JPH1076321A

JPH1076321A - 金属薄板成形品およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1076321A
Application number: JP8232722A
Authority: JP
Inventors: Akio Shima; 昭夫島; Keiichi Nakamura; 敬一中村; Takenao Yoshikawa; 武尚吉川; Izumi Ochiai; 和泉落合; Toshinori Yamashiya; 俊典山士家; Shoji Suzuki; 照二鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】本課題は、簡単な型と棒状工具等の成形工具を
用いて逐次成形を行い、大面積をもつ剛性のある金属薄
板のパネルをフレキシブルに製造する金属薄板成形品お
よびその製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、金属薄板素材１’を内側から内
型５、６で支え、前記素材周辺３を前記内型の支え面と
ほぼ平行になるように保持し、成形工具８を外側から前
記内型の輪郭線に沿って移動させ更に深さ方向に押し下
げる逐次成形法でほぼ全周に亘って輪郭部を成形するこ
とによってエンボス２を形成することを特徴とする金属
薄板成形品の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に少量しか製作
しない装置の外板となる多種多様な寸法の、薄くて剛性
のある部品としての輪郭線がある大きなエンボスを持つ
パネル、浅いフランジに囲まれたパネル装置の外板など
になるパネル等の金属薄板成形品およびその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、板材加工の多種少量生産に関
しては、単純な形の工具を用い、進歩の著しい数値制御
技術を用いて、板材を逐次成形することで、金型費を節
減するとともに、部品の開発期間を短縮する試みが様々
になされてきた。この逐次張出し成形技術については、
『機械学会論文集Ｃ，５８巻５５４号，（１９８９），
３１４７〜３１５５頁「ボールローラによるフレキシブ
ルな逐次張出し成形に関する研究」』（従来技術１）、
『塑性と加工，３５巻４０６号，（１９９４），１３１
１〜１３１６頁「半球頭工具による薄板の逐次逆張出し
成形」』（従来技術２）、および『平成５年春期塑性加
工講演会講演論文集，（１９９３），６１５〜６１８頁
「半球頭工具による板材の逐次成形用スフトウエア」』
（従来技術３）において知られている。

【０００３】従来技術１には、板材を、周辺で枠に固定
または必要形状の輪郭穴を有する外型にクランプし、先
端にボ−ルのついた棒を数値制御に基づいて等高線状に
軌跡を描いて動かしながら板に押し込み、その動きの集
積で、板材に等高線で表現される種々の形状を張り出し
成形する方法が記載されている。また従来技術２には、
張り出しの頂点を内側から型で支え、板材を全周で枠に
クランプするとともに、枠を工具の深さ方向への送りに
合わせて移動できるようガイドしておき、棒状工具によ
り板材を中央側より周辺に向かって張り出しすること
で、プレス加工では難しい円錐や角錐状の部品を容易に
製作する方法が記載されている。また従来技術３には、
ブランクをスピニングのマンドレル相当する型で支え、
棒状工具を、数値制御により型の輪郭に沿って、等高線
運動をさせながら、その軌跡を型の周辺からブランクの
周辺に向かって移動させ、この動作をスピニングのパス
の繰り返しと同様、角度を変えて繰り返すことにより種
々の輪郭形状の絞り成形をする方法が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、面積の
大きい相対板厚の薄いパネル、特に外周近くに輪郭線が
ある大きなトレイ状のエンボスを持つパネル、浅いフラ
ンジに囲まれたパネルの多種少量生産用としては、従来
の金型を用いてプレス加工する方法も、上記従来技術
１、２、３に記載されたいずれの方法も好適ではない。
即ち、外周近くにエンボスの輪郭線がある大きなトレイ
状のエンボスを持つパネルは、外周にある平板部で機械
などのフレ−ムに取り付け易く、しかも弱くなりがちな
外周の平板部をエンボスの壁が補強するという外板とし
ては理想的なものであるが、従来の金型を用いてプレス
加工する方法では、金型代が高価で少量生産に向かない
うえ、浅いエンボス成形後の平板部は、深く絞った場合
の平板部のように塑性域が均一でなく、直線部成形と曲
線部成形の応力のアンバランスが平板部に残るため、板
厚が薄い場合、型から取り出すと外周の平板部が弾性変
形して歪むという大きな課題があり、実用化されていな
かった。

【０００５】また上記従来技術１と２に記載された方法
ではその歪みは出にくいが、従来技術１の方法ではエン
ボス全面にわたり棒状工具を操作せねばならず、従来技
術２の方法でもエンボス輪郭部の斜面を棒状工具で張り
出すため棒状工具の操作面積が大きくなる。また面積が
大きく板厚の小さいものの加工では、棒状工具が型と離
れて行くため皺が発生し易く、皺を防ぐため少しずつ加
工する必要がある。そのため、いずれの方法も外周近く
にエンボスの輪郭線がある大きなトレイ状のエンボスを
持つ金属薄板のパネルの加工には棒状工具の操作に時間
がかかりすぎるという課題があった。また浅いフランジ
に囲まれたパネルの製作には、しわ抑え付きの高価な金
型が必要であり、簡易金型を用いる棒状工具による逐次
成形方法が求められていたが、棒状工具が移動している
とき先に型になじんだ部分が変形してしまうため、逐次
成形は困難であった。これについては従来技術３のなか
で触れられているが、輪郭のへり部に盛り上がりが生じ
易く、型と同じ形状の板押さえで被加工板材を完全に拘
束する必要があるなど型の簡易化の効果が少なく実用化
されていない。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、大面積をもつ剛性のある金属薄板のパネルを、平
板部を歪ませることなく外観が優れた状態で、容易に、
且つフレキシブルに製造することができる金属薄板成形
品の製造方法を提供することにある。また本発明の他の
目的は、トレイ状のエンボスを持つ剛性のある金属薄板
のパネルを、平板部を歪ませることなく外観が優れた状
態で、容易に、且つフレキシブルに製造することができ
る金属薄板成形品の製造方法を提供することにある。ま
た本発明の他の目的は、フランジに囲まれた金属薄板の
パネルを、平板部を歪ませることなく外観が優れた状態
で、容易に、且つフレキシブルに製造することができる
金属薄板成形品の製造方法を提供することにある。

