(57)【要約】【課題】リンクユニットを作動させるためにサーボモーターが作動するうちにスクリュー軸に及ぶ曲げモーメントを最大限克服することができる構造のクリンチタイプのヘミング装置を提供する。【解決手段】駆動手段を装着したヘミングリンクユニットを下部金型に固定し、それぞれの駆動手段を作動させることで、外部パネルの外周縁フランジを折り曲げる方式のヘミング装置において、前記駆動手段は、サーボモーター４と；電気的コントローラーと；ボールスクリュー６と；スクリューハウジング１３と；ベースプレート９と；ヘミングリンクユニット１００を動作させる駆動リンク１１とからなり、前記ベースプレート９には、ＬＭ−ガイド８が取り付けられ、前記スクリューナット７の一側面にはガイドブロック１２が固定されることにより、前記ＬＭ−ガイド６に沿って前記スクリューナット７が案内されるように構成される。【選択図】図４ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの駆動手段を装着したヘミングリンクユニットを下部金型に固定し、前記それぞれの駆動手段を作動させることで、外部パネルの外周縁フランジを折り曲げる方式のヘミング装置において、
前記駆動手段は、サーボモーター４と；前記サーボモーターの回転速度及び回転量を制御する電気的コントローラーと；前記サーボモーターの回転軸に連結され、モーターの回転力を移送運動に変換させるボールスクリュー６と；前記ボールスクリューの両端を支持するスクリューハウジング１３と；前記スクリューハウジング１３を固定し、ブラケット１０とヒンジＰ１で結合されてなるベースプレート９と；前記ボールスクリューのスクリューナット７にヒンジ結合されてヘミングリンクユニット１００を動作させる駆動リンク１１とからなり、
前記ベースプレート９には、ＬＭ−ガイド８がボールスクリュー６と同一方向に取り付けられ、
前記スクリューナット７の一側面にはガイドブロック１２が固定されことにより、前記ＬＭ−ガイド６に沿って前記スクリューナット７が案内されるように構成されることを特徴とする、サーボモーターを利用したクリンチタイプのヘミング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一つのサーボモーターで予備ヘミングツールとメインヘミングツールを順次作動させるためのクリンチタイプのヘミング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘミング（Ｈｅｍｍｉｎｇ）作業とは、例えば自動車のドア、テールゲート、トランクリッド、フードなどのように、内部パネルと外部パネルを結合するために、外部パネルの外周縁で内部パネルの外周縁を取り囲むように、外部パネルの外周縁を折り曲げて結合する作業をいう。このようなヘミング作業は、固定状態の下部金型に工作物を載置させ、上部金型を昇降させながら、下部金型周辺に沿って適当に配置されたヘミングツール装置を作動させる構成からなるものが一般的である。このような方式のヘミング装置を一般的にプレスタイプのヘミング装置という。
【０００３】
特許文献１には、一つのメイン駆動手段によって予備ヘミングツール（ｐｒｅ−ｈｅｍｍｉｎｇ ｔｏｏｌ）とメインヘミングツール（ｆｉｎａｌ ｈｅｍｍｉｎｇ ｔｏｏｌ）を同時に駆動させるクリンチタイプのヘミング装置が開示されている。これは、油圧シリンダーの作動によって予備ヘミングとメインヘミング作業を順次行うようにしたものである。油圧シリンダーの代替手段として、スクリューとサーボモーターを適用することもできるという内容も開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、上部金型を下降させて、固定下部金型に載置された工作物に対してヘミング作業を行うとの従来の問題点を解決するために、下部金型を上昇可能に構成し、メインベース上で複数の油圧シリンダーによって昇降可能に設置し、この油圧シリンダーによって支持軸を中心として一定区間回動しながら下部金型との間で予備ヘミングを行うことをその要旨とする内容が開示されている。
【０００５】
このようなプレス方式のヘミング装置は、上部金型を昇降させるために、大型プレス装備を具備しなければならず、またこれによる生産設備空間の十分な確保が要求され、多様な車種の少量生産には非経済的であるとの問題点が提起された。
【０００６】
このような要求に応えて、大型プレスが要らないクリンチタイプのヘミング装置が、プレスタイプのヘミング装置が適切でない生産現場に適用されている。クリンチタイプのヘミング装置は、俗にテーブルトップ（Ｔａｂｌｅ Ｔｏｐ）方式とも呼ばれるもので、上部金型とこの上部金型を昇降させるためのプレス装備を備えずに、それぞれの駆動源（すなわち、油圧シリンダー）を装着したヘミングリンクユニットを下部金型に固定し、これらそれぞれの駆動源を作動させることで、外部パネルの外周縁フランジを折り曲げる方式のヘミング装置である。図１ａないし図１ｃは一般的なクリンチタイプのヘミング装置によるヘミング作業工程を説明するための作動概念図である。
【０００７】
