JP4400465B2 - 金属薄板のエンボス加工方法 - Google Patents

Description

本願発明は、金属薄板のエンボス加工方法に関するものである。

図４に示されるような凹凸柄を有する金属薄板１を得るために、従来より、金属薄板に凹凸柄を形成するエンボス加工方法として図５に示されるように、凹凸部１０を有する上型と下型の１組の金型を用いて金属薄板１全体に凹凸柄を形成する方法が知られている。この方法は、例えば、金属薄板１が下型上面に搬入され、プレス機ラムに取り付けられた上型が下降し、上下型で金属薄板１を加圧・圧縮することにより、金属薄板１に凹凸柄を形成するものである。

しかしながら、上記方法によれば、上下型で金属薄板１に凹凸柄を形成する際に、金属薄板１の両端は自由端とされているために矢印にて示すように型中央方向に引き込まれるが、金属薄板１の中央部近傍では、金属薄板１の凹凸柄の形成が上型の下降に伴い金属薄板１全体で同時に進行するため平面方向に引っ張り合い伸ばされる。したがって、凹凸柄の柄深さを深く、もしくは柄のコーナーアールをシャープにすると金属薄板１が破断するという問題があった。このため、金属薄板１のエンボス加工方法として、深彫り感があり、シャープな柄のデザインとすることができる方法が望まれている。

一方、素板に各種のプレス加工を分担して行う複数のユニット金型で構成され、プレス加工を逐次段階的に施す多段成形金型が知られている（例えば、特許文献１参照）。この多段成形金型によれば、各種の異なる加工がそれぞれの金型でなされるものであり、素板を順次送給させることで素板の各箇所に各種の加工がなされるため、能率よく成形することができる。しかしながら、このような多段成形金型でエンボス加工する場合であっても、それぞれの金型で同時に凹凸柄を形成するものであるため、上記方法と同様の問題があった。

また、別のエンボス加工方法として、金属薄板を送りながら１工程毎にプレス加工を行うことで連続的に板表面に凹凸柄を形成する方法も知られている。しかしながら、連続的にプレス加工することで凹凸柄と凹凸柄の繋がり部分に板折れや柄の変形が生じやすくなってしまうという問題があった。
特開２００３−２００２９７号公報

そこで、本願発明は、以上の通りの背景から、深彫り感があり、シャープな柄のデザインとすることができるとともに、板折れや柄の変形が生じることのない金属薄板のエンボス加工方法を提供することを課題としている。

本願発明の金属薄板のエンボス加工方法は、前記の課題を解決するものとして、第１には、最終的に凹凸柄が形成される金属薄板を２列または３列に区分し、各々の列に対応する凹凸柄が設けられた下型と上型とによって各列毎に段階的にプレス成形して凹凸柄を形成するエンボス加工方法であって、金属薄板の一方の列または中央の列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第１工程の後、エンボス加工した列の凹凸柄に対応する凹凸柄が形成された下型をエンボス加工した列の凹凸柄に合致させるようにして金属薄板を位置決めし、次いでこの位置決めした下型とこれに対応する上型とでエンボス加工した列の凹凸柄を保持し加圧しつつ他方または両側の列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第２工程を含むことを特徴とする。

本願発明は、第２には、最終的に凹凸柄が形成される金属薄板を４以上の複数列に区分し、各々の列に対応する凹凸柄が設けられた下型と上型とによって各列毎に段階的にプレス成形して凹凸柄を形成するエンボス加工方法であって、金属薄板の中央近傍に位置する列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第１工程の後、エンボス加工した列の凹凸柄に対応する凹凸柄が形成された下型をエンボス加工した列の凹凸柄に合致させるようにして金属薄板を位置決めし、次いでこの位置決めした下型とこれに対応する上型とでエンボス加工した列の凹凸柄を保持し加圧しつつエンボス加工した列と近接する列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第２工程を経て、さらに、最終的に区分した列すべてに凹凸柄を形成するまで、以前の工程でエンボス加工した列の凹凸柄に対応する凹凸柄が形成された下型をエンボス加工した列の凹凸柄に合致させるようにして金属薄板を位置決めし、次いでこの位置決めした下型とこれに対応する上型とでエンボス加工した列の凹凸柄を保持し加圧しつつエンボス加工した列と近接する列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第３工程を繰り返して段階的にプレス成形するようにエンボス加工することを特徴とする。

