(57)【要約】  発明の方法は、原材を設けるステップと、原材を切断して棒形のブランクを形成するステップと、移送金型においてブランクの第１の端に球部分をスタンピング成形するステップとを含む。本方法はさらに、ブランクの第２の端に開口付き平坦部分をスタンピング成形して移送金型において最終製品を成形すること、及び両端を軸方向に打撃してブランクの長さを正確に形成することを含む。関連する移送金型装置は、切断を行い、続いてブランクの第１の端に球部分をスタンピング成形し、ブランクの第２の端に開口付き平坦部分をスタンピング成形して最終製品を成形するステーションを含む。
2008500906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原材を切断して棒形のブランクを形成するステップと、
前記ブランクの第１の端に球部分をスタンピング成形するステップと、
前記ブランクの第２の端に開口付き平坦部分をスタンピング成形して最終製品を成形するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ブランクの両端と軸方向に係合して前記球部分と前記開口付き平坦部分との間の前記最終製品の長さ寸法を正確に形成するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記球部分をスタンピング成形するステップは、少なくとも２つの直交方向から前記第１の端と係合することを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記球部分をスタンピング成形するステップは、前記第１の端と垂直に係合して粗球部分を成形すること、前記ブランクをその長手方向中心線を中心に９０°回転させること、及び前記粗球部分と再度垂直に係合することを含む請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記球部分をスタンピング成形するステップは、前記第１の端と垂直に係合して粗球部分を成形すること、及び続いて、カム及びスライド部材を用いて前記粗球部分と水平に係合することにより前記球部分が最終半径形状である前記最終製品を成形することを含む請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ブランクはそれぞれ、前記最終製品を２つ製造するのに十分な長さを有する請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ブランクをそれぞれ分離して前記最終製品を２つ成形するステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記球部分をスタンピング成形するステップ及び前記開口付き平坦部分をスタンピング成形するステップのそれぞれを行うためのステーションと、これらのステーション間で前記ブランクを移送する移送機構とを有する移送金型を設けること、及び該移送金型を動作させて前記ブランクを形成することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ブランクの両端と軸方向に係合して前記球部分と前記平坦部分の孔との間の前記ブランクの長さ寸法を正確に形成することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記原材を設けるステップは、対向する平坦な側面を有する少なくとも１つの棒を設けることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記原材は、前記対向する平坦な側面と直角関係のさらなる平坦な側面を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記平坦な側面は正方形断面を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記孔内を並進移動しながら材料をシェービングするような形状のホーニング工具で前記孔をホーニングするステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
両端を同時に軸方向に打撃して前記球部分の最終形状の精度を向上させるとともに、前記開口付き平坦部分の最終形状の精度を向上させ、且つこれらの間の距離の精度も向上させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記球部分は、該球部分の円弧状の面によって画定される球内の対向する平坦面を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
原材を切断して長手方向中心線を有する棒形のブランクを形成するステップと、
前記ブランクの第１の端に粗球部分をスタンピング成形するステップと、
前記ブランクを前記長手方向中心線上で約９０°回転させるステップと、
前記粗球部分をスタンピング成形して所望の半径を有する最終形状の最終球部分を成形するステップと
を含む方法。
