JP2020066022A - ヘミング仕上げ用パンチ及びヘミング仕上げ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘミング加工の品質を確保したまま、インナーパネルに設定したスポット溶接用突起部を押しつぶすことなく突起部回りのヘミング加工を行う手段を提供することを目的とする。【解決手段】スポット溶接用突起部を有するインナーパネルにアウターパネルの端部を折り曲げてヘミング加工する際に、突起部周辺の仕上げ加工にヘミング仕上げ用パンチ用いるようにし、そのヘミング仕上げ用パンチの押圧面を円弧形状で形成し、押圧面の中央部分に突起部に対応する大きさの逃がし穴を設けた。【選択図】 図４

Description

本発明は、突起部を有する車両用ドアのインナーパネルにアウターパネルの端部をヘミング加工して接合する場合に、インナーパネルの突起部形状にアウターパネルを沿った形状とするための仕上げ用パンチ及びそのパンチを用いたヘミング仕上げ加工方法に関する。

通常車両用ドアは、予め所定の形状に加工したインナーパネルとアウターパネルの２つのパネル材をヘミング加工によって接合し一つの製品にする。ヘミング加工とはアウターパネルの端部を折り曲げてインナーパネルの端部を挟み込むように加工することにより双方のパネルを互いに固定する加工であり、その固定を確実にするためにヘミング加工した部分にスポット溶接を施工する場合が多い。スポット溶接を施工することによって接合強度をより確実なものにすることが出来る。

スポット溶接を確実に行うためには、インナーパネルのスポット溶接を施工する部位に予め突起部を形成しておき、その突起部にアウターパネルの端部が当接するようにヘミング加工を施工した後、スポット溶接を施工する。こうすることで突起部に溶接電流が集中して近傍のインナーパネルとアウターパネルが確実に溶融し、溶接強度を確保することが出来る。

この場合ヘミング加工によりインナーパネルの前記突起部が押しつぶされてしまうと所望の効果が得られないため、突起部を押しつぶさないようにヘミング加工を行い、かつアウターパネルが突起部の形状に沿った形状となるようヘミング加工を施工することが望まれる。

ローラーで所望のローラーヘミング加工を行うため、通常突起部ではローラーの加圧力を加減して突起部を押しつぶさないようにしながら、パネル材全周のヘミング加工を施工している。この場合突起部の近傍ではアウターパネルに当接するまでのローラーによる押圧にとどまるため、アウターパネル端部とインナーパネルとの密着が不完全になり、このままスポット溶接を施工するとスポット溶接施工時にスパッタが発生したり、外観品質が悪化したりという問題が発生しやすい。

そのため、中央部に突起部に対応した逃がし穴部を設けたパンチを使って、ヘミング加工後に突起部の周辺を仕上げ加工するという方法がとられる場合がある。しかしこの場合パンチの押圧面の形状をその部位の意匠面の形状の合せる必要があるため、突起部の部位毎に専用のパンチを準備する必要がある。

また突起部が押しつぶされるのを避けるため、中央部に環状凹部を設けたローラーでローラーヘミング加工を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。このローラーで環状凹部が突起部上方を通過するようにパネル外周を第１の方向でヘミング加工を行う。その後この第１の方向とは交差する方向にヘミング加工を行い、突起部を押しつぶすことなく突起部回りのヘミング加工を行うというものである（図６参照）。

このヘミングシステムでは中央部に環状凹部を持ったローラーを用いてヘミングを行うため、品質を確保するため重要と思われる中央部分に押し圧が作用せず、品質上の懸念がある。

特開２００７−２３７２８３公報

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ヘミング加工の品質を確保しながら、インナーパネルに設定した突起部を押しつぶすことなく突起部回りのヘミング加工を短い工程で行う手段を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明では、突起部を有するインナーパネルにアウターパネルの端部を折り曲げてヘミング加工する際に、前記突起部周辺の仕上げ加工に用いるヘミング仕上げ用パンチであって、押圧面が円弧形状で形成され、前記押圧面の中央部分に前記突起部に対応する大きさの逃がし穴が設けられていることを特徴とする。

押圧面を円弧形状で形成し、押圧面を転動させることにより、突起部回りの強い圧力でヘミング加工がされていない部位を、押圧面の端の部分から順次加圧していくことができる。押圧面が平面を基調としていると単純な１方向からの平面的な加圧になり、突起部周辺の曲面形状に合せて突起部毎にポンチを作りこむ必要があるが、押圧面を円弧状にして押圧面を転動させて線当たりで加圧するようにしたので、共通のポンチで加工が出来るようになった。

また突起部に対応する大きさの逃がし穴を設けたので、突起部に押圧力が加わることが無い。

請求項２の発明では、請求項１に記載のヘミング仕上げ用パンチがロボットハンドに装着されたことを特徴とする。

ヘミング仕上げ用パンチをロボットハンドに装着することにより、ティーチングにより動作をプログラムすることで、複数個所の突起部の仕上げ加工を順次ロボットの動作で行わせることができ、工程が短縮できる。

