(57)【要約】シングルステーションで複雑な形状を形成するための冷間鍛造装置は、交差する軸上に配置された複数の多機能パンチアセンブリを有している。多機能パンチアセンブリの各々は、内側又は中央のパンチと、この内側パンチを取り囲むとともにこれと摺動的に接触している外側又はリング形状のパンチを含んでいる。この装置はパンチの間に金属の材料又はスラグを設置するためのダイホルダも含んでいる。コンピュータシステムがパンチの動きを制御し、シングルステーションにおいて異なる形状の部品を形成するようにプログラミング可能である。軸がずれたパンチや斜めに配置されたパンチ及び追加のパンチもしくはパンチアセンブリについても開示されている。
2006506235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置であって、前記装置が、
共通の軸に沿って互いに対して可動な第１の内側パンチ及び第１の外側パンチを有する第１の多機能パンチアセンブリと、共通の軸に沿って互いに対して可動な第２の内側パンチ及び第２の外側パンチを有する第２の可動なパンチアセンブリと、前記共通の軸に沿って前記パンチを個別に移動させるための手段と、前記第１の多機能パンチアセンブリと第２の多機能パンチアセンブリとの間にダイを位置決めして、前記パンチによる作用を受けて複雑な形状を形成する材料をその中に受容して収容できるようにするための手段とを有する冷間鍛造装置。
【請求項２】
前記共通の軸に沿った前記パンチの動きを個別に制御するために、プログラム可能なロジックコントローラと、マルチアクセスコントローラと、フィードバックデバイスとを有する請求項１記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の多機能パンチが一つの共通軸に沿って配置されるとともに可動である請求項１記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項４】
前記第２の内側パンチが円形断面を有する請求項３記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項５】
前記第２の内側パンチが不規則な断面を有する請求項３記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の外側パンチが円形リング形状の断面を有しており、前記第１及び第２の内側パンチをそれぞれ取り囲んでおり、前記外側パンチ及び前記内側パンチが互いに摺動接触している請求項４記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項７】
前記外側パンチの一つが対向する前記内側パンチ上を延びるようになっている請求項４記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項８】
前記外側パンチの各々が対向する前記内側パンチ上を延びるようになっている請求項４記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の多機能パンチアセンブリの間にダイを位置決めするための前記手段が前記共通の軸に沿って可動である請求項３記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項１０】
作用を受ける金属スラグを前記第１及び第２の多機能パンチアセンブリの間に挿入するための手段を有する請求項５記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項１１】
作用を受ける金属スラグを前記第１及び第２の多機能パンチアセンブリの間に挿入するための手段を有する請求項６記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項１２】
前記共通軸に沿って前記パンチを個別に移動するための前記手段が、複雑な形状を定義するために、プログラム可能なロジックコントローラと、フィードバックデバイスを有するマルチアクセスコントローラと、ソフトウェアとを有する請求項３記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項１３】
複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置であって、前記装置が、
