JP2008093689A - ローラヘミング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め部材の小型化が可能で、かつ、位置決め部材によってローラなどの部材のレイアウトに制約を受けないローラヘミング装置を提供する。
【解決手段】ローラヘミング装置１０は、ワーク載置部材１２に突没自在に設けられ、ワーク載置部材１２に対して突状態に配置されることでワーク１１を加工位置に位置決めする位置決めピン１３と、位置決めピン１３に対してワーク１１の中心１１ａ寄りにＳ寸法だけオフセットされるとともにワーク載置部材１２の裏側に設けられ、位置決めピン１３を突没状態に移動するピン移動部１４とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークに立てたフランジを加工用ローラで折り曲げるローラヘミング装置に関する。

自動車のボンネットやドアパネルを製造する装置としてローラヘミング装置が知られている。
例えば、自動車のボンネットをローラヘミング装置で製造する場合、アウタープレートにインナープレートを重ねた状態で、アウタープレートおよびインナープレートを加工位置に保持し、加工位置に保持したアウタープレートのフランジ（周縁部）をローラで折り曲げてインナープレートの周縁部に被せる。
これにより、アウタープレートのフランジがインナープレートの周縁部に押し付けられ、アウタープレートおよびインナープレートが一体化されてボンネットが製造される。

このローラヘミング装置は、アウタープレートおよびインナープレート（以下、「ワーク」という）を載置台に載置した状態で、加工位置に位置決めするために位置決め部材を備える。
位置決め部材として、位置決めアームを支持ピンを介して揺動自在に取り付けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１４０６９公報

特許文献１の位置決め部材によれば、位置決めアームを上方に揺動させることで垂直に立て、ワークのフランジに当てることによりワークを加工位置に位置決めする。
ワークのフランジをローラで折り曲げる際には、位置決めアームを下方に揺動させることで水平に倒し、位置決めアームにローラが干渉することを防ぐ。

ここで、位置決めアームの支点ピンはフランジの下方に配置されている。加えて、位置決めアームを垂直に立てた際には、位置決めアームの先端部をフランジに当接させる必要がある。
このため、位置決めアームの全長を長く形成する必要がある。全長の長い位置決めアームを下方に揺動させると、位置決めアームの先端部がフランジの下方においてフランジの外側に大きく突出する。

よって、位置決め部材をローラヘミング装置に採用するためには、フランジ下方の空間を大きく確保する必要がある。
このため、例えば、フランジの下方にローラなどの部材を配置する場合に、フランジの外側に大きく突出する位置決めアームを回避させる必要があり、ローラなどの部材のレイアウトに制約を受ける。

本発明は、位置決め部材の小型化が可能で、かつ、位置決め部材によってローラなどの部材のレイアウトに制約を受けない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、ワーク載置部材にワークを位置決めし、このワークに立てたフランジに加工用ローラを押し付け、この加工用ローラを前記フランジに対して相対的に移動することで前記フランジを折り曲げるローラヘミング装置において、前記ワーク載置部材に突没自在に設けられ、前記ワーク載置部材に対して突状態に配置されることで前記ワークを加工位置に位置決めする位置決めピンと、この位置決めピンに対して前記ワークの中心寄りにオフセットされるとともに前記ワーク載置部材の裏側に設けられ、前記位置決めピンを突没状態に移動するピン移動部と、を備えたことを特徴とする。

請求項２は、前記ワーク載置部材の裏側で、かつ前記ピン移動部に対して前記ワークの外側方向に設けられた案内部と、前記案内部に沿って移動することで、前記加工用ローラを案内するガイドローラと、を備えたことを特徴とする。

請求項３は、前記位置決めピンを直線方向に突没自在に構成したことを特徴とする。

ここで、位置決めピンをワーク載置部材から突出させた状態と、ワーク載置部材から退避させた状態とに移動するために、位置決めピンを、支持ピンを軸に揺動自在に支持することが考えられる。
この支持ピンは、加工用ローラとの干渉を避けるために、ワーク載置部材の裏側に設ける必要がある。

