(57)【要約】【課題】シート材料（３７）に複合折り目線を形成するための方法及び装置を提供する。【解決手段】装置は、シート材料を受け入れて支持するための工具ベース（３２）と、シート材料を加工ベースに対して位置決めするためのロケーター（４０）と、工具ベースに取り付けられた曲げアクチュエータ（３３）とを含む。曲げアクチュエータは、初期引っ込め位置と展開延長位置との間で移動自在のアクチュエータ部材を有し、このアクチュエータ部材が初期引っ込め位置から移動してシート材料の非固定部分と接触するとき、この非固定部分に力を加え、シート材料を第１折り目線を中心として曲げる。曲げアクチュエータは、更に、アクチュエータ部材がシート材料を第１折り目線を中心として曲げ続けるとき、非固定部分の外部分に当接するように位置決めされた接触部材（６０）を含む。接触部材は、アクチュエータ部材が展開延長位置に向かって移動し続けているとき、第２折り目線に沿ったシート材料の曲げを行う。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の所定の折り目線を含む平面的シート材料から立体的構造を形成するための曲げ工具システムにおいて、
前記シート材料を受け入れて支持するための工具ベースと、
前記シート材料を加工ベースに対して位置決めするためのロケーターと、
前記工具ベースに取り付けられた曲げアクチュエータとを含み、この曲げアクチュエータは、
初期引っ込め位置と展開延長位置との間で移動自在のアクチュエータ部材であって、前記アクチュエータ部材が前記初期引っ込め位置から移動し、前記シート材料の非固定部分と接触するとき、この非固定部分に力を加え、前記シート材料を第１折り目線を中心として曲げるアクチュエータ部材と、
前記アクチュエータ部材が前記シート材料を前記第１折り目線を中心として曲げ続けているとき、前記非固定部分の外部分に当接するように位置決めされた接触部材とを含み、前記アクチュエータ部材が前記展開延長位置に向かって移動し続けているとき、前記接触部材は第２折り目線に沿った前記シート材料の曲げを行う、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記工具ベースは、前記シート材料を前記工具ベースに固定するためのクランプ手段を含む、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記曲げアクチュエータは、更に、適用部材に作動的に連結されたドライバを含み、該ドライバを賦勢することにより、前記適用部材を前記初期引っ込め位置と前記展開延長位置との間で移動する、システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、
前記ドライバは、シリンダストロークを持つ空気圧シリンダであり、
前記シリンダストロークの第１部分は、前記アクチュエータ部材を移動して前記非固定部分と接触し、前記第１折り目線を中心とした曲げを行い、
前記シリンダストロークの第２部分は、前記アクチュエータ部材を移動して前記第２折り目線に沿って曲げを行う、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、
前記シリンダストロークの前記第２部分は、更に、前記第１折り目線を中心とした曲げを続行する、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記シート材料は、所定の折り目線からなる複数の組を有し、前記システムは複数の曲げアクチュエータを含み、各曲げアクチュエータは、夫々の折り目線の組に沿って曲げを行うように位置決めされている、システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムにおいて、更に、
前記曲げアクチュエータを前記工具ベースに連結する取り付けブラケットを含む、システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、
前記取り付けブラケットは、前記曲げアクチュエータを前記工具ベースに調節自在に固定する、システム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムにおいて、更に、
前記接触部材を前記取り付けブラケットに調節自在に取り付ける接触部材ブラケットを含む、システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムにおいて、更に、
前記取り付けブラケット及び前記工具ベースに関する前記接触部材の高さを調節するための高さアジャスタを含む、システム。
【請求項１１】
請求項９に記載のシステムにおいて、更に、
