(57)【要約】【課題】板金修理方法と、その方法の実施にかかる板金修理装置を提供する。【解決手段】金属板１の凹部１ｋ（要板金修理部）を、所定のエネルギーを有するショット３で凹んだ側から衝撃し、金属板１が凹む前の状態に近づくようにピーンフォーミングする。【選択図】　図２
2004130364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の金属外板を板金修理する方法であって、前記金属外板が凹むことにより形成された要板金修理部を、所定のエネルギーを有する投射体で凹んだ側から衝撃し、前記金属外板が凹む前の状態に近づくようにピーンフォーミングすることを特徴とする板金修理方法。
【請求項２】
前記投射体としてショットを用い、多数のショットを前記要板金修理部の全域にわたって投射する請求項１記載の板金修理方法。
【請求項３】
構造物の金属外板を板金修理するための装置であって、前記金属外板の要板金修理部に投射体を投射する投射部を備え、その投射部が前記要板金修理部の凹凸変化に追従する形で自在に可動であることを特徴とする板金修理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金修理方法および板金修理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、衝突事故などで凹んだ自動車のボディを板金修理する方法としては、裏からハンマーで叩いて矯正する方法や、凹んだ部分を治具で強制的に引き戻す方法などがある（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９８６１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ハンマーで叩いて矯正するにはボディの内側からの作業となるため、修理箇所周辺の内装品を取り外す必要があり、手間も時間もかかる。また、治具で引き戻す方法にしても、治具を凹んだ部分に取り付けるために溶接をする必要があるため、同様に内装を取り外す必要がある。
【０００５】
そこで本発明は、構造物の金属外板を比較的簡便に修理することを可能にする板金修理方法と、その方法の実施にかかる板金修理装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために本発明は、構造物の金属外板を板金修理する方法であって、金属外板が凹むことにより形成された要板金修理部を、所定のエネルギーを有する投射体で凹んだ側から衝撃してピーンフォーミングし、金属外板を凹む前の状態に近づけることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の板金修理方法は、金属外板を凹んだ側から衝撃して徐々に元通りにしていく、というものである。すなわち、エネルギーを適切にコントロールした投射体で金属外板を衝撃すると、その外板は衝撃を加えた側に盛り上がってくる、という作用を積極的に利用したものである（図２参照）。このような方法によると、構造物を分解したり、内装品を取り外したりする必要がなくなる。
【０００８】
また、上記課題を解決するために本発明は、構造物の金属外板を板金修理するための装置であって、金属外板の要板金修理部に投射体を投射する投射部を備え、その投射部が要板金修理部の凹凸変化に追従する形で自在に可動であることを特徴とする。
【０００９】
上記本発明の板金修理装置においては、投射部が要板金修理部の高低差に追従する形で自在に可動であるため、要板金修理部の全域を満遍なく投射体で衝撃することが可能である。また、金属外板を投射する側に盛り上げるには投射体のエネルギーを調整することが必要であるが、本発明の板金修理装置では、要板金修理部と投射部との距離をコントロールすることで、投射体のエネルギーをコントロールすることもできるため、エネルギー微調整等の点において有利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
ピーンフォーミングは、金属板１に多数（複数）のショット３を投射した際、図１（ａ）に示すように投射方向と逆方向に金属板１が盛り上がる現象を利用した成形方法である。ただし、図１（ａ）のように金属板１に盛り上がりが生じるのは、ショット３の投射エネルギー（運動エネルギー）を比較的小さく調整した場合であって、ショット３の投射エネルギーを高めれば、当然ながら図１（ｂ）のように、ショット３の投射方向に落ち込みが生じる。盛り上がりの高さは、一般にはショットピーニングの程度を表すＡｌｍｅｎの値として知られている。
