JP6405961B2 - Roll hemming method and roll hemming apparatus - Google Patents
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本発明は、パネル端部の縁曲げ加工に多用されるロールヘミング加工方法およびロールヘミング加工装置に関し、特に自動車のホイールアーチ部のようなアーチ状の端部に縁曲げを施すのに好適なロールヘミング加工方法およびロールヘミング加工装置に関するものである。 The present invention relates to a roll hemming method and a roll hemming apparatus that are frequently used for edge bending of a panel end, and in particular, a roll suitable for performing edge bending on an arched end such as a wheel arch of an automobile. The present invention relates to a hemming processing method and a roll hemming processing apparatus.
自動車の車体パネルのヘミング加工を目的とした加工ヘッドとして特許文献1に記載されたものが提案されている。この特許文献1に記載されたヘミング加工ヘッドでは、加工ヘッドそれ自体がロボットアームに連結・支持されることを前提としているとともに、それぞれが押圧ローラと対向ローラとの組み合わせからなる複数組のローラ対を備えていて、それぞれのローラ対はヘミングフランジ部を曲げ線に沿って特定の角度で折り曲げるように協働するようになっている。そして、複数組のローラ対を選択的に使い分けて、例えば4段階に分けて徐々にヘミングフランジ部を折り曲げることで加工対象となるパネルがヘミング結合されることになる。
A machining head described in
しかしながら、特許文献1に記載されたヘミング加工ヘッドでは、いずれのローラ対においても押圧ローラと対向ローラとの相対位置関係はヘミングフランジ部の曲げ始めから曲げ終わりまで一貫して不変であるため、例えば加工途中においてヘミングフランジ部に及ぼす曲げ荷重(曲げ加圧力)を変化させることができない。そのため、例えば曲げ始め位置と曲げ曲げ終わり位置に相当する端末部では、必然的に急激な曲げ荷重の変化を伴うことになり、母材であるパネルの外表面に歪みや凹凸等の外表面不具合が発生しやすい。
However, in the hemming head described in
また、上記のように押圧ローラと対向ローラとの相対位置関係がヘミングフランジ部の曲げ始めから曲げ終わりまで一貫して不変であることは、常に一定の曲げ荷重でヘミングフランジ部を曲げていることにほかならず、加工対象となるパネルのヘミングフランジ部の形状や造形形状に応じた曲げ状態を確保することができず、パネル造形形状に応じた外表面品質の確保が困難となっている。 In addition, as described above, the relative positional relationship between the pressing roller and the opposing roller is consistently unchanged from the beginning of bending to the end of bending of the hemming flange, which means that the hemming flange is always bent with a constant bending load. In addition, the bending state according to the shape and shape of the hemming flange portion of the panel to be processed cannot be ensured, and it is difficult to ensure the outer surface quality according to the panel shape.
例えば自動車のボディサイドパネルにおけるリアフェンダー部のホイールアーチ部では、ヘミング加工部位であるヘミングフランジ部がいわゆる伸びフランジ部のかたちとなるため、ヘミング加工に伴う歪みや凹凸等の不具合を抑制して外表面品質を確保する上では、ホイールアーチ部のうち曲げ始め位置と曲げ終わり位置に相当する端末部では、ヘミング加工の曲げ度合いを徐変させたり、あるいは予備曲げ(プリへミング)と本曲げ(本ヘミング)とでローラ移動軌跡を変更させたりすることが有効であるとされている。にもかかわらず、特許文献1に代表されるような従来の技術ではこうした要請に応えることができず、なおも改善の余地を残している。
For example, in the wheel arch part of the rear fender part in the body side panel of an automobile, the hemming flange part, which is the hemming part, becomes the shape of a so-called stretched flange part. In order to ensure surface quality, at the terminal portion corresponding to the bending start position and bending end position of the wheel arch, the bending degree of hemming is gradually changed, or preliminary bending (pre-hemming) and main bending ( It is considered effective to change the roller movement trajectory in this hemming). Nevertheless, the conventional technique represented by
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、加工ヘッドに個別に支持させた予備曲げローラと本曲げローラとによる加工に際し、それぞれのローラの曲げタイミングや位置の変更を可能として、外表面品質不具合に応じた品質調整を可能としたロールヘミング加工方法およびロールヘミング加工装置を提供するものである。 The present invention has been made paying attention to such problems, and in the processing by the pre-bending roller and the main bending roller individually supported by the processing head, the bending timing and position of each roller can be changed. The present invention provides a roll hemming processing method and a roll hemming processing apparatus that enable quality adjustment according to defects in the outer surface quality.
本発明のロールヘミング加工方法は、縁曲げローラとバックアップローラのそれぞれを同じ支持体に個別に支持させた加工ヘッドを用い、縁曲げローラとバックアップローラとの相対距離を一定に保ちながらダイ上に位置決めされたパネルの端部に縁曲げを施すロールヘミング加工方法であって、上記ダイは、縁曲げローラとバックアップローラとの間に挟み込まれる幅寸法が加工進行方向で一定幅寸法のものとして形成されているとともに、加工進行方向の一部に上記一定幅寸法を最大幅寸法としてその幅寸法が徐変する徐変部が形成されている。 The roll hemming processing method of the present invention uses a processing head in which each of the edge bending roller and the backup roller is individually supported by the same support, and keeps the relative distance between the edge bending roller and the backup roller on the die. A roll hemming method for edge bending of a positioned panel, wherein the die is formed such that the width dimension sandwiched between the edge bending roller and the backup roller is a constant width dimension in the processing progress direction. In addition, a gradually changing portion in which the constant width dimension is the maximum width dimension and the width dimension gradually changes is formed in a part of the processing progress direction.
