特許 7355963 エンボス成形金型の加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-25

(45)【発行日】2023-10-03

(54)【発明の名称】エンボス成形金型の加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 37/20 20060101AFI20230926BHJP

   B21D 22/02 20060101ALI20230926BHJP

   B23C 5/12 20060101ALI20230926BHJP

【ＦＩ】

B21D37/20 Z

B21D22/02 B

B23C5/12 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023119526

(22)【出願日】2023-07-22

【審査請求日】2023-07-22

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592015271

【氏名又は名称】テクノエイト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】松村 羊史

【審査官】豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－９８２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－３４４２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９７５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１６３１２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１３６７２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ３７／２０

Ｂ２１Ｄ ２２／０２

Ｂ２３Ｃ ５／１２ － ５／１４

Ｂ２４Ｂ ７／００

Ｂ２３Ｄ ７９／００

Ｂ２３Ｂ ５／００ － ５／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の間隔で配列された大径凸部の回りを前記大径凸部よりも小径の複数個の小径凸部が周方向に等間隔で取り囲むように配置されたエンボス板をプレス成形する凸型及び凹型から成るエンボス成形金型の加工方法であって、
前記大径凸部の断面形状に対応する凹形状を有する大径凸部切削切れ刃と、前記大径凸部切削切れ刃に続いて形成された前記大径凸部の外周の平坦部に対応する形状の大径凸部外周切れ刃とを有し、前記大径凸部切削切れ刃の中央を通る回転中心線まわりに回転駆動される大径凸部切削工具と、前記小径凸部の断面形状に対応する凹形状を有する小径凸部切削切れ刃と、前記小径凸部切削切れ刃に続いて形成された前記小径凸部の外周の平坦部に対応する形状の小径凸部外周切れ刃とを有し、前記小径凸部切削切れ刃の中央を通る回転中心線まわりに回転駆動される小径凸部切削工具と、をそれぞれ用意する凹状切刃切削工具準備工程と、
前記大径凸部切削工具を、前記大径凸部切削工具の回転中心線を前記凸型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記大径凸部に対応する形状の大径凸部形成突起を前記凸型の成形面に切削する大径凸部形成突起切削工程と、
前記小径凸部切削工具を、前記小径凸部切削工具の回転中心線を前記凸型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記小径凸部に対応する形状の小径凸部形成突起を前記凸型の成形面に切削する小径凸部形成突起切削工程と、を含む
ことを特徴とするエンボス成形金型の加工方法。

【請求項2】

前記大径凸部切削工具の前記大径凸部切削切れ刃には、前記大径凸部切削切れ刃により切削される前記大径凸部形成突起の周縁部に前記凸型の成形面に対して垂直な環状垂直壁面を形成するための垂直切れ刃部が設けられている
ことを特徴とする請求項１のエンボス成形金型の加工方法。

【請求項3】

前記大径凸部の断面形状に対応する凸形状を有する大径凹穴切削切れ刃と、前記大径凹穴切削切れ刃に続いて形成された前記大径凸部の外周の平坦部に対応する形状の大径凹穴外周切れ刃とを有し、前記大径凹穴切削切れ刃の中央を通る回転中心線まわりに回転駆動される大径凹穴切削工具と、前記小径凸部の断面形状に対応する凸形状を有する小径凹穴切削切れ刃と、前記小径凹穴切削切れ刃に続いて形成された前記小径凸部の外周の平坦部に対応する形状の小径凹穴外周切れ刃とを有し、前記小径凹穴切削切れ刃の中央を通る回転中心線まわりに回転駆動される小径凹穴切削工具と、をそれぞれ用意する凸状切刃切削工具準備工程と、
前記大径凹穴切削工具を、前記大径凹穴切削工具の回転中心線を前記凹型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記大径凸部に対応する形状の大径凸部形成凹穴を前記凹型の成形面に切削する大径凸部形成凹穴切削工程と、
前記小径凹穴切削工具を、前記小径凹穴切削工具の回転中心線を前記凹型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記小径凸部に対応する形状の小径凸部形成凹穴を前記凹型の成形面に切削する小径凸部形成凹穴切削工程と、を含む
ことを特徴とする請求項１又は２のエンボス成形金型の加工方法。

【請求項4】

前記エンボス板は、
前記大径凸部及び前記小径凸部が第１方向に等間隔で交互に等中心間隔で配置された第１列と、前記小径凸部が前記第１方向に前記等中心間隔で配置され、前記第１列に対して前記等中心間隔と同等以下の間隔で前記第１方向に直交する第２方向に配置された第２列とが、前記第２方向に交互に形成され、
前記第２列内の小径凸部のうちの２つの小径凸部が前記第１列内の前記大径凸部の前記第１方向の中心間に位置し、
前記小径凸部は、前記大径凸部よりも小さい径及び曲率半径を有する
ことを特徴とする請求項１のエンボス成形金型の加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の円形凸部が規則的に配列されたエンボス板を成形するエンボス成形金型の製作方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

複数の円形凸部が規則的に配列されたエンボス板が知られている。たとえば、特許文献１に記載された、等間隔で形成された大径の円形凸部の回りを複数個（６個）の小径円形凸部が周方向に等間隔で取り囲むように配置されたエンボス板がそれである。このような、丸凸エンボス板は、一対の金型を用いてプレス加工されることにより成形される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－１３６７２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記特許文献１に記載のエンボス板を成形する成形金型のうちの凸型の加工に際しては、ボールエンドミルを回転駆動しつつそのボールエンドミルを３軸方向にそれぞれ位置制御できる３軸切削盤を用いる。この場合、ボールエンドミルの位置を制御しつつ成形金型の表面を走査して切削するに際して、粗削り加工、中仕上げ加工、及び仕上げ加工毎に、粗削り用、中仕上げ用、及び仕上げ用の異なる種類の工具を必要とすると共に、それぞれの加工工程毎に多くの加工時間が必要となるという、欠点があった。また、それぞれの加工工程毎に３軸の位置制御に用いる大きなサイズの制御データを必要とし、その制御データの作成に多くの工数を必要とする欠点があった。

