(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリであって、
一次ダイセットおよび二次ダイセットを含む複数のダイを含む第１のダイ配列であり、前記第１のダイ配列の加工長さに沿って第１のダイプロファイルを画定する、第１のダイ配列と、
前記第１のダイプロファイルと相補的である第２のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含む第２のダイ配列と、
使用中、前記一次ダイセットが前記二次ダイセットと交互に前記変形可能材料と係合するように、少なくとも前記第１のダイ配列を駆動するための駆動部と
を含み、
使用中、前記変形可能材料が前記ダイ配列間の加工長さに沿って進み、前記第１および第２のダイ配列の複数のダイの間で順次係合することにより、所定のプロファイルに次第に変形される、アセンブリ。
【請求項２】
前記一次ダイセットが前記第１のダイ配列内の奇数のダイを含み、前記二次ダイセットが前記第１のダイ配列内の偶数のダイを含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記第１のダイ配列の前記奇数のダイおよび前記偶数のダイが、前記駆動部によって別々に駆動される、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記第１のダイ配列の前記奇数のダイが第１の駆動板と関連し、前記第１のダイ配列の前記偶数のダイが第２の駆動板と関連し、前記第１の駆動板および第２の駆動板のそれぞれが前記駆動部によって駆動される、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記第２のダイ配列が、一次ダイセットおよび二次ダイセットを含み、前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列の前記一次ダイセットおよび前記二次ダイセットが、使用中に加工長さに沿って前記変形可能材料に順次係合する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記駆動部が、前記第２のダイ配列の前記一次ダイセットが前記第２のダイ配列の前記二次ダイセットと交互に前記変形可能材料に係合するように、前記第２のダイ配列を更に駆動する、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記第１のダイ配列の前記一次ダイセットが前記第２のダイ配列の前記一次ダイセットと同時に前記変形可能材料と係合し、前記第１のダイ配列の前記二次ダイセットが前記第２のダイ配列の前記二次ダイセットと同時に前記変形可能材料と係合する、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記第１および第２のダイ配列の前記一次ダイセットがそれぞれ、前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列内の奇数のダイを含み、前記第１および第２のダイ配列の前記二次ダイセットがそれぞれ、前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列内の偶数のダイを含む、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記第１のダイ配列および第２のダイ配列の前記奇数のダイおよび偶数のダイが、別々にそれぞれ前記駆動部によって駆動される、請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１のダイ配列の前記奇数のダイが第１の駆動板と関連し、前記第１のダイ配列の前記偶数のダイが第２の駆動板と関連し、前記第２のダイ配列の前記奇数のダイが第３の駆動板と関連し、前記第２のダイ配列の前記偶数のダイが第４の駆動板と関連し、前記第１から第４の駆動板のそれぞれが前記駆動部によって駆動される、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列の前記ダイが、往復運動で駆動される、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
往復運動が直線的である、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
往復運動が環状であり、前記第１および第２のダイ配列の前記奇数のダイの環状往復運動が、前記第１および第２のダイ配列の前記偶数のダイの環状往復運動に対してオフセットされる、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記奇数および偶数のダイの環状往復運動が、前記アセンブリを通過する前記変形可能材料の動きを容易にする、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列が、水平面内に配置される、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
第３のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含む第３のダイ配列と、
前記第３のダイプロファイルと相補的である第４のダイプロファイルを画定する、前記第３のダイ配列と相補形でありかつ複数のダイを含む第４のダイ配列と、
前記第３のダイ配列および前記第４のダイ配列の少なくとも一方を駆動するための第２の駆動部と
を含み、
