JP7311516B2 - ファスナー供給ヘッド - Google Patents

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関連出願

本出願は、“ファスナー供給ヘッド”を発明の名称とし、２０１７年１２月２０日に出願した米国特許出願第１５／８４９，６３８号の優先権を主張する出願である。

本発明は、供給ホッパーからファスナー装着装置のヘッドへ供給する装置に関する。

自動装着式ファスナーは溶接を行わずにパネルに装着可能である。自動装着式ファスナーの実例の場合、ピアス／クリンチスタッド、ボルト、ボルトスタッド、ピアス／クリンチナット、およびこの種の他の雌ファスナーを有する。自動装着式ファスナーは雄ファスナーの場合ネジを刻んだ、あるいはネジを刻まない軸部や、雌ファスナーの場合にはネジを刻んだ、あるいはネジを刻まないボアなどのファスナー部を有する。自動貫通式ファスナーの場合、パネルに開口を貫通形成するバレル部を有する。自動締め付け式ファスナーは、パネルに予め形成された開口を直接取り囲む金属を変形させ、これに締め付ける。

自動装着式ファスナーは多数の製品の大量生産において使用されている。多くの場合、自動装着式ファスナーは自動式装着ヘッドから高速かつ連続的に装着することができる。自動システムを使用してファスナーを自動装着ヘッド内にファスナーを送り込む。例えば、“ブローフィーダー（ｂｌｏｗ ｆｅｅｄｅｒ）”と呼ぶことができる一部の既存自動送り込みシステムの場合、加圧空気を使用してファスナーを漏斗状ホッパーからシュートを介して装着ヘッドに進める。

一部の生産方式の場合、ワイヤ、テープや接着剤などの接続手段を使用してファスナーを一緒に“ストリング”するか（接合）し、ファスナーを装着装置に送り込むことが知られており、またこれが有利である。一般的に、ファスナーストリップをリールによって供給機構に供給する。個々のファスナーを共通の向きに接合する。装着装置が接続手段をせん断し、ファスナーストリップからファスナーの一つを解放し、このファスナーをパネルに接合する。

別な公知ファスナー供給システムでは、数トンの力を発生できるダイプレスにファスナーを供給する。下向き工程で、パンチがファスナーストリップからファスナーを分離し、このファスナーをパネルに押し込む。ダイがパネルを支持するとともに、これを変形させ、ファスナーをパネルに確実に係合させ、パネルを保持する。上向き工程で、供給機構が次のファスナーをパンチの下に送り込み、次の位置での装着の準備を行う。

別な既存装着装置の場合、未接続の個別のファスナーをホッパーからシュートを介して装着ヘッドに供給する。なお、このシュートはファスナーの形状に一致する横断面を有しているため、ファスナーが転落することはない。このようなファスナーの場合、加圧空気によってシュート内に進める。このようなシステムにおいては、ファスナーを所定の装着方向に供給ヘッドに供給する。一つのファスナーを装着ヘッドの一サイクル毎にシュートに進める。シートが長尺の場合、ファスナーのホッパーから装着ヘッドの移転は、装着プロセスにおける速度決定工程である。装着装置がファスナーの送り込みに対して待機する必要があるため、一分当たり所定のサイクル数で装着ヘッドを操作することが不可能な場合がある。

本発明は、ファスナーを供給ホッパーから装着ヘッドに進めるファスナー供給ヘッドに関する。この供給ヘッドは全体としてシュート、シュートの後退位置と供給位置との間で移動可能なキャリッジ、およびキャリッジに旋回自在に取り付けた第１および第２の対向爪部を有する。このシュートはシュート入り口に隣接する上流側ゾーン、およびシュート出口に隣接する下流側ゾーンを有し、かつ供給軸線にそって供給路を形成する。この供給路がファスナーを支持し、かつシュート入り口からファスナーをファスナー装着ヘッドに接続されたシュート出口に案内する。

キャリッジはシュート上の後退位置と供給位置との間で移動可能である。このキャリッジについては、一つのファスナーが上流側ゾーン内のファスナー列から下流側ゾーン内のファスナー列に巡回するのが好ましい。このさい、供給位置から後退位置まで後退させ、上流側ゾーン内の先頭のファスナーを爪に当接させ、そしてキャリッジが供給位置に達するまで先頭のファスナーを爪とともに駆動する。上流側ゾーン内の先頭のファスナーが下流側ゾーンに進むと、シュート出口に近い下流側ゾーン内のファスナーがシュートから進み出し、装着ヘッドに入る。

爪部が開くのは、キャリッジが供給位置から後退位置に移動した時である。キャリッジが後退位置に達した時に、上流側列における先頭ファスナーおよび次の上流側ファスナーの中間で爪部が閉じる。

第１および第２の対向反動バーについは、キャリッジに着脱自在に取り付ける。第１および第２爪部のそれぞれと第１および第２反動バー（ｒｅａｃｔｉｏｎ ｂａｒｓ）のそれぞれとの間に爪バネを設け、各爪部をシュートの方にバイアスする。シュートの対向側部に爪部を対称的に設けるとともに、供給軸線の対向側で爪部が接触する。

キャリッジについては、スライド機構によってシュートに着脱自在に取り付ける。シュートは第１および第２の対向側壁を有し、各側壁は細長いボディスロット（ｂｏｄｙ ｓｌｏｔ）を有する。各側壁もボディスロットに平行な細長いヘッドスロット（ｈｅａｄ ｓｌｏｔ）を有する。

