JP2018122357A - 順送り成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】順送り冷間成形機のラムの往復運動方向に対し、横方向に作用する、形成のための打撃すなわち力により、ワークピースすなわちブランクを形成することのできる順送り冷間成形機のための治工具配置を提供する。【解決手段】ボルスターとラム上において整列された治工具要素ホルダー２２，２４を含む複数の作業ステーション１１Ａ〜１１Ｅを有し、作業ステーションの１つに横方向成形メカニズムを備え、メカニズムは、治工具要素ホルダー内の関連するケースの仮想上の外方への突出部の半径方向に外側にあるカムとカムフォロアを含み、カムフォロアは、ラムのボルスターに向かっての前方移動によって作動するように配置され、メカニズムは、ブランクに横方向の力を加えることによってブランクを成形するための工具を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、順送り成形機における改良に関し、特に、順送り成形機のための治工具類（ｔｏｏｌｉｎｇ ａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ）に関する。

順送り成形機は、たとえば米国特許第５，８２９，３０２号及び第５，８４８，５４７号の記載のように、複雑な部品をハイスピードで、ほとんどあるいは全くスクラップを生じることなく製造するために好適である。そのような順送り成形機においては、ブランクは一般的には、共通のスライドすなわちラム上で同一方向に往復運動する異なる工具類で叩かれ、連続する作業ステーションにおいて冷間成形される。

ある製品の成形において、ラムの動きを横断する方向の経路を動く工具に対するニーズが存在する。そのような製品の一例として、側壁を貫通する１つまたは複数の円形孔を有する管状部品が挙げられる。

米国特許第５，８２９，３０２号明細書 米国特許第５，８４８，５４７号明細書

本発明の目的は順送り冷間成形機のラムの往復運動方向に対し、横方向に作用する、形成のための打撃すなわち力により、ワークピースすなわちブランクを形成することのできる順送り冷間成形機のための治工具配置を提供するところにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による順送り成形機は、ボルスターと、ボルスターに向かったりボルスターから離れたりするように往復運動するラムとを有する順送り成形機であって、前記ボルスターとラムに対し等間隔で設けられ、前記ボルスターとラム上において整列された治工具要素ホルダーを含む複数の作業ステーションと、前記ボルスター上の前記治工具要素ホルダー内の円筒形のダイケースと前記ラム上の前記治工具要素ホルダー内の円筒形の工具ケースとを有し、前記作業ステーションにおける前記治工具要素ホルダー内のケースどうしは同軸の位置関係にあり、前記作業ステーションの１つに横方向成形メカニズムを備え、前記横方向成形メカニズムは、前記治工具要素ホルダー内の関連するケースの仮想上の外方への突出部の半径方向外側にカムとカムフォロアを含み、前記カムフォロアは、ラムのボルスターに向かっての前方移動によって作動するように配置され、前記横方向成形メカニズムは、ブランクに横方向の力を加えることによって前記ブランクを成形するための工具を含むことを特徴とする。

また上記目的を達成するためになされた本発明による順送り成形機は、ボルスターと、ボルスターに向かったりボルスターから離れたりするように往復運動するラムとを有する順送り成形機であって、前記ボルスターとラムに等間隔で設けられ、前記ボルスターとラム上において整列された治工具ケースホルダーを含む複数の作業ステーションと、前記作業ステーションの１つに横方向成形メカニズムを備え、前記横方向成形メカニズムは、前記１つの作業ステーションにおける前記治工具ケースホルダー間の仮想線に対する垂直な移動のために案内されるスライドを含み、前記スライドは、ラムのボルスターに向かっての前方移動によって作動するように配置され、前記横方向成形メカニズムは、前記スライドによる横方向の運動をブランクに加えることによってブランクを成形するための工具を含むことを特徴とする。

