板金修復治具
【課題】板金の修復対象部位の加熱と冷却をスムーズに行い、修復精度を高くすることができるとともに、作業者の作業負担を軽減することが可能な板金修復治具を提供する。
【解決手段】板金修復治具１は、板金の修復対象位置を、加熱及び冷却して板金を平滑化する治具である。板金修復治具１は、導電性材料により形成される円筒状のローラ２と、ローラ２を円筒回転軸で回動可能に支持するローラ支持軸３と、ローラ支持軸３を支持する支持体４と、支持体４の一端に設けられ、ローラ２と電気的に接続された電極５と、ローラ２の接触面に対して、冷却空気を放出するための通路となる冷却通路６と、を備える。
【解決手段】板金修復治具１は、板金の修復対象位置を、加熱及び冷却して板金を平滑化する治具である。板金修復治具１は、導電性材料により形成される円筒状のローラ２と、ローラ２を円筒回転軸で回動可能に支持するローラ支持軸３と、ローラ支持軸３を支持する支持体４と、支持体４の一端に設けられ、ローラ２と電気的に接続された電極５と、ローラ２の接触面に対して、冷却空気を放出するための通路となる冷却通路６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に用いられる板金の曲面や周面に生じた凹みや歪みの修復を行う板金修復治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触や衝突等により発生する自動車のボディ等における板金の凹みや歪みを修復するに当たっては、まず、凹みや歪みの箇所を確認し、修復が必要なパネルの付属部品を取り外し、確認した凹みや歪みの箇所に塗布された塗装を剥離する。次に、プーラ等を用いて、凹みや歪みの箇所の板金を引き出し、たたき出し又は溶接等を行い、該当箇所を概ね平らにする。続いて、該当箇所に対して、加熱と冷却を繰り返して、加熱による膨張と冷却による収縮を利用して行う。
【０００３】
このような板金の凹みや歪みを修復する板金修復治具として、以下の技術が提案されている（特許文献１参照）。この板金修復治具は、加熱手段となるローラと、ローラを回動可能に支持するローラ軸と、ローラ軸の軸受けとなるコの字型の保持枠とを備える。このローラを熱源とし、ローラを修復箇所に当接させ均一スピードで移動させることで、板金の熱分布にムラを生じにくく、また傷をつけずに修復作業を行えるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１５４９６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、板金における凹みや歪みの修復作業では、加熱と冷却を繰り返す必要がある。この点、上記従来の技術では、ローラを用いることにより、加熱する作業自体は容易になった。しかしながら、板金の修復対象を冷却する場合には、作業者は、一度加熱するローラを置いて別途冷却するための装置を手に取り、冷却作業を行う必要があった。そのため、作業者は、加熱するための装置と冷却するための装置を取り替えながら修復作業を行わなければならず、作業者にとって手間となっていた。
【０００６】
また、近年の自動車のボディ等に用いられる高張力鋼板などは、熱に弱く、低温で加熱して膨張させる必要がある。このような鋼板では、温度が上がりすぎないように、加熱後すぐに冷やすことが大切になっている。しかしながら、従来の板金修復治具では、都度加熱手段と冷却手段との持ち替えが必要であったから、加熱後すぐに冷却することが難しかった。また、加熱後に冷却までのタイムラグがあると、板金の加熱箇所へのローラの接触具合により、当該加熱箇所の温度が、加熱手段の制御温度よりも高くなってしまう場合があった。
【０００７】
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、板金の修復対象部位の加熱と冷却をスムーズに行い、修復精度を極めて高くすることができるとともに、作業者の作業負担を軽減することが可能な板金修復治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、板金の修復対象位置を加熱及び冷却して板金を平滑化する板金修理治具において、円筒状で導電性材料により形成され加熱手段となるローラと、前記ローラを円筒回転軸で回動可能に支持するローラ支持軸と、前記ローラ支持軸を支持しつつ、前記ローラと電気的に接続された電極を備える支持体と、板金修復対象位置と前記ローラとの接触面に対して、冷却空気を放出するための空気の通路となる冷却通路と、を備え、前記冷却通路は、前記ローラ支持軸内に形成されるとともに、冷却空気を前記板金修復対象箇所とローラとの接触面に向けて放出する放出口を有することを特徴とする板金修理治具。
【０００９】
以上の態様では、板金修理治具の修復対象位置に接するローラの近傍に冷却空気を放出する構成としたので、ローラによる加熱後、すぐの冷却が可能となる。また、このようなローラによる加熱によって、絞り加工だけでなくローラによる修復面の平滑化も可能となり、より精度の高い修復が可能となる。
【００１０】
自動車のボディ等に用いる板金は、曲面加工等が施されているため、内部応力が残留している。この場合に、板金の加熱後、自然放熱に任せたり、そのまま放置したりすると、板金の加工された曲面形状等が変形してしまう。そこで、加熱後は、すぐに冷却することが求められる。この点、本態様では、ローラによる加熱と同時に、冷却通路を通って放出口から放される冷却空気により、加熱後の板金の冷却を即座に行うことが可能である。
【００１１】
このような本態様によれば、特に、高張力鋼板等の熱に弱い材料に対して、ローラによる加熱によっても、必要以上に鋼板が高熱になることを防ぐことができ、低温での修復ができるようになる。
【００１２】
