JP2023553400A - 改良型アイヨニングシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

アイヨニングシステムは、ラム、センサシステム、及びパンチノーズを含む。ラムは、ラム本体及びラムノーズを含み、ラムは、内部チャンバを画定する内面を含む。パンチノーズは、センサを介してラムノーズに接続されており、センサは、アイヨニングプロセス中にパンチノーズにかかる力を検出するように構成されている。ラムの内面にアダプタが結合され得、アダプタは、センサをラム本体で支持し得る。【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１２月１５日に出願された米国仮出願第６３／１９９，２２８号の利益と、この仮出願に対する優先権とを主張するものであり、この仮出願の全体を参照により本明細書に援用する。

本出願は、一般に、金属加工技術に関し、より詳細には、アイヨニングのための改良されたシステム及び方法に関する。

食品及び飲料用の缶、消火器、ガソリンタンク、オイルフィルタケーシング、ダンパケーシングなどの多くの缶または筒状物品、ならびに多くの他のタイプの物品が、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、真鍮、低炭素鋼などの金属材料、及び多様な他の適切な材料から製造されている。金属材料から缶または筒状物品を形成するプロセスは、一般に、金属材料からブランクを製造し、次にブランクを絞って浅いカップを形成することを含む。浅いカップを初絞りした後に、その直径を小さくし、カップを深くするため、カップを再絞りすることがある。その後、壁厚を減少させて、最終的に缶または筒状物品の本体を提供するために、カップにアイヨニングを施す。アイヨニングは、一般に、１つ以上のアイヨニングダイに金属材料を軸方向に通して、ラム及びパンチを有するアイヨニングシステムで壁厚を減少させることを含む。アイヨニング中には、パンチ、アイヨニングダイ、及び／または金属材料に多様な力が加わる可能性があり、これらの力には、アイヨニング中に制御することが可能な多様な要因が関与し得る。ただし、力センサを含む既存のアイヨニングシステムは、信頼性が低く、早期に故障する可能性がある。力センサは通常、保守が難しく、結果として、コストの増加と処理の遅延とを招く。

本特許で使用される「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許の主題の全て及び下記の特許請求の範囲を広く指示することが意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載の主題を限定しない、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を限定しないことが理解されるべきである。本特許の適用を受ける本発明の実施形態は、この発明の概要ではなく、下記の特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、本発明の様々な実施形態の高水準の概要であり、下記の発明を実施するための形態のセクションにさらに説明する概念の一部を紹介している。この発明の概要は、特許請求される主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。本主題は、本特許の明細書全体、図面のいずれかまたは全て、及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されたい。

多様な例によれば、アイヨニングシステムは、ラム及びセンサシステムを含む。ラムは、ラム本体及びラムノーズを含み、ラムはまた、内部チャンバを画定する内面を含む。センサシステムは、センサ及びアダプタを含む。センサは、アイヨニングプロセス中に力を検出するように構成され、アダプタは、ラムの内面に結合され、センサをラム本体に支持する。

特定の例によれば、アイヨニングシステムは、ラム、パンチ、及びセンサシステムを含む。ラムはラム本体とラムノーズとを含み、パンチはパンチノーズとパンチスリーブとを含む。様々な実施形態では、パンチノーズは、アイヨニングプロセス中に金属ブランクに係合するように構成される。センサシステムは、パンチノーズに結合されたセンサを含み、センサは、アイヨニングプロセス中にパンチノーズにかかる力を検出するように構成されている。

いくつかの例によれば、アイヨニングシステムは、ラム、パンチノーズ、及びセンサシステムを含む。ラムは、ラム本体及びラムノーズを含み、ラムはまた、内部チャンバを画定する内面を含む。センサシステムはセンサを含み、パンチノーズはセンサを介してラムノーズの内面に接続されている。様々な実施形態において、センサは、アイヨニングプロセス中にパンチノーズにかかる力を検出するように構成されている。

本開示に説明される様々な実施態様は、追加のシステム、方法、特徴、及び利点を含み得、これらは、必ずしも本明細書で明示的に開示できないが、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討すれば、当業者には明らかであろう。全てのそのようなシステム、方法、特徴、及び利点が、本開示の中に含まれ、かつ添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。

以下の図の特徴及び構成要素は、本開示の一般的な原理を強調するために示されている。図全体の対応する特徴及び構成要素は、一貫性及び明確さのために一致する参照文字によって指定できる。

本開示の態様に係るアイヨニングシステムの一部分の図である。 アイヨニング中に図１のアイヨニングシステムのパンチにかかる力を示す。 本開示の態様に係るアイヨニングシステムの一部分の図である。 図３のアイヨニングシステムの一部分の別の図である。 本開示の態様に係るアイヨニングシステムの一部分の分解図である。 本開示の態様に係るアイヨニングシステムのアダプタの図である。 本開示の態様に係るアイヨニングシステムのセンサの図である。

