JPH10277658A - 板材の逐次張り出し成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属製の被加工板材に対して任意の凹凸模様を
逐次張り出し成形によって容易に、且つ安価に製造でき
るようにした板材の逐次張り出し成形方法を提供するこ
とにある。 【解決手段】本発明は、キャビテイ２内に多数の球状ボ
ール６を横方向に移動可能に並設して構成された下型１
に取り付けられた金属製の被加工板材７に対して、ＮＣ
制御に基いて棒状工具９を押しつけならが前記下型１と
共に前記被加工板材７をＸ、Ｙ軸方向に移動させること
によって、前記棒状工具９が押しつけられて移動する被
加工板材の部分の裏面の両側に位置する球状ボール６ｅ
または６ｐ、６ｑによって被加工板材の逐次張り出し成
形部１０の両側を支えて前記球状ボールの間に逐次張り
出し成形模様を形成することを特徴とする板材の逐次張
り出し成形方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属板上に凹凸模
様を形成するための板材の逐次張り出し成形方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属板上に凹凸模様を形成する成
形方法としては、絞り成形、張り出し成形、圧縮成形及
びスピニング成形がある。これらの成形は、いずれも高
価格の金型を使用する必要があり、特に多品種少量生産
においては製品価格に占める型費の割合が大きくなり問
題になっていた。張り出し成形は、金型に被加工材を取
り付け液圧または空圧で被加工材を張り出し、型に押し
つけ成形する方法である。一般的にはコア部とキャビテ
イ部を持つ一対の金型のうちキャビテイ部のみで成形で
きる。また、近年張り出し成形に関し、液圧または空圧
を用いないでバー状の上パンチと下パンチの組み合わせ
及び上パンチと下型枠との組み合わせにより成形する逐
次張り出し成形方法が報告されている。特開平７ー１３
２３２９号公報において、被加工板材の周縁部を保持具
で保持し下パンチを被加工板材の肉厚方向の一方側から
当接させ、球面状の上パンチを被加工板材の肉厚方向の
他方側から当接させ、上パンチを下パンチの周りに移動
させながら、下パンチに対して上パンチと保持具を、被
加工板材の肉厚方向に相対移動させて前記被加工板材を
成形する逐次張り出し成形法が知られている。この成形
法では、対称形状の円錐台形及び角錐台形の製品は成形
可能である。また、上パンチと下型との組み合わせによ
る逐次張り出し成形法がある。さらに、下型の代わりに
弾性体を用い、この弾性体上に被加工材を取り付け上パ
ンチを押しつけ逐次張り出し成形する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】被加工板材の上面に上
パンチを下面に下パンチを当接させ、上パンチを下パン
チの周りに移動させながら成形する逐次張り出し成形で
は、対称形状の円錐台形及び角錐台形の成形が可能であ
る。しかしながら可動テーブルと下パンチを同期させて
Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙ方向に移動することは困難であるため、
非対称で曲線部を持つ複雑形状の凹凸模様を形成した製
品の成形には適用できないという課題があった。また、
上パンチと下型との組み合わせによる逐次張り出し成形
では、型使用のためコスト高になる課題を有していた。
さらに、上パンチと弾性体との組み合わせによる逐次張
り出し成形では、弾性体の強度が弱い場合は上パンチの
押しつけ力によって被加工材の張り出し部以外の部分が
変形し、一方弾性体の強度が強い場合は張り出し成形量
が少ないという課題を有していた。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
金属製の被加工板材に対して任意の凹凸模様を逐次張り
出し成形によって容易に、且つ安価に製造できるように
した板材の逐次張り出し成形方法を提供するにある。ま
た本発明の他の目的は、必要最小限の下型を用いて、金
属製の被加工板材に対して任意の凹凸模様を逐次張り出
し成形によって容易に、且つ安価に製造できるようにし
た板材の逐次張り出し成形方法を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、キャビテイ内に多数の球状ボールを横方
向に移動可能に並設して構成された下型を準備し、該下
型に取り付けられた金属製の被加工板材に対して、ＮＣ
制御に基いて棒状工具（上パンチ）を押しつけならが前
記下型と共に前記被加工板材をＸ、Ｙ軸方向に移動させ
ることによって、前記棒状工具が押しつけられて移動す
る被加工板材の部分の裏面の両側に位置する球状ボール
によって被加工板材の逐次張り出し成形部の両側を支え
て前記球状ボールの間に逐次張り出し成形模様を形成す
ることを特徴とする板材の逐次張り出し成形方法であ
る。また本発明は、キャビテイ内に、横方向から圧力を
付与して多数の球状ボールを積み重ねて横方向に移動可
能に並設して構成された下型を準備し、該下型に取り付
けた金属製の被加工板材に対して、ＮＣ制御に基いて棒
状工具（上パンチ）を押しつけならが前記下型と共に前
記被加工板材をＸ、Ｙ軸方向に移動させることによっ
て、前記棒状工具が押しつけられて移動する被加工板材
の部分の裏面の両側に位置する球状ボールによって被加
工板材の逐次張り出し成形部の両側を支えて前記球状ボ
ールの間に逐次張り出し成形模様を形成することを特徴
とする板材の逐次張り出し成形方法である。

