(57)【要約】【課題】ワークが壁または天井であっても、被締結部材をワークに対して位置決め保持した状態で締結することのできる、締結用治具及び締結装置を得る。【解決手段】締結用治具３は、シリンダ３１と、シリンダ３１に設けられた凹部３１ｂ内に配置され、先端部がシリンダ３１の軸方向の一端側から突出するパイロットピン３２とを有し、パイロットピン３２は、パイロットピン３２の側壁から径方向に出没可能な脱落防止爪３３ａ，３３ｂと、脱落防止爪３３ａ，３３ｂを側壁から出没させる移動機構とを有し、パイロットピン３２を、ワーク１の貫通孔及び被締結部材２の取付孔に貫通させて、脱落防止爪３３ａ，３３ｂをパイロットピン３２の側壁から径方向に突出させることにより、被締結部材２が、ワーク１から脱落することを防止する。【選択図】図７Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダに設けられた凹部内に配置され、先端部が前記シリンダの軸方向の一端側から突出するパイロットピンとを有し、
ワークに被締結部材を締結する際に用いられる締結用治具であって、
前記パイロットピンは、
前記パイロットピンの側壁から径方向に出没可能な脱落防止爪と、
前記脱落防止爪を前記側壁から出没させる移動機構とを有し、
前記パイロットピンを、前記ワークの貫通孔及び前記被締結部材の取付孔に貫通させて、前記脱落防止爪を前記パイロットピンの側壁から径方向に突出させることにより、前記被締結部材が、前記ワークから脱落することを防止する、
締結用治具。
【請求項２】
前記移動機構は、
前記パイロットピンの前記先端部から軸方向外側に出没するロッドと、
前記ロッドと前記脱落防止爪とを接続する、リンク機構またはラック・アンド・ピニオン機構とを有し、
前記移動機構は、前記ロッドが前記パイロットピンの前記先端部から突出するときに、前記脱落防止爪を前記パイロットピンの前記側壁から突出させ、前記ロッドが前記パイロットピンの内部に格納されるときに、前記脱落防止爪を前記パイロットピンの内部に格納させる、
請求項１に記載の締結用治具。
【請求項３】
前記パイロットピンは、前記凹部内において、軸方向に移動して前記シリンダの前記一端側から出没可能であり、
前記凹部は、前記パイロットピンの前記先端部を、前記シリンダから突出する方向に付勢する付勢部材を有し、
前記パイロットピンは、前記シリンダから突出した状態で、前記ワークの貫通孔及び前記被締結部材の取付孔に挿入され、
前記パイロットピンは、前記先端部が軸方向に押圧された場合に、前記凹部内に押し込まれる、
請求項２に記載の締結用治具。
【請求項４】
前記シリンダの軸方向の他端側に取付けられて、前記シリンダを支持する支持部材を有し、
前記シリンダと前記支持部材とは、磁石、吸盤、マジックテープのいずれかによって取付けられる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の締結用治具。
【請求項５】
前記シリンダは、前記一端側に第１の磁石を有し、
前記ワーク及び前記ワークに位置決めされた前記被締結部材は、
前記脱落防止爪と、前記第１の磁石の表面との間に保持される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の締結用治具。
【請求項６】
請求項５に記載の締結用治具を用いて、前記ワークに前記被締結部材を締結する締結装置であって、
締結部材を保持する保持部と、前記保持部に固定される圧縮コイルばねと、前記圧縮コイルばねに取付けられる第２の磁石とを有し、
前記圧縮コイルばねは、
前記保持部に保持される前記締結部材と同心に、前記締結部材を囲む位置に配置されて、一端側が前記保持部に固定されており、
前記第２の磁石は、
前記第１の磁石の前記表面と引き合う磁極を有する面を、前記圧縮コイルばねと反対側に向けて、前記圧縮コイルばねの他端側に取り付けられ、
前記第２の磁石は、前記第１の磁石と引きつけ合うことにより、前記第２の磁石の前記面と、前記第１の磁石の前記表面との間に、前記ワーク及び前記被締結部材を挟持する、
締結装置。
【請求項７】
前記締結部材はリベットであり、前記締結装置はリベット打ち装置である、
請求項６に記載の締結装置。
【請求項８】
前記締結部材はネジまたはボルトであり、前記締結装置はナットランナーである、
請求項６に記載の締結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結部材を用いてワークに被締結部材を締結する際に用いられる締結用治具及び締結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、リベットの締結装置では、アンビルの上端部から突出するパイロットピンを用いて、ワークの取付孔と被締結部材の取付孔との位置決めを行っている。そして、リベットをパイロットピンの上方にセットして下降させ、パイロットピンをアンビル内に押し込みながらワーク及び被締結部材の取付孔にリベットを案内している。ワーク及び被締結部材の取付孔に挿入されたリベットは、底面がアンビルの上端面に押し付けられて塑性変形し、ワークと被締結部材とを締結している（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９１９４５２号公報
