JP2006320939A - ヘミング加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造の複雑化及びコストアップを招くことなく、コーナー部の製品面品質及び外観性の向上を図ることができるヘミング加工装置を提供すること。
【解決手段】上型１１を下型１に対して相対移動させ、該上型１１に設けられた本ヘムパンチ１２によってアウタパネル（第１の金属板）Ｗ１の周縁をインナパネル（第２の金属板）Ｗ２の周縁に折り曲げてアウタパネルＷ１とインナパネルＷ２の周縁同士を結合するヘミング加工装置において、前記上型１１の相対移動に連動して前記アウタパネルＷ１のコーナー部周縁を押さえるコーナー押さえ装置２０を上型１１に一体的に組み込む。ここで、前記コーナー押さえ装置２０を、前記上型１１に対して摺動可能に保持されたコーナー押さえパンチ２３と、上型の移動ストロークに比例する力で前記コーナー押さえパンチ２３を押圧するガスクッション（圧力源）２４を含んで構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、互いに重ねられた２枚の金属板の一方の周縁を他方の周縁に折り曲げて両金属板の周縁同士を結合するためのヘミング加工装置に関するものである。

例えば、自動車のドアパネルやボンネット等の２枚の金属板（アウタパネルとインナパネル）を組み合わせて構成される部品は、その周縁がヘミング加工される。このヘミング加工を行うためのヘミング加工装置は、上型を下型に対して相対移動させ、該上型に設けられた本ヘムパンチによって一方の金属板（アウタパネル）の周縁を他方の金属板（インナパネル）の周縁に折り曲げて両金属板の周縁同士を結合するものであって、これについては今までに種々の提案がなされている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１には、折曲げ長さの長い第１部分と短い第２部分とを有するフランジ部をパンチにてヘミング加工するヘミング加工装置において、前記パンチを第１部分を加工する第１パンチ部と第２部分を加工する第２パンチ部に分割し、第２パンチ部を第１パンチ部よりも下方に突出させるとともに、弾性部材によって支持することによって、製品の見切りラインの蛇行等の不具合を解消する技術が開示されている。

又、特許文献２には、プリヘムパンチと本ヘムパンチとを一体化したヘミング加工装置において、一体化したパンチのヘミング加工時における移動軌跡を最短化する構成が開示されている。

更に、特許文献３には、ワークに対して接離する方向に移動可能なＣ形フレームを設け、このＣ形フレームとプリヘムパンチを前進させた状態でヘムダイを上昇させ、アウタパネルのフランジに対してプリヘムと加工を行った後、ヘムダイの加工に続いてプリヘムパンチを後退させた状態で、ヘムダイを再度上昇させてヘムパンチとの間で最終的なヘミング加工を行うヘミング加工装置が開示されている。

特開平５−１０４１５９号公報 特開２００４−１８１４９８号公報 特開２００４−３３７９８４号公報

ところで、特に矩形の２枚の金属板（アウタパネルとインナパネル）をヘミング加工する場合、コーナー部分を押さえないとアウタパネルのコーナー部分が浮き上がり、製品面品質や外観が悪くなってしまうという問題がある。

そこで、従来はコーナー部を直線部とはタイミングをずらして加工する方法等が採用されていたが、この方法ではサイクルタイムが長くなって非効率であり、タイミングを調整する機構が必要となるために装置が複雑化及び高コスト化するという問題がある。

又、ヘミング加工時にアウタパネルのコーナー部分を押さえる専用の装置を設けることが提案される。

ところが、専用の装置を設けるとヘミング加工装置が複雑化及び大型化し、その設置に広いスペースを要するため、小さな自動車部品等のヘミング加工に対応できない他、装置の設計、製作、標準化が困難で加工コストがアップするという問題がある。

又、前記特許文献１〜３には、ヘミング加工時にアウタパネルが浮き上がる問題への対策は何ら開示されてはいない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、構造の複雑化及びコストアップを招くことなく、コーナー部の製品面品質及び外観性の向上を図ることができるヘミング加工装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、上型を下型に対して相対移動させ、該上型に設けられた本ヘムパンチによって第１の金属板の周縁を第２の金属板の周縁に折り曲げて両金属板の周縁同士を結合するヘミング加工装置において、前記上型の相対移動に連動して前記第１の金属板のコーナー部周縁を押さえるコーナー押さえ装置を上型に一体的に組み込んだことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記コーナー押さえ装置を、前記上型に対して摺動可能に保持されたコーナー押さえパンチと、上型の移動ストロークに比例する力で前記コーナー押さえパンチを押圧する圧力源を含んで構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記圧力源をガスクッション又は弾性体で構成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記本ヘムパンチによる本ヘム加工の前工程としてのプリヘム加工を行うためのプリヘムパンチを前記下型に設けたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記コーナー押さえ装置による前記第１の金属板のコーナー部周縁の押さえを前記プリヘム加工の開始前から本ヘム加工完了まで行うことを特徴とする。

