(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形機の側方搬送用トングを昇降させる昇降動作をもたらす装置であって、制御カム(２)とカウンタカム(３)とが取り付けられている可動カム担持体(１)と、前記制御カム(２)上を転動する制御ローラ(54)が回転自在に装着された制御ローラアーム(52)及び前記カウンタカム(３)上を転動するカウンタローラ(55)が回転自在に装着されたカウンタローラアーム(53)とを有する枢動自在の二重レバー(５)とを備え、前記制御カム(２)と前記カウンタカム(３)とが互いに相反する回転方向において前記二重レバー(５)に作用している装置において、前記可動カム担持体(１)に取り付けられ、ばね素子レバー(６)に装着したばね素子ローラ(62)が転動する可動ばね素子カム(４)と、前記ばね素子レバー(６)に設けられて、前記カウンタローラ(55)と同一回転方向において前記二重レバー(５)に作用するばね素子(61)とを更に設けてなることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載のものであって、前記二重レバー(５)と前記ばね素子レバー(６)とが、共通のスピンドル(７)に回転自在に装着されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載のものであって、前記ばね素子カム(４)と前記カウンタカム(３)とが、同一湾曲形状を有していて、一つのカムとして形成されていることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のものであって、前記制御カム(２)によりもたらされる前記二重レバー(５)の枢動作用により側方搬送用トングが上昇させられ、前記カウンタカム(３)あるいは前記ばね素子カム（４）によりもたらされる前記二重レバー(５)の枢動作用により側方搬送用トングが下降させられることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のものであって、前記制御カム(２)とカウンタカム(３)、前記ばね素子カム(４)とは、側方搬送用トングが最下降位置にあると、ばね素子ローラ(62)がばね素子カム(４)に当接し、それによりばね素子(61)から二重レバー(５)に、当該側方搬送用トングを下方に付勢するトルクが作用する一方、制御ローラ(54)が制御カム(２)から離間する方向に持ち上げられ、カウンタローラ(55)もカウンタカム(３)から離間する方向に持ち上げられるように、それらの形状が定めるられていることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のものであって、前記制御カム(２)と前記カウンタカム(３)とばね素子カム(４)は、ばね素子(61)により二重レバー(５)に作用するトルクに抗して側方搬送用トングが制御カム（２）により低い下降位置の方へと持ち上げられる一方、制御ローラ(55)がカウンタカム(３)から離間する方向に上昇させられるように、その形状が定められていることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のものであって、前記制御カム(２)と前記カウンタカム(３)と前記ばね素子カム(４)は、ばね素子(１)が二重レバー(５)に作用させるトルクにより支持された制御カム(２)により側方搬送用トングが低上昇位置から最下降位置へと下降させられる一方、カウンタローラ(55)がカウンタカム(３)から離間する方向に上昇させられるように、その形状が定められていることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のものであって、前記制御カム(２)と前記カウンタカム(３)と前記ばね素子カム(４)は、ばね素子(61)が二重レバー(５)に作用させるトルクに抗して側方搬送用トングが最下降位置から中間上昇位置へと緩やかに上昇させられる一方、カウンタローラ(５５)がカウンタカム(３)上に当接するようになり、その後、上昇動作に比べて３倍ほど急速に最下降位置へと下降させられる一方、カウンタローラ(５５)が、二重レバー(５)に対してばね素子(６１)が作用させるトルクの作用でカウンタカム(３)から離間する方向に上昇させられるように、その形状が定められていることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のものであって、前記制御カム(２)と前記カウンタカム(３)と前記ばね素子カム(４)は、ばね素子(61)が二重レバー(５)に作用させるトルクに抗して側方搬送用トングが制御カム（２）により最下降位置から高上昇位置へと上昇させられる一方、カウンタローラ(55)がカウンタカム(３)に当接し、この高上昇位置から最下降位置へと再び下降させられる一方、カウンタローラ(55)が、ばね素子(61)が二重レバー(５)に作用させているトルクの作用によりカウンタカム(３)から離間する方向に再び上昇させられるように、その形状が定められていることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のものであって、前記制御カム(２)と前記カウンタカム(３)と前記ばね素子カム(４)は、可動カム担持体(１)の運動サイクル時に、側方搬送用トングが最下降位置から低または中間上昇位置へと上昇させられ、この位置から最下降位置へと下降させられ、この位置から高上昇位置へと上昇させられ、最後にはこの位置から最下降位置へと再び下降させられるように、その形状が定められていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のものであって、前記可動カム担持体が回転自在の制御シャフト(１)であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立請求項１の前提項に記載した、成形機の側方搬送用トングを昇降させるための昇降動作をもたらす装置に関する。本発明にかかる装置は、熱間成形機と冷間成形機との両方に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
成形機においては、加工物を側方搬送用トングによりある成形ステーションから次のステーションへと側方に搬送することがしばしば行われていて、空になった側方搬送用トングは元のスタート位置へ戻されている。例えば国際出願公開ＷＯ98/14289号には、側方搬送用トングをトングケースで側方搬送用チューブに連結して、加工物を側方搬送用トングに保持させた状態でトングケースをスタート位置から解放位置へと移動させるが、この移動を側方搬送チューブを当該チューブの長手方向に移動させることによって行っている。このような移動が起こると、ローラを備えたトングケースは、アンビルに取り付けた軌道上を転動する。加工物を解放した後での空の側方搬送用トングの戻しを案内するために、側方搬送用トングのあるトングケースが、側方搬送用チューブを回転させることにより持ち上げられ、その後、側方搬送用チューブをチューブの長手方向に戻してトングケースを再び下降させることによりスタート位置へ戻すようになっている。
【０００３】
側方搬送用トングの昇降は、制御ローラアームとカウンタローラアームとを有する二重レバーを、回転自在制御軸に取り付けられていて両側の回転方向へ当該二重レバーに作用する制御カムとカウンタカムとにより枢動することにより行われている。このために、制御カム上を転動する制御ローラが制御ローラアームに回転自在に配置され、また、カウンタカム上を転動するカウンタローラがカウンタローラアームに回転自在に配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
側方搬送用トングが、スタート位置から解放位置へと移動させられている間は上昇されないこと、また、軌道上を転動するトングケースには、軌道またはトングケースのローラが汚損すると、不規則な移動を起こしてしまい、解放位置とスタート位置の何れか、または両方におけるトングケースの位置決めが不正確になる問題がある。また、トングケースを軌道上に下ろして設置する場合、振動あるいはストレスが発生して、制御カム、カウンタカム、二重レバー、トングケースなどの不正確性ないし汚損による過剰設定(overdetermination)により変形を来すことになる。もう一つ問題点として、トングケースをスタート位置へ戻したときに下降させるのが比較的困難であることが挙げられる。
【０００５】
英国特許第730321号に開示されている成形機の場合では、側方搬送用トングの側方移動時に当該トングが転回できるようにするために、側方搬送用トングは、スタート位置から解放位置への搬送時や、解放位置からスタート位置への搬送時に昇降させられるようになっている。この昇降は、制御ローラアームとカウンタローラアームとを有する二重レバーに対して両回転方向に作用する制御カムとカウンタカムによりこの二重レバーを枢動することで行っている。この場合、制御カムとカウンタカムとは回転しないが、前後動するようになっている。制御カム上を転動する制御ローラは制御ローラアーム上に回転自在に配置されている一方、カウンタカム上を転動するカウンタローラはカウンタローラアーム上に回転自在に配置されている。非可動状態で装着したばねが制御ローラアームを制御ローラと共に制御カムに常に付勢している。
【０００６】
スタート位置から解放位置への移動時と解放位置からスタート位置への移動時に側方搬送用トングを上昇させると、トングケースをアンビルや軌道上を転動させた場合に起きると考えられる問題点を解消することができるが、前記国際出願公開公報で知られている側方搬送昇降装置に付随する問題点は依然として残る。
【０００７】
前述の公知の側方搬送昇降装置における問題点を鑑み、本発明は、冒頭で説明した型式の側方搬送用トングの昇降のための昇降運動をもたらす装置であって、側方搬送用トングを所望通り昇降できるようにする一方、特に最下降位置へと緩やかに下降させることができ、また、広範囲の過剰設定と振動などを解消することのできる装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、前述の目的は、独立請求項１に記載の装置により達成できる。この装置の好ましい具体的な構成は従属項に定めている。
