JP5118435B2 - ヘミング加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘミングローラを用いて複数のパネルを接合するヘミング加工装置に関する。

車体等に用いる複数のパネルを接合する技術としてヘミング加工が知られている。ヘミング加工では、一方のパネルにフランジを形成し、このフランジを他方のパネルに向かって折り曲げることにより両パネルを接合する。ヘミング加工としては、フランジをプレス加工で折り曲げるプレスヘミング加工や、フランジをローラで折り曲げるローラヘミング加工がある（プレスヘミング加工については、特許文献１参照。ローラヘミング加工については、特許文献２参照）。ローラヘミング加工は、ロボットアームによりローラを比較的自由に移動させてヘミング加工を行うことができるため、プレス加工に比べて装置の汎用性が高く、低コストとなることが一般的である。

ところで、車両の後方に設けられるトランクリッドは、通常、複数のパネルを組み合わせて構成される。図９のトランクリッド９０のように、トランクリッドには、ナンバープレートを配置する凹部（図９の凹部９２）が設けられることがある。この場合、前記凹部を形成すること等から、外側のパネルが、アウタアッパパネル、アウタロアパネルの２枚で構成され、これに１枚のインナパネルを加えて、トランクリッドが構成される。

従来、トランクリッドのアウタロアパネルとインナパネルの接合は、ヘミング加工が用いられていたが、アウタアッパパネルとアウタロアパネルの接合は、スポット溶接が用いられていた（特許文献３の段落［００２０］、特許文献４の段落［００１１］、［００１２］参照）。これは、各パネルが金型に載置された状態でトランクリッドの凹部にヘミング加工を行おうとすると、前記金型が障害となるため、別工程としてスポット溶接を行っていたものと解される。

ここで、特許文献５には、ヘミングローラの接近に伴い、クランプを退避させる技術が開示されているが、クランプを退避させても金型はヘミングローラの障害となったままである。

特開２００６−６１９３１号公報 実用新案登録第２５６１５９６号公報 特開平７−１３２８５７号公報 特開平６−２７８４６８号公報 特公平７−１６７３１号公報

例えば、特許文献３及び特許文献４のようにヘミング加工とスポット溶接の両方の処理を行うと、その分システム全体が大型化してしまう。また、ローラヘミング加工の汎用性を十分に活かしきれない。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであり、より汎用性の高いヘミング加工装置を提供することを目的とする。

本発明に係るヘミング加工装置は、ヘミングローラと、複数のパネルからなるワークのヘミング加工部に沿って前記ヘミングローラを移動させるローラ移動手段と、前記ワークを支持する固定部及び可動部を有する受け型と、前記受け型の可動部を駆動する受け型駆動手段と、前記受け型駆動手段を制御する制御手段とを備えるものであって、前記制御手段は、前記受け型駆動手段を制御することにより、前記受け型の可動部を、前記ワークに当接する位置と、前記ワークから離間する位置との間で移動させ、前記可動部が前記ワークと当接する位置は、前記固定部と前記ヘミングローラとで前記ワークを加工する際に、前記可動部が前記ヘミングローラ又は前記ワークと干渉する位置であることを特徴とする。

本発明によれば、受け型が、ヘミングローラやワークと干渉する場合でも、受け型の可動部を移動させることにより、当該干渉をなくすことができる。このため、当該干渉によりローラヘミング加工ができなかったワークや部位についてもローラヘミング加工が可能となる。従って、ヘミング加工装置の汎用性を高めることができる。

前記ヘミング加工装置は、さらに、ヘミング加工中に、前記ヘミングローラと協働して、前記ワーク及び前記受け型を挟む受けローラを有してもよい。これにより、受け型自体の剛性に対する要求が低くなり、受け型を軽量化できるため、受け型駆動手段や受け型を支持する手段をより簡素化することができる。

上記において、前記可動部は、前記受け型と前記ヘミングローラが干渉しない第１の部位を前記ヘミングローラが転動する際、前記固定部と同じ側から前記ワークを支持し、前記受け型と前記ヘミングローラが干渉する第２の部位を前記ヘミングローラが転動する際、前記ワークから離間する位置に退避され、これにより、前記受け型と前記ヘミングローラとが干渉しなくなる構成としてもよい。これにより、固定部のみからなる金型であれば、受け型がヘミングローラに干渉し、ローラヘミング加工できない場合でも、可動部を退避させることにより、可動部があった場所においてローラヘミング加工を行うことができる。