各爪部は一端にヒンジを有するとともに、他端に、それぞれボディスロットおよびヘッドスロットを介してシュート側壁の一つに、そして供給路に延入するボディ割り出し尖端部（ｂｏｄｙ ｉｎｄｅｘｉｎｇ ｔｉｎｅ）およびヘッド割り出し尖端部（ｈｅａｄ ｉｎｄｅｘｉｎｇ ｔｉｎｅ）を有する。各尖端部は角度のついた後退面取り部（ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｈａｍｆｅｒ）および角度のついた接触面を有する。これら尖端部はファスナーの中心軸線にそって離間位置においてファスナーに接触する。尖端部については、等しく離間するため、先頭ファスナーを上流側ゾーンから下流側ゾーンに駆動している間、爪部によって先頭ファスナーが実質的に回転することはない。

供給ヘッドは往復動カム、キャリッジ上の連動カムフォロア、および通常はキャリッジを供給位置へ向けてバイアスをかける前進バネを有する。このカムが後退行程時にキャリッジを後退位置に向けて駆動するとともに、キャリッジが供給行程で供給位置に向かって移動する。一つの好適な実施態様では、前進バネが螺旋状の圧縮バネを有し、カムフォロアが供給軸線に垂直なキャリッジに着脱自在に取り付けた円筒形ピンを有する。

一つの好適な実施態様では、ファスナー供給ヘッドはキャリッジに取り付けた手動後退機構を有する。この手動後退機構は後退シャフト、およびシュートに固定したアンカーブロックを有する。前進バネについては、シャフトを取り囲み、アンカーブロックに着座する。

ファスナー供給ヘッドによってファスナーを供給方向に進めるさいには、まず最初に、キャリッジが後退位置に達するまで前進バネのバイアス力に逆らって後退シャフトを後退させてから、後退シャフトを解放し、前進バネのバイアス力を相殺する。

一つの好適な実施態様では、キャリッジはカムとカムフォロアとの接触時にカムとキャリッジとが接触することを防止するカムレリーフ（ｃａｍ ｒｅｌｉｅｆ）部分を有する。カムについては、キャリッジのカムレリーフ部分のカムフォロアに接触するのが好ましい。

キャリッジについては、スライド機構によってシュートに接続するのが好ましい。一つの好ましい実施態様では、スライド機構はシュートに同軸的に接続したベアリングレールを有する。このスライド機構については、ベアリングレールに係合するスライドブロックを有していてもよい。

一つの好ましい実施態様では、ファスナー供給ヘッドの場合、装着ヘッドの一行程毎に一つのファスナーをシュート内で待機しているファスナー列から機械的に進める。なお、供給ヘッドの場合、装着ヘッドの一行程毎に複数の所定数のファスナーを進めるように構成することも可能である。

試験を行い、本発明の供給ヘッドは従来の空気圧供給装置よりもサイクル速度が速くなることが確認した。例えば、サイズがＭ８のファスナーを稼働中の装着ヘッドに供給する比較対象条件下で稼働する空気圧供給装置の信頼性のある、持続最大供給速度は約２５ｐｐｍである。試験した結果、本発明の実施例の持続最大供給速度は３７ｐｐｍ以上であった。本発明のその他の作用効果は、本発明の開示から明瞭である。

本発明の好適な実施態様に従ってファスナー供給ヘッドに連結した装着ヘッドを有するファスナー装着装置を示す斜視図である。 図３の２－２線にそって取った横断面図である。 図１に示すファスナー装着装置の正面図である。 図１に示すファスナー装着装置の上平面図である。 図１に示すファスナー供給ヘッドを示す図であって、キャリッジハウジングを取り外した状態を示す部分斜視図である。 別な実施態様にかかわるファスナー供給ヘッドを示す図であって、キャリッジハウジングを取り外した状態を示す部分斜視図である。 図１に示すファスナー供給ヘッドのキャリッジおよびシュートの展開斜視図である。 図１に示すファスナー供給ヘッドの往復動作および供給サイクルを示す概略図である。 図５Ａに示す実施態様に従って爪部に係合した一連のファスナーの上平面図である。 図５Ｂに示す実施態様に従って爪部に係合した一連のファスナーの上平面図である。 図５Ａに示す実施態様に従って爪部に係合した一連のファスナーの底面図である。 図１に示す装置を使用して装着できる自動装着式ボールスタッドファスナーの側面図である。 図５Ａに示す実施態様に係る第１爪部および螺旋圧縮バネを示す斜視図である。 図５Ｂに示す実施態様に係る第１爪部および螺旋圧縮バネを示す斜視図である。

本発明の好ましい実施態様に係るファスナー供給ヘッドを添付図面に全体として参照符号１０で示す。図示し、かつ以下に説明する実施態様では、このファスナー供給ヘッド１０によってファスナー装着装置のファスナー装着ヘッド１２にファスナー１７を供給する。図１、図２および図６を参照して説明すると、ファスナー供給ヘッド１０はシュート入り口３４に近接する上流側ゾーン、シュート出口２７に近接する下流側ゾーン、および供給軸線５０を備えた供給路３９を有するシュート３６を有する。シュート３６がファスナー１７を支持するとともに、シュート入り口３４から、ファスナー装着ヘッド１２に接続したシュート出口２７にファスナー１７を案内する。このファスナー供給ヘッド１０を使用して、ピアス／クリンチスタッド、ボルト、ボールスタッドなどやピアス／クリンチナット、この種の他の雌型ファスナーを始めとする自動装着式ファスナーを供給することができる。図２、図８Ａ、図９および図１０に想像線で示す実施態様では、ファスナー１７は自動装着式ボールスタッド９１である。

