(57)【要約】【課題】【解決手段】本発明は、フレームと、該フレームに対してその長手方向に向けて個別に可動の平行に並んだピンであって、平行な列にて配置されており、また、その前端が三次元的に湾曲した面を画成する上記の平行に並んだピンと、上記の列の間にて少なくとも実質的に板形状の分離要素と、フレームをピンの半径方向に対して押しつつ、その間の分離要素にてピンの列を共に押し付ける加圧要素とを備える、三次元的に湾曲した面を形成する個別ダイを提供する。製品を製造するため少なくとも個別ダイを使用する間、板形状の分離要素の少なくとも幾つかの長手方向に対して平行に伸びる少なくとも面が列の長手方向に波形とされる。
2009542440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
該フレームに対してその長手方向に向けて個別に可動の平行に並んだピンであって、平行な列にて配置されており、また、その前端が三次元的に湾曲した面を画成する前記の平行に並んだピンと、
前記の列の間にて少なくとも実質的に板形状の分離要素と、
前記ピンの列をその間の分離要素と共に押し付ける加圧要素であって、前記ピンの列を前記ピンの半径方向に前記フレームに対して押す前記加圧要素とを備える、三次元的に湾曲した面を形成する個別ダイにおいて、
製品を製造するため少なくとも個別ダイを使用する間、板形状の分離要素の少なくとも幾つかの長手方向に対して平行に伸びる少なくとも前記面が列の長手方向に波形とされることを特徴とする、三次元的に湾曲した面を形成する個別ダイ。
【請求項２】
請求項１に記載の個別ダイにおいて、
前記板形状の前記全ての分離要素の長手方向に対して平行に伸びる少なくとも前記面は、少なくとも製品を製造するため個別ダイを使用する間、列の長手方向に向けて波形とされることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の個別ダイにおいて、
前記分離要素は、対称の波形平面を有することを特徴とする、個別ダイ。
【請求項４】
請求項３に記載の個別ダイにおいて、
前記分離要素の波形の形状は、該分離要素の塑性変形により実現されることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載の個別ダイにおいて、
前記分離要素は、その少なくとも一端の架橋要素を介して相互に接続されることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項６】
請求項５に記載の個別ダイにおいて、
前記架橋要素及び前記分離要素は１つの一体的な部品として形成されることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項７】
請求項６に記載の個別ダイにおいて、
前記一体的な部品は、ワイヤースパーキング（ｗｉｒｅ  ｓｐａｒｋｉｎｇ）により製造されることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項８】
請求項５、６又は７に記載の個別ダイにおいて、
前記分離要素の各々は、少なくとも１つのヒンジ、より好ましくは、２つのヒンジにより前記架橋要素と接続されることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記分離要素及び前記ピンは、離間分離した２つの接触位置にて前記ピンの各々と前記分離要素との間の接触が生じるような形態及び寸法とされることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１０】
請求項９に記載の個別ダイにおいて、
前記接触位置は、関係したピンの中心軸線を通る関係した分離要素に対して垂直に伸びる対称平面を有する鏡対称にて提供されることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記分離要素の各々は、少なくとも１つの長手方向側部に、より好ましくは、２つの対向した長手方向側部に弾性材料で被覆された基部板を備えることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
１つの列中の前記ピンは、互いに分離していることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記ピンは円形の断面を有することを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
隣接する列の前記ピンは１／２ピッチに等しい距離だけ互いに食い違い配置されることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１５】
請求項１から１４の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
１列の前記ピン間のピッチは、前記ピンの直径と前記分離要素の厚さとの合計に等しいことを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１６】
請求項１から１５の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記波形部は、鋸歯状の形状とされることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１７】
