(57)【要約】  少なくとも１つの可変ローラアセンブリを備えたロール成形装置。可変ローラアセンブリは、シャフトの上に回転可能に搭載された支持プレートを備えている。支持プレートは少なくとも１つのローラを備えている。支持プレートは、アクチュエータによって、Ｃ形状部材を成形する第１の位置と、Ｚ形状部材を成形する第２の位置とを切り替えることができる。
2006525872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材を多形状に成形するためのロール成形装置であって、
前記ロール成形装置は、第１のレッグローラを有する第１レッグローラアセンブリ、および、前記第１レッグローラアセンブリに対向する可変レッグローラアセンブリを有するレッグ成形装置を備えており、
前記可変レッグローラアセンブリは、シャフトの上に回転可能に搭載された支持プレートと、第１の形状のレッグローラと、リンケージによって前記支持プレートに結合されたアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータは、前記支持プレートを回転させて、前記第１の形状のレッグローラを前記シート材と接触する位置に移動させることを特徴とする、ロール成形装置。
【請求項２】
前記支持プレートは第２の形状のレッグローラを備えており、前記アクチュエータは、前記支持プレートを切り替えて、第１の形状のレッグローラまたは第２の形状のレッグローラを前記シート材と接触する位置に移動させることを特徴とする、請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項３】
前記第１の形状のレッグローラはＣレッグローラからなっており、前記第２の形状のレッグローラはＺレッグローラからなっていることを特徴とする、請求項２に記載のロール成形装置。
【請求項４】
前記第１の形状のレッグローラは前記支持プレートの第１の側にあり、前記第２の形状のレッグローラは前記支持プレートの第２の側にあることを特徴とする、請求項２に記載のロール成形装置。
【請求項５】
前記第１ローラアセンブリが固定ローラアセンブリからなっていることを特徴とする、請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項６】
前記第１のレッグローラは前記シート材の第１の側にあり、前記第１の形状のレッグローラは前記シート材の前記第１の側にある、請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項７】
前記第１のレッグローラは前記シート材の第１の側にあり、前記第１の形状のレッグローラは前記シート材の前記第１の側にあり、前記第２の形状のレッグローラは、前記シート材の第２の側にあることを特徴とする、請求項２に記載のロール成形装置。
【請求項８】
第２の可変レッグローラアセンブリを更に備えており、
前記第２の可変レッグローラアセンブリは、第２のシャフトの上に回転可能に搭載された第２の支持プレートと、別の第１の形状のレッグローラを備えており、
前記アクチュエータは、前記リンケージによって前記支持プレートおよび前記第２の支持プレートに結合され、前記アクチュエータは、前記支持プレートおよび前記第２の支持プレートを同時に回転させて、前記第１の形状のレッグローラと前記別の第１の形状のレッグローラを前記シート材に接触する位置に移動することを特徴とする、請求項１に記載のローラ成形装置。
【請求項９】
第１のリップローラを有する第１のリップローラアセンブリ、および、前記第１のリップローラアセンブリに対向する可変リップローラアセンブリを有するリップ成形装置を更に備えており、
前記可変リップローラアセンブリは、シャフトの上に回転可能に搭載されたリップローラ支持プレートと、第１の形状のリップローラと、第２のリンケージによって前記リップローラ支持プレートに結合された第２のアクチュエータとを備えており、
前記第２のアクチュエータは、前記リップローラアセンブリを回転させて前記第１の形状のリップローラを前記シート材と接触する位置に移動することを特徴とする、請求項１に記載のローラ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的にシート材の成形に関し、特に、シート材を多形状の成形するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロール成形機は、シート材例えば鋼を構造部材に成形するために使用される。通常の構造部材は、図１および図２に示すような、Ｃ形状のパーリン（もや）およびＺ形状のパーリンを備えている。Ｃ形状のパーリンおよびＺ形状のパーリンは、中央部１０、レッグ１２およびリップ１４を備えている。シート材から形成される他の例示的構造部材は、オープンＣパーリン、イーブストラット等を含む。
