JP3750435B2 - ヘミング加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヘミング加工装置に関し、例えば自動車のドアパネルを形成するドアアウタパネルとドアインナパネルとをその周縁部にてヘミング結合するにあたり、ヘミングフランジ部の予備曲げ加工（プリヘミング）とそれに続く本曲げ加工（本ヘミング）とを行ういわゆるテーブルトップタイプのヘミング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のヘミング加工装置として例えば米国特許第５１５０５０８号明細書に記載されているものがある。
【０００３】
図８はその概略を示したもので、ワーク搬出入位置１００にてリフタ５１のクレイドル５２の上にパネルＰａ，Ｐｂをセットした上でそのクレイドル５２を下降させ、パネルＰａ．Ｐｂをベース５４とネストブロック５５とからなる下型５３の上に移載する。次いで、リフトシリンダ５６を伸長動作させることによりパネルＰａ，Ｐｂを下型５３ごと上昇させてそのパネルＰａ，Ｐｂをプリヘミング加工位置２００に待機させ、その状態にてプリヘミングダイ５７をシリンダ５８により前進作動させる。そして、その前進位置にあるプリヘミングダイ５７に対してパネルＰａ，Ｐｂをネストブロック５５ごとプレスシリンダ５９にてわずかに押し上げることにより、一方のパネルＰａの周縁部に予め直立形成されているヘミングフランジ部Ｆに予備曲げ加工を施す。
【０００４】
その後、プレスシリンダ５９の逆動作によりパネルＰａ，Ｐｂを一旦下降させるとともにシリンダ５８の逆動作によりプリヘミングダイ５７も後退させ、さらにリフトシリンダ５６にてパネルＰａ，Ｐｂを下型５３ごとヘミング加工位置３００まで下降させる。この状態でヘミングダイ６０を前進動作させ、この前進位置にあるヘミングダイ６０に対してパネルＰａ，Ｐｂをネストブロック５５ごとプレスシリンダ５９にてわずかに押し上げることにより、先に予備曲げ加工が施されているヘミングフランジ部Ｆに本曲げ加工を施す。
【０００５】
こうしてヘミング加工が施されたパネルＰａ，Ｐｂは、ヘミングダイ６０およびネストブロック５５が初期状態に復帰するのを待って再びリフタ５１のクレイドル５２によってワーク搬出入位置１００まで押し上げられることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構造では、プリヘミングダイ５７とヘミングダイ６０とが完全に独立しているために構造が複雑且つ大型化するほか、パネルを昇降動作させるためのシリンダもリフトシリンダ５６とプレスシリンダ５９とに別れているためにシリンダ数が多く構造が複雑化することとなって好ましくない。また、パネルの昇降動作が予備曲げ加工時および本曲げ加工時ごとにリフトシリンダ５６による動作とプレスシリンダ５９による動作とでその都度二段階に分けて行われるため、サイクルタイムが長くなるほか、下型５３上でパネルが位置ずれを生じやすい。
【０００７】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、基本的には従来と同様に予備曲げ刃および本曲げ刃の移動動作とパネルの昇降動作との協働により予備曲げ加工と本曲げ加工とを行うことを前提としつつも、とりわけ簡単な構成で所期の目的を達成できるようにしたヘミング加工装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、互いに重ね合わせた少なくとも二枚のパネル同士をヘミング結合するにあたり、いずれかのパネルの端部に予め直立形成されているヘミングフランジ部が所定の傾斜角になるまで予備曲げ加工を施すとともにその予備曲げ加工に続いて本曲げ加工を施すヘミング加工装置であって、上面に加工対象となるパネルが位置決めされるとともに昇降駆動手段によって昇降駆動されるヘミングダイと、前記ヘミングダイの周囲に配置され、先端に可動式の予備曲げ加工用のポンチと本曲げ加工用のポンチとが近接配置されたスイングアームと、前記スイングアームをヘミングダイ側に向けて常時付勢している弾性手段と、前記スイングアームを支持体に連結している一対のリンクとスイングアームおよび支持体の四者をもって形成されているととに、可動節の端部がヘミングダイの下部に接していて、前記ヘミングダイの昇降動作に機械的に連動して待機位置と当該待機位置よりも各ポンチの高さ位置が高い位置となる加工位置との間でスイングアームを平行移動させる四節平行リンク機構とを備えている。
【０００９】
そして、前記予備曲げ加工用のポンチはヘミングダイ側のカム面との摺接により本曲げ加工用のポンチに対してスライド可能となっているとともに、待機位置にある状態では平面視で前記ヘミングダイ上のパネル端部との間にクリアランスが確保されるように設定されている。
【００１０】
その上で、下記（ａ）〜（ｄ）の機能を備えている。
（ａ）前記ヘミングダイの上昇動作開始と同時にスイングアームが弾性手段の付勢力により待機位置から加工位置に向かって移動を開始して、ヘミングダイが予備曲げ加工高さ位置に到達するまでに予備曲げ加工用のポンチがヘミング加工位置に位置決めされるようになっていること。
