JP3360825B2 - ネジ，リベットおよびその類似物の製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はネジ、リベットあるいはこれらの類似物の製
造装置に関するものであり、固定の形成ブッシングを介
してワイヤを前進させて受容位置にある可動の形成ブッ
シングに移送し、その後に上記可動の形成ブッシングを
上記受容位置から遊離されて上記ワイヤの軸方向に対し
て横方向に移送させ、上記ワイヤからブランク（素材片
あるいは形板）を引き離すようにしてなるものである。

例えばネジの形成において、成形ダイにブランクを保
持し、このブランクの一端をパンチ又はツールで形成す
るようにしたアプセット（据え込み）法を採用すること
が知られている。

かかるダイにブランクを載置できる前に、このブラン
クはワイヤを切断することで形成される。これは一般に
クロッピング法（cropping process）と称される方法で
行われるのが一般的であり、これはワイヤが形成（クロ
ッピング）ブッシングを介して形成ツールに移送される
ものである。次いで、ワイヤからブランクを分離する
が、これは上記形成ツールをワイヤの長手方向に対して
横断する方向に移動させるだけで達成できる。この形成
ツールはしばしば開放されていていわゆるオープンクロ
ッピングが達成される。

次に、形成されたブランクは移送手段により、次の形
成工程が成されるダイの外側の位置に移送される。ここ
で、パンチによりブランクをダイに移送し、次いでプレ
アプセット動作を行うが、この場合ダイは底部停止部
で、例えば突き出しピンのようなもので、他端を閉鎖さ
れる。

形成位置からブランクを引き離してダイに挿入するた
めに前進させるには比較的複雑な移送装置が必要であ
る。形成ツール自体は移送装置の一部を構成してもよい
が、その場合にはパンチがブランクをダイに移送する間
に、ダイの前方の位置から遊離されなければならず、こ
のことは生産効率を制限する結果となる。

複雑な移送装置に加えて、前記開放型のオープンクロ
ッピングは、複雑な保持機構が工程中にワイヤをツール
に保持しない限り、形成されるブランクの最適な品質を
提供することができないという欠点を備えている。ブラ
ンクの品質が均一でなければ形成過程におけるその後の
工程での最適制御を阻害することになる。

また、他の結合に閉鎖型のクローズドクロッピングを
採用することも知られており、その場合、採用される形
成ツールは閉鎖型の形成ブッシングを有し、これにより
形成されるブランクの品質を高めるようにする。この原
理を従来のネジ切り装置に採用するには複雑な移送装置
を必要とし、更に形成ブッシングからブランクを突き出
すための別の突き出しピンを必要とする。このことは更
に別の形成工程の導入を必要とするものであり、製造効
率を低下させるものである。

ここで、ドイツ特許第933,430号に記載された装置
は、ワイヤからブランクを分離した後で、分離されたブ
ランクと一緒に可動形成ブッシングが更に移動されて排
出位置まで移送され、そこでパンチが設けてあってブラ
ンクをダイに部分的に移送し、充分にブランクを圧縮し
てダイと可動形成ブッシングとの間の領域で常温流れ
（コールド フローイング）によりアプセット（据え込
み）を施すようにしたものである。

この発明による一つの利点として次の点が上げられ
る。即ち、閉鎖型のクローズドクロッピングでは形成さ
れるブランクの最適品質を提供することである。他の利
点としては、ブランクを形成位置からブランクを移送し
且つダイに送り込むように前進させてダイに対してブラ
ンクが最適状態に整合されるための余分な工程の追加を
必要としないから、摩耗を最小におさえることができ
る。

上記の点は本発明では次のようにして達成できる。即
ち、少なくとも２個の可動形成ブッシングを設け、可動
形成ブッシングが形成若しくは受容位置と、ダイの反対
側の排出位置との双方に同時に位置できるように配置さ
れるのである。このようにして、特に高い製造効率を達
成できることになるが、その理由は、ワイヤは一方の形
成ブッシングに挿入可能となっているのに対して、他の
ブッシングのブランクがダイに移送されてプレアプセッ
トされるからである。

請求項２に記載の特殊な実施例において、複数の可動
形成ブッシングが回動可能な形成テーブルに配置されて
おり、この可動形成テーブルは可動形成ブッシングの数
に対応する複数の位置を有している。これにより非常に
好適な構成とすることができる。何故ならば、形成ブッ
シングの回動によりブランクを形成位置で開放すること
になり、他方、その形成ブッシングは前進して次の位置
に送られるからである。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照し
て説明する。

