JP2017071050A - インパクトカッター及びインパクトカッターアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】設計がシンプルで、信頼性と耐久性が高い、順送り式高速度冷間成形機のためのインパクトカッターを提供する。【解決手段】低質量剛性カッターキャリッジと、復帰用のトーションスプリング６６と、枢軸回転する駆動レバー３２上に連節形状をなしてオイルにより潤滑されて緩衝されたキャリッジ駆動ブロックとを有し、これによりインパクトによって誘発される振動を減少させ、振動のもたらす疲労破損、カッター部品の摩耗、カットオフの正確性と品質の低下を回避する。【選択図】図１

Description

本発明は、インパクトカッター及びインパクトカッターアセンブリに係り、特に、順送り式（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）冷間成形（ｃｏｌｄ＿ｆｏｒｍｉｎｇ）機のためのブランク（ｂｌａｎｋ）カットオフ装置に関する。

ワイヤストック及びバーストックを切断するために、一対の閉円形のスリーブを、一方は可動のカッターキャリッジに担持され（カッター）、他方は固定状態にあり（クイル（ｑｕｉｌｌ））、これらをカッターブレードとして使用することは、広く知られている。カッターブレードにおける直径方向のクリアランスを低減すると、カットオフの品質を改善するとともに、剪断後のブランクの制御を維持できることが知られている。

切断又は剪断ブレードの間のクリアランスが最小であると、ワイヤが剪断動作の極く最初の時点で剪断されるので、カッターキャリッジを有効な速度まで加速するための距離が最小となる。このため、大抵の高速カッターメカニズムは、カッターキャリッジと係合する前に、駆動部材を所望の速度まで加速する。

先行技術のブランク・カットオフ装置は、しばしば複雑であり、高いレベルのメンテナンスが必要で、摩耗するのが早かった。

本発明の目的は、設計がシンプルで、信頼性と耐久性が高い、順送り式高速度冷間成形機のためのインパクトカッター（インパクトカッターアセンブリ、インパクトカットオフ装置）を提供することにある。

本発明に係るインパクトカッター（インパクトカッターアセンブリ）は、ワイヤストックからブランクを剪断して切り出すためのインパクトカッターアセンブリであって、静止状態のカッターブレードと、可動性のカッターブレードと、を含み、ここで、前記可動性のカッターブレードは、前記両ブレードが整列されるワイヤ受け取り位置と、前記両ブレードの位置が異なる供給位置との間の直線に沿って往復運動するキャリッジに取付けられており，前記キャリッジの往復運動の直線に対し直角をなす平坦な表面を有するストライカブロックを更に含み、ここで、前記キャリッジは平坦な表面を有し、前記ストライカの表面と前記キャリッジの表面とは前記キャリッジの往復運動の直線と直角をなしかつ相互に平行であり、少なくとも毎秒１．５メートルの速度で前記ストライカの表面を、前記キャリッジの表面の方向に動かすための駆動装置と、前記ストライカの表面と前記キャリッジの表面の間のスペースに潤滑オイルを向かわせるための潤滑オイル回路と、を更に含んでなり、これにより動いている前記ストライカの表面と静止している前記キャリッジの表面との間のインパクトが薄膜状の前記潤滑オイルの存在によって弱められる、ことを特徴とする。

本発明によるインパクトカッター（インパクトカッターアセンブリ）は、低質量剛性カッターキャリッジと、復帰用のトーションスプリングと、枢軸回転する駆動レバー上の、連節形状をなす、オイルにより潤滑されて緩衝されたキャリッジ駆動ブロックと、によって特徴付けられるので、
インパクトによって誘発され得る振動であって、疲労破損、カッター部品の摩耗、及びその結果として生じるカットオフの正確性と品質の低下をもたらす振動が抑制される。

