(57)【要約】【課題】この発明は、３次元物体を成形するための方法及び装置（１、３１）、特に３次元ビーム材（５）を成形するための方法及び装置（１、３１）に関する。【解決手段】ビーム材を成形するための効率的な方法であって、既存の大量生産技術に取り入れることができる方法を用いることによって、複雑な形態を有する３次元ビーム材（５）を成形することが望ましい。３次元ビーム材（５）を成形するための装置（１、３１）は、支持手段及び動作手段を有する。支持手段の長手方向の軸まわりに配される複数の支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は、ビーム材（５）の一部を支持するための開口部（４、３５、４３、５３、６３）を部分的に規定する。互いに隣り合う開口部（４、３５、４３、５３、６３）を相対的に位置決めすることよって、ビーム材（５）の全体としての形状を規定し、動作手段が各開口部（４、３５、４３、５３、６３）の位置を規定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持手段及び動作手段を有する３次元物体、特に３次元ビーム材を成形する装置（１、３１）であって、支持手段は該支持手段の長手方向の軸まわりに配される複数の支持要素（２、３２、４１、５１、６１）を有しており、個々の支持要素（２、３２、４１、５１、６１）はビーム材（５）の一部を支持するための開口部（４、３５、４３、５３、６３）を部分的に規定し、互いに隣り合う開口部（４、３５、４３、５３、６３）を相対的に位置決めすることよってビーム材（５）の全体としての形状が規定され、動作手段が各開口部（４、３５、４３、５３、６３）の位置を規定することを特徴とする装置。
【請求項２】
開口部（４、３５、４３、５３、６３）は、支持手段の長手方向の軸に対して実質的に垂直な面内でビーム材（５）の部分の形状及び配置を規定する請求項１記載の装置。
【請求項３】
支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は、支持手段の長手方向の軸に対して平行な向きに動くことができる請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は独立して操作することができる請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
各支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は、分離可能な２つの対応するツール片部材（３、３３、４２、５２、６２）として設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
ツールの各ツール片部材（３、３３、４２、５２、６２）にはそれ自体の動作手段が設けられている請求項５記載の装置。
【請求項７】
動作手段は、支持要素（２、３２、４１、５１、６１）によって規定される開口部（４、３５、４３、５３、６３）に連絡する物理的傾斜部（３４）を有している請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
動作手段は、少なくとも１つの軸方向調節シャフト（６、３６）を有する請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
シャフト（６、３６）は入れ子式である請求項８記載の装置。
【請求項１０】
動作手段は、シャフト（６、３６）を受け入れるための支持フレーム（７）を提供する請求項８又は９記載の装置。
【請求項１１】
支持フレーム（７）は、各支持フレーム（７）の対向する少なくとも２つの側辺要素の長手方向に延びるチャンネル（９）を規定する請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
シャフト（６、３６）はチャンネル（９）まわりで動けるように取り付けられている請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
支持フレーム（７）は実質的に四角形形状である請求項１０〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
動作手段は、支持フレーム（７）を受け入れるためのハウジング（８）を提供する請求項１０〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
ハウジング（８）は円筒形形状である請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
支持フレーム（７）は円筒形形状ハウジング（８）のまわりで回転可能なように取り付けられている請求項１４又は１５記載の装置。
【請求項１７】
動作手段は、機械的、電気的、空気圧的な動作又は手動作によって動作する請求項１〜１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
動作手段は、離れた位置にて操作することができる請求項１〜１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は、種々の断面形状を有するビーム材（５）を受け入れるように形成されている請求項１〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
