JP6454561B2 - パネルベンダー及びヘミング加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに対して正曲げ加工、逆曲げ加工、及びヘミング加工を行うためのパネルベンダー、及びワークの曲げフランジに対してヘミング加工を行うヘミング加工方法に関する。

従来のパネルベンダーによるヘミング加工について図面を参照して簡単に説明すると、次のようになる。なお、図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指している。

即ち、図６（ａ）に示すように、パネルベンダー１０１を適宜に作動させることによりワークＷに対して鋭角な正曲げ加工を行って曲げフランジＷｆを形成した後に、ワークＷの曲げフランジＷｆがトップダイ（上部押え金型）１０３とボトムダイ（下部押え金型）１０５の間に介在（位置）するように、ワーク搬送装置１０７によってワークＷをボトムダイ１０５に対して位置決めする。そして、図６（ｂ）に示すように、トップダイ１０３によってワークＷの曲げフランジＷｆをボトムダイ１０５側へ押圧することにより、ワークＷの曲げフランジＷｆを押し潰すことができる。

一方、図７（ａ）に示すように、ワークＷの曲げフランジＷｆの端部に別のフランジ（製品フランジ）等の成形部Ｗｓが形成されている場合には、トップダイ１０３によってワークＷの曲げフランジＷｆのみを押し潰すことができない。そのため、ワーク搬送装置１０７によってワークＷをボトムダイ１０５に対して位置決めした後に、逆曲げ用ベンド金型１０９を備えたベンドビーム（図示省略）を奥行方向の一方側（前方向）へ移動させることにより、逆曲げ用ベンド金型１０９の先端部をワークＷの曲げフランジＷｆ（曲げフランジＷｆの一部）に当接させる。そして、図７（ｂ）に示すように、ベンドビームを下方向へ移動させることにより、逆曲げ用ベンド金型１０９によってワークＷの曲げフランジＷｆを下方向へ押圧して、ワークＷの成形部Ｗｓの形状を維持した状態で、ワークＷの曲げフランジＷｆのみを押し潰すことができる。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。

特開２００１−１９８６２９号公報 特開２００１−２１９２２３号公報

ところで、ワークＷの曲げフランジＷｆの端部に成形部Ｗｓが形成されている場合には、前述のように、トップダイ１０３ではなく、逆曲げ用ベンド金型１０９によってワークＷの曲げフランジＷｆを下方向へ押圧しており、ヘミング加工中におけるボトムダイ１０５に対するワークＷの支持状態が安定していない。その結果、ワークＷの厚みが薄い等、ワークＷ自体の剛性が小さいと、ワークＷの曲げフランジＷｆを押し潰す際に、ワークＷに反り等の変形が生じ、ヘミング加工済みのワーク（製品）の外観品質（製品精度）の低下を招くことになる。そのため、通常、図８（ａ）（ｂ）に示すように、トップダイ１０３の下面に対して着脱可能な補助押え金型１１１を用い、補助押え金型１１１によってワークＷを下方向へ押圧してボトムダイ１０５に対して固定することにより、ワークＷに反り等の変形が生じることを抑えて、ヘミング加工の加工済みのワークの外観品質を確保している。

