加工装置及び加工方法
【課題】被加工物に加工力を付与するための加工力付与部材と動力発生部材とのレイアウトスペースを狭くしてコンパクトにまとめることができるようにする。
【解決手段】被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工する加工装置１において、被加工物に接触して外力を与えるためのパンチ２１、３１と、パンチ２１、３１を被加工物に押し付けるためのバッグ２３、３３とを備え、バッグ２３、３３は、流体の給排が可能な袋状に形成され、流体の供給による膨張力によってパンチ２３、３３を被加工物に押し付けるように駆動する。
【解決手段】被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工する加工装置１において、被加工物に接触して外力を与えるためのパンチ２１、３１と、パンチ２１、３１を被加工物に押し付けるためのバッグ２３、３３とを備え、バッグ２３、３３は、流体の給排が可能な袋状に形成され、流体の供給による膨張力によってパンチ２３、３３を被加工物に押し付けるように駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば金属板等を加工する際に用いられる加工装置及び加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、自動車用ドアの製造現場では２枚の金属板をヘミング加工装置を用いて接合することが行われている。この加工装置は、ドアの外周部をヘミング加工することができるとともに、ウインド開口部もヘミング加工することができるようになっている。加工装置には、ウインド開口部を構成するサッシュの上部を加工するための上部加工用パンチ、サッシュの車両前部を加工するための前部加工用パンチ、サッシュの車両後部を加工するための後部加工用パンチが設けられ、これらパンチは、サッシュの内側に配置されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５１９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ウインド開口部の大きさは車両のデザイン上、決定されている。特許文献１の加工装置のように複数のパンチをウインド開口部の内側に配置しなければならない場合には、それらパンチを配設するためのスペースの確保が問題となる。さらに、パンチを駆動するための駆動装置も配置しなければならないので、スペースの確保はより一層困難なものとなる。
【０００５】
また、ドアのウインド開口部以外にも、被加工物を加工する場合に、成形型及びその駆動装置をコンパクトにまとめたいという要求がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物に加工力を付与するための加工力付与部材と動力発生部材とのレイアウトスペースを狭くしてコンパクトにまとめることができるようにすることで、様々な被加工物を加工できるようにして加工装置の適用範囲を拡大することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明では、動力発生部材を袋状にし、流体の供給による膨張力によって加工力付与部材を被加工物に押し付けて加工を行うようにした。
【０００８】
第１の発明は、被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工する加工装置において、上記被加工物に接触して外力を与えるための加工力付与部材と、上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるための動力発生部材とを備え、上記動力発生部材は、流体の給排が可能な袋状に形成され、流体の供給による膨張力によって上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるように駆動することを特徴とするものである。
【０００９】
この構成によれば、動力発生部材が袋状であるため、流体を排出した状態では小さくなり、狭い所に容易に配設することが可能になる。これにより、加工力付与部材と動力発生部材とのレイアウトスペースが小さくて済む。
【００１０】
また、動力発生部材に流体を供給して膨張させることによって加工力付与部材を被加工物に押し付け、これにより、被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工することが可能になる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、第１加工力付与部材と、第２加工力付与部材とを備え、動力発生部材は、上記第１加工力付与部材と上記第２加工力付与部材との間に配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によれば、動力発生部材に流体を供給することで、第１加工力付与部材と第２加工力付与部材との間で動力発生部材が膨張して第１及び第２加工力付与部材が駆動されることになる。これにより、例えば１つの動力発生部材を用いて第１加工力付与部材と第２加工力付与部材との両方を被加工物に押し付けることが可能になる。
【００１３】
第３の発明は、第１または２の発明において、被加工物に第１曲げ加工と、第１曲げ加工後に最終形状とする第２曲げ加工とを行うように構成され、加工力付与部材及び動力発生部材は、少なくとも第１曲げ加工を行うものであることを特徴とするものである。
【００１４】
この構成によれば、被加工物が第１曲げ加工された後、第２曲げ加工されて最終形状となる。つまり、第１曲げ加工時には、最終形状となる前までの加工を行えばよいので、比較的小さな力で加工が行える。従って、動力発生部材の膨張力が小さくて済み、動力発生部材にかかる負荷が小さくなる。
【００１５】
第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、加工力付与部材は、自動車のウインド開口部を構成する部材にヘミング加工のための折り曲げ力を作用させるものであり、上記加工力付与部材及び動力発生部材は、ウインド開口部の内側に配置されるものであることを特徴とするものである。
【００１６】
この構成によれば、車両のデザインにより定まるウインド開口部をヘミング加工する場合に、加工力付与部材及び動力発生部材をコンパクトにまとめてウインド開口部の内側に配置することが可能になる。
【００１７】
第５の発明は、上記被加工物に接触して外力を与えるための加工力付与部材と、上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるための袋状の動力発生部材とを用意し、上記動力発生部材に流体を供給して膨張させ、該動力発生部材の膨張力によって上記加工力付与部材を被加工物に押し付けることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
第１、５の発明によれば、動力発生部材を流体の給排が可能な袋状に形成し、流体の供給による膨張力によって加工力付与部材を被加工物に押し付けるようにしたので、加工力付与部材と動力発生部材とをコンパクトにまとめることができる。これにより、様々な被加工物を加工できるようになるので、加工装置の適用範囲を拡大できる。
【００１９】
第２の発明によれば、第１加工力付与部材と第２加工力付与部材との間に動力発生部材を配置したので、１つの動力発生部材を用いて複数の加工力付与部材を動かすことができる。これにより、より一層コンパクトにまとめることができる。
【００２０】
第３の発明によれば、被加工物を最終形状となる前まで加工する第１曲げ加工を動力発生部材を用いて行うようにしたので、動力発生部材にかかる負荷を小さくでき、動力発生部材を安価な構造で得ることができる。
【００２１】
第４の発明によれば、自動車のウインド開口部をヘミング加工する場合に加工力付与部材及び動力発生部材をウインド開口部の内側に配置するようにしたので、加工力付与部材及び動力発生部材をコンパクトにまとめることができるという本発明の効果がより顕著なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１にかかる加工装置の断面図である。
【図２】ドアの側面図である。
【図３】加工装置のブロック図である。
【図４】ドアをアンビルに載置した状態の図１相当図である。
【図５】予備曲げ加工が終了した状態の図１相当図である。
【図６】本曲げ加工が終了した状態の図１相当図である。
