JP2013144300A - 自動車車体のヘミング部構造および成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スプリングバックによるヘミング部の開きを防ぎ、接着剤の充填を確実にしてヘミング部内側への水分の侵入を阻止し、防錆性能を向上させた自動車車体のヘミング部構造および成形方法を提供する。
【解決手段】アウターパネル１とインナーパネル２の間に接着剤４を介在させる一方、前記アウターパネル１の縁部１ａを、前記インナーパネル２の縁部２ａを包み込むように折り返してヘミング部３を成形し、前記ヘミング部３を成形した後、前記ヘミング部３のヘムプレス面１２を前記折返し方向にさらに折り曲げる曲げ加工を実施するものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車車体を構成する部品のヘミング部構造およびその成形方法に係り、特に、自動車車体の内装板および外装板内等への雨水の付着、侵入等を阻止し、防錆性能の向上が図れる自動車車体のヘミング部構造および同構造の成形方法に関するものである。

自動車の車体には、例えばボンネットフード，ドア，フェンダ，バックドア等、多くの車体構成部品が装着されており、これら各構成部品の車体内外部には、それぞれインナーパネルおよびアウターパネルが設けられている。

上記ボンネットフード，ドア，フェンダおよびバックドア等の車体構成部品には、これらの構成部品に形成されているインナーパネルの縁部を包み込むようにアウターパネルの縁部を折り返すことによってヘミング部を形成し、ヘミング部のインナーパネルとアウターパネルとの間に接着剤を介在させて接合することが行なわれている。

このような車体構成部品のヘミング部の形成を行うための従来技術について、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。

図４（ａ）には、自動車車体のヘミング部のヘム加工が行われるヘムプレス装置を示している。

このヘムプレス装置は、加工対象物を載置する下型１０１を備えており、この下型１０１の上方に配置される上型（パッド型）１０２と、この上型１０２に水平方向で対向する仮曲げ刃１０３とが設置される。また、下型１０１の上にはアウターパネル１０５とインナーパネル１０４とが水平配置で設置され、アウター、インナーの両パネル間に接着剤１０８が介装される。

また、インナーパネル１０４の縁部１０４ａには、昇降するパネル曲げ加工用の本刃である曲げ刃１０６をインナーパネル１０４の上方に配置しておき、折曲げ作用時に下降させて、インナーパネル１０４の縁部１０４ａに当接させるように構成している。

図４（ｂ）には、アウターパネル１０５の折曲げ作用を行う際の状態を示している。この折曲げ作業においては図４（ａ）に示した準備状態から、仮曲げ刃１０３により横方向（図示右向き）に押動して曲げ作用を開始し、その際にアウターパネル１０５の先端部１０５ａが傾斜状に押し曲げられ、インナーパネル１０４の縁部を包み込むように折り返えされる状態を示している。

図４（ｃ）には、アウターパネル１０５のヘミング部１０７が水平状態まで折り曲げられた状態を示している。この折り曲げ状態では、仮曲げ刃１０３を後退（図示の左方に移動）させ、その後、加工する押し型としての本刃１０６を上方から下方に移動させ、本刃１０６の下降によりアウターパネル１０５の折り返された縁部１０５ａがインナーパネル１０４の縁部１０４ａ側に加圧して、接着剤１０８を潰す状態で接着を行なわせる。

これにより、アウターパネル１０５の端部がインナーパネル１０４の端部を包み込むようにして折り曲げられて重合され、ヘミング部１０７が形成される。

上記のように、従来技術では自動車の車体構成部品であるボンネットフード、ドア、フェンダ、およびバックドア等は、それらの構成部品端末を図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した工程によって、アウターパネル１０５の縁部がインナーパネル１０４の縁部１０４ａを包み込むように折り返すことでヘミング部１０７を形成し、このヘミング部１０７のインナーパネル１０４とアウターパネル１０５との間に接着剤１０８を介在させた接合構造に構成される。

この場合、上記の接着剤１０８として熱硬化性樹脂を用い、ヘミング加工後にオーブン等の加熱手段で加熱し硬化させることが行なわれる。

ところで、車体構成部品のヘミング部の成形において、ヘミング加工を行ってオーブン等の加熱手段まで搬送する際に、ヘミング部１０７のインナーパネル１０４とアウターパネル１０５とが相対移動することで、インナーパネル１０４とアウターパネル１０５の両パネル間のクリアランスＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３が頻繁に変化する現象が生じてしまう。

