(57)【要約】自動穿孔リベット締結装置のダイ１８は、自動穿孔リベット１の脚部５の中空部分を受ける中央ピン２５と、中央ピン２５の外周側に、自動穿孔リベットの脚部先端の半径方向外方への変形をガイドする凹部２６が形成されたダイ本体２７とから成り、中央ピン２５とダイ本体２７とは、パンチ１４に向う中央ピン２５の軸方向に沿って相対的に移動可能に支持され、パンチ１４によって押圧された自動穿孔リベット１が被締結部材２，３に打込まれてその脚部先端が受側の被締結部材３を穿通し始めるとき、中央ピン２５が受側の被締結部材３のダイ側の面に当接するように、中央ピン２５をダイ本体２７に対して相対的に移動させる皿ばね４１を有する。被締結部材の打込方向の制約を減少し又は解消する。
2003061869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径の頭部と該頭部から垂下する中空の脚部とを有する自動穿孔リベットを複数の被締結部材に打込むパンチとダイを有し、前記自動穿孔リベットを前記被締結部材に打込むと、前記脚部が被締結部材を穿通しつつ脚部先端が半径方向外方に拡がるように変形させられ且つ該脚部先端は上記ダイに隣接する受側の被締結部材を貫通せずにその中に留まるように打込まれ、前記変形拡開脚部と前記頭部とによって前記複数の被締結部材を相互に連結する、自動穿孔リベット締結装置において、
前記ダイは、前記自動穿孔リベットの脚部の中空部分を受ける位置にあって前記パンチに向けて延びる中央ピンと、該中央ピンの外周側に、前記自動穿孔リベットの脚部先端の半径方向外方への変形をガイドする凹部が形成されたダイ本体とから成り、前記中央ピンと前記ダイ本体とは、前記パンチに向う中央ピンの軸方向に沿って相対的に移動可能に支持されており、前記パンチによって押圧された自動穿孔リベットが前記被締結部材に打込まれてその脚部先端が前記受側の被締結部材を穿通し始めるとき、前記中央ピンが該受側の被締結部材のダイ側の面に当接するように、該中央ピンを前記ダイ本体に対して相対的に移動させる手段を有することを特徴とする自動穿孔リベット締結装置。
【請求項２】
Ｃ型フレームを備え、前記パンチは、前記Ｃ型フレームの一端に、該Ｃ型フレームの他端に向けて移動可能に取付けられ、前記ダイは、前記Ｃ型フレームの他端に、前記パンチによって打込まれる自動穿孔リベットを受けるように該パンチに対向して取付けられ、前記ダイ本体は、前記Ｃ型フレームの前記他端に、前記中央ピンの軸方向に移動可能に支持されており、前記中央ピンは、前記Ｃ型フレームの前記他端に前記ダイ本体を貫通しピンの先端が前記パンチに向けて突出するように固着されており、前記中央ピンをダイ本体に対して相対的に移動させる手段は、前記ダイ本体と前記Ｃ型フレームの間に設けられて前記ダイ本体を前記パンチ側に付勢するばね手段であることを特徴とする請求項１に記載の自動穿孔リベット締結装置。
【請求項３】
前記可動のダイ本体は、パンチ側の大径の筒状部分と、前記Ｃ型フレームの前記他端の取付穴の中をスライドする小径の筒状部分とから成り、両筒状部分の中心には前記中央ピンをスライド可能に受け入れる穴が貫通している、中空の筒状体として形成されており、前記ばね手段は、前記大径筒状部分と前記Ｃ型フレームの間に設けられた皿ばねで成り、該皿ばねの付勢力は、前記パンチによって打込まれた自動穿孔リベットの脚部先端が被締結部材を穿通して前記受側の被締結部材に進入するときまでは、前記可動のダイ本体をパンチ側に付勢するが、前記パンチによって前記自動穿孔リベット脚部を前記受側の被締結部材に穿通し始める強い押圧力が加わると前記ダイ本体がＣ型フレーム側へ移動して、前記中央ピンが該受側の被締結部材のダイ側の面に当接するのを可能にするばね力であることを特徴とする請求項２に記載の自動穿孔リベット締結装置。
【請求項４】
前記Ｃ型フレームの前記他端には、前記ダイ本体の前記小径筒状部分をスライド可能に収容する取付穴が形成されており、該Ｃ型フレームの他端には、更に、前記パンチと反対側において前記取付穴に続く大径の中央ピン収容穴が形成されており、前記取付穴には、前記ダイ本体が、前記小径筒状部分においてスライド可能に取付けられており、前記中央ピン収容穴には内壁に雌ねじが形成されており、該中央ピン収容穴には、前記中央ピンが前記雌ねじへの螺合によって取付けられていることを特徴とする請求項３に記載の自動穿孔リベット締結装置。
【請求項５】
Ｃ型フレームを備え、前記パンチは、前記Ｃ型フレームの一端に、該Ｃ型フレームに他端に向けて移動可能に取付けられ、前記ダイは、前記Ｃ型フレームの他端に、前記パンチによって打込まれる自動穿孔リベットを受けるように該パンチに対向して取付けられ、前記ダイ本体は、Ｃ型フレームの前記他端に固着され、該ダイ本体には、前記中央ピンを、該ピンの先端がダイ本体を貫通し前記パンチに向けて突出するように収容する中央ピン収容室が形成され、前記中央ピンは、前記中央ピン収容室の中に該ピンの軸方向に沿って移動可能に支持されており、前記中央ピンをダイ本体に対して相対的に移動させる手段は、油圧又は空圧によって中央ピンを前記パンチ側に付勢する油圧又は空圧手段であることを特徴とする請求項１に記載の自動穿孔リベット締結装置。
【請求項６】
前記油圧又は空圧手段は、前記パンチによって打込まれた自動穿孔リベットの脚部先端が前記被締結部材を穿通して前記受側の被締結部材に進入するときまでは、前記中央ピンを移動させないが、前記パンチによって前記自動穿孔リベット脚部を前記受側の被締結部材に穿通し始める強い押圧力が加わると、前記中央ピンを前記受側の被締結部材のダイ側の面に当接させるように動作することを特徴とする請求項５に記載の自動穿孔リベット締結装置。
【請求項７】
大径の頭部と該頭部から垂下する中空の脚部とからなる自動穿孔リベットの該中空脚部を締結変形させるダイと、このダイに向かって進退するパンチとを備え、前記ダイは、外筒体と、この外筒体の内周面に内接し該外筒体の前後方向に沿って移動可能な内筒体と、この内筒体の内周面に内接し該内筒体の前後方向に沿って移動可能で且つ先端部中央に隆起部を有する中央ピンとを備えるとともに、このダイは、前記内筒体をその前後方向に移動させる内筒体移動手段と、前記中央ピンをその前後方向に移動させる中央ピン移動手段に連結され、これら各移動手段は前記パンチの動きに個別に連動し、前記自動穿孔リベットが被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）の全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材（６３）を打ち抜くまでは、前記内筒体の先端、中央ピンの隆起部先端、及び外筒体の先端を互いに略同一平面上に位置させ、前記自動穿孔リベットが被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）の全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材（６３）を打ち抜いたら、前記内筒体と中央ピンを個別に設定された後方所定位置まで移動させそこで停止させると共にこの時の内筒体と中央ピンの移動速度は前記パンチの移動速度に略合わせた速度とされ、これら内筒体と中央ピンがそれぞれの前記所定位置に到達したとき、前記中央ピンの先端部周縁と前記内筒体の先端が略同一平面上に位置することを特徴とする自動穿孔リベット締結装置。