しかしながら、ボトムダイ１０５の下面に対する補助押え金型１１１の装着動作（装着動作と離脱動作）に多くの時間を要し、パネルベンダー１０１の生産性の低下を招くことになる。つまり、ワークＷの曲げフランジＷｆの端部に成形部Ｗｓが形成されている場合において、ヘミング加工済みのワークＷの外観品質を確保しつつ、パネルベンダー１０１の生産性の向上を図ることが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のパネルベンダー及びヘミング加工方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、ワークに対して正曲げ加工、逆曲げ加工、及びヘミング加工を行うためのパネルベンダーにおいて、上側にボトムダイ（下部押え金型）を備えた下部テーブルと、前記下部テーブルに対して上下方向へ移動可能であって、下側にワークを前記ボトムダイ側へ押圧する（換言すれば、前記ボトムダイと協働してワークをクランプする）トップダイ（上部押え金型）を備えた上部テーブルと、前記下部テーブルの背面側（後方）に設けられ、上下方向かつ奥行方向へ移動可能であって、逆曲げ加工を行うための逆曲げ用ベンド金型と正曲げ加工を行うための正曲げ用ベンド金型を上下に離隔して備えたベンドビームと、を具備し、前記ボトムダイの上面に、ワークの鋭角な曲げフランジの端部に成形部が形成されかつ前記逆曲げ用ベンド金型によってワークの曲げフランジを押し潰す場合に、ワークを下方向から吸着する吸着部が設けられていることを要旨とする。ここで、複数の前記吸着部が前記ボトムダイの長手方向に沿って間隔を置いて配置されていることが望ましい。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたこと、及び形成されることを含む意である。また、「移動」とは、揺動を含む意であって、「奥行方向」とは、パネルベンダーの奥行方向のことをいう。

本発明の第１の特徴によると、ワークの曲げフランジが前記トップダイと前記ボトムダイの間に介在するように、ワークを前記ボトムダイに対して位置決めする。そして、前記吸着部によってワークを下方向から吸着することにより、ワークを前記ボトムダイの上面に対して固定する。

ワークを前記ボトムダイの上面に対して固定した後に、前記ベンドビームを前記下部テーブル（前記ボトムダイ）に対して接近する奥行方向の一方側（前方向）へ移動させることにより、前記逆曲げ用ベンド金型の先端部をワークの曲げフランジ（曲げフランジの一部）に当接又は近接させる。そして、前記ベンドビームを下方向へ移動させることにより、前記逆曲げ用ベンド金型によってワークの曲げフランジを下方向へ押圧して、ワークの曲げフランジを押し潰す。

要するに、前記ボトムダイの上面にワークを下方向から吸着する前記吸着部が設けられているため、補助押え金型を用いることなく、ワークの曲げフランジを押し潰す前に、前記吸着部に関する簡単な操作（動作）によってワークを前記ボトムダイの上面に対して固定することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴からなるパネルベンダーを用いて、ワークに対して鋭角な正曲げ加工を行って曲げフランジを形成した後に、ワークの曲げフランジに対してヘミング加工を行うヘミング加工方法において、ワークの曲げフランジが前記トップダイと前記ボトムダイの間に介在（位置）するように、ワークを前記ボトムダイに対して位置決めする位置決めステップと、前記位置決めステップの終了後に、ワークの鋭角な曲げフランジの端部に成形部が形成されている場合に、前記吸着部によってワークを下方向から吸着することにより、ワークを前記ボトムダイの上面に対して固定する固定ステップ（吸着ステップ）と、前記固定ステップの終了後に、前記ベンドビームを前記下部テーブル（前記ボトムダイ）に対して接近する奥行方向の一方側（前方向）へ移動させることにより、前記逆曲げ用ベンド金型の先端部をワークの曲げフランジ（曲げフランジの一部）に当接又は近接させる当接・近接ステップと、前記当接・近接ステップの終了後に、前記ベンドビームを下方向へ移動させることにより、前記逆曲げ用ベンド金型によってワークの曲げフランジを下方向へ押圧して、ワークの曲げフランジを押し潰す押し潰しステップ（ヘミングステップ）と、を具備したことを要旨とする。

