JP4016788B2

JP4016788B2 - ヘミング加工装置およびヘミング加工方法

Info

Publication number: JP4016788B2
Application number: JP2002294808A
Authority: JP
Inventors: 泰之松本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: JP2004130320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークの縁部に対して縁曲げ加工を行うヘミング加工装置およびヘミング加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヘミング加工装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５００３８号公報
【０００４】
これは、従来一般的に使用されている油圧シリンダに代えて同一の電気駆動源により、予備曲げ加工と本曲げ加工とを２系統のトグルリンク機構を用いて行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のヘミング加工装置は、以下に示す問題点がある。
【０００６】
（１）リンク機構先端に設けたヘム刃（予備曲げ刃、本曲げ刃）が、リンク機構の回転によってヘム（縁曲げ）加工を行うようになっているため、例えば互いに９０度程度の角度をもって隣接する縁部をそれぞれ縁曲げ加工する場合には、隣接するヘミング加工装置相互間で、ヘム刃相互が回転時に干渉する恐れがある。この干渉を避けるために、隣接するヘミング加工装置のユニット相互間で動作タイミングをずらか、あるいはコーナ部専用のユニットを別途設ける必要がある。動作タイミングをずらすと加工時間が長くなって作業性の低下を招き、コーナ部専用のユニットを設けると設備費の増大を招く。
【０００７】
（２）回転によってヘム加工するため、予備曲げ刃のワークに対する進入角度を考慮する必要があるとともに、本曲げ刃についてはワーク面に対して面直に接近させてヘム圧を付加する必要があるので、設計が困難であり、またワーク形状に合わせてその都度設計しなければならず、標準化も困難となっている。
【０００８】
そこで、この発明は、作業性の低下および設備費の増大を防止しつつ、設計および標準化が容易になるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、ベースに対し、一方の端部が駆動源によって回転するとともに、他方の端部が前記一方の端部に対して接近離反移動するトグルリンク機構を設け、このトグルリンク機構の前記他方の端部に、ワークの縁部を縁曲げ加工するヘム刃を先端側に備えたフレームを回転可能に連結し、このフレームの前記ヘム刃と反対の基端側に、前記トグルリンク機構の一方の端部に対し、前記フレームが回転可能かつ水平移動可能となるカム溝を設け、前記トグルリンク機構の回転動作により、前記フレームを、前記トグルリンク機構の一方の端部を中心として回転させて前記ヘム刃を前記ワークに対して接近離反移動させるとともに、前記カム溝に沿って水平方向に直線移動させてヘム加工する構成としてある。
【００１０】
【発明の効果】
この発明によれば、ヘム刃を備えたフレームの回転動作により、ヘム刃がワークの縁部近傍に接近した位置から、この縁部に対して縁曲げ加工を行う際には、ヘム刃はフレームとともに加圧方向に直線移動するので、コーナ部を境にして互いに角度をもって隣接する縁部をそれぞれ縁曲げ加工する際の隣接するヘミング加工装置の各ユニット相互は、干渉を回避でき、動作タイミングをずらす必要がなく、加工時間を短縮できるとともに、コーナ部専用の別ユニットも不要となり、設備費の増大も防止することができる。