JP2014087739A - シール塗布装置及びシール塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適切にシール剤を塗布することができる、シール塗布装置及びシール塗布方法を提供する。
【解決手段】シール塗布装置は、ファスナーを中心軸まわりに回転可能に支持する、ファスナー回転装置と、シール剤を吐出することにより、前記ファスナーにシール剤を塗布する、シール剤吐出装置とを備える。前記ファスナー回転装置は、前記ファスナーを回転可能に把持する、第１把持部材及び第２把持部材と、前記第１把持部材及び前記第２把持部材を支持する、ベースとを備える。前記第１把持部材は、交換可能になるように、前記ベースに取り付けられている。
【選択図】図８

Description

本発明は、シール塗布装置及びシール塗布方法に関する。

ボルトやリベットのようなファスナー（締結部品）を用いて被締結物を締結する技術は、航空機等の組立てに利用されている。ファスナーを用いて航空機の主翼の部品を締結する場合、燃料漏れを防ぐために締結部がシールされる。

図１〜６を参照して、繊維強化プラスチックのような複合材の被締結物を締結する方法を説明する。

図１に示されるように、被締結物としてのワーク３は、重ねられた複数の複合材部品１及び２を含む。ワーク３の一方側の表面５から他方側の表面６へ貫通するように、皿穴付き孔４が形成される。皿穴付き孔４の皿穴部分は表面５側に配置される。ワーク３は、皿穴付き孔４の皿穴部分を囲む皿穴壁面７を有する。皿穴付き孔４の形成後、ワーク３が清掃され、皿穴付き孔４の形成時に生じたバリが取り除かれる。

図２は、ワーク３を締結するための締結部品としてのファスナー８を示す。ファスナー８は、例えば、ハックタイトファスナーである。ファスナー８は、皿ボルト９と、スリーブ１０とを備える。スリーブ１０は筒状であり、皿ボルト９はスリーブ１０に挿入されている。皿ボルト９は、頭部１１と、円柱部１２と、ねじ部１３とを備える。頭部１１は、頭部上面１４と、頭部側面１８とを有する。頭部側面１８は円錐面に形成されている。円柱部１２は、頭部１１とねじ部１３の間に配置される。円柱部１２にはねじが形成されていない。ねじ部１３は、端面１５を有する。頭部上面１４及び端面１５は、ファスナー８の軸方向の両端に配置される。スリーブ１０は、円柱部１２に被せられている。円柱部１２における頭部１１に近い部分は、スリーブ１０から露出している。スリーブ１０は、頭部１１側に配置された皿部１６と、ねじ部１３側に配置された円筒部１７とを備える。皿部１６は円錐形状に形成されている。

図３に示されるように、皿部１６が皿穴壁面７に突き当たるまで、ファスナー８が皿穴付孔４に押し込まれる。皿部１６が皿穴壁面７に接触した状態で、頭部１１は表面５から突き出しており、ねじ部１３は表面６から突き出している。

図４に示されるように、エアーハンマー１９を用いて頭部上面１４に衝撃力が繰り返し付与され、ファスナー８が打ち込まれる。

図５に示されるように、ファスナー８がワーク３に着座するまで、すなわち頭部１１が皿部１６を介して皿穴壁面７に突き当たるまで、エアーハンマー１９を用いて頭部上面１４に衝撃力が繰り返し付与される。ここで、ファスナー８が着座したことを作業者が音で判断してエアーハンマー１９による衝撃力の付与を停止する。

図６に示されるように、ナット２０がねじ部１３に装着され、複合材部品１及び２が締結される。

ここで、締結部をシールするため、皿部１６、円筒部１７、及び頭部側面１１に、シール剤が手作業で刷毛塗りされる。目視により、シール剤が完全に塗布されたことが確認される。シール剤を手作業で塗布する場合、作業に時間がかかり、且つ、品質が安定しにくい。

関連して、特許文献１は、打鋲穴にシール剤を塗布するシール塗布装置を開示している。

また、特許文献２は、複数の被結合部材をリベットにより結合させる打鋲装置を開示している。図７を参照して、この打鋲装置のチャック機構を説明する。打鋲装置のリベット挿入ユニットは、摺動可能に設けられたピストン部材１００と、ピストン部材１００に取り付けられるリベット押圧ロッド１０２とを備える。リベット押圧ロッド１０２は、取付部１０３を備える。ピストン部材１００は、取付部１０２と略同一形状で取付部１０３を嵌め合わすことができる取付穴１０１を備える。リベット押圧ロッド１０２の先端にチャック機構１０５が設けられる。チャック機構１０５は、コイルバネ１０４の付勢により開閉可能とされ、閉状態となることでリベットの軸部を把持可能である。

特開平１１−７０３５１号公報 特開２００８−３０２３９９号公報

ファスナーの軸部分に安定的にシール剤を塗布する為に、シール剤塗布装置を用いることが考えられる。シール剤塗布装置には、ファスナーを支持する部材と、ファスナーにシール剤を塗布する機構とが設けられる。装置を用いることにより、作業者が手作業でシール剤を塗布する場合と比べて、均一にシール剤を塗布することが可能となる。