前記第３のダイ配列および前記第４のダイ配列が、前記水平面に対してある角度をなす面内に配置され、使用中、前記第３のダイ配列の前記複数のダイおよび前記第４のダイ配列の前記複数のダイが、前記変形可能材料を最終プロファイルに変形させるように、加工長さに沿って前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列によって予め成形された前記変形可能材料に順次係合する、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記変形可能材料を前記第１のダイ配列と前記第２のダイ配列との間で案内するためのガイドを含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記駆動部が、機械式または油圧式駆動部を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリであって、
一次ダイセットおよび二次ダイセットを含む複数のダイを含むダイ配列によって画定された第１のダイであり、前記ダイ配列の加工長さに沿って第１のダイプロファイルを画定する、第１のダイと、
前記第１のダイと相補的である第２のダイと、
使用中、前記一次ダイセットが前記二次ダイセットと交互に前記変形可能材料と係合するように、少なくとも前記第１のダイの前記ダイ配列を駆動するための駆動部と
を含み、
使用中、前記第１のダイ配列の前記複数のダイが、前記第１および第２のダイ間の加工長さに沿って進み、前記第１および第２のダイ間で順次係合することにより、所定のプロファイルに次第に変形される、アセンブリ。
【請求項２０】
前記第２のダイが、前記第１のダイプロファイルと相補的である第２のダイプロファイルを画定する、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記第２のダイが、前記第１のダイの前記ダイ配列と係合したときに前記第１のダイプロファイルに対する相補的プロファイルに変形する弾性可撓性材料で形成される、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
請求項１に記載のアセンブリにおいて使用されるダイセットであって、
第１のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含む第１のダイ配列と、
前記第１のダイプロファイルと相補的である第２のダイプロファイルを画定する、前記第１のダイ配列と相補形でありかつ複数のダイを含む第２のダイ配列と
を含み、
前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列がそれぞれ、一次ダイセットおよび二次ダイセットを含み、前記第１のダイ配列の前記一次ダイセットおよび二次ダイセットが別々に取り付けられ、前記第２のダイ配列の前記一次ダイセットおよび二次ダイセットが別々に取り付けられる、ダイセット。
【請求項２３】
前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列の前記一次ダイセットがそれぞれ、前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列内の奇数のダイを含み、前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列の前記二次ダイセットがそれぞれ、前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列内の偶数のダイを含む、請求項２２に記載のダイセット。
【請求項２４】
前記第１のダイ配列の前記奇数のダイが第１の駆動板と関連し、前記第１のダイ配列の前記偶数のダイが第２の駆動板と関連し、前記第２のダイ配列の前記奇数のダイが第３の駆動板と関連し、前記第２のダイ配列の前記偶数のダイが第４の駆動板と関連する、請求項２３に記載のダイセット。
【請求項２５】
請求項１９に記載のアセンブリにおいて使用されるダイセットであって、
変形可能材料が第１のダイを通して第１のダイの加工長さに沿って供給されると変形可能材料を所定のプロファイルに次第に変形するような形状の第１のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含むダイ配列によって画定された第１のダイと、
前記第１のダイと相補的である第２のダイと
を含み、
前記第1のダイ配列は、一次ダイセットおよび二次ダイセットを含み、前記第１のダイ配列の前記一次ダイセットおよび前記二次ダイセットは別々に取り付けられている、ダイセット。
【請求項２６】
前記第２のダイが、前記第１のダイプロファイルと相補的である第２のダイプロファイルを画定する、請求項２５に記載のダイセット。
【請求項２７】
前記第２のダイが、前記第１のダイの前記ダイ配列と係合したときに前記第１のダイプロファイルに対する相補的プロファイルに変形する弾性可撓性材料で形成される、請求項２５に記載のダイセット。
【請求項２８】
変形可能材料をプレス成形する方法であって、
一次ダイセットおよび二次ダイセットを含む複数のダイを含む第１のダイ配列と複数のダイを含む第２のダイ配列との間に前記変形可能材料を供給するステップと、
前記一次ダイセットが前記二次ダイセットと交互に前記変形可能材料に係合するように、且つ、少なくとも前記第１のダイ配列の前記複数のダイが前記ダイ配列の加工長さに沿って前記変形可能材料に順次係合するように、少なくとも前記第１のダイ配列の前記複数のダイを駆動するステップと、
を含み、
前記変形可能材料が前記ダイ配列を通して供給して、前記変形可能材料を所定のプロファイルに次第に変形させる、方法。
【請求項２９】
