JP3940821B2 - 損傷した金属製及びプラスチック製部材を矯正するための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、損傷した金属製及びプラスチック製部材、特に、衝撃を受けて損傷した金属製及びプラスチック製部材を矯正し、初期の形状を保持させる装置に関する。
文献DE 9403156U（ROTH MATTHIAS）は、プラスチック素材の部品の矯正装置を記載している。しかし同装置は、いかなる場合にも金属製部品に使用されるものではない。同装置は、媒質（２）によって膨張する本体（３）を用いて部品を矯正し、本体（３）は、一つのストッパと部品の間に置かれる。この文献に記載された装置は、矯正される部材の元の形状を有するテンプレートを備えていない。さらにこの文献に記載された装置は、矯正される部分を加熱する手段も備えていない。
文献US 4 171631（13UTTS CLIFFORE）は、車両のドアを矯正するための装置を記載しているが、その装置は自動車のどんな部品も矯正できるわけではない。この装置は、ドア内部に、すなわちドアの隔壁間に配置される膨張可能なバルーンを備える。ドアの内壁がストッパの役割を果たすことから、いかなる場合にも、バルーンを支えるために、部品の外側にストッパは設置されない。したがって、この装置は二枚の壁面を有する部品を矯正することしかできず、その使用法は限定される。さらに、この装置は矯正する部品の元の形状を有するテンプレートを備えていない。加えて、この装置は、矯正される部品の一部を熱する手段も備えていない。
文献US 2 804 118（BAYERKOHLER）は、その図１において、壁面６７が変形しており、自動車のドアの二枚の壁面６５、６７の間に配置された二枚の圧力プレート５及び７を備える自動車の車体を矯正するための装置を記載している。この文献は、矯正される部品の元の形状を有するテンプレートの使用については、説明も提案もしていない。この文献はまた、矯正される部品を熱する構成要素の使用についても記載していない。
実際は、梃子（てこ）の原理なり、損傷した部分の外側で行われる溶接箇所なりを利用しながら、種々の形状の工具を用いて矯正が行なわれている。この結果、一般的に、腐食が生じ、矯正された部材のあらゆる保護処理（鍍金その他）が無駄になってしまう。
このように、実際の方法は、金属板を裸にして、その上に、周囲の一ヶ所が凹んだ小さなチップを溶接することからなる。フックを形成する工具の先端が、チップの凹みの部分内に引っ掛かるように収納される。スライド型ハンマーが工具の両端に衝撃を与えると、金属板を引っ張って矯正することができる。矯正が終了すると、その工具によって、回転させながらチップが取除かれ、次に、たとえばバリ取り円板を用いて溶接箇所がはがされ、さらに、その金属板にパテが充填される。このような方法は、最終的に金属板の厚さを著しく小さくせざるを得ないので、結果的に、金属板は脆弱になってしまう。
本発明は、従来の手段の欠点を解消するという目的を有し、したがって、使用が容易で、安全で、効果的かつ単純な、変形した部材の矯正装置に関する。
本発明は、塗装、下塗り、鍍金、電気亜鉛鍍金といった周辺表面の要素を損なうことなく、矯正することを可能にする。
本発明はまた、変形した部材を、処理したい部材の当初の弾性を保持したまま、従って、車両のユーザーの受動的な安全を保持しながら矯正する装置を提供する。
本発明は、矯正された部材の腐食を予防しながら、変形した部材を矯正可能な装置を提供するという利点を有する。
本発明による装置は、変形した部材に近づくことが難しい場合であっても、それら部材を矯正することができる。
したがって、本発明は、矯正作業を容易にしながらも、変形した部材の矯正を行なうことができるので、矯正作業時間を短縮し、材料を節約し、さらに作業者の安全性を改善することができ、これら種々の利点は、修復の最終コスト及びその品質に反映する。
