(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面にスリット口が形成された筒体に環状の空洞部を形成するように挿通されたシャフトの係止溝に、前記スリット口から板材の先端部を挿入して係止させる第１工程と、前記板材の後端部が筒体の内周面に形成された係止部に係止されるまで前記筒体と前記シャフトを一方向へ相対回動させる第２工程と、他方向へ前記筒体と前記シャフトを相対回動させる第３工程と、を有することを特徴とする二重曲面形状部品の製造方法。
【請求項２】
前記第２工程において、前記筒体を固定し前記シャフトを回動させ、前記第３工程において、前記シャフトを固定しシャフトを回動させた方向と同一方向へ前記筒体を回動させることを特徴とする請求項１に記載の二重曲面形状部品の製造方法。
【請求項３】
前記第３工程の後、前記筒体からシャフトと二重曲面形状部品を抜き取り、他の筒体へ装填することを特徴とする請求項１に記載の二重曲面形状部品の製造方法。
【請求項４】
側面にスリット口が形成された筒体と、
前記筒体に環状の空洞部を形成するように挿通されたシャフトと、
前記シャフトの係止溝に、前記スリット口から板材の先端部が挿入され係止されるとき、前記シャフトを固定するハンドと、
前記ハンドによる前記シャフトの固定が解除され、前記板材の後端部が前記筒体の内周面に形成された係止部に係止されるまで前記シャフトを一方向へ回転させるドライバと、
前記シャフトを回転させるときに、前記筒体を固定する把持アームと、
前記板材の後端部が前記係止部に係止され、前記シャフトが前記ハンドで固定され、前記把持アームによる前記筒体の固定が解除されると前記筒体を他方向へ回転させ前記板材を前記シャフトに巻きつけるドライブアームと、
を有することを特徴とする二重曲面形状部品の製造装置。
【請求項５】
前記第１ターンテーブルの下方に配置され外周部がオーバーラップする第２ターンテーブルと、前記第１ターンテーブルの外周部に所定の間隔で配設され側面にスリット口が形成された筒状のケースと、前記第１ターンテーブルに穿設され前記ケースの中空部と連通しケース内に収納されたシャフト及び二重曲面形状部品が前記第２ターンテーブルへ通り抜け可能な貫通部と、前記第２ターンテーブルに設けられ前記貫通部を通り抜けた前記シャフト及び二重曲面形状部品が装填される筒体を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された筒体へ前記ケース内に収納された前記シャフト及び二重曲面形状部品を押し込む押込み手段と、を有することを特徴とする請求項４に記載の二重曲面形状部品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二重曲面形状部品の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５に示すような、隙間をあけて２つの曲面が重なるように折り曲げられた部品、いわゆる二重曲面形状の部品（一例としてＥＡプレート１０）は、一般にマルチフォーミングプレス装置を用いて加工される。
【０００３】
しかしながら、マルチフォーミングプレス装置は、複雑なプレス型や専用の設備を必要とし、また、加工工程が多いため、製造コストを抑えることが難しい。
【０００４】
また、上記のような方法で加工された二重曲面形状の部品は、形状寸法精度の安定性に問題があるため、組付け対象物に上手く組付けることができないことがあり、また、組付けられた完成品の機能特性に影響を与えることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る事実を考慮し、特別な設備、金型を必要とせず、また、加工工程を削減して形状寸法精度を安定させ、組付け精度を向上させることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、第１工程において、側面にスリット口が形成された筒体に環状の空洞部を形成するように挿通されたシャフトの係止溝に、スリット口から板材の先端部を挿入して係止させる。次に、第２工程において、筒体とシャフトを一方向へ所定量相対回動させると、板材がシャフトに引き込まれ、筒体の内周壁に沿って曲げられ略半円形状に湾曲し、後端部が筒体の内周壁に形成された係止部に係止される。
【０００７】
次に、第３工程において、筒体とシャフトを他方向へ所定量相対回動させると、略半円形状に湾曲した板材の湾曲した部分が折り返されシャフトに巻付けられていき、二重曲面形状部品が製造される。
【０００８】
このため、特別な設備、金型を使用せず、板材の先端部をシャフトに係止させ、シャフトと筒体とを相対回動させるだけで、２つの曲面が重なるように折り曲げられた部品、いわゆる二重曲面形状部品を製造することができる。