【０００６】また本発明は、キャビテイ内に、横方向か
ら圧力を付与して多数の球状ボールを積み重ねて横方向
に移動可能に並設して構成された下型を準備し、該下型
に取り付けた金属製の被加工板材に対して、ＮＣ制御に
基いて棒状工具（上パンチ）を押しつけならが前記下型
と共に前記被加工板材をＸ、Ｙ軸方向に移動させること
によって、前記棒状工具が押しつけられて移動する被加
工板材の部分の裏面に位置する球状ボールに作用する下
方への力によってその両側に位置する球状ボールへの上
方への押し上げ力によって被加工板材の逐次張り出し成
形部の両側を支えて前記球状ボールの間に逐次張り出し
成形模様を形成することを特徴とする板材の逐次張り出
し成形方法である。また本発明は、逐次張り出し成形模
様に沿って形成された溝内に多数の球状ボールを並設し
て構成された下型を準備し、該下型に取り付けた金属製
の被加工板材に対して、ＮＣ制御に基づいて棒状工具
（上パンチ）を押しつけならが前記下型と共に前記被加
工板材をＸ、Ｙ軸方向に移動させることによって、前記
棒状工具が押しつけられて移動する被加工板材の部分の
裏面の両側に位置する球状ボールによって被加工板材の
逐次張り出し成形部の両側を支えて前記球状ボールの間
に前記逐次張り出し成形模様を形成することを特徴とす
る板材の逐次張り出し成形方法である。

【０００７】また本発明は、前記球状ボールを、鋼球ま
たは合成樹脂球またはセラミック球または石英ガラス球
であることを特徴とする。特に、本発明において、下型
に取り付けた金属製の被加工板材に対して、ＮＣ制御に
基づいて棒状工具（上パンチ）を押しつける際、その下
に位置する球状ボールの横方向への移動を容易にし、し
かも被加工板材の逐次張り出し成形部の両側を球状ボー
ルで支えるためには、球状ボールを複数段に積み重ねて
並設し、これらの球状ボールに対して横方向から所望の
圧力を付与することが望ましい。以上説明したように、
前記構成によれば、高価な下型を用いないで被加工板材
に対して任意の形状を有する凹凸模様を逐次張り出し成
形によって製造することができる。また前記構成によれ
ば、キャビテイ部に球状ボールをおいた下型を載置する
可動テーブルと上パンチ（棒状工具）とのＮＣ制御によ
って、被加工板材に対して任意の形状を有する凹凸模様
を逐次張り出し成形によって製造することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る逐次張り出し成形方
法についての実施の形態を図面を用いて説明する。図１
は、本発明に係る逐次張り出し成形するための下型の一
実施の形態を示す斜視図である。図２は、本発明に係る
逐次張り出し成形する金属製の被加工板材を示す斜視図
である。図３は、下型のキャビテイ部上面に被加工板材
を固定するための取付け板を示す斜視図である。図４
は、本発明に係る逐次張り出し成形している状態を示す
斜視図である。図５は、上パンチ（棒状工具）９の径
（５〜２０ｍｍ程度）より小さい径を有する多数の球状
ボール６をキャビテイ部２内に積み重ねて内蔵させた実
施の形態における逐次張り出し成形について示す図で、
（ａ）は逐次張り出し成形前の状態を示す断面図、
（ｂ）は逐次張り出し成形時の状態を示す断面図であ
る。図６は、上パンチ（棒状工具）９の径（５〜２０ｍ
ｍ程度）より小さい径を有する多数の球状ボール６をキ
ャビテイ部２内に積み重ねて内蔵させた実施の形態にお
ける逐次張り出し成形について拡大して示す図で、
（ａ）は逐次張り出し成形前の状態を示す拡大断面図、
（ｂ）は逐次張り出し成形時の状態を示す拡大断面図で
ある。図７は、上パンチ（棒状工具）９の径（５〜１５
ｍｍ程度）より小さい径を有する多数の球状ボール６を
キャビテイ部２内に積み重ねて内蔵させた実施の形態に
おいて、上パンチ９に押えリング１２を取り付けた実施
例における逐次張り出し成形について拡大して示す図
で、（ａ）は逐次張り出し成形前の状態を示す拡大断面
図、（ｂ）は逐次張り出し成形時の状態を示す拡大断面
図である。図８は、上パンチ（棒状工具）９の径（５〜
２０ｍｍ程度）より小さい径を有する多数の球状ボール
６をキャビテイ部２内に積み重ねて内蔵させた実施の形
態における逐次張り出し成形する際の球状ボールに作用
する力の状態を示す図である。