【請求項１７】
前記粗球部分をスタンピング成形するステップは、前記球部分の円弧状の面によって画定される球内にある対向する平坦面を成形することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
原材を切断して長手方向中心線を有する棒形のブランクを形成するステップと、
第１の方向から前記ブランクの第１の端と係合することによって前記第１の端に粗球部分をスタンピング成形するステップと、
カム及びスライド部材を設けると共に前記カムを動作させて前記スライド部材を前記第１の方向に対して垂直な第２の方向から前記粗球部分に向けて駆動し、所望の半径を有する最終形状の最終球部分を成形するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記球部分とは反対側の端に開口付き平坦領域を成形するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記球部分とは反対側の端にねじ部分を成形するステップを含み、前記球部分とは反対側の端は丸みを帯びた角部とそれらの間の平坦面とを有する正方形断面を有し、前記ねじ部分は前記丸みを帯びた角部に成形されるねじ区域を含むと共にこれらねじ区域の間に前記平坦面の少なくとも一部を維持する請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記カムを動作させるステップは、前記最終球部分の両側面に対向する平坦面を残すことを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
長手方向中心線を有する棒形のブランクを形成するように原材を切断するカッタと、
前記ブランクの第１の端に粗球部分をスタンピング成形する少なくとも１つの第１の金型と、
第１の方向に前記粗球部分をスタンピング成形する少なくとも一つの第２の金型と、
前記粗球部分に関する前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に前記粗球部分をスタンピング成形して所望の半径を有する最終形状の最終球部分を成形する少なくとも１つの第３の金型
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２３】
前記ブランクを正確な長さに整形するために前記第１の端及び反対端と軸方向に係合する少なくとも１つの第４の金型を含む請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
細長い矩形の原材を設けるステップと、
前記原材を切断して棒形のブランクを形成するステップと、
前記ブランクに、周りの材料リングよりも浅い寸法を有する中央凹部を含む粗平坦部分をスタンピング成形するステップと、
前記中央凹部の周りに拡大した明確な材料リングを有する再成形平坦部分になるように前記粗平坦部分をスタンピング成形するステップと、
前記材料リングを所定位置に残したまま前記中央凹部に孔をスタンピングするステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記粗平坦部分をスタンピング成形するステップ、前記再成形平坦部分をスタンピング成形するステップ、及び前記孔をスタンピングするステップをそれぞれ行うためのステーションと、これらステーション間で前記ブランクを移送する移送機構とを有する移送金型を設け、該移送金型を動作させて前記ブランクを形成することを含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
一連の棒形のブランクを自動的にハンドリングして移動させる機構と、
前記ブランクの第１の端に球部分をスタンピング成形する少なくとも１つの第１の金型部と、
前記ブランクの第２の端に開口付き平坦部分をスタンピング成形して最終製品を成形する少なくとも１つの第２の金型部と
を備えることを特徴とする移送金型装置。
【請求項２７】
前記機構は、前記棒形のブランクを該棒形のブランクによって画定される軸を中心に９０°回転させるデバイスを含み、前記少なくとも１つの第１の金型部は、異なるステーションに前記球部分と係合する第１の金型部及び第２の金型部を含む請求項２６に記載の移送金型装置。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの第１の金型部は、前記第１の端と係合して粗球部分を成形する第１の組の金型を有する第１のステーションと、カム及びスライド部材を有し且つ前記粗球部分を最終形状の最終球部分に成形するために、前記第１の組の金型とは異なる方向から前記スライド部材を前記粗球部分と係合させるように移動させるように動作可能な第２のステーションとを含む請求項２６に記載の移送金型装置。
【請求項２９】
周りの材料リングよりも浅い寸法を有する中央凹部を成形することを含めて棒形のブランクに粗平坦部分をスタンピング成形するように構成される少なくとも１つの第１の金型ステーションと、
