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【発明の名称】 順送り成形機
【発明者】 【氏名】マーティン ジェイ ヴューム

【氏名】スタンリィ ジェイ ワッサーマン

【目的】
【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】 ベッドフレームと、前記ベッドフレーム上のダイブレストと、前記ダイブレストに向かって前進し、または前記ダイブレストから退避するために前記ベッドフレーム上を往復移動可能な動力付きスライドと、被加工物を順送り成形するための複数の作業ステーションを形成するために共働する前記スライド及び前記ダイブレストにそれぞれ取り付けられたツールと、ガイド手段と、クリアランス除去手段とを具備し、前記スライド上の前記ツールは、前記スライドが各前進ストローク毎に前記ダイブレストに向かう動きを完了する際に、前記ダイブレスト上の前記ツールに向かって前進して、前記ダイブレスト上の前記ツールと加工関係を維持し、前記ガイド手段は、前記スライドが少なくとも前記ダイブレストに向かう前進動作の間に横方向の動きに対して前記スライドを制限をすることにより前記スライドをガイドするために、前記ベッドフレーム及び前記スライドとそれぞれ関連する複数のガイド部材を有し、前記ベッドフレームと関連する前記複数のガイド部材と前記スライドと関連する前記複数のガイド部材は、前記スライドの前記各前進ストロークの大部分において前記ベッドフレームと前記スライドとの間にランニングクリアランスを提供するために横方向に間隔をあけて配置されるガイド面をそれぞれ有しており、前記クリアランス除去手段は、前記スライド上の前記ツールが前記ダイブレスト上の前記ツールと加工関係に入る前に、前記前進ストロークの終端に向かって前記ランニングクリアランスを除去することを特徴とする順送り成形機。
【請求項2】 前記クリアランス除去手段は、前記スライドに担持された部材による係合により除去機能が促進される手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の順送り成形機。
【請求項3】 前記クリアランス除去手段は、前記係合に続いて、前記スライド上の前記ツールが前記ダイブレスト上の前記ツールに向かって前進し前記ダイブレスト上の前記ツールと前記加工関係を維持する間に前記スライドと一緒に動くトラベリング手段を備えていることを特徴とする請求項2に記載の順送り成形機。
【請求項4】 対向するガイド部材の間の接触摺動を維持し、前記スライドの横方向の動きのうち一方の横方向への動きを制限するガイドインターフェイスを提供する手段と、前記スライドの横方向の動きのうち対向する横方向への動きを制限するために対向する部材を有するもう一つのインターフェイスを提供する手段を有し、それにより前記ランニングクリアランスの前記除去の前後両方において、前記ガイドインターフェイスと関連して前進する前記スライドの移動は、前記ガイドインターフェイスのガイド部材と前記他方のインターフェイスの部材との間の空間内で、前記ベッドフレームの熱膨張及び許容誤差とは独立して維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。
【請求項5】 前記ガイドインターフェイスを確立する手段は、前記スライドを前記ガイドインターフェイスに面する複数のガイド部材の固定された一つの部材にバイアスするバイアス手段を有することを特徴とする請求項4に記載の順送り成形機。
【請求項6】 前記バイアス手段は、前記スライドが水平往復運動をするのを支持する複数のベアリングを有し、少なくとも一つの前記ベアリングは、前記スライドの重量が前記ガイドインターフェイスに面する前記複数のガイド部材の固定された一つの部材に対してバイアスされるように形成されていることを特徴とする請求項5に記載の順送り成形機。
【請求項7】 ベッドフレームと、前記ベッドフレーム上のダイブレストと、前記ダイブレストに向かって前進、または前記ダイブレストから後退するために前記ベッドフレーム上を往復移動可能な動力付きスライドと、被加工物を順送り成形するための複数の作業ステーションを形成するために共働する前記スライド及び前記ダイブレストにそれぞれ取り付けられたツールと、前記スライド上の前記ツールは、前記スライドが各前進ストローク毎に前記ダイブレストに向かう動きを完了する際に、前記ダイブレスト上の前記ツールに向かって前進し、前記ダイブレスト上の前記ツールと加工関係を維持する順送り成形機において、少なくとも前記前進ストロークの完了時にゼロクリアランスを達成するために前記スライドと前記ベッドフレームの間のクリアランスを除去するクリアランス除去手段を有することを特徴とする順送り成形機。
【請求項8】 前記クリアランス除去手段は、前記スライドに搭載された部材による係合によりその取り除き機能が維持されている手段を有することを特徴とする請求項7に記載の順送り成形機。
【請求項9】 前記クリアランス除去手段は、前記係合中に、前記スライド上の前記ツールが前記ダイブレスト上の前記ツールに向かって前進し、前記ダイブレスト上の前記ツールと作業関係を維持する間に前記スライドと共に動くトラベリング手段を有することを特徴とする請求項8に記載の順送り成形機。
【請求項10】 前記トラベリング手段は、前記ベッドフレームに搭載され、傾斜したウエッジ面を持ち、バネでバイアスされた少なくとも一個の摺動するウエッジ・ブロックと、前記摺動するウエッジ・ブロックの前記ウエッジ面と係合するウエッジ面を有し、前記スライドに搭載された対応するウエッジング・ライナーを有し、前記ウエッジ・ライナーがバネのバイアスに対抗して前記ウエッジ・ブロックに対して前進方向に摺動する際に、前記係合する部材は共働して楔の作用により横方向のクリアランスを取り除くことを特徴とする請求項9に記載の順送り成形機。