請求項１〜３記載の発明によれば、上型の相対移動に連動して第１の金属板のコーナー部周縁がコーナー押さえ装置によって押さえられるため、第１の金属板の周縁を第２の金属板の周縁に折り曲げて両金属板の周縁同士を結合するヘミング加工時に第１の金属板のコーナー部の浮き上がりが防がれ、コーナー部の製品面品質及び外観性の向上が図られる。そして、コーナー押さえ装置を別設することなく上型に一体的に組み込んだため、ヘミング加工装置の構造の複雑化及びコストアップを招くことがない。

請求項４記載の発明によれば、本ヘム加工に先立ってプリヘムパンチによってプリヘム加工を行うようにしたため、その後の本ヘム加工を円滑且つ安定的に行うことができる。

請求項５記載の発明によれば、コーナー押さえ装置による第１の金属板のコーナー部周縁の押さえをプリヘム加工の開始前から本ヘム加工完了まで行うようにしたため、プリヘム加工時及び本ヘム加工時における第１の金属板の浮き上がりを防いでコーナー部の製品面品質及び外観性を一層高めることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るヘミング加工装置の下型の平面図、図２は同ヘミング加工装置の上型の平面図、図３はコーナー部における加工工程を示す部分断面図であり、（ａ）はコーナー押さえ開始時、（ｂ）はプリヘム加工完了時、（ｃ）は本ヘム加工完了時の状態をそれぞれ示す。又、図４はコーナー部以外のストレート部における加工工程を示す部分断面図であり、（ａ）はコーナー押さえ開始時、（ｂ）はプリヘム加工完了時、（ｃ）は本ヘム加工完了時の状態をそれぞれ示す。更に、図５は図３（ａ）のＡ部拡大詳細図、図６（ａ）は図４（ａ）のＢ部拡大詳細図、図６（ｂ）は図４（ｂ）のＣ部拡大詳細図、図６（ｃ）は図４（ｃ）のＤ部拡大詳細図である。

図１に示す下型１は、矩形ブロック状のポンチ２を備え、該ポンチ２のコーナー部を除く周囲には短辺に沿う一対のプリヘムパンチ３と長辺に沿う一対のプリヘムパンチ３がそれぞれ配置されている。そして、短辺側の各プリヘムパンチ３には１つのリンクカム５がそれぞれ接続され、長辺側の各プリヘムパンチ３には２つのリンクカム５がそれぞれ接続されている。

又、前記ポンチ２のコーナー部分の外側には、底付ブロック６がそれぞれ配置されている。

他方、図２に示す上型１１は前記下型１の上方に位置して不図示の駆動手段によって下型１に対して上下動するものであって、略矩形枠状の本へムパンチ１２を備えており、この本ヘムパンチ１２の周囲の前記リンクカム５に対応する位置にはカムドライバ１３がそれぞれ配置されている。又、本ヘムパンチ１２の内側には矩形ブロック状のパッド１４が配置されている。

ここで、前記プリヘムパンチ３とリンクカム５及びカムドライバ１３の構成を図４に基づいて説明する。

下型１側に設けられた前記プリヘムパンチ３には、前記ポンチ２に対向する側に略４５°の傾斜角度を有するテーパ面３ａが図４の紙面垂直方向に沿って形成されており、該プリヘムパンチ３は、軸７を中心として上下に回動可能に支持されている。又、プリヘムパンチ３の側面の前記軸７の上方にはローラ８が回転可能に支持されており、該プリヘムパンチ３は、これと前記リンクカム５との間に縮装されたスプリング９によって軸７を中心として上方（図４の反時計方向）に付勢されている。

又、上型１１側に設けられた前記カムドライバ１３には、プリヘムパンチ３を図４の時計方向に回動させる斜面状のカム面１３ａとプリヘムパンチ３を図４の反時計方向に回動させることができる斜面状のカム面１３ｂが形成されている。

ところで、図２に示すように、前記本ヘムパンチ１２のコーナー部には平面視半円状の凸部１２ａが形成されており、各凸部１２ａにはコーナー押さえ装置２０が一体的に組み込まれている。