前記中央凹部の周りに明確な材料リングを有する再成形平坦部分になるように前記粗平坦部分をスタンピング成形するように構成される少なくとも１つの第２の金型ステーションと、
前記材料リングを所定位置に残したまま前記中央凹部に孔をスタンピングするように構成される少なくとも１つの第３の金型ステーションと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項３０】
前記第１の金型ステーション及び前記第２の金型ステーションは移送金型の一部である請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
４つの角部を備えた正方形断面を有する細長いブランクを設けるステップと、
前記細長いブランクの少なくとも一方の端の４つの角部にねじをスタンピングするステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
前記一方の端とは反対側の第２の端をスタンピング成形することにより球及びリングの一方を画定する造形された形状を成形するステップを含む請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景］
本発明は、成形端を有する押し棒を成形するスタンピング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長い棒を用意し、一端を機械加工して球を形成し、反対端を鍛造して平坦領域を形成し、続いてこの平坦領域に穿孔、機械加工、及び／又は他の方法での仕上げを施して精密孔を形成することによって、ブレーキ押し棒等の細長い構造部品を作製することが知られている。しかしながら、機械加工及び鍛造作業は、設定時間及び高価な資本設備の使用を必要とするため費用がかかる。さらに、これらの作業によってかなりの量の仕掛品が生じる可能性がある。あまり高価でなく、より容易に自動化されるプロセスでこれらの部品を製造することが望ましい。より幅広く言うと、機械加工作業の利用を必要とするのではなくスタンピングプロセスによって、正確な球部分、リング部分、及び／又はねじ部分を成形することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、上述の問題を解決するとともに上述の利点を有する装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様では、方法は、原材（stock）を切断して棒形のブランクを形成するステップと、続いて、ブランクの第１の端に球部分をスタンピング成形するステップと、ブランクの第２の端に開口付き平坦部分をスタンピング成形して最終製品を成形するステップとを含む。
【０００５】
より狭い形態では、ブランクの端は軸方向に係合して、それにより球部分と開口付き平坦部分との間のブランクの長さ寸法を正確に形成する。
【０００６】
別のより狭い形態では、球部分をスタンピング成形するステップは、第１の方向に沿って第１の端をスタンピングして粗球部分を成形すること、ブランクを長手方向中心線上で９０°回転させること、及び第１の方向に沿って粗球部分をスタンピング成形して所望の半径を有する最終形状の最終球部分を成形することを含む。
【０００７】
さらに別のより狭い形態では、球部分をスタンピング成形するステップは、第１の端と垂直に係合して粗球部分を成形すること、及び続いて、カム及びスライド部材を用いて粗球部分と水平に係合することにより球部分が最終的な半径を有する形状である最終製品を成形することを含む。
【０００８】
さらに別のより狭い形態では、原材を切断するステップは、最終製品を２つ製造するのに十分な長さを含むように各ブランクを形成することを含む。
【０００９】
本発明の別の態様では、装置は、少なくとも第１の金型ステーション、第２の金型ステーション、及び第３の金型ステーションを含む。第１の金型ステーションは、棒形のブランクに粗平坦部分をスタンピング成形するようになっており、この成形は、周りの材料リングよりも浅い寸法を有する中央凹部を成形することを含む。第２の金型ステーションは、中央凹部の周りに明確な材料リングを有する再成形平坦部分になるように、粗平坦部分をスタンピング成形するようになっている。第３の金型ステーションは、材料リングを所定位置に残したまま中央凹部に孔をスタンピングするようになっている。
【００１０】
本発明の別の態様では、方法は、４つの角部を有する正方形断面を有する細長いブランクを設けるステップと、細長いブランクの少なくとも一方の端の４つの角部にねじをスタンピングするステップとを含む。
【００１１】
本発明のこれらの態様及び他の態様、目的、及び特徴は、以下の明細書、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面を読めば当業者には理解及び認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［従来技術の説明］