さらに上記目的を達成するためになされた本発明による順送り成形機は、ボルスターと、ボルスターに向かったりボルスターから離れたりするように往復運動するラムとを有する順送り成形機であって、前記ボルスターとラムに対し等間隔で設けられ、前記ボルスター上のダイブロックと前記ラム上の工具ホルダーを含む複数の作業ステーションと、前記ボルスター上の前記ダイブロック内のダイケースと前記ラム上の前記工具ホルダー内の円筒形の工具ケースとを有し、前記作業ステーションにおける前記工具ケースと前記ダイケースは同軸の位置関係にあり、前記作業ステーションの１つに横方向成形メカニズムを備え、前記１つの作業ステーションにおける前記ダイケースは前記ダイブロック内に引き込み可能であり、かつ前記横方向成形メカニズムのスライドを担持し、前記ラムが前死点（ｆｒｏｎｔ ｄｅａｄ ｃｅｎｔｅｒ）に接近することに対応して前記ダイケースが前記ダイブロックに引き込まれるとき、カムが前記スライドを前記１つの作業ステーションの軸方向に向かわせるように動作可能であり、前記スライドが、前記１つの作業ステーションに位置されたブランクの壁体からスラグを取り除く貫通工具を担持することを特徴とする。

前記カムがダイブロックに担持されることが好ましい。
前記スライドが第２スライドを担持し、前記カムが２つの表面を有する要素であり、第１の表面が前記スライドを動かすように配置され、第２の表面が前記スライドが向けられる方向と反対の方向に前記第２スライドを動かすように配置されてもよい。
前記ラムが前死点に接近するとき、ブランクグリップ要素が前記ダイケースのブランクをグリップするように配置されることが好ましい。
前記１つの作業ステーションにおける前記工具ケースによって担持されるマンドレルを含み、管状ブランクの円筒状壁体が前記貫通工具によって貫通されるとき、前記円筒状壁体を支持するように、前記マンドレルを前記管状ブランク内に収容可能としてもよい。

本発明に係る順送り成形機によれば、側方成形メカニズムは、治工具カセットに担持されることが可能となり、そのため既存の機械構造の大幅な変更を要しないことから如何なる作業ステーションにおいても使用可能となる。

本発明が使用される順送り冷間成形機の斜視図である。 本発明を具現化する治工具要素の斜視図である。 図２の治工具要素の断面図である。 ブランクと完全に係合した治工具要素の断面図である。 貫通ピンドライバーと作動カムの分解図である。

本発明は、順送り冷間成形機のラムの往復運動方向に対し、横方向に作用する、形成のための打撃すなわち力により、ワークピースすなわちブランクを形成することのできる順送り冷間成形機のための治工具配置を提供する。開示された配置は、ラムの動きを工具要素のための横断方向すなわち側部方向の動きに変換する、摺動するカム表面を利用する。そのカム表面は、工具ケースとダイケースの行程上の、すなわち、軸方向に突出した領域の外側にあり、そのため通常実際的と想定される以上に頑丈なものにすることができる。開示された具体的な配置において、共同作用するカム表面は、両方とも成形機の固定ダイ側すなわちボルスター側に配置され、ラムに搭載された治工具によって作動される。

開示された横方向運動治工具は、ブランクの中空の筒状壁体の対向する側部を貫通するように配置されて、円形のスラグを切り取ることによって当該壁体に円形孔を形成する。実際の貫通動作の前に、ブランクは横方向にグリップされ、貫通ピンと関連する治工具要素とに対して所定位置に固定される。このグリップ動作がピンに対する応力を減少させ、ピンの早期破損を生じさせないようにする。

この開示された側方成形メカニズムは、特にカセット治工具を使用する成形機への使用に好適である。このような機械配置により、本メカニズムは治工具カセットに担持されることが可能となり、そのため既存の機械構造の大幅な変更を要しない。

次に、本発明に係る順送り成形機を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明が使用される順送り冷間成形機の斜視図であり、産業界で一般に知られている順送り冷間成形機１０を概略的に示す。金属ブランクすなわちワークピースは作業ステーション１１Ａ〜１１Ｅの間を機械的に移送され、作業ステーションで金属ブランクは順次所望の形状に形成される。図示された配置において、作業ステーション１１の、個々のダイブロックすなわちホルダー２２は、固定ボルスターすなわちダイブレスト１５に固定されたダイブレストプレート１３に着脱可能に取り付けられており、個々の工具ホルダー２４は、個々の作業ステーション１１において、往復運動するラムすなわちスライド１７に固定されたハウジング１６に着脱可能に取り付けられる。ダイブロック２２と工具ホルダー２４それぞれは、全体に円筒形のワークダイケースと工具ケースを、それぞれに収容する。ダイブロック２２と工具ホルダー２４とは治工具要素ホルダーまたは治工具ケースホルダーとも総称される。各ステーションにおけるケースどうしは、同軸に整列される。ダイブレストプレート１３方向へのラム１７の往復運動により、ダイケースと工具ケースの中の工具類が、各作業ステーションにおいてブランクの成形を行う。通常のとおり、ラム１７がダイブレスト１５から離れると、移送装置（図示せず）がブランクを、水平に、各作業ステーションを順次移動させ、最終的に排出ステーションまで移動させる。

