JP5475668B2 - ロックワッシャの製造方法および製造装置ならびにロックワッシャ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の導入部によるロックワッシャを製造するための方法に関する。

本発明は、請求項１１の導入部によるロックワッシャを製造するための装置にも関する。

さらに、本発明は、添付された請求項２２の導入部によるロックワッシャにも関する。

上述のワッシャは以前より既知であり、例えばボルトまたはロック目的の締結要素に相当するもののために提供されている。このタイプのロックシステムにおいて、おおよそ図１に示されたように、２つのワッシャが一組で配置され、カムパターン側が互いに面して係合し、メインカム面の傾斜はネジのピッチよりも大きく、これによって積極的且つ効果的な締結要素の係止を行っている。

以前より既知なものによれば、ワッシャはいくつかのステーションを経て供給されるストリップブランクから製造され、ステーションでは成形および／または打ち抜きが上側工具と下側工具との間で実行されている。歯のパターンが形成されてワッシャの上面をほぼカバーし、カムのパターンが形成されてワッシャの下面をほぼカバーする。

この既知の技術はいくつかの欠点および問題と結びついている。したがって、不良ワッシャに起因した位置ずれのような、ダイ装置内への供給の際におけるステーションの間で発生する不測の位置ずれの可能性が存在する。さらに、ブランク金属の総量が極めて大きい。さらに、カムおよび歯がワッシャの各々の側をカバーすることに関連した制約事項が存在しており、それは負荷を受けることが可能な面が減少することである。また、外周部は打ち抜かれ、したがって鋭いエッジを受けており、このことがさらなるワッシャ処理において問題を引き起こす。

本願出願人のスウェーデン国特許出願第０５０１２２４−０号明細書に記載されたように、歯のパターンの外周部はワッシャの打ち抜きの間に変形される。したがって、パターンのないエッジ領域が形成され、その領域に対して打ち抜きの間パンチが残留する。このことはワッシャの荷重遷移面を制限する。

本発明の目的は、以前より既知の技術に関するこれらの問題の解決策を提供することである。

本発明の目的は、請求項１、１１および２２にそれぞれ記載された特徴を備えた方法、装置およびロックワッシャによって達成される。

さらなる利点はそれぞれの従属請求項により記載された事項によって得られる。

本発明のより良好な理解は、図と併せて読む場合に、実施例および好適な実施形態に関連した以下の記載を考慮することによって行われる。

本発明によるダイアセンブリの第１の実施形態の軸方向断面を示した図であり、本発明によるワッシャ形成のための異なった工程ステップにおける図を示している。 本発明によるダイアセンブリの第１の実施形態の軸方向断面を示した図であり、本発明によるワッシャ形成のための異なった工程ステップにおける図を示している。 本発明によるダイアセンブリの第１の実施形態の軸方向断面を示した図であり、本発明によるワッシャ形成のための異なった工程ステップにおける図を示している。 本発明によるダイアセンブリの第１の実施形態の軸方向断面を示した図であり、本発明によるワッシャ形成のための異なった工程ステップにおける図を示している。 本発明によるダイアセンブリの第１の実施形態の軸方向断面を示した図であり、本発明によるワッシャ形成のための異なった工程ステップにおける図を示している。 圧延されたストリップから切り出されたワッシャブランクの第１の実施形態を概略的に示した図である。 円形断面を有するワイヤから形成されたワッシャブランクの第２の実施形態を概略的に示した図である。 四角形断面を有するワイヤから形成されたワッシャブランクの第３の実施形態を概略的に示した図である。 本発明により製造されたワッシャを斜視図において概略的に示した図である。 本発明により製造されたワッシャを正面図において概略的に示した図である。 本発明により製造されたワッシャを側面図において概略的に示した図である。 本発明により製造されたワッシャを断面図において概略的に示した図である。 本発明により製造されたワッシャを側面図において概略的に示した図である。 本発明により製造されたワッシャを断面図において概略的に示した図である。

図１において、ロックワッシャ製造のためのダイアセンブリが符号１によって指定されている。図５において、本発明により生産されるワッシャ２の例が示されている。これらのタイプのロックワッシャは、ワッシャ機器によってロックされるボルト要素のための中心穴、一方の側４には径方向に延在した歯５のパターン、および他方の側６には径方向に延在したカム７のパターンを具備している。ワッシャは環状の形状であり、個別のパターンは内周部８から外周部へと延在している。好適な実施形態によれば、ワッシャは内周部において傾斜部１０を具備し、好適に一方の側部４において歯のパターンを備え、傾斜部はボルト要素の頭の径に合致するように意図されている。

