(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに重ね合わせた少なくとも二枚のパネル同士をヘミング結合するにあたり、いずれかのパネルの端部に予め直立形成されているヘミングフランジ部が所定の傾斜角になるまで予備曲げ加工を施すとともにその予備曲げ加工に続いて本曲げ加工を施すヘミング加工装置であって、
上面にヘミング加工対象となるパネルが位置決め載置される下型と、
この下型を予備曲げ加工時および本曲げ加工時ごとに所定の昇降ストロークのもとで昇降駆動させる昇降駆動手段と、
水平方向にスライド移動可能であって、且つ上記下型よりも上方に位置する部分に水平方向および高さ方向で相互に位置を異ならしめた予備曲げ刃と本曲げ刃とが互いに近接するように一体的に形成されたスライドフレームと、
前記予備曲げ加工時と本曲げ加工時とで加工位置に割り出される予備曲げ刃もしくは本曲げ刃の位置を選択的に切り換えるべく所定のスライドストロークのもとでスライドフレームをスライド移動させるスライド駆動手段と、
前記スライドフレームに設けられ、前記昇降駆動手段の可動部の一部または下型に設けたストッパガイドに係合して予備曲げ加工時に下型と予備曲げ刃とが直接接触しないように両者の上下および左右方向の相対位置を規制する一方、本曲げ加工時には下型と本曲げ刃とがヘミングフランジ部を介して当接するように両者の相対位置を規制するストッパと、
を備えていて、
予備曲げ加工位置に位置決めされた予備曲げ刃に対して下型が昇降動作することで予備曲げ加工が施され、さらにこの予備曲げ加工に続いて本曲げ加工位置に位置決めされた本曲げ刃に対して下型が昇降動作することで本曲げ加工が施されるようになっていることを特徴とするヘミング加工装置。
【請求項２】
前記スライドフレームの停止位置が任意に調整可能となっていることを特徴とする請求項１に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】
本発明はヘミング加工装置に関し、例えば自動車のドアパネルを形成するドアアウタパネルとドアインナパネルとをその周縁部にてヘミング結合するにあたり、ヘミングフランジ部の予備曲げ加工（プリヘミング）とそれに続く本曲げ加工（ヘミング）とを行ういわゆるテーブルトップタイプのヘミング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のヘミング加工装置として例えば米国特許第５１５０５０８号明細書に記載されているものがある。
【０００３】
図６はその概略を示したもので、ワーク搬出入位置１００にてリフタ５１のクレイドル５２の上にパネルＰａ，Ｐｂをセットした上でそのクレイドル５２を下降させ、パネルＰａ．Ｐｂをベース５４とネストブロック５５とからなる下型５３の上に移載する。次いで、リフトシリンダ５６を伸長動作させることによりパネルＰａ，Ｐｂを下型５３ごと上昇させてそのパネルＰａ，Ｐｂをプリヘミング加工位置２００に待機させ、その状態にてプリヘミングダイ５７をシリンダ５８により前進作動させる。そして、その前進位置にあるプリヘミングダイ５７に対してパネルＰａ，Ｐｂをネストブロック５５ごとプレスシリンダ５９にてわずかに押し上げることにより、一方のパネルＰａの周縁部に予め直立形成されているヘミングフランジ部Ｆに予備曲げ加工を施す。
【０００４】
その後、プレスシリンダ５９の逆動作によりパネルＰａ，Ｐｂを一旦下降させるとともにシリンダ５８の逆動作によりプリヘミングダイ５７も後退させ、さらにリフトシリンダ５６にてパネルＰａ，Ｐｂを下型５３ごとヘミング加工位置３００まで下降させる。この状態でヘミングダイ６０を前進動作させ、この前進位置にあるヘミングダイ６０に対してパネルＰａ，Ｐｂをネストブロック５５ごとプレスシリンダ５９にてわずかに押し上げることにより、先に予備曲げ加工が施されているヘミングフランジ部Ｆに本曲げ加工を施す。
【０００５】
