複数の方向に湾曲したビーム、ロール成形機及び方法
高強度ビームは、ロール成形プロセスの一部として相対する方向へ曲げられる第１のセクション及び第２のセクションを有する。フレームは、ダブルベントなビームを組み込んでいるサイドフレームメンバーと、当該ビームに取り付けられる少なくとも１つのエネルギー処理筒体とを有する。１つの形態では、ビームは、筒状であり、２５ｍｍよりも大きい断面寸法と少なくとも約６０ＫＳＩの引張強度である材料強度とを有する。ロール成形装置は、ロール成形機構と、ロール成形機構にインラインであり且つ互いに反対となる第１の方向及び第２の方向へ連続ビームを湾曲するスイープステーションとを有する。また、ロール成形する方法は、薄板の材料を連続ビームにロール成形するステップと、当該ビームの第１のセクション及び第２のセクションを相対する方向へ湾曲するステップとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の方向に湾曲したビーム（multi-directionally swept beam）に関し、そしてまた、バンパ補強ビーム、車両フレーム及び非直線状構造部材として使用することができるような複数の方向に湾曲したビーム及び構造部材を成形するためのロール成形装置及び方法に関する。本発明はさらに、上記方法によって製作されるビーム及び構造部材に関する。本発明は、バンパ補強ビーム及び／又は車両フレームのみに限定されず、またこれらの構成要素のみを成形／構成する装置及び方法にも限定されない。
【０００２】
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、２００８年４月９日に出願された、「複数の方向に湾曲したビーム、ロール成形機及び方法（MULTI-DIRECTIONALLY SWEPT BEAM, ROLL FORMER, AND METHOD）」と題する米国特許仮出願第６１／０４３，５４１号明細書の利益を主張する。当該出願の全内容はその全体が本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
ロール成形は、細長いビーム及び構造部材（チャンネル形及び筒状）を製造する特に費用対効果がよい方法となり得る。この理由は、ロール成形によって、（特に、スタンピングダイを尚早に磨耗させる高強度材が成形されている時にスタンピングダイと比較すると）、比較的低コストの機械器具（tooling）を用い、そして長持ちする機械器具を用いて大量生産（mass-producing high volumes）することができるためである。しかし、ロール成形は、非直線状の製品を成形する能力に限りがあるといった制限を有している。
【０００４】
湾曲部（sweep）及び細長い曲がりがある構造部材を成形する様々な方法が既知である。例えば、Sturrusの特許文献１、Sturrusの特許文献２、及びLyonsの特許文献３を参照されたい。これらの特許文献は、高強度材から形成され且つバンパ補強ビームとして使用するのに好適な強度及び形状を有する連続ビームに湾曲部（複数可）を与える方法を開示している。しかし、これらの工法は、一方向のくぼんだ形状を形成するように湾曲したビームを成形するのに限られている。これらの工法は、交互の（往復する）湾曲部を有するビームを成形することができない、そして、ここでは、この交互の湾曲部とは、ロール成形の中心線から離れる互いに反対の方向へのものである。
【０００５】
注目すべきことに、ビーム及び構造部材を非直線状形状に一貫して湾曲成形することの難しさは、構造ビームのサイズ及び曲げモーメントが増大するにつれ大きく増す。そして、上述の場合は、例えば、ビームが５０ｍｍ×５０ｍｍよりも大きい筒状の断面を有する場合、及び／又は薄板材が高強度（例えば約６０ＫＳＩよりも大きい最高２２０ＫＳＩに至るまでの引張強度）を有する場合、及び／又は湾曲曲率が１５００ｍｍ未満の半径を形成するような比較的鋭い場合、及び／又は板材厚さが、特に上記を組合せたものに関して、２ｍｍよりも大きい場合のことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，０９２，５１２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４５４，５０４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０２７７９６０号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一態様では、ロール成形装置は、鋼材料の薄板を長手方向線を形成する構造ビームに成形するためのロールを有したロール成形機を備える。この装置は、ロール成形機とインライン（in-line）であるスイープステーション（sweep station）をさらに備え、このスイープステーションは、スイープ成形装置（sweep-forming device）を有し、スイープ成形装置は、ロール成形機を継続して運転させつつ、長手方向線から離れる第１の方向及び長手方向線から離れる第１の方向とは反対の第２の方向へ選択的に構造ビームを湾曲するものである。
【０００８】
本発明の別の態様では、ビームの複数のセクションを、ビームが形成する長手方向線から離れる方向へ湾曲するためのスイープステーションが提供される。このスイープステーションは、メインフレームと、サブフレームを有するスイープ成形装置とを備え、サブフレームは、長手方向線から離れる第１の方向へビームの第１のセクションを湾曲するための第１の位置への移動、及び長手方向線から離れ且つ第１の方向とは反対側にある第２の方向へビームの第２のセクションを湾曲するための第２の位置への移動のために、メインフレームに動作可能に支持される。
【０００９】
本発明の別の態様では、ロール成形する方法は、薄板の材料を長手方向線を形成する連続ビームにロール成形するステップと、ロール成形するステップ中に、長手方向線から離れる第１の方向へ連続ビームの第１のセクションを湾曲し且つ第１の方向とは異なる第２の方向へ長手方向線から離れるように連続ビームの第２のセクションを湾曲するステップとを含む。
【００１０】
本発明のより限定された態様では、この方法は、互いに逆に湾曲した第１及び第２のセクションを有するビームを組み込んだフレームを形成することを含む。
【００１１】
本発明のより限定された態様では、ビームは、バンパ補強ビーム及び／又は車両フレーム構成要素を形成する。
【００１２】
本発明のより限定された態様では、エネルギー吸収式バンパ取付ブラケット（energy-absorbing bumper-mounting bracket）がビームの端部に取り付けられる。
【００１３】
本発明のより限定された態様では、ビームは、筒状であり、少なくとも約２５ｍｍである断面寸法を曲げ方向に有する。さらに、材料強度は、強度対重量の高い比率をもたらすために、好ましくは少なくとも約６０ＫＳＩの引張強度である。
【００１４】
本発明の目的は、鋼板材料（又はそれ以上の引張強度を有する材料）から製作され且つ（曲げ方向に２インチ以上であるような）相当なサイズの断面を有するチャンネル形又は筒状のビームを供給することであり、当該ビームは、ロール成形プロセス中に、ロール成形の中心線から互いに反対の方向に往復するように湾曲される。
【００１５】
本発明の目的は、相当な材料強度及びビーム断面強度（cross-sectional beam strength）のビームを、ロール成形の中心線から互いに反対方向に曲がった複数の湾曲セクションを含んだ往復パターンで湾曲することができる、装置及び方法を提供することである。
【００１６】
本発明の目的は、上述のような往復の湾曲を有するビーム構成要素を使用してフレームを構成することである。
【００１７】
本発明の目的は、ビーム断面の寸法精度及び一貫性を維持しつつ、ロール成形装置がビームに次第に鋭くなる湾曲を形成することができるように、当該装置に内部及び／又は外部のスタビライザを設けることである。
【００１８】
当業者は、本発明のこれらの態様、目的及び特徴、並びに他の態様、目的及び特徴を、以下の明細書、添付の特許請求の範囲及び添付の図面を検討することによって理解及び認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の二方向スイープステーションを有するロール成形装置の側面図である。
【図２】図１の二方向スイープステーションを有するロール成形装置の端部の斜視図である。
【図３】図１の二方向スイープステーションを有するロール成形装置の端部の斜視図であり、その下にある構成要素をよりよく示すために部品が消されているものである。
【図４】図３のスイープステーションの斜視図であり、連続ビームがスイープステーションを通過するときに直線的なままであるホームポジション（home position）にあるスイープステーションの図である。
【図５】図３のスイープステーションの上面図であり、連続ビームがスイープステーションを通過するときに直線的なままであるホームポジションにあるスイープステーションの図である。
【図６】図２及び図３と同様のスイープステーションの斜視図であり、連続ビームがそのロール成形の中心線から離れる第１の方向「Ｂ」に湾曲される第１の位置にあるスイープステーションの図である。
【図７】図２及び図３と同様のスイープステーションの上面図であり、連続ビームがそのロール成形の中心線から離れる第１の方向「Ｂ」に湾曲される第１の位置にあるスイープステーションの図である。
【図８】図３のスイープステーションの斜視図であり、連続ビームが第１の方向とは反対であり且つそのロール成形の中心線から離れる第２の方向「Ｃ」に湾曲される第２の位置にあるスイープステーションの図である。
【図９】図３のスイープステーションの斜視図であり、連続ビームが第１の方向とは反対であり且つそのロール成形の中心線から離れる第２の方向「Ｃ」に湾曲される第２の位置にあるスイープステーションの図である。
【図１０】図３のスイープステーションの上面図であり、連続ビームが第１の方向とは反対であり且つそのロール成形の中心線から離れる第２の方向「Ｃ」に湾曲される第２の位置にあるスイープステーションの図である。
【図１１】ビームの端部セクションが同一線上にあるが中央セクションがオフセットするように図１の装置によって２つの方向に成形した、バンパ補強ビーム（「ビームセグメント」とも呼ぶ）の上面図である。
【図１２】完全な車両フレームを形成するように（バンパ補強ビームの取り付けのため等の）取付ブラケットと共に溶接されている二方向に曲げられたビーム構成要素を組み合わせた車両フレームの斜視図である。
【図１３】車両フレームを製作する方法／プロセスを示す概略的なフロー図である。
【図１４】内部マンドレルの側面図である。
【図１５】内部マンドレルの水平断面図である。
【図１６】内部マンドレルの斜視図である。
【図１７】内部マンドレルの分解斜視図である。
【図１８】内部マンドレルの破断斜視図である。
【図１９】図１７に示すセグメントの変更を加えたセグメントである。
【図２０】図２と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２１】図３と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２２】図４と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２３】図５と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２４】図６と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２５】図７と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２６】図８と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２７】図９と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２８】図１０と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２９】スイープサブフレーム及びアセンブリの斜視図である。
【図３０】スイープサブフレーム及びアセンブリの斜視図であり、内部の他の構成要素をよりよく示すために幾つかの構成要素が取り外されているものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ライン方向「Ａ」に沿って連続ビーム３３を成形するためのロール成形機３１（「ロール成形機構」とも呼ぶ）と、ロール成形機構３１とインラインであるスイープステーション３２とを有するロール成形装置３０（図１）が設けられている。スイープステーション３２は、ロール成形機構３１の継続運転中に、「その場で（on the fly）」連続ビーム３３を、連続ビームの中心線から第１及び第２の互いに反対となる方向へ湾曲させる（すなわち長手方向に曲げる）ものである（本明細書では「二方向曲げ」又は「二側方湾曲」とも呼ぶ）。また、薄枚の材料を連続ビームにロール成形するステップと、ビームの第１のセクション及び第２のセクションを中心線から互いに反対の方向へ湾曲するステップとを含む、関連するロール成形の方法が開示されている。注目すべきことに、ロール成形装置は、以下で説明するように、構造ビームが使用される用途の機能的要件に応じて、任意の数の異なる湾曲したセクションを含むようにビームを成形することができる。スイープステーションを有するロール成形装置は、頑丈であり、そしてこのため、異なる強度（例えば４０ＫＳＩ以下の引張強度材料、最高２２０ＫＳＩの引張強度材料、又はそれ以上の材料）、及び大きい断面のビームセクションを含む多くの異なるサイズ（例えば４０ｍｍ×１５０ｍｍ、又は４０ｍｍ×４０ｍｍ、又は８０ｍｍ×１２０ｍｍ）、及び多くの異なる形状の断面（例えば「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｃ」又は他の断面形状）を有する種々の金属材料を成形することができる。図示の連続ビーム３３は、バンパ補強ビームとしての使用に好適な長さ及び形状を有するビームセグメント３４（「補強ビーム」又は「構造ビーム」又は「バンパビーム」とも呼ぶ）に切断される。
