JP3460068B1 - プレス成型装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】ビルの内・外装パネル，天井パネル等に用いる
金属パネルを生産するためのローコストなプレス成型機
を提供する。 【解決手段】シート状の成型物を一対のプレス型４ａ，
４ｂを用いて成型するプレス成型装置であって、一対の
プレスロールの間に樹脂製のプレス型を配し、プレスロ
ール１ａ，１ｂを回転駆動で移動・往復することにより
局部的且つ段階的に型全面を成型することで、高意匠な
大型の金属パネルを安価で成型することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はビルの内・外装用パ
ネル材、天井材、等を生産するための金属薄板のプレス
成型に用いる、プレス装置・プレス型に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】従来ビルの内・外装パネルは厚みが０．３
ｍｍ〜４ｍｍの金属板（ステンレス，アルミ，カラー鋼
板等）の４隅を箱状に折り曲げ、パネル状に仕上げた
後、裏面に断熱処理を施し、ビルの下地（ファスナー）
に取り付けている。一般的にパネル表面はフラットのも
のが多く、パネル表面に深い凹凸模様の意匠を持つパネ
ルはダイキャスト法で生産され高級施工に限られてい
た。

【０００４】内・外装パネル表面に凹凸模様をつける方
法は５種類ある。 １．プレス成型 ２．ダイキャスト
法、３．タレットパンチ法（NC制御の油圧プレス装置で
５０ｍｍ×５０ｍｍのパターン柄を連続的に模様付
け。）、４．エンボス成形法（２本の凹凸模様ロールの
間に金属板を通板し模様付け。）、５．エッチング法そ
の他（金属表面を腐食させて模様付け、その他ヘアーラ
インなどの特殊研磨による模様付け等がある。）

【０００５】１．プレス成型は油圧式プレス装置,もし
くは機械式プレス装置で型枠（ダイセット）に囲まれ強
固に位置決めされた、金属製プレス金型を用いプレス成
形していた。

【０００６】従来技術では金属製の金型加工に時間がか
かるためパネルのサイズが大型化し、パネルの柄が深
く、高意匠になるほど型費用が高額になりロット数の比
較的小さなビル工事に新しい型をおこすことは困難であ
った。

【０００７】大型パネルの意匠性の高い柄をプレス成型
でシャープに表現するには面圧１００ｋｇ/平方センチ
メートルが必要で、大型のプレス装置無しでは成型でき
ない。大型プレス装置は極めて高額で,ランニングコス
トもかかるため，大型プレス機でプレスするのは極めて
困難であった。

【０００８】従来のプレス金型は上下型ともに金属の表
面で一度に金属薄板をプレスするため、模様が深くなる
ほど成型物表面の破れ、傷、塗装面の剥離が問題になる
ため高意匠の成型ができなかった。

【０００９】ダイキャスト法は特に意匠性の高い高級パ
ネル施工で使用されていた。しかしコストが高く，また
非常に重いため高層ビル、ビル改築では使用が困難であ
った。また鋳造型に溶融した金属を流し込む本工法では
パネルの大きさ（900ｍｍ×900ｍｍが最大サイズ）に制
限があった。

【００１０】タレットパンチによる模様付けは、50ｍｍ
×50ｍｍの模様パターンサイズが最大限度で意匠に変化
を持たせるのが困難であった。

【００１１】エンボス成形による模様付けは厚板成形の
場合模様深さに限度があり（0.5ｍｍから1ｍｍ程度、成
形品材料肉厚の1／2以下）また切り板を成形する小ロッ
ト生産に向かない。また模様を深くすることで成形後の
板のばたつきが発生しパネル製作で要求される平面性が
確保できない問題がある。

【００１２】エッチング,研磨では模様深さが、深くて
数十ミクロンオーダーで意匠表現が限られ、市場から飽
きられている。

【発明が解決しようとする課題】

【００１３】外装パネルの標準的な最大のサイズである
４ｍ×２ｍの板（０．３ｍｍから１ｍｍ厚の金属板）に
細かい凹凸模様（深さ最大１０ｍｍ）をプレス成形でシ
ャープに転写しようとすると面圧を100ｋｇ/平方センチ
メートルかけなければならず８０００トンの油圧プレス
装置が必要になる。専用機を製作すれば数億円の費用と
なり、中小企業からなる金属工事業者の投資できる金額
ではない。

【００１４】内・外装パネルを生産する金属工事業者各
社が自社で所有でき内外装パネルの小ロット生産が可能
な安価で、高性能なプレス装置の提供が望まれている。

【００１５】ビルの高層化、ビルの改装等でパネルの軽
量化が求められている。カーテンウオールに模様の凹凸
をつけることで、内・外装パネルの剛性が増し、材料の
厚みを薄くすることが可能となる。軽量化と同時に材料
費のコストダウンが可能となる技術が求められている。

【００１６】ローコストでの内・外装パネルの意匠性向
上が求められている。成型品肉厚を減らすことでシャー
プなプレス成型が可能となりダイキャスト品と同等以上
の意匠表現が可能となる技術が強く求められている。