そして、上記加工ヘッドに支持された縁曲げローラとしての予備曲げローラとバックアップローラとの間に、ダイ上に位置決めされているパネルの端部をダイと共に挟み込んだ上で、加工ヘッドをダイに沿って移動させることによりパネルの端部に予備曲げを施す予備曲げ工程と、上記加工ヘッドに支持された縁曲げローラとしての本曲げローラとバックアップローラとの間に、ダイ上のパネルの予備曲げ部位をダイと共に挟み込んだ上で、加工ヘッドをダイに沿って移動させることによりパネルの端部に本曲げを施す本曲げ工程と、を含んでいる。 Then, the edge of the panel positioned on the die is sandwiched between the preliminary bending roller as the edge bending roller supported by the processing head and the backup roller together with the die, and the processing head is moved along the die. Between the main bending roller as the edge bending roller supported by the processing head and the backup roller, and the preliminary bending portion of the panel on the die. And a main bending step of subjecting the end of the panel to main bending by moving the processing head along the die.
その上で、上記支持体に対する予備曲げローラの回転中心位置と、同じく支持体に対する本曲げローラの回転中心位置とを、加工進行方向において互いにオフセットさせた状態でそれぞれの縁曲げを施すことを特徴としている。 Then, the edge bending is performed in a state where the rotation center position of the pre-bending roller with respect to the support and the rotation center position of the main bending roller with respect to the support are offset from each other in the processing progress direction. It is said.
したがって、本発明では、少なくともダイの徐変部に相当する位置を加工ヘッドが通過する際に、予備曲げローラと本曲げローラとの回転中心位置間のオフセット量に起因して、予備曲げのための予備曲げローラと本曲げのための本曲げローラとではその移動軌跡が微妙に変化することになる。 Therefore, according to the present invention, when the machining head passes at least a position corresponding to the gradual change portion of the die, the amount of offset between the rotation center positions of the preliminary bending roller and the main bending roller is used for preliminary bending. The movement trajectory slightly changes between the pre-bending roller and the main bending roller for the main bending.
本発明によれば、予備曲げローラと本曲げローラとでの移動軌跡の変化に伴い、それらの予備曲げローラと本曲げローラとで曲げタイミングや位置の変更が可能となり、外表面品質不具合に応じた品質調整のための柔軟性が高くなり、ヘミング加工部位での外表面品質の向上に寄与することができる。 According to the present invention, along with the change of the movement trajectory between the pre-bending roller and the main bending roller, the bending timing and the position can be changed between the pre-bending roller and the main bending roller, and according to the outer surface quality defect. Therefore, the flexibility for adjusting the quality is increased, which can contribute to the improvement of the outer surface quality at the hemming site.
図1〜10は本発明に係るロールヘミング加工装置を実施するためのより具体的な第1の形態を示す図で、特に図1は自動車車体の骨格構造を示し、図2は図1のホイールアーチ部2のa−a線に沿った拡大断面図を示している。また、図3はヘミング結合部での結合手順を示し、同図(A)は予備曲げとしてのプリへミング加工の加工形態を、同図(B)は本曲げとしてのへミング加工の加工形態をそれぞれ示している。また、図4は上記ホイールアーチ部2でのロールヘミング加工を司る装置の概略平面説明図を示している。
1 to 10 are views showing a more specific first embodiment for carrying out the roll hemming processing apparatus according to the present invention. In particular, FIG. 1 shows a skeleton structure of an automobile body, and FIG. 2 shows a wheel of FIG. The expanded sectional view along the aa line of the
図1に示すように、自動車の車体を形成しているボディサイドパネル1のリアフェンダー部では、車輪(タイヤ)を受容するホイールハウス部の外側にホイールアーチ部2が形成される。そして、このホイールアーチ部2は、図2に示すように、ボディサイドアウタパネル1aとホイールハウスアウタパネル3のそれぞれのアーチ部を重合させた上で、ボディサイドアウタパネル1a側のアーチ部の端末のヘミングフランジ部4をホイールハウスアウタパネル3側に折り返してヘミング結合し、実質的に両者をクリンチ状態とすることで構成される。
As shown in FIG. 1, in the rear fender portion of the
