(57)【要約】  被加工物を受けて支持するステーションを含む金属物品成形装置。ステーションは、電源および流体源を有する。ステーションは、第一および第二の電極クランプを更に含む。各クランプは、電源と電通し、流体源と流通する。クランプは、被加工物と係合し、電流と流体を被加工物へ供給する。システムは、クランプのうちの少なくとも一方と機械的に関連したアクチュエータを含む。アクチュエータは、被加工物に機械力を加えるように、その少なくとも一方のクランプと組み合せて作動する。システムは、成形または処理ステップの間、被加工物の温度プロファイルおよび／または雰囲気条件を選択可能に制御するように作動する。モジュールシステムを含む特定のシステムが開示される。また、そのシステムを用いる方法が開示される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を受けてこれを支持するステーションと、
電源と、
流体源と、
第一および第二の電極クランプと、を有し、
各クランプは前記電源と電通し、且つ前記流体源と流通し、前記クランプは、前記被加工物に係合するように、また前記被加工物に電流および流体を供給するように構成されていることを特徴とする金属物品成形装置。
【請求項２】
前記クランプの少なくとも一方と機械的に関連したアクチュエータを更に含み、前記アクチュエータは、前記クランプの少なくとも一方と組み合わせて、前記被加工物に機械力を加えるように作動することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電源および前記流体源の少なくとも一つを制御するコントローラーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記被加工物の温度を感知する温度センサーを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記温度センサーは、前記コントローラーと接続され、前記コントローラーと組み合わせて前記被加工物の温度を制御するように作動することを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コントローラーは、あらかじめ選択されたプロファイルに従って、前記被加工物の温度を制御するように作動することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記コントローラーは、前記被加工物の少なくとも一部分の金属状態を変えるように、前記被加工物の温度を制御するように作動することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラーは、前記被加工物の少なくとも一部分をマルテンサイトまたはベイナイト組織に変換するように、前記被加工物の少なくとも一部分の金属状態を変えるように作動することを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記被加工物に加えられる機械力は、曲げ、ねじり、引き伸ばし、固定、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータは、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、電気機械アクチュエータおよびこれらの組み合わせからなる群より選択されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記流体が液体であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記流体がガスであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記流体が急冷流体であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記流体が処理流体であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
電源、前記電源の電流を制御するコントローラー、流体源、前記流体源を制御するコントローラー、を含むベースステーションと、
被加工物に係合するようにおよび電流と流体を前記被加工物に供給するように構成された第一および第二の電極クランプを有する成形モジュールと、
前記電源から前記クランプに電流を供給し、前記流体源から前記クランプに流体を供給するように作動する、前記成形モジュールと前記ベースステーションとを接続する連結器と、
