JP3300688B2 - セルフ・ピアシング・ファスナーの自動打込み装置 - Google Patents

セルフ・ピアシング・ファスナーの自動打込み装置

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JP3300688B2
JP3300688B2 JP25116899A JP25116899A JP3300688B2 JP 3300688 B2 JP3300688 B2 JP 3300688B2 JP 25116899 A JP25116899 A JP 25116899A JP 25116899 A JP25116899 A JP 25116899A JP 3300688 B2 JP3300688 B2 JP 3300688B2
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啓氏 新城
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  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的薄い金属パ
ネルにスタッド形のセルフ・ピアシング・ファスナーを
取り付けるのに用いる自動打込み装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】スタッド形のセルフ・ピアシング・ファ
スナーは、ねじ付き又はねじ無しスタッドの端部にフラ
ンジ状頭部と打込み筒部とを有している(例えば、特公
平7−41357号公報、特開平7−167128号公
報、実開昭58−135516号公報等を参照)。
【0003】このようなスタッド形のセルフ・ピアシン
グ・ファスナーを金属パネルに取り付けるには、該ファ
スナーを打ち込む加圧パンチと、金属パネルに打ち込ま
れた前記打込み筒部を誘導してかしめ作用を行なうかし
めダイとを用いるが、この場合、相対設した前記加圧パ
ンチと前記かしめダイとの間に供給される前記ファスナ
ーを前記加圧パンチ及び前記かしめダイと共軸になるよ
うに正確に位置決め整合させなければならない。特に、
大量生産する場合には、前記ファスナーの供給と前記加
圧パンチ及び前記かしめダイに対する位置決め整合を自
動的に行なわなければならない。
【0004】特公平7−4135号公報には、スタッド
形のセルフ・ピアシング・ファスナーの自動打込み装置
が開示されている。この自動打込み装置は、前記ファス
ナーが前記加圧パンチの軸線に対してほぼ直交する水平
方向に整列して連続的に供給されるファスナー供給部
(同特許公報第15図参照)と、前記ファスナーが前記
加圧パンチの軸線にほぼ平行する垂直方向に整列して連
続的に供給されるファスナー供給部(同特許公報第20
図参照)とが例示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】而して、前者のファス
ナー供給部から水平方向に送り出される前記ファスナー
は、装置内に設けた下向きに傾斜する搬送路を通じて前
記ファスナーの自重により移送され、前記加圧パンチ及
び前記かしめダイと共軸になるように位置決め整合させ
ている。このためファスナーの供給に確実性を欠くとい
う問題がある。
【0006】また、後者のファスナー供給部から垂直方
向に送り出される前記ファスナーは、プッシャーで横方
向へ移動させることにより前記加圧パンチ及び前記かし
めダイと共軸になるように位置決め整合させている。し
たがって、ファスナーの供給は確実性が高い。しかし、
前記ファスナーを垂直方向に整列して送り込む可撓性チ
ューブが大きな曲率半径で上下方向に延びるため、打込
み装置全体の高さが大きくなり、該打込み装置を組み込
むプレス金型の総高さにも影響する。したがって、プレ
スのシャットハイトの高さによっては、プレス金型に打
込み装置を組み込むことが不可能になる場合がしばしば
発生する。特に、前記ファスナーのスタッドが長くなれ
ばその傾向は大きくなる。
【0007】本発明は、上記の問題点を解決するもの
で、ファスナー供給部に前記ファスナーを水平方向に整
列して連続的に供給する方式を採用して、装置全体の高
さを低く抑えながら、前記ファスナー供給部から送り出
される前記ファスナーを確実に所定位置まで搬送して、
