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技術 プロファイル付けされた物品をフォーミング加工するための方法及び装置

出願人 エスエヌエスユニコープピーティーワイリミテッド
発明者 ディン,シーチャオディン,シーペン
出願日 2015年2月24日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2016-570146
公開日 2017年3月2日 (2年4ヶ月経過) 公開番号 2017-506161
状態 特許登録済
技術分野 板・棒・管等の曲げ 材料の供給・位置決め、製品の取り出し
主要キーワード スタンピングプロセス スタンピングプレス ダイ要素 段階動作 最小クリアランス 位置決め要素 プレッシング フランジング
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課題・解決手段

本発明は、プロファイル付けされた物品(46)をフォーミング加工するための装置(40)であって、プロファイル付けされた物品へとフォーミング加工されることとなる変形可能な材料のブランクが通過するフォーミング経路(41)と、フォーミング経路(41)に沿って進行するように適合された相補的な対向する本体フォーミングダイ部材(45、45')のペアと、フォーミング経路(41)に沿った本体フォーミングダイ部材(45、45')の進行を促進させるドライブ(44、44')とを含み、本体フォーミングダイ部材(45、45')のペアは、変形可能な材料のブランクに作用し、独立して所望のプロファイルをブランクにフォーミング加工するように適合されている、装置(40)を提供する。ブランクを位置決めする位置決め要素(75)が提供され得る。また、材料をフォーミング加工する方法が提供される。さらに、装置とともに使用するための所定の長さの変形可能な材料が提供される。

概要

背景

シートメタルなどのような変形可能な材料を、所望のプロファイル、とりわけ、所望の均一なプロファイルへとフォーミング加工するための公知のシステムは、ロールフォーミングプロセス(roll forming processes)を含む。これらのプロセスは、シートメタルを一連ロールセットを通過させることを必要とし、一連のロールセットは、それぞれ、以前のロールセットにおいて実現されたプロファイルを超えてシートをさらに変形させる。ロールフォーミングの不利益は、ストリップがそれぞれのロールセットを通るときに、不均一な歪みの経路から結果として生じる余分な変形を含む。そして、これは、高い残留応力つながり、それは、エッジウェイブ(edge wave)、フレア(flare)、捩れなどの、製品欠陥を結果として生じさせる。ロールフォーミングの別の不利益は、第1のロールセットと最後のロールセットとの間の距離が相対的に大きいということである。結果的に、ロールフォーミングアセンブリを収容するために必要とされるスペースは、とりわけ、複雑なプロファイルをフォーミング加工するときに、かなりのものになる。

また、複数のロールセットを使用する公知のシステムは、初期アライメントに関連付けられる重大な困難に悩まされている。ロールフォーミングのさらなる不利益は、ツーリング設計が設計者の経験に関連するということである。「トライアルアンドエラー」は、ツーリング設計及びアライメントにおいて、及び、新しい複雑なプロファイルツーリング設計に関して、主要な役割を果たし、これは、開発時間予測しにくいということを意味する。追加的に、ツーリング設計及びアライメントの期間の間に大量の材料が無駄にされる可能性があり、それは、ツーリング開発のコストに寄与する。

より最近では、チェーンダイ(chain-die)フォーミングが、均一なプロファイルを有する物品生産における代替例として提案されている。チェーンダイフォーミングは、ロールフォーミングの拡張であると考えることが可能であり、それは、最終的に均一にプロファイル付けされた物品へとブランク漸次にフォーミング加工する複数の相対的に短いダイブロックを通る少なくとも一つのパス(pass)を通して、徐々に製品をフォーミング加工することを必要とする。すなわち、ブランクがそれぞれのダイペア(die pair)を通って移動するときに、その断面プロファイルは、最終的な所望の断面プロファイルが実現されるまで変化させられる。チェーンダイフォーミングにおいて使用されるロール半径は、非常に大きく、したがって、フォーミング加工されている材料に付与される長手方向の歪みは、一般的に非常に小さく、又は無視できるほどである。そうであるので、チェーンダイでフォーミング加工された物品は、フォーミングプロセスから結果として生じる小さい量の残留応力だけを有することが可能である。

不規則なプロファイルを有する物品のフォーミングは、他の考慮事項を必要とする。従来から、そのような物品は、スタンピングによって作り出されている。スタンピングは、プレッシング(pressing)として知られており、一般的に、さまざまなシートメタルフォーミング製造プロセスを含む。たとえば、これは、マシンプレス又はスタンピングプレスを使用するパンチングブランキングエンボシングベンディングフランジング、及びコイニングを含むことが可能である。スタンピングは、プレスのすべてのストロークが所望の形態をシートメタルパーツの上に作り出す単一の段階動作を必要とする可能性があり、又は、代替的に、一連の段階を必要とする可能性がある。プロセスは、通常、シートメタルに対して実施されるが、また、ポリスチレンなどのような他の材料に対して使用され得る。

スタンピングによって作り出される物品が、一般的に、イアリング(earring)を有しており、イアリングは、スタンピングプロセスの後に切り落とされる必要があり、結果として無駄にされる材料及び追加的な処理時間を生じさせる。また、スタンピングは、非連続的であり、処理の間にブランクを適切な場所に保持するためのブランクホルダーを必要とする。