【0005】

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的とするところは、より少ない種類の工具を用いて短い加工時間で金型を加工でき、３軸の位置制御に用いる制御データのサイズを小さくしてその制御データの作成に必要な工数を低減できるエンボス成形金型の加工方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１発明の要旨とするところは、（ａ）所定の間隔で配列された大径凸部の回りを前記大径凸部よりも小径の複数個の小径凸部が周方向に等間隔で取り囲むように配置されたエンボス板をプレス成形する凸型及び凹型から成るエンボス成形金型の加工方法であって、（ｂ）前記大径凸部の断面形状に対応する凹形状を有する大径凸部切削切れ刃と、前記大径凸部切削切れ刃に続いて形成された前記大径凸部の外周の平坦部に対応する形状の大径凸部外周切れ刃とを有し、前記大径凸部切削切れ刃の中央を通る回転中心線まわりに回転駆動される大径凸部切削工具と、前記小径凸部の断面形状に対応する凹形状を有する小径凸部切削切れ刃と、前記小径凸部切削切れ刃に続いて形成された前記小径凸部の外周の平坦部に対応する形状の小径凸部外周切れ刃とを有し、前記小径凸部切削切れ刃の中央を通る回転中心線まわりに回転駆動される小径凸部切削工具と、をそれぞれ用意する凹状切刃切削工具準備工程と、（ｃ）前記大径凸部切削工具を、前記大径凸部切削工具の回転中心線を前記凸型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記大径凸部に対応する形状の大径凸部形成突起を前記凸型の成形面に切削する大径凸部形成突起切削工程と、（ｄ）前記小径凸部切削工具を、前記小径凸部切削工具の回転中心線を前記凸型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記小径凸部に対応する形状の小径凸部形成突起を前記凸型の成形面に切削する小径凸部形成突起切削工程と、を含むことにある。

【0007】

第２発明の要旨とするとことは、第１発明において、前記大径凸部切削工具の大径凸部切削切れ刃には、前記大径凸部切削切れ刃により切削される前記大径凸部形成突起の周縁部に前記凸型の成形面に対して垂直な環状垂直壁面を形成するための垂直切れ刃部が設けられている

【0008】

第３発明の要旨とするところは、第１発明又は第２発明において、（ｆ）前記大径凸部の断面形状に対応する凹形状を有する大径凹穴切削切れ刃と、前記大径凹穴切削切れ刃に続いて形成された前記大径凸部の外周の平坦部に対応する形状の大径凹穴外周切れ刃とを有し、前記大径凹穴切削切れ刃の中央を通る回転中心線まわりに回転駆動される大径凹穴切削工具と、前記小径凸部の断面形状に対応する凸形状を有する小径凹穴切削切れ刃と、前記小径凹穴切削切れ刃に続いて形成された前記小径凸部の外周の平坦部に対応する形状の小径凹穴外周切れ刃とを有し、前記小径凹穴切削切れ刃の中央を通る回転中心線まわりに回転駆動される小径凹穴切削工具と、をそれぞれ用意する凸状切刃切削工具準備工程と、（ｇ）前記大径凹穴切削工具を、前記大径凹穴切削工具の回転中心線を前記凹型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記大径凸部に対応する形状の大径凸部形成凹穴を前記凹型の成形面に切削する大径凸部形成凹穴切削工程と、（ｈ）前記小径凹穴切削工具を、前記小径凹穴切削工具の回転中心線を前記凹型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記小径凸部に対応する形状の小径凸部形成凹穴を前記凹型の成形面に切削する小径凸部形成凹穴切削工程と、を含むことにある。

【0009】

第４発明の要旨とするところは、第１発明において、前記エンボス板は、前記大径凸部及び前記小径凸部がＸ方向に等間隔で交互に等中心間隔で配置された第１列と、前記小径凸部がＸ方向に前記等中心間隔で配置され、前記第１列に対して前記等中心間隔よりも同等以下の間隔でＹ方向に配置された第２列とが、Ｙ方向に交互に形成され、前記第２列内の小径凸部のうちの２つの小径凸部が前記第１列内の前記大径凸部のＸ方向の中心間に位置し、前記小径凸部は、前記大径凸部よりも小さい径及び曲率半径を有するものである。

【発明の効果】

【0010】

第１発明のエンボス成形金型の加工方法によれば、前記大径凸部切削工具を、前記大径凸部切削工具の回転中心線を前記凸型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記大径凸部に対応する形状の大径凸部形成突起を前記凸型の成形面に切削する大径凸部形成突起切削工程と、前記小径凸部切削工具を、前記小径凸部切削工具の回転中心線を前記凸型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記小径凸部に対応する形状の小径凸部形成突起を前記凸型の成形面に切削する小径凸部形成突起切削工程と、が含まれる。この結果、大径凸部形成突起切削工程において、大径凸部切削工具の回転中心線方向の移動のみにより、前記大径凸部に対応する形状の大径凸部形成突起が前記凸型の成形面に切削され、小径凸部形成突起切削工程において、小径凸部切削工具の回転中心線方向の移動のみにより、前記小径凸部に対応する形状の小径凸部形成突起が前記凸型の成形面に切削される。これにより、従来より少ない２種類の工具を用いて、切削工具の回転中心線方向の移動のみによる短い切削加工時間で凸型を加工でき、３軸の位置制御に用いる制御データのサイズを従来よりも単純な移動方向で短い加工時間に対応して小さくでき、制御データの作成に必要な工数を低減できる。