【請求項８】
前記内筒体移動手段及び中央ピン移動手段はそれぞれ、前記パンチの動きを前記内筒体或いは中央ピンの前後方向の動きに変換するリンク機構及びカム機構から構成されていることを特徴とする請求項７に記載の自動穿孔リベット締結装置。
【請求項９】
前記内筒体の後方停止位置及び前記中央ピンの後方停止位置を、前記被締結部材の厚み或いは自動穿孔リベットの全長のうちの少なくともいずれか一方の条件に応じて設定・変更する停止位置設定手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載の自動穿孔リベット締結装置。
【請求項１０】
大径の頭部と該頭部から垂下する中空の脚部とからなる自動穿孔リベットの該中空脚部を締結変形させるダイであって、このダイは、外筒体と、この外筒体の内周面に内接し該外筒体の前後方向に沿って移動可能な内筒体と、この内筒体の内周面に内接し該内筒体の前後方向に沿って移動可能で且つ先端部中央に隆起部を有する中央ピンとを備え、前記内筒体は、このダイに連結された内筒体移動手段によって前後方向に移動され、前記中央ピンは、このダイに連結された中央ピン移動手段によって前後方向に移動され、これら各移動手段は前記パンチの動きに個別に連動し、前記自動穿孔リベットが被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）の全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材（６３）を打ち抜くまでは、前記内筒体の先端、中央ピンの隆起部先端、及び外筒体の先端を互いに略同一平面上に位置させ、前記自動穿孔リベットが被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）の全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材（６３）を打ち抜いたら、前記内筒体と中央ピンを個別に設定された後方所定位置まで移動させると共にこの時の内筒体と中央ピンの移動速度は前記パンチの移動速度に略合わせた速度とされ、これら内筒体と中央ピンがそれぞれの前記所定位置に到達したとき、前記中央ピンの先端部周縁と前記内筒体の先端が略同一平面上に位置することを特徴とするダイ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、自動穿孔リベット締結装置およびこの締結装置で用いられるダイに関し、特に、自動車組立て等の板金組立作業（特にアルミニウムボデーの組立作業）で、複数枚の板部材（又は板部材と部品）である被締結部材を相互に締結することができる自動穿孔リベット締結技術に関する。
背景技術
自動穿孔リベット締結装置の１例が、特表平８−５０５０８７号公報に記載されている。その図１には、自動穿孔リベットの１例が示されている。自動穿孔リベットは、大径の頭部と該頭部から垂下する中空の脚部とを有し、締結装置のパンチとダイによって、例えば２枚のボデーパネルである被締結部材に打ち込まれると、脚部はパネルを穿通しつつ脚部の先端が拡がるように変形し、この変形拡開脚部と大径の頭部とによって両被締結部材が相互に連結される。自動穿孔リベットは、溶接に不向きなアルミニウムボデーパネルの連結に適しており、現在軽量化が進められている自動車のボデーではアルミニウムボデーが採用され、自動穿孔リベットの需要は増大している。特に、自動穿孔リベットは、パンチ側の被締結部材は穿通するが、ダイに隣接する受側の被締結部材を貫通せずにその中に留まるように打込まれるので、これによって、受側の被締結部材の表面には自動穿孔リベット穿通穴が形成されない。そのため、受側の被締結部材への密封性が損なわれず、また外観がそのまま維持される利点がある。
現在の自動穿孔リベットの打込みでは、パンチからの打込方向においてパンチ側の被締結部材の厚さが、ダイに隣接する受側の被締結部材より厚い場合、自動穿孔リベット脚部が受側の被締結部材に斜めに穿通してできる半径方向の穿通長さすなわちアンダーカット量が少なく、十分な結合強度が得られないことがあった。その様子を第１図に示す。第１図は、自動穿孔リベット１が、２枚の被締結部材２及び３に打込まれて、パンチ側の被締結部材２（図示の例では１枚であるが複数枚あってもよい）とダイに隣接する受側の被締結部材３を締結する様子を示している。自動穿孔リベット１は、大径の頭部４と該頭部から垂下する中空の脚部５とを有する。図示のように、パンチ側の被締結部材２が受側の被締結部材３より厚い場合、自動穿孔リベットの脚部５が受側の被締結部材３に斜めに穿通してできる半径方向穿通長さすなわちアンダーカット量６が少なくなってしまい、被締結部材３を被締結部材２に結合するのに十分な強度が得られない。現在、パンチ側の被締結部材の厚さとダイに隣接する受側の被締結部材の厚さの比率は、十分な結合力を得るためには、２：１を越えられないとされている。
また、被締結部材の板厚や積層枚数を変更する場合には、従来、ダイの凹部の径（皿径）、同凹部の深さ（皿深さ）、ダイ凹部中央に設けた隆起部の高さ（隆起高さ）が相違するダイに交換し、或いは、脚長や脚径が相違する自動穿孔リベットに交換することで、締結後における被締結部材のシールド状態すなわち最下層の被締結部材が自動穿孔リベットによって貫通されない状態、及び、被締結部材相互の接合強度を確保していた。ここで使用されるダイは、従来、金属一体成形品のダイであった。
このように、従来の一体成形型ダイを用いる場合には、被締結部材の変化に応じて種々のダイや自動穿孔リベットを用意する必要があった。この場合、自動穿孔リベットやダイの在庫管理が煩雑になるとともにその管理費用が増大し、又、自動穿孔リベットやダイの交換に必要な時間が作業のタイムロスに繋がるという問題があった。また、タイムロスや交換作業費をかけないようにするためには、自動穿孔リベットやダイの種類に応じて多数の締結装置が必要となり、締結装置の設置スペースの拡大や締結装置にかかるコストも高くなるという問題があった。