【図７】実施形態２にかかる図１相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかる加工装置１を示すものである。この加工装置１は、自動車用ドア１００（図２に示す）の製造現場においてヘミング加工を行うためのものである。ドア１００は、自動車の側部に設けられるものであり、ドア１００の略下半部を構成するドア本体１０１と、略上半部を構成するサッシュ１０２とを備えている。図４に示すように、ドア本体１０１は、鋼板からなるインナパネル１０３とアウタパネル（被加工物）１０４とが組み合わされて構成されている。アウタパネル１０４の上側の裏面には、鋼板からなるベルトラインレインフォースメント１０５が設けられている。ベルトラインレインフォースメント１０５は、アウタパネル１０４に重ね合わされている。図６に示すように、アウタパネル１０４の上縁部はヘミング加工されており、このヘミング加工によってベルトラインレインフォースメント１０５とアウタパネル１０４とが接合されている。図４に示すように、アウタパネル１０４のヘミング加工される部分が被加工部１０４ａである。この被加工部１０４ａは、本加工装置１で加工される前は、同図に示すようにインナパネル１０３側へ延びるように予め成形されており、本加工装置１によって図６に示すように最終的にベルトラインレインフォースメント１０５に沿う形状となるまで折り曲げられる。ウインド開口部は、サッシュ１０２の内周部及びベルトライン部で構成されている。
【００２５】
また、図４に示すように、サッシュ１０２は、アウタ部材１１０と、インナ部材１１１と、チャンネル部材１１２とを備えている。インナ部材１１１の上部とアウタ部材１１０の上部とは重ね合わされている。図示しないが、アウタ部材１１０の上縁部はヘミング加工によってインナ部材１１１に接合されている。また、アウタ部材１１０の下部とチャンネル部材１１２とが接合されている。さらに、チャンネル部材１１２とアウタ部材１１０の下部とは重ね合わされている。アウタ部材１１０の上縁部はヘミング加工によってインナ部材１１１に接合されている。
【００２６】
アウタ部材１１０のヘミング加工される部分が被加工部１１０ａである。この被加工部１１０ａは、本加工装置１で加工される前は、図４に示すようにインナ部材１１１側へ延びるように予め成形されており、本加工装置１によって図６に示すように最終的にチャンネル部材１１２の側部に沿う形状となるまで折り曲げられる。
【００２７】
上記加工装置１は、図１に示すように、基台１０と、ドア本体側加工部１１と、サッシュ側加工部１２と、制御装置１４（図３に示す）とを備えている。ドア本体側加工部１１は、ドア本体１０１のベルトライン部の被加工部１０４ａ（図４に示す）を加工するためのものである。サッシュ側加工部１２は、サッシュ１０２の上縁部の被加工部１１０ａ（図４に示す）を加工するためのものである。制御装置１４は、ドア本体側加工部１１及びサッシュ側加工部１２を制御するためのものであり、周知のマイクロコンピュータで構成されている。
【００２８】
図１に示すように、ドア本体側加工部１１は、ドア本体用アンビル２０と、ドア本体用パンチ（加工力付与部材）２１、ドア本体用パンチ２１を支持するドア本体側支持機構２２と、ドア本体用パンチ２１を駆動するドア本体側バッグ（動力発生部材）２３及びドア本体側油圧シリンダ２４とを備えている。
【００２９】
サッシュ側加工部１２は、サッシュ用アンビル３０と、サッシュ用パンチ３１、サッシュ用パンチ３１を支持するサッシュ側支持機構３２と、サッシュ用パンチ３１を駆動するサッシュ側バッグ３３及びサッシュ側油圧シリンダ３４とを備えている。
【００３０】
ドア本体用アンビル２０は基台１０の上面に固定されている。図４に示すように、アウタパネル１０４の上側は、ドア本体用アンビル２０の上面に載置されて下方から支持されるようになっている。
【００３１】
ドア本体側支持機構２２は、ドア本体用パンチ２１を鉛直方向及び水平方向に移動可能に支持するものである。すなわち、ドア本体側支持機構２２は、スライド部材２２ａと、スライド部材２２ａを水平方向に案内する案内レール２２ｂと、案内レール２２ｂを基台１０に固定する固定部材２２ｃと、スライド部材２２ａを水平方向に付勢するスプリング２２ｄと、ドア本体用パンチ２１をスライド部材２２ａに対してフローティングさせるためのフローティング用スプリング２２ｅとを備えている。
【００３２】
案内レール２２ｂは、スライド部材２２ａを図１の左右方向にのみ案内するように配置されている。上記スプリング２２ｄは、スライド部材２２ａの側面とドア本体用アンビル２０の側面との間において、伸縮方向が案内レール２２ｂの案内方向（図１左右方向）と一致するように配置され、スライド部材２２ａをドア本体用アンビル２０から離れる方向（図１の右方向）に付勢している。
【００３３】
上記フローティング用スプリング２２ｅは、スライド部材２２ａの上面とドア本体用パンチ２１の下面との間において、伸縮方向が上下方向となるように配置され、ドア本体用パンチ２１をスライド部材２２ａから離れる方向（上方）に付勢している。フローティング用スプリング２２ｅの付勢力は、外力が作用しない状態でドア本体用パンチ２１がスライド部材２２ａから浮き上がったまま保持できるように設定されている。
【００３４】
ドア本体側油圧シリンダ２４は、ストローク量が数十ｍｍ程度の短ストローク型のシリンダ装置である。ドア本体側油圧シリンダ２４のシリンダ部２４ａは、ロッド２４ｂの伸縮方向が上下方向となるように基台１０に対して取り付けられている。
【００３５】
ロッド２４ｂは、スライド部材２２ａ及びドア本体用パンチ２１を上下方向に貫通している。このロッド２４ｂにより、スライド部材２２ａ及びドア本体用パンチ２１が連結されており、スライド部材２２ａ及びドア本体用パンチ２１は一体に左右方向に移動する一方、ドア本体用パンチ２１はロッド２４ｂの軸方向に沿ってスライド部材２２ａに対し接離する方向に移動する。
【００３６】
ロッド２４ｂの上端部は、ドア本体用パンチ２１の上方に位置している。ロッド２４ｂの上端部には、ドア本体用パンチ２１の上面に係合する係合部２４ｃがロッド２４ｂの径方向に突出するように設けられている。
【００３７】
ドア本体側油圧シリンダ２４には、油圧配管４７が接続されている。油圧配管４７には、油圧ポンプ４８が接続されている。油圧配管４７には、油圧制御弁４５が設けられている。油圧制御弁４５は、制御装置１４から出力される電気信号を受けて動作するようになっており、油圧配管４７を開閉するように構成されている。
【００３８】
ドア本体側油圧シリンダ２４のロッド２４ｂが縮むと、係合部２４ｃがドア本体用パンチ２１の上面に係合し、ドア本体用パンチ２１がフローティング用スプリング２２ｅの付勢力に抗して下方へ移動することになる。
【００３９】
ベルトライン側に位置するドア本体側バッグ２３は、ドア本体用パンチ２１を移動させて被加工部１０４ａ（図４に示す）に押し付けるための動力発生部材である。ドア本体側バッグ２３は、圧縮空気の給排が可能な袋状に形成されており、圧縮空気が供給されると図５に示すように膨張し、この膨張力によってドア本体用パンチ２１を被加工部１０４ａに押し付けるように駆動する。供給する圧縮空気の圧力によってドア本体側バッグ２３の膨張力を任意に調整できる。
【００４０】
ドア本体側バッグ２３は、高い気密性を有するとともに柔軟性も有するシート状の部材を多数積層して構成されており、内部に圧縮空気が充填されても破裂しないようにケブラー繊維等の補強材で補強されている。ドア本体側バッグ２３から空気を排出すると厚みが約１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度となる。一方、ドア本体側バッグ２３に圧縮空気を供給すると厚みが約７０ｍｍ〜９０ｍｍ程度となる。尚、この数値は例示であり、任意の形状のバッグとすることができる。
【００４１】
基台１０の上面には、ドア本体側バッグ２３を受けるバッグ受け部材１０ａが固定されている。このバッグ受け部材１０ａにおけるスライド部材２２ａと対向する面１０ｂは、案内レール２２ｂの案内方向と略直交する方向に延びている。ドア本体側バッグ２３は、バッグ受け部材１０ａの面１０ｂとスライド部材２２ａとの間に配置されている。
【００４２】
ドア本体側バッグ２３は圧縮空気を排出した状態では上記したように薄くなるので、バッグ受け部材１０ａとスライド部材２２ａとの間が狭くても容易に配置することが可能である。これにより、ドア本体側加工部１１がコンパクトにまとまる。
【００４３】
ドア本体側バッグ２３には、圧縮空気の給排管４０が接続されており、この給排管４０を介してドア本体側バッグ２３内に圧縮空気が供給され、また、ドア本体側バッグ２３内に供給された空気が排出されるようになっている。
【００４４】
給排管４０には、圧縮空気を供給するポンプ４３が接続されている。給排管４０のドア本体側バッグ２３とポンプ４３との間には、空気圧制御弁４２が設けられている。空気圧制御弁４２は、制御装置１４から出力される電気信号を受けて動作するようになっており、給排管４０を開いてポンプ４３側と連通させる連通状態と、給排管４０のドア本体側バッグ２３側を大気に開放する開放状態とに切り替えるように構成されている。
