JPH0739950A - 軟質弾性体を使用した多重模様付き金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面性状の良好な多重エンボス模様つき金属
板を簡単な工程で製造する。 【構成】 複数の孔部１１ａ，１２ａが所定パターンで
形成された板材１１，１２を、相互に重ね合せて型板１
０とする。型板１０と軟質弾性体４０との間に金属板３
０を挟み、プレス成形によって孔部パターンに対応した
張出し部３１を金属板３０に成形する。 【効果】 張出し部３１は、それぞれの板材１１，１２
に形成した孔部１１ａ，１２ａの内面で区画される形状
を倣って、軟質弾性体４０の膨出部４１に接触しながら
塑性変形する。そのため、引張り力に起因した皺や擦り
疵等がなく、多段の凹凸模様が一工程で金属板３０に付
けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型成形により多種多
様な模様が多重に付けられた金属板を１工程で製造する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】凹凸模様が付けられた金属板は、エンボ
ス加工，プレス加工等によって製造されている。凹凸模
様は、金属板の一部に形成された各種形状の隆起部とし
て設けられる。それぞれの隆起部は、形状やサイズ等が
異なるものの、通常同一の高さになっている。そのた
め、得られる凹凸模様は変化に乏しく、需要の多様化に
応じたより複雑な模様の要求が強くなっている。複雑な
模様を付けるため、途中に段部を備えた多段の隆起部を
形成する方法が知られている。多段隆起部からなる多重
模様が付けられた金属板は、ロールを使用した圧延加工
を採用できないことから、金型を使用したプレス加工で
製造されている。

【０００３】多段隆起部をプレス加工で形成する場合、
個々の模様形成ごとに、図１に示すように凹凸形状が全
く逆の上型１と下型２との間に金属板３を挟み、金属板
３を絞り加工する。たとえば、図１（ａ）の例では、下
型２に隆起部２ａを形成し、隆起部２ａの一部に小突起
２ｂを設けている。他方、上型１には、隆起部２ａ及び
小突起２ｂにそれぞれ対応する凹部１ａ及び１ｂが形成
されている。これら上型１及び下型２を金型に使用して
金属板３を絞り加工すると、図１（ｂ）に示すように、
金型形状に対応し途中に段部３ａをもつエンボス模様３
ｂが形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プレス加工で金属板３
にエンボス模様３ｂを付けるとき、使用可能な上型１及
び下型２は極めて簡単な形状のものに限られ、複雑な凹
凸形状をもった製品金属板を製造できない。また、上型
１と下型２との間に金属板３の板厚を考慮したクリアラ
ンスが必要であり、上型１及び下型２を嵌合させる加工
技術にも熟練を要していた。上型１，下型２等に使用さ
れる金型は、強度及び耐久性を確保するため、ダイス鋼
を加工し、熱処理を施すことにより製造されている。そ
のため、金型製作に熟練した技術が要求されると共に、
金型自体のコストも高くなる。たとえば、特開平３−２
４８７２５号公報では、切断加工，立体加工等で所望の
形状に成形した抜き型を使用しているが、この抜き型の
製作にも同様な問題がある。

【０００５】通常の金型で１枚の金属板３の同一箇所に
２種類以上の模様を重ねるとき、個々の模様が段加工さ
れた複数の金型を使用することが必要になる。また、加
工される金属板の材質や板厚の変化に対応させるために
も、複数の金型を用意しておくことが要求される。高価
な金型を複数ストックしておくことは、経費負担の増加
を招き、製品コストを上昇させる原因にもなる。高さの
あるエンボス模様３ｂを形成しようとすると、プレス加
工時にエンボス模様３ｂ及びその周辺に大きな引張り力
が発生する。引張り力は、金属板３に均等に作用せず、
皺，クラック，擦り疵等の原因になり易い。また、全体
的には、歪みの発生によって金属板の外観が損なわれ
る。このような欠陥は、エンボス模様３ｂが高いものほ
ど顕著に発生する。本発明は、このような問題を解消す
べく案出されたものであり、複数の板材を重ね合せた型
板を軟質弾性体と組み合わせて使用することにより、一
工程で多種多様な多段の凹凸を金属板に付け、形状特性
に優れた多重エンボス模様付き鋼板を得ることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、そ
の目的を達成するため、複数の孔部が所定パターンで形
成された板材を重ね合せて型板都市、該型板と軟質弾性
体との間に金属板を挟み、プレス成形によって前記パタ
ーンに対応し、途中に段部をもつ張出し部を前記金属板
に成形することを特徴とする。型板としては、種々のパ
ターンに従って孔部が形成された複数の板材を組み合わ
せたものを使用する。それぞれの板材に、丸孔，長円
孔，三角孔，菱形孔，多角形孔等が形成されている。板
材の組合せを変えることにより、たとえば四角形状に隆
起部に球面状隆起部が重ね合せられた多重エンボス模様
が形成される。

