JP2004181498A - ヘミング金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリヘムパンチと本ヘムパンチとを一体化した構成においても、一体化したパンチのヘミング加工時における移動軌跡が最短軌跡となるようにする。
【解決手段】ステップベンドパンチ５を昇降駆動用油圧シリンダ２により下降させて、ステップベンドパンチ５のプリヘムパンチ部５ａをスキンパネル９の縁部９ａに圧接させてこの縁部９ａを予備曲げ加工し、この予備曲げ加工の完了と略同時に、ステップベンドパンチ５の下降を維持した状態で、上下降量検知センサ１０によって検知された回動時期に応じて駆動される回動駆動用油圧シリンダ６によりステップベンドパンチ５を一旦外方向に回動させた後に内方向に回動させて、本ヘムパンチ部５ｂの上面５ｃでフレームパネル９の縁部９ａを加圧してこの縁部９ａを本曲げする。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に重なる車両のパネル等の板材のうち、一方の板材の縁部を包み込むように他方の板材の縁部を縁曲げ加工するヘミング金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドアパネル、エンジンフード、トランクリッド等のアウターパネルとインナーパネルの組み合わされた部品において、アウターパネルの端部は、その縁部を強く且つ滑らかにする等のため、インナーパネルの縁部を包み込んで１８０度の折り返し密着曲げをするようなヘミング加工が行われる。
【０００３】
このようなヘミング加工でのアウターパネルの縁部を曲げる際において、従来、プリヘミング加工（予備曲げ加工）してから本へミング加工（本曲げ加工）する場合に、アウターパネルの縁部を、最初にプリヘミング加工するためのプリヘムパンチで予備曲げ加工した後、次いで、予備曲げ加工した縁部を本曲げ加工するための本ヘムパンチで本曲げ加工するヘミング方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ヘミング加工を行う装置として、アウターパネルの縁部を最初にプリヘミング加工するためのプリヘムパンチと、予備曲げ加工した縁部を本曲げ加工するための本ヘムパンチとを一体化した金型を備えた装置が、従来より知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−３５１２２７号公報
【特許文献２】
特開平９−３８７３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１に記載されているヘミング方法でヘミング加工を行う装置では、アウターパネルの縁部をプリヘミング加工するためのプリヘムパンチ９、及び予備曲げ加工した縁部を本曲げ加工するためのヘムパンチ（本ヘムパンチ）１７はそれぞれ別体で構成されている。このため、プリヘムパンチ９とヘムパンチ（本ヘムパンチ）１７とを連動させて動作させるための、第１カム１５、第２カム１６、及び第１カム１５と第２カム１６に当接可能なローラ１４等の部材が必要になり、装置全体の構造が複雑になる。
【０００７】
また、上記特許文献２のプリヘムパンチ本ヘムパンチとを一体化した金型を備えた装置では、上側定盤６が第１の下降をし、油圧シリンダ９３を水平方向にアウターパネルＰ１に向かって駆動することで、アウターパネルＰ１の縁部を金型本体９５の第１の折曲面（プリヘムパンチ）９５ｃでプリヘム加工を行い（段落番号［００２６］参照）、次いで、油圧シリンダ９３を水平方向に向かって駆動することでアウターパネルＰ１から逃がして、上側定盤６が上昇することで初期位置まで復帰し（段落番号［００２７］参照）、再度上側定盤６を第１の下降距離よりも長い第２の下降をして、油圧シリンダ９３を水平方向にアウターパネルＰ１に向かって駆動することで、アウターパネルＰ１の縁部を金型本体９５の第２の折曲面（本ヘムパンチ）９５ｄで本ヘミング加工を行う（段落番号［００２８］〜［００２９］参照）。
【０００８】