位置決め整合させることが可能で、しかも装置全体がき
わめてコンパクトに構成することができるセルフ・ピア
シング・ファスナーの自動打込み装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ねじ付き又はねじ無しスタッドの端部に
フランジ状頭部と打込み筒部とを有するスタッド形のセ
ルフ・ピアシング・ファスナーが、金属パネルを支持す
るかしめダイと、該かしめダイに相対設した加圧パンチ
との間に共軸になるように供給され、次いで、前記加圧
パンチにより前記金属パネルに打ち込まれ、前記打込み
筒部で前記金属パネルを打ち抜くと同時に、該打込み筒
部の開口端縁を前記かしめダイでかしめて半径方向外方
へ拡げることにより、前記ファスナーを前記金属パネル
に固着するように構成されているセルフ・ピアシング・
ファスナーの自動打込み装置であって、前記ファスナー
が前記加圧パンチの軸線に対してほぼ直交する水平方向
に整列し、かつ前記打込み筒部を前方にして連続的に供
給されるファスナー供給部と、前記ファスナー供給部か
ら送り出される前記ファスナーを把持し、その軸線が前
記加圧パンチと共軸となるように、前記ファスナーを反
転移送して、位置決め整合させる搬送手段とを備えてい
ることを特徴とする。
【0009】前記ファスナー供給部と前記搬送手段は、
前記加圧パンチを上下方向可能状態に取り付けるパンチ
ブロックに組み付けられる。
【0010】前記搬送手段の具体的な構成は、前記パン
チブロックに水平方向の支持軸を介して起立位置から横
倒し位置に反転可能に支持された反転部材と、該反転部
材に前記支持軸に対して直交する方向へ往復移動可能に
取り付けられた可動部材と、該可動部材に開閉自在に取
り付けられた把持爪と、前記反転部材及び前記可動部材
の作動手段とを備えており、前記反転部材が起立位置に
あるとき、前記把持爪が前記ファスナー供給部から送り
出された水平姿勢の前記ファスナーを把持し、前記反転
部材が横倒し位置に反転したとき、前記把持爪により把
持されている前記ファスナーの軸線が前記加圧パンチの
軸線と平行になり、次いで、前記可動部材が前進移動し
たとき、前記ファスナーの軸線が前記加圧パンチと共軸
となって、前記ファスナーを位置決め整合するように構
成されている。
【0011】また、前記加圧パンチの先端部に、前記フ
ァスナーの前記スタッドが挿入する中空孔と、該中空孔
に挿入された前記スタッドを係止保持する係止手段とを
設けることが好ましい。
【0012】さらに、前記ファスナー供給部の先端部
に、最先に位置する前記ファスナーのフランジ状頭部に
係合して前記ファスナーの前進移動を阻止するストッパ
が設けられていて、該ストッパは、前記搬送手段の前記
反転部材が起立位置にあるとき、該反転部材又は前記可
動部材に設けた作動片によってストッパ作用が解除さ
れ、かつ、前記反転部材が反転動作を開始すると、これ
に連動してストッパ作用が復帰するように構成されてい
ると、前記ファスナーの送り出しと前記開閉爪による前
記ファスナーの把持が確実となり、一層効果的である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
【0014】図1は、本発明によるセルフ・ピアシング
・ファスナーの自動打込み装置10を示している。該自
動打込み装置10は、比較的薄い金属パネル1にスタッ
ド形のセルフ・ピアシング・ファスナー2を取り付ける
のに用いるもので、金属パネル1を支持するかしめダイ
11と、該かしめダイ11に相対設されファスナー2を
金属パネル1に打ち込む加圧パンチ12とを備えてい
る。スタッド形のセルフ・ピアシング・ファスナー(以
下、単にファスナーという)2は、前述した先行技術文
献の特公平7−41357号公報、特開平7−1671
28号公報及び実開昭58−135516号公報等に開
示されているものと実質的に同一であるので、詳細につ
いては省略するが、ねじ付き又はねじ無しスタッド3の
端部にフランジ状頭部4と打込み筒部5とを有してお
り、後述するように、打込み筒部5で金属パネル1を打
ち抜くと同時に、該打込み筒部5の開口端縁6をかしめ
ダイ1でかしめて半径方向外方へ拡げることにより、フ
ァスナー2が金属パネル1に固着されるようになってい
る。
【0015】かしめダイ11は、ダイスホルダ13を介
