JP5569597B2 - ローラヘミング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ローラを用いてワークをヘミング加工するローラヘミング装置に関する。

従来、自動車のドアサブアッシー等のワークにおける起立した状態のフランジに対し、ローラを用いて、所定の角度までの折り曲げ（予備曲げ）を行った後、最終的な角度までの折り曲げ（本曲げ）を行うローラヘミング装置が広く知られている。

上記のようなローラヘミング装置においては、予備曲げの際、ローラの姿勢を安定させるために、ワークが載置される下型に形成されたガイド面にローラの外周面が当接した状態で、ローラをガイド面に沿って転動させる（例えば、特許文献１参照）。

そのため、ローラにおけるガイド面に当接する部分が徐々に摩耗し、常に一定の条件でヘミング加工を行うことが困難となる。
このようなローラの摩耗に起因する加工不良を防止するため、ローラに所定量の摩耗が生じた際には、新たなローラに交換しているのが現状である。しかしながら、ローラを丸ごと交換することとなるため、多大なコストを要する点で不利である。

特開２００２−３５８６５号公報

本発明は、低コストで一定の加工品質を維持可能なローラヘミング装置を提供することを課題とする。

本発明のローラヘミング装置は、下型に載置されるワークに対してヘミング加工を行うローラを具備し、前記下型に形成されたガイド面に沿って、前記ワークの予備曲げを行うローラヘミング装置であって、前記ローラには、その周方向全周に亘って、外周面から径方向内側に向けて窪むように溝が形成され、前記溝には、前記ローラとは独立したガイド部材が前記ローラの外周面よりも径方向外側に突出するように設けられ、前記ガイド部材は、前記ワークの予備曲げの際に、前記下型のガイド面に当接する。

本発明のローラヘミング装置において、前記ガイド部材は、前記ローラに対する径方向の位置、及び前記ローラに対する軸方向の位置が、それぞれシムによって調整可能であることが好ましい。

本発明のローラヘミング装置において、前記ローラは、円錐台状に形成されることが好ましい。

本発明によれば、一定の条件でのヘミング加工を低コストで実現することができる。

本発明の第一実施形態におけるローラヘミング装置を示す図。 図１におけるＡ−Ａ線断面図。 ローラヘミング装置によるワークの予備曲げの様子を示す図。 ワークの折り曲げ位置が変更された場合における予備曲げの様子を示す図。 円錐台状のローラを具備するローラヘミング装置を示す図。 本発明の第二実施形態におけるローラヘミング装置を示す図。

［第一実施形態］
以下では、図１〜図５を参照して、本発明に係るローラヘミング装置の第一実施形態であるローラヘミング装置１について説明する。
ローラヘミング装置１は、ワークＷに対してヘミング加工を施す装置であり、ロボットアーム（不図示）に取り付けられている。
ワークＷは、起立した状態のフランジＦを有して下型Ｂ上に設置されるアウタパネルＷｏ、及びアウタパネルＷｏ上であってフランジＦよりも左側に設置されるインナパネルＷｉから構成される（図３参照）。
下型Ｂは、ワークＷを載置するための部材であり、アウタパネルＷｏと接触するようにワークＷが載置される。
なお、図１における上下方向をローラヘミング装置１の上下方向と規定する。

図１及び図２に示すように、ローラヘミング装置１は、ローラ１０と、ガイド部材２０・２０・２０・２０と、軸３０と、取付部材４０と、を具備する。

ローラ１０は、略円柱状に形成されたローラであり、軸３０に回転可能に支持されている。
ローラ１０には、その周方向全周に亘って、外周面から径方向内側に向けて窪むように溝部１１が形成されている。
なお、以下では、ローラ１０の軸方向を単に「軸方向」と記し、ローラ１０の径方向を単に「径方向」と記す。

溝部１１は、ローラ１０の周方向全周に亘って、ローラ１０の外周面から径方向内側に向けて窪むように形成されている。溝部１１は、ローラ１０の軸心に沿った切断面において矩形状となるように形成されている（図１参照）。溝部１１は、軸方向に対して直交し、軸方向における取付部材４０側に配置されている。
溝部１１には、ガイド部材２０・２０・２０・２０が取り付けられている。

