(57)【要約】【課題】曲げを容易にする折畳み線を備えたシートの低力ロール折畳みシステムおよび低力ロール折畳み方法を提供することにある。【解決手段】１つ以上の所定の折畳み線を備えた二次元シート材料を三次元物品に低力ロール折畳みするシステム。本発明のシステムは、１つ以上の所定の折畳み線の長さに沿って延びている曲げ容易化構造を備えたシート材料と、曲げ容易化構造に沿って金属薄板の曲げを行うべく構成された折畳みローラのスタンドと、１つ以上の所定の折畳み線の長さに沿って、シート材料に対し折畳みローラの前記スタンドを移動させ、曲げ容易化構造に沿ってシート材料の曲げを行う駆動装置とを有している。低力ロール折畳み方法も開示する。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の所定の折畳み線を備えた二次元シート材料を三次元物品に低力ロール折畳みする方法において、
シート材料に、１つ以上の前記所定の折畳み線の長さに沿って延びている曲げ容易化構造を設ける段階と、
前記曲げ容易化構造に沿って前記金属薄板の曲げを行うべく構成された折畳みローラのスタンドを設ける段階と、
１つ以上の前記所定の折畳み線の長さに沿って、シート材料に対し折畳みローラの前記スタンドを移動させ、前記曲げ容易化構造に沿ってシート材料の曲げを行う段階とを有することを特徴とする低力ロール折畳み方法。
【請求項２】
前記折畳みローラのスタンドを通してシート材料を駆動する段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の低力ロール折畳み方法。
【請求項３】
前記シート材料を折畳みローラの複数のスタンドに通して駆動し、シート材料に一連の増分的横断面プロファイルを形成する段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の低力ロール折畳み方法。
【請求項４】
拡開する所定の折畳み線の長さに沿って、シート材料に曲げ容易化構造を設ける段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の低力ロール折畳み方法。
【請求項５】
所定の折畳み線の非線形長さに沿って、シート材料に曲げ容易化構造を設ける段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の低力ロール折畳み方法。
【請求項６】
前記折畳みローラは、前記折畳み線に隣接するが折畳み線から離れないでシート材料に沿う実質的に円筒状のロールであることを特徴とする請求項１記載の低力ロール折畳み方法。
【請求項７】
前記折畳みローラの回転軸線を相対的に調節して、前記所定の折畳み線に沿うスプリングバックに適合させる段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の低力ロール折畳み方法。
【請求項８】
前記折畳みローラのスタンドを、所定の折畳み線の前記長さに沿って手動でローリングさせる段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の低力ロール折畳み方法。
【請求項９】
１つ以上の所定の折畳み線を備えた二次元シート材料を三次元物品に低力ロール折畳みするシステムにおいて、
１つ以上の前記所定の折畳み線の長さに沿って延びている曲げ容易化構造を備えたシート材料と、
前記曲げ容易化構造に沿って前記金属薄板の曲げを行うべく構成された折畳みローラのスタンドと、
１つ以上の前記所定の折畳み線の長さに沿って、シート材料に対し折畳みローラの前記スタンドを移動させ、前記曲げ容易化構造に沿ってシート材料の曲げを行う駆動装置とを有することを特徴とする低力ロール折畳みシステム。
【請求項１０】
折畳みローラの複数のスタンドを更に有し、各スタンドはシート材料上に増分的横断面プロファイルを形成するように構成されていることを特徴とする請求項９記載の低力ロール折畳みシステム。
【請求項１１】
前記シート材料は、拡開する所定の折畳み線のリンクに沿う曲げ容易化構造を有していることを特徴とする請求項９記載の低力ロール折畳みシステム。
【請求項１２】
前記シート材料は、所定の折畳み線の非線形長さに沿う曲げ容易化構造を有していることを特徴とする請求項９記載の低力ロール折畳みシステム。
