(57)【要約】  本発明は、圧着面を有する部品（２０）に被圧着要素（３）を圧着する装置に関し、該装置は、方向Ｄに沿って並進移動することが可能なパンチ（１）であって、上記被圧着要素（３）を圧着するため、上記被圧着要素（３）に対して所与の強度の力を上記方向Ｄに沿って加えるのに適したパンチ（１）と、上記被圧着要素（３）の位置決めのための部材（２）と、上記位置決め部材（２）の中に形成されている通路（２１）の出口（２５）に対して所定距離（ｄ）に保持されている１つの機能面（４１）を有する衝撃台（４）を備えている。本発明によると、該装置は、上記衝撃台（４）を保持している脆弱要素（６）を備えており、これは、限界値を超える強度の力が上記機能面（４１）に与えられたときに壊れることが可能である。
2012510371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧着面を有する部品（２０）に被圧着要素（３）を圧着する装置であって、該装置は、
方向Ｄに沿って並進移動することが可能なパンチ（１）であって、前記被圧着要素（３）を前記圧着面に圧着するため、前記被圧着要素（３）に対して所与の強度の力を前記方向Ｄに沿って加えることが可能な自由端（１１）を有する、パンチ（１）と、
前記被圧着要素（３）を位置付けするための位置決め部材（２）であって、この位置決め部材の中には出口（２５）を有する通路（２１）が形成されており、前記パンチ（１）の前記自由端（１１）は前記通路（２１）の中を前記方向Ｄに沿って移動可能であり、前記通路（２１）は、前記被圧着要素（３）をこれが前記圧着面に圧着されるのに適した体勢で受け入れることが可能である、位置決め部材（２）と、
機能面（４１）を有する衝撃台（４）であって、前記機能面（４１）は前記通路（２１）の前記出口（２５）を向いて、そこから所定の距離（ｄ）に、保持手段によって保持されており、前記機能面（４１）は、最初に前記圧着面を受け取って、この圧着面が前記方向Ｄに対してほぼ垂直に位置付けされるようにし、次に、前記圧着面および／または前記被圧着要素（３）を変形させて前記被圧着要素（３）を前記圧着面に固定するため、前記パンチ（１）の前記自由端（１１）と協働することが可能である、衝撃台（４）を備えるタイプのものであり、
前記台保持手段は、限界値より高い強度の力が前記機能面（４１）に加えられたときに壊れることが可能な脆弱要素（６）を含み、これにより、前記パンチ（１）が前記限界値より高い強度の前記力を前記衝撃台（４）に加えたときに、前記脆弱要素（６）が壊れて、前記衝撃台（４）が前記パンチ（１）により動かされることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記脆弱要素（６）の破壊を検出するための検出手段（８，１０）と、エネルギー供給を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記検出手段（８）は、前記供給を遮断するための遮断手段（１１０）に接続されており、前記脆弱要素（６）の破壊により前記遮断手段（１１０）を作動させて、前記検出手段（８，１０）を介した前記供給を遮断することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記衝撃台（４）を支持するようになっている脆弱支持部（６）を備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記衝撃台（４）と前記脆弱支持部（６）との間に配された前記衝撃台（４）のサポート（５）と、凹部（７１）を有するガイド（７）とを備え、この凹部（７１）の中で前記サポート（５）は前記方向Ｄに沿って並進移動が可能であり、これにより、前記脆弱支持部（６）が壊れると、前記サポート（５）は前記ガイド（７）の中を移動して、前記衝撃台（４）を離すように動かすことが可能であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ガイド（７）の中に取り付けられた戻し手段（９）を備え、これは、前記衝撃台（４）を前記パンチ（１）に向けて押し戻す力を、前記衝撃台（４）に対して加えることが可能であることを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記脆弱支持部（６）の下で前記ガイド（７）の中を前記方向Ｄに沿って並進移動する能力を備えたコネクタ（８）が取り付けられており、このコネクタ（８）は、異なる断面をもつ第１部分（８１）と第２部分（８３）とを含む長手方向の外面を有しており、
フィーラ（１０）が、前記第１部分（８３）に面して配置されており、これは、前記脆弱支持部（６）が壊れて前記コネクタ（８）が前記衝撃台（４）により押されたときに、前記コネクタ（８）の断面の変化を検出することにより、前記脆弱支持部（６）が壊れたときの前記コネクタ（８）の並進移動を検出することを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