【0011】

第２発明のエンボス成形金型の加工方法によれば、前記大径凸部切削工具の大径凸部切削切れ刃には、前記大径凸部切削切れ刃により切削される前記大径凸部形成突起の周縁部に前記凸型の成形面に対して垂直な環状垂直壁面を形成するための垂直切れ刃部が設けられていて、凸型の成形面に切削される大径凸部形成突起の径を小さくできるので、大径凸部形成突起及び小径凸部形成突起の個数の密度を高めることができ、エンボス板の大径凸部および小径凸部の密度を高くしてエンボス板の剛性を高くすることができる。また、大径凸部形成突起と干渉しないように制限される小径凸部切削工具の外径を拡大することができ、切削残部が解消される。さらに、前記凸型と前記凹型の間で前記エンボス板をプレス成形するに際して、エンボス板の大径凸部及び小径凸部の形状は、凹形に形成された大径凸部形成凹穴及び小径凸部形成凹穴の形状に沿って形成されるので、大径凸部形成突起の環状垂直壁面の外周側に形成される隙間及び小径凸部形成突起の外周に形成される隙間を詰める大きな荷重をかける必要はなく、小さなプレス荷重でプレス成形できる。

【0012】

第３発明のエンボス成形金型の加工方法によれば、前記大径凹穴切削工具を、前記大径凹穴切削工具の回転中心線を前記凹型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記大径凸部に対応する形状の大径凸部形成凹穴を前記凹型の成形面に切削する大径凸部形成凹穴切削工程と、前記小径凹穴切削工具を、前記小径凹穴切削工具の回転中心線を前記凹型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向に往復移動させ、前記小径凸部に対応する形状の小径凸部形成凹穴を前記凹型の成形面に切削する小径凸部形成凹穴切削工程と、が含まれる。この結果、大径凸部形成凹穴切削工程において、大径凹穴切削工具の回転中心線方向の移動のみにより、前記大径凸部に対応する形状の大径凸部形成凹穴が前記凹型の成形面に切削され、小径凸部形成凹穴切削工程において、小径凹穴切削工具の回転中心線を前記凹型の成形面に対して垂直とした状態で前記回転中心線方向の移動のみにより、前記小径凸部に対応する形状の小径凸部形成凹穴が前記凹型の成形面に切削される。これにより、従来より少ない２種類の工具を用いて、切削工具の回転中心線方向の移動のみによる短い切削加工時間で凹型を加工でき、３軸の位置制御に用いる制御データのサイズを従来よりも単純な移動方向で短い加工時間に対応して小さくでき、制御データの作成に必要な工数を低減できる。

【0013】

第４発明のエンボス成形金型の加工方法によれば、前記エンボス板は、前記大径凸部及び前記小径凸部が第１方向に等間隔で交互に等中心間隔で配置された第１列と、前記小径凸部が第１方向に前記等中心間隔で配置され、前記第１列に対して前記等中心間隔と同等以下の間隔で前記第１方向に直交する第２方向に配置された第２列とが、前記第２方向に交互に形成され、前記第２列内の小径凸部のうちの２つの小径凸部が前記第１列内の前記大径凸部の前記第１方向の中心間に位置し、前記小径凸部は、前記大径凸部よりも小さい径及び曲率半径を有するものである。これにより、板厚を増加させることなく、十分な剛性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施例の加工方法により加工されたエンボス成形金型を用いてプレス成形されるエンボス板から成る製品を説明する斜視図である。

【図2】図１のエンボス板を成形するエンボス成形金型を説明する図である。

【図3】図１のエンボス板の要部を拡大して説明する平面図である。

【図4】図２のエンボス板の断面を示す、図２のＩＶ－ＩＶ視図である。

【図5】図２のエンボス板の断面を示す、図２のＶ－Ｖ視図である。

【図6】エンボス成形金型の従来の加工方法に用いられる工具であるボールエンドミルを説明する図である。

【図7】エンボス成形金型の凸型の従来の加工方法であって、ボールエンドミルを用いて加工する場合を示す斜視図である。

【図8】エンボス成形金型の凹型の従来の加工方法であって、ボールエンドミルを用いて加工する場合を示す斜視図である。

【図9】本発明の一実施例のエンボス成形金型の加工方法のうち、凸型の加工方法を説明する工程図である。

【図10】本発明の一実施例のエンボス成形金型の加工方法のうち、凹型の加工方法を説明する工程図である。

【図11】図９の大径凸部切削工具準備工程で準備される大径凸部切削工具を説明する図である。

【図12】図９の小径凸部切削工具準備工程で準備される小径凸部切削工具を説明する図である。

【図13】図９の大径凸部形成突起切削工程および小径凸部形成突起切削工程を説明する斜視図である。

【図14】図９の凸型の加工方法を用いて切削加工した凸型の断面の要部を拡大して示す断面図である。

【図15】図１４の凸型の加工方法を用いた切削加工を説明する平面図である。

【図16】図９の凸型の加工方法を用いて切削加工した凸型の断面の要部を拡大して示す断面図であって、切削加工された大径凸部形成突起の外周部に環状垂直壁面が形成された場合を示す図である。