このように上記特許文献２の装置では、上側定盤６が垂直方向に下降してから、油圧シリンダ９３が水平方向にアウターパネルＰ１に向かって駆動することによって、プリヘム加工を行う金型本体９５の第１の折曲面（プリヘムパンチ）９５ｃと、本ヘミング加工を行う金型本体９５の第２の折曲面（本ヘムパンチ）９５ｄとの移動軌跡が最短軌跡でないので、ヘミング加工時におけるサイクルタイムが長くなり、生産効率が良くなかった。
【０００９】
そこで本発明は、プリヘムパンチと本ヘムパンチとを一体化した構成においても、一体化したパンチのヘミング加工時における移動軌跡が最短軌跡となるようにして、サイクルタイムの短縮化を図ることができるヘミング金型装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、相互に重なる第１、第２の板材のうち、第１の板材の縁部を包み込むように第２の板材の外周縁部を縁曲げ加工するヘミング金型装置であって、前記第１の板材の縁部を包み包み込んだ前記第２の板材の予備曲げ前の所定角度に曲げられた外周縁部側を少なくとも載置する下側定盤と、前記下側定盤と対向するようにして上方に設置した上側定盤と、前記上側定盤を前記下側定盤に対して上下方向に昇降駆動させる昇降手段と、前記上側定盤に一端側が揺動軸を介して回動自在に支持され、前記下側定盤側の他端側に傾斜面を有する予備曲げパンチ部と、前記予備曲げパンチ部の上部に近接して本曲げパンチ部とを一体的に形成したベンドパンチと、前記ベンドパンチを前記揺動軸を回動中心にして回動させる回動手段と、前記上側定盤の下降に対応して、前記回動手段を回動させる時期を検出する検出手段と、を備え、前記ベンドパンチを昇降手段により原位置から連続的に下降させ、前記ベンドパンチの予備曲げパンチ部の傾斜面を前記第２の板材の所定角度に曲げられた外周縁部に圧接させて前記第２の板材の外周縁部を予備曲げ加工し、この予備曲げ加工の完了と略同時に、前記ベンドパンチの下降を維持した状態で、前記検出手段によって検知された回動時期に応じて駆動される前記回動手段により前記ベンドパンチを一旦外方向に回動させた後に内方向に回動させて、前記本曲げパンチ部で前記第２の板材の外周縁部を加圧して前記第２の板材の外周縁部を本曲げすることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、ベンドパンチを下降させて、ベンドパンチの予備曲げパンチ部の傾斜面を第２の板材の外周縁部に圧接させて第２の板材の外周縁部を予備曲げ加工し、この予備曲げ加工の完了と略同時に、ベンドパンチの下降を維持した状態で、検出手段によって検知された回動時期に応じて駆動される回動手段によって、ベンドパンチを一旦外方向に回動させた後に内方向に回動させ、本曲げパンチ部で第２の板材の外周縁部を加圧して第２の板材の外周縁部を本曲げすることにより、予備曲げ加工から本曲げ加工におけるベンドパンチの軌跡が直線を組み合わせた矩形を描く軌跡でなく、曲線を描く最短の軌跡とすることができるので、サイクルタイムの短縮化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るヘミング金型装置の要部を示す概略側面図である。
【００１３】
このヘミング金型装置１は、昇降駆動用油圧シリンダ２が接続された上型定盤３と、上型定盤３に一端側が揺動軸４を回動中心にして回動自在に支持されたステップベンドパンチ５と、揺動軸４を中心にしてステップベンドパンチ５を回動させる回動駆動用油圧シリンダ６と、固定設置された平板状の下型定盤７を備えている。
【００１４】
ステップベンドパンチ５の下端側には、フレームパネル８の縁部を包み込んだスキンパネル９をプリヘミング（予備曲げ）するためのプリヘムパンチ部５ａと、プリヘムパンチ部５ａの上部近傍に本ヘミング（本曲げ）するための本ヘムパンチ部５ｂとが一体に形成されている。プリヘムパンチ部５ａは、水平面に対して略４５度の傾斜面に形成されている。本ヘムパンチ部５ｂは、溝状に切り欠かれて形成されており、その上部に平坦部５ｃを有している。ステップベンドパンチ５は、ヘミング加工の前後においては垂直方向に位置している。