第１図はねじ切り盤の斜視図、 第２図は形成（cropping）機構の断面図、 第３図は形成（cropping）機構の斜視図、 第４図はプレアプセット工程を示す図、 第５図はプレアプセット工程の変形例を示す図、 第６図はプレアプセット用ピンの湾曲制御を示す図、 第７図は第６図による制御の実施例を示す図、 第８図は第６図による制御の実施例の変形例を示す
図、 第９図はネジヘッド（ネジの頭部）を予め形成する第
２工程を示す図、 第10図はネジヘッドにスロットを形成する工程を示す
図、 第11図はネジ先端部の形成を示す図、 第12図は、短い突出ピンでダイからブランクを突出さ
せる状態を示す図、 第13図は長い突出ピンでダイからブランクを突出させ
る状態を示す図、 第14図はスロット検出器を使用した状態を示す図、 第15図は保持フランジの形成を示す図、 第16図は回転運動を往復運動に変換するための変換機
構を示す図、 第17図は回転運動を往復運動に変換するための変換機
構の変形例を示す図、 第18図はクランクと連結膨の関係を示す説明図、 第19図はクランク装置の運動と速度を示すグラフ、 第20図はダイテーブルを湾曲通路で制御する方法を示
す工程図、 第21図はダイテーブルと底部停止部の動作と速度の関
係を示しており、遷移期間を省略したグラフ、 第22図は第21図と同様であるが、この図に遷移期間を
加えた状態を示すグラフ、 第23図は21図と同様であるが、この図に休止期間を加
えた状態を示すグラフ、 第24図はダイテーブルへのダイのを取り付けを示す
図、 第25図はダイを備えたダイテーブルの断面図、そして 第26図はダイテーブルの形成方法を示す図である。

第１図は本発明が採用できるねじ切り装置の例を示し
ている。この装置は基板１に設置された３個の主要部、
即ち、ツールテーブル２と形成装置３およびクランク機
構４とを有してなるものである。この装置は基板１に取
り付いたモータ５で駆動される。

ネジブランクを形成する出発材料は冷間引き抜きワイ
ヤ６であり、これは引き抜かれたワイヤ表面に潤滑フィ
ルムを設けたものである。このワイヤは、使用するワイ
ヤの径に対応する溝を備えた３個の引取ローラによっ
て、直線装置９を介して引き取られ、上記直線装置９は
複数の直線ユニット10,11,12から成り、各ユニットが複
数のローラを有している。

引取ローラ7,8は固定の形成（cropping）ブッシング1
4を介して前方へ所定の長さだけ移動し、回動自在の形
成テーブル15に装着された可動の形成（cropping、以下
同じ）ブッシングの中へと送りこまれる。形成工程につ
いては詳述するが、その工程中にワイヤ６からワイヤブ
ランクが分離される。

以下に詳しく説明するが、上記ワイヤブランクは回転
自在なダイテーブル17に取り付いたダイ16に送られる。
図示例のダイテーブル17は５個のダイを有し５個の位置
の間を回転移動できるものである。更にこのダイテーブ
ルは軸方向にも移動できる。ダイテーブル17の所定位置
には、形成テーブル15の可動形成ブッシングがダイ16の
反対側に位置している。これに対応して、ダイテーブル
のダイ群の対向する位置に、ツールテーブル上にツール
が装着されており、このツール群はダイと協働してダイ
に配設されたネジブランクを形成できるようになってい
る。ダイテーブル17は軸方向に移動してツールの方向に
１作業ストロークだけ移動することで形成工程がなされ
る。次に、ダイテーブル17は再度引き取られ、次の位置
へと回転でき、この工程が繰り返される。

ダイテーブル17の回動はそのために設けたモータ18で
成し得る。その軸方向の移動はクランク装置４で行わ
れ、且つ前記のモータ５で駆動される。モータ５からの
動力は、プーリー19とベルト20を介してクランク機構４
に伝達される。

別の２個のプーリー21,22がモータ（図示せず）に接
続され、これによりツールテーブル２全体がダイテーブ
ルに向かって、或いはそこから離れた方向に移動でき、
このツールテーブル２は、その下方の摺動棒23と上方の
対応する摺動棒（図面では表示されない）によって案内
される。これによりツールテーブル２は正しい位置に調
製されるが、更に、ツールやダイテーブルの交換などの
場合にはツールテーブル２をダイテーブル17から引き離
す事も可能である。

この装置の個々の部分と工程については以下に説明す
る。

第２図と第３図は形成工程とプレアプセット工程を示
し、第２図はその断面図であり、第３図は斜視図であ
る。

ワイヤ６が固定の形成ブッチング14を介して前方に移
動し、移動可能な形成ブッシング24に送られるが、この
移動可能な形成ブッシング24は前記の通り回動可能な形
成テーブル15に取り付いている。この形成テーブル15は
複数の移動可能な形成ブッシング24,25を備えている。
ワイヤ６が正確な長さだけ前進した場合、前記の回動自
在な形成テーブル15は回転する結果、ワイヤ６からワイ
ヤブランクを分離することになる。形成テーブル15を更
に回転させると、可動の形成ブッシングが前方に移動し
てダイ16の反対位置、ここでは符号25の形成ブッシング
の位置に達する。引き離されたワイヤブランクはこの図
では符号26として図示されている。

