JPH05131218A

JPH05131218A - ろう付アルミニウム・ハニカムパネルのプレス成形方法およびそれに用いられるプレス成形型

Info

Publication number: JPH05131218A
Application number: JP31983791A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Okuto; 行一郎奥戸; Hiroshi Irie; 宏入江
Original assignee: Ship & Ooshiyan Zaidan; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Ship & Ooshiyan Zaidan; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 1993-05-28
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07108409B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ろう付アルミニウム・ハニカムパネル用のプ
レス成形型の構造の簡略化および軽量化と、プレス操作
の容易化。【構成】それぞれ多数本の直線状の棒材が並列的に配
列されて、対応する曲面状のプレス面が形成されて成る
一対のプレス成形型を用い、ろう付アルミニウム・ハニ
カムパネルをプレス成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、ろう付アルミニウム・ハニカム
パネルのプレス成形方法およびそれに用いられるプレス
成形型に係り、特に、成形型の構造の簡略化および軽量
化が効果的に図られ得て、大型パネルのプレス成形にも
有利に対処することができる技術に関するものである。

【０００２】

【背景技術】近年、二枚の面板間にハニカム状のコアを
挟んで一体にろう付接合せしめて成るサンドイッチ構造
のアルミニウム・ハニカムパネルが開発され、その軽量
性や高強度特性に着目して、各種構造体への適用が検討
されてきている。

【０００３】そして、このように適用範囲が広がるに従
って、平板形状だけでなく、各種の曲面形状のアルミニ
ウム・ハニカムパネルが要求されることとなり、例え
ば、車体や船体パネル等に用いるに際しては、二次元や
三次元曲面形状へのプレス成形が必要となる。

【０００４】ところが、従来から一般に知られている金
型を用いたプレス方法によって、そのような曲面形状の
ハニカムパネルを得ようとすると、目的とする曲面形状
のプレス面を有する金型を研削等の機械加工によって製
作しなければならないために、金型の製作に多くの労力
と時間、費用がかかるという問題があった。

【０００５】しかも、従来の金型は、その重量が極めて
大きいために、大型のプレス装置が必要とされることと
なり、また、大きな金型を製作することが難しいことか
ら、大型パネルのプレス成形を実施する場合には、複数
の分割型を用いての繰返し局部プレスを行なわなければ
ならず、プレス成形操作が一層困難となることが避けら
れなかったのである。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、曲面形状のハニカムパネルを容易に且つ安
価に得ることのできるろう付アルミニウム・ハニカムパ
ネルのプレス成形方法と、それに用いられる、製作が容
易で且つ軽量なプレス成形型を、提供することにある。

【０００７】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明にあっては、それぞれ多数本の直線状の棒材が並列
的に配列されて、対応する曲面状のプレス面が形成され
て成る一対のプレス成形型を用い、ろう付アルミニウム
・ハニカムパネルをプレス成形するろう付アルミニウム
・ハニカムパネルのプレス成形方法を、その特徴とする
ものである。

【０００８】また、本発明は、多数本の直線状の棒材を
並列的に配列することにより、全体として曲面を形成す
ると共に、それら棒材の背後に、配列方向に延びる支持
部材を配して、かかる多数本の棒材を相対的変位不能に
支持せしめることにより、前記棒材にて形成された曲面
によって、プレス面を構成したろう付アルミニウム・ハ
ニカムパネル用プレス成形型をも、その特徴とするもの
である。

【０００９】更にまた、本発明は、そのようなろう付ア
ルミニウム・ハニカムパネル用プレス成形型であって、
前記支持部材が、前記棒材の配列方向において湾曲乃至
は屈曲可能とされていると共に、かかる支持部材に対し
て、前記各棒材が、該支持部材に対する交角可変に取り
付けられているものをも、その特徴とするものである。

【００１０】

【作用・効果】すなわち、このような本発明によれば、
各種の可展面やねじれ面等、直線状の棒材を配列するこ
とによって形成することのできる二次元或いは三次元の
曲面から成るプレス面を備えたプレス成形型が、簡単な
構造をもって実現され得ることから、プレス成形が極め
て容易となり、プレス成形に際しての労力や時間、費用
等が有利に軽減され得るのである。

【００１１】また、本発明に従う構造とされたプレス成
形型は、目的とするプレス面から、それを実現するため
の棒材の配列形態を算出することによって、設計するこ
とが可能であることから、プレス成形型の設計作業も、
容易となるのである。

