(57)【要約】【課題】予備曲げパンチの移動軌跡を途中で変更できるようにして、高品位な中空ヘムを実現するとともに、大きく湾曲したワーク形状であってもその端部のヘム加工を高品位に行うことができる。【解決手段】ヘミング加工装置１は、パラレルリンク２１を介して支持固定部２０に対して移動可能に支持された可動部材２２と、スライドカム２３と、スライドカム２３の付勢機構２４とを備えている。スライドカム２３に予備曲げパンチが固定されている。パラレルリンク２１は、駆動カム３０によって駆動された際に予備曲げパンチ２６を予備曲げ工程の第１段階となるまで移動させる。スライドカム２３は、予備曲げパンチ２６を予備曲げ工程の第２段階となるまで移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状ワークを装置本体に支持し、該ワークの端部に設けられたフランジ部分をヘミング加工するように構成されたヘミング加工装置において、
上記装置本体に固定された支持固定部と、
リンクを介して上記支持固定部に対して移動可能に支持された可動部材と、
上記可動部材に対して接離する方向にスライド可能に取り付けられたスライドカムと、
上記スライドカムを上記可動部材から離れる方向に付勢する付勢機構と、
上記スライドカムに固定され、上記ワークの端部をヘミング加工の完了前の状態となるまで予備曲げする予備曲げパンチと、
上記リンクに取り付けられたカムフォロアと、
上記カムフォロアを駆動するための駆動カムとを備え、
上記リンクは、上記駆動カムによって上記カムフォロアが駆動された際に上記予備曲げパンチを予備曲げ工程の第１段階となるまで移動させ、
上記スライドカムは、上記第１段階となるまで移動した上記予備曲げパンチを予備曲げ工程の第２段階となるまで移動させるように構成されていることを特徴とするヘミング加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のヘミング加工装置において、
上記装置本体は、互いに対向するように配置される上型及び下型を有し、
上記支持固定部は、上記下型に固定され、
上記駆動カムは、上記上型に固定されるとともに、該上型の動力によって上下方向に駆動され、
上記リンクは、上記駆動カムによって駆動された上記カムフォロアによって上記予備曲げパンチを円弧状の軌跡を描くように移動させ、
上記スライドカムは、上記予備曲げパンチを上下方向に移動させるように構成されていることを特徴とするヘミング加工装置。
【請求項３】
板状ワークを装置本体に支持し、該ワークの端部に設けられたフランジ部分をヘミング加工するように構成されたヘミング加工装置において、
基台の上部に固定されたアンビルと、
上記アンビルに載置された上記ワークの端部をヘミング加工の完了前の状態となるまで予備曲げする予備曲げパンチと、
上記予備曲げパンチが固定されたスライドカムと、
上記スライドカムが上記アンビルに接離する方向にスライド可能に取り付けられたヘム保持部材と、
上記スライドカムを上記アンビルに接近する方向に付勢する付勢機構と、
上記基台の側部に、上下方向に往復動可能に取り付けられた昇降部材と、
上記昇降部材を往復動させる昇降部材駆動装置と、
上記昇降部材と上記ヘム保持部材とを相対的に揺動自在に連結する連結ピンと、
上記昇降部材に設けられ、上記ヘム保持部材を上記連結ピン周りに傾動させる傾動駆動装置とを備え、
上記傾動駆動装置は、上記ヘム保持部材を傾動させて上記予備曲げパンチを予備曲げ工程の第１段階となるまで移動させ、
上記スライドカムは、上記第１段階となるまで移動した上記予備曲げパンチを上記昇降部材駆動装置の駆動力によって予備曲げ工程の第２段階となるまで移動させるように構成されていることを特徴とするヘミング加工装置。
【請求項４】
車両用蓋体のインナーパネルの端部がアウターパネル裏面から浮いた状態でヘミング加工を行うヘミング加工方法であって、
請求項１または請求項２に記載のヘミング加工装置を用い、
予備曲げ工程の第１段階において、上記予備曲げパンチによる加工力を上記アウターパネルのフランジ部側面から作用させたのち、
予備曲げ工程の第２段階において、上記予備曲げパンチによる加工力を該フランジ部座屈方向から作用させて予備曲げを完了させることを特徴とするヘミング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板等の板状ワークを折り曲げ加工するヘミング加工装置及びヘミング加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用ドアのようにアウターパネルとインナーパネルとからなる車両用蓋体の生産設備の一つとしてヘミング加工装置が使用されている。ヘミング加工装置は、アウターパネルの端部を折り曲げてインナーパネルの端部に重ねることによってアウターパネルとインナーパネルとを接合するためのものであり、プレス装置を用いてヘミングパンチを駆動させ、ワーク（例えば上記アウターパネル）を折り曲げ加工する装置、アンビルに装着したサーボモータ等による駆動でヘミングパンチを駆動させ、ワークを折り曲げ加工する装置、アンビルに固定したワークをロボットに装着したヘミングローラーで加圧しながらヘミング加工する装置の３つに大別することができる。
【０００３】