【０００７】板材１１，１２は、図２の例では、所定の
ピッチで円形状孔部１１ａ（ａ）や四角形状孔部１２ａ
（ｂ）等が形成されている。板材１１，１２としては、
加工される金属板の板厚に相当するクリアランスを考慮
することなく、普通鋼板，ステンレス鋼板，非鉄合金
板，アクリル樹脂板，他の合成樹脂板等の広範な材料か
ら選択される。孔部１１ａ，１２ａは、切削加工，機械
加工，エッチング，レーザ加工，電解加工，放電加工等
によって形成される。板材１１，１２は、形成しようと
する模様を考慮して所定のパターンをもつものを選択
し、図３に示すように重ね合せ一つの型板１０となる。
型板１０は、プレス成形装置２０の成形基板２１上に載
置される。

【０００８】被加工物である金属板３０を間に挟んで、
型板１０に軟質弾性体４０を対向配置する。軟質弾性体
４０の肉厚は、金属板３０に付ける凹凸模様の高さにも
よるが、一般的には５〜１０ｍｍの範囲にある。軟質弾
性体４０としては、型板１０の孔部１１に対応した局部
的な弾性変形を行わせる上で、硬度４０〜６０度の範囲
にある軟質ゴム，軟質合成樹脂等を使用することが好ま
しい。あまり硬い材質では、十分な弾性変形が起こら
ず、金属板３０に付けた凹凸模様の形状特性が劣化す
る。軟らかすぎる材質では、圧下力が軟質弾性体４０の
圧縮に消費され、金属板３０の成形性が悪くなる。型板
１０及び軟質弾性体４０は、プレス型として使用するこ
とも可能である。この場合、外寸法がプレス成形装置２
０の内寸法に等しく、或いは内寸法以下になるように、
型板１０及び軟質弾性体４０を裁断する。

【０００９】図４の設計では、型板１０を成形基板２１
上に配置し、軟質弾性体４０と油圧シリンダ２２との間
に均圧板２３を配置する。油圧シリンダ２２の圧力は、
均圧板２３を介して軟質弾性体４０の全面に均等に作用
する。均圧板２３は、油圧シリンダ２２による圧下によ
り下降する。均圧板２３の下降に伴い、金属板３０は、
図４で（ａ）から（ｂ）に示すように、型板１０と軟質
弾性体４０との間で挟持された状態で加圧される。油圧
シリンダ２２の圧下力は、型板１０に形成されている孔
部１１ａ，１２ａで受け止められず、孔部１１ａ，１２
ａに対応する箇所の軟質弾性体４０を弾性変形させる力
として働く。

【００１０】油圧シリンダ２２の圧下力によって、孔部
１１ａ，１２ａの内面で区画された形状を倣った膨出部
４１が軟質弾性体４０に生じる。膨出部４１に沿って金
属板３０が塑性変形し、孔部１１ａ，１２ａを倣った張
出し部３１が成形される。図４の例では、円形状孔部１
１ａをもつ板材１１に四角形状孔部１２ａをもつ板材１
２を重ね合せているので、張出し部３１は、下段が四角
形状の隆起部となり、その上に球面状の隆起部が重なっ
たエンボス模様となる。張出し部３１は、軟質弾性体４
０の膨出部４１と接触しながら成形されていく。そのた
め、上型１及び下型２（図１）を使用した従来のプレス
成形のように、金属板３０の表面に皺，歪み，擦り疵等
の表面欠陥が発生することがない。また、圧下力の調整
により張出し部３１の変形量が変わるので、任意の高さ
をもった多重の凹凸模様を金属板３０に付けることがで
きる。なお、多重模様の高さは、軟質弾性体４０の材質
選択によっても調整される。

【００１１】

【実施例】

実施例１：板材１１，１２として、板厚３ｍｍのアクリ
ル板を使用した。板材１１には、レーザ加工により、図
５（ａ）に示すように直径６ｍｍの円形状孔部１１ａを
ピッチ１０ｍｍで縦横に９個形成した。板材１２には、
レーザ加工により、図５（ｂ）に示すように一辺８ｍｍ
の四角形状孔部１２ａをピッチ１０ｍｍで縦横に９個形
成した。軟質弾性体４０には、ＪＩＳ Ａゴム硬度５０
で肉厚３ｍｍのウレタンゴムを使用した。板材１１，１
２及び軟質弾性体４０を、プレス成形装置２０の内寸法
に一致するように５０×５０ｍｍ角に裁断した。板材１
１を下に、板材１２を上にして成形基板２１に載置し、
型板１０とした。

