JP5611526B2 - ３次元加工製品形成用のフレキシブル形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック形成分野における３次元加工製品のフレキシブル形成装置に関する。

現在、板状製品、管状製品及び棒状製品などの３次元加工製品を形成するに際しては、種々のプレス機や、特殊な金型を利用した特殊な加工機械を用いて行われる。上述のような各形状タイプの製品を完成させるには、１組あるいは複数の組の金型を使用する。また、このような金型を設計、製造及び調節するに際しては、多大な労働力と材料資源、さらには時間を消費することになる。

さらに、３次元加工製品に対する伝統的な形成装置は、非高度にオートメーション化されており、その効率は近代の工業生産の要求に合致するものではない。また、手作業による場合は、得られる加工製品の品質が低く、また、製造効率が低いとともに、多大な労働力を要し、満足のいくものではなく、さらには主として大型かつ少量生産の製品加工において使用されるものである。

３次元加工製品は、主として金型形成あるいは手作業によってのみ形成できるものであるので、特殊な金型を使用せず、現在の技術を採用した連続的な形成装置においては、シートや線状の製品、あるいは平面的な製品しか形成することができない。管状製品あるいは棒状製品の形成、特にそれらの直径が変化するようにして形成する場合は、スピニングやロール鍛造、クロスウエッジローリング（cross-wedge rolling）などの特殊な技術が通常は適用されることになる。

このような特殊な技術は高コストであり、加工に長時間を要する。また、異なる形状の製品を形成するには異なる金型が必要となるので、種々の形成装置を使用する際には、多大な労働力を伴うことになり、準備に要する時間が長くなってしまうとともに、材料資源が消費され、さらには非高度のオートメーション化しか実現することができない。これは、近代の少量生産の要求を満足するものではない。

上記事実に鑑み、本発明の目的は、特殊な金型を使用して３次元加工製品を形成する伝統的な形成方法を改良し、板状製品、管状製品及び棒状製品等の種々のタイプの３次元加工製品を形成することができ、前記伝統的な形成方法と比較して、製造コストを十分に低減できるとともに、形成効率を増大させ、より簡便な方法でオートマチック制御が可能な、曲折可能なロール形成方法の技術に基づいた３次元加工製品を形成するフレキシブル形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、フレームと、少なくとも２つの作業ローラーと、１以上の作業ローラー駆動機構と、１以上の調整機構とを具え、
前記少なくとも２つの作業ローラー、前記１以上の作業ローラー機構及び前記１以上の調整機構は、それぞれ前記フレーム上に組み込まれているとともに、前記少なくとも２つの作業ローラー間には、前記作業ローラーの駆動によって、３次元加工製品が形成されるような空隙が画定され、
前記少なくとも２つの作業ローラーの少なくとも１つは曲折及び調整可能な可撓性の作業ローラーである、３次元加工製品形成用のフレキシブル形成装置に関する。

本発明におけるフレキシブル形成装置は、所定の規定に基づいて配置することが可能な少なくとも２つの作業ローラーを使用し、板状製品、管状製品及び棒状製品等の３次元加工製品の加工プロセスを遂行する。本発明において、作業ローラーの相対的位置及び可撓性作業ローラーの曲折軸は、調整機構によって調節することができ、任意に調整することができる。したがって、所望する形状に応じた任意のタイプの３次元加工製品を形成することができる。

前記可撓性作業ローラーは、スチールワイヤ可撓性アクスル、スプリング、スチールワイヤ可撓性アクスルポリウレタン、スプリングポリウレタン及びポリウレタン等の弾性材料から構成することができる。前記作業ローラーは、アクティブローラー、パッシブローラー及びブレーキローラーに分割することができる。

前記アクティブローラーは、形成すべき製品を駆動させ、回転している前記アクティブローラー間を通過させるようにして構成している。前記パッシブローラーは、形成された前記製品の回転によって回転されるように構成されているものであり、前記ブレーキローラーは、ブレーキ状態では回転できず、非ブレーキ状態では前記パッシブローラー同様に前記製品の回転によって回転できるように構成されているものである。

