JPH03189042A - セルフドリリングリベットの締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ブラインドリベットのマンドレル先端に、被
締結部材に取付孔を切削するドリル部を設けたいわゆる
セルフドリリングリベットの締め機に関する。

従来の技術 セルフドリリングリベットの締め機には、前記ドリル部
に回転トルクを伝達して孔あけ加工を行なわせる孔あけ
機能と、マンドレルを軸方向後方へ引張ってリベット本
体を緊締する締結機能とを兼ね備えていることか必要と
される。

ところで、この種セルフドリリングリベットは、通常の
ブラインドリベットと同様に、リベット本体の緊締時に
おいてマンドレルを破断させるため、前記マンドレルに
は破断小径部が設けられている。

この破断小径部の強度は当然マンドレル本来の強度より
低くなっている。一方、前記ドリル部の外径は、前記マ
ンドレルか挿通する管状のリベット本体の外径より若干
大きくしなければならないので、前記マンドレルの直径
に比べて相当大きくなる。

発明が解決しようとする課題 上記のような構造を有するセルフドリリングリベットの
ドリル部にマンドレルを通じて回転トルクを与え、被締
結物に取付孔を加工しようとすると、切削抵抗によって
マンドレルが前記破断小径部から破断してしまい到底実
用に耐え得ないという問題点があって、この種セルフド
リリングリベットの締め機は未だ実用化されていないの
である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、前記
ドリル部への回転トルクの伝達が確実で、被締結物に能
率良く取付孔を加工することができ、しかも、使用取扱
いが簡便で、作業性の点でもすくれているセルフトリリ
ングリヘットの締め機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明による締め機は、前
端部にマンドレルガイド（６）を固定した外筒（５）と
、該外筒（５）内に同軸状に配設され、前端のテーパ状
開口部（１６）にジョー（１７）が嵌挿されている内筒
（１５）とを備えている締め機であって、 前記内筒（１５）を軸方向後方へ引張って前記ジョー（
１７）を閉じ、前記マンドレルガイド（６）に挿通した
セルフドリリングリベットのマンドレルに予備引張り力
を与えて、リベット本体のフランジ頭部を前記マンドレ
ルガイド（６）の前端面に押圧させる第１の伝動手段と
、該予備引張り状態において、前記外筒（５）と内筒（
１５）とを一体に回転させ、前記リベット本体及びマン
ドレルを介して前記マンドレル先端に設けたドリル部に
回転トルクを伝達し、孔あけ加工を行なわせる第２の伝
動手段と、 前記外筒（５）と内筒（１５）を停止させた後、前記内
筒（１５）を更に軸方向後方へ引張って、前記リベット
本体を緊締させると共に、前記マンドレルを破断させる
第３の伝動手段と、を設けたことを特徴とする。

前記第１の伝動手段には、前記予備引張り力を制御する
手段が設けられている。また前記マンドレルガイドの前
端面に滑り止め突起を設けることが好ましい。

作用 上記構成により、前記マンドレルガイドに挿通して差し
込んだセルフドリリングリベットのマンドレルに予備引
張り力を与えて、リベット本体のフランジ頭部が前記マ
ンドレルガイドの前端面に押圧される。この予備引張り
状態において、前記内筒及び外筒が一体に回転する。こ
の回転力は、前記ジョーで把持固定したマンドレルと、
マンドレルガイドの前端面に押圧したリベット本体のフ
ランジ頭部とを通じて前記ドリル部に伝達され、該ドリ
ル部により取付孔を切削加工する。取付孔の加工が終了
すると、前記外筒及び内筒が停止し、続いて前記内筒が
軸方向後方へ引張られ、前記ジョーを介して前記マンド
レルを引張り、リベット本体を緊締した後、前記マンド
レルを破断小径部で破断させて締結作業が完了する。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による締め機の非作動状態を示している
。１は回転工具の本体、２はその回転駆動軸で、六角軸
に形成されている。本体１の前端には回転駆動軸２を囲
繞する円筒ボス３が一体的に突設されている。