前記第１のダイ配列の前記複数のダイおよび前記第２のダイ配列の前記複数のダイが、前記加工長さに沿って前記変形可能材料にオフセット直線往復運動または環状往復運動で順次係合する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列の奇数のダイの前記往復運動が、前記変形可能材料の前記加工長さに沿った順次係合を容易にするために、前記第１のダイ配列および前記第２のダイ配列の偶数のダイの前記環状往復運動に対してオフセットされる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記変形可能材料が前記所定のプロファイルにプレス成形された後、該変形可能材料の後処理を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記後処理が、前記変形可能材料のロール成形、ひずみ取り、および／または溶接を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
変形可能材料をプレス成形する方法であって、
一次ダイセットおよび二次ダイセットを含む複数のダイを含む第１のダイ配列によって画定された第１のダイと第２のダイとの間に前記変形可能材料を供給するステップと、
前記一次ダイセットが前記二次ダイセットと交互に前記変形可能材料に係合するように、且つ、前記第１のダイ配列の前記複数のダイが加工長さに沿って前記変形可能材料に順次係合するように、前記第１のダイ配列の前記複数のダイを駆動するステップと、
を含み、
前記変形可能材料が前記第１および第２のダイを通して供給して、前記変形可能材料を所定のプロファイルに次第に変形させる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリ、およびこのようなアセンブリを使用することができる方法に関する。より詳細には、本発明は、対向する１対のダイ配列（ｄｉｅ  ａｒｒａｙ）を含む、変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリであって、それぞれのダイ配列が変形材料の所望の最終構成によって決定された相補的プロファイルを有する、アセンブリを提供する。上記方法は、本発明のアセンブリを有利に利用することができるものであり、一般に、変形可能材料が所望の最終構成をもたらすように次第に変形させられるようにする。より詳細には、上記方法は一般に、変形可能材料が加工長さを通して連続的に変形するように、変形可能材料にその材料の加工長さに沿って圧力を加えることを目的とする。代替態様では、本発明は、単一ダイ配列と必ずしもダイ配列の形をとるとは限らない相補的第２のダイとを含む、変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリに関する。このようなアセンブリを使用する方法もまた提供される。さらに、本発明は、変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリで使用するダイセット、およびこのようなダイセットを製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属シートなどの変形可能材料を所望のプロファイルに成形するためのシステムおよびアセンブリが知られている。ロール成形として知られているこのようなシステムの１つが、金属シートから単純な形状や複雑な形状を作り出すために自動車産業や建設業などの多くの産業で使用されている確立したプロセスである。ロール成形によって製造された、いくつかのプロファイルの例１０、１１および１２が、図１に与えられている。
【０００３】
図２の（Ａ）〜（Ｃ）を参照すると、ロール成形は、連続シート２０を一連の離間されたロールセット２１ａ〜２１ｆに通すステップを含む。各ロールセット２１は、シート２０を所望の最終プロファイル２２に次第に変形させる。各ロールセット２１は、少なくとも１つの上部ロール２３ａ〜２３ｆと少なくとも１つの下部ロール２４ａ〜２４ｆとを含む。いくつかの例では、側部ロール２５もまた、所望の最終プロファイル２２に応じて設けられ得る。
【０００４】
上述のように、ロール２３、２４および２５は、材料シート２０が最終プロファイル２２に次第に変形させられるように設計される。この変形を実現するためには、ロールセット２１は、ロールセット２１間の十分な変形および応力緩和を容易にするために、所定の距離を置いて離間されなければならない。これは、不都合なほどに無駄な変形エネルギーをもたらす。また、ロール成形プロセスは、本質的に各ロールセット２１間の不必要な軸線方向の屈伸（ａｘｉａｌ  ｂｅｎｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ）に起因するひずみ経路差を伴う。軸線方向の塑性屈伸は、図３の（Ａ）〜（Ｄ）に示されているように製品の欠陥につながる。これらの欠陥としては、いわゆる耳のび（図３の（Ａ））、フレア（図３の（Ｂ））、スイープまたはそり（図３の（Ｃ））、ねじれ（図３の（Ｄ））などがある。ロール成形にはまた、成形されている材料シートの表面が材料の延伸（ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ）に起因する応力を受けた状態に置かれるという欠点がある。例えば被覆金属の場合、このことは、表面仕上げの品質に悪影響を及ぼし得る。
【０００５】
ロール成形には、最初のロールセット２１ａと最後のロールセット、この場合は２１ｆとの間の距離が比較的大きいというもう１つの欠点がある。その結果、ロール成形アセンブリを収容するのに必要なスペースは、特に複雑なプロファイルの成形が必要とされるときに、かなりのものとなる。さらに、それぞれの所望の最終プロファイル２２にはロールセット２１の特定のセットアップが必要である。したがって、ロール成形アセンブリをセットアップするのは単純なプロセスではなく、別の最終プロファイル２２を作るためにロールセット２１を単純に交換することも不可能である。