そのため、本発明による、変形した部材の矯正装置は、変形した部材の当初の形状を有し、変形した部材を挟み込む二つのテンプレートを備えると共に、その第１のテンプレートは変形した部材の内側と前記支承用補強材との間に配置され、第２のテンプレートは変形した部材の外側に配置され、変形した部材に圧力を加える前記手段は、前記支承用補強材と前記第１のテンプレートとの間で、圧力を制御された流体によって膨らまされる風船であり、第２のテンプレートは、変形した部材の外側に位置する外部支持体上に固定されたジャッキによって支承されてプレスを構成する。
本発明による装置はさらに、内部を流体が通るパイプを形成する連節ロッドを備え、その一端は風船を支持し、他端には風船内部の圧力を制御する圧力計が設けられている。
さらに、この装置は風船の保護手段を備えることもできる。
本発明の他の特徴によれば、変形した部材の当初の形状を有するテンプレートは、たとえば鋳型の役割を果たす変形していない当初の形状の車体の部材の中に熱間で流し込まれる熱可塑性樹脂等の熱可塑性材料、または、室温または冷間で硬化する材料で構成されている。
さらに、テンプレートを樹脂で製造する場合には、その樹脂は、ある程度の可撓性を有する。したがって、テンプレートをスチール製ロッドで補強することが必要となる。稜部に関しては、より平らにするために、適当なアングルを使用することもできる。
こうした特徴にしたがって、さらに、金属板のあらゆる形状と厚みに適合した鉄床を製造し、前記鉄床を、十分な重量の部材で補強することもできる。
本発明の実施形態によれば、矯正される部材は金属板である。
他の実施形態によれば、矯正される部材は、繊維強化合成材料である。
他の実施形態によれば、矯正される部材は、繊維を含まない合成材料である。
本発明による装置は、場合によっては、変形した部材に作用してこれを振動させる超音波送信器を有する。
そして、本発明の一つの実施形態によれば、同装置は、テンプレートの形状、風船の内圧等々のような装置の種々の要素に関するデータを収集し処理する情報処理メモリとソフトウェアを有する。
さらに、本発明は変形した部材の矯正方法に関する。
この変形した部材の矯正方法は以下のステップを含む：
変形した部材の外側に外部支持体を配置するステップ、
変形した部材の当初の形状を有し、前記変形した部材を挟み込む第１と第２の二つのテンプレートを、その第１のテンプレートは変形した部材の内側と変形した部材に固定された支承用補強材との間に、第２のテンプレートは前記外部支持体上に固定されたジャッキによって支承された状態で、変形した部材の外側に配置するステップ、
前記支承用補強材と前記第１のテンプレートとの間に風船を配置するステップ、及び
圧力を制御された流体によって前記風船を膨らませることによって、前記第２のテンプレートを前記変形した部材に対してプレスとして作用させるステップ。
本発明による方法の別の実施形態によれば、変形した部材が亀裂を含む合成材料で構成されている時には、変形した部材の内側に、樹脂を含浸させた金属板を配置し、この金属板に対して、支承補強材と場合によってはテンプレートを、金属板と補強材が亀裂の両側に位置して支承を役目をするように配置し、次に、風船を場合によっては熱しながら膨らませ、従来の工程にしたがって、外表面の修理を行なう。
本発明による装置は、金属或いはプラスチックの一部分も損なうことなく、また一部分に以前施された処理を損なうことなく、全ての金属製及び或る種のプラスチック製の凹んだ部材を矯正し、当初と同じ仕上がり状態を保持できる。
本発明による装置は、とりわけ上述の欠点を解消することができるが、それに加えて、衝撃に起因するノイズが著しく低減されることと、溶接が不要であることから、矯正部品の復元を行う作業者にとって非常に大きな安全を確保することができる。
本発明による装置は、自動車の車体の部材の復元に対して好適に、但し非限定的に適用されるが、他の作業分野においても、変形した金属製またはプラスチック製部材を矯正するために作業が必要となる度に同様に使用できる。
こうした目的は、圧力要素として使用されるエアー、水、オイルと言った流体によって、それぞれ膨張または作動する風船またはフレキシブルジャッキを利用することによって達成される。
本発明の他の特徴は、矯正される部材を膨張させるまたは柔軟化するのを目的とした加熱要素の使用に関する。
