(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被加工部材をヘミング加工するヘミング工具であって、
被加工部材を係止する係止面を有する係止部と、
前記係止面に対して平行な中心軸を中心に回転し、前記係止部により係止された前記被加工部材を摺動して曲げ込む摺動部分と、前記係止部との間に前記被加工部材を挟圧して平潰しする挟圧部分と、を有する加工部と、を備え、
前記摺動部分は前記中心軸に平行な方向に視て略円弧状の第１曲面２３ａを有し、前記挟圧部分は前記中心軸に対して前記第１曲面から外側に突出する第２曲面を有することを特徴とする、ヘミング工具。
【請求項２】
前記第２曲面と前記係止面との最小離間距離は２ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のヘミング工具。
【請求項３】
前記第１曲面は１８〜２２ｍｍの曲率半径を有し、
前記第２曲面は９〜１１ｍｍの曲率半径を有し、
前記第２曲面の前記第１曲面から外側に突出する距離は２〜４ｍｍであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のヘミング工具。
【請求項４】
前記挟圧部分及び前記摺動部分は、それぞれ、前記中心軸に対して前記被加工部材が前記係止部と前記加工部との間に挿入される順方向及び逆方向に設けられることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のヘミング工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の被加工部材をヘミング加工するヘミング工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体の縁部など被加工部材の端部を折り曲げることで、被加工部材を強化するとともに端部を滑らかにすることができる。また、２つの被接合部材の一方の端部を折り曲げ、他方の端部を覆うことで、それら２つの被接合部材を接合し、かつ端部の美観を保つことができる。これらの加工はヘミング加工と呼ばれ、例えば特許文献１に記載のヘミング加工装置により、被加工部材及び他の被接合部材の端部を予備的に折り返し、さらに押し曲げて本加工することができる。なお、本明細書において、以下、「ヘミング加工」とは被接合部材の一方の端部を折り曲げ他方の端部を覆う加工のことをいい、「被加工部材」とは端部を折り曲げられる被接合部材のことをいう。また、「被接合部材」とは端部を折り曲げられないほうの被接合部材のことをいう。
【０００３】
ヘミング加工においては、ローラーヘミングと呼ばれるものや特許文献１に記載のもの等の大型の機械を用いる方法も使用されるが、非特許文献１に示すように市販の小型のヘミング工具を利用する方法もある。小型のヘミング工具を用いる場合には、ヘミング工具の仕様により、被加工部材の加工後の厚みを十分に小さくできないことがある。例えば非特許文献１に記載されたヘミング工具は、３ｍｍ未満の厚みとすることが困難である。
【０００４】
昨今、自動車に使われる板材は薄いものが多くなっており、０．６ｍｍの厚みのものも存在する。加工後は、折り曲げられた被加工部材（手前と奥の２枚）によって他の被接合部材を挟む形となるので、被加工部材の加工後の厚みを板材の厚みの３倍以下にすることが求められる。非特許文献１に記載のヘミング工具では、０．６ｍｍの厚みの板材についてヘミング加工を行うことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７８９９２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ドアヘミングツールの応用（http://www.aioinissaydowa-arc.co.jp/pdf/technical/technical_88.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、板状の被加工部材をヘミング加工するヘミング工具であって、薄い加工が可能であるものを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のヘミング工具は、
板状の被加工部材をヘミング加工するヘミング工具であって、
被加工部材を係止する係止面を有する係止部と、
前記係止面に対して平行な中心軸を中心に回転し、前記係止部により係止された前記被加工部材を摺動して曲げ込む摺動部分と、前記係止部との間に前記被加工部材を挟圧して平潰しする挟圧部分と、を有する加工部と、を備え、
前記摺動部分は前記中心軸に平行な方向に視て略円弧状の第１曲面を有し、前記挟圧部分は前記中心軸に対して前記第１曲面から外側に突出する第２曲面を有することを特徴とする。