【０００９】図９は、上パンチ（棒状工具）９の径（５
〜２０ｍｍ程度）より大きい径を有する多数の球状ボー
ル６をキャビテイ部２内に並べて配置させた実施の形態
における逐次張り出し成形について拡大して示す図で、
（ａ）は逐次張り出し成形前の状態を示す拡大断面図、
（ｂ）は逐次張り出し成形時の状態を示す拡大断面図で
ある。図１０は、逐次張り出し成形装置の全体の一実施
の形態を示す正面図、図１１は、図１０の側面図であ
る。図１０および図１１に示すように、張り出し成形装
置１５は、下型１を載置して、Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙ方向に動
作させる可動テーブル１１と、該可動テーブル１１をＸ
−Ｘ方向に動作させる駆動部１６と、可動テーブル１１
をＹ−Ｙ方向に動作する駆動部１７と、上パンチ（棒状
工具）９を取り付けた主軸１３と、上パンチ（棒状工
具）９を取り付けた主軸１３を上下方向に動作させる駆
動部１４とから構成される。そして、各駆動部１４、１
６、１７は、ＮＣ制御装置によりＮＣ制御される。下型
１は、容積を変更可能に形成されたキャビテイ部２に多
数の球状ボール６を内蔵して構成される。そして、多数
の球状ボール６が内蔵されるキャビテイ部２は、油圧制
御弁４によって油圧が制御される油圧シリンダー３の出
力に調整板５を取り付けることによって容量を変更可能
に構成している。図１および図４には、油圧制御弁４に
よって油圧が制御される油圧シリンダー３の出力に調整
板５を取り付けて、キャビテイ部２に設置することを一
軸方向について示したが、Ｘ、Ｙの２軸方向に設置して
もよいことは明らかである。

【００１０】なお、キャビテイ部２内に内蔵される多数
の球状ボール６として、図６および図７に示すように、
上パンチ（棒状工具）９の径（５〜２０ｍｍ程度）より
小さい場合には、張り出し量との関係から積み重ねるこ
とが必要となる。この場合、多数の球状ボール６が横方
向に拡がらないように調整板５によって横方向から圧力
Ｐを加える必要がある。従って、調整板５を上記油圧シ
リンダー３等の圧力付与手段によって圧力を付与するこ
とが必要となる。またキャビテイ部２を構成する枠と調
整板５との間に圧力を付与する弾性体等の圧力付与手段
を設置してもよい。またキャビテイ部２を構成する枠の
内側に弾性体を設置し、この弾性体内に多数の球状ボー
ル６を収納するように構成してもよい。また、キャビテ
イ部２内に内蔵される多数の球状ボール６として、図９
に示すように、上パンチ（棒状部材）９の径（５〜１５
ｍｍ程度）より大きい場合には、積み重ねることなく、
並べて配置させることになる。この場合、上パンチ（棒
状部材）９を押し下げて金属製の被加工材７に対して張
り出し成形する場合、球状ボール６が横方向に移動する
必要があるため、調整板５等によって球状ボール６が移
動できる空間を作っておくことが必要となる。

【００１１】いずれにしても、金属製の被加工板材７
は、取付け板８によって下型１のキャビテイ部２の上面
に固定される。上パンチ（棒状部材）９は、金属製の被
加工板材７に対して逐次張り出し成形するためのもの
で、ＮＣ制御される。即ち、各駆動部１４、１６、１７
がＮＣ制御装置に基づいてＮＣ制御されことによって、
上パンチ（棒状工具）９は、金属製の被加工板材７に対
してＮＣ制御されることになる。