また、従前は、加熱手段と冷却手段とが別に設けられていたため、作業者は板金の修復対象位置の加熱後、加熱に用いた装置を一度置き、冷却に用いる装置に持ち替えて冷却を行っていた。この点、本態様によれば、一つの装置で加熱と冷却を行うことができるので、作業者の手間を著しく省くことができる。
【００１３】
なお、作業点付近においてガスを放出する装置として、ＣＯ２溶接又はＭＡＧ溶接が一般に知られているが、これらの放出ガスは、アーク溶接により溶けた金属が空気に触れないようにするシールドガスとしてのものであるから、本発明の冷却のための空気とは技術思想が全く異なるものである。
【００１４】
ローラは、その接触面積の加減による抵抗の増減や、長時間の接触により、制御された温度を超えて温度上昇する場合がある。この点、本態様では、ローラの接触後、冷却手段により即座に冷却することができるので、接触面積や接触時間に影響され難い。そのため、結局は熟練の技が必要となる板金修復作業において、不慣れな作業者でも熟練者と技量の差が表れないような装置を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ローラは、軸方向に複数分割して設けられ、複数のローラの間隙に、前記放出口が形成されたことを特徴とする。
【００１６】
以上の態様では、ローラを複数に分け、その間隙に放出口を設けて冷却空気を放出する構成としたことで、板金修復対象箇所とローラとの接触面の幅方向（ローラ軸方向）に対して、均等に冷却空気を送ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の本発明によれば、板金の修復対象部位の加熱と冷却をスムーズに行い、修復精度を高くすることができるとともに、作業者の作業負担を軽減することが可能な板金修復治具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る板金修正治具の全体構成を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係る板金修正治具の全体構成を示す平面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る板金修正治具の作用を示す側面模式図。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る板金修正治具の全体構成を示す平面図。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る板金修正治具の全体構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態（以下、本実施形態という。）について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
［１．本実施形態］
［１−１．構成］
本実施形態に係る板金修復治具１は、例えば、一般鋼板、アルミニウム製板金、ステンレス製板金、高張力鋼板などからなる板金の修復対象位置を加熱及び冷却して、板金を平滑化して修復するための治具である。この板金修復治具１は、図１及び図２に示すように、導電性材料により形成される円筒状のローラ２と、ローラ２を円筒回転軸で回動可能に支持するローラ支持軸３と、ローラ支持軸３を支持する支持体４と、支持体４の一端に設けられ、ローラ２と電気的に接続された電極５と、ローラ２の接触面に対して、冷却空気を放出するための通路となる冷却通路６と、を備える。
【００２１】
ローラ２は、電流を流すことで抵抗熱を生じさせる加熱手段である。ローラ２の形状は円筒形で、材料には銅・フェライトなどの導電性材料を用いる。本実施形態において、ローラ２は、同大同形の２つの部分（ローラ２ａ，２ｂ）から構成される。２つのローラ２ａ，２ｂの間隙は、後述する放出口６ｂの大きさに依存するが、放出口６ｂの機能を確保し得る限り、狭く設定するのが好ましい。
【００２２】
ここで、ローラ２の材料として、上記特許文献１に見られるカーボンを用いず、銅やフェライトを用いる。これは次の理由による。すなわち、特許文献１においては、アークを発生させず発熱性能を維持することとしているが、特許文献１においても指摘があるように、カーボンは銅に比較して耐摩耗性が低く、減りが早い。そのため、ローラとして用いた場合に、摩耗して平滑でないカーボンにより、板金の修復対象箇所を適切に平らにすることができない場合があった。本実施形態では、このようなカーボンのデメリットを、ローラに流れる電流を調整するとともに、後に詳述する冷却手段を設けつつ、耐摩耗性の高い銅やフェライトを用いることとしている。
【００２３】
ローラ支持軸３は、２つのローラ２ａ，２ｂを回動可能に支持する棒状体である。ローラ支持軸３は、後述する冷却通路６を形成するため、幅方向で半分程度の中間位置まで、中空で形成され、さらに、２つのローラ２ａ，２ｂの間隙部分には、後述する放出口６ｂを形成している。
【００２４】
支持体４は、平面視Ｕ型で、左右の端部においてローラ支持軸３を軸支する構成を有する。本実施形態では、図１に示すように、ローラ支持軸３の左右端部に雌ネジを切り、支持体４にナットＮによって支持体４を挟むように固定している。なお、支持体４にローラ支持軸３が固定される方法は、このような固定手法に限らず、支持体４にローラ支持軸３が固定される方法であれば、公知の種々の固定方法を採用可能である。
【００２５】
電極５は、支持体４の平面視Ｕ字型形状を成すＵの底部分に形成されるものであって、ローラ支持軸３と直交する方向に設けられている。電極５は、図示しない外部の電流供給装置に電気的に接続する接続部分の役割を担う。この電流供給装置としては、例えば特許文献１において板金修復治具本体として開示されるような公知の装置を用いる。
【００２６】
なお、ローラ２、ローラ支持軸３、支持体４及び電極５は、いずれも導電性の部材から構成されており、図示しない外部の電流供給装置を介して電極５に入力される電流は、支持体４、ローラ支持軸３を伝わってローラ２まで流れる。