【００２１】
例示的なバンパ補強ビーム３４（図１１）は、約２ｍｍの板厚の壁厚を有して、６０ＫＳＩの引張強度である鋼のような高強度材から製作され、そして、（車両取付位置において）８０ｍｍの深さ及び同様の高さをもつ筒状の断面形状を有している。ビーム３４は、バンパ補強ビームとして使用することができ、トレーラヒッチ／ボールを支持するため等の穴３４’を有することができる。図示のビームは、単一の筒を形成する断面を有しているが、ビームが複数の筒（例えばＢ字形）又は開チャンネル（例えばＣ字形）を形成することができることが意図されている。図示のビーム３４は、ロール成形装置３０上で複数のセクション３５〜４０を含むように成形され、このとき、ロール成形プロセスと同時であり且つロール成形プロセス中での湾曲プロセスの一環としてセクション３６／３７がスイープステーションにおいて互いに反対の方向に曲げられ、セクション３８／３９も互いに反対の方向に曲げられている。図示のように、ビーム３４をバンパ補強ビームとして使用することができ、このとき、端部３５及び４０は、その上に溶接され且つ車両への取付用に構成された取付ブラケット（特には図示せず）を含んでいる。多くのバンパ取付ブラケットが当該技術分野において既知であるため、これらの詳細な説明は不要である。
【００２２】
注目すべきことに、中央セクション３７／３８は、端部３５及び４０と共に単一の面を形成するが、ロール成形及び湾曲工程の一部の工程として端部３５及び４０に対して一直線にならない位置へ曲げられる。中央セクション３７／３８はさらに、二次的な工程において再び成形されて、（車両取付位置にある場合に上面及び底面を水平な向きに維持する状態で）一直線に並ぶ端部３５及び４０の後方及び下方へ位置付けられることが可能である。このことは、単一のクロスビーム（cross beam）３４を使用してヒッチ（及びトレーラのタン［tongue］）を支持することを可能とし（ボールヒッチを受け入れる穴３４’を参照のこと）、さらに、車両フレームに対してヒッチの適切な高さ及び前後位置を可能にする。さらに、ビーム３４の直交する壁部の全てを、重量を支持するために水平な位置及び鉛直な位置で最適に方向付けることを可能にする。
【００２３】
ビーム３４の形状に組み込まれているコンセプトを使用して種々の異なるフレーム及び構造の構成要素を製作することができる。例えば、図１２は車両フレームを示し、このフレームでは、構成要素１１１、１２１、１２５〜１２７は、共に溶接（又はボルト締め）されて基本的な乗用車用フレーム（図１２を参照）を形成しており、車両の車輪をよける（clear）ための特徴部並びにその原動機及び車両サスペンション部品に最適な非線形支持を与えるための特徴部を含んでいる。注目すべきことに、本発明のロール成形装置３０によって製作される左右両方向に湾曲したビームセクションを使用して、サイドフレームメンバー及びクロスビームメンバーを形成することができる。図示のビームにはそれぞれ、戦略的に配置される曲げ部（bends）が組み込まれるが、この曲げ部の少なくとも２つは連続ビームの中心線から互いに反対の方向に形成される。次のようなものを含む多数のさらなる構造フレーム部材及び構成要素を製作することができることが意図されており、そして、それらは、スノーモービル及びオールテラインビークル（all terrain vehicle）のようなスポーツ車両用のフレーム；農耕器械、トラック、列車並びに任意の陸上の乗物、水上の乗物、飛行体及び／又は雪上の乗物のような他の乗物用のフレーム；ルーフボウ（roof bow）、ドアビーム等のような乗物に対する他の構造部材；パーティションパネル、机、オフィスシステム等のような家具用の構造部材；そして、細長く、且つ少なくとも２箇所で二方向に曲がることを必要とする種々の他の構造部材である。
【００２４】
より詳細には、ロール成形装置３０（図１）に関して、アンコイラ５０は、コイル５１’からストレイトナ（straightener）５２（及び／又は予穿孔ダイ）へ、そしてロール成形機構３１の中へ薄板材５１を給送する。ロール５３は、薄板材５１を、所望の断面形状に成形し、例えばＤ字形の単一の筒体を形成する連続ビーム３３に成形する。溶接機５４（任意選択的なものであり、筒体を閉じた筒状セクションに恒久的に固定するのに使用される）が、薄板材を恒久的な筒の形状に溶接する。上流固定具５５（任意選択的なものであり、湾曲中に筒状ビームの形状を維持するために内部マンドレルが必要である場合に使用される）は、内部マンドレル（複数可）を一定の下流位置に固定するための下流固定線を支持する（図１４〜図１９を参照のこと）。
【００２５】
スイープステーション３２は、ロール成形機３１の終端でインラインに取り付けられ、連続ビーム３３の長手方向中心線から互いに反対となる方向のいずれにも、連続ビーム３３を選択的に湾曲／変形させるためのスイープロール（sweeping roll）を有している。切断装置５７は、左右両方向に湾曲されたビーム３３を受け取り、左右両方向に湾曲されたビーム３３に形成された曲げ部に対して選択された場所でビーム３３を切断して、所望の長さを有するビームセグメント３４を、湾曲セクションがビームセグメント３４に沿って戦略的な場所に含まれる状態で得る。図示の左右両方向に湾曲されたビームセグメント３４はセクション３５〜４０（図１１）を含んでおり、このとき、セクション３５〜４０は全て共通の平面内にあり、セクション３６〜３９は、バンパ構成要素がギロチンブレード５７’をもつ切断装置５７によって分離されるときに平坦な上部の台状支持体５８に載ることができる（そしてこの上で継続して支持される）ように、（図１に示す紙面の中の方へ及び紙面の外の方へ）変形された状態となっている。
【００２６】
スイープステーション３２（図２）は、ロール成形機３１の土台６２に取り付けられる一対の固定支柱６１をもつ支持フレーム６０を有し、箱状サブフレーム６３をさらに有している。箱状サブフレーム６３は、スイープ曲げローラ（sweep bending roller）６４及び６５を、フレーム６０の軸受構造体８０及び１００上で枢軸回転及び平行移動の二重動作（double-pivoting-and-translating movement）をさせるために、動作可能・移動可能に支持する。
【００２７】
サブフレーム６３は、端プレート６６と、上部／底部の横プレート６７と、さらに前方／後方の横プレート６７’とを含み、これらのプレートは、スイープ曲げローラ６４及び６５が内部に位置する状態で箱状構造を形成するように組み立てられている。軸６８及び６９（図２において確認できる中心線を参照のこと）が、スイープ曲げローラ６４及び６５を通って延び、これらを調節可能に支持する。軸６８及び６９はそれぞれ、横プレート６７上での調節可能な支持のための軸受７０及び７１を通って延びる端部を有している。ポンプ／モータ７２及び７３が軸６８及び６９の上側の端部に取り付けられている。モータ７２及び７３は、速度を変えるためのコントローラ７４に操作可能に接続されると共にコントローラ７４によって個別に制御される（図４を参照のこと）。モータ７２及び７３の筐体が、構造ハウジング（特には図示しないが、符号７４及び７５のエリアにある）によってサブフレーム６３に固定されている。
【００２８】
サブフレーム６３は、図５、図７及び図１０（そして概して図２〜図１０）によって示されるように、フレーム６０上で軸受構造体８０及び１００と係合する調節可能な支持構造によって、枢軸回転及び平行移動の二重動作をするように動作可能に支持されている。より詳細には、サブフレーム６３は、ホームポジションで（図４及び図５、ビーム３３がロール成形されているときに、ローラ６４及び６５がビーム３３の長手方向「Ａ」に対して垂直なラインを形成する状態で）支持される。図７及び図１０に示されるように、サブフレーム６３は、軸６８及び軸６９を支持するスライド部材８５及び８６内の軸受を中心に（下流方向へ）選択的に回転することができる。
【００２９】
特に、調節可能な支持構造（図２）は、以下のように上部軸受構造体８０及び底部軸受構造体１００を有している。上部軸受構造体８０は、スペーサ８３によって共に固定されて上部間隙８４を形成する、上側軸受プレート８１及び下側軸受プレート８２を有している。調節可能な支持構造は、板状で延出可能でありガイド追従の第１のスライド部材８５及び第２のスライド部材８６を上部にさらに有し、（そして、さらなる２つのスライド部材８５及び８６を底部に有し、）スライド部材は、プレート８１及び８２間の間隙８４において隣り合う位置でスライド可能に支持されている。ガイド追従スライド部材８５は、サブフレーム６３を支持すると共に弧状をした下流への経路に沿ったサブフレーム６３の回転を可能にするための軸受をもつ、拡大端部８８（図５）を有している。サブフレーム６３はまた、軸６８をさらに支持する軸受を有している。スライド部材８５は、スペーサ８３及び８３’の間にはめ合い可能に嵌合すると共にこれらと安定して係合する狭小端部９０をさらに有している。上流のホームポジション（図４及び図５）では、拡大端部８８及び狭小端部９０の間の傾斜した面が、停止部８３’に当接し、サブフレーム６３を正確に位置付けさせる。スライド部材８６は、その移動、軸受支持体（bearing supports）との係合及びサブフレーム６３の支持がスライド部材８５と同様である。
【００３０】
スペーサ８３’のうちの２つは、板状のガイド追従スライド部材８５の上流への移動を制限する楔型停止部を形成する。板状のガイド追従スライド部材８５及び８６の両方がそれぞれの収まる上流位置（図４及び図５）にある場合、サブフレーム６３は連続ビーム３３に対して直角を成し（square）、このとき、ローラ６４及び６５は連続ビーム３３に対して垂直な配置で互いに対向している。収まる位置にある場合、スイープステーション３２は連続ビーム３３を曲げないため、ビーム３３は直線状のままである。
【００３１】
二対の油圧アクチュエータ９１（図４）がサブフレーム６３と支柱６１との間に接続されており、このとき、各側には上部アクチュエータ及び底部アクチュエータが１つずつある。各側にあるアクチュエータ９１はポンプモータ９２に動作可能に接続され、当該ポンプモータ９２はスイープ装置コントローラによって制御され、当該スイープ装置コントローラはさらに、ロール成形機（図１）を操作するためのメインコントローラ７７によって制御される。（注目すべきことに、コントローラ７７は、単一のユニットであってもよく、又は、装置２０の周りの種々のサブコントロールユニットを制御するメインコンピュータであってもよい。）メインフレーム６０上のサブフレーム６３の下流への最大角度となる移動を限定するために、マルチリンクチェーン（multi-link chain）９４（「スイープリミッタ（sweep limiter）」とも呼ぶ）がサブフレーム６３を支柱６１に接続している。チェーン９４は、極めて下流の位置までサブフレーム６３が移動する機会を減らすという安全性を与える。なお、上記極めて下流の位置とは、万が一アクチュエータ９１の１つが故障するか又は外れるかする場合のように、機械の構成要素に応力を加え損傷を与える可能性のある位置である。
【００３２】
上述のように、調節可能な支持構造は、底部軸受構造体１００（図２）をさらに有し、底部軸受構造体１００は、上部軸受構造体８０と同一の構成要素及び作用を有し、上側及び下側の板状スライド部材、停止部／スペーサ並びにアクチュエータを含んでいる。
【００３３】
図４及び図５によって示されるように、スイープステーション３２は、連続ビーム３３が屈折／変形／湾曲されないホームポジションを有している。（注目すべきことに、スイープステーションから下流に延びる図４及び図５における図示のビーム３３の曲げ部分は、サブフレーム６３が図４及び図５に示すようなそのホームポジションへ戻る前に曲げられ／湾曲されていた。）スイープステーション３２はまた、ビーム３３の長手方向中心線９５から離れる第１の方向「Ｂ」へビーム３３を湾曲変形するための第１の回転位置（図６及び図７）と、長手方向中心線から離れる第１の方向とは反対の第２の方向「Ｃ」へビーム３３を湾曲変形するための反対側の第２の回転位置（図８〜図１０）とを有している。
【００３４】
図６の第１の位置では、板状のガイド追従スライド部材８６はホームポジションにあるが、板状のガイド追従スライド部材８５は下流へスライドしてわずかに枢動しており、それによって、軸６８及び６９間の間隔が維持されている（そのため、軸６８及び６９は連続ビーム３３の対向する側部に係合し続ける）。その結果、ビーム３３は、ローラ６４及び６５間を通過すると方向「Ｂ」へ曲げられる。第２の位置（図８〜図１０）では、板状のガイド追従スライド部材８５はホームポジションにあり、板状のガイド追従スライド部材８６は（下流へ）延出している。その結果、ビーム３３は、ローラ６４及び６５間を通過すると方向「Ｃ」へ曲げられる。