は、本発明に係る、順送り式冷間成形機におけるインパクトカットオフ装置の選択された構成要素の等角投影模式図である。 は、本発明に係るカットオフ装置の駆動レバー部分の拡大断面図であって、カットオフサイクル開始時の駆動レバー３２の位置を示す。 は、本発明に係るカットオフ装置の駆動レバー部分の拡大断面図であって、インパクトの瞬間において駆動レバーブロック（登録商標）がカッターキャリッジの下面と整列状態にあることを示す。 は、本発明に係るカットオフ装置の駆動レバー部分の拡大断面図であって、カッターキャリッジが切断されたブランクをトランスファーピックアップステーションに供給する工程の終了時の、駆動レバーと関連構成要素の各々の位置を示す。 本発明に係る、順送り式冷間成形機におけるインパクトカットオフ装置の選択された構成要素の等角投影模式図であって、カッターカセット（カッターパック）をカットオフ位置から取りはずす方法を示す。 は、本発明に係るカッターカセットの全体の等角投影図である。 は、本発明に係るカッターカセットのカッターキャリッジの等角投影図である。 は、本発明に係るカッターカセットの基部の等角投影図である。

図１において、順送り式冷間成形機１０におけるインパクトカットオフ装置１３が模式的に示されている。分かり易くするために、冷間成形機１０の構成要素のうち少数のもののみを選択して示している。ボルスター（支持部材）１２には、一連のダイ金型ステーション１１が等間隔で水平に配列されている。図示されていないラム（スライド）が、ダイ金型ステーション１１に対応する中心に水平に配列されたパンチ乃至ツールを担持した状態で、ボルスターに向かうように、又はボルスターから離れるように往復運動する。通例のように、トランスファー装置（図示せず）が、１つのダイ金型ステーション１１から後続のダイ金型ステーション１１にブランクをトランスファーし、その間にブランクは順送りされ次第に完成部品又はほぼ完成した部品に成形される。
本発明のカットオフ装置１３は、複数のダイ金型ステーション１１のうちの最初のものに近接する。カットオフ装置１３は丸形のワイヤを受け取り、そのワイヤを均一の長さに剪断して別々のブランクを形成する。トランスファー装置は、剪断して形成されたブランクを周知の方法でピックアップし、最初のダイ金型ステーション１１に移動する。図６〜図８に詳細を示すように、カットオフ装置１３は、カッターパック（カートリッジ）１４を具備する。カッターパック１４は、矩形断面の上部本体１７と、上部本体１７に一体化して上部本体１７と対称位置に置かれた下部ロッド１８とを有し、垂直方向に延伸されたカッターキャリッジ１６を具備する。
下部ロッド１８は、同軸の一対の円柱状部をその両端において有するとともに、狭い中間ゾーン１９を有する。中間ゾーン１９の下端は、下部ロッド１８の軸線に対し直角をなす共通の仮想平面において下部ロッド１８の両サイドに対称的に配置される一対のショルダー（肩部）２１で終端となる。下部ロッド１８の下端面２２は平坦で、下部ロッド１８の垂直軸に対し直角をなす。カッターキャリッジ１６は、水平に調整可能であるガイドバー２４とカバープレート２６とによって、取付板アセンブリ２３における垂直方向の平行移動ができるように精密に案内される。
筒状スリーブの形状のカッターブレード２７は、矩形のキャリッジ本体１７の上部において担持される。同様に、筒状スリーブとして構成されるカッターブレード２８は、取付板アセンブリ２３上に担持される。ガイドバー２４は、カッターブレード２７、２８を水平方向に整列させるために水平方向に調節可能であり、ストップボルト２９は、カッターブレードの相互の位置合わせが行なわれ、ワイヤストックのリード端が受け取られる位置である、取付板アセンブリ２３におけるカッターキャリッジ１６の最下位置において、カッターブレードの垂直方向の位置合わせを行なうよう調整可能である。カッターブレード２７、２８の隣接面は、ブランクにおける剪断平面の位置を決定する。

カットオフ装置１３は、通例のように、成形機１０のサイクルにタイミングを合わせた関係において回転するカム３１によって作動される。カム３１は、枢軸回転（ｐｉｖｏｔａｌ）駆動レバー３２を揺動し、次いで駆動レバー３２はカッターキャリッジ１６を往復運動させ、これにより、カッターブレード２７、２８は、ワイヤサプライを剪断してブランクを切出す。スリーブ軸受３３を有する駆動レバー３２は、ピン３５を軸にして回転する（図２）。カム３１は、回転しながら、駆動レバー３２のカムフォロア３４と当接することにより駆動レバー３２を枢軸回転させる。カム３１、カムフォロア３４、駆動レバー３２の回転軸が、平行であることが見て取れるであろう。