【００１７】内・外装パネルの成型に用いるプレス型の
コストダウン，納期短縮が大きな課題である。

【００１８】現状プレス金型表面が両面金属であるため
に、近年注目されている光触媒塗装、セラミック塗装，
プリントフィルムラミネート鋼板等のプレス成形で成型
品表面に傷がつき高意匠な深い模様のプレス成型が不可
能である。

【００１９】本発明は上記の問題を解決するもので、そ
の目的とするところは超大型、軽量、高剛性、高意匠、
低コスト、高品質の内・外装パネルを生産するプレス装
置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【００２０】 上記の目的を達成するために請求項１記
載の発明は、図１のごとくシート状の成型物を一対のプ
レス型を用いて成型するプレス装置であって、対向する
一対のプレスロール１ａ，１ｂ、とプレスロールの上下
間隔を位置決めする位置制御装置２ａ，２ｂ，前記プレ
スロールを回転駆動させるモーター３ａ，３ｂ，前記プ
レスロールの間に位置するプレス型４ａ，４ｂ，前記プ
レスロールの両側において成型と同時にプレス型４ａ、
４ｂが通過することができるように配置されたレベラー
装置５ａ，５ｂを備えたプレス成型装置である。

【００２１】このように構成すると、シート状成型物６
は一対のプレスロール１ａ，１ｂ、の間に位置する、凸
模様プレス型４ａと凹模様プレス型４ｂとの間で成型さ
れる。

【００２２】請求項２記載の発明は図１のごとくシート
状の成型物を一対のプレス型を用いて成型するプレス装
置であって、前記プレス成型装置においてシート状の成
形物を一対のプレス型を対向するプレスロールの間で局
所的に加圧し、同時にプレスロールを回転駆動させるモ
ーター３ａ，３ｂ，によりプレス型長手全長にわたり移
動させ全面をプレス成形するプレス装置である。

【００２３】このように構成すると、シート状成型物６
は一対の凸模様プレス型４ａと、凹模様プレス型４ｂと
の間でプレスロール １ａ，１ｂ，により局所的に成型
されると同時にプレス型長手全長にわたり移動し最終的
に全面が成型される。

【００２４】請求項3記載の発明は図１のごとくシート
状の成型物６を一対のプレス型４ａ，４ｂを用いて成型
するプレス装置であって、プレス１工程が終了するごと
にプレスロール １ａ，１ｂの間隔を狭めることで段階
的に深絞りのプレス成型をおこなうプレス成型装置であ
る。

【００２５】このように構成すると、シート状の成型物
６は一対のプレス型４ａ、４ｂ，との間で破れることな
く，且つ均一な肉厚で段階的に深絞り成型される。

【００２６】請求項4記載の発明は図１のごとくシート
状の成型物を一対のプレス型を用いて成型するプレス装
置であって前記プレス装置におけるプレス型４ａ，４
ｂ，の型表面に、常温で硬化する樹脂であって、加熱硬
化後のショアーＤ硬度（ＩＳＯ866）が６５から７０程
度、破断にいたる伸びが１００〜１５０％程度及び樹脂
厚さ10ｍｍで加圧したときに１０％の変形で１.５〜
３．０ｋｇ／平方ミリメートルの圧縮応力となる合成樹
脂で製作された型を備える。

【００２７】このように構成すると、成型物は型表面が
硬質合成樹脂層により形成された一対の凸模様プレス型
４ａと、凹模様プレス型４ｂとの間で表面に傷、破れ、
塗装面剥離をおこさずに深い模様に成型される。また硬
質合成樹脂が適度に弾性変形することでプレスロール
１ａ，１ｂ，の圧力がプレス型４ａ，４ｂ，を介してシ
ート状の成型物に伝わりやすくなりシャープな成型品が
得られる。

【００２８】請求項５記載の発明は図１のごとくシート
状の成型物を一対のプレス型を用いて成型するプレス装
置であって前記プレス装置におけるプレス型一方の表面
に、常温で硬化する樹脂であって、加熱硬化後のショア
ーＤ硬度（ＩＳＯ866）が６５から７０程度、破断にい
たる伸びが１００〜１５０％程度及び樹脂厚さ10ｍｍで
加圧したときに１０％の変形で１.５〜３．０ｋｇ／平
方ミリメートルの圧縮応力となる合成樹脂で製作された
型を用い、もう一方の型に金属製の型を備える。

【００２９】このように構成すると、成型物表面が、硬
質合成樹脂層により形成された凸模様プレス型４ａと面
し、成型物裏面は金属製の凹模様プレス型４ｂに面し、
プレス型４ａ，４ｂ、の間で成型されることで剛性のあ
る厚肉のシート状成型物の場合にも深いシャープな模様
に成型され、且つ成型物表面には傷、破れ、塗装面剥離
をおこすことが無い。

【００３０】請求項６記載の発明は図１のごとくシート
状の成型物を一対のプレス型を用いて成型するプレス装
置であってプレスロール １ａ，１ｂ，の両側において
成型と同時にプレス型４ａ、４ｂが通過することができ
るようにレベラー装置５ａ，５ｂを配置し、プレス成型
すると同時にプレス型４ａ，４ｂ、をレベラ−装置に通
過させる。