概要

本発明は、プロファイル付けされた物品(46)をフォーミング加工するための装置(40)であって、プロファイル付けされた物品へとフォーミング加工されることとなる変形可能な材料のブランクが通過するフォーミング経路(41)と、フォーミング経路(41)に沿って進行するように適合された相補的な対向する本体フォーミングダイ部材(45、45')のペアと、フォーミング経路(41)に沿った本体フォーミングダイ部材(45、45')の進行を促進させるドライブ(44、44')とを含み、本体フォーミングダイ部材(45、45')のペアは、変形可能な材料のブランクに作用し、独立して所望のプロファイルをブランクにフォーミング加工するように適合されている、装置(40)を提供する。ブランクを位置決めする位置決め要素(75)が提供され得る。また、材料をフォーミング加工する方法が提供される。さらに、装置とともに使用するための所定の長さの変形可能な材料が提供される。

目的

本発明は、プロファイルが不規則であり得る物品の生産に関して、上述のフォーミング技法に対する代替例を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

プロファイル付けされた物品フォーミング加工するための装置であって、プロファイル付けされた物品へとフォーミング加工されることとなる変形可能な材料のブランクが通過するフォーミング経路と、前記フォーミング経路に沿って進行するように適合された相補的な対向する本体フォーミングダイ部材のペアと、前記フォーミング経路に沿った本体フォーミングダイ部材の進行を促進させるドライブと、を含み、本体フォーミングダイ部材のペアは、変形可能な材料のブランクに作用し、独立して所望のプロファイルをブランクにフォーミング加工するように適合されている、装置。

請求項2

本体フォーミングダイ部材の複数のペアを含み、本体フォーミングダイ部材のそれぞれのペアは、変形可能な材料のそれぞれのブランクに作用し、独立して所望のプロファイルをそれぞれのブランクにフォーミング加工するように適合されている、請求項1に記載の装置。

請求項3

本体フォーミングダイ部材の複数のペアの隣接した本体フォーミングダイ部材は、相互にヒンジ式に接続されている、請求項2に記載の装置。

請求項4

前記隣接した本体フォーミングダイ部材は、その間に最小クリアランスを有してヒンジ式に接続されている、請求項3に記載の装置。

請求項5

隣接する本体フォーミングダイ部材の間に装着されている位置決め要素を含み、前記位置決め要素は、ブランクと本体フォーミングダイ部材の係合の前に、ブランクを位置決めするように適合されている、請求項2から4のいずれか一項に記載の装置。

請求項6

前記位置決め要素は、位置決めピンを含む、請求項5に記載の装置。

請求項7

隣接するブランクは、ウェブによって相互に接続されており、前記位置決め要素は、隣接する本体フォーミングダイ部材の間で、前記フォーミング経路の下側セクションに配設されており、使用時に、それぞれのウェブの一方の側又は両方の側に位置決めする、請求項5又は6に記載の装置。

請求項8

前記フォーミング経路の上側セクションは、隣接する本体フォーミングダイ部材の間にギャップを含み、前記ギャップは、使用時に、それぞれの位置決め要素と協働して、それぞれの位置決め要素を受け入れる、請求項7に記載の装置。

請求項9

本体フォーミングダイ部材のペア、又は、本体フォーミングダイ部材のペアのそれぞれは、前記フォーミング経路に沿って単一のパスで、変形可能な材料のブランクをプロファイル付けされた物品へとフォーミング加工するように適合されている、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。

請求項10

本体フォーミングダイ部材のペア、又は、本体フォーミングダイ部材のペアのそれぞれは、前記フォーミング経路に沿った単一のパスで、変形可能な材料のブランクをプロファイル付けされた中間体へとフォーミング加工するように適合されており、前記装置は、本体フォーミングダイ部材の少なくとも一つの追加的なペアを含み、前記少なくとも一つの追加的なペアは、前記フォーミング経路に沿った、又は、前記装置の追加的なフォーミング経路に沿った少なくとも一つの追加的なパスで、プロファイル付けされた中間体に独立して作用し、プロファイル付けされた物品をフォーミング加工するように適合されている、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。

請求項11

前記装置は、少なくとも一つの追加的なフォーミング経路を含み、前記少なくとも一つの追加的なフォーミング経路に沿って、本体フォーミングダイ部材の少なくとも一つの追加的なペアのそれぞれのペアが進行する、請求項10に記載の装置。

請求項12

本体フォーミングダイ部材のペア、又は、本体フォーミングダイ部材のペアのそれぞれは、変形可能な材料のブランクの長さに実質的に同等の長さのものであり、ブランクの長さに沿って作用する、請求項1から11のいずれか一項に記載の装置。

請求項13

第1及び第2のマウントを含み、前記第1及び第2のマウントは、それらの間に前記フォーミング経路を画定しており、本体フォーミングダイ部材のペアの第1及び第2の本体フォーミングダイ部材を装着している、請求項1から12のいずれか一項に記載の装置。

請求項14

前記第1及び第2のマウントは、ドライブコグを含み、前記ドライブコグは、前記第1及び第2の本体フォーミングダイ部材に係合しており、前記ドライブによって駆動される、請求項13に記載の装置。

請求項15

前記第1及び第2のマウントは、第1及び第2のエンドレス経路を画定しており、前記第1及び第2のエンドレス経路に沿って、第1の本体フォーミングダイ部材の第1のセット、及び、第2の本体フォーミングダイ部材の第2のセットが、それぞれ進行する、請求項13又は14に記載の装置。