【００３５】
試験では、本発明のスイープステーション３２は、１９０ＫＳＩの引張強度を有し且つ約７０ｍｍ×７０ｍｍの断面の筒状ビームを有する材料を成形する場合に、選択された方向のいずれにも１０００ｍｍの半径をもつ湾曲に連続ビーム３３を変形させることができることが示されている。さらに、スイープステーション３２は、コントローラ７７によって可変制御され、それによって、湾曲の曲率を、ビーム３３のある特定のセクションに関して一定に製作することができるか、又はビーム３３のある特定のセクションに沿って一定に変化させて製作することができるか、又は直線部と湾曲部とを組み合わせたものに製作することができる。さらに、湾曲部は、連続ビーム３３から切断されるビーム３４が対称的となることができるように、且つ、一直線に並ぶ端部セクション（図１１、端部セクション３５及び４０を参照のこと）及びオフセットされた中央セクションを含むことができるように、製作することができる。
【００３６】
前述したように、例示的な車両フレーム１１０（図１２）を、本発明の原理に従って、そして本発明の装置及び方法によって製作されるビームから製作することができる。このフレーム１１０は、本発明のスイープ装置３０を使用して今や可能となった特徴部をもつ種々の構造のビーム／構成要素を含んでいる。実際の車両フレームにおいて、車両フレーム１１０の両側は通常、互いの鏡像（又は鏡像に非常に類似している）ことに留意されたい。しかし、ここでの両側は、種々の可能性に対応することができることを示すために異なるものとして示されている。
【００３７】
特に、図１２に示される車両フレーム１１０の右半分は、複合的な二方向の曲げ部（全ての曲げ部は鉛直面内にある）を場所１１２にもつ単一の細長い筒状サイドフレームメンバー１１１を有し、場所１１２は、車両に組み付けられた位置にある場合に車両の後輪にあり、車両のリアアクスルのための空間を与える。サイドフレームメンバー１１１は、複合曲げ部（全ての曲げ部は水平面内にある）を場所１１３にさらに有している（しかしながら、これらの曲げ部は最初の曲げ部に対して直交方向にある）。場所１１３にある図示の第２の曲げ部は、場所１１２にある第１の曲げ部よりもわずかに浅い。第２の曲げ部は、二次的なスタンピング又は別個の曲げ／再成形工程（図１３を参照のこと）において製作することができるということが意図されており、この工程では、筒状ビーム３４は、支持されつつ強制的に所望の３次元形状にされる。例えば、溶接／固定された取付ブラケット１１９’と共にバンパ補強ビーム１１９を取り付けるために、フレーム先端部／ブラケット１１５（「圧壊タワー」と呼ぶこともある）がサイドフレームメンバー１１１の前部に溶接される。図示のブラケット１１５は断面が矩形である。しかしながら、ブラケットは丸い断面又は別の形状を有してよいことが意図されている。本明細書において先に示唆したように、通常は、車両フレームは対称に形作られるが、本明細書において対称でないのは、当業者が理解するように、代替形態を示す図を目的としているためである。図示のブラケット１１５及びフレーム構成要素は、筒状であり、車両の衝突／衝撃中に一定で予測可能なエネルギー吸収をもたらすための圧壊開始開口を有することができる。
【００３８】
車両フレーム１１０の左半分（図１２）は、オーバーラップした接続部１２３をもつ一対の細長い筒状サイドフレームメンバー１２１及び１２２を有している。オーバーラップした接続部１２３は、構成要素１２１及び１２２の端部を直接重ねることによるものであってもよく、又は構成要素１２１及び１２２の端部の中に入れ子状にはまって延びるように形作られた中間筒セクションを設けることによって製作されてもよい。構成要素１２１及び１２２は、概ね一直線に並ぶかたちで接続されてメンバー１１１と大して違わないサイドフレームメンバーを形成して、共に溶接される。フレームメンバー１２１及び１２２を使用する利点は、スイープステーション３２を有するロール成形装置３０において成形されるときに、フレームメンバー１２１及び１２２を最終形状に成形することができることである。ブラケット１１５’は、リアバンパの補強ビーム３４の取り付けのためにフレームの（後方）端部へ溶接又はボルト締めすることができる。
【００３９】
車両フレーム１１０はまた、サイドフレームメンバー１１１同士の間に延びてこれらを剛直に相互接続するクロスメンバー１２５、１２６及び１２７を有している。クロスメンバー１２５及び１２６は、筒状のビームであり（又は開チャンネルであってもよく）、それらの寸法要件を満たすように１つ以上の二方向曲げ部を含んでいる。端部フランジがクロスメンバー上に形成され、それにより、サイドフレームメンバーそれぞれとはめ合い可能に係合し、溶接での取付を容易にする。また、所望であれば、圧壊イニシエータ（crush initiator）及び／又はエネルギー処理デバイス（energy management device）をクロスメンバー１２５及び／又は１２６及び／又は１２７に組み込むことができる。
【００４０】
図１３は、構成要素の製造、及び、アセンブリを共に溶接して車両フレームを形成する製造を示すフロー図である。
【００４１】
いくつかの状況では、上記スイープステーション３２の能力に「挑戦する」、次第に鋭くなって曲がる湾曲を提供することが望ましい場合がある。そのような場合、補助的な機器をスイープステーションに追加し、それによって、寸法精度が高く一貫した鋭く曲がる湾曲を提供するように、スイープステーションの能力をさらに高めることができる。そのような補助的な機器の３つの基本的なタイプが考えられる。すなわち、（１）連続ビーム３３と係合するスイープステーション３２の下流側（例えばトレーリングローラ又はローラ）に取り付けられる、追加の下流外部支持体（「外部スタビライザ（external stabilizer）」と呼ぶ）、（２）ローラ６４、６５の直前でビーム３３と係合する上流外部支持体（上流曲げスタビライザ又は「ブリッジ支持体（bridge support）」と呼ぶ）、及び／又は（３）内部スタビライザ１４２（蛇のようなかたちで共に接続されている「内部マンドレルチェーン」として示されている）（図１４〜図１８を参照のこと）を含む３つの基本的なタイプである。これらのコンセプトは、二方向に湾曲したビームを製造するため又は単一方向に湾曲したビームを製造するためのスイープ装置において有用となり得るが、もし、ビーム３３が大きい（例えば２インチ×２インチよりも大きい）わけでない場合、又はビーム３３が高強度材（例えば８０ＫＳＩよりも大きい）を使用するわけでない場合、又はビーム３３が薄肉材料（例えば２．２ｍｍ厚未満である）を使用するわけではない場合には、これらのコンセプトが必ずしも必要であるとは考えられない。
【００４２】
上流支持体（上流曲げスタビライザ又は「ブリッジ支持体」と呼ぶ）（図４）は、ビーム３３がスイープステーション３２にあるローラ６４、６５に入るときにビーム３３をその直線形状で支持するために、曲げローラに近接して位置付けられている。上流支持体は、側部位置１４１で支持され、ビーム３３とはめ合い可能でスライド可能に係合するような形状の側部を有し、それによって、ビーム３３がそのロール成形の中心線に沿ってスイープステーションにおけるローラ６４及び６５間の挟む位置（pinch point）へ進むときにビーム３３を支持する。上流支持体を中実の構成要素（例えば輪［wheel］ではないが）とすることによって、上流支持体の前端部を楔形にすることができ、それによって、支持体が与える支持は、ビーム３３がローラ（例えばローラ６４又はローラ６５）の周りで曲げられるときにローラ６４及び６５間の挟む位置により近くなる。
【００４３】
スイープステーション３２の上流側に近接してビーム３３を支持することによって、ビーム３３の寸法精度を大きく高めることができる。この理由は、ビームの壁部が、「反作用の曲げ力」からの望まない曲げ及び変形を防止するように安定化されて支持されるためである。（本明細書中で使用されるような）反作用の曲げ力は、曲げ方向から離れる方向へのビーム３３における上流の変形を引き起こす反力である。これらの反力は、ビーム３３が強制的に曲げローラ（例えばローラ６４）の周りで変形されるときにビーム３３がシーソーのように動くことによって引き起こされる。具体的には、ビームの強度及びビーム３３にかかる合応力は、ビーム３３の上流部分（例えばビーム３３が曲げローラ６５に接触する箇所から１インチ〜５インチ前）に、曲げローラ６４から離れる方向への曲げを引き起こす。
【００４４】
上流外部支持体は、ビーム３３の単一の側部に位置してもよいことが意図されているが、上流外部支持体は、ビーム３３の湾曲が行われている方向に関係なくビームの壁部が支持されるように、ビーム３３の両側に位置付けられることもありえることが意図されている（すなわち、このような上流外部支持体は、ビーム３３がローラ６４の周りで第１の湾曲方向に変形されているところであるか、ローラ６５の周りで第２の（反対の）湾曲方向に変形されているところであるかに関係なく、ビーム３３の壁部を安定化するであろう）。
【００４５】
内部スタビライザ１４２（図１４〜図１９）（「マルチリンク内部マンドレル（multi-link internal mandrel）」又は「マンドレルスネーク（mandrel snake）」とも呼ぶ）は、マルチリンクチェーン１５１によって共に連結される複数の内部マンドレルセグメントを有し、マルチリンクチェーン１５１はさらに、直径が約１インチの中実ロッド等のロッド１５２によって上流固定具５５に接続されている。セグメント１６０〜１６３は、連続ビーム３３の内部空間を満たすように構成され且つビーム３３がスイープステーションを通って移動するときにビーム３３に沿って摺動するように構成された、外形を有している。セグメント１６０〜１６３は、ビーム３３の壁部が内部空間の内側に潰れないようなものであり且つビーム３３の断面形状が湾曲成形プロセス中に維持されるようなものである、サイズの外側断面寸法を有している。
【００４６】
図示の最も上流の第１のセグメント１６０は、細長く（例えば３インチ〜４インチ）、そしてチェーン１５１（及びブロック１６０）をアンカーロッド１５２のループに接続するピン１５３を受け入れるための開口を有している。この第１のセグメント１６０は、ローラ６４及び６５間の挟む位置の上流に位置する静止位置に保持される。第２のセグメント１６１もまた細長くなっており（例えば約４インチ〜６インチ）、そしてこのことは、第２のセグメント１６１がロール成形プロセスのライン方向と向きを合わせて留まる助けとなる。この第２のセグメント１６１も同様に、ローラ６４及び６５間の挟む位置の上流に位置する静止位置に保持される。セグメント１６１の後には、幾つかのより短いセグメント１６２（それぞれ約１インチ又は２インチ長）と細長い最後尾のセグメント１６３（約２インチ〜３インチに長くなっている）が続く。セグメント１６２は、ローラ６４及び６５間の挟む位置を越えて延びるブロック／マンドレルによるスタックライン（stacked line）を形成し、セグメント１６３は、ローラ６４及び６５の下流に位置する。セグメント１６０、１６１及び１６３の長さは、これらのセグメントが成形中の連続ビーム３３と一列に並ぶのを保つ助けとなる。ローラ６４及び６５が違った位置（図２〜図１０を参照のこと）へ移動すると、セグメント１６２及び１６３は、ローラ６４及び６５によって生じる形状に従って移動し、それ故、連続ビーム３３がスイープステーションを横切って移動するときに連続ビーム３３に安定性を付加する。
【００４７】
各セグメント１６１及び１６２は貫通穴を有し、セグメント１６０及び１６３は、チェーン１５１の両端のリンクに連結するための構造を有している。チェーン１５１は、セグメント１６１及び１６２を通って延び、セグメント１６０〜１６３を連結する。各セグメント１６０〜１６３は、左右のいずれの方向への回転も可能にするようにして、構造的に製作されると共に相互に連結されている。具体的には、各セグメント１６１〜１６３は、狭くなって上流に面した円筒形状のノーズ部と、これとはめ合う下流に面した円筒形状のリセス部とによって形成される接合部を有しており、それによって、ノーズ部及びリセス部が当接して、蛇状の内部マンドレルをいずれの方向へも回転させることができる回転支持面（rotational bearing surface）を形成する。様々なチェーンを用いて内部マンドレル構成要素を共に固定することが可能であることが意図されている。図示のチェーン１５１は、フラットリンク１５５と横断ピン１５６とを有し、これらは、スプロケットと係合する自転車のチェーン又は自動二輪車の駆動チェーンと同様の方法で相互に連結している。図示のリンク１５５は、平坦であり、「８」の字形状をそれぞれ有し（図１５及び図１７を参照のこと）、縦２列又は縦３列とすることができ、このとき、リンク１５５の端部同士は長手方向にずらされておりピンによって共に枢動する状態となっている。それによって、水平面内でいずれの方向にも曲がることができるがその面から外れる方向へは曲がることができない高強度の連続チェーンが形成されている。
【００４８】