【請求項11】 ベッドフレームと、スライド取付のツールを担持し、最も前進した位置までの前進ストロークと最も退避した退避位置までの復帰ストロークを連続して繰り返す動力付きスライドと、固定ツールを担持するダイブレストとを有する順送り成形機において、(1)前記スライドを退避位置からスライド取付ツールを担持して前記固定ツールへ向かって、前記スライドと前記フレームの間のランニングクリアランスを維持して、前進ストロークの大半に亘って前進し、それにより潤滑油のための隙間を提供し、温度変化による前記スライドと前記ベッドフレームの膨張を許容し、(2)前記ランニングクリアランスを取り除き、(3)前進ストローク及び前記スライド及び前記担持されたツールの最も前進した位置までの前進を完了する、というステップを周期的に繰り返すことを特徴とする被加工物を成形するためのスライド取付ツールを固定ツールに提供する方法。
【請求項12】 前記スライド取付ツールが被加工物との接触作業に入る前に記第2のステップを完了するステップを含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項13】 前記スライドの復帰ストロークを開始し、前記復帰ストロークの大半を実行する以前に前記ランニングクリアランスを再設定するステップを含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項14】 前記ランニングクリアランスを取り除くステップより最前位置に近い時に前記ランニングクリアランスを再設定する前記ステップを実行することを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項15】 前記ランニングクリアランスを除去するステップは、前記前進ストロークを実行中に、前記スライド及び前記ベッドフレームを、それらの間に関連する長手方向の動きが継続されることにより、楔の作用で横に隔離するステップを含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、順送り成形機(progressive former)に関するものである。より詳しく言うと、本発明は新規且つ改良された順送り成形機の装置と、ツールによって被加工物が成形される際にダイブレストに搭載されたツールに対するスライドに搭載されたツールの非常に正確な整列を提供し維持する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】順送り成形機(progressive formers )または順送り鍛造機(progressive forging machines)は通常装置のベッドフレームの一部からなるダイブレスト、または装置のベッドフレームに取り付けられたダイブレストを有している。スライドもまたベッドフレームに取り付けられ、ダイブレストに向かって、または離れるように往復運動を行う。適宜の駆動装置がスライドを往復運動させる。駆動装置としては例えばクランクとピットマンドライブ(pitman drive)またはトグルドライブ(toggle drive)等がある。ダイブレストに取り付けられたダイ(dies)はスライドによって運ばれるツール(tools )と共働し、作業ステーションを提供し、各作業ステーションにおいて被加工物は所望の最終形状にまで順次成形される。
【0003】これらの装置はトランスファー(transfers )手段を有しており、被加工物をそれぞれの作業ステーションまで順に移送し、連続する被加工物の成形が行われる。これらの装置の多くは切断手段を含んでおり、原料の金属棒またはワイヤの先端から被加工物を切り落とす。これらの装置は2またはそれ以上の作業ステーションを有することがある。
【0004】順送り成形機は通常成形される原料の直径及び設置される作業ステーションの数によって設計される。例えば1/2インチの原料を成形する装置は2から5、またはそれ以上の作業ステーションがあるとしても、通常1/2インチマシーン(one-half inch machines)と呼ばれている。これらの装置は、非加熱の原料を加工する冷成形(cold formers)、原料の再結晶温度以下で加熱した原料を供給する温成形(warm formers)、または原料の再結晶温度以上で加熱した原料を加工する熱成形(hot formers )がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ヘッダースライド(header slide)システムは潤滑油のためのスペースやスライド及びベッドの温度差によるスライド及びベッドの伸張を可能にするある程度のランニングクリアランス、即ち、ゆとりをみなければいけない。しかしこのクリアランスが被加工物の同心性と矛盾するのである。
【0006】同一の譲渡人に付与されたアメリカ特許第4,910,993号の中で、スライドの動きが、ガイドインターフェイス(favored guide interface )に関連して行われ、またフレームの熱膨張やベッドフレームのサイド部材の間の隙間の許容誤差に左右されずに行われるということが知られている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は通常のランニングクリアランスは保持し、且つスライドの前進ストロークの前端近くで側面荷重をウエッジのシステムに負荷することによりクリアランスを完全に除去することを可能にする。このシステムは、ヘッディングの荷重の片寄りで起こるスライドの垂直方向の軸線を中心とする傾きと共に、スライドの横方向への動きを減少させる。
