(57)【要約】内側および外側のアルミニウム金属シートパネル（２２、１２）のうち、外側のシートパネル（１２）のフランジ（１０）が、ベンドライン（１４）から延びかつ外側パネルの平面に対して実質的に垂直な平面内に位置するように外縁部に沿って形成すべく鋭く縁曲げする方法。また、このベンドラインは、（１．０ｍｍ＋ｔ）＞Ｒ＞（０．２ｍｍ＋ｔ）（ここでｔは、前記一方のパネルの厚さ：ｍｍ）の範囲内の外半径を有する。次に、内側パネルの外縁部（２４）がベンドラインに隣接するように内側パネルが位置決めされる。次に、フランジが内側パネルの外縁部上に横たわるようにしてフランジが曲げられると同時に、フランジをベンドラインの方向に押圧する。その後、フランジは内側パネルの外周部に対して押圧され、縁曲げが完了する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のアルミニウム金属シートパネルを縁曲げする方法であって、
前記両パネルのうちの一方のパネルの外縁部に沿ってフランジを形成する形成段階を有し、前記フランジは、前記一方のパネルの平面に対して実質的に垂直な平面内に位置するようにして前記一方のパネルのベンドラインから外縁部まで延び、前記ベンドラインは、（１．０ｍｍ＋ｔ）＞Ｒ＞（０．２ｍｍ＋ｔ）（ここでｔは、前記一方のパネルの厚さ：ｍｍ）の範囲内の外半径Ｒを有し、
さらに、他方のパネルの外縁部を前記ベンドラインに隣接して配置する配置段階と、
前記フランジが前記他方のパネルの外縁部上に横たわるように前記フランジを曲げる曲げ段階と、
前記他方のパネルの外周部が前記フランジと前記一方のパネルとの間にサンドイッチされるように、前記フランジを他方のパネルの外周部に対して押圧する押圧段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
さらに、前記曲げ段階中に、前記フランジの平面内にありかつ前記ベンドラインに対して垂直な力を同時に付与する段階を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記曲げ段階は、前記フランジの外縁部に対して湾曲縁曲げ工具を衝突させる段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記曲げ段階は、前記フランジの外縁部に対して湾曲予縁曲げ工具を衝突させる段階を更に有し、前記予縁曲げ工具は、該工具と前記フランジの外縁部との初期接触時に、前記フランジの平面と予縁曲げ工具の接線とのなす角度が５５〜７０°の範囲内にあるような半径を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記曲げ段階は、前記フランジの外縁部に対して湾曲予縁曲げ工具を衝突させる段階を更に有し、前記予縁曲げ工具は、該工具とフランジの外縁部との初期接触時に、フランジの平面と予縁曲げ工具の接線とのなす角度が５５〜７０°の範囲内にあるような半径を有し、予縁曲げ工具は２Ｌ＞Ｒ２＞１／３Ｌ（ここでＬはフランジの幅）の範囲内の半径Ｒ２を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記押圧段階は、前記一方のパネルの平面に対して平行な平面内に横たわる平らな最終縁曲げ工具に対して前記フランジを押圧する段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記押圧段階は、両パネル間の所望の最終縁曲げ形状に一致する形状をもつ最終縁曲げ工具に対して前記フランジを押圧する段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
２枚の金属シートパネルを縁曲げする方法であって、
前記両パネルのうちの一方のパネルの外縁部に沿ってフランジを形成する形成段階を有し、前記フランジは、前記一方のパネルの平面に対して実質的に垂直な平面内に位置するようにして前記一方のパネルのベンドラインから外縁部まで延び、前記ベンドラインは、（１．０ｍｍ＋ｔ）＞Ｒ＞（０．２ｍｍ＋ｔ）（ここでｔは、前記一方のパネルの厚さ：ｍｍ）の範囲内の外半径Ｒを有し、
さらに、他方のパネルの外縁部を前記ベンドラインに隣接して配置する配置段階と、
前記フランジが前記他方のパネルの外縁部上に横たわるように前記フランジを曲げる曲げ段階と、
前記他方のパネルの外周部が前記フランジと前記一方のパネルとの間にサンドイッチされるように、前記フランジを他方のパネルの外周部に対して押圧する押圧段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項９】