ビーム材（５）の断面形状には、円筒形形状及び非円筒形形状が含まれる請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
装置（１、３１）がクエンチ手段を有している請求項１〜２０のいずれかに記の装置。
【請求項２２】
クエンチ手段は、装置（１、３１）上又はそのまわりに取り付けられる水ディペンサーを有する請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
装置（１、３１）全体がチャンバーの中に囲い込まれており、該チャンバーの中に気体をディペンスして新たに成形されたビーム材（５）をクエンチする請求項２１記載の装置。
【請求項２４】
装置（１、３１）は、製造設備に該装置を取り付けるための取付手段を有する請求項１〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
コントロール装置にて運転させるコントロールプログラムに従って離れた位置にて動作手段を操作することができる請求項１〜２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
コントロールプログラムには、ビーム材（５）と各支持要素（２、３２、４１、５１、６１）との相対的な位置、並びに、各支持要素（２、３２、４１、５１、６１）と接触する各点におけるビーム材（５）の所望の形状に関する情報が含まれる請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
支持要素（２、３２、４１、５１、６１）によってビーム材（５）の各部分を局所的に成形し、並びに、隣り合う支持要素（２、３２、４１、５１、６１）をビーム材（５）全体の形状を規定するように相対的に位置決めすることを特徴とする３次元ビーム材を製造する方法。
【請求項２８】
最初にビーム材（５）を支持要素（２、３２、４１、５１、６１）に係合させ、その後、動作手段によって各支持要素（２、３２、４１、５１、６１）を調節することによって、全体として所望する形状に成形する請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
最初にビーム材（５）の各部分を相互に相対的に位置決めされた位置へ傾斜部（３４）によって偏らせ、その後、支持要素（２、３２、４１、５１、６１）における開口部（４、３５、４３、５３、６３）によって局部的に成形する請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
ビーム材（５）の両側において２つの対応するツール片部材（３、３３、４２、５２、６２）を動作手段によって互いの方へ動かし、ツール片部材（３、３３、４２、５２、６２）を互いの方へ動かす結果として、対応する傾斜部（３４）の相互作用によって開口部（４、３５、４３、５３、６３）の中へビーム材（５）を偏らせる請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
ビーム材（５）をいずれか好適な製造プロセスによって予備成形し、成形のための所定の温度に予備加熱する請求項２７〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
好適な製造プロセスには、ロール成形及び吹き込み成形が含まれる請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
１台のワークステーションにて成形を行う請求項２７〜３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
ビーム材（５）が非円筒形形状である場合、ビーム材（５）を成形するための方法には、その長手方向の軸まわりでビーム材（５）をねじることが含まれる請求項２７〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
成形後にビーム材（５）をクエンチする請求項２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、３次元物体を成形するための方法及び装置、特に、特にビーム材（又はビーム(beam)）を成形するための方法及び装置に関する。
【０００２】
ビーム材は、乗物の車体又は自動車のボディ部用の支持構造物、並びに、前部及び後部バンパー用の支持部材として、ますます使用されるようになっている。この発明の発明者は、特許された米国特許第６１８５９７８号（Ｂ１）において、成形ツールの動く平面に平行な平面内で、３次元的に閉じたプロファイルビーム材を湾曲させるための方法及び装置を既に開示している。自動車の構成は発展しつつあり、自動車のボディ部のための支持構造を提供するビーム材に対して新しい形状及び形態が求められている。従って、従来技術において開示されているように、１つの平面にいおいて湾曲させられたビーム材について多様な形状及び形態を有するビーム材を成形することが望まれている。しかしながら、大量生産技術に取り入れることができる製造方法を伴なって、効率を保つことも望まれている。
【０００３】
この発明の目的は、ビーム材のための効率的な成形方法であって、既存の大量生産技術に取り入れることができる方法を用いることによって、複雑な形態を有することが望まれる３次元物体、特にビーム材を成形するための方法及び装置を提供することである。
