JP2018520884A - リベット供給装置 - Google Patents

Abstract

ファスナー供給装置１０は、装着部１４と、装着部１４に移動可能に取り付けられた供給部１２とを含む。供給部１２は、供給本体１６を含んでおり、供給本体１６は、第１の端部１８及び第２の端部２０と、それを通って延びている内側トラック２７とを有する。内側トラック２７は、ファスナーＲを供給本体１６を通って運べる大きさ及び形状を有する。供給部１２はまた、供給本体１６の第２の端部２０に取り付けられており、且つ、本体３０と一対の供給フィンガー３８，４０とを含む供給ブロック２８を含む。供給フィンガー３８，４０の各々は、本体３０に取り付けられた第１の端部４４と、第２の端部４６とを含む。トラック５４は、供給フィンガー３８，４０の間に形成されており、その第１の端部から第２の端部へとファスナーＲを運べる大きさ及び形状を有しており、供給本体１６の内側トラック２７と繋がっている。トラック５４の第２の端部は保持ポイントを含む。供給フィンガー３８，４０は、ファスナーＲを保持ポイントに保持できる寸法及び形状にされている。【選択図】図１

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、出願日が２０１５年９月１６日であって、出願人を同じくしており、同時係属中の米国特許仮出願第６２／２１９，２０６号「リベット供給装置」の優先権を主張する国際（ＰＣＴ）出願であって、当該米国特許仮出願は全体として、引用によって本明細書の一部となる。

＜発明の分野＞
本発明は、リベット供給装置に関しており、より詳細には、抵抗スポット溶接リベット用のフィーダーに関する。

薄板のようなワークピースを互いに固定する現在の方法には、一般的なスポット溶接、自己穿孔リベット（self-piercing rivets）の使用、フロードリルリベット（flow drill rivets）の使用が含まれる。後ろの２つの方法は、リベットのための供給システムを必要とする。必要とされているのは、限られたスペースに収まり、複雑なアクチュエータ及び機構を使用しないコンパクトなリベット供給装置に加えて、汚物、カーボンの蓄積、目詰まり、ほこり、火花などの環境要因に敏感ではない場所にリベットを保持する堅牢な手段をもたらす装置である。

ある実施形態では、ファスナー供給装置は、装着部と、当該装着部に移動可能に取り付けられた供給部とを含んでいる。供給部は、供給本体及び供給ブロックを含んでいる。供給本体は、第１の端部と、当該第１の端部の反対側にある第２の端部と、内側トラックとを有する。内側トラックは、第１の端部から第２の端部まで供給本体を通って延びている。内側トラックは、第１の端部から第２の端部までファスナーを運べるような大きさ及び形状を有する。供給ブロックは、本体と一対の供給フィンガーとを含む。供給フィンガーの各々は、本体に取り付けられた第１の端部と、その供給フィンガーの第１の端部の反対側にある自由な第２の端部とを備えている、トラックが、供給フィンガーの間に形成されている。トラックは、供給フィンガーの第１の端部に隣接した第１の端部と、供給フィンガーの第２の端部に隣接した第２の端部とを含んでいる。トラックは、トラックの第１の端部からトラックの第２の端部までファスナーを運べるような大きさ及び形状を有している。トラックは、供給本体の内側トラックと繋がっている。トラックの第２の端部は保持ポイントを含んでいる。供給フィンガーは、保持ポイントでファスナーを保持できるような寸法及び形状を有している。

ある実施形態では、供給ブロックの一対の供給フィンガーの各々は、第２の端部に隣接して配置された内側ガイド径部を含んでいる。内側ガイド径部は、それらの間に第１の距離を規定する。ある実施形態では、供給ブロックのトラックの保持ポイントは、内側ガイド径部を含む。ある実施形態では、供給ブロックの供給フィンガーの各々は、その第１の端部に隣接して配置された内壁を含んでいる。供給フィンガーの内壁は、対向しており、それらの間で第２の距離を規定している。第２の距離は第１の距離よりも大きい。ある実施形態では、供給ブロックの供給フィンガーの各々は、供給フィンガーの内側ガイド径部に隣接して配置されており、且つ、供給フィンガーの内側ガイド径部と第２の端部の中間に位置する停止ポイントを含んでいる。それら停止ポイントは、それらの間で第３の距離を規定している。ある実施形態では、第３の距離は、第１の距離よりも小さい。ある実施形態では、供給フィンガーは、ファスナーが、供給本体の第１の端部から供給本体の第２の端部へと供給本体の内側トラックに沿って移動して、供給ブロックの第１の端部から供給ブロックの第２の端部へと供給ブロックのトラックに沿って移動した後に、停止ポイントに当たった場合に、ファスナーが供給フィンガーの停止ポイントの間を自由に通過できる程度まで、供給フィンガーが互いに離れるように曲がることを防止するような大きさ及び形状を有している。ある実施形態では、供給フィンガーは、供給部が、その第１の軸と第２の軸とに沿ってワークピースから離れるように動作すると、ファスナーが供給フィンガーの停止ポイントの間を通過できる程度まで、供給フィンガーが互いに離れるように曲がるような大きさ及び形状を有している。