可動形成ブッシングがこの位置に来ると、パンチ27が
ブッシング側に前方移動して可動形成ブッシング25から
ブランク26を押し出してダイ16に送り込む。この運動は
ブランク26が底部の停止部28を打つまで継続し、この停
止部28はダイ16の反対側の端部に位置している。しかし
ながら、パンチ27は移動を継続し、これによりブランク
26はプレアプセットされ、若しくは、ダイ16と可動形成
ブッシング25との間のキャビティにてプリフォームされ
る。パンチ27は、かくてプレアプセット用のピンの役目
を果たし、上記可動形成ブッシングはプレアプセットの
ブッシングとして機能する。

上記のように、ここでは閉鎖型の形成を採用してお
り、ワイヤの径に相当する孔を有する可動型形成ブッシ
ング24同様に、固定型の形成ブッシングを採用してい
る。伝統的なプレス或いはねじ切り装置は開放型のオー
プンクロッピング（open−cropping）と通称されるもの
が多く採用されており、このオープンクロッピングは孔
を備えた固定式の形成ブッシングを有している。一方、
可動ブッシングは開放型となりワイヤブランクが移動方
向のみに保持されるようになっている。ここでは、閉鎖
型のクロッピングを採用している結果、最適品質の分離
されたブランクが得られるものである。最終製品の品質
が形成工程の全ての工程の品質に依存するものであるか
ら、分離されたワイヤブランクの品質の高さも最終製品
の高い品質を保証することを意味するものである。

図面は２個の移動可能な形成ブッシング24,25を示し
ており、これらは回転自在な形成テーブル15に配列され
るが、その配列態様は１個がダイ16の反対側に位置し、
他方が固定の形成ブッシング14の反対側に位置してい
る。しかしながら、形成テーブル15には更に多くの形成
ブッシングを取り付けてもよい。これによりそれぞれの
分離において、回転角度をより小さくする利点を有す
る。したがって、仮に４個の可動形成ブッシングを用い
た場合、回転可能な形成テーブル15が２回転角回動した
後で、カットされたワイヤブランクはパンチ又は前記プ
レアプセット用ピン27とダイ16の反対側位置に到達す
る。

第４図ではプレアプセット工程を更に詳しく図示して
いる。前記の通り、ダイテーブル17に取り付いたダイ16
は関連する底部の停止部28と一緒になってダイの軸方向
に移動する。これに対して、可動型の形成ブッシング25
は軸方向の移動はできない。第4A図はプレアプセットが
開始される時の状態を正確に示したものである。プリア
ップセット用のピン27がブッシング25からワイヤブラン
クを押し出し、ダイ16の中に押し込む。かくて、ダイ16
がその折り返し地点にて前記プリセットのブッシング25
に接触する直前に、ブランク26が前記停止部28に達す
る。プレアプセットのブッシングの孔がダイ16に面する
ブッシングの端部にて膨脹する。それに対応する膨脹30
がダイ16に形成される。これらの空隙、即ちキャビティ
ティによりワイヤブランク26の頭部を予め形成（プレフ
ォーム）できることになる。

これらのキャビティティの形状は、ワイヤブランク26
の自由長さ１がブランク径ｄに対して可能な限り小さく
なるように形成される。前記プレアプセット用ピン27は
制御されて、ダイ16が再びブッシング25から離れる動き
を開始した後でもプレアプセット工程が継続されるよう
になっている。これにより、予備成形物（プレフォー
ム）の径を大きくしながら、プレアプセットの高さを高
くし、上記プレフォーム材の体積が、不安定なプレフォ
ームを招く事なく、増加できるものである。かくて、す
え込み比が工程に制限されることはない。このすえ込み
比は、ワイヤ径で徐したヘッドワイヤの長さである。第
4B図はプレアップセット工程の最終工程を示しており、
プレフォームされたヘッドが高さＬ、径Ｄを有する。よ
り大きなすえ込み比に加えて、この方法はプレアプセッ
ト用のピンに対する負荷を減少させることにもなってい
る。第５図は別の実施例を示しており、底部の停止部28
の代わりに可動の停止部、例えば突出ピン31の形状とし
た部材をダイ16に対して可動に形成された構成である。
この構成だと更に制御が容易になる。

第４図の最適化工程において、プレアプセット用ピン
27の動きはダイ16の動きに対して極めて正確に制御され
なければならない。第６図はこの制御がどの様にして成
されるかを例示している。前記の部材部位が図の右側に
示されている。図示の通りダイ16と底部停止部28がブッ
シング25から離されており、これによりヘッド32がワイ
ヤブランクに形成され、パンチまたはプレアプセット用
のピン27が依然としてダイ16の方向に押圧している。プ
レアプセット用ピン27の端部にはローラ33が設けてあ
り、このローラが湾曲通路34の面に接触している。湾曲
通路34は回転軸35の回りを回転し、湾曲通路34は上記プ
レアプセット用のピン27の好ましい運動が達成されるよ
うに形成されている。

第７図は上記の運動の例を示したものである。ダイ16
の往復移動がクランク装置36で成され、このクランク装
置36はモータ37とベルト38とで駆動される。プレアプセ
ットのピン27の移動は、別のベルト40を介して湾曲通路
34を駆動する別のモータ39によって成され、これによ
り、ローラ33を介して好ましい運動を上記プレアプセッ
トのピン27に伝達することになる。

