JP2014117726A - ヘミング加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で小型化でき、フランジの折り曲げ抵抗に応じて曲げ刃の軌跡を可変させるヘミング加工装置を提供する。
【解決手段】押圧面２１ａを有する曲げ刃２０と、曲げ刃２０を回動可能に軸支する回動軸３０と、回動軸３０を所定の軌跡内でのみ移動可能に制限するガイド孔４１を有するガイド４０と、上端５１が曲げ刃２０の後端部２２に回動可能に連結される第１アーム５０と、上端６１が第１アーム５０の下端５２に回動可能に連結されるとともに、下端６２が回動可能に固定される第２アーム６０と、先端７１が第１アーム５０の下端５２および第２アーム６０の上端６１に回動可能に連結され、第１アーム５０および第２アーム６０とともにトグル機構ＴＭを構成する第３アーム７０と、第３アーム７０の後端７２が連結され第３アーム７０を延伸させるとともに、トグル機構ＴＭの変化に応じて回動可能に固定される加圧源８０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘミング加工装置に関する。より詳しくは、ワークの縁に立てたフランジを折り曲げるヘミング加工装置に関する。

従来、ヘミング加工装置としては、特許文献１に開示された技術がある。
特許文献１に開示された技術では、ワークに対して横移動および上下移動可能な移動構造体と、移動構造体に設けられた移動構造体に対して傾動自在な曲げ刃と、を備える。

この技術によると、曲げ刃を移動構造体によって横移動および上下移動させる基本動作に、曲げ刃を移動構造体上で傾動する要素を加えたことで、連続する一連の動作、すなわち実質的に一工程でヘミング加工を実施することができ、加工時間の短縮や生産性の向上を達成できるとされていた。

特開２００６−６１９３１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、曲げ刃が搭載された移動構造体を移動させるとともに曲げ刃を移動構造体上で傾動させるため、曲げ刃を動作させる機構が複雑となり、ヘミング加工装置が大型化する。その結果、大きな設置スペースが必要であり、ワークや他の装置と干渉することがある。

また、ワークにセットずれや硬度バラツキなどが存在し、フランジの折り曲げ抵抗が設定値からずれている場合であっても、曲げ刃は同じ軌跡を描いてフランジを折り曲げる。このため、フランジが無理に折り曲げられてデフォームや亀裂が生じる場合がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、簡易な構成で小型化でき、フランジの折り曲げ抵抗に応じて曲げ刃の軌跡を可変させるヘミング加工装置を提供することにある。

（１）ワーク（例えば、後述の第１ワークＷ１）の縁に立てたフランジ（例えば、後述のフランジＷＦ）を折り曲げるヘミング加工装置（例えば、後述のヘミング加工装置１）であって、先端部（例えば、後述の先端部２１）に前記フランジを押圧する押圧面（例えば、後述の押圧面２１ａ）を有する曲げ刃（例えば、後述の曲げ刃２０）と、前記曲げ刃を回動可能に軸支する回動軸（例えば、後述の回動軸３０）と、基台（例えば、後述の基台１００）に固定され、前記回動軸を所定の軌跡内でのみ移動可能に制限するガイド孔（例えば、後述のガイド孔４１）を有するガイド（例えば、後述のガイド４０）と、一端（例えば、後述の上端５１）が前記回動軸に対して前記曲げ刃の前記先端部とは反対側の後端部（例えば、後述の後端部２２）に回動可能に連結される第１アーム（例えば、後述の第１アーム５０）と、一端（例えば、後述の上端６１）が前記第１アームの他端（例えば、後述の下端５２）に回動可能に連結されるとともに、他端（例えば、後述の下端６２）が前記基台に回動可能に固定された第２アーム（例えば、後述の第２アーム６０）と、一端（例えば、後述の先端７１）が前記第１アームの前記他端および前記第２アームの前記一端に回動可能に連結され、前記第１アームおよび前記第２アームとともにトグル機構（例えば、後述のトグル機構ＴＭ）を構成する第３アーム（例えば、後述の第３アーム７０）と、前記第３アームの他端（例えば、後述の後端７２）が連結され前記第３アームを延伸させるとともに、前記トグル機構の変化に応じて前記基台に回動可能に固定された加圧源（例えば、後述の加圧源８０）と、を備え、前記第３アームが延伸する途中で前記回動軸が前記ガイド孔の縁部（例えば、後述の上縁部４１ａ）に当接することを特徴とするヘミング加工装置。