４は筒状カバー体で、円筒ボス３にねじ結合して本体１
に固定され、回転駆動軸２の軸線とほぼ同軸に配設され
ている。

５は前端部にマンドレルガイド６を固着した外筒で、後
端フランジ部５ａに円筒体７が連結され、該円筒体７の
後端フランジ部７ａとフランジ部５ａを介して筒状カバ
ー体４の前部に回転自在並びに軸方向摺動自在に支持さ
れ、外筒５の前半部分は筒状カバー体４の前端開口部４
ａから突出している。また、フランジ部５ａにはクラッ
チ爪８が突設されている（第６図参照）。該クラッチ爪
８は筒状カバー体４の前端開口部４ａに嵌着した蓋体９
の内側面に突設したクラッチ爪１０（第７図参照）と係
合して、外筒５を筒状カバー体４に非回転状態に係止さ
せるようになっている。一方、マンドレルガイド６の前
端面６ａにはセレーションなどの滑り止め突起が設けら
れている。これは後述するリベット本体のフランジ頭部
が前端面６ａに押圧したとき、回転トルクの伝達を確実
にするためである。

１１は回転雌ねじ体で、円筒の内側に雌ねじ１１ａを有
し、筒状カバー体４の後部に外筒５と隣接して内装され
、後側壁１１ｂが回転駆動軸２に摺動のみ自在に係合し
て回転せしめられるようになっており、かつ、円筒ボス
３に内装したばね１２によりスラスト軸受１３を介して
前方へ付勢されている。そして、前方へ付勢された回転
雌ねじ体１１がスラスト軸受１４を介して円筒体７及び
外筒５を前方へ押し出し、クラッチ爪８をクラッチ爪１
０に係合させている。したがって、外筒５をばね１２に
抗して後方へ押動させると、クラッチ爪８がクラッチ爪
１０からはずれ、筒状カバー体４に対する外筒５の係止
が解除される。

１５はジョー１７を保持する内筒で、外筒５及び円筒体
７内に収容され、前端部に固着した先細のテーパスリー
ブ１６内にジョー１７が嵌挿されている。ジョー１７は
内筒１５に嵌装した押しばね１８により押し筒１９を介
して常時前方へ付勢されていて、テーパスリーブ１６か
ら突出する先端部分がマンドレルガイド６の後端部分に
係合して押し広げられ、ガイド孔６ｂを通じて挿入され
るマンドレルがスムーズにジョー１７に誘導されるよう
になっている。

内筒１５の後半部分は径大に形成されていて、その段部
２０が円筒体７の内壁に突設した環状ストッパ２１に係
止され、外筒５に対する内筒１５の前方への移動が制限
されると共に、環状ストッパ２１とテーパスリーブ１６
の後端との間に介装したばね２２によって内筒１５は常
時前方へ付勢されている。

また、内筒１５の中央部分には直径方向に相対向し、か
つ軸方向に延びる一対の長孔２３．　２３が設けられ、
これに対応して外筒５の円筒体７に設けた長孔２４．２
４と前記長孔２３．２３に挿通したピン２５により、内
筒１５は外筒５に対して非回転状態で、かつ、長孔２３
により制限された範囲で軸方向へ摺動可能に係合されて
いる。なお、ピン２５は外筒５のフランジ部５ａの後側
に嵌挿したばね２６によって常時後方へ付勢され、非作
動状態においては長孔２４の後端縁２４ａに当接して停
止している。

更に、内筒１５の後部には回転雌ねじ体１１に係合して
内筒１５に引張り力及び回転力を伝達する作動装置２６
が組み込まれている。該作動装置２６は雌ねじ１．１　
ａと噛み合うねじ山２８を有する一対の爪体２７，２７
を含んでいる。各爪体２７は切欠部２９と係止段部３０
を有しく第８図参照）、内筒１５に直径方向に相対向し
て設けた開口３１．３１に半径方向へ移動可能に嵌め込
まれ、内筒１５に摺動自在に嵌挿した可動支持体３２に
支持された状態においてねじ山２８が雌ねじ１１ａと噛
み合うようになっており、かつ、内筒１５の外周に嵌挿
した環状体３３に連設されたばね片３４．３４が各爪体
２７の係止段部３０に係合して爪体２７，２７を内筒１
５の中心側へ付勢している（第９図参照）。

可動支持体３２は、前端がばね２６により後方へ付勢さ
れているピン２５に当接して後方へ付勢され、後端に突
設したピン３５が内筒１５の後側壁１５ａに設けた通孔
３６を貫通して突出している。