請求項１から１６の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記ピンの直径は１．３ｍｍ以下であることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１８】
請求項１から１７の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記ピンの前端は、少なくとも実質的に平坦であることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の個別ダイにおいて、
前記実質的に平坦な前端の周端縁は斜角面状とされることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２０】
請求項１から１７に記載の個別ダイにおいて、
ピンの前端は凸型であることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２１】
請求項１から１７に記載の個別ダイにおいて、
ピンの前端が凹型であることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２２】
請求項１から２１の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記ピンには、その前端に弾性的ヘッドが設けられることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２３】
請求項２２に記載の個別ダイにおいて、
前記弾性的ヘッドは、少なくとも実質的に矩形の断面を有することを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２４】
請求項１から２３の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
弾性マットが前記ピンの前端に設けられることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２５】
請求項１から２４の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記分離要素及び前記ピンの少なくとも一方は、該分離要素と該ピンとが接触する領域内にて局所的に塑性変形することを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２６】
請求項１から２５に記載の個別ダイにおいて、
前記ピンと接触する前記分離要素の材料及び前記分離要素と接触する前記ピンの材料の少なくとも一方は、少なくとも１％の弾性的伸びを受けることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２７】
請求項１から２６の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記前端と対向して配置された前記ピンの後端は、自由端であることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２８】
請求項１から２７の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
前記ピンを望ましい長手方向位置に個別に配置する設定装置が設けられることにより、前記ピンの前端により規定された望ましい三次元的に湾曲した面が得られることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項２９】
請求項２８に記載の個別ダイにおいて、
前記設定装置は、少なくとも１つの細長い加圧要素と、該少なくとも１つの加圧要素を前記ピンの端部に対して押し付ける加圧手段と、前記加圧要素を前記ピン端部を過ぎて動かす移動手段とを備えることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の個別ダイにおいて、
前記設定装置は、前記移動手段により動かされる１つの設定ユニットを備え、該設定ユニットは、１対の加圧要素と、それぞれの加圧要素と接続され、また、異なる位置にて歯車と係合する１対のラックと、該歯車に対して往復運動を付与して前記加圧要素が前記ピン端部に対し交互に押し付けられるようにする駆動要素とを備えることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項３１】
請求項３０に記載の個別ダイにおいて、
前記設定装置は、前記ピンに対して異なる位置に２つの設定ユニットを備え、該設定ユニットは、各々、多数の前記ピンを同時に所望の長手方向位置に位置決めし得るよう配置され、２つの調節ユニットと関係付けられた前記駆動要素が前記関係付けられた歯車を対向した方向に向けて同時に駆動することを特徴とする、個別ダイ。
【請求項３２】
請求項１から３１の何れか１つの項に記載の個別ダイにおいて、
該個別ダイと関係付けられた前記ピンの前端に向けたダイ表面を有する第二のダイと組み合わせて使用する設計とされることを特徴とする、個別ダイ。
【請求項３３】
請求項１から３２の何れか１つの項に記載の個別ダイを使用することを特徴とする三次元的に湾曲した面を有する製品を製造する方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法において、