【図17】図１６の凸型の加工方法を用いた切削加工を説明する平面図である。

【図18】図１６に示す、環状垂直壁面が形成された大径凸部形成突起を有する凸形と図２１に示す凹形との間でエンボス板をプレスする状態を拡大して説明する断面図である。

【図19】図１０の大径凹穴切削工具準備工程で準備される大径凹穴切削工具を説明する図である。

【図20】図１０の小径凹穴切削工具準備工程で準備される小径凹穴切削工具を説明する図である。

【図21】図１０の大径凸部形成凹穴切削工程および小径凸部形成凹穴切削工程を説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

【実施例】

【0016】

図１は、エンボス板１０から成形されたエンボス製品ＩＮＳを例示する斜視図である。このエンボス製品ＩＮＳは、たとえば車両の排気管ＥＰを覆うように曲成されており、排気管ＥＰ近傍の図示しない車体に固定されることで、車体側への熱を遮断するインシュレータとして機能している。エンボス板１０は、ステンレスやアルミニウム等のたとえば０．４ｍｍ程度の厚みを有する金属薄板から成り、たとえば図２に示すエンボス成形金型（以下、成形金型という）１２からプレス加工により成形される。成形金型１２は、たとえば工具鋼製の凸型１４および凹型１６から構成される。図２では、凸型１４が下型として用いられ、凹型１６が上型として用いられている。

【0017】

図３は、エンボス板１０を拡大して示す平面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ視断面図、図５は、図３のＶ－Ｖ視断面図である。エンボス板１０には、その剛性を高めるために、平面視で所定の外径Ｄ１を有してＺ方向に突き出す部分球状の複数個の大径凸部１８と、外径Ｄ１よりも小さい径Ｄ２を有してＺ方向に突き出す部分球状の複数個の小径凸部２０が、プレス加工により形成されている。エンボス板１０には、第1方向であるＸ方向に沿って大径凸部１８及び小径凸部２０がＸ方向に等中心間隔Ｄ１で交互に配置された第1列Ｌ１と、小径凸部２０がＸ方向に等中心間隔Ｄ１で配置され、第1列Ｌ１に平行な第２列Ｌ２とが、第１方向に直交する第２方向であるＹ方向に交互に且つ前記等中心間隔と同等以下の間隔或いは前記等中心間隔よりも僅かに短い間隔たとえば（７／８〕Ｄ１で配置されている。第２列Ｌ２内の小径凸部２０のうちの２つの小径凸部２０が第１列内Ｌ１の大径凸部１８のＸ方向の中心間に位置し、小径凸部２０の外径Ｄ２は、大径凸部１８の外径Ｄ１よりも小さく、たとえば７３％程度の値である。また、小径凸部２０の曲率半径Ｒ２は、大径凸部１８の曲率半径Ｒ１よりも小さく、たとえば７３％程度の値である。

【0018】

凸型１４の成形面１４ａには、大径凸部１８及び小径凸部２０にそれぞれ対応する形状および間隔で突き出す大径凸部形成突起２２及び小径凸部形成突起２４が、形成されている。また、凹型１６の成形面１６ａには、大径凸部１８及び小径凸部２０にそれぞれ対応する形状および間隔で凹む大径凸部形成凹穴２６及び小径凸部形成凹穴２８が形成されている。大径凸部形成凹穴及２６に対してエンボス板１０を挟んで大径凸部形成突起２２が押し入れられることで大径凸部１８が加工され、小径凸部形成凹穴２８に対してエンボス板１０を挟んで小径凸部形成突起２４が押し入れられることで小径凸部２０が加工される。

【0019】

従来では、成形金型１２の凸型１４は、図６に例示する、先端曲率半径が３ｍｍφ、５ｍｍφ、６ｍｍφである３種類のボールエンドミル３０を用いて、大径凸部形成突起２２及び小径凸部形成突起２４が切削加工により形成されていた。図７は、この切削加工を説明する斜視図である。この場合、ボールエンドミル３０は、たとえばＸ方向の切削パスに沿って上下位置（Ｚ方向位置）を変化させつつ往動させられ、次いで、Ｙ方向に所定の送りピック分（たとえば０．３ｍｍ）移動させられた後に、上記切削パスに平行な新たな切削パスに沿って復動動させられることが、繰り返される。このようなボールエンドミルのＸＹＺ位置制御には、凸型１４の成形面１４ａが７００ｍｍ×１２００ｍｍであるとすると、１．３６８ＧＢのデータサイズを必要とし、長いデータ作成時間を必要とし、切削加工時間も長く必要であった。

【0020】

図８は、凹型１６のボールエンドミルによる切削を説明する斜視図である。この場合も、図７の凸型１４の場合と同様に、ボールエンドミル３０は、たとえばＸ方向の切削パスに沿って上下位置（Ｚ方向位置）を変化させつつ往動させられ、次いで、Ｙ方向に所定の送りピック分（たとえば０．３ｍｍ）移動させられた後に、上記切削パスに平行な新たな切削パスに沿って復動動させられることが、繰り返される。この場合も凸型１４の場合と同様に、ボールエンドミルのＸＹＺ位置制御には、凹型１６が７００ｍｍ×１２００ｍｍであるとすると、０．９３２ＧＢという大きなデータサイズを必要とし、長いデータ作成時間を必要とし、切削加工時間も長く必要であった。結局、凸型１４と凹型１６とで２．３ＧＢという大きなデータサイズを必要とした。

【0021】

図９は、本実施例のエンボス成形金型のうちの凸型１４の加工方法を説明する工程図である。図１０は、本実施例のエンボス成形金型のうちの凹型１６の加工方法を説明する工程図である。