さらに、前記曲げ段階中に、前記フランジの平面内にありかつ前記ベンドラインに対して垂直な力を同時に付与する段階を有することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記曲げ段階は、前記フランジの外縁部に対して湾曲縁曲げ工具を衝突させる段階を更に有することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記曲げ段階は、前記フランジの外縁部に対して湾曲予縁曲げ工具を衝突させる段階を更に有し、前記予縁曲げ工具は、該工具と前記フランジの外縁部との初期接触時に、前記フランジの平面と予縁曲げ工具の接線とのなす角度が５５〜７０°の範囲内にあるような衝突点をもつ半径を有することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記曲げ段階は、前記フランジの外縁部に対して湾曲予縁曲げ工具を衝突させる段階を更に有し、前記予縁曲げ工具は、該工具とフランジの外縁部との初期接触時に、フランジの平面と予縁曲げ工具の接線とのなす角度が５５〜７０°の範囲内にあるような半径を有し、予縁曲げ工具は２Ｌ＞Ｒ２＞１／３Ｌ（ここでＬはフランジの幅）の範囲内の半径Ｒ２を有することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記押圧段階は、前記一方のパネルの平面に対して平行な平面内に横たわる平らな最終縁曲げ工具に対して前記フランジを押圧する段階を更に有することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１４】
前記押圧段階は、両パネル間の所望の最終縁曲げ形状に一致する形状をもつ最終縁曲げ工具に対して前記フランジを押圧する段階を更に有することを特徴とする請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、主として自動車の包囲体に使用する２枚の金属シートパネル間に、非常に鋭い半径の曲り部をもつ平らな縁(ふち)曲げ部（hem）を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでに多くの縁曲げ機械および縁曲げ方法が知られている。自動車工業等の多くの工業では、２枚の金属パネルを一体に固定するのにシート金属縁曲げ機械を使用している。例えば、自動車のドアを製造において、ドアは一般に、外側パネルおよび内側パネルの両パネルを有している。これらのパネルを一体に固定すべく、内側パネルと外側パネルとの間には、内側パネルの外縁部が外側パネルのフランジと外側パネル自体との間にサンドイッチされるようにして、両パネルの外周縁部の回りに縁曲げ部が形成される。
【０００３】
縁曲げ加工を行なうのに、これまで多くの縁曲げ機械が知られている。これらの縁曲げ機械は一般に、ベースと、該ベースに取付けられた縁曲げ工具とを有している。ベースにはネストも取付けられており、該ネストおよび縁曲げ工具が相対移動できるようになっている。ネストは、縁曲げ加工すべきパネル組立体を支持する。
【０００４】
縁曲げ部を形成するには、縁曲げ加工を行なう前に、最初に、外側パネルの外周部の回りにフランジが形成される。また、このフランジは、外側パネルの平面に対して実質的に垂直であるか、８０〜１２０°の角度をなす平面内に位置決めされる。一般に、フランジの幅は約６〜１２ｍｍである。
【０００５】
別のフランジ加工により外側パネルにフランジが形成されたならば、外側パネルがネスト上に配置され、かつ、内側パネルの外縁部が外側パネルとこのフランジとの間のベンドライン（折曲げ線）から内方に僅かに隔たるようにして、内側パネルが外側パネル上に配置される。次にフランジは、該フランジを外側パネルの平面に対して約４５°に曲げて、内側パネルの外周部上に横たわらせる予縁曲げ工具に対して最初に押付けられる。このようにして曲げられたフランジは、次に最終縁曲げ工具に対して押付けられ、これにより、内側パネルの外周部がフランジと外側パネルとの間にサンドイッチされてパネル組立体が完成する。
【０００６】
縁の外観を向上させるため、多くの工業特に自動車工業では、縁曲げ部の全体をできる限り薄くすることが強く要望されている。これにより、縁曲げ部と車両の隣接パネルとの間のギャップ間隔を減少させるという視覚的錯覚が生じる。隣接パネル間のこの外見上のギャップ間隔を最小にすることが強く望まれている。
【０００７】
