(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンチに上下動可能に弾性支持された環状のインサートポンチと、このインサートポンチに対向するダイ、および該ダイに上下動可能に弾性支持されたパッドとの三者により、ワークに予め形成された穴の周縁部にヘミング加工を施す方法であって、
ヘミングフランジ部となるべき穴周縁部よりも外側部分をインサートポンチを含むポンチとパッドとにより加圧拘束した状態で、ダイをインサートポンチの内側に押し込むことにより、前記穴周縁部をインサートポンチ側に折り曲げてヘミングフランジ部を成形するフランジ曲げ工程と、
前記フランジ曲げ加工に続いてなおもダイをインサートポンチ側に押し込むことにより、そのインサートポンチをワークから一旦離間させながら該ワークのうちそれまでインサートポンチで拘束されていた部分をそのインサートポンチの移動方向に折り曲げて座部を成形するプリヘミング工程と、
プリヘミング加工終了後にインサートポンチがダイとともに初期状態に復帰する過程で、前記ヘミングフランジ部を座部に重合するように折り曲げながらその座部を元の状態に矯正するヘミング工程と、
を含むことを特徴とするヘミング加工方法。
【請求項２】
前記プリヘミング工程では、ダイとヘミングフランジ部との摩擦力によってヘミングフランジ部の外側部分をダイの移動方向に引き込んで座部を成形することを特徴とする請求項１記載のヘミング加工方法。
【請求項３】
前記プリヘミング工程では、ダイの外周の段状部をヘミングフランジ部の根元部に係合させて、そのダイの移動に伴ってヘミングフランジの外側部分をダイの移動方向に引き込んで座部を成形することを特徴とする請求項２記載のヘミング加工方法。
【請求項４】
請求項１記載のヘミング加工方法に用いられるヘミング加工装置であって、
ポンチに弾性体を介してインサートポンチが上下動可能に支持されていて、これらポンチとインサートポンチとにより下型が形成されている一方、
上ホルダにはインサートポンチに内接可能なセクショナルダイが固定されているとともに、該上ホルダにパッドが上下動可能に弾性支持されていて、これら上ホルダとセクショナルダイおよびパッドとによって上型が形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５】
前記セクショナルダイの外周面には、フランジ曲げ加工後のヘミングフランジ部の根元部に係合する段状部が形成されていることを特徴とする請求項４記載のヘミング加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス曲げ加工の代表的な形態の一つであるヘミング加工方法およびヘミング加工装置に関し、特にワークに予め形成された穴の周縁部にヘミング加工を施すにあたり、フランジ曲げ、プリヘミング（予備曲げ）およびヘミング（本曲げ）の三工程を実質的に一工程で行えるようにしたヘミング加工方法およびヘミング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘミング加工に類似したカーリング加工方法として特開平７−１４８５３２号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この従来のカーリング加工方法では、図８に示すように、ピアス（穴抜き）加工、バーリンク加工およびリストライク＆カーリング加工の三工程からなり、ピアス加工工程では、ダイ５１とパッド５２とで板状のワークＷを加圧拘束した上でポンチ５３を下降させることにより、それらダイ５１とポンチ５３とのせん断作用によってピアス穴Ｐを打抜成形する。一方、バーリンク加工工程では、先にピアス穴Ｐが形成されたワークＷをダイ６１とパッド６２とで加圧拘束した上でそのダイ６１にポンチ６３を押し込むことにより、ピアス穴Ｐの周縁部を直角に折り曲げてフランジ部Ｆを成形する。
【０００４】
さらに、リストライク＆カーリング加工工程では、先に成形されたフランジ部Ｆをダイ７１の凸部７１ａにはめ合わせるようにしてワークＷをダイ７１上に位置決めした上で、ポンチ７３を下降させる。これにより、フランジ部Ｆはダイ７１の湾曲面７１ｂに沿って外側に折り曲げられ、前記ピアス穴Ｐの全周縁部にはカール部７４が成形される。
【０００５】
このような加工形態は、例えば自動車の車体パネルに形成される配線（ワイヤハーネス）用の穴に多用され、ゴム製のグロメットを使用することなくそのままの状態で配線を挿通させたとしても、配線そのものを損傷等から保護することができることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のカーリング加工方法では、ピアス穴加工以外にバーリング加工とリストライク＆カーリング加工の少なくとも二工程が必要であり、工程数の増加を招くこととなって好ましくない。
