JP2004314178A - 機械的結合に用いる道具用の金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 長い耐用年数を持つと同時に小型構造の金型を提供する。
【解決手段】 平面状に重ねたシートの機械的結合に用いる道具用の金型であって、金型が、穴空け具と向かい合う台３と、この台３に隣接して円周方向にキャビティを形成し、台の方向に穴空け具が入った時に穴空け具が入って来る方向に対して横に動く複数の金型セグメントと、を備え、各金型セグメントが、予め荷重を加えるスプリングに対して外側に移動するように支持表面４の上に配置されており、金型がスリーブ管８によって円周方向に収容されている金型1おいて、スリーブ管８が、円周方向に、複数の金型セグメントの区分に従って、スリーブ管８を通して延びる案内面１１を形成する金型セグメントガイド１０を備えており、金型セグメント９が、延長部１２で形成したスライド部品として外側に移動するように金型セグメントガイド１０に案内されていることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特許請求の範囲１の前提部分に記載の、機械的結合に用いる道具(tool set)用の金型(die）に関するものである。

特許文献１は板状部品によって結合を形成する道具を開示し、この道具は、穴空け具(punch) を持った第一上部道具部品と、円形の金型を持った第二下部道具部品と、を備えている。金型は金床体(anvil body)の付いた台(anvil) を備えており、頭部摺動面と底部接続面とを持つ環状部品が台の上に設置されている。複数の金型セグメントが台を囲んでおり、各金型セグメントは円環の一部分を成す。個々の金型部分は環状部材に対して同心のつば用の凹みを持ち、つばは金型セグメントの縦方向の動きを許容し、各金型セグメントは、予め加えられるバネ荷重の下、頭部摺動面上で移動可能に支持され、そのために弾性体が金型セグメントを台の側面に支えている。

この場合の不利な点としては、金型セグメントがその全高と径方向の不利な比率のために、金型セグメントが径方向に滑るよりむしろ傾きがちになり、その過程で結果として金型セグメントが歪み、故障する。金型セグメントは少なくともその一部がガイドからはみ出ているので、金床体上での金型セグメントの支持は、外向き縦方向の動きの間に減少する。さらに、軸方向変位量に逆らって金型セグメントを固定するために、金型基体は台領域内の下部を切り離さなければならない。

この結果、金型基体の破断の危険性が増加する。従ってこのような金型の耐用年数は短い。さらに、金床体上の環状部品は全高の増大が必要となり、その結果、軸状部品中での結合部の可触性は大きく制約される。

特許文献２は板状部品によって結合を形成する一般型道具を開示し、この道具は円形金型を備えている。個々の金型セグメントが台を囲んでおり、各金型セグメントは円環の一部分を成す。金型セグメントはバネの荷重に抗して支持表面上で外向きに変位可能に配置されている。この場合、金型セグメントの径方向の移動性は支持表面を包含するつめによって制約される。つめはスリーブ管に形成されている。さらにつめは金型セグメントの外向き変位中の軸方向運動を制約し、そのためにこのつめは金型セグメントの凹みに係合する突出ガイドを備えている。この場合の不利な点はここでも金型セグメントが突出ガイドに比較して歪みやすく、その結果故障することである。

さらに特許文献３は板状部品によって結合を形成する一般型道具を開示し、道具は円形金型を備えている。金型は４個の金型セグメントを備えており、４個の金型セグメントはハウジングで囲まれている。ハウジングは、長い孔と、ふたつの長い孔の間でハウジング内に延びるピンとを持っている。これらのピンは金型セグメントに形成された溝に係合する。バネの荷重に抗して金型セグメントが外向きに変位している間中に、金型セグメントの縁はハウジングの長い孔の中に移行し、金型セグメントに係合するピンは金型セグメントの回転運動を抑止できる。

ここで不利な点は金型セグメントが縦方向の孔に対して歪み得ることである。何故なら金型セグメントは片面だけに作用するピンのみで案内されるため、つめに対して変位が生じるからである。

欧州特許第０７７９８４３号明細書 国際公開第０１／３６１２４号パンフレット ドイツ国特許 ＤＥ６９４０８０８０ Ｔ２

従って、本発明の目的は、特許請求項１の前提部分に記載のとおり、機械的結合に用いる道具用の金型を提供することであり、金型は長い耐用年数を持つと同時に小型構造である。

