JP4909248B2 - 自動車用長尺部品製造方法及び自動車用長尺部品製造装置 - Google Patents

Description

本願の発明は、各種ガイド、モール、ガーニッシュ等の自動車用長尺部品を製造する方法及び装置に関するものである。

乗用車を始めとする各種自動車には、長尺部品が多く使用されている。各種ガイド、ベルトモール等のモール、雨水を遮断するウェザーストリップ等である。このような長尺部品は、樹脂製で射出成型により製作されるものもあるが、金属製で圧延とロールフォーミングにより製作されるものもある。窓ガラスの移動をガイドするガラスガイドも、後者の例に属する。
特開平１−２８４６８２号公報 特開２００１−１３２３２０号公報 特開平１１−２１０３１９号公報 特開昭６３−６８４２１号公報 特開２０００−２８８６２６号公報

このような自動車用長尺部品は、他の部品と同様、必要な強度等を備えた上でさらに軽量化することが求められている。これは、主に環境問題を背景としたものであり、車両全体の軽量化による排ガス量の低減の要求の応えるためである。本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、車両全体の軽量化に貢献する新規な自動車用長尺部品の製造方法及び製造装置を提供する技術的意義を有するものである。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、自動車用長尺部品を製造する自動車用長尺部品製造方法であって、
所定の厚さ及び幅の素板を圧延して幅方向の側縁より内側の所定の位置に側縁より厚さの薄い薄肉部を圧延ユニットにより形成するステップと、
素板を切断することなく圧延の後に連続的にロールフォーミングユニットによりロールフォーミングを行うステップとを備えており、
ロールフォーミングユニットを構成する成形ローラにより、素板を折り曲げて成形が行われる方法であり、
圧延ユニットにより薄肉部が形成された後、素板を一対のピンチローラで挟み込んで保持しながら成形ローラに移送することで、位置ずれを防止しつつ素板を成形ローラで折り曲げて成形するという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、自動車用長尺部品を製造する自動車用長尺部品製造装置であって、
所定の厚さ及び幅の素板を圧延して幅方向の側縁より内側の所定の位置に側縁より厚さの薄い薄肉部を形成する圧延ユニットと、素板を切断することなく圧延の後に連続的にロールフォーミングを行うロールフォーミングユニットとを備えており、
ロールフォーミングユニットを構成する成形ローラは、素板を折り曲げて成形を行うものであり、
圧延ユニットにより薄肉部が形成された素板を挟み込んで保持する一対のピンチローラが圧延ユニットとロールフォーミングユニットとの間に設けられており、このピンチローラは、成形ローラに移送されて成形ローラで折り曲げられて成形される際の素板の位置ずれを防止するものであるという構成を有する。

上記構成に係る本願発明の方法及び装置は、圧延による薄肉部の形成とロールフォーミングとが連続して行われるので、生産効率が高く、作業性の点で優れている。

以下、本願発明の実施の形態（以下、実施形態）について説明する。
まず、実施形態の方法及び装置により製造される自動車用長尺部品として、ガラスガイドについて説明する。
図１は、ガラスガイド及びガラスガイドによる窓ガラスのガイド構造を示した斜視概略図、図２は、図１に示すガラスガイドの断面図である。ガラスガイド１，２は、ドアガラス３をガイドするものであり、ドアパネル内に設けられるものとなっている。図１に示すように、ガラスガイド１，２は、前側と後ろ側の一対のものとなっている。各ガラスガイド１，２は、上下に延びる姿勢で配置されている。二つのガラスガイド１，２は、ドア本体４を構成する二つのパネルのうち室内側に位置するパネル（インナーパネル）に固定されている。

図２に示すように、前側ガイド１は、断面コ状であり、向かい合う一対の側板部１１と、側板部１１をつなぐ背板部１２とから構成されている。このガラスガイド１の大きな特徴点は、軽量化のため、側板部１１が部分的に厚さの薄い部分（薄肉部）１１１を有している点である。薄肉部１１１は、図２に示すように、側板部１１の中央にほぼ７〜８割程度の領域を占めるよう形成されている。両側の側板部１１とも、薄肉部１１１の位置や大きさは同じである。また、図２に示すように、両側の側板部１１とも、薄肉部１１１は外面に凹部を設けて形成した状態となっている。従って、内面は平坦面である。