【０００７】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、穴の周縁部にヘミング加工を施すにあたり、ピアス穴加工に続く一つの工程内で、穴の周縁部のフランジ曲げ加工とプリヘミング加工（予備曲げ）およびヘミング加工（本曲げ）の全てを行うことができるようにしたヘミング加工方法およびヘミング加工装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ポンチに上下動可能に弾性支持された環状のインサートポンチと、このインサートポンチに対向するダイ、および該ダイに上下動可能に弾性支持されたパッドとの三者により、ワークに予め形成された穴の周縁部にヘミング加工を施す方法であって、ヘミングフランジ部となるべき穴周縁部よりも外側部分をインサートポンチを含むポンチとパッドとにより加圧拘束した状態で、ダイをインサートポンチの内側に押し込むことにより、前記穴周縁部をインサートポンチ側に折り曲げてヘミングフランジ部を成形するフランジ曲げ工程と、前記フランジ曲げ加工に続いてなおもダイをインサートポンチ側に押し込むことにより、そのインサートポンチをワークから一旦離間させながら該ワークのうちそれまでインサートポンチで拘束されていた部分をそのインサートポンチの移動方向に折り曲げて座部を成形するプリヘミング工程と、プリヘミング加工終了後にインサートポンチがダイとともに初期状態に復帰する過程で、前記ヘミングフランジ部を座部に重合するように折り曲げながらその座部を元の状態に矯正するヘミング工程とを含んでいることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明のプリヘミング工程において、ダイとヘミングフランジ部との摩擦力によってヘミングフランジ部の外側部分をダイの移動方向に引き込んで座部を成形することを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明のプリヘミング工程において、ダイの外周の段状部をヘミングフランジ部の根元部に係合させて、そのダイの移動に伴ってヘミングフランジの外側部分をダイの移動方向に引き込んで座部を成形することを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載のヘミング加工方法に用いられるヘミング加工装置であって、ポンチに弾性体を介してインサートポンチが上下動可能に支持されていて、これらポンチとインサートポンチとにより下型が形成されている一方、上ホルダにはインサートポンチに内接可能なセクショナルダイが固定されているとともに、該上ホルダにパッドが上下動可能に弾性支持されていて、これら上ホルダとセクショナルダイおよびパッドとによって上型が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明におけるセクショナルダイの外周面には、フランジ曲げ加工後のヘミングフランジ部の根元部に係合する段状部が形成されていることを特徴としている。
【００１３】
したがって、請求項１に記載の発明では、インサートポンチがダイに押し込まれる過程において、その前半でインサートポンチとダイとの協働によってヘミングフランジ部が曲折成形されるとともに、後半ではワークから一旦インサートポンチが離れながらそのワークのうちヘミングフランジ部の外側の部分がインサートポンチと同方向に引き込まれて座部が成形される。
【００１４】
これにより、ヘミングフランジ部は、インサートポンチによるプリヘミング加工が可能なようにインサートポンチに対して所定の傾きをもつことになる。そして、ダイおよびインサートポンチが初期状態に戻るべく逆方向に移動し始めると、上記座部が元の状態に戻るべく矯正されるとともに、ヘミングフランジ部が上記座部と重合するように折り返されてヘミング加工が完了する。
【００１５】
特に請求項２に記載の発明では、ヘミングフランジ部の外側の部分が座部として成形されるプリヘミング状態となる過程では、ダイとヘミングフランジ部との摩擦力によってそのヘミングフランジ部の外側の部分がインサートポンチ側に引き込まれ、さらに、請求項３に記載の発明では、ダイ外周の段状部がヘミングフランジ部の根元部に係合することで、上記の摩擦力に加えて、ダイの移動力によって強制的にヘミングフランジ部の外側の部分がインサートポンチ側に引き込まれる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、ポンチとインサートポンチとからなる下型に対して、上ホルダとセクショナルダイおよびパッドの三者からなる上型が下降する過程で、上記の請求項１に記載の発明の挙動が達成される。
【００１７】