【0008】したがって、本発明によれば、スライドの効果的な往復運動のための適切な横方向のランニングクリアランスを設け、また、スライドに搭載されたツールがダイブレスト上のツールと作業を開始するために前進を完了するときにそのランニングクリアランスを除去する手段を設けることにより、ベッドフレーム上を往復運動する正確で調和のとれたスライドの前後移動が達成される。それによりツールによって被加工物が成形されるときにツールの他方のツールに対する非常に正確な整列が達成され維持され、ツールの整列の正確さはストロークの中央死点まで継続される。もし仮に成形前の被加工物が両側非対称であったり、いくつかの作業ステーションの中で成形力の分配が等しくないためにスライド及びスライドに支持されたツールを傾斜させる傾向があると、スライド上のツールが作業ステーションの被加工物と係合する前にランニングクリアランスを除去することは特に利点がある。
【0009】さらに本発明の利点は、スライドの前進が完了する際に摺動クリアランスを取り除く以前に、前進するスライドの移動がガイドインターフェイス(favored guide interface )に関連しては、公知の方法で完了している。このようなガイドインターフェイスの前後移動が上記の摺動クリアランスの除去と組み合わされると、実際の成形作業の正確な整列がさらに強化される。このような組み合わせによって、クリアランスの除去にガイドインターフェイスに関連するガイド部材の横方向の移動を必要とすることがない。スライドが前進すると、ガイド部材は摺動しながら常にガイドインターフェイスで互いに係合を続ける。
【0010】上記課題を解決する本発明は、ベッドフレームと、ベッドフレーム上のダイブレストと、ダイブレストに向かって前進し、またはダイブレストから退避するためにベッドフレーム上を往復移動可能な動力付きスライドと、被加工物を順送り成形するための複数の作業ステーションを形成するために共働するスライド及び前記ダイブレストにそれぞれ取り付けられたツールと、ガイド手段と、クリアランス除去手段とを具備する。そしてスライド上のツールは、スライドが各前進ストローク毎に前記ダイブレストに向かう動きを完了する際に、ダイブレスト上のツールに向かって前進して、ダイブレスト上のツールと加工関係を維持する。ガイド手段は、スライドが少なくともダイブレストに向かう前進動作の間に横方向の動きに対して前記スライドを制限をすることによりスライドをガイドするために、ベッドフレーム及びスライドとそれぞれ関連する複数のガイド部材を有する。ベッドフレームと関連する複数のガイド部材とスライドと関連する複数のガイド部材は、スライドの各前進ストロークの大部分においてベッドフレームとスライドとの間にランニングクリアランスを提供するために横方向に間隔をあけて配置されるガイド面をそれぞれ有している。クリアランス除去手段は、スライド上のツールがダイブレスト上のツールと加工関係に入る前に、前進ストロークの終端に向かってランニングクリアランスを除去する。
【0011】またクリアランス除去手段は、スライドに担持された部材による係合により除去機能が促進される手段を備えていてもよい。その場合、クリアランス除去手段は、前記係合に続いて、スライド上のツールがダイブレスト上のツールに向かって前進しダイブレスト上のツールと加工関係を維持する間にスライドと一緒に動くトラベリング手段を備えているのが好ましい。
【0012】トラベリング手段は、ベッドフレームに搭載され、傾斜したウエッジ面を持ち、バネでバイアスされた少なくとも一個の摺動するウエッジ・ブロックと、摺動するウエッジ・ブロックのウエッジ面と係合するウエッジ面を有し、スライドに搭載された対応するウエッジング・ライナーを有し、ウエッジ・ライナーがバネのバイアスに対抗してウエッジ・ブロックに対して前進方向に摺動する際に、係合する部材は共働して楔の作用により横方向のクリアランスを取り除くように構成されているのが好ましい。
【0013】また対向するガイド部材の間の接触摺動を維持し、スライドの横方向の動きのうち一方の横方向への動きを制限するガイドインターフェイスを提供する手段と、スライドの横方向の動きのうち対向する横方向への動きを制限するために対向する部材を有するもう一つのインターフェイスを提供する手段を有し、それによりランニングクリアランスの前記除去の前後両方において、ガイドインターフェイスと関連して前進するスライドの移動は、ガイドインターフェイスのガイド部材と他方のインターフェイスの部材との間の空間内で、ベッドフレームの熱膨張及び許容誤差とは独立して維持される。
【0014】ガイドインターフェイスを確立する手段は、スライドをガイドインターフェイスに面する複数のガイド部材の固定された一つの部材にバイアスするバイアス手段を有しているのが好ましい。またバイアス手段は、スライドが水平往復運動をするのを支持する複数のベアリングを有し、少なくとも一つのベアリングは、スライドの重量がガイドインターフェイスに面する複数のガイド部材の固定された一つの部材に対してバイアスされるように形成されているのが好ましい。
【0015】本発明のこれら及び他の態様及び利点は、添付の図面を参考に発明の実施の最適な態様を示した次の詳細な発明の記載から、当業者に理解され評価されるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施の形態の一例を説明する。この例は本発明のワンピースキャスト・ベッドフレーム(one-piece cast bed frame) 10を有する装置を示す例である。(図1,図2,図3)ベッドフレーム10は装置の両側にサイドフレーム部材11(図2)及び12(図3)を有している。または、本譲渡人に付与された米国特許第4,910,993号に示されるように、ベッドフレームはスペーサーによって分離されたスチール製プレートの2つのサイドフレーム部材を有する一個の集合体として形成されている。