前記作業ローラー駆動機構は、ギアー機構や水力学機構などを用いた通常のトランスミッション機構とすることができる。また、耐ねじれ及び耐不規則変形のための装置を前記可撓性作業ローラーの非形成領域に組み込むことができる。

前記作業ローラーの位置変化及び前記製品の曲率変化は、機械的又は数値制御（ＮＣ）手段によって実施することができる。これらの手段は、作業ローラーの回転及び１以上の製品締結回転機構に対しても適用することができる。

好ましくは、前記可撓性作業ローラーは、スチールワイヤ可撓性アクスル、らせん状のスプリング、スチールワイヤ、ポリウレタンゴムの１以上から構成することができる。

好ましくは、前記可撓性作業ローラーは合体型又は分割型であって、分割型作業ローラーの場合、分割してなるセグメントが互いに同方向又は逆方向において、同期又は非同期の状態で回転するように構成することができる。

好ましくは、アクティブ又はパッシブに回転することが可能な回転可能部分を含む１以上の製品締結回転機構を、前記合体型作業ローラーの端部又は前記分割型作業ローラーのセグメント間に配置することができる。

好ましくは、前記フレキシブル形成装置は、管状製品を形成するために使用されるとともに、２つの可撓性作業ローラーを具え、一方の作業ローラーは前記管状製品の外部に位置し、他方の作業ローラーは、前記管状製品の内部に位置するように構成することができる。

好ましくは、前記管状製品の内部に位置する前記可撓性作業ローラーは、曲折可能なパッシブローラー又はシンプルな弾性ローラーとして設計することができ、これによって、前記内部に位置する前記作業ローラーの構造を簡易化することができるとともに、調整を行う必要性がなくなる。

好ましくは、前記フレキシブル形成装置は、管状製品又は棒状製品を形成するために使用されるとともに、少なくとも２つの可撓性作業ローラーを具え、前記少なくとも２つの可撓性作業ローラーは、前記管状製品又は前記棒状製品の外部に位置するとともに、その円周方向に配置され、前記可撓性作業ローラーを外方又は中心方向に移動させ、前記管状部材又は前記棒状部材の直径が縮小するような変形を生じさせるように構成する。

好ましくは、前記フレキシブル形成装置は、管状製品を形成するために使用されるとともに、少なくとも２つの可撓性作業ローラーを具え、前記少なくとも２つの可撓性作業ローラーは、前記管状製品の内部に位置するとともに、その円周方向に配置され、前記可撓性作業ローラーの外方又は中心方向に移動並びに前記製品の回転によって、前記管状部材又は前記棒状部材の直径が縮小するような変形を生じさせるように構成する。

好ましくは、前記可撓性作業ローラーの支持高さを調整するとともに、その軸位置及び曲折度合を調整する１以上の調整機構が、前記曲折及び調整可能な可撓性作業ローラー上に配置され、前記調整機構による調整は、形成工程の開始前又は形成工程中において連続的に行われるように構成する。

好ましくは、前記調整機構の調整ロッドの端部に開放軸受が組み込まれ、前記可撓性作業ローラーの調整及び支持を行うとともに、前記開放軸受は、前記可撓性作業ローラーの屈曲した外形線の変化に従って、そのヘッド部の位置が変化するように構成する。

好ましくは、前記作業ローラー駆動機構を、前記作業ローラーの１端又は両端に配置する。

好ましくは、前記可撓性作業ローラーは、軸位置及び軸角度を互いに独立制御可能な複数のサブローラーから構成する。この場合、例えば、前記サブローラーの軸角度は、製品の幅方向の曲率変化に従って、自在に揺動できるように構成することができる。前記サブローラーは、必要に応じて、アクティブサブローラー、パッシブサブローラー、又はブレーキサブローラーとして構成する。

前記サブローラーは、前記調整機構を駆動させることによってそれらの位置を調整できるように置換可能であり、所定の角度及び任意の位置で回転することができる。したがって、製品の長さ方向及び幅方向の曲率は、前記作業ローラー間の相対的位置、前記サブローラーの置換又は回転を通じて異なるようにすることができる。前記作業ローラー間の相対位置の変化、及び前記サブローラーの置換は、機械的又は減圧式の駆動装置を用いて実行することができる。また、前記サブローラーの表面はスチール又はその他の材料から構成することができ、ポリウレタンゴムスリーブを付着させておくこともできる。