を有することを特徴とする金属物品成形モジュール装置。
【請求項１６】
前記ベースステーションは、アクチュエータデバイスに電力を供給する電源を更に含み、前記成形モジュールは、前記クランプの少なくとも一方と機械的に関連したアクチュエータを更に含み、前記アクチュエータは、前記クランプの少なくとも一方と組み合わせて前記被加工物に機械力を加えるように作動し、前記連結器は前記電源から前記アクチュエータに電力を供給するように更に作動することを特徴とする請求項１５に記載のモジュール装置。
【請求項１７】
電源、流体源、第一および第二の電極クランプを有し、各クランプが前記電源と電通し、および前記流体源と流通し、前記クランプは、被加工物に係合するように、および被加工物に電流および流体を供給するように構成されている金属成形装置を準備するステップと、
前記クランプと機械的に係合して前記装置に前記被加工物を配置するステップと、
前記電源からの電流の流れを前記クランプを通じて、前記被加工物に差し向けるステップと、
前記流体源から前記クランプを通じて、前記被加工物に流体を差し向けるステップと、
を有することを特徴とする金属物品の成形方法。
【請求項１８】
前記流体が急冷流体であり、前記被加工物の温度を制御するように、前記電流の流れおよび前記流体の流れを制御することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記被加工物を、鉄金属から製造し、前記被加工物の少なくとも一部分がマルテンサイトまたはベイナイト状態に変換するように、前記被加工物の温度を制御することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記装置は、前記クランプの少なくとも一方と機械的に関連したアクチュエータを更に含み、前記アクチュエータは、前記少なくとも一方のクランプと組み合わせて前記被加工物に機械力を加えるように作動し、前記方法は、アクチュエータを作動して、被加工物に機械力を加えるステップを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、金属物品成形装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、電気抵抗加熱を使用して金属物品を加熱する金属物品成形装置および方法に関する。更に具体的には、本発明は、単一の工程ステーションで物品を成形し、加熱処理し、および／または急冷する金属物品成形装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属成形方法の多くは、所望の形状輪郭に変更する、または所望の形状を維持するために、被加工物を加熱するステップおよび被加工物に成形力を加えるステップとを含む。所望の金属状態を達成し、または維持するために、および／または、窒化、浸炭などの加熱処理ステップを行うために、このような方法では、温度制御が一般的に非常に重要である。熱を発生させるために電流を被加工物に流す抵抗加熱は、多くの金属成形方法で好んで用いられる。抵抗加熱は非常に速く、非常に制御可能であるため、正確な温度を実現でき、および／または被加工物の選択領域のみを加熱することができるからである。
【０００３】
先行技術では、曲げ、型成形、引き伸ばしなどの様々な成形ステップと抵抗加熱を組み合わせた多数の金属成形方法を実行している。これらのシステムのいくつかは、例えば、米国特許第５，７３７，９５４号、同第６，４６３，７７９号、同第６，３８４，３８８号、同第５，５１５，７０５号、同第３，９３３，０２０号、同第６，８６８，７０９号、および同第５，７４４，７７３号に示されている。
【０００４】
様々の金属加工方法では、成形工程および処理工程の過程中、液体またはガス流体を被加工物に接触させる必要がある。この流体は、被加工物の温度を制御するのに用いられる急冷流体からなっていてもよいし、或いは被加工物の金属と化学的に反応する化学種のような処理流体からなっていてもよい。このような処理流体は、窒化流体、浸炭流体などからなっていてもよい。
【０００５】
本発明は、加熱、成形、および流体送出機能を単一の被加工物支持ステーションに統合したシステムに向けられている。本発明のシステムは、モジュール形態で組み立てられてもよく、異なる輪郭および／または異なる金属特性を有する様々な物品の製造を考慮するように、速やかに再構成されやすい。このように、本発明のシステムは、大量生産工程に容易に適合する。これらの、およびその他の本発明の利点は、以下において、図面を参照して説明され、議論され、および記述される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