【0017】装置の前面、即ち作業先端部(図1の右側端部)において、ベッドフレームまたはフレーム10の一部をなす、またはボルトでフレームに取り付けられているブレストプレートに、直接またはバックアッププレート(図示しない)を介して取り付けられているダイブレスト16(図1)に固定ツール(stationary tooling)が取り付けられている。この固定ツールは、図示していないが通常ダイブレスト16に形成された複数のダイ開口部内に設置されている。往復運動をするツール(reciprocating tooling )は、ヘッダースライド即ちスライド20の正面に取り付けられたパンチブロック19に支持されたツールホールダー18に形成された複数の開口部に保持されている。
【0018】ヘッダースライド20には、図2及び図3に示すようにスライドウイング即ちウイング21及び22が形成されている。スライド20は、図1に一部示されるようなクランクとピニオンのリンクのような適宜の駆動機構により、前進及び後退が行われる。この駆動機構はクランクシャフト24、横方向に間隔をあけて配置された一対のピットマン25及びピットマン25をヘッダースライド20に接続するリストピン26から構成されている。図1では2個のピットマン25のうちの一方のみが示されており、もう一方のピットマンは装置のセンターライン28を間にして反対側即ち他方側にセンターライン28から等しい距離離れた位置に配置されている。
【0019】図2及び図3にそれぞれ示すように、ヘッダースライド20のウイング21及び22は、横方向に間隔をあけて配置されたベアリングアセンブリ31及び32によってベッドフレーム10にそれぞれ支持されている。図2に示したベアリングアセンブリ31は、ベッドフレーム10に固定されたスチールベアリング部材34とウイング21にボルト締めされたブロンズベアリング部材35とを有している。これらのベアリング部材の間のインターフェイス38は水平になっている。図3に示したベアリングアセンブリ32は、ベッドフレーム10に固定されたスチールベアリング部材36とウイング22にボルト締めされたブロンズベアリング部材37とを有している。これらのベアリング部材36,37は、好ましくは5度の角度で外側に向かって下方に延びる(外側に向かうに従って下に向かって傾斜する)インターフェイス39を形成するように構成されており、ベアリングアセンブリ32が支持するスライド20の重量は図2及び図3に示す右の方向にスライドを動かそうとするバイアスを生じさせる。ベアリングアセンブリ31が支持するスライド20の重量は、インターフェイス38が水平であるのでスライド20に対しては横方向のバイアスを生じさせない。
【0020】図3に示すように、スライド20の横方向の位置は、サイドフレーム部材12にボルト締めされて垂直に延びる固定のスチールベアリングプレート46aとヘッダースライド20のウイング22にボルト締めされたブロンズベアリングプレート47aとを有するベアリングアセンブリ42aによって確立される。これらの2つのベアリングプレート46a,47aはインターフェイス49を形成し、このインターフェイス49はヘッダースライド20が図2及び図3に示す位置を越えて右の方向に動くことを阻止している。図示のベアリングアセンブリ42aはスライド20のリーディング端部即ち前端(leading end )に備え付けられている。図示していないが同じベアリングアセンブリがスライド20の同じ側のトレイリング端部即ち後端(trailing end)に取り付けられている。
【0021】左側へのスライド20の動きは、ベアリングアセンブリ41a(図2)を構成する装置の他方側にある複数のガイド部材によって制限されている。これらのガイド部材は、サイドフレーム部材11にボルト締めされたスチールベアリングプレート53aにさらにボルト締めされた固定スチールジブ44a及び44cとウイング21にボルト締めされたブロンズ製の可動のフロント・ウエッジング・ライナー45aとを含んでいる。これらの部材44a,44cと部材45aとの間のインターフェイス59は通常接触せず且つ図2に示すように僅かな横方向クリアランス、即ちランニングクリアランスRがこれらの部材間に設けられている。このランニングクリアランスRは、装置の長さに沿って、つまり図2に示すスチールジブ44a,44c及び45aの後方に位置する別のブロックと複数のプレート部材によってスライド20のストロークの長さに沿って確立される。これらの別の部材については以下に述べるランニングクリアランスを吸収(take up )するための手段の記述において明らかにする。
【0022】スチールベアリングプレート53aはその作業表面に0.0254cm(0.010インチ)のブロンズのクラッド層(bronze cladding )を有しているのが望ましい。ジブ44a及び44cのそれぞれの内側の角で交差する二つの表面は0.0254cm(0.010インチ)のブロンズのクラッド層を備えているのが望ましい。
【0023】図2及び図3に示すように、スライド20はサイドフレーム部材11及び12にボルト締めされた固定キャップ51及び52により装置の両側で抑制されている。これらの固定キャップ51及び52はウイング21及び22の上面にボルト締めされたナイロンライナー(nylon liner )56a及び58aとランニングクリアランスをおいて位置決めされている。
【0024】インターフェイス49(図3)において接触を保つためにバイアスがかかるこの構造では、非常に正確にスライド20を横方向に位置決めすることができる。さらにスライド20の横方向のガイドがサイドフレーム部材12についてのみ行われるので、両方のサイドフレーム部材11及び12間の間隔に生じるいかなる許容誤差の変化も、スライド20の横方向の位置決めには決して不利に影響することはない。またスライド20を横方向に位置決めするための本構造は、ベッドフレームの熱膨張や負荷によって生じるフレームの撓みによって横方向の位置決めが不正確になることを排除する。
