JP3998149B2 - タップ位置センサー - Google Patents

Description

本発明は、プレスタッピング（ｐｒｅｓｓ ｔａｐｐｉｎｇ）装置に関して、切断されタップされるストリップなどの部品は、ストリップを形成し且つ切断するためのツール内に保持されており、このツールもまた、少なくとも一つのタッピングツールを設けられている。

これら切断及びタッピングツールは、一般的に連続ストリップから高いスループットにて部品を製造すべく適合されている。

プレス上にてタッピングする際、正しいサイズの閾値を得るのに必要なタップの移動に制限されることが一般的に望ましい。タッピングのストロークを限定することは、機械加工時間を制限し、且つ、スループットを増加させる。特許文献１に示唆されているように、タッピング制御の終了を検知するセンサーをこの目的で使用してもよい。

特許文献２は、プレスタッピングユニットを開示しており、３つのセンサー、つまり：タップ及びその支持体の後退移動を検知する第１センサー；タップキャリアスピンドルの移動を検知する第２センサー；及びタップされたホールが自由であり、或いは切断されたタップによりブロックされているのを検知する第３センサー；を有している。

しかしながら、タッピングが完全に行われないことがしばしばあり、このタップは、材料を完全に通り抜けず、タッピングが不完全である場合がある。

これらの欠点は、部品のバッチにおいてランダムに起こること、及び検知することが比較的難しいことが分かってきた。

機械加工に適合される現在の要件は、１００％信頼性を有していることであり、つまり、タップされた部品のバッチを製造する機械加工が１００％の満足を得ることであり、つまり、バッチにおいて欠陥部品が全く存在しないことである。

このことは、欠陥部品の存在を検知する必要があると同時に、バッチの終了を阻止すべく、正しい部品のみが含まれるように機械加工される必要がある。特許文献１及び２に述べられている装置は、この欠陥部品を、信頼性を以て検知することを提供していない。

これまで、正しいタッピングは、各サイクルにおいて、タップの最下の位置を検証することにより、タップが部品を確実に通過するのに充分なストロークにて行うことを確実にすべく検知されてきた。

従って、タップ位置検出器は、タッピングツールの直下で、ツールの圧盤（ｐｌａｔｅｎ）の内部に完全に配置され、この検出器は、ラインにて、コントロール装置へと電気信号を送る。

これら先行技術における検出装置の重篤な欠陥は、それぞれの場合において、適切な装置がタッピングツールの下部にフィットされなければならない点、及び、タップの通常のストロークに一致しなければならない点である。この検出器は、アクセス可能でないので、そのストロークを調節することは難しく、或いは、不可能である。

他の欠点は、この検出装置が大きい、つまり、タッピングツールの下部にて無視できないスペースを占有し、複数の平行なホールが同じ製品においてタップされる際、近接して配置されなくなってしまう。プレス支持体に配置される検出装置に必要な全体のサイズゆえ、タッピングに近接して配置され実行することが不可能となる。

また、先行技術における装置は、タッピングの削りかすに感受的であり、検出の信頼性に影響を与えてしまう。
米国特許第５，６１５，４７１号明細書 独国特許出願公開第１９７２９２６３号Ａ１明細書

本発明により解決される問題は、プレス上でのタッピング用の新規のタップ位置センサー構造を設計することであり、広範なタッピングに選択的に使用することが可能であり、タップに必要な最終位置に従って検出器を調節することが可能となる。

本発明の他の目的は、欠陥部品を検知するべく且つ製造され直ぐにこれら欠陥部品を製品から除去すべく、特に信頼性が高く正確なタップ位置センサー構造を提供することである。

本発明のその他の目的は、タッピングに近接して実行することが可能とすべく、特にコンパクトでタッピングツールの下部のツール圧盤に一体化することが容易なタップ位置センサーを提供することである。

上述及びその他の目的を達成すべく、本発明が提供する、プレス上でのタッピング用のタップ位置センサーは：
切断ツールの圧盤へと一体化されるべく、且つ、タッピングの端部においてタップの端部により荷重されるべく適合された感触器（ｆｅｅｌｅｒ）；
感触器により荷重され、且つ、感触器の移動を増幅すべく適合された、移動万能工具装置；
移動万能工具装置への第１端部により結合され、且つ、第２端部が感触器から離れてオフセットとなっている、送信ケーブル；及び
送信ケーブルの第２端部の位置を検知すべく適合された、位置検出手段；
を有している。