尚、被締結部材の板厚や積層枚数に変更がある場合、その変更に対応した適切な自動穿孔リベットやダイを使用しないと、被締結部材に自動穿孔リベットが打ち込まれていく工程において、最下層の被締結部材の垂れ高さが一定しなくなり、これにより最下層の被締結部材がダイ先端の隆起部に接触するタイミングが変化して、自動穿孔リベットが最下層の被締結部材を突き破ってシールド状態とならないことがあった。シールド状態にならなければ、自動穿孔リベットと被締結部材の間及び被締結部材同士の間に隙間が生じて接合強度が低下しこの強度にばらつきが生じるという問題があった。さらに、自動穿孔リベットの頭部近傍の被締結部材が大きく歪むという問題もあった。
上記のように、パンチ側の被締結部材の厚さとダイに隣接する受側の被締結部材の厚さの比率に関する制約があるため、自動穿孔リベットの打込部位には、受側の被締結部材が、それ以外の被締結部材の厚さの１／２以下の薄いものにならないようにするため、打込み方向の制約がある。例えば、第１図において、被締結部材２の厚さが他の被締結部材３の厚さに対して、例えば、３：１とか４：１等のように、２：１を越えてしまう場合、受側の被締結部材を被締結部材３として自動穿孔リベットを打込むと、図示のように、十分なアンダーカット量が得られず、そのため十分な締結強度が得られない。そこで、自動穿孔リベット締結装置を反転させて、被締結部材２を受側の被締結部材としたり、被締結部材２及び被締結部材３を全体的に反転させて、同じように被締結部材２を受側の被締結部材として、被締結部材２と３を十分な強度で締結するようにしている。しかし、締結装置の反転や被締結部材の反転には時間を必要とし、締結作業を迅速に行うことができなかった。また、被締結部材の形状の制約や、締結部位の制約等によっては、上記の反転ができない場合があった。
国際公開番号ＷＯ  ００／２３２１３号公報には、ダイを、締結装置本体に固定したダイ本体と、ダイ本体の中に軸方向に移動可能に支持した中央ピンとで構成し、ダイ本体には自動穿孔リベットの脚部先端の半径方向外方への変形をガイドする凹部が形成されている、自動穿孔リベット締結装置が開示されている。この締結装置では、自動穿孔リベットを被締結部材の打込む最初のときにおいて、自動穿孔リベットの脚部の中央を位置決めするため、中央ピンが突出して被締結部材に当接させられ、自動穿孔リベットの打込みの最終工程においては中央ピンはダイ本体に引込まれている。この従来の自動穿孔リベット締結装置は、自動穿孔リベットの打込みのときの中心の位置決めを行うものであって、被締結部材へのアンダーカット量の不足に伴う不十分な締結を解消するものではない。
発明の開示
従って、本発明の第１の目的は、被締結部材の打込方向の制約を減少し又は解消する自動穿孔リベット締結装置を提供することにある。
また、従来技術においては、上記したように、被締結部材の板厚や積層枚数に適合する自動穿孔リベットやダイを使用しない場合に、自動穿孔リベットと被締結部材の間及び被締結部材同士の間に隙間が生じて接合強度が低下しこの強度にばらつきが生じるという問題があった。さらに、自動穿孔リベットの頭部近傍の被締結部材が大きく歪むという問題もあった。従って、本発明の第２の目的は、被締結部材の板厚や積層枚数が変化しても、自動穿孔リベットの変更（全長が異なる自動穿孔リベットに交換）、ダイの変更（凹部の径や凹部の深さが異なるダイに交換）をせずに確実にシールド状態で且つ自動穿孔リベットと被締結部材の間及び被締結部材同士の間に隙間が無い強固な締結を行うことができ、自動穿孔リベットの頭部近傍の被締結部材の歪みを小さくすることができる自動穿孔リベット締結装置及びこの締結装置で用いられるダイの提供することにある。
かかる第１の目的を達成するため、本発明の自動穿孔リベット締結装置は、大径の頭部と該頭部から垂下する中空の脚部とを有する自動穿孔リベットを複数の被締結部材に打込むパンチとダイを有し、上記自動穿孔リベットを上記被締結部材に打込むと、上記脚部が被締結部材を穿通しつつ脚部先端が半径方向外方に拡がるように変形させられ且つ該脚部先端は上記ダイに隣接する受側の被締結部材を貫通せずにその中に留まるように打込まれ、上記変形拡開脚部と上記頭部とによって上記複数の被締結部材を相互に連結する、自動穿孔リベット締結装置であって、上記ダイは、上記自動穿孔リベットの脚部の中空部分を受ける位置にあって上記パンチに向けて延びる中央ピンと、該中央ピンの外周側に、上記自動穿孔リベットの脚部先端の半径方向外方への変形をガイドする凹部が形成されたダイ本体とから成り、上記中央ピンと上記ダイ本体とは、上記パンチに向う中央ピンの軸方向に沿って相対的に移動可能に支持されており、上記パンチによって押圧された自動穿孔リベットが上記被締結部材に打込まれてその脚部先端が上記受側の被締結部材を穿通し始めるとき、上記中央ピンが該受側の被締結部材のダイ側の面に当接するように、該中央ピンを上記ダイ本体に対して相対的に移動させる手段を有することを特徴としている。
かかる自動穿孔リベット締結装置によれば、ダイの中央ピンが、自動穿孔リベットの脚部先端がダイに隣接する受側の被締結部材を穿通し始めるとき、その受側の被締結部材のダイ側の面に当接し、それ以前まで中央ピンは受側の被締結部材には作用しないので、自動穿孔リベット脚部は受側の被締結部材に進入するまでは拡開することなく直進し、自動穿孔リベット脚部が受側の被締結部材に穿通し始めると、中央ピンが突き上がって、自動穿孔リベット脚部の先端を半径方向外方に大きく展開させて拡開させ始め、その展開の大きさによって、十分なアンダーカット量が得られる。この十分なアンダーカット量によって、受側の被締結部材の厚さが他の被締結部材（すなわちパンチ側の被締結部材）の厚さの１／２以下の薄いものであっても、十分な結合力を得ることができる。そのため、被締結部材の打込方向の制約を減少し又は解消することができ、従来の締結装置のように、締結装置を反転させたり、被締結部材を反転させる手間を減少させ、又は省くことができ、迅速な締結が可能になる。そして、従来の締結不能な打込方向であっても締結が可能になり、締結部位の制約が解消されて、自動穿孔リベットの適用個所又は部位が拡大する。