【００１２】次に本発明に係る金属製の被加工材７に対
して複雑な形状の凹凸模様を形成する逐次張り出し成形
方法について詳しく説明する。先ず、図１において球状
ボール６を内蔵した下型キャビテイ部２の容積の変更
は、前記下型キャビテイ部２に備えた調整板５により行
い、この調整板５は下型１の両側に取り付けた油圧シリ
ンダー３の出力に固定され、油圧シリンダー３の運動に
より移動する。油圧シリンダー３の制御は油圧制御弁４
で行う。調整板５を移動する動力源としてエアシリンダ
ーを採用しても特に問題はない。この球状ボール６の直
径、材質及びキャビテイ部への挿入量、並び上パンチ
（棒状工具）９の直径は、逐次張り出し成形の条件に応
じて最適な組み合わせを選択するものとする。例えば、
上パンチ（棒状工具）９の直径を８ｍｍとし、金属製等
の硬質の球状ボール６として約上パンチの直径以下の直
径を有するもの（例えば直径が約８ｍｍ以下である６〜
４ｍｍ）を使用する場合、図６および図７に示すよう
に、多数の球状ボール６をキャビテイ部２内に多数段に
積み重ねて収納する必要がある。即ち、球状ボール６の
直径を例えば６ｍｍとし、凹部１０の張り出し量ｈを１
０ｍｍ以上とする場合球状ボール６の積み重ね数を３段
以上にする必要がある。この場合、多数の球状ボール６
が横方向に拡がらないように調整板５によって横方向か
ら圧力Ｐを加える必要がある。

【００１３】図６および図７に示すように、金属製等の
硬質の球状ボール６として約上パンチの直径以下の直径
を有するものを使用し、多数の球状ボール６が横方向に
拡がらないように横方向から圧力Ｐを加える実施例にお
いて、図２に示す被加工板材７を、図３に示す取り付け
板８を用いて下型１の上面に固定し、図４及び図５に示
すように張り出し成形装置の主軸１３に固定した上パン
チ（棒状工具）９をＮＣ制御に基づいて前記被加工板材
２に逐次押し付けながら、可動テーブル１１をＸ−Ｘ，
Ｙ−Ｙ方向に移動させることによって、上パンチ（棒状
工具）９により被加工板材面に軌跡を描きながら逐次張
り出し成形して凹形状の張り出し部１０を形成する。具
体的には、ＮＣ制御される上パンチ（棒状工具）９によ
って、被加工板材２には図６（ａ）および図７（ａ）に
示す状態から図６（ｂ）および図７（ｂ）に示す状態へ
と逐次張り出し成形されて凹形状の張り出し部１０が形
成される。即ち、まず、図８（ａ）に示す状態から、図
８（ｂ）に示す状態へとＮＣ制御される上パンチ（棒状
工具）９が押し下がると、その下にある球状ボール６ａ
には下への力が作用してその下の球状ボール６ｂを押し
拡げるように作用し、その下の球状ボール６ｃを横方向
に移動させ、その結果その上の球状ボール６ｄを上方向
に押し上げてその上の内側の球状ボール６ｅを押し上げ
るように作用し、球状ボール６ｅは、上パンチ（棒状工
具）９による被加工板材の張り出し成形の支える支点と
なる。更に、図８（ｂ）に示す状態から、図８（ｃ）に
示す状態へとＮＣ制御される上パンチ（棒状工具）９が
押し下がると、その下にある球状ボール６ａには下への
力が作用して更にその下の球状ボール６ｂを押し拡げる
ように作用し、その下の球状ボール６ｃを横方向に移動
させ、その結果その上の球状ボール６ｄを上方向に押し
上げと球状ボール６ｂの横方向の拡げとによってその上
の内側の球状ボール６ｅを横方向に拡げながら押し上げ
るように作用し、球状ボール６ｅは、上パンチ（棒状工
具）９による被加工板材の張り出し成形の支える支点と
なる。更に、図８（ｃ）に示す状態から、図８（ｄ）に
示す状態へとＮＣ制御される上パンチ（棒状工具）９が
押し下がると、その下にある球状ボール６ａ、６ｂには
下への力が作用して更にその下の球状ボール６ｃを横方
向に移動させ、その結果その上の球状ボール６ｂ、６ｄ
を上方向に押し上げるように作用し、球状ボール６ｅ
は、上パンチ（棒状工具）９による被加工板材の張り出
し成形の支える支点となる。以上説明したように、被加
工板材７の裏面において上パンチ（棒状工具）９の両側
に位置する球状ボール６ｅが被加工板材７の張り出し成
形の両側（肩部）を支持することによって、被加工板材
７が球状ボール６ｅを支点にして曲げ張り出されて凹形
状の張り出し部１０が形成されることになる。

