(57)【要約】      （修正有）【課題】安定性を向上させることができる、ファスナー打ち込み装置及びファスナー打ち込み装置の動作方法を提供する。【解決手段】ファスナー打ち込み装置は、被締結物に設けられたファスナー用穴にファスナー２５を挿入する、挿入機構１２と、前記挿入されたファスナーに衝撃力を付与する、衝撃力付与機構１３と、前記挿入機構及び前記衝撃力付与機構を支持する、支持機構とを備える。前記支持機構は、前記挿入機構と前記衝撃力付与機構とを、異なる軸に沿うように支持している。【選択図】図９
2014091142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締結物に設けられたファスナー用穴にファスナーを挿入する、挿入機構と、
前記挿入されたファスナーに衝撃力を付与する、衝撃力付与機構と、
前記挿入機構及び前記衝撃力付与機構を支持する、支持機構と、
を具備し、
前記支持機構は、前記挿入機構と前記衝撃力付与機構とを、異なる軸に沿うように支持している
ファスナー打ち込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたファスナー打ち込み装置であって、
前記挿入機構は、第１方向に沿う挿入軸に沿って前記ファスナーを移動させることにより、前記ファスナーを挿入し、
前記衝撃力付与機構は、前記第１方向に沿う打鋲軸に沿って移動し、前記挿入されたファスナーに衝突することにより、衝撃力を付与し、
前記支持機構は、前記第１方向に垂直な第２方向に沿って前記挿入機構及び前記衝撃力付与機構を移動させる、移動機構を備える
ファスナー打ち込み装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたファスナー打ち込み装置であって、
更に、
前記衝撃力付与機構による衝撃力の付与を停止するか否かを決定する、制御装置、
を具備する
ファスナー打ち込み装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたファスナー打ち込み装置であって、
更に、
前記衝撃力付与機構は、前記ファスナーに衝撃力を付与した際のストローク量を検出する、ストローク量検出機構、
を具備し、
前記制御装置は、前記検出されたストローク量に基づいて、衝撃力の付与を停止するか否かを決定する
ファスナー打ち込み装置。
【請求項５】
請求項３又は５に記載されたファスナー打ち込み装置であって、
更に、
前記衝撃力付与機構による衝撃力の付与時間を計測する、計時装置、
を具備し、
前記制御装置は、前記計時装置による計測結果に基づいて、衝撃力の付与を停止するか否かを決定する
ファスナー打ち込み装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載されたファスナー打ち込み装置であって、
更に、
前記ファスナー用穴を撮像する、撮像装置を備え、
前記撮像装置は、前記挿入機構と同一の軸上に配置されるように、前記支持機構によって支持されている
ファスナー打ち込み装置。
【請求項７】
請求項６に記載されたファスナー打ち込み装置であって、
前記挿入機構は、
前記第１方向に沿って移動可能となるように前記支持機構に支持された、送り装置と、
前記ファスナーを支持するファスナー支持部材とを備え、
前記ファスナー支持部材は、前記送り装置に支持されている
ファスナー打ち込み装置。
【請求項８】
請求項７に記載されたファスナー打ち込み装置であって、
前記挿入機構は、更に、
前記ファスナー支持部材が前記第１方向に直交する第１平面に沿って移動可能になるように、前記ファスナー支持部材を支持する、調芯ユニットを備える
ファスナー打ち込み装置。
【請求項９】
請求項８に記載されたファスナー打ち込み装置であって、
前記調芯ユニットは、
前記送り装置と前記ファスナー支持部材との間に並列に設けられた、複数の第１弾性部材を備え、
前記撮像装置は、前記複数の第１弾性部材に囲まれるように、配置されている
ファスナー打ち込み装置。
【請求項１０】
請求項７乃至８のいずれかに記載されたファスナー打ち込み装置であって、
前記挿入機構は、更に、
前記送り装置に支持され、前記ファスナー支持部材を支持する、第２弾性部材を備え、
前記第２弾性部材は、前記第１方向に沿って前記ファスナー支持部材が前記送り装置に対して弾性的に移動可能となるように、支持されている
ファスナー打ち込み装置。
【請求項１１】
挿入機構と、
衝撃力付与機構と、
前記挿入機構及び前記衝撃力付与機構を支持する、支持機構と、
を具備し、
前記支持機構は、前記挿入機構と前記衝撃力付与機構とを、異なる軸に沿うように支持している
ファスナー打ち込み装置の動作方法であって、
前記挿入機構が、被締結物に設けられたファスナー用穴にファスナーを挿入するステップと、
前記衝撃力付与機構が、前記挿入されたファスナーに衝撃力を付与するステップと、
を具備する