【００３１】このように構成すると、シート状成型物６
が型の中にセットされた状態でレベラー装置を通過する
ことで成型時に発生するシート状成型物６の反りをレベ
ラー効果で消すことができる。型の中にセットされた状
態でレベラー装置を通過するため成型品の凹凸模様がつ
ぶされることは無い。

【００３２】請求項７記載の発明は図１のごとくシート
状の成型物を一対のプレス型を用いて成型するプレス装
置であってプレスロール １ａ，１ｂ，の上下間隔の位
置制御をする位置制御装置２ａ，２ｂ，を用いてプレス
型４ａ，４ｂ、の間に配置されたシート状の成型物６に
プレスロール １ａ，１ｂ，を介し，断続的且つ局所的
に加圧せしめる。

【００３３】このように構成すると、シート状成型物６
が型の中にセットされた状態でプレスロール １ａ，１
ｂ，から断続的且つ局所的に圧縮応力を受けるため請求
項７記載のレベラー装置を通過することと同等の効果を
発生し成型物の反りを防止することが可能となる。特に
請求項５記載の片側のプレス型を樹脂製プレス型，もう
一方のプレス型に金属製プレス型を使用するケースでは
レベラーを通過することが困難であるために本発明は有
効である。

【発明の効果】

【００３４】以上説明したように、請求項１記載の発明
は、従来の高コストな大型プレス装置、金属製プレス金
型を用いることなく簡易な位置決め制御装置と回転駆動
モーターを有するプレスロールを用いたプレス装置で樹
脂製プレス型を移動・往復しながら局所的且つ段階的に
プレス成型することで大型、軽量、低コスト、高剛性、
高意匠で平面性が高い、ひずみの少ない内外装パネルの
製作が可能になった。

【００３５】請求項２記載の発明は、局所的にプレスを
しながら移動する機構であるためロールプレス装置を従
来のプレス成型機と比較するとイニシャルコスト、ラン
ニングコストが下がるとともに、省エネルギー、省スペ
ースを同時に実現できた。

【００３６】請求項3記載の発明による成型物の深絞り
成型のよる高意匠化で内外装パネルの剛性が向上し成型
材料の薄肉化が可能となり、パネルの軽量化、コストダ
ウンが一気に両立できた。

【００３７】更に、深い絞り成型を段階的に行うため残
留応力による歪が少なく、プレス成型による肉厚のばら
つきが少ない均質な成型品が得られた。

【００３８】また請求項4より、型表面に硬質合成樹脂
を用いるため近年注目されている光触媒塗装、セラミッ
ク塗装，プリントフィルムラミネート鋼板等のプレス成
形で成型品表面に傷がつかず，錆びのクレームの心配が
なくなった。

【００３９】更に本プレス装置に使用するプレス型表面
は鉄と同等の耐久性,耐摩耗性を兼ね備えた硬質合成樹
脂を用いる為、鉄を削るのと比較し約10倍以上のスピー
ドで切削できる。よって型のコストが鉄製プレス型の１
/２〜１/４になるためビル１棟ごとに意匠を変えること
がコスト的に可能となる。また小規模なビルのリフォー
ムにも適応できるようになった。

【００４０】請求項５より片側のプレス型に金属製のプ
レス型を用いることで肉厚のシート状成型物でもシャー
プな模様を転写することが可能となった。

【００４１】内・外装パネルの表面側に樹脂製のプレス
型を配置することで，表面の傷，破れの発生は無い。

【００４２】 請求項６よりプレスロール １ａ，１
ｂ，の両側において成型と同時にプレス型４ａ、４ｂが
通過することができるように配置されたレベラー装置５
ａ，５ｂを設けることで成型と同時にレベラー効果が得
られ、成型品の反りが皆無になった。

【００４３】シート状の成型物が型の中にセットされた
状態でレベラーにかけられるので成型物の凹凸模様がレ
ベラーでつぶされることが無い。

【００４４】請求項７よりプレス成型装置において プ
レス型４ａ，４ｂ，及びプレス型の間に配置されたシー
ト状成型物６、を位置決め駆動装置２ａ，２ｂ，により
プレスロール １ａ、１ｂ、 を介し、断続的且つ局所
的に加圧することでレベラーと同じ効果を得ることがで
きた。

【００４５】樹脂製プレス型と金属製プレス型の組み合
わせで成型するときにレベラーを通すのは困難であるた
めレベラーと同じ効果の得られる本発明は大変効果的で
ある。

【発明の実施の形態】

【００４６】図２、図３はこの発明の第１の実施の形態
によるプレス装置の成型工程について示した図である。

【００４７】先ず、樹脂製のプレス型４ａ、４ｂを製作
する。型の製作方法は本発明の発明者が取得した特許第
３２９４２４３号、「プレス成型装置及び樹脂製プレス
型の製造方法」 に基づき製作を行う。

