JP2004358496A - 穿孔リベットかしめ工具 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイ及び／又はパンチの取り替え頻度をできるだけ少なくすることができ、あるいは、かしめ処理のための準備を生産性に影響の与えない範囲で行うことができる穿孔リベットかしめ工具を提供する。
【解決手段】本発明は、ダイとパンチとを相対的に接離させるべく、工具本体に作動手段を備えた穿孔リベットかしめ工具において、工具本体及び／又は作動手段の出力部に、複数の装着部を備えるターレットが回転自在に取り付けられ、それぞれ装着部に、前記ダイ又はパンチが取り付け可能に構成されてなることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の板材に穿孔リベットを打ち込み、該穿孔リベットをかしめて板材同士を接合する穿孔リベットかしめ工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４（イ）に示す如く、穿孔リベット１は、軸部２と、該軸部２の基端に形成された頭部３とを有する。軸部２は、中心部がくり抜かれて円筒状をなし、頭部３は、若干の広がりを有してその直径が軸部２の直径よりも大きいフランジ状をなす（特許文献１）。あるいは、頭部３がなく、軸部２のみを有する穿孔リベットも提供されている（特許文献２）。何れの穿孔リベットにあっても、軸部２の先端が打ち込み方向に対して傾斜するテーパ面２ａを備え、打ち込み荷重が小さくなるように構成されている。
【０００３】
この種の穿孔リベットは、例えば自動車組立等の板金組立作業（特にアルミニウムボディーの組立作業）において使用される。そして、穿孔リベット工具は、工具本体に対し、該工具本体に固定されるダイと、工具本体に装着されるシリンダ等の作動手段と、該作動手段の出力部先端に取り付けられるパンチとを備えた構成が一般的であり（特許文献３）、例えばロボットのアーム先端に組み付けて使用される。
【０００４】
接合に際しては、接合すべき対象物である例えば二枚の板材（第一の板材４及び第二の板材５）を重ね、第二の板材５の外面にダイ（図示しない）を配置し、第一の板材４の外面側から穿孔リベット１をパンチ（図示しない）により打ち込めば、軸部２が第一の板材４を貫通し、ダイにより軸部２の先端側が押し広げられ、拡開された軸部２と頭部３とにより第一の板材４及び第二の板材５が接合されるようになっている（図４（ロ）〜（ニ）参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５９４０９号公報
【特許文献２】
特開２００１−１３２７１９号公報
【特許文献３】
特開２００１−２３２４３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、接合対象物の材質、厚さ、穿孔リベットのサイズ等が変わる毎にダイ及び／又はパンチを種類の異なるものに取り替える必要が生じ、また、寿命により劣化したダイ及び／又はパンチを新しいものに取り替える必要も生じるが、上記従来の穿孔リベットかしめ工具にあっては、上記取り替え作業によってアイドルタイムが発生し、生産性が阻害されるという問題があった。
【０００７】
あるいは、上記従来の穿孔リベットかしめ工具は、ダイ及びパンチを一組しか備えていないため、次のかしめ処理のための穿孔リベットをパンチ側に装填する作業（準備作業）は、先のかしめ処理が終了してからでなければ行うことができず、この点、生産性の向上を図る上で限界が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ダイ及び／又はパンチの取り替え頻度をできるだけ少なくすることができ、あるいは、かしめ処理のための準備を生産性に影響の与えない範囲で行うことができる穿孔リベットかしめ工具を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る穿孔リベットかしめ工具は、ダイとパンチとを相対的に接離させるべく、工具本体に作動手段を備えた穿孔リベットかしめ工具において、工具本体及び／又は作動手段の出力部に、複数の装着部を備えるターレットが回転自在に取り付けられ、それぞれ装着部に、前記ダイ又はパンチが取り付け可能に構成されてなることを特徴とする。
【００１０】
上記構成からなる穿孔リベットかしめ工具によれば、同一種類のダイ及び／又はパンチを複数、あるいは異なる種類のダイ及び／又はパンチを複数備えており、ターレットの回転・位置決めを以て、かしめ処理に供するものを選択する。
【００１１】