図１に示す好適な実施態様の場合、図５Ａおよび図６を参照して説明すると、キャリッジ２５は供給軸線５０にそってシュート３６に可動自在に取り付ける。図５Ａに示す好適な実施態様では、キャリッジ２５はリニア軸受３３を介してシュート３６に可動自在に取り付ける。第１および第２の爪部１５、１６については、隠れている爪部を示すためにキャリッジハウジング９２を外した図５Ａおよび図５Ｂに示すように、キャリッジ２５に旋回自在に取り付ける。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、キャリッジハウジング９２をリニア軸受ボールキャリッジブロック９０に取り付ける位置に４つのボルト９９を示す。

爪部１５、１６は他方の鏡像である構成を有し、この理解の下で説明を行う。キャリッジ２５は、後退位置９７と供給位置９６との間で供給軸線５０にそって往復動する。ここで供給軸線５０にそって往復動するさい、キャリッジはシュート出口２７からの距離が最大のときに“後退位置”９７にあり、そしてシュート出口２７の距離が最小のときに“供給位置”にある。キャリッジ２５が後退位置９７から供給位置９６に向かって移動する場合、この移動方向が供給方向３１になる。逆に、キャリッジ２５が供給位置９６から後退位置９７に向かって移動する場合、この移動方向が後退方向３２になる。後退位置９７と供給位置９６との間の距離は、シュート３６内の隣接ファスナー１７の少なくとも中心間距離である。

一旦始動した後は、ファスナー２９の列が上流側ゾーンおよび下流側ゾーンの両者を含むシュートの長さにそって配列する。キャリッジ２５が後退位置９７から供給位置９６に移動すると、キャリッジ２５が上流側ゾーン内の先頭ファスナーに当接し、これを供給方向３１に駆動し、下流側ゾーンに供給する。なお、シュート３６内の“先頭ファスナー”はシュート出口２７に最も近い上流側ゾーン内のファスナーを指す。一旦先頭ファスナーが上流側ゾーンから下流側ゾーンに駆動された後は、上流側ゾーン内の次のファスナーが先頭ファスナーになる。キャリッジが巡回するため、上流側ゾーン内の各ファスナー１７が順次ファスナー供給ヘッド１０の１サイクル毎に先頭ファスナー２６になる。なお、“上流側ゾーン”は、キャリッジ２５が供給位置にあるときに、爪部１５、１６とシュート入り口３１との間にあるシュートの部分を意味し、かつ“下流側ゾーン”は、キャリッジ２５が供給位置にあるときに、爪部１５、１６とシュート出口２７との間にあるシュートの部分を意味する。この文脈で、シュート３６内の各ファスナー１７はシュート出口２７に面する下流側エッジ９４およびシュート入り口３４に面する上流側エッジ９５を有する。

ファスナー１７を進めるために、図７ａ～図７ｅに示すように、キャリッジ２５の軸方向移動と同期して爪部１５、１６が周期的に開閉する。図７ａおよび図７ｂに示す供給位置にあるキャリッジ２５を参照して説明すると、キャリッジ２５が供給位置から軸方向に後退位置に向かって移動するときに、供給軸線５０に対して横断方向でかつ外向きにスライドすることによって爪部１５、１６がまず開く。以下に説明するように、爪部１５、１６の形状については、各ファスナー１７の下流側エッジ９４にそって外向きにスライドする形状になっている。爪部の後退面取り部７２、７３に接触する先頭ファスナー１８が付与する開放力に応じて爪部１５、１６が開く。この開放力が各爪部の爪バネ２２、２３のバイアスに対抗する。爪部１５、１６が先頭ファスナー１８にそってスライドし、先頭ファスナー１８との接触を続けるが、先頭ファスナー１８が爪間でスライドできる程度には開く。製造変動に対応するため、爪部１５、１６については、意図するファスナー１７の直径よりも広く開き、かつ爪部１５と１６との間を通過するために必要な程度以上に広く開くようになっている。

キャリッジが後退位置に接近し、次に後退位置に達すると、爪部が図７ｃに示すように、先頭ファスナー１８および上流側に隣接するファスナーの中間に位置するまで、ファスナーの上流側エッジ９５にそって横断方向でかつ内向き方向にスライドすることによって爪部１５、１６が閉じ始める。図７Ｃのキャリッジ２５の位置が後退位置を表す。

図７Ａ～図７Ｅは、ファスナー供給ヘッド１０の往復動を示す概略図である。ファスナー１７のサンプルについては、連続的にラベル“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、…“Ｈ”で示す。図７Ａに爪部１５、１６が閉じている供給位置９６を示す。図７Ａにおいて、ファスナーの下流側列はファスナー“Ａ”、“Ｂ”および“Ｃ”を有し、ファスナーの上流側列は“Ｄ”～“Ｇ”を有し、そしてファスナー“Ｄ”が参照符号１８でも示す先頭ファスナーである。