【請求項１３】
前記折畳みローラは、前記折畳み線に隣接するが折畳み線から離れないでシート材料に沿う実質的に円筒状のロールであることを特徴とする請求項９記載の低力ロール折畳みシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、「低力ロール折畳みシステムおよび低力ロール折畳み方法（SYSTEM FOR LOW-FORCE ROLL FOLDING AND METHODS THEREOF）」の名称に係る２００８年2月１６日付米国仮特許出願第６１／０２９，３２２号の優先権を主張する。尚、該米国仮特許出願の全内容は本願に援用する。
【０００２】
本発明は、広くは低力ロール折畳みシステムに関し、より詳しくは、曲げを容易にする折畳み線を備えたシートのロール折畳みに使用できる装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ロールフォーミングは、二次元寸法をもつシート材料例えば金属薄板を、三次元製品または物品の特定横断面プロファイルが形成されるまで、一連のロール（各ロールは一増分量の曲げを遂行する）に通す連続曲げ作業である。「フラワーパターン（花柄）」は、平らな二次元金属薄板から三次元製品の最終的横断面プロファイルに至る各増分横断面プロファイルを呈している。一般にロールフォーミングは、長手方向に真直で平行な曲りを有する金属薄板で形成された物体を作るのに使用される。
【０００４】
製品の各増分的横断面プロファイル（incremental cross-sectional profile）並びに最終的横断面プロファイル（ultimate cross-sectional profile）を作るには、「スタンド」すなわちローラ組が必要である。各スタンドは、金属薄板がスタンドを通るときに、好ましくは材料の厚さを変えることなく金属薄板に増分的な曲げ（incremental bending）を付与する協働輪郭ローラを有している。ロールフォーミング機械は、各増分的横断面プロファイルが得られるように、各スタンドの厳格な公差のローラ組を製造するのに高コストを要するため、一般に非常に高価であることは理解されよう。
【０００５】
下記特許文献１には、ロールフォーミングにより製造される自動車のサイドレールの一例が開示されている。下記特許文献２には、これもロールフォーミングにより製造されるチャネル部材の一例が示されている。下記特許文献３および４には、現在ロールフォーミングに使用されている機械の例が開示されている。
【０００６】
このようなロールフォーミング機械は、一般に、各スタンドのローラ組の製造コストが高いため非常に高価であることが、ここでも理解されよう。各ローラ組は、一般に、厳格な公差でそれぞれの増分的横断面プロファイルに機械加工される焼入れ鋼および他の金属の使用を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】Reimenschneiderの米国特許第２，１２７，６１８号明細書
【特許文献２】日本国特許出願第１１-１８８４２６号公報
【特許文献３】Meyerの米国特許第７，２７５，４０３号明細書
【特許文献４】Chuangの米国特許第７，２４３，５１９号明細書
【特許文献５】米国特許第６，４８１，２５９号明細書
【特許文献６】米国特許第６，８７７，３４９号明細書
【特許文献７】米国特許出願第２００６／００２１４１３ Ａｌ号公報
【特許文献８】米国特許第７，１５２，４４９号明細書
【特許文献９】米国特許第７，０３２，４２６号明細書
【特許文献１０】米国特許第７，１５２，４５０号明細書
【特許文献１１】米国特許出願第２００５／０００５６７０ Ａｌ号公報
【特許文献１２】米国特許第７，２６３，８６９号明細書
【特許文献１３】米国特許第７，２２２，５１１号明細書
【特許文献１４】米国特許出願第２００５／０２５７５８９ Ａｌ号公報
【特許文献１５】米国特許出願第２００６／０２１３２４５ Ａｌ号公報
【特許文献１６】米国特許第７，２９６，４５５号明細書
【特許文献１７】米国特許出願第２００６／０１３０５５１ Ａｌ号公報
【特許文献１８】米国仮特許出願第６０／９１１，９１０号公報
【特許文献１９】米国仮特許出願第６０／９７４，４６６号公報