しかしながら、シール剤塗布装置を用いる場合、ファスナーに塗布されたシール剤が、ファスナーを支持する部材に付着する場合がある。その結果、次のファスナーにシール剤を塗布する際に、ファスナーを支持する部材からファスナーにシール剤が付着し、不必要な部分にまでシール剤が塗布される可能性がある。

従って、本発明の課題は、適切にシール剤を塗布することができる、シール塗布装置及びシール塗布方法を提供することにある。

本発明に係るシール塗布装置は、ファスナーを中心軸まわりに回転可能に支持する、ファスナー回転装置と、シール剤を吐出することにより、前記ファスナーにシール剤を塗布する、シール剤吐出装置とを具備する。前記ファスナー回転装置は、前記ファスナーを回転可能に把持する、第１把持部材及び第２把持部材と、前記第１把持部材及び前記第２把持部材を支持する、ベースとを備える。前記第１把持部材は、交換可能になるように、前記ベースに取り付けられている。

本発明に係るシール塗布方法は、ベースによって支持された第１把持部材及び第２把持部材により、ファスナーを中心軸まわりに回転可能に支持するステップと、シール剤を吐出することにより、前記ファスナーにシール剤を塗布するステップと、前記第１把持部材を交換するステップとを具備する。

本発明によれば、適切にシール剤を塗布することができる、シール塗布装置及びシール塗布方法が提供される。

図１は、被締結物を締結する方法を示す図である。 図２は、被締結物を締結する方法を示す図である。 図３は、被締結物を締結する方法を示す図である。 図４は、被締結物を締結する方法を示す図である。 図５は、被締結物を締結する方法を示す図である。 図６は、被締結物を締結する方法を示す図である。 図７は、特許文献２に記載された打鋲装置のチャック機構を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係るシール塗布装置を示す構成図である。 図９は、芯出し機構を示す概略図である。 図１０は、コントローラを示す概略図である。 図１１は、ファスナーを把持する方法を示す図である。 図１２は、ファスナーを把持する方法を示す図である。 図１３は、ファスナーを把持する方法を示す図である。 図１４は、ファスナーを把持する方法を示す図である。 図１５は、ファスナーを把持する方法を示す図である。 図１６は、ファスナーの外径とファスナー回転数ＲＳとの関係、及び、ファスナーの外径とファスナー軸方向送り速度Ｖｚとの関係を示すグラフである。 図１７は、ファスナーの断面を示す図である。 図１８は、交換機構及びストッカーを示す側面図である。 図１９は、交換機構及びストッカーを示す上面図である。 図２０は、膜厚調整部材を示す図である。 図２１は、膜厚調整部材を示す断面図である。 図２２は、シール塗布状態確認装置を示す図である。 図２３は、カメラを示す概略図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図８は、本実施形態に係るシール塗布装置２１を示す構成図である。本実施形態に係るシール塗布装置２１は、ファスナー８の軸部にシール剤を塗布するために用いられる。本実施形態では、ファスナー８としてハックタイトファスナーが用いられる。但し、ファスナー８としては、ハックタイトファスナー以外のものが用いられてもよく、例えば、リベット、ボルト等も用いることが可能である。

図８には、Ｚ方向及びＸ方向が定義されている。Ｚ方向は、Ｘ方向に対して垂直である。

シール塗布装置２１は、コントローラ５２、シール剤吐出装置２２、及びファスナー回転装置２３を備えている。

ファスナー回転装置２３は、ファスナー８を回転可能に支持するように、構成されている。ファスナー８は、ファスナー８の中心軸がＺ軸に沿うように、支持される。ファスナー８は、ファスナー８の中心軸周りに、回転する。

シール剤吐出装置２２は、シール剤を吐出し、ファスナー８にシール剤を塗布するように構成されている。

コントローラ５２は、コンピュータなどにより実現され、ファスナー回転装置２３及びシール剤吐出装置２２の動作を制御する機能を実現する。

以下、各装置について説明する。

まず、ファスナー回転装置２３について説明する。ファスナー回転装置２３は、第１ベース２４、第２ベース２８、ファスナー軸方向送り装置２５、第１把持部材３３、第２把持部材３４、モータ３６（駆動機構）、付勢部２９、直動ガイド３０、及び芯出し機構３５を備えている。

第１ベース２４は、第１把持部材３３、第２把持部材３４、モータ３６（駆動機構）、付勢部２９、直動ガイド３０、及び芯出し機構３５を支持する部分である。

ファスナー軸方向送り装置２５は、ファスナー８を、Ｚ軸方向に沿って移動させる機能を有している。ファスナー軸方向送り装置２５は、直動ガイド２７、及びシリンダー２６を有している。シリンダー２６は、第２ベース２８に連結されており、第２ベース２８をＺ軸方向に沿って移動可能となるように、支持している。直動ガイド２７は、第２ベース２８を、Ｚ軸方向に沿って移動するように、案内する機能を有している。