前記取り付けブラケット及び前記工具ベースに関する前記接触部材の角度を調節するための角度アジャスタを含む、システム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記アクチュエータ部材は枢軸に枢着されており、前記枢軸は前記工具ベースに関して固定されている、システム。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記曲げアクチュエータは、更に、前記接触部材を、前記第２折り目線と隣接した外位置から前記第１折り目線と隣接した内位置まで枢動する補助シリンダを含む、システム。
【請求項１４】
第１及び第２の所定の折り目線を含む平面的シート材料から立体的構造を形成するための方法において、
前記シート材料を受け入れて加工平面内に支持するため、シート材料を工具ベース上に位置決めする工程と、
最初にアクチュエータ部材を初期引っ込め位置から移動し、前記アクチュエータ部材がシート材料の非固定部分と接触したときにこの非固定部分に力を加え、前記第１折り目線を中心として前記シート材料の曲げを行い、中間位置まで移動し続け、前記中間位置で前記非固定部分が接触部材と接触する工程と、
前記アクチュエータ部材を第１中間位置から前記中間位置を越えて移動し続け、前記第１折り目線を中心とした前記シート材料の曲げを続行し、前記非固定部材を前記接触部材に沿って摺動し、前記アクチュエータ部材が前記展開延長位置に向かって移動し続けるときに前記第２折り目線に沿った前記シート材料の曲げを行う工程とを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、更に、
前記シート材料を前記工具ベースにクランプする工程を含む、方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法において、
前記最初に移動する工程及び前記移動し続ける工程を、適用部材を空気圧で移動することによって行う、方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法において、更に、
前記曲げアクチュエータを前記工具ベースに調節自在に固定する工程を含む、方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の方法において、更に、
前記接触部材を前記工具ベースに関して調節自在に取り付ける工程を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、シート材料を曲げるための工具システム及びこれらのシステムの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面的シート材料を曲げて立体的構造を形成することが周知である。平面的シート材料の曲げを行うための機械及び工具もまた周知である。一般的には、このような機械及び工具は、シート材料を水平配向で受け取る。例えば、フダ等に付与された米国特許第４，１３３，１９８号には、面積が大きい構造ユニットを曲げるための装置が開示されている。イワキ等に付与された米国特許第４，２３０，０５８号には、金属製のシートから箱状構造を製造するように形成された装置が開示されている。ムーア等に付与された米国特許第５，１０５，６４０号には、シート材料から薄板金製箱状ダクトを形成するための装置が開示されている。
【０００３】
このような周知の装置は、一般的には、シート材料をクランプ及び／又は曲げるのに役立つプレス及び／又はクランプ部材を有する。このような構成要素は、所期の目的で有効であるけれども、一般的にはシート材料に各曲げを形成する専用のプロセス又は作動工程を必要とする。更に、このような装置は、一般的には、「ハード」ツールドであり、即ち特定の曲げ作業で加工を行うように特定的に設計されている。このように、このような周知の装置の別の欠点は、これらの装置が、一般的には、特定の立体的構造を形成するようになっており、別の立体的構造で使用するために工具の再構成即ちリツーリング(retooling) を行うにはかなりの時間と費用が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，１３３，１９８号
【特許文献２】米国特許第４，２３０，０５８号
【特許文献３】米国特許第５，１０５，６４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
周知の曲げ機械及び工具の上述の及び他の欠点を解決する、シート材料を曲げるための工具システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
簡単に述べると、本発明の一つの特徴は、第１及び第２の所定の折り目線が設けられた平面的シート材料から立体的構造を形成するための曲げ工具システムに関する。このシステムは、シート材料を受け入れて支持するための工具ベースと、シート材料を加工ベースに対して位置決めするためのロケーターと、工具ベースに取り付けられた曲げアクチュエータとを含む。曲げアクチュエータは、初期引っ込め位置と展開延長位置との間で移動自在のアクチュエータ部材を有し、このアクチュエータ部材が初期引っ込め位置から移動してシート材料の非固定部分と接触するとき、この非固定部分に力を加え、シート材料を第１折り目線を中心として曲げる。曲げアクチュエータは、更に、アクチュエータ部材がシート材料を第１折り目線を中心として曲げ続けるとき、非固定部分の外部分に当接するように位置決めされた接触部材を含む。接触部材は、アクチュエータ部材が展開延長位置に向かって移動し続けているとき、第２折り目線に沿ってシート材料の曲げを行う。
