特許 7365524 ウエーブ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】2023-10-11

(45)【発行日】2023-10-19

(54)【発明の名称】ウエーブエンボス成形金型の加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 37/20 20060101AFI20231012BHJP

   B21D 22/02 20060101ALI20231012BHJP

   B23C 5/12 20060101ALI20231012BHJP

【ＦＩ】

B21D37/20 Z

B21D22/02 B

B23C5/12 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023123885

(22)【出願日】2023-07-28

【審査請求日】2023-07-28

【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】上田 翔真

【審査官】豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－８２１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－２１８４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１８１４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６８９４０３８（ＪＰ，Ｂ１）

(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】

一方向に沿って規則的に蛇行しつつ連続する連続凸部が一定の間隔で複数本並列させられたウエーブエンボス板をプレス成形するウエーブエンボス成形金型の加工方法であって、
前記連続凸部の山頂から隣接する前記連続凸部の山頂までの前記連続凸部間の凹断面形状に対応する凸形状を有する凹面切削切れ刃と、前記凹面切削切れ刃に続いて外周側へ連続する平坦な直線切れ刃とを有し、前記凹面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凸状切刃切削工具を、用意する凸状切刃切削工具準備工程と、
前記凸状切刃切削工具を、前記凸状切刃切削工具の回転中心線を前記ウエーブエンボス成形金型の成形面に対して垂直とした状態で前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させる切削工程と、を含む
ことを特徴とするウエーブエンボス成形金型の加工方法。

【請求項2】

前記切削工程は、
前記ウェーブエンボス成形金型の前記成形面に形成すべき前記連続凸部及び前記連続凸部間の凹断面形状に対して、所定寸法の切削残りを形成する高さ位置で前記凸状切刃切削工具を保持しつつ、前記凸状切刃切削工具を前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させる粗加工工程と、
前記切削残りのない高さ位置で前記凸状切刃切削工具を保持しつつ、前記凸状切刃切削工具を前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させる仕上加工工程と、を含む
ことを特徴とする請求項１のウエーブエンボス成形金型の加工方法。

【請求項3】

前記凸状切刃切削工具は、前記直線切れ刃に続いて外周側へ連続し所定の曲率半径で前記ウエーブエンボス成形金型から離れる方向に曲成されたＲ切れ刃を有する
ことを特徴とする請求項１のウエーブエンボス成形金型の加工方法。

【請求項4】

前記凸状切刃切削工具は、前記凸状切刃切削工具の先端から前記凸状切刃切削工具の径よりも短い回転中心線方向寸法で形成されている切り屑排出溝を有する
ことを特徴とする請求項１のウエーブエンボス成形金型の加工方法。

【請求項5】

前記粗加工工程又は前記仕上加工工程において、前記凸状切刃切削工具は、３０００ｒｐｍ以下の回転速度で駆動され、８５０ｍｍ／ｍｉｎ以下の送り速度で移動させられる。
ことを特徴とする請求項２のウエーブ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、規則的に蛇行しつつ一方向連続する連続凸部が一定の間隔で複数本並列させられたウエーブエンボス板を成形するウエーブ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】

一方向に沿って規則的に蛇行しつつ連続する連続凸部が一定の間隔で複数本並列させられたウエーブエンボス板が知られている。たとえば、特許文献１の図２に記載されたウエーブエンボス板がそれである。このような、ウエーブエンボス板は、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】特許第６８９４０３８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に記載のウエーブエンボス板を成形する成形金型の加工に際しては、切れ刃の回転軌跡が球状である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、３種類の中仕上げ加工、及び仕上げ加工毎に、切れ刃の径が異なる５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、少ない種類の工具を用いて短い加工時間でウエーブエンボス板をプレス成形するウエーブ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）一方向に沿って規則的に蛇行しつつ連続する連続凸部が一定の間隔で複数本並列させられたウエーブエンボス板をプレス成形するウエーブエンボス成形金型の加工方法であって、（ｂ）前記連続凸部の山頂から隣接する前記連続凸部の山頂までの前記連続凸部間の凹断面形状に対応する凸形状を有する凹面切削切れ刃と、前記凹面切削切れ刃に続いて外周側へ連続する平坦な直線切れ刃とを有し、前記凹面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凸状切刃切削工具を、用意する凸状切刃切削工具準備工程と、（ｃ）前記凸状切刃切削工具を、前記凸状切刃切削工具の回転中心線を前記ウエーブエンボス成形金型の成形面に対して垂直とした状態で前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させる切削工程と、を含むことにある。

