(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に互いに連結された複数のワイヤ成形コイルを有するインナースプリング組立体を製造するのに用いられる自動インナースプリング組立システムであり、
ワイヤストックをインナースプリング組立体に組み込まれるために構成された個々のコイルに成形するために動作可能であるとともに、個々のコイルをコイルコンベヤへ送達するために動作可能な、少なくとも一のコイル成形装置と、
前記コイル成形装置に関連付けられ、前記コイル成形装置からのコイルを受け取って、コイルをコイル移送機へ運ぶために動作可能なコイルコンベヤと、
前記コイルコンベヤからコイルを取り除いて、コイルをインナースプリング組立機へ提供するために動作可能なコイル移送機と、
一列に配置された複数のコイルを受け取って係合し、受け取ったコイル列を、以前に受け取ったコイル列に対して平行に且つ近接に隣接するように位置決めし、二つの隣接したコイル列を固定した位置に固定的に圧縮して隣接するコイル列を締め付け手段により互いに連結し、そして互いに連結されたコイル列を組立機の外へ前進させて後続のコイル列を受け取って係合するために動作可能なインナースプリング組立機と
を備え、
前記インナースプリング組立機は、上方および下方の搬送バー上に取り付けられた二対の上方および下方のコイル係合用ダイと、前記上方および下方の搬送バーを、前記上方および下方のコイル係合用ダイの間に位置づけられたコイル列に対して垂直方向に収束したり離したりするための手段と、第一の対の前記上方および下方の搬送バーの位置と第二の対の前記上方および下方の搬送バーの位置とを横方向に交換するための手段とを備える自動インナースプリング組立システム。
【請求項２】
前記コイル成形装置は、コイルを成形するために構成された成形用ブロックを備え、前記成形用ブロックは、コイルの終端渦巻部が入る大きさの空洞を有する請求項１の自動インナースプリング組立システム。
【請求項３】
前記コイル成形装置は、さらに、成形用ホイールと、案内ピンと、前記成形用ブロックのキャビティにおけるコイルの終端渦巻部において、ワイヤストックの連続したストランドからコイルを切断するカッターとを備える請求項２の自動インナースプリング組立システム。
【請求項４】
前記コイル成形装置は、さらに、少なくとも一の、前記終端渦巻部付近のコイルに曲げを与えるために動作可能な打抜ダイを有するコイルヘッド成形用ステーションを備える請求項２の自動インナースプリング組立システム。
【請求項５】
前記コイル成形装置は、さらに、コイルに電流を通じるために動作可能な調節用装置（tempering device）を備える請求項２の自動インナースプリング組立システム。
【請求項６】
前記コイル成形装置は、さらに、多数のアームを有するゼネバ型歯車（geneva）を備え、各アームは、ワイヤストックの連続したストランドから切断されたコイルを把持し、コイルを前記コイル成形用ブロックから少なくとも一のコイルヘッド成形用ステーションおよび前記調節用装置、そしてコンベヤへ前進させるために動作可能な把持用機構を有する請求項２の自動インナースプリング組立システム。
【請求項７】
さらに、前記コイル成形装置からコイル移送機まで延出するコンベヤを備え、前記コンベヤは、前記コイル成形装置からの個々のコイルを受け取るように構成された複数のフライトを有する請求項１の自動インナースプリング組立システム。
【請求項８】
前記コンベヤの前記それぞれのフライトは、おおむね螺旋状のコイルの少なくとも二つの渦巻部と係合するよう構成されたクリップを備える請求項７の自動インナースプリング組立システム。
【請求項９】
前記コンベヤの前記それぞれのフライトは、走路上に摺動可能に取り付けられてチェーンに接続され、前記チェーンは、前記コンベヤの端部におけるスプロケット上に取り付けられる請求項７の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１０】
前記チェーンは、前記走路上の一部において、前記フライト間で弛んでいる請求項９の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１１】
前記コンベヤは、さらに、割出し機を備え、前記割出し機は、回転するように駆動する割出し機用スプロケット上に取り付けられた割出し機チェーンと、前記フライトが前記割出し機を通過する際に前記コンベヤのフライトに接触するように構成された、前記割出し機チェーンへの少なくとも一のアタッチメントとを有する請求項７の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１２】
前記コンベヤは、さらに、前記コンベヤに沿って前記一つ以上のフライトの動作を妨げるべく前記一つ以上のフライトと接触するために動作可能な少なくとも一つのブレーキ機構を備える請求項７の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１３】
さらに、前記コンベヤに関連づけられ、前記コンベヤのフライト内にコイルを一様に位置づけるために動作可能なコイル方向付け機構を備える請求項７の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１４】
前記インナースプリング組立機の入口側は、前記コイルをしっかりと保持しインナースプリング組立体になるように相互に連結すべく前記コイル列上に収束するために動作可能な第一の対の上方および下方のコイル係合用ダイの間に直立配向となるように前記インナースプリング組立機内へコイル列を挿入する前記コイル移送機と向き合うように位置づけられる請求項１の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１５】
前記インナースプリング組立機の前記コイル係合用ダイは、前記コイルの終端渦巻部を収容するように構成されたキャビティと、前記コイルの一部がその上に適合される、形作られた外部表面（contoured external surface）とを含み、前記形作られた外部表面は、さらに、インナースプリング組立体のコイルを互いに連結するワイヤが通過するための案内路を備える請求項１の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１６】
前記インナースプリング組立機は、さらに、位置合わせされた前記コイル係合用ダイの案内路を通るように、且つ前記コイル係合用ダイの上に適合されるコイルの部分の周りにワイヤを供給するために動作可能なコイル相互連結用ワイヤの供給装置を備える請求項１５の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１７】
さらに、相互連結用ワイヤの取り付けのために前記ダイをしっかりと保持すべく水平方向に隣接するコイル係合用ダイまたは搬送バーを互いに締付けるために動作可能な締付機構を備え、前記締付機構は、固定式の締付アームおよび移動式の締付アームと、前記固定式および移動式の締付アームの上に取り付けられ、且つ前記搬送バーと位置合わせされたバックアップバーとを含む請求項１の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１８】
前記上方および下方の搬送バーを垂直方向に収束したり離したりする手段は、
上方および下方スプロケットと、
これと対応し、ロッドと、前記ロッドに取り付けられた引上用ブロック（lifting block）と、前記引上用ブロックに取り付けられた昇降機バー（elevator bar）と、前記スプロケットの一方の軸に連結された回転駆動機構とによって連結された上方および下方のチェーンと
を有する昇降機組立体である請求項１の自動インナースプリング組立システム。
【請求項１９】
前記第一の対の上方および下方の搬送バーの位置と前記第二の対の上方および下方の搬送バーの位置とを横方向に交換するための前記手段は、ピニオン歯車を介した横方向への移動のために軸受で支持された上方および下方の歯車ラックを有する割出し用組立体を備え、前記上方および下方の歯車ラックの両者は、前記搬送バーの端部と係合するための手段を有する請求項１の自動インナースプリング組立システム。
【請求項２０】
マトリクス・アレイ（matrix array）状に互いに連結されたおおむね螺旋状の複数のコイルを有するインナースプリング組立体の自動製造のためのシステムであって、
インナースプリング組立体のための個々のコイルを製造するために動作可能なコイル成形装置と、
ここで前記コイル成形装置は、ワイヤストックをコイル成形用ブロック内に引くための一対のローラと、
前記コイル成形用ブロックを通って供給されるワイヤストックにおおむね螺旋状の形状を与える、カムにより駆動される成形用ホイールと、
前記コイルのおおむね螺旋状の形状にピッチ（pitch）を設定する案内ピンと、
成形されたコイルを前記ワイヤストックから切断する切断用装置（cutting device）とを有し、