【００２７】
冷却通路６は、ローラ支持軸３の中空に形成される冷却空気の搬送経路である。冷却通路６の一方の端部には、図示しない外部の送風機（公知）から空気を流入させる流入口６ａが設けられ、他方の端部にはこの流入した空気を放出する放出口６ｂが設けられ、その間に流路６ｃが形成される。
【００２８】
流入口６ａは、支持体４がローラ支持軸３を軸支する一方の端部に設けられており、この流入口６ａに送風機の送風ノズルを接続することで冷却空気の取り入れ口となる。一方、放出口６ｂは、２つのローラ２の間隙であって、ローラ支持軸３の軸方向中央部分に設けられている。
【００２９】
放出口６ｂはノズル６ｎにより形成され、このノズル６ｎにより、放出口６ｂの噴出方向が、ローラ２の接触面方向、すなわち、図２の平面図に表れる平面方向に垂直な方向に向けて設けられている。この噴出方向の設定角度は、次の理由により定められる。板金修復治具１を修復作業に用いる際には、電極５に、図示しない電流供給装置の接続部分を接続して用いるが、この電流供給装置の接続部分の外装には絶縁体からなる取手が設けられている。作業者は、この取手を持って、支持体４のＵ字型平面を板金の平面とほぼ併せて、修正治具を動かす（図３参照）。したがって、支持体４のＵ字型平面の方向に放出口を設けたほうが、放出口６ｂが、２つのローラ２ａ，２ｂの接触面付近で冷却空気を送ることができるようになる。そこで、上述のように、ノズル６ｎによる放出口６ｂの噴出方向は、ローラ２の接触面方向に向けるようにして構成している。ただし、この放出口６ｂの向きは、電極５ないし作業者の取手と、板金の修復対象面との成す角との関係で、適宜変更可能であり、望ましくは、板金の修復対称面に冷却空気が直接当たる向きに設定する。
【００３０】
なお、本実施形態において放出口６ｂから放出する空気としては、炭酸ガス（ＣＯ２）を用いることができることはもちろん、大気や窒素など、板金の修復対象箇所を冷却することができさえすれば、その種類は問わない。
【００３１】
［１−２．作用］
以上の構成からなる本実施形態の板金修復治具１は、次のように作用する。
まず、板金修復治具１を、図示しない外部の電流供給装置（公知の装置を使用）に対して、電極５を接続する。同時に、ローラ支持軸３の一端に設けられた流入口６ａに図示しない送風機（公知）の送風ノズルを接続し、冷却空気の送風経路を確立する。
【００３２】
続いて、作業者は、電極５と接続した外部電流供給装置の接続部分に設けられた取手を持って、作業を開始する。なお、このとき、外部電流供給装置の電流値を制御することで、板金修復治具１が板金に当接した際の温度制御を行う。
【００３３】
この状態で、作業者は、取手を持ちつつ、ローラ２を板金の修復対象位置に当接し、ローラ２を修復対象面に対して転がす。このとき、外部の電流供給装置から電極５、支持体４、ローラ支持軸３を介してローラ２に所定の電気が流れ、ローラ２と板金の接触面に抵抗熱が生じることで板金の修復対象位置が加熱される。これと同時に、外部の送風機から冷却空気が送られ、流入口６ａから冷却通路６を通過して放出口６ｂから放出される。
【００３４】
ここで、冷却通路６の放出口６ｂに設けられたノズルは、図３の側面模式図に表すとおり、板金修復治具１の使用時には、板金の修復面Ａにほぼ対向する位置になるように設けられる。そのため、ノズルから放出される冷却空気は、２つのローラ２ａ，２ｂの間から放出され、板金修復面に当たって、左右に拡散し、さらに、ローラ２ａ，２ｂの板金当接面の前後を挟むように拡がる。
【００３５】
［１−３．効果］
以上のような本実施形態の板金修復治具１では、修復対象位置に接するローラ２の近傍に、冷却空気を放出する構成としたので、ローラ２による加熱後、加熱箇所をすぐに冷却することができる。また、このようなローラによる加熱によって、絞り加工だけでなくローラによる修復面の平滑化も可能となり、より精度の高い修復が可能となる。
【００３６】
自動車のボディ等に用いる板金は、曲面加工等が施されているため、内部応力が残留している。この場合に、板金の加熱後、自然放熱に任せたり、そのまま放置したりすると、板金の加工された曲面形状等が残留応力により変形してしまう場合がある。そこで、加熱後は、すぐに冷却することが求められる。この点、本実施形態の板金修復治具１では、ローラ２による加熱と同時に、冷却通路６を通って放出口６ｂから放出される冷却空気により、加熱後の板金を即座に冷却を行うことが可能である。特に、高張力鋼板等の熱に弱い材料に対しては、ローラ２による加熱により必要以上に鋼板が高熱になることを防ぐことができ、低温による修復ができるようになる。
【００３７】
従前は、加熱手段と冷却手段とを別に用意していたため、作業者は板金の修復対象位置の加熱後、加熱に用いた板金修復治具を一度置き、冷却に用いる装置に持ち替えて冷却を行っていた。この点、本実施形態における板金修復治具１によれば、一つの装置で加熱と冷却を行うことができるので、作業者の手間を著しく省くことができる。
【００３８】
なお、作業点付近においてガスを放出する装置として、ＣＯ２溶接又はＭＡＧ溶接が一般に知られているが、これらの放出ガスは、アーク溶接により溶けた金属が空気に触れないようにするシールドガスとしてのものであるから、本実施形態の板金修復治具において冷却のための空気とは技術思想が全く異なるものである。
【００３９】
また、ローラ２は、その接触面積の加減による抵抗の増減や、長時間の接触により、制御された温度を超えて温度上昇する場合がある。この点、実施形態の板金修復治具１では、ローラ２の接触後、冷却手段により即座に冷却することができるので、接触面積や接触時間に影響され難い。そのため、結局は熟練の技が大切となる板金修復作業において、不慣れな作業者でも熟練者と技量の差が表れないような装置を提供することができる。
【００４０】