本発明のフレキシブル形成装置は、伝統的な金型に取って代わることができ、板状製品、管状製品及び棒状製品等の種々の製品の形成に対して柔軟に対処することができる。多点形成技術、伝統的な２次元形成技術及び多段ローラー形成技術の順応性に富み、変化に富む特徴的なアイデアを参照することによって、本発明におけるフレキシブル形成装置における直線状のローラー、又は多段ローラー形成装置を可撓性としている。

したがって、前記作業ローラーは、（それらの軸が曲折し調整可能となっているので）長さ方向及び幅方向において柔軟に変形することができる。また、前記作業ローラーの曲折は、手動で行うこともできる。この場合は、形成工程前の調整によって行い、形成工程を通じて変化しないようにすることができる。また、コンピューターによる自動調整によっても行うことができる。この場合、形成工程前又は形成工程中において自動的に行うことができる。前記作業ローラーの変形又は曲折は、３次元加工製品の形状によって決定される。

本発明のフレキシブル形成装置によれば、３次元加工製品を連続的に形成することができ、金型を使用する伝統的な形成装置と比較した場合において、本発明のフレキシブル形成装置は、特殊なデザインの金型を製造し、調整する必要がなく、これによって、製造コストを低減できるとともに生産に係わる準備期間を短縮化することができる。したがって、労働力、材料資源及び時間の節約となるとともに、生産効率を大幅に向上させることができる。

最初に、図１a〜８を参照して、本発明の第１の実施形態におけるフレキシブル形成装置について説明する。前記フレキシブル形成装置は、主として板状の３次元製品を形成するために使用されるものである。

これらの図に示すように、前記フレキシブル形成装置は、少なくとも２つの作業ローラーを有し、板状製品（以下、「シート」という）の長さ方向において、互いの相対的位置を変化させることによって、異なる曲率を有するようにして配置され、さらに、このように、互いの相対的位置を変化させるような場合、曲折可能な作業ローラーの軸を変形させることによって、前記シートの幅方向においても異なる曲率を有するようにしている。

一方、前記作業ローラーの径の形状は調節することができるので、板状の３次元製品の形成条件を連続的に変化させることができる。アクティブローラーが回転している状態で、シートが前記作業ローラー間に導入されると、目的とするシート製品を形成することができる。作業ローラー間の相対的な位置関係の変化、及び作業ローラーの軸を曲折は、機械的あるいは減圧式の装置を用いて行うことができる。

相異なる曲率の製品は、前記作業ローラー間の相対的位置を変化させ、前記作業ローラーの軸形状を異なるように調整することによって形成することができる。前記作業ローラー間の相対的位置、及び前記作業ローラーの軸の曲折状態は、機械的手段あるいはコンピューターによって調整することができ、これによって異なるタイプの３次元板状製品を得ることができ、多様な板状製品の形成を可能とする。

図１ａ〜３ｂに示すように、第１の実施形態において、本発明のフレキシブル形成装置は、フレーム（図示せず）、少なくとも２つの作業ローラー、１以上の作業ローラー駆動機構（図示せず）、１以上の調整機構３を含んでいる。前記作業ローラー、前記作業ローラー駆動機構及び前記調整機構３は、上述したフレーム中に組み込まれており、前記作業ローラー間には、板状製品すなわちシート２を形成するための空隙が形成され、前記作業ローラーが回転することによって、プラスチック形成工程が実施される。

前記作業ローラーの少なくとも１つは、可撓性の作業ローラーであって、曲折及び調整可能である。前記フレームは、要求に従って当該技術分野において公知の種々の形状に形成することができ、詳細な説明については省略する。前記作業ローラー駆動機構は、ギアー機構や減圧式機構などを用いた通常のトランスミッション機構とすることができる。前記可撓性作業ローラーは、スチールワイヤ可撓性アクスル、らせん状のスプリング、スチールワイヤ、ポリウレタンゴムの１以上から構成することができる。