ダイアセンブリは、形成されるワッシャの軸方向１１と一致した軸対称の形態である。ダイアセンブリは下側ダイ部１２、上部１３および中央部１４を具備している。図示された実施形態によれば、中央ダイ部は固定されており、下側ダイ部および上側ダイ部は相互に移動可能で中央ダイ部および支持片１’とともに閉じられた形状空間１５を形成するように配置されており、支持片１’は円周に延在したその空間の外壁を提供している。ワッシャブランク２’はその閉鎖した空間内においてワッシャが形成されることを意図している。図１（ａ）において、ダイアセンブリが開いてワッシャブランク２’を受け入れる。

そのブランクを受容した下側ダイ部は上側ダイ部に向かって移動し、それは矢印Ｆによって示された方向を意味し、上側ダイ部に向かって下側ダイ部に力がかけられる。それは閉じられた形状空間をダイ部によって、その空間１５内に収容されたワッシャ部ブランク材料と共に上側ダイ部を停止端１６に対して押し進めることによって成形するためである。下側ダイ部は、図１（ｃ）および（ｄ）に示されたように、ワッシャブランクをワッシャへと成形するために、上側ダイ部に向かってさらに押し進められるように構成されている。

好適な実施形態によれば、バネ手段１７がバネ力Ｆ’を提供するために設けられており、停止端に向かって力がかけられた場合に、上側ダイ部が変位される。下側ダイ部によってかけられた力Ｆを下側ダイ部を収納することによって除荷する場合、そのバネ力は成形されたワッシャを押し出すために提供される。

図１（ｄ）に概略的に示されたように、バネ力は、例えば上側ダイ部の上部１９に作用するロッド１８によって、上側ダイ部に作用する。もちろん、別のガイド機器によってロッド１８が置き換えられ、バネ力Ｆ’を負荷してもよい。

好適な実施形態によれば、ダイアセンブリは、ワッシャの内周部８からワッシャの外周部９へと延在した歯のパターンおよびカムのパターンを形成するために構成されている。好適に、下側ダイ部１２はカムのパターンを形成するために設計され、上側ダイ部１３は歯のパターンを形成するために設計されている。

好適な実施形態によれば、図１（ｅ）に示された中央ダイ部の傾斜端部２０によって好適にダイアセンブリは、先に記載したように、ワッシャ機器によってロックされるように意図されたボルトの頭よりも小さい半径となるように、内周部の傾斜形態を備えたワッシャを形成するように設計されている。傾斜部の形態は好適にワッシャの歯のパターン側４に形成されている。

一実施形態によれば、形成されるブランク２’は金属ストリップ２”から切り出される。そのようなブランクは図１（ｂ）に概略的に示されている。

別の実施形態によれば、図３に示されたように、ダイアセンブリ内で形成されるブランク２’は円形の断面形状を有するワイヤ２１から形成される。

さらなる実施形態によれば、図４に示されたように、ダイアセンブリ内で形成されるブランク２’は正方形の断面形状を有するワイヤ２１’から形成される。

またさらなる実施形態の環状のブランク２’によれば、図１（ｂ）および（ｃ）に概略的に示されているように、ダイアセンブリはブランクを形成するのに先立って、ダイアセンブリ２内においてストリップ２”を切り出すように構成されている。そのような場合、下側ダイ部には円周状に延在した端部２２が設けられ、ダイアセンブリには支持片１’が設けられている。支持片１’は閉じられた形状空間の円周状に延在した壁を提供するだけでなく、ブランク切り出し作業のための切断エッジ２４を提供する。下側ダイ部はこの作業においてパンチとして作用し、その作業は図１（ｃ）に概略的に示されている。

実施形態は、円形ディスクすなわち中心穴がない形状のブランクが製造され、穴はワッシャの成形の際に好適に中央ダイ部によってダイアセンブリ内において打ち抜かれると考えられても良い。そのような場合、ブランクはストリップから打ち抜かれ、またはワイヤ、バーもしくはロッドから好適に高速切断によって切り出されてもよい。高速切断は、切断ダイの間の非常に小さい動きによって実行され、これによって非常に正確なディスク形状を伴ったブランクを製造する。

本発明によるワッシャならびに本発明による装置の考えられるならびに十分な範囲の方法および機能は、上述の記載から明確にされた。

ダイアセンブリ内に導入されたワッシャブランクの形成に関して、閉じられた形状空間は下側ダイ部、上側ダイ部、中央ダイ部および支持片によって形成される。一旦ブランクが適切に導入されると、ワッシャの完成のための全体的な成形作業はその閉じられた空間内において実行され、そのことは多くの利点を提供し、内周部から外周部へと延在した２つのパターンの適切な成型を含んでいる。

このようにして、１つのブランクまたはいくつかのブランクは、閉じられた形状空間内の単一の作業において形成される。このようにして、ダイ設定は、最終製品がブランクストリップによって共にリンクされた一体成形作業において形成される工程と比較して大幅に簡素化されている。リンクされた成形ステップは互いに依存しており、きわめて正確な相互の設定を必要とし、連続的な監視およびメンテナンスを必要とする。