【００１４】以上説明したように、積み重ねられた多数
の球状ボール６は、横方向から圧力Ｐが付与され、球状
ボール６同志、球状ボール６とキャビテイ部２の底２ａ
との間、球状ボール６と被加工板材７の裏面との間に摩
擦抵抗を有することから、被加工板材７の裏面において
上パンチ（棒状工具）９の両側に位置する球状ボール６
ｅによって張り出し成形の両側（肩部）が支持されるこ
とによって、上パンチ（棒状工具）９をＮＣ制御に基づ
いて被加工板材２に逐次押し付けながら、可動テーブル
１１をＸ−Ｘ，Ｙ−Ｙ方向に移動させることによって、
上パンチ（棒状工具）９により被加工板材面に軌跡を描
きながら逐次張り出し成形して凹形状の張り出し部１０
が円滑に形成されることになる。なお、図７に示す実施
例の場合には、上パンチ（棒状工具）９がＮＣ制御に基
づいて被加工板材２に押し付ける前に、押えリング１２
が下降して被加工板材７の表面の両側を押しつけるた
め、押えリング１２に対向する被加工板材７の裏面に位
置する球状ボールによって被加工板材７の裏面の両側を
確実に支えられることによって、図６に示す実施例に比
べて、上パンチ（棒状工具）９により円滑に逐次張り出
し成形が行われて凹形状の張り出し部１０が円滑に形成
される。

【００１５】次に、キャビテイ部２内に内蔵される多数
の球状ボール６として、上パンチ（棒状部材）９の径
（５〜１５ｍｍ程度）より大きい場合の実施例について
図９および図１０を用いて説明する。例えば、上パンチ
（棒状工具）９の直径を８ｍｍとし、直径１０ｍｍ以上
の球状ボール６を使用する場合、キャビテイ部２への配
列は一段重ねとした。この実施例において、図２に示す
被加工板材７を、図３に示す取り付け板８を用いて下型
１の上面に固定し、図４及び図５に示すように張り出し
成形装置の主軸１３に固定した上パンチ（棒状工具）９
をＮＣ制御に基づいて前記被加工板材２に逐次押し付け
ながら、可動テーブル１１をＸ−Ｘ，Ｙ−Ｙ方向に移動
させることによって、上パンチ（棒状工具）９により被
加工板材面に軌跡を描きながら逐次張り出し成形して凹
形状の張り出し部１０を形成する。この実施例の場合、
上パンチ（棒状工具）９の中心とその下の被加工板材７
の裏面に位置する球状ボール６の中心とが一致した場
合、上パンチ（棒状工具）９を押し下げて被加工板材２
の裏面が球状ボールと接触しても球状ボールを横方向に
移動させる力が働かないとそれ以上上パンチ９を下降さ
せることが不可能となる。そこで、常時球状ボール６に
対して横方向の動きを与えるように、キャビテイ内２に
流体を流したり、或いは超音波振動を付与することが必
要となる。また、図９に示すように、上パンチ（棒状工
具）９の中心が、その下の被加工板材７の裏面に位置す
る球状ボール６ｐと球状ボール６ｑとの間に位置したと
しても、上パンチ（棒状工具）９を押し下げて被加工板
材２の裏面が球状ボール６ｐ、６ｑと接触すると、球状
ボール６ｐ、６ｑはキャビテイ部２の底２ａと被加工板
材２との間に挾まれることになり、その結果上パンチ
（棒状工具）９が下降して被加工板材２の張り出し部１
０が球状ボール６ｐと球状ボール６ｑとの間に形成され
て球状ボール６ｐ、６ｑを横方向に拡げるように球状ボ
ール６ｐ、６ｑに対して力が作用したとしても円滑に球
状ボール６ｐ、６ｑを横方向に移動することが難しくな
る。そこで、球状ボール６ｐ、６ｑとキャビテイ部２の
底２ａおよび被加工板材７との摩擦抵抗を低下させて、
球状ボール６ｐ、６ｑを容易に横方向に移動可能なよう
に構成する必要がある。即ち、キャビテイ部２の底２ａ
および被加工板材７の裏面に潤滑膜を形成するか、ある
いはキャビテイ部２に潤滑剤を満たすように構成すれば
よい。