請求項16

前記第1及び第2のマウントは、限定された経路を画定しており、前記限定された経路に沿って、本体フォーミングダイ部材のペアが、フォーミング加工する前方の運動で、及び、リセットする逆の運動で、進行する、請求項13又は14に記載の装置。

請求項17

前記第1及び第2のマウントのうちの少なくとも一つが、前記フォーミング経路を通る大きい半径の表面を含む、請求項13から16のいずれか一項に記載の装置。

請求項18

前記第1及び第2のマウントのそれぞれが、前記フォーミング経路を通る大きい半径の表面を含む、請求項17に記載の装置。

請求項19

大きい半径の表面のそれぞれの半径は、実質的に等しい、又は異なっている、請求項18に記載の装置。

請求項20

半径の曲率中心は、前記フォーミング経路のそれぞれの反対側にある、又は、前記フォーミング経路の同じ側にある、請求項18又は19に記載の装置。

請求項21

前記第1及び第2のマウントの一方は、前記フォーミング経路を通る大きい半径の表面を含み、前記第1及び第2のマウントの他方は、前記フォーミング経路を通る実質的に平坦な表面を含む、請求項17に記載の装置。

請求項22

プロファイル付けされた物品をフォーミング加工する方法であって、プロファイル付けされた物品へとフォーミング加工されることとなる変形可能な材料のブランクを、フォーミング経路を通して通過させるステップであって、前記フォーミング経路が、前記フォーミング経路に沿って進行するように適合された相補的な対向する本体フォーミングダイ部材のペアを含む、ステップと、相補的な対向する本体フォーミングダイ部材のペアにブランクを次第に係合させるステップと、を含み、本体フォーミングダイ部材のペアは、変形可能な材料のブランクに作用し、独立して所望のプロファイルをブランクにフォーミング加工するように適合されている、方法。

請求項23

前記フォーミング経路は、本体フォーミングダイ部材の複数のペアを含み、前記方法は、変形可能な材料の複数のブランクを、前記フォーミング経路を通して通過させるステップと、それぞれのブランクを本体フォーミングダイ部材のそれぞれのペアに係合させ、独立して所望のプロファイルをそれぞれのブランクにフォーミング加工するステップと、を含む、請求項22に記載の方法。

請求項24

ブランクと本体フォーミングダイ部材との係合の前に、ブランクを位置決めするステップを含み、前記位置決めするステップは、隣接する本体フォーミングダイ部材の間に装着される位置決め要素によって実現される、請求項23に記載の方法。

請求項25

前記位置決め要素は、位置決めピンを含む、請求項24に記載の方法。

請求項26

本体フォーミングダイ部材のペアは、前記フォーミング経路に沿った単一のパスで、変形可能な材料のブランクをプロファイル付けされた物品へとフォーミング加工する、請求項22から25のいずれか一項に記載の方法。

請求項27

本体フォーミングダイ部材のペアは、前記フォーミング経路に沿った単一のパスで、変形可能な材料のブランクをプロファイル付けされた中間体へとフォーミング加工し、前記方法は、プロファイル付けされた中間体を、少なくとも一つの追加的なフォーミング経路を通して通過させるステップであって、前記少なくとも一つの追加的なフォーミング経路が、それぞれの少なくとも一つの追加的なフォーミング経路に沿って進行するように適合された相補的な対向する本体フォーミングダイ部材のそれぞれの少なくとも一つの追加的なペアを含む、ステップと、本体フォーミングダイ部材の少なくとも一つの追加的なペアに、プロファイル付けされた中間体を次第に係合させるステップと、をさらに含み、本体フォーミングダイ部材の少なくとも一つの追加的なペアは、少なくとも一つの追加的なフォーミング経路に沿った少なくとも一つの追加的なパスで、独立してプロファイル付けされた中間体に作用し、プロファイル付けされた物品をフォーミング加工する、請求項22から25のいずれか一項に記載の方法。

請求項28

本体フォーミングダイ部材のペアは、変形可能な材料のブランクの長さに実質的に同等の長さのものであり、ブランクの長さに沿って作用する、請求項22から27のいずれか一項に記載の方法。

請求項29

請求項5から8のいずれか一項に記載の装置とともに使用するための所定の長さの変形可能な材料であって、変形可能な材料の複数のブランクを含み、所定の長さの変形可能な材料の連続したブランクが、ウェブの材料によって相互に接続されており、前記ウェブ及び前記連続したブランクが、前記装置の位置決め要素に係合するように適合された凹部を画定している、所定の長さの変形可能な材料。

請求項30

前記ブランク及び前記ウェブは、相互に一体である、請求項29に記載の所定の長さの変形可能な材料。

請求項31

前記所定の長さの変形可能な材料は、前記装置の前記フォーミング経路に給送され得るロールの形態である、請求項29又は30に記載の所定の長さの変形可能な材料。

請求項32

請求項1から21のいずれか一項に記載の装置の中でフォーミング加工される、又は、請求項22から28のいずれか一項に記載の方法によってフォーミング加工される、プロファイル付けされた物品。

技術分野

0001

本発明は、プロファイル付けされた物品(profiled articles)をフォーミング加工するための方法及び装置であって、プロファイル付けされた物品が、その本体プロファイルが全体的に不規則である、方法及び装置に関する。とりわけ、本発明は、プロファイル付けされた物品の少なくとも一部をフォーミング加工するために少なくとも一つの本体フォーミングダイブロック(body forming die block)が用いられる方法及び装置に関する。本発明は、現在のスタンピング技法に対する代替例を提供すると考えられる。

