両ローラーで金属板をプレス成形して送り出
す（請求項５）。凹凸金属板の生産性を向上することが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】車両用のヒートインシュレータ等
のプレス成形品を製造するための素材金属板に本発明を
適用した実施形態について説明する。図１に示すよう
に、凹凸金属板１にはその板面全体にわたって、ほぼ半
球面状の凹部２と、ほぼ半球面状の凸部３とが規則的に
多数形成してある。凹部２と凸部３とは同一半径の半球
面状で、板面の縦方向および横方向に沿って、凹部２と
凸部３とを交互に連続的に配列し、凹部２と凸部３が並
んだ縦および横方向に延びる凹凸列Ｌ１，Ｌ２とが隙間
なく格子状に配置してある。

【００１２】板面に凹部２と凸部３を形成するには、図
４に示すように、上型５ａと下型５ｂとからなる金型を
用いてプレス成形する。上型５ａはその下面に、下方へ
突出する円柱状で、先端を半球面状としたポンチ５０ａ
が複数突設してある。複数のポンチ５０ａは互いに所定
の間隔をおいて直線状に配列したポンチ列を格子状に配
置してある。下型５ｂにはその上面に、上記ポンチ５０
ａとほぼ同形状で上方へ突出する複数のポンチ５０ｂを
所定の間隔をおいて直線状に配列したポンチ列が格子状
に配置してある。上型５ａと下型５ｂとは上下に対向せ
しめて、上型５ａのポンチ列の隣り合うポンチ５０ａ間
に下型５ｂの各ポンチ５０ｂが位置するように互い違い
に対向せしめてある。

【００１３】そして、上型５ａと下型５ｂとの間に平板
状の金属板を配し、上型５ａと下型５ｂとを対向方向に
接近させ、上型５ａの各ポンチ５０ａを、下型５ｂの隣
り合うポンチ５０ｂの中間位置へ、ポンチ５０ｂに対し
て所定の間隔をおいて進入せしめて、各ポンチ５０ａ，
５０ｂの先端で上記金属板を押圧する。そして、上型５
ａのポンチ５０ａが下型５ｂのポンチ５０ｂ間の一般面
に対して所定の間隙を形成する位置、および下型５ｂの
ポンチ５０ｂが上型５ａのポンチ５０ａ間の一般面に対
して所定の間隙を形成する位置までプレス加工して、ポ
ンチ５０ａにより凹部２を成形するとともに、ポンチ５
０ｂで凸部３を成形する。

【００１４】金属板の板面は、上型５ａおよび下型５ｂ
の各ポンチ５０ａ，５０ｂの先端のみで押圧され、凹部
２と凸部３との間には形状が急変する境界が形成され
ず、滑らかに連続する。従って、凹凸金属板１の縦方向
および横方向の各凹凸列Ｌ１，Ｌ２に沿う断面形状はと
もに、図１（Ｂ）に示すように、凹部２の底部から凸部
３の頂部へ至る一連の上昇傾斜部と、凸部３の頂部から
凹部２の底部へ至る一連の下降傾斜部とを備えた略正弦
波状の断面が連続する形状となる。図１（Ｂ）のＣＬは
凹凸金属板１の中心線である。

【００１５】また、図１（Ａ）に示すように、凹凸金属
板１の板面には、縦横の凹凸列Ｌ１，Ｌ２に対して斜め
に交差して凹部２が連続する凹状列Ｌ３と縦横の凹凸列
Ｌ１，Ｌ２に対して斜めに交差して凸部３が連続する凸
状列Ｌ４とが形成される。凹状列Ｌ３は隣合う凹部２が
等間隔に配列され、その断面形状は図２に示すように、
隣合う凹部２間の中間部４が、両凹部２の底部から上方
へ突出して頂部が中心線ＣＬとほぼ同等な高さ位置に至
る湾曲山形状をなす。中間部４は二つの凹部２と二つの
凸部３とで四方が囲まれており、プレス加工時に、中間
部４を挟む両側の凹部２を成形する上型５ａのポンチ５
０ａの押圧作用により中間部４は下方へ押されるもの
の、中間部４を挟む両側の凸部３を成形する下型５ｂの
対のポンチ５０ｂの押圧作用で上方へ押されることとな
り、各ポンチ５０ａ，５０ｂの作用力が均衡するので中
間部４の頂部は中心線ＣＬとほぼ同等な高さ位置とな
る。

【００１６】一方、隣合う凸部３が等間隔に配列された
凸状列Ｌ４の断面形状は図３に示すように、凹状列Ｌ３
の断面形状に対して逆向きで、隣合う凸部３間の中間部
４’が、両凸部３の頂部から下方へ凹んで底部が中心線
ＣＬとほぼ同等位置に至る湾曲逆山形状をなす。

【００１７】本実施形態の凹凸金属板１は、その断面形
状がいずれの位置においても凹凸が存在する波形状をな
し、従来構造のように凹部２と凸部３との間に面一に連
続する平坦部が存在しないので凹凸金属板１のいずれの
部分でも剛性が強化される。従って、薄板で凹凸金属板
１を構成しておき、その後、凹凸金属板１を所望の形状
にプレス曲げ加工することで、軽量かつ高剛性の成形品
を提供することができる。