【0007】

第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記切削工程は、（ｄ）前記ウェーブエンボス成形金型の前記成形面に形成すべき前記連続凸部及び前記連続凸部間の凹断面形状に対して、所定寸法の切削残りを形成する高さ位置で前記凸状切刃切削工具を保持しつつ、前記凸状切刃切削工具を前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させる粗加工工程と、（ｅ）前記切削残りのない高さ位置で前記凸状切刃切削工具を保持しつつ、前記凸状切刃切削工具を前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させる仕上加工工程と、を含むことにある。

【0008】

第３発明の要旨とするところは、第１発明において、（ｆ）前記凸状切刃切削工具は、前記直線切れ刃に続いて外周側へ連続し所定の曲率半径で前記ウエーブエンボス成形金型から離れる方向に曲成されたＲ切れ刃を有することにある。

【0009】

第４発明の要旨とするところは、第１発明において、（ｇ）前記凸状切刃切削工具は、前記凸状切刃切削工具の先端から前記凸状切刃切削工具の径よりも短い回転中心線方向寸法で形成されている切り屑排出溝を有する。

【0010】

第５発明の要旨とするところは、第２発明において、前記粗加工工程又は前記仕上加工工程において、前記凸状切刃切削工具は、２５００ｒｐｍ以下の回転速度で駆動され、８５０ｍｍ／ｍｉｎ以下の送り速度で移動させられる。

【発明の効果】

【0011】

第１発明のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、前記凸状切刃切削工具を、前記凸状切刃切削工具の回転中心線を前記ウエーブエンボス成形金型の成形面に対して垂直とした状態で、前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させることで、規則的に蛇行しつつ一方向連続する前記連続凸部が一定の間隔で複数本並列させられたウエーブエンボス板をプレス成形するウエーブエンボス成形金型が得られる。この結果、切削時には、前記凸状切刃切削工具をその回転中心線方向に移動させず、ウエーブエンボス成形金型の成形面に沿った回転中心線方向に直交する面内の移動のみにより、前記成形面に、規則的に蛇行しつつ一方向連続する連続凸部が一定の間隔で複数本並列させられた複数の連続凸部が切削される。これにより、従来より少ない工具を用いて、切削工具の回転中心線に直交する面内の移動のみによる短い切削加工時間でウエーブエンボス成形金型を加工できる。

【0012】

第２発明のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、前記切削工程は、前記ウェーブエンボス成形金型の前記成形面に形成すべき前記連続凸部及び前記連続凸部間の凹断面形状に対して、所定寸法の切削残りを形成する高さ位置で前記凸状切刃切削工具を保持しつつ、前記凸状切刃切削工具を前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させる粗加工工程と、前記切削残りのない高さ位置で前記凸状切刃切削工具を保持しつつ、前記凸状切刃切削工具を前記成形面に平行且つ前記連続凸部間の谷に沿って蛇行移動させる仕上加工工程と、を含む。これにより、ウエーブエンボス成形金型において、形状精度の高い成形面が能率よく得られる。

【0013】

第３発明のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、前記凸状切刃切削工具は、前記直線切れ刃に続いて外周側へ連続し所定の曲率半径で前記ウエーブエンボス成形金型から離れる方向に曲成されたＲ切れ刃を有する。これにより、前記ウエーブエンボス成形金型の成形面において、きれいな仕上がりが得られる。また、Ｒ切れ刃の存在によって、Ｒ切れ刃に連なる直線切れ刃及び凹面切削切れ刃の強度が高められ、凸状切刃切削工具４４の耐久寿命が向上する。

【0014】

第４発明のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、前記凸状切刃切削工具は、前記凸状切刃切削工具の先端から前記凸状切刃切削工具の径よりも短い回転中心線方向寸法で形成されている切り屑排出溝を有する。これにより、研削盤のチャックの凸状切刃切削工具の切り屑排出溝までの掴みしろが大きくなるので、切削加工時における凸状切刃切削工具４４のビビリが抑制され、ウエーブエンボス成形金型の成形面の仕上がりが向上する。

