JP2007125607A - ロータリーカシメ機、ロータリーカシメ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着するカシメ加工に於いて、リベット上端面のワーク上面からの突出量にバラツキが有るばかりでなく、リベットの硬さにバラツキが有る場合でも、良好な締着を行い得るようにする。
【解決手段】テーブル上に重ねて載置した２枚のワークの貫通孔に挿通して成るリベットの上端面にロータリーパンチを圧接して回転させることによりリベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着するロータリーカシメ機。一定速度に回転制御されるモータ３２と、モータ３２の回転力を２枚のワークの中の下側のワークに伝達してリベットを軸として揺動させる揺動機構３４と、下側のワークの揺動に要する力が所定値に達するとロータリーパンチをリベットの上端面から離隔させる統括制御手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テーブル上の２枚のワークに挿通されているリベットの上端面にロータリーパンチを圧接させて回転させることにより当該２枚のワークを締着するロータリーカシメ機とロータリーカシメ方法に関する。
詳しくは、リベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着するロータリーカシメ機とロータリーカシメ方法に関する。

貫通孔にリベットを挿通してテーブル上に重ねて載置した２枚のワークに対して、上方から成形用工具を所定ストローク下降させて、その先端のパンチをリベットの上端面に圧接させてカシメるカシメ機では、リベット上端面のワーク上面からの突出量にバラツキがあると、カシメの出来具合にもバラツキが生ずる。
特開平７−１００５７５号公報（特許文献１）には、リベット上端面のワーク面からの突出量に応じて成形用工具の下降量を調整することにより、上記のバラツキによる出来不出来に対処するようにした技術が開示されている。

貫通孔にリベットを挿通してテーブル上に重ねて載置した２枚のワークに対して、上方から成形用工具を下降させて、その先端のパンチをリベットの上端面に圧接させて回転させることによりカシメるロータリーカシメ機に於いて、成形用工具を下降／上昇させるサーボモータのカシメ加工時の負荷を検出してカシメの良否を判定する技術が、特開平７−０８０５８６号公報（特許文献２）に開示されている。

特開平７−１００５７５号公報。 特開平７−０８０５８６号公報。

特許文献１に記載の技術では、リベットの硬さのバラツキには対応できない。
即ち、リベット上端面のワーク上面からの突出量に応じて成形用工具の下降量を調整したとしても、リベットの硬さにバラツキがあると、リベットの軸がカシメ時の圧力で径方向に拡がる量にバラツキが生ずる。リベットが軟らか過ぎる場合、リベットの軸がカシメ時の圧力で径方向に拡がって太くなり過ぎ、結果、リベット軸の周面がワークの貫通孔内壁に強く圧接するようになる。
したがって、カシメ加工が、リベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着することを目的とする場合には、揺動に不具合が生ずることとなる。
また、特許文献１に記載の技術では、リベットの軸に段部が有り、例えば、下側の径が相対的に太く、上側の径が相対的に細い場合に於いて、リベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着することを目的とする場合には、下側の太い径の部分が上側の細い径の部分によって更に強く圧迫される結果、軸方向に更に潰れ易くなって太い径の部分の軸方向の長さが更に短くなるため、２枚のワークの摺動が更に困難となる。
本発明は、リベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着することを企図するカシメ加工に於いて、リベット上端面のワーク上面からの突出量にバラツキが有るばかりでなく、リベットの硬さにバラツキが有る場合でも、更にはリベットの径が上側と下側の部分で異なる場合でも、良好な締着を行い得るようにすることを目的とする。

本発明は、下記［１］〜［６］のように構成される。
［１］構成１：
テーブル上に重ねて載置した２枚のワークの貫通孔に挿通して成るリベットの上端面にロータリーパンチを圧接して回転させることによりリベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着するロータリーカシメ機であって、
一定速度に回転制御されるモータと、
前記モータの回転力を２枚のワークの中の下側のワークに伝達してリベットを軸として揺動させる揺動機構と、
下側のワークの揺動に要する力が所定値に達するとロータリーパンチをリベットの上端面から離隔させる統括制御手段と、
を有することを特徴とするロータリーカシメ機。
［２］構成２：
構成１に於いて、
前記統括制御手段は、下側のワークの揺動に要する力が所定値に達したことを前記モータの入力電圧に基づいて検出する、
ことを特徴とするロータリーカシメ機。
［３］構成３：
構成１に於いて、
前記統括制御手段は、下側のワークの揺動に要する力を揺動の方向が反転する各反転位置にて検出する、
ことを特徴とするロータリーカシメ機。