して図示しないプレス機械のボルスタに他の下型と共に
固定されている。一方、かしめダイ11に対して同軸上
に相対設される加圧パンチ12は、パンチホルダ14に
取付け固定され、該パンチホルダ14はバックプレート
15を介して図示しない他の上型と共にプレスラム16
に固定され、該プレスラム16に連動して加圧パンチ1
2が上下運動し、かしめダイ11と協働して、加圧パン
チ12と共軸になるように供給されたファスナー2を金
属パネル1に取り付ける。
【0016】ファスナー2を加圧パンチ12と共軸にな
るように供給するためにパンチブロック20が設けられ
ている。該パンチブロック20は、輪郭形状が横長の直
方体をなし、下方が開放されている箱形の本体21を有
している。該本体21の上部には加圧パンチ12が上下
摺動自在に挿通するガイドスリーブ22と、加圧パンチ
12と平行に配設されるガイドポスト23が設けられて
いる。ガイドポスト23は本体21の上部に固着して立
設され、その上端部がパンチホルダ14に設けたガイド
スリーブ24に上下摺動自在に嵌挿され、パンチブロッ
ク本体21が加圧パンチ12及びパンチホルダ14に対
して相対的に上下摺動自在に取り付けられている。そし
て、パンチホルダ14に取り付けた係合ピン25がガイ
ドポスト23の側面に設けた軸方向へ延びる係合溝26
に係合して、本体21の上下摺動範囲が規制されている
と共に、ガイドポスト23の外周に嵌装したコイルばね
27によりパンチブロック本体21が常時下方へ付勢さ
れている。
【0017】パンチブロック本体21の後側部には、加
圧パンチ12の軸線に対してほぼ直交する水平方向に開
口するファスナー供給口28が設けられている。該供給
口28には横方向へ延びる可撓性チューブ29が接続さ
れており、該可撓性チューブ29を通じて供給されるフ
ァスナー2は図示しないエアブローにより順次供給口2
8に送り込まれ、加圧パンチ12の軸線に対してほぼ直
交する水平方向に整列し、かつ打込み筒部5を前方にし
て連続的に供給されるようになっている。供給口28に
送り込まれた最先のファスナー2は、パンチブロック本
体21に設けたストッパ30により係止され、図1に示
す待機位置に係止状態に保持される。ストッパ30は本
体21に枢支ピン31を介して回動自在に取り付けら
れ、かつ、押しばね32により係止爪33がファスナー
2のフランジ状頭部4に係合するように付勢されてい
る。さらに、ストッパ30の側面には解除用ピン34が
突設されている。
【0018】パンチブロック本体21の中空部には、供
給口28から送り出されたファスナー2を把持し、その
軸線が加圧パンチ21と共軸になるように、ファスナー
2を反転移送して、位置決め整合させる搬送手段35が
設けられている。
【0019】搬送手段35は、パンチブロック本体21
に対して横軸の周りに回転自在に取り付けられた反転部
材36と、該反転部材36に突出後退可能に取り付けら
れた可動部材37と、該可動部材37の前面に開閉自在
に取り付けられた一対の把持爪38,38と、反転部材
36及び可動部材37を作動するエアシリンダ39とか
ら構成されている。
【0020】反転部材36は、横方向に貫通した支持軸
40に回転自在に支持されていて、支持軸40の両端
は、図2に良く示されているように、パンチブロック本
体21の相対する側板21a,21aに軸支されてい
る。
【0021】可動部材37は、後部に平行して突設した
2本の案内杆41,41が反転部材36に設けた取付孔
42,42に摺動自在に挿通し、反転部材36に対して
突出後退自在に取り付けられている。また、可動部材3
7には支持軸40と平行に配設された支持軸43が横方
向に貫通して設けられており、該支持軸43の両端部
は、相対する側板21a,21aに設けた案内溝孔4
4,44に係合して軸支されている。案内溝孔44は、
支持軸40を中心とする円弧状溝孔44aと、該円弧状
溝孔44aの一端から直線的に延びる直線溝孔44bと
からなり、案内溝孔44,44に係合された支持軸43
は円弧状溝孔44aから直線溝孔44bに沿って移動可
能となっている。そして、支持軸43が案内溝孔44,
44に沿って移動することによって、可動部材37が反
転部材36と一緒に反転し、さらに反転部材36に対し
て突出又は後退移動する。また、可動部材37の上部に