【０００７】また本発明の他の目的は、外観が優れた状
態で、容易にして安価に製造された機器の側面等に取り
付けられるトレイ状のエンボスを持つ剛性のある金属薄
板のパネルからなる金属薄板成形品を提供することにあ
る。また本発明の他の目的は、外観が優れた状態で、容
易にして安価に製造された機器を納める箱の天井板等に
用いられるフランジに囲まれた金属薄板のパネルからな
る金属薄板成形品を提供することにある。

【０００８】

【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、金属薄板素材に対して、ほぼ全周に亘っ
て輪郭押し下げ方式等の逐次成形法で輪郭部を成形する
ことによってエンボスを形成することを特徴とする金属
薄板成形品の製造方法である。また本発明は、金属薄板
素材を内側から内型で支え、前記素材周辺を前記内型の
支え面とほぼ平行になるように保持し、棒状工具等の成
形工具を外側から前記内型の輪郭線に沿って移動させ更
に深さ方向に押し下げる逐次成形法でほぼ全周に亘って
輪郭部を成形することによってエンボスを形成すること
を特徴とする金属薄板成形品の製造方法である。また本
発明は、複数の金属薄板成形品を製造できる大きさの金
属薄板素材を準備し、前記準備された金属薄板素材を、
内側から前記複数の金属薄板成形品に対応させて並設さ
れた複数の内型で支え、前記素材周辺を前記内型の支え
面とほぼ平行になるように保持し、棒状工具等の成形工
具を外側から前記各内型に対して各内型の輪郭線に沿っ
て移動させ更に深さ方向に押し下げる逐次成形法でほぼ
全周に亘って輪郭部を成形することによって各エンボス
を形成することを前記複数の内型に亘って行い、つなが
っている部分を切り離すことによって各々においてエン
ボスを有する複数の金属薄板成形品を製造することを特
徴とする金属薄板成形品の製造方法である。

【０００９】また本発明は、金属薄板素材に対してほぼ
全周に亘って輪郭押し下げ方式等の逐次成形法で輪郭部
を成形することによってエンボスを形成する第１の工程
と、その後前記輪郭部における直辺部について輪郭押し
下げ方式等の逐次成形法で曲げ加工を施し、前記輪郭部
における曲辺部について輪郭押し下げ方式等の逐次成形
法で絞り成形してフランジを形成する第２の工程とを有
することを特徴とする金属薄板成形品の製造方法であ
る。また本発明は、金属薄板素材を内側から内型で支
え、前記素材周辺を前記内型の支え面とほぼ平行になる
ように保持し、棒状工具等の成形工具を外側から前記内
型の輪郭線に沿って移動させ更に深さ方向に押し下げる
逐次成形法でほぼ全周に亘って輪郭部を成形することに
よってエンボスを形成して前記素材周辺の保持を開放ま
たは解除する第１の工程と、その後エンボスが形成され
た金属薄板素材を内側から内型で支え、前記輪郭部にお
ける直辺部について棒状工具等の成形工具を押し下げる
逐次成形法で曲げ加工を施し、前記輪郭部における曲辺
部について棒状工具等の成形工具を押し下げる逐次成形
法で絞り成形してフランジを形成する第２の工程とを有
することを特徴とする金属薄板成形品の製造方法であ
る。

【００１０】また本発明は、前記金属薄板成形品の製造
方法において、前記第１の工程における前記素材周辺の
保持の開放または解除を、切り離しによって行うことを
特徴とする。また本発明は、前記金属薄板成形品の製造
方法において、前記切り離しをレーザ加工によって行う
ことを特徴とする。また本発明は、複数の金属薄板成形
品を製造できる大きさの金属薄板素材を準備する第１の
工程と、前記準備された金属薄板素材を、内側から前記
複数の金属薄板成形品に対応させて並設された複数の内
型で支え、前記素材周辺を前記内型の支え面とほぼ平行
になるように保持し、棒状工具等の成形工具を外側から
前記各内型に対して各内型の輪郭線に沿って移動させ更
に深さ方向に押し下げる逐次成形法でほぼ全周に亘って
輪郭部を成形することによって各エンボスを形成するこ
とを前記複数の内型に亘って行い、つながっている部分
を切り離す第２の工程と、その後エンボスが形成されて
切り離された各金属薄板素材を内側から内型で支え、前
記輪郭部における直辺部について棒状工具等の成形工具
を押し下げる逐次成形法で曲げ加工を施し、前記輪郭部
における曲辺部について棒状工具等の成形工具を押し下
げる逐次成形法で絞り成形して各フランジを形成するこ
とを前記複数の内型に亘って行って各々においてフラン
ジを有する複数の金属薄板成形品を製造する第３の工程
とを有することを特徴とする金属薄板成形品の製造方法
である。