駆動レバー３２は、カムフォロア３４がカム３１のプロファイルとの当接を維持するように、スプリング３６によって付勢される。駆動レバー３２は、キャッリッジロッド１８の下面２２と係合するストライカ・ブロック・アセンブリ３８を担持する延長部３７を具備する。一対の圧縮スプリング３６は、カムフォロア３４がカム３１との当接を保持するように、延長部３７を圧迫する。ストライカ・ブロック・アセンブリ３８は、駆動レバー３２のピボットピン３５に平行な軸線を有する円筒ピン４１上に乗せられたブロック・ボディ３９を具備する。

円筒ピン４１は、レバー延長部３７における横方向スロット４２内に置かれる。ブロック・ボディ３９は、円筒ピン４１を覆う嵌め合いを提供する部分円筒断面のスロット４３を有する。円形のストライカ（インパクトディスク）４４は、ブロック・ボディ３９の上部の浅い穴に取付けられる。圧縮スプリング４６は、図中の円筒ピン４１のまわりを時計回りの方向に、ブロック・ボディ３９を弾性的に付勢し、その結果、インパクトディスク４４がキャリッジロッド１８の下端面２２と係合していないとき、ブロック・ボディ３９の下面４７は延長部３７の隣接表面上に載置される。

オイル潤滑回路は、オイルをストライカディスク４４の上面に供給する。本潤滑回路は、レバーピン３５に開けられたパッセージ５１、このピンの周囲のオイル溝、延長部３７に開けられたパッセージ５２、ピボットピン４１とストライカディスク４４の各々に整列して設けられた貫通孔５３、５４、を備える。潤滑回路のブランチ５６は、駆動レバー付勢スプリング３６を支持する連節（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ）支持プレート５８の下側の割溝を設けた表面に、ピボットピン５７を通じて潤滑オイルを供給する。支持プレート５８は、スプリング３６に異常な負荷がかかるのを避けるため、ピボットピン５７を軸にして回転する。

図２は、カットオフ装置の駆動レバー部分の拡大断面図であって、カットオフサイクル開始時の駆動レバー３２の位置を示す。インパクトディスク４４とキャッリッジロッド１８の下端面２２との間には、ギャップ６１が存在する。カム３１は、駆動レバー３２を図３の位置に加速し、この位置でインパクトディスク４４は、キャッリッジロッド１８の下端面２２を打撃する。例えば、限定するものではないが、インパクトディスク４４のスピードは、少なくとも１．５メートル／秒が好ましく、少なくとも２メートル／秒がより好ましい。このインパクトによって、カッターキャリッジ１６は、インパクトディスク４４のスピードを引き継ぐ。

ワイヤストックとカッターブレード２７、２８との間のクリアランスにも拠るが、殆ど即座に、両カッターブレードは、それらの間の平面でワイヤの剪断を開始する。キャリッジに取付けられたカッター２７は、ワイヤサプライから少なくともブランクが剪断により切り出されるまで、高スピードで動き続ける。ブランクの剪断は、通常、キャリッジカッター２７が、ワイヤの直径の極く一部分だけ動いた時点で起こる。

図３に示すように、ストライカ・ブロック・アセンブリ３８は、その下面４７が延長部３７に載置されているとき、インパクトディスク４４の上端面と、キャッリッジロッド１８の下端面２２とが、それらが最初に当接する時点で整列状態にあるように寸法設定されている（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｅｄ）。インパクトディスクの上端面とキャッリッジロッド１８の下端面２２は平行状態を保ち、カム３１に制御されて駆動レバー３２がさらに枢軸回転すると完全に当接する。この平行状態は、駆動レバー３２に関するストライカ・ブロック・アセンブリ３８の枢軸回転運動と付勢スプリング４６の加圧とによって維持される。駆動レバー３２が図２の位置に戻るとともに、付勢スプリング４６は、ストライカ・ブロック・アセンブリ３８を図２に示された位置に戻す。

ブロック・ボディ３９の枢軸回転により、インパクトディスク４４の全上端面とキャリッジロッドの下端面２２との当接状態が維持され、これによってこれらの両表面間の接触圧と摩耗を最小化する。これらの両表面によって担われる、ワイヤストックを実際に剪断するときに発現する大きい力は、これらの両表面が、カッターキャリッジ１６の動線と直角をなし且つ駆動レバーピン３５の軸線を通じて延伸された平面内にあるか、又は該平面に近接しているときに生じる。この配置は、インパクトディスク４４とキャッリッジロッド１８との間での相対的な横ズレの動きを最小化し、これによってこれらの要素の摩耗を抑制する。