従来技術のブレーキ押し棒１１０（図１〜図３）は、長い棒１１１と、一端で球部分１１２を支持するテーパ状端部分１１５と、孔１１３を有する鍛造平坦部分１１４とを含む。球部分１１２及び孔１１３は、寸法及び公差を厳密に制御するために機械加工され、平坦部分１１４は、強度を高めるために鍛造される。
【００１３】
［好適な実施形態の詳細な説明］
原材から、端と端を合わせた一対の押し棒５０とほぼ等しい長さに切断されたブランク２４の造形端をスタンピング成形するために、装置２０（図４）が設けられる。各押し棒５０（図１６）は、成形されると、一端に正確な直径の球部分５１と、他端に正確な直径の孔５３を有する開口付き平坦部分５２とを有し、孔５３及び球部分５１は、正確な寸法だけ離間している。特に、押し棒５０は、所望されるいかなる長さにもすることができる。さらに、異なる長さの押し棒５０を作製するように金型を調整可能にすることができることが意図される。図示の製品は押し棒であるが、本発明は、ユニバーサル玉継手を形成するための球端を有する軸等、他の部品の作製も含む。
【００１４】
装置２０（図４）は、球部分５１をスタンピングするために移送金型に一連のステーションを含み、これには、ブランクに球を粗成形するようになっている球成形ステーション、ブランクを中心線上で９０°回転させる機構、及び球部分５１の最終形状を改善するリストライクステーションが含まれる。代替的に、後述するように、球成形ステーションは、球部分５１の最終形状をより正しく成形するために球部分５１を垂直方向から打撃する（すなわち、打撃方向は移送方向と平行に揃っている）カム成形ステーションを含んでもよい。材料の流れを注意深く制御することによって、微小割れ及び応力破壊を回避することができる。
【００１５】
装置２０は、ブランクの端をスタンピングして材料を中心線から横方向に移動させる（これにより、孔の周りの材料リングの外側部分を形成するのに材料が利用可能である）付加的なステーションも含む。これらのステーションにおいて材料の流れを抑制及び制御することによって、明確な材料リングを形成することができ、その後これを構造強度が高く寸法的に一貫した開口付き平坦部分５２を作るのに用いることができることが、試験により示されている。端をスタンピングして平坦部分５２及び孔５３をより正確に作製するために、付加的なステーションが設けられ、続いて、少なくとも１つのリストライクステーション及びシェービングステーションが、孔５３及び平坦部分５２に正確な最終形状を与えるために設けられる。また、所望であれば、平坦部分５２の端をシェービングする動作が追加される。さらに、最後のステーションにおいて、部品全体が両端を軸方向に打撃されて、正確な（湾曲した）端形状及び正確な長さ寸法が与えられる。後述するように、この方法によって、開口付き平坦部分５２の端面が打撃され、非常に正確な（specific）半径が与えられる。この構成によって、球部分５１及び平坦部分５２の孔５３の寸法、並びに、平坦部分５２自体の外形は、一定でありその使用目的に適するように厳密に制御される。さらに、部品の構造的完全性及び構造強度が部品の長さにわたって維持されることで、耐久性及び信頼性の高い強度及び機能が得られ、長さ寸法は正確に一貫して制御される。材料の流れを注意深く制御することによって、微小割れ及び応力破壊を回避することができることが、試験によって示されている。
【００１６】
特に、本発明の好適なプロセスは移送金型を用いたものである。しかしながら、本発明は他のプロセス及び金型構成を含んでもよい。例えば、低量ジョブの場合、仕掛部品の移送は金型内の移送機構によって自動的に行われるのではなく手動で行うことができる。また、本装置は、（成形動作による力同士が対向して均衡がとられるように）端同士が合わされた一対の部品を作製することに焦点を当てているが、本発明の概念は、一度に１つずつ作製される単一部品の製造も包含する。
【００１７】
本装置２０（図４）のレイアウトは変更してもよいが、好適な形態では、原材２２を移送金型２３に横方向に供給するようになっている原材フィーダ２１を含む。移送金型２３は、二倍長ブランク２４を種々のステーションに供給する材料移送機構を含む。このような移送機構は、当該技術分野において一般的に既知であり、本発明の理解のために説明する必要はない。原材２２は、移送金型の（又は移送金型の前方の）ステーション♯１におけるカッタ２５によって二倍長ブランク２４を形成する長さに切断される。ブランク２４は、正方形断面を有するが（図５）、完成品の拡大部分を形成するのに十分な材料がある限り、所望であれば他の形状を用いることもできる。図示のブランク２４は、以下の説明から明らかとなるように、一対の最終押し棒５０を成形するのに十分な長さである。これは、ブランク２４の各端で同時に同じ動作が行われることで、「荷重の均衡のとれた」移送金型の設計を可能にするため好ましい。
【００１８】
