JP5874389B2 - ローラーヘミング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ローラーヘミング装置の技術に関する。

従来、車両のホイールアーチ部を形成する場合に、ボディを構成するサイメンパネルとホイールアーチ部の板材を結合するための加工方法として、ローラーヘミング加工を採用する場合が多い。
ホイールアーチ部に対するローラーヘミング加工を施すためのローラーヘミング装置に係る技術としては、例えば、以下に示す特許文献１に開示された技術が知られており、公知となっている。

特許文献１に開示されている従来技術では、ローラーヘミング装置は、ヘミングローラーを有するヘミングユニットと、移動金型と、該移動金型を移動させる金型用ロボットを備える構成としている。そして、移動金型とヘミングローラーでホイールアーチ部を挟み、フランジに対してヘミングローラーを転動させながら折り曲げる際、転動箇所で移動金型がホイールアーチ部を支持するように、金型用ロボットが移動金型の向きを調整する構成としている。
このようなローラーヘミング装置を用いることにより、ワーク（ホイールアーチ部）に歪みや変形が生じることを防止することができる。

特開２００８−１８８６６２号公報

ワークの寸法には加工誤差があるため、従来技術に係る加工方法のように、ヘミングローラーの動きに合わせて、金型用ロボットにより移動金型を予め決められた向きに向けるだけでは、移動金型とワークの間に生じる隙間を確実に防止することができなかった。
このため従来は、ローラーヘミング加工を施した部位にしわや歪み等の不良が生じることを確実に防止することができなかった。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、ローラーヘミング加工を施す部位にしわや歪み等の不良が生じることを確実に防止するべく、ワークに加工誤差があっても、ワークと金型を確実に密着させながらローラーヘミング加工を行うことができるローラーヘミング装置を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、車両のホイールアーチ部にローラーヘミング加工を施すための装置であるローラーヘミング装置であって、前記ホイールアーチ部におけるローラーヘミングの対象部位たる加工面の背面に当接する部材たる当て金と、該当て金の姿勢を前記加工面の背面に倣うように調整可能であり、前記当て金を支持するための機構である支持機構と、を備え、前記支持機構は、前記当て金を支持するための、軸心方向を水平に向けた回転軸である第一の軸と、前記第一の軸を回転可能に支持する、軸心方向を鉛直に向けた回転軸である第二の軸と、を備え、前記当て金が、ローラーヘミング加工を施す前に、前記第一の軸と前記第二の軸回りに傾動され、前記加工面の背面の全面に当接されるとともに、ローラーヘミング加工を施す間、前記支持機構によって前記加工面の背面の全面に当接された姿勢に保持されるものである。

請求項２においては、前記加工面を、前記当て金に向けて押圧するための機構である押圧機構、をさらに備えるものである。

請求項３においては、前記当て金は、ローラーヘミング加工が行われる方向である加工方向において、前記加工面におけるローラーヘミングされる部位である加工部の範囲よりも大きく形成され、前記押圧機構は、前記加工面上の、前記加工方向における前記加工面の前記加工部の範囲よりも外側であって、かつ、前記加工方向における前記当て金の端部よりも内側の部位を押圧するものである。

請求項４においては、前記当て金を、前記支持機構に対して着脱可能に構成するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、ホイールアーチ部における加工面の背面側に、当て金を確実に沿わせることができ、当て金をホイールアーチ部に対して確実に密着させながらローラーヘミング加工を行うことができる。
これにより、ホイールアーチ部に加工誤差があっても、当て金とホイールアーチ部の間の隙間を減少させることができ、精度よくローラーヘミング加工を行うことができる。