【特許文献２】実公平３−３５４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の締結装置は、ワークが壁または天井である場合に、被締結部材がパイロットピンから脱落してしまうため、締結装置を使用することができないという課題があった。従来の締結装置のパイロットピンは、ワーク及び被締結部材に形成された取付孔に挿入されるのみで、ワークに対して被締結部材を保持させるという機能を有していない。このため、従来、ワークが壁または天井である場合には、ワーク及び被締結部材の取付孔を位置決めしたピンと被締結部材とを、作業者が保持していた。そして、作業者は、保持しているピンを抜いてリベットを締結していた。従来、作業者は、この作業をリベットの数だけ繰り返す必要があり、作業の効率が悪かった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被締結部材をワークに対して位置決め保持させた状態で締結することのできる、締結用治具及び締結装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る締結用治具は、シリンダと、シリンダに設けられた凹部内に配置され、先端部がシリンダの軸方向の一端側から突出するパイロットピンとを有し、パイロットピンは、パイロットピンの側壁から径方向に出没可能な脱落防止爪と、脱落防止爪を側壁から出没させる移動機構とを有し、パイロットピンを、ワークの貫通孔及び被締結部材の取付孔に貫通させて、脱落防止爪をパイロットピンの側壁から径方向に突出させることにより、被締結部材が、ワークから脱落することを防止する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、ワークに被締結部材を位置決めした状態で、ワークに対して被締結部材を保持させることのできる締結用治具を提供する。これにより、作業者が被締結部材を保持することなく、ワークに対して被締結部材を締結することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の締結用治具によって、被締結部材が位置決め保持されたワークを示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１の締結用治具の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の締結用治具の側面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う締結用治具を示す断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う締結用治具を示す断面図である。
【図６Ａ】図３のパイロットピンの拡大図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＰ部を、矢印の方向からみた部分拡大図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態１の締結用治具を、ワーク及び被締結部材に取り付ける様子を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態１の締結用治具を、ワーク及び被締結部材に取り付ける様子を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の実施の形態１の締結用治具を、ワーク及び被締結部材に取り付ける様子を示す図である。
【図８】実施の形態１の締結用治具の脱落防止爪の変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１の締結用治具とともに用いられる締結装置を示す図である。
【図１０】図９の締結装置の断面を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の実施の形態１の締結用治具と締結装置を用いてブラインドリベットを打ち込む様子を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施の形態１の締結用治具と締結装置を用いてブラインドリベットを打ち込む様子を示す図である。
【図１１Ｃ】本発明の実施の形態１の締結用治具と締結装置を用いてブラインドリベットを打ち込む様子を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１の締結用治具を用いて、ネジ締めを行う例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の締結用治具の第１変形例を示す図である。
【図１４Ａ】本発明の実施の形態１の締結用治具のパイロットピンの変形例を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａのパイロットピンの脱落防止爪が格納された状態を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の締結用治具の第２変形例を示す図である。