別の実施例としては第８図に示す通り、上記２種類の
運動が共通のモータ41によって制御される。このモータ
41はベルト42を介してクランク装置36を駆動し、このク
ランク装置はその運動をダイ16に伝達する。別のベルト
43により、同一のモータが湾曲通路34を駆動し、この湾
曲通路によりローラ33を介して上記プレアプセット用ピ
ン27に伝達する。

第１の予備成形（第１プレフォーム）ともいえる上記
のプレアプセット工程が終了し且つダイテーブル17が引
き戻されると、上記ダイテーブルは回転して新たな位置
に来る。第１図の回動可能なダイテーブル17の場合に
は、５個のダイ16を有しており、ダイテーブルが72゜回
転され、新たなダイが可動の形成ブッシングの反対側の
位置に前進する一方、現在までその位置にあったダイが
前進して新しい位置に送られる。ダイテーブル17が再び
ツールテーブル２の方向に前進すると、上記の工程は形
成ブッシング、即ちプレアプセットのブッシングにて繰
り返されるが、別のダイ位置ではダイに配列されたブラ
ンクの成形が更に行われる。

第９図は上記のプレアプセット工程に引き続いて成さ
れる工程の例を示したものである。ここでの工程は第２
の予備成形（第２プレフォーム）と呼ぶことができる。
第9A図はこの工程の最初の段階を示し、第9B図は工程終
了直後の状態を示す図である。第9A図において、ブラン
クがダイ45に載置され、このダイ45が底部の停止部46と
共にツール47の側に移動される。上記ツール47はツール
テール２に固定され、他方、前記の通りダイテーブル17
に配置されたダイ45がツールに対して接近し、そして離
れる。ブランク44のヘッドがツール47を打つと、このツ
ールの凹所48によって所望の形状とされる。第9A図のブ
ランク44が第9B図に示したブランク49のように形成され
る様子が第9B図から理解されよう。ダイ45および底部の
停止部46と共にブランク49がツール47から引き離され
る。

第10図はダイが第３の位置にある状態での形成工程を
示している。この工程ではスロット或いは孔が形成され
たばかりのネジヘッドに形成される。ダイ50にはブラン
ク49が存在し、このダイ50は底部の停止部51と共にツー
ルの方向に移動される。ツール52にはスロット突起53が
形成され、このスロット突起53はブランク49のヘッドに
スロットを形成している。第10A図はこの工程の最初の
段階を示し、第10B図は工程終了時の状態を示してお
り、図中符号54は形成されたスロットを備えたブランク
である。

多くのタイプのブランクにはポイントと称されるもの
が形成され、これはヘッドの反対側のブランク端部にて
截頭型の円錐形（即ち円錘台の形状）を有する。第11図
は、ネジヘッドにスロットを形成するのと同時にこのポ
イントを形成する方法の例を示している。第11図は第10
A図に対応するもので、ここでは底部停止部55を使用
し、これがダイ50の透孔を直接延長した円錘台状のキャ
ビティ56を備えている。ブランク49のヘッドは前記のプ
レフォーム工程で形成されるが、その場合、完成したネ
ジヘッドの大きさに関して余分の材料が存在するように
なっている。スロット突起53がブランク49のヘッドと当
接すると、ブランクのシャンク部（軸の部分）を通して
上記余分な材料を下方に押圧する。かくて、ブランクの
全長に亘って材料が流れ、この材料が前記底部停止部55
の円錘台状凹所56の中へと押し出される。

このように種々の形態のポイントを形成できることが
望ましく、その理由は、凹所56は所望のポイントの形態
に合わせて所望の形状とすることができるからである。
特に半球状のポイントを形成することが可能であり、こ
れは従来では別個の工程を必要としていたものである。
この発明の方法ではポイントの形成が簡単容易であり、
ブランクの軸部を材料が流れ落ちることよりツール52へ
の負荷を最小とすることができる一方で、スロットの誤
差も小さくできる。この方法は、ポイントの無いネジの
形成にも適用できる。その場合、凹所56の形状をダイ50
の孔と同じ径の円筒状凹所とするか、或いはダイの中ま
でのびた突起を備えた底部停止部を採用することも可能
であり、スロット突起53がブランクヘッドのスロットを
形成するときに上記底部をダイから僅かに後方に移動す
るだけである。

ブランクの軸部を下方に流れる上記の材料の流れに関
して、ブランクのヘッドと軸部（シャンク）との移行部
にて生じる流れの一部であることは興味深いことであ
る。その理由は、この流れは弱い部分の強度を増すこと
が見いだされており、これがないと、これまで弱い部分
として考えられてきたからである。

ある種のポイントには、２段階でポイントを形成する
ことが好ましかったり必要だったりすることがある。そ
の場合には、ネジブランクのヘッドを第２のプレフォー
ムで形成する際に使用する底部停止部46に第１の凹所を
形成することである。