ストッパ30の解除用ピン34に係合する突片45が設
けられている。
【0022】両把持爪38,38は、一方の端部に相対
向する半円弧状の係合凹部46,46が設けられてお
り、他端部が可動部材37の前面に支持ピン47,47
を介して左右摺動自在に取り付けられていると共に、可
動部材37の両側部に固着した止め板48,48と両把
持爪38,38との間に介装した押しばね49,49に
よって、両係合凹部46,46が互いに接近する閉じ位
置に付勢されている。
【0023】エアシリンダ39は復動式で、そのピスト
ンロッド50の端部に連結杆51が交叉するように連結
されており、該連結杆51の両端部に一対の作動アーム
52,52の各端部が枢着連結されている。両作動アー
ム52,52の他端部は可動部材37の支持軸43の両
端突出部43a,43aに枢着連結されていて、支持軸
43が両作動アーム52,52を介してエアシリンダ3
9に連動連結されている。
【0024】一方、図1に示されているように、加圧パ
ンチ12の先端部には、ファスナー2のスタッド3が挿
入するのを受容する中空孔53と、該中空孔53に挿入
されたスタッド3を係止保持する板ばね54とが設けら
れている。該板ばね54は加圧パンチ12の側部に設け
られ中空孔53に連通する縦長の開口55に嵌装されて
いて、上端が止めねじ56で加圧パンチ12に固定さ
れ、下端湾曲部54aが中空孔53に突出して、そのば
ね圧により中空孔53に挿入されたスタッド3を弾性的
に係止保持するようになっている。また、パンチブロッ
ク本体21の前端部には、ファスナー2の打込み作業時
に金属パネル1に当接する押え板57が設けられてい
る。
【0025】次に、図4ないし図10を参照して、上記
のような構成を有する自動打込み装置10の作動を説明
する。
【0026】図4は、搬送手段35の反転部材36が起
立位置にあり、ファスナー2の搬送準備状態を示してい
る。このとき、可動部材37に設けた突片45が解除用
ピン30に係合して、ストッパ30を押しばね32に抗
して押し下げ、係止爪33によるストッパ作用が解除さ
れている。したがって、可撓性チューブ29を通じて供
給されるファスナー2のうち最先のファスナー2が供給
口28から水平方向に送り出され、その打込み筒部5が
両把持爪38,38間に進入し、押しばね49,49に
抗して両把持爪38,38を押し拡げて係合凹部46,
46に係合し、フランジ状頭部4を係合凹部46,46
の端面に当接した水平姿勢でファスナー2が両把持爪3
8,38により把持される。一方、エアシリンダ39の
ピストンロッド50は図面の左側へ最外側まで延出して
いる。
【0027】次に、エアシリンダ39が作動し、ピスト
ンロッド50が右側へ移動すると、図5に示すように、
これに連動する両作動アーム52,52によって支持軸
43が案内溝孔44の円弧状溝孔44aに沿って移動せ
しめられる。この支持軸43の移動によって、反転部材
36と可動部材37及び両把持爪38,38が一体的に
支持軸40を支点に前方(図面の右方向)へ回動変位す
る。この回動変位に伴って、突片45がピン30から離
脱し、ストッパ30が押しばね32により押し上げら
れ、係止爪33が供給口28に供給されている次のファ
スナー2のフランジ状頭部4に係合してストッパ作用を
行なう。一方、両把持爪38,38に把持されたファス
ナー2は水平姿勢から徐々に垂直方向へ傾いて行く。
【0028】そして、図6に示すように、支持軸43が
円弧状溝孔44aの終端に達し、直線溝孔44bに移動
するに至ると、反転部材36は90度回転変位して横倒
し位置に反転する。この反転移送により両把持爪38,
38に把持されているファスナー2は垂直姿勢となり、
その軸線が加圧パンチ12の軸線と平行になる。
【0029】さらに、ピストンロッド50が右側へ移動
し、図7に示すように、これに連動する両作動アーム5
2,52によって支持軸43が直線溝孔44bに沿って
移動せしめられる。この支持軸43の移動によって、可
動部材37と両把持爪38,38が前方(図面の右方
向)へ直線的に移動し、支持軸43が直線溝孔44bの
終端に達したとき、両把持爪38,38に把持されてい
るファスナー2の軸線が加圧パンチ12の軸線と共軸と
なり、打込み状態に位置決め整合される。この状態で、