【０００７】
一実施例では、工具ベースは、シート材料を工具ベースに固定するためのクランプ手段を含む。曲げアクチュエータは、更に、適用部材に作動的に連結されたドライバを含み、このドライバを賦勢することにより適用部材を初期引っ込め位置と展開延長位置との間で移動する。
【０００８】
ドライバは、シリンダストロークを持つ空気圧シリンダであってもよい。シリンダストロークの第１部分は、アクチュエータ部材を移動して非固定部分と接触し、第１折り目線を中心とした曲げを行い、シリンダストロークの第２部分は、アクチュエータ部材を移動して、第２折り目線に沿って曲げを行う。シリンダストロークの第２部分は、更に、第１折り目線を中心とした曲げを続行する。
【０００９】
シート材料は、所定の折り目線からなる複数の組を備えていてもよく、システムは複数の曲げアクチュエータを含んでいてもよい。曲げアクチュエータは、夫々の折り目線の組に沿って曲げを行うように位置決めされていてもよい。
【００１０】
一実施例では、システムは、曲げアクチュエータを工具ベースに連結する取り付けブラケットを含む。取り付けブラケットは、曲げアクチュエータを工具ベースに調節自在に固定する。システムは、更に、接触部材を取り付けブラケットに調節自在に取り付ける接触部材ブラケットを含む。システムは、取り付けブラケット及び工具ベースに関する接触部材の高さを調節するための高さアジャスタを含む。システムは、取り付けブラケット及び工具ベースに関する接触部材の角度を調節するための角度アジャスタを含む。
【００１１】
アクチュエータ部材は枢軸に枢着されていてもよく、枢軸は工具ベースに関して固定されていてもよい。曲げアクチュエータは、更に、接触部材を、第２折り目線と隣接した外位置から第１折り目線と隣接した内位置まで枢動する補助シリンダを含んでいてもよい。
【００１２】
本発明の別の特徴は、第１及び第２の所定の折り目線を含む平面的シート材料から立体的構造を形成するための方法に関する。この方法は、シート材料を受け入れて加工平面内に支持するため、シート材料を工具ベース上に位置決めする工程と、最初にアクチュエータ部材を初期引っ込め位置から移動し、アクチュエータ部材がシート材料の非固定部分と接触したとき、この非固定部分に力を加え、第１折り目線を中心としてシート材料の曲げを行い、中間位置まで移動し続け、中間位置で非固定部分が接触部材と接触する工程と、アクチュエータ部材を第１中間位置から中間位置を越えて移動し続け、第１折り目線を中心としたシート材料の曲げを続行し、非固定部材を接触部材に沿って摺動し、アクチュエータ部材が展開延長位置に向かって移動し続けるときに第２折り目線に沿ったシート材料の曲げを行う工程とを含む。
【００１３】
方法は、シート材料を工具ベースにクランプする工程を含む。最初に移動する工程及び移動し続ける工程を、適用部材を空気圧で移動することによって行う。方法は、曲げアクチュエータを工具ベースに調節自在に固定する工程を含む。方法は、接触部材を工具ベースに関して調節自在に取り付ける工程を含む。
【００１４】
シート材料に複合折り目線を形成するための本発明の方法及び装置には、本明細書に組み込んだ、本明細書の一部を形成する添付図面に更に詳細に示してあり、これから明らかになる、本発明の以下の詳細な説明に記載したこの他の特徴及び利点がある。添付図面及び詳細な説明は、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、複合折り目線を本発明に従ってシート材料に形成するためのアクチュエータを持つ曲げ装置の斜視図である。
【図２】図２Ａは、図１のシート材料の平面図であり、図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄは、シート材料を順次折り畳み工程で示す斜視図である。
【図３】図３Ａは、図１のアクチュエータのうちの一つのアクチュエータの概略側面図であり、図３Ｂは、その拡大詳細図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、図１に示すアクチュエータと同様の別のアクチュエータの初期位置及び展開位置を夫々示す概略側面図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、及び図５Ｄは、アクチュエータを一回の作動の順次位置で示す、図１に示すアクチュエータと同様の別のアクチュエータの概略側面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、本発明による曲げ装置で折り畳まれるように形成されたシート材料の斜視図であり、図６Ｂは図６Ａの拡大詳細図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、本発明による曲げ装置で折り畳んだ後の図６Ａ及び図６Ｂのシート材料の斜視図であり、図７Ｂは図７Ａの拡大詳細図である。