ブランク２４の作製用のバージン原材は、大量生産で用いられるスタンピングプレスによって加えられる典型的なプレス圧力下で変形可能に変位させることができる適当な延性材料の直線状原材である。好ましくは、原材は正方形断面を有するが、これは、垂直方向の側面を有する材料の均一な断面が得られるからである。平坦な対向面は、拡大平坦部分５２を成形するときに材料の変位を均一にするのに役立つが、これは、平坦面と安定して係合して、等量の材料を正方形断面から外方に移動させることが比較的容易だからである。対照的に、円形断面を有する原材はより成形し難い。これは、円形断面の円弧状の面が、等量の材料を外方に移動させるように部品の真ん中の場所を理想的に打撃することをより困難にする可能性があるからである。また、円形断面を有する棒では、材料を移動させなければならない距離が長くなる。したがって、正方形ブランク２４の平坦側面形状は、本発明の発明的部分であるとみなされる。
【００１９】
ブランク２４は、最初は、ブランクの長さを切断する前に巻き出してから矯正機に通される原材材料のロールの形態で設けることができる。さらに別の意図される代替例は、ブランク２４の厚さ及び二倍長ブランクの長さと等しい幅を有するシート鋼を設けることである。この形態では、棒形のブランク２４は、シートの縁から剪断式にスタンピング又は切断される。この「エッジトリミング」ブランク２４は、押し棒５０の種々の拡大／成形部分を形成するのに十分な材料を有するようにプロセスが注意深く制御される限り、有効であろう。しかしながら、シートの縁の剪断によって作製された「エッジトリミング」ブランクは、わずかに歪んだ（例えば、正方形断面を有するのではなくわずかに菱形の形状の）断面を有する傾向があるため、移送金型における自動移送機構をより困難にし、且つ一貫した寸法的に正確な最終部品を作製することをより困難にする可能性がある。
【００２０】
図示のプロセスでは、ブランク２４の第１の造形端が、ステーション♯２における第１の成形動作（図６〜図７）で、ブランク２４の端で拡大矩形ノブ２７に直接つながる狭いスロートに続く楔形のテーパ状部分２６を有するように、端をコイニング（coining）することによって成形される。狭いスロートは、横から見ると薄いが、上から見るとコイニング領域の寸法が広がっている。図７は、コイニングされた端の１つの拡大斜視図を示す。
【００２１】
続いて、ブランク２４（図８）の中間領域（最終的に部品５０の第２の造形端となる領域）が、第２の成形ステーション♯３において成形される。基本的に、ステーション♯３の目的は、平坦部分５２の孔５３の周りに材料リングの外側部分を作製するのに十分な材料が利用可能となるように、等量の材料を抑制及び制御方式で横方向外方に移動させることである。これは、焼きを入れて堅くされた（hardened）シリンダにブランクの中間部分２８を押し付けることで中間部分２８を外方に流すことによって行われる。ブランク２４の上面が平坦であることが、等量の材料を外方に正確に流すのに役立つ。これにより、周りの材料のリング３０がより厚い、浅く細長い中央凹部２９が形成される。代替的に、平坦部分５２の材料は、シリンダの代わりに「ブレットポンチ（bullet punch）」を用いて外方に移動させてもよい。図９は、ブレットポンチが凹部２９の領域からリング３０の方に材料を移動させた後のリング３０を示し、その結果、孔（５３）が部分的に形成される。特に、図８及び図９に示すステップの一方又は両方を用いることができる。ステーション♯４におけるさらなる形成後の原ブランク２４の形状を図１０に示す。特に、材料のリング３０の外形は、この時点で非常に良好に成形され、上面及び下面の比較的正確に成形された縁を含む。
【００２２】
ステーション♯５における打撃前の原材の球端の形状を図１１に示す。球端を成形する金型を図１２に示し、平坦端を成形する金型を図１３に示す。図１２の金型は、それぞれ最終押し棒５０の球端５１のような形状の窪み３５を有する、対向した金型ハーフ３４及び３４Ａを含む。図１３の金型は、それぞれ開口付き平坦部分５２のような形状の窪み３７を有する金型ハーフ３６及び３６Ａを含む。ブランク２４の各端を完全に成形するには１組の金型ハーフで十分であるが、望まれる精度の必要性に応じて、多数の金型ハーフを設けることもできる。図１４は、図１２及び図１３の金型で形成した後のブランク２４を示す。
【００２３】
図示の移送金型装置２０は、球部分５１をスタンピングする一連のステーションを含み、これには、ブランクに球を粗成形するようになっている第１の球成形ステーション、ブランクを中心線（図４を参照）上で９０°回転させる機構（移送機構の一部）、及び球部分５１の最終形状を改善するリストライクステーションが含まれる。図示の移送金型の成形ステーションは、互いに７．６２ｃｍ（３インチ）程度離間させてもよく、又は場合によっては、移送機構が中心線を中心としてブランク２４を９０°回転させるフリッピングデバイスを含む場所にわずかに近くしてもよい。隣接するステーション同士が近いことの理由の１つとしては、カム及び摺動金型部をステーション間に配置する必要がないことが挙げられる。特に、ブランク２４を９０°回転させるステップは、金型の衝撃方向が直接的（すなわち垂直）になるため、球部分５１に続くテーパ状部分を正確に成形するのにも役立ち、スライド及び傾斜駆動機構（これは金型を複雑化及び高価にする）によって行われる必要がない。ブランク２４が９０°回転させられる場所は、金型成形動作の全てが垂直金型打撃によって行われるように、開口付き平坦部分５２が完全に成形された後であることが好ましい。