図７Ｂにキャリッジ２５の後退動作を示す。初期の後退時、爪部１５、１６が開き、先頭ファスナー“Ｄ”上を横断方向にスライドする。この後退動作は、爪部の第１および第２のインデックス（割り出し）端部５４、５５が、これらの爪部が先頭ファスナー“Ｄ”と上流側隣接ファスナー“Ｅ”との間で閉じる位置に達するまで継続する。

図７Ｃは、後退位置を示す概略図である。なお、ファスナー１７は、キャリッジが図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃに示す位置から移動している間は、シュート３６内で移動しない。

図７Ｄは、キャリッジ２５の初期の供給動作を示す図である。キャリッジ２５が供給方向３１に移動するときは爪部１５、１６が閉じた状態を維持することによって、先頭のファスナー“Ｄ”を下流側に駆動してこれを下流側ゾーンに進入させ、ファスナーの下流側列を供給方向３１に進める。

図７Ｅは、供給動作の終了および図７Ａで開始する往復サイクルの終了を示す図である。キャリッジ２５が供給位置に戻り、ファスナー“Ａ”がシュート出口２７からファスナー装着ヘッド１２へ出てゆく。この状態では、ファスナーの下流側列はファスナー“Ｂ”、“Ｃ”および“Ｄ”を有し、上流側列は“Ｅ”～“Ｈ”を有し、そしてファスナー“Ｅ”が先頭ファスナー１８である。

図１および図６を参照して説明を続けると、第１反動バー２０は２本のネジを使用して、キャリッジ２５に着脱自在に取り付ける。なお、例えば第１反動バー２０をキャリッジハウジング９２内のスロットにスライドさせるか、反動バー２０をキャリッジハウジング９２に締め付けるか、あるいはクイックリリースピンを使用して反動バー２０をキャリッジハウジング９２に保持するなど任意の適当な機構によって第１反動バー２０を着脱自在に取り付けてもよい。第２反動バー２１は第１反動バー２０に対向するキャリッジ２５に取り付ける。ファスナー供給ヘッド１０は、供給軸線５０を含む（図１に示す向きにおいて垂直な）垂直平面に関して対称的である。説明を簡略にするために、ファスナー供給ヘッド１０の反対側については図示を省略する。第２反動バー２１（図１には示していない）は第１反動バー２０の鏡像である。

爪バネについては、各爪部１５、１６と反動バー２０、２１との間に設け、通常はバイアスを印加してファスナー１７に接触させる。図５Ａおよび図８Ａに示す実施態様では、爪バネ２２、２３は螺旋圧縮バネを有する。図５Ｂおよび図８Ｂに示す実施態様では、爪バネ２２´、２３´はトーションバネを有する。特に断らない限り、図１～図５Ａ、図６および図８Ａ～図１１Ａに示す実施態様(“圧縮バネ”実施態様)の説明は、図５Ｂ、８Ｂおよび１１Ｂに示す実施態様（“トーションバネ”実施例）にも当てはまる。

なお、図８Ｂにおいて、爪バネ２２´、２３´の係合脚部１１７、１１８は実線で示す自由位置にあり、これら脚部には陰線で示すようにトーションを印加する。反動バー２０、２１は図８Ｂでは想像線で示す。装着時、係合脚部１１７、１１８は陰線で示す位置に巻き付け、反動バー２０、２１によって巻きとられた状態で保持する。

シュート３６は対向側壁４２、４３を有し、これらが供給路３９になる。図６を参照して説明すると、対向ボディスロット（ｏｐｐｏｓｅｄ ｂｏｄｙ ｓｌｏｔｓ）４０、４１はそれぞれ側壁４２、４３に延在する。また、シュート３６はそれぞれ側壁４２、４３に延在する対向ヘッドスロット５８、５９を有する。この実施態様では、ヘッドスロット５８、５９はそれぞれボディスロット４０、４１に平行である。

各爪部１５、１６はそれぞれヒンジピン４８、４９を受け取るヒンジ式端部４６、４７、およびそれぞれヒンジ式ピン４６、４７に対向する割り出し端部５４、５５を有する。各ヒンジピン４８、４９はそれぞれ供給方向３１に垂直なヒンジピン軸５２、５３を有する。

各爪部１５、１６はそれぞれ第１割り出し端部５４、５５に形成されたボディ割り出し尖端部５６、５７およびヘッド割り出し尖端部６２、６３を有する。ボディ割り出し尖端部５６、５７がそれぞれシュートのボディスロット４０、４１に延入し、そしてヘッド割り出し尖端部６２、６３がそれぞれシュートのヘッドスロット５８、５９内に延入する。ヘッド割り出し尖端部６２、６３はボディ割り出し尖端部５６、５７に平行で、これらから離間する。ファスナー供給ヘッド１０は供給軸線５０が通る垂直平面（図１に示す向きにおいて垂直である）を中心にして対称である。従って、爪部およびこれらのシュート３６に対する関係は相互の鏡像である。第１爪部１５および第２爪部１６は供給軸線５０に関して対称である。

