JP2007292317A - 複数の縦溝を有するねじが切られたピンファスナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】5本スピンドルの縦溝形成機は、駆動機構32で回転させられるドラムアセンブリ30を有する。ねじが切られたピンブランクは振動式供給ボウル20から供給され、出来上がった縦溝付きピンは、シュート36から排出される。ドラムアセンブリは傾斜している。ドラムアセンブリは、供給ステーション、研削ステーション、排出ステーション、及びアイドルステーションの4つの位置で停止し、そこで、所要の操作が行われる。ねじが切られたピンブランクへの縦溝の形成は、5台の研削機182を円形に配置した研削機アセンブリにより、5つの縦溝が同時に研削されることによって行われる。この一連の操作は、自動的に、効率よく行われる。
【選択図】図1
Description
図1及び2は、本発明による5本スピンドル縦溝形成機を示す。この機械は、振動式供給ボウル(bowl)20と供給ボウルコントロール21を有している。供給ボウル20は、支持フレーム22に調節可能に設けられている。トラック支持部22によって固定され且つ支持されている供給トラック24が、供給ボウル20から延びている。ねじ機構28は、この機械の他の部分に対してトラック24と供給ボウル20の高さを調節するように設けられている。供給トラック24は、角度をもって、供給ボウル20から下方へ向って延びており、全体的に符号30で示されている、全体として円形の回転式ドラムアセンブリ30の方に延びている。供給ボウル20は、その中に装填されるねじが切られたピンブランクを方向付け、ねじブランクを供給トラックの方へ移動させる。ドラムアセンブリ30は、供給トラックから送られてきたねじピンブランクを供給部分に収容する。ねじ機構28は、供給トラックが定常的供給を確実にするように、ピンをドラムアセンブリ30内へ挿入される高さに調節するように使用される。ドラムアセンブリ30がピンを収容した後、符号32で示されている駆動機構はドラムアセンブリ30をピンが研削ステーションに送られるまで回転させる。カムアセンブリ124(図3)によって作動させられる研削アセンブリ34は、ピンに溝縦を研削する。その後、駆動機構は,研削されたピンがシュート36に排出される排出ステーションに送られるまで、ドラムアセンブリ30を回転させる。シュート36は、縦溝が研削されたピンを、供給ボウルから機械の反対側にあるフレームに取り外し可能に設けられている収集容器38に集める。
図3を参照して、回転ドラムアセンブリ30を示している好適実施形態は、全体として符号39で示されており、等しい間隔をおいた4つのステーションの間を、繰り返し回転させられる4つの回転押えアセンブリを有している。4つより多かったり少なかったりする押えアセンブリ及びステーションの数の場合もあり、それは、単位時間当りの製造数量や操作の数に依存する。また、押えアセンブリの数がステーションの数と等しい必要もない。押えアセンブリは、同時には離れたステーションにあるように離間している。押えアセンブリが各ステーションに配置されたとき、各ステーションが所定の操作を行うことができるように、ドラムアセンブリ30の回転が一時停止する。操作が完了した後、ドラムアセンブリ30は、再び押えアセンブリが次のステーションに配置されるまで回転する。図3に示されている排出側から機械を見ると、3つのステーション、すなわち、排出ステーション40、研削ステーション42及びアイドルステーション44を見ることができる。図4で示されている4つ目のステーションは、排出ステーション40から下方の反対側面にある供給ステーション46である。ドラムアセンブリ30は、供給ステーションから始まるような方向に回転し、押えアセンブリは最初に供給ステーションに、第2に研削ステーション、第3に排出ステーション、第4にアイドルステーションの方向に向けられる。アイドルステーションの後、押えアセンブリは再び供給ステーションに向き、そしてこのパターンがもう一度始まり、継続的に繰り返される。
図4を参照すると、押えアセンブリ39の各々はピンを収納するためのインサートブランク48と、インサートブランクにピンを保持するための押え50を有している。押え50は、インサートブランクの中央部にある細長いスロット52にぴったりはまっている。スロット52は、スロット52内に含まれている押え50の部分よりも長く、そのため、押えはスロット内を上下に移動可能である。図5に詳細に示されているインサートブランクの下端部は、供給トラック24からピン55を収納するための穴54が形成されたドラムから径方向外側へ突き出ているフランジ53を有している。皿穴57が穴の周囲に形成されているので、異なるタイプの頭部59を有するピンをインサートブランクに収納することができる。ピンの直径Dが変ると、インサートブランクも変えられなければならず、異なる大きさのインサートブランクが各々のピンの直径に応じて必要とされる。インサートブランクの穴は、インサートブランクの背面56からピンの外側端部58までの距離Lが常に同じであるような大きさにつくられる。このことは、ピンの直径が変ったとき、研削アセンブリ34の再センタリングを必要とするが、ピンがドラムアセンブリ30の外側遠くに突き出て、機械操作を妨げるように固定部分に接触するのを防ぐ。さらに、このようにして位置決めされたピンは、ピンを押えの下中央部に保持して、その結果、ピンが押えアセンブリの外側へ落ちるのを防ぐ。