【００１５】
回動駆動用油圧シリンダ６は、上型定盤３の下面に揺動自在に支持されており、シリンダ先端側はステップベンドパンチ５の上部側に揺動自在に支持されている。下型定盤７のステップベンドパンチ５側の上側面７ａは、ステップベンドパンチ５の溝状の本ヘムパンチ部５ｂに入るように突起状に形成されている。下型定盤７上には、フレームパネル８の縁部を包み込んだスキンパネル９が載置され、スキンパネル９の略直角に曲げられた縁部９ａは下型定盤７の上側面７ａ上に載置される。
【００１６】
上型定盤３には、その上下降量（ストローク）を検知する上下降量検知センサ１０が設置されており、回動駆動用油圧シリンダ６には、そのシリンダの伸び量及び縮み量（ストローク）を検知する伸び縮み量検知センサ１１が設置されている。上下降量検知センサ１０と伸び縮み量検知センサ１１で検知した各検知情報は制御装置１２に入力され、制御装置１２は、上下降量検知センサ１０と伸び縮み量検知センサ１１から入力される各検知情報に基づいて、上型定盤３及び回動駆動用油圧シリンダ６の作動を制御する（詳細は後述する）。
【００１７】
次に、上記したヘミング金型装置１によるヘミング加工の手順について説明する。
【００１８】
先ず、図１に示すように、フレームパネル８の縁部を包み込むように、予め縁部９ａを略直角に曲げたスキンパネル９にフレームパネル８を、スキンパネル９が下向きになるように相互に重ねて下型定盤７上に載せる。この際、下型定盤７の上側面７ａの上方に、ステップベンドパンチ５のプリヘムパンチ部５ａが位置しており、スキンパネル９の略直角に曲げた縁部９ａを、下型定盤７の上側面７ａ側の上面に載置する。
【００１９】
そして、図２、図３に示すように、ヘミング加工開始スイッチ（不図示）を入れることにより、制御装置１２の制御によって昇降駆動用油圧シリンダ２が駆動され、原位置（上死点）にある上型定盤３を垂直下方に下降させて、ステップベンドパンチ５のプリヘムパンチ部５ａをスキンパネル９の縁部９ａに圧接させ、縁部９ａを約４５度にプリヘミング（予備曲げ）加工する。この際、上型定盤３の下降量は上下降量検知センサ１０によって検知され、制御装置１２は、上下降量検知センサ１０から入力される検知情報に基づいて上型定盤３の下降量を認識し、予め設定した下降量に達したと判断すると、プリヘミング加工を終了する。
【００２０】
なお、このプリヘミング加工時において、プリヘミング開始時（もしくはその直前）から回動駆動用油圧シリンダ６を作動させてシリンダを伸ばして、ステップベンドパンチ５を右側方向（外方向）に回動させながらスキンパネル９の縁部９ａに圧接するようにしても良い。
【００２１】
そして、図４に示すように、上記のプリヘミング（予備曲げ）加工の完了と略同時に、制御装置１２から回動駆動用油圧シリンダ６の駆動部（不図示）に制御信号を出力し、回動駆動用油圧シリンダ６を作動させてシリンダを伸ばすと共に、昇降駆動用油圧シリンダ２の駆動を維持し、上型定盤３を垂直下方に更に下降させる。回動駆動用油圧シリンダ６のシリンダが伸びることによって、揺動軸４を回動中心にしてステップベンドパンチ５が図の右側方向（外方向）に所定量だけ回動し、ステップベンドパンチ５のプリヘムパンチ部５ａがスキンパネル９の縁部９ａから離間する。
【００２２】
この際、回動駆動用油圧シリンダ６のシリンダ伸び量は伸び縮み量検知センサ１１によって検知され、制御装置１２は、伸び縮み量検知センサ１１から入力される検知情報に基づいて油圧シリンダ６のシリンダ伸び量を認識し、予め設定した伸び量に達したと判断すると、ステップベンドパンチ５のプリヘムパンチ部５ａがスキンパネル９の縁部９ａから離間して所定の隙間が得られた状態となり、回動駆動用油圧シリンダ６のシリンダの伸び作動を停止させる。
【００２３】
更に、同時に上型定盤３の下降量は上下降量検知センサ１０によって検知され、制御装置１２は、上下降量検知センサ１０から入力される検知情報に基づいて上型定盤３の下降量を認識し、予め設定した下降量に達したと判断すると、図５に示すように、ステップベンドパンチ５の本ヘムパンチ部５ｂが、スキンパネル９の縁部９ａと対向する位置に下降している。
