(57)【要約】マットレス、座席、及び弾性支持構成に使用するインナースプリングアッセンブリなどの形成されたワイヤ構成の自動生産用の機械は、コイルの端部より先へ延在する末端回旋部を有する略螺旋状スプリングコイルを生成するように構成された一つ或いは一つ以上のコイル成形装置と、連続しているトラックの上に摺動可能に取り付けられた複数のフライトを有しチェーンに連結されて割り出し駆動機械に駆動されるコンベヤシステムと、コンベヤからコイルの一列を取り外してコイルをインナースプリングアッセンブラへ挿入するコイルトランスファーマシンと、インナースプリングアッセンブラとを有する。コイラ装置のコイル成形ブロックはキャビティを有し、キャビティではコイルの末端回旋部が成形されて、その中でコイルはキャビティ内へ延長するカッターに切断される。コイル成形機械のコイルヘッド成形部のコイルヘッド成形ダイも、コイルの末端回旋部を収容するキャビティ、及びキャビティを囲み、ダイの末端回旋部に近接するコイルヘッドを成形するポンチのためのポンチセットを設けるフランジを有する。
2004522595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略螺旋状のコイルボディと、非螺旋状のコイルヘッドと、前記コイルボディより概して小さい末端回旋部とを有するコイルを成形するコイル成形装置であって、前記コイル成形装置は、
前記コイルの末端回旋部が形成されるキャビティを有するコイル成形ブロックへワイヤ素材を送るワイヤ供給機構と、
ワイヤ素材を支えて前記コイルボディを略螺旋状に成形するコイル半径成形ホイールと、
前記ワイヤ素材と接触状態にあって、前記成形ブロックに対して移動して前記コイルボディを略螺旋状に成形する作用をなす螺旋状案内ピンと、
前記コイル成形ブロックの前記キャビティ内で前記ワイヤ素材を切断するように構成されているワイヤ切断工具と、
前記コイル成形ブロックから、コイルヘッド成形ダイを有するコイルヘッド成形部へコイルを移動するゼネバ装置とを備え、
前記コイルヘッド成形ダイは、
前記コイルの末端回旋部を収容するように構成されるキャビティと、
前記キャビティに近接して、周りに前記コイルボディの端部巻きが前記ゼネバ装置により配置され囲まれるフランジと、
前記コイルボディの前記端部巻きを前記コイルヘッド成形ダイの前記フランジに打ち当てて、前記コイルボディと前記末端回旋部との間にコイルヘッドを成形する少なくとも一つのポンチとを有する。
【請求項２】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記ワイヤ供給機構はワイヤ素材を前記コイル成形ブロックの前記キャビティの上部へ送り、
前記コイル成形ブロックキャビティの内側は螺旋状案内面を有する。
【請求項３】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記螺旋状案内ピンは、延長して前記コイル成形ブロックの前記キャビティと整列するように作用する。
【請求項４】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記ワイヤ切断工具は、前記コイル成形ブロックの外側に取り付けられた移動式切断刃と、前記コイル成形ブロック内に取り付けられた固定刃とを含み、
前記移動式切断刃は前記固定刃に対して動くように作用して、前記ワイヤ素材を前記コイル成形ブロックの前記キャビティ内で切断する。
【請求項５】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記ワイヤ切断工具は、前記末端回旋部の直径より大きい前記コイルボディの直径内の箇所で、前記コイルの末端回旋部の終わりで前記ワイヤ素材を切断するように構成されている。
【請求項６】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記ゼネバ装置は、前記コイルボディと係合して、前記コイル成形ブロック内の前記キャビティから前記コイルの前記末端回旋部を取り外し、前記末端回旋部を前記コイルヘッド成形ダイの前記キャビティへ前記コイルヘッド成形部で挿入するように作用する。
【請求項７】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記コイルヘッド成形ダイは、前記コイルの前記末端回旋部が前記コイルヘッド成形ダイの前記キャビティに入るために通る開口部を有する。
【請求項８】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記コイルヘッド成形ダイは２つの部分を有する組立品である。
【請求項９】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記コイルヘッド成形ダイは、前記コイルヘッド成形ダイの前記キャビティ内で前記コイルの末端回旋部直近に位置しているコイルボディの端部巻き内に嵌合するように構成されているフランジを含む。
【請求項１０】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記コイルヘッド成形ダイはポンチと作用するように構成されている側壁があるフランジを少なくとも一つ有し、
ポンチが前記ワイヤと前記フランジの前記側壁に当たることにより、前記コイルヘッド成形ダイと係合しているコイルの部分のワイヤが形成される。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコイル成形装置であって、
前記コイルヘッド成形ダイの前記フランジは前記キャビティに近接しており、
前記コイルヘッド成形ダイと係合しているコイルの前記末端回旋部は、前記フランジを横切るワイヤの部分で前記コイルボディの前記端部巻きに結合されている。
【請求項１２】
請求項１に記載のコイル成形装置であって、
前記コイルヘッド成形ダイは、前記ダイと係合しているコイルの前記コイルボディの端部巻きが前記フランジと前記ダイの表面とが交差する箇所の近くに配置されるように構成される。
【請求項１３】
コイル成形機と使用するコイル成形ダイであって、
前記コイル成形機は、
コイルを成形するワイヤ素材を供給するワイヤ供給機構と、
ワイヤ素材が送られて、前記ワイヤをコイル状に巻いた構成に形成するコイル成形ホイールと、
前記ワイヤを前記コイル成形ホイールへ送りコイル状に巻いた前記ワイヤを螺旋に成形するように作用する螺旋状案内ピンと、
前記ワイヤ素材から成形されたコイルを切断する切断装置とを有し、
前記コイル成形ダイはワイヤ素材供給箇所でコイル成形機に取り付けられて、前記コイル成形ホイールと、前記螺旋状案内ピンと、前記切断装置とに近接しており、
前記コイル成形ダイは、ワイヤ素材が通るワイヤ素材供給孔を有するボディと、ワイヤ素材供給箇所に近接しているキャビティとを有し、
前記ワイヤ素材の少なくとも一部が前記キャビティ内の前記コイル成形ホイールにより成形されることができる。
【請求項１４】
請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
前記ワイヤ素材が支えられる前記キャビティの表面は螺旋形状にテーパされる。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコイル成形ダイであって、
前記キャビティ内のテーパは前記螺旋状案内ピンにより前記ワイヤ素材に形成されるねじれ角と合致している。
【請求項１６】
請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
前記切断装置の固定刃は前記キャビティ内に取り付けられている。
【請求項１７】
請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
前記切断装置の移動式刃は前記キャビティ内へ延長するように作用する。
【請求項１８】
請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
前記螺旋状案内ピンは前記キャビティ内に成形されたワイヤ素材と係合するように作用する。
【請求項１９】
請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
前記コイル成形ホイールは前記キャビティと概して並んでいる。
【請求項２０】
請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
前記螺旋状案内ピンは前記コイルのボディ部分のみと接触して、前記キャビティ内の前記ワイヤ素材とは接触しない。
【請求項２１】
請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
前記ワイヤ素材供給箇所は前記キャビティの上部の付近にある。
【請求項２２】
請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