ピンを供給ステーションにある押えアセンブリに供給し、排出ステーションにある押えアセンブリから排出することができるように、各押えアセンブリは、レールカム88に沿って回転するローラ86を具えたフォロア84を有する。各フォロア84は、ドラムアセンブリ30の頂部を貫通する滑動ピン90と連結されている。滑動ピン90は、押え(図9も参照)の上部にあるフランジ94を収納するように、下方にスロット92を有している。
図4に戻って、各々のステーションにおける操作の説明が、まず、供給ステーションからなされる。ドラムアセンブリ30の供給ステーションにおいて、全体的に符号60で示されている潤滑機構が、ピンを押えアセンブリに挿入する前に潤滑する。潤滑機構は、潤滑油アプリケータ62を有しており、アプリケータ62は、両側面に配置されている2つのノズル64を具え、これらのノズル64の間にピン55が配置される。潤滑油供給ライン66と空気供給ライン68がノズル64のアプリケータ62を通って延びている。各々のノズル64において、空気供給ライン68の先端69はノズル開口部70から、潤滑油供給ライン66の先端71よりもかなり離れた位置に配置されている。ピン55がまだ、想像線で示すように供給トラック24に置かれている間、後に説明される研削フォロア146(図3)と連結されているオイルカムフォロア72が研削フォロア146によってアクチュエートされ、潤滑油コントロールアセンブリ74がノズル64に少量の潤滑油を注入する。典型的にはオイルである使用潤滑油は、ピンが製造される材質を含む多くの要因によって一様ではない。潤滑油が注入された後すぐに、潤滑油コントロールアセンブリがノズル開口70から空気を噴射させる。かくして、潤滑油は空気によって運ばれ、点線で示されている菱形の部分76のピン55に吹き付けられ、潤滑油でピンの端部を濡らす。菱形部分はノズル64の内壁78とノズル開口部70の大きさの角度によってコントロールされる。図4に加えて図8を参照すると、供給トラック24はドラムアセンブリ30のすぐ近くにある。供給ステーションの押えアセンブリに置かれるべき次のピン51は、少なくとも2つの方法のうちの1つの方法で置かれる。
図3及び8を参照すると、排出ステーションにおいて、もう1つのカムが挿入ブランクからピンを排出させるために利用されている。排出アーム108はリード整列ピン112と係合するカム従動コーナー110を有する。リード整列ピン及び従動整列ピン114は、下部プレート113に圧入されており、ドラムアセンブリ30の頂部93にまで挿入されている。リード整列ピンはドラムアセンブリ30を整列させ排出アーム108をアクチュエートする両方の機能を有している。かくして、リード整列ピンはカムとして機能する。排出アーム108は枢軸機構111を具えたT型支持部材109に枢軸動可能に設けられている。レールカム88をも支持するT型支持部材109は、支持フレーム22に固定されている横方向支持棒115に取付けられている。ドラムアセンブリ30が回転させられると、排出アーム108のコーナー110がリード整列ピン112と係合し、インサートブランクの外側へピン55を押出すように矢印117で示すように外側方向へ排出アームを作動させる。既に説明したように、ドラムアセンブリ30が傾いていることと、重力とがドラムアセンブリ30にピンを送るのに役立つ。ピンの排出もまた、ドラムアセンブリ30の軸が傾いていることによって助けられる。一旦、図1に戻ると、排出ステーション40は供給ステーション46の反対側にあるから、排出ステーションは、ドラムアセンブリ30では最下位置になり、排出ステーション40ではインサートブランク48のフランジ53は下向きとなる。従って、ピンは、重力によってドラムアセンブリから外れる。アイドルステーションとは、それだけの意味であるから、特別な説明は要しない。しかしながら、アイドルステーションを有していると、さらなる操作を加えることが可能となる。
図9及び10を参照すると、説明すべき4つめで最後のステーションが研削ステーション42である。既に説明したように、研削ステーション42に対応するレールカムの部分は開口104である。この部分104は開いており、そのため、研削ステーションに配置されている押えアセンブリ全体が、図9に示される研削位置にピンを固定するように、下方に押出される。押えアセンブリは、全体として、整列ピンが図10において概略的に示されている直線運動ベアリング116によって案内されるため、リード整列ピン112と従動整列ピン114上において自由に下方に移動する。概略的に示されている圧縮ばね118は、押えアセンブリを上方に付勢している。ばね118は、ばね118を収容するための中央開口部121を有するばねホルダー119に収容されている。ドラムアセンブリ30の下部プレート113に圧入されているばねピン123は、ばねホルダー119の中央開口部121に嵌合しており、ばねを中央開口部121に圧縮状態で保持している。押えアセンブリ全体を図9に示されている研削位置に移動させるために、押えアセンブリの圧縮ばねの力は、カム始動押下レバー120によって打ち克たれる。