【００１１】また本発明は、金属薄板からなるパネルに
おいて、ほぼ全周に亘って輪郭押し下げ方式等の逐次成
形によって形成された輪郭部を有するエンボスを備えて
補強をはかることを特徴とする金属薄板成形品である。
また本発明は、金属薄板からなるパネルにおいて、ほぼ
全周に亘って輪郭押し下げ方式等の逐次成形によって形
成されたフランジを備えたことを特徴とする金属薄板成
形品である。また本発明は、金属薄板からなるパネルに
おいて、ほぼ全周に亘って輪郭押し下げ方式等の逐次成
形を深さ方向に複数段（エンボスを形成する段と、該エ
ンボスの輪郭部における直辺部について曲げ加工を施
し、前記輪郭部における曲辺部について絞り成形して行
う段とからなる）行うことによって形成されたフランジ
を備えたことを特徴とする金属薄板成形品である。

【００１２】また本発明は、金属薄板からなるパネルに
おいて、ほぼ全周に亘って逐次成形によって形成された
輪郭部を有するエンボス部と該エンボス部に繋げてほぼ
全周に亘って逐次成形によって形成されたフランジ部と
を備えたことを特徴とする金属薄板成形品である。また
本発明は、前記金属薄板成形品において、前記金属薄板
がステンレス鋼板であることを特徴とする。また本発明
は、前記金属薄板成形品において、前記金属薄板が薄鉄
板であることを特徴とする。また本発明は、前記金属薄
板成形品において、前記金属薄板が表面処理鋼板である
ことを特徴とする。以上説明したように、前記構成によ
れば、板厚の十数倍以下の深さのトレイ状のエンボスを
持つ剛性のある金属薄板のパネルを、平板部を歪ませる
ことなく外観が優れた状態で、容易に、且つフレキシブ
ルに製造することができる。

【００１３】即ち、金属薄板素材に対してほぼ全周に亘
って輪郭押し下げ方式等の逐次成形法で輪郭部を成形す
ることによってエンボスを形成するようにしたので、板
材は内型と棒状工具等の成形工具との間の狭い部分のみ
で変形され、外周部の平板部には小さな均等な歪みしか
与えないので、平板部の面や辺は歪みや引き込みがなく
保つことができ、その結果板厚の十数倍以下の深さのト
レイ状のエンボスを持つ剛性のある金属薄板のパネル
を、外観が優れた状態で、容易に製造することができ
る。また棒状工具等の成形工具を数値制御に基づいて内
型の輪郭線に沿ってのみ動かせれば良いので、作動面積
が少なく、加工時間も短縮することができる。また変形
部分が限られ、周囲の平板部が引き込まれたり歪んだり
しないため、クランプ力も棒状工具等の成形工具が動く
とき素材がずれるのを防ぐ力しか必要としないので、外
周全面をクランプする必要はなく、クランプ治具も簡単
にすることができる。また前記構成によれば、フランジ
に囲まれたパネルの輪郭のエンボス部を先ず輪郭押し下
げ方式等の逐次成形法で成形することで、形状精度とへ
りの剛性を保つことができ、その結果直辺部のフランジ
逐次成形を容易にし、それを先に行うことにより残され
た逐次成形の困難な曲線部のフランジ絞り成形の皺を制
御し易くし、浅いフランジに囲まれた金属薄板のパネル
を、平板部を歪ませることなく外観が優れた状態で、容
易に、且つフレキシブルに製造することができる。

【００１４】また前記構成によれば、外観が優れた状態
で、容易にして安価に製造された機器の側面等に取り付
けられるトレイ状のエンボスを持つ剛性のある金属薄板
のパネルからなる金属薄板成形品を得ることができる。
また前記構成によれば、外観が優れた状態で、容易にし
て安価に製造された機器を納める箱の天井板等に用いら
れるフランジに囲まれた金属薄板のパネルからなる金属
薄板成形品を得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。まず、本発明に係る金属薄板成形品の第１
の実施の形態であるトレイ状の補強を持った金属薄板の
パネルおよびその製造方法について、図１〜図３を用い
て説明する。図１は、本発明に係る金属薄板成形品の第
１の実施の形態であるトレイ状の補強を持った金属薄板
のパネルを示す斜視図である。図２は図１に示すパネル
を逐次成形する装置の一実施の形態を示す平面図、図３
は図２の断面図である。図４は棒状工具によってエンボ
スを逐次成形する部分を拡大して示した平面図と側面図
である。図において、１は板厚１．２ｍｍ〜０．１ｍｍ
程度のステンレス鋼鈑、鉄鋼板（薄鉄板）、ＰＣＭ鋼板
（表面処理鋼板）より作られた機器（例えば電子レンジ
やオーブンなどの業務用厨房機等）の例えば側板となる
外周が平面で外周近くに輪郭線がある大きなトレイ状の
エンボスを持つ金属薄板パネルである。この金属薄板成
形品（パネル）１の大きさは、縦４０ｃｍ〜１００ｃｍ
程度、横２０ｃｍ〜６０ｃｍ程度に作られており、２は
トレイ状のエンボスでその高さは３ｍｍ〜１５ｍｍ程度
に作られている。３はその外周にある平面部で、この部
分の幅は２ｃｍ〜１５ｃｍ程度となっている。板厚が
１．２ｍｍ〜０．１ｍｍ程度で、この大きさの板は剛性
が無いが、端面から２ｃｍ〜１５ｃｍ程度の所にあるエ
ンボス部側壁４によりパネルは十分な強度を保たれてお
り、平面部で機器（例えば家電製品）などのフレ−ムに
取り付けるのに好適である。一般にこの形状のステンレ
ス鋼鈑や、鉄鋼板（薄鉄板）や、表面処理鋼板のパネル
は、プレス金型を用いて製作しても、歪みが発生し、３
の部分の平面度を保つことができず、このような形状の
パネルは従来設計されなかった。