複数の被圧着要素（３）を収容するマガジン（１２０）を備え、これは前記被圧着要素（３）のうちの１つを供給するための供給システムを有しており、この供給システムは、前記マガジン（１２０）から前記被圧着要素（３）の１つを運んで、これに対して前記パンチ（１）の前記自由端（１１）により所与の強度の前記力が加えられるようにすることが可能であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
前記パンチ（１）の前記自由端（１１）は、交換可能な端部取付具を有していることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
前記パンチ（１）の前記自由端（１１）は、ソケット結合方式で、前記被圧着要素（３）と連携することが可能であることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品とりわけ自動車部品に被圧着要素を圧着する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧着は、２つの部品を組み付ける簡単な作業である。その上に被圧着要素が圧着される部品と、被圧着要素それ自体のいずれか、あるいは両方の、材料の一部が変形される。圧着は、溶着を利用することなく部品を固定するために用いられる。例えば、部品に対して、この部品を変形することなく、ナットを固定するため、中心にリングすなわちガイドを備えたナットをつくり出すことができる。そのリングは、予め穴の開けられた部品の裏面の上に、リベットのように折り返される。これは、クリンプ・ナットとして知られるものである。リベットで固定した場合と同様に、このような組み付け形態は分解が不可能である。また、被圧着要素は、この要素がその上に固定される部品を変形させることで、固定することもできる。このような場合、部品は穴を備えていなくてもよい。
【０００３】
クリンパという名でも知られる圧着装置は、並進移動可能なパンチと、このパンチの自由端の下に配置された衝撃台とを備えている。被圧着要素がその上に固定される部品は、衝撃台の上に載置される。被圧着要素は、パンチの自由端によって打ちつけられる。被圧着要素がパンチにより部品に打ち当てられる衝撃によって、部品の一部、および／または被圧着要素が、衝撃台の“作用”面として知られる面に押し当てられて変形し、これにより、被圧着要素が部品に固定される。
【０００４】
この装置は、一般的に、被圧着要素を供給するための、マガジンと供給システムとを備えている。マガジンは、複数の被圧着要素を収容しており、これらは、被圧着要素を位置決めする位置決め部材の中に形成された通路の入口へ、次々と動かされる。この通路は、衝撃台の作用面の上方で開口する出口を備えている。パンチの自由端は、この通路の中を通りその先へ移動するもので、自由端が通路の入口の上方に位置している上昇位置と、通路内にあって圧着が可能である下降位置との間で移動する。パンチが上昇位置にあるときに、マガジン／供給システムは、被圧着要素を通路の入口に移動させる。パンチの自由端が動くことによって、この被圧着要素は通路の中に運ばれ、通路の出口付近において圧着が実行される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、２つの被圧着要素を上下に重ねて、上記の通路内に取り込む場合がしばしばある。この場合、パンチは、２つの被圧着要素を通路内に運び、この互いに上下に積み重ねられた被圧着要素を、１つの被圧着要素を圧着する場合に用いるのと同じ強さの力で、部品と衝撃台に対して打ちつける。このため、パンチの力は上側の被圧着要素にかかり、この力がその下にある被圧着要素に伝えられる。エネルギーは、この２つの被圧着要素が通路内にあって相対的に動くことで、消散する。このことは、部品および／または下側の被圧着要素が変形して圧着する代わりに、圧着されるべき下側の要素が圧着しないような形でパンチにより変形されることを意味している。下側の被圧着要素は、押しつぶされて外に広がる傾向があり、これによって位置決め部材を損傷してひびを生じさせたり、さらに／またはパンチの自由端を損傷したりする。この場合、当該クリンパは即座に停止されなければならず、さらに、オペレータは、被圧着要素を取り除いて、位置決め部材および／またはパンチを取り替えなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この問題を解決するため、本発明は、圧着面を有する部品に被圧着要素を圧着する装置を提案する。当該装置は、以下のものを周知の形で備えるタイプのものである。