第１０図は、回転駆動軸２を回転させる電動モータ４０
を制御する電気回路を示しており、内筒１５に予備引張
り力を付与する始動スイッチ４１と、ドリル部５１に回
転トルクを与え、続いてリベット締結作業を行なわせる
ための作動スイッチ４２が並列に接続されている。また
、予備引張り力を制御するタイマー４３が始動スイッチ
４１と直列に接続されている。

第３図は、上記のように構成したリベット締め機にセル
フドリリングリベット４５を装着した準備状態を示して
いる。

リベット４５は、一端にフランジ頭部４７を設けた管状
のリベット本体４６と、該リベット本体４６の中心孔を
貫通する長いマンドレル４８の一端に頭部４９を連設す
ると共に、頭部４９近傍の軸部に破断小径部５０を設け
、頭部４９にドリル部５１を突設した構造を有している
。

まず、マンドレル４８をマンドレルガイド６のガイド孔
６ｂに挿通してジョー１７に差し込み、始動スイッチ４
１を入れると、タイマー４３により設定した短時間（約
１秒以内）だけ電動モータ４０が作動し、回転駆動軸２
により回転雌ねじ体１１を回転させる。この回転雌ねじ
体１１の回転により、雌ねじｌｌａに噛み合う爪体２７
．２７を介して内筒１５が後方へ少し引張られる。この
予備引張り力は、リベット本体４６を半径方向へ膨出変
形させない範囲に設定されている。

内筒１５の予備引張りによって、ばね１８で前方へ付勢
されているジョー１７がテーパスリーブ１６のテーパ面
で閉じられ、マンドレル４８を把持固定すると共に、リ
ベット本体４６のフランジ頭部４７がマンドレルガイド
６の前端面６ａに押圧し、その接触圧で外筒５からリベ
ット本体４６に回転トルクの伝達が可能となる。同時に
、リベット本体４６とマンドレル頭部４９との間に発生
する接触圧によって、リベット本体４６からドリル部５
１に回転トルクの伝達が可能となる。なお、前述のよう
に該前端面６ａにセレーションその他の滑り止め突起を
設けておくと、該突起がフランジ頭部４７に食い込み、
回転トルクの伝達がより確実になる。

次に、ドリル部５１の先端を被締結部材５２゜５３に押
し当てて推力を加えると、その反力で外筒５及び円筒体
７がばね１２に抗して回転雌ねじ体１１と共に筒状カバ
ー体４に対して相対的に後退し、スラスト軸受１３が円
筒ボス３の受座３ａに当接した位置で停止する（第４図
参照）。このときジョー１７を含む内筒１５も一緒に後
退する。

この後退移動によって、クラッチ爪８とクラッチ爪１０
との係合が解除され、外筒５及び円筒体７は筒状カバー
体４に対して回転自在となる。

この状態において、作動スイッチ４２を入れ、電動モー
タ４０を作動すると、回転駆動軸２及びこれに連動する
回転雌ねじ体１１を介して外筒５と内筒１５が一体的に
回転する。なお、作動スイッチ４２は始動スイッチ４１
を入れたのちでないと動作しない。この外筒５及び内筒
１５の回転力はジョー１７を介してマンドレル４８に伝
達されると共に、マンドレルガイド６を介してリベット
本体４６に伝達され、マンドレル４８の頭部４９に突設
したドリル部５１を回転させて被締結部材５２．５３に
取付孔５４を加工する。なお、ドリル部５１に伝達され
る回転トルクの大半は、マンドレルガイド６とリベット
本体４６との接触圧に起因する摩擦力によって伝達され
、マンドレル４８自体は前記接触圧を発生させるための
引張り作用をなし、はとんどトルク伝達には寄与しない
。

したがって、マンドレル４８が回転トルクによって不測
に破断するおそれはない。

取付孔５４の加工が終了し、リベット４５に対する推力
を解除すると、外筒５はばね１２により筒状カバー体４
に対して前方へ付勢され、再びクラッチ爪８がクラッチ
爪１０に係合して外筒５が筒状カバー体４に非回転状態
に係止保持される。