金属物品の成形装置が開示される。装置は、被加工物を受けて支持するステーションと、電源と、流体源と、第一および第二の電極クランプとを含む。各クランプは電源と電通し、流体源と流通する。クランプは、被加工物に係合するように、および被加工物に電流および流体を供給するように構成されている。ある実施形態では、システムは、クランプのうちの少なくとも一方と機械的に関連したアクチュエータを更に含む。アクチュエータは、被加工物に機械力を加えるように、その少なくとも一方のクランプと組み合わせて作動する。
【０００７】
装置は、電源および流体源の少なくとも一つを制御するコントローラーを更に含んでもよい。装置は、被加工物の温度を感知する温度センサーを更に含んでもよい。特定の実施形態では、温度センサーは、コントローラーと接続され、被加工物の温度を制御するようにコントローラーと組み合わせて作動される。この制御は、被加工物の少なくとも一部分の金属状態を変えるのに、さもなければ被加工物の少なくとも一部分を加熱処理するのに最適なあらかじめ選択されたプロファイルに従ってもよい。
【０００８】
また、ベースステーションおよびそれと係合しうる一以上の成形モジュールを含むモジュール装置を含む本発明の特定の実施形態が開示される。ベースステーションは、電源と、電流を制御するコントローラーと、流体源と、流体源を制御するコントローラーと、アクチュエータデバイスに電力を供給する電源と、を含む。成形モジュールは、被加工物に係合して、電流と流体を被加工物に送出するように構成された第一および第二の電極クランプを含む。成形モジュールは、クランプのうちの少なくとも一方と機械的に関連し、クランプと共に、被加工物に機械力を加えるように作動されるアクチュエータを更に含む。成形モジュールは、モジュールをベースステーションに連結するための連結器を更に含む。連結器はクランプに電流を、流体源から流体を供給するように作動され、且つ電力をアクチュエータに供給するように更に作動される。
【０００９】
また、本発明の装置を用いて金属物品を成形する方法も開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、被加工物を加熱するために電流の流れを用いる金属成形システムに関する。特に、本システムは、硬度、焼き戻しなどの物理的特性を選択可能に制御するために、部品の加熱処理および／または急冷をも考慮に入れる工程で金属成形部品を生産するように作動される。本発明は、好ましい金属特性を有する完成品を提供するように、被加工物の加工全体にわたって、被加工物の温度プロファイルを制御する。また、この点において、本発明は、被加工物の温度を感知してそれを所定のプロファイルに従って調整するように働く。
【００１１】
本発明の工程は、制御された電気抵抗加熱を、ロール成形、型成形、曲げ、引き伸ばし、ねじり、および急冷を含む金属成形技術と組み合わせる。本開示の文脈において、電気抵抗加熱とは、被加工物の加熱を引き起こすように、直流または交流電流を被加工物に直接加える工程を意味すると理解される。このように、抵抗加熱は、被加工物の外部の振動電磁場が加熱を引き起こすように被加工物中の対応する電子振動運動を誘発する誘導加熱とは区別される。
【００１２】
基本的な工程では、被加工物を加熱するように、被加工物に電流を加える。加熱した被加工物は、被加工物の形態を変え、またある場合には、維持するのに役立つ成形力にかけられてもよい。他の例では、加熱は被加工物の金属状態を変える。加熱の程度は、電流の流れを制御することにより大変正確に制御することができる。それに続いて、電流を停止し、被加工物を冷却する。冷却プロファイルは、急冷剤の使用によって制御することができる。この基本的な工程は、図１Ａ〜１Ｅを参照して最も良く理解することができるであろう。
【００１３】
図１Ａを参照すると、金属、典型的には鋼の本体からなる被加工物１０が示される。ある場合には、被加工物１０は、例えばロール成形、打抜き、切削、孔抜きなどの先行技術の金属加工作業にかけられたかも知れない。被加工物は、中実素材片として形成されてもよいが、多くの場合、被加工物は、中空梁、Ｃ形異形材、または他の複雑な形状のような複雑な輪郭を有する部材からなってもよい。
【００１４】