【００４８】材料は常温で硬化する樹脂であって、加熱
硬化後のショアーＤ硬度（ＩＳＯ866）が６５から７０
程度、破断にいたる伸びが１００〜１５０％程度及び樹
脂厚さ10ｍｍで加圧したときに１０％の変形で１．５〜
３．０ｋｇ／平方ミリメートルの圧縮応力となる合成樹
脂を用いる。一例としてバンティコ社のウレオール樹脂
を用いるが前記物性を満足していれば他の樹脂でもかま
わない。

【００４９】まず型のサイズに合わせて型枠を製作す
る。ウレオール樹脂の主剤・硬化剤を所定量計量後攪拌・
脱泡し型枠に樹脂を注型、５０度で２４時間以上加熱硬
化後脱型する。樹脂のブロックは上型・下型用各１個製
作する。

【００５０】マシニングセンターに樹脂ブロックをセッ
トし、樹脂製プレス型の上型、下型をそれぞれ削りだ
す。ウレオール樹脂の加工は高速回転、高速送りで切削
する。

【００５１】エンドミルはテーパーボールエンドミルを
用いる。細かい模様であれば先端Ｒを０．３ｍｍから
０．５ｍｍ、荒い模様であれば先端Ｒ１ｍｍから５ｍｍ
程度の刃物が適している。刃物の材質は超硬合金で耐摩
耗性に優れたコーティング処理を施したものが好まし
い。

【００５２】マシニングセンターの回転数は１００００
Ｒ．Ｐ．Ｍ．から３００００Ｒ．Ｐ．Ｍ．とし刃物の送
り速度は１０００ｍｍ/ｍｉｎから１００００ｍｍ/ｍｉ
ｎで切削する。

【００５３】通常の金属の切削とは異なり切り粉の量が
多いため切り粉の排出を考慮したエンドミルを用いる必
要がある。具体的には切削表面を平滑にするために樹脂
加工に適したすくい角の大きな、鋭利な刃物を使用す
る。樹脂の切削は切削抵抗が低いため刃物が欠けること
は無い。

【００５４】回転数が高いため切り粉の排出が間に合わ
ないと樹脂が溶融し、エンドミルにからみつきエンドミ
ルの破損、折損の原因となるため切削時には摩擦熱によ
る溶融防止のためエンドミルに潤滑油を高圧で吹き付け
る方法、もしくは液体窒素等低温の気体を噴霧すること
で防止する。

【００５５】成型時の型の転写性を上げるためにプレス
型上型４ａを樹脂製、下型４ｂを金属製のプレス型にす
る場合、下型の材質を快削鋼、鋳鉄、ジュラルミン、低
融点亜鉛合金（ＺＡＳ，ＺＡＰＲＣ）炭素鋼、低炭素鋼
等を用いることができる。

【００５６】加工後の金型成型面に硬質クロムメッキ、
高硬度無電解メッキ等の表面処理を施すことで成型性、
特に材料の滑り込みを良くすることが可能となり傷の防
止に役立つ、また型表面の耐摩耗性を向上させることが
できる。

【００５７】まず図２―（１）のとおり 上下型４ａ，
４ｂ，を型開き位置に移動させバキュウムパットで 上
型４ａ を吸い上げる。

【００５８】下型４ｂ の中にシート状の成型物 ６
をセットする。成型材料の材質はステンレス、銅、アル
ミ、塗装鋼板、機能性鋼板等が用いられ、成型材料の厚み
は０．２ｍｍから２ｍｍ程度のものが多く用いられる。

【００５９】図２―（２）のとおり上型４ａ をかぶせ
る。

【００６０】図２―（３）のとおり型をプレス基準位置
まで移動する。通常プレス型端部から１００ｍｍ内側に
プレスロール １ａ，１ｂ、の軸心が位置する。

【００６１】図２―（４）のとおり位置制御装置２ａ，
２ｂ、で上プレスロール１ａ、の位置を上型４ａに接触
するまで下降させ基準高さとし、そこから更に２ｍｍ降
下させる。

【００６２】図２―（５）のとおりプレスロール １
ａ，１ｂ、を駆動モーター３ａ，3b、で駆動し型を局部
的にプレスしながら左から右に型を移動させる。模様深
さ８ｍｍに対して２５パーセントの２ｍｍの成型が完了
する。

【００６３】図３―（６）のとおり引き続いてさらに上
プレスロール １ａを２ｍｍ降下させたのち、ロールプ
レスを反対方向に回転駆動し、型を右から左に移動させ
る。模様深さ８ｍｍに対し５０％の４ｍｍが成型でき
る。

【００６４】図３―（７）のとおり上プレスロール １
ａを更に２ｍｍ降下させ型を左から右に移動させる。模
様深さ６ｍｍまでの成型が行われることとなる。

【００６５】図３―（８）のとおり続いて上プレスロー
ル位置を更に２ｍｍ降下させ最終成型深さ８ｍｍの位置
にセットし型を右から左に移動させる。これにより模様
深さ８ｍｍのロールプレス成型が完了する。

【００６６】図３―（９）のとおり型開き位置まで型を
移動させる。

【００６７】図３―（１０）のとおりバキュームパット
で上型を開き成型品を取り出す。以上で一連の成型が完
了する。

【００６８】シート状成型物６の肉厚が厚い場合、もし
くは剛性が高く上下型樹脂製プレス型では模様の転写性
が上がらない場合は上型４ａを樹脂製プレス型，下型４
ｂを金属製プレス型の組み合わせで成型することにより
成型転写性が極めて向上する。