【図８】図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、図８Ｅ、図８Ｆ、図８Ｇ、図８Ｈ、図８Ｉ、図８Ｊ、図８Ｋ、及び図８Ｌは、図１に示すアクチュエータと同様の別のアクチュエータを順次位置で示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、添付図面に示す本発明の好ましい実施例を詳細に参照する。本発明を好ましい実施例と関連して説明するが、これは、本発明をこれらの実施例に限定しようとするものではない。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲に定義した本発明の精神及び範囲内に含まれる変形、変更及び等価物を含もうとするものである。
【００１７】
次に、添付図面を参照すると、これらの図では、様々な図に亘り、同様の参照番号が同様の構成要素に付してある。図１に注目すると、この図には、全体に参照番号３０を付した曲げ工具システムが示してある。この曲げ工具システムは、平面的（２Ｄ）シート材料を折り曲げて立体的（３Ｄ）形状にするのに使用される。
【００１８】
本発明の曲げ工具システムは、予備形成折り目線(engineered fold line)を持つ平面的シート材料を曲げるのに特に適している。曲げには、ダーニーに付与された米国特許第６，４８１，２５９号、２００２年９月２６日に出願された米国特許出願第１０／２５６，８７１号（現在の米国特許出願公開第２００５／００６１０４９  Ａ１号）、２００３年９月２６日に出願された米国特許出願第１０／６７２，７６６号（現在の米国特許出願公開第２００４／０１３４２５０  Ａ１号）、２００４年３月３日に出願された米国特許出願第１０／７９５，０７７号（現在の米国特許出願公開第２００４／０２０６１５２  Ａ１号）、２００４年４月４日に出願された米国特許出願第１０／８２１，８１８号（現在の米国特許出願公開第２００５／０００５６７０  Ａ１号）、及び２００４年６月４日に出願された米国特許出願第１０／８６１，７２６号（現在の米国特許出願公開第２００５／０１２６１１０  Ａ１号）に開示された様々な折り目形状及び形体が使用される。出典を明示することにより、これらの特許及び特許出願に開示された全ての内容は本明細書の開示の一部とされる。本発明の曲げ工具システムにより、上掲の特許に記載された方法で、構成要素の周囲に立体的構造を形成するのに平面的シート材料を使用できる。
【００１９】
しかしながら、本発明の曲げ工具システムは、折り目を中心として他の種類のシート材料を曲げるのにも適しているということは理解されよう。折り目には、上述の予備形成折り目線、刻み手段及び／又は他の適当な手段によって形成した所定の折り目線、曲げ線に沿った曲げを促す曲げ線に沿って延びる物理的構造がシート材料に設けられていない所期の曲げ線が含まれるが、これに限定されない。
【００２０】
一般的には、曲げ工具システム３０は、工具ベース３２と、一つ又はそれ以上の曲げアクチュエータ３３とを含み、これらの曲げアクチュエータ３３は、シート材料加工物３７の対応する折り目線３５、３５’の組に沿って各々が位置決めされるように配置されている。曲げアクチュエータは、以下に更に詳細に論じるように、対応する折り目線の組の中間の加工物の非固定部分に力を加え、一回の作動段階中に折り目線に沿って曲げを行うように形成されている。例示の実施例では、曲げ工具システムは、平らな加工物３７（例えば図２Ａ参照）を曲げてフランジ付きボックス（例えば図２Ｄ参照）にするように形成されている。例えば、加工物は、キャビネット型ガスレンジ又は調理用レンジのバーナーボックスに使用される。
【００２１】
工具ベース３２は、曲げアクチュエータ３３を支持するための金属製フレームワーク又は安定したベースを提供する他の適当な構造で形成されていてもよい。工具ベースは、一つ又はそれ以上のアクチュエータが特定の形状の加工物の各折り目線に沿って特定的に配置されるように、特定の加工物専用（即ち「ハード」ツールド）であってもよい。別の態様では、及び図１に示すように、工具ベースは、様々な大きさの加工物に対して装置を使用できるようにアクチュエータが調節自在に設けられていてもよい。これに関し、曲げアクチュエータ３３’は、比較的短い加工物に合わせて何らかの従来の方法でベース端壁３２’から内方に摺動させ即ち位置決めしてもよい。他の曲げアクチュエータを、同様に、曲げアクチュエータ３３’とともに、又はこれらの曲げアクチュエータ３３’の代りに調節してもよいということは理解されよう。
【００２２】