図１９は、変更を加えたセグメント１６２Ａを示し、セグメント１６２Ａの外方に面する側面の少なくとも１つがローラピン１６２Ｂを有している。このことによって、ローラピン１６２Ｂが連続ビーム３３の内面に沿って（摺動接触するのではなく）転がるため、セグメント１６２Ａの側面の摩擦を伴う係合を減らすことができる。この構成はセグメント１６２を有する構成よりも長持ちするが、当然ながらセグメント１６２Ａはより高価となる。そして、セグメント１６２Ａを使用する正当な理由となるほど、セグメント１６２Ａのサイズが十分に大きく、同時にビーム３３を成形する圧力が十分に大きくない限り、セグメント１６２Ａは実用的ではない（又は実用性が低い）可能性がある。
【００４９】
変更を加えたロール成形装置３０Ａ（図２０〜図２８）もまた示されている。装置３０と同様及び／又は同一である構成要素は、同じ数字を使用するが文字「Ａ」又は「Ｂ」を付して同定されている。このことは、冗長な説明を減らすために行われている。図２０〜図２８はそれぞれ、図２〜図１０と概ね同様であるが、以下で説明するような変更点がある。
【００５０】
装置３０Ａ（図２０）はロール成形機３１Ａ及びスイープステーション３２Ａを有している。スイープステーション３２Ａは、ブレース付きサブフレーム２００Ａによって固定され、スタンド２０１Ａ上で動作可能に支持されている。注目すべきことに、サブフレーム２００Ａ及びスタンド２０１Ａは、特定のバージョンのスイープステーション３２Ａのために必要に応じて、そのスイープステーション３２Ａの適切な重量及びサイズを支持するようなサイズにすることができる。
【００５１】
スイープステーション３２Ａでは、板状の延出可能なスライド部材８５Ａ及び８６Ａ（図２０、しかし図２５を参照のこと）が、改良された湾曲の動作及びリセットのために変更されている。注目すべきことに、スライド部材８５Ａ及び８６Ａは、互いの鏡像となっており、そのため、一方だけは説明する必要がある。スライド部材８５Ａ（図２５）は、テールスロット２０３Ａ及び成形内側面２０４Ａを含んだ狭くなったテール部９０Ａを有している。テールスロット２０３Ａは、プレート８２Ａに固定されたポスト上のころ軸受２０５Ａと係合するような形状である。スロット２０３Ａの側部はわずかに傾斜しており、そのため、スロット２０３Ａへの入口は、ころ軸受２０５Ａに面する広い開口部を形成している。このことによって、スロット２０３Ａは、ころ軸受２０５Ａを捕捉することができながらも、延出中のスライド部材８５Ａが幾らか非直線状に移動することを依然として可能にする。スロット２０３Ａの底部はころ軸受２０５Ａと密接して係合するようなサイズであり、それにより、スライド部材８５Ａはその上流のホームポジションにあるときに正確に位置付けられる。
【００５２】
スライド部材８５Ａ及び８６Ａのフロント部はタイロッド２１０Ａによって共に固定されている。タイロッド２１０Ａは長さが調節可能であり、そのため、ローラ６４Ａ、６５Ａがビーム３３Ａと係合するように互いに向かう方向に調節されるとき、タイロッド２１０Ａも調節することができる。スライド部材８５Ａが下流へ移動すると、タイロッド２１０Ａは、スライド部材８５Ａの拡大端部８８Ａを、延出中に軸６９Ａの周りで下流の弧状経路に沿って回転させる。成形内側面２０４Ａは、スライド部材８５Ａのこの移動に対応するように形作られており、内側面２０４Ａがスペーサ８３Ａ’及び／又は８３Ａと干渉しないようにすることができる。
【００５３】
調節機構（adjustment mechanism）（図２９及び図３０）が、ローラ６４Ａ及び６５Ａを互いに向けて（そして互いから離れるように）調節することを可能にするために、スイープステーション３２Ａに設けられている。調節用ボルト２１１Ａと、ローラ６４Ａ及び６５Ａを支持する調節可能な軸受支持体２１２Ａとが設けられている。これらは、（連続ビーム３３Ａに対してきつく締めるように）曲げローラの位置を互いに向かう方向に調節するために、サブフレーム６３Ａ上で動作可能に支持されている。上述のように、タイロッド２１０Ａもまた、その長さで同様の調節に対応する調節が可能である。
【００５４】
「スイープリミッタ」チェーン９４が本実施例のスイープステーションでは取り除かれていることに留意されたい。その代わりに、ポテンショメータ（potentiometer）又はセンサーシステムが、スイープステーション３２Ａの静止部分とサブフレーム６３Ａとの間に取り付けられている。ポテンショメータ２１５Ａは、アクチュエータ９１Ａを制御するコントローラ７７に接続されており、コントローラ７７はさらに、ビーム３３Ａに特定の所望の湾曲半径（すなわち長手方向曲率）が付与されるようにサブフレーム３２Ａ及び曲げローラ６４Ａ、６５Ａの位置を制御する。ポテンショメータ２１５Ａはまた、スイープステーションが下流方向へ「延びすぎた」時（もしそのようなことが起こった場合）を感知するように動作する。具体的には、ポテンショメータ２１５Ａ（図２１）は、スイープステーション３２Ａの両側に取り付けられ、このとき、一方の端部２１６Ａはプレート８１Ａに取り付けられており、その他方の下流の端部２１７Ａはサブフレーム６３Ａに取り付けられている。これらのポテンショメータ２１５Ａは、問題が生じると装置が直ちに停止するように、コントローラ７７に電気的に接続されている。
【００５５】
本発明のスイープステーションにおいて発生する高い応力に対処する種々の構成要素に対して種々の変更が加えられる。また、操作効率も高めるためにも変更が加えられる。例えば、側部端プレート６６Ａにある開口２２０Ａ及びサブフレーム６３Ａの他のプレートが、操作者がスイープステーションの中を見ることをできるようにして、操作者がスイープステーションの内部で起こっていることを見ることができるおかげでより良い制御を可能にする。また、固定用支柱２００Ａが、応力に最適に対処し、且つ不具合又は許容されない変形を生じることなく大応力に対処するように設計もされる。
【００５６】
本発明の概念から逸脱することなく上記構成に変形及び変更を加えることができることが理解されるべきであり、さらに、そのような概念は、添付の特許請求の範囲において文言によって別途明記されない限り、特許請求の範囲によって包含されることが意図されていることが理解されるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の方向に湾曲したビーム（multi-directionally swept beam）に関し、そしてまた、バンパ補強ビーム、車両フレーム及び非直線状構造部材として使用することができるような複数の方向に湾曲したビーム及び構造部材を成形するためのロール成形装置及び方法に関する。本発明はさらに、上記方法によって製作されるビーム及び構造部材に関する。本発明は、バンパ補強ビーム及び／又は車両フレームのみに限定されず、またこれらの構成要素のみを成形／構成する装置及び方法にも限定されない。
【０００２】
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、２００８年４月９日に出願された、「複数の方向に湾曲したビーム、ロール成形機及び方法（MULTI-DIRECTIONALLY SWEPT BEAM, ROLL FORMER, AND METHOD）」と題する米国特許仮出願第６１／０４３，５４１号明細書の利益を主張する。当該出願の全内容はその全体が本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
ロール成形は、細長いビーム及び構造部材（チャンネル形及び筒状）を製造する特に費用対効果がよい方法となり得る。この理由は、ロール成形によって、（特に、スタンピングダイを尚早に磨耗させる高強度材が成形されている時にスタンピングダイと比較すると）、比較的低コストの機械器具（tooling）を用い、そして長持ちする機械器具を用いて大量生産（mass-producing high volumes）することができるためである。しかし、ロール成形は、非直線状の製品を成形する能力に限りがあるといった制限を有している。
【０００４】
湾曲部（sweep）及び細長い曲がりがある構造部材を成形する様々な方法が既知である。例えば、Sturrusの特許文献１、Sturrusの特許文献２、及びLyonsの特許文献３を参照されたい。これらの特許文献は、高強度材から形成され且つバンパ補強ビームとして使用するのに好適な強度及び形状を有する連続ビームに湾曲部（複数可）を与える方法を開示している。しかし、これらの工法は、一方向のくぼんだ形状を形成するように湾曲したビームを成形するのに限られている。これらの工法は、交互の（往復する）湾曲部を有するビームを成形することができない、そして、ここでは、この交互の湾曲部とは、ロール成形の中心線から離れる互いに反対の方向へのものである。
【０００５】
注目すべきことに、ビーム及び構造部材を非直線状形状に一貫して湾曲成形することの難しさは、構造ビームのサイズ及び曲げモーメントが増大するにつれ大きく増す。そして、上述の場合は、例えば、ビームが５０ｍｍ×５０ｍｍよりも大きい筒状の断面を有する場合、及び／又は薄板材が高強度（例えば約６０ＫＳＩよりも大きい最高２２０ＫＳＩに至るまでの引張強度）を有する場合、及び／又は湾曲曲率が１５００ｍｍ未満の半径を形成するような比較的鋭い場合、及び／又は板材厚さが、特に上記を組合せたものに関して、２ｍｍよりも大きい場合のことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，０９２，５１２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４５４，５０４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０２７７９６０号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一態様では、ロール成形装置は、鋼材料の薄板を長手方向線を形成する構造ビームに成形するためのロールを有したロール成形機を備える。この装置は、ロール成形機とインライン（in-line）であるスイープステーション（sweep station）をさらに備え、このスイープステーションは、スイープ成形装置（sweep-forming device）を有し、スイープ成形装置は、ロール成形機を継続して運転させつつ、長手方向線から離れる第１の方向及び長手方向線から離れる第１の方向とは反対の第２の方向へ選択的に構造ビームを湾曲するものである。
【０００８】
本発明の別の態様では、ビームの複数のセクションを、ビームが形成する長手方向線から離れる方向へ湾曲するためのスイープステーションが提供される。このスイープステーションは、メインフレームと、サブフレームを有するスイープ成形装置とを備え、サブフレームは、長手方向線から離れる第１の方向へビームの第１のセクションを湾曲するための第１の位置への移動、及び長手方向線から離れ且つ第１の方向とは反対側にある第２の方向へビームの第２のセクションを湾曲するための第２の位置への移動のために、メインフレームに動作可能に支持される。
【０００９】
本発明の別の態様では、ロール成形する方法は、薄板の材料を長手方向線を形成する連続ビームにロール成形するステップと、ロール成形するステップ中に、長手方向線から離れる第１の方向へ連続ビームの第１のセクションを湾曲し且つ第１の方向とは異なる第２の方向へ長手方向線から離れるように連続ビームの第２のセクションを湾曲するステップとを含む。
【００１０】
本発明のより限定された態様では、この方法は、互いに逆に湾曲した第１及び第２のセクションを有するビームを組み込んだフレームを形成することを含む。
【００１１】
本発明のより限定された態様では、ビームは、バンパ補強ビーム及び／又は車両フレーム構成要素を形成する。
【００１２】
本発明のより限定された態様では、エネルギー吸収式バンパ取付ブラケット（energy-absorbing bumper-mounting bracket）がビームの端部に取り付けられる。
【００１３】
本発明のより限定された態様では、ビームは、筒状であり、少なくとも約２５ｍｍである断面寸法を曲げ方向に有する。さらに、材料強度は、強度対重量の高い比率をもたらすために、好ましくは少なくとも約６０ＫＳＩの引張強度である。
【００１４】
本発明の目的は、鋼板材料（又はそれ以上の引張強度を有する材料）から製作され且つ（曲げ方向に２インチ以上であるような）相当なサイズの断面を有するチャンネル形又は筒状のビームを供給することであり、当該ビームは、ロール成形プロセス中に、ロール成形の中心線から互いに反対の方向に往復するように湾曲される。
【００１５】
本発明の目的は、相当な材料強度及びビーム断面強度（cross-sectional beam strength）のビームを、ロール成形の中心線から互いに反対方向に曲がった複数の湾曲セクションを含んだ往復パターンで湾曲することができる、装置及び方法を提供することである。
【００１６】
本発明の目的は、上述のような往復の湾曲を有するビーム構成要素を使用してフレームを構成することである。
【００１７】
本発明の目的は、ビーム断面の寸法精度及び一貫性を維持しつつ、ロール成形装置がビームに次第に鋭くなる湾曲を形成することができるように、当該装置に内部及び／又は外部のスタビライザを設けることである。
【００１８】
当業者は、本発明のこれらの態様、目的及び特徴、並びに他の態様、目的及び特徴を、以下の明細書、添付の特許請求の範囲及び添付の図面を検討することによって理解及び認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の二方向スイープステーションを有するロール成形装置の側面図である。
