JPH09295050A - 金属コア化粧板の曲げ加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した曲げ加工を効率よく実施することが
でき、小さい半径の曲げ加工も容易に行うことができる
金属コアメラミン樹脂化粧板の外曲げ加工方法を提供す
ること。 【解決手段】 加熱板上に該化粧板を化粧面を下向きに
して載置し、上記加熱板に隣接して、曲げ半径に対応す
る円弧部を有し半径の大・小により交換可能な構造の軸
状治具と、曲げ加工をしない部分の金属コアメラミン樹
脂化粧板を保持・固定し、かつ上記軸状治具と一体運動
可能に連結された受け部との間に上記化粧板を挟み固定
し、曲げ加工に必要な動力源と駆動機構により軸状治具
に回転トルクを与え、軸状治具の円弧部が上記化粧板の
被加熱部分を介して、加熱板上をころがり運動すること
により外曲げ加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に車輛内装用と
して使用される金属コアメラミン樹脂化粧板に代表され
る金属コア化粧板の曲げ加工方法及びこれに用いる曲げ
加工装置に関するものであり、特に、化粧面が外側とな
る外曲げ加工に好適に使用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属コアメラミン樹脂化粧板（以
下、ＭＭＬという）の曲げ加工については、化粧面を内
側とする内曲げ加工が可能で、常用される方法は金属加
工に使用するベンダーロール機を使用したものであり、
内曲げ加工の半径（Ｒ）は１００〜１０００ｍｍの範囲
が可能である。しかしながら、ベンダーロール機を使用
した方式では通常常温での加工であるため、外曲げ加工
を行う場合、表面メラミン層に引張り応力の掛からない
内曲げ加工と違って、化粧面を外側とするため極めて低
いメラミン樹脂の伸び特性に規制され、実用的には加工
不可能であった。（常温におけるメラミン樹脂の伸び率
はおよそ０．３％であり、厚さ１．６ｍｍの化粧板の場
合、理論的には半径５００ｍｍ以上の曲げ加工が可能と
なる。）

【０００３】一方、金属コアを用いない一般ポストフォ
ームタイプのメラミン樹脂化粧板（以下、ＰＦＬとい
う）を用いて半径２０ｍｍ程度の小径の外曲げ加工は、
長年にわたり建材分野等で実施されてきた。ＰＦＬに使
用されるメラミン樹脂は、一般的には「常温では堅牢性
に優れ、伸び特性も前述の数値にあるものの、１５０〜
１８０℃まで加熱された場合、急激な伸び特性が発現さ
れ常態時の８〜１２倍に及ぶ」という特長がある。ＰＦ
Ｌの外曲げ加工は、この樹脂特性を活用した加熱加工技
術である。

【０００４】これまで金属コアを用いたメラミン樹脂化
粧板の加熱による外曲げ加工は実施されておらず、例え
ば車輛内装等で必要用途があると、前記ＰＦＬを予め外
曲げ加工された金属基板に接着し、その曲面に沿って、
ＰＦＬのみを加熱成形する方法等が行なわれているにす
ぎない。また、曲面加工された金属基板の表面に塩化ビ
ニル樹脂化粧シートを貼り合わせたり、或いは塗装を施
した塗装化粧板などが使用されている。

【０００５】本発明者は、ベンダーロール機を使用した
曲げ加工とＰＦＬの曲げ加工の両方法及び材料構成の相
違点を比較検討し、両者の特徴を複合化することによる
ＭＭＬの外曲げ加工の可能性を追求してきた。つまり表
面のメラミン樹脂化粧層には加熱伸び特性に優れるＰＦ
Ｌ用の材料を配し、金属コアを使用した場合の曲げ加工
に必要な大きな成形トルクを与えてベンダーロール機に
よる成形を行なうという試みであった。しかし、元来ベ
ンダーロール機は常温金属加工とするものであり、加熱
を前提とする曲げ加工の実施には大きな障害となつた。

【０００６】こうした経緯を踏まえた上で、いかにして
ＭＭＬの加熱曲げ加工を可能にするかは、加工設備の開
発・改良にかかることになり、種々検討した結果、特願
平７−３２６９５４号明細書にもあるアイロンベンダー
機が当時として最適であるとの結果を得た。アイロンベ
ンダー機による加工方法の概要について図４に示してい
る。図４は金属コアメラミン樹脂化粧板（ＭＭＬ）２１
を、化粧面を上向きとして外曲げ加工する状態を示す。