しかしながら、アルミニウム金属シートからなる内側パネルおよび外側パネルを縁曲げ加工するときには特別な問題が生じる。図１に示すように、これらの既知の縁曲げ方法では、フランジ１００は、該フランジ１００と外側パネル１０２との間のベンドライン（折曲げ線）１０４の外半径Ｒが約１．２ｍｍ＋ｔ（ここでｔは、アルミニウムパネルの厚さである）となるように、最初にアルミニウム金属シートパネル１０２上に形成される。このようなアルミニウムパネルについての後続の縁曲げ加工（すなわち最初に予縁曲げ工具に対してフランジを押付け、次に最終縁曲げ工具に対してフランジを押付けること）により、これまでに未解決の幾つかの明確な問題が引起こされている。
【０００８】
図２に示すように、最初に比較的大きい半径（すなわち、１．２ｍｍ＋パネル１０２の厚さ）をもつフランジ１００を形成し、該フランジ１００を慣用の４５°予縁曲げ工具１０６に対して押付けることにより、ベンドライン１０４が、仮想線で示す位置から実線で示す位置へと、パネル１０２に対して距離ｘだけ内方にクリープされる。また、予縁曲げ加工中のこのような「クリーピング」により、外側パネルがその外縁部に沿って上方にローリングされ、これによりパネル１０２は、ベンドライン１０４から距離ｙだけ内方に間隔を隔てた位置へと曲り始める。これにより、自動車に組付け後の隣接パネル間の比較的幅広のギャップ間隔をもつ外観並びに最終の縁曲げ加工によっては修正できない「はね返り（recoil）」が生じる。
【０００９】
図３に示すように、これらの既知の縁曲げ方法の、恐らくはより重大な第二の欠点は、フランジ１００の形成により、フランジ１００と外側パネル１０２の残部との間のベンドライン１０４に沿うアルミニウムパネルの脆性がより大きくなることである。その後の最終縁曲げ加工により、フランジ１００が更に押圧されかつベンドライン１０４に沿って移動される。フランジのこの更なる押圧およびそのベンドラインに沿う移動により、アルミニウムパネルには、縁曲げ加工中に、ベンドラインに沿うクラック（参照番号１１０で示す）が生じる。このようなクラックは、自動車工業のみならず他の工業分野でも許容できないものである。
【００１０】
従来知られている縁曲げ方法を用いてフランジを形成するのに使用される比較的大きい半径の更に別の欠点は、ベンドラインの最終位置従って最終パネル組立体の外周部が、縁曲げ加工後に僅かに変化することである。フランジのベンドラインのこのような移動は、ベンドラインの内方へのクリーピングまたは最終縁曲げ加工中のフランジのベンドラインの外方への押圧により生じる。外方のベンドラインのこのような移動により、製造される自動車の隣接パネル間に一定しないギャップ間隔を引起こすという欠点が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、従来知られている縁曲げ方法の上記全ての欠点を解消できる縁曲げ方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
簡単にいえば、本発明は、ベンドラインが外側パネルのフランジを残部から分離するように、またフランジが外側パネルの残部の平面に対して実質的に垂直な平面内に位置するようにして、最初に外側パネルの外周部に沿うフランジを形成する。しかしながら、従来知られている縁曲げ方法とは異なり、外側パネルのフランジと残部との間のベンドラインは、（１．０ｍｍ＋ｔ）＞Ｒ＞（０．２ｍｍ＋ｔ）（ここでｔは、前記一方のパネルの厚さ：ｍｍ）の範囲内の外半径Ｒを有する。従って、後の縁曲げ加工の準備に使用される従来知られたフランジング加工とは異なり、本発明のフランジング加工は、外側パネルのフランジと残部との間のベンドラインに沿う非常に鋭い曲り部を形成できる。
【００１３】
また、この鋭い曲り部は、スタンピング加工の一部であるフランジング加工中に非常に容易に達成できる。なぜならば、外側パネルおよびフランジの両者の全側部がダイセットの種々の部分の間でぴったりとかつ正確に捕捉されるからである。これとは逆に、縁曲げプレスは外側パネルの外側面のみにアクセスする（「Ａ」種表面ではネスト、フランジの外面ではアッパースチール）。「カウンタ・アンビル」として内側パネルの縁部を使用するこのような伝統的な縁曲げ機械の殆どは、縁曲げの真の「破断線」を賦課する。従って、内側縁部の位置のあらゆる変化が、縁曲げ部分の最終の幾何学的形状に致命的な影響を与える。従来知られた縁曲げ加工とは異なり、本発明は、スタンピング加工からドアの外周部の最終的幾何学的形状を正確に固定し、かつ純粋なスペーサに似ている内側パネルを縁曲げスタックアップに使用するに過ぎず、その位置はそれほど厳格ではない。
【００１４】