共通の軸に沿って互いに対して可動な内側パンチ及び外側パンチを有する多機能パンチアセンブリと、前記内側パンチへ連結された延長ロッドと、前記パンチの各々の動きを別々に制御するための手段とを有し、
前記外側パンチアセンブリは各端部にシールが設けられたマルチエンドシリンダと、マルチエンドアセンブリを貫通して延びる通路とを有し、前記内側パンチが前記通路の中を延びている冷間鍛造装置。
【請求項１４】
シングルステーションで複雑な金属形状を形成するための方法であって、
内側パンチ及び外側パンチを有する第１の多機能パンチアセンブリを提供する段階と、
ダイを提供する段階と、
前記内側及び外側のパンチを共通の軸に沿ってダイの内外へ移動させる段階と、
パンチの各々の動きを制御して、ダイ内部のワークピースに対して独立に作用させる段階と、
を有する方法。
【請求項１５】
前記パンチの各々を制御して、ワークピースに対して同期して同時又は順番に作用させる段階を有する請求項１４記載のシングルステーションで複雑な金属形状を形成するための方法。
【請求項１６】
二つの端部を有するダブルエンドシリンダとダブルエンドロッドとを提供する段階と、二つの端部の各々にシールを形成し、ダブルエンドロッドを貫いて延びる通路を形成する段階と、内側パンチに対する延長ロッドを提供し、その延長部が前記通路の中を通るようにする段階とを有する請求項１４記載のシングルステーションで複雑な金属形状を形成するための方法。
【請求項１７】
前記第１のパンチアセンブリと同軸上で対向する関係にある第２の内側パンチ及び第２の外側パンチを有する第２の可動なパンチアセンブリを提供する段階と、
ワークピースに対して作用する前記アセンブリの各々における各パンチの動きを制御する段階と、
を有する請求項１４記載のシングルステーションで複雑な金属形状を形成するための方法。
【請求項１８】
前記マルチパンチアセンブリの各々におけるパンチの一つによってワークピースへ圧力を加え、引き続いて、他のパンチの一つによってワークピースへ圧力を印加して金属部材を形成する段階を有する請求項１７記載のシングルステーションで複雑な金属形状を形成するための方法。
【請求項１９】
パンチの一方を動かして金属のワークピースから離すことによってダイの内側にキャビティを形成し、その後、前記パンチの他方によって圧力を印加することによってパンチの一方を移動させて、形成されたキャビティの中へワークピースが拡張できるようにする段階を有する請求項１８記載のシングルステーションで複雑な金属形状を形成するための方法。
【請求項２０】
前記外側パンチの回転を防止するためのアンチローテーション機構が設けられている請求項１３記載のシングルステーションで複雑な金属形状を形成するための方法。
【請求項２１】
複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置であって、前記装置が、
共通の軸に沿って互いに対して可動な第１の内側パンチ及び第１の外側パンチを有する第１の多機能パンチアセンブリと、
第２の軸に沿って可動な第３のパンチと、
前記パンチを前記軸に沿って独立に移動させるための手段と、
金属材料を受容するためにダイを位置決めし、前記パンチの移動に応じて前記金属材料に対して作用してシングルステーションで複雑な形状を形成するための手段と、
を有する冷間鍛造装置。
【請求項２２】
前記軸が平行ではあるが、互いに直線的にずれており、前記第１及び第２のパンチが金属材料の一つの部分に作用し、前記第３のパンチが金属材料の他の部分に作用するようになっている請求項２１記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項２３】
前記共通の軸と前記第３のパンチの前記軸とが互いに斜めにずれているが、前記パンチの各々がシングルステーションにおいて金属材料に対して作用するように構成及び配置されている請求項２１記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項２４】
前記第３のパンチが、共通の軸に沿って可動な第２の内側パンチ及び第２の外側パンチを有する第２の多機能パンチアセンブリである請求項２１記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項２５】
前記第２の多機能パンチアセンブリが、前記第１の多機能パンチアセンブリと一般的に対向する関係にある請求項２４記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項２６】
