JP2008012572A - ローラヘミング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな曲率の部位のヘミング加工が可能であって且つ安価なローラヘミング装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ローラヘミング装置１０のフリーベアリング６２は、第１案内溝２１又は第２案内溝２２に沿って転がる鋼製球体６９を備えていることを特徴とする。
【効果】鋼製球体６９は曲率が大きな第１案内溝２１又は第２案内溝２２から離脱することはない。よって、大きな曲率の部位のヘミング加工が可能であって且つ安価なローラヘミング装置を提供することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、板材の縁に備えた起立フランジを折り曲げるローラヘミング装置の改良に関する。

板材の縁のフランジを折り曲げる加工法は、ヘミングと呼ばれる。このヘミングの中で、フランジにローラを押し当てて折り曲げるローラヘミング法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
実用新案登録第２５６１５９６号公報（図３）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１１は従来の技術の基本構成を説明する図であり、ヘミング装置１００は、ロボットアーム１０１の先端に取付けた支持部材１０２に固設する案内筒１０３、１０３と、これらの案内筒１０３、１０３に摺動可能に案内支持するスライドシャフト１０４、１０４と、これらのスライドシャフト１０４、１０４に固定するスライダ１０５、１０５と、これらのスライダ１０５、１０５に結合すると共に支持部材１０２に固設するシリンダ１０６と、スライダ１０５、１０５に回転自在に軸支するヘミングローラ１０７と、支持部材１０２に軸支するガイドローラ１０８と、このガイドローラ１０８を案内すると共に下型１０９に傾斜下向きに設ける予備曲げ用ガイドレール１１１と、ガイドローラ１０８を案内すると共に下型１０９に鉛直下向きに設ける本曲げ用ガイドレール１１２とからなる。

先ずガイドローラ１０８を本曲げ用ガイドレール１１２と係合させる。これによりヘミングローラ１０７は水平方向に位置する。次にシリンダ１０６の後退作動により、４５°に予備曲げした下側板金１１３の端縁１１４を上側板金１１５の端縁１１６の上に折り曲げて、挟着状態とする本曲げ加工を行う。これで下側板金１１３と上側板金１１５の縁同士を連結することができる。

ところで、ガイドローラ１０８は、鍔付き車輪と同様の形状を呈するため、本曲げ用ガイドレール１１２が、ある程度以上急激に曲がっていると、脱輪する。
そのため、特許文献１のヘミング装置１００は、図表裏方向に緩やかに曲がっている端縁１１４にだけ、適用可能となる。

なお、急激に曲がっていることを、「曲率が大きい」と読み換えることができ、緩やかに曲がっていることを「曲率が小さい」と読み換えることができる。曲率は半径の逆数である。
車両のボンネットなどのワークでは、四隅に曲率の大きな隅部を有する。このようなワークは、上記ヘミング装置１００で加工することができない。

この不具合を解消することができるヘミング成形方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特許第２５７９５３０号公報（第１図）

特許文献２を次図に基づいて説明する。
図１２は従来の技術の基本構成を説明する図であり、ヘミング成形装置２００は、インナパネル２０１を載せたアウタパネル２０２を受ける治具２０３と、この治具２０３の側方に配設したコンベア装置２０４に載せる多関節ロボット２０５と、この多関節ロボット２０５のロボットアーム２０６の先端に取付けるローラホルダ２０７と、このローラホルダ２０７の先端に取付ける成形ローラ２０８と、治具２０３の四隅部の近傍に各々配設する型駆動装置２０９と、この型駆動装置２０９に各々取付ける成形型２１１とからなる。

曲率の小さい略直線部は、成形ローラ２０８を上方から押圧して走行させる一方、曲率の大きい四隅部は各々成形型２１１により加圧成形することで、アウタパネル２０２に備えた折曲部をインナパネル２０１に折り曲げてヘミング加工を完了させることができる。

すなわち、特許文献２のヘミング成形装置２００では、ワークの直線部は成形ローラ２０８で加工し、ワークの四隅部は成形型２１１で加工する。成形型２１１が４個必要になるため、ヘミング成形装置２００は高価になる。
以上に述べたように特許文献１の技術では大きな曲率の部位はヘミング加工が困難であり、特許文献２の技術では大きな曲率の部位のヘミング加工が可能であるもののヘミング装置が高価になる。

本発明は、大きな曲率の部位のヘミング加工が可能であって且つ安価なローラヘミング装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、下面に案内溝を備えた金型とこの金型に対して独立して移動する押圧ローラとこの押圧ローラに向かって進退するガイド部材とを準備し、縁に起立フランジを備えた板材を前記金型の上面に載せ、前記ガイド部材を前記案内溝に嵌め、この状態で前記押圧ローラを前記起立フランジに作用させることで、起立フランジを折り曲げるローラヘミング装置において、前記ガイド部材は、前記案内溝に沿って転がる球体を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ガイド部材は、案内溝に沿って転がる球体を備えている。この球体は曲率が大きな案内溝から離脱することはない。よって、大きな曲率の部位のヘミング加工が可能であって且つ安価なローラヘミング装置を提供することができる。

