JP3411560B2 - リベット継手を形成する方法並びに装置 - Google Patents

リベット継手を形成する方法並びに装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリベット接合に関
し、特に所望の大きさのクリアランスを具えたリベット
継手の形成に関する。
【０００２】
【従来の技術】プライヤの継手、鋏の継手、ワイヤカッ
タ、種々のタイプのピニオン等のように、リベットが二
つ以上の部品同士を固定し、且つ回動シャフトとして作
動する二つの目的を果たす継手が多くの製造分野で望ま
れている。 このような継手においては、リベットの引
張り又はクリアランスが、回動可能に相互接合された二
つ以上の部材の間の摩擦の大きさを決める因子となる。
プライヤ等の工具の継手は二つ以上の回動部材を具え、
これらの部材は互いに接触してはいるが、その使用が摩
擦によって妨げられるほどにはきつく保持されておら
ず、且つ工具の二つの部材が互いに緩みを感じられるほ
どには大きなクリアランスを持たないことが一般的には
望まれている。鋏やワイヤカッタの場合には、こうした
緩みはその主要な切断機能における工具の有効性を減殺
する。緩みのあるリベット継手を有する工具は、一般に
は低品質であると認められている。
【０００３】従来は、自動機械を使用してプライヤや鋏
等二つの部品をリベット接合することは難しく、これら
の継手の最終調整は熟練者によって人手で行う必要があ
った。肩付きリベットを使用し、次いで正確に制御され
た時間と圧力をかけてリベットヘッドを形成することに
よって、或る程度の成功を収めることができた。時間と
リベット接合圧の制御を成功させるためには、リベット
の硬度を正確に制御する必要があり、且つできるだけ少
ない圧力を使用して、リベットヘッドを形成する工具に
よって加えられる把持圧を最小にする必要がある。しか
し、接合対象の部品と使用されるリベットとが非常に狭
い許容差になるように作られていなければ、これらの方
法は完全に満足な結果を与えず、したがってこのリベッ
ト継手は高価なものとなる。
【０００４】リベット継手、特にその部品同士が互いに
回動する工具の継手における引張り又はクリアランスの
大きさを制御するのに最も広く使用されている方法は、
人手による調節である。人手による調節とは、機械によ
ってリベット継手が形成された後、手工具を用いて必要
に応じて継手を締め付けたり緩めたりすることを意味す
る。これは、回動継手の品質をばらつかせたり、リベッ
トヘッドの外観を不完全なものにすることが多い。
【０００５】プライヤを組み立てる公知の一つの方法が
Thomson の米国特許1,177,738 に開示されているが、こ
れによれば、リベットが形成されている間、軸受面同士
の間に繊維材料のスペーサを介在させ、その後にスペー
サを取り外して軸受同士の間に所望の大きさのクリアラ
ンスを与えることが教示されている。この方法は、産業
界にあまり喜んで受け入れられなかった。その理由は、
多分、この方法を使用して作られた工具の顎同士の間か
らスペーサを取り外すことが難しいからと思われる。
【０００６】Christensen の米国特許3,747,194 は、リ
ベットヘッドを形成する前に予荷重把持圧を使用して締
結対象の部品同士を保持することを開示している。これ
は信頼性のあるきついリベット継手を与えるが、接合さ
れた部品同士の回動を可能にするクリアランスを具えた
リベット継手を製造することは明らかに意図していな
い。
【０００７】したがって、リベット接合された部品同士
の間に非常に小さいが正確に設けられたクリアランスを
有するリベット継手を形成し、摩擦とクリアランスの両
方が大き過ぎもせず、人手による調整の必要もなく、部
品同士の相互の回動を可能とする改善された方法と装置
が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一群の部品
同士を相互に接合するリベット継手を機械的に形成する
方法と装置を提供することによって、従来技術における
前述の短所と欠点を克服するものであり、このリベット
継手は、これが緩く感じられるほど大きくないが、リベ
ットを中心として相互に部品を回動させるのが困難なほ
どは小さくない所望の大きさのクリアランスを有してい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の方法によれば、
リベット接合される一群の部品は共に把持され、部品支
持アンビルによって支えられる。リベット支持アンビル
を使用して、リベットを受け入れる貫通孔を形成する一
致した一連のリベット孔の中にリベットを押し込み、こ
れによって、部品支持アンビルに対するリベット支持ア
ンビルの初期状態即ち初期位置が確立される。その後、
リベット支持アンビルは部品支持アンビルに対して調節
され、リベットの反対端は膨らんでヘッドを形成し、一
方、リベット支持アンビルは、部品支持アンビルとは独
立してリベットの事前に形成された第１ヘッドを支えて
いる。
【００１０】本発明の方法は、ヘッド形成装置の圧力に
対してリベット支持アンビルを支えるのに使用される油
圧又は空気圧を調節することを含んでいる。
【００１１】この方法は、リベット支持アンビルを前記
初期位置から所定の距離だけ動かすステップも含んでい
る。
【００１２】この方法は、リベット支持アンビルを支え
る構造の一部を調節して、部品支持アンビルに対するリ
ベット支持アンビルの前記構造による支持の機械的予荷
重の量を調節するステップも含んでいる。
【００１３】本発明の方法においては、部品支持アンビ
ルとリベット支持アンビルの相対的な初期状態即ち初期
位置がリベットと相互接合される部品の実際のサイズを
自動的に補償し、したがって、接合対象部品を正確に製
造して所望のクリアランスの大きさを有する継手を提供
する必要はない。所望の又は必要なクリアランスの大き
さはゼロであってもよく、リベットを形成するプロセス
において相互接合される部品は圧縮され、ここで所望の
又は必要なクリアランスは締め代即ち負のクリアランス
となり、継手が完成した場合、リベットに引っ張りを生
じる。