（１）の発明によると、加圧源によって第３アームを延伸させると、第２アームが基台に回動可能に固定された他端を中心に立ち上がり、第１アームの一端は曲げ刃の後端部に連結されているため、第１アームと第２アームの間の成す角が拡大し、第１アームが曲げ刃の後端部を上方に押し上げる。ここで、回動軸は、所定の軌跡内でのみ移動可能に制限されている。このため、曲げ刃は、後端部の上昇に伴い、回動軸を所定の軌跡内を移動させつつ、曲げ刃自身の重量で先端部に荷重をかけていき、先端部の押圧面は、当接するフランジを押圧する。曲げ刃の回動中心は、回動軸が所定の軌跡内を移動可能であるため、加圧源による第３アームの延伸運動によって一義的に定まらず、フランジの折り曲げ抵抗と押圧力とのバランスで定まる。
その結果、曲げ刃は、加工行程の途中まで、ワークのセットずれや硬度バラツキに追従して、曲げ刃自身の荷重がかかった先端部に存在する曲げ刃の回動中心の位置を自動的に変化させて、フランジを折り曲げることができる。

次に、第３アームが延伸する途中で回動軸がガイド孔の縁部に当接し、第３アームは更に延伸する。これにより、縁部に当接した回動軸を支点として第１アームが曲げ刃の後端部を上方へ押し上げることによって曲げ刃の先端部を下方へ押し下げる。
ここで、第１アーム、第２アームおよび第３アームによって構成されるトグル機構によって出力される加圧力は、第１アームと第２アームとが屈曲した初期状態から第１アームと第２アームとが一直線状に伸びた最終状態に遷移する加工行程において、加工行程の途中まで低く、加工行程の終盤に急激に上昇する。
その結果、曲げ刃は、加工行程の終盤に、トグル機構によって出力される高い加圧力によって曲げ刃の先端部を下方へ強く押し下げ、フランジを強く折り曲げることができる。

以上のように、加圧源による第３アームの延伸運動のみで、曲げ刃を動作させてヘミング加工を行うことができる。このため、ヘミング加工装置を曲げ刃と当該曲げ刃を回動させるトグル機構とを備える簡易な構成で小型化できる。したがって、ヘミング加工装置を小さな設置スペースに配備することができ、ワークや他の装置と干渉し難くできる。
また、フランジの折り曲げ抵抗に応じて曲げ刃の軌跡を可変させられる。したがって、ワークのセットずれや硬度バラツキが生じていても、フランジを最適に折り曲げることができ、デフォームや亀裂を生じさせない。

（２）前記ガイド孔は、前記回動軸を、前記曲げ刃の所定の回動中心（例えば、後述の基本の回動中心Ｏｂ）を中心とする円弧状の軌跡を描くように制限することを特徴とする（１）記載のヘミング装置。

（２）の発明によると、ガイド孔が回動軸を曲げ刃の所定の回動中心を中心とする円弧状の軌跡を描くように制限する。このため、加工行程の途中まで、ワークのセットずれや硬度バラツキに追従して曲げ刃の回動中心の位置を自動的に変化させても、曲げ刃の回動軌跡を安定させることができる。

本発明によれば、簡易な構成で小型化でき、フランジの折り曲げ抵抗に応じて曲げ刃の軌跡を可変させるヘミング加工装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るヘミング加工装置を示す斜視図である。 上記実施形態に係るヘミング加工装置の加工行程の初期状態を示す正面図である。 上記実施形態に係るヘミング加工装置の加工行程の中間状態を示す正面図である。 上記実施形態に係るヘミング加工装置の加工行程の最終状態を示す正面図である。 上記実施形態に係るヘミング加工装置においてトグル機構の出力する加圧力およびフランジを押圧する押圧力の経時変化を示す図である。 上記実施形態に係るフランジの折り曲げ抵抗が低い場合の曲げ刃の回動軌跡を示す図であり、図６（ａ）は、曲げ刃の回動軌跡を示す図であり、図６（ｂ）は、押圧面およびフランジの変化を示す図である。 上記実施形態に係るフランジの折り曲げ抵抗が高い場合の曲げ刃の回動軌跡を示す図であり、図７（ａ）は、曲げ刃の回動軌跡を示す図であり、図７（ｂ）は、押圧面およびフランジの変化を示す図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