請求項３の発明は、請求項２に記載のヘミング仕上げ用パンチが、ヘミングローラーに隣接して装着されたことを特徴とする。

ヘミング仕上げ用パンチをヘミング用ローラーを装着したロボットハンドに隣接して設けたことにより、ロボットによるローラーヘミング加工終了後直ちに同じロボットでヘミング仕上げ用パンチを使ったヘミング仕上げ加工を施工することが出来、工程が短縮できる。

請求項４の発明は、突起部を有するインナーパネルにアウターパネルの端部を折り曲げてヘミング加工する際に用いられる、前記突起部周辺の仕上げ加工方法であって、押圧面が円弧形状で形成され、前記押圧面の中央部分に前記突起部に対応する大きさの逃がし穴が設けられているヘミング仕上げ用パンチを、前記端部に沿って円弧形状の前記押圧面を転動させるように、かつ前記逃がし穴が前記突起部に一致するように、アウターパネルを押圧することを特徴とする。

請求項１の発明と同様に、押圧面を円弧形状で形成し押圧面を転動させることにより、突起部回りの強い圧力でヘミングがされていない面を、押圧面の端の部分から順次加圧していくことができる。押圧面が平面を基調としていると単純な平面的な加圧になり、突起部周辺の曲面形状に合せて突起部の数だけポンチを作りこむ必要があるが、押圧面を円弧状にして押圧面を転動させて線当たりで加圧するようにしたので、共通のポンチで加工が出来るようになった。また突起部に対応する大きさの逃がし穴を設けたので、突起部に押圧力が加わることが無い。

請求項５の発明では、請求項４に記載の仕上げ加工方法において、前記ヘミング仕上げ用パンチはロボットハンドに装着され、前記押圧はロボットの動作により行われることを特徴とする。

ヘミング仕上げ用パンチをロボットハンドに装着することにより、ティーチングにより動作をプログラムすることで、複数個所の突起部の仕上げ加工を順次ロボットの動作で行わせることができ、工程が短縮できる。

本発明に係るヘミング仕上げ用パンチによれば、各突起部分に押圧しながら転動させる画一的な動作で高品質のヘミングの仕上げ加工を行うことができ、工程にかかる時間を短縮することが出来る。

本願に係るドアインナーパネル及びドアアウターパネルの略図を示す。 本願に係るヘミング仕上げ用パンチがロボットに装着された状態の正面図を示す。 本願に係るヘミング仕上げ用パンチの側面図で、突起部周辺に当接して押圧を開始した状態を示す。 本願に係るヘミング仕上げ用パンチの側面図で、突起部を押圧した状態を示す。 本願に係るヘミング仕上げ用パンチの側面図で、突起部を押圧した状態から更に転動して加工が完了した状態を示す。 特開２００７−２３７２８３公報に記載の、中央部に環状凹部を持ったローラーを用いてヘミングする態様を示す。

１ ヘミング仕上げ用パンチ
２ パンチ押圧面
３ パンチ支持部
６ パンチ逃がし穴
１１ インナーパネル
１２ アウターパネル
１３ インナー突起部
２１ ロボット
２２ ローラー支持部
２３ ローラー

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態の説明は、本質的な例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を限定することを意図するものではない。

ドアのヘミング加工においては、接合を確実にするためインナーパネルに突起部を設けておき、ヘミング加工後その突起部に電極を当ててスポット溶接が行われる。図1に示すように例えば本実施例のフロントドアではフロント側に３点、リヤ側にそれぞれ２点突起部１３を設けておき、それぞれの部位でヘミング加工後にスポット溶接が行われる。

また本実施例ではヘミング加工用ローラーによりインナーパネルとアウターパネルをローラーヘミング加工する。具体的には前工程でフランジ加工したアウターパネルの端部をヘミング加工用ローラーにより更に折り曲げてインナーパネルの端部を挟み込むように加工することによりヘミング加工を行う。その際前述のアウターパネル１２の突起部１３が潰れないようにしなければならない。なぜなら潰れてしまうとスポット溶接時に電流を集中する所望の効果が得られず、スポット溶接の品質が確保できないからである。そのため突起部１３近傍をローラーヘミングする際にはローラーの押圧力を弱めて突起部１３が潰れないようにするなどの工夫が行われる。

ローラーヘミング加工の工程を説明すると、先ず前工程で成型し端部を約９０°の角度でフランジ加工したアウターパネル１２に、同じく成型したインナーパネル１１を互いに対応する姿勢で重ね合わせる。次にフランジ加工したアウターパネル１２端部を全周約４５°の角度でローラーヘミングして行く。これが予備曲げと呼ばれる工程である。

つぎにアウターパネル１２端部をインナーパネル１１に密着するまでローラーで折り曲げる。本曲げと呼ばれる工程である。この際前述のように全周このやり方で施工すると突起部１３が潰れるため、突起部の部位では押圧力を加減し突起部を変形させないよう、かつアウターパネルが１２インナーパネル１１突起部頂部に当接するように加工する。