［４］構成４：
テーブル上に重ねて載置した２枚のワークの貫通孔に挿通して成るリベットの上端面にロータリーパンチを圧接して回転させることによりリベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着するロータリーカシメ方法であって、
一定速度に回転制御されているモータの回転力を２枚のワークの中の下側のワークに伝達してリベットを軸として揺動させ、
下側のワークの揺動に要する力が所定値に達するとロータリーパンチをリベットの上端面から離隔させる、
ことを特徴とするロータリーカシメ方法。
［５］構成５：
構成４に於いて、
下側のワークの揺動に要する力が所定値に達したことを前記モータの入力電圧に基づいて検出する、
ことを特徴とするロータリーカシメ方法。
［６］構成６：
構成４に於いて、
下側のワークの揺動に要する力を揺動の方向が反転する各反転位置にて検出する、
ことを特徴とするロータリーカシメ方法。

構成１は、テーブル上に重ねて載置した２枚のワークの貫通孔に挿通して成るリベットの上端面にロータリーパンチを圧接して回転させることによりリベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着するロータリーカシメ機であって、一定速度に回転制御されるモータと、前記モータの回転力を２枚のワークの中の下側のワークに伝達してリベットを軸として揺動させる揺動機構と、下側のワークの揺動に要する力が所定値に達するとロータリーパンチをリベットの上端面から離隔させる統括制御手段とを有するロータリーカシメ機であるため、リベットを軸とするワークの揺動が良好に行い得るか否かを直接的に検出しつつカシメ加工を行なうことができる。このため、リベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着することを企図するカシメ加工に於いて、リベット上端面のワーク上面からの突出量にバラツキが有るばかりでなく、リベットの硬さにバラツキが有る場合でも、良好な締着を行うことができる。
構成２は、構成１に於いて、前記統括制御手段は下側のワークの揺動に要する力が所定値に達したことを前記モータの入力電圧に基づいて検出するロータリーカシメ機であるため、構成１が奏する作用効果に加えて、さらに、下側のワークの揺動に要する力が所定値に達したことを検出する良好な手法を提供することができる。
構成３は、構成１に於いて、前記統括制御手段は下側のワークの揺動に要する力を揺動の方向が反転する各反転位置にて検出するロータリーカシメ機であるため、構成１が奏する作用効果に加えて、さらに、下側のワークの揺動に要する力が所定値に達したことを検出する良好なタイミングを規定することができる。

構成４〜６は、それぞれ、構成１〜３に対応する方法であるため、それぞれ、構成１〜３に対応する効果がある。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態のロータリーカシメ機の制御部の構成を示すブロック図である。図２は図１のロータリーカシメ機を示す模式図であり、（ａ）はカシメ加工前、（ｂ）はカシメ加工時を示す。また、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ｃ図である。図３は図１の統括制御１０の制御手順を示すフローチャートである。

カシメ機構２３は、シリンダ（不図示）により上昇／下降されるピストン２３３と、ピストン２３３の下端に取り付けられた成形用工具２３１と、成形用工具２３１の先端（下端）に取り付けられたロータリーパンチ２３０と、ロータリーパンチ２３０を回転させるためのロータリーカシメユニット２３２と、を有する。