そして、請求項５に記載の発明では、上型側となるセクショナルダイの外周の段状部がヘミングフランジ部の根元部に係合することで、ヘミングフランジ部の外側の部分がインサートポンチとともに下方に引き込まれる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１，２に記載の発明によれば、環状のインサートポンチにダイが押し込まれる過程でフランジ曲げとそれに続くプリヘミング加工とが行われる一方で、ダイがインサートポンチから抜け出る方向に逆動作し始めると、ヘミングフランジ部がワークと重合するように折り返されてヘミングされることから、ピアス穴加工以外に一工程あればヘミング加工に必要な全ての加工を行うことができる。これにより、加工工程数とプレス型の製作工数が大幅に削減されて、成形品のコストダウンを図ることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、プリヘミング加工時には、ヘミングフランジ部とダイとの摩擦力以外に、そのダイ外周の段状部とヘミングフランジ部との係合によるダイの移動力が加わるため、ヘミングフランジ部の外側部分をより確実に折り曲げて座部を成形することができ、請求項１，２に記載の発明と同様の効果のほかに、プリヘミング加工の信頼性が向上する利点がある。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、下型に対して上型が下降する過程で、請求項１に記載の発明における各工程が進捗するので、請求項１に記載の発明と同様に、加工工程数の削減とプレス型の製作工数の削減により成形品のコストダウンを図ることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、上型の一部となるセクショナルダイの外周に段状部が形成されているため、請求項３に記載の発明と全く同様に、プリヘミング加工の信頼性が向上する利点がある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜６は本発明の好ましい実施の形態を示す図で、図７に示す自動車のフードリッジロアパネル（以下、ワークと称する）Ｗの縦壁部に形成されるハーネス挿入穴Ｈの周縁部にヘミング加工を施す場合の例を示している。すなわち、図１の（Ａ）〜（Ｄ）はヘミング加工が完了するまでの一連の工程の流れを示しており、また図２〜５は図１の（Ａ）〜（Ｄ）に示す各工程の詳細を示している。なお、フードリッジロアパネルＷは、図７に示すように、最終的にフードリッジ８１やサイドメンバ８２およびストラットハウジング８３等と溶接接合される。また、８４はハーネス挿入穴Ｈに挿入されるワイヤハーネスである。
【００２３】
図２に示すように、プレス型は大別して上型１と下型２とから形成されている。上型１の主体となる上ホルダ３には中実の段付円筒状をなすセクショナルダイ４が固定されているとともに、このセクショナルダイ４を取り囲むようにしてパッド５が配置されている。パッド５は、周知のように上ホルダ３に対する上下方向ストロークを規制するパッドリテーナとウレタンゴム等の弾性体（いずれも図示省略）を介して上ホルダ３に対し上下動可能に支持されている。
【００２４】
一方、下型２は、下ホルダを兼ねたポンチ６の一部に円筒状の凹部７を形成して、この凹部７にウレタンゴム等の弾性体８を介して有底円環状のインサートポンチ９を上下動可能に配置したもので、インサートポンチ９の上面には上記セクショナルダイ４を受容し得るダイ受容凹部１０が形成されている。そして、下型２から上型１が上昇離間して、弾性体８が自由伸長状態にある時には、インサートポンチ９の上面とポンチ６の上面とが面一状態となるように設定されている。
【００２５】
また、前記セクショナルダイ４の外周の一部はインサートポンチ９のダイ受容凹部１０に入り得るように部分的に切除されて段状部１１が形成されているほか、パッド５のうちインサートポンチ９の周縁部上面と対向する部分には複数のオイルブレーカ１２が等ピッチで配置されている。このオイルブレーカ１２は、図示外の圧縮コイルスプリングで付勢されたプランジャ１３をケース１４内におさめてユニット化したものであって、後述するように成形直後の凹状座部Ｑのスプリングバックを抑制すると同時に、油等のためにワークＷがパッド５の押圧面５ａに貼り付くのを防止する機能を有している。
【００２６】
したがって、本実施の形態によれば、図１の（Ａ）および図２に示すように、上型１が上死点位置にある状態で、前工程でピアス穴加工が施されたワークＷすなわち予めハーネス挿入穴Ｈが形成されたワークＷを下型２上に投入し、そのハーネス挿入穴Ｈの中心とインサートポンチ９の中心とが一致するように位置決めする。なお、この時点ではハーネス挿入穴Ｈの直径よりもインサートポンチ９側のダイ受容凹部１０の直径の方が大きいことは言うまでもない。
【００２７】
下型２上にワークＷが位置決めされた時点で上型１が下降すると、パッド５がワークＷに圧接してこのパッド５とポンチ６およびインサートポンチ９の三者でワークＷのうちハーネス挿入穴Ｈの周囲を加圧拘束する。この時、オイルブレーカ１２のばね定数は弾性体８のそれよりも著しく小さいために、オイルブレーカ１２のプランジャ１３はパッド５の押圧面５ａと面一となるまで引っ込むかたちとなる。
【００２８】