また、ローラ２を複数（ここでは２つ）に分け、その間隙に放出口６ｂを設けて冷却空気を放出するような構成としたことで、図３に示すように、板金修復対象箇所とローラとの接触面の幅方向（ローラ軸方向）に対して、均等に冷却空気を送ることが可能となる。本実施形態では、特に、ローラを２つに分け、その中央に位置するローラの間隙に、冷却空気の放出口を設けた。そして、この放出口からローラの板金接触面に対して、対向する位置から冷却空気を放出することで、ローラと板金の修復対象箇所の接触面全体に均等に冷却空気を送ることができるようになる。
【００４１】
［２．他の実施形態］
本発明は、上記実施形態において示した態様に限定されるものではなく、例えば以下の態様も包含する。すなわち、本実施形態において、ローラ２を２つに分割し、２つのローラの中央のローラ支持軸３に放出口６ｂを設けたが、本発明は、このような態様に限られず、ローラを３つや４つなど、さらに多くに分割して構成することも可能である。
【００４２】
例えば、図４に示す板金修復治具１０のように、ローラ２０を３つに分割し、ローラ２０の両側に流入口６０ａを２つ設け、各ローラ２０の２つの間隙に放出口６０ｂを設ける構成を取ることができる。このような態様では、図４に示すように、ローラ支持軸３０の両端から、一つ目の放出口６０ｂに至る幅方向各３分の１の位置までローラ支持軸３０の中空により形成される流路６０ｃを形成することで、両端から冷却通路６０を２本形成し、放出口６０ｂもこれにあわせて２つ形成する構成を採用可能である。また、図示はしないが、変形例として、ローラ支持軸の一端から幅方向で３分の２程度の位置までに中空を形成して流路を設け、その途中と端部とに、放出口及びを設けるような構成も採用可能である。
【００４３】
上記実施形態では、放出口６ｂにより構成されるノズル６ｎの噴出方向を、図２の平面図に表れる平面方向に垂直な方向に向けて構成した。しかしながら、本発明は、このような態様に限られず、例えば、ノズル６ｎの噴出方向を、電極５の軸と同一方向、すなわち、図１の斜視図又は図３の模式図でいう真下方向に向けて構成することも可能であるし、図２の平面図に表れる平面方向に対して垂直な方向と、電極５の軸と同一方向との中間方向である斜め方向に設定してもよい。すなわち、ローラ２を板金の対象箇所に対して当てる角度に応じて、ローラの接触面方向に対してこれと同じになる方向にノズル６ｎの放出方向を向ける構成が好ましい。なお、例えば、ノズル６ｎを支持軸３に対して回動可能に取り付けることで、ノズル６ｎにおける冷却空気の放出口６ｂの放出方向を可変とする構成も採用可能である。
【００４４】
図１に示した実施形態の変形例として、支持軸３の端部から冷却空気を導入する実施態様以外に、図５に示すような態様も可能である。図５は、変形例に係る板金修復治具２０について、平面方向から模式的に表したものである。なお、図５においては、説明の便宜上、支持体４をローラ２の上部辺りで切り出して断面として表現している。
【００４５】
図５に示す板金修復治具２０のように、ローラ２ａと２ｂとの間隙に支持軸３と垂直方向に冷却通路６１を形成し、この冷却通路６１の端部に冷却空気の流入口６１ａを設ける構成も採用し得る。冷却通路６１の流入口６１ａには、図示しない外部の送風機から延伸したホース（図中に仮想線で示す）を取り付けて空気を送る。また、この場合、冷却通路６１の導入経路の直線上に放出口６１ｂを設ける。この板金修復治具２０の使い方は、図３に示した態様と同様である。
【００４６】
また、このような実施態様においては、図５に示すように、支持軸３のローラ２に覆われた部分に、ローラ２ａ，２ｂの中間に位置する冷却通路６１から支持軸３内において左右に分岐して支持軸３の端部位置まで貫通させ、ローラ２ａ，２ｂの中心部分に、支持軸３内部の冷却通路６１からローラ２ａ，２ｂ側に連通する通気孔６１ｄを設ける構成も考えられる。
【００４７】
このように、支持軸３のローラ２ａ，２ｂに覆われた部分に通気孔６１ｄを設けることにより、図５に矢印で示すように、支持軸３とローラ２ａ，２ｂの裏面との間のわずかなクリアランスに通気孔６１ｄからの排出空気の流れが生まれる。これにより、ローラ２ａ，２ｂを冷却空気により冷やすことができるようになる。そのため、ローラ２ａ，２ｂをある程度低温状態に保ったまま、修復処理を行うことが可能となる。
【００４８】
なお、この通気孔６１ｄの形状は円形であっても方形であってもいいし、それぞれに１つ設けても小孔を複数設けるような構成としても良い。また、図５においては、設計上の観点から、冷却通路６１が支持軸３を貫通し、両端を蓋付きのナットＮによって閉塞する構成としているが、冷却通路６１の左右端部は機能的には流入口６１ａと放出口６１ｂとが設けられた中心部分から左右の連通孔６１ｄの位置まで延伸していれば問題ない。
【符号の説明】
【００４９】
１，１０，２０…板金修復治具
２，２ａ，２ｂ，２０…ローラ
３，３０…支持軸
４…支持体
５…電極
６，６０，６１…冷却通路
６ａ，６０ａ，６１ａ…流入口
６ｂ，６０ｂ，６１ｂ…放出口
６ｃ，６０ｃ，６１ｃ…流路
６１ｄ…通気孔
６ｎ…ノズル
Ａ…修復面
Ｎ…ナット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に用いられる板金の曲面や周面に生じた凹みや歪みの修復を行う板金修復治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触や衝突等により発生する自動車のボディ等における板金の凹みや歪みを修復するに当たっては、まず、凹みや歪みの箇所を確認し、修復が必要なパネルの付属部品を取り外し、確認した凹みや歪みの箇所に塗布された塗装を剥離する。次に、プーラ等を用いて、凹みや歪みの箇所の板金を引き出し、たたき出し又は溶接等を行い、該当箇所を概ね平らにする。続いて、該当箇所に対して、加熱と冷却を繰り返して、加熱による膨張と冷却による収縮を利用して行う。
【０００３】