特に、自動車用ドアのアウターパネルとインナーパネルの接合では見栄えが極めて重要なため、予備曲げと本曲げの２工程で行われる場合が多い（例えば特許文献１参照）。すなわち、前工程で端部をフランジ加工したアウターパネルにインナーパネルを重ね、予備曲げパンチでフランジ部分を予備的に折り曲げ加工し、その後、端部に膨らみが残った折り曲げ部分を本曲げパンチでインナーパネルの板厚方向に加圧することで、端部が一定の曲率となった見栄えのよい形状に仕上げることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１４４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、図２０に示すようにインナーパネル１０１とアウターパネル１０２とをヘミング加工によって接合する場合には、アウターパネル１０２の本体部分に対して９０°よりもやや大きな角度で立ち上がったフランジ部分１０２ａを、図２１に示すような予備曲げパンチＡで加圧しながらインナーパネル１０１の端部１０１ａにほぼ密着するまで折り曲げ加工していくが、このとき、高品位な加工を行うためには予備曲げパンチＡをフランジ部分１０２ａの側面に対して垂直な方向から加圧することが望ましい。このため、特許文献１では、予備曲げ工程においては、パラレルリンクを用いて予備曲げパンチを図２１に仮想線で示すように円弧状の軌跡Ａ１を描くように移動させている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、予備曲げパンチがパラレルリンクのリンク長を半径（Ｒ１）とする円弧状の軌跡Ａ１を描くのに対し、フランジ部分１０２ａの側面への加圧力の作用点Ｐ１（図２０（ａ）に示す）は、理想的には、フランジ部分１０２ａの折り曲げ起点Ｐ２（図２０（ａ）に示す）との距離Ｒ２を半径とする円弧状の軌跡を描く必要があり、予備曲げパンチの軌跡とは大きく異なる。このため、予備曲げ加工開始時点で、フランジ部分１０２ａの中間部位を作用点として予備曲げパンチＡで加圧するようにしても、加工後期には作用点がフランジ部分１０２ａの端部に移動し、加工面に圧痕を生じることや、フランジ部分１０２ａがインナーパネル１０１に密着するまで折り曲げ加工できなくなるという問題が発生する。
【０００７】
また、図２０に示す構成ではインナーパネル１０１の端部１０１ａがアウターパネル１０２の裏面から浮いた状態でヘミング加工する、いわゆる中空ヘム形状としている。リアドア前縁には通常フロントドアとの隙間を埋めるようフロントドアの背面に回り込んだリップ部が設けられるが、リップ部の上下部分でリップ部から通常の外縁形状に遷移する部分にこの中空ヘム形状は用いられる。特に、この中空ヘムでは、インナーパネル１０１の端部１０１ａが変形し易いので、予備曲げパンチでフランジ部分１０２ａに対して側面からの加圧力を終始加え続けると、（ｂ）に示すようにフランジ部分１０２ａが基端部からパネル内方へ倒れてしまい、見栄えの悪化を招くという問題もある。
【０００８】
さらに、例えば、ワゴンタイプの自動車のリヤハッチドアのように、上部が車両前側へ大きく湾曲形成されている場合には、インナーパネル１０１とアウターパネル１０２が図２２に示すような形状となる。このような形状となった場合には、ヘミング加工する際、インナーパネル１０１とアウターパネル１０２とを重ねた状態で、アウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａが上下方向ではなく、インナーパネル１０１の内方へ突出するようになるので、予備曲げパンチＡを図２２における左方向に移動させた後、フランジ部分１０２ａの予備曲げ方向に移動させなければならず、予備曲げパンチの移動方向を途中で切り替える構造が必要になる。このことに対して、予備曲げパンチの振り込み構造を採用することが考えられるが、構造が複雑化するという問題がある。ここで振り込み構造とは支持固定部を含め予備曲げパンチ機構全体をリンク機構などで予備曲げ開始位置まで移動させる構造を言う。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シンプルな構造としながら予備曲げパンチの移動軌跡を途中で変更できるようにして、高品位な中空ヘムを実現するとともに、大きく湾曲したワーク形状であってもその端部のヘム加工を比較的簡単な構造で高品位に行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、第１の発明は、
板状ワークを装置本体に支持し、該ワークの端部に設けられたフランジ部分をヘミング加工するように構成されたヘミング加工装置において、
上記装置本体に固定された支持固定部と、
リンクを介して上記支持固定部に対して移動可能に支持された可動部材と、
上記可動部材に対して接離する方向にスライド可能に取り付けられたスライドカムと、
上記スライドカムを上記可動部材から離れる方向に付勢する付勢機構と、
上記スライドカムに固定され、上記ワークの端部をヘミング加工の完了前の状態となるまで予備曲げする予備曲げパンチと、
上記リンクに取り付けられたカムフォロアと、
上記カムフォロアを駆動するための駆動カムとを備え、
上記リンクは、上記駆動カムによって上記カムフォロアが駆動された際に上記予備曲げパンチを予備曲げ工程の第１段階となるまで移動させ、
上記スライドカムは、上記第１段階となるまで移動した上記予備曲げパンチを予備曲げ工程の第２段階となるまで移動させるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、予備曲げパンチが固定されているスライドカムが付勢機構によって可動部材から離れる方向に付勢された状態となっており、この状態で、駆動カムがカムフォロアを駆動するとリンクが揺動し、これにより、リンク長を半径とする移動軌跡を描くように予備曲げパンチが移動して予備曲げ工程の第１段階となる。そして、駆動カムがさらにカムフォロアを駆動してリンクが揺動していくと、スライドカムによって予備曲げパンチをこれまでとは異なる軌跡で移動させることが可能になる。これにより、予備曲げパンチが予備曲げ工程の第２段階となる。
【００１２】
このように、予備曲げパンチを、リンク長を半径とする円弧状の軌跡を描くように移動させた後、スライドカムによって別の移動軌跡を描くように移動させることが可能になる。よって、予備曲げ加工初期から後期に亘って、ワークのフランジ部分の一定部位に予備曲げパンチが当たるように該予備曲げパンチの移動軌跡を設定することが可能になるので、加工面に圧痕ができにくくなるとともに、フランジ部分を密着するまで折り曲げ加工することが可能になる。
【００１３】
