JP2008532775A - 正確折りされた高強度の耐疲労性の構造体およびそのためのシート - Google Patents

Abstract

【課題】正確に折られた高強度の耐疲労性構造体およびそのためのシートを開示する。
【解決手段】これらの構造体を形成するために、曲げ線に沿って材料シートを正確の折り曲げるための方法と、スリットまたは溝のような折曲げストラップ構成構造体が形成されている材料シートとを開示する。これらの方法は、曲げ線に沿って折り曲げられるときにシートの正確な折曲げを生じるように軸方向に間隔を隔てられた関係で材料シートを取って長さ方向に延びるスリットまたは溝をデザイン化し且つ別々に形成する工程を有している。折曲げストラップはそれらの強度および耐疲労性を高める構成および配向を有しており、最も好ましくは、両側で縁部をシート材料の面に係合させ且つ支持するスリットまたは弧が使用される。縁-面接触は、曲げ線に対して重ねられた関係で仮想支点位置に沿った折曲げを生じる。縁-面係合支持および正確な折曲げを生じるのに適した幾つかのスリット付き実施形態を開示する。これらの教示によれば、２次元シートから多くの三次元の荷重支持構造体を形成することが可能になる。まっすぐおよび湾曲されたビーム、シャシおよび外殻の例を開示する。
【選択図】図４３Ｂ

Description

[関連出願に対するクロスリファレンス]
本願は、「材料シートの正確折曲げのための方法およびそのためのスリット付きシート」と称せられる２０００年８月１７日に出願された米国特許出願第０９／６４０，２６７号（現在は、米国特許第６，４８１，２５８Ｂ１号）の一部継続である「材料シートの正確折曲げのための方法、スリット付きシートおよび加工方法」と称せられる２００２年９月２６日に出願された米国特許第１０／２５６，８７０号の一部継続である「正確に折られた高強度の耐疲労性構造体をデザインし且つ製造するための技術およびそのためのシート」と称せられる２００３年９月２６日に出願された米国特許出願第１０／６７２，７６６号の一部継続である（これらの出願の全体内容は出典を明示することにより本願明細書の開示の一部とされる）。

また、本願は、「正確に折られた高強度の耐疲労性構造体およびそのためのシート」と称せられる２００５年３月１７日に出願された米国暫定特許出願第６０／６６３，３９２号（この出願の全体内容は出典を明示することにより本願明細書の開示の一部とされる）の恩恵を請求する。

本発明は、一般に、材料シートのデザイン化および正確折りおよびそれからの構造体の製造に関する。より詳細には、本発明は、限定されないが、正確折利を可能にするためにシート材料を調製する方法を含めて、デザイン化、調製および製造方法、および高強度の耐疲労性構造体または組立体の急速な二次元または三次元折りのためのこのような方法の使用に関する。

シート材料の折曲げと関連した一般に出会う問題は、曲げ公差の変化および公差の蓄積のため、曲り部の位置が制御し難いと言う点である。例えば、電子設備のためのハウジングの形成では、シート金属が或る公差内で第１曲げ線に沿って折り曲げられる。しかしながら、第２曲り部は、しばしば、第１曲り部に基づいて位置決めされ、従って、公差の誤差が蓄積してしまう。電子設備のためのシャシまたは包囲体を生じるのに伴われる３つまたはそれ以上の曲り部が存在することができるので、折曲げにおける累積公差の誤差の影響は著しいことがある。しかも、達成可能である公差は曲げ設備およびその加工処理ならびにオペレータの熟練に応じて広く変化する。

この問題に対する１つの解決策はスリット付けまたは溝付けの使用によりシート材料における位置決めを制御することを試みることであった。スリットおよび溝は、例えば、レーザー、水ジェット、パンチプレス、ナイフまたは他のツールのようなスリットまたは溝形成装置を制御するコンピュータ数値制御式（ＣＮＣ）装置の使用によりシートストックに非常に正確に形成されることできる。

図１を参照すると、提案された曲げ線２５に沿って端-端隔置関係で整合された複数のスリットまたは溝２３を有する材料シート２１が示されている。数対の長さ方向に隣接したスリットまたは溝間には、シート２１の折曲げ時に可塑的に変形される折曲げウェッブ、スプラインまたはストラップ２７が設けられている。ウェッブ２７はシートを単一の部材として保持する。シート２１を貫通しない溝が用いられる場合、材料シートもまた各溝の背後に材料ウェッブにより保持される。

シート２１における溝またはスリット２３の位置は、溝またはスリットを比較的厳密な公差内曲げ船２５に位置決めするように正確に制御されることができる。従って、シート２１が溝付けまたはスリット付け方法後に折り曲げられると、曲り部が曲げ線２５に非常に近い位置に生じる。スリットを平らな材料シートに正確にレイアウトすることができるので、累積誤差は、このような折曲げ方法では、曲り部がプレスブレーキにより形成されるものと比較して、非常に小さく、各次の曲り部は先行の曲り部に対する基準により位置決めされる。

それにもかかわらず、シート材料の溝付けに基づいた或はスリット付けに基づいた折曲げさえもその問題がある。まず、折曲げウェッブまたはストラップ２７における応力は、ウェッブの可塑変形およびウェッブ２７の両端部におけるスリット付けの結果、かなりであって、集中される。溝付けの場合、ウェッブのところおよび／または溝の溝側背部のところの破損もまたかなりであって、非常に集中される。かくして、ウェッブ２７のところおよび／または溝の背部のところの破損が生じてしまう。しかも、溝またはスリットは、必ずしも、直接曲げ線２５に沿ってウェッブ２７の折曲げを生じるとはかぎらなく、溝付け方法は、特にＶ字形溝をフライス削りするかポイント切込みするときに、速度が遅く、一貫していない。従って、溝付けは普及した商業的使用状態にない。

図１Ａおよび図１Ｂでわかるように、シート２１が２３ａで示されるようにスリット付けされ、および／または２３ｂで示されるように溝付けされ、次いで折り曲げられると、折曲げストラップ２７ａ、２７ｂは可塑変形および残留応力を受ける。スリット２３ａの場合、もちろん、材料がスリットの長さに沿って完全に除去されるか、或は切断される。Ｖ字形溝２３ｂの場合、溝２３ｂと曲り部の外側の凸部との間の薄いウェッブ２９が生じるが、このウェッブもまた可塑的に変形され且つ非常に応力付与される。Ｖ字形溝付けのための曲り部は、普通、図１Ｂに示されるように、側面が合わさるように溝２３に近づく方向にある。垂直力Ｆ_Vおよび／または水平力Ｆ_Hによる図１Ａおよび図１Ｂの曲げられた構造体の負荷により、曲り部を、弱化スリットおよび／または溝および可塑変形されたストラップまたはウェッブ２７ａ、２７ｂ並びに薄いウェッブ２９とともに、可なりの応力下に置く。非スリット付けまたは非溝付けの折曲げ方法が使用された場合よりも低い力のレベルで構造体の破損が生じる。

折曲げを容易にするためにシートをスリット付けする他のスキームが従来技術に用いられていた。しかしながら、曲り部を生じるために用いられるスリット付け技術は、主として、彫刻用途のための視覚的または装飾的効果を生じるように設計されていた。視覚的結果は「ステッチング」として説明されてきており、曲り部自身はビームにより構造的に補強されていた。このステッチ式彫刻は少なくとも１９９８年だけモダンアートのニューヨーク博物館に展示されたが、シートスリット付け技術は２００２年１２月１２日に発行された発行米国特許出願第２００２／０１８４９３６Ａ１号（「ギトリン等の出願」）に記載されている。また、この彫刻は、「現代世界創作者」（１５ページ、２０−３５、２０００年）による「オフィスｄＡ」と称される発行物に示され且つ述べられている。本図面の図２、図２Ａおよび図２Ｂは用いられているステッチング技術の１つの例を示している。

オフィスｄＡまたはギトリン等の出願の１つに実施形態が図２に示されている。複数のスリット３１がシート材料３２に形成されている。スリット３１は線形であって、曲げ線３３の両側に沿って互いの横方向にずれている。これらのスリットは重ねられたスリット端部間で折曲げスプライン、ウェッブ、ストラップまたは「ステッチ」になるものを構成するように長さ方向に重なっていることがわかる。図２Ａおよび図２Ｂは、９０度だけ曲げ線に沿って折り曲げられたシート３２における１つのスリットの一端部の拡大側立面図を示しており、曲げ線の両側のシート部分３５、３６は、９０度のシート部分３５、３６間で捩るか或は縫う捩りストラップまたは「ステッチ」３４により相互連結されている。モダンアート彫刻物ニューヨーク博物館の創作者は、その結果生じた曲り部が構造的に非常に強いと言うことを認めており、彼等は縫い曲り部の各々の内側頂点において彫刻物内に溶接された部分的に隠されたビームを組み入れていた。

スリット３１は曲げ線３３と平行であるので、一定または一様な幅寸法を有するストラップ３４はそれらの長さにわたって捩られるか或捩りで可塑的に変形されており、その結果、９０°の曲り部の端部のところで、ストラップの後ろ側が位置３７でスリット３１の他方の側で面３８に係合している。かかる係合により、シート部分３５をシート部分３６の面３８から離れる方向に持ち上げ、ならびにスリット端部４０を開放するように試み且つスリットの端部に更なる応力を生じる。ストラップの捩りおよび曲り部の端部のところの持ち上げの結果、シート部分３５、と面３８との間にスリット３１の長さにわたって隙間Ｇが生じる。捩られたストラップまたはステッチ３４はシート部分３５を面３８から押し離し、且つスリットの両端部４０に応力付与する（１つのスリット端部４０だけが示されているが、同じ応力が図２Ａおよび図２Ｂに示されるスリット３１のスリット端部４０に生じる）。

隙間Ｇは曲げ線の交互側に曲げ線３３の長さに沿って各スリット３１に生じられる。かくして、各スリットのところで、シート部分が、引っ張られて面と接触するのではなく、スリット構成面との接触から押し離され、かくしてこの面により全支持される。

しかも、非常に重要なことに、図２のスリット付け構成は非常に高い程度までストラップ３４の各々に応力付与する。ストラップの長さ（スリット３１の端部間の重なり長さ）を増大してストラップの流さに沿って捩ることからの応力を減少させようとすると、この力はシート部分を対向した面に弾性的に引き付けたり、或は締付けたりしようとする。逆に、ストラップ３４の長さを減少させると、捩りが一定の幅のストラップに微小の裂け目を形成し、その結果、応力が上昇し、捩られたストラップの一般状態は、ストラップが過剰応力付与されることである。これは、曲り部の強度を妥協する傾向があり、且つ非荷重支持曲り部を残す。

シート部分３５に加えられた垂直力（図２ＢにおけるＨ_V）は捩られ且つ応力付与されたストラップ３４をすぐに負荷し、そして隙間Ｇがあるので、ストラップは負荷下で更に可塑的に変形し、そしてシート部分３５が下方に変位されて面３８と係合してこれに支持される前に、破損するか、或は引裂かれてしまう。同様に、水平力Ｈ_Fは、隙間Ｇが閉じられ、且つシート部分３５が対向したスリット面３８に支持される前に、長さ方向に隣接したストラップ３４を押し潰し（且つ図２Ｂにおけるストラップ３４を煎断する）。

図２および図２Ｂのスリット付けスキームおよびギトリン等の出願に固有の他の問題は、一定のストラップ幅がスリット間の距離にかかわらず変化されることができなく、ストラップ幅がストラップに極度まで応力付与することなしに材料の厚さより小さいことが不可能であると言う点である。スリット３１が互いに平行であり、且つ長さ方向に重なっている場合、ストラップ幅は、自明のこととして、スリット間の間隔またはジョグに等しくなければならない。これは、ストラップの構造的負荷のための曲り部をデザインする際の融通性を制限する。更に、スリットは、各スリット端部が整合され且つ他のスリット端部に向けられる状態で終わっている。従って、スリットの端部に生じることからの応力の上昇および微細亀裂の伝播を減少させる試みがなく、整合されたスリット端部が負荷下で割れてしまう。

従って、図２ないし図２Ｂのシートスリット付け構成は装飾曲り部のために容易に用いられることができるが、著しい構造的支持および耐疲労性を与えなければならない曲り部には最適に適してはいない。

また、ギトリン等の出願は（図１０ａおよび図１９ｂにおける）湾曲スリットの形成を教示しているが、スリットは、また、折曲げストラップの幅が一定であるように湾曲曲げ線と平行であり、ストラップは曲げ線を横切るのではなく、曲げ線に沿ってそれと平行に延びており、ストラップは末端において捩られており、スリット端部は微小亀裂および応力集中を次のスリットへ差し向ける傾向があり、この出願は、３７のところで、すなわち、曲り部の端部でのみスリットの反対側の係合を生じるスリット切口の採用を教示している。

また、ボストンにおけるピザレストランにおける折曲げられた金属天井パネルの装着の際に、簡単な線形穿孔技術が同じ創作者により使用された。また、線形穿孔により折曲げられたシート構成部品は曲り部に沿って著しい未支持の荷重を支持するように設計されていなかった。

また、スリット、溝、孔、ディンプルおよび刻み線がシート材料を折り曲げるための基礎として種々のパターン化システムに使用されてきた。ウェスト等の米国特許第５，２２５，７９９号は、例えば材料シートを上方に折ってマイクロ波導波管またはフィルターを形成するために溝付けに基づいた技術を使用している。Ｓｔ.ロイスの米国特許第４，６２８，１６１号において、金属シートを折るために刻み線およびディンプルが使用されている。ブランドンの米国特許第６，２１０，０３７号において、プラスチックを曲げるためにスロットおよび孔が使用されている。スリットまたはダイ切込みを使用した段ボール厚紙の折曲げが、ヨコヤマの米国特許第６，１３２，３４９号およびＰＣＴ出願第ＷＯ９７／２４２２１号およびグレベル等の米国特許第３，７５６，４９９号および第３，２５８，３８０号およびフィッシャー等の米国特許第３，２５８，３８０号に示されている。また、厚紙シートの折曲げが、ハントの米国特許第５，６９２，６７２号、ウッドの第３，９６３，１７０号およびカーターの第９７５，１２１号に示されるように、スリット付けにより容易にされた。また、発行米国特許出願第ＵＳ２００１／００１０１６７Ａ１号は、開口部、切欠きなどを伴う金属折曲げ技術と、制御されたプラスチックの流れおよび減少された割れおよびしわを生じるために大きい力を使用することとを開示している。

しかしながら、これらの従来技術の折曲げシステムのほとんどにおいて、曲り部形成技術は生じた構造体を大いに弱くし、或は正確曲り部は形成されることが可能でなく、或は曲り部の一方の側における材料を押し潰すことにより曲りが生じる。しかも、これらの従来技術のシステムにスリット付けを使用すると、構造弱化および将来の構造破損個所の促進に加えて、スリット付けは折曲げ構造体をシールする方法を高価にし、且つ困難にしてしまう。従って、これらの従来技術の方法は流体または流動可能な物質を収容することが可能である構造体を加工するのにさほど適していない。

正確な折曲げおよび強度の保持の問題は、金属シート、特にかなりの厚さのシートを折り曲げるときに非常に重大である。多くの用途において、例えば、手動ツールのみを持って、或は適度に動力作動式ツールを持って手により低い力で金属シートを折り曲げることができることが非常に望ましい。厚い金属シートのこのような折曲げはもちろんもっと大きい問題を有する。

本発明の他の態様では、シート材料のスリット付けに基づいた折曲げにおける従来の欠陥を解消する能力が従来技術の金属加工技術およびそれから生じる構造体における欠陥を除去するために適用される。

剛性の三次元構造体を生じるための周知の従来技術はシートおよび非シート材料からの部品を切り取り且つ互いに接合する方法である。幾つかの別個の部品を相互に接合するためのジグ処理および溶接、締め付けおよび接着材接合または機械加工および留め具の使用は剛性の三次元構造体を加工するために以前に広範囲に使用されてきた。例えば、溶接の場合、個々の部片の正確な切込みおよびジグ処理において問題が生じ、多数の部品を操るために、ならびに品質管理および多数の部品の認証のために労力および機械類が必要とされている。更に、溶接は溶接部の熱影響される帯域により引き起こされる寸法計上の反りの固有の問題を有している。

著しい材料の厚さを有する金属の伝統的な溶接は、通常、研削または１箇所ツールによりしばしば作成される面取り縁部を有する部品を使用することにより達成され、これは加工時間およびコストを増大する。しかも、熱影響される金属の疲労損傷は、荷重支持幾何形状が溶接されて或は半田付けされた材料に全く依存するジョイントについては予想不可能である。溶接部の疲労損傷は、通常、相互に溶接される構成部品および部材の質量および溶接部の深さを増大することにより補償される。このような過剰デザインの付随の欠点は、もちろん、過剰の重量である。

別個の構成部品の縁部および面に沿ってシートおよび非シート材料を接着剤で接合することに関して、接合方法が完了するまでいくつかの部品を取扱い且つ正確に位置決めし、そしてそれらを保持したり或は締付けたりすることから問題が生じる。

三次元構造体の加工に関連された他の部類の従来技術は急速原型作成方法である。これらの技術としては、ＣＡＤシステムを使用してデザインが生じられ、且つ構造体が完成されるまで、材料の加法または減法において設備を駆動するのに構造体のデータ表示が使用されるステレオリソグラフィおよび多数の他の方法が挙げられる。従来の急速原型作成技術は、通常、加法式または減法式である。

減法式急速原型作成方法と関連された問題は、部品全体を収容することが可能である材料ブロックが使用され、次いで望まれない材料の除去により部品を正確にフライス削りしかつ切り込むために比較的高価な高速機械加工が必要とされるので、これらの方法が材料の無駄が多いと言う点である。

加法式急速原型作成技術でも問題が存在する。詳細には、ほとんどのこのような技術は非常に狭い範囲の材料について最適化される。更に、ほとんどの技術は部品を表すデータに対応して材料を分配する特殊化された加工を必要とする。加法式急速原型作成方法は、速度が遅く、部品包み込みのスケールにおいて非常に制限され、そして通常、構造的に頑丈な材料を使用しない。

従って、一般に、従来技術では、シートの折曲げを可能にするシートスリット付けまたは溝付けが曲り部を生じたが、これは商業的構造用途のために必要な精度および強度を欠いている。かくして、このような従来のシート折曲げ技術は軽いゲージの金属の折曲げまたは彫刻物のような装飾用途に大いにゆだねられていた。

従って、本発明の広い態様では、本発明の重要な目的は、非常に正確な方法でシート材料を折曲げ、それでも、可なりの負荷を支持することが可能であり、且つ疲労破損に耐性である曲り部を生じることできることである。

本発明のこの態様の他の目的は、曲がり部の位置の精度、生じた構造体の強度を高め、且つ応力誘発式破損を減少させる改良スリット付け技術を使用して材料シートを正確に折り曲げる方法を提供することである。

本発明の他の目的は、正確なシート折曲げ方法と、折曲げのためにスリット付けされるか或は溝付けされ、且つ種々の厚さおよび種々の種類の押し潰し不可能な材料のシートの折曲げを受入れるように使用されることができる材料シートとを提供することである。

本発明の他の目的は、折曲げを容易にする手動ツールまたはパワーツールのみを使用して達成されることができるが、曲り部の位置を制御するように試みない、以後の折曲げのためにシートをスリット付けするための方法を提供することである。

本発明の他の目的は正確な寸法公差を有する高強度の三次元構造体へシート材料を折り曲げることができることである。

本発明の他の目的は、容易に且つ安価にシールされ、かくして流体または流動可能な物質の収容を可能にする正確な三次元構造体へシート材料を折り曲げることができることである。

加工および組み立て技術を高めるためにスリットに基づいた折曲げの使用に関する本発明の広い態様において、本発明の目的は、構造的に頑丈であり、任意の最近の加工設備において形成されるもの以外の特殊化された設備を用いなく、且つ使用される切込み方法の限度までスケールアップまたはダウンされることができる多くを含む広い範囲の材料を用いる新規な急速原型作成および進歩された急速製造技術を提供することである。

本発明の他の目的は、シート材料が折り曲げられる前または後に構成部品の正確な加法式整合を助成する特徴を折り曲げられるべき材料シート内に設けることである。

本発明の更なる目的は、元来のＣＡＤデザイン方法により構成されるように、互いに正しい関係で三次元空間に配置される多数の構成部品のためのほぼネット状の構造組立台として役立つ加工方法を提供することである。

本発明の更なる目的は、より小さい数の別体部品を用いており、且つ縁部が曲り部の長さに沿って自己ジグ処理し、非折曲げ縁部が溶接の準備においてジグ処理および締め付けを用意にする特徴をもたらす溶接された構造体の加工する方法を提供することである。この内容では、本発明の更に他の目的は、溶接方法により引き起こされる反りおよび寸法不精度を劇的に減少させる溶接のためにシート材料をジグ処理する方法を提供することである。

本発明の更に他の方法は、すべての自由度で熱影響される帯域に依存していなく、それにより、生じた三次元構造体の負荷強度および周期的疲労強度の両方を改良するかなりの荷重を支持する特性をもたらす新規な溶接済みジョイントを提供することである。

本発明の更に他の目的は、
１）強く、剛性で、寸法精度の正確な三次元構造体を書こうするのに必要とされる別個の部品の数を減少させ、
２）本発明の曲り縁部および非曲り縁部を介して達成されることができ、その結果、低コスト、高い生産量の加工方法となるような、所望の三次元構造体の種々の側部のための位置決めおよび締め付け方法を固有的にもたらす
ための優れた方法を提供することである。

本発明の更なる目的は、固化方法後に除去されるか、或は仕上げ製品の構造部品または表面部品として適所に残されることができるスリット付きの折曲げ済み材料シートから形成される、金属、ポリマー、セラミックおよび複合体用の広く様々な流体収容キャスチングモールドを加工する方法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、既存のスリット付け装置に対する使用に適合可能であり、シートストックを平らなまたはコイル状の状態で出荷し、そしてプレスブレーキの使用なしに遠隔位置で正確に折り曲げることでき、且つシートストックへの構成部品の取付け後にシートストックの折曲げにより形成される包囲体の内部における表面内および上における構成部品の組付けまたは取付けを向上させるシート折曲げ方法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、限定されないが、金属、プラスチックおよび複合体を含めて材料シートに正確な荷重支持曲げ部を生じるために使用されることができる正確折り技術を提供することである。

本発明の他の目的は、仮想の曲げ線のまわりの折りを許容し、且つ折り部を達成するために従来の折曲げ技術よりも著しく小さい力を必要とする正確折り技術を提供することである。

本発明の他の目的は材料の厚さまたはミクロ構造特性にかかわらず、本質的に線形にスケール決め可能である正確折り技術を提供することである。

本発明の他の目的は、スリット付け／除去方法、切断方法よるか、或は加法方法によるか、いずれにしても、ここに記載の幾何形状を形成することであり、且ついずれの手段によってもここに記載の利点に達することである。

本発明の更に他の目的は、ミクロ構造が折り部のまわりに実質的に未変化のままである押し潰し不可能な材料を折るための正確折り技術を提供することである。

シート材料のデザイン化および正確折りのための方法および別個の技術、そのための加工技術、および本発明のかかる正確折から形成された構造体は、下記の詳細な説明お呼び添付図面から明らかになるか、或はそれらにより詳細に記載されている利点の他の特徴および目的を有している。

広い態様では、所望の曲げ線に沿って折り曲げるための材料シートは、それに形成された折曲げストラップ構成構造体を有している。これらのストラップ構成構造体はシートに少なくとも１つの折曲げストラップを構成するように位置決めされており、ストラップは曲げ線を横切って延びるように配向され且つ位置決めされている長さ方向ストラップ軸線を有している。しかも、ストラップ構成構造体は曲げ線に沿って材料シートの折曲げを生じるように構成され且つ位置決めされている。