ファスナー打ち込み装置の動作方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載されたファスナー打ち込み装置の動作方法であって、
更に、
前記衝撃力付与機構による衝撃力の付与を停止するか否かを決定するステップ、
を具備する
ファスナー打ち込み装置の動作方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載されたファスナー打ち込み装置の動作方法であって、
更に、
前記決定するステップは、
前記ファスナーに衝撃力が付与された場合の前記衝撃力付与機構のストローク量を検出するステップと、
前記検出されたストローク量に基づいて、衝撃力の付与を停止するか否かを決定するステップとを備える
ファスナー打ち込み装置の動作方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載されたファスナー打ち込み装置の動作方法であって、
更に、
前記衝撃力付与機構による衝撃力の付与時間を計測するステップ、
を具備し、
前記決定するステップは、前記計時装置するステップによる計測結果に基づいて、衝撃力の付与を停止するか否かを決定するステップを備えている
ファスナー打ち込み装置の動作方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれかに記載されたファスナー打ち込み装置の動作方法であって、
更に、
前記衝撃力を付与するステップと同時に、前記挿入機構に、次のファスナー用穴に挿入されるファスナーを装填するステップ、
を具備する
ファスナー打ち込み装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトやリベットのようなファスナー（締結部品）を用いて被締結物を締結する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルトやリベットのようなファスナー（締結部品）を用いて被締結物を締結する技術は、航空機等の組立てに利用されている。リベットを用いて被締結物を締結する打鋲装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示された自動打鋲装置は、ワークにリベットを打鋲する機構を有するリベッタ本体を備える。リベッタ本体は、ワークを上下方向から挟み込むようなＣ字形状を有している。リベッタ本体の上側先端にはアッパーヘッド部が設けられる。リベッタ本体の下側先端にはダイが設けられる。
【０００４】
図１は、上述のアッパーヘッド部３５１を示している。アッパーヘッド部３５１は、油圧シリンダ３５２により矢印方向に往復動可能とされている。アッパーヘッド部３５１の下面、つまりワーク３０４の上面側に対向する位置に、昇降自在なドリルスピンドル３５３と、昇降自在なリベットかしめ治具３５４と、昇降自在なシェービングカッター３５５が矢印方向に平行な一直線上に設けられる。ドリルスピンドル３５３にはドリル３５６が装着される。ワーク３０４がセットされた後、ドリルスピンドル３５３を下降させて、ワーク３０４にリベット孔３０４ａを形成する。次に、油圧シリンダ３５２は、これまでドリルスピンドル３５３があった位置にリベットかしめ治具３５４を移動させる。次に、リベットかしめ治具３５４がリベットＲを保持した状態で下降することにより、リベットＲの軸部をリベット孔３０４ａに挿入する。更に、リベッタ本体の下側先端に設けられたダイとリベットかしめ治具３５４とでリベットＲを押圧する。これにより、リベットＲの打鋲が完了する。尚、シェービングカッター３５５は、リベットＲの頭を除去する場合に利用される。
【０００５】
特許文献２及び３は、他のリベット打鋲装置を開示している。
【０００６】
近年、金属部品にかわって繊維強化プラスチックのような複合材の部品が用いられるケースが増加している。例えば、航空機には多くの複合材部品が用いられるようになってきた。
【０００７】
図２〜７を参照して、複合材の被締結物を手作業で締結する方法を説明する。
【０００８】
図２に示されるように、被締結物としてのワーク１００は、重ねられた複数の複合材部品５１及び５２を含む。ワーク１００の一方側の表面１００ｂから他方側の表面１００ｃへ貫通する皿穴付き孔１００ａが形成される。皿穴付き孔１００ａの皿穴部分は表面１００ｂ側に配置される。ワーク１００は、皿穴付き孔１００ａの皿穴部分を囲む皿穴壁面１００ｄを有する。皿穴付き孔１００ａの形成後、ワーク１００が清掃され、皿穴付き孔１００ａの形成時に生じたバリが除去される。
【０００９】