【特許文献２０】米国仮特許出願第６０／９７４，４６８号公報
【特許文献２１】米国特許出願第１１／９２５，１９５号公報
【特許文献２２】米国特許出願第２００６／０２７７９６５ Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上から、シート材料を曲げるための既知の装置の上記および他の欠点を解消できる成形システムは有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、１つ以上の所定の折畳み線を備えた二次元シート材料を三次元物品に低力ロール折畳みする方法に関する。本発明の方法は、シート材料に、１つ以上の所定の折畳み線の長さに沿って延びている曲げ容易化構造を設ける段階と、曲げ容易化構造に沿って金属薄板の曲げを行うべく構成された折畳みローラのスタンドを設ける段階と、１つ以上の所定の折畳み線の長さに沿って、シート材料に対し折畳みローラのスタンドを移動させ、曲げ容易化構造に沿ってシート材料の曲げを行う段階とを有している。本発明の方法は、更に、折畳みローラのスタンドを通してシート材料を駆動する段階を更に有している。本発明の方法は、シート材料を折畳みローラの複数のスタンドに通して駆動し、シート材料に一連の増分的横断面プロファイルを形成する段階を更に有している。本発明の方法は、拡開する所定の折畳み線の長さに沿って、シート材料に曲げ容易化構造を設ける段階を更に有している。本発明の方法は、所定の折畳み線の非線形長さに沿って、シート材料に曲げ容易化構造を設ける段階を更に有している。折畳みローラは、折畳み線に隣接するが折畳み線から離れないでシート材料に沿う実質的に円筒状のロールである。本発明の方法は、折畳みローラの回転軸線を相対的に調節して、所定の折畳み線に沿うスプリングバックに適合させる段階を更に有している。本発明の方法は、折畳みローラのスタンドを、所定の折畳み線の長さに沿って手動でローリングさせる段階を更に有している。
【００１０】
本発明の他の態様は、１つ以上の所定の折畳み線を備えた二次元シート材料を三次元物品に低力ロール折畳みするシステムに関する。好ましくは、本発明のシステムは、１つ以上の所定の折畳み線の長さに沿って延びている曲げ容易化構造を備えたシート材料と、曲げ容易化構造に沿って金属薄板の曲げを行うべく構成された折畳みローラのスタンドと、１つ以上の所定の折畳み線の長さに沿って、シート材料に対し折畳みローラのスタンドを移動させ、曲げ容易化構造に沿ってシート材料の曲げを行う駆動装置とを有している。
【００１１】
本発明のシステムには更に、折畳みローラの複数のスタンドを設け、各スタンドはシート材料上に増分的横断面プロファイルを形成するように構成できる。シート材料には、拡開する所定の折畳み線のリンクに沿う曲げ容易化構造を設けることができる。シート材料には、所定の折畳み線の非線形長さに沿う曲げ容易化構造を設けることができる。折畳みローラは、折畳み線に隣接するが折畳み線から離れないでシート材料に沿う実質的に円筒状のロールで構成できる。
本発明の方法および装置は他の特徴および長所を有し、これらの特徴および長所は、添付図面および本発明の或る原理を説明すべく以下に述べる詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１ａは、本発明の種々の特徴にしたがって、二次元シート材料から三次元物品の低力ロール折畳みを行う例示装置を示す斜視図、図１ｂは、二次元シート材料の初期横断面プロファイルを示す概略図、図１ｃは、三次元物品の最終横断面プロファイルを示す概略図、および図１ｄは、図１ｂの二次元シート材料を示す平面図である。
【図２】図２ａは、本発明の種々の特徴にしたがって、低力ロール折畳みを行うべく用意された他の二次元シート材料を示す平面図、および図２ｂは、図２ａに示した二次元シート材料と同じ二次元シート材料で形成された三次元物品を示す斜視図である。
【図３】図３ａは、二次元シート材料（図３ａの頂）が、本発明の種々の特徴にしたがって三次元物品（図３ａの底）にロール折畳みされるときの他の増分的横断面プロファイルを示す概略図、および図３ｂは、それぞれの折畳みローラの組を通る図３ａの増分的横断面プロファイルを示す概略図である。