前記第１及び第２のパンチアセンブリが共通の軸上に配置されており、前記金属材料の両側に作用するようになっている請求項２５記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項２７】
軸に沿って可動な追加のパンチを有し、この追加のパンチが金属材料の別の部分に作用するようになっている請求項２１記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【請求項２８】
前記追加のパンチが共通の軸に沿って互いに対して可動な第３の内側パンチ及び第３の外側パンチを有する多機能パンチアセンブリである請求項２７記載の複雑な形状を形成するためにシングルステーションで多機能を実行する冷間鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
これは2002年11月12日に出願された我々の先の米国特許願第10/291,361号の一部継続出願である。この発明は複雑な物体を形成するための冷間鍛造装置及びその方法に関する。さらに詳しくは、この発明はシングルステーションで多機能を実行するための冷間鍛造装置、及びシングルステーションで複雑な金属形状又は物体を形成するための方法に関する。
【０００２】
発明の背景
冷間鍛造の装置やプロセスはよく知られている。そうした装置及びプロセスはシングルステーションでの比較的単純な部品や、マルチステーションのセットアップでのより複雑な部品の商業生産で長年使用されてきている。しかし、より複雑な部品に対しては、マルチステーションプロセスは、装置の重複、余計なセットアップ時間、余計なスペース、複数のダイ、余計なコストを必要とする。そのコストは少量の鍛造部品を製造する場合には特に過大なものになる。
【０００３】
より複雑な部品は、自動鍛造プレス又はカム駆動コールドヘッダなどの機械で鍛造することもできる。そうした機械では、部品は、各々がパンチを備えた様々な固定ダイセットの間を移送される。そうした機械は高速動作が可能であるが、複雑で、高価であり、稼動の前にかなりのセットアップ時間が必要である。従って、そうした機械の利用は、一般に、稼動の長さがセットアップ時間に見合うような大量のアイテムに限定される。また、そうした機械の利用は、一般に、機械のコストやセットアップ時間及びその他の動作コストに見合うだけの十分な複雑さや十分な市場的価値を有するような部品に限定される。
【０００４】
そこで、本発明におけるような複雑な部品を形成するための冷間鍛造装置及び方法に対する市場やニーズが存在するものと考えられる。そうした要望の理由は、そうした装置及び方法が多くの利点を提供してくれるからである。例えば、この発明による装置及び方法は、シングルステーションで複雑な金属形状を冷間鍛造することができる。また、この発明による装置及び方法は、必要なスペースが少なく、一部の例では、複雑な部品の製造において、各々が一つのステップを実行する複数の機械におけるよりも少ない作業員で済む。ここに開示されている装置及び方法は、セットアップ時間が少なくて済み、作業員は経済的なコストで短い稼動時間で製造が可能である。これは、ステーションの数が少なく、機械設備が少ないために、特に、少量の部品の場合には、製造コストが下がるからである。
【０００５】
この発明による装置及び方法の別の利点は、前述したカム駆動コールドヘッダよりも遅いかもしれないが、より高い柔軟性を提供するとともに、機械が故障したときや、より複雑な機械に対するダウンタイムのときにバックアップを提供する複数の機械を使用していることにある。さらに、この発明による冷間鍛造装置は安い価格で製造及び販売をすることができる。例えば、この発明による冷間鍛造装置のコストは自動カム駆動冷間プレスのコストの25%以下であると見積もられる。さらに別の利点は、シングルステーションにおいて複数セットのパンチをコンピュータプログラムと組み合わせて使用していることにある。また、この発明による装置は、従来の自動カム駆動コールドヘッダよりも設置、操作、保守がより簡単で、安価であり、信頼性が高いと考えられる。従来の自動カム駆動コールドヘッダは比較的高速が可能であることはわかっているが、この発明による機械を二つ、三つ、又はそれ以上使用することによって、コストや、付加される柔軟性を含めた前述の利点を提供しつつ、これらのスピードに対応可能であると考えられる。
【発明の開示】
【０００６】