【００１６】また上パンチ９による逐次張り出し成形が
進行するにしたがって、被加工板材面７に形成された凹
形状の張り出し部１０の体積が増加していっても、キャ
ビテイ内２において球状ボール６が移動できる間隙を確
保させる必要がある。即ち、ＮＣ制御によって、上パン
チ（棒状工具）９による被加工板材への軌跡が与えられ
るので、被加工板材面７に形成された凹形状の張り出し
部１０の体積の増加はＮＣ制御データと相関関係がある
ことになる。従って、キャビテイ部２に備えた調整板８
をＮＣ制御データに基づいて油圧シリンダー３により移
動するよう制御することによって、新たに凹形状の張り
出し部１０を形成するために球状ボール６ｐ、６ｑの横
方向に移動できる間隙を確保することができる。即ち、
上パンチ９による逐次張り出し成形が進行するにしたが
って、被加工板材面７に形成された凹形状の張り出し部
１０の体積が増加していっても、球状ボールの移動を可
能にするように、ＮＣ制御データに基づいて調整板８を
油圧シリンダー３により移動制御して常に一定のキャビ
テイ容量を確保するように構成した。これによってキャ
ビテイ部２内蔵の球状ボール６は、張り出し成形時であ
っても自由に移動できる。即ち、図９（ａ）に示す状態
から、図９（ｂ）に示す如く凹形状の張り出し部１０が
成形される時及びその成形後その直下の球状ボール６
ｐ、６ｑは両側にずれ込み、容易に成形が可能になる。
また被加工板材の凹形状の張り出し部１０以外の未加工
部分は、球状ボールによって支えられているため上パン
チ９の押しつけ力によってたわみなどの変形は発生しな
い。

【００１７】以上説明したように、被加工板材７を取り
付けた下型１をＮＣ制御される可動テーブル１１上に載
置し、ＮＣ制御される主軸１３に固定した上パンチ（棒
状工具）９を上記前記被加工板材７上に押しつけながら
上記可動テーブル１１をＸ−Ｘ，Ｙ−Ｙ方向に移動さ
せ、上記被加工板材７の裏側において上記上パンチ（棒
状工具）９の両側に位置する球状ボール６ｅ、または６
ｐおよび６ｑにおいて被加工板材７を支えてこれら支点
を中心にして逐次曲げ張り出し成形を任意の軌跡に沿っ
て行うことにより、任意の形状の凹凸模様を成形するこ
とが可能となる。即ち、準備された一つの下型を可動テ
ーブル上に載置し、上パンチ（棒状工具）および可動テ
ーブルをＮＣ制御するのみで、被加工板材に対して曲線
部を持つ任意の複雑な形状をした凹凸模様を逐次張り出
し成形によって実現することが可能となり、安価に補強
機能を有する凹凸模様を製造することが可能となる。