【０００６】
上述の従来のロール成形アセンブリに代わるものが、例えば独国特許第２，４２３，２７９号および欧州特許第０，３８４，２８７号において提案されている。
【０００７】
独国特許第２，４２３，２７９号は、上部ダイおよび下部ダイを含むプレス成形アセンブリについて記述している。上部および下部ダイはそれぞれ、ダイの長さに沿って縦方向に延びるプロファイルを有し、上部および下部ダイのプロファイルは、相補的であり、所望の最終プロファイルをもたらすように設計されている。より具体的には、上部および下部ダイのプロファイルは、アセンブリに供給される変形可能材料シート、一般に金属シートが材料シートの縦方向の長さに沿って次第に変形させられるようなものである。
【０００８】
材料シートの変形は、例えば、偏心カムを使用して（この書類の図１９に示されている）、あるいは上部および下部ダイの側面に取り付けられた枢動アームを使用して（この書類の図２８に示されている）、上部および下部ダイを互いに押すことによって実現される。
【０００９】
同様に、欧州特許第０，３８４，２８７号は、偏心カムを使用してダイを互いに押すことによって材料シートを次第に変形させるように設計されている上部および下部ダイを含むアセンブリについて記述している。
【００１０】
どちらの例でも、上部および下部ダイは、シート材料を加工長さに沿って変形させるように、シート材料に係合しかつそれを係合解除する。シートが係合し、係合解除動作時に上部および下部ダイセットを通って水平方向に変位させられるにつれて、シートは最終プロファイルに次第に変形させられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述のプレス成形アセンブリおよび方法に代わるものを提供することを目的とする。本発明のアセンブリおよび方法は、加工時の材料の係合解除の間に観察され得る、変形可能材料の不必要な変形に関連する問題を有利に回避または軽減する。本発明は、このようなアセンブリおよび方法での使用に適したダイセットを製作する方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリであって、
第１のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含む第１のダイ配列と、
第１のダイプロファイルと相補的である第２のダイプロファイルを画定する、第１のダイ配列と相補形でありかつ複数のダイを含む第２のダイ配列と、
第１のダイ配列および第２のダイ配列の少なくとも一方を駆動するための駆動部と
を含み、
使用中、第１のダイ配列の複数のダイおよび第２のダイ配列の複数のダイが、変形可能材料を所定のプロファイルに変形させるように、加工長さに沿って変形可能材料に順次係合する、アセンブリが提供される。
【００１３】
本明細書で使用されているように、変形可能材料の順次係合は、変形可能材料の不必要な変形を回避または少なくとも軽減するように変形可能材料が第１のダイ配列および第２のダイ配列のダイによって順番に係合されることを示す。第１のダイ配列および第２のダイ配列のダイは、変形可能材料の全加工長さに沿って同時に変形可能材料に係合しかつそれを係合解除することはない。順次係合（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）は、順序付けられた係合を意味すると推論されるべきでなく、ランダムな係合を含むことができる。
【００１４】
変形可能材料の加工長さに沿った順序係合を実現するために、第１のダイ配列は、一次ダイセット（ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ  ｓｅｔ  ｏｆ  ｄｉｅｓ）および二次ダイセット（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｓｅｔ  ｏｆ  ｄｉｅｓ）を有利に含み、一次ダイセットおよび二次ダイセットは、使用中に加工長さに沿って変形可能材料シートに順次係合する。しかしながら、本発明はそれに限定されないことを理解されたい。例えば、第１のダイ配列は、必要な場合には、３次ダイセットや４次ダイセットなどを含むことができる。
【００１５】
配列が一次ダイセットおよび二次ダイセットを含んでいる例を挙げると、一実施形態では、一次ダイセットは第１のダイ配列内の奇数のダイを含み、二次ダイセットは第１のダイ配列内の偶数のダイを含む。その場合、第１のダイ配列の奇数のダイおよび偶数のダイは、駆動部によって有利に別々に駆動される。ダイの任意の組合せが一次ダイセットおよび二次ダイセットを形成するように使用され得ることを理解されたい。これは、変形可能材料の成形後に所望される所定のプロファイルに依存し得る。
【００１６】
一次ダイセットのダイは、同様に二次ダイセットのダイもまた、任意の適当な手段によって互いに関連し得る。一実施形態では、第１のダイ配列の奇数のダイは第１の駆動板と関連し、第１のダイ配列の偶数のダイは第２の駆動板と関連し、第１の駆動板および第２の駆動板のそれぞれは駆動部によって駆動される。特定の実施形態では、第１の駆動板は、第１のダイ配列の横縁部に沿って延びる１対の縦方向の板によって画定され、第２の駆動板は、第１の駆動板を画定している１対の縦方向の板が縦方向にまたがっている縦方向に延びる中央板によって画定される。
【００１７】
ある実施形態では、第１のダイ配列および第２のダイ配列がそれぞれ、一次ダイセットおよび二次ダイセットを含み、第１のダイ配列および第２のダイ配列の一次ダイセットおよび二次ダイセットは、使用中に加工長さに沿って変形可能材料に順次係合することが好ましい。その場合、第１のダイ配列および第２のダイ配列の一次ダイセットはやはり、それぞれ第１のダイ配列および第２のダイ配列内の奇数のダイを含むことができ、第１のダイ配列および第２のダイ配列の二次ダイセットは、それぞれ第１のダイ配列および第２のダイ配列内の偶数のダイを含むことができる。