【0025】ここに記載されているベアリング部材,プレート,ジブ及びシューがガイド手段を構成している。このガイド手段は、スライド20がダイブレスト16に向かって前進する際の横方向の動きに対してスライド20を束縛することによりスライド20をガイドするために、ベッドフレーム10及びヘッダースライド20のそれぞれに設けられた複数のガイド部材によって構成される。図8に示すように、ベッドフレーム10に固定されたスチールベアリングプレート46a(図3)の表面と固定スチールジブ44a及び44c(図2)の表面の間の横方向の空間と、ブロンズベアリングプレート47a(図3)及びフロント・ウエッジング・ライナー45a(図2)の面の間の横方向の空間とで、ベッドフレーム10とスライド20の間のランニングクリアランスが定められている。
【0026】図示した発明の具体例ではこのランニングクリアランスは、スライドが上死中央位置(top dead center position)に進む前進ストロークの大半で適用される。前進ストロークの終わりに向かってランニングクリアランスを取り除く(takeup )ための手段が設けられている。好ましくはクリアランスは、ツールホールダー18によってスライド20に支持されるツールがダイブレスト16のツールと加工関係(working relationship)に入る前に取り除かれるのがよい。図示した本発明の具体例では、このクリアランス除去手段はヘッダースライド20の片側に設けられている。図5,図6及び図7を参考に、図4に最もよく示されるようにクリアランス除去手段を構成する除去リンク及び部材は、固定プレート即ちスチールベアリングプレート53a及び53b,ロッドガイド部材54及びブロック55a,55bによって導かれる。なお図4においては、断面の方向を示す4A−4A線,4B−4B線,4C−4C線の矢印が紙面上で下側を向いているが、図4に限ってこれらの矢印の表示は紙面の裏面側から表面側に向かって見る断面であることを意味する。また図5,図6及び図7はそれぞれ構造の概略を示すものであって、図4に示す構造と寸法は一致するものではない。これらのブロック55a,55bはブラックキャストナイロン(black cast nylon)で形成されているのが好ましい。横方向のクリアランスの除去または吸収は、フロント・ウエッジング・ライナー45a(図2,図5)とフロント・スライディング・ウエッジ・ブロック即ちウエッジ57aとの間のスライド20の前端に対する楔の作用、及びリアー・ウエッジング・ライナー45b及びリアー・スライディング・ウエッジ・ブロック即ちウエッジ57bとの間のスライド20の後端に対する楔の作用とによって達成される。この際、スライド20の前方及び後方における楔の作用は互いに独立して行われるものである。スライディング・ウエッジ・ブロック57a,57bはデルリンAF(Delrin AF )(デュポン社製)で成形されているのが望ましい。それぞれの部材(45a,57a,45b,57b)のウエッジ面は3度の角度を持つものが好ましい。
【0027】図示した除去リンクはバネ棒63a,63b,63c及び63dを含み、それぞれは周囲に共働する圧縮バネ64a,64b,64c及び64dを備えている。図示された圧縮バネはそれぞれ縦に分割され、端から端までの4つの部分となっている。
【0028】上下方向に間隔をあけて配置されるバネ棒63b及び63cはフロント・スライディング・ウエッジ・ブロック57aに連結され、上下方向に間隔をあけて配置されるバネ棒63a及び63dはリアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57bに連結されている。フロント・スライディング・ウエッジ・ブロック57aは後述するように関連するバネ棒63b及び63cを牽引するので、クランプ65はこれらのバネ棒に固定され、圧縮バネ64b及び64cの端部と係合して、圧縮バネを牽引して圧縮するために設置されている。リアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57bは関連するバネ棒63a及び63dを牽引しないが圧縮バネ64a及び64dの端部と直接係合しており、これらのバネ棒は単に圧縮バネのガイドして働いている。スライドが退避位置にあるときにフロント及びリアー・ウエッジング・ライナー45a及び45bはフロント及びリアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57a及び57bから離れ、すべてのスプリング即ち圧縮バネ64a〜64dは最少の負荷状態になる。スライド20が前進するときは、フロント及びリアー・ウエッジング・ライナー45a及び45bのウエッジ面はフロント及びリアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57a及び57bのウエッジ面と接触し、フロント及びリアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57a及び57bは各バネを圧縮しながら前進方向に引っ張られる。バネ棒63b及び63cを引っ張る力によって圧縮バネ64b及び64cに対して圧縮が行われる。圧縮バネ64a及び64dに対しては、図7に最もよく見られるように、リアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57bの摺動による各バネの端部のブロック57bとの直接係合により圧縮が行われる。スライド20に伴ってフロント及びリアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57a及び57bが前進すると、それらウエッジ・ブロック57a及び57bは固定プレート即ちスチールベアリングプレート53a及び53b上を摺動する。