【００１２】しかも、このように棒材にて形成された本
発明に係るプレス成形型にあっては、従来の金型に比べ
て、極めて軽量で取扱いが容易であることから、従来で
は困難であった大きな成形型も有利に実現可能となるの
である。

【００１３】また、棒材の配列形態が可変とされた請求
項３に記載のプレス成形型においては、プレス面の曲率
等の曲面形状を、適宜、変更することが可能であること
から、製品の設計変更等に際しても、成形型を改めて製
作する必要がなく、容易且つ迅速に対処することができ
るのである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明することとする。なお、本実施例では、図３に
示されている如き、双曲面形状のろう付アルミニウム・
ハニカムパネル１４を得るためのプレス成形型につい
て、説明する。

【００１５】先ず、図１及び図２には、本発明の一実施
例であるろう付アルミニウム・ハニカムパネル用のプレ
ス成形型である上型１０および下型１２が、それぞれ示
されている。かかる上型１０は、図４〜６に示されてい
る如き、基台１６を備えており、この基台１６によっ
て、多数本の直線状の丸棒１８が、溶接等により固定さ
れて、支持されている。

【００１６】かかる基台１６は、プレス装置への取付用
部材１７が上面に設けられた、厚肉の矩形平板形状を呈
する鋼板２０を有している。そして、この鋼板２０の下
面側に、円弧形状を呈する五本の支持金具２２が、所定
間隔を隔てて互いに平行に配列位置せしめられており、
それぞれ、複数本の脚部２４によって、鋼板２０に対し
て、位置固定に取り付けられている。

【００１７】なお、これら五本の支持金具２２は、何れ
も、目的とするプレス成形面に対応した双曲面に沿って
延びるように、各配設位置に応じた曲率半径をもって形
成されており、それぞれ、鋼板２０側に凸となる状態
で、取り付けられている。より具体的には、中央に位置
する支持金具２２ａが、最も小さな曲率半径：ｒ₀で形
成されており、その両側に位置する二本の支持金具２２
ｂ，２２ｂの曲率半径：ｒ₁、更にそれらの外側に位置
する二本の支持金具２２ｃ，２２ｃの曲率半径：ｒ
₂が、それぞれ、ｒ₀＜ｒ₁＜ｒ₂となるように形成さ
れている。

【００１８】そして、これら五本の支持金具２２間に跨
がって架け渡された状態で、多数本の丸棒１８が、並列
的に配設されている。そこにおいて、これらの丸棒１８
は、何れも、直線状棒材であって、上記基台１６におけ
る中央の支持金具２２ａに対して、所定角度：α（図４
参照）を有する状態で、該支持金具２２ａとの接触平面
上に位置するように配設されている。それによって、全
体として、双曲面形態をもって、配列されているのであ
る。

【００１９】すなわち、かくの如く、支持金具２２上に
配列された多数本の丸棒１８によって形成される面は、
図７に示されている如く、半径：ｒ₀の円：ｃ上に、そ
の接線：ｍに対して傾斜角度：αで交差し、且つその交
点（接点）を含む接触平面上に位置する直線：Ｌを、周
方向に連続して配することによって得られる曲面に相当
する。換言すれば、かかる曲面は、直線：Ｌを、円：ｃ
の中心軸回りに回転することによって得られる回転体の
表面形状である。

【００２０】それ故、図示されている如く、かかる回転
体における、円：ｃから軸方向にｈだけ離れた点：Ｏ上
での軸直角方向断面における曲率半径をｒ_hとし、軸方
向断面における曲率半径をρとすると、傾斜角度：αと
の関係は、下記（数１）で表わされる。

【００２１】

【数１】

【００２２】かかる（数１）より、円：ｃの半径：ｒ₀
を単位長さ＝１とし，α＝４５°とすると、ｈ／ｒ
₀と、ｒ_hおよびρとの関係は、下記（表１）のように
なる。

【００２３】

【表１】

【００２４】それ故、得られる双曲面における曲率半
径：ρに、±１２％程度までの変化を許容することとす
れば、かかる（表１）から明らかなように、ｈ／ｒ₀＜
０．４の範囲まで、正負の２曲率を持つ曲面とみなして
使用することができるのである。