第１把持部材３３及び第２把持部材３４は、ファスナー８を把持する部材である。第１把持部材３３及び第２把持部材３４は、互いに向かい合うように、Ｚ軸に平行な同一直線上に配置される。

第１把持部材３３は、付勢部２９により支持され、直動ガイド３０により案内される。直動ガイド３０により、第１把持部材３３は、Ｚ軸方向に沿って移動可能である。具体的には、第１把持部材３３は、芯押し台３１、及び第１把持部３２を有している。芯押し台３１は、付勢部２９により支持され、直動ガイド３０により案内される。第１把持部３２は、ファスナー８の先端部分（端面１５）に当接する部分であり、芯押し台３１によって支持されている。第１把持部３２は、Ｚ軸に平行な回転軸まわりに回転可能になるように、支持されている。第１把持部３２は、テーパー形状を有している。すなわち、第１把持部３２は、先端側ほど細くなるような形状を有している。また、第１把持部３２の先端は、ファスナー８のキズ防止及びファスナー８の表面処理の剥離防止のために、適度に面取りしてある。

ここで、第１把持部材３３は、交換可能に取り付けられている。すなわち、第１把持部材３３は、直動ガイド３０及び付勢部２９から取り外すことが可能である。すなわち、第１把持部材３３は、第１ベース２４及び第２ベース２８から取り外すことが可能である。

第２把持部材３４は、ファスナー８の基端部（頭部上面１４）に当接する部分であり、第２ベース２８によって支持されている。第２把持部材３４は、第１把持部３２と同様に、テーパー形状を有しており、先端に向かって細くなるような形状を有している。また、第１把持部３２と同様に、第２把持部材３４の先端は、適度に面取りしてある。

第１把持部材３３及び第２把持部材３４により、ファスナー８は、その中心軸がＺ軸に沿うように支持される。

モータ３６（駆動機構）は、ファスナー８を回転させる機能を有している。モータ３６は、第２ベースに対して固定される。モータ３６のシャフトはＺ軸に平行である。モータ３６のシャフトは、第２把持部材３４に接続されている。モータ３６は、第２把持部材３４を回転させることにより、ファスナー８を中心軸周りに回転させる。

付勢部２９は、アクチュエータ又はばね等を備えており、芯押し台３１（第１把持部材３３）を第２把持部材３４側へ付勢する機能を有している。付勢部２９は、第２ベース２８に固定されている。付勢部２９が設けられていることにより、第１把持部材３３及び第２把持部材３４が、ファスナー８を、ファスナー８の軸方向において把持する。

芯出し機構３５は、ファスナー８の中心軸が、第１把持部材３３及び第２把持部材３４の回転中心軸に一致するように、ファスナー８の位置を調節する機能を有している。

続いて、シール剤吐出装置２２について説明する。図８に示されるように、シール剤吐出装置２２は、シールカートリッジ４２、吐出パンチ４１、吐出パンチ送り装置７０、反力センサ４０、及び支持構造４４を備えている。

支持構造４４は、シールカートリッジ４２及び吐出パンチ送り装置７０を支持している。支持構造４４は、第１ベース２４により、支持されている。

シールカートリッジ４２は、シール剤を保持する容器である。シールカートリッジ４２は、ノズル４３を備えている。ノズル４３の軸方向は、Ｘ軸に平行である。シールカートリッジ４２からは、ノズル４３を介して、ファスナー８に向けてシール剤が吐出される。

吐出パンチ送り装置７０は、吐出パンチ４１をシールカートリッジ４２に押し込む機能を有している。吐出パンチ送り装置７０は、サーボモータ３８及びボールネジ３９を備える。吐出パンチ送り装置７０は、吐出パンチ４１をＸ軸に平行に移動させ、シールカートリッジ４２に押し込む。吐出パンチ４１をシールカートリッジ４２に押し込むことにより、ノズル４３からシール剤が吐出される。サーボモータ３８の回転数が一定になるようにフィードバック制御を実行することで、吐出パンチ送り装置７０は吐出パンチ４１をシールカートリッジ４２に一定速度で押し込む。

反力センサ４０は、吐出パンチ４１に作用する押し込み反力を検出する機能を有し、例えば、ロードセル及び圧電素子などにより実現される。反力センサ４０は、サーボモータ３８のモータ電流値に基づいて押し込み反力を検出するように構成されてもよい。

続いて、シール塗布装置２１の動作方法を概略的に説明する。

まず、塗布対象のファスナー８が、第１把持部材３３及び第２把持部材３４によって把持される。

次いで、コントローラ５２により、モータ３６が駆動され、ファスナー８が回転させられる。

次いで、コントローラ５２により、シール剤吐出装置２２からシール剤が吐出される。これにより、ファスナー８の軸部分にシール剤が吐出される。また、同時に、ファスナー軸方向送り装置２５により、ファスナー８がＺ軸に沿う方向に移動させられる。これにより、ファスナー８の軸部分の全体に、シール剤が塗布される。