【０００７】この方法は、予め装置のクランプ受部２７
にセットされた、円弧部を有する型板（Ｒ型）２２の上
に化粧面を上向きとしてＭＭＬ２１を置き、クランプ２
３によりＭＭＬ２１を固定し、エアーシリンダー２５に
よりこれに連結された加熱板２４がＭＭＬ２１の曲げ開
始部分に接触し一定時間静止して加熱を行う。次にエア
ーシリンダー２５に連結された回転アーム２６が下方方
向へ回転運動することにより、加熱板２４がＭＭＬ２１
を押しつけながらＲ型２２の円弧部に沿うようにＭＭＬ
２１の先端寄りへ移動を続け、ＭＭＬ２１がＲ型２２の
円弧終了部に密着するまで曲げられる。このようにして
外曲げ加工が行われる。

【０００８】このアイロンベンダー機を用いる曲げ加工
によりＭＭＬにおいても半径７０〜１００ｍｍの外曲げ
加工が可能となるという知見を得た。更に外曲げ加工の
ために化粧板構成について改良した特願平７−１７０６
７号明細書に記載された発明とを組み合わせることによ
り、ＰＦＬの外曲げ加工とほぼ同水準の半径１０〜１５
ｍｍという小径の曲げ加工をも可能にするに至った。し
かし、アイロンベンダー機を使った加熱曲げ加工方法に
おいては、以下に述べるとおり、加工安定性を図る上で
機構上いくつかの問題点がある。

【０００９】（１）加熱板２４は、一定圧力が加わった
まま化粧板表面を滑っていくため、クランプ受部２７の
押さえ面と加熱板２４と間のＭＭＬ２１の表面に引張り
応力が働き、表面メラミン樹脂層に要求される伸び特性
は、曲げ加工の曲率を吸収するのに必要な伸び特性だけ
では不十分となり、メラミン樹脂の伸び特性に余裕がな
いとクラックが生じることとなる。これは曲率が大きな
小径加工になる程顕著になるため、小径加工（半径２０
ｍｍ以下）では加工不良率が大きくなる。また小径加工
では、成形温度に影響を与える雰囲気の変動を受け易く
なる弊害がある。

【００１０】（２）アイロンベンダー機は、Ｒ型の曲面
に沿って加工面を形成する押さえ板が加熱板を兼ねる機
構であることから、初期の静止加熱に加え加熱板の移動
中にも化粧板を加熱し続けることになる為、加熱対象部
分の中で接触地点のみ加熱され接触地点の移動により温
度が大きく変化する傾向にある。これは均一加熱をより
必要とするＭＭＬの成形において、適正な成形温度範囲
を狭くする結果となり、加熱条件管理を難しくする要因
となる。

【００１１】（３）化粧板表面に一定圧力を加えながら
加熱板を滑らせるには、化粧板を固持する為の強いクラ
ンプ力が必要であり、クランプ２３及びクランプ受部２
７の固定幅を広くとる必要がある。このため２ヶ所以上
で曲げ加工を行なう際の加工形状に制限が加わる（最初
に曲げ加工した曲面部をクランプ２３の外側に外す必要
がある）。

【００１２】ＭＭＬの加熱成形では、金属板が高い機械
強度を有するという問題以上に高い熱伝導性による放熱
作用に対して成形温度の維持が重要になるが、上記
（１）〜（３）の問題は、さらに曲げ加工性を不安定に
する要因となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来技術
から、本発明は前述したアイロンベンダー機の機構上の
欠点を根本的に改善したものであり、雰囲気変動の影響
を受け難くすることにより、安定した外曲げ加工を実現
し、加工条件の再現性を高めて不良率を軽減したもので
ある。また更に小さい半径の曲げ加工の可能性を見いだ
したものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属コア化粧
板の曲げ加工方法において、加熱板上に該化粧板を載置
し、曲げ半径に対応する円弧部を有し半径の大・小によ
り交換可能な構造の軸状治具と、上記加熱板に隣接し、
かつ上記軸状治具と一体運動可能に連結して設けられた
受け部とにより、金属コア化粧板の曲げ加工をしない部
分を挟み固定し、曲げ加工に必要な動力源と駆動機構に
より軸状治具に回転トルクを与え、軸状治具の円弧部が
上記化粧板の被加熱部分を介して、加熱板上をころがり
運動することにより曲げ加工を行うことを特徴とする金
属コア化粧板の曲げ加工方法、及びこれに用いる曲げ加
工装置に関するものである。

【００１５】前述したアイロンベンダー機における課題
の解決を図るために行った本発明の技術的手段は、大き
く分けて次の３項目に集約される。すなわち、

【００１６】（１）加工曲面を形成する方法として、ア
イロンベンダー機の場合は化粧板を固定した状態で加熱
板がＲ型に沿って移動するのに対し、本発明では軸状治
具（以下、Ｒ治具という）と受け部（以下、ウィングと
いう）にて固定された化粧板自体がＲ治具のころがり運
動と連動してＲ治具に巻き付くように曲げ加工される。
この動作機構では化粧板の化粧面では引張り応力は限り
なくゼロに近いため過剰な伸び特性を必要としない。