‐  方向Ｄに沿って並進移動することが可能なパンチであって、上記被圧着要素を上記圧着面に圧着するため、上記被圧着要素に対して所与の強度の力を上記方向Ｄに沿って加えることが可能な自由端を有している、パンチ；
‐  上記被圧着要素を位置付けするための位置決め部材であって、この位置決め部材の中には出口を有する通路が形成されており、上記パンチの上記自由端は上記通路の中を上記方向Ｄに沿って移動可能であり、上記通路は、上記被圧着要素をこれが上記圧着面に圧着されるのに適した体勢で受け入れることが可能である、位置決め部材；
‐  機能面を有する衝撃台であって、上記機能面は上記通路の上記出口を向いて、そこから所定の距離に、保持手段によって保持されており、上記機能面は、最初に上記圧着面を受け取って、この圧着面が上記方向Ｄに対してほぼ垂直に位置付けされるようにし、次に、上記圧着面および／または上記被圧着要素を変形させて上記被圧着要素を上記圧着面に固定するため、上記パンチの上記自由端と協働することが可能である、衝撃台。
【０００７】
本発明によると、特徴として、上記台保持手段は、限界値より高い強度の力が上記機能面に加えられたときに壊れることが可能な脆弱要素を含み、これにより、上記パンチが上記限界値より高い強度の上記力を上記衝撃台に加えたときに、上記脆弱要素が壊れて、上記衝撃台が上記パンチにより動かされる。
【０００８】
パンチにより衝撃台が動かされることによって、この衝撃台はパンチの自由端から離れるように動くことが可能になる。このことは、上下に重ねて２つの被圧着要素が上記通路の中に取り込まれたときに、被圧着要素と部品との間の衝撃のエネルギーが、それらの要素のいずれか一方あるいは両方の変形により消散しないため、実際には、パンチによる力が衝撃台にかかることを意味している。この力が所与の限界値よりも高い強度であり、パンチおよび／または位置決め部材を損傷する危険を伴う場合に、衝撃台を保持している脆弱要素の破壊によって、パンチの動きにより生じる衝撃のエネルギーが、衝撃台の動きにより消散する。衝撃台は、パンチの自由端から離れるように動いて、もはやパンチからの反復打撃を受けることはなくなる。従って、パンチが損傷する危険もなくなる。
【０００９】
好ましくは、当該装置は、上記脆弱要素の破壊を検出するための検出手段と、エネルギー供給を備え、上記検出手段は、上記供給を遮断するための遮断手段に接続されており、上記脆弱要素の破壊により上記遮断手段を作動させて、上記検出手段を介した上記供給を遮断する。このように、脆弱要素の破断あるいは破壊によって、衝撃台を動かすだけではなく、エネルギーを供給しないことによって当該装置を停止させる。これにより、損傷の危険性がすばやく取り除かれる。
【００１０】
衝撃台の動きは、本発明により限定されない。このため、衝撃台は、パンチに対して横方向に側方へ動くものであってもよい。一実施形態によると、本装置は、上記衝撃台を支持するようになっている脆弱支持部を備えている。この場合、衝撃台の動きは、パンチの移動方向Ｄに沿っている。
【００１１】
具体的な一実施形態において、本装置は、上記衝撃台と上記脆弱支持部との間に配された上記衝撃台のサポートと、凹部を有するガイドとを備え、この凹部の中で上記サポートは上記方向Ｄに沿って並進移動が可能であり、これにより、上記脆弱支持部が壊れると、上記サポートは上記ガイドの中を移動して、上記衝撃台を離すように動かすことが可能である。
【００１２】
好ましくは、本装置は、上記ガイドの中に取り付けられた戻し手段を備え、これは、上記衝撃台を上記パンチに向けて押し戻す力を、上記衝撃台に対して加えることが可能である。このような戻し手段によって、特に、動いた後のサポートと衝撃台を容易に元に戻すことが可能となる。
【００１３】
具体的な一実施形態によると、上記脆弱支持部の下で上記ガイドの中を上記方向Ｄに沿って並進移動する能力を備えたコネクタが取り付けられており、このコネクタは、異なる断面をもつ第１部分と第２部分とを含む長手方向の外面を有している。さらに、フィーラが、上記第１部分に面して配置されており、これは、上記脆弱支持部が壊れて上記コネクタが上記衝撃台により押されたときに、上記コネクタの断面の変化を検出することにより、上記脆弱支持部が壊れたときの上記コネクタの並進移動を検出する。
【００１４】
本装置は、さらに、複数の被圧着要素を収容するマガジンを備えていてもよく、これは、それらの被圧着要素のうちの１つを供給するための供給システムを有しており、この供給システムは、上記マガジンから上記被圧着要素の１つを運んで、これに対して上記パンチの上記自由端により所与の強度の上記力が加えられるようにすることが可能である。
【００１５】
上記パンチの自由端は交換可能な端部取付具を有していてもよく、このことは、この端部取付具が損傷した場合でも、パンチ全体を取り替える必要がないということを意味している。端部取付具の交換は短時間で済み、大変な分解作業の必要がない。
