(57)【要約】自己診断穿孔ナット装着装置は、パネル（Ｐ）に対して穿孔ナット（６４）を駆動する往復プランジャ（２８）を有するダイプレスの上側ダイ部材に取り付けられ、プレスの閉じるときにパネルからスラグを穿孔する装着ヘッド（２０）と、プランジャ（２８）に望遠鏡のように受け入れられ、スラグがパネル（Ｐ）から穿孔された場合には、ナット孔を通って弾性的に付勢されており、穿孔されない場合にはパネルに対向するロッド（８６）と、ロッド（８６）の軸方向の動きを検知し、ロッド（８６）がパネル（Ｐ）に嵌合する場合にはプレスを停止させるセンサとを有する。下側ダイ部材に配置されたダイは、ダイ部材（２２）を通したパネルスラグ（Ｓ）の受け入れを確認するスラグセンサ（１５２）を有する。
2006513877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが貫通孔を有する穿孔ナットをパネルに装着する穿孔パネル装着装置であって、
前記パネルに装着するための穿孔ナットを受け入れるプランジャ通路を有する穿孔ナット装着ヘッドと、
前記プランジャ通路を往復し、穿孔ナットを前記プランジャ通路に対向するパネルに対して前記プランジャ通路を通って打ち込みむ近接端を有し、前記穿孔ナットを前記パネルに形成された穿孔開口に装着するプランジャと、前記プランジャ通路は、前記プランジャの前記近接端に向かって弾性的に付勢され、スラグが前記パネルから穿孔された場合には前記ナットの孔を通って、前記プランジャの前記近接端を超えて延び、スラグが前記パネルから穿孔されない場合には前記パネルに嵌合するスラグ探触ロッドを、望遠鏡のように受け入れる軸方向の開口を有し、
前記スラグ探触ロッドの軸方向の動きを検知して、スラグが前記パネルから穿孔されたかどうかを判定するセンサと、
を備える穿孔パネル装着装置。
【請求項２】
前記プランジャの前記軸方向の開口は、前記プランジャを通って延び、前記スラグ探触ロッドは、前記プランジャの軸方向長さより大きい軸方向長さを有する、
請求項１に記載の穿孔パネル装着装置。
【請求項３】
該穿孔パネル装着装置は、前記プランジャ通路に対向して前記パネルを支持し、前記スラグと前記スラグ探触ロッドの前記近接端とを受け入れる開口を有し、前記開口を通して前記スラグを排出するダイボタンを備える、請求項１に記載の穿孔パネル装着装置。
【請求項４】
前記ダイボタンは、前記パネルから穿孔されたパネルスラグの前記ダイボタンの前記開口を通した受け入れを検出するスラグセンサを有する、穿孔パネル装着装置。
【請求項５】
前記スラグセンサは、該センサの開口を囲み、前記パネルスラグを受け入れる導電コイルを有し、該パネルスラグが磁場を生成する、
請求項４に記載の穿孔パネル装着装置。
【請求項６】
前記センサは、近接センサである、請求項１に記載の穿孔パネル装着装置。
【請求項７】
前記スラグ探触ロッドは、コイルばねにより、前記プランジャの前記軸方向の開口に弾性的に付勢された、請求項１に記載の穿孔パネル装着装置。
【請求項８】
前記スラグ探触ロッドは、空気圧により、前記プランジャの前記近接端に向けて前記軸方向の開口に弾性的に付勢された、請求項１に記載の穿孔パネル装着装置。
【請求項９】
それぞれがナット孔を有する穿孔ナットをパネルに装着する穿孔ナット装着装置であって、
穿孔ナット供給通路を有する穿孔ナット装着ヘッドと、
前記共有通路と連通し、前記供給通路から穿孔ナットを受け入れるプランジャ通路と、
前記プランジャ通路を往復し、貫通孔と、穿孔ナットを前記プランジャ通路を通って前記プランジャ通路に対向するパネルに打ち込む近接端とを有するプランジャと、前記穿孔ナットが、前記パネルに開口を穿孔し、
前記プランジャの前記孔に望遠鏡のように支持され、前記プランジャの前記近接端に向けて弾性的に付勢され、開口が前記パネルに穿孔されない場合には、前記パネルに対して前記ナット孔を通って受け入れられるように適合されたスラグ探触ロッドと、
前記スラグ探触ロッドの軸方向の動きを検知して開口が前記パネルに穿孔されたかどうかを判定するセンサと、
を備える穿孔ナット装着装置。
【請求項１０】
前記スラグ探触ロッドは、前記プランジャの軸方向長さより大きい軸方向長さを有し、
前記スラグ探触ロッドは、前記プランジャの往復動作に先立って、近接端を前記プランジャの前記近接端に隣接させる、
請求項９に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項１１】
前記スラグ探触ロッドは、前記プランジャの前記近接端に向けてばね付勢された、請求項９に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項１２】
前記スラグ探触ロッドは、空気圧により、前記プランジャの前記近接端に向けて弾性的に付勢され、
前記スラグ探触ロッドは、該スラグ探触ロッドを前記プランジャの前記近接端から離れるように付勢する復帰ばねを有する、
請求項９に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項１３】
前記スラグ探触ロッドは、拡大された遠方端を有し、
前記センサは、前記スラグ探触ロッドの前記拡大された遠方端の動きを検出する、
請求項９に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項１４】
該穿孔ナット装着装置は、前記プランジャ通路に対向し、前記パネルを支持し、前記プランジャ通路と共軸に配置された開口を有するダイボタンと、前記パネルから穿孔され、前記ダイボタンの前記開口を通って受け入れられたパネルスラグの受け入れを検出するスラグセンサとを備える、請求項９に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項１５】