背景技術

0002

シートメタルなどのような変形可能な材料を、所望のプロファイル、とりわけ、所望の均一なプロファイルへとフォーミング加工するための公知のシステムは、ロールフォーミングプロセス(roll forming processes)を含む。これらのプロセスは、シートメタルを一連ロールセットを通過させることを必要とし、一連のロールセットは、それぞれ、以前のロールセットにおいて実現されたプロファイルを超えてシートをさらに変形させる。ロールフォーミングの不利益は、ストリップがそれぞれのロールセットを通るときに、不均一な歪みの経路から結果として生じる余分な変形を含む。そして、これは、高い残留応力つながり、それは、エッジウェイブ(edge wave)、フレア(flare)、捩れなどの、製品欠陥を結果として生じさせる。ロールフォーミングの別の不利益は、第1のロールセットと最後のロールセットとの間の距離が相対的に大きいということである。結果的に、ロールフォーミングアセンブリを収容するために必要とされるスペースは、とりわけ、複雑なプロファイルをフォーミング加工するときに、かなりのものになる。

0003

また、複数のロールセットを使用する公知のシステムは、初期アライメントに関連付けられる重大な困難に悩まされている。ロールフォーミングのさらなる不利益は、ツーリング設計が設計者の経験に関連するということである。「トライアルアンドエラー」は、ツーリング設計及びアライメントにおいて、及び、新しい複雑なプロファイルツーリング設計に関して、主要な役割を果たし、これは、開発時間予測しにくいということを意味する。追加的に、ツーリング設計及びアライメントの期間の間に大量の材料が無駄にされる可能性があり、それは、ツーリング開発のコストに寄与する。

0004

より最近では、チェーンダイ(chain-die)フォーミングが、均一なプロファイルを有する物品の生産における代替例として提案されている。チェーンダイフォーミングは、ロールフォーミングの拡張であると考えることが可能であり、それは、最終的に均一にプロファイル付けされた物品へとブランク漸次にフォーミング加工する複数の相対的に短いダイブロックを通る少なくとも一つのパス(pass)を通して、徐々に製品をフォーミング加工することを必要とする。すなわち、ブランクがそれぞれのダイペア(die pair)を通って移動するときに、その断面プロファイルは、最終的な所望の断面プロファイルが実現されるまで変化させられる。チェーンダイフォーミングにおいて使用されるロール半径は、非常に大きく、したがって、フォーミング加工されている材料に付与される長手方向の歪みは、一般的に非常に小さく、又は無視できるほどである。そうであるので、チェーンダイでフォーミング加工された物品は、フォーミングプロセスから結果として生じる小さい量の残留応力だけを有することが可能である。

0005

不規則なプロファイルを有する物品のフォーミングは、他の考慮事項を必要とする。従来から、そのような物品は、スタンピングによって作り出されている。スタンピングは、プレッシング(pressing)として知られており、一般的に、さまざまなシートメタルフォーミング製造プロセスを含む。たとえば、これは、マシンプレス又はスタンピングプレスを使用するパンチングブランキングエンボシングベンディングフランジング、及びコイニングを含むことが可能である。スタンピングは、プレスのすべてのストロークが所望の形態をシートメタルパーツの上に作り出す単一の段階動作を必要とする可能性があり、又は、代替的に、一連の段階を必要とする可能性がある。プロセスは、通常、シートメタルに対して実施されるが、また、ポリスチレンなどのような他の材料に対して使用され得る。

0006

スタンピングによって作り出される物品が、一般的に、イアリング(earring)を有しており、イアリングは、スタンピングプロセスの後に切り落とされる必要があり、結果として無駄にされる材料及び追加的な処理時間を生じさせる。また、スタンピングは、非連続的であり、処理の間にブランクを適切な場所に保持するためのブランクホルダーを必要とする。

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、プロファイルが不規則であり得る物品の生産に関して、上述のフォーミング技法に対する代替例を提供することを目的としている。

0008

本明細書で特許請求されている主題は、不利益を解決する実施形態、又は、上記に説明されているものなどのような環境だけにおいて動作する実施形態に限定されない。むしろ、この背景技術は、単に、本明細書で説明されているいくつかの実施形態が実践され得る一つの例示的な技術領域を図示するために提供されている。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、プロファイル付けされた物品をフォーミング加工するための方法及び装置であって、プロファイル付けされた物品が、その本体プロファイルが全体的に不規則である、方法及び装置に関する。とりわけ、本発明は、プロファイル付けされた物品の少なくとも一部をフォーミング加工するために少なくとも一つの本体フォーミングダイブロックが用いられる方法及び装置に関する。

0010

本発明の一つの態様は、プロファイル付けされた物品をフォーミング加工するための装置であって、
プロファイル付けされた物品へとフォーミング加工されることとなる変形可能な材料のブランクが通過するフォーミング経路(forming path)と、
フォーミング経路に沿って進行するように適合された相補的な対向する本体フォーミングダイ部材(body forming die members)のペアと、
フォーミング経路に沿った本体フォーミングダイ部材の進行を促進させるドライブ(drive)と、
を含み、
本体フォーミングダイ部材のペアは、変形可能な材料のブランクに作用し、独立して所望のプロファイルをブランクにフォーミング加工するように適合されている、装置を提供する。