【００４５】
尚、給排管４０には、ポンプ４３以外にも圧縮空気が充填されたボンベ（図示せず）を接続するようにしてもよい。
【００４６】
従って、空気圧制御弁４２が連通状態になるとポンプ４３により圧縮された空気が給排管４０を流通してドア本体側バッグ２３に流入する。一方、空気圧制御弁４２が開放状態になるとドア本体側バッグ２３内の空気が流出することになる。
【００４７】
サッシュ側加工部１２は、基本的にはドア本体側加工部１１と同一構造である。すなわち、サッシュ側支持機構３２は、スライド部材３２ａと、スライド部材３２ａを斜め方向に案内する案内レール３２ｂと、案内レール３２ｂを基台１０に固定する固定部材３２ｃと、スライド部材３２ａを斜め方向に付勢するスプリング３２ｄと、サッシュ用パンチ３１をスライド部材３２ａに対してフローティングさせるためのフローティング用スプリング３２ｅとを備えている。
【００４８】
案内レール３２ｂは、スライド部材３２ａを加工装置１の右側へ向かって上昇する方向に案内するように配置されている。上記スプリング３２ｄは、スライド部材３２ａの側面とサッシュ用アンビル３０の側面との間において、伸縮方向が案内レール３２ｂの案内方向と一致するように配置され、スライド部材３２ａをサッシュ用アンビル３０から離れる方向に付勢している。
【００４９】
上記フローティング用スプリング３２ｅは、スライド部材３２ａの上面とサッシュ用パンチ３１の下面との間において、伸縮方向が上下方向となるように配置され、サッシュ用パンチ３１をスライド部材３２ａから離れる方向（左斜め上方）に付勢している。
【００５０】
サッシュ側油圧シリンダ３４のシリンダ部３４ａは、ロッド３４ｂの伸縮方向が斜め上下方向となるように基台１０に対して取り付けられている。サッシュ側油圧シリンダ３４には、油圧配管４９が接続されている。油圧配管４９は、上記油圧配管４７に接続されている。
【００５１】
ロッド３４ｂの上端部は、サッシュ用パンチ３１の上方に位置している。ロッド３４ｂの上端部には、サッシュ用パンチ３１の上面に係合する係合部３４ｃが設けられている。
【００５２】
従って、サッシュ側油圧シリンダ３４のロッド３４ｂが縮むと、係合部３４ｃがサッシュ用パンチ３１の上面に係合し、サッシュ用パンチ３１がフローティング用スプリング３２ｅの付勢力に抗して下方へ移動することになる。
【００５３】
サッシュ側バッグ３３は、サッシュ用パンチ３１を移動させて被加工部１１０ａ（図４に示す）に押し付けるための動力発生部材である。サッシュ側バッグ３３は、膨張力によってサッシュ用パンチ３１を被加工部１１０ａに押し付けるように駆動する。
【００５４】
バッグ受け部材１０ａにおけるスライド部材３２ａと対向する面１０ｃは、案内レール３２ｂの案内方向と略直交する方向に延びている。すなわち、面１０ｃは、上に行くほど加工装置１の左側に位置するように傾斜している。サッシュ側バッグ３３は、バッグ受け部材１０ａの面１０ｃとスライド部材３２ａとの間に配置されている。
【００５５】
サッシュ側バッグ３３は圧縮空気を排出した状態では上記したように薄くなるので、バッグ受け部材１０ａとスライド部材３２ａとの間が狭くても容易に配置することが可能である。これにより、サッシュ側加工部１２がコンパクトにまとまる。
【００５６】
サッシュ側バッグ３３には、圧縮空気の給排管４１が接続されており、この給排管４１を介してサッシュ側バッグ３３内に圧縮空気が供給され、また、サッシュ側バッグ３３内に供給された空気が排出されるようになっている。
【００５７】
給排管４１は、上記給排管４０と接続されており、共通の空気圧制御弁４２により連通状態と、開放状態とに切り替えられる。
【００５８】
図３に示すように、制御装置１４には、加工を開始する際に作業者が操作するスタートボタン５９が接続されている。制御装置１４は、スタートボタン５９が押されたことを検出すると、まず、空気圧制御弁４２を連通状態にし、その連通状態を保ったまま、ロッド２４ｂ、３４ｂが縮むように油圧制御弁４５を制御し、その後、ロッド２４ｂ、３４ｂが伸びるように油圧制御弁４５を制御した後、空気圧制御弁４２を開放状態にするように構成されている。
【００５９】
次に、上記のように構成された加工装置１を用いてドア１００を加工する方法について説明する。ドア１００は、ドア本体１０１とサッシュ１０２とが一体化された状態で搬送され、図４に示すように、加工装置１のドア本体用アンビル２０及びサッシュ用アンビル３０上に載置される。載置されたドア１００は、図示しない固定装置によってアンビル２０、３０上で固定される。
【００６０】
スタートボタン５９が押されると、制御装置１４は、空気圧制御弁４２を連通状態にする。すると、ポンプ４３から送られた圧縮空気が給排管４０、４１を流通してドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３に流入する。
【００６１】
圧縮空気が流入したドア本体側バッグ２３はバッグ受け部材１０ａの面１０ｂとスライド部材２２ａとの間で膨張する。ドア本体側バッグ２３が膨張すると、バッグ受け部材１０ａが基台１０に固定されていて動かないので、ドア本体側バッグ２３の膨張力によってスライド部材２２ａが図１の左側へ押される。スライド部材２２ａが押されると、スプリング２２ｄの付勢力に抗して案内レール２２ｂによって左側へ案内されながら移動し、これにより、ドア本体用パンチ２１がスライド部材２２ａと共に左側へ移動する。すなわち、ドア本体用パンチ２１及びスライド部材２２ａには、ロッド２４ｂが挿通する貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔は、ドア本体用パンチ２１及びスライド部材２２ａの左側への移動を許容するような形状とされている。
【００６２】
ドア本体用パンチ２１が左側へ移動すると、図５に示すように、ドア本体用パンチ２１の左端部がアウタパネル１０４の被加工部１０４ａを左側へ押していき、これにより被加工部１０４ａに外力が付与されて折れ曲がる。ドア本体用パンチ２１の下面の左部分が被加工部１０４ａの真上に位置するまでドア本体用パンチ２１が移動するように、ドア本体用パンチ２１のストローク量が設定されている。
【００６３】
圧縮空気の圧力は、アウタパネル１０４の被加工部１０４ａを予備曲げできる程度にドア本体側バッグ２３が膨張するように設定されている。また、この圧力に十分に耐え得るようにドア本体側バッグ２３の強度が設定されている。
【００６４】
また、サッシュ側バッグ３３は、バッグ受け部材１０ａの面１０ｃとスライド部材３２ａとの間で膨張する。サッシュ側バッグ３３が膨張すると、バッグ受け部材１０ａが基台１０に固定されていて動かないので、サッシュ側バッグ３３の膨張力によってスライド部材３２ａが図１の右斜め上側へ押される。スライド部材３２ａが押されると、案内レール３２ｂによって右斜め上側へ案内され、これにより、サッシュ用パンチ３１がスライド部材３２ａと共に移動する。すなわち、サッシュ用パンチ３１及びスライド部材３２ａには、ロッド３４ｂが挿通する貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔は、サッシュ用パンチ３１及びスライド部材３２ａの右側への移動を許容するような形状とされている。
【００６５】
サッシュ用パンチ３１が右斜め上側へ移動すると、サッシュ用パンチ３１の右端部がアウタ部材１１０の被加工部１１０ａを右側へ押していき、これにより被加工部１１０ａに外力が付与されて折れ曲がる。サッシュ用パンチ３１の下面の右部分が被加工部１１０ａの真上に位置するまでサッシュ用パンチ３１が移動するようにサッシュ用パンチ３１のストローク量が設定されている。以上がヘミング加工における予備曲げ加工（第１曲げ加工）である。
【００６６】
ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３には圧縮空気が略同時に供給されるので、ドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１が略同時に移動し、被加工部１０４ａ、１１０ａが略同時に予備曲げ加工される。
【００６７】
その後、制御装置１４は油圧制御弁４５を制御してドア本体側油圧シリンダ２４及びサッシュ側油圧シリンダ３４のロッド２４ｂ、３４ｂを縮める。図６に示すように、ロッド２４ｂが縮むと、係合部２４ｃがドア本体用パンチ２１の上面に係合してドア本体用パンチ２１を下方に移動させる。すると、ドア本体用パンチ２１の下面の左部分が被加工部１０４ａを下方へ押し、被加工部１０４ａが最終形状となり、ベルトラインレインフォースメント１０５がアウタパネル１０４で挟持される。
【００６８】
また、ロッド３４ｂが縮むと、係合部３４ｃがサッシュ用パンチ３１の上面に係合してサッシュ用パンチ３１を下方に移動させる。すると、サッシュ用パンチ３１の下面の右部分が被加工部１１０ａを下方へ押し、被加工部１１０ａが最終形状となり、チャンネル部材１１２がアウタ部材１１０で挟持される。以上が本曲げ加工（第２曲げ加工）である。