上記の自動穿孔リベットにおいて、Ｃ型フレームを備え、パンチは、Ｃ型フレームの一端に、該Ｃ型フレームに他端に向けて移動可能に取付けられ、ダイは、Ｃ型フレームの他端に、パンチによって打込まれる自動穿孔リベットを受けるように該パンチに対向して取付けられ、ダイ本体は、Ｃ型フレームの上記他端に、中央ピンの軸方向に移動可能に支持されており、中央ピンは、Ｃ型フレームの上記他端にダイ本体を貫通しピンの先端がパンチに向けて突出するように固着されており、中央ピンをダイ本体に対して相対的に移動させる手段は、ダイ本体とＣ型フレームの間に設けられてダイ本体をパンチ側に付勢するばね手段にできる。
その場合、可動のダイ本体は、パンチ側の大径の筒状部分と、Ｃ型フレームの上記他端の取付穴の中をスライドする小径の筒状部分とから成り、両筒状部分の中心には中央ピンをスライド可能に受け入れる穴が貫通している、中空の筒状体として形成されており、ばね手段は、大径筒状部分とＣ型フレームとの間に設けられた皿ばねで成り、該皿ばねの付勢力は、パンチによって打込まれた自動穿孔リベットの脚部先端が被締結部材を穿通して受側の被締結部材に進入するときまでは、可動のダイ本体をパンチ側に付勢するが、パンチによって自動穿孔リベット脚部を受側の被締結部材に穿通し始める強い押圧力が加わるとダイ本体がＣ型フレーム側へ移動して、中央ピンが該受側の被締結部材のダイ側の面に当接するのを可能にするばね力である。
更に、Ｃ型フレームの上記他端には、ダイ本体の小径筒状部分をスライド可能に収容する取付穴が形成されており、該Ｃ型フレームの他端には、更に、パンチと反対側において取付穴に続く大径の中央ピン収容穴が形成されており、取付穴には、ダイ本体が、小径筒状部分においてスライド可能に取付けられており、中央ピン収容穴には内壁に雌ねじが形成されており、該中央ピン収容穴には、中央ピンが雌ねじへの螺合によって取付けることができる。
また、上記のＣ型フレームを有する自動穿孔リベットにおいて、Ｃ型フレームを備え、ダイ本体は、Ｃ型フレームの上記他端に固着され、該ダイ本体には、中央ピンを、該ピンの先端がダイ本体を貫通しパンチに向けて突出するように収容する中央ピン収容室が形成され、中央ピンは、中央ピン収容室の中に該ピンの軸方向に沿って移動可能に支持されており、中央ピンをダイ本体に対して相対的に移動させる手段は、油圧又は空圧によって中央ピンをパンチ側に付勢する油圧又は空圧手段であってもよい。その場合、油圧又は空圧手段は、パンチによって打込まれた自動穿孔リベットの脚部先端が被締結部材を穿通して受側の被締結部材に進入するときまでは、中央ピンを移動させないが、パンチによって自動穿孔リベット脚部を受側の被締結部材に穿通し始める強い押圧力が加わると、中央ピンを受側の被締結部材のダイ側の面に当接させるように動作するようにする。
次に、第２の目的を達成するため、本発明の自動穿孔リベット締結装置は、頭部と中空脚部とからなる自動穿孔リベットの該中空脚部を締結変形させるダイと、このダイに向かって進退するパンチとを備え、上記ダイは、外筒体と、この外筒体の内周面に内接し該外筒体の前後方向に沿って移動可能な内筒体と、この内筒体の内周面に内接し該内筒体の前後方向に沿って移動可能で且つ先端部中央に隆起部を有する中央ピンとを備えるとともに、このダイは、上記内筒体をその前後方向に移動させる内筒体移動手段と、上記中央ピンをその前後方向に移動させる中央ピン移動手段に連結され、これら各移動手段は上記パンチの動きに個別に連動し、上記自動穿孔リベットが被締結部材の厚みおよび自動穿孔リベット全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材を打ち抜くまでは上記内筒体の先端、中央ピンの隆起部先端、及び外筒体の先端を互いに略同一平面上に位置させ、上記自動穿孔リベットが被締結部材の厚みおよび自動穿孔リベット全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材を打ち抜いたら、上記内筒体と中央ピンを個別に設定された後方所定位置まで移動させそこで停止させると共にこの時の内筒体と中央ピンの移動速度は上記パンチの移動速度に略合わせた速度とされ、これら内筒体と中央ピンがそれぞれの上記所定位置に到達したとき、上記中央ピンの先端部周縁と上記内筒体の先端が略同一平面上に位置することを特徴としている。
また、上記締結装置においては、上記内筒体移動手段及び中央ピン移動手段はそれぞれ、上記パンチの動きを上記内筒体或いは中央ピンの前後方向の動きに変換するリンク機構及びカム機構から構成することができる。
そして、上記締結装置においては、上記内筒体の後方停止位置及び上記中央ピンの後方停止位置を、上記被締結部材の厚み或いは自動穿孔リベットの全長のうちの少なくともいずれか一方の条件に応じて設定・変更する停止位置設定手段を備えるものとすることもできる。
さらに、上記締結装置で用いられるダイは、大径の頭部と該頭部とから垂下する中空の脚部とを有する自動穿孔リベットの該中空脚部を締結変形させるダイであって、このダイは、外筒体と、この外筒体の内周面に内接し該外筒体の前後方向に沿って移動可能な内筒体と、この内筒体の内周面に内接し該内筒体の前後方向に沿って移動可能で且つ先端部中央に隆起部を有する中央ピンとを備え、上記内筒体は、このダイに連結された内筒体移動手段によって前後方向に移動され、上記中央ピンは、このダイに連結された中央ピン移動手段によって移動され、これら各移動手段は上記パンチの動きに個別に連動し、上記自動穿孔リベットが被締結部材の厚みおよび自動穿孔リベット全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材を打ち抜くまでは、上記内筒体の先端、中央ピンの隆起部先端、及び外筒体の先端を互いに略同一平面上に位置させ、上記自動穿孔リベットが被締結部材の厚みおよび自動穿孔リベット全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材を打ち抜いたら、上記内筒体と中央ピンを個別に設定された後方所定位置まで移動させると共にこの時の内筒体と中央ピンの移動速度は上記パンチの移動速度に略合わせた速度とされ、これら内筒体と中央ピンがそれぞれの上記所定位置に到達したとき、上記中央ピンの先端部周縁と上記内筒体の先端が略同一平面上に位置することを特徴としている。
以上に示した自動穿孔リベット締結装置およびダイを提供することにより、上記課題を悉く解決する。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
まず、上記第１の目的に対応する本発明の実施例について説明する。