こうしてヘミング加工が施されたパネルＰａ，Ｐｂは、ヘミングダイ６０およびネストブロック５５が初期状態に復帰するのを待って再びリフタ５１のクレイドル５２によってワーク搬出入位置１００まで押し上げられることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構造では、プリヘミングダイ５７とヘミングダイ６０とが完全に独立しているために構造が複雑且つ大型化するほか、パネルを昇降動作させるためのシリンダもリフタシリンダ５６とプレスシリンダ５９とに別れているためにシリンダ数が多く構造が複雑化することとなって好ましくない。また、パネルの昇降動作が予備曲げ加工時および本曲げ加工時ごとにリフトシリンダ５６による動作とプレスシリンダ５９による動作とでその都度二段階に分けて行われるため、サイクルタイムが長くなるほか、下型５３上でパネルが位置ずれを生じやすい。
【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、基本的には従来と同様に予備曲げ刃および本曲げ刃の水平移動動作とパネルの昇降動作との協働により予備曲げ加工と本曲げ加工とを行うことを前提としつつも、とりわけ簡単な構成で所期の目的を達成できるようにした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、互いに重ね合わせた少なくとも二枚のパネル同士をヘミング結合するにあたり、いずれかのパネルの端部に予め直立形成されているヘミングフランジ部が所定の傾斜角になるまで予備曲げ加工を施すとともにその予備曲げ加工に続いて本曲げ加工を施すヘミング加工装置であって、上面にヘミング加工対象となるパネルが位置決め載置される下型と、この下型を予備曲げ加工時および本曲げ加工時ごとに所定の昇降ストロークのもとで昇降駆動させる昇降駆動手段と、水平方向にスライド移動可能であって、且つ上記下型よりも上方に位置する部分に水平方向および高さ方向で相互に位置を異ならしめた予備曲げ刃と本曲げ刃とが互いに近接するように一体的に形成されたスライドフレームと、前記予備曲げ加工時と本曲げ加工時とで加工位置に割り出される予備曲げ刃もしくは本曲げ刃の位置を選択的に切り換えるべく所定のスライドストロークのもとでスライドフレームをスライド移動させるスライド駆動手段と、前記スライドフレームに設けられ、前記昇降駆動手段の可動部の一部または下型に設けたストッパガイドに係合して予備曲げ加工時に下型と予備曲げ刃とが直接接触しないように両者の上下および左右方向の相対位置を規制する一方、本曲げ加工時には下型と本曲げ刃とがヘミングフランジ部を介して当接するように両者の相対位置を規制するストッパとを備えている。
【０００９】
そして、予備曲げ加工位置に位置決めされた予備曲げ刃に対して下型が昇降動作することで予備曲げ加工が施され、さらにこの予備曲げ加工に続いて本曲げ加工位置に位置決めされた本曲げ刃に対して下型が昇降動作することで本曲げ加工が施されるようになっていることを特徴としている。
【００１０】
したがって、この請求項１に記載の発明では、下型上にヘミング結合されるべきパネルが位置決めされている状態で、予備曲げ刃が予備曲げ加工位置に位置するまでスライドフレームをスライド移動させる。そして、この予備曲げ加工位置にある予備曲げ刃に対してパネルを下型ごと上昇させることにより、それまで直立状態にあったヘミングフランジ部が４５度程度まで折り曲げられて予備曲げ加工が施される。この場合、スライドフレームのスライド移動によって予備曲げ刃だけでなく本曲げ刃までもスライド移動するが、互いに一体に形成されている予備曲げ刃と本曲げ刃とは水平方向および上下方向で相互に位置をずらしてあるため、本曲げ刃は予備曲げ加工時にヘミングフランジ部に当接することはなく何ら機能しない。
【００１１】
この予備曲げ加工完了後、パネルを下型ごと一旦下降させた上で本曲げ刃が本曲げ加工位置に位置するまでスライドフレームをスライド移動させ、この本曲げ加工位置にある本曲げ刃に対して再度パネルを下型ごと上昇させることにより、先に予備曲げ加工が施されたヘミングフランジ部に本曲げ加工が施されて、パネル同士がヘミング結合されることになる。この場合にも、スライドフレームのスライド移動によって本曲げ刃だけでなく予備曲げ刃までもスライド移動するが、先に述べたように互いに一体に形成されている予備曲げ刃と本曲げ刃とは水平方向および上下方向で相互に位置をずらしてあるため、予備曲げ刃は本曲げ加工時にヘミングフランジ部に当接することはなく何ら機能しない。
【００１３】
ここで、一般的には、予備曲げ加工時には４５度程度に傾斜した成形面をもつ予備曲げ刃をヘミングフランジ部の頂部に当接させてヘミングフランジ部を予備曲げ刃に沿って根元部から折り曲げることから、下型は上記予備曲げ加工に伴う反力を受け止める機能さえあれば十分であり、予備曲げ刃と下型とが直接接触することは予備曲げ加工品質の上で好ましくない。その一方、本曲げ加工時にはヘミングフランジ部と母材とで相手側パネルを挟持することから、本曲げ刃と下型とはパネルを介して間接的に当接するようにしなければならない。
【００１４】
このような要請に対して請求項１に記載の発明では、ストッパおよびストッパガイドが予備曲げ加工時および本曲げ加工時ともにそれぞれ有効に機能して、所期の目的を達成することになる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明におけるスライドフレームの停止位置が任意に調整可能となっていることを特徴としている。
【００１６】
このスライドフレームの停止位置調整機能はスライド駆動手段のストローク調整機能に依存することになるものの、例えばヘミング加工装置そのものが自動車のドアパネルのヘミング加工を目的としているような場合に、スライドフレームの停止位置の調整に併せて予備曲げ刃や本曲げ刃あるいは下型等を適宜交換することにより、多車種のドアパネルのヘミング加工に対応できることになる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、互いに一体に形成された予備曲げ刃と本曲げ刃とを上下方向および水平方向でその位置をずらしてあるため、スライドフレームのスライド動作と昇降駆動手段によるパネルの一段の昇降動作のみで予備曲げ加工と本曲げ加工とを行うことができるようになり、従来のものと比べて予備曲げ刃や本曲げ刃の取付形態を簡素化できることはもちろんのこと、シリンダ等のアクチュエータの数を減らして装置全体の構造も簡素化でき、さらにはサイクルタイムの短縮化を図りつつパネルの位置ずれによる加工精度の低下を未然に防止できる効果がある。
【００１８】
また、予備曲げ加工時における予備曲げ刃と下型との相対位置関係ならびに本曲げ加工時における本曲げ刃と下型との相対位置関係が所定の関係となるようにストッパおよびストッパガイドによってそれぞれ規制されるため、予備曲げ加工時および本曲げ加工時ともにヘミングフランジ部の曲げ具合に過不足が生じることがなく、ヘミング加工品質が一段と向上する効果がある。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、予備曲げ刃と本曲げ刃とが設けられているスライドフレームの停止位置が任意に調整可能となっているため、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、その停止位置の調整と併せて予備曲げ刃や本曲げ刃あるいは下型等を適宜交換することにより多種類のパネルのヘミング加工に対応できる効果がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜５は本発明に係るヘミング加工装置の好ましい実施の形態を示す図であって、図１はパネルの投入時および取り出し時の状態を、図２は予備曲げ加工時の状態を、図３は本曲げ加工時の状態を、また図５は予備曲げ加工および本曲げ加工に伴うヘミングフランジ部の形状変化を拡大した図をそれぞれ示している。なお、本実施の形態では、自動車のドアパネルＤを形成するドアアウタパネルＰａとドアインナパネルＰｂとをヘミング結合するためのヘミング加工装置の例を示している。
【００２１】
図１に示すように、ヘミング加工装置は大別して、架台１上に設置された昇降駆動手段としてのリフタ２と、同じく架台１上にあってそのリフタ２のまわりに設置されたスライドフレーム３とから構成されている。
【００２２】
リフタ２は、上面に下型４が固定された水平なリフタテーブル５を中心として形成されていて、下型４の上にはドアアウタパネルＰａとドアインナパネルＰｂとが重ね合わされたヘミング結合前のドアパネルＤが図示しないハンドリングロボット等により投入されて位置決めされる。リフタテーブル５の下方には、鉛直なガイドロッド６とこのガイドロッド６がガイドブッシュ７を介してスライド可能に内挿されたガイドスリーブ８とからなるガイド機構９が設けられていて、ガイドロッド６の上端にリフタテーブル５が連結されている。
【００２３】