成形機の側方搬送用トングの昇降運動をもたらす本発明による装置は、制御カムとカウンタカムとを有し、これらのカムを可動カム担持体に取り付けている。枢動自在の装着した二重レバーには制御ローラアームとカウンタローラアームとが備えられ、制御カム上を転動する制御ローラが制御ローラアームに回転自在に装着されるとともに、カウンタカム上を転動するカウンタローラがカウンタローラアームに回転自在に装着されており、制御カムとカウンタカムとが二重レバーに対して両回転方向に作用している。装置には、可動ばね素子カムとばね素子も備えられ、可動ばね素子カムは、ばね素子レバーに配置したばね素子ローラが可動ばね素子カム上を転動するようになっており、他方、ばね素子は、ばね素子レバー上に装着されていて、カウンタローラと同一回転方向に沿って二重レバーに作用するようになっている。
【０００９】
制御カムのみならず、カウンタカムや二重レバー、ばね素子カムやばね素子と共にばね素子レバーなどがあると言うことは、昇降運動が、一方では制御カムとカウンタカムとにより、また、他方では制御カムとばね素子カムとにより交互に制御されることを意味する。制御カムとばね素子カムとによる制御は、例えばアンビルないしプレートに側方搬送用トングを担持するトングケースを殆ど速度を伴わないで、即ち、緩やかに下降させるため、他方では、側方搬送用トングに対して下向きの力を作用させるために、側方搬送用トングが完全に下降した位置の部分において行うのが特によく、これにより、制御カムとカウンタカムとを、アンビルないしプレートがトングケースに作用するのと同時に二重レバーに作用させた場合に発生しがちな振動や過剰設定が起こらないようにすることができるのである。他方では、制御カムとカウンタカムとによる制御は、比較的重いトングケースを側方搬送用トングで安全かつ正確に案内するためにも、中間及び高い領域において行うのが適切である。
【００１０】
ばね素子カムは、可動カム担持体に取り付けておくのが望ましく、また、二重レバーとばね素子レバーとは共通のスピンドルに取り付けておくのが望ましい。このようにして、装置の構造を比較的簡素にすることができ、ばね素子としても必要以上備える必要もない。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態では、ばね素子カムとカウンタカムとは同一の湾曲形状を有していて、一つのカムとして形成されている。これにより、装置を一層簡素にすることができ、製造費も減少する。
【００１２】
本発明の別の好ましい実施の形態では、ばね素子カムをカウンタカムとは別体として形成している。これによれは、それに協働するばね素子カムの形状を適宜選定することによりばね力を調節することができる。
【００１３】
制御カムとカウンタカム、ばね素子カムなどは、側方搬送用トングが完全に下降位置にあると、ばね素子ローラがばね素子カムに対して乗りかかり、それによりばね素子から二重レバーに、当該側方搬送用トングを下方に付勢するトルクが作用する一方、制御ローラが制御カムから離間する方向に持ち上げられ、カウンタローラもカウンタカムから離間する方向に持ち上げられるように、それらの形状を定めるのが望ましい。このようにすることで、最下降位置にあると、静止しているトングケースを介してばね素子カムとアンビルだけが作用し、これにより予め応力を加えることができると共に、過剰設定を全てなくすことができるのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以後、本発明の好ましい実施の形態を示す添付図面を参照しながら、成形機における側方搬送用トングを昇降させる昇降動作をもたらす本発明による装置を詳述する。
【００１５】
図１．
図示された実施の形態では、制御カム２、カウンタカム３及びばね素子カム４が制御軸１の形態の可動カム担体に回転自在に取り付けられている。制御軸１は機械本体１１上で矢印Ａの方向に回転自在に取り付けられており、モータ（図示せず）により駆動される。同様に、機械本体１１にはスピンドル７が取り付けられており、このスピンドル７は制御軸１と平行に延在し、その上には二重レバー５とばね素子レバー６が回動自在に取り付けられている。二重レバー５は、制御ローラアーム５２と、カウンタローラアーム５３と、駆動出力アーム５１とを備えている。制御ローラアーム５２の自由端には制御ローラ５４が回動自在に取り付けられており、この制御ローラ５４は、制御カム２上を回動し、カウンタカム３上を回動するカウンタローラ５５はカウンタローラアーム５３の自由端に回動自在に取り付けられている。本願明細書及び特許請求の範囲においては、回動とは、ローラが関連するカムと常に接触して、その上を常に転動するという意味ではなく、ある時間カムと当接し、その時間だけその上を転動するという意味である。
【００１６】
