(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水平面内で移動自在の被締付け体を固定するための作業台と、この作業台の上方に配置された加工具取付けヘッドと、この加工具取付けヘッドに移動自在に配置された穿孔ドリルを含む加工具と、被締付け体に形成された結合孔にリベットを供給するためのリベット供給手段と、被締付け体の結合孔に装着されたリベットをかしめるための上型治具および下型治具とを有するリベット締結装置において、上記リベットはヘッドと中実軸部を有する形式のものであり、リベットの被締付け体より下側に延びる軸部の長さを所定長さに研削する長さ調節手段と、リベットの被締付け体より下側に延びる軸部に孔を開ける孔開け手段とを設けたことを特徴とするリベット締結装置。
【請求項２】
長さ調節手段は、被締付け体の板厚を測定する測定手段とこの測定手段の信号によりリベットの被締付け体より下側に延びる軸部の長さを所定長さに研削する研削手段を有することを特徴とする請求項１に記載のリベット締結装置。
【請求項３】
少なくとも水平面内で移動自在の被締付け体を固定するための作業台と、この作業台の上方に配置された加工具取付けヘッドと、この加工具取付けヘッドに移動自在に配置された穿孔ドリルを含む加工具と、被締付け体に形成された結合孔にリベットを供給するためのリベット供給手段と、被締付け体の結合孔に装着されたリベットをかしめるための上型治具および下型治具とを有するリベット締結装置において、上記リベットは軸部に軸端から延びる孔を有し、上記下側治具にリベットの軸部に設けた孔に挿入されてリベットの軸部を半径方向外方に拡径する加圧手段を設けたことを特徴とするリベット締結装置。
【請求項４】
加圧手段は下側治具に対して可動であることを特徴とする請求項３に記載のリベット締結装置。
【請求項５】
被締付け体にリベット孔を穿孔し、このリベット孔に中実軸部を有するリベットを装着し、このリベットの被締付け体より下側に延びる軸部の長さを測定し、リベットの被締付け体より下側に延びる軸部の長さを所定長さに研削し、リベットの軸端にリベットの被締付け体より下側に延びる軸部の長さに対応した長さの孔を開け、リベット孔に装着されたリベットを軸端が半径方向内方に曲がった太鼓型ヘッドを形成するようにかしめることを特徴とするリベット締結方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被締付け体をリベットを用いて固定するリベット締結方法およびリベット締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリベット締結装置は、図５および図６に示すように、被締付け体１を固定する固定治具２と、この固定治具２を固定し水平面内で移動自在かつ傾動自在の作業台３と、この作業台３の上方に配置された加工具取付けヘッド４と、この加工具取付けヘッド４に水平方向に移動自在に配置された穿孔ドリル５とリーマ６とリベットチャック７と上型加圧治具８と、リベット９をリベットチャック７へ供給するリベット供給手段１０と、作業台３の下方に配置された昇降自在の下型加圧治具１１と図示しない制御部とから構成されている。加工具取付けヘッド４に設けた穿孔ドリル５とリーマ６とリベットチャック７は、たとえば、シリンダ装置１２により上下方向に作動する。
【０００３】
従来のリベット締結装置におけるリベット９による被締付け体１の締結は、つぎの操作により行なわれる。
【０００４】
まず、被締付け体１を固定治具２に取付け、この固定治具２を作業台３の所定位置に固定する。ついで、リベット供給手段１０から供給されるリベット９をリベットチャック７に供給し、リベット９をリベットチャック７に挟持する。
【０００５】
つぎに、制御部に被締付け体１のリベット９を打つべき（締め付け）位置をインプットし、装置のスタートボタンを押す。装置全体が作動すると、制御部により制御された作業台３が移動し、作業台３に固定された被締付け体１のリベット９を打つべき（締め付け）位置が穿孔ドリル５の直下に位置する。
【０００６】