【００２４】
そして、この状態から、制御装置１２から回動駆動用油圧シリンダ６の駆動部（不図示）に制御信号を出力し、回動駆動用油圧シリンダ６を作動させてシリンダを縮めると共に、昇降駆動用油圧シリンダ２の駆動を維持し、上型定盤３を垂直下方に更に下降させる。回動駆動用油圧シリンダ６のシリンダが縮まることによって、揺動軸４を回動中心にしてステップベンドパンチ５が左側方向（内方向）に回動し、ステップベンドパンチ５の本ヘムパンチ部５ｂがスキンパネル９の縁部９ａに位置する。
【００２５】
そして、図６に示すように、上型定盤３が垂直下方に下降状態にあるので、内方向に回動するステップベンドパンチ５の本ヘムパンチ部５ｂの上面５ｃが、スキンパネル９の約４５度にプリヘミングされた縁部９ａに圧接してスキンパネル９の縁部９ａが本ヘミング加工される。
【００２６】
この際、上型定盤３の下降量は上下降量検知センサ１０から入力される検知情報に基づいて上型定盤３の下降量を認識し、予め設定した下降量に達したと判断すると、スキンパネル９の縁部９ａの本ヘミング加工が終了したと判断し、スキンパネル９の縁部９ａの本ヘミング加工を完了する。この本ヘミング加工の完了時には、上型定盤３はこのヘミング金型装置１における下死点まで下降した状態にあり、ステップベンドパンチ５は原位置である垂直状態にある。
【００２７】
なお、この本ヘミング加工時おいて、本ヘミング開始から終了までの間、回動駆動用油圧シリンダ６のシリンダを縮めてステップベンドパンチ５を左側方向（内方向）に回動させながら、本ヘムパンチ部５ｂの上面５ｃをスキンパネル９の縁部９ａに圧接するようにしても良い。
【００２８】
そして、スキンパネル９の縁部９ａの本ヘミング加工が完了すると、制御装置１２の制御により上型定盤３の昇降駆動用油圧シリンダ２と回動駆動用油圧シリンダ６を駆動して、上型定盤３を原位置（上死点）まで上昇させながら、ステップベンドパンチ５を上記したプリヘミングから本ヘミング加工時と逆方向の軌道となるように回動させて図１に示した初期位置に戻し、次のヘミング加工に備える。
【００２９】
このように本実施の形態では、上型定盤３に回動自在に支持されたステップベンドパンチ５に、プリヘミング加工を行うプリヘムパンチ部５ａと本ヘムパンチ加工を行う本ヘムパンチ部５ｂを一体に形成し、上型定盤３を下降させながらステップベンドパンチ５を原位置（垂直位置）から一旦外方向へ回動させてから内方向に回動させることによって、ステップベンドパンチ５の軌跡が、従来のように直線を組み合わせた矩形を描く軌跡でなく、曲線を描く最短の軌跡でプリヘミング加工から本ヘミング加工を行うことができ、サイクルタイムの短縮化を図ることができる。
【００３０】
また、本実施の形態では、ステップベンドパンチ５に、プリヘミング加工を行うプリヘムパンチ部５ａと本ヘムパンチ加工を行う本ヘムパンチ部５ｂを一体に形成したことにより、金型構造の簡素化を図ることができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、テップベンドパンチ５のプリヘムパンチ部５ａが水平面に対して傾斜していることにより、上型定盤３を連続的に下降させても、スキンパネル９の縁部９ａに摺接しながらプリヘムパンチ部５ａを回動させることができるので、本実施の形態のように回動駆動用油圧シリンダ６で上型定盤３を下降させる構成以外にも、上型定盤３の下降を断続的に制御することが難しいメカ構造のプレス機も用いることができる。
【００３２】
また、本実施の形態では、ステップベンドパンチ５を回動駆動用油圧シリンダ６で回動させる構成であったが、これ以外にも空圧式のシリンダによってステップベンドパンチ５を回動させる構成でもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、プリヘミング加工から本ヘミング加工における上型定盤３の下降量は、上下降量検知センサ１０によるシリンダストローク量の検出によって行う構成であったが、上型定盤３の下降量をその下降時間によって検出するようにしても良い。