先ず、本実施形態に係るヘミング加工装置１の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るヘミング加工装置１を示す斜視図である。
図２は、本実施形態に係るヘミング加工装置１の加工行程の初期状態を示す正面図である。
図３は、本実施形態に係るヘミング加工装置１の加工行程の中間状態を示す正面図である。
図４は、本実施形態に係るヘミング加工装置１の加工行程の最終状態を示す正面図である。

ヘミング加工装置１は、ワークＷのアウタパネルである第１ワークＷ１でインナパネルである第２ワークＷ２を挟み込むように、第１ワークＷ１の縁に立てたフランジＷＦを折り曲げるヘミング加工を行う。
ヘミング加工装置１は、基台１００と、加工用テーブル９０と、装置本体１０と、を備える。

図１に示すように、基台１００は、平板状であってよく、設置面に敷設される。
加工用テーブル９０は、脚部９１と、テーブル部９２と、を備え、テーブル部９２は、１対の脚部９１によって基台１００に支持される。ワークＷは、テーブル部９２の表面に載置される。

ワークＷは、例えば自動車用ドアパネルなどであってよく、アウタパネルである第１ワークＷ１およびインナパネルである第２ワークＷ２から構成される。第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１の中央に配置され、第１ワークＷ１の周縁部は、フランジＷＦとして折り曲げられている。フランジＷＦは、第２ワークＷ２が配置される方向にやや傾けて折り返されている。

第１ワークＷ１は、テーブル部９２にフランジＷＦをテーブル部９２の表面に対して立てた状態で載置される。第２ワークＷ２は、第１ワークＷ１の中央部分に第１ワークＷ１のフランジＷＦによって第２ワークＷ２の端部を包み込むように配置されている。
ここで、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とをこのようにセットするために、先ず、第１ワークＷ１をテーブル部９２に載置し、その後、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１の中央部分に配置してもよい。また、第２ワークＷ２をその中央部分に配置した第１ワークＷ１を第２ワークＷ２とともにテーブル部９２に載置してもよい。

図１〜図４に示すように、装置本体１０は、曲げ刃２０と、回動軸３０と、ガイド４０と、第１アーム５０と、第２アーム６０と、第３アーム７０と、加圧源８０と、を備える。

曲げ刃２０は、厚みを有する板状部材であり、重量のある金属製であることが好ましい。曲げ刃２０の先端部２１は、第１ワークＷ１の加工しようとするフランジＷＦの幅方向に細長い押圧面２１ａを有する。押圧面２１ａは、フランジＷＦの長さより長いことが好ましく、フランジＷＦの幅よりも広い幅を有することが好ましい。
押圧面２１ａは、図２に示す加工行程の初期状態のときに、テーブル部９２に載置された第１ワークＷ１の立ち上がったフランジＷＦの外面に対向し、図４に示す加工行程の終盤状態のときに、フランジＷＦを完全に折り曲げてテーブル部９２の表面に折り曲げられたフランジＷＦを挟んで対向する。

曲げ刃２０の略中央には、押圧面２１ａの幅方向に平行な回動軸３０が設けられている。曲げ刃２０の後端部２２は、第１アーム５０の上端５１に連結される第１連結軸Ｓ１を有する。
回動軸３０は、所定の軸径を有し、曲げ刃２０を回動可能に軸支する。

一対のガイド４０は、加工用テーブル９０に隣接し、曲げ刃２０の両側を挟むように基台１００に立設されている。
各ガイド４０は、回動軸３０の所定の軸径よりわずかに大きい幅および上縁部４１ａを有する円弧状に形成されたガイド孔４１をそれぞれ備え、一対のガイド４０は、それぞれのガイド孔４１によって回動軸３０をガイド孔４１の形状に沿って上縁部４１ａに当接するまで移動可能に保持できる。

第１アーム５０は、棒状部材であり、第１アーム５０の上端５１は、曲げ刃２０の後端部２２に第１連結軸Ｓ１を介して回動可能に連結される。第１アーム５０の下端５２は、第２アーム６０の上端６１および第３アーム７０の先端７１に連結される第２連結軸Ｓ２を有する。

第２アーム６０は、第１アーム５０と略同じアーム長を有する棒状部材であり、第２アーム６０の上端６１は、第１アーム５０の下端５２に第２連結軸Ｓ２を介して回動可能に連結される。第２アーム６０の下端６２は、基台１００に回動可能に固定された第３連結軸Ｓ３を有する。