本質的には、この発明は、シングルステーションで多数の機能又はステップを実行して、複雑な金属形状又は部品を形成するための冷間鍛造装置に関する。例えば、このような機械は、単一のダイ及び共通の軸上に配置された複数のパンチを用いて、シングルステーションで、ドローイングと、アップセットと、押し出しとを行うことができる。この発明の好ましい実施形態においては、この冷間鍛造装置は第１の多機能パンチアセンブリを有している。このパンチアセンブリは、互いに共通の軸に沿って可動な第１の内側パンチ及び第１の外側パンチを有している。この装置は第２の、すなわち、交差する対向する多機能パンチアセンブリも有している。この第２のパンチアセンブリは、互いに共通の軸に沿って可動な第２の内側パンチ及び第２の外側パンチ、及び共通の軸に沿ってパンチを個別に移動させるためのプログラム可能な制御手段を有している。この装置は、また、第１及び第２の多機能パンチアセンブリの間にダイを設置し、及び／又は保持するための、さらに、パンチが作用して複雑な形状を形成する金属の材料又はスラグを受容して収容するためのダイ位置決め手段も有している。
【０００７】
この発明の重要な特徴は、外側パンチの取り付け及びガイドを行うマルチエンドシリンダを使用していることにある。外側シリンダ及びパンチアセンブリに穴又は通路を形成して、外側シリンダ及びパンチの中央を内側パンチの延長部が通過できるようにするために、マルチエンドシリンダの各端部にはシールが設けられていることが重要である。また、第２の、すなわち、もっと多くのマルチエンドシリンダを使用して、３又はそれ以上の軸方向に入れ子式になったパンチでダイの内部における同期した形成工程を実行することができると思われる。
【０００８】
この発明は、また、シングルステーションで複雑な金属形状を形成するための方法にも関する。この方法は、第１の内側及び外側のパンチを有する入れ子式のパンチアセンブリを提供する段階を有している。外側パンチアセンブリはダブルエンドロッドを有しており、中央通路がその中を貫通していて、リング形状のアセンブリを形成している。この方法は、また、内側パンチに延長部を設ける段階を有しており、この延長部は前記中央通路の中を延びている。さらに、この発明による方法は、共通の軸に沿って内側及び外側のパンチをダイの中へ移動させる段階と、ダイ内部のワークピースに対して入れ子式パンチの各々を独立に制御する段階とを有している。
【０００９】
この発明の別の実施形態では、金属材料、金属のブランク又はスラグを複雑な形状に形成するために共通の軸に沿って移動する内側及び外側のパンチを有する第１の多機能パンチアセンブリが考えられている。しかし、この発明のこの実施形態においては、第１の多機能パンチアセンブリと同じステーションにおいて、単一のパンチ、又は、好ましくは、第２の多機能パンチアセンブリが配置されており、金属材料、金属ブランク又はスラグに作用させるようになっている。この実施形態においては、単一のパンチ又は第２の多機能パンチアセンブリの軸は、第１の多機能パンチアセンブリが移動するのと同じ軸に沿っていてもよいし、第１の多機能パンチアセンブリが移動する軸と平行であるがそこからずれていたり、又は第１の多機能パンチアセンブリが移動する軸から斜めに配置されていてもよい。
【００１０】
ここで、図面と関連させてこの発明を説明する。図面では類似した参照番号は類似した部材を示している。
【００１１】
発明の好ましい実施形態の説明
図１及び図２はこの発明による冷間鍛造装置の一部を示している。図からわかるように、一対の対向する同軸のマルチパンチアセンブリがシングルステーションで複数の機能又は段階を実行するように構成及び配置されている。図に示されているように、第１のマルチパンチアセンブリは共通の軸上で入れ子式に配置された第１の内側パンチ１０と第１の外側パンチ１２とを有しており、第１の内側パンチ１０及び外側パンチ１２の各々が別々に制御可能になっていて、共通の軸に沿って独立に自在に移動する。パンチ１０及び１２はそれぞれその一端に大きな端部又は駆動部材１１及び１３を有していて、パンチの各々に力を加えられるようになっている。パンチ１０及び１２の反対側の端部はダイ１４の内側に描かれている。
【００１２】
第２のマルチパンチアセンブリは第１のマルチパンチアセンブリと類似しており、共通の軸上で入れ子式に配置された第２の内側又は中央のパンチ２０と、第２の外側パンチ２２とを有している。パンチ２０及び２２は、パンチ１０及び１２と同じように、別々に制御可能であり、共通の軸に沿って独立に自在に移動する。パンチ２０及び２２もそれぞれその一端に大きな端部又は駆動部材２１及び２３を有していて、パンチの各々に力を加えられるようになっている。パンチ２０及び２２の反対側の端部はダイ１４の内側に描かれている。