他の態様では、中空のビームは２つの材料シートを有している。第１材料シートは曲げ線の各々に近接して位置決めされた複数の折曲げストラップ構成構造体を有することにより複数の第１シート曲げ線に沿って折り曲げるために形成されており、折曲げストラップ構成構造体は曲げ線に沿って折曲げを生じるように構成されている。第１シート曲げ線に沿って折り曲げられている第１材料シートを第２材料シートに固着することにより、中空のビームが形成される。

更に他の態様では、外殻フレームワークは複数の曲げ線に沿って折り曲げるために形成された単一の材料シートを有している。この材料シートには、曲げ線の各々に近接して位置決めされた複数の折曲げストラップ構成構造体が形成されており、これらの折曲げストラップ構成構造体は折曲げを生じるように構成されている。曲げ線に沿って材料シートを折り曲げた結果、構造部材のフレームワークが生じる。

本発明の正確折りされた高強度の耐疲労性構造体およびそのためのシートは、本発明の原理を説明するのに共に役立つ本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面および下記の本発明の詳細な説明から明らかになるか、或はそれにより詳細に記載されている他の特徴および利点を有している。

例が添付図面に示されている本発明の好適な実施形態を以下に詳細に説明する。本発明を好適な実施形態と関連して説明するが、本発明をこれらの実施形態に限定しようとするものではないことは理解されるであろう。それどころか、本発明は添付の請求項により定められるような本発明の精神および範囲内に含まれ得る変形例、変更例および同等例を包含するものである。

シート材料の正確な折曲げのための本方法および装置は従来の関連出願、すなわち、「材料シートの正確折曲げのための方法およびそのためのスリットシート」と称される２０００年８月１７日に出願された米国特許出願第０９／６４０，２６７号および「材料シートの正確折曲げのための方法、そのためのスリット付きシートおよび加工方法」と称される２００２年９月２６日に出願された米国特許出願第１０／２５６，８７０号（これらは出典を明示することにより本願明細書の開示の一部とされる）に開示されているスリット付け幾何形状に基づいている。

本発明の正確および高強度折曲げ方法および装置の１つの実施形態を図３ないし図５を参照して説明することができる。図３では、材料シート４１には、曲げ線４５に沿って複数の折曲げストラップ構成構造体、この場合、一般に４３で示されるスリットが形成されている。従って、スリット４３は数対のスリット４３間に折曲げウェッブまたはストラップ４７を構成するように端‐端隔置関係で長さ方向に延びている。図３では、スリット４３には、折曲げウェッブ４７における応力集中の減少を行うように、それらの端部に応力減少構造体、つまり、開口部４９が設けられている。しかしながら、本発明の正確折曲げ装置の利点の実現のために図３における拡大開口部４９のような応力減少構造体が必要とされないことは以後の説明から理解されるであろう。

しかしながら、図３に示されるスリット４３の具体例では、スリット端部間の長さ方向に延びる各スリットは曲げ線４５に対して左右方向に或は横方向に段付きである。かくして、スリット４３ａのようなスリットには、一対の長さ方向に延びるスリットセグメント５１、５２が形成されており、これらのスリットセグメント５１、５２は、曲げ線４５に近接して位置決めされており、好ましくは、曲げ線４５の両側で等距離であり、且つ曲げ線４５と実質的に平行である。更に、長さ方向のスリットセグメント５１、５２は、拡大開口部の両方に開口しており、且つ長さ方向に延びるスリットセグメント５１、５２および横方向のスリットセグメント５３の両方を有している相互連結経路に沿って拡大開口部４９ａから拡大開口部４９ｂまでスリット４３ａが延びるように、横方向に延びているスリットセグメント５３により連結されている。

かかる段付きスリットの機能および利点は、図３に示されるような材料シート４１の曲げまたは折りが種々の段階で示されている図４Ａないし図４Ｄおよび対応する図５Ａないし図５Ｃを参照することにより最も良く理解されることができる。図４Ａでは、シート４１は図３に示されるように本質的にスリット付きである。図３には、除去された材料の切口幅または断面が示されており、図４Ａには、スリットはスリット付けナイフまたはパンチにより生じられるようないずれの切口もなしに示されているという点で図３と図４Ａとの間には、相違がある。しかしながら、折曲げ中の効果は、折曲げ中にスリットの両側の材料が相互係合するのに十分に切口幅が小さいならば、同じである。図３に用いられたのと同じ参照符号が図４Ａないし図５Ｃに用いられている。

かくして、シート４１は図４Ａに折曲げ前の平らな状態で示されている。長さ方向に延びているスリットセグメント５１、５２は図４Ａに示され、且つ図５Ａないし図５Ｃの横断面図に示されている。シートの種々の横断面の位置もまた図４Ａに示されている。

図４Ｂでは、シートは曲げ線４５に沿って僅かに折り曲げられており、これは図５Ａないし図５Ｃで最も良くわかる。図５Ａおよび図５Ｂでわかるように、スリット５１、５２はそれらの頂縁部に沿って開口しており、曲げ線４５を越えて延びているシートの部分は、米国特許第６，４８１，２５９号および米国特許出願第１０／２５６，８７０号では、「タブ」５５と称せされていたが、本願における後の実施形態との一致のために、[リップ]５５と称せられる。リップ５５の下側または底側縁部５１ａ、５２ａはリップ５５と反対のスリットの両側でシートの支持面５１ｂ、５２ｂに沿って僅かに移動している。リップ縁部５１ａ、５２ａのこの変位は、シートがより大きい程度まで折り曲げられると、例えば、図４Ｃに示される位置まで折り曲げられると、シートと関連してよくわかる。

図４Ｃでは、縁部５１ａ、５２ａが曲げ線４５に両側でシート４１の支持面５１ｂ、５２ｂ上で上方に移動したことがわかる。かくして、折曲げ中、スリットの縁部５１ａ、５２ａと対向した支持面５１ｂ、５２ｂとの間の摺動接触がある。この摺動接触は、図４Ａに示されるように、長さ方向のスリットセグメント５１、５２が曲げ線４５の両側で均等に隔置された位置に形成されるなら、中央の曲げ線４５の両側で等距離である位置で生じる。また、摺動接触は潤滑剤により、或は硬化または接合前の接着剤またはシーラントにより容易にされることができる。

この構造の結果は、曲げ線４５から等しい距離で間隔を隔てられ且つ曲げ線４５の両側に２つの実際の折曲げ支点５１ａ、５１ｂおよび５２ａ、５２ｂが存在することである。リップ縁部５１ａおよび支持面５１ｂならびにリップ縁部５２ａおよび支持面５２ｂは実際の支点間にある仮想の視点のまわりに折曲げウェッブ４７の折曲げを生じ、そして曲げ線４５の上に重ねられることが理解されるであろう。

９０度の折曲げの最終結果が図４Ｄおよび対応する横断面５Ａ-５Ｃに示されている。わかるように、このとき、シートの縁部５２ａおよび底側または底面５２ｃは支持面５２ｂに相互係合されるか或は静止されており、且つ部分的に重ねられた関係で支持されている（図５Ａ）。同様に、縁部５１ａおよび底面５１ｃは重ねられた状態で面５１ｂに係合し且つ静止している（図５Ｂ）。折曲げウェッブ４７は、図５Ｃに最も良く示されるように、ウェッブ４７ａの上面に沿って可塑的に変形されるか或は伸張され、且つウェッブ４７の下面４７ｂに沿って可塑的に圧縮されたことがわかる。

図４Ｄの折り曲げられた状態では、このとき、シートがスリット付けされるときに中心線の上方で延びているシートのリップ部分、つまり、部分５５は支持面５１ｂ、５２ｂに静止している。図面に示される構成において曲げ線に沿って交互している折曲げ中のこの縁-面係合および支持は、曲げまたは折りにおいてより大きい精度を生じ、且つ曲げられた或は折られた構造体に相互に垂直な方向において曲げ部または折り部のところの煎断力に対する大きい耐性を与える。かくして、荷重Ｌ_a（図５Ａ）が、支持縁部５２ｂにおける縁部５２ａおよび底面５２ｃの重なりにより折曲げウェッブ４７間に支持される。同様に、荷重Ｌ_b（図５Ｂ）が、折曲げウェッブ４７の中間の支持面５１ｂにおける縁部５１ａおよび面５１ｃの重なりおよび係合により支持される。

これは、ここでは、スリットの他方の側の実質的に全長に沿った材料によるスリットの一方の側の実質的に全長に沿った材料の「縁-面」係合および支持と称される。シート４１が９０度より多く曲げられたか或は折られたなら、縁部５１ａ、５２ａは上昇して面５１ｂ、５２ｂから離れ、下側の面５１ｃ、５２ｃは面５１ｂ、５２ｂの下縁部により支持される。シートが９０度未満だけ曲げられると、それでも、縁部は折曲げのほとんど直後に面と係合するが、縁部のみが面に係合する。スリットの一方の側の他方の側へのこの支持は明細書および請求項で使用されているような「縁-面」係合および支持であると思われる。以後に述べるように、面５１ｂによる縁部５１ａ、５２ａの全支持を伴う非９０度の曲り部はシートに対して９０度ではない角度でシートをスリット付けすることにより達成されることができる。

可塑的変形の結果、折曲げストラップまたはウェッブ４７が残留応力を有し、且つこのスリットにより、曲り部の実質部分を本発明のスリット系折曲げ装置において互いに直接結合しないが、これらのスリットは、従来のスリット付けまたは溝付け幾何形状に基づいている図１、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａおよび図２Ｂの構造体の強度を上回って実質的に追加の強度を曲げられた構造体に与える縁-面重なりを生じるように形成され且つ位置決めされる。本発明の折曲げストラップは、実際、実質的に全体の折曲げ法にわたって、および折曲げの終了時には、実質的にスリットの全長にわたって、スリットの側部を引っ張るか或は締付けて縁-面係合させるように曲り部に予備負荷する。また、ストラップにおける残留張力による曲り部の予備負荷はスリットの他方の側の台として作用する面に対して予備負荷されたスリット縁部間の振動を防ぐ傾向がある。

しかも、縁部がスリットの長さの実質部分にわたって面と相互係合されるので、荷重Ｌ_aおよびＬ_bは図２、図２Ａ、図２Ｂの従来のスリット付け構成ではそうであるように、折曲げストラップ４７を押し潰したり、或は更に可塑的に変形させたりしない。この曲り部の負荷は、図２、図２Ａ、図２Ｂの従来の構成およびギトリン等の出願における結果として、単に、捩られ且つ非常に応力付与されたストラップの横断面連結領域によってではなく、本発明のスリット付け技術により生じられた縁-面係合によってすぐに支持される。

従って、本発明の横方向に段付きまたは互い違いのスリットを用いている実施形態の結果、可なりの利点が生じる。まず、長さ方向に延びるスリットセグメント５１、５２の横方向位置は曲げ線４５の各側に正確に探し出されることができ、その結果、曲げ線から等距離の２つの実際の支点の結果、仮想の支点のまわりに且つ曲げ線の両側に折曲げが生じる。この正確な折曲げは蓄積された公差誤差を減少させるか或は除去する、何故なら、スリットの位置がＣＮＣコントローラにより駆動される切込み装置により非常に正確に制御されるからである。

また、プレスが、通常、シートの縁部または既存の曲げ部または他の特徴を割り出すことにより折曲げを制動することは注意すべきである。これにより、プレスブレーキを使用して、シート縁部特徴に対して角度をなして折曲げるのを困難にする。しかしながら、シート縁部の任意の特徴に対する角度における正確な折曲げは、本スリット付け方法を使用して容易に達成されることができる。従って、その結果折り曲げられたシートは、煎断負荷および相互に垂直な軸線に沿った負荷に対する実質的に改良された強度を有している。何故なら、本スリット構成により生じられた重なった縁部および面がこのような荷重に対してシートを保護するからである。

わかるように、本発明の実施形態は、図３ないし図５Ｃに示されるように、曲げ線に対して実質的に垂直であるストラップ４７の正確な折曲げを生じる。折曲げストラップのこのような配向は、ストラップの外面または頂面に沿って著しい可塑的変形を生じ、ならびにストラップの内面または底面に沿って著しい圧縮を生じる。曲り部は図１ないし図１Ｂの垂直なストラップの曲り部と同様にして比較的短い垂直なストラップに生じるが、図３ないし図５Ｃ３３３では、１つの平面のリップ５５は折り返されて高い曲げ強度のための他の平面の面との相互係止または相互係合関係にする。

図２ないし図２Ｂに示される従来の解決策は曲げ線と平行な連結用ストラップ３４を配向させ、且つストラップの著しい可塑的捩り変形を生じる。また、この可塑的捩り変形は曲げ線のまわりの材料の微細構造を著しく変化させる。しかも、ストラップはシートの両側を折り返したり、締付けたりしてスリットの長さにわたって相互係合関係にする。更に、図３ないし図５Ｃ３３３の実施形態では、ストラップ幅は、曲げ強度のデザインにより大きい融通性を達成することができるように、スリット５１、５２間のジョグ距離と関係なく変化されることができる。

シート材料の９０度の折曲げが図面に示されているが、スリット付きシートが９０度より大きいまたは小さい角度だけ折り曲げられなら、本発明のすべての実施形態に記載された利点のほとんどを実現することができることは理解されるであろう。曲げ線を横切って延びているリップは、小さい曲げ角度で始まって反対面上で摺動してそれに係合し、このような支持および係合は大きい９０度以上の曲げ角度で継続する。

図３ないし図５Ｃ３３３の実施形態が比較的展性のシート材料について使用するのに最も良く適していることがわかった。材料がより硬くなり且つ展性が少なくなると、第２実施形態が好ましい。

図６ないし図８Ｂに示される本発明の実施形態では、スリットの両側でシート材料を折り返したり、締付けたりして相互係合関係にし、また折曲げストラップの可塑的変形およびストラップにおける在留応力を減少させるスリット付け構成が用いられる。しかも、この実施形態によれば、ストラップ幅がスリット間のジョグ距離に関係なく変化されることができ、且つ曲げ線の両側の材料シートの連結部分におけるより少ない集中のために曲げ線からの両方向におけるストラップ幅の増大をもたらすことができる。

曲げ線に対して斜めの折曲げストラップが用いられ、これにより、図３ないし図５Ｃ３３３のより短い折曲げストラップと比較してストラップの長さを増大することができる。また、可塑的変形は、図３ないし図５Ｃ３３３においてそうであるように、単に折り曲げることによってではなく、部分的に捩ることによって達成されるが、捩り量は図２ないし図２Ｂの平行なストラップと比較して大いに減少される。しかも、スリットの両側の材料のリップは、負荷時の実質的な追加のストラップの応力が生じないように、スリットの全長にわたって折り返されて面と相互係合する。

更に、図６ないし図８Ｂに示される実施形態では、スリットの構成は折曲げ中にスリットの両側で材料間の連続した主独活言う相互係合を生じ、この相互係合は中間部から端部に向けてスリットに沿って進行する。スリットの一方の側の面は折曲げ中に摺動支持体用の台として作用し、その結果、折曲げストラップのより一様で且つ応力のより少ない折曲げが生じる。従って、図６ないし図８Ｂに示されるような実施形態は、熱処理された６０６１アルミニウムまたは幾つかのセラミックのようなさほど展性でないシート材料およびより厚い材料シートに対して使用されることができる。

図６ないし図８Ｂを詳細に参照すると、曲げられるべきか或いは折られるべき材料シート２４１には、曲げ線２４５に沿ってスリット２４３のような複数の長さ方向に延びている折曲げストラップ構成構造体が形成されている。選択自由として、スリット２４３の各々には、拡大された応力受け端開口部２４９または湾曲端部分２４９aが設けられてもよく、これは、シートの負荷方向によっては、いずれの応力亀裂がスリット２４３の中へ伝播させる傾向がある。わかるように、図６および図８Ｂの実施形態のスリットは、段付きではないが、曲げ線２４５に重ねられる仮想の支点のまわりに斜めに配向された折曲げストラップ２４７の折曲げおよび捩りを生じるようにして構成されている。また、ジョグ距離および切口幅の選択を含めて、スリットの構成および位置決めにより、折曲げ中、スリットの両側のシート材料を折り返したり、移動させたりして縁-面相互係合関係にすることができる。最も好ましくは、縁-面相互係合は折曲げ全体にわたってその完了まで生じる。しかし、ジョグ距離および切口は折曲げの開始時にのみ縁-面相互係合を生じ、これは正確な折曲げを確保する傾向がある。かくして、ここで使用される場合、「折曲げ中」は折曲げの任意の段階における縁-面相互係合を含むものと意味される。

図６ないし図８Ｂおよび図９ないし図１０Ａに示され且つ説明されている実施形態は段付きではないが、図６ないし図８Ｂおよび図９ないし１０Ａの実施形態の斜めのストラップは図３ないし図５Ｃの段付きスリットの構成と組み合わせられることができる。かくして、段付きスリットの端部の一方または両方が斜めであるか或いは湾曲されることができる。

図６に示されるように、曲げ線の両側の数対の長さ方向に隣接した端部分２５１が曲げ線２４５を横切って斜めに延びていることがわかる折曲げウェッブ、スプラインまたはストラップ２４７を構成するように、好ましくは、数組の細長いスリット２４３が曲げ線２４５の両側で且つそれに隣接して位置決めされている。図１１と関連して以下により詳細に説明される「斜め」または「斜めに」は、ストラップの長さ方向の中央軸線が９０度以外の角度で所望の曲げ線を横切っていることを意味している。かくして、ストラップの中心線が斜曲されているか或は斜めであり、ストラップの折曲げならびに捩れが生じるように、各スリット端部分２５１が曲げ線２４５から離れる方向に分散している。本発明による折曲げを行うために絶対的に必要ではないが、スリット２４３が曲げ線２４５に沿って長さ方向に重なっていることはわかるであろう。

折曲げストラップ２４を構成する領域における曲げ線と平行である図２ないし図２Ｂおよび従来のギトリン等の出願におけるスリット３１と違って、曲げ線２４５からのスリット２４３の積重体の結果、図２ないし図２Ｂおよびギトリン等の出願の従来技術に存在する極度の捩れを必要としない斜めの折曲げストラップが生じる。しかも、曲げ線２４５からのスリット２４３の積重体の結果、ストラップがシート２４１の残部と連結していると、ストラップの幅寸法が増大する。この幅の増大により、応力集中を低減し且つストラップの耐疲労性を高めるように曲げ線を横切る負荷の伝達を高める。

第１実施形態ではそうであるように、スリット切口２４３は好ましくは幅寸法を有しており、スリット間の曲げ線を横切る横方向のジョグ距離は、折曲げ中、スリットの両側のシート材料の相互係合を生じるように寸法決めされている。かくして、スリット２４３はナイフで形成されることができ、そして本質的にゼロの切口を有することができ、或は折り曲げられているシートの厚さによっては、もっと大きい切口を有することができる。より好ましくは、切口の幅は材料の厚さの約０.３倍より大きくなく、ジョグ距離は材料の厚さの約１.０倍より大きくない。

図３ないし図５Ｃの実施形態ではそうであるように、リップ部分２５３が曲げ線２４５を横切ってスリット２４３まで延びている。リップ２５３は、材料の厚さに対する切口の幅およびジョグ距離が折曲げ中にスリットの両側間の接触を防ぐほどに大きくないなら、スリット２４３の他方の側のタング２６０の面２３５に摺動するか或は乗り上がる。

切口幅およびジョグ距離が、リップ部分２５３とタング２６０の面２５５との接触が生じないほどに大きいなら、それでも、曲げられた或は折られたシートは斜めの折曲げストラップの改良強度の利点のうちの幾つかを有するが、このような場合、曲げセ縁２４５に沿った折曲げがさほど予測できなく且つ正確でないように折曲げのための実際の支点がない。同様に、ストラップ構成構造体が材料シートを貫かない溝２４３であれば、これらの溝は斜めの高強度の折曲げストラップを構成するが、溝が折曲げ中に切り抜いてスリットになるほどに深くないかぎり、折曲げ中、縁-面摺動が生じない。かくして、折曲げストラップの弧状に或は末広状に溝付きの具体例は、縁‐面折曲げが生じなくても、改良されたストラップの強度を有する。

リップ２５３とタング２６０の面２５５との相互係合を生じるには深すぎる切口のナがと関連された他の問題は、折曲げが折曲げ済みシートの両側間に小さい鋭角を定めるように比較的極度でないかぎり、結果的に生じた折曲げ済みシート材料がスリットの面に支持されるリップ縁部を有していないと言う点である。この結果、従来のスリット付け解決策と関連して述べたように、負荷時に折曲げストラップの中間程度の更なる応力付加が生じる。この問題は、図６ないし図８Ｂのストラップ構成では、従来技術と同じ位厳しくはないが、好適な形態は、実質的に折曲げ工程全体にわたってリップおよびタングの面の相互係合を確保するように切口の幅およびジョグ距離が選択されることである。

また、スリット２４３が実際に曲げ線上にあるか、或は曲げ線を横切っており、それでも、実際の支点面２５５およびそれに沿って摺動するリップの縁部の均衡化位置決めから正確な折曲げを生じることも可能である。スリット２４３が曲げ線２４５を横切るように形成される潜在的な欠点は、縁部２５７と面２５５との間にエアギャップが残ると言う点である。しかしながら、エアギャップは、その後の溶接、ろう付け、半田付け、接着剤充填を容易にするために、或はエアギャップがガス抜きのために望まれるなら、許容可能であこともある。エアギャップを生じるためのスリットの位置決めは、その後の曲がり部補強が用いられる場合、本発明の望ましい特徴である。しかしながら、エアギャップは、未充填の場合、において、回転を除いて、すべての自由度で曲り部の荷重支持要件のすべてを可塑的に変形されたストラップの連結帯域または横断面領域に置く傾向がある。また、エアギャップなしで縁-面係合を生じる曲げ線を横切るスリットを一定の基準で定めることも可能である。

図７、図８、図８Ａおよび図８Ｂは曲げ線２４５に沿って９０度の角度まで折り曲げられたものとしてシートを示している。図８Ａおよび図８Ｂで最も良くわかるように、リップ２５３の内縁部２５７はスリットの両側でタング２６０の面２５５上にまで摺動しており、そしてそこで相互係合され且つ支持される。従って、垂直方向の力Ｆ_Vは、図８Ａに示されるように、面２５５への縁部２５７の重なりにより支持される。水平方向の力Ｆ_Hは、図８Ｂに示されるように、同様に、面２５５への縁部２５７の重なりにより阻止される。図８Ａおよび図８Ｂを従来技術の図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａおよび図２Ｂと比較することにより、本折曲げ方法およびスリット付き構成が有する全体構造の強度についての差が明らかである。スリットに沿った交互の重なり縁‐面支持体と、反対に斜曲された方向に斜めである斜めの折曲げストラップとの組合せは、正確であるだけではなく、従来スリット付け構成が生じるよりも非常に少ない残留応力および高い強度を有する。

しかしながら、反対方向における折曲げストラップの斜曲は本発明の利点のうちの多くを達成するために必要とされない。シート２４１が等方性の材料である場合、ストラップの長さ方向中央の軸線の交互の斜曲は応力を解消する傾向がある。スーと材料が等方性でないなら、材料における優先的な粒子効果を打ち消すために同じ方向における斜めのストラップの斜曲を使用することができる。変更例として、等方性のシート材料では、同じ方向におけるストラップの斜曲が曲げ線の両側におけるシートの諸部分の曲げ線に沿った相対変位を生じることができ、この変位は生じられる側変位の量により締り嵌めまたはタブ／スロット挿入のような第３平面との係止係合を生じるために使用されることができる。

斜めのスリットの幾何形状は、これらのスリットが終結されるか、或はストラップがシートの残部に連結される個所でストラップ材料における残留応力を減少させる傾向がある領域にわたってスリットが曲り且つ捩れるような構造である。かくして、亀裂に伝播が低減されてスリットの端部における拡大開口部またはカールの必要性を少なくする。その結果の構造が主に静的負荷のために意図されるか、或は全く負荷されるのが全く期待されないなら、斜めのストラップを生じる弧状スリットには、無応力低減終結が必要とされる。