塗布後、ファスナー８が、次のファスナー８に交換され、シール剤の塗布が繰り返される。

ここで、シール剤の塗布時には、第１把持部材３３にシール剤が付着することがある。第１把持部材３３にシール剤が付着していると、次のファスナー８が把持された際に、不必要な部分にまで、シール剤が塗布されてしまう場合がある。また、シールカートリッジ４２が空になった場合には、シールカートリッジ４２の交換が行なわれる。若しくは、新たなシール剤がシールカートリッジ４２に充填される。シール剤が交換又は充填された場合、前のシール剤と新たなシール剤との間で、品質及び種類が異なっている場合がある。そのような場合、第１把持部材３３に以前のシール剤が付着していると、ファスナー８に異なる性状のシール剤が付着することになり、好ましくない。

これに対し、本実施形態では、第１把持部材３３が交換可能となっている。そこで、必要に応じて、第１把持部材３３が第２ベース２８から取り外され、新たな第１把持部材３３に交換される。これにより、第１把持部材３３に付着したシール剤が、次のファスナー８に付着することが防止される。尚、第１把持部材３３は、シール剤の交換時（シール剤の充填時又はシールカートリッジ４２の交換時）に交換されることが好ましい。シール剤の交換時に第１把持部材３３も交換することにより、次のファスナー８にシール剤を塗布した際に、異なる品質（又は種類）のシール剤が混じりあうことが防止される。

続いて、シール塗布装置２１における各部分の詳細について説明する。

まず、芯出し機構３５について説明する。図９は、芯出し機構３５を示す概略図である。芯出し機構３５は、複数の当接部５１を備える。当接部５１は、芯出しフィンガーとも称される。複数の当接部５１は、Ｚ軸に垂直な面内を可動である。複数の当接部５１がファスナー８の頭部１１に接触し、ファスナー８の中心軸がファスナー回転装置側の回転中心軸に一致するように、ファスナー８の位置を調整する（芯出しをする）。

次いで、コントローラ５２について説明する。図１０に示されるように、コントローラ５２は、ファスナー形状データＦＳＤ、吐出パンチ送り速度設定値Ｖ１＊、ファスナー周速度設定値ＣＳ＊、及びリード設定値Ｌ＊を入力し、吐出パンチ送り装置３７、ファスナー回転装置２３、及びファスナー軸方向送り装置２５を制御する。ファスナー形状データＦＳＤは、シール剤が塗布されるべき部位（スリーブ１０及び頭部側面１８）におけるファスナー８の軸方向の位置と外径との関係を記述する。吐出パンチ送り速度設定値Ｖ１＊は、吐出パンチ４１の送り速度を設定する定数である。ファスナー周速度設定値ＣＳ＊は、ファスナー８の軸方向の位置がノズル４３に一致するファスナー８の部位の周速度を設定する定数である。リード設定値Ｌ＊は、ファスナー８が一回転する間にファスナー８及びシール剤吐出装置２２がＺ軸方向に相対的に移動する距離を設定する定数である。

続いて、シール塗布装置２１を用いたシール塗布方法を詳細に説明する。はじめに、ファスナー回転装置２３にファスナー８をセットする。

図１１に示されるように、第１把持部３２と第２把持部材３４との間の距離は、ファスナー８の軸方向の長さよりも大きくなっている。芯出し機構３５において、複数の当接部５１は開いている。図１１には、ファスナー回転装置２３の回転中心軸Ｓ１、及びファスナー８の中心軸Ｓ２が示されている。搬送装置５３がファスナー８を第１把持部３２及び第２把持部材３４の間に搬送し、ファスナー８が搬送装置５３からファスナー回転装置２３に引き渡される。

図１２に示されるように、付勢部２９が、芯押し台３１を介して第１把持部３２を付勢することにより、軸方向において、第１把持部３２及び第２把持部材３４がファスナー８を把持する。ここで、第２把持部材３４の先端が頭部上面１４に接触し、第１把持部３２の先端が端面１５に接触する。この段階では、ファスナー中心軸Ｓ２は回転中心軸Ｓ１と一致していない。

図１３に示されるように、芯出し機構３５が備える複数の当接部５１が閉じ、ファスナー８の頭部１１に接触し、ファスナー中心軸Ｓ２が回転中心軸Ｓ１に一致するようにファスナー８の位置が調整される。このとき、芯押し台３１及び第１把持部３２は、第２把持部材３４に向かって付勢されている。しかし、Ｚ軸に平行に進退可能であるため、芯押し台３１及び第１把持部３２の位置が適切な位置に調節される。

図１４に示されるように、芯出し機構３５が備える複数の当接部５１が開き、ファスナー８から離れる。ファスナー８の回転時に、複数の当接部５１は、ファスナー８から離れている。