また、ヘミング加工時には、ヘム刃がワークに対し加圧方向に直線的に接近移動するので、ワークに対する進入角度が常に一定となり、加工品質が向上するとともに、設計が容易であり、ワーク形状に合わせてその都度設計する必要もなく、標準化も容易である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１は、この発明の一実施形態に係わるヘミング加工装置の側面断面図、図２は同斜視図である。このヘミング加工装置は、ワークＷがセットされるヘム型１の側方にベース３を配置してあり、このベース３上にフレーム５を設けてある。フレーム５は、図１中で紙面に直交する方向の両側に、一対の側板６を備えており、この側板６の図１中で右側の先端側に、本曲げ刃となる本ヘム刃７および予備曲げ刃となるプリヘム刃９をそれぞれ備えて、ワークＷの縁部Ｆに対して予備曲げ加工および本曲げ加工をそれぞれ行う。
【００１３】
ベース３は、図２に示すように、ヘム型１と反対側の上部の図１中で紙面に直交する方向の両側に、前記フレーム５の側板６を両側から挟むようにして一対の側板１１を備えており、この各側板１１に、フレーム５の回転中心となるヒンジ軸１３の両端を回転可能に支持してある。
【００１４】
ヒンジ軸１３には、第１のリンクとしての扇形状のウォームホイール１５の回転中心を固定してあり、このウォームホイール１５の歯部１５ａには、ウォーム１７が噛み合っている。ウォーム１７は、図１中で左右方向に延長されて前記したベース３に対して回転可能に支持されたウォーム支持軸１９に固定してある。ウォーム支持軸１９は、ベース３の側部に固定してあるサーボモータ２１および減速機２３を介して回転する。この減速機２３は、サーボモータ２１の図１中で紙面に直交する駆動軸の回転を、図１中で左右方向の従動軸に回転に変換する、かさ歯車機構を備えている。
【００１５】
前記した扇形状のウォームホイール１５の図１中で紙面に直交する両側には、第２のリンク２５の一方の端部２５ａを、第１の連結軸２７によって回転可能に連結してある。この第２のリンク２５とウォームホイール１５とでトグルリンク機構２８を構成している。
【００１６】
第２のリンク２５の図１中で右側に位置する各他方の端部２５ｂは、前記したフレーム５の各側板６に、第２の連結軸２９を介して回転可能にそれぞれ連結してある。この第２のリンク２５は、図１に示す状態で、両端部２５ａ，２５ｂが上方に突出する形状であり、この各両端部２５ａ，２５ｂ相互間に、前記したヒンジ軸１３が位置している。
【００１７】
上記したヒンジ軸１３が、トグルリンク機構２８の一方の端部であり、第２の連結軸２９が、トグルリンク機構２８の他方の端部である。
【００１８】
また、第２のリンク２５の他方の端部２５ｂの図１中で右側には、第２のリンク２５用のストッパ３０を、フレーム５の各側板６に固定して配置してある。このストッパ３０は、図１に示す状態では、第２のリンク２５との間に隙間を形成して第２のリンク２５に接触していない。
【００１９】
上記したフレーム５の本ヘム刃７およびプリヘム刃９を備えた先端側と反対の基端側の側板６には、図１中で左方向が開放したカム溝６ａを設けてあり、このカム溝６ａ内に前記したヒンジ軸１３を挿入してある。すなわち、図１の状態でフレーム５は、カム溝６ａがヒンジ軸１３にガイドされてベース３に対して左右の水平方向に直線移動する。
【００２０】
また、図１中で左側端部付近のベース３上には、スライドプレート３１を設け、各側板６の図１中で左側端部の下面には、フレーム５が水平移動する際にスライドプレート３１に摺接するウェアプレート３３を設けている。さらに、ベース３の上記したスライドプレート３１の右側にもスライドプレート３５を設け、これに対応して各側板６の下面には、フレーム５が水平移動する際にスライドプレート３５に摺接するウェアプレート３７を設けている。
【００２１】
前記した本ヘム刃７は、フレーム５の各側板６の先端側に取り付けてあるヘム刃保持具３９の図１中で下部に固定してある。また、プリヘム刃９はヘム刃保持具３９に対し図１中で上下方向に移動可能なブラケット４１の下部に固定してある。
【００２２】