図５（ａ）に示すように、アウターパネル１０５のヘミング部１０７については、ヘムプレス時に本刃１０６を上動させ復帰させると、アウターパネル１０５の縁部１０５ａにスプリングバック１１０（仮想線参照）が生じ、アウターパネル１０５のヘミング部１０７はパネル板面に沿う方向（図５（ａ）の矢印ｙ方向）にインナーパネル１０４との間で相対的な動きが生じ易い。

また、図５（ｂ）に示すように、ヘムプレス装置の押圧力（矢印ｘ）を高めてスプリングバック１１０の発生を防ごうとすると、アウターパネル１０５に額縁状の折れ１１１が生じ、外観を重視する車体構成部品としての役目を果たさなくなる可能性がある。

また、ヘムプレス装置による多少の押圧力の増加を行なった程度では、ヘミング部１０７のインナーパネル１０４とアウターパネル１０５の相対的動きを止めるための十分な結合効果は得られない。

さらに、大きなクリアランスＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３の変化（図４参照）により、アウターパネル１０５とインナーパネル１０４との両パネル間に塗布された接着剤１０８については、図６（ａ），（ｂ）に示すように、塗布面上での移動が広域になり、図６（ｃ）に示すように、接着剤１０８は焼付け後の穴あき（空間）１１２の発生原因となり、塗布面の接着バランスが均一でなく、限定される。

さらにまた、クリアランスＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３の変化により、接着剤１０８に発生した穴あき（空間）１１２に起因して雨水等が浸入し、ヘムフランジ内部から錆が発生する可能性がある。

特開２０１１−０７８９９２号公報 特開２０１１−１６８１２６号公報

上述のように、従来技術では自動車のインナーパネル１０４の縁部をアウターパネル１０５の縁部が包み込むように折り返すことによりヘミング部１０７を形成し、ヘミング部１０７のインナーパネル１０４とアウターパネル１０５の両パネル間に熱硬化性樹脂の接着剤１０８を介在させたヘミング部接合構造となっており、この接着剤１０８として熱硬化性樹脂を用い、ヘミング加工後にオーブン等の加熱手段で加熱して硬化させ、ヘミング加工を行っている。

オーブン等の加熱手段までの搬送時に、ヘミング部１０７のインナーパネル１０４とアウターパネル１０５が相対移動して、インナー・アウターの両パネル間のクリアランスＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３が頻繁に変化し、アウターパネル１０５のヘミング部１０７がヘムプレス時にスプリングバック１１０を生じてパネル面に沿う水平方向の動きが生じ易い。ヘムプレスの押圧力を高めてスプリングバック１１０の発生を防ごうとすると、押圧荷重でアウターパネル１０５に額縁状の折れ１１１が生じる可能性がある。

また、アウター，インナーの両パネル間のクリアランス変化により、アウターパネル１０４とインナーパネル１０５の間の接着剤の塗布面上での移動が広域になり、接着剤は焼付け後の穴あきの発生原因となる。

さらに、クリアランス変化により接着剤１０８に発生した穴あき部１１２へ雨水等が浸入し、ヘムフランジ内部から錆が発生してしまう可能性がある。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、スプリングバックによるヘミング部の開きを防ぎ、接着剤の充填を確実にしてヘミング部内側への水分の侵入を阻止し、防錆性能を向上させた自動車車体のヘミング部構造および成形方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するために、アウターパネルの縁部を、インナーパネルの縁部を包み込むように折り返してヘミング部を構成し、ヘミング部のアウターパネルとインナーパネルとの間に接着剤を介在させて接合した自動車車体のヘミング部構造において、前記ヘミング部の一部を前記折返し方向にさらに折り曲げる曲げ加工を実施して曲げ部を構成したことを特徴とする自動車車体のヘミング部構造を提供する。

また、本発明は、上述した課題を解決するために、アウターパネルとインナーパネルの間に接着剤を介在させる一方、前記アウターパネルの縁部を、前記インナーパネルの縁部を包み込むように折り返してヘミング部を成形し、前記ヘミング部を成形した後、前記ヘミング部のヘムプレス面を前記折返し方向にさらに折り曲げる曲げ加工を実施することを特徴とする自動車車体のヘミング部成形方法を提供する。