つぎに、穿孔ドリル５が下降して、穿孔ドリル５により被締付け体１の所定位置に孔が開けられる。穿孔ドリル５による被締付け体１の孔開けが終了すると、穿孔ドリル５は上昇して元の位置に戻り、その後、穿孔ドリル５は図５で左方向に移動する。この移動に伴い、リーマ６が被締付け体１の孔の直上に位置する。この位置でリーマ６が下降すると、リーマ６にり被締付け体１に設けた孔が仕上げられる。リーマ６による孔仕上げが終了すると、リーマ６は上昇し、その後、リーマ６は図５で左方向に移動する。この移動に伴い、リベットチャック７が被締付け体１の孔の直上に位置する。
【０００７】
ついで、リベット９を被締付け体１に設けた孔に装着するために、リベットチャック７が下降を開始するが、リベットチャック７がある程度下降すると、リベットチャック７のチャックが解除されるように設定されており、リベットチャック７のチャックが解除すると、リベットチャック７に挟持されたリベット９が被締付け体１に設けた孔に装着される。被締付け体１の孔に装着されたリベット９は、リベットチャック７と同時に下降する上型加圧治具８により被締付け体１に加圧保持される。
【０００８】
リベット９が上型加圧治具８により加圧保持されると、作業台３の下方に配置された下型加圧治具１１が上昇し、リベット９を加圧し、リベット９の被締付け体１より下側に延びる軸端をかしめることにり被締付け体１を締結する。
【０００９】
被締付け体１の締結が終了したら、上型加圧治具８と下型加圧治具１１はそれぞれ元の位置に戻り、その後、穿孔ドリル５とリーマ６とリベットチャック７と上側加圧治具８は、図５で右方向に移動して最初の位置に戻され、リベット供給手段１０から供給されるリベット９がリベットチャック７に挟持される。
【００１０】
つぎに、作業台３が移動して、作業台３に固定された被締付け体１のつぎのリベット９を打つべき（締め付け）位置が穿孔ドリル５の直下に位置され、この一連の動作が繰り返されて順次リベット９が打たれる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記リベット締結装置は、被締付け体に設けた孔に装着されたリベットの被締付け体より下側に延びる軸端をそのままかしめることで被締付け体を締結するから、被締付け体の板厚が変動したら、被締付け体の板厚に応じた寸法のリベットを用いなければならず、板厚の異なる被締付け体を締結する場合には、拡板厚の被締付け体に対応した複数のリベットを準備して、被締付け体の板厚変化に合わせてリベットを交換する必要があり、被締付け体の板厚が変化した場合に即応することができない。
【００１２】
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、被締付け体に設けた孔に装着されるリベットを被締付け体の板厚変化に合わせて交換する必要がなく、リベットによる被締付け体の自動的締結を可能にしたリベット締結方法およびリベット締結装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るリベット締結装置は、被締付け体に穿孔された結合孔に装着されるリベットを中実軸部を有する形式のものとし、このリベットの被締付け体より下側に延びる中実軸部の長さを長さ調節手段により所定長さにし、この所定長さにした中実軸部に孔開け手段により孔を開け、孔を開けた中実軸部を上型治具および下型治具により軸端を半径方向内側とした太鼓型ヘッドを形成するようにかしめ、これにより、リベットの寸法を被締付け体の板厚変化に合わせて交換することなく被締付け体を締結する。
【００１４】
本発明の請求項４に係るリベット締結装置は、被締付け体に穿孔された結合孔に装着されるリベットの軸部に設けた孔に軸部を半径方向外方に拡径する加圧手段を嵌入して、リベットの軸部を拡径することで、リベットの軸部を結合孔に密着した状態で被締付け体を締結する。
【００１５】
本発明の請求項５に係るリベット締結方法は、被締付け体にリベット孔を穿孔し、このリベット孔に中実軸部を有するリベットを装着し、このリベットの被締付け体より下側に延びる軸部の長さを測定し、リベットの被締付け体より下側に延びる軸部の長さを所定長さに研削し、リベットの軸端にリベットの被締付け体より下側に延びる軸部の長さに対応した長さの孔を開け、リベット孔に装着されたリベットを軸端を半径方向内側とした太鼓型ヘッドを形成するようにかしめることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１において、符号２０はヘッド部２１と中実軸部２２を有するリベットを示し、このリベット２０は、被締付け体１，１に穿孔された結合孔２３に装着される。また、被締付け体１の結合孔２３に装着されたリベット２０の直下位置には、リベット２０の軸端に孔２４を形成するための孔開けドリル２５が上下動自在に配置されている。