ある実施形態では、供給ブロックの供給フィンガーの各々は、内側ガイド径部に隣接しており、且つ、内側ガイド径部と供給フィンガー第１の端部の中間に位置する戻り防止ポイントを含んでいる。供給フィンガーの戻り防止ポイントは、それらの間で第４の距離を規定する。ある実施形態では、第４の距離は、第１の距離よりも小さい。ある実施形態では、一対の供給フィンガーは、ファスナーが供給フィンガーの戻り防止ポイントの間を通過することができる程度に、互いから離れるように曲がることができる大きさ及び形状を有する。

ある実施形態では、供給部は、供給フィンガーの第２の端部を覆うフィンガーカバーを含む。ある実施形態では、フィンガーカバーは、供給ブロックの保持ポイントに重なるボウル状のキャビティを含む。ある実施形態では、キャビティは、締結装置の第１の締結アームを受け入れる大きさ及び形状を有している。ある実施形態では、ファスナー供給装置は、装着部に対して供給部を移動させるように構成されたリニアアクチュエータを更に含む。ある実施形態では、ファスナーはリベットを含む。ある実施形態では、ファスナーは、積み重ねられた複数のリベットを含む。

図１は、溶接装置に取り付けられたリベット供給システムを示す図である。 図２は、図1のリベット供給システムの拡大図を示す。 図３は、図２に示すリベット供給システムが用いる供給ブロックの上面斜視図を示す。 図４は、図３に示す給電ブロックの一端の拡大図を示す。 図５は、図４に示されたリベット供給システムが用いるフィンガーカバーの上面斜視図を示す。 図６は、図５に示されたリベット供給システム及び溶接装置の一部の拡大図を示す。 図７は、図６に示すリベット供給システムの一部の断面図を示す。

図１は、ワークピースＷＰに対して配置されており、溶接装置Ｗに取り付けられたリベット供給システム１０の実施形態を示している。図２は、図１のリベット供給システム１０と、ワークピースＷＰと、溶接装置Ｗの一部とを示している。図２では、リベット供給システム１０は実線で示されており、ワークピースＷＰ及び溶接装置Ｗは破線で示されている。実施形態では、溶接装置Ｗは、抵抗スポット溶接リベット（resistance spot weld rivets）（ＲＳＲ）に関して使用されるピンチ溶接機である。実施形態では、溶接装置Ｗは、上側抵抗溶接アームＵＡ及び下側抵抗溶接アームＬＡを含んでおり、これらアームは、離間しており、且つ、対向している。抵抗溶接アームＵＡは、対応する上側溶接電極ＵＥを含んでおり、抵抗溶接アームＬＡは、対応する下側溶接電極ＬＥを含んでいる。溶接装置Ｗの使用時には、上側溶接電極ＵＥと下側溶接電極ＬＥは、ワークピースＷＰの両側に位置する。

図１及び図２を参照すると、リベット供給システム１０は、供給部１２及び装着部１４（例えば、装着ブロック）を含む。実施形態では、リベット供給システム１０は、装着部１４を上側抵抗溶接アームＵＡに取り付けることによって溶接装置Ｗに取り付けられる。実施形態では、供給部１２は、全体的に「Ｓ」字状であり、第１の（即ち、上側の）端部１８と、第２の（即ち、下側の）端部２０と、第１の端部１８に位置する上側湾曲部２２と、第２の端部２０に位置する水平底部２４と、上側湾曲部２２から水平底部２４に延びる中間垂直線部２６とを有している。実施形態では、供給トラック２７（図７に示す）が、供給本体１６の内部に配置されており、第１の端部１８から第２の端部２０まで延びている。実施形態では、供給トラック２７は、リベットＲの通過を可能にしており、その通過中にリベットＲを所望の向きに維持するような寸法及び形状を有している。１又は複数の実施形態において、供給本体１６は、図１のＹ軸に沿った（即ち、ワークピースＷＰの表面を横断する）供給本体１６の動きを可能にする枢動機構又はリンケージ２９を含む。