【０００３】
単一の機械の上で、Ｃ形状部材およびＺ形状部材の両方を形成することが望ましい。Ｃ形成の構成からＺ形成の構成への転換が調節できる機械を提供する試みが行われた。１つの例が米国特許Ｎｏ．５，８２９，２９４に開示されている。そこでは、ロール成形ラインが開示されており、３つのローラを有するロールスタンドが上下に調節されて、Ｃ形成の構成からＺ形成の構成への転換がなされる。このような設計の問題点は、Ｃ形成の構成からＺ形成の構成への転換に時間がかかることにある。従って、セットアップ時間が少ない可変のロール成形装置が必要とされている。
【特許文献１】Ｎｏ．５，８２９，２９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような設計の問題点は、Ｃ形成の構成からＺ形成の構成への転換に時間がかかることにある。従って、セットアップ時間が少ない可変のロール成形装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ロール成形装置は、少なくとも１つの可変ローラアセンブリを備えている。可変ローラアセンブリは、シャフトの上に回転可能に搭載された支持プレートを備えている。支持プレートは少なくとも１つのローラを備えている。支持プレートは、Ｃ形状部材を成形する第１の位置からＺ形状部材を成形する第２の位置へ、アクチュエータによって切り替える。
【発明の効果】
【０００６】
Ｃ形成の構成からＺ形成の構成への転換のセットアップ時間が少ない可変のロール成形装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明は、シート材から多形状の構造部材を成形することができるロール成形装置に関する。典型的には、ロール成形装置はシート状金属を、図１および図２に示すように、Ｃ形状またはＺ形状部材に成形するのに適用される。Ｃ形状部材またはＺ形状部材の形成の第１のステップは、リップ１４を形成することである。
【０００８】
図３は、リップ成形装置１００の上面図であり、図４は、図３の横断面図である。リップ成形装置１００は、シート材１６にリップ１４を形成するために、固定ローラアセンブリ１０２、および、可変ローラアセンブリ１０４を備えている。シート材１６の両側のローラアセンブリ間の距離は、公知のように、異なる幅のシート材を収納し、それぞれの長さのリップを形成するように調節可能である。
【０００９】
固定ローラアセンブリ１０２は、リップローラ１０６を備えており、リップローラ１０６は、ハウジング内におけるシャフトに回転可能に搭載されており、ハウジングはリップローラの回転に適したベアリングを有している。リップローラ１０６は、シート材１６の第１の側（例えば、底）においてシート材と接触するように位置している。駆動ローラ１０８は、シート材１６の第１および第２側面と接触し、シート材１６をリップローラ１０６の上方に誘導する。
【００１０】
リップローラ１０６１、１０６２は、シート材１６の中央部の面に関して、外表面に角度をもたせている。例えば、リップローラ１０６１は、シート材の中央部の面に関して、５０°の角度を有している。駆動ローラ１０８が、リップローラ１０６の上を通ってシート材を移動させると、図４に示すように、リップ１４が形成される。
【００１１】
可変ローラアセンブリ１０４は、Ｃ形成位置とＺ形成位置とを切り替えることができる支持プレート１１０を備えている。支持プレート１１０はシャフト１１２に回転可能に搭載され、支持プレート１１０の自由な回転が可能になる。少なくとも１つの位置において（即ち、Ｃ形成、または、Ｚ形成）、ローラはシート材１６と接触する。可変ローラアセンブリ１０４は、Ｃリップローラ１１４およびＺリップローラ１１６の少なくとも１つを備えている。Ｃリップローラ１１４およびＺリップローラ１１６の両方とも、適切なベアリングを備えて回転が可能なハウジング内のシャフトに搭載されている。
【００１２】
Ｃリップローラ１１４およびＺリップローラ１１６は、支持プレート１１０に搭載されてシート材の対向する側面に接触する。可変ローラアセンブリ１０４１が図３に示すＣ形成の配置にあるとき、Ｃリップローラ１１４１はシート材１６の第１の側（例えば、底）に接触する。これによって、リップ１４は、図４に示すように、上向きに形成される。
【００１３】