【００６９】
その後、制御装置１４が油圧制御弁４５を制御してドア本体側油圧シリンダ２４及びサッシュ側油圧シリンダ３４のロッド２４ｂ、３４ｂを伸ばすと、図１に示すようにドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１はフローティング用スプリング２２ｅ、３２ｅにより上方へ移動する。
【００７０】
次いで、制御装置１４が空気圧制御弁４２を開放状態にすると、図１に示すようにスプリング２２ｄ、３２ｄの付勢力によりドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３が押し潰されていき、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３内の空気が排出される。従って、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３内の空気を吸引する装置は不要である。
【００７１】
尚、フローティング用スプリング２２ｅ、３２ｅ及びスプリング２２ｄ、３２ｄは、コイルスプリングの他に、例えばガススプリング等を用いることもできる。
【００７２】
以上説明したように、この実施形態１にかかる加工装置１及び加工方法によれば、圧縮空気の給排が可能なドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３を用いてパンチ２１、３１を被加工部１０４ａ、１１０ａに押し付けるようにしたので、コンパクトにまとめることができる。
【００７３】
また、最終形状となる前まで加工する予備曲げ加工を、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３を用いて行うようにしている。予備曲げ加工は、本曲げ加工に比べて小さな力で可能であり、従って、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３にかかる負荷を小さくできる。これにより、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３を安価な構造で得ることができる。
【００７４】
尚、上記実施形態１では、ドア本体用パンチ２１を１つのドア本体側バッグ２３で駆動するようにしているが、これに限らず、複数のドア本体側バッグ２３で駆動するようにしてもよい。この場合、ドア本体側バッグ２３をその厚み方向に複数個重ねて配置する、いわゆる直列配置にしてもよいし、ドア本体側バッグ２３をその幅方向に複数個並べて配置する、いわゆる並列配置にしてもよい。直列配置することでストローク量を大きくすることができ、また、並列配置することでバッグ２３の１つ当たりの負担が軽減される。サッシュ用パンチ３１についても同様である。
【００７５】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２にかかる加工装置１を示すものである。実施形態２の加工装置１は、１つのバッグ２５によりドア本体用パンチ（第１加工力付与部材）２１及びサッシュ用パンチ（第２加工力付与部材）３１を駆動するようにした点で実施形態１のものと異なっており、他の部分は実施形態１と同様であるため、以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【００７６】
すなわち、実施形態２では、実施形態１に比べてドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１が互いに接近している。これはサッシュ１０２の開口が小さいドア１００を製造できるようにするためである。ドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１を接近させたことに対応してスライド部材２２ａ、３２ａも接近している。
【００７７】
バッグ２５は、スライド部材２２ａとスライド部材３２ａとの間に配置されている。バッグ２５には、給排管４４が接続されている。
【００７８】
この加工装置１では、バッグ２５に圧縮空気を供給するとバッグ２５がスライド部材２２ａとスライド部材３２ａとの間で膨張する。バッグ２５が膨張すると、スライド部材２２ａが左側に移動するとともに、スライド部材２２ａが右側に移動する。
【００７９】
これにより、ドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１により予備曲げ加工が行われる。その後、実施形態１と同様にして本曲げ加工が行われる。
【００８０】
以上説明したように、この実施形態２にかかる加工装置１及び加工方法によれば、実施形態１と同様に、圧縮空気の給排が可能なバッグ２５を用いてドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１を駆動するようにしたので、コンパクトにまとめることができる。
【００８１】
また、１つのバッグ２５によりドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１を駆動することができるので、より一層の小型化を図ることができる。
【００８２】
尚、上記実施形態２においても、複数のバッグ２５を直列配置にしてもよいし、並列配置にしてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態１、２では、ドア１００のサッシュ１０２の内周部をヘミング加工する場合について説明したが、本発明にかかる加工装置１は、例えば、ドア１００の外周部をヘミング加工する場合や、各種部品をヘミング加工する場合にも用いることができ、また、各種部品をプレス加工する場合にも用いることができる。
【００８４】
また、バッグ２３、２５、３３には圧縮空気以外にも窒素や二酸化炭素等の気体を給排してもよいし、オイル等の液体を給排してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上説明したように、本発明にかかる加工装置及び加工方法は、例えば、自動車のドアを製造する場合に適用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１ 加工装置
１０ 基台
１１ ドア本体側加工部
１２ サッシュ側加工部
２０ ドア本体用アンビル
２１ ドア本体用パンチ（第１加工力付与部材）
２２ ドア本体側支持機構
２３ ドア本体側バッグ（動力発生部材）
２４ ドア本体側油圧シリンダ
２５ バッグ（動力発生部材）
３０ サッシュ用アンビル
３１ サッシュ用パンチ（第２加工力付与部材）
３２ サッシュ側支持機構
３３ サッシュ側バッグ（動力発生部材）
３４ サッシュ側油圧シリンダ
１００ ドア（被加工物）
１０１ ドア本体
１０４ａ 被加工部
１０２ サッシュ
１１０ａ 被加工部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば金属板等を加工する際に用いられる加工装置及び加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、自動車用ドアの製造現場では２枚の金属板をヘミング加工装置を用いて接合することが行われている。この加工装置は、ドアの外周部をヘミング加工することができるとともに、ウインド開口部もヘミング加工することができるようになっている。加工装置には、ウインド開口部を構成するサッシュの上部を加工するための上部加工用パンチ、サッシュの車両前部を加工するための前部加工用パンチ、サッシュの車両後部を加工するための後部加工用パンチが設けられ、これらパンチは、サッシュの内側に配置されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５１９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ウインド開口部の大きさは車両のデザイン上、決定されている。特許文献１の加工装置のように複数のパンチをウインド開口部の内側に配置しなければならない場合には、それらパンチを配設するためのスペースの確保が問題となる。さらに、パンチを駆動するための駆動装置も配置しなければならないので、スペースの確保はより一層困難なものとなる。
【０００５】
また、ドアのウインド開口部以外にも、被加工物を加工する場合に、成形型及びその駆動装置をコンパクトにまとめたいという要求がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物に加工力を付与するための加工力付与部材と動力発生部材とのレイアウトスペースを狭くしてコンパクトにまとめることができるようにすることで、様々な被加工物を加工できるようにして加工装置の適用範囲を拡大することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明では、動力発生部材を袋状にし、流体の供給による膨張力によって加工力付与部材を被加工物に押し付けて加工を行うようにした。