或いは、前記可動部は、前記ワークを前記受け型に搬入する際又は前記ワークを前記受け型から搬出する際、前記ワークから離間し、前記受け型と前記ワークが干渉しない第１の位置に退避され、前記ヘミングローラが前記ヘミング加工部を転動する際、前記固定部と反対側から前記ワークに当接し、前記受け型と前記ワークが干渉する第２の位置に移動される構成とすることもできる。これにより、固定部のみからなる金型であれば、金型がワークに干渉し、ワークを金型に搬入できない場合又はワークを金型から搬出できない場合でも、可動部を退避させることにより、固定部と可動部との間が開き、ワークを金型に搬入できる又はワークを金型から搬出できるようになる。

本発明によれば、受け型が、ヘミングローラやワークと干渉する場合でも、受け型の可動部を移動させることにより、当該干渉をなくすことができる。このため、当該干渉によりローラヘミング加工ができなかったワークや部位についてもローラヘミング加工が可能となる。従って、ヘミング加工装置の汎用性を高めることができる。

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。

なお、以下に参照する図面において、対応する構成要素には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

Ａ．第１実施形態
［１．ヘミング加工装置１０の構成］
図１には、本発明の第１実施形態に係るヘミング加工装置１０が示されている。このヘミング加工装置１０は、ワークＷをローラヘミング加工して、図９のトランクリッド９０と同様のトランクリッドを製造するものである。図１のワークＷは、図９のトランクリッド９０をＡ−Ａ線の位置及び方向と同様の位置及び方向から見た状態で示されている。ヘミング加工装置１０は、多関節式のロボット１２と、このロボット１２の動作を制御するコントローラ１４と、ワークＷを固定載置するための金型１６と、金型１６を支持する支持体１８と、支持体１８を保持するベースプレート２０とを備える。

ロボット１２は、ヘミングローラ２２をその先端に有し、ヘミングローラ２２をワークＷの所定部位に転動させることで、ワークＷにローラヘミング加工を行う。

コントローラ１４は、ロボット１２に対して動作制御のための信号を送出すると共に、金型１６のヒンジ部４６内に設けられたモータＭに接続され、このモータＭを駆動することにより金型１６の可動部４２を移動させる。この点の詳細については、後述する。

金型１６に固定載置されるワークＷは、アウタアッパパネル２４、アウタロアパネル２６及びインナパネル２８からなる。アウタアッパパネル２４は、断面略Ｌ字状であり、その両端には、フランジ３０ａ、３０ｂが形成されている。アウタロアパネル２６は、図示しないナンバープレートを収容する凹部３２が形成されており、アウタロアパネル２６のうちフランジ３０ａ側には、このフランジ３０ａに対応する平坦面３４が形成されている。平坦面３４の反対側には、フランジ３６が形成されている。インナパネル２８は、断面略Ｌ字状であり、アウタロアパネル２６の凹部３２に対応する部分に凹部３８が形成されている。

金型１６は、水平方向に対して略４５度傾斜している２つの略直方体状の部材４１ａ、４１ｂが組み合わさった断面略Ｌ字状の柱状体からなる固定部４０と、一方の前記略直方体状の部材４１ａと同一平面上に配置される略直方体状の部材からなる可動部４２とを備える。可動部４２は、略Ｕ字形の連結部材４４の一端に連結され、この連結部材４４の他端は、モータＭが組み込まれたヒンジ部４６に接続されている。また、ヒンジ部４６のモータＭは、コントローラ１４に電気的に接続されている。これにより、ワークＷが金型１６に設置された状態でモータＭがコントローラ１４により制御されることにより、可動部４２は、ワークＷのアウタロアパネル２６と当接する位置（図２参照）と、アウタロアパネル２６から離間した位置（図３参照）の間を移動する。なお、可動部４２がアウタロアパネル２６から離間した位置（図３）にあるときにアウタロアパネル２６を十分に支持できない場合、ロボット１２とは別の多関節式ロボット（図示せず）により上方からアウタロアパネル２６を支持する構成も可能である。