【0022】

図９において、大径凸部切削工具準備工程Ｐ１では、たとえば図１１に示す大径凸部切削工具３２が用意される。大径凸部切削工具３２は、その回転中心線Ｃ１まわりに回転駆動される軸状の凹状切刃切削工具である。大径凸部切削工具３２は、凸型１４の大径凸部形成突起２２の凸断面形状に対応する凹形状を有する凹状切刃である大径凸部切削切れ刃３４と、大径凸部切削切れ刃３４に続いて形成された大径凸部１８の外周の平坦部に対応する平坦な形状の大径凸部外周切れ刃３６とを備え、大径凸部切削切れ刃３４の中央を通る回転中心線Ｃ１まわりに回転駆動されるようになっている。大径凸部切削工具３２の大径凸部切削切れ刃３４及び大径凸部外周切れ刃３６よりも回転方向上流側には、すくい面３８が形成されている。

【0023】

小径凸部切削工具準備工程Ｐ２では、たとえば図１２に示す小径凸部切削工具４０が用意される。小径凸部切削工具４０は、その回転中心線Ｃ２まわりに回転駆動される軸状の凹状切刃切削工具である。小径凸部切削工具４０は、凸型１４の小径凸部形成突起２４の凸断面形状に対応する凹形状を有する凹状切刃である小径凸部切削切れ刃４２と、小径凸部切削切れ刃４２に続いて形成された小径凸部２０の外周の平坦部に対応する平坦な形状の小径凸部外周切れ刃４４とを備え、小径凸部切削切れ刃４２の中央を通る回転中心線Ｃ２まわりに回転駆動されるようになっている。小径凸部切削工具４０の小径凸部切削切れ刃４２及び小径凸部外周切れ刃４４よりも回転方向上流側には、すくい面４６が形成されている。本実施例では、大径凸部切削工具準備工程Ｐ１及び小径凸部切削工具準備工程Ｐ２が、凹状切刃切削工具に対応している。なお、大径凸部切削工具準備工程Ｐ１及び小径凸部切削工具準備工程Ｐ２は、いずれが先であっても差し支えない。

【0024】

大径凸部形成突起切削工程Ｐ３では、図１３に示すように、大径凸部切削工具３２がその回転中心線Ｃ１と予め設定されている大径凸部形成突起２２の中心点ＰＡに一致するようにＸＹ位置制御され、且つ回転した状態でＺ方向に凸型１４側へ往動及び復動させられることにより、大径凸部形成突起２２及びその外囲の大径凸部形成突起外周平面部２２ａが凸型１４の成形面１４ａに形成される。このような切削加工が、凸型１４上の大径凸部形成突起２２の中心点ＰＡ毎に繰り返される。

【0025】

小径凸部形成突起切削工程Ｐ４では、図１３に示すように、小径凸部切削工具４０がその回転中心線Ｃ２と予め設定されている小径凸部形成突起２４の中心点ＰＢに一致するようにＸＹ位置制御され、且つ回転した状態でＺ方向に凸型１４側へ往動及び復動させられることにより、小径凸部形成突起２４及びその外囲の小径凸部形成突起外周平面部２４ａが凸型１４の成形面１４ａに形成される。このような切削加工が、凸型１４上の小径凸部形成突起２４の中心点ＰＢ毎に繰り返される。なお、大径凸部形成突起切削工程Ｐ３及び小径凸部形成突起切削工程Ｐ４は、いずれが先であっても差し支えない。

【0026】

上記の本実施例の凸型１４の加工工程によれば、前述の３種類のボールエンドミルを用いた従来の切削加工方法に比較して、以下に示す顕著な効果が得られた。すなわち、成形面１４ａが７００ｍｍ×１２００ｍｍである凸型１４の加工の場合に、２種類の大径凸部切削工具３２及び小径凸部切削工具４０を用いて凸型１４を切削加工するためにＺ方向に凸型１４側へ往動及び復動させるだけでよいので、短い加工時間で加工でき、軸の位置制御に用いる制御データのサイズを従来よりも単純な移動方向であるので、９５％も短い加工時間とすることができ、それに対応して、加工のための制御データも１．３６８ＧＢから６４ＫＢへと大幅に小さくでき、制御データの作成に必要な工数も８５％低減できた。また、工具費用も４５％低減できた。

【0027】

図１４は、大径凸部形成突起切削工程Ｐ３により切削加工された大径凸部形成突起２２及びその外囲の大径凸部形成突起外周平面部２２ａと、小径凸部形成突起切削工程Ｐ４により切削加工された小径凸部形成突起２４及びその外囲の小径外周凸部形成突起平面部２４ａとを備える凸型１４の成形面１４ａの断面を示している。凸型１４の成形面１４ａにおいて、大径凸部形成突起外周平面部２２ａと小径凸部形成突起外周平面部２４ａとは、同じ高さである。この場合、エンボス板１０の剛性を高めるために、エンボス板１０の大径凸部１８を形成する大径凸部形成突起２２とエンボス板１０の小径凸部２０を形成する小径凸部形成突起２４との個数密度を高くしようとすると、大径凸部切削工具３２の外径ｄ３２は小径凸部形成突起２４と干渉しないように制限され、小径凸部切削工具４０の外径ｄ４０は大径凸部形成突起２２と干渉しないように制限されるため、図１５に示すように、大径凸部形成突起外周平面部２２ａと小径凸部形成突起外周平面部２４ａとの間に切削残部４８が形成され、エンボス板１０の剛性の向上が制限される場合があった。