コイル成形機に取り付け可能なブロックと、前記ブロックの一端に形成される前記キャビティと含む一般的な構成である。
【請求項２３】
前記コイル成形機と併用して、前記コイルボディより小さい末端回旋部を少なくとも一つ有する螺旋コイルを成形する請求項１３に記載のコイル成形ダイであって、
前記コイル成形ダイは、前記コイルの前記末端回旋部を成形する前記ダイの前記キャビティの大きさや構成に基づいて選択される。
【請求項２４】
コイル成形機と使用する、コイルのボディと隣接する末端回旋部を有するコイルのボディの端部巻きにコイルヘッドを成形するコイルヘッド成形ダイであって、
前記コイルの前記端部巻き及び前記末端回旋部が前記コイルヘッド成形ダイと係合している間、前記コイルの前記端部巻きの一部を前記ダイに打ち当てるように作用する前記コイル成形機の一つ以上のポンチの作用により前記コイルヘッドは形成されて、
前記コイルヘッド成形ダイは、前記コイルの末端回旋部を収容するように構成されたキャビティと、コイルヘッドを成形するために前記コイルの前記端部巻きを打つポンチと対向するように構成される部分とを有する。
【請求項２５】
請求項２４に記載のコイルヘッド成形ダイであって、
前記コイルヘッド成形ダイは、前記キャビティを形成する背面及び前記背面から延長する各々の側壁を有するボディと、側壁から延長する少なくとも一つのフランジとを備え、
前記フランジは、前記フランジに近接するコイルの端部巻きを打つように作用するポンチと対向するように構成される。
【請求項２６】
請求項２４に記載のコイルヘッド成形ダイであって、前記コイルヘッド成形ダイは、
キャビティを規定する背面と各々の側壁と、
前記キャビティに入るためにコイルの末端回旋部が通る前記側壁にある開口部とを有する。
【請求項２７】
コイル成形機と組み合わされる請求項２４に記載のコイルヘッド成形ダイであって、
前記コイルヘッド成形ダイは、キャビティを規定する背面と側壁と、前記背面と概して対向する前記キャビティへの開口部と、前記コイルヘッド成形ダイに近い前記コイル成形機に取り付けられている圧縮シールドとを有し、
偏向シールドは、前記コイルの一部が前記コイルヘッド成形ダイの前記キャビティと係合する前に、コイルを少なくとも部分的に圧縮するように配置される。
【請求項２８】
請求項２４に記載のコイルヘッド成形ダイであって、前記コイルヘッド成形ダイは前記ダイの前記キャビティ内に配置される末端回旋部を有するコイルと組み合わされて、
前記末端回旋部は前記キャビティ内で少なくとも部分的に圧縮されている。
【請求項２９】
請求項２５に記載のコイルヘッド成形ダイであって、
前記キャビティに近接しているフランジを少なくとも一つ有する。
【請求項３０】
請求項２４に記載のコイルヘッド成形ダイであって、
前記ダイのボディは２つの部分に分かれている。
【請求項３１】
コイル成形機と組み合わされる請求項２４に記載のコイルヘッド成形ダイであって、前記コイルヘッド成形ダイは、
コイル成形部と、
少なくとも一つのコイルヘッド成形部と、
前記各部との間でコイルを搬送するゼネバ装置とを有し、
前記コイルヘッド成形部の前記コイルヘッド成形ダイの前記キャビティは、前記ゼネバ装置により搬送されるコイルの移動方向に向かい配向された開口部を有する。
【請求項３２】
前記コイルの異なる部分で様々な直径の螺旋を有する略螺旋ワイヤコイルを成形するコイル成形ダイであって、前記コイル成形ダイは、
ワイヤ素材が、コイル成形機のコイル成形ホイールと接触するように、そこを通過してワイヤ素材出口へ供給されるワイヤ素材ガイドを有するダイボディーと、
前記ワイヤ素材出口に近接している、前記ダイボディー内のキャビティとを備え、
前記キャビティは、前記ワイヤ素材の一部が前記コイル成形ホイールによってそれに対して形成される放射状の構成を有し、
前記キャビティは前記コイル成形機のワイヤ切断装置を基準として配置されるため、前記キャビティ内において成形されているコイルが前記ワイヤ素材から切断され得る。
【請求項３３】
コイルの一巻に一つ以上のポンチの作用によりコイルヘッドを成形するように前記コイルが配置されるコイルヘッド成形部を有するコイル成形機と使用するコイルヘッド成形ダイであって、
前記コイルヘッド成形ダイは、
前記コイルヘッド成形部に取り付け可能で、コイルの一部を収容するキャビティを規定する背面及び前記背面から延長する各側部を有するダイボディーと、
コイルヘッドを成形するためにポンチで打つべき前記コイルの部分を位置決めするポンチ打ち構造とを有する。
【請求項３４】
前記コイルボディの直径とは異なる直径の末端回旋部を有する略螺旋コイルの一巻にコイルヘッドを成形するコイルヘッド成形ダイであって、
前記コイルヘッド成形ダイは、コイルの末端回旋部を収容するためのキャビティを規定する背面及び各側壁があるダイボディーを有し、
前記ダイボディーの一部は、前記ダイと係合しているコイルの一巻と隣接するように配置可能であり、その一部にポンチが当たるように作用して前記末端回旋部に近接する前記コイルの一巻に湾曲部を一つ以上形成する。
【請求項３５】
コイル成形機と使用されて様々な直径の略螺旋ワイヤスプリングコイルを成形するコイル成形ダイであって、
前記コイル成形ダイは、
ダイボディーと、
ワイヤ素材が通りワイヤ素材出口へ供給され、ワイヤ素材出口を通過して前記コイル成形機のコイル成形ホイールに接触して異なる直径にコイル状に巻かれる、前記ダイボディー内にあるワイヤ素材ガイドと、
前記ワイヤ素材出口に近接する前記ダイボティー内の、前記コイル成形ホイールにより前記ワイヤの少なくとも一部が押し当てられて成形される略放射状の表面を有する前記キャビティとを有する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜発明の分野＞
本発明は概して形成されたワイヤ構成に関し、特には、コイルやスプリングなどのワイヤ形成構造及びワイヤスプリングやコイルが互いに連結された配列を有するインナースプリングアッセンブリの自動生産及び組立てに使用する機械類に関する。
【０００２】
＜発明の背景＞
マットレス、家具、座席、或いは他の弾性構成に使用するインナースプリングアッセンブリは、当初は手作業によりコイルやスプリングを格子状に配置して、それらをひもで締めるかワイヤを結び相互に連結することで組み立てられていた。インナースプリングの設計にしたがって、これらのコイルは縦方向に色々な箇所で結合されている。コイルを自動生産する機械は、コイルを組立て場所へ搬送する様々なコンベヤーと結合されている。例えば、米国特許第３，３８６，５６１号及び第４，４１３，６５９号では、自動スプリング成形機からスプリングコアアッセンブリ機械にスプリングを送る装置が記載されている。スプリング及び／又はコイル成形機の構成部品は、特定の設計のコイルを生産するように構成される。コイルは鋼のワイヤ素材から生産され、ワイヤはダイを介して送られ、カムで制御される成形ガイドにより設計された半径に曲げられるかコイル状に巻かれる。この様にコイルを螺旋状に形成した後、コイルのヘッド及びエンドの一巻をポンチにより形成することができる。多くのコイルの設計では、コイルの各々の端部で一巻か一巻以上が同一平面で終端している。こうすることで、コイルのアッセンブラへの搬送及びアッセンブラの通過など、コイルの自動式の荷扱いが簡略化されることとなる。従来例のコイル成形機械類は、同一平面で終端しないコイルなど別の構成のコイルを生産するようには構成されていないか、或いはそのような生産に簡単に適応させることができない。
【０００３】
コイルを成形機からアッセンブラへ決められたタイミングで搬送するときはいつも問題を含む。コンベヤーにおいてたとえ一つでもコイルが不揃いである場合、自動生産は中断される。コンベヤー駆動機構はコイル成形機とトランスファーマシンの作動と完璧にタイミングが合う必要があり、トランスファーマシンはコンベヤーからコイル一列を全部持ち上げてインナースプリングアッセンブラに載せる。
【０００４】
従来の機械のスプリングコアアッセンブリ部分は典型的には特定の一種類のスプリングやコイルを収容するように設定されている。コイルは、機械の中に保持され、コイルの底部或いは上部がダイの上にはまり、クランプジョーに保持されたり、ヘリカルワイヤや締付け環に結び付けられるかひもで締められる。この方法は、ダイの上にフィットするとともにヘリカルレーシング及びナックルシュー（ｋｎｕｃｋｌｉｎｇ ｓｈｏｅｓ）内にはまる特定の構成のコイルとの使用に限定される。その様な機械は、異なる設計のコイル、特にはコイルのベース或いはエンドより先に延長する末端回旋部（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）を有するコイルと使用するには適してない。また、この様な種類の機械は誤作動を起こしやすい。急速なペースで動く複数の細かい部品やリンケージを有する二組のクランプジョーが各コイルの上下に必要となるからである。