また、本発明に係る穿孔リベットかしめ工具は、複数のパンチのうちのかしめ処理に供しないパンチと向き合う位置に、パーツフィーダの穿孔リベット排出部が配置されてなる構成を採用することができる。かかる構成によれば、かしめ処理を行う間、該かしめ処理に供しないパンチに対して穿孔リベットを供給することができ、かしめ処理と次のかしめ処理との間におけるアイドルタイムの発生を無くすことができ、よって、生産性の向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る穿孔リベットかしめ工具の一実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。
【００１３】
図１及び図２に示す如く、本実施形態に係る穿孔リベット工具は、工具本体１０と、該工具本体１０に装着される作動手段としてのシリンダ１５と、工具本体１０に回転自在に支持される第一のターレット２０と、シリンダ１５の出力部としてのロッド１６に回転自在に支持される第二のターレット２５とを備えて構成されている。
【００１４】
より詳細に言えば、工具本体１０は、二箇所位置にて屈曲された略コ字状を呈し、一端側に第一のターレット２０が回転自在に支持され、他端側にシリンダ１５が取り付けられ、該シリンダ１５のロッド１６に取り付けられたブラケット１７に第二のターレット２５が回転自在に支持されている。尚、第一のターレット２０及び第二のターレット２５の回転軸は、それぞれ互いに平行であり、且つロッド１６の進退方向に所定の間隔を有して配置されている。
【００１５】
第一のターレット２０及び第二のターレット２５は、それぞれ円柱状を呈し、円周方向の所定複数位置にダイ２２又はパンチ２７のための装着部を備えている。ダイ２２のための装着部は、第一のターレット２０の外周面に形成された装着孔２１である。該装着孔２１は、第一のターレット２０の円周方向の二等分位置に形成されており、該装着孔２１に挿入することで、ダイ２２は着脱自在に装着される。また、パンチ２７のための装着部は、第二のターレット２５の外周面に形成された装着孔２６である。該装着孔２６は、第二のターレット２５の円周方向の三等分位置に形成されており、該装着孔２６に挿入することで、パンチ２７は着脱自在に装着される。因みに、第一装着孔２１及び装着孔２６は、ダイ２２とパンチ２７とを入れ替えて取り付け可能ともすべく、同一サイズに形成されている。
【００１６】
ダイ２２は、装着孔２１に挿入される部分と反対側の部分が細くされ、該部分の先端がかしめ処理のための所定形状（具体的には、凸状の円弧面）に形成された本体部材２３と、該本体部材２３の細くされた部分に外嵌される環状部材２４とからなる。本体部材２３、環状部材２４ともに金属材料から形成され、環状部材２４は、その軸方向の寸法が本体部材２３の細くされた部分の軸方向の寸法よりも長くなっており、従って、本体部材２３の先端の凸状の円弧面は、環状部材２４の内方に位置する。
【００１７】
パンチ２７は、装着孔２６に挿入される部分と反対側の部分が細くされ、該部分の先端がかしめ処理のための所定形状（具体的には、平坦面）に形成された本体部材２８と、該本体部材２３の細くされた部分に外嵌される環状部材２９とからなる。本体部材２８は、金属材料から形成され、環状部材２９は、ウレタン樹脂等の弾性材料から形成され、環状部材２９は、その軸方向の寸法が本体部材２８の細くされた部分の軸方向の寸法よりも長くなっており、従って、本体部材２８の先端の凸状の平坦面は、環状部材２９の内方に位置する。
【００１８】
そして、ダイ２２及び／又はパンチ２７は、本体部材２３，２８の細くされた部分の径、長さ、あるいは先端の形状、並びに環状部材２４，２９の径、長さ等を適宜設定することにより、種類の異なるものが提供される。
【００１９】
第一のターレット２０の回転、位置決め（インデックス）は、工具本体１０に取り付けられた回転駆動手段としての第一のモータ１１によって行われる。また、第二のターレット２５の回転、位置決め（インデックス）は、シリンダ１５の出力部としてのブラケット１７に取り付けられた同じく回転駆動手段としての第二のモータ１２によって行われる。そして、第一のターレット２０及び第二のターレット２５のインデックス機能を実現すべく、第一のモータ１１及び第二のモータ１２は、制御部（図示しない）の制御下に置かれている。
【００２０】
また、一のパンチ２７が相手のダイ２２と向き合う処理位置に第二のターレット２０が位置決めされた状態で、別のパンチ２７と向き合う位置には、該パンチ２７に穿孔リベット１を供給するためのパーツフィーダの一部（先端ノズル部）３０が配置されている。該ノズル部３０は、管体からなり、内部を飛程する穿孔リベット１は、先端から排出され、パンチ２７の環状部材２９内に挿入されてパンチ２７内に充填される。
【００２１】