この場合において、ヘミングフランジ部4に対する縁曲げとしてのヘミング加工は、図3の(A)に示すように、ボディサイドアウタパネル1a側のアーチ部の端末に予め直立形成されているヘミングフランジ部4を例えば予備曲げローラR1により45°程度まで折り曲げる縁曲げとしての予備曲げ(プリへミング)と、同図(B)に示すように、予備曲げ後のヘミングフランジ部4を例えば本曲げローラR2によりホイールハウスアウタパネル3に重合するまで折り返していわゆるクリンチ状態とする縁曲げとしての本曲げ(本ヘミング)との2工程に分けて行われる。その際に、ヘミングフランジ部4は予備曲げ時および本曲げ時共に長手方向で引張力を受ける伸びフランジ部のかたちとなる。
In this case, as shown in FIG. 3A, hemming processing as edge bending with respect to the
なお、ホイールアーチ部2でのヘミング加工は、ボディサイドパネル1がフロアメインと結合される前のボディサイドパネル1単独の状態で行われる。また、車体の仕様によっては、ボディサイドアウタパネル1aとホイールハウスアウタパネル3の双方のアーチ部の端末に互いに重合するヘミングフランジ部を形成しておき、これらの双方のヘミングフランジ部を共に折り返す形態とすることもある。
In addition, the hemming process in the
ロールヘミング加工装置は、図4に示すように、水平な台座5の上に下型に相当するヘミングダイ6が固定配置されていて、このヘミングダイ6は図1に示すホイールアーチ部2の曲率に合致するように湾曲した円弧形状のものとして形成されている。ヘミングダイ6は、後述する図5,6に示すように、上壁部6aと縦壁部6bとからなる断面略アングル状のものであり、その上壁部6aの上に、図2に示したボディサイドアウタパネル1aとホイールハウスアウタパネル3のホイールアーチ部相当部が、ボディサイドアウタパネル1aを下側にして位置決め載置されることになる。その上で、それらの双方のパネル1a,3は図示しない上型に相当するパッドあるいはクランパーによりヘミングダイ6に押し付けられて加圧拘束され、それによりヘミングダイ6上に位置決めされることになる。
In the roll hemming processing apparatus, as shown in FIG. 4, a
図4に示すように、ヘミングダイ6に近接してヘミング加工ヘッド7を設けてある。このヘミング加工ヘッド7は、後述するように、ヘミングダイ6と協働して直接ロールヘミング加工、すなわち上記の予備曲げと本曲げとの双方の縁曲げ加工を司るものであり、長尺なアーム部材8の先端に首振り旋回可能に装着してあるとともに、アーム部材8は移動体としてのスライダ9にスライド可能に支持されている。また、スライダ9に設けられた図示しないナット部材とそれに螺合するスクリューシャフト10とでボールねじ11が構成されていて、スクリューシャフト10は台座5から立設された支持ブラケット12に回転可能に両持ち支持されている。
As shown in FIG. 4, a hemming
さらに、スクリューシャフト10の一端には回転駆動源として例えばモータ13の回転軸が連結される。これにより、スクリューシャフト10を正転または逆転駆動させれば、それに応じてスライダ9がスクリューシャフト10の軸心方向にスライド移動するようになっている。したがって、スクリューシャフト10とそれに螺合する図示外のナット部材とからなるボールねじ11は、モータ13を回転駆動源とする送り付与手段を形成していることになる。
Further, for example, a rotation shaft of a
ここで、モータ13としては、電動モータのほか油圧モータや空圧モータを用いることができるほか、モータ13に代えてインパクトレンチやナットランナーを用いることもできる。さらに、作業者による手動操作にてロールヘミング加工を施す場合には、スクリューシャフト10の端部に手動操作のためのハンドルを嵌合させて、このハンドルによる回転操作にてスクリューシャフト10を回転させることも可能である。
Here, as the
ボールねじ11を主要素とする送り駆動系をもう少し詳しく説明するに、ヘミングダイ6が加工対象となるホイールアーチ部2(図1参照)の曲率と同じ曲率を有しているものとすれば、ヘミングダイ6が描く所定曲率の円弧の弦とほぼ平行にスクリューシャフト10が配置されている。そして、そのスクリューシャフト10に螺合するナット部材がスライダ9に設けられているとともに、平面視にてスクリューシャフト10と直交する長尺なアーム部材8がスライダ9にスライド可能に、すなわちヘミングダイ6に対して進退移動可能に軸受支持されている。なお、図4の例では、アーム部材8はヘミングダイ6の長手方向中央部においてはその法線方向を指向していることになる。
In order to explain the feed drive system having the
アーム部材8の先端部には、図5に示すように、ボールジョイント14を介してヘミング加工ヘッド7を首振り旋回可能に支持させてある。ここで、図5は予備曲げのためのプリへミングローラ18が装着されたヘミング加工ヘッド7の構造として図4のb−b線に沿った断面概略説明図を、図6は図5のヘミング加工ヘッド7が本曲げのためのヘミングローラ23に持ち替えた場合の同様の断面概略説明図をそれぞれ示している。
As shown in FIG. 5, a hemming
ヘミング加工ヘッド7は、図5,6に示すように、略変形チャンネル状のガイドヨーク部17を含む支持体としての本体部16と、この本体部16に固定支持されたホルダ部15と、ホルダ部15に着脱可能に装着されて、縁曲げローラでもある予備曲げローラとしてのプリへミングローラ18または同じく縁曲げローラでもある本曲げローラとしてのヘミングローラ23を回転可能に支持することになる例えば角柱状のアダプタ19または24と、を主要素として構成されているものである。そして、後述するように、ヘミングフランジ部4の予備曲げに際しては、図5に示すホルダ部15にアダプタ19を介してプリへミングローラ18が装着され、他方、予備曲げに続く本曲げに際しては、プリへミングローラ18と交換するかたちで図6に示すホルダ部15にアダプタ24を介してへミングローラ23が装着されることになる。なお、プリへミングローラ18およびヘミングローラ23のそれぞれの詳細については後述する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the hemming
ヘミング加工ヘッド7における本体部16の一端は、先に説明したボールジョイント14を介してアーム部材8との結合部となっているとともに、略変形チャンネル状のガイドヨーク部17はヘミングダイ6の縦壁部6bを跨ぐかたちでこれを受容して、三方向からヘミングダイ6の縦壁部6bを抱持している。
One end of the
ホルダ部15には、先に述べたように縁曲げローラとしてプリへミングローラ18(図5)またはヘミングローラ23(図6)が角柱状のアダプタ19または24を介して支持されるようになっている。プリへミングローラ18はアダプタ19に、ヘミングローラ23はアダプタ24にそれぞれ回転可能に支持されている。また、ガイドヨーク部17のうちヘミングダイ6の縦壁部6bを挟んで上下方向でプリへミングローラ18またはヘミングローラ23と対向する位置にはバックアップローラ20が回転可能に支持されている。なお、図8に示すように、バックアップローラ20はヘミングダイ6の長手方向(ヘミング加工ヘッド7の移動方向)に前後一対のものとして配置されていて、ヘミングダイ6における縦壁部6bの下端面を案内面として転動することになる。また、プリへミングローラ18とヘミングローラ23およびバックアップローラ20はその回転中心が互いに平行となるように設定されている。