送信ケーブルの寄与で、上述の特徴の組み合わせにより、位置検出手段がタップにより占有されている領域から離れて移動されることが可能となり、タップから位置検出手段への機械的移動に必要なクリアランスにより導入される可能性のある測定誤差及び検出誤差を阻止し、この装置をタッピングツールの下部のツール圧盤へと一体化することをかなり促進する。

従って、本発明は、比較的低コストの解決方法を提案しており、底部の下死中心位置を正確に同定すべくタップに接触するように、ツールの圧盤におけるタップの下部の底部キャビティーに配置された一つの部分を有する検出器を用い、タップの下部の最大スペースを解き放つ様式にてこの情報をツール支持体の外部へとリモートで送信し、複数の近接して配置されたタップの統合を及び検出器の調節を可能としている。

この送信ケーブルは、むき出しであってもよく、牽引に機能し、伸張しており、且つ、装置のフレームに締め付けられた二つの端部支持体間をスライドするように設けられている。

この送信ケーブルは、装置のフレームに締め付けられたシース（ｔｈｅａｔｈ）自体で好ましくスライドする。

本発明の一つの有利な実施例において、移動万能工具装置は、下流アームよりも短い上流アームを有する万能工具レバーを供えている。

この万能工具レバーは、好ましくクランク状に曲げられ、その上流アームがタップの垂直移動を検出するのに適当な水平方向状態にあり、且つ、その下流アームの少なくとも一部が、送信ケーブルが水平にはなれるのに適当な垂直方向状態にある、待機位置を有している。このことは、装置が、タッピングツールにより占有されている領域の下部のプレス支持体への一体化を促進する。

一つの実施例において、感触器は、プランジャーを備えており、係合された横方向ピンにより、万能工具レバーの上流アームに機能的に取り付けられ垂直に平行移動するように適合され、且つ、万能工具レバーの上流アームに沿って長手方向に平行移動するように適合されている。

他の実施例において、この感触器は、水平中心シャフトの周囲で旋回するほぼ水平のリバーシングレバー（ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ｌｅｖｅｒ）を備えており、その上流端部は、タッピングのストロークの端部において、タップにより荷重されており、且つ、その下流端部は、万能工具レバーに取り付けられている。

第３の実施例において、感触器は、垂直プランジャーを備えており、ほぼ水平な上流アームに取り付けられており、検出されるタップの軌道と一致して配置されている。

万能工具レバーは、スプリングにより、待機位置に好ましくスプリング荷重されている。このスプリングは、感触器、送信ケーブル及び域検出手段を待機位置に戻すための手段を構成している。

上述のように定義されたこの種の位置センサーは、一体化された切断タッピングツールに一体化されてもよい。この種の実施例において、一体化された切断タッピングツールは、２つの圧盤、つまり、切断されるストリップを支持するストリップ支持体、ストリップを切断するツール及びタップを運ぶ少なくとも一つのタッピングツールを備えている。このツールは、上述にて定義したリモート検出器を備えた少なくとも一つの位置センサーを備えており、感触器及び移動万能工具装置は、タッピングツールの下部の領域におけるツールの底部圧盤に一体化されている。

送信ケーブルは、タッピングツールの下部の領域からツールの底部圧盤の外部へと、ツールの底部圧盤を通過するように好ましく適合されており、位置検出手段は、ユーザーにより直接アクセス可能な、ツールの底部圧盤の外部に配置されている。

本発明の他の目的、特徴及び利点は、特定の実施例に関する以下の記載により明らかになり、添付した図面に対する参考文として与えられている。

送信ケーブルの寄与で、上述の特徴の組み合わせにより、位置検出手段がタップにより占有されている領域から離れて移動されることが可能となり、タップから位置検出手段への機械的移動に必要なクリアランスにより導入される可能性のある測定誤差及び検出誤差を阻止し、この装置をタッピングツールの下部のツール圧盤へと一体化することをかなり促進する。

図面に示した実施例において、本発明のタップ位置センサーは、一体化された切断タッピングツールの位置にて使用するように示されている。

この一体化された切断タッピングツールは、他の部材の全てを支持する底部圧盤１及び上部圧盤８を備えている。

この一体化された切断タッピングツールは、示していないが、切断及び成形ツールを備えた複数のステーションを有しており、ステーションは、図１、３、４、５、６及び７に示したようにタッピングツール１１を備えている。

このツールにより作動される材料は、ストリップ６の形態をとり、保持するためのガイド５を備えたストリップ支持体４上のツールの垂直下部に設けられている。ストリップ６は、タッピングされ貫通する少なくとも一つのホール７を有している。このホールは、例えば、ツールの前のステーションにおいて形成されてもよい。

