(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性部材からなるワークに設けられた取付孔に、ファスナの係止部を挿入する方法であって、
ワークの取付面の高さ位置を基準位置に制御し、
上下動可能な回転中心を有するファスナホルダにファスナを保持させ、
上記係止部が所定の傾斜姿勢となる角度まで上記ファスナホルダを回動し、
上記係止部の一端が上記取付孔に入り込む所定位置まで上記ファスナホルダを下降させ、
上記係止部の円弧運動に伴う下方への変位を吸収するように上記ワークを僅かに下降させつつ上記ファスナホルダを回動させ、
上記取付孔が十分に拡張したものとなる所定角度まで上記ファスナホルダが回動した後は、係止部の移動方向に沿って上記ワークを水平方向に移動させつつ上記ファスナホルダをさらに回動させて上記係止部全体を取付孔内に挿入し、
係止部全体の挿入後、拡張した取付孔が復帰するように上記ワークをさらに所定量水平方向に移動し、
ファスナホルダを上昇させてファスナから分離させる
ことを特徴とするファスナ挿入方法。
【請求項２】
弾性部材からなるワークに設けられた取付孔に、ファスナの係止部を挿入する装置であって、
上記ワークを水平方向へ移動させるワーク移動機構と、
上記ファスナを保持したファスナホルダを所定の回転中心を中心に回動させるファスナホルダ回動機構と、
上記ファスナホルダの回転中心位置を上下動するファスナホルダ昇降機構と、
上記ワークを上下動するワーク昇降機構と、
上記ワークの取付面の初期の高さ位置が基準位置にあることを検出する高さ検出センサと、
を有し、
上記係止部が所定の傾斜姿勢となる角度まで上記ファスナホルダを回動した状態で、上記係止部の一端が上記取付孔に入り込む所定位置まで上記ファスナホルダを下降させ、かつ上記係止部の円弧運動に伴う下方への変位を吸収するように上記ワークを僅かに下降させつつ上記ファスナホルダを回動させ、上記取付孔が十分に拡張したものとなる所定角度まで上記ファスナホルダが回動した後は、係止部の移動方向に沿って上記ワークを水平方向に移動させつつ上記ファスナホルダをさらに回動させて上記係止部全体を取付孔内に挿入するように構成したことを特徴とするファスナ挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のウェザーストリップのような弾性部材からなるワークに設けられた取付孔に、例えば硬質合成樹脂からなるファスナの係止部を自動挿入するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のドア周縁部に設けられるウェザーストリップにおいては、適宜な間隔で硬質合成樹脂からなるファスナが予め取り付けられ、該ファスナを介してドア周縁部に装着されている。このファスナは、通常、ウェザーストリップの中空部内に挿入される平板な係止部と、この係止部の中央に接続された抜け止め部を有する脚部と、から大略Ｔ字形に構成されており、ウェザーストリップの取付孔に挿入した状態では、上記脚部が該ウェザーストリップの取付面から起立しており、該脚部をドアパネル側の取付孔に圧入することで、ウェザーストリップが支持されるようになっている。
【０００３】
また上記ファスナは、ワークとなるウェザーストリップの弾性変形を利用して、ファスナ挿入装置により該ウェザーストリップの取付孔に自動挿入するのが一般的であり、ファスナ挿入装置としては、特公昭６４−１１４１３号公報、特公昭６４−９１３２号公報、特公平１−３２０１５号公報等において、種々の装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特公昭６４−９１３２号公報および特公平１−３２０１５号公報に開示されているファスナ挿入装置は、所定位置に保持されているウェザーストリップに対し、ファスナを保持したファスナホルダが単に回動し、その回動軌跡の接線方向に沿って配置される係止部が単純な円弧運動でもってウェザーストリップの取付孔に入り込むようにしたものであって、取付孔を十分に余裕のある大きなものとしないと、ファスナを円滑に挿入することはできない。
【０００５】