As described above, the pre-hemming roller 18 (FIG. 5) or the hemming roller 23 (FIG. 6) is supported on the
そして、縁曲げローラとしてのプリへミングローラ18またはヘミングローラ23とバックアップローラ20との間に、パネル1aのヘミング加工部位をヘミングダイ6とともに挟み込むことで、ロールヘミング加工(縁曲げ)としてプリへミングローラ18による予備曲げ(プリへミング)またはヘミングローラ23による本曲げ(本へミング)が施されることになるので、プリへミングローラ18またはヘミングローラ23とバックアップローラ20との相対距離、すなわちプリへミングローラ18またはヘミングローラ23とバックアップローラ20との回転中心間距離は、加工完了時のヘミング加工部位の曲げ度合い(予備曲げ度合いまたは本曲げ度合い)に応じて予め設定されている。なお、図5,6では図2のパネル3は図示省略している。
Then, the hemming portion of the
図5に示したプリへミングローラ18は、図7の(A)に詳細を示すように、予備曲げ(プリへミング)のために円錐台状をなしていて、角柱状のアダプタ19の中心から所定量Ofだけオフセットした小径軸部19aに回転可能に軸受支持されているとともに、アダプタ19を支持部として図5のホルダ部15に着脱可能に支持される。そして、上記オフセット量Ofが図5においてヘミング加工ヘッド7の移動方向(加工進行方向であって図5の紙面と直交方向)となり、且つアダプタ19よりも小径軸部19aがヘミング加工ヘッド7の移動方向後方側となるようにアダプタ19がホルダ部15に支持される。
The
他方、図6に示したへミングローラ23は、図7の(B)に詳細を示すように、本曲げ(本へミング)のために単純円円筒状をなしていて、角柱状のアダプタ24と同一軸線上に位置する小径軸部24aに回転可能に軸受支持されているとともに、アダプタ24を支持部として図6のホルダ部15に着脱可能に支持される。
On the other hand, as shown in detail in FIG. 7B, the hemming
そして、プリへミングローラ18とヘミングローラ23とが同時にホルダ部15に装着されることはないものの、予備曲げ時と本曲げ時とに共通して使用されるホルダ部15およびバックアップローラ20を基準とするならば、後述する図9に示すように、本曲げ時のヘミングローラ23は予備曲げ時のプリへミングローラ18よりもオフセット量Ofだけヘミング加工ヘッド7の移動方向前方側に位置するように設定されていることになる。
Although the
また、ガイドヨーク部17には、ヘミングダイ6の縦壁部6bを厚み方向の両側(バックアップローラ20の回転中心方向の両側)から挟み込む案内部材としての複数のガイドローラ21,22が回転可能に設けられている。ここでは、縦壁部6bの背面側にヘミングダイ6の長手方向に沿って前後一対のガイドローラ21を配置するとともに、縦壁部6bの前面側に上下で対をなすガイドローラ22をヘミングダイ6の長手方向に沿って前後二箇所に配置してある。これにより、プリへミングローラ18またはヘミングローラ23を支持していることになるヘミング加工ヘッド7は、ヘミングダイ6に対しバックアップローラ20によって上下方向位置が拘束されているとともに、複数のガイドローラ21,22によって図5,6の左右方向での位置が拘束されている。なお、案内部材としてのガイドローラ21,22に代えて、ニードル、ボール等の他の転動体のほか、摩擦係数の小さな固定式の摺動部材を用いても良い。
In addition, a plurality of
このように、ヘミング加工ヘッド7側のバックアップローラ20および複数のガイドローラ21,22が実質的にヘミングダイ6の縦壁部6bを抱持しているので、図4のボールねじ11のスクリューシャフト10の軸心方向に沿って直線的な送り、例えば図4のスクリューシャフト10の左端部から右端部側に向かって直線的な送りを付与すれば、ヘミング加工ヘッド7は自律的に首振り旋回しながらヘミングダイ6の曲率に倣ってそのヘミングダイ6の長手方向に移動することになる。そして、ヘミング加工ヘッド7の移動に伴って、プリへミングローラ18またはヘミングローラ23がパネル1a側のヘミングフランジ部4に沿って転動するとともに、ヘミングダイ6と協働して、パネル1a側のヘミングフランジ部4に縁曲げとして予備曲げまたは本曲げを施すことになる。
Thus, since the
ここで、図8はヘミングダイ6の一端部付近の展開図を示している。ヘミングダイ6はその長手方向の大部分を縦壁部6bの幅寸法が一定した一般部L1が占めているものの、一般部L1の端末側には縦壁部6bの幅寸法が一般部L1の幅寸法よりも小さい幅狭部L3と、一般部L1と幅狭部L3との間にあって且つ縦壁部6bの幅寸法が幅狭部L3側から一般部L1側に向かって漸次増加しつつ一般部L1側の幅寸法をもって収束している徐変部L2とが設けられている。すなわち、徐変部L2では、バックアップローラ20のための案内面となる縦壁部6bの下端面が、幅狭部L3側から一般部L1側に向かって下り勾配となる傾斜面6cとして形成されている。なお、符号Qは例えばヘミングローラ23の中心位置の軌跡を示している。
Here, FIG. 8 shows a development view near one end of the hemming die 6. The hemming die 6 occupies most of the longitudinal direction by the general portion L1 having a constant width dimension of the
このような構造は、ヘミングダイ6の一端部とは反対側の他端部側についても同様であり、当該構造は、後述するように、ヘミング加工部位が車体のいわゆる外板面を含むものであるために、ヘミング加工に伴うパネル外表面での歪みや凹凸等の二次的不具合の発生を防止するために採用されているものである。 Such a structure is the same for the other end side opposite to the one end of the hemming die 6, and this structure is because the hemming portion includes a so-called outer plate surface of the vehicle body, as will be described later. In addition, it is employed to prevent the occurrence of secondary defects such as distortion and unevenness on the outer surface of the panel due to hemming.