【0028】

これに対して、好適には、図１１に示すように、大径凸部切削工具３２の大径凸部切削切れ刃３４の外周端に、回転中心線Ｃ１に平行な垂直切れ刃部３４ａが形成され、大径凸部切削切れ刃３４の径ｄ３４１が垂直切れ刃部３４ａが無い場合の径ｄ３４よりも小さくされている。これにより、図１６、図１７に示すように、大径凸部切削切れ刃３４により切削される大径凸部形成突起２２の外周部に凸型１４の成形面１４ａに対して垂直な環状垂直壁面２２ｂが形成されている。凸型１４の成形面１４ａにおいて、大径凸部形成突起２２の外径ｄ３４１は、図１４、図１５に示す環状垂直壁面２２ｂの無い大径凸部形成突起２２の外径ｄ３４よりも小さく形成されている。このため、図１７に示すように、大径凸部形成突起２２と干渉しないように制限される小径凸部切削工具４０の外径ｄ４０１を図１５の径ｄ４０よりも拡大することができ、切削残部４８が解消されるので、エンボス板１０の大径凸部１８及び小径凸部２０の密度を高くして剛性を一層向上させることができる。なお、環状垂直壁面２２ｂが形成されている大径凸部形成突起２２によりプレス成形される大径凸部１８の形状には変化がないことが本発明者により見出され、環状垂直壁面２２ｂの高さ、或いは環状垂直壁面２２ｂの形成による大径凸部形成突起２２の径ｄ３４１の減少値（＝ｄ３４－ｄ３４１）は、プレス成形される大径凸部１８の形状には影響しない範囲に設定される。

【0029】

凸型１４と凹型１６の間でエンボス板１０をプレス成形するに際しては、大径凸部１８に関しては、図１８に示すように、エンボス板１０の大径凸部１８の外周部形状は、凹形に形成された大径凸部形成凹穴２６の形状に沿って形成されるので、大径凸部形成突起２２の環状垂直壁面２２の外周側に形成される隙間ＳＰを詰める大きな荷重をかける必要はなく、小さなプレス荷重で成形できる。図１８に示すように、凹型１６の大径凸部形成凹穴２６とその外周の大径凸部形成凹穴外周平面部２６ａとの間の曲率半径Ｒ２６（約１．５ｍｍ程度）は、凸型１４の環状垂直壁面２２とその外周の大径凸部形成突起外周平面部２２ａとの間の隅の曲率半径Ｒ２２（０．１ｍｍ程度）よりも桁違いに大きい。同様に、小径凸部２０に関しても、凹型１６の小径凸部形成凹穴２８とその外周の小径凸部形成凹穴外周平面部２８ａとの間の曲率半径小径凸部形成突起２４と小径凸部形成突起外周平面部２４ａとの間の隅の曲率半径（０．１ｍｍ程度）よりも桁違いに大きい。このため、凸型１４および凹型１６が２００ｍｍ×２００ｍｍの場合は、３２ｔのプレス荷重がその－３５％減のプレス荷重となった。

【0030】

図１０に戻って、大径凹穴切削工具準備工程Ｐ１１では、たとえば図１９に示す大径凹穴切削工具５２が用意される。大径凹穴切削工具５２は、その回転中心線Ｃ３まわりに回転駆動される軸状の凸状切刃切削工具である。大径凹穴切削工具５２は、凹型１６の大径凸部形成凹穴２６の凹断面形状に対応する凸形状を有する凸状切刃である大径凹穴切削切れ刃５４と、大径凹穴切削切れ刃５４に続いて形成された大径凸部形成凹穴２６の外周の平坦部に対応する平坦な形状の大径凹穴外周切れ刃５６とを備え、大径凹穴切削切れ刃５４の中央を通る回転中心線Ｃ３まわりに回転駆動されるようになっている。大径凹穴切削工具５２の大径凹穴切削切れ刃５４及び大径凹穴外周切れ刃５６よりも回転方向上流側には、すくい面５８が形成されている。

【0031】

小径凹穴切削工具準備工程Ｐ１２では、たとえば図２０に示す小径凹穴切削工具６０が用意される。小径凹穴切削工具６０は、その回転中心線Ｃ４まわりに回転駆動される軸状の凸状切刃切削工具である。小径凹穴切削工具６０は、凹型１６の小径凸部形成凹穴２８の凹断面形状に対応する凸形状を有する凸状切刃である小径凹穴切削切れ刃６２と、小径凹穴切削切れ刃６２に続いて形成された小径凸部形成凹穴２８の外周の平坦部に対応する平坦な形状の小径凹穴外周切れ刃６４とを備え、小径凹穴切削切れ刃６２の中央を通る回転中心線Ｃ４まわりに回転駆動されるようになっている。小径凹穴切削工具６０の小径凹穴切削切れ刃６２及び小径凹穴外周切れ刃６４よりも回転方向上流側には、すくい面６６が形成されている。本実施例では、大径凹穴切削工具準備工程Ｐ１１及び小径凹穴切削工具準備工程Ｐ１２が、凸状切刃切削工具に対応している。なお、大径凹穴切削工具準備工程Ｐ１１及び小径凹穴切削工具準備工程Ｐ１２は、いずれが先であっても差し支えない。

【0032】

大径凸部形成凹穴切削工程Ｐ１３では、図２１に示すように、大径凹穴切削工具５２がその回転中心線Ｃ３と予め設定されている大径凸部形成凹穴２６の中心点ＰＣに一致するようにＸＹ位置制御され、且つ回転した状態でＺ方向に凹型１６側へ往動及び復動させられることにより、大径凸部形成凹穴２６及びその外囲の大径凸部形成凹穴外周平面部２６ａが凹型１６の成形面１６ａに形成される。このような切削加工が、凹型１６上の大径凸部形成凹穴２６の中心点ＰＣ毎に繰り返される。