【００１８】
前述の実施形態による場合もそうであったように、第１のダイ配列の奇数のダイおよび偶数のダイは、ここでは第２のダイ配列の奇数のダイおよび偶数のダイもまた、別々にそれぞれ駆動部によって駆動され得る。
【００１９】
今度もまた、様々なダイセットが、所望されるように任意の適当な手段によって互いに関連することができる。一実施形態では、第１のダイ配列の奇数のダイは第１の駆動板と関連し、第１のダイ配列の偶数のダイは第２の駆動板と関連し、第２のダイ配列の奇数のダイは第３の駆動板と関連し、第２のダイ配列の偶数のダイは第４の駆動板と関連し、駆動板のそれぞれは駆動部によって駆動される。様々な駆動板が、上述したものと同様の形をとることができる。
【００２０】
変形可能材料と第１および第２のダイ配列のダイとの順次係合を行うために、ダイのある種の往復運動が必要であることを理解されたい。一実施形態によれば、第１のダイ配列および第２のダイ配列のダイは直線往復運動で駆動される。この直線運動は、例えば、ダイ配列の個々のダイの面内のものとすることができる。別法として、直線運動は、個々のダイの面に対してある傾斜角、または下に傾斜する角度をなすことができる。さらに他の実施形態によれば、往復運動は、環状（ｏｒｂｉｔａｌ）または楕円往復運動とすることができる。第１のダイ配列および第２のダイ配列の奇数のダイの往復運動は、第１のダイ配列および第２のダイ配列の偶数のダイの往復運動に対してオフセットされることが好ましい。そのような配置は、アセンブリを通る変形可能材料の引抜きを有利に容易にする。
【００２１】
第１のダイ配列および第２のダイ配列の方向は、特には限定されない。例えば、２つの配列は垂直面内に配置され得る。
【００２２】
しかし、便宜上、第１のダイ配列および第２のダイ配列は、水平面内に配置されることが好ましい。
【００２３】
いくつかの例では、特により複雑なプロファイルを形成する場合、変形可能材料のさらなる成形を行うために追加のダイ配列を含むことが望ましいことがある。例えば、一実施形態では、アセンブリは、
第３のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含む第３のダイ配列と、
第３のダイプロファイルと相補的である第４のダイプロファイルを画定する、第３のダイ配列と相補形でありかつ複数のダイを含む第４のダイ配列と、
第３のダイ配列および第４のダイ配列の少なくとも一方を駆動するための駆動部と
を含み、
使用中、第３のダイ配列の複数のダイおよび第４のダイ配列の複数のダイは、変形可能材料を最終プロファイルに変形させるように、加工長さに沿って第１のダイ配列および第２のダイ配列によって予め成形された変形可能材料に順次係合する。
【００２４】
第１のダイ配列および第２のダイ配列が概ね水平な面内に配置される場合、第３のダイ配列および第４のダイ配列は一般に、水平面に対してオフセットされるかまたはある角度をなす面内に配置される。いくつかの例では、第３のダイ配列および第４のダイ配列は、垂直面内に配置される。これは、変形可能材料からの多種多様なプロファイルの成形を有利に可能にする。
【００２５】
いくつかの例では、変形可能材料をアセンブリ内に供給するのが困難となり得る。したがって、好ましい一実施形態では、アセンブリは、変形可能材料を第１のダイ配列と第２のダイ配列との間で案内するためのガイドを含む。
【００２６】
アセンブリの駆動部は、特に限定されるものではなく、変形形態が当業者には容易に理解されるであろう。例えば、駆動部は、機械式または油圧式駆動部とすることができる。ある実施形態では、駆動部は、歯車装置を有する機械式駆動部を含む。
【００２７】
上記説明は、相互に協働しかつ相互に補完するとともに、変形可能材料を所望のプロファイルに成形するのに有用となり得る少なくとも１対のダイ配列を含むアセンブリに関する。いくつかの例では、例えばそれほど複雑でないプロファイルを形成する場合、相補的ソリッドダイ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｓｏｌｉｄ  ｄｉｅ）に適合するただ１つのダイ配列で所望の結果を効果的にもたらすことが可能となり得ることも想定される。
【００２８】
したがって、本発明の代替態様によれば、変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリであって、
第１のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含むダイ配列によって画定された第１のダイと、
第１のダイと相補的である第２のダイと、
少なくとも第１のダイのダイ配列を駆動するための駆動部と
を含み、
使用中、第１のダイ配列の複数のダイが、変形可能材料を所定のプロファイルに変形させるように、加工長さに沿って変形可能材料に順次係合する、アセンブリが提供される。
【００２９】
この態様によれば、第２のダイはソリッドダイとすることができる。その関連で、第２のダイは、第１のダイプロファイルと相補的である第２のダイプロファイルを画定することができる。その場合、第２のダイは、第１のダイと同じ材料または類似の材料で形成され得る。別法として、第２のダイは、第１のダイのダイ配列と係合したときに第１のダイプロファイルに対する相補的プロファイルに変形する弾性可撓性材料で形成されてもよい。例えば、適切な弾性可撓性材料は、硬質ゴム材料または比較的堅い塑性変形可能材料を含み得ることが想定される。
【００３０】