したがって、本実施の形態によれば、先に説明したように、例えば図4のスクリューシャフト10の左端部から右端部側に向かって直線的な送りを付与すれば、ヘミング加工ヘッド7は自律的に首振り旋回しながらヘミングダイ6の曲率に倣ってヘミングダイ6の長手方向に移動することになる。
Therefore, according to the present embodiment, as described above, for example, if linear feed is applied from the left end portion of the
例えば、図6のようにヘミングローラ23が装着されたヘミング加工ヘッド7の場合には、ヘミング加工ヘッド7の移動に伴いヘミングローラ23がパネル1a側のヘミングフランジ部4に沿って転動し、ヘミングダイ6と協働してパネル1a側のヘミングフランジ部4に本曲げ(本ヘミング)を施すことになる。なお、ヘミング加工ヘッド7はヘミングダイ6の曲率に倣って移動するために、ボールねじ11による直線的な送りとしては、ヘミング加工ヘッド7が移動することができるだけの推力を与えるだけで足り、よってボールねじ11による直線的な送りとしてはきわめて小さな送り力で済むことになる。
For example, in the case of the hemming
この場合において、図8に示すように、ヘミングローラ23と一対のバックアップローラ20とのなす相対距離が一定であるのに対して、ヘミングダイ6の一端部側では、一般部L1の前段側に、縦壁部6bの幅寸法が小さい幅狭部L3と、縦壁部6bの幅寸法が幅狭部L3側から一般部L1側に向かって徐変する徐変部L2と、を設けてある。
In this case, as shown in FIG. 8, the relative distance between the hemming
そのため、へミングローラ23とバックアップローラ20との間にヘミングダイ6とともにパネル1aを挟み込んだ上で、ヘミング加工ヘッド7がヘミングダイ6の長手方向に移動したとしても、へミングローラ23が幅狭部L3を通過し終わるまでは、へミングローラ23はパネル1a側のヘミングフランジ部4の端縁にわずかに接触するだけとなる。これは、へミングローラ23が幅狭部L3を通過し終わるまでは、へミングローラ23がヘミングフランジ部4に対して十分な加圧力(曲げ荷重)を及ぼさず、本曲げ(本ヘミング)が施されないことを意味している。
Therefore, even when the hemming die 6 is sandwiched between the hemming
この後、ヘミング加工ヘッド7のさらなる移動に伴いへミングローラ23が徐変部L2に至ると、徐変部L2の下端面が傾斜面6cとなっているために相対的にヘミング加工ヘッド7がへミングダイ6に対し徐々に引き下げられるようになる。そのため、へミングローラ23がパネル1a側のヘミングフランジ部4に及ぼす加圧力が徐々に大きくなり、ヘミングフランジ部4では不完全ながら曲げ度合いが徐変するかたちで本曲げ(本へミング)が施され始める。つまり、ヘミングフランジ部4にも徐変部4aが形成されることになる。
Thereafter, when the hemming
さらに、ヘミング加工ヘッド7がヘミングダイ6の一般部L1に至ると、一般部L1では縦壁部6bの幅寸法が一定したものとなるので、パネル1a側のヘミングフランジ部4が予め設定してある曲げ度合いのもとで長手方向で均等に本曲げ(本へミング)が施されることになる。このような状態は、ヘミングダイ6の他端部側においても同様であり、本曲げ(本へミング)が施されたパネル1aのホイールアーチ部2では、その長手方向両端部に、幅狭部L3に相当するプリヘミング未加工部位と、徐変部L2に相当する不完全プリへミング加工部位である徐変部4aとがそれぞれ付帯したままとなる。
Further, when the hemming
そして、本曲げ(本ヘミング)が施されたホイールアーチ部2全体についてみた場合、加工始終端と一般部L1との間に、上記のような幅狭部L3に相当するヘミング未加工部位と不完全へミング加工部位である徐変部4aとが介在しているために、加工始終端と一般部L11との間での本曲げ(本へミング)のための急激な加圧力の変化が緩和もしくは回避され、パネル1aの外表面での歪みや凹凸等の二次的不具合の発生を未然に防止することができるようになる。
When the entire wheel
なお、ホイールアーチ部2では、上記のようなヘミング未加工部位と徐変部4aの存在は機能上許容され、それによってもたらされるパネル1a,3間の隙間は、車体が塗装工程に投入されるまでのシーリング工程において例えばシーラント等で埋められることになる。
In the wheel
また、図5,8に示すように、図6のヘミングローラ23に代えて図5のプリヘミングローラ18を装着したヘミング加工ヘッド7を用いて予備曲げ(プリへミング)を施す場合であっても、それぞれのローラ18,23の外周面が円筒面であるか円錐面であるかの違いだけであり、図8に示した加工時の挙動は基本的には同様である。そして、プリへミングローラ18を装着した図5のヘミング加工ヘッド7を用いて最初に予備曲げ(プリへミング)を行い、予備曲げが終了したならばヘミング加工ヘッド7からプリへミングローラ18をアダプタ19ごと取り外す一方で、アダプタ24に支持されているヘミングローラ23を新たに装着して、そのへミングローラ23を装着した図6のヘミング加工ヘッド7を用いて本曲げ(本へミング)を施すことになる。
Further, as shown in FIGS. 5 and 8, the pre-hemming is performed by using the hemming
ただし、図7の(A)に示したように、プリへミングローラ18は同図(B)のヘミングローラ23と比べて加工進行方向後方側にオフセット量Ofを有しているので、バックアップローラ20を基準とするならば、プリへミングローラ18はヘミングローラ23に比べてオフセット量Ofだけ遅れて加工が進行することになる。
However, as shown in FIG. 7A, the
先に説明したように、プリへミングローラ18による予備曲げ(プリへミング)とヘミングローラ23による本曲げ(本ヘミング)とが同時並行的に行われることはないものの、図9はヘミングダイ6を基準とした場合のプリへミングローラ18とヘミングローラ23との関係を示している。同図から明らかなように、ヘミングローラ23に対しプリへミングローラ18が加工進行方向後方側にオフセット量Ofを有しているが故に、プリヘミングローラ18とヘミングローラ23とでは前後一対のバックアップローラ20に対する相対距離が変化することになる。
As described above, although the preliminary bending (pre-hemming) by the
ただし、図9では、あくまで一例として、ヘミングダイ6の徐変部L2の距離がヘミングダイ6に対する一対のバックアップローラ20の接点間距離Wよりも小さい場合を示していて、同時に、プリヘミングローラ18とヘミングローラ23との最大直径部での比較例を示している。
However, FIG. 9 shows a case where the distance of the gradually changing portion L2 of the hemming die 6 is smaller than the distance W between the contacts of the pair of