この状態で作動スイッチ４２を入れたまま回転雌ねじ体
１１の回転を続けると、回転雌ねじ体１１の雌ねじ１１
ａに噛み合う爪体２７，２７が軸方向後方へ移動せしめ
られ、該爪体２７，２７を介して内筒１５がばね２２に
抗して後方へ引張られる。そして、ジョー１７で把持し
たマンドレル４８を引張り、頭部４９をリベット本体４
６の中心孔に圧入させることによりリベット本体４６を
半径方向へ膨出変形させて緊締する。続いて、マンドレ
ル４８を小径部５０で破断させる。

一方、内筒１５が所定位置まで後方へ移動すると、ピン
３５が回転駆動軸２の端面に当接し、可動支持体３２を
ばね２６に抗して内筒１５の前方側へ押動する。この可
動支持体３２の移動により、両爪体２７．２７の支持が
解放されると、ばね片３４．３４で両爪体２７．２７が
、第５図に仮想線で示すように、内筒１５の中心部へ押
し込められ、そのねじ山２８が雌ねじｌｌａから外れる
。

その結果、内筒１５と回転雌ねじ体１１の係合が離脱さ
れ、内筒１５はばね２２の作用で第１図に示す元の位置
まで前方へ移動して停止し、ジョー１７も開いた状態に
戻る。一方、可動支持体３２は戻しばね２６の作用でピ
ン２５を介して内筒１５に対し相対的に後方へ押し戻さ
れ、再び両爪体２７．２７を半径方向へ押し出して支持
し、ねじ山２８が雌ねじｌｌａに噛み合った状態に戻っ
て、締結作業の１サイクルが終了する。

上記実施例において、クラッチ爪８．１０が離脱し、外
筒５が筒状カバー体４に対して回転自在となるドリル部
による孔あけ加工時には、回転駆動軸２が高速回転（例
えば２．　５０　Ｏｒ、ｐ、ｓ、）　Ｌ、一方、クラッ
チ爪８，１０が係合し、外筒５が筒状カバー体１４に対
して非回転状態となるマンドレルの引張り時には、回転
駆動軸２が低速回転（例えば、１　、　０００　ｒ、ｐ
、＋ａ、）するように構成すると、孔あけ作業と緊締作
業がより一層能率良く行なえる。

また、上記実施例においては、回転工具の駆動、源とし
て電動モータ４０を示したが、空圧モータ油圧モータを
用いることも可能である。

発明の効果 本発明は以上説明したように、マンドレルガイドに挿通
して差し込んだリベットのマンドレルに予備引張り力を
与えて、リベット本体のフランジ頭部を前記マンドレル
ガイドの前端面に押圧させ、前記リベット本体及びマン
ドレルの両者を介してリベット先端のドリル部に回転ト
ルクを伝達するようにしたから、回転トルクの伝達が確
実で、被締結物に能率良く取付孔を加工することができ
る。

しかも、回転トルクの大半は前記マンドレルガイドとリ
ベット本体との接触圧によって前記ドリル部に伝達され
、マンドレル自体は主として前記接触圧を生じさせるた
めの引張り作用をなし、はとんどトルク伝達に寄与しな
いから、マンドレルが回転トルクによって破断するおそ
れがない。