【００２４】
しかしながら、ブランクを中心線上で９０°回転させるデバイスを省略することができ、代わりにスライド及びカムを用いて、垂直線から９０°で水平の向きの打撃を球部分５１に対して与えてもよい。金型におけるこのようなスライド及びカムは、当該技術分野において既知であり、当業者が本発明を理解するために本明細書で詳細に説明する必要はない。カム及びスライドが用いられる場合、移送金型装置２０のステーション間に空間を設ける必要があることを理解すべきである。各ステーション間のこの距離は、（上記のスライド及びカムを有さないシステムでは７．６２ｃｍ（３インチ）であるのに対して）約１５．２４ｃｍ（６インチ）となる。
【００２５】
特に、図１２の金型は、球部分５１及び平坦部分５２の形状をさらに改善し、且つ部分５１と５２との間の非常に正確な長さ寸法を確保するために、ブランクを軸方向に端成形する金型部品を含む。具体的には、図示の端成形金型部６０は、成形されたブランク２４が２つの別個の棒５０に剪断された後でこれらの棒５０の端と軸方向に係合する皿形の窪み６１を含む。同時に、隣接する開口付き平坦部分５２間に一対の中央金型部６２が配置される。最後のステーションでは、カム６３がこれらの金型部６２を押し離してそれぞれ平坦部分５２に押し付け、平坦部分５２の端にＲ面６４を成形する。第２のカム６５が端成形金型部６０と係合し、金型部６０を球部分５１に押し付けて、正確な最終形状及び正確な長さを与える。
【００２６】
スタンピングされた完成部品５０を図１６に示し、球端の拡大図を図１７に示す。特に、球部分に続くスロートの直径は球部分よりも小さいため、押し棒５０の球部分５１を相手部品にスナップ式に取り付けることができるとともに、これにより継手を或る程度回転させることができる。押し棒５０の残りの長さは、矩形軸５４として残すことができる。棒軸が望まれる場合、ブランクとして異なる原材が用いられる。
【００２７】
装置２０は、材料が孔の周りの材料のリングの外側部分に利用可能であるように、ブランクを最初にスタンピングして材料を中心線から横方向に移動させる、いくつかのステーションも含む。材料は、望ましくない剪断、破壊、及び材料の引き裂きを最小にするように、材料に「応力を与え過ぎる」ことなく必要に応じて移動させられる。これにより、最小直径の原材をブランク２４に用いることも可能になるため、原料費及び廃棄物が減る。リストライク金型は、孔５３及び平坦部分５２に正確な最終形状を与えるために必要に応じて用いられる。この構成によって、球部分５１及び平坦部分５２の孔５３の寸法、並びに平坦部分５２自体の外形は、一定でありその使用目的に適するように厳密に制御される。さらに、部品の構造的完全性及び構造強度が部品の長さにわたって維持されることで、耐久性及び信頼性の高い強度及び機能が得られる。
【００２８】
本プロセス及び本装置によって作製される部品は、機械加工及び仕上げ作業が必要な従来の鍛造／機械加工による押し棒部品よりも実質的に低費用である（例えば３０％以上低い）。部品５０の強度を、試験された従来技術の部品よりも改善できることが、初期試験で示されている。また、マテリアルハンドリング及び仕掛品が減る。したがって、本方法及び本装置は、自明ではなく、したがって既知の従来技術を超える発明性を有すると考えられる。
【００２９】
図１８〜図２０は、球端５１Ａ及び反対の位置にあるねじ端５２Ａを含む、変形例のスタンプ成形部品５０Ａを示す。例えば、リング成形部品は、球端及びリング端を有する部品（５０）（図１６を参照）を組み込むためにねじ端５２Ａと螺合するようになっているねじソケットを含むことができる。部品５０Ａにおいて、同一及び同様の部品、特徴、及び特性は全て、同じ参照符号を用いて、ただし「Ａ」という文字を加えて示される。これは冗長な説明を減らすために行われる。
【００３０】
部品５０Ａ（図１８）は、上述されたものと同様の移送金型でのスタンピングプロセスを用いて成形される。しかしながら、部品５０Ａでは、ブランク（２４）は、正方形断面を有し且つ端同士のつながった部品５０Ａの約２つ分に等しい長さに切断された原材（例えば、１００８鋼又は１０１０鋼の熱間圧延原材）でできていることが好ましい。部品５０Ａでは、球端５１Ａは上述されたものと同様に成形される。しかしながら、球端５１Ａの球面７１Ａを成形する材料の側面に、対向する平坦面７０Ａ（図１９）を含むことが有利であることが分かった。平坦面を表面領域のうち約４５°に制限することによって（図１９を参照）、球部分の残りの部分（すなわち球面７１Ａ）が、部品５０Ａの球端５１Ａに必要な軸受特性を提供するのに十分なほど大きな球面を形成する。
【００３１】