また、特公昭６４−１１４１３号公報の装置は、本出願人が先に提案したものであって、比較的大きな回転半径で回動するファスナアームの先端に、比較的小さな回転半径で回動するファスナホルダを配置し、大円弧運動と小円弧運動とを組み合わせることで、ファスナの挿入姿勢を一層好ましいものとしているが、このようにファスナホルダを支持するファスナアームが回動する構成では、ファスナホルダの駆動機構の点などで構成が複雑化しやすく、なお改善の余地があった。また、係止部が収容されるウェザーストリップの中空部にある程度の余裕がないと、該中空部の下側の壁面に係止部の一端が突き刺さりやすい、という問題もある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、弾性部材からなるワークに設けられた取付孔に、ファスナの係止部を挿入する方法であって、
ワークの取付面の高さ位置を基準位置に制御し、
上下動可能な回転中心を有するファスナホルダにファスナを保持させ、
上記係止部が所定の傾斜姿勢となる角度まで上記ファスナホルダを回動し、
上記係止部の一端が上記取付孔に入り込む所定位置まで上記ファスナホルダを下降させ、
上記係止部の円弧運動に伴う下方への変位を吸収するように上記ワークを僅かに下降させつつ上記ファスナホルダを回動させ、
上記取付孔が十分に拡張したものとなる所定角度まで上記ファスナホルダが回動した後は、係止部の移動方向に沿って上記ワークを水平方向に移動させつつ上記ファスナホルダをさらに回動させて上記係止部全体を取付孔内に挿入し、
係止部全体の挿入後、拡張した取付孔が復帰するように上記ワークをさらに所定量水平方向に移動し、
ファスナホルダを上昇させてファスナから分離させる
ことを特徴としている。
【０００７】
また請求項２に係る発明は、弾性部材からなるワークに設けられた取付孔に、ファスナの係止部を挿入する装置であって、
上記ワークを水平方向へ移動させるワーク移動機構と、
上記ファスナを保持したファスナホルダを所定の回転中心を中心に回動させるファスナホルダ回動機構と、
上記ファスナホルダの回転中心位置を上下動するファスナホルダ昇降機構と、
上記ワークを上下動するワーク昇降機構と、
上記ワークの取付面の初期の高さ位置が基準位置にあることを検出する高さ検出センサと、
を有し、
上記係止部が所定の傾斜姿勢となる角度まで上記ファスナホルダを回動した状態で、上記係止部の一端が上記取付孔に入り込む所定位置まで上記ファスナホルダを下降させ、かつ上記係止部の円弧運動に伴う下方への変位を吸収するように上記ワークを僅かに下降させつつ上記ファスナホルダを回動させ、上記取付孔が十分に拡張したものとなる所定角度まで上記ファスナホルダが回動した後は、係止部の移動方向に沿って上記ワークを水平方向に移動させつつ上記ファスナホルダをさらに回動させて上記係止部全体を取付孔内に挿入するように構成したことを特徴としている。
【０００８】
すなわち、本発明の挿入方法においては、まず、ワークの取付面の高さ位置が基準位置に制御される。そして、ファスナホルダに保持されたファスナは、ファスナホルダの単純な回動によって所定の傾斜姿勢となり、かつファスナホルダの下降に伴って、該ファスナの係止部の一端が取付孔に入り込んだ状態となる。次にファスナホルダが回動し、係止部がさらに取付孔内に押し込まれるが、このとき、ワークが僅かに下降し、係止部の一端の円弧運動に伴う下方への変位を吸収する。つまり、係止部の一端がワークの下側の壁面に突き刺さることがない。なお、ワークの下降は、係止部の一端が最下点に達する付近で停止する。そして、ファスナホルダの回動に伴って取付孔は徐々に拡張していくが、この取付孔が十分に拡張したら、それ以上拡張しないように、係止部の移動方向に沿ってワークが水平方向に移動しつつ、ファスナホルダがさらに回動する。これにより、やがて係止部全体が取付孔内に挿入される。なお、係止部の一端が最下点を過ぎると逆に上昇に転じるので、これに合わせて、ワークを僅かに上昇させるようにしてもよい。係止部全体が挿入されたら、拡張した取付孔が自由状態に復帰するように、ワークがさらに所定量水平方向に移動する。最後に、ファスナをワークに残したままファスナホルダが上昇し、一連の工程が終了する。
【０００９】