請求項２においては、ホイールアーチ部と当て金を確実に密着させることができる。

請求項３においては、ホイールアーチ部における加工部の始端点および終端点と当て金を確実に密着させることができる。

請求項４においては、加工対象たる車両の車種が変更された場合であっても、ホイールアーチ部における加工面の背面側に、当て金を確実に沿わせることができる。

本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置を示す模式図、（ａ）平面模式図、（ｂ）側面模式図。 本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置を示す模式図、（ａ）正面模式図、（ｂ）背面模式図。 ローラーヘミング加工の対象部位たるホイールアーチ部を示す模式図。 ローラーヘミング加工の対象部位たるホイールアーチ部を示す側面断面模式図。 ホイールアーチ部に対する本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置の配置状態を模式図、（ａ）側面視における当て金と押圧部によるホイールアーチ部の狭圧状態を示す模式図、（ｂ）正面視におけるホイールアーチ部に対する当て金および押圧部の配置位置を示す模式図。 本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置を用いたローラーヘミング加工状況（ローラーヘミング装置の動作の流れ）を示す側面模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置の全体構成について、図１〜図５を用いて説明をする。
本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１は、ワークの所望する部位に対してローラーヘミング加工を施すための装置であり、図１および図２に示す如く、当て金３、支持機構４、押圧機構５等と、図示しないヘミングユニットを備えている。
そして、本実施形態において示すローラーヘミング装置１は、図３に示すような車両１０を構成するボディ１０ａにおいて、タイヤを覆うために略円弧状に形成される部位であるホイールアーチ部１１を形成するに際し、該ホイールアーチ部１１に対してヘミングユニット（図示せず）によりローラーヘミング加工を施すための装置である。

図３および図４に示す如く、ホイールアーチ部１１は、車両１０のリアタイヤを覆う部分を構成する部位であり、ボディ１０ａを構成するサイメンパネルとホイールアーチ部１１の内部を構成するカバー部材１０ｂとを、ローラーヘミング加工により一体化することによって形成される。

尚、本実施形態では、車両１０のリア部分における円弧状のホイールアーチ部１１に対してローラーヘミング加工をするためのローラーヘミング装置１を例示しているが、本発明に係るローラーヘミング装置によりローラーヘミング加工を行う対象たる部位およびその形状をこれに限定するものではなく、例えば、ローラーヘミング加工を行う対象部位がフロント部分であってもよく、また加工対象部位が略直線状の部位であって、略直線状の部位に対してローラーヘミング加工を行うためのローラーヘミング装置であってもよい。

当て金３は、ホイールアーチ部１１におけるローラーヘミング加工を施す部位である加工面１１ａの裏側（以下、背面１１ｂと呼ぶ）に当接する部材である。
尚、背面１１ｂは、車両１０において外観上見えやすい部位にあたるため、該背面１１ｂにしわや歪み等が発生しないようにホイールアーチ部１１のローラーヘミング加工を行うことが要求される。

当て金３は、加工面１１ａの端部（以下、加工部１１ｃと呼ぶ）をローラーヘミング加工する際に、加工部１１ｃの背後（即ち、背面１１ｂ）を支持することによって、ヘミングローラー（図示せず）による押圧力を確実に加工部１１ｃに作用させる役割を果たす部材である。また、当て金３は、ホイールアーチ部１１の形状に合う形状が与えられており、当て金３を該ホイールアーチ部１１に宛がうことによって、ホイールアーチ部１１の変形を防止する役割も果たしている。

また、当て金３は、図５（ａ）に示す如く、加工面１１ａにおける加工部１１ｃの範囲Ａの角度θ１よりも大きな角度θ２を有する円弧状に形成されており、ローラーヘミング加工が行われる方向（以降、適宜「加工方向」と記載する）において、範囲Ａよりも広い範囲で、加工面１１ａの背後（背面１１ｂ）に当接する大きさとしている。
また、このような当て金３は、車両１０の車種ごとに、該車両１０におけるホイールアーチ部１１（即ち、背面１１ｂ）の形状に対応させて作成される。

図１および図２に示す如く、支持機構４は、当て金３を支持するための機構であり、支持フレーム４ａ、支持プレート４ｂ、支持ブロック４ｃ・４ｃ、水平軸４ｄ・４ｄ、鉛直軸４ｅ等を備えている。

鉛直軸４ｅは、支持フレーム４ａに対して、軸心方向を鉛直に保持した状態で回転可能に支持されている軸部である。
そして、鉛直軸４ｅの上端部において、平板状の部材である支持プレート４ｂを、そのプレート面を水平に保持した状態で固設している。

また、支持プレート４ｂの上面には、軸部である水平軸４ｄ・４ｄが、支持ブロック４ｃ・４ｃを介して、軸心方向を水平に保持した状態で回転可能に支持されている。
そして、ローラーヘミング装置１において、当て金３は、支持機構４の水平軸４ｄ・４ｄに対して固定される構成としている。