１ないしは複数の調整機構３は、前記可撓性作業ローラーを支持し、その軸及び曲折度合を調整するためのものであり、前記可撓性作業ローラー上に設けられている。調整機構３は、予め所定の状態に調整することもできるし、形成工程中、必要に応じて継続的に調整することもできる。

図１ａ及び図１ｂでは、フレキシブル形成装置は、３つの可撓性作業ローラー１を含んでいる。可撓性作業ローラー１は、図１ｂに示すように配置されており、その軸は、形成工程前あるいは形成工程中に、調整機構３によって調整することができる。可撓性作業ローラー１の軸は、形成工程中に曲折した状態となっており、可撓性作業ローラー１間を板状製品が通過することにより、作業ローラー１の軸の形状調整機能に基づいて幅方向に変形する（図１ａ参照）。

一方、前記板状製品は、３つの可撓性作業ローラーから負荷される圧力（これら作業ローラーの相対位置変化による）に起因して長さ方向にも変形する（図１ｂ参照）。可撓性作業ローラー１の総てをアクティブローラーとすることもできるし、可撓性作業ローラー１の１つあるいは２つをアクティブローラーとし、残りの可撓性作業ローラーをパッシブローラーとすることもできる。パッシブローラーの少なくとも１つは、ブレーキローラーとして機能する。

図２ａ及び図２ｂでは、フレキシブル形成装置は、２つの可撓性作業ローラー１及び４、すなわち、上部ローラー（小さい方の作業ローラー）及び下部ローラー（大きい方の作業ローラー）を含んでいる。これらのローラーは、図２ｂに示すように配置されている。可撓性作業ローラーの軸は、形成工程前あるいは形成工程中に、調整機構３によって調整することができる。可撓性作業ローラー１の軸は、形成工程中に曲折した状態となっており、可撓性作業ローラー１間を板状製品が通過することにより、作業ローラー１の軸の形状調整機能に基づいて幅方向に変形する（図２ａ参照）。

一方、前記下部ローラーは、前記上部ローラーの稼働中において局所的に変形し、前記下部ローラーの表面に接触した製品の部分を変形させる（図２ｂ参照）。

好ましくは、ポリウレタンゴムスリーブが下部ローラーに接触している、又は前記下部ローラーをポリウレタンゴムから構成する。前記下部ローラーの直径は、前記上部ローラーの直径よりも大きくする。前記上部ローラー及び前記下部ローラーの双方ともにアクティブローラーとすることもできるが、一方をアクティブローラーとし、他方をパッシブローラーとすることもできる。

図３ａ及び図３ｂでは、フレキシブル形成装置は、２つの可撓性作業ローラー１及び５、すなわち、小型の作業ローラー及び大型の作業ローラーを含んでいる。これらのローラーは、図３ｂに示すように配置されている。

小型の作業ローラーは、可撓性の作業ローラーであって、曲折可能であり、大型の作業ローラーは、管状の弾性ローラーである。大型作業ローラーの直径は、小型の作業ローラーの直径よりも大きい。

前記小型作業ローラー及び前記大型作業ローラの双方ともにアクティブローラーとすることもできるが、一方をアクティブローラーとし、他方をパッシブローラーとすることもできる。小型の作業ローラーの軸は、形成工程前あるいは形成工程中に調整機構を駆動させることによって調整し、形成工程中は曲折させた状態にしておく。

小型の作業ローラーが稼働すると、大型の作業ローラーは変形するが、その軸は直線性を保っている。前記小型作業ローラー及び前記大型作業ローラー間を板状製品が通過することにより、前記板状製品は前記小型作業ローラーの軸の形状調整機能及び前記大型作業ローラーの軸方向の形状調整機能に基づいて幅方向に変形する（図３ａ参照）。一方、前記小型作業ローラーの稼働中に、前記大型作業ローラーは半径方向に変形するので、前記製品は、長さ方向に変形するとともに、前記製品の、前記大型作業ローラーの表面に接触した部分をも変形するようになる（図３ｂ参照）。

上述のようなフレキシブル形成装置を用いることによって、板状製品２は、作業ローラーの種類に応じて種々の形状に圧延することができる。このタイプの形成装置は金型を必要としない。しかしながら、上記作業ローラーを制御することが要求される。作業ローラー１及び４は、図４，５，６，７及び８に示すように構成することができる。また、作業ローラー５は、図８に示すように構成することができる。

