(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に接近離反する下型と上型とを備え、上型にこの上型に固定された支軸を支点として左右両端部が上下に揺動する揺動アームを連結し、下型にヘミング加工されるフランジ部を有するワークを設置して、下型に上型が所定距離まで相対接近移動すると下型に隣接配置されたアームストッパーで上型の揺動アームの片端部を相対的に押し上げて揺動アームを揺動させ、このときの揺動アームの他端部に固定したヘム刃で下型のワークのフランジ部を押圧してヘミング加工するようにしたヘミング加工装置において、
前記揺動アームの他端部と上型との間を、ヘム刃が下型のワークのフランジ部を押圧してヘミング加工するときに、前記揺動アームの他端部と上型との間の間隔の拡大に対応してく字状の連結状態から直線状に伸展する２本の屈曲自在なリンクで連結し、ヘム刃がワークのフランジ部を押圧する押圧力の反力を前記リンクを介して直接に上型に伝達するようにしたことを特徴とするヘミング加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金パネル等のワークの周縁のフランジ部をヘム刃で所定角度まで曲げ加工するヘミング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ドアのアウタパネルとインナパネルの周縁部をヘミング加工で結合する製造工程は、アウタパネルの周縁部に略直角に折曲されたフランジ部をプリヘム刃で４５°前後にプリヘム加工（予備曲げ）する工程と、本ヘム刃で本ヘム加工（本曲げ）してインナパネルの周縁部に加圧接合させる工程で行われる。この製造工程に使用されるヘミング加工装置は下型と上型とを備え、固定された下型にインナパネルとアウタパネルを重ねて載置し、下型の真上から上型を下降させてこれらパネルのプリヘム加工と本ヘム加工を連続して行うようにしている。ワークのプリヘム加工後の本ヘム加工は、例えば図３に示されるような揺動アーム２１を使って行われる。
【０００３】
図３の従来のヘミング加工装置は、固定された下型１０と上下動する上型２０を備え、下型１０に隣接して高さ調整可能なアームストッパー１１が設置され、上型２０に揺動アーム２１が連結される。下型１０の上面にヘミング加工されるワーク１が位置決め載置される。ワーク１は、自動車ドアなどのアウタパネル２とインナパネル３である。アウタパネル２の周縁部上にインナパネル３の周縁部が重合させてあり、アウタパネル２の周縁のプリヘム加工されたフランジ部２ａが後述のように本ヘム加工されてインナパネル３の周縁部上に加圧結合される。アームストッパー１１は支柱１２の上端部に高さ調整用シム１３を介して固定される。シム１３の種類や枚数で厚さ（シム量）を調整することで、アームストッパー１１の上面の高さが調整され、この高さ調整で上型２０の揺動アーム２１の左右の最大揺動角が調整され、ワーク１の本ヘム加工時の加圧力ないしフランジ絞め込み量が調整される。
【０００４】
上型２０の下面から下方に延在させたブラケット２２の下端部に支軸２３が固定され、この支軸２３に揺動アーム２１の略中央部が回転可能に連結される。揺動アーム２１は支軸２３から左右に延びる弓形の本曲げ振込ブラケットで構成され、支軸２３から図３の右方下向きに延びる端部２１ａと、支軸２３から図３の左方下向きに延びる端部２１ｂとを有する。図３右側の端部２１ａの先端に押上ローラ２４が回転可能に連結され、図３左側の端部２１ｂの先端にヘム刃２５が斜め下向きに固定される。
【０００５】
下型２０のブラケット２２と揺動アーム２１のヘム刃２５を有する端部２１ｂとの間に、互いに接近離反する一対のストッパー２６，２７と、このストッパー２６，２７が互いに接近する方向にブラケット２２とヘム刃側の端部２１ｂの間に引っ張りばね力を付勢するばね材２８が設置される。ブラケット２２の側面にストッパー２６が固定され、ヘム刃側端部２１ｂの上面に別のストッパー１７が固定され、揺動アーム２１が支軸２３を支点に左右回転揺動すると、上下一対のストッパー２６，２７が接近離反動作をする。