本発明の実施形態の主題は、法定要件を満たすためにここで特殊性を含めて説明されているが、この説明は、必ずしも特許請求の範囲を限定することを意図していない。特許請求される主題は、他の方法で具現化され得、異なる要素またはステップを含み得、他の既存の技術または将来の技術と併せて使用され得る。この説明は、個々のステップの順序または要素の配置が明示的に説明されている場合を除き、様々なステップまたは要素の中のまたはそれらの間の特定の順序または配置を暗示するものと解釈するべきではない。「上」、「下」、「上部」、「底部」、「左」、「右」、「前部」、及び「後部」などの方向の参照は、とりわけ構成要素及び方向が参照している１つの図（または複数の図）中に示され、説明される向きを参照することを意図している。

図１及び図２は、本開示の特定の態様に係るアイヨニングシステム１００の一部分を示す。アイヨニングシステム１００は、パンチ１０２、パンチ１０２を軸方向１０４に駆動するラムアセンブリ（図１には図示せず）、及び少なくとも１つのアイヨニングダイ１０６を含む。図１に示すように、アイヨニングダイ１０６は、進入面１０８及び内面１１０を含む。内面１１０は、開口部または隙間１１２を画定する。アイヨニング中、パンチ１０２は、金属物品１１４の側壁が初期厚さ１１６から最終厚さ１１８にアイヨニングされるように、金属物品１１４をアイヨニングダイ１０６の隙間１１２を通して軸方向１０４に駆動する。アイヨニングプロセスは、所望の壁厚を有する本体を製造するために、所望の回数（及び所望の数のタイプのアイヨニングダイを用いて）繰り返し得る。

図２は、アイヨニング中にパンチ１０２にかかる力のいくつかの例を示す。総成形荷重２２０は、アイヨニング中に（ラムアセンブリを介して）パンチ１０２によって金属物品に加えられる力である。総成形荷重２２０は、一般に、パンチ１０２と金属物品の側壁との間の摩擦力２２２、及びパンチ１０２と金属物品の底部との間のパンチノーズ力２２４の和に相当する。パンチノーズ力２２４は、金属物品の壁内の張力に相当する。いくつかの場合、総成形荷重２２０は、ラムアセンブリ自体で、ダイで、ダイホルダーで、及び／またはボルスタープレートで測定される。

図３～図７は、本開示の態様に係る別のアイヨニングシステム３００の一部分を示す。アイヨニングシステム３００は、パンチ３０２、ラムアセンブリ３２６、及びセンサシステム３４８を含む。様々な実施形態では、以下で詳述されるように、センサシステム３４８は、センサ３５０と、センサ３５０をラムアセンブリ３２６に対して少なくとも部分的に支持するアダプタ３５２とを含む。

図３～図５に最もよく示すように、ラムアセンブリ３２６は、前端部３３０及び後端部３３２を有するラム本体３２８を含む。ラムノーズ３３４が、ラム本体３２８の前端部３３０から延び、ラムノーズ端部３３６で終端をなす。多様な態様では、ラムノーズ３３４の直径は、ラム本体３２８の直径よりも小さい。ラムアセンブリ３２６は、アイヨニングプロセス中に、金属物品をカップに形成するため、アクチュエータによって軸方向１０４に駆動される。いくつかの例では、アクチュエータは線形アクチュエータであるが、他の例では、アクチュエータは線形アクチュエータである必要はない。多様な態様では、ラムアセンブリ３２６は、毎分所望の数のカップを製造するように、任意の適切なスピードで駆動される。いくつかの非限定的な例として、ラムアセンブリ３２６は、約４００～４５０の毎分ストローク数のスピードで駆動され得る。ただし、１ストロークは、１つのカップの係合、形成、及び解放を行う１つのサイクルを指す。言い換えると、毎分２００～４５０ストロークでは、アセンブリは、毎分約２００～４５０ストロークのペースでカップの係合、形成、及び解放を行う。

図３に最もよく示すように、ラムアセンブリ３２６は、内部チャンバ３４０を画定する内面３３８を含む。内部チャンバ３４０は、任意選択でラムノーズ端部３３６まで延在するが、他の例では、そこまで延在しなくてもよい。内部チャンバ３４０の内径は、ラム本体３２８の長さに沿って同じである必要はない。非限定的な例として、図３～図５において、後端部３３２とラムノーズ端部３３６との間の内部チャンバ３４０の第１の部分は最大の内径を有し、第１の部分とラムノーズ端部３３６との間の内部チャンバ３４０の第２の部分は最小の内径を有し、内部チャンバ３４０の第２の部分とラムノーズ端部３３６との間の内部チャンバ３４０の第３の部分は、第２の部分の直径よりも大きいが第１の部分の直径よりも小さい中間の内径を有する。特定の実施形態では、内部チャンバ３４０は、肩部３７０が内面３３８によって画定されるような内径を有する。他の実施形態では、内部チャンバ３４０は、所望に応じて、様々な他のプロファイル、内径、または内径の組み合わせを有することができる。