また、中空ヘムを行う場合には、予備曲げパンチの移動軌跡を予備曲げ加工の第１段階まではフランジ部分の側面を押圧する方向とし、それ以降はフランジ部分に対して座屈力を作用させる方向に押圧するように予備曲げパンチの移動軌跡を設定することで、フランジ部分を狙い通りの形状にすることが可能になり、見栄えが向上する。
【００１４】
さらに、図２２に示すような大きく湾曲した形状のワークの場合、ヘミング加工の第１段階として予備曲げパンチが図２２の左側へ移動するようにその移動軌跡を設定し、そして、第２段階としてフランジ部分を折り曲げるように移動軌跡を設定することで、大がかりな振り込み構造を不要にしながら、大きく湾曲した形状のワークのフランジ部も狙い通りにヘミング加工することが可能になる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、
上記装置本体は、互いに対向するように配置される上型及び下型を有し、
上記支持固定部は、上記下型に固定され、
上記駆動カムは、上記上型に固定されるとともに、該上型の動力によって上下方向に駆動され、
上記リンクは、上記駆動カムによって駆動された上記カムフォロアによって上記予備曲げパンチを円弧状の軌跡を描くように移動させ、
上記スライドカムは、上記予備曲げパンチを上下方向に移動させるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、上型の駆動力によって予備曲げパンチが移動する。このとき、予備曲げパンチは、円弧状の軌跡を描くように移動した後、上下方向に移動するので、例えば、中空ヘムの場合に、予備曲げパンチをフランジ部分の側面から当ててフランジ部分に折り曲げのきっかけとなる折り曲げ起点を形成し、その後、フランジ部分に座屈力を作用させてフランジ部分を確実に折り曲げることが可能になる。
【００１７】
第３の発明は、
板状ワークを装置本体に支持し、該ワークの端部に設けられたフランジ部分をヘミング加工するように構成されたヘミング加工装置において、
基台の上部に固定されたアンビルと、
上記アンビルに載置された上記ワークの端部をヘミング加工の完了前の状態となるまで予備曲げする予備曲げパンチと、
上記予備曲げパンチが固定されたスライドカムと、
上記スライドカムが上記アンビルに接離する方向にスライド可能に取り付けられたヘム保持部材と、
上記スライドカムを上記アンビルに接近する方向に付勢する付勢機構と、
上記基台の側部に、上下方向に往復動可能に取り付けられた昇降部材と、
上記昇降部材を往復動させる昇降部材駆動装置と、
上記昇降部材と上記ヘム保持部材とを相対的に揺動自在に連結する連結ピンと、
上記昇降部材に設けられ、上記ヘム保持部材を上記連結ピン周りに傾動させる傾動駆動装置とを備え、
上記傾動駆動装置は、上記ヘム保持部材を傾動させて上記予備曲げパンチを予備曲げ工程の第１段階となるまで移動させ、
上記スライドカムは、上記第１段階となるまで移動した上記予備曲げパンチを上記昇降部材駆動装置の駆動力によって予備曲げ工程の第２段階となるまで移動させるように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、傾動駆動装置によってヘム保持部材を傾動させることで、フランジ部分の側面を予備曲げパンチによって押圧することが可能になる。その後、予備曲げパンチを昇降部材駆動装置の駆動力によって移動させることで、フランジ部分に対して座屈力を作用させることが可能になる。
【００１９】
第４の発明は、
車両用蓋体のインナーパネルの端部がアウターパネル裏面から浮いた状態でヘミング加工を行うヘミング加工方法であって、
請求項１または請求項２に記載のヘミング加工装置を用い、
予備曲げ工程の第１段階において、上記予備曲げパンチによる加工力を上記アウターパネルのフランジ部側面から作用させたのち、
予備曲げ工程の第２段階において、上記予備曲げパンチによる加工力を該フランジ部座屈方向から作用させて予備曲げを完了させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明によれば、予備曲げパンチの移動軌跡を途中で変更することができる。これにより、高品位な中空ヘムを実現できるとともに、大きく湾曲したワーク形状であってもその端部のヘム加工を高品位に行うことができ、見栄えを良好にすることができる。
【００２１】
第２の発明によれば、上型に固定した駆動カムを利用して予備曲げパンチを駆動することができる。
【００２２】
第３の発明によれば、予備曲げパンチの移動軌跡を途中で変更することができるので、見栄えを良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係るヘミング加工装置が型開き状態にある場合の断面図である。
【図２】駆動カムがカムフォロアに接触した状態にある場合の図１相当図である。
【図３】パッドがインナーパネルを押さえた状態にある場合の図１相当図である。
【図４】予備曲げ工程が開始された直後の図１相当図である。
【図５】予備曲げ工程においてスライドカムによって予備曲げパンチが移動し始めた状態の図１相当図である。
【図６】予備曲げが完了した状態の図１相当図である。
【図７】本曲げが完了した状態の図１相当図である。
【図８】インナーパネル及びアウターパネルの端部の断面を拡大して示しており、（ａ）は予備曲げ前の状態、（ｂ）は予備曲げ開始直後、（ｃ）は予備曲げ完了、（ｃ）は本曲げ完了をそれぞれ示す。
【図９】予備曲げパンチ及びその移動軌跡を示す断面図である。
【図１０】実施形態１の変形例に係る図１相当図である。
【図１１】実施形態２に係る図１相当図である。
【図１２】実施形態２に係る図２相当図である。
【図１３】実施形態２に係る図３相当図である。
【図１４】実施形態２に係る図４相当図である。
【図１５】実施形態２に係る図５相当図である。
【図１６】実施形態２に係る図６相当図である。
【図１７】実施形態２に係る図７相当図である。
【図１８】実施形態２に係るインナーパネル及びアウターパネルの端部の断面図である。
【図１９】実施形態３に係る図１相当図である。
【００２４】
【図２０】従来例に係るインナーパネル及びアウターパネルの端部の断面図であり、（ａ）は予備曲げ前の状態、（ｂ）は予備曲げ完了、（ｃ）は本曲げ完了をそれぞれ示す。