【0015】

第５発明のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、前記粗加工工程又は前記仕上加工工程において、前記凸状切刃切削工具は、２５００ｒｐｍ以下の回転速度で駆動され、８５０ｍｍ／ｍｉｎ以下の送り速度で移動させられる。これにより、前記ウエーブエンボス成形金型について±０．０１ｍｍの範囲内の面精度の仕上がりが得られ、前記凸状切刃切削工具の耐久性が高められる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

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

【図2】図１のエンボス成形板のエンボス形状、及びそのエンボス成形板を成形するウエーブエンボス成形金型の成形面の凹凸形状を説明する要部拡大図であって、フィレット（円弧）をかけた図である。

【図3】図２のエンボス板の凹凸形状を説明するために、フィレットをかけないで１つの単位山形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３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３のＶ－Ｖ視図である。

【図6】図２のエンボス板の断面を示す、図３のＶＩ－ＶＩ視図である。

【図7】図２のエンボス板を示す、図３のＶＩＩ矢視図である。

【図8】図２に示す成形面を有するウエーブエンボス成形金型を説明する断面図である。

【図9】本発明の一実施例のウエーブエンボス成形金型の加工方法を説明する工程図である。

【図10】図９の凸状切刃切削工具準備工程で準備される凸状切刃切削工具を説明する図である。

【図11】図９の切削工程における図１０の凸状切刃切削工具を用いた加工方法を説明する断面図である。

【図12】図９の切削工程において図１０の凸状切刃切削工具を用いた加工方法を説明する斜視図である。

【図13】ウエーブエンボス成形金型の従来の加工方法に用いたボールエンドミルを示す図である。

【図14】ウエーブエンボス成形金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15】ウエーブエンボス成形金型の従来の加工工程を説明する工程図である。

【図16】本発明者が行なったウエーブエンボス成形金型の切削加工試験結果を示す図表である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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】

【0018】

図１は、本発明の一実施例であるエンボス付半円筒状成形品１０を示す写真である。エンボス付半円筒状成形品１０は、Ｌ１方向に長手状を成し、たとえば、車両の排気管からの熱を遮断するヒートインシュレータとして用いられる。図２のエンボス付金属板（以下、エンボス成形板という）２０の山線（稜線）３２及び谷線３４が、エンボス付半円筒状成形品１０の幅方向すなわちＷ１方向に形成されている。

【0019】

エンボス付半円筒状成形品１０は、図２に示すエンボス成形板２０から型押し成形されたものである。エンボス成形板２０は、例えば、ＪＩＳＨ４０００：２０１４に規定のアルミニウム合金Ａ３００４Ｐ（板厚ｔｂが０．４ｍｍ）にて構成されており、たとえば図８に示す一対のプレス型（下型４０及び上型４２）を用いてプレス加工されることにより所定の凹凸パターンであるエンボスが設けられている。図２は、エンボス成形板２０の要部拡大図であって、フィレット（円弧）をかけた図である。

【0020】

図３は、図２のエンボス成形板２０のエンボスの凹凸形状を説明するためのフィレットをかけない平面図すなわちＸ－Ｙ平面図であって、山線３２及び谷線３４が直線で示されている。図３は、Ｘ－Ｙ－Ｚ直交座標において図２の紙面をＸ－Ｙ平面とし、そのＸ－Ｙ平面と平行にエンボス成形板２０を、Ｚ軸方向である紙面の上方から見た平面図である。図８の下型４０及び上型４２の対向面である成形面にも、図２のエンボス成形板２０に加工されたものと同様の凹凸形状が形成されている。

【0021】

図３には、エンボス成形板２０に設けられた凹凸パターンの、長さａ１である４つの辺をそれぞれ有する４つの四角形（平行四辺形）から成る基本単位である一つの単位山形３０が太線で示され、その単位山形３０にＸ方向及びＹ方向にそれぞれ隣接する単位山形３０が太線より細い実線で示されている。図３では、第１横断線２２、第２横断線２４上の辺７６の長さａ１は、斜めの線であるため、山線３２、谷線３４上の辺７４の長さａ１よりも短く示されている。４つの四角形平面が側辺を挟んで山線３２の方向に連続させられ、４つの四角形平面と他の４つの四角形平面とが、４つの四角形平面と他の４つの四角形平面との間の谷折りにより形成された谷線３４を挟んで隣接する方向に連続させられることでＸ方向（低剛性方向）に凹凸が形成されている。