図3において、全体的に符号124で示されているカムアセンブリの一部である押下カムホイール122は、押下レバー120をアクチュエートする。図11乃至13は、カムアセンブリ124の詳細を示している。押下レバー120は研削位置に押えアセンブリを押し下げるように、研削ステーションに配置されている押えアセンブリのフォロア84と係合している(図9参照)。押下レバー120は、押下カムホイール122に従動する押下フォロア128にその他端部において取付けられている受板126に取付けられている。押下レバー120の上部位置は図11において実線で示されており、下部位置は点線で示されている。カムアセンブリシャフト130が支持アーム132及び134によって保持されているベアリング131において回転すると、押下カムホイール122が押下フォロア128をまず移動させ、それが押下レバー120を上下に移動させる。そうすると、押下レバー120が押えフォロア128に作用し、押えアセンブリによって保持されているピンを研削位置へ押し出す。
図1及び3を参照すると、駆動機構32によってカムアセンブリシャフト130が矢印141の方向へ回転させられる。駆動機構32は支持アーム132の開口部155(図11)において矢印143の方向に回転する第1ベベルギア154に軸の周囲を回転するように動力を伝えるモータ152を含む。駆動機構32のモータ152はモータ152のオン・オフ切換が可能でモータ152の回転速度をコントロールして単位時間当りの製造量をコントロールするための対応するコントロール装置153を有している。第1ベベルギア154はカムアセンブリシャフト130に固定されている水平ベベルギア156と係合する。
図3を参照すると、研削アセンブリ34は支持フレーム22に取付けられている軌道台162の内側で、支持フレーム22上を、自由に周期的に上下動できるようになっている。直線運動用ベアリング164(概略的に示されている。)が、研削アセンブリ34に取付けられており、軌道台162上を滑動する。特に、ベアリング164は、ベアリング支持部166と調節ベアリング支持部168に取付けられ、調節ベアリング支持部168は研削アセンブリの基部プレートに取付けられている。ドラム駆動シャフト157は、ドラムアセンブリ30を通って基部プレート170を下方に延びており、それによってドラムアセンブリ30と基部プレート170は一直線上にあることになる。ベアリング159は、基部プレート170がドラム駆動シャフト157上を滑動可能にしている。エアシリンダ174のシャフト172は、図3で示されている上部位置に、研削アセンブリ全体を付勢している。かくして、操作の間、研削フォロアは基部プレート170上のエアシリンダ174によって発揮される力によって、研削カム144に押し付けられている。既に説明された研削カム144は、研削アセンブリを、ドラムアセンブリ30が回転している間、下方位置にサイクルさせ、ドラムアセンブリ30が停止したときは押下げカムがピンを研削位置に押し出し、研削カムがピンを研削するために、研削アセンブリを上下にサイクルさせる。
研削アセンブリの精確な位置決めが必要であるために、研削アセンブリには様々な調節手段が組み込まれている。ピンの直径が変化したときは、研削機配置の中心は、図3に矢印189で示される方向へ調節されなければならない。この調節は、基部180と取付けプレート176との間のねじ190を弛ませること、研削機配置の中心を再び位置決めしながら、それとともに調節ねじ192を締めること、そして、基部と取付けプレートとの間のねじ190を再び締めることによりなされる。取付けプレートは、ドラムシャフト157よりも大きな直径の開口部191(図3も参照)を有しているので、ドラムアセンブリに対する取付けプレートの相対的移動は許される。
図14及び19を参照すると、時々、研削機の研削ホイールを取り替えることが必要になる。この目的のために、研削機アセンブリは、図19の想像線225で示されるように、上方へ60°傾けられる特徴を有している。研削機を傾けるには、クランプねじ222と摩擦クランプねじ227を弛める。サドルブロックと研削機は、ピボットピン224と調節ねじ208の周りに上方に旋回する。調節ねじのボールと溝の配置は、ボールが調節ねじの溝の中を転がることにより、サドルブロックに基部の垂直壁内を旋回させる。サドルブロックは、サドルブロックの両側にあるハンドル226に対応する2つのボルト225を単に弛めることにより、基部から弛められる。