加えて、ローラヘミング装置は、案内溝を備える金型と、押圧ローラと、ガイド部材とで構成する単純な装置であるため、ローラヘミング装置の低コスト化を容易に達成することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るローラヘミング装置の金型の正面図であり、ローラヘミング装置１０は、ロボットアームに取付けるアタッチメント（詳細後述）と、このアタッチメントに着脱自在に取付ける金型２０とからなる。

金型２０は、図表方向の面に、第１案内溝２１（詳細後述）、第２案内溝２２（詳細後述）及び支持板２３を介してチャック部２４を備え、左下端及び右上端に各々クランプ機構３０Ａ、３０Ｂを備える。

図２は図１の２−２線断面図であり、クランプ機構３０Ａは、金型２０の側面（図表方向）に支持板３１を介して固定するクランプブロック３２と、このクランプブロック３２にピン３３で揺動自在に止めるクランプアーム３４と、このクランプアーム３４を揺動させるためにクランプブロック３２に取付けるシリンダユニット３５とからなる。
３６、３６は補強板である。

図１に示すクランプ機構３０Ｂも３０Ａと同様の構成物であるから、符号を流用して説明を省略する。

図３は図１の３−３線断面図であり、金型２０は、前述の構成に加えて金型２０の図右面に設ける半円断面形状の第１案内溝２１又は第２案内溝２２と、金型２０の図左面に加工対象の板材を受けるために設ける受け面２５とを備える。

図４は図１の４−４線断面図であり、チャック部２４はポケット部２６を有する。想像線で示す部材は、ロボットアーム２７の先端に取付けたアタッチメント４０であり、このアタッチメント４０にはアクチュエータ４１が内蔵され、このアクチュエータ４１の先端にはチャック板４２が取付けられる。
アタッチメント４０の詳細構造は後述する。

アクチュエータ４１は、チャック板４２を矢印の方向に移動させることができる。また、チャック板４２は、一点鎖線で示す矢印のようにロボットアーム２７を動作させることでポケット部２６へ挿入することができる。よって、ポケット部２６へチャック板４２を挿入した状態で、チャック板４２を図右へ移動させることによって、金型２０とアタッチメント４０は結合することができる。

図５は本発明に係るアタッチメントの斜視図であり、アタッチメント４０は、ロボットアーム２７の先端に設けた基板４３と、この基板４３の両端に設けた２枚の側板４４、４５と、側板４４と側板４５との間に設けたローラ機構５０（詳細構造は次図で説明する。）とからなる。

図６は図５の６−６線断面図であり、ローラ機構５０は、基板４３の上に２枚の支持板５１、５１を介して設ける第１レール５２と、この第１レール５２に移動可能に取付ける第１スライダ５３と、この第１スライダ５３から第１レール５２の直交方向に延長する支柱５４及び第２レール５５と、この第２レール５５に移動可能に取付ける第２スライダ５６及び第３スライダ５７と、第２スライダ５６に軸５８を介して回転自在に取付ける押圧ローラ５９と、第３スライダ５７に支持板６１を介して取付けるガイド部材としてのフリーベアリング６２と、第２スライダ５６に第３スライダ５７を連結してスライダ相互の間隔及び押圧ローラ５９の押圧力を調節する油圧シリンダ６３と、第１スライダ５３に第３スライダ５７を弾性的に支持する弾性体６４、６５と、支持板５１、５１の上に取付けた支持台６６に第１スライダ５３を弾性的に支持する弾性体６７とからなる。

フリーベアリング６２は、ハウジング６８に小さな複数のボールベアリングを介して例えば大径の鋼製球体６９が嵌め込まれている部材である。
７１は押圧ローラ５９に備える傾斜面、７２は押圧ローラ５９に備えるローラ面である。
また、弾性体６４、６５、６７はスプリングが好適であるが、クッションラバーや同等品であってもよい。

よって、ローラヘミング装置１０のフリーベアリング６２は、第１案内溝（図３符号２１）及び第２案内溝（図３符号２２）に沿って転がる鋼製球体６９を備えていることを特徴とする。
以上の構成からなるローラヘミング装置の作用を次に説明する。

図７は本発明に係る金型取付の説明図であり、（ａ）において、上下を逆転したドア８１の隅部に備えた起立フランジ８２に向けて、ロボットアーム２７で金型２０を前進させる。
（ｂ）において、金型２０はアウタパネル８３の表面に接触した状態となる。この状態でシリンダユニット３５、３５によりクランプアーム３４、３４をドアフランジ部８４側に揺動させ、クランプブロック３２、３２とクランプアーム３４、３４とで、ドアフランジ部８４を挟む。これでドアフランジ部８４にクランプ機構３０Ａ、３０Ｂを介して金型２０を支持させたことになる。