ダイの位置を３個とした場合のブランクの形成方法に
ついては上記の通りである。しかしながら、これは所望
の目的物の形状に合わせて弾力的に利用できるものであ
り、必要なら３個以上の位置を採用することも可能であ
る。

第１図の装置はダイテーブル17に５個のダイを有し、
それぞれのダイが５個の位置を備えているものである
が、最後の２つの位置はブランクの突き出しに用いら
れ、この突き出しを２個の工程にて実施できる。第12図
はこの突き出しの第１の工程を示し、これはダイの第４
の位置に相当するものである。ダイ58に置かれたブラン
ク57が図面の上方に図示されており、突き出しの直前の
状態を示している。短い突き出しピン60を備えた底部の
停止部59がダイの方向に移動されている状態を示してい
る。この図の下部にて、短い突き出しピン60を有する底
部停止部59がダイ58に到達し、突き出しピン60はブラン
クを緩めてダイ58から外側に所定の短い距離だけ押す。
これまでの工程により、ブランク57はダイの孔に非常に
堅く固定されるため、ブランクを解放してダイから押し
出すために大きな力を必要とする。一つの動作でダイか
らブランクを押し出した場合、ダイと同じ長さの突き出
しピンが必要であり、従ってピンの折損や曲げなどの大
きなリスクをもたらすことになる。上記の短い突き出し
ピン60は撓みなどのリスクなしに非常に大きな力を発揮
して目的物を解放できるので、ブランクをダイから引き
離すのに潤滑剤などの手段を採用せずとも成し得るもの
である。

第13図は、ダイの第５番目で且つ最後の位置におい
て、ブランクをダイから完全に突き出す方法を示してい
る。これは、長い突き出しピン62を有する停止部61がダ
イからブランクを押し出すことで達成される。この突き
出しピン62はダイ58とほぼ同じ長さを有し、従ってブラ
ンク57ともほぼ同じ長さを有している。この図の上方に
おいて底部の停止部61と長い突き出しピン62がダイ58の
方向に移動するように示されており、この図の下方には
邸部の停止部61と突き出しピン62がダイからブランクを
完全に押し出した状態を示している。前記の短い突き出
しピン60によって以前のダイ位置にて解放されたブラン
ク57はダイの中で比較的ゆるく位置しているので、ブラ
ンクを完全に突き出すのには小さい力のみで充分である
ので、長い方の突き出しピン62が折損したり折れ曲がっ
たりすることはない。

短い突き出しピン60と長い突き出しピン62の双方はブ
ランク57の軸部と同じ径であって構わない。その理由
は、前に第11図を参照して述べたように、ブランクの所
望のポイントが対応する底部停止部55の凹所により形成
できるからである。この点について従来は、ダイ自体の
中でポイントを形成することが必要であったし、突き出
しピンはダイの最も細い部分に対応する径しか有し得な
いものであった。

第12図に示す通り、短い突き出しピン60はブランク57
をダイから予め設定された短かい距離だけ押し出される
ために、このことは形成されるブランクの制御に利用で
きる。第14図はこれを実施する方法の一例を示してい
る。この図は第12図に対応するものであるが、この実施
例では制御ビット64を有するスロット検出器63を有して
いて、この制御ビット64は第58から充分慎重に決められ
た距離に設置されている。上記スロット検出器63は接続
ワイヤ65を介して、スロット検出器63からの信号を処理
できる電子機器に接続されている。この図に下方には短
い突き出しピン60がどの様にしてブランク57をダイ58か
ら押し出すかを示しており、更にブランクが制御ビット
64に係合する状態を示している。ネジのスロットを形成
するスロット突起53が折損した場合には、そのスロット
は小さすぎるし、ブランク57は制御ビット64に対して圧
力を付与することになる。これはスロット検出器63で記
憶し、接続ワイヤ65を介してその信号を制御ユニットに
送る。かくて、形成されるブランクの配置や形状寸法が
制御できることになる。

ブランクはダイから押し出されるので、スロットに加
えてヘッドの高さとか径などを制御することも可能とな
る。

更に、ダイとツールテーブルとの間の距離も検出でき
るし、前記検出器63からの信号を利用してツールの調整
を行うことも可能である。装置本体が常温から開始する
ものであれば、装置の部品はいくつかの工程を経て加熱
され、同時にこれらの部品は熱膨張する。従って、ダイ
テーブル17のダイに対してツールの位置を調整すること
により上記の熱膨脹を許容できることが有利である。こ
の事は前記第１図について説明したごとくツールテーブ
ル２全体を移動できるのであるから可能であるし、この
ような移動が検出器63からの信号に応答して成される
と、さらに均一な品質が達成でき、これは装置本体の加
熱に無関係に成し得る。

図示のスロット検出器はブランクを制御、測定できる
多くの可能性の中の１実施例を示したに過ぎないもので
ある。形成された目的物のその他の幾何学的な特性の測
定も可能であり、他の方法で測定することも勿論可能で
ある。従って、例えばレーザービームを利用して、検出
器を製品と結合させること無く測定することが可能であ
る。