【００１８】尚、凹凸金属板１は、図１ないし図４にお
いてその凹凸を明瞭に表すため、凹部２および凸部３を
大きく示したが、凹部２および凸部３はその半径（高
さ）を金属平板の板厚に近い寸法とし、細かく形成する
ことが望ましい。このようにすれば、凹凸金属板１をプ
レス曲げ加工しても板面の凹部２および凸部３が潰れに
くく、他部材との溶接も可能となる。

【００１９】凹凸金属板１を製造するには、先に説明し
たように、凹部２を成形する複数のポンチ５０ａを備え
た上型５ａと、凸部３を成形する複数のポンチ５０ｂを
備えた下型５ｂとでプレス成形する方法が最適である。
凹凸金属板１を従来のように上型と下型とのプレス成形
面全体を使って成形しようとすると、上型および下型の
プレス成形面にそれぞれ、凹部２および凸部３に対応す
る凹面部と凸面部を設けるとともに、凹状列Ｌ３の隣合
う凹部２の間、および凸状列Ｌ４の隣合う凸部３の間の
中間部４，（４’）に対する凹面部と凸面部を形成する
必要があり、上型および下型のプレス成形面は複雑な形
状となる。これに対して本発明の製造方法によれば、金
型は上型５ａに凹部２を成形するポンチ５０ａと、下型
５ｂに凸部３を成形するポンチ５０ｂを設けた簡素な構
造ですむ。

【００２０】図５は凹凸金属板１をポンチを設けた上型
と下型とで更に生産性よく製造する方法を示すものであ
る。図示のように、周面にポンチ５０ａの上記ポンチ列
を配置した上型ローラー５ｃと、周面にポンチ５０ｂの
上記ポンチ列を配置した下型ローラー５ｄとでプレス成
形する。上型ローラー５ｃと下型ローラー５ｄとは、各
ローラー５ｃ，５ｄの各ポンチ５０ａ，５０ｂが互い違
いに対向するように対向設置してあり、両ローラー５
ｃ，５ｄを矢印Ｘ，Ｙ方向へ回転させる。そして、ロー
ル状に巻かれた金属平板Ｔを両ローラー５ｃ，５ｄ間に
通して、両ローラー５ｃ，５ｄでプレス加工しながら凹
凸金属板１を送り出し、送り出された凹凸金属板１を裁
断装置Ｓにより所定の寸法に切断する。これによれば、
凹凸金属板１の生産性を一層向上することができる。

【００２１】図６は本発明の他の実施形態を示す。本実
施形態は基本的には先の実施形態とほぼ同様で、相違点
を中心に説明する。尚、図において同一部位は同一符号
で表す。図６に示すように、凹凸金属板１Ａは、凹部２
と凸部３とを交互に連続して配列した縦方向および横方
向の各凹凸列Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ、湾曲線状に配列す
る。

【００２２】先の実施形態の凹凸金属板１（図１
（Ａ））において、隣合わせた凹凸列Ｌ１の中間、およ
び隣合わせた凹凸列Ｌ２の中間は、高低差の少ない凹凸
面が一直縁状に連続するので板面で最も剛性の低い部位
となる。本実施形態の凹凸金属板１Ａは、凹凸列Ｌ１，
Ｌ２を湾曲線状としたので、隣合わせた凹凸列Ｌ１の中
間、および隣合わせた凹凸列Ｌ２の中間の高低差の少な
い凹凸面が直線状にならないのでより剛性が強化され
る。

【００２３】本発明の更に他の実施形態を図７に示す。
図７（Ａ）に示すように、凹凸金属板１Ｂは、縦横の各
凹凸列Ｌ１，Ｌ２に対して斜めに交差して凹部２が連続
する凹状列Ｌ３において、隣合う二つの凹部２を一組と
して、両凹部２が連続せしめてある。更に、上記凹状列
Ｌ３と直交して凸部３が連続する凸状列Ｌ４において、
隣合う二つの凸部３を一組として、両凸部３が連続せし
めてある。

【００２４】図７（Ｂ）に示すように、凹状列Ｌ３は、
隣合う二つの凹部２の底部間が金属板の中心線ＣＬより
も下方位置で中間部２０により連ねてあり、中間部２０
は平坦に近い断面形状で、両凹部２の底部に対して緩や
かに上方へ湾曲する凸状面に形成してある。また、連続
せしめた凹部２と他の連続せしめた凹部２との間は、こ
れらと直交する凸状列Ｌ４の隣合う二つの凸部３を連続
する中間部３０により中心線ＣＬよりも上方へ膨出する
断面山形に形成してある。

【００２５】一方、図７（Ｃ）に示すように、凸状列Ｌ
４は凹状列Ｌ３に対して逆の断面形状をなし、隣合う二
つの凸部３の頂部間が中心線ＣＬよりも上方位置で平坦
に近い緩やかな凹状面をなす中間部３０により連ねてあ
る。また、連続せしめた凸部３と他の連続せしめた凸部
３との間は、凹状列Ｌ３の隣合う二つの凹部２を連続す
る中間部２０により中心線ＣＬよりも凹側で断面逆山形
に形成してある。