しかも、スリットが互いから横方向に間隔を隔てられるジョグ距離を増大することなしにストラップ２４７の幅を変えるためにスリット２４３を曲げ線２４３に沿って変位させることができることは理解されるであろう。逆に、同じストラップの厚さを維持するために、スリット２４３間のジョグ距離を増大させることができ、且つスリットを長さ方向に変位させることができる。明らかに、両方の変化は用途を満たすためにストラップの幅および長さをデザインするために行われることができる。

一般に、スリットからスリットまでの横方向の距離、または曲げ線までの１つのスリットの距離の２倍の比が「ジョグ」と称せられる。本発明の好適な実施形態における材料の厚さに対するジョグ距離の比は１未満である。すなわち、ジョグ距離は通常、１未満の材料の厚さ未満である。より好適な実施形態によれば、０.５未満の材料の厚さのジョグ距離比を使用することができる。更に好適な実施形態によれば、使用される特定の材料およびストラップの幅および切口の寸法によっては、ほぼ０.３未満の材料の厚さのジョグ距離比を使用することができる。

折曲げストラップの幅は、シートを折り曲げるのに必要とされる力の量に影響し、且つスリット２４３を曲げ線２４５から遠く離れる方向に移動させることにより、或はスリットの位置を長さ方向に変位させることにより、或はそれらの両方により変化されることができる。一般に、斜めの折曲げストラップの幅は、最も好ましくは、折り曲げられる材料の厚さより大きいように選択されるが、材料の厚さの約０.５倍ないし約４倍の範囲内のストラップの幅を使用してもよい。最も好ましくは、ストラップの幅は材料の厚さの０.７倍と２.５倍との間である。

しかしながら、本発明の利点のうちの１つは、スリット付け構成が、手動ツールまたは比較的低動力化されているツールを使用してシートの折曲げが清浄に達成することができると言う点である。かくして、折曲げツールは折曲げストラップ２４７の折曲げおよび捩りを行うほどの力のみを必要とし、これらのツールは曲り部の位置を制御するように十分な動力を有さなくてもよい。かかる制御は、曲り部の位置を制御するように十分な力で折り曲げられるべき材料を締付けるプレスブレーキのような動力化機械のために必要とされる。しかしながら、本発明では、曲り部の位置は実際の支点、つまり、曲げ線の両側で面２５５上で回動する縁部２５７により制御される。従って、必要とされる折曲げツールは、必ずしも、曲り部の位置決めではなく、ストラップ２４７の折曲げを行うことができるものであればよい。これは、高強度のパワーツールが、例えば、外側の空間、または構造体の現場加工において、或はかかる高動力化設備を有していない加工所で容易に利用可能でない用途では極めて重要である。また、以下により詳細に記載のように、金属シートを折り曲げるために、段ボール紙折曲げ機械、ブラダー、折りバー付きの真空折曲げ油圧式引張りシリンダーのような低力折曲げ設備および形状記憶折曲げ材料を使用することができる。更に、強い弧状の曲り部は、構造体自身の幾何形状のために、パワー折曲げ設備への物理的接近が可能でない構造体の加工において重要である。これは、３次元構造体を閉じ且つラッチ止めするのに必要とされる最後の少数の曲がり部では特にそうである。

スリット端部分２５１のための最も好適な構成は曲げ線２４５から弧状積重体である。実際、各スリットは、図９、図１０および図１０Ａに示され且つ後述のように、連続円弧として形成されてもよい。円弧により、スリットの側部の材料をスリットの中心で始まってスリットの端部まで進行する弧状の経路に沿ってタングの面側を上って滑らかに且つ順次移動させる。これにより、折曲げ中に面２５５に縁部２５７が掛かる危険を減少させ、それにより、折曲げストラップには応力がより少ない。更に、カット無し表面の大きい半径は応力集中の傾向が少ない。図６ないし図８Ｂの構成では、スリット２４３の中央部分は曲げ線２４５と実質的に平行である。幾つかの非平行な配向は、特に曲げ線の両側で均衡化されていれば、許容可能であり、ここに記載の結果を生じる。

また、曲げ線およびスリット２４３の中心に対して直角に曲げ線２４５から積重体するように端部分２５１を形成することも可能である。これは、スリットが長さ方向に重ならなかったら、非斜めであることができる折曲げストラップを構成する。この解決策の欠点は、折曲げストラップ２４７が一様に且つ確実に曲らない傾向があり、それにより曲り部の位置の精度に影響する。更に、このような幾何形状はストラップの捩れを除去し、且つ曲り部の内側丸みよび外側丸みに厳しい応力集中点を誘発し、そして縁-縁係合の程度を制限することがある。

本発明の実施形態すべてにおける折曲げストラップはまず男性的に変形され、その後、可塑性／弾性材料では、可塑的に変形される。スリット付けの本発明は、決して可塑的に変形しない弾性的に変形可能なプラスチックに対しても使用されることができる。このような材料は弾性的に曲らなくないように曲げられた或は折られた状態で固着される。弾性変形のみが生じることを見込みのあるようにするために、折曲げストラップには、曲げ線に対して小さい角度、最も好ましくは２６度またはそれ以下の角度にある中央の長さ方向のストラップ軸線が形成されることが好ましい。角度が低ければ低いほど、生じる捩りの割合が高くなり、且つ生じる折曲りの割合が低くなる。しかも、角度が低ければ低いほど、生じる折曲り半径が高くなる。剛性ポリマー、剛性金属、より可撓性のセラミックおよび幾つかの複合体のような優美に可塑的に変形しない剛性材料は弾性形態で大きい折曲り半径を許容することができる。また、これらの材料は材料の長いストラップにわたって分布される捩りばね作用を許容することができる。

しかしながら、可塑的に変形されたシートの曲り部の端部では、縁部２５７を引き下げて面２５５に当てる傾向がある或る程度の反発弾性変形が残存し、その結果、スリットの両側の材料間の相互係合を維持する残留弾性締付け力が生じる。かくして、折り曲げられるシートの弾性反発性は、曲り部における強度を確保し且つ曲り部の負荷時に折曲げストラップの漸増応力を減少させるために、支持力に抗して重なっているシートの縁部を予備負荷したり、引き下げたりする傾向がある。

図９、図１０および図１０Ａに示される実施形態は図６ないし図８Ｂと関連して説明された斜めのストラップの具体例の特別な場合である。ここでは、斜めのストラップは完全に弧状のスリット４４３により形成される。円形セグメントとして示されるこのスリットの構成はより熱く且つより展性の小さい金属シート、例えば、チタンおよび０.６３５ｃｍ（１／４インチ）の鋼板などを折り曲げるのに特に良く適している。

弧状または円形のスリット４４３が曲げ線４３５の両側でシート４４１に形成されるとき、曲げ線の上方でスリット４４３まで延びているシートのリップ部分４５３が折曲げ開始時に各弧状スリットの中心において端部４７０の面４５５にまくり上がったり摺り上がったりし始める。次いで、リップ部分４５３は、ストラップ４４７が捩られ且つ曲げられるにつれて、スリット端部に向けて漸次、各スリットの中心から部分的にタング面４５５に摺り上がる。対向面へのリップの漸次まくり上がりは、スリット端部４４９に対して応力が少なく、従って、スリットがまっすぐな中央部分を有していて、このまっすぐな部分全体にわたって面に同時に摺り上がる図６ないし図８Ｂの実施形態よりも、より小さい展性およびより厚い材料の折曲げにより適している。

図１０におけるスリット端部４４９は応力除去開口部２４９も、図６ないし図８の丸まれた端部２４９ａも、図１１の婉曲端部も有していないが、スリット４４３はほとんどのシートストックに切り込んだり成形したりするにはより経済的である。しかも、ストラップ４４７の変形は、応力集中が減少されるように、折曲げ中、より徐々である。これは、もちろん、負荷力および折曲げ力をより低い応力集中でシートの残部の中へより均等に伝達するためにストラップの幅の増大と合同する。

シートをスリット付けしたり溝付けしたりする本発明の種々の実施形態によれば、これまで実現されなかったデザイン製造および加工の利点を達成することができる。かくして、ＣＡＤデザイン、急速原型加工および「ピックアンドプレース」組立体のようなデザインおよび加工技術の全利点は、本発明によるシートストック成形技術を使用することにより実現されることができる。しかも、溶接のような標準の加工技術は本発明のストラップ形成構成を使用して大いに高められる。

本発明により形成されるシートを使用する多くの利点を溶接と同じくらい基本的な製造技術と関連して示すことができる。本方法を使用したシートの折曲げは、例えば、ジグ処理のような多数の部品の取扱いと関連された製造問題を回避する。

更に、スリット付けが用いられる本発明の折曲げ済みシートはスリットに沿って溶接されることができる。図１０Ａでわかるように、例えば、タブ４５３の面４５５および端面４５７が溶接のために理想であるＶ字形横断面を形成する。図１０Ａに示されるように、溶接部４６０（破線）をスリット４４３に沿って設置するために切削または機械加工が必要とされない。しかも、スリットの両側のシートの側面の縁‐面係合は、事実上、溶接中にシートの諸部分を一緒に保持し且つ熱的に誘発された反りを減少させるためのジグまたは取付具をもたらす。それにより、硬化時間が大いに短縮され、このスリット付け方法により達成される寸法精度は、溶接工程中、維持される。また、弧状スリットはロボット溶接のための容易に感知される地形的特徴をもたらす。これらの利点もまた半田付け、ろう付けおよび接着剤充填と関連して生じるが、熱的歪は、通常、多くの接着剤では、厳しい問題ではない。

溶接、ろう付け、半田付け、注封化合物または接着剤によるスリットの充填により、本発明の折曲げシートが流体または流動可能な材料を保持する包囲体へ形成される。かくして、折曲げシートの包囲体は、流体密のモールドを形成するために使用されることもでき、シート材は、成形後、除去されるか、或は適所に残される。

斜めの、特に湾曲された溝またはスリットの顕著な利点のうちの１つは、その結果得られた折曲げストラップがシート材料の残部につながる個所で積重体していると言う点である。かくして、図１０におけるストラップ４４７の領域４５０がスリット端部４４９と次のスリット４４３との間で横方向に積重体している。この積重体は各端部のところのストラップ４４における応力を拡散方法または非集中方法でシートの残部の中へ送ったり、伝達したりする傾向がある。スリットの円弧または丸みが減少されると、積重体が増大し、これもまた、曲り部を横切るストラップの応力伝達の更なる独立した調整を許容する。かかる調整は、曲り部の強度に更に影響するためにストラップの幅、ジョグ距離およびスリットの切口の変化のうちの１つまたはそれ以上と組合わされることができる。この原理は図１１の溝におけるスリットのデザインに用いられている。

図６ないし図８および図９ないし図１０の実施形態の斜めの折曲げストラップは折曲げ済み構造体の全体強度および耐疲労性のかなりの改良を生じるが、ストラップ構成構造体が弧状のスリットの形態をとるなら、更なる改良を特に疲労と関連して達成することができる。ここで使用する場合、「弧状」は円形の弧、および異なる半径を有する一連の長さ方向に連結された接線方向の弧を意味しており、且つこれらを含む。好ましくは、弧状のスリットまたは溝は図１１に示されるように（シートの厚さと比較して）比較的大きい半径を有している。かくして、材料シート５４１には、全体的に５４２で示される複数の連結された大きい半径の弧状スリットが曲げ線５４３に沿って設けられることができる。弧状スリット５４２は、好ましくは、曲げ線５４３に沿って隣接したスリットの中心間で測定されたずれ距離だけ）長さ方向に互い違いになるか或はずれており、或は本発明の他の実施の形態と関連して前述したようにして曲げ線５４３の両側にある。弧状のスリット５４２は、折曲げストラップ５４４である連結帯域と、スリット５４２により設けられる非連結帯域とを構成している。図１１における右側スリット５４２だけが切口またはスリットの厚さを許容しており、スリット５４２の残部は概略的に示されており、すなわち、無切口となるようにナイフにより形成されたスリット形態をとっている。

長さ方向に隣接したスリット５４２は、それらの間に折曲げストラップ５４４を構成しており、これらのストラップは、この実施形態では、前述のように、曲げ線５４３に対して斜めであって、交互の方向に斜曲されている。各スリット５４２は弧状スリットの中心点５４７からの曲げ線５４３から離れる方向に積重体している中央の弧状部分５４６を有する傾向がある。また、端部分５４６は、有利には、スマイルを弧部分５４９に沿って戻る方向に延びるようにする非常に小さい曲率半径で弧状であって、最終的に内方に弧状の部分５５１で終わるのがよい。

従って、折曲げストラップ５４４が、曲げ線５４３のいずれかの側では弧部分５４６により、且つストラップの端部では、弧状端部分５４８により構成されることはかるであろう。（長さ方向に隣接したスリットの左側対のところで図１１に示される）矢印５５２のところの弧状スリット部分５４６間に最小のストラップ幅が生じる。中心線５５３がストラップの最小幅のところで矢印５５２を通って引かれれば、この中心線は最小のストラップ幅５５２のまわりのところで曲げ線５４３を横切ることはわかるであろう。スラップ５４４は最小のストラップ幅５５２から両方向に長さ方向ストラップ軸線５５３から離れる方向に積重体している。かくして、曲げ線５４３の一方の側のシートの部分５５４がストラップ５４４により曲げ線５４３の反対側のシートの第２部分５５６に連結されている。最小幅の平面５５２から両方向におけるストラップ５４４の増大幅により、ストラップが応力を大いに減少させ且つ耐疲労性を高めるようにして曲げ線を横切って夫々のシート部分５５４、５５６に連結されている。

更なる例示の目的で、ストラップ５４４ａが中央の長さ方向のストラップ軸線に沿ってストラップの増大幅を実証するために網状線付けさられている。絶えず増大しているストラップ幅だけシート部分５５４を同様に増大するストラップ幅だけのシート部分５５６に結合することは応力を減少させる傾向がある。曲げ線５４３に対する斜角でストラップ５５４の中央の長さ方向の軸線を配向した結果、ストラップは捩られるだけではなく、捩られ且つ曲げられ、これによっても、ストラップにおける応力を減少させる。シートにおける応力はストラップの連結された材料を通って曲り部を横切って流れる。疲労破損の主な原因である引張状態の周期的な応力は捩られ且つ曲げられたストラップを通って大きい半径の弧５４６、５４９とほぼ平行に流れる。弧５５１、５４８のより小さい半径は、弧５４６、５４９の主な総力支持自由面から離れる滑らかな変化をもたらすが、それら自身、著しい総力の流れを受けない。このように、弧状スリットは、応力場の流れにおける（材料の厚さと比較して）大きい半径の弧のみを位置決めし、且つ折り線から離れる方向の親平面の中へのスリットが形成される深さを最小にするためにコネクタとしてより小さい半径の弧を使用するようにして、非常に小さい円または弧により相互に接合された非常に大きい円の部分に似ている。かくして、微小な亀裂を引き起こした応力が最も生じそうであるスリット端部は、図６ないし図８および図９ないし図１０の実施形態における破損状態でおそらく生じ得るように、曲り部の長さを下って１つのスリットから他のスリットまで伝播されない傾向がある。

また、折曲げストラップの形状は曲り部を横切る応力の分布に影響する。折曲げストラップが最も狭いストラップの幅寸法、例えば、図１１における幅寸法５５２から比較的急に積重体する場合、この最小の寸法がストラップの中心のところくびれまたは弱化平面として作用する傾向がある。このような急に幅狭くなることは、ストラップの両側のシート材料５５４、５５６の中へのストラップの全長にわたる応力の所望の分布ではなく、ストラップにおける局部的な可塑変形および応力集中を許容する。

図１１に示されるように、且つ好適であるように、ストラップ５４４は、好ましくは、所望のストラップ強度を与える最小の幅寸法５５２を有し、次いでストラップがシート部分５５４、５５６の中で終わるときに生じる任意に急な積重体でストラップに沿って両方向に次第に積重体する。この構成は、曲げ力および捩り力をストラップの長さに沿って一様にシート部分５５４、５５６の中へ分布するのではなく、曲げ力および捩り力を集中させて破損を生じる５５２のところの不当に幅狭いくびれを有する問題を回避する。

スリットの端部、すなわち、弧状スリットの凹形側面により構成される親平面の部分は、引張り応力から隔離される傾向がある。これにより、タングを、親平面に切込み特徴を位置決めするために理想的にする。取付穴または整合穴、または他の連結幾何形状と合う切欠きが例である。図１１Ａは水ジェット切込みされるか或はレーザー切込みされた急速刺し穴５６０、５６５をスリット５４６のタング５５５に位置決めすることを示している。急速刺し穴はいくらか不規則であり、他のところでは、疲労亀裂破損を開始する。図１１Ａには、急速刺し穴の２つの別な位置が示されている。低速刺しが非常に時間を浪費するので、急速刺し穴はレーザーまたは水ジェット切込みの全コストを低減するのに重要である。

本発明のほとんどの有利な態様のうちの１つは、ストラップおよびスリットのリップおよびタングの縁-面係合形成すべき材料のデザインおよび切込みが、従来技術に記載のように、従来の折曲げ技術を使用して同じ角度または鋭さの程度まで曲げられた或いは折られた材料のミクロ構造の実質的な変化と比較して、曲げ部または折り部のまわりの材料のミクロ構造が本質的に変化されないようにして達成されると言う点である。材料が曲げられるときに、曲り部のまわりの応力を大いに減少させ且つ曲り部のまわりの材料のミクロ構造を未変化のままにする捩じりおよび曲げ変形の組合せをもたらすのはストラップとスリットの縁−面係合との関係である。従来技術の従来の折曲げ技術が使用される場合、例えば図５Ａ、図８、図８Ａおよび図１０Ａに示されるように、曲り部が鋭いように、（例えば、曲り部の内側で９０度）であるように形成されるなら、曲り部のまわりの材料のミクロ構造にかなりの変化がある。

本発明の他の実施形態と関連して一般に述べたように、スリット５４２はシートの特性の広い範囲に対処するように変更された幾何形状を有することができる。かくして、折曲げられるシート材料の種類を変えられたり、その厚さが変化されたりするか、或いは曲り部の強度特性が合わせられるべきである場合、スマイルスリット５４２の幾何形状もまた変化することができる。各スリットの長さＬは、そのずれ距離Ｏ.Ｄ.、または曲げ線５４３に沿った長さ方向の間隔と同様に変化することができる。スリットの高さＨもまた変化されることができ、曲げ線の両側のスリット間の曲げ線を横切るジョグ距離が変えられることができる。これらの種々の要因はストラップ５４４の幾何形状および配向に影響を及ぼし、これもまた曲り部の強度および種々の構造体に使用するための適合性に影響する。等しく重要なものは前述のシーリングおよび位置決め変数とともに、弧状のスリットの形状である。

従って、ストラップ構成スリットまたは溝を、曲げられるか或いは折られる材料および製造されるべき構造体に合わせることができることは本発明の特徴である。例えば、幾何形状が僅かに変えられた弧状スリットデザインについて、異なる厚さ以外、所定の材料のシートを経験的に試験することが可能であるが、デザインは或る種類の弧幾何形状を備えている。この方法は異なる材料について繰り返されることができ、折り曲げられる材料シートおよびその厚さに関しての入力に基づいてデザインを検索することができるデータベースに経験的なデータを記憶することができる。この方法は材料シートの物理的特性が入力され、且つプログラムが材料を折り曲げる際に使用するための最も適切な弧幾何形状に関する経験的なデータのコンピュータデータベースから選択するコンピュータ設備に特に良く適している。ソフトウエアは、シートが正確なデータが記憶されていない材料のものである場合、またはシートが正確な記憶データが無い厚さを有する場合、有効なデータ間で補間することもできる。

弧、かくして、連結ストラップのデザインまたは構成もまた、曲げ線に沿った材料シートの厚さの変化に対処するために曲げ線の長さに沿って変化されることができる。変更例として、曲げ線に沿ったストラップの構成は変化することができ、或いは非線形負荷に対処するように合わせられることができる。本発明の強度および耐疲労性の改良ほどには重要ではないが、スリットまたはストラップの構成は改良された強度および耐疲労性との組合せで異なる装飾効果を与えるように変化されることもできる。

本発明のシートスリット付け装置の種々の実施形態から生じる他の利点は、結果的に得られた曲り部または折り部が内面的および外面的の両方で比較的鋭いと言う点である。鋭い曲り部によれば、１つの曲り部構造体を他の構造体に強く結合することができる。かくして、プレスブレーキ曲り部は丸くされるか、或いは曲り部のところで顕著な丸みを有する傾向がある。プレスブレーキ曲り部構造体が例えばプレートに結合され、且つ折曲げ済み構造体を弧状曲り部のまわりに回転させる傾向がある力が加えられると、折曲げ済み構造体はプレートから分離することができる。かかる分離は、本スリット付けスキームを使用した結果得られる曲り部と同様に、曲り部が鋭い場合よりも容易に生じることができる。

鋭いまたはくっきりした曲り部または折り部を生じることができることにより、本発明の方法を、これまで紙または薄いフォイルから形成されるだけであった構造体、つまり、オリガミまたは折紙構成体の広大な技術に適用することができる。数世紀の努力後に、複雑な３次元折紙構造体およびそれらの創作のための科学または数学が開発された。このようなオリガミ構造体は、視覚的に優美であるが、通常、フォイルより大きい厚さの金属シートから形成されることが可能でない。かくして、オリガミ折りシートは、通常、著しい負荷を支持することができない。オリガミの代表的な例は、ファイアリブックス（バッファロー、ＮＹ）により２００２年に発行されたデディールボウシンによる「進歩的オリガミ」およびスターリングパブリシング社（ＮＹ、ＮＹ）により２００２年に発行されたクニヒコカサハラによる「極度のオリガミ」に記載の折紙構成体である。かくして、本発明は、ここに記載のスリット付けおよび折曲げ方法がオリガミ折目の代わりにされる新規な部類のオリガミアナログデザインを可能にする。

本発明のシートスリット付けおよび溝付け方法は、鋭い曲り部を生じ、且つ金属シートのそれ自身への１８０度の折り返しを許容する。かくして、フォイルの厚さを十分に超えた厚さを有するシート金属を使用して、多くの構造上興味あるオリガミ構成体を加工することができ、その結果得られたオリガミ系構造体は著しい荷重を支持することが可能である。

他の興味あるデザインおよび加工可能性は、特に、自動化された「ピックアンドプレース」構成部品の追加が用いられるなら、急速原型加工および急速製造と関連して本発明のスリット付け構成を使用することにより実現される。急速原型加工および急速製造は広く知られており、且つ３次元加工を可能にするためにＣＡＤ（コンピュータ助成式デザイン）およびＣＡＭ（コンピュータ助成製造）デザインの使用よりなる。デザイン者は所望の仮想の３次元構造体で開始する。急速原型加工を可能にするために本発明を使用して、ＣＡＤソフトウエアは３次元構造体を２次元シートに戻し、次いで所望の構造体を生じるためにシートを折り曲げるためのスリットの位置を探し出す。同じことがＣＡＭを使用した急速製造でなされることができる。同様な仕事を行うための他の種類のソフトウエアもある。ジョグ距離および折曲げストラップの幅を選択することにより正確に折曲げ且つ曲り部の強度に合わせることができることにより、デザイン者はデザイン方法において未折りの２次元シート図にスリットを配列し、その後、デザイン方法は、構成部品を追加した或は追加することなしに、複雑な３次元構造体を生じるためにシートの溝付けまたはスリット付けおよび折曲げにより製造方法で実行されることができる。