第３アーム７０は、棒状部材であり、第３アーム７０の先端７１は、第１アーム５０の下端５２および第２アーム６０の上端６１に第２連結軸Ｓ２を介して回動可能に連結される。第３アーム７０の後端７２は、加圧源８０に連結される。

図１に示すように、加圧源８０は、１対の脚部９１の間に配置されていてよい。加圧源８０には、第３アーム７０の後端７２が連結され、第３アーム７０を先端７１方向に加圧して第３アーム７０を延伸させる。第３アーム７０は、後退時に加圧源８０に収納される。
加圧源８０は、第３アーム７０の延伸方向を変更できるように、後端部８１の角部８１ｃにおいて基台１００に回動可能に固定された第４連結軸Ｓ４を有する。

次に、図２〜図４を用い、トグル機構ＴＭを用いた曲げ刃２０の回動について説明する。
第１アーム５０、第２アーム６０および第３アーム７０は、トグル機構ＴＭを構成する。
トグル機構ＴＭは、第１アーム５０および第２アーム６０をリンクアームとし、第３アーム７０をスライダアームとして構成される。そして、第３アーム７０を延出してトグル機構ＴＭに加圧力Ｆ１を入力すると、第２アーム６０が第３連結軸Ｓ３を介して基台１００に固定された下端６２を中心に立ち上がり、第１アーム５０と第２アーム６０との間の回動角θ１を拡大し、第１アーム５０の上端５１に加圧力Ｆ２を出力する。

図５は、本実施形態に係るヘミング加工装置１においてトグル機構ＴＭの出力する加圧力Ｆ２およびフランジＷＦを押圧する押圧力の経時変化を示す図である。図５において横軸は時間であり、縦軸は加圧力Ｆ２および押圧力であり、加圧力Ｆ２を実線で示し、押圧力を破線で示す。
図５に示すように、第１アーム５０の上端５１に出力される加圧力Ｆ２は、後述する第１アーム５０と第２アーム６０とが屈曲した初期状態から第１アーム５０と第２アーム６０とが一直線状に伸びた最終状態（θ１＝１８０°）に遷移する加工行程において、加工行程の途中まで低く、加工行程の終盤に急激に上昇する。

この加圧力Ｆ２は、曲げ刃２０の後端部２２を上方へ押し上げる。ここで、回動軸３０は、後述する形状のガイド孔４１に沿って軌跡が制限される。このため、曲げ刃２０は、後端部２２の上昇に伴い、回動軸３０をガイド孔４１に沿って軌跡内を移動させつつ、曲げ刃２０自身の重量で先端部２１に荷重をかけていき、先端部２１を回動中心として回動する。このとき、先端部２１の押圧面２１ａは、当接するフランジＷＦを押圧して折り曲げる。

曲げ刃２０は、押圧面２１ａの近傍後方に凹んだ凹部２３を有する。これにより、凹部２３は、先端部２１の押圧面２１ａがフランジＷＦを折り曲げていく過程で、曲げ刃２０とテーブル部９２の角部９２ｃとの干渉を回避させる。

図６は、本実施形態に係るフランジＷＦの折り曲げ抵抗が低い場合の曲げ刃２０の回動軌跡を示す図であり、図６（ａ）は、曲げ刃２０の回動軌跡を示す図であり、図６（ｂ）は、押圧面２１ａおよびフランジＷＦの変化を示す図である。
図６に示すように、水平状態となる曲げ刃２０の押圧面２１ａは、フランジＷＦを完全に折り曲げるために、テーブル部９２上で第１ワークＷ１の厚み分、第２ワークＷ２の厚み分およびフランジＷＦの厚み分を足した厚みＴ分上方に位置する必要がある。このため、フランジＷＦを折り曲げるために回動する押圧面２１ａを有する曲げ刃２０は、厚みＴ分上方に位置する押圧面２１ａの折り曲げ点ＰＦに近い側の端部２１ｂを回動中心（以下、基本の回動中心Ｏｂという）として回動する必要がある。
ガイド孔４１は、曲げ刃２０が基本の回動中心Ｏｂを中心として回動するようにしたときの、回動軸３０の軌跡である円弧状に構成されている。これにより、ガイド孔４１は、曲げ刃２０が回動する際に、曲げ刃２０が基本の回動中心Ｏｂ近傍を中心とする円弧状の回動軌跡を描くように回動軸３０の軌跡を制限する。