その結果全周のローラーヘミングを終えた時点では、ほぼ全周で完全なヘミング加工が行われ、突起部１３の近傍のみアウターパネル１２が突起部１３に当接した状態に加工されている。すなわち突起部１３の近傍ではアウターパネル１２に当接するまでのローラーによる押圧にとどまり、アウターパネル１２端部のインナーパネル１１への密着が不完全な状態になっている。従ってこのままスポット溶接すると、スポット溶接施工時にスパッタが発生したり、外観品質が悪化したりという問題が発生する。

よってスポット溶接施工前に突起部１３の近傍のみ仕上げ加工を行なう場合が多い。 例えばこの仕上げ加工は押圧面が平面状の仕上げ用パンチで押圧することにより行なう。しかし突起部１３の近傍はドアの意匠により曲面で形成されている場合が多く、またその曲面は部位により異なるため、突起部毎にその曲面形状に合せた専用の仕上げ用パンチを必要となっていた。

そこで本発明ではパンチの押圧面を円弧状に構成した。円弧状に構成したことにより押圧した際に加圧力が意匠面を構成する線状に作用するため、転動させるように押圧を作用させれば異なる曲面形状にも対応でき、被押圧面の形状によらず共通の仕上げ用パンチが使えるようになった。

この押圧面の円弧形状は本実施例では図３に示すようにＲ７５で構成している。Ｒの大きさを変えて試行錯誤した結果では、Ｒ６０からＲ９０辺りが適切なＲの大きさと判断している。Ｒが６０より小さいとパンチで突起部１３を仕上げ加工する際、パンチの姿勢を大きく変化させる必要があり、ロボットと他の装置との干渉などが問題となり好ましくない。またＲが９０より大きいと、平面状のパンチを用いた場合との差異がなくなり、突起部１３の周辺部の形状の影響を受け易くなる。

また本実施例では図２に示すようにローラー２３に隣接して、ローラー支持部２２に仕上げ用パンチ１を取り付けている。具体的には図３に示すようにパンチ支持部３をローラー支持部２２にボルトにより締結している。この構成によりローラーヘミング工程が終了すると、同じロボットの作動によりすぐに仕上げ用パンチを使ったヘミングの仕上げ工程に移れるという工程短縮のメリットがある。

具体的作動を図３から図５を用いて説明する。先ず図３に示すように円弧状の押圧面の周縁部分が突起部１３の周縁部分を押圧するように、ロボットハンドの動作により仕上げ用パンチ１をアウターパネルに当接させる。そして仕上げ用パンチ１をアウターパネル端部に沿って円弧形状の押圧面２を転動させるように、かつ押圧面２に構成してある逃がし穴が突起部に一致するように、ロボットハンドにより押圧面２を動作させる。この動作によりヘミング加工の押圧力が不完全だった突起部１３の周縁部分が仕上げ用パンチ１により押圧され、図４、図５に示すようにアウターパネルがインナーパネルに密着した状態になり突起部１３および周縁部分のヘミング加工が完了する。この仕上げ加工をインナーパネルの全ての突起部、本実施例では５箇所の突起部について行い仕上げのヘミング工程を終了する。一連の動作をロボットにティーチングしておくことにより、各突起部の仕上げ加工を自動で行なうことが出来る。

この状態で突起部１３のアウターパネル側に電極を当接しスポット溶接を行うと、突起部におけるアウターパネルとインナーパネル間に集中的に溶接電流が流れ込み、十分発熱し確実な溶融が得られるため高品位の溶接が行われる。

Claims (5)

1. 突起部を有するインナーパネルにアウターパネルの端部を折り曲げてヘミング加工する際に、前記突起部周辺の仕上げ加工に用いるヘミング仕上げ用パンチであって、
   押圧面が円弧形状で形成され、
   前記押圧面の中央部分に前記突起部に対応する大きさの逃がし穴が設けられていることを特徴とする、
   ヘミング仕上げ用パンチ。
2. ロボットハンドに装着されたことを特徴とする、
   請求項１に記載のヘミング仕上げ用パンチ。
3. ヘミングローラーに隣接して装着されたことを特徴とする、
   請求項２に記載のヘミング仕上げ用パンチ。
4. 突起部を有するインナーパネルにアウターパネルの端部を折り曲げてヘミング加工する際に用いられる、前記突起部周辺の仕上げ加工方法であって、
   押圧面が円弧形状で形成され、前記押圧面の中央部分に前記突起部に対応する大きさの逃がし穴が設けられているヘミング仕上げ用パンチを、前記端部に沿って円弧形状の前記押圧面を転動させるように、かつ前記逃がし穴が前記突起部に一致するように、アウターパネルを押圧することを特徴とする、
   仕上げ加工方法。
5. 前記ヘミング仕上げ用パンチはロボットハンドに装着され、前記押圧はロボットの動作により行われることを特徴とする、
   請求項４に記載の仕上げ加工方法。
   

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