本発明の第２の特徴によると、本発明の第１の特徴による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、補助押え金型を用いることなく、ワークの曲げフランジを押し潰す前に、前記吸着部に関する簡単な操作によってワークを前記ボトムダイの上面に対して固定できるため、ワークの曲げフランジの端部に成形部が形成されている場合においても、ワークに反り等の変形が生じることを抑えて、ヘミング加工済みのワーク（製品）の外観品質（製品精度）を十分に確保しつつ、前記パネルベンダーの生産性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るパネルベンダーの側断面図である。 図２（ａ）は、本発明の実施形態に係るボトムダイの平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるIIB-IIB線に沿った断面図である。 図３（ａ）は、本発明の実施形態の変形例に係るボトムダイの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるIIIB-IIIB線に沿った断面図である。 図４（ａ）は、本発明の実施形態に係るヘミング加工方法における位置決めステップを説明する模式図、図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係るヘミング加工方法における固定ステップを説明する模式図である。 図５（ａ）は、本発明の実施形態に係るヘミング加工方法における当接・近接ステップを説明する模式図、図５（ｂ）は、本発明の実施形態に係るヘミング加工方法における押し潰しステップを説明する模式図である。 図６（ａ）（ｂ）は、従来のパネルベンダーによるヘミング加工を説明する模式図である。 図７（ａ）（ｂ）は、従来のパネルベンダーによるヘミング加工を説明する模式図である。 図８（ａ）（ｂ）は、押え補助金型を用いた従来のパネルベンダーによるヘミング加工を説明する模式図である。

本発明の実施形態ついて図面を参照して説明する。なお、図面中、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指している。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るパネルベンダー１は、板状のワークＷに対して正曲げ加工、逆曲げ加工、及びヘミング加工を行うための曲げ加工機である。そして、本発明の実施形態に係るパネルベンダー１の具体的な構成等については、以下のようになる。

パネルベンダー１は、左右方向へ延びた下部フレーム（本体フレーム）３をベースとして具備している。また、下部フレーム３の前部（前側）には、左右方向へ延びた下部テーブル５が一体的に連結されており、この下部テーブル５は、上側に、左右方向へ延びたボトムダイ（下部押え金型）７を備えている。

下部フレーム３の後部（後側）には、複数（１つのみ図示）の連結フレーム９の基端部（後端部）がヒンジピン１１を介して上下方向へ移動可能（揺動可能）に連結されており、複数の連結フレーム９の先端部（前端部）には、左右方向へ延びた上部テーブル１３が一体的に連結されている。換言すれば、下部フレーム３には、上部テーブル１３が連結フレーム９及びヒンジピン１１を介して設けられており、上部テーブル１３は、下部テーブル５に対してヒンジピン１１を中心として上下方向へ移動可能（揺動可能）になっている。また、上部テーブル１３は、下側に、ワークＷをボトムダイ７側へ押圧する（換言すれば、ボトムダイ７と協働してワークＷをクランプする）トップダイ（上部押え金型）１５を着脱可能に備えており、トップダイ１５は、その長手方向（トップダイ１５の長手方向）に沿ってセグメント化されている。そして、適宜の連結フレーム９には、上部テーブル１３を上下方向へ移動させるためのクランプ用サーボモータ１７が設けられており、このクランプ用サーボモータ１７は、トップダイ１５とボトムダイ７の協働によりワークＷをクランプし又はアンクランプ（トップダイ１５とボトムダイ７のクランプ状態を解除）する際等に駆動されるものである。なお、クランプ用サーボモータ１７を除く上部テーブル１３を上下方向へ移動させるための構成は、例えば特開２０００−１５３４６号公報、特開平１１−２２６６５２号公報、特開平９−１０８４９号公報等に示すように公知であり、その構成の詳細は省略する。