本発明に特有の特徴は、矯正される部材を当初の形状に戻すことに役立つ予備成形されたテンプレートを場合によって使用することにある。
前記風船は、変形した凹んだ部材の中に非常に容易に挿入することができ、前記風船の後部は、部材の補強材（たとえばドアの内側部分）上に、または、磁力爪または吸着盤を用いて予め配置または固定された支承バール上に支持される。
矯正される凹んだ物体の外側部分にも同様に、別のテンプレートを、一つまたは複数の外部支持体上に固定されたフレキシブルジャッキを用いて支承するように設けても良い。前記支持体は、適当な且つ交換可能な固定用脚、または、磁力爪、または、真空ポンプ付の吸着盤を用いて固定される。これらの取り付けられた手段は、変形した金属板またはプラスチックを、熱間または冷間でプレスする目的を有する。すなわち、変形したプラスチックまたは金属板は、二つのテンプレートに挟まれる。
風船の前部が部材の当初の形状をしたテンプレートを押す。
以下の記載と、非限定的な例として添付された図面とによって、本発明をどのように実施できるかが理解されるであろう。
図１は、矯正される部材の矯正前に設置された本発明による矯正装置の概略図である。
図２は、矯正の途中のステップにおける図１の装置の概略図である。
図３は、矯正される部材を矯正した後の図１の装置の概略図である。
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、本発明による装置の他の実施形態のそれぞれ、矯正される部材の矯正前、矯正中、矯正後の概略図である。
図５は、矯正中における、矯正される車両の一部と設置された本発明による装置を示す図である。
図６は、加圧手段としてフレキシブルジャッキを備えた本発明による装置の一実施形態の概略図である。
図７は、図６の詳細図である。
図８は、車両のフェンダの矯正のために使用される補強材の形状を示す概略図である。
図９、１０、１１は、矯正される変形した凹んだ部材の内側及び外側への本発明に適合した装置の設置を示す図である。
本発明によれば、変形した部材２の矯正装置１は、変形した部材２に圧力を加える手段３を備える。図１から５では、加圧手段は風船であるのに対して、図６及び７では、加圧手段はジャッキである。
加圧手段３は、変形した部材２に固定された支承補強材に支持されている。このように、図１から３では、風船４は、膨張した時、一方では支承補強材５に、他方では矯正される部材２に押し付けられる。
同装置はさらに、変形した部材２を熱する手段６と、場合によって、矯正される部材の当初形状を有するテンプレート７を有する。
本発明による変形した部材の矯正方法は、以下の通りである。変形を受けた側と反対の側から、膨らんでいない風船を導入する。すなわち、部材が圧力によって矢印Ｆ１の方向に変形している場合には、変形方向と反対の方向に、すなわち、矢印Ｆ２に沿って風船４を導入する。次に、風船４が部材の変形部と補強材５との間に位置するように、補強材５を配置する。補強材５は、多くの場合、図１から図５に示されているように板状の形をとるが、図６から図８に示されているように種々の形状を取ることができる。それらの形状については以下の説明の中で明らかになるだろう。補強材５は、図１から図３に示された実施形態によれば、矯正される部材を有する部分の折返し部分８及び９によって両端で保持されている。
前記方法では、次に、風船を流体で満たす。そうすると、風船４は、変形した部分に対して、矢印Ｆ２の方向に圧力を加える。この部分は当初の形状とほぼ同じ形状を取り戻す。しかしながら、変形の周囲に欠陥が存続している危惧があるので、この方法では、たとえば、熱気吹付け銃、赤外線熱銃その他の手段で構成される加熱手段を用いて変形部分を加熱する。欠陥を完全になくすために、金属板の厚さに適合した重量のハンマー１０を用いて変形部分を軽く叩く。
最終的な欠陥を明らかにして、その結果それらの欠陥を処理するために、仕上げとして、面に沿った光を当てる。
このようにして処理された部材は、図３に示されているように当初の形状を取り戻す。
本発明による装置は使用が容易で、方法はそれぞれ実施が容易である。