前記スラグセンサは、該センサの開口を囲み、前記パネルスラグを受け入れる導電コイルを有し、前記パネルスラグが磁場を生成する、
請求項１４に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項１６】
往復ダイプレスの上側ダイシューに取り付けられた穿孔ナット装着ヘッドと、
前記往復ダイプレスの下側ダイシューに取り付けられたダイ部材と、
を備え、
前記穿孔ナット装着ヘッドは、それに対向する前記ダイ部材に支持されたパネルに装着するための貫通したナット孔を有する穿孔ナットを受け入れるプランジャ通路を有し、
プランジャが、前記ダイプレスが閉じるときに、前記プランジャ通路を通って往復し、近接端に前記プランジャ通路を通って前記穿孔ナットを駆動させ、
前記穿孔ナットが、前記パネルからスラグを穿孔して前記パネルに穿孔パネル開口を形成し、前記ダイ部材は、前記穿孔ナットを前記パネルに装着し、
前記プランジャが、軸方向の開口に近接端部を有するスラグ探触ロッドを受け入れ、
前記スラグ探触ロッドが前記プランジャの前記近接端に向けて弾性的に付勢され、前記スラグ探触ロッドの前記近接端が、スラグが前記パネルから穿孔された場合には、前記ナット孔を通って延びるか、または、スラグが前記パネルから穿孔されない場合には、前記パネルに嵌合し、
前記スラグ探触ロッドセンサが、前記プランジャの前記軸方向の開口内の前記スラグ探触ロッドの動きを検知して開口が前記パネルに穿孔されたかどうかを判定し、前記往復ダイプレスの制御部に接続され、前記スラグ探触ロッドの前記近接端が前記パネルに嵌合した場合に、前記ダイプレスを停止させる、穿孔ナット装着装置。
【請求項１７】
前記プランジャの前記軸方向の開口は、前記プランジャを通って延び、
前記スラグ探触ロッドは、前記プランジャの遠方端を通って延びる遠方端を有し、
付勢手段が、前記スラグ探触ロッドの前記遠方端を前記パネルに向けて弾性的に付勢する、
請求項１６に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項１８】
前記付勢手段は、ばねである、請求項１７に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項１９】
前記付勢手段は、空気圧である、請求項１７に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項２０】
前記ダイ部材は、前記スラグを受け入れる開口を有し、
スラグセンサが、前記ダイ部材の前記開口を通ったスラグの受け入れを検知し、前記往復ダイプレスの前記制御部に接続され、スラグが該スラグセンサにより検知されない場合には、前記往復ダイプレスを停止させる、
請求項１６に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項２１】
貫通したナット孔を有する穿孔ナットをパネルに装着する穿孔ナット装着装置であって、
穿孔ナット供給通路を有する穿孔ナット装着ヘッドと、
前記穿孔ナット供給通路と連通し、前記穿孔ナット供給通路から穿孔ナットを受け入れるプランジャ通路と、
前記プランジャ通路を往復し、前記プランジャ通路を通って前記穿孔ナットを前記プランジャ通路に対向する前記パネルに打ち込む近接端を有するプランジャと、前記穿孔ナットが、前記パネルからスラグを穿孔して、前記パネルを貫通し、該穿孔ナットを受け入れる穿孔開口を形成し、
前記プランジャ通路に対向し、前記パネルを支持し、前記プランジャ通路と共軸に配置された開口を有するダイボタンと、
前記ダイボタンを貫通する前記開口と共軸に配置された貫通開口を有し、前記パネルから穿孔され、該センサの前記開口を通って受け入れられたパネルスラグの受け入れを検出するスラグセンサと、
を備える穿孔ナット装着装置。
【請求項２２】
前記センサは、該センサを貫通する前記開口を囲み、前記パネルスラグを受け入れる導電コイルを有し、前記導電コイルは、前記パネルスラグを受け入れたときに磁場を生成する、請求項２１に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項２３】
前記プランジャは、貫通孔を有し、スラグ探触ロッドが、前記プランジャの前記孔に望遠鏡のように支持され、前記プランジャの前記近接端に向けて弾性的に付勢され、開口が前記パネルに穿孔されない場合には、前記パネルに対して前記ナット孔を通って受けられるように適合され、
スラグ探触ロッドセンサが、前記スラグ探触ロッドの動きを検知して開口が前記パネルに穿孔されたかどうかを判定する、
請求項２１に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項２４】
前記スラグ探触ロッドは、前記プランジャの軸方向長さより大きい軸方向長さを有し、
前記スラグ探触ロッドは、前記プランジャの往復動作に先立って、近接端を前記プランジャの前記近接端に隣接させる、
請求項２３に記載の穿孔ナット装着装置。
【請求項２５】
中心のパイロット部と前記パイロット部の少なくとも対向する側のフランジ部と溝とを有する穿孔ナットをパネルに装着するための、往復プレスの下側ダイシューに配置されるダイボタンであって、
前記穿孔ナットの前記溝に受け入れられるように構成された突出したダイリップと、
前記穿孔ナットの前記パイロット部により前記パネルから穿孔されたスラグを受け入れるように構成された、該ダイボタンを貫通する開口と、