前記三次元的に湾曲した面に対して材料片を塑性変形させることを特徴とする、方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法において、
前記材料片が塑性変形する間、少なくとも多数の前記ピンの長手方向位置を変化させることにより三次元的に湾曲した面を変化させることを特徴とする、方法。
【請求項３６】
請求項３４に記載の方法において、
材料片を制限された程度に塑性変形させる各ステップの間、圧力が材料片に加えられ、また、その後、その力を減少させるようにして、前記材料片を連続的なステップにて塑性変形させ、少なくとも多数のピンの長手方向位置を変化させることにより色々なステップの間にて、三次元的に湾曲した面が変化されるようにしたことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームと、該フレームに対してその長手方向に向けて個別に可動の平行に並べたピンであって、平行な列にて配置されており、また、その前端が三次元的に湾曲した面を画成する上記の平行に並べたピンと、上記の列の間にて少なくとも実質的に板形状の分離要素と、フレームをピンの半径方向に対して押しつつ、その間の分離要素にてピンの列を共に押し付ける加圧要素とを備える、上記の三次元的に湾曲した面を形成する個別ダイ（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｄｉｅ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる個別ダイは、その図８を参照して製造システムジャーナル（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍｓ、１７（４）：２８７−２９６、１９９８にてＤ．Ｆ．ヴァルチック（Ｗａｌｃｚｙｋ）、Ｊ．ラシェミカンサン（Ｌａｋｓｈｍｉｋａｎｔｈａｎ）及びＤ．Ｒ．カーク（Ｋｉｒｋ）にる、「航空機の機体パネルを形成する変更可能な工具の開発（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  ｔｏｏｌ  ｆｏｒ  ｆｏｒｍｉｎｇ  ａｉｒｃｒａｆｔ  ｂｏｄｙ  ｐａｎｅｌｓ）」に記述されている。既知の個別ダイは、四角形断面のピンを採用する。分離要素を使用することの１つの利点は、ヴァルチックにて、ピンの軸方向荷重支承能力、すなわち、軸方向への力の結果としてその長手方向位置が望ましくなく変化する前に軸方向に向けてピンに加えることのできる最大の力が大きいことである。平行に並べたピンの列の間にて実質的に板形状の分離要素を使用することは、分離要素が存在しなかったならば、生じるであろう摩擦力のため、長手方向に配置されたピンと共に、隣接する列のピンが動く危険性を解消するという更なる利点をもたらす。既知の個別ダイの重大な欠点は、ピンが四角形の断面をしていることであり、このことは、ピンを比較的コスト高にし、また、この断面がまた、実際上、ピンの最小寸法を決定することである。このことは、ピンにより画成された三次元的に湾曲した面の分解能が制限されることを意味する。更に、１列の内にて互いに隣接するように配置されたピンは、その対面する平坦な側部にて互いに接触し、このため、隣接するピンの間の摩擦力のため、長手方向に向けて配置されたピンと共に、同一列中の隣接するピンが動く危険性が依然としてある。
【０００３】
隣接するピンの間の摩擦力のため、ピンが望ましい長手方向位置まで動くと共に、個別ダイ内の隣接するピンをある方向に向けて動かすという上述した危険性は、ＪＳＭＥ会報、１２（５４）：１５４６−１５５４、１９６９におけるＮ．ナカジマ（Ｎａｋａｊｉｍａ）による「ワイヤーと共に、複雑なダイ及び電極を製造するための新たに開発した技術（Ａ  ｎｅｗｌｙ  ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｔｏ  ｆａｂｒｉｃａｔｅ  ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ  ｄｉｅｓ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ  ｗｉｔｈ  ｗｉｒｅｓ）」に記述されており、ここにおいて、そのピンは１．８１ｍｍ又は５．４０ｍｍの平均直径を有するスチールワイヤーとして形成されるが、ピンの列の間に分離要素が使用されない、個別ダイについて記載されている。ナカジマによる個別ダイのもう１つのに短所は、製造過程に起因するピンの直径の寸法的許容公差のため、均一な固定力は全く問題外となる点である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、当初記載の個別ダイであって、原理上、矩形／四角形のピンを使用するという可能性を本発明の構成から排除することなく、（比較的低廉な）丸形のピンを使用することを可能にし、生じる摩擦力によって隣接するピンの長手方向位置に同時に影響を与えずに、それらの長手方向に向けて個別に配置することができ、また、その軸方向荷重支承能力がより容易に予見可能である、上記の個別ダイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を実現するため、本発明は、製品を製造するため少なくとも個別ダイを使用する間、板形状の分離要素の少なくとも幾つかの長手方向に対して平行に伸びる少なくとも面が列の長手方向に波形とされることを特徴とする。