ボディ割り出し尖端部５６、５７およびヘッド割り出し尖端部６２、６３については、ファスナー１７がシュート３６内で実質的に回転しないように、ファスナー１７に対して相補的な長さを有するのが好ましい。実質的に回転しないとは、ファスナー１７がどの方向にも約５度以上回転しないことを意味する。理論に固執するわけではないが、ファスナー１７が図２に陰線で示す未回転向きにある状態で、ファスナー１７の長手軸線１１３にそって存在する２つの離間位置においてファスナー１７が当接することによってファスナー１７がピッチ回転しないと考えられる。図示の実施態様では、ファスナー１７は自動装着式ボールスタッド９１であり、２つの離間位置はそれぞれバレル部分１００およびボール部分１１４に存在する。ここでピッチ回転とは、供給軸線５０に対して垂直、かつファスナー１７の長手軸線１１３に対して垂直なピッチ軸線を中心とするファスナー１７の回転を意味する。供給軸線５０が通る垂直面（図１参照）に関してファスナー供給ヘッド１０が左右対称であるためファスナー１７のヨー回転（ｙａｗ ｒｏｔａｔｉｏｎ）およびロール回転が発生しない。ここでロール回転とは、供給軸線５０を中心とするファスナー１７の回転を意味し、またヨー回転とは、ファスナー１７の長手軸線１１３を中心とするファスナー１７の回転を意味する。

図８Ａおよび図８Ｂに示す実施態様を参照して説明すると、各爪部はそれぞれヒンジ式端部４６、４７と割り出し端部５４、５５との間に延在する爪アーム６４、６５を有する。各爪アーム６４、６５はヒンジ式端部にヒンジ式ボア６８、６９を有し、それぞれヒンジピン４８、４９を受け取る。また、各爪部は爪バネ２２、２３の一部を受け取る爪バネ受け取り部６６、６７を有する。

図８Ａに示す実施態様では、爪バネ受け取り部６６、６７は爪アーム６４内に（陰線で示す）ボアのみを有する。爪バネ受け取り部６６、６７はそれぞれヒンジピン４８、４９を中心とする爪部１５、１６の全動作範囲にわたってバネ２２、２３の少なくとも一部を保持する。

図８Ｂに示す実施態様では、爪バネ受け取り部６６´、６７´は単に爪アーム６４、６６の壁部を有するだけである。爪バネ受け取り部６６´、６７´はバネ爪脚部１１５、１１６に当接し、バネ２２´、２３´から力を印加し、爪１５´、１６´をそれぞれ閉じた位置に向けてバイアスを印加する。ヒンジピン４８、１９はそれぞれバネ２２´、２３´のコイル式部分から突出する。

図９を参照して説明すると、各ボディ割り出し尖端部５６、５７および各ヘッド割り出し尖端部６２、６３はそれぞれ後退面取り部７２、７３および７８、７９を有し、これら面取り部はそれぞれ、爪アーム６４、６５が後退方向３２に平行な時に、後退面取り部と後退方向との間にある面取り角度７４、７５および１０５、１０６で配向する。また、各ボディ割り出し尖端部５６、５７および各ヘッド割り出し尖端部６２、６３はそれぞれ供給接触面７６、７７および１０７、１０８を有し、それぞれ供給接触角度１０１、１０２、１０９、１１０で配向する。これら接触面は、ファスナーの供給接触面を介してボディ割り出し尖端部が発生する接触力１０３、１０４によって形成する。供給接触角度１０１は供給方向３１から測定する。本発明では、２本の線の交差によって設定される２つの角度があるため、供給接触角度１０１、１０２、１０９、１１０とは、接触力１０３、１０４、１１１、１１２と供給方向３１との間の最も小さい角度を意味する。

図９に示す実施態様の場合、発生する接触力１０３、１０４によって爪部１５、１６が爪バネ２２、２３のバイアスに逆らって回転する。このように、バネ２２、２３を取り外した場合には、キャリッジ２５が供給位置と後退位置との間を巡回するときに、爪部１５、１６が開き、閉鎖位置に戻ることはない。

供給接触面７６、７７、１０７、１０８については、任意の好適な輪郭形状を取ることができ、例えば平坦形状でもよく、あるいはファスナーの接触面に対して相補的な形状でもよい。好適な実施態様では、供給接触面７６、７７、１０７、１０８の半径は、ファスナーの対応する半径に一致する。なお、ファスナーは供給軸線５０上にセンタリングされるため、供給接触面の半径も供給軸線上にセンタリングされる。

後退面取り角度７４、７５、１０５および１０６が十分に小さいため、カム２８およびカムフォロア２４によって後退方向３２にキャリッジ２５を駆動すると、先頭ファスナーと接触し、先頭ファスナーおよび後退方向３２の他の上流側ファスナーを駆動することなく、爪部１５、１６を開く力が発生する。一つの好適な実施態様では、後退面取り角度７４、７５、１０５および１０６はそれぞれ約２０度である。

図８Ａおよび図８Ｂに示す実施態様では、供給接触角度１０１、１０２、１０９、１１０については、発生する接触力１０３、１０４、１１１および１１２に対する反力がそれぞれバネ２２、２２´、２３、２３´を上回ることがないように設定する。従って、キャリッジ２５を供給方向３１に駆動すると、発生する接触力１０３、１０４、１１１、１１２によって先頭ファスナーおよび下流側列のファスナーを供給方向３１に駆動するが、爪部１５、１６は開かない。