【０００６】
図３はワーク１をプリヘム加工した直後の状態が示され、このとき、ワーク１のフランジ部２ａは図４に示すようにインナパネル３の周縁部に対して約４５°の角度でプリヘム加工されている。また、上型２０がプリヘム加工後で本ヘム加工前の所定の待機位置に在り、このとき、ばね材２８のばね力で上下のストッパー２６，２７が当接して揺動アーム２１がプリヘム加工前の安定した待機姿勢に保持され、押上ローラ２４がアームストッパー１１の真上のアームストッパー１１から離れた定位置に保持される。
【０００７】
図３の状態で上型２０が真下に下降し、この下降途中で揺動アーム２１の片端部２１ａの押上ローラ２４が下型１０のアームストッパー１１の上面に当接して下降停止する。さらに上型２０が下降すると、押上ローラ２４で揺動アーム２１の片端部２１ａが押し上げられるようにして揺動アーム２１が支軸２３を支点に図３の反時計方向に回転を始める。揺動アーム２１の反時計方向の回転で本ヘム刃側の端部２１ｂがばね材２８のばね力に抗して下方に回転揺動し、上下一対のストッパー２６，２７が離れると共に、図５に示すように下方に揺動する端部２１ｂの先端のヘム刃２５がワーク１のフランジ部２ａに当接し、そのままフランジ部２ａを押圧して本ヘム加工する。上型２０が定ストローク下降して本ヘム加工が終了すると、上型２０が図３の元の待機位置まで上昇し、この間にばね材２８のばね力で揺動アーム２１が時計方向に回転して上下のストッパー２６，２７が当接することで、図３の元の待機姿勢に戻る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５の本ヘム加工時におけるヘム刃２５によるワーク１のフランジ部２ａへの加圧力が不足すると、図６に示すようにフランジ部２ａとインナパネル３の周縁部との間に多少の隙間ｇが生じることがある。そこで、この隙間ｇが無くなるようにアームストッパー１１のシム１３の厚さ（シム量）を増やし、アームストッパー１１の高さを増大させて、ヘム刃２５がフランジ部２ａを押圧する際の加圧力を増大させるようにしている。しかし、シム量を増やしても本ヘム加工時にヘム刃２５がフランジ部２ａを下型１０に向けて押圧する加圧力の反力で揺動アーム２１や、揺動アーム２１を直接に支持するブラケット２２が若干弾性変形をして、ヘム刃２５によるフランジ部２ａへの加圧力が期待したほどには増大せず、そのため前記隙間ｇを減少させることが難しくて、僅かではあるが隙間ｇが残った状態で本ヘム加工終了としているのが現状である。
【０００９】
本発明の目的は、上型の揺動アームでワークのフランジ部を大きな加圧力で押圧して本ヘム加工する際の揺動アーム側の弾性変形を抑制して、常に良好な本ヘム加工を実行させる高性能なヘミング加工装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的を達成する技術的手段は、相対的に接近離反する下型と上型とを備え、上型にこの上型に固定された支軸を支点として左右両端部が上下に揺動する揺動アームを連結し、下型にヘミング加工されるフランジ部を有するワークを設置して、下型に上型が所定距離まで相対接近移動すると下型に隣接配置されたアームストッパーで上型の揺動アームの片端部を相対的に押し上げて揺動アームを揺動させ、このときの揺動アームの他端部に固定したヘム刃で下型のワークのフランジ部を押圧してヘミング加工するようにしたヘミング加工装置において、前記揺動アームの他端部と上型との間を、ヘム刃が下型のワークのフランジ部を押圧してヘミング加工するときに、前記揺動アームの他端部と上型との間の間隔の拡大に対応してく字状の連結状態から直線状に伸展する２本の屈曲自在なリンクで連結し、ヘム刃がワークのフランジ部を押圧する押圧力の反力を前記リンクを介して直接に上型に伝達するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、２本のリンクは、く字状に屈曲可能に直列に連結され、２本各々の先端部が上型と揺動アームに回転可能の連結されて、揺動アームが上下揺動することで直列２本のリンクが直線状態となり、く字状に屈曲した状態となる。直列２本のリンクが直線状態となると、軸方向に加えられる外力に対して高強度の１本の補強棒となって、揺動アームをその弾性変形を抑制するように補強し、この補強で揺動アームのヘム刃によるワークのヘミング加工時（本ヘム加工時）の加圧力を増大させる。