図１５に示されるように、ファスナー８の回転時に、ファスナー８をＺ軸方向に移動させつつ、シール剤６９がノズル４３から一定の吐出量で吐出される。これにより、ファスナー８にシール剤６９が塗布される。

より具体的には、コントローラ５２が、吐出パンチ４１が吐出パンチ送り速度設定値Ｖ１＊に一致する一定の吐出パンチ送り速度Ｖ１でシールカートリッジ４２に押し込まれるように、吐出パンチ送り装置７０を制御する。その結果、ノズル４３からシール剤が一定の吐出量で吐出される。このとき、シール剤６９が一定の太さＷで且つ一定の吐出速度Ｖ２で吐出される。上述のファスナー周速度設定値ＣＳ＊は、シール剤吐出速度Ｖ２に対応するように予め決定されている。上述のリード設定値Ｌ＊は、シール剤太さＷに対応するように予め決定されている。コントローラ５２は、ファスナー形状データＦＳＤに基づいて、ファスナー８の軸方向の位置がノズル４３に一致するファスナー８の部位の周速度がファスナー周速度設定値ＣＳ＊で一定になるようにファスナー回転装置２３を制御し、ファスナー８が一回転する間にファスナー回転装置２３及びシール剤吐出装置２２がファスナー８の軸方向に相対的に移動する距離がリード設定値Ｌ＊で一定になるようにファスナー軸方向送り装置２５を制御する。したがって、外径がファスナー８の軸方向に沿って一定である円筒部１７にシール剤を塗布しているとき、ファスナー回転装置２３はファスナー８の回転数ＲＳを一定に保ち、ファスナー軸方向送り装置２５はファスナー回転装置２３のファスナー８の軸方向の送り速度Ｖｚを一定に保つ。外径がファスナー８の軸方向に沿って変化する皿部１６や頭部側面１８にシール剤を塗布しているとき、コントローラ５２はファスナー回転数ＲＳを変化させ、ファスナー軸方向送り装置２５はファスナー軸方向送り速度Ｖｚを変化させる。

図１６は、ファスナー８の軸方向の位置がノズル４３に一致するファスナー８の部位の外径とファスナー回転数ＲＳとの関係、及び、ファスナー８の軸方向の位置がノズル４３に一致するファスナー８の部位の外径とファスナー軸方向送り速度Ｖｚとの関係を示す。すなわち、ファスナー８の軸方向の位置がノズル４３に一致するファスナー８の部位の外径がファスナー８の軸方向に沿って増加するとき、ファスナー回転数ＲＳ及びファスナー軸方向送り速度Ｖｚは減少する。ファスナー８の軸方向の位置がノズル４３に一致するファスナー８の部位の外径がファスナー８の軸方向に沿って減少するとき、ファスナー回転数ＲＳ及びファスナー軸方向送り速度Ｖｚは増加する。ファスナー回転数ＲＳ及びファスナー軸方向送り速度Ｖｚを同時に減少させる制御、及び、ファスナー回転数ＲＳ及びファスナー軸方向送り速度Ｖｚを同時に増加させる制御は、皿部１６や頭部側面１８のような円錐面にシール剤を均一に塗布するときに好適である。

図１７は、ノズル４３の位置における回転中心軸Ｓ１（ファスナー中心軸Ｓ２）に垂直な断面を示している。ここで角度θは、ノズル４３の中心軸Ｓ３とファスナー８の外表面との交点のうちノズル４３に最も近い点Ｐにおけるファスナー８の周速度を示す周速度ベクトル５５とノズル４３から吐出されるシール剤の吐出方向を示す吐出方向ベクトル５４とのなす角である。角度θが鋭角になるようにノズル中心軸Ｓ３が回転中心軸Ｓ１（ファスナー中心軸Ｓ２）からずれていると、シール剤がファスナー８にぶつかったときに乱れないため、シール剤の塗布品質が良くなる。尚、ノズル中心軸Ｓ３は、図示されるようにＸ軸に平行でもよく、回転中心軸Ｓ１（ファスナー中心軸Ｓ２）に垂直な面内でＸ軸に対して傾いていてもよい。尚、シール剤の塗布品質は相対的に悪くなるが、ノズル中心軸Ｓ３が回転中心軸Ｓ１（ファスナー中心軸Ｓ２）を通っていてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１把持部材３３が交換可能であるため、ファスナー８にシール剤を塗布した際に、異なる品質（又は種類）のシール剤が混じりあうことが防止される。

また、本実施形態によれば、第１把持部材３３及び第２把持部材３４がファスナー８を軸方向において把持する。より具体的には、第１把持部材３３及び第２把持部材３４は、頭部上面１４に第２把持部材３４の先端が接触し、端面１５に第１把持部３２の先端が接触するように、ファスナー８を把持する。そのため、ファスナー８の軸部の全周に塗り残しがないようにシール剤を塗布することが原理的には可能である。したがって、本実施形態に係るシール塗布装置２１は、ファスナー８の軸部にシール剤を塗布する用途に好適である。