次に、後ろ側ガイド２も、図２に示すように、断面がほぼコ状の形状であり、向かい合う一対の側板部２１と、側板部２１をつなぐ背板部２２とから構成されている。図２に示すように、両側の側板部２１の先端は内側に折れ曲がり、その縁によって開口が形成されている。後ろ側ガイド２も、薄肉部２２１を有する。図２に示すように、後ろ側ガイド２は、背板部２２に薄肉部２２１を有している。薄肉部２２１は、背板部２２の中央に６〜７割程度の領域を占めるよう形成されている。尚、後ろ側ガイド２の場合、薄肉部２２１１は内面に凹部を設けて形成した状態となっている。従って、外面は平坦面である。

このようなガラスガイド１，２にドアガラス３を装着する動作について、以下に説明する。図１に示すように、ドアガラス３の下縁には、スライダ５１，５２が設けられている。スライダ５１，５２は、ガラスガイド１，２の位置に合わせて前後に設けられている。図２に示すように、スライダ５１，５２は、ガラスガイド１，２を下縁で支持する支持部５１１，５２１と、ガラスガイド１，２内に挿入されたスライド部５１２，５２２と、支持部５１１，５２１とスライド部５１２，５２２とをつなぐ中継部５１３，５２３とから成っている。スライダ５１，５２は、ある程度の弾性を有する樹脂製である。支持部５１１，５２１は、開口を上に向けた断面コ状となっており、その中にドアガラス３の下縁が嵌め込まれている。

スライド部５１２，５２２の構成は、前側と後ろ側とで異なっている。後ろ側のスライダ５２では、スライド部５２２は、断面がほぼ方形であり、後ろ側ガイド２の断面より僅かに小さいだけの大きさとなっている。つまり、後ろ側ガイド２と後ろ側のスライダ２との間には、ほんの僅かなクリアランスしか無い。
一方、前側のスライダ５１では、中継部５１３に対してスライド部５１２が垂直に延びるように設けられている。前側ガイド１は、開口を後ろ側に向けた状態でインナーパネルに固定されている。前側のスライダ５１のスライド部５１２は、前側ガイド１の断面よりある程度小さい大きさとなっている。即ち、前側のスライダ５１スライド部５１２が前側ガイド１に挿入された状態では、前側ガイド１の内面とスライド部５１２と間に、ある程度大きいクリアランスが形成されるようになっている。
尚、前側のスライダ５１のスライド部５１２には、クッション性のある緩衝部５１４が設けられている。また、後ろ側のスライダ５２のスライド部５２２も、クッション性のある突起５２４が設けられている。

このような一対のガラスガイド１，２にドアガラス３を装着する場合には、ドアガラス３を後方に傾けながら、後ろ側ガイド２に後ろ側のスライダ５２のスライド部５２２をまず挿入する。次に、ドアガラス３の前部を下げながら、前側のスライダ５１のスライド部５１２を前側ガイド１に挿入する。そして、前後のガラスガイド１，２に各スライダ５１，５２をガイドさせながら、ドアガラス３を下限位置まで下げていく。尚、ドアガラス３の下縁中央には、ドアガラス３の上下動を行うためにドアガラス３を支持する駆動用支持体が設けられる。

後ろ側ガイド２において小さなクリアランスとされるのは、ドアガラス３のがたつきを無くすためである。前側ガイド１において、より大きなクリアランスとされるのは、ドアガラス３の装着のし易さのためである。前側ガイド１においても小さなクリアランスとした方が、がたつきを少なくする上では好適であるが、ドアガラス３を装着する作業がしづらくなる。上述した構成では、両者を満足できる。

このようなガラスガイド１，２は、ＪＩＳ規格にあるＳＰＣ（冷間圧延鋼板）やＳＰＨ（熱間圧延鋼板）のような軟鋼製である。このガラスガイド１，２は、上記のように薄肉部１１１，２１１を有するので、より軽量化されている。このため、車両全体の軽量化に貢献し、排ガス量の低減に寄与する。
また特に、後ろ側ガイド２の構成においては、薄肉部２２１が内面に凹部を形成して設けた状態となっている。この点は、スライダ５２とのクリアランスを小さくしてがたつきを少なくした構成においても、よりスムーズなガイドを可能にするという技術的意義を有する。即ち、図２に示すように、内面に凹部を形成して薄肉部２２１を形成すると、スライダ５２のスライド部５２２が後ろ側ガイド２に接触する面積が小さくなる。このため、摩擦抵抗が小さくなりスライド部５２２がスムーズにガイドされる。尚、クリアランスが大きい前側ガイド１については、内面に凹部を設けても外面に凹部を設けてもよい。