このカシメ機構２３は、ロータリーパンチ２３０の先端（下端）をリベットＷ０の上端面に圧接させた状態で回転させる（リベットＷ０の軸芯の延長線の回りに回転させる）ことにより、リベットＷ０の上端面を平たく押し拡げて、ワーク（上側）Ｗ１とワーク（下側）Ｗ２とを締着する機構である。なお、本機では、締着後に於いてワークＷ１とワークＷ２とがリベットＷ０を軸として揺動可能となるように、締着が行なわれる。
また、本例では、ワークＷ１とワークＷ２として、自動車用シートを上下させる機構の構成要素であるロアアームとリフターリンクを想定している。ここで、自動車用シートを上下させる機構とは、車両床面側のロアアームにリベットで軸支されたリフターリングが該リベットを揺動の軸として揺動することにより、該リフターリンクの他端側にて支持しているシートを上昇／下降させる機構である。この機構では、リベットの軸の径が、ロアアームの部分に対応する上側で相対的に細く、リフターリンクの部分に対応する下側で相対的に太い。このため、もし、従来のロータリーカシメ機で加工を行なうと、リベットが軟質の場合には下側の部分の軸方向の長さが更に大きく潰れ易くなり、加工後に、ロアアームとリフターリンクの揺動に不具合が生じ易くなるが、本装置では、そのような不具合は防止される。

このカシメ機構２３のピストン２３３の上昇／下降や、ロータリーカシメユニット２３２によるロータリーパンチ２３０の回転／停止は、統括制御１０により開始／終了を管理されるカシメ駆動制御２１によって制御される。
カシメ機構２３とカシメ駆動制御２１としては、公知のロータリーカシメ機の構成を採用できるため、これ以上の説明は省略する。

本ロータリーカシメ機は、ワーク（下側）Ｗ２を、リベットＷ０を軸芯として揺動させる（図２（ｃ）参照）ための揺動機構３４を有する。この揺動機構３４は、サーボ制御３０により回転速度が一定となるように速度制御されるモータ３２によって駆動される。定速回転されるモータの回転力を伝達してワークＷ２を揺動させる機構は、例えば、公知のテコクランク機構等を用いて構成することができる。モータを一定速度で回転させるサーボ制御は公知であるため説明は省略する。なお、サーボ制御に代えて、インバータ制御を用いてモータ３２を定速回転させるようにしてもよい。

本ロータリーカシメ機は、上記モータ３２の入力電圧を入力電圧検出３６により検出して監視し、該入力電圧が所定値を越えると、カシメ加工を終了する。言い換えれば、ワーク（下側）Ｗ２を上記のように一定速度で揺動させるために必要な力を監視し、その力が所定値を越えると、カシメ加工を終了する。このように、ワークＷ２を一定速度で揺動させるために必要な力に基づいてカシメ加工の終了タイミングを決めるため、最適な締着状態となったときにカシメ加工を終了することができる。ここで、最適な締着状態とは、ワークＷ１とワークＷ２とがリベットＷ０を軸として揺動可能な状態で締着された状態を言う。本例では、リベットＷ０によりロアアームＷ１に軸支されたリフターリンクＷ２がシートをスムーズに昇降させ得る締着状態が該当する。

なお、上記では、「ワークＷ２を一定速度で揺動させるために必要な力」として説明したが、ワークＷ２は、揺動の端位置に近づくにつれて速度を低下し、端位置で反転した後速度を速め、中間位置を過ぎると再び速度を低下して反対側の端位置に至り、再び反転する、という繰り返し運動を行なう。したがって、「一定速度」とは、正確には、「それぞれ同じ角度位置（例：中間位置なら中間位置）に於いて一定速度」、の意味である。

また、ワークＷ２が上記のように往復運動を行なうため、カシメ加工の進行度合い（締めの度合い）が同じであっても、各角度位置に於いて検出される入力電圧は往復運動の角度位置に応じて異なる。このため、本例では、ワークＷ２が各端位置に在る時の入力電圧に基づいて上記のように制御をしているが、これに代えて、中間位置を通過する時の入力電圧や、或いは、一周期の平均電圧に基づいて制御するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、モータ３０の入力電圧を検出して、該入力電圧が所定値を越えるとカシメ加工を終了しているが、ワークＷ２を一定速度で揺動させるために必要な力自体を検出したり、或いは、ワークＷ２を一定速度で揺動させるために必要な力を別の公知の手法で検出して、上記のように制御してもよい。