【００６９】上型４ａが樹脂製で弾性変形するため剛性
の有る下型４ｂに形状が沿いやすく成型物６を下型４ｂ
に均等な力で押し付ける効果があるためである。

【００７０】図４―（１）から図５―（１０） はこの
発明の第２の実施形態によるプレス装置の成型工程につ
いて示した図である。請求項６の発明を実施したもので
ある。

【００７１】第１の実施の形態と全く同様の成型方法で
成型を行うが、成型時にプレスロール １ａ，１ｂ，の
両側にレベラー装置５ａ，５ｂ、をセットし成型と同時
にレベラーを型ごと通過させる。

【００７２】レベラ―装置は上下左右に各４本セットさ
れており上下のロール位置は１／２ピッチすらした千鳥
状に配置されている。

【００７３】下レベラ―５ｂの上面高さは下プレスロー
ル１ｂと同じ高さの設定になっており，上レベラ―装置
５ａの高さはは上プレスロール １ａの高さより若干低
く設定されている。

【００７４】成型と同時にレベラ―装置を通過すること
で成型時に発生する不均一な応力分布が緩和され反りが
無くなる。成型時に残留応力よりも強い圧縮，引っ張り
の繰返し応力をレベラーを通過することで受けるためで
ある。

【００７５】図６−（１） はこの発明の第３の実施形
態によるプレス装置の成型工程について示した図であ
る。請求項７の発明を実施したものである。

【００７６】第１の実施形態の成型が完了後 図６―
（１）のごとく 位置制御装置２ａ，２ｂ、を用いて断
続的且つ局所的に圧縮応力をかけながらプレス型４ａ，
４ｂ、を型の長手方向全長にわたり進めさせる。圧縮を
かける範囲はプレス型の端部から２００mmピッチで１０
０ｍｍの間隔ごとに面圧１００ｋｇ／平方センチメート
ルに相当する圧力をプレスロール １ａの両端軸受け部
にかける。往路と復路で位相を１／２ピッチずらすこと
で、１往復で全面が圧力を受けるようにプレス成型機を
制御する。図６−（２）に往路における型の圧力分布，
図６―（３）に復路における型の圧力分布を示す。

【００７７】樹脂製のプレス型を用いることで繰返し応
力を任意のエリアに加えることができる為，結果として
レベラ―を用いることなくレベラ―と同じ効果を得るこ
とが可能となった。

【００７８】請求項７における発明を実施したもので、
シート状成型物６の肉厚が厚い場合、合成が高く上下型
樹脂製プレス型では模様の転写性が上がらないケースで
上型を樹脂製プレス型，下型を金属製プレス型の組み合
わせで成型する場合にレベラーを通すのが困難であるた
め本発明が大変有効である。

【実施例】

【００７９】実施例１として２０００×１０００ｍｍの
パネルを成型するプレス型上下型を請求項４の構成であ
る樹脂製上下プレス型の組み合わせに従い、上下プレス
型をそれぞれ機械加工により製作した。最大模様深さは
６ｍｍの設定で加工した。柄はレンガ模様である。

【００８０】成型材料は２０００×１０００、厚み０．
４ｍｍの深絞り用ガルバニュウム鋼板を用いた。

【００８１】プレスロール １ａ，１ｂ、の直径は４０
０ｍｍ、回転数は毎分１５回転、(送り速度＝１８．８ｍ
／分)に設定した。

【００８２】模様深さ６ｍｍを１段階当りのプレス量を
２ｍｍの３段階でプレス成型を行った。成型の方法は前
記第１の実施形態のとおりである。

【００８３】実施例２として実施例１と同条件で成型完
了後、転写性を目視で判断したところ型に対して模様の
付きが甘かったため、さらに２ｍｍ 上プレスロールを
降下させ，更に１往復した。

【００８４】上下型とも樹脂性のプレス型であるため弾
性力による反力で強力にプレス効果が現れ、模様の付き
が改善された。

【００８５】実施例３として成型後型より成型物６を取
り出したところ、成型物には反りが発生しており反り量
を測定した。

【００８６】反り量の測定の方法は基準となる定盤の上
に反りの発生した成型物６を置き成型物端部の定盤から
の最大高さを測定した。長手方向の反り量をＸ，幅方向
の反り量をＹとする。測定結果は長手方向の最大の反り
量Ｘ＝３０ｍｍであった。幅方向の反りＹ＝１０ｍｍの
反りが認められた。

【００８７】実施例４として成型後反りを無くすために
第２の実施形態にあるところのレベラーを使用した成型
を実施した。レベラーは片側上下各４ロールを配した４
スタンド(４段レベラ−)を用いた。