ここで前記コイル成形用ブロックは、前記コイルのボディ（body）よりも小さい直径を有する、コイルの終端渦巻部が、前記コイルの成形の際に適合（fit）するとともに、前記切断装置が、前記終端渦巻部の端部において前記ワイヤストックからコイルを切断すべくその中に延出するキャビティを有し、
コイル中に非螺旋状の形状を成形するために一つ以上の打抜ダイを有する少なくとも一のコイルヘッド成形用ステーションと、
ここで前記コイルヘッド成形用ステーションは、前記コイルの部分を超えて延出して前記コイルヘッド成形用ステーションによって非螺旋状の形状に成形されるコイルの終端渦巻部を収容するジグを有し、
コイル中に電流を通じる調節用装置と、
複数のアームを有するゼネバ型歯車と
を有するものであり、
ここで各アームは、前記コイルを、前記コイルヘッド成形用ステーションから前記調節用装置へ、そして前記調節用装置から前記コイルコンベヤへと前進させるべく、前記コイル成形用ブロックからのコイルを把持するために動作可能な把持機を有するものであり、
前記コイル成形装置からコイル移送機へコイルを運ぶために動作可能なコイルコンベヤと、
ここで前記コイルコンベヤは、前記コンベヤの上側および下側にそって延出する走路上に摺動可能に取り付けられた複数のフライトと、
ここで、各フライトは、前記コイルコンベヤの両端部におけるスプロケット上に取り付けられた主チェーンに連結され、各フライトは、コイルと係合するために構成されたクリップを有し、
前記コンベヤ走路に沿って前記フライトを前進させるために動作可能な割出しフライト駆動機構（indexer flight drive mechanism）と、
前記フライトのクリップ内の前記コイルをそれぞれ一様に方向付けるために動作可能なコイル方向付け装置と、
前記コンベヤ走路に沿ったフライトの前進を減速するためのブレーキ機構とを有するものであり、
複数のアームを有するコイル移送機と、
ここで各アームは、コイルを把持して前記コンベヤのフライトのクリップから取り外すとともに、把持したコイルをインナースプリング組立機に提供するために動作可能な把持機を有し、前記コイル移送は、前記コンベヤおよび前記インナースプリング組立機に近接して移動可能に取り付けられるものであり、
前記コイル移送機によって提供されたコイル列を互いに連結するために動作可能なインナースプリング組立機と
を備えたシステムであり、
ここで前記インナースプリング組立機は、
搬送バー上に取り付けられた二セットの上方および下方のコイル係合用ダイを有し、これにより前記コイル移送機によってコイル列を前記インナースプリング組立機の中の上方および下方のコイル係合用ダイの間に挿入することができ、
さらに前記インナースプリング組立機は、インナースプリング組立機内のコイルの終端端部の方へ、また前記終端端部から離れるように前記搬送バーを垂直方向に移動させるために動作可能な昇降機組立体と、前記搬送バーを水平方向に移動させるために動作可能な割出し用組立体とを備え、これによって二セットの上方および下方のコイル係合用ダイとこれと対応する搬送バーとは、インナースプリング組立機内のコイル列に対して収束したり離したりすることができるとともに、インナースプリング組立機からコイル列を外へ前進させるために互いの位置を横方向に交換することができ、
さらに前記インナースプリング組立機は、隣接するコイル係合用ダイによって形成された開口部を通るように、且つ、前記ダイ中に係合されたコイルの一部分の周りに締め付け用ワイヤ（lacing wire）を供給するために動作可能であって、これによりコイル列を互いに連結するための締め付け用ワイヤ供給器を備えるシステム。
【請求項２１】
複数のコイルをアレイ状に互いに連結してインナースプリング組立体を製造するための自動インナースプリング組立機であって、
垂直方向に対向されたコイル係合用ダイの第一および第二のセットであり、上方および下方の搬送バー上に取り付けられ、前記搬送バーは昇降機組立体によって垂直方向に移動可能であり、割出し用組立体によって水平方向へ移動可能であるような前記コイル係合用ダイと、
二列のコイルを近接した平行な配置にて係合すべく制御可能であり、ここで一方のコイル列は第一のダイのセットにて係合され、他方のコイル列は第二のダイのセットにて係合されるような、前記インナースプリング組立機の前記昇降機組立体と、
前記ダイのセットの間と前記ダイに係合されたコイルのオーバーラップした部分の周りとに締め付け用ワイヤを供給するために動作可能であるような螺旋状締め付け用ワイヤの供給器と、
さらに、前記インナースプリング組立機の前記昇降機組立体は、コイル列の一方との係合から一方のダイのセットを後退させる一方で、他方のダイのセットの、他方のコイル列との係合を維持するように制御可能であり、
第一および第二のダイのセットの位置を横方向に交換するように制御可能である、前記インナースプリング組立機の前記割出し用組立体と、
を支持するフレームを備えたインナースプリング組立機。
【請求項２２】
さらに、前記搬送バーに近接して取り付けられた伸長可能かつ収縮可能な進み側および遅れ側の支持部（lead and lag support）を備え、前記搬送バーは前記進み側または送り側の支持部によって支持可能である請求項２１の自動インナースプリング組立機。
【請求項２３】
さらに、前記搬送バーのための固定式支持部を備える請求項２１の自動インナースプリング組立機。
【請求項２４】
さらに、隣接する搬送バーを互いに横方向に圧縮するために動作可能な締付機構を備える請求項２１の自動インナースプリング組立機。
【請求項２５】
さらに、前記搬送バーに近接して取り付けられたバックアップバーを備える請求項２１の自動インナースプリング組立機。
【請求項２６】
さらに、固定式締付アームおよび移動式締付アームを有する締付機構を備え、前記締付アームは前記バックアップバーと交差する請求項２５の自動インナースプリング組立機。
【請求項２７】
さらに、一方のコイル係合用ダイと関連づけられ、前記コイル係合用ダイに係合されたコイル周りに締め付けられた（laced）締め付け用ワイヤ中に波形を付けるために動作可能な節打ち装置（knuckler device）を備える請求項２１の自動インナースプリング組立機。
【請求項２８】
前記コイル係合用ダイは、
壁部を有するダイボディと、ここで少なくとも一方の壁部は、前記コイルボディの外側表面を越えてコイルを案内するように構成されたテーパ端部を有し、
前記ダイと係合したコイルの終端渦巻部を受け入れるために構成された、前記壁部内の内部キャビティと、
前記ダイと係合したコイルの一部の周りに締め付け用ワイヤを案内するために構成された締め付け用ワイヤ案内路と
を備える請求項２１の自動インナースプリング組立機。
【請求項２９】
前記昇降機組立体は、上方および下方のスプロケットと、上方のスプロケットに係合された上方チェーンと、下方のスプロケットに係合された下方チェーンとを備え、上方および下方チェーンはロッドにより連結され、前記ロッドには引上用ブロックが取り付けられ、前記引上用ブロックは昇降機バーに取り付け可能である請求項２１の自動インナースプリング組立機。
【請求項３０】
前記割出し用組立体は、第一および第二の歯車ラックの間のピニオン歯車と噛合された、横方向の移動のために取り付けられた第一および第二の歯車ラックを備え、各歯車ラックは搬送バーを係合するための手段を有し、前記歯車ラックの一方は、一方の前記歯車ラックの直線状の移動を誘発し且つ前記他方の歯車ラックの反対方向への直線状の移動を誘発する線形駆動器（linear driver）に連結され、これにより、前記歯車ラックに係合されたそれぞれの搬送バーが反対方向に移動される請求項２１の自動インナースプリング組立機。
【請求項３１】
前記割出し用組立体は、前記歯車ラックの一方に連結された作動可能なツメ（actuatable pawl）を備え、前記爪は搬送バーとの係合のために寸法合わせされ、これにより、前記搬送バーは前記割出し用組立体の作動の際に横方向に移動される請求項３０の自動インナースプリング組立機。
【請求項３２】
前記割出し用組立体は、搬送バーがブラケット内に収容され保持されるための上部開口部（top opening）を有するブラケットを備え、これにより、前記搬送バーは前記割出し用組立体の作動の際に横方向に移動される請求項３０の自動インナースプリング組立機。
【請求項３３】
予め作成されたスプリングコイル（spring coil）の列を受け入れて、インナースプリング組立体を形成すべく前記コイルをおおむね平行な配置に互いに連結するために動作可能な自動インナースプリング組立機であって、
コイル係合用ダイの第一および第二のセットを支持するフレームと、
ここでコイル係合用ダイの各セットは、上方のダイの列が下方のダイの列の上方に位置づけられ、ダイの前記第一および第二のセットは前記組立機とおおむね平行な配置にあり、
前記組立機内の固定式および移動式の支持部によって支持可能な搬送バー上に取り付けられたコイル係合用ダイの列と、