いくつかの実施形態では、ラムアセンブリ３２６の内面３３８は、アダプタ３５２をラムアセンブリ３２６と接続するための第１のラム結合機構３５８（図３を参照）、及び／またはアダプタナット３５４をラムアセンブリ３２６と接続するための第２のラム結合機構３５９（図４及び図５を参照）を含む。様々な実施形態では、第１のラム結合機構３５８及び第２のラム結合機構３５９は、内面３３８の一部分に設けられる。第１のラム結合機構３５８及び第２のラム結合機構３５９は、アダプタナット３５４及びアダプタ３５２をそれぞれラムアセンブリ３２６と接続するための様々な適切な結合デバイスまたは結合機構であり得る。第１のラム結合機構３５８として利用される結合機構のタイプは、第２のラム結合機構３５９として利用される結合機構のタイプと同じである必要はない。図３～図５の実施形態では、第１のラム結合機構３５８及び第２のラム結合機構３５９は、両方ともねじ切り加工である。他の実施形態では、第１のラム結合機構３５８は省略されてもよく、アダプタ３５２は内面３３８に直接結合されなくてもよい（例えば、第２のラム結合機構３５９のみが利用される）。さらに他の実施形態では、第２のラム結合機構３５９は（アダプタナット３５４と共に）省略されてもよく、アダプタ３５２は、第１のラム結合機構３５８を介してラムアセンブリ３２６に直接接続されてもよい。

図５に最もよく示すように、様々な実施形態において、ラム本体３２８の外面３３９は、外面３３９の少なくとも一部分に、外側ラム結合機構３６０を任意選択で含んでもよい。外側ラム結合機構３６０は、パンチスリーブ保持ナット３５６に選択的に係合することができる。外側ラム結合機構３６０は、ラム本体３２８上のパンチスリーブ保持ナットを係合し接続するための様々な適切な機構または装置であり得る。図３～図７の実施形態では、外側ラム結合機構３６０はねじ切り加工である。

特定の例では、ラムアセンブリ３２６は、ラム本体３２８内部の冷却剤及び／または水分が最小限に抑えられる及び／または低減されるように、内部チャンバ３４０内で一定の圧力を維持する圧力システムを任意選択で含む。１つの非限定的な例として、圧力システムは、内部チャンバ３４０内で約５～１０ＰＳＩなど、内部チャンバ３４０内で約１～２０ＰＳＩの圧力を維持し得る。ただし、他の例では、他の圧力が維持されてもよい。内部チャンバ３４０内の冷却剤または水分を最小限に抑える及び／または低減することによって、センサ３５０が短絡する可能性は最小限に抑えられる、及び／または低減される。

パンチ３０２は、パンチスリーブ３４２及びパンチノーズ３４４を含む。図３及び図４に最もよく示すように、パンチスリーブ３４２は、パンチノーズ３４４とラム本体３２８との間でラムノーズ３３４に支持され、様々な実施形態では、パンチスリーブ３４２は前端部３３０でラム本体３２８に当接する。いくつかの例、及び図３～図７の実施形態では、パンチスリーブ３４２及びパンチノーズ３４４は、パンチノーズ３４４がパンチスリーブ３４２に対して移動できるように別個の構成要素である。他の例では、パンチスリーブ３４２及びパンチノーズ３４４は、単一または一体構造の構成要素として形成される。

図３～図５に示すように、様々な実施形態において、パンチスリーブ保持ナット３５６は、パンチスリーブ３４２をラムアセンブリ３２６に結合し得る。特定の実施形態では、パンチスリーブ保持ナット３５６は、外側ラム結合機構３６０に相補的な結合機構３５７を含む。図３～図７の実施形態では、結合機構３５７は、外側ラム結合機構３６０のねじ切り加工に相補的なねじ切り加工である。図３～図５に最もよく示すように、パンチスリーブ保持ナット３５６は（結合機構３５７を介して）ラムアセンブリ３２６に係合して、パンチスリーブ保持ナット３５６をラムアセンブリ３２６と接合させ得る。様々な実施形態において、パンチスリーブ保持ナット３５６は、パンチスリーブ保持ナット３５６がパンチスリーブ保持ナット３５６とラム本体３２８の前端部３３０との間でパンチスリーブ３４２の一部分を捕らえるように、ラムアセンブリ３２６と係合する。