加えて、ワークはワーク載置部材の周縁に対して中央寄りに配置されている。このため、位置決めピンでワークを位置決めするためには、位置決めピンをワーク載置部材の周縁側からワークまで湾曲状に延ばす必要がある。
このため、位置決めピンの全長が長くなり、位置決めピンの小型化が図れない。
そこで、位置決めピンを直線方向に突没するように構成した。

請求項１に係る発明では、ワーク載置部材に位置決めピンを突没自在に設け、位置決めピンに対してワークの中心寄りにピン移動部をオフセットさせた。
位置決めピンはワークのフランジ近傍に配置されているので、ピン移動部をワークの中心寄りにオフセットさせることで、フランジの下方から離すことができる。

これにより、フランジの下方に空間を確保することが可能になり、ローラなどの部材のレイアウトを、ピン移動部によって制約を受けずに決めることができるという利点がある。
ここで、オフセットとは、位置決めピンに対してピン移動部を所定の間隔をおいて配置することをいう。

請求項２に係る発明では、ピン移動部に対してワークの外側方向に案内部を設けることで、ピン移動部のオフセットで確保した空間に案内部を設けることができる。
空間に案内部を設けることで、ピン移動部の制約を受けずに案内部のレイアウトを決めることができる。
よって、案内部でガイドローラを好適な位置（すなわち、加工用ローラを案内するために好ましい位置）に保ちながら案内することができる。
これにより、ガイドローラで加工用ローラを良好に案内することができるという利点がある。

請求項３に係る発明では、位置決めピンを直線方向に突没自在に構成した。
これにより、位置決めピンを直線状に形成することが可能になり、位置決めピンの小型化を図ることができるという利点がある。

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。
図１は本発明に係るローラヘミング装置を示す概略図である。
ローラヘミング装置１０は、ワーク１１を載せるワーク載置部材１２と、ワーク載置部材１２に突没自在に設けられた位置決めピン１３…と、位置決めピン１３…を突没状態に移動するピン移動部１４…と、位置決めピン１３…でワーク１１を位置決めした状態でワーク１１のフランジ１５を折曲げ加工する加工用ローラ１６と、加工用ローラ１６を案内するガイド部１７と、ガイド部１７および加工用ローラ１６をワーク１１に沿って移動させるロボット１８とを備える。

ワーク１１は、一例として、自動車用ボンネットの素材であり、アウターパネル２１およびインナーパネル２２を有する。
アウターパネル２１は、４辺で略矩形状に形成された部材であり、フランジ（周縁部）１５が略９０°に折り曲げられた部材である。
このアウターパネル２１は、ワーク載置部材１２の表面１２ａに載置された状態で、フランジ１５が表面１２ａに対して略直交するように立てられている。

インナーパネル２２は、アウターパネル２１に対して一回り小さく形成された部材である。このインナーパネル２２は、アウターパネル２１に載置された状態で、アウターパネル２１のフランジ１５近傍に周縁部２２ａが接触するように形成されている。
周縁部２２ａ側にフランジ１５を折り曲げることで、周縁部２２ａがアウターパネル２１間に挟持される。アウターパネル２１およびインナーパネル２２が一体化されて自動車用ボンネットとなる。

ワーク載置部材１２は、ワーク１１を載せる表面１２ａと、裏面１２ｂの周縁近傍１２ｃに設けられた外側ガイド溝（案内部）２４および内側ガイド溝（案内部）２５と、位置決めピン１３を収納するとともにピン移動部１４の一部を収納する収納部２６とを有する。
外側・内側のガイド溝２４，２５は、ピン移動部１４に対してワーク１１の外側方向に設けられている。

図２は図１の２部拡大図である。
位置決めピン１３は、基端部１３ａがピン移動部１４に連結され、先端部１３ｂが先細状に形成されている。この位置決めピン１３は、収納部２６に突状態に配置され、ワーク１１を加工位置に位置決めする突状態と、ワーク１１の位置決めを解除する没状態とに移動可能な部材である。
ここで、位置決めピン１３は、ワーク１１の４辺にそれぞれ臨むように４本がワーク載置部材１２に設けられている（但し、２本のみを図示する）。