【００１６】次に図２、図３および図４を用いて、図１
に示すパネルの逐次成形について説明する。図におい
て、５はパネル１のトレイ状のエンボス部２を構成する
輪郭の角部（曲辺部）の内型であり、６はパネル１のト
レイ状のエンボス部２を構成する輪郭の直辺部の内型で
ある。即ち、４個づつの曲辺部の内型５と直辺部の内型
６とで、エンボス（張出しまたは突出し）２の底部の輪
郭を構成する。そしてこれら内型５、６は、簡単な組み
合わせ型でよい。図３に示すように、１１は、４箇所の
クランプ７を同一平面に保ち、基台３１に取り付けられ
た内型５、６に対して深さ方向へ移動させるための移動
台で、平行に下がるよう基台３１に固定されたガイドピ
ン１２でガイドされている。１３は、逐次成形加工後ま
たは加工途中においてクランプ面を、内型５および６の
上面に合わせるためのシリンダ−で、基台３１に固定さ
れている。なお、移動台１１を固定し、基台３１を上下
に移動させても良い。

【００１７】まず、パネル１を製造するための素材金属
薄板１’を、基台３１に取り付けられた内型５および６
の上に置き、素材金属薄板１’の周辺３を、同一平面を
保って内型５および６との間で相対的に深さ方向に移動
する複数の部分的クランプ７で保持する。これらクラン
プ７は、素材金属薄板１’の全周辺を保持する必要がな
く、部分的に保持できれば良いので、素材金属薄板１’
の周辺３が動かないように固定できるものであれば良
い。次に数値制御により棒状工具８の先端８ａを、内型
５および内型６の間において板厚の約０．８〜１．５倍
程度の隙間をあけて、内型５および６の輪郭線に倣った
外接する軌跡３２に沿って素材金属薄板が深さ方向に押
し下がるように一周させ、一周毎に板厚の約０．２〜
１．０程度深さ方向に押し下げる輪郭押し下げ方式によ
り逐次成形する。この際、棒状工具８の押し下げ量に合
わせて、シリンダー１３を駆動制御することによりクラ
ンプ７を下降させて素材板の周辺３が内側（内型５およ
び６に対応するエンボス部２）に対して平面を保って押
し下げる。図１のパネルの例では、径６ｍｍ〜１５ｍｍ
程度の球状（回転ボール等）またはローラ状の先端８ａ
を持った棒状工具８を、一周につき０．２ｍｍ〜１．０
ｍｍ程度押し込んでいる。素材１’は、内型５、６と棒
状工具８の間のごく小さなポイントで輪郭の全周に亘っ
て同じように変形するので、パネルの平面部３について
成形後も歪むこと無く平面を保って、板厚の十数倍以下
の深さ（棒状工具８の先端８ａの肩Ｒと内型の肩Ｒとを
足した程度の高さ）のエンボス２を逐次成形することが
できる。即ち、全工程を通してエンボス２の輪郭形状を
した内型５および６と棒状工具８の先端８ａとの間に常
に板厚の０．８〜１．５倍程度の隙間しかないので、素
材は内型５および６と棒状工具８の先端８ａとの間の狭
い部分のみで変形され、外周部（周辺部）の平面部３に
は小さな均等な歪みしか与えないので、平面部３の面や
辺は、歪みや引き込みがなく、平面度が保たれる。また
棒状工具８は、エンボス２の輪郭上を線状に移動するだ
けなので、作動面積が少なく、板厚の十数倍以下（３ｍ
ｍ〜１５ｍｍ程度）の深さの大きなエンボスを持つ図１
に示すパネルを、数分を要するのみの短時間で製作する
ことができ、実用的である。また変形部分が内型５およ
び６と棒状工具８の先端８ａとの間の狭い部分のみに限
定され、外周部（周辺部）の平面部３が引き込まれた
り、歪んだりしないため、部分的なクランプ７で保持す
るクランプ力も、棒状工具８が動くとき素材１’がずれ
るのを防止する程度で十分なので、素材１’の外周全面
に亘ってクランプする必要がなく、クランプの構成を簡
素化することができる。そしてクランプ台９を、ねじと
ハンドル１０などで調節できるようにしておけば、同じ
クランプ７を各種のサイズの素材に利用することができ
る。