パンチノーズ３４４は、パンチノーズ３４４をセンサ３５０と選択的に結合し得るノーズ結合機構３６４を含む。ノーズ結合機構３６４は、パンチノーズ３４４の中心にあってもよいが、他の実施形態では中心になくてもよい。図示の実施形態では、ノーズ結合機構３６４は、パンチノーズ３４４が組み合わされたときに、ラム本体３２８に向かって延在する突起であり、この突起は、ねじ切り加工付きの開口部を画定する。他の実施形態では、ノーズ結合機構３６４は、センサ３５０をパンチノーズ３４４に接続するための様々な他の構造及び／または結合デバイスを含み得る。特定の実施形態では、以下で詳述されるように、パンチノーズ３４４は、パンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間に隙間３６２が維持されるように、センサ３５０に結合され得る。いくつかの実施形態では、ノーズ結合機構３６４は、隙間３６２が所望の隙間サイズを有するように、及び／または処理中に隙間３６２を維持するように、パンチノーズ３４４をセンサ３５０に接続することを可能にさせ得る。他の実施形態では、パンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間に隙間３６２を画定するために、パンチノーズ３４４とラムノーズ３３４との間にスペーサが配置され得る。パンチノーズ３４４は、パンチスリーブ３４２から金属物品を取り除くのを助長するように、パンチノーズ３４４を通る空気の流れを可能にする１つ以上の通路６２０（図６に最もよく示されている）を任意選択で含む。

様々な態様において、隙間３６２は、パンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間に意図的に設けられ得る。特定の態様では、力がかかると、隙間により、パンチノーズ３４４がパンチスリーブ３４２に対して移動できるようになる。様々な実施形態において、この動きは、センサ３５０のひずみまたはたわみを引き起こすことがあり、このひずみが力として測定され得る。パンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間の隙間３６２は、隙間の大きさを制御するために調整可能であってもよく、隙間３６２の大きさは、特定の力の下ではパンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間で動きがあり、他の力の下ではパンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間で動きが防止または制限されるように、設定され得る。言い換えれば、隙間３６２は、センサ３６２に調整可能な力の制限を提供することができる。非限定的な一例では、隙間３６２は、１０，０００ポンド以下の力ではパンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間の動きを可能にすることができるが、他の実施形態では、力の制限は１０，０００ポンドよりも大きいかまたは小さい場合がある。力が力の制限を下回る状況では、センサ３５０は、対応するひずみを検出し、力の測定値を提供することができる。力が力の制限を超える状況では、パンチノーズ３４４は移動するスペースを使い果たし、パンチスリーブ３４２の底に達する可能性があり、パンチノーズ３４４にはそれ以上の動きはなく、センサ３４２が追加のひずみまたは力を検出できない可能性がある。したがって、隙間３６２は、力の制限を超える力でセンサ３４２への影響（例えば、過負荷）を最小限に抑えながら、力の範囲を（例えば、力の制限まで）測定できるように調整することができる。非限定的な一例として、隙間３６２は、ドーム形成動作中にセンサに過負荷をかけない限りは、アイヨニング中にパンチノーズとパンチスリーブとの間の正確な測定を可能にすることができる。

前述のように、センサシステム３４８は、センサ３５０及びアダプタ３５２を含む。図３～図６に最もよく示すように、様々な実施形態において、アダプタ３５２は、センサ３５０をラム本体３２８の内面３３８に結合させ得る。いくつかの実施形態では、センサシステム３４８は、アダプタ３５２をラムアセンブリ３２６に対して固定するアダプタナット３５４を含む。図６に最もよく示すように、アダプタナット３５４は、アダプタナット３５４が第２のラム結合機構３５９と係合し、アダプタナット３５４と肩部３７０との間でアダプタ３５２の一部分を保持し得るように、第２のラム結合機構３５９に相補的な結合機構６３０を含む。図３～図７の実施形態では、結合機構６３０は、第２のラム結合機構３５９のねじ切り加工に相補的なねじ切り加工を含む。様々な実施形態では、アダプタナット３５４と肩部３７０との間でのアダプタ３５２部分の保持により、アダプタ３５２がラムアセンブリ３２６に対して配置され得る。

図６に最もよく示すように、アダプタ３５２は、センサ３５０を選択的に受け入れる中央開口部６２１を含む。中央開口部６２１は内面６２３を有し、様々な実施形態において、内面６２３の少なくとも一部分は、センサ３５０と選択的に係合するアダプタ結合機構６１０を含む（詳細は後述される）。本明細書で説明する他の結合機構と同様に、アダプタ結合機構６１０は、センサ３５０をアダプタ３５２に結合するための様々な適切なデバイスまたは装置であってもよい。図３～図６の実施形態では、アダプタ結合機構６１０は、ねじ切り加工を含む。

中央開口部６２１に加えて、アダプタ３５２はまた、アダプタ３５２の長さに沿って延在する１つ以上の通路６２０を含み得る。通路６２０の数、形状、または大きさは限定的であると認めるべきではない。様々な実施形態では、１つ以上の通路６２０は、アダプタ３５２を通る空気の流れ、及び／またはセンサ３５０の周りの空気の流れを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、通路６２０を通る空気の流れは、成形後にパンチスリーブ３４２から金属物品を除去するために使用され得る正圧を提供し得る。