このことは、従来そうであったように、ピンを波部の谷間に保持するという望ましい可能性を形成する。１つの列中の隣接するピンが互いに接触する必要性はないため、又は、隣接するピンの間のかかる全ての接触が生じる程度は少なくなるため、互いに隣接して配置されたピンが互いに沿って動く危険性は解消され又は少なくとも顕著に減少する。１つの重要な追加的な有利な点は、ピンが波部の谷間に保持されることのため、個別ダイを製造したとき、ピンを互いに正確に配置することが容易となる一方、更に、個別ダイを使用する間、すなわち、ピンの少なくとも幾つかに軸方向加重が加わったとき、ピンは、その正確な位置に維持することができることである。更に、波形の形状は、許容公差のため、ピンは、分離要素に対して当接することを保証することができるから、比較的簡単な仕方にてピンの寸法上の変化を補償することを可能にする。
【０００６】
極めて好ましくは、板形状の全ての分離要素の長手方向に対して平行に伸びる少なくとも面は、少なくとも製品を製造するため個別ダイを使用する間、列の長手方向に向けて波形とされる。このように、ピンは、互いに比較的接近して配置することができ、個別ダイ内のピン密度を更に増大させることを可能にする。更に、当該好ましい実施の形態にて好ましいように、全ての板状の形状の分離要素が同一の波形の形状を有する場合、このことは、個別ダイの構造をより簡単にすることになる。
【０００７】
極めて重要な好ましい実施の形態に従って、分離要素又は、少なくとも波形の表面を有する分離要素は、対称の波形平面を有している。分離要素の一定の厚さに基づいて、このことは、分離要素を、全体として波形とみなすことができることを意味する。この好ましい実施の形態において、高いピン密度と組み合わせてピンを良好な実質的に包み込むことが可能である。
【０００８】
好ましくは、分離要素の波形の形状は、分離要素の塑性変形により実現されている。実際上、このことは、例えば、歯付きプロファイルが与えられた２つのロール間に板を通すことにより実行できる。
【０００９】
分離要素を正確に且つ簡単な仕方にて互いに配置することを実行するため、分離要素は、その少なくとも一端にて架橋要素を介して相互に接続されることが好ましい。
その接続の場合、架橋要素及び分離要素が１つの一体的な部品として形成され、分離要素の架橋要素への組み立てが不要であるようにようにすることが更に好ましい。
【００１０】
上記の一体的な部品に適した製造技術は、ワイヤースパーキング（ｗｉｒｅ  ｓｐａｒｋｉｎｇ）である。
分離要素が互いに平行に動くことを実現するため、分離要素の各々が少なくとも１つのヒンジ、より好ましくは、２つのヒンジにより架橋要素と接続されることが望ましい。２つのヒンジを分離要素と架橋要素との各々の間にて使用することの効果は、更に、分離要素が動いたとき、分離要素の向きが変化しないことである。
【００１１】
力の制御された伝達を可能にするため、分離要素によりピンに加えられた固定力は、可能な限り均一であり、分離要素及びピンは、離間分離した２つの接触位置にてピンの各々と分離要素との間の接触が生じるような構成及び寸法とされることが好ましい。
【００１２】
力の均衡の観点からして、その接続の場合、関係したピンの中心軸線を通る関係した分離要素に対して垂直に伸びる対称平面を有する鏡対称にて接触位置が提供されることが更に好ましい。
【００１３】
本発明の構成にて、分離要素の各々を単一片の材料として形成することは全く可能であり、このことは、多くの場合、好ましいことでさえあるが、幾つかの場合、分離要素の各々が少なくとも１つの長手方向側部に、より好ましくは、２つの対向した長手方向側部に弾性材料で被覆された基部板を備えることも好ましい。弾性材料はピンを分離要素に対して正確に当接させる機能を果たす一方、基部板は、分離要素に対し要求される剛性を提供する。
【００１４】
極めて重要な好ましい実施の形態に従い、１つの列中のピンは、互いに分離している。このことは、１つのピンが軸方向に動いて、その結果、隣接するピンがこれに沿って動くという危険性を排除することになる。
【００１５】
更に、ピンが円形の断面を有することが極めて好ましい。かかるピンは、比較的安価に製造でき、また、更に、比較的小さい直径を有し、このことは、単位面積当たり大きいピン密度を使用することを可能にする。
【００１６】
後者の効果は、隣接する列のピンが互いに１／２ピッチに等しい距離だけ食い違い配置される場合に、更に、向上する。
特に、丸形のピンが使用され、その丸形のピンが上記に説明した好ましい実施の形態に従って互いに１／２ピッチに等しい距離だけ食い違い配置される場合、１列のピン間のピッチがピンの直径と分離要素の厚さとの合計に等しいことが好ましい。このようにして、互いに隣接して配置された３つのピンが正三角形の端点を形成するような態様にてピンを向き決めすることができる。
【００１７】
好ましくは、鋸歯状の形状は、比較的容易に製造できるから、波形部は、鋸歯状の形状とされるものとする。
特に、上述したように、本発明の１つの好ましい実施の形態に従った波形の分離要素が使用されるとき、隣接する列のピンが１／２ピッチに等しい距離だけ互いに食い違い配置されることが好ましい。向上した充填比及び分解能に関して有利な効果が発揮されるのは、正にこの場合である。
【００１８】
本発明は、大きいピン密度を有する個別ダイを実現するのに特に適しているが、これにのみ限定されるものではない。この構成において、ピンの直径は１．３ｍｍ以下であることが好ましい。更に好ましくは、分離要素は、最大０．２５ｍｍの厚さを有するものとする。