【００１８】図１２には、本発明に係る被加工板材に逐
次張り出し成形によって凹凸模様を形成する他の実施の
形態を説明するための断面図である。即ち、図１０およ
び図１１に示す張り出し成形装置の主軸１３に切削工具
または研磨工具を取り付け、上記可動テーブル１１上に
被加工板材７が取り付けてない下型１ａを設置し、被加
工板材７に対して張り出し成形するＮＣ制御データを用
いて上記主軸１３および上記可動テーブル１１を駆動制
御して、上記切削工具または研磨工具により下型１ａの
底部に球状ボール２０ａ、２０ｂを設置する対なる溝１
９ａ、１９ｂを上パンチ（棒状甲具）９の軌跡の両側に
形成し、該対なる溝１９ａ、１９ｂ内に多数の球状ボー
ル２０ａ、２０ｂを並べて置いて下型１ａを得る。次
に、この得られた下型１ａに被加工板材７を取り付けて
上記可動テーブル１１上に載置し、上記主軸１３に上パ
ンチ（棒状工具）９を取り付け、上記ＮＣ制御データを
用いて上記主軸１３および上記可動テーブル１１を駆動
制御して、上記上パンチ（棒状工具）９を図１２（ａ）
に示す状態から、図１２（ｂ）に示す状態へと押し下げ
ることにより被加工板材７の両側が溝１９ａ、１９ｂ内
に設置された球状ボール２０ａ、２０ｂで支えられてこ
の球状ボール２０ａ、２０ｂを支点として曲げ張り出し
成形され、球状ボール２０ａと球状ボール２０ｂとの間
の上記軌跡に凹形状の張り出し部１０からなる凹凸模様
が形成される。この実施の形態の場合、下型１ａとして
多数の球状ボール２０ａ、２０ｂが並べられる溝１９
ａ、１９ｂを、上記主軸１３に切削工具または研磨工具
を取り付けるだけで、逐次張り出し成形するＮＣ制御デ
ータを用いることによって、容易に製作することがで
き、その結果逐次張り出し成形するための下型１ａを安
価に、容易に準備することが可能となる。なお、球状ボ
ール２０ａ、２０ｂの直径、材質及びキャビテイ部への
挿入量、並び上パンチ（棒状工具）９の直径は、逐次張
り出し成形の条件に応じて最適な組み合わせを選択する
ものとする。従って、溝１９ａ、１９ｂの深さおよび幅
は、選択された球状ボール２０ａ、２０ｂの直径に適合
する寸法で形成する。またこの実施の形態においても、
押えリング１２で、被加工板材７に対して上パンチ（棒
状工具）９で押しつける周囲を押さえつけても良い。即
ち、この実施の形態においては、球状ボール２０ａ、２
０ｂが殆ど横方向に移動する必要がないので、押えリン
グ１２で被加工板材７に対して上パンチ（棒状工具）９
で押しつける周囲を押えても良く、その結果張り出し形
成部１０の周囲における被加工板材の変形を防止するこ
とができる。

【００１９】図１３および図１４の各々は、球状ボール
を備えた下型に被加工板材７を設置してＮＣ制御される
上パンチ（棒状工具）を用いて被加工板材７に対して逐
次張り出し成形される凹凸模様を形成した被加工板材を
示した図である。なお、球状ボール６、２０ａ、２０ｂ
としては、鋼球または合成樹脂球またはセラミック球ま
たは石英ガラス球を用いることができ、しかも大きさと
しては上パンチ（棒状工具）９の直径に応じて直径が１
〜５０ｍｍから最適なものを選択するのがよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、高価な下型を用いない
で被加工板材に対して任意の形状を有する凹凸模様を逐
次張り出し成形によって製造することができる効果を奏
する。また本発明によれば、キャビテイ部に球状ボール
をおいた下型を載置する可動テーブルと上パンチ（棒状
工具）とのＮＣ制御によって、被加工板材に対して任意
の形状を有する凹凸模様を逐次張り出し成形によって製
造することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキャビテイ部に多数の球状ボール
を並設した下型の一実施の形態を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る金属製の被加工板材を示す斜視図
である。

【図３】図１に示す下型に、図２に示す金属製の被加工
板材を取り付けるための取付け板を示す斜視図である。

【図４】主軸に取り付けられた上パンチ（棒状工具）に
より下型上に取り付けられた金属製の被加工板材に対し
て逐次張り出し成形して行く軌跡を示す斜視図である。

【図５】主軸に取り付けられた上パンチ（棒状工具）に
より下型上に取り付けられた金属製の被加工板材に対し
て逐次張り出し成形する状態を示す図で、（ａ）は逐次
張り出し成形前を示す断面図、（ｂ）は逐次張り出し成
形時を示す断面図である。

【図６】上パンチ（棒状工具）の径より小さい径を有す
る多数の球状ボールをキャビテイ部内に積み重ねて内蔵
させた実施の形態における逐次張り出し成形について拡
大して示す図で、（ａ）は逐次張り出し成形前の状態を
示す拡大断面図、（ｂ）は逐次張り出し成形時の状態を
示す拡大断面図である。

【図７】上パンチ（棒状工具）の径より小さい径を有す
る多数の球状ボールをキャビテイ部内に積み重ねて内蔵
させた実施の形態において、上パンチに押えリングを取
り付けた実施例における逐次張り出し成形について拡大
して示す図で、（ａ）は逐次張り出し成形前の状態を示
す拡大断面図、（ｂ）は逐次張り出し成形時の状態を示
す拡大断面図である。

【図８】上パンチ（棒状工具）の径より小さい径を有す
る多数の球状ボールをキャビテイ部内に積み重ねて内蔵
させた実施の形態における逐次張り出し成形する際の球
状ボールに作用する力の状態を示す図である。