このツールは、プレス上に取り付けられる。底部圧盤１は、このプレスのテーブル上に載置されており、上部圧盤８は、垂直に動くプレスのスライドに固定されている。

タッピングステーションにおいて、この垂直的な動きは、スクリュー／ナット装置９により回転運動に変換される。得られる回転運動は、タッピングツール１１に送られ、順にタップキャリアスピンドル１２へとらせん状運動を送る。タップキャリアスピンドル１２は、タップされるホール７の反対側に配置されたタップ１４を運ぶように適合されている。

図１に示した待機位置において、上部圧盤８は、上昇され、タップ１４は、ストリップ６から離れる。

図３に示したタップの下死中心点において、上部圧盤８は、降下され、且つ、タップキャリアスピンドル１２は、らせん状の動きを実行し、この動きが、ストリップ６のホール７を通過するタップ１４を引っ張っていくことになる。

タップ１４の遠端部は、ストリップ６の若干下に指向する。

特定のツールにおいて、ストリップ支持体４は、ツールの他のステーションに影響を与える切断及び形成する制御を実行すべく、垂直の平行移動にて往復運動されてもよい。このタッピングステーションは、その後、ストリップ支持体４のこの動きに適合される。従って、図１の待機位置において、ストリップ支持体４は、底部圧盤１から離れて上昇され、図３の下死中央点において、ストリップ支持体４は降下され、従って、底部圧盤１に近接する。このストリップ支持体４の垂直的な動きは、本発明の検出手段により、タップ１４の下死中央点の検出に影響を与えない。

全ての実施例において、タップ位置センサーは、感触器１５、万能工具装置１６、送信ケーブル１７及び位置検出手段１８を本質的に備えている。

また、図面に示した全ての実施例において万能工具装置１６は、下流アーム２１よりも短い上流アーム２０を有する万能工具レバー１９を備えており、且つ、上流アーム２０と下流アーム２１との間の接合部において、中間水平横方向シャフト２２の周囲を旋回するように取り付けられている。しかしながら、一端において関節を有する万能工具レバーの構造を変わりに使用されてもよいことを想定されていてもよい。

図１乃至３に示した実施例において、万能工具レバー１９は、クランク状に曲げられ、且つ、図１において示した待機位置において、上流アーム２０は、水平であり、下流アーム２１は、垂直である。スプリング１９ａは、図１の待機位置に向かって、万能工具レバー１９をスプリング荷重し、下流アーム２１を垂直に、且つ上流アーム２０を水平に荷重している。この実施例において、感触器１５は、上流アーム２０に締め付けられた垂直プランジャー２３を備えており、検知されるタップ１４の軌道と一致している。

ツールの底部圧盤１及びストリップ支持体４に一体化されている感触器１５は、タッピングの端部において、タップ１４の遠端部により荷重されるように適合されている。

移動万能工具装置１６は、の周囲で旋回し且つ上流アーム２０及び下流アーム２１の異なる長さが感触器又は垂直プランジャー２３の移動を増幅するように、感触器又は垂直プランジャー２３により荷重されている。

送信ケーブル１７の第１端部１７ａは、万能工具装置１６に接続されている。実用的には、送信ケーブル１７の第１端部１７ａは、下流アーム２１の遠端部に固定されている。感触器１５から離れた第２端部１７ｂは、位置検出手段１８により検出される。

万能工具レバー１９は及びそのスプリング１９ａは、ツールの底部圧盤１に固定された感触器ボディー２４に取り付けられている。

送信ケーブル１７は、位置検出手段１８が、タップ１４の領域から外側に離れてオフセットとなることを可能にし、且つ、位置検出手段１８は、ツールの底部圧盤１にそれ自体が固定されている検出器ボディー２５に締め付けられている。

送信ケーブル１７は、ツールの底部圧盤１に相対して固定されているシース２６内を有利にスライドする。

例えば、位置検出手段１８は、検出器ボディー２５をスライドし送信ケーブル１７の第２端部１７ｂを構成するエンドピース２７の位置に反応する近接検出器（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を備えていてもよい。

タッピングのストロークの端部において、タップ１４は、ホール７を通過し、その端部は、図３に示した傾斜位置に向かって万能工具レバー１９を傾斜している垂直プランジャー２３を荷重している；万能工具レバー１９は、送信ケーブル１７を引っ張り、その第２端部１７ｂは、その後位置検出手段１８により検出され、これは、下死中心点において、タップ１４の存在と一致し、従って、影響を受けるタッピングが良好な質であることと一致している。