上記で説明した制御手順を、図３に示す。
図示のように、テーブル５０上の所定位置にワークＷ１，Ｗ２，Ｗ０ががセットされると（Ｓ０１でＹＥＳ）、カシメ駆動制御２１に対して、ピストン２３３の下降制御と、ロータリーカシメユニット２３２によるロータリーパンチ２３０の回転制御と、の開始を指令する（Ｓ１１）。なお、下降制御や回転制御の精密なタイミングは、カシメ駆動制御２１によって公知の手順で制御される。

また、サーボ制御３０に対して、モータ３０の一定速度での回転制御を開始するように指令する（Ｓ１３）。速度は、統括制御１０から指令される。なお、モータ３０の定速回転は、サーボ制御３０によって公知の手順で制御される。
また、入力電圧検出３６から入力される電圧値の監視を開始する（Ｓ15）。

入力電圧検出３６から入力される電圧値が所定値を越えると（Ｓ２１でＹＥＳ）、上記とは逆に、カシメ駆動制御２１に対してピストンの上昇制御とロータリーパンチ２３０の停止制御を指令し（Ｓ３１）、サーボ制御３０に対してモータ３２の停止を指令し（Ｓ３３）、入力電圧検出３６から入力される電圧の監視を終了する（Ｓ３５）。
以下、ステップＳ０１に戻り、次のワークの制御に備える。

実施の形態のロータリーカシメ機の制御部の構成を示すブロック図。 実施の形態のロータリーカシメ機を模式的に示し、（ａ）はカシメ加工開始前の状態、（ｂ）はカシメ加工時の状態、（ｃ）は（ｂ）の矢視Ｃ図。 図１の統括制御１０で実行される処理を示すフローチャート。

符号の説明

１０ 統括制御
２１ カシメ駆動制御
２３ カシメ機構
２３０ ロータリーパンチ
２３１ 成形用工具
２３２ ロータリーカシメユニット
２３３ ピストン
３０ サーボ制御
３２ モータ
３４ 揺動機構
３６ 入力電圧検出
５０ テーブル
Ｗ０ リベット
Ｗ１ ワーク（上側）
Ｗ２ ワーク（下側）

Claims (6)

1. テーブル上に重ねて載置した２枚のワークの貫通孔に挿通して成るリベットの上端面にロータリーパンチを圧接して回転させることによりリベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着するロータリーカシメ機であって、
   一定速度に回転制御されるモータと、
   前記モータの回転力を２枚のワークの中の下側のワークに伝達してリベットを軸として揺動させる揺動機構と、
   下側のワークの揺動に要する力が所定値に達するとロータリーパンチをリベットの上端面から離隔させる統括制御手段と、
   を有することを特徴とするロータリーカシメ機。
2. 請求項１に於いて、
   前記統括制御手段は、下側のワークの揺動に要する力が所定値に達したことを前記モータの入力電圧に基づいて検出する、
   ことを特徴とするロータリーカシメ機。
3. 請求項１に於いて、
   前記統括制御手段は、下側のワークの揺動に要する力を揺動の方向が反転する各反転位置にて検出する、
   ことを特徴とするロータリーカシメ機。
4. テーブル上に重ねて載置した２枚のワークの貫通孔に挿通して成るリベットの上端面にロータリーパンチを圧接して回転させることによりリベットを軸とする揺動が可能なように２枚のワークを締着するロータリーカシメ方法であって、
   一定速度に回転制御されているモータの回転力を２枚のワークの中の下側のワークに伝達してリベットを軸として揺動させ、
   下側のワークの揺動に要する力が所定値に達するとロータリーパンチをリベットの上端面から離隔させる、
   ことを特徴とするロータリーカシメ方法。
5. 請求項４に於いて、
   下側のワークの揺動に要する力が所定値に達したことを前記モータの入力電圧に基づいて検出する、
   ことを特徴とするロータリーカシメ方法。
6. 請求項４に於いて、
   下側のワークの揺動に要する力を揺動の方向が反転する各反転位置にて検出する、
   ことを特徴とするロータリーカシメ方法。

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