図３は、ワーク１００を締結するための締結部品としてのファスナー２５を示す。ファスナー２５は、皿ボルト２０と、スリーブ４０とを備える。皿ボルト２０は、頭部２１と、円筒部２２と、ねじ部２３とを備える。頭部２１は、頭部上面２１ａと、頭部側面２１ｂとを有する。頭部側面２１ｂは円錐面に形成されている。円筒部２２は、頭部２１とねじ部２３の間に配置される。円筒部２２にはねじが形成されていない。ねじ部２３は、端面２３ａを有する。頭部上面２１ａ及び端面２３ａは、ファスナー２５の軸方向の両端に配置される。スリーブ４０は、円筒部２２に被せられている。円筒部２２の頭部２１に近い部分は、スリーブ４０から露出している。スリーブ４０は、頭部２１側に配置された皿部４１と、ねじ部２３側に配置された円筒部４２とを備える。皿部４１は円錐形状に形成されている。
【００１０】
図４に示されるように、ファスナー２５は、皿部４１が皿穴壁面１００ｄに突き当たるまで、皿穴付き孔１００ａに挿入される。皿部４１が皿穴壁面１００ｄに接触した状態において、頭部２１は表面１００ｂから突き出しており、ねじ部２３は表面１００ｃから突き出している。
【００１１】
図５に示されるように、エアーハンマー２００を用いて、頭部上面２１ａに衝撃力が繰り返し付与され、ファスナー２５が打ち込まれる。
【００１２】
図６に示されるように、衝撃力は、ファスナー２５がワーク１００に着座するまで、繰り返し付与される。すなわち、衝撃力は、頭部２１が皿部４１を介して皿穴壁面１００ｄに突き当たるまで、繰り返し付与される。
【００１３】
図７に示されるように、ナット３０をねじ部２３に装着することにより、複合材部品５１及び５２が締結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−１３５５４１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７４５号公報
【特許文献３】実開平５−２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図２乃至図７に示した方法では、手作業であるため、作業者に負担がかかる。そこで、挿入・衝撃力付与機構を有するファスナー打ち込み装置を用いて、ファスナーの挿入及び打ち込みを行なうことが考えられる。しかしながら、衝撃力の付与時には、ファスナーからの反発力が生じる。この反発力よりも十分大きな衝撃力を付与するためには、挿入・衝撃力付与機構の重量を十分大きくする必要がある。その場合、重量増大による打ち込み時振動の激化等の理由により安定性が損なわれてしまう。十分な衝撃力と安定性の両立のためには、挿入・衝撃力付与機構を支持あるいは固定している機構を大型化する必要があった。
【００１６】
従って、本発明の課題は、小型かつ安定性の高い、ファスナー打ち込み装置及びファスナー打ち込み装置の動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るファスナー打ち込み装置は、被締結物に設けられたファスナー用穴にファスナーを挿入する、挿入機構と、前記挿入されたファスナーに衝撃力を付与する、衝撃力付与機構と、前記挿入機構及び前記衝撃力付与機構を支持する、支持機構とを具備する。前記支持機構は、前記挿入機構と前記衝撃力付与機構とを、異なる軸に沿うように支持している。
【００１８】
本発明に係るファスナー打ち込み装置の動作方法は、挿入機構と、衝撃力付与機構と、前記挿入機構及び前記衝撃力付与機構を支持する、支持機構と、を具備し、前記支持機構は、前記挿入機構と前記衝撃力付与機構とを、異なる軸に沿うように支持しているファスナー打ち込み装置の動作方法である。この動作方法は、前記挿入機構が、被締結物に設けられたファスナー用穴にファスナーを挿入するステップと、前記衝撃力付与機構が、前記挿入されたファスナーに衝撃力を付与するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、安定性を向上させることができる、ファスナー打ち込み装置及びファスナー打ち込み装置の動作方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、アッパーヘッド部を示す図である。
【図２】複合材の被締結物を手作業で締結する方法を示す図である。
【図３】複合材の被締結物を手作業で締結する方法を示す図である。
【図４】複合材の被締結物を手作業で締結する方法を示す図である。
【図５】複合材の被締結物を手作業で締結する方法を示す図である。
【図６】複合材の被締結物を手作業で締結する方法を示す図である。
【図７】複合材の被締結物を手作業で締結する方法を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るファスナー打ち込み装置を示す概略図である。
【図９】図９は、挿入機構及び衝撃力付与機構を示す図である。
【図１０】図１０は、棚板を示す平面図である。
【図１１】図１１は、把持部を示す図である。
【図１２】図１２は、挿入機構を示す側面図である。
【図１３】図１３は、調芯ユニットを示す図である。
【図１４】図１４は、衝撃力付与機構を示す側面図である。
【図１５】図１５は、制御装置を示す概略図である。