第10図の通りブランクのヘッドにスロットを形成した
場合、スロットツールがダイからブランクを偶然に、或
いは意図しないで引き出すという危険性がある。これは
第15図のように防止できるものである。ここではダイ67
中のブランク66と底部停止部68とが図示されている。ブ
ランクはその一端にヘッド69を有し、図示の通り小さな
保持フランジ70がブランクの反対側に設けてある。この
フランジは、ダイがその端部に透孔の小さな膨出部を有
するように形成されている。前記プレアプセット工程
（第４図の説明参照）により、材料をこの膨出部に圧入
することになり、これによりフランジを形成する。しか
しながら、ブランクの回り全体にフランジを突出させる
必要は必ずしもないのであって、その理由はブランクの
より小さな突起で充分に機能を果たすことができるから
である。即ち、不適当な時間にダイからブランクが引き
出されるのを防止できるからである。フランジ或いは突
起はこの点を防止できる充分の大きさとし、更に、ブラ
ンクの突き出し工程におけるの突き出しピンとしては充
分小さいものであって、このフランジ或いは突起を変形
できてブランクをダイから突き出し得るように形成され
ている。

第16図にはダイテーブル17と関連する底部停止部の往
復移動が達成される方法を示している。第１図について
説明したように、この軸方向の移動はモータ５で成さ
れ、モータ５からの動力の伝達はベルト19,20およびク
ランク装置４を介してなされる。第16図はこの機構の拡
大図である。

クランク71がその回転軸72の回りを回転し、ベルト20
により駆動される。結合棒73の一端がクランク71に保持
され、その他端が保持体に結合されている。クランクが
回転すると、回転運動が結合棒73を介して保持体74の往
復運動に変換される。保持体74は２本の棒75,76を介し
て２個の楔体77,78に結合され、この楔体も往復移動で
きるようになっている。この往復運動が非常に小さな摩
擦を伴って成されるようにするために、複数のローラ8
1,82が楔体77,78とガイドレール79,80の間にそれぞれ位
置される。この２個の楔体77,78の間にはベアリング体8
3が介在され、これが前記楔体の移動方向に対して横断
する方向に移動できるようになっている。この動きも非
常に小さな摩擦で行われるが、その理由はローラ84,85
は前記ベアリング体とガイドレール86,87の間に配置さ
れているからである。最後に、複数のローラ88がベアリ
ング体83と楔体77との間に設けてあり、同様に、ベアリ
ング体83と楔体78との間には複数のローラ89が設けてあ
る。楔体77,78が図面の左側に移動すると、ベアリング
体83は図の下方に移動することになるが、それは横方向
のみの移動だけが可能となっているからである。同様
に、楔体が図の右側に移動すると、ベアリング体83は上
方に移動する。かくてベアリング体83は楔体の対応する
移動を横切って前後に移動する。

図面より明らかなように、楔体の角度を選択すること
によりベアリング体の移動を楔体の移動よりも小さくさ
せることになる。ベアリング体83は結合体（図示せず）
を介してダイテーブル17と関連する底部停止部にそれぞ
れ結合されている。

このようにダイテーブル17は比較的短い往復運動をす
ることができ、同時にダイに位置するブランクの形成に
必要な多きな力を付与することができる。図面に示す楔
体の角度の故に、楔体とクランク装置が更に大きな運動
をするが、次いでより小さな力が必要となり、従ってク
ランク装置はその寸法を小さくすることができる。

第16図のローラ81,82,84,85,88及び89は個々の部材間
の摩擦を減少する働きをするものであるが、その形状を
別の形状とすることも可能である。例えば、ボールを代
わりに使用することもできる。第17図は別の実施例を示
しており、摺動ガイドが採用された例である。この摺動
ガイド90,91は楔体77,78とガイドレール79,80との間の
摩擦を減じ、他方、摺動ガイド92,93はベアリング体83
とガイドレール86,87との間の摩擦を減少させている。
最後に、摺動ガイド94,95はベアリング体83と楔体77,78
との間の摩擦を減少させる働きをしている。