【図２】図１の二方向スイープステーションを有するロール成形装置の端部の斜視図である。
【図３】図１の二方向スイープステーションを有するロール成形装置の端部の斜視図であり、その下にある構成要素をよりよく示すために部品が消されているものである。
【図４】図３のスイープステーションの斜視図であり、連続ビームがスイープステーションを通過するときに直線的なままであるホームポジション（home position）にあるスイープステーションの図である。
【図５】図３のスイープステーションの上面図であり、連続ビームがスイープステーションを通過するときに直線的なままであるホームポジションにあるスイープステーションの図である。
【図６】図２及び図３と同様のスイープステーションの斜視図であり、連続ビームがそのロール成形の中心線から離れる第１の方向「Ｂ」に湾曲される第１の位置にあるスイープステーションの図である。
【図７】図２及び図３と同様のスイープステーションの上面図であり、連続ビームがそのロール成形の中心線から離れる第１の方向「Ｂ」に湾曲される第１の位置にあるスイープステーションの図である。
【図８】図３のスイープステーションの斜視図であり、連続ビームが第１の方向とは反対であり且つそのロール成形の中心線から離れる第２の方向「Ｃ」に湾曲される第２の位置にあるスイープステーションの図である。
【図９】図３のスイープステーションの斜視図であり、連続ビームが第１の方向とは反対であり且つそのロール成形の中心線から離れる第２の方向「Ｃ」に湾曲される第２の位置にあるスイープステーションの図である。
【図１０】図３のスイープステーションの上面図であり、連続ビームが第１の方向とは反対であり且つそのロール成形の中心線から離れる第２の方向「Ｃ」に湾曲される第２の位置にあるスイープステーションの図である。
【図１１】ビームの端部セクションが同一線上にあるが中央セクションがオフセットするように図１の装置によって２つの方向に成形した、バンパ補強ビーム（「ビームセグメント」とも呼ぶ）の上面図である。
【図１２】完全な車両フレームを形成するように（バンパ補強ビームの取り付けのため等の）取付ブラケットと共に溶接されている二方向に曲げられたビーム構成要素を組み合わせた車両フレームの斜視図である。
【図１３】車両フレームを製作する方法／プロセスを示す概略的なフロー図である。
【図１４】内部マンドレルの側面図である。
【図１５】内部マンドレルの水平断面図である。
【図１６】内部マンドレルの斜視図である。
【図１７】内部マンドレルの分解斜視図である。
【図１８】内部マンドレルの破断斜視図である。
【図１９】図１７に示すセグメントの変更を加えたセグメントである。
【図２０】図２と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２１】図３と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２２】図４と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２３】図５と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２４】図６と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２５】図７と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２６】図８と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２７】図９と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２８】図１０と同様であるが、二方向スイープステーションの別のバージョンを示す図である。
【図２９】スイープサブフレーム及びアセンブリの斜視図である。
【図３０】スイープサブフレーム及びアセンブリの斜視図であり、内部の他の構成要素をよりよく示すために幾つかの構成要素が取り外されているものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ライン方向「Ａ」に沿って連続ビーム３３を成形するためのロール成形機３１（「ロール成形機構」とも呼ぶ）と、ロール成形機構３１とインラインであるスイープステーション３２とを有するロール成形装置３０（図１）が設けられている。スイープステーション３２は、ロール成形機構３１の継続運転中に、「その場で（on the fly）」連続ビーム３３を、連続ビームの中心線から第１及び第２の互いに反対となる方向へ湾曲させる（すなわち長手方向に曲げる）ものである（本明細書では「二方向曲げ」又は「二側方湾曲」とも呼ぶ）。また、薄枚の材料を連続ビームにロール成形するステップと、ビームの第１のセクション及び第２のセクションを中心線から互いに反対の方向へ湾曲するステップとを含む、関連するロール成形の方法が開示されている。注目すべきことに、ロール成形装置は、以下で説明するように、構造ビームが使用される用途の機能的要件に応じて、任意の数の異なる湾曲したセクションを含むようにビームを成形することができる。スイープステーションを有するロール成形装置は、頑丈であり、そしてこのため、異なる強度（例えば４０ＫＳＩ以下の引張強度材料、最高２２０ＫＳＩの引張強度材料、又はそれ以上の材料）、及び大きい断面のビームセクションを含む多くの異なるサイズ（例えば４０ｍｍ×１５０ｍｍ、又は４０ｍｍ×４０ｍｍ、又は８０ｍｍ×１２０ｍｍ）、及び多くの異なる形状の断面（例えば「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｃ」又は他の断面形状）を有する種々の金属材料を成形することができる。図示の連続ビーム３３は、バンパ補強ビームとしての使用に好適な長さ及び形状を有するビームセグメント３４（「補強ビーム」又は「構造ビーム」又は「バンパビーム」とも呼ぶ）に切断される。
【００２１】
例示的なバンパ補強ビーム３４（図１１）は、約２ｍｍの板厚の壁厚を有して、６０ＫＳＩの引張強度である鋼のような高強度材から製作され、そして、（車両取付位置において）８０ｍｍの深さ及び同様の高さをもつ筒状の断面形状を有している。ビーム３４は、バンパ補強ビームとして使用することができ、トレーラヒッチ／ボールを支持するため等の穴３４’を有することができる。図示のビームは、単一の筒を形成する断面を有しているが、ビームが複数の筒（例えばＢ字形）又は開チャンネル（例えばＣ字形）を形成することができることが意図されている。図示のビーム３４は、ロール成形装置３０上で複数のセクション３５〜４０を含むように成形され、このとき、ロール成形プロセスと同時であり且つロール成形プロセス中での湾曲プロセスの一環としてセクション３６／３７がスイープステーションにおいて互いに反対の方向に曲げられ、セクション３８／３９も互いに反対の方向に曲げられている。図示のように、ビーム３４をバンパ補強ビームとして使用することができ、このとき、端部３５及び４０は、その上に溶接され且つ車両への取付用に構成された取付ブラケット（特には図示せず）を含んでいる。多くのバンパ取付ブラケットが当該技術分野において既知であるため、これらの詳細な説明は不要である。
【００２２】
注目すべきことに、中央セクション３７／３８は、端部３５及び４０と共に単一の面を形成するが、ロール成形及び湾曲工程の一部の工程として端部３５及び４０に対して一直線にならない位置へ曲げられる。中央セクション３７／３８はさらに、二次的な工程において再び成形されて、（車両取付位置にある場合に上面及び底面を水平な向きに維持する状態で）一直線に並ぶ端部３５及び４０の後方及び下方へ位置付けられることが可能である。このことは、単一のクロスビーム（cross beam）３４を使用してヒッチ（及びトレーラのタン［tongue］）を支持することを可能とし（ボールヒッチを受け入れる穴３４’を参照のこと）、さらに、車両フレームに対してヒッチの適切な高さ及び前後位置を可能にする。さらに、ビーム３４の直交する壁部の全てを、重量を支持するために水平な位置及び鉛直な位置で最適に方向付けることを可能にする。
【００２３】
ビーム３４の形状に組み込まれているコンセプトを使用して種々の異なるフレーム及び構造の構成要素を製作することができる。例えば、図１２は車両フレームを示し、このフレームでは、構成要素１１１、１２１、１２５〜１２７は、共に溶接（又はボルト締め）されて基本的な乗用車用フレーム（図１２を参照）を形成しており、車両の車輪をよける（clear）ための特徴部並びにその原動機及び車両サスペンション部品に最適な非線形支持を与えるための特徴部を含んでいる。注目すべきことに、本発明のロール成形装置３０によって製作される左右両方向に湾曲したビームセクションを使用して、サイドフレームメンバー及びクロスビームメンバーを形成することができる。図示のビームにはそれぞれ、戦略的に配置される曲げ部（bends）が組み込まれるが、この曲げ部の少なくとも２つは連続ビームの中心線から互いに反対の方向に形成される。次のようなものを含む多数のさらなる構造フレーム部材及び構成要素を製作することができることが意図されており、そして、それらは、スノーモービル及びオールテラインビークル（all terrain vehicle）のようなスポーツ車両用のフレーム；農耕器械、トラック、列車並びに任意の陸上の乗物、水上の乗物、飛行体及び／又は雪上の乗物のような他の乗物用のフレーム；ルーフボウ（roof bow）、ドアビーム等のような乗物に対する他の構造部材；パーティションパネル、机、オフィスシステム等のような家具用の構造部材；そして、細長く、且つ少なくとも２箇所で二方向に曲がることを必要とする種々の他の構造部材である。
【００２４】
より詳細には、ロール成形装置３０（図１）に関して、アンコイラ５０は、コイル５１’からストレイトナ（straightener）５２（及び／又は予穿孔ダイ）へ、そしてロール成形機構３１の中へ薄板材５１を給送する。ロール５３は、薄板材５１を、所望の断面形状に成形し、例えばＤ字形の単一の筒体を形成する連続ビーム３３に成形する。溶接機５４（任意選択的なものであり、筒体を閉じた筒状セクションに恒久的に固定するのに使用される）が、薄板材を恒久的な筒の形状に溶接する。上流固定具５５（任意選択的なものであり、湾曲中に筒状ビームの形状を維持するために内部マンドレルが必要である場合に使用される）は、内部マンドレル（複数可）を一定の下流位置に固定するための下流固定線を支持する（図１４〜図１９を参照のこと）。
【００２５】
スイープステーション３２は、ロール成形機３１の終端でインラインに取り付けられ、連続ビーム３３の長手方向中心線から互いに反対となる方向のいずれにも、連続ビーム３３を選択的に湾曲／変形させるためのスイープロール（sweeping roll）を有している。切断装置５７は、左右両方向に湾曲されたビーム３３を受け取り、左右両方向に湾曲されたビーム３３に形成された曲げ部に対して選択された場所でビーム３３を切断して、所望の長さを有するビームセグメント３４を、湾曲セクションがビームセグメント３４に沿って戦略的な場所に含まれる状態で得る。図示の左右両方向に湾曲されたビームセグメント３４はセクション３５〜４０（図１１）を含んでおり、このとき、セクション３５〜４０は全て共通の平面内にあり、セクション３６〜３９は、バンパ構成要素がギロチンブレード５７’をもつ切断装置５７によって分離されるときに平坦な上部の台状支持体５８に載ることができる（そしてこの上で継続して支持される）ように、（図１に示す紙面の中の方へ及び紙面の外の方へ）変形された状態となっている。
【００２６】
スイープステーション３２（図２）は、ロール成形機３１の土台６２に取り付けられる一対の固定支柱６１をもつ支持フレーム６０を有し、箱状サブフレーム６３をさらに有している。箱状サブフレーム６３は、スイープ曲げローラ（sweep bending roller）６４及び６５を、フレーム６０の軸受構造体８０及び１００上で枢軸回転及び平行移動の二重動作（double-pivoting-and-translating movement）をさせるために、動作可能・移動可能に支持する。
【００２７】
サブフレーム６３は、端プレート６６と、上部／底部の横プレート６７と、さらに前方／後方の横プレート６７’とを含み、これらのプレートは、スイープ曲げローラ６４及び６５が内部に位置する状態で箱状構造を形成するように組み立てられている。軸６８及び６９（図２において確認できる中心線を参照のこと）が、スイープ曲げローラ６４及び６５を通って延び、これらを調節可能に支持する。軸６８及び６９はそれぞれ、横プレート６７上での調節可能な支持のための軸受７０及び７１を通って延びる端部を有している。ポンプ／モータ７２及び７３が軸６８及び６９の上側の端部に取り付けられている。モータ７２及び７３は、速度を変えるためのコントローラ７４に操作可能に接続されると共にコントローラ７４によって個別に制御される（図４を参照のこと）。モータ７２及び７３の筐体が、構造ハウジング（特には図示しないが、符号７４及び７５のエリアにある）によってサブフレーム６３に固定されている。
【００２８】