【図４】図４ａは、二次元シート材料（図４ａの頂）が、本発明の種々の特徴にしたがって三次元物品（図４ａの底）にロール折畳みされるときの他の増分的横断面プロファイルを示す概略図、図４ｂは、それぞれの折畳みローラの組を通る図４ａの増分的横断面プロファイルを示す概略図、および図４ｃは、図４ｂに示したのと同様な他のそれぞれの折畳みローラの組を通る図４ａの増分的横断面プロファイルを示す概略図である。
【図５】図５ａは、図４ｂに示したのと同様な他のそれぞれの折畳みローラの組を通る図４ａの増分的横断面プロファイルを示す概略図、図５ｂは、図５ａに示したローラのうちの最終組のローラを示す拡大断面図（最終組のローラは、図５ｄの最終横断面プロファイルで生じるスプリングバックに適合させるべく図５ｃに示した横断面プロファイルを作るべく構成されている）を示す拡大断面図、図５ｅは、図５ｂのローラの拡大詳細図、および図５ｆは、図５ｂのローラの概略的であり、上方ローラの調節を破線で示すものである。
【図６】図６ａは、本発明の種々の特徴にしたがって、三次元物品（図６ａの底）を形成すべくそれぞれのローラの組を通る他の二次元シート材料（図６ａの頂）の増分的横断面プロファイルを示す概略図、および図６ｂは、図６ａに示した折畳みローラの組を示す拡大図である。
【図７】図７ａは、本発明の種々の特徴にしたがって、二次元シート材料から三次元物品を低力ロール折畳みする他の装置を例示する斜視図、および図７ｂは、図７ａの装置を示す拡大詳細図である。
【図８】図７ａに示したものと同様な他の二次元シート材料であるが、本発明の種々の特徴にしたがって、平行でない拡散折畳み線に沿って低力ロール折畳みを行うべく用意された二次元シート材料を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、本発明の種々の実施形態を参照すれば、添付図面に示すこれらの例を以下に説明する。本発明は例示の実施形態について説明するが、本発明はこれらの例示実施形態に限定されるものではないことを理解すべきである。それどころか、本発明は例示実施形態だけではなく、特許請求の範囲の記載により定められる本発明の精神および範囲内に包含される種々の変更例、均等物他の実施形態をカバーするものである。
【００１４】
図面を参照すると、全図面に亘って同じコンポーネンツは同じ参照番号で示されている。図１には、全体が参照番号３０で示されたロール折畳みシステムの一例が示されており、該ロール折畳みシステムは二次元シート材料３２（図１ｂおよび図１ｄ参照）を三次元物品（図１ｃ参照）に折畳むのに使用できる。ロール折畳みシステム３０は、所定の折畳み線に沿って曲げることを容易にする巧みに設計された折畳み線（engineered fold lines）３５を備えた延性シート材料に使用するように設計されている。シート材料が所定の移動経路に沿って機械を通って案内されると、その横断面プロファイルは、平らなシートから所望の横断面プロファイルを有する三次元物品へと徐々に変形される。
【００１５】
増分的横断面プロファイルと一致する各スタンドに、入念かつ精巧に作られたローラ組を必要とする慣用のロールフォーミング機械とは異なり、本発明のロールフォーミングシステムは、いかなる特定の横断面プロファイルとも一致させる必要がない簡単なローラホイールを使用している。したがって、本発明のロール折畳みシステムは、ロール折畳みシステムのキャピタルコストを大幅に低減できる。なぜならば、本発明のロール折畳みシステムはローラを横断面プロファイルに正確に一致させるコストが嵩む機械加工が不要だからである。
【００１６】
本発明によるロール折畳みシステムは、上記特許文献５-２１（但しこれらに限定されない）に開示の種々の折畳み幾何学的形状および形状を用いた、巧みに設計された折畳み線を有する二次元シート材料を曲げるのに特に適している。尚、これらの特許文献５-２１の全内容は、本願に援用する。
【００１７】