【図１６Ａ】本発明の実施の形態２の締結用治具を示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施の形態２の締結用治具を用いてリベットを締結した状態を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態２の締結用治具に支持部材を取り付けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の締結用治具及び締結装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の締結用治具３によって被締結部材２が位置決め保持されたワーク１に対し、リベット打ち装置である締結装置５を用いてリベット７０を締結する様子を示す図である。図２は、締結用治具３の正面図である。図３は、締結用治具３の側面図である。また、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う締結用治具３の断面図である。そして、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う締結用治具３の断面図である。
【００１１】
図１に示すように、ワーク１は、天板、側壁及び底板を有している。被締結部材２は、板状の部材であり、ワーク１の天板、側壁及び底板に、ブラインドリベットであるリベット７０によって取付けられる。
【００１２】
なお、図１に示すワーク１及び被締結部材２の形状、及びワーク１に対する被締結部材２の取付け位置は、一例である。また、実施の形態１では、締結部材として、ブラインドリベットであるリベット７０を用いているが、締結部材は、ブラインドリベットに限るものではない。例えば締結部材は、後述するように、ソリッドリベットまたはネジであってもよい。さらに、図１では、締結用治具３を、被締結部材２の取付孔２ａ側から挿入し、リベット７０を、ワーク１の貫通孔１ａ側から挿入しているが、締結用治具３とリベット７０との位置関係は逆であってもよい。
【００１３】
被締結部材２は、複数の取付孔２ａを有している。ワーク１には、被締結部材２の複数の取付孔２ａに対応する複数の貫通孔１ａが設けられている。被締結部材２は、各取付孔２ａの中心を、ワーク１の対応する各貫通孔１ａの中心に一致させることによって、ワーク１に対して位置決めされる。そして、各取付孔２ａと各貫通孔１ａとに、締結装置５を用いてリベット７０を挿入し、締結することにより、被締結部材２とワーク１とを結合している。
【００１４】
なお、締結部材は、リベット７０に限るものではない。例えば締結部材は、ネジまたはボルトでもよい。この場合、締結装置５は、リベット打ち装置ではなく、ナットランナーを用いる。
【００１５】
被締結部材２を、ワーク１の天井及び側壁に取付ける場合には、被締結部材２が落下しないように保持しなければならない。実施の形態１の締結用治具３は、図１に示すように、ワーク１と被締結部材２とを、位置決めした状態で保持しておくことができる。
【００１６】
図２は、締結用治具３の正面図であり、図３は、締結用治具３の側面図である。また、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であり、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【００１７】
締結用治具３は、円筒状のシリンダ３１と、シリンダ３１に内蔵され、シリンダ３１に対して軸方向に移動して、先端部がシリンダ３１の軸方向の一端側から出没する円筒状のパイロットピン３２とを有している。
【００１８】
図４に示すように、シリンダ３１は、一端側が開放された円筒状の凹部３１ｂを有している。凹部３１ｂには、付勢部材としての圧縮コイルばね３１１と、パイロットピン３２とが配置されている。パイロットピン３２は、凹部３１ｂ内で、軸方向に移動可能となっている。圧縮コイルばね３１１は、パイロットピン３２を、凹部３１ｂから突出する方向に常時付勢しており、付勢部材として機能している。
【００１９】
シリンダ３１の一端側には、環状の磁石３５が取り付けられている。磁石３５には、ネオジム、フェライト、サマリウムコバルト、アルニコ磁石などが用いられる。ワーク１または被締結部材２が磁性体である場合には、磁石３５によって、締結用治具３をワーク１または被締結部材２に吸着させることができる。よって、ワーク１が壁などの場合には、パイロットピン３２にかかる負荷を軽減することができる。
【００２０】
パイロットピン３２は、先端部がテーパ状に形成されている。これにより、パイロットピン３２をワーク１の貫通孔１ａ及び被締結部材２の取付孔２ａに挿入する作業がし易くなっている。
【００２１】
また、パイロットピン３２は、パイロットピン３２の円筒状の側壁から径方向に出没する一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂと、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂを側壁から出没させる移動機構とを有している。締結用治具３は、パイロットピン３２を、ワーク１の貫通孔１ａ及びワーク１に位置決めされた被締結部材２の取付孔２ａを貫通させて、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂとシリンダ３１の一端側との間に、ワーク１及び被締結部材２を保持する。
【００２２】
図５に示すように、シリンダ３１の筒状の側壁には、軸方向に複数のネジ穴３１ａが設けられている。複数のネジ穴３１ａのうちの１つには、ネジ４０がねじ込まれている。ネジ４０は、シリンダ３１の筒状の側壁を貫通して、凹部３１ｂ内に突出している。パイロットピン３２の側壁には、軸方向に沿って、細長い切欠き３２１が形成されている。ネジ４０の先端部は、パイロットピン３２の切欠き３２１を通過して、パイロットピン３２の内部に突出している。