【０００４】
従って、この発明は、支持手段及び動作手段を有する３次元物体、特に３次元ビーム材を成形する装置であって、支持手段はその長手方向の軸まわりに配される複数の支持要素を有しており、個々の支持要素はビーム材の一部を支持するための開口部を部分的に規定し、互いに隣り合う開口部を相対的に位置決めすることよってビーム材の全体としての形状が規定され、動作手段が各開口部の位置を規定することを特徴とする装置を提供するものである。
【０００５】
好ましくは、開口部は、支持手段の長手方向の軸に対して実質的に垂直な面内でビーム材の部分の形状及び配置を規定する。
支持要素は、支持手段の長手方向の軸に対して平行な向きに動くことができることが望ましい。
支持要素は独立して操作することができることが好ましい。
【０００６】
各支持要素は、分離可能な２つの対応するツール片部材として設けられていることが望ましい。
ツールの各ツール片部材にはそれ自体の動作手段が設けられていることが好ましい。
【０００７】
動作手段は、支持要素によって規定される開口部に連絡する物理的傾斜部を有していることが望ましい。
動作手段は、少なくとも１つの軸方向調節シャフトを有することが望ましい。
シャフトは入れ子式であることが好ましい。
【０００８】
１つの態様において、動作手段はシャフトを受け入れるための支持フレームを提供する。
支持フレームは、各支持フレームの対向する少なくとも２つの側辺要素の長手方向に延びるチャンネルを規定することが好ましい。
【０００９】
シャフトはチャンネルまわりで動けるように取り付けられていることが望ましい。
支持フレームは実質的に四角形形状であることが好ましい。
更に、動作手段は支持フレームを受け入れるためのハウジングを提供する。
ハウジングは円筒形形状であることが好ましい。
【００１０】
支持フレームは円筒形形状ハウジングのまわりで回転可能なように取り付けられていることが望ましい。
動作手段は、機械的、電気的、空気圧的、油圧的な動作又は手動作によって動作することが望ましい。
動作手段は、離れた位置にて操作することができることが好ましい。
【００１１】
支持要素は、種々の断面形状を有するビーム材を受け入れるように形成されていることが望ましい。
支持部材は、円筒形形状及び非円筒形形状のビーム材を受け入れるように形成されることが好ましい。
装置は、クエンチ（急冷）手段を有することが望ましい。
クエンチ手段は、装置上又はそのまわりに取り付けられる水ディペンサーによって提供されることが好ましい。
【００１２】
場合によって、装置全体がチャンバーの中に囲い込まれており、該チャンバーの中に気体をディペンスして新たに成形されたビーム材をクエンチすることができる。
装置は、製造設備に該装置を取り付けるための取付手段を有することが望ましい。
コントロール装置にて運転させるコントロールプログラムに従って離れた位置にて動作手段を操作することができることが好ましい。
【００１３】
コントロールプログラムには、ビーム材と各支持要素との相対的な位置、並びに、各支持要素と接触する各点におけるビーム材の所望の形状に関する情報が含まれていることが望ましい。
本発明は、支持要素によってビーム材の各部分を局所的に成形し、並びに、隣り合う支持要素をビーム材全体の形状を規定するように相対的に位置決めすることを特徴とする３次元ビーム材を成形する方法をも提供する。
【００１４】
１つの方法では、最初にビーム材を支持要素に係合させ、その後、動作手段によって各支持要素を調節し、全体として所望する形状に成形することができる。
もう１つの方法では、最初にビーム材の各部分を相互に位置決めされた開口部へ傾斜部によって偏らせ、その後、支持要素における開口部によって局部的に成形することができる。
【００１５】
ビーム材の両側において２つの対応するツール片部材(halves of the tool)を動作手段によって互いの方へ動かし、ツール片部材(tool halves)を互いの方へ動かす結果として、対応する傾斜部の相互作用によって開口部の中へビーム材を偏らせることが好ましい。
ビーム材をいずれか好適な製造プロセスによって予備成形し、成形のための所定の温度に予備加熱することが好ましい。
【００１６】
好適な製造プロセスには、ロール成形及び吹き込み成形が含まれることが望ましい。
１台のワークステーションにて成形を行うことが好ましい。
場合によって、ビーム材が非円筒形形状である場合、ビーム材を成形するための方法にはその長手方向の軸まわりでビーム材をねじることが含まれる。
成形方法は、成形後にビーム材をクエンチすることを含むことが望ましい。
【００１７】
添付図面を参照しながらこの発明について更に説明するが、この発明に従って３次元ビーム材を成形するための装置についての２つの態様は例示のための態様に過ぎない。
【００１８】
まず図１を参照すると、符号１を付して装置の全体が示されている。支持手段２は分離可能で互いに対応している２つのツール片部材（tool halves）３を有しており、２つのツール片部材３はビーム材５を支持する開口部４を規定している。この特定の態様において、ツール片部材３及びビーム材５は実質的に四角形形状を有している。シャフト６は四角形のフレーム７に取り付けられている。シャフト６は、フレーム７の互いに対向する側辺要素の長手方向に延びるチャンネル９に沿って動くことができる。フレーム７は、円筒形形状ハウジング８内に回転し得るように取り付けられている。装置１には、冷たい液体によってビーム材５をフラッシングするためのディペンサー（図示せず）を取り付けることもできる。図２を参照すると、図１のビーム材５について、成形が行われた後の状態が示されている。ビーム材５は、１またはそれ以上の円筒形形状ハウジング８内で、１またはそれ以上の四角形のフレーム７を回転させた結果として、その長手方向の軸まわりでねじられている。