【０００９】
また、筒体及びシャフトが完成品として使用される場合、加工された板材が二重曲面形状部品としてそのまま組付けられるので、組付け精度に誤差がなく、製品の機能特性に影響を与えることもない。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、筒体を固定しシャフトを所定量回動させ、次に、シャフトを固定しシャフトを回動させた方向と同一方向へ筒体を所定量回動させる。これによって、シャフトと筒体が順次逆方向へ相対回動して、二重曲面形状部品が形成される。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、第３工程の後、筒体からシャフトと二重曲面形状部品を抜き取るようになっている。
【００１２】
このように、抜き取ったシャフトと二重曲面形状に加工された板材を、他の筒体、すなわち、筒体と内形が同一形状である製品としての筒体に装填することで、組付け精度が向上する。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、ハンドによって、シャフトを固定し、筒体の側面に形成されたスリット口から板材の先端部を挿入し、シャフトの係止溝に係止する。次に、ハンドによるシャフトの固定が解除されて把持アームによって筒体が固定され、ドライバがシャフトを回動させる。これによって、板材がシャフトに引き込まれ、筒体の内周壁に沿って曲げられ略半円形状に湾曲し、後端部が筒体の内周壁に形成された係止部に係止される。
【００１４】
次に、把持アームによる筒体の固定が解除されてハンドでシャフトが固定され、ドライブアームが筒体をシャフトの回動方向と同方向へ回動させる。これによって、略半円形状に湾曲した板材の後端部が係止部に押されて筒体と共に回動し、湾曲した部分が折り返されシャフトに巻付けられていき、湾曲した部分が折り返されてシャフトに巻付けられ、いわゆる二重曲面形状部品が製造される。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、第２ターンテーブルが第１ターンテーブルの下方に配置され、外周部がオーバーラップしている。この第２ターンテーブルには、製品としての筒体を保持する保持手段が設けられている。
【００１８】
また、第１ターンテーブルの外周部には、側面にスリット口が形成された筒状のケースが所定の間隔で配設されている。このケースの中空部と連通するように第１ターンテーブルには、貫通部が穿設されており、ケース内に収納されたシャフト及び屈曲された板材（二重曲面形状部品）が通り抜け可能となっている。
【００１９】
そして、貫通部から保持手段に保持された他の筒体にシャフト及び二重曲面形状部品が装填される。
【００２０】
すなわち、第１ターンテーブルが回転して、板材が順次曲げ加工され二重曲面形状部品が出来上がると、ハンドとドライバが退避し、押込み手段によって、貫通部を通じて保持手段に保持された他の筒体にシャフト及び二重曲面形状部品が軸方向から装填される。
【００２１】
このように、製品としての筒体と同一形状で強度の大きい曲げ加工用のケースを使用することで、完成品としての筒体の強度が小さい場合でも、形状寸法精度の高い二重曲面形状部品を組付けることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明に係る二重曲面形状部品の製造装置で加工される二重曲面形状部品としてのエネルギー吸収プレート（以下「ＥＡプレート」という）について説明する。なお、この製造装置は、ＥＡプレートの加工に限定されるものではなく、各種の二重曲面形状部品の加工に用いることができる。
【００２３】
図１３に示すように、ＥＡプレート１０は、ウエビング巻取装置を構成する筒状のスプール１２と、このスプール１２を両端部で軸支するシャフト１４との間に形成された環状の空洞部１６へ配設される。
【００２４】
ＥＡプレート１０は、２つの曲面が重なるように折り曲げられた形状をした厚肉の金属部材で、一端がシャフト１４の外周面に沿うように部分的に折曲され、係止溝１８に係止されている。この係止溝１８からシャフト１４の外周面に沿ってＥＡプレート１０の湾曲した内曲面部分が圧接し、折り返されて他端部に亘って湾曲した外曲面部分がスプール１２の内周面に圧接され、他端部がスプール１２の内周面に形成された係止部２０に当接している。
【００２５】
スプール１２には、軸方向に沿って空洞部１６を外部と連通させるスリット口２２、２４が形成されている。スリット口２２からウエビングＷの巻き端部が挿入され、スリット口２４に設けられた止め軸２６に巻き付けられ、ウエビングＷがスプール１２に固定される。そして、スリット口２２の近傍を始点として、ウエビングＷがスプール１２に巻き掛けられ、シャフト１４と一体となって回転することによって、ウエビングＷが引き出され、又、巻き取られる。