【００２３】
これにより、ネジ４０は、パイロットピン３２の、シリンダ３１からの抜け落ちを防止するストッパの働きをしている。また、ネジ４０を挿入するネジ穴３１ａを変更することによって、パイロットピン３２の、シリンダ３１からの突出量を変えることができる。これにより、ワーク１及び被締結部材２の厚みに応じて、シリンダ３１の軸方向の一端側から脱落防止爪３３ａ，３３ｂまでの距離を変更することができる。
【００２４】
図６Ａは、図４のパイロットピン３２の拡大図である。また、図６Ｂは、図６ＡのＰ部を、矢印の方向からみた部分拡大図である。
【００２５】
一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂは、それぞれ脱落防止爪ガイド３３１ａ，３３１ｂに沿って移動し、パイロットピン３２の側壁から出没する。図６Ｂに示すように、脱落防止爪３３ａの先端部には、凸部３３ｃが形成されている。脱落防止爪ガイド３３１ａは、長手方向に垂直な断面が、凸部３３ｃを囲むＣ字状に形成されている。なお、ここでは、脱落防止爪３３ａについて説明するが、脱落防止爪３３ｂについても同様である。
【００２６】
凸部３３ｃは、脱落防止爪ガイド３３１ａのＣ字状の溝の中を、脱落防止爪ガイド３３１ａに沿って移動可能である。また、凸部３３ｃは、この脱落防止爪ガイド３３１ａのＣ字状の溝によって、脱落防止爪ガイド３３１ａから離れないように拘束されている。これにより、脱落防止爪３３ａが脱落防止爪ガイド３３１ａから離脱することを防止している。
【００２７】
一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂを移動させる移動機構は、ロッド３４と、リンク機構３６と、圧縮コイルばね３７とによって構成されている。
【００２８】
ロッド３４は、ロッドガイド３４１によって支持されている。ロッドガイド３４１の一端側は、パイロットピン３２の内壁に固定されている。ロッドガイド３４１の他端側は、パイロットピン３２の内壁から径方向内側に延出している。そして、ロッドガイド３４１の他端側は、ロッド３４を、パイロットピン３２の径方向中央部に位置決めしている。これにより、ロッド３４は、パイロットピン３２の径方向中央部において、軸方向にのみ移動可能となっている。
【００２９】
ロッド３４の一端側は、パイロットピン３２の先端部に形成された貫通孔から、パイロットピン３２の外部に出没可能となっている。ロッド３４の他端側は、リンク機構３６の接続部Ｊ１に接続されている。
【００３０】
リンク機構３６は、アーム３６１とアーム３６２とによって構成されている。アーム３６１の他端側とアーム３６２の他端側とは、パイロットピン３２の径方向中央部に設けられた接続部Ｊ１において、互いに回転可能に連結されている。脱落防止爪３３ａは、アーム３６１の一端側に、回転可能に接続されている。脱落防止爪３３ｂは、アーム３６２の一端側に、回転可能に接続されている。
【００３１】
圧縮コイルばね３７は、一端側がパイロットピン３２の底部に固定されている。圧縮コイルばね３７の他端側は、接続部Ｊ１に接続されている。これにより、ロッド３４は、圧縮コイルばね３７によって、パイロットピン３２から突出する方向に付勢されている。
【００３２】
また、アーム３６１の一端側及びアーム３６２の一端側は、圧縮コイルばね３７によって、パイロットピン３２の径方向外側に向かって付勢されている。そして、アーム３６１の一端側に接続された脱落防止爪３３ａ及びアーム３６２の一端側に接続された脱落防止爪３３ｂは、対応する脱落防止爪ガイド３３１に沿って、パイロットピン３２の先端部側に付勢されている。
【００３３】
以上のように移動機構を構成することにより、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂ、及びロッド３４の一端側は、常時パイロットピン３２の外部に突出している。そして、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂは、外部から押圧されると、圧縮コイルばね３７の付勢力に逆らって、パイロットピン３２の内部に向かって移動する。
【００３４】
これにより、パイロットピン３２をワーク１の貫通孔１ａまたは被締結部材２の取付孔２ａに挿入する場合には、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂは、貫通孔１ａまたは取付孔２ａの内壁に押圧されて、パイロットピン３２の内部に向かって、脱落防止爪ガイド３３１ａ，３３１ｂに沿って移動する。そして、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂは、貫通孔１ａまたは取付孔２ａを通過すると、圧縮コイルばね３７の復元力によって付勢され、パイロットピン３２の外部に、脱落防止爪ガイド３３１ａ，３３１ｂに沿って突出する。
【００３５】