また、本願発明は、第３には、上記の第１または第２の金属薄板のエンボス加工方法において、上下自在に可動する可動下型を上昇させこの可動下型の上に金属薄板を載せて金属薄板を位置決めし、この可動下型と上型とでこの凹凸柄を挟持し可動下型を下降させつつエンボス加工した列の凹凸柄を保持することを特徴とする。

第１、第２の発明の金属薄板のエンボス加工方法によれば、列毎に段階的にプレス成形して凹凸柄を形成する際に、下型をエンボス加工した列に合致させるようにして金属薄板を位置決めし、次いでこの位置決めした下型と上型とでエンボス加工した列の凹凸柄を保持し加圧しつつエンボス加工した列と近接する列に凹凸柄を形成してエンボス加工することにより、深彫り感があり、シャープな柄のデザインとすることができるとともに、板折れや柄の変形が生じることなく金属薄板にエンボス加工することができる。

第３の発明の金属薄板のエンボス加工方法によれば、上下自在に可動する可動下型を上昇させこの可動下型の上に金属薄板を載せて金属薄板を位置決めし、この可動下型と上型とでこの凹凸柄を挟持し可動下型を下降させつつエンボス加工した列の凹凸柄を保持することにより、確実かつ容易に位置決めと凹凸柄を保持することができる。したがって、エンボス加工の作業効率をより向上させることができるとともに、より一層板折れや柄の変形が生じることなく金属薄板にエンボス加工することができる。

本願発明は前記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、発明を実施するための最良の形態を図１から図３を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１（ａ）は本願発明の一実施形態である金属薄板のエンボス加工方法で凹凸柄が形成された金属薄板を模式的に例示した平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ間においてその金属薄板へのエンボス加工工程を模式的に例示した断面図である。

この実施の形態では、図１（ａ）に示すように最終的に凹凸柄２が形成される金属薄板１を目地３の位置に合わせて、中央の列に位置する第１列、両側に位置する第２列と第３列の３列に区分している。そして、この区分された各々の列に対応するように凹凸柄２ａが設けられた第１型４、第２型５、第３型６とによって各列毎に段階的にプレス成形して金属薄板に凹凸柄２を形成する。この実施の形態では、第１工程において第１型４によって金属薄板１の第１列に凹凸柄２を形成させ、第二工程において第２型５と第３型６によってそれぞれ第２列、第３列に凹凸柄２を形成させるようにしている。以下、第１工程と第２工程について説明する。
［第１工程］
図１（ｂ）に示すように、第１上型４２を下降させて、この第１上型４２と第１下型４１とのプレス成形により金属薄板１を加圧・圧縮して中央の列に凹凸柄２を形成する。この成形時において、金属薄板１の両端は自由端となっているため、金属薄板１は矢印にて示すように型中央方向に引き込まれることになり、平面方向に引っ張り合って伸ばされることがない。したがって、金属薄板１が破断することなく第１列に凹凸柄２が形成されることになる。
［第２工程］
金属薄板１の第１列に凹凸柄２を形成した後は、この第１列の凹凸柄２に対応する凹凸柄２ａが形成された第１’下型４１１と第１’上型４２１のうち、第１’下型４１１を第１列の凹凸柄２ａに合致させるようにして金属薄板１を位置決めする。次いでこの位置決めした第１’下型４１１と第１’上型４２１とで第１列の凹凸柄２を保持しつつ、第１’下型４１１と第１’上型４２１の両隣に配設された、第２下型５１と第２上型５２、および第３下型６１と第３上型６２とで第２列と第３列に凹凸柄２を形成する。

ここでは、位置決めした第１’下型４１１は、例えばスプリング９などを用いた上下自在に可動する可動下型としているがこれに限定されるものではない。

位置決めは、この第１’下型４１１を上昇させて、第１’下型４１１の凹凸柄２ａ上に金属薄板１の第１列の凹凸柄２を合致させるようにして金属薄板１を載せることでなされる。そして、第１’下型４１１の上昇高さは凹凸柄２，２ａの高さより高くするようにする。これによって、第１’下型４１１の凹凸柄２ａと金属薄板１の第１列の凹凸柄２とを十分に合致させることができ、位置決めがより確実になされる。

位置決めを行った後は、第１’上型４２１を下降させて金属薄板１の第１列の凹凸柄２に合致させるように当接させ、第１’下型４１１と第１’上型４２１とで金属薄板１の第１列の凹凸柄２を挟持する。これによって金属薄板１の第１列の凹凸柄２が保持されることになる。なお、第１’上型４２１が金属薄板１と当接した後は、第１’下型４１１と第１’上型４２１とで金属薄板１を挟持しつつ第１’上型４２１の下降とともに第１’下型４１１も下降することになる。