【０００８】
第１の発明は、被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工する加工装置において、上記被加工物に接触して外力を与えるための加工力付与部材と、上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるための動力発生部材とを備え、上記動力発生部材は、流体の給排が可能な袋状に形成され、流体の供給による膨張力によって上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるように駆動することを特徴とするものである。
【０００９】
この構成によれば、動力発生部材が袋状であるため、流体を排出した状態では小さくなり、狭い所に容易に配設することが可能になる。これにより、加工力付与部材と動力発生部材とのレイアウトスペースが小さくて済む。
【００１０】
また、動力発生部材に流体を供給して膨張させることによって加工力付与部材を被加工物に押し付け、これにより、被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工することが可能になる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、第１加工力付与部材と、第２加工力付与部材とを備え、動力発生部材は、上記第１加工力付与部材と上記第２加工力付与部材との間に配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によれば、動力発生部材に流体を供給することで、第１加工力付与部材と第２加工力付与部材との間で動力発生部材が膨張して第１及び第２加工力付与部材が駆動されることになる。これにより、例えば１つの動力発生部材を用いて第１加工力付与部材と第２加工力付与部材との両方を被加工物に押し付けることが可能になる。
【００１３】
第３の発明は、第１または２の発明において、被加工物に第１曲げ加工と、第１曲げ加工後に最終形状とする第２曲げ加工とを行うように構成され、加工力付与部材及び動力発生部材は、少なくとも第１曲げ加工を行うものであることを特徴とするものである。
【００１４】
この構成によれば、被加工物が第１曲げ加工された後、第２曲げ加工されて最終形状となる。つまり、第１曲げ加工時には、最終形状となる前までの加工を行えばよいので、比較的小さな力で加工が行える。従って、動力発生部材の膨張力が小さくて済み、動力発生部材にかかる負荷が小さくなる。
【００１５】
第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、加工力付与部材は、自動車のウインド開口部を構成する部材にヘミング加工のための折り曲げ力を作用させるものであり、上記加工力付与部材及び動力発生部材は、ウインド開口部の内側に配置されるものであることを特徴とするものである。
【００１６】
この構成によれば、車両のデザインにより定まるウインド開口部をヘミング加工する場合に、加工力付与部材及び動力発生部材をコンパクトにまとめてウインド開口部の内側に配置することが可能になる。
【００１７】
第５の発明は、上記被加工物に接触して外力を与えるための加工力付与部材と、上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるための袋状の動力発生部材とを用意し、上記動力発生部材に流体を供給して膨張させ、該動力発生部材の膨張力によって上記加工力付与部材を被加工物に押し付けることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
第１、５の発明によれば、動力発生部材を流体の給排が可能な袋状に形成し、流体の供給による膨張力によって加工力付与部材を被加工物に押し付けるようにしたので、加工力付与部材と動力発生部材とをコンパクトにまとめることができる。これにより、様々な被加工物を加工できるようになるので、加工装置の適用範囲を拡大できる。
【００１９】
第２の発明によれば、第１加工力付与部材と第２加工力付与部材との間に動力発生部材を配置したので、１つの動力発生部材を用いて複数の加工力付与部材を動かすことができる。これにより、より一層コンパクトにまとめることができる。
【００２０】
第３の発明によれば、被加工物を最終形状となる前まで加工する第１曲げ加工を動力発生部材を用いて行うようにしたので、動力発生部材にかかる負荷を小さくでき、動力発生部材を安価な構造で得ることができる。
【００２１】
第４の発明によれば、自動車のウインド開口部をヘミング加工する場合に加工力付与部材及び動力発生部材をウインド開口部の内側に配置するようにしたので、加工力付与部材及び動力発生部材をコンパクトにまとめることができるという本発明の効果がより顕著なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１にかかる加工装置の断面図である。
【図２】ドアの側面図である。
【図３】加工装置のブロック図である。
【図４】ドアをアンビルに載置した状態の図１相当図である。
【図５】予備曲げ加工が終了した状態の図１相当図である。
【図６】本曲げ加工が終了した状態の図１相当図である。
【図７】実施形態２にかかる図１相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかる加工装置１を示すものである。この加工装置１は、自動車用ドア１００（図２に示す）の製造現場においてヘミング加工を行うためのものである。ドア１００は、自動車の側部に設けられるものであり、ドア１００の略下半部を構成するドア本体１０１と、略上半部を構成するサッシュ１０２とを備えている。図４に示すように、ドア本体１０１は、鋼板からなるインナパネル１０３とアウタパネル（被加工物）１０４とが組み合わされて構成されている。アウタパネル１０４の上側の裏面には、鋼板からなるベルトラインレインフォースメント１０５が設けられている。ベルトラインレインフォースメント１０５は、アウタパネル１０４に重ね合わされている。図６に示すように、アウタパネル１０４の上縁部はヘミング加工されており、このヘミング加工によってベルトラインレインフォースメント１０５とアウタパネル１０４とが接合されている。図４に示すように、アウタパネル１０４のヘミング加工される部分が被加工部１０４ａである。この被加工部１０４ａは、本加工装置１で加工される前は、同図に示すようにインナパネル１０３側へ延びるように予め成形されており、本加工装置１によって図６に示すように最終的にベルトラインレインフォースメント１０５に沿う形状となるまで折り曲げられる。ウインド開口部は、サッシュ１０２の内周部及びベルトライン部で構成されている。
【００２５】
また、図４に示すように、サッシュ１０２は、アウタ部材１１０と、インナ部材１１１と、チャンネル部材１１２とを備えている。インナ部材１１１の上部とアウタ部材１１０の上部とは重ね合わされている。図示しないが、アウタ部材１１０の上縁部はヘミング加工によってインナ部材１１１に接合されている。また、アウタ部材１１０の下部とチャンネル部材１１２とが接合されている。さらに、チャンネル部材１１２とアウタ部材１１０の下部とは重ね合わされている。アウタ部材１１０の上縁部はヘミング加工によってインナ部材１１１に接合されている。
【００２６】
アウタ部材１１０のヘミング加工される部分が被加工部１１０ａである。この被加工部１１０ａは、本加工装置１で加工される前は、図４に示すようにインナ部材１１１側へ延びるように予め成形されており、本加工装置１によって図６に示すように最終的にチャンネル部材１１２の側部に沿う形状となるまで折り曲げられる。
【００２７】
上記加工装置１は、図１に示すように、基台１０と、ドア本体側加工部１１と、サッシュ側加工部１２と、制御装置１４（図３に示す）とを備えている。ドア本体側加工部１１は、ドア本体１０１のベルトライン部の被加工部１０４ａ（図４に示す）を加工するためのものである。サッシュ側加工部１２は、サッシュ１０２の上縁部の被加工部１１０ａ（図４に示す）を加工するためのものである。制御装置１４は、ドア本体側加工部１１及びサッシュ側加工部１２を制御するためのものであり、周知のマイクロコンピュータで構成されている。
【００２８】
図１に示すように、ドア本体側加工部１１は、ドア本体用アンビル２０と、ドア本体用パンチ（加工力付与部材）２１、ドア本体用パンチ２１を支持するドア本体側支持機構２２と、ドア本体用パンチ２１を駆動するドア本体側バッグ（動力発生部材）２３及びドア本体側油圧シリンダ２４とを備えている。