風船は凹んだ部材内に容易に挿入でき、補強材を支持し、必要なあらゆる形状をとりながら配置され、膨張した時にはフレキシブルジャッキの機能を有する。
本発明によれは、例えば圧力計を用いて風船の膨張を制御することができる。このようにして、最初の矯正で、部材が正確に当初の形状に戻らなかった場合には、１００ｇから２００ｇまたはそれ以上に増大可能な圧力で風船を膨らますことができる。
風船は、円形、四角形、長方形、楕円形等、あらゆる所望の形状をとることができ、例えば、ゴム、合成エラストマーその他のあらゆる所望の材質で形成可能である。
図１から図３では、変形した部材が当初の形状を取り戻すことを可能にするテンプレート７が示されている。しかしながら、テンプレートの使用は必ずしも必要ない。たとえば図４Ａ、４Ｂ、４Ｃに示されているように、部材１１が凹状の曲面１２を有する場合には、風船４は膨張すると、第一段階として、補強材５と変形した部分１３との間に支えられながら、曲面の形状を取り、次に、風船は変形した部分を押し戻すので、その部分は当初の形状を回復する。このように、テンプレートを使用しない場合には、変形した部分を構成する材料の弾性のみを利用する。
変形した部材は金属製でも、繊維強化合成材料でも良い。
図５に示されるように、風船４は、内部を流体が循環するようなパイプを形成する連節ロッド１４を有し、その一端１５は風船を支持し、その他端１６は、例えば圧力計で構成される圧力制御装置１７を備える。
風船を膨らますことができる流体は、好ましくは、圧縮空気のような非帯電流体であり、その結果、爆発や引火等の事故を防ぐことができる。
連節ロッドは、例えば車両のフェンダのような窪んだ部品の内側に風船を容易に導入することを可能にする。
場合によって、本発明による装置は、外部支持体（図９、１０、１１に示されているような）を備え、前記支持体は変形して凹んでいる矯正される部材の外表面に取付けられる。その結果、変形した部分を、テンプレート７を備えた風船４と、外部支持体に固定されたフレキシブルジャッキで支持されてプレスを構成する別の外側テンプレート７’との間に閉じ込めることができる。
図６及び図７に示された別の実施形態によれば、変形した部材に圧力を加える手段は、ジャッキの支持体１９上に配置された少なくとも一つのジャッキ１８を持つシステムであり、ジャッキのサポート１９は、支承用の少なくとも一つの補強材２０に固定されている。
好ましくは、この実施形態による装置は、変形した部材を含む車体部品に固定された縦形の二つの支承補強材２０、２０’を有する。このように、車体の部品は、トラックのコンテナ部のパネルであっても良い。前記補強材は、例えば一連の孔２１、２１’を有することができ、それら孔の中に、ジャッキ１８の支持体１９の先端が導入される。好ましくは、支持体１９は、互いにスライドする二本のロッドで構成され、その結果、支持体１９の長さを、補強材２０及び２０’の間隔に合わせることができる。複数のサポートを互いに重ねて設置することもできるし、複数のジャッキ１８をこれらの支持体に固定することもできる。補強材に孔がない場合には、適当な穿孔によって容易に孔を作ることができ、或いは車体の内側の平面部に固定された磁力爪または真空ポンプ付吸着盤を使用することもできる。この実施形態では、テンプレートを使用しても使用しなくても構わない。図７では、テンプレート７が破線で表わされている。
図８は、自動車のフロントフェンダの矯正のために特別に作られた補強材２２を示している。この補強材２２は、横断方向の断面がＵ形を有しており、そのＵに対して垂直なプレート２３を備えている。Ｕ形の部分は、車両の車輪に支持されている。プレート２３は、一つまたは複数の風船２４、２５、２６を支承する支持体の役割を果たすためのものであり、風船は、車輪通路２７内のプレート２３と、矯正するフェンダ部材２８と、場合によってはテンプレート２９との間に配置される。
この実施形態においては、テンプレート２９を使用してもしなくても構わない。
テンプレートは、鋳型の役割を果たす車体の部材、例えば変形していない同タイプのフェンダの中に、熱せられた熱硬化性樹脂を流し込むことによって作られる。冷却されると樹脂は硬化し、次に、かくして得られたテンプレートを鋳型から外す。