ガイド孔４１の上縁部４１ａは、後述する加工行程の終盤に入るときに回動軸３０が当接する位置に設けられる。このため、加工行程の終盤では、曲げ刃２０は、ガイド孔４１の上縁部４１ａに当接した回動軸３０を支点として、後端部２２が押し上げられることによって先端部２１を下方へ押し下げる。

回動軸３０の軸中心３０ｃは、曲げ刃２０の押圧面２１ａの延長面上であることが好ましい。この場合、上縁部４１ａは、回動軸３０が上縁部４１ａに当接した状態のときの軸中心３０ｃの水平延長線がテーブル部９２上で第１ワークＷ１の厚み分、第２ワークＷ２の厚み分およびフランジＷＦの厚み分を足した厚みＴ分上方に位置するように設定される。これにより、押圧面２１ａは、回動軸３０が上縁部４１ａに当接して曲げ刃２０が水平方向に寝た状態のときに、テーブル部９２上で第１ワークＷ１の厚み分、第２ワークＷ２の厚み分およびフランジＷＦの厚み分を足した厚みＴ分上方の位置に規定される。

図５に破線で示すように、曲げ刃２０がフランジＷＦを折り曲げる押圧力は、曲げ刃２０自身の重量による先端部２１の荷重に応じた加工行程の途中まで低く、トグル機構ＴＭによる後端部２２の押し上げに応じた加工行程の終盤に急激に上昇する。
すなわち、加工行程の途中では、曲げ刃２０は、後端部２２の上昇に伴い曲げ刃２０自身の重量で先端部２１に荷重をかけていき、先端部２１を回動中心として回動する。一方、加工行程の終盤では、曲げ刃２０は、ガイド孔４１の上縁部４１ａに当接する回動軸３０を支点として、後端部２２の上昇によって先端部２１を下方へ押し下げる。

ヘミング加工装置１では、回動軸３０がガイド孔４１にガイドされて曲げ刃２０が回動する加工行程の途中までを予備曲げ工程とし、回動軸３０が上縁部４１ａに当接する加工工程の終盤を本曲げ工程としている。

次に、ヘミング加工装置１の動作を説明する。
ヘミング加工装置１は、加圧源８０を駆動して第３アーム７０を先端７１方向に延出する動作のみを行い、第１アーム５０と第２アーム６０とが屈曲した初期状態から第１アーム５０と第２アーム６０とが一直線状に伸びた最終状態に遷移する加工行程を実施する。

先ず、図２に示す加工行程の初期状態では、加圧源８０の下面８２は、基台１００に接触し、第３アーム７０は、後端７２側の部分が加圧源８０に収納され、加圧源８０から突出する突出量が少ない。

このとき、第２連結軸Ｓ２は、最も加圧源８０側に移動した状態であるため、第１アーム５０と第２アーム６０とが屈曲し、第１アーム５０と第２アーム６０との間の回動角θ１は最も狭くなる。第２アーム６０は、最も水平に寝た状態に近くなり、第１アーム５０は、曲げ刃２０の後端部２２を下方へ引き寄せる。
このため、曲げ刃２０は、後端部２２を下方に下げて先端部２１を上方へ向けた状態となり、先端部２１の押圧面２１ａは、先端部２１に荷重をかける曲げ刃２０の自重によってテーブル部９２の角部９２ｃに当接しつつ、テーブル部９２に載置された第１ワークＷ１の立ち上がったフランジＷＦの外面に対向する。

次に、図３に示す加工行程の中間状態では、加圧源８０は、第３アーム７０を途中まで先端７１方向に延出する。

このとき、第２アーム６０の下端６２が第３連結軸Ｓ３を介して基台１００に固定されているため、第３アーム７０を延伸させるに伴い、第２アーム６０は、第３連結軸Ｓ３を中心に円弧状の軌跡を描いて立ち上がっていく。これにより、第２アーム６０の上端６１に連結された第２連結軸Ｓ２が上方へ移動する。そして、第２連結軸Ｓ２の上方への移動に応じて、加圧源８０は、第３アーム７０の延出方向を変更するように第４連結軸Ｓ４を中心に回動し、加圧源８０の下面８２と基台１００との間に回動角θ２が生じる。