【００２６】
このような構成によって、車両急減速時にロック手段が作動し、シャフト１４の回転が阻止されると、ウエビングＷの引張力でシャフト１４に対してスプール１２がウエビング引き出し方向（矢印Ａ方向）へ回転する。これによって、図１４に示すように、他端部が係止部２０に押されてＥＡプレート１０が原形状を維持できなくなり、シャフト１４の外周面に巻き付き他端部が係止部２０に押し込められる。それ以降はシャフト１４に対するスプール１２の回転が阻止され、ウエビングＷの引き出し停止する。このように、ＥＡプレート１０が塑性変形する過程において、ウエビングＷに掛かるエネルギーが吸収される。
【００２７】
次に、以上説明したＥＡプレート１０を加工する第１形態の製造装置３０を説明する。
【００２８】
図１、図２及び図４に示すように、製造装置３０は、図示しない駆動手段によって旋回する円形のターンテーブル３２を備えている。このターンテーブル３２の外周部には、等間隔でスプール１２の外径より幅の狭い４つの長溝３４が形成されている。この長溝３４には、略半リング状の一対のハンド３６がスライド可能に配設されている。ハンド３６は、ピストンシリンダー３８のロッド４０の先端部に固定されている。このハンド３６を押し出すことによって、ターンテーブル３２の上に置かれたスプール１２を軸支するシャフト１４を両側から把持して、長溝３４の中央に位置決めすると共に回転不能に固定する。
【００２９】
また、ターンテーブル３２の回転中心部には、ターンテーブル３２と一体に回転する円板（図示省略）が設けられている。この円板の外周部には、等間隔にスリットが４つ形成されており、フォトインタラプタでスリットの位置を検出するようになっている。このフォトインタラプタからの信号によって、ターンテーブル３２が９０度旋回する毎に、すなわち、スプール１２とシャフト１４がＡ位置、Ｂ位置、Ｃ位置、Ｄ位置で停止するように制御される。
【００３０】
一方、Ｂ位置の上方には、図示しないモータで回転するドライバ４２が配設されている（図５参照）。このドライバ４２が下方へ移動して、係合孔４４がシャフト１４の上端部と係合し、シャフト１４を反時計方向へ約２７０°回転させるようになっている。
【００３１】
また、ターンテーブル３２の外側には、把持アーム４６が設けられている。この把持アーム４６の把持面４６Ａは、スプール１２の外形に合わせて円弧状に湾曲しており、互いに接近する方向へ移動させることで、スプール１２を回転不能に固定するようになっている。なお、把持アーム４６は、ターンテーブル３２が旋回するときは、上方に移動してスプール１２とシャフト１４の移動軌跡上から退避するようになっている。
【００３２】
一方、Ｃ位置の上方には、図示しないモータで回転するドライブアーム４８が配設されている（図６参照）。このドライブアーム４８が下方へ移動して、互いに接近してスプール１２の側面を把持し、スプール１２を反時計方向へ約１８０°回転させるようになっている。
【００３３】
また、Ｄ位置には、ターンテーブル３２の上からスプール１２とシャフト１４を掴む図示しないハンドが配設されている。
【００３４】
次に、本形態に係る製造装置３０の作用を説明する。
先ず、図１、図２及び図４に示すように、Ａ位置では、シャフト１４に軸支されたスプール１２が、スリット口２２とスリット口２４とを結ぶ線がロッド４０と直交するように、ターンテーブル３２の上に載置される。ここで、ピストンシリンダー３８を駆動して、ハンド３６でシャフト１４の下端を両側から把持して、長溝３４の中央に位置決めすると共に回転不能に固定する。
【００３５】
次に、図３に示すような、先端がＳ字状に折り曲げ加工された板材Ｓ（二重曲面形状部品の素材）を、スリット２４から挿入し、シャフト１４の係止溝１８に係止させる。
【００３６】
次に、ターンテーブル３２を反時計方向へ９０°旋回させＢ位置で停止させる。ここで、図２及び図５に示すように、把持アーム４６が下降して、互いに接近する方向へ移動し、スプール１２を回転不能に固定する。次に、ドライバ４２が下方へ移動して、係合孔４４がシャフト１４の上端部と係合すると、ハンド３６の把持状態を解除し、シャフト１４を反時計方向へ約２７０°回転させる。
【００３７】
これによって、板材Ｓがシャフト１４に引き込まれ、スプール１２の内周壁に沿って曲げられ略半円形状に湾曲し、後端部がスプール１２の係止部２０に係止される。ここで、ドライバ４２及び把持アーム４６を上方に移動させスプール１２とシャフト１４の移動軌跡上から退避させる。
【００３８】
次に、ターンテーブル３２を反時計方向へ９０°旋回させＣ位置で停止させる。ここで、図２及び図６に示すように、ハンド３６でシャフト１４を回転不能に固定する。次に、ドライブアーム４８が下方へ移動して、互いに接近してスプール１２の側面を把持し、スプール１２を反時計方向へ約１８０°回転させる。