（ｂ）前記ヘミング加工位置に位置決めされた予備曲げ加工用のポンチに対してパネルがヘミングダイとともに予備曲げ加工高さ位置に向けて上昇動作することで、予備曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働によりヘミングフランジ部に予備曲げ加工が施されるようになっていること。
（ｃ）前記予備曲げ加工位置からさらに上方の本曲げ加工位置に向けてヘミングダイがなおも上昇することで予備曲げ加工用のポンチがヘミングダイにより外側に駆動されて、本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働による本曲げ加工の障害にならない位置まで退避するようになっていること。
（ｄ）前記予備曲げ加工に続いて本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働によりヘミングフランジ部に本曲げ加工が施されるようになっていること。
【００１１】
したがって、請求項１に記載の発明では、ヘミングダイの動きに連動してスイングアームも揺動動作を開始するものの、先にヘミング加工位置に位置決めされている予備曲げ加工用のポンチに対してヘミングダイがパネルを突き上げると、ヘミングダイが予備曲げ加工高さ位置となった時点で予備曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働により予備曲げ加工が施される。そして、ヘミングダイがなおも上昇して本曲げ加工高さ位置となると、本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働により本曲げ加工が施されることになる。
【００１３】
その際、ヘミングダイの上昇動作に伴いヘミングフランジ部の予備曲げ加工と本曲げ加工とが連続して行われるものの、先行する予備曲げ加工の終了とともに予備曲げ加工用のポンチが自律的に本曲げ加工の障害とならない位置まで退避動作する。そして、その退避動作を待って本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働によりヘミングフランジ部に本曲げ加工が施されることになる。
【００１５】
また、スイングアームは待機位置と加工位置との間で平行移動するものの、待機位置にある時の方が各ポンチの高さ位置が低くなるように設定されているため、ヘミングダイへのパネルの投入および取り出しに際してそのヘミングダイの上方には必要充分な空間が確保される。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、スイングアームの１回の揺動動作とヘミングダイの１回の昇降動作というきわめて単純な動きのみで予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工が完了するので、ヘミング加工のためのサイクルタイムを大幅に短縮化できるほか、スイングアームはヘミングダイの動きに機械的に連動するので特別なアクチュエータを必要とすることがなく、アクチュエータの数を減らして装置全体の構造を大幅に簡素化できる効果がある。しかも、予備曲げ加工と本曲げ加工はヘミングダイの１回の上昇動作の途中で連続して行われるので、パネルの位置ずれやヘミング結合部のしゃくれ現象を招くことがなく、ヘミング加工品質も併せて改善できる効果がある。
【００１７】
また、先行した予備曲げ加工が終了するとその予備曲げ加工のためのポンチが本曲げ加工の障害とならない位置まで自律的に退避するので、予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とをきわめて短時間のうちに一段とスムーズに行える効果がある。
【００１８】
さらに、スイングアームが待機位置にある時の各ポンチの位置はスイングアームが加工位置にある時の位置よりも低い位置となるように設定してあるので、ヘミングダイの上方に必要充分な空間を確保してパネルの投入および取り出しをよりスムーズに行える効果がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜６は本発明に係るヘミング加工装置の好ましい実施の形態を示す図であって、特に図１はスイングアームが待機位置にある状態を、また図２は装置全体の平面説明図をそれぞれ示している。そして、図２から明らかなように、本実施の形態では自動車のドアパネルＤの四辺部に同時にヘミング加工を施すための装置の例を示している。
【００２０】
図１，２に示すように、支持体として機能する架台１上には昇降駆動手段としての複数の油圧シリンダ（リフトシリンダ）２が立設されていて、これらの油圧シリンダ２の上に水平なヘミングダイ３が配置されている。ヘミングダイ３は下方の各油圧シリンダ２のピストンロッド４に連結されていて、これら各油圧シリンダ２の伸縮作動に応じてヘミングダイ３が所定のリフトストロークのもとで昇降動作するようになっている。なお、ヘミングダイ３はその平面視において加工対象となるドアパネルＤの形状とほぼ一致している。
【００２１】
前記ヘミングダイ３のまわりにはドアパネルＤの１辺部ごとに独立した複数のスイングアーム５が揺動可能に支持されている。より詳しくは、架台１上にはブラケット６，７が設けられており、このブラケット６，７に互いに平行な一対のリンク８，９を介して略変形Ｃ字状をなすスイングアーム５の下部が連結されていて、スイングアーム５は架台１を支持体としてこれら架台１や一対のリンク６，７とともに四節平行リンク機構３０を形成している。なお、支持体たる架台１が四節平行リンク機構３０の固定節として機能するのに対して、スイングアーム５および一対のリンク６，７が四節平行リンク機構３０の可動節として機能することになる。