ガイド部材２０は、ローラ１０と同程度、若しくはそれ以上の強度を有する鋼材である。ガイド部材２０は、円弧状に形成されており、四つのガイド部材２０・２０・２０・２０の端部を互いに重ね合わせることによって環状となる。換言すれば、ガイド部材２０は、環状の部材を四つに均等に分割することによって得られた部材である。ガイド部材２０は、溝部１１と同様に矩形状の断面形状を有しており、四つのガイド部材２０・２０・２０・２０の外周面がローラ１０の外周面よりも径方向外側に突出するように、溝部１１に取り付けられている。ガイド部材２０における取付部材４０側の端面には、ローラ１０の周方向に沿って互いに離間する二つのボルト穴が形成されており、当該ボルト穴にボルト１２をローラ１０における取付部材４０側の端面から螺嵌することで、ガイド部材２０が溝部１１に取り付けられる。なお、ローラ１０には、ガイド部材２０のボルト穴の位置に合わせて、ボルト１２が貫通する貫通孔が複数個（本実施形態においては、八つ）形成されている。
ガイド部材２０は、径方向位置調整シム２１及び軸方向位置調整シム２２を用いることによって、溝部１１での位置が調整可能となっている。

径方向位置調整シム２１は、一定の厚み（径方向の長さ）を保ちつつ、ガイド部材２０の内周面（径方向内側に位置する面）に沿って延出する円弧状のシムである。つまり、径方向位置調整シム２１は、ガイド部材２０と同様に、四つの径方向位置調整シム２１・２１・２１・２１の端部を互いに重ね合わせることによって環状となる。径方向位置調整シム２１は、ガイド部材２０の内周面と、溝部１１の底面（ローラ１０の外周面と平行な面）との間にそれらの面と接触するように設置され、設置する数に応じてガイド部材２０の径方向の位置を調整可能となっている。つまり、設置する径方向位置調整シム２１の数が多くなるに従って、ガイド部材２０がより径方向外側に位置することとなる。ただし、設置する径方向位置調整シム２１の数に関わらず、ガイド部材２０は、ローラ１０の外周面よりも径方向外側に突出するような寸法に設定されているものとする。
このように、径方向位置調整シム２１は、ガイド部材２０外周面のローラ１０からの径方向外側への突出量を調整するものである。
なお、本実施形態においては、一つのガイド部材２０に対して、二つの径方向位置調整シム２１・２１が設けられている。
また、ガイド部材２０の径方向の位置調整に伴って、ボルト１２がローラ１０に干渉しないように、ローラ１０に形成された、ボルト１２が貫通する貫通孔は、軸方向から見て、長手方向が径方向に沿うような長円状に形成されている。

軸方向位置調整シム２２は、一定の厚み（軸方向の長さ）を保ちつつ、ガイド部材２０における取付部材４０側の端面に沿って延出する円弧状のシムである。つまり、軸方向位置調整シム２２は、ガイド部材２０と同様に、四つの軸方向位置調整シム２２・２２・２２・２２の端部を互いに重ね合わせることによって環状となる。軸方向位置調整シム２２は、ガイド部材２０における取付部材４０側の端面と、溝部１１における取付部材４０側の側面（ローラ１０の軸方向における端面と平行な面）との間にそれらの面と接触するように設置され、設置する数に応じてガイド部材２０の軸方向の位置を調整可能となっている。つまり、設置する軸方向位置調整シム２２の数が多くなるに従って、ガイド部材２０がより取付部材４０から離間することとなる。
このように、軸方向位置調整シム２２は、ガイド部材２０のローラ１０に対する軸方向の位置を調整するものである。
なお、本実施形態においては、一つのガイド部材２０に対して、二つの軸方向位置調整シム２２・２２が設けられている。

軸３０は、ローラ１０を回転可能に支持する軸部材である。詳細には、軸３０の一端部（図１における右端部）にて、ベアリング３１・３１を介して、ローラ１０を回転可能に支持している。
ベアリング３１・３１は、軸３０の外周面と、ローラ１０の内周面との間に介装された軸受であり、互いに軸方向に沿って隣接するように配置されている。

取付部材４０は、上下方向に延出する部材である。取付部材４０の下端部には、取付部材４０と軸３０とが直交するように、軸３０の他端部（図１における左端部）が固定されている。取付部材４０は、その上部にて図示せぬ複数の部材を介して、ロボットアームに固定されている。

以上のように構成されたローラヘミング装置１は、ロボットアームに取り付けられ、ローラ１０がワークＷにおけるアウタパネルＷｏのフランジＦを押圧した状態で、フランジＦ上を転動することにより、ワークＷに対してヘミング加工を施す。

図３に示すように、ローラヘミング装置１によってワークＷにおけるアウタパネルＷｏのフランジＦを所定の角度まで折り曲げる予備曲げが行われる際には、ローラ１０の外周面における溝部１１が形成されていない部分、つまりローラ１０の外周面における取付部材４０とは反対側の部分、がフランジＦに接触すると共に、ローラ１０の溝部１１に取り付けられたガイド部材２０の外周面が下型Ｂのガイド面Ｂｇに当接した状態で、ローラ１０がフランジＦ上を転動する。
ここで、ガイド面Ｂｇは、予備曲げ後のフランジＦと平行となるように、下型Ｂに形成された傾斜面である。
なお、図３におけるＰ１は、フランジＦの折り曲げ位置（フランジＦの根元の位置）を示している。