工程の第１のステップでは、図１Ｂに示されるように、一対の電極クランプ１２ａ、１２ｂを、被加工物１０に取り付ける。これは、典型的には、以下に様々な図面を参照して議論するように、更なる部材および機能を含むかも知れない取付具で行われる。電極クランプ１２ａおよび１２ｂは、被加工物１０との導電接合部を形成し、一の好ましい実施形態では、被加工物に物理的にクランプするが、他の構成の電極を用いてもよいことは理解されるであろう。電極クランプ１２ａ、１２ｂは、本例では発電機１４として示されている電源と電通しており、交流および直流の両方の電源を含むバッテリおよびその他の電源を本発明の実施に用いてもよいことは理解されるであろう。図１Ｂのシステムは、スイッチ１６または発電機１４から被加工物１０に通す電流の流れを制御するように配置された変圧器または加減抵抗器のような他のコントローラーを更に含む。
【００１５】
図１Ｃに示されるように本発明の次のステップでは、スイッチ１６を閉じて被加工物１０を通る電流の流れを起こす。電流により、被加工物１０を加熱させ、被加工物１０を通る電流の大きさおよび／または電圧を制御することにより、加熱の程度を制御することができる。この方法では、被加工物の加熱の正確な制御を達成することができることが理解されるであろう。
【００１６】
図１Ｄに示されるように、加熱された被加工物１０は、所望の方法で被加工物を変形させる機械力を受ける。図１Ｄの実施形態では、クランプ１２ａ、１２ｂと関連したアクチュエータを通じて加えられた機械力により、被加工物は湾曲形状に曲げられる。このような曲げ力を、矢印Ａで示す。矢印Ｂで示すように、クランプ１２ａおよび１２ｂによって被加工物１０にねじりも加えられる。同様に、クランプを通じて延伸力を加えてもよい。以下に詳細に説明するように、ダイス、アクチュエータなどの、クランプとは別の他の手段により被加工物に加えられた機械力で、被加工物を更に成形してもよい。ある場合には、加圧（すなわちブロー成形）、磁気成形またはその他の同様の技術により成形を行ってもよい。
【００１７】
被加工物を適切に成形したら、図１Ｅに示すように、スイッチ１６を開くことにより電流の流れを終了する。ある場合には、成形ステップの前または間に電流および加熱を終了してもよいことが理解されるであろう。成形工程の完了に続いて、所望の金属転移をもたらすために、被加工物１０を好ましくは急冷し、さもなければ、制御された冷却ステップにかける。例えば、具体的な実施例では、被加工物をオーステナイト化温度まで加熱し、続いて比較的柔らかいうちに加工し、加工ステップに続いて、被加工物を急冷して、マルテンサイト組織またはベイナイト組織のような、より高硬度な構造に変換させる。最終ステップでは、完成した被加工物１０をクランプ１２ａ、１２ｂから取り外し、基本的な工程を完了する。前述のものは、被加工物がその全体形状を変化させているプロセスを記載しているが、ある場合には、本発明の金属加工工程は、部材が加熱および急冷されている間に部材の形状を維持することに向けられる。
【００１８】
この基本的な工程の多数の修正および変形を本発明の範囲内で行ってもよいことは理解されるであろう。上で概略的に述べたように、金属加工物品の成形は、当該技術で知られ且つ予期できるいかなる機械的手段によってもなし遂げることができる。図２Ａを参照すると、本発明の他の実施形態が示されている。図１の実施形態におけるように、図２Ａの実施形態は、被加工物１０を加熱して成形するのに有効であり、この観点において、前述した電源１４とともに作動するクランプ１２ａおよび１２ｂ、および電力制御スイッチ１６とを含む。図２Ａの実施形態では、加熱した被加工物１０を、一連の機械的アクチュエータ１８ａ〜１８ｌにより成形する。図２Ａのシステムの利点は、アクチュエータが比較的小さくされ、また低電力部材からなってよいことである。これらのアクチュエータ１８は、油圧アクチュエータ、空気圧式アクチュエータまたは電動アクチュエータからなってもよい。アクチュエータ１８は、作動されるとき、被加工物１０に接触して被加工物１０を成形することができるように配置される。前述したように、被加工物に電極クランプ１２ａ、１２ｂを通して更なる成形力を加えてもよい。更に詳しく説明すると、コントローラー２０が、アクチュエータ１８を選択可能に作動するように配置される。当然のことながら、図２Ａの実施形態は、コントローラー２０によりどのアクチュエータ１８ａ〜１８ｋを作動するかにより被加工物１０を様々な形状に成形することのできる一般的な成形装置として実施されてもよい。このタイプのシステムを、大幅な設備の入れ替えを必要とすることなく、様々な形状の物品を生産するために用いてもよい。
【００１９】