【００２５】従って、前述の如き上型１０において、得
ようとするプレス面における曲率半径：ｒ₀，ρから、
丸棒１８の傾斜角度：αと各支持金具２２の曲率半径：
ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃を算出して決定することができるので
あり、その結果に基づいて上型１０を設計、製作するこ
とによって、目的とする双曲面形状のプレス面を備えた
上型１０を得ることが可能となるのである。

【００２６】なお、このような上型１０に使用される丸
棒１８は、通常の熱間圧延棒鋼等を用いることが可能で
ある。また、その外径は、特に限定されるものではない
が、余り細すぎると、強度上の問題があり、太すぎる
と、プレス面における凹凸が大きくなって、プレス成形
品への影響が懸念されることから、例えば、プレス成形
すべきパネルの総厚の１／２〜１．０倍程度の外径を有
するものが、好適に用いられる。

【００２７】また、これら丸棒１８の配設間隔は、特に
限定されるものではないが、余り広すぎると、プレス面
における凹凸が大きくなって、プレス成形品への影響が
懸念されることから、例えば、丸棒１８の外径の２倍以
下に設定されることが、望ましい。

【００２８】また一方、下型１２は、上述の如き上型１
０と対を為すプレス面を有するものであって、図８〜１
０に示されている如き、基台２６を備えており、この基
台２６に対して、多数本の直線状の丸棒２８が、溶接等
により固定されて、支持されている。

【００２９】かかる基台２６は、厚肉の矩形平板形状を
呈する鋼板３０を有している。そして、この鋼板３０の
上面側に、円弧形状を呈する五本の支持金具３２が、所
定間隔を隔てて互いに平行に配列位置せしめられてい
る。これらの支持金具３２は、それぞれ、目的とするプ
レス成形面に対応した双曲面に沿って延びるように、各
配設位置に応じた曲率半径をもって形成されており、そ
れぞれ、鋼板３０側に凹となる状態で配されて、両端部
が直接に鋼板３０に溶着されると共に、中央部を脚部３
４によって支持されることにより、鋼板３０に対して固
定的に取り付けられている。

【００３０】そして、これら五本の支持金具３２間に跨
がって架け渡された状態で、多数本の丸棒２８が、並列
的に配設されている。即ち、かかる下型１２において
も、前記上型１０と同様、各丸棒２８が、基台２６にお
ける中央の支持金具３２ａに対して、所定角度：β（図
８参照）を有する状態で、該支持金具２２ａとの接触平
面上に位置するように配設されているのであり、それに
よって、全体として、前記上型１０のプレス面に対応し
た双曲面形状のプレス面が形成されているのである。

【００３１】なお、かかる下型１２におけるプレス面の
設計、製作も、前記上型１０と同様な手法に従い、得よ
うとするプレス面における曲率半径から、丸棒２８の傾
斜角度：βと各支持金具３２の曲率半径を算出して決定
することにより、行なうことが可能である。

【００３２】従って、図１１に示されているように、こ
のような上型１０と下型１２を用い、加工すべきろう付
アルミニウム・ハニカムパネル１４を、それらの間に配
して、プレス成形を実施することにより、目的とする双
曲面形状のろう付アルミニウム・ハニカムパネルを製作
することができるのである。

【００３３】また、そのようなプレス操作に際しては、
図示されている如く、上下型１０，１２のプレス面上
に、それぞれ、ウレタンゴム等のシート状の緩衝材３６
を配し、それら緩衝材３６，３６を介して、ろう付アル
ミニウム・ハニカムパネル１４に対して、プレス圧を及
ぼすようにすることが、望ましい。なお、かかる緩衝材
３６としては、例えば、曲げ剛性が、ろう付アルミニウ
ム・ハニカムパネル１４の１／５以下で、厚さが、パネ
ル１４の１／２〜１倍程度のものが、好適に用いられ
る。

【００３４】すなわち、上型１０及び下型１２のプレス
面は、丸棒１８，２８にて形成されているために、凹凸
が避けられないが、かくの如き緩衝材３６を配すること
によって、かかるプレス面における凹凸のパネル表面へ
の影響が、効果的に緩和乃至は防止され得て、良好なる
プレス製品を得ることが可能となるのである。

【００３５】さらに、このような上下型１０，１２を用
いてプレス操作を実施するに際しては、上型１０におけ
る丸棒１８の配向方向と、下型１２における丸棒２８の
配向方向とが、互いに交差するように、それら上下型１
０，１２を製作することが、ろう付アルミニウム・ハニ
カムパネルに対してプレス圧を有効に且つ均一に及ぼす
上に望ましい。