また、ロッド３４の一端側が、外部から軸方向に押圧された場合には、接続部Ｊ１が、圧縮コイルばね３７を圧縮しながら凹部３１ｂの底部の方向に移動する。すると、アーム３６１の他端側及びアーム３６２の他端側が凹部３１ｂの底部の方向に引っ張られる。そして、アーム３６１の一端側に接続された脱落防止爪３３ａ及びアーム３６２の一端側に接続された脱落防止爪３３ｂがパイロットピン３２の内部に引っ張られる。これにより、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂは、パイロットピン３２の内部に向かって、脱落防止爪ガイド３３１ａ，３３１ｂに沿って移動する。
【００３６】
このように、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂは、直接外部から押圧された場合、及びロッド３４の一端側が軸方向に押圧された場合に、パイロットピン３２の内部に格納されるように移動する。
【００３７】
ここで、締結用治具３を用いて、被締結部材２を、ワーク１に位置決めした状態で保持するまでの手順を、図７Ａ〜図７Ｃを用いて説明する。
【００３８】
まず、ワーク１に被締結部材２を位置決めする。図７Ａに示すように、ワーク１の貫通孔１ａに、被締結部材２の取付孔２ａの位置を合わせて、被締結部材２をワーク１に重ねる。次に、重ね合わされたワーク１の貫通孔１ａ及び被締結部材２の取付孔２ａに、締結用治具３のパイロットピン３２の先端部を挿入する。
【００３９】
パイロットピン３２の側壁から突出した一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂが、ワーク１に接触したら、締結用治具３をワーク１に押し付ける。すると、図７Ｂに示すように、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂが、圧縮コイルばね３７の付勢力に逆らって、パイロットピン３２の内部に格納される。
【００４０】
さらに締結用治具３をワーク１に押し付けると、パイロットピン３２の先端部がワーク１及び被締結部材２を貫通する。そして、シリンダ３１の一端側に取り付けられた磁石３５の表面が、ワーク１に接触する。このとき、ワーク１が磁性体であれば、磁石３５の表面が、ワーク１に吸着する。これにより、締結用治具３がワーク１に固定される。
【００４１】
図７Ｃに示すように、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂがワーク１の貫通孔１ａ及び被締結部材２を貫通すると、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂは、圧縮コイルばね３７の復元力によって、パイロットピン３２の側壁から再度突出する。以上により、ワーク１及び被締結部材２は、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂと、シリンダ３１の一端側との間に保持される。
【００４２】
このように、実施の形態１の締結用治具３は、シリンダ３１と、シリンダ３１の凹部３１ｂに配置されて、シリンダ３１に対して軸方向に移動して、先端部がシリンダ３１の軸方向の一端側から出没するパイロットピン３２と、凹部３１ｂに配置され、パイロットピン３２の先端部をシリンダ３１のから突出する方向に常時付勢する圧縮コイルばね３１１とを有している。また、締結用治具３のパイロットピン３２は、パイロットピン３２の側壁から径方向外側に出没する一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂと、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂをパイロットピン３２の側壁から出没させる移動機構とを有している。そして、締結用治具３は、パイロットピン３２を、ワーク１の取付孔２ａ及びワーク１に位置決めされた被締結部材２の取付孔２ａに貫通させて、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂと、シリンダ３１の一端側との間に、ワーク１及び被締結部材２を保持している。
【００４３】
これにより、実施の形態１の締結用治具３は、被締結部材２を、ワーク１に位置決めした状態で保持することができる。よって、ワーク１が天井又は壁などであっても、作業者が被締結部材２を保持することなく、被締結部材２をワーク１に対して位置決めして保持することができる。
【００４４】
なお、図３〜図７Ｃに記載した一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂの形状は、パイロットピン３２の径方向外側に凸となる円弧状に形成されていたが、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂの形状は、これに限るものではない。例えば、脱落防止爪の形状は、図８に示す変形例の脱落防止爪３３Ｅのように、Ａ〜Ｄを頂点とする台形状であってもよい。
【００４５】
変形例の脱落防止爪３３Ｅの辺ＡＢは、脱落防止爪ガイド３３１ａの傾斜方向と平行である。また、辺ＡＢの長さと、脱落防止爪ガイド３３１ａのＥＦの長さは同じである。脱落防止爪３３Ｅの形状をこのような形状とすることによって、脱落防止爪３３Ｅを、スムーズにパイロットピン３２の内部に格納させることができる。
【００４６】
図９は、実施の形態１の締結用治具３とともに用いられる、締結装置５の先端部の側面図である。また、図１０は、図９の軸方向の断面図である。
【００４７】