図２Ａの実施形態は、それ以外に変形してもよいことが、更に理解されるであろう。例えば、孔抜き、切削、溶接などの作業を行うために、様々なアクチュエータを変更してもよい。また、様々なアクチュエータを、被加工物を掴み、引き伸ばし、ねじり、さもなければ、変形させるように構成してもよい。複数のアクチュエータを有する実施形態の利点の一つは、いかなる所定のアクチュエータも、それが被加工物の形状の最終的な変化をもたらすように多数の他のアクチュエータと関連して作用するので、あまり強力である必要がないことである。
【００２０】
図２Ｂを参照すると、本発明による成形システムの更に他の実施形態が示される。先の実施形態におけるように、図２Ｂの実施形態は、被加工物１０の加熱に備えるために、発電機１４およびスイッチ１６と関連して作動する電極クランプ１２ａおよび１２ｂを含む。本実施形態では、一対のダイス２２ａ、２２ｂは、被加工物１０を成形するように作動する。先の実施形態におけるように、電極クランプ１２を含む更に他の構造によって、引張り力、ねじり力、または曲げ力を被加工物に加えてもよい。本実施形態では、電極クランプ１２ａ、１２ｂが被加工物に成形力を加えてもよい。
【００２１】
本発明のシステムは、金属加工工程の全段階を通じて、被加工物の非常に良い温度制御を提供する。特定の実施形態では、図３に示すタイプの温度制御回路が、システムに含まれるのがよい。図３の回路は、マイクロプロセッサー主体のコントローラー、アナログコントローラー、または電気機械コントローラーでもよい温度調節器２４を含む。温度調節器２４は、被加工物の抵抗加熱を発生させる電源２８を調整するように作動する。制御回路の特定の実施形態では、温度調節器はまた、温度センサー２６から温度情報を受ける。温度センサーは、光高温計、熱電対、または被加工物と連絡するその他の温度測定装置からなるのがよい。被加工物の電気抵抗は、被加工物の温度の関数として変化するため、ある場合には、温度センサー２６は、被加工物の抵抗率を測定して被加工物の温度を決定するように作動してもよい。温度調節器２４は、被加工物に一定の温度を維持するように作動してもよいし、所定の輪郭に従って温度を制御するように作動してもよい。
【００２２】
上述したように、本発明のシステムは、好ましくは、被加工物の工程の間に、加熱した被加工物を急冷するように作動する。このことについて、図３の温度制御回路は、被加工物に冷却液またはガスを送出するように作動する急冷システム３０と電通していてもよい。そのような場合、制御装置２４は、被加工物の温度を感知し、所望の冷却プロファイルを達成するように、温度に応答して急冷システム３０の動作を制御する。このタイプのシステムを用いると、金属加工工程の様々な部分を、非常に正確な温度制御の下に行うことができる。例えば、塑性変形を容易にするに十分高いが、酸化物形成を最小にするに十分低い温度まで、金属被加工物を加熱してもよい。そして、被加工物を金属転移温度まで急速に加熱し、適切な時間保持し、所望の金属状態を生じさせるであろう速度で冷却してもよい。例えばこのシステムを用いることにより、マルテンサイトまたはベイナイト組織を有する完成部品を確実に生産することができる。この制御により、低コストの、従来の合金から高品質な部品を生産することができる。
【００２３】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明のシステムの使用により達成される時間／温度プロファイルの様々な例を示す。本発明のシステムを利用して様々な他のプロファイルを実施してもよいことが理解されるであろう。
【００２４】
図５を参照すると、システムの電極クランプ１２ａ、１２ｂが、加熱した被加工物に急冷流体を送出するように更に作動する本発明の更に他の特徴が示される。図５に示すように、先の実施形態におけるのと同様に、スイッチ１６を通じて発電機１４と電通している電極クランプ１２ａと１２ｂにより、被加工物１０を保持し、抵抗加熱する。本実施形態では、電極クランプ１２ａおよび１２ｂはまた、流体ライン３４を通じて急冷流体３２の供給源と連通している。急冷流体は、当該技術で知られたいかなる種類の急冷剤からなってもよいし、例として、水、油、水と油のエマルジョン、有機流体などの液体を含む。急冷流体はまた、ガスからなってもよいし、ある場合には、液体窒素のような液化ガスからなってもよい。図５の実施形態では、クランプ１２ａ、１２ｂは、急冷流体を被加工物１０の外面にわたって差し向けるように構成されるのがよい。被加工物が中空の被加工物である場合には、システムは、急冷流体を被加工物の中に通すように更に作動してもよい。また図５には、それぞれクランプ１２ａ、１２ｂと関連した一対のアクチュエータ３４ａ、３４ｂも示されている。アクチュエータは、上述したように、油圧、空気圧、電気的または電気機械的アクチュエータからなっていてもよく、被加工物を引き伸ばし、ねじり、または曲げるように作動してもよい。他の場合には、図５のシステムを、加工中、浸炭流体、窒化流体または不活性流体など他の流体を、被加工物に供給するように変形させてもよい。これ以外の流体を、急冷流体とともに、または急冷流体の代わりに用いてもよい。