そして、図9では、プリへミングローラ18がヘミングダイ6の徐変部L2とその前後を通過する際の当該プリへミングローラ18の外周面の軌跡を符号M1で示し、同様にへミングローラ23がヘミングダイ6の徐変部L2とその前後を通過する際の当該へミングローラ23の外周面の軌跡を符号M2で示している。同図から明らかなように、プリヘミングローラ18とヘミングローラ23とでは、ヘミングダイ6の徐変部L2とその前後を通過する際の軌跡が微妙に変化している。このことは、プリヘミングローラ18とヘミングローラ23とでは、ヘミングフランジ部4に及ぼす曲げ力負荷位置と曲げタイミングとが微妙に異なることを意味している。そのため、ヘミングダイ6に徐変部L2を設定してあることとの相乗効果によって、加工始終端と一般部L11との間での予備曲げ(プリヘミング)や本曲げ(本へミング)に伴う急激な曲げ荷重(加圧力)の変化が緩和もしくは回避され、パネル1aの外表面での歪みや凹凸等の二次的不具合の発生を一段と防止することができるようになる。
In FIG. 9, the trajectory of the outer peripheral surface of the
ここで、図7,9に示すプリヘミングローラ18が有するオフセット量Ofの大きさは、予め実験あるいは試作等を行って適宜設定するものとする。また、プリへミングローラ18に関し、図10の(A),(B)に示すように、前後方向(矢印a1方向)および上下方向(矢印a2方向)について、シムプレート25aまたは25bを用いてその位置を適宜微調整することがパネル1aの外表面での歪みや凹凸等の二次的不具合の発生を防止する上でより望ましい。これはヘミングローラ23についても同様とする。
Here, the magnitude of the offset amount Of of the
図11は図5のヘミング加工ヘッド7をより具体化した詳細図を示し、図5と同等部分には同一符号を付してある。この図11に示したヘミング加工ヘッド7では、本体部16における水平なベース部16aに側面が開放されたホルダ部15が固定されていて、このホルダ部15に対して、プリへミングローラ18が支持されている角柱状のアダプタ19が着脱可能に装着されている。また、プリンへミングローラ18をその回転中心方向から見た正面視において、プリンへミングローラ18を挟んでその前後にガイドローラ21と22とがそれぞれに位置している。
FIG. 11 shows a detailed view of the hemming
そして、前後一対の一方のガイドローラ21,21同士のなす距離であるところのスパンはもう一方の前後のガイドローラ同士22,22のスパンと同じ大きさに設定されているとともに、一対のバックアップローラ20,20同士のスパンはガイドローラ21,21同士またはガイドローラ22,22同士のスパンよりもわずかに小さく設定されている。さらに、図11のヘミング加工ヘッド7においても先に図10で説明したシムプレート25aまたは25bが使用されている。
The span, which is the distance between the pair of front and
図12〜14は本発明に係るロールヘミング加工装置の第2の実施の形態としてヘミング加工ヘッド7の別の例を示している。ただし、先に説明した図11と共通する部分には同一符号を付してある。
12 to 14 show another example of the hemming
この図12〜14に示すヘミング加工ヘッド7では、図11と比較すると明らかなように、前後一対のバックアップローラ20,20同士を接近させて、そのバックアップローラ20,20同士のなす距離(スパン)を極小化している一方、ヘミングダイ6の縦壁部6b(図5,6参照)を挟んでその背面側に位置することになるガイドローラ31を単一のものとしているとともに、ヘミングダイ6の縦壁部6bを挟んでその前面側に位置することになるガイドローラ32を上下一対のもののみとしている。そして、図13に示すようにヘミング加工ヘッド7の正面視、すなわちプリへミングローラの18をその回転中心方向から見た場合においては、プリへミングローラ18の回転中心と直交する鉛直軸線C上に各ガイドローラ31,32が揃えられていることになる。
In the hemming
このように一対のバックアップローラ20,20同士のスパンが極小化され、且つ図13の鉛直軸線C上に各ガイドローラ31,32が揃えられていることは、図4に示したように円弧状に湾曲しているヘミングダイ6の曲率に倣わせてヘミング加工ヘッド7を追従移動させる際にその追従性が良好になる一方で、逆にヘミング加工ヘッド7の首振り旋回自由度が大きくなりすぎて、かえってヘミング加工ヘッド7の姿勢が不安定になるおそれがある。
In this way, the span between the pair of
そこで、図12〜14のヘミング加工ヘッド7においては、同図に示すように本体部16におけるガイドヨーク部17の一部をガイドローラ31側に向かって張り出させて摺動ガイド部として平坦なガイド面30を形成し、ヘミング加工ヘッド7がヘミングダイ6に倣って移動する際に、上記ガイド面30をヘミングダイ6の縦壁部6bに摺接させるようにしてある。
Therefore, in the hemming
したがって、この第2の実施の形態によれば、先に説明したように、一対のバックアップローラ20,20同士のスパンが極小化され、且つ図13の鉛直軸線C上に各ガイドローラ31,32が揃えられていたとしても、平坦なガイド面30を併用していることによって、ヘミング加工ヘッド7の首振り旋回自由度が大きくなりすぎてヘミング加工ヘッド7の姿勢が不安定になることがなく、ヘミングダイ6に倣ってヘミング加工ヘッド7が追従移動する際にそのヘミング加工ヘッド7の姿勢が安定化することになる。その結果として、先の第1の実施の形態におけるヘミング加工ヘッド7と同様の効果が得られることになる。
Therefore, according to the second embodiment, as described above, the span between the pair of
なお、図11および図12〜14に示したヘミング加工ヘッド7では、アダプタ19とプリへミングローラ18との間に図7の(A)のようなオフセット量Ofを有していない。この場合には、予備曲げに続く本曲げの際に、図7の(B)に示すプリへミングローラ18に代わって用いられることになるヘミングローラ23とそれを支持するアダプタ24との関係において、同図(A)のオフセット量Ofとは逆方向のオフセット量を持たせれば、第1の実施の形態ものと同様に所期の目的を達成することができる。
The hemming
ここで、参考までに、従来の一般的なロールヘミング工法と本実施の形態でのロールヘミング工法とを比較してみることとする。従来の一般的なロールヘミング工法では、例えば特開平6−344037号公報および特開2000−246351号公報のように、へミング加工に必要な加圧力、すなわちヘミングローラとバックアップローラとが互いに接近する方向での一定の加圧力を空圧シリンダあるいは油圧シリンダ等のアクチュエータによって得るようにしていることから、ヘミング加工に必要な加圧力を積極的には可変制御することはできない。 Here, for reference, let us compare the conventional general roll hemming method with the roll hemming method in the present embodiment. In the conventional general roll hemming method, for example, as disclosed in JP-A-6-344037 and JP-A-2000-246351, the pressurizing force necessary for hemming, that is, the hemming roller and the backup roller approach each other. Since a constant pressing force in the direction is obtained by an actuator such as a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder, the pressing force required for hemming cannot be actively variably controlled.