図８は本発明に係る予備ヘミング処理の説明図である。
この時点では、上端に起立フランジ８２を有するアウタパネル８３にインナパネル８５を重ね、アウタパネル８３の外面には金型２０が接触している。
（ａ）において、フリーベアリング６２に備えた鋼製球体６９を第１案内溝２１に嵌め、押圧ローラ５９を鋼製球体６９に向けて接近させる。この作用は油圧シリンダ（図６符号６３）で実施する。

（ｂ）において、押圧ローラ５９及び鋼製球体６９を図表裏方向に移動させる。押圧ローラ５９に設けた傾斜面７１で起立フランジ８２を約４５°曲げることができる。この４５°程度の曲げ処理を予備ヘミング処理という。予備ヘミング処理が終了したら、押圧ローラ５９を鋼製球体６９から離して、押圧ローラ５９と鋼製球体６９とを一定距離移動させる。

図９は本発明に係る本ヘミング処理の説明図である。
（ａ）において、鋼製球体６９を第２案内溝２２に嵌め、押圧ローラ５９を鋼製球体６９に再び接近させる。この時点では、傾斜面７１ではなく、ローラ面７２が起立フランジ８２に臨む。

（ｂ）において、押圧ローラ５９及び鋼製球体６９を図表裏方向に移動させる。押圧ローラ５９に備えたローラ面７２で起立フランジ８２を完全に曲げることができる。この曲げ処理を本ヘミング処理という。本ヘミング処理が終了したら、押圧ローラ５９を鋼製球体６９から離せばよい。

図１０はローラヘミング装置の案内溝における比較説明図であり、（ｃ）で比較例を説明し、（ｄ）で実施例を説明する。
（ａ）はガイドローラ３０１が案内溝３０２を走行している状態を示す断面図である。Ｄ１はガイドローラ３０１の直径、Ｌ１はガイドローラ３０１の外周円と案内溝３０２の上部縁線３０３とが２点Ｐ１、Ｐ２で重なったときのＰ１とＰ２の間の距離を示す。

（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、上部縁線３０３のレベルで切断した矩形断面部分（図で斜線を施した、幅がＷ１で長さがＬ１である矩形断面部分）は、案内溝３０２が十分に緩い（曲率が小さい）曲線で構成されていれば、矢印のごとく、移動可能となり、ガイドローラ３０１が案内溝３０２から離脱する心配はない。

しかし、（ｃ）に示すように、案内溝３０４の曲率が大きくなると、図中の点Ｐ３でガイドローラ３０１は案内溝３０４に接触する。この結果、ガイドローラ３０１の走行は円滑さを欠き、場合によっては案内溝３０４から離脱する。

この点、（ｄ）に示すように、鋼製球体６９であれば、曲率が大きな第１案内溝２１に対しても、離脱することなく、円滑に走行することができる。

よって、図９において、ローラヘミング装置のガイド部材としてのフリーベアリング６２は、第１案内溝２１又は第２案内溝２２に沿って転がる鋼製球体６９を備えている。この鋼製球体６９は曲率が大きな第１案内溝２１又は第２案内溝２２から離脱することはない。よって、大きな曲率の部位のヘミング加工が可能であって且つ安価なローラヘミング装置を提供することができる。

加えて、ローラヘミング装置は、第１案内溝２１又は第２案内溝２２を備える金型２０と、押圧ローラ５９と、ガイド部材としてのフリーベアリング６２とで構成する単純な装置であり、ローラヘミング装置の低コスト化を容易に達成することができる。

尚、本発明のガイド部材に用いる球体の材質は、実施例で述べた鋼製以外に、非鉄金属製、セラミック製のいずれかを適用することは差し支えない。

本発明のローラヘミング装置は、車両の車体製造に好適である。

本発明に係るローラヘミング装置の金型の正面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。 図１の４−４線断面図である。 本発明に係るアタッチメントの斜視図である。 図５の６−６線断面図である。 本発明に係る金型取付の説明図である。 本発明に係る予備ヘミング処理の説明図である。 本発明に係る本ヘミング処理の説明図である。 ローラヘミング装置の案内溝における比較説明図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…ローラヘミング装置、２０…金型、２１…第１案内溝、２２…第２案内溝、５９…押圧ローラ、６２…フリーベアリング（ガイド部材）、６９…鋼製球体（球体）、８２…起立フランジ、８４…ドアフランジ部（板材）。

Claims (1)

1. 下面に案内溝を備えた金型とこの金型に対して独立して移動する押圧ローラとこの押圧ローラに向かって進退するガイド部材とを準備し、縁に起立フランジを備えた板材を前記金型の上面に載せ、前記ガイド部材を前記案内溝に嵌め、この状態で前記押圧ローラを前記起立フランジに作用させることで、起立フランジを折り曲げるローラヘミング装置において、
   前記ガイド部材は、前記案内溝に沿って転がる球体を備えていることを特徴とするローラヘミング装置。
   

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