【図９】上パンチ（棒状工具）の径より大きい径を有す
る多数の球状ボールをキャビテイ部内に並べて配置させ
た実施の形態における逐次張り出し成形について拡大し
て示す図で、（ａ）は逐次張り出し成形前の状態を示す
拡大断面図、（ｂ）は逐次張り出し成形時の状態を示す
拡大断面図である。

【図１０】本発明に係る逐次張り出し成形装置の一実施
の形態を示す全体正面図である。

【図１１】図１０の側面図である。

【図１２】本発明に係る被加工板材に逐次張り出し成形
によって凹凸模様を形成する他の実施の形態を説明する
ための断面図である。

【図１３】本発明に係る被加工板材に形成された逐次張
り出し模様の一実施例を示す図である。

【図１４】本発明に係る被加工板材に形成された逐次張
り出し模様の他の一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１、１ａ…下型、 ２…キャビテイ部、 ３…油圧シリ
ンダー、 ４…油圧制御弁、 ５…調整板、 ６、２０
ａ、２０ｂ…球状ボール、 ６ｅ、６ｐ、６ｑ、２０
ａ、２０ｂ…被加工板材の張り出し成形部の両側を支え
る球状ボール、７…被加工板材、 ８…取り付け板、
９…上パンチ（棒状工具）、 １０…張り出し成形部、
１１…可動テーブル、 １２…押えリング、 １３…
主軸、１４、１６、１７…駆動部、 １５…逐次張り出
し成形装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島 昭夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 遠藤 秀則 茨城県ひたちなか市市毛1070番地株式会社 日立製作所水戸工場内 (72)発明者 田島 泰彦 茨城県ひたちなか市市毛1070番地株式会社 日立製作所水戸工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャビテイ内に多数の球状ボールを横方向
   に移動可能に並設して構成された下型に取り付けられた
   金属製の被加工板材に対して、ＮＣ制御に基いて棒状工
   具を押しつけならが前記下型と共に前記被加工板材を
   Ｘ、Ｙ軸方向に移動させることによって、前記棒状工具
   が押しつけられて移動する被加工板材の部分の裏面の両
   側に位置する球状ボールによって被加工板材の逐次張り
   出し成形部の両側を支えて前記球状ボールの間に逐次張
   り出し成形模様を形成することを特徴とする板材の逐次
   張り出し成形方法。
2. 【請求項２】キャビテイ内に横方向から圧力を付与して
   多数の球状ボールを積み重ねて横方向に移動可能に並設
   して構成された下型に取り付けた金属製の被加工板材に
   対して、ＮＣ制御に基いて棒状工具を押しつけならが前
   記下型と共に前記被加工板材をＸ、Ｙ軸方向に移動させ
   ることによって、前記棒状工具が押しつけられて移動す
   る被加工板材の部分の裏面の両側に位置する球状ボール
   によって被加工板材の逐次張り出し成形部の両側を支え
   て前記球状ボールの間に逐次張り出し成形模様を形成す
   ることを特徴とする板材の逐次張り出し成形方法。
3. 【請求項３】キャビテイ内に横方向から圧力を付与して
   多数の球状ボールを積み重ねて横方向に移動可能に並設
   して構成された下型に取り付けた金属製の被加工板材に
   対して、ＮＣ制御に基いて棒状工具を押しつけならが前
   記下型と共に前記被加工板材をＸ、Ｙ軸方向に移動させ
   ることによって、前記棒状工具が押しつけられて移動す
   る被加工板材の部分の裏面に位置する球状ボールに作用
   する下方への力によってその両側に位置する球状ボール
   への上方への押し上げ力によって被加工板材の逐次張り
   出し成形部の両側を支えて前記球状ボールの間に逐次張
   り出し成形模様を形成することを特徴とする板材の逐次
   張り出し成形方法。
4. 【請求項４】逐次張り出し成形模様に沿って形成された
   溝内に多数の球状ボールを並設して構成された下型に取
   り付けた金属製の被加工板材に対して、ＮＣ制御に基づ
   いて棒状工具を押しつけならが前記下型と共に前記被加
   工板材をＸ、Ｙ軸方向に移動させることによって、前記
   棒状工具が押しつけられて移動する被加工板材の部分の
   裏面の両側に位置する球状ボールによって被加工板材の
   逐次張り出し成形部の両側を支えて前記球状ボールの間
   に前記逐次張り出し成形模様を形成することを特徴とす
   る板材の逐次張り出し成形方法。