逆に、可変ローラアセンブリ１０４１が（図５および図６に示す）Ｚ形成の配置にあるとき、Ｚリップローラ１１６１はシート材１６の第２の側（例えば、上）に接触する。上述したことは、図４に示すように支持プレート１１０の底にＣリップローラ１１４を搭載し、図６に示すように支持プレート１１０の上にＺリップローラ１１６を搭載することによって行われる。または、Ｃリップローラ１１４およびＺリップローラ１１６を支持プレート１１０の同一側に、ＺリップローラがＣリップローラ１１４の上方に（例えば、スペーサの上に）位置して搭載される。
【００１４】
リップローラに関して上述したように、シート材１６の中央部１０に関するＣリップローラの角度は、シート材がロール成形装置を通って進むにつれて増加する。例えば、Ｃリップローラ１１４１は、シート材１６の中央部１０に関して、２５°の角度を有することができる。Ｃリップローラ１１４２は、シート材１６の中央部１０に関して、５０°の角度であってもよい。Ｃリップローラ１１４３および１１４４は、シート材１６の中央部１０に関して、６５°の角度であってもよい。Ｃリップローラ１１４５および１１４６は、シート材１６の中央部１０に関して、９０°の角度であってもよい。
【００１５】
Ｃリップローラ１１４１およびＣリップローラ１１４２は、Ｃリップローラ１１４３、１１４４、１１４５および１１４６とは別の要領で搭載されている。Ｃリップローラ１１４１およびＣリップローラ１１４２の回転軸はシャフト１１２の長軸に垂直である。Ｃリップローラ１１４３、１１４４、１１４５および１１４６の回転軸はシャフト１１２の長軸に平行である。これによって、２つの位置で同一ローラを使用することができ、異なる曲げ角度が得られる。例えば、Ｃリップローラ１１４１およびＣリップローラ１１４４に対して、外表面開先が２５°のローラを使用することができる。
【００１６】
可変ローラアセンブリ１０４は、１またはそれ以上のアクチュエータによって、Ｃ成形配置（図３および図４）からＺ成形配置（図５および図６）に切り替えることができる。図３に示すように、アクチュエータ１３０は、可変ローラステーション１０４１、１０４２、１０４４および１０４６を前後に同時にＣ成形モード、Ｚ成形モード間を切り替えるリンケージに結合されている。アクチュエータ１３０は電気モータ、油圧装置、空気圧装置等である。アクチュエータ１３０は、スリーブ１３３を出入りするピストン１３２を備えたリンケージを駆動する。ピストンの１方端は、可変ローラアセンブリ１０４１上の支持プレート１１０のピボットアーム１３４１に回転可能に結合されている。
【００１７】
ピボットアーム１３４２、１３４４および１３４６は、回転可能にロッド１３６に結合され、ロッド１３６もまた回転可能にピボットアーム１３４１に結合されている。明らかなように、ピストン１３２の動きはピボットアーム１３４１を回転させ、それによって、ピボットアーム１３４２、１３４４および１３４６を回転させる。ピボットアーム１３４の移動量は、アクチュエータ１３０および／または支持プレートに接する位置ストップによって制御することができる。
【００１８】
可変ローラアセンブリ１０４３および１０４５を、類似の機構によって切り替える。アクチュエータ１４０はリンケージによってピボットアーム１３４３および１３４５に結合されている。固定ローラアセンブリ１０２は、アクチュエータ１４０を可変ローラアセンブリ１０４３および１０４５により近く搭載する位置を提供する。かくして、リンケージは、ピボットアーム１３４３および１３４５に回転可能に結合されたピストン１４４およびロッド１４６を備えている。ピボットアーム１３４の移動量は、アクチュエータ１４０および／または支持プレート１１０に配置された位置ストップよって制御することができる。
【００１９】
図３および図４は、Ｃ成形配置におけるリップ成形装置１００を示す。シート材１６がローラ１０６および１１４を通過すると、９０°のＣリップが形成される。図４は、２５°の曲げでリップの形成を開始する固定ローラ１０６１およびＣリップローラ１１４１を示す。
【００２０】
図５および図６は、Ｚ成形配置におけるリップ成形装置１００を示す。シート材１６がローラ１０６および１１４の上を通過すると、５０°のＺリップが形成される。図５に示すように、可変ローラアセンブリ１０４３−１０４６は、Ｚ成形配置においてシート材１６と何れも接触しない。このように、Ｚリップは、ローラ１０６２および１１４２によって５０°に成形される。図６は、２５°曲げでリップ１４を形成し始める固定ローラアセンブリ１０６１およびＺリップローラ１１６１を示す。図４および図６から明らかなように、Ｃリップローラ１１４１およびＺリップローラ１１６１は、シート材１６の対向する側に位置して、所望のＣまたはＺ形状を形成する。