【００３９】
これによって、略半円形状に湾曲した板材Ｓの後端部が係止部２０に押されてスプール１２と共に回動し、湾曲した部分が折り返されシャフト１４に巻付けられていき、ＥＡプレート１０が形成される。
【００４０】
次に、ターンテーブル３２を反時計方向へ９０°旋回させＤ位置で停止させる。ここで、図２及び図７に示すように、ハンド３６を互いに離間する方向へ移動させ、図示しないハンドでＥＡプレート１０が装着されたスプール１２及びシャフト１４を掴んで、ターンテーブル３２から収納箱へ移送する。
【００４１】
このように、本形態では、二重曲面形状部品としてのＥＡプレート１０がそのままスプール１２とシャフト１４との間に組付けられるので、組付け精度に誤差がなく、製品の機能特性に影響を与えることもない。
【００４２】
なお、本形態では、ターンテーブル３２を各位置で停止させ、ターンテーブル３２の外側に配置された回動手段で、シャフト１４あるいはスプール１２を回動するようにしたが、ターンテーブル３２に回動手段を設けて旋回途中にＥＡプレート１０を加工するようにしてもよい。
【００４３】
また、スプール１２とシャフト１４を相対回動させれば、ＥＡプレート１０を加工することができるので、スプール１２を固定して、シャフト１４を先ず、反時計方向に回動させ、次に、時計方向に回動するようにしてもよい。
【００４４】
次に、第２形態に係る製造装置５２を説明する。
図８に示すように、第２形態に係る製造装置５２は、ＥＡプレート１０を加工するためのターンテーブル５４と、このターンテーブル５４の下方に配設され外周部がオーバーラップするターンテーブル５５とを備えている。
【００４５】
ターンテーブル５４の外周部には、第１形態と同様に、シャフト１４を固定するための一対のハンド３６が、９０°間隔で配設されている。このハンド３６を駆動するロッド４０と直交するように、ピストンシリンダー５８がターンテーブル５４の上に対向して配置されている。
【００４６】
このピストンシリンダー５４のロッド５６には、型合わせしたときターンテーブル５５に載せられたスプール１２と同一の内形を構成するケース６０が固定されており、ピストンシリンダー５８を駆動することによって、２つに型割りできるようになっている。また、ターンテーブル５４には、ケース６０の内径より若干大径の貫通部９０がケース６０の軸線上に穿設されている（図１０参照）。
【００４７】
一方、図９に示すように、ターンテーブル５４には、架台６２が立設されている。架台６２の上部には、シリンダー６４が取付けられており、ロッド６６の先端には、モーター６８が固定されている。このモーター６８の回転軸７０には、シャフト１４の上端と係合するドライバー７２が取付けられている。また、Ａ位置には、板材Ｓを把持しケース６０のスリット口７４へ押し込む、アーム７６が配置されている。
【００４８】
図８及び図１０に示すように、ターンテーブル５５には、１２０°間隔で取付孔７８が穿設されている。この取付孔７８には、キャップ８０が嵌合されている。このキャップ８０の開口部には、中心に向かって環状のフランジ８２が張り出しており、キャップ８０に配設されたスプリング８４によって、上方に付勢された保持ピン８６をキャップ８０から抜け出ないようにしている。
【００４９】
この保持ピン８６は、通常、ターンテーブル５５の載置面より突出しており、スプール１２の軸支孔８８と係合可能となっている。
【００５０】
次に、本形態に係る製造装置５２の作用を説明する。
先ず、図９に示すように、Ａ位置では、ピストンシリンダー５８が互いに押し合い、ケース６０を型合わせしている。このケース６０にシャフト１４を挿入してハンド３６で下端部を両側から把持して、ケース６０の中央に位置決めすると共に回転不能に固定する。
【００５１】
次に、図９に示すアーム７６が駆動して、板材Ｓをケース６０のスリット口７４へ押し込み、シャフト１４の係止溝１８へ先端部を係止させる。
【００５２】
次に、ターンテーブル５４が反時計方向へ旋回してＤ位置に至るまで、先ず、ドライバー７２が下方へ移動し、シャフト１４の上端部と係合する。次に、モーター６８を駆動しドライバー７２を回動させ、シャフト１４を反時計方向へ約２７０°回動させる。これによって、板材Ｓがシャフト１４に引き込まれ、ケース６０の内周壁に沿って曲げられ略半円形状に湾曲し、Ｂ位置付近で後端部がケース６０の係止部９１に係止される。
【００５３】
次に、ドライバー７２を駆動し、シャフト１４を時計方向へ約１８０°回動させる。これによって、略半円形状に湾曲した板材Ｓが先端部から折り返されてシャフト１４に巻付ついていき、Ｃ位置付近でＥＡプレート１０が形成される。
【００５４】