【０００５】
本発明は、ワイヤの素材から形成されるワイヤインナースプリングアッセンブリの全体の自動生産に斬新な機械を設けることで従来の前述した及び他の不利な点を解消する。本発明の特定の一形態に基づくと、略螺旋状のコイルボディと、非螺旋状のコイルヘッドと、コイルボディより概して小さい末端回旋部とを有するコイルを複数成形するコイル成形装置が設けられ、コイル成形装置は、
コイルの末端回旋部が形成されるキャビティを有するコイル成形ブロックへワイヤ素材を送るワイヤ送り機構と、
ワイヤ素材を支えてコイルボディを略螺旋状に成形するコイル半径成形ホイールと、
ワイヤ素材と接触して、成形ブロックに対して移動してコイルボディを略螺旋状に成形する螺旋状案内ピンと、
コイル成形ブロックのキャビティ内でワイヤ素材を切断するように構成されているワイヤ切断工具と、
コイル成形ブロックから、コイルヘッド成形ダイを有するコイルヘッド成形部へコイルを移動するゼネバ装置とを備え、
コイルヘッド成形ダイは、
コイルの末端回旋部を収容するように構成されるキャビティと、
キャビティに近接して、その周りにコイルボディの端部巻きがゼネバ装置により配置され囲まれるフランジと、
コイルボディの端部巻きをコイルヘッド成形ダイのフランジに打ち当てて、コイルボディと末端回旋部との間にコイルヘッドを成形する少なくとも一つのポンチとを有する。
【０００６】
本発明の更なる一態様に基づくと、コイルのボディと隣接する末端回旋部を有するコイルのボディの端部巻きにコイルヘッドを成形すべくコイル成形機と使用されるコイルヘッド成形ダイが設けられ、
コイルの端部巻き及び末端回旋部がコイルヘッド成形ダイと係合している間、コイルの端部巻きの一部をダイに打ち当てるように作用するコイル成形機の一つ以上のポンチの作用によりコイルヘッドは形成されて、
コイルヘッド成形ダイは、コイルの末端回旋部を収容するように構成されたキャビティと、コイルヘッドを成形するためにコイルの端部巻きを打つポンチと対向するように構成される部分とを有する。
【０００７】
本発明の更なる態様によると、格子状に連結される複数のワイヤ成形コイルを有するインナースプリングアッセンブリを生産する自動インナースプリングアッセンブリシステムが設けられる。自動インナースプリングアッセンブリシステムは、
インナースプリングアッセンブリに組み立てられるように構成される個々のコイルをワイヤ素材から成形するように作用して、個々のコイルをコイルコンベヤに搬送するように作用する少なくとも一つのコイル成形装置と、
コイル成形装置と関連しており、コイルをコイル成形装置から受け取りコイルトランスファーマシンへ搬送するように作用するコイルコンベヤと、
コイルコンベヤからコイルを外してコイルをインナースプリングアッセンブラへ運ぶように作用するコイルトランスファーマシンと、
列に並べられた複数のコイルを受け取りそれらのコイルを係合させて、受け取ったコイル列を以前に受け取ったコイル列に平行に隣接するように配置して、定位置に隣接する二つのコイル列を所定量圧縮して隣接するコイル列を締め付け具で連結して、連結されたコイル列をアッセンブラの外へと進めて次のコイル列を受け取りそのコイルと係合して、インナースプリングアッセンブリ全体が形成されるまで処理を繰り返すインナースプリングアッセンブラとを有する。
【０００８】
本発明の上記の特徴及び他の特徴は、添付の図面を参照しながら本明細書に詳細に説明される。
【０００９】
＜好適な実施例及び他の実施例の詳細な説明＞
記載された機械及び方法は、図１２及び図１３に概略的に示されるように、マットレス、家具、或いは座部のインナースプリングアッセンブリなどを含むインナースプリングアッセンブリ１の生産に用いることができる。インナースプリングアッセンブリ１は直交などの配列にある複数のスプリングやコイル２を含み、複数のコイルの軸は概して平行でありコイルの複数の端部３は概して同一平面にあり、インナースプリングアッセンブリ１の弾性支持面を規定する。図１３に示すように、複数のコイル２は、例えば、略ヘリカルレーシングワイヤ４で「締め付けられ」（ｌａｃｅｄ）、すなわちワイヤで縛られて配列され、ヘリカルレーシングワイヤ４はコイル列の間を通り隣接しているコイルの接しているか重なる部分を巻くか締める。本発明の範囲内であれば、他のコイル締め付け具を用いることもできる。
【００１０】
この機械のコイル成形部品により成形される複数のコイルは、鋼ワイヤ素材から成形することができるあらゆる構成や形状である。典型的には、インナースプリングコイルは略螺旋状の構成である長形のコイルボディを有し、コイルボディが終わる端部には一つ以上のワイヤの一巻が負荷保持ヘッドを形成する平面にある。特に示されていない他のコイル形状やインナースプリングアッセンブリも、勿論前述の機械により生産することが可能であり、本発明の範囲内である。
【００１１】
後述する機械と方法の記載は、図１４Ａと図１４Ｂに個々に示される特定の種類のコイル２を有する特定のマットレスインナースプリングを参照している。この種類のコイルの例は米国特許第５，０１３，０８８号に記載されている。コイル２は略螺旋状の長形のコイルボディ２１を有し、コイルボディ２１の各端部はヘッド２２で終わる。各ヘッド２２は、第一オフセット２３と、第二オフセット２４と、第三オフセット２５とを含む。略螺旋状の末端回旋部２６は、第三オフセット２５からヘッドの先へ縦方向に延長する。力に応答する傾斜アーム２７（ｆｏｒｃｅ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ ａｒｍ）は、螺旋ボディ２１がコイルヘッド２２に通じるか又は移行する部分に形成され得る。
【００１２】
図１４Ｂに示すように、第一オフセット２３はクラウン２８を含み、クラウン２８によりコイルの縦軸から横に少しばかり長い距離に渡りオフセットが配置される。第二及び第三オフセット２４、２５もコイルの縦軸から外側に離れている。図１３に示すように、各コイルの第一及び第三オフセット２３、２５は隣接する複数のコイルのオフセットと重なりヘリカルレーシングワイヤ４により締め付けられて、末端回旋部２６はコイルヘッドオフセットが連結された箇所の先へ（上下に）延長する。
【００１３】
図１は本発明の自動インナースプリング製造システム１００の主な部分を示す。コイルワイヤ素材１１０はスプール２００からコイル成形機２０１、２０２の一つ或いは両方へ送られ、コイル成形機は図１４Ａ、図１４Ｂに示すようなコイル、或いは他のあらゆる種類の略螺旋コイルや他のワイヤ成形構造を生産する。コイル２は、コイルをコイルトランスファーマシン４００に運ぶコイルコンベヤー３０１、３０２の一つ或いは両方に積まれる。コイルトランスファーマシン４００は複数のコイルをインナースプリングアッセンブリ機械５００に積み、インナースプリングアッセンブリ機械５００は複数のコイルを前述のインナースプリング配列に自動的に並べ、例えば、コイル連結装置とも呼ばれるヘリカルワイヤ成形機及びフィーダー５１１を通りアッセンブラへスプールから供給されるレーシングワイヤ素材５１０で形成されたヘリカルワイヤでコイルを連結する。
【００１４】
ここで、システム１００の主な部品がそれぞれ説明された後、システムの動作とその結果のワイヤ成形構造インナースプリングアッセンブリが説明される。特定のインナースプリングの自動成形及び組立を具体的に参照して説明してきたが、本発明の様々な部品を使用してあらゆる種類のワイヤ成形構成を生産することができると理解される。
【００１５】
コイルの形成
コイル成形機２０１、２０２としては、例えば、スイス、サン・ガレン（Ｓｔ． Ｇａｌｌｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）のＳｐｕｈｌ ＡＧ社が製造した公知のワイヤ形成機械或いはコイラ装置がある。図２に概略的に示すように、コイル成形機２０１、２０２はワイヤ素材１１０を一連のローラ及びワイヤ成形機を介して送り、ワイヤを設計したコイル構成となるように曲げる。コイルの螺旋部分の曲率半径は、カム従動アーム２０４ところがり接触するカムの形状（図示されない）により決定される。コイルワイヤ素材１１０は複数のフィードローラ２０６によりコイル装置の成形ブロック或いはダイ２０８内へ送られる。ワイヤがダイ２０８の案内穴或いは出口２０８１を通り送られると、ワイヤはカム従動アーム２０４の端部に取り付けられているコイル半径成形ホイール２１０と接する。成形ホイール２１０は成形ブロック２０８に対して相対的に移動されて、ワイヤ素材１１０が供給されるラインに向かってそして遠ざかるように、アーム２０４が従動するカムを回転することで規定される移動距離を移動する。上述のように、コイルのへリックスの曲率半径は、ワイヤが成形ブロックから出てきて成形ホイールに当たると形成される。
【００１６】