【００２１】
図７はレッグ成形装置２００の上面図であり、図８は図７の横断面図である。レッグ成形装置２００は、シート材にレッグ１４を成形するための、固定ローラアセンブリ２０２および可変ローラアセンブリ２０４を備えている。シート材１６の何れかの側にある上述したローラアセンブリ間の距離は、公知のように、調節可能で、異なる幅のシート材を収容し、色々な長さのレッグを成形する。
【００２２】
固定ローラアセンブリ２０２は、適切なベアリングを有するハウジング内のシャフトに回転可能に搭載されたレッグローラ２０６を備えている。レッグローラ２０６は、シート材１６の第１の側（例えば、底側）に接触するように配置されている。駆動ローラ１０８は、シート材１６の第１の側および第２の側に接触して、シート材をレッグローラ２０６の上に誘導する。レッグローラ２０６１から２０６６は、シート材１６の中央部の面に関して、所定の角度を有する外表面を備えている。例えば、レッグローラ２０６１は、シート材１６の中央部の面に関して、１５°の角度を有している。レッグローラ２０６２は、シート材１６の中央部の面に関して、３０°の角度を有している。駆動ローラ１０８がシート材をレッグローラ２０６の上に移動させると、図８に示すように、レッグ１２が成形される。
【００２３】
可変ローラアセンブリ２０４は、Ｃ成形配置とＺ成形配置の間を変換することができる支持プレート２１０を備えている。支持プレート２１０はシャフト２１２に回転可能に搭載されて、支持プレートを自由に回転させる。少なくとも１つの配置（即ち、Ｃ配置またはＺ配置）において、ローラがシート材１６に接触する。可変ローラアセンブリ２０４は、Ｃレッグローラ２１４およびＺレッグローラ２１６の少なくとも１つを備えている。Ｃレッグローラ２１４およびＺレッグローラ２１６は、両方とも、適切なベアリングを有するハウジング内の軸に搭載されて回転が可能である。
【００２４】
Ｃレッグローラ２１４およびＺレッグローラ２１６は、支持プレート２１０に搭載されて、シート材の対向する側面に接触する。可変ローラアセンブリ２０４１が、図７に示すようにＣ成形配置に位置するとき、Ｃレッグローラ２１４１は、シート材１６の第１の側（例えば底）に接触する。その結果、レッグが図８に示すように上向きに形成される。逆に、可変ローラアセンブリ２０４１が、（図９および１０に示すように）Ｚ成形配置に位置するとき、Ｚレッグローラ２１６１がシート材１６の第２の側（例えば、上）に接触する。
【００２５】
これは、図８に示すように、Ｃレッグローラ２１４を支持プレート２１０の底に搭載し、図１０に示すようにＺレッグローラ２１６を支持プレート２１０の上に搭載することによって行われる。または、Ｃレッグローラ２１４およびＺレッグローラ２１６が、支持プレートの同一側に、Ｚレッグローラ２１６がＣレッグローラ２１４よりも（例えば、スペーサを使用して）上に位置するように搭載される。
【００２６】
レッグローラ２０６に関して上述したように、シート材１６の中央部１０に対するＣレッグローラの角度は、シート材１６がレッグ成形装置２００を通って進むに従って増加する。例えば、Ｃレッグローラ２１４１は、シート材１６の中央部１０に対して１５°の角度を有している。Ｃレッグローラ２１４２は、シート材１６の中央部１０に対して３０°の角度を有している。Ｃレッグローラ２１４３は、シート材１６の中央部１０に対して４５°の角度を有している。Ｃレッグローラ２１４４は、シート材１６の中央部１０に対して６０°の角度を有している。Ｃレッグローラ２１４５は、シート材１６の中央部１０に対して７５°の角度を有している。Ｃレッグローラ２１４６は、シート材１６の中央部１０に対して９０°の角度を有している。
【００２７】
Ｃレッグローラ２１４４から２１４６は、Ｃレッグローラ２１４１から２１４３と異なって搭載されている。Ｃレッグローラ２１４１から２１４３は、シャフト２１２の長軸と垂直な回転軸を有している。Ｃレッグローラ２１４４から２１４６は、シャフト２１２の長軸と平行な回転軸を有している。これによって、異なる曲げ角度を得るために、同一ローラが２つの位置で使用される。例えば、Ｃレッグローラ２１４１およびＣレッグローラ２１４５に対して、外表面開先が１５°のローラを使用することができる。
【００２８】
可変ローラアセンブリ２０４は、１またはそれ以上のアクチュエータによって、Ｃ成形配置（図７および図８）からＺ成形配置（図９および図１０）に切り替えることができる。図７に示すように、アクチュエータ２３０は、可変ローラステーション２０４１から２０４６を前後に同時にＣ成形モード、Ｚ成形モード間を切り替えるリンケージに結合されている。アクチュエータ２３０は電気モータ、油圧装置、空気圧装置等である。アクチュエータ２３０は、スリーブ２３３を出入りするピストン２３２を備えたリンケージを駆動する。