図４及び５に示した実施例は、図１乃至３の一体型切断タッピングツールと本質的に同様の部材を備えており、これらの本質的な部材は、同様の参照番号により同定している。

また、タップ位置センサーの本質的な手段も有しており、特に、感触器１５、万能工具装置１６、送信ケーブル１７及び位置検出手段１８がある。

第２の実施例において、感触器１５及び万能工具装置１６のみが改変されている。

この実施例において、感触器自体を構成する垂直プランジャー２３を支持する感触器ボディー２４も存在しており、中間水平横方向シャフト２２の周囲で旋回するように取り付けられた万能工具レバー１９に関連付けられており、万能工具レバー１９は、二つの垂直レバーを有しており、ほぼ水平の上流アーム２０及びほぼ垂直の下流アーム２１を備えている。

垂直プランジャー２３は、タップ１４の垂直ストロークに配列して垂直にスライドし、且つ、垂直プランジャー２３上において横方向ピン２３ａにより上流アーム２０に帰納的に接続されており、横方向ピン２３ａは、上流アーム２０において水平矩形スロット２０ａに係合されている。これは、垂直プランジャー２３の垂直水平方向の移動を、万能工具レバー１９の回転に変換し、その後、送信ケーブル１７を水平方向に荷重し、その動きは、位置検出手段１８により検出される。図４及び５はそれぞれ、タップ１４の待機位置及び下死中央点位置を示している。

この実施例において、この検出器を待機位置へとスプリング荷重しているスプリング１９ａが垂直プランジャー２３上に取り付けられていることを記さなければならない。

図６及び７に示した実施例もまた、前述の実施例における本質的な手段を含んでおり、特に、感触器１５を運ぶ感触器ボディー２４、万能工具レバー１９及びリターンスプリング１９ａとともに、送信ケーブル１７及び位置検出手段１８を含んでいる。

この実施例において、感触器１５は、水平中央シャフト２９について旋回するほぼ水平なリバーシングレバー２８を備えている。上流端部２８ａは、タッピングストロークの端部においてタップ１４により荷重されており、その下流端部２８ｂは、万能工具レバー１９の上流アーム２０の上流端部領域に取り付けられている。万能工具レバー１９の位置は、図１乃至４に示した位置に比較して反転されている。

図２に示しているように、感触器１５及び万能工具装置１６を含んでいる感触器ボディー２４は、タッピング領域１４の下部にて小幅Ｌを占有している。万能工具レバーが水平シャフト２２の周囲で旋回しこれ自体幅が狭いので、この幅Ｌは小型である。同様なことがリバーシングレバー２８にもいえる。従って、互いに近接するタップの位置を共に近接するように、互いに近接した感触器ボディー２４を配置することが可能である。

また、位置検出手段１８などの他のユニットの底部圧盤１から離れての移動を促進するゆえ、感触器ボディー２４を備えたサブアッセンブリ及びツールの底部圧盤１に含む部材とを一体化することは容易である。

本発明の構造のおかげで、各タッピング制御の正確な実行を効果的にモニターすることが可能である。結果として、不完全なタッピングの検出する動作において、製造ステージにおいてこの部品を排除することが可能となり、その結果、部品のバッチは、満足いく部品のみを有することとなる。

本発明は、例示的に述べた実施例に限定されるものではなく、添付した請求項の範囲において改変物及び一般化したものを包含する。

一体化された切断タッピングツールの一部に関する概略側面図であって、本発明の第１実施例に一致したタップ位置センサーを設けられており、ツールは待機位置に存在している。 図１のタップ位置センサーシステムに関する概略平面図であって、側面図として使用されている線Ａ−Ａのセクションを示している。 図１の一体化された切断タッピングツールの一部における側面図であり、ツールがタップの底部下死中心点検出位置に存在している。 一体化された切断タッピングツールの一部における側面図であって、タップ位置センサーは、本発明の第２実施例に一致して設けられており、ツールは待機位置に存在している。 タップ底部下死中心点検出位置にある、図４の切断ツールを示している。 一体化された切断タッピングツールの一部に関する側面図であって、タップ位置センサーは、本発明の第３の実施例に一致して設けられており、ツールは、待機位置に存在している。 タップの下死中心点検出位置にある図６のツールの一部に関する側面図である。