好ましくは、工具ベースは、対応する折り目線の組に沿って及びその僅かに内側、更に詳細には、内側折り目線３５のプロファイルの内側を延びる支持壁３９（図３Ａ参照）を含む。好ましくは、工具ベースは、更に、加工物を工具ベース上で横方向に位置決めする一つ又はそれ以上のロケーター４０を含む。例えば、ロケーターは、吸引力を用いる真空クランプ４０の形態であってもよい。このクランプは、加工物の下面と係合し、加工物を支持壁３９の上側にしっかりと保持し、及びかくして加工物を曲げアクチュエータに関してしっかりと位置決めする。真空クランプは、負圧源４２又は他の適当な制御手段に周知の方法で作動的に連結されている。アクチュエータに対する加工物の位置を固定するのにこの他の位置決め手段を使用してもよいということは理解されよう。このような位置決め手段には、Ｃ−クランプ、フッククランプ、空気圧クランプ、及び他の適当な手段が含まれるが、これらに限定されない。これに関し、このようなクランプは、加工物と積極的に係合し、これを工具の支持壁又は他の適当な構造から引っ張ったり、こうした構造に押し付けたりするように形成されていてもよいということは理解されよう。
【００２３】
本発明によれば、加工物には、一つ又はそれ以上の組をなした予め形成した折り目線が設けられている。例示の実施例では、加工物は、フランジ付きボックスを提供するように形成されている。例えば、図２Ａに示す加工物３７は、四つの個々の折り目線及び四組の折り目線を有し、折り畳まれると、底部４４、四つの側部４６、四つの対応するフランジ４７、及び図２Ｄに示すように折り畳みを完了したときにボックスを固定するための四つのタブ４９を持つボックスを形成する。加工物には、一つ又はそれ以上の好ましい折り畳み順序がある。例えば、完成した立体的ボックスは、平らなシート材料加工物から、折り畳み工程Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、及びＦ４で、タブ４９を順次又は同時に折り畳み、次いで対応する側部４６及びフランジ４７を一回の工程で折り畳み、即ち折り畳み工程Ｆ５／Ｆ６、Ｆ７／Ｆ８、Ｆ９／Ｆ１０、及びＦ１１／Ｆ１２を一段階作業で実施することによって形成される。折り畳み工程Ｆ５／Ｆ６及びＦ７／Ｆ８は、折り畳み工程Ｆ９／Ｆ１０及びＦ１１／Ｆ１２に関して順次実施してもよいし、同時に実施してもよいということは理解されよう。
【００２４】
タブの折り畳みを行うため、夫々のタブを直角に曲げるための一つ又はそれ以上の補助アクチュエータ５１（図１参照）が設けられている。このように、タブは、隣接した側部の夫々に何らかの従来の方法で取り付けられる。例えば、タブは、夫々の側部にナット及びボルト、リベット、又は他の適当な手段等のファスナで固定されているだけであってもよい。別の態様では、タブは、２００６年３月２１日に出願された米国特許出願第１１／３８６，４６３号に記載された種類の自動ラッチ形状を使用して固定されていてもよい。出典を明示することにより、この出願に開示された全ての内容は本明細書の開示の一部とされる。
【００２５】
図３Ａに示すように、曲げアクチュエータ３３は、一対の単段駆動装置５３を含む。これらの駆動装置は、夫々、取り付けブラケット５４によって工具ベースに固定されている。これらの駆動装置は、初期引っ込め位置（図３Ｂの５６’）から延長展開位置（図３Ｂの５６’’）までの適用部材５６の移動を制御する。適用部材は、その移動時に加工物３７の非固定部分５８と接触してこれに力を加え（例えば側部４６に力を加え）、加工物の残りの部分（例えば底部４４）がクランプされているため、内側折り目線３５に沿って曲げを行う。
【００２６】
アクチュエータは、更に、適用部材と実質的に平行に延びる接触部材６０を含む。しかしながら、接触部材は、曲げプロセス中は定置のままであり、折り目線３５を中心として加工物を曲げるときに加工物が当接する接触面として役立つに過ぎない。加工物の一部（例えばタブ４９）が接触部材６０と接触し、当接すると、非固定部分５８の移動に抵抗し、図３Ｂに概略に示すように、外側折り目線３５’を中心とした加工物の折り畳みを行う。その結果、加工物は、一回の作業中に折り目線３５及び３５’に沿って折り畳まれる。
【００２７】
加工物の折り目線に対する適用部材及び接触部材の位置を調節することによって、加工物に特定の角度形状を加えることができる。例えば、図３Ｂに示す接触部材６０の位置は、側部４６とタブ４９との間に９０°の角度を与えるように形成されている。接触部材を下方に移動することによって、この角度を大きくし、側部とタブとの間に鈍角を形成してもよく、接触部材を上方に移動することによって、この角度を小さくし、鋭角を形成してもよい。こうした目的のため、接触部材ブラケット６１には、角度アジャスタ６３及び高さアジャスタ６５が設けられている。接触部材ブラケットは、好ましくは、夫々の取り付けブラケット５４に枢着されている。角度アジャスタ及び高さアジャスタは、ねじ式アジャスタの形態であってもよいし、その他の適当な手段であってもよい。
【００２８】