【0022】

図４は、図３のＩＶ－ＩＶ矢視断面を示す図である。図５は、図３のＶ－Ｖ矢視断面を示す図である。図６は、図３のＶＩ－ＶＩ矢視断面を示す図である。図７は、図３のＶＩＩ矢視図である。図３に示すようにエンボス成形板２０における単位山形３０は、山線（稜線）３２の一部を相互に構成する一対の平行四辺形と、山線３２の一部に対して所定の折れ曲がり角度（開き角）αで連続する山線３２の他の一部を相互に構成する他の一対の平行四辺形と、の４つの四角形によって構成された基本単位である。

【0023】

エンボス成形板２０は、単位山形３０が、山線３２が連続するようにＹ方向において連続し、且つ、Ｙ方向に直交するＸ方向において谷線３４を挟んで連続するように、相互に連結されることで、構成されている。これにより、山線３２は、一定周期のピッチＰ１でＸ－Ｙ平面内で所定の折れ曲がり角度（開き角）αでジグザグに折れ曲がりながらＹ方向に延びる。同様に、谷線３４は、一定周期のピッチＰ１でＸ－Ｙ平面内で所定の折れ曲がり角度αでジグザグに折れ曲がりながらＹ方向に延びる。山線３２及び谷線３４は、Ｘ方向において一定の間隔で交互に位置している。谷線３４は一定の間隔Ｐ２でＸ軸方向に離間して設けられているとともに、山線３２は一定の間隔Ｐ２でＸ軸方向に離間して設けられている。谷線３４と谷線３４との間の、山線３２を中心とする凸部がＸ方向に沿って規則的に蛇行しつつ連続する連続凸部２８が形成されている。

【0024】

エンボス成形板２０には、谷線３４の折れ点３８ａ，３８ｂ及び山線３２の折れ点３６ａ，３６ｂのうちＸ軸（正）方向に突き出す折れ点３６ａ，３８ａを結ぶようにＸ－Ｚ平面内で折れ曲がりながらＸ軸方向に図３の平面図上では直線状に延びる第１横断線２２と、谷線３４の折れ点３８ａ，３８ｂ及び山線３２の折れ点３６ａ，３６ｂのうちＸ軸（正）方向に凹んだ折れ点３６ｂ，３８ｂを結ぶようにＺ軸方向に折れ曲がりながらＸ軸方向に図３の平面図上では直線状に延びる第２横断線２４とが、Ｙ軸方向に離間して交互に多数設けられている。

【0025】

第１横断線２２のＹ軸方向の間隔、及び第２横断線２４のＹ軸方向の間隔は、何れも谷線３４、山線３２の折れ線のピッチＰ１に応じて定まり、互いに同じ寸法で、ピッチＰ１と同じ寸法である。そして、谷線３４に沿って谷折りの稜線が形成され、山線３２に沿って山折りの稜線が形成されるように、谷線３４、山線３２、第１横断線２２、及び第２横断線２４で囲まれた多数の四角形平面が設けられ、その多数の四角形平面によって所定の凹凸パターンが形成されている。

【0026】

単位山形３０は、図３に示すように、山線３２を挟んで両側に隣接して位置する一対の四角形平面Ｓ１、Ｓ２と、その一対の四角形平面Ｓ１、Ｓ２に連続してＹ軸方向に設けられた一対の四角形平面Ｓ３、Ｓ４とを合わせた計４枚の四角形平面Ｓ１～Ｓ４によって基本単位が構成されており、平面視において横向きＶ字形状に折れ曲がった形状を成している。本実施例の場合には、単位山形３０の平面視における谷線３４及び山線３２の横向きＶ字形状の折れ曲がり角度、すなわち谷線３４及び山線３２のＸ軸方向に突き出す折れ点３８ａ，３６ａの折れ曲がり角度αは、互いに同じ角度であり、単位山形３０を形成している４枚の四角形平面Ｓ１～Ｓ４は、一対の上辺７２及び下辺７４と一対の側辺７６とが相互に等しい長さａ１を有するそれぞれ形状が同じ平行四辺形である。