本発明においては、作業ローラーの数を増大させるに連れて、その形成効果が増大する。なお、作業ローラーの配置については、図１，２及び３に示す配置以外に種々の配置構成を採ることができる。また、作業ローラーは、実用的な観点に従って配置することができる。

また、前記作業ローラーに対する調整機構の数が増大するにつれて、形成効果が増大する。

次に、図９〜１５を参照して、本発明の第２の実施形態におけるフレキシブル形成装置について説明する。前記フレキシブル形成装置も、主として板状の３次元製品を形成するために使用されるものである。本態様におけるフレキシブル形成装置も、作業ローラーが２つの型に分類することができる点を除き、基本的には、第１の実施形態におけるフレキシブル形成装置と同じである。

なお、２つの型とは、合体型及び分割型であり、後者の分割型においては、同方向あるいは逆方向に、同期あるいは非同期の状態で前記作業ローラーが回転できるようになっている。また、本態様における前記フレキシブル形成装置を信頼性の下に制御し、調整することができるような種々の補助機構を設けることもできる。

図９に示す例では、調整機構３の調整ロッド１４（図１４参照）が、目的とする板状製品の３次元形状に応じて、手動あるいは数値制御システムによって調節することができるようになっている。したがって、開放軸受１３（図１４参照）が、可撓性作業ローラー１を引張あるいは押圧し、作業ローラー１を曲折させる。

また、拡張装置を可撓性作業ローラーの一端部あるいは両端部に配置することができ、これによって、調整工程中において、前記可撓性作業ローラーが自在に拡張し、収縮できるようになっている。

前記作業ローラーは、調整工程の後に固定し、軸方向及び円周方向における相対的なずれが生じないようにすることができる。また、可撓性作業ローラーの変形を容易にするために、フレキシブル形成装置を上部フレーム及び下部フレームに設けることもできる。前記下部フレームは、作業ローラーの総てを全体として移動させることができ、前記作業ローラーの高さ位置を最適な位置とすることができる。

高いトルクが作用した場合において、前記可撓性作業ローラーのねじれや変形が不十分となるのを防止すべく、耐ねじれ及び耐不規則変形のための装置１１を非形成領域に組み込むことができる。

上記調整工程の後、製品２が配置され、上部フレームの操作を通じて製品２が上側の可撓性作業ローラー１によって押圧される。作業ローラーが同方向に同期して回転する場合、製品２は長さ方向に移動し、可撓性作業ローラー１の押圧の度合を増大させることによって、長さ方向及び幅方向に変形し、３次元的な表面形成を行うことができる。

作業ローラーの２つのセグメントが異なる方向に同期して回転する場合、製品２も回転するようになり、変形工程を受けることになる。作業ローラーの２つのセグメントが異なる方向に非同期の状態で回転する場合、製品２は長さ方向に移動すると同時に回転するようになり、複雑な変形工程を経ることになる。

図１０に示す例では、上側の可撓性作業ローラー１が、前記上部フレームを操作することによって、製品２を押圧する。製品締結回転機構１２が機能しない場合、形成工程は図９に示すようにして実施される。製品２は製品締結回転機構１２とともに回転し、製品２は、機構１２の軸を構成する。なお、この場合、製品２は、機構１２によって締結され、作業ローラーの２つのセグメントは、駆動機構の動作の下、異なる方向に同期して回転する。

図１１に示す例では、製品締結回転機構１２が製品２に対して押圧されており、製品２は、締結回転機構１２の軸として共に回転できるようになっており、その結果、変形する。図９−１１のＡ−Ａ断面は図１２に示すようなものであり、図１０及び１１のＢ−Ｂ断面は図１３に示すようなものである。

製品２の変形と連続的な形成とは、作業ローラーの押圧及び回転によって行われる。形状の調整と変形の度合とは、前記作業ローラーの曲折度合と押圧度合とによって調整される。

上述したように、本発明では、少なくとも２つの作業ローラーを配置すべきであるが、作業ローラーの数を３にすることによって、優れた形成効果を奏することができる。当然のことながら、作業ローラーの数が増大すれば、形成効果をより増大させることができる。なお、作業ローラーの数は、必要に応じて決定することができる。