この状態からなおも上型１が下降すると、図１の（Ｂ）および図３に示すようにセクショナルダイ４がインサートポンチ９のダイ受容凹部１０に入り込み、フランジ曲げ加工としてハーネス挿入穴Ｈの周縁を下方に折り曲げてヘミングフランジ部Ｆを成形する。
【００２９】
この場合、成形されるヘミングフランジ部Ｆのフランジ高さは１０ミリ以下であってそれほど大きな成形力を必要としないために、弾性体８は圧縮変形することなく上記フランジ成形力に十分に対抗するかたちとなる。
【００３０】
上記のようにフランジ曲げ加工が行われた後にさらに上型１が下降すると、セクショナルダイ４の凸部下面４ａがインサートポンチ９におけるダイ受容凹部１０の内底面に当接していわゆる底突き状態となることから、図１の（Ｃ）および図４に示すようにインサートポンチ９は弾性体８の圧縮変形を伴いながら強制的に押し下げられ、やがてはセクショナルダイ４の段状部１１が、先に成形されたヘミングフランジ部Ｆの根元部に係合するようになる。
【００３１】
その結果、インサートポンチ９は一旦ワークＷから離間しつつヘミングフランジ部Ｆの先端の下方まで押し下げられ、ヘミングフランジ部Ｆにはセクショナルダイ４との間の摩擦力に加えて段状部１１との係合によるセクショナルダイ４の押し下げ力が加わるために、図４に示すように上型１が下死点に達するまでにワークＷのうちヘミングフランジ部Ｆよりも外側の部分すなわちそれまでインサートポンチ９で拘束されていた部分がプリヘミング加工として下方に折り曲げられて凹状座部Ｑが成形される。すなわち、凹状座部Ｑが形成されたことによってヘミングフランジ部Ｆは、インサートポンチ９によるヘミング加工が可能なように所定の傾きをもつことになる。
【００３２】
ここで、ヘミングフランジ部Ｆのフランジ高さを例えば８ｍｍとすると、セクショナルダイ４によるフランジ曲げ加工開始から下死点位置に達するまでのストロークは図６のように振り分けられる。
【００３３】
また、図４に示すように、ワークＷからインサートポンチ９が一旦離れ、しかも凹状座部Ｑが成形されるのに伴ってオイルブレーカ１２のプランジャ１３も徐々に突出し、この段階での凹状座部Ｑのスプリングバックすなわち凹状座部Ｑが元の状態に戻ろうとするのを阻止する役目をする。
【００３４】
図１の（Ｃ）および図４に示した状態から上型１が再び上昇し始めると、インサートポンチ９はセクショナルダイ４とともに初期状態に戻ろうとすることから、インサートポンチ９はヘミングフランジ部Ｆの先端に当接して、凹状座部Ｑを元の状態に復元させるべくその凹状座部Ｑを矯正し、同時にヘミングフランジ部Ｆをその凹状座部Ｑに重合させるように折り曲げる。
【００３５】
これにより、図１の（Ｄ）および図５に示すように、インサートポンチ９がポンチ６と面一状態になるまで復帰すると、凹状座部Ｑは完全に元のフラットな状態に復元するとともに、ヘミングフランジ部Ｆが先に凹状座部Ｑであった部分と平行となるように完全に折り返されてハーネス挿入穴Ｈの周縁部のヘミング加工が完了する。
【００３６】
このように本実施の形態によれば、上型１が下死点位置に達するまでの間にフランジ曲げ加工とプリヘミング加工が行われる一方、上型１が下死点位置から初期状態に復帰する過程でヘミングフランジ部Ｆを完全に折り返すヘミング加工が行われることから、ピアス穴加工以外に一工程加えるだけで上記ハーネス挿入穴Ｈの周縁部のヘミング加工を完了することができる。
【００３７】
ここで、本発明は、先の実施の形態に示した上下型の配置を上下逆転させた場合にも初期の目的を達成できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す一連の工程説明図。
【図２】図１の（Ａ）の詳細を示す図で、パッドがワークを加圧拘束した状態を示す要部断面図。
【図３】図１の（Ｂ）の詳細を示す図で、フランジ曲げ加工が終了した状態を示す要部断面図。
【図４】図１の（Ｃ）の詳細を示す図で、プリヘミング加工が終了した状態を示す要部断面図。
【図５】図１の（Ｄ）の詳細を示す図で、ヘミング加工が終了した状態を示す要部断面図。
【図６】図２〜５に示すプレス型のストローク説明図。
【図７】加工対象ワークの一例であるフードリッジロアパネルを含む自動車の前部構造を示す要部斜視図。
【図８】ヘミング加工に類似した従来のカーリング加工方法を示す説明図。
【符号の説明】
１…上型
２…下型
３…上ホルダ
４…セクショナルダイ
５…パッド
６…ポンチ
８…弾性体
９…インサートポンチ
１１…段状部
Ｗ…フードリッジロアパネル（ワーク）
Ｈ…ハーネス挿入穴
Ｆ…ヘミングフランジ部
Ｑ…凹状座部
【図１】
0003840714.tif 000002
【図２】
0003840714.tif 000003
【図３】
0003840714.tif 000004
【図４】
0003840714.tif 000005
【図５】
0003840714.tif 000006
【図６】
0003840714.tif 000007
【図７】
0003840714.tif 000008
【図８】
0003840714.tif 000009