【0027】

図３のＩＶ－ＩＶ矢視断面図を示す図４は、単位山形３０の四角形平面Ｓ１とＳ３との間の稜線である第２横断線２４のＹ－Ｚ断面を示している。図３のＶ－Ｖ矢視断面図を示す図５は、四角形平面Ｓ２とＳ４との間の稜線である第２横断線２４のＹ－Ｚ断面を示している。図３のＶＩ－ＶＩ矢視断面図を示す図６は、第２横断線２４に沿って第２横断線２４の折れ点３８ｂ，３６ｂを通るＸ－Ｚ断面を示している。図３におけるＶＩＩ矢視図である図７は、エンボス成形板２０の成形厚みすなわちエンボスパターンのＺ軸方向の高さｈ１のＹ方向の連続性を示している。図４～図６に示すように、谷線３４、山線３２、第１横断線２２、及び第２横断線２４に沿って形成される谷折りや山折りの稜線部分には、それぞれ稜線に対して直角な断面において曲率半径ｒ１の円弧形状の丸み（フィレット）が設けられている。曲率半径ｒ１は、例えば、３～３．５ｍｍであり、四角形平面Ｓ１～Ｓ４の一辺の長さａ１の３７％～５０％の寸法である。

【0028】

次に、このようなエンボスの凹凸パターンが設けられたエンボス成形板２０の各部の寸法、角度の具体例を説明する。エンボス成形板２０の板厚ｔａは０．３ｍｍ～０．６ｍｍ程度の範囲内が適当であり、本実施例では０．４ｍｍである。すなわち、素材であるアルミニウム合金の平板の板厚ｔｂが０．３～０．５ｍｍであり、この平板にエンボス加工が施されて凹凸パターンが形成されることによる伸びによって板厚が若干減少する。例えば、板厚ｔｂが０．４ｍｍである場合には、エンボス加工されるとそれよりも小さく、例えばエンボス成形板２０の板厚ｔａは０．３８ｍｍ程度になる。山線に沿った断面において折れ点の曲率半径をｒ１としたとき、四角形平面Ｓ１～Ｓ４の相互に等しい一辺の長さａ１は、６ｍｍ～８ｍｍの範囲内である。エンボスパターンのＺ軸方向の高さ（山線３２と谷線３４との間の高さ）ｈ１は１．６ｍｍ～１．８ｍｍの範囲内である。谷線３４及び山線３２のＸ軸方向に突き出す折れ点３８ａ，３６ａの折れ曲がり角度（平面視において折れ点を中心とした山線３２の開き角）αは、１００°以上好適には１１０°～１２０°の範囲内である。

【0029】

このようなエンボス成形板２０によれば、折れ線状の谷線３４及び山線３２と直交するようにＸ方向に設けられる第１横断線２２及び第２横断線２４が、平面視においてそれぞれＺ方向にジグザグに折れ曲がった折れ線形状を成している。また、Ｘ方向では、図６のＸ－Ｚ断面に示すように、山線３２を稜線とする山と、谷線３４を谷筋とする谷が交互に連続している。また、Ｙ方向では、図７のＹ－Ｚ面（側面）に示すように、山線３２を稜線とする山と谷線３４を谷筋とする谷とが連続している。このため、エンボス成形板２０には、Ｘ方向の曲げ剛性が低く且つＹ方向において曲げ剛性が高い、曲げ剛性の異方性が備えられている。

【0030】

図８は、エンボス成形板２０にプレスによりエンボス加工を施す、一対の下型４０及び上型４２から成るウエーブエンボス成形金型を示している。一対の下型４０及び上型４２の対向面である成形面には、図２のエンボス成形板２０に加工されたものと同様の凹凸形状がそれぞれ切削加工により形成されている。金属板（素材）が下型４０と上型４２との間で挟圧されるプレス成形により、エンボス加工されたエンボス成形板２０が得られる。

