JP2012192458A - 中空本体要素および部品アセンブリ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 前記方法は、幾つかの作業ステーションで構成された連続複合ツール(10)を使用して、形材に前もって穴(204)を打ち抜いた後で、形材ロッド(1)または巻材の形態の形材を個々の要素に切断することからなる。本発明は、穴抜き加工と打抜き加工が作業ステーションで行われることを特徴とする。本発明はまた、中空本体要素(200)、部品、連続複合ツール(10)、およびローリングミル(600、602)に関する。
【選択図】図5A
Description
200…中空本体要素
206…円筒状のねじ部
212…リング状凹部
224…端面
272…リブ
Claims (49)
- 通常は板金(280)からなる部品への取り付け用の、ナットなどの中空本体要素(200)を製造する方法であって、特に、それぞれの工程が行われる複数の作業ステーション(A、B、D;B、D)を有する順送型ツール(10)を使用して、形材に前もって穴(204)を穴抜きした後で、棒状の形材(1)または巻材の形態で存在する形材から個々の要素を所定の長さで切断し、任意選択で、その次に円筒状のねじ部(206)を形成することによって、少なくとも実質的に正方形かまたは長方形の外形(202)を有する中空本体要素を製造する方法において、
a)第1のステップで、長方形断面の形材(1)から始めて、前記形材の第1の幅広面(2)に円筒状凹部(208)を設け、前記第1の幅広面(2)の反対側にある、前記形材の第2の幅広面(3)に、リベット部を形成する中空円筒状突起(210)を設け、前記突起がリング状凹部(212)によって囲まれるアップセット加工を行うステップと、
b)第2のステップで、前記円筒状凹部のベース部(214)と前記中空円筒状突起(210)のベース部(216)との間に残ったウェブ(218)を穴抜きまたは打ち抜きして貫通穴(204)を形成するステップと、
c)第3のステップで、前記中空本体要素(200)を前記形材から切り離し、任意選択で、ねじ(206)を設けるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - ステップa)の前記アップセット加工時に、前記円筒状凹部(208)の直径と前記中空円筒状突起(210)の内径とが、少なくとも実質的に同一径とされることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ステップa)の前記アップセット加工時かまたは前記ステップb)の前記穴抜き加工時に、前記形材の前記第1の幅広面にある前記円筒状凹部(208)の開口部に、丸みをつけたまたは面取りした入口縁部(230)を設けることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の方法。
- ステップa)の前記アップセット加工時かまたはステップb)の前記穴抜き加工時に、前記中空円筒状突起(210)の口部が、その自由端に、丸みをつけたまたは面取りした出口縁部(234)を設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- ステップb)による前記ウェブの前記穴抜き時に、前記円筒状凹部(208)の前記直径と、前記中空円筒状突起(210)の前記内径とに少なくとも実質的に一致する直径で穴(204)を形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のステップa)の前記アップセット加工時に、前記中空円筒状突起(212)の前記自由端が、外側に面取り面(236)を設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のステップa)の前記アップセット加工時に、前記第1の幅広面(2)および前記第2の幅広面(3)に対して、少なくともほぼ平行な平面内に位置し、半径方向内側で、少なくとも実質的に丸い移行部(240)を経由して前記中空円筒状突起(210)の外側面に合流し、半径方向外側で、円錐面(242)に合流するリング状のベース領域(238)を前記リング状凹部(212)に設けることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リング状凹部(212)の前記円錐面(242)は、60°から120°の範囲、好ましくは、約90°の円錐の内包角を有することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記リング状凹部の前記リング状領域(240)から前記円錐面(242)への移行部に丸みをつけたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リング状凹部にある前記