この実施の形態では、図１（ｂ）に示すように第１’上型４２１の下降と同時に第２上型５２と第３上型６２も下降する。そして、第２上型５２と第２下型５１、第３上型６２と第３下型６１とにより金属薄板１の第２列と第３列に凹凸柄２が形成される。このとき、金属薄板１の両端は自由端とされているため、金属薄板１が矢印にて示すように型中央方向に引き込まれるようにして凹凸柄２が形成される。ここで、金属薄板１の第１列には既に凹凸柄２が形成され第１’下型４１１と第１’上型４２１とで保持されているため、金属薄板１の平面方向の引っ張り合いを低減することができ、金属薄板１の破断を防止することができる。さらに、第１’上型４２１、第２上型５２および第３上型６２とそれぞれに対応する下型とで金属薄板１を加圧しているため、各列の凹凸柄２の繋がり部分に板折れが生じることなく、金属薄板１の平坦性が向上することになる。また、各列の凹凸柄２はそれぞれの金型で確実に加圧されているため、凹凸柄２の変形を低減することができる。このようにして、深彫り感があり、シャープな柄のデザインを金属薄板１に施すことができる。

上記の実施の形態では、最終的に凹凸柄２が形成される金属薄板１において目地３を直線的に３列に区分し、各列の金型の幅を一定にした場合の金属薄板１のエンボス加工方法を示しているが、このような目地３の金属薄板１のエンボス加工方法に限定されるものではない。例えば図２に示すように目地３に合わせて階段状に３列に区分するようにしたり、あるいは２列に区分するようにした金属薄板１のエンボス加工方法であってもよい。２列に区分した場合には、まず、金属薄板１の一方の列に凹凸柄２を形成してエンボス加工した後、この列の凹凸柄２に対応する凹凸柄が形成された下型と上型のうち、下型をこの列に合致させるようにして金属薄板１を位置決めし、次いでこの位置決めした下型と上型とで凹凸柄２を保持しつつ他方の列に凹凸柄２を形成してエンボス加工するようにする。
＜第２の実施形態＞
本願発明は、最終的に凹凸柄２が形成される金属薄板１を４以上の複数列に区分した金属薄板１のエンボス加工方法をも提供するものである。

図３（ａ）は本願発明の別の実施形態である金属薄板１のエンボス加工方法で凹凸柄２が形成された金属薄板１を模式的に例示した平面図で、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ間においてその金属薄板１へのエンボス加工工程を模式的に例示した断面図である。

この実施の形態では、図３（ａ）に示すように最終的に凹凸柄２が形成される金属薄板１を目地３の位置に合わせて、中央の列に位置する第１列、その第１列の両側に近接して位置する第２列と第３列、さらに第２列と第３列の各々の両側に近接して位置する第４列と第５列の５列に区分している。そして、図３（ｂ）に示すようにこの区分された各々の列に対応するように凹凸柄２ａが設けられた第１型４、第２型５、第３型６、第４型７、第５型８とによって各列毎に段階的にプレス成形して金属薄板１に凹凸柄２を形成する。すなわち、この実施の形態では、第１工程において第１型４によって金属薄板１の第１列に凹凸柄２を形成し、第２工程において第２型５と第３型６によってそれぞれ第２列、第３列に凹凸柄２を形成し、第３工程において第４型７と第５型８によってそれぞれ第４列、第５列に凹凸柄２を形成するようにしている。以下、この実施の形態について説明するが、第１工程と第２工程は上記＜第１の実施形態＞で説明した[第１工程]と[第２工程]と同様であるので、ここでは第３工程について説明する。
[第３工程]
第３工程では、第１工程および第２工程でエンボス加工した第１列、第２列、第３列のそれぞれの凹凸柄２に対応する凹凸柄２ａが形成された第１’'下型４１２と第１’'上型４２２、第２’下型５１１と第２’上型５２１、第３’下型６１１と第３’上型６２１のうち、第１''下型４１２、第２'下型５１１、第３'下型６１１をそれぞれ第１列、第２列、第３列の凹凸柄２ａに合致させるようにして金属薄板１を位置決めする。次いでこの位置決めした第１''下型４１２と第１''上型４２２、第２’下型５１１と第２’上型５２１、第３’下型６１１と第３’上型６２１とでそれぞれ第１列、第２列、第３列の凹凸柄２を保持しつつ、第２’下型５１１と第２’上型５２１、第３’下型６１１と第３’上型６２１に隣接して配設された、第４下型７１と第４上型７２、および第５下型８１と第５上型８２とで第４列と第５列に凹凸柄２を形成する。