【００２２】
また、架台１上のうちスイングアーム５よりも外側位置にはスプリングサポート１０が立設されているとともに、このスプリングサポート１０とスイングアーム５との間には弾性手段としての圧縮コイルスプリング１１が介装されていて、この圧縮コイルスプリング１１のばね力によってスイングアーム５がヘミングダイ３側に向けて常時付勢されている。すなわち、スイングアーム５は前記四節平行リンク機構３０のはたらきにより図１に示す待機位置Ｐ１と図３に示す加工位置Ｐ２との間で平行移動するようになっている。
【００２３】
前記一対のリンク８，９のうちヘミングダイ３に近い一方のリンク９は他方のリンク８よりも長目に形成するべく延長部９ａが形成されていて、この延長部９ａにはローラ１２が装着されている一方、ヘミングダイ３の下面には傾斜面１３ａを有するキッカープレート１３が装着されていて、このキッカープレート１３に前記ローラ１２が当接している。したがって、図１の状態では圧縮コイルスイング１１の付勢力を受けてローラ１２がキッカープレート１３に圧接しており、キッカープレート１３がヘミングダイ３とともに上昇すればそれに連動してスイングアーム５が待機位置Ｐ１から図３に示す加工位置Ｐ２に向けて移動することになる。
【００２４】
前記スイングアーム５の上端部には予備曲げ加工用のポンチ１４と本曲げ加工用のポンチ１５とが、本曲げ加工用のポンチ１５が上側となるように互いに近接して配置されていて、予備曲げ加工用のポンチ１４の先端にはヘミングダイ３側の傾斜カム面３ａと摺接可能な傾斜カム面１４ａが形成されている。この本曲げ加工用のポンチ１５がボルト１６にてスイングアーム５に固定されているのに対して、予備曲げ加工用のポンチ１４はポンチホルダ１７にボルト１８にて固定されていて、ポンチホルダ１７はスイングアーム５にスライド可能に支持されている。そして、スプリングサポート１９に設けられたスプリングシート２０とポンチホルダ１７との間には圧縮コイルスプリング２１が介装されていて、スイングアーム５が待機位置Ｐ１にある状態では予備曲げ加工用のポンチ１４の先端が本曲げ加工用のポンチ１５の先端と整合するようにポンチホルダ１７がヘミングダイ３側に向けて付勢されている。なお、ポンチホルダ１７の前進限位置はスイングアーム５に対するフランジ部１７ａの当接によって規制されている。
【００２５】
ここで、予備曲げ加工を司る予備曲げ加工用のポンチ１４はポンチホルダ１７ごとスイングアーム５に対してスライド可能であるため、予備曲げ加工用のポンチ１４による予備曲げ力は圧縮コイルスプリング２１のばね力に依存することになる。そこで、スプリングシート２０と一体に形成されたロックナット２２付きのアジャストボルト２３をスプリングサポート１９に螺合させ、このアジャストボルト２３を回転操作することにより圧縮コイルスプリング２１のばね力ひいては予備曲げ力を調整することができるようになっている。
【００２６】
したがって、このように構成されたヘミング加工装置によれば、図１に示すようにヘミングダイ３が下降限位置にある状態ではスイングアーム５が待機位置Ｐ１にあって、スイングアーム５が図３に示す加工位置Ｐ２にある時よりも各ポンチ１４，１５の高さ位置が低い位置にあり、且つドアパネルＤの正規投入位置と各ポンチ１４，１５との間にはドアパネルＤの投入に必要な充分なクリアランスＣが確保されている。この状態で、ドアアウタパネルＰａとドアインナパネルＰｂとが重ね合わされたドアパネルＤが図示外のハンドリングロボット等によりヘミングダイ３上に投入されて位置決めされる。そして、このヘミングダイ３上に位置決めされたドアパネルＤは図示しないパッドやクランパー等により押圧固定もしくはクランプされる。なお、ドアアウタパネルＰａの周縁部には図７の（Ａ）に示すように予めヘミングフランジ部Ｆが直立形成されている。
【００２７】
また、図２に示すように加工対象となるドアパネルＤの一辺部ごとにスイングアーム５や各ポンチ１４，１５等の構成要素が独立していることから、各辺部ごとのヘミング加工が一斉に同時並行的に行われる。
【００２８】
図１の状態から油圧シリンダ２の伸長動作に伴ってヘミングダイ３が上昇動作を開始すると、圧縮コイルスプリング１１にて付勢されているスイングアーム５は、ヘミングダイ３側のキッカープレート１３とリンク９側のローラ１２との当接のために、ヘミングダイ３の上昇動作に機械的に連動してヘミングダイ３側に向かって揺動動作を開始する。
【００２９】
すなわち、図３に示すようにスイングアーム５は四節平行リンク機構３０のはたらきによりヘミングダイ３側に向かって平行移動し、四節平行リンク機構３０の四節が長方形を形成するような位置関係となるとスイングアーム５の下端がストッパ７ａに当接して、それ以上のスイングアーム５の移動が阻止されて静止状態となり、これをもってスイングアーム５が加工位置Ｐ２に位置決めされるとともにそのスイングアーム５先端の予備曲げ加工用のポンチ１４および本曲げ加工用のポンチ１５がそれぞれヘミング加工位置Ｐ３に位置決めされる。
【００３０】