第２図は、本発明の１実施例に係る自動穿孔リベット締結装置９の全体の概略を示している。第２図において、自動穿孔リベット締結装置９は、多関節型ロボットアーム（図示せず）への連結部１０が設けられたＣ型フレーム１１を有する。Ｃ型フレーム１１は、上部の水平アーム部分と連結部１０が取付けられた垂直アーム部分と下部の水平アーム部分とが一体になった剛体で成る。Ｃ型フレーム１１の上部水平アーム部分の端部すなわち一端の側には、自動穿孔リベット締結装置の主部分となる締結機構部１３が取付けられている。締結機構部１３には、先端（第２図において下端）の側にパンチ１４が移動可能に取付けられて、パンチ１４から更に先端側にレシーバ部１５が設けられている。レシーバ部１５に送られてそこに保持された自動穿孔リベット（例えば第１図の自動穿孔リベット１を参照されたい）は、パンチ１４によって打込まれる。パンチ１４の上方にはスピンドル駆動部１７が設けられ、パンチ１４を押込んで、その下側のレシーバ部に保持された自動穿孔リベットを打込む。ダイ１８が、Ｃ型フレーム１１の下部水平アームの端部すなわちＣ型フレームの他端に取付けられている。スピンドル駆動部１７は、例えば、駆動用電動モータ１９とモータの回転力を伝達する減速歯車機構２１及び歯車機構２２と、モータからの回転力によって回転しつつ上下動するリードスクリュー２３とを備え、電動モータの回転によって、リードスクリューが下動し、この運動がパンチ１４に伝達されてレシーバ部１５に保持した自動穿孔リベットを強力にダイ１８の側に押し込む。複数の被締結部材（例えば、第１図の被締結部材２及び３を参照されたい）は、ダイ１８の上に載置され、パンチ１４の下降によって複数の被締結部材に自動穿孔リベットが穿孔しつつ挿入されてそれらの被締結部材は相互に締結される。
Ｃ型フレーム１１の他端に自動穿孔リベットを受けるように取付けられた、本発明に係るダイ１８の詳細が第３図に示されている。第３図において、ダイ１８は、自動穿孔リベットの脚部の中空部分、更に詳細には自動穿孔リベット脚部の軸心位置を受ける位置にあって且つパンチに向けて延びる中央ピン２５と、中央ピン２５の外周の回りに自動穿孔リベットの脚部先端が半径方向外方へ変形するのをガイドする凹部２６が形成されたダイ本体２７とから成る。中央ピン２５とダイ本体２７とは、Ｃ型フレーム１１の他端部分に、パンチ１４に向う中央ピン２５の軸方向に沿って相対的に移動可能に支持されている。この実施例においては、ダイ本体２７は、Ｃ型フレーム１１に、中央ピン２５の軸方向に移動可能に支持されており、中央ピン２５は、Ｃ型フレーム１１に固着されてダイ本体２７を貫通しピンの先端がパンチ１４に向けて突出する。そのため、可動のダイ本体２７は、パンチ側の大径の筒状部分３０と、Ｃ型フレーム１１に形成された取付穴３１の中をスライドする小径の筒状部分３３とから成り、両筒状部分の中心には、中央ピン２５をスライド可能に受け入れる穴３４が貫通した中空の筒状体として形成されている。Ｃ型フレーム１１には、更に、ダイ本体２７の取付穴３１の下方に大径の中央ピン収容穴３５が形成され、中央ピン収容穴３５には内壁に雌ねじが形成されている。中央ピン２５には、大径の円筒状取付部３８が形成されてその外周面に、中央ピン収容穴３５の雌ねじに適合する雄ねじが形成されている。これによって、中央ピン収容穴３５に中央ピン２５の取付部３８をねじ込んで中央ピン２５をＣ型フレーム１１に固着できる。なお、中央ピン２５の固着が緩まないように、止めねじ３９がＣ型フレーム１１に取付けられる。
本発明において、パンチ１４によって押圧された自動穿孔リベットが被締結部材に打込まれてその脚部先端が受側の被締結部材（第１図の被締結部材３を参照されたい）を穿通し始めるとき、中央ピン２５が受側の被締結部材のダイ側の面に当接するように、中央ピン２５をダイ本体２７に対して相対的に移動させる手段が設けられている。第３図に示す実施例において、ダイ本体２７とＣ型フレーム１１の間に設けられてダイ本体２７をパンチ１４の側に付勢するばね手段である。具体的には、ばね手段は、大径筒状部分３０とＣ型フレーム１１との間に設けられた皿ばね４１で成る。皿ばね４１は、Ｃ型フレーム１１に置かれた座４０の上に載置され、皿ばね４１が撓んだときのＣ型フレームの摩耗を防止している。皿ばね４１の付勢力すなわち大径筒状部分３０をパンチ側に押上げる力は、パンチによって打込まれた自動穿孔リベットの脚部先端が被締結部材を穿通して受側の被締結部材に進入するときまでは、可動のダイ本体をパンチ側に付勢するが、パンチによって自動穿孔リベット脚部を受側の被締結部材に穿通し始める強い押圧力が加わるとき、ダイ本体２７がＣ型フレーム１１の側へ移動して、中央ピン２５が受側の被締結部材のダイ側の面に当接するのを可能にするばね力に設定されている。なお、小径筒状部分３３の下端には、上記皿ばねの付勢力によって取付穴３１からダイ本体２７が抜け出ないようにするため、止め用のＣリング４２が設けられている。
かかる自動穿孔リベット締結装置９を用いて自動穿孔リベットを打込む動作を第４図及び第５図を参照して説明する。第４図において、自動穿孔リベット１は、給送部（図示せず）からレシーバ部１５に自動給送されて、レシーバ部１５の中でパンチ１４の下方にあるように保持される。パンチ１４は、スピンドル駆動部１７（第２図）からの押込み力を受けて、下方に下がって自動穿孔リベット１を、パンチ側の被締結部材２に打込む。この打込みによって自動穿孔リベット１の中空の脚部５が被締結部材２を穿通して進む。第４図に図示のように、本発明において、打込みの第１段階では、ダイ１８のダイ本体２７はせり上がった状態にあり、中央ピン２５はダイ１８に隣接する受側の被締結部材３には当接しないので、リベット脚部５は被締結部材２の中を拡開することなく直進する。その後、リベット脚部５の穿通が進んでダイに隣接する受側の被締結部材３に至り、パンチ１４からの自動穿孔リベットへの押圧力がその受側の被締結部材３をリベット脚部５が穿通する程の強い力になると、皿ばね４１が撓んで、ダイ本体２７がＣ型フレーム１１の側に下がる。その様子が第５図に示されている。