制御ローラアーム５２及びカウンタローラアーム５３は、制御ローラ５４及びカウンタローラ５５が、制御軸１及びスピンドル７を通過する面の異なる側に位置するように配置されている。その結果、制御カム２及びカウンタカム３は、二重レバー５に対し反対の回転方向に作用する。
【００１７】
ばね素子レバー６は、その自由端に回動自在に取り付けられたばね素子ローラ６２を有しており、ばね素子ローラ６２はばね素子カム４上を転動する。二重レバー５のばね素子レバー６及び駆動出力アーム５１の間には、ここではばねとして図示されたばね素子６１が配置されている。実際には、ベローズ形シリンダを使用するのが好ましいが、基本的には、二重レバー５のデザインに応じて、カウンタローラアーム５３に作用したり、あるいは、たとえば引張りばねのように制御ローラアーム５２に作用する他のばね素子が考えられる。ばね素子カム４及びばね素子６１は、二重レバー５に対しカウンタカム３の回転方向と同じ方向に作用する。
【００１８】
駆動出力アーム５１の自由端は、連結軸８１の一端にボールジョイント８６を介して連結されており、連結軸８１の他端は、トングケース８２に枢着されている。また、トングケース８２には、側方搬送用トング（図示せず）を有するトングカートリッジ８３が取り付けられている。トングケース８２は、側方搬送用チューブ８４に固定されており、このチューブ８４は、機械本体１１上に回動自在で長手方向に移動自在に設けられている。側方搬送用チューブ８４を長手方向に移動させると、トングケース８２及びトングカートリッジ８３は、側方搬送用トングとともに横方向に移動する。この横方向の移動は、制御カム２、カウンタカム３及びばね素子カム４により制御された昇降動作と一体化している。
【００１９】
側方搬送用トングの最下降位置では、トングケース８２は、アンビル９のプレート９１上に支持されている。ばね素子ローラ６２はばね素子カム４に当接しており、制御ローラ５４及びカウンタローラ５５は制御カム２及びカウンタカム３からそれぞれ持ち上げられ、離間している。ばね素子６１は二重レバー５の駆動出力アーム５１を上方に付勢し、連結軸８１及びそれに連結されたトングケース８２の端部は同様に上方に付勢され、結果として、トングカートリッジ８３に当接するトングケース８２の側部は下方に付勢される。したがって、トングケース８２はある元応力のもとでプレート９１上に載置されている。ばね素子カム４だけが有効で、制御カム２もカウンタカム３も有効ではないので、過剰設定によるアンビル９及び制御カム２あるいはカウンタカム３の変形を生じる可能性のある応力は排除されている。ばね素子カム４に関する限り、ばね素子６１を介して弾性的に作用するので、この点でも過剰設定はない。
【００２０】
以下の説明のすべてにおいて、視覚的に分かりやすくするため、図に参照番号が付されてはいるが、明細書に直接的な説明がない場合には、それらは説明がある部分を参照するものとする。
【００２１】
図２．
図１に示される位置から始めて、制御軸１が矢印Ａの方向に回転すれば、制御ローラアーム５２は制御ローラ５４を介して制御カム２の突出部２１により外側に付勢される。その結果、二重レバー５は制御軸１の回転方向と同じ方向に回転する。したがって、それに連結された連結軸８１及びトングケース８２の端部は下方に引っ張られ、側方搬送用トング付きトングカートリッジ８３を有するトングケース８２の端部は、低い上昇位置まで持ち上げられる。カウンタカム３はまだ有効ではなく、ばね素子６１は圧縮されるので、二重レバー５の駆動出力アーム５１にはより大きなトルクが作用する。
【００２２】
制御軸１がさらに回転すると、制御ローラ５４は凹部２２に到達し、制御カム２と当接しなくなる。この時、二重レバー５は、制御軸１とは反対方向に回転して元の位置に戻り、側方搬送用トングは再度最下降位置に到達する。この位置では、カムのうち有効なものは、ばね素子６１を介して作用するばね素子カム４のみである。トングケース８２がプレート９１にセットされる時の速度は実質的にゼロである。
【００２３】
側方搬送用トングが低い上昇位置まで持ち上げられ、続いて最下降位置まで再度下降中、側方搬送用チューブ８４、トングケース８２及び側方搬送用トング付きトングカートリッジ８３は、矢印Ｂの方向に移動する。このようにして、加工物は側方搬送用トングによりある成形ステーションから次の成形ステーションに搬送される。
【００２４】
図３．
凹部２２が制御ローラ５４に到達した後、制御軸１がさらに矢印Ａの方向に回転すると、制御ローラアーム５２は制御カム２の突出部２３により制御ローラ５４を介して外方に付勢される。その結果、二重レバー５は制御軸１の回転方向と同じ方向に回転する。突出部２１より突出部２３はかなり大きいので、二重レバー５はさらに回転し、側方搬送用トングは高い上昇位置まで持ち上げられる。持ち上げ中のある時点から、カウンタローラ５５はカウンタカム３と当接するようになり、二重レバー５と側方搬送用トングは一体的に、制御カム２及びカウンタカム３により安全かつ正確にガイドされる。
【００２５】