円錐面(242)の、前記形材にある前記第2の幅広面(3)への出口に丸みをつけたことを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記中空円筒状突起(210)の加工時に、この加工が、中空円筒状突起を前記形材の前記第2の幅広面を越えて突出させることを意図して行われることと、拡張中空円筒状領域(288)を前記中空円筒状突起(210)に設け、前記拡張中空円筒状領域(288)の直径が前記ねじ(206)の前記外径よりも若干大きいことが好ましく、拡張円筒状領域のこの具現化は、前記第2のステップと前記第3のステップの間に設けた拡張ステップとしてのさらなる製造ステップによって行うことができることとを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リング状凹部(212)は、平面図で方形である前記中空本体要素(200)の最短横断寸法よりもわずかにだけ小さく作られた外径とされ、それによって、前記リング状凹部は、前記形材の前記第2の幅広面とともに、前記第2の幅広面の平面内の最も狭い地点に、0.25mmから1mmの範囲、好ましくは約0.5mmの幅を有するウェブ(284、286)を形成することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- ステップa)による前記アップセット加工時に、前記形材の前記第1の幅広面(2)に前記円筒状凹部(208)を囲むリング状隆起部分(260)を形成することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ステップa)による前記アップセット加工時に、回転を防止する特徴部(272)が前記中空円筒状突起(210)から外向きに形成され、かつ/または前記中空円筒状突起(210)を囲む前記リング状凹部(212)の領域内の内側に形成されること、および/または、例えば、前記形材ストリップ(1)の一方の長手側面(7)と他方の長手側面(8)との間に延在し、かつ前記形材ストリップ(1)の第2の幅広面(3)に配置された切欠(514)の形態の脆弱点が、前記形材ストリップの隣接する中空本体要素(200)同士の間の地点に形成されることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記中空円筒状突起(210)の半径方向外側にあるリブ(272)および/または溝によって、前記回転を防止する特徴部を形成することを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記リング状凹部(212)の前記ベース部と、前記形材の前記第2の幅広面(2)と前記中空円筒状突起の前記自由端との間における地点と、の間において、前記中空円筒状突起(210)の一部に沿って軸方向に延在するリブ(272)によって、回転を防止する特徴部を形成することを特徴とする請求項14または請求項15に記載の方法。
- 回転防止をなす前記リブ(272)は、前記アンダーカット部(244)の半径方向最大深さの少なくとも実質的に40%から90%の範囲に当たる半径方向幅を有することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記リング状凹部(212)にまたがる半径方向に延びるリブ(272)として、前記ステップa)において、回転を防止する特徴部を形成することを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記リング状凹部の上を半径方向に延び、前記中空円筒状突起に沿って軸方向に延びる、斜めに配置した回転を防止するリブの形態で、前記回転を防止する特徴部を形成することを特徴とする請求項14または請求項18に記載の方法。
- 前記リング状凹部上を半径方向に延び、前記中空円筒状突起に沿って軸方向に延びる、回転を防止するリブの形態で、前記回転を防止する特徴部を形成することを特徴とする請求項14および/または請求項18に記載の方法。
- 回転を防止する特徴部が凹部の形態で、実際に前記ステップa)において、または前記ステップb)において形成され、前記リング状凹部の斜めに配置した面に配置されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 