【００１８】次に本発明に係る金属薄板成形品の第２の
実施の形態である絞り部のある浅いフランジを持った金
属薄板のパネルおよびその製造方法について、図５〜図
７を用いて説明する。図５は、本発明に係る金属薄板成
形品の第２の実施の形態である絞り部のある浅いフラン
ジを持った金属薄板のパネルを示す斜視図である。図６
は、図５のパネル成形の中間段階を示す平面図である。
図７は、同じく図５のパネルの成形の異なった段階を示
す平面図である。図５は、本発明に係る金属薄板成形品
の第２の実施の形態である浅いフランジを持ったパネル
を示す斜視図である。図５に示す絞り部のある浅いフラ
ンジに囲まれた金属薄板のパネルは、各種の機器を納め
る箱の天井板などに用いられるものである。このような
パネルは従来から用いられているが、簡単な金型で多種
少量生産する方法は見いだされていない。１４は本発明
に係るパネルの正面の面であり、外周に浅いフランジを
設けてある。図１のパネル同様、トレイ状のエンボス面
２とその側壁を構成する浅い側壁４とを成形した後、外
周のクランプを開放または解除して切り離し、４つの浅
いフランジの直辺部（輪郭線の内の直線で形成される部
分）１５を順次棒状工具８を直辺部に沿って移動させな
がら押し下げる輪郭押し下げ方式により逐次成形して曲
げ加工を施し、その後４つの曲辺部（輪郭線の内に曲線
で形成されている角の部分）１６を順次棒状工具８を用
いて輪郭押し下げ方式により逐次成形して絞り成形し、
浅いフランジを有するパネルを製造する。薄板金属板の
素材として、例えば板厚０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の
薄鉄板からなり、側壁４と側壁１５、１６を合わせて、
２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度の深さのフランジを成形する。

【００１９】図６および図７を用いて図５に示すパネル
の成形法について説明する。図５に示すフランジを備え
たパネルを成形するに当たり、先ず図２の装置を用いて
図１に示す形状を製作する方法で、トレイ状のエンボス
面２とその側壁４を数値制御される棒状工具８を用いて
輪郭押し下げ方式により逐次成形する。そしてエンボス
面２はそのまま図５に示すパネルの正面１４となる。さ
らに図６においては、外周平面部３に、直辺部側壁の展
開面２０を区切る切り込み１７と曲辺部側壁の展開面２
１を区切る切り込み１８が設けてあり、８箇所あるミク
ロジョイント（ミシン目のように部分的に外周部３とつ
なげた部分）１９でクランプされた平面の外周部３と繋
がっている。エンボス成形においては引き込みが少ない
ので、この８箇所のミクロジョイントで繋がるのみで側
壁４の成形は可能である。従ってこのミクロジョイント
１９の数を８箇所以上に増やして直辺部や曲辺部に形成
しても側壁４の成形は可能となる。図５に示すパネルを
成形するには、この状態から、ミクロジョイント１９を
棒状工具８等で押して切り放し、図７に示す４つの直辺
部側壁１５を順次数値制御により棒状工具８で深さ方向
に押し下げながら周方向に移動させる輪郭押し下げ方式
により逐次成形して曲げ加工を施す。この逐次成形に際
しては、４の側壁部が内型５、６に填め合わ（嵌合）さ
れており、２の面を内型５、６に真空またはマグネット
等で吸着させておけば、上から１４の面を抑えること無
く図７に示すように逐次成形することができる。なお、
図２に示す内型５、６は周辺部にしか設置されていない
ので、上記吸着において中央部においても必要な場合に
は、中央部にも内型を設置すれば良い。また上から１４
の面を抑える場合には、この抑える部材が内型５、６と
一緒に上下に移動させる必要が有る。従って、抑え部材
を基台３１上に設置する必要が有る。

【００２０】このように４つの直辺部側壁１５について
の棒状工具８による逐次成形により、残されたフランジ
曲辺部の展開面２１部は、図７に示すように曲面とな
り、２２の凹状稜線部や、２３の稜線の存在により剛性
が上がり、予めあった側壁４の剛性にも助けられ、皺を
発生させることは殆ど無く、棒状工具８を数値制御によ
り深さ方向に少しづつ押し下げながら周方向に移動させ
る輪郭押し下げ方式の逐次成形によって難しい角曲線部
（曲辺部側壁）１６の絞り成形が可能となる。即ち、残
された４つの角曲線部（曲辺部）について、順次棒状工
具８を数値制御により深さ方向に少しづつ押し下げなが
ら周方向に移動させる輪郭押し下げ方式の逐次成形によ
って絞り成形が行われて皺のない外観が優れたフランジ
が完成する。なお、数値制御による棒状工具８を用いた
逐次成形法には、輪郭押し下げ方式の他に、多段絞り方
式やスピニング方式があるが、フランジを成形する際、
エンボス成形を施した後、直辺部側壁１５について順次
棒状工具８を直辺部に沿って移動させながら押し下げる
輪郭押し下げ方式により逐次成形して曲げ加工を施すこ
とにより、曲辺部の展開面２１部は、２２の凹状稜線部
や、２３の稜線の存在により剛性が上がり、予めあった
側壁４の剛性にも助けられ、皺を発生させることは殆ど
無くすことができるので、棒状工具８を数値制御により
深さ方向に少しづつ押し下げながら周方向に移動させる
輪郭押し下げ方式によって難しい角曲線部（曲辺部側
壁）１６の絞り成形が可能となる。

