JP2019524455A5

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Publication number: JP2019524455A5
Application number: JP2019531556A
Authority: JP
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2037-08-25

Description

具体的には、すべての従来型のねじ転造機械は、一般に油膜通路と呼称される、一般に静水圧直動ベアリングと呼称される直動ガイドウェイを使用する。静圧軸受の油膜は、ねじ転造の、高圧振動の製造方法に耐えるが、そこに付着される移動キャリアダイブロックは、静圧軸受および摩耗による移動ばらつきの影響を受ける。

過去に油膜通路が使用された、他のすべての高精度製造装置は、転動要素直動ベアリングに置き換えられており、転動要素直動ベアリングは、高精度の位置決め動作をもたらすために、相対的に移動する２つの物体の間に配置される転動要素（ボール、ローラなど）による、転がり接触を用いることによって摩擦を低下させる。

しかし、転動要素直動ベアリングアセンブリを備える従来型のねじ転造機械に対する、油膜通路の単純かつ直接の置換は、実質的かつ重大な２つの障害に対処しない場合、失敗することになる。第１に、従来型のねじ転造機械の製造速度は、毎分約３００ストローク必要とされ、この速度では、転動要素直動ベアリングは、安全にまたは効率的に動作することが出来ない。第２に、従来型のねじ転造機械の機械駆動装置は、回転運動を直線運動に変換するために、十分に理解されているスライダクランクの原則で動作する。機械駆動装置は、通常、往復移動ダイに接続される近位端部、およびフライホイールに接続される遠位端部を有するピットマンアームを含む。フライホイールの回転が、ピットマンアームの近位端部、およびそこに接続される往復移動ダイを、直線往復移動で移動させる。その結果、転造成形動作中に、望ましくないオフ角（off-angle）および反力が、往復移動ダイに作用する。不運にも、転動要素直動ベアリングは、回転または振動の力が、直接、ガイドレールに一直線に揃う場合に、その最も高い寿命性能で動作する。

高精度のベアリングアセンブリを備える従来型のねじ転造機械の移動ダイをガイドする既存の不正確な油膜通路を置き換えることは、回転部分の質および安定性を劇的に向上させ（すなわち、温度および油粘度の変化のために多数の調整を必要とする現行の機器よりも、初期セットアップは、１，０００，０００以上の部品を、調節なしで、一貫してばらつきなし、またはほぼなしで作製するはずである）、機械の全体的なセットアップの時間を減少させることを、当業者は理解する。

高精度ねじ転造アセンブリ１００のさらにもう一つの利点は、ツーリングのセットアップの工学的な解決策をさらに提供し、それによってセットアップごとの手動の調整が除去されることである。従来型のねじ転造機械では、ねじ転造工具が取り付けられるたびに、オペレータは、機械をセットアップするために専門的技術を使用し、判断することを要求される。すべてのセットアップは独特であり、ダイポケット部の既知の位置および油膜通路の自然的可変性なしに、動作中に絶えず調整が必要とされる。たとえば、スレッドロールダイが取り付けられるたびに、最小で２つの調節部が使用される。これらの調節部は、移動ダイおよび固定ダイの間に（圧力／距離）を加えるまたは差し引くねじ付きアジャスタで作製される。すべての機器は、物理的に油膜通路上を移動する。

好ましくは、図１〜１０に示す高精度ねじ転造アセンブリ１００は、従来型のねじ転造機械の油膜通路および調節機構を置き換え、取付けフランジ１０４を含む作業台２４上に配置されてもよい。当業者は、取付けフランジ１０４は、意図する機能を行うために、任意の適切な形状を有してもよいことを理解する。たとえば、取付けフランジ１０４は、作業台２４と高精度ねじ転造アセンブリ１００との接続または連結を可能にするまたは容易にするように、ブロック状、板状、円筒状、管状、「Ｌ」状などに形成され得る。

結果として、従来の機器に、高精度ねじ転造アセンブリ１００を追加導入する、または従来の機器を高精度ねじ転造アセンブリ１００に変換することが可能であり、優れたねじ転造製品を生産する。既存の油膜通路、移動キャリアダイブロック、ピットマンアームピンおよび他の関連の部品を除去または取り外しするためにわずかなファスナがあるだけである。ファスナが除去されると、従来型の油膜通路アセンブリおよび移動キャリアダイブロック全体が除去され得る。本開示の高精度ねじ転造アセンブリ１００のアセンブリは、上で説明したように、同じファスナを用いて直接取り付けられてもよく、ピットマンアームおよびピンを再利用する。しかし、ある程度の初期セットアップが必要であり、具体的には、最終および一回調節部が作製されて、移動ダイポケット部１４４および固定ダイポケット部１４６が二方向（上下および前後）に平行であることを確実にする。さらに、移動ダイポケット部および固定ダイポケット部１４４、１４６の間の距離は、所定の基準に設定される。この基準距離は、固定ダイポケット部および移動ダイポケット部１４４、１４６の間で支持される較正ブロックを使用して微調整される。較正ブロックが取り付けられると、固定ダイブロックを作業台２４に固定するためのファスナ、ならびに高精度ねじ転造アセンブリ１００を取付けフランジ１０４および／または作業表面２４に固定するためのファスナが締められ、位置が固定される。この位置は、確立された較正ブロックを必要ではないが使用することによって、定期的に検証および再確認され得る。高精度ねじ転造アセンブリ１００は、統計的に有意なばらつきなしで数百万回以上のストロークを反復可能である所定の基準距離では動作しない。