【００１９】
使用状態では、製造ラインに関連して用いられるコンベア又はいずれかの標準的な供給機構から、本発明の装置１の２つのツール片部材３の間に、予備加熱されたビーム材５が送られる。その後、ビーム材５は、ビーム材５を支持する装置１の長手方向の軸のまわりに適切な間隔をおいて配されている２つのツール片部材３の間にクランプされる。シャフト６はチャンネル９に沿ってスライドして動くことができ、チャンネル９は各四角形形状フレーム７の対向する少なくとも２つの側辺要素において長手方向に延びている。チャンネル９に沿ってシャフト６をスライドさせて動かすことと、シャフト６を軸方向に動かすこととを組み合わせて調節することによって、シャフト６、２つのツール片部材３及びビーム材５を、各四角形形状フレーム７によって規定される面であって、装置１の長手方向の軸に対して実質的に垂直な面内で動かすことができる。四角形形状フレーム７は円筒形形状ハウジング８内に回転し得るように取り付けられており、フレーム７をハウジング８内の位置にロックしたり、あるいは、手動作、電気的動作、空気圧的動作又は油圧的動作に対応して回転させたりすることができる。フレーム７を回転させると、ビーム材５にはその長手方向の軸まわりでねじりモーメント(torque)が適用される。円筒形形状ハウジング８は所望の位置に固定することもできるし、あるいは、装置１の長手方向の軸に対して平行な向きに調節することもできる。
【００２０】
図３には、第２の態様における３次元ビーム材を成形するための装置が全体として符号３１を付して示されている。支持要素３２は分離可能なツール片部材３３を備えており、図においては各支持要素３２の一方のツール片部材３３が示されている。各ツール片部材３３には傾斜部(ramp)３４が設けられており、これによってビーム材５を支持要素３２の対応するツール片部材３３によって規定される開口部３５の中に偏らせている。傾斜部３４の物理的寸法及びそれらの幾何学的配置によって、隣り合う開口部３５の相対的な位置が規定される。この態様において、各支持要素３２の各ツール片部材３３は、軸方向に調節可能なシャフト３６によるアクチュエータを有している。当然のことながら、ツール片部材３３をローラ上に取り付けて、及び／又はチャンネルの中に配置して、それらが動ける向きを付与することができるということを理解されたい。そのようなアクチュエータは、機械的、電気的、空気圧的、油圧的な動作、若しくは手動作、又はそれらのアクチュエータのいずれかの組合せであってよいということも理解されたい。種々の寸法の傾斜部３４に加えて、標準的な寸法の傾斜部を用いることも可能である。傾斜部は、開口部が配置されるベース部（図示せず）上の垂直方向の距離を変えることができるように、装置３１のベース部内のチャンネルによって上昇させたり又は降下させたりすることができる。
【００２１】
使用状態において、ビーム材５はツール片部材３３どうしの間を通して、所定の位置へ送られる。ツール片部材３３は、ビーム材５の他方の側の対応するツール片部材３３へ向かって、シャフト３６によって動作される。傾斜部３４は最初にビーム材５の下側に係合し、そのビーム材５を、支持要素３２によって規定される開口部３５へ向かって上向きに偏らせる。対応する傾斜部３４は、並設されるように構成することもできるし、又は一方が他方を受け入れるように形成することもできる。
【００２２】
図４を参照すると、図１又は２の動作手段と共に用いることができる第２の態様における支持要素が全体として符号４１を付して示されている。支持要素４１は、開口部４３を規定する分離可能な一対のツール片部材４２を備えている。この態様において、ツール片部材４２によって規定される開口部４３は、円筒形形状である。各開口部４３は、ビーム材５の一部を支持している。この態様では、１つの連結プレート４４上に３つの中央支持要素４１が取り付けられている。各ツール片部材４２及び連結プレート４４は、ツール片部材４２及びビーム材５に動きを加えるための対応するシャフト（図示せず）に取り付けられている。この態様は、大きな体積（嵩）で標準的な形状のビーム材が必要とされる場合に、特に有用である。図５を参照すると、図１又は２の動作手段と共に用いることができるもう１つの態様における支持部材が全体として符号５１を付して示されている。この態様において、円筒形形状ビーム材５及び円筒形形状開口部５３を規定する各ツール片部材５２は対応するシャフトによって個々に調節されて成形される。最後に図６を参照すると、もう１つの態様における支持部材が全体として符号６１を付して示されている。図６では、分離可能な一対のツール片部材６２が、ビーム材５の断面形状を局部的に成形する開口部６３を規定している。
【００２３】