駆動レバー３２を通じた潤滑オイル回路から供給される、インパクトディスク４４とキャッリッジロッド１８との間に存在する潤滑用オイルはまた、摩擦摩耗を減少させる。この接触面のオイルはさらにインパクトディスク４４の上端面とキャッリッジロッド１８の下端面２２との間のインパクトのショックを弱める。

トーションスプリング６６は、カッターキャリッジ１６を、可動カッターキャリッジ１６に担持されたカッターブレード２７と静止取付板アセンブリ２３に担持されたカッターブレード２８とが整列される位置である、最下方位置に向けて付勢する。トーションスプリング４６は、成形機１０のフレームに、隣接する各端部が固定されたブッシュ（図示せず）内に支持される。トーションスプリング６６は、駆動レバー３２に隣接するスプリングの端部に固定されたトルクアーム６７を有する。トルクアーム６７は、ロッドショルダー２１を圧迫する２つのタング６８を提供するように、先端部で二股に分かれる。トーションスプリング６６は、駆動レバー３２が１回の回転で最も後退する部分以外の全てにおいて、カッターキャリッジロッド１８の下端面２２と、駆動レバー３２のストライカ・ブロック・アセンブリ３８のインパクトディスク４４との係合状態を維持する。トーションスプリング６６は、突然の衝撃力を経験する場合には、サージ又はショックウエーブを呈するコイルスプリングの傾向を示さない。その結果、トーションスプリング６６は疲労破損が発生しにくくなる。

図５は、カッターカセット（カッターパック）１４をカットオフ位置から取りはずすため、カッターキャリッジ１６をトーションスプリング６６の力から開放する方法を示す。空圧シリンダアクチュエータ７１は、トルクアーム６７が固定される端部の反対側のトーションスプリング６６の端部に固定されるアーム７２に結合される。アクチュエータ７１のピストンロッドが延伸されると、トルクアーム６７はカッターパック（カートリッジ）１４をカットオフ位置から取りはずせるように引き上げる。通常の作動においては、図１に示されるように、アクチュエータアーム７２はトーションスプリング６６を捩って、トルクアーム６７をロッドショルダー２１に対し押し付けて固定している。

本開示は例示のためであって、本開示に含まれる教示の公正な範囲から逸脱することなく、細部に対し追加、修正、削除などを行なうことによって種々の変更が加えられ得ることは明白であろう。よって、本発明は以下の請求の範囲によって必然的に限定される範囲以外に、本開示の特定の記載内容に限定されない。

１０ 順送り式冷間成形機、成形機
１１ ダイ金型ステーション
１２ ボルスター（支持部材）
１３ カットオフ装置、インパクトカットオフ装置、インパクトカッター、インパクトカッターアセンブリ
１４ カッターパック（カートリッジ）、カッターカセット
１６ カッターキャリッジ
１７ 上部本体、キャリッジ本体
１８ 下部ロッド、キャリッジロッド、カッターキャリッジロッド
１９ 中間ゾーン
２１ ショルダー（肩部）
２２ 下端面
２３ 取付板アセンブリ
２４ ガイドバー
２６ カバープレート
２７、２８ カッターブレード
２９ ストップボルト
３１ カム
３２ 枢軸回転（ｐｉｖｏｔａｌ）駆動レバー、駆動レバー
３３ スリーブ軸受
３４ カムフォロワ
３５ ピン、レバーピン
３６ スプリング、圧縮スプリング
３７ 延長部
３８ ストライカ・ブロック・アセンブリ
３９ ブロックボディ
４１、５７ 円筒ピン、ピボットピン
４２ 横方向スロット
４４ ストライカ（インパクトディスク）
４７ ブロックボディの下面
５１、５２ パッセージ
５３、５４ 貫通孔
５６ ブランチ
５８ 連節支持プレート、支持プレート
６１ ギャップ
６６ トーションスプリング
６７ トルクアーム
６８ タング
７１ 空圧シリンダアクチュエータ
７２ アーム

Claims (6)