【0031】

図９は、エンボス成形板２０にプレスによりエンボス加工を施すための一対の下型４０及び上型４２の加工方法すなわち製造方法の要部を説明する工程図である。図９において、凸状切刃切削工具準備工程Ｐ１１では、たとえば図１０に示す凸状切刃切削工具４４が用意される。凸状切刃切削工具４４は、その回転中心線Ｃ１まわりに回転駆動される軸状の回転切削工具である。

【0032】

図１０に示すように、凸状切刃切削工具４４は、連続凸部の山頂から隣接する連続凸部の山頂までの連続凸部間の凹断面形状に対応する凸形状を有する凹面切削切れ刃４６と、凹面切削切れ刃４６に続いて外周側へ連続する平坦な直線切れ刃４８と、直線切れ刃４８に続いて外周側へ連続し所定の曲率半径でウエーブエンボス成形金型から離れる方向に曲成されたＲ切れ刃５０と、凹面切削切れ刃４６よりも回転方向上流側に形成されたすくい面５２と、凹面切削切れ刃４６及び直線切れ刃４８で発生した切り屑を排出する切り屑排出溝５４と、凹面切削切れ刃４６及び直線切れ刃４８の回転方向後方に形成された０～５°の逃げ面５６と、を有している。凸状切刃切削工具４４は、切削に際しては、図示しないＸ－Ｙ－Ｚの３軸切削盤のチャックに装着され、凹面切削切れ刃４６の中央を通る回転中心線Ｃ１まわりに回転駆動される。凸状切刃切削工具４４は、０～５°の逃げ面５６を備えていて切れ刃の強度が高められるので、長い耐久寿命が得られている。

【0033】

凸状切刃切削工具４４は、直線切れ刃４８と外周面との間がピン角の場合に比較して、Ｒ切れ刃５０の存在によって、切削負荷に強く破損が抑制されるので、高い研削加工能率が得られるとともに、ウエーブエンボス成形金型の成形面の凹凸を滑らかに切削することができる。また、切り屑排出溝５４は、凸状切刃切削工具４４の先端から凸状切刃切削工具４４の径よりも短い回転中心線方向寸法で形成されている。これにより、３軸切削盤のチャックによる凸状切刃切削工具４４の切り屑排出溝５４までの掴みしろが大きくなるので、切削加工時における凸状切刃切削工具４４のビビリが抑制され、ウエーブエンボス成形金型の成形面の仕上がりが向上する。

【0034】

次いで、図９の切削工程（粗加工工程Ｐ１２及び仕上加工工程Ｐ１３）では、ウエーブエンボス成形金型を構成する下型４０又は上型４２の合わせ面である成形面上において、図１１及び図１２に示すように、凸状切刃切削工具４４が、凸状切刃切削工具４４の回転中心線Ｃ１をウエーブエンボス成形金型の成形面に対して垂直とした状態で、回転中心線Ｃ１が前記成形面に平行且つ前記連続凸部間（山線３２間）の谷線３４又は山線３２に沿って蛇行しつつ移動させられる。凸状切刃切削工具４４は、Ｚ方向の位置は変化させず、Ｘ－Ｙ平面内で蛇行するように位置制御されることで下型４０又は上型４２の合わせ面の切削を実行する。このような切削加工が、谷線３４又は山線３２毎に繰り返される。

【0035】

切削工程に含まれる粗加工工程Ｐ１２では、エンボス金型を構成する下型４０又は上型４２の合わせ面である成形面に形成すべき連続凸部２８及び連続凸部２８間の凹断面形状に対して、所定寸法の切削残りを形成する高さ位置で凸状切刃切削工具４４が保持されつつ、凸状切刃切削工具４４が成形面に平行且つ連続凸部２８間の谷線３４に沿って、谷線３４毎に蛇行移動させられる。

【0036】

切削工程に含まれる仕上加工工程Ｐ１３では、エンボス金型を構成する下型４０又は上型４２の合わせ面である成形面に形成すべき連続凸部２８及び連続凸部２８間の凹断面形状に対して、切削残りのない高さ位置で凸状切刃切削工具４４が保持されつつ、凸状切刃切削工具が成形面に平行且つ連続凸部２８間の谷線３４に沿って、谷線３４毎に蛇行移動させられる。このような本実施例の切削加工では、たとえば、図１４、図１５の従来の工程と比較すると、下型４０又は上型４２の加工時間は８３％減、工具費用は４１％減、加工データ作成時間は９０％減であった。