図１乃至図４を参照すると、実施形態では、リベット供給システム１０は、供給本体１６の底部２４に取り付けられた供給ブロック２８を含んでいる。図３及び図４に示すように、実施形態では、供給ブロック２８は、供給部１２の底部２４に供給ブロック２８をファスナー３６（図６及び図７に示す）で固定するために外方に延びる一対の取付ブラケット３２，３４を有する基部３０を含む。一対の供給フィンガー３８，４０が基部３０から長手方向に延びており、互いに対向して離間して、それらの間に空間４２を形成している。実施形態では、更に詳細に後述するように、供給フィンガー３８，４０は、横方向に曲がって、互いに離れるように（即ち、空間４２から離れるように）構成されている。供給フィンガー３８，４０の各々は、基部３０と一体に形成された第１の端部４４と、第１の端部４４の反対側にあって自由な第２の端部４６とを含んでいる。供給フィンガー３８，４０の各々は、内壁４８及び下壁５０を含む。供給フィンガー３８，４０の各々の下壁５０は、第１の端部４４に隣接して配置された傾斜部５２を含む。各供給フィンガー３８，４０の内壁４８及び下壁５０は協働して、傾斜部５２から第２の端部４６まで延びるトラック５４を形成する。実施形態では、供給ブロック２８が供給本体１６に取り付けられている場合、トラック５４は、供給本体１６の供給トラック２７に隣接し、且つ繋がっている。

第２の端部４６の近くにおいて、供給フィンガー３８，４０の各々の内壁４８は、内側ガイド径部５６を含んでおり、内側ガイド径部５６は、その一端に戻り防止（anti-return）ポイント５８を形成し、他端に停止ポイント６０を形成している。実施形態では、戻り防止ポイント５８と停止ポイント６０とは、協働してリベットＲの保持手段として機能し、リベットＲの１つがそれらの間に保持されるように配置されている。他の実施形態では、供給本体１６は、戻り防止ポイント５８の代わりに、又はそれに加えて、戻り止め機構を提供する保持戻り止め又は板ばねを含んでいる。実施形態では、内側ガイド径部５６の間の幅は、供給フィンガー３８，４０の内壁４８の間の幅よりも狭い。以下でより詳細に説明するように、供給フィンガー３８，４０は、ワークピースＷＰに溶接するリベットＲの１つを受け取り、保持するように構成されている。これにより、内側ガイド径部５６、戻り防止ポイント５８、及び停止ポイント６０は協働して、リベットＲの１つが締結前に保持される保持ポイントを規定する。

図５及び図６を参照すると、実施形態では、リベット供給システム１０は、ファスナー６４によって供給本体１６の第２の端部２０に取り付けられたフィンガーカバー６２を含んでいる。フィンガーカバー６２は、供給ブロック２８の供給フィンガー３８，４０の第２の端部４６上に配置される。実施形態では、フィンガーカバー６２は、ボウル形状（bowl-shaped）のキャビティ６６を含んでおり、キャビティ６６は、供給フィンガー３８，４０のガイド径部５６と揃えられており、上側溶接電極ＵＥの先端を受け入れるような大きさ及び形状にされている。