更に、本実施形態によれば、芯出し機構３５によりファスナー中心軸Ｓ２を回転中心軸Ｓ１に確実に一致させることができる。また、シール剤をファスナー８に塗布しているとき、当接部５１がファスナー８から離れた状態である。そのため、当接部５１がシール剤塗布の邪魔にならない。更に、第１把持部３２及び第２把持部材３４がテーパー形状であるため、ファスナー８の端部（例えば頭部側面１８）にシール剤を塗布する場合であっても、第１把持部３２及び第２把持部材３４にシール剤を付着し難くすることができる。

また、シール剤は、一般的に、高粘度流体であって、時間経過とともに硬化する（粘度が増大する）。そのようなシール剤を用いた場合、吐出パンチ４１の押し込み力を一定にする制御を行うと、シール剤の定量吐出ができない。そのため、ファスナー８にシール剤を均一に塗布することが難しい。本実施形態によれば、吐出パンチ送り装置７０が吐出パンチ４１の押し込み速度が一定になるように吐出パンチ４１の押し込み力を変化させるため、シール剤の吐出量が一定に制御される。そのため、ファスナー８にシール剤を均一に塗布することが容易である。

また、シール剤を吐出するときに吐出パンチ４１に作用する押し込み反力を反力センサ４０で検出することで、ファスナー８に塗布されるシール剤の品質を管理することができる。

なお、上記説明では、第１把持部材３３が第２ベース２８に対してＺ軸方向に沿って可動とされ、モータ３６及び第２把持部材３４が第２ベース２８に対してＺ軸方向に不動であり、付勢部２９が第１把持部材３３及び第２把持部材３４が互いに近づくように第１把持部材３３を付勢する。尚、第１把持部材３３が第２ベース２８に対してＹ軸に平行に不動とされ、モータ３６及び第２把持部材３４が第２ベース２８に対してＺ軸方向に可動とされ、付勢部２９が第１把持部材３３及び第２把持部材３４が互いに近づくようにモータ３６及び第２把持部材３４を付勢してもよい。

また、上記説明では、第２ベース２８が第１ベース２４に対してＺ軸に平行に可動とされ、シール剤吐出装置２２が第１ベース２４に対してＺ軸に平行に不動とされ、シリンダー２６が第２ベースをＺ軸に平行に移動させる。尚、第２ベース２８が第１ベース２４に対してＺ軸に平行に不動とされ、シール剤吐出装置２２が第１ベース２４に対してＺ軸に平行に可動とされ、シリンダー２６がシール剤吐出装置２２をＺ軸に平行に移動させてもよい。

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るシール塗布装置２１には、交換機構４５及びストッカー４６が追加されている。その他の点については、第１の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。

図１８は、交換機構４５、及びストッカー４６を示す側面図である。また、図１９は、交換機構４５及びストッカー４６を示す上面図である。

ストッカー４６は、載置部材５０を備えている。載置部材５０は、Ｚ軸に並行な回転軸Ｃ１周りに、回転可能である。ストッカー４６上には、複数の予備の第１把持部材（３３−１〜３３−４）が、載せられる。

交換機構４５は、第１把持部材３３を、複数の予備の第１把持部材（３３−１〜３３−４）のいずれかと交換するように構成されている。交換機構４５は、交換機構ベース４７、軸部材４８、及び保持部材４９を備えている。

軸部材４８は、Ｚ軸に平行な方向に沿うように、交換機構ベース４７上に設けられている。軸部材４８は、軸周りに回転可能である。交換機構ベース４７は、Ｚ軸に平行な方向に、移動可能となっている。

保持部材４９は、軸部材４８に連結されている。保持部材４９は、第１把持部材３３を保持するように構成されている。

本実施形態に係るシール塗布装置２１では、交換時に、保持部材４９によって、第２ベース２８に取り付けられた第１把持部材３３が保持され、取り外される。交換機構４５は、取り外した第１把持部材３３を、ストッカー４６に載せる。その後、ストッカー４６が回転し、交換機構４５が、複数の予備の第１把持部材（３３−１〜３３−４）のいずれかを、保持部材４９により保持する。交換機構４５は、保持した予備の第１把持部材を、第２ベース２８に取り付ける。これにより、第１把持部材３３が、複数の予備の第１把持部材（３３−１〜３３−４）のいずれかと、交換される。

本実施形態によれば、自動で、第１把持部材３３の交換を行うことができる。

加えて、ストッカー４６が設けられているため、予備の第１把持部材３３を用意しておくことができる。第１把持部材３３を取り外した後、すぐに予備の第１把持部材を取り付けることができ、作業時間を短縮することができる。また、シール剤の塗布と同時に、別の作業（例えば取り外した第１把持部材３３の洗浄）を行うことができ、作業時間をより短縮することができる。