前記搬送バーと係合するため、そして、前記上方および下方のダイの列の間にコイルの列を位置づけさせるに足りる距離分、ダイの前記第一または第二のセットの前記上方のダイの列を前記下方のダイの列から離すべく前記搬送バーを垂直方向に移動させるため、そしてダイの前記上方および下方の列を、挿入されたコイル列上に収束させるために動作可能な昇降機組立体と、
前記搬送バーと係合するため、そして搬送バーを水平方向に移動させるために動作可能であり、またさらに、前記割出し用組立体と係合した前記搬送バー上に取り付けられたダイの上方および下方の列に係合されたコイル列を移動させるために動作可能な割出し用組立体と
を備えるインナースプリング組立機。
【請求項３４】
さらに、前記フレームによって支持され、横方向に隣接するダイの列を互いに圧縮するために動作可能な締付機構を備える請求項３３記載のインナースプリング組立機。
【請求項３５】
さらに、前記コイル係合用ダイに保持されたコイルの列を互いに連結するためのコイル相互連結用手段を備える請求項３３記載のインナースプリング組立機。
【請求項３６】
さらに、前記フレームにより支持され、前記締付機構によって前記搬送バーと接触するように配置されるバックアップバーを備える請求項３４記載のインナースプリング組立機。
【請求項３７】
さらに、前記インナースプリング組立機内において前記搬送バーを異なる位置にて支持するために制御可能に収縮可能且つ伸長可能である進み側および遅れ側の支持部を備える請求項３３記載のインナースプリング組立機。
【請求項３８】
さらに、搬送バー上に取り付けられた少なくとも一つの節打ち装置を備える請求項３３記載のインナースプリング組立機。
【請求項３９】
さらに、前記コイル相互連結用手段によって前記コイルに取り付けられたコイル相互連結用締付手段を切るための手段を備える請求項３５記載のインナースプリング組立機。
【請求項４０】
前記昇降機組立体は、上方および下方のスプロケットの左右の対と、スプロケットの各対と係合されたチェーン組立体と、各チェーン組立体に取り付けられた引上用ブロックとを備え、前記引上用ブロックは、前記搬送バーを垂直方向に移動させるべく前記搬送バーと係合するために動作可能である請求項３３記載のインナースプリング組立機。
【請求項４１】
前記割出し用組立体は、ピニオン歯車と係合された上方および下方の歯付きラックと、前記ラックの少なくとも一方を直線状に作動するための手段と、前記歯付きラックの少なくとも一方に取り付けられた搬送バー係合手段とを備える請求項３３記載のインナースプリング組立機。
【請求項４２】
可撓な支持構造として用いるためのインナースプリング組立体を形成するために、マトリクス様配列状となるように、連続的且つ自動的に複数のコイルを互いに連結するために動作可能なインナースプリング組立機であって、
前記インナースプリング組立機は、
進み側および遅れ側の支持部と、
昇降機組立体と、
割出し用組立体と
搬送バーの二つの平行なセットと
が取り付けられたフレームと、
ここで搬送バーの各セットそれぞれは上方搬送バーおよび下方搬送バーを有し、前記搬送バーは前記進み側および遅れ側の支持部によって前記フレーム内に支持可能であり、各搬送バーは前記昇降機組立体および前記割出し用組立体と係合可能であり、前記昇降機組立体は搬送バーのセットの前記上方および下方の搬送バーの間の垂直方向のスペーシングを変えるために動作可能であり、前記割出し用組立体は前記二つの搬送バーのセットの前記上方搬送バーの位置を横方向に交換するため、そして前記二つの搬送バーのセットの前記下方搬送バーの位置を横方向に交換するために動作可能であり、
前記搬送バーのそれぞれに取り付けられた複数のコイル係合用ダイと
を備え、
これにより第一の複数の予め成形されたコイルを、前記インナースプリング組立機の前記フレーム内へ導入し、前記昇降機組立体の動作によって、第一の搬送バーのセットの前記上方および下方の搬送バー上の前記ダイによって係合することができ、
第一の搬送バーのセットの前記搬送バーの位置は、第二の搬送バーのセットの前記搬送バーの位置と横方向に交換可能であり、
その際、第二の複数の予め成形されたコイルを、前記インナースプリング組立機の前記フレーム内へ導入し、前記昇降機組立体の動作によって、第二の搬送バーのセットの前記上方および下方の搬送バー上の前記ダイによって係合することができ、
その際、前記第一および第二の複数の予め成形されたコイルは、搬送バーの前記第一および第二のセットの前記ダイの間に締め付け手段を挿入するために動作可能な、前記インナースプリング組立機に近接した相互連結用手段によって互いに連結される
インナースプリング組立機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜発明の分野＞
本発明は、概して、ワイヤ形成構造体に関し、特に、相互に連結されたワイヤスプリングあるいはコイルを有するインナースプリング組立体のようなワイヤ形成構造体の自動製造・組立装置に関するものである。
【０００２】
＜発明の背景＞
マットレスや家具、椅子の座席、あるいは他の弾性構造体のインナーースプリングは、当初、マトリクス状にコイルまたはスプリングを配列し、ワイヤで結んだり縛ったりして相互に連結し手作業で組み立てていた。コイルはインナースプリングの設計に応じて軸方向長さに沿った多数の点で連結されている。コイルを自動的に形成する機械は、組立ポイントにコイルを配送する種々の搬送装置と組み合わされていた。例えば、米国特許第３３８６５６１号、および第４４１３６５９号には、スプリングを自動スプリング形成装置からスプリングコア組立装置に供給する装置が記載されている。スプリングまたはコイル形成装置用部品は特定のデザインのコイルを製造するように構成されている。ほとんどのコイルのデザインでは、各端部を終端として、単一面内にて一巻き以上の巻きが形成されている。これによって、組立装置への搬送や、この組立装置を通る移送のようなコイルの自動的な取り扱いが単純化される。コイル形成装置は、単一面内を終端としないコイルのような、他の形態のコイルを製造するのに適用するのは容易ではなかった。
【０００３】
コイルを形成装置から組立装置へタイミングを合わせて搬送する作業には常に問題があった。コンベヤで一個のコイルが配列を乱したとしても自動製造は中断されてしまう。コンベヤ駆動機構はコイル組立装置および、コンベヤから一列全部のコイルを引き上げてインナースプリング組立装置へと装入する搬送機械の動作と完全にタイミングがあっていなければならない。
【０００４】
従来の機械におけるスプリングコア組立部品は、典型的には、一つの特定のタイプのスプリングを収容するように構成されている。コイルは、ダイの上に取り付けられた、あるいはクランプのジョーで保持されたコイルの基部か上部がこの機械に保持され、らせん状ワイヤあるいは締結リングによって共に結ばれ、あるいは縛られる。この方法は、ダイあるいは、らせん状のレース・ナックル・シュー内に取り付ける特定の形態のコイルを使用するには限界がある。この機械は、デザインの異なるコイル、特にコイルの基部や端部を超えて延びる端部渦巻を有するコイルを用いるには不適当である。また、これらのタイプの機械の場合、多数の小部品と高速で運動するリンク機構とを有する２組のクランプジョーが、各コイルの頭部および底部にとって必要であるため、故障を起こしやすい傾向がある。
【０００５】
＜発明の要約＞
本発明は、ワイヤストックから形成されるインナースプリング組立体の新規の完全自動製造装置を提供することにより、従来技術におけるこれらの欠点や他の欠点を克服するものである。本発明の一態様によれば、アレイ状に相互に連結された複数のワイヤ形成コイルを有するインナースプリング組立体を製造するためのインナースプリング自動製造装置が提供される。このインナースプリング自動製造装置は、ワイヤストックを、インナースプリング組立体を組み立てるために構成された個々のコイルを形成するように作用し、かつ、個々のコイルをコイルコンベヤへと移送するように作用する少なくとも一つのコイル形成装置と、コイル形成装置と関連してコイル形成装置からコイルを受けるように作用して、かつコイルをコイル移送装置へと移送するコイルコンベヤと、コイルコンベヤからコイルを取り外すように作用し、かつそのコイルをコイル組立装置へと供給するコイル移送装置と、一列に配列された複数のコイルを受け、かつ係合し、受けたコイル列を、以前に受けたコイル列に対して平行で、極く近くに位置決めし、固定位置における２つの隣接したコイル列を固定的に圧縮し、締結手段によって隣接したコイル列を互いに連結し、連結したコイル列をコイル組立装置から前進させ、つぎのコイル列を受けかつ係合するように作用するインナースプリング組立装置と、を有する。
【０００６】