この明細書に記載した特定の詳細な事項は例示のためのものであって、この発明はこの明細書に記載した特定の詳細な事項に限定されるものではないということ、並びに、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲から離れることなく種々の変更や改変を行うことができるということについても、当然のことながら理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、３次元ビーム材を成形するための装置に関する第１の態様を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の装置によって成形されたビーム材を示す斜視図である。
【図３】図３は、この発明の装置の第２の態様を示す斜視図である。
【図４】図４は、支持要素の第２の態様を示す斜視図である。
【図５】図５は、支持要素の第３の態様を示す斜視図である。
【図６】図６は、支持要素の第４の態様を示す斜視図である。
【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５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月17日(2008.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持手段及び動作手段を有する３次元物体、特に３次元ビーム材を成形する装置（１、３１）であって、支持手段は該支持手段の長手方向の軸まわりに配される複数の支持要素（２、３２、４１、５１、６１）を有しており、個々の支持要素（２、３２、４１、５１、６１）はビーム材（５）の一部を支持するための開口部（４、３５、４３、５３、６３）を部分的に規定し、互いに隣り合う開口部（４、３５、４３、５３、６３）を相対的に位置決めすることよってビーム材（５）の全体としての形状が規定され、動作手段が各開口部（４、３５、４３、５３、６３）の位置を規定することを特徴とする装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３次元物体を成形するための方法及び装置、特に、特にビーム材（又はビーム(beam)）を成形するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビーム材は、乗物の車体又は自動車のボディ部用の支持構造物、並びに、前部及び後部バンパー用の支持部材として、ますます使用されるようになっている。この発明の発明者は、特許された米国特許第６１８５９７８号（Ｂ１）において、成形ツールの動く平面に平行な平面内で、３次元的に閉じたプロファイルビーム材を湾曲させるための方法及び装置を既に開示している。自動車の構成は発展しつつあり、自動車のボディ部のための支持構造を提供するビーム材に対して新しい形状及び形態が求められている。従って、従来技術において開示されているように、１つの平面において湾曲させられたビーム材について多様な形状及び形態を有するビーム材を成形することが望まれている。しかしながら、大量生産技術に取り入れることができる製造方法を伴って、効率を保つことも望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の目的は、ビーム材のための効率的な成形方法であって、既存の大量生産技術に取り入れることができる方法を用いることによって、複雑な形態を有することが望まれる３次元物体、特にビーム材を成形するための方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、この発明は、支持手段及び動作手段を有する３次元物体、特に３次元ビーム材を成形する装置であって、支持手段はその長手方向の軸まわりに配される複数の支持要素を有しており、個々の支持要素はビーム材の一部を支持するための開口部を部分的に規定し、互いに隣り合う開口部を相対的に位置決めすることよってビーム材の全体としての形状が規定され、動作手段が各開口部の位置を規定することを特徴とする装置を提供するものである。
【０００５】
好ましくは、開口部は、支持手段の長手方向の軸に対して実質的に垂直な面内でビーム材の部分の形状及び配置を規定する。
支持要素は、支持手段の長手方向の軸に対して平行な向きに動くことができることが望ましい。
支持要素は独立して操作することができることが好ましい。
【０００６】
各支持要素は、分離可能な２つの対応するツール片部材として設けられていることが望ましい。
ツールの各ツール片部材にはそれ自体の動作手段が設けられていることが好ましい。
【０００７】
動作手段は、支持要素によって規定される開口部に連絡する物理的傾斜部を有していることが望ましい。
動作手段は、少なくとも１つの軸方向調節シャフトを有することが望ましい。
シャフトは入れ子式であることが好ましい。
【０００８】
１つの態様において、動作手段はシャフトを受け入れるための支持フレームを提供する。
支持フレームは、各支持フレームの対向する少なくとも２つの側辺要素の長手方向に延びるチャンネルを規定することが好ましい。
【０００９】
シャフトはチャンネルまわりで動けるように取り付けられていることが望ましい。
支持フレームは実質的に四角形形状であることが好ましい。
更に、動作手段は支持フレームを受け入れるためのハウジングを提供する。
ハウジングは円筒形形状であることが好ましい。
【００１０】
支持フレームは円筒形形状ハウジングのまわりで回転可能なように取り付けられていることが望ましい。
動作手段は、機械的、電気的、空気圧的、油圧的な動作又は手動作によって動作することが望ましい。
動作手段は、離れた位置にて操作することができることが好ましい。