現在の配置において、本発明は、図１における最前面において示される、最後の作業ステーション１１Ｅにおいて利用される。ブランクは、一般的には、中実の円筒形のスラグから、図に示される中空状物品すなわちブランク２１へと変形される。図２は、ラム１７が後死点（ｂａｃｋ ｄｅａｄ ｃｅｎｔｅｒ、ＢＤＣ）、すなわちダイブレストプレート１３からの最遠点にある場合の相対的な空間位置における、本発明を具現化する治工具類を示す。

本治工具は、ダイブレストプレート１３に着脱可能に固定されるダイブロック２２と、ダイブロック２２に収容される全体に円筒形のダイケース２３と、ハウジング１６に着脱可能に固定される工具ホルダー２４と、工具ホルダー２４に収容される全体に円筒形の工具ケース２５と、を含む。

ブランクすなわちワークピース２１は、図示のケースでは最後の作業ステーション１１Ｅに移送されるが、内壁２６を有する中空状の円筒形物品である。ブランク２１は、当業者において知られる方法で移送メカニズムのフィンガーにより、ダイケース２３のすぐ前において保持される。

図２は、本発明を具現化する治工具要素の斜視図であり、図３は図２の治工具要素の断面図であり、図４はブランクと完全に係合した治工具要素の断面図である。
図２及び図３において、一番前の位置において示されるダイケース２３は、ダイブロック２２内で、短い距離を軸方向に摺動可能である。本発明のサイドアクションメカニズム２８は、本治工具のダイブレスト側に組付けられる。サイドアクションメカニズム２８は、ダイブロック２２の下側に固定された平坦面両側くさび形状のカム２９を含む。サイドアクションメカニズム２８はまた、ダイケース２３上に担持される横方向工具ドライバー３１を含む。以下で説明するように、工具ケース２５が、ラム１７のストロークの最終端に向かい、ダイケース２３に当接するとき、ダイケース２３とダイブロック２２との間の相対的な軸方向の動きは、カム２９によりサイドアクションメカニズム２８における側部方向すなわち半径方向の横方向運動（ｓｉｄｅｗａｙｓ ｍｏｔｉｏｎ）に変換される。

図３の断面図は、ダイブロック２２と、ダイケース２３と、サイドアクションメカニズム２８の詳細を示す。ダイケース２３は、ダイケース２３の中心領域において、ガススプリング（図示せず）によって、ダイブロック２２に対し図示された伸張位置において、弾性的に保持される。ダイケース２３の口部すなわち入り口部の対向したブランクのグリップウエッジ３３は、ダイケース２３の軸線と同軸のスプリング３４によって開方向に付勢される。

図示された実施形態において、サイドアクションメカニズム２８は、直径方向に対向する側部において、ワークピースすなわちブランク２１を貫通するように配置される。貫通ピンすなわち工具３６は、最も明確には図４において示されるが、グリップウエッジ３３の径方向案内穴に収容される。貫通ピン３６は、好ましくは確実な圧入方法によって、それぞれの引込みスリーブ３７に固定される。引込みスリーブ３７の半径方向外端部のフランジ３８は、横方向工具ドライバー３１の第１部分（第１ドライバー４１）及び第２部分（第２ドライバー４２）のＴスロット３９（図５）において捕まえられる。第１ドライバー部分（第１ドライバー４１）は、逆Ｕ字状長方体であり、第２ドライバー部分（第２ドライバー４２）は、第１ドライバー４１の脚部の間にある板状体である。第２ドライバー４２は、第１ドライバー４１の平面における移動を制限されるように、対向する側部に、第１ドライバー４１の脚部の対向する溝に収容される、舌部を有する。キャップ４３（図５）は、第１ドライバー４１の脚部にボルト付けされる。図２と図３と図４は、ダイケース２３が、第１ドライバー４１と第２ドライバー４２とが収容される周辺溝４４を有することを示す。複数のドライバーすなわちスライド４１と４２は、ダイブロック２２におけるダイケース２３の軸方向移動につれて、溝４４内で、互いに向かったり離れたりするように連動して、平行移動する。