このような板金の凹みや歪みを修復する板金修復治具として、以下の技術が提案されている（特許文献１参照）。この板金修復治具は、加熱手段となるローラと、ローラを回動可能に支持するローラ軸と、ローラ軸の軸受けとなるコの字型の保持枠とを備える。このローラを熱源とし、ローラを修復箇所に当接させ均一スピードで移動させることで、板金の熱分布にムラを生じにくく、また傷をつけずに修復作業を行えるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１５４９６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、板金における凹みや歪みの修復作業では、加熱と冷却を繰り返す必要がある。この点、上記従来の技術では、ローラを用いることにより、加熱する作業自体は容易になった。しかしながら、板金の修復対象を冷却する場合には、作業者は、一度加熱するローラを置いて別途冷却するための装置を手に取り、冷却作業を行う必要があった。そのため、作業者は、加熱するための装置と冷却するための装置を取り替えながら修復作業を行わなければならず、作業者にとって手間となっていた。
【０００６】
また、近年の自動車のボディ等に用いられる高張力鋼板などは、熱に弱く、低温で加熱して膨張させる必要がある。このような鋼板では、温度が上がりすぎないように、加熱後すぐに冷やすことが大切になっている。しかしながら、従来の板金修復治具では、都度加熱手段と冷却手段との持ち替えが必要であったから、加熱後すぐに冷却することが難しかった。また、加熱後に冷却までのタイムラグがあると、板金の加熱箇所へのローラの接触具合により、当該加熱箇所の温度が、加熱手段の制御温度よりも高くなってしまう場合があった。
【０００７】
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、板金の修復対象部位の加熱と冷却をスムーズに行い、修復精度を極めて高くすることができるとともに、作業者の作業負担を軽減することが可能な板金修復治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、板金の修復対象位置を加熱及び冷却して板金を平滑化する板金修理治具において、円筒状で導電性材料により形成され加熱手段となるローラと、前記ローラを円筒回転軸で回動可能に支持するローラ支持軸と、前記ローラ支持軸を支持しつつ、前記ローラと電気的に接続された電極を備える支持体と、板金修復対象位置と前記ローラとの接触面に対して、冷却空気を放出するための空気の通路となる冷却通路と、を備え、前記冷却通路は、前記ローラ支持軸内に形成されるとともに、冷却空気を前記板金修復対象箇所とローラとの接触面に向けて放出する放出口を有することを特徴とする板金修理治具。
【０００９】
以上の態様では、板金修理治具の修復対象位置に接するローラの近傍に冷却空気を放出する構成としたので、ローラによる加熱後、すぐの冷却が可能となる。また、このようなローラによる加熱によって、絞り加工だけでなくローラによる修復面の平滑化も可能となり、より精度の高い修復が可能となる。
【００１０】
自動車のボディ等に用いる板金は、曲面加工等が施されているため、内部応力が残留している。この場合に、板金の加熱後、自然放熱に任せたり、そのまま放置したりすると、板金の加工された曲面形状等が変形してしまう。そこで、加熱後は、すぐに冷却することが求められる。この点、本態様では、ローラによる加熱と同時に、冷却通路を通って放出口から放される冷却空気により、加熱後の板金の冷却を即座に行うことが可能である。
【００１１】
このような本態様によれば、特に、高張力鋼板等の熱に弱い材料に対して、ローラによる加熱によっても、必要以上に鋼板が高熱になることを防ぐことができ、低温での修復ができるようになる。
【００１２】
また、従前は、加熱手段と冷却手段とが別に設けられていたため、作業者は板金の修復対象位置の加熱後、加熱に用いた装置を一度置き、冷却に用いる装置に持ち替えて冷却を行っていた。この点、本態様によれば、一つの装置で加熱と冷却を行うことができるので、作業者の手間を著しく省くことができる。
【００１３】
なお、作業点付近においてガスを放出する装置として、ＣＯ２溶接又はＭＡＧ溶接が一般に知られているが、これらの放出ガスは、アーク溶接により溶けた金属が空気に触れないようにするシールドガスとしてのものであるから、本発明の冷却のための空気とは技術思想が全く異なるものである。
【００１４】
ローラは、その接触面積の加減による抵抗の増減や、長時間の接触により、制御された温度を超えて温度上昇する場合がある。この点、本態様では、ローラの接触後、冷却手段により即座に冷却することができるので、接触面積や接触時間に影響され難い。そのため、結局は熟練の技が必要となる板金修復作業において、不慣れな作業者でも熟練者と技量の差が表れないような装置を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ローラは、軸方向に複数分割して設けられ、複数のローラの間隙に、前記放出口が形成されたことを特徴とする。
【００１６】
以上の態様では、ローラを複数に分け、その間隙に放出口を設けて冷却空気を放出する構成としたことで、板金修復対象箇所とローラとの接触面の幅方向（ローラ軸方向）に対して、均等に冷却空気を送ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の本発明によれば、板金の修復対象部位の加熱と冷却をスムーズに行い、修復精度を高くすることができるとともに、作業者の作業負担を軽減することが可能な板金修復治具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る板金修正治具の全体構成を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係る板金修正治具の全体構成を示す平面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る板金修正治具の作用を示す側面模式図。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る板金修正治具の全体構成を示す平面図。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る板金修正治具の全体構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態（以下、本実施形態という。）について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