このように、環状のガイド部材２０・２０・２０・２０が下型Ｂのガイド面Ｂｇ上を転動しつつ、ローラ１０によってワークＷにおけるアウタパネルＷｏのフランジＦの予備曲げが行われる。
これにより、ガイド部材２０・２０・２０・２０が下型Ｂのガイド面Ｂｇにガイドされ、ローラ１０がガイド面Ｂｇの傾斜角度を保った状態で、フランジＦ上を転動することとなる。したがって、ローラ１０の姿勢を安定させることができ、精度良くフランジＦの予備曲げを行うことができる。
更に、ガイド面Ｂｇ上を転動するガイド部材２０・２０・２０・２０に所定量の磨耗が生じた場合には、ガイド部材２０ごとにボルト１２・１２を取り外すことによって、容易に新たなガイド部材２０・２０・２０・２０と交換することができる。
これにより、従来のローラヘミング装置のように、ローラごと交換する場合と比較して、低コストでヘミング加工の品質を担保することができる。

また、前述のように、ガイド部材２０は、径方向位置調整シム２１によって径方向の位置が調整可能であり、軸方向位置調整シム２２によって軸方向の位置が調整可能である。
図４に示すように、Ｐ１からＰ２へと、フランジＦの折り曲げ位置の変更（アウタパネルＷｏの曲げプロファイルの変更）が行われ、フランジＦが下型Ｂのガイド面Ｂｇに近接した場合においては、径方向位置調整シム２１を一つ増やし、軸方向位置調整シム２２を一つ減らして、ガイド部材２０の位置を調整する。
これにより、下型Ｂの肉盛を行ってガイド面Ｂｇを修正することなく、フランジＦの折り曲げ位置が変更される前と同様に、ガイド部材２０の外周面が下型Ｂのガイド面Ｂｇに当接した状態で、ローラ１０をフランジＦ上で転動させることができる。

また、図５に示すように、ローラ１０を円錐台状に形成することも可能である。
斯かる場合、ローラ１０における大径側の部分（取付部材４０とは反対側の部分）がフランジＦの先端部に接触するように、ローラ１０をフランジＦ上を転動させることで、ローラ１０におけるフランジＦの先端部に接触する部分と、ローラ１０におけるフランジＦの基端部に接触する部分との外径の差により、フランジＦの先端部と基端部とにそれぞれ生じる応力の差を低減することができる。詳細には、円錐台状に形成されたローラ１０は、通常、傾斜した外周面に沿って円状の軌跡を描くように転動するが、ロボットアームによってローラ１０がフランジＦ上を直線状に転動するように制御されるため、フランジＦの基端部に引張応力が発生し、これに伴ってフランジＦの先端部と基端部とにそれぞれ生じる応力の差が低減されることとなる。したがって、ヘミング加工されたフランジＦが波打つ等の不具合を抑制することができる。
また、ローラ１０の外周面が水平面に対して傾斜しているため、ローラヘミング装置１を傾けることなく、フランジＦを所定の角度に折り曲げることができる。そのため、複数のローラヘミング装置１によって同時にヘミング加工を行う場合には、ローラヘミング装置１を傾けることに伴うローラヘミング装置１同士の干渉を防止することができる。

なお、本実施形態においては、四つのガイド部材２０・２０・２０・２０をローラ１０の溝部１１に設けたが、ガイド部材２０の数は限定するものではなく、ガイド部材同士を組み合わせることで環状となればよい。また、ガイド部材２０の数に応じて、径方向位置調整シム２１及び軸方向位置調整シム２２の数も変更すればよい。

［第二実施形態］
以下では、図６を参照して、本発明に係るローラヘミング装置の第二実施形態であるローラヘミング装置１００について説明する。
ローラヘミング装置１００は、ローラヘミング装置１と同様に、ロボットアーム（不図示）によって制御されることで、ワークＷに対してヘミング加工を施す装置である。
なお、以下では、ローラヘミング装置１と共通する部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図６に示すように、ローラヘミング装置１００は、ローラ１１０と、ガイド部材１２０と、ブラケット１３０と、を具備する。

ローラ１１０は、略円柱状に形成されたローラであり、軸３０に回転可能に支持されている。
ローラ１１０には、比較的小さい外径を有する縮径部１１１が形成されている。

縮径部１１１は、ローラ１１０における取付部材４０側の端面からローラ１１０の軸方向における中途部にかけて略円柱状に形成されている。縮径部１１１は、ローラ１１０の外周面におけるワークＷを加工する部分（取付部材４０とは反対側の部分）の外径と比較して小さい外径を有し、ローラ１１０がガイド部材１２０と接触することを防止している。