［２．ヘミング加工装置１０の動作］
第１実施形態のヘミング加工装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。

まず、金型１６の可動部４２が図２の位置にある状態で、図示しないワーク搬送装置により、アウタアッパパネル２４、アウタロアパネル２６及びインナパネル２８を図２のように金型１６上に載置する。これにより、アウタアッパパネル２４は、金型１６の固定部４０に支持され、アウタロアパネル２６及びインナパネル２８は、金型１６の固定部４０及び可動部４２に支持される。この際、図示しないクランプ装置により、各パネルをクランプ固定してもよい。

次いで、コントローラ１４は、ロボット１２を制御して、アウタロアパネル２６及びインナパネル２８をヘミングローラ２２を用いてヘミング加工する。すなわち、アウタロアパネル２６のフランジ３６をインナパネル２８に向かって折り曲げ、アウタロアパネル２６とインナパネル２８とを接合する。

続いて、コントローラ１４は、ヒンジ部４６のモータＭを動作させ、図３に示すように金型１６の可動部４２をアウタロアパネル２６から離間させる。この際、吸着パッド等の吸着手段を先端に有する多関節式ロボット（図示せず）を金型１６上方から金型１６方向に接近させ、アウタロアパネル２６を吸着及び支持してもよい。この場合、インナパネル２８には、軽量化のための多数の孔が形成されていることが一般的であることから、インナパネル２８を介してアウタロアパネル２６に前記吸着パッドを吸着させ、インナパネル２８及びアウタロアパネル２６の両方を支持してもよい。

その後、コントローラ１４は、ロボット１２を制御して、ヘミングローラ２２をアウタロアパネル２６の凹部３２内に入り込ませ、アウタロアパネル２６及びインナパネル２８にヘミング加工する。すなわち、アウタアッパパネル２４のフランジ３０ａをアウタロアパネル２６の平坦面３４に向かって折り曲げて、アウタアッパパネル２４とアウタロアパネル２６を接合する。

次に、コントローラ１４は、ヒンジ部４６のモータＭを制御して、金型１６の可動部４２を図２の初期位置（可動部４２がアウタロアパネル２６と当接する位置）に戻す。なお、可動部４２又は連結部材４４に位置決め用のストッパを設けてもよく、また、連結部材４４を固定するロック手段を設けることもできる。

続いて、コントローラ１４は、ロボット１２を制御して、アウタアッパパネル２４及びインナパネル２８をヘミングローラ２２を用いてヘミング加工する。すなわち、アウタアッパパネル２４のフランジ３０ｂをインナパネル２８に向かって折り曲げて、アウタアッパパネル２４とインナパネル２８とを接合する。

各パネルの接合が終了すると、コントローラ１４は、図示しないワーク搬送装置により、ワークＷを次の工程に移動させる。

［３．比較例］
図４には、比較例としてのヘミング加工装置７０の一部が示されている。このヘミング加工装置７０は、基本的にヘミング加工装置１０と同様の構成を有するが、ヘミング加工装置１０の可動部４２に相当する部分（第２固定部７２）が支持体７３により固定支持されている。従って、ヘミング加工装置７０では、ヘミングローラ２２をアウタロアパネル２６の凹部３２内に入れようとしても、第２固定部７２と干渉するためにヘミングローラ２２を凹部３２内に入れることができない。このため、アウタアッパパネル２４とアウタロアパネル２６をヘミングローラ２２でヘミング加工できない。

［４．第１実施形態の効果］
以上のように、第１実施形態に係るヘミング加工装置１０では、コントローラ１４が、ヒンジ部４６のモータＭを制御することにより、金型１６の可動部４２を、アウタロアパネル２６に当接する位置と、アウタロアパネル２６から離間する位置との間で移動させる。これにより、金型１６が、そのままでは、ヘミングローラ２２と干渉する場合でも、金型１６の可動部４２を移動させることにより、当該干渉をなくすことができる。このため、当該干渉によりローラヘミング加工ができなかったアウタアッパパネル２４とアウタロアパネル２６との接合についてもローラヘミング加工が可能となる。従って、ヘミング加工装置１０の汎用性を高めることができる。