フランジング加工の後、外側パネルが従来の態様で縁曲げ機械のネスト上に配置される。次に、内側パネルの外周部が外側パネルの回りのベンドラインに隣接するがこれから内方に間隔を隔てるように、内側パネルが従来の態様で外側パネル上に配置される。次に、ネストが、予縁曲げ工具および最終縁曲げ工具に対して連続的に往復運動され、内側パネルおよび外側パネルを縁曲げする。
【００１５】
しかしながら、４５°で配向された純粋なリニアセクションをもつ予縁曲げ工具を用いる従来知られた縁曲げ方法とは異なり、本発明の縁曲げ方法は、２Ｌ＞Ｒ２＞１／３Ｌ（ここでＬはフランジの幅）の範囲内の半径Ｒ２を有する予縁曲げ工具を使用する。このような半径をもつ予縁曲げ工具を使用することにより、予縁曲げ工具とフランジの自由縁部との間の初期衝突角度は５５〜７０°の範囲内にあり、かくして、従来知られている４５°の予縁曲げ工具に比べて非常に鋭い。本発明の湾曲予縁曲げ工具とフランジの外側自由縁部との間のこの大きな衝突角度は、予縁曲げ工具間のフランジに、外側パネルのフランジと残部との間のベンドラインに向かう方向の力を有効に伝達する。実際に、この力は、全予縁曲げ加工中に、ベンドラインを、外側パネルに対する固定位置に有効に保持する。
【００１６】
この結果として、外側パネルの「Ａ」種表面は、フランジングを行なうための鋭い曲り部と「Ａ」種表面との間のいかなる寄生曲げ(parasite bending)をも行なうことなく、予縁曲げの全加工中にアンビルと完全に接触した状態に維持される。フランジングから早期に行なわれる鋭い曲り部は、この状況変化時に寄与して、予縁曲げ加工中に縁曲げフランジに加えられる加えられる重要な軸力を受けて生じる虞れのあるあらゆる「Ａ」種表面のあらゆる危険性を回避する。伝統的な（１．２ｍｍ＋ｔ）フランジング・ラド（flanging rad）はこのような状況をもたらし、好ましくは（０．８ｍｍ＋ｔ）〜（０．５ｍｍ＋ｔ）のフランジング・ラドは、予縁曲げ中に、初期曲り部の真上に１つのみの大きい曲率および真直縁曲げフランジのみを優先的に発生させる。
【００１７】
予縁曲げの後に、フランジは、内側パネルの外周部の一部の上に横たわりかつ予縁曲げ工具の形状に実質的に一致する形状の曲率となる。その後、最終縁曲げ工具が、内側パネルの外周部に対してフランジを押圧し、これにより外側パネルのフランジと残部との間に内側パネルの外周部をサンドイッチして、最終パネル組立体の縁曲げ加工を完了する。実際に、最終縁曲げ工具により、縁曲げ部の所望の最終的外観が達成される。
【００１８】
最終縁曲げ加工中、予縁曲げ加工中にフランジに行なわれる大きい曲率の初期縁曲げ部に隣接する第一部分は、最終縁曲げスチールの押圧により一層鋭く曲げられる。これとは逆に、第二部分は内側パネルに当接して平坦化され、内側パネルを所定位置に確実に捕捉するスプリングバック力を発生する。
【００１９】
本発明は、外側パネルのフランジと残部との間に鋭い曲げ半径をもつ初期フランジング加工を行なうだけでなく、湾曲予縁曲げ工具を用いることにより、外側パネルの外側ベンドラインは、全縁曲げ加工中に固定状態に維持される。外側ベンドラインの位置をこのように固定することにより、ベンドラインに沿う外側パネルのクラッキングが回避されかつ予測可能な一定サイズのパネルが得られる。他の長所として、本発明は、予縁曲げ加工中の外側パネルの本質的に全てのクリーピング並びに最終縁曲げ加工を行なうときのこの初期クリーピングから生じるあらゆるはね返りをなくすことができる。このようなクリーピングをなくすことにより、非常に薄い縁曲げ部の全体的外観が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、添付図面を参照して述べる以下の詳細な説明を読むことにより一層良く理解されよう。尚、添付図面の全体に亘って、同じ部品は同じ参照番号で示されている。
先ず図４を参照すると、本発明の縁曲げ方法中に、フランジ１０が、外側パネル１２の外周部の回りに最初に形成される。これにより、フランジ１０は、外側パネル１２の残部１６の平面に対して実質的に垂直な平面内に位置するようにして、外側パネル１２に形成されたベンドライン１４から立ち上がる。また、フランジ１０は全幅Ｌを有する。
【００２１】
従来知られている縁曲げ方法とは異なり、ベンドライン１４は、（１．０ｍｍ＋ｔ）＞Ｒ＞（０．２ｍｍ＋ｔ）の範囲内の外半径Ｒを有している（ここでｔは、外側本体パネル１２の厚さである）。一般にアルミニウムパネル１２の厚さは０．８〜１．２ｍｍであるので、１．２ｍｍの厚さのパネルでは、ベンドライン１４に沿う外側パネル１２のフランジ１０と残部１６との間の半径Ｒは、一般に１．４〜２．２ｍｍの範囲内にある。