この状態からなおもヘミングダイ３が上昇動作を続けると、図４の（Ａ）および図５に示すようにキッカープレート１３がローラ１２から離れるためにヘミングダイ３はスイングアーム５の動きを伴うことなく単独で上昇し、ヘミングダイ３が予備曲げ加工高さ位置Ｑ１に達するとヘミングフランジ部Ｆの先端が予備曲げ加工用のポンチ１４に当接することから、ヘミングダイ３とポンチ１４との協働によりそのヘミングフランジ部Ｆに図７の（Ｂ）に示すように予備曲げ加工が施される。この時、ヘミングフランジ部Ｆの予備曲げ加工反力に充分に対向できるように圧縮コイルスプリング２１のばね力が予め調整されている。
【００３１】
上記予備曲げ加工の完了とほぼ同時にヘミングダイ３側の傾斜カム面３ａと予備曲げ加工用のポンチ１４の傾斜カム面１４ａとが相互に摺接するようになり、図４の（Ｂ）に示すようにヘミングダイ３のさらなる上昇動作に伴って予備曲げ加工用のポンチ１４はポンチホルダ１７とともに圧縮コイルスプリング２１の力に打ち勝って徐々に後退動作する。つまり、予備曲げ加工用のポンチ１４はその後の本曲げ加工に備えて障害にならない位置まで後退する。
【００３２】
そして、図４の（Ｂ）に示すようにヘミングダイ３が本曲げ加工高さ位置（Ｑ２）に達すると、図７の（Ｃ）にも示すように先に予備曲げ加工が施されたヘミングフランジ部Ｆにヘミングダイ３と本曲げ加工用のポンチ１５との協働により本曲げ加工が施され、以上をもって予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とが完了する。
【００３３】
本曲げ加工の完了を待ってヘミングダイ３が下降動作を開始すると、図６に示すようにスイングアーム５が図１と同様の待機位置Ｐ１に復帰し、各ポンチ１４，１５とヘミング加工完了後のドアパネルＤとの間にはそのドアパネルＤの取り出しに充分なクリアランスＣが確保される。そして、図示外のハンドリングロボットがヘミング加工完了後のドアパネルＤを取り出すことでヘミング加工のための１サイクルが終了する。
【００３４】
このように本実施の形態によれば、ヘミングダイ３が所定ストロークだけ上昇動作する過程でそのヘミングダイ３の動きに機械的に連動してスイングアーム５が待機位置Ｐ１から加工位置Ｐ２まで移動して、予備曲げ加工用および本曲げ加工用の各ポンチ１４，１５をヘミング加工位置に位置決めし、ヘミングダイ３が上昇限位置に達するまでの間に予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とが連続して行われることから、そのヘミング加工のためのサイクルタイムが従来に比べ大幅に短縮化されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヘミング加工装置の好ましい実施の形態を示す図で、スイングアームが待機位置にある時の状態を示す要部断面説明図。
【図２】図１に示すヘミング加工装置の平面説明図。
【図３】スイングアームが加工位置に位置決めされた時の状態を示す要部断面説明図。
【図４】（Ａ）は予備曲げ加工が完了した時の状態を示す要部断面説明図、（Ｂ）は本曲げ加工が完了した時の状態を示す要部断面説明図。。
【図５】図４に示すヘミング加工装置の平面説明図。
【図６】本曲げ加工が完了してスイングアームおよびヘミングダイが待機位置に復帰した時の状態を示す要部断面説明図。
【図７】ヘミングフランジ部の形状変化を示す要部拡大説明図。
【図８】従来のヘミング加工装置の一例を示す構成説明図。
【符号の説明】
１…架台（支持体）
２…油圧シリンダ（昇降駆動手段）
３…ヘミングダイ
３ａ…傾斜カム面
５…スイングアーム
８…リンク
９…リンク
１１…圧縮コイルスプリング（弾性手段）
１４…予備曲げ加工用のポンチ
１４ａ…傾斜カム面
１５…本曲げ加工用のポンチ
３０…四節平行リンク機構
Ｄ…ドアパネル
Ｆ…ヘミングフランジ部
Ｐ１…待機位置
Ｐ２…加工位置
Ｐ３…ヘミング加工位置
Ｐａ…ドアアウタパネル
Ｐｂ…ドアインナパネル
Ｑ１…予備曲げ加工高さ位置
Ｑ２…本曲げ加工高さ位置
【発明の属する技術分野】
本発明はヘミング加工装置に関し、例えば自動車のドアパネルを形成するドアアウタパネルとドアインナパネルとをその周縁部にてヘミング結合するにあたり、ヘミングフランジ部の予備曲げ加工（プリヘミング）とそれに続く本曲げ加工（本ヘミング）とを行ういわゆるテーブルトップタイプのヘミング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のヘミング加工装置として例えば米国特許第５１５０５０８号明細書に記載されているものがある。
【０００３】
図８はその概略を示したもので、ワーク搬出入位置１００にてリフタ５１のクレイドル５２の上にパネルＰａ，Ｐｂをセットした上でそのクレイドル５２を下降させ、パネルＰａ．Ｐｂをベース５４とネストブロック５５とからなる下型５３の上に移載する。次いで、リフトシリンダ５６を伸長動作させることによりパネルＰａ，Ｐｂを下型５３ごと上昇させてそのパネルＰａ，Ｐｂをプリヘミング加工位置２００に待機させ、その状態にてプリヘミングダイ５７をシリンダ５８により前進作動させる。そして、その前進位置にあるプリヘミングダイ５７に対してパネルＰａ，Ｐｂをネストブロック５５ごとプレスシリンダ５９にてわずかに押し上げることにより、一方のパネルＰａの周縁部に予め直立形成されているヘミングフランジ部Ｆに予備曲げ加工を施す。