符号の説明

１ 底部圧盤
４ ストリップ支持体
５ ガイド
６ ストリップ
７ ホール
８ 上部圧盤
９ スクリュー／ナット装置
１１ タッピングツール
１２ タップキャリアスピンドル
１４ タップ
１５ 感触器
１６ 万能工具装置
１７ 送信ケーブル
１８ 位置検出手段
１９ 万能工具レバー
２０ 上流アーム
２１ 下流アーム
２２ 中間水平横方向シャフト
２３ 垂直プランジャー
２４ 感触器ボディー
２５ 検出器ボディー
２６ シース
２７ エンドピース
２８ ほぼ水平なリバーシングレバー
２９ 垂直中央シャフト
Ｌ 小幅

Claims (10)

1. プレス上でのタッピング用のタップ位置センサーであって、
   切断ツールの底部圧盤（１）に一体化され、且つ、タッピングの終わりに前記タップ（１４）の端部によって荷重されるように構成される感触器（１５）と、
   前記感触器（１５）によって荷重され、且つ、前記感触器（１５）の移動を増幅するように構成される移動万能工具装置（１６）と、
   第１端部（１７ａ）によって前記移動万能工具装置（１６）に接続され、第２端部（１７ｂ）が前記感触器（１５）から離れてオフセット状態とされる送信ケーブル（１７）と、
   該送信ケーブル（１７）の前記第２端部（１７ｂ）の位置を検出するように構成される位置検出手段（１８）とを含むことを特徴とする、
   タップ位置センサー。
2. 前記送信ケーブル（１７）は、シース（２６）内をスライドすることを特徴とする、請求項１に記載のタップ位置センサー。
3. 前記移動万能工具装置（１６）は、下流アーム（２１）よりも短い上流アーム（２０）を有する万能工具レバー（１９）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のタップ位置センサー。
4. 前記万能工具レバー（１９）は、クランク状に曲げられ、且つ、待機位置を有し、該待機位置において、その上流アーム（２０）は、前記タップ（１４）の垂直方向の移動を検知するのに適した水平方向の向きにあり、且つ、その下流アーム（２１）の少なくとも一部は、前記送信ケーブル（１７）の水平方向離脱に適した垂直方向の向きにあることを特徴とする、請求項３に記載のタップ位置センサー。
5. 前記感触器（１５）は、前記万能工具レバー（１９）の前記上流アーム（２０）と係合し且つ前記万能工具レバー（１９）の前記上流アーム（２０）に沿って長手方向に平行移動するように構成される横方向ピン（２３ａ）によって、垂直に平行移動するように構成され且つ前記万能工具レバー（１９）の前記上流アーム（２０）に機能的に接続される、プランジャ（２３）を含むことを特徴とする、請求項３に記載のタップ位置センサー。
6. 前記感触器（１５）は、水平中央シャフト（２９）について旋回する概ね水平なリバーシングレバー（２８）を含み、該レバーの上流端部（２８ａ）は、タッピングストロークの終わりに前記タップ（１４）によって荷重され、前記レバーの下流端部（２８ｂ）は、前記万能工具レバー（１９）に結合されることを特徴とする、請求項３に記載のタップ位置センサー。
7. 前記感触器（１５）は、実質的に水平な前記上流アーム（２０）に締め付けられ且つ検出されるべき前記タップ（１４）の軌道と一致する垂直プランジャー（２３）を含むことを特徴とする、請求項３に記載のタップ位置センサー。
8. 前記万能工具レバー（１９）は、スプリング（１９ａ）によって、待機位置にスプリング荷重されることを特徴とする、請求項３に記載のタップ位置センサー。
9. 底部圧盤（１）と、上部圧盤（８）と、切断されるべきストリップ（６）を支持するためのストリップ支持体（４）と、前記ストリップ（６）を切断するためのツールと、タップ（１４）を支持する少なくとも１つのタッピングツール（１１）とを有する一体化された切断及びタッピングツールであって、
   請求項１に従った位置検出手段（１８）を含む少なくとも１つの位置センサーを含み、前記感触器（１５）及び前記万能工具装置（１６）は、前記タッピングツールより下の領域において、当該ツールの底部圧盤（１）に一体化されることを特徴とする、一体化された切断及びタッピングツール。
10. 前記送信ケーブル（１７）は、前記タッピングツール（１１）より下の前記領域から当該ツールの前記底部圧盤（１）の外部へ当該ツールの前記底部圧盤（１）を通過するように構成され、前記位置検出手段（１８）は、当該ツールの前記底部圧盤（１）の外側に配置されることを特徴とする、請求項９に記載の一体化された切断及びタッピングツール。
    

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