好適な実施形態によれば、環状のワッシャブランクはダイアセンブリ内に導入される前にストリップまたはシートから打ち抜かれ／切り出される。このようにして、ブランクは密接したパックのパターンにおいて打ち抜かれてもよく、それはブランク原料の量を節約する。これらのブランクは成形前に任意の都合のよい方法においてダイアセンブリ内に供給される。

他の利点は、例えば
−非常に正確に仕上げられた製品寸法、
−ストリップから切り出す場合にブランク間の空間が少なくてすむので、材料の消費が減少される、
−バンドの幅の量が減少されるので、原料貯蔵が減少される、
−少ない設定数のみが必要とされることによる工程安全性の向上、
−より小さいプレス設備による建造領域のより効果的な使用、
−必要な電力レベルの低下、
−完成製品のより少数の不良が接着作業における高生産性を提供すること、および
−制限された外形を有するより薄いワッシャが正確なブランク製造により生産されてもよい、といった点である。

上述の実施例および好適な実施形態が与えられている。

もちろん、マイナーチェンジおよび付加と同様に、さらなる実施形態が基本的な発明の構想から逸脱することなく考えられてもよい。

したがって、ワッシャは好適に鋼で形成され、特に約４６５ＨＶの硬さまたはそれを超える硬さに硬化された低合金鋼である。

好適な実施形態によれば、ワッシャは、ワッシャが平坦な底部を備えた標準寸法の座ぐり穴内に収容されるための外径を有するように設計されている。ワッシャの厚さは１ｍｍよりも薄く、好適な実施形態によれば、ダイアセンブリはそのようなワッシャを形成するように設計されている。

したがって、本発明は示された実施形態に制限されると考えられず、添付の特許請求の範囲の範囲内で変化されることが可能である。

１ ・・・ダイアセンブリ
２ ・・・ワッシャ
３ ・・・中心穴
５ ・・・歯
７ ・・・カム
１２ ・・・下側ダイ部
１３ ・・・上側ダイ部
１４ ・・・中央ダイ部
１６ ・・・停止端
２４ ・・・切断エッジ

Claims (21)