【００１２】被加工物である金属板３０として、板厚
０．１５ｍｍのステンレス鋼板ＳＵＳ３０４を使用し
た。金属板３０を、図４に示すように型板１０と軟質弾
性体４０との間に挟み、プレス成形装置２０内にセット
した。プレス荷重６トン，シリンダ速度２７５ｍｍ／
分，ストローク３．５ｍｍ及び面圧４００ｋｇｆ／ｃｍ
² の条件下で、金属板３０をプレス成形した。加工後の
金属板３０を観察すると、図５（ｃ）に示すように、板
材１１，１２の孔部１１ａ，１２ａに対応して立方体状
隆起部３２の上に球面状隆起部３３が乗った張出し部３
１が形成されていた。立方体状隆起部３２は、高さ１ｍ
ｍで、一辺８ｍｍであった。球面状隆起部３３の高さ２
ｍｍと合せると、合計高さ３ｍｍの張出し部３１が形成
されていた。得られた金属板３０は、張出し部３１の周
辺に皺，擦り疵等の欠陥が何ら検出されず、良好な表面
状態をもっていた。

【００１３】実施例２：一方の板材１３として、図６
（ａ）に示すように菱形状孔部１３ａがあけられたアク
リル樹脂板を使用する他は、実施例１と同様にして金属
板３０をプレス成形した。菱形状孔部１３ａは、長い方
の対角線を６ｍｍに、短い方の対角線を線を４ｍｍに設
定した。実施例１と同じ四角形状孔部１２ａが形成され
た板材１２（図６ｂ）に板材１３を重ね合わせて型板１
０とし、実施例１と同じ条件下で金属板３０をプレス成
形した。

【００１４】成形後の金属板３０には、図６（ｃ）に示
すように立方体状隆起部３２の上に菱形状隆起部３４が
重なった張出し部３１が形成されていた。立方体状隆起
部３２は、実施例１と同じサイズをもっていた。菱形状
隆起部３４は、長い方の対角線が６ｍｍ，短い方の対角
線が４ｍｍで、高さ１ｍｍに形成されていた。この場合
にも、張出し部３１の周辺に皺，擦り疵等の欠陥が何ら
検出されなかった。以上の実施例においては、２枚の板
材を重ね合せた型板１０を使用した。しかし、本発明は
これに拘束されるものではなく、３枚以上の板材を重ね
合せて型板１０とすることも可能である。板材１１〜１
３を取り替えるだけで孔部１１ａ〜１３ａが高い自由度
で選択され、多種多様な多重のエンボス模様を金属板３
０に付けることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、ダイス鋼等でできた金型を使用する必要なく、孔部
を形成した複数の板材を組み合わせて型板とし、この型
板と軟質弾性体との間に金属板を挟みプレス成形してい
る。型板及び軟質弾性体共に安価な材料で簡単に作成さ
れるので、型作成期間が短縮され、製作費用も大幅に節
減される。しかも、板材の組み合わせを変えることによ
り、多種多様な多段突出部からなるエンボス模様が金属
板に付けられる。エンボス模様の高さは圧下力や軟質弾
性体の材質に応じ自由に調節され、模様周辺に皺，刷り
疵等の欠陥を発生させることもない。また、金属板一箇
所に対する模様付けが一工程で完了する。このようにし
て、本発明によるとき、商品価値の高い多種多様な多重
模様付き金属板が簡単に且つ低い製造コストで得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のプレス成形で模様付き金属板を製造す
るときのプレス前（ａ）及びプレス後（ｂ）の状態

【図２】 本発明で使用する板材の２例

【図３】 プレス成形装置にセットした型板，金属板及
び軟質弾性体

【図４】 プレス成形前（ａ）及び成形後（ｂ）におけ
る型板，金属板及び軟質弾性体の関係

【図５】 実施例１で使用した板材（ａ），（ｂ）とプ
レス成形後の金属板（ｃ）

【図６】 実施例２で使用した板材（ａ），（ｂ）とプ
レス成形後の金属板（ｃ）

【符号の説明】

１０：型板 １１〜１３：板材 １１ａ：円形状孔
部 １２ａ：四角形状孔部 １３ａ：菱形状孔部
２０：プレス成形装置 ３０：金属板 ３１：張
出し部 ３２：立方体状隆起部 ３３：球面状隆起
部 ３４：菱形状隆起部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の孔部が所定パターンで形成された
   板材を重ね合せて型板都市、該型板と軟質弾性体との間
   に金属板を挟み、プレス成形によって前記パターンに対
   応し、途中に段部をもつ張出し部を前記金属板に成形す
   ることを特徴とする多重模様付き金属板の製造方法。