【００１９】
コストの観点からして、ピンの前端は少なくとも実質的に平坦であることが好ましい。
上記少なくとも実質的に平坦な前端の周端縁の位置にてノッチ効果の発生を可能な限り防止するため、当該周端縁は斜角面状とされることが好ましい。
【００２０】
この点に関する更なる改良点は、ピンの前端が凸型である場合に実現される。
他方、凹型の形状をした製品を製造するためには、これと代替的に、ピンの前端は凹型であることが有益である。
【００２１】
個別ダイにて製品を形成したとき、ピンがある物体に対して押し付けられるときの圧力を可能な限り均一にピンの正面にわたって分配するため、ピンには、その前端に、例えば、ゴムで出来た弾性的ヘッドが設けられることが好ましい。上記のヘッドは、例えば、マッチ棒の形態と同様の形態を有することができる。
【００２２】
弾性的ヘッドは、少なくとも実質的に矩形の断面を有し、全てのピンと関係付けられた弾性的ヘッドが１つの閉じた弾性面を共に形成できるようにすることが好ましい。
製造すべき製品とピンとの間にて力を均一に分配し得るようにするため、ピンの前端には、弾性マットが設けられることが好ましい。
【００２３】
極めて好ましくは、分離要素とピンとが接触する領域内にて分離要素及び（又は）ピンは局所的に塑性変形するものとする。このようにして得られる極めて重要である有益な効果は、ピンが隣接する板状の形状とされた分離要素に対して確実に、均一に当接することを保証することができる一方、更に、均一な固定力が使用されるからである、ピンが長手方向に動く間、ピンと板状の形状とされた分離要素との間にて均一な摩擦力が得られる点である。分離要素及び（又は）ピンが局所的に塑性変形するため、ピンの寸法（直径）と形状とに関して遥かに大きい許容公差を許容することができ、それは、ピンの直径の差は、塑性変形により補償され、この塑性変形は、勿論、ピンの直径及び形状の許容公差の範囲に等しい程度だけ生じるはずだからである。この好ましい実施の形態の構成にて、この点に関して、上記に使用した直径という語は、丸形のピンに関するのみならず、四角形、矩形及び（又は）その他の形状を有するピンにも関するものであることを明確に理解すべきである。上述した塑性変形に関して、特に、個別ダイが製品を製造するため作用する前に、ピンは、原理上、１回のみ使用されることが理解されよう。上述した塑性変形は、分離要素の寸法及び形状の変化を補償するためにも使用できる。
【００２４】
ピン及び（又は）分離要素の寸法に関して許容公差が比較的大きい場合にもピンと分離要素との間の正確な当接は、分離要素及び（又は）ピンの変形が塑性的なものではなく、弾性的なものである場合、保証することができる。その場合、上記弾性的変形は、製品を製造する間、軸方向力がピンに加わる毎に付与され、ピンに対する均一な固定力が形成されるであろう。この構成において、ピンと接触する分離要素の材料及び（又は）分離要素と接触するピンの材料が少なくとも１％の弾性的伸びを受けることができることが好ましい。実際上、全体として、比較的硬い材料と比較的柔軟な材料との組み合わせ、例えば、一方にて金属と他方にてプラスチック又はゴムとの組み合わせ体を使用することが好ましい。
【００２５】
所望の三次元的に湾曲した面を簡単な仕方にて形成し得るようピンを設定することを可能にすべく、前端と対向して配置されたピンの後端は、自由端であることが好ましい。その場合、ピンを後端に対して押し付けて、上記ピンが長手方向に向けて調節可能な距離だけ動くようにすることで、ピンの上記の配置を行なうことができる。
【００２６】
本発明に従った個別ダイには、ピンの前端により規定された望ましい三次元的に湾曲した面が得られるよう、ピンを望ましい長手方向位置に個別に配置する設定装置が設けられることが更に好ましい。
【００２７】
かかる設定装置は、少なくとも１つの細長い加圧要素と、上記少なくとも１つの加圧要素をピンの端部に対して押し付ける加圧手段と、ピン端部を過ぎて加圧要素を動かす移動手段とを備えることが好ましい。この点に関して、原理上、設定装置は、ピンの前端に対して押し付け、このことは、このため、最終的に、三次元的に湾曲した面を画成することを明確に理解すべきである。移動手段を使用することは、ピンの各々及び（又は）加圧要素をピンに対して加圧する加圧要素の各々に対して別個の駆動装置を提供することを不要にする。
【００２８】
設定装置は、移動手段により動かすべき１つの設定ユニットを備えることが好ましく、該設定ユニットは、１対の加圧要素と、それぞれの加圧要素と接続され、また、異なる位置にて歯車と係合する１対のラックと、歯車に対して往復運動を付与して加圧要素がピン端部に対し交互に押し付けられるようにする駆動要素とを備えている。このような態様にて構成された設定装置は、各対のピンに対する場合を除いて、ピンの各々に対し別個に動かす必要はなく、このため、設定装置の動く回数を１／２に少なくすることができるという有利な効果を有する。更に、歯車の各々に対し接続された加圧要素と共に１対のラックを使用することは、慣性質量の観点から有益である。
【００２９】