図５乃至図７を参照すると、実施形態では、リベットＲは、円板状のヘッドＲＨと、そこから延びる中央ピンＲＰ（図７に示す）とを含む。リベット供給システム１０が作動している場合、リベットＲは、別の装置（図示せず）によって加えられる空気圧によって、供給本体１６の第１の端部１８に位置する供給トラック２７の部分へと供給される。実施形態では、リベットＲは一度に１つずつ供給される。他の実施形態では、リベットＲは積み重ねられて供給されてよい。実施形態では、各リベットＲは、供給本体１６の各部分２４，２６，２８を通過しながら、供給トラック２７に沿って移動する。リベットＲのヘッドＲＨは、供給トラック２７に沿って摺動して、ピンＲＰは、トラック内の関連する空間に配置される。リベットＲは、供給本体１６の底部２４（即ち、供給トラック２７の端部）に到達すると、供給トラック２７を出て、供給フィンガー３８，４０によって形成されたトラック５４に沿って移動し、供給フィンガー３８，４０の端部４６で停止する。図２及び図６に示すように、Ｙ軸及びＺ軸に沿った動作が利用されて、リベットＲが上側溶接電極ＵＥの先端の下に位置するように供給ブロック２８が上下に動かされる。Ｙ軸及びＺ軸に沿った動作は、任意のタイプのリニアアクチュエータによって提供されてよい。実施形態では、リニアアクチュエータは空気圧アクチュエータである。

実施形態では、供給フィンガー３８，４０は、運動量を用いた（momentum-based）保持システムを用いている。この点に関して、リベットＲは、（即ち、上述のように、リベットＲを供給トラック２７内に供給する空気圧によって誘導されると）比較的高速で供給本体１６を通り、供給トラック２７に沿って移動する。リベットＲの速度は、リベットＲが、供給ブロック２８のトラック５４に係合すると、リベットＲが供給フィンガー３８，４０上の戻り防止ポイント５８を通過する際に、リベットＲの運動量により、供給フィンガー３８，４０が横方向及び外方向に（即ち、空間４２から離れるように）曲がるようにされる。しかしながら、リベットＲの運動量は、リベットＲが供給フィンガー３８，４０の第２の端部４６を完全に通過することができる程度に供給フィンガー３８，４０が互いに離れるように曲がるほど十分に高くはない。これは、供給フィンガー３８，４０の内側ガイド径部５６の間の幅が内壁４８の間の幅よりも狭いからである。その結果、供給フィンガー３８，４０を互いに離れるように曲げるためには、リベットＲの運動量に起因してもたらされるよりも大きい力が、リベットＲに第２の端部４６を通過させるのに十分に大きな程度で必要とされるであろう。結果として、リベットＲは、供給フィンガー３８，４０の停止ポイント６０によって停止させられて、供給フィンガー３８，４０の第２の端部４６を完全に通過して移動することが防止される。リベットＲが停止ポイント６０に到達すると、リベットＲは、供給フィンガー３８，４０のガイド径部５６内に収まって適所にあって、供給ブロック２８のＹ軸及びＺ軸方向の動きによって上側溶接電極ＵＥの下に供給できるようにされる。

溶接アームＵＡの電極ＵＥは、リベットＲをワークピースＷＰに突き通すように配置される。実施形態では、ワークピースＷＰは、スチール、アルミニウム又は炭素繊維であってよい。電極ＵＥによってリベットＲがワークピースＷＰに突き通されると、供給部１２は、Ｙ軸及びＺ軸の方向に引き込まれて、リベットＲが後に残される。電極ＵＥ，ＬＥによって電流が印加されて、リベットＲがワークＷＰに溶接される。その後、次のリベット留め位置に供給部１２が移動して、次のリベットＲが加圧空気で供給部１２に送られて、このサイクルが繰り返される。

リベット供給システム１０は、リベットピンＲＰが様々な深さであるリベットＲを、供給部１２を変更する必要なく収容することができる。実施形態では、リベット供給システム１０は、抵抗スポット溶接リベット用に使用されている。他の実施形態では、リベット供給システム１０は、他のタイプのリベット又はファスナーに使用されてよい。

本明細書に記載の実施形態は単に例示的なものであること、そして、当業者は本発明の精神及び範囲から逸脱することなく多くの変更及び修正を行い得ること、それは理解されるべきである。全てのそのような変更及び修正は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内に含まれることが意図されている。

Claims (17)