（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。本実施形態は、下記の説明を除いて、既述の実施形態と同様である。

図２０に示されるように、シール塗布装置２１は、膜厚調整部材５８を備える。膜厚調整部材５８は、ファスナー８のシール剤が塗布されるべき部位の形状に対応する形状を有している。例えば、膜厚調整部材５８は、スリーブ１０の形状に沿った円錐部分付き円筒体を縦に２分割した形状を有している。膜厚調整部材５８は、皿部１６に対応する部分円錐部５６と、円筒部１７に対応する部分円筒部５７とを備える。

図２１に示されるように、部分円錐部５６の内側面５９は、皿部１６の形状に沿うように形成される。部分円筒部５７の内側面６０は、円筒部１７の形状に沿うように形成される。また、内側面６０には、互いに平行な複数の溝６１が形成されることが好ましい。例えば、複数の溝６１は、上記円錐部付き円筒体の円筒部分の内側面に形成された螺旋溝の部分である。膜厚調整部材５８は、内側面５９が皿部１６を向き且つ内側面６０が円筒部１７を向いた状態で、内側面５９と皿部１６の間及び内側面６０と円筒部１７の間にそれぞれ隙間が形成されるように第２ベース２８に取り付けられる。

本実施形態によれば、スリーブ１０上のシール剤が膜厚調整部材５８によって伸ばされる。したがって、シール剤の塗布膜を薄くすることができる。また、シールカートリッジ４２内にエアが混入していた場合であっても、スリーブ１０の表面にシール剤が塗布されない部分（塗り漏れ部分）が発生することが防がれる。更に、内側面６０の複数の溝６１は次の効果を奏する。複数の溝６１がなければ膜厚調整部材５８の外側にはみ出していたはずのシール剤が、複数の溝６１に充填されてファスナー８へ塗布されるため、少量のシール剤で多くのファスナー８を塗布できる。尚、内側面５９に溝を形成してもよい。

更に、膜厚調整部材５８をゴムのような柔軟な材料で形成すれば、膜厚調整部材５８とファスナー８との隙間を小さくしてシール剤の塗布膜を更に薄くすることができる。或いは、膜厚調整部材５８のかわりに、波形の膜厚調整部材、ブラシ、又は、へらを用いてもよい。

（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。本実施形態は、下記の説明を除いて既述の実施形態と同様である。

図２２に示されるように、本実施形態に係るシール塗布装置２１は、シール塗布状態確認装置６８を備える。シール塗布状態確認装置６８は、カメラ６２と、画像処理装置６３と、出力装置６４と、記憶装置６７とを備える。

図２３に示されるように、カメラ６２は、ファスナー回転装置２３にセットされた状態（第１把持部３２及び第２把持部材３４に把持された状態）のファスナー８を撮影して画像データを生成する。ここで、ファスナー回転装置２３がファスナー８を回転させることで、互いに異なる複数の回転位置においてファスナー８を撮影することができる。したがって、ファスナー８の全周のシール剤の塗布状態を確認することができる。

画像処理装置６３は、カメラ６２が生成した画像データに対して画像処理を実行して、ファスナー８のシール剤が塗布された部分（塗布部分）とファスナー８のシール剤が塗布されていない部分（塗り漏れ部分）とを検出する。ここで、ファスナー８の皿ボルト９及びスリーブ１０が金属製であり、シール剤が黒色であると、塗布部分（黒色部分）及び塗り漏れ部分（金属色部分）の検出が容易である。

出力装置６４は、塗り漏れ部分が検出された場合にエラーを出力する。この場合、塗り漏れ部分に手作業でシール剤を塗布する。出力装置６４は、画像処理前のファスナー８の画像や画像処理後のファスナー８の画像を出力してもよい。

記憶装置６７は、画像処理前の画像データ、画像処理後の画像データ、及び、塗布部分及び塗り漏れ部分の検出結果をファスナー８の識別子と対応付けて記録する。これらは、品質管理等に利用される。

以上、実施形態を参照して本発明によるシール塗布装置及びシール塗布方法を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、上記実施形態に様々な変更を加えたものも本発明に含まれる。

例えば、ファスナー８のねじ部１３又は円筒部１７に接触してファスナー中心軸Ｓ２がファスナー回転装置２３の回転中心軸Ｓ１に一致するようにファスナー８の芯出しをする別の芯出し機構３５を追加してもよい。