【０００９】
この特徴によれば、加工部が係止面に対して平行な中心軸を中心に回転するこことで、加工部が有する摺動部分により、係止部により係止された被加工部材を摺動することで曲げ込み、加工部が有する挟圧部分により、摺動部分により曲げ込まれた被加工部材を係止部との間に挟圧して平潰しすることで、被加工部材をヘミング加工することができる。また、摺動部分は中心軸に平行な方向に視て円弧状の第１曲面を有し、挟圧部分は中心軸に対して第１曲面２３ａから外側に突出する第２曲面を有することで、加工部が中心軸を中心に回転して挟圧部分が摺動部分に対して係止面に近接することにより、摺動部分により曲げ込まれた被加工部材を挟圧部分と係止部との間に挟圧することができる。このような曲面による挟圧は、加工後の被加工部材の表面が一様でない波打った形状となってしまうこと（波打ち）を軽減する。ここで「摺動」とは、中心軸を中心に時計回り及び反時計周りに３０度〜９０度の幅で往復回転することを言う。
【００１０】
本発明のヘミング工具は、
前記第２曲面と前記係止面との最小離間距離は２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１１】
この特徴によれば、被加工部材を狭圧する挟圧部分の第２曲面２４ａと係止部の係止面との最小離間距離が２ｍｍ以下であることで、被加工部材を２ｍｍ以下にヘミング加工することができる。なお、２ｍｍ以下の任意の値、例えば１．８ｍｍとして設計してもよい。
【００１２】
本発明のヘミング工具は、
前記第１曲面は１８〜２２ｍｍの曲率半径を有し、
前記第２曲面は９〜１１ｍｍの曲率半径を有し、
前記第２曲面の前記第１曲面から外側に突出する距離は２〜４ｍｍであることを特徴とする。
【００１３】
この特徴によれば、第２曲面より曲率半径の大きい第１曲面を有する摺動部分により被加工部材を摺動して曲げ込むことができ、第１曲面より曲率半径の小さい第２曲面を有する挟圧部分により被加工部材を係止部との間に挟圧して平潰しすることができる。
【００１４】
本発明のヘミング工具は、
前記挟圧部分及び前記摺動部分は、それぞれ、前記中心軸に対して前記被加工部材が前記係止部と前記加工部との間に挿入される順方向及び逆方向に設けられることを特徴とする。
【００１５】
この特徴によれば、被加工部材を係止部と加工部との間に挿入しつつ加工部を中心軸を中心に回転することで、摺動部分により被加工部材を摺動して曲げ込み、曲げ込まれた被加工部材を挟圧部分により係止部との間に挟圧して平潰しすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のヘミング工具によれば、板状の被加工部材を小さい波打ちでヘミング加工することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、ヘミング工具の構成を示す図である。
【図２】図２は、被加工部材をヘミング加工するヘミング工具の動作を示す図である。
【図３】図３は、ヘミング工具によりヘミング加工される被加工部材の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るヘミング工具１の構成を示す。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、それぞれ、側面視及び正面視においてヘミング工具１を示す。ここで、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）における図面上下方向を縦方向、図１（Ａ）における図面左右方向を横方向、図１（Ｂ）における図面左右方向を幅方向とする。ヘミング工具１において、被加工部材は図１（Ａ）における右から左に挿入される。ここで、左方向を順方向、右方向を逆方向とも呼ぶ。ヘミング工具１は、板状の被加工部材をヘミング加工する工具であり、係止部１０、加工部２０、及び動力部３０を備える。
【００２０】
係止部１０は、被加工部材を係止するユニットであり、係止台１１及びナイロンシート１２を有する。
【００２１】
係止台１１は、正面視においてＬ字状を有する部材であり、縦方向を長手とする部分（固定部分１１ａと呼ぶ）は動力部３０の側面に一面を接して固定され、横方向を長手とする部分（係止部分１１ｂと呼ぶ）は固定部分１１ａの下端から横方向（図面右方向）に張出している。ここで、係止部分１１ｂは、側面視において、横方向に傾斜する上面を有する。
【００２２】
ナイロンシート１２は、係止台１１上に支持されて被加工部材に接する板状部材であり、横方向を長手とし、横方向に延びる係止面１２ａ及び傾斜する下面を有する。ここで、下面は、係止部分１１ｂの上面の傾斜に等しい角度で傾斜している。