【００３６】従って、上述の如き構造とされたプレス型
（１０，１２）にあっては、先ず、目的とするプレス面
から、基台１６，２６の支持金具２２，３２の形状およ
び配設位置を算出して、支持金具２２，３２を設け、そ
こに多数本の丸棒１８，２８を並列的に配設して、溶接
等によって固定するだけで、容易に製作することができ
るのであり、従来の金型に比べて、製作に要する労力や
時間、コストが、極めて有利に軽減され得るのである。

【００３７】また、かくの如き構造のプレス型（１０，
１２）は、従来の金型に比べて、極めて軽量であること
から、取扱いが容易であり、大型のプレス型も有利に製
作することができると共に、使用するプレス装置も小型
化が可能であるといった利点をも有しているのである。

【００３８】そして、それ故、このようなプレス型（１
０，１２）を用いて、プレス操作を実施することによ
り、プレス作業の容易化と、コストの低減が、有利に図
られ得ることとなるのである。

【００３９】しかも、特に、ろう付アルミニウム・ハニ
カムパネルは、中空構造であって、曲げ剛性が比較的小
さいことから、上述の如く、丸棒１８，２８にて形成さ
れたプレス面によって、プレス荷重に対する強度を十分
に確保することができるのであり、それ故、ろう付アル
ミニウム・ハニカムパネルのプレス曲げ加工に際して、
極めて有利に適用され得るのである。

【００４０】因みに、上述の如き構造のプレス成形型を
用いて、ろう付アルミニウム・ハニカムパネルを双曲面
形状にプレス成形する場合には、プレス面の曲率半径：
ｒ₀，ρが、パネル総厚さの５０倍以上であれば、実用
上問題なく、成形可能であることが、本発明者らの実験
によって確認されている。

【００４１】ところで、上述の実施例における上型１０
および下型１２にあっては、何れも、プレス面の曲率が
固定的に決定されていたが、そのようなプレス型におい
て、支持金具２２，３２の曲率半径：ｒおよび丸棒１
８，２８の傾斜角度：αを、変更可能に構成すれば、プ
レス面の曲率を可変とすることが可能である。

【００４２】その具体的構成の一例が、図１２に示され
ている。かかる図において、４０は、支持金具であっ
て、複数個のブロック４２（図中では、二個だけ図示す
る）が、連結ボルト４４にて連結されたチェーン構造を
もって形成されている。そして、これらブロック４２
は、連結ボルト４４の回りに、互いに接続角度が所定範
囲で可変とされていると共に、かかる連結ボルト４４を
締め付けることによって、連結されるブロック４２，４
２間の接続角度が固定されるようになっている。それに
よって、全体として、任意の曲率半径：ｒの円弧形状を
呈する支持金具４０を形成し得るようになっている。

【００４３】なお、図面上には明示されていないが、か
くの如き複数個のブロック４２から成る支持金具４０
は、通常、前記実施例における支持金具２２，３２と同
様、互いに所定距離を隔てて、複数本、設けられること
となる。

【００４４】また、それら各支持ブロック４２には、支
持金具４０の法線方向に突出する支持ピン４６が設けら
れており、かかる支持ピン４６に対して、丸棒４８が、
支持ピン４６回りに所定角度回動可能に取り付けられて
いる。それによって、支持金具４０に対する丸棒４８の
傾斜角度：αが、可変とされているのである。なお、各
支持ブロック４２の配設間隔：ｌは、支持ピン４６回り
の丸棒４８の回動を許容し得るように、丸棒４８の直径
よりも所定寸法大きく設定されることとなる。

【００４５】従って、このような構造の支持金具４０お
よび丸棒４８から成るプレス型を用いれば、目的とする
パネルの曲率が変更された場合にも、支持金具４０の曲
率半径：ｒや、丸棒４８の傾斜角度：αを変更すること
によって、容易に対処することができるのであり、改め
てプレス成形型を製作する必要がないのである。

【００４６】そして、それ故、パネル曲率が頻繁に変更
されるような場合にも、プレス作業のための労力や時
間、コスト等が、極めて有利に軽減され得ることとなる
のである。

