JP3995964B2 - リベッター - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば重ね合わされた複数枚の金属板などの対象物に貫通されるリベットのマンドレルを流体圧によるクリッパーの摘持・引張り動作でかしめ処理して当該複数の対象物を互いに固定するように構成されたリベッターに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、実公昭54−4135公報、実公昭62−52653号公報あるいは特公平7−16753号公報などによって開示されたリベッターが知られている。これらのリベッターは、例えば積層された複数の対象物に貫通されたリベットに対してかしめ処理を施すものである。使用されるリベットは、頭部を有するマンドレル(心金)が筒状のスリーブに嵌挿されてなるものであり、スリーブが対象物に貫通された状態でリベッターのクリッパーで当該スリーブから外部に突出したマンドレルの先端部が摘持されるようになっている。
【0003】
そして、マンドレルを摘持したリベッターにクリッパーの後退で引き抜き処置を行わせることにより、マンドレルの頭部がスリーブに圧入されていき、当該頭部が対象物の貫通孔に差し掛かった状態でスリーブの拡径によってその外周面が貫通孔の内周面を密着押圧し、これによってリベットが複数の対象物に固定されて複数の対象物が互いに接続されるとともに、マンドレルの先端部はクリッパーのさらなる後退で切断されて回収される。
【0004】
クリッパーにかかる動作を行わせるために、リベッター内には流体圧で作動するシリンダ装置が設けられており、所定の圧力源から供給される流体圧によるシリンダ装置の駆動でクリッパーはリベッター本体に対して進退し得るようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなリベッターにおいては、クリッパーのマンドレルに対する引張り負荷は、引っ張り始めが小さく、マンドレルの頭部がスリーブに挿入され始めると漸増し、頭部がスリーブに嵌り込んでしまった時点で極大値になった後に若干漸減してからマンドレルの切断時に最大値になり、切断後は略無負荷状態に戻るという経時変化で推移する。
【0006】
従来、このような引張り負荷の経時変化に意を払うことなくリベット処理が行われ、これがためにマンドレルが切断されるときの最大引張り負荷に見合った圧力源やシリンダ装置等の圧力付与手段が採用されるとともに、これに耐えるようにリベッター本体も重量化した頑丈なものが採用されていた。
【0007】
しかしながら、クリッパーの動作の内で大きな力が必要であるのはマンドレルが切断される間のごく短い時間だけであり、大部分は小さい力で間に合うにも拘らず、一瞬の大負荷に対応するために装置コストが高騰するばかりか、常に高圧力が必要なことで運転コストも嵩むという問題点を有していた。さらにリベッター本体も重量化した頑丈なものが採用されるため、取り扱いが困難になってリベット施工の作業性が劣るという問題点も存在した。
【0008】
さらに、クリッパーは常に大きな力でマンドレルを引っ張るため、当該マンドレルが切断したとき、その反動でクリッパーの引張り方向への移動量が大きくなり(通常、常にクリッパーの移動可能範囲の最大移動量を移動する)、従って、つぎのかしめ操作時にクリッパーを元の操作位置に戻すのに時間がかかってしまい、これによっても作業性が劣ることになるという問題点も存在した。
【0009】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであり、圧力付与手段やリベッター本体の軽量化を図った上で確実にリベット処理を行い得るようにし、装置コストおよび運転コストの低減化と作業性の向上を図り得るリベッターを提供することを課題する。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、頭部が設けられるピン状のマンドレルと、マンドレルを外嵌するスリーブとを備えるリベットを対象物に貫通させ、圧力源からの流体圧によるクリッパーの摘持・引張り動作で、マンドレルの頭部をスリーブに嵌め込み、マンドレルの頭部でスリーブを拡径し、さらに、マンドレルを切断してかしめ処理するにあたり、クリッパーに加わる引張り負荷に応じて引張り力が経時的に変化し得るように構成されたリベッターであって、圧力源からの流体圧により作動してクリッパーを動作させるシリンダ装置と、クリッパーの引張り負荷に応じてシリンダ装置の引張り力を調整する引張り力調整手段とを備え、引張り力調整手段は、クリッパーの引張り負荷が予め設定された設定負荷値未満のときに作動する第一シリンダ装置と、クリッパーの引張り負荷が前記設定負荷値以上のときに第一シリンダ装置より大きな引張り力でクリッパーを引張り、マンドレルを切断させる第二シリンダ装置とを備えることを特徴とするものである。