下部フレーム３の後部には、左右方向へ延びたクランク軸（偏心軸）１９が回転可能に設けられており、このクランク軸１９は、複数（１つのみ図示）の偏心部１９ｅを有している。また、クランク軸１９の各偏心部１９ｅには、連結ビーム２１の基端部（後端部）が回転可能に連結されており、複数（１つのみ図示）の連結ビーム２１の先端部（前端部）には、左右方向へ延びたベンドビーム２３が連結ピン２５を介して上下方向へ移動可能（揺動可能）に連結されている。換言すれば、下部フレーム３における下部テーブル５の背面側（後方）には、ベンドビーム２３がクランク軸１９、連結ビーム２１、及び連結ピン２５を介して設けられている。ベンドビーム２３は、連結ピン２５を中心として上下方向へ移動可能（揺動可能）であって、かつクランク軸１９の回転によって前後方向（パネルベンダー１の奥行方向）へ移動可能になっている。更に、ベンドビーム２３は、下部フレーム３に上下方向へ移動可能に設けられた可動アーム（図示省略）に連結されている。ベンドビーム２３は、先端側（前端側）に、逆曲げ加工を行うための逆曲げ用ベンド金型２７と正曲げ加工を行うための正曲げ用ベンド金型２９を上下に備えている。そして、下部フレーム３の前部の適宜位置には、ベンドビーム２３を上下方向へ移動させるためのベンド用第１サーボモータ３１が設けられており、このベンド用第１サーボモータ３１は、ワークＷに対して曲げ加工又はヘミング加工を行う際等に駆動されるものである。下部フレーム３の後部の適宜位置には、ベンドビーム２３をクランク軸１９を介して前後方向へ移動させるためのベンド用第２サーボモータ３３が設けられており、このベンド用第２サーボモータ３３は、ベンド金型２７，２９とボトムダイ７とのクリアランスの調整及びワークＷに対して鋭角な正曲げ加工を行う際等に駆動されるものである。なお、ベンド用第１サーボモータ３１を除くベンドビーム２３を上下方向へ移動させるため構成、及びベンド用第２サーボモータ３３を除くベンドビーム２３を前後方向へ移動させるため構成は、例えば特開２０００−１５３４６号公報及び特開平１１−２２６６５２号公報、特開平９−１０８４９号公報等に示すように公知であり、それらの構成の詳細は省略する。

図１及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、ボトムダイ７の上面には、エアの吸引力を利用してワークＷを下方向から吸着する複数の吸着孔３５（吸着部の一例）が左右方向（ボトムダイ７の長手方向）に沿って間隔を置いて形成されており、各吸着孔３５の開口形状は、丸孔形状であるが、長孔形状であっても構わない。また、ボトムダイ７の内部には、複数の吸着孔３５に連通した連絡通路３７が形成されており、この連絡通路３７の両端は、ボトムダイ７の側面（一側面又は他側面）側にそれぞれ開口されており、エアを吸引する真空ポンプ（吸引ポンプ）又は吸引ファン等のエア吸引源３９に配管４１を介して接続されている。換言すれば、複数の吸着孔３５は、エア吸引源３９に連絡通路３７及び配管４１を介して接続されている。更に、配管４１の途中には、配管４１を連通状態と遮断状態に切り替えるソレノイド付きの切替バルブ４３が配設されている。

なお、連絡通路３７の両端がボトムダイ７の側面側にそれぞれ開口される代わりに、連絡通路３７の一端がボトムダイ７の一側面（右側面又は左側面）側が開口されかつ連絡通路３７の他端がボトムダイ７の内部に終端されても構わない。また、ボトムダイ７の上面に複数の吸着孔３５が形成される代わりに、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ボトムダイ７の上面に磁力を利用してワークＷを下方向から吸着する複数の電磁石４５が左右方向に間隔を置いて埋設されるようにしても構わない。

図１に示すように、ボトムダイ７（下部テーブル５）の前方には、ワークＷを前後方向へ搬送するためのマニピュレータ４７（ワーク搬送装置の一例）が前後方向へ移動可能に配設されており、このマニピュレータ４７は、ワークＷを上下方向から把持（クランプ）する一対のハンド部材４９，５１を備えている。なお、マニピュレータ４７の構成は、例えば特開号２００６−１０２７７０公報、特開平１１−２１６５１９号公報等に示すように公知であり、その構成の詳細は省略する。