この工程でつくられる製造物であるピンは、図21及び22に示されている。ピンのねじ山に研削された縦溝は、ランアウト領域236を有する。ランアウト領域は、縦溝の端部にピンの頭部に向かって位置づけられ、円形の研削ホイールによって形づくられる。このランアウトが、ファスナーの機能の障害となることはあり得ない。図22が示すように、この工程で製造されたファスナーは、ここに引用されたステンセル特許で開示されたファスナーと同様に機能する。ファスナー55の頭部250は、板252に当り、ピンのシャンク254は板252及び第2の板256を貫通している。ピンの外側のねじ山258は、カラー262の内側のねじ山260に係合する。締め具(図示せず。)は、半円形の凸型耳264に係合して、カラーをピンに締め付ける。所望のトルク値で、この締め具は耳を塑性変形させ、材料を縦溝266の方向に押し入れ、かくして、カラーをピンに固定させ、所望の軸方向負荷をもたらす。締め工程の間、ピン55のねじが切られた端部内側に位置するレンチ面268を利用することにより、ピンは回転を阻止される。
ここに開示された5本スピンドルの縦溝形成機は、説明されたファスナーピンの大量生産が可能である。大量のねじが切られたピンブランクが、どのような方向付けでもよいから、供給ボウルに装填される。供給ボウルは、適切にピンブランクの向きを合わせ、それらを供給トラックに移動させる。供給トラックは、全長にわたりねじが切られたピンブランクで充填され、供給ボウルにピンが供給されればずっと充填され続ける。ドラムアセンブリが回転する間、供給トラック上のピンブランクは、インサートブランクの凹部が供給トラックと適切に整列されるまで、外側覆いに対向して滑っていく。ピンに働く重力に助けられ、第1のピン及びそれを押し出すその他のピンは、第1の押えアセンブリのインサートブランクの凹部へ装填される。ドラムアセンブリは、その後、第1の押えアセンブリが研削ステーションに至り、第2の押えアセンブリが供給ステーションに至るまで、四分の1円弧状に回転する。ドラムアセンブリが一時的に停止する間に、第1のピンは研削され、その間に第2のピンは同時に第2の押えアセンブリに装填される。ドラムアセンブリは、その後、第3の押えアセンブリが供給ステーションに至り、第2の押えアセンブリが研削ステーションに至り、第1の押えアセンブリが排出ステーションに至るまで再び回転する。同時に、第3のピンは、第3の押えアセンブリに装填され、第2の押えアセンブリ内の第2のピンは縦溝を研削され、第1のピンは第1の押えアセンブリから重力の作用だけで落下する。ドラムアセンブリは再び回転し、第1のピンが重力で落下しない場合は、排出アームが外側に伸びてピンをシュートへ排出させる。従って、排出アームは、ピンが排出されるのを確実にする。ドラムアセンブリは、第4の押えアセンブリが供給ステーションに至り、第3の押えアセンブリが研削ステーションに至り、第2の押えアセンブリが排出ステーションに至り、第1の押えアセンブリがアイドルステーションに至ると、回転を停止する。再び、実質的に同時に、第4のピンは第4の押えアセンブリに挿入され、第3の押えアセンブリの第3のピンは研削され、第2のピンは第2の押えアセンブリから落下する。ドラムアセンブリは第1の押えアセンブリが再び供給ステーションに至るまで回転する。この工程は、ファスナーピンの大量生産をもたらしながら、連続して繰り返される。
24 供給トラック
30 ドラムアセンブリ
32 駆動機構
34 研削機アセンブリ
36 排出シュート
39 押えアセンブリ
40 排出ステーション
42 研削ステーション
44 アイドルステーション
46 供給ステーション
48 インサートブランク
50 押え
182 研削機
Claims (9)
- ピンファスナーであって、最初に当該ピンにねじ山を形成し、次に当該ピンに縦溝を同時に研削することによって製造された、複数の縦溝を有するねじが切られたピンファスナー。
- 当該ピンがシャンクと該シャンクの一方の端部に配置された頭部とを有する請求項1に記載のピンファスナー。
- 前記ねじ山が前記シャンクの外面にあり、前記頭部の反対側の前記シャンクの端部から始まる請求項1に記載のピンファスナー。
- 前記縦溝が前記シャンクのねじが切られた端部に配置されている請求項3に記載のピンファスナー。
- 前記縦溝が当該ピンの頭部に向かって伸びるランアウト部を有する請求項4に記載のピンファスナー。
- 前記シャンクが該シャンクのねじが切られた端部内側に配置されたレンチ面を有する請求項5に記載のピンファスナー。
- 前記頭部の反対側の前記シャンクに受容させるためのカラーをさらに有する請求項2に記載のピンファスナー。
- 前記カラーが、その内側にねじが切られており、当該カラーの外側面に配置された半円形の凸型耳を有する請求項7に記載のピンファスナー。
- 前記凸型耳が前記カラーにトルクが加えられると前記縦溝内に塑性変形する請求項8に記載のピンファスナー。
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