請求項２の挿入装置では、ワーク移動機構およびワーク昇降機構によってワークの水平方向の移動およびワークの上下動がそれぞれ実現され、ファスナホルダ回動機構およびファスナホルダ昇降機構によってファスナホルダの回動およびファスナホルダの上下動が実現される。すなわち、ファスナホルダの単純な回動と該ファスナホルダやワークの直線運動との組み合わせによって、ファスナの理想的な挿入姿勢が得られる。また、高さ検出センサによって、ワークの取付面の高さ位置が検出される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１〜図３は、自動車のドアウェザーストリップ１に合成樹脂製ファスナ２を自動挿入する本発明に係るファスナ挿入装置の構成を示しており、図４は、挿入されるファスナ２のみを示している。また、図５は、この挿入装置によるファスナ挿入工程の前半部を、図６は、同じく後半部を示す工程説明図である。
【００１２】
ファスナ挿入装置は、ワークとなるウェザーストリップ１の長手方向に沿った一対のガイドレール１１，１１と、このガイドレール１１，１１に摺動可能に案内され、かつサーボモータ１２によって往復動作するワーク昇降ユニット１３と、このワーク昇降ユニット１３によって支持されたクランプユニット１４と、このクランプユニット１４に把持されたウェザーストリップ１の取付面の高さ位置を検出する光学式の高さ検出センサ１５と、ウェザーストリップ１の取付面に取付孔３（図５参照）を加工する孔明けユニット１６と、この孔明けユニット１６に並んで配置されたファスナ挿入ユニット１７と、から大略構成されている。
【００１３】
上記ガイドレール１１，１１およびサーボモータ１２は、ウェザーストリップ１を水平方向に沿って移動させるワーク移動機構を構成している。またワーク昇降機構となるワーク昇降ユニット１３は、電動アクチュエータを内蔵し、クランプユニット１４を下方から支持しているとともに、これを上下動することができる。クランプユニット１４は、ウェザーストリップ１の断面形状に相当する凹溝を有し、かつこの凹溝の両側に設けた図示せぬ把持機構によってウェザーストリップ１を把持するようになっている。なお、上記クランプユニット１４とは別に、固定位置に設けられた図示せぬ把持機構があり、両者で交互にウェザーストリップ１を把持しつつワーク昇降機構ユニット１３を往復動作させることで、ウェザーストリップ１を一定ピッチづつ送るようになっている。
【００１４】
上記孔明けユニット１６は、下方へ向けて支持されたドリル２１と、このドリル２１を昇降させる昇降シリンダ２２と、を有している。
【００１５】
上記ファスナ挿入ユニット１７は、テーブル２３を昇降させる昇降シリンダ２４と、上記テーブル２３の上に、水平にかつ回転可能に支持されたホルダ支持シャフト２５と、このホルダ支持シャフト２５の先端に取り付けられたファスナホルダ２６と、このファスナホルダ２６とともにホルダ支持シャフト２５を回動させるサーボモータ２７と、ファスナホルダ２６の保持孔にファスナ２を順次押し込んで保持させるローディングプランジャ２８と、を備えている。上記サーボモータ２７によってファスナホルダ回動機構が、上記昇降シリンダ２４によってファスナホルダ昇降機構が、それぞれ構成されている。なお、ファスナ２は、ベルトに保持された状態で連続的に供給される。
【００１６】
また、ファスナ２は、図４に示すように、帯状の係止部２ａと該係止部２ａの中央に接続された脚部２ｂとを有する略Ｔ字形のものであり、脚部２ｂが上記ファスナホルダ２６の保持孔に圧入され、かつ係止部２ａがウェザーストリップ１の中空部内に挿入される。なお、係止部２ａの端部は、挿入が容易となるように略三角形状をなし、かつ徐々に薄肉となっている。
【００１７】
次に、図５および図６を参照して、上記挿入装置の作用を説明する。
【００１８】
まず、クランプユニット１４で把持されたウェザーストリップ１の取付面の高さ位置が高さ検出センサ１５によって検出され、該取付面が所定の基準位置となるように、ワーク昇降ユニット１３によってクランプユニット１４の高さが制御される。そして、この状態で、孔明けユニット１６によって、取付孔３が加工される。また、これと並行して、１回前に孔明けされた取付孔３に対し、ファスナ２の挿入が行われる。
【００１９】
ファスナ２は、図５の工程（ａ）に示すように、始めにファスナホルダ２６の保持孔が上方を向いた姿勢でファスナホルダ２６に保持されるが、この状態から、係止部２ａが所定の傾斜姿勢となるまでファスナホルダ２６がサーボモータ２７によって回動し、かつ一旦停止する。なお、係止部２ａは、ファスナホルダ２６の回転円弧に対し接線方向に沿ったものとなる。
【００２０】