このようなガラスガイド１，２を製造する実施形態の方法及び装置について、以下に説明する。以下の説明では、一例として、前側ガイド１を製造する場合について説明する。
図３は、図１及び図２に前側ガイドを製造する実施形態の製造装置の正面概略図である。図３に示す装置は、製品であるガラスガイド１，２の素になる板（以下、素板）６の圧延及びロールフォーミングを行って図２に示すような断面形状を得るものとなっている。
図３に示す装置は、圧延作業を行う圧延ユニット７１と、圧延ユニット７１による圧延作業に連続して成形作業を行うロールフォーミングユニット７２とから主に構成されている。

圧延ユニット７１は、素板６の移送ライン上に並べられた複数対の圧延ローラ７１１〜７１５と、素板６の移送をガイドする複数対のガイドローラ７３等から構成されている。各対のガイドローラ７３は、各圧延ユニット７１の両側に位置するよう設けられている。各対の圧延ローラ７１１〜７１５は、素板６を挟み込んだ状態で、上側の圧延ローラ７１１〜７１５が下側に荷重を与えて素板６を圧延するようになっている。上側の圧延ローラ７１１〜７１５には、不図示の加圧機構が設けられている。下側の圧延ローラ７１１〜７１５は、上側の圧延ローラ７１１〜７１５による荷重を受けながら、圧延を行うようになっている。

尚、下側の各圧延ローラ７１１〜７１５の下側には、バックアップローラ７１０が設けられている。バックアップローラ７１０は、下側の圧延ローラ７１１〜７１５を強度的にバックアップするために設けられるものである。圧延の際に下側の圧延ローラ７１１〜７１５の軸に大きな荷重が加わるので、その負担を軽減する目的でバックアップローラ７１０が設けられている。

上記複数対の圧延ローラ７１１〜７１５により、素板６に対して薄肉部１１１の形成が行われるようになっている。本実施形態では、五対の圧延ローラ７１１〜７１５が設けられている。図４は、図３に示す五対のうち、素板６の移送ライン上の最も下流側に位置する対の圧延ローラ７１５（以下、最下流対圧延ローラ）の断面概略図である。図４に示すように、上側の最下流対圧延ローラ７１５は単純な円筒状の形状であるが、下側の最下流対圧延ローラ７１５は、二つの突条７０を有している。突条７０は、最下流対圧延ローラ７１５自身と同軸に周面３６０度延びるよう設けられている。

突条７０の幅ｗ及び高さｈは、図２に示す前側ガイド１の薄肉部１１１の幅及び厚さに適合したものとなっている。また、最下流対圧延ローラ７１５のうちの上側の圧延ローラ７１１〜７１５に設けられた加圧機構は、薄肉部１１１以外の部分での厚さＴが、所定の値になるように圧力を調整するようになっている。
尚、最下流対圧延ローラ７１５以外については、下側の圧延ローラ７１１〜７１４の突条７０の幅ｗは実質的に同じであるが、高さｈや厚さＴの設定は多少異なっている。即ち、素板６が移送されるにつれて徐々に圧縮されて、図２に示す薄肉部１１１の厚さｔ及び他の部分の厚さＴになるようになっている。

ロールフォーミングユニット７２は、複数対の成形ローラ７２１〜７２７から主に構成されている。各対の成形ローラ７２１〜７２７は、素板６の移送ラインに沿って並べられており、素板６を上下に挟みながら成形するものとなっている。本実施形態では、七対の成形ローラ７２１〜７２７が設けられている。各対の成形ローラ７２１〜７２７を、以下、第一対成形ローラ７２１、第二対成形ローラ７２２、……、第七対成形ローラ７２７とする。

図５は、ロールフォーミングユニット７２における成形について説明する図である。図５の左側には、各対の成形ローラ７２１〜７２２により成形が行われる際の素板６の断面形状の変化が示されている。図５の右側には、このような成形を行う各対の成形ローラ７２１〜７２７の断面形状の概略が示されている。