本発明の他の態様によると、マトリクス・アレイ状に互いに連結された概略らせん状の複数のコイルを有するインナースプリング組立体の自動製造装置が提供される。該装置は、インナースプリング組立体を形成するための個々のコイルを製造するように作用するコイル形成装置を有する。このコイル形成装置は、ワイヤストックをコイル形成ブロックへと繰り出すローラ対と、コイル形成ブロックを介して供給されるワイヤストックを概略らせん状とするカム被駆動形成ホイールと、概略らせん状のコイルに対してピッチを設定するガイドピンと、ワイヤブロックから形成コイルを切断する切断装置と、を有している。コイル形成ブロックは、コイル形成時にコイル本体より小さい径を有するコイルの終端渦巻部が挿入し、かつ、切断装置が伸張して終端渦巻部の先端でワイヤストックからコイルを切断する空洞を有している。コイル形成装置はさらに、コイルに非らせん状部を形成するための一つ以上のパンチダイを有する少なくとも一つのコイル頭部形成ステーションを有する。コイル頭部形成ステーションは、コイル頭部形成ステーションによって非らせん状に形成されるコイルの一部を超えて伸張するコイルの終端渦巻部を収容する治具と、コイルに電流を通す焼き戻し装置と、複数のアームを有するゼネバとを有する。各アームはコイル形成ブロックからのコイルを把持し、コイルをコイル頭部形成ステーション、および焼き戻し装置へと前進させ、さらに焼き戻し装置からコイルコンベヤへ前進させるように作用するグリッパーを有する。インナースプリング組立体の自動製造装置は、コイルをコイル形成装置からコイル移送装置へと搬送するように作用するコイルコンベヤを有する。コイルコンベヤは、このコンベヤの上側と下側に沿って延びる軌道上に滑動自在に取り付けられた複数のフライトを有する。各フライトはコイルコンベヤの各端部のスプロケットに取り付けられた主チェーンに連結されている。各フライトは、コイルと係合するように構成されたクリップと、フライトをコンベヤの軌道に沿って前進させるように作用する割出し機フライト駆動機構と、フライトのクリップにおける各コイルの向きを均一にするように作用するコイル方向づけ装置と、コンベヤの軌道に沿ったフライトの進行に対して制動を行うブレーキ機構と、を有している。インナースプリング組立体の自動製造装置は、さらに、複数のアームを有するコイル移送装置を有する。各アームは、コイルを把持しコンベヤのフライトクリップから除去して、把持したコイルをインナースプリング組立装置へ供給するグリッパーを有する。コイル移送装置はコンベヤとインナースプリング組立装置に近接して移動可能に取り付けられている。インナースプリング組立体の自動製造装置は、さらに、コイル移送装置によって供給されたコイル列を相互に連結するように作用するインナースプリング組立装置を有する。インナースプリング組立装置は、搬送バーに取り付けられた２組の上下コイル係合ダイを有し、コイル列は、コイル移送装置によって上下コイル係合ダイの間のインナースプリング組立装置内へ挿入することができる。インナースプリング組立装置はさらに、インナースプリング組立体のコイル終端に対して搬送バーを垂直方向に前進後退させるように作用する昇降機組立体と、搬送バーを水平方向に移動するように作用する割出し機組立体とを有し、２組の上下コイル係合ダイおよび対応する搬送バーは、インナースプリング組立装置内のコイル列に対して集合・退行でき、かつ、横方向に位置を変換することができ、インナースプリング組立装置からコイル列を前進させる。インナースプリング組立装置はさらに、隣接したコイル係合ダイによって形成された開口部を介し、かつコイル係合ダイに係合されたコイルの一部の回りに緊縛用ワイヤを供給し、それによってコイル列を互いに連結する緊縛用ワイヤ供給装置を有している。
【０００７】
本発明のこれらの態様および他の態様について添付図を参照しここにおいて詳細に説明する。
【０００８】
＜好適な実施態様および他の実施態様の詳細な説明＞
図１２および図１３に図示されるような一般的形態のマットレスや家具、あるいは座席用インナースプリング組立体を含むインナースプリング組立体を製造するのに適用可能な装置および方法について説明する。インナースプリング組立体１は、直交状アレイのようなアレイ状の複数のスプリングまたはコイル２を含んでおり、コイルの軸線は概して平行で、コイルの端部３は概して同一平面をなし、インナースプリング組立体１の弾性支持面を形成している。コイル２は、図１３に示されるように、アレイ内にて、例えば、コイル列の間を通り、かつ隣りのコイルの、わずかに触れるあるいは重なり合うセグメントの回りに巻き付ける、あるいは縛る通常らせん状のレース・ワイヤによって「縛られる」、すなわちワイヤによって結ばれる。他のコイル締結手段は本発明の範囲内にとり入れることができる。
【０００９】
本装置のコイル形成部品によって形成されるコイルはスティール・ワイヤ・ストックから形成可能であればどのような形態あるいは形状でもかまわない。一般的にインナースプリングは、概略らせん状をなす延長コイル体を有しており、その端部は負荷が加えられるコイルの基部あるいは頭部として作用する同一平面ワイヤの形をなしている。他のコイルの形やインナースプリングについては特に示さないが、この説明する装置によって製造可能であり、かつ本発明の範囲内にある。
【００１０】
下記の装置および方法は、図１４Ａと図１４Ｂに単体で示されるタイプのコイル２を備えたマットレス・インナースプリングを参照して説明する。このタイプのコイルの一例は米国特許第５０１３０８８号に記載されかつ特許請求された。このコイル２は両端に頭部２２を備えた概略らせん状の延長コイル体２１を有している。各頭部２２は第１オフセット２３、第２オフセット２４、および第３オフセット２５を含んでいる。第３オフセット２５から概略らせん状の終端渦巻部２６が頭部よりも軸方向に延びている。力反応勾配アーム２７をコイル頭部２２につながるようにあるいは通過するように延長コイル体２１のセグメントに形成することができる。
【００１１】
図１４Ｂに示すように、第１オフセット２３は、コイルの縦方向軸線から横方向へわずかな距離にこのオフセットを位置決めするクラウン２８を含むことができる。第２および第３オフセットもコイルの縦方向軸線から外方へずれている。図１３に示されるように、各コイルの第１および第３オフセット２３、２５は隣りのコイルのオフセットと重なり合い、かつらせん状レース・ワイヤによって縛られ、また終端渦巻部２６は、コイル頭部オフセットを縛ったポイントを（上下に）超えて延びている。
【００１２】
図１は、本発明のインナースプリング自動製造装置１００の主構成要素を示している。コイル・ワイヤ・ストック１１０はスプール２００から１つ以上のコイル形成装置２０１、２０２に供給される。コイル形成装置２０１、２０２は、図１４Ａ、１４Ｂに図示したようなコイル、あるいは他のタイプの概略らせん状のコイル、あるいは他の独立したワイヤ形成構造体を製造する。コイル２は１つ以上のコイルコンベヤ３０１、３０２に乗せられる。コイルコンベヤ３０１、３０２はコイルをコイル移送装置４００に搬送する。コイル移送装置４００は複数のコイルをインナースプリング組立装置５００に装填する。インナースプリング組立装置５００は、例えば、コイル相互連結装置とも称される、らせん状ワイヤ形成装置・供給装置５１１を介してスプール供給されるらせん状形成ワイヤストック５１０を取り付けることによって、自動的にコイルを上記のインナースプリング・アレイへと組み立てる。
【００１３】
インナースプリング自動製造装置１００の各主構成要素は、装置の作用およびできあがるワイヤ形成構造体・インナースプリング組立体を個別に追って説明する。特定の自動製造および特定のインナースプリング組立体を参照して説明するが、本発明の種々の構成要素はどのようなタイプのワイヤ形成構造体の製造にも採用できることは理解されるであろう。
【００１４】
［コイル形成］
コイル形成装置２０１、２０２は、例えば、スイス国、サン・ガレン（Ｓｔ．  Ｇａｌｌｅｎ）のスプール社（Ｓｐｕｈｌ  ＡＧ）で製造されたスプールＬＦＫコイラーのような公知のワイヤ形成機あるいはコイラーでよい。図２に概略的に示されるように、コイル形成装置２０１、２０２は一連のローラを介してワイヤストック１１０を供給し、このワイヤを概略らせん状に曲げて個々のコイルを形成する。コイルの曲率半径はカム・フォロワーアーム２０４と回転接触するカム（不図示）の形状によって決定される。コイルワイヤストック１１０は供給ローラ２０６によってコイラーに供給されさらに形成ブロック２０８へ供給される。ワイヤが形成ブロック２０８のガイド孔を通って進むに伴い、カム・フォロワーアーム２０４の端部に取り付けられたコイル半径形成ホイール２１０と接触する。形成ホイール２１０は、カム・フォロワーアーム２０４が追従するカムの形状に応じて形成ブロック２０８と相対的に移動する。この方法において、ワイヤストックの曲率半径は、ワイヤがフォーミングブロックから出るに伴って設定される。
【００１５】
ワイヤストックのらせんは、ワイヤストックが形成ホイール２１０を通過した後にらせんガイドピン２１４によって形成される。らせんガイドピン２１４は、ワイヤを形成ホイール２１０から離れたらせん路を進行させるため、形成ブロック２０８のワイヤストックガイド孔に対して略直交する概略直線路を移動する。