【００２１】次に数値制御による棒状工具８を用いた輪
郭押し下げ方式の逐次成形法について図８を用いて具体
的に説明する。基準面１４は、上記の如く例えば内型
５、６に吸着される。そして側壁部４が内型５、６に填
め合わ（嵌合）されている。この状態で先端に球状（回
転ボール等）８ａを取り付けた棒状工具８は、数値制御
フライス盤と同様に数値制御される構成の装置の主軸に
取り付けられている。従って、棒状工具８は、上記主軸
の数値制御により、図８（ａ）に示すごとく、矢印Ｔで
示す如く内型５、６に倣って移動制御され、深さ方向に
ついても素材を押し下げるように移動制御される。これ
ら数値（ＮＣ）制御データは、金属薄板成形品であるパ
ネルの設計情報等のＣＡＤ情報に基づいて作成する。当
然棒状工具８の形状および内型５、６の形状等について
も考慮して数値制御データを作成する必要がある。そし
て棒状工具８の一回の押し下げ寸法を０．２ｍｍ〜１ｍ
ｍ程度に設定しておくものとする。この輪郭押し下げ方
式は、内型５および６と棒状工具８の先端８ａとの間の
板厚程度の隙間により素材を逐次変形させるもので、棒
状工具８を矢印Ｔで示すように移動制御して矢印Ｖの如
く垂直方向にだけ送りつづければ、逐次成形が終了する
ものである。この輪郭押し下げ方式における棒状工具８
の押し下げ量の制御として、等高線で平らに押し下げる
場合（図８（ｂ）に示すようにＴ₁−Ｔ₂，Ｔ₃−Ｔ₄，Ｔ
₅−Ｔ₆，Ｔ₇−Ｔ₈と等高線で、Ｔ₂からＴ₃へと、Ｔ₄か
らＴ₅へと、Ｔ₆からＴ₇へと押し下げる。）と、曲辺部
１６における稜線Ｐ（稜線ＫＫで囲まれる部分）の曲面
（凸状）に倣って変形量がほぼ等量となるように押し下
げを行う場合（図８（ｄ）に示すように稜線Ｐにおいて
凸状となるので、この凸形状に倣って押し下げ量を変え
る。即ちＴ₃とＴ₄との間、Ｔ₅とＴ₆との間、Ｔ₇とＴ₈と
の間において稜線Ｐに近づくに従って押し下げ量を少な
くする。）とがある。これら棒状工具８の押し下げ量の
制御は、しわの出やすさで変更し、適切な方を選択する
のが良い。何れにしても棒状工具８を取り付けた主軸を
数値制御することによって輪郭押し下げ方式による逐次
成形を実現することができる。もし、成形後材料余りが
出ればその時点で、余り寸法をカットすることは当然で
あるが、図６に示すように直辺部側壁の展開面２０を区
切る切り込み１７と曲辺部側壁の展開面２１を区切る切
り込み１８とを設けることによって余りがでないように
することも可能である。

【００２２】ところで、図１および図５に示す金属薄板
成形品であるパネル（部品）の逐次成形に際して、外周
平面部３の変形が殆ど無いので、エンボス２の側壁の深
さが同じなら、図９に示すように、複数のパネル１を製
造できる大きさの金属薄板素材１”を準備すると共に、
各パネルに形成される各エンボス２に対応させて４つの
内型５および６からなる組を複数並設すると共に金属薄
板素材１”の周囲を部分的にクランプ７で保持すること
により、各々にエンボス２を備えた複数のパネルを順次
逐次成形して、容易に製造することができる。即ち、複
数のパネル１を製造できる大きさの金属薄板素材１”
を、４つの内型５および６からなる組が複数並設された
上に載せ、金属薄板素材１”の周囲を部分的にクランプ
７で保持する。そして、各パネルについて図２及び図３
に示すように数値制御に基づいて棒状工具８を移動させ
て輪郭押出し方式の逐次成形を行うことによって、同じ
深さにそろえて全エンボスを成形して行くことができ
る。その後、各パネル間を、例えばレーザ光を照射して
切断することによって、各々にエンボス２が形成された
複数のパネル１を製造することができる。なお、各パネ
ル間をミクロジョイントで繋げておけば、例えばこのミ
クロジョイントに対して棒状工具８を押しつけることに
よって、切り離すこともできる。またプレス型を用いれ
ば、各パネル間を切断して切り離すことができる。この
実施の形態の場合、４つの内型５および６からなる組を
複数並設する必要が有る。