前記スラグを受け入れ、それを通った前記スラグの受け入れを検知するスラグセンサと、
を備え、
前記センサは、前記往復ダイプレスの制御部に接続され、該スラグセンサが該センサを通って受け入れられたスラグを検知しない場合には、前記ダイプレスを停止させる、ダイボタン。
【請求項２６】
前記スラグセンサは、該センサの開口を囲み、前記パネルスラグを受け入れる導電コイルを有し、前記パネルスラグが、磁場を生成する、請求項２５に記載のダイボタン。
【請求項２７】
前記スラグセンサは、赤外センサである、請求項２５に記載のダイボタン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿孔ナットの装着を連続して監視し、直前の穿孔ナットが適切に装着されないとダイプレスを自動的に停止する穿孔ナット装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当業者により理解されるであろうように、穿孔ナットは、通常往復ダイプレスの上側ダイプラテンまたはシューに通常取り付けられた装着ヘッドと、下側ダイシューまたはダイプラテンに装着されたダイボタンとを有する装着装置により、典型的には、金属板またはパネルに装着され、このとき、パネルは下側ダイシューまたはダイプラテンに固定されてダイボタンに重なる。穿孔ナットは、往復プランジャーに対向する装着ヘッドに供給されて、ダイプレスを閉じるときに、装着ヘッドが穿孔ナットをパネルに打ち込み、パネルからスラグを穿孔し、そしてダイボタンが、穿孔ナットを穿孔されたパネル開口に装着する。パネルから穿孔されたスラグは、次に、ダイボタンに受け入れられ、ダイボタンが、典型的には、スラグを排出する前に、数個のスラグを保持する。パネルは、ダイプレスにより同時に形成可能であり、特に大量生産用途では、数個の穿孔ナットが、ダイプレスの各ストロークにより、パネルに装着可能である。場合によっては、誤った配置、不適切なダイプレス設定、または不適切なナット装着により、パネルスラグが、パネルに付着または部分的に付着したままで維持され、装着された穿孔ナットを有するパネルが、第２の部品に組み付けられる組み付け操作中に潜在的な品質問題を発生させる。自動車産業では、例えば、組み付け操作は、典型的には、異なる場所で実行される。穿孔ナットの装着に関する別の問題は、ダイボタン開口でパネルスラグが積み重なることである。スラグの積み重なりは、「冷間で結合する」と共に、さらなるスラグの進入に対する障害を形成し、結果的に穿孔ナットの不十分なまたは部分的な装着を発生するかまたはスラグを押し出すより大きな力を必要とする可能性がある。特にダイプレス装置を閉めるときには、装着装置によりさらなる穿孔ナットの不適切な装着を避けるために、常に、ダイボタンを通して開口を視覚的に検査することができるとは限らない。さらに、上述した穿孔ナットの不適切な装着は、後の組み付け工程まで発見されないこともあり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、穿孔ナットの装着中に穿孔ナットの装着を連続して監視するとともに、装着時にパネルから穿孔されたスラグを監視することは非常に望ましいであろう。しかし、従来技術は、穿孔ナットの装着についてのこれらの問題及び潜在的問題を連続して監視可能な装置または方法を開示しない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の穿孔ナット装着装置は、自己監視する。すなわち、本発明の穿孔ナット装着装置は、穿孔ナットの連続した装着を確実にし、または次の穿孔ナットの装着前の保守または修理のためにダイプレスを停止するために、穿孔ナット装着ヘッドによる各装着ナットの装着と、パネルから穿孔されたスラグとを連続して監視する。本発明の穿孔ナット装着装置のセンサは、ダイプレス装置のコンピュータ論理部に接続される。センサシステムが、穿孔ナットがパネルに適切に装着されていない、または、スラグがパネルから穿孔されずダイボタンに受け入れられていないと判断すると、プレスは、穿孔ナット装着装置またはダイプレスの保守用のストロークの最上段で停止されて、問題の即時の修正を許容し、不適当に装着された穿孔ナットとさらなるパネル組み付け部品の潜在的なスクラップとを防止する。
【０００５】
本発明の穿孔ナット装着装置は、プランジャ通路と、プランジャ通路と交差する穿孔ナット供給通路とを有する。供給機構は、供給通路を介して、プランジャ通路の往復プランジャに相対するプランジャ通路に穿孔ナットを供給する。ダイプレスを閉じるとき、プランジャは、プランジャ通路を通って往復して、穿孔ナットを上述したダイボタンに支持されたパネルに装着する。従来の穿孔ナットは、突出したパイロット部、パイロット部の少なくとも対向する側のフランジ部、パイロット部を貫通して延びる孔を有する。パイロット部は、ダイボタンと協働してパネルからスラグを穿孔し、次いで、ダイボタンは、穿孔されたパネル開口に隣接するパネル金属を穿孔ナットの溝または複数の溝内に変形させて、穿孔ナットをパネルに永久的に装着する。その後、穿孔されたパネルスラグは、ダイボタンの中心開口に受け入れられる。
【０００６】