本発明による方法は、金属製部材または繊維を含まない合成材料の部材を矯正するために使用することができる。矯正される部材が、繊維を含む合成材料の場合は、衝撃を受けると多くの場合、部材に亀裂が生じる。この場合には、矯正する部品の内部、すなわち内側に、樹脂を含浸させた金属板を配置する。この金属板に対して、支承補強材と、場合によってはテンプレートを配置する。金属板と補強材は亀裂の両側に位置するように配置される、次に、風船を膨らませ、場合によっては加熱する。このようにして、風船の両側は確実に保持され、従来の方法で外側面を修理することが可能になる。
本発明の別の変形実施形態によれば、金属板を振動させて、それによって当初の形状を回復するのを助ける目的で超音波発信器を使用し、その結果、処理する部材の金属板の歩留まりと平面性を著しく改善することができる。

Claims (7)

1. 変形した部材に圧力を加える手段（３）と、変形した部材に固定された少なくとも一つの支承用補強材（５）とを備えた、変形した部材の矯正装置であって、
   変形した部材（２）の当初の形状を有し、変形した部材（２）を挟み込む二つのテンプレート（７，７’）を備えると共に、その第１のテンプレート（７）は変形した部材（２）の内側と前記支承用補強材（５）との間に配置され、第２のテンプレート（７’）は変形した部材（２）の外側に配置され、
   変形した部材（２）に圧力を加える前記手段（３）は、前記支承用補強材（５）と前記第１のテンプレート（７）との間で、圧力を制御された流体によって膨らまされる風船（４）であり、
   前記第２のテンプレート（７’）は、変形した部材（２）の外側に位置する外部支持体上に固定されたジャッキ（１８）によって支承されてプレスを構成することを特徴とする装置。
2. 前記テンプレートは、鋳型の役目を果たす未変形の当初の車体の部材の中に、熱間で流し込まれる熱可塑性材料、又は、ほぼ室温で硬化する材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記テンプレートがスチール製ロッドで補強されており、その稜部を平坦化するためにアングルが使用されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記変形した部材に作用してこれを振動させる超音波発信器を備えることを特徴とする先行する請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 矯正される部材の特性、特に同部材の当初の形状、さらに前記テンプレートの形状、前記風船の内部圧力、加熱手段の温度といった種々の要素に関するデータを収集し処理する情報処理メモリとソフトウェアを備えることを特徴とする先行する請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 変形した部材の修理方法であって、
   変形した部材（２）の外側に外部支持体を配置するステップと、
   変形した部材（２）の当初の形状を有し、前記変形した部材（２）を挟み込む第１と第２の二つのテンプレート（７，７’）を、その第１のテンプレート（７）は変形した部材（２）の内側と変形した部材（２）に固定された支承用補強材（５）との間に、第２のテンプレート（７’）は前記外部支持体上に固定されたジャッキ（１８）によって支承された状態で、変形した部材（２）の外側に配置するステップと、
   前記支承用補強材（５）と前記第１のテンプレート（７）との間に風船（４）を配置するステップと、
   圧力を制御された流体によって前記風船（４）を膨らませることによって、前記第２のテンプレート（７’）を前記変形した部材（２）に対してプレスとして作用させるステップと、を備える修理方法。
7. 変形した部分を加熱手段によって熱し、変形した部分を金属板の厚さに適したハンマーで叩くステップと、最終的な欠陥を明らかにするために、ハンマーで叩いた面に沿った光を当てるステップとを備える請求項６に記載の修理方法。

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