突状態とは、位置決めピン１３が表面１２ａから突出することで、位置決めピン１３がワーク１１のフランジ１５に当接した状態をいう。
没状態とは、位置決めピン１３が収納部２６に収納されて先端部１３ｂが表面１２ａに対して面一、または表面１２ａに対して僅かに凹むように配置されることで、位置決めピン１３によるワーク１１の位置決めを解除した状態をいう。

ピン移動部１４は、連結部材２７が横向きに配置され、連結部材２７の外端部２７ａに位置決めピン１３の基端部１３ａが取り付けられ、連結部材２７の内端部２７ｂにシリンダユニット２８のロッド部２８ａが取り付けられ、シリンダユニット２８のシリンダ部２８ｂが固定ブラケット２９に取り付けられ、固定ブラケット２９は裏面１２ｂに取り付けられている。
シリンダユニット２８として、エアシリンダを例示するが、これに限定するものではない。

すなわち、ピン移動部１４は、位置決めピン１３に対してワーク１１の中心１１ａ寄りにＳ寸法だけオフセットされるとともにワーク載置部材１２の裏側に設けられている。ワーク１１の中心１１ａは図１に示す。
このピン移動部１４は、４本の位置決めピン１３に対応させて４個がワーク載置部材１２に設けられている（但し、２個のみを図示する）。

位置決めピン１３に対してワーク１１の中心１１ａ寄りにピン移動部１４がＳ寸法だけオフセットされている。ここで、位置決めピン１３がワーク１１のフランジ１５近傍に配置されている。
よって、ピン移動部１４をワーク１１の中心１１ａ寄りにＳ寸法だけオフセットさせることで、ピン移動部１４をフランジ１５下方から離すことができる。
これにより、フランジ１５の下方に空間３０を確保することが可能になり、外側・内側のガイド溝２４，２５やガイドローラ４５などの部材のレイアウトを、ピン移動部１４の制約を受けずに決めることができる。

ピン移動部１４のシリンダユニット２８を作動させて、ロッド部２８ａを進出させることで、位置決めピン１３を上方に向けて直線状に移動する。
位置決めピン１３が表面１２ａから突出して、突状態に保持される。

一方、ピン移動部１４のシリンダユニット２８を作動させて、ロッド部２８ａを後退させることで、位置決めピン１３を下方に向けて直線状に移動する。
位置決めピン１３が表面１２ａに対して面一、または表面１２ａに対して僅かに凹むように沈没して、没状態に保持される。

このように、位置決めピン１３をピン移動部１４で上下方向に突没自在に構成することで、位置決めピン１３を直線状に形成することが可能になる。
位置決めピン１３を直線状に形成することで、位置決めピンの小型化を図ることができる。

加工用ローラ１６は、ロボット１８のローラ支持軸３１に対して回転自在に支持された部材であって、フランジ１５を周縁部２２ａに当接するまで略９０°折り曲げる本曲げ部３３と、フランジ１５を略４５°折り曲げる仮曲げ部３４とを有する。
すなわち、本曲げ部３３は、フランジ１５を最終形状まで折り曲げる部位である。また、仮曲げ部３４は、フランジ１５を仮の形状まで折り曲げる部位である。

本曲げ部３３は、軸線３５に対して平行に形成された断面円形の周面（以下、「本曲げ周面」という）３３ａを有する。
仮曲げ部３４は、本曲げ部３３の先端部に設けられ、先細状に形成された部材である。この仮曲げ部３４は、軸線３５に対して略４５°に傾斜するように形成された断面円形の周面（以下、「仮曲げ周面」という）３４ａを有する。