本発明の先の態様に関して上述した実施形態および特徴は、本発明のこの態様にも同様に適用できることを理解されたい。したがって、便宜上、それらを参照し、この態様に関してすべての特徴を繰り返すことはしない。
【００３１】
発明者らは、下記にさらに詳細に説明するように、ダイ配列を使用して変形可能材料を所望のプロファイルに成形することによって提供され得る様々な利点を特定してきた。したがって、本発明はまた、上述のアセンブリで使用するダイセットであって、
第１のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含む第１のダイ配列と、
第１のダイプロファイルと相補的である第２のダイプロファイルを画定する、第１のダイ配列と相補形でありかつ複数のダイを含む第２のダイ配列と
を含む、ダイセットも提供する。
【００３２】
本発明のアセンブリの上記説明から収集されるように、ある実施形態では、第１のダイ配列および第２のダイ配列はそれぞれ、一次ダイセットおよび二次ダイセットを含み、第１のダイ配列の一次ダイセットおよび二次ダイセットは別々に取り付けられ、第２のダイ配列の一次ダイセットおよび二次ダイセットは別々に取り付けられる。
【００３３】
この場合にも、第１のダイ配列および第２のダイ配列の一次ダイセットは、それぞれ第１のダイ配列および第２のダイ配列内の奇数のダイを含むことができ、第１のダイ配列および第２のダイ配列の二次ダイセットは、それぞれ第１のダイ配列および第２のダイ配列内の偶数のダイを含むことができる。
【００３４】
同様に、前述のように、第１のダイ配列の奇数のダイは第１の駆動板と関連することができ、第１のダイ配列の偶数のダイは第２の駆動板と関連することができ、第２のダイ配列の奇数のダイは第３の駆動板と関連することができ、第２のダイ配列の偶数のダイは第４の駆動板と関連することができる。
【００３５】
本発明の代替態様によれば、上述のアセンブリで使用するダイセットであって、
第１のダイプロファイルを画定する、複数のダイを含むダイ配列によって画定された第１のダイと、
第１のダイと相補的である第２のダイと
を含む、ダイセットが提供される。
【００３６】
上記の場合もそうであったように、第２のダイは、ソリッドダイとすることができ、かつ、第１のダイプロファイルと相補的である第２のダイプロファイルを画定することができ、または第１のダイのダイ配列と係合したときに第１のダイプロファイルに対する相補的プロファイルに変形する弾性可撓性材料で形成されてもよい。
【００３７】
変形可能材料の性質は、それが所望の最終プロファイルに成形され得るという条件で、特に限定されるものではない。例えば、変形可能材料は、ローゲージ材料シート（ｌｏｗ  ｇａｕｇｅ  ｓｈｅｅｔ  ｏｆ  ｍａｔｅｒｉａｌ）とすることができ、あるいはハイゲージ材料板（ｈｉｇｈｅｒ  ｇａｕｇｅ  ｐｌａｔｅ  ｏｆ  ｍａｔｅｒｉａｌ）とすることができる。材料のゲージは広範囲から選択され得るが、上述のアセンブリおよびダイは、それらの一般設計の変更なしに適切に使用され得ることを理解されたい。例えば、より厚い材料（ｈｅａｖｉｅｒ  ｇａｕｇｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）は、より薄いシート材料（ｌｏｗｅｒ  ｇａｕｇｅ  ｓｈｅｅｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ）に必要とされ得る駆動部に比べて、アセンブリまたはより大きなダイセット用のより強力な駆動部の使用を必要とする。
【００３８】
同様に、変形可能材料は、所望の最終プロファイルへの変形に適した任意の材料を含むことができる。例えば、変形可能材料は、アルミニウム、黄銅、銅、冷間圧延鋼、軟鋼、スズ、ニッケル、マグネシウム、チタニウムなどの金属のシートまたは板とすることができる。別法として、変形可能材料は、必要に応じて繊維強化され得る熱可塑性材料シートとすることができる。適切な熱可塑性材料は、当業者によって容易に理解されるであろう。例えば、これらの材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどがある。
【００３９】
変改可能材料が室温でそれほど展性ではない場合、望ましくは変形可能材料を変形プロセスの前かつ／または間に加熱することができる。したがって、ある実施形態では、アセンブリは、変形可能材料を予熱するためのヒータを含む。同様に、ある実施形態では、アセンブリのダイは、変形可能材料に変形中に熱を与えるために加熱され得る。
【００４０】
上述のように、本発明は、変形可能材料をプレス成形するためのアセンブリだけでなく、このようなアセンブリで使用するダイセットにも関する。これらのダイセットは、特定の所望の最終プロファイルのために必要に応じて設計され得る。本発明の開発の間、このようなダイセットを製作する有利な方法もまた開発されている。
【００４１】
したがって、別の態様では、本発明は、変形可能材料を初期プロファイルから最終プロファイルに連続的に変形させるためのプロファイルを有するダイセットを製作する方法であって、
ダイセットのプロファイルをマッピングするステップと、
ダイセットのプロファイルを画定する第１のダイおよび第２のダイを含めて、ダイセットを形成するステップと、
第１のダイおよび第２のダイの少なくとも一方を分割してダイ配列を形成するステップと
を含む、方法を提供する。
【００４２】
ダイセットのプロファイルのマッピングは、任意の適当な手段によって実現され得る。一般に、マッピングは、初期プロファイルから最終プロファイルまでの経路を考慮に入れた微分幾何学を用いて実現される。特に、コンピュータを用いたマッピングが、本発明のこの態様に従って適切に使用され得る。
【００４３】