【０００４】
その後、プレスシリンダ５９の逆動作によりパネルＰａ，Ｐｂを一旦下降させるとともにシリンダ５８の逆動作によりプリヘミングダイ５７も後退させ、さらにリフトシリンダ５６にてパネルＰａ，Ｐｂを下型５３ごとヘミング加工位置３００まで下降させる。この状態でヘミングダイ６０を前進動作させ、この前進位置にあるヘミングダイ６０に対してパネルＰａ，Ｐｂをネストブロック５５ごとプレスシリンダ５９にてわずかに押し上げることにより、先に予備曲げ加工が施されているヘミングフランジ部Ｆに本曲げ加工を施す。
【０００５】
こうしてヘミング加工が施されたパネルＰａ，Ｐｂは、ヘミングダイ６０およびネストブロック５５が初期状態に復帰するのを待って再びリフタ５１のクレイドル５２によってワーク搬出入位置１００まで押し上げられることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構造では、プリヘミングダイ５７とヘミングダイ６０とが完全に独立しているために構造が複雑且つ大型化するほか、パネルを昇降動作させるためのシリンダもリフトシリンダ５６とプレスシリンダ５９とに別れているためにシリンダ数が多く構造が複雑化することとなって好ましくない。また、パネルの昇降動作が予備曲げ加工時および本曲げ加工時ごとにリフトシリンダ５６による動作とプレスシリンダ５９による動作とでその都度二段階に分けて行われるため、サイクルタイムが長くなるほか、下型５３上でパネルが位置ずれを生じやすい。
【０００７】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、基本的には従来と同様に予備曲げ刃および本曲げ刃の移動動作とパネルの昇降動作との協働により予備曲げ加工と本曲げ加工とを行うことを前提としつつも、とりわけ簡単な構成で所期の目的を達成できるようにしたヘミング加工装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、互いに重ね合わせた少なくとも二枚のパネル同士をヘミング結合するにあたり、いずれかのパネルの端部に予め直立形成されているヘミングフランジ部が所定の傾斜角になるまで予備曲げ加工を施すとともにその予備曲げ加工に続いて本曲げ加工を施すヘミング加工装置であって、上面に加工対象となるパネルが位置決めされるとともに昇降駆動手段によって昇降駆動されるヘミングダイと、前記ヘミングダイの周囲に配置され、先端に可動式の予備曲げ加工用のポンチと本曲げ加工用のポンチとが近接配置されたスイングアームと、前記スイングアームをヘミングダイ側に向けて常時付勢している弾性手段と、前記スイングアームを支持体に連結している一対のリンクとスイングアームおよび支持体の四者をもって形成されているととに、可動節の端部がヘミングダイの下部に接していて、前記ヘミングダイの昇降動作に機械的に連動して待機位置と当該待機位置よりも各ポンチの高さ位置が高い位置となる加工位置との間でスイングアームを平行移動させる四節平行リンク機構とを備えている。
【０００９】
そして、前記予備曲げ加工用のポンチはヘミングダイ側のカム面との摺接により本曲げ加工用のポンチに対してスライド可能となっているとともに、待機位置にある状態では平面視で前記ヘミングダイ上のパネル端部との間にクリアランスが確保されるように設定されている。
【００１０】
その上で、下記（ａ）〜（ｄ）の機能を備えている。
（ａ）前記ヘミングダイの上昇動作開始と同時にスイングアームが弾性手段の付勢力により待機位置から加工位置に向かって移動を開始して、ヘミングダイが予備曲げ加工高さ位置に到達するまでに予備曲げ加工用のポンチがヘミング加工位置に位置決めされるようになっていること。
（ｂ）前記ヘミング加工位置に位置決めされた予備曲げ加工用のポンチに対してパネルがヘミングダイとともに予備曲げ加工高さ位置に向けて上昇動作することで、予備曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働によりヘミングフランジ部に予備曲げ加工が施されるようになっていること。
（ｃ）前記予備曲げ加工位置からさらに上方の本曲げ加工位置に向けてヘミングダイがなおも上昇することで予備曲げ加工用のポンチがヘミングダイにより外側に駆動されて、本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働による本曲げ加工の障害にならない位置まで退避するようになっていること。
（ｄ）前記予備曲げ加工に続いて本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働によりヘミングフランジ部に本曲げ加工が施されるようになっていること。
【００１１】
したがって、請求項１に記載の発明では、ヘミングダイの動きに連動してスイングアームも揺動動作を開始するものの、先にヘミング加工位置に位置決めされている予備曲げ加工用のポンチに対してヘミングダイがパネルを突き上げると、ヘミングダイが予備曲げ加工高さ位置となった時点で予備曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働により予備曲げ加工が施される。そして、ヘミングダイがなおも上昇して本曲げ加工高さ位置となると、本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働により本曲げ加工が施されることになる。