【図１６】図１６は、ファスナーの装填動作を示す概略図である。
【図１７】図１７は、ファスナーの挿入動作を示す概略図である。
【図１８】図１８は、ファスナーの打ち込み動作を示す概略図である。
【図１９】図１９は、打ち込み後のファスナーを示す概略図である。
【図２０】図２０は、第２の実施形態に係るファスナー打ち込み装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図８は、本実施形態に係るファスナー打ち込み装置１を示す概略図である。図８には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が定義される。Ｚ軸は、鉛直又は概ね鉛直である。尚、Ｚ軸に沿う方向が第１方向として定義され、第１方向に垂直な方向が第２方向として定義される。
【００２３】
本実施形態に係るファスナー打ち込み装置１は、ワーク１００にファスナー２５を挿入し、打ち込む機能を有している。ワーク１００は、表面１００ｂ及び１００ｃを有している。ワーク１００には、表面１００ｂから表面１００ｃへ向けて貫通する皿穴付き孔１００ａが設けられている。皿穴付き孔１００ａの軸方向は、Ｚ軸に平行であり、鉛直又は概ね鉛直である。ファスナー打ち込み装置１は、皿穴付き孔１００ａにファスナーを挿入し、打ち込むように構成されている。
【００２４】
ファスナー打ち込み装置１は、制御装置１９、支持機構１１、カートリッジ４、ファスナー搬送装置６、挿入機構１２、及び衝撃力付与機構１３を備えている。
【００２５】
制御装置１９は、例えばコンピュータにより実現され、ファスナー打ち込み装置１の動作を制御する機能を有している。
【００２６】
支持機構１１は、カートリッジ４、ファスナー搬送装置６、挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３を支持するために設けられている。支持機構１１は、バキュームレール２（移動機構）、台座３、及びフレーム１０を備えている。バキュームレール２は、ワーク１００上に配置される。台座３は、バキュームレール２上に配置されており、バキュームレール２上を、第２方向に沿って移動可能である。フレーム１０は、挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３を支持するために設けられており、台座３上に配置されている。台座３がバキュームレール２上を移動することにより、挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３も、第２方向に沿って移動可能となっている。
【００２７】
カートリッジ４は、複数のファスナー２５を積載する機能を有する。カートリッジ４は、台座３上に配置されている。
【００２８】
ファスナー搬送装置６は、カートリッジ４から挿入機構１２へファスナー２５を搬送する機能を有する。ファスナー搬送装置６は、台座３上に設けられている。
【００２９】
挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３は、上述のように、フレーム１０によって支持されている。挿入機構１２は、ファスナー２５を皿穴付き孔１００ａに挿入する機能を有している。衝撃力付与機構１３は、挿入されたファスナー２５に衝撃力を付与し、打ち込む機能を有している。
【００３０】
ここで、本実施形態では、挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３の配置が、工夫されている。図９は、挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３を示す図であり、図８における方向Ａに沿って挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３を見たときの図である。図９に示されるように、挿入機構１２と衝撃力付与機構１３とは、異なる軸に沿うように、フレーム１０によって支持されている。具体的には、挿入機構１２は、第１方向に沿う挿入軸Ｌ１に沿ってファスナー２５を移動（昇降）させる機能を有している。一方、衝撃力付与機構１３は、スナップ９７を有しており、スナップ９７を第１方向に沿う打鋲軸Ｌ２に沿って移動させることにより、挿入されたファスナー２５に衝撃力を付与するように構成されている。挿入軸Ｌ１と打鋲軸Ｌ２とは、異なる軸である。
【００３１】
挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３が異なる軸に沿うように配置されていることにより、これらが同一軸上に設けられている場合と比較して、挿入機構の分の重量が削減された分、衝撃力付与時に発生する振動等が抑制され、安定性を高めることができる。その結果、装置全体を軽量化することが可能である。
【００３２】
以下に、ファスナー打ち込み装置１を詳細に説明する。
【００３３】