本発明のロール折畳みシステムは、巧みに設計された折畳み線で製造する種々の態様の長所が得られるように設計されている。例えば、所望の折畳み線の位置がシート材料に巧みに設計されているため、工作機械の公差は比較的厳格でなくてもよい。したがって、本発明のロール折畳みシステムは、必須ではないが、摩耗および裂けが比較的小さいため、数十万および／または数百万サイクルが可能な高効率の低負荷機械の形態にすることができる。工作機械の正確な公差に対する要求を低減できるため、特殊な材料、高価で時間を要する機械加工、焼入れ、熱処理および／または他のコストが嵩むプロセスは減少させるか、回避できる。それどころか、シート材料に公差を組み入れることにより、安価で低負荷のロール折畳みを用いて、二次元シート材料をその最終形状または或る場合には１つ以上の中間形状に折畳むことができる。このため、本発明のロール折畳みシステムは、軟鋼、プラスチック、複合材および／または金属成形機械を作るには軟らか過ぎると一般的に考えられる他の材料並びに鋳鉄および比較的正確さに欠ける部品を含む軟質の鋼材、レーザーカット部品および他の比較的安価なコンポーネンツで構成できる。このことは、もちろん、焼入れ鋼を用いた高負荷構造を必ずしも排除するものではない。それどころか、デューティサイクル、経済性、重量等のファクタに基づいてフレキシビリティを高めることができる。
【００１８】
しかしながら、本発明のロール折畳みシステムはまた、上記巧みに設計された折畳み線、折目付け手段および／または他の適当な手段により形成される所定の折畳み線が設けられた金属薄板（但しこれらに限定されない）を含む折畳み線の回りで、他の種類の延性シート材料を曲げるのにも適していることは理解されよう。
【００１９】
比較的幅狭および比較的幅広の両方のフランジを備えた本発明のロール折畳みにより多数の三次元製品を形成できることは理解されよう。三次元製品として、例えば、種々の囲い部品、電子シャーシ部品、自動車部品、器具部品、輸送部品、構造部品、ＨＶＡＣ部品、宇宙航空部品等があるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
図１ａを参照すると、例示のロール折畳みシステム３０は、概略的に、該ロール折畳みシステム３０の種々のサブアセンブリを支持しかつ位置決めするように構成された機械シャーシ３７を有している。例えば、上方の受入れ駆動ローラ３９は、何らかの慣用態様で機械シャーシにより回転可能に支持されかつ適当な駆動手段により駆動される。機械シャーシ３７には、上方の出口駆動ローラ４０が同様に取付けられている。下方の受入れ駆動ローラ３９’および下方の出口駆動ローラ４０’も同様な態様で設けられている。駆動ローラは、ロール折畳みシステムがシート材料３２を三次元物品３３に折畳むときに、シート材料３２をロール折畳みシステムに通して受入れかつ推進するように構成されている。
【００２１】
１つ以上のガイドローラ４２が設けられており、シート材料３２がロール折畳みシステムを通るときに該シート材料を全体的に支持しかつ案内する。
【００２２】
シート材料に折畳み力を付与するための多数の「スタンド」４４すなわち折畳みローラ４６の組も設けられている。折畳みローラ４６はスプリング負荷されていて、シート材料３２が折畳みローラ４６により送られるときにシート材料に対して比較的均一な力を加える。折畳みローラ４６は、シート材料の連続表面４７に沿って、それぞれの折畳み線に対して実質的に平行にかつ折畳み線に沿って転がり、シート材料３２がそれぞれの折畳みローラ４６の組を通るときにシート材料に折畳み力を付与するように構成されかつ位置決めされている。
【００２３】
前述のように、シート材料３２には予形成されかつ巧みに設計された折畳み線が設けられているため、折畳み線に沿って曲げを行うのに小さい力で済む。また、予形成されかつ巧みに設計された折畳み線は、シート材料が曲る位置、より詳しくは変形が生じる位置を正確に自己認識するので、折畳みローラ４６は、曲げを行う連続表面４７を概略的に位置決めするだけでよい。
【００２４】
また、シート材料３２は巧みに設計された折畳み線３５を有しているので、シート材料の曲げを行うのに要する力の大きさは大幅に低減される。ローラの各スタンドに、増分的横断面プロファイルと一致する焼入れされおよび／または比較的硬質のローラの入念かつ精巧に作られたローラ組を必要とする慣用のロールフォーミング機械とは異なり、本発明のロール折畳みシステムは、いかなる特定横断面プロファイルとも一致させる必要がない簡単な特別仕様でないローラホイールを使用できる。例えば、ローラホイールは、比較的小さい力環境に適用されるウレタン、ゴムまたは他の適当な材料で形成できる。例えば、シート材料が各スタンドを通るときにシート材料に力を加えるローラの代用として、デルリン（Delrin、登録商標）スキッドを使用できる。したがって、本発明のロール折畳みシステムは、横断面プロファイルに正確に一致するローラの機械加工が不要であるため、慣用のロール成形機械に付随するキャピタルコストを大幅に低減できる。