［１．本実施形態］
［１−１．構成］
本実施形態に係る板金修復治具１は、例えば、一般鋼板、アルミニウム製板金、ステンレス製板金、高張力鋼板などからなる板金の修復対象位置を加熱及び冷却して、板金を平滑化して修復するための治具である。この板金修復治具１は、図１及び図２に示すように、導電性材料により形成される円筒状のローラ２と、ローラ２を円筒回転軸で回動可能に支持するローラ支持軸３と、ローラ支持軸３を支持する支持体４と、支持体４の一端に設けられ、ローラ２と電気的に接続された電極５と、ローラ２の接触面に対して、冷却空気を放出するための通路となる冷却通路６と、を備える。
【００２１】
ローラ２は、電流を流すことで抵抗熱を生じさせる加熱手段である。ローラ２の形状は円筒形で、材料には銅・フェライトなどの導電性材料を用いる。本実施形態において、ローラ２は、同大同形の２つの部分（ローラ２ａ，２ｂ）から構成される。２つのローラ２ａ，２ｂの間隙は、後述する放出口６ｂの大きさに依存するが、放出口６ｂの機能を確保し得る限り、狭く設定するのが好ましい。
【００２２】
ここで、ローラ２の材料として、上記特許文献１に見られるカーボンを用いず、銅やフェライトを用いる。これは次の理由による。すなわち、特許文献１においては、アークを発生させず発熱性能を維持することとしているが、特許文献１においても指摘があるように、カーボンは銅に比較して耐摩耗性が低く、減りが早い。そのため、ローラとして用いた場合に、摩耗して平滑でないカーボンにより、板金の修復対象箇所を適切に平らにすることができない場合があった。本実施形態では、このようなカーボンのデメリットを、ローラに流れる電流を調整するとともに、後に詳述する冷却手段を設けつつ、耐摩耗性の高い銅やフェライトを用いることとしている。
【００２３】
ローラ支持軸３は、２つのローラ２ａ，２ｂを回動可能に支持する棒状体である。ローラ支持軸３は、後述する冷却通路６を形成するため、幅方向で半分程度の中間位置まで、中空で形成され、さらに、２つのローラ２ａ，２ｂの間隙部分には、後述する放出口６ｂを形成している。
【００２４】
支持体４は、平面視Ｕ型で、左右の端部においてローラ支持軸３を軸支する構成を有する。本実施形態では、図１に示すように、ローラ支持軸３の左右端部に雌ネジを切り、支持体４にナットＮによって支持体４を挟むように固定している。なお、支持体４にローラ支持軸３が固定される方法は、このような固定手法に限らず、支持体４にローラ支持軸３が固定される方法であれば、公知の種々の固定方法を採用可能である。
【００２５】
電極５は、支持体４の平面視Ｕ字型形状を成すＵの底部分に形成されるものであって、ローラ支持軸３と直交する方向に設けられている。電極５は、図示しない外部の電流供給装置に電気的に接続する接続部分の役割を担う。この電流供給装置としては、例えば特許文献１において板金修復治具本体として開示されるような公知の装置を用いる。
【００２６】
なお、ローラ２、ローラ支持軸３、支持体４及び電極５は、いずれも導電性の部材から構成されており、図示しない外部の電流供給装置を介して電極５に入力される電流は、支持体４、ローラ支持軸３を伝わってローラ２まで流れる。
【００２７】
冷却通路６は、ローラ支持軸３の中空に形成される冷却空気の搬送経路である。冷却通路６の一方の端部には、図示しない外部の送風機（公知）から空気を流入させる流入口６ａが設けられ、他方の端部にはこの流入した空気を放出する放出口６ｂが設けられ、その間に流路６ｃが形成される。
【００２８】
流入口６ａは、支持体４がローラ支持軸３を軸支する一方の端部に設けられており、この流入口６ａに送風機の送風ノズルを接続することで冷却空気の取り入れ口となる。一方、放出口６ｂは、２つのローラ２の間隙であって、ローラ支持軸３の軸方向中央部分に設けられている。
【００２９】
放出口６ｂはノズル６ｎにより形成され、このノズル６ｎにより、放出口６ｂの噴出方向が、ローラ２の接触面方向、すなわち、図２の平面図に表れる平面方向に垂直な方向に向けて設けられている。この噴出方向の設定角度は、次の理由により定められる。板金修復治具１を修復作業に用いる際には、電極５に、図示しない電流供給装置の接続部分を接続して用いるが、この電流供給装置の接続部分の外装には絶縁体からなる取手が設けられている。作業者は、この取手を持って、支持体４のＵ字型平面を板金の平面とほぼ併せて、修正治具を動かす（図３参照）。したがって、支持体４のＵ字型平面の方向に放出口を設けたほうが、放出口６ｂが、２つのローラ２ａ，２ｂの接触面付近で冷却空気を送ることができるようになる。そこで、上述のように、ノズル６ｎによる放出口６ｂの噴出方向は、ローラ２の接触面方向に向けるようにして構成している。ただし、この放出口６ｂの向きは、電極５ないし作業者の取手と、板金の修復対象面との成す角との関係で、適宜変更可能であり、望ましくは、板金の修復対称面に冷却空気が直接当たる向きに設定する。
【００３０】
なお、本実施形態において放出口６ｂから放出する空気としては、炭酸ガス（ＣＯ２）を用いることができることはもちろん、大気や窒素など、板金の修復対象箇所を冷却することができさえすれば、その種類は問わない。
【００３１】