【００１４】本発明は、本発明の方法によってリベット
継手を形成する装置をも提供し、この装置は部品支持ア
ンビル、部品クランプ、リベットの第１ヘッド即ち事前
形成されたヘッドに対して押し付けられ、これを一致し
た一連のリベット孔に押し込んでリベット接合される部
品を貫通させることができるリベット支持アンビル、及
びこのリベット支持アンビルと連携する機構を具え、こ
の機構は、部品支持アンビルに対してリベット支持アン
ビルにリベットを支持させ、リベットの反対端にリベッ
トヘッドを形成する装置が使用される場合にリベット継
手が所望の大きさのクリアランスを持つようにしてい
る。
【００１５】本発明の好適実施例である装置は、部品ク
ランプ、部品支持アンビル、及びリベット支持アンビル
を初期状態に保持するロックと、リベット支持アンビル
と部品支持アンビルの関係を初期状態からリベットの第
２ヘッドの形成によって必要なクリアランスが得られる
状態まで調節する機構とを具えている。
【００１６】本発明の一実施例の装置は、リベットを相
互接合される部品の初期位置に位置決めするのに使用さ
れる突起部分を有するリベット支持アンビルを具えてい
る。この突起部分は、リベットの第２ヘッドを形成する
のに働く力の下でリベットによって所定の距離だけ動く
ことができ、これによってリベット支持アンビルの別の
部分は、リベット継手が完成したときに所望の大きさの
クリアランスが与えられる位置にリベットの第１ヘッド
を支持する。
【００１７】本発明を適用した一つのリベッティング機
械においては、部品支持アンビルは把持部材の方に動く
ことができ、この部品支持アンビルはブレーキによって
固定位置に保持され、リベット支持アンビルを部品支持
アンビルに対して調節する前に初期状態を確立する。
【００１８】本発明の前述の及びその他の目的、特長及
び利点は、添付の図面に関連して次に述べる本発明の詳
細な説明を参照すれば更に容易に理解されるであろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】この開示の一部を形成する図を参
照すると、図１に模式的に示されたリベット接合機械２
０は概略的に示されたフレーム２２を具えている。部品
支持アンビル２４は支持面２６を具え、該支持面を貫通
して延びる開口２８を規定している。部品クランプ３０
は把持面３２を具え、該把持面３２を貫通して延びるリ
ベット接合開口３４を規定している。この部品クランプ
３０はエアシリンダ／ピストン・アセンブリ３６等のモ
ータ機構を用いることによってフレーム２２に対して可
動であり、このエアシリンダ／ピストン・アセンブリの
シリンダはフレーム２２に取付けられ、そのピストンは
部品クランプ３０に連結されて、これを部品支持アンビ
ル２４に対して遠近方向に移動させる。エアシリンダ／
ピストン・アセンブリ３６に使用される空気圧は、部品
クランプ３０によって加えられる力を制限するように注
意深く制御されることが望ましい。エアシリンダ／ピス
トン・アセンブリ３６に対する空気の流量も部品クラン
プ３０の運動速度を制限するように制御されている。制
御された速度で動かし、制御された力を作用させるよう
に配置された他のモータを使用してもよい。これらには
適宜な制御装置の付いた油圧シリンダ／ピストン・アセ
ンブリや電気又は空気モータによって駆動されるボール
ねじ機構等が含まれている。シリンダ／ピストン・アセ
ンブリにおいて加圧流体によって駆動されるカム／従動
子機構も部品クランプ３０を動かすのに使用可能であ
る。
【００２０】リベット支持アセンブリはリベット支持ア
ンビル３８を具え、これは部品支持アンビル２４の開口
２８を貫通して延び、該開口２８内に露出するリベット
ヘッド支持面４０を有する。この開口２８は、使用され
るリベットとの接触を避けてリベット支持アンビル３８
のためのクリアランスを与えるのに必要な程度以上には
大きくないことが望ましい。リベット支持アンビル３８
は部品支持アンビル２４に対して可動であり、それによ
って支持面２６とリベットヘッド支持面４０の相対位置
を変えることができる。
【００２１】シャフト４２が、フレーム２２に対して固
定位置に支持されている（図示しない）一組の軸受に回
動可能に支持されている。非常にストロークの短いクラ
ンクと同等な偏心ホイール４４がシャフト４２上に固定
されるか又はこれと一体的に形成され、軸受４６によっ
て連結リンク４８に相互連結され、この軸受は連結リン
ク４８に対して偏心ホイール４４を回転できるようにし
ている。この偏心ホイール４４の代わりに、連結リンク
４８に相互連結された従動子をカムと共に使用して、カ
ム形状とカム位置に応じてこれを動かしてもよい。同様
に、ねじ（図示しない）をフレーム２２に支持して、連
結リンク４８に螺合させ、これをフレーム２２に対して
動かしてもよい。
【００２２】軸受４６から所定の距離だけ離れて連結リ
ンク４８に取付けられた軸受５０は、連結リンク４８を
フレーム２２に対して可動のリベット支持アンビル・キ
ャリア５２に取付けている。このアンビル・キャリア５
２は、フレーム２２に取付けられたボールスライド（図
示しない）又はその他の精密な軸受によって、フレーム
２２に対して直線的な運動をするように拘束されてい
る。
【００２３】リベット支持アンビル３８もボールスライ
ド又はその他の精密な軸受（図示しない）によって、フ
レーム２２に対して直線的な運動をするように拘束さ
れ、エアシリンダ／ピストン・アセンブリ５４等のモー
タの使用によってリベット支持アンビル・キャリア５２
に対して動き得る。このエアシリンダ／ピストン・アセ
ンブリのシリンダはリベット支持アンビル・キャリア５
２上に取付けられ、ピストンはリベット支持アンビル３
８に駆動可能に連結されている。このエアシリンダ／ピ
ストン・アセンブリ５４は、リベット支持アンビル３８
をリベット支持アンビル・キャリア５２に対して遠近方
向に動かし、公知の制御用弁機構（図示しない）を使用
して、シリンダ／ピストン・アセンブリ５４の利用可能
なストロークによって限定された位置の範囲で、リベッ
トヘッド支持面４０を部品支持アンビル２４の支持面２
６に対して動かす。開口２８を貫通しているリベット支