ここで、コーナー押さえ装置２０の構成の詳細を図３に基づいて説明する。

コーナー押さえ装置２０は、圧力源としてガスクッション２４を備えており、該ガスクッション２４の下方へ延出するロッド２１の下端は、本ヘムパンチ１２に形成されたガイド孔１２ｂ内に上下摺動可能に嵌挿されたガイドピン２２に連結されている。そして、ガイドピン２２の本ヘムパンチ１２の下方へ延出する下端部にはコーナー押さえパンチ２３が取り付けられている。尚、本ヘムパンチ１２の下面には、上型１１の下方への移動を規制するためのストッパ１５が取り付けられている。

前記ガスクッション２４は、シリンダ２５内に下方から挿入された前記ロッド２１の上端に不図示のピストンを結着し、このピストンによってシリンダ２５内に画成されたガス室にガスを封入して構成されている。

又、前記コーナー押さえパンチ２３には傾斜面状のテーパ面２３ａが形成されている。

次に、以上のように構成されたヘミング加工装置によるヘミング加工を図３〜図６に基づいて説明する。

ヘミング加工は以下の１）コーナー押さえ開始、２）プリヘム加工及び３）本ヘム加工の順に行われる。

１）コーナー押さえ開始：
ヘミング加工に際しては、図示のように、下型１のポンチ２上に矩形状のアウタパネルＷ１とインナパネルＷ２がその周縁を重ねてセットされている。より具体的には、図６（ａ）にその一部を示すように、アウタパネルＷ１の周縁は直角に折り曲げられた周縁フランジ部Ｗ１ａが形成されており、該アウタパネルＷ１の上にインナパネルＷ２の平坦な周縁フランジ部Ｗ２ａが重ねられており、これらのアウタパネルＷ１とインナパネルＷ２の周縁フランジ部Ｗ１ａ，Ｗ２ａを除く部分はパッド１４によってポンチ２上に押圧されて固定されている。

而して、不図示の駆動手段によって上型１１が上死点から下降を開始すると、該上型１１のコーナー部に一体的に組み込まれたコーナー押さえ装置２０も一体に下降し、そのコーナー押さえパンチ２３が底付ブロック６に当接した時点で、図３（ａ）に示すように、アウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部がコーナー押さえパンチ２３によって押さえられ、図５に詳細に示すように、アウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部がコーナー押さえパンチ２３のテーパ面２３ａによって所定角度だけ内側に折り曲げられる。尚、このときの周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部の曲げ角度は、コーナー部のＲの大きさによって異なり、曲げ角度の調整はコーナー押さえパンチ２３の高さを調節することによって行われる。

このとき、プリヘムパンチ３は、図４（ａ）に示すように、スプリング９によって軸７を中心として反時計方向に付勢されているが、これに支持されたローラ８がカムドライバ１３のカム面１３ａに係合することによってアウタパネルＷ１から離間した状態に保持されている。従って、アウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部の押さえを開始した時点においては、アウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部を除くストレート部に対しては何ら加工は施されない。

２）プリヘム加工：
上述のようにアウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部のコーナー押さえパンチ２３による押さえが開始された後、図３（ｂ）に示すように上型１１が更に下降すると、コーナー押さえ装置２０においては、ガスクッション２４のロッド２１及びこれの先端に取り付けられた不図示のピストンはガス室内の圧力が低いときには静止したまま、シリンダ２５のみが上型１１と共に下降する。このため、シリンダ２５内のガス室に封入されたガスが圧縮されてガス室内の圧力が高まり、その反力がピストン及びガイドピン２２を介してコーナー押さえパンチ２３に伝わるため、アウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部がコーナー押さえパンチ２３によって更に強い力で押さえられる。このように、ガスクッション２４は、上型１１の下降ストロークに比例した押圧力を発生するが、このような圧力源としてはゴム等の弾性体等を用いることができる。

そして、上述のように上型１１が下降すると、図４（ｂ）に示すように、カムドライバ１３のカム面１３ａがプリヘムパンチ３のローラ８に係合してプリヘムパンチ３を軸７を中心として時計方向に回動させるため、図６（ｂ）に詳細に示すように、アウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部を除くストレート部がプリヘムパンチ３のテーパ面３ａによって図６（ａ）に示す直角から所定角度だけ内側に折り曲げられる（プリヘム加工）。尚、図３（ｂ）はプリヘム加工完了時の状態を示す。

３）本ヘム加工：
図３（ｂ）に示す状態から上型１１が更に下降すると、図４（ｃ）に示すように、プリヘムパンチ３のローラ８がカムドライバ１３のカム面１３ｂに係合するため、プリヘムパンチ３は、スプリング９の付勢力によって軸７を中心として反時計方向に回動してアウタパネルＷ１から離間する。