次に、工程（ｂ）に示すように、昇降シリンダ２４によってファスナホルダ２６が下降し、取付孔３に係止部２ａの一端が差し込まれる。なお、この先に挿入される係止部２ａの一端を便宜上「先端」と呼び、反対側を「後端」と呼ぶこととする。
【００２１】
次に、工程（ｃ）に示すように、係止部２ａの先端が取付孔３内に進入するようにファスナホルダ２６が回動する。このとき、矢印Ｙとして示すように、ウェザーストリップ１を僅かに下降させつつファスナホルダ２６を回動させる。具体的には、係止部２ａの先端がウェザーストリップ１の中間の隔壁に突き刺さらないように、該先端の円弧運動の下降軌跡に対応して、ウェザーストリップ１を下降させる。これにより、ファスナ２が取付孔３を引き延ばしながら、徐々に挿入される。
【００２２】
工程（ｄ）として示すように、ファスナ２が最下点に達する前の所定角度までファスナホルダ２６が回動したら、ウェザーストリップ１の長手方向つまり矢印Ｘとして示す方向にウェザーストリップ１が移動を開始し、その後は、ファスナ２が最下点に達するまで、ファスナホルダ２６の回動とウェザーストリップ１の移動とが並行して行われる。具体的には、取付孔３がそれ以上引き延ばされないように、ファスナ２のＸ方向の移動量と等しくウェザーストリップ１が移動する。これにより、係止部２ａの後端も徐々に取付孔３内に入り込む。
【００２３】
工程（ｅ）として示すように、ファスナ２が最下点に達した時点では、係止部２ａの全体が取付孔３内に挿入されるので、ファスナホルダ２６の回動は停止する。その後、ウェザーストリップ１がさらにＸ方向に僅かに移動する。これにより、細長く引き延ばされていた取付孔３は、略真円の自由状態に復帰する。
【００２４】
次に、工程（ｆ）のように、ファスナホルダ２６を上昇させる。これにより、ファスナホルダ２６からファスナ２が分離し、ファスナ２のみがウェザーストリップ１側に残る。
【００２５】
最後に、ファスナ挿入工程におけるウェザーストリップ１のＸ方向の移動量ｘおよびＹ方向の移動量ｙだけ、ウェザーストリップ１を戻し、初期位置とする。これにより、工程（ｇ）として示すように、ファスナ２の挿入が完了する。なお、その後、ウェザーストリップ１は、前述したように、長手方向に所定ピッチ送られ、次の孔明けとファスナ２の挿入が行われる。
【００２６】
このように、上記実施例によれば、ファスナホルダ２６を円弧運動させると同時にウェザーストリップ１を上下動ならびに前後進させることにより、最適な姿勢でかつ理想的な軌跡に沿ってファスナ２を挿入することができ、中空部や取付孔３に大きな余裕がない場合でも、確実にファスナ２を自動挿入することができるとともに、取付孔３の亀裂発生や中空部下側の隔壁の破断を回避できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明に係るファスナ挿入方法および挿入装置によれば、ファスナをワークの取付孔に対し最適な姿勢でかつ理想的な軌跡に沿って挿入することができ、取付孔等に大きな余裕がない場合でも、確実にファスナを自動挿入することができるとともに、取付孔の亀裂発生やワークの隔壁の破断等を回避できる。そして、ファスナホルダ自体は単純な円弧運動と直線的な昇降のみで足りるので、従来のように大円弧運動と小円弧運動とを組み合わせたものに比べて構成が単純なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るファスナ挿入装置の正面図。
【図２】同じくファスナ挿入装置の側面図。
【図３】孔明けユニット部分を示すファスナ挿入装置の正面図。
【図４】挿入されるファスナの一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図。
【図５】このファスナ挿入装置を用いたファスナ挿入工程の前半部を示す工程説明図。
【図６】ファスナ挿入工程の後半部を示す工程説明図。
【符号の説明】
１…ウェザーストリップ
２…ファスナ
１１…ガイドレール
１２…サーボモータ
１３…ワーク昇降ユニット
１４…クランプユニット
１５…高さ検出センサ
１６…孔明けユニット
１７…ファスナ挿入ユニット
２４…昇降シリンダ
２６…ファスナホルダ
２７…サーボモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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