このような構成の支持機構４によって支持される当て金３は、水平軸４ｄ・４ｄを軸心として、該水平軸４ｄ・４ｄ回りに回転可能に構成され、かつ、鉛直軸４ｅを軸心として、該鉛直軸４ｅ回りに回転可能に構成されている。

また、当て金３を回転可能に支持している水平軸４ｄ・４ｄは、支持ブロック４ｃ・４ｃに対して着脱可能に支持される構成としており、当て金３および水平軸４ｄ・４ｄを容易に取り換えることが可能な構成としている。
あるいは、ローラーヘミング装置１においては、水平軸４ｄ・４ｄを支持ブロック４ｃ・４ｃに対して着脱不可である構成とし、当て金３のみを水平軸４ｄ・４ｄに対して着脱可能な構成としてもよい。

押圧機構５は、加工面１１ａを（背面１１ｂ側に向けて）押圧するための機構であり、シリンダ５ａ、アーム５ｂ、関節部５ｃ、押圧部５ｄ等を備えている。

シリンダ５ａはアーム５ｂを押圧方向（図５（ｂ）中に示す矢印Ｘの方向）に向けて変位させるための装置である。
そして、シリンダ５ａは伸縮可能な軸部である伸縮部５ｅを備えており、該伸縮部５ｅの端部に、関節部５ｃを設けている。

関節部５ｃは、アーム５ｂを伸縮部５ｅに対して支持するとともに、アーム５ｂを該関節部５ｃの有する軸部５ｆ回りに回転可能に支持するための部材である。
そして、アーム５ｂの一端部を関節部５ｃにより支持することにより、アーム５ｂの他端部に設けた押圧部５ｄを軸部５ｆ回りに回転させる構成としている。関節部５ｃには、図示しないモータを内蔵しており、該モータを作動させることによって、アーム５ｂを軸部５ｆ回りに回転させる構成としている。

そして、押圧部５ｄは、関節部５ｃによる軸部５ｆ回りの回転変位と、シリンダ５ａによる水平方向への変位によって、例えば、図５（ｂ）中に示す矢印Ｙの方向に押圧部５ｄを変位させる構成としている。

このような構成により、当て金３と押圧部５ｄの間に配置するホイールアーチ部１１を、当て金３と押圧部５ｄによって狭圧することができる。
またこれにより、押圧部５ｄによって、ホイールアーチ部１１の加工面１１ａを、当て金３に向けて押圧することができる。

また、図５（ａ）に示す如く、押圧部５ｄにより加工面１１ａを押圧する位置は、当て金３の両端部に対応する位置としており、加工面１１ａにおける加工部１１ｃの範囲Ａよりも外側の部位である点Ｐ１および点Ｐ２を押圧する構成としている。
このような構成により、ローラーヘミング加工を施す加工部１１ｃの始端点Ｓと終端点Ｅを確実に当て金３に対して密着させることができる。

尚、本実施形態では、シリンダ５ａ、アーム５ｂ、関節部５ｃ等からなる簡易な構成の押圧機構５を例示しているが、本発明に係るローラーヘミング装置において備えられる押圧機構の態様をこれに限定するものではなく、例えば、多関節型の産業用ロボットの手先部分に押圧部を付設するような態様であってもよい。

次に、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１を用いたホイールアーチ部１１に対するローラーヘミング加工の状況について、図６を用いて説明をする。
例えば、図６に示すようなボディ１０ａに対して、当て金３を予め設定しておいた一定の位置および姿勢で配置する場合、ローラーヘミング加工前の状態におけるホイールアーチ部１１には加工誤差が存在しているため、ホイールアーチ部１１と当て金３との当接状況（例えば隙間の有無等）は、ローラーヘミング加工の度に変化する。

即ち、当て金３を予め設定しておいた一定の位置および姿勢で配置する場合には、ホイールアーチ部１１と当て金３との間に隙間が生じないこともあれば、隙間が生じることもあり、このような隙間の有無に起因してローラーヘミング加工による加工品質にばらつきが生じることとなる。

しかしながら、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１を用いたホイールアーチ部１１に対するローラーヘミング加工においては、ホイールアーチ部１１と当て金３との間に生じる隙間を抑えることによって、ローラーヘミング加工による加工品質にばらつきが生じることを抑制するようにしている。