持アンビル３８の部分は、部品支持アンビル２４に対し
て、自由に且つ独立して動くことができる。
【００２４】シリンダ／ピストン・アセンブリ５４に使
用される空気圧は、リベット支持アンビル３８によって
加えられる力を限定するように制御されることが望まし
い。シリンダ／ピストン・アセンブリ５４への空気の流
量も、リベット支持アンビル３８の運動速度を限定する
ように制御されている。制御された速度で動き、制御さ
れた力を及ぼすように構成された他のモータを使用する
ことも可能である。これらには、適宜な制御装置の付い
た油圧シリンダ／ピストン・アセンブリ又は電気又は空
気モータで駆動されるボールねじ機構等が含まれる。
【００２５】リベット支持アンビル３８は、アンビル・
キャリア５２に対するその動きを、リベット支持アンビ
ル３８に取付けられたダイポスト５６とブレーキ５２と
の相互作用によって制限され、このブレーキは図１に模
式的に示されているようなテーパー付きのコレットチャ
ックであって、ブレーキ６２が作動するとダイポスト５
６に係合してリベット支持アンビル３８をロックする。
【００２６】ダイポスト５６とブレーキ６２の代わり
に、油圧のワークレスト(work rest)等の他の機構も使
用できる。エアシリンダ／ピストンのモータ５４の代わ
りに又はこれを補助するためにボールねじとステップモ
ータの組合せを使用する場合には、ステップモータを所
望の位置に保持する電気ブレーキは、ステップモータの
電気ブレーキがボールねじを介してリベット支持アンビ
ル３８を所望の位置に確実に維持するという充分な機械
的利点を有する。
【００２７】図２〜８を参照すると、一対の鋏の第１の
刃６６と第２の刃６８等の本発明の方法によってリベッ
ト接合されるべき部品が、それぞれのリベット孔７０と
７２が互いに整合するように互いに隣接して置かれてい
る。図３に示されるように、リベット７４は整合したリ
ベット孔７０と７２によって一対の鋏の刃を貫通して形
成された貫通孔に挿入される。鋏の刃６６と６８及びリ
ベット７４によって構成されたこのアセンブリは、部品
支持アンビル２４と部品クランプ３０との間に置かれ、
その位置は部品支持アンビル２４の支持面２６が可動刃
６８には接触するがリベット７４のヘッド７６には接触
しないように定められる。リベット孔７２は皿孔を形成
するように面取りされ、リベット７４のヘッド７６は平
らであり、リベット孔７２の皿孔部分の形状に対応する
ように形作られた内側面を有する。本発明によってリベ
ット接合される部品の他のグループでは、貫通孔は皿孔
を具えていなくてもよい。シリンダ／ピストン・アセン
ブリ３６を加圧することによって部品クランプ３０をフ
レーム２２に対して図４に模式的に示された位置まで動
かすことによって、部品クランプ３０と部品支持アンビ
ル２４は相互に接近して鋏の刃６６と６８を保持し、そ
の間、リベット７４が部品同士の相互の整合を維持す
る。
【００２８】これとほぼ同時に、シリンダ／ピストン・
アセンブリ５４も加圧されて、必要に応じてリベット支
持アンビル３８を動かし、図５に示されているように、
リベット７４を整合したリベット孔７０と７２内に楽に
押し込んでヘッド７６を可動刃６８の対応する面にしっ
かりと接触させるのに充分な力で、そのリベットヘッド
支持面４０をリベット７４のヘッド７６に接触させる。
しかし、リベット支持アンビル３８をリベット７４の方
に移動させるために加えられる力は、リベット７４や接
合される部品を変形させたり、部品クランプ３０によっ
て加えられる力に打ち克って鋏の刃６６と６８を部品支
持アンビルの支持面２６から遠ざけるのに充分なほど大
きくなくてもよい。
【００２９】シリンダ／ピストン・アセンブリ３６と５
４を加圧することによって、リベット支持アンビル３８
は部品支持アンビル２４に対して初期位置を占め、リベ
ット接合される部品とリベットとは、シリンダ／ピスト
ン・アセンブリ３６と５４内の圧力によって設定された
大きさの力によって相互に保持される。次に、ブレーキ
６２がロックとして作動し、部品支持アンビル２４に対
してリベット支持アンビル３８を初期状態に保持する。
その初期状態を得る際に、シリンダ／ピストン・アセン
ブリがリベット支持アンビル３８を事前形成されたリベ
ットヘッド７６上に接触させるのに必要な程度に移動す
るにつれて、接合対象の部品とリベットの実際のサイズ
は自動的に調整される。ブレーキ６２が作動すると、シ
リンダ／ピストン・アセンブリ５４の力は解放される。
【００３０】鋏としてよく切れるように、しかも回動継
手を中心として互いに動くことが難しい程度にはきつく
ないように、形成される回動継手が刃６６、６８同士を
うまく保持するために、本発明によれば、図６に模式的
に示されたように、第２ヘッドがリベット７４に形成さ
れて刃６６と６８又はリベット接合されるその他のアセ
ンブリ同士を相互に接合する前に、リベット支持アンビ
ル３８と部品支持アンビル２４との相対初期状態が調節
される。図１に示されているリベット接合機械２０にお
いては、この調節はシャフト４２を制御された角度だけ
回転させることによって行われ、それによって軸受５０
によって連結リンク４８に支えられている偏心ホイール
４４がフレーム２２に対する連結リンク４８の位置を変
える。比較的短い距離例えば０．００３インチだけシャ
フト４２から偏心している偏心ホイール４４によって、
及びシャフト４２の回転量を注意深く制御することによ
って、矢印７８で示したように、連結リンク４８の位置
は精確且つ確実に０．０００１インチ以内に制御された
距離だけ調節可能である。
【００３１】必要な調節量は経験的に決められ、その後
で公知の組成の比較的均一な部品とリベットを使用して
特定のタイプのアセンブリをリベット接合する際に使用
される。調節量が決定されると、前述のように確立され
た初期状態からのシャフト４２の位置の同じような調節
によって、その後に作られる同様な各継手において所定
量のクリアランスが得られる。例えば、前述のように一
対の鋏に回動継手を形成する際に、カムシャフト４２は
６０゜回転してリベット支持アンビル３８をリベットと
ヘッド７４の方に０．００２インチの距離だけ動かし、