0011

装置は、本体フォーミングダイ部材の任意の数のペア、又は、本体フォーミングダイ部材の単一のペアを含むことが可能である。一つの実施形態では、装置は、本体フォーミングダイ部材の複数のペアを含み、本体フォーミングダイ部材のそれぞれのペアは、変形可能な材料のそれぞれのブランクに作用し、独立して所望のプロファイルをそれぞれのブランクにフォーミング加工するように適合されている。この実施形態によれば、本体フォーミングダイ部材の複数のペアの隣接した本体フォーミングダイ部材は、一般的に、相互にヒンジ式に接続されている。好ましくは、隣接した本体フォーミングダイ部材は、その間に最小クリアランスを有してヒンジ式に接続されている。これは、たとえば、チェーンダイフォーミングと比較して、相対的に強力な構造及び簡単化された構造を確実にする。

0012

好適な実施形態では、装置は、隣接する本体フォーミングダイ部材の間に装着されている位置決め要素(locating elements)を含み、位置決め要素は、ブランクと本体フォーミングダイ部材の係合の前に、ブランクを位置決めするように適合されている。その点に関して、隣接するブランクは、ウェブ(web)によって相互に接続され得、位置決め要素は、隣接する本体フォーミングダイ部材の間で、フォーミング経路の下側セクションに配設され得、使用時に、それぞれのウェブの一方の側又は両方の側に位置決めすることが可能である。好ましくは、フォーミング経路の上側セクションは、隣接する本体フォーミングダイ部材の間にギャップを含み、ギャップは、使用時に、それぞれの位置決め要素と協働して、それぞれの位置決め要素を受け入れる。

0013

位置決め要素がブランクに係合されているときに、それらがダイ部材に対するブランクの移動を実質的に制限する役割を果たすという条件で、位置決め要素は、任意の適切な形態のものであることが可能である。たとえば、位置決め要素は、ブロック、シリンダーフックボルト、又はピンを含むことが可能である。好適な実施形態では、位置決め要素は、ピンを含む。

0014

特定の実施形態では、本体フォーミングダイ部材のペア、又は、本体フォーミングダイ部材のペアのそれぞれは、フォーミング経路に沿った単一のパスで、変形可能な材料のブランクをプロファイル付けされた物品へとフォーミング加工するように適合されている。プロファイルの複雑さに応じて、二つ以上のパスが必要とされる可能性がある。

0015

他の実施形態では、本体フォーミングダイ部材のペア、又は、本体フォーミングダイ部材のペアのそれぞれは、フォーミング経路に沿った単一のパスで、変形可能な材料のブランクをプロファイル付けされた中間体へとフォーミング加工するように適合されており、装置は、本体フォーミングダイ部材の少なくとも一つの追加的なペアを含み、少なくとも一つの追加的なペアは、フォーミング経路に沿った、又は、装置の追加的なフォーミング経路に沿った少なくとも一つの追加的なパスで、プロファイル付けされた中間体に独立して作用し、プロファイル付けされた物品をフォーミング加工するように適合されている。フォーミング経路が、初期のフォーミングプロセスにおいて使用されるものである場合には、本体フォーミングダイ部材の追加的なペアがフォーミング経路の中へ挿入され、それによって、本体フォーミングダイ部材の初期のペアを交換する。しかし、一般的に、装置は、少なくとも一つの追加的なフォーミング経路を含むこととなり、少なくとも一つの追加的なフォーミング経路に沿って、本体フォーミングダイ部材の少なくとも一つの追加的なペアのそれぞれのペアが進行する。

0016

一般的に、必須ではないが、本体フォーミングダイ部材のペア、又は、本体フォーミングダイ部材のペアのそれぞれは、変形可能な材料のブランクの長さに実質的に同等の長さのものであり、ブランクの長さに沿って作用する。すなわち、本体フォーミングダイ部材は、所望のプロファイルによってブランクの長さを効果的に「スタンプ」する。とりわけ、ブランクが接触するダイ部材のフォーミング表面(forming surface)は、所望のプロファイルの少なくとも一部分を備えて構成され得る。

0017

好ましくは、装置は、第1及び第2のマウントを含み、第1及び第2のマウントは、それらの間にフォーミング経路を画定しており、第1及び第2のマウントは、本体フォーミングダイ部材のペアの第1及び第2の本体フォーミングダイ部材を装着している。第1及び第2のマウントは、ドライブコグ(drive cogs)を含むことが可能であり、ドライブコグは、第1及び第2の本体フォーミングダイ部材に係合しており、ドライブコグは、ドライブによって駆動される。

0018

特定の実施形態では、第1及び第2のマウントは、第1及び第2のエンドレス経路(endless paths)を画定しており、第1及び第2のエンドレス経路に沿って、第1の本体フォーミングダイ部材の第1のセット、及び、第2の本体フォーミングダイ部材の第2のセットが、それぞれ進行する。

0019

他の実施形態では、第1及び第2のマウントは、限定された経路(limited path)を画定しており、限定された経路に沿って、本体フォーミングダイ部材のペアが、フォーミング加工する前方の運動で、及び、リセットする逆の運動で、進行する。

0020

第1及び第2のマウントの形態は、とりわけ限定されていない。たとえば、第1及び第2のマウントのうちの少なくとも一つが、フォーミング経路を通る大きい半径方向の表面を含むことが可能である。第1及び第2のマウントのそれぞれは、フォーミング経路を通る大きい半径の表面を含むことが可能である。大きい半径の表面のそれぞれの半径は、実質的に等しいか、又は異なっていることが可能である。半径の曲率中心は、フォーミング経路のそれぞれの反対側にあることが可能であるか、又は、フォーミング経路の同じ側にあることが可能である。第1及び第2のマウントの一方は、フォーミング経路を通る大きい半径の表面を含むことが可能であり、第1及び第2のマウントの他方は、フォーミング経路を通る実質的に平坦な表面を含むことが可能である。