【００２９】
サッシュ側加工部１２は、サッシュ用アンビル３０と、サッシュ用パンチ３１、サッシュ用パンチ３１を支持するサッシュ側支持機構３２と、サッシュ用パンチ３１を駆動するサッシュ側バッグ３３及びサッシュ側油圧シリンダ３４とを備えている。
【００３０】
ドア本体用アンビル２０は基台１０の上面に固定されている。図４に示すように、アウタパネル１０４の上側は、ドア本体用アンビル２０の上面に載置されて下方から支持されるようになっている。
【００３１】
ドア本体側支持機構２２は、ドア本体用パンチ２１を鉛直方向及び水平方向に移動可能に支持するものである。すなわち、ドア本体側支持機構２２は、スライド部材２２ａと、スライド部材２２ａを水平方向に案内する案内レール２２ｂと、案内レール２２ｂを基台１０に固定する固定部材２２ｃと、スライド部材２２ａを水平方向に付勢するスプリング２２ｄと、ドア本体用パンチ２１をスライド部材２２ａに対してフローティングさせるためのフローティング用スプリング２２ｅとを備えている。
【００３２】
案内レール２２ｂは、スライド部材２２ａを図１の左右方向にのみ案内するように配置されている。上記スプリング２２ｄは、スライド部材２２ａの側面とドア本体用アンビル２０の側面との間において、伸縮方向が案内レール２２ｂの案内方向（図１左右方向）と一致するように配置され、スライド部材２２ａをドア本体用アンビル２０から離れる方向（図１の右方向）に付勢している。
【００３３】
上記フローティング用スプリング２２ｅは、スライド部材２２ａの上面とドア本体用パンチ２１の下面との間において、伸縮方向が上下方向となるように配置され、ドア本体用パンチ２１をスライド部材２２ａから離れる方向（上方）に付勢している。フローティング用スプリング２２ｅの付勢力は、外力が作用しない状態でドア本体用パンチ２１がスライド部材２２ａから浮き上がったまま保持できるように設定されている。
【００３４】
ドア本体側油圧シリンダ２４は、ストローク量が数十ｍｍ程度の短ストローク型のシリンダ装置である。ドア本体側油圧シリンダ２４のシリンダ部２４ａは、ロッド２４ｂの伸縮方向が上下方向となるように基台１０に対して取り付けられている。
【００３５】
ロッド２４ｂは、スライド部材２２ａ及びドア本体用パンチ２１を上下方向に貫通している。このロッド２４ｂにより、スライド部材２２ａ及びドア本体用パンチ２１が連結されており、スライド部材２２ａ及びドア本体用パンチ２１は一体に左右方向に移動する一方、ドア本体用パンチ２１はロッド２４ｂの軸方向に沿ってスライド部材２２ａに対し接離する方向に移動する。
【００３６】
ロッド２４ｂの上端部は、ドア本体用パンチ２１の上方に位置している。ロッド２４ｂの上端部には、ドア本体用パンチ２１の上面に係合する係合部２４ｃがロッド２４ｂの径方向に突出するように設けられている。
【００３７】
ドア本体側油圧シリンダ２４には、油圧配管４７が接続されている。油圧配管４７には、油圧ポンプ４８が接続されている。油圧配管４７には、油圧制御弁４５が設けられている。油圧制御弁４５は、制御装置１４から出力される電気信号を受けて動作するようになっており、油圧配管４７を開閉するように構成されている。
【００３８】
ドア本体側油圧シリンダ２４のロッド２４ｂが縮むと、係合部２４ｃがドア本体用パンチ２１の上面に係合し、ドア本体用パンチ２１がフローティング用スプリング２２ｅの付勢力に抗して下方へ移動することになる。
【００３９】
ベルトライン側に位置するドア本体側バッグ２３は、ドア本体用パンチ２１を移動させて被加工部１０４ａ（図４に示す）に押し付けるための動力発生部材である。ドア本体側バッグ２３は、圧縮空気の給排が可能な袋状に形成されており、圧縮空気が供給されると図５に示すように膨張し、この膨張力によってドア本体用パンチ２１を被加工部１０４ａに押し付けるように駆動する。供給する圧縮空気の圧力によってドア本体側バッグ２３の膨張力を任意に調整できる。
【００４０】
ドア本体側バッグ２３は、高い気密性を有するとともに柔軟性も有するシート状の部材を多数積層して構成されており、内部に圧縮空気が充填されても破裂しないようにケブラー繊維等の補強材で補強されている。ドア本体側バッグ２３から空気を排出すると厚みが約１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度となる。一方、ドア本体側バッグ２３に圧縮空気を供給すると厚みが約７０ｍｍ〜９０ｍｍ程度となる。尚、この数値は例示であり、任意の形状のバッグとすることができる。
【００４１】
基台１０の上面には、ドア本体側バッグ２３を受けるバッグ受け部材１０ａが固定されている。このバッグ受け部材１０ａにおけるスライド部材２２ａと対向する面１０ｂは、案内レール２２ｂの案内方向と略直交する方向に延びている。ドア本体側バッグ２３は、バッグ受け部材１０ａの面１０ｂとスライド部材２２ａとの間に配置されている。
【００４２】
ドア本体側バッグ２３は圧縮空気を排出した状態では上記したように薄くなるので、バッグ受け部材１０ａとスライド部材２２ａとの間が狭くても容易に配置することが可能である。これにより、ドア本体側加工部１１がコンパクトにまとまる。
【００４３】
ドア本体側バッグ２３には、圧縮空気の給排管４０が接続されており、この給排管４０を介してドア本体側バッグ２３内に圧縮空気が供給され、また、ドア本体側バッグ２３内に供給された空気が排出されるようになっている。
【００４４】
給排管４０には、圧縮空気を供給するポンプ４３が接続されている。給排管４０のドア本体側バッグ２３とポンプ４３との間には、空気圧制御弁４２が設けられている。空気圧制御弁４２は、制御装置１４から出力される電気信号を受けて動作するようになっており、給排管４０を開いてポンプ４３側と連通させる連通状態と、給排管４０のドア本体側バッグ２３側を大気に開放する開放状態とに切り替えるように構成されている。
【００４５】
尚、給排管４０には、ポンプ４３以外にも圧縮空気が充填されたボンベ（図示せず）を接続するようにしてもよい。
【００４６】
従って、空気圧制御弁４２が連通状態になるとポンプ４３により圧縮された空気が給排管４０を流通してドア本体側バッグ２３に流入する。一方、空気圧制御弁４２が開放状態になるとドア本体側バッグ２３内の空気が流出することになる。
【００４７】
サッシュ側加工部１２は、基本的にはドア本体側加工部１１と同一構造である。すなわち、サッシュ側支持機構３２は、スライド部材３２ａと、スライド部材３２ａを斜め方向に案内する案内レール３２ｂと、案内レール３２ｂを基台１０に固定する固定部材３２ｃと、スライド部材３２ａを斜め方向に付勢するスプリング３２ｄと、サッシュ用パンチ３１をスライド部材３２ａに対してフローティングさせるためのフローティング用スプリング３２ｅとを備えている。
【００４８】
案内レール３２ｂは、スライド部材３２ａを加工装置１の右側へ向かって上昇する方向に案内するように配置されている。上記スプリング３２ｄは、スライド部材３２ａの側面とサッシュ用アンビル３０の側面との間において、伸縮方向が案内レール３２ｂの案内方向と一致するように配置され、スライド部材３２ａをサッシュ用アンビル３０から離れる方向に付勢している。
【００４９】
上記フローティング用スプリング３２ｅは、スライド部材３２ａの上面とサッシュ用パンチ３１の下面との間において、伸縮方向が上下方向となるように配置され、サッシュ用パンチ３１をスライド部材３２ａから離れる方向（左斜め上方）に付勢している。
【００５０】
サッシュ側油圧シリンダ３４のシリンダ部３４ａは、ロッド３４ｂの伸縮方向が斜め上下方向となるように基台１０に対して取り付けられている。サッシュ側油圧シリンダ３４には、油圧配管４９が接続されている。油圧配管４９は、上記油圧配管４７に接続されている。
【００５１】
ロッド３４ｂの上端部は、サッシュ用パンチ３１の上方に位置している。ロッド３４ｂの上端部には、サッシュ用パンチ３１の上面に係合する係合部３４ｃが設けられている。
【００５２】
従って、サッシュ側油圧シリンダ３４のロッド３４ｂが縮むと、係合部３４ｃがサッシュ用パンチ３１の上面に係合し、サッシュ用パンチ３１がフローティング用スプリング３２ｅの付勢力に抗して下方へ移動することになる。
【００５３】
サッシュ側バッグ３３は、サッシュ用パンチ３１を移動させて被加工部１１０ａ（図４に示す）に押し付けるための動力発生部材である。サッシュ側バッグ３３は、膨張力によってサッシュ用パンチ３１を被加工部１１０ａに押し付けるように駆動する。
【００５４】
バッグ受け部材１０ａにおけるスライド部材３２ａと対向する面１０ｃは、案内レール３２ｂの案内方向と略直交する方向に延びている。すなわち、面１０ｃは、上に行くほど加工装置１の左側に位置するように傾斜している。サッシュ側バッグ３３は、バッグ受け部材１０ａの面１０ｃとスライド部材３２ａとの間に配置されている。
【００５５】