図３～図７に示すように、センサ３５０は、ラム本体３２８内のアダプタ３５２によって支持され得る。図４、図５、及び図７に最もよく示すように、様々な例において、センサ３５０は、高速または他の動作条件でのラムアセンブリ３２６の通常の動作を妨害しないように、ラムアセンブリ３２６上のアダプタ３５２によって支持される。いくつかの任意選択の例では、アダプタ３５２は、センサ３５０をラム本体３２８の内径内で中心に配置することができるが、他の例では内径内で中心に配置されなくてもよい。

様々な実施形態において、センサ３５０は、金属ブランクから形成される金属物品（例えば、缶）の側壁にかかる張力に相当するパンチノーズ力２２４の量を検出するように構成される。センサ３５０は、アイヨニング中のアイヨニングシステム３００の力を必要に応じて測定するのに適したロードセルまたは様々な他のセンサであってもよい。本明細書に記載のセンサは、特定の構造またはタイプのセンサを要求することを意図しておらず、センサ３５０は、必要に応じて、様々な構造及び／または様々なタイプのセンサを有することができる。特定の実施形態では、センサ３５０は、力データを使用してアイヨニング中に発生する力を判定し得るコントローラまたは他の適切なデバイス、及び／またはセンサ３５０によって提供されるデータを別の形で利用し得るコントローラまたは他の適切なデバイスに通信可能に接続され得る。場合によっては、必要に応じて、アイヨニングシステムの他の態様を測定するために、追加のセンサを使用することができる。

特定の実施形態では、図７に最もよく示すように、センサ３５０は、センサ３５０をパンチノーズ３４４（例えば、図３参照）に選択的に結合するための第１のセンサ結合機構７１０、及び／またはセンサ３５０をアダプタ３５２（例えば、図３を参照）に選択的に結合するための第２のセンサ結合機構７２０を含むことができる。様々な実施形態において、第１のセンサ結合機構７１０は、パンチノーズ３４４上の対応する結合機構に相補的であり、及び／または第２のセンサ結合機構７２０は、アダプタ結合機構６１０に相補的である。本明細書で説明する他の結合機構と同様に、第１のセンサ結合機構７１０及び／または第２のセンサ結合機構７２０は、センサ３５０をアダプタ３５２及び／またはパンチノーズ３４４に結合するための様々な適切なデバイスまたは装置であってもよく、第１のセンサ結合機構７１０の結合装置のタイプが、第２のセンサ結合機構７２０の結合装置のタイプと同じである必要はない。図３～図７の実施形態では、第１のセンサ結合機構７１０及び第２のセンサ結合機構７２０は、それぞれ、ねじ切り加工を含む。センサ３５０のケーブル７３０または配線は、ラム本体３２８（図３）の内径を通過し、センサ３５０によって検出された力データを利用し得るコントローラまたは他の適切なデバイスにセンサ３５０を通信可能に接続することができる。ケーブル７３０は、必要に応じて、後端部３３２を通ることを含むがこれに限定されない様々な位置で、ラムアセンブリ３２６を出ることができる。

センサ３５０は、第１のセンサ結合機構７１０をノーズ結合機構３６４と係合させることによって、パンチノーズ３４４に結合することができる。前述のように、特定の実施形態では、パンチノーズ３４４は、パンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間に隙間３６２が維持されるように、センサ３５０に結合され得る。これらの実施形態では、隙間３６２は、センサ３５０がパンチノーズ３４４に対するパンチノーズ力２２４を検出すること、及び／または示すことを可能にし得る。さらに、いくつかの実施形態では、パンチノーズ３４４とセンサ３５０との間の接続により、隙間３６２を必要に応じて設定すること、及び／または隙間３６２を維持することが可能になる。

図３～図７を参照すると、アイヨニングシステム３００を組み立てる方法は、センサ３５０をアダプタ３５２に結合させることを含むことができる。いくつかの実施形態では、センサ３５０をアダプタ３５２に結合させることは、第２のセンサ結合機構７２０をアダプタ結合機構６１０と係合させることを含む。

この方法はまた、アダプタ３５２をラム本体３２８上に配置することと、固定することとを含み得る。アダプタ３５２をラム本体３２８上に配置することは、アダプタ３５２をラム本体３２８の内部チャンバ３４０に挿入することを含み得る。アダプタ３５２を固定することは、アダプタナット３５４を内部チャンバ３４０内に配置すること、及びアダプタ３５２の一部分がアダプタナット３５４と肩部３７０との間で保持されるように、結合機構６３０を第２のラム結合機構３５９と係合させることを含み得る。追加または代替として、アダプタ３５２を固定することは、アダプタ３５２を第１のラム結合機構３５８と係合させることを含み得る。