更に、加工物に加えられる特定の曲げ角度は、曲げアクチュエータの寸法及び形状で決まる。例えば、例示の実施例では、曲げアクチュエータ３３は、折り目線３５を中心とした９０°の曲げを加工物３７に形成するのに十分に適用部材を下方に移動するように形成されている。しかしながら、駆動装置のストロークを調節することによって、又は他の適当な手段によって曲げ角度を調節できるようにアクチュエータを調節してもよいということは理解されよう。例えば、曲げアクチュエータ３３のストロークを小さくすることにより、底部４４に対する側部４６の曲げの量を小さくし、これによって側部と底部との間の角度を小さくし、この間に鈍角を形成してもよい。同様に、曲げアクチュエータのストロークを増大し、曲げの量を大きくし、これによって角度を小さくし、鋭角を形成してもよい。
【００２９】
図３Ａを参照すると、曲げアクチュエータには、更に、折り畳み前に工具ベースに対して加工物３７を位置決めするのに役立つ位置決めブラケット６７が設けられていてもよい。位置決めブラケットを上文中に説明したロケーターと関連して、又はこれらのロケーターの代わりに使用してもよい。例えば、例えば折り畳み工程Ｆ５／Ｆ６及びＦ７／Ｆ８を同時に行うために直径方向反対側に設けられたアクチュエータを同時に作動した場合、加工物が工具ベースから上方に枢動する傾向がなく、このような上方枢動をなくすために加工物を加工ベースに固定する必要がない。しかしながら、加工物を工具ベースに積極的にクランプすることによって、曲げ中に加工物の非固定部分５８を適用部材５６及び接触部材６０に関して正確に位置合わせする上での精度を向上できるということは理解されよう。
【００３０】
例示の実施例では、各駆動装置５３は複動式空気圧シリンダ６８を含む。クランプフック及び／又は適用部材の移動を行うため、単動式空気圧シリンダ、単動式又は複動式の液圧シリンダ、電動モータ、線型アクチュエータ、及び他の適当な手段を含むがこれらに限定されない他の適当なアクチュエータ手段を使用できるということは理解されよう。シリンダ６８を作動すると、ピストンロッド７０が下方に延び、上文中に説明したように適用部材５６を下方に押す。複動式のシリンダにより、ピストンロッドを積極的に引っ込めて適用部材をその初期引っ込め位置に戻すことができる。別の態様では、単動式シリンダを使用する場合には、ばね又は他の押圧部材を何らかの従来の方法で使用し、適用部材をその初期位置に戻してもよい。
【００３１】
各アクチュエータの圧力及びドウェル時間並びにアクチュエータの作動順序を制御するため、アクチュエータを適当な手段によって制御してもよい。例えば、アクチュエータ３３を持続時間及び／又順序の任意の所望の組み合わせで制御するため、１６チャンネルバルブアッセンブリ７４を持つプログラム可能論理制御装置７２を設ける。制御装置は、所望の任意の一つ又はそれ以上のアクチュエータ及び／又は安全／オフスイッチを作動するため、手動オーバーライドを持つように形成されていてもよい。
【００３２】
制御装置の実際の形状は、本発明に従って変化してもよいということは理解されよう。例えば、バルブアッセンブリは、各アクチュエータが加工物に加える力の量を調節するため、各アクチュエータに加わる圧力を調節するように形成されていてもよい。更に、空気圧シリンダ以外のアクチュエータ手段を使用する場合には、制御装置は、単動式又は複動式の液圧シリンダ、電動モータ、又はソレノイド、及び／又は他の適当な作動手段を作動するように形成されていてもよい。
【００３３】
有利には、本発明の曲げ工具システムは、平面的シート材料から立体的物体を形成する簡単で安全な方法を提供する。工具システムは、製造環境(fabrication environment) でなく、組み立て環境(assembly environment)で使用してもよい。これにより、プレスブレーキ、順送りダイ、及び他の重機を使用しなくても済む。本発明の曲げ工具システムは、型彫り、打ち抜き、レーザー切断、又は他の作業が行われる様々な製造ステーションの後に又はこれらのステーション間で組み立てラインに容易に配置できる。更に、曲げ工具システムは、様々な仕上げステーションの前方又は後方で組み立てラインに配置してもよい。
【００３４】
更に、本発明の曲げ工具システムにより、平面的シート材料部品を組み立て空間に直接搬送でき、及びかくして製造プロセスのできるだけ大きな部分に亘って製品を平らな状態で搬送できる。加工物を工具ベースに供給する上で、加工物を工具ベース上に置くのに使用できるオーバーヘッド真空送出デバイスを含むがこれに限定されない様々な方法を使用できる。
【００３５】
アクチュエータの単段形状は、複合曲げ(compound bending)を形成する、即ち、一回の作業段階中に二つの曲げ線に沿って曲げを形成する点で有利である。このように、アクチュエータの形状により、工具システムの部品点数が少なくなり、これによって設計が簡単になり、その製造費が低減する。
【００３６】