そのため、例えば図15に示すように、特にヘミング加工の始端部では、上記のような徐変区間を経ることなく、部位Rにおいていきなりアクチュエータを加圧源とするヘミングローラ28による大きな加圧力が加わることになるので、母材であるパネル外表面に凹凸や歪み等の品質不具合が発生することがある。この傾向は、パネル自体が所定の三次元形状に予め成形されていて、しかもヘミングフランジ部が伸びフランジ部となるホイールアーチ部では特に顕著となる。これに対して本実施の形態では、先にも説明したようにかかる二次的不具合を確実に防止することができるほか、空圧シリンダあるいは油圧シリンダ等のアクチュエータを用いることなく所期の目的を達成することができる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 15, particularly at the start end of hemming, a large pressure is applied suddenly by the hemming
また、上記実施の形態では、共通のヘミング加工ヘッド7を用いることを前提とした上で、プリへミングローラ18とヘミングローラ23とをその都度交換する場合の例を示したが、ヘッド交換方式を採用しても良い。この場合には、プリへミングローラ18を装着したヘミング加工ヘッド7とヘミングローラ23を装着したヘミング加工ヘッド7とを個別に用意しておき、これらの双方のヘミング加工ヘッド7を選択的に使い分けることになる。
In the above embodiment, an example in which the
さらに、図8に示した傾斜方向の異なる徐変部L2と幅狭部L3とを併用することを前提とするならば、加工対象となるパネルの造形等によっては、これらの徐変部L2と幅狭部L3とを必要に応じてヘミングダイ6の端部ではなく長手方向中央部に設定するも可能である。 Furthermore, if it is assumed that the gradually changing portion L2 and the narrow portion L3 having different inclination directions shown in FIG. 8 are used in combination, depending on the modeling of the panel to be processed, these gradually changing portions L2 and The narrow portion L3 can be set not at the end portion of the hemming die 6 but at the central portion in the longitudinal direction as necessary.
さらにまた、上記実施の形態のロールヘミング加工装置は、ホイールアーチ部2以外の縁曲げにも対応できることはもちろんのこと、曲率を有する部位だけでなく、必要に応じて直線部の縁曲げにも対応することが可能である。
Furthermore, the roll hemming processing apparatus according to the above-described embodiment can cope with edge bending other than the wheel
1…ボディサイドパネル
1a…ボディサイドアウタパネル
2…ホイールアーチ部
6…ヘミングダイ
6a…傾斜面
7…ヘミング加工ヘッド
8…アーム部材
9…スライダ(移動体)
10…スクリューシャフト
11…ボールねじ(送り付与手段)
13…モータ(回転駆動手段)
15…ホルダ部
16…本体部(支持体)
18…縁曲げローラとしてのプリへミングローラ(予備曲げローラ)
19…アダプタ
20…バックアップローラ
21…ガイドローラ(案内部材)
22…ガイドローラ(案内部材)
23…縁曲げローラとしてのへミングローラ(本曲げローラ)
24…アダプタ
30…ガイド面(摺動ガイド部)
31…ガイドローラ(案内部材)
32…ガイドローラ(案内部材)
L1…一般部
L2…徐変部
Of…オフセット量
DESCRIPTION OF
10 ...
13. Motor (rotation drive means)
15 ...
18: Pre-hemming roller (preliminary bending roller) as an edge bending roller
DESCRIPTION OF
22 ... Guide roller (guide member)
23. Hemming roller as a bending roller (main bending roller)
24 ...