1. ロックするための円形ワッシャをブランクから製造するための方法であって、前記ワッシャは中心穴と、径方向に延在した歯のパターンを具備した第１の側と、径方向に延在したカムのパターンを具備した第２の側と、を備えたワッシャの製造方法において、該方法は、
   −環状の形状を有し、中心穴を具備したワッシャブランク（２’）を打ち抜くステップと、
   −下側ダイ部（１２）、該下側ダイ部に対向した上側ダイ部（１３）、中央ダイ部（１４）および閉じられた形状空間（１５）の円周の外壁を設けるための支持片（１’）によって閉じられた形状空間（１５）を形成するためのダイアセンブリ（１）内に前記ワッシャブランクを導入するステップであって、成形の間に、前記中央ダイ部（１４）は前記ワッシャブランクの中心穴を通って延在しているステップと、
   −単一の作業において、前記ブランクを前記下側ダイ部と前記上側ダイ部との相互移動によってワッシャへと形成するステップと、
   −前記閉じられた形状空間を開いて形成された前記ワッシャを取り出すステップと、
   を含んでいることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   薄いストリップ（２”）から前記ブランクを切り出すステップを含んでいることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、
   円形断面を有するワイヤ（２１）から前記ブランクを形成するステップを含んでいることを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、
   四角形断面を有するワイヤ（２１’）から前記ブランクを形成するステップを含んでいることを特徴とする方法。
5. 請求項２に記載の方法であって、
   前記ブランクの形成に先立って、前記ブランクを前記ダイアセンブリ内において切り出すステップを含んでいることを特徴とする方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法であって、
   −前記下側ダイ部と前記上側ダイ部との間に前記ワッシャブランクを導入するステップと、
   −前記３つのダイ部と前記支持片とによって前記閉じられた形状空間を形成するために、前記上側ダイ部に対向して前記下側ダイ部を押し進めるステップであって、前記形状空間は該空間内に収容された前記ブランク材料と共に停止端（１６）に対向して前記上側ダイ部を押し進めることによって形成されるステップと、
   −前記下側ダイ部を前記上側ダイ部に向かってさらに押し進めることによって前記ブランクをワッシャへと成形するステップと、
   を含んでいることを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、
   −ばね力（Ｆ’）に対抗して前記停止端に向かって前記上側ダイ部を押し進めるステップと、
   −前記下側ダイ部が退避することによって、前記下側ダイ部により付加された前記ばね力（Ｆ’）を除荷した場合に、前記ばね力によって前記上側ダイ部により前記形成されたワッシャを押し出すステップと、
   を含んでいることを特徴とする方法。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法であって、
   −前記ワッシャの内周部（８）から前記ワッシャの外周部（９）へと延在した歯（５）のパターンおよびカム（７）のパターンを備えたワッシャを形成するステップを含んでいることを特徴とする方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法であって、
   −ワッシャの形態によってロックされることを意図したボルトのヘッドよりも小さい半径となるように、前記ワッシャの内周部において傾斜部（１０）を備えたワッシャを形成するステップであって、前記傾斜部（１０）は前記ワッシャの前記歯のパターン上に好適に形成されるステップを含んでいることを特徴とする方法。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法であって、
    厚さ１ｍｍよりも薄いワッシャを形成するステップであって、前記ワッシャは標準化された外径を好適に有しているステップを含んでいることを特徴とする方法。
11. ロックするための円形ワッシャをブランクから製造するための装置であって、前記ワッシャはボルト要素のための中心穴と、径方向に延在した歯のパターンを具備した第１の側と、径方向に延在したカムのパターンを具備した反対側となる第２の側と、を備えたワッシャの製造装置において、
    −形成される前記ワッシャブランク（２’）は、中心穴を具備した環状の形状を有し、
    −前記ブランクを形成するためのダイアセンブリ（１）が提供され、該ダイアセンブリは下側ダイ部（１２）、該下側ダイ部に対向した上側ダイ部（１３）、中央ダイ部（１４）および閉じられた形状空間（１５）の円周の外壁を設けるための支持片（１’）を具備し、
    −前記下側ダイ部と前記上側ダイ部とは相互に移動可能であり、前記中央ダイ部および前記支持片（１’）と共に閉じられた前記形状空間（１５）を形成するように配置され、
    −前記ダイアセンブリは前記ワッシャブランク（２’）を受け入れるように配置されて、単一の作業において前記閉じられた形状空間内においてワッシャ（２）を成形し、前記中央ダイ部は前記成形の間に前記ワッシャ中心穴（３）を通って延在するように配置されていることを特徴とする装置。
12. 請求項１１に記載の装置であって、
    前記ダイアセンブリ内において形成される前記ブランクは薄いストリップ（２”）から切り出されていることを特徴とする装置。
13. 請求項１１に記載の装置であって、
    前記ダイアセンブリ内において形成される前記ブランクは円形断面を有するワイヤ（２１）から形成されていることを特徴とする装置。
14. 請求項１１に記載の装置であって、
    前記ダイアセンブリ内において形成される前記ブランクは四角形断面を有するワイヤ（２１’）から形成されていることを特徴とする装置。
15. 請求項１１または１２に記載の装置であって、
    前記ダイアセンブリは前記ブランクの形成に先立って、前記ブランクを前記ダイアセンブリ内において切り出すように構成されていることを特徴とする装置。
16. 請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置であって、
    前記３つのダイ部と前記支持片とによって前記閉じられた形状空間を形成するために、前記上側ダイ部に向かって前記下側ダイ部を押し進めるための手段が設けられ、前記形状空間は該空間内に収容された前記ブランク材料と共に停止端（１６）に対向して前記上側ダイ部を押し進めることによって形成され、前記下側ダイ部は前記ワッシャブランクをワッシャに成形するために前記上側ダイ部に向かってさらに押し進められるように構成されていることを特徴とする装置。
17. 請求項１６に記載の装置であって、
    バネ手段（１７）は、前記上側ダイ部が前記停止端に向かって押し進められた場合に、前記上側ダイ部の変位に対抗してバネ力（Ｆ’）をかけるために設けられていることを特徴とする装置。
18. 請求項１７に記載の装置であって、
    前記バネ力（Ｆ’）は、前記下側ダイ部によってかけられた前記バネ力（Ｆ’）を前記下側ダイ部を退避することによって除荷する場合に、形成された前記ワッシャを前記上側ダイ部によって押し出すために与えられていることを特徴とする装置。
19. 請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の装置であって、
    前記ダイアセンブリは前記ワッシャの内周部（８）から前記ワッシャの外周部（９）へと延在した歯のパターンおよびカムのパターンを形成するように構成されていることを特徴とする装置。
20. 請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の装置であって、
    前記ダイアセンブリ、好適に前記中央ダイ部は、ワッシャの形態によってロックされることを意図したボルトのヘッドよりも小さい半径となるように、前記ワッシャの内周部において傾斜部（１０）を備えたワッシャを形成し、前記傾斜部は前記ワッシャの前記歯のパターン側（４）上に好適に形成されるように構成されていることを特徴とする装置。
21. 請求項１１〜２０のいずれか一項に記載の装置であって、
    前記ダイアセンブリは、１ｍｍ以下の厚さと好適に標準化された外径とを有するワッシャを成形するために構成されていることを特徴とする装置。

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