【0011】
この発明によれば、クリッパーに加わる引張り負荷に応じてクリッパーの引張り力を変化させるようにしているため、従来のように最大引張り負荷に見合った流体圧を常に発生させるリベッターの場合には当該高い流体圧に常に対応させるために重量化した頑丈な圧力源としての圧力発生装置やリベッターそのものを採用する必要があるのに対し、圧力発生装置やリベッターそのものを、短い時間だけ訪れる最大引張り負荷に対応し得るものにすることができ、これによってこれらの軽量化を図ることが可能になり、装置コストの低減化に貢献する。
【0012】
また、経時的に引張り負荷に応じて流体圧が設定されるため、従来の常に最大引張り負荷に見合った高圧を発生させなければならない場合に比較し、運転コストの低減化に寄与する。
【0013】
そして、リベッターそのものが軽量化されることにより、リベッターの取り扱いが容易になり、リベット施工の作業性が向上する。
【0014】
また、本発明においては、上記圧力源からの流体圧により作動して上記クリッパーを動作させるシリンダ装置と、クリッパーの引張り負荷に応じてシリンダ装置の引張り力を調整する引張り力調整手段とを備えてなるものである。
【0015】
したがって、クリッパーにリベットのマンドレルを摘持させた状態で圧力源からの流体圧をシリンダ装置に供給することにより当該シリンダ装置が駆動してクリッパーが引っ張り動作を行い、これによってマンドレルの破断片が引き抜かれて対象物に対するリベットによるかしめ処理が完了する。
【0016】
そして、クリッパーの引張り負荷に応じて引張り力調整手段がシリンダ装置の引張り力を調整するため、クリッパーは、無駄な力を用いることなく必要かつ充分な力でマンドレルを引っ張ることになる。
【0017】
このように、引張り力調整手段を設けることにより、クリッパーに加わる引張り負荷に応じて引張り力が経時的に変化し得るようにする構造を簡単なものにすることができる。
【0018】
また、本発明においては、上記引張り力調整手段は、クリッパーの引張り負荷が予め設定された設定負荷値未満のときに作動する第一シリンダ装置と、クリッパーの引張り負荷が上記設定負荷値以上のときに第一シリンダ装置より大きな引張り力でクリッパーを引張る第二シリンダ装置とを備えてなるものである。
【0019】
したがって、クリッパーの引張り負荷が設定負荷値未満のときは、クリッパーは第一シリンダ装置の駆動で動作し、同引張り負荷が設定負荷値以上のときはクリッパーは第一シリンダ装置より大きな引張り力を有する第二シリンダ装置の駆動で動作するため、設定負荷値未満の低負荷のときに第一シリンダ装置の駆動でクリッパーがマンドレルの引張り動作を行い、設定負荷値以上の高負荷ときに第二シリンダ装置の駆動でクリッパーがマンドレルの引張り動作を行うことになり、これら第一および第二シリンダ装置の使い分けで無駄な力を使うことなく効率的にリベッターを作動させられる。
【0020】
そして、例えば第二シリンダ装置のピストン(第一ピストン)の有効断面積を、第一シリンダ装置のピストン(第二ピストン)の断面積より小さく設定しておけば、コンプレッサーから得られる空気圧が一定に設定されている場合であっても、第二ピストンの第一ピストンに対する断面積比に反比例した引張り力が第二シリンダ装置で発生するため、コンプレッサーの圧力発生構造を圧力可変なものにする必要がなくなり、その分圧力源の構造が簡単なものになり、装置コストの低減化に貢献する。
【0025】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る第一実施形態のリベッターを示す説明図である。この図に示すように、リベッター10は、リベッター本体20と、このリベッター本体20に流体圧を供給して当該リベッター本体20を作動させるシリンダ装置30とを備えた基本構成を有している。シリンダ装置30は、外気を取り入れて圧搾するコンプレッサー40からの所定の圧力を有する空気圧を得て作動し、これによって生じた作動油(オイル)の油圧でリベッター本体20にリベット90のかしめ処理をを行わせるようになっている。
【0026】
なお、リベット90は、ピン状のマンドレル91と、このマンドレル91に摺接状態で外嵌されるスリーブ92とからなっている。マンドレル91は、その一端(図1では左端)に形成された、スリーブ92の内径寸法より大径の頭部91aを有しているとともに、頭部91aの若干右方位置に全周に亘って環状溝が凹設されることにより形成された括れ部91bを備えている。また、スリーブ92の他端(図1の右端)にはフランジ92aが設けられている。