31 ... Guide roller (guide member)
32 ... Guide roller (guide member)
L1 ... General part L2 ... Gradual change part Of ... Offset amount
Claims (13)
上記ダイは、縁曲げローラとバックアップローラとの間に挟み込まれる幅寸法が加工進行方向で一定幅寸法のものとして形成されているとともに、加工進行方向の一部に上記一定幅寸法を最大幅寸法としてその幅寸法が徐変する徐変部が形成されていて、
上記加工ヘッドに支持された縁曲げローラとしての予備曲げローラとバックアップローラとの間に、ダイ上に位置決めされているパネルの端部をダイと共に挟み込んだ上で、加工ヘッドをダイに沿って移動させることによりパネルの端部に予備曲げを施す予備曲げ工程と、
上記加工ヘッドに支持された縁曲げローラとしての本曲げローラとバックアップローラとの間に、ダイ上のパネルの予備曲げ部位をダイと共に挟み込んだ上で、加工ヘッドをダイに沿って移動させることによりパネルの端部に本曲げを施す本曲げ工程と、
を含んでいて、
上記支持体に対する予備曲げローラの回転中心位置と、同じく支持体に対する本曲げローラの回転中心位置とを、加工進行方向において互いにオフセットさせた状態でそれぞれの縁曲げを施すことを特徴とするロールヘミング加工方法。 Using a processing head in which each of the edge bending roller and the backup roller is individually supported by the same support, the edge of the panel positioned on the die is fixed while keeping the relative distance between the edge bending roller and the backup roller constant. A roll hemming method for bending,
The die is formed so that the width dimension sandwiched between the edge bending roller and the backup roller is a constant width dimension in the processing progress direction, and the constant width dimension is set to a maximum width dimension in a part of the processing progress direction. As the gradual change portion whose width dimension gradually changes is formed,
The edge of the panel positioned on the die is sandwiched between the pre-bending roller as the edge bending roller supported by the processing head and the backup roller, and the processing head is moved along the die. A pre-bending step of pre-bending the end of the panel by allowing
By sandwiching the preliminary bending part of the panel on the die together with the die between the main bending roller as the edge bending roller supported by the processing head and the backup roller, and moving the processing head along the die. A main bending process in which the end of the panel is subjected to a main bending;
Including
Roll hemming characterized in that edge bending is performed in a state in which the rotation center position of the pre-bending roller with respect to the support and the rotation center position of the main bending roller with respect to the support are offset from each other in the processing progress direction. Processing method.
上記徐変部ではバックアップローラ案内面が傾斜していることを特徴とする請求項3に記載のロールヘミング加工方法。 The panel is positioned on one surface of the die, and the backup roller rolls on the backup roller guide surface opposite to the one surface.
4. The roll hemming method according to claim 3, wherein the back-up roller guide surface is inclined at the gradual change portion.
上記バックアップローラはその回転中心が縁曲げローラである予備曲げローラまたは本曲げローラの回転中心と平行であって、上記加工ヘッドには一対のバックアップローラが加工進行方向に並設されていることを特徴とするロールヘミング加工装置。 In the roll hemming processing apparatus used for the roll hemming processing method according to claim 5 or 6,
The backup roller has a rotation center parallel to the rotation center of the pre-bending roller or the main bending roller, which is an edge bending roller, and a pair of backup rollers are arranged in parallel in the processing advancing direction on the processing head. A roll hemming processing device.
上記加工ヘッドは、ダイをバックアップローラの回転中心方向の両側から挟み込む案内部材を有していることを特徴とするロールヘミング加工装置。 In the roll hemming processing apparatus according to claim 7,
The roll hemming processing apparatus according to claim 1, wherein the processing head includes a guide member that sandwiches the die from both sides in the rotation center direction of the backup roller.
上記案内部材はガイドローラであって、
上記ダイの両側において縁曲げローラである予備曲げローラまたは本曲げローラを挟んでその前後にそれぞれにガイドローラが設けられていることを特徴とするロールヘミング加工装置。 In the roll hemming processing apparatus according to claim 8,
The guide member is a guide roller,
A roll hemming apparatus characterized in that a guide roller is provided on each side of the die on both sides of a pre-bending roller or a main bending roller which is an edge bending roller.
上記案内部材はダイの両側に設けられたガイドローラであって、
上記縁曲げローラである予備曲げローラまたは本曲げローラをその回転中心方向から見た場合に、当該回転中心と直交する軸線上にそれぞれのガイドローラが設けられていることを特徴とするロールヘミング加工装置。 In the roll hemming processing apparatus according to claim 8,
The guide members are guide rollers provided on both sides of the die,
Roll hemming processing, characterized in that, when the pre-bending roller or the main bending roller as the edge bending roller is viewed from the rotation center direction, each guide roller is provided on an axis perpendicular to the rotation center. apparatus.
上記加工ヘッドには、ダイと摺動可能な摺動ガイド部が加工進行方向でガイドローラと近接配置されていることを特徴とするロールヘミング加工装置。 In the roll hemming processing device according to claim 10,
A roll hemming processing apparatus, wherein a sliding guide portion slidable with a die is disposed in the processing head in the proximity of the guide roller in the processing progress direction.
上記加工ヘッドはアーム部材に首振り旋回可能に支持されていて、
上記アーム部材に対しアーチ状の縁曲げ部位の弦に平行な方向に直線的な送りを付与することにより、加工ヘッドが首振り旋回しながらダイの曲率に倣って移動して予備曲げおよび本曲げをそれぞれ施すようになっていることを特徴とするロールヘミング加工装置。 In the roll hemming processing device according to any one of claims 7 to 11,
The processing head is supported by the arm member so as to be swingable,
By applying a linear feed to the arm member in a direction parallel to the chord at the arched edge bending portion, the machining head moves in accordance with the curvature of the die while swinging and swinging, thereby performing preliminary bending and main bending. A roll hemming processing device characterized in that each is provided.
上記アーム部材を上記直線的な送り方向と直交方向にスライド可能に案内支持している移動体と、
この移動体に上記直線的な送りを付与する送り付与手段と、
を備えていて、
上記移動体に上記直線的な送りを付与することにより、アーム部材の進退移動と並行して加工ヘッドが首振り旋回するようになっていることを特徴とするロールヘミング加工装置。 In the roll hemming processing apparatus according to claim 12,
A moving body that guides and supports the arm member so as to be slidable in a direction orthogonal to the linear feed direction;
Feed applying means for applying the linear feed to the moving body;
With
A roll hemming processing device, wherein the processing head swings and swings in parallel with the advance and retreat movement of the arm member by applying the linear feed to the moving body.
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