本発明によれば、従来技術にて発生するヘムプレス除荷後の鋼板の反り（スプリングバック）によるアウターパネルとインナーパネル間のクリアランスの増加を防ぐことができる。スプリングバックによるヘミング部の開きを防ぐことができ、接着剤の充填を確実にして雨水の侵入を阻止することができる。

また、ヘミング加工に加えてヘミング部のヘムプレス面に曲げ加工を実施することで、ヘミング部内側への水（雨水等）の浸入を阻止することができ、車体部品に対する錆の発生を防止し、防錆効果を向上させることができる。

また、アウターパネルとインナーパネルとの間のクリアランス変化が少ないことから、パネル間に塗布した接着剤の塗布面上での移動範囲が最小に抑えられ、焼付け後の穴あき（空間）の発生を防止することが可能となる。

ヘミング部のヘムプレス面の曲げは、部品内側方向に曲げ込むことが望ましい。これにより、ヘムプレス面の曲げが部品内側を向き、部品外観を悪くすることがない。

なお、アウターパネルとインナーパネルとの間に接着剤を介在する構造の場合、接着剤の焼付け後の穴あき発生防止や接着面積確保等を可能とすることができる。

本発明の一実施形態によるヘミング部成形工程の手順を示す工程図。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態によるヘミング部成形工程の説明図。 （ａ），（ｂ）は図２に続く成形工程の説明図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来のヘムプレス装置によるヘミング部成形工程を示す図。 （ａ），（ｂ）は、従来のヘムプレス装置によるヘミング部成形工程を示す図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来例による課題を説明するための断面図。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

本実施形態は、自動車車体のヘミング部構造およびその成形方法を示すものである。

図１は、本実施形態によるヘミング部成形工程の手順を示す工程図である。

本実施形態においては、ヘミング部成形工程として、ヘムプレス等の機器を設置する準備工程（Ｓ１）、インナーパネルを成形したり、アウターパネルを成形してその縁部を板厚方向に曲げるヘミング前工程（Ｓ２）、このヘミング前工程後にさらに外装品であるアウターパネルの縁部に曲げを加えるヘミング部成形工程（Ｓ３）を実施する。

そして、上記のヘミング部成形工程（Ｓ３）では、内装品であるインナーパネルの縁部を包み込むように外装品であるアウターパネルの縁部を折り返すことにより、ヘミング部をヘムプレス装置により成形するヘミング部成形工程（Ｓ３）を実施する。ヘムプレス装置でヘミング部を成型した後、ヘムプレス面にヘミング加工と異なる成形金型を用いて曲げ加工を行う。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記のヘミング部成形工程（Ｓ３）におけるヘミング加工を具体的に説明するための模式図である。

図２（ａ）には、ヘミング加工のヘミング部成形工程（Ｓ３）を実施するヘミング加工（曲げ）処理の対象となるアウターパネルやインナーパネルの材料およびヘムプレス装置の構成およびそれらの配置を示している。

このヘムプレス装置では、作業用架台である下型６上に、所定長さを有する平板材からなる外装品のアウターパネル１および内装品のインナーパネル２が設けられる。アウターパネル１の先端部１ａは、上方に向って直立状に立ち上がる形状に成形されており、このアウターパネル１の先端部１ａに近い部位の上面には接着剤４が配置される。

この両パネル１，２の設置状態においては、図２（ａ）に示すように、インナーパネル２の本体部分と、アウターパネル１との間隙Ｃ´_０およびアウターパネル１とインナーパネル２の縁部２ａとの隙間Ｃ´_１がそれぞれ形成されている。

また、アウターパネル１の上方には、このアウターパネル１と平行にインナーパネル２が配置される。このインナーパネル２は、アウターパネル１の先端部１ａに仮曲げ刃１０によって受ける曲げ作用に対して一定の余裕空間を保持するため、アウターパネル１の先端部１ａとインナーパネル２の先端部２ａとの対向部位において、若干の対向隙間Ｃ４が空けられる。

図２（ｂ）には、ヘムプレス加工における曲げ作用の開始状態を示している。

この図２（ｂ）に示すように、ヘムプレス加工においては、上型８に下向き（矢印ｙ_１方向）の荷重をかけ、上型８の下降によってインナーパネル２の縁部２ａに圧下作用を付加し、インナーパネル２をアウターパネル１側（下向き）に押圧させる。