【００１６】
自由端または上記端部取付具と被圧着要素とが互いに連携する方法は、本発明により限定されない。その連携は、単純な接触であってもよい。好ましくは、上記パンチの自由端は、ソケット結合方式で、上記被圧着要素と連携することが可能である。本発明において“自由端”という言葉が意味しているのは、パンチが端部取付具を有していない場合のパンチの自由端、あるいはパンチが端部取付具を有している場合のその端部取付具である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明のその他の詳細および効果は、限定する目的ではなく、添付の図面を参照して以下に提示される、本発明の具体的な一実施形態についての説明を読むことで、明らかになるであろう。
【図１】図１は、本発明による装置の一実施形態の、通常動作時の縦断面図である。
【図２】図２は、位置決め部材の中に２つの被圧着要素が入った状態の、図１の装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の装置の一実施形態を示している。ここで記載する実施形態においては、被圧着要素の一部分を変形させることにより圧着が行われる。言うまでもなく、本発明の装置は、この部品の一部を変形させることにより、場合によっては同時に被圧着要素を変形させることによって、部品への被圧着要素の圧着を実現する場合も含む。
【００１９】
この装置は、自由端１１を有するパンチ１を備えている。パンチ１は、方向Ｄに沿って並進移動することができ、ここでの具体例では方向Ｄは垂直方向である。この装置は、位置決め部材２を備えており、その中には、垂直方向の通路２１すなわち方向Ｄに平行な通路が形成されている。通路２１は、入口２３と出口２５とを備えている。位置決め部材２は、パンチ１の自由端１１が通路２１の中を移動することができるように、配置されている。パンチ１は、その自由端１１が通路２１の入口２３から上方に少し離れた位置にある上昇位置と、自由端１１が通路２１の出口２５のほぼ周辺に位置している下降位置との間で、移動する。
【００２０】
図１に示すように、この装置は、さらに衝撃台４を備えており、これは、通路２１の出口２５を向いて、この出口から所定距離ｄの位置にある機能面４１を有している。衝撃台４は、機能面４１と反対側に、押圧面４２を有している。この押圧面４２は、サポート５の上に取り付けられている。サポート５は、例えば円筒状であり、押圧面４２に連結されているその端部に加えて、脆弱板６に載せられた自由端５１を有している。この脆弱板６は、ガイド７の中を横切って挿入されている。このガイド７は、垂直方向の凹部７１を備えており、この中でサポート５は垂直方向に摺動することができる。凹部７１は、サポート５の自由端が挿入されている入口と、閉端７２とを有している。脆弱板６は、この凹部７１を横切るように延在し、凹部７１の入口の下方の位置でガイド７を横切るスロットの中に挿入されている。
【００２１】
凹部７１は、脆弱板６の下に位置付けされたコネクタ８を収容しており、これは、通路７１の中を垂直方向に並進移動することが可能である。コネクタ８は、例えば円柱形状であり、脆弱板６の直下に位置付けされた上端８１と、他方の端に位置付けられた大きめの断面をもつ水平部８３とを有している。水平部８３の断面は、凹部７１の断面にほぼ一致している。水平部８３の上方に位置している部分は、小さめの断面を有している。戻し手段９が、凹部７１の閉端７２に配置されている。コネクタ８の端部、すなわち水平部８３付近に位置しているほうの端部が、この戻し手段９の上に載置されており、これによりコネクタ８を凹部７１の入口に向けて押し戻す力が加えられる。
【００２２】
凹部７１は、これに対してほぼ垂直なダクト７３と連通している。ダクト７３は、凹部７１の閉端７２近くに形成されて、ガイド７の壁の厚みを貫通している。フィーラ１０のヘッド１０１がダクト７３の中に挿入されて、水平部８３と接触している。フィーラ１０は、遮断手段１１０に接続されており、これは、当該装置への電力あるいはその他の供給を遮断する。この供給は、特にパンチ１を動かすために使われる。
【００２３】
図１に示すように、この装置は、部品２０に対して圧着されるナット３を収容するマガジン１２０をさらに備えている。マガジン１２０は、ナット３を供給するための供給システム（図示せず）を有しており、このシステムは、パンチ１が上昇位置にあるときに、ナット３を移動させて、これらを通路２１の入口２３に置く。ナット３は、これらを圧着により固定するために用いられる変形可能なリング３１を有している。ナット３は、これらが１つずつ通路２１に入ったときにリング３１が通路２１の出口２５の方を向くように、マガジン１２０の中に並べられている。