【００２３】また、図１に示すエンボスを備えた部品
（パネル）を、複数個製作するに当たり、深さの等しい
エンボスを有する複数の部品（パネル）を、一枚の大き
な金属薄板素材１”に並べて（組み合わせて）配置し、
順次エンボスを成形し、該成形完了後個々の部品（パネ
ル）を分離することによって複数の部品（パネル）を製
作することもできる。ところで、複数のパネル１を製造
できる大きさの金属薄板素材１”を順送りできる機構を
備えれば、４つの内型５および６からなる組を一つ設置
するだけで、複数のパネルを順次逐次成形して製造する
ことができる。しかし、この実施の形態の場合、順送り
される方向については金属薄板素材１”がつながってい
る状態であるので、つながっていない両側についてクラ
ンプ７で保持すれば良い。また金属薄板素材１”の周囲
に位置決め用の穴を穿設し、位置決め用のピンに上記穴
を嵌合させて、金属薄板素材１”を４つの内型５および
６からなる組に載せた際この組に対して動かないように
することができる。また図５に示す金属薄板成形品であ
るフランジを備えたパネル（部品）を複数個製作する場
合には、複数のフランジを備えたパネル１を製造できる
大きさの金属薄板素材１”を準備し、更に図６に示すよ
うに各パネルに対応する領域において周囲に例えばミク
ロジョイント１９、直辺部切り込み１７および曲辺部切
り込み１８を形成しておく。成形する際、まず図９を用
いて説明したように、各パネルについてエンボスを輪郭
押し下げ方式で逐次成形し、次に各フランジのうち直辺
部（直線部分）を棒状工具８で押し下げて曲げ加工する
に際してその辺を固定しているミクロジョイントを順次
外し、順次これら直辺部を数値制御により棒状工具８で
深さ方向に押し下げながら周方向に移動させる輪郭押し
下げ方式により逐次成形して曲げ加工を施し、その後棒
状工具８を数値制御により深さ方向に少しづつ押し下げ
ながら周方向に移動させる輪郭押し下げ方式による逐次
成形によって難しい角曲線部（曲辺部側壁）１６の絞り
成形を施して各々フランジを備えた複数のパネルが完成
する。

【００２４】また、図５に示すフランジを備えた部品
（パネル）を複数個製作に当たり、複数の部品（パネ
ル）を、一枚の大きな金属薄板素材１”に並べて（組み
合わせて）配置し、同一平面を保って深さ方向へ移動す
る段階では、クランプで保持する部分は、大きな金属薄
板素材１”の外周部分のみとし、エンボスを順次成形
後、フランジの直線部分を棒状工具で押し下げて行う曲
げ加工および曲辺部の絞り加工に際して、同じ機械に搭
載したレーザーヘッドなどを用いて個々の部品（パネ
ル）の外周部を順次切り離し、その後フランジの直線部
分を棒状工具で押し下げて行う曲げ加工および曲辺部の
絞り加工を施して各々フランジを備えた複数のパネルが
完成する。このようにフランジを成形する際、つながっ
た金属薄板素材の外周部の切り離しをレーザ加工で行う
こともできる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、トレイ状のエンボスを
持つ剛性のある補強された金属薄板のパネルについて、
歪のない外観が優れたものを、容易に実現することがで
きる効果を奏する。また本発明によれば、外周が平面で
外周近くに輪郭線がある大きなトレイ状のエンボスを持
つ剛性のある補強された金属薄板のパネルの製作を、簡
単な型と棒状工具等の成形工具を用いて、フレキシブル
に製作できるという効果を奏する。また本発明によれ
ば、絞り部のある浅いフランジに囲まれた金属薄板のパ
ネルについて、歪のない外観が優れたものを、容易に実
現することができる効果を奏する。また本発明によれ
ば、絞り部のある浅いフランジに囲まれた金属薄板のパ
ネルの製作を、簡単な型と棒状工具等の成形工具を用い
て、フレキシブルに製作できるという効果を奏する。

【００２６】また本発明によれば、外観が優れた状態
で、容易にして安価に製造された機器の側面等に取り付
けられるトレイ状のエンボスを持つ剛性のある金属薄板
のパネルからなる金属薄板成形品を得ることができる。
また本発明によれば、外観が優れた状態で、容易にして
安価に製造された機器を納める箱の天井板等に用いられ
るフランジに囲まれた金属薄板のパネルからなる金属薄
板成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属薄板成形品の第１の実施の形
態であるトレイ状のエンボスを持った金属薄板のパネル
を示す斜視図である。

【図２】図１に示すパネルを逐次成形しているところを
示す平面図である。

【図３】図１に示すパネルを逐次成形しているところを
示す断面図である。

【図４】図２および図３に示す逐次成形するところを拡
大して示した図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
側面図である。

【図５】本発明に係る金属薄板成形品の第２の実施の形
態である浅いフランジを持った金属薄板のパネルを示す
斜視図である。

【図６】図５に示すパネルを逐次成形する中間段階を示
す平面図である。

【図７】同じく図５に示すパネルを逐次成形する異なっ
た段階を示す平面図である。

【図８】本発明に係る数値制御に基づく棒状工具を用い
た逐次成形方法における輪郭押し下げ方式を説明するた
めの図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ矢視図、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視図、（ｄ）は
（ｂ）に示す方法と異なる方法を示すＡ−Ａ矢視図であ
る。