ノズル部３０は、工具本体１０の把持部に形成された切欠１０ａに挿通された状態で、該切欠１０ａから工具本体１０の内方に臨出する部分がロッド１６に固定された取付具３１によって保持されており、かしめ処理の際にロッド１６が進出すると、ノズル部３０も一緒に移動するようになっている。従って、第二のターレット２０が処理位置に位置決めされている状態では、ロッド１６の進退状態に関わらず、パンチ２７に穿孔リベット１を供給可能とする。
【００２２】
本実施形態に係る穿孔リベットかしめ工具は、以上の構成からなり、次に、これを用いたかしめ処理の態様について説明する。
【００２３】
第一のターレット２０には、種類の異なる二つのダイ２２，２２が取り付けられている。まず、制御部は、オペレータあるいはプログラムからの入力情報に基づいて必要とするダイ２２を選択すべく、モータ１１を回転させ、必要とするダイ２２が第二ターレット２５側を向くよう位置決めを行う。
【００２４】
一方、第二のターレット２５には、同じ三つのパンチ２７，…が取り付けられている。まず、制御部は、第二のターレット２５を処理位置（三等分なので、処理位置は１２０度単位で三つ存在する）に位置決めする。そして、パーツフィーダ３０によって装填位置にあるパンチ２７に穿孔リベット１を供給する。
【００２５】
尚、パンチ２７の環状部材２９は、その内径が穿孔リベット１の頭部３の外径よりも僅かに小さくなっているが、パーツフィーダ３０から排出される穿孔リベット１は、ある程度の運動エネルギーを有しているため、環状部材２９内を進み、その頭部３が本体部材２８の先端に当接した状態で着座され、また、着座した後は、その頭部３が環状部材２９によって保持されるため、第二のターレット２５の回転によってパンチ２７から不用意に離脱することはない。この構成によって、穿孔リベット１は正しい姿勢で保持され、かしめ処理時の不具合を好適に防止できる。
【００２６】
供給が済めば、制御部は、第二のターレット２５を１２０度回転させ、穿孔リベット１が装填されたパンチ２７が第一のターレット２０側を向くよう位置決めを行う。そして、処理位置への位置決めが済めば、制御部は、シリンダ１５を作動させ、ロッド１６を第一のターレット２０側に進出させてかしめ処理を行う。
接合対象物は、かしめ処理に先立って第一のターレット２０と第二のターレット２５との間に挿入させておく。
【００２７】
尚、穿孔リベット１は、パンチ２７の環状部材２９に一部が埋入された状態にあるが、かしめ処理に際しては、第二のターレット２５が第一のターレット２０側に移動してパンチ２７に押圧力が働くことにより、環状部材２９は軸方向に押圧変形され、穿孔リベット１が環状部材２９から完全に臨出するようになっており、かしめ処理は円滑且つ確実に行われる。
【００２８】
そして、かしめ処理が行われている間は、装填位置に新たなパンチ２７が位置決めされていて、制御部は、次のかしめ処理の準備のためにパーツフィーダ３０を作動させてパンチ２７に新たな穿孔リベット１を供給する。
【００２９】
このように、本実施形態に係る穿孔リベットかしめ工具によれば、先のかしめ処理が行われている間に次のかしめ処理のための穿孔リベット１をパンチ２７に装填しておくことができ、第二のターレット２５を回転させるだけで次のかしめ処理を直ちに行うことができる。従って、従来であれば、先のかしめ処理と次のかしめ処理との間で穿孔リベット１の装填を行うことにより発生していたアイドルタイムを無くすことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００３０】
そして、途中で板厚が今までとは異なる接合対象物に切り替わる場合、制御部は、その情報を入手して他方のダイ２２を選択すべく、モータ１１を回転させ、他方のダイ２２が第二ターレット２５側を向くよう位置決めを行う。以下は同様である。しかるに、本実施形態に係る穿孔リベットかしめ工具によれば、第一のターレット２０を回転させるだけで次のかしめ処理を直ちに行うことができる。
従って、従来であれば、先のかしめ処理と次のかしめ処理との間でダイ２２の取り替えを行うことにより発生していたアイドルタイムを無くすことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００３１】
尚、上記のように、第一のターレット２０に種類の異なるダイ２２を二つ取り付けておくのではなく、同じ種類のダイ２２を二つ取り付けておけば、一方のダイ２２が寿命により消費された時、第一のターレット２０を回転させて反対側のダイ２２を使用に供することができる。しかるに、本実施形態に係る穿孔リベットかしめ工具によれば、この点においても生産性の向上を図ることができる。
【００３２】
また、第二のターレット２５に例えば六つの装着部を設け、同じ種類のパンチ２７を六つ取り付け、一つ飛ばしの三つのパンチ２７，…を第一群、残りの三つのパンチ２７，…を第二群とし、最初は第一群のパンチ２７，…をローテーションし、寿命が来れば、第二群のパンチ２７，…をローテーションするようにすれば、かしめ処理を間断なく連続的に行うことができ、この点においても生産性の向上を図ることができる。