本発明の穿孔ナット装着ヘッドの望ましい実施形態では、スラグ探触ロッドは、プランジャの自由近接端に初期には概略平行に、またはその上方に配置され、ダイプレスが開放位置にあるとき、プランジャ通路の穿孔ナットに対向する近接端と、プランジャの近接端に向かって弾性的に付勢された遠方端とを有するプランジャを通って望遠鏡のように受け入れられる。望ましくは、ダイプレスが閉まるときに、スラグがパネルから穿孔されると、スラグ探触ロッドが、プランジャを通って、穿孔ナットのパイロット部の厚さより大きい距離、穿孔ナット孔内に延びるように、スラグ探触ロッドは、プランジャの軸方向長さより大きい軸方向長さを有する。スラグがパネルから穿孔されない場合には、スラグ探触ロッドの近接端は、パネルに嵌合して、穿孔ナットが適切にパネルに装着されなかった、または、スラグがパネルから完全には穿孔されなかったことを示すであろう。当業者により理解されるであろうように、従来の穿孔ナット装着ヘッドのプランジャの遠方端は、上側ダイプラテンに取り付けられた補助プレートに固定されまたはそれから離間され得る。ダイプレスを閉じるとき、プランジャの遠方端は、補助プレートに嵌合するか補助プレートに固定され、プランジャの近接端は、プランジャ通路を通って、穿孔ナットを打ち込む。スラグ探触ロッドは、プランジャの近接端に向かって弾性的に付勢されているので、その後、スラグ探触ロッドの近接端は、穿孔ナットの孔に受け入れられて、スラグがパネルから完全には穿孔されていない場合に、パネルに嵌合するか、または、スラグがパネルから完全に穿孔された場合に、ナット孔を貫通するかのいずれかである。また、スラグ探触ロッドは、スラグがパネルから部分的に穿孔されて、例えばパネルから垂れ下がっている場合には、スラグをパネルから除去する機能を果たす。そして、穿孔ナット装着ヘッドのセンサは、スラグ探触ロッドが穿孔ナット孔を貫通して受けられたかどうかを判定し、ダイプレスのコンピュータ論理部にダイプレスのサイクルを循環し、第２の穿孔ナットを第２のパネルに装着するように信号を送出する。しかし、センサが、スラグ探触ロッドが穿孔ナット孔を貫通して受けられていないと判定すると、センサは、好ましくは、ダイプレスが必要な検査、修理、保守のために開放されたとき、ダイプレスのストロークの最上段で、ダイプレスのコンピュータ論理部にダイプレスを停止するように信号を送出する。
【０００７】
１つの望ましい実施形態では、スラグ探触ロッドは、従来のコイルばねによりプランジャの近接端に向かって機械的に付勢されている。この実施形態では、スラグ探触ロッドの遠方端は、拡大されたヘッド部を有し、ばねは、スラグ探触ロッドの拡大されたヘッド部に対して付勢される。代替的な実施形態では、スラグ探触ロッドは、空気圧によりプランジャの近接端に向かって、弾性的に付勢される。この代替的な実施形態では、補助プレートは、Ｏ−リングまたは他のシール手段を有するスラグ探触ロッドの拡大された遠方端を受け入れる孔を有し、空気圧が、スラグ探触ロッドをプランジャの近接端に向かって付勢する。ここで使用するように、用語「近接」は、プランジャ通路の穿孔ナットに最も接近した部材または部材の一部を参照し、用語「遠方」は、プランジャ通路の穿孔ナットから最も離れた部材または部材の一部を参照する。理解されるであろうように、本発明の穿孔ナット装着ヘッドは、スラグ探触ロッドの遠方端の位置と動きとを検知するプローブまたはセンサを有する。
【０００８】
上述したスラグ探触ロッドを使用する装着装置の望ましい実施形態では、ダイボタンは、従来技術の教示とは反対に、穿孔ナットのパネルへの装着に続いて、パネルスラグをダイボタンの孔から完全に排出する。上述したように、従来のダイボタンは、装着に続いてパネルスラグがパネルに付着することを防止するため、ダイボタンからスラグを排出する前に、典型的には、数個のパネルスラグを保持する。典型的なダイボタンでは、ダイボタンを貫通する開口は、矩形のパネルスラグを受け入れるように概略矩形であるが、ダイボタン孔は、複数のスラグパネルを受けて保持し、ダイプレスの開放時及びダイプレスからの除去時にパネルに対してパネルスラグが引き上げられることを防止する丸くされた隅部を有する。装着に続いて真空が形成可能であり、その後、パネルスラグは、加工中にパネルから落下し、加工場所に散らばる。しかし、本発明の装着ヘッドの弾性的に付勢されたスラグ探触ロッドが、ダイボタン孔を通してスラグを積極的に排出して、スラグがパネルに対して引き延ばされることを防止する。本発明の穿孔ナット装着ヘッドを用いたダイボタンの望ましい実施形態では、ダイボタンを貫通する開口は、概略円錐台形であり、パネルスラグを受け入れるように構成され、ダイボタン孔を通してパネルスラグの排出を完全に実行することを確実にするため半径方向外側に傾斜された開口を有する。装着に続いてパネルスラグが穿孔ナット及びパネル組み付け部品に付着することに関する問題は、弾性的に付勢されたスラグ探触ロッドにより排除される。
【０００９】
上述したように、本発明の自己監視穿孔ナット装着装置は、また、パネルスラグがダイボタンを通して受けられたかどうかを判定して、パネルが穿孔されたことだけでなく、穿孔されたパネルスラグがパネルから完全に除去されてダイボタンを通して放出されたことも示すために使用可能である。上述したように、穿孔ナットダイボタンのこの構造、ダイボタンは、場合によっては、冷間で結合するとともに、ダイボタンを貫通する開口を閉止し、結果的に穿孔ナットの不適切な装着となるか、またはスラグを除去するのにより大きな力を必要とする可能性のある数個のスラグを保持する。他の問題は、スラグがパネルから部分的に穿孔されるのみで、上述したようにパネルから垂れ下がる可能性があることである。本発明の穿孔ナット装着装置は、望ましくは、穿孔されたパネルスラグがダイボタンの中心開口または孔を通して受けられて放出されたかどうかを判断するスラグセンサを有する。
【００１０】