【００１１】
ショット３としては、金属、ガラスおよび樹脂からなる材料群より選択された１種または２種以上で構成された小粒体を用いることができる。具体的には、金属球、ガラスビーズ、プラスチックビーズなどを用いることができる。ショット３の耐久性の面では、金属板１よりも硬質（ビッカース硬さが大きい）かつ靭性の大きい材料からなる金属球が優れる。投射対象である金属板１の厚さが概ね直径に等しい球状のショット３を用いると成形効率が良いため、特に推奨される。
【００１２】
図１中の符号１ａ，１ｂは、一つのショット３によってもたらされる塑性変形域を概念的に示している。塑性変形域１ａと１ｂの差異は、金属板１に生じる圧縮応力場の違いに起因している。多数のショット３が投射されると微小な塑性変形が累積され、金属板１の上面１ｐ（表面）と下面１ｑ（裏面）とで塑性変形量に差が生じる。つまり、上面１ｐの伸びが下面１ｑの伸びよりも大きい場合、金属板１は図１（ａ）のように盛り上がり、下面１ｑの伸びが上面１ｐの伸びよりも大きい場合、金属板１は図１（ｂ）のように落ち込むことになる。
【００１３】
このように、ピーンフォーミングとは、ショット３の投射方向とは逆側に金属板１を盛り上げる成形方法ということである。そうだとすれば、凹部の形成された金属板１のその凹部をピーンフォーミングにより平坦化することを考え得る。すなわち、図２に示すように、金属板１の凹部１ｋに対し、その凹部１ｋが開口した側から凹部１ｋの底に向けてショット３を次々と投射する。すると、ショット３の投射された領域は、投射方向と逆向きに盛り上がってくるので、凹部１ｋの全域にわたってショット３の投射を順次的にかつ満遍なく行えば、凹部１ｋの体積が次第に小さくなる。場合によっては、凹部１ｋは消滅して、金属板１は略平坦化する（図２中のカッコ内参照）。
【００１４】
上記のような手法で、金属板の凹んだ箇所を隆起させることが威力を発揮する例として輸送機器、特に自動車の板金修理が挙げられる。自動車の板金修理に関していえば、内装等を取り外して内側からハンマーで叩くという、至ってシンプルな方法が主流となっているが、ピーンフォーミングを板金修理の現場に採用すると、内装等を取り外さずに済むという利点がある。
【００１５】
図３に示すように、事故等により自動車４０の外板４０ａ（金属板）に形成された凹状の要板金修理部４０ｂに対し、板金修理装置１０１を用いてショット３を投射する。具体的には、板金修理装置１０１のショット投射部１２を要板金修理部４０ｂに開口側から接近させる。そして、所定のエネルギーを有するショット３を凹んだ側から次々と投射して要板金修理部４０ｂを引き戻し、外板４０ａが凹む前の状態に近づくようにピーンフォーミングを行う。特に、自動車の外板の中でも、ドア、ボンネットなど板金が不可能または極めて困難で、交換するしか修理方法のない部分に対し、ピーンフォーミングによる板金修理が有効である。
【００１６】
たとえば、図５に示すように、金属板６１（被板金金属板）が他の金属板６３（裏側接合材）に接合部材６ｃを介して接合されて一体となることにより構成された組付け金属板６（ドア、ボンネット等）を板金修理する場合がある。金属板６１の裏側面６ｑは、他の金属板６３によって覆われる形となっており、両者（金属板６１，６３）の間には若干の中空スペースＳＨが形成されている。この中空スペースＳＨにハンマーなどの工具を介挿して金属板６１に形成された凹部６ｋ（要板金修理部）を板金することはできない。また、両者（金属板６１，６３）を分離させることもできない。このような状況に置かれた金属板６１について、表側面６ｐからショット３を投射して凹部６ｋを板金修理する方法は有効である。なお、接合部材６ｃを介さずに、溶接などにより直接接合されていても同様である。
【００１７】
次に、板金修理装置１０１の概要を図４に示す。ショットを圧縮空気によって加速するブロワー型の板金修理装置１０１は、主にショット投射部１２と本体部７０を有して構成されている。本体部７０は、ショットを蓄えるためのホッパ６２、ショットに運動エネルギーを付与するための圧縮空気を生成する圧縮機６０、圧縮空気とショットとをショット投射部１２に送るための送給機６４、送給機６４とショット投射部１２とを連通する連通管１８、当該板金修理装置１０１を動作させるための操作部５２を備えている。また、本体部７０の底部に車輪５０，５０を設けたため、容易に移動可能になっている。