しかし、このようなクリンチタイプのヘミング装置は、油圧シリンダーを駆動手段として採択しているため、いろいろ多くの問題点を引き起こしている。すなわち、図２に示すように、ヘミング作業に必要な適正加圧力を維持するために、一つのツール（またはブレードともいう）に二つまたは三つのヘミングリンクユニットが締結される場合が多い。もちろん、ヘミングリンクユニットごとにそれぞれ油圧シリンダーが具備されなければならない。ところが、ヘミング対象工作物が偏平でなくて傾斜面になった場合（代表的事例として、乗用車両のトランクリッド）では、ヘミングツールの回転中心から工作物の加工対象位置（高さ及び距離）が一定でないから、ヘミングツールが一体に動作してもヘミングが開始される瞬間にヘミングツールの回転角速度が加工位置ごとに変わることになり精密なヘミング加工ができず、折曲部位にしわが発生するかまたは折曲位置の変更が招来されるなど多くの問題点が発生する。油圧シリンダーごとに流量調節バルブを具備し、加工物のヘミング位置（高さ及び距離）に応じて各油圧シリンダーの流量調節バルブを制御してヘミングツールの左右側作動速度を合わせているが、これもやはり完璧な同期化ができずヘミングツールが偏荷重を受ける状態で動作するため、耐久性が著しく低下することが現状である。
【０００８】
また、油圧供給のための油圧ポンプの設置空間確保、油圧シリンダーの作動油供給のための油圧供給ラインによって作業者の活動に不便をもたらすだけでなく、油圧ポンプの作動騷音と油圧衝撃力による硬音発生による騷音、作動油の漏油などによる作業環境汚染など、多くの不便さが発生する。
【０００９】
もちろん、前述したように、油圧シリンダーの代わりにスクリューとサーボモーターを採用してヘミングリンクユニットを作動する方式の技術が特許文献１に既に開示されている。しかし、今まで知られた油圧駆動方式またはサーボモーター駆動方式のヘミング装置で提起されているほかの一つの問題点として、リンクユニットを作動させるためのロッド（Ｒｏｄ）またはスクリュー（Ｓｃｒｅｗ）の破損が深刻な問題として認識されている。その理由は、図３に示すように、ストローク終端で加圧する時、シリンダーのヒンジ点で摩擦力が極大化して、シリンダーロッド（またはスクリュー軸）の負荷方向へのシリンダー本体の回動が自由にならないので、ロッド（またはスクリュー軸）の端部には瞬間的に軸の垂直方向に大きな力が作用することになるとともに、前記ロッド（スクリュー軸）には曲げモーメントが作用することになるからである。
【特許文献１】米国特許第５、４５７、９８１号公報
【特許文献２】大韓民国登録実用新案第２０−０３４４０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、サーボモーターとスクリューをヘミングリンク機構の駆動源として採用することで、油圧シリンダーを駆動源として使用する従来のクリンチタイプのヘミング装置の問題点を解決することをその目的とする。
【００１１】
特に、本発明は、リンクユニットを作動させるためにサーボモーターが作動するときにスクリュー軸に及ぶ曲げモーメントを最大限克服することができる構造のクリンチタイプのヘミング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するため、本発明によるヘミング装置は、サーボモーターが作動するうちにスクリュー軸に及ぶ曲げモーメントを最小化するとともに正確な直線運動を案内するための線形ガイド（Ｌｉｎｅａｒ Ｇｕｉｄｅ）をベースプレートに設置したことを特徴とする。より具体的には、本発明は、それぞれの駆動手段を装着したヘミングリンクユニットを下部金型に固定し、前記それぞれの駆動手段を作動させることで、外部パネルの外周縁フランジを折り曲げる方式のヘミング装置において、前記駆動手段は、サーボモーター４と；前記サーボモーターの回転速度及び回転量を制御する電気的コントローラーと；前記サーボモーターの回転軸に連結され、モーターの回転力を移送運動に変換させるボールスクリュー６と；前記ボールスクリューの両端を支持するスクリューハウジング１３と；前記スクリューハウジング１３を固定し、ブラケット１０とヒンジＰ１で結合されてなるベースプレート９と；前記ボールスクリューのスクリューナット７にヒンジ結合されてヘミングリンクユニット１００を動作させる駆動リンク１１とからなり、前記ベースプレート９には、ＬＭ−ガイド８がボールスクリュー６と同一方向に取り付けられ、前記スクリューナット７の一側面にはガイドブロック１２が固定されことにより、前記ＬＭ−ガイド６に沿って前記スクリューナット７が案内されるように構成されることを特徴とする、サーボモーターを利用したクリンチタイプのヘミング装置である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、サーボモーターを利用する本発明のヘミング装置は、油圧力の制御でなく、電気的信号によってモーターの回転速度と回転量でヘミングリンクユニットを制御することができるため、ヘミングツールの完璧な同期化が可能で設備の耐久力を増加させることができるだけでなく、加圧力を自由に調節することができるので、ヘミングの品質向上を容易に達成することができる利点がある発明である。
【００１４】