次に、ターンテーブル５４をＤ位置で停止させる。このとき、ターンテーブル５５から突出した保持ピン８６には、Ｆ位置でスプール１２の軸支孔８８が挿入固定され、スプール１２がＤ位置に旋回移動している。
【００５５】
ここで、図１０〜図１１に示すように、ロッド５６を引っ込めてケース６０を型割りし（図１１では、紙面の表裏方向に型割りされている）、ハンド３６を開いてシャフト１４の把持状態を解除すると共に、シリンダー６４を駆動して、ドライバー７２でシャフト１４を貫通部９０に押し込んでいく。
【００５６】
このとき、貫通部９０の軸線上にスプール１２が位置するように、ターンテーブル５５が旋回して停止している。
【００５７】
図１２に示すように、シャフト１４をさら押し込んでいくと、貫通部９０を貫通して、保持ピン８６を押し下げながらスプール１２の中空部にＥＡプレート１０と共に収まる。ここで、ドライバー７２が上方へ退避すると、ターンテーブル５５が反時計方向へ旋回して、シャフト１４及びＥＡプレート１０が装填されたスプール１２がＥ位置で取り込まれる。
【００５８】
このように、製品としてのスプール１２と同一形状で強度の大きい曲げ加工用のケース６０で、板材Ｓを加工することで、完成品としてのスプール１２の強度が小さい場合でも、形状寸法精度の高い二重曲面形状部品を組付けることができる。
【００５９】
次に、Ｄ位置で、シャフト１４及びＥＡプレート１０が抜き取られたケース６０は、ターンテーブル５４の旋回によって、Ａ位置への移動途中に、ピストンシリンダー５８に押されて型合わせされ、再度、シャフト１４と板材Ｓが装着される。
【００６０】
なお、本形態では、端部にフランジ９３（図１２参照）を備えたシャフト１４を使用して、ＥＡプレート１０を加工するようにしたので、ケース６０を型割りする必要があったが、フランジを持たない円柱型のシャフトの場合、シャフトを抜き出す際に型割りの必要がないので、筒状のケースで対応できる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、特別な設備、金型を必要とせず、また、加工工程を削減して形状寸法精度を安定させることができる。また、製品の組付け精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１形態に係る二重曲面形状の製造装置を示す平面図である。
【図２】第１形態に係る二重曲面形状の製造装置にスプール及びシャフトをセットした状態を示す平面図である。
【図３】ＥＡプレートの素材となる板材を示した斜視図である。
【図４】第１形態に係る二重曲面形状の製造装置のＡ位置における断面図である。
【図５】第１形態に係る二重曲面形状の製造装置のＢ位置における断面図である。
【図６】第１形態に係る二重曲面形状の製造装置のＣ位置における断面図である。
【図７】第１形態に係る二重曲面形状の製造装置のＤ位置における断面図である。
【図８】第２形態に係る二重曲面形状の製造装置を示す平面図である。
【図９】第２形態に係る二重曲面形状の製造装置のＡ位置における側面図である。
【図１０】第２形態に係る二重曲面形状の製造装置のＤ位置における動きを表した断面図である。
【図１１】第２形態に係る二重曲面形状の製造装置のＤ位置における動きを表した断面図である。
【図１２】第２形態に係る二重曲面形状の製造装置のＤ位置における動きを表した断面図である。
【図１３】ＥＡプレートの機能を説明する断面図である。
【図１４】ＥＡプレートの機能を説明する断面図である。
【図１５】ＥＡプレートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１２    スプール（筒体）
１４    シャフト
Ｓ      板材
２０    係止部
２４    スリット口
３２    ターンテーブル（第１ターンテーブル）
３６    ハンド（第２回動手段）
４２    ドライバ（第２回動手段）
４６    把持アーム（第１回動手段）
４８    ドライブアーム（第１回動手段）
５４    ターンテーブル（第１ターンテーブル）
５５    ターンテーブル
６０    ケース
６４    シリンダー（押込み手段）
８６    保持ピン（保持手段）
９０    貫通部
【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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【図７】
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【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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