制御軸１がさらに回転すると、突出部２３は制御ローラ５４から離脱して、図１に示される状態に再度到達する。この場合、二重レバー５は、側方搬送用トングが最下降位置に再度到達するまで、制御軸１とは反対の回転方向に回転する。下降中のある時点において、カウンタローラ５５はカウンタカム３から持ち上げられ、制御ローラ５４は下降完了の少し前に制御カム２から持ち上げられるので、最下降位置では、ばね素子カム４のみがばね素子６１を介して作用する有効なカムとなる。また、トングケース８２がプレート９１にセットされる時の速度は実質的にゼロである。
【００２６】
側方搬送用トングの高い上昇位置までの持ち上げ中と、それに続いて最下降位置に再度下降中、側方搬送用チューブ８４、さらには空の側方搬送用トングとともにトングケース８２とトングカートリッジ８３は、矢印Ｃの方向に沿って元の位置に向かって移動する。その結果、側方搬送用トングは、スタート位置に戻り、新しい加工物を把持することができる。
【００２７】
図４．
図１乃至図３に関連して説明したトングケース８２の動作をここでは図示しており、この動作は矢印の方向に行われる。点Ｐにおいて、トングケース８２は、図１に示される最下降位置にある。続いて、点Ｐから点Ｑに同時に横方向に移動するにつれて、図２に示される低い上昇位置まで持ち上げられ、再度最下降位置まで下降する。低い上昇位置におけるプレート９１からトングケース８２までの距離は、比較的小さく、例えば１〜３ｍｍである。これは、トングケース８２がプレート９１と係合さえしなければよいからである。点Ｐから点Ｑまでの移動中、加工物は側方搬送用トングによりある成形ステーションから次の成形ステーションに搬送され、そこで側方搬送用トングから解放される。
【００２８】
次に、側方搬送用トングとともにトングケース８２は、図３に示される高い上昇位置まで持ち上げられ、点Ｑから点Ｐに移動しながら同時に最下降位置に再度下降する。高い上昇位置におけるトングケース８２からプレート９１までの距離は、比較的大きく、例えば水平移動距離の約５０％である。これは、側方搬送用トングが成形工具に接触しないようにする必要があるからである。
【００２９】
図５．
あるいは、例えば、側方搬送用トングの実質的に水平な横方向移動がある場合には、成形された加工物を搬送するシュートを設ける必要はないが、最後の成形ステーションにそのようなシュートがある場合には、図２及び図４に示される低い上昇位置にある加工物の搬送を行わないようにしてもよい。側方搬送用トングを有するトングケース８２は、上方から点Ｑに到達するのが好ましい。ここに示す有利な移動搬送路の場合は、トングケース８２は点Ｐの最下降位置から徐々に中間の上昇位置まで矢印の方向に移動し、さらに点Ｑの最下降位置まで比較的早く、好ましくは上昇移動の約３倍の速さで下降する。中間の上昇位置におけるトングケース８２からプレート９１までの距離は、高い上昇位置におけるトングケース８２からプレート９１までの距離の約１／３が好ましい。
【００３０】
図４に示される実施例の場合のように、点Ｑから点Ｐに戻る移動は、高い上昇位置まで持ち上げて再度最下降位置まで下降させることにより行われる。
【００３１】
成形機の側方搬送用トングを昇降させる昇降動作をもたらす上述した本発明にかかる装置及び移動搬送路の変形例も実現可能である。その移動を以下に説明する。
【００３２】
・二重レバー５から側方搬送用トングまでの昇降動作の伝達は、実際には数々の異なる方法で行うことができる。特に、二重レバー５は、トングケース８２に直接作用するようにすることも可能で、側方搬送用トングはトングカートリッジ８３を介することなくトングケース８２に直接固定することもできる。
・二重レバー５及びばね素子レバー６を取り付けるために、異なるスピンドルを設けてもよく、これらは平行である必要はない。スピンドルを、例えば側方搬送用チューブ８４に直角に配置することもできる。
・昇降動作を、例えば側方搬送用駆動手段を有するトングケースと係合するトング揺動手段により行うこともできる。
・回転自在の制御軸１に代えて、回転揺動可能な制御軸あるいは線形揺動可能な制御スライド等を、例えば可動カム担体として設けてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、側方搬送用トングを所望通りに昇降できるようにする一方、特に最下降位置へと緩やかに下降させることができ、また、広範囲の過剰設定と振動などを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  トングケースが最下降位置にある場合の本発明にかかる装置の概略図である。
【図２】  トングケースが低い上昇位置にある場合の図１の装置の概略図である。
【図３】  トングケースが高い上昇位置にある場合の図１の装置の概略図である。
【図４】  成形機におけるトングケースの第１の搬送路を示す図である。
【図５】  成形機におけるトングケースの第２の搬送路を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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