【００１１】
支持要素は、種々の断面形状を有するビーム材を受け入れるように形成されていることが望ましい。
支持部材は、円筒形形状及び非円筒形形状のビーム材を受け入れるように形成されることが好ましい。
装置は、クエンチ（急冷）手段を有することが望ましい。
クエンチ手段は、装置上又はそのまわりに取り付けられる水ディスペンサーによって提供されることが好ましい。
【００１２】
場合によって、装置全体がチャンバーの中に囲い込まれており、該チャンバーの中に気体をディスペンスして新たに成形されたビーム材をクエンチすることができる。
装置は、製造設備に該装置を取り付けるための取付手段を有することが望ましい。
コントロール装置にて運転させるコントロールプログラムに従って離れた位置にて動作手段を操作することができることが好ましい。
【００１３】
コントロールプログラムには、ビーム材と各支持要素との相対的な位置、並びに、各支持要素と接触する各点におけるビーム材の所望の形状に関する情報が含まれていることが望ましい。
本発明は、支持要素によってビーム材の各部分を局所的に成形し、並びに、隣り合う支持要素をビーム材全体の形状を規定するように相対的に位置決めすることを特徴とする３次元ビーム材を成形する方法をも提供する。
【００１４】
１つの方法では、最初にビーム材を支持要素に係合させ、その後、動作手段によって各支持要素を調節し、全体として所望する形状に成形することができる。
もう１つの方法では、最初にビーム材の各部分を相互に位置決めされた開口部へ傾斜部によって偏らせ、その後、支持要素における開口部によって局部的に成形することができる。
【００１５】
ビーム材の両側において２つの対応するツール片部材(halves of the tool)を動作手段によって互いの方へ動かし、ツール片部材(tool halves)を互いの方へ動かす結果として、対応する傾斜部の相互作用によって開口部の中へビーム材を偏らせることが好ましい。
ビーム材をいずれか好適な製造プロセスによって予備成形し、成形のための所定の温度に予備加熱することが好ましい。
【００１６】
好適な製造プロセスには、ロール成形及び吹き込み成形が含まれることが望ましい。
１台のワークステーションにて成形を行うことが好ましい。
場合によって、ビーム材が非円筒形形状である場合、ビーム材を成形するための方法にはその長手方向の軸まわりでビーム材をねじることが含まれる。
成形方法は、成形後にビーム材をクエンチすることを含むことが望ましい。
【００１７】
添付図面を参照しながらこの発明について更に説明するが、この発明に従って３次元ビーム材を成形するための装置についての２つの態様は例示のための態様に過ぎない。
【００１８】
まず図１を参照すると、符号１を付して装置の全体が示されている。支持要素２は分離可能で互いに対応している２つのツール片部材（tool halves）３を有しており、２つのツール片部材３はビーム材５を支持する開口部４を規定している。この特定の態様において、ツール片部材３及びビーム材５は実質的に四角形形状を有している。シャフト６は四角形のフレーム７に取り付けられている。シャフト６は、フレーム７の互いに対向する側辺要素の長手方向に延びるチャンネル９に沿って動くことができる。フレーム７は、円筒形形状ハウジング８内に回転し得るように取り付けられている。装置１には、冷たい液体によってビーム材５をフラッシングするためのディスペンサー（図示せず）を取り付けることもできる。図２を参照すると、図１のビーム材５について、成形が行われた後の状態が示されている。ビーム材５は、１またはそれ以上の円筒形形状ハウジング８内で、１またはそれ以上の四角形のフレーム７を回転させた結果として、その長手方向の軸まわりでねじられている。
【００１９】
使用状態では、製造ラインに関連して用いられるコンベア又はいずれかの標準的な供給機構から、本発明の装置１の２つのツール片部材３の間に、予備加熱されたビーム材５が送られる。その後、ビーム材５は、ビーム材５を支持する装置１の長手方向の軸のまわりに適切な間隔をおいて配されている２つのツール片部材３の間にクランプされる。シャフト６はチャンネル９に沿ってスライドして動くことができ、チャンネル９は各四角形形状フレーム７の対向する少なくとも２つの側辺要素において長手方向に延びている。チャンネル９に沿ってシャフト６をスライドさせて動かすことと、シャフト６を軸方向に動かすこととを組み合わせて調節することによって、シャフト６、２つのツール片部材３及びビーム材５を、各四角形形状フレーム７によって規定される面であって、装置１の長手方向の軸に対して実質的に垂直な面内で動かすことができる。四角形形状フレーム７は円筒形形状ハウジング８内に回転し得るように取り付けられており、フレーム７をハウジング８内の位置にロックしたり、あるいは、手動作、電気的動作、空気圧的動作又は油圧的動作に対応して回転させたりすることができる。フレーム７を回転させると、ビーム材５にはその長手方向の軸まわりでねじりモーメント(torque)が適用される。円筒形形状ハウジング８は所望の位置に固定することもできるし、あるいは、装置１の長手方向の軸に対して平行な向きに調節することもできる。
【００２０】