ガイド部１７は、ロボット１８のＬ形フレーム３７の下端部３７ａにシリンダユニット４１が設けられ、シリンダユニット４１のロッド部４１ａにガイド支持ブロック４３が設けられ、ガイド支持ブロック４３にガイド支持軸４４が横向きに設けられ、ガイド支持軸４４の先端部にガイドローラ４５が回転自在に支持されている。
ガイドローラ４５は、ワーク載置部材１２の裏側に配置可能に設けられている。

シリンダユニット４１を作動させて、ロッド部４１ａを進出させることで、ガイドローラ４５を矢印の如く上方に向けて移動する。ガイドローラ４５が外側ガイド溝２４や内側ガイド溝２５に当接可能な位置に保持される。
一方、シリンダユニット２８を作動させて、ロッド部２８ａを後退させることで、ガイドローラ４５を矢印の如く下方に向けて移動する。ガイドローラ４５が外側ガイド溝２４や内側ガイド溝２５の下方に退避した位置に保持される。

すなわち、ガイド部１７によれば、ワーク１１のフランジ１５を加工用ローラ１６で折り曲げる際に、外側ガイド溝２４および内側ガイド溝２５に沿ってガイドローラ４５を移動させることが可能である。
これにより、加工用ローラ１６をフランジ１５に沿って良好に案内することができる。

ここで、ピン移動部１４に対してワーク１１の外側方向に外側・内側のガイド溝２４，２５を設けることで、ピン移動部１４のオフセットで確保した空間３０に外側・内側のガイド溝２４，２５を設けることができる。
空間３０に外側・内側のガイド溝２４，２５を設けることで、ピン移動部１４の制約を受けずに外側・内側のガイド溝２４，２５のレイアウトを決めることができる。

よって、外側・内側のガイド溝２４，２５でガイドローラ４５を好適な位置（すなわち、加工用ローラ１６を案内するために好ましい位置）に保ちながら案内することができる。
これにより、ガイドローラ４５で加工用ローラ１６をフランジ１５に沿って良好に案内することができる。

また、ピン移動部１４のシリンダユニット２８は、ワーク載置部材１２の裏側に設けられている。
シリンダユニット２８を埋設させる必要がないので、ワーク載置部材１２の厚さ寸法を薄く設定することができ、ワーク載置部材１２の小型化を図ることができる。

ロボット１８は、ロボット本体（図示せず）に三次元方向に移動可能に支持されたアーム４７と、アーム４７の先端部に設けられたＬ形フレーム３７と、Ｌ形フレーム３７の上端部３７ｂに設けられたローラ支持ブロック４８と、ローラ支持ブロック４８に横向きに設けられたローラ支持軸３１とを有する。

ローラ支持軸３１の先端部３１ａに加工用ローラ１６が回転自在に設けられている。
さらに、Ｌ形フレーム３７の下端部３７ａにガイド部１７が設けられている。
よって、ロボット１８を駆動してアーム４７を三次元方向に移動することで、加工用ローラ１６およびガイド部１７をワーク１１のフランジ１５に沿って移動することができる。

図３（ａ），（ｂ）は本発明に係るローラヘミング装置でワークのフランジを折り曲げる動作を説明する概略図である。
（ａ）はフランジ１５が仮曲げの状態に折り曲げられる状態を示す。
ワーク１１を位置決めピン１３（図２参照）で加工位置に位置決めした後、加工用ローラ１６を折曲げ開始位置Ｐ１に配置する。
加工用ローラ１６を移動して仮曲げ部３４をフランジ１５に押し付け、仮曲げ部３４の仮曲げ周面３４ａでフランジ１５を周縁部２２ａ側に略４５°折り曲げる。

ロボット１８（図２参照）で加工用ローラ１６を矢印Ａの如く移動する。加工用ローラ１６がローラ支持軸３１を軸にして矢印Ｂの如く回転する。
加工用ローラ１６をフランジ１５に沿って移動させることで、フランジ１５が周縁部２２ａ側に略４５°仮曲げの状態に全周に亘って折り曲げられる。