【0033】

小径凸部形成凹穴切削工程Ｐ１４では、図２１に示すように、小径凹穴切削工具６０がその回転中心線Ｃ４と予め設定されている小径凸部形成凹穴２８の中心点ＰＤに一致するようにＸＹ位置制御され、且つ回転した状態でＺ方向に凹型１６側へ往動及び復動させられることにより、小径凸部形成凹穴２８及びその外囲の小径外周平面部２８ａが凹型１６の成形面１６ａに形成される。このような切削加工が、凹型１６上の小径凸部形成凹穴２８の中心点ＰＤ毎に繰り返される。なお、大径凸部形成凹穴切削工程Ｐ１３及び小径凸部形成凹穴切削工程Ｐ１４は、いずれが先であっても差し支えない。

【0034】

本実施例の凹型１６の加工工程によれば、前述の３種類のボールエンドミルを用いた従来の切削加工方法に比較して、成形面１６ａが７００ｍｍ×１２００ｍｍである凹型１６の加工の場合に、２種類の大径凹穴切削工具５２及び小径凹穴切削工具６０を用いて凹型１６を切削加工するためにＺ方向に凹型１６側への往動及び復動がくり返されるだけでよいので、短い加工時間で加工でき、軸の位置制御に用いる制御データのサイズを従来よりも単純な移動方向であるので、凸型１４の場合と同様に、大幅に加工時間を短縮することができ、それに対応して、加工のための制御データも０．９３２ＧＢから６４ＫＢへと大幅に小さくでき、制御データの作成に必要な工数も大幅に低減できた。また、工具費用も低減できた。結局、上述の凸型１４および凹型１６の加工のための制御データに関しては、２．３ＧＢから１２８４ＫＢへと大幅に小さくなった。

【0035】

上述のように、本実施例のエンボス加工に用いる成形金型１２の加工方法によれば、大径凸部切削工具３２を、大径凸部切削工具３２の回転中心線Ｃ１を凸型１４の成形面１４ａに対して垂直とした状態で回転中心線Ｃ１方向に往復移動させ、大径凸部１８に対応する形状の大径凸部形成突起２２を凸型１４の成形面１４ａに切削する大径凸部形成突起切削工程Ｐ３と、小径凸部切削工具４０を、小径凸部切削工具４０の回転中心線Ｃ２を凸型１４の成形面１４ａに対して垂直とした状態で回転中心線方向Ｃ２に往復移動させ、小径凸部２０に対応する形状の小径凸部形成突起２４を凸型１４の成形面１４ａに切削する小径凸部形成突起切削工程Ｐ４と、が含まれている。この結果、大径凸部形成突起切削工程Ｐ３において、大径凸部切削工具３２の回転中心線Ｃ１方向の往復移動のみにより、大径凸部１８に対応する形状の大径凸部形成突起２２が凸型１４の成形面１４ａに切削され、小径凸部形成突起切削工程Ｐ４において、小径凸部切削工具４０の回転中心線Ｃ２方向の往復移動のみにより、小径凸部２０に対応する形状の小径凸部形成突起２４が凸型１４の成形面１４ａに切削される。これにより、従来より少ない２種類の工具を用いて、２種類の切削工具の回転中心線方向の凸型１４側へ往動及び復動の繰り返しによる短い切削加工時間で凸型１４を加工でき、３軸の位置制御に用いる制御データのサイズを従来よりも単純な移動方向で短い加工時間に対応して小さくでき、制御データの作成に必要な工数を低減できる。

【0036】

本実施例のエンボス加工に用いる成形金型１２の加工方法によれば、大径凸部切削工具３２の大径凸部切削切れ刃３４には、大径凸部切削切れ刃３４により切削される大径凸部１８の周縁部に凸型１４の成形面１４ａに対して垂直な環状垂直壁面２２ｂを形成するための垂直切れ刃部３４ａが設けられているので、凸型１４の成形面１４ａに切削される大径凸部形成突起２２及び小径凸部形成突起２４の個数の密度を高めることができる。また、大径凸部形成突起２２と干渉しないように制限される小径凸部切削工具４０の外径を拡大することができ、切削残部４８が解消される。さらに、凸型１４と凹型１６の間でエンボス板１０をプレス成形するに際して、エンボス板１０の大径凸部１８及び小径凸部２０の外周形状は、凹形に形成された大径凸部形成凹穴２６及び小径凸部形成凹穴２８の形状に沿って形成されるので、０．１ｍｍＲ程度の小さな曲率半径の隅があっても、大径凸部形成突起２２の環状垂直壁面２２の外周側に形成される隙間ＳＰやその隅を詰める大きな荷重をかける必要はなく、小さなプレス荷重で成形できる。