以上説明した装置による生産速度（製造効率）は可能
な限り高くすることができることは非常に重要な事であ
る。同時に、実際の形成における当初のダイ速度は可能
な限り低速とすべきである。これは前記の通り楔体を採
用することにより達成でき、楔体の角度はベアリング体
の移動とダイテーブルの動きが比較的短い長さのストロ
ークとなるように選択される。更に、この動きにおいて
ダイテーブルが最大限移動する位置まで近付くときの速
度が異なることである。これは第18図と第19図に示して
ある。第18図はクランク装置を説明する図である。クラ
ンクは回転軸Ｃの回りを回転する。その一端にて長さａ
の結合棒が回転軸もしくは中心からの距離ｒの位置で保
持されている。クランクが回転すると、結合棒の他端で
あるＰ地点が水平線上を往復移動する。図中、記号１は
回転軸Ｃから地点Ｐまでの距離を示している。第19図の
上方で示した距離１はクランクの回転速度における時間
の関数として示されている。長さａが距離ｒに対して非
常に大きい場合には上記地点Ｐは純粋な正弦曲線の動き
をし、このことは２本の曲線のうち最初の曲線で示して
ある。逆に、もしもこの長さａが距離ｒに対して小さい
場合には、この正弦曲線は崩れる。距離ｒに対する長さ
ａが小さければ小さいほど、歪みは顕著になる。距離ｒ
と長さａが等しいといった極端な場合、上記地点Ｐは回
転周期の半分の位置で止まることになる。第19図の上方
に示した別の曲線は、長さａが距離ｒの1.2倍に等しい
場合の地点Ｐの移動を示している。図より理解される通
り、地点Ｐは時間t1で通過した末端の位置に比較的ゆっ
くり接近し、他方、反対の末端の位置には比較的急速に
接近している（t0またはt2の位置を参照）。第19図の下
方には上記と対応させて、上記の二つの場合における地
点Ｐの速度を、時間の関数として示している。このグラ
フから更に明瞭なことは、地点Ｐが一方の末端位置には
比較的ゆっくり接近し、他方の末端位置には比較的急速
に接近している。与えられた生産速度について可能な限
り低い稼働率を達成するためにダイテーブルはベアリン
グ体83に結合され、かくて、ダイテーブルが最低速度で
接近するダイテーブルの一方の末端位置に、ダイ群に装
着したブランク群が形成される。

前記した通り、ダイテーブル17と関連する底部停止部
は共通のユニットとしてツールの方向に移動され、次い
で再び離される。しかしながら、反対の末端位置ではダ
イテーブルは底部停止部から分離されて、ダイテーブル
が新しい位置に回転して移動されなければならない。こ
れは停止手段を搭載することにより達成でき、この停止
手段によりダイテーブルが底部の停止部に追随して末端
位置移行するのを防止する。しかしながら、この方法
は、ダイテーブルが停止手段に当接したときや、底部停
止部が戻り時にダイテーブルに再び当接したときに騒音
を発生させ、ダイテーブルの摩耗を大きくするものであ
る。この問題は、上記停止部と当接する以前にダイテー
ブルの速度が低下し且つ底部停止部で当接される前に速
度が上昇される遷移期間を加える事によって解消でき
る。

この作動がカム手段96の補助を受けて達成されること
が第20図に示してある。第20A図ではダイテーブル17が
末端位置にある状態を示し、この位置で例えばツール98
のようなツールと接触している。図示のとおり、底部停
止部97はその他端にてダイテーブル17に接触している。
カム手段96には湾曲通路100が形成され、ダイテーブル
の移行の軸方向に対して横断方向に移動される。ツール
98と接触した後で、ダイテーブル17がそこから矢印の方
向に離れ、カム手段96が上方に移動されることが矢印で
示してある。図示の通り、カム手段96は湾曲通路100が
設けてあり、またダイテーブル17にはローラ99が取り付
いている。

第20B図はダイテーブル17と停止部97とがツール98か
ら離されてカム手段96と当接寸法の状態を示しており、
カム手段96はそのまま上方への移動を続ける。第20C図
において、ローラ99は湾曲通路100に接触している。湾
曲通路100の形状は次のようなものである。即ち、カム
手段96の速度に合わせて追随し、ローラ99と湾曲通路10
0とが接触した直後にダイ17が同じ速度で移動を継続
し、次いでゆっくり制動されるように形成される。図面
より明らかな通り、底部の停止部97は移動を継続し、従
って最早ダイテーブル17との接触は無い。第20D図は、
ダイテーブル17と停止部97の双方が取り外された状態を
示している。ダイテーブル17は底部停止部97から分離し
て新しい位置に回動できる。次に、工程は反対の方向に
進行する。底部停止部97はダイテーブル17の方向に前進
され、ダイテーブル17は同時に、湾曲通路100とローラ9
9の協働により速度を増し、カム手段96は下方に移動す
る。湾曲通路100の形状のために、ダイテーブル17は停
止部97に当接すると、この時点で停止部が持つ速度を正
確に保持することになる。

第21図、第22図および第23図はダイテーブル17と底部
停止部97の移動と速度とを３個の異なる状態にて示した
ものである。図の上方にはツールからの距離Ａで移動を
表わしている。底部停止部97の動きは細線で示し、ダイ
テーブル17の動きを太線で示している。図の下方には上
記に対応させて底部停止部97の速度（Ｖ）を細線で示
し、ダイテーブル17の速度を太線で示してある。

第21図は遷移期間の無い状態を示し、ダイテーブル17
がツールから離れる途中に停止手段に当接し、次いでツ
ールの方向に移動する途中に底部停止部によって当接さ
れるだけのものである。底部停止部の動きはここでは純
粋な正弦曲線として示される。前記の通り、クランクの
サイズに対して非常に長い結合棒を使用した場合のみの
ものである。第19図の通り、正確な曲線が崩される。半
周期においてダイテーブルは回動可能の停止位置にあ
り、一方底部停止部はその末端位置に調和的な移動を継
続し、次いで元に戻る。