続いて、本発明の実施形態に係るヘミング加工方法について、本発明の実施形態の作用の作用も含めて説明する。

本発明の実施形態に係るヘミング加工方法は、本発明の実施形態に係るパネルベンダー１を用い、ワークＷに対して鋭角な正曲げ加工を行って曲げフランジＷｆを形成した後に、ワークＷの曲げフランジＷｆに対してヘミング加工を行う方法であって、位置決めステップ、固定ステップ（吸着ステップ）、当接・近接ステップ、及び押し潰しステップ（ヘミングステップ）を具備している。そして、本発明の実施形態に係るヘミング加工法における各ステップの具体的な内容は、次のようになる。なお、ワークＷの曲げフランジＷｆの端部には別のフランジ（製品フランジ）等の成形部Ｗｓが形成されており、ヘミング加工を行う前の曲げフランジＷｆ及び成形部Ｗｓは、例えば特開２００１−２０５３４４号公報、特開２００１−２１９２２３号公報等に示す公知の手法によって形成されるものである。

(i)位置決めステップ
図１及び図４（ａ）に示すように、トップダイ１５をボトムダイ７に対して上方向へ離隔させた状態で、一対のハンド部材４９，５１によってワークＷを把持した状態で、マニピュレータ４７を下部テーブル５（ボトムダイ７）に接近する後方向へ移動させて、ワークＷを後方向へ搬送する。これにより、ワークＷの曲げフランジＷｆがトップダイ１５とボトムダイ７の間に介在するように、ワークＷをボトムダイ７に対して位置決めすることができる。

(ii)固定ステップ
位置決めステップの終了後に、図１、図２（ａ）（ｂ）、及び図４（ｂ）に示すように、エア吸引源３９を駆動させ、かつ切替バルブ４３によって配管４１を遮断状態から連通状態に切り替えることにより、複数の吸着孔３５によってワークＷを下方向から吸着する。これにより、ワークＷをボトムダイ７の上面に対して固定することができる。なお、ボトムダイ７の上面に複数の電磁石４５（図３（ａ）（ｂ）参照）が埋設されている場合には、位置決めステップの終了後に、複数の電磁石４５を消磁状態から励磁状態に切り替えることにより、複数の電磁石４５によってワークＷを下方向から吸着する。

(iii)当接・近接ステップ
固定ステップの終了後に、図１及び図５（ａ）に示すように、ベンド用第２サーボモータ３３の駆動によりベンドビーム２３を下部テーブル６に対して接近する奥行方向の一方側（前方向）へ移動させる。これにより、逆曲げ用ベンド金型２７の先端部をワークＷの曲げフランジＷｆ（曲げフランジＷｆの一部）に当接させることができる。なお、逆曲げ用ベンド金型２７の先端部をワークＷの曲げフランジＷｆに当接させる代わりに、ワークＷの曲げフランジＷｆに近接させても構わない。

(iv)押し潰しステップ
当接・近接ステップの終了後に、図１及び図５（ｂ）に示すように、ベンド用第１サーボモータ３１の駆動によりベンドビーム２３を下方向へ移動させる。これにより、逆曲げ用ベンド金型２７によってワークＷの曲げフランジＷｆを下方向へ押圧して、ワークＷの成形部Ｗｓの形状を維持した状態で、ワークＷの曲げフランジＷｆのみを押し潰すことができる。

要するに、ボトムダイ７の上面にワークＷを下方向から吸着する複数の吸着孔３５が形成され又は複数の電磁石４５が埋設されているため、補助押え金型（図８（ａ）（ｂ）参照）を用いることなく、ワークＷの曲げフランジＷｆを押し潰す前に、複数の吸着孔３５又は複数の電磁石４５に関する簡単な操作（動作）によってワークＷをボトムダイ７の上面に対して固定することができる。特に、複数の吸着孔３５又は複数の電磁石４５がボトムダイ７の長手方向に沿って間隔を置いて配置されているため、ワークＷの長さ（ワークＷの曲げフランジＷｆの長さ）に拘わらず、ワークＷをボトムダイ７の上面に対して安定的に固定することができる。