まず、カートリッジ４について詳細に説明する。図８に示されるように、カートリッジ４は、複数の棚板５を備えている。複数の棚板５は異なる高さに配置されている。各棚板５には、複数のファスナー２５が、それぞれ、頭部２１側が下側になるように立てられる。複数の棚板５は、Ｚ軸に平行な回転軸Ｓまわりに回転可能である。
【００３４】
図１０は、棚板５を示す平面図である。棚板５は円形に形成されている。回転軸Ｓは棚板５の中心を通っている。棚板５には、周縁部から中心に向かって延びるように複数の切り欠き５ａが設けられている。複数の切り欠き５ａは、棚板５の中心のまわりに放射状に配置される。ファスナー２５は、切り欠き５ａの上に配置される。尚、棚板５が回転しない場合は、棚板５は円形でなくてもよい。
【００３５】
次いで、ファスナー搬送装置６について詳細に説明する。図８に示されるように、ファスナー搬送装置６は、本体部６１、昇降部６２、及び把持部６３を備える。本体部６１は、台座３上を、第２方向に沿って移動可能である。昇降部６２は、本体部６１に支持されており、昇降可能（Ｚ軸に平行に移動可能）である。把持部６３は、昇降部６２に支持されている。把持部６３は、Ｚ軸に垂直な回転軸周りに回転可能となるように、昇降部６２に支持されている。
【００３６】
図１１は、把持部６３を示す図である。図１１に示されるように、把持部６３は、把持部第１部分６３ａと、把持部第２部分６３ｂとを備える。把持部６３は、把持部第１部分６３ａが端面２３ａに接触し、且つ、把持部第２部分６３ｂが頭部上面２１ａに接触するように、ファスナー２５を把持する。把持部第１部分６３ａと把持部第２部分６３ｂとの間の距離は、調節可能になっている。
【００３７】
続いて、図９及び図１２を参照し、挿入機構１２について詳細に説明する。図１２は、挿入機構１２を示す側面図であり、図９に示される方向Ｂに沿って挿入機構１２を見たときの図である。図９及び図１２に示されるように、挿入機構１２は、送り装置７−１、第１弾性部材８、調芯ユニット９、及びチャック９５を有している。
【００３８】
送り装置７−１は、フレーム１０によって支持されている。送り装置７−１は、基部９８を有しており、基部９８を第１方向に沿って移動させる機能を有している。送り装置７−１としては、例えば、シリンダ装置が用いられる。
【００３９】
第１弾性部材８は、上端で基部９８に支持され、下端で調芯ユニット９を支持している。
【００４０】
調芯ユニット９は、移動体９２、及び複数の第２弾性部材９１を備えている。移動体９２は、第１弾性部材８によって支持されている。図１３は、調芯ユニット９を示す図である。図１３に示されるように、複数の第２弾性部材９１は、移動体９２とチャック９５との間に並列に設けられている。複数の第２弾性部材９１は、チャック９５がＺ軸に垂直な面内で移動可能になるように、チャック９５を支持する。また、複数の第２弾性部材９１は、チャック９５がＺ軸に垂直な揺動軸まわりに揺動可能なように、チャック９５を支持する。例えば、複数の第２弾性部材９１は、チャック９５がＸ軸に平行な方向及びＹ軸に平行な方向に移動可能になるように、且つ、チャック９５がＸ軸に平行な揺動軸及びＹ軸に平行な揺動軸まわりにそれぞれ揺動可能なように、チャック９５を支持する。
【００４１】
チャック９５は、ファスナー２５を支持する部分である。図９および図１２に示されるように、チャック９５の下端部には、挟持部９６が設けられている。挟持部９６は、開閉可能であり、ファスナー２５の軸部（例えば円筒部２２）を挟持する機能を有している。挟持部６５が開くことにより、ファスナー２５をチャック９５から外すことができる。
【００４２】
上述の挿入機構１２では、送り装置７−１が、基部９８を下降させる。これにより、挟持部９６に保持されたファスナー２５が、皿穴付き孔１００ａに挿入される。この際、第１弾性部材８が設けられていることにより、ファスナー２５の挿入後、ファスナー２５に必要以上の荷重が加わることが防止される。また、調芯ユニット９が設けられていることにより、ファスナー２５と皿穴付き孔１００ａとの位置が多少ずれている場合であっても、ファスナー２５の位置（チャック２５の位置）をＸＹ面内で調整することが可能である。
【００４３】
続いて、図９および図１４を参照して、衝撃力付与機構１３について説明する。図１４は、衝撃力付与機構１３を示す側面図であり、図９における方向Ｃに沿って衝撃力付与機構１３を見たときの図である。
【００４４】
図９及び図１４に示されるように、衝撃力付与機構１３は、送り装置７−２、ヘッド基部９３、スナップ基部９４、スナップ９７、及びストローク量検出機構１７を備えている。
【００４５】