広くは、高速の「ピックアンドプレース」自動化部品取り扱い技術を使用して電子装置用の回路盤に部品を組付けることも知られている。かくして、組付けロボットが、部品供給装置から部品を取り上げ、次いでそれらを回路盤または基板またはシャシに設置することができる。ロボットは留め具、半田付け差込みなどを使用して部品を基板に固着する。このような「ピックアンドプレース」組付けは平らな表面への部品の設置に大いに限定されていた。かくして、回路盤は、「ピックアンドプレース」組付けが完了された後に３次元ハウジング内に設置されなければならない。

電子ハウジングは、通常、部品がハウジングの壁部に固着された後には、３次元形状へ折られたり、或は曲げられたりされることができない。しかも、従来の折曲げのための技術は、本発明では可能であり、且つ部品または構造上の整合問題を解決するのに必要な精度を欠いている。従って、ハウジングを予め折ったり曲げたりすることは、電子部品をハウジング内に固着するのに使用されるべきピックアンドプレースロボットの力を制限していた。

なお、スリット間に存在するストラップは、有利には、電子用途では曲り部を横切る導電経路として使用されることができ、可能な精度により、３次元シャシが形成されるとき或は回路盤自身がより濃密な構成へ折られるとき、回路盤上の導電経路または部品を整合状態へ折ることができる。

しかしながら、本発明のデザインおよび製造方法によれば、図２８Ａないし図２８Ｅに示されるように、正確曲り部を配列し、次いで伴われる比較的低い力でスリットを形成することができる。かくして、ハウジングをデザインして平らなシート８２１から切込むことができ、高速のピックアンドプレースロボットを使用して部品を立方体の包囲体のいずれものすなわち６つの壁部に急速の固着することができ、ピックアンドプレース方法を完了した後に、ハウジングまたは部品シャシを３次元形状へ容易に折り曲げることができる。

図２８Ａに示されるように、シート８２１は、好ましくは高速ロボット技術により折曲げ前に固着される部品Ｃを有している。シート８２１には、レーザー切込み、水ジェット切込み、ダイ切込みなどによりデザインされた切欠き特徴８２２と、部品受入れ開口部８２３と、タブ８２４と、支持フランジ８２６と、タブ受け入れスロット８２７とが形成される。図２８Ｂでは、シート８２１は曲げ線８３１に沿って折り曲げられてタブ８２４を外方に変位さえてある。次に、シートは図２８Ｃにおいて曲げ線８３２に沿って曲げられ、次いで図２８Ｄにおいて曲げ線８３３に沿って部品Ｃの上方で折り曲げられ、他方、側フランジ８２６は曲げ線８３４に沿って折り曲げられている。最終的に、シャシ端部分８３６が魔ｇ線８３７に沿って上方に折り曲げられ、タブ８２４が、部品Ｃのまわりで３次元電子シャシ８３８へのシートの剛性の固着を可能にするようにスロット８２７に挿入される。

明らかに、ほとんどの場合、折曲げ前に、複数の部品Ｃがシート８２１に固着され、部品Ｃもまた折曲げ方法における種々の工程でシャシ８３８に固着され、且つシャシの種々の表面に固着されることができる。

また、図２８Ａないし図２８Ｅは本発明のシート折曲げ方法により実施される気品的なデザイン方法を示している。部品を支持するほとんどの空間効率方法のうちの１つはこれらの部品をシートストックに取付けることである。しかしながら、従来のシートストック折曲げ技術の使用は堅い曲り部および入り組んだ差込シート部分を可能にしない。しかしながら、本発明の折曲げ方法は、スリットを極めて正確に配列することができることの理由で、開口部、切欠き、スロット、タブなどが折曲げ済み構造体ならびに取付けられた部品および他の構造体に対する結合部において正確に整合するように、曲り部を正確な位置に生じる。

しかも、曲げ線およびシャシまたは包囲体特徴の正確な配列は利点のほんの一部である。構造体自身は比較的低いちからを使用して、および手動ツールによっても折曲げられることができる。曲げ線の正確な位置と低力折曲げとの組合わせにより、これまで部分的に実現されただけであったデザイン技術を可能にする。この技術は所望の機能を有する部品を選択し、且つこれらの部品を所望の配置で空間に位置決めすることを含む。その後、シャシは、例えば、ＣＡＤ技術を使用して、部品を位置決めされたままに支持するのに必要なシャシの支持用の薄いシート部分がデザインされた状態で設計される。曲げ線は支持用シート部分を生じるように位置決めされ、シャシは、図２８Ａに示されるように、必要な特徴および曲げ線を有する平らなシートへ図式的に折り戻される。

このような技術をＣＡＤデザイン文献およびＣＡＤおよびＣＡＮソフトウエアにおいて前に説明しが、これらの技術は、シート金属の正確な低力折曲げが実用的でなかったので、最も簡単なデザイン以外、どれにも効果的に実施されなかった。スリット付けに基づいた本発明はこの理論的なＣＡＤまたはＣＡＭデザイン技術の実際の加工を可能にする。従来技術のＣＡＤまたはＣＡＭデザインは、例えば従来の折曲げ交差を保持することができなかったので、以前、理論的なＣＡＤまたはＣＡＭモデルと同じ精度まで実際の材料において物理的に実現されることができなかった。本発明では可能な折曲げ精度は、ＣＡＤまたはＣＡＭモデルと折曲げシート材料のための達成可能な物理的形態との間の対応性を劇的に増大する。

しかも、折曲げはピックアンドプレースまたは急速原型加工現場で行われる必要がない。部品が取付けられたシートは、部品が搬送方法のための手荷物として作用するように形成され且つ選択された状態で搬送されることができる。デザインおよび切込み現場から遠いことがある加工現場にあると、シャシまたはハウジングシートは、望むなら、手によっても正確に折り曲げられ、折る曲げられたハウジングは、複数の選択された部品が内部または外部に固着された状態で３次元構造体に固着される。

しかも、三次元シャシおよび他の構造体は、構造体の内部への周期的または緊急の接近のためにシャシまたは構造体内にドアを設けるために曲げ線に沿ってストラップにより取付けられるパネルを中に有することもできる。それにより、別体のドアヒンジ組立体が除去される。

ここに記載のシートスリット付けまたは溝付け技術の種々の実施形態を使用して、極めて広い範囲の製品を形成することができる。列挙による制限なしに、下記のものが本発明のスリット付けおよび溝付けスキームを使用してシート材料から折られることができる製品の例である：トラス、ビーム、湾曲ビーム、コイル状ビーム、ビーム内ビーム、包囲体、多面体、スタッド壁部、ビームネットワーク、包囲ビーム、フランジ付きビーム、中間のマルチピースフランジ付きビーム、機械、芸術品および彫刻品、オリガミ三次元構造体、音楽楽器、玩具、標識、モジュール連結体、パッケージ、パレット、保護包囲体、プラットホーム、橋、電気包囲体、ＲＦシールド包囲体、ＥＭＩシールド、マイクロ波ガイドおよびダクトなど。このような構造体の少しの例が図１２ないし図３０および図３２に示されている。

本発明のスリット付け方法およびスリット付きシートを使用しての湾曲ボックスビームの形成を図１２、図１３および図１４の参照により述べることができる。２つの曲げ線５６２、５６３を有する材料シート５６１が図１２に示されている。曲げ線５６２はその両側に複数の弧状スリット５６３を有している。また、より小さい弧状スリット５６４が曲げ線５６２に沿って位置決めされている。これらのスリット５６３、５６４は図１１におけるスリット５４２と関連して説明され且つ示されたような一般構成を有しているが、スリット５６４の長さはスリット５６３の長さに対して減少されており、スリット５６４は材料シートの縁部５６８に設けられている切欠き５６７の頂点５６６に位置決めされているのがわかる。スリット５６３の長さ方向に隣接した端部分およびスリット５６３、５６４の長さ方向に隣接した端部分により構成される折曲げストラップ５６９はスリット５６３、５６４の長さの差にかかわらず、構成が本質的に同じである。弧状のセグメントの差に因りある程度の僅かな形状の差があるが、折曲げストラップ５６９は曲げ線５６２の長さに沿ったそれらの強度および耐疲労性能力が本質的に一様である。

スリット５６４の設置の利点のうちの１つは、これらのスリットが切欠き５６７の頂点５６６で生じることができるいずれかの応力亀裂の伝播を封じ込める傾向があると言う点である。切欠き５６７により構成される種々のリーフまたはフィンガー５７１は、構造体が必要とすべきであれば、９０度まで、或は他の角度までページのなかへ或は外へ折り曲げられることができる。中央の部分５７２は図１２が描かれている用紙の平面に留まることができる。

複数のスリット５７６、５７７が第２曲げ線５６３に沿って位置決めされている。これらのスリットは第１曲げ線５６２に近接して示された弧状スリットより非常に密接している端曲線部分５７８を有している。一般に、密接した端部分５７８はスリット５６３、５６４と関連して使用されるより開放端部部分ほど望ましくない。それにもかかわらず、破損に応力付与する傾向がない展性材料では、スリット５７６、５７７について示された種類のスリットは全く適切である。また、スリット５７６、５７７間の相違は、より小さいスリットが切欠き５６７の頂点５６６に使用されたと言う点である。

スリット付けされると、リーフ５７１を中央部分５７２に対して９０度のような角度で折り曲げることができるように、シート５６１を曲げ線５６３に沿って折り曲げることができる。なお、普通、曲げ線５６２、５６３に沿ったスリットは同じ形状を有しており、すなわち、スリット５７３および５６４であるか、或はスリット５７６、５７７である。スリット構成を混成することが可能であるが、普通、図１２に示されるように、スリット構成の混成からの利点は無い。図１２の図示の実施形態の目的は本発明によりシート材料の折曲げに使用するのに適している異なるスリット構成を示すことである。

図１２に示されるようにスリット付けされた２つのシートを使用して湾曲ボックスのデザインおよび形成を図１３および図１４と関連して説明することができる。このデザインは、先に述べたように、ＣＡＤ，ＣＡＭ装置で達成され、シート５６１に形成されたスリットは同様にＣＡＤ，ＣＡＭ装置または他の装置にデザイン法で配列される。５８１で全体的に示される湾曲ボックスビームが示されており、この湾曲ボックスビームでは、１つのデザイン化され、切込まれ且つ折り曲げられたＵ字形のシート５７２ａが第２のデザイン化され、切込まれ且つ折り曲げられたＵ字形のシート５７２ｂに固着されている。図１３および図１４からわかるように、フィンガーまたはリーフ５７１ａはフィンガーまたはリーフ５７１ｂの外側に折り重なれている。両方の場合、頂点５６６は折り線５６２ａ、５６３ａ、５６２ｂおよび５６３ｂに極めて近接している。頂点のこの設置は、切欠き５６７ａが増大した切欠きの夾角を有するようにすることによりシートの折曲げを許容し、他方、切欠き５６７ｂの夾角はビーム５８１の長さ方向の折曲げの領域５８２において減少する。シート材料の中央部分５７２ａ、５７２ｂは少なくとも極度でない半径における座屈の無い折曲げを受け入れる厚さを有している。

折られたシートはリベット５８３または他の適当な留め具、接着剤または溶接およびろう付けのような留め技術により相互に固着されることができる。留め具のための開口部は図１２に５８０で示されるように予め形成されることができる。開口部５８０の位置は、正確な湾曲構成が折曲げに先立って定められるか或は知られているなら、正確に設定されることができ、或は開口部５８０は中央の位置に位置決めされ、その後、中間であるか或は現場で設定される湾曲に２つの折曲げ済みシートを互いに接合するために後であけられた穴と共に使用されることができる。

例えば、中間の湾曲ボックスビームのための１つの用途が航空機工業界にある。折曲げし難い４０４１Ｔ-６または６０５１Ｔ-６アルミニウムが、スリットの所望のレイアウトでデザインされ、次いで図１２にしめされるように完成されたスリット付きシートに設けられる。次いで、これらのシートは、例えば、修復されなければならない航空機の一部の湾曲により現場で定められる湾曲を有するボックスビームを与えるように現場で形成される。ボックスビームを形成する２つのシートは損傷された航空機の表皮部の一部の下に嵌るように湾曲され、その後、表皮部は湾曲ボックスビームの中央部分５７２に取付けられる。

リーフまたはフィンガー５７１の折曲げは手動ツールで、或は手によってなされることができ、下層の折られたシートのリーフまたはフィンガーにあけられている穴のためのガイドとして予め形成された穴５８を使用することによってボックスビームの湾曲を保持するために、現場リベット止めが使用されることができる。かくして、簡単な手動ドリルおよびプライヤーでは、高強度の構造的４０４１Ｔ-６アルミニウムボックスビーム７は注文形成され、航空機の表皮部のその後の留めのための航空機構造部品として位置決めされることができる。これにより、例えば、永久修復を行なうことができる現場まで平面を通すことができるように、実戦条件下でも現場修復を可能にする。

長さ方向に湾曲されたボックスビームが所定の或は公知の長さ方向湾曲を有する場合、リーフまたはフィンガー５７１ａ、５７１ｂは、フィンガーが同じ平面において互いに噛み合う切欠きによって構成されることができる。これにより、滑らかであって開口部の無いビーム側壁部を生じる。

図１２ないし図１４に示されるように、長さ方向に湾曲されたボックスビーム６８１はシート材料をまっすぐな折り線５６２、５６３に沿って折り曲げることによって生じられる。また、湾曲された曲げ線に沿ってスリット付けまたは溝付けすることによって長さ方向に湾曲されたボックスビームを生じることも可能である。

前述の湾曲ビームの具体例に加えて、非線形の部分を有する曲げ線に沿って折曲げストラップ構造体を単純に配列することの結果、湾曲された構造部材の他の例がすぐに明らかになる。このような曲げ線または曲線に沿って折ったり曲げたりすると、シートは湾曲された三次元構造体になる。

図１５および図１６を参照すると、折るためにデザインされ且つスリット付けまたは溝付けされた材料シートおよびそれから加工された三次元構造体がそれぞれ示されている。シート６１１は長さ方向に延びている折り線６１２、６１３に沿ってスリット付けまたは溝付けされるようにデザインされた。更なるスリット付けまたは溝付けは横方向に延びている折り線６１４、６１５、６１６、６１７上に生じた。シート６１１の対向された側縁部６１８、６１１は円形であり、複数の切欠き６１９はシートの両側縁部に形成されている。シートの一端部には、結合用タブまたはフランジ６２１が形成されており、この結合用タブまたはフランジ６２１は、好ましくは、そこに留め具受入れ開口部６２２を有しており、これらの開口部６２２はシート６１１の反対端部における開口部６２３と整合する。図９および図１０の字形に示される種類のスリットまたは溝６２４は折り線６１２ないし５１７に沿って位置決めされた。他の実施の形態に示される種類のスリットまたは溝を本発明の範囲内で用いることができることは理解されるであろう。

図１５に示される材料シートは図１６に示されるロッド、ポストまたはカラム６３１のような円筒形部材を包み込むか或は包囲するように構成されている。シート６１６を折り線６１２ないし６１７に沿って折り曲げることにより、シート６１１は１６にしめされるように円筒形部材６３１を包囲するようにまわりに折られることができる。シートの円弧状部分６１８はカラム６３１の半径と合う半径を有するように寸法決めされている。切欠き６１９が閉じ、切欠きを構成する縁部が互いに当接し、他方、折り線６１４、６１７により、シートを折ってカラム６３１のまわりの正方形の構成にし得る。その結果生じた折り曲げられた三次元構造体は、他の部材または構造体が容易に取り付けられることができる表面を設ける複数の平らなパネル６３６ないし６３９を有している。折られたシート６１１は開口部６２２、６２３を通して留め具によりカラム６３１にまわりに適所に固着されてもよい。溝またはスリット６２４の構成により、折られたシート６１１はカラムまたはポスト６３１のまわりの高強度の剛性構造体になる。垂直方向の変位に抗するポスト６３１への折られたシート６１１に固着は、弧状縁部６１８とポストとの締り嵌めの結果および／または留め具、接着剤、溶接、ろう付けなどの使用の結果であることができ、組立体は円筒形構造体への構造部材のその後の結合の問題を解決する多くの用途を有する。図１５および図１６の例は単に潜在的な化粧用被着ではなく、円筒形形態と直線形態との間の構造的変化部片である。

本発明のデザイン化されて製造されたスリット付きまたは溝付きシートおよび方法は、波形パネルまたはデッキ組立体をデザインし且つ形成するために使用されてもよい。図１７および図１８は本発明の装置および方法を使用してデザインされ且つ構成されることができる２つの波形パネル組立体を示している。かかる組立体は高い強度-重量比を与えるのに特に効果的であり、本発明のシート折り技術は波形シートを折ることと、取付けタブを設けることとの両方を容易に受入れる。

図１７では、波形シートを平らなシートに結合するためにスリットを通って延びることができる取付けタブが設けられており、図１８では、留め具受入れ開口部を有するタブが設けられている。

図１７では、材料シート６４１は本発明の教示により長さ方向に延びる折り線６４２ないし６４７に沿ってスリット付けまたは溝付けされている。更に、複数のタブ６４９が折り線６４３、６４５、６４７に沿って形勢されている。タブ６４９は折り線に沿ってスリットまたは溝６５１の形成と同時にシート４１に切り込まれている。かくして、シートが図１７に示される波形状態に折られると、タブが上方に突出するように、Ｕ字形切り目６５２がシートに形成されている。タブ６４９は、折りが生じて波形部を形成すると、垂線から角度をなして延びるが、タブ６４９は、その後の工程により、６１７で示されるように、傾斜位置からほぼ垂直な位置まで曲げられることができる。

図１７に示された折られたシートまたは波形のシート６４１は複数のスリット６５７が形成された第２の平らなシート６５６に取付けられることができる。スリット６５７はこれらを通してタブ６４９を合わせ的に受入れるように位置決めされ且つ寸法決めされている。シート６５６を波形の折られたシート６４１上に降下させると、タブ６４９はスリット６５７を通って上方に延びる。タブ６４９はシートを互いに固着するためにスリット６５７と締り嵌めされることができ、或はタブ６４９は２つのシートを互いに固着するために水平な位置まで曲げられるか或は垂直軸線のまわりに捩られることができる。また、タブ６４９は曲げられ、そして接着剤、溶接、ろう付けなどによりシート６５６に固着されてもよい。

選択自由として、スリット付けまたは溝付け方法中にシート６４１から形成されるタブ（図示せず）を使用して、図示されていない第２材料シートを折られた或は波形のシート６４１の下側に取付けることができる。第２シートはシート６５６と関連して述べたようにして折られた波形のシート６４１の底部に固着される。
結果は、多くの用途に使用されることができる高強度の耐疲労性および軽量の波形パネルまたはデッキ組立体である。

図１７と同様な波形パネル組立体を図１８と関連して示されるように構成することができる。折られた波形のシート６６１は複数の折り線６６２と、複数のタブ６６３とを有している。タブ６６３はタブ６４９と関連して述べたものと同様にしてシート６６１から形成され、タブ６６３のみが留め具受入れ開口部６６４を有している。更に、タブ６６３はタブ６４９と関連して述べたように、ほぼ垂直な位置までではなく、ほぼ水平な位置まで折られる。水平な位置では、タブ６６３は留め具受け入れ開口部６６７を有する第２材料シートを結合するために使用されることができる。シート６６６は、開口部６６７が開口部６６４と整合するように位置決めされ、２つのシートを互いに固着するために、留め具が使用される。図１７と関連して述べたように、第３シートを波形のシート６６６の底部に固着することができるが、この図は波形のシート６６１の底側における固着タブ６６４を示していない。

また、前述のように、本発明により形成された複数の溝またはスリット６６８を用いることにより、強度が非常に高く、良好な耐疲労性を有し且つ軽量である波形デッキまたはパネル組立体を加工することができる。

図９ないし図２２は本発明のスリット付きシートおよび方法を使用して形成されることができる連続した波形パネルまたはデッキの更なる具体例を示している。しかも、図１９ないし図２２のパネルは、顕著な荷重支持能力を有する鋭い曲り部または折り部を加工することができる理由で得られることができる強度の利点を有している。更に、図１９ないし図２２の具体例は折られたシートを高強度の三次元構造体に相互係止するためにタブを使用していることを示している。

波形パネルまたはデッキを形成する従来の技術は、しばしば、全体のパネル材料に対する弦材料に所望の高いレベルまたはパーセントを達成することができない欠点がある。一般に、ウェッビングの目的はそのタスクを達成するのに必要とされる最小のウェッブの質量で弦を分離することである。Ｉ-ビームはそれらの間の連結ウェッブに対するより厚い頂弦および底弦を使用する転造または溶接形態である。本発明によれば、連続コイルから製造され、コンパクトなコイル形態で搬送され、且つ現場で容易に形成されることができる剛性で強く、低重量の構成体を生じる際に広いデザイン融通性に対処した波形構造体の部類を可能にする。この可能にされた実施形態に相互係止性質は、溶接が破損を特に受けるコーナーにおける溶接を回避する。

本発明を使用してシート材料７２１がスリット付けされており、このシート材料７２１は曲げまたは折り前の平らな状態で図１９に示されている。わかるように、複数の実質的に平行な曲げ線７２２は、両方向に斜曲された斜めに延びるストラップを構成するために曲げ線の両側に位置決めされた交互する弧状スリット７２３のパターンを有している。スリット７２３は例えば図６または図９におけるスリットの形態をとることができる。また、シート７２１には、スリット７２３のタングン部分に外方に延びている複数の端部７２４と、複数のキーホール状の開口部７２５とが形成されている。開口部７２５はタブ７２５と整合関係で位置決めされている。

図２１Ａでは、タブ７２４はスリット７２３から曲げ線７２２を横切って延びていることがわかる。従って、タブ７２４はスリット７２３のタング側の延長部である。キーホール開口部７２５は、タブ７２４を受入れるように寸法決めされた構成を有するスリット７２３のタング側における切欠きまたは凹タブである。タブ７２４の首部がスリットの反対側で上方に変位された面により干渉されるのを防ぐために、切欠き７３０がスリット７２３のリップ側面に設けられている。かくして、タブ７２４が切欠き７２５／７３０に挿入されるように、７２５、７３０の全体領域が切り込まれて落ち込んでいるか、或はシートから除去されている。

図２０では、図１９の平らなシートは折られて連続した波形パネルまたはデッキにされている。パネル７２６はウェッブ部分７２７および弦部分７２８を有している。パネル７２６でわかるように、弦７２８は連続してデッキまたは弦表面を与えるためにパネルの上側および下側の両方でパネルの全長にわたって端-端当接関係にある。この構成は、横方向のウェッブすべてがパネルの頂側および底側の両方で弦により接合されていないパネルにわたって例えば折曲げにおける強度が大いに向上されたオアネルをもたらす。更に、デッキまたはパネルは、優れた強度／剛性対重量の比のために弦材料質量対全体デッキまたはパネルの質量の比を更に改良する追加の材料シート（図示せず）を追加することにより補強されることができる。

図２１はパネル７２６のために用いられた曲げまたは折りスキームをより詳細に示している。例えば、端フランジ７２９と連結して、ウェッブ７２７ａを曲げ線７２２ａのところでパネルの下側まで下方に曲げ戻すことができる。次いで、シート材料７２１を曲げ線７２２ｂのところで前方に曲げ、弦７２８ａがフランジ７２９と平行にパネルの長さ方向に延びる。曲げ線７２２ｃのところで、ウェッブ７２７ｂを上方に延びて曲げ線７２２ａに戻るように曲げ、その時点で、弦７２８ｂを前方に曲げ、曲げ線７２２ｂまで延ばす。次いで、ウェッブ７２７を曲げ線７２２ｄのところで曲げ線７２２ｃまで折り戻す。この曲げは、連結用ウェッブにより分離されるパネルの頂部および底部の両方に複数の端-端弦が存在する折られた波形のパネルを生じるようにパネル７２６の長さに沿って継続する。全体のパネル質量に対するパネルの弦材料の質量は高い強度対重量の比のために比較的高い。