1. ワイヤストックからブランクを剪断して切り出すためのインパクトカッターアセンブリであって、
   静止状態のカッターブレードと、可動性のカッターブレードと、を含み、
   ここで、前記可動性のカッターブレードは、前記両ブレードが整列されるワイヤ受け取り位置と、前記両ブレードの位置が異なる供給位置との間の直線に沿って往復運動するキャリッジに取付けられており，
   前記キャリッジの往復運動の直線に対し直角をなす平坦な表面を有するストライカブロックを更に含み、
   ここで、前記キャリッジは平坦な表面を有し、前記ストライカの表面と前記キャリッジの表面とは前記キャリッジの往復運動の直線と直角をなしかつ相互に平行であり、
   少なくとも毎秒１．５メートルの速度で前記ストライカの表面を、前記キャリッジの表面の方向に動かすための駆動装置と、
   前記ストライカの表面と前記キャリッジの表面の間のスペースに潤滑オイルを向かわせるための潤滑オイル回路と、を更に含んでなり、
   これにより動いている前記ストライカの表面と静止している前記キャリッジの表面との間のインパクトが薄膜状の前記潤滑オイルの存在によって弱められる、ことを特徴とするインパクトカッターアセンブリ。
2. 高速度冷間成形機のためにワイヤストックを切断してブランクを形成するためのインパクトカッターであって、
   前記インパクトカッターは固定されたカッターと、可動性のカッターと、を有し、
   ここで、前記可動性のカッターは可動性のキャリッジ上に担持されており、
   前記両カッターがその間にワイヤを受け取るように整列されるスタート位置から、ワイヤサプライから切断されて前記可動性カッター内に位置するブランクがトランスファーのために配置される供給位置に、キャリッジを強制的に移動させる駆動装置を更に有し、
   前記駆動装置は、前記キャリッジがスタート位置にあるとき、前記キャリッジとの間にスペースのある第１のポジションに位置し、
   前記駆動装置は、スタート位置において、第１に前記キャリッジと係合すると第２のポジションに位置し、
   前記駆動装置は、前記キャリッジが供給位置にあるとき、前記キャリッジと係合して第３のポジションに位置し、
   ここで、前記駆動装置が前記第２のポジションと前記第３のポジションの間に位置するとき、トーションスプリングが前記キャリッジを前記駆動装置に向かって付勢する、ことを特徴とするインパクトカッター。
3. 前記キャリッジに向かって付勢されている前記トーションスプリングの力を解除するために、前記カッターキャリッジから遠い方の前記トーションスプリングの端部の角度位置を変更するように作動可能な動力アクチュエータを含む、ことを特徴とする請求項２に記載のインパクトカッター。
4. インパクトカッターであって、
   軸線のまわりを回転駆動されるカムと、枢軸回転する駆動レバーと、前記レバーに回転可能に取付けられ、前記カムのプロファイルに応答して前記レバーを枢軸回転させるカムフォロアと、を含み、
   ここで、前記カムフォロアと前記レバーは回転可能であり、且つ前記カムの軸線と平行な各々の軸線の回りを枢軸回転可能であり、
   ワイヤ受け取り位置とブランク供給位置との間の直線に沿って平行移動可能なカッターキャリッジと、
   前記駆動レバーに担持され前記カムの軸線に平行な軸線のまわりを前記駆動レバー上で枢軸回転する駆動ブロックと、を更に含んでなり、
   前記駆動ブロックは、前記カッターキャリッジと係合可能なインパクト表面を有し、
   前記駆動ブロックは、前記駆動ブロックの軸線のまわりで前記駆動レバー上の停止面に向かって弾性的に付勢されており、
   前記駆動ブロックは、前記停止面に向かって位置しており、
   前記インパクト表面が第１に前記カッターキャリッジと係合する前記駆動レバーの位置において、前記インパクト表面は、前記カッターキャリッジの動線に対し直角をなしており、
   ワイヤ受け取り位置とブランク供給位置との間で前記カッターキャリッジが平行移動する間、前記駆動ブロックの枢軸回転運動によって前記インパクト表面が前記カッターキャリッジの動線に対し直角を維持することを可能にする、ことを特徴とするインパクトカッター。
5. 潤滑回路が前記インパクト表面における貫通孔を通じて、潤滑オイルを供給する、ことを特徴とする請求項４に記載のインパクトカッター。
6. 前記カッターキャリッジを、前記駆動ブロックの方向に付勢するトーションスプリングを含む、ことを特徴とする請求項４に記載のインパクトカッター。
   

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