マッピングは、好ましくは、変形可能材料の各部が変形プロセス中に同じ距離をダイセットに通すように行われる。これは、変形可能材料の過度の延伸に関連する問題、例えば材料に施され得る表面処理への損傷を有利に回避することができる。
【００４４】
マッピングは、冗長変形が最小限に抑えられるように、あるいはダイセットのプロファイルの長さが最小限に抑えられるように実施されることも好ましい。
【００４５】
ダイセットのプロファイルを画定する第１および第２のダイを含めて、ダイセットを形成するのは、当分野で知られている任意の適当な方法で実現され得る。特定の実施形態では、ダイセットは、適切な材料の鋳造によって形成される。別法として、ダイセットは機械加工されてもよい。
【００４６】
同様に、第１のダイおよび第２のダイの少なくとも一方の分割は、任意の適当な手段によって実現され得る。例えば、これは、電極ワイヤカッタ（すなわちスパーク切断）または他の適切な切断装置を使用して実現され得る。
【００４７】
本発明の別の態様によれば、変形可能材料をプレス成形する方法であって、変形可能材料を複数のダイを含む第１のダイ配列と複数のダイを含む第２のダイ配列との間に供給するステップを含み、第１のダイ配列の複数のダイおよび第２のダイ配列の複数のダイが、加工長さに沿って変形可能材料に順次係合して変形可能材料を所定のプロファイルに変形させる、方法が提供される。
【００４８】
先述の通り、順次係合が任意の適当な手段によって実現され得る。一実施形態では、第１のダイ配列の複数のダイおよび第２のダイ配列の複数のダイは、変形可能材料の加工長さに沿って変形可能材料にオフセット往復運動で順次係合する。例えば、第１のダイ配列および第２のダイ配列の奇数のダイの往復運動は、変形可能材料の加工長さに沿った順次係合を容易にするために、第１のダイ配列および第２のダイ配列の偶数のダイの往復運動に対してオフセットされる。
【００４９】
いくつかの例では、望ましくは変形可能材料を、それが所定のプロファイルに変形させられた後で機能させることができる。したがって、ある実施形態では、この方法は、変形可能材料の、それが所定のプロファイルにプレス成形された後の後処理（ｐｏｓｔ  ｗｏｒｋｉｎｇ）を含むことができる。例えば、後処理は、変形可能材料のロール成形、ひずみ取り、および／または溶接を含むことができる。後処理のための他の選択肢は、当業者によって容易に理解されるであろう。
【００５０】
本発明の代替態様によれば、変形可能材料をプレス成形する方法であって、変形可能材料を複数のダイを含むダイ配列によって画定された第１のダイと第２のダイとの間に供給するステップを含み、第１のダイ配列の複数のダイが、加工長さに沿って変形可能材料に順次係合して変形可能材料を所定のプロファイルに変形させる、方法が提供される。
【００５１】
上述のように、いくつかの例では、望ましくは変形可能材料を、それが変形プロセスにかけられる前に予熱するか、または変形可能材料に変形プロセス中に熱を加えることができる。したがって、上記方法は、変形可能材料の変形前かつ／または変形中に変形可能材料を所定の温度に加熱するステップを含むことができる。
【００５２】
次に、本発明について、添付図面を参照しながらさらに詳細に説明する。以下の詳細な説明は、例示だけのために提供され、決して本発明について限定するものと解釈されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】成形シート材料のいくつかの単純なプロファイルを示す図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は従来のロール成形アセンブリを示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は従来のロール成形プロセスに伴う欠陥を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態によるプレス成形アセンブリを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によるプレス成形アセンブリの側断面図である。
【図６】本発明の実施形態によるプレス成形アセンブリのダイの漸進的順次係合の一実施例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によるダイ配列を示す図である。
【図８】図７のダイ配列に対して相補的であるダイ配列を示す図である。
【図９】図７のダイ配列と図８のダイ配列とを組み合わせた状態で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図４を参照すると、上部ダイ配列４１および下部ダイ配列４２を含むプレス成形アセンブリ４０が示されている。以下では便宜のために金属シートと称される変形可能材料シート４３が、上部ダイ配列４１と下部ダイ配列４２の間に供給され、所望の最終プロファイル４４に次第に変形させられる。
【００５５】
上部ダイ配列４１および下部ダイ配列４２はそれぞれ、複数の別個のダイを含む。上部ダイ配列は、上部ダイ配列４１内の奇数のダイ４５で構成された一次ダイセットによって画定される。奇数のダイ４５は、２つの縦方向に延びる板４６ａおよび４６ｂによって画定された駆動板によって支持される。板４６ａおよび４６ｂは、奇数のダイ４５の横縁部に沿って縦方向に延び、奇数のダイ４５の往復駆動を容易にするために駆動部によって係合される。
【００５６】
上部ダイ配列４１内の偶数のダイ４７で構成された二次ダイセットも設けられる。偶数のダイ４７は、偶数のダイ４７に沿って縦方向に延びておりかつ奇数のダイ４５を支持する板４６ａおよび４６ｂが縦方向にまたがっている駆動板４８によって支持される。この場合にも、駆動板４８は、偶数のダイ４７の往復駆動を容易にするために駆動部によって係合される。
【００５７】