【００２２】
ここで図５Ａおよび図５Ｂに示すように、外側パネル１２は、フランジング加工の後にネスト２０（概略的に示すに過ぎない）上に配置される。次に、内側本体パネル２２が、該パネル２２の外縁部２４が外側パネル１２のフランジ１０と残部１５との間のベンドライン１４から僅かに内方に間隔を隔てるようにして、従来技術の態様で外側パネル１２上に配置される。
【００２３】
引続き図５Ａおよび図５Ｂに示すように、本発明の縁曲げ方法は、従来知られた縁曲げ方法とは異なり、半径Ｒ２に沿って形成された湾曲縁曲げ面２８を備えた予縁曲げ工具２６を使用する。また、半径Ｒ２は１／３Ｌ〜２Ｌの範囲内にある（ここでＬは、フランジ１０の幅Ｌに等しい）。
【００２４】
図５Ａに最も良く示すように、予縁曲げ工具２６は、フランジ１０の自由外縁部３０と予縁曲げ工具２６の縁曲げ面２８との初期衝突時に、衝突角度αが５５〜７０°の範囲内にあり、従って従来知られている予縁曲げ工具の４５°の角度より非常に大きくなるようにして、フランジ１０に対して位置決めされる。予縁曲げ工具２６とフランジ１０との間のこの大きい角度αにより、予縁曲げ加工中すなわち予縁曲げ工具２６が図５Ａに示す位置から図５Ｂに示す位置に移動するときに、フランジ１０は、予縁曲げ工具２６によって、自由縁部３０からベンドライン１４に向かう方向に押圧される。かくしてこの押圧により、全予縁曲げ加工中に、ベンドライン１４従って最終パネル組立体の外周部が固定位置に維持され、これにより従来技術の縁曲げ方法に共通の既知の「クリーピング」をなくすことができる。
予縁曲げ加工の終時に、フランジ１０の元々真直な部分は、フランジの初期湾曲部の直上から出発する大きい曲率で曲げられる。
【００２５】
次に図６Ａおよび図６Ｂに示すように、予縁曲げ加工（図６Ａ）の後に、フランジ１０は、内側パネル２２の外縁部４０上に横たわるように曲げられる。また、フランジ１０は、図５Ａおよび図５Ｂに示した予縁曲げ工具２６の内部で大きい曲率を形成する。
その後、ネスト２０が、最終縁曲げ工具４２に対して、図６Ａに示す位置から図６Ｂに示す位置へと往復運動される。これにより、最終縁曲げ工具４２がフランジ１０を押圧し、かくして図６Ｂに示すように、内側パネル２２の外縁部４０がフランジ１０と外側パネルの残部１６との間にサンドイッチされる。
【００２６】
好ましくは、最終縁曲げ工具４２は、ネスト２０の支持面に対して実質的に平行な、平らな縁曲げ面４４を有している。平らな縁曲げ面４４を供えた最終縁曲げ工具４２の使用は、製造を比較的安価にし、かつフランジ１０に対する最終縁曲げ工具４２の内方位置および外方位置を本質的に厳格にしなくてもよくする。しかしながら、所望ならば、最終縁曲げ工具４２には、所望の最終縁曲げ形状に一致する形状をもつ定型表面４６（図７）を設けることができる。
【００２７】
本発明の主要な長所は、湾曲予縁曲げ工具と関連するフランジング加工中に正確に行なわれる外側パネルのフランジと残部との間の鋭い曲げにより、外側パネルのベンドラインに沿う該パネルの移動および更なる押圧が事実上なくなることである。また、これにより、縁曲げ加工中の外側パネルのクリーピングおよびはね返り並びにクラッキングをなくすことができる。
以上本発明を説明したが、当業者ならば、特許請求の範囲に記載により定められた本発明の精神から逸脱しない多くの変更が明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来技術におけるフランジング加工後の外側パネルを示す図面である。
【図２】従来技術による予縁曲げ加工中の縁曲げ方法を示す断面図である。
【図３】従来技術による縁曲げ加工後のパネル組立体を示す側面図である。
【図４】本発明の好ましい方法によるフランジング加工後の外側パネルの一部を示す部分断面図である。
【図５Ａ】本発明の方法による予縁曲げ加工を示す概略側面図である。
【図５Ｂ】本発明の方法による予縁曲げ加工を示す概略側面図である。
【図６Ａ】本発明の好ましい方法による最終縁曲げ加工を示す概略側面図である。
【図６Ｂ】本発明の好ましい方法による最終縁曲げ加工を示す概略側面図である。
【図７】図６Ｂと同様な方法であるが、図６の方法を改変した方法を示す図面である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2005523818.tif 000013
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