【００１６】
十分な量のワイヤが形成ブロック２０８を通って供給され、形成ホイール２１０とらせんガイドピン２１４を通って完全なコイルが形成されると、切断具２１２が形成ブロック２０８に対して進みコイルをワイヤストックから切断する。切断されたコイルは次いでゼネバ（ｇｅｎｅｖａ）２２０によって、さらに下記にて説明するようなつぎの形成・加工ステーションへと進む。
【００１７】
図１４Ｂに示されるように、コイル２はらせん状コイル体内にいくつかの異なる曲率半径を有している。特に、終端渦巻部２６の半径あるいは直径は主コイル体２１のそれよりもかなり小さい。さらにワイヤは終端渦巻部２６を終端とし、かつまさにその終端で切断しなければならない。この特定のコイル構造体は、終端渦巻部２６を収容し、径の大きいコイル体が形成ブロックを進行でき、かつ、切断具２１２が終端渦巻部のまさに終端でワイヤを切断できるための独特な構成としなければならないという形成ブロックに関わる問題を有している。
【００１８】
したがって、図２に示されるように、本発明の形成ブロック２０８はコイルの終端渦巻部が入る大きさの空洞２１８を含んでいる。切断具２１２は形成ブロック２０８の空洞２１８の近傍に配置され、終端渦巻部でワイヤを切断する。
【００１９】
例えば６本のゼネバ・アーム２２２を備えたゼネバ２２０はコイラーの前部のすぐ近くに回転可能に取り付けられている。各ゼネバ・アーム２２２は、ガイドブロック２０８で供給された連続ワイヤからコイルが切断されたときに、このコイルを把持するように作用するグリッパー２２４を支持している。ゼネバは回転しつつ割り出しを行って各コイルをコイラーガイド・ブロックから第１のコイル頭部形成ステーション２３０へと移送する。空圧操作パンチダイ形成具２３２が第１のコイル頭部ステーション２３０の回りに環状配置で取り付けられており、コイル・オフセット２３〜２５、力反応勾配アーム２７、あるいはその他の、コイルの一端部における曲線部すなわち湾曲部を形成する。次いでゼネバは、コイルの他端部にパンチダイ２３２でコイル頭部を同様に形成する第２のコイル頭部ステーション２４０にコイルを進める。次いでゼネバは焼き戻しステーション２５０へコイルを移送し、ここで電流をコイルに通して鋼鉄のワイヤに焼き戻しを行う。ゼネバがつぎに進行すると、コイルはコンベヤ３０１または３０２に乗せられる。コンベヤはコイルを下記にてさらに説明するコイル搬送装置に移送する。図１に示すように、インナースプリング組立装置においては、１つ以上のコイル形成装置が、同時にコイルを供給するように使用することができる。
【００２０】
［コイル搬送］
図１に示されるように、コイル２は、単一縦列状態で各コイル形成装置２０１、２０２からそれぞれ同様に構成された各コイルコンベヤ３０１、３０２によってコイル移送装置４００へと搬送される。インナースプリング製造装置においてはコイルコンベヤとして説明されるが、本発明の搬送装置は、どのようなタイプの対象物の搬送に要求されるどのようなタイプの装置あるいは設備にも容易に適応できかつ適用できることは理解されるであろう。さらに図３Ａ〜３Ｅに示されるように、コンベヤ３０１はゼネバ２２０からコイル移送装置４００へ延びるボックス・ビーム３０３を含んでいる。各ビーム３０３は、側壁３０７に取り付けられた対向するレール３０６によって形成された上下軌道３０４を含んでいる。複数のフライト３０８が滑動自在にレール３０６間に取り付けられている。各フライト３０８は、コイルがゼネバ２２０からコンベヤへ移送されるときに、コイルの渦巻体の２巻き以上の巻き部のような、コイルの一部と係合するように構成されたクリップ３１０を有している。さらに図３Ｃおよび３Ｅに示されるように、各フライト３０８は、重なり合いかつレール３０６間を滑動する対向平行フランジ３１１を備えたボディ３０９を有している。ブラケット３１２が各フライトのボディ３０９に垂設されている。各ブラケットは主チェーン３１５のリンク３１４における１組の隣接するピン３１３に取り付けられている。主チェーン３１５はビーム３０２の長さだけ延びており、各ビームの各端部でスプロケット３１６に取り付けられている。このようにして、フライト３０８は主チェーン３１５に沿って等間隔で配設されている。
【００２１】
フライト３０８を軌道３０４に沿って等間隔で進行するように移送するため、ボックス・ビーム３０３には割出し機３２０が取り付けられている。割出し機３２０は２つの平行な割出し機チェーン３２１を含み、これは主チェーン３１５をまたいでおり、かつ同軸ペアのスプロケット３２２に乗っている。この割出し機チェーン３２１は、主チェーン３１５がピンと張ったとき、等間隔で、フライト３０８の間隔に等しいところでアタッチメント３２３を支持している。主チェーンが割出し機によって駆動されなくなると、主チェーンはたるんでゆき、図３Ａおよび３Ｂの右側に見られるように、フライトは互いにくっつき始める。このとき、フライト間のピッチは主チェーンのアタッチメント間の距離によって決定されなくなるが、たるんだフライトボディ３０９の長さによって決定される。これによって、１ピッチで荷が積まれ、異なるピッチで荷が降ろされることになる。
【００２２】
コンベヤにはさらにブレーキ機構が設けられている。図３Ｄに示されるように、ブレーキ機構は、エアシリンダ３３０あるいは同等手段によって駆動される頭部を備えたリニアアクチュエータ３３１を含み、横方向の力をアクチュエータに隣接した位置のフライトに付与し、これによってフライトを軌道３０４の内側に挟み込む。エアシリンダ３３０の空気圧を制御することによって、それによって得られるコンベアに沿ったフライトのブレーキ動作の程度およびタイミングを選択的に制御することができる。
【００２３】
別法として、図３Ｅに示されるように、各フライトがそばを通過し、それぞれのフライトに一定の制動力を付与する固定レートスプリング３３４を軌道３０４の水平フランジに内蔵させてもよい。この場合、このスプリングの大きさやばね定数はコンベヤ軌道に沿ったブレーキポイントでの所望の抗力に応じて選択することができる。
【００２４】
各コイルコンベヤに関連して、図３Ａおよび３Ｂで全体が３４０で指示されるコイル・ストレートナーが設けられている。コイル・ストレートナー３４０はフライト・クリップ３１０内の各コイルの向きが均一となるように動作し、下記のコイル移送装置に対する面を調整する。各コイル・ストレートナー３４０はボックス・ビーム３０３に取り付けられた空圧シリンダ３４２を含んでいる。端部エフェクター３４４が空圧シリンダ３４２から伸張するロッド３４６の先端部に取り付けられている。空圧シリンダは直線運動と回転運動の両方をロッド３４６と端部エフェクター３４４に付与する。その作用においては、フライトの通過時に、コイルがストレートナー３４０の前面に位置するに伴い、端部エフェクター３４４は直線に伸張してコイルの端部と係合し、そして同時にあるいは続いてフライトクリップ内のコイルを一定の、所定位置に回転する。フライト・クリップに係合したコイル体のらせん形のために、コイルはストレートナーによってクリップ３１０内で容易に回される、すなわち「回転される」。コンベヤ内の各コイルはそれによって、ストレートナー下流のフライトクリップ内に一定に位置決めされる。
【００２５】
上述したコイル搬送も他の機構によって実施することができ、この他の機構も本発明の一部である。図１５Ａ〜１５Ｄに示されるように、コイルをコイル形成装置からコイル移送ステーションに搬送する他の装置は、全体が３５０で指示されたベルト装置であり、ポケット付フラップベルト３５２および対向ベルト３５４を有している。コイル２は、図１５Ａに示されるように、ゼネバによってベルト３５２、３５４間に軸方向に延在するように位置決めされる。フラップベルト３５２は主ベルト３５３と、底端に沿って主ベルト３５３に取り付けられたフラップ３５５とを有している。図１５Ｂに示されるように、固定開放ウェッジ３５６はフラップ３５５を主ベルト３５３から離間するように広げて、フラップと主ベルトによって形成されたポケット内にコイル頭部が挿入するのを容易にしている。コイル頭部をポケット内に挿入させるのには自動挿入具を使用することができる。図１５Ｃに示されるように、修正アーム３５８がコイル頭部の一部と係合するように構成され、かつポケット内のコイルの向きを一定にするように駆動される。コイルは一度ポケット内に挿入され適正な向きとされると、フラップ３５５の外面に対して押圧する圧縮バー３６０によってベルトの適正な位置に保持される。圧縮バー３６０は、コイルがベルトからコイル移送装置によって取り外される領域で運動可能であり、フラップに対する圧力を解除してポケットからコイルを外す。さらに示されるように、主ベルト３５３および対向ベルト３５４には、タイミングベルト３６２、可撓性プラスチック裏材３６４、および背板３６６がそれぞれ取り付けられている。背板３６６はスチールあるいは他の剛材とされる。この構成によってベルトには必要な剛性と、両ベルト間にコイルを確実に保持でき、プーリーに取り付けられ、かつ駆動され、さらに、搬送経路内で回転する柔軟性とが付与される。