1. 装着部と、
   移動可能に装着部に取り付けられた供給部と、
   を備えたファスナー供給装置において、供給部は、
   第１の端部と、当該第１の端部の反対側にある第２の端部と、内側トラックとを有する供給本体であって、当該内側トラックは、第１の端部から第２の端部まで供給本体を通って延びており、第１の端部から第２の端部までファスナーを運べるような大きさ及び形状を有する、供給本体と、
   供給本体の第２の端部に取り付けられ、本体と一対の供給フィンガーとを含む供給ブロックと、
   を備えており、
   一対の供給フィンガーの各々は、本体に取り付けられた第１の端部と、その供給フィンガーの第１の端部の反対側にある自由な第２の端部と、一対の供給フィンガーの間に形成されたトラックとを備えており、
   トラックは、一対の供給フィンガーの第１の端部に隣接した第１の端部と、一対の供給フィンガーの第２の端部に隣接した第２の端部とを含んでおり、
   トラックは、当該トラックの第１の端部からトラックの第２の端部までファスナーを運べるような大きさ及び形状を有しており、
   トラックは、供給本体の内側トラックと繋がっており、トラックの第２の端部は保持ポイントを含んでおり、
   一対の供給フィンガーは、保持ポイントでファスナーを保持できるような寸法及び形状を有している、ファスナー供給装置。
2. 供給ブロックの一対の供給フィンガーの各々は、第２の端部に隣接して配置された内側ガイド径部を含んでおり、内側ガイド径部は、それらの間に第１の距離を規定する、請求項１に記載のファスナー供給装置。
3. 供給ブロックのトラックの保持ポイントは、内側ガイド径部を含む、請求項２に記載のファスナー供給装置。
4. 供給ブロックの一対の供給フィンガーの各々は、その第１の端部に隣接して配置された内壁を含んでおり、一対の供給フィンガーの内壁は、対向しており、一対の供給フィンガーの内壁は、それらの間で第２の距離を規定しており、第２の距離は第１の距離よりも大きい、請求項３に記載のファスナー供給装置。
5. 供給ブロックの一対の供給フィンガーの各々は、一対の供給フィンガーの内側ガイド径部に隣接して配置されており、且つ、一対の供給フィンガーの内側ガイド径部と第２の端部の中間に位置する停止ポイントを含んでおり、停止ポイントは、それらの間で第３の距離を規定している、請求項４に記載のファスナー供給装置。
6. 第３の距離は、第１の距離よりも小さい、請求項５に記載のファスナー供給装置。
7. 一対の供給フィンガーは、ファスナーが、供給本体の第１の端部から供給本体の第２の端部へと供給本体の内側トラックに沿って移動して、供給ブロックの第１の端部から供給ブロックの第２の端部へと供給ブロックのトラックに沿って移動した後に停止ポイントに当たった場合に、ファスナーが一対の供給フィンガーの停止ポイントの間を自由に通過できる程度まで、一対の供給フィンガーが互いに離れるように曲がることを防止するような大きさ及び形状を有している、請求項５に記載のファスナー供給装置。
8. 一対の供給フィンガーは、供給部が、その第１の軸と第２の軸とに沿ってワークピースから離れるように動作すると、ファスナーが一対の供給フィンガーの停止ポイントの間を通過できる程度まで一対の供給フィンガーが互いに離れるように曲がるような大きさ及び形状を有する、請求項７に記載のファスナー供給装置。
9. 供給ブロックの一対の供給フィンガーの各々は、内側ガイド径部に隣接しており、且つ、内側ガイド径部と一対の供給フィンガー第１の端部の中間に位置する戻り防止ポイントを含んでおり、一対の供給フィンガーの戻り防止ポイントは、それらの間で第４の距離を規定する、請求項３に記載のファスナー供給装置。
10. 第４の距離は、第１の距離よりも小さい、請求項９に記載のファスナー供給装置。
11. 一対の供給フィンガーは、ファスナーが一対の供給フィンガーの戻り防止ポイントの間を通過することができる程度に、互いから離れるように曲がることができる大きさ及び形状を有する、請求項９に記載のファスナー供給装置。
12. 供給部は、一対の供給フィンガーの第２の端部を覆うフィンガーカバーを含む、請求項１に記載のファスナー供給装置。
13. フィンガーカバーは、供給ブロックの保持ポイントに重なるボウル状のキャビティを含む、請求項１２に記載のファスナー供給装置。
14. キャビティは、締結装置の第１の締結アームを受け入れる大きさ及び形状を有している、請求項１３に記載のファスナー供給装置。
15. 装着部に対して供給部を移動させるように構成されたリニアアクチュエータを更に備える、請求項１に記載のファスナー供給装置。
16. ファスナーはリベットを含む、請求項１に記載のファスナー供給装置。
17. ファスナーは、積み重ねられた複数のリベットを含む、請求項１に記載のファスナー供給装置。

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