加圧パンチ12を上下動させるプレスラム16が下降す
ると、加圧パンチ12とパンチブロック20が一体とな
って下降する。この下降は、図8に示すように、パンチ
ブロック本体21の押え板57が金属パネル1に当接す
るまで続く。そして、押え板57が金属パネル1に当接
すると、パンチブロック20は下降を停止する。さら
に、プレスラム16が下降を続けると、図9に示すよう
に、パンチホルダ14でコイルばね27を圧縮しながら
加圧パンチ12が下降する。この加圧パンチ12の下降
に伴って、前述のように該加圧パンチ12と共軸になる
ように位置決め整合されているファスナー2のスタッド
3が加圧パンチ12の中空孔53に挿入し、板ばね54
の下端湾曲部54aにより弾性的に係止保持される。こ
のとき、加圧パンチ12の先端面がフランジ状頭部4に
当接する。さらに、加圧パンチ12が下降を続けると、
加圧パンチ12の先端部分で両把持爪38,38を押し
ばね48,48に抗して押し拡げながら、ファスナー2
を加圧し、金属パネル1にその打込み筒部5を打ち込
む。この打ち込みに伴い、図10に示すように、打込み
筒部5で金属パネル1を打ち抜くと同時に、打込み筒部
5の開口端縁6をかしめダイ11でかしめて半径方向外
方へ拡げ、拡げられたかしめ片7とフランジ状頭部4と
で金属パネル1を挟み付けるようにして、ファスナー2
が金属パネル1に固着される。上記した打込み動作と逆
の順序で図4に示す準備状態に戻る。
【0030】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の主旨の範囲を逸脱しない範囲で種々
の変形が可能である。例えば、上記の実施例において
は、供給されるファスナー2を加圧パンチ12と共軸に
なるように位置決め整合させるために、反転部材36に
よる反転移送と可動部材37による直線移送とを組み合
わせたが、パンチブロック本体21に十分なスペ−スが
ある場合には、反転部材36の反転移送だけでファスナ
ー2を加圧パンチ12の軸線と共軸になるように位置決
め整合させることも可能である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ファスナー供給部にスタッド形のセルフ・ピアシング・
ファスナーを水平方向に整列して連続的に供給する方式
を採用して、装置全体の高さを低く抑えながら、前記フ
ァスナー供給部から送り出される前記ファスナーを確実
に所定位置まで搬送して、位置決め整合させることが可
能である。しかも、供給される前記ファスナーを把持し
た状態で反転移送して、位置決め整合させる搬送手段を
採用したから、装置全体をきわめてコンパクトに構成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるセルフ・ピアシング・ファスナー
の自動打込み装置を示す要部縦断正面図である。
【図2】図1の2−2線に沿う矢視図である。
【図3】同搬送手段の主要部を示す分解斜視図である。
【図4】本発明による自動打込み装置のファスナー搬送
準備状態を示す要部縦断正面図である。
【図5】同反転移送工程を示す縦断正面図である。
【図6】同反転移送完了状態を示す縦断正面図である。
【図7】同直線移送動完了状態を示す縦断正面図であ
る。
【図8】同位置決め整合状態を示す縦断正面図である。
【図9】同打込み準備工程を示す縦断正面図である。
【図10】同打込み完了状態を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
1 金属パネル 2 ファスナー 3 スタッド 4 フランジ状頭部 5 打込み筒部 10 自動打込み装置 11 かしめダイ 12 加圧パンチ 20 パンチブロック 21 パンチブロック本体 28 ファスナー供給口 29 可撓性チューブ 30 ストッパ 33 係止爪 34 解除用ピン 35 搬送手段 36 反転部材 37 可動部材 38 把持爪 39 エアシリンダ 40 支持軸 43 支持軸 44(44a,44b) 案内溝孔 50 ピストンロッド 51 連結杆 52 作動アーム 53 中空孔 54 板ばね 54a 下端湾曲部 57 押え板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−231544(JP,A) 特開 昭63−20136(JP,A) 特開 昭58−16750(JP,A) 特開 平8−206770(JP,A) 特開 昭49−44388(JP,A) 実開 昭63−106545(JP,U) 実開 昭60−157040(JP,U) 実開 昭58−95919(JP,U) 実開 昭57−143691(JP,U) 実開 平6−23640(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21J 15/00 - 15/50