0021

変形可能な材料に関するブランクは、フォーミング加工されることとなる物品によって決定付けられる任意の適切な寸法のものであることが可能である。一般的に、装置は、主に、約100mmから3,000mmの長さを有するブランクでの使用に適切であるが、本発明はこれらの寸法に拘束されないということが想定される。

0022

本発明の別の態様によれば、プロファイル付けされた物品をフォーミング加工する方法であって、
プロファイル付けされた物品へとフォーミング加工されることとなる変形可能な材料のブランクを、フォーミング経路を通して通過させるステップであって、フォーミング経路が、フォーミング経路に沿って進行するように適合された相補的な対向する本体フォーミングダイ部材のペアを含む、ステップと、
相補的な対向する本体フォーミングダイ部材のペアにブランクを次第に係合させるステップと、
を含み、
本体フォーミングダイ部材のペアは、変形可能な材料のブランクに作用し、独立して所望のプロファイルをブランクにフォーミング加工するように適合されている、方法が提供される。

0023

上記議論によって認識されるように、フォーミング経路は、本体フォーミングダイ部材の複数のペアを含むことが可能であり、そのケースでは、方法は、好ましくは、変形可能な材料の複数のブランクを、フォーミング経路を通して通過させるステップと、それぞれのブランクを本体フォーミングダイ部材のそれぞれのペアに係合させ、独立して所望のプロファイルをそれぞれのブランクにフォーミング加工するステップと、を含む。この実施形態では、方法は、好ましくは、ブランクと本体フォーミングダイ部材との係合の前に、ブランクを位置決めするステップを含み、位置決めするステップは、隣接する本体フォーミングダイ部材の間に装着される位置決め要素によって実現される。繰り返しになるが、位置決め要素は、好ましくは、位置決めピンを含むが、上記の選択肢及び他の選択肢も適当である可能性がある。

0024

特定の実施形態では、本体フォーミングダイ部材のペアは、フォーミング経路に沿った単一のパスで、変形可能な材料のブランクをプロファイル付けされた物品へとフォーミング加工する。

0025

他の実施形態では、本体フォーミングダイ部材のペアは、フォーミング経路に沿った単一のパスで、変形可能な材料のブランクをプロファイル付けされた中間体へとフォーミング加工し、方法は、
プロファイル付けされた中間体を、少なくとも一つの追加的なフォーミング経路を通して通過させるステップであって、少なくとも一つの追加的なフォーミング経路が、それぞれの少なくとも一つの追加的なフォーミング経路に沿って進行するように適合された相補的な対向する本体フォーミングダイ部材のそれぞれの少なくとも一つの追加的なペアを含む、ステップと、
本体フォーミングダイ部材の少なくとも一つの追加的なペアに、プロファイル付けされた中間体を次第に係合させるステップと、
をさらに含み、
本体フォーミングダイ部材の少なくとも一つの追加的なペアが、少なくとも一つの追加的なフォーミング経路に沿った少なくとも一つの追加的なパスで、独立してプロファイル付けされた中間体に作用し、プロファイル付けされた物品をフォーミング加工する。

0026

繰り返しになるが、特定の実施形態では、本体フォーミングダイ部材のペアは、変形可能な材料のブランクの長さに実質的に同等の長さのものであり、ブランクの長さに沿って作用する。同様に、約100mmから3,000mmの長さを有するブランクは、その方法での使用に適切であるが、本発明はこれらの寸法に拘束されない。

0027

本発明の別の態様によれば、上記に説明されているような装置、具体的には、隣接する本体フォーミングダイ部材の間に装着される位置決め要素を含む装置であって、位置決め要素が、ブランクと本体フォーミングダイ部材の係合の前に、ブランクを位置決めするように適合されている、装置とともに使用するための所定の長さの(a length of)変形可能な材料が提供される。本発明のこの態様の所定の長さの材料は、変形可能な材料の複数のブランクを含み、所定の長さの変形可能な材料の連続したブランクは、ウェブの材料によって相互に接続されており、ウェブ及び連続したブランクは、装置の位置決め要素に係合するように適合された凹部を画定している。

0028

特定の実施形態では、ブランク及びウェブは、同じ材料又は異なる材料からフォーミング加工され得、適切な手段によって一緒に接続又は接合され得る。しかし、好ましくは、ブランク及びウェブは、相互に一体である。

0029

所定の長さの変形可能な材料は、シート又はストリップの形態をとることが可能であり、又は、任意の他の形態をとることが可能である。特定の実施形態では、所定の長さの変形可能な材料は、装置のフォーミング経路に給送され得るロールの形態である。

0030

好ましくは、ブランクは、約100mmから3,000mmの長さを有するが、本発明はこれらの寸法に拘束されない。

0031

本発明のさらなる態様では、本発明の装置又は方法を使用してフォーミング加工されるプロファイル付けされた物品が提供される。

0032

本発明は、以降で完全に説明され、且つ、添付の図面に図示されているパーツの特徴及び組合せから構成されており、また、本発明の範囲を逸脱することなく、又は、本発明の利点のいずれかを犠牲にすることなく、詳細のさまざまな変更が行われ得るということが理解される。