ほかの利点として、油圧使用による作業環境（清潔及び騷音問題）の改善はもちろんのこと、作動時にだけ電気を供給するため、無負荷連続運転が不可避な油圧式に比べ、消費エネルギーを節減することができる大きな利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明によるヘミング装置の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図４ａ及び図４ｂに示すように、本発明によるヘミング装置は、サーボモーター４の回転速度及び回転量を制御する電気的コントローラーと、前記サーボモーターの回転軸に連結され、モーターの回転力を移送運動に変換させるボールスクリュー６と、前記ボールスクリューのスクリューナット７にヒンジ結合され、ヘミングリンクユニット１００を動作させる駆動リンク１１とから構成され、サーボモーターが固定されるベースプレート９にＬＭ−ガイド８が取り付けられ、前記スクリューナット７の一側面にはガイドブロック１２が取り付けられることにより、前記ＬＭ−ガイドに沿って前記スクリューナット７を案内するように構成される。
【００１７】
前記ボールスクリューの両端にはスクリューハウジング１３が具備され、このスクリューハウジングはベースプレート９に固定される。ベースプレートは下部金型のブラケット１０とヒンジＰ１に結合され、サーボモーターの作動時、このヒンジ点を基準として自由に回転するように設置される。
【００１８】
前記ＬＭ−ガイド８は、スクリューナット７の移動時に干渉が生じないようにするために、駆動リンク１１が結合されたスクリューナット７の反対側に位置しなければならない。また、サーボモーター４とボールスクリュー６との間にはギアボックス５が具備されてサーボモーターの回転力を増幅させることにより、ヘミング作業に必要な大きな力を得ることができる。
【００１９】
このように構成された本発明の作動過程を簡略に説明すれば次のようである。
【００２０】
ヘミング対象工作物の加工位置（高さ及び距離）によってヘミングリンクユニットのそれぞれのサーボモーターの動作開始時点と速度を前もって設定してコントローラーに入力する。
【００２１】
コントローラーによってサーボモーターが回転すれば、モーターの回転力はギアボックスを経て大きな回転トルクを発生させてボールスクリューに回転力が伝達し、ボールスクリューの回転によってスクリューナットはボールスクリュー及びＬＭ−ガイドに沿って上方に直線運動を開始する。
【００２２】
スクリューナットの直線移動によって、駆動リンクがヒンジ点を中心として回動し、これによりヘミングリンクユニットの駆動リンクの回転量によってメインヘミングツールと予備ヘミングツールが進入して予備ヘミング作業を行った後、後退して下方に回動したメインヘミングツールが工作物を加圧してヘミング作業を完了することになる。予備ヘミングツールの動作軌跡とメインヘミングツールの動作軌跡については本発明の核心内容と関連性がないので、詳細な説明は省略する。
【００２３】
もちろん、本発明によるサーボモーターを利用するヘミング装置は、従来の油圧用ヘミング装置と同様に、予備用平行リンクの位置及び形状の変更によって多様な進入角度を得ることができる。
【００２４】
以上、本発明によるサーボモーターを利用したヘミング装置を、添付図面に基づいてその特定形状及び構造を基準として説明したが、本発明は当業者によって多様な変形及び変更が可能であり、このような変形及び変更も本発明の保護範囲に属するものと解釈されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、一つのサーボモーターで予備ヘミングツールとメインヘミングツールを順次に作動させるためのクリンチタイプのヘミング装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１ａ】従来の一般的なクリンチタイプのヘミング装置の概念図である。
【図１ｂ】従来の一般的なクリンチタイプのヘミング装置の概念図である。
【図１ｃ】従来の一般的なクリンチタイプのヘミング装置の概念図である。
【図２】一般的なクリンチタイプのヘミング装置の概念を説明するための斜視図である。
【図３】従来の油圧シリンダー駆動方式のクリンチタイプヘミング装置における曲げモーメント発生を説明する概念図である。
【図４ａ】本発明によるヘミング装置の概略構成図である。
【図４ｂ】本発明によるヘミング装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    工作物
２    予備ヘミングツール
３    メインヘミングツール
４    サーボモーター
５    ギアボックス
６    ボールスクリュー
７    スクリューナット
８    ＬＭ−ガイド
９    ベースプレート
１０  ブラケット
１１  駆動リンク
１２  ガイドブロック
１３  スクリューハウジング
１００  ヘミングリンクユニット
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
2006255788.tif 000006
【図３】
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【図４ａ】
2006255788.tif 000008
【図４ｂ】
2006255788.tif 000009