【００２９】
ピストン２３２の１方端は、可変ローラアセンブリ２０４１上の支持プレート２１０のピボットアーム２３４１に回転可能に結合されている。ピボットアーム２３４２から２３４６は、回転可能にロッド２３６に結合され、ロッド２３６もまた回転可能にピボットアーム２３４１に結合されている。明らかなように、ピストン２３２の動きはピボットアーム２３４１を回転させ、それによって、ピボットアーム２３４２から２３４６を回転させる。ピボットアーム２３４の移動量は、アクチュエータ２３０および／または支持プレート２１０に接する位置ストップによって制御することができる。図３においてアクチュエータ１４０が駆動ロッド１４６を駆動するのと同様の方法で、アクチュエータ２３０およびピストン２３２は、駆動ロッド２３６を直接駆動することができる。
【００３０】
図７および図８は、Ｃ成形配置におけるレッグ成形装置２００を示す。シート材１６がローラ２０６および２１４を通過すると、９０°のＣレッグが形成される。図８は、１５°の曲げでレッグの形成を開始する固定ローラ２０６１およびＣレッグローラ２１４１を示す。
【００３１】
図９および図１０は、Ｚ成形配置におけるレッグ成形装置２００を示す。シート材１６がローラ２０６および２１６の上を通過すると、９０°のＺレッグが形成される。図１０は、１５°曲げでＺレッグ１２を形成し始める固定ローラアセンブリ２０６１およびＺレッグローラ２１６１を示す。図８および図１０から明らかなように、Ｃレッグローラ２１４１およびＺレッグローラ２１６１は、シート材１６の対向する側に位置して、所望のＣまたはＺ形状を形成する。
【００３２】
Ｃリップローラ１０６、Ｃリップローラ１１４、Ｚリップローラ１１６、レッグローラ２０６、Ｃレッグローラ２１６は、異なる厚さのシート材を収容するように搭載される。適切なローラ支持構造が米国特許６，２８２，９３２に開示されており、その内容の全てを参照して、ここに組み込まれる。
【００３３】
例示的な実施態様を示し説明したが、この発明の精神および範囲から逸脱することなく各種改良および置換が行われる。従って、この発明は説明のために記載されたものであって、これらに限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、従来のＣ形状パーリンを示す。
【図２】図２は、従来のＺ形状パーリンを示す。
【図３】図３は、Ｃ形成の構成におけるリップ成形装置の上面図である。
【図４】図４は、図３のリップ成形装置の横断面図である。
【図５】図５は、Ｚ形成の構成におけるリップ成形装置の上面図である。
【図６】図６は、図５のリップ成形装置の横断面図である。
【図７】図７は、Ｃ形成の構成におけるレッグ成形装置の上面図である。
【図８】図８は、図７のレッグ成形装置の横断面図である。
【図９】図９は、Ｚ形成の構成におけるレッグ成形装置の上面図である。
【図１０】図１０は、図９のレッグ成形装置の横断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１４  リップ、レッグ        
１６  シート材
１００  リップ成形装置
１０２  固定ローラアセンブリ
１０４  可変ローラアセンブリ
１０６  リップローラ
１０８  駆動ローラ
１１０  支持プレート
１１２  シャフト
１１４  Ｃリップローラ
１１６  Ｚリップローラ
１３０  アクチュエータ
１３４  ピボットアーム
２００  レッグ成形装置
２０２  固定ローラアセンブリ
２０４  可変ローラアセンブリ
２０６  レッグローラ
２１０  支持プレート
１１２  シャフト
２１４  Ｃレッグローラ
２１６  Ｚレッグローラ
２３０  アクチュエータ
２３４  ピボットアーム
【図１】
2006525872.tif 000003
【図２】
2006525872.tif 000004
【図３】
2006525872.tif 000005
【図４】
2006525872.tif 000006
【図５】
2006525872.tif 000007
【図６】
2006525872.tif 000008
【図７】
2006525872.tif 000009
【図８】
2006525872.tif 000010
【図９】
2006525872.tif 000011
【図１０】
2006525872.tif 000012
【国際調査報告】
2006525872.tif 000013