【図９】本発明に係る複数の金属薄板パネルを、並設さ
れた複数の内型の組を用いて製造する実施の形態を示し
た平面図である。

【符号の説明】

１…パネル、２…エンボス面、３…外周平面部、４…エ
ンボス側壁５…角部（曲辺部）内型、６…直辺部内型、７…クラン
プ、８…棒状工具８ａ…棒状工具の先端、９…クランプ台、１０…ハンド
ル、１１…台１２…ガイドピン、１３…シリンダ−、１４…パネル正
面、１５…直辺部側壁１６…曲辺部側壁、１７…直辺部切り込み、１８…曲辺
部切り込み１９…ミクロジョイント、２０…直辺部側壁展開面、２
１…曲辺部側壁展開面２２…凹状稜線、２３…稜線、３１…基台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者落合和泉栃木県下都賀郡大平町富田1052番地の４株式会社日立栃木マテリアル内 (72)発明者山士家俊典栃木県下都賀郡大平町富田1052番地の４株式会社日立栃木マテリアル内 (72)発明者鈴木照二栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属薄板素材に対して、ほぼ全周に亘って
逐次成形法で輪郭部を成形することによってエンボスを
形成することを特徴とする金属薄板成形品の製造方法。
【請求項２】金属薄板素材を内側から内型で支え、前記
素材周辺を前記内型の支え面とほぼ平行になるように保
持し、成形工具を外側から前記内型の輪郭線に沿って移
動させ更に深さ方向に押し下げる逐次成形法でほぼ全周
に亘って輪郭部を成形することによってエンボスを形成
することを特徴とする金属薄板成形品の製造方法。
【請求項３】複数の金属薄板成形品を製造できる大きさ
の金属薄板素材を準備し、前記準備された金属薄板素材
を、内側から前記複数の金属薄板成形品に対応させて並
設された複数の内型で支え、前記素材周辺を前記内型の
支え面とほぼ平行になるように保持し、成形工具を外側
から前記各内型に対して各内型の輪郭線に沿って移動さ
せ更に深さ方向に押し下げる逐次成形法でほぼ全周に亘
って輪郭部を成形することによって各エンボスを形成す
ることを前記複数の内型に亘って行い、つながっている
部分を切り離すことによって各々においてエンボスを有
する複数の金属薄板成形品を製造することを特徴とする
金属薄板成形品の製造方法。
【請求項４】金属薄板素材に対してほぼ全周に亘って逐
次成形法で輪郭部を成形することによってエンボスを形
成する第１の工程と、その後前記輪郭部における直辺部
について逐次成形法で曲げ加工を施し、前記輪郭部にお
ける曲辺部について逐次成形法で絞り成形してフランジ
を形成する第２の工程とを有することを特徴とする金属
薄板成形品の製造方法。
【請求項５】金属薄板素材を内側から内型で支え、前記
素材周辺を前記内型の支え面とほぼ平行になるように保
持し、成形工具を外側から前記内型の輪郭線に沿って移
動させ更に深さ方向に押し下げる逐次成形法でほぼ全周
に亘って輪郭部を成形することによってエンボスを形成
して前記素材周辺の保持を開放または解除する第１の工
程と、その後エンボスが形成された金属薄板素材を内側
から内型で支え、前記輪郭部における直辺部について成
形工具を押し下げる逐次成形法で曲げ加工を施し、前記
輪郭部における曲辺部について成形工具を押し下げる逐
次成形法で絞り成形してフランジを形成する第２の工程
とを有することを特徴とする金属薄板成形品の製造方
法。
【請求項６】前記第１の工程における前記素材周辺の保
持の開放または解除を、切り離しによって行うことを特
徴とする請求項５記載の金属薄板成形品の製造方法。
【請求項７】前記切り離しをレーザ加工によって行うこ
とを特徴とする請求項６記載の金属薄板成形品の製造方
法。
【請求項８】複数の金属薄板成形品を製造できる大きさ
の金属薄板素材を準備する第１の工程と、前記準備され
た金属薄板素材を、内側から前記複数の金属薄板成形品
に対応させて並設された複数の内型で支え、前記素材周
辺を前記内型の支え面とほぼ平行になるように保持し、
成形工具を外側から前記各内型に対して各内型の輪郭線
に沿って移動させ更に深さ方向に押し下げる逐次成形法
でほぼ全周に亘って輪郭部を成形することによって各エ
ンボスを形成することを前記複数の内型に亘って行い、
つながっている部分を切り離す第２の工程と、その後エ
ンボスが形成されて切り離された各金属薄板素材を内側
から内型で支え、前記輪郭部における直辺部について成
形工具を押し下げる逐次成形法で曲げ加工を施し、前記
輪郭部における曲辺部について成形工具を押し下げる逐
次成形法で絞り成形して各フランジを形成することを前
記複数の内型に亘って行って各々においてフランジを有
する複数の金属薄板成形品を製造する第３の工程とを有
することを特徴とする金属薄板成形品の製造方法。
【請求項９】金属薄板からなるパネルにおいて、ほぼ全
周に亘って逐次成形によって形成された輪郭部を有する
エンボスを備えて補強をはかることを特徴とする金属薄
板成形品。
【請求項１０】金属薄板からなるパネルにおいて、ほぼ
全周に亘って逐次成形によって形成されたフランジを備
えたことを特徴とする金属薄板成形品。
【請求項１１】金属薄板からなるパネルにおいて、ほぼ
全周に亘って逐次成形によって形成された輪郭部を有す
るエンボス部と該エンボス部に繋げてほぼ全周に亘って
逐次成形によって形成されたフランジ部とを備えたこと
を特徴とする金属薄板成形品。