ワイヤ素材が成形ホイール２１０を通ると、螺旋案内ピン２１４によりへリックスが形成される。螺旋案内ピン２１４は略直線的に動き成形ブロック２０８のワイヤ素材案内穴２０８１に対して略垂直に移動することで、ワイヤを成形ホイール２１０から離れるように螺旋状に進める。成形ブロック２０８を介して十分にワイヤが送られて、成形ホイール２１０と螺旋案内ピン２１４とを越えてコイル全体が成形されると、成形ブロック２０８に当たるように切断工具２１２が近づけられて、ワイヤ素材からコイルは切り離される。その後、切り離されたコイルは、下記に説明される次の形成部及び処理部へとゼネバ装置２２０により進められる。
【００１７】
図１４Ｂに示されるように、コイル２の螺旋コイルボディには幾つか異なる曲率半径がある。特には、末端回旋部２６の半径或いは直径は、メインコイルボディ２１の半径或いは直径よりも著しく小さい。更には、ワイヤは末端回旋部２６の最も末端で終端し切断しなければならない。この特定のコイル構成が、末端回旋部２６を収容して、より大きい直径のコイルボディが成形ブロックをはみ出し可能であり、切断工具２１２がワイヤを末端回旋部の一番端で切断できるように明確に構成される必要がある成形ブロック２０８に対して問題となる。
【００１８】
図２、図２０、及び図２１に示すように、本発明の成形ブロック２０８には、コイルの末端回旋部を収容するようなキャビティ２１８が含まれる。切断工具２１２は成形ブロック２０８のキャビティ２１８の近くに配置されて、キャビティ２１８内でワイヤを末端回旋部で切断する。キャビティ２１８の内壁の内面２１８１は略弓形であり、そこに支えられるワイヤ１１０は成形ホイール２１０により螺旋状に形成される。好ましくは、表面２１８１には螺旋状の成形溝が形成され、末端回旋部やコイルボディの螺旋形成を更に案内する。螺旋案内ピン２１４はカムに制御されて成形ブロックとキャビティ２１８から離れるように動き、その結果末端回旋部２６とコイルボディ２１との異なる螺旋部分を形成する。コイルワイヤを最後の末端回旋部２６で終らせてキャビティ２１８内で成形するためには、図２０に示すように、切断工具２１２はキャビティ２１８へ突出して、キャビティ２１８内に取り付けられているか及び／又はキャビティ２１８から突き出るように取り付けられている対向する切断刃２１２１に当たりワイヤを切断する必要がある。
【００１９】
図２を再び参照すると、例えば、六つのゼネバアーム２２２を有するゼネバ装置２２０は、コイル装置の前方に近接して回転可能に取り付けられている。各ゼネバアーム２２２はグリッパー２２４を支持しており、グリッパー２２４は成形ブロック２０８で連続的に送られるワイヤから切断されるコイルを掴む。ゼネバ装置は間欠的に回転して、各コイルをコイル装置ガイドブロックから第一コイルヘッド成形部２３０へと進める。空気圧で作用するポンチ装置２３２が、第一コイルヘッド成形部２３０の周りにそれぞれ放射状の配置に取り付けられて、コイルオフセット２３−２５と、力に応答する弾性傾斜アーム２７と、コイルボディの一端のコイルヘッドや螺旋状の一巻の他のあらゆる外形や一巻とを、ワイヤをダイに打ち当てることにより形成する。その後、ゼネバ装置は、コイルをコイルの反対の端部に配置されている第二コイルヘッド成形部２４０へ進めて、第二コイルヘッド成形部２４０では同様にコイルヘッドをポンチ装置２３２と対応するダイにより形成する。
【００２０】
図１２〜図１４を参照しながら説明されるコイル２の種類を成形するために、特殊なコイルヘッド成形ダイ２０００が各コイルヘッド成形部２３０、２４０にて使用されている。図２２〜図２５に個々に示されるように、コイルヘッド成形ダイ２０００は連動ハーフ（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ ｈａｌｖｅｓ）２００１、２００２を有し、連動ハーフ２００１、２００２は合わさると、背面２００４とある一定の形状の側部２００５、２００６とを有する連結ダイボディー２００３を形成する。側部２００５と２００６が背面２００４から突き出ることで、ダイボディー２００３の内部にキャビティ２０１０が形成される。キャビティ２０１０はコイルの末端回旋部２６を収容するように構成されている。側部２００５、２００６からは外側に延長するフランジ２００７、２００８がある。フランジ２００７、２００８の側壁２００９は形成されるコイルヘッド２２の形状に基づいて構成されて、コイルボディ２１の第一巻目がフランジ２００７、２００８の外周に配置されると（末端回旋部２６はダイキャビティ２０１０内に位置される）、コイルヘッド成形部２３０、２４０のポンチ装置２３２がワイヤをフランジ２００７、２００８の側壁２００９に打ち当てて、コイルヘッド２２をフランジ２００７、２００８の外側の形状に、例えば、図１４Ｂに示すオフセット部分２３、２４、２５を有するように形成する。ダイキャビティ２０１０とコイルヘッド成形フランジ２００７、２００８との組合せにより、様々なデザインのコイルの生産が可能となり、コイルの設計には端部で異なる直径を有するあらゆるコイル設計（すなわち、コイルボディより小さい末端回旋部）と、ポンチ処理で形成することができる末端回旋部と連続するあらゆるコイルヘッド設計とが含まれる。ダイ２０００は、背面２００４の穴２０１１を通り延在するボルトなどの締め具で、コイル装置の取付板にコイルヘッド成形部で取り付けられる。このような配置により、様々なコイルヘッド成形ダイ２０００がコイル成形機械に選択的に装着されて異なるコイルの設計のカスタム製造が可能となる。様々なコイル成形ダイとコイルヘッド成形ダイが使用されることにより、種々の設計には末端回旋部或いはコイルヘッドが含まれる。
【００２１】
コイル２がゼネバアーム２２２によりコイル成形ブロック２０８から第一コイルヘッド成形部２３０へ進められると、末端回旋部２６はキャビティ２０１０内に配置される。図２２に示すように、末端回旋部２６に近接する螺旋状コイルボディ２１の大きな半径の一巻２１ｔは、フランジ２００７、２００８の上又は周りに配置される。ポンチダイ２３２はワイヤの一巻２１ｔをフランジ２００７、２００８の側壁２００９に対して打ち当てるように配置され、規定されているコイルヘッド２２のオフセットや形状や湾曲をフランジ２００７、２００８の側壁２００９の相対的な位置に基づいて形成する。図２２に示すように、ワイヤの一巻２１ｔは側壁２００９の一番外側部分に接して、側壁２００９と側部２００５、２００６の垂直面と交差する箇所に近接している。
【００２２】
ゼネバ装置はコイル端部をダイ２０００と係合させて、末端回旋部２６をフランジ２００７、２００８に形成される開口２０７８を介してダイキャビティ２０１０へ挿入して、コイルの末端回旋部をヘッド成形部に隣接して位置する圧迫プレート２０１５（図２に示す）を越えて位置させることにより、コイルボディの端部の一巻をフランジ２００７、２００８の側壁２００９の周りに配置する。末端回旋部２６を含むコイルの端部はフランジ２００７、２００８の一番外側の縁を越えるところまで縦方向に圧縮され、圧縮されたコイルがシールドを越えると、端部は広がり末端回旋部２６がダイキャビティ２０１０内へ入り、コイルボディの第一巻２１ｔがフランジ２００７、２００８の周りに側壁２００９にぴったりと当たり係合する。フランジ２００７、２００８の各側壁２００９はテーパされており、コイルがダイ２０００内に入りやすくするとともに、一旦コイルヘッドが形成されるとコイルが脱出しやすくする。
【００２３】
その後ゼネバ装置はコイルをテンパリング部２５０へと進めて、そこでは電流がコイルに流されて鋼線を焼き戻しする。次にゼネバ装置はコイルをコンベヤー３０１、３０２に挿入して、コンベヤーはコイルを後述するコイルトランスファーマシンへ運ぶ。図１に示すように、コイルをインナースプリングアッセンブリシステムへ同時に供給するには一つ以上のコイル成形機械を使用することができる。
【００２４】
コイルの搬送
図１に示されるように、複数のコイル２は各コイル成形機械２０１、２０２から同じ構成であるコイルコンベヤー３０１、３０２によりコイルトランスファーマシン４００へ一列で搬送される。インナースプリング製造システムに関連づけたコイルコンベヤーとして説明されているが、本発明のコンベヤーシステムは、あらゆる物品を一つあるいは複数運搬する必要があるあらゆる種類のシステムや設備に簡単に適応及び適用することができると理解される。図３Ａ〜図３Ｅに更に示されるように、コンベヤー３０１は、ゼネバ装置２２０からコイルトランスファーマシン４００へ延長する箱げた３０３を含む。各箱げた３０３は上部及び下部トラック３０４を含み、トラック３０４は側壁３０７に取り付けられた対向する両方のレール３０６に形成されている。複数のフライト３０８は両方のレール３０６の間に摺動可能に装着されている。各フライト３０８はクリップ３１０を有しており、ゼネバ装置２２０によりコイルがコンベヤーに積まれるときに、コイルの螺旋ボディの二巻或いは二巻以上のコイル部分と係合するようにクリップ３１０は構成されている。図３Ｃ及び図３Ｅに更に示されるように、各フライト３０８は対向する平行のフランジ３１１があるボディ３０９を有し、フランジ３１１はレール３０６に重なり両方のレール３０６の間を摺動する。各フライトのボディ３０９からブラケット３１２が垂下している。各ブラケットはメインチェーン３１５の複数のリンク３１４にある隣接している一組のピン３１３に取り付けられており、各フライトの間には追加のリンク３１４が加えられてある。メインチェーン３１５は、桁３０２の長手方向に延在しており、各桁の両端部でスプロケット３１６に取り付けられている。従って、フライト３０８はメインチェーン３１５に沿うように均一に間隔をおいて配置されている。