【００２５】
上に示した全ての実施形態において、電極クランプは、被加工物の端部に配置して示される。ある場合には、クランプを別の状態に配置することが望ましいかも知れない。例えば、もし被加工物のある部分のみが加熱処理サイクルにかけられる場合は、クランプを、被加工物のこれらの部分のみに電流を供給するように配置すればよい。従って、そのような全ての実施形態は、本発明の範囲内である。また、ある場合には、被加工物のある部分を、被加工物の残りの部分に加えられる加熱処理ステップと異なる特定の加熱処理にかけてもよい。例えば、被加工物全体を、その中に第一金属転移を引き起こすように加熱処理し、次いで、被加工物の選択部分を第二の金属状態に変換させるように、被加工物の選択部分を再び処理してもよい。例えば、被加工物を、低硬度の選択領域を有する高硬度部材を生産するように加工してもよい。
【００２６】
このような形態は、機械的な衝撃を弱めるのに最適な、事前に選択した一連の変形特性を有するバンパーバー、衝突保護ビームなどのエネルギー消散構造に備えることができる。他の場合には、部材の特定の領域を加熱処理して、溶接、タップ、切削などの次の加工ステップに最適な硬度特性を供給することができる。例えば、本発明の方法を用いると、硬度がやや低いフランジまたはタブの延びた高硬度ビーム部材を生産することができる。
【００２７】
図６は、被加工物に部分の別の加熱処理に備えるように特別に構成された本発明の他の実施形態を描いている。図６に示すように、被加工物１０は電極クランプ１２ａ、１２ｂによって支持され、一方電極クランプは、全て前述の通り、スイッチ１６を通じて発電機１４のような電源によって賦勢される。図６の実施形態は、発電機１４と電通し、また、第二のスイッチ３８を通じて選択的に作動する第二の一組の電極３６ａ、３６ｂを更に含む。この第二の組の電極３６ａ、３６ｂは、被加工物１０と選択的に接触されるのがよく、電流が被加工物の中を通るとき、第二の組の電極は、電極の間に配置された被加工物１０の部分を抵抗加熱するように協働する。図示していないが、図６の実施形態は、先の議論に従って、被加工物に成形作業を行うための手段を含んでもよい。
【００２８】
図６の実施形態の使用では、被加工物１０を最初に電極クランプ１２ａ、１２ｂを通じて所望の金属転移温度まで加熱し、次に成形し、そして自由選択に急冷してもよい。更なるステップにおいて、被加工物１０の部分を焼き戻すために、さもなければ金属転移をもたらすために、補助的な電極３６ａ、３６ｂを作動して被加工物１０の部分を再加熱してもよい。このような再加熱は、成形ステップ、急冷ステップなどの更なる加工ステップによって任意に行われてもよい。
【００２９】
本発明の他の観点によると、金属成形システムは、被加工物の加工の選択段階の間、制御された雰囲気を被加工物に与えるように、更に作動してもよい。図７を参照すると、そのような実施形態を示している。具体的に示しているように、被加工物１０は、前述した機械的アクチュエータを含んでもよい電極クランプ１２ａおよび１２ｂによって、支持される。この特定の実施形態では、電極クランプ１２ａおよび１２ｂは、処理ガスを処理ガス源７０から被加工物１０に供給するように更に構成されている。処理ガスは、窒素、アルゴン、または同様の不活性ガスからなるのがよい。他の場合には、処理ガスは、水素、アンモニアまたは同様の窒化ガス、または炭化水素などの浸炭ガスなどの還元ガスからなってもよい。システムは、処理ガスを被加工物の外面に送出するように構成されてもよい。また、被加工物が中空被加工物の場合、システムはまた、被加工物の内部に処理ガスを送出するように作動してもよい。
【００３０】
処理ガスが不活性ガスの場合、加熱被加工物上での酸化物および／または他のスケールの形成を除去しまたは最小とすることができる。これは本発明の大変顕著な特徴である。スケールの除去により、高品質物品を生産しおよび／または完成被加工物の次の処理を容易にするからである。不活性雰囲気の使用により、加熱被加工物に作業を行うことができる時間を延ばすことにもなる。酸化物およびスケール形成から生ずる時間の制約が除去されるからである。多くの場合では、加熱した被加工物を成形するための先行技術のシステムは、不当なスケールおよび酸化物の形成を回避するために、格別に高コストの鋼合金を用いるべきであることを要求する。本発明を用いることにより、この高コスト要因を除去する。