また、第２連結軸Ｓ２の上方への移動に加え、第１アーム５０の上端５１は、第１連結軸Ｓ１を介して重量のある曲げ刃２０の後端部２２に連結されているため、第１アーム５０が立ち上がって第１アーム５０と第２アーム６０との間の回動角θ１が拡大し、第１アーム５０は、曲げ刃２０の後端部２２を上方へ押し上げる。ここで、回動軸３０は、前述の円弧状のガイド孔４１に沿って軌跡が制限される。このため、曲げ刃２０は、後端部２２の上昇に伴い、回動軸３０をガイド孔４１に沿って軌跡内を移動させつつ、曲げ刃２０自身の重量で先端部２１に荷重をかけていき、先端部２１の押圧面２１ａは、当接するフランジＷＦを押圧する。曲げ刃２０の回動中心は、回動軸３０がガイド孔４１に対して軌跡内でのみ移動可能であるために加圧源８０による第３アーム７０の延伸運動によって一義的に定まらず、フランジＷＦの折り曲げ抵抗と押圧力とのバランスで定まる。

その結果、曲げ刃２０は、予備曲げ工程におけるフランジＷＦを押圧する押圧力が低い加工行程の途中まで、ワークＷのセットずれや硬度バラツキに追従して、曲げ刃２０自身の荷重のかかった先端部２１に存在する曲げ刃２０の回動中心の位置を自動的に変化させて回動する（図６（ｂ），図７（ｂ）参照）。この曲げ刃２０の動作により、押圧面２１ａは、フランジＷＦを、第１ワークＷ１とフランジＷＦとの間の曲がった外面の頂点である折り曲げ点ＰＦから折り曲げる。
このとき、回動軸３０とガイド孔４１の縁との間には、摺動抵抗が生じ、曲げ刃２０の回動軌跡を安定させている。

次に、本曲げ工程となる図４に示す加工行程の終盤では、加圧源８０は、第３アーム７０を先端７１方向に更に延伸させる。

第３アーム７０を先端７１方向に更に延伸させると、回動軸３０がガイド孔４１の上縁部４１ａに当接し、曲げ刃２０の回動が停止する。

曲げ刃２０の回動が停止した後も第３アーム７０を先端７１方向に更に延伸させるため、第１アーム５０は、更に立ち上がって第１アーム５０と第２アーム６０との間の回動角θ１が１８０°まで拡大する。これにより、第１アーム５０と第２アーム６０とが一直線状に伸び、第１アーム５０は、高い加圧力Ｆ２によって曲げ刃２０の後端部２２を上方へ強く押し上げる。
これに対し、曲げ刃２０は、ガイド孔４１の上縁部４１ａに当接する回動軸３０を支点として、後端部２２の上昇によって先端部２１を下方へ強く押し下げる。これにより、曲げ刃２０は、水平方向に寝た状態となり、先端部２１の押圧面２１ａは、フランジＷＦを折り曲げ点ＰＦから完全に折り曲げてテーブル部９２の表面にワークＷを挟んで対向する。

次に、ヘミング加工装置１においてフランジＷＦの折り曲げ抵抗が低い場合の曲げ刃２０の回動軌跡について説明する。

図６に示すように、フランジＷＦの折り曲げ抵抗が低い場合には、フランジＷＦを折り曲げる押圧力が低くてもフランジＷＦが折れ曲がり易い。このため、予備曲げ工程におけるフランジＷＦを押圧する押圧力が低い加工行程の途中であっても、曲げ刃２０は、フランジＷＦを折り曲げ点ＰＦから折り曲げる。これにより、回動途中の回動軸３０の位置は、図６（ａ）に示す２点鎖線のワークＷが無い状態での回動軸３０の位置から上方へあまり移動しない。これにより、曲げ刃２０の回動中心Ｏｒは、フランジの折り曲げ点ＰＦに近い位置となる。
その結果、ヘミング加工装置１は、フランジＷＦを適正な形状に折り曲げることができる。

次に、ヘミング加工装置１においてフランジＷＦの折り曲げ抵抗が高い場合の曲げ刃２０の回動軌跡について説明する。
図７は、本実施形態に係るフランジＷＦの折り曲げ抵抗が高い場合の曲げ刃２０の回動軌跡を示す図であり、図７（ａ）は、曲げ刃２０の回動軌跡を示す図であり、図７（ｂ）は、押圧面２１ａおよびフランジＷＦの変化を示す図である。