第５図において、自動穿孔リベット１の脚部５の先端がダイ１８に隣接する受側の被締結部材３を穿通し始めるとき、中央ピン２５の先端が受側の被締結部材３のダイ側の面に当接するようになる。中央ピン２５は、パンチ１４の押圧力を受ける受側の被締結部材の押圧力に対抗して、当接位置の受側の被締結部材３の部分を突き上げるように作用し、その位置が自動穿孔リベット１の脚部５の中心位置にあるので、自動穿孔リベット１のリベット脚部５の先端を半径方向外方に大きく展開させて拡開させ始める。これによって、脚部５は半径方向外方に大きく拡開するように変形して受側の被締結部材の中を穿通し、受側の被締結部材を貫通する手前で打込みは終了するが、脚部５は半径方向への変形量が大きく、脚部５の半径方向の穿通長さすなわちアンダーカット量が十分に得られる。２枚の被締結部材２及び３は、自動穿孔リベット１の変形拡開脚部５と大径頭部４とによって相互に締結される。本発明においては、拡開した脚部５の十分なアンダーカット量によって、受側の被締結部材３の厚さが他の被締結部材２（すなわちパンチ側の被締結部材）の厚さの１／２以下の薄いものであっても、被締結部材２と３とは十分な結合力で相互に締結させることができる。それによって、被締結部材の打込方向の制約を減少し又は解消することができ、従来の自動穿孔リベット締結装置のように、締結装置を反転させたり、被締結部材を反転させる手間を減少させ、又は省くことができ、迅速な締結が可能になる。そして、従来の締結不能な打込方向であっても締結が可能になり、締結部位の制約が解消されて、自動穿孔リベットの適用個所又は部位が拡大する。
第６図は、本発明に係る自動穿孔リベット締結装置の他の実施例を示しており、この実施例では、ダイ４３は、Ｃ型フレーム１１に、パンチ１４に対向して固着されたダイ本体４５と、ダイ本体４５の中に移動可能に保持された中央ピン４６とから成る。そのため、ダイ本体４５には、中央ピン４６をピンの先端がダイ本体を貫通してパンチ１４に向けて突出するように収容する中央ピン収容室４７が形成されている。中央ピン４６は、中央ピン収容室４７の中にピンの軸方向に沿って移動可能に支持されている。従って、この実施例では、中央ピン４６がパンチ１４の側に移動する。その移動のための手段は、ポンプ４９等の油圧又は空圧を中央ピン収容室４７の下部から供給して中央ピン４６をパンチ側に付勢する、油圧又は空圧手段である。この油圧又は空圧手段は、パンチ１４によって打込まれた自動穿孔リベットの脚部先端５がパンチ側の被締結部材２を穿通して受側の被締結部材３に進入するときまでは、中央ピン４６を移動させないが、パンチ１４によってリベット脚部５を受側の被締結部材３に穿通し始める強い押圧力が加わると、中央ピン４６を受側の被締結部材３を貫通せずにその中に留まるように打ち込まれる。第６図のダイ４３を用いた場合も第４図及び第５図において説明したのと同様に、自動穿孔リベット１を被締結部材２及び３に打込んだ場合、自動穿孔リベット１の脚部５は十分なアンダーカット量で受側の被締結部材３に穿通する。
次に、上記第２の目的に対応する本発明の実施例について説明する。
第７図は、本発明に係る自動穿孔リベット締結装置を側面から見た部分断面図である。第８図は、第７図に示す締結装置をＡ方向から見た部分断面図である。第９図乃至１１は、第７図におけるダイを拡大して示す断面図である。
本発明に係る自動穿孔リベット締結装置（５１）は、ダイ（５２）と、このダイに向かって進退するパンチ（５３）とを備えたものである。尚、パンチ（５３）の周面を囲うように、筒状のレシーバ部（８５）が設けられている。
以下、これら構成要素について詳説する。
ダイ（５２）は、第７図に例示されるように頭部（５４）と該頭部（５４）から垂下する中空の脚部（５５）とからなる自動穿孔リベット（５６）の該中空の脚部（５５）を締結変形させるものである。
このダイ（５２）は、第１２図に示されるように、外筒体（５７）と、この外筒体（５７）の内周面に内接し該外筒体（５７）の前後方向に沿って移動可能な内筒体（５８）と、この内筒体（５８）の内周面に内接し該内筒体（５８）の前後方向に沿って移動可能で且つ先端部中央に隆起部（５９）を有する中央ピン（６０）とを備えるとともに、内筒体（５８）をその前後方向に移動させる内筒体移動手段（６１）と、中央ピン（６０）をその前後方向に移動させる中央ピン移動手段（６２）に連結されている。第７図では中央ピン移動手段（６２）のみを図示し、内筒体移動手段（６１）は図示していない。
各移動手段（６１）（６２）は、パンチ（５３）の動きに個別に連動する。これら移動手段（６１）（６２）は、自動穿孔リベット（５６）（第１３図参照）が被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）の全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材（６３）を打ち抜くまでは、内筒体（５８）の先端、中央ピン（６０）の隆起部（５９）先端、及び外筒体（５７）の先端を互いに略同一平面上に位置させる（第９図乃至第１１図、及び第１２図Ａ参照）。
自動穿孔リベット（５６）が被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材（６３）を打ち抜いたら、内筒体（５８）と中央ピン（６０）を個別に設定された後方所定位置まで移動させそこで停止させる。この時の内筒体（５８）と中央ピン（６０）の移動速度は、パンチ（５３）の移動速度に略合わせた速度とされる。これら内筒体（５８）と中央ピン（６０）がそれぞれの上記後方所定位置に到達したとき、中央ピン（６０）の先端部周縁と内筒体（５８）の先端が略同一平面上に位置する（第１２図Ｃ参照）。
尚、内筒体（５８）と中央ピン（６０）がそれぞれの上記後方所定位置に到達したとき、中央ピン（６０）の先端部周縁と内筒体（５８）の先端が完全に同一平面上に位置してもよいが、中央ピン（６０）の先端部周縁が内筒体（５８）の先端よりも若干前方に位置してもよい。中央ピン（６０）の先端部周縁が若干前方に位置しても、この形態が下層の被締結部材（６３）の変形を邪魔することはない。
また、締結主要工程の初期段階（第１２図Ａ参照）と最終段階（第１２図Ｃ参照）の間の中間段階で、ダイ（５２）は、中央ピン（６０）の先端部周縁と内筒体（５８）の先端が略同一平面上に位置する（第１２図Ｂ参照）。このとき、中央ピン（６０）の先端部周縁と内筒体（５８）の先端が完全に同一平面上に位置してもよいし、中央ピン（６０）の先端部周縁が内筒体（５８）の先端よりも若干前方に位置してもよい。
中間段階において中央ピン（６０）の先端部周縁と内筒体（５８）の先端が略同一平面上に位置したら、中央ピン（６０）の先端部周縁と内筒体（５８）先端の位置関係はそのままで、中央ピン（６０）と内筒体（５８）は最終段階の所定位置まで移動する（第１２図Ｃ参照）。
内筒体移動手段（６１）及び中央ピン移動手段（６２）の具体的構成は、特に限定されるものではないが、例えば以下の構成を採ることができる。
第７図乃至第１１図に示す例では、内筒体移動手段（６１）及び中央ピン移動手段（６２）はそれぞれ、パンチ（５３）の動きを内筒体（５８）或いは中央ピン（６０）の前後方向の動きに変換するリンク機構（６４）及びカム機構（６５）から構成されている。