【００８８】レベラーの直径はφ１５０ｍｍでレベラー
のロール間のピッチは２００ｍｍである。上下のレベラ
ーの取り付け位置は１/２ピッチずれている。

【００８９】上レベラーの位置を上プレスロールの高さ
より２ｍｍおろした。

【００９０】第２の実施形態でレベラーを通して２往復
させたところ上下型樹脂製で柔軟性を持つためレベラー
効果があらわれ、反り量 Ｘ＝３０ｍｍが３ｍｍ、Ｙ＝
15が1.5ｍｍとなりレベラー効果で反り量が１／１０に
減少することが確認できた。

【００９１】成型と同時にレベラー装置をとおるため成
型物に残留する引っ張り応力と圧縮応力以上のプラスマ
イナスの応力が繰り返し均一にかかる。よって成型物の
反りの原因である残留応力の偏在が緩和された。スペー
ス上の問題でレベラ−が少なくとも片方だけの場合でも
通過回数により効果が得られるため特に問題なく同様の
レベラ−効果が得られた。

【００９２】実施例５として転写性の向上のために上型
を樹脂製に、下型を金属製にし第１の実施形態と同じ条
件で成型を行った。転写性は明らかに改善された。下型
の金属の材質は炭素鋼５５Ｃを用いた。

【００９３】実施例６では実施例で５において、反りが
発生したため、第３の実施形態で成型テストを行った。

【００９４】位置決め制御装置２ａ，２ｂに内蔵されて
いる油圧シリンダーを用いて断続的、局所的に上プレス
ロール 1aで加圧した。加圧の圧力分布のパターンは往
路は図６―(２)，復路は図６−（３）で実施した。

【００９５】位置決め制御装置２ａ，２ｂ，に内蔵され
る油圧シリンダー容量は片側３０トンの出力でプレスロ
ールにかかる加圧力は合計６０トンとなる。

【００９６】プレスロールの面長は１０００ｍｍ、樹脂
製プレス型に接触する最大幅を６０mmとするとプレスロ
ールとプレス型の接触面積は６００平方センチメートル
となりプレス形接触面にかかる面圧は約１００kg／平方
センチメートルになる。

【００９７】下プレスロール１ｂの回転角度を下プレス
ロールの側面に設置されたエンコーダーで角度を読取る
ことで図６―(１)，図６―（２）の圧力分布になるよう
油圧のサーボバルブをコントロールする。加圧のタイミ
ングをエンコーダーから入る信号をプログラムコントロ
ーラーで制御・調整することで圧力分布の幅，ピッチ・
位相を容易に変更することが可能になる。上型が樹脂製
であるため上型を介して成型物６に対し繰り返しの断続
的・局部的な圧縮応力が加わり反り防止に対する大きな
効果が認められた。型の側面にリニアスケールを配置す
ることでより一層高い位置決め精度を得ることが出来
た。

【００９８】実施例７として図７の形状のテスト型を製
作し第１の実施形態と同条件で成型を行ったところ皺の
ないきれいな曲面の深絞り成型品が得られた。成型物は
厚み０．３ｍｍのステンレスである。図７−（３）、
（４）は成型品の図を示す。このことより本発明の応用
範囲が建材のパネルだけでなく自動車の外板ボディー，
流し台のシンク、タンクの鏡板、家電製品では炊飯器の
釜やホットプレートの鉄板など多種にわたる分野での応
用の可能性があることが確認できた。

【００９９】実施例８として実施例１で型を往復する
際、上プレスロール用駆動モーター３ａを用いず、下プ
レスロールの駆動モーター３ｂのみで型の移動を試みた
ところ問題なく型の移動が行えた。量産機での上プレス
ロール用駆動モーター３ａの廃止の可能性が確認でき
た。駆動モーターの数量を減らすことでコストダウンが
図れた。

【０１００】実施例９として、実施例８における上プレ
スロール用駆動モーターを廃止することによる型が往復
する際のプレスロールと型の摩擦力の不足を補うため
に、下プレスロール両端面にピニオンギア，下型裏面に
前記ピニオンギアに合致するラックギアを装着すること
で型、とプレスロールの摩擦力不足を補った。ラックギ
ア，ピニオンギアの組み合わせにより型の直進性が確実
なものになりまた，スリップがなくなることにより実施
例６による油圧によるレベラ−装置の圧力分布の制御の
精度が高まった。ラックギア，ピニオンギアのモジュー
ルはｍ＝８を用いた。

【０１０１】実施例１０として実施例９におけるラック
ギアを樹脂製のプレス型下型の裏面長手方向全長且つ、
幅方向の端面両サイドに２ヶ所装着する際、装着部と型
の模様面の距離を50ｍｍ間隔を空け、且つ50ｍｍの間は
型の厚みを通常の型厚の1/4にあたる５ｍｍとした。そ
れにより、レベラ−を通過する際レベラ−ロール幅を模
様面と同じ幅にすることでラックギアを装着していても
模様面の部分のみ，レベラ−で変形するがラックギアに
は応力が伝わらないことがわかった。