本明細書では、爪部１５、１６に言及するさいの用語“閉じる”とは、対向割り出し端部５４、５５がファスナー供給ヘッド１０のどの部品も永久変形させずに相互に向かってできるだけ移動することを意味する。閉じると、爪部１５、１６が硬い停止部に接触するため、これがさらに閉鎖に向かって回転することはない。例えば、爪部はシュート３６の側壁４２、４３に接触することができる。この場合側壁が、さらに閉鎖に向かって回転することを防止する硬い停止部になる。爪部１５、１６の全動作範囲は閉鎖位置と完全開放位置との間に設定することができる。また、本明細における“開く”は“閉じる”の反対を意味する。爪部１５、１６の完全開放位置は、爪部が回転して閉鎖位置から離れ、硬い停止部に当接したときの爪部１５、１６の位置によって設定される。例えば、硬い停止部としては、確実な高さまで圧縮されたバネ２２、２３を使用することができる。別な実施例では、硬い停止部としては、反動バー２０、２１に接触する爪部１５´、１６´を使用することができる。

好適な実施態様では、キャリッジ２５はファスナー装着ヘッド１２の往復動部３０に取り付けられるカム２８が係合するカムフォロア２４を有する。後退時、カム２８がカムフォロア２４に接触し、キャリッジ２５を後退方向に移動させる。キャリッジ２５の後退移動によって製品前進バネ３５が圧縮し、このバネが通常供給方向３１にあるキャリッジ２５にバイアスを印加し、カムフォロア２４とカム２８との接触を維持する。カムフォロア２４は供給軸線５０に対して平行に移動する。カムがカムフォロア２４の範囲から垂直に後退する場合には、カムフォロア２４とカム２８との接触が一時的に途切れる。

製品前進バネ３５としてはコイルバネ１９か、あるいは図２に示す適切な弾性部材などを使用することができる。手動の後退シャフト３７をキャリッジ２５に取り付け、コイルバネ１９の螺旋軸３８に対して同軸的に設けることができる。手動の後退シャフト３７については、案内ボア５１に設ける。このボア５１は、シュート３６に固着されたアンカーブロック６０内に延在する。コイルバネ１９は、アンカーブロック６０の下流側６１に接触する。ノブ７０は、アンカーブロック６０の上流側８２において手動後退シャフト３７の自由端部７１に固着することができる。

好適な実施態様によるファスナー供給ヘッド１０の場合、まずキャリッジ２５が後退位置９７に達し、爪部１５、１６が閉じるまでファスナー１７を供給方向３１に進めてから、ノブ７０を解放し、これによって製品前進バネ３５のバイアス力を相殺し、キャリッジ２５を供給方向３１に移動させることによってファスナー１７を供給方向３１に進める。キャリッジ２５が供給方向３１に移動している間は、爪部１５、１６は閉じた状態を維持し、これによって先頭ファスナーおよび下流側列のファスナー１７を供給方向３１に付勢する。

一つの実施態様では、カムフォロア２４はキャリッジ２５内のボア８１を介してキャリッジ２５に着脱自在に取り付けられる円筒形ピン８０である。ピン８０の向きは、供給方向３１対して垂直で、かつファスナー装着ヘッド１２の往復動部３０の行程方向８３に対して垂直である。

図６を参照して説明すると、キャリッジ２５はさらにカム２８とピン８０以外のキャリッジ２５の表面とが接触することを防止するカムレリーフ（ｃａｍ ｒｅｌｉｅｆ）８４を有することができる。このピン８０は、一部がカムレリーフ８４によって形成されるカムレリーフスペース８６内に円筒形軸線８５にそって外向きに突出嵌合する。図１に最良の形態を示すように、カム２８はピン８０の対向端部８８に同時に係合する２つのカム表面８７を有することができる。

図１および図５Ａに示す実施態様では、シュート３６にリニアベアリングレール８９を着脱自在に取り付け、またキャリッジ２５にリニアベアリングボールキャリッジブロック９０を着脱自在に取り付ける。さらに、キャリッジ２５にリニアスライダーベアリング９３を着脱自在に取り付けることができる。リニアスライダーベアリング９３は、リニアベアリングボールキャリッジブロック９０と同様な外観を有することができるが、ボールベアリングの代わりに、摩擦低減素材や潤滑剤を使用して、リニアスライドベアリングの供給軸線５０にそうスライドを容易にすることができる。

図１１Ａは、図１に示すファスナー供給ヘッド１０から取り出した一つの爪部１５および圧縮バネ２２を示す底面斜視図である。ヘッド割り出し尖端部６２はボディ割り出し尖端部５６に平行である。この図からは、供給接触面７６の真の形状を確認することはできない。割り出し端部５４については、ヒンジボア６８に対向する爪部１５の端部に図示している。

図１１Ｂは、図５Ｂに示す第２爪部１６´およびトーションバネ２３´を示す上面斜視図である。ヘッド割り出し尖端部６３はボディ割り出し尖端部５７に対して平行である。図示のトーションバネ２３´は自由な状態にある。図１１Ｂに示すように、バネ２３´は約１５０度から約１７０度までの自由な位置にある。装着時、バネ２３´は約３００度まで巻きとられ、バネ反動バー係合脚部１１８は反動バー２１によって所定位置に保持される。