【００３１】
本発明の方法を行うための様々なシステムを実施することができる。本発明の一の観点では、モジュラー式の金属加工システムを製造してもよいことが予期できる。そのようなシステムでは、特定のモジュールを特定の被加工物に特定の作業群を行うように構成してもよい。このようなモジュールは、電極、加工部材、流体送出システムなどの特定の構成を含んでもよい。各作動モジュールの特定の構成は、それで製造される物品の性質に依存する。本発明の本実施形態では、モジュールを、「共通の」制御システムに係合できるよう構成してもよい。制御システムは、電気供給システム、空気圧システム、油圧システム、流体送出システムなどの共通ユニットを含んでもよい。このように、本装置は、その中にモジュールを入れ替えることにより、異なる物品の製造のために容易に構成することができる。
【００３２】
図８を参照すると、本発明の本実施形態の略図を示す。そこに示すように、ベースステーション５０は、それと関連した、電気制御システム５２、油圧制御システム５４、および流体制御システム５６を含む。ベースステーション５０はまたコンピューターコントローラー、キーボードのような入力デバイス、タッチスクリーンなど並びにシステムのオペレーター制御を考慮するデータ表示デバイスを含んでもよい。ベースステーション５０は、流体送出ライン、電気接続、空気圧または油圧接続などを含む一連のコネクターポート６０ａ、６０ｂ、６０ｃを含む。ベースステーション５０は、前述したように、被加工物を受けて成形するための取付具およびアクチュエータと、センサーおよび他の関連システムを含んでもよい作動モジュール６２を受けるように構成する。モジュール６２は、ベースステーション上の対応するコネクター端末６０ａ〜６０ｃに係合するコネクター６４ａ、６４ｂ、６４ｃを含む。モジュール６２をステーション５０に係合すると、システムは、上述した本発明の観点に従って、被加工物に一連の成形工程を行うように作動可能となる。
【００３３】
以上は、本発明のいくつかの具体的な実施形態を記載している。これらの様々な実施形態中に見出される特徴は、本発明に従ってシステムまたは装置を提供するように組み合わせ、および／または変形してもよい。更に本発明の他の変更、組み合わせ、および変形は当業者に明らかであろう。以上の図面、議論および記載は、本発明のいくつかの特定の実施形態の例であるが、本実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲を定めるのは、全ての均等物を含む特許請求の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１Ａ〜１Ｆは、本発明により実施される基本的な金属加工工程を説明する図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一の具体的な装置の略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の他の具体的な装置の略図である。
【図３】図３は、本発明で利用される温度制御回路の線図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明のシステムを用いることにより達成できる特定の時間／温度プロファイルを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明のシステムを用いることにより達成できる特定の時間／温度プロファイルを示す図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態の略図である。
【図６】図６は、本発明の更に他の実施形態の略図である。
【図７】図７は、本発明の更なる実施形態の略図である。
【図８】図８は、本発明に従って構成されたモジュールシステムの略図である。
【図１Ａ】
2008513219.tif 000003
【図１Ｂ】
2008513219.tif 000004
【図１Ｃ】
2008513219.tif 000005
【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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