【００２６】凹凸金属板１Ｂは、隣合わせた凹凸列Ｌ１
の中間、および隣合わせた凹凸列Ｌ２の中間において、
これ等と斜め方向に交差する、凹状列Ｌ３の二つの凹部
２を連ねる中間部２０、および凸状列Ｌ４の二つの凸部
３を連ねる中間部３０とにより、高低差の大きな凹凸面
が形成されるので更に剛性を強化することができる。

【００２７】尚、凹凸金属板１Ｂを製造するには、上型
５ａの隣合う二つのポンチ５０ａを一組に連ねるととも
に、下型５ｂの隣合う二つのポンチ５０ｂを一組に連ね
た金型を用いる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、板面全体が凹凸状に形
成されて、連続する平坦部が実質的に存在しないので剛
性の高い凹凸金属板を提供することができる。この凹凸
金属板は、板厚を薄くしても剛性が確保され、薄板の凹
凸金属板は用途に応じた形状に容易に加工できるうえ、
軽量化がはかれる。また、本発明の凹凸金属板の製造方
法によれば、板面全体が凹凸状をなし、連続する平坦部
が存在しない剛性の高い凹凸金属板を効率良く製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凹凸金属板を示すもので、図１（Ａ）
はその平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線
に沿う断面図である。

【図２】図１（Ａ）のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図１（Ａ）のIII −III 線に沿う断面図であ
る。

【図４】本発明の凹凸金属板の製造方法を示すもので、
凹凸部が金型で成形される状態を示す概略断面図であ
る。

【図５】本発明の凹凸金属板の他の製造を示す概略説明
図である。

【図６】本発明の他の凹凸金属板の平面図である。

【図７】本発明の更に他の凹凸金属板を示すもので、図
７（Ａ）はその平面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のVIIB
−VIIB線に沿う断面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）のVIIC
−VIIC線に沿う断面図である。

【図８】図８（Ａ）は従来の凹凸金属板の平面図、図８
（Ｂ）は図８（Ａ）のVIIIＢ−VIIIＢ線に沿う断面図で
ある。

【図９】従来の凹凸金属板が金型で成形される状態を示
す概略断面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ 凹凸金属板 ２ 凹部 ２０ 凸状面（中間部） ３ 凸部 ３０ 凹状面（中間部） ５ａ 上型 ５ｂ 下型 ５ｃ 上型ローラー ５ｄ 下型ローラー ５０ａ，５０ｂ ポンチ Ｌ１，Ｌ２ 凹凸列 Ｌ３ 凹状列 Ｌ４ 凸状列

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 義則 愛知県刈谷市一里山町金山100番地 トヨ タ車体株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板面に複数の凹部と凸部とが形成された
   凹凸金属板において、上記凹部と上記凸部とが交互に配
   置される凹凸列を格子状に配置し、かつ各凹凸列上の隣
   合う凹部と凸部とを滑らかに連続するように形成したこ
   とを特徴とする凹凸金属板。
2. 【請求項２】 上記凹凸列を湾曲線状に配置した請求項
   １に記載の凹凸金属板。
3. 【請求項３】 上記凹凸列に斜め方向に交差して上記凹
   部が連続する凹状列は、隣合う各凹部の底部を平坦に近
   いゆるやかな凸状面で連続せしめ、上記凹凸列に斜め方
   向に交差して上記凸部が連続する凸状列は、隣合う各凸
   部の頂部を平坦に近いゆるやかな凹状面で連続せしめた
   請求項１に記載の凹凸金属板。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の凹凸金属板の製造方法
   において、 突起状の複数のポンチが所定の間隔をおいて配列するポ
   ンチ列を格子状に配置した上型と、突起状の複数のポン
   チが所定の間隔をおいて配列するポンチ列を格子状に配
   置した下型とを、一方の型の上記ポンチ列上の隣り合う
   ポンチ間に他方の型の上記ポンチ列上のポンチを位置せ
   しめて対向設置し、 上型および下型間に配した平板状の金属板を、上型と下
   型とを対向方向に接近せしめて、一方の型の各ポンチ
   を、他方の型の上記ポンチ列上の隣り合うポンチの中間
   位置へ、他方の型のポンチに対して所定の間隔をおいて
   進入せしめ、ポンチの先端がこれと対向する他方の型の
   一般面との間に所定の間隙を形成する位置までプレス成
   形することを特徴とする凹凸金属板の製造方法。
5. 【請求項５】 上記上型および下型を、周面に複数の上
   記ポンチ列を配置したローラーで構成し、上型ローラー
   と下型ローラーとを、いずれか一方のローラーの上記ポ
   ンチ列上の隣り合うポンチ間に他方のローラーの各ポン
   チ列のポンチを位置せしめて対向設置し、両ローラーを
   回転せしめ、両ローラーで金属板をプレス成形して送り
   出す請求項４に記載の凹凸金属板の製造方法。