【００１７】（２）加熱板を固定とし、静止加熱時点で
化粧板の加熱対象部分全体を加熱する広幅のヒーターと
した。これにより、金属板の高い熱伝導率から生じる放
熱量を抑制し、適正な成形温度域を加熱部分全体に維持
したまま曲げ加工を完了させることが可能となる。特
に、特願平７−１７０６４７号明細書に示される熱流動
機能を特徴とする金属コア化粧板の加熱曲げ加工では、
広幅ヒーターによる加熱が極めて有効な効果をもたら
す。また、Ｒ治具が加熱板上を転がり運動するため、化
粧板はその加熱温度を保持した状態で曲げ加工される。
アイロンベンダー機では曲げ開始点、加熱板内の接触
点、及び加熱板から外れる先端側では温度の相違が大き
くなるのに対し、本発明では安定した均一加熱が実現さ
れる。

【００１８】（３）アイロンベンダー機では化粧面の押
さえをエアーシリンダーで行なう（ＭＭＬのもつ高い機
械強度に抗して、加工Ｒ型に沿わせる為に強い押しつけ
圧力が必要となる）が、これは加熱板が平面接触しなが
ら滑り移動する際に、引張り応力を拡大させる弊害があ
った。本発明では、Ｒ治具の円弧部に化粧板を巻き付け
る際の化粧板の持つ高い曲げ強度から生じる加熱板側か
らの反発力を利用する手段をとっている。加熱板上の化
粧板はころがり運動の下では動かないため、化粧板を押
さえるこの反発力は垂直方向にしか働かず、化粧面をキ
ズ付けることなく効率的にかつ必要な押圧力を与える。

【００１９】以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明
する。図１及び図２は本発明の曲げ加工方法に使用する
装置の一例を模式化したものである。図１が曲げ加工開
始前、図２が曲げ加工途中の状態を表している。図１に
おいて、１が金属コアメラミン樹脂化粧板（ＭＭＬ）で
加熱板上に置かれている。２がＲ治具で、曲げ半径に対
応する円弧部を持つ軸状のものである。３は、Ｒ治具２
の下よりＭＭＬ１の曲げ加工をしない部分を挟み固定
し、化粧板がＲ治具２のころがり運動と一体となって曲
がるようにＲ治具２の両端部より連結された構造の受け
部（ウィング）である。４は加熱板で、ＭＭＬ１の曲げ
加工部から先端まで全体を加熱し、かつＲ治具２・ＭＭ
Ｌ１・ウィング３の一体ころがり運動を受ける平面であ
る。

【００２０】本発明において、外曲げ加工の場合の手順
として、ＭＭＬ１を化粧面を下にして加熱板４及びこれ
と同一面上にあるウィング３の上に置き、ウィング上の
化粧板をウィング３とＲ治具２とにより挟み固定する。
加熱板４による加熱によりＭＭＬ１の曲げ加工部が曲げ
加工の適正温度になったところで曲げ加工を開始する。
これはＲ治具２の円弧の中心延長上両端に加えられる回
転トルクとＲ治具２がころがり運動する駆動機構によっ
てなされるものである。Ｒ治具２・ＭＭＬ１・ウィング
３の一体運動によって曲げ加工が進行し図２に示す状態
となり、さらに求める曲げ角度を得るよう設定した回転
角度までころがり運動をして曲げ加工が終了する。ただ
し回転角度の上限は１８０度となる。

【００２１】本発明における動力・駆動機構の一具体例
を図３に示す。図１及び図２と、図３とは、図１のＲ治
具２の円弧中心軸の延長上両端に図３におけるコロガリ
ピニオンＡ ９、コロガリピニオンＢ １０が連結して
いる構造となっている。即ち、曲げ加工の主体となるＲ
治具の左右両端側に図３に示すような駆動機構が設けら
れている。図３の駆動原理は、油圧を動力源として油圧
シリンダー５が作動して移動ラックＡ ６を押し下げ、
移動ラックＡにかみ合ったピニオン８が右回転し、同時
にこのピニオンとかみ合っている移動ラックＢ ７が右
方向に動く。移動ラックＡ ６と移動ラックＢ ７は交差
しない位置にある。コロガリピニオンＡ９とコロガリピ
ニオンＢ １０は前述したように図１のＲ治具２の両端
と連結しており、軸芯の位置は固定されていない。図３
に示す如くコロガリピニオンＡ９は移動ラックＢ ７と
かみ合っており、また、コロガリピニオンＢ １０は固
定ラック１１とかみ合っている。従って移動ラックＢ
７の右方向の動きによってコロガリピニオンＡ ９に右
回転のトルクが与えられ、コロガリピニオンＡ ９と同
軸芯上にあるコロガリピニオンＢ １０が固定ラック１
１上を右回転でころがり運動する。なお、このコロガリ
ピニオンＢ １０のピッチ円周上の点と前記図１のＲ治
具２の円弧上の点がころがり運動で同じ軌跡をとる必要
があるため、双方の半径を同一にしている。