【図２１】従来例に係る予備曲げパンチ及びその移動軌跡を示す断面図である。
【図２２】別の従来例に係るインナーパネル及びアウターパネルの端部と予備曲げパンチの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２６】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るヘミング加工装置１の断面図である。このヘミング加工装置１は、例えば自動車の側部に配設されるドア等を製造する際に用いられるものであり、具体的には、ドアを構成するインナーパネル１０１及びアウターパネル（板状ワーク）１０２をヘミング加工によって接合するのに使用される。尚、ヘミング加工装置１は、例えば、自動車のスライドドア、リヤハッチドア、ボンネットフード、トランクフード等の蓋体を製造する際に用いることができる。
【００２７】
ヘミング加工装置１は、基台１０と、基台１０に固定される下型１１と、下型１１の上方に配置される上型１２とを有する装置本体１３を備えている。基台１０は、例えば工場の地面等に固定されている。基台１０の上面に下型１１が固定されている。下型１１は、ヘミング加工のアンビル（金床）となるものであり、例えば熱処理によって所定の硬度を持っている。下型１１の上面は、アウターパネル１０２が載置される載置面とされている。載置面は、アウターパネル１０２の外面（車外側の面）形状に沿うように成形されており、アウターパネル１０２の少なくとも端部を含む広い領域を下方から支持してアウターパネル１０２が変形しないように構成されている。
【００２８】
上型１２は、図示しないが型駆動装置によって上下方向、即ち、下型１１に接離する方向に駆動されるようになっている。型駆動装置は、例えば油圧シリンダ等の流体圧シリンダを使用することができる。型駆動装置は、例えば作業者によるボタン操作等で作動を開始するように構成されている。
【００２９】
ヘミング加工装置１の基台１０には、支持固定部２０、パラレルリンク２１、可動部材２２、スライドカム２３、付勢機構２４、カムフォロア２５及び予備曲げパンチ２６が設けられており、これらはヘミング加工装置１の構成要素である。一方、上型１２には、駆動カム３０、パッド装置３１及び本曲げパンチ３２が設けられており、これらもヘミング加工装置１の構成要素である。
【００３０】
支持固定部２０は、基台１０の上面において下型１１よりも外側に位置付けられた状態で該基台１０に固定されており、基台１０の上面から上方へ突出する高剛性の板材等で構成されている。支持固定部２０は、下型１１の側面から水平方向に離れており、支持固定部２０と下型１１の側面との間に、上記可動部材２２やスライドカム２３、付勢機構２４、予備曲げパンチ２６等を配置することができるスペースが確保されるようになっている。
【００３１】
支持固定部２０には、水平方向に互いに平行に延びる上側支軸２０ａ及び下側支軸２０ｂが設けられている。上側支軸２０ａ及び下側支軸２０ｂは、下型１１に載置された状態のアウターパネル１０２の端部にほぼ沿う方向に延びている。また、支持固定部２０の上端部には、下型１１側へ延びるように形成された延出部２０ｃが設けられている。この延出部２０ｃは、基台１０の外方へ向けて移動した可動部材２２が当接することによって可動部材２２がそれ以上移動しないようにするためのストッパとして機能する部位である。
【００３２】
パラレルリンク２１は、上側リンク２１ａと下側リンク２１ｂとを備えている。上側リンク２１ａは、側面視で三角形に近い形状の板材で構成されている。上側リンク２１ａの下縁部は、下型１１へ接近するほど上に位置するように傾斜して延びている。上側リンク２１ａの下部は、支持固定部２０の上側支軸２０ａに対して揺動可能に連結されている。また、上側リンク２１ａの上部における下型１１に近い部位には、可動部材２２が連結されるようになっている。さらに、上側リンク２１ａの上部における上側支軸２０ａの直上方には、カムフォロア２５が設けられている。カムフォロア２５は、例えば上側支軸２０ａと同方向に延びる軸周りに回転可能なローラー部材等で構成することができる。
【００３３】
下側リンク２１ｂは、上側リンク２１ａの下方において下型１１へ接近するほど上に位置するように傾斜配置されており、上側リンク２１ａの下縁部と略平行に延びている。下側リンク２１ｂの下端部は、支持固定部２０の下側支軸２０ｂに対して揺動可能に連結されている。下側リンク２１ｂの上端部には、可動部材２２が連結されるようになっている。
【００３４】
また、上側リンク２１ａ及び下側リンク２１ｂは、図示しない付勢部材により、上側支軸２０ａ及び下側支軸２０ｂの周りに上方へ揺動する方向に常時付勢されている。
【００３５】
可動部材２２は、パラレルリンク２１を介して支持固定部２０に対して上下方向に移動可能に支持されている。可動部材２２の移動軌跡は、パラレルリンク２１の上側リンク２１ａ及び下側リンク２１ｂのリンク長によって任意に設定することができる。可動部材２２の上部には、水平方向に平行に延びる上側支軸２２ａ及び下側支軸２２ｂが設けられている。上側支軸２２ａ及び下側支軸２２ｂは、上側支軸２０ａ及び下側支軸２０ｂと略平行に延びている。上側支軸２２ａに上側リンク２１ａが揺動可能に連結され、下側支軸２２ｂに下側リンク２１ａが揺動可能に連結されている。
【００３６】
可動部材２２における下型１１の側面と対向する部位には、スライドカム２３が設けられている。可動部材２２には、スライドカム２３を案内する案内部材２２ｃが取り付けられている。案内部材２２ｃによるスライドカム２３の案内方向は、水平方向であり、かつ、スライドカム２３が可動部材２２に対して接離する方向、即ち、下型１１に接離する方向である。案内部材２２ｃは、スライドカム２３が可動部材２２から最も離れた位置、即ち、図１に示す最離間位置にあるときに、それ以上、可動部材２２から離れないようにするためのストッパの機能を有している。
【００３７】