様々な実施形態では、この方法はまた、ラムノーズ３３４上にパンチスリーブ３４２を配置することを含む。この方法は、パンチスリーブ保持ナット３５６がパンチスリーブ保持ナット３５６とラム本体３２８の前端部３３０との間でパンチスリーブ３４２の一部分を捕らえるように、パンチスリーブ保持ナット３５６の結合機構３５７を外側ラム結合機構３６０と係合させることによって、ラムノーズ３３４に対してパンチスリーブ３４２を固定することを含み得る。

この方法は、パンチノーズのノーズ結合機構３６４をセンサ３５０の第１のセンサ結合機構７１０と係合させることによって、パンチノーズ３４４をラムアセンブリ３２６と組み合わせることを含み得る。様々な実施形態では、パンチノーズ３４４を組み合わせることは、パンチノーズ３４４とパンチスリーブ３４２との間に隙間３６２を画定することを含み得る。

アイヨニング中、パンチノーズ３４４は、金属物品の底部と係合し、パンチノーズ力２２４を受ける。特定の例では、センサ３５０は、リアルタイムでデータを伝送し得るが、他の例では、センサ３５０は、所定の時間間隔でデータを伝送し得る。

アイヨニングシステム３００によって、パンチノーズ力２２４を直接測定することができる。特定の態様では、測定されたパンチノーズ力２２４に基づいて、アイヨニングプロセスを制御するために、アイヨニングシステム３００の多様な態様を制御することができる。例えば、いくつかの場合、金属物品に使用される金属のタイプ、パンチ３０４及び／または金属物品の多様な表面特性、使用される潤滑のタイプ、ラム、パンチ、もしくはアイヨニングダイの設計、マシンスピード、またはアイヨニングシステム３００の多様な他の態様は、検出した力に基づいて制御され得る。一例として、アイヨニング中に金属物品の側壁にかかる張力が増大することに関与するパンチノーズ力２２４の増大は、欠陥、つまり「捲れ」の可能性の増加と直接的に相関し得る。場合によっては、捲れの発生率を減少させ、再絞りの力を制御し、ダイ上の摩耗を監視及び制御し、しわの形成を抑制し、潤滑不足を監視及び制御し、突き抜けまたは他のタイプの欠陥を監視及び制御するなどのために、検出したパンチノーズ力２２４に基づいて、アイヨニングシステム３００の多様な態様が制御され得る。場合によっては、センサ３５０が検出した力は、プロセスパラメータを調節して、運転コストを削減すること、及び／または生産効率を高めることのために使用され得る。非限定的な例として、検出される力が減少した場合には、運転コストを削減するために、潤滑の量を減少させる機会、及び／またはスピードを上げる機会を示すことができ、力が増大した場合には、ダウンタイムを削減または回避するために、ダイが摩耗していることを示すことができる。

本明細書に記載された概念による、様々な例示的な実施形態のさらなる説明を提供する「例示」として明示的に列挙された少なくともいくつかを含む、例示的な実施形態の集合が以下に提供される。これらの例示は、相互に排他的、網羅的、または限定的であることを意図するものではなく、本開示は、これらの例の例示に限定されるのではなく、むしろ発行された特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内の全ての実現可能な修正形態及び変形形態を包含する。

例示１．アイヨニングシステムであって、ラム本体及びラムノーズを含むラムであって、前記ラムが、内部チャンバを画定する内面を含む、前記ラムと、センサシステムであって、センサであって、前記センサが、アイヨニングプロセス中に力を検出するように構成されている、前記センサと、前記ラムの前記内面に結合されるアダプタであって、前記アダプタが、前記センサを前記ラム本体に支持する、前記アダプタと、を含む前記センサシステムと、を含む、前記アイヨニングシステム。

例示２．前記アダプタは、中央開口部と、前記中央開口部を取り囲む複数の通路とを含み、前記センサは、前記アダプタの前記中央開口部内に支持されており、前記複数の通路のそれぞれが、前記アダプタの長さに沿って延在する、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示３．前記ラムノーズに支持されたパンチをさらに含み、前記パンチは、パンチノーズとパンチスリーブとを含み、前記パンチノーズは、処理中に金属ブランクに係合するように構成されており、前記パンチスリーブは、前記パンチノーズと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに支持される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示４．前記パンチノーズは、前記センサに結合される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示５．前記パンチノーズと前記パンチスリーブとの間に隙間が画定される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示６．パンチスリーブ保持ナットをさらに含み、前記パンチスリーブの少なくとも一部分が、前記パンチスリーブ保持ナットと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに保持されるように、前記パンチスリーブ保持ナットが前記ラムノーズの外面に結合される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示７．前記ラムの前記内面が肩部を含み、前記アダプタの一部分がアダプタナットと前記肩部との間で保持されるように、前記アイヨニングシステムが、前記ラムの前記内面に結合された前記アダプタナットをさらに含む、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示８．アイヨニングシステムであって、ラム本体及びラムノーズを含むラムと、パンチノーズ及びパンチスリーブを含むパンチであって、前記パンチノーズが、アイヨニングプロセス中に金属ブランクに係合するように構成される、前記パンチと、前記パンチノーズに結合されたセンサを含むセンサシステムであって、前記センサが、前記アイヨニングプロセス中に前記パンチノーズにかかる力を検出するように構成される、前記センサシステムと、を含む、前記アイヨニングシステム。