フレーム２２の部分に予荷重を付与してリベット７４の
外端８２に対するリベット接合ヘッド８０の力に耐えら
れるようにし、その結果、回動継手に適当なクリアラン
スが得られる。
【００３２】この調節が完了すると、リベット接合ヘッ
ド８０等のリベットヘッド形成装置は、図７に示されて
いるように、以前にはヘッドの無かったリベット７４の
外端即ち先端８２に当接する位置まで移動し、リベット
７４をリベット支持アンビル３８の方に押し付け、ヘッ
ド７６をリベットヘッド支持面４０にしっかりと接触さ
せる。リベット接合ヘッド８０は、部品クランプ３０の
リベット接合用アクセス孔３４を通じてリベット７４の
端８２に接触するが、この孔は第２ヘッド８４を形成す
る際にリベット接合ヘッド８０が必要に応じてリベット
の端８２を中心に移動できる広いクリアランスを提供す
る。リベット７４はリベット支持アンビル３８によって
非常に小さい距離しか動かないように拘束されているの
で、リベット接合ヘッド８０によって付与される圧力に
よってリベットの端８２は膨らんで、リベット７４の本
体の一部をリベット孔７０内で半径方向に膨張させ、図
２と図８に最もよく示されているようにリベット７４上
に第２ヘッド８４を形成する。使用されるリベット接合
ヘッドのタイプが何であるかはあまり重要ではなく、リ
ベット接合ヘッド８０は空気圧又は油圧式軌道リベッタ
等であってもよい。
【００３３】第２ヘッド８４を形成する際にリベット７
４に沿って軸方向に圧力が作用し、リベット７４の本体
はリベット孔７０の中で幾分膨張するので、リベット７
４はリベット孔７４に固定されるが、リベット支持アン
ビル３８が予め調節されているので、図８に示されてい
るように、リベット７４の事前形成された第１ヘッド７
６と部品支持アンビル２４に接触している隣接面との間
には一定の大きさのクリアランス７６が得られる。図８
には、ヘッド７６の下面と刃６８のリベット孔７２の面
取りされた面即ち皿孔部分との間にクリアランス８６が
示されている。
【００３４】初期状態が確立した後、同じような部品群
のそれぞれに対してカムシャフト４２を同じように回転
させることによって、経験的に決められた調節量を使用
して、第２ヘッド８４が形成される時に同じクリアラン
ス８６が設けられる。しかし、これは、シリンダ／ピス
トン・アセンブリ３６と５４で使用される圧力を調整す
ることによって保証されるように、部品クランプ３０を
組立対象の部品と部品支持アンビル２４に押し付けるよ
うに作用する力と初期位置を確立する際にリベット支持
アンビル３８によって加えられる力が合理的に均等にな
ることが必要である。リベット接合ヘッド８０が及ぼす
力の差が、リベット支持アンビル３８と部品支持アンビ
ル２４を支える機構又は構造の変形量に著しい差を克服
し又は生じさせるほどに、又はリベットによって接合さ
れる部品を変形させるほどに大きくはない限り、リベッ
ト接合ヘッド８０が及ぼす圧力の大きさとその圧力が働
く滞留時間は実際に得られるクリアランス距離８６に影
響しない。しかし、この圧力と滞留時間は、一連のリベ
ットに対してかなり均等な維持されて、均一性を保たな
ければならない。
【００３５】フレーム２２が弾性を有しており、部品支
持アンビル２４とカムシャフト４２がフレーム２２に固
定されているので、部品支持アンビル２４に対するリベ
ット支持アンビル３８の調節が行われるとき、部品支持
アンビル２４に対してリベット支持アンビル３８が実際
に動かないこともある。フレーム２２とこれに対する部
品支持アンビル２４とカムシャフト４２の接続部が完全
な剛体であれば、リベット支持アンビル３８をリベット
７４のヘッド７６から遠ざかるように動かすことが必要
であろう。実際には、フレーム２２が可撓性を有し、ブ
レーキ６２にバックラッシュがある等の要因によって、
必要なリベット支持アンビル３８の調節は、リベットヘ
ッド７６を更にしっかりと支えるためにフレーム２２に
付加的な予荷重を与える方向に行われる場合が多く、そ
の理由は、第２ヘッド８４を形成するプロセスでリベッ
ト接合ヘッド８０がリベットをリベットヘッド支持面４
０に押し付ける時に、リベット接合ヘッド８０がリベッ
ト支持アンビル３８を部品支持アンビル２４に対して移
動させることができるからである。図面ではクリアラン
ス距離８６はヘッド７６と刃６８の面との間の実際の空
間として示されているが、多くの場合、所望の又は必要
なクリアランスはゼロであるか、又はリベットによって
相互に接合される部品に或る程度の圧縮を生じさせる締
め代であり、これによって継手が完成した場合にリベッ
トに引張りが発生する。
【００３６】図９と１０を参照すると、図１に示された
リベット接合機械２０とほぼ同様のリベッタ９０は、可
動部品クランプの代わりにフレーム９４に固定された支
持テーブル９２を具え、このフレーム上には、前述のリ
ベット接合機械２０のフレーム２２の場合と同じように
シャフト４２が取付けられている。リベット支持アンビ
ル３８とこれに連携する構造体は、リベッタ２０の場合
と同様にフレーム９４に連結されている。
【００３７】しかし、部品支持アンビル９６は支持テー
ブル９２とフレーム９４に対して動くことができ、一つ
アセンブリとしてリベット接合される第１刃６６及び第
２刃６８等の部品を共に押し付ける。今述べたことを除
いて、この部品支持アンビル９６は部品支持アンビル２
４と同様のものであり、同じ部品には部品支持アンビル
２４に関して使用されたのと同じ符号が付されている。
前記シリンダ／ピストン・アセンブリ３６にほぼ対応す
る部品支持アンビル９６は、シリンダ／ピストン・アセ
ンブリ９８等のモータによって支持テーブル９２の方に
動かされる。このシリンダ／ピストン・アセンブリ９８
は加圧流体によって伸長し、部品支持アンビル９６を支
持テーブル９２の方に動かし、組み立てられる一群の部
品を把持する。前記ブレーキ６２と同様のブレーキ１０
０は、部品支持アンビル９６に取付けられてこれと共に
動くダイポスト１０２に作用を及ぼし、部品支持アンビ
ル９６がシリンダ／ピストン・アセンブリ９８によって
支持テーブル９２の方に動かされた後は、部品支持アン
ビル９６をフレーム９４に対して固定位置にロックす
る。