少なくとも能力を増大させるため、設定装置がピンに対して異なる位置に２つの設定ユニットを備えることが有利である。極めて好ましくは、この設定ユニットは、各々、多数のピンを同時に所望の長手方向位置に位置決めし得るように配置され、２つの調節ユニットと関係付けられた駆動要素が関係付けられた歯車を対向した方向に向けて同時に駆動するようにする。このことも生ずる慣性質量力に関して顕著に有利な効果を提供し、この点に関して、この好ましい実施の形態を使用するとき、個別のピンを比較的極めて高速度にて正確な長手方向位置まで動かすことも可能である。能力を更に増大させるため、多数対の設定ユニットを有する設定装置の構成とし、設定ユニットの各々が所定の数の個別ダイのピンを所望の長手方向位置まで動かすようにすることは本発明の範囲に属する。
【００３０】
本発明に従った個別ダイは、色々な製造技術に対して使用することができる。通常、個別ダイは、個別ダイと関係付けられたピンの前端に向けたダイ表面を有する第二のダイと組み合わせて使用する設計とされることが好ましいであろう。上記第二のダイは、個別ダイとし、好ましくは、本発明に従った個別ダイとすることができるが、固定したダイ表面を有するようにしてもよい。
【００３１】
本発明は、上述したように、本発明に従った個別ダイが使用される、三次元的に湾曲した面を有する製品を製造する方法に更に関する。個別ダイを使用できる製造技術は、（射出）成形過程であり、又は、より具体的には、いわゆるポリマー射出成形（ＰＩＥ）法、又はより具体的には、一般的な（金属）変形法、爆発変形法及び（又は）液圧変形法である。
【００３２】
本発明に従った個別ダイは、特に、１つの好ましい実施の形態に従って、材料片を三次元的に湾曲した面に対して塑性変形させる間、特別な可能性を提供する。
このように、少なくとも多数のピンの長手方向位置を変化させることにより、材料片が塑性変形する間、三次元的に湾曲した面を変化させることが可能である。このようにして、塑性変形過程は、極めて制御された態様にて行われ、最終的に、改良された材料の性質を有する製品を得ることができる。
【００３３】
別の好ましい実施の形態に従って、材料片が連続的なステップにて塑性変形され、材料片を制限された程度まで塑性変形させる各ステップの間、圧力の力が材料片に加えられ、また、その後、その力が減少して、少なくとも多数のピンの長手方向位置を変化させることにより色々なステップの間にて、三次元的に湾曲した面が変化するようにした場合にも、同一の有利な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による個別ダイの概略等角図である。
【図２】その詳細を含んで、未だ塑性変形していない膜を有する図１の個別ダイのＺ方向への図である。
【図３】その詳細を含んで、膜がピンと接触する位置にて該膜が塑性変形した、図１の個別ダイのＺ方向への図である。
【図４】ワイヤースパーキング技術を使用して単一の材料片にて出来た多数の平行な膜の平面図である。
【図５】５ａ−５ｆは、その使用中の６つの連続的なステップを示す、本発明による個別ダイの一部を形成する設定装置の概略側面図である。
【図６】設定装置の概略等角図である。
【図７】７ａ−７ｃはその使用中の３つの連続的な段階を示す、設定装置の概略背面図である。
【図８】８ａ及び８ｂは、本発明によるディスクレートダイを最初に適用する間の２つの連続的なステップを示す図であり、８ｃは最終製品を示す図である。
【図９】９ａ及び９ｂは、本発明によるディスクレートダイを最初に適用する間の２つの連続的なステップを示す図であり、９ｃは最終製品を示す図である。
【図１０】１０ａ及び１０ｂは、本発明によるディスクレートダイを最初に適用する間の２つの連続的なステップを示す図であり、１０ｃは最終製品を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、添付図面を参照して、本発明の多数の好ましい実施の形態によって本発明をより詳細に説明する。
図１に示した個別ダイ１は、その中心部に矩形の開口部３を有する矩形のフレーム２を備えている。個別ダイ１は、３列（この場合）６ａ、６ｂ、６ｃの多数の同一のピン４を更に備えている。ピン４は、その全長に沿って一定の円形の断面を有している。
【００３６】
膜要素７ａ、７ｂの形態をした板形状の分離要素が列６ａ、６ｂ、６ｃの間に設けられている。膜要素７ａ、７ｂは波形とされ、隣接する列６ａ、６ｂ、６ｃのピン４は、互いに１／２ピッチだけ食い違い配置され、このため、ピンの各々は、波部の谷間に入る。ピンン４は、列６ａ、６ｂ、６ｃ内のピンでさえも互いに直接接触しない。膜要素７ａ、７ｂのそれぞれの端部は、対向する加圧要素８ａ、８ｂに装着され、これらの対向する加圧要素は、駆動手段（図示せず）によりフレーム２に対してＸ方向と平行な方向に向けて動くことができる。加圧要素９ａ、９ｂは、隣接する列６ａ、６ｂ、６ｃを中間の膜要素７ａ、７ｂと共に押し付けるため（Ｆｙで図示）設けられる。力Ｆｙが加えられたとき、均衡した力の状態となるように、力Ｆｘを加えなければならないであろう。このようにして次式を導くことができる。
【００３７】
Ｆｘ＝１／√３ｃｙ／ｃｘＦｙ
ここで、ｃｙは、Ｙ方向への力の伝達を実行する、これらのピンの間のｙ方向への転位数、
ｃｘは、Ｘ方向への力の伝達を実行する、これらのピンの間のｘ方向への転位数
この場合、次のこと、すなわちｃｙ＝２、及びｃｘ＝６が真である。上記の等式を適用すれば、このことは、Ｆｘ＝１／（３√３）Ｆｙであることを意味する。
【００３８】