サブフレーム６３は、図５、図７及び図１０（そして概して図２〜図１０）によって示されるように、フレーム６０上で軸受構造体８０及び１００と係合する調節可能な支持構造によって、枢軸回転及び平行移動の二重動作をするように動作可能に支持されている。より詳細には、サブフレーム６３は、ホームポジションで（図４及び図５、ビーム３３がロール成形されているときに、ローラ６４及び６５がビーム３３の長手方向「Ａ」に対して垂直なラインを形成する状態で）支持される。図７及び図１０に示されるように、サブフレーム６３は、軸６８及び軸６９を支持するスライド部材８５及び８６内の軸受を中心に（下流方向へ）選択的に回転することができる。
【００２９】
特に、調節可能な支持構造（図２）は、以下のように上部軸受構造体８０及び底部軸受構造体１００を有している。上部軸受構造体８０は、スペーサ８３によって共に固定されて上部間隙８４を形成する、上側軸受プレート８１及び下側軸受プレート８２を有している。調節可能な支持構造は、板状で延出可能でありガイド追従の第１のスライド部材８５及び第２のスライド部材８６を上部にさらに有し、（そして、さらなる２つのスライド部材８５及び８６を底部に有し、）スライド部材は、プレート８１及び８２間の間隙８４において隣り合う位置でスライド可能に支持されている。ガイド追従スライド部材８５は、サブフレーム６３を支持すると共に弧状をした下流への経路に沿ったサブフレーム６３の回転を可能にするための軸受をもつ、拡大端部８８（図５）を有している。サブフレーム６３はまた、軸６８をさらに支持する軸受を有している。スライド部材８５は、スペーサ８３及び８３’の間にはめ合い可能に嵌合すると共にこれらと安定して係合する狭小端部９０をさらに有している。上流のホームポジション（図４及び図５）では、拡大端部８８及び狭小端部９０の間の傾斜した面が、停止部８３’に当接し、サブフレーム６３を正確に位置付けさせる。スライド部材８６は、その移動、軸受支持体（bearing supports）との係合及びサブフレーム６３の支持がスライド部材８５と同様である。
【００３０】
スペーサ８３’のうちの２つは、板状のガイド追従スライド部材８５の上流への移動を制限する楔型停止部を形成する。板状のガイド追従スライド部材８５及び８６の両方がそれぞれの収まる上流位置（図４及び図５）にある場合、サブフレーム６３は連続ビーム３３に対して直角を成し（square）、このとき、ローラ６４及び６５は連続ビーム３３に対して垂直な配置で互いに対向している。収まる位置にある場合、スイープステーション３２は連続ビーム３３を曲げないため、ビーム３３は直線状のままである。
【００３１】
二対の油圧アクチュエータ９１（図４）がサブフレーム６３と支柱６１との間に接続されており、このとき、各側には上部アクチュエータ及び底部アクチュエータが１つずつある。各側にあるアクチュエータ９１はポンプモータ９２に動作可能に接続され、当該ポンプモータ９２はスイープ装置コントローラによって制御され、当該スイープ装置コントローラはさらに、ロール成形機（図１）を操作するためのメインコントローラ７７によって制御される。（注目すべきことに、コントローラ７７は、単一のユニットであってもよく、又は、装置２０の周りの種々のサブコントロールユニットを制御するメインコンピュータであってもよい。）メインフレーム６０上のサブフレーム６３の下流への最大角度となる移動を限定するために、マルチリンクチェーン（multi-link chain）９４（「スイープリミッタ（sweep limiter）」とも呼ぶ）がサブフレーム６３を支柱６１に接続している。チェーン９４は、極めて下流の位置までサブフレーム６３が移動する機会を減らすという安全性を与える。なお、上記極めて下流の位置とは、万が一アクチュエータ９１の１つが故障するか又は外れるかする場合のように、機械の構成要素に応力を加え損傷を与える可能性のある位置である。
【００３２】
上述のように、調節可能な支持構造は、底部軸受構造体１００（図２）をさらに有し、底部軸受構造体１００は、上部軸受構造体８０と同一の構成要素及び作用を有し、上側及び下側の板状スライド部材、停止部／スペーサ並びにアクチュエータを含んでいる。
【００３３】
図４及び図５によって示されるように、スイープステーション３２は、連続ビーム３３が屈折／変形／湾曲されないホームポジションを有している。（注目すべきことに、スイープステーションから下流に延びる図４及び図５における図示のビーム３３の曲げ部分は、サブフレーム６３が図４及び図５に示すようなそのホームポジションへ戻る前に曲げられ／湾曲されていた。）スイープステーション３２はまた、ビーム３３の長手方向中心線９５から離れる第１の方向「Ｂ」へビーム３３を湾曲変形するための第１の回転位置（図６及び図７）と、長手方向中心線から離れる第１の方向とは反対の第２の方向「Ｃ」へビーム３３を湾曲変形するための反対側の第２の回転位置（図８〜図１０）とを有している。
【００３４】
図６の第１の位置では、板状のガイド追従スライド部材８６はホームポジションにあるが、板状のガイド追従スライド部材８５は下流へスライドしてわずかに枢動しており、それによって、軸６８及び６９間の間隔が維持されている（そのため、軸６８及び６９は連続ビーム３３の対向する側部に係合し続ける）。その結果、ビーム３３は、ローラ６４及び６５間を通過すると方向「Ｂ」へ曲げられる。第２の位置（図８〜図１０）では、板状のガイド追従スライド部材８５はホームポジションにあり、板状のガイド追従スライド部材８６は（下流へ）延出している。その結果、ビーム３３は、ローラ６４及び６５間を通過すると方向「Ｃ」へ曲げられる。
【００３５】
試験では、本発明のスイープステーション３２は、１９０ＫＳＩの引張強度を有し且つ約７０ｍｍ×７０ｍｍの断面の筒状ビームを有する材料を成形する場合に、選択された方向のいずれにも１０００ｍｍの半径をもつ湾曲に連続ビーム３３を変形させることができることが示されている。さらに、スイープステーション３２は、コントローラ７７によって可変制御され、それによって、湾曲の曲率を、ビーム３３のある特定のセクションに関して一定に製作することができるか、又はビーム３３のある特定のセクションに沿って一定に変化させて製作することができるか、又は直線部と湾曲部とを組み合わせたものに製作することができる。さらに、湾曲部は、連続ビーム３３から切断されるビーム３４が対称的となることができるように、且つ、一直線に並ぶ端部セクション（図１１、端部セクション３５及び４０を参照のこと）及びオフセットされた中央セクションを含むことができるように、製作することができる。
【００３６】
前述したように、例示的な車両フレーム１１０（図１２）を、本発明の原理に従って、そして本発明の装置及び方法によって製作されるビームから製作することができる。このフレーム１１０は、本発明のスイープ装置３０を使用して今や可能となった特徴部をもつ種々の構造のビーム／構成要素を含んでいる。実際の車両フレームにおいて、車両フレーム１１０の両側は通常、互いの鏡像（又は鏡像に非常に類似している）ことに留意されたい。しかし、ここでの両側は、種々の可能性に対応することができることを示すために異なるものとして示されている。
【００３７】
特に、図１２に示される車両フレーム１１０の右半分は、複合的な二方向の曲げ部（全ての曲げ部は鉛直面内にある）を場所１１２にもつ単一の細長い筒状サイドフレームメンバー１１１を有し、場所１１２は、車両に組み付けられた位置にある場合に車両の後輪にあり、車両のリアアクスルのための空間を与える。サイドフレームメンバー１１１は、複合曲げ部（全ての曲げ部は水平面内にある）を場所１１３にさらに有している（しかしながら、これらの曲げ部は最初の曲げ部に対して直交方向にある）。場所１１３にある図示の第２の曲げ部は、場所１１２にある第１の曲げ部よりもわずかに浅い。第２の曲げ部は、二次的なスタンピング又は別個の曲げ／再成形工程（図１３を参照のこと）において製作することができるということが意図されており、この工程では、筒状ビーム３４は、支持されつつ強制的に所望の３次元形状にされる。例えば、溶接／固定された取付ブラケット１１９’と共にバンパ補強ビーム１１９を取り付けるために、フレーム先端部／ブラケット１１５（「圧壊タワー」と呼ぶこともある）がサイドフレームメンバー１１１の前部に溶接される。図示のブラケット１１５は断面が矩形である。しかしながら、ブラケットは丸い断面又は別の形状を有してよいことが意図されている。本明細書において先に示唆したように、通常は、車両フレームは対称に形作られるが、本明細書において対称でないのは、当業者が理解するように、代替形態を示す図を目的としているためである。図示のブラケット１１５及びフレーム構成要素は、筒状であり、車両の衝突／衝撃中に一定で予測可能なエネルギー吸収をもたらすための圧壊開始開口を有することができる。
【００３８】
車両フレーム１１０の左半分（図１２）は、オーバーラップした接続部１２３をもつ一対の細長い筒状サイドフレームメンバー１２１及び１２２を有している。オーバーラップした接続部１２３は、構成要素１２１及び１２２の端部を直接重ねることによるものであってもよく、又は構成要素１２１及び１２２の端部の中に入れ子状にはまって延びるように形作られた中間筒セクションを設けることによって製作されてもよい。構成要素１２１及び１２２は、概ね一直線に並ぶかたちで接続されてメンバー１１１と大して違わないサイドフレームメンバーを形成して、共に溶接される。フレームメンバー１２１及び１２２を使用する利点は、スイープステーション３２を有するロール成形装置３０において成形されるときに、フレームメンバー１２１及び１２２を最終形状に成形することができることである。ブラケット１１５’は、リアバンパの補強ビーム３４の取り付けのためにフレームの（後方）端部へ溶接又はボルト締めすることができる。
【００３９】
車両フレーム１１０はまた、サイドフレームメンバー１１１同士の間に延びてこれらを剛直に相互接続するクロスメンバー１２５、１２６及び１２７を有している。クロスメンバー１２５及び１２６は、筒状のビームであり（又は開チャンネルであってもよく）、それらの寸法要件を満たすように１つ以上の二方向曲げ部を含んでいる。端部フランジがクロスメンバー上に形成され、それにより、サイドフレームメンバーそれぞれとはめ合い可能に係合し、溶接での取付を容易にする。また、所望であれば、圧壊イニシエータ（crush initiator）及び／又はエネルギー処理デバイス（energy management device）をクロスメンバー１２５及び／又は１２６及び／又は１２７に組み込むことができる。
【００４０】
図１３は、構成要素の製造、及び、アセンブリを共に溶接して車両フレームを形成する製造を示すフロー図である。
【００４１】
いくつかの状況では、上記スイープステーション３２の能力に「挑戦する」、次第に鋭くなって曲がる湾曲を提供することが望ましい場合がある。そのような場合、補助的な機器をスイープステーションに追加し、それによって、寸法精度が高く一貫した鋭く曲がる湾曲を提供するように、スイープステーションの能力をさらに高めることができる。そのような補助的な機器の３つの基本的なタイプが考えられる。すなわち、（１）連続ビーム３３と係合するスイープステーション３２の下流側（例えばトレーリングローラ又はローラ）に取り付けられる、追加の下流外部支持体（「外部スタビライザ（external stabilizer）」と呼ぶ）、（２）ローラ６４、６５の直前でビーム３３と係合する上流外部支持体（上流曲げスタビライザ又は「ブリッジ支持体（bridge support）」と呼ぶ）、及び／又は（３）内部スタビライザ１４２（蛇のようなかたちで共に接続されている「内部マンドレルチェーン」として示されている）（図１４〜図１８を参照のこと）を含む３つの基本的なタイプである。これらのコンセプトは、二方向に湾曲したビームを製造するため又は単一方向に湾曲したビームを製造するためのスイープ装置において有用となり得るが、もし、ビーム３３が大きい（例えば２インチ×２インチよりも大きい）わけでない場合、又はビーム３３が高強度材（例えば８０ＫＳＩよりも大きい）を使用するわけでない場合、又はビーム３３が薄肉材料（例えば２．２ｍｍ厚未満である）を使用するわけではない場合には、これらのコンセプトが必ずしも必要であるとは考えられない。
【００４２】
上流支持体（上流曲げスタビライザ又は「ブリッジ支持体」と呼ぶ）（図４）は、ビーム３３がスイープステーション３２にあるローラ６４、６５に入るときにビーム３３をその直線形状で支持するために、曲げローラに近接して位置付けられている。上流支持体は、側部位置１４１で支持され、ビーム３３とはめ合い可能でスライド可能に係合するような形状の側部を有し、それによって、ビーム３３がそのロール成形の中心線に沿ってスイープステーションにおけるローラ６４及び６５間の挟む位置（pinch point）へ進むときにビーム３３を支持する。上流支持体を中実の構成要素（例えば輪［wheel］ではないが）とすることによって、上流支持体の前端部を楔形にすることができ、それによって、支持体が与える支持は、ビーム３３がローラ（例えばローラ６４又はローラ６５）の周りで曲げられるときにローラ６４及び６５間の挟む位置により近くなる。
【００４３】
スイープステーション３２の上流側に近接してビーム３３を支持することによって、ビーム３３の寸法精度を大きく高めることができる。この理由は、ビームの壁部が、「反作用の曲げ力」からの望まない曲げ及び変形を防止するように安定化されて支持されるためである。（本明細書中で使用されるような）反作用の曲げ力は、曲げ方向から離れる方向へのビーム３３における上流の変形を引き起こす反力である。これらの反力は、ビーム３３が強制的に曲げローラ（例えばローラ６４）の周りで変形されるときにビーム３３がシーソーのように動くことによって引き起こされる。具体的には、ビームの強度及びビーム３３にかかる合応力は、ビーム３３の上流部分（例えばビーム３３が曲げローラ６５に接触する箇所から１インチ〜５インチ前）に、曲げローラ６４から離れる方向への曲げを引き起こす。