この押圧作用により、インナーパネル２が下降してアウターパネル１との間隔が狭まり、接着剤４が圧潰される状態となる。そして、アウターパネル１に対するインナーパネル２の縁部２ａとの上下方向間隔Ｃ´_２が狭まるとともに、仮曲げ刃１０をアウターパネル１の表面に沿う方向（図示右方；ｘ方向）に移動させ、仮曲げ刃１０の下向き傾斜面からなる刃面１０ａによってアウターパネル１の縁部１ａがインナーパネル２の縁部２ａを上面側から覆うように曲げられる（傾倒する）。

図２（ｃ）は、アウターパネル１のヘミング部３が水平状態まで折り曲げられた状態を示している。この折り曲げ状態では、仮曲げ刃９を後退させ、その後、押し型としての本刃９を上方から下方に移動させる。本刃９の下降によりアウターパネル１の折り返された縁部１ａがインナーパネル２の縁部２ａ側を加圧し、熱硬化性樹脂材料製の接着剤（シール剤）４を押し潰す状態で接着される。

この図２（ｃ）に示すように、アウターパネル１の先端部１ａがインナーパネル２の端部を包み込むようにして折り曲げられて重合され、ヘミング部３が形成される。

図３（ａ），（ｂ）は、ヘミング部成形工程（Ｓ３）の終了後に、ヘミング加工時とは異なる成形金型を用いて、ヘミング部３のヘムブレス面１２に曲げ加工が実施される。

まず、ヘミング部成形工程（Ｓ３）で、インナーパネル２の縁部２ａを包み込むようにアウターパネル１の縁部１ａを折り返すことにより、ヘミング部３を形成した後、ヘミング部３のヘムプレス面１２にヘミング加工とは異なるヘムプレスの成形金型１３を用いて曲げ加工（Ｓ４）が行なわれる。

ヘミング部３のヘムプレス面１２の曲げ加工では、図３（ａ）に示すようにインナーパネル２のヘミング部３の上方に押え型１４が配置されており、この押え型１４の先端部（下端部）には下向き傾斜を持つ傾斜面１４ａが形成されている。

一方、ヘミング部３の下方には上方向きの刃面１５ａを有する曲げ刃（本刃）１５が下型１６に昇降可能に配置される。この曲げ刃１５が下型１６に形成されるガイド面（ガイド孔）１７に沿って昇降可能に保持される。

本実施形態においては、上記構成の下で、図３（ｂ）に示すように、上昇する曲げ刃１５の刃面１５ａがヘミング部３の先端側を押し上げ、曲げ刃１５と押え型１４とのプレス曲げ成形により、ヘミング部３の先端側を斜め上方に折り曲げ、立ち上がる傾斜面３ｂを形成する。ヘミング部３の先端側（外側縁側）を押し上げ、ヘミング部３の傾斜面３ｂを、曲げ刃１５の傾斜面１５ａと押え型１４の刃面１４ａによってアウターパネル１およびインナーパネル２の先端部は曲げ加工成形され、重合された状態で、アウターパネル１とインナーパネル２の先端部（ヘミング部３の先端側）が、さらに上方に傾斜角度をもって曲げられる。

このように、曲げ加工工程（Ｓ４）では、インナーパネル２の縁部２ａを包み込むようにアウターパネル１の縁部１ａを折り返すことにより、ヘミング部３が成型された後、ヘムプレス面１２にヘミング加工のヘムプレス装置とは構造が異なる成形金型１３により曲げ加工を行う。

このアウターパネル１のヘミング部３に対して、そのヘムプレス面１２にヘミング加工に加えて曲げ加工を実施することで、ヘミング部内側への水（雨水等）の浸入による錆の発生を防止することができる。

上記構成により、本実施形態によれば、従来技術にて発生するヘムプレス除荷後の鋼板の反り（スプリングバック１１０：図５参照）によるアウターパネル１とインナーパネル２間のクリアランスＣ´_１，Ｃ´_２，Ｃ´_３の増加を防ぐことができる。