波形の膜要素７ａ、７ｂを使用することは、顕著な有利な効果を有する。第一に、上記の有利な効果は、個別のピン４が矢印１０で示した軸方向に動いたとき、明白となる。ピン４同士が直接的に接触しないから、ピン４は、正確な長手方向位置まで動く隣接するピン４と共に動く可能性はない。膜要素７ａ、７ｂの波形の特徴は、ピン４が互いに接触しないことを保証する。ピン４の全てが設定され、また、その面に対して物品を形成することができる三次元的に湾曲した面をピン４の前端が形成したとき、適正な力Ｆｘ、Ｆｙを加えることにより、一方にて、ピン４の間にて、及び他方にて、膜要素７ａ、７ｂ、又は加圧要素８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂの間にて十分に大きい摩擦を発生させる可能性が更にあり、このため、ピン４の長手方向位置は、例えば、金属板が塑性変形したときのように、製品が製造されるとき、その軸方向に向けてピンに比較的大きい荷重が存在するにも拘らず、保証することができる。
【００３９】
ピン４の全てに対して等しい締結力がピン４に加わるようにするため、個別ダイ内のその位置に関係なく、また、許容公差の変化のため、ピン４の寸法、特に、その直径は、すべてのピンにて同一ではないことを考慮して、個別ダイ１が作用する前に、膜要素７ａ、７ｂ及び（又は）ピン４が最初に、互いに接触する位置にて限られた量の局所的な塑性変形を受けた場合、膜要素におけるピン４の支承圧力がピン４の全てに対して同一であるという特徴を得ることができるという主要な有利な効果が実現できる。
【００４０】
図２において、個別ダイ１は、Ｆｘ、Ｆｙがほぼ０に等しい状況にて示されている。図２の詳細図には、ピン４の各々が４つの接触線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ上にてそれぞれの膜要素７ａ、７ｂと接触する様子が明確に示されている。しかし、実際には、ピン４は、ピン４の製造許容公差のため、小さい直径を有しており、このため、実際には、１つ又は多数の接触線１１ａ−１１ｄの位置にて当該膜要素７ａ、７ｂとピン４とは接触しない。しかしながら、かかる接触が為されることを保証するため、個別ダイ１が作用される前、力Ｆｘ、Ｆｙが加えられ、膜要素７ａ、７ｂ及び（又は）ピン４の塑性変形が続くようにすることが極めて有益である。このことは、この点に関して、膜要素７ａ、７ｂがピン４よりも小さい降伏点を有する柔軟な材料にて出来ているとの想定の下、図３に示されている。その結果、ピン４の長さに添って伸びる凹部が接触線１１ａ−１１ｄの位置にて膜要素７ａ、７ｂに形成され、該凹部は、ピン４の半径に等しい半径を有する。上記の塑性変形は、力Ｆｘ、Ｆｙが再度、０まで減少した後にも存在するよう続く。塑性変形の程度は、部分的に、色々なピン４の実際の直径に依存する。この点に関して、力Ｆｘ、Ｆｙは、接触線１１ａ−１１ｄの各々の位置にてある程度の塑性変形が生じるように選ぶことが重要である。このように、膜要素７ａ、７ｂの形状、特に、その表面の形状は、ピン４の実際の形状及び寸法に最適に適応するようにされ、このため、４つの接触線１１ａ−１１ｄ（これらが実際上、接触領域となる）の位置にてピン４の当接が保証され、このため、ピン４が長手方向に向けて荷重が加えられるとき、ピン４に対して容易に制御可能な締結力を加えることができるようにする。
【００４１】
尚、予め１回限りの塑性変形によってではなく、ピンが長手方向に向けて軸方向に加重が加えられる毎に、弾性的な態様にて膜７ａ、７ｂ及び（又は）ピン４の変形を実現することにより、上述した有利な効果を実現することも考えられる。この好ましい実施の形態は、特に、プラスチック材料で出来た膜要素７ａ、７ｂ及び（又は）ピンを使用し又は、プラスチック材料にて被覆された膜要素７ａ、７ｂ及び又はピンを使用する場合に、興味がある。
【００４２】
図４には、膜要素７ａ、７ｂと比較可能な複数の平行で波形の膜要素２１を備える膜要素装置２６が示されている。ピン４の列６ａ−６ｃのような、ピン列に対する空間２２が膜要素２１の間に存在する。一端にて、膜要素２１は、接続要素２３を介して架橋要素２４と接続されている。接続要素２３の各々は、２つのフィルムヒンジ２５を備えて、膜要素２１がその長手方向に対して垂直な方向に動くのを可能にし、フィルムヒンジ２５は、限定された程度、対向する方向にヒンジ止めする。架橋要素２４、接続要素２３及び膜要素２１を備える膜要素装置２６は、ワイヤースパーキング技術により１つの金属ブロックにて形成されている。このことは、膜要素２１が常時、互いに正確に向き決めされ、また、関係した個別ダイを組み立てたとき、その目的のために設けられた空間２２内にピンが動いて容易に入ることを実現する。
【００４３】
図５ａ−５ｆ、図６及び図７ａ−７ｃは、個別ダイ１のような、本発明に従った個別ダイの一部を形成することのできる設定装置に関する。当該個別ダイが一端に自由端を有するピンを備えることを条件として、先行技術の個別ダイと共に、設定装置を使用することも可能である。設定装置３１は、フレーム３３を備える、本発明に従った個別ダイの一部を形成するピン３２の後端に設けられる。設定装置３１は、移動手段（図示せず）により垂直方向に且つ図５ａ−５ｆの図面の面に対して垂直な方向の双方に往復運動可能に動かすことのできるフレーム３４を備えている。歯車３５は、駆動要素４６により図５ａの図面の面に対して垂直に伸びる中心軸線の回りにてフレーム３４に対して回転可能である。２つの対向する側部に配設された２つのラック３６、３７は、歯車３５と係合し、該ラックは、駆動要素４６を適正に制御することにより実行される、歯車３５の回転の結果として、水平方向に向けて前方及び後方に動くことができる。ピン３２に面する端部にて、ピン状の形状とした押し要素３８、３９は、ラック３６、３７と接続されている。押し要素３８、３９の直径は、実質的にピン３２の直径に実質的に相応する。