（ｂ）はフランジ１５が本曲げの状態に折り曲げられる状態を示す。
フランジ１５の全周を仮曲げの状態に折り曲げた後、加工用ローラ１６を移動して本曲げ部３３をフランジ１５に押し付け、本曲げ部３３の本曲げ周面３３ａでフランジ１５を周縁部２２ａに当接するまで折り曲げる。

ロボット１８で加工用ローラ１６を矢印Ａの如く再度移動する。加工用ローラ１６がローラ支持軸３１を軸にして矢印Ｂの如く回転する。
加工用ローラ１６をフランジ１５に沿って移動させることで、フランジ１５が周縁部２２ａに当接した状態に全周に亘って折り曲げられる。

つぎに、ローラヘミング装置１０でワークを加工する例を図４〜図７に基づいて説明する。
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る仮曲げ部をフランジに向けて移動する例を説明する図である。
（ａ）において、ワーク１１をワーク載置部材１２に載せ、このワーク１１を位置決めピン１３で加工位置に位置決めする。
ワーク１１を加工位置に保持した後、ワーク１１を真空吸着手段（図示せず）などで加工位置に保持する。
位置決めピン１３を矢印Ｃの如く下降させる。

（ｂ）において、位置決めピン１３の先端部１３ｂが表面１２ａに対して面一、または表面１２ａに対して僅かに凹むように配置される。
加工用ローラ１６を折曲げ開始位置Ｐ１（図３（ａ）参照）に配置する。ロボット１８で加工用ローラ１６をフランジ１５に向けて矢印Ｄの如く移動する。
同時に、ガイドローラ４５が外側ガイド溝２４に向けて矢印Ｅの如く移動する。

図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る仮曲げ部でフランジを折り曲げる例を説明する図である。
（ａ）において、加工用ローラ１６の仮曲げ部３４をフランジ１５に押し付ける。フランジ１５のうち、仮曲げ部３４で押し付けられた部位が、周縁部２２ａ側に略４５°折り曲げられる。
同時に、ガイドローラ４５が外側ガイド溝２４の下方に位置する。ガイドローラ４５を矢印Ｆの如く上昇させて外側ガイド溝２４に当接する。

（ｂ）において、ロボット１８で加工用ローラ１６をフランジ１５に沿って移動する。加工用ローラ１６がローラ支持軸３１を軸にして矢印Ｇの如く回転する。
同時に、ガイドローラ４５が外側ガイド溝２４に沿って移動するとともに、ガイドローラ４５がガイド支持軸４４を軸にして矢印Ｈの如く回転する。

ガイドローラ４５が外側ガイド溝２４に沿って移動することで、加工用ローラ１６がローラ支持軸３１の方向に移動する（振れる）ことを防ぐ。
よって、加工用ローラ１６がフランジ１５に沿って良好に移動する。これにより、フランジ１５を周縁部２２ａ側に略４５°仮曲げの状態に全周に亘って良好に折り曲げることができる。

図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る本曲げ部をフランジに向けて移動する例を説明する図である。
（ａ）において、加工用ローラ１６を折曲げ開始位置Ｐ１（図３（ａ）参照）に配置する。ガイドローラ４５を外側ガイド溝２４から離れる方向に矢印Ｉの如く移動する。
ロボット１８で加工用ローラ１６を矢印Ｊの如く移動する。
同時に、ガイドローラ４５が内側ガイド溝２５に向けて矢印Ｋの如く移動する。

（ｂ）において、加工用ローラ１６の本曲げ部３３をフランジ１５に押し付ける。フランジ１５のうち、本曲げ部３３で押し付けられた部位が、周縁部２２ａに当接するように折り曲げられる。
同時に、ガイドローラ４５が内側ガイド溝２５の下方に位置する。ガイドローラ４５を矢印Ｌの如く上昇させて内側ガイド溝２５に当接する。

図７は本発明に係る本曲げ部でフランジを折り曲げる例を説明する図である。
ロボット１８で加工用ローラ１６をフランジ１５に沿って移動する。加工用ローラ１６がローラ支持軸３１を軸にして矢印Ｍの如く回転する。
同時に、ガイドローラ４５が内側ガイド溝２５に沿って移動するとともに、ガイドローラ４５がガイド支持軸４４を軸にして矢印Ｎの如く回転する。