本発明のスリット付け方法を使用して鋭いまたはくっきりした折り部にシート７２１を折ることができることにより、ウェッブ７２７と弦７２８との間の頂点７３１が比較的鋭くなり、且つ密な当接関係で位置決めされる。図示のように、図１９ないし図２１のパネルは、各頂点が約１２０度である正三角形を生じる等しい長さのウェッブおよび弦を有している。理解されるように、多くの他の構成幾何形状が同等に可能である。

折られたパネル７２６を三次元構成で固着することができる多くの方法があるが、好適な方法は、タブ７２４と、折曲げ用スリットの形成中にシート７２１に切り込まれる相手のキーホール開口部７２５とを用いることである。

タブ７２４ａは、例えば、フランジ７２９からウェッブ７２７ａまでスリットのタングの外方に延びるようにタブのレーザーまたは水ジェット切込みにより設けられる。ウェッブ２７２７ａを曲げ線７２２ｂまで下方におよび後方に曲げると、タブ７２４ａはフランジ７２９の水平の平面に留まる。図２１Ａで最も良くわかるように、弦７２８ｂに切込まれ且つタブ７２４ａと整合された相手の開口部７２５により、タブ７２４ａを開口部７２５に位置決めし得る。各タブ７２４が拡大頭部または端部７３４を有していれば、タブは、のこぎり部片が隣接した部片を捕獲するか或はそれと相互係止するほどに、相手の開口部７２５により係止されるか或は捕獲される。この相互係止はパネルの頂および底平面における相手の開口部からのタブの分離を阻止する。タブおよび開口部は締り嵌めを生じるように寸法決めされる必要がないが、好ましくは寸法決めされない。

また、タブ７２４と開口部２７５との相互係合はパネル７２６の底辺に沿って生じ、その結果、選択自由として使用されることもできる接着剤、溶接、ろう付けなどのような追加の固着技術なしでも、図２０に示されるような形態で折られたパネルの固着が生じる。

図２２では、図１９ないし図２１のシートスリット付けおよび曲げ方法は円筒形部材７４１の形成に適用されるものとして概略的に示されている。また、ウェッブ７４２および弦７４３は曲げ線のまわりに形成され、曲げ線の位置は、内側丸み７４４上の弦が円筒対７４１の外側丸み７４６上の弦より長さが短いように選択される。タブおよび相手の開口部は、材料の厚さおよび円筒体７４１の半径に応じて、弦およびウェッブを所望の構成で係止するために使用されてもよい。その結果得られた円筒形構造体は、例えば、軽量で高強度のカラムまたはポストとして使用されることができる。

本発明のほとんどの実施形態、および特に、材料シートが可なりの厚さを有する実施形態では、折曲げの開始により、スリットのタングまたはタブ部分が自動的にスリットの反対側の面に対して正しい方向に摺動し始める。しかしながら、シート材料が比較的薄く、且つスリットの切口が小さいか或はゼロである場合、スリット付きシートのタブ部分はときどき悪い方向に移動し、それにより曲り部の精度に影響する。この問題を改善するために、スリットのタング部分が予想可能な適切な曲りを生じる方向に付勢されることが可能である。この解決法は図２３および図２４Ａに示されている。

本発明のデザインおよびシートスリット付け技術を使用して曲げ線６８２に平面のまわりに折り曲げるための材料シート６８１が形成される。弧状スリット６８３が形成され、これらのスリットは、曲げ線６８２のまわりのシートの折曲げ中、対向面に沿って摺動するタング６８４を構成する。

図２３ａでは、材料シート７８１が、曲げ線６８２のまわりに矢印６８７で示されるように、下方に折曲げられているものとしてわかる。タング６８４が下方に変位されるので、リップ６８９の下縁部またはコーナー６８８が折り返り、そしてタングの面６９０に沿って縁部６８８の摺動を生じるようにしてタングの面６９０に係合する。曲げ線６８２の各側の縁部６８８は、曲げ線６８２のまわりの曲りが、折曲げ方法中に所望方向におけるタングの面に沿った縁部の摺動を予想可能に生じるように、下方に予め設定されたタング６８４上で摺動するように情報に変位される。

例えば、ナイフがスリット６８３を形成するスタンピング方法を使用して折り曲げるためのシート６８１を形成する場合、スタンピングダイはタング６８４を曲げ線の側で下方向に可塑的に変形させることもできる。適切な方向における面６９０に沿った縁部６８８の予想可能な摺動は、曲げ線の両側の実際の支点が曲げ線６８２と整合された仮想の支点に沿って正確な曲りを生じるように、折曲げ中に生じる。また、変位されたタングは、オ折曲げのための適切な方向についてペレータに指示を出す。

本発明の多くの用途は９０度の曲り部を要求するが、幾つかは他の角度での曲りを要求する。本発明の装置および方法は縁-面全接触の利点を維持しながら、このような曲りに対処することができる。図２４には、約７５度の曲りが示されている。

図示のように、材料シート６９１には、その平面に対して約７５度の角度αで切込まれているスリット６９２が形成されている。（曲げ線６９３の他方の側の対応するスリットもまた、７５度で切込んでいるが、図示の簡単化のために図示されていない反対の方向に斜曲されている。）下方に折り曲げると、リップ６９５の下縁部６９４がタング６９７の面６９６に折り返って摺り上がる。曲りが１０５度またはスリット角度αに対する余角に達すると、縁部６９４に近接したシートの下面６９８はタングの面６９６と同一平面にあり、且つそれに一様に支持されている。

プラスチックおよび金属の両方を切込むことが可能なパワーを有する今日のほとんどの商業的なレーザーカッターはシート送り式である。しかしながら、市販されている供給リール送り式レーザー切込み設備が存在するが、今日存在するこのような設備は切込まれた材料をコイルへロール巻きしない。かくして、オープンリール式（reel-to-reel）レーザー切込み設備は使用状態にはなく、或は市販されていない。

本発明の内容におけるコイル機構と組み合わされたロール送り四季切込みの利点は、非常に大きい或は非常に複雑な情報豊富な構造体がＣＡＤ切込みでデザインされることができ、次いで、これらの予め工学デザインされた構造体コンパクトな形態へ巻き戻すことができると言う点である。コイル状のコンパクトな形態にあると、これらの構造体を、例えば、平らな荷台のトラックまたは鉄道車両でより有利に搬送してもよいし、或は平らな空間に降ろしてもよい。使用位置に到達すると、材料は巻き戻され、指図された曲げ線に沿って曲げられるか或は折られ、そして金属またはプラスチックシートに切込まれた弧状のスリットおよび斜めのストラップにより構造的に支持される。

本発明のシートスリット付けまたは溝付け装置および方法は少なくとも３つの方法でオープンリール式方法に組み入れることができる。多くの種類の平らな台のレーザーカッターが産業界全体にわたって広く利用可能である。第１の解決法は、中間にある平らな台のレーザーカッターの一端におけるコイルと、部分的に切込まれた材料のコイルを形成するための巻きロールとを使用している。材料は手によって装置を通して前進され、ピンまたは縁部-切欠き整合特徴が平坦化シートに切込まれる。このシートはレーザーカッター台に取付けられたジグで切込み特徴を物理的に端切りするためにＸ軸線およびＹ軸線の両方に整合される。このように、本発明のスリット情勢式折曲げ特徴の整合を含めて、部片方向前進が生じることができる。

新規性は本発明の切込み曲げ部作成特徴の用途について材料同士の巻き戻しおよび冷却との整合系統の組合せにあり、これにより、低力の正確に位置決めされた高強度の曲げられた或は折られた構造体を可能にする。

第２の解決方法はパワー巻戻し、停止、切込みおよび巻返しの周知な技術を使用するラーザーカッターを通してコイルの前進させることである。

第３の解決方法が図２５に示されている。この方法は巻戻しおよび巻返しを伴う滑らかな連続したウェッブの搬送を用いている。シート材料７０１を供給コイル７０２から巻き戻し、ＣＮＣカッター７０３の動作および／または光学作用を制御して材料７０１のローリングフレームを補償する。ＣＮＣカッター７０３は所望のスリット付きパターンをシート７０１に切り込むように形成され且つ制御されるレーザーカッターまたは水ジェットカッターであることができる。切込み後、シート７０１をコイル７０４に巻く。

コイル巻きされたシートストックはコイルセットカールを有するので、コイル７０２の巻戻し後にレベリング工程またはレベリング装置の使用がオプションである。シートストック７０１を、ピンチローラ７０７と、コイル７０２のところおよび更にローラ７１０のところの駆動モータにより処理ラインを通して駆動することができる。

オープンリール式処理が以前に使用されていなかった１つの理由は、特に本発明の低力スリット助成曲り特徴が折り可能なタブまたはフラップを可能にする場合、切欠き特徴の縁部または外形が、次々の層がコイル７０４に巻き上げられるときに相互係止し且つ引っ掛かる傾向があるという点である。巻返しあざ医療７０１の全くの作用は切り込まれたタブまたはフラップを巻きコイルに対して接線方向に延ばす傾向がある。この問題に取り組むために２つの方法を使用することができる。一方の方法は、巻き返されたコイルから接線方向に延びる傾向がある本発明のこれらの低力折り特徴を有する金属コイルまたは他の剛性材料の巻き戻しと組み合わせて薄い容易に除去されるハングタブを使用することである。第２の方法は、図２５に示されており、つまり、ポリマーウェッブ７０８をコイル７０４に共同巻きすることである。ウェッブ７０８は強靭であるべきであり、そして容易には穴あけされないが、それでもゲージで薄い。ポリプロピレンおよびポリエチレンがたった２つの例である。

オープンリール式処理系統の処理量を増やす１つの技術は本発明のスリット助成式低力曲げ特徴を切り込むための多数のレーザービームを有するレーザーカッターを使用することである。図１２に示されるもののような折り可能なボックスビームは所望の曲げ線のまわりにコイルの巻き方向と平行に配列されている幾つかの曲げ助成式弧状スリットを必要とする。例えば、機械的に相互に接続されていて、動作コントローラが単一の動作コントローラ接合された単一の機械装置である多数の繊維レーザーが、平行な曲り部のすべてを同時に生じることができ、他方、独立した動作作動装置および動作コントローラを有する他のレーザーが切欠き縁部のような他の切込み特徴すべてを生じることができる。

本発明の低い曲げ力式高強度の曲げ特徴と組み合わされた前述の３つのオープンリール式処理系統の方法および装置によれば、ビームから梯子、建築スタッドおよび小梁系統までの部類の製品を、これらがコイル状形態でコンパクトな保管または搬送後に必要とされる場合には、形成し、コイル巻きし、次いで巻き戻し、そして折って印象的な構造的保全性の決定的な寸法とすることができる。この技術は、空間、軍隊、商業および住宅構築、および材料を現場まで到達させるコストおよび努力が、部品がすでに組付け状態にあるときに法外に高価であり且つ困難であるような多くの他の産業における用途を有している。

選択自由として、図２５のオープンリール式処理ラインは一対のハードツール付きダイカッターを有することもできる。

弧状スリットおよび脱落特徴をスタンピング加工するために雄および雌スタンピング形状を使用して、ダイカッターはプレートであることもでき、且つ漸増材料取扱い技術を適用することがであきるが、最も好ましくは、ダイカッターはハードツール付き回転ダイ７０９である。

コイル巻き工学処理折り構造体の加工に対するＣＮＣ切込み方法の利点は非反復特徴が切込み方法に容易にプログラミングされると言う点である。ハードツール付きスタンピングまたは回転ダイ切込み方法の利点は、間欠的でも連続的でもいずれにせよ、反復特徴、特に弧状スリットを効率的に作成することができるという点である。

最大の処理量および融通性の最も大きい利点は、方法の巻戻し工程とおよび巻返し工程との間に位置される両方の形成工程を有するインライン系統を生じるためにハードツール付きスタンピング／ダイ切込みとの組合せでＣＮＣ切込みを使用することが得策であることもある。図２５に示されたもののような組合せ系統では、各形成ツールは有利に作動する。

図２５は、特に、スリット付けされおよび折曲げ前に部分的に組立てられる位置から遠い位置で使用するための三次元構造体を形成するために使用されることができる方法を示している。特に興味ある１つの用途は三次元構造体を外側の空間に加工することである。現在、このような構造体は、外側の空間で三次元モジュールから組立てられ、一般に、外側の空間で実際に加工されない。空間組立てにつての問題は、モジュールが収益荷重または軌道空間車両における望ましくない容積量を必要とすると言う点である。これまで、外側空間における加工についての１つの問題は、高強度の三次元構造体を形成するのに必要とされるツールが法外に大きく且つ嵩張っていたと言う点であった。空間における組立てにつての他の問題は、高い部品数および高い留め具数と関連されることができる。一方では、嵩張ったほぼ完全のモジュールが着手されて相互に留められる。従って、他方では、未組立てモジュールの濃密な充填の結果、高い部品数および高い留め具数が生じる。

図２６には、２つの曲げライン３４５においてデザインされ、且つスリットが設けられるか或は溝付けされたシート材料３４１のコイル３３９が示されている。また、シート３４１には、対向されたシート縁部に近接して周期的に位置決めされた開口部３４６およびタブ３４８が形成されている。わかるように、スリット３４３は、有利には、図６に示されるような構成をとるのがよい。わかるように、コイル３３９はシート材料の搬送のために非常にコンパクトな構成である。シート３４１には、例えば、図２５のオープンリール式処理ラインを使用して、無制限の加工設備を有する現実的な作業所でスリット２４３、開口部３４６およびタブ３４８ならびに他の所望の構造特徴が形成される。次に、コイル状シートは空間車両により外側空間位置まで搬送される。次いで、シート３４１はコイル３３９から巻き戻されることができ、巻き戻されながら、或はその後、シートは手動ツールまたは適度に動力作動式ツールを使用して三次元構造体へ加工される。この加工はシートを曲げ線３４５に沿って折曲げることにより、および図２６の右側に示されるように、シートを三角形ビーム３５０のような三次元構造体に係止するようにタブ３４６を開口部の中へ曲げ入れることにより達成される。

図２６に示されるように、構造体３５０は、三角形の横断面を有する細長いビームであり、また、複雑な三次元空間構造体および居住所を生じるために他の構造体に結合されることができる。本発明のシート折曲げスリット構成を用いる場合、スリット３４３のパターンに生じられた曲り部の各々は、好ましくは、可なりの負荷に耐えることが可能な曲り部を作成するシート材料の縁−面支持体を有する。明らかに、図１３および図１４のボックスビーム、図２０のデッキまたは図２２のカラムのような他のビームおよび構造的構成が、前述の種類のスリットを有する曲げ線に沿って折ることにより生じられることができる。

しかも、本発明のスリット付けおよび溝付け方法および装置を使用して、構造体の包囲を行うことができるようにシート３４１の対向縁部と、開口部３４６と、タブ３４８との正確な位置決めを確保する。流体密であってスリット付きである必要がある形成されるべき構造体が用いられるなら、スリット３４３により生じられる曲り部は接着剤で或は他の方法、例えば溶接またはろう付けにより充填されることができる。また、シート３４１に当接縁部に沿った溶接および側壁部とのシートの縁部の重なりと、タブおよび／または留め具の使用とを含めて、多くの他の包囲構成または留めスキームを提供することも可能である。

本発明の装置および方法の融通性を示すボックスビームの他の形態が、つまり、クロスまたは自己支持式ボックスビームが図２７Ａないし図２７Ｇに示されている。

材料シート８０１が曲げ線８０２、８０３に沿ってスリット付けされたものとして図２７Ａに示されている。更に、複数の横方向のスリット８０４が設けられており、これらのスリット８０４はビームクロス支持用シート部分８０６を設けるために使用される。クロス支持式ボックスビーム８０７（図２７Ｇ）へのシート８０１の折曲げが一連の図２７Ｂないし図２７Ｇに示されている。

まず、クロス支持用シート部分８０６を有するシートの側部を図２８Ｂの位置まで曲げることができる。次に、シートを曲げ線８０３に沿って曲げて図２７Ｃのクロスブレース８０６を生じる。次いで、シート８０１を図２７Ｄの位置まで曲げ線８０２ａに沿って折り曲げる。シートを図２７Ｅおよび図２７Ｆにおける曲げ船８０２ｂ、８０２ｃのまわりに折り曲げ、最後に、側フランジ８０５を折り曲げ、シートを曲げ線８０２ｄのまわりに折り曲げて図２７Ｇのビーム８０７を生じる。リベットまたはねじのような留め具を（シート８０１に整合関係で形成されている）開口部８０８、８０９に装入し、これらの留め具を使用して側フランジ８０５をボックスビームの残部に固着して曲げられていない或は未折りの構造体を生じることができる。ビーム８０７は、それにかなり高められた強度を与えるためにビームに沿って延びているＸ字形のクロスビーム配列を中心に捕獲するものとわかる。従って、本発明の方法を使用して、重量に対して極めて高い強度の内部支持されたボックスビームをデザインし且つ単一の材料シートから形成することができる。

本発明の装置および方法を使用して形成される多くの異なる構造体に追加されることができる選択自由な工程として、保護コーナーまたはシンガード８１０（図２７Ｇ）を曲げられたコーナー上に取付けて滑らかなおよび／または装飾的なコーナー処理を行うことができる。かくして、Ｌ字形のシンガード８１０を矢印８２０で示されるようにビーム８０７に付け加え、例えば、接着剤または留め具により適所に固着することができる。シンガード８１０は装飾効果を生じるために、ならびに衝撃保護を生じるために、コーナーナが曲り部を滑らかにしおよび／または注封するために、金属可塑性であることができ、あるいは反射性であることもできる。シンガード８１０はビームまたは他の三次元構造体を包囲することもできる。取付けられたシンガードは曲り部を横切る荷重伝達を助けることができる。

図２７Ａないし図２７Ｇのクロス支持式ボックスビーム８０７では、クロス支持用シート部分８０６はＸ字形構成に曲げられ、次いで折られたビーム内に捕獲されて内部支持をもたらす。異なる平面に隣接した壁部を有する構造体の支持のための他の解決方法は旋回シート部分を用いることである。

図３４Ａないし図３４Ｅは重量節約切欠きのパターンを有する他のボックスビームに旋回支持の使用を示している。図３４Ａでは、シート８１１は複数の曲げ線８１２を有する本発明を使用してスリット付けされている。更に、シート８１１には、切欠きまたは重量節約開口部８１３が切り込まれているか、或はスタンピング形成されている。更に、ビームの折られた壁部の支持を行なうために、曲げ線８１５のまわりに曲げられることができる複数の旋回シート部分８１４が設けられている。

図３４Ｂでは、旋回部８１４が曲げセ縁８１５のまわりでシート８１１の平面から折られるか或は振れ開かれており、図３４Ｃでは、シートの外側縁部８１６は曲げ線８１２のまわりに垂直配向へ曲げられている。図３４では、シート８１１の１つの側壁部分８１７もまた曲げ線８１２のまわりに曲げられており、図３４Ｂでは、他の側壁部分８１７が他の曲げ線８２１のまわりに曲げられてボックスビーム８１８を完成している。

最後の曲げ工程、つまり、図３４Ｄの構成から図３４Ｅの構成までの曲げにより、縁部分８１６を重ね、且つ旋回部８１４を重ねる。縁部８１６および旋回部８１４の両方には、留め具受入れ開口部８１９が設けられることができ、これらの開口部８１９は、本発明の縁-面折曲げ技術を用いる場合に高い精度が可能である理由でビームが図３４Ｅの状態まで折られると、整合されるか或は重ねられる。かくして、リベットまたはねじのような留め具（図示せず）を開口部８１９に挿入してビーム８１９の折リ戻しを防ぐように縁部８１６を共に固着し、且つ旋回部８１４を共に固着してビームの相互に垂直な壁部間の支持ならびにビームを横切る支持を行なうことができる。明らかなように、支持旋回部の数を図示の実施形態に示される数から増やすことができ、また異なる平面における隣接した壁部を支持するために旋回部の使用はボックスビーム以外の多くの構造体に対する用途がある。

図２８および図３０を参照すると、本発明による可能にされる低力シート折曲げの利点を示すことができる。図２９では、前述にようにして曲げ線に沿って形成された複数の弧状スリット８４２を有する材料シート８４１が示されている。シート８４１からのボックス８４３の形成は低力技術を使用して達成されることができる。

シート８４３をダイ８４６における開口部８４４の上方に設置し、ボックスの４つの側部８４７を起立位置まで同時に曲げることができる。アクチュエータ駆動式プランジャ８４８を用いることができ、或は導管８４９を通してダイ８４６に真空を付与するために結合された真空源を使用することができる。ダイ８４６へのシート８４１の締め付けはほとんどまたは全く必要とされなく、曲げ線がダイにおける開口部８４４と合致関係になるように、シート８４１の位置決めだけが必要である。これは、例えば、開口部８４４のコーナーに近接したダイの頂面に割り出しピン（図示せず）を設けることにより達成されることができる。割り出しピンはシート８４１の側部８４７間の頂点でシート８４４に係合する。

折り曲げられる材料およびその厚さに応じて、導管８４９のところの負圧が、シート８４１をダイに引入れ、それにより側ブ８４７を曲げるのに十分であり、或はより厚いシートまたはより強い材料では、折り曲げを行なうためにプランジャ８４８を使用してもよいし、或は必要とすることもある。

ボックス８４３は、例えば、従来の漸進ダイスタンピング技術により製造されていた携帯電池電話機に一般に見られるもののような小さい回路盤用のＲＦＩシールドとして使用されることがでる。漸進ダイスタンピングの利点は、十分な精度を達成することができ、且つ低コストの多量生産に適していると言う点である。しかしながら、この市場に直面する製品の急変化に関して、新規なシールドデザインは、ハードツール処理がしばしば置き換われることを必要とする。これは、最終デザインが選択される前に多くの変化が生じるような製品の寿命サイクルの進展末期に特に問題になる。ハードツール処理への依存に伴う他の難点は、ハードツール処理が利用可能であるまで、フル生産への立ち上げが待機しなければならない。これは８週間くらいであることがあり、これはデザインの急変化および短い製品寿命を伴う市場では非常に高価である。漸進ダイスタンピングに関する更に他の問題は、診断または修復のための基本的な部品への接近性で済まさなければならない。チップバッチの顕著な画分が欠陥的であって、修復を必要とするなら、回路の半田付けされた低輪郭のフェンスと、これを締り嵌めで覆う「シューボックス蓋」とを有する２部品ＲＦＩシールドユニットが用いられる。この欠点は、フェンスが回路盤から離れる方向にいくらか水平の「地所」下にとり、２つの部品が常に製造するのに一方より高価であると言う点である。接近性に対する他の従来技術の解決法は、蓋の領域を一方の側に沿って上方にヒンジ留めするために切断されなければならないシールド蓋に列状の円形の孔を使用する方法である。この有孔ドア解決法は幾らかのＲＦＩ漏れの可能性を生じ、蓋を切断し、且つ再シールするのが困難である。

図２９のボックス８４３は本発明の技術を使用しての前述の問題の解決を示している。弧状スリット助成式折曲げ方法を使用して製造されたＲＦＩシールドは、デザインのためのＣＡＤ方法およびレーザーカッターのようなＣＮＣ切込み方法を使用してハードツール処理なしに急速に原型加工されることができる。必要とされる形状への折りは手動ツールまたは図２９の加工設備をより容易に達成されることができる。

フル生産への立ち上げはマーカーを入れるのに必要とされる初期の生産量をレーザー切込みすることによりすぐに達成されることができる。開示された幾何形状のために必要とされる付勢されたタングタブをスタンピング加工するための低コストのスタンピングツールが、初めにＣＮＣ切込み解決法により供給される立ち上げ段階中に加工されることができる。このように、デザイン、立ち上げおよび生産のコストは製造されるべき漸進キャビティダイの待機の現在の実施に対して低下されることができる。