［１−２．作用］
以上の構成からなる本実施形態の板金修復治具１は、次のように作用する。
まず、板金修復治具１を、図示しない外部の電流供給装置（公知の装置を使用）に対して、電極５を接続する。同時に、ローラ支持軸３の一端に設けられた流入口６ａに図示しない送風機（公知）の送風ノズルを接続し、冷却空気の送風経路を確立する。
【００３２】
続いて、作業者は、電極５と接続した外部電流供給装置の接続部分に設けられた取手を持って、作業を開始する。なお、このとき、外部電流供給装置の電流値を制御することで、板金修復治具１が板金に当接した際の温度制御を行う。
【００３３】
この状態で、作業者は、取手を持ちつつ、ローラ２を板金の修復対象位置に当接し、ローラ２を修復対象面に対して転がす。このとき、外部の電流供給装置から電極５、支持体４、ローラ支持軸３を介してローラ２に所定の電気が流れ、ローラ２と板金の接触面に抵抗熱が生じることで板金の修復対象位置が加熱される。これと同時に、外部の送風機から冷却空気が送られ、流入口６ａから冷却通路６を通過して放出口６ｂから放出される。
【００３４】
ここで、冷却通路６の放出口６ｂに設けられたノズルは、図３の側面模式図に表すとおり、板金修復治具１の使用時には、板金の修復面Ａにほぼ対向する位置になるように設けられる。そのため、ノズルから放出される冷却空気は、２つのローラ２ａ，２ｂの間から放出され、板金修復面に当たって、左右に拡散し、さらに、ローラ２ａ，２ｂの板金当接面の前後を挟むように拡がる。
【００３５】
［１−３．効果］
以上のような本実施形態の板金修復治具１では、修復対象位置に接するローラ２の近傍に、冷却空気を放出する構成としたので、ローラ２による加熱後、加熱箇所をすぐに冷却することができる。また、このようなローラによる加熱によって、絞り加工だけでなくローラによる修復面の平滑化も可能となり、より精度の高い修復が可能となる。
【００３６】
自動車のボディ等に用いる板金は、曲面加工等が施されているため、内部応力が残留している。この場合に、板金の加熱後、自然放熱に任せたり、そのまま放置したりすると、板金の加工された曲面形状等が残留応力により変形してしまう場合がある。そこで、加熱後は、すぐに冷却することが求められる。この点、本実施形態の板金修復治具１では、ローラ２による加熱と同時に、冷却通路６を通って放出口６ｂから放出される冷却空気により、加熱後の板金を即座に冷却を行うことが可能である。特に、高張力鋼板等の熱に弱い材料に対しては、ローラ２による加熱により必要以上に鋼板が高熱になることを防ぐことができ、低温による修復ができるようになる。
【００３７】
従前は、加熱手段と冷却手段とを別に用意していたため、作業者は板金の修復対象位置の加熱後、加熱に用いた板金修復治具を一度置き、冷却に用いる装置に持ち替えて冷却を行っていた。この点、本実施形態における板金修復治具１によれば、一つの装置で加熱と冷却を行うことができるので、作業者の手間を著しく省くことができる。
【００３８】
なお、作業点付近においてガスを放出する装置として、ＣＯ２溶接又はＭＡＧ溶接が一般に知られているが、これらの放出ガスは、アーク溶接により溶けた金属が空気に触れないようにするシールドガスとしてのものであるから、本実施形態の板金修復治具において冷却のための空気とは技術思想が全く異なるものである。
【００３９】
また、ローラ２は、その接触面積の加減による抵抗の増減や、長時間の接触により、制御された温度を超えて温度上昇する場合がある。この点、実施形態の板金修復治具１では、ローラ２の接触後、冷却手段により即座に冷却することができるので、接触面積や接触時間に影響され難い。そのため、結局は熟練の技が大切となる板金修復作業において、不慣れな作業者でも熟練者と技量の差が表れないような装置を提供することができる。
【００４０】
また、ローラ２を複数（ここでは２つ）に分け、その間隙に放出口６ｂを設けて冷却空気を放出するような構成としたことで、図３に示すように、板金修復対象箇所とローラとの接触面の幅方向（ローラ軸方向）に対して、均等に冷却空気を送ることが可能となる。本実施形態では、特に、ローラを２つに分け、その中央に位置するローラの間隙に、冷却空気の放出口を設けた。そして、この放出口からローラの板金接触面に対して、対向する位置から冷却空気を放出することで、ローラと板金の修復対象箇所の接触面全体に均等に冷却空気を送ることができるようになる。
【００４１】
［２．他の実施形態］
本発明は、上記実施形態において示した態様に限定されるものではなく、例えば以下の態様も包含する。すなわち、本実施形態において、ローラ２を２つに分割し、２つのローラの中央のローラ支持軸３に放出口６ｂを設けたが、本発明は、このような態様に限られず、ローラを３つや４つなど、さらに多くに分割して構成することも可能である。
【００４２】
例えば、図４に示す板金修復治具１０のように、ローラ２０を３つに分割し、ローラ２０の両側に流入口６０ａを２つ設け、各ローラ２０の２つの間隙に放出口６０ｂを設ける構成を取ることができる。このような態様では、図４に示すように、ローラ支持軸３０の両端から、一つ目の放出口６０ｂに至る幅方向各３分の１の位置までローラ支持軸３０の中空により形成される流路６０ｃを形成することで、両端から冷却通路６０を２本形成し、放出口６０ｂもこれにあわせて２つ形成する構成を採用可能である。また、図示はしないが、変形例として、ローラ支持軸の一端から幅方向で３分の２程度の位置までに中空を形成して流路を設け、その途中と端部とに、放出口及びを設けるような構成も採用可能である。
【００４３】