【比較例】

【０１０２】第１の比較例として本発明で開発したプレ
ス成型装置で実施例１と同じ条件で各種材料を成型し転
写率，反り量Ｘ，Ｙ，皺の発生を確認した結果を表１に
示した。転写率の測定は先ず成型前に非接触３次元測定
器で製品形状の下型4b、の表面を１ｍｍメッシュで測定
し、基準形状とし、各成型物を同様の条件でデジタイジ
ングし双方のデータをコンピューター上でマッチングし
転写率を測定した。表１より肉厚が厚くなるほど転写率
が悪くなり，また材料の剛性があがるほど同じく転写率
が低下することがわかった。

【０１０３】第２の比較例としてガルバニュウム鋼板を
用い実施例と同じ条件で成型終了後更に繰り返しプレス
ロールの１，２，の間隔は一定で繰り返し型を往復させ
ることで転写性が向上するかを比較した。テスト２―１
は実施例１で成型が完了した状態。実施例２−２から２
−５は成型完了後型を成型時と同じ条件でプレスロール
を更に通過させたかで条件を変更した。

【０１０４】表２よりプレスロール通過回数３回までは
転写性が向上し、３回以上は転写性には影響せず安定状
態に入ることが判明した。

【０１０５】第３の比較例として成型終了後に更にプレ
スロールを下降させ転写性を上げるテストを実施した。
成型条件は実施例１の成型後に表３のとおりプレスロー
ルを降下させた。

【０１０６】成型材料は比較例１で転写率が低かったＣ
Ｕ材料，厚み0.8ｍｍを用いた。

【０１０７】表３よりテストＮＯ．３−１は実施例１の
条件で成型の終了したブランク状態で転写率が６７パー
セントであった。

【０１０８】テストＮＯ．３−２で１ｍｍ、ＮＯ．３−
３で１．５ｍｍ降下して約１０％の転写率向上に効果が
認められたがＮＯ．３−４で２ｍｍ降下の７８パーセン
ト以上に上げることはできなかった。

【０１０９】成型時のＣＵ材の成型応力が樹脂製のプレ
ス型の弾性変形応力を上回ったためプレス型が変形をし
たのが原因である。

【０１１０】第４の比較例として実施例１の条件で０．
４ｍｍのガルバニュウム鋼板を用いて，請求項６にある
ところの成型と同時にレベラ―をとおすテストを実施し
た。プレス型は上下とも樹脂製プレス型にて成型を実施
した。表４にレベラ―の通過回数と反りの量を示した。

【０１１１】テストＮＯ.２−１はレベラ―を上げて成
型をしたレベラー無しのブランクテストである。第２の
比較例よりレベラー通過回数は２回で充分なレベラー効
果が得られることが判明した。

【０１１２】第５の比較例として請求項７のプレスロー
ル加圧によるレベラー効果の確認を実施した結果を表５
に示す。

【０１１３】成型材料はガルバニュウム 鋼板肉厚0.4
ｍｍである。

【０１１４】実施例１の条件で成型を終了後位置決め制
御装置３，４，で型を加圧しながらプレスロールを通過
させた。

【０１１５】テストＮＯ．５−１は実施例１で成型が完
了した状態のブランクである。

【０１１６】表５より加圧力が大きいほど、通過回数が
多いほどレベラー効果が大きいことが確認できた。

【０１１７】

【表１】成型材料と模様の転写率

【０１１８】

【表２】成型回数と模様の転写率

【０１１９】

【表３】成型終了後更にプレスロールを下ろすことで転
写性を上げるテストの結果

【０１２０】

【表４】レベラ―を通す回数と反り量の関係

【０１２１】

【表５】請求項７のプレスロール加圧によるレベラー効
果を確認したテスト結果

【０１２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）本発明の基本構造図を示す図である。 （２）本発明の基本構想図で図１−（１）で示したV-V
から見た図である。

【図２】本発明の実施例を示す図である。 （1） 型を開けて成型物をセットする方法を示す図であ
る。 （2） 型を閉じた図である。 （3） プレス基準位置に型を移動した図である。 （4） プレスロールを基準位置に下ろし更に２ｍｍおろ
した図である。 （5） プレスロールを駆動し型を左から右に送りながら
成型をした図である。

【図３】本発明の実施例を示す図である。 （6） プレスロールを更に２ｍｍ下ろし型を右から左に
移動させ成型した図である。 （7） プレスロールを更に２ｍｍ下ろし型を左から右に
移動させ成型した図である。 （8） プレスロールを更に２ｍｍ下ろし型を右から左に
移動させ成型した図である。 （9） 成型が完了しプレスロールを原点まで上昇させ、
型開き位置まで型を移動した図である。 （10） 上型を開き成型物を取り出している図である。

【図４】本発明の別な実施例を示す図である。 （1） 型を開けて成型物をセットする方法を示す図であ
る。 （2） 型を閉じた図である。 （3） プレス基準位置に型を移動した図である。 （4） プレスロールとレベラ−装置を基準位置に下ろし
更に２ｍｍおろした図である。 （5） プレスロールを駆動し型を左から右に送りながら
成型をした図である。