ここでは、位置決めした第１''下型４１２、第２'下型５１１、第３'下型６１１は、第２工程と同様に、例えばスプリング９などを用いた上下自在に可動する可動下型としているがこれに限定されるものではない。

位置決めは、これら第１''下型４１２、第２'下型５１１、第３'下型６１１を上昇させて、第１''下型４１２の凹凸柄２上に金属薄板１の第１列の凹凸柄２を、第２'下型５１１の凹凸柄２ａ上に第２列の凹凸柄２を、第３'下型６１１の凹凸柄２ａ上に第３列の凹凸柄２を、合致させるようにして金属薄板１を載せることでなされる。そして、第１''下型４１２、第２'下型５１１、第３'下型６１１の上昇高さはそれぞれの凹凸柄２，２ａの高さより高くするようにする。これによって、それぞれの下型の凹凸柄２ａとこれに対応する金属薄板１の凹凸柄２とを十分に合致させることができ、位置決めがより確実になされる。

位置決めを行った後は、第１''上型４２２、第２'上型５２１、第３'上型６２１を下降させて金属薄板１の第１列、第２列、第３列の凹凸柄２に合致させるように当接させ、第１''下型４１２と第１''上型４２２、第２’下型５１１と第２’上型５２１、第３’下型６１１と第３’上型６２１とでそれぞれ第１列、第２列、第３列の凹凸柄２を挟持する。これによって金属薄板１の第１列、第２列、第３列の凹凸柄２が保持されることになる。なお、第１''上型４２２、第２'上型５２１、第３'上型６２１が金属薄板１と当接した後は、第１''下型４１２と第１''上型４２２、第２’下型５１１と第２’上型５２１、第３’下型６１１と第３’上型６２１とで金属薄板１を挟持しつつ第１''上型４２２、第２'上型５２１、第３'上型６２１の下降とともに第１''下型４１２、第２'下型５１１、第３'下型６１１も下降することになる。

この実施の形態では、第１''上型４２２、第２'上型５２１、第３'上型６２１の下降と同時に第４上型７２と第５上型８２も下降する。そして、第４上型７２と第４下型７１、第５上型８２と第５下型８１とにより金属薄板１の第４列と第５列に凹凸柄２が形成される。このとき、金属薄板１の両端は自由端とされているため、金属薄板１が型中央方向に引き込まれるようにして凹凸柄２が形成される。ここで、金属薄板１の第１列、第２列、第３列には既に凹凸柄２が形成され、第１列の凹凸柄２は第１''下型４１２と第１''上型４２２とで、第２列の凹凸柄２は第２’下型５１１と第２’上型５２１とで、第３列の凹凸柄２は第３’下型６１１と第３’上型６２１とで保持されているため、第４列、第５列の凹凸柄２の形成時に金属薄板１の平面方向の引っ張り合いを低減することができ、金属薄板１の破断を防止することができる。さらに、、第１''上型４２２、第２'上型５２１、第３'上型６２１、第４上型７２、第５上型８２とそれぞれに対応する下型とで金属薄板１を加圧しているため、各列の凹凸柄２の繋がり部分に板折れが生じることなく、金属薄板１の平坦性が向上することになる。また、各列の凹凸柄２はそれぞれの金型で確実に加圧されているため、凹凸柄２の変形を低減することができる。このようにして、深彫り感があり、シャープな柄のデザインを金属薄板１に施すことができる。

上記の実施の形態では、最終的に凹凸柄２が形成される金属薄板１において目地３を５列に区分した場合の金属薄板１のエンボス加工方法を示しているが、４列もしくは６列以上に区分することもできる。すなわち、４列にする場合では、上記の第３工程において第５型８を除いた場合で対応できる。６列以上に区分する場合には、最終的に全ての列に凹凸柄２が形成されるまで、上記の第３工程と同様な工程を続ける。すなわち、例えば、６列に区分した場合には、第３工程に続いて第４工程を行うが、この第４工程においては、第１工程から第３工程までにエンボス加工した第１列から第５列の凹凸柄２に対応する凹凸柄２ａが形成された下型と上型のうち、下型を第１列から第５列の凹凸柄２に合致させるようにして金属薄板１を位置決めし、次いでこの位置決めした下型と上型とで第１列から第５列の凹凸柄２を保持しつつエンボス加工した列と近接する第６列に凹凸柄２を形成してエンボス加工するものである。