【0029】各部材間の係合や楔の作用により、スライド20に担持されたガイド部材45a,45b)とフレーム11に支持されたガイド部材(57a,57b)との間のランニングクリアランスが取り除かれる又は吸収される。好ましくは、ツールホールダー18によりスライド20に担持されたツールがダイブレスト16上のツールと加工関係に入る前に、つまりスライド20に担持されたツールが被加工物と接触する前にランニングクリアランスが取り除かれるのがよい。ランニングクリアランスが除去された後、各部品はスライド20の上死中央位置までストロークを続け、その間にスライドに担持されたツールは被加工物と係合し、被加工物が成形される。
【0030】上死中央位置までの前進ストロークにおいて、ランニングクリアランスが取り除かれる前、その最中、そしてその後においても、ベアリングアセンブリ42aを構成するガイド部材(46a,47a)はいずれも横方向には動かず、むしろ常にガイドインターフェイスで互いに摺動を行いながら係合を保持している。同じことがスライド20の後端と関連する別のベアリングアセンブリ42a(図示しない)にも言える。
【0031】潤滑油の供給はライン67(図1)及び通路68(図2)を通して、さらに図示しないライン及び通路を通して行われ、全ての摺動面上への潤滑油の分配が保たれている。このため、ベアリングアセンブリ42aの構成要素(46a,47a)はインターフェイス49と接触しているように示されているが、約1000分の2.54cm(1インチ)の半分の厚みの薄い油膜が構成要素46a,47aの金属面の間に存在している。
【0032】ランニングクリアランスの除去後、スライドの前進はいわゆるゼロクリアランスの状態で行われる。しかしながらこのゼロクリアランスという言葉は部材間で固体と固体との接触を意味するのではなく、むしろ部材間の潤滑油膜が約1000分の2.54cm(1インチ)の半分の厚みを超えない状態を意味しているのである。
【0033】装置のランニングクリアランスRは、大きい装置でおよそ1000分の38.1cm(15インチ)で、小さい装置になれば減少しおよそ1000分の12.7cm(5インチ)までになる。装置が稼動状態で熱平衡に達したときにはこれらのクリアランスはわずか1000分の5.08cm(2インチ)くらいに減少する。
【0034】図2及び図5に示したフロント・ウエッジング・ライナー45aとフロント・スライディング・ウエッジ・ブロック57aとの間及び、図7に示したリアー・ウエッジング・ライナー45bとリアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57bとの間のインターフェイスは浅く角度がつけられており、テーパーでロックするタイプの動作を得るために適切な角度は、好ましくはおよそ3度程度である。フロント・スライディング・ウエッジ・ブロック57aと固定プレート即ちスチールベアリングプレート53aとの間のインターフェイス及び、リアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57bと固定プレート即ちスチールベアリングプレート53bとの間のインターフェイスの潤滑性は、各部の適切な作動が二つの相反する傾向(tendency)の間で適切なバランスを示さなければならないので特に考慮が必要である。この傾向の一つはテーパーロックである。もしこれらのインターフェイスを形成する各部材(57a,53a;57b,53b)間の潤滑性が減少しすぎると、各部材は浅い角度で相対的な摺動動作に対しロックすることとなる。もう一つの相反する傾向は「西瓜の種効果」(watermelon seedeffect)と呼ばれる。もし潤滑油の膜が寸法的に厚すぎる、または圧力が加えられすぎていると、ウエッジ即ちブロック57a及び57bは指で挟んだ西瓜の種のようにそれらのインターフェイスから前に飛び出して、望むところではないがクリアランスが増大し、あるいは少なくともゼロクリアランスまでクリアランスを減少させ続けることができなくなる。異なる運転状態の下で動作する大きさの異なる装置間では、作業環境が広範囲に変わるので、どのくらいのバネ圧力や潤滑油の供給圧力を加えるか定義できない。しかしながら、与えられた装置について、または標準的な環境において運転のモデルとする典型的な装置について、これら2つの傾向を正しくバランスすることは、潤滑油の供給圧力及びバネの負荷または圧縮率の試験及び誤訂正によって達成される。ゼロクリアランス状態における典型的なスプリングの圧縮力はおよそ37.3kg(100ポンド)で、インターフェイスへの典型的な潤滑油の供給圧力はおよそ40psi である。
【0035】スライド20の退避ストロークまたは復帰ストロークにおいては、フロント及びリアー・ウエッジング・ライナー45a及び45bがスライディング・ウエッジ・ブロック57a及び57bの動く範囲を越えて動くまで、つまりバネが負荷されていない状態になるまで、フロント及びリアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57a及び57bは、圧縮されたバネによって退避方向に押されている。図示した実施例ではフロント・スライディング・ウエッジ・ブロック57aの退避の動作はウエッジ・ブロック57aとブロック55aとの間の接触によって制限され、リアー・スライディング・ウエッジ・ブロック57bの復帰の動作はウエッジ・ブロック57bとブロック部材55bとの間の接触によって制限される。