圧延が終了した素板６は、ガイドローラ７３にガイドされてまず第一対成形ローラ７２１の間に挟み込まれる。第一対成形ローラ７２１は、図５に示すように、両側部において、水平に対して少し角度が付いたテーパー面となっている。従って、素板６は、第一対成形ローラ７１１に挟み込まれた素板６は、両側部が少し起立した状態となる。尚、第一対成形ローラ７２１の手前に一対のピンチローラが設けられることもある。ピンチローラは、素板６を挟み込んで保持するローラであり、成形ローラによる成形の際の素板６の位置ずれを防止するローラである。

次に、第二対成形ローラ７２２の両側部は、図５に示すように、水平に対してもう少し角度が付いたテーパー面となっている。このため、この第二対成形ローラ７２２にに挟み込まれた素板６は、両側部がもう少し起立した状態となる。
第三対成形ローラ７２３の両側部は、さらにもう少し角度が付いており、これに挟み込まれた素板６の両側部はさらにもう少し起立した状態となる。第四対、第五対成形ローラ７２４，５も同様であり、素板６の両側部は、徐々に大きく起立した状態となっていく。尚、第五対成形ローラ７２５は、素板６の両側部を完全に垂直に起立させるようになっている。

そして、図５に示すように、第六対成形ローラ７２６は、素板６の両側部をさらに（９０度より大きく）折り曲げて、両側部が少し内側に傾斜した状態となるよう構成されている。また、第七対成形ローラ７２７は、第五対成形ローラ７１５と同様であり、両側部を垂直に起立した状態とするようになっている。このようにして、図２に示すような断面コ状の形状に素板６が成形される。尚、第六対成形ローラ７２６において素板６の両側部を内側に折り曲げるのは、いったん９０度より大きく折り曲げた上で再度９０度の状態に戻すことで素板６内の応力を緩和させ、成形後の形状を安定させるためである。

ロールフォーミングユニット７２の下流側には、素板６を所定の長さで切断して最終的な製品であるガイドガラスとする不図示の切断機が設けられている。また、ロールフォーミングの後、ガラスガイド１，２の長手方向の軸を曲げる曲げ加工が行われる場合があり、この場合には、ロールフォーミングユニット７２と切断機との間に曲げ加工機が設けられる場合もある。

次に、上記構成に係る実施形態の製造装置の動作について、以下に説明する。以下の説明は、実施形態の製造方法の説明でもある。
まず、所定の厚さ及び幅の素板６が、圧延ユニット７１に投入され、圧延が行われる。この際、ロール状に巻かれた素板６を引き出して投入する場合があり、また、圧延ユニット７１への投入に先立って、素板６を所定の厚さ及び幅にする予備的な圧延が行われる場合もある。圧延ユニット７１では、前述したように、所定の幅及び厚さの薄肉部１１１を形成しつつ、その他の部分の厚さが所定の厚さになるように圧延が行われる。

圧延が行われた素板６は、次にロールフォーミングユニット７２に投入される。ロールフォーミングユニット７２では、前述したように、徐々に両側部を起立させ、最終的には、断面コ状の形状に成形する。その後、必要に応じて曲げ加工が行われた後、素板６が不図示の切断機により所定の長さに切断され、最終的に製品としての前側ガイド１が出来上がる。尚、後ろ側ガイド２についても、圧延ローラの形状や加圧の大きさ、成形ローラの形状等が異なるのみで、基本的には同様の製造装置で製造できる。

上記製造方法及び製造装置において、圧延の際の素板６の延びは、幅方向ではなく長手方向であることが好ましい。もし幅方向に延びが生じた場合、圧延後の素板６の幅にばらつきが出やすいため、切断後に素板６の側縁を削る等の仕上げ加工が必要になる場合がある。長手方向に延びが生じるようにしておけば、移送されてきた素板６を所定の長さで切断するだけで製品ができあがるので、仕上げ加工は基本的に必要がない。

上述した実施形態の製造方法及び製造装置によれば、圧延による薄肉部１１１の形成とロールフォーミングとが連続して行われるので、生産効率が高く、作業性の点で優れている。もし、圧延による薄肉部１１１の形成とロールフォーミングとが別々の機械で行われる場合、薄肉部１１１を形成した後、所定の長さに切断するなどして半製品とし、それを再びロールフォーミングの機械に投入するような面倒な作業が必要になる。本実施形態の方法及び装置によれば、このような問題はない。
このような技術的意義は、ガラスガイドの製造方法及び製造装置のみならず、圧延による薄肉部形成とロールフォーミングが必要なすべての自動車用長尺部品の製造方法及び製造装置が妥当する。ドリップモール等の各種モール、ガーニッシュその他のガイド部品等である。