その後、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、上型１１が下死点に達すると、アウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａは、そのコーナー部がコーナー押さえ装置２０のコーナー押さえパンチ２３によって所定圧で押さえられたまま、コーナー部を除くストレート部、つまりプリヘム加工によって予め曲げ加工されたストレート部が本ヘムパンチ１２による本ヘム加工によって内側へと折り曲げられ、図６（ｃ）に示すように、このストレート部がインナパネルＷ２の周縁フランジ部Ｗ２ａ上に重ねられて両パネルＷ１，Ｗ２がそれらの周縁フランジ部Ｗ１ａ，Ｗ２ａにおいて結合され、一連のヘミング加工が完了する。

以上のヘミング加工においては、上型１１の下降に連動してアウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部周縁がコーナー押さえ装置２０のコーナー押さえパンチ２３によって押さえられ、この押さえはプリヘム加工の開始前から本ヘム加工完了まで行われるため、アウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのストレート部を内側へ折り曲げるプリヘム加工時及び本ヘム加工時にアウタパネルＷ１の周縁フランジ部Ｗ１ａのコーナー部の浮き上がりが防がれ、コーナー部の製品面品質及び外観性が高められる。

そして、本実施の形態に係るプリヘム加工装置によれば、コーナー押さえ装置２０を別設することなく、これを上型１１の本ヘムパンチ１２のコーナー部に一体的に組み込んだため、当該ヘミング加工装置の構造の複雑化及びコストアップを招くことがない。

又、本実施の形態では、本ヘム加工に先立ってプリヘムパンチ３によってプリヘム加工を行うようにしたため、その後の本ヘム加工を円滑且つ安定的に行うことができる。

本発明は、矩形プレート状の金属板等のようなコーナー部を有する金属板に対するヘミング加工に対して好適である。

本発明に係るヘミング加工装置の下型の平面図である。 本発明に係るヘミング加工装置の上型の平面図である。 本発明に係るヘミング加工装置によるコーナー部の加工工程を示す部分断面図であり、（ａ）はコーナー押さえ開始時、（ｂ）はプリヘム加工完了時、（ｃ）は本ヘム加工完了時の状態をそれぞれ示す。 本発明に係るヘミング加工装置によるコーナー部以外のストレート部の加工工程を示す部分断面図であり、（ａ）はコーナー押さえ開始時、（ｂ）はプリヘム加工完了時、（ｃ）は本ヘム加工完了時の状態をそれぞれ示す。 図３（ａ）のＡ部拡大詳細図である。 （ａ）は図４（ａ）のＢ部拡大詳細図、（ｂ）は図４（ｂ）のＣ部拡大詳細図、（ｃ）は図４（ｃ）のＤ部拡大詳細図である。

符号の説明

１ 下型
２ ポンチ
３ プリヘムパンチ
５ リンクカム
６ 底付ブロック
１１ 上型
１２ 本ヘムパンチ
１３ カムドライバ
１４ パッド
１５ ストッパ
２０ コーナー押さえ装置
２１ ロッド
２２ ガイドピン
２３ コーナー押さえパンチ
２４ ガスクッション
２５ シリンダ
Ｗ１ アウタパネル（第１の金属板）
Ｗ１ａ アウタパネルの周縁フランジ部
Ｗ２ インナパネル（第２の金属板）
Ｗ２ａ インナパネルの周縁フランジ部

Claims (5)

1. 上型を下型に対して相対移動させ、該上型に設けられた本ヘムパンチによって第１の金属板の周縁を第２の金属板の周縁に折り曲げて両金属板の周縁同士を結合するヘミング加工装置において、
   前記上型の相対移動に連動して前記第１の金属板のコーナー部周縁を押さえるコーナー押さえ装置を上型に一体的に組み込んだことを特徴とするヘミング加工装置。
2. 前記コーナー押さえ装置を、前記上型に対して摺動可能に保持されたコーナー押さえパンチと、上型の移動ストロークに比例する力で前記コーナー押さえパンチを押圧する圧力源を含んで構成したことを特徴とする請求項１記載のヘミング加工装置。
3. 前記圧力源をガスクッション又は弾性体で構成したことを特徴とする請求項２記載のヘミング加工装置。
4. 前記本ヘムパンチによる本ヘム加工の前工程としてのプリヘム加工を行うためのプリヘムパンチを前記下型に設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のヘミング加工装置。
5. 前記コーナー押さえ装置による前記第１の金属板のコーナー部周縁の押さえを前記プリヘム加工の開始前から本ヘム加工完了まで行うことを特徴とする請求項４記載のヘミング加工装置。

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