ラム１７が、工具ケース２５をダイブレストプレート１３の方向に前進させると、工具ケース２５の中心にあって工具ケース２５を先導するブランクデリバリースリーブが、ブランク２１を、グリップウエッジ３３の間のダイケース２３に押し込む。その後、工具ケース２５の突出中央領域が、グリップウエッジ３３を、ダイケース２３のテーパー状スロットに押し込む。このテーパー状スロットにより、グリップウエッジ３３はブランク２１を半径方向にしっかりとクランプでき、貫通作業の負荷の下でブランク２１が動かないようにできる。

ラム１７の前進により工具ケース２５はダイケース２３に当接し、ダイケース２３をダイブロック２２に押し込む。図３、図４を検討すれば分かる通り、ダイケース２３のダイブロック２２内への移動は、複数のドライバーすなわちスライド４１及び４２の半径方向内側方向への移動を伴う。これらのドライバーの半径方向への移動は、カム２９と、第１ドライバー４１のキャップ４３と第２ドライバー４２の平坦カムフォロア面５１及び５２によって生じる。強い力が比較的広い面積に分散されるように、カム２９とカムフォロア面５１及び５２との当接する平面の角度は相補的である。これらの条件により、長期の使用期間において、横方向（ｓｉｄｅｗａｙｓ）の強い力を確実に発生させることができる。

工具ケース２５に固くボルト付けされたプッシャー５３は、第１ドライバー４１の下方部分及び第２ドライバー４２と係合し、第１ドライバー４１と第２ドライバー４２の横方向のストロークの間、これらの要素がダイケース溝４４と整列状態にあることを確実にする。

グリップウエッジ３３における関連する穴により案内される貫通ピン３６は、ブランク２１の壁体から円筒形またはその他の形状のスラグを切り出す。グリップウエッジ３３とドライバー４１及び４２との間の相対的な軸方向移動は、引込みスリーブフランジ３８が組み付けられるドライバーのＴスロット３９によって調整される。ブランクデリバリースリーブ４６から突出するマンドレル５７は、貫通工程の間、ブランク２１の内部を支持する。工具ケース２５におけるスクリュー５８は、マンドレル５７の穴が貫通ピン３６と一致するように、マンドレル５７を軸方向に調整する。貫通ピン３６により形成されたスラグは、チューブ５６に対し作用を行う真空によってマンドレル５７から取り除かれる。

工具ケース２５とプッシャー５３がラム１７とともに後退すると、ガススプリングが、ダイブロック２２からダイケース２３を、図２及び図３に示された位置に押し出す。平坦カムフォロア面５１及び５２は、Ｃ字形断面のキー５９のそれぞれにより、関連するウエッジ面５０及び５４に対し固定される。キー５９は、カムフォロア面５１及び５２とカム面５０及び５４における整列されるスロットに組み込まれ、これらの面の間で複動的な駆動を行う。ドライバー４１及び４２がダイケース２３とともに軸方向に移動すると、ドライバー４１及び４２は、ウエッジすなわちカム２９によって外側方向に動かされる。この外側方向の移動により貫通ピン３６がブランク２１から引き抜かれ、エジェクターピン６１がブランク２１をダイケース２３から押し出す。

この開示されたサイドアクションメカニズム２８は、その大きさの割に非常に強力である。開示されたように、サイドアクションメカニズム２８は、順送り冷間成形機１０の基本的部品の変更を行うことなく、本治工具に担持される。結論として、本メカニズムは、実質的にいかなる作業ステーションにおいても使用可能であり、以前に製造された機械においても使用可能であり、現場での使用にも適する。

本開示は例示であり、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、詳細の追加、修正、または削除により様々な変更を行うことができることは明らかである。したがって、本発明は、以下の特許請求の範囲において必然的に限定される範囲を除き、本開示の特定の詳細により限定されるものではない。

１０ 順送り冷間成形機
１１（Ａ〜Ｅ） 作業ステーション
１３ ダイブレストプレート
１５ ダイブレスト
１６ ハウジング
１７ ラム（スライド）
２１ ブランク（ワークピース）
２２ ダイブロック（ホルダー）
２３ ダイケース
２４ 工具ホルダー
２５ 工具ケース
２８ サイドアクションメカニズム
２９ カム
３３ グリップウエッジ
３６ 貫通ピン（工具）
３７ 引込みスリーブ
４１ 第１ドライバー（スライド）
４２ 第２ドライバー（スライド）
４３ キャップ
５０、５４ カム面（ウエッジ面）
５１、５２ （平坦）カムフォロア面
５７ マンドレル
５９ キー