【００２２】以上の駆動機構原理によって前記図１のＲ
治具２・ＭＭＬ１・ウィング３が一体でころがり運動を
行うことにより曲げ加工が達成できることになる。ちな
みに、ＭＭＬの外曲げ加工の曲げ半径の大・小への対応
は、Ｒ治具及びコロガリピニオンＢの交換により行う。
実際の装置においては、コロガリピニオンＢの交換を容
易とするために、Ｒ治具及びコロガリピニオンＡ，Ｂの
ころがり軸両端部の最も外側に設けることになる。ま
た、図３に示した各機構以外を利用しても本発明におけ
るＲ治具のころがり運動は可能である。一例として動力
源をサーボモーターとしてそれに減速器・タイミングベ
ルト等を適宜組み合わせて駆動機構とすることができ
る。

【００２３】

【実施例】車輛内装に使われるＭＭＬについては、アル
ミニウム板をコアとしたものが一般的であり、実施例と
してアルミニウムの厚さ１．２ｍｍ、総厚さ１．６ｍｍ
のものの外曲げ加工を行なった結果を従来のアイロンベ
ンダーによる方法との比較で表１に示す。

【００２４】

【表１】 （注）アイロンベンダー方式では雰囲気温度、加工仕様
巾等により成形条件が個別に設定するため、特願平７−
３２６９５４明細書に示す補助ヒーターによる加熱を併
用して実施した。

【００２５】この結果より以下のことが明らかとなっ
た。 （１）アイロンベンダー方式では雰囲気温度、加工仕様
巾等により成形条件を個別に設定する必要がある。また
適用可能な条件範囲が狭く、厳密な条件管理が求められ
る。更に、化粧板の加工巾が広くなった場合、補助ヒー
ターによる加熱を併用しないと適正な成形条件がなく、
また再現性においても不安定である。 （２）これに対して、本発明による曲げ加工方法では、
これらの欠点が大きく改善され、季節変動によっても安
定した曲げ加工が維持される。

【００２６】

【発明の効果】本発明の曲げ加工方法を採用することに
より、特に外曲げ加工において、安定した曲げ加工を効
率よく実施することができ、小さい半径の曲げ加工も容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の曲げ加工方法に使用する装置の一例
の模式図（側面図）で、曲げ加工開始前の状態。

【図２】 同上で、曲げ加工途中の状態。

【図３】 本発明における動力・駆動機構の具体例の概
略図（側面図）。

【図４】 従来のアイロンベンダー機による曲げ加工方
法を示す概略図（側面図）。

【符号の説明】

１ 金属コアメラミン樹脂化粧板（ＭＭＬ） ２ 軸状治具（Ｒ治具） ３ 受け部（ウィング） ４ 加熱板 ５ 油圧シリンダー ６ 移動ラックＡ ７ 移動ラックＢ ８ ピニオン ９ コロガリピニオンＡ １０ コロガリピニオンＢ １１ 固定ラック ２１ 金属コアメラミン樹脂化粧板（ＭＭＬ） ２２ 型板（Ｒ型） ２３ クランプ ２４ 加熱板 ２５ エアーシリンダー ２６ 回転アーム ２７ クランプ受け部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属コア化粧板の曲げ加工方法におい
   て、加熱板上に該化粧板を載置し、その曲げ半径に対応
   する円弧部を有し半径の大・小により交換可能な構造の
   軸状治具と、上記加熱板に隣接し、かつ上記軸状治具と
   一体運動可能に連結して設けられた受け部とにより、金
   属コア化粧板の曲げ加工をしない部分を挟み固定し、曲
   げ加工に必要な動力源と駆動機構により軸状治具に回転
   トルクを与え、軸状治具の円弧部が上記化粧板の被加熱
   部分を介して、加熱板上をころがり運動することにより
   曲げ加工を行うことを特徴とする金属コア化粧板の曲げ
   加工方法。
2. 【請求項２】 金属コア化粧板を載置しこれを加熱する
   加熱板と、化粧板の曲げ半径に対応する円弧部を有し、
   該円弧部が上記化粧板の被加熱部分を介して、加熱板上
   をころがり運動する構造の軸状治具と、上記加熱板に隣
   接し、かつ上記軸状治具と一体運動するよう連結して設
   けられ、金属コア化粧板の曲げ加工をしない部分を上記
   軸状治具とにより挟み固定する受け部と、軸状治具に曲
   げ加工に必要な回転トルクを与える動力源及び駆動機構
   とからなることを特徴とする金属コア化粧板の曲げ加工
   装置。