【0027】
そして、例えば2枚の金属板P,Pが重ね合わされた状態で、リベット90がこれらに穿設されたリベット孔P1に図1に示すように差し通され、リベッター10によってマンドレル91がフランジ92a側から引っ張られることにより、マンドレル91の頭部91aがスリーブ92を径方向に押し広げながら没入して当該スリーブ92の外周面がリベット孔P1の内周面に押圧密着するとともに、マンドレル91の先端側(図1の右側)が括れ部91bから引きちぎられ、二枚の金属板P,Pがリベット90を介して互いに接合されることになる。
【0028】
上記リベッター本体20は、シリンダ部21と、このシリンダ部21から前方(図1の左方)に向けて突設された、リベット90のを引っ張って破断させる引張り動作部26とを備えて構成されている。
【0029】
シリンダ部21は、シリンダ本体22と、このシリンダ本体22に内装された油圧ピストン23と、この油圧ピストン23を前方に向けて付勢するための付勢手段としてのコイルスプリング24とを備えている。シリンダ本体22の前端面からは、引張り動作部26内に向けてピストンロッド25が突設されている。
【0030】
シリンダ本体22と筒状ケーシング27との境界位置にはピストンロッド25が摺接状態で貫通する仕切壁27aが設けられ、シリンダ本体22における仕切壁27aと油圧ピストン23との間に作動油を導入するためのシリンダ室22aが形成されている。かかるシリンダ本体22の下部には、シリンダ装置30からの作動油をシリンダ室22aとシリンダ装置30との間で流通させるための作動油流通孔22bが設けられている。
【0031】
上記コイルスプリング24は、シリンダ室22a内の作動油の油圧が所定の低圧になった状態でその付勢力により油圧ピストン23を図1の左方に向けて前進させるためのものであり、シリンダ本体22内でシリンダ本体22とシリンダ本体22の後方壁との間に圧縮状態で介設されている。
【0032】
上記引張り動作部26は、シリンダ本体22より若干小径の筒状ケーシング27と、この筒状ケーシング27内の先端部に内装されたクリッパー28とを備えて構成されている。筒状ケーシング27は先端側が円錐状に形成され、この部分にクリッパー28が内装されている。クリッパー28は、金属板P,Pのリベット孔P1に貫通されたリベット90のマンドレル91の先端側を摘持するものであり、2体のクリッパー片が摘持面を互いに対向させた状態でマンドレル91を摘持するようになっている。
【0033】
かかるクリッパー28は、その基端部(図1の右側)がピストンロッド25の先端部に接続され、油圧ピストン23の後退によるピストンロッド25の図1における右方への移動で摘持したマンドレル91を筒状ケーシング27内に引っ張り込み、これによって先に説明したように金属板P,Pがリベット90によりかしめ処理で接続されるようになっている。
【0034】
上記シリンダ装置30は、大径シリンダ31と、この大径シリンダ31の頂部から上方に向けて突設された中径シリンダ32と、この中径シリンダ32の頂部から上方に向けて突設された小径シリンダ33と、大径シリンダ31に内装された第一ピストン34および該第一ピストン34の下方に配置された第二ピストン35とを備えて構成されている。
【0035】
大径シリンダ31の上下方向の中央部より若干下部位置には、上部空気流導入孔31aが設けられているとともに、上部空気流導入孔31aより下方位置には下部空気流導入孔31bが設けられ、上部空気流導入孔31aを介した大径シリンダ31内へのコンプレッサー40からの圧搾空気の導入で第一ピストン34が上昇するするとともに、下部空気流導入孔31bを介したコンプレッサー40からの圧搾空気の大径シリンダ31内への導入により第二ピストン35が上昇するようになっている。
【0036】
上記第一ピストン34には、その上面から上方に向けて突設された第一ピストンロッド36が設けられているとともに、第二ピストン35には同第二ピストンロッド37が設けられている。第二ピストンロッド37は、上記小径シリンダ33に摺接状態で嵌挿され得るように径寸法が設定されているとともに、最下位に位置した状態でその上端部と小径シリンダ33の下端部との間に作動油を流通させ得る程度の環状隙間33aが形成されるように長さ寸法が設定されている。
【0037】
これに対し、第一ピストンロッド36は、外径寸法が中径シリンダ32に摺接状態で嵌挿し得るように外径寸法が設定されているとともに、摺接状態で第二ピストンロッド37に外嵌し得るように内径寸法が設定された筒体によって形成されている。かかる第一ピストンロッド36は、最下位に位置した状態で、上端部が中径シリンダ32内に嵌挿されるとともに、第一ピストン34が上部空気流導入孔31aより上方に位置するように長さ寸法が設定されている。