Claims (7)

1. ボルスターと、ボルスターに向かったりボルスターから離れたりするように往復運動するラムとを有する順送り成形機であって、
   前記ボルスターとラムに対し等間隔で設けられ、前記ボルスターとラム上において整列された治工具要素ホルダーを含む複数の作業ステーションと、
   前記ボルスター上の前記治工具要素ホルダー内の円筒形のダイケースと前記ラム上の前記治工具要素ホルダー内の円筒形の工具ケースとを有し、
   前記作業ステーションにおける前記治工具要素ホルダー内のケースどうしは同軸の位置関係にあり、
   前記作業ステーションの１つに横方向成形メカニズムを備え、
   前記横方向成形メカニズムは、前記治工具要素ホルダー内の関連するケースの仮想上の外方への突出部の半径方向外側にカムとカムフォロアを含み、
   前記カムフォロアは、ラムのボルスターに向かっての前方移動によって作動するように配置され、
   前記横方向成形メカニズムは、ブランクに横方向の力を加えることによって前記ブランクを成形するための工具を含むことを特徴とする順送り成形機。
2. ボルスターと、ボルスターに向かったりボルスターから離れたりするように往復運動するラムとを有する順送り成形機であって、
   前記ボルスターとラムに等間隔で設けられ、前記ボルスターとラム上において整列された治工具ケースホルダーを含む複数の作業ステーションと、
   前記作業ステーションの１つに横方向成形メカニズムを備え、
   前記横方向成形メカニズムは、前記１つの作業ステーションにおける前記治工具ケースホルダー間の仮想線に対する垂直な移動のために案内されるスライドを含み、
   前記スライドは、ラムのボルスターに向かっての前方移動によって作動するように配置され、
   前記横方向成形メカニズムは、前記スライドによる横方向の運動をブランクに加えることによってブランクを成形するための工具を含むことを特徴とする順送り成形機。
3. ボルスターと、ボルスターに向かったりボルスターから離れたりするように往復運動するラムとを有する順送り成形機であって、
   前記ボルスターとラムに対し等間隔で設けられ、前記ボルスター上のダイブロックと前記ラム上の工具ホルダーを含む複数の作業ステーションと、
   前記ボルスター上の前記ダイブロック内のダイケースと前記ラム上の前記工具ホルダー内の円筒形の工具ケースとを有し、
   前記作業ステーションにおける前記工具ケースと前記ダイケースは同軸の位置関係にあり、
   前記作業ステーションの１つに横方向成形メカニズムを備え、
   前記１つの作業ステーションにおける前記ダイケースは前記ダイブロック内に引き込み可能であり、かつ前記横方向成形メカニズムのスライドを担持し、
   前記ラムが前死点（ｆｒｏｎｔ ｄｅａｄ ｃｅｎｔｅｒ）に接近することに対応して前記ダイケースが前記ダイブロックに引き込まれるとき、カムが前記スライドを前記１つの作業ステーションの軸方向に向かわせるように動作可能であり、
   前記スライドが、前記１つの作業ステーションに位置されたブランクの壁体からスラグを取り除く貫通工具を担持することを特徴とする順送り成形機。
4. 前記カムがダイブロックに担持されることを特徴とする、請求項３に記載の順送り成形機。
5. 前記スライドが第２スライドを担持し、前記カムが２つの表面を有する要素であり、第１の表面が前記スライドを動かすように配置され、第２の表面が前記スライドが向けられる方向と反対の方向に前記第２スライドを動かすように配置されることを特徴とする、請求項３に記載の順送り成形機。
6. 前記ラムが前死点に接近するとき、ブランクグリップ要素が前記ダイケースのブランクをグリップするように配置されることを特徴とする、請求項５に記載の順送り成形機。
7. 前記１つの作業ステーションにおける前記工具ケースによって担持されるマンドレルを含み、管状ブランクの円筒状壁体が前記貫通工具によって貫通されるとき、前記円筒状壁体を支持するように、前記マンドレルを前記管状ブランク内に収容可能とすることを特徴とする、請求項３に記載の順送り成形機。

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