１ 複合材部品
２ 複合材部品
３ ワーク
４ 皿穴付き孔
５ 表面
６ 表面
７ 皿穴壁面
８ ファスナー
９ 皿ボルト
１０ スリーブ
１１ 頭部
１２ 円柱部
１３ ねじ部
１４ 頭部上面
１５ 端面
１６ 皿部
１７ 円筒部
１８ 頭部側面
１９ エアハンマー
２０ ナット
２１ シール塗布装置
２２ シール剤吐出装置
２３ ファスナー回転装置
２４ ベース
２５ ファスナー軸方向送り装置
２６ シリンダー
２７ 直動ガイド
２８ 第２ベース
２９ 付勢部
３０ 直動ガイド
３１ 芯押し台
３２ 第１把持部
３３ 第１把持部材
３４ 第２把持部材
３５ 芯出し機構
３６ モータ
３７ 吐出パンチ送り装置
３８ サーボモータ
３９ ボールネジ
４０ 反力センサ
４１ 吐出パンチ
４２ シールカートリッジ
４３ ノズル
４４ 支持構造
４５ 交換機構
４６ ストッカー
４７ 交換機構ベース
４８ 軸部材
４９ 保持部材
５０ 載置部材
５１ 当接部
５２ コントローラ
５３ 搬送装置
５４ 吐出方向ベクトル
５５ 周速度ベクトル
５６ 部分円錐部
５７ 部分円筒部
５８ 膜厚調整部材
５９ 内側面
６０ 内側面
６１ 溝
６２ カメラ
６３ 画像処理装置
６４ 出力装置
６７ 記憶装置
６８ シール塗布状態確認装置
６９ シール剤
７０ 吐出パンチ送り装置
１００ ピストン部材
１０１ 取付穴
１０２ リベット押圧ロッド
１０３ 取付部
１０４ コイルばね
１０５ チャック機構
Ｃ１ ストッカー中心軸
Ｃ２ 中心軸
Ｓ１ 回転中心軸
Ｓ２ ファスナー中心軸
Ｓ３ ノズル中心軸
ＦＳＤ ファスナー形状データ
Ｖ１＊ 吐出パンチ送り速度設定値
ＣＳ＊ ファスナー周速度設定値
Ｌ＊ リード設定値
Ｖ１ 吐出パンチ送り速度
Ｖ２ シール剤吐出速度
Ｖｚ ファスナー軸方向送り速度
ＲＳ ファスナー回転数
Ｗ シール剤太さ
θ 角度

Claims (10)

1. ファスナーを中心軸まわりに回転可能に支持する、ファスナー回転装置と、
   シール剤を吐出することにより、前記ファスナーにシール剤を塗布する、シール剤吐出装置と、
   を具備し、
   前記ファスナー回転装置は、
   前記ファスナーを回転可能に把持する、第１把持部材及び第２把持部材と、
   前記第１把持部材及び前記第２把持部材を支持する、ベースとを備え、
   前記第１把持部材は、交換可能になるように、前記ベースに取り付けられている
   シール塗布装置。
2. 請求項１に記載されたシール塗布装置であって、
   前記ファスナーは、
   筒状のスリーブと、
   前記スリーブに挿入された皿ボルトとを備え、
   前記皿ボルトは、
   一端に設けられた、ねじ部と、
   他端に設けられた、頭部とを備え、
   前記第１把持部材は、前記皿ボルトの一端に当接するように配置され、
   前記第２把持部材は、前記皿ボルトの他端に当接するように配置されている
   シール塗布装置。
3. 請求項１又は２に記載されたシール塗布装置であって、
   更に、
   複数の予備の第１把持部材が配置される、ストッカーと、
   前記第１把持部材を前記複数の予備の第１把持部材の何れかと交換する、交換機構と、
   を具備する
   シール塗布装置。
4. 請求項３に記載されたシール塗布装置であって、
   前記ストッカーは、ストッカー中心軸周りに回転する載置部材を有し、
   前記複数の予備の第１把持部材は、前記載置部材上に載せられる
   シール塗布装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のシール塗布装置であって、
   前記第１把持部材及び前記第２把持部材の少なくとも一方は、先端に向かって細くなる把持部を有している
   シール塗布装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載されたシール塗布装置であって、
   前記ファスナー回転装置は、更に、前記第１把持部材又は前記第２把持部材を回転させる、駆動機構
   を備える
   シール塗布装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載されたシール塗布装置であって、
   前記ファスナー回転装置は、更に、前記第１把持部材及び前記第２把持部材の一方を、他方に近づくように付勢する、付勢機構を有する
   シール塗布装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載されたシール塗布装置であって、
   前記ファスナー回転装置は、更に、前記ファスナーが中心軸に沿う方向に移動するように、第１把持部材及び第２把持部材を移動させる、ファスナー軸方向送り装置を備える
   を更に具備する
   シール塗布装置。
9. ベースによって支持された第１把持部材及び第２把持部材により、ファスナーを中心軸まわりに回転可能に支持するステップと、
   シール剤を吐出することにより、前記ファスナーにシール剤を塗布するステップと、
   前記第１把持部材を交換するステップと、
   を具備する
   シール塗布方法。
10. 請求項９に記載されたシール塗布方法であって、
    前記シール剤を塗布するステップは、シールカートリッジから前記シール剤を吐出させるステップを含み、
    前記交換するステップは、前記シールカートリッジに充填されたシール剤の交換時に、前記第１把持部材を交換するステップを含んでいる
    シール塗布方法。

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