サッシュ側バッグ３３は圧縮空気を排出した状態では上記したように薄くなるので、バッグ受け部材１０ａとスライド部材３２ａとの間が狭くても容易に配置することが可能である。これにより、サッシュ側加工部１２がコンパクトにまとまる。
【００５６】
サッシュ側バッグ３３には、圧縮空気の給排管４１が接続されており、この給排管４１を介してサッシュ側バッグ３３内に圧縮空気が供給され、また、サッシュ側バッグ３３内に供給された空気が排出されるようになっている。
【００５７】
給排管４１は、上記給排管４０と接続されており、共通の空気圧制御弁４２により連通状態と、開放状態とに切り替えられる。
【００５８】
図３に示すように、制御装置１４には、加工を開始する際に作業者が操作するスタートボタン５９が接続されている。制御装置１４は、スタートボタン５９が押されたことを検出すると、まず、空気圧制御弁４２を連通状態にし、その連通状態を保ったまま、ロッド２４ｂ、３４ｂが縮むように油圧制御弁４５を制御し、その後、ロッド２４ｂ、３４ｂが伸びるように油圧制御弁４５を制御した後、空気圧制御弁４２を開放状態にするように構成されている。
【００５９】
次に、上記のように構成された加工装置１を用いてドア１００を加工する方法について説明する。ドア１００は、ドア本体１０１とサッシュ１０２とが一体化された状態で搬送され、図４に示すように、加工装置１のドア本体用アンビル２０及びサッシュ用アンビル３０上に載置される。載置されたドア１００は、図示しない固定装置によってアンビル２０、３０上で固定される。
【００６０】
スタートボタン５９が押されると、制御装置１４は、空気圧制御弁４２を連通状態にする。すると、ポンプ４３から送られた圧縮空気が給排管４０、４１を流通してドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３に流入する。
【００６１】
圧縮空気が流入したドア本体側バッグ２３はバッグ受け部材１０ａの面１０ｂとスライド部材２２ａとの間で膨張する。ドア本体側バッグ２３が膨張すると、バッグ受け部材１０ａが基台１０に固定されていて動かないので、ドア本体側バッグ２３の膨張力によってスライド部材２２ａが図１の左側へ押される。スライド部材２２ａが押されると、スプリング２２ｄの付勢力に抗して案内レール２２ｂによって左側へ案内されながら移動し、これにより、ドア本体用パンチ２１がスライド部材２２ａと共に左側へ移動する。すなわち、ドア本体用パンチ２１及びスライド部材２２ａには、ロッド２４ｂが挿通する貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔は、ドア本体用パンチ２１及びスライド部材２２ａの左側への移動を許容するような形状とされている。
【００６２】
ドア本体用パンチ２１が左側へ移動すると、図５に示すように、ドア本体用パンチ２１の左端部がアウタパネル１０４の被加工部１０４ａを左側へ押していき、これにより被加工部１０４ａに外力が付与されて折れ曲がる。ドア本体用パンチ２１の下面の左部分が被加工部１０４ａの真上に位置するまでドア本体用パンチ２１が移動するように、ドア本体用パンチ２１のストローク量が設定されている。
【００６３】
圧縮空気の圧力は、アウタパネル１０４の被加工部１０４ａを予備曲げできる程度にドア本体側バッグ２３が膨張するように設定されている。また、この圧力に十分に耐え得るようにドア本体側バッグ２３の強度が設定されている。
【００６４】
また、サッシュ側バッグ３３は、バッグ受け部材１０ａの面１０ｃとスライド部材３２ａとの間で膨張する。サッシュ側バッグ３３が膨張すると、バッグ受け部材１０ａが基台１０に固定されていて動かないので、サッシュ側バッグ３３の膨張力によってスライド部材３２ａが図１の右斜め上側へ押される。スライド部材３２ａが押されると、案内レール３２ｂによって右斜め上側へ案内され、これにより、サッシュ用パンチ３１がスライド部材３２ａと共に移動する。すなわち、サッシュ用パンチ３１及びスライド部材３２ａには、ロッド３４ｂが挿通する貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔は、サッシュ用パンチ３１及びスライド部材３２ａの右側への移動を許容するような形状とされている。
【００６５】
サッシュ用パンチ３１が右斜め上側へ移動すると、サッシュ用パンチ３１の右端部がアウタ部材１１０の被加工部１１０ａを右側へ押していき、これにより被加工部１１０ａに外力が付与されて折れ曲がる。サッシュ用パンチ３１の下面の右部分が被加工部１１０ａの真上に位置するまでサッシュ用パンチ３１が移動するようにサッシュ用パンチ３１のストローク量が設定されている。以上がヘミング加工における予備曲げ加工（第１曲げ加工）である。
【００６６】
ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３には圧縮空気が略同時に供給されるので、ドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１が略同時に移動し、被加工部１０４ａ、１１０ａが略同時に予備曲げ加工される。
【００６７】
その後、制御装置１４は油圧制御弁４５を制御してドア本体側油圧シリンダ２４及びサッシュ側油圧シリンダ３４のロッド２４ｂ、３４ｂを縮める。図６に示すように、ロッド２４ｂが縮むと、係合部２４ｃがドア本体用パンチ２１の上面に係合してドア本体用パンチ２１を下方に移動させる。すると、ドア本体用パンチ２１の下面の左部分が被加工部１０４ａを下方へ押し、被加工部１０４ａが最終形状となり、ベルトラインレインフォースメント１０５がアウタパネル１０４で挟持される。
【００６８】
また、ロッド３４ｂが縮むと、係合部３４ｃがサッシュ用パンチ３１の上面に係合してサッシュ用パンチ３１を下方に移動させる。すると、サッシュ用パンチ３１の下面の右部分が被加工部１１０ａを下方へ押し、被加工部１１０ａが最終形状となり、チャンネル部材１１２がアウタ部材１１０で挟持される。以上が本曲げ加工（第２曲げ加工）である。
【００６９】
その後、制御装置１４が油圧制御弁４５を制御してドア本体側油圧シリンダ２４及びサッシュ側油圧シリンダ３４のロッド２４ｂ、３４ｂを伸ばすと、図１に示すようにドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１はフローティング用スプリング２２ｅ、３２ｅにより上方へ移動する。
【００７０】
次いで、制御装置１４が空気圧制御弁４２を開放状態にすると、図１に示すようにスプリング２２ｄ、３２ｄの付勢力によりドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３が押し潰されていき、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３内の空気が排出される。従って、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３内の空気を吸引する装置は不要である。
【００７１】
尚、フローティング用スプリング２２ｅ、３２ｅ及びスプリング２２ｄ、３２ｄは、コイルスプリングの他に、例えばガススプリング等を用いることもできる。
【００７２】
以上説明したように、この実施形態１にかかる加工装置１及び加工方法によれば、圧縮空気の給排が可能なドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３を用いてパンチ２１、３１を被加工部１０４ａ、１１０ａに押し付けるようにしたので、コンパクトにまとめることができる。
【００７３】
また、最終形状となる前まで加工する予備曲げ加工を、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３を用いて行うようにしている。予備曲げ加工は、本曲げ加工に比べて小さな力で可能であり、従って、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３にかかる負荷を小さくできる。これにより、ドア本体側バッグ２３及びサッシュ側バッグ３３を安価な構造で得ることができる。
【００７４】
尚、上記実施形態１では、ドア本体用パンチ２１を１つのドア本体側バッグ２３で駆動するようにしているが、これに限らず、複数のドア本体側バッグ２３で駆動するようにしてもよい。この場合、ドア本体側バッグ２３をその厚み方向に複数個重ねて配置する、いわゆる直列配置にしてもよいし、ドア本体側バッグ２３をその幅方向に複数個並べて配置する、いわゆる並列配置にしてもよい。直列配置することでストローク量を大きくすることができ、また、並列配置することでバッグ２３の１つ当たりの負担が軽減される。サッシュ用パンチ３１についても同様である。