締結装置５の先端部は、リベット７０を保持する円筒状の保持部５１と、圧縮コイルばね５２と、環状の磁石５３とを有している。
【００４８】
図１０に示すように、保持部５１は、内部に筒状の空間部５１ａを有している。空間部５１ａは、保持部５１の軸方向の一端側に開口部５１ｂを有している。空間部５１ａには、リベット７０の芯棒７０ａを把持するチャック５４が、軸方向に移動可能に配置されている。
【００４９】
リベット７０の芯棒７０ａは、保持部５１の開口部５１ｂから空間部５１ａに挿入される。空間部５１ａに根元まで挿入された芯棒７０ａは、先端部がチャック５４によって把持される。これにより、リベット７０は、締結装置５の保持部５１に保持される。
【００５０】
圧縮コイルばね５２は、保持部５１に保持されるリベット７０と同心に配置され、リベット７０を囲むようにして、一端側が保持部５１の端部に固定されている。磁石５３は、締結用治具３の磁石３５の表面と引き合う磁極を有する面を、圧縮コイルばね５２と反対側に向けた状態で、圧縮コイルばね５２の他端側に取付けられている。圧縮コイルばね５２の他端側は保持部５１に固定されていないため、磁石５３は、圧縮コイルばね５２の伸縮に伴って軸方向に移動可能である。
【００５１】
次に、図１０と図１１Ａ〜図１１Ｃを参照しながら、締結装置５を用いて、ワーク１と被締結部材２とをリベット７０によって締結する手順について説明する。なお、被締結部材２は、あらかじめ図７Ａ〜図７Ｃの手順に従って、締結用治具３によりワーク１に対して位置決め保持されているものとする。
【００５２】
最初に、図１０に示すように、締結装置５の保持部５１に、リベット７０をセットする。リベット７０の芯棒７０ａの先端部を、保持部５１の開口部５１ｂから空間部５１ａに挿入する。芯棒７０ａが根元まで挿入し、リベット７０の頭部を開口部５１ｂに突き当てる。次に、芯棒７０ａの先端部を、チャック５４で把持する。これにより、リベット７０が保持部５１に保持される。
【００５３】
次に、図１１Ａに示すように、締結装置５の環状の磁石５３を、締結用治具３のパイロットピン３２の先端部に被せるようにして、被締結部材２に近づける。すると、締結用治具３の磁石３５と締結装置５の磁石５３とが、ワーク１及び被締結部材２を介して互いに引き付け合う。次に、磁石５３を被締結部材２に突き当て、磁石３５と磁石５３との間に働く磁力によって、磁石５３を被締結部材２に吸着させる。そして、ワーク１と被締結部材２とを、磁石３５の表面と磁石５３の表面とによって挟持して、密着させる。これにより、保持部５１に保持しているリベット７０の底部７０ｂと、パイロットピン３２の先端部とが向き合う。
【００５４】
ここで、ワーク１及び被締結部材２を間に挟んだ状態での、磁石３５と磁石５３との間の吸引力は、ワーク１及び被締結部材２の材質及び厚さによって異なってくる。よって、磁石３５及び磁石５３の適切な残留磁束密度と面積は、ワーク１及び被締結部材２の材質及び厚さに基づいて決定される必要がある。残留磁束密度は、磁石の素材固有の特性値で、磁石の種類及びグレードによって決まっている。一般的には、残留磁束密度が大きい磁石材料の方が、小さくて強力な磁石を作ることが出来る。
【００５５】
次に、圧縮コイルばね５２を圧縮させながら、締結装置５の保持部５１を、パイロットピン３２に向かって前進させる。そして、保持部５１に保持されているリベット７０の底部７０ｂを、パイロットピン３２の先端部から突出しているロッド３４の先端部に突き当てる。保持部５１をさらに前進させて、リベット７０の底面によって、ロッド３４の先端部をパイロットピン３２の内部に押し込む。
【００５６】
すると、圧縮コイルばね３７が圧縮されて、移動機構の接続部Ｊ１がパイロットピン３２の後端部側に移動する。そして、接続部Ｊ１に接続されたアーム３６１の他端側及びアーム３６２の他端側が、パイロットピン３２の後端部側に移動する。これに伴って、アーム３６１の一端側に接続された脱落防止爪３３ａと、アーム３６２の一端側に接続された脱落防止爪３３ｂとが、パイロットピン３２の内部に格納される。
【００５７】
ここで、シリンダ３１の凹部３１ｂに配置された圧縮コイルばね３１１のばね定数は、ロッド３４を付勢している圧縮コイルばね３７のばね定数よりも大きい。よって、ロッド３４の一端側が軸方向に押圧された場合には、圧縮コイルばね３７のみが圧縮されて、圧縮コイルばね３１１は圧縮されない。圧縮コイルばね３１１は、パイロットピン３２が軸方向に押圧された場合にのみ圧縮される。
【００５８】
また、締結用治具３の磁石３５と締結装置５の磁石５３とが引き合う力は、圧縮コイルばね３１１の復元力よりも大きい。よって、パイロットピン３２の先端部がリベット７０の底部７０ｂによって押圧されたとしても、圧縮コイルばね３１１が圧縮可能な範囲内であれば、締結用治具３がワーク１から離脱することはない。従って、ワーク１と被締結部材２との位置が逆であって、締結用治具３が被締結部材２に取り付けられている場合であっても、締結用治具３が被締結部材２とともにワーク１から離脱することはない。
【００５９】
次に、保持部５１をさらに前進させて、パイロットピン３２の先端部に、リベット７０の底面を押し付ける。そして、圧縮コイルばね３１１を圧縮させながら、パイロットピン３２を、シリンダ３１の凹部３１ｂへと押し込む。
【００６０】
すると、パイロットピン３２の先端部が、ワーク１の貫通孔１ａ及び被締結部材２の取付孔２ａから抜ける。そして、図１１Ｂに示すように、ワーク１の貫通孔１ａ及び被締結部材２の取付孔２ａには、リベット７０の底部７０ｂが挿入される。