例示９．前記ラムノーズの外面に結合されるパンチスリーブ保持ナットをさらに含み、前記パンチスリーブが、前記パンチスリーブ保持ナットと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに支持される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１０．前記ラムが、内部チャンバを画定する内面を含み、前記センサが、前記内部チャンバ内で支持され、前記パンチノーズが、前記センサとねじ結合される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１１．前記センサシステムはアダプタをさらに含み、前記ラムは内部チャンバを画定する内面を含み、前記センサは前記アダプタに支持され、前記アダプタは前記内部チャンバ内で前記ラムの前記内面と結合される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１２．前記アダプタは、中央開口部と、前記中央開口部を取り囲む複数の通路とを含み、前記センサは、前記アダプタの前記中央開口部内に支持されており、前記複数の通路のそれぞれが、前記アダプタの長さに沿って延在する、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１３．前記センサは、前記ラムノーズに間接的に接続される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１４．前記パンチノーズと前記パンチスリーブとの間に隙間が画定されるように、前記センサが前記パンチノーズに結合される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１５．アイヨニングシステムであって、ラム本体及びラムノーズを含むラムであって、前記ラムが、内部チャンバを画定する内面を含む、前記ラムと、センサを含むセンサシステムと、前記センサを介して前記ラムノーズ上で前記内面に接続されるパンチノーズであって、前記センサが、アイヨニングプロセス中に前記パンチノーズにかかる力を検出するように構成される、前記パンチノーズと、を含む、前記アイヨニングシステム。

例示１６．前記センサシステムがアダプタをさらに含み、前記アダプタが前記センサを支持しており、前記アダプタが、前記ラムの前記内面に結合されている、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１７．前記アダプタは、中央開口部と、前記中央開口部を取り囲む複数の通路とを含み、前記センサは、前記アダプタの前記中央開口部内に支持されており、前記複数の通路のそれぞれが、前記アダプタの長さに沿って延在する、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１８．前記ラムの前記内面が肩部を含み、前記アダプタの一部分がアダプタナットと前記肩部との間で保持されるように、前記アイヨニングシステムが、前記ラムの前記内面に結合された前記アダプタナットをさらに含む、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示１９．前記パンチノーズと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに支持されるパンチスリーブをさらに含み、前記パンチスリーブと前記パンチノーズとの間に隙間が画定されるように、前記パンチノーズが前記センサに結合される、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

例示２０．前記パンチスリーブの少なくとも一部分が、パンチスリーブ保持ナットと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに保持されるように、前記ラムノーズに結合された前記パンチスリーブ保持ナットをさらに含む、いずれかの先行または後続する例示または例示の組み合わせに記載のアイヨニングシステム。

上記の態様は、実施態様の考えられる単なる例であり、単に、本開示の原理を明確に理解するために記述されている。本開示の趣旨及び原理から実質的に逸脱することなく、上記の実施形態（複数可）に多くの変形及び修正を加えることができる。そのような全ての修正及び変形は、本開示の範囲内で本明細書に含まれることが意図され、要素またはステップの個々の態様または組み合わせに対する全ての考えられる請求は、本開示によって裏付けられることが意図される。さらに、特定の用語が本明細書及び以下の特許請求の範囲で使用されているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用されており、説明された発明または以下の特許請求の範囲を限定する目的ではない。

Claims (20)