また、可動部４２は、金型１６とヘミングローラ２２が干渉しないアウタロアパネル２６とインナパネル２８の接合部をヘミングローラ２２が転動する際、固定部４０と同じ側からアウタロアパネル２６を支持し、金型１６とヘミングローラ２２が干渉するアウタアッパパネル２４とアウタロアパネル２６の接合部をヘミングローラ２２が転動する際、アウタロアパネル２６から離間する位置に退避され、これにより、金型１６とヘミングローラ２２とが干渉しなくなる。従って、固定部４０のみからなる金型１６であれば、金型１６がヘミングローラ２２に干渉し、ヘミング加工できない場合でも、可動部４２を退避させることにより、可動部４２があった場所においてローラヘミング加工を行うことができる。

Ｂ．第２実施形態
［１．ヘミング加工装置１０Ａの構成］
図５には、本発明の第２実施形態に係るヘミング加工装置１０Ａに含まれる金型１６ａとその周辺が示されている。このヘミング加工装置１０Ａは、アウタパネル２４ａとインナパネル２８ａからなるワークＷ２（例えば、ハッチバック型車両用のテールゲート）の一端にローラヘミング加工を行うものである。ここでのローラヘミング加工は、インナパネル２８にフランジ４８を設け、フランジ４８をアウタパネル２４ａに向かって折り曲げることにより、アウタパネル２４ａとインナパネル２８を接合するものである。

第２実施形態のヘミング加工装置１０Ａは、図５には示していないが、第１実施形態のヘミング加工装置１０と同様の多関節式のロボット１２及びコントローラ１４を備える。ヘミング加工装置１０Ａの金型１６ａは、断面略Ｌ字状の部材からなり、一側面が水平に配置された固定部４０ａと、略直方体状の部材からなる可動部４２ａとを有する。固定部４０ａは、支持体１８ａによって支持され、この支持体１８ａは、ベースプレート２０ａに保持されている。また、可動部４２ａは、略直方体状の連結部材４４ａを介してヒンジ部４６に連結されている。このヒンジ部４６は、モータＭを有すると共に、支持体５０に支持される。支持体５０は、ベースプレート２０ａに保持されている。

第１実施形態のヘミング加工装置１０では、金型１６の固定部４０と可動部４２とが、同じ側からワークＷ（アウタロアパネル２６）を支持していたのに対し、第２実施形態のヘミング加工装置１０Ａでは、固定部４０ａと可動部４２ａが、ワークＷ２（アウタパネル２４ａ及びインナパネル２８ａ）の対向する側に配置されている。

［２．ヘミング加工装置１０Ａの動作］
第２実施形態のヘミング加工装置１０Ａは、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。

まず、金型１６ａの可動部４２ａが図５の位置Ａにある状態で、図示しないワーク搬送装置により、アウタパネル２６ａ及びインナパネル２８ａを図５のように金型１６ａ上に載置する。これにより、アウタパネル２４ａ及びインナパネル２８ａは、金型１６の固定部４０ａに支持される。この際、図示しないクランプ装置により、各パネルをクランプ固定してもよい。

次いで、コントローラ１４は、ヒンジ部４６のモータＭを制御して、可動部４２ａを図５の位置Ｂに移動させてインナパネル２８ａに当接させる。

続いて、コントローラ１４は、ロボット１２を制御して、アウタパネル２４ａ及びインナパネル２８ａをヘミングローラ２２を用いてヘミング加工する。すなわち、インナパネル２８ａのフランジ４８をアウタパネル２４ａに向かって折り曲げて、アウタパネル２４ａとインナパネル２８ａとを接合する。

そして、コントローラ１４は、ヒンジ部４６のモータＭを動作させ、金型１６の可動部４２ａを図５の位置Ａに戻す。

続いて、コントローラ１４は、図示しないワーク搬送装置により、ワークＷ２を取り出し、その後の処理を進める。

［３．比較例］
図６には、比較例としてのヘミング加工装置７０Ａの一部が示されている。このヘミング加工装置７０Ａでは、ヘミング加工装置１０Ａの可動部４２ａに相当する部分（第２固定部７２ａ）が支持体７４を用いて固定支持されている。従って、比較例としてのヘミング加工装置７０Ａでは、ワークＷ２（特に、インナパネル２８ａ）を金型１６ａに設置しようとしても、第２固定部７２ａが障害となり金型１６ａへの設置が非常に困難である。このため、ワークＷ２に対してヘミング加工を行うことができない。