【００３８】ダイポスト１０２に作用するブレーキ１０
０によって所定位置に保持された部品支持アンビル９６
によって、シリンダ／ピストン・アセンブリ５４はリベ
ット支持アンビル３８をリベット７４のヘッド７６に接
触する位置まで動かし、次にブレーキ６２はダイポスト
５６上に作用してリベット支持アンビル３８を所定位置
にロックし、図１０に示すように部品支持アンビル９６
に対するリベット支持アンビル３８の初期状態を確立す
る。
【００３９】その後の部品支持アンビル９６に対するリ
ベット支持アンビル３８の調節とリベッド接合ヘッド８
０の作用は前述のリベット接合機械１０の場合と同じで
あり、ブレーキ１００が部品支持アンビル９６をフレー
ム９４に対してロックし、リベット接合ヘッド８０の力
に抗してリベット接合対象の部品を支持する。
【００４０】鋏の刃６６と６８等の一群の部品を組み立
ててリベット継手を形成することは、図１１、１２、１
３に示されたリベット接合機械１１０を用しても行うこ
とができ、この機械では、頑丈なフレーム１１３（模式
的に示されている）に取付けられた適宜なサイズの部品
支持アンビル１１２が貫通孔１１４を規定している。リ
ベット支持アセンブリ１１６は部品支持アンビル１１２
の下方に位置決めされ、エアシリンダ１１８、外部ピス
トン１２０、外部ピストン１２０の内側に形成された内
部シリンダ１２２、及び内部シリンダ１２２の内側に可
動に設けられた内部ピストン１２４を具えている。この
シリンダ１１８の一端は部品支持アンビル１１２によっ
て閉鎖され、導管１２７に出入りする加圧ガスの通路の
ためのポート１２６は外部ピストン１２０の上方のエア
シリンダ１１８に連通している。クリアランス孔１２８
は、エアシリンダ１１８の壁を貫通して導管１２９を通
じて内部ピストン１２４の下方の内部シリンダ１２２の
内部に出入りする加圧ガスの通路のための内側ポート１
３０へのアクセスを提供する。外部ピストン１２０にに
嵌合したプラグ１３２は、内部ピストン１２４の反対側
の内部シリンダ１２２を閉鎖している。このプラグ１３
２から外に向かって連結ロッド１３４が回転可能に延在
し、スリップ継手カップリング１３５を介して、加圧空
気等の制御された圧力を有するガスによって駆動される
ロータリアクチュエータ１３６等のモータに連結されて
いる。このロータリアクチュエータ１３６はスリップ継
手カップリング１３５を駆動し、このカップリングは、
連結ロッド１３４上のボールねじのねじ山１４０（図１
１に模式的に示されている）に係合しているボールナッ
ト１３８の内部で連結ロッド１３４を回転させる。この
ロータリアクチュエータ１３６とボールナット１３８
は、両方ともフレーム１１３等の一つの構造体に支持さ
れて互いに固定され、ねじ山１４０がボールナット１３
８と噛み合っている連結ロッド１３４が回転すると、連
結ロッド１３４はフレーム１１３とスリップ継手カップ
リング１３５に対して長手方向に動かされ、したがって
外部ピストン１２０はエアシリンダ１１８の内部で長手
方向に動かされる。
【００４１】リベット支持アンビルが、エアシリンダ１
１８の内部から貫通孔１１４の中に可動に延びており、
このアンビルは中心ピン１４４とこの中心ピン１４４を
取り囲む孔１４８を規定するスリーブ即ちチューブ状外
側ピン１４６とを具えている。この外側ピン１４６は外
部ピストン１２０と一体化され、そこから貫通孔１４４
内に延びている。中心ピン１４４はリベット挿入部材と
して孔１４８を通って延び、内部ピストン１２４に取付
けられ、内部ピストン１２４が内部シリンダ１２２内で
動くと、中心ピン１４４が外側ピン１４６の中で孔１４
８に沿って長手方向に移動する。
【００４２】リベット接合が実際に行われる場合を除い
て、ポート１３０を通じて内部シリンダ１２２の内部に
導入される制御された圧力を有する一定量のガスは、
（図１１に示されているように）内部ピストン１２４を
内部シリンダ１２２の上端まで押し上げ、取り囲んでい
る外側ピン１４６に対して可能な限り外まで延びている
中心ピン１４４を例えば６０ポンドの力で保持する。次
いで中心ピン１４４は、図１２に示されているように、
調節距離１５０だけ外側ピン１４６を越えて突出する。
この調節距離１５０は、リベット接合ヘッドによってリ
ベットの外端８２の径が膨張してリベット７４上に第２
ヘッドが形成される際に、リベット７４のヘッド７６と
可動刃６８のリベット孔７２の内面との間に所望のクリ
アランスを与えるように選ばれている。
【００４３】このリベット接合機械１１０は、一対の鋏
の第１刃６６と第２刃６８等の一群の部品を整合して位
置決めし、前述したようにこれらの刃にそれぞれ設けら
れたリベット孔７０と７２にリベット７４を挿入するこ
とによって使用される。ロータリアクチュエータ１３６
を作動して連結ロッド１３４を短い距離だけ後退させ、
リベット支持アンビルの中心ピン１４４と外側ピン１４
６のそれぞれの外端１５２と１５４を、支持面１５６に
対して引っ込んだ位置まで持ってくる。次に、これらの
刃６６と６８及びリベット７４は、リベットのヘッド７
６が貫通孔１１４に整合し、可動刃６８が部品支持アン
ビル１１２の支持面１５６上に置かれた状態で、共に部
品支持アンビル１１２上に載せられる。これらの部品と
リベット７４の群が支持面１５６上に適正に位置決めさ
れると、部品クランプ１５８が下降して鋏の刃６６と６
８に接触してこれを共に押して、これら変形させるほど
大きくない或る程度の圧力で支持面１５６に接触させ
る。
【００４４】圧縮空気等の制御された圧力を有する一定
量のガスが、導管１２７とポート１２６を通じて外部ピ
ストン１２０の上方のエアシリンダ１１８に導入され、
同様に、導管１２９とポート１３０を通じて前述のよう
に内部シリンダ１２２に導入される。次に、ロータリア
クチュエータ１３６が作動してスリップ継手カップリン
グ１３５を回転させ、これによってボールナット１３８
内の連結ロッド１３４のねじ山１４０を必要に応じて回
転させ、連結ロッド１３４とこれに取付けられた外部ピ
ストン１２０を上昇させ、それと共に、図１２に示され
ているように、中心ピン１４４が外側ピン１４６を越え
て突出した状態で外側ピン１４６と中心ピン１４４を動