【００３４】
また、本実施の形態では、回動自在に支持されたステップベンドパンチ５は回動駆動用油圧シリンダ６によって回動させる構成であったが、回転アクチュエータを用いてステップベンドパンチ５を回動させる構成でも良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ベンドパンチを下降させて、ベンドパンチの予備曲げパンチ部の傾斜面を第２の板材の外周縁部に圧接させて第２の板材の外周縁部を予備曲げ加工し、この予備曲げ加工の完了と略同時に、ベンドパンチの下降を維持した状態で、検出手段によって検知された回動時期に応じて駆動される回動手段によって、ベンドパンチを一旦外方向に回動させた後に内方向に回動させ、本曲げパンチ部で第２の板材の外周縁部を加圧して第２の板材の外周縁部を本曲げすることにより、予備曲げ加工から本曲げ加工におけるベンドパンチの軌跡が直線を組み合わせた矩形を描く軌跡でなく、曲線を描く最短の軌跡とすることができるので、サイクルタイムが短縮化され、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るヘミング金型装置の要部を示す概略側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るヘミング金型装置によるプリヘミング加工時を示す概略側面図。
【図３】プリヘミング加工されたフレームパネルの縁部を示す拡大側面図。
【図４】本発明の実施の形態に係るヘミング金型装置によるプリヘミング加工から本ヘミング加工への移行を示す概略側面図。
【図５】本発明の実施の形態に係るヘミング金型装置による本ヘミング加工の開始時を示す概略側面図。
【図６】本発明の実施の形態に係るヘミング金型装置による本ヘミング加工時を示す概略側面図。
【符号の説明】
１ ヘミング金型装置
２ 昇降駆動用油圧シリンダ（昇降手段）
３ 上型定盤
４ 揺動軸
５ ステップベンドパンチ（ベンドパンチ）
５ａ プリヘムパンチ部（予備曲げパンチ部）
５ｂ 本ヘムパンチ部（本曲げパンチ部）
６ 回動駆動用油圧シリンダ（回動手段）
７ 下型定盤
８ フレームパネル（第１の板材）
９ スキンパネル（第２の板材）
９ａ 縁部（外周縁部）
１０ 上下降量検知センサ（検出手段）
１１ 伸び縮み量検知センサ
１２ 制御装置

Claims (1)

1. 相互に重なる第１、第２の板材のうち、第１の板材の縁部を包み込むように第２の板材の外周縁部を縁曲げ加工するヘミング金型装置であって、
   前記第１の板材の縁部を包み包み込んだ前記第２の板材の予備曲げ前の所定角度に曲げられた外周縁部側を少なくとも載置する下側定盤と、
   前記下側定盤と対向するようにして上方に設置した上側定盤と、
   前記上側定盤を前記下側定盤に対して上下方向に昇降駆動させる昇降手段と、
   前記上側定盤に一端側が揺動軸を介して回動自在に支持され、前記下側定盤側の他端側に傾斜面を有する予備曲げパンチ部と、前記予備曲げパンチ部の上部に近接して本曲げパンチ部とを一体的に形成したベンドパンチと、
   前記ベンドパンチを前記揺動軸を回動中心にして回動させる回動手段と、
   前記上側定盤の下降に対応して、前記回動手段を回動させる時期を検出する検出手段と、を備え、
   前記ベンドパンチを昇降手段により原位置から連続的に下降させ、前記ベンドパンチの予備曲げパンチ部の傾斜面を前記第２の板材の所定角度に曲げられた外周縁部に圧接させて前記第２の板材の外周縁部を予備曲げ加工し、この予備曲げ加工の完了と略同時に、前記ベンドパンチの下降を維持した状態で、前記検出手段によって検知された回動時期に応じて駆動される前記回動手段により前記ベンドパンチを一旦外方向に回動させた後に内方向に回動させて、前記本曲げパンチ部で前記第２の板材の外周縁部を加圧して前記第２の板材の外周縁部を本曲げする、
   ことを特徴とするヘミング金型装置。

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