ローラーヘミング装置１を用いてホイールアーチ部１１にローラーヘミング加工を施す場合には、図６に示す如く、まず始めに、加工対象となるボディ１０ａを所定の位置に配置する。
ここでは例えば、車両１０をパレット（図示せず）や台車（図示せず）の上に、所定の姿勢で位置決めして配置する。

次に、当て金３をボディ１０ａに向けて変位させて、該当て金３をボディ１０ａにおけるホイールアーチ部１１の背面１１ｂに接触させる。
例えば、本実施形態においては、支持フレーム４ａを図示しないスライドレール上に設ける構成としており、支持機構４全体をボディ１０ａ側に変位させることによって、当て金３をボディ１０ａに向けて変位させる構成としている。あるいは、当て金３を固定しておいて、ボディ１０ａを当て金３に向けてさらに変位させる構成であってもよい。
あるいは、その他の実施形態としては、ローラーヘミング装置１において、鉛直軸４ｅが、支持フレーム４ａに対して図示しないスライド機構を介して支持される構成であってもよく、支持フレーム４ａを固定したまま、鉛直軸４ｅ、水平軸４ｄ・４ｄおよび当て金３をボディ１０ａに向けて変位させる構成としてもよい。

背面１１ｂに接触した当て金３は、水平軸４ｄ・４ｄおよび鉛直軸４ｅ回りに自在に回転することができるため、背面１１ｂに沿うように傾動する。
このため、ホイールアーチ部１１に加工誤差が存在している場合であっても、ホイールアーチ部１１の背面１１ｂに対して、確実に当て金３を全面にわたって沿わせることができる。

そして、当て金３が背面１１ｂに沿う姿勢になった時点で、各軸４ｄ・４ｄ・４ｅをロックして、当て金３の姿勢を背面１１ｂに沿わせた状態に保持する。
例えば、本実施形態においては、各軸４ｄ・４ｄ・４ｅにおいて、各軸４ｄ・４ｄ・４ｅを回転不能にロックするための図示しないロック機構（例えば、トグルクランプ等）を備える構成としており、当て金３の配置状態を確認した後に、作業者がロック機構を作動させることで、当て金３の姿勢を背面１１ｂに沿わせた状態に保持する構成としている。

次に、押圧機構５を用いて、ホイールアーチ部１１に対して当て金３を密着させる。
具体的には、ホイールアーチ部１１内に押圧機構５の押圧部５ｄが位置するようにアーム５ｂを振り込んだ状態で、シリンダ５ａおよび関節部５ｃを作動させて、押圧部５ｄによって、ホイールアーチ部１１の加工面１１ａを当て金３側に押圧する。
そして、このように押圧部５ｄによって、加工面１１ａを当て金３側に押圧することによって、ホイールアーチ部１１の背面１１ｂを当て金３に密着させるようにしている。

このように、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１を用いたホイールアーチ部１１に対するローラーヘミング加工においては、ホイールアーチ部１１と当て金３との当接状態を、常に安定させることができ、背面１１ｂと当て金３との間に生じる隙間を抑制することができる。

即ち、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１は、車両１０のホイールアーチ部１１にローラーヘミング加工を施すための装置であって、ホイールアーチ部１１におけるローラーヘミングの対象部位たる加工面１１ａの背面１１ｂに当接する部材たる当て金３と、該当て金３の姿勢を加工面１１ａの背面１１ｂに倣うように調整可能であり、当て金３を支持するための機構である支持機構４と、を有するものである。
このような構成により、当て金３をホイールアーチ部１１に対して確実に密着させながらローラーヘミング加工を行うことができる。
これにより、ホイールアーチ部１１に加工誤差があっても、当て金３とホイールアーチ部１１の間の隙間を減少させることができ、精度よくローラーヘミング加工を行うことができる。

また、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１において、支持機構４は、当て金３を支持するための、軸心方向を水平に向けた回転軸である第一の軸たる水平軸４ｄ・４ｄと、水平軸４ｄ・４ｄを回転可能に支持する、軸心方向を鉛直に向けた回転軸である第二の軸たる鉛直軸４ｅと、を備えるものである。
このような構成により、当て金３の角度を自在に変更することが可能になり、ホイールアーチ部１１における加工面１１ａの背面１１ｂ側に、当て金３を確実に沿わせることができる。