かす。外部ピストン１２０の上方のエアシリンダ１１８
の中の加圧ガスが及ぼす下向きの力がボールねじの力に
対抗し、外部ピストン１２０は例えば３０ポンドの正味
の力でリベット７４のヘッド７６の方へ上方に押される
が、この力は内部ピストン１２４を外部ピストン１２０
に対して上方に押す力よりも小さい。外部ピストン１２
０の上方のガスの力は、アクチュエータ１３６とボール
ナット１３８の力に逆らって働き、リベットのヘッド７
６に対するリベット支持アンビルの正味の上向き力を限
定する。
【００４５】その結果、中心ピン１４４の外端１５２
は、内部シリンダ１２２の加圧ガスの力に打ち克つのに
要する力よりも小さい力でリベット７４のヘッド７６の
面に接触し、中心ピン１４４は外側ピン１４６を越えて
延び続ける。部品クランプ１５８の及ぼす下向きの力も
リベット７４のヘッド７６上の正味の上向きの力よりも
大きい。したがって、中心ピン１４４の上向き圧力はリ
ベット７４を押して可動刃６８のリベット孔７２に楽に
係合させ、一方、外側ピン１４６の外端１５４は、図１
２に示されているように、調節距離１５０だけリベット
７４のヘッド７６から離れたままに保たれている。
【００４６】次に、リベット接合ヘッド８０は下方に移
動してリベット７４の外端８２に接触する。これによっ
て、先ずリベットが内部シリンダ１２２内の圧縮空気の
力に打ち克って下方に押され、図１３に示されているよ
うに、中心ピン１４６の外端１５２が外側ピン１４６の
外端１５４と同一面になるまで中心ピン１４４を外側ピ
ン１４６内で押し、リベット７４のヘッド７６も外側ピ
ン１４６の外端１５４に接触させる。リベット接合ヘッ
ド８０がリベットの外端８２の径を膨張させて第２ヘッ
ド８４を形成する際に、ロータリアクチュエータ１３６
とボールナット１３８は外部ピストン１２０と外側ピン
１４６をリベット７４と部品支持アンビル１１２に対し
てその位置に保持する。
【００４７】リベット接合ヘッド８０がリベット７４の
外端８２に接触する前に、外側ピン１４６は、外端１５
２がヘッド７６に接触してリベット７４をリベット孔７
２の内面に充分に押し付けるまで中心ピン１４４と共に
動くので、リベット接合ヘッド８０がリベット７４の外
端８２に押し付けられる前に確立された初期状態で可動
刃６８が載っている支持面１５６に対するリベット７４
のヘッド７６の実際の位置に無関係に、リベットのヘッ
ド７６が外端１５４に接触するまでに得られるリベット
７４の動きの量は、常に所望の調節距離１５０に等し
い。
【００４８】前述の明細書で使われている用語並びに表
現は、単なる説明のための用語として使用され、何ら限
定的なものではなく、これらの用語や表現の使用は開示
された特長の均等物を排除する意図を持たず、本発明の
範囲は以下に述べる請求の範囲によってのみ規定され、
限定されるものである。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 一対の部品をリベット接合して、形成された
リベット継手に所望のの大きさのクリアランスを与える
本発明のリベット接合機械の概略部分断面図である。
【図２】 本発明によってリベット接合された一対の鋏
の部品を拡大スケールで示した断面図である。
【図３】 図１に示された機械の基礎部品の単純化され
た概略断面図であり、本発明のリベット継手を形成する
方法の第１ステップを拡大スケールで示している。
【図４】 本発明の方法による次のステップにおける図
１に示されたリベット接合機械の部品の位置を示す図３
と同様の図である。
【図５】 本発明の方法による更に次のステップを示す
図４と同様の図である。
【図６】 本発明の方法による更に次のステップを示す
図５と同様の図である。
【図７】 リベットに第２ヘッドが形成されつつある本
発明による更に次のステップを示す図６と同様の図であ
る。
【図８】 図７のステップにおいて形成されたリベット
継手を更に拡大スケールで示した詳細図である。
【図９】 本発明のリベット接合機械の他の実施例を示
す簡略化された概略部分断面図である。
【図１０】 図９に示された機械を使用したリベット継
手を形成するプロセスの一ステップを示す図６と同様の
図である。
【図１１】 本発明の方法の一変形によってリベット継
手を形成するのに使用される機械の単純化された概略断
面図である。
【図１２】 図１１に示された機械を使用したリベット
継手を形成する方法の最初のステップにおけるこの機械
の特定部分を拡大スケールで示した単純化された概略図
である。
【図１３】 図１１に示された機械の同じ部分と、図１
１に示された機械を使用した本発明によって形成されつ
つあるリベット継手の相対位置を示す図１２と同様の図
である。
フロントページの続き (72)発明者 エドウィン イー トンプソン アメリカ合衆国 オレゴン州 97224 ティガード サウス ウェスト コロニ ー プレイス 16350 (56)参考文献 特開 昭63−112037（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−285736（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−254342（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−284937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−220240（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−13640（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−190332（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21J 15/00 - 15/50

Claims (28)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の部品を共にリベット接合してアセ