付勢機構２４は、スライドカム２３を可動部材２２から離れる方向、即ち、下型１１に接近する方向に付勢するためのものである。付勢機構２４は、スライドカム２３における可動部材２２との対向面に配置されるバネ２４ａを備えている。バネ２４ａは、伸縮方向がスライドカム２３の移動方向となるように配置され、伸縮方向の一端がスライドカム２３に、他端が可動部材２２に当接している。このバネ２４ａの付勢力を変更することによってスライドカム２３を最離間位置で留まらせておく力を変更することができる。この実施形態では、予備曲げ工程の前半が終了するまでは、スライドカム２３を最離間位置で留まらせておくことができるように付勢力を設定している。
【００３８】
スライドカム２３には、アウターパネル１０２の端部を予備曲げする予備曲げパンチ２６が固定されている。つまり、予備曲げパンチ２６は、スライドカム２３の移動方向及びパラレルリンク２１の揺動方向の両方に移動することが可能になっている。尚、上記予備曲げとは、詳細は後述するが、ヘミング加工における最終工程である本曲げ工程前の状態となるまでアウターパネル１０２の端部を折り曲げる工程のことであり、予備曲げの後、本曲げを行うことでヘミング加工が完了するようになっている。
【００３９】
予備曲げパンチ２６は、スライドカム２３の上面から上方へ突出するとともに、下型１１へ接近する側にも突出している。予備曲げパンチ２６の突出方向先端面は、アウターパネル１０２に接触して加圧力を作用させるための加工面２６ａとされている。加工面２６ａは、下型１１及び上型１２が型開き状態にあるときに、インナーパネル１０１及びアウターパネル１０２の端部よりも外側で、かつ、アウターパネル１０２の端部よりも上方に位置するようになっている。
【００４０】
スライドカム２３における下型１１との対向面には、摺動部材２７が設けられている。摺動部材２７は、上下方向に延びており、この実施形態では、上側へ行くほど下型１１に近づいている。一方、下型１１におけるスライドカム２３の摺動部材２７との対向面には、摺動部材２７に沿うように上下方向に延びる案内面１１ａが設けられており、この案内面１１ａを摺動部材２７が摺動するようになっている。
【００４１】
上型１２には、パッド装置３１が配設されている。パッド装置３１は、インナーパネル１０１を下方へ押圧するためのものであり、上型１２の下面において中央部に位置している。パッド装置３１は、パッド３１ａと、パッド３１ａが取り付けられるパッド取付部材３１ｂと、パッド取付部材３１ｂを支持する支持機構（図示せず）とを備えている。パッド３１ａはインナーパネル１０１における外周側の形状に対応するように成形されており、その下面がインナーパネル１０１に接触するようになっている。支持機構は、例えば上下方向に伸縮するガスシリンダ等で構成することができ、パッド取付部材３１ｂを上下方向に移動可能に支持し、かつ、下方へ常時付勢している。この支持機構の付勢力によってパッド３１ａをインナーパネル１０１に押圧する。
【００４２】
上型１２の下面には、パッド装置３１よりも外周側に、駆動カム３０がブラケット１２ｂを介して取り付けられている。ブラケット１２ｂは下方へ突出する板材等で構成されている。駆動カム３０は、カムフォロア２５に接触し、該カムフォロア２５を駆動するためのものである。駆動カム３０はブラケット１２ｂの下部に配設されており、側面視でパッド装置３１側へ向けて突出する三角形状に成形されている。すなわち、駆動カム３０の縁部３０ａによってカムプロファイルが形成されており、この実施形態では、縁部３０ａの下側部分が、下側へ行くほど上型１２の外側に近づくように直線状に傾斜して延びており、縁部３０ａの上側部分が、上側へ行くほど上型１２の外側に近づくように直線状に傾斜して延びている。駆動カム３０の縁部３０ａの形状によってカムフォロア２５の移動軌跡を変えることができる。
【００４３】
また、上型１２の下面には、予備曲げパンチ２６を退避位置にするための退避用カム２８が設けられている。この退避用カム２８は、カムフォロア２５に接触して本曲げ工程に入る前に予備曲げパンチ２６が本曲げパンチ３２と干渉しない位置まで退避させるためのものである。退避用カム２８の縁部２８ａによってカムプロファイルが形成されている。
【００４４】
さらに、上型１２の下面には、本曲げパンチ３２が設けられている。本曲げパンチ３２は、予備曲げ後に本曲げを行うためのものであり、パッド装置３１よりも外側に配置され、下方へ突出している。本曲げパンチ３２の突出方向先端面が加工面３２ａとされている。
【００４５】
次に、上記のように構成されたヘミング加工装置１の動作について説明する。図１に示す状態が加工開始状態である。この加工開始状態は、上型１２が上昇して上型１２と下型１１との間にインナーパネル１０１及びアウターパネル１０２を搬入可能なスペースが形成される、型開き状態である。このとき、駆動カム３０はカムフォロア２５から上方へ離れているので、パラレルリンク２１には外力が作用せず、よって、予備曲げパンチ２６がアウターパネル１０２から離れている。また、付勢機構２４による付勢力により、スライドカム２３が可動部材２２から離れている。ヘミング加工前のインナーパネル１０１及びアウターパネル１０２の形状は図８（ａ）に示す形状であり、アウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａは、アウターパネル１０２の本体部分に対して９０°よりもやや大きな角度で立ち上がっている。
【００４６】
そして、図２に示すように上型１２を型駆動装置によって下降させると、駆動カム３０がカムフォロア２５に接触する。その後、図３に示すように上型１２を型駆動装置によってさらに下降させると、パッド３１ａがインナーパネル１０１における外周側に上方から接触し、パッド装置３１が有する支持機構の作用によって上型１２の下方向への変位を吸収してパッド３１ａはインナーパネル１０１に接触した状態で停止する。これにより、インナーパネル１０１が上方から加圧されてアウターパネル１０２に押し付けられるとともに、アウターパネル１０２が下型１１の載置面に押し付けられて固定される。
【００４７】