【００１３】
この発明の一実施形態による冷間鍛造装置が図３Ａ及び図３Ｂに示されている。ここでは、中央のプラテン又はダイキャリア２４が異なる位置に描かれている。この装置は二つのボルスタプレート３２及び３３を有するタイボルトアセンブリを有している。ボルスタプレートは、四つのバー又はロッド２５及び２６（図には二つだけが描かれている）によって一体に連結されていて、図のように、ナット２７、２７’、２８及び２８’によって通常の方法で一体に保持されている。また、金属のスラグ又はブランクをローディングエリアからパンチの間の位置まで移動させることによって自動的又は半自動的にダイ１４のローディングを行うために、ローダ／アンローダ機構５０がダイキャリア２４上に取り付けられている。ブランク又は部品のローディング及び／又はアンローディングを行うための従来の機構については、図５に関連して以下でさらに詳しく説明する。
【００１４】
この装置は油圧シリンダ３０及び３１も有している。油圧シリンダはその両端がプレスフレームの外側にあり、ボルト３４、３４’、３５及び３５’、エンドキャップ３６及び３７、及び複数のナットによって通常の方法でボルスタプレート３２及び３３へ保持されている。油圧シリンダ３０及び３１の各々はコネクタ３０’及び３１’によって油圧源（図示されていない）へ接続されている。
【００１５】
シリンダ３０及び３１は共通の軸に沿ってシリンダロッド３８及び３８’を駆動する。シリンダロッド３８及び３８’は任意の適当なコネクタ３９，３９’によって中央又は内側のパンチ１０及び２０へ連結されている。この装置はプレスフレームの内側に配置された一対のシリンダ４５，４５’も有している。これらのシリンダアセンブリは前方及び後方のエンドキャップ４０，４１と、前方エンドキャップ４０’，４１’と、タイロッド４２，４２’，４３及び４３’とを有している。シリンダ４５及び４５’の各々は通常の方法で別の油圧源（図示されていない）へ接続されている。シリンダ４５，４５’はシリンダロッド３８及び３８’が通過する中央の通路又は穴も有している。
【００１６】
シリンダ４５，４５’の各々は、各端部において、マルチエンドシリンダアセンブリ、好ましくは、シールを有するダブルエンドロッドアセンブリを有しており、ロッドの中央を貫通するように穴又は通路が形成されている。この穴又は通路によって、延長部又はロッド３８及び３８’はロッドの中央を通過することが可能になっている。また、第２及び第３のマルチエンドシリンダロッドを使用して、三つ又はそれ以上の軸方向に入れ子式になったパンチでダイの内部における同期した形成工程を実行できるようにすることも考えられる。
【００１７】
図４Ａ及び図４Ｂに示されているシリンダ３０は通常の設計である。例えば、油圧シリンダ又はプレスはイリノイ州、ベンセンビル(Bensenville,  Illinois)のミラーフルードパワー(Miller  Fluid  Power)からモデルH-67Bとして購入が可能である。図４Ｂに一層明瞭に示されているように、延長ロッド３８’はシリンダ４５’を貫通するようにシリンダ３０へ連結されている。シリンダ４５’も従来の設計であるが、ロッドの中央を貫くような通路を形成すること、又は穿孔することによってチューブ形状のロッドを形成するように修正されている。これは、通常の青銅のベアリングによって内側で支持又はガイドされている。ベーシックシリンダ４５はリング形状のパンチを有している。このベーシックシリンダはミラーフルードパワーからダブルエンドプレスのモデルNo.DH67Bとして入手することが可能である。
【００１８】
図４Ａに示されているように、この発明による装置はアンチローテーション機構７０も有している。このアンチローテーション機構は、一対のキャリッジ７１，７１’と、アーム７２とを有しており、アームはその一端において通常の方法でキャリッジ７１，７１’へ連結されている。アーム７２の反対側の端部７３は一対のボルト７４及び７４’によってリング形状のシリンダロッドへボルト結合されている。キャリッジ７１，７１’はリング形状のシリンダロッドの動きとともにレール７６に沿って前後に移動し、リング形状のロッドがシリンダの内側で回転しないようにしている。アンチローテーション機構は、複雑な入れ子式形状のために入れ子式パンチの位置をダイキャビティと揃えなければならいないとき、例えば、ギア歯などを有する部材を挿入するときなどに重要である。