【0038】
そして、第二ピストンロッド37の貫通した第一ピストンロッド36が中径シリンダ32に嵌挿された状態で、中径シリンダ32内、小径シリンダ33内およびシリンダ本体22のシリンダ室22a内に作動油が充填されている。
【0039】
したがって、第二ピストン35が最下位に位置した状態で第一ピストン34の作動により第一ピストンロッド36が上昇すると、中径シリンダ32内の作動油が環状隙間33a、小径シリンダ33および作動油流通孔22bを介してシリンダ室22aに導入され、これによって油圧ピストン23が図1の右方に向けて後退するとともに、引き続き第二ピストン35の作動で第二ピストンロッド37が上昇すると、まず、環状隙間33aが閉止された後に小径シリンダ33内の作動油が作動油流通孔22bを介してシリンダ室22a内に導入され、これによって油圧ピストン23はさらに後退するようになっている。
【0040】
そして、本実施形態においては、第一ピストンロッド36は、上面の面積A1が第二ピストンロッド37の上面の面積A2より大きくなるように(A1>A2)寸法設定されているとともに、第一ピストン34の有効面積(作用面積)は、第二ピストン35の有効面積Bより第二ピストンロッド37の上面面積A2分だけ小さくなっているため、第一ピストン34および第二ピストン35にコンプレッサー40からの同一の空気圧が付与されても、作動油が油圧ピストン23に与える押圧力は、第二ピストンロッド37の方が第一ピストンロッド36より大きくなる。具体的には、第一ピストンロッド36による押圧力をP1、第二ピストンロッド37による押圧力をP2とした場合、
P2=((B×A1)/(A2×(B−A2)))×P1
となる。
【0041】
そして、第一ピストンロッド36の上面の面積A1は、コンプレッサー40からの圧搾空気による第一ピストン34の上昇で油圧ピストン23およびピストンロッド25を介したクリッパー28の引張り処理により、図2のグラフの「b」点より若干大き目の負荷に対応し得るように設定されている。
【0042】
これに対し、第二ピストンロッド37の上面の面積A2は、コンプレッサー40からの圧搾空気による第二ピストン35の上昇で油圧ピストン23およびピストンロッド25を介したクリッパー28の引張り処理により、図2のグラフの「d」点より若干大き目の負荷に対応し得るように設定されている。
【0043】
上記コンプレッサー40と大径シリンダ31との間には切換バルブ41が介設されている。そして、コンプレッサー40から本管42を介して切換バルブ41に送り込まれた圧搾空気は、第一支管43および上部空気流導入孔31aを介して大径シリンダ31内の第一ピストン34と第二ピストン35との間に供給される一方、当該切換バルブ41が切り換えられることにより、第二支管44および下部空気流導入孔31bを介して大径シリンダ31内の第二ピストン35より下部位置に供給されるようになっている。
【0044】
上記切換バルブ41は、コンプレッサー40からの圧搾空気が当該切換バルブ41および第一支管43を介して大径シリンダ31内に供給されている状態で、第一ピストン34の上昇が止まったときにこれを検知して自動的に流路を第二支管44側に切り換えるように構成されている。したがって、第一ピストン34の上昇が止まったときに第一支管43に連通していた切換バルブ41の流路が第二支管44側に切り換えられ、これによって以後第二ピストン35が上昇することになる。
【0045】
また、中径シリンダ32には、これを包囲するように二点鎖線で示す把持部11が設けられているとともに、把持部11の上部前方(図1の左方)には二点鎖線で示す引金12が設けられ、作業者は、把持部11を把持して指で引金12を引くことにより、切換バルブ41が開通し、これによってリベッター10によりリベット90のかしめ処理が実行されるようになっている。
【0046】
以下、このように構成されたリベッター10を用いてリベット90のかしめ処理を行ったときの経時的なクリッパーの移動量とマンドレル91を摘持したクリッパー28の引張り負荷との関係について図1のリベット90を参照しながら図2を基に説明する。図2は、クリッパー28の移動量と引張り負荷との関係を示すグラフである。
【0047】
このグラフに示すように、マンドレル91をクリッパー28で引き始めたときは、クリッパー28の負荷は、「a」で示すように短時間であるが非常に小さい値を示している。ついで、マンドレル91の頭部91aがスリーブ92に嵌り込み始めると負荷は漸増を開始し、完全に嵌り込んだ時点で「b」に示すように極大値を示す。