しかる後、図４に示すように予備曲げ工程が開始される。すなわち、同図では上型１２がさらに下降し、駆動カム３０がカムフォロア２５を駆動してパラレルリンク２１を上側支軸２０ａ及び下側支軸２０ｂ周りに下方へ揺動させる。これにより、可動部材２２が下方へ移動する。図５に示す状態まで可動部材２２が移動すると、予備曲げパンチ２６の加工面２６ａがアウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａの上端部に接触してフランジ部分１０２ａに加圧力を作用させる。このときの予備曲げパンチ２６の移動軌跡は、上側リンク２１ａと下側リンク２１ｂとのリンク長を半径とした円弧状の軌跡（図９に示すＢ１）である。この予備曲げパンチ２６の移動軌跡Ｂ１は、加工面２６ａを、フランジ部分１０２ａの上端部に対して上方、かつ、側方から接触させ、さらにフランジ部分１０２ａを折り曲げる方向となる。従って、図４に示す状態から図５に示す状態となるまでの間に、フランジ部分１０２ａは、図８（ｂ）に示すようにインナーパネル１０１の端部１０１ａに接近する方向に倒れた状態になる。図４に示す状態から図５に示す状態までが予備曲げ工程の第１段階である。図５に示す状態では、スライドカム２３の摺動部材２７が下型１１の案内面１１ａに接触する。
【００４８】
その後、上型１２がさらに下降して図６に示す状態に移行する間に、スライドカム２３の摺動部材２７が下型１１の案内面１１ａに押し付けられ、これにより、付勢機構２４による付勢力に抗してスライドカム２３が可動部材２２に接近する方向に移動し、スライドカム２３が可動部材２２に当接してスライドカム２３の水平方向の移動が停止する。この間も上型１２が下降していて、駆動カム３０の作用によってパラレルリンク２１が下方へ揺動しているので、今度は、摺動部材２７が案内面１１ａをその下方へ摺動していき、スライドカム２３が案内面１１ａによって案内されながら下方へ移動する。このスライドカム２３の動きは予備曲げパンチ２６の移動軌跡となり、図９に符号Ｂ２で示すように下方へ向かう軌跡となる。尚、図９における符号Ｂは、予備曲げ工程の予備曲げパンチ２６の移動軌跡全体を示している。
【００４９】
移動軌跡Ｂ２で移動する予備曲げパンチ２６の加工面２６ａは、アウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａに対して、加圧力を、上方から下方、つまり、フランジ部分１０２ａの座屈方向となるように作用させる。これにより、フランジ部分１０２ａの立ち上がり方向中間部を、インナーパネル１０１の端部１０１ａに一時的に接触させてフランジ部分１０２ａの折り曲げの基点を作りながら、座屈方向に加圧してフランジ部分１０２ａを確実に折り曲げることができる（図８（ｃ）参照）。
【００５０】
図５に示す状態から図６に示す状態までが予備曲げ工程の第２段階であり、この第２段階で予備曲げが完了する。
【００５１】
次いで本曲げ工程に移行する。上型１２が下降を続けているので、図７に示すように、駆動カム３０がカムフォロア２５よりも下方へ移動するとともに、カムフォロア２５に退避用カム２８が接触する。退避用カム２８によってカムフォロア２５が駆動されると、本曲げ工程に入る前に予備曲げパンチ２６が本曲げパンチ３２と干渉しない位置まで退避する。その後、本曲げパンチ３２の加工面３２ａがアウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａに対して上方から接触して加圧力を作用させる。これにより、本曲げが完了する。
【００５２】
本曲げが完了すると上型１２を上昇させてインナーパネル１０１及びアウターパネル１０２を取り出す。
【００５３】
以上説明したように、この実施形態１に係るヘミング加工装置１によれば、予備曲げパンチ２６が固定されているスライドカム２３が付勢機構２４によって可動部材２２から離れる方向に付勢された状態となっており、この状態で、駆動カム３０がカムフォロア２５を駆動するようにしている。このカムフォロア２５の駆動によってパラレルリンク２１が揺動し、これにより、リンク長を半径とする円弧状の移動軌跡Ｂ１（図９に示す）を描くように予備曲げパンチ２６が移動する。そして、パラレルリンク２１がさらに揺動していくと、スライドカム２３によって予備曲げパンチ２６を上下方向に延びる軌跡Ｂ２を描くように移動させることができる。
【００５４】
つまり、予備曲げパンチ２６を、円弧状の軌跡Ｂ１を描くように移動させた後、上下方向に延びる軌跡Ｂ２を描くように移動させることができる。これにより、予備曲げパンチ２６の移動軌跡を、初期段階でフランジ部分１０２ａの側面を押圧する方向とし、それ以降はフランジ部分１０２ａに対して座屈力を作用させる方向とすることができる。よって、フランジ部分１０２ａを狙い通りの形状にすることが可能になり、見栄えを向上できる。
【００５５】
尚、図１０に示す変形例のように、摺動部材２７の代わりにローラー部材２９を設けてもよい。この変形例では、下型１１の案内面１１ａが側面視で湾曲した形状となっている。ローラー部材２９は、パラレルリンク２１の揺動軸と平行に延びる回転軸周りに回転するものであり、下型１１の案内面１１ａに接触して転動するようになっている。ローラー部材２９を設けることで、案内面１１ａが湾曲した形状であってもスライドカム２３をスムーズにスライドさせることができる。
【００５６】
（実施形態２）
図１１は、本発明の実施形態２に係るヘミング加工装置１を示すものである。実施形態２のヘミング加工装置１は、図示するように大きく湾曲した形状のインナーパネル１０１とアウターパネル１０２とを接合する場合に使用されるものであり、基本的な構造は実施形態１と同じであるが、下型１２の形状、予備曲げパンチ２６の形状、パッド３１ａの形状、本曲げパンチ３２の形状が実施形態１とは一部異なっている。以下、実施形態１と機能的に同じ部分には同じ符号を付して説明は省略し、形状の異なる部分について説明する。
【００５７】