【００１２】
前記２本のリンクの相互連結部には、２本のリンクが直線状態からく字状の連結状態に自動復帰するためのばね材を連結することができる。このように２本のリンクをヘミング加工の前後でく字状に自動復帰させることで、揺動アームの揺動がより円滑に行われるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図３のヘミング加工装置に適用した一実施形態について、図１及び図２に基づき説明する。なお、図１、図２の図３と同一、又は、相当部分には同一符号を付して説明の重複を避ける。
【００１４】
図１（Ａ）に示されるヘミング加工装置の図３従来装置と相違するところは、上型２０と揺動アーム２１との間に２本の剛性のリンク３１，３２を上下に直列に連結した状態で設置したことである。２本のリンク３１，３２は、上型２０のブラケット２２と、揺動アーム２１のヘム刃２５を有する端部２１ｂとの間に、上下方向に配設される。上位のリンク３１の上端部がブラケット２２に枢軸３３で回転可能に連結され、同リンク３１の下端部が他の下位のリンク３２の上端部に連結軸３５で回転可能に連結され、下位のリンク３２の下端部が揺動アーム２１の端部２１ｂに枢軸３４で回転可能に連結される。各軸３３，３４，３５によるリンク回転方向は、揺動アーム２１の揺動回転方向と必ずしも同一である必要はないが、装置のコンパクト性のために図示例では同一にしてある。
【００１５】
上下２本のリンク３１，３２は、揺動アーム２１のヘム刃２５が下型１０のワーク１のフランジ部２ａを本ヘム加工するときにだけ、図２に示すように直線状となるように２本それぞれの長さが設定される。また、ヘム刃２５が本ヘム加工しない本ヘム加工前後の期間に各リンク３１，３２が、図１に示すようにく字状に屈曲する。このような各リンク３１，３２の直線状からく字状の変位動作、及び、く字状から直線状の変位動作は、ブラケット２２に形成した一対のリンクストッパー４１，４２と、ブラケット２２に付設した１本のばね材４３で変位量規制されて行われる。
【００１６】
図１（Ｂ）と図２（Ｂ）に示すように、ブラケット２２の上部の定箇所に左右で対向させた一対のリンクストッパー４１，４２が形成され、この各リンクストッパー４１，４２の間で上位のリンク３１が枢軸３３を支点に左右に振り子回転する。一方のリンクストッパー４１は、図２（Ｂ）に示すように上下２本のリンク３１，３２が直線状になったときに上位のリンク３１の後側面に当接して、２本のリンク３１，３２を直線状に保持する。他方のリンクストッパー４２は、図１（Ｂ）に示すように上下２本のリンク３１，３２がばね材４３でく字状に屈曲させられたときに上位のリンク３１の前側面に当接して、それ以上屈曲しないようにする。ばね材４３はコイルスプリングであって、ブラケット２２から図１（Ａ）の左側に延在させたばね止め４４にばね材４３の片端が係止され、他端が下位リンク３２の上端部に係止される。ばね材４３は上下２本のリンク３１，３２の中間の連結軸３５に各リンク３１，３２をく字状に屈曲させる方向（ほぼ水平方向）に引っ張り弾力を常時付勢する。
【００１７】
図１（Ａ）は下型１０に位置決めされたワーク１のフランジ部２ａがプリヘム加工されて本ヘム加工される前の状態が示され、このとき、ばね材４３の引っ張り弾力で上下２本のリンク３１，３２がく字状に屈曲されて上位のリンク３１がリンクストッパー４２に当接し、下位のリンク３２が揺動アーム２１のヘム刃側の端部２１ｂを定位置まで引き上げて、揺動アーム２１を図３と同様な待機状態に保持する。図３（Ａ）の待機状態の上型２０を真下に下降させると、この下降途中で揺動アーム２１の片端部２１ａの押上ローラ２４が下型１０のアームストッパー１１の上面に当接して下降停止し、さらに上型２０を下降させると押上ローラ２４で揺動アーム２１の片端部２１ａが押し上げられるようにして揺動アーム２１が支軸２３を支点に図１の反時計方向に回転を始める。