【0048】
引き続き頭部91aがスリーブ92を拡径しながらマンドレル91が引っ張られていくに従い負荷は漸減していき、「a」より若干大きな負荷で推移する。その後、二枚の金属板P,Pが隙間なく重なり合った時点「c」から負荷値は短時間で急激に上昇し、この急激な上昇は、マンドレル91が括れ部91bで切断されるまで継続する。マンドレル91が切断されると、一瞬にして負荷が上記「a」のレベルにまで低減し、この時点で二枚の金属板P,Pを対象としたリベット90によるかしめ処理が完了することになる。
【0049】
図3は、第一実施形態のリベッター10の作用を説明するための説明図であり、(イ)はシリンダ装置30が作動する直前の状態、(ロ)は第一ピストン34が上昇した状態、(ハ)は第二ピストン35が上昇した状態をそれぞれ示している。以下、図3を基に必要に応じて図1および図2を参照しながら第一実施形態のリベッター10の作用について説明する。
【0050】
まず、図3の(イ)に示す状態は、クリッパー28がリベット90のマンドレル91を摘持した直後のものであり(図1参照)、第一ピストン34および第二ピストン35はいずれも位置し得る最下位に位置している。
【0051】
この状態で、引金12の引き操作により切換バルブ41が開通すると、コンプレッサー40からの圧搾空気は、本管42、切換バルブ41および第一支管43を介して上部空気流導入孔31aから大径シリンダ31の第一および第二ピストン34,35間に供給され、これによって第一ピストンロッド36が第一ピストン34を介して上昇する。
【0052】
この上第一ピストンロッド36の上昇によって中径シリンダ32内の作動油が環状隙間33a、小径シリンダ33および作動油流通孔22bを介してリベッター本体20のシリンダ室22a内に供給され、これによる油圧ピストン23およびピストンロッド25の後退でクリッパー28がマンドレル91を引っ張り、これによってクリッパー28は、図2に示す「a」点および「b」点を通過してマンドレル91の頭部91aがスリーブ92内に嵌り込んでいく。
【0053】
そして、クリッパー28が二枚の金属板P,Pを密着させた「c」点を若干通過すると、クリッパー28の引張り負荷値が急激に立ち上っていることから、第一ピストン34は、コンプレッサー40からの圧搾空気の圧力によっては機能しなくなり、図3の(ロ)に示すように大径シリンダ31内で最高位に位置した状態になる。
【0054】
この状態で切換バルブ41の流路が自動的に第二支管44側に切り換わり、コンプレッサー40からの圧搾空気は第二支管44および下部空気流導入孔31bを介して第二ピストン35の下部の大径シリンダ31内に供給されるとともに、第一および第二ピストン34,35間の圧搾空気は大気中に排出される。この場合、第二ピストンロッド37の上面の面積A2は、第一ピストンロッド36の上面の面積A1より小さく面積設定されているため、小径シリンダ33内の作動油に対する第二ピストンロッド37の押圧力は、「A1/A2」の値に略比例して大きくなっている(厳密には第二ピストンロッド37の押圧力は、「(A1/A2)×(B/(B−A2))」に比例するが、BがA2に比べて充分大きいときは、「B/(B−A2)」を略「1」とみなし得るため)。この大きくなった押圧力は、図2の「d」点の負荷値に打ち勝つように上記面積比が設定されているため、第二ピストン35が、図3の(ハ)に示すように、大径シリンダ31内に供給された圧搾空気によって上昇し、これによるクリッパー28の後退でマンドレル91が括れ部91bから切断され、リベット90を介した二枚の金属板P,Pのかしめ止め処理が完了する。
【0055】
そして、クリッパー28によりマンドレル91が切断された後は、クリッパー28の引張り負荷は一瞬にして図2のグラフにおける「a」点における負荷と略同一のレベルにまで低下するが、本実施形態においては、切換バルブ41は、この負荷の急激な低下によってその流路が閉止されるように構成されており、これによってクリッパー28が筒状ケーシング27内を過剰に後退してつぎのリベット処理時にクリッパー28を元の位置に戻すのに時間がかかるという不都合が解消されるようになされている。
【0056】
第一実施形態のリベッター10は、以上詳述したように、シリンダ装置30を駆動させる流体圧としてはコンプレッサー40の駆動により得られる圧搾空気の空気圧を用い、引張り力調整手段として、クリッパー28の引張り負荷が予め設定された設定負荷値未満のときに作動する、大径シリンダ31に内装された第二ピストン35と、クリッパー28の引張り負荷が上記設定負荷以上のときに第二ピストン35より大きな引張り力でクリッパー28を引っ張る第一ピストン34とを備えて構成されている。