［４．第２実施形態の効果］
以上のように、第２実施形態に係るヘミング加工装置１０Ａでは、コントローラ１４が、ヒンジ部４６のモータＭを制御することにより、金型１６ａの可動部４２ａを、インナパネル２８ａに当接する位置と、インナパネル２８ａから離間する位置との間で移動させる。これにより、金型１６ａが、ワークＷ２（特に、インナパネル２８ａ）と干渉する場合でも、金型１６ａの可動部４２ａを移動させる（初期位置としての位置Ａに配置しておく）ことにより、当該干渉をなくすことができる。このため、当該干渉によりローラヘミング加工ができなかったワークＷ２についてもローラヘミング加工が可能となる。従って、ヘミング加工装置１０Ａの汎用性を高めることができる。

また、可動部４２ａは、ワークＷ２を金型１６ａに搬入する際又はワークＷ２を金型１６ａから搬出する際、ワークＷ２から離間し、金型１６ａとワークＷ２が干渉しない位置Ａに退避され、ヘミングローラ２２がアウタパネル２４ａとインナパネル２８ａの接合部を転動する際、固定部４０ａと反対側からインナパネル２８ａに当接し、金型１６ａとインナパネル２８ａが干渉する位置Ｂに移動される。これにより、比較例のように固定部４０ａ及び第２固定部７２ａのみからなる金型１６ａであれば、金型１６ａがインナパネル２８ａに干渉し、インナパネル２８ａを金型１６ａに搬入すること又はインナパネル２８ａを金型１６ａから搬出することが困難な場合でも、可動部４２ａを退避させることにより、固定部４０ａと可動部４２ａとの間が開き、インナパネル２８ａを金型１６ａに設置できる又はインナパネル２８ａを金型１６ａから搬出できるようになる。

Ｃ．変形例
上記第１実施形態では、ワークＷとしてトランクリッドを、第２実施形態では、ワークＷ２としてテールゲートを挙げたが、本発明は、その他のワークに対しても適用できる。

上記第１実施形態では、固定部４０と可動部４２が、同じ側からワークＷ（アウタロアパネル２６）を支持し、第２実施形態では、固定部４０ａと可動部４２ａが、ワークＷ２（アウタパネル２４ａ、インナパネル２８ａ）の対向する側に配置されていたが、これらの構成に限られない。

例えば、図７Ａ〜図７Ｄに示すような構成も可能である。すなわち、第１パネル５２及び第２パネル５４を金型１６ｂの固定部４０ｂ上に配置し、金型１６ｂの可動部４２ｂ（図７Ｃ、図７Ｄ）をヘミングローラ２２と干渉しないように退避させた状態（図７Ａ）で、第１パネル５２のフランジ５６を第２パネル５４に向かって折り曲げて、第１パネル５２と第２パネル５４とを接合する（図７Ｂ）。次いで、金型１６ｂの可動部４２ｂを第２パネル５４に当接させた後（図７Ｃ）、第２パネル５４のフランジ５８を第１パネル５２に向かって折り曲げて、第１パネル５２と第２パネル５４とを接合する（図７Ｄ）。

これにより、金型１６ｂが、第１パネル５２及び第２パネル５４と干渉する場合でも、金型１６ｂの可動部４２ｂを退避させることにより、当該干渉をなくすことができる。このため、当該干渉によりローラヘミング加工ができなかった第１パネル５２及び第２パネル５４の組合せについてもローラヘミング加工が可能となる。従って、ヘミング加工装置の汎用性を高めることができる。