また、上記ガイド機構９と隣接するように昇降駆動手段であるリフタ２のリフトシリンダ（油圧シリンダ）１０が立設されていて、このリフトシリンダ１０のピストンロッド１１はリフタテーブル５に連結されている。つまり、リフタ２はリフタテーブル５のほかガイド機構９およびリフトシリンダ１０等により構成されていて、リフトシリンダ１０が所定ストロークのもとで伸縮作動することにより、リフタテーブル５はガイド機構９に案内されながら水平状態を保ったままで昇降動作することになる。
【００２４】
さらに、リフタテーブル５のうち下型４の外側にはストッパガイド１２が設けられていて、このストッパガイド１２は後述するスライドフレーム３側のストッパ１９と係合して、ヘミング加工に直接関与することになる下型４と後述する予備曲げ刃１７もしくは本曲げ刃１８との相対位置決めを司ることになる。
【００２５】
上記スライドフレーム３は図示の状態で略変形Ｃ形フレーム状をなしていて、架台１上にスライドガイド１３を介して水平方向にスライド移動可能に搭載されている。また、同じく架台１上にはスライドフレーム３に隣接するようにスライド駆動手段である多点停止シリンダ（油圧シリンダ）１４が水平状態で設けられていて、その多点停止シリンダ１４のピストンロッド１５はスライドフレーム３の下部に連結されている。そして、この多点停止シリンダ１４の伸縮作動に応じてスライドフレーム３がスライド移動するようになっている。
【００２６】
ここで、上記の多点停止シリンダ１４は、そのストロークのストロークエンド以外の単数もしくは複数の任意の設定位置にてピストンロッド１５の動きを停止させることができる機能を有するものであり、例えば油圧サーボシリンダあるいは電動サーボスライドユニット等に置き換えることもできる。
【００２７】
上記スライドフレーム３の上部にはホルダ１６が着脱可能に取り付けられていて、このホルダ１６には図６にも示すように４５度程度に傾斜した成形面であるところの予備曲げ刃１７とほぼフラットな成形面をもつ本曲げ刃１８とが互いに隣接するように一体的に形成されている。そして、これら予備曲げ刃１７と本曲げ刃１８とは互いに隣接しつつも水平方向および上下方向にてその位置を互いにずらして形成してある。
【００２８】
また、スライドフレーム３には上記ホルダ１６と隣接するようにストッパ１９が着脱可能に取り付けられていて、このストッパ１９には下方に向けてストッパ凸部２０が一体に形成されている。他方、リフタテーブル５にはストッパガイド１２が着脱可能に取り付けられていて、このストッパガイド１２には上記ストッパ凸部２０に対応する二つのストッパ凹部２１，２２が隣接形成されている。そして、後述するように予備曲げ加工時には上記ストッパ凸部２０と一方のストッパ凹部２１とが噛み合うことで予備曲げ刃１７と下型４との相対位置決めがなされ、また本曲げ加工時にはストッパ凸部２０と他方のストッパ凹部２２とが噛み合うことで本曲げ刃１８と下型４との相対位置決めがなされるようになっている。
【００２９】
したがって、このように形成されたヘミング加工装置によれば、図１に示すようにスライドフレーム３が左シフト位置にあって且つリフタ２のリフタテーブル５が下降限位置にある状態で、図示外のハンドリングロボット等によりアウタパネルＰａとインナパネルＰｂとが重ね合わされたドアパネルＤが下型４上に投入されて位置決めされる。なお、下型４上のドアパネルＤは図示しないパッドあるいはクランパ等にて押圧固定もしくはクランプされる。また、アウタパネルＰａの周縁部には図５の（Ａ）に示すように予めヘミングフランジ部Ｆが直立形成されている。
【００３０】
下型４上にドアパネルＤが位置決めされると、図２に示すように多点停止シリンダ１４が収縮動作してスライドフレーム３を予備曲げスライド位置Ｑ１までスライドさせる。これにより予備曲げ刃１７が下型４と正対するよう予備曲げ加工位置Ｐ１に位置決めされる。この状態でリフタ２のリフトシリンダ１０が伸長動作してリフタテーブル５を所定ストロークＳ１だけ押し上げ、図５の（Ｂ）に示すようにアウタパネルＰａの周縁部のヘミングフランジ部Ｆを下型４でバックアップしつつ予備曲げ刃１７に押し付けて、ヘミングフランジ部Ｆが４５度程度の傾斜角になるまでその根元部から折り曲げて予備曲げ加工を施す。
【００３１】