スラグセンサも、ダイプレスのコンピュータ論理部に接続される。スラグが、ダイボタンを貫通する開口を通して受けられて放出された場合には、センサは、ダイプレスのコンピュータ論理部にダイプレスのサイクルを循環し、上述したように、穿孔ナットを第２のパネルに装着するように信号を送出する。しかし、スラグセンサが、スラグがダイボタンの中心開口を通して受けられず放出されないことを示す場合には、センサは、ダイプレスのコンピュータ論理部に保守修正のための開放位置にプレスを停止するように信号を送出する。本発明の穿孔ナット装着ヘッドの１つの実施形態では、穿孔ナット装着ヘッドは、ダイボタンを貫通する開口と共軸に配置された開口を有するセンサリングを有し、導電コイルが、磁場を形成し、スラグがダイボタンを貫通する開口を通して受けられて放出されたと報知するリングセンサの開口を囲む。理解されるであろうように、導電コイルは、ダイボタンの中心開口の出側に配置可能である。代替的な実施形態では、センサは、穿孔されたパネルスラグのダイボタンからの排出を検知する赤外光線または類似のデバイスを有する。
【００１１】
理解されるであろうように、本発明の穿孔ナット装着装置のダイボタンに関連するスラグ探触ロッドセンサと、スラグセンサとは、独立してまたは組み合わせて使用可能であるが、本発明の穿孔ナット装着ヘッドの１つの望ましい実施形態は、両方の特徴を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、穿孔ナット装着ヘッド２０とダイボタン２２とを有する本発明の穿孔ナット装着装置の１つの実施形態を図解する。上述したように、従来の穿孔ナット装着装置は、典型的には、ダイプレス（図示せず）の上側ダイシューまたはダイプラテンに取り付けられた穿孔ナット装着ヘッドを有し、ダイ部材またはダイボタンは、典型的には、ダイプレスの下側ダイシューまたはダイプラテンに取り付けられる。穿孔ナットは、装着ヘッドにより受けられ、ダイプレスの各ストロークにより装着される。
【００１３】
穿孔ナット装着ヘッド２０の開示された実施形態は、穿孔ナット供給通路２４と、供給通路２４と交差して連通する直交プランジャ通路２６とを有し、当業者により理解され、さらに以下に詳細に説明するように、穿孔ナット６４をパネルＰに装着するために、プランジャ２８は、プランジャ通路２６を通って往復する。以下に説明する穿孔ナット６４は、参照目的のために、プランジャ通路２６に対向して示されている。プランジャ２８は、この実施形態では、プランジャ支持カムベース３２の開口３１を往復する遠方端３０を有する。カムベース３２は、穿孔ナット供給アダプタ部材３８にローラまたは複数のローラ（図示せず）を受ける傾斜表面３６を有する。穿孔ナット供給アダプタ部材３８は、コイルばね４０を有し、供給つめ４４を受け、４６で回動可能に支持されたロッド４２を有し、供給つめ４４は、フィンガ５０を有し、復帰ばね４８は、供給つめ４４を図２の反時計方向に回転させる。穿孔ナット装着ヘッド２０の開示された実施形態は、さらに、滑送装着ピン５４に対して弾性的に付勢された軸ばね５２を有する。穿孔装着ヘッド２０は、補助プレート５６に配置され、補助プレート５６は、ダイプレス（図示しない）の上側ダイシューまたはダイプラテン５８に配置される。穿孔ナット装着ヘッド２０の開示された実施形態は、さらに、ノーズ部材６０のプランジャ通路２６での穿孔ナット６４の存在または不存在を示すためにここでは使用される近接プローブ６２を含んでもよいノーズ部材６０を有する。穿孔ナット６４は、参照目的のためにのみ、図１に示され、この目的のために回転されている。本発明の穿孔ナット装着装置により装着可能な穿孔ナット６４の１つの実施形態は、貫通孔６８を有する突出したパイロット部６６、パイロット部６６の対向する側にフランジ部７０、フランジ部７０にあり継ぎ形状の溝７２を有する。
【００１４】
これまで説明したように、穿孔ナット装着ヘッド２０は、従来、本出願の権利の前任者の譲渡人に譲渡された米国特許３，１０８，３６８に概略開示されており、その開示は、ここで、参照により引用される。開示された供給アダプタ部材３８は、詳細には、例えば本出願の権利の前任者に譲渡された米国特許３，８４５，８６０に開示されるような、壊れ易いワイヤにより相互に結合された穿孔ナットを供給するために、適用される。しかし、穿孔ナット装着ヘッドは、例えば本出願の出願人の権利の前任者に譲渡された米国特許３，４８７，９７６に開示されるような、バルク形態のホッパから穿孔ナットを供給するためにも適用可能である。つまり、穿孔ナット６４は、供給通路２４に受け入れられ、供給つめ４４により供給通路２４からプランジャ通路２６に逐次供給される。穿孔ナット装着ヘッドは、ボルト７４を含む任意の好適な手段により補助プレート５６に取り付けられ、補助プレート５６は、ボルト（不図示）により上側ダイシューまたはダイプラテン５８に取り付けられ、だぼピン７６により配置される。この部材は、さらに、軸ばね５２を受ける胴７８を有し、軸停止ピン８０は、これから説明するように、プランジャ支持カムベース３２とノーズ部材に相対する胴７８の動作を制限する。ダイプレス（図示しない）を閉じるとき、ノーズ部材６０は、初めに、図１に示すように、パネルＰに嵌合する。パネルＰは、ダイボタン２２に支持されており、ダイボタン２２は、ダイプレスの下側ダイシューまたはダイプラテン（不図示）の支持ブロック８２に支持される。上側ダイプラテンまたはダイシュー５８が下側ダイプラテンに向かって駆動されるので、ノーズ部材６０は、パネルＰに相対して静止したままであり、その後、プランジャ２８が補助プレート５６に対して受けられ、最後に、プランジャ２８は、プランジャ通路２６を通って駆動され、ここで、プランジャ２８の近接端８４は、穿孔ナットをパネルＰに装着するため、穿孔ナット６４に嵌合する。その代わりに、プランジャ２８は、補助プレート５６に相対して固定されてもよい。上で参照した米国特許でさらに説明されているように、穿孔ナット６４の突出した中心のパイロット部６６は、初めに、パネルＰからスラグを穿孔し、ダイボタン２２が、当業者に知られているように、穿孔パネル開口を囲むパネルを溝７２内に変形させる。