従って、本発明の実施形態によれば、補助押え金型を用いることなく、ワークＷの曲げフランジを押し潰す前に、複数の吸着孔３５等に関する簡単な操作によってワークＷをボトムダイ７の上面に対して安定的に固定できるため、ワークＷの曲げフランジＷｆの端部に成形部Ｗｓが形成されている場合においても、ワークＷに反り等の変形が生じることを抑えて、ヘミング加工済みのワーク（製品）Ｗの外観品質（製品精度）を十分に確保しつつ、パネルベンダー１の生産性の向上を図ることができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

Ｗ ワーク
Ｗｆ フランジ
Ｗｓ 成形部
１ パネルベンダー
３ 下部フレーム
５ 下部テーブル
７ ボトムダイ
９ 連結フレーム
１１ ヒンジピン
１３ 上部テーブル
１５ トップダイ
１７ クランプ用サーボモータ
１９ クランク軸
１９ｅ 偏心部
２１ 連結ビーム
２３ ベンドビーム
２５ 連結ピン
２７ 逆曲げ用ベンド金型
２９ 正曲げ用ベンド金型
３１ ベンド用第１サーボモータ
３３ ベンド用第２サーボモータ
３５ 吸着孔（吸着部）
３７ 連絡通路
３９ エア吸引源
４１ 配管
４３ 切替バルブ
４５ 電磁石
４７ マニピュレータ

Claims (5)

1. ワークに対して正曲げ加工、逆曲げ加工、及びヘミング加工を行うためのパネルベンダーにおいて、
   上側にボトムダイを備えた下部テーブルと、
   前記下部テーブルに対して上下方向へ移動可能であって、下側にワークを前記ボトムダイ側へ押圧するトップダイを備えた上部テーブルと、
   前記下部テーブルの背面側に設けられ、上下方向かつ奥行方向へ移動可能であって、逆曲げ加工を行うための逆曲げ用ベンド金型と正曲げ加工を行うための正曲げ用ベンド金型を上下に離隔して備えたベンドビームと、を具備し、
   前記ボトムダイの上面に、ワークの鋭角な曲げフランジの端部に成形部が形成されかつ前記逆曲げ用ベンド金型によってワークの曲げフランジを押し潰す場合に、ワークを下方向から吸着する吸着部が設けられていることを特徴とするパネルベンダー。
2. 複数の前記吸着部が前記ボトムダイの長手方向に沿って間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のパネルベンダー。
3. 前記吸着部は、エアを吸引するエア吸引源に接続されかつエアの吸引力を利用してワークを下方向から吸着する吸着孔であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパネルベンダー。
4. 前記吸着部は、前記ボトムダイの上面に埋設されかつ磁力を利用してワークを下方向から吸着する電磁石であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパネルベンダー。
5. 請求項１に記載のパネルベンダーを用いて、ワークに対して鋭角な正曲げ加工を行って曲げフランジを形成した後に、ワークの曲げフランジに対してヘミング加工を行うヘミング加工方法において、
   ワークの曲げフランジが前記トップダイと前記ボトムダイの間に介在するように、ワークを前記ボトムダイに対して位置決めする位置決めステップと、
   前記位置決めステップの終了後に、ワークの鋭角な曲げフランジの端部に成形部が形成されている場合に、前記吸着部によってワークを下方向から吸着することにより、ワークを前記ボトムダイの上面に対して固定する固定ステップと、
   前記固定ステップの終了後に、前記ベンドビームを前記下部テーブルに対して接近する奥行方向の一方側へ移動させることにより、前記逆曲げ用ベンド金型の先端部をワークの曲げフランジに当接又は近接させる当接・近接ステップと、
   前記当接・近接ステップの終了後に、前記ベンドビームを下方向へ移動させることにより、前記逆曲げ用ベンド金型によってワークの曲げフランジを下方向へ押圧して、ワークの曲げフランジを押し潰す押し潰しステップと、を具備したことを特徴とするヘミング加工方法。

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