【００１３】
その際、ヘミングダイの上昇動作に伴いヘミングフランジ部の予備曲げ加工と本曲げ加工とが連続して行われるものの、先行する予備曲げ加工の終了とともに予備曲げ加工用のポンチが自律的に本曲げ加工の障害とならない位置まで退避動作する。そして、その退避動作を待って本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働によりヘミングフランジ部に本曲げ加工が施されることになる。
【００１５】
また、スイングアームは待機位置と加工位置との間で平行移動するものの、待機位置にある時の方が各ポンチの高さ位置が低くなるように設定されているため、ヘミングダイへのパネルの投入および取り出しに際してそのヘミングダイの上方には必要充分な空間が確保される。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、スイングアームの１回の揺動動作とヘミングダイの１回の昇降動作というきわめて単純な動きのみで予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工が完了するので、ヘミング加工のためのサイクルタイムを大幅に短縮化できるほか、スイングアームはヘミングダイの動きに機械的に連動するので特別なアクチュエータを必要とすることがなく、アクチュエータの数を減らして装置全体の構造を大幅に簡素化できる効果がある。しかも、予備曲げ加工と本曲げ加工はヘミングダイの１回の上昇動作の途中で連続して行われるので、パネルの位置ずれやヘミング結合部のしゃくれ現象を招くことがなく、ヘミング加工品質も併せて改善できる効果がある。
【００１７】
また、先行した予備曲げ加工が終了するとその予備曲げ加工のためのポンチが本曲げ加工の障害とならない位置まで自律的に退避するので、予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とをきわめて短時間のうちに一段とスムーズに行える効果がある。
【００１８】
さらに、スイングアームが待機位置にある時の各ポンチの位置はスイングアームが加工位置にある時の位置よりも低い位置となるように設定してあるので、ヘミングダイの上方に必要充分な空間を確保してパネルの投入および取り出しをよりスムーズに行える効果がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜６は本発明に係るヘミング加工装置の好ましい実施の形態を示す図であって、特に図１はスイングアームが待機位置にある状態を、また図２は装置全体の平面説明図をそれぞれ示している。そして、図２から明らかなように、本実施の形態では自動車のドアパネルＤの四辺部に同時にヘミング加工を施すための装置の例を示している。
【００２０】
図１，２に示すように、支持体として機能する架台１上には昇降駆動手段としての複数の油圧シリンダ（リフトシリンダ）２が立設されていて、これらの油圧シリンダ２の上に水平なヘミングダイ３が配置されている。ヘミングダイ３は下方の各油圧シリンダ２のピストンロッド４に連結されていて、これら各油圧シリンダ２の伸縮作動に応じてヘミングダイ３が所定のリフトストロークのもとで昇降動作するようになっている。なお、ヘミングダイ３はその平面視において加工対象となるドアパネルＤの形状とほぼ一致している。
【００２１】
前記ヘミングダイ３のまわりにはドアパネルＤの１辺部ごとに独立した複数のスイングアーム５が揺動可能に支持されている。より詳しくは、架台１上にはブラケット６，７が設けられており、このブラケット６，７に互いに平行な一対のリンク８，９を介して略変形Ｃ字状をなすスイングアーム５の下部が連結されていて、スイングアーム５は架台１を支持体としてこれら架台１や一対のリンク６，７とともに四節平行リンク機構３０を形成している。なお、支持体たる架台１が四節平行リンク機構３０の固定節として機能するのに対して、スイングアーム５および一対のリンク６，７が四節平行リンク機構３０の可動節として機能することになる。
【００２２】
また、架台１上のうちスイングアーム５よりも外側位置にはスプリングサポート１０が立設されているとともに、このスプリングサポート１０とスイングアーム５との間には弾性手段としての圧縮コイルスプリング１１が介装されていて、この圧縮コイルスプリング１１のばね力によってスイングアーム５がヘミングダイ３側に向けて常時付勢されている。すなわち、スイングアーム５は前記四節平行リンク機構３０のはたらきにより図１に示す待機位置Ｐ１と図３に示す加工位置Ｐ２との間で平行移動するようになっている。
【００２３】
前記一対のリンク８，９のうちヘミングダイ３に近い一方のリンク９は他方のリンク８よりも長目に形成するべく延長部９ａが形成されていて、この延長部９ａにはローラ１２が装着されている一方、ヘミングダイ３の下面には傾斜面１３ａを有するキッカープレート１３が装着されていて、このキッカープレート１３に前記ローラ１２が当接している。したがって、図１の状態では圧縮コイルスイング１１の付勢力を受けてローラ１２がキッカープレート１３に圧接しており、キッカープレート１３がヘミングダイ３とともに上昇すればそれに連動してスイングアーム５が待機位置Ｐ１から図３に示す加工位置Ｐ２に向けて移動することになる。