【００４４】
上流外部支持体は、ビーム３３の単一の側部に位置してもよいことが意図されているが、上流外部支持体は、ビーム３３の湾曲が行われている方向に関係なくビームの壁部が支持されるように、ビーム３３の両側に位置付けられることもありえることが意図されている（すなわち、このような上流外部支持体は、ビーム３３がローラ６４の周りで第１の湾曲方向に変形されているところであるか、ローラ６５の周りで第２の（反対の）湾曲方向に変形されているところであるかに関係なく、ビーム３３の壁部を安定化するであろう）。
【００４５】
内部スタビライザ１４２（図１４〜図１９）（「マルチリンク内部マンドレル（multi-link internal mandrel）」又は「マンドレルスネーク（mandrel snake）」とも呼ぶ）は、マルチリンクチェーン１５１によって共に連結される複数の内部マンドレルセグメントを有し、マルチリンクチェーン１５１はさらに、直径が約１インチの中実ロッド等のロッド１５２によって上流固定具５５に接続されている。セグメント１６０〜１６３は、連続ビーム３３の内部空間を満たすように構成され且つビーム３３がスイープステーションを通って移動するときにビーム３３に沿って摺動するように構成された、外形を有している。セグメント１６０〜１６３は、ビーム３３の壁部が内部空間の内側に潰れないようなものであり且つビーム３３の断面形状が湾曲成形プロセス中に維持されるようなものである、サイズの外側断面寸法を有している。
【００４６】
図示の最も上流の第１のセグメント１６０は、細長く（例えば３インチ〜４インチ）、そしてチェーン１５１（及びブロック１６０）をアンカーロッド１５２のループに接続するピン１５３を受け入れるための開口を有している。この第１のセグメント１６０は、ローラ６４及び６５間の挟む位置の上流に位置する静止位置に保持される。第２のセグメント１６１もまた細長くなっており（例えば約４インチ〜６インチ）、そしてこのことは、第２のセグメント１６１がロール成形プロセスのライン方向と向きを合わせて留まる助けとなる。この第２のセグメント１６１も同様に、ローラ６４及び６５間の挟む位置の上流に位置する静止位置に保持される。セグメント１６１の後には、幾つかのより短いセグメント１６２（それぞれ約１インチ又は２インチ長）と細長い最後尾のセグメント１６３（約２インチ〜３インチに長くなっている）が続く。セグメント１６２は、ローラ６４及び６５間の挟む位置を越えて延びるブロック／マンドレルによるスタックライン（stacked line）を形成し、セグメント１６３は、ローラ６４及び６５の下流に位置する。セグメント１６０、１６１及び１６３の長さは、これらのセグメントが成形中の連続ビーム３３と一列に並ぶのを保つ助けとなる。ローラ６４及び６５が違った位置（図２〜図１０を参照のこと）へ移動すると、セグメント１６２及び１６３は、ローラ６４及び６５によって生じる形状に従って移動し、それ故、連続ビーム３３がスイープステーションを横切って移動するときに連続ビーム３３に安定性を付加する。
【００４７】
各セグメント１６１及び１６２は貫通穴を有し、セグメント１６０及び１６３は、チェーン１５１の両端のリンクに連結するための構造を有している。チェーン１５１は、セグメント１６１及び１６２を通って延び、セグメント１６０〜１６３を連結する。各セグメント１６０〜１６３は、左右のいずれの方向への回転も可能にするようにして、構造的に製作されると共に相互に連結されている。具体的には、各セグメント１６１〜１６３は、狭くなって上流に面した円筒形状のノーズ部と、これとはめ合う下流に面した円筒形状のリセス部とによって形成される接合部を有しており、それによって、ノーズ部及びリセス部が当接して、蛇状の内部マンドレルをいずれの方向へも回転させることができる回転支持面（rotational bearing surface）を形成する。様々なチェーンを用いて内部マンドレル構成要素を共に固定することが可能であることが意図されている。図示のチェーン１５１は、フラットリンク１５５と横断ピン１５６とを有し、これらは、スプロケットと係合する自転車のチェーン又は自動二輪車の駆動チェーンと同様の方法で相互に連結している。図示のリンク１５５は、平坦であり、「８」の字形状をそれぞれ有し（図１５及び図１７を参照のこと）、縦２列又は縦３列とすることができ、このとき、リンク１５５の端部同士は長手方向にずらされておりピンによって共に枢動する状態となっている。それによって、水平面内でいずれの方向にも曲がることができるがその面から外れる方向へは曲がることができない高強度の連続チェーンが形成されている。
【００４８】
図１９は、変更を加えたセグメント１６２Ａを示し、セグメント１６２Ａの外方に面する側面の少なくとも１つがローラピン１６２Ｂを有している。このことによって、ローラピン１６２Ｂが連続ビーム３３の内面に沿って（摺動接触するのではなく）転がるため、セグメント１６２Ａの側面の摩擦を伴う係合を減らすことができる。この構成はセグメント１６２を有する構成よりも長持ちするが、当然ながらセグメント１６２Ａはより高価となる。そして、セグメント１６２Ａを使用する正当な理由となるほど、セグメント１６２Ａのサイズが十分に大きく、同時にビーム３３を成形する圧力が十分に大きくない限り、セグメント１６２Ａは実用的ではない（又は実用性が低い）可能性がある。
【００４９】
変更を加えたロール成形装置３０Ａ（図２０〜図２８）もまた示されている。装置３０と同様及び／又は同一である構成要素は、同じ数字を使用するが文字「Ａ」又は「Ｂ」を付して同定されている。このことは、冗長な説明を減らすために行われている。図２０〜図２８はそれぞれ、図２〜図１０と概ね同様であるが、以下で説明するような変更点がある。
【００５０】
装置３０Ａ（図２０）はロール成形機３１Ａ及びスイープステーション３２Ａを有している。スイープステーション３２Ａは、ブレース付きサブフレーム２００Ａによって固定され、スタンド２０１Ａ上で動作可能に支持されている。注目すべきことに、サブフレーム２００Ａ及びスタンド２０１Ａは、特定のバージョンのスイープステーション３２Ａのために必要に応じて、そのスイープステーション３２Ａの適切な重量及びサイズを支持するようなサイズにすることができる。
【００５１】
スイープステーション３２Ａでは、板状の延出可能なスライド部材８５Ａ及び８６Ａ（図２０、しかし図２５を参照のこと）が、改良された湾曲の動作及びリセットのために変更されている。注目すべきことに、スライド部材８５Ａ及び８６Ａは、互いの鏡像となっており、そのため、一方だけは説明する必要がある。スライド部材８５Ａ（図２５）は、テールスロット２０３Ａ及び成形内側面２０４Ａを含んだ狭くなったテール部９０Ａを有している。テールスロット２０３Ａは、プレート８２Ａに固定されたポスト上のころ軸受２０５Ａと係合するような形状である。スロット２０３Ａの側部はわずかに傾斜しており、そのため、スロット２０３Ａへの入口は、ころ軸受２０５Ａに面する広い開口部を形成している。このことによって、スロット２０３Ａは、ころ軸受２０５Ａを捕捉することができながらも、延出中のスライド部材８５Ａが幾らか非直線状に移動することを依然として可能にする。スロット２０３Ａの底部はころ軸受２０５Ａと密接して係合するようなサイズであり、それにより、スライド部材８５Ａはその上流のホームポジションにあるときに正確に位置付けられる。
【００５２】
スライド部材８５Ａ及び８６Ａのフロント部はタイロッド２１０Ａによって共に固定されている。タイロッド２１０Ａは長さが調節可能であり、そのため、ローラ６４Ａ、６５Ａがビーム３３Ａと係合するように互いに向かう方向に調節されるとき、タイロッド２１０Ａも調節することができる。スライド部材８５Ａが下流へ移動すると、タイロッド２１０Ａは、スライド部材８５Ａの拡大端部８８Ａを、延出中に軸６９Ａの周りで下流の弧状経路に沿って回転させる。成形内側面２０４Ａは、スライド部材８５Ａのこの移動に対応するように形作られており、内側面２０４Ａがスペーサ８３Ａ’及び／又は８３Ａと干渉しないようにすることができる。
【００５３】
調節機構（adjustment mechanism）（図２９及び図３０）が、ローラ６４Ａ及び６５Ａを互いに向けて（そして互いから離れるように）調節することを可能にするために、スイープステーション３２Ａに設けられている。調節用ボルト２１１Ａと、ローラ６４Ａ及び６５Ａを支持する調節可能な軸受支持体２１２Ａとが設けられている。これらは、（連続ビーム３３Ａに対してきつく締めるように）曲げローラの位置を互いに向かう方向に調節するために、サブフレーム６３Ａ上で動作可能に支持されている。上述のように、タイロッド２１０Ａもまた、その長さで同様の調節に対応する調節が可能である。
【００５４】
「スイープリミッタ」チェーン９４が本実施例のスイープステーションでは取り除かれていることに留意されたい。その代わりに、ポテンショメータ（potentiometer）又はセンサーシステムが、スイープステーション３２Ａの静止部分とサブフレーム６３Ａとの間に取り付けられている。ポテンショメータ２１５Ａは、アクチュエータ９１Ａを制御するコントローラ７７に接続されており、コントローラ７７はさらに、ビーム３３Ａに特定の所望の湾曲半径（すなわち長手方向曲率）が付与されるようにサブフレーム３２Ａ及び曲げローラ６４Ａ、６５Ａの位置を制御する。ポテンショメータ２１５Ａはまた、スイープステーションが下流方向へ「延びすぎた」時（もしそのようなことが起こった場合）を感知するように動作する。具体的には、ポテンショメータ２１５Ａ（図２１）は、スイープステーション３２Ａの両側に取り付けられ、このとき、一方の端部２１６Ａはプレート８１Ａに取り付けられており、その他方の下流の端部２１７Ａはサブフレーム６３Ａに取り付けられている。これらのポテンショメータ２１５Ａは、問題が生じると装置が直ちに停止するように、コントローラ７７に電気的に接続されている。
【００５５】
本発明のスイープステーションにおいて発生する高い応力に対処する種々の構成要素に対して種々の変更が加えられる。また、操作効率も高めるためにも変更が加えられる。例えば、側部端プレート６６Ａにある開口２２０Ａ及びサブフレーム６３Ａの他のプレートが、操作者がスイープステーションの中を見ることをできるようにして、操作者がスイープステーションの内部で起こっていることを見ることができるおかげでより良い制御を可能にする。また、固定用支柱２００Ａが、応力に最適に対処し、且つ不具合又は許容されない変形を生じることなく大応力に対処するように設計もされる。
【００５６】
本発明の概念から逸脱することなく上記構成に変形及び変更を加えることができることが理解されるべきであり、さらに、そのような概念は、添付の特許請求の範囲において文言によって別途明記されない限り、特許請求の範囲によって包含されることが意図されていることが理解されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール成形装置であって、
鋼材料の薄板を長手方向線を形成する構造ビームに成形するロールを有したロール成形機と、
前記ロール成形機とインラインであり且つスイープ成形装置を有するスイープステーションであって、前記スイープ成形装置は、前記ロール成形機を継続して運転させつつ、前記長手方向線から離れる第１の方向及び前記長手方向線から離れる前記第１の方向とは反対の第２の方向へ選択的に前記構造ビームを湾曲する、スイープステーションと
を備えるロール成形装置。
【請求項２】
前記ロールは前記薄板を筒状形状に成形し、前記ロール成形機は、前記ビームを前記筒状形状に恒久的に固定する溶接機を有する請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項３】
前記スイープステーションは、対向するスイープローラと、前記対向スイープローラのそれぞれを平行移動させるように調節可能に支持する調節可能な支持構造とを有する請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項４】
前記スイープステーションは、前記対向スイープローラを支持するサブフレームを有し、前記サブフレームは、前記調節可能な支持構造によって動作可能に支持され、前記サブフレームを前記第１の方向又は前記第２の方向に回転自在に移動させる少なくとも１つのアクチュエータを有する請求項３に記載のロール成形装置。
【請求項５】
前記支持構造は、前記対向ローラの少なくとも一方を、他方の前記対向ローラの周りを部分的に下流方向へ選択的に移動させるように構成される請求項４に記載のロール成形装置。
【請求項６】
前記支持構造は、前記サブフレームを、下流方向へ延びる第１の弧状経路又は第２の弧状経路へ移動させるように支持する請求項４に記載のロール成形装置。
【請求項７】
前記支持構造は、スライド部のそれぞれに接続される別個のアクチュエータを有し、前記スライド部は、前記ビームが湾曲されない上流のホームポジションと、前記ビームが前記第１の方向及び次いで前記第２の方向へ湾曲される下流の異なるポジションとの間で前記対向スイープローラを移動させるものである請求項６に記載のロール成形装置。
【請求項８】
前記対向ローラは、前記サブフレームで支持される第１の軸及び第２の軸を有し、前記調節可能な支持構造は、前記サブフレームを前記第１の軸及び前記第２の軸を中心に回転させるように動作可能に選択的に支持する、第１のスライド部材及び第２のスライド部材を有する請求項６に記載のロール成形装置。