【００２５】
本発明のロール折畳みシステムの低負荷特性は、シート材料がスタンドを通るときに、ローラおよび／またはスキッドがシート材料の表面に沿うスカッフィングおよび／またはスクラビングを殆ど行わない予塗装されたシート材料のロール折畳みを容易にすることは理解されよう。また、比較的大きい半径のローラホイールを使用でき、このことが、各スタンド内へのシート材料の装填またはスタンドを通る受入れを容易にすることは理解されよう。
【００２６】
図示の実施形態では、ロール折畳みシステム３０が、スタンド４４の上方連続体（上方シリーズ）４９および下方連続体（下方シリーズ）５１を有しており、ここで、二次元シート材料２がロール折畳みシステム３０内へと左から右に供給され、スタンドの上方連続体４９を通って中間物品５３を形成する。この中間物品５３は、スタンドの下方連続体５１を通って再びロール折畳みシステム３０内へと右から左に供給され、最終三次元物品３３を形成する。ロール折畳みシステム３０は、中間物品５３を、例えば矢印Ｄの方向に落下或いは下降させることができる慣用手段により、中間物品スタンドの上方連続体４９から下方連続体５１へと案内するように構成するのが好ましい。ロール折畳みシステムのこの「アウト-アンド-リターン」構成は、特に、単一オペレータが単一位置（例えば位置Ｐ）からロール折畳みシステムを操作するときに有利である。しかしながら、シート材料が単一方向に外方に移動する単一連続体のスタンドを設けることができることは理解されよう。
【００２７】
図示の実施形態では、上方連続体には、４つのスタンド（４つの増分的横断面プロファイルに対応する４組のローラ）が設けられており、下方連続体には３つのスタンド４４’すなわち三次元物品３３の２つの付加横断面プロファイルおよび最終横断面プロファイルに対応する３組のローラが設けられている。しかしながら、所望量の曲げを行うために１つ、２つ、３つまたは４つ以上のスタンドを設けることができることは理解されよう。
【００２８】
慣用のロールフォーミング技術とは異なり、本発明のロール折畳みシステムは、不均一横断面プロファイルを有する三次元物品の形成にも使用できる。例えば図２には、平行でなく互いに近づく方向に収斂している折畳み線３５ａを有するシート材料が示されている。折畳み線のこのような構成は、図２ｂに示すホーン型物品５４のような横断面幅寸法が変化する物品を作るのに使用される。図２ａに示すように、両側の折畳み線は互いに平行にすることができ（例えば折畳み線３５ａ参照）、或いは互いに近づく方向に収斂させることもできる（例えば折畳み線３５ａ’参照）。
【００２９】
図１ａに示すように、ロール折畳みシステム３０には、適当な手段により各スタンド４４のサブセットを調節するための１つ以上のチューニングノブ５６が設けられている。チューニングノブは、スタンドの両側でローラのサブセットを独立的に調節すべく、スタンドローラの各サブセットに設けられることは理解されよう。
【００３０】
本発明のロール折畳みシステムは、シート材料を、多種類の三次元物品に折畳むのに特に有効である。例えば図３ａおよび図３ｂを参照すれば、ロール折畳みシステム３０は、シート材料３２ｂを、チャネル型閉ボックスビームの形態をなす三次元物品３３ｂに折畳むのに使用できる。図示の実施形態では、図３ｂに示すように、シート材料３２ｂの両側を上方および内方にフレアさせ、閉ボックスビーム５８を形成するのに、ローラの８つのスタンド４４ｂが使用される。最上方スタンドはシート材料の最外縁部を上方に緩やかに拡開（フレア）し、一方、次の２つのスタンドは最外縁部を上方に拡開し続けかつ内側側壁を上方に拡開すると同時に内方に拡開する。次のスタンドは最外縁部を内方に案内し始め、同時に、残りのスタンドはボックスビームを閉じるように最外縁部および側壁を案内する。この概略連続図から明らかなように、各スタンドのローラは、両折畳み線３５ｂの間でシート材料３２ｂの平らな表面上を転がるように構成された均一サイズのホイールで構成できる。
【００３１】