【００１５】
しかし、上述したように、穿孔ナットは、特に大量生産用途では、常に、適切にパネルに装着されるとは限らない。ダイプレスは、数個の穿孔ナット装着ヘッドを有することが可能であり、パネルＰは、ダイプレスにより同時に形成可能である。不適切な穿孔ナットの装着は、例えば、不適切なダイプレス設定、誤配置または、供給通路２４からプランジャ通路２６への穿孔ナットの不適切な供給、その他の原因から発生し得る。上で参照した米国特許で開示された穿孔ナット装着装置の表された構造に関する別の問題は、パネルスラグが停滞し、ダイボタン孔で冷間結合し、最終的に結果として不適切な穿孔ナットの装着になり得る。さらに、不適切な穿孔ナットの装着は、特に穿孔ナットとパネル組み付け部品とが、例えば組み立てのために別の領域に搬送される場合に、連続した不適切な穿孔ナットの装着を防止するのに間に合うように発見されないことがある。プレス作業者による視覚検査は、特に数個の穿孔ナットがダイプレスにより各パネルに装着される場合に、不適切に装着された穿孔ナットを検出するのに十分ではないことがある。本発明の穿孔ナット装着装置は、パネルスラグの穿孔ナット及びパネル組み付け部品への付着から発生するパネルスラグを加工場所に散乱させないで、穿孔ナットの装着とダイボタンからのパネルスラグの除去とを連続して監視する。
【００１６】
図１に示す穿孔ナット装着ヘッド２０の実施形態は、概略円柱状で、プランジャ２８の軸方向の孔８８に受け入れられ、必ずしも必要ではないが望まししくはプランジャ２８より大きい軸方向長さを有するスラグ探触ロッド８６を有する。この実施形態では、スラグ探触ロッド８６は、補助プレート５６の円筒状の孔９２に受け入れられる拡大されたヘッド部９０を有し、コイルばね９４がパネルＰに向かってスラグ探触ロッド８６を弾性的に付勢する。穿孔ナットのパネルＰへの装着前に、スラグ探触ロッド８６の近接端９６は、図１に示すように、プランジャ２８の近接端８４に概略平行にまたはその上方に配置される。図３に関して以下に説明するように、ダイプレス（図示しない）の制御部に接続されたセンサは、スラグ探触ロッド８６の軸方向の位置を監視して、スラグが穿孔ナット６４によりパネルから穿孔されたどうかを判定し、コイルばね９４が、パネルスラグをダイボタン２２を通してパネルから排出して、パネルスラグの穿孔ナット及びパネル組み付け部品への付着を防止する。
【００１７】
図２は、上述した穿孔ナット装着ヘッド２０と、これから説明するスラグ探触ロッド９８についてのみ異なる穿孔ナット装着ヘッド１２０の代替的実施形態を図解する。上述した穿孔ナット装着ヘッド２０と同一であり得る穿孔ナット装着ヘッド１２０のその他の構成要素のすべては、穿孔ナット装着ヘッド２０と同一に番号が付され、従って、これらの構成要素のさらなる説明は、このため、穿孔ナット装着ヘッド１２０の完全な理解のためには必要とはされない。この実施形態では、スラグ探触ロッド９８は、プランジャ１０４の円筒状の孔１０２に望遠鏡のように受け入れられる拡大された円筒状のヘッド部１００を有し、復帰ばね１０１が拡大されたヘッド部１００に対して付勢され、概略、スラグ探触ロッド９８を軸方向に上側ダイシューまたはダイプラテン５８に向かって付勢する。拡大されたヘッド部１００は、円筒状の半径方向のフランジ部１０６を有し、図３に示すＯ−リングが、補助プレート５６の円筒状の孔１１０に対してシールされる。上述したように、スラグ探触ロッド９８の近接端１１２は、プランジャ１０４の近接端１１４に概略平行にまたはその上方に配置される。図３に示すように、補助プレート５６は、ソース１１８から、スラグ探触ロッド９８（図２）を軸方向にパネルＰに向けて付勢し、図１のコイルばね９４と同一の機能を果たす加圧された空気を受け入れる穴１１６を有する。穿孔ナット装着ヘッド（２０または１２０）は、スラグ探触ロッド９８（図２）の軸方向の位置を検知し、低ナット１２４のような任意の好適な手段により補助プレート５６の一方の側に確保された近接センサ１２２をさらに有し、近接センサ１２２は、以下に説明するように、ダイプレス（図示しない）のコンピュータ論理部に接続された電線１２６を有する。
【００１８】
図６及び図７は、図１及び図２に示すダイボタン２２のより詳細な１つの実施形態を図解する、ダイボタン２２の開示された実施形態は、当業者に周知であり、上で参照した米国特許にさらに説明されているように、穿孔ナットのパネルＰへの装着中に、穿孔パネル開口を囲むパネル金属を溝７２内に変形させる、先曲げリップ１３０を囲む環状の平坦な端面１２８を有する。しかし、ダイボタン２２のこの実施形態では、ダイリップ１３０を貫通する開口１３２は概略円錐台であり、この実施形態では、矩形で、先曲げリップ１３０からダイボタン２２の遠方端１３６を通って拡大された円筒状の開口１３４まで幅が増加する。上述したように、従来のダイボタンは、丸くされた隅部を有し、複数のパネルスラグを保持して、パネルスラグがダイプレス（図示しない）の開放に続いて穿孔ナット及びパネル組み付け部品に対して上方に引き延ばされることを防止する矩形の開口を有する。この特徴なしでは、パネルスラグは、作業領域に散乱するであろう。しかし、穿孔ナット装着ヘッドのこの実施形態では、図１の弾性的に付勢されたスラグ探触ロッド８６及び図２の９８は、概略円錐台の開口１３２を通して、以下に説明するように、拡大された円筒状の開口１３４の外にパネルスラグを積極的に排出する。