【００７５】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２にかかる加工装置１を示すものである。実施形態２の加工装置１は、１つのバッグ２５によりドア本体用パンチ（第１加工力付与部材）２１及びサッシュ用パンチ（第２加工力付与部材）３１を駆動するようにした点で実施形態１のものと異なっており、他の部分は実施形態１と同様であるため、以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【００７６】
すなわち、実施形態２では、実施形態１に比べてドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１が互いに接近している。これはサッシュ１０２の開口が小さいドア１００を製造できるようにするためである。ドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１を接近させたことに対応してスライド部材２２ａ、３２ａも接近している。
【００７７】
バッグ２５は、スライド部材２２ａとスライド部材３２ａとの間に配置されている。バッグ２５には、給排管４４が接続されている。
【００７８】
この加工装置１では、バッグ２５に圧縮空気を供給するとバッグ２５がスライド部材２２ａとスライド部材３２ａとの間で膨張する。バッグ２５が膨張すると、スライド部材２２ａが左側に移動するとともに、スライド部材２２ａが右側に移動する。
【００７９】
これにより、ドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１により予備曲げ加工が行われる。その後、実施形態１と同様にして本曲げ加工が行われる。
【００８０】
以上説明したように、この実施形態２にかかる加工装置１及び加工方法によれば、実施形態１と同様に、圧縮空気の給排が可能なバッグ２５を用いてドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１を駆動するようにしたので、コンパクトにまとめることができる。
【００８１】
また、１つのバッグ２５によりドア本体用パンチ２１及びサッシュ用パンチ３１を駆動することができるので、より一層の小型化を図ることができる。
【００８２】
尚、上記実施形態２においても、複数のバッグ２５を直列配置にしてもよいし、並列配置にしてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態１、２では、ドア１００のサッシュ１０２の内周部をヘミング加工する場合について説明したが、本発明にかかる加工装置１は、例えば、ドア１００の外周部をヘミング加工する場合や、各種部品をヘミング加工する場合にも用いることができ、また、各種部品をプレス加工する場合にも用いることができる。
【００８４】
また、バッグ２３、２５、３３には圧縮空気以外にも窒素や二酸化炭素等の気体を給排してもよいし、オイル等の液体を給排してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上説明したように、本発明にかかる加工装置及び加工方法は、例えば、自動車のドアを製造する場合に適用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１ 加工装置
１０ 基台
１１ ドア本体側加工部
１２ サッシュ側加工部
２０ ドア本体用アンビル
２１ ドア本体用パンチ（第１加工力付与部材）
２２ ドア本体側支持機構
２３ ドア本体側バッグ（動力発生部材）
２４ ドア本体側油圧シリンダ
２５ バッグ（動力発生部材）
３０ サッシュ用アンビル
３１ サッシュ用パンチ（第２加工力付与部材）
３２ サッシュ側支持機構
３３ サッシュ側バッグ（動力発生部材）
３４ サッシュ側油圧シリンダ
１００ ドア（被加工物）
１０１ ドア本体
１０４ａ 被加工部
１０２ サッシュ
１１０ａ 被加工部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工する加工装置において、
上記被加工物に接触して外力を与えるための加工力付与部材と、
上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるための動力発生部材とを備え、
上記動力発生部材は、流体の給排が可能な袋状に形成され、流体の供給による膨張力によって上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるように駆動することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加工装置において、
第１加工力付与部材と、第２加工力付与部材とを備え、
動力発生部材は、上記第１加工力付与部材と上記第２加工力付与部材との間に配置されていることを特徴とする加工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の加工装置において、
被加工物に第１曲げ加工と、第１曲げ加工後に最終形状とする第２曲げ加工とを行うように構成され、
加工力付与部材及び動力発生部材は、少なくとも第１曲げ加工を行うものであることを特徴とする加工装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の加工装置において、
加工力付与部材は、自動車のウインド開口部を構成する部材にヘミング加工のための折り曲げ力を作用させるものであり、
上記加工力付与部材及び動力発生部材は、ウインド開口部の内側に配置されるものであることを特徴とする加工装置。
【請求項５】
被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工する加工方法において、
上記被加工物に接触して外力を与えるための加工力付与部材と、
上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるための袋状の動力発生部材とを用意し、
上記動力発生部材に流体を供給して膨張させ、該動力発生部材の膨張力によって上記加工力付与部材を被加工物に押し付けることを特徴とする加工方法。
【請求項１】
被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工する加工装置において、
上記被加工物に接触して外力を与えるための加工力付与部材と、
上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるための動力発生部材とを備え、
上記動力発生部材は、流体の給排が可能な袋状に形成され、流体の供給による膨張力によって上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるように駆動することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加工装置において、
第１加工力付与部材と、第２加工力付与部材とを備え、
動力発生部材は、上記第１加工力付与部材と上記第２加工力付与部材との間に配置されていることを特徴とする加工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の加工装置において、
被加工物に第１曲げ加工と、第１曲げ加工後に最終形状とする第２曲げ加工とを行うように構成され、
加工力付与部材及び動力発生部材は、少なくとも第１曲げ加工を行うものであることを特徴とする加工装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の加工装置において、
加工力付与部材は、自動車のウインド開口部を構成する部材にヘミング加工のための折り曲げ力を作用させるものであり、
上記加工力付与部材及び動力発生部材は、ウインド開口部の内側に配置されるものであることを特徴とする加工装置。
【請求項５】
被加工物に外力を与えて所定形状となるように加工する加工方法において、
上記被加工物に接触して外力を与えるための加工力付与部材と、
上記加工力付与部材を被加工物に押し付けるための袋状の動力発生部材とを用意し、
上記動力発生部材に流体を供給して膨張させ、該動力発生部材の膨張力によって上記加工力付与部材を被加工物に押し付けることを特徴とする加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１３０９５１（Ｐ２０１２−１３０９５１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６２３３（Ｐ２０１０−２８６２３３）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００１３５９９９）株式会社ヒロテック (62)
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００１３５９９９）株式会社ヒロテック (62)
[ Back to top ]