図３には、第２の態様における３次元ビーム材を成形するための装置が全体として符号３１を付して示されている。支持要素３２は分離可能なツール片部材３３を備えており、図においては各支持要素３２の一方のツール片部材３３が示されている。各ツール片部材３３には傾斜部(ramp)３４が設けられており、これによってビーム材５を支持要素３２の対応するツール片部材３３によって規定される開口部３５の中に偏らせている。傾斜部３４の物理的寸法及びそれらの幾何学的配置によって、隣り合う開口部３５の相対的な位置が規定される。この態様において、各支持要素３２の各ツール片部材３３は、軸方向に調節可能なシャフト３６によるアクチュエータを有している。当然のことながら、ツール片部材３３をローラ上に取り付けて、及び／又はチャンネルの中に配置して、それらが動ける向きを付与することができるということを理解されたい。そのようなアクチュエータは、機械的、電気的、空気圧的、油圧的な動作、若しくは手動作、又はそれらのアクチュエータのいずれかの組合せであってよいということも理解されたい。種々の寸法の傾斜部３４に加えて、標準的な寸法の傾斜部を用いることも可能である。傾斜部は、開口部が配置されるベース部（図示せず）上の垂直方向の距離を変えることができるように、装置３１のベース部内のチャンネルによって上昇させたり又は降下させたりすることができる。
【００２１】
使用状態において、ビーム材５はツール片部材３３どうしの間を通して、所定の位置へ送られる。ツール片部材３３は、ビーム材５の他方の側の対応するツール片部材３３へ向かって、シャフト３６によって動作される。傾斜部３４は最初にビーム材５の下側に係合し、そのビーム材５を、支持要素３２によって規定される開口部３５へ向かって上向きに偏らせる。対応する傾斜部３４は、並設されるように構成することもできるし、又は一方が他方を受け入れるように形成することもできる。
【００２２】
図４を参照すると、図１又は２の動作手段と共に用いることができる第２の態様における支持要素が全体として符号４１を付して示されている。支持要素４１は、開口部４３を規定する分離可能な一対のツール片部材４２を備えている。この態様において、ツール片部材４２によって規定される開口部４３は、円筒形形状である。各開口部４３は、ビーム材５の一部を支持している。この態様では、１つの連結プレート４４上に３つの中央支持要素４１が取り付けられている。各ツール片部材４２及び連結プレート４４は、ツール片部材４２及びビーム材５に動きを加えるための対応するシャフト（図示せず）に取り付けられている。この態様は、大きな体積（嵩）で標準的な形状のビーム材が必要とされる場合に、特に有用である。図５を参照すると、図１又は２の動作手段と共に用いることができるもう１つの態様における支持部材が全体として符号５１を付して示されている。この態様において、円筒形形状ビーム材５及び円筒形形状開口部５３を規定する各ツール片部材５２は対応するシャフトによって個々に調節されて成形される。最後に図６を参照すると、もう１つの態様における支持部材が全体として符号６１を付して示されている。図６では、分離可能な一対のツール片部材６２が、ビーム材５の断面形状を局部的に成形する開口部６３を規定している。
【００２３】
この明細書に記載した特定の詳細な事項は例示のためのものであって、この発明はこの明細書に記載した特定の詳細な事項に限定されるものではないということ、並びに、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲から離れることなく種々の変更や改変を行うことができるということについても、当然のことながら理解されたい。
【００２４】
尚、この出願の発明の好ましい態様には、以下の事項も含まれる。
［事項１］
支持手段及び動作手段を有する３次元物体、特に３次元ビーム材を成形する装置（１、３１）であって、支持手段は該支持手段の長手方向の軸まわりに配される複数の支持要素（２、３２、４１、５１、６１）を有しており、個々の支持要素（２、３２、４１、５１、６１）はビーム材（５）の一部を支持するための開口部（４、３５、４３、５３、６３）を部分的に規定し、互いに隣り合う開口部（４、３５、４３、５３、６３）を相対的に位置決めすることよってビーム材（５）の全体としての形状が規定され、動作手段が各開口部（４、３５、４３、５３、６３）の位置を規定することを特徴とする装置。
［事項２］
開口部（４、３５、４３、５３、６３）は、支持手段の長手方向の軸に対して実質的に垂直な面内でビーム材（５）の部分の形状及び配置を規定する事項１に記載の装置。
［事項３］
支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は、支持手段の長手方向の軸に対して平行な向きに動くことができる事項１又は２に記載の装置。
［事項４］
支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は独立して操作することができる事項１〜３のいずれかに記載の装置。
［事項５］
各支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は、分離可能な２つの対応するツール片部材（３、３３、４２、５２、６２）として設けられている事項１〜４のいずれかに記載の装置。
【００２５】
［事項６］
ツールの各ツール片部材（３、３３、４２、５２、６２）にはそれ自体の動作手段が設けられている事項５に記載の装置。
［事項７］
動作手段は、支持要素（２、３２、４１、５１、６１）によって規定される開口部（４、３５、４３、５３、６３）に連絡する物理的傾斜部（３４）を有している事項１〜６のいずれかに記載の装置。