本発明の他の利点は中の部品を点検するための内臓アクセスドアである。シールド８４３の３つの側部のまわりにスリット８４２により構成されたストラップを切断し、且つ回路盤に低輪郭の矩形ボックス８４３の縁部を予め半田付けしたことにより、ボックス８４３のパネル８４０は一次的な点検接近を考慮して９０度ヒンジ移動されることができる。修復が完了すると、蓋またはパネル８４０を再び閉じ、コーナーで再半田付けすることができる。ＲＦＩ遮蔽のために適したほとんどの金属合金はヒンジ付きストラップが作用しなくなる前にこのようにして８つまたはそれ以上の接近路を許容する。

図３０には、空気圧式ブラダーまたは真空グリッパーを使用して、本発明によりスリット付けされたシート８６１を急に膨らまされてボックスになることができる一連の工程が示されている。

シート８６１は図３０の左側に平らな形態で示されている。シート８６１は、実際、ボックスが形成されるときに明らかになるように、側部８６３の外縁部のところの曲げ線８２６のところで相互に結合された２つの同じシートである。シート８６１は連続図の左端部に示される実質的に平らな状態で搬送されることができ、次いで、使用現場において連続図の右側に示される三次元ボックス８６５急に膨らまされる。ボックス８６５のこの現場形成は空気圧作用または油圧作用を使用して容易に達成されることができる。何故なら、シート８６１の折曲げが斜めの折曲げストラップを折り曲げるのに必要な最小の力だけを必要とするからである。

１つの折曲げ技術は、シート８６１の平らな中央のシート部分８６７と接触するように矢印８６６で示されるように下方に移動される吸引または真空グリッパー８６４を用いることである。真空を吸引グリッパー８６４に付与し、次いで図３０の右側に示されるようにボックス８６５が完全に拡張されるまで、グリッパーを矢印８６８で示されるように離れる方向に移動させる。

他の解決方法は矢印８７１で示されるように僅かに拡張されたボックスに拡張可能なブラダー８６９を挿入することである。次いで、ブラダー８６９を空気圧で或は油圧で膨らまし、ボックスを図３０の右側に示される状態まで徐々に拡張し且つ折り曲げる。

コーナー８７２のところで側パネル８６３を例えば、溶接したり、ろう付けしたり、或は接着剤で固着したりすることにより、ボックス８６５を図３０の右側に示される構成で固着することができる。

本発明の高精度の曲げまたは折り方法の更なる利点は、低力高精度の折曲げ構造体が加工されるのと同時に幾何情報が平らな材料に埋め込まれ得ると言う点である。この情報は非常に低いコストで予期された三次元空間関係に正確に且つ予想可能に伝達され得る。

過去において、構造体の組立てについての情報を伝えるために符号および幾何規約が使用されてきた。本発明の１つの態様は、折曲げ用スリットまたは溝が形成されるのと同時にシート材料の平らな部分に曲げ用または折り用構成が与えられ得ると言う点である。変更例として、折り用構成は印刷、ラベル付けまたは札付けのような二次工程を通して平らな部分に与えられてもよい。更に、同様に正確曲り構造体の組立て方法または非折り式の従来技術および将来技術の加工方法からの部分の隣接法を指示するようになっている平らな形態で情報が埋め込まれてもよい。

例えば、構造化された連続的な予め工学作成された壁部が、折畳まれたスタッドを備えた頂および底小梁へ折られる単一の材料シートから形成されてもよい。すべての予期された窓、ドアおよび電気ボックスが建物への以後の折りおよび組付けのために平らな部分に物理的幾何情報として埋め込まれることができる。構造体における丸い穴が、これに後でねじ込まれる電気導管を表示すると言う規約が設定されてもよい。コーナーの丸い正方形の穴が壁部に通されるべきである高温水銅管を表示してもよい。このように、特徴は平らな部分に位置決めされるだけではなく、正しい三次元関係に非常に正確に転換され、最後に、このような規約が、行動が構造体と交わるような建物の構造上建設に関連されない商人に伝わる。しかも、このような情報の伝達は、下部構造体を建物にねじ込むときに構造体を変更し且つ修復しなくてもよいように商人の行動を前もって考慮する。

図３２Ａないし図３２Ｅは本発明のシート折曲げ方法を使用して単一の材料シートから折られることができるスタッド壁部の具体例を示している。図３２Ａないし図３２Ｅにおいては、情報を伝達するように正確に位置決めされ且つ形状決めされている開口部などを示す試みがなされていないが、このようなデータはシートスリット付け方法中に正確に位置決めされることができる。なお、図３２Ｅの折られたシートはスタッドが小梁に接合されたスタッド壁部であるか、或は横桟が側レールに接合された梯子であることができる。

図３２Ａを参照すると、材料シート９０１が、スタッド壁部または梯子構造体の形成を可能にするために複数の曲げ線に沿ってスリット付けされている。これらのスリットはここに教示されるように形成され且つ位置決めされている。

図３２Ｂでは、終局的なスタッドまたは梯子横桟９０３の側壁部分９０２は平らなシートから曲げ線９０４に沿って折られる。次の工程は図３２Ｃに示されるように追加の端壁部または段部分９０６を曲げ線９０７に沿って折ることである。図３２Ｄでは、小梁または梯子レール９０８が曲げ線９０９に沿って折られ、最後に、小梁／レール９０８が再び図３２Ｅにおいて曲げ線９１１に沿って折られる。この最後の折りにより、小梁／レール９０８における開口部９１２がスタッド／横桟９０３の側壁部９０２における開口部（図３２Ｄ）と整合関係で重ねられる。リベットまたはねじのような留め具を使用して小梁／レール９０８をスタッド／横桟９０３に固着し、それにより組立体を荷重を支持する三次元形態９１４で固着することができる。

梯子として使用される場合、レー津９０８は垂直に延びており、横桟９０３は水平に延びている。スタッド壁部として使用される場合、小梁９０８は水平であり、スタッド９０３は垂直に延びている。まら、わかるように、横桟／スタッドおよびレール／小梁は用途に合わせて適切にスケール決めされる。

前述のように、本発明のスリット付け方法およびスリット付きシートのほとんどの使用は、複数のスリットが所望の折り線の両側に沿ってずれた関係で設置されることを必要とする。この解決法はほとんどの正確なシートストック曲り部を生じる。何故なら、２つの対向され且つ間隔を隔てられた実際の支点があり、それにより仮想の支点の位置が正確に所望の曲げ線上の実際の支点間にあるようにするからである。

曲げ精度の非常に少ない誤差がある場合、本発明の技術は曲げ線に沿った材料シートの折曲げを生じるように構成された単一のスリットおよび折曲げストラップを使用する本発明の技術を用いることもでき、その際、スリットを横切るシート部分の縁-面係合が生じる。この単一のスリットの折曲げが図３５および図３６に示されている。

図３５には、図３６に示されるように９４２で全体的に示されるホイールローラハウジングに曲げ入れるためにスリット付けされた材料シート９４１が示されている。シート９４１は曲げ線９４６の回りの耳部９４４の折曲げのためのスリット９４３を有している。それにもかかわらず、耳部９４４はスリット９４３の弧状端部分９４９を有する折曲げストラップ９４８を構成する２つの肩部９４７を有している。また、折曲げストラップ９４８の中央の頂点９５１が反対に斜曲された方向において曲げ線９４６に対して斜めであることが明らかである。

耳部９４４が図１５のページの中へ曲げられると、斜めのストラップ９４８はスリット９４３の耳側のリップ９５２を曲げ且つ捩り、同時に引き上げてスリットのボディ側のタング９５３の面と係合させる。かくして、斜めの折曲げストラップが正確にスケール決めされ且つ形状決めされている理由で、摺動縁‐面係合もまた生じられる。

シート９４１は弧状の折曲げ用スリットの他の例を有しており、これらのスリットはシートの部分的な対向スリットまたは縁部と合同して縁‐面折曲げを生じる折曲げ用ストラップを設ける。曲げ線９５６では、例えば、スリット９４３ａは、斜めの折曲げストラップを構成するように湖上端部９４９ａと組合わさる弧状の端部９５８を有する部分スリット９５７６により一端で対向されている。スリット９４３ａの反対端部では、湖上の縁部分９５９が弧状のスリット端部９４９ａと合同して他の判定に斜曲されたストラップ９４８ａを構成する。

ストラップ９４８ａの構成の結果、曲げ線９５６のまわりの縁‐面折り曲りが生じる。

スリット９４３ｂがスリット９４３ａの鏡像として形成され、弧状縁部および部分スリットが協働して斜めの折曲げストラップ９４８ｂを構成する。同様に、スリット９４３ｃが縁部および部分スリットと協働して縁-面折曲げを確保する斜めの折曲げストラップ９４８ｃを構成する。最後に、スリット９４３ｄがスリット部分９６０と協働して斜めに配向された折曲げストラップ９４８ｄを構成する。

図３５に示されるような本発明の装置および方法の単一のスリットの具体例は所望の曲げ線上の曲がり部の位置決めにおいていくらかさほど正確ではないが、精度の損失は多くの用途のためには重大ではない。図３６に示される構造体では、ローラ９６２のための軸９６１が開口部９６３、９６４、９６５（図３５）を通っており、これらの開口部は、シート９４１が折り曲げられて図３６の三次元ハウジング９４２とするときに整合しなければならない。従って、単一のスリットの具体例は、開口部９６３、９６４、９６５がそれへの軸９６１の挿通のために１インチの１０００分の２、３内であることができるように更に十分に正確である曲り部を生じる。

図３７には、本発明のスリット付け方法および装置に関連された曲げ線終結または縁部効果が示されている。５つの曲げ線９７２ないし９７６を有する材料シート９７１が示されている。シートには、前述にように、スリット９８１が曲げ線に沿って形勢されている。シート９７１の縁部９８２は、スリットの位置決めに影響することがあるので、スリットのレオアウトをデザインするときに考慮されるべきである。

曲げ線９７２において、スリット９８１には、部分スリット９８１ａが材料シートの縁部９８２に開口するような長さおよび間隔が与えられた。曲げ線９７３において、部分スリット９８１ｂもまた縁部９８２に開口しているが、部分スリット９８１ｂは、折曲げストラップ９８４が折曲げストラップ９８６に対向して存在するように湖上端部９８３を有するのに十分に長い。また、スリット９８７はそれを横切って延びている矩形の開口部９８８を有することがわかる。開口部９８８はスリット９８７の中央部分にあり、従って、折曲げストラップ９８４または９８６に著しく影響しないし、縁‐面折曲げにも影響しない。

曲げ線９７４において、スリット９８１ｃは傾斜縁部分９９１とともに斜めの折曲げストラップ９９２を構成する弧状端部９８９を有している。スリット９８１および縁部分９９３のための同様な幾何形状が示されている。折曲げストラップを部分的に構成するためのシートの縁部の使用は、また、前述のように図３５のスリットと関連して用いられる。

最後に、曲げ線９７６において、弧状縁部分９９４がスリット９８１ｅの弧状端部９９６と協働してストラップ９９７を構成する。かくして、縁部分９９４はスリット９８１ｄの配向からスリット９８１ｅを逆にするスリットレイアウトを必要とし、このレイアウトは、スリットの有限の性質が、スリットをレイアウトするときに縁部効果が考慮されることを必要とすることを示している。ほとんどの場合、スリットの長さをわずかに調整して所望の曲げ線終結または縁部効果を生じることができる。

本発明の更なる態様では、図３１に概略的に示されるように、三次元構造体を形成するための方法が提供される。第１工程は三次元構造体をデザインすることである。これは、デザインを創造する初期の副工程３７０ａを伴う。概念化されると、デザインは、しばしばだが、必ずしも、ＣＡＤまたはコンピュータ実施デザインが生じる工程３７０ｂまたは３７０ｃを伴って進行するとは限らない。選択自由として、材料シートおよびその厚さを選択する工程３７１がＣＡＤデザイン抗体３７０ｂまたは３７０ｃ前または中に生じることもできる。

図３１でわかるように、ＣＡＤデザイン工程３７０ｂおよび３７０ｃは種々の別の副工程を有することができる。かくして、一般の解決法は、概念デザインが三次元ＣＡＤに組み込まれ、次いで平坦化される副工程３７０ｂ₁である。変更例として、工程３７０ｂ₂では、デザインはシートフランジまたは部分を次々に折り曲げることによって確立されることができる。また、曲げ線を２次元にデザインし、且つ装飾するか或は位置決めすることもでき、これは副工程３７０ｂ₃である。本発明の適切な或は最も良くデザイン化されたスリットまたは溝の設置は工程３７０ｂ４でソフトウエアを介して、或は工程３７０ｂ５で手動でなされることができる。

また、本発明のデザイン方法は、複数の記憶デザインおよび／部品の間における、通常、副工程３７０ｃ₁でのコンピュータまたはＣＡＤソフトウエアプログラムによる選択に基づくことができる。次いで、ＣＡＤ装置は、変更が必要とされるなら、副工程３７０ｃ₃で選択された部品を変更して新たなまたは所望のデザインを達成する。最後に、副工程３７０ｃ₃で、部品をソフトウエアにより平らな状態へ折り戻す。

デザインされたら、次の工程は、好ましくは、シートストックスリット付け装置を駆動するためにＣＮＣコントローラを用いることによるスリット付けまたは溝付け工程３７３である。

かくして、副工程３７３ａにおいて、平らな部品およびデザインされたスリットまたは溝を表すデータをＣＡＤまたはＣＡＭ装置からＣＮＣコンとローラへ移送する。次いで、コンとローラは切込みおよび加工設備のためのスリット付けおよび他の形成工程を制御する。従って、副工程３７３ｂで、加法式（モールディング、キャスティング、ステレオリソグラフィ）または減法式（スリット付け、切込み）または切断（パンチング、スタンピング、ダイカッティング）加工技術を使用して平らな部品を形成する。

選択自由として、形成された平らなシートは、また、表面処理３７３ｃ、構成部品３７３ｄの付設、試験３７３ｅ₄、および通常、平らなまたはコイル巻き状態における貯蔵３７３ｆのような工程を受けることができる。

しばしば、搬送工程３７５は、シート材料が工程３７７で曲げられるか或は折られる前に生じる。スリット付きシートストックは平らなまたはコイル巻き状態で加工現場から遠い折曲げ／組立て現場まで最も効率的に搬送される。

曲げまたは折り３７７は正確であって、低力である。ほとんどの構造体では、曲げは複数の曲げ線に沿って生じ、シートの２つの部分が当接するまで継続し、その時点で、これらの部分は工程３７９でシートの当接部分で互いに結合されて剛性の荷重支持三次元構造体を生じることができる。選択自由として、この構造体は、折られた部分を包囲することにより互いに結合する包み込み工程により三次元の荷重支持構成で固着されることができる。

包み込みは少なくとも３つの方策のために使用されることができる。本発明では、折り部の角度はこれを形成するスリットの幾何形状により知らされる。（それにもかかわらず、図２４に示されるように、スリット傾斜角度を使用する技術は特定の折り角度のための縁‐面係合の最大の接触面積に影響する）。各折り部の角度は一般に少なくとも３つの相互固定平面により決定される。或る場合には、３つの直交方向に独立した平面を相互固定する機会がない。１つの方法は公知の角度関係の基準構造体に対して構造体を折り、且つ構造シンガードを折り部に内側または外側に接着したり、ろう付けしたり、半田付けしたり、或は取付けたりする方法により角度を適所の固定することである。他の方法は構成された角度形態の内部構造体を使用し、この内部構造体のまわりに構造体を曲げ、すなわち、内部構造体を包み込むことである。この第２の方法は、図３１のデザインおよび加工方法の図では、参照符号３７６ａ、ｂにより示されている。包み込みのこの具体例では、内部部品は、適所のままであってもよく（図３７３ｂ）、或は或る場合には、折り方法のみを助成し、次いで除去される（３７６ａ）。

包み込みのための他の使用は捕獲することであり、これは、部品またはモジュールを他の構造体内に折り込むか或は包み込むことによって本発明により形成されてもよいし或は形成されなくともよい機能部品と本発明に折られたシート構造体をドッキングする方法である。例えば、図１６は本発明の包み込み（３７６ｂ）の可能化特徴の多くの「捕獲」機会のうちのたった１つを示している。かくして、カラム６３１が折られたシート６１１により包み込まれる。

本発明の折られたプレート構成の２つまたはそれ以上のモジュール間、または本発明の折られたオウレート構成の少なくとも１つの構造体を有する２つまたはそれ以上の構成部品間に連結がなされる場合、更に他の部類の包み込みが生じることができる。閉鎖または結合方法の包み込み性質と組合わされた本発明の平らな材料に形成された特徴の三次元位置精度により、二次切込みおよび嵌合調整を必要としない非常に高い成功率多数の部片を相互に接合する方法を可能にする。これは、穴、タブおよびスロットのような留め特徴を整合する本発明の能力と異なる。その方法はまわりに巻き付けにより相互に接合する方法である。

また、本発明の方法は反復工程３８０を有することができる。本発明の方法を使用して低コストの三次元部品を生じることができることにより、実際の高級品のデザイナーは製造デザインに決定する前にデザインを微調整することができる。

本発明のスリット系折曲げ方法および装置は非常に正確な曲げ公差が可能である。元のスリットは、例えば、レーザーまたは水ジェットカッター、スタンピングまたはパンチングダイを制御するためにＣＮＣ機械を使用して極度な精度でレイアウトされることができ、生じられる曲り部は顕微鏡部品で作業しながら、±０.０１２７ｃｍ（０.００５インチ）の公差で位置決めされる。これは、少なくとも、プレスブレーキおよび高く熟練されたオペレータを使用して達成されることができるほどに良好であり、或はそれより良好である。スタンピングダイを使用する１つの追加の利点は、スリットを横方向に或は切口幅方向に圧縮するように楔形状にされることができると言う点である。これは良好な耐疲労性のためにスリットのところで局部的にシート材料を圧縮する。また、このような横方向の圧縮は、折曲げ中、縁‐面接触を生じるように切口幅をデザインするときに考慮されなければならない。また、耐疲労性を高めるためにスリットの横方向圧縮によりレーザーまたは水ジェット切込みに楔形状のスタンピングを後続させることが可能である。

しかも、本発明の折曲げスキームを使用する場合、プレスブレーキではそうであるように、公差誤差が蓄積しない。変更例として、スリットまたは溝はキャスティングまたはモールディング加工されて、折られる必要があるシート状延長部またはフラップを有するシート材料または鋳造３次元部材とすることができる。

ほぼ顕微鏡的寸法または顕微鏡的寸法の材料で加工するかぎり、本発明の必要とされる幾何形状を極度の精度でもたらすために、ｅ-ビームリソグラフィおよびエッチングのような微細電子技術およびＭＥＭＳの分野に使用される他の形成方法が使用されてもよい。

湾曲された溝またはスリットを生じるためにレーザービーム（または材料シート）を操るのではなく、このようなビームは選択自由として所望の構成に制御されるか或は形状決めされることができ、且つビームの移動なしに溝またはスリットを切り込むために使用されることができる。パワー要件は、現在のところ、これを金属またはプラスチックの軽いゲージのシートについて最も実現可能にする。

また、本発明の方法における加工技術は、スリットまたは溝をバリ除去すること、溶媒エッチング、陽極処理、表面不織を防ぐ処理、およびペイント、ポリマーおよび種々のコーキング化合物のような従順な被膜を付けることのような工程を有してもよい。

以上の説明から、本発明のシート材料を正確の折り曲げるための方法の他の態様は、複数の長さ方向に延びるスリットまたは溝を曲げ線に沿って且つそれに近接して延びる方向に軸方向に間隔を隔てた関係で形成して数対の長さ方向に隣接したスリット間に折曲げストラップウェッブを構成する工程を有していることが理解されるであろう。１つの実施形態では、長さ方向に延びるスリットは各々、少なくとも１つの横方向に延びるスリットセグメントにより連結される長さ方向に延びるスリットセグメントにより形成される。ダイ２実施形態では、スリットまたは溝は弧であるか、或は折曲げストラップを構成するように曲げ線から離れる方向に積重体している端部分を有しており、これらのストラップは好ましくは曲げ線に対して斜めであり、幅が増大している。両方の実施形態において、ストラップは仮想の支点のまわりの折曲げを生じることができ、その結果、スリットの両側にシート材料に縁-面係合が生じる、また、折曲げストラップウェッブおよびスリットまたは溝の数および長さは本発明の範囲内でかなり変化されることができる。また、折曲げストラップの幅または横断面積およびストラップの横方向積重体はスリット間の横方向間隔にかかわらず変化されることができる。本方法の追加の工程は折曲げウェッブを横切って実質的に曲げ線に沿って材料シートを折曲げることである。

本発明の方法は種々の種類のシートストックに適用されることができる。この方法は可なりの厚さおよび様々な調質度を有することができるアルミニウムまたは鋼（例えば、５.０８ｃｍ（２インチ）の炭素鋼、Ｔ６調質度を有する６０６１アルミニウム、幾つかのセラミックおよび複合体）のような金属シートストックに対して使用するのに特に良く適している。しかしながら、或る種類のプラスチックまたはポリマーシートおよび可塑的に変形可能な複合シートもまた、本発明の方法を使用して折曲げるのに適していることもある。これらの材料の特性は所定の温度に対してであり、本発明の内容に適している特定の材料を製造するのに温度の変動が必要とされることもある。本方法およびその結果生じたスリット付き材料シートはスリッターまたはグルーバーから遠い位置で正確に折り曲げるのに特に良く適している。しかも、曲り部はプレスブレーキを使用することなしに正確に生じられ得る。

また、シートストックは、加工機により後で折り曲げるために、折曲げされ、並びにスリット付け或は溝付けされたブレスブレーキであることもできる。これにより、シートストックは包囲体を完成すべき遠隔の製造現場で折り曲げるための平らなまたは嵌め合わせ構成で出荷されることができる。プレスブレーキ曲り部は未補強スリット付き曲り部より強いことができ、従って、これらの２つの組合せを使用してプレスブレーキ曲り部が例えばシート縁部に沿って位置決めされている製品の強度を高めることができる。スリット付きまたは溝付き曲り部は、このようなシートがまだ出荷のために嵌め合わせられていることができるようにわずかに外方に開放するように部分的に曲げられるだけでもよい。

折曲げられた製品は重なり縁-面係合および支持部を有している。これにより、製品が折曲げストラップの著しい応力付加なしに種々の方向からの負荷に耐える能力を高める。更なる強度が必要とされるなら、或は化粧上の理由で、折曲げられたシート材料は、例えば、シンガードまたは折曲げシートを曲げ線に沿って溶接するか或は他の方法で取付けることによって補強されることもできる。なお、本質的にゼロ切口でスリットを形成する利点のうちの１つは折り曲げられたシートが曲げ線に沿って通るより少ない開口部を有していると言う点である。かくして、曲げ線に沿った溶接または充填は、化粧上の理由で、さほど必要とされそうでない。

直線曲り部がある程度まで示されたが、弧状の曲り部を達成することができることはわかるであろう。湾曲された曲げ線を生じるための、つまり、同じストラップ構成構造体を湾曲された曲げ線に沿ってレイアウトするための１つの技術が図３３に示されており、従って、仮想の支点は所望の湾曲中心線上にある。

シート９３１は、湾曲曲げ線９３３の両側に位置決めされるスリットでスリット付けされ、且つ波形パネルへ折られている。スリット９３２は、線形であって、端部分を積重体させるか或は湾曲させている中央部分を備えた図６のスリットと同様な形態を有するものとして示されている。しかしながら、スリット９３２はレイアウトされた曲げ線である。曲げ線９３３の曲率半径が減少するにつれて、曲げ線９３２に沿ったスリット９３２の長さは曲線に良好に近似するように短くされることができる。

なお、波形のシート９３１はしばしばロール形成された波形のパネルに見られるハット状横断面を有している。デッキ化構造体として使用される場合、この構成は、弦シート部分９３４が全体のパネル質量の約２分の１よりなるだけであるので、図２０の連続パネルほど望ましくはないが、他の用途では、利点を有しており、且つ必要とされる材料がより少ない。