【0057】
したがって、クリッパー28の引張り負荷が設定負荷値未満のとき(すなわち図2のグラフにおける「c」点まで)は、クリッパー28は第二ピストン35の駆動で動作してリベッター本体20の油圧ピストン23およびピストンロッド25を介してクリッパー28にマンドレル91を引っ張らせる一方、引張り負荷が設定負荷値以上のとき(すなわち図2のグラフにおける「c」点を越えたとき)には、クリッパー28は第二ピストン35より大きな引張り力を有する第一ピストン34の駆動で動作するため、これら二つのピストン35,36の使い分けで、コンプレッサー40の能力が一定であっても無駄な力を使うことなく効率的にリベッター10を作動させることができる。
【0058】
このことは、第二ピストンロッド37の頂部の有効断面積(面積A2)を、第一ピストンロッド36の頂部の有効断面積(面積A1(図1))より小さく寸法設定したことによる効果であり、これによってコンプレッサー40を圧力可変なものにする必要がないことを示しており、その分圧力源の構造が簡単なものになて装置コストの低減化に貢献することができる。
【0059】
図4は、本発明に係る第二実施形態のリベッターを示す説明図である。第二実施形態においては、大径シリンダ31に第一ピストンロッド36を備えた第一ピストン34のみが内装され、先の実施形態の第二ピストン35に相当するこの実施形態の第二ピストン39は、中径シリンダ32の上部に横向きで別途固定された横向きシリンダ38に内装されている。そして、本実施形態においては、第二ピストンロッド39aによる押圧力を、第一ピストンロッド36による押圧力より大きなものとするために、横向きシリンダ38の第二ピストン39と第二ピストンロッド39aとの面積比を、第一ピストン34と第一ピストンロッド36との面積比より大きくなるように設定している。
【0060】
具体的には、図4に示すように、第一ピストン34の有効面積をB1、第二ピストンの39の有効面積をB2、第一ピストンロッド36の有効面積をA1、第二ピストンロッド39aの有効面積をA2とした場合、
(B2/A2)>(B1/A1)
という不等式が成立するように各面積比が設定されるのである。
【0061】
また、先の実施形態の小径シリンダ33に対応する本実施形態の小径シリンダ33′は、横向きで中径シリンダ32の頂部に固定され、かかる小径シリンダ33′に先の実施形態の第二ピストンロッド37に対応する、第二ピストン39から右方に向けて突設された第二ピストンロッド39aが摺接状態で嵌挿されている。
【0062】
また、コンプレッサー40からの圧搾空気を大径シリンダ31内に導入するための上記上部空気流導入孔31aに対応した空気流導入孔31a′は、大径シリンダ31の最下部位置に設けられているとともに、横向きシリンダ38の左端部にはコンプレッサー40からの圧搾空気を横向きシリンダ38内に導入するための上記下部空気流導入孔31bに対応する横部空気流導入孔38aが設けられている。
【0063】
そして、中径シリンダ32の頂部には、第二ピストン39が最左方に位置した状態で中径シリンダ32内と小径シリンダ33′内とを連通させる、上記環状隙間33aに対応した小孔33a′が穿設されている。
【0064】
したがって、コンプレッサー40からの空気流導入孔31a′を介した大径シリンダ31内への圧搾空気の導入で第一ピストン34が上昇したときには、第一ピストンロッド36が中径シリンダ32内の作動油を小孔33a′および作動油流通孔22bを介してリベッター本体20のシリンダ室22a内に供給する一方、コンプレッサー40からの空気圧が横部空気流導入孔38aを介して横向きシリンダ38内に導入されたときには、第二ピストン39の右方への移動によって第二ピストンロッド39aが小孔33a′を塞ぎつつ小径シリンダ33′内の作動油を作動油流通孔22bを介してリベッター本体20のシリンダ室22aに送り込むようになっている。
【0065】
そして、第一および第二ピストンロッド36,39aと、第一および第二ピストン34,39との間の各有効面積の比の関係が第一実施形態のものと同様に設定されており、これによって第一ピストン34が駆動した後の第二ピストン39の駆動で、クリッパー28がマンドレル91を切断し得る(図2のグラフの「d」点)ようになっている。
【0066】
第二実施形態において、シリンダ装置30aを除くその他の構成(リベッター本体20の構成およびコンプレッサー40からシリンダ装置30aに圧搾空気を送り込む構成等)については、第一実施形態のものと同様である。
【0067】