この目的は特許請求の範囲の請求項１の特徴を記述した部分によって達成される。すなわち、本発明の金型においては、スリーブ管（８）が、円周方向に、複数の金型セグメント（９）の区分に従って、スリーブ管（８）を通して延びる案内面（１１）を形成する金型セグメントガイド（１０）を備えており、金型セグメント（９）が、延長部（１２）で形成したスライド部品として外側に移動するように金型セグメントガイド（１０）に案内されていることを特徴としている。

このようにして、スリーブ管の案内面(guideway)が各金型セグメントにあてがわれている、機械的結合に適した道具用の金型が提供される。台(anvil) に対して径方向の変位の間、金型セグメントは金型基体の支持表面に支持され、さらにスリーブ管に係合する金型セグメントによって滑らせるように直接案内される。このような金型は、高さと直径の点で小型構造であり、移動変位する金型セグメントに適した案内機能が改善されている。

このために、スリーブ管は、好ましくはスリーブ管壁を貫通する孔を備えている。その場合に、金型セグメントが孔に各延長部分によってはめ込まれている。金型セグメントの径方向変位軌道はセグメントガイドの範囲内にあり、従って、道具が径方向に拡張増大することはない。さらに、金型から塵埃が排出される結果、その耐用年数が一層改善される利点がある。

スリーブ管中のセグメントガイドは、台に対して径方向に金型セグメントを滑らせ、同時に金型セグメントの軸方向変位を制限するような閉鎖ガイドを構成している。金型セグメントの支持表面からの軸方向変位のないように固定するために、従来技術に必要とされた切り込みは不要となる。従って、金型セグメントと、さらには金型全体の軸方向高さが小さくなる。この場合、金型セグメントの径方向に対する軸方向長さの比率が従来技術より小さくなることによって、同時に径方向変位にあたって傾かないように安定性が増す。

金型は好ましくは円形であり、円周方向に延びて支持表面に相対する面に設置される案内面のあるスリーブ管を備えている。金型セグメントは好ましくは円環の一部分として作られ、少なくとも３個の金型部分であることが好ましい。拡張状態にある金型セグメントの間の継ぎ目が最小空間であるように、金型セグメントは４ないし６個であることが特に好ましい。

予め荷重を加えるスプリングは弾性の円環によって力を発揮するのが好ましく、特に金属バネによることが好ましい。弾性の円環を確実に装着するために、金型セグメントは円周方向に付けられた溝を備えている。

発明のさらなる構成は以下の記載と従属項とから明らかである。
本発明は、添付の図面に示された好適な実施形態を参照して、以下により詳細に説明される。
図１〜図５は、平面状に重ねたシートの機械的結合に適した、少なくとも一つの穴空け具（図示せず）と金型１とによって形成された道具用の金型１の第１の実施形態を示している。金型１は、結合が行なわれるキャビティ、即ち空洞２（図４参照）を画成している。このために、金型１は頭部に面を持つ台３を備えており、穴空け具は該面に対して移動できる。台３の上には円周方向に空洞２を画する個々の金型セグメント９があり、金型セグメント９は、台３の方向に穴空け具が入る時に、台３の軸方向に対して、かつ穴空け具が入ってくる方向に対して、横に動く。このために、金型１は、好ましくは直線円筒形に設計された台３を備えており、台３は金型基体７の上に形成されている。

金型基体７の上には台３と同軸の平たい支持表面４があり、台３は、支持表面４に対して所要の高さで突出している。また支持表面４は、金型セグメント９のための摺動面を形成している。支持表面４は、好ましくは台３の外側面に直交して配置されている。また支持表面４は、好ましくは中央に配置された台３と共に金型基体７の上に設けられている。

複数の金型セグメント９が支持表面４の上に配置されており、複数の金型セグメント９は、穴空け具が台３の方向に加えられる時に、穴空け具が入ってくる方向に対して横に動くようになっている。そのために、金型セグメント９は、予め加えられているスプリングの力に抗して外側に移動する。各金型セグメント９が広がった後、金型１は再び自動的に締まる。

各金型セグメント９を囲むバネ部材５が、予め加えられる荷重をもたらす。そのために、各金型セグメント９は各々円周方向の環状溝６を持ち、バネ部材５は環状溝６に収容されて、スプリング力を発揮する。バネ部材５は、円環状バネであることが好ましい。金型セグメント９は、台３の方向に作用するバネ部材５のバネ弾力に抗して外向きに移動することができる。

また、金型１は、金型基体７を円周方向に収納するスリーブ管８を備えている。スリーブ管８は、円周方向に各金型セグメント９に対応して、個々のセグメントガイド１０を備えている。セグメントガイド１０はスリーブ管８を貫通する案内面１１を形成している。その場合に、金型セグメント９はセグメントガイド１０に案内されて、延長部分１２の形をなす滑り片として外方向に移動できるようになっている。