【００２５】
複数のフライト３０８を均一な間隔をおいてトラック３０４を前進するように平行移動させるために、箱げた３０３内に間欠駆動装置３２０が取り付けられている。間欠駆動装置３２０は二本の平行する間欠駆動チェーン３２１を含み、間欠駆動チェーン３２１はメインチェーン３１５をまたいで同軸の対のスプロケット３２２にかかる。スプロケット３２２は軸３２４に取り付けられている。チェーン３２１は、メインチェーン３１５がピンと張られたときの複数のフライト３０８が置かれる間隔と等距離を隔ててアタッチメント３２３を保持する。メインチェーンが間欠駆動装置により駆動されなくなると、図３Ａと図３Ｂの右側に示されるように、メインチェーンはたるんでフライトは積み重なり始める。ここで、フライト間のピッチは、メインチェーンの複数のアタッチメントの間の距離によって決められるのでなく、当接しているフライトボディ３０９の長さにより決定される。このことにより、コンベヤーはある一つのピッチで積み込んで、別のピッチで取り下ろすことができることになる。
【００２６】
コンベヤーにはブレーキ機構が更に設けられている。図３Ｄに示されるように、ブレーキ機構は、エアシリンダー３３０や他の同等の手段で駆動されるヘッド３３２を有するリニアアクチュエータ３３１を含み、アクチュエータの隣に配置されるフライトに水平の力を加えるように作用する。その動作によって、フライトをトラック３０４の内面に当てて挟む。エアシリンダー３３０内の気圧を制御することで、コンベヤーにある複数のフライトのブレーキ作用の程度やタイミングを選択的に制御できる。
【００２７】
あるいは、図３Ｅに示されるように、バネ力固定のスプリング３３４（ｆｉｘｅｄ ｒａｔｅ ｓｐｒｉｎｇ）をトラック３０４の水平フランジに組み込むことで、各フライトが通ると各フライトには一定の制動力が加えられる。スプリングの大きさや程度は、コンベヤートラックのブレーキポイントで所望する抵抗の大きさによって選択することができる。
【００２８】
各コイルコンベヤーには、図３Ａ及び図３Ｂで概して３４０で指示されるコイル伸ばし機（ｃｏｉｌ ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｅｒ）が付随している。コイル伸ばし機３４０は、フライトクリップ３１０内の各コイルを均一に配列して、後述するコイルトランスファーマシンと適切に整合するように作用する。各伸ばし機３４０は、桁３０３に隣接して取り付けられた空気圧式シリンダー３４２を含む。エンドエフェクター３４４は、シリンダー３４２から延長するロッド３４６の末端に取り付けられている。空気圧式シリンダーは、ロッド３４６及びエンドエフェクター３４４に直線運動及び回転動作の両方を伝えるように作用する。作動中に、フライトが通るときにコイルが伸ばし機３４０の前に位置づけられると、エンドエフェクター３４４は水平に平行移動して運ばれてきたコイルの端部と係合して、同時に或いはその後にフライトクリップ内のコイルを同様の所定位置に回転する。フライトクリップに係合しているコイルボディが螺旋形状のため、伸ばし機によりコイルをクリップ３１０内で簡単に向きを変える、すなわち「回転させる」ことが可能である。複数のコンベヤーの各コイルは伸ばし機により下方にある複数のフライトクリップの中に一様に配置される。
【００２９】
前述のコイル搬送は、本発明の一部でもある特定の他の機構によっても実現できる。図１５Ａ〜図１５Ｄに示すように、コイルをコイル成形機からコイルトランスファー部へ搬送する代替の装置はベルトシステムであり、概して３５０で指示されるベルトシステムはポケット付きフラップベルト（ｐｏｃｋｅｔｅｄ ｆｌａｐ ｂｅｌｔ）３５２と対向するベルト３５４とを含む。図１５Ａに示されるように、複数のコイル２はベルト３５２と３５４との間に軸状に延長するようにゼネバ装置に配置される。フラップベルト３５２は、主ベルト（ｐｒｉｍａｒｙ ｂｅｌｔ）３５３と、主ベルト３５３の下縁に取り付けられたフラップ３５５とを有する。図１５Ｂに示されるように、固定開放ウェッジ（ｆｉｘｅｄ ｏｐｅｎｉｎｇ ｗｅｄｇｅ）３５６がフラップ３５５を主ベルト３５３から離すように広げて、フラップと主ベルトで形成されるポケットへコイルヘッドを挿入することを容易にする。自動装着具を使用することで複数のコイルヘッドをポケットの中へ付勢することができる。図１５Ｃに示されるように、伸長アーム３５８はコイルヘッドの一部と係合するように構成されて、ポケット内のコイルの向きを均一に揃えるように駆動される。コイルがポケットに挿入されて正しく配列されると、フラップ３５５を外側から支える圧縮棒３６０でベルトに対して定位置にコイルを保持する。コイルがコイルトランスファーマシンによりベルトから外される箇所で圧縮棒３６０は移動可能となり、フラップへの圧力が除去されてコイルをポケットから取り外すことができる。更に示されるように、主ベルト３５３及び対向するベルト３５４は、それぞれタイミングベルト３６２、弾性プラスチック裏板３６４、及び、鋼や他の剛性の材料でなる受板３６６に取り付けられている。この構成はコイルを間にしっかりと保持するのに必要な剛性がベルトに与えられて、滑車に取り付けて駆動されたり、搬送路で曲がるために十分な可撓性が与えられる。
【００３０】
図１６は、本発明のシステムと関連する代替のコイルコンベヤー機構として使用できる一組の巻線機３６０を図示する。後述するように、各巻線機３６０は複数のスプロケット３６４に駆動される一次チェーン３６１と二次チェーン３６２とを含み、各コイル成形機からコイルトランスファー部或いはアッセンブラへ共通した速さで進行する。コイルの末端回旋部の中にしっかりと嵌る形状のコイル係合球３６６は、各チェーンの長手方向において等間隔に取り付けられる。ゼネバ装置が運ぶコイルが球３６６と係合するように、球３６６を向かい合わせに配列するようにチェーンは調節されている。図１６の右側に示すように、コイルがコイルトランスファーの段階に近づくにつれてコイルの相対的な角度を変更するように各チェーンは選択的に制御することができる。磁石が球３６６に加えて或いはその代わりに使用されて、複数のコイルを対のチェーンの間に保持する。
【００３１】
コイルの移動
図１、図４Ａ、及び図４Ｂに示されるように、それぞれのコンベヤー３０１、３０２はコイルの列をコイルトランスファーマシン４００と一線に並べて配置する。コイルトランスファーマシンはトラック４０６の複数のローラ４０４に取り付けられたフレーム４０２を含み、フレーム４０２はコンベヤー３０１、３０２及びインナースプリングアッセンブラ５００に向かうか遠ざかるように直線的に平行移動する。グリッパー４１２を有するアーム４１０の直線的な配列は、一方のコンベヤーのフライト３０４からコイル列を全部掴み、そのコイル列をインナースプリングアッセンブラの中へ移動する。コイルトランスファーマシンの作動するアーム４１０の数は、アッセンブラが生産するインナースプリングの一列のコイル数と同じである。４１６で示される駆動リンク機構と、トラック４０６上の機械の直線的な平行移動とを組み合わせることで、コイルトランスファーマシンは一方のコンベヤーからコイル列を全部持ち上げ（位置Ａにて）、コイル列をインナースプリングアッセンブリマシン５００に挿入する。このような機械は米国特許第４，４１３，６５９号に記載されており、開示された内容は本明細書に援用される。後述の通り、インナースプリングアッセンブラ５００はトランスファラーが運んでくるコイル列を連結する。その後コイルトランスファーマシン４００は平行しているもう一方のコンベヤー（３０１か３０２）からもう一つのコイル列を持ち上げて、コイル列を以前に挿入してあるコイル列に連結して取り付けるようにインナースプリングアッセンブリマシンの中に挿入する。コイルが両方のコンベヤーから取り外されると、コンベヤーは前進して、追加のコイルを提供して、コイルをコイルトランスファーマシンによりインナースプリングアッセンブラの中へ移動する。
【００３２】
インナースプリングアッセンブラ
インナースプリングアッセンブラ５００の主要な機能は下記の通りである。
１）少なくとも二つの隣接して平行しているコイル列を掴み、平行に配置する。
２）平行しているコイル列と隣接しているコイルを、螺旋締め付けワイヤなどの締め具で結合する。