第22図において、ダイテーブル17が底部停止97と共に
移動する作業期間と、ダイテーブルが休止する停止期間
との間に、遷移期間が挿入された例を示している。

第23図は上記遷移期間を非常に長くして反対に停止期
間を非常に短く或いはゼロにした状態を示している。こ
れはダイテーブル17が調和的な移動をすること、それに
より軸方向の力を可能な限り小さくすることができると
いう利点がある。

第24図はダイ102が取り付けられたダイテーブル101の
断面を示している。ダイ102の回りにバンドの巻装体103
が設けてある。この巻装体は円筒状のコアの回りにスチ
ール製のバンドを巻装させて形成できるう。この場合、
円筒状のコアはダイ102それ自体とすることもでき、硬
質の金属で形成できるし、或いは円筒状の挿入体とする
こともできる。ダイ102が強い圧縮応力を軸方向に受け
たときに生じる外方向の力を吸収することにより、上記
巻装体103はダイ102を付勢している。

第25図はダイテーブル101の一部断面を示し、ダイ102
がダイテーブルにどの様にして装着されるか示してい
る。この例ではダイ102は円錐形をし、ブッシング104に
装着され、ブッチングの内部はダイの形状に合わせて円
錐形となっている。ブッシング104は前記の巻装体103で
巻装され、これがダイテーブル101の好適な孔に載置さ
れれる。この構成はダイ102が円錐形であるためにブッ
シング104から押し出すことで取り外しが容易にできる
という利点を有する。円錐形のブッシング104に新しい
ダイを押し込める事ができ、かくてダイが正しく付勢さ
れているのを確実にできる。

巻装体を用いて硬質金属のダイをこのように付勢する
ことの利点は、バイアスを含むダイユニットが非常に小
さな断面積とすることができることである。これは、ダ
イテーブルのダイがダイテーブルの回転軸に更に接近し
て位置でき、かくて慣性モーメントの減少に寄与できる
ことを意味している。第26図はダイーブル101の形状の
例を示したものである。この例では、ダイテーブルは５
個のダイを備え、その全てが上記の巻装体によって付勢
されている。高い生産速度を達成するために、ダイテー
ブルはできるだけ小さな慣性モーメントを有するもので
なければならない。これは、巻装体によるバイアスを含
むダイの場合が穏やかな程度のものであることによるも
のであることと、ダイテーブルの回転軸105に更に接近
して位置されることにより達成できる。ダイテーブルの
慣性モーメントは更に、ダイとダイとの間の凹所106に
より減少でき、これはダイテーブルの形状をクローバー
の葉の形状とすることにより達成できる。これによりダ
イテーブルの慣性モーメントを飛躍的に減少させること
ができる。その理由は、回転軸105から最も離れた位置
の材料部分が正しく取り除かれ、これにより慣性モーメ
ントに大いに寄与できるからである。

更に、ブランクと同じ長さのダイが採用されているの
でその慣性モーメントを減少することに寄与している。
この点、従来の装置では長くて重いダイを用いている。

慣性モーメントが小さいと、高い製造効率を有するサ
ーボモータを採用することにより直接ダイテーブルを駆
動できる。

以上の説明は本発明の好適な実施例のであり、本発明
はこの実施例に限定されるものではなく、請求の範囲の
欄に記載範囲内で種々の変更が可能である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−147139（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−202333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−19919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−30659（ＪＰ，Ａ) 特開 昭46−3464（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−16035（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭39−34085（ＪＰ，Ｙ１) 西独国特許933430（ＤＥ，Ｂ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 5/08 B21K 1/44 - 1/54 B21K 1/58 - 1/62 B21K 27/00 - 27/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固形形成ブッシング（14）を有し、このブ
   ッシング（14）を介してワイヤ（６）が可動形成ブッシ
   ング（24）へと前進移動でき、この可動形成ブッシング
   （24）はその後の形成工程でワイヤ（６）からワイヤブ
   ランクを分離できるようにし、上記可動形成ブッシング
   （24,25）は移送装置（15）に保持されており、これに
   より上記固定のブッシングの反対側の受容位置からダイ
   （16）の反対側の排出位置に上記可動形成ブッシングが
   移動でき、上記ブランクをダイ（16）に部分的に移動す
   るパンチ（27）を備えて充分にブランクを圧縮して、ダ
   イ（16）と可動形成ブッシング（25）との間の領域にて
   常温流れにおいてプレアプセットを施してなるネジ、リ
   ベットおよびこれらの類似物を形成する装置において、
   少なくとも２個の可動形成ブッシング（24,25）を備
   え、この可動形成ブッシングは同時に受容位置と排出位
   置にそれぞれ位置できるように配置されたことを特徴と
   するネジ、リベットおよびこれらの類似物を形成する装
   置。
2. 【請求項２】複数の可動形成ブッシング（24,25）が１
   個の回動可能な形成テーブル（15）に配列され、複数の
   可動形成ブッシング（24,25）に対応する複数の位置を
   上記形成テーブルに有してなる請求項１の装置。