図４Ａ及び図４Ｂに示す本発明の別の実施例では、曲げアクチュエータ３３ａは、上文中に説明した曲げアクチュエータ３３と同様であるが、下方に作用するのでなく、上方に作用するように形成されている。曲げアクチュエータ３３及び曲げアクチュエータ３３ａの同様の構成要素を説明する上で、同じ参照番号を使用した。この実施例では、適用部材５６ａは、工具ベースに関して枢動するように枢着されている。例えば、適用部材は、枢軸７５を中心として枢動するように、支持壁３９ａに枢着されていてもよい。作動及び使用において、曲げアクチュエータ３３ａは、上文中に論じた曲げアクチュエータ３３とほぼ同様の方法で使用される。
【００３７】
図５Ａ乃至図５Ｄに示す本発明の別の実施例では、曲げアクチュエータ３３ｂは、上文中に説明した曲げアクチュエータと同様であるが、移動自在の接触部材６０ｂを含む。曲げアクチュエータ３３ｂ及び曲げアクチュエータ３３及び３３ａの同様の構成要素を説明する上で、同じ参照番号を使用した。この実施例では、適用部材５６ｂはフランジノッチ７７を含む。シリンダ６８ｂは、フランジノッチが加工物３７ｂと接触し、加工物を折り目線３５ｂ’を中心として曲げ、これによってフランジ４７ｂを形成するように、適用部材を下方に移動するように形成されている。次いで、図５Ｃに示すように、補助シリンダ７９が接触部材６０ｂを内方に内側折り目線３５ｂを越えて並進する。適用部材５６ｂを連続的に下方に移動することにより、図５Ｄに示すように、内側折り目線を中心として折り畳みを行う。作動及び使用において、曲げアクチュエータ３３ｂは、上文中に論じた曲げアクチュエータ３３及び３３ａとほぼ同様の方法で使用される。
【００３８】
次に図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、これらの図には、折り畳むことにより、図７Ａ及び図７Ｂに示すフレーム構造８１を一体に備えた汎用ボックスにする形状のシート材料加工物３７ｃが示してある。この加工物には、上文中に説明した加工物と同様に、内側折り目線３５ｃ及び外側折り目線３５ｃ’が設けられているが、図６Ｂで最もよくわかるように、別の折り目線３５ｃ’’が更に設けられている。この実施例では、加工物には、自動係止隅部を形成するように寸法及び形状が定められた隅部ノッチ８２が設けられている。一つのフランジ４７ｃにはキー８７が設けられており、隣接したフランジ４７ｃ’にはキー溝８６が設けられている。曲げアクチュエータは、折り畳みプロセス中にキー８７をキー溝８６に自動的に挿入するように形成されていてもよいということは理解されよう。例えば、曲げプロセス中にキーをキー溝に折り込むことにより、図７Ｂに示す完成した隅部を形成する順序で実施される。
【００３９】
加工物は、更に、係止タブ８８及び係止凹所８９を含み、これらは、図７Ｂに示すように加工物を組み立てた後、即ち折り目線３５ｃ、３５ｃ’、３５ｃ’’に沿って折り畳んだ後、キー８７とキー溝８６との間のＺ軸方向移動を固定するように寸法及び形状が定められている。
【００４０】
図８Ａ乃至図８Ｌに示す本発明の別の実施例では、曲げアクチュエータ３３ｄは、上文中に説明した曲げアクチュエータと同様であるが、接触部材６０ｄ及びクランプ部材９１の形態の二つの移動自在の拘束体を備えている。同様の参照番号を使用し、曲げアクチュエータ３３ｄ及び上述の曲げアクチュエータの同様の構成要素を説明する。
【００４１】
この実施例では、加工物３７ｄを工具システムに置く（図８Ａ参照）。これは、クランプ部材９１を下ろして加工物を工具システムに対して固定する（図８Ｂ参照）とき、折り目線３５ｄが定置の拘束部材９３の直ぐ近くに配置されるように行われる。適用部材５６ｄがカム本体９５に取り付けられている。カム本体は、適用部材が、隣接した折り目線３５ｄ’間で、及び好ましくは折り目線３５ｄ’と３５ｄ’’との間で加工物と接触するように、駆動アッセンブリ９６によって駆動される。例示の実施例では、駆動アッセンブリは、カムローラー／レバーアッセンブリであるが、適用部材を移動するのにこの他の適当な手段を使用してもよいということは理解されよう。
【００４２】
適用部材が加工物を上に押すと、加工物は、折り目線３５ｄを中心として折り畳まれ始まる。これは、加工物が定置の拘束部材９３によって動かないように拘束されているためである。加工物が上方に移動し続けるとき、加工物は、折り目線３５ｄ’’を中心として折り畳まれ始まる。これは、加工物が接触部材６０ｄによって動的に拘束されるためである。詳細には、接触部材は、加工物が接触部材６０ｄと当接したとき（図８Ｃ参照）、及び折り目線３５ｄ’’を中心とした曲げの続行中、加工物が接触部材６０ｄに沿って摺動するときに周縁の移動を拘束することによって、加工物の外縁即ち周縁の移動を拘束することによって、加工物の最外部分、即ち、折り目線３５ｄ’’の外側の部分を動的に拘束するのである。
【００４３】