請求項1とは別に、前記ステップa)において、同様に断面が長方形の形材1から始める成形加工を行うことができ、その成形加工では、任意選択で、前記形材(1)の前記第1の幅広面(2)に円筒状凹部(208)を設けないで、前記形材(1)の前記第2の幅広面(3)に、好ましくは、平面図で多角形、特に正方形とされる凹部(212´)を設け、この凹部は、前記中空円筒状突起(210)を囲み、この中空円筒状突起は、一部を前記凹部(212´)の形成時に移動された材料から、一部を前記中空円筒状突起(210)の中空空間の形成によって移動された材料から形成され、前記凹部(212´)には、前記中空本体要素の縦中心軸に対して傾けて配置した1つまたは複数のリング面が設けられ、前記第2のステップb)では、前記形材(1)の前記第1の幅広面(2)と前記中空円筒状突起(210)の前記ベース部216の間の材料を穴抜きまたは打ち抜きして、貫通穴(204)を形成することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 通常は板金(280)からなる部品に取り付けるための中空本体要素であって、特に、第1の幅広面(2)と、アンダーカットのない中空円筒状突起(210)を有する第2の幅広面(3)と、を備えた少なくとも実質的に正方形かまたは長方形の外形を有し、その中空円筒状突起は、前記第2の幅広面(3)を越えて突出し、かつ前記第2の幅広面にあるリング状凹部(212)によって囲まれていて、穴204は、前記第1の幅広面(2)から、リベット部を形成する前記中空円筒状突起および/または穴抜き部(222)を通り、任意選択で前記穴が円筒状のねじ部(206)を有する、中空本体要素において、
回転を防止する特徴部(272)が、前記中空円筒状突起(210)から外向きに形成され、かつ/または前記中空円筒状突起(210)を囲む前記リング状凹部(212)の領域内の内側に形成されることを特徴とする中空本体要素。 - 前記中空円筒状突起(210)の半径方向外側面にあるリブ(272)および/または溝によって、回転を防止する前記特徴部を形成することを特徴とする請求項23に記載の中空本体要素。
- 前記中空円筒状突起(210)に沿って軸方向に延びるリブ(272)によって、回転を防止する前記特徴部を形成することを特徴とする請求項23または請求項24に記載の中空本体要素。
- 前記回転を防止するリブ(272)は、前記中空円筒状突起(210)の壁厚さの、少なくとも実質的に10%から60%の範囲にある半径方向の幅を有することを特徴とする請求項25に記載の中空本体要素。
- 前記リング状凹部(212)にまたがる、半径方向に延びるリブ(272)の形態で、回転を防止する特徴部を設けることを特徴とする請求項23に記載の中空本体要素。
- 前記リング状凹部を横断して半径方向に延び、前記穴抜き部の前記アンダーカットで軸方向に延びる、斜めに配置した回転を防止するリブの形態で、回転を防止する特徴部を設けることを特徴とする請求項23または請求項27に記載の中空本体要素。
- 前記リング状凹部を横断して半径方向に延び、前記中空円筒状突起(210)で軸方向に延びる、回転を防止するリブの形態で、回転を防止する前記特徴部を設けることを特徴とする請求項23または請求項27に記載の中空本体要素。
- 前記リング凹部の前記斜めに配置した面に、凹部の形態で回転を防止する前記特徴部を設けることを特徴とする請求項23に記載の中空本体要素。
- 前記第2の幅広面(3)が1つの平面内で前記リング状凹部212の半径方向外側、すなわち、前記中空本体要素の横逃げ面への移行部にある丸みをつけた部分または面取り面から離れて位置し、そのため、前記リング状凹部(212)の外側領域には、バー、溝、またはアンダーカットがないことを特徴とする請求項23〜30のいずれか一項に記載の中空本体要素。
- 前記形材の前記第1の幅広面にある前記円筒状凹部(208)の前記開口には、丸みをつけたまたは面取りした入口縁部(230)が形成されることを特徴とする請求項23〜31のいずれか一項に記載の中空本体要素。
- 前記中空円筒状突起(210)の前記開口には、該開口の自由端に丸みをつけたまたは面取りした出口縁部(234)が設けられることを特徴とする請求項23〜32のいずれか一項に記載の中空本体要素。
- 前記第1の幅広面(2)および前記第2の幅広面(3)に対して少なくともほぼ平行な平面内に位置するリング状のベース領域(238)であって、半径方向内側で、前記中空円筒状突起の外側面への、少なくとも実質的に丸みをつけた移行部(240)に合流し、半径方向外側で、円錐面(242)に合流する、リング状のベース領域(238)を、前記リング状凹部(212)に設けることを特徴とする請求項23〜33のいずれか一項に記載の中空本体要素。
- 前記リング状凹部(212)は、平面図で方形である前記中空本体要素(200)の最短横断寸法よりもわずかに小さい外径で設計され、それによって、前記リング状凹部が、前記形材の前記第2の幅広面とともに、前記第2の幅広面の平面内の最も狭い地点に、0.25mmから1mmの範囲、好ましくは、約0.5mmのウェブを形成することを特徴とする請求項23〜34のいずれか一項に記載の中空本体要素。