次に、図１６〜２５を参照して、本発明の第３の実施形態におけるフレキシブル形成装置について説明する。本態様のフレキシブル形成装置は、種々の直径を有する管状製品及び棒状製品に対して適用する点で、第１及び第２の実施形態における装置と異なる。

図１６では、可撓性形成装置は、２つの曲折可能な作業ローラーを有している。なお、前記２つの作業ローラーは、図１７に示すようにして配置されている。曲折可能な作業ローラー１の形状は、調整機構３を操作することによって調整することができる。また、作業ローラー１の駆動は、管状製品あるいは棒状製品１５の３次元的な変形に合わせ、同期するようにして回転させる。

図１８及び１９に示す例では、異なる形状の製品を形成するのに併せて、２つの可撓性曲折作業ローラー１が配置されている。調整機構３は、曲折作業ローラー１の形状を調節するために用いられている。前記２つの作業ローラーは、中心あるいは外方に向かって移動し、管状製品あるいは棒状製品の外表面、あるいは管状製品の内表面に近づくようになる。一方、曲折作業ローラー１を駆動させることによって、管状製品１５あるいは棒状製品１５を作業ローラー１と同期するようにして回転させ、管状部材あるいは棒状部材１５の直径が拡大あるいは縮小するような変形を生じさせるようにする。

図２０に示す例では、フレキシブル形成装置は、弾性スリーブ及び曲折可能な作業ローラー１に加えて堅牢な非可撓性の作業ローラー５を含んでおり、これらは、図２１に示すように配置されている。これによって、前記管状製品には内外から圧力が負荷されるようになる。曲折可能な作業ローラー１の形状は、目的とする製品の形状に従い、調整機構３を操作することによって調節することができる。また、曲折可能な作業ローラー１を駆動させ、作業ローラー１を管状製品１５と同期するように回転せることによって、管状製品１５の３次元的な変形が可能となる。

図２２−２５では、フレキシブル形成装置は、３つの曲折可能な作業ローラー１を有しており、目的とする製品の形状に合わせて、図２２あるいは２３に示すように配置することができる。作業ローラー１の形状は、目的とする製品の形状に従い、調整機構３によって調節することができる。作業ローラー１は、中心あるいは外方に向かって移動し、管状製品あるいは棒状製品の外表面に近づくようになる。一方、曲折作業ローラー１を駆動させることによって、管状製品１５あるいは棒状製品１５を作業ローラー１と同期するようにして回転させ、管状部材あるいは棒状部材１５に徐々に負荷を与え、直径が拡大あるいは縮小するような変形を生じさせるようにする。

作業ローラーの数を増大させれば、形成効果も増大する。加えて、作業ローラーの配置は上述したようなものに限らず、当業者にとって公知であるその他の配置構成を採ることもできるし、実用に応じて任意の配置構成とすることもできる。前記作業ローラーの少なくとも一つはアクティブローラーとし、その他はパッシブローラーあるいはブレーキローラーとする。

次に、図２６ａ〜２９ｃを参照して、本発明の第４の実施形態におけるフレキシブル形成装置について説明する。本態様では、前記フレキシブル形成装置によって、板状製品を形成する場合について説明する。本態様におけるフレキシブル形成装置は、可撓性作業ローラーが軸位置及び軸角度を互いに独立制御可能な複数のサブローラーから構成される点を除き、基本的には、第１の実施形態におけるフレキシブル形成装置と同じである。前記サブローラーは、実用に応じて、アクティブローラー、パッシブローラー又はブレーキローラーとすることもできる。

図２６ａ及び２６ｂに示すように、独立に駆動可能なサブローラーを有するフレキシブルデバイスは、３つの可撓性作業ローラー１を有しており、図２６ｂに示すように配置されている。各作業ローラーは、複数のサブローラーからなり、各サブローラーは、調整機構１６によって調節できるようになっている。また、各サブローラーは、製品を長さ方向及び幅方向に変形させることができ、これらサブローラーは、図２８ａ〜２９ｃに示すようないずれかの態様とすることができる。