【００３３】
尚、本発明に係る穿孔リベットかしめ工具は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、上記実施形態において、第二のターレット２５、即ち可動側のターレット２５には、ダイ２２を取り付け、第一のターレット２０、即ち固定側のターレット２０には、パンチ２７を取り付けるようにしてもよい。
【００３５】
あるいは、一つのターレットに、ダイ２２とパンチ２７とを混在させて取り付けるようにしてもよい。
【００３６】
また、ターレットは、一方のみに設けてもよい。例えばダイ２２側はターレット２０を設けず、一つのダイ２２のみを取り付けるようにし、パンチ２７側はターレット２５を設け、複数のパンチ２７，…を取り付けるようにしてもよく、また、この逆であってもよい。
【００３７】
さらに、ターレットは、固定側、即ち工具本体１０側にのみ設けるようにしてもよいし、可動側、即ちシリンダ１５のロッド１６（ブラケット１７）側にのみ設けるようにしてもよい。
【００３８】
また、シリンダ１５等の作動手段を工具本体１０に一対設け、ダイ２２とパンチ２７とが相対的に接離するような構成であってもよい。さらに、ダイ２２及び／又はパンチ２７の作動手段は、上記実施形態の如く直線移動するものにのみ限定されず、揺動によって円弧移動するものであってもよい。
【００３９】
また、上記実施形態においては、ターレットの回転面が接合対象物の挿入方向と平行する形態であるが、ターレットの回転面が接合対象物の挿入方向と直交する形態にしてターレットの回転軸を設定してもよい。これは、ターレットと接合対象物とが干渉するおそれのある場合に効果的である。
【００４０】
図３は、他実施形態に係る穿孔リベットかしめ工具を示す。このかしめ工具は、例えば油圧発生装置３３によってダイ３４をパンチ３８側に移動させるものである。工具本体３２の一端側には、シリンダ室３２ａにおけるピストン（出力部）３５にダイ３４が一体的に取り付けられている。一方、工具本体３２の他端側には、ターレット３８が回転自在に取り付けられており、該ターレット３８に複数のパンチ３９，…が取り付けられている。該ダイ３４及びパンチ３９の構成は、上記実施形態と同じである。
【００４１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明に係る穿孔リベットかしめ工具は、工具本体及び／又は作動手段の出力部に、複数の装着部を備えるターレットが回転自在に取り付けられ、それぞれ装着部に、前記ダイ又はパンチが取り付け可能に構成されてなるため、ダイ及び／又はパンチの取り替え頻度をできるだけ少なくすることができ、あるいはかしめ処理のための準備を先のかしめ処理の間に行うことができ、よって、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る穿孔リベットかしめ工具であって、（イ）は平面図、（ロ）は側面図、をそれぞれ示す。
【図２】同実施形態に係る穿孔リベットかしめ工具の一部断面を含む側面図を示す。
【図３】他実施形態に係る穿孔リベットかしめ工具の一部断面を含む側面図を示す。
【図４】（イ）は、穿孔リベットの半断面側面図、（ロ）は、かしめ処理開始時の断面側面図、（ハ）は、かしめ処理中の断面側面図、（ニ）は、かしめ処理完了時の断面側面図、をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１…穿孔リベット、４，５…板材（接合対象物）、１０…工具本体、１１，１２…モータ（回転駆動手段）、１５…シリンダ（作動手段）、１６…ロッド（出力部）、１７…ブラケット（出力部）、２０，２５…ターレット、２１，２６…装着孔（装着部）、２２…ダイ、２７…パンチ、３０…パーツフィーダ、３２…工具本体、３２ａ…シリンダ室、３３…油圧発生装置（作動手段）、３４…ダイ、３５…ピストン（出力部）、３８…ターレット、３９…パンチ

Claims (2)

1. ダイとパンチとを相対的に接離させるべく、工具本体に作動手段を備えた穿孔リベットかしめ工具において、工具本体及び／又は作動手段の出力部に、複数の装着部を備えるターレットが回転自在に取り付けられ、それぞれ装着部に、前記ダイ又はパンチが取り付け可能に構成されてなることを特徴とする穿孔リベットかしめ工具。
2. 複数のパンチのうちのかしめ処理に供しないパンチと向き合う位置に、パーツフィーダの穿孔リベット排出部が配置されてなることを特徴とする請求項１記載の穿孔リベットかしめ工具。

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