送り装置７−２は、フレーム１０によって支持されている。送り装置７−２は、ヘッド基部９３を第１方向に沿って往復移動させるように構成されている。送り装置７−２としては、例えば、シリンダ装置が用いられる。スナップ基部９４は、スナップ９７を保持する部分であり、ヘッド基部９３に連結されている。スナップ９７は、ファスナー２５に衝突させられる部材である。すなわち、送り装置７−２がヘッド基部９３を往復移動させることにより、スナップ９７が繰り返しファスナー２５に衝突し、ファスナー２５に衝撃力が加えられる。送り装置７−２としては、例えば、空気を用いてスナップ９７を駆動するエアーハンマー、及び、電磁的にスナップ９７を駆動する電磁式ハンマーなどを用いることができる。
【００４６】
ストローク量検出機構１７は、送り装置７−２のストローク量を検出する機能を有している。図１４に示されるように、ストローク量検出機構１７は、目盛り１６及び針１５を備えている。目盛り１６は、フレーム１０に固定されている。針１５は、ヘッド基部９３に取り付けられている。針１５が示す目盛り１６の位置は、図示しない読取装置により読み取られ、ストローク量の検出結果として、制御装置１９に通知される。尚、ストローク量検出機構１７は、例えば、送り装置７−２としてものさしシリンダ（計測シリンダ）を用いることにより、簡単に実現することができる。
【００４７】
続いて、制御装置１９について説明する。図１５は、制御装置１９を示す概略図である。図１５に示されるように、制御装置１９は、衝撃力付与機構１３、支持機構１１、カートリッジ４、ファスナー搬送装置６、及び挿入機構１２の動作を制御する機能を有している。
【００４８】
また、制御装置１９は、計時装置１８を備えている。制御装置１９は、衝撃力付与機構１３の動作期間（ファスナー２５への衝撃力付与時間）を計時装置１８により計測する。また、制御装置１９は、ストローク量検出機構１７から、衝撃力が付与された場合のストローク量を示すデータを取得する。そして、制御装置１９は、検出されたストローク量、及び衝撃力付与時間に基づいて、衝撃力付与機構１３による衝撃力の付与を停止するか否かを決定する機能を有している。
【００４９】
続いて、ファスナー打ち込み装置の動作方法について説明する。以下に説明するファスナー打ち込み装置の動作方法は、制御装置１９による制御により、実現される。
【００５０】
ステップＳ１：ファスナーの装填
まず、挿入機構１２にファスナー２５が装填される。図１６は、ファスナー２５の装填動作を示す概略図である。図１６に示されるように、ファスナー搬送装置６の把持部６３が、棚板５に立てられたファスナー２５を把持する。図１０に示したように、棚板５上において、ファスナー２５は、切り欠き５ａの上に配置されている。従って、把持部第１部分６３ａと把持部第２部分６３ｂとの間にファスナー２５が位置するように、把持部６３を移動させ、把持部第１部分６３ａと把持部第２部分６３ｂとを近づけることにより、ファスナー２５を把持部６３により把持することができる。このとき、ファスナー２５が切り欠き５ａの上に配置されているため、挟持部６３と棚板５とは干渉しない。また、棚板５は回転するため、挟持部６３は、異なる切り欠き５ａの上に配置されたファスナー２５を同じ位置で把持することができる。
【００５１】
次いで、ファスナー搬送装置６は、ファスナー２５を棚板５からチャック９５まで搬送する。ファスナー２５の搬送中、本体部６１（図８参照）が挿入機構１２側へ移動し、昇降部６２（図８参照）がファスナー２５をチャック９５に引き渡すのに適した高さまで上昇又は下降し、把持部６３（図８参照）が把持部第１部分６３ａ及び把持部第２部分６３ｂの上下が逆になるように回転する。把持部６３が回転した結果、ファスナー２５の頭部２１が上になる。
【００５２】
挿入機構１２では、挟持部９６が開状態から閉状態へ変化することにより、搬送されたファスナー２５を挟持する。この際、挟持部９６は、ファスナー２５の軸部を挟持する。尚、把持部６３がファスナー２５を軸方向に挟持しているため、挟持部９６は、ファスナー２５の軸部の任意の位置を挟持することができる。したがって、挟持部９６は、円筒部２２の頭部２１に近い部分（スリーブ４０から露出している部分）を挟持することができる。挟持部９６は、頭部２１が上になった状態、すなわち、ねじ部２３がワーク１００の方を向いた状態で、ファスナー２５を保持する。挟持部９６がファスナー２５を挟持した後、把持部６３は、ファスナー２５を離す。
【００５３】
尚、ファスナー２５を棚板５に立てること、ファスナー搬送装置６の把持部６３がファスナー２５を軸方向に挟持すること、及び、挟持部９６が円筒部２２の頭部２１に近い部分（スリーブ４０から露出している部分）を挟持することは、頭部側面２１ｂ（図３参照）及びスリーブ４０にシール材が塗布されている場合に特に有効である。
【００５４】
ステップＳ２：ファスナーの挿入
続いて、挿入機構１２が、装填されたファスナー２５を、皿穴付き孔１００ａに挿入する。図１７は、ファスナー２５の挿入動作を示す概略図である。
【００５５】
図１７に示されるように、挿入機構１２において、送り装置７−１が、基部９８を下降させる。すなわち、挿入機構１２は、基部９８を、第１方向に沿って移動させる。これにより、チャック９５が下降し、ファスナー２５が皿穴付き孔１００ａに挿入される。