【0037】

本実施例のエンボス加工に用いる成形金型１２の加工方法によれば、大径凹穴切削工具５２を、大径凹穴切削工具５２の回転中心線Ｃ３を凹型１６の成形面１６ａに対して垂直とした状態で回転中心線Ｃ３方向に往復移動させ、大径凸部１８に対応する形状の大径凸部形成凹穴２６を凹型１６の成形面１６ａに切削する大径凸部形成凹穴切削工程Ｐ１３と、小径凹穴切削工具６０を、小径凹穴切削工具６０の回転中心線Ｃ４を凹型１６の成形面１６ａに対して垂直とした状態で回転中心線Ｃ４方向に往復移動させ、小径凸部２０に対応する形状の小径凸部形成凹穴２８を凹型１６の成形面１６ａに切削する小径凸部形成凹穴切削工程Ｐ１４と、が含まれている。この結果、大径凸部形成凹穴切削工程Ｐ１３において、大径凹穴切削工具５２の回転中心線Ｃ３方向の往復移動のみにより、大径凸部１８に対応する形状の大径凸部形成凹穴２６が凹型１６の成形面１６ａに切削され、小径凸部形成凹穴切削工程Ｐ１４において、小径凹穴切削工具６０の回転中心線Ｃ４を凹型１６の成形面１６ａに対して垂直とした状態で回転中心線Ｃ４方向の往復移動のみにより、小径凸部２０に対応する形状の小径凸部形成凹穴２８が凹型１６の成形面１６ａに切削される。これにより、従来よりも少ない２種類の工具を用いて、切削工具の回転中心線方向の凹型１６側へ往動及び復動の繰り返しのみによる短い切削加工時間で凹型を加工でき、３軸の位置制御に用いる制御データのサイズを従来よりも単純な移動方向で短い加工時間に対応して小さくでき、制御データの作成に必要な工数を低減できる。

【0038】

本実施例のエンボス加工に用いる成形金型１２の加工方法によれば、エンボス板１０は、大径凸部１８及び小径凸部２０がＸ方向に等間隔で交互に等中心間隔で配置された第１列Ｌ１と、小径凸部２０がＸ方向に等中心間隔で配置され、第１列Ｌ１に対して等中心間隔よりも同等以下の間隔でＹ方向に配置された第２列Ｌ２とが、Ｙ方向に交互に形成され、第２列内Ｌ２の小径凸部２０のうちの２つの小径凸部２０が第１列Ｌ１内の大径凸部１８のＸ方向の中心間に位置し、小径凸部２０は、大径凸部１８よりも小さい径及び曲率半径を有するものである。これにより、エンボス板１０の板厚を増加させることなく、十分な剛性を確保することができる。

【0039】

以上、成形金型１２の加工方法を図面に基づいて説明したが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

【0040】

たとえば、前述の実施例の成形金型１２では、凸型１４が下型として用いられ、凹型１６が上型として用いられていたが、凹型１６が下型として用いられ、凸型１４が上型として用いられてもよいし、凸型１４及び凹型１６は、水平方向に組合わせられる左型および右型として用いられてもよい。

【0041】

また、前述の実施例のエンボス板１０に設けられた大径凸部１８及び小径凸部２０は、一定の曲率半径を有する部分球形状であったが、円柱状、円錐状などの他の凸形状であってもよい。

【0042】

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0043】

１０：エンボス板、１２：成形金型、１４：凸型、１４ａ：成形面、１６：凹型、１６ａ：成形面、：１８：大径凸部、２０：小径凸部、２２：大径凸部形成突起、２２ａ：大径凸部形成突起外周平面部、２２ｂ：環状垂直壁面、２４：小径凸部形成突起、２４ａ：小径凸部形成突起外周平面部、２６：大径凸部形成凹穴、２６ａ：大径凸部形成凹穴外周平面部、２８：小径凸部形成凹穴、２８ａ：小径凸部形成凹穴外周平面部、３０：ボールエンドミル、３２：大径凸部切削工具、２６ａ：大径凸部形成凹穴外周平面部、３４：大径凸部切削切れ刃、３４ａ：垂直切れ刃部、３６：大径凸部外周切れ刃、３８：すくい面、４０：小径凸部切削工具、４２：小径凸部切削切れ刃、４４：小径凸部外周切れ刃、４６：すくい面、４８：切削残部、５２：大径凹穴切削工具、５４：大径凹穴切削切れ刃、５６：大径凹穴外周切れ刃、５８：すくい面、６０：小径凹穴切削工具、６２：小径凹穴切削切れ刃、６４：小径凹穴外周切れ刃、６６：すくい面、Ｄ１：大径凸部の外径、Ｄ２：小径凸部の外径、Ｒ１：大径凸部の曲率半径、Ｒ２：小径凸部の曲率半径、Ｌ１：第１列、Ｌ２：第２列、ＰＡ：大径凸部形成突起の中心点、ＰＢ：小径凸部形成突起の中心点、ＰＣ：大径凸部形成凹穴の中心点、ＰＤ：小径凸部形成凹穴の中心点、Ｐ１：大径凸部切削工具準備工程、Ｐ２：小径凸部切削工具準備工程、Ｐ３：大径凸部形成突起切削工程、Ｐ４：小径凸部形成突起切削工程、Ｐ１１：大径凹穴切削工具準備工程、Ｐ１２：小径凹穴切削工具準備工程、Ｐ１３：大径凸部形成凹穴切削工程、Ｐ１４：小径凸部形成凹穴切削工程

【要約】

【課題】少ない種類の工具を用いて短い加工時間で金型を加工でき、３軸の位置制御に用いる制御データのサイズを小さくしてその制御データの作成に必要な工数を低減できるエンボス成形金型の加工方法を提供する。
【解決手段】大径凸部形成突起切削工程Ｐ３において、大径凸部切削工具３２の回転中心線Ｃ１方向の往復移動のみにより、大径凸部１８に対応する形状の大径凸部形成突起２２が凸型１４の成形面１４ａに切削され、小径凸部形成突起切削工程Ｐ４において、小径凸部切削工具４０の回転中心線Ｃ２方向の往復移動のみにより、小径凸部２０に対応する形状の小径凸部形成突起２４が凸型１４の成形面１４ａに切削される。これにより、短い切削加工時間で凸型１４を加工でき、３軸の位置制御に用いる制御データのサイズを従来よりも単純な移動方向で短い加工時間に対応して小さくでき、制御データの作成工数を低減できる。
【選択図】図９

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】