次に、別の構成に係るガラスガイドについて説明する。
図６は、別の構成に係るガラスガイドの断面図である。図６に示すガラスガイド２は、図２に示す後ろ側ガイド２に相当するものである。この構成では、ガラスガイド２の内面に凹部を形成して設けた薄肉部２２１のみならず、外面にに凹部を形成して設けた薄肉部２１１を有している。このように、内面に凹部を形成して設けた薄肉部２２１に加えて外面に凹部を形成して薄肉部２１１を設けると、さらに軽量化が達成されるので好適である。
尚、いずれの構成においても、薄肉部の厚さは、他の部分の厚さに対して６０％以上とすることが、強度確保の点から好ましい。

次に、図２に示すガラスガイド１のより詳細な構成について説明する。例えば、セダンのような乗用車用のドアガラス用としては、図１（１）に示す前側ガイド１の場合、次のような寸法のガラスガイドが製造される。まず、肉厚部１１１以外の厚さＴは１．０〜１．４ｍｍ程度、薄肉部１１１の幅ｗは１５〜２０ｍｍ程度、薄肉部１１１の厚さｔは０．６〜１．０ｍｍ程度である。
上記構成のガラスガイドは、ドアガラスをガイドするものであったが、ドアガラス以外の窓ガラスをガイドするものであっても良い。例えば、２ドアタイプの乗用車における後部座席の窓ガラス用のガラスガイドである。

ガラスガイド及びガラスガイドによる窓ガラスのガイド構造を示した斜視概略図である。 図１に示すガラスガイドの断面図である。 図１及び図２に前側ガイドを製造する実施形態の製造装置の正面概略図である。 図３に示す五対のうち、素板６の移送ライン上の最も下流側に位置する対の圧延ローラ７１５の断面概略図である。 ロールフォーミングユニット７２における成形について説明する図である。 別の構成に係るガラスガイドの断面図である。

符号の説明

１ ガラスガイド
１１ 側板部
１１１ 薄肉部
１２ 背板部
２ ガラスガイド
２１ 側板部
２２ 背板部
２２１ 薄肉部
３ ドアガラス
４ ドア本体
５１ スライダ
５１１ 支持部
５１２ スライド部
５１３ 中継部
５２ スライダ
５２１ 支持部
５２２ スライド部
５２３ 中継部
６ 素板
７１ 圧延ユニット
７１１〜７１５ 圧延ローラ
７２ ロールフォーミングユニット
７２１〜７２７ 成形ローラ
７３ ガイドローラ

Claims (2)

1. 自動車用長尺部品を製造する自動車用長尺部品製造方法であって、
   所定の厚さ及び幅の素板を圧延して幅方向の側縁より内側の所定の位置に側縁より厚さの薄い薄肉部を圧延ユニットにより形成するステップと、
   素板を切断することなく圧延の後に連続的にロールフォーミングユニットによりロールフォーミングを行うステップとを備えており、
   ロールフォーミングユニットを構成する成形ローラにより、素板を折り曲げて成形が行われる方法であり、
   圧延ユニットにより薄肉部が形成された後、素板を一対のピンチローラで挟み込んで保持しながら成形ローラに移送することで、位置ずれを防止しつつ素板を成形ローラで折り曲げて成形することを特徴とする自動車用長尺部品製造方法。
2. 自動車用長尺部品を製造する自動車用長尺部品製造装置であって、
   所定の厚さ及び幅の素板を圧延して幅方向の側縁より内側の所定の位置に側縁より厚さの薄い薄肉部を形成する圧延ユニットと、素板を切断することなく圧延の後に連続的にロールフォーミングを行うロールフォーミングユニットとを備えており、
   ロールフォーミングユニットを構成する成形ローラは、素板を折り曲げて成形を行うものであり、
   圧延ユニットにより薄肉部が形成された素板を挟み込んで保持する一対のピンチローラが圧延ユニットとロールフォーミングユニットとの間に設けられており、このピンチローラは、成形ローラに移送されて成形ローラで折り曲げられて成形される際の素板の位置ずれを防止するものであることを特徴とする自動車用長尺部品製造装置。

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