【００１９】
上述したように、本発明の穿孔ナット装着装置の１つの望ましい実施形態は、適切な穿孔ナットの装着の証拠をさらに提供する、ダイボタンに関連するパネルスラグセンサをさらに有する。スラグセンサは、例えば光ファイバまたは赤外センサ、空気圧プローブ、以下に説明する電磁気センサ、磁気近接プローブ等を含む任意の従来のセンサであり得る。図４は、赤外センサを用いたスラグセンサの１つの実施形態を図解するが、その代わりに光ファイバセンサであり得る。図４に図解する実施形態では、赤外センサ１３８は、ダイボタンの拡大された開口１３４の内径に概略等しい内径を有する管１４０に配置され、管１４０は、下側ダイシューまたはプラテンの補助プレート１４２に配置される。そして、赤外センサ１３８は、電線１４４によりダイプレス（図示しない）のコンピュータ論理部に接続される。図５Ａ乃至５Ｃは、スラグセンサの代替的実施形態と、本発明の穿孔ナット装着装置の操作のシーケンスとを図解する。図５Ａ乃至５Ｃに示すスラグセンサ１４６の実施形態は、本発明の主要な用途である穿孔ナットの金属パネルへの装着の用途に特に好適である電磁気センサである。電磁気センサ１４６は、近接リングセンサ１５２の対向する側に上昇プレート１４８，１５０を有する。上昇プレート１４８，１５０、より詳細には下側上昇プレート１５０は、追加的である。リングセンサ１５２は、円筒状の開口１５６を囲む導電金属コイル１５４を有する。上側上昇プレート１４８は、ダイボタン２２を貫通する開口１３４と共軸に配置された円錐台状の開口１５８を有する。下側上昇プレート１５０は、リングセンサ１５２を貫通する開口１５６の内径より僅かに大きい直径を有する円筒状の開口１６４を有する。この部材は、開口１５８，１５６，１６４がダイボタン２２の開口１３４と共軸に配置されるように、ボルト１６６、または他の好適な固定手段により下側ダイプラテンの支持ブロック８２にボルト締めされる。当業者により理解されるであろうように、リングセンサ１５０の導電コイル１５４を通して受けられる金属パネルスラグのような金属材は、磁場と電流を生成し、リングセンサ１５２は、ダイプレス（図示しない）のコンピュータ論理部に接続された線１７０を有する電気コネクタ１６８を有し、図５Ａ乃至５Ｃに関してこれから説明するように、第２の穿孔ナットの装着前に、リングセンサ１５２の開口１５６を通してスラグＰが受けられない場合には、ダイプレスを停止する。
【００２０】
図５Ａは、ノーズ部材６０が図１及び図２に示すように、パネルＰに接触するときの本発明の穿孔ナット装着装置の位置及び向きを図解する。上述したように、穿孔ナット装着ヘッド（２０または１２０）は、典型的には、ダイプレスの上側ダイシューまたはプラテンに装着され、ダイボタン２２は、典型的には、ダイプレス（図示しない）の下側ダイシューまたはダイプラテンに装着される。ダイプレスが開放されると、ノーズ部材６０は、パネルＰとパネルＰを受けるためのダイボタン２２とから離間される。プレスが供給アダプタ部材３８により開放されるとき、穿孔ナット６４は、供給通路２４（図１及び図２）からプランジャ通路２６に受け入れられる。次に、ダイプレスが閉じられると、ノーズ部材は、初めに、パネルＰに嵌合し、プランジャ２８の近接端８４は、供給通路２４（図１及び図２参照）からプランジャ通路２６に受け入れられた穿孔ナット６４に嵌合する。図５Ａ乃至５Ｃに示すノーズ部材の実施形態では、穿孔ナット６４は、初めに、回動ピン１７４によりノーズ部材６０に回動可能に取り付けられたフィンガ１７２によりプランジャ通路２６に保持される。開示された実施形態では、プランジャ２８は、対向するカム表面１７６を有し、フィンガ１７２は、フィンガ１７２を回転させてフック形状の近接端部１８０を受け入れて、図５Ａに示すようにプランジャ通路２６に穿孔ナット６４を保持するフック形状の遠方端部１７８と、フック形状の近接端部１８０とを有する。しかし、例えば本出願の権利の前任者である、マルチファスナーコーポレーションの以前の特許に開示されているように、数タイプのプランジャ通路ナット保持器がある。図５Ａに示すように、その後、スラグ探触ロッド８６の近接端９６は、図１について上述したように、プランジャ２８の近接端８４の上方に配置される。このことは、図２に示すスラグ探触ロッド９８について同様に真実であるが、説明の簡単のため、プランジャ２８及びスラグ探触ロッド８６に対する参照番号は、図１から採られるであろう。
【００２１】
図５Ｂは、穿孔ナット６４のパイロット部６６がパネルＰに嵌合したときの組み付け部材の位置を図解する。また図１を参照して、ノーズ部材６０がパネルと嵌合し、そしてプランジャ２８がプランジャ通路２６を通って駆動されて穿孔ナット６４に嵌合するとき、プランジャの遠方端３０は、補助プレート５６に嵌合する。この実施形態では、プランジャ２８の遠方端３０は、通常、穴１８２を介して受け入れられる空気圧力により、補助プレート５６から離間される。プランジャ２８が、図１の供給通路２４を通過して駆動されるとき、フィンガ１７２は、回動ピン１７４の周りに回転して図５Ｂに示すように穿孔ナット６４を解放する。スラグ探触ロッド８６は、図１に示すように、プランジャ２８より大きい軸方向長さを有するので、図５Ｂに示すように、スラグ探触ロッド８６の近接端９６が、今度は、図１のコイルばね９４の力または図３の穴１１６を介した圧力に抗して、パネルＰに嵌合する。同様のことが、図２のスラグ探触ロッド９８について真実である。
【００２２】