３）結びつけたコイル列を前進させて、追加のコイル列が以前結んだコイル列に取り付けられるようになり、インナースプリングアッセンブリ全体を形成するために十分なコイル数が取り付けられるまでこの処理を繰り返す。
【００３３】
図５、図６、図９、図１０に示されるように、インナースプリングアッセンブラ５００は、コイルトランスファーマシン４００と作用し合うのに適当な高さでスタンド５０２に取り付けられる。インナースプリングアッセンブラ５００は平行する二つの上部と下部のコイル収容ダイ５０４Ａ及び５０４Ｂの列を含み、コイル収容ダイ５０４Ａ及び５０４Ｂはコイルの縦軸が縦方向に各コイルの各端部を収容して保持し、各々のコイルの間に螺旋ワイヤなどのファスナーが挿入される或いは結ばれることが可能となり、インナースプリングアッセンブラから結んだコイル列を前進させる。複数のダイ５０４は、平行する上部と下部キャリアバー５０６Ａ、５０６Ｂの上に横に並んで取り付けられている。キャリアバー５０６Ａ、５０６Ｂは、アッセンブラの中で縦方向及び水平方向（横方向）に平行移動できる。インナースプリングアッセンブラは取り付けられているダイ５０４を有するキャリアバー５０６を動かして二つの隣接するコイル列を締め付けて、コイルを留めるか結びつけてインナースプリングアッセンブリを形成して、結ばれたコイル列をアッセンブラの外へと前進させて次のコイル列を収容して取り付ける。図７Ａ〜図７Ｉを参照しながら説明すると、より詳しくは、インナースプリングアッセンブラは次の基本的な流れで作動する。
【００３４】
１）第一組の上部と下部キャリアバー５０６Ａ（ダイ５０４Ａが取り付けられている）は縦方向へと引き込められて、コイルトランスファーマシンからのコイル列が導入される（図７Ａ）。
２）第一組目の上部と下部キャリアバー５０６Ａは、新しく挿入されたコイル列に縦方向に集まる（図７Ｃ）。
３）上部と下部ダイ５０４に挟まれる隣接するコイル列は、隣接しているダイの間に並ぶ開口部を通り留められるか結ばれて連結される（図７Ｄ）。
４）第二組の上部と下部のキャリアバー５０６Ｂは縦方向に引き込められて、ダイから前のコイル列を解放する（図７Ｅ）。
５）上部と下部キャリアバー５０６Ａは、上部と下部キャリアバー５０６Ｂが以前占有していた場所へ水平に平行移動されて、連結しているコイル列をアッセンブラから外へ前進させる（図７Ｉ）。
６）キャリアバー５０６Ｂはキャリアバー５０６Ａの平行移動の方向とは反対の方向へ水平に平行移動されて、キャリアバー５０６Ａと位置を取り換えて、挿入される次のコイル列を収容するようにダイを配置する。
【００３５】
図７Ａでは、複数のコイルは示された方向へコイルトランスファーマシンによりインナースプリングアッセンブラへ運ばれる。上部と下部キャリアバー５０６Ａに取り付けられている上部と下部ダイ５０４Ａの列は縦に引き込められて、圧縮されていないコイルの長さが両方のダイの間に挿入され得る。キャリアバー５０６Ａの横に隣接して配置される上部と下部キャリアバー５０６Ｂに取り付けられた上部と下部ダイ５０４Ｂの間で以前挿入されたコイル列は圧縮される（図７Ｂ）。上部と下部ダイ５０４Ａは新しく運ばれてきたコイルの端部へと近づけられて、ダイ５０４Ｂ内の前にあるコイルと同程度にコイルを圧縮する（図７Ｃ）。横に隣接しているキャリアバー５０６Ａと５０６Ｂとは複数のバックアップバー５５０によりしっかりと保持され（概略的に図７Ｄに示す）、後述するクランプ機構により駆動される。両方のダイが締め付けられて、ダイの外側の側壁にある整列しているキャビティ５０５とダイにある各コイルの一部とを通るように螺旋締め付けワイヤ４を挿入して、隣接している上部と下部ダイ５０４Ａと５０４Ｂとの間で圧縮された隣接しているコイル列を締結する（図７Ｅ）。締め付けワイヤ４は、コイルの適した場所に固定するように数箇所で圧着される。ダイの中にある隣接する二つのコイル列の連結が終了すると、複数のクランプ５５０は解放されて（図７Ｆ）上部と下部ダイ５０４Ｂは縦に引き込められる（図７Ｇ）。そして、上部と下部ダイ５０４Ａと５０４Ｂとは記されるように反対の方向へと横に平行移動か間欠駆動される、或いは入れ替えられて、横の位置を入れ替えて、それによって連結された一つのコイル列がインナースプリングアッセンブラの外へと前進して、空いた複数のダイ５０４Ｂは新しく導入されたコイル列と係合するように配置される。前述のサイクルが繰り返されて、十分な数のコイル列が連結されてインナースプリングアッセンブリを形成し、インナースプリングアッセンブリがアッセンブラから図１及び図５に示す支持テーブル５０１の上へと出てくる。
【００３６】
図８Ａと図８Ｂに示されるように、コイル係合ダイ５０４は略長方形のブロックであり、コイル２のヘッド２２をダイの外周で導いてダイの側壁５１１の上面５０９に載置されるような形状の上方へ延長するテーパフランジ５０７を有する。図８Ａに示されるように、コイルヘッド２２のオフセットの二つはダイの側壁５１１よりも外側に延在して開口５０５に隣接して、開口５０５には螺旋状締め付けワイヤ４が通されてコイルを隣接しているコイルと連結する。ダイの壁５１１内にキャビティ５１３が形成されて、キャビティ内にはテーパ案内ピン５１５が取り付けられている。案内ピン５１５は、開口からキャビティ５１３へ上方へ延在して、キャビティ５１３内に嵌るコイルの末端回旋部２８へ挿入される寸法を有する。従って、本発明のダイ５０４はコイルヘッドを越える末端回旋部を有するコイルを収容することができ、コイルを端部以外の箇所で連結することができる。
【００３７】
図７Ａ〜図７Ｉ、及び図９Ａ、図９Ｂ、図１０、及び図１１を参照しながら、インナースプリングアッセンブラがキャリアバー５０６と取り付けられているダイ５０４を縦と横の経路に平行移動する方法を説明する。キャリアバー５０６（ダイ５０４が取り付けられている）は、アッセンブラの他のあらゆる部分とは固定して取り付けられていない。従って、キャリアバー５０６はインナースプリングアッセンブラ内のエレベータ及び割り出し機構により自由に縦か横に平行移動される。位置によって、キャリアバー５０６及びダイ５０４は、固定された支持体或いは収納式支持体のどちらかに支持される。図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、一番下のキャリアバー５０６Ａは、下部エレベータバー６３２Ｂに支持されるクランプアッセンブリ部品の上に置かれる。一番上のキャリアバー５０６Ａは、バーの側壁にある穿孔へ直接延長する空気圧式に駆動されるピン５１２に支持されるか、ピン５１２と並ぶようにキャリアバーの上に取り付けられるバータブ（ｂａｒ ｔａｂｓ）を通して支持される。例えば、空気圧式シリンダーなどのアクチュエータ５１４は、キャリアバーに対してピン５１２を延出させ及び引き込むように制御される。インナースプリングアッセンブラのコイルの挿入する面にあるピン５１２は、遅れ支持体（ｌａｇ ｓｕｐｐｏｒｔ）とも呼ばれている。アッセンブラの反対側或いは出口側（組み立てられたインナースプリングが出る箇所）にあるピン５１２は代わりに先行支持体（ｌｅａｄ ｓｕｐｐｏｒｔ）と呼ばれている。アッセンブラの出口側では（図９Ａと図９Ｂの右側、図１０Ａの左側）、上部キャリアバー５０６Ｂ（上部キャリアバー５０６Ａより低い位置にある）は固定支持体５１０に支持され、下部キャリアバー５０６Ｂは先行支持ピン５１２に支持されている。
【００３８】
図１０Ａに示されるように、概して６００で示されるチェーン駆動エレベータアッセンブリは、図７Ａ〜図７Ｉを参照しながら説明されたシーケンスを通じて上部と下部キャリアバー５０６Ａ及び５０６Ｂを縦方向に引き込めたり近づけたりするのに用いられる。エレベータアッセンブリ６００は軸６１５に取り付けられた上部と下部スプロケット６１０と、スプロケット６１０と係合している上部と下部チェーン６２０とを含む。複数のチェーンの対向する端部は複数のロッド６２５で接続される。上部と下部チェーンブロック６３０Ａと６３０Ｂは、複数のロッド６２５から垂直にその間にアッセンブラの中央に向かい延在している。下軸６１５は駆動モータ（図示しない）に接続されており、駆動モータは関連するスプロケット６１０を限られた角度回転することで、スプロケットの回転により、チェーンブロック６３０Ａと６３０Ｂとを反対方向に縦に平行移動して、互いに近づけるか放射状に広げる。図１０Ａに示されるように、複数のスプロケット６１０が時計方向に駆動されると、チェーンブロック６３０Ａは下方へ動き、チェーンブロック６３０Ｂは上方へ動き、逆方向の駆動の場合も同様な動作をする。
【００３９】
チェーンブロック６３０Ａと６３０Ｂとは対応する上部と下部エレベータバー６３２Ａと６３２Ｂとに接続しており、上部と下部エレベータバー６３２Ａと６３２Ｂは各キャリアバーと平行してそのほぼ全長に及び延在している。上部と下部エレベータバー６３２Ａと６３２Ｂは、前述のスプロケット６１０の部分的な回転により、縦方向に近づいたり引き込まれたりする。上部先行及び遅れ支持ピン５１２と関連するアクチュエータ５１４は上部エレベータバー６３２Ａに取り付けられて、エレベータアッセンブリと共に縦方向に上下に動く。