各フレーム側板６相互間には、上記したプリヘム刃９を図１中で上下方向に移動させるためのプリヘム刃スライド駆動機構４３を配置してある。このプリヘム刃スライド駆動機構４３は、駆動シリンダ４５により、リンク機構４７介してプリヘム刃９を移動させる。
【００２３】
駆動シリンダ４５は、各フレーム側板６相互を連結する連結板４９に、ブラケット５１およびピン５３を介して回転可能に取り付けてある。この駆動シリンダ４５の右側に突出するピストンロッド５５の先端には、Ｌ字形状リンク５７の一端をピン５９を介して回転可能に連結し、Ｌ字形状リンク５７の他端を、ヘム刃保持具３９の左側の面に装着したブラケット６１に、ピン６３を介して回転可能に連結してある。
【００２４】
Ｌ字形状リンク５７の屈曲部には、直状リンク６５の一端をピン６７を介して回転可能に連結し、直状リンク６５の他端を、プリヘム刃９を支持している前記したブラケット４１の凸部４１ａに、ピン６９を介して回転可能に連結している。
【００２５】
また、ヘム刃保持具３９の図１中で左側の面の上下方向ほぼ中央位置には、ブラケット４１の図１中で上方への移動を規制するストッパ７１を設けてある。
【００２６】
上記したブラケット４１の図１中で左側の側面には、ストッパ４１ｂを突出して設けてある。一方ベース３側には、このストッパ４１ｂに対応してプリヘム時ストッパ面３ａおよび、プリヘム時ストッパ面３ａの上部かつ左側に位置するヘム時ストッパ面３ｂをそれぞれ設けてある。
【００２７】
プリヘム時ストッパ面３ａは、プリヘム刃９による予備曲げ加工時でのフレーム５の図１中で左方向への移動を規制し、ヘム時ストッパ面３ｂは、本ヘム刃７による本曲げ加工時でのフレーム５の図１中で左方向への移動を規制する。
【００２８】
次に、作用を説明する。
【００２９】
前記した図１は、本ヘム刃７により、ワークＷの縁部Ｆに対して本曲げ加工を行っている状態であり、この状態から、サーボモータ２１を図１中で反時計方向に回転させると、減速機２３によって、ウォーム支持軸１９およびウォーム１７が一体となって、図１の左方向から見て反時計方向に回転する。これにより、ウォーム１７に噛み合うウォームホイール１５は、図１中で反時計方向に回転する。本曲げ加工を行っている状態では、プリヘム刃９は、駆動シリンダ４５を後退駆動させて、前記図１に示すように上部に位置する状態としてある。
【００３０】
上記したウォームホイール１５の反時計方向の回転により、トグルリンク機構２８は、その他方の端部となる第２の連結軸２９が、トグルリンク機構２８の一方の端部となるヒンジ軸１３から離れる方向、すなわち図１中で右方向へ移動する。
【００３１】
上記したトグルリンク機構２８が作動する際に、第２のリンク２５と第２の連結軸２９によって連結しているフレーム５は、図３における二点鎖線Ａで示す位置まで右方向に水平移動する。この水平移動時には、ベース３のスライドプレート３１，３５に対し、フレーム５側のウェアプレート３３，３７がそれぞれ摺接するとともに、カム溝６ａがヒンジ軸１３にガイドされる。
【００３２】
トグルリンク機構３０がさらに同方向へ作動すると、フレーム５が、上記したＡの位置からヒンジ軸１３を中心として反時計方向に、二点鎖線Ｂで示す位置まで回転移動して開放した状態となる。フレーム５がこのＢで示す位置まで回転移動したときに、第２のリンク２５の他方の端部２５ｂの外周側が、フレーム５に設けてあるストッパ３０に当接する。
【００３３】
この当接状態から、第２のリンク２５をさらに同方向へ回転させるべくサーボモータ２１を駆動すると、第２のリンク２５がストッパ３０を介してフレーム５を直接押し上げ、これによりフレーム５は、二点鎖線Ｂで示す位置から同Ｃで示す位置までさらに開放した状態となる。この開放した状態を、図４に斜視図として示す。
【００３４】
この開放状態で、加工後のワークＷを取り出すとともに、新規のワークＷをヘム型１上にセットする。このワークＷは、例えば自動車のパネル材であり、本ヘミング加工装置によって、アウタパネルＷoの縁部ＦをインナパネルＷiの縁部に重ね合わせるように折り返して縁曲げ加工される。加工前のアウタパネルＷoの縁部Ｆは、図３中で右方向に水平に屈曲した状態となっているものとする。