この時、ストッパ凸部２０と一方のストッパ凹部２１とが互いに底付き状態となるように相互に噛み合い、予備曲げ刃１７と下型４との間の上下および左右方向の相対位置決めを行う。これにより、予備曲げ刃１７と下型４との直接接触が回避されるとともに、予備曲げ加工に伴うドアパネルＤからの加工反力のうち特に横方向の分力をストッパ１９およびストッパガイド１２にて受け止める。そして、予備曲げ加工が終了すると、リフタシリンダ１０の作動に基づき再びストロークＳ１だけリフタテーブル５が下降して、図２の状態に復帰する。
【００３２】
上記のようにリフタテーブル５が一旦下降限位置に戻ると、多点停止シリンダ１４の作動によりスライドフレーム３が予備曲げスライド位置Ｑ１からストロークＳ２だけさらに右方向にスライドしてストッパ２３に当接し、スライドフレーム３は図３に示す本曲げスライド位置Ｑ２に位置することになる。これにより、本曲げ刃１８が下型４と正対するように本曲げ加工位置Ｐ２に位置決めされる。この状態でリフタ２のリフトシリンダ１０が伸長動作してリフタテーブル５を所定ストロークＳ３だけ押し上げ、図５の（Ｃ）に示すよう先に予備曲げ加工が施されているヘミングフランジ部Ｆをフラットになるまで押し潰して本曲げ加工を施す。
【００３３】
この時、ストッパ凸部２０と他方のストッパ凹部２２とが相互に噛み合い、本曲げ刃１８と下型４との間の左右方向のみの相対位置決めを行う。これにより、本曲げ刃１８と下型４とがヘミング加工部位を介して間接的に接触するのを積極的に許容して、ヘミングフランジ部Ｆについての本曲げ加工をより確実なものとする。
【００３４】
こうして本曲げ加工が終了すると、リフタシリンダ１０の作動に基づき再びストロークＳ３だけリフタテーブル５が下降して図１，３の状態に復帰する一方、スライドフレーム３も多点停止シリンダ１４の作動により図１に示す初期位置に復帰する。そして、ヘミング加工完了後のドアパネルＤが図示しないハンドリングロボット等により取り出されて、ヘミング加工のための１サイクルが完了する。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、スライドフレーム３のスライド動作（シフト動作）とリフタ２の１段のアップダウン動作というきわめて単純な動きの組み合わせにより、ヘミング加工のための予備曲げ加工とそれに続く本曲げ加工とを短いサイクルタイムでスムーズに行うことができることになる。
【００３６】
また、上記多点停止シリンダ１４は先に述べたようにピストンロッド１５をそのストロークの任意の設定位置にて停止させることができる機能を有しているものであり、言い換えればスライドガイド１３に案内されているスライドフレーム３を任意の設定位置にて停止させることが可能である。したがって、例えば別の車種のドアパネルＤのヘミング加工を行うような場合には、スライドフレーム３の予備曲げスライド位置Ｑ１および本曲げスライド位置Ｑ２をそれぞれ設定し直す一方、ホルダ１６やストッパ１９さらには下型４等を交換することにより、その別の車種のドアパネルのヘミング加工にも容易に対応できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヘミング加工装置の好ましい実施の形態を示す図で、ヘミング加工対象となるドアパネルが投入された状態を示す構成説明図。
【図２】図１の状態からスライドフレームが予備曲げスライド位置までスライドした時の構成説明図。
【図３】図２の状態からスライドフレームが本曲げスライド位置までスライドした時の構成説明図。
【図４】図１の要部拡大図。
【図５】ヘミングフランジ部の形状変化を示す拡大説明図。
【図６】従来のヘミング加工装置の一例を示す構成説明図。
【符号の説明】
２…リフタ（昇降駆動手段）
３…スライドフレーム
４…下型
５…リフタテーブル
１０…リフトシリンダ
１２…ストッパガイド
１４…多点停止シリンダ（スライド駆動手段）
１６…ホルダ
１７…予備曲げ刃
１８…本曲げ刃
１９…ストッパ
２０…ストッパ凸部
２１…ストッパ凹部
２２…ストッパ凹部
Ｄ…ドアパネル
Ｆ…ヘミングフランジ部
Ｐａ…ドアアウタパネル
Ｐｂ…ドアインナパネル
Ｐ１…予備曲げ加工位置
Ｐ２…本曲げ加工位置
Ｑ１…予備曲げスライド位置
Ｑ２…本曲げスライド位置
【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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