    ンブリを形成する方法であって、 （ａ）リベット接合される複数の部品の両側に部品クラ
    ンプと部品支持アンビルをそれぞれ押し付け、 （ｂ）リベットの第１ヘッドにリベット支持アンビルを
    押し付けて、リベットをリベット接合される部品を貫通
    して延びるリベット孔に押し込んで、初期状態を確立
    し、 （ｃ）その後、前記部品支持アンビルに対して前記リベ
    ット支持アンビルを調節して、調節状態となし、 （ｄ）その後、前記部品支持アンビルとリベット支持ア
    ンビルとを前記調節位置に維持しながら、前記リベット
    に第２ヘッドを形成する 上記の各ステップにより、リベットと該リベットによっ
    て相互接合される部品との間に所定のクリアランス又は
    締め代を持たせて部品相互が互いに回動可能なリベット
    継手を形成することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 リベット支持アンビルを調節した後、第
    ２ヘッドを形成する前に、リベットをリベット支持アン
    ビルの方に押すステップを含む請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記調節ステップが、リベット支持アン
    ビルと部品支持アンビルの一方を他方に対して動かすス
    テップを含む請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 リベット支持アンビルを調整した後、第
    ２ヘッドを形成する前に、リベットを第１ヘッドの方に
    動かす方向に該リベットに軸方向の力を付与するステッ
    プを含む請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 フレームに対して部品支持アンビルと部
    品クランプをロックし、その後、該フレームに対して部
    品支持アンビルを調節することによって部品支持アンビ
    ルに対してリベット支持アンビルを調節するステップを
    含む請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記調節ステップが、部品支持アンビル
    に対して所定距離だけリベット支持アンビルを動かすス
    テップを含む請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 部品支持アンビルに対して部品クランプ
    の位置をロックするステップを含み、前記調節ステップ
    が、その後で部品支持アンビルの位置に対するリベット
    支持アンビルの位置を調節するステップを含む請求項１
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記調節ステップの前に、リベット支持
    アンビルを前記初期状態にロックするステップを含む請
    求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記調節ステップが、リベット支持アン
    ビル・アセンブリに設けられた偏心ホイールを動かすこ
    とによって部品支持アンビルの位置に対してリベット支
    持アンビルの位置を調節するステップを含む請求項１に
    記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記調節ステップが、リベット支持ア
    ンビル・アセンブリに設けられたカムホイールを動かす
    ことによって部品支持アンビルの位置に対してリベット
    支持アンビルの位置を調節するステップを含む請求項１
    に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記調節ステップが、リベット支持ア
    ンビル・アセンブリに設けられたクランクを動かすこと
    によって部品支持アンビルの位置に対してリベット支持
    アンビルの位置を調節するステップを含む請求項１に記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記調節ステップが、ねじ機構を作動
    させることによって部品支持アンビルの位置に対してリ
    ベット支持アンビルの位置を調節するステップを含む請
    求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 部品支持アンビルと部品クランプをフ
    レームに対してロックし、その後でフレームに対して部
    品支持アンビルを調節することによって、部品支持アン
    ビルに対してリベット支持アンビルを調節するステップ
    を含む請求項１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 複数の部品を共にリベット接合してア
    センブリを形成する方法であって、 （ａ）一群の部品を共に把持し、 （ｂ）整合した一組のリベット孔を接合対象の前記部品
    に設け、 （ｃ）前記一組の整合したリベット孔にリベットを挿入
    し、 （ｄ）前記一群の部品を部品支持アンビルの上に支持
    し、 （ｅ）リベットの予め形成されたヘッドに対してリベッ
    ト支持アンビルを押し付け、それによってリベットを前
    記リベット孔に押し込んで、部品支持アンビル上の一群
    の部品の支持とは無関係にリベットの前記事前形成ヘッ
    ドを支えながら、部品支持アンビルに対するリベット支
    持アンビルの初期状態を確立し、 （ｆ）その後、部品支持アンビルに対してリベット支持
    アンビルを調節して、リベットに所望のクリアランスを
    与え、 （ｇ）その後、リベット支持アンビルがリベットの事前
    形成ヘッドを部品支持アンビルに隣接して、それとは無
    関係に支えている間に、部品支持アンビルとは反対側の
    前記一群の部品の側面のリベット上に第２ヘッドを形成
    する 上記の各ステップにより、リベットと部品との間に所定
    のクリアランス又は締め代を持たせて部品相互が互いに