平坦面は、いくつかの理由から重要である。理由の１つは、平坦面７０Ａが、残りの材料がコイニング及び成形されるときに材料が「オーバーフローして」入るのに最適な位置にあるキャビティ（すなわち、面７１Ａによって画定される球内の領域）を提供するからである。これにより、余分な材料があればキャビティに流入する（又は材料が不足していれば流入しない）ことで、球面７１Ａは非常に正確な球形を有することができる。平面によって形成されるキャビティがなければ、球端５１Ａにおける材料の体積は、球端５１Ａの球体積と完全に一致しなければならない。実用上の観点から、この「完全に一致した」体積条件は実現し難い。さらに、製造業者が材料流をそのように正確な量及び方向に制御しようとすると、製造費用が大幅に増加する。より具体的には、球端における材料が所望の球形を成形するのに「多過ぎる」ことになった場合、鋼材料は基本的に非圧縮性であるため材料が流れる場所がなくなって溜まってしまう結果として球の成形が粗悪になり、材料が金型を押し開き、且つ／又は圧縮荷重下で移動する「流動」鋼が多大な荷重を生じる可能性があるため、材料及び工具に高い応力がかかってしまう。球端における材料が所望の球形を形成するには「少な過ぎる」ことになった場合、最も外側の材料に球面７１Ａを形成させるのに十分な鋼材料がなければ、球形が非球形となり、且つ／又は表面空隙及び欠陥を有することになるため、球面７１Ａは適切に成形されない。（換言すれば、成形工具によって画定される球形になるように材料を押し出すものがないため、球面７１Ａに不規則なキャビティ及び変形が生じ得る。）上記のように、部品５０Ａの端において球形を「満たす」のにちょうどよい量の材料を得ることは困難である。平坦面７０Ａがある別の重要な理由は、平坦面７０Ａにおいて球部分をコイニング／係合することによって、残りの材料が移動させられて、球面７１Ａをより正確に成形させられることである。したがって、平坦面７０Ａの存在は、球面７１Ａを非常に正確な最終形状に正確に成形するのにさらに役立つ。上記の理由全てから、平坦面に隣接してキャビティがあることで、球面７１Ａの成形において多大な利点が得られる。
【００３２】
図１９は、棒ブランクの端に成形される球部分５１Ａの端面図であり、この球部分は、球部分の各側面で球の周りに約４５°にわたって延びる対向する平坦領域７０Ａを含む。特に、平坦面７０Ａは、所望であればより小さくしてもよく、又はわずかに凹凸をつけてもよい。また、図示の平坦面７０Ａは円形であるが、特定の方向では最大の軸受面を有することが重要であるが別の方向では完全に成形された球状軸受面を有することがあまり重要でない場合等に、異なる幾何学的形状を有していてもよい。
【００３３】
図２０は、ねじ端５２Ａの端面図を示す。明らかであるように、その断面はほぼ正方形であり、緩やかに湾曲した角部７５Ａによって接続される４つの平坦な側面７４Ａを有する。ねじ７６Ａは、角部７５Ａのそれぞれに形成され、平坦な側面７４Ａには部分的にしか延びていない。ねじ７６Ａは、ねじに望まれる保持強度及び完全性を与えるのに十分なほどねじ端５２Ａの周りに延びている。同時に、平坦な側面７４Ａにおけるねじ７６Ａ間のギャップ７７Ａが、材料の流れを可能にする。球端５１Ａに関して上述したように、ブランク（２４）の材料の流れは制御し難い。ギャップ７７Ａを設けることによって、必要な場合（ねじのスタンピング成形の時点でねじ端にある材料が「多過ぎる」場合等）に材料が流入する「オーバーフロー」領域ができる。これにより、ねじが正確に成形されその間に空間のある、大幅に改善された最終形状ができる。また、これにより、工具寿命が延び、金型が受ける全体応力及び磨耗が少なくなり、これはねじのような細かい部分を成形する場合に重要である。本発明のねじ構成は、驚くほど意外に強力であり、押し棒部品５０Ａの使用目的に十分であることが、試験により示されている。
【００３４】
図２１及び図２２は、棒ブランクのうち球部分とは反対側の端にねじ７６Ａを成形する金型ステーションの概略側面図である。図示の金型は、寿命を延ばすために高強度工具鋼又はＦｅｒｒｏｔｅｃｈ鋼材料からできていることが好ましい。図示の金型は、下型８０Ａ及び上型８１Ａを含む。下型８０Ａは、上型８１Ａのスライドドライバ８３Ａの端を受け入れる開口８２Ａを含む。一対のスライダ８４Ａが、互いの方向に向かって水平移動するように下型８０Ａに動作可能に取り付けられている。スライダ８４Ａは、それぞれ端５２Ａにねじ７６Ａを形成するように端５２Ａと当接係合するようになっている成形部８５Ａを含む。スライダ８４Ａは、スライドドライバ８３Ａの傾斜面８８Ａと当接する傾斜面８７Ａも有している。開位置（図２１）では、双方のスライダ８４Ａは互いに引き離されて、それぞれ傾斜面８７Ａがスライドドライバ８３Ａの傾斜面８８Ａの下に位置する。上型８１Ａが下方に移動すると、スライドドライバ８３Ａの傾斜面８８Ａが傾斜面８７Ａと係合してスライダ８４Ａを内方に駆動する。上型８１Ａがさらに下方に閉じると、スライドドライバ８３Ａの端が開口８２Ａ内に嵌まり、ここで背面が支持される。これにより、スライダ８４Ａがブランク（２４）と係合してねじ７６Ａを成形するときに非常に確実且つ正確な配置がもたらされる。当業者ならば、スライド部品用の戻しばね、軸受シュー、ストップ、調整を可能にする機構等の使用等、図２１及び図２２のような金型ステーションの他の詳細事項について認識及び熟知されるであろう。