ここで、参照符号“１７”は金属材料からなるサブローラーを示し、参照符号“１８”はヒンジシャフトを示し、参照符号“１９”は作業ローラー駆動手段を示す。この作業ローラー駆動手段１９は、モータ及びレデューサーを含む。参照符号“２０”は、ポリウレタンゴムスリーブを有するサブローラーを示す。

図２７ａ及び２７ｂに示す、独立に駆動可能なサブローラーを有するフレキシブルデバイスは、可撓性作業ローラー１及び高弾性作業ローラー４を有している。作業ローラー１は、複数のサブローラーからなり、各サブローラーは、調整機構１６によって調節できるようになっている。また、高弾性作業ローラー４は、作業ローラー１を稼働させることによって半径方向に変形させることができ、これによって、製品を長さ方向及び幅方向に変形させることができるようになる。

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、上記具体例及び図面に示された内容はあくまで説明のためのものであり、本発明の範疇を制限するものではない。当該分野における当業者は、本発明の概念に基づいてあらゆる変形や変更が可能である。

例えば、いくつかの例では、上記フレキシブル形成装置を用いて、板状製品、管状製品あるいは棒状製品を形成する場合について説明したが、複雑な形状を有する他の３次元加工製品を形成することも可能である。また、上述した例では、２つあるいは３つの作業ローラーを用いた場合について説明したが、当業者においては、作業ローラーの数は実用に応じて任意に選択できるとともに、その配置についても任意に選択することができる。また、このような変形や変更は、本発明の範疇を逸脱するものではない。

本発明の第１の実施形態における、３つの作業ローラーを有するフレキシブル形成装置の概略図である。 図１ａのＰ−Ｐ線に沿った図である。 本発明の第１の実施形態における、２つの作業ローラーを有するフレキシブル形成装置の概略図である。 図２ａのＰ−Ｐ線に沿った図である。 本発明の第１の実施形態における、２つの作業ローラーを有する他のタイプのフレキシブル形成装置の概略図である。 図３ａのＰ−Ｐ線に沿った図である。 前記作業ローラーがらせん状のスプリングから構成された状態を示す図である。 前記作業ローラーがらせん状のスプリング及びポリウレタンゴムスリーブから構成された状態を示す図である。 前記作業ローラーがスチールワイヤの可撓性アクスルを有する状態を示す図である。 前記可撓性作業ローラーがスチールワイヤの可撓性アクスル及びポリウレタンゴムスリーブを有する状態を示す図である。 前記可撓性作業ローラーがポリウレタンゴムから構成された状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態において、３つの曲折可能な作業ローラーを有し、各作業ローラーが２つのセグメントに分割されてなる、フレキシブル形成装置の概略図である。 本発明の第２の実施形態において、３つの曲折可能な作業ローラーを有し、各作業ローラーが２つのセグメントに分割されてなり、前記２つのセグメント間に製品締結回転機構が設けられた、フレキシブル形成装置の概略図である。 本発明の第２の実施形態において、３つの曲折可能な作業ローラーを有し、各作業ローラーが２つのセグメントに分割されてなり、前記２つのセグメント間に製品締結回転機構が設けられた、フレキシブル形成装置の概略図である。 図９，１０及び１１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１０及び１１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 調整機構の３次元的な線図である。 前記調整機構の断面図である。 本発明の第３の実施形態において、２つの曲折可能な作業ローラーによって、３次元加工製品を加工するために使用する、フレキシブル形成装置の概略図である。 図１６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の第３の実施形態において、２つの曲折可能な作業ローラーによって、直径が縮小又は拡大する３次元加工製品を加工するために使用する、フレキシブル形成装置の概略図である。 本発明の第３の実施形態において、２つの曲折可能な作業ローラーによって、直径が縮小又は拡大する３次元加工製品を加工するために使用する、フレキシブル形成装置の概略図である。 本発明の第３の実施形態において、曲折可能な作業ローラー及び弾性ローラーによって、管状の３次元加工製品を加工するために使用する、フレキシブル形成装置の概略図である。 図２０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の第３の実施形態において、３つの曲折可能な作業ローラーによって、直径が縮小又は拡大する３次元加工製品を加工するために使用する、フレキシブル形成装置の概略図である。 本発明の第３の実施形態において、３つの曲折可能な作業ローラーによって、直径が縮小又は拡大する３次元加工製品を加工するために使用する、フレキシブル形成装置の概略図である。 図１８及び２２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図１９及び２３のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 本発明の第４の実施形態において、３組の可撓性作業ローラーを有する、フレキシブル形成装置の概略図である。 図２６ａのＰ−Ｐ線に沿った図である。 本発明の第４の実施形態において、２組の可撓性作業ローラーを有する、フレキシブル形成装置の概略図である。 図２７ａのＰ−Ｐ線に沿った図である。 表面がスチール又は他の材料からなる、図２６ａ及び図２７ａに示すサブローラーの概略図である。 図２８ａの側面図である。 図２８ｂのＰ−Ｐ線に沿った図である。 ポリウレタンゴムスリーブを有するサブローラーの概略図である。 図２９ａの側面図である。 図２９ｂのＰ−Ｐ線に沿った図である。