【００５６】
ここで、挿入前に、ファスナー２５の位置が、皿穴付き孔１００ａに対してずれている場合がある。そのような場合であっても、調芯ユニット９が設けられているため、ファスナー２５の位置やワーク１００に対する角度を補正することができ、正しい姿勢でファスナー２５を挿入することが可能になる。
【００５７】
また、送り装置７−１とチャック９５との間には、第１弾性部材８が設けられている。従って、ファスナー２５の挿入後、ファスナー２５及びワーク１００に、必要以上の荷重が加わることが防止される。
【００５８】
ステップＳ３：移動
ファスナー２５の挿入後、挟持部９６がファスナー２５を離す。その後、衝撃力付与機構１３がファスナー２５の上に位置するように、台座３（図８参照）がバキュームレール２上を移動する。すなわち、衝撃力付与機構１３が、第２方向に沿って、移動させられる。
【００５９】
ステップＳ４：ファスナーの打ち込み
次いで、衝撃力付与機構１３により、挿入されたファスナー２５が打ち込まれる。図１８は、ファスナー２５の打ち込み動作を示す概略図である。図１８に示されるように、送り装置７−２が、ヘッド基部９３を、第１方向に沿って往復移動させる。これにより、スナップ９７が、ファスナー２５に繰り返し衝突し、ファスナー２５に繰り返し衝撃力が付与される。その結果、ファスナー２５が打ち込まれる。
【００６０】
図１９は、打ち込み後のファスナー２５を示す概略図である。図１９に示されるように、衝撃力付与機構１３は、ファスナー２５が着座するまで（ファスナー２５の頭部２１が皿穴付き孔１００ａに嵌まり込むまで）、衝撃力を付与する。
【００６１】
ここで、衝撃力の付与は、適切なタイミングで停止されることが望まれる。衝撃力の付与回数が少ないと、ファスナー２５の打ち込み量が不足する場合がある。また、衝撃力の付与回数が多いと、ファスナー２５及びワーク１００に過度の荷重が加わってしまう。
【００６２】
そこで、衝撃力がファスナー２５に加えられるたびに、ストローク量検出機構１７により、ヘッド基部９３の移動量（送り装置７−２のストローク量）を示すデータが、制御装置９に通知される。制御装置９は、ストローク量に基づいて、衝撃力の付与を停止するか否かを決定する。例えば、制御装置９は、取得したストローク量を予め定められた設定値と比較し、ストローク量が設定値に達した段階で、ファスナー２５が着座したと判断し、衝撃力の付与を停止させる。
【００６３】
また、制御装置９は、衝撃力付与機構１３により衝撃力の付与を開始すると共に、計時装置１８（図１５参照）を起動する。そして、制御装置９は、計時装置１８から、衝撃力の付与時間を示すデータを取得し、衝撃力の付与時間に基づいて、衝撃力の付与を停止するか否かを決定する。例えば、制御装置９は、衝撃力の付与時間を予め定められた設定値と比較し、衝撃力の付与時間が設定値に達した段階で、ファスナー２５が着座したと判断し、衝撃力の付与を停止させる。
【００６４】
尚、制御装置９は、ストローク量及び衝撃力の付与時間の双方の情報に基づいて、衝撃力の付与を停止するか否かを決定してもよい。また、制御装置９は、ストローク量及び衝撃力の付与時間の何れか一方にのみを利用して、衝撃力の付与を停止するか否かを決定してもよい。
【００６５】
ステップＳ５：次のファスナーの装填及び挿入
ステップＳ４の動作と平行して、次に用いられるファスナー２５が、カートリッジ４から挿入機構１２に装填され、次の皿穴付き孔１００ａに挿入される。本ステップにおける動作は、ステップＳ１及び２における動作と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００６６】
以上の動作方法により、ファスナー２５が、皿穴付き孔１００ａに挿入され、打ち込まれる。その後、締結作業が行われ、ナットなどがファスナー２５に装着され、ワーク１００が締結される。
【００６７】
本実施形態によれば、挿入機構１２と衝撃力付与機構１３とが、別々の軸に沿うように、支持機構１１によって支持されている。そのため、挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３を安定的に支持することが可能になる。また、これにより、挿入機構１２及び衝撃力付与機構１３で用いられる各送り装置（７−１、７−２）を小型化することが可能になり、ファスナー打ち込み装置１を全体的に小型化でき、軽量化することが可能になる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、挿入機構１２と衝撃力付与機構１３とが別々の軸に沿うように配置されているため、衝撃力付与機構１３によるファスナー２５の打ち込み動作（ステップＳ４）と平行して、次のファスナー２５の装填及び挿入動作を実行することができる。これにより、作業時間を短縮することが可能である。
【００６９】