【００４０】
平行している上部と下部キャリアバー５０６Ａと５０６Ｂとのセットは、図１０Ａに概して７００と示される割り出しアッセンブリにより縦方向に交換される（図７Ｉに示す）。割り出しアッセンブリはアッセンブラの各端部に、それぞれのラックの間で回転するように取り付けられたピニオン７０３を有する上の一組と下の一組の歯車ラック７０２を含む。ラック７０２の各組の一方は縦プッシュバー７０６に接続されて、もう一方の対応するラックは水平に平行移動するように回転自在に支えられている。右と左の縦プッシュバー７０６はそれぞれ割り出し摺動棒７１０で回転するピボットアーム７０８に接続されて、割り出し摺動棒７１０は割り出し歯車ラックの各組の間でアッセンブラフレームの一端から他端へと延長している。ドライブロッド７１２は、プッシュバーとピボットアームとが交差する箇所で、縦プッシュバー７０６に連結されている。ドライブロッド７１２は、水圧シリンダーや空気圧式シリンダーなどのシリンダー７１４により直線的に作動される。シリンダー７１４内からロッド７１２を外へ動かすと、縦プッシュバー７０６及びそれに連結されているラック７０２が動かされる。縦プッシュバー７０６に取り付けられているラック７０２を平行移動すると複数のピニオン７０３が回転されて、その結果、一組のラックの対向するラック７０２が反対方向へ平行移動する。
【００４１】
更に図１０Ｂに示されるように、一組のラック７０２の一方のラック７０２は、直線的に駆動可能なつめ７１６を保持しているかそのつめに固定されており、つめ７１６はキャリアバー５０６（図示しない）の端にある軸穴に嵌る寸法を有する。対応する反対のラック７０２はガイド７１８を保持しているかそのガイド７１８に取り付けられており、ガイド７１８はキャリアバー５０６の幅を収容する寸法の平面７１９がある開口部を有し、その開口部には対向する直立のテーパフランジ７２１が横付けされている。図１０Ａに示されるように、アッセンブラの下半分において、対向するラックの一組の下ラック７０２は、下部キャリアバー５０６Ｂ（図示しない）が配置されるガイド７１８を保持する。反対の対応するラック７０２は、下部キャリアバー５０６Ａの軸穴に係合しているつめ７１６を保持している（図示しない）。上部のラック７０２については逆の配向が設けられている。このようにキャリアバー５０６が割り出しアッセンブリと接触して、複数のドライブロッド７１２の直線的な駆動により、キャリアバー５０６Ａと５０６Ｂとが反対方向に横に平行移動させられて縦方向の平面位置を交換する（すなわち、入れ替える）。この結果、図７Ｉを参照して前述した処理工程が達成される。
【００４２】
本発明のインナースプリングアッセンブラはクランプ機構を更に含み、クランプ機構は隣接する一組のダイ５０４Ａと５０４Ｂと（或いはキャリアバー５０６）が横に配置されたときにそれらを縦方向に圧縮するように動作して（図７Ｄを参照して説明される）、ダイにあるコイルは、例えば螺旋締め付けワイヤで留められてしっかりと保持される。図５に示されるように（また図７Ａ〜図７Ｉに概略的に描写されるように）、インナースプリングアッセンブラは上部と下部バックアップバー５５０を含み、それらは前述したコイルを連結するように締める作業のときに対応するキャリアバー５０６の横に並べられる。各バックアップバー５５０は、図１１に示されるクランプアッセンブリのアーム５６２、５６４と交差するか、或いは、アームと連結されて動く。クランプアッセンブリ５６０は、固定されたクランプアーム５６２と、リンク５６６に結合されている可動クランプアーム５６４とを含む。空気式か水圧式シリンダーなどのリニアアクチュエータ５６８から延長している軸５７０は、その下部でリンク５６６に結合している。アクチュエータ５６８から軸５７０が延長すると、可動クランプアーム５６４の末端５６５は隣接するキャリアバー５０６から離れて横に平行移動してクランプされていない状態となる。逆に、軸５７０がアクチュエータ５６８へ引き込められると、可動クランプアーム５６４の末端５６５は隣接するキャリアバー５０６に向かい移動して、固定クランプバー５６２を支える横に隣接するキャリアバー５０６に対して締める。アッセンブラの上半分にあるクランプアッセンブリ５６０はアッセンブラフレームに取り付けられて、各々のキャリアバー及び各々のダイとは共に動かない。アッセンブラの下半分にあるクランプアッセンブリ５６０はエレベータバー６３２Ｂに取り付けられて、各々のキャリアバーと共に動く。従って、アクチュエータ５６８を動かすと、クランプアッセンブリは隣接している複数のダイ／キャリアバーをしっかりと保持するか、ダイ／キャリアバーを解放して前述の縦方向及び横方向の動作を可能にする。
【００４３】
一つ或いは一つ以上のダイ５０４が隣接する二つのコイル列としっかりと結合されると、各螺旋締め付けワイヤを圧着及び／または切断するようにダイは交互に構成される。例えば、図６Ｂに示されるように、ナックルダイ５０４Ｋ（ｋｎｕｃｋｌｅｒ ｄｉｅ）は、螺旋締め付けワイヤが圧着或いは「ナックル」されコイルの周りにしっかりと配置されるような特定の箇所でキャリアバーに取り付けられる。ナックルダイ５０４Ｋは摺動可能な受板５２５に取り付けられたナックル工具５２４を有し、受板５２５はスプリング５２６に付勢されナックル工具５２４の先端５２７がダイの縁より先へと延長する。アッセンブラでは、空気圧式に駆動される押棒などのリニアアクチュエータ（図示しない）が受板５２５に打ち当たるように作用して、受板の経路にナックル工具５２４が進み、工具が締め付けワイヤと接触することになる。上部と下部ナックルダイ５０４Ｋがアッセンブラの上部と下部キャリアバーに取り付けられている場合は、ナックルダイの上部と下部受板の両方に同時に接触するフィッティングがリニアアクチュエータに設けられる。
【００４４】
本発明は、インナースプリングアッセンブリ機械内のコイル列を結ぶ特定の代替の手段を更に含む。例えば、図１７Ａ〜図１７Ｇに示されるように、締め工具８０１は案内ランプ８０２を含み、コイル２の端部はランプ８０２上へフィンガ８０４により進めて配置されて、フィンガ８０４はコイル端部を分かれる工具８０６の間に配置する。図１７Ｃに示されるように、フィンガ８０４は下方へ移動して隣接しているコイルヘッド部分を補足的な工具８０６の間に配置して、その後工具８０６は締まり螺旋締め付けワイヤが挿入される締め付け溝（ｌａｃｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）を形成する。コイルが締め付けられると、工具８０６は分かれて連結されたコイルは前進させられて次のコイル列を導入することができる。図１７Ｂは開始位置を示し、新しいコイル列のコイルヘッドは左にあり、前のコイル列はフィンガ８０４と係合している。図１７Ｃでは、フィンガは下方へ動き、コイルヘッド部分を分かれている工具８０６の間に引き込む。図１７Ｄでは、隣接するコイルヘッドの重なる部分のまわりにしっかりと保持される工具８０６の間でコイルヘッドが締め付けられると、フィンガ８０４は上方へ戻る。図１７Ｅでは、工具８０６が開いて新しく連結されたコイルを解放して、コイルは上方へ跳ね返りフィンガ８０４と接触して（図１７Ｆのように）、連結されたコイルは図１７Ｇで右の方へ割り出し或いは前進させられて次のコイル列を導入することができる。
【００４５】
図１８Ａ〜図１８Ｇは、隣接するコイル列を締め付ける或いは連結するための別の代替の手段及び構造を図示している。複数のコイルは同様に案内ランプ８０２の上へ前進させられ、隣接しているコイルヘッドの重なる部分が伸縮式工具８１２の真上に配置される。図１８Ｂに示されるように、工具８１２は横方向に広がり、図１８Ｃでは縦方向に延長して重なるコイル部分にまたがり、図１８Ｄのようにコイル部分の周りに締め付けられ、コイルを締め付けるときにコイルをしっかりと保持する。図１８Ｅと図１８Ｆのように、工具８１２は分かれて引き込められて、連結されたコイルは図１８Ｇのように右方向へ割り出しされるか進められて、この処理は繰り返される。
【００４６】
図１９Ａ〜図１９Ｆは隣接しているコイルを締め付けるか連結する別の機構或いは手段を図示している。インナースプリングアッセンブラには、概して９００で示される上部及び下部移動式桁アッセンブリ（ｗａｌｋｉｎｇ ｂｅａｍ ａｓｓｅｍｂｌｙ）の配列が設けられている。各アッセンブリ９００は両コイル係合工具９０４を支持するアーム９０２を含み、両コイル係合工具９０４はアクチュエータアーム９０６を介して動くように取り付けられている。工具９０４は複数の円錐或いはドーム形フィッティング９０５を含み、フィッティング９０５はコイルの各端部の開いている軸方向の端部へ挿入されるように構成されている。工具９０４は、上部と下部アッセンブリの間に一組のコイルを適当に配置して、締め付け工具９０８とコイルヘッド部分とを係合する（図１９Ｃに示す）。締め付けまたは装着が完了すると、連結されたコイルを図１９Ｄに示すように右方向へ横に進めるようにアッセンブリ９００は作動する。そして、アッセンブリ９００は縦方向にコイル端部から引き込められて、例えば図１９Ｆのように横方向へ引き込められて、次のコイル列を受け入れることができる。