曲げが更に続行されるとき、適用部材５６ｄが加工物３７ｄを更に上方に押す。適用部材の上縁は加工物に沿って折り目線３５ｄに向かって摺動する（図８Ｅ及び図８Ｆ参照）。その結果、適用部材５６ｄの最上縁部は、定置の拘束部材９３と上拘束部材９８との間にあり（図８Ｇ参照）、折り畳んだ隅部を折り目線３５ｄに沿って予め形成する。加工物を折り目線に沿って変形させることによって、予め折り畳んだ隅部を、適用部材５６ｄを引っ込めるときに保持する（図８Ｈ参照）。
【００４４】
適用部材５６ｄを接触部材６０ｄから引っ込めた後、又は少なくとも接触部材６０ｄから離した後、接触部材が前進し、加工物３７ｄの最外部分に押し付けられ、折り目線３５ｄ、３５ｄ’、３５ｄ’’を中心として更に折り畳みを行う（図８Ｉ及び図８Ｊ参照）。好ましくは、接触部材は、加工物の最外部分を、各曲げ線を中心として加工物を９０°を僅かに越えて曲げるのに十分な量だけ押す（図８Ｋ参照）。これは、加工物の「ばね作用による戻り」を吸収し、各隅部がほぼ９０°（図８Ｌ参照）の最終形状を加工物に提供するためである。接触部材６０ｄを引っ込めてクランプ部材を解放した後、折り畳んだ加工物３７ｄを工具システムから取り外す（図８Ｌ参照）。
【００４５】
好ましくは、定置の拘束部材９３及び上拘束部材９８は、折り目線に沿った曲げの量を「微調整」し、及びかくして加工物の最終形状が折り目線に沿って９０°（又は他の所望の角度）の隅部を持つように、調節自在である（図８の矢印Ｈ及びＶを参照されたい）。適用部材５６ｄ及び接触部材６０ｄの回転限度もまた、同様に調節自在である。このような調節は、好ましいけれども、重要ではない。
【００４６】
添付の特許請求の範囲における説明及び正確な定義を便利にするため、「上方」、「下方」、「内側」、「外側」、及び他の関連した用語は、本発明の特徴を、添付図面に示すこのような特徴の位置に関して説明するのに使用される。
【００４７】
多くの点に関し、様々な図の変更は、それ以前の変更と類似しており、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、及び「ｄ」の添え字を付した同じ参照番号は、対応する部品を表す。
【００４８】
本発明の特定の実施例の以上の説明は、例示及び説明を目的としたものである。これらは、本発明を語り尽くそうとするものでも、開示の正確な形態に限定しようとするものでもなく、以上の教示に照らして多くの変形及び変更が可能であるということは明らかである。上述の実施例は、本発明の原理及びその実際上の用途を最もよく説明するために選択され、説明されたものであり、これにより、当業者は、本発明、及び考えられる特定の使用に適した様々な変更を加えた様々な実施例を最もよく使用できる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によって定義される。
【符号の説明】
【００４９】
３０  曲げ工具システム
３２  工具ベース
３３  曲げアクチュエータ
３５  折り目線
３７  シート材料加工物
３９  支持壁
４０  真空クランプ
４４  底部
４６  側部
４７  フランジ
４９  タブ
５１  補助アクチュエータ
５３  単段駆動装置
５４  取り付けブラケット
５６  適用部材
５８  非固定部分
【図１】
2010502445.tif 000003
【図２Ａ】
2010502445.tif 000004
【図２Ｂ】
2010502445.tif 000005
【図２Ｃ】
2010502445.tif 000006
【図２Ｄ】
2010502445.tif 000007
【図３Ａ−３Ｂ】
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【図４Ａ】
2010502445.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2010502445.tif 000011
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2010502445.tif 000014
【図６Ａ】
2010502445.tif 000015
【図６Ｂ】
2010502445.tif 000016
【図７Ａ】
2010502445.tif 000017
【図７Ｂ】
2010502445.tif 000018
【図８Ａ】
2010502445.tif 000019
【図８Ｂ】
2010502445.tif 000020
【図８Ｃ】
2010502445.tif 000021
【図８Ｄ】
2010502445.tif 000022
【図８Ｅ】
2010502445.tif 000023
【図８Ｆ】
2010502445.tif 000024
【図８Ｇ】
2010502445.tif 000025
【図８Ｈ】
2010502445.tif 000026
【図８Ｉ】
2010502445.tif 000027
【図８Ｊ】
2010502445.tif 000028
【図８Ｋ】
2010502445.tif 000029
【図８Ｌ】
2010502445.tif 000030
【国際調査報告】
2010502445.tif 000031