ワークＷのセットずれや硬度バラツキによって、フランジＷＦの折り曲げ抵抗が高い場合には、フランジＷＦを押圧する押圧力が低いとフランジＷＦが折れ曲がり難い。このため、予備曲げ工程におけるフランジＷＦを押圧する押圧力が低い加工行程の途中では、曲げ刃２０は、フランジＷＦを折り曲げられない。

そのため、フランジＷＦを押圧する押圧力が低い場合には、より押圧力が上昇するまでフランジＷＦを折り曲げ点ＰＦから折り曲げずに加圧源８０による第３アーム７０の延伸が進む。そのため、曲げ刃２０の後端部２２が上昇し、回動軸３０の位置は、図７（ａ）に示す２点鎖線のワークＷが無い状態での回動軸３０の位置から上方へ移動する。これにより、曲げ刃２０の回動中心Ｏｆは、フランジの折り曲げ点ＰＦからフランジＷＦの先端側に変位する。
その後に曲げ刃２０自身の重量による先端部２１の荷重が増加し、フランジＷＦを押圧する押圧力が更に上昇すると、曲げ刃２０は、フランジＷＦを折り曲げ始め、フランジＷＦの折り曲げ点ＰＦから曲げ刃２０の回動中心Ｏｆまでの部分は湾曲する。

そして、本曲げ工程となる加工行程の終盤では、円弧状のガイド孔４１に沿った軌跡内でのみ移動可能な回動軸３０がフランジＷＦの折り曲げ抵抗が低い場合と同じガイド孔４１の上縁部４１ａに当接し、曲げ刃２０は、ガイド孔４１の上縁部４１ａに当接した回動軸３０を支点として、後端部２２の上昇によって先端部２１を下方へ押し下げる。
このとき、トグル機構ＴＭによって後端部２２を強く押し上げるため、先端部２１を下方へ押し下げる力も強く、加工行程の終盤ではフランジＷＦの折り曲げ抵抗が低い場合と同じようにフランジＷＦをテーブル部９２の表面に向けて強く折り曲げる。そのため、フランジＷＦが折り曲げ点ＰＦから回動中心Ｏｆまでの湾曲部分を有していても、その湾曲部分を平坦に矯正しつつフランジＷＦが完全に折り曲げられる。
その結果、ヘミング加工装置１は、フランジＷＦの折り曲げ抵抗が高いものであっても、フランジＷＦを適正な形状に折り曲げることができる。

以上のように本実施形態に係るヘミング加工装置１は、図６、図７に示すように、フランジＷＦの折り曲げ抵抗に合わせて曲げ刃２０の回動中心の位置が自動的に変化し、曲げ刃２０の軌跡を可変してフランジＷＦを最適に折り曲げることができる。

以上の本実施形態に係るヘミング加工装置１によれば、以下の効果を奏する。

（１）加圧源８０によって第３アーム７０を延伸させると、第２アーム６０が固定された下端６２を中心に立ち上がり、第１アーム５０と第２アーム６０の間の回動角θ１が拡大し、第２アーム６０の上端６１に連結された第１アーム５０が曲げ刃２０の後端部２２を上方へ押し上げる。ここで、回動軸３０は、ガイド孔４１の形状に沿った軌跡内でのみ移動可能に制限されている。このため、曲げ刃２０は、後端部２２の上昇に伴い、回動軸をガイド孔４１の形状に沿った軌跡内を移動させつつ、曲げ刃２０自身の重量で先端部２１に荷重をかけていき、先端部２１の押圧面２１ａは、当接するフランジＷＦを押圧する。曲げ刃２０の回動中心は、回動軸３０がガイド孔４１の形状に沿った軌跡内を移動可能であるため、加圧源８０による第３アーム７０の延伸運動によって一義的に定まらず、フランジＷＦの折り曲げ抵抗と押圧力とのバランスで定まる。
その結果、曲げ刃２０は、加工行程の途中まで、ワークＷのセットずれや硬度バラツキに追従して、曲げ刃２０自身の荷重がかかった先端部２１に存在する曲げ刃２０の回動中心の位置を自動的に変化させて、フランジＷＦを折り曲げることができる。