0033

本発明のさまざまな実施形態をさらに明確化するために、その特定の実施形態を参照して、本発明のより詳細な説明が続き、その特定の実施形態は、添付の図面に図示されている。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態だけを示しており、したがって、その範囲を限定するものであると考えられるべきではないということが認識されるべきである。本発明は、添付の図面を通して、追加的な特異性及び詳細によって、記載及び説明される。

図面の簡単な説明

0034

不規則なプロファイル付けされた物品をフォーミング加工するために複数の本体フォーミングダイブロックが使用される、本発明の実施形態の方法を図示する図である。
図1に図示されている方法において使用されるブランクを図示する図である。
図1に図示されている方法によって作り出されたプロファイル付けされた物品を図示する図である。
複数の本体フォーミングダイブロックを含む本発明の実施形態による装置を図示する図である。
不規則な本体フォーミングダイブロックのペアを図示する図である。
本発明の実施形態の装置及び方法に関する代替的な配置を図示する図である。
ブランクのラン(run)を位置決めするための位置決めピンを示している本発明の装置の実施形態を図示する図である。
ブランクのランを位置決めするための位置決めピンを示している本発明の装置の実施形態を図示する図である。
本発明の実施形態の装置に関するドライブ配置を図示する図である。
本発明の実施形態の装置に関するドライブ配置を図示する図である。
本発明の実施形態の装置に関するドライブ配置を図示する図である。
本体フォーミングダイブロックがそれに沿って進行する、本発明の実施形態による装置のフォーミング表面に関するプロファイルを図示する図である。
本体フォーミングダイブロックがそれに沿って進行する、本発明の実施形態による装置のフォーミング表面に関するプロファイルを図示する図である。
本体フォーミングダイブロックがそれに沿って進行する、本発明の実施形態による装置のフォーミング表面に関するプロファイルを図示する図である。

実施例

0035

本発明は、プロファイル付けされた物品をフォーミング加工するための方法及び装置であって、プロファイル付けされた物品が、その本体プロファイルが全体的に不規則である、方法及び装置に関する。とりわけ、本発明は、プロファイル付けされた物品の少なくとも一部をフォーミング加工するために少なくとも一つの本体フォーミングダイブロックが用いられる方法及び装置に関する。

0036

以降では、本明細書は、好適な実施形態による本発明を説明する。本発明の好適な実施形態の以下の説明は、本発明の議論を促進させるために提供されているということが理解されるべきであり、また、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することはないということが想定されている。

0037

図1を参照すると、(図2に示されているような)ブランク11から(図3に示されている)最終製品12をフォーミング加工する方法10の簡単化されたダイアグラムが図示されている。図示されている方法10では、ブランク11は、本体フォーミングダイブロックペア13を通して「n」回のフォーミングパスを経て、最終製品12を徐々に実現する。提案される方法10は、ダイブロックペア13の間でのブランク11のローリングを伴うので、単一のストロークで最終製品をフォーミング加工することができる従来のスタンピングとは異なっている。これは、スタンピングと同様に、ブランクホルダーを必要とせず、また、イアリングを切り落とす必要性を結果として生じさせない。重要なことには、ダイブロックペア13のそれぞれは、所望のプロファイルをブランク11に付与する。それぞれのダイブロックペア13は、ブランク11に作用し、不規則なプロファイルを有する最終製品12の生産を促進させる。チェーンダイフォーミングと比較するために、提案される方法10は、チェーンダイフォーミングにおいて見られる個別のダイブロックの代わりに、全体の本体フォーミングダイブロック13を用いている。提案される方法10において全体の本体フォーミングダイブロック13を使用することは、有利には、フォーミングダイが、チェーンダイフォーミングにおいて使用されるものよりも高い強度を有するということ、及び、フォーミングダイにはダイ同士の間のギャップがないということを確実にするということが考えられている。そうであるので、最終製品12の表面仕上げが改善されるということが想定される。また、機械的な実装形態の観点から、下記に議論されている装置の構造は、チェーンダイフォーミングと同様であり、また、チェーンダイフォーミングと比較してよりロバストである。

0038

図4を参照すると、本発明の実施形態による装置40が図示されている。装置40は、第1のマウント42と第2のマウント43との間に配設されているフォーミング経路41を含む。追加的なマウントが提供され得るが、これは、ここで詳細には説明されることとはならない。第1及び第2のマウント42、43は、ドライブギヤ44、44'を含み、ドライブギヤ44、44'は、協働する第1のダイ部材45及び第2のダイ部材45'にそれぞれ係合している。この実施形態によれば、第1及び第2のマウント42、43は、エンドレス経路(たとえば、これらは、大きい半径の楕円形のマウントであることが可能である)、又は、大きい半径の半楕円形のマウントを形成することが可能である。変形可能な材料のブランクは、協働する第1及び第2のダイ部材45、45'の間のフォーミング経路41に沿って進行し、最終製品46をフォーミング加工する。