【００６１】
リベット７０の底部７０ｂが完全に挿入され、リベット７０の頭部が被締結部材２に突き当たったら、締結装置５のチャック５４を後退させる。そして、図１１Ｃに示すように、リベット７０の芯棒７０ａを引張り、リベット７０の底部７０ｂを変形させる。
【００６２】
図１１Ｃでは、変形したリベット７０の底部７０ｂが、径方向外側に突出している。しかし、シリンダ３１の一端側には、逃げ部３１ｃが形成されているので、リベット７０の底部７０ｂは、凹部３１ｂの内壁と干渉しない。
【００６３】
次に、チャック５４をさらに後退させて、芯棒７０ａをリベット７０の頭部から離脱させる。次に、締結装置５を被締結部材２から離す。そして、締結用治具３をワーク１から取り除く。以上により、ワーク１への被締結部材２の締結が完了する。
【００６４】
なお、実施の形態１では、締結用治具３を、リベット７０による締結に用いたが、締結用治具３を用いた締結は、リベット７０による締結に限られるものではない。例えば、図１２に示すように、締結用治具３は、ネジ７１による締結に用いてもよい。この場合、締結装置としては、ナットランナーである締結装置５Ａを用いる。締結装置５Ａは、締結装置５と同様に、先端部に圧縮コイルばね５２Ａと磁石５３Ａとを備えている。そして、締結装置５Ａは、先端部に、ネジ締め用のドライバー５５を備えている。
【００６５】
また、実施の形態１の締結用治具３では、脱落防止爪３３ａ，３３ｂの移動機構を、リンク機構３６、ロッド３４、及び付勢部材としての圧縮コイルばね３７によって構成していたが、移動機構の構成は、これに限るものではない。例えば、図１３に示す第１変形例の締結用治具３Ａのように、付勢部材なしで構成してもよい。
【００６６】
第１変形例の締結用治具３Ａは、ロッド３４Ａの後端側を延長して、シリンダ３１の底部に設けた貫通孔から突出させている。そして、シリンダ３１の後方から、手動でロッド３４Ａを移動することができるようにしている。これにより、手動でロッド３４Ａを移動させて、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂをパイロットピン３２の側壁から出没させることが可能となる。
【００６７】
すなわち、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂをパイロットピン３２の内部に格納した状態で、パイロットピン３２をワーク１の貫通孔１ａ及び被締結部材２の取付孔２ａに挿入することができる。よって、ワーク１の貫通孔１ａ及び被締結部材２の取付孔２ａに、脱落防止爪３３ａ，３３ｂを接触させることなく、パイロットピン３２を挿入することが可能となる。
【００６８】
また、実施の形態１の締結用治具３では、一対の脱落防止爪３３ａ，３３ｂの移動機構を、ロッド３４とリンク機構３６とによって構成していたが、脱落防止爪３３ａ，３３ｂの移動機構は、これに限るものではない。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示す変形例のパイロットピン３２Ａのように、脱落防止爪３８を、ラック・アンド・ピニオン機構によって移動させてもよい。
【００６９】
図１４Ａに示すように、パイロットピン３２Ａのロッド３４Ｂには、ラックＲ１が形成されている。また、パイロットピン３２Ａの脱落防止爪３８には、ラックＲ２が形成されている。そして、パイロットピン３２Ａの中央部付近には、ピニオンギヤ３３４が配置されている。ピニオンギヤ３３４には、ラックＲ１と噛み合う第１ギヤＧ１と、ラックＲ２と噛み合う第２ギヤＧ２とが、同心に設けられている。
【００７０】
図１４Ｂは、ロッド３４Ｂが圧縮コイルばね３７を圧縮して、パイロットピン３２Ａの内部に押し込まれた状態を示している。ロッド３４Ｂがパイロットピン３２Ａの内部に押し込まれると、ロッド３４Ｂに形成されたラックＲ１がパイロットピン３２Ａの底部側に移動する。そして、ラックＲ１と噛み合う第１ギヤＧ１が回転し、ピニオンギヤ３３４が時計方向に回転する。
【００７１】
ピニオンギヤ３３４が時計方向に回転すると、ピニオンギヤ３３４に設けられた第２ギヤＧ２も時計方向に回転する。そして、第２ギヤＧ２と噛み合うラックＲ２が、パイロットピン３２Ａの径方向内側に移動する。これにより、ラックＲ２が形成された脱落防止爪３８は、パイロットピン３２Ａに格納される方向に移動する。
【００７２】
ロッド３４Ａを押圧する力を取り除くと、圧縮コイルばね３７の復元力によって、ロッド３４Ａは、パイロットピン３２Ａから突出する方向に移動する。これに伴ってピニオンギヤ３３４が半時計方向に回転し、脱落防止爪３８はパイロットピン３２Ａの側壁から突出する。
【００７３】
なお、第１変形例の締結用治具３Ａと同様に、ロッド３４Ｂの後端側を延長してもよい。図１５に示す第２変形例の締結用治具３Ｂは、ロッド３４Ｂの後端側を延長してロッド３４Ｃとし、シリンダ３１の底部から突出させたものである。
【００７４】
実施の形態２．
図１６Ａ及び図１６Ｂは、実施の形態２の締結用治具３Ｃを示す図である。実施の形態２の締結用治具３Ｃは、シリンダ３１Ａの凹部３１ｂに段部３１ｄを有する点が、実施の形態１の締結用治具３とは異なる。また、実施の形態２の締結用治具３Ｃは、ソリッドリベットまたは中空リベットを用いた締結に使用される。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００７５】