【請求項９】
前記スイープステーションは、それぞれが間に空洞を形成する一対の上部ガイド及び一対の底部ガイドをもつフレームを有し、前記第１のスライド部材及び前記第２のスライド部材はそれぞれ、関連する対の前記ガイドの間で制御された動作をするように前記空洞の一つの中に延びる部分を有する請求項８に記載のロール成形装置。
【請求項１０】
前記スイープステーションは、メインフレームと、前記メインフレームによって移動可能に支持されるサブフレームとを有し、且つ、前記メインフレームとスライド可能に係合して前記サブフレームを２つの異なる弧状経路のうち選択された一方の経路で移動可能に支持するスライド部材を有する請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項１１】
前記構造ビームが直線状のままであり且つ長手方向に曲がった形状を与えられない上流のホームポジションを正確に決めるように前記スライド部材と係合する停止部を備える請求項１０に記載のロール成形装置。
【請求項１２】
前記スイープローラの直前の上流であり且つ前記スイープローラに隣接して位置付けられる上流支持体を備える請求項３に記載のロール成形装置。
【請求項１３】
前記スイープステーションの対向ローラ同士の間に部分的に位置付けられる少なくとも１つの内部マンドレルを備える請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの内部マンドレルは、所与の平面内で曲がることができるが前記所与の平面で相対する方向に曲がることができるスタックチェーンを形成するように相互接続される、複数の内部セグメントを有する請求項１３に記載のロール成形装置。
【請求項１５】
ビームの複数のセクションを、前記ビームが形成する長手方向線から離れる方向へ湾曲するスイープステーションであって、
メインフレームと、
サブフレームを有するスイープ成形装置であって、前記サブフレームは、前記長手方向線から離れる第１の方向へ前記ビームの第１のセクションを湾曲する第１の位置への移動、及び前記長手方向線から離れ且つ前記第１の方向とは反対側にある第２の方向へ前記ビームの第２のセクションを湾曲する第２の位置への移動をするように前記メインフレームに動作可能に支持される、スイープ成形装置と
を備えるスイープステーション。
【請求項１６】
前記スイープ成形装置の対向するローラ同士の間に部分的に位置付けられる少なくとも１つの内部マンドレルを備える請求項１５に記載のスイープステーション。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの内部マンドレルは、所与の平面内で曲がることができるが前記所与の平面で相対する方向に曲がることができるスタックチェーンを形成するように相互接続される、複数の内部セグメントを有する請求項１６に記載のスイープステーション。
【請求項１８】
ロール成形する方法であって、
薄板の材料を長手方向線を形成する連続ビームにロール成形するステップと、
前記ロール成形するステップ中に、前記長手方向線から離れる第１の方向へ前記連続ビームの第１のセクションを湾曲し、その後、前記第１の方向とは異なる第２の方向へ前記長手方向線から離れるように前記連続ビームの第２のセクションを湾曲するステップと
を含むロール成形する方法。
【請求項１９】
前記異なる方向は前記第１の方向とは反対である請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記長手方向線から互いに反対となる方向のいずれにも枢動するように適応したアクチュエータを設けることを含み、且つ、前記連続ビームに沿った所望の場所に前記第１のセクション及び前記第２のセクションを位置付けるように前記アクチュエータを制御することを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる第３の方向へ前記ビームを再び成形することを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ビーム構成要素であって、
一定の断面を有し且つ少なくとも６０ＫＳＩの強度をもつ薄板の材料から成形されるロール成形されたビームを備え、前記ビームは、最初にロール成形されたときには実質的に直線状であり且つ長手方向中心線を形成するが、少なくとも第１のセクション及び第２のセクションを有し、このとき、前記第１のセクションが、前記中心線から離れる第１の方向へ曲げられ、前記第２のセクションが、前記中心線から離れる第２の方向であるが、前記第１のセクションとは反対の方向へ曲げられている、ビーム構成要素。
【請求項１】
ロール成形装置であって、
鋼材料の薄板を長手方向線を形成する構造ビームに成形するロールを有したロール成形機と、
前記ロール成形機とインラインであり且つスイープ成形装置を有するスイープステーションであって、前記スイープ成形装置は、前記ロール成形機を継続して運転させつつ、前記長手方向線から離れる第１の方向及び前記長手方向線から離れる前記第１の方向とは反対の第２の方向へ選択的に前記構造ビームを湾曲する、スイープステーションと
を備えるロール成形装置。
【請求項２】
前記ロールは前記薄板を筒状形状に成形し、前記ロール成形機は、前記ビームを前記筒状形状に恒久的に固定する溶接機を有する請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項３】
前記スイープステーションは、対向するスイープローラと、前記対向スイープローラのそれぞれを平行移動させるように調節可能に支持する調節可能な支持構造とを有する請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項４】
前記スイープステーションは、前記対向スイープローラを支持するサブフレームを有し、前記サブフレームは、前記調節可能な支持構造によって動作可能に支持され、前記サブフレームを前記第１の方向又は前記第２の方向に回転自在に移動させる少なくとも１つのアクチュエータを有する請求項３に記載のロール成形装置。
【請求項５】
前記支持構造は、前記対向ローラの少なくとも一方を、他方の前記対向ローラの周りを部分的に下流方向へ選択的に移動させるように構成される請求項４に記載のロール成形装置。
【請求項６】
前記支持構造は、前記サブフレームを、下流方向へ延びる第１の弧状経路又は第２の弧状経路へ移動させるように支持する請求項４に記載のロール成形装置。
【請求項７】
前記支持構造は、スライド部のそれぞれに接続される別個のアクチュエータを有し、前記スライド部は、前記ビームが湾曲されない上流のホームポジションと、前記ビームが前記第１の方向及び次いで前記第２の方向へ湾曲される下流の異なるポジションとの間で前記対向スイープローラを移動させるものである請求項６に記載のロール成形装置。
【請求項８】
前記対向ローラは、前記サブフレームで支持される第１の軸及び第２の軸を有し、前記調節可能な支持構造は、前記サブフレームを前記第１の軸及び前記第２の軸を中心に回転させるように動作可能に選択的に支持する、第１のスライド部材及び第２のスライド部材を有する請求項６に記載のロール成形装置。
【請求項９】
前記スイープステーションは、それぞれが間に空洞を形成する一対の上部ガイド及び一対の底部ガイドをもつフレームを有し、前記第１のスライド部材及び前記第２のスライド部材はそれぞれ、関連する対の前記ガイドの間で制御された動作をするように前記空洞の一つの中に延びる部分を有する請求項８に記載のロール成形装置。
【請求項１０】
前記スイープステーションは、メインフレームと、前記メインフレームによって移動可能に支持されるサブフレームとを有し、且つ、前記メインフレームとスライド可能に係合して前記サブフレームを２つの異なる弧状経路のうち選択された一方の経路で移動可能に支持するスライド部材を有する請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項１１】
前記構造ビームが直線状のままであり且つ長手方向に曲がった形状を与えられない上流のホームポジションを正確に決めるように前記スライド部材と係合する停止部を備える請求項１０に記載のロール成形装置。
【請求項１２】
前記スイープローラの直前の上流であり且つ前記スイープローラに隣接して位置付けられる上流支持体を備える請求項３に記載のロール成形装置。
【請求項１３】
前記スイープステーションの対向ローラ同士の間に部分的に位置付けられる少なくとも１つの内部マンドレルを備える請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの内部マンドレルは、所与の平面内で曲がることができるが前記所与の平面で相対する方向に曲がることができるスタックチェーンを形成するように相互接続される、複数の内部セグメントを有する請求項１３に記載のロール成形装置。
【請求項１５】
ビームの複数のセクションを、前記ビームが形成する長手方向線から離れる方向へ湾曲するスイープステーションであって、
メインフレームと、
サブフレームを有するスイープ成形装置であって、前記サブフレームは、前記長手方向線から離れる第１の方向へ前記ビームの第１のセクションを湾曲する第１の位置への移動、及び前記長手方向線から離れ且つ前記第１の方向とは反対側にある第２の方向へ前記ビームの第２のセクションを湾曲する第２の位置への移動をするように前記メインフレームに動作可能に支持される、スイープ成形装置と
を備えるスイープステーション。
【請求項１６】
前記スイープ成形装置の対向するローラ同士の間に部分的に位置付けられる少なくとも１つの内部マンドレルを備える請求項１５に記載のスイープステーション。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの内部マンドレルは、所与の平面内で曲がることができるが前記所与の平面で相対する方向に曲がることができるスタックチェーンを形成するように相互接続される、複数の内部セグメントを有する請求項１６に記載のスイープステーション。
【請求項１８】
ロール成形する方法であって、
薄板の材料を長手方向線を形成する連続ビームにロール成形するステップと、
前記ロール成形するステップ中に、前記長手方向線から離れる第１の方向へ前記連続ビームの第１のセクションを湾曲し、その後、前記第１の方向とは異なる第２の方向へ前記長手方向線から離れるように前記連続ビームの第２のセクションを湾曲するステップと
を含むロール成形する方法。
【請求項１９】
前記異なる方向は前記第１の方向とは反対である請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記長手方向線から互いに反対となる方向のいずれにも枢動するように適応したアクチュエータを設けることを含み、且つ、前記連続ビームに沿った所望の場所に前記第１のセクション及び前記第２のセクションを位置付けるように前記アクチュエータを制御することを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる第３の方向へ前記ビームを再び成形することを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ビーム構成要素であって、
一定の断面を有し且つ少なくとも６０ＫＳＩの強度をもつ薄板の材料から成形されるロール成形されたビームを備え、前記ビームは、最初にロール成形されたときには実質的に直線状であり且つ長手方向中心線を形成するが、少なくとも第１のセクション及び第２のセクションを有し、このとき、前記第１のセクションが、前記中心線から離れる第１の方向へ曲げられ、前記第２のセクションが、前記中心線から離れる第２の方向であるが、前記第１のセクションとは反対の方向へ曲げられている、ビーム構成要素。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公表番号】特表２０１１−５１６２７５（Ｐ２０１１−５１６２７５Ａ）
【公表日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０４１４４（Ｐ２０１１−５０４１４４）
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０３９８５３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１２６６７７
【国際公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【出願人】（５９１１８７１６２）シェイプ・コープ (25)
【氏名又は名称原語表記】ＳＨＡＰＥ ＣＯＲＰ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０３９８５３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１２６６７７
【国際公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【出願人】（５９１１８７１６２）シェイプ・コープ (25)
【氏名又は名称原語表記】ＳＨＡＰＥ ＣＯＲＰ．
【Ｆターム（参考）】
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