【００２６】
図１６には、本発明の装置に関連した他のコイル搬送装置として採用できる一対のスプリング巻き取り機３６０が示されている。各スプリング巻き取り機３６０は、スプロケット３６４によって駆動される主チェーン３６１と副チェーン３６２を含み、普通の速度で各コイル形成装置から、さらに後述するコイル移送ステーションあるいは組立装置へと進行させる。コイルの終端渦巻部内に確実に合う大きさのコイル係合ボール３６６が、各チェーンの長さに沿って等間隔で取り付けられている。チェーンはタイミングをとって対向するボール３６６を並べて、ゼネバによって供給されたコイルと係合する。図１６の右側に示されるように、コイルがコイル移送ステージに近づくにつれて、各チェーンはコイルの相対的角度を変えるため選択的に制御することもできる。チェーン対間にコイルを保持するためにボール３６６の代わりに、あるいは加えてマグネットを使用してもよい。
【００２７】
［コイル移送］
図１、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、各コンベヤ３０１、３０２はコイル移送装置４００と整合するようにコイル列を位置決めする。コイル移送装置は軌道４０６上のローラ４０４に取り付けられたフレーム４０２を含み、コンベヤ３０１、３０２およびインナースプリング組立装置５００に対して直線的に近接離間するように移動する。グリッパー４１２を備えたアーム・リニア・アレイ４１０は一方のコンベヤのフライト３０４から全列のコイルを把持し、そのコイル列をインナースプリング組立装置に積み替える。コイル移送装置４００の操作アーム４１０の数はインナースプリング組立装置によって製造される一列のインナースプリングにおけるコイルの数に等しい。参照番号４１６で概略的に示される駆動リンク機構を、軌道４０６上のコイル移送装置を直線的に移動させると共に、操作することによって、コイル移送装置は一方のコンベヤ（位置Ａの）からコイル全列を持ち上げ、それらをインナースプリング組立装置５００に挿入する。このような機械は米国特許第４４１３６５９号に記載されており、その開示内容は参考としてここに含まれるものである。インナースプリング組立装置５００は、下記の移送装置によって運ばれたコイル列と係合する。次いでコイル移送装置４００は他方の平行なコンベヤ（３０１または３０２）から他のコイル列をつまみ上げてインナースプリング組立装置に挿入し、以前に挿入されたコイル列に係合・連結させる。コイルが両方のコンベヤから取り除かれた後、コンベヤはつぎのコイルをコイル移送装置からインナースプリング組立装置へ挿入するため前進する。
【００２８】
［インナースプリング組立装置］
インナースプリング組立機５００の主な機能はつぎの通りである。すなわち、
（１）隣接する平行した少なくとも２列のコイルを平行配置に位置決めする、
（２）らせん状緊縛ワイヤのような締結手段の取付によって平行なコイル列を隣りのコイルに連結する、そして、
（３）以前に取り付けられたコイル列に連結すべきつぎのコイル列を導入して、十分な数のコイルが連結されて完全なインナースプリング組立体が完成するまでこの工程を繰り返す。
【００２９】
図５、６、９〜１０に示されるように、インナースプリング組立装置５００はコイル移送装置４００と界接するのに適当な高さの台５０２上に取り付けられている。インナースプリング装置５００は、垂直位置のコイル軸線において、各コイルの終端部を受けて保持する２つの平行な上下列のコイル受けダイ５０４Ａ、５０４Ｂを含み、コイル間のらせん状ワイヤのような締結手段の挿入あるいは緊縛を可能とし、かつ、連結されたコイル列をインナースプリング組立装置から前進させる。ダイ５０４は、インナースプリング組立装置５００内で垂直方向および水平（横）方向に移動可能な平行の上下搬送バー５０６Ａ、５０６Ｂ上に並行に取り付けられる。インナースプリング組立装置は付設されたダイ５０４と共に搬送バー５０６を移動するように作用して、２つの隣接したコイル列の締め付けを増してコイルを共に締結あるいは緊縛してインナースプリング組立体を形成し、ついで連結されたコイル列をインナースプリング組立装置から前進させてつぎのコイル列を受けかつ連結する。すなわち、インナースプリング組立機は、図７Ａ〜図７Ｉを参照して説明すると、下記の基本的シーケンスで運転される。
【００３０】
１）第１の上下対搬送バー５０６Ａ（付設されたダイ５０４Ａと一緒に）が垂直に後退してコイル移送装置から一列のコイルの導入を可能とする（図７Ａ）。
【００３１】
２）第１の上下対搬送バー５０６Ａが新しく挿入されたコイル列上に垂直方向に集まる（図７Ｃ）。
【００３２】
３）上下ダイ５０４間にクランプされた隣り合うコイル列が、隣接したダイにおける一直線に並んだ開口を介して締結あるいは緊縛されることによって連結される（図７Ｄ）。
【００３３】
４）第２の上下対搬送バー５０６Ｂが垂直に後退して前のコイル列をダイから解放する（図７Ｅ）。
【００３４】
５）上下搬送バー５０６Ａが、以前に上下搬送バー５０６Ｂが占めていた位置に横方向に移動して、コイル組立装置から連結されたコイル列を前進させる（図７Ｉ）。そして、
６）搬送バー５０６Ｂは、搬送バー５０６Ａの移動方向の反対方向に横へと移動して、搬送バー５０６Ａの位置と交代してダイを位置決めし、挿入されるつぎのコイル列を受ける（図７Ｉ）。
【００３５】
図７Ａにあっては、コイルは図示の方向で、コイル搬送機によりインナースプリング組立機へ引き渡される。上側列及び下側列のダイ５０４Ａは、上側及び下側搬送バー５０６Ａに取り付けられており、鉛直方向に引き込まれてコイルが圧縮されない全長でダイの間に挿入することが可能である。以前に挿入されている列のコイルは、搬送バー５０６Ａの横に隣接して配置されている上側及び下側搬送バー５０６Ｂに取り付けられた上側及び下側ダイ５０４Ｂの間で圧縮される（図７Ｂ）。上側及び下側ダイ５０４Ａは、あらたに差し出されたコイルの両端に移動して、すでにダイ５０４Ｂの内部にあるコイルと同程度までコイルを圧縮する（図７Ｃ）。水平方向に隣接する搬送バー５０６Ａ及び５０６Ｂはともに、バックアップバー５５０によって緊密に保持されており（図７Ｄに模式的に示す）、以下に説明するクランプ機構によって駆動される。ともにクランプされたダイを用いて、隣り合う上側及び下側ダイ５０４Ａ及び５０４Ｂの間で圧縮された隣接する列のコイルは、ダイの外側で隣接している側壁にある、整列された凹部５０５を通してらせん状締め付けワイヤ４を挿入することによって、いっしょに締結される。それを通じて、１つのダイの中の各コイルの一部が通過する（図７Ｅ）。締め付けワイヤ４は、数ヶ所の点でかしめられ、コイル上の定位置に固定される。ダイの内部における２つの隣り合う列のコイルが取り付け終わると、クランプ５５０が開放され（図７Ｆ）、上側及び下側ダイが鉛直方向に引き込まれる（図７Ｇ）。次に、上側及び下側ダイ５０４Ａ、５０４Ｂは、図示されている反対方向に横に移動され割り出しされ（図７Ｉ）、あるいは交換、すなわち横方向に位置が交換されることによって、１列の取り付けられたコイルはインナースプリング組立機から前方へ出てくる。そして、空のダイ５０４Ｂは、あらたに入ってくる列のコイルと係合するように配置される。その後、説明したサイクルは、十分な数の列の相互に接続されたコイルについて反復され、インナースプリング組立体を形成する。その組立体は、図１ないし５に示すように、組立機から支持テーブル５０１の上に排出される。
【００３６】
図８Ａ及び８Ｂに示すように、コイル係合ダイ５０４は、一般に矩形形状のブロックで、コイル２のヘッド２２をダイの外側の周りに案内するように輪郭形成された、上方に延出するテーパーがかけられたフランジ５０７を有し、ダイの側壁５１１の頂面５０９の上に載置されている。図８Ａに示すように、コイルヘッド２２の２つのオフセットは、ダイの側壁５１１を超えて延在する。開口５０５の隣には、それを通してらせん状締め付けワイヤ４が案内されて、隣接するコイルと相互に接続している。凹部５１３は、ダイの内側、壁５１１の内部に形成されており、その中にはテーパーがかけられた案内ピン５１５が取り付けられている。この案内ピン５１５は、開口を通って凹部５１３へ上方に延在し、凹部５１３内に嵌合するコイルの終端渦巻部（terminal convolution）内に挿入されるような寸法とされている。したがって、本発明のダイ５０４は、コイルヘッドから延出する終端渦巻部を有するコイルを収容することができ、またコイルの末端部を除く他の点でコイルを互いに接続することができる。
【００３７】