以上、キャリッジの一行程毎に一つのファスナーをファスナー装着装置に供給する構成の実施態様を参照してファスナー供給ヘッドを説明してきたが、本発明のファスナー供給ヘッドはキャリッジの行程を長く取ることによって所定の複数（Ｎ）のファスナーをファスナー装着装置に供給できるように構成することも可能である。この場合、キャリッジがさらに後退し、上流側ゾーン内の先頭ファスナーから見て“Ｎ番目”のファスナーの周囲に閉じる前に、爪部が開き、一つ以上のファスナー上に滑動することになる。

なお、本明細書で言及した範囲はいずれも便宜上のものであり、また簡潔を期すものであり、範囲を明示的に示す数値を包含するだけでなく、個々の数値や範囲内に含まれる範囲内数値などに関して個々の数値があたかも明示されているようにこれら数値を包含するように柔軟に解釈すべきである。さらに、数値を記述するために“約”や“ほぼ”を使用する場合、これは記載した値からの小さな変動（±１０％以下）を含むものとする。

本明細書に開示した実施例を記述するさい、また特許請求の範囲に記載するさい、単数表現は、特に断らない限り、複数表現を含むものとする。

明細書全体を通して“一つの実施態様”、“別な実施態様”などに言及するさい、これは特定の実施態様に関連して記述する特定の要素（特徴、構造および／または特性など）は本明細書に記載した少なくとも一つの実施態様に包摂され、また他の実施例に存在してもよく、あるいは存在しなくともよいことを意味する。さらに、文脈上反対のことを明示しない限り、任意の実施例のための要素は任意の適切な方法で結合することできることを理解されたい。

いくつかの実施態様を詳細に説明してきたが、これらの実施態様には一部の変更を加えることが可能である。従って、以上の説明は非制限的なものと考えることができる。

１０：ファスナー供給ヘッド
１２：ファスナー装着ヘッド
１５：第１爪部
１６、１６´：第２爪部
１７、２９：ファスナー
１８、２６：先頭ファスナー
１９：コイルバネ
２０：第１反動バー
２１：第２反動バー
２２、２２´、２３、２３´：爪バネ
２４：カムフォロア
２５：キャリッジ
２７：シュート出口
２８：カム
３１：供給方向
３２：後退方向
３３：リニア軸受
３４：シュート入り口
３５：製品前進バネ
３６：シュート
３７：後退シャフト
３８：螺旋軸
３９：供給路
４０、４１：対向ボディスロット
４２、４３：対向側壁
４６、４７：ヒンジ式端部
４８、４９：ヒンジピン
５０：供給軸線
５１：案内ボア
５２、５３：ヒンジピン軸
５４、５５：インデックス端部、割り出し端部
５６、５７：ボディ割り出し尖端部
５８、５９：ヘッドスロット
６０：アンカーブロック
６２、６３：ヘッド割り出し尖端部
６４、６５：爪アーム、ヒンジ式ボア
６６、６６´、６７、６７´：爪バネ受け取り部
６８：ヒンジボア
７０：ノブ
７１：自由端部
７２、７３、７８、７９：後退面取り部
７４、７５、１０５、１０６：面取り角度
７６、７７、１０７、１０８：供給接触面
８０：ピン
８１：ボア
８２：上流側
８３：行程方向
８４：カムレリーフ
８５：円筒形軸線
８６：カムレリーフスペース
８７：カム表面
８９：リニアベアリングレール
９０：リニアベアリングボールキャリッジブロック
９１：自動装着式ボールスタッド
９２：キャリッジハウジング
９３：リニアスライダーベアリング
９４：下流側エッジ
９５：上流側エッジ
９６：供給位置
９７：後退位置
９９：ボルト
１００：バレル部分
１０１、１０２、１０９、１１０：供給接触角度
１０３、１０４、１１１、１１２：接触力
１０３、１０４：接触力
１１３：長手軸線
１１４：ボール部分
１１７、１１８：係合脚部

Claims (20)

1. ファスナーを供給ホッパーから装着ヘッドに進めるファスナー供給ヘッドであって、上流側のゾーンおよび下流側のゾーンを有するシュートであって、これらファスナーを支持しかつシュート入り口から前記装着ヘッドに接続されたシュート出口まで案内する供給軸線にそって形成した供給路を有する前記シュート、
   前記シュート上の後退位置と供給位置との間で移動可能なキャリッジ、および
   このキャリッジに旋回可能に取り付けた第１および第２の対向爪部を有するファスナー供給ヘッドにおいて、
   前記キャリッジは前記供給位置から前記後退位置に後退して前記上流側のファスナー列内の先頭ファスナーを前記第１および第２の対向爪部に当接させ、前記キャリッジが前記供給位置に達するまで前記第１および第２の対向爪部で前記先頭ファスナーを駆動する一連の手順を行うことで、所定数のファスナーを前記上流側のゾーンにあるファスナー列から前記下流側のゾーンのファスナー列に繰り返し移動することを特徴とするファスナー供給ヘッド。
   
2. 前記キャリッジの前記供給位置から前記後退位置までの移動開始時に前記第１および第２の対向爪部が開き、そして前記キャリッジの前記後退位置への到達時に前記先頭ファスナーおよび第２の上流側ファスナーの中間で前記第１および第２の対向爪部が閉じる請求項１に記載のファスナー供給ヘッド。
   