【００２３】
係止部１０の係止面１２ａと後述する挟圧部分２４の第２曲面２４ａとの離間距離は、ナイロンシート１２の配置及び後述する摺動によって変化するが、最小１．８ｍｍにできるものとする。被加工部材をヘミング加工することができる厚みとなるので、最小値が２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
加工部２０は、被加工部材を加工するユニットであり、平台２１及びハンマ２２を含む。
【００２５】
平台２１は、ハンマ２２を支持する楕円板状の部材である。本実施形態では、ハンマ２２と一体成形されているとする。
【００２６】
ハンマ２２は、回転して被加工部材を押し曲げる部材であり、側面視において、平台２１に対してさらに横方向に平たい略楕円形状を有し、その中心に係止面１２ａに対して平行な中心軸Ｌを有する。ハンマ２２は、摺動部分２３、挟圧部分２４、及びヘラ部分２５を含む。
【００２７】
摺動部分２３は、係止部１０により係止された被加工部材を摺動して曲げ込む部分である。摺動部分２３は、挟圧部分２４に対して逆方向（図１（Ａ）における右側）に設けられ、側面視において（中心軸Ｌに平行な方向に視て）円弧状の第１曲面２３ａを有する。ここで、第１曲面２３ａは、半径２０ｍｍの円弧とする。ただし、円弧である必要はなく、曲率半径の変化する略円弧であってもよい。その場合、曲率半径の変動幅を１８〜２２ｍｍの範囲とすることが好ましい。後述する挟圧部分２４の第２曲面２４ａより曲率半径の大きい第１曲面２３ａを有する摺動部分２３により、被加工部材を摺動して曲げ込むことができる。
【００２８】
挟圧部分２４は、係止部１０との間に被加工部材を挟圧して平潰しする部分である。挟圧部分２４は、摺動部分２３に対して順方向（図１（Ａ）における左側）に設けられ、側面視において（中心軸Ｌに平行な方向に視て）中心軸Ｌに対して第１曲面２３ａからさらに外側に突出する第２曲面２４ａを有する。これにより、加工部２０が中心軸Ｌを中心に回転して、挟圧部分２４が摺動部分２３に対して係止面１２ａに近接することにより、摺動部分２３により曲げ込まれた被加工部材を挟圧部分２４と係止部１０との間に挟圧することができる。ここで、第２曲面２４ａは、半径１０ｍｍの円弧とする。ただし、円弧である必要はなく、曲率半径の変化する略円弧であってもよい。その場合、曲率半径の変動幅を９〜１１ｍｍの範囲とすることが好ましい。第１曲面２３ａより曲率半径の小さい第２曲面２４ａを有する挟圧部分２４により、被加工部材を係止部１０との間に挟圧して平潰しすることができる。
【００２９】
第２曲面２４ａは、第１曲面から外側に３ｍｍだけ突出している（図においてＤで示した）。摺動部分２３（第１曲面２３ａ）によって曲げ込まれた被加工部材を挟圧するものである。突出距離は２〜４ｍｍであることが好ましい。
【００３０】
なお、挟圧部分２４及び摺動部分２３は、それぞれ、中心軸Ｌに対して順方向及び逆方向に設けられている。それにより、後述するように被加工部材を係止部１０と加工部２０との間に挿入しつつ加工部２０を中心軸Ｌを中心に回転することで、摺動部分２３により被加工部材を摺動して曲げ込み、曲げ込まれた被加工部材を挟圧部分２４により係止部１０との間に挟圧して平潰しすることができる。
【００３１】
ヘラ部分２５は、ヘミング工具１を移動させる際に、挟圧部分２４により平潰しされた被加工部材の跳ね返りを押さえる部分である。ヘラ部分２５は、挟圧部分２４に対して順方向（図１（Ａ）における左側）に設けられ、側面視において左手前に傾斜する一面を有する。
【００３２】
動力部３０は、加工部２０（ハンマ２２）を回転するユニットであり、筐体３１及び動力源（不図示）を有する。筐体３１は、横方向を長手とする立方体状の箱体であり、加工部２０（ハンマ２２）を回転可能に中心軸Ｌ上に支持する。動力源（不図示）は、筐体３１内に設けられ、外部から電力を受けて加工部２０（ハンマ２２）を回転する。
【００３３】
以下、ヘミング工具１を用いて被加工部材をヘミング加工する原理及びヘミング工具によりヘミング加工される被加工部材の状態を説明する。
【００３４】
図２に、被加工部材をヘミング加工するヘミング工具の動作を示す。図３に、ヘミング工具によりヘミング加工される被加工部材の状態を示す。
【００３５】
被加工部材Ｗ２は、図３（Ａ）に示すように、Ｌ字状に曲げ加工が施されたものとする。被加工部材Ｗ１の底面上に被接合部材Ｗ２を重ね、図３（Ｂ）に示すように、屈曲させておく。
【００３６】