【００３５】
上記したように、フレーム５は、第２のリンク２５がストッパ３０に当接して直接押し上げることで、大きく開放するので、ワークＷの取り出しおよび投入作業や、メンテナンス性が向上する。
【００３６】
フレーム５が上記した二点鎖線Ｃの位置にある状態から、サーボモータ２１を前記とは逆の時計方向に回転させると、ウォーム１７も前記とは逆方向に回転し、ウォームホイール１５も前記とは逆の図３中で時計方向に回転して、フレーム５は、図３におけるＡで示す位置となる。このとき、フレーム５におけるウェアプレート３３および３７は、ベース３側のスライドプレート３１，３５にそれぞれ接触する。
【００３７】
ウェアプレート３３および３７が、スライドプレート３１，３５にそれぞれ接触し、またカム溝６ａにヒンジ軸１３が挿入されていることにより、以後に説明するヘム加工時でのフレーム５の水平方向の位置精度が確保される。
【００３８】
上記したフレーム５の回転移動の際に、プリヘム刃スライド駆動機構４３の駆動シリンダ４５を前進駆動することで、プリヘム刃９を、図３中で二点鎖線で示す位置（図１では、実線で示す位置）から下方に進出移動させておく。
【００３９】
上記フレーム５が水平となった状態から、サーボモータ２１をさらに同方向に回転させることで、ウォームホイール１５もさらに同方向に回転し、第２のリンク２５全体が図３中で左方向に移動してフレーム５を同方向にスライド移動させる。
【００４０】
これにより、図３に示すように、プリヘム刃９がワークＷの縁部Ｆを加圧して、水平に屈曲してある縁部Ｆを４５度程度曲げ加工して、予備曲げ加工を行う。図５がこのときの状態を示す斜視図である。
【００４１】
次に、サーボモータ２１を反時計方向に回転させて、フレーム５を図３中で右方向へ、前記した二点鎖線Ａの位置まで移動させて、プリヘム刃９をワークＷから離反させる。そして、この位置で、駆動シリンダ４５を後退駆動してプリヘム刃９を図３の二点鎖線で示す位置まで上昇させる。
【００４２】
続いて、サーボモータ２１を、前記した予備曲げ加工時と同様に時計方向に回転させて、フレーム５を、本ヘム刃７が図３の位置にある状態から左方向にスライド移動させ、前記４５度に予備曲げ加工されているワークＷの縁部Ｆに対して本曲げ加工を行い、図１および図２の状態となる。
【００４３】
上記したように、予備曲げ加工および本曲げ加工時には、プリヘム刃９および本ヘム刃７が、フレーム５が開放した状態からスイング回転した後に、ワークＷに対して水平方向に向けて直線移動する。このため、ワークのコーナ部を境にして互いに角度をもって隣接する縁部をそれぞれ縁曲げ加工する互いに隣接するヘミング加工装置の各ユニット相互の干渉を回避でき、動作タイミングをずらす必要がなく、加工時間を短縮することができるとともに、コーナ部専用の別ユニットも不要となるので、設備費の増大も防止することができる。
【００４４】
また、予備曲げ加工および本曲げ加工時には、プリヘム刃９および本ヘム刃７がワークＷに対して加圧方向に直線的に接近移動するので、ワークＷに対する進入角度が常に一定となり、加工品質が向上するとともに、設計が容易であり、ワーク形状に合わせてその都度設計する必要もなく、標準化も容易である。
【００４５】
さらに、プリヘム刃９は、本曲げ加工時に、ワークＷと干渉しない後退位置となるようフレーム５に対して移動するので、予備曲げ加工に続く本曲げ加工が確実に行える。
【００４６】
また、駆動源によって第１のリンクであるウォームホイール１５が回転することにより、第２のリンク２５に連結したフレーム５を水平移動および回転移動させることができ、フレーム５を回転移動により開放させた状態から第２のリンク２５がフレーム５に設けたストッパ３０に当接することで、さらにフレーム５が開放するので、ワークＷの投入および取り出しや、メンテナンス作業が容易となる。
【００４７】
また、サーボモータ２１の駆動によりウォーム１７を回転させ、このウォーム１７に噛み合うウォームホイール１５を回転させることで、フレーム５の水平移動および回転移動を行うようにしたので、簡素かつ小型化した構造でワークＷの予備曲げ加工および本曲げ加工を行うことができる。