金型セグメント９は円環の一部分としての区分けされて設計されており、金型セグメント９は、各々、内側に湾曲した部分的円環表面１３を形成している。部分的円環表面１３は、台３に面しており、拡張されない状態で台３の外側表面に接している。部分的円環表面１３は、台３での空洞２を画成し、台３に面して金型セグメント９の頭部１５上に形成されている。金型セグメント９の頭部１５上には、バネ部材５用の溝６もまた設けられている。金型セグメント９の個々の延長部分１２は頭部１５から延びている。頭部１５は、向かい合った側面１６によって一切れのフラン(flan)のように形成されている。即ち、すなわち一対の面１６が台３に対して径方向に走っている。延長部分１２は、台の半径と平行で互いに向かい合った側面１７を備えている。側面１７は、支持表面４の円周線に対して交差する断面上に位置している。

各金型セグメント９は、頭部１５と延長部分１２とから成り、好ましくは平らな底面１４（図５参照）を有する。この底面１４と共に金型セグメント９は、支持表面４の上に滑れるように置かれており、延長部分１２が、台３方向とは逆側のセグメントガイド１０に向けて突出している。スリーブ管８の中の金型セグメント９の案内のために、金型セグメント９の延長部分１２は、閉鎖ガイドとして設計されたセグメントガイド１０の滑り片として機能する。セグメントガイド１０は、スリーブ管８を貫通している。セグメントガイド１０の案内面１１と延長部分１２の境界面は相互にスライドガイドのように構成されている。このため、延長部分１２は、底面１４に加えて、底面１４の反対位置に上端ガイド面１８を備えている。金型セグメント９の底面１４に面する案内面１１の表面は、金型セグメント９と係合しないままの方が好ましい。金型セグメント９の底面１４による、支持表面４からスリーブ管８への滑り運動は、支持表面４上で確実に行なわれる。

図５に示されるように、金型１の閉鎖状態で、金型セグメント９の延長部分１２はその端部を対応するセグメントガイド１０に突き出しており、その結果、各金型セグメント９はこの基本位置で一定の方式で案内されている。従って、金型セグメント９が外向きに滑る時には、金型セグメント９の軸方向の変位量ははじめから厳しく制約されている。さらに、金型セグメント９が外方向に向けて可動している間中に、金型セグメント９の可動がスリーブ管８によって制約されないように、頭部１５に対する延長部分１２の半径長さが選択されている。金型セグメント９は単にバネ部材５の付勢力に対して径方向に変位し、該バネ部材５自体はスリーブ管８から離れて配置されるため、その移動にスリーブ管８から何の制約も受けない。

図６に示されるように、金型１の第２の実施形態では、上記金型を金型ホルダー１９に固定するための、迅速に解錠できる錠が示されている。この目的に沿って、エキスパンダ付きピン(spring-loaded pin) ２０が、金型ホルダー１９上でスリーブ管８に径方向に配置されており、エキスパンダ付きピン２０は、スリーブ管８の径方向の孔２１に係合することができる。従って、解錠されるべきネジは不要である。これ以外では対応する第１実施形態に関する記述がここにも適用される。

このような改良された固定法（図示せず）によれば、エキスパンダ付きピンの代わりに棒先が無頭のセットネジ(dog-point headless set screw)を用いてもよく、この無頭セットネジは好ましくは六角鍵によって径方向に変位でき、その結果、棒先はスリーブ管の径方向の孔と結合したり、結合を外されたりする。

図７は他の固定化法による前記金型１を示す。ここで、雌ネジを有する偏心ピン２２が金型基体上に設けられている。該偏心ピン２２は金型の中心とピンの中心との間に偏心がある。偏心ピン２２は、金型ホルダー１９の孔２３の中に挿入でき、ネジ２４で締め付けられることによって固定することができる。偏心軸まわりの回転に対して、金型１は回転防止用の羽板２５によって回転が規制されている。それ以外の対応する第１の実施形態に関する記述はここにも適用される。

この実施の形態に記載された円形台３はこの実施形態の改良に際して別の形状を持つこともできる。

機械的結合に適した金型の第１の実施形態を示す概略分解図である。 金型セグメントが拡張されていない図１の金型の概略側面図である。 図２の金型の概略平面図である。 図２及び図３の金型の正面から側面にかけての概略透視図である。 図１の金型の概略断面図である。 機械的結合に適した金型の第２実施形態を示す概略分解図である。 機械的結合に適した金型の第３実施形態を示す概略分解図である。