図２（Ａ）に示すように、被加工部材Ｗ１の縦方向に立てられた部分を図面奥方（底面及び被接合部材Ｗ２を図面手前）に向け、被加工部材Ｗ１の下面を係止面１２ａに当接して被加工部材Ｗ１，被接合部材Ｗ２を係止部１０により係止し、ヘミング工具１を逆方向（黒塗り矢印の方向）に引くことで、被加工部材Ｗ１，被接合部材Ｗ２が係止部１０と加工部２０との間に挿入される。
【００３７】
被加工部材Ｗ１は、図３（Ｂ）に示す状態から、図３（Ｃ）に示す状態に向けて図３（Ｂ）に矢印で示す方向に曲げ込まれる。その際、摺動部分２３の第１曲面２３ａにより、曲げ込む力が急にかからずに漸増してかかることとなる。（非特許文献１のように第１曲面２３ａがなく角を有するものは、曲げ込む力が急にかかる。）
【００３８】
摺動部分２３が摺動（往復回転）することにより、図２（Ｂ）に示すように、加工部２０が矢印方向に回転して、挟圧部分２４が係止面１２ａに近接する。これにより、挟圧部分２４により、摺動部分２３により曲げ込まれた被加工部材Ｗ１が係止部１０（係止面１２ａ）との間に挟圧されて、図３（Ｃ）に示すように平潰しされる。その際、挟圧部分２４の第２曲面２４ａにより、挟圧力が急にかからずに漸増してかかることとなる。（非特許文献１のように第２曲面２４ａがなく平面で狭圧するものは、挟圧力が急にかかる。）
【００３９】
筐体３１を把持して、ヘミング工具を被接合部材Ｗ２の端縁に沿って（図２において右向きに）移動させていく。これにより、接合された被加工部材Ｗ１及び被接合部材Ｗ２がヘラ部分２５の側（図２において左向きに）に形成されていき、未接合の被加工部材Ｗ１及び被接合部材Ｗ２が摺動部分２３の側（図２において右側）から挿入されていく。これにより、被接合部材Ｗ２の端縁の全体にわたってヘミング加工を行うことができる。
【００４０】
上述のように、曲げ込む力及び挟圧力が急にかかることなく、漸増するので、被加工部材Ｗ１が局所的に変形してしまうことが少ない。すなわち波打ちが少ない。
【００４１】
出願人の実験によれば、本実施形態の形状の加工部２０（第１曲面２３ａ、第２曲面２４ａの形状及びその配置）によることで、非特許文献１のものに対して波打ちが少なく、効率的にヘミング加工を行うことができた。
【００４２】
以上詳細に説明したように、本実施形態のヘミング工具１は、被加工部材を係止する係止面１２ａを有する係止部１０、並びに係止面１２ａに対して平行な中心軸Ｌを中心に回転し、係止部１０により係止された被加工部材を摺動して曲げ込む摺動部分２３及び係止部１０との間に被加工部材を挟圧して平潰しする挟圧部分２４を有する加工部２０を備える。加工部２０が係止面１２ａに対して平行な中心軸Ｌを中心に回転して、加工部２０が有する摺動部分２３により、係止部１０により係止された被加工部材を摺動することで曲げ込み、加工部２０が有する挟圧部分２４により、摺動部分２３により曲げ込まれた被加工部材を係止部１０との間に挟圧して平潰しすることで、被加工部材を波打つことなく又は小さい波打ちでヘミング加工することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
板状の被加工部材をヘミング加工するヘミング工具であって、薄い加工が可能であるものであり、多くの自動車整備場等による利用が期待される。
【符号の説明】
【００４４】
１    ヘミング工具
１０    係止部
１１    係止台
１１ａ  固定部分
１１ｂ  係止部分
１２    ナイロンシート
１２ａ  係止面
２０    加工部
２１    平台
２２    ハンマ
２３    摺動部分
２３ａ  第１曲面
２４    挟圧部分
２４ａ  第２曲面
２５    ヘラ部分
３０    動力部
３１    筐体
Ｌ      中心軸
Ｗ１    被加工部材
Ｗ２    被接合部材
【要約】
【課題】板状の被加工部材をヘミング加工するヘミング工具であって、薄い加工が可能であるものを提供すること。
【解決手段】ヘミング工具１は、被加工部材を係止する係止面１２ａを有する係止部１０、並びに係止面１２ａに対して平行な中心軸Ｌを中心に回転し、係止部１０により係止された被加工部材を摺動して曲げ込む摺動部分２３及び係止部１０との間に被加工部材を挟圧して平潰しする挟圧部分２４を有する加工部２０を備える。加工部２０が係止面１２ａに対して平行な中心軸Ｌを中心に回転して、加工部２０が有する摺動部分２３により、係止部１０により係止された被加工部材を摺動することで曲げ込み、加工部２０が有する挟圧部分２４により、摺動部分２３により曲げ込まれた被加工部材を係止部１０との間に挟圧して平潰しすることで、被加工部材を波打つことなく又は小さい波打ちでヘミング加工することができる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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