折畳みローラの方向は、所望の横断面プロファイルに基づいて非常に広範囲に定まられることは理解されよう。例えば図４ａに示すように、本発明のロール折畳みシステムは、二重チャネルビーム６０を形成するのに使用できる。また、図４ｂおよび図４ｃから明らかなように、多数の形状を用いて、所望の特定横断面プロファイルの折畳みを選ぶことができる。例えば、折畳みローラ４６ｃの各スタンド４４ｃは、図４ｂに示すように、平行軸線上で回転可能に取付けることができる。或いは、各スタンド４４ｄには、直交軸線上で回転可能に取付けられた折畳みローラ４６ｄを設けることができる。回転軸線を水平軸線または垂直軸線に限定することにより機械設計を簡単化できることは理解されよう。また、ホイールをシート材料の表面に対して実質的に垂直に位置決めすることにより、シート材料上での折畳みローラのスクラビングまたはスカッフィングを制限できる。
【００３２】
本発明の更に別の実施形態では、図５ａに示すように、異型折畳み線ローラ６１を用いてシート材料に折畳み力を付与でき、この場合には、二次元シート材料も三次元物品３３ｅ（図５ａの底）にロール折畳みされる。図５ｂおよび図５ｃに示すように、異型折畳みローラは、所望の横断面プロファイル（図５ｄ参照）を生じさせるスプリングバックに適合させるべくシート材料３２ｅを過大に曲げるため（図５ｃ参照）、協働する凹部６３および突出部６５が設けられた形状を有している。折畳みローラの位置決めを含む過大曲げを行うのに、他の形状を使用できることは理解されよう。この実施形態では、異型折畳みローラは平行軸線上で回転可能に取付けられているため、互いに容易に調節できる。例えば図５ｆに示すように、異型ローラの１つは、凹部６３と突出部６５との間の距離を調節すべく、１つのローラ６１の軸線が協働するローラ６１’の軸線に対して前後にスライドされるように、「平面内」で調節される。図示の実施形態では、ローラ６１．５は水平平面内で前後にスライドして、過大曲げすなわち所望角度を超える曲げ量を調節し、スプリングバックに適合させる。ローラは、スライディングにより調節され、または傾斜平面に沿って、または水平方向の代わりに垂直平面に沿って調節される。
【００３３】
図６ａは、本発明の種々の特徴にしたがって三次元物品３３ｆ（図６ａの底）を形成すべくローラのそれぞれの組を通る、更に別の二次元シート材料の一連の増分的横断面プロファイルを示す概略図である。この実施形態では、折畳みローラ４６ｆはローラマウント６７内で互いに固定されているが、ローラが折畳み線３５ｆ、３５ｆ’、３５ｆ”に沿って従動するように位置決めされている。このような構成により、折畳みローラは、折畳み線に沿ってシート材料上に折畳み力を加える。これにより、この構成は、折畳み線の位置により発生される幾何学的拘束により、シート材料の折畳み線に従動する傾向を有する。一実施形態では、ローラマウントはグリップ６８を備えたハンドツールの形態をなしており、この場合には、オペレータは、シート材料の長さに沿って第１ローラマウントを手動でスイープして、第１増分的横断面プロファイルをシート材料に付し、次に他のローラマウントをスイープすることによりシート材料に次の増分的横断面プロファイルを付し、最後に、最終横断面プロファイルをシート材料に付与する。
【００３４】
本発明の他の例示実施形態では、ロール折畳みシステム３０ｇは、上記ロール折畳みシステム３０ｇと同様であるが、二次元シート材料を、図７に示すような複合曲線を有する三次元物品３３ｇに折畳むための可動ローラマウントが組込まれている。ロール折畳みシステム３０およびロール折畳みシステム３０ｇの同様なコンポーネンツを説明するのに、同様な参照番号が使用されている。
【００３５】