次に、第３アーム７０が延伸する途中で回動軸３０がガイド孔４１の上縁部４１ａに当接し、第３アーム７０は更に延伸する。これにより、第１アーム５０が回動軸３０を支点として、曲げ刃２０の後端部２２を上方へ押し上げることによって曲げ刃２０の先端部２１を下方へ押し下げる。
ここで、第１アーム５０、第２アーム６０および第３アーム７０によって構成されるトグル機構ＴＭが出力する加圧力Ｆ２は、第１アーム５０と第２アーム６０とが屈曲した初期状態から第１アーム５０と第２アーム６０とが一直線状に伸びた最終状態に遷移する加工行程において、加工行程の途中まで低く、加工行程の終盤に急激に上昇する。
その結果、曲げ刃２０は、加工行程の終盤に、トグル機構ＴＭによって出力される高い加圧力Ｆ２によって曲げ刃２０の先端部２１を下方へ強く押し下げ、フランジＷＦを強く折り曲げることができる。

以上のように、加圧源８０による第３アーム７０の延伸運動のみで、曲げ刃２０を動作させてヘミング加工を行える。このため、ヘミング加工装置１を曲げ刃２０と当該曲げ刃２０を回動させるトグル機構ＴＭとを備える簡易な構成で小型化できる。したがって、ヘミング加工装置１を小さな設置スペースに配備することができ、ワークＷや他の装置と干渉し難くできる。
また、フランジＷＦの折り曲げ抵抗に応じて曲げ刃２０の軌跡を可変させられる。したがって、ワークＷのセットずれや硬度バラツキが生じていても、フランジＷＦを最適に折り曲げることができ、デフォームや亀裂を生じさせない。

（２）ガイド孔４１が回動軸３０を曲げ刃２０の基本の回動中心Ｏｂを中心とする円弧状の軌跡を描くように制限する。このため、加工行程の途中まで、ワークＷのセットずれや硬度バラツキに追従して曲げ刃２０の回動中心の位置を自動的に変化させても、曲げ刃２０の回動軌跡を安定させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に包含される。

上記実施形態では、ガイド孔４１は、曲げ刃２０が基本の回動中心Ｏｂを中心とする最下位置から水平位置まで回動するように、回動軸３０が可動する範囲の円弧状に形成されていたが、これに限られない。本発明としては、ガイド孔４１は、回動軸３０を曲げ刃２０の所定の回動中心を中心とする円弧状の軌跡を描くように制限できればよい。

１…ヘミング加工装置
２０…曲げ刃
２１…先端部
２１ａ…押圧面
２２…後端部
３０…回動軸
４０…ガイド
４１…ガイド孔
４１ａ…上縁部（縁部）
５０…第１アーム
５１…上端（一端）
５２…下端（他端）
６０…第２アーム
６１…上端（一端）
６２…下端（他端）
７０…第３アーム
７１…先端（一端）
７２…後端（他端）
８０…加圧源
１００…基台
ＴＭ…トグル機構
Ｗ１…第１ワーク（ワーク）
ＷＦ…フランジ
Ｏｂ…基本の回動中心（所定の回動中心）

Claims (2)

1. ワークの縁に立てたフランジを折り曲げるヘミング加工装置であって、
   先端部に前記フランジを押圧する押圧面を有する曲げ刃と、
   前記曲げ刃を回動可能に軸支する回動軸と、
   基台に固定され、前記回動軸を所定の軌跡内でのみ移動可能に制限するガイド孔を有するガイドと、
   一端が前記回動軸に対して前記曲げ刃の前記先端部とは反対側の後端部に回動可能に連結される第１アームと、
   一端が前記第１アームの前記他端に回動可能に連結されるとともに、他端が前記基台に回動可能に固定された第２アームと、
   一端が前記第１アームの前記他端および前記第２アームの前記一端に回動可能に連結され、前記第１アームおよび前記第２アームとともにトグル機構を構成する第３アームと、
   前記第３アームの他端が連結され前記第３アームを延伸させるとともに、前記トグル機構の変化に応じて前記基台に回動可能に固定される加圧源と、を備え、前記第３アームが延伸する途中で前記回動軸が前記ガイド孔の縁部に当接することを特徴とするヘミング加工装置。
2. 前記ガイド孔は、前記回動軸を、前記曲げ刃の所定の回動中心を中心とする円弧状の軌跡を描くように制限することを特徴とする請求項１記載のヘミング装置。
   
   

Images