インナースプリング組立機が、説明した鉛直方向及び横方向の経路内において、取り付けられたダイ５０４とともに搬送バー５０６を移動させる機構を、引き続き図７Ａ〜７Ｉを参照し、またさらに図９Ａ、９Ｂ、１０、及び１１を参照して説明する。（ダイ５０４が取り付けられた）搬送バー５０６は、組立機の他のいかなる部品にも恒久的に取り付けられていない。したがって、搬送バー５０６は、インナースプリング組立機の内部において、昇降機や割り出し機構によって、鉛直方向及び横方向に自由に移動される。位置に応じて、搬送バー５０６及びダイ５０４は、固定されたサポート又は引き込み可能なサポートのいずれかによって支持される。図９Ａ及び９Ｂに示すように、最下方の搬送バー５０６Ａは、下側の昇降機バー６３２Ｂによって支持されるクランプ組立体の上に配置されている。最上方の搬送バー５０６Ａは、バーの側壁にある穿孔内に、あるいは搬送バーの頂部に取り付けられピン５１２と整列しているバータブを通して直接延出している、空気圧で駆動されるピン５１２によって支持される。アクチュエータ５１４は、例えば空気圧シリンダのように、ピン５１２を搬送バーに対して延出し及び後退させるように制御される。インナースプリング組立機のコイル入り口側のピン５１２は、また遅れ側サポートとも呼ばれる。反対側、つまり（組み立てられたインナースプリングが出てくる）組立機の出口側にあるピン５１２は、今度は進み側サポートと呼ばれる。組立機の出口側（図９Ａ及び９Ｂの右側、図１０Ａの左側）では、（上側搬送バー５０６Ａよりも下方の位置にある）上側搬送バー５０６Ｂが固定されたサポート５１０によって支持され、下側搬送バー５０６Ｂが進み側サポートピン５１２によって支持されている。
【００３８】
図１０Ａに示すように、概して６００で示されるチェーン駆動の昇降機組立体が、図７Ａ〜Ｉに関して記載している順序によって、上側及び下側搬送バー５０６Ａ、５０６Ｂを鉛直方向に後退させ接近させるのに用いられる。この昇降機組立体６００は、駆動軸６１５にマウントされた上側及び下側スプロケット６１０と、スプロケット６１０と係合する上側及び下側チェーン６２０とを有する。対向するチェーンの端部は、ロッド６２５によって接続されている。上側及び下側チェーンブロック６３０Ａ、６３０Ｂは、ロッド６２５の間で、ロッド６２５から垂直に組立機の中心へ向けて延在している。下側駆動軸６１５は、チェーンブロック６３０Ａ、６３０Ｂを垂直方向に反対向きに移動させるのに十分な有限個の次数をもって、連係しているスプロケット６１０を回転させるように動作する駆動モータ（図示せず）に接続されており、スプロケットの回転に応じて近づいたり離れたり（coverage or diverge）する。図１０Ａに示すように、スプロケット６１０が時計方向に駆動されるときは、チェーンブロック６３０Ａは下方に移動し、チェーンブロック６３０Ｂは上方に移動する。逆もまた同じである。
【００３９】
チェーンブロック６３０Ａ、６３０Ｂは、搬送バーと平行にほぼその全長に渡って延伸している、対応する上側及び下側昇降機バー６３２Ａ、６３２Ｂに接続されている。上側及び下側昇降機バー６３２Ａ、６３２Ｂは、前記したスプロケット６１０の部分的な回転に応じて、垂直に接近したり引き込まれたりする。上側の進み側及び遅れ側サポートピン５１２と連係するアクチュエータ５１４は、上側昇降機バー６３２Ａに取り付けられ、昇降機組立体とともに、垂直方向上方又は下方に移動する。
【００４０】
上側及び下側搬送バーの２つの平行な組５０６Ａ、５０６Ｂは、図１０Ａにおいて概して７００で指示される割り出し組立体によって（図７Ｉに示すように）横方向に交換される。この割り出し組立体は、組立機の各端部において、上側及び下側の歯車ラック対７０２を備え、その各ラックの間で回転するように取り付けられているピニオン７０３を有している。各ラック７０２の対の一方は、垂直なプッシュバー７０６に接続され、対応する他方のラックは横方向に移動するために軸受で支持されている（journalled）。右側及び左側垂直プッシュバー７０６は、それぞれ、割り出し用歯車ラックの対の間で、前記組立機フレームの一端部から他方へ延出しているピボットアーム７０８に接続されている。駆動ロッド７１２は、プッシュバーの交点において、ピボットアームとともに垂直プッシュバー７０６にリンクされている。駆動ロッド７１２は、油圧もしくは空圧シリンダ等のシリンダ７１４によって直線的に作動される。ロッド７１２をシリンダ７１４から外へ駆動することにより、垂直プッシュバー７０６及び取り付けられたラック７０２が移動される。垂直プッシュバー７０６に取り付けられたラック７０２の移動により、ピニオン７０３が回転され、ラック対の対向するラック７０２が反対の方向に移動するように促す。
【００４１】
さらに図１０Ｂに示すように、それぞれのラック対７０２について、一方のラック７０２は、直線的に作動可能なツメ７１６を備えているかあるいはこれに固定されており、搬送バー５０６（図示せず）の端部にある軸方向孔の内部に嵌合するような寸法とされている。対応している対向するラック７０２は、ガイド７１８を備えているか又はこれに取り付けられており、ガイド７１８は、搬送バー５０６の幅を受ける寸法の平坦面７１９を有する開口部を備え、対向する直立したテーパー付きフランジ７２１によって保護される。図１０Ａに示すように、組立機の下半分には、向かい合うラック対の下側ラック７０２が、下側搬送バー５０６Ｂ（図示せず）が配置されているガイド７１８を備えている。対向している対応ラック７０２は、下側搬送バー５０６Ａ（図示せず）にある軸方向孔に係合しているツメ７１６を有している。上側のラック対７０２に関しては、反対の構成が提供される。このように割り出し組立体と接触している搬送バー５０６によって、駆動ロッド７１２の直線的な作動が搬送バー５０６Ａ、５０６Ｂを反対方向に水平に移動させ、垂直面の位置を交換（すなわち、スワップ）して、図７Ｉに関してすでに説明したプロセスステップを達成する。
【００４２】
本発明のインナースプリング組立機はさらに、隣り合うダイ５０４Ａ、５０４Ｂの対（又は搬送バー５０６）が水平に位置合わせされたときに、それらを横方向にともに圧縮する作用を行うクランプ機構を備えている（図７Ｄに示す）。それにより、ダイの内部のコイルは、例えばらせん状締め付けワイヤによってともに締結されると、ともに確実に保持される。図５に示すように（そして図７Ａ〜７Ｉに図示されているように）、インナースプリング組立機は、上側及び下側バックアップバー５５０を有しており、これは、前記したコイル間締め付け動作の間、対応する搬送バー５０６と水平に整列している。各バックアップバー５５０は、図１１に示すクランプ組立体のアーム５６２、５６４と交差するかさもなくば作用的に接続されている。クランプ組立体５６０は、固定されたクランプアーム５６２と、移動するクランプアーム５６４とを備え、リンク５６６によって接続されている。空気又は油圧シリンダ等の線形アクチュエータ５６８から延出する軸５７０は、下方の領域でリンク５６６に接続される。アクチュエータ５６８から軸５７０が延出することにより、移動クランプアーム５６４の遠い側の端部５６５は、隣接する搬送バー５０６から離れてクランプ開放位置へ横方向に移動する。逆に、アクチュエータ５６８の中へ軸５７０が引き込まれると、移動クランプアーム５６４の遠位側端部５６５が隣接する搬送バー５０６に向けて移動し、水平方向に隣り合う搬送バー５０６に対してクランプされ、そして固定クランプバー５６２に対してバックアップする隣接搬送バー５０６に対してクランプする。組立機の上半分にあるクランプ組立体５６０は、組立機フレームの上に取り付けられており、搬送バーやダイといっしょには動かない。組立機の下半分に取り付けられているクランプ組立体５６０は、昇降機バー６３２Ｂに取り付けられていて、搬送バーとともに移動する。したがって、アクチュエータ５６８の動作によって、クランプ組立体は隣接する列のダイ／搬送バーをともに確実に保持するか、あるいはそれらを開放して前記した垂直あるいは水平方向の運動を許容するかのいずれかである。
【００４３】
１以上のダイ５０４は、代わりに、いったん２つの隣り合う列のコイルと完全に係合したら、各らせん状締め付けワイヤをかしめるか及び／又は切断するように構成することができる。例えば、図６Ｂに示すように、ナックラーダイ（knuckler die）５０４Ｋは、らせん状締め付けワイヤがかしめられるか、あるいは「ナックル（節打ち）される」べき選択された位置において搬送バーに取り付けることができ、コイルに対して定位置に固定される。ナックラーダイ５０４Ｋは、バネ５２６によって偏位させられている摺動可能な打撃板５２５に取り付けられたナックルツール５２４を有し、それによりナックルツール５２４の先端５２７がダイの縁部を超えて延出している。組立機にあっては、空圧駆動プッシュロッドのような線形アクチュエータ（図示せず）は、打撃板５２５をヒットするように動作し、打撃板の経路にあるナックルツール５２４を前進させて、ツールを締め付けワイヤと接触させる。上側及び下側ナックラーダイ５０４Ｋが組立機の上側及び下側搬送バーに組み込まれている場合には、線形アクチュエータには、ナックラーダイの上側及び下側打撃板の両方に同時に接触する取付部品が設けられる。
【００４４】