最後に、プランジャ２８の近接端８４が、穿孔ナット６４のパイロット部６６をパネルＰに対して打ち込んでパネルＰからスラグＳを穿孔し、ダイボタン（図７参照）の先曲げリップ１３０が、同時に、パイロット部６６の対向する側で、穿孔されたパネル開口を囲むパネルＰを溝７２内に変形させて（図１参照）、本出願の譲受人に譲渡された米国特許６，２２６，８５４により詳細に開示されているように、穿孔ナット６４をパネルＰに確実に保持する。それから、ダイプレス（図示しない）は、完全に閉じられる。穿孔ナット６４が適切にパネルに装着され、スラグＳがパネルから穿孔されたと仮定すると、スラグ探触ロッド８６の近接端９６は、図５Ｃに示すように、図１のコイルばね９４の力、または図３の穴１１６を介した空気圧力によりナット孔６８（図１及び図２参照）を通して受けられて、良好な穿孔ナットの装着を示す。さらに、穿孔されたパネルスラグＳは、スラグ探触ロッド８６によりダイボタン２２の開口１３４を通って排出されて、パネルスラグが穿孔ナット及びパネル組み付け部品に付着して作業領域に散乱することを防止するであろう。このため、ダイボタン２２の望ましい構成は、パネルスラグＳを保持するのにもはや必要とはされない図７に示す開口１３２を有するが、望ましくは、パネルスラグＳの即時の排出を促進する円錐台状の開口１３２を有する。しかし、スラグＳがパネルＰから穿孔されない場合には、スラグ探触ロッド８６の近接端９６は、穿孔ナット孔６８を通って受けられないであろうが、パネルＰと嵌合して、穿孔ナット６４が、パネルＰに装着されていないか、または、完全にパネルを穿孔することなく、部分的にパネルに装着されて不適切な装着を示すことのいずれかを示すであろう。最後に、パネルスラグＳは、リングセンサ１５２を通って受けられて上述したように磁場を生成し、パネルスラグＳがダイボタン２２から完全に排出されたことを示す。同様に、図４に示すように、赤外センサ１３８が、パネルスラグが管１４０から排出されたことを示すであろう。
【００２３】
このため、本発明の穿孔ナット装着装置は、自己診断して、ダイプレス作業者による穿孔ナット及びパネル組み付け部品の視覚検査の必要性を排除する。上述したように、図３に示す近接センサ１２２は、線１２６によりダイプレス（図示しない）のコンピュータ論理部に接続されたスラグ探触ロッドの軸方向の位置を検知して、スラグ探触ロッド８６の近接端９６が穿孔ナット孔６８に受け入れられるのではなくパネルＰに嵌合して、穿孔ナットがパネルに装着されなかったか、上述したような不適切な穿孔ナットの装着のいずれかを示す場合には、ダイプレスを、望ましくは開放位置で停止させる。同様に、本発明の穿孔ナット装着装置が、さらに、図４に示す赤外センサ１３８または図５Ａ乃至５Ｃに示す磁気リングセンサ１５２のような、スラグセンサを有する場合には、リングセンサは、線１７０により、ダイプレスのコンピュータ論理部に接続されて、ダイプレスを完全な開放位置で停止させる。上述したように、ダイプレスを開放位置で停止することは、ダイプレス作業者に、穿孔ナットの適切な装着のために、保守または修理が必要とされていることを示し、特に大量生産用途でのスクラップを減少させる。上述したように、数個の穿孔ナットが、ダイプレスの各ストロークによりパネルに装着可能であり、パネルは、同時に、ダイプレスにより形成可能である。このために、穿孔ナット装着ヘッド及びダイボタンのそれぞれのセンサは、穿孔ナットヘッドとダイボタンとが、検査、保守または修理を必要とすることを示す制御パネルに接続可能である。
【００２４】
当業者により理解されるであろうように、添付のクレームの範囲内で、本発明の穿孔ナット装着装置には、種々の改良が可能である。初めに、本発明の自己診断機能は、本出願の権利の前任者に譲渡された米国特許３，８７８，５９９に開示されたような冷間形成またはダイ形成された穿孔ナット、及び本出願の出願人に譲渡された米国特許６，６３１，８２７に開示された穿孔ナット装着ヘッドで利用可能である。さらに、本発明の穿孔ナット装着装置で使用され、近接センサ１２２を含むセンサは、電気、空気圧、赤外、及び光ファイバセンサを含む任意の好適なセンサであり得る。好適な近接センサは、ミネソタ州プリマウスのトランクインクにより製造される。さらに、赤外センサ１３８または電磁気リングセンサ１５２のようなセンサは、ダイボタンに直接組み込み可能である。最後に、上述したように、自己診断穿孔ナット装着ヘッド２０，１２０及びスラグセンサ１４０，１５２は、別々にまたは望ましくは組み合わせて使用可能である。本発明の穿孔ナット装着装置の望ましい実施形態を説明したので、これから、本発明が、以下のようにクレームされる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の穿孔ナット装着ヘッドの１つの実施形態の側部断面図である。
【図２】本発明の穿孔ナット装着ヘッドの代替的実施形態の側部断面図である。
【図３】視矢３−３方向の図２の部分的な端部断面図である。
【図４】スラグセンサの１つの実施形態を図解する図１及び図２の部分的な側部断面図である。
【図５】図１及び図２に示す穿孔ナット装着ヘッドの部分的な側部断面図であり、穿孔ナットのパネルへの装着のシーケンスとスラグセンサの代替的実施形態を示す。
【図６】図４及び図５Ａ乃至５Ｃで図解したダイボタンの１つの望ましい実施形態の上面図である。
【図７】図６の側部部分的断面図である。
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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2006513877.tif 000009
【国際調査報告】
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