リンク機構（６４）には、内筒体（５８）を移動させるためのものと、中央ピン（６０）を移動させるためのものとがあり、これらのリンク機構（６４）は別々に設けられている（第７図では、中央ピン（６０）用のみを示す）。リンク機構（６４）は、パンチ（５３）の動きに連動する。
リンク機構（６４）は、第７図に例示する如く、例えば３節リンク機構から構成することができる。この３節リンク機構（６４）において、外側の第１節（６６）と第３節（６８）は、中間の第２節（６７）を介して連結されている。第１節（６６）の外側端部は、ブロックカバー（６９）の側面にガイド板移動装置（７０）を介して取り付けられたガイド板（７１）に回動可能にピン接合されている。第２節（６７）の中間部は、パンチ（５３）とダイ（５２）の間にあるフレーム（７２）に回動可能にピン接合されている。第３節（６８）の外側端部は、ダイ（５２）の支持台（７３）上に設けられたスライダ（７４）に回動可能にピン接合されている。
スライダ（７４）は、パンチ（５３）の移動方向に対して直角にスライドするようになっている。スライダ（７４）には、全体が該スライダ（７４）のスライド方向に対して緩い傾斜角度で直線状に伸びる全傾斜型の第１カム溝（７５）が形成されている。この第１カム溝（７５）には、従動片（７６）が嵌め込まれている。この従動片（７６）は、第９図に示される如く、内筒体（５８）、中央ピン（６０）にそれぞれ設けられている。
スライダ（７４）をスライド移動させることにより、第１カム溝（７５）が従動片（７６）を前後方向へ移動させ、これに伴って、内筒体（５８）、中央ピン（６０）が前後方向へ個別に移動する。
スライドブロック（７９）の外側にある不動のブロックカバー（６９）の側面には、ガイド板移動装置（７０）が設けられている。このガイド板移動装置（７０）は、後述するガイド板（７１）を前後方向に移動させるものである。ガイド板移動装置（７０）は、例えば、シリンダ装置やモータを駆動源として構成することができる。移動装置（７０）本体はブロックカバー（６９）に固定され、移動装置（７０）におけるロッド等の従動部にはガイド板（７１）が回動可能にピン接合される。
ガイド板移動装置（７０）は、内筒体（５８）の後方停止位置及び中央ピン（６０）の後方停止位置を、被締結部材の厚み（６３）或いは自動穿孔リベット（５６）の全長のうちの少なくともいずれか一方の条件、必要に応じて更に被締結部材（６３）の積層枚数や積層順序等の条件に応じて設定・変更する停止位置設定手段（８０）の一構成要素である。
この停止位置設定手段（８０）（第７図参照）は、ガイド板移動装置（７０）と、この装置（７０）の動作を制御する制御部（図示せず）とから構成されている。制御部は、コンピュータから構成されており、被締結部材（６３）の厚み、積層枚数、積層順序、自動穿孔リベット（５６）の全長等の条件が入力されると、内筒体（５８）及び中央ピン（６０）のそれぞれの最適な後方停止位置を算出し、その算出結果に応じた作動命令を内筒体（５８）用及び中央ピン（６０）用の各ガイド板移動装置（７０）に与える。
尚、被締結部材（６３）の厚み等の条件は作業者によって入力されてもよいが、センサから得た厚み実測値を用いて制御部が自動的に算出するようにしてもよい。
或いは、この締結装置（５１）をロボットアーム（図示せず）の先端部に取り付け、締結装置（５１）がロボットアームの動きによって被締結部材（６３）の任意の位置で作動できるようにする。ロボットアームの動きは、コンピュータに制御され、締結を行う位置とその位置に対応する被締結部材厚等の情報は予めコンピュータの記憶部に格納されている。この格納された締結位置及び被締結部材厚等の情報を、締結装置（５１）の制御部に出力する。これにより、締結位置毎の被締結部材厚等の情報が自動的に制御部に入力されることになる。
被締結部材（６３）の厚みを実測する場合には、例えば、以下の形態を採ることができる。
まず、レシーバ部（８５）の下端とダイ（５２）の外筒体（５７）の上端との距離（ｄ１）を予め設定しておき、その値を制御部に予め記憶させておく。被締結部材打ち抜き工程及び被締結部材変形工程からなる締結主要工程に入る前に、パンチ（５３）より先にレシーバ部（８５）が被締結部材（６３）に接触し、このときレシーバ部（８５）が被締結部材（６３）を押え付けるから、この時点で、レシーバ部（８５）の始動位置から停止位置までの移動距離（ｄ２）を各種センサ（図示せず）で計測する。
その計測値は制御部へ出力される。制御部では、（ｄ１）から（ｄ２）を差し引く処理が行われる。その算出結果は被締結部材（６３）全体の厚みの実測値（ｄ３）とされる。この厚み実測値（ｄ３）が被締結部材（６３）の厚み条件として利用される。
尚、この厚み実測値（ｄ３）と、予め決められている被締結部材（６３）全体の厚みを制御部で比較し、その差が許容範囲内であればダイ（５２）の凹部の深さを自動調整して締結を行うが、その差が許容限度を越えていればアラームを出すようにすることも可能である。この場合、被締結部材（６３）の積層状態等に問題があることが考えられるので、締結主要工程に進んで被締結部材（６３）を無駄にしてしまうことがなくなるという利点がある。
また、上記した厚み実測値（ｄ３）と、調整されたダイ（５２）の凹部の深さやカム機構（６５）の状態などを記憶媒体により保存しておけば、品質情報として有用なものとなる。
ガイド板（７１）は、第２カム溝（８１）を有している。この第２カム溝（８１）には、スライドブロック（７９）の側面に設けられた従動片（７６）が嵌め込まれている。スライドブロック（７９）は、パンチ（５３）と共に移動する。
第２カム溝（８１）は、パンチ（５３）の移動方向に沿って伸びる直線部（８２）と、この直線部（８２）の先端から湾曲状態で伸びる湾曲部（８３）とからなる。スライドブロック（７９）が前進して従動片（７６）が湾曲部（８３）に入るとガイド板（７１）は回動し、これに伴い、第１節（６６）がパンチ（５３）の移動方向に対して直角な方向に移動する。これにより、第３節（６８）は、第２節（６７）を介して第１節（６６）とは逆向きに移動する。スライダ（７４）は、第３節（６８）と同じ向きに移動する。
次に、この締結装置（５１）の動作について説明する。
まず、レシーバ部（８５）の下端とダイ（５２）の外筒体（５７）の上端との距離（ｄ１）を予め設定しておき、その値を制御部に記憶させておく。また、締結位置に対応して予め設定された被締結部材厚や自動穿孔リベット全長等の情報を制御部に記憶させておく。パンチ（５３）の先端に自動穿孔リベット（５６）を装着し、ダイ（５２）の上に、例えば３層に積層された被締結部材（６３）を載置する。制御部は、記憶した設定被締結部材厚や自動穿孔リベット全長等の情報に基づいて各ガイド板（７１）を前後方向に移動させる命令をガイド板移動装置（７０）に与える。ガイド板移動装置（７０）は、この命令に従ってガイド板（７１）を移動させる。