図１６Ａに示すように、パイロットピン３２は、締結装置５Ｂが保持するリベット７２の底部７２ｂに押圧されて、シリンダ３１Ａの凹部３１ｂ内に押し込まれる。凹部３１ｂには、段部３１ｄが形成されているため、パイロットピン３２は、段部３１ｄに突き当たって停止する。このように、段部３１ｄは、パイロットピン３２の、凹部３１ｂの底方向への移動を規制するストッパの働きをしている。
【００７６】
パイロットピン３２の移動が、段部３１ｄによって停止された状態で、さらに締結装置５Ｂによって、リベット７２の底部７２ｂをパイロットピン３２の先端部に押し付ける。すると、図１６Ｂに示すように、リベット７２の底部７２ｂが、パイロットピン３２の先端部によって潰される。
【００７７】
パイロットピン３２の先端部の表面積は、リベット７２の底部７２ｂの表面積よりも小さい。このため、リベット７２の底部７２ｂは、パイロットピン３２の先端部によって陥没し、径方向外側に拡がる。シリンダ３１Ａの一端側には、逃げ部３１ｃが形成されているため、リベット７２の底部７２ｂが径方向外側に拡がっても、凹部３１ｂの内壁と干渉することはない。
【００７８】
以上のように、実施の形態２の締結用治具３Ｃは、シリンダ３１Ａの凹部３１ｂに、段部３１ｄを有している。そして、パイロットピン３２の凹部３１ｂ内への移動を、段部３１ｄによって規制している。さらに、凹部３１ｂ内で停止したパイロットピン３２の先端部を、アンビルとして用いている。これにより、ソリッドリベットまたは中空リベットであるリベット７２の底部７２ｂを、パイロットピン３２の先端部で変形させることができる。よって、実施の形態２の締結用治具３Ｃは、ソリッドリベットまたは中空リベット用いた、ワーク１と被締結部材２との締結を行なうことができる。
【００７９】
なお、パイロットピン３２をアンビルとして用いる場合、締結用治具３Ｃには、ワーク１及び被締結部材２から離脱する方向に大きな力が働く。このときの力は、締結用治具３Ｃの磁石３５Ｃと、締結装置５Ａの磁石５３Ａとが引き合う力よりも大きい。よって、図１７に示すように、締結用治具３Ｃの後方を、支持部材８０で支持するとよい。
【００８０】
支持部材８０は、磁性体で形成されており、ボルト４１によって土台９０に固定されている。締結用治具３Ｃを用いて、ワーク１と被締結部材２とを位置決め保持した後、ワーク１及び被締結部材２を、締結用治具３Ｃとともに支持部材８０の近くに移動する。そして、締結用治具３Ｃの後方を、支持部材８０に突き当てる。締結用治具３Ｃは、シリンダ３１の底部に磁石３９を有している。この締結用治具３Ｃの磁石３９を、支持部材８０に吸着させる。これにより、締結用治具３Ｃを、ワーク１及び被締結部材２から離脱させることなく、ワーク１に被締結部材２を締結することができる。
【００８１】
なお、実施の形態２では、支持部材８０を、土台９０にボルト４１を用いて固定したが、支持部材８０の土台９０への固定方法は、これに限るものではない。例えば、支持部材８０は、磁石、吸盤、マジックテープ（登録商標）などを用いて土台９０に固定してもよい。これにより、ワーク１を移動しなくても、支持部材８０を締結用治具３Ｃの後方に取り付けることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  ワーク、１ａ  貫通孔、２  被締結部材、２ａ  取付孔、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  締結用治具、５，５Ａ，５Ｂ  締結装置、３１，３１Ａ  シリンダ、３１ａ  ネジ穴、３１ｂ  凹部、３１ｃ  逃げ部、３１ｄ  段部、３２，３２Ａ  パイロットピン、３２１  切欠き、３３ａ，３３ｂ，３３Ｅ，３８脱落防止爪、３３ｃ  凸部、３３１ａ，３３１ｂ  脱落防止爪ガイド、３３４  ピニオンギヤ、３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ  ロッド、３４１  ロッドガイド、３５，３５Ｃ  磁石（第１の磁石）、３９  磁石、５３，５３Ａ，５３Ｂ  磁石（第２の磁石）、３６  リンク機構、３６１，３６２  アーム、３７，５２，５２Ａ，５２Ｂ  圧縮コイルばね、３１１  圧縮コイルばね（付勢部材）、４０  ネジ、４１  ボルト、５１  保持部、５１ａ  空間部、５１ｂ  開口部、５４  チャック、５５  ドライバー、７０，７２  リベット、７０ａ  芯棒、７０ｂ  底部、７１  ネジ、８０  支持部材、９０  土台、Ｇ１  第１ギヤ、Ｇ２  第２ギヤ、Ｊ１  接続部、Ｒ１，Ｒ２  ラック。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
2019136811.tif 000009
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
2019136811.tif 000019
【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
2019136811.tif 000023
【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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