【００４８】
さらに、上記したトグルリンク機構２８を採用することで、本曲げ加工時には、予備曲げ加工時に比べて５〜６倍程度に倍力しており、サーボモータ２１の出力としては、予備曲げ加工時相当の力で済み、省力化を達成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係わるヘミング加工装置の側面断面図である。
【図２】図１のヘミング加工装置の斜視図である。
【図３】図１のヘミング加工装置における予備曲げ加工時での側面断面図である。
【図４】図１のヘミング加工装置のフレームが開放した状態を示す斜視図である。
【図５】図１のヘミング加工装置における予備曲げ加工時での斜視図である。
【符号の説明】
３ベース
５フレーム
６ａカム溝
７本ヘム刃（ヘム刃）
９プリヘム刃（ヘム刃）
１３ヒンジ軸（トグルリンク機構の一方の端部）
１５ウォームホイール（第１のリンク）
１７ウォーム
２１サーボモータ（駆動源）
２５第２のリンク
２８トグルリンク機構
２９第２の連結軸（トグルリンク機構の他方の端部）
３０第２のリンク用のストッパ
Ｗワーク
Ｆ縁部

Claims

ベースに対し、一方の端部が駆動源によって回転するとともに、他方の端部が前記一方の端部に対して接近離反移動するトグルリンク機構を設け、このトグルリンク機構の前記他方の端部に、ワークの縁部を縁曲げ加工するヘム刃を先端側に備えたフレームを回転可能に連結し、このフレームの前記ヘム刃と反対の基端側に、前記トグルリンク機構の一方の端部に対し、前記フレームが回転可能かつ水平移動可能となるカム溝を設け、前記トグルリンク機構の回転動作により、前記フレームを、前記トグルリンク機構の一方の端部を中心として回転させて前記ヘム刃を前記ワークに対して接近離反移動させるとともに、前記カム溝に沿って水平方向に直線移動させてヘム加工することを特徴とするヘミング加工装置。
前記ヘム刃は、前記ワークの縁部に対する予備曲げ加工を行う予備曲げ刃および同本曲げ加工を行う本曲げ刃をそれぞれ備え、前記予備曲げ刃を、本曲げ加工時に前記ワークと干渉しない後退位置となるよう前記フレームに対して移動可能とすることを特徴とする請求項１記載のヘミング加工装置。
前記トグルリンク機構は、一方の端部が前記ベースに対して回転する第１のリンクと、この第１のリンクの他方の端部に一方の端部が回転可能に連結され、かつ他方の端部が前記フレームに回転可能に連結される第２のリンクとをそれぞれ備え、前記トグルリンク機構の回転動作により前記フレームが、前記ヘム刃がワークから離反する方向に移動して開放状態となったときに、前記第２のリンクが当接して前記フレームをさらに開放方向に回転させるストッパを、前記フレームに設けたことを特徴とする請求項１または２記載のヘミング加工装置。
前記第１のリンクを、前記トグルリンク機構の一方の端部が回転中心となるウォームホイールで構成し、このウォームホイールに噛み合うウォームを前記駆動源で回転させることを特徴とする請求項３記載のヘミング加工装置。
トグルリンク機構の一方の端部をベースに対し駆動源によって回転させることで、前記トグルリンク機構の他方の端部を一方の端部に接近移動させ、この接近移動に伴って、ワークの縁部に対する縁曲げ加工を行うヘム刃を備えたフレームを、前記トグルリンク機構の一方の端部を中心として回転させて前記ヘム刃を前記ワークの縁部に接近させた後、前記フレームを、このフレームに設けたカム溝が前記トグルリンク機構の一方の端部にガイドされて水平方向に直線移動させることで、前記ヘム刃が前記ワークの縁部に対して縁曲げ加工を行うことを特徴とするヘミング加工方法。
前記ヘム刃は、前記ワークの縁部に対する予備曲げ加工を行う予備曲げ刃および同本曲げ加工を行う本曲げ刃をそれぞれ備え、前記予備曲げ刃は、本曲げ加工時に前記ワークと干渉しない後退位置となるよう前記フレームに対して移動することを特徴とする請求項５記載のヘミング加工方法。