以上説明した金属薄板１のエンボス加工方法によって、図４に示すような金属サイジングや凹凸柄を有する化粧鋼板など各種の製品を製造することができる。金属薄板１の材質としては、例えばメッキ鋼板、塗装鋼板、鋼板、アルミ薄板など各種の材質のものが好適に用いられ、その形状としては、フープ材、切り板材などであってもよい。製品のサイズとしては、幅４００〜５００ｍｍ、長さ１〜４ｍ、板厚み０．３〜０．５ｍｍであって、エンボス加工形状として、凹凸深さが１〜６ｍｍ、柄最小コーナーアールがＲ０．５のものを製造することができる。

（ａ）本願発明の一実施形態である金属薄板のエンボス加工方法で凹凸柄が形成された金属薄板を模式的に例示した平面図である。（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ間においてその金属薄板へのエンボス加工工程を模式的に例示した断面図である。 金属薄板のエンボス加工方法で凹凸柄が形成された別の金属薄板を模式的に例示した平面図である。 （ａ）本願発明の別の実施形態である金属薄板のエンボス加工方法で凹凸柄が形成された金属薄板を模式的に例示した平面図である。（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ間においてその金属薄板へのエンボス加工工程を模式的に例示した断面図である。 エンボス加工された金属薄板を模式的に例示した断面図である。 従来の金属薄板へのエンボス加工工程を模式的に例示した断面図である。

符号の説明

１ 金属薄板
２，２ａ 凹凸柄
３ 目地
４ 第１型
４１ 第１下型
４１１ 第１'下型
４１２ 第１’'下型
４２ 第１上型
４２１ 第１'上型
４２２ 第１’'上型
５ 第２型
５１ 第２下型
５１１ 第２'下型
５２ 第２上型
５２１ 第２'上型
６ 第３型
６１ 第３下型
６１１ 第３'下型
６２ 第３上型
６２１ 第３'上型
７ 第４型
７１ 第４下型
７２ 第４上型
８ 第５型
８１ 第５下型
８２ 第５上型
９ スプリング
１０ 凹凸部

Claims (3)

1. 最終的に凹凸柄が形成される金属薄板を２列または３列に区分し、各々の列に対応する凹凸柄が設けられた下型と上型とによって各列毎に段階的にプレス成形して凹凸柄を形成するエンボス加工方法であって、金属薄板の一方の列または中央の列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第１工程の後、エンボス加工した列の凹凸柄に対応する凹凸柄が形成された下型をエンボス加工した列の凹凸柄に合致させるようにして金属薄板を位置決めし、次いでこの位置決めした下型とこれに対応する上型とでエンボス加工した列の凹凸柄を保持し加圧しつつ他方または両側の列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第２工程を含むことを特徴とする金属薄板のエンボス加工方法。
2. 最終的に凹凸柄が形成される金属薄板を４以上の複数列に区分し、各々の列に対応する凹凸柄が設けられた下型と上型とによって各列毎に段階的にプレス成形して凹凸柄を形成するエンボス加工方法であって、金属薄板の中央近傍に位置する列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第１工程の後、エンボス加工した列の凹凸柄に対応する凹凸柄が形成された下型をエンボス加工した列の凹凸柄に合致させるようにして金属薄板を位置決めし、次いでこの位置決めした下型とこれに対応する上型とでエンボス加工した列の凹凸柄を保持し加圧しつつエンボス加工した列と近接する列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第２工程を経て、さらに、最終的に区分した列すべてに凹凸柄を形成するまで、以前の工程でエンボス加工した列の凹凸柄に対応する凹凸柄が形成された下型をエンボス加工した列の凹凸柄に合致させるようにして金属薄板を位置決めし、次いでこの位置決めした下型とこれに対応する上型とでエンボス加工した列の凹凸柄を保持し加圧しつつエンボス加工した列と近接する列に凹凸柄を形成してエンボス加工する第３工程を繰り返して段階的にプレス成形するようにエンボス加工することを特徴とする金属薄板のエンボス加工方法。
3. 請求項１または２の金属薄板のエンボス加工方法において、上下自在に可動する可動下型を上昇させこの可動下型の上に金属薄板を載せて金属薄板を位置決めし、この可動下型と上型とでこの凹凸柄を挟持し可動下型を下降させつつエンボス加工した列の凹凸柄を保持することを特徴とする金属薄板のエンボス加工方法。