【００３５】
本発明の概念から逸脱せずに、上述の構造に変形及び変更を加えることができることを理解されたい。さらに、このような概念は、添付の特許請求の範囲の文言で別段に明記されていない限り、この特許請求の範囲に含まれることが意図されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術の製品を示す図である。
【図２】従来技術の製品を示す図である。
【図３】従来技術の製品を示す図である。
【図４】原材フィーダ及び移送金型の概略平面図である。
【図５】本発明の移送金型装置のステーション♯１において、二倍長ブランクを形成する長さに切断された原材を示す概略図である。
【図６】ステーション♯２におけるブランクの「球」端の第１のスタンピング成形動作後の部品の上面図である。
【図６Ａ】ステーション♯２におけるブランクの「球」端の第１のスタンピング成形動作後の部品の側面図である。
【図７】ステーション♯２におけるブランクの「球」端の第１のスタンピング成形動作後の部品の斜視図である。
【図８】ステーション♯３におけるブランクの平坦部分（すなわち中央領域）の第１のスタンピング成形動作後のブランクの上面図である。
【図９】「ブレット」ポンチを用いた深い窪みの形成を含む、ブランクの平坦部分の第２のスタンピング成形動作の上面図であり、図８及び図９に示す動作は、別個であってもよく、又は１つのステーションに組み合わせてもよい。
【図１０】ステーション♯４における図６〜図９のスタンピング成形動作後の二倍長ブランクの斜視図である。
【図１０Ａ】ブランクの平坦部分を示す中央領域の拡大側面図である。
【図１１】図１０の「球」端の拡大側面図である。
【図１２】ステーション♯５における部品の球端を形成する金型部の斜視図である。
【図１３】ステーション♯５における部品の開口端を形成する金型部の斜視図であり、ステーション♯６及び♯７の金型は同様であるが、形成するブランクの形状が最終形状に徐々に近づく。
【図１４】図１２及び図１３の金型によってステーション♯５〜♯７において打撃された後に形成される二倍長ブランクの平面図である。
【図１４Ａ】平坦部分の断面図である。
【図１５】２つの個別部品に分割された後の図１４のブランクの図である。
【図１５Ａ】線ＸＶＡ−ＸＶＡに沿った断面図である。
【図１５Ｂ】線ＸＶＢ−ＸＶＢに沿った断面図である。
【図１５Ｃ】最終成形ステーションの側面図であり、開口付き平坦セクションに円弧状の端を成形するカム及びスライドを含む中央金型部を含み、押し棒の両端に球部分を成形するため、及び球部分と開口付き平坦部分との間の正確な長さ寸法を形成するカム及びスライドを各端に含む。
【図１６】完成部品の平面図である。
【図１７】完成部品の平面図であり、図１６の球端の拡大図である。
【図１８】球端及びねじ端を含む変更形の成形部品の側面図である。
【図１９】球端及びねじ端の端面図である。
【図２０】球端及びねじ端の端面図である。
【図２１】棒ブランクのうち球部分とは反対側の端にねじを成形する金型ステーションの概略側面図である。
【図２２】棒ブランクのうち球部分とは反対側の端にねじを成形する金型ステーションの概略側面図である。
【図１】
2008500906.tif 000003
【図２】
2008500906.tif 000004
【図３】
2008500906.tif 000005
【図４】
2008500906.tif 000006
【図５】
2008500906.tif 000007
【図６】
2008500906.tif 000008
【図６Ａ】
2008500906.tif 000009
【図７】
2008500906.tif 000010
【図８】
2008500906.tif 000011
【図９】
2008500906.tif 000012
【図１０】
2008500906.tif 000013
【図１０Ａ】
2008500906.tif 000014
【図１１】
2008500906.tif 000015
【図１２】
2008500906.tif 000016
【図１３】
2008500906.tif 000017
【図１４】
2008500906.tif 000018
【図１４Ａ】
2008500906.tif 000019
【図１５】
2008500906.tif 000020
【図１５Ａ】
2008500906.tif 000021
【図１５Ｂ】
2008500906.tif 000022
【図１５Ｃ】
2008500906.tif 000023
【図１６】
2008500906.tif 000024
【図１７】
2008500906.tif 000025
【図１８】
2008500906.tif 000026
【図１９】
2008500906.tif 000027
【図２０】
2008500906.tif 000028
【図２１】
2008500906.tif 000029
【図２２】
2008500906.tif 000030
【国際調査報告】
2008500906.tif 000031