【００２４】
前記スイングアーム５の上端部には予備曲げ加工用のポンチ１４と本曲げ加工用のポンチ１５とが、本曲げ加工用のポンチ１５が上側となるように互いに近接して配置されていて、予備曲げ加工用のポンチ１４の先端にはヘミングダイ３側の傾斜カム面３ａと摺接可能な傾斜カム面１４ａが形成されている。この本曲げ加工用のポンチ１５がボルト１６にてスイングアーム５に固定されているのに対して、予備曲げ加工用のポンチ１４はポンチホルダ１７にボルト１８にて固定されていて、ポンチホルダ１７はスイングアーム５にスライド可能に支持されている。そして、スプリングサポート１９に設けられたスプリングシート２０とポンチホルダ１７との間には圧縮コイルスプリング２１が介装されていて、スイングアーム５が待機位置Ｐ１にある状態では予備曲げ加工用のポンチ１４の先端が本曲げ加工用のポンチ１５の先端と整合するようにポンチホルダ１７がヘミングダイ３側に向けて付勢されている。なお、ポンチホルダ１７の前進限位置はスイングアーム５に対するフランジ部１７ａの当接によって規制されている。
【００２５】
ここで、予備曲げ加工を司る予備曲げ加工用のポンチ１４はポンチホルダ１７ごとスイングアーム５に対してスライド可能であるため、予備曲げ加工用のポンチ１４による予備曲げ力は圧縮コイルスプリング２１のばね力に依存することになる。そこで、スプリングシート２０と一体に形成されたロックナット２２付きのアジャストボルト２３をスプリングサポート１９に螺合させ、このアジャストボルト２３を回転操作することにより圧縮コイルスプリング２１のばね力ひいては予備曲げ力を調整することができるようになっている。
【００２６】
したがって、このように構成されたヘミング加工装置によれば、図１に示すようにヘミングダイ３が下降限位置にある状態ではスイングアーム５が待機位置Ｐ１にあって、スイングアーム５が図３に示す加工位置Ｐ２にある時よりも各ポンチ１４，１５の高さ位置が低い位置にあり、且つドアパネルＤの正規投入位置と各ポンチ１４，１５との間にはドアパネルＤの投入に必要な充分なクリアランスＣが確保されている。この状態で、ドアアウタパネルＰａとドアインナパネルＰｂとが重ね合わされたドアパネルＤが図示外のハンドリングロボット等によりヘミングダイ３上に投入されて位置決めされる。そして、このヘミングダイ３上に位置決めされたドアパネルＤは図示しないパッドやクランパー等により押圧固定もしくはクランプされる。なお、ドアアウタパネルＰａの周縁部には図７の（Ａ）に示すように予めヘミングフランジ部Ｆが直立形成されている。
【００２７】
また、図２に示すように加工対象となるドアパネルＤの一辺部ごとにスイングアーム５や各ポンチ１４，１５等の構成要素が独立していることから、各辺部ごとのヘミング加工が一斉に同時並行的に行われる。
【００２８】
図１の状態から油圧シリンダ２の伸長動作に伴ってヘミングダイ３が上昇動作を開始すると、圧縮コイルスプリング１１にて付勢されているスイングアーム５は、ヘミングダイ３側のキッカープレート１３とリンク９側のローラ１２との当接のために、ヘミングダイ３の上昇動作に機械的に連動してヘミングダイ３側に向かって揺動動作を開始する。
【００２９】
すなわち、図３に示すようにスイングアーム５は四節平行リンク機構３０のはたらきによりヘミングダイ３側に向かって平行移動し、四節平行リンク機構３０の四節が長方形を形成するような位置関係となるとスイングアーム５の下端がストッパ７ａに当接して、それ以上のスイングアーム５の移動が阻止されて静止状態となり、これをもってスイングアーム５が加工位置Ｐ２に位置決めされるとともにそのスイングアーム５先端の予備曲げ加工用のポンチ１４および本曲げ加工用のポンチ１５がそれぞれヘミング加工位置Ｐ３に位置決めされる。
【００３０】
この状態からなおもヘミングダイ３が上昇動作を続けると、図４の（Ａ）および図５に示すようにキッカープレート１３がローラ１２から離れるためにヘミングダイ３はスイングアーム５の動きを伴うことなく単独で上昇し、ヘミングダイ３が予備曲げ加工高さ位置Ｑ１に達するとヘミングフランジ部Ｆの先端が予備曲げ加工用のポンチ１４に当接することから、ヘミングダイ３とポンチ１４との協働によりそのヘミングフランジ部Ｆに図７の（Ｂ）に示すように予備曲げ加工が施される。この時、ヘミングフランジ部Ｆの予備曲げ加工反力に充分に対向できるように圧縮コイルスプリング２１のばね力が予め調整されている。
【００３１】
上記予備曲げ加工の完了とほぼ同時にヘミングダイ３側の傾斜カム面３ａと予備曲げ加工用のポンチ１４の傾斜カム面１４ａとが相互に摺接するようになり、図４の（Ｂ）に示すようにヘミングダイ３のさらなる上昇動作に伴って予備曲げ加工用のポンチ１４はポンチホルダ１７とともに圧縮コイルスプリング２１の力に打ち勝って徐々に後退動作する。つまり、予備曲げ加工用のポンチ１４はその後の本曲げ加工に備えて障害にならない位置まで後退する。
【００３２】
そして、図４の（Ｂ）に示すようにヘミングダイ３が本曲げ加工高さ位置（Ｑ２）に達すると、図７の（Ｃ）にも示すように先に予備曲げ加工が施されたヘミングフランジ部Ｆにヘミングダイ３と本曲げ加工用のポンチ１５との協働により本曲げ加工が施され、以上をもって予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とが完了する。
