(57)【要約】【課題】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する。【解決手段】プリヘミングローラ１８と一対のバックアップローラ２０との間にヘミングダイ６とともにヘミングフランジ部を挟み込み、ローラ１８，２０を転動させて予備曲げを施す。続いて、ヘミングローラ２３と一対のバックアップローラ２０との間にヘミングダイ６とともに予備曲げ済みのヘミングフランジ部を挟み込み、ローラ２３，２０を転動させて本曲げを施す。ヘミングローラ２３に対し、予備曲げ時のプリヘミングローラを１８を加工進行方向後方側にオフセット量Ｏｆだけオフセットさせて加工を行う。【選択図】図９
2015180510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
上記ダイの徐変部に倣うかたちで加工ヘッドが移動することにより、予備曲げ部位の一部に予備曲げ徐変部を、本曲げ部位の一部に本曲げ徐変部をそれぞれ形成することを特徴とする請求項１に記載のロールヘミング加工方法。
【請求項３】
上記支持体に対する予備曲げローラの回転中心位置よりも上記支持体に対する本曲げローラの回転中心位置を加工進行方向前方側にオフセットさせた状態で当該本曲げローラにより本曲げを施すことを特徴とする請求項２に記載のロールヘミング加工方法。
【請求項４】
上記ダイの一方の面にパネルが位置決めされるとともに、当該一方の面と反対側のバックアップローラ案内面をバックアップローラが転動するようになっていて、
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。
【請求項５】
上記ダイ上に位置決めされたパネルのアーチ状の端部に伸びフランジ部となる縁曲げとして予備曲げおよび本曲げをそれぞれ施すことを特徴とする請求項４に記載のロールヘミング加工方法。
【請求項６】
上記パネルのアーチ状の端部は自動車のサイドパネルのホイールアーチ部であることを特徴とする請求項５に記載のロールヘミング加工方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載のロールヘミング加工方法に用いるロールヘミング加工装置において、
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。
【請求項８】
請求項７に記載のロールヘミング加工装置において、
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。
【請求項９】
請求項８に記載のロールヘミング加工装置において、
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。
【請求項１０】
請求項８に記載のロールヘミング加工装置において、
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。
【請求項１１】
請求項１０に記載のロールヘミング加工装置において、
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。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか一つに記載のロールヘミング加工装置において、
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。
【請求項１３】
請求項１２に記載のロールヘミング加工装置において、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５０１７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】自動車の車体の骨格構造を示す斜視図。
【図２】本発明に係るロールヘミング加工装置による加工部位の一例を示す図で、図１のａ−ａ線に沿った拡大断面図。
【図３】図２に示すヘミング結合部での結合手順を示す工程説明図。
【図４】本発明に係るロールヘミング加工装置の概略構造を示す平面説明図。
【図５】プリへミングローラ装着時のヘミング加工ヘッドを示す図で、図４のｂ−ｂ線に沿った断面概略説明図。
【図６】へミングローラ装着時のヘミング加工ヘッドを示す図で、図４のｂ−ｂ線に沿った断面概略説明図。
【図７】（Ａ）は図５のプリへミングローラの詳細を示す説明図、（Ｂ）は図６のへミングローラの詳細を示す説明図。
【図８】図４に示したヘミングダイの展開説明図。
【図９】図５，６に示したプリヘミングローラおよびヘミングローラの加工時の軌跡を示す拡大説明図。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）共に図７の（Ａ）に示したプリへミングローラの変形例を示す説明図。
【図１１】図５に示したヘミング加工ヘッドをさらに具体化した詳細を示す斜視図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態としてヘミング加工ヘッドの別の例を示す斜視図。
【図１３】図１２に示したヘミング加工ヘッドの正面図。
【図１４】図１２に示したヘミング加工ヘッドの平面図。
【図１５】図８に対応した従来の加工形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【符号の説明】
【００６２】
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
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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