また、本実施形態によれば、ストローク量、又は衝撃力付与時間に基づいて、衝撃力の付与を停止するか否かが決定される。ファスナーの着座を適切に検出することができ、過剰な打ち込み及び打ち込みの不足を防止できる。
【００７０】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。図２０は、本実施形態に係るファスナー打ち込み装置１を示す概略図である。本実施形態では、ファスナー打ち込み装置１が、撮像装置２４を備えている。その他の点については、第１の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００７１】
図２０に示されるように、撮像装置２４は、挿入軸Ｌ１に沿うように、挿入機構１２に取り付けられている。具体的には、撮像装置２４は、調芯ユニット９の複数の第２弾性部材９１の内側に配置されており、移動体９２によって支持されている。
【００７２】
本実施形態では、制御装置１９が、撮像装置２４を用いて、ワーク１００を撮像し、皿穴付き孔１００ａの位置を識別する。そして、制御装置１９は、識別結果に基づいて、挟持部９６により挟持されたファスナー２５が皿穴付き孔１００ａの真上に位置するように、台座３（図８参照）を移動させる。これにより、ファスナー２５を、皿穴付き孔１００ａの上に正確に移動させることができる。
【００７３】
更に、本実施形態によれば、撮像装置２４が挿入機構１２に取り付けられている。撮像装置２４を支持するために、別途に軸部材などを設ける必要がなく、ファスナー打ち込み装置１の重量を軽減でき、小型化を図ることができる。特に、本実施形態では、撮像装置２４が、複数の第２弾性部材９１により取り囲まれるように配置されている。そのため、実質的に、撮像装置２４を追加しているのにもかかわらず、実質的に、サイズの増加はない。
【００７４】
以上、本発明について、第１及び第２の実施形態を用いて説明した。但し、これらの実施形態は独立するものではなく、矛盾のない範囲内で組み合わせて用いることも可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  ファスナー打ち込み装置
２  バキュームレール（移動機構）
３  台座
４  カートリッジ
５  棚板
５ａ  切り欠き
６  ファスナー搬送装置
７−１  送り装置
７−２  送り装置
８  第１弾性部材
９  調芯ユニット
１０  フレーム
１１  支持機構
１２  挿入機構
１３  衝撃力付与機構
１４  軸部材
１５  針
１６  目盛り
１７  ストローク量検出機構
１８  計時装置
１９  コントローラ
２０  皿ボルト
２１  頭部
２１ａ  頭部上面
２１ｂ  頭部側面（円錐面）
２２  円筒部
２３  ねじ部
２３ａ  端面
２４  撮像装置
２５  締結部品（ファスナー）
３０  ナット
４０  スリーブ
４１  皿部（円錐部）
４２  円筒部
５１、５２  複合材部品
６１  本体部
６２  昇降部
６３  挟持部
６３ａ  挟持部第１部分
６３ｂ  挟持部第２部分
９１  第２弾性部材
９２  移動体
９３  ヘッド基部
９４  スナップ基部
９５  チャック
９６  挟持部
９７  スナップ
９８  基部
１００  ワーク（被締結物）
１００ａ  皿穴付き孔
１００ｂ、１００ｃ  表面
１００ｄ  皿穴壁面
２００  エアーハンマー
３０４  ワーク
３０４ａ  リベット孔
３５１  アッパーヘッド部
３５２  油圧シリンダ
３５３  ドリルスピンドル
３５４  リベットかしめ治具
３５５  シェービングカッター
３５６  ドリル
Ｒ  リベット
Ｓ  回転軸
【図１】
2014091142.tif 000003
【図２】
2014091142.tif 000004
【図３】
2014091142.tif 000005
【図４】
2014091142.tif 000006
【図５】
2014091142.tif 000007
【図６】
2014091142.tif 000008
【図７】
2014091142.tif 000009
【図８】
2014091142.tif 000010
【図９】
2014091142.tif 000011
【図１０】
2014091142.tif 000012
【図１１】
2014091142.tif 000013
【図１２】
2014091142.tif 000014
【図１３】
2014091142.tif 000015
【図１４】
2014091142.tif 000016
【図１５】
2014091142.tif 000017
【図１６】
2014091142.tif 000018
【図１７】
2014091142.tif 000019
【図１８】
2014091142.tif 000020
【図１９】
2014091142.tif 000021
【図２０】
2014091142.tif 000022