図８〜１０は、セットアップとの接続に使用される調節アセンブリ２２０、および上で説明した初期セットアップおよび較正の後の、特定のねじ形成方法を用いての高精度ねじ転造アセンブリ１００の動作を図示する。調節アセンブリ２２０は、固定ダイブロック１０６と固定ダイ１４２との間に配置される一対の固定ボタンブロック２２２、ならびに移動ダイブロック１１６と移動ダイ１４０との間に配置される一対の移動ボタンブロック２２４およびレシピブロック２２６を含んでもよい。固定および移動ボタンブロック２２２、２２４のそれぞれは、ダイボタン２２８を受容するように構成される一対の開口部を含んでもよい。ダイボタン２２８は、固定または移動ボタンブロック２２２、２２４のそれぞれの厚さよりも厚い所望の厚さを有してもよく、固定または移動ボタンブロック２２２、２２４の厚さよりも、たとえば、千分の一ずつ大きい。たとえば、固定および移動ボタンブロック２２２、２２４が０．２５０”の厚さを有する場合、ダイボタンは、ダイボタン２２８の厚さを適合または混合させることによって、０．２５１”、０．２５２”、０．２５３”、０．２５４”、などの厚さを有してもよい。一実施形態において、ダイボタン２２８は、移動ダイおよび固定ダイ１４０、１４２のそれぞれの上部前面、底部前面、上部背面、底部背面を個別に調節することが可能であり、それは、円筒状ブランク２００のテーパ、およびねじ型に合わせて調節するために必要である。スペーススレッド（ｓｐａｃｅｔｈｒｅａｄｓ）を作製する場合、移動ダイ１４０の表面と固定ダイ１４２の表面は、平行に延びるべきである。しかし、マシンスレッド(ｍａｃｈｉｎｅｔｈｒｅａｄ)を製造する場合、移動ダイ１４０の表面と固定ダイ１４２の表面は、テーパ状となるべきである。ねじ山形状ごとに独自の方法が存在する。本開示の調節アセンブリ２２０は、考えられ得るいずれの方法にも適応することができ、移動ダイまたは固定ダイ１４０、１４２を取り外すことなく取り替えられ得る。一実施形態において、ダイボタン２２８は、磁石などによって、一時的に、固定および移動ボタンブロック２２２、２２４に取り外し可能に固定される。大きな変更がある場合は、所望の組み合わせが容易に反復され、非熟練労働者に伝達され得るように、方法ブロック２２６が、ねじのばらつきに適応するために使用される。従来では、油膜通路における自然のばらつきが、ダイポケット部が予測的な調節部を可能にするほどに十分なほど一定であることを可能にしなかったため、これらの調節部のすべては、ねじ付きアクチュエータで作製される。

Claims

取付けフランジが作業台に固定された、高精度ねじ転造アセンブリであって、前記アセンブリは、
それぞれが前記取付けフランジに固定される、第１ラックおよび第１ガイドレールと、
第２ラックおよび第２ガイドレールを含み、前記第２ラックおよび前記第２ガイドレールが接続される移動ダイブロックと、
ベアリングアセンブリと、を備え、
前記第１ラックおよび前記第２ラックはそれぞれ一連のラック歯を含み、
前記ベアリングアセンブリは、
前記第１ガイドレールに、移動可能に連結される第１直動ベアリングと、
前記第２ガイドレールに、移動可能に連結される第２直動ベアリングと、
歯車減速アセンブリと、
を備え、前記歯車減速アセンブリは、
前記第１ベアリングおよび第２ベアリングのそれぞれに接続されるプレートと、
複数のギヤ歯を含むピニオンギヤと、
を備え、前記ピニオンギヤは、前記ギヤ歯が、前記第１ラックのラック歯および第２ラックのラック歯と噛み合い係合で配置されるように、前記プレートに回転可能に接続される、
アセンブリ。
前記ラック歯が、第１ピッチを有して形成され、前記ギヤ歯が、第２ピッチを有して形成され、前記移動ダイブロックが、その長手方向軸に沿って所定範囲移動するときに、前記第１ベアリングおよび第２ベアリングが、前記第１ピッチの前記第２ピッチに対する比率によって決定される、前記所定範囲の一部を移動する、請求項１記載のアセンブリ。
前記移動ダイブロックは、移動ダイポケット部内に配置される移動ダイ、および、前記移動ダイと前記移動ダイポケット部との間に配置される一対のボタンホルダを含み、前記ボタンホルダのそれぞれは、その内部に画定される一対の開口部を有し、各孔はその内部に配置されるダイボタンを有する、請求項１記載のアセンブリ。
各ボタンホルダは、連携して、前記移動ダイがテーパおよび傾斜に関して調節可能であるように、上部開口部および下部開口部を有する、請求項３記載のアセンブリ。
前記移動ダイブロックから離間して前記作業台に接続される固定ダイブロックをさらに備え、固定ダイブロックは、固定ダイポケット部および固定ダイを含み、前記固定ダイと前記固定ダイポケット部との間に、第２の対のボタンホルダが配置され、前記第２ボタンホルダのそれぞれは、その内部に画定される一対の開口部を有し、各孔はその内部に配置されるダイボタンを有する、請求項３記載のアセンブリ。
各第２ボタンホルダは、連携して、前記移動ダイがテーパおよび傾斜に関して調節可能であるように、上部開口部および下部開口部を有する、請求項５記載のアセンブリ。