同様に、下部ダイ配列４２は、奇数のダイ４９で構成された一次ダイセットと偶数のダイ５０で構成された二次ダイセットとを含む。図４に示されているように、奇数のダイ４９は、駆動板５１に関連しかつそれによって支持されるが、偶数のダイ５０は、縦方向に延びる板５２ａおよび５２ｂによって画定された駆動板によって支持される。
【００５８】
図６を参照すると、１対の奇数のダイ４５および４９と１対の偶数のダイ４７および５０の往復運動が示されている。ダイの対４５、４９および４７、５０は、それらがオフセット往復運動で動作するように駆動される。より具体的には、ダイの対４５、４９および４７、５０は、上部および下部ダイセットを通過する金属シート４３に順次係合する。これは、ダイ配列とシート４３との係合解除に起因する不必要な変形を最小限に抑えながら、金属シート４３の進行性変形を有利に容易にする。
【００５９】
図６に示されている一連のフレームのうちの１番目のフレームを参照すると、ダイ４５および４９は、金属シート４３がアセンブリに入るときに金属シート４３と係合しているが、ダイ４７および５０は金属シート４３から係合解除されていることを理解されたい。２番目のフレームでは、ダイはすべて、シート４３から係合解除される。この例では、さらにアセンブリのダイ配列に沿って位置するダイがシート４３と係合することを理解されたい。ダイのオフセット往復運動は、図６の３番目のフレームの説明図から分かる。そのフレームでは、以前に金属シート４３と係合していたダイ４５および４９は、金属シート４３との係合を完全に解除しているが、以前に金属シート４３から係合解除されていたダイ４７および５０は、このとき金属シート４３に係合している。上部および下部ダイ配列内のダイのこうした動きは、アセンブリを通る金属シート４３の供給または引抜きを有利に支援する。
【００６０】
図７〜図９を参照すると、上部ダイ配列７０および下部ダイ配列８０の実施形態ならびにそれらの相互の位置付けが、さらに詳細に示されている。しかしながら、これは、金属シートの所望の最終プロファイルに応じて使用され得る多くの実施形態のうちの１つにすぎないことを理解されたい。
【００６１】
上部ダイ配列７０は、奇数のダイ７１で構成された一次ダイセットと偶数のダイ７２で構成された二次ダイセットとを含む。ダイ７１および７２は、上部ダイ配列７０の縦方向長さ、すなわち加工長さに沿ってダイプロファイル７３を画定する。ダイプロファイル７３は、供給端７４に相対的に低いプロファイルを有し、出口端７５に相対的に高いプロファイルを有する。したがって、金属シートが、上部ダイ配列７０の加工長さに沿って次第に変形させられる。
【００６２】
上部ダイ配列７０と同様に、下部ダイ配列８０は、奇数のダイ８１で構成された一次ダイセットと偶数のダイ８２で構成された二次ダイセットとを含む。この場合にも、ダイ８１および８２は、下部ダイ配列８０の縦方向長さ、すなわち加工長さに沿ってダイプロファイル８３を画定する。ダイプロファイル８３はこの場合も、供給端８４に相対的に低いプロファイルを有し、出口端８５に相対的に高いプロファイルを有する。したがって、ダイプロファイル７３および８３は互いに相補的である。
【００６３】
上部ダイ配列７０のプロファイル７３と下部ダイ配列８０のプロファイル８３との相補的性質は、図９によってより良く理解することができる。この図では、プロファイル７３および８３がダイ配列７０および８０の加工長さに沿って相補的であることが分かる。プロファイル７３および８３は、金属シートがダイ配列７０とダイ配列８０との間に通されて、所望の最終プロファイルに次第に変形させられるようなものである。さらに、上部ダイ配列７０および下部ダイ配列８０の個々のダイ７１、７２、８１および８２によって成形されるべき金属シートの順次係合により、成形中の金属シートの跳ね返りが軽減または除去される。これは一般に、少なくとも１つまたは複数のダイが成形中のどの時点でも金属シートと係合していることによるものである。アセンブリにより、成形中の金属シートの軸線方向屈伸も有利に低減または除去される。
【００６４】
本発明のアセンブリには、無駄な成形エネルギーの減少による消費電力の低減を含む様々な他の利点がある。アセンブリのサイズは、アセンブリがロール成形する相手側のものよりも小さい。したがって、アセンブリはより小さい「フットプリント」を有し、それによって製造コストが低減される。本発明のアセンブリは、メンテナンスコストおよび運転コストの低減も可能にする。
【００６５】
もちろん当然のことながら、上記は、本発明の例示的な実施例として与えられているにすぎず、当業者には明らかであるはずの、その実施例に対するすべての変更形態および変形形態は、本明細書に記載されているように、広範にわたる本発明の範囲および領域内にあると見なされる。
【符号の説明】
【００６６】
１０、１１、１２、２２、７３、８３…プロファイル、２０…材料シート、２１…ロールセット、２３…上部ロール、２４…下部ロール、２５…側部ロール、４０…プレス成型アセンブリ、４１…上部ダイ配列、４２…下部ダイ配列、４３…金属シート、４５、４９、７１、８１…奇数のダイ、４６、５２…板、４７、５０、７２、８２…偶数のダイ、４８、５１…駆動板、７０…上部ダイ配列、７４、８４…供給端、７５、８５…出口端、８０…下部ダイ配列。
【図１】
0005517921.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005517921.tif 000004
【図４】
0005517921.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005517921.tif 000009
【図９】
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