【0037】

因みに、従来では、たとえば図１３に示すボールエンドミルを用いて、図１４に示すように、ボールエンドミルをＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の三次元で位置制御しつつ、ウエーブエンボス成形金型の下型４０および上型４２の成形面を切削し、図２に示すような、エンボス形状を加工していたので、大幅に長い加工時間を必要とするとともに、３軸の位置制御に用いる制御データのサイズが大きく、制御データの作成に多くの工数を必要としていた。また、先端の切れ刃の径が異なる複数種類のボールエンドミルを用いて、図１５に示すように、複数種類の工程を必要としていたので、複数種類の工具を必要とするだけでなく、一層多くの加工時間と制御データの作成工数を必要としていた。図１５では、３０ｍｍφのボールエンドミルを用いた粗取り工程Ｂ１と、２０ｍｍφのボールエンドミルを用いた中仕上工程Ｂ２と、１６ｍｍφのボールエンドミルを用いた中仕上工程Ｂ３と、１０ｍｍφのボールエンドミルを用いた中仕上工程Ｂ４と、６ｍｍφのボールエンドミルを用いた仕上工程Ｂ５が、用いられている。

【0038】

本発明者は、以下の試験条件下において、凸状切刃切削工具４４の回転数及び送り速度を変更して、エンボス成形板２０を成形するウエーブエンボス成形金型の成形面の凹凸形状を切削加工する試験を行なった。図１６は、その試験結果を示す。
（切削試験条件）
３軸切削加工盤：ニデックマシンツール株式会社製のＭＶＲ２５Ｅｘ
凸状切刃切削工具： １６ｍｍφ×１００ｍｍ
金型の材質：工具鋼
切削油 ：スギカット（スギムラ化学工業株式会社製）

【0039】

図１６に示すように、上記ウエーブエンボス成形金型の切削試験によれば、凸状切刃切削工具４４の回転数が高くなるほど、凸状切刃切削工具４４の送り速度が高くなるほど、面仕上がりの不具合が増加し、工具状態も悪化する。好適には、凸状切刃切削工具４４の回転数が３０００ｒｐｍ以下、凸状切刃切削工具４４の送り速度が８５０ｍｍ／ｍｉｎ以下が好適であり、凸状切刃切削工具４４の回転数が２５００ｒｐｍ以下、凸状切刃切削工具４４の送り速度が６５０ｍｍ／ｍｉｎ以下がさらに好適であった。

【0040】

上述のように、本実施例のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、凸状切刃切削工具４４を、凸状切刃切削工具４４の回転中心線Ｃ１をウエーブエンボス成形金型の成形面に対して垂直とした状態で、前記成形面に平行且つ山線３２（連続凸部２８）間の谷線３４に沿って蛇行移動させることで、規則的に蛇行しつつ一方向連続する連続凸部２８が一定の間隔で複数本並列させられたエンボス成形板２０をプレス成形するウエーブエンボス成形金型が得られる。この結果、切削時には、凸状切刃切削工具４４をその回転中心線Ｃ１方向（Ｚ方向）に移動させる必要がなく、ウエーブエンボス成形金型の成形面に沿った回転中心線Ｃ１方向に直交する面（Ｘ－Ｙ平面）内の移動のみにより、成形面に、規則的に蛇行しつつ一方向連続する連続凸部２８が一定の間隔で複数本並列させられた複数の連続凸部２８が切削される。これにより、従来より少ない単一種の工具を用いて、凸状切刃切削工具４４の回転中心線Ｃ１に直交する面内の移動のみによる短い切削加工時間でウエーブエンボス成形金型（下型４０及び上型４２）を加工できる。

【0041】

また、本実施例のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、凸状切刃切削工具４４の切削工程（Ｐ１２、Ｐ１３）は、ウエーブエンボス成形金型の成形面に形成すべき連続凸部２８及び連続凸部２８間の凹断面形状に対して、所定寸法の切削残りを形成する高さ位置で凸状切刃切削工具４４を保持しつつ、凸状切刃切削工具４４を成形面に平行且つ連続凸部２８間の谷線３４に沿って蛇行移動させる粗加工工程Ｐ１２と、切削残りのない高さ位置で凸状切刃切削工具４４を保持しつつ、凸状切刃切削工具４４を前記成形面に平行且つ連続凸部２８間の谷線３４に沿って蛇行移動させる仕上加工工程Ｐ１３と、を含む。これにより、ウエーブエンボス成形金型において、形状精度の高い成形面が能率よく得られる。