【００２４】
ここで、本発明の装置の通常動作について、図１を参照して説明する。
【００２５】
平面状の圧着部を有する部品２０が、衝撃台４の機能面４１の上に位置付けされる。その圧着部は、方向Ｄに対してほぼ垂直である。この圧着部には、通路２１の出口２５の下に位置付けされる穴が設けられている。パンチ１は、通路２１の入口２３から上方に少し離れた上昇位置にある。マガジン１２０およびその供給手段により、ナット３が通路２１の入口２３に動かされる。同時に、パンチ１が位置決め部材２に向かって動かされ、このときパンチ１の自由端１１がナット３の上にかみ合って、ナットを通路２１の中に運ぶ。リング３１は、圧着部に形成された穴を貫通し、所与の強さの力を加えるパンチ１により衝撃台４の機能面４１に押し当てられて変形される。機能面４１は、穴の周りでリングを変形させて圧着部にナットを固定するのに適した形状になっている。リング３１は、穴の周りで圧着部の一方の面の上に開いて広がり、一方、ナット３は、この圧着部の反対の面に位置付けされる。
【００２６】
ナット３が決まった位置に圧着されたら、パンチ１は垂直に持ち上げられて、その上昇位置に戻され、部品２０は、別の部品で置き換えられるか、あるいはずらされて、ナット３が圧着される別の圧着部が通路２１の出口２５と揃った位置になるように配置される。
【００２７】
つぎに、２つのナット３を上下に重ね合わせて通路２１の中に取り込んだ場合の、本発明の装置の動作方法について、図２を参照して説明する。
【００２８】
２つの（あるいは、それより多くの）重ね合わされたナット３が、パンチの自由端１１により運ばれると、これらのナットは一緒になって、通路２１の中をその出口２５に向かって進む。パンチ１により加えられる力の強さは一定である。第２のナット３があるため、この力は、通路２１の中で最下のナットのリング３１を変形させるのに十分ではない。つまり、エネルギーはリング３１（および／または部品２０の適当な箇所）の変形により消散することができないため、このエネルギーが衝撃台４に伝わる。衝撃台は、これが載っている脆弱板６にこのエネルギーを伝える。このエネルギーが限界値を超えると、脆弱板６が壊れる。衝撃台４を打ちつけるパンチ１によって、サポート５は、凹部７１の中に押し入れられる。そして、サポート５が、コネクタ８を凹部７１の閉端７２に向かって方向Ｄに沿って押す。コネクタ８が凹部７１の閉端７２に向かって動くようになったので、フィーラ１０のヘッド１０１は、もはや水平部８３と接触した状態ではなくなる。フィーラ１０のヘッドすなわち機能部１０１は、凹部７１に向かって動き、コネクタ８の断面が小さめである部分と接触する。フィーラのヘッド１０１のこの動きが、遮断手段１１０により検出され、これによってパンチ１への供給が遮断される。パンチ１は、位置決め部材２にもパンチ自体にも何の損傷も与えないまま、停止される。
【００２９】
また、サポート５が凹部７１の中で動くと、衝撃台４が通路２１の出口２５から離れるように動いて、これによって、通路２１の中にある少なくとも１つのナット３が抜け落ち、このようにして位置決め部材２が保護される。また、衝撃台４はｄよりも大きい距離Ｄ１だけ離れるように動くので（図２参照）、もはやパンチ１とこの衝撃台の間での反復打撃は生じず、このため、たとえパンチへの供給が即座に（手動または自動で）遮断されない場合でも、通路２１の中に収容されているナット３が変形されることはない。
【００３０】
脆弱板６は、プラスチックにより作ることができる。その強度は、これが壊れてサポート５が凹部７１の中で動くことが可能となるように、選択される。また、それを超えると脆弱板６が壊れるという限界値は、当業者が、特にパンチ１により加えられる力の関数として、決定することができる。
【００３１】
図示の実施形態では、パンチ１の自由端１１は、ナット３にかみ合うことが可能になっている。このような連携の方法は、本発明の限定的な特徴ではない。パンチ１の自由端１１がナット３に単に接触して、これを通路２１に押し込むということも、同様に可能である。また、パンチ１の自由端１１には、交換可能な端部取付具が装着されることも可能であり、その機能はパンチ１の上記自由端１１のそれと同じである。この端部取付具は、ナット３とかみ合うようにすることができる。ナット３と端部取付具との間のその他あらゆる連携形態が、同様に、本発明の範囲に含まれる。交換可能な端部取付具があることで、パンチ１が損傷した場合でも、パンチ全体ではなく、端部取付具だけを取り替えることが可能となる。
【図１】
2012510371.tif 000003
【図２】
2012510371.tif 000004
【国際調査報告】
2012510371.tif 000005
2012510371.tif 000006
2012510371.tif 000007
2012510371.tif 000008