Claims (9)

1. フレームと、少なくとも２つの作業ローラーと、１以上の作業ローラー駆動機構と、１以上の調整機構とを具え、
   前記作業ローラー、前記１以上の作業ローラー駆動機構及び前記１以上の調整機構は、それぞれ前記フレーム上に組み込まれて前記少なくとも２つの作業ローラー間に挟持可能な空隙を形成し、
   前記空隙は、前記作業ローラーの回転作用により３次元加工製品を形成可能に構成され、
   前記作業ローラーの少なくとも１つは、らせん状のスプリング、スチールワイヤ、ポリウレタンゴムの１以上から構成されその軸に沿って曲折及び調整可能な可撓性作業ローラーからなり、前記作業ローラーは、アクティブローラー、パッシブローラー又はブレーキローラーとして構成されたことを特徴とする、３次元加工製品形成用のフレキシブル形成装置。
2. 前記可撓性作業ローラーは合体型又は分割型であって、分割型作業ローラーの場合、分割してなるセグメントが互いに同方向又は逆方向において、同期又は非同期の状態で回転することを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル形成装置。
3. アクティブ又はパッシブに回転することが可能な回転可能部分を含む１以上の製品締結回転機構が、前記合体型作業ローラーの端部又は前記分割型作業ローラーのセグメント間に配置されたことを特徴とする、請求項２に記載のフレキシブル形成装置。
4. 前記フレキシブル形成装置は、管状製品を形成するために使用されるとともに、２つの可撓性作業ローラーを具え、一方の可撓性作業ローラーは前記管状製品の外部に位置し、他方の可撓性作業ローラーは、前記管状製品の内部に位置することを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル形成装置。
5. 前記管状製品の内部に位置する前記可撓性作業ローラーは、曲折可能なパッシブローラー又は弾性ローラーとして設計したことを特徴とする、請求項４に記載のフレキシブル形成装置。
6. 前記フレキシブル形成装置は、管状製品を形成するために使用されるとともに、少なくとも２つの可撓性作業ローラーを具え、
   前記少なくとも２つの可撓性作業ローラーは、前記管状製品の内部又は外部に位置するとともに、その円周方向に配置され、前記可撓性作業ローラーの、外方又は中心方向の移動並びに前記製品の回転によって、前記管状製品の直径が拡大あるいは縮小するような変形を生じさせることを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル形成装置。
7. 前記可撓性作業ローラーの支持高さを調整するとともに、その軸位置及び曲折度合を調整する１以上の調整機構が、前記曲折及び調整可能な可撓性作業ローラー上に配置され、前記調整機構による調整は、形成工程の開始前又は形成工程中において連続的に行われることを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル形成装置。
8. 前記調整機構の調整ロッドの端部に開放軸受が組み込まれ、前記可撓性作業ローラーの調整及び支持を行うとともに、前記開放軸受は、前記可撓性作業ローラーの屈曲した外形線の変化に従って、そのヘッド部の位置が変化することを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル形成装置。
9. １以上の作業ローラー駆動機構が、前記作業ローラーの１端又は両端に配置されたことを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル形成装置。

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