【0036】他の例では、特に小さい装置では、運転時の負荷がかなりになるのでベッドフレーム10及び/又はスライド20の撓みが生じ、そのためにスライドの後端と関連して固定ウエッジを使用することになり、スライドの前端、つまり作業先端と関連して単一のスライディング・ウエッジのみが用いられる。そのようなクリアランス除去リンクの一つが図8,図9に示されている。フロント・ウエッジング・ライナー75a,スライディング・ウエッジ・ブロック77a,バネ棒83b、圧縮バネ84b及びクランプ85は先に述べた機構のフロント・ウエッジング・ライナー45a,フロント・スライディング・ウエッジ・ブロック57a,バネ棒63b,圧縮バネ64b及びクランプ65に対応し、図面では見えない第2のバネ棒及び圧縮バネのような下部の構成要素と共に概ね同じ方法でバネがロッドガイド部材94に抗して、スライドの前方端部のランニングクリアランスを取り除くように機能する。
【0037】しかしながら、リアーウエッジ77bはフレームに固定されており、その楔面は、係合するリアー・ウエッジング・ライナーの楔面と同じく比較的小さい角度、好ましくはおよそ1度に形成されている。これら各部間の楔作用は各部を共に押し込め、物理的な力でフレームを少し押し曲げ、スライドのリアー側のクリアランスを取り除く。
【0038】上述したように、摺動クリアランスの除去はスライドの一方の側にあるクリアランス除去手段によって達成される。除去される前のランニングクリアランスはスライドの他方の側でのみ維持される。本発明はまた両サイドにおけるランニングクリアランスの維持及び除去をも考慮するものである。したがって、例えばスチールベアリング部材36、及びブロンズベアリング部材37は図10の部材96及び97と置き換えることができ、そのような形状のガイド部材による中心に寄せる作用によりスライドは中心に寄る傾向となり、スライドの両側にランニングクリアランスをとるように各部はサイズを定められ、図5,図6及び図7又は図8及び図9に示すのと同様のクリアランス除去手段がスライドの両サイドに設けられる。
【0039】本発明はここに示す特定の実施例の詳細に限定するものではなく、実際の発明の実施に際に詳細の多くは変形、追加、省略されるものである。本発明は上記の開示に照らして考慮された先の請求の範囲によって決定される。
【0040】以下本願明細書に記載した複数の発明の構成について、その構成を列挙する。なお理解を容易にするための、図面に付した符号を付記する。
【0041】(1) ベッドフレーム10,11,12と、前記ベッドフレーム上のダイブレスト16と、前記ダイブレストに向かって前進し、または前記ダイブレストから退避するために前記ベッドフレーム上を往復移動可能な動力付きスライド20と、被加工物を順送り成形するための複数の作業ステーションを形成するために共働する前記スライド及び前記ダイブレストにそれぞれ取り付けられたツールと、ガイド手段と、クリアランス除去手段とを具備し、前記スライド上の前記ツールは、前記スライドが各前進ストローク毎に前記ダイブレストに向かう動きを完了する際に、前記ダイブレスト上の前記ツールに向かって前進して、前記ダイブレスト上の前記ツールと加工関係または作業関係を維持し、前記ガイド手段は、前記スライドが少なくとも前記ダイブレストに向かう前進動作の間に横方向の動きに対して前記スライドを制限をすることにより前記スライドをガイドするために、前記ベッドフレーム及び前記スライドとそれぞれ関連する複数のガイド部材(53a,53b,44a〜44d,57a,57b,45a,45b,46a,47b)を有し、前記ベッドフレームと関連する前記複数のガイド部材(57a,57b)と前記スライドと関連する前記複数のガイド部材(45a,45b)は、前記スライドの前記各前進ストロークの大部分において前記ベッドフレーム11と前記スライドとの間にランニングクリアランスRを提供するために横方向に間隔をあけて配置されるガイド面をそれぞれ有しており、前記クリアランス除去手段(57a,57b,45a,45b,63a〜63d,64a〜64d,54,55a〜55b)は、前記スライド20上の前記ツールが前記ダイブレスト16上の前記ツールと加工関係に入る前に、前記前進ストロークの終端に向かって前記ランニングクリアランスRを除去することを特徴とする順送り成形機。
【0042】(2) 前記クリアランス除去手段は、前記スライドに担持された部材(45a,45b…)による係合により除去機能が促進される手段(57a,57b…)を備えていることを特徴とする(1)に記載の順送り成形機。
【0043】(3) 前記クリアランス除去手段は、前記係合に続いて、前記スライド上の前記ツールが前記ダイブレスト上の前記ツールに向かって前進し前記ダイブレスト上の前記ツールと前記加工関係を維持する間に前記スライドと一緒に動くトラベリング手段(57a,57b,45a,45b)を備えていることを特徴とする(2)に記載の順送り成形機。
【0044】(4) 対向するガイド部材(46a,47a)の間の接触摺動を維持し、前記スライド20の横方向の動きのうち一方の横方向への動きを制限するガイドインターフェイス49を提供する手段42aと、前記スライドの横方向の動きのうち対向する横方向への動きを制限するために対向する部材(44a,44b,45a,45b,57a,57b)を有するもう一つのインターフェイス59を提供する手段41aを有し、それにより前記ランニングクリアランスの前記除去の前後両方において、前記ガイドインターフェイスと関連して前進する前記スライドの移動は、前記ガイドインターフェイス49のガイド部材46aと前記他方のインターフェイス59の部材(44a〜44d)との間の空間内で、前記ベッドフレーム10の熱膨張及び許容誤差とは独立して維持されることを特徴とする(3)に記載の順送り成形機。
【0045】(5) 前記ガイドインターフェイス59を確立する手段は、前記スライド20を前記ガイドインターフェイス59に面する複数のガイド部材(46a,47a)の固定された一つの部材46aにバイアスするバイアス手段31,32を有することを特徴とする(4)に記載の順送り成形機。