ガイド部材１２０は、ガイド部材２０と同様の素材からなり、直方体状に形成されている。ガイド部材１２０は、ローラ１１０に接触しないように、縮径部１１１の下方において、ローラ１１０の外周面よりも下方に突出するように配置されている。

ブラケット１３０は、ガイド部材１２０を支持する部材であり、取付部材４０の下端部に固定されている。ブラケット１３０は、ローラ１１０に接触しないように、取付部材４０の下端部からガイド部材１２０における取付部材４０側の端面に向けて延出している。ブラケット１３０は、ボルト１３１・１３１によって取付部材４０に下方から固定されると共に、ボルト１３２・１３２によってガイド部材１２０に取付部材４０側から固定されている。

このように、ローラヘミング装置１のガイド部材２０・２０・２０・２０がローラ１０と一体的に回転するのに対し、ローラヘミング装置１００のガイド部材１２０は、ローラ１１０とは独立して、一定の位置に保持されている。

ここで、ガイド部材１２０は、ガイド部材２０と同様に、径方向位置調整シム１２１及び軸方向位置調整シム１２２を用いることによって、位置の調整が可能となっている。

径方向位置調整シム１２１は、平板状のシムである。径方向位置調整シム１２１は、取付部材４０と、ブラケット１３０との間に設置され、設置する数に応じてガイド部材１２０の径方向の位置を調整可能となっている。つまり、設置する径方向位置調整シム１２１の数が多くなるに従って、ブラケット１３０がより下方に位置し、それに伴ってガイド部材１２０がより下方に位置することとなる。
なお、本実施形態においては、一つの径方向位置調整シム１２１が設置されている。

軸方向位置調整シム１２２は、平板状のシムである。軸方向位置調整シム１２２は、ガイド部材１２０とブラケット１３０との間に設置され、設置する数に応じてガイド部材１２０の軸方向の位置を調整可能となっている。つまり、設置する軸方向位置調整シム１２２の数が多くなるに従って、ガイド部材１２０がより取付部材４０から離間することとなる。
なお、本実施形態においては、一つの軸方向位置調整シム１２２が設置されている。

以上のように構成されたローラヘミング装置１００は、ロボットアームによって制御され、ローラ１１０がワークＷにおけるアウタパネルＷｏのフランジＦを押圧した状態で、フランジＦ上を転動することにより、ワークＷに対してヘミング加工を施す。

この時、ガイド部材１２０が下型Ｂのガイド面Ｂｇに当接した状態で、ローラ１１０によってワークＷにおけるアウタパネルＷｏのフランジＦの予備曲げが行われる。
これにより、ガイド部材１２０が下型Ｂのガイド面Ｂｇにガイドされ、ローラ１１０がガイド面Ｂｇの傾斜角度を保った状態で、フランジＦ上を転動することとなる。したがって、ローラ１１０の姿勢を安定させることができ、精度良くフランジＦの予備曲げを行うことができる。
更に、ガイド面Ｂｇに当接するガイド部材１２０に所定量の磨耗が生じた場合には、ボルト１３２・１３２を取り外すことによって、容易に新たなガイド部材１２０と交換することができる。
これにより、従来のローラヘミング装置のように、ローラごと交換する場合と比較して、低コストでヘミング加工の品質を担保することができる。

本発明は、下型のガイド面に沿って、ワークの予備曲げを行うローラヘミング装置に利用できる。

１ ローラヘミング装置
１０ ローラ
１１ 溝部
２０ ガイド部材
２１ 径方向位置調整シム
２２ 軸方向位置調整シム
３０ 軸
４０ 取付部材
Ｗ ワーク
Ｂ 下型
Ｂｇ ガイド面

Claims (3)

1. 下型に載置されるワークに対してヘミング加工を行うローラを具備し、
   前記下型に形成されたガイド面に沿って、前記ワークの予備曲げを行うローラヘミング装置であって、
   前記ローラには、その周方向全周に亘って、外周面から径方向内側に向けて窪むように溝が形成され、
   前記溝には、前記ローラとは独立したガイド部材が前記ローラの外周面よりも径方向外側に突出するように設けられ、
   前記ガイド部材は、前記ワークの予備曲げの際に、前記下型のガイド面に当接するローラヘミング装置。
2. 前記ガイド部材は、前記ローラに対する径方向の位置、及び前記ローラに対する軸方向の位置が、それぞれシムによって調整可能である請求項１に記載のローラヘミング装置。
3. 前記ローラは、円錐台状に形成される請求項１又は請求項２に記載のローラヘミング装置。

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