【００４４】
ピン３２の何れもが設定装置３１により所望の長手方向位置まで未だ動いていない、図５ａに示した状況から開始して、歯車３５は、図５ｂにて矢印４０で示したように、駆動要素４６により右方向に回転して、押し要素３８と共に、ラック３６が右方向に動いて、ピン３２の１つ、すなわち、ピン３２−１を右方向に押し、このため、ピン３２−１の前端が丁度外に出るようにする。その後、歯車３５を矢印４１で示したように、対向する方向に回転させることにより、ラック３６は、再度、後方に動く一方、図５ｂに示したステップにて左方向に動いているラック３７は、押し要素３９によりピン３２−２が所望の程度だけその長手方向に向けて動く迄、右方向に動いている。次に、歯車３５は、図５ａに示したその当初の位置に戻り、そのとき、フレーム３４は、図５ｄに示したように、２つのピン３２の間のピッチ距離だけ下方に動いている。図５ｅ及び図５ｆには、その後、図５ｂ及び図５ｃにおけるのと同様の仕方にて、設定装置３１により次の２つのピン３２−３及び３２−４を所望の長手方向位置まで動かすことができる方法が示されている。
【００４５】
図６には、設定装置３１が概略等角図で示されている。図６、また、図７ａ−７ｃには、設定装置３１は、上記歯車と係合する第二の組みの歯車５５、ラック５６、５７と、また、これらと調和して、ピン３２に向けて向き決めされたピン状の形状とした押し要素５８、５９とを備えており、歯車５５は、駆動要素６０により駆動される。歯車３５と同様に、歯車５５は、フレーム３４に対して回転可能にジャーナル止めされる一方、ラック５６、５７及び押し要素５８、５９は、フレーム上の案内手段により案内される。フレーム３４は、図６にて極く概略図的にのみ示されている。誤解を避けるため、図６の図は、ピン３２から遠方のラック３６、３７、５６、５７の端部はフレーム３４と堅固に接続されることを示唆することを何ら意図しないことが認識される。しかし、２つの歯車３５、５５、関係したラック３６、３７、５６、５７及び駆動要素４６、６０は、ピン３２の長手方向に対して垂直な平面内にて協働してのみ動くことができることを示すことを意図する。
【００４６】
当該技術の当業者により理解されるように、所望の三次元的面がピン３２の前端に形成され、駆動要素４６、６０を対向した方向に均一に駆動し、設定装置３１が高速度にても安定的な振舞いを示すような態様にて駆動要素４６、６０の制御が行われる。実際上、ピン３２は、４つの四分円に分割され、四分円の各々のピン３２は、１つで且つ同一の押し要素３８、３９、５８、５９により正確な長手方向位置まで動かされる。２列のピン３２の全てが図５ａ−５ｆに関して説明したように、設定装置３１により所望の長手方向位置まで動くと直ちに、設定装置又はより詳細には、全ての構成要素が接続されたフレーム３４は、２列のピン３２の間の距離に相当する距離をわたって図５ａ−５ｆの図面の面に対して垂直に動き、次の列のピン３２を正確な要求された位置まで動かす。
【００４７】
図８ａ−図１０ｃには、本発明に従った個別ダイの３つの適用例が示されている。図８ａ及び図８ｂの個別ダイ１０１は、金属板１０２を塑性変形させるため使用される。参照番号１０１で示した個別ダイは、個別ダイ１０１のフレームとみなすことのできるダイホルダ１０４を備える固定のダイ部材１０３の一部を形成する。これに加えて、矩形のゴムクッション１０６を備える可動のダイ部材１０５が使用され、該可動のダイ部材は、可動のダイ部材が図８ｂに示したように、固定のダイ部材１０３に向けて動いたとき、個別ダイ１０１の自由面に順応して変形する。
【００４８】
図８ａ及び図８ｂにて示すように、ディスクリートピン１０１の上端は丸形である。その結果、得られた金属板１０２´は、僅かに皺寄りしたように見える。この現象は、例えば、ゴムマット１０７の形態をした補間材を金属板１０２と個別ダイ１０１（図９ａ−９ｃ）の間にて使用することにより著しく少なくすることができる。このようにして得られた製品１０２´´は、一部分、補間材１０７の材料の厚さ及び性質に依存して、皺寄りした面が顕著に減少している。
【００４９】
ゴムダイ部材１０６を使用することに代えて、勿論、本発明の構成にて、個別ダイ１０１又は第二の個別ダイに相応する面を有する固定のダイを使用することも可能である。
図１０ａ、図１０ｂ及び図１０ｃは、個別ダイ１２１の使用に関するものであり、このダイの個別のピンは、いわゆるポリマー射出成形過程にてその物に関して図１０ａ及び図１０ｂにて識別することはできない。平坦な金属板１２２がダイ１２１上に配置され、このダイのピンは凹状の三次元的な面１２３を画成する。次に、供給通路１２４を介して圧力下にて供給されたプラスチック溶融体１２５が金属板１２２の上側部に押し付けられ、その結果、上記金属シート１２２は、塑性変形して三次元的面１２３の形状に順応する。これと同時に、プラスチック溶融体１２５は凝固し、その凝固したプラスチック材料１２５´及び板１２２は互いに結合し、これにより製品１２６を形成する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【国際調査報告】
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