【0046】(6) 前記バイアス手段は、前記スライドが水平往復運動をするのを支持する複数のベアリング31,32を有し、少なくとも一つの前記ベアリング32は、前記スライド20の重量が前記ガイドインターフェイス49に面する前記複数のガイド部材46a,47aの固定された一つの部材46aに対してバイアスされるように形成されていることを特徴とする(5)に記載の順送り成形機。
【0047】(7) ベッドフレーム10と、前記ベッドフレーム上のダイブレスト16と、前記ダイブレストに向かって前進、または前記ダイブレストから後退するために前記ベッドフレーム上を往復移動可能な動力付きスライド20と、被加工物を順送り成形するための複数の作業ステーションを形成するために共働する前記スライド及び前記ダイブレストにそれぞれ取り付けられたツールと、前記スライド上の前記ツールは、前記スライドが各前進ストローク毎に前記ダイブレストに向かう動きを完了する際に、前記ダイブレスト上の前記ツールに向かって前進し、前記ダイブレスト上の前記ツールと加工関係を維持する順送り成形機において、少なくとも前記前進ストロークの完了時にゼロクリアランスを達成するために前記スライドと前記ベッドフレームの間のクリアランスを除去するクリアランス除去手段を有することを特徴とする順送り成形機。
【0048】(8) 前記クリアランス除去手段は、前記スライドに搭載された部材による係合によりその取り除き機能が維持されている手段を有し、前記クリアランス除去手段は、前記係合中に、前記スライド上の前記ツールが前記ダイブレスト上の前記ツールに向かって前進し、前記ダイブレスト上の前記ツールと作業関係を維持する間に前記スライドと共に動くトラベリング手段を有し、前記トラベリング手段は、前記ベッドフレーム10に搭載され、傾斜したウエッジ面を持ち、バネでバイアスされた少なくとも一個の摺動するウエッジ・ブロック57a,57bと、前記摺動するウエッジ・ブロックの前記ウエッジ面と係合するウエッジ面を有し、前記スライドに搭載された対応するウエッジング・ライナー(45a,45b)を有し、前記ウエッジ・ライナーがバネ(64a〜64d)のバイアスに対抗して前記ウエッジ・ブロックに対して前進方向に摺動する際に、前記係合する部材(57a,57b,45a,45b)は共働して楔の作用により横方向のクリアランスを取り除くことを特徴とする(8)に記載の順送り成形機。
【0049】(9) ベッドフレームと、スライド取付のツールを担持し、最も前進した位置までの前進ストロークと最も退避した退避位置までの復帰ストロークを連続して繰り返す動力付きスライドと、固定ツールを担持するダイブレストとを有する順送り成形機において、■前記スライドを退避位置からスライド取付ツールを担持して前記固定ツールへ向かって、前記スライドと前記フレームの間のランニングクリアランスを維持して、前進ストロークの大半に亘って前進し、それにより潤滑油のための隙間を提供し、温度変化による前記スライドと前記ベッドフレームの膨張を許容し、■前記ランニングクリアランスを取り除き、■前進ストローク及び前記スライド及び前記担持されたツールの最も前進した位置までの前進を完了する、というステップを周期的に繰り返すことを特徴とする被加工物を成形するためのスライド取付ツールを固定ツールに提供する方法。
【0050】(10) 前記スライド取付ツールが被加工物との接触作業に入る前に記第2のステップを完了するステップを含むことを特徴とする(9)に記載の方法。
【0051】(11) 前記スライドの復帰ストロークを開始し、前記復帰ストロークの大半を実行する以前に前記ランニングクリアランスを再設定するステップを含むことを特徴とする(9)に記載の方法。
【0052】(12) 前記ランニングクリアランスを取り除くステップより最前位置に近い時に前記ランニングクリアランスを再設定する前記ステップを実行することを特徴とする請求項(11)に記載の方法。
【0053】(13) 前記ランニングクリアランスを除去するステップは、前記前進ストロークを実行中に、前記スライド及び前記ベッドフレームを、それらの間に関連する長手方向の動きが継続されることにより、楔の作用で横に隔離するステップを含むことを特徴とする(9)に記載の方法。
【0054】
【発明の効果】本発明によれば、スライドの効果的な往復運動のための適切な横方向のランニングクリアランスを設け、また、スライドに搭載されたツールがダイブレスト上のツールと作業を開始するために前進を完了するときにそのランニングクリアランスを除去する手段を設けることにより、ベッドフレーム上を往復運動する正確で調和のとれたスライドの前後移動が達成される。それによりツールによって被加工物が成形されるときにツールの他方のツールに対する非常に正確な整列が達成され維持され、ツールの整列の正確さはストロークの中央死点まで継続される。もし仮に成形前の被加工物が両側非対称であったり、いくつかの作業ステーションの中で成形力の分配が等しくないためにスライド及びスライドに支持されたツールを傾斜させる傾向があると、スライド上のツールが作業ステーションの被加工物と係合する前にランニングクリアランスを除去することは特に利点がある。
【出願人】 【識別番号】592031569
【氏名又は名称】ザ ナショナル マシナリイ カンパニー
【氏名又は名称原語表記】THE NATIONAL MACHINERY COMPANY
【出願日】 平成8年(1996)7月19日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】松本 英俊 (外1名)
【公開番号】 特開平9−29383
【公開日】 平成9年(1997)2月4日
【出願番号】 特願平8−190851