［事項８］
動作手段は、少なくとも１つの軸方向調節シャフト（６、３６）を有する事項１〜７のいずれかに記載の装置。
［事項９］
シャフト（６、３６）は入れ子式である事項８に記載の装置。
［事項１０］
動作手段は、シャフト（６、３６）を受け入れるための支持フレーム（７）を提供する事項８又は９に記載の装置。
【００２６】
［事項１１］
支持フレーム（７）は、各支持フレーム（７）の対向する少なくとも２つの側辺要素の長手方向に延びるチャンネル（９）を規定する事項１０に記載の装置。
［事項１２］
シャフト（６、３６）はチャンネル（９）まわりで動けるように取り付けられている事項１１に記載の装置。
［事項１３］
支持フレーム（７）は実質的に四角形形状である事項１０〜１２のいずれかに記載の装置。
［事項１４］
動作手段は、支持フレーム（７）を受け入れるためのハウジング（８）を提供する事項１０〜１３のいずれかに記載の装置。
［事項１５］
ハウジング（８）は円筒形形状である事項１４に記載の装置。
【００２７】
［事項１６］
支持フレーム（７）は円筒形形状ハウジング（８）のまわりで回転可能なように取り付けられている事項１４又は１５に記載の装置。
［事項１７］
動作手段は、機械的、電気的、空気圧的な動作又は手動作によって動作する事項１〜１６のいずれかに記載の装置。
［事項１８］
動作手段は、離れた位置にて操作することができる事項１〜１７のいずれかに記載の装置。
［事項１９］
支持要素（２、３２、４１、５１、６１）は、種々の断面形状を有するビーム材（５）を受け入れるように形成されている事項１〜１８のいずれかに記載の装置。
［事項２０］
ビーム材（５）の断面形状には、円筒形形状及び非円筒形形状が含まれる事項１９に記載の装置。
【００２８】
［事項２１］
装置（１、３１）がクエンチ手段を有している事項１〜２０のいずれかに記載の装置。
［事項２２］
クエンチ手段は、装置（１、３１）上又はそのまわりに取り付けられる水ディスペンサーを有する事項２１に記載の装置。
［事項２３］
装置（１、３１）全体がチャンバーの中に囲い込まれており、該チャンバーの中に気体をディスペンスして新たに成形されたビーム材（５）をクエンチする事項２１に記載の装置。
［事項２４］
装置（１、３１）は、製造設備に該装置を取り付けるための取付手段を有する事項１〜２３のいずれかに記載の装置。
［事項２５］
コントロール装置にて運転させるコントロールプログラムに従って離れた位置にて動作手段を操作することができる事項１〜２４のいずれかに記載の装置。
【００２９】
［事項２６］
コントロールプログラムには、ビーム材（５）と各支持要素（２、３２、４１、５１、６１）との相対的な位置、並びに、各支持要素（２、３２、４１、５１、６１）と接触する各点におけるビーム材（５）の所望の形状に関する情報が含まれる事項２５に記載の装置。
［事項２７］
支持要素（２、３２、４１、５１、６１）によってビーム材（５）の各部分を局所的に成形し、並びに、隣り合う支持要素（２、３２、４１、５１、６１）をビーム材（５）全体の形状を規定するように相対的に位置決めすることを特徴とする３次元ビーム材を製造する方法。
［事項２８］
最初にビーム材（５）を支持要素（２、３２、４１、５１、６１）に係合させ、その後、動作手段によって各支持要素（２、３２、４１、５１、６１）を調節することによって、全体として所望する形状に成形する事項２７に記載の方法。
［事項２９］
最初にビーム材（５）の各部分を相互に相対的に位置決めされた位置へ傾斜部（３４）によって偏らせ、その後、支持要素（２、３２、４１、５１、６１）における開口部（４、３５、４３、５３、６３）によって局部的に成形する事項２７に記載の方法。
［事項３０］
ビーム材（５）の両側において２つの対応するツール片部材（３、３３、４２、５２、６２）を動作手段によって互いの方へ動かし、ツール片部材（３、３３、４２、５２、６２）を互いの方へ動かす結果として、対応する傾斜部（３４）の相互作用によって開口部（４、３５、４３、５３、６３）の中へビーム材（５）を偏らせる事項２９に記載の方法。
【００３０】
［事項３１］
ビーム材（５）をいずれか好適な製造プロセスによって予備成形し、成形のための所定の温度に予備加熱する事項２７〜３０のいずれかに記載の方法。
［事項３２］
好適な製造プロセスには、ロール成形及び吹き込み成形が含まれる事項３１に記載の方法。
［事項３３］
１台のワークステーションにて成形を行う事項２７〜３２のいずれかに記載の方法。
［事項３４］
ビーム材（５）が非円筒形形状である場合、ビーム材（５）を成形するための方法には、その長手方向の軸まわりでビーム材（５）をねじることが含まれる事項２７〜３３のいずれかに記載の方法。
［事項３５］
成形後にビーム材（５）をクエンチする事項２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、３次元ビーム材を成形するための装置に関する第１の態様を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の装置によって成形されたビーム材を示す斜視図である。
【図３】図３は、この発明の装置の第２の態様を示す斜視図である。
【図４】図４は、支持要素の第２の態様を示す斜視図である。
【図５】図５は、支持要素の第３の態様を示す斜視図である。
【図６】図６は、支持要素の第４の態様を示す斜視図である。