上記第１実施形態及び第２実施形態では、ヘミングローラ２２と金型１６、１６ａのみでワークＷ、Ｗ２を挟み込む構成としたが、これに限られない。例えば、図８に示すように、金型１６ｃを挟んでヘミングローラ２２の反対側に受けローラ６０を設け、ヘミング加工中に、ヘミングローラ２２と協働して第１パネル５２、第２パネル５４及び金型１６ｃを挟む構成とすることもできる。この構成では、金型１６ｃ自体の剛性に対する要求が低くなり、金型１６ｃを軽量化できるため、金型１６ｃの支持体やヒンジ部等をより簡素化することができる。

上記各実施形態では、可動部４２、４２ａを駆動する手段として、ヒンジ部４６のモータＭを用いたが、受け型を駆動するものであれば、これに限られない。例えば、シリンダ又はスライド機構等を用いて可動部４２、４２ａを駆動してもよい。

上記第１実施形態では、ローラヘミング加工を、アウタロアパネル２６とインナパネル２８の間、アウタアッパパネル２４とアウタロアパネル２６の間、アウタアッパパネル２４とインナパネル２８の間の順に行ったが、この順番に限られない。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の第１実施形態に係るヘミング加工装置の説明図である。 第１実施形態のヘミング加工装置を用いて、アウタロアパネルとインナパネルをローラヘミング加工により接合する状態を示す図である。 第１実施形態のヘミング加工装置を用いて、アウタアッパパネルとアウタロアパネルをローラヘミング加工により接合する状態を示す図である。 第１実施形態の比較例によりアウタアッパパネルとアウタロアパネルをローラヘミング加工により接合しようとしても当該ローラヘミング加工ができないことを示す図である。 本発明の第２実施形態に係るヘミング加工装置において、ローラヘミング加工する場合の金型の可動部の動きを示す図である。 第２実施形態の比較例によりアウタパネルとインナパネルをローラヘミング加工により接合しようとしても当該ローラヘミング加工が困難であることを示す図である。 図７Ａは、本発明の第１変形例に係るヘミング加工装置において、ヘミングローラが第１パネルのフランジに当接した状態を示す図である。図７Ｂは、前記ヘミング加工装置において、前記ヘミングローラが前記第１パネルのフランジを折り曲げた状態を示す図である。図７Ｃは、前記ヘミング加工装置において、前記ヘミングローラが第２パネルのフランジに当接した状態を示す図である。図７Ｄは、前記ヘミング加工装置において、前記ヘミングローラが前記第２パネルのフランジを折り曲げた状態を示す図である。 本発明の第２変形例として、ヘミングローラと協働する受けローラを設けた構成を示す図である。 車両の後部を示す図である。

符号の説明

１０、１０Ａ…ヘミング加工装置 １２…ロボット（ローラ移動手段）
１４…コントローラ（制御手段）
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ…金型（受け型）
２２…ヘミングローラ ２４…アウタアッパパネル
２４ａ…アウタパネル ２６…アウタロアパネル
２８、２８ａ…インナパネル ４０、４０ａ、４０ｂ…固定部
４２、４２ａ、４２ｂ…可動部 ４６…ヒンジ部
５２…第１パネル ５４…第２パネル
６０…受けローラ Ｍ…モータ（受け型駆動手段）
Ｗ、Ｗ２…ワーク

Claims (2)

1. ヘミングローラと、
   複数のパネルからなるワークのヘミング加工部に沿って前記ヘミングローラを移動させるローラ移動手段と、
   前記ワークを支持する固定部及び可動部を有する受け型と、
   前記受け型の可動部を駆動する受け型駆動手段と、
   前記受け型駆動手段を制御する制御手段と、
   を備えるヘミング加工装置であって、
   前記制御手段は、前記受け型駆動手段を制御することにより、前記受け型の可動部を、前記ワークに当接する位置と、前記ワークから離間する位置との間で移動させ、
   前記可動部が前記ワークと当接する位置は、前記固定部と前記ヘミングローラとで前記ワークを加工する際に、前記可動部が前記ヘミングローラ又は前記ワークと干渉する位置である
   ことを特徴とするヘミング加工装置。
2. 請求項１記載のヘミング加工装置において、さらに、
   ヘミング加工中に、前記ヘミングローラと協働して、前記ワーク及び前記受け型を挟む受けローラを有する
   ことを特徴とするヘミング加工装置。

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