3. さらに、前記キャリッジに取り付けられた第１および第２の対向反動バー、および
   前記第１および第２の対向爪部のそれぞれと前記第１および第２の反動バーのそれぞれとの間に設けられ、前記第１および第２の対向爪部の各爪部を前記シュートに向けてバイアスをかけるバネを有する請求項２に記載のファスナー供給ヘッド。
   
4. スライド機構によって前記キャリッジを移動自在に前記シュートに取り付け、そして前記シュートが、それぞれが細長いボディスロットを有する第１および第２の対向側壁を有する請求項３に記載のファスナー供給ヘッド。
   
5. 各爪部が一端にヒンジを有し、そして他端に前記ボディスロットの一つを介して前記供給路に延入するボディ割り出し尖端部を有する請求項４に記載のファスナー供給ヘッド。
   
6. 前記シュートの各側壁が前記ボディスロットに平行な細長いヘッドスロットを有し、そして前記第１および第２の対向爪部の各爪部が前記ヘッドスロットの一つを介して前記供給路内に延入するヘッド割り出し尖端部を有する請求項５に記載のファスナー供給ヘッド。
   
7. 前記第１および第２の対向爪部の各爪部がヒンジボアを備えた爪アームおよび前記バネの一つの一部に係合する受け取り部を有する請求項６に記載のファスナー供給ヘッド。
   
8. 各ボディ割り出し尖端部が角度の付いた後退面取り部および角度の付いた接触面を有する請求項７に記載のファスナー供給ヘッド。
   
9. 往復動するカム、前記キャリッジ上の連動カムフォロア、および通常は前記キャリッジを前記供給位置にバイアスをかける前進バネを有し、前記往復動するカムが後退行程時に前記キャリッジを前記後退位置に向けて駆動し、そして供給行程時に、前記前進バネで製品にバイアス力をかけて前記供給位置に前記キャリッジを移動させる請求項２に記載のファスナー供給ヘッド。
   
10. 手動後退機構が後退シャフトおよび前記シュートに固定されたアンカーブロックを有し、前記前進バネがこの後退シャフトを取り囲み、かつ前記アンカーブロックに対して着座する請求項９に記載のファスナー供給ヘッド。
    
11. 前記キャリッジが前記後退位置に達するまで、前記前進バネのバイアス力に逆らって前記後退シャフトを後退させてから、前記前進バネの前記バイアス力を相殺する前記後退シャフトを解放することによってファスナーを供給方向に進める請求項１０に記載のファスナー供給ヘッド。
    
12. 前記連動カムフォロアが、前記供給軸線に垂直な前記キャリッジに着脱自在に取り付けられた円筒形ピンを有する請求項９に記載のファスナー供給ヘッド。
    
13. 前記キャリッジが、前記カムの前記連動カムフォロアとの接触時に、前記カムと前記キャリッジとが接触することを防止するカムレリーフ部分を有する請求項１２に記載のファスナー供給ヘッド。
    
14. 前記カムが、前記キャリッジの前記カムレリーフ部分の前記連動カムフォロアに接触する請求項１３に記載のファスナー供給ヘッド。
    
15. 前記スライド機構が前記シュートに同軸的に接続されたベアリングレールを有する請求項４に記載のファスナー供給ヘッド。
    
16. 前記スライド機構が前記ベアリングレールに係合するスライダーブロックを有する請求項１５に記載のファスナー供給ヘッド。
    
17. 前記第１および第２の対向爪部を前記シュートの対向端部に対称的に設けるとともに、この爪部が前記供給軸線の対向側部において前記ファスナーに接触する請求項２に記載のファスナー供給ヘッド。
    
18. 前記第１および第２の対向爪部が複数の尖端部を有し、これら尖端部が前記ファスナーの中心軸線にそって離間位置にある前記ファスナーに接触する請求項１７に記載のファスナー供給ヘッド。
    
19. 前記の先頭ファスナーを前記上流側のゾーンから前記下流側のゾーンに駆動している間、前記第１および第２の対向爪部が前記の先頭ファスナーを実質的に回転させないように前記尖端部を等しく離間した請求項１８に記載のファスナー供給ヘッド。
    
20. ａ）ファスナー装着ヘッド、および下記ｂ）を有するファスナー装着装置であって、
    ｂ）供給ホッパーから前記ファスナー装着ヘッドへファスナーを進める供給ヘッドであって、下記ｉ）～ｉｉｉ）を有する供給ヘッド、
    ｉ）上流側のゾーン、下流側のゾーン、およびファスナーを支持しかつシュート入り口から前記ファスナー装着ヘッドに接続されたシュート出口まで案内する供給軸線にそって形成した供給路を有するシュート、
    ｉｉ）前記シュート上の後退位置と供給位置との間で移動可能なキャリッジ、および
    ｉｉｉ）このキャリッジに旋回可能に取り付けた第１および第２の対向爪部、
    前記キャリッジは前記供給位置から前記後退位置に後退して前記上流側のファスナー列内の先頭ファスナーを前記第１および第２の対向爪部に当接させ、前記キャリッジが前記供給位置に達するまで前記第１および第２の対向爪部で前記先頭ファスナーを駆動する一連の手順を行うことで、所定数のファスナーを前記上流側のゾーンにあるファスナー列から前記下流側のゾーンのファスナー列に繰り返し移動することを特徴とするファスナー装着装置。

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