【００１８】
ショット投射部１２は、モータ等のアクチュエータ１２ｂと、そのアクチュエータ１２ｂによって揺動される首振部１２ａとを含んで構成された角度可変機構を備えている。この角度可変機構により、ショット３の投射方向が調整される。また、圧縮機６０にて生成された圧縮空気は連通管１８に送られる。連通管１８には、樹脂製あるいは金属製のフレキシブルホースを採用するとよい。一方、ホッパ６２はＡ，Ｂ，ＣおよびＤで示される複数の区画に分かれてその各々にショットを蓄えるとともに、各区画から個別にショットを供給できるようになっている。つまり、形状、材質等の異なる複数種類のショットを状況に応じて使い分けることが可能である。なお、操作部５２からの入力はコントローラ５４に伝送され、コントローラ５４は入力された命令に応じて、アクチュエータ１２ｂ、圧縮機６０および送給機６４の動作を制御する。また、ショット投射部１２は、作業者が直接把持して扱えるハンドツールの形態としてもよいし、マニピュレータ等に固定する形態としてもよい。
【００１９】
図３に戻って説明をする。板金修理装置１０１において、ショット投射部１２は、フレキシブルホースにより構成された連通管１８により本体部７０に繋がっている。そのため、要板金修理部４０ｂの凹凸変化（要するに凹み深さの違い）に追従する形で自在に可動であり、要板金修理部４０ｂの全域を隈なくショット３で衝撃できる。また、外板４０ａを衝撃を印加した側に盛り上げるにはショット３のエネルギーを調整することが重要であるが、板金修理装置１０１では、要板金修理部４０ｂとショット投射部１２との距離をコントロールすることで、ショット３のエネルギーをコントロールすることも可能になっているため、エネルギー微調整等の点において有利である。
【００２０】
また、投射したショット３が周囲に飛散しないようにするとともに、ショット３を回収する手段として、自動車４０の外板４０ａに密着可能な回収カバー６５を板金修理装置１０１の一部として設けることができる。回収カバー６５には、ショット投射部１２の先を挿入するための開口が設けられている。また、回収カバー６５は、たとえば透明あるいは半透明の樹脂により構成することができる。したがって、回収カバー６５にて要板金修理部４０ｂを覆い、ショット投射部１２の位置調整をしながらピーンフォーミングをすることができる。また、回収カバー６５には、ショット回収管６７が連通されている。このショット回収管６７から圧送されたショット３は、ホッパ６２に戻される。
【００２１】
ショット３が飛散しても問題ないように区画されたエリアで、しかもショット３を循環させずに板金修理を行うならば、回収カバー６５やショット回収管６７を設ける必要もない。
【００２２】
なお、要板金修理部４０ｂを完全に元通りに修復するに至らなかった場合でも、凹む前の状態に近づいているならば、それはそれで十分に修理効果があったものと考え得る。また、凹む前の状態に近づいたかどうかは、凹み箇所（要板金修理部４０ｂ）の体積の増減を基準に判断することができる。つまり、凹み箇所の体積が減少していれば、凹む前の状態に近づいたものとみなす。
【００２３】
本実施形態は、自動車４０の板金修理を例に説明したが、自動車に限らず、たとえば金属製家具、電化製品、建築物などにも本発明を適用できることはもちろんである。また、板金修理装置１０１を顧客の自宅等まで運搬し、出張板金修理サービスを提供するといったことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ピーンフォーミングの原理説明図。
【図２】凹部を凹む前の状態に近づける方法を説明する図。
【図３】ピーンフォーミングにより自動車の板金修理を行う様子を示す図。
【図４】板金修理装置の概要を説明する図。
【図５】ピーンフォーミングにより板金修理を行う好適例を説明する図。
【符号の説明】
１　金属板
１ｋ，６ｋ　凹部（要板金修理部）
３　ショット
１２　ショット投射部
４０　自動車（構造物）
４０ａ　外板
４０ｂ　要板金修理部
１０１　板金修理装置
【図１】
2004130364.tif 000003
【図２】
2004130364.tif 000004
【図３】
2004130364.tif 000005
【図４】
2004130364.tif 000006
【図５】
2004130364.tif 000007