【００３３】
本曲げ加工の完了を待ってヘミングダイ３が下降動作を開始すると、図６に示すようにスイングアーム５が図１と同様の待機位置Ｐ１に復帰し、各ポンチ１４，１５とヘミング加工完了後のドアパネルＤとの間にはそのドアパネルＤの取り出しに充分なクリアランスＣが確保される。そして、図示外のハンドリングロボットがヘミング加工完了後のドアパネルＤを取り出すことでヘミング加工のための１サイクルが終了する。
【００３４】
このように本実施の形態によれば、ヘミングダイ３が所定ストロークだけ上昇動作する過程でそのヘミングダイ３の動きに機械的に連動してスイングアーム５が待機位置Ｐ１から加工位置Ｐ２まで移動して、予備曲げ加工用および本曲げ加工用の各ポンチ１４，１５をヘミング加工位置に位置決めし、ヘミングダイ３が上昇限位置に達するまでの間に予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とが連続して行われることから、そのヘミング加工のためのサイクルタイムが従来に比べ大幅に短縮化されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヘミング加工装置の好ましい実施の形態を示す図で、スイングアームが待機位置にある時の状態を示す要部断面説明図。
【図２】図１に示すヘミング加工装置の平面説明図。
【図３】スイングアームが加工位置に位置決めされた時の状態を示す要部断面説明図。
【図４】（Ａ）は予備曲げ加工が完了した時の状態を示す要部断面説明図、（Ｂ）は本曲げ加工が完了した時の状態を示す要部断面説明図。。
【図５】図４に示すヘミング加工装置の平面説明図。
【図６】本曲げ加工が完了してスイングアームおよびヘミングダイが待機位置に復帰した時の状態を示す要部断面説明図。
【図７】ヘミングフランジ部の形状変化を示す要部拡大説明図。
【図８】従来のヘミング加工装置の一例を示す構成説明図。
【符号の説明】
１…架台（支持体）
２…油圧シリンダ（昇降駆動手段）
３…ヘミングダイ
３ａ…傾斜カム面
５…スイングアーム
８…リンク
９…リンク
１１…圧縮コイルスプリング（弾性手段）
１４…予備曲げ加工用のポンチ
１４ａ…傾斜カム面
１５…本曲げ加工用のポンチ
３０…四節平行リンク機構
Ｄ…ドアパネル
Ｆ…ヘミングフランジ部
Ｐ１…待機位置
Ｐ２…加工位置
Ｐ３…ヘミング加工位置
Ｐａ…ドアアウタパネル
Ｐｂ…ドアインナパネル
Ｑ１…予備曲げ加工高さ位置
Ｑ２…本曲げ加工高さ位置
Claims (1)
- 互いに重ね合わせた少なくとも二枚のパネル同士をヘミング結合するにあたり、いずれかのパネルの端部に予め直立形成されているヘミングフランジ部が所定の傾斜角になるまで予備曲げ加工を施すとともにその予備曲げ加工に続いて本曲げ加工を施すヘミング加工装置であって、
上面に加工対象となるパネルが位置決めされるとともに昇降駆動手段によって昇降駆動されるヘミングダイと、
前記ヘミングダイの周囲に配置され、先端に可動式の予備曲げ加工用のポンチと本曲げ加工用のポンチとが近接配置されたスイングアームと、
前記スイングアームをヘミングダイ側に向けて常時付勢している弾性手段と、
前記スイングアームを支持体に連結している一対のリンクとスイングアームおよび支持体の四者をもって形成されているととに、可動節の端部がヘミングダイの下部に接していて、前記ヘミングダイの昇降動作に機械的に連動して待機位置と当該待機位置よりも各ポンチの高さ位置が高い位置となる加工位置との間でスイングアームを平行移動させる四節平行リンク機構と、
を備えている一方、
前記予備曲げ加工用のポンチはヘミングダイ側のカム面との摺接により本曲げ加工用のポンチに対してスライド可能となっているとともに、待機位置にある状態では平面視で前記ヘミングダイ上のパネル端部との間にクリアランスが確保されるように設定されていて、
さらに下記（ａ）〜（ｄ）の機能を有するものであることを特徴とするヘミング加工装置。
（ａ）前記ヘミングダイの上昇動作開始と同時にスイングアームが弾性手段の付勢力により待機位置から加工位置に向かって移動を開始して、ヘミングダイが予備曲げ加工高さ位置に到達するまでに予備曲げ加工用のポンチがヘミング加工位置に位置決めされるようになっていること。
（ｂ）前記ヘミング加工位置に位置決めされた予備曲げ加工用のポンチに対してパネルがヘミングダイとともに予備曲げ加工高さ位置に向けて上昇動作することで、予備曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働によりヘミングフランジ部に予備曲げ加工が施されるようになっていること。
（ｃ）前記予備曲げ加工位置からさらに上方の本曲げ加工位置に向けてヘミングダイがなおも上昇することで予備曲げ加工用のポンチがヘミングダイにより外側に駆動されて、本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働による本曲げ加工の障害にならない位置まで退避するようになっていること。
（ｄ）前記予備曲げ加工に続いて本曲げ加工用のポンチとヘミングダイとの協働によりヘミングフランジ部に本曲げ加工が施されるようになっていること。
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