    回動可能なリベット継手を形成することを特徴とする方
    法。
  15. 【請求項１５】 複数の部品を共にリベット接合してア
    センブリを形成する方法であって、 （ａ）部品支持アンビルに対して一群の部品を共に把持
    し、 （ｂ）整合した一組のリベット孔を前記部品群の各部品
    に設け、 （ｃ）前記一組の整合したリベット孔にリベットを挿入
    し、 （ｄ）第１の大きさの挿入力でリベットの第１ヘッドに
    対してリベット挿入部材の押圧面を押し、 （ｅ）リベット支持アンビルのリベット支持面を、リベ
    ットとリベット挿入部材の押圧面から所定の距離だけ離
    れたリベットに整合した位置に位置決めし、 （ｆ）リベット支持アンビルを部品支持アンビルに対し
    て静止状態に保持し、 （ｇ）その後、リベットの反対端に圧力を加え、前記挿
    入力に打ち克ってリベットの第１ヘッドをリベット支持
    面に接触させ、その後、前記第１ヘッドをリベット支持
    面に接触させた状態でリベットに第２ヘッドを形成する 上記ステップにより、所定のクリアランス又は締め代を
    持たせて部品相互が互いに回動可能なリベット継手を形
    成することを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 リベット支持アンビルとリベット挿入
    部材との間に前記第１の大きさの力よりも大きい力を付
    与して、リベット挿入部材をリベット支持面に対して前
    記位置に支持するステップを含む請求項１５に記載の方
    法。
  17. 【請求項１７】 第１ヘッドに対してリベット挿入部材
    を押す前記ステップの際に、一つのユニットとしてリベ
    ット支持アンビルとリベット挿入部材を移動させるステ
    ップを含む請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 ねじを使用して、前記第１の大きさの
    力よりも大きくない力でリベット支持アンビルをリベッ
    トの方に移動させ、第２リベットヘッドを形成する前記
    ステップの際に、リベット支持アンビルを静止状態に保
    持するステップを含む請求項１５に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 複数の部品同士を互いに回動自在に接
    合するリベット継手を形成する装置であって、 （ａ）フレームと、 （ｂ）前記フレームに支えられた部品支持アンビルと、 （ｃ）部品支持アンビルに隣接して位置決めされ、フレ
    ームによって支えられているリベット支持アンビルと、 （ｄ）前記部品支持アンビルと部品クランプの少なくと
    も一方が、相互に及びフレームに対して動き得るよう構
    成された、部品支持アンビルの反対側に配置された部品
    クランプと、 （ｅ）リベット支持アンビルを初期のリベット支持位置
    に保持するように配置されたロックと、 （ｆ）前記フレームとリベット支持アンビルとの間に介
    在しているリベット支持アンビル調節機構と、 （ｇ）リベット支持アンビルに支持されている第１ヘッ
    ドを有するリベット上に第２ヘッドを形成する位置にリ
    ベット支持アンビルの反対側に配置されたリベットヘッ
    ド形成装置とを具えた装置。
  20. 【請求項２０】 更に、部品クランプと部品支持アンビ
    ルの中の動き得る方を他方に対して部品把持位置に保持
    するように配置された第２ロックを具えた請求項１９に
    記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記ロックが、リベットヘッド支持ア
    ンビルを前記フレームに対して前記初期リベット支持位
    置に保持するように位置決めされている請求項１９に記
    載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記ロックが、リベットヘッド支持ア
    ンビルを前記部品支持アンビルに対して前記初期リベッ
    トヘッド支持位置に保持するように位置決めされている
    請求項１９に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 部品支持アンビルと部品クランプの中
    の動き得る方を、所定の力で他方に対して押し付けるよ
    うに配置された第１モータを具えた請求項１９に記載の
    装置。
  24. 【請求項２４】 リベット支持アンビルを前記所定の力
    よりも小さい第２の力で部品クランプの方に動かすよう
    に配置された第２モータを具えた請求項２３に記載の装
    置。
  25. 【請求項２５】 複数の部品同士を互いに回動自在に接
    合するリベット継手を形成する装置であって、 （ａ）部品支持アンビルと、 （ｂ）前記部品支持アンビルに対して一群の部品を保持
    するように構成された部品クランプと、 （ｃ）リベット支持面を有するリベット支持アンビル
    と、 （ｄ）前記リベット支持アンビルに組み込まれ、前記リ
    ベット支持面を越えて所定の距離だけ突出する、リベッ
    ト支持面の方に弾性的に可動な押圧面を有するリベット
    挿入部材とを具えた装置。
  26. 【請求項２６】 前記リベット挿入部材が、リベット支
    持アンビルの外側部分に形成された軸方向孔の中に位置
    する中心ロッドである請求項２５に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記リベット挿入部材が、中に入って
    いる一定量の加圧流体によってリベット支持アンビルに
    対して支持されている請求項２５に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記一定量の加圧流体がシリンダ／ピ
    ストン・アセンブリ内に入っている請求項２７に記載の
    装置。
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