【0042】

また、本実施例のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、凸状切刃切削工具４４は、直線切れ刃４８に続いて外周側へ連続し所定の曲率半径でウエーブエンボス成形金型から離れる方向に曲成されたＲ切れ刃５０を有する。これにより、ウエーブエンボス成形金型において、きれいな仕上がりが得られる。また、Ｒ切れ刃５０の存在によって、Ｒ切れ刃５０に連なる直線切れ刃４８及び凹面切削切れ刃４６の強度が高められ、凸状切刃切削工具４４の耐久寿命が向上する。

【0043】

また、本実施例のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、凸状切刃切削工具４４は、凸状切刃切削工具４４の先端から凸状切刃切削工具４４の径よりも短い回転中心線方向寸法で形成されている切り屑排出溝５４を有する。これにより、研削盤のチャックの凸状切刃切削工具４４の切り屑排出溝５４までの掴みしろが大きくなるので、切削加工時における凸状切刃切削工具４４のビビリが抑制され、ウエーブエンボス成形金型の成形面の仕上がりが向上する。

【0044】

また、本実施例のウエーブエンボス成形金型の加工方法によれば、粗加工工程Ｐ１２又は仕上加工工程Ｐ１３において、凸状切刃切削工具４４は、３０００ｒｐｍ以下の回転速度で駆動され、８５０ｍｍ／ｍｉｎ以下の送り速度で移動させられる。これにより、ウエーブエンボス成形金型について±０．０１ｍｍの範囲内の面精度の仕上がりが得られ、凸状切刃切削工具４４の耐久性が高められる。

【0045】

以上、ウエーブエンボス成形金型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。

【0046】

たとえば、前述の実施例において、ウエーブエンボス成形金型は下型４０及び上型４２から構成されていたが、水平方向に組合わせられる左型および右型から構成されていてもよい。

【0047】

また、前述の実施例の凸状切刃切削工具４４には、必ずしもＲ切れ刃５０が設けられていなくてもよい。

【0048】

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例では、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】

【0049】

１０：エンボス付半円筒状成形品、２０：エンボス成形板、２２：第１横断線、２４：第２横断線、２８：連続凸部、３０：単位山形、３２：山線（稜線）、３４：谷線、３６ａ，３６ｂ：山線の折れ点、３８ａ，３８ｂ：谷線の折れ点、４０：下型（ウエーブエンボス成形金型）、４２：上型（ウエーブエンボス成形金型）、４４：凸状切刃切削工具、４６：凹面切削切れ刃、４８：直線切れ刃、５０：Ｒ切れ刃、５２：すくい面、５４：切り屑排出溝、６０：ボールエンドミル、Ｐ１１：凸状切刃切削工具準備工程、Ｐ１２：粗加工工程（切削工程）、Ｐ１３：仕上加工工程（切削工程）、Ｃ１：回転中心線

【要約】

【課題】少ない種類の工具を用いて短い加工時間でウエーブエンボスを成形する金型を加工できるウエーブエンボス成形金型の加工方法を提供する。
【解決手段】凸状切刃切削工具４４を、凸状切刃切削工具４４の回転中心線Ｃ１をエンボス金型の成形面に対して垂直とした状態で、前記成形面に平行且つ山線３２（連続凸部２８）間の谷線３４に沿って蛇行移動させることで、規則的に蛇行しつつ一方向連続する連続凸部２８が一定の間隔で複数本並列させられたエンボス成形板２０をプレス成形するウエーブエンボス成形金型が得られる。切削時には、凸状切刃切削工具４４をその回転中心線Ｃ１方向（Ｚ方向）に移動させる必要がなく、Ｘ－Ｙ平面内の移動のみにより、複数の連続凸部２８が切削される。単一種の工具を用いて、短い切削加工時間でウエーブエンボス成形金型（下型４０及び上型４２）を加工できる。
【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】