【００１７】
上記孔開けドリル２５は、上端面に切削部２６および孔開けドリル部２７を有し、被締付け体１の上面１ａからＨ0 の位置に、孔開けドリル２５の孔開けドリル部２７の中心線が被締付け体１の結合孔２３に装着されたリベット２０の中心線に一致するように配置されている。この孔開けドリル２５は、図示しない制御装置に制御された作動装置により上下動する。孔開けドリル２４の上端面に突設された孔開けドリル部２７の端面から先端までの突出長さＬは、リベット２０の中実軸部２２の直径Ｄの１．１〜１．５倍の長さである。この孔開けドリル２５の孔開けドリル部２７の突出長さＬは、リベット２０の軸端をかしめた時に、形成されるべき太鼓型ヘッドの拡がり径が小さすぎずあるいは複数に折れ曲がらないように決められる。
【００１８】
また、被締付け体１の下方の適当位置には、重ね合わせた被締付け体１，１の板厚Ｈ1 を測定するための厚さ測定センサ２８が配置されている。この厚さ測定センサ２８は、レーザまたは赤外線による測定部を有する構造のものである。厚さ測定センサ２８の検出信号は、図示しない制御装置に送られ、この制御装置から発する制御信号を受けて作動する作動装置により、孔開けドリル２５を送り量Ｈ2 （Ｈ0 −Ｈ1 ）だけ上方に移動させる。この孔開けドリル２５の送り量Ｈ2 は、孔開けドリル２５に設けた送り量検出センサ（図示せず）により検出されるようになっている。
【００１９】
さらに、被締付け体１の結合孔２１に装着されたリベット２０の軸端を囲むように回り止め治具２９が配置されている。被締付け体１の結合孔２１に装着されたリベット２０は、上型治具３０および下型治具３１によりかしめられる。上型治具３０は通常のものであるが、下型治具３１は、図２に示すように、上端面に案内凸部３２を有する構造である。下型治具３１に設けた案内凸部３２は、リベット２０の軸端を半径方向内側に変形して太鼓型ヘッド３３を形成する際の案内部として作用する。
【００２０】
つぎに作用を説明する。
被締付け体１のリベット２０を打つべき（締め付け）位置に結合孔２３を穿孔し、この結合孔２３にリベット２０を装着するまで手順は、図５および図６に示す従来のリベット締結装置と同じであるから、説明を省略する。
【００２１】
被締付け体１の結合孔２３に装着された中実軸部を有するリベット２０の軸端への孔開けに先だって、孔開けドリル２５の送り量Ｈ2 を決定する。孔開けドリル２５の送り量Ｈ2 は、孔開けドリル２４に突設された孔開けドリル部２７の先端が被締付け体１の下面１ｂに達するまで距離である。これは、リベット２０の被締付け体１の下面１ｂより下側に延びる軸部の長さを、孔開けドリル２５に設けた切削部２６と共働して孔開けドリル部２７の長さにするためである。
【００２２】
孔開けドリル２５の送り量Ｈ2 は、孔開けドリル２５の孔開けドリル部２７の被締付け体１の上面１ａからの距離Ｈ0 と厚さ測定センサ２８により計測される被締付け体１，１の板厚Ｈ1 の差、Ｈ2 ＝Ｈ0 −Ｈ1 により決められる。
【００２３】
すなわち、被締付け体１の上面１ａからＨ3 の位置に設置された厚さ測定センサ２８は、厚さ測定センサ２８から被締付け体１の下面１ｂまでの距離Ｈ4 を測定し、Ｈ3 −Ｈ4 を計測することで被締付け体１，１の板厚Ｈ1 を測定し、孔開けドリル２５の孔開けドリル部２７の被締付け体１の上面１ａからの距離Ｈ0 を制御装置にインプットし、被締付け体１の上面１ａからＨ3 の位置に設置された厚さ測定センサ２８により計測される被締付け体１，１の板厚Ｈ1 を制御装置にインプットし、Ｈ0 −Ｈ1 を演算することで孔開けドリル２５の送り量Ｈ2 が決められる。
【００２４】
孔開けドリル２５の送り量Ｈ2 が制御装置にインプットされたら、回り止め治具２９によりリベット２０が回らないようにし、孔開けドリル２５によるリベット２０の軸端への孔開けを行なう。