上記実施形態では、放出口６ｂにより構成されるノズル６ｎの噴出方向を、図２の平面図に表れる平面方向に垂直な方向に向けて構成した。しかしながら、本発明は、このような態様に限られず、例えば、ノズル６ｎの噴出方向を、電極５の軸と同一方向、すなわち、図１の斜視図又は図３の模式図でいう真下方向に向けて構成することも可能であるし、図２の平面図に表れる平面方向に対して垂直な方向と、電極５の軸と同一方向との中間方向である斜め方向に設定してもよい。すなわち、ローラ２を板金の対象箇所に対して当てる角度に応じて、ローラの接触面方向に対してこれと同じになる方向にノズル６ｎの放出方向を向ける構成が好ましい。なお、例えば、ノズル６ｎを支持軸３に対して回動可能に取り付けることで、ノズル６ｎにおける冷却空気の放出口６ｂの放出方向を可変とする構成も採用可能である。
【００４４】
図１に示した実施形態の変形例として、支持軸３の端部から冷却空気を導入する実施態様以外に、図５に示すような態様も可能である。図５は、変形例に係る板金修復治具２０について、平面方向から模式的に表したものである。なお、図５においては、説明の便宜上、支持体４をローラ２の上部辺りで切り出して断面として表現している。
【００４５】
図５に示す板金修復治具２０のように、ローラ２ａと２ｂとの間隙に支持軸３と垂直方向に冷却通路６１を形成し、この冷却通路６１の端部に冷却空気の流入口６１ａを設ける構成も採用し得る。冷却通路６１の流入口６１ａには、図示しない外部の送風機から延伸したホース（図中に仮想線で示す）を取り付けて空気を送る。また、この場合、冷却通路６１の導入経路の直線上に放出口６１ｂを設ける。この板金修復治具２０の使い方は、図３に示した態様と同様である。
【００４６】
また、このような実施態様においては、図５に示すように、支持軸３のローラ２に覆われた部分に、ローラ２ａ，２ｂの中間に位置する冷却通路６１から支持軸３内において左右に分岐して支持軸３の端部位置まで貫通させ、ローラ２ａ，２ｂの中心部分に、支持軸３内部の冷却通路６１からローラ２ａ，２ｂ側に連通する通気孔６１ｄを設ける構成も考えられる。
【００４７】
このように、支持軸３のローラ２ａ，２ｂに覆われた部分に通気孔６１ｄを設けることにより、図５に矢印で示すように、支持軸３とローラ２ａ，２ｂの裏面との間のわずかなクリアランスに通気孔６１ｄからの排出空気の流れが生まれる。これにより、ローラ２ａ，２ｂを冷却空気により冷やすことができるようになる。そのため、ローラ２ａ，２ｂをある程度低温状態に保ったまま、修復処理を行うことが可能となる。
【００４８】
なお、この通気孔６１ｄの形状は円形であっても方形であってもいいし、それぞれに１つ設けても小孔を複数設けるような構成としても良い。また、図５においては、設計上の観点から、冷却通路６１が支持軸３を貫通し、両端を蓋付きのナットＮによって閉塞する構成としているが、冷却通路６１の左右端部は機能的には流入口６１ａと放出口６１ｂとが設けられた中心部分から左右の連通孔６１ｄの位置まで延伸していれば問題ない。
【符号の説明】
【００４９】
１，１０，２０…板金修復治具
２，２ａ，２ｂ，２０…ローラ
３，３０…支持軸
４…支持体
５…電極
６，６０，６１…冷却通路
６ａ，６０ａ，６１ａ…流入口
６ｂ，６０ｂ，６１ｂ…放出口
６ｃ，６０ｃ，６１ｃ…流路
６１ｄ…通気孔
６ｎ…ノズル
Ａ…修復面
Ｎ…ナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板金の修復対象位置を加熱及び冷却して板金を平滑化する板金修理治具において、
円筒状で導電性材料により形成され加熱手段となるローラと、
前記ローラを円筒回転軸で回動可能に支持するローラ支持軸と、
前記ローラ支持軸を支持しつつ、前記ローラと電気的に接続された電極を備える支持体と、
板金修復対象位置と前記ローラとの接触面に対して、冷却空気を放出するための空気の通路となる冷却通路と、を備え、
前記冷却通路は、前記ローラ支持軸内に形成されるとともに、冷却空気を前記板金修復対象箇所とローラとの接触面に向けて放出する放出口を有することを特徴とする板金修理治具。
【請求項２】
前記ローラは、軸方向に複数分割して設けられ、複数のローラの間隙に、前記放出口が形成されたことを特徴とする請求項１記載の板金修復治具。
【請求項１】
板金の修復対象位置を加熱及び冷却して板金を平滑化する板金修理治具において、
円筒状で導電性材料により形成され加熱手段となるローラと、
前記ローラを円筒回転軸で回動可能に支持するローラ支持軸と、
前記ローラ支持軸を支持しつつ、前記ローラと電気的に接続された電極を備える支持体と、
板金修復対象位置と前記ローラとの接触面に対して、冷却空気を放出するための空気の通路となる冷却通路と、を備え、
前記冷却通路は、前記ローラ支持軸内に形成されるとともに、冷却空気を前記板金修復対象箇所とローラとの接触面に向けて放出する放出口を有することを特徴とする板金修理治具。
【請求項２】
前記ローラは、軸方向に複数分割して設けられ、複数のローラの間隙に、前記放出口が形成されたことを特徴とする請求項１記載の板金修復治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２３２３４０（Ｐ２０１２−２３２３４０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６７５６６（Ｐ２０１１−２６７５６６）
【出願日】平成２３年１２月７日（２０１１．１２．７）
【分割の表示】特願２０１１−１０１７６３（Ｐ２０１１−１０１７６３）の分割
【原出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５９１１４２９５４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月７日（２０１１．１２．７）
【分割の表示】特願２０１１−１０１７６３（Ｐ２０１１−１０１７６３）の分割
【原出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５９１１４２９５４）
【Ｆターム（参考）】
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