【００４７】
コイル成形機、コンベヤー、コイル移送機械、及びインナースプリングアッセンブラは、Ａｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙ  ＳＬＣ−５０４などの統計的処理管理システムで制御されるように同時に及び同期して駆動され、Ａｌｌｅｎ−Ｂｒａｄｌｅｙ  ＳＬＣ−５０４は、ゼネバ装置によるコンベヤーへのコイルの搬送、コンベヤーの速度と開始／停止動作、コイル移送機械のアームとコンベヤーのコイルとの整合、調節したタイミングでインナースプリングアッセンブラへのコイル列の運送、及びインナースプリングアッセンブラの作動を協調させるようにプログラムされる。
【００４８】
本発明は特定の好ましい代替の実施例を参照して説明されてきたが、本発明の開示の範囲と精神から逸脱しないように当業者により様々な部品に多数の補正や変更が可能であると理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の形成されたワイヤインナースプリングアッセンブリの自動生産用の機械の平面図である。
【図２】
図２は、本発明のコイル成形機械の立面図である。
【図３Ａ】
図３Ａは、本発明の搬送装置の側面図である。
【図３Ｂ】
図３Ｂは、図３Ａの搬送装置の側面図である。
【図３Ｃ】
図３Ｃは、図３Ａの搬送装置の断面側面図である。
【図３Ｄ】
図３Ｄは、図３Ｃの搬送装置の断面図である。
【図３Ｅ】
図３Ｅは、図３Ｃの搬送装置の断面図である。
【図４Ａ】
図４Ａは、本発明の形成されたワイヤインナースプリングアッセンブリの自動製造用の機械と共に使用されるコイルトランスファーマシンの側面図である。
【図４Ｂ】
図４Ｂは、図４Ａのコイルトランスファーマシンの側面図である。
【図５】
図５は、本発明のインナースプリングアッセンブリマシンの側面図である。
【図６Ａ】
図６Ａは、図５のインナースプリングアッセンブリマシンの立面図である。
【図６Ｂ】
図６Ｂは、インナースプリングアッセンブラに取付可能なナックルダイの側面図である。
【図７Ａ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図７Ｂ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図７Ｃ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図７Ｄ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図７Ｅ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図７Ｆ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図７Ｇ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図７Ｈ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図７Ｉ】
図５のインナースプリングアッセンブリマシン内で配置され移動するコイル、コイル収容ダイ及びダイ支持部品の概略図である。
【図８Ａ】
図８Ａは、ワイヤコイルと係合している本発明のコイルヘッド成形ダイの断面図である。
【図８Ｂ】
図８Ｂは、ワイヤコイルと係合している本発明のコイルヘッド成形ダイの平面図である。
【図９Ａ】
図９Ａは、図５のインナースプリングアッセンブリマシンの端面図である。
【図９Ｂ】
図９Ｂは、図５のインナースプリングアッセンブリマシンの端面図である。
【図１０Ａ】
図１０Ａは、図５のインナースプリングアッセンブリマシンの端面図である。
【図１０Ｂ】
図１０Ｂは、図５のインナースプリングアッセンブリマシンの間欠駆動サブアッセンブリの部分斜視図である。
【図１１】
図１１は、図５のインナースプリングアッセンブリマシンのクランプサブアッセンブリの部分斜視図である。
【図１２】
図１２は、本発明の機械により生産可能なインナースプリングアッセンブリの部分平面図である。
【図１３】
図１３は、図１２のインナースプリングアッセンブリの部分斜視図である。
【図１４Ａ】
図１４Ａは、図１２のインナースプリングアッセンブリのコイルの断面図である。
【図１４Ｂ】
図１４Ｂは、図１２のインナースプリングアッセンブリのコイルの端面図である。
【図１５Ａ】
本発明のベルト式コイル搬送システムの断面図である。
【図１５Ｂ】
本発明のベルト式コイル搬送システムの断面図である。
【図１５Ｃ】
本発明のベルト式コイル搬送システムの断面図である。
【図１５Ｄ】
本発明のベルト式コイル搬送システムの断面図である。
【図１６】
図１６は、本発明のコイル搬送システムの鎖巻バージョンの平面図である。
【図１７Ａ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１７Ｂ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１７Ｃ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１７Ｄ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１７Ｅ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１７Ｆ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１７Ｇ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１８Ａ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１８Ｂ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１８Ｃ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１８Ｄ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１８Ｅ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１８Ｆ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１８Ｇ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１９Ａ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１９Ｂ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１９Ｃ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１９Ｄ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１９Ｅ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１９Ｆ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図１９Ｇ】
本発明の代替のコイル連結機構の側面図である。
【図２０】
図２０は、本発明のコイル成形機のコイル成形部の部分正面図である。
【図２１】
図２１は、本発明のコイル成形機のコイル成形部の側面図である。
【図２２】
本発明のコイルヘッド成形ダイの側面図である。
【図２３】
本発明のコイルヘッド成形ダイの側面図である。
【図２４】
図２４は、本発明のコイルヘッド成形ダイの平面図である。
【図２５】
図２５は、本発明のコイルヘッド成形ダイの側面図である。
【国際公開パンフレット】
2004522595.tif 000003
2004522595.tif 000004
2004522595.tif 000005
2004522595.tif 000006
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2004522595.tif 000008
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2004522595.tif 000063
【国際調査報告】
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