【００１９】
図５に示されているように、ローダ５１は通常の設計であり、ダイキャリア２４に隣接されるか、その上に配置される。ローダ／アンローダ５１は、ダイ５６の正面にロードブランク５３を設置するために、一対のエアーシリンダ５２及び５４を有している。第１のシリンダ５２はロードキャリア５５を第１の位置からダイ５６に揃うまで水平方向に移動する。次に、第２のエアーシリンダ５４がダイの正面にロードブランク５３を設置し、そこで、ロードブランクはパンチの一つによってダイ５６の中へ供給される。その後、キャリア５５は通常の方法によって第１の位置へ戻される。
【００２０】
ここに開示されている冷間鍛造装置の動作が図６に示されている。そこに示されているように、プログラム可能なロジックコントローラ１０２をプログラミングするため、及び／又は予め選択された形状を有する部材を形成するためのパンチ１０、１２、２０及び２２（図１及び図２に示されている）の動きを制御するために、ラップトップなどのパーソナルコンピュータ１００が使用されている。コンピュータ１００はイーサネット(登録商標)のローカルエリアネットワーク(LAN)１０１によってプログラム可能なロジックコントローラ１０２へ動作可能に接続されている。ＬＡＮ１０１は、シャトル又はその他のタイプのローダ１０３を制御する第１のマルチアクシスコントローラ１０４へ動作可能に接続されている。次に、ローダはマルチアクシスコントローラからのデータに応じて金属スラグ又は完成部材をロードし、及び／又は受容する。テンパソニック(Tempasonic)位置フィードバックデジタル出力デバイス１０６もマルチアクセスコントローラ１０４へ動作可能に接続されており、ローダ１０３の状態に関するデータをフィードバックする。
【００２１】
マルチアクセスコントローラ１０４は、ダイプラテンシリンダ(die  platen  cylinders)１１０及び１１２内の平行な一対のダイプラテンピストンの動きを制御するために、油圧サーボ１０８へ動作可能に接続されている。フィードバックデータをコントローラ１０４へ送るために、第２のテンパソニック位置フィードバックデジタル出力デバイス１１４がマルチアクセスコントローラ１０４へ動作可能に接続されている。
【００２２】
四つのパンチ１０、１２、２０及び２２（図１及び図２を参照のこと）の動きは、油圧シリンダ１２０、１２２、１２４及び１２６によって駆動される。これらの油圧シリンダは、それぞれ、第２のマルチアクセスコントローラ１３０からのデータ又は信号に応じて、油圧サーボ１２１、１２３、１２５及び１２７によって動作可能である。第２のマルチアクセスコントローラ１３０はＬＡＮ１０１へ動作可能に接続されており、八つのパラメータ、すなわち、パンチ１０、１２、２０及び２２の各々に対する四つの位置及び四つの圧力センサを制御するのに有効である。第２のマルチアクセスコントローラ１３０は、シリンダの位置又は各パンチに関する圧力に対応したデータをそれぞれテンパソニック位置フィードバックデジタル出力デバイス１３２、１３４、１３６及び１３８から受信し、また、圧力トランスデューサ１３３、１３５、１３７、１３８、１３３’、１３５’、１３７’、１３８及び１３８’から圧力に応じたデータを受信する。四つのシリンダの各々に対して、ピストンの各サイドに一つずつ、二つの圧力トランスデューサが設けられている。
【００２３】
テンパソニック位置フィードバックデジタル出力デバイス１３２、１３４、１３６及び１３８及び圧力トランスデューサ１３３、１３５、１３７、１３９、１３３’、１３５’、１３７’及び１３９’からのデータは、ＬＡＮ１０１によって、プログラム可能なロジックコントローラ１０２へ伝送される。テンパソニック位置フィードバックデジタル出力デバイスや圧力トランスデューサの設計は従来のものであり、イリノイ州、ベンセンビルのミラーフルードパワーから入手可能である。
【００２４】
各パンチの動きをプログラミングすることは、単一のダイの内部で複雑な形状を製造する場合、あるいは、形成される鍛造部品の形状を変更する場合に有効である。こうしたプログラムは、図６に示されているような図面に基づいた部品鍛造に経験のあるプログラマにとっては十分にその技術範囲内である。
【００２５】