- 通常は板金(280)からなる部品に取り付けるための中空本体要素であって、この中空本体要素は、特に、第1の幅広面(2)と、アンダーカット(244)を備えた中空円筒状突起を有する第2の幅広面(3)と、を備え、かつ少なくとも実質的に正方形かまたは長方形の外形を有し、前記中空円筒状突起は、前記第2の幅広面(3)を越えて突出し、かつ前記第2の幅広面にあるリング状凹部(212´)によって囲まれており、穴(204)は、前記第1の幅広面(2)から、前記中空突起または前記穴抜き部(210)を通り、任意選択で、前記穴が円筒状のねじ部(206)を有する、中空本体要素において、
前記リング状凹部(212´)が、平面図で多角形、特に正方形をなすことと、前記リング状凹部(212´)には、前記中空本体要素の縦中心軸に対して傾けて配置した複数の面を設け、この面は、前記中空本体要素の板金接触面であり、前記第2の幅広面(3)に延びることとを特徴とする中空本体要素。 - 部品、例えば、板金部品(280)に取り付けられた請求項23〜36のうちの一項に記載の中空本体要素(200)からなる部品アセンブリであって、前記部品材料または前記板金部品(280)材料は、前記回転を防止する特徴部(272)の面で、さらに、ビード状にかしめられてリベットビードを形成する前記中空円筒状突起(210)の面で、前記中空本体要素の前記リング状凹部(212)の面と接触することを特徴とする部品アセンブリ。
- 前記板金部品のリング状溝(282)の軸方向深さは、前記リベットビードが、前記板金部品の、前記中空本体要素(200)の本体部から遠い方の面を越えて突出しないように、またはわずかに突出し、前記中空本体要素の前記リング状凹部(212)を囲む前記中空本体要素の前記第2の幅広面(3)より下の領域に存在するように、前記中空円筒状突起(210)の長さと、前記板金部品(280)の厚さと、に応じて選択されることを特徴とする請求項37に記載の部品アセンブリ。
- 前記中空本体要素(200)の前記第2の幅広面(3)は、前記中空本体要素(200)の前記リング状凹部(212)を囲む領域で、前記板金材料に少なくとも実質的に押し付けられないか、またはわずかに押し付けられることを特徴とする請求項37または請求項38に記載の部品アセンブリ。
- 前記板金部品内で前記中空本体要素(200)の前記リベットビード側に溝(510)を設け、この溝は平面図で前記中空本体要素の外形に対応する方形形状を有し、隆起した部分(512)は、前記板金部品の、前記リベットビードから離れた側で前記中空本体要素を囲む形状を有し、回転防止を補強するように働くか、または別の回転を防止する特徴部(272)の代わりとして働くことを特徴とする請求項37から請求項37のいずれか一項に記載の部品アセンブリ。
- 通常は板金(280)からなる部品への取り付け用の、ナットなどの中空本体要素(200)を製造するための順送型ツールであって、特に、少なくとも2つの作業ステーション(B、D)を有する順送型ツールを使用して、形材に前もって穴(204)を穴抜きした後で、棒状の形材または巻材の形態で存在する前記形材(1)から個々の要素を所定の長さに切断し、任意選択で、次に円筒状のねじ部(206)を形成することによって、少なくとも実質的に正方形かまたは長方形の外形(202)を有する中空本体要素を製造するための順送型ツールであって、前記形材または互いに平行して配置した前記複数の形材に対して、いずれの場合にも、順送型ツールのストローク毎に、各作業ステーションで2つの作業が同時に行われる順送型ツールにおいて、
例えば、バーのない、断面が少なくとも実質的に長方形である形材(1)の第1の幅広面に円筒状凹部(208)を形成し、前記第1の幅広面とは反対側にある前記形材の第2の幅広面に、リング状凹部(212)によって囲まれた、リベット部をなす中空円筒状突起を形成するために、第1の作業ステーション(A)でアップセット加工を行うことと、穴抜き加工が作業ステーション(B)で行われ、2つの中空本体要素の、形材または各形材からの切り離しが、いずれの場合も、次の作業ステーション(D)で、切断パンチを用いて行われることとを特徴とする順送型ツール。 - 前記アップセット加工の後で、前記円筒状凹部(208)のベース部と前記中空円筒状突起の中央通路との間に残ったウェブを穴抜きすることで穴抜き加工を行うことができることを特徴とする請求項41に記載の順送型ツール。
- 前記順送型ツールは、前記第1の幅広面(2)と、第1の幅広面の反対側にある第2の幅広面(3)と、を備えた、少なくとも実質的に長方形の断面を有する進入形材ストリップ(1)とともに動作するように設計され、この進入形材ストリップは、規則的に交互する前記形材ストリップ(1)からなる形材部分と、前記形材ストリップ(1)から加工され、それぞれ前記第1の幅広面に円筒状凹部(208)を有し、前記第2の幅広面(3)にリング状凹部(212)によって囲まれた中空円筒状突起(210)を有する形材部分と、で構成されることを特徴とする請求項41に記載の順送型ツール。