0039

協働する第1及び第2のダイ部材45、45'のそれぞれのペアは、それぞれのブランクに作用し、ダイ部材45、45'のペアの性質をブランクに付与する。言い換えれば、ダイ部材45、45'のそれぞれのペアは、全体として、本体ダイブロック(body die block)として作用し、それは、さらなるダイペアを伴う任意の後続の処理から独立して、それぞれのブランクの長さに作用する。したがって、ダイ部材45、45'のペアは、所定の長さの変形可能な材料が所望の断面プロファイルへと順次に変形させられるチェーンダイフォーミングにおけるダイペアと同様の方式で作用しない。むしろ、ダイ部材45、45'のペアは、従来のスタンピングメカニズムと同様の方式で、効果的に作用する。図示されているように、ダイ部材45、45'のペアのプロファイルは、独立してそれぞれのブランクに作用し、最終製品46の所望のプロファイルへとこれをフォーミング加工し、最終製品46の所望のプロファイルは、一般的に不規則であり得、又は、均一であり得る。

0040

ジョイント48によってヒンジ式に接続されているダイ部材45、45'の連続したペアの間には、非常に小さいギャップ47しか存在していない。これは、ダイ部材45、45'が、たとえば、概して均一なプロファイルのフォーミングにおいて使用される従来のチェーンダイブロックと比較して、相対的に高い強度のものであるということを確実にする。また、その配置は、一般的にスタンピングプロセスに関連付けられるイアリングに関する問題を防止又は改善する。また、その配置は、最終製品46において、より良好な品質仕上げを結果として生じさせるということが想定される。

0041

ダイ部材45、45'の例が図5に提供されている。この図を参照すると、第1のダイ部材45は、第1のプロファイル55を含み、第2のダイ部材45'は、第2のプロファイル55'を含む。第1及び第2のプロファイル55、55'は、相補的であり、また、ブランク又は中間体がダイ部材45、45'のペアの間を通るときに、所望のプロファイルを最終製品に付与する。

0042

図6に図示されているような装置60の代替的な実施形態では、ダイ部材45、45'のペアは、ブランク61を装置60の中へ引き込み、ブランク61を前方62に移動させ、フォーミングを促進させる。プロセスが完了すると、最終製品63が作り出され、装置60は、逆転し、ダイ部材45、45'を後方64に移動させ、スタート位置に戻る。

0043

本発明の装置の好適な実施形態が、図7及び図8に図示されている。これらの図を参照すると、装置70は、変形可能な材料のブランク71がダイ部材45、45'のセットの間を通され、最終製品73をフォーミング加工するという点において、実質的には上記に説明されているようなものである。しかし、この実施形態では、装置70は、ダイ部材45、45'の一方の側又は反対の側に位置決めピン75を含み、それは、一般的に、ダイ部材45、45'の間の下側ギャップの中に位置決めされ、また、ダイ部材45、45'の間の上側ギャップ77と協働して位置決めされている。位置決めピン75は、ブランク71同士の間の凹部76に係合し、この実施形態では、ブランク71は、ウェブ78によって接合されている。これは、有利には、ブランク71が、装置70を通過するときに、それぞれのダイ部材45、45'の間に正しく位置付けされることを確実にする。したがって、ダイ部材45、45'は、装置70を通過するそれぞれのブランク71に独立して作用する。

0044

図9aから図9cは、装置90が動作することができるいくつかの例示的な方式を示している。図9aでは、システムには、駆動ギヤ91が提供されており、駆動ギヤ91は、二つのセットのダイ要素45、45'を同調して駆動し、フォーミング部分を通してセクションを引き込むようになっている。図9bでは、分離されたセットの駆動ロール92が、フォーミング部分を通してこのセクションを推進させるように設けられている。図9cは、同様の構成を示しており、その構成では、分離されたセットの駆動ロール93が、フォーミング部分を通してセクションを押すように使用される。

0045

図10aから図10cは、装置のフォーミング部分の中のフォーミング経路の可能性のある構成のいくつかを示している。図10aでは、向かい合ったフォーミング部分のそれぞれが大きい半径を有しており、半径の中心は、それぞれ、フォーミングスペースの反対側にある。図10bは、フォーミング部分のうちの一方が大きい半径を有しており、他方が無限の半径を有しており、又は、換言すれば平坦であるという構成を示している。図10cは、半径の中心が両方ともフォーミングスペースのうちの一方の側にあり、大きい半径がそれぞれのフォーミング部分に関して使用され、向かい合ったダイ同士の間で合流する経路を提供するという構成を示している。また、フォーミング部分の半径が一定ではなく、たとえば、向かい合ったダイの間で合流するトラック(track)を提供するという構成が提供され得るということも考えられる。

0046

文脈上他の意味に解すべき場合を除き、又は、具体的に反対のことが述べられていない限り、単数形の整数、ステップ、又は要素として本明細書で記載されている本発明の整数、ステップ、又は要素は、記載されている整数、ステップ、又は要素の単数形及び複数形の両方を明確に包含している。

0047

本明細書の全体を通して、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、語句の「含む(comprise)」、又は、「含む(comprises)」若しくは「含む(comprising)」などのような変化形は、述べられているステップ若しくは要素若しくは整数、又は、ステップ若しくは要素若しくは整数のグループを含むが、任意の他のステップ若しくは要素若しくは整数、又は、ステップ、要素、若しくは整数のグループを除外するのではない、ということを暗示するように理解される。したがって、本明細書の文脈において、用語の「含む(comprising)」は、包含的な意味で使用されており、したがって、「主として含むが、必ずしもそれだけを含むわけではない」ということを意味するものとして理解されるべきである。

0048

先述の説明は、本発明の例示目的の例として与えられてきたということ、並びに、当業者に明らかであるようなそれに対するすべての修正及び変形は、本明細書で述べられているような本発明の広い範囲及び領域の中に入ると見なされるということが認識される。

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