さらに、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１は、加工面１１ａを、当て金３に向けて押圧するための機構である押圧機構５、をさらに備えるものである。
このような構成により、ホイールアーチ部１１と当て金３を確実に密着させることができる。

そして次に、この状態で図示しないヘミングユニットを作動させて、ホイールアーチ部１１における加工部１１ｃに対してローラーヘミング加工を施す。
このとき、加工部１１ｃに対するローラーヘミング加工は、ホイールアーチ部１１と当て金３との間の隙間を抑制した状態で行われるため、ローラーヘミング加工における加工品質のばらつきを低減させることができる。

また、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１を用いたホイールアーチ部１１に対するローラーヘミング加工においては、加工部１１ｃの始端点Ｓと終端点Ｅにおいて、背面１１ｂを当て金３に対して確実に密着させることができる。このため、加工部１１ｃの始端点Ｓと終端点Ｅにおいて生じやすかったしわや歪み等の不具合を、抑制することができる。

即ち、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１において、当て金３は、加工方向において、加工面１１ａにおけるローラーヘミングされる部位である加工部１１ｃの範囲Ａよりも大きく形成され、押圧機構５の押圧部５ｄは、加工面１１ａ上の、加工方向における加工部１１ｃの範囲Ａよりも外側であって、かつ、加工方向における当て金３の端部よりも内側の部位である点Ｐ１および点Ｐ２を押圧するものである。
このような構成により、ホイールアーチ部１１における加工部１１ｃの始端点Ｓおよび終端点Ｅに対応する背面１１ｂに対して、当て金３を確実に密着させることができる。

また、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１において、当て金３は支持機構４の支持ブロック４ｃ・４ｃに対して、着脱自在に構成されている。
このため、ローラーヘミング装置１によるローラーヘミング加工が予定されている車種ごとに当て金３を準備しておけば、一の生産ラインにおいて複数の車種が存在しているような場合であっても、当て金３を随時変更することによって、容易に対応することができる。

即ち、本発明の一実施形態に係るローラーヘミング装置１においては、当て金３を、支持機構４に対して着脱可能に構成するものである。
このような構成により、加工対象たる車両１０の車種が変更された場合であっても、車種変更に容易に対応することができ、ホイールアーチ部１１における加工面１１ａの背面１１ｂ側に、当て金３を確実に沿わせることができる。

１ ローラーヘミング装置
３ 当て金
４ 支持機構
４ｄ 水平軸
４ｅ 鉛直軸
５ 押圧機構
５ａ シリンダ
５ｄ 押圧部
１０ 車両
１１ ホイールアーチ部
１１ａ 加工面
１１ｂ 背面
１１ｃ 加工部

Claims (4)

1. 車両のホイールアーチ部にローラーヘミング加工を施すための装置であるローラーヘミング装置であって、
   前記ホイールアーチ部におけるローラーヘミングの対象部位たる加工面の背面に当接する部材たる当て金と、
   該当て金の姿勢を前記加工面の背面に倣うように調整可能であり、前記当て金を支持するための機構である支持機構と、を備え、
   前記支持機構は、
   前記当て金を支持するための、軸心方向を水平に向けた回転軸である第一の軸と、
   前記第一の軸を回転可能に支持する、軸心方向を鉛直に向けた回転軸である第二の軸と、
   を備え、
   前記当て金が、
   ローラーヘミング加工を施す前に、前記第一の軸と前記第二の軸回りに傾動され、前記加工面の背面の全面に当接されるとともに、
   ローラーヘミング加工を施す間、前記支持機構によって前記加工面の背面の全面に当接された姿勢に保持される、
   ことを特徴とするローラーヘミング装置。
2. 前記加工面を、
   前記当て金に向けて押圧するための機構である押圧機構、
   をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のローラーヘミング装置。
3. 前記当て金は、
   ローラーヘミング加工が行われる方向である加工方向において、前記加工面におけるローラーヘミングされる部位である加工部の範囲よりも大きく形成され、
   前記押圧機構は、
   前記加工面上の、前記加工方向における前記加工面の前記加工部の範囲よりも外側であって、かつ、前記加工方向における前記当て金の端部よりも内側の部位を押圧する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のローラーヘミング装置。
4. 前記当て金を、
   前記支持機構に対して着脱可能に構成する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のローラーヘミング装置。

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