【００２５】
孔開けドリル２５が制御装置により制御された作動装置により上方向に動かされると、孔開けドリル２５の孔開けドリル部２７がリベット２０の軸端に当たり、さらに、孔開けドリル２５が上昇することで、リベット２０の軸部に孔２４が形成される。孔開けドリル２５の孔開けドリル部２７の長さはＬであるから、リベット２０の軸部に孔開けドリル部２７の長さＬに相当する長さＬの孔２４が形成される。孔開けドリル２５によりリベット２０の軸部に形成される孔２４が長さＬに達すると、リベット２０の軸端が孔開けドリル２５の上端面に形成された切削部２６に当たる。孔開けドリル２５がさらにそれ以上上昇すると、孔開けドリル２５は、リベット２０の軸部に孔を形成すると同時にリベット２０の軸端を切削する。
【００２６】
すなわち、孔開けドリル２５の送り量Ｈ2 が、リベット２０の被締付け体１の下面１ｂより下側に延びる軸部の長さＬより長いと、リベット２０の軸端が軸部の長さがＬになるまで切削される。このようにして、リベット２０は、被締付け体１の下面１ｂより下側に延びる軸部の長さがＬになり、リベット２０の軸部に長さＬの孔２４が形成される。
【００２７】
リベット２０の被締付け体１より下側に延びる軸部の長さがＬとなり、リベット２０の軸部に長さＬの孔２４が形成されると、孔開けドリル２５は、元の位置に戻され、その後、孔開けドリル２５が左右のいずれかの方向に移動し、下型治具３１が案内凸部３２がリベット２０の軸部に設けた孔２４に整合するように位置される。
【００２８】
つぎに、下型治具３１が上昇して、図２に示すように、リベット２０の軸端が半径方向内側に変形して太鼓型ヘッド３３を形成する。この場合、下型治具３１に設けた案内凸部３２が、リベット２０の軸端を半径方向内側を変形して太鼓型ヘッド３３を形成する際の案内部として作用し、太鼓型ヘッド３３がリベット２０の中心からづれた位置に形成されることを防ぐ。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、リベット２０の中実軸部に孔を開けるとともに、中実軸部の長さを所定長さにしたが、孔開けドリル２５に代えて底刃フライスを用い、底刃フライスの送り量を決めることで、中実軸部の長さを所定長さにしたリベットで被締付け体１を締結することができる。
【００３０】
図３および図４は本発明の他の実施の形態を示し、この実施の形態では、下型治具４０を治具本体４１とこの治具本体４１に対して上下動自在の加圧ロッド４２で構成する。下型治具４０は、締結初期の段階で、加圧ロッド４２を被締付け体１の結合孔に装着したリベット４３の軸部の孔４４に挿入し、リベットの軸部を半径方向外方に被締付け体１の結合孔に相当する直径まで拡径し、リベット４３全体を被締付け体１に密着させ、その後、加圧ロッド４２の加圧力を抜き、治具本体４１により、図４に示すように、リベット４３の軸端を半径方向内側に変形させることで太鼓型ヘッド４５を形成する。
【００３１】
以上述べたように本発明によれば、被締付け体の板厚変化がある程度存在しても、同じリベット径（使用範囲で一番長いリベット寸法）で対処できる範囲であれば、被締付け体の板厚変化に合わせてリベットを交換することなく、連続した打鋲作業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリベット締結装置の要部を示す図。
【図２】本発明によるリベット締結装置のリベットかしめ段階を示す図。
【図３】本発明によるリベット締結装置の他の実施形態を示す図。
【図４】図３のリベット締結装置のリベットかしめ段階を示す図。
【図５】従来のリベット締結装置を示す図。
【図６】図５の矢印部分の拡大図。
【符号の説明】
１  被締付け体
２０  リベット
２１  ヘッド
２２  軸部
２３  結合孔
２４  孔
２５  孔開けドリル
２６  切削部
２７  孔開けドリル部
２８  厚さ測定センサ
３０  上型治具
３１  下型治具
Ｌ  孔開けドリル部の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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