【００１８】
揺動アーム２１の反時計方向の回転力で本ヘム刃側の端部２１ｂがばね材４３のばね力に抗して下方に回転揺動し、下位のリンク３２の下端部を下方に引っ張って上下２本のリンク３１，３２を直線状にしていく。ヘム刃２５がワーク１のフランジ部２ａを押し下げて本ヘム加工する時点で図２（Ｂ）に示すように上下２本のリンク３１，３２が直線状となり、上位のリンク３１がリンクストッパー４１に当接する。ヘム刃２５がフランジ部２ａを加圧して本ヘム加工するときの加圧力で揺動アーム２１の端部２１ｂに反力Ｆが生じる。この反力Ｆは直線状のリンク３１，３２を介して上型２０に直接的に伝達される。直線状の２本のリンク３１，３２は、下端から加えられる反力Ｆで屈曲することが無く直線状態のまま維持され、反力Ｆをそのままブラケット２２から上型２０に伝達して、揺動アーム２１の端部２１ｂを反力Ｆに対して強固に補強するのである。この直線状リンク３１，３２の補強機能で、揺動アーム２１が反力Ｆで弾性変形するのが抑制される。
【００１９】
したがって、図２のヘム刃２５でワーク１のフランジ部２ａを本ヘム加工するときの加圧力を大きく設定しても、揺動アーム２１の変形が直線状リンク３１，３２で抑制されて、設定された加圧力で良好に本ヘム加工することができるようになる。また、本ヘム加工時の加圧力不足に基づいてアームストッパー１１のシム１３の厚さ（シム量）を増やし、ヘム刃２５による本ヘム加工時の加圧力を増大させるようにした場合も、揺動アーム２１が直線状リンク３１，３２で補強されて弾性変形が抑制されるので、本ヘム加工時の加圧力不足がシム量の調整で確実に解消される。
【００２０】
上型２０が定ストローク下降して本ヘム加工が終了すると、上型２０の上昇が開始される。上型２０の上昇で揺動アーム２１が上昇すると、揺動アーム２１が前記の本ヘム加工動作と逆の揺動動作をして上昇を開始し、押上ローラ２４がアームストッパー１１から離脱するタイミングでばね材４３が直線状のリンク３１，３２をく字状に屈曲させて、各リンク３１，３２と揺動アーム２１を図１の元の待機状態に安定させる。
【００２１】
なお、本発明は前記実施形態に限らず、ワークの種類によっては下型を上下動させるヘミング加工装置にも適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、上型と揺動アームとの間に設置された２本のリンクがワークのヘミング加工時に直線状となって揺動アームを補強して、揺動アームのヘム刃からの反力で揺動アームが弾性変形するのを抑制するため、揺動アームを使用したヘミング加工時の加圧力を増大させることや、この加圧力を増大させるためのシム量等の調整が正確に行えて、ワークのフランジ部を高精度にヘミング加工することができる高性能なヘミング加工装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態を示すヘミング加工装置のヘミング加工（本ヘム加工）前の正面図、（Ｂ）は要部の拡大正面図。
【図２】（Ａ）は図１装置のヘミング加工（本ヘム加工）時の正面図、（Ｂ）は要部の拡大正面図。
【図３】従来のヘミング加工装置のヘミング加工前の正面図。
【図４】図３におけるワークの拡大断面図。
【図５】図３装置のヘミング加工時の正面図。
【図６】図５におけるワークの拡大断面図。
【符号の説明】
１    ワーク
２    アウタパネル
２ａ    フランジ部
３    インナパネル
１０    下型
１１    アームストッパー
２０    上型
２１    揺動アーム
２１ａ    片端部（押上ローラ側の端部）
２１ｂ    他端部（ヘム刃側の端部）
２３    支軸
２４    押上ローラ
２５    ヘム刃
３１，３２    リンク
４１    リンクストッパー
４３    ばね材
【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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