【００４７】なお、かくの如き構造の支持金具４０は、
通常、前記実施例の如く、平板状の鋼板等によって支持
されることにより、プレス成形型を構成することとなる
が、その際、かかる支持金具４０の曲率半径の変化が許
容され得るように、例えば、平板状の鋼板に対して突出
量可変に立設された複数本の支持脚部材等によって、支
持されることとなる。

【００４８】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これらは文字通りの例示であって、本発明は、か
かる具体例にのみ限定して解釈されるものではない。

【００４９】例えば、前記実施例では、プレス面を形成
する棒材として、丸棒が用いられていたが、角棒等を用
いることも可能である。

【００５０】また、前記実施例では、双曲面形状のプレ
ス面を備えた上型１０および下型１２を示したが、本発
明によれば、各種の可展面やねじれ面等、直線状の棒材
を配列することによって形成することのできる二次元或
いは三次元の曲面から成るプレス面を備えたプレス成形
型を、何れも、有利に形成することができるのである。

【００５１】更にまた、そのような本発明に係るプレス
成形型を用いてプレス成形を実施するに際して、プレス
面に緩衝材を配することは、必ずしも必要ではなく、特
に、細い棒材を用いる場合等においては、プレス面の平
坦化が図られ得ることから、緩衝材を用いなくても、成
形操作を有利に実施することが可能である。

【００５２】さらに、前記第二の実施例では、支持金具
４０を構成するブロック４２の接続角度が、連結ボルト
４４の締付力によって固定されるようになっていたが、
それに代えて、スクリュボルトや油圧締め機構等によ
り、ブロック４２の接続角度を固定することも可能であ
り、それによって、より大きな強度を得ることが可能と
なる。

【００５３】また、丸棒１８を支持する基台１６，２６
の具体的構造は、前記実施例のものに限定されるもので
はなく、所定の配列形態をもって配される複数本の丸棒
を、十分な強度をもって固定的に支持せしめ得る各種の
構造のものが採用可能である。

【００５４】加えて、上述の如き、本発明に従う構造と
されたプレス成形型は、ろう付アルミニウム・ハニカム
パネル以外の、アルミ板や鋼板等の各種の板状体に用い
られるプレス成形型としても、使用することが可能であ
る。

【００５５】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプレス成形型の一実施例である上
型を示す斜視説明図である。

【図２】図１に示された上型と対を為す、本発明に係る
プレス成形型の一実施例である下型を示す斜視説明図で
ある。

【図３】図１及び図２に示された上下型を用いたプレス
操作によって得られるパネルを示す斜視説明図である。

【図４】図１に示されている上型を構成する基台を示す
底面図である。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図５における右側面図である。

【図７】図１に示されている上型のパネル面形状の設計
理論を説明するための説明図である。

【図８】図１に示されている下型を構成する基台を示す
上面図である。

【図９】図８におけるIX−IX断面図である。

【図１０】図９における右側面図である。

【図１１】図１及び図２に示された上下型を用いたパネ
ルのプレス操作を説明するための断面図である。

【図１２】本発明に従う構造とされたプレス成形型の別
の実施例の要部を概略的に示す説明図である。

【符号の説明】

１０上型１２下型１４ろう付アルミニウム・ハニカムパネル１６，２６基台１８，２８丸棒２２，３２支持金具３６緩衝材４０支持金具４２ブロック４４連結ボルト４６支持ピン４８丸棒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ多数本の直線状の棒材が並列的
に配列されて、対応する曲面状のプレス面が形成されて
成る一対のプレス成形型を用い、ろう付アルミニウム・
ハニカムパネルをプレス成形することを特徴とするろう
付アルミニウム・ハニカムパネルのプレス成形方法。
【請求項２】多数本の直線状の棒材を並列的に配列す
ることにより、全体として曲面を形成すると共に、それ
ら棒材の背後に、配列方向に延びる支持部材を配して、
かかる多数本の棒材を相対的変位不能に支持せしめるこ
とにより、前記棒材にて形成された曲面によって、プレ
ス面を構成したことを特徴とするろう付アルミニウム・
ハニカムパネル用プレス成形型。
【請求項３】前記支持部材が、前記棒材の配列方向に
おいて湾曲乃至は屈曲可能とされていると共に、かかる
支持部材に対して、前記各棒材が、該支持部材に対する
交角可変に取り付けられている請求項２に記載のろう付
アルミニウム・ハニカムパネル用プレス成形型。