ガイドローラ４５が内側ガイド溝２５に沿って移動することで、加工用ローラ１６がローラ支持軸３１の方向に移動する（振れる）ことを防ぐ。
よって、加工用ローラ１６がフランジ１５に沿って良好に移動する。これにより、フランジ１５を周縁部２２ａに当接させた本曲げの状態に全周に亘って良好に折り曲げることができる。

なお、前記実施の形態では、加工用ローラ１６をフランジ１５に対して相対的に移動させる例として加工用ローラ１６をフランジ１５に沿って移動させる例について説明したが、例えば、ワーク１１が円形の場合、固定状態に保持された加工用ローラ１６を固定状態に保持してフランジ１５を移動させることも可能である。

また、前記実施の形態では、ワーク載置部材１２の表面１２ａを上向きに配置した例について説明したが、これに限らないで、例えば、ワーク載置部材１２の表面１２ａを横向きに配置しても同様の効果を得ることができる。
この場合、位置決めピン１３…を左右方向に直線状に移動させることで突没させる。

さらに、前記実施の形態では、ワーク１１として自動車用ボンネットの素材を例示したが、これに限らないで、自動車用サイドドアなどの他の素材をワークとしても同様の効果を得ることができる。

また、前記実施の形態では、ピン移動部１４にシリンダユニット２８を用いた例について説明したが、これに限らないで、ボールねじなどの他のものを使用することも可能である。

さらに、前記実施の形態では、案内部として外側・内側のガイド溝２４，２５を用い、ガイド溝２４，２５でガイドローラ４５を案内する例について説明したが、ガイド溝２４，２５に代えてガイドレール（凸部）を用いることも可能である。
案内部として外側・内側のガイド凸部を用いた場合、ガイドローラ４５の周面に凹部を形成し、凹部を備えたガイドローラ４５を外側・内側のガイド凸部で案内する。

本発明は、ワークに立てたフランジを加工用ローラで折り曲げるローラヘミング装置への適用に好適である。

本発明に係るローラヘミング装置を示す概略図である。 図１の２部拡大図である。 本発明に係るローラヘミング装置でワークのフランジを折り曲げる動作を説明する概略図である。 本発明に係る仮曲げ部をフランジに向けて移動する例を説明する図である。 本発明に係る仮曲げ部でフランジを折り曲げる例を説明する図である。 本発明に係る本曲げ部をフランジに向けて移動する例を説明する図である。 本発明に係る本曲げ部でフランジを折り曲げる例を説明する図である。

符号の説明

１０…ローラヘミング装置、１１…ワーク、１１ａ…ワークの中心、１２…ワーク載置部材、１３…位置決めピン、１４…ピン移動部、１５…フランジ、１６…加工用ローラ、２４…外側ガイド溝（案内部）、２５…内側ガイド溝（案内部）、４５…ガイドローラ。

Claims (3)

1. ワーク載置部材にワークを位置決めし、このワークに立てたフランジに加工用ローラを押し付け、この加工用ローラを前記フランジに対して相対的に移動することで前記フランジを折り曲げるローラヘミング装置において、
   前記ワーク載置部材に突没自在に設けられ、前記ワーク載置部材に対して突状態に配置されることで前記ワークを加工位置に位置決めする位置決めピンと、
   この位置決めピンに対して前記ワークの中心寄りにオフセットされるとともに前記ワーク載置部材の裏側に設けられ、前記位置決めピンを突没状態に移動するピン移動部と、
   を備えたことを特徴とするローラヘミング装置。
2. 前記ワーク載置部材の裏側で、かつ前記ピン移動部に対して前記ワークの外側方向に設けられた案内部と、
   前記案内部に沿って移動することで、前記加工用ローラを案内するガイドローラと、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載のローラヘミング装置。
3. 前記位置決めピンを直線方向に突没自在に構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のローラヘミング装置。

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