図７に示されているように、シングルステーションにおいて単一のワークピースに作用させるために、一対の同軸のマルチパンチアセンブリが一般に対向した状態で配置されている。パンチアセンブリの各々は、軸上で入れ子式になった第１の内側パンチ１０及び第１の内側パンチ１２を有している。第１の内側パンチ１０及び第１の外側パンチ１２は別々に制御可能であり、共通の軸に沿って独立に自在に移動する。パンチ１０及び１２は、パンチの各々に力を印加するために、それぞれの一端に駆動部材１１及び１３としての大径の端部を有している。パンチ１０及び１２の反対側の端部はダイ１４の内側に示されている。
【００２６】
第２のマルチパンチアセンブリは第１のマルチパンチアセンブリに類似しており、共通の軸上で入れ子式に配置された第２の内側又は中央のパンチ２０及び第２の外側パンチ２２を有している。パンチ２０及び２２は、パンチ１０及び１２と同様に、別々に制御が可能であって、それらの共通の軸に沿って独立に自在に移動する。パンチ２０及び２２も、パンチの各々に力を印加するために、それぞれの一端に駆動部材２１及び２３としての大径の端部を有している。パンチ２０及び２２の反対側の端部はダイの内側に示されている。図１とは異なり、パンチ１０及び１２を含んだパンチアセンブリは第１の軸の上に配置されているが、一方でパンチ２０及び２２は別の軸に沿って配置されている。図からわかるように、これらの軸は平行ではあるが、互いに直線的にずれている。
【００２７】
この発明の別の実施形態が図８に示されている。そこに示されているように、第１の単一パンチ２０２は一般に垂直の軸上に配置されており、パンチへ力を印加するために、その一端に駆動部材２０３としての大径の端部を有している。パンチの反対側の端部はダイ２０５の内側に示されている。
【００２８】
第１のマルチパンチアセンブリ２０６は共通の軸上に配置された第１の内側パンチ２１０及び第１の外側パンチ２１２を有している。この共通の軸は第１の単一パンチの軸に対して斜めに配置されているが、それと交差している。第１の内側パンチは、パンチに力を印加するための大径の端部すなわち駆動部材２１１を有している。第１の外側パンチ２１２も同じ目的の大径の端部２１３を有している。図面に示されているパンチ２１０及び２１２の反対側の端部はダイ２１４の中に配置されている。図からわかるように、第１の単一パンチと第１のマルチパンチアセンブリ２０６との交差する軸は約１２０℃だけ角度的にずれているが、他のずれ角度に変更して、そのような角度で表される形状のカスタム部品を製造することも可能である。また、２対のパンチが対向するように四つのパンチを配置し、各々を隣接するパンチから約９０℃だけ角度的にずらすことも考えられる。
【００２９】
第２のマルチパンチアセンブリ２１６は、共通の軸上で入れ子式に配置された第２の内側又は中央のパンチ２２０及び第２の外側パンチ２２２を有している。パンチ２２０及び２２２の各々は大径の端部２２１及び２２３を有しており、反対側の端部はダイ２３０の中に配置されている。
【００３０】
この発明をその実施形態に関して説明してきたが、請求の範囲から逸脱することなく、変更や修正が可能であることがわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の第１の実施形態による対向型の同軸マルチパンチアセンブリの断面図である。
【図２】図１に示されているマルチパンチアセンブリの断面図であって、マルチパンチが異なる位置にある状態を示す図である。
【図３Ａ】この発明の一実施形態による冷間鍛造装置の上面図又は平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示されている冷間鍛造装置の上面図又は平面図であって、外側パンチがプレスへ固定されるとともに鍛造部分がダイの内側にある状態を示す図である。
【図４Ａ】この発明による冷間鍛造装置で使用されているタイプの入れ子式油圧シリンダの平面図である。
【図４Ｂ】この発明を実施するときに使用される延長ロッドの上面図又は平面図である。
【図５】この発明に関連して使用される従来のローダを示す略図である。
【図６】この発明の装置を制御するための制御論理を示す略図である。
【図７】複数の多機能パンチアセンブリの断面図であって、多機能パンチアセンブリの軸が互いにずれている状態を示している。
【図８】複数の多機能パンチアセンブリの断面図であり、第３の多機能パンチアセンブリが第１及び第２の多機能パンチアセンブリの軸と交差する軸に沿って移動することを示している。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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