また、予備引張り、ドリル部の回転及びリベット本体の
緊締の一連の動作が自動連続的に行なわれるから、使用
取扱いに便利で、容易かつ迅速に締結作業が行なえ、作
業性の点でもすぐれている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明によるリ
ベット締め機の縦断正面図、第２図は同内筒の平面図、
第３図はリベットをセットした準備状態を示す締め機要
部の縦断正面図、第４図は同取付孔の加工状態を示す要
部の縦断正面図、第５図は同緊締状態を示す要部の縦断
正面図、第６図は外筒の斜視図、第７図は蓋体の斜視図
、第８図は爪体の斜視図、第９図は環状ばねの斜視図、
第１０図は電動モータの制御回路図である。 １・・・電動回転工具の本体　２・・・回転駆動軸４・
・・筒状カバー体　　　　５・・・外筒６・・・マンド
レルガイド　　７・・・円筒体８．１０・・・クラッチ
爪　　９・・・蓋体１１・・・回転雌ねじ体　　　１２
・・・ばね１３．１４・・・スラスト軸受け １５・・・円筒　　　　１６・・・テーパスリーブ１７
・・・ジョー　　　　　　２６・・・作動装置２７・・
・爪体　　　　　　　４０・・・電動モータ４１・・・
始動スイッチ　　　４２・・・作動スイッチ４３・・・
タイマー ４５・・・セルフドリリングリベット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）前端部にマンドレルガイド（６）を固定した外筒
   （５）と、該外筒（５）内に同軸状に配設され、前端の
   テーパ状開口部（１６）にジョー（１７）が嵌挿されて
   いる内筒（１５）とを備えている締め機であって、 前記内筒（１５）を軸方向後方へ引張って前記ジョー（
   １７）を閉じ、前記マンドレルガイド（６）に挿通した
   セルフドリリングリベットのマンドレルに予備引張り力
   を与えて、リベット本体のフランジ頭部を前記マンドレ
   ルガイド（６）の前端面に押圧させる第１の伝動手段と
   、 該予備引張り状態において、前記外筒（５）と内筒（１
   ５）とを一体に回転させ、前記リベット本体及びマンド
   レルを介して前記マンドレル先端に設けたドリル部に回
   転トルクを伝達し、孔あけ加工を行なわせる第２の伝動
   手段と、 前記外筒（５）と内筒（１５）を停止させた後、前記内
   筒（１５）を更に軸方向後方へ引張って、前記リベット
   本体を緊締させると共に、前記マンドレルを破断させる
   第３の伝動手段と、 を設けたことを特徴とするセルフドリリングリベットの
   締め機。
2. （２）前記第１の伝動手段に、前記予備引張り力を制御
   する手段が設けられている請求項１記載のセルフドリリ
   ングリベットの締め機。
3. （３）前記マンドレルガイド（６）の前端面（６ａ）に
   滑り止め突起が設けられている請求項１又は２記載のセ
   ルフドリリングリベットの締め機。
4. （４）回転工具の本体（１）に固定され、その回転駆動
   軸（２）の軸線とほぼ同軸に配設された筒状カバー体（
   ４）と、 該カバー体（４）の前端部分にその前端開口より突出し
   た姿勢で回転自在並びに軸方向移動自在に支持され、前
   端部にマンドレルガイド（６）を固着した外筒（５）と
   、 前記カバー体（４）の後部に前記外筒（５）と隣接して
   内装され、かつ、前記回転駆動軸（２）に摺動自在に連
   動連結されている回転雌ねじ体（１１）と、 該回転雌ねじ体（１１）及び前記外筒（５）を前方へ付
   勢するばね手段（１２）と、 前方へ付勢された前記外筒（５）を前記カバー体（４）
   に非回転状態に係合する一方、前記外筒（５）を前記ば
   ね手段（１２）に抗して後方へ押動したとき、前記係合
   を解除するクラッチ手段（８）、（１０）と、 前記外筒（５）内に同軸状に配設され、前端のテーパ状
   開口部（１６）にジョー（１７）が嵌挿されている内筒
   （１５）と、 前記外筒（５）が前記カバー体（４）に非回転状態に係
   合されているとき、前記回転雌ねじ体（１１）に連動し
   て前記内筒（１５）を後方へ引張利、一方、前記外筒（
   ５）が前記カバー体（４）との係合を解除されていると
   き、前記回転雌ねじ体（１１）に連動して前記内筒（１
   ５）及び外筒（５）を一体に回転させる作動装置と、 を備えているセルフドリリングリベットの締め機。
5. （５）前記クラッチ手段が、前記筒状カバー体（４）の
   前端開口に嵌合される蓋体（９）の内側面に突設したク
   ラッチ爪（１０）と、前記外筒（５）の後端フランジ部
   に突設され前記クラッチ爪（１０）に係合するクラッチ
   爪（８）とにより構成されている請求項５記載のセルフ
   ドリリングリベットの締め機。
6. （６）前記回転工具の駆動源が電動モータ（４０）であ
   って、該電動モータ（４０）を制御する電気回路に、始
   動スイッチ（４１）と作動スイッチ（４２）が並列に接
   続されると共に、前記始動スイッチ（４１）と直列にタ
   イマー（４３）が接続され、前記始動スイッチ（４１）
   の作動によって、回転駆動軸（２）をわずかだけ回転さ
   せ、前記ジョー（１７）を閉じ、前記マンドレルに所定
   の予備引張り力を与えるように構成されている請求項４
   又は５記載のセルフドリリングリベットの締め機。