1. アイヨニングシステムであって、
   ラム本体及びラムノーズを含むラムであって、前記ラムが、内部チャンバを画定する内面を含む、前記ラムと、
   センサシステムであって、
   センサであって、前記センサが、アイヨニングプロセス中に力を検出するように構成されている、前記センサと、
   前記ラムの前記内面に結合されるアダプタであって、前記アダプタが、前記センサを前記ラム本体に支持する、前記アダプタと、
   を含む前記センサシステムと、
   を含む、前記アイヨニングシステム。
2. 前記アダプタは、中央開口部と、前記中央開口部を取り囲む複数の通路とを含み、前記センサは、前記アダプタの前記中央開口部内に支持されており、前記複数の通路のそれぞれが、前記アダプタの長さに沿って延在する、請求項１に記載のアイヨニングシステム。
3. 前記ラムノーズに支持されたパンチをさらに含み、前記パンチは、パンチノーズとパンチスリーブとを含み、前記パンチノーズは、処理中に金属ブランクに係合するように構成されており、前記パンチスリーブは、前記パンチノーズと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに支持される、請求項１に記載のアイヨニングシステム。
4. 前記パンチノーズは、前記センサに結合される、請求項３に記載のアイヨニングシステム。
5. 前記パンチノーズと前記パンチスリーブとの間に隙間が画定される、請求項４に記載のアイヨニングシステム。
6. パンチスリーブ保持ナットをさらに含み、前記パンチスリーブの少なくとも一部分が、前記パンチスリーブ保持ナットと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに保持されるように、前記パンチスリーブ保持ナットが前記ラムノーズの外面に結合される、請求項３に記載のアイヨニングシステム。
7. 前記ラムの前記内面が肩部を含み、前記アダプタの一部分がアダプタナットと前記肩部との間で保持されるように、前記アイヨニングシステムが、前記ラムの前記内面に結合された前記アダプタナットをさらに含む、請求項１に記載のアイヨニングシステム。
8. アイヨニングシステムであって、
   ラム本体及びラムノーズを含むラムと、
   パンチノーズ及びパンチスリーブを含むパンチであって、前記パンチノーズが、アイヨニングプロセス中に金属ブランクに係合するように構成される、前記パンチと、
   前記パンチノーズに結合されたセンサを含むセンサシステムであって、前記センサが、前記アイヨニングプロセス中に前記パンチノーズにかかる力を検出するように構成される、前記センサシステムと、
   を含む、前記アイヨニングシステム。
9. 前記ラムノーズの外面に結合されるパンチスリーブ保持ナットをさらに含み、前記パンチスリーブが、前記パンチスリーブ保持ナットと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに支持される、請求項８に記載のアイヨニングシステム。
10. 前記ラムが、内部チャンバを画定する内面を含み、前記センサが、前記内部チャンバ内で支持され、前記パンチノーズが、前記センサとねじ結合される、請求項８に記載のアイヨニングシステム。
11. 前記センサシステムはアダプタをさらに含み、前記ラムは内部チャンバを画定する内面を含み、前記センサは前記アダプタに支持され、前記アダプタは前記内部チャンバ内で前記ラムの前記内面と結合される、請求項８に記載のアイヨニングシステム。
12. 前記アダプタは、中央開口部と、前記中央開口部を取り囲む複数の通路とを含み、前記センサは、前記アダプタの前記中央開口部内に支持されており、前記複数の通路のそれぞれが、前記アダプタの長さに沿って延在する、請求項１１に記載のアイヨニングシステム。
13. 前記センサは、前記ラムノーズに間接的に接続される、請求項８に記載のアイヨニングシステム。
14. 前記パンチノーズと前記パンチスリーブとの間に隙間が画定されるように、前記センサが前記パンチノーズに結合される、請求項８に記載のアイヨニングシステム。
15. アイヨニングシステムであって、
    ラム本体及びラムノーズを含むラムであって、前記ラムが、内部チャンバを画定する内面を含む、前記ラムと、
    センサを含むセンサシステムと、
    前記センサを介して前記ラムノーズ上で前記ラムの前記内面に接続されるパンチノーズであって、前記センサが、アイヨニングプロセス中に前記パンチノーズにかかる力を検出するように構成される、前記パンチノーズと、
    を含む、前記アイヨニングシステム。
16. 前記センサシステムがアダプタをさらに含み、前記アダプタが前記センサを支持しており、前記アダプタが、前記ラムの前記内面に結合されている、請求項１５に記載のアイヨニングシステム。
17. 前記アダプタは、中央開口部と、前記中央開口部を取り囲む複数の通路とを含み、前記センサは、前記アダプタの前記中央開口部内に支持されており、前記複数の通路のそれぞれが、前記アダプタの長さに沿って延在する、請求項１６に記載のアイヨニングシステム。
18. 前記ラムの前記内面が肩部を含み、前記アダプタの一部分がアダプタナットと前記肩部との間で保持されるように、前記アイヨニングシステムが、前記ラムの前記内面に結合された前記アダプタナットをさらに含む、請求項１５に記載のアイヨニングシステム。
19. 前記パンチノーズと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに支持されるパンチスリーブをさらに含み、前記パンチスリーブと前記パンチノーズとの間に隙間が画定されるように、前記パンチノーズが前記センサに結合される、請求項１５に記載のアイヨニングシステム。
20. 前記パンチスリーブの少なくとも一部分が、パンチスリーブ保持ナットと前記ラム本体との間で前記ラムノーズに保持されるように、前記ラムノーズに結合された前記パンチスリーブ保持ナットをさらに含む、請求項１９に記載のアイヨニングシステム。

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