符号の説明

１ 金型
２ 空洞（キャビティ）
３ 台
４ 支持表面
５ バネ部材
６ 環状溝
７ 金型基体
８ スリーブ管
９ 金型セグメント
１０ セグメントガイド
１１ 案内面
１２ 延長部分
１３ 部分的円環表面
１４ 底面
１５ 頭部
１６ 頭部の側面
１７ 延長部分の側面
１８ 上端ガイド面
１９ 金型ホルダー
２０ エキスパンダ付きピン
２１，２３ 孔
２２ 偏心ピン
２４ ネジ
２５ 回転防止用の羽板

Claims (16)

1. 平面状に重ねたシートの機械的結合に用いる道具用の金型であって、少なくとも一つの穴空け具と、結合用のキャビティ（２）を画成する金型とによって形成され、
   上記金型が、上記穴空け具と向かい合う台（３）と、この台（３）に隣接して円周方向に上記キャビティ（２）を形成し、上記台（３）の方向に上記穴空け具が入った時に上記穴空け具が入って来る方向に対して横に動く複数の金型セグメント（９）と、を備え、
   上記各金型セグメント（９）が、予め荷重を加えるスプリングに対して外側に移動するように支持表面（４）の上に配置されており、
   上記金型がスリーブ管（８）によって円周方向に収容されている上記金型において、
   上記スリーブ管（８）が、円周方向に、上記複数の金型セグメント（９）の区分に従って、上記スリーブ管（８）を通して延びる案内面（１１）を形成する金型セグメントガイド（１０）を備えており、
   上記金型セグメント（９）が、延長部（１２）で形成したスライド部品として外側に移動するように金型セグメントガイド（１０）に案内されていることを特徴とする金型。
2. 前記金型が円形に設計され、前記金型セグメントガイド（１０）の外方に延びる前記案内面（１１）が切り抜きによって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の金型。
3. 円環部分として設計された、少なくとも３個の金型セグメント（９）を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の金型。
4. 前記金型セグメント（９）の前記延長部（１２）が、前記支持表面（４）の線に交差する方向に延びる側面（１７）を持っていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の金型。
5. 前記支持表面（４）が、前記台（３）を中心に配置した金型基体（７）によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の金型。
6. 前記各金型セグメント（９）が、それぞれ前記支持表面（４）の半径方向延長部分より長い半径方向延長部分を持つことを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の金型。
7. すべての金型セグメント（９）が同一形状に設計されていることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の金型。
8. 前記金型セグメント（９）が円弧の形状の頭部（１５）を持っていることを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載の金型。
9. 前記金型セグメント（９）を円周状に囲む環状バネ部材（５）が、予め荷重を加える前記スプリング用に装着されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の金型。
10. 前記各金型セグメント（９）が後部溝（６）を備えており、該後部溝（６）が円周方向に形成され、該後部溝（６）に前記環状バネ部材（５）を取り付け得ることを特徴とする、請求項９に記載の金型。
11. 前記環状バネ部材（５）が環状バネとして設計されていることを特徴とする、請求項１０に記載の金型。
12. 前記スリーブ管（８）は前記台に関連して所定の厚みで配置され、その厚みは前記金型セグメント（９）の拡張移動のガイド長さを形成することを特徴とする、請求項１〜１１の何れかに記載の金型。
13. 前記台（３）は円筒状であることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の金型。
14. 前記金型を金型ホルダー（１９）に固定するために、前記スリーブ管（８）が、該金型ホルダー（１９）に備えられたピン（２０）と係合するための孔（２１）を備えており、このピンがエキスパンダ付きピンであることを特徴とする、請求項１〜１３の何れかに記載の金型。
15. 前記金型を金型ホルダーに固定するために、前記スリーブ管は、前記金型ホルダーに設けられた棒先無頭セットネジと係合するための孔を有しており、棒先無頭セットネジは、前記スリーブ管に対して半径方向に移動することができることを特徴とする、請求項１〜１３の何れかに記載の金型。
16. 前記金型を金型ホルダー（１９）に締付け結合手段（clamping connection ）によって固定するために、偏心ピン（２２）が前記金型基体（７）の底面から突出しており、この偏心ピン（２２）が前記金型ホルダー（１９）の孔（２３）に挿入されることができると共に固定されることができ、回転防止用の羽板（２５）が上記金型ホルダー（１９）の縁で上記金型を固定することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の金型。

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