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ねじ付き又はねじ無しスタッドの端部に
    フランジ状頭部と打込み筒部とを有するスタッド形のセ
    ルフ・ピアシング・ファスナーが、金属パネルを支持す
    るかしめダイと、該かしめダイに相対設した加圧パンチ
    との間に共軸になるように供給され、次いで、前記加圧
    パンチにより前記金属パネルに打ち込まれ、前記打込み
    筒部で前記金属パネルを打ち抜くと同時に、該打込み筒
    部の開口端縁を前記かしめダイでかしめて半径方向外方
    へ拡げることにより、前記ファスナーを前記金属パネル
    に固着するように構成されているセルフ・ピアシング・
    ファスナーの自動打込み装置であって、 前記ファスナーが前記加圧パンチの軸線に対してほぼ直
    交する水平方向に整列し、かつ前記打込み筒部を前方に
    して連続的に供給されるファスナー供給部と、 前記ファスナー供給部から送り出される前記ファスナー
    を把持し、その軸線が前記加圧パンチと共軸となるよう
    に、前記ファスナーを反転移送して、位置決め整合させ
    る搬送手段とを備えていることを特徴とするセルフ・ピ
    アシング・ファスナーの自動打込み装置。
  2. 【請求項2】 前記ファスナー供給部と前記搬送手段と
    が、前記加圧パンチを上下方向可動状態に取り付けるパ
    ンチブロックに組み付けられている請求項1記載のセル
    フ・ピアシング・ファスナーの自動打込み装置。
  3. 【請求項3】 前記搬送手段が、前記パンチブロックに
    水平方向の支持軸を介して起立位置から横倒し位置に反
    転可能に支持された反転部材と、該反転部材に前記支持
    軸に対して直交する方向へ往復移動可能に取り付けられ
    た可動部材と、該可動部材に開閉自在に取り付けられた
    把持爪と、前記反転部材及び前記可動部材の作動手段と
    を備えており、 前記反転部材が起立位置にあるとき、前記把持爪が前記
    ファスナー供給部から送り出された水平姿勢の前記ファ
    スナーを把持し、前記反転部材が横倒し位置に反転した
    とき、前記把持爪により把持されている前記ファスナー
    の軸線が前記加圧パンチの軸線と平行になり、 次いで、前記可動部材が前進移動したとき、前記ファス
    ナーの軸線が前記加圧パンチと共軸となって、前記ファ
    スナーを位置決め整合するように構成されている請求項
    1又は2記載のセルフ・ピアシング・ファスナーの自動
    打込み装置。
  4. 【請求項4】 前記加圧パンチの先端部に、前記ファス
    ナーの前記スタッドが挿入する中空孔と、該中空孔に挿
    入された前記スタッドを係止保持する係止手段とが設け
    られている請求項1ないし3のいずれかに記載のセルフ
    ・ピアシング・ファスナーの自動打込み装置。
  5. 【請求項5】 前記ファスナー供給部の先端部に、最先
    に位置する前記ファスナーのフランジ状頭部に係合して
    前記ファスナーの前進移動を阻止するストッパが設けら
    れていて、該ストッパは、前記搬送手段の前記反転部材
    が起立位置にあるとき、該反転部材又は前記可動部材に
    設けた作動片によってストッパ作用が解除され、かつ、
    前記反転部材が反転動作を開始すると、これに連動して
    ストッパ作用が復帰するように構成されている請求項1
    ないし4のいずれかに記載のセルフ・ピアシング・ファ
    スナーの自動打込み装置。
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