図5は、第二実施形態のリベッター10aの作用を説明するための説明図であり、(イ)はシリンダ装置30aが作動する直前の状態、(ロ)は第一ピストン34が上昇した状態、(ハ)は第二ピストン39が右方向に向けて作動した状態をそれぞれ示している。なお、第二実施形態のリベッター10aの作用は、基本的に第一実施形態のものと同様であり、図5の(イ)、(ロ)および(ハ)は、図3の(イ)、(ロ)および(ハ)に対応し、第一実施形態の大径シリンダ31の一部、第二ピストン35、第二ピストンロッド37および小径シリンダ33がそれぞれ第二実施形態の横向きシリンダ38、第二ピストン39、第二ピストンロッド39aおよび小径シリンダ33′におきかえられているだけであるため、第二実施形態の作用についての説明は省略する。
【0068】
そして、第二実施形態特有の作用効果としては、第二ピストン39の有効面積を、第一ピストン34のそれとは独立して任意に設定することができるため、設計の自由度が大きくなり、これによって第二ピストンロッド39aのストローク量(すなわち第二ピストンロッド39aにより押圧されてシリンダ室22a内に供給される作動油の油量)や、負荷ピークd(図2)に適正に対応したクリッパー28の引張り力等を容易に設定し得るようになることを挙げることができる。
【0069】
図6は、本発明に係る第三実施形態のリベッター10bを示す説明図である。第三実施形態においては、圧力源として先のコンプレッサー40に代えて電動モータ60により作動する可変容量型油圧ポンプ50が採用されている。そして、電動モータ60の駆動による可変容量型油圧ポンプ50の作動で作業油が空気圧を介することなくリベッター本体20のシリンダ室22aに直接供給されるようになっているため、先の実施形態におけるシリンダ装置30,30aは採用されていない。
【0070】
本実施形態においては、可変容量型油圧ポンプ50としてアキシャル型油圧ポンプが採用されている。このアキシャル型油圧ポンプは、内部の傾斜板をばね等の弾性部材で傾倒角度可変に押圧する一方、油圧を発生させるピストンをこの傾斜板に連結し、傾斜板の傾倒角度に応じてピストンのストローク長が変動するようになされた公知のものである。かかる構成のアキシャル型油圧ポンプを採用することにより、マンドレル91に対するクリッパー28の引張り負荷に応じて傾斜板の傾倒角度が自動的に変更され、これによって作動油の吐出量が変化することになる。
【0071】
一方、可変容量型油圧ポンプ(アキシャル型油圧ポンプ)50の出力は、油圧と吐出量との積であるため常に一定である。したがって、可変容量型油圧ポンプ50を作動させる電動モータ60の出力も一定となるため、電動モータ60を効率のよい領域で使用することができる。
【0072】
このことは、マンドレル91の引張り操作で大半を占める負荷が小さい領域(図2のグラフの「a」点〜「c」点の間)において作業油の吐出量が多くなり、これによってマンドレル91を引っ張る速度が速くなり、作業時間の迅速化を実現することができる一方、負荷が大きいとき(図2のグラフにおける「d」点)にはマンドレル91を引っ張る速度は遅くなるがこれに反比例して引張り力は大きくなり、マンドレル91を切断することができる。
【0073】
このような第三実施形態のリベッター10bによれば、クリッパー28の引張り負荷に応じて可変容量型油圧ポンプ50の作動油の吐出量が変化し、引張り負荷が小さいときには作動油の吐出量が多くなり、逆に引張り負荷が大きいときには作動油の吐出量が少なくなるため、油圧と作動油の吐出量との積である可変容量型油圧ポンプ50の出力(エネルギー)を一定とした上で引張り負荷に応じてクリッパー28の引張り力を経時的に変化させることができる。したがって、電動モータ等の駆動手段を効率のよい出力域で使用することができ、エネルギーコストの低減化に貢献することができる。
【0074】
また、マンドレルの引張り操作において、大きな引張り力を要さない前半期間は、可変容量型油圧ポンプ50の吐出量が多いことによりクリッパー28の引張り速度も速く、その分作業効率を向上させることができる。
【0075】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【0076】
(1)上記の第一および第二実施形態においては、シリンダ装置30,30aにコンプレッサー40からの圧搾空気を送り込むことでクリッパー28の引張り力を変化させるようにしているが、本発明は、シリンダ装置30,30aにコンプレッサー40からの圧搾空気を送り込むこと限定されるものではなく、コンプレッサー40に代えてオイルポンプを採用し、このオイルポンプからの作動油をシリンダ装置30,30aに送り込むことでクリッパー28の引張り力を変化させるようにしてもよい。
【0077】