第２技術は同じでないストラップ構成スリットを使用して折曲げストラップを形状決めして滑らかな湾曲曲り部を生じることである。折り曲げられたシートは曲げ線の両側に湾曲表面を有する。段付きのスリットが使用されるなら、長さ方向に延びているスリットセグメントを短くすることができる。

図３８Ａないし図３８Ｃはシャシの他の実施形態を示しており、図３８Ｄおよび図３８Ｃは図３８Ａに示される詳細が明確のために省略されていると言う点で概略てきである。この実施形態では、シート１３８０が構造脚部またはフレーム部材を有する三次元物体を形成するように成形されている。図３８Ｂでわかるように、その結果生じた三次元物体は、シャシ上に或はその中に支持される構成部品への接近を容易にし得る実質的に開放側部を有しており、これらの開放側部は所定の三次元製品を生じるのに必要である材料を減少させ得る。

シート１３８０の周囲形状は、パンチング、スタンピング、ロール成形、機械加工、レーザー切込み、水ジェット切込みなどを含めて、任意の適当な手段により形成されてもよい。更に、シート１３８０には、また、スタンピング加工された帯域１３８３のような従来のスタンピング加工された特徴を含めて、従来の表面特徴が形成されている。スタンピング加工された帯域１３８３は種々の構成部品が周知のようにしてシャシ内または上に位置決めされる隙間手段を設けている。特に、スタンピング加工された帯域はシャシに取付けられるべき製品の幾何形状に対処するように形成され且つ寸法決めされてもよい。例えば、構成部品が、スタンピング加工された帯域内に位置決めされた孔を通って延びている留め具または他の適当な手段により特定のスタンピング加工された帯域内に位置決めされてもよい。図３８Ａが示すように、シャシの実施形態はスタンピング加工された帯域１３８３を有している。異なる実施形態では、スタンピング加工された帯域は、化粧的なものであってもよく、或は取付タブを含めて、シャシの構造特徴を剛化するか或は他の方法で変更するように形成され且つ寸法決めされてもよい。本発明により、多くの変形例を使用することができる。

図３８Ａおよび図３８Ｂの両方は、シート１３８０が取付けタブ１３８１と、タブにおけるおよびタブに隣接したシートの部分における留め具受入れ開口部１３８２とを有するものとして示している。受入れ開口部は、互いに整合されていて、組立体を荷重支持三次元形態で固着するために且つ留め具を備えてもよい。

また、シート１３８０は正確曲げ線１３８５を形成する折曲げストラップ構成構造体１３８４を有している。図３８Ａは折曲げストラップ構成構造体およびスタンピング加工された帯域の形成後のシートを示している。図３８Ｂは、比較により、曲げ線に沿って完全な折曲げ後の三次元シャシを示している。図３８Ｃは出荷目的で積重体を形成するようにシャシが互いの中にある不完全な中間形態で幾つかのシャシを示している。

図３８Ａでは、シート３８０は平らである。２次元（またはより正確には、擬似２次元）のシートから三次元の構造体を形成するために、シートを曲げ線１３８５に沿って曲げる。完全な曲げ後、シャシは、図３８Ｂが示すように、段付きまたはジグザグの構成を有している。しかも、図示のように、取付けタブのうちの少なくとも幾つかは、対応する留め具受け入れ開口部１３８１が整合するように他の隣接した取付けタブと交互配置している。留め具（図示せず）が留め具受け入れ開口部に設置された状態では、シャシは剛性の三次元支持フレームを形成する。異なる実施形態では、シャシは、（例えば、図３８Ｂにおけるように、取付けタブにより）外部要素に取付けられてもよいし、および／または他の構成部品がシャシに取付けられてもよい。

図３８Ｃは図３８Ａにおけるような平らなシートと、図３８Ｂにおけるような完全に形成された製品との間の不完全な変化形態で幾つかのシート１３８０を示している。変化形態または中間形態では、シートは部分的にのみ曲げられている。このような不完全な形成は、部分的に曲げられると、シャシが互いに係合して安定な積重体を形成するので、有利である。積重性は貯蔵または出荷に関して非常に有利である。完全形成は、図３８Ｂにおけるように、シートを更に折り曲げることにより結局的に達成されてもよい。

図３９Ａおよび図３９Ｂにそれぞれ示される本発明の他の実施形態では、材料シートが三次元湾曲チャンネルになるように構成されてもよい。両方の図は、シート周囲１３９１と、フランジ１３９２と、曲り曲線１３９３と、折曲げストラップ構成構造体１３９４と、ャンネル輪郭１３９５とを有するシート１３９０を示している。また、図３９Ａはシート１３９０と同じシートから加工されてもよいし、或はされなくてもよい第２の材料シート１３９９を示している。図３９Ａは、折曲げストラップ構成構造体の形成後だが、三次元構成へ折り曲げられる前のシートを示している。図３９Ｂは、比較により、曲げ線に沿ったシートの折曲げ後の三次元湾曲チャンネルを示している。

図３９Ａに示されるように、シート１３９０は、この実施形態では非線形である曲げ曲線１３９３を形成するようにレイアウトされた（スケールのために概略的にのみ示されている）折曲げストラップ構成構造体を有している。異なる実施形態では、曲げ曲線は全体的に非線形であってもよく、或は線形部分および非線形部分よりなる。特定の曲げ曲線は他の曲げ曲線またはそれら自身の一部と対称でもあってもよいし、或は非対称であってもよい。また、曲げ曲線はシート１３９０における曲線群の形態にあってもよい。同様に、シート周囲１３９１は、異なる実施形態では、まっすぐであってもよいし、或は湾曲されてもよい。本発明によれば、多くのレイアウトの変形例を利用することができる。

図３９Ｂは、シート１３９０を曲げ曲線１３９３に沿って折り曲げた後の三次元湾曲チャンネル１３９５の具体例を示している。なお、図３９Ｂは図３９Ａからのシート１３９０の実施形態の大まかに２分の１に対応する形状を有する平らなシートを折り曲げることによって形成された具体例を示している。図３９Ｂでは、チャンネルの横断面は頂ハットの形状にあり、チャンネルの横断面積はその長さに沿って単調に変化している。他の具体例では、横断面積は非単調的に変化してもよい。例えば、横断面積は収束してもよいし、或は分散してもよい。例えば、図３９Ａのシートを参照せよ。湾曲チャンネル１３９５の具体例の範囲は先に述べたように流体密であるようにシールされており、従って流体搬送のために有用である。

シート１３９０の材料特性および曲げ曲線１３９３の幾何形状によっては、シートを三次元構造体へ曲げるか或は折ることにより、未折りシートの平面からのシート湾曲を生じてもよい。このような変位はシート材料の均衡状態が曲げにより乱される結果であると思われる。折曲げ時、シートは曲げ線に沿った折曲げにより誘発される内部応力に対して反応し、そして新たな均衡状態に達する、例えば、折曲げにより、シートを特定の幾何形状へ「素早く変える」「オーバセンター」式の状態に達する過程で変形してもよい。異なる実施形態では、シート材料および曲げ線の幾何形状はデザインおよび意図された使用に応じてこのような変形を助けたり、或は抑制したりする。

図３９Ｃは構造剛性を高め且つ中空のビームを形成するために第２材料シート１３９９に留められた湾曲チャンネル１３９５の具体例を示している。他の具体例では、図３９Ａにおける第２シート１３９９を参照せよ。図３８Ｂに示される湾曲チャンネルの具体例に基づいた特に直進の例では、平らなシートがチャンネルを覆うようにフランジ１３９２の頂部に載置され（図３９Ｂ参照）、このシートは、（明確のために図示されない）タック溶接またはねじまたはリベットまたはピンまたは接着剤のような当業界で周知な留め手段によりフランジに留められる。その結果、開放構造体としての湾曲チャンネル１３９５と比較して、高められた曲げおよび捩り剛性を有する中空の閉鎖構造体が生じる。

異なる実施形態は湾曲チャンネル１３９５を平らでない第２シート１３９９と組み合わせている。その結果、閉鎖された中空の構造体が生じ、これらの構造体の多くはビームとして使用されるのに良く適している。例えば、フランジ１３９２に沿って留められた２つの同じ湾曲チャンネルが湾曲ボックスビームを形成する。本発明によれば、多くのこのような変形例を利用することができる。

同様に、中空の閉鎖構造体の幾つかの具体例は更なる剛性化を行なうために中空の構造体の内側に設置された充填材を有している。例えば、中空の閉鎖構造体は、発泡体が充填されてもよいし、或は金属またはプラスチックまたは繊維材料と発泡剤とよりなる充填材が充填されてもよい。本発明によれば、これらの変形例および多くの他の変形例を利用することができる。

他の実施形態に移ると、シートの単一折り部を備えて製造されたビームまたはチャンネルまたは[Ｌ字]形状の形態のような個々の構造部材が、溶接またはろう付けまたは留め具のような周知の手段により接合されてもよい。しかしながら、以上で詳細に説明したように、二次元シートから三次元構造体を正確に形成するオリガミ用方法によれば、幾つかのシートではなく単一のシートから形成される荷重支持部材を備えている軽量のモノコックフレームワークを可能にする。例えば、高い強度−重量の利点をもたらすために、湾曲されてもまっすぐであってもいずれにせよ、ボックスビームが外殻デザインで使用することもできる。付随重量を有する中実ビームまたはフレームワークを使用するよりもむしろ、中空の折られた或は曲げられたビームが対応する強度だがより低い重量を有することができる。望むなら、このような中空のビームは前述のように充填されることもできる。

図４０Ａないし図４０Ｈは単一の材料シートから外殻フレームワークを形成する例を示している。幾つかの態様では、この実施形態の原理は図２４に示される梯子構造体により例示されるものと同様であるが、その結果、フレーム状構造体に特に適した簡単化された構造体が生じることがある。図４０Ａは折りのために調製された単一の材料シートを示している。引き続く図は、シリーズとして、三次元閉鎖構造体を生じる折曲げ方法を示している。図４０Ａないし図４０Ｈは曲げ線に沿ってストラップ構成構造体を折り曲げる詳細が図示されていないと言う点で概略的である。このような構造体の異なる実施形態が以上に詳細に説明されている。

図４０Ａないし図４０Ｈには、シート１４００と、除去された部分１４０１と、取付けタブ１４０２と、留め具受入れ開口部１４０３と、曲げ線１４０４と、折られた部分１４０５ないし１４０７と、締め具１４０８とが示されている。図４０Ａでは、シートには、以上で詳細に説明したように、折曲げストラップ構成構造体および曲げ線が形成されている。また、除去された部分１４０１は、自身に閉鎖されるが、さもなければ開放されている最終フレーム状構造体を可能にするように切り欠かれている。

図４０Ｂないし図４０Ｈは折り順序の１つの具体例を示している。図４０Ｂでは、折られた部分１４０５は曲げ線１４０４（ｂ）に沿って曲げられて「Ｌ」横断面を有する部材を形成する。同様に、図４０Ｃおよび図４０Ｄはそれぞれ曲げ線１４０４（ｃ）-（ｄ）に沿って曲げられた折り部分１４０６−１４０７を示している。その結果、「Ｌ」字形横断面を有する部材はシート１４００の頂部分、底部分および中間部分にある。この順序を続けて、二次元シートを、図４０Ｅないし図４０Ｈにおけるように、曲げ線１４０４（ｅ）-（ｈ）に沿って折ることにより三次元骨格構造体へする。これらの工程の各々において、取付けタブ１４０２は、それらにおける留め具受入れ開口部１４０３（図４０Ａ参照）が整列するように交互配列方法で互いに上方に延びている。整合されると、留め具受入れ開口部および締め具１４０８に導入された留め具が骨格フレームワークの具体例を折り戻されないように固着する。このような構造体を固着するための多くの別法が可能であり、且つ本発明により利用されることができる。

ここに記載の原理の広い態様によれば、折られた単一のシートの形態および付随の剛性が意図された使用に合わせられ得るように形態が機能に従ってもよい。例えば、図４０Ａないし図４０Ｈに示される実施形態では、フレームワークの部材の横断面は「Ｌ」字形である。他の実施形態では、フレームワークの部材は、限定されないが、すべて意図された使用に応じて、「Ｃ」字形、三角形、ボックス形状の横断面を含めて、異なる横断面を有しており、ならびに異なる付随の曲げおよび捩り剛性を有している。

図４１は図４０Ａないし図４０Ｈに示される実施形態と同様な骨格フレームワークの実施形態のコーナー部分を示している。しかしながら、図４１における実施形態は異なる横断面幾何形状により異なる曲げおよび捩り剛性を有する部材を有している。また、図４１はコーナー部分のための折り順序ａ）-ｅ）を示している。

図４１は、「Ｌ」字形横断面部分１４１１と、チャンネル横断面部分１４１２と、曲げ線１４１３、１４１３（ｂ）-（ｅ）と、チャンネル壁部１４１５と、取付けタブ１４１６と、表面スロット１４１４と、シート表面１４１９と、縁スロット１４１７とを示している。図４１では、折曲げストラップ構成構造体は曲げ線に沿って位置しているが、明確のために省かれており、その代わり、折り線に沿って延びている中心線として概略的に示されている。ストラップ構成構造体を折り曲げることに関しての詳細については以上を参照せよ。

図４１では、「Ｌ」横断面部分１４１１は１つの曲げ線に沿って曲げることから生じ、図４０に示される実施形態における「Ｌ」横断面部分と同様である。対照的に、図４１の実施形態は幾つかの曲げ線に沿った折曲げによりシート表面１４１９上に折られたチャンネル奥羽断面１４１３を有している。その結果、図示のように、「Ｌ」横断面部分と異なる曲げおよび捩り剛性を有する閉鎖ボックスビームが生じる。クロス部材としてのこのようなボックスビームを有することは、重い横方向の荷重を例えば設備ラックに支持するのに有利である。多角形のような別の横断面形状を本発明により利用することができる。

図４１ａ）-ｅ）は図４０Ｈにおける折り順序と同様な折り順序を示している。図４１ａ）では、シート１４１９は平らである。図４１ｂ）-ｃ）により曲げ線１４１３（ｂ）-（ｃ）に沿って折る結果、チャンネル横断面部分１４１２が形成される。図示の特定の実施形態では、チャンネル壁部１４１５の諸部分が、対応する表面スロット１４１４と図示のように合わさる縁スロット１４１７を有するように形成され且つ寸法決めされている。合わされると、構造の剛性を高めるために、例えばリベットのような留め具が両スロットに導入されてもよい。更なる詳細については図４２Ａないし図４２Ｃを参照せよ。

図４１ｃ）-ｄ）は構造の剛性を高めるために骨格構造体の諸部分を固着する他の態様を示している。取付けタブ１４１６は、曲げ線１４１３に沿って適所に曲げられると、ねじのような留め具（図示せず）で１つの「Ｌ」横断面部分１４１１をチャンネル横断面部分１４１２に結合する。図４０に示されるものと同様な取付けタブに関しては、この結合は全体の骨格構造体を結び合わせ、それにより荷重を分布させ且つ構造の剛性を高めるのに寄与する。図４０におけるように、取付けタブと構造体の他の部分との接触は留め具を通った状態のシート表面対シート表面である。多くの他の重なりシート部分が同様にして留められてもよいことをわかるであろう。

図４２Ａないし図４２Ｃは図４１ｂ）における骨格フレームワークの実施形態のコーナー部分の詳細を示している。図４２Ａはチャンネル壁部１４１５と、シート表面１４１９と、曲げ線１４１３（ｂ）と、表面スロット１４１４と、縁スロット１４１７と、縁スロット壁部１４２０と、結節部１４２１とを示している。図４２Ｂおよび図４２Ｃは２つの実施形態についての縁スロット領域のまわりの詳細を示している。図４２Ａにおけるように、図４２Ｂおよび図４２Ｃは縁スロット１４１７と、縁スロット壁部１４２０と、結節部１４２１とを示している。また、図２Ｂは縁スロット壁部の肩領域１４２２を示しており、図４２Ｃは縁スロット壁部のフレアー領域１４２３を示している。

前述のように、図４１ｂ）および図４２Ａに示される位置から図４１ｃ）に示される位置までの折りは、結節部１４２１が係合して対応する表面スロット１４１４を通ることを伴う。合わせられ且つ整合されると、異なる実施形態による異なる方法でリベットまたはねじのような留め具（図示せず）を合わせられた表面／縁スロットに装入してスロット壁部１４２０の一部に係合してもよい。任意の数の方法で本発明により結合されると、その結果生じた構造体は比較的より剛性である。

図４２Ｂおよび図４２Ｃは２との例を示している。図４２Ｂは縁スロット壁部１４２０の肩領域１４２２を有する実施形態を示している。肩領域は縁スロット１４１７の基部分に位置決めされ、そして留め具縁部（図示せず）、例えば、リベット縁部を受入れて係合するためのランドをもたらす。図４２Ｃは縁スロット壁部１４２０のフレアー領域１４２３を有する別の実施形態を示している。スロット壁部のフレアー領域は縁スロット１４１７の基部分に位置決めされ、そしてねじのような留め具（図示せず）を受入れるためにフレアー状表面をもたらす。トルクをねじに加える結果、ねじのねじ山が縁スロット１４１７の長さに沿ってスロット壁部１４２０に係合する。ほとんどの実施形態において、チャンネル壁部１４１５が薄いので、留め前にスロット壁部にねじ山をタッピングすることは必要でない。

図４０ないし図４２Ｃは線形の構造部材を有するフレームワーク実施形態を示しているが、湾曲された構造部材を使用してもよいことをわかるであろう。他の実施形態は単一のシートから形成された湾曲構造部材のフレームワークを有している。１つの例では、図４３Ａないし図４３Ｃは３つの湾曲チャンネルを有する実施形態を示している。他の例では、このようなチャンネルは前述のように中空の閉鎖構造体を形成するように第２材料シートに固着されてもよい。更に、このような中空の構造体は以上で述べられている剛性化充填材で充填されてもよい。

図４３Ａおよび図４３Ｂは、それぞれ、三次元の湾曲チャンネルの外殻フレームワークになるように折る前および後の材料シートを示している。両方の図はシート１４３０と、シート周囲１４３１と、フランジ１４３２と、曲げ曲線１４３３と、折曲げストラップ構成構造体１４３４と、チャンネル１４３５と、結び領域１４３６と、フィンガータブ１４３７とを示している。図３４Ａは折曲げストラップ構成構造体を形成した後のシートを示している。図３４Ｂは、比較により、曲げ線に沿ってシートを折り曲げた語の三次元湾曲チャンネルを示している。しかしながら、折曲げストラップ構成構造体の詳細は明確のために両方の図では省かれている。

図４３Ｂに示されるように、チャンネル１４３５は湾曲されており、且つ曲げ線の湾曲に因り少なくとも部分的に曲げ曲線に沿って曲げた後、シート１４３０の元の平面から外れて延びている。図示のように、元の平面から外れる変形はこの実施形態では激しい。別の実施形態は材料の特性、曲げ線のレイアウトまたは曲げ曲線に沿った曲げに関連されないプレス加工または形成に応じてより大きいまたはより小さい程度まで変形してもよい。また、図４３Ａおよび図４３Ｂの実施形態は収束-分散横断面を持つチャンネルを有しているが、他の実施形態は収束チャンネル、または収束チャンネルおよび収束-分散チャンネルの組合せを有している。種々の幾何形状が本発明により使用されてもよいことをわかるであろう。

図４３Ｃは図４３Ｂの外殻フレームワークの中央領域の詳細を示している。図４３Ａおよび図４３Ｂのように、図４３Ｃはシート１４３０と、シート周囲１４３１と、フランジ１４３２と、曲げ曲線１４３３と、折曲げストラップ構成構造体１４３４と、チャンネル１４３５と、結び領域１４３６と、フィンガータブ１４３７とを示している。また、図４３Ｃは剛性化リブ１４３８と、フィンガータブ開口部１４３９と、湾曲フィンガータブ部分１４４０とを示している。前述のように、折曲げストラップ構成構造体の詳細は明確のために省かれている。

図４３Ｃでは、シート１４３０の諸部分がフィンガータブを形成するために除去されている。フィンガータブにより、フレームワークはシートの変形、特に、シートの元の平面、すなわち、曲げ前のシート平面（図４３Ａ参照）から外れる変形を受入れることができる。従って、フィンガータブは、好ましくは、曲げ線１４３３の比較的高い湾曲部分に隣接して位置決めされている。図４３Ｃの実施形態では、最も大きい変形は結び領域１４３６に近接している。従って、フィンガータブ１４３７は結び領域１４３６に近接している。しかしながら、他の実施形態は、所望の変形に応じて、異なる位置または追加の位置にフィンガータブを有してもよい。

結び領域１４３６は骨格フレームワークの異なる実施形態において或る範囲の形状をとっている。図３４Ａにおける結び領域と比較して、他の実施形態はより楕円形または円形の結び領域を有している。更に他の実施形態は図４３Ａにおける実施形態のものより多角形である結び領域を有している。実施形態の更に他の範囲では、結び領域はハブ状の分離可能な別個の部片である。ハブ状結び領域では、ハブ状部片はビームまたはチャンネルのような構造部材を受入れるように形成され且つ寸法決めされている。構造部材は前述のように、或は本発明による多くの方法でハブに取付けされてもよい。

前述のように、骨格フレームワークの実施形態は非常に湾曲されてもよい。幾つかの実施形態では、フィンガータブのうちの任意の１つまたは１つより多いフィンガータブは遠位端部に湾曲部分１４４０を有している。このような湾曲部分は幾つかの実施形態については有利である。何故なら、湾曲部分は、例えば、以上で詳細に述べたように中空の閉鎖構造体を形成する場合、他の湾曲部片への固着を良好に受入れるからである。湾曲部分では、フィンガータブの遠位端部は、フレームワーク構造体がシート１４３０の元の平面から外れて延びている場合、フランジ１４３２と同じまたは同様な湾曲を辿ってもよい。図４３Ａおよび図４３Ｂを参照せよ。このような湾曲部分が無いと、フィンガータブの遠位端部は平らであり、これは、全体の骨格フレームワークの湾曲度に応じてフィンガータブを他の部片に固着するのに適切であっても、なくてもよい。

幾つかの実施形態では、フィンガータブ１４３７のうちの１つまたは１つより多いフィンガータブはスタンピング加工される。スタンピング加工は、フィンガータブ１４３７の遠位端部をシート１４３０の元の平面から外して良好に回動するときに湾曲部分１４４０を形成する。結び（またはハブ）領域１４３６におよびそのまわりにシートをスタンピング加工する際、フィンガータブ１４３７などに関して、漸進ダイが利用されてもよい。

図４３Ｃの実施形態はまた剛性化リブ１４３８を有している、好ましくは、リブは、局部的な横断面幾何形状を変えることによってシートを剛性化する効果をもってシートにスタンピング加工される。

異なる実施形態では、剛性化リブは曲げ線１４３３に沿っておよび／またはフィンガータブ１４３７に沿って位置決めされてもよい。図４３Ｃの実施形態は曲げ線１４３３に近接し且つ曲げ線と実質的に整合状態の剛性化リブを示している。この場合、剛性化リブは結び領域１４３６の比較的高い湾曲の理由で有利である。剛性化無しでは、シートは座屈することがある。

同様に、図４３Ｃはフィンガータブ１４３７に近接してその中に位置決めされた剛性化リブを示している。フィンガータブ１４３７内において、剛性化リブは、好ましくは、その夫々の長さ方向軸船がフィンガータブの遠位端部のところで或いはそれを超えて交差するように配向された対で構成されている。図４３Ｃが暗示するように、かかる配向はフィンガータブ内に小型カラムを形成する効果を有している、その経験は座屈なしで応力を伝達するために有利であることを示している。更に、図４３Ｃの実施形態はフィンガータブにおける２つの剛性化リブ間に開口部を有しており、これはフィンガータブにカラム状構造体を形成する際に有利であると思われる。他の実施形態はフィンガータブ周囲のすべてまたは一部にフランジのような剛性化構造体を有するフィンガータブを有している。しかしながら、フィンガータブにおけるかかる開口部および剛性化リブまたは周囲フィンガーは必須ではない。