インナーパネル１０１及びアウターパネル１０２は、例えばワゴンタイプの自動車のリヤハッチドアのように上部が車両前側へ大きく湾曲形成されたものであり、図１１に示している部分は、その上部にあたる部位である。このような形状の場合、ヘミング加工する際、インナーパネル１０１とアウターパネル１０２とを重ねた状態で、アウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａが上下方向ではなく、インナーパネル１０１の内方へ突出するようになる（図１８に示す）。
【００５８】
これに対応するように、予備曲げパンチ２６の成形面２６ａは突出するように形成されている。また、パッド３１ａは下方へ行くほどインナーパネル１０１の外周側に接近するように傾斜している。さらに、本曲げパンチ３２は、スライド機構３９を介して上型１２に取り付けられており、図１１の左右方向に移動可能となっている。本曲げパンチ３２もパッド３１ａと同方向に突出している。
【００５９】
図１１の型開き状態では、予備曲げパンチ２６がインナーパネル１０１及びアウターパネル１０２の外端部よりも外方に位置している。これにより、インナーパネル１０１及びアウターパネル１０２を上方から下型１１に載置する際に予備曲げパンチ２６が邪魔になることはない。
【００６０】
その後、図１２に示すように上型１２を型駆動装置によって下降させると、駆動カム３０がカムフォロア２５に接触する。その後、図１３に示すように上型１２を型駆動装置によってさらに下降させると、パッド３１ａがインナーパネル１０１における外周側に上方から接触し、インナーパネル１０１及びアウターパネル１０２が下型１１の載置面に固定される。
【００６１】
しかる後、図１４に示すように上型１２がさらに下降し、駆動カム３０がカムフォロア２５を駆動してパラレルリンク２１を上側支軸２０ａ及び下側支軸２０ｂ周りに下方へ揺動させる。これにより、可動部材２２がフランジ部分１０２ａに接近する方向に移動する。図１５に示す状態まで可動部材２２が移動すると、予備曲げパンチ２６の加工面２６ａがアウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａの上端部に接触してフランジ部分１０２ａに加圧力を作用させる。このときの予備曲げパンチ２６の移動軌跡は、上側リンク２１ａと下側リンク２１ｂとのリンク長を半径とした円弧状の軌跡（図９に示すＢ１）である。従って、図１４に示す状態から図１５に示す状態となるまでの間に、フランジ部分１０２ａはインナーパネル１０１の端部１０１ａに接近する方向に倒れた状態になる。図１４に示す状態から図１５に示す状態までが予備曲げ工程の第１段階である。図１５に示す状態では、スライドカム２３の摺動部材２７が下型１１の案内面１１ａに接触する。
【００６２】
その後、上型１２がさらに下降して図１６に示す状態に移行する間に、スライドカム２３の摺動部材２７が下型１１の案内面１１ａに押し付けられ、これにより、付勢機構２４による付勢力に抗してスライドカム２３が可動部材２２に接近する方向に移動し、スライドカム２３が可動部材２２に当接してスライドカム２３の水平方向の移動が停止する。この間も上型１２が下降していて、駆動カム３０の作用によってパラレルリンク２１が下方へ揺動しているので、今度は、摺動部材２７が案内面１１ａをその下方へ摺動していき、スライドカム２３が案内面１１ａによって案内されながら下方へ移動する。このスライドカム２３の動きは予備曲げパンチ２６の移動軌跡となり、下方へ向かう軌跡となる。これにより、フランジ部分１０２ａを確実に折り曲げることができる。図１５に示す状態から図１６に示す状態までが予備曲げ工程の第２段階であり、この第２段階で予備曲げが完了する。
【００６３】
次いで本曲げ工程に移行する。上型１２が下降を続けている間、本曲げパンチ３２はスライド機構３９によって図１７における右方向へ移動していく。これにより、本曲げパンチ３２がパッド３１ａに干渉することはなく、本曲げパンチ３２の加工面３２ａをアウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａに接触させることができ、本曲げが完了する。
【００６４】
本曲げが完了すると上型１２を上昇させてインナーパネル１０１及びアウターパネル１０２を取り出す。
【００６５】
この実施形態２によっても、実施形態１と同様に、予備曲げパンチ２６を、円弧状の軌跡Ｂ１を描くように移動させた後、上下方向に延びる軌跡Ｂ２を描くように移動させることができるので、複雑な振り込み構造を設けることなく、大きく湾曲した形状のインナーパネル１０１及びアウターパネル１０２を見栄えよく接合できる。
【００６６】
（実施形態３）
図１９は、本発明の実施形態３に係るヘミング加工装置１を示すものである。このヘミング加工装置１は、上記特許文献１に開示されている装置を基本構造としており、それに対して予備曲げパンチ２６が固定されたスライドカム２３及び付勢機構２４を設けている。
【００６７】
すなわち、実施形態３では、基台１０の上部には、アンビル４０が固定されている。アンビル４０の上面にアウターパネル１０２が載置される。ヘミング加工装置１は、アンビル４０に載置されたアウターパネル１０２のフランジ部分１０２ａを予備曲げする予備曲げパンチ２６と、予備曲げパンチ２６が固定されたスライドカム２３と、スライドカム２３がアンビル４０に接離する方向にスライド可能に取り付けられたヘム保持部材５０と、スライドカム２３をアンビル４０に接近する方向に付勢する付勢機構２４とを備えている。
【００６８】
ヘム保持部材５０の上部には、本曲げパンチ３２が固定されている。スライドカム２３は、ヘム保持部材５０の本曲げパンチ３２から下方に離れた部位に取り付けられており、このスライドカム２３とヘム保持部材５０との間に付勢機構２４が介在している。スライドカム２３は、水平方向に案内されるようになっている。スライドカム２３におけるアンビル４０との対向面には、摺動部材２７が設けられている。一方、アンビル４０におけるスライドカム２３の摺動部材２７との対向面には、摺動部材２７に沿うように上下方向に延びる案内面４０ａが設けられている。
【００６９】