(2)上記の第一および第二実施形態においては、第一ピストン34の駆動を第二ピストン35,39の駆動に切り換えるのに自動的に流路が切り換る切換バルブ41を採用しているが、こうする代わりに例えばシリンダ室22a内の圧力を検出する圧力センサーを設け、この圧力センサーによる検出値に基いて圧搾空気の流路として第一支管43および第二支管44のいずれかを選択し得るようないわゆる電磁弁を採用してもよい。
【0078】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、対象物に貫通されたリベットのマンドレルを圧力源からの流体圧によるクリッパーの摘持・引張り動作でかしめ処理するように構成されたリベッターを前提とし、クリッパーに加わる引張り負荷に応じて上記引張り力が経時的に変化し得るように構成されているため、従来のように最大引張り負荷に見合った流体圧を常に発生させるリベッターの場合には当該高い流体圧に常に対応させるために重量化した頑丈な圧力源としての圧力発生装置やリベッターそのものを採用する必要があるのに対し、圧力発生装置やリベッターそのもののを、短い時間だけ訪れる最大引張り負荷に対応し得るものにすることができ、これによってこれらの軽量化を図ることが可能になり、装置コストの低減化に貢献することができる。
【0079】
また、経時的に引張り負荷に応じて流体圧が設定されるため、従来の常に最大引張り負荷に見合った高圧を発生させなければならない場合に比較し、運転コストの低減化に寄与することができる。そして、リベッターそのものが軽量化されることにより、リベッターの取り扱いが容易になり、リベット施工の作業性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第一実施形態のリベッターを示す説明図である。
【図2】クリッパーの移動量と引張り負荷との関係を示すグラフである。
【図3】第一実施形態のリベッターの作用を説明するための説明図であり、(イ)はシリンダ装置が作動する直前の状態、(ロ)は第一ピストンが上昇した状態、(ハ)は第二ピストンが上昇した状態をそれぞれ示している。
【図4】本発明に係る第二実施形態のリベッターを示す説明図である。
【図5】第二実施形態のリベッターの作用を説明するための説明図であり、(イ)はシリンダ装置が作動する直前の状態、(ロ)は第一ピストンが上昇した状態、(ハ)は第二ピストンが右方向に向けて作動した状態をそれぞれ示している。
【図6】本発明に係る第三実施形態のリベッターを示す説明図である。
【符号の説明】
10,10a,10b リベッター
11 把持部 12 引金
20 リベッター本体 21 シリンダ部
22 シリンダ本体 22a シリンダ室
22b 作動油流通孔 23 油圧ピストン
24 コイルスプリング 25 ピストンロッド
26 動作部 27 筒状ケーシング
27a 仕切壁 28 クリッパー
30,30a シリンダ装置 31 大径シリンダ
31a 空気流導入孔 31b 下部空気流導入孔
32 中径シリンダ 33,33′ 小径シリンダ
33a 環状隙間 33a′ 小孔
34 第一ピストン 35,39 第二ピストン
36 第一ピストンロッド 37,39a 第二ピストンロッド
38 横向きシリンダ 38a 横部空気流導入孔
40 コンプレッサー 41 切換バルブ
42 本管 43 第一支管
44 第二支管 50 可変容量型油圧ポンプ
60 電動モータ 90 リベット
91 マンドレル 91a 頭部
91b 括れ部 92 スリーブ
92a フランジ P 金属板
P1 リベット孔
Claims (1)
- 頭部が設けられるピン状のマンドレルと、マンドレルを外嵌するスリーブとを備えるリベットを対象物に貫通させ、圧力源からの流体圧によるクリッパーの摘持・引張り動作で、マンドレルの頭部をスリーブに嵌め込み、マンドレルの頭部でスリーブを拡径し、さらに、マンドレルを切断してかしめ処理するにあたり、クリッパーに加わる引張り負荷に応じて引張り力が経時的に変化し得るように構成されたリベッターであって、圧力源からの流体圧により作動してクリッパーを動作させるシリンダ装置と、クリッパーの引張り負荷に応じてシリンダ装置の引張り力を調整する引張り力調整手段とを備え、引張り力調整手段は、クリッパーの引張り負荷が予め設定された設定負荷値未満のときに作動する第一シリンダ装置と、クリッパーの引張り負荷が前記設定負荷値以上のときに第一シリンダ装置より大きな引張り力でクリッパーを引張り、マンドレルを切断させる第二シリンダ装置とを備えることを特徴とするリベッター。
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