図４４を参照すると、平らな材料シートにより形成されている３次元骨格フレームワーク１４４０が示されている。この骨格フレームワーク１４４０は基部１４４１および頂部１４４２を有するスタンドの形態である。基部および頂部の両方は前述のものと同様なにして曲げ線が設けられた平らな材料シートから形成されている。或る場合には、基部が形成される同じ材料シートから頂部を形成することが可能であることもある。基部およびシートがそれらの曲げ線に沿って曲げられて３次元構造体を形成すると、これらの構造体は互いに組み付けられて図示のフレームワーク１４４０を形成する。組み付け中、基部および頂部は、リベット、ねじ、ナット／ボルト、接着剤および／または他の適当な手段のような適当な留め具により取付けられる。

この実施形態では、シート材料は頂部および基部の組み付け時に平らなパネルの反りを考慮し且つ対処するように構成されている。例えば、頂部１４４２は前述のようにして曲げ線が形成された平らな材料シートから形成されている。例えば、パネル１４４３は組み付け前には元々平らなパネルである。組み付け中、パネル１４４３は、図４４でわかるように、その端部が脚部１４４５、１４４６の上端部に取付けられると、反り部１４４４の領域を展開する。詳細には、パネル１４４３は、その最も左側の表面が脚部１４４５の最も上方の表面と一致し、他方、その最も右側の表面が脚部１４４６の最も上方の表面と一致するように反る。脚部１４４５、１４４６は互いに対して斜曲されているので、パネル１４４３の表面は脚部１４４５、１４４６の平らでない表面を受け入れるために反る。図４４を参照すると、パネル１４４３は領域１４４４において著しく反り、しかしながら、パネルが領域１４４４の外側では色々な程度で反ってもよいことをわかるであろう。脚部１４４５，１４４５もまた色々な量で同様にして反ってもよいことをわかるであろう。

フレームワーク１４４０の構成は反りを見込んでシート材料の比較的薄肉の特性を利用しており、かくして、複雑な幾何形状を有する広く様々なデザインを見込んでいる。曲げ線１４４７が実質的に線形であるが、基部１４４１および頂部１４４２がそれらの夫々の曲げ線に沿って曲げられて組み付けられると、基部１４４１および頂部１４４２は複合湾曲表面および縁部を持つ複雑な幾何形状を有するパネルを有する。例えば、縁部１４４８、１４４９は斜めの曲線、すなわち、１つの平面に位置しない曲線をたどる。このような「反り」構成が広く様々な３次元構造体および広く様々な幾何形状のために利用されてもよいことをわかるであろう。

折曲げストラップの分布および幅は、曲げのために必要とされる局部の力と未補強の曲り部の残留強度との間のバランスの変化を含めて、様々な理由で所定の曲げ線の長さに沿って変化してもよい。例えば、本発明の折曲げストラップと同時に好機的に形成されてもよい隣接した特徴が、最も近い折曲げストラップが折り曲げられた材料の平坦性を維持するように、より少ない頻度で接近している特徴の近くに、或いはより薄いストラップとともに最良に形成されるほどに近くに曲げ線に接近してもよい。

最後に、本発明の折り曲げられた構造体は容易に曲げ戻されることができる。これにより、３次元構造体が、他の現場への搬送のために、あるいはシート材料のリサイクルのために分解されたり、或いは加工戻しされたりすることができる。折り曲げられたシート材料は、しばしば、まっすぐにされることもでき、或いは折り逆転を受けることさえでき、その後、５ないし１０以上のサイクルを通して再折曲げされることができる。これは、１つの現場における構造体の折曲げまたは加工、次いで、曲げ戻し、搬送および第２現場における再折曲げを可能にする。また、曲げ戻しの容易性により、構造体を曲げ戻し、そしてシート材料および除去された構成部品の再使用のためにリサイクルセンターへ送ることができる。

説明および添付の請求項における正確な定義の便宜上、語「上」または「上方」、「下」または「下方」、「内側」および「外側」は、図に示されるような特徴の位置について本発明の特徴を説明するために使用されている。

本発明の特定の実施形態の前述の説明は図示および説明の目的で示された。これらの説明は、包括的なものではなし、或いは本発明を開示された正確な形態に限定しようとするものでもなく、明らかに、多くの変更例および変形例が以上の教示を鑑みて可能である。実施形態は、本発明の原理およびその用途を最良に説明し、それにより当業者本発明および種々の実施形態と種々の変更例とを意図された使用に適しているものとして最良に利用することができるために選択され且つ説明された。本発明の範囲は添付の請求項およびそれらの同等内容により定められるものである。

１つの従来技術により形成されたスリットおよび溝を有する材料シートの部分頂平面図である。 折り曲げられた状態にあるときの図１のシートの図１における線１Ａ-１Ａの平面に実質的に沿った拡大部分横断面図である。 折り曲げられた状態にあるときの図１のシートの図１における線１Ｂ-１Ｂの平面に実質的に沿った拡大部分横断面図である。 従来技術において知られている別の構成を使用して形成された複数のスリットを有する材料シートの部分頂平面図である。 約９０度だけ折り曲げられた図２のシートの拡大部分側立面図である。 図２Ａｎｏ線２Ｂ-２Ｂの平面に実質的に沿った横断面図である。 本発明の１つの実施形態によるスリット付けられた材料シートの部分頂平面図である。

図３の実施形態によりスリット付けられ、且つ図４Ｄにおける９０度曲りまで図４Ａにおける第１平面から折り曲げられている過程にある材料シートの部分頂平面図である。 図３の実施形態によりスリット付けられ、且つ図４Ｄにおける９０度曲りまで図４Ａにおける第１平面から折り曲げられている過程にある材料シートの部分頂平面図である。 図３の実施形態によりスリット付けられ、且つ図４Ｄにおける９０度曲りまで図４Ａにおける第１平面から折り曲げられている過程にある材料シートの部分頂平面図である。 図３の実施形態によりスリット付けられ、且つ図４Ｄにおける９０度曲りまで図４Ａにおける第１平面から折り曲げられている過程にある材料シートの部分頂平面図である。

材料シートの折曲げ中の図４Ａないし図４Ｄにおける線５Ａ-５Ａの平面に実質的に沿った部分横断面図である。 材料シートの折曲げ中の図４Ａないし図４Ｄにおける線５Ａ-５Ａの平面に実質的に沿った部分横断面図である。 材料シートの折曲げ中の図４Ａないし図４Ｄにおける線５Ａ-５Ａの平面に実質的に沿った部分横断面図である。 本発明の第２実施形態によるスリット付けらええた材料シートの頂平面図である。 約９０度だけ折り曲げられた後の図６のシートの頂平面図である。

図７の材料シートの端面図である。 図８から約４５度だけ回転されている図７の８Ａ−８Ａの線に実質的に沿った図７の材料シートの拡大端立面横断面図である。 図８から約４５度だけ回転されている図７の８Ｂ−８Ｂの線に実質的に沿った図７の材料シートの拡大端立面横断面図である。 本発明の更に別の実施形態によるスリット付けられた材料シートの部分頂平面図である。 約９０度だけ折り曲げた後の図９のシートの側立面図である。 図１０における線１０Ａ-１０Ａに実質的に沿った部分横断面図である。 本発明により構成されたストラップ構成構造体を有する材料シートの更に別の実施形態の概略的表示の部分頂平面図である。 急速穴あけレーザー切込み技術を使用して形成された図１１に示される構成のスリットの部分頂平面図である。

湾曲ボックスビームへの折曲げおよび組付け前の１つの材料シートの部分頂平面図である。 図１２に示されるように各々がスリット付けられている２つの材料シートから構成された湾曲ボックスビームの側立面図である。 図１３のビームの端立面図である。 ストラップ構成構造体が形成され、且つ円筒形部材を包囲するために構成された材料シートの頂平面図である。 曲げ線に沿って折り曲げられ且つ円筒形部材を包囲するために設けられたものとしての図１５の材料シートの頂面斜視図である。 本発明により形成された材料シートを使用して形成された波形組立体の頂面斜視分解図である。 本発明により形成された材料シート別の実施形態の頂面斜視分解図である。 曲げまたは折り前に波形デッキの別の実施形態を構成するために使用されるスリット付きシートの頂平面図である。

図１９のスリット付きシート材料を使用して構成された波形シートまたはデッキの頂面斜視図である。 図２０の線２１-２１により実質的に境界決めされた波形シートまたはデッキの頂面斜視図である。 図１９における線２１Ａ-２１Ａにより実質的に境界決めされた拡大部分頂平面図である。 円筒形形態を構成するためにスケール決めされた図１９および図２０のものと同様な波形シートを使用して構成された円筒形部材の概略端立面図である。 本発明によりスリット付けられ、且つ予想可能な折曲げを確保するために変位されたタングまたはタブを有する材料シートの拡大部分側立面図である。 折曲げ中の図２３のシートの縮小端立面図である。 シートの平面に対して斜角でスリット付けられ且つ余角までの折曲げ中に示されている材料シートの部分端立面図である。 本発明により配置されたオープンリール式シートスリット付けラインの側率面概略図である。

例えば図２５の装置を使用してスリット付けられていて、ロール巻き出しされ且つ三次元構造体へ折曲げられる過程にある材料シートのコイル状シートの頂面斜視図である。 クロス支持式ボックスビームへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 クロス支持式ボックスビームへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 クロス支持式ボックスビームへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 クロス支持式ボックスビームへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 クロス支持式ボックスビームへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 クロス支持式ボックスビームへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 クロス支持式ボックスビームへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。

電気構成部品のような構成部品の支持のためにシャシへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 電気構成部品のような構成部品の支持のためにシャシへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 電気構成部品のような構成部品の支持のためにシャシへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 電気構成部品のような構成部品の支持のためにシャシへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 電気構成部品のような構成部品の支持のためにシャシへ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 本発明のスリット付きシートの低力曲げまたは折りのために適した設備の１つの実施形態の頂面斜視概略図である。

本発明のシート曲げまたは折り方法の他の実施形態の頂面斜視概略図である。 本発明のスリット付きシート材料の折曲げのための相互作用的デザイン、加工および組付け方法の１つの態様の流れ図である。 スタッド壁部／梯子へ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 スタッド壁部／梯子へ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 スタッド壁部／梯子へ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 スタッド壁部／梯子へ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 スタッド壁部／梯子へ折り曲げられているときの本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。

本発明により構成された湾曲波形デッキまたはパネルの頂面斜視図である。 旋回支持式支持を有しており、且つ旋回支持式ボックスビームへ折り曲げられているときに示された材料シートの頂面斜視図である。 旋回支持式支持を有しており、且つ旋回支持式ボックスビームへ折り曲げられているときに示された材料シートの頂面斜視図である。 旋回支持式支持を有しており、且つ旋回支持式ボックスビームへ折り曲げられているときに示された材料シートの頂面斜視図である。 旋回支持式支持を有しており、且つ旋回支持式ボックスビームへ折り曲げられているときに示された材料シートの頂面斜視図である。 旋回支持式支持を有しており、且つ旋回支持式ボックスビームへ折り曲げられているときに示された材料シートの頂面斜視図である。 本発明によりスリット付けられて、単一のスリットの具体例を有する材料シートの頂平面図である。

ローラハウジングへ折曲げられたときの図３５のシートの頂面斜視図である。 色々な曲げ線終結スリット構成を有する材料シートの部分頂平面図である。 シャシへ折り曲げられる前の本発明により構成された材料シートの頂面斜視図である。 シャシへ折り曲げられた後の図３８Ａにおけるような材料シートの頂面斜視図である。 シャシの転移形態へ折り曲げられて積み重ねられた後の図３８Ａにおけるような材料シートの頂面斜視図である。 湾曲ビームへ形成されて接合される前の本発明により構成された２つの材料シートの頂面図である。 図３９Ａに示されるものと同様なシートから本発明により構成された湾曲チャンネルの頂面斜視図である。 図３９Ａに示されるものと同様な２つのシートから本発明により構成された閉鎖された中空の湾曲ビームの頂面斜視図である。

骨格構造体へ折り曲げられる前およびその段階において本発明により構成された材料シートの斜視図である。 骨格構造体へ折り曲げられる前およびその段階における本発明により構成された材料シートの斜視図である。 骨格構造体へ折り曲げられる前およびその段階における本発明により構成された材料シートの斜視図である。 骨格構造体へ折り曲げられる前およびその段階における本発明により構成された材料シートの斜視図である。 骨格構造体へ折り曲げられる前およびその段階における本発明により構成された材料シートの斜視図である。 骨格構造体へ折り曲げられる前およびその段階における本発明により構成された材料シートの斜視図である。 骨格構造体へ折り曲げられる前およびその段階における本発明により構成された材料シートの斜視図である。 骨格構造体へ折り曲げられる前およびその段階おける本発明により構成された材料シートの斜視図である。

折り曲げられる前およびその段階における本発明による骨格構造体のコーナー部分の斜視図である。 図４１に示されるようなコーナー部分の斜視図である。 図４２Ａに示されるような縁部スロットの側面図である。 縁部スロットの別の具体例の側面図である。 湾曲外殻構造体へ形成される前の本発明により構成された材料シートの頂面図である。 湾曲外殻構造体へ形成された後の図４３Ａに示されるような材料シートの斜視図である。 湾曲外殻構造体へ形成される前の図４３Ａに示されるものと同様な材料シートの一部の頂面図である。 本発明により三次元構造体へ形成された他の材料シートの斜視図である。

Claims (59)

1. ３次元構造体を形成するための材料シートであって、
   複数の折曲げストラップ構成構造体が形成されている材料よりなり、ストラップ構成構造体は複数の曲げ線を構成するように位置決めされており、各曲げ線は、それを横切るように配向され且つ位置決めされた長さ方向のストラップ軸線を有する折曲げストラップを構成する隣接したストラップ構成構造体を有しており、ストラップ構成構造体は曲げ線に沿って材料シートの折曲げを生じるように構成され且つ位置決めされており、
   曲げ線に沿ってシートを折り曲げることにより、少なくとも２つの非平行の構造要素を生じる、３次元構造体を形成するための材料シート。
2. 少なくとも１つの曲げ線が非線形部分を有する曲げ線である、請求項１に記載の材料シート。
3. シートの周囲の少なくとも一部が湾曲されている、請求項１に記載の材料シート。
4. ストラップ構成構造体は材料シートを通って延びるように形成されたスリットである、請求項１に記載の材料シート。
5. スリットは、材料シートの折曲げ中にスリットの両側に材料シートの縁-面係合を引き起こす切り口寸法およびジョグ距離を有している、請求項４に記載の材料シート。
6. ストラップ構成構造体は材料シートを通って延びていない深さまで形成された溝である、請求項１に記載の材料シート。
7. 複数の曲げ線は、それらに沿った材料シートの折曲げ時に外郭構造体を形成するように構成され且つ寸法決めされている、請求項１に記載の材料シート。
8. 外郭構造体はシャシである、請求項７に記載の材料シート。
9. 複数の曲げ線は、構造要素が材料シートの折曲げ時に湾曲チャンネルを形成するように構成され且つ寸法決めされるように位置決めされている、請求項１に記載の材料シート。
10. 少なくとも１つの曲げ線は材料シートの折曲げ時に開放構造体を形成ように構成され且つ寸法決めされている、請求項１に記載の材料シート。
11. 材料シートの折曲げ時に形成された開放構造体は１つの曲げ線に沿った折曲げからのＬ字形の横断面を有している、請求項１０に記載の材料シート。
12. 材料シートの折曲げ時に形成された開放構造体は２つの曲げ線に沿った折曲げからのチャンネル形状の横断面を有している、請求項１０に記載の材料シート。
13. シートは４つの曲げ線を有しており、
    材料シートの折曲げ時に形成された開放構造体は４つの曲げ線沿った折曲げからの「頂ハット」横断面を有している、請求項１０に記載の材料シート。
14. 複数の曲げ線は材料シートの折曲げ時に湾曲チャンネルを形成するように構成され且つ寸法決めされている、請求項１０に記載の材料シート。
15. 複数の曲げ線は材料シートの折曲げ時に中空の閉鎖構造体を形成するように構成され且つ寸法決めされている、請求項１に記載の材料シート。
16. 複数の曲げ線は材料シートの折曲げ時に中空の湾曲ビームを形成するように構成され且つ寸法決めされている、請求項１に記載の材料シート。
17. 複数の曲げ線に沿って複数の取付けタブが更に形成されている請求項１に記載の材料シート。
18. 取付けタブはそこに留め具受入れ開口部を有している、請求項１６に記載の材料シート。
19. 取付けタブは第２材料シートに設けられた取付けスロットを通って延びて第２材料シートを第１材料シートに固着するように形成されている、請求項１６に記載の材料シート。
20. ３次元構造体は骨格フレームワークである、請求項１６に記載の材料シート。
21. 骨格フレームワークはシャシである、請求項２０に記載の材料シート。
22. 複数の曲げ線は、互いに実質的に平行であり、且つ互いから均等に間隔を隔てられており、材料シートはジグザグな横断面を有するように折り曲げられており、
    ２つの実質的に平らな材料シートが、シートの波形組立体を生じるように材料シートの両側に固着されている、請求項１に記載の材料シート。
23. 複数の第１シート曲げ線に沿って折り曲げるために形成された第１材料シートを備えており、この第１材料シートには、第１シート曲げ線の各々に近接して位置決めされた複数の折曲げストラップ構成構造体が形成されており、これらの折曲げストラップ構成構造体は折曲げを生じるように構成されており、第１材料シートは第１シート曲げ船に沿って折り曲げられており、
    連続した側壁部を有する湾曲された中空のビームを形成するように第１材料シートに固着された第２材料シートを備えている、中空ビーム。
24. 曲げ線は非線形部分を有する曲げ曲線であり、第１材料シートは開放湾曲チャンネルを生じるように第１シート曲げ曲線に沿って折り曲げられている、請求項２３に記載の中空ビーム。
25. 第１材料シートは第１シート曲げ線に沿って折り曲げられてフランジ部分を有する開放湾曲チャンネルを生じている、請求項２４に記載の中空ビーム。
26. チャンネルの横断面積は収束している、請求項２４に記載の中空ビーム。
27. チャンネルの横断面積は収束し且つ分散している、請求項２４に記載の中空ビーム。
28. 複数の折曲げストラップ構成構造体は複数のスリットであり、第２シートは複数の第２シート曲げ船に沿って折り曲げるために形成されており、第２材料シートには、それを通り、各第２シート曲げ線に近接して位置決めされた複数のスリットが形成されており、これらのスリットは折曲げを生じるように構成されており、第２材料シートは第２シート曲げ線に沿って折曲げられている、請求項２３に記載の中空ビーム。
29. 第１材料シートにおけるスリットおよび第２材料シートにおけるスリットは折曲げ中にスリットの両側に材料の縁-面係合を生じるように構成されている、請求項２８に記載の中空ビーム。
30. 第１材料シートにおけるスリットおよび第２材料シートにおけるスリットは弧状である、請求項２９に記載の中空ビーム。
31. 第１材料シートおよび第２材料シートは湾曲された中空のビームを形成するように攻勢され且つ互いに固着されている、請求項２３に記載の中空ビーム。
32. 第１材料シートには、一対の実質的に平行な第１シート曲げ線の両側に沿って延びるように位置決めされたスリットが形成されており、
    第２材料シートには、一対の実質的に平行な第２シート曲げ線の両側に沿って延びるように位置決めされたスリットが形成されている、請求項２８に記載の中空ビーム。
33. 第１材料シートはその両縁部から一対の第１シート曲げ線に近接した位置まで内方に延びている複数の切欠きを有しており、
    第２材料シートはその両縁部から一対の第２シート曲げ線に近接した位置まで内方に延びている複数の切欠きを有している、請求項３２に記載の中空ビーム。
34. 第１材料シートおよび第２材料シートは、各々、Ｕ字形の横方向横断面を有するように折り曲げられ、且つ４辺の中空ボックスビームを形成するように互いに固着されている、請求項３３に記載の中空ビーム。
35. 第１材料シートおよび第２材料シートは曲げ線に沿って長さ方向に湾曲するように折り曲げられ、且つ湾曲された４辺の中空ボックスビームを形成するように互いに固着されている、請求項３２に記載の中空ビーム。
36. 第１材料シートおよび第２材料シートにおける切欠きはパイ形状であり、第１材料シートおよび第２材料シート複数の留め具により互いに固着されている、請求項３５に記載の中空ビーム。
37. 複数の曲げ線に沿って折り曲げるために形成された単一の材料シートを備えており、この材料シートには、曲げ線の各々に近接して位置決めされた複数の折曲げストラップ構成構造体が形成されており、これらの折曲げストラップ構成構造体は折曲げを生じるように構成されており、材料シートは構造部材のフレームワークを生じるように曲げ線に沿って折り曲げられている、外郭フレームワーク。
38. 材料シートは曲げ線に沿って転移的な積重ね可能な形態へ折り曲げられている、請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
39. 構造部材のフレームワークである請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
40. 構造部材は線形の構造部材である、請求項３９に記載の外郭フレームワーク。
41. シート材料はスタンピング加工された帯域を有している、請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
42. 段付き横断面を有するシャシである請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
43. フレームワークがシャシであり、折曲げストラップ構成構造体はスリットであり、シャシは更にシートに固着された少なくとも１つの構成部品を有しており、
    シートはこれを少なくとも部分的に包囲するように曲げ線に沿って折り曲げられている、請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
44. 材料シートは複数の曲げ線に沿って複数の取付けタブを有している、請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
45. 取付けタブはそこに少なくとも１つの留め具受入れ開口部を有している、請求項４４に記載の外郭フレームワーク。
46. 取付けタブは、少なくとも２つの留め具受入れ開口部が整合するように交互配列するように形成されている、請求項４５に記載の外郭フレームワーク。
47. 取付けタブはスタンピング加工された帯域を有している、請求項４４に記載の外郭フレームワーク。
48. 異なる曲げ剛性および捩り剛性を有する構造部材を有する請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
49. 構造部材は、Ｌ字形状、開放矩形チャンネル形状、および閉鎖矩形形状よりなる横断面群からの横断面を有している、請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
50. 曲げ線は曲げ曲線であり、構造部材はシートの少なくとも１つの共通結び領域を共有している、請求項３７に記載の外郭フレームワーク。
51. 材料シートは、これが曲げ曲線に沿って曲げられると、構造部材が湾曲され且つシートの元の平面から外れて延びている、請求項５０に記載の外郭フレームワーク。
52. 単一のシートは曲げ曲線に近接し且つそれと整合された少なくとも１つの剛性化リブを有している、請求項５０に記載の外郭フレームワーク。
53. 少なくとも１つの剛性化リブはシートの局部的横断面を変えるようにシートをスタンピング加工することにより形成されている、請求項５２に記載の外郭フレームワーク。
54. 単一のシートは、その変形に対処するために少なくとも１つの曲げ線に沿って配置された複数のフィンガータブを有している、請求項５０に記載の外郭フレームワーク。
55. 少なくとも１つのフィンガータブはそれを通る開口部を有している、請求項５４に記載の外郭フレームワーク。
56. 少なくとも１つのフィンガータブは湾曲部分を有している、請求項５４に記載の外郭フレームワーク。
57. 湾曲部分はフィンガータブの遠位端部にある、請求項５６に記載の外郭フレームワーク。
58. 少なくとも１つのフィンガータブは一対の剛性化リブを有しており、これらの剛性化リブはそれらの夫々の長さ方向軸線が交差するように配向されている、請求項５５に記載の外郭フレームワーク。
59. 少なくとも１つのフィンガータブは一対の剛性化リブを有しており、これらの剛性化リブはそれらの夫々の長さ方向軸線が交差するように配向されている、請求項５４に記載の外郭フレームワーク。

Images