この発明はさらに、インナースプリング組立機内部で複数列のコイルをいっしょに締め付けるある代替的な手段をも含んでいる。例えば、図１７Ａ〜１７Ｇに示すように、締め付けツール８０１は、コイル２の末端がコイル端部をpartableツール８０６の内側に配置させる位置にフィンガー８０４により前進されるガイドランプ８０２を有する。図１７Ｃに示すように、フィンガー８０４が下方へ移動すると、隣り合うコイルヘッドの部分を、らせん状締め付けワイヤを挿入するためのワイヤ通し溝を形成するためにクランプする相補的なツール８０６の内部に位置させる。一度ともに締め付けられると、ツール８０６の部分と接続されたコイルとは、前進してそれに続く列のコイルが導入されるようにする。図１７Ｂは、スタート位置を示しており、あらたな列のコイルのコイルヘッドは左にあり、その前の列のコイルはフィンガー８０４によって係合されている。図１７Ｃでは、フィンガーは下向きに駆動され、分離されたツール８０６の間でコイルヘッドの部分を引っ張っている。図１７Ｄでは、フィンガー８０４は、コイルヘッドが隣り合うコイルヘッドの重なり合っている部分についてともに緊密に配置されているツール８０６内でいっしょに締め付けられると上方へ戻る。図１７Ｅでは、ツール８０６が開いて、現在は結合されているコイルを開放し、（図１７Ｆに示すように）上方に反跳してフィンガー８０４と接触する。そして、結合されたコイルは図１７Ｇの右へ割り出され、あるいは前進され、引き続く列のコイルが導入されるようになる。
【００４５】
図１８Ａ〜１８Ｇは、隣接する列のコイルを締め付けるかあるいは結合する、さらに他の手段及び機構を図示している。これらのコイルは同じようにガイドランプ８０２の上に前進して、隣り合うコイルヘッドの重なり合う部分は、直接延伸可能なツール８１２の上に配置される。図１８Ｂに示すように、ツール８１２は横方向に広がっており、図１８Ｃでは、垂直方向に延出してコイルの重なり合う部分にまたがっている。そして、図１８Ｄに示すように、そのまわりでともにかしめて、コイルがともに締め付けられて確実に保持されるようにする。次に、図１８Ｅ及び１８Ｆのように、ツール８１２は分離して後退し、接続されたコイルは図１８Ｇの右へ割り出され、あるいは前進されてこのプロセスが反復される。
【００４６】
図１９Ａ〜１９Ｆは、隣り合うコイルを締め付ける、あるいはその間を接続するさらに他の機構又は手段を示す。インナースプリング組立機の内部には、全体を９００で示すように、一連の上側及び下側移動ビーム組立体が設けられている。各組立体９００は、二連式コイル係合ツール９０４を支持し、アクチュエータアーム９０６を介して関節に取り付けられているアーム９０２を有する。ツール９０４は、コイルの端末部の開いている軸端に挿入されるよう構成されているコーン又はドーム形状の取付け部９０５を備える。これにより、一対のコイルが上側及び下側組立体の間に配置され、（図１９Ｃに示すように）締め付けツール９０８をコイルヘッドの部分と係合させる。いったん締め付けあるいは取付けが完了すれば、組立体９００は駆動され、図１９Ｄに示す右へ横方向に取り付けられたコイルを前進させる。そして、組立体９００は、コイルの端部から垂直方向に後退し、次いで（例えば図１９Ｆの左へ）横方向に引き込まれ、次の列のコイルを受け入れる。
【００４７】
コイル成形機、コンベヤ、コイル移送機、及びインナースプリング組立機は同時に稼動し、統計的プロセス制御システムによって同期制御される。それは例えばアレン−ブラッドレー（Allen-Bradley）ＳＬＣ−５０４で、ゼネバ（geneva）によるコンベヤへのコイル搬送、コンベヤの速度と起動・停止操作、コイル移送機のアームとコンベヤ上のコイルとのインターフェイス、インナースプリング組立機への定時間間隔でのコイル列供給、そしてインナースプリング組立機の動作を調整する。
【００４８】
本発明を好適実施例及び代替実施例に関して説明したが、当業者によって本発明の範囲及びその均等物の範囲内において、多くの変形及び改良が種々の部品について実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の、ワイヤ形成インナースプリング組立体の自動製造装置を示す平面図である。
【図２】  図２は、本発明のコイル形成装置の立面図である。
【図３Ａ】  図３Ａは、本発明の搬送装置を示す斜視図である。
【図３Ｂ】  図３Ｂは、図３Ａの搬送装置の斜視図である。
【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３Ｄの搬送装置の断面図である。
【図３Ｅ】  図３Ｅは、図３Ｅの搬送装置の断面図である。
【図４Ａ】  図４Ａは、本発明の、ワイヤ形成インナースプリング組立体の自動製造装置に関連して用いられるコイル転送装置の側面図である。
【図４Ｂ】  図４Ｂは、図４Ａのコイル転送装置の端面図である。
【図５】  図５は、本発明のインナースプリング組立装置の斜視図である。
【図６Ａ】  図６Ａは、図５のインナースプリング組立装置の端面図である。
【図６Ｂ】  図６Ｂは、インナースプリング組立装置に付設可能なナックラーダイの斜視図である。
【図７Ａ〜図７Ｉ】  図７Ａ〜７Ｉは、図５のインナースプリング組立装置内に配置され移動されるコイル、コイル受けダイ、およびダイ支持部材の概略図である。
【図８Ａ〜８Ｂ】  図８Ａおよび８Ｂは、本発明のコイル係合ダイの断面図および平面図である。
【図９Ａ〜９Ｂ】  図９Ａおよび９Ｂは、図５のインナースプリング組立体の端面図である。
【図１０Ａ】  図１０Ａは、図５のインナースプリング組立体の端面図である。
【図１０Ｂ】  図１０Ｂは、図５のインナースプリング組立体のインディックス・サブアセンブリを単独で示す斜視図である。
【図１１】  図１１は、図５のインナースプリング組立体のクランプ・サブアセンブリを単独で示す端面図である。
【図１２】  図１２は、本発明の自動組立装置によって製造可能なインナースプリング組立体の部分平面図である。
【図１３】  図１３は、図１１のインナースプリング組立体の部分立面図である。
【図１４Ａ】  図１４Ａは、図１１のインナースプリング組立体のコイルを示す側面図である。
【図１４Ｂ】  図１４Ｂは、図１１のインナースプリング組立体のコイルを示す端面図である。
【図１５Ａ〜１５Ｄ】  図１５Ａ〜１５Ｄは、本発明のベルト式コイル搬送装置を示す断面図である。
【図１６】  図１６は、本発明のコイル搬送装置がチェーン巻き取り機の場合を示す平面図である。
【図１７Ａ〜１７Ｇ】  図１７Ａ〜１７Ｇは、本発明の他のコイル連結機構を示す立面図である。
【図１８Ａ〜１８Ｇ】  図１８Ａ〜１８Ｇは、本発明の他のコイル連結機構を示す立面図である。
【図１９Ａ〜１９Ｆ】  図１９Ａ〜１９Ｆは、本発明の他のコイル連結機構を示す立面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
0004376463.tif 000012
【図６Ｂ】
0004376463.tif 000013
【図７Ａ】
0004376463.tif 000014
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
0004376463.tif 000020
【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004376463.tif 000031
【図１４Ａ】
0004376463.tif 000032
【図１４Ｂ】
0004376463.tif 000033
【図１５Ａ】
0004376463.tif 000034
【図１５Ｂ】
0004376463.tif 000035
【図１５Ｃ】
0004376463.tif 000036
【図１５Ｄ】
0004376463.tif 000037
【図１６】
0004376463.tif 000038
【図１７Ａ】
0004376463.tif 000039
【図１７Ｂ】
0004376463.tif 000040
【図１７Ｃ】
0004376463.tif 000041
【図１７Ｄ】
0004376463.tif 000042
【図１７Ｅ】
0004376463.tif 000043
【図１７Ｆ】
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【図１７Ｇ】
0004376463.tif 000045
【図１８Ａ】
0004376463.tif 000046
【図１８Ｂ】
0004376463.tif 000047
【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１８Ｆ】
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【図１８Ｇ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
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