【図５】本発明の別な実施例を示す図である。 （6） プレスロールとレベラ−装置を更に２ｍｍ下ろし
型を右から左に移動させ成型した図である。 （7） プレスロールとレベラ−装置を更に２ｍｍ下ろし
型を左から右に移動させ成型した図である。 （8） プレスロールとレベラ−装置を更に２ｍｍ下ろし
型を右から左に移動させ成型した図である。 （9） 成型が完了しプレスロールとレベラ−を原点ま
で上昇させ、型開き位置まで型を移動した図である。 （10） 上型を開き成型物を取り出している図である。

【図６】本発明の別な実施例を示す図である。 （1） 請求項７における位置制御装置２ａ，２ｂによる
レベラ−効果の実施を示す図である。 （2）往路のプレス型にかかる圧力分布を示した図であ
る。 （3）復路のプレス型にかかる圧力分布を示した図であ
る。

【図７】本発明の別な実施例を示す図である。 （1） 実施例７に用いた深絞り用テスト型平面図。 （2） （１）VI-VI断面から見た図。 （3） 実施例7により成型された成型物。 （4） 成型物をVII−VII断面から見た図。

【符号の説明】

１ａ． 上プレスロール １ｂ． 下プレスロール ２ａ． 位置制御装置 ２ｂ． 位置制御装置 ３ａ． 上プレスロールの回転駆動用モーター ３ｂ． 下プレスロールの回転駆動用モーター ４ａ． プレス型上型 ４ｂ． プレス型下型 ５ａ． 上レベラー装置 ５ｂ． 下レベラー装置 6． シート状成型物 ７ａ． 上型押えロール ７ｂ． 下型押えロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ３０Ｂ 3/00 Ｂ３０Ｂ 3/00 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 5/01 B21D 1/05 B21D 13/02 B21D 31/00 B21D 37/01 B30B 3/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状の成型物を一対のプレス型を用
   いて成型するプレス成型装置であって、対向する一対の
   プレスロール １ａ，１ｂ， 前記プレスロールの上下
   間隔の位置決めをする位置制御装置 ２ａ，２ｂ， 前
   記プレスロールを回転駆動させるモーター ３ａ，３
   ｂ， 前記プレスロール１ａと１ｂの間に対向する
   ように配置された凸模様プレス型４ａ、凹模様プレス型
   ４ｂ， 前記プレスロールの両側において成型と同時に
   プレス型４ａ、４ｂが通過することができるように配置
   されたレベラー装置５ａ，５ｂ，より構成されたプレス
   成型装置。
2. 【請求項２】 前記プレス成型装置において プレス型
   ４ａ，４ｂ，の間にシート状の成形物６を配置し、対向
   するプレスロール １ａ と １ｂ の間で、プレス型
   ４ａ、４ｂとプレスロール１ａ、１ｂが接触する部分の
   みを局所的に加圧すると同時に、プレスロール１ａ、１
   ｂに直結された回転駆動モーター３ａ，３ｂ，で 型を
   長手方向の全長にわたり移動させ、連続的に型全面をプ
   レス成形せしめることを特徴とする請求項1記載のプレ
   ス成型装置。
3. 【請求項３】前記プレス成型装置において、型全面のプ
   レス成型の工程が完了するごとに、位置制御装置２ａ，
   ２ｂ、により プレスロール １ａ，１ｂ，の間隔を狭
   め、段階的にプレス成型せしめることを特徴とする請求
   項1記載のプレス成型装置。
4. 【請求項４】 前記プレス成型装置において プレス型
   ４ａ，４ｂ， に常温で硬化する樹脂であって、加熱硬
   化後のショアーＤ硬度（ＩＳＯ 866）が６５から７０、
   破断にいたる伸びが１００〜１５０％、及び樹脂厚さ10
   ｍｍで加圧したときに１０％の変形で1.5〜3.0ｋｇ/平
   方ミリメートルの圧縮応力となる合成樹脂で製作された
   型を用いることを 特徴とする請求項1記載のプレス成
   型装置。
5. 【請求項５】 前記プレス成型装置において プレス型
   ４ａ，４ｂ， の一方の型に、常温で硬化する樹脂であ
   って、加熱硬化後のショアーＤ硬度（ＩＳＯ866）が６
   ５から７０、破断にいたる伸びが１００〜１５０％、及
   び樹脂厚さ10ｍｍで加圧したときに１０％の変形で1.5
   〜3.0ｋｇ/平方ミリメートルの圧縮応力となる合成樹脂
   で製作された型を用い、 他方の型に金属製の型を用い
   ることを特徴とする請求項1記載のプレス成型装置。
6. 【請求項６】 前記プレス成型装置において プレス型
   ４ａ，４ｂ， プレス型の間に配置されたシート状成
   型物 ６、 をプレスロール １ａ，１ｂ， によりプ
   レス成型すると同時に、レベラー装置 ５ａ，５ｂ、
   を通過せしめることを特徴とする請求項1記載のプレス
   成型装置。
7. 【請求項７】 前記プレス成型装置において プレス型
   ４ａ，４ｂ，及びプレス型の間に配置された シート状
   成型物 ６、を 位置制御装置 ２ａ，２ｂ，により
   プレスロール １ａ、１ｂ、 を介し、断続的且つ局
   所的に加圧せしめることを特徴とする請求項1記載のプ
   レス成型装置。