この実施形態では、各スタンド４４ｇは対向するローラマウント６７ｇを有し、これらのローラマウント６７ｇは、シート材料３２ｇの横方向プロファイルを曲げかつ従動させるため、折畳みローラ４６ｇが横方向に移動できるように機械のシャーシ３７ｇによりスライド可能に支持されている。各ローラマウント６７ｇは、図７ａに示すように、シート材料がその基本曲率に従動して折畳み線３５ｇに沿って曲げられるように、上下に従動される。これにより、ローラマウント６７ｇおよびそれぞれのスタンドの折畳みローラ４６ｇは、２度の自由度に制限されている。折畳みローラは、機械のシャーシ３７ｇの上下および内外方向には移動できるが、長手方向には固定されるような態様で浮動している。このため、折畳みローラのそれぞれの組は、二次元シート材料がロール折畳みシステム３０ｇを通るときに各増分的横断面プロファイルを付与するように構成されている。各ローラマウントに取付けられたローラの方向は互いに固定されており、かつ上方ローラと下方ローラとが、増分的横断面プロファイルのそれぞれの内側コーナすなわち谷部と整合しているので、ローラの組は折畳み線の経路に沿って厳格に従動する。ローラは、これらの方向が、図８に示すように互いに収斂しまたは拡開する折畳み線に適合できるように変化するように構成できることは理解されよう。好ましくはスプリングまたは他の適当な押圧手段を使用して、ローラマウントを初期位置に押し戻し、シート材料をそれぞれの折畳みローラ間に受入れることができるようにする。
【００３６】
本発明のロール折畳みシステムは、他の慣用金属加工ステーションまたは金属加工プロセスと組合せて使用できることは理解されよう。例えば本発明のロール折畳みシステムは、供給コイルを使用して金属薄板の「ブランク」をロール折畳みシステムに供給するときに、部品を所定長さに切断するような慣用の連続作業中に部品をパンチしかつパンチングする種々の形態に使用できる。また、種々のステーション形態を使用して、パンチング、スタンピングおよび慣用のロールフォーミングラインで見られる他の既知のプロセスにより形成される孔、ノッチ、エンボスおよび／またはせん断等の特徴を付与することもできる。例えば固定構造７０（例えば図２ａおよび図２ｂ参照）は、上記特許文献２２に開示された形式のスプリングクリップの形態、および／または金属薄板をロール折畳みシステムに通す前または後に金属薄板内に直接スタンピングできる構造にすることができる。
説明上の便宜のためおよび特許請求の範囲の記載での正確な定義のため、例示の実施形態の図面に示された特徴の位置に関し、これらの特徴を説明するのに、用語「上」または「上方」、「下」または「下方」、「内側」および「外側」を使用している。
【００３７】
種々の図面の種々の変更箇所は、多くの点で先に述べた特徴と似ており、これらの箇所は、同じ参照番号に「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、「ｅ」、「ｆ」および「ｇ」を付した参照番号で示されている。
【００３８】
本発明の上記特定の例示実施形態は、図示および説明を目的として提出したものであり、本発明を、開示した正確な形態に限定することを意図したものではなく、上記教示から、多くの明白な修正および変更が可能である。例示の実施形態は本発明の或る原理を説明するために選択されかつ記載されたものであり、したがって当業者ならば、本発明の種々の例示実施形態並びに種々の変更例を作りかつ利用できるであろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載により定められるべきものである。
【符号の説明】
【００３９】
３０  ロール折畳みシステム
３２  二次元シート材料
３３  三次元物品
３５  折畳み線
４４  スタンド
４６  折畳みローラ
５３  中間物品
５４  ホーン型物品
６０  二重チャネルビーム
６７  ローラマウント
６８  グリップ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
2011512257.tif 000004
【図１ｃ】
2011512257.tif 000005
【図１ｄ】
2011512257.tif 000006
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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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】
2011512257.tif 000019
【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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