また、ヘミング加工に加えてヘムプレス面１２に曲げ加工を実施することで、ヘミング部内側への水（雨水等）の浸入を阻止することができ、車体部品に対する錆の発生を防止でき、防錆効果を向上させることができる。

さらに、ヘミング加工を行った後、オーブン等で焼付けを行うまでの搬送時のアウターパネル１に対するインナーパネル２の移動を抑えることが可能となる。

これにより、従来では接着剤４が完全に硬化するまでヘミング部３を固定保持するために必要となっていたスポット溶接、ミグ溶接およびその溶接の際に発生した熱歪に対する表面仕上げの工程を削減することができる。

また、アウターパネル１とインナーパネル２との間のクリアランス変化が少ないことから、パネル間に塗布した接着剤４の塗布面上での移動範囲が最小に抑えられ、焼付け後の穴あき（空間）の発生を防止することが可能となる。

ヘミング部３に追設されるヘムプレス面１２の曲げは、部品内側方向に曲げ込むことが望ましい。これにより、ヘムプレス面１２の曲げが部品内側を向き、部品外観の美観を損なうことがない。

なお、本実施形態において、アウターパネル１とインナーパネル２との間に接着剤４が介在する構造の場合、接着剤４の焼付け後の穴あき発生防止や接着面積確保等を可能とすることができる。

本実施形態によれば、アウターパネル１とインナーパネル２のヘミング加工に加えて、ヘミング部３のヘムプレス面１２の曲げ加工を行なうので、スプリングバックによる折り曲げ部の開きをなくし、シール剤の充填を確実にすることができる。従来技術において発生していたヘムプレス除荷後の鋼板の反りによるアウターパネル１とインナーパネル２との間のクリアランス増加を防ぐことができる。また、ヘミング部３内側への雨水等の侵入を阻止してシール剤の充填を確実にすることができ、防錆性能を向上することができる。

そして、自動車フード、ドア等におけるアウターパネルとインナーパネル（リンフォース）とのクリアランス増加を防ぎ、接着剤（ヘミングシーラー）の焼付け後の穴あき発生防止や接着面積確保等が可能となる。

１…アウターパネル、１ａ…アウターパネル縁部、２…インナーパネル、２ａ…インナーパネルの縁部、３…ヘミング部、４…接着剤、６…下型、８…パッド型、９…本刃、１０…仮曲げ刃、１２…ヘムプレス面、１３…成形金型、１４…押え型、１５…曲げ刃（本刃）、１５ａ…上向き刃面、１６…下型、１７…ガイド面（ガイド孔）、１０１…下型、１０２…パッド型、１０３…仮曲げ刃、１０４…インナーパネル、１０５…アウターパネル、１０６…曲げ刃、１０７…ヘミング部、１０８…接着剤、１１０…スプリングバック、１１１…額縁状の折れ、１１２…穴空き空間、Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ´_１，Ｃ´_２，Ｃ´_３…クリアランス。

Claims (4)

1. アウターパネルの縁部を、インナーパネルの縁部を包み込むように折り返してヘミング部を構成し、ヘミング部のアウターパネルとインナーパネルとの間に接着剤を介在させて接合した自動車車体のヘミング部構造において、前記ヘミング部の一部を前記折返し方向にさらに折り曲げる曲げ加工を実施して曲げ部を構成したことを特徴とする自動車車体のヘミング部構造。
2. アウターパネルとインナーパネルの間に接着剤を介在させる一方、前記アウターパネルの縁部を、前記インナーパネルの縁部を包み込むように折り返してヘミング部を成形し、
   前記ヘミング部を成形した後、前記ヘミング部のヘムプレス面を前記折返し方向にさらに折り曲げる曲げ加工を実施することを特徴とする自動車車体のヘミング部成形方法。
3. 前記アウターパネルとインナーパネルとをヘムプレス装置でヘミング加工を実施してヘミング部を成形した後、前記ヘミング部のヘムプレス面に前記ヘミング加工とは異なる成形金型を用いて前記ヘミング部のヘムプレス面をさらに折り曲げる曲げ加工を実施する請求項２に記載の自動車車体のヘミング部成形方法。
4. 前記ヘミング部のヘムプレス面の曲げ加工は、前記ヘミング部を成形するヘミング部成形工程の終了後に曲げ加工工程で実施する請求項３に記載の自動車車体のヘミング部成形方法。

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