ガイド板（７１）を移動させたら、レシーバ部（８５）をパンチ（５３）とともに前進させ、このレシーバ部（８５）の先端で上層の被締結部材（６３）を押え付ける。このとき、レシーバ部（８５）の始動から停止までの距離（ｄ２）をセンサ（図示せず）で検出するとともに、その検出値（ｄ２）をレシーバ部（８５）とダイ（５２）間の距離（ｄ１）から差し引く処理を制御部で行なう。その算出結果（ｄ３）を被締結部材（６３）全体の厚みの実測値とする。この実測値、締結位置に対応して予め設定された被締結部材厚や自動穿孔リベット全長などを基に、制御部は被締結部材（６３）や自動穿孔リベット（５６）の条件に応じた内筒体（５８）及び中央ピン（６０）の最適な後方停止位置を算出する。
制御部は、厚み実測値と、締結位置に対応して予め設定された全被締結部材厚等を比較し、その差が許容範囲内であればそのまま締結主要工程に移行させる。一方、その差が許容限度を越えていれば、通常は、締結主要工程に移行させずにアラームを出させる。しかしながら、許容限度を越えていてもその度合いが小さく、ダイ（５２）の凹部の深さを調節することによって締結が可能になるのであれば、ダイ（５２）の凹部の深さを自動調節し、締結主要工程に移行することも可能である。
締結主要工程へ移行する許可が出たら、パンチ（５３）を駆動装置（８４）（第７図参照）によって更に前進させ、締結主要工程に移る。内筒体移動手段（６１）及び中央ピン移動手段（６２）は、パンチ（５３）の動きに連動し、自動穿孔リベット（５６）が被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）の全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材（６３）を打ち抜くまでは、内筒体（５８）の先端、中央ピン（６０）の隆起部（５９）先端、及び外筒体（５７）の先端を互いに同一平面上に位置させる（第１２図Ａ参照）。自動穿孔リベット（５６）が上層の被締結部材（６３）を被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）の全長の条件から導かれる長さにわたり被締結部材（６３）を打ち抜いたら、内筒体（５８）と中央ピン（６０）を個別に設定された後方所定位置まで移動させそこで停止させる。この時の内筒体（５８）と中央ピン（６０）の移動速度は、パンチ（５３）の移動速度に略合わせた速度とされる。これら内筒体（５８）と中央ピン（６０）がそれぞれの上記後方所定位置に到達したとき、中央ピン（６０）の先端部周縁と内筒体（５８）の先端が略同一平面上に位置する（第１２図Ｃ参照）。
この一連の動作の間に、被締結部材（６３）は自動穿孔リベット（５６）によってシールド状態で且つ自動穿孔リベット（５６）と被締結部材（６３）の間及び被締結部材（６３）同士の間に隙間が無い状態で締結される（第１３図参照）。締結が完了したらパンチ（５３）はレシーバ部（８５）とともに後退し、これに伴って内筒体（５８）及び中央ピン（６０）は元の位置に戻る。締結られた部分は、内筒体（５８）及び中央ピン（６０）によって自動的に押し出される。
以上により、締結作業が完了する。
このような一連の過程を経て締結作業が行われることにより、最下層の被締結部材（６３）は、締結部が常に中央ピン（６０）の隆起部（５９）と内筒体（５８）に支持される。大きな変形を必要とする部分は、締結変形が被締結部材（６３）の厚みおよび自動穿孔リベット（５６）全長の条件から導かれる長さにわたって進むと、中央ピン（６０）の先端部周縁と略面一になるまで後退した内筒体（５８）先端の前方の大きな凹部（第１２図Ｂ参照）内で自由度の高い状態で締結変形される。締結の最終段階では、被締結部材（６３）は締結完了形状に対応した形状の凹部（第１２図Ｃ参照）内で締結変形される。従って、最下層の被締結部材（６３）に無理な力が作用することがなく、これにより、確実にシールド状態で且つ自動穿孔リベットと被締結部材の間及び被締結部材同士の間に隙間が無い状態の強固な締結を行うことができ、さらに自動穿孔リベットの頭部近傍の被締結部材の歪みを小さくすることができる。
また、制御部に被締結部材（６３）の条件を予め入力しておくことで、被締結部材（６３）の板厚、積層枚数、材質が変化しても自動穿孔リベットの変更（全長が異なる自動穿孔リベットに交換）、ダイの変更（凹部の径や凹部の深さが異なるダイに交換）をせずに確実にシールド状態で且つ自動穿孔リベットと被締結部材の間及び被締結部材同士の間に隙間が無い状態の強固な締結を行うことができ、さらに自動穿孔リベットの頭部近傍の被締結部材の歪みを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、自動穿孔リベットが従来の締結装置によって打込まれた被締結部材の締結の様子を示す断面図である。
第２図は、本発明の一実施例に係る自動穿孔リベット締結装置の概略正面図である。
第３図は、本発明の一実施例に係る自動穿孔リベット締結装置のダイ部分の断面図である。
第４図は、第２図及び第３図に示す自動穿孔リベット締結装置を用いて被締結部材に自動穿孔リベットを打込む途中の状態を示す、ダイ及びパンチ部分の断面図である。
第５図は、本発明に係る締結装置を用いて自動穿孔リベットを被締結部材に打込んで被締結部材を相互に結合した状態を示す、第４図と同様の断面図である。
第６図は、本発明の他の実施例に係る自動穿孔リベット締結装置のダイ部分の断面図である。
第７図は、本発明に係る自動穿孔リベット締結装置を側面から見た部分断面図である。
第８図は、第７図に示す締結装置をＡ方向から見た部分断面図である。
第９図は、第７図におけるダイをＡ方向から見た拡大断面図である。
第１０図は、第７図におけるダイを側面から見た拡大断面図（内筒体移動手段を含む）である。
第１１図は、第７図におけるダイを側面から見た拡大断面図（中央ピン移動手段を含む）である。
第１２図Ａ〜Ｃは、ダイの動作を工程順に示す断面図であり、第１２図Ａは、締結の初期段階を示す図、第１２図Ｂは、締結の途中段階を示す図、第１２図Ｃは、締結の最終段階を示す図である。
第１３図は、本発明に係る締結装置により締結された被締結部材を示す断面図である。
【図１】
2003061869.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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