- 第1の幅広面(2)と、この第1の幅広面の反対側にある幅広面(3)と、を備えた、少なくとも実質的に長方形の断面を有する進入形材ストリップ(1)から、規則的に交互する形材ストリップ(1)からなる形材部分と、前記形材ストリップ(1)から加工され、それぞれ前記第1の幅広面に円筒状凹部(208)を有し、かつ前記第2の幅広面(3)にリング状凹部(212)によって囲まれた中空円筒状突起(210)を有する形材部分と、からなる形材ストリップを形成するために設計されたローリング機構と組み合わせたことを特徴とする請求項41または請求項43に記載の順送型ツール。
- 第1の幅広面(2)と、第1の幅広面の反対側にある第2の幅広面(3)と、を備えた、少なくとも実質的に長方形の断面を有する進入形材ストリップ(1)から、規則的に交互する形材部分から構成される送出形材ストリップを製造するように設計されたローリング機構(600、602)であって、
前記送出形材ストリップ(1)は、少なくとも実質的に前記進入形材ストリップの断面形状を有する第1の形材部分と、前記進入形材ストリップ(1)から加工され、それぞれ前記第1の幅広面に円筒状凹部(208)を有し、前記第2の幅広面(3)にリング状凹部(212)によって囲まれた中空円筒状突起(210)を有する第2の形材部分と、で構成されることと、前記ローリング機構は、反対の回転方向(604、606)に互いに同期して回転し、ロール間のギャップ領域で前記進入形材ストリップ(1)を再成形する第1のロール(600)と第2のロール(602)とからなり、前記第1のロール(600)は、一定の角度間隔で配置され、前記円筒状凹部(208)に対して相補的な形状を備えた複数の突起(612)を有し、同様に、前記第2のロール(602)は、前記第1のロール(600)の前記突起と同じ間隔で配置された複数の定形部(614)または定形領域を有し、この定形領域はそれぞれ、前記中空円筒状突起の形状に対して相補的な形状を備えた中央部と、さらに、前記中空円筒状突起(210)を囲む前記リング状凹部(212)の形状に対して相補的な形状を備えた、前記中央部を囲むリング状突起と、を有することとを特徴とするローリング機構。 - 第1の幅広面(2)と、第1の幅広面の反対側にある第2の幅広面(3)と、を備えた、少なくとも実質的に長方形の断面を有する進入形材ストリップ(1)から、規則的に交互する形材部分からなる送出形材ストリップを製造するように設計されたローリング機構(600、602)であって、
前記送出形材ストリップ(1)は、少なくとも実質的に前記進入形材ストリップの断面形状を有する第1の形材部分と、前記進入形材ストリップ(1)から製造され、それぞれ前記第1の幅広面に円筒状凹部(208)を有し、前記第2の幅広面(3)に、リング状凹部(212)によって囲まれた中空円筒状突起(210)を有する第2の形材部分と、を有する、交互する形材部分からなることと、前記ローリング機構は、反対の回転方向(604、606)に互いに同期して回転し、ロール間のギャップ領域で前記進入形材ストリップ(1)を再成形する第1のロール(600)と第2のロール(602)とからなり、前記第1のロール(600)は、一定の角度間隔で配置される、前記円筒状凹部(208)の形状に対して相補的な形状を備えた複数の突起(612)を有し、同様に、前記第2のロール(602)は、前記第1のロールの前記突起と同じ間隔で配置された複数の定形部(614)または定形領域を有し、この定形領域はそれぞれ、前記中空円筒状突起の、前記形材ストリップの前記第2の幅広面を越えて突出する部分の形状に対して相補的な形状を有することと、を特徴とするローリング機構。 - 前記第1のロール(600)の前記突起(612)、および前記第2のロール(602)の定形部(614)または定形領域は、障害のなくロールの離脱移動が前記ロールで行われるのを保証し、すなわち、前記送出形材ストリップ(1´)が出ていくときに、ロールの衝突が起こり得ないのを保証するように逃げを付けられることを特徴とする請求項45または請求項46に記載のローリング機構。
- 前記第1のロール(600)の各突起(612)によって移動される形材ストリップ材料の体積は、少なくとも実質的に、前記第2のロールの側で移動した材料の材料体積、すなわち、次のように構成される体積、つまり、前記中空円筒状突起(210)の体積に、前記第2の幅広面を越えて延びる突起のベース領域の体積を加え、さらに前記突起を囲むリング状凹部(212)の体積を引いた体積に一致することを特徴とする請求項45〜47のいずれか一項に記載のローリング機構。
- 前記第1のロール(600)の前記突起(612)および/または前記第2のロール(602)の前記定形部(614)は、前記各ロールの各インサートによって形成されることを特徴とする請求項45〜48のいずれか一項に記載のローリング機構。
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