ヘミング加工装置１は、基台１０の側部に、上下方向に往復動可能に案内機構４１を介して取り付けられた昇降部材５１と、昇降部材５１を往復動させる昇降部材駆動装置５２とを備えている。昇降部材駆動装置５２は、特許文献１のものと同様に構成することができ、クランク装置を利用したものである。つまり、昇降部材駆動装置５２は、クランク駆動モータ５２ａと、クランク駆動モータ５２ａの出力軸に固定されたクランクピン５２ｂと、クランクピン５２ｂに連結された連結アーム５２ｃとを備えている。連結アーム５２ｃのクランクピン５２ｂとは反対側の端部は、第１ピン５３によって昇降部材５１に回動可能に連結されている。クランク駆動モータ５２ａは、基台１０に固定されており、このクランク駆動モータ５２ａが回転すると、その出力によってクランクピン５２ｂが動き、連結アーム５２ｃを介して昇降部材５１に対して上下方向の力を作用させる。クランク駆動モータ５２ａの回転方向を正逆に切り替えることで昇降部材５１を上昇させたり、下降させることができる。
【００７０】
ヘミング加工装置１は、昇降部材５１とヘム保持部材５０とを相対的に揺動自在に連結する連結ピン５４ａと、昇降部材５１に設けられ、ヘム保持部材５０を連結ピン５４ａ周りに傾動させる傾動駆動装置５５とを備えている。連結ピン５４ａは、昇降部材５１の上部と、ヘム保持部材５０における予備曲げパンチ２６よりも下部とを連結するものである。傾動駆動装置５５は、傾動駆動モータ５５ａと、傾動駆動モータ５５ａの出力軸に固定された第１アーム５５ｂと、第１アーム５５ｂに対して回動可能に第２ピン５５ｃによって連結された第２アーム５５ｄとを備えている。第２アーム５５ｄにおける第１アーム５５ｂの連結側と反対側の端部は、ヘム保持部材５０に対して第３ピン５０ａによって回動可能に連結されている。したがって、図１９において、傾動駆動モータ５５ａが例えば右に回転すると、その出力によって第１アーム５５ｂが右に回動して第２アーム５５ｄが下方へ移動し、これにより、ヘム保持部材５０が連結ピン５４ａ周りに右へ傾動する。
【００７１】
次に、上記のように構成されたヘミング加工装置１の動作について説明する。インナーパネル１０１及びアウターパネル１０２をアンビル４０に載置する際には、傾動駆動装置５５によってヘム保持部材５０を右へ傾動させておく。これにより、本曲げパンチ３２及び予備曲げパンチ２６が右へ移動した退避位置となる。インナーパネル１０１及びアウターパネル１０２をアンビル４０に載置した後、昇降部材５１を昇降部材駆動装置５２によって上昇させた状態で、傾動駆動装置５５によってヘム保持部材５０を左に動かして真っ直ぐに立った状態とする。これにより、予備曲げパンチ２６の加工面２６ａがアウターパネル１０２のフランジ部１０２ａに側方から接触して加圧力を作用させる。これが予備曲げ工程の第１段階となる。このとき、付勢機構２４の付勢力に抗してスライドカム２３がヘム保持部材５０に接近する方向に移動する。
【００７２】
そして、昇降部材５１を昇降部材駆動装置５２によって下降させる。これにより、予備曲げパンチ２６が下方に移動するので、フランジ部分１０２ａに対して座屈方向の加圧力を作用させることができる。
【００７３】
次いで、昇降部材５１を昇降部材駆動装置５２によって上昇させた後、傾動駆動装置５５によってヘム保持部材５０を右へ傾動させ、本曲げパンチ３２及び予備曲げパンチ２６を退避位置とする。そして、昇降部材５１を昇降部材駆動装置５２によって下降させて、予備曲げパンチ２６と本曲げパンチ３２との間に、フランジ部分１０２ａが配置されるようにする。
【００７４】
しかる後、傾動駆動装置５５によってヘム保持部材５０を左に動かして真っ直ぐに立った状態とした後、昇降部材５１を昇降部材駆動装置５２によって下降させる。これにより、本曲げパンチ３２が下方に移動するので、フランジ部分１０２ａに対して本曲げパンチ３２によって加圧力を作用させることができ、本曲げが完了する。
【００７５】
以上説明したように、この実施形態３に係るヘミング加工装置１によれば、傾動駆動装置５５と昇降部材駆動装置５２とを設け、さらに予備曲げパンチ２６をスライドカム２３に取り付けるようにしている。これにより、予備曲げパンチ２６を異なる軌跡で動かすことができるので、実施形態１と同様に、フランジ部分１０２ａを狙い通りの形状にすることが可能になり、見栄えを向上できる。
【００７６】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上説明したように、本発明に係るヘミング加工装置は、例えば、自動車のドアを製造する場合に使用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１          ヘミング加工装置
２０        支持固定部
２１        パラレルリンク
２２        可動部材
２３        スライドカム
２４        付勢機構
２５        カムフォロア
２６        予備曲げパンチ
３０        駆動カム
３１        パッド装置
３２        本曲げパンチ
４０        アンビル
５０        ヘム保持部材
５１        昇降部材
５２        昇降部材駆動装置
５４ａ      連結ピン
５５        傾動駆動